[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及到一种燃料电池系统，其具有：通过反应气体的电化学反应发电的燃料电池组、用于向燃料电池组供给反应气体的气体供给流路、设置在气体供给流路上的中间冷却器。

背景技术

燃料电池组例如将由阳极侧电极、电解质膜及阴极侧电极构成的膜-电极组件(MEA)和隔板作为一组燃料电池单体，通过层叠了多组该单元的燃料电池单体层叠体构成。即，各燃料电池单体在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的一个面上配置阳极侧电极，在另一个面上配置阴极侧电极，进一步在两侧设置隔板而构成。并且，层叠多组这种燃料电池单体，并由集电板、绝缘板及端板夹持，从而构成产生高电压的燃料电池组。

在这种燃料电池中，向阳极侧电极供给燃料气体，例如含有氢的气体，并且向阴极侧电极供给氧化气体，例如空气。这样一来，燃料气体及氧化气体用于电池反应，产生电动势，在阴极侧电极中生成水。

并且，为了向燃料电池组供给氧化气体，设置气体供给流路的同时，在气体供给流路的上游侧设置作为气体压缩机的空气压缩机。并且，在气体供给流路的中途，在空气压缩机和燃料电池之间设置中间冷却器，在由空气压缩机压缩的空气等氧化气体温度上升时也可冷却氧化气体，防止温度过度上升的高温的氧化气体进入到燃料电池组。即，温度过度上升的氧化气体进入到燃料电池组时，燃料电池组内的电解质膜等燃料电池组的构成配件可能会热劣化，而当设置中间冷却器时，可有效防止热劣化。在设置中间冷却器的情况下，设置中间冷 却器冷却用的致冷剂流路、及致冷剂流路中途的致冷剂泵。并且，通过致冷剂泵使冷却水等致冷剂在致冷剂流路中循环。

如上所述，在向燃料电池系统设置中间冷却器的情况下，致冷剂泵等用于冷却中间冷却器的冷却部的构成配件中产生故障等异常时，也可能无法通过中间冷却器防止送入到燃料电池组的氧化气体的过度的温度上升。对此，日本特开2002-184435号公报中所述的燃料电池系统中，当检测出冷却与中间冷却器对应的热交换装置的冷却系统产生异常时，控制装置停止空气压缩装置。因此，当热交换装置的冷却系统中产生异常时，燃料电池的发电运转无论其他条件如何而总是停止的。

但是在即使对送入到燃料电池的气体进行冷却的热交换装置的冷却系统中产生异常、送入到燃料电池的氧化气体的温度也没有过度上升的情况下，使燃料电池发电没有问题。

鉴于这种情况，本发明人想到，如果即使在热交换装置的冷却部产生异常的情况下，也能够在不对燃料电池发电产生影响时发电，则可延长燃料电池的发电运转时间。

本发明的目的在于，即使在含有致冷剂泵的中间冷却器的冷却部产生异常的情况下，也能够在不对燃料电池发电产生影响时发电，据此，提供一种可延长燃料电池的发电运转时间的燃料电池系统。

发明内容

本发明涉及的燃料电池系统的特征在于，燃料电池，通过反应气体的电化学反应发电；气体供给流路，用于向燃料电池供给反应气体；

气体供给装置，设置在气体供给流路上；温度检测单元，检测反应气体的温度；中间冷却器，对通过气体供给装置的气体进行冷却；致冷剂流路，对中间冷却器进行冷却的致冷剂流过其中；致冷剂泵， 设置在致冷剂流路上；和控制部，其特征在于，控制部具有：冷却部异常判断单元，判断包括致冷剂泵的中间冷却器的冷却部有无异常状态；和气体供给装置动作控制单元，在判断为中间冷却器的冷却部发生异常的情况下，根据由温度检测单元检测出的反应气体的温度控制气体供给装置的动作状态。

并且，在本发明涉及的燃料电池系统中优选：气体供给装置是气体压缩机，气体供给装置动作控制单元在判断为中间冷却器的冷却部发生异常的情况下，根据由温度检测单元检测出的反应气体的温度控制气体压缩机的转速，以使反应气体的温度变为规定值以下。

并且，在本发明涉及的燃料电池系统中优选：气体供给装置是气体压缩机，气体供给装置动作控制单元在判断为中间冷却器的冷却部发生异常的情况下，根据由温度检测单元检测出的反应气体的温度、及表示与反应气体的温度对应设定的气体压缩机的最大允许转速或最大允许转速的关系值的映射的数据，控制气体压缩机的转速。

并且进一步优选：在气体供给流路中燃料电池的气体上游侧、中间冷却器的气体下游侧设置加湿器，温度检测单元检测出气体供给流路中加湿器的上游侧的反应气体的温度。