[发明专利]燃料电池系统及其制造方法

说明书

燃料电池系统具备：供氢阀，其控制向阳极系统内的阳极气体的供给；排气阀，其从阳极系统内排出废气；阳极压力传感器，其测量阳极系统内的压力；氢浓度推定部，其基于在供氢阀闭阀中且排气阀开阀期间的压力下降来推定阳极系统内的氢浓度。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统。

背景技术

作为现有的燃料电池系统，具有如下的构成，即，基于在将供氢阀闭阀而停止向燃料电池供氢期间的供氢阀下游的阳极系统内的压力变化算出从阳极系统内排出的气体量(US2012/0156575A)。

发明内容

在燃料电池系统运转中，在排气阀闭阀期间，从燃料电池的阴极电极经由电解质膜向阳极电极透过来的氮等积存在阳极系统内，阳极系统内的氢浓度逐渐降低。当阳极系统内的氢浓度降低时，在燃料电池系统运转中有可能发生电压下降。

为了防止这样的电压下降，根据需要将排气阀开阀，经由排气阀将含有氮或氢的废气从阳极系统内排出，从而将阳极系统内的氢浓度管理为不发生电压下降的氢浓度以上。但是，由于没有精度良好地推定阳极系统内的氢浓度的方法，故而不能适当地控制经由排气阀从阳极系统内排出的废气量(排气量)，当排气量过大而超过需要时，燃耗率有可能恶化，或者相反地，有可能因排气量不足而发生电压下降。

本发明是着眼于这种问题点而设立的，其目的在于精度良好地推定阳极系统内的氢浓度。

根据本发明的一方面，提供一种向燃料电池供给阳极气体及阴极气体，并根据负荷使燃料电池发电的燃料电池系统。该燃料电池系统具备：供给阀，其用于向燃料电池系统的阳极系统内供给阳极气体；排气阀，其用于从阳极系统内排出废气；压力检测部，其推定或测量阳极系统内的压力；氢浓度推定部，其基于在供给阀闭阀中且排气阀开阀期间的压力下降来推定阳极系统内的氢浓度。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的燃料电池系统的概略图；

图2是对本发明第一实施方式的推定阳极系统内的氢浓度的方法进行说明的图；

图3是对本发明第一实施方式的排气控制进行说明的流程图；

图4是对基准负荷率算出处理的详细进行说明的流程图；

图5是对排气阀开阀请求信号生成处理的详细进行说明的流程图；

图6是对排气阀开闭处理的详细进行说明的流程图；

图7是对本发明第一实施方式的氢浓度推定处理的详细进行说明的流程图；

图8是基于压力下降速度来推定氢浓度的映像图；

图9是对本发明第一实施方式的供氢阀的控制进行说明的流程图；

图10是基于目标输出电流来算出脉动上下限压力的表；

图11是对本发明第一实施方式的排气控制进行说明的时间图；

图12是对本发明第二实施方式的氢浓度的推定方法进行说明的图；

图13是对当供氢阀闭阀时的阳极系统内的气体流入流出进行说明的图；

图14是对本发明第二实施方式的氢浓度推定处理的详细进行说明的流程图；

图15是基于发电耗氢量来算出压力下降量的表；

图16是基于输出电流来算出耗氢量的表；

图17是对本发明第二实施方式的氢浓度的推定方法进行说明的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)