[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及具有燃料电池的燃料电池系统。

背景技术

近年来，将利用反应气体(燃料气体及氧化气体)的电化学反应发电的燃料电池作为能源的燃料电池系统备受瞩目。

这种燃料电池系统中，有如下技术：在停止运转时使燃料电池比通常运转时快速冷却，使由于残留于燃料电池的气体带来的碳氧化而导致的燃料电池的劣化反应延迟(例如，参照专利文献1)。

此外，有如下技术：发电停止后，使冷却水在燃料电池循环，直到燃料电池的温度低于成为冷却水的循环停止判断基准的冷却水循环停止温度(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2007-328972号公报

专利文献2：日本特开2007-164998号公报

发明内容

在冰点以下，若运转停止时间达到长时间，则燃料电池被外部大气从外周侧冷却。于是，燃料电池的中心侧与外周侧的温度差变大，即使在运转停止后对气体流路内进行扫气，也会有时在燃料电池的气体流路内残留的水蒸气凝结而冻结。尤其是，在配置在燃料电池的外周侧的共轨等狭窄的气体流路部分，由于冻结而气体的流动降低，可能引起其后的起动性降低。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种抑制运转停止后在冰点以下的燃料电池的部位之间的温度差扩大、抑制由凝结引起的冻结，能够确保其后的良好起动的燃料电池系统。

为了达到上述目的，本发明的燃料电池系统，包括：燃料电池，其通过燃料气体和氧化气体的电化学反应而发电；气体供给部，其向与所述燃料电池相连的气体流路供给燃料气体及氧化气体；冷却部，其将所述燃料电池冷却；和控制部，其在判定为所述燃料电池进行的发电停止后所述燃料电池成为冰点以下的情况下，进行通过所述气体供给部向所述气体流路送入燃料气体及氧化气体而进行扫气的扫气处理，并进行通过所述冷却部将所述燃料电池冷却的冷却处理。

根据该结构的燃料电池系统，控制部在判定为燃料电池的发电停止后燃料电池成为冰点以下时，将燃料气体及氧化气体送入气体流路进行扫气，并冷却燃料电池，因此能够将燃料电池迅速冷却而使气体流路内的水蒸气液化将其排出。

由此，能够抑制以下不良情况：在冰点以下，由于运转停止时间达到较长时间，因此燃料电池被外部大气从外周侧冷却而中心侧与外周侧的温度差变大，在燃料电池的气体流路内残留的水蒸气凝结而冻结。因此，即使在配置于燃料电池的外周侧的共轨等狭窄的气体流路部分也能抑制冻结，确保其后起动时的气体流动，能够良好起动。

此外，在本发明的燃料电池系统中可以是，所述控制部在所述燃料电池成为了预先设定的冷却完成温度的时间点使所述冷却处理停止。

此外，在本发明的燃料电池系统中可以是，所述控制部在所述冷却处理停止后经过了预定时间的时间点使所述扫气处理停止。

此外，在本发明的燃料电池系统中可以是，所述控制部在所述冷却处理停止后燃料电池的阻抗值成为了预定值以上的时间点，使所述扫气处理停止。

此外，在本发明的燃料电池系统中可以是，所述冷却部包括：使冷却介质在与所述燃料电池相连的冷却路循环的泵、和具有使所述冷却介质与外部大气进行热交换的冷却扇的散热器。

此外，在本发明的燃料电池系统中可以是，所述控制部根据所述燃料电池的内部温度及预先存储的所述燃料电池的温度变化的映射推定所述燃料电池成为所述冷却完成温度的冷却完成定时，用所述冷却完成定时控制所述泵及冷却扇，以使所述泵及所述冷却扇完全停止的完全停止定时与所述冷却完成定时一致。

此外，在本发明的燃料电池系统中可以是，在所述冷却路连接有储存有所述冷却介质的冷却介质容器，通过在所述冷却处理时驱动所述泵，所述冷却介质容器内的所述冷却介质被向所述冷却路内循环。

根据本发明的燃料电池系统，能够抑制运转停止后在低温环境下的燃料电池的温度变化，抑制由于凝结导致的冻结，确保其后的良好起动。

附图说明

图1是本发明的实施方式的燃料电池系统的概略结构图。

图2是说明由控制部进行的燃料电池系统的停止时的控制的流程图。

图3是表示冰点以下时停止控制的温度变化、控制的定时及气体流路内的残余水量的曲线图。

图4是表示冰点以下时停止控制的其他例子的曲线图。

图5是表示燃料电池系统的变形例的概略结构图。

附图标记的说明

1 燃料电池系统

20 燃料电池

50 控制部

71 空气供给路(气体流路)