[发明专利]燃料电池系统及液态水量预测方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池系统及液态水量预测方法。所述燃料电池系统具有：燃料电池堆，其通过氢与氧的化学反应而进行发电，并且使生成水及排气被排出；液态水量预测部，其基于燃料电池堆的发电电流量、向燃料电池堆供给的空气的量、该空气的温度及相对湿度、从燃料电池堆被排出的排气的温度、和该排气的压力，而对所述生成水中的液态水的量进行预测。

技术领域

本公开内容涉及一种燃料电池系统及液态水量预测方法。

背景技术

在日本特开2010-153246号公报中，公开了一种使燃料气体与氧化剂气体反应而进行发电的燃料电池系统，并成为在发电时所生成的液态水被贮留于捕集罐中的结构。此外，在该日本特开2010-153246号公报中，公开了如下内容，即，基于发电电流累计值而对预测生成水量进行计算，并在根据该预测结果而被判断为贮留在捕集罐中的生成水量成为了阈值以上的情况下，使排水阀开阀。

然而，在如日本特开2010-153246号公报那样仅基于发电电流累计值来预测生成水量的情况下，只能够对使水蒸气与液态水混合而成的生成水量进行预测。因此，对于预测液态水的生成量的观点而言，仍存在改善的余地。

发明内容

本公开内容考虑到上述事实，获得一种能够对生成水中的液态水的生成量进行预测的燃料电池系统及液态水量预测方法。

用于解决课题的方法

第一方式的燃料电池系统具有：燃料电池堆，其通过氢与氧的化学反应而进行发电，并且使生成水及排气被排出；液态水量预测部，其基于所述燃料电池堆的发电电流量、向所述燃料电池堆供给的空气的量、所述空气的温度、所述空气的相对湿度、从所述燃料电池堆被排出的排气的温度、以及所述排气的压力，而对所述生成水中的液态水的量进行预测。

在第一方式的燃料电池系统中，通过在燃料电池堆中使氢与氧发生化学反应而进行发电，并使生成水及排气被排出。在此，燃料电池系统具备液态水量预测部，该液态水量预测部基于燃料电池堆的发电电流量、所供给的空气量、空气的温度、空气的相对湿度、排气温度及排气压力来对将要被生成的液态水量进行预测。以此方式，通过对燃料电池堆的发电电流量添加诸如向燃料电池堆供给的空气的量及相对湿度这样的供给侧的信息、以及诸如从燃料电池堆被排出的排气的温度及排气压力这样的排气侧的信息，从而能够对生成水中的液态水的量进行预测。

第二方式的燃料电池系统为，在第一方式中，具备：贮水罐，其贮存有从所述燃料电池堆被排出的液态水；阀，其被设置于对所述燃料电池堆与所述贮水罐进行连结的排水管上；阀控制部，其对所述阀的开度进行控制，所述阀控制部在由所述液态水量预测部而预测出的液态水量越多时，越增大所述阀的开度，而在由所述液态水量预测部而预测出的液态水量越少时，越减小所述阀的开度。

在第二方式的燃料电池系统中，具备对从燃料电池堆被排出的液态水进行贮存的贮水罐。此外，燃料电池堆与贮水罐通过排水管而被连结，且在该排水管上设置有阀。而且，阀的开度通过阀控制部而被控制，且该阀控制部在由液态水量预测部所预测出的液态水量越多时，则越增大阀的开度。由此，在所生成的液态水量较多的情况下，通过增大阀的开度，从而使排水管的流道截面积变大，进而能够抑制所生成的液态水不被贮存于贮水罐中而向大气被排出的情况。此外，与之相反地，阀控制部在由液态水量预测部所预测出的液态水量越少时，越减小阀的开度。由此，在所生成的液态水量较少的情况下，通过减小阀的开度，从而使排水管的流道截面积变小，进而能够抑制液态水之外的气体等进入贮水罐的情况。

第三方式的燃料电池系统为，在第二方式中，具备喷射部，所述喷射部使被贮存于所述贮水罐中的液态水向车辆的热交换器喷射。

在第三方式的燃料电池系统中，通过使所生成的液态水向车辆的热交换器喷射，从而能够促进热交换。