[发明专利]燃料电池系统及其控制方法

说明书

本申请主张基于在2014年11月14日提出申请的申请编号 2014-231195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及其控制方法。

背景技术

作为以往的燃料电池系统，开发出一种对于将燃料气体(氢)向 燃料电池(燃料电池组)的阳极供给的燃料气体供给系统，并使在燃 料电池的阳极未消耗的燃料气体经由燃料气体循环系统的循环泵循环 的燃料电池系统。并且，作为具有该燃料气体循环系统的燃料电池系 统的例子，在JP2007-115460A中公开了如下情况：使循环泵的转速上 升而使在燃料气体循环系统的配管内壁上冷凝的液态水排水，由此减 少过度的液态水向循环泵流入的可能性。而且，在JP2008-171770A中 公开了如下情况：通过与成为压缩机或燃料电池的负载的电动机的驱 动相伴的声响来掩盖与循环泵(氢泵)的驱动相伴的声响。

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，例如，在低负载下的发电长时间持续等低负载下的燃料电 池系统的运转长时间持续的情况下，当低速旋转下的循环泵的动作长 时间持续时，存在水滞留于燃料电池的内部或燃料气体循环系统的情 况。尤其是存在液态水滞留于燃料气体循环系统的从气液分离器的出 口到循环泵的吸入口为止的部位的情况。例如，由于燃料电池与循环 泵的温度差引起的结露、循环泵从气液分离器内汲取的液态水等，而 存在液态水滞留的情况。当该滞留水的量超过规定量时，在使循环泵 高速旋转时，产生滞留水向循环泵的啮入，导致作为与循环泵的驱动 相伴的声响的异响的产生或大音量化等(以下，也称为“异响等”)，存 在给使用者带来不快感或不适感、故障的担心等这样的课题。

而且，还存在若滞留水在燃料电池的阳极增多，则在高负载发电 时产生燃料气体不足的状态，发生燃料电池的单电池电压的下降或氧 化(碳氧化)引起的电极劣化这样的课题。

而且，存在不仅使燃料气体循环系统的循环泵的转速上升而执行 燃料电池的阳极侧的燃料气体的流路的排水，还使向燃料电池的阴极 供给氧化气体(空气中的氧)的氧化气体供给系统的空气压缩机的转 速上升，经由氧化气体排出系统而执行燃料电池的阴极侧的氧化气体 的流路的排水的情况。这种情况下，根据在阳极侧的排水中产生的工 作声和在阴极侧的排水中产生的工作声的产生的方式的不同，而存在 给使用者带来不快感或不适感、故障的担心等的课题。

【用于解决课题的方案】

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 的方式来实现。

(1)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池 系统具备：燃料电池；阳极气体供给流路，向所述燃料电池供给阳极 气体；阳极气体排出流路，从所述燃料电池排出阳极废气；阳极气体 循环流路，将所述阳极气体供给流路与所述阳极气体排出流路连接； 阳极气体泵，设于所述阳极气体循环流路，将所述阳极废气向所述阳 极气体供给流路供给；阳极侧排水控制部，控制所述阳极气体泵的循 环流量，将滞留于阳极侧流路的阳极侧液态水排出；阴极气体供给流 路，向所述燃料电池供给阴极气体；阴极气体泵，设于所述阴极气体 供给流路，将所述阴极气体向所述燃料电池供给；及阴极侧排水控制 部，控制所述阴极气体泵的供给流量，将滞留于阴极侧流路的阴极侧 液态水排出。所述阳极侧排水控制部及所述阴极侧排水控制部在驱动 所述阳极气体泵及所述阴极气体泵中的预先选择的一方的泵进行排水 之后，驱动另一方的泵进行排水。

根据该方式的燃料电池系统，例如，预先选择先驱动与工作声大 增的一侧的排水对应的泵来执行排水，由此，能够在执行了工作声大 的一侧的排水之后，执行工作声小的一侧的排水，由于使排水产生的 工作声从大向小变化，因此能够减少给使用者带来的不快感、不适感、 故障的担心等。

(2)在上述方式的燃料电池系统中，在产生了阴极侧排水要求时， (a)在所述阳极侧排水控制部已经开始所述阳极侧液态水的排出的情 况下，所述阴极侧排水控制部在所述阳极侧液态水的排出结束之后， 执行所述阴极侧液态水的排出，(b)在所述阳极侧排水控制部还未开 始所述阳极侧液态水的排出的情况下，所述阴极侧排水控制部在所述 阳极侧排水控制部开始所述阳极侧液态水的排出且所述阳极侧液态水 的排出结束之后，执行所述阴极侧液态水的排出。