[发明专利]燃料电池系统的冷却介质的流量控制方法及燃料电池系统

说明书

本申请主张基于在2014年11月10日提出申请的申请编号 2014-227848号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中的冷却介质的流量控制。

背景技术

以往，提出了如下的技术：在具有由层叠的多个单电池构成的单 电池组的燃料电池系统中，在冰点下起动时，在使冷却水的泵停止而 不使冷却水循环的状态下进行预热，使发电部位急速升温 (JP2010-186599A)。

发明内容

然而，在上述的技术中，对于如位于单电池组的端部的单电池那 样比其他的单电池难以升温的单电池，无法从其他的单电池经由冷却 水提供废热。因此，有在单电池组内产生温度分布而单电池组整体升 温至规定温度需要长时间的课题。而且，在各单电池内，也无法将更 容易升温的氧化剂气体的入口侧的废热经由冷却水向氧化剂气体的出 口侧引导。因此，在各单电池内产生温度分布，存在单电池组整体升 温至规定温度需要长时间的问题。这样的课题并不局限于冷却水，在 为了调整单电池组的温度而使不冻液及空气等的任意的种类的冷却介 质循环的燃料电池系统中是共通的课题。此外，在以往的燃料电池系 统中，希望其小型化、低成本化、省资源化、制造的容易化、易使用 度的提高等。

本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，能够作为以下 的方式实现。

(1)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池系统中的冷却介质 的流量控制方法，所述燃料电池系统具有燃料电池、在所述燃料电池 的内部形成的所述冷却介质的内部流路、在所述燃料电池的外部形成 且与所述内部流路连接而形成所述冷却介质的循环流路的外部流路。 该方法包括：判定所述循环流路内的向所述内部流路的入口处的所述 冷却介质的温度即入口温度是否为在所述燃料电池内生成水不冻结的 温度范围的下限温度以上的工序；及调整所述循环流路中的所述冷却 介质的流量的工序，即，在判定为所述入口温度为所述下限温度以上 的情况下，将所述循环流路中的所述冷却介质的流量调整成比通常流 量多，所述通常流量为通常动作时所述燃料电池产生与该调整时的所 述燃料电池的发热量相同的发热量时的所述冷却介质的流量，在判定 为所述入口温度不为所述下限温度以上的情况下，将所述循环流路中 的所述冷却介质的流量调整成所述通常流量以下的工序。

根据该方式的方法，在入口温度为燃料电池内生成水不冻结的温 度范围的下限温度以上的情况下，将循环流路中的冷却介质的流量调 整成比通常流量多，因此促进燃料电池内的热量的传导而能够抑制燃 料电池内的温度分布的发生。因此，能够缩短燃料电池整体的升温时 间，能够缩短燃料电池系统的预热运转所需的时间。而且，在该方式 的燃料电池系统中，根据入口温度是否为下限温度以上的判定结果而 将冷却介质的流量调整成比通常流量多，使用入口温度作为在该判定 中使用的温度。在此，入口温度是在循环流路中最低的温度，因此在 上述温度比生成水不再冻结的温度范围的下限值高的情况下，在循环 流路的任意的位置都是比该下限值高的温度。因此，将冷却介质的流 量调整成比通常流量多的结果是，与在判定工序中使用其他的部位的 温度的情况相比，能够更可靠地抑制燃料电池中发生生成水的再冻结 的情况。

(2)在上述方式的方法中，可以的是，调整所述循环流路中的所 述冷却介质的流量的工序包括如下工序：在判定为所述入口温度不为 所述下限温度以上的情况下，将所述循环流路中的所述冷却介质的流 量调整成比所述通常流量少，该通常流量是通常动作时所述燃料电池 产生与该调整时的所述燃料电池的发热量相同的发热量时的所述冷却 介质的流量。根据该方式的方法，在入口温度不为燃料电池内生成水 不冻结的温度范围的下限温度以上的情况下，将循环流路中的冷却介 质的流量调整成比通常流量少，因此能够抑制在燃料电池内生成水再 冻结的情况，并且能够抑制燃料电池中的发热部位由冷却介质冷却而 上述部位的发热量下降的情况。