[发明专利]燃料电池系统

说明书

燃料电池系统具备：燃料电池组，在内部形成有阴极流路和阳极流路；以及阴极气体供给流路，配置有排出阴极气体的第一泵并且与阴极流路的入口侧连接。燃料电池系统还具备：阴极废气排出流路，配置有背压阀并且与阴极流路的出口侧连接；以及循环流路，配置有排出阴极废气并使阴极废气循环的第二泵。燃料电池系统在怠速运转时使阴极废气循环来降低阴极电位，在从怠速运转移至负荷运转后，使背压阀的开度比怠速运转时大，来使阴极背压比怠速运转时的阴极背压降低。由此，迅速地进行燃料电池组内的气体置换。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统。

背景技术

公知有一种在燃料电池系统处于发电待机中的情况下，为了避免阴极(cathode)电极成为高电位，而在发电待机中使阴极气体循环来使电压降低的技术(例如，参照专利文献1)。若可避免发电待机中的阴极电极的高电位，则燃料电池的劣化被抑制。作为与这样的技术相关的其他文献，有专利文献2。

专利文献1：日本特开2009－252552号公报

专利文献2：日本特开2003－115317号公报

然而，如专利文献1、专利文献2所公开那样，在发电待机状态下进行阴极气体的循环控制的燃料电池系统中，通过该循环控制，电池组内部的阴极气体内的氧浓度变低。因此，在从发电待机状态切换为发电要求状态时，即使停止阴极气体的循环控制，并增加空气供给压缩机的空气供给量，到氧被供给至电池组的整个区域而能够进行高输出发电为止也需要时间。若产生这样的氧的供给延迟，则燃料电池系统的效率降低。氧的供给延迟因被低氧浓度的阴极气体充满的燃料电池组内的气体置换需要时间而引起。

发明内容

鉴于此，本说明书公开的燃料电池系统的课题在于，迅速地进行阴极气体的循环控制后的燃料电池组内的气体置换。

为了解决这样的课题，本说明书所公开的燃料电池系统具备：燃料电池组，通过层叠多个具有阴极电极、阳极电极、以及配置于阴极电极与阳极电极之间的电解质膜的单电池而形成，并且在内部形成有阴极流路和阳极流路；阴极气体供给流路，配置有排出阴极气体的第一泵，并且与上述阴极流路的入口侧连接；阴极废气排出流路，配置有背压阀，并且与上述阴极流路的出口侧连接；循环流路，将上述阴极气体供给流路内的比上述第一泵靠下游侧的流路和上述阴极废气排出流路内的比上述背压阀靠上游侧的流路连接，配置有排出阴极废气的第二泵，并且使上述阴极废气从上述阴极废气排出流路向上述阴极气体供给流路循环；控制部，在有怠速运转的要求时，实施运转上述第二泵，使上述阴极废气循环的阴极循环控制，并且，在从上述怠速运转移至负荷运转后，在上述燃料电池组内的氧浓度到达规定值为止的期间，实施使上述背压阀的开度比上述怠速运转时大来使阴极背压比上述怠速运转时的阴极背压降低的减压控制。由此，能够迅速地进行阴极气体的循环控制后的燃料电池组内的气体置换。

上述控制部也可以在上述怠速运转时关闭上述背压阀来实施上述阴极循环控制。另外，上述控制部也可以在上述怠速运转时，通过使上述第一泵排出阴极气体来使上述阴极背压上升。并且，上述控制部也可以在从上述怠速运转向上述负荷运转转移时，实施将上述背压阀全开，使上述阴极背压降低而接近大气压的减压控制。

由此，能够更高效地进行燃料电池组内的气体置换。

另外，燃料电池系统可以还具备与上述背压阀并列的释放阀，上述控制部在从上述怠速运转向上述负荷运转转移时，使上述释放阀开放。由此，能够进一步提高气体置换的效率。

根据本说明书公开的燃料电池系统，能够迅速地进行阴极气体的循环控制后的燃料电池组内的气体置换。

附图说明

图1是表示第一实施方式的燃料电池系统的概略结构的说明图。

图2是表示第一实施方式中的燃料电池系统的控制的一个例子的流程图。