[发明专利]燃料电池系统

说明书

本申请主张基于在2014年10月16日提出申请的申请番号 2014-211328的日本专利申请的优先权，并将其公开的全部通过参照而 援引于本申请。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统。

背景技术

已知有使由燃料电池生成的生成水不垂流而暂时积存于罐内，使 用空气压缩机将积存的生成水排出的燃料电池系统(日本特开 2008-235203号公报)。

发明内容

然而，当为了排水而增多空气压缩机的流量时，消耗电力增加， 燃料电池的燃油经济性变差，而且，空气压缩机的动作声也增大。在 上述技术中，如在屋内不排水而在屋外排水那样执行排水处理，但是 对于燃料电池或搭载有燃料电池的车辆的动作状态或燃油经济性与空 气压缩机的流量之间的关系，并未充分研究。

本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，可以作为以下 的方式实现。

第一方式提供一种燃料电池系统。第一方式的燃料电池系统具备： 使燃料气体与空气反应来发电的燃料电池；向所述燃料电池供给空气 的空气压缩机；控制所述燃料电池及空气压缩机的动作的控制部；及 从所述燃料电池排出废气及生成水的排气系统构件。在第一条件成立 的情况下，所述控制部使所述空气压缩机的转速增大，将比第一流量 大的第二流量以上的空气向所述燃料电池供给而使所述燃料电池中的 水排出，所述第一条件包括通过所述空气压缩机向所述燃料电池供给 的空气的流量大于所述第一流量。在第一方式的燃料电池系统中，在 空气的流量比第一流量大的情况下，使空气压缩机的转速增大而向燃 料电池供给追加的空气。因此，为了从燃料电池排出水，例如在将第 二流量以上的空气向燃料电池供给时，与在空气的流量不大于第一流 量的情况下使空气压缩机的转速增大而向燃料电池供给追加的空气的 情况相比，追加的空气的流量可以减少。其结果是，与行驶没有直接 关系的燃料消耗可以减少，能够提高燃油经济性。

在第一方式的燃料电池系统中，可以的是，所述控制部推定所述 燃料电池内的水的量与存在于所述排气系统构件内的水的量之和即生 成水残余量，所述第一条件还包括所述生成水残余量的推定值大于第 一值，所述控制部在所述第一条件成立的情况下，使所述空气压缩机 的转速增大，将比所述第一流量大的第二流量以上的空气向所述燃料 电池供给而使所述燃料电池中的水排出。根据该方式，在生成水残余 量多的情况下进行排水，因此在生成水残余量少时，不使空气压缩机 的转速增大，因此燃料消耗可以减少，能够提高燃油经济性。

在第一方式的燃料电池系统中，可以的是，在第二条件成立的情 况下，无论所述第一条件是否成立，所述控制部都使所述空气压缩机 的转速增大，将所述第二流量以上的空气向所述燃料电池供给而使所 述燃料电池中的水排出，所述第二条件包括所述生成水残余量的推定 值大于所述第一值且所述燃料电池的要求电力量大于第一电力量。在 燃料电池的要求电力量大于第一电力量的情况下，发电所需的空气量 也多。因此，为了将水排出而需要追加的空气的量可以减少，能够减 少与行驶没有直接关系的燃料消耗。

在第一方式的燃料电池系统中，可以的是，在所述生成水残余量 的推定值大于比所述第一值大的第二值的情况下，无论第一条件是否 成立，所述控制部都使所述空气压缩机的转速增大，将所述第二流量 以上的空气向所述燃料电池供给而使所述燃料电池中的水排出。在生 成水残余量的推定值大于比所述第一值大的第二值的情况下，水引起 溢流等而给发电造成大的影响。因此，在上述情况下，无论第一条件 是否成立，即不考虑燃油经济性，优选进行排水处理。

在第一方式的燃料电池系统中，可以的是，在所述生成水残余量 的推定值大于第一值但所述空气压缩机供给的空气的流量不大于第一 流量的情况下，除了根据其他的条件而使所述空气压缩机的转速增大 的情况之外，所述控制部维持所述空气压缩机的转速。控制部在不满 足第一条件的情况下，除了根据其他的条件而不使空气压缩机的转速 上升的情况之外，都维持所述空气压缩机的转速，因此能够维持燃油 经济性。