燃料電池系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃料電池系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002]以往，提出了具備接受反應氣體(燃料氣體及氧化氣體)的供給而進行發電的燃料電池的燃料電池系統，并被實用化。燃料電池是通過電化學工藝使燃料氧化，由此將伴隨于氧化反應而放出的能量直接轉換成電能的發電系統。當利用上述燃料電池系統進行發電時，因電化學反應而在燃料電池內部生成水分，但是該水分滯留在燃料電池內部的反應氣體流路中，有時會妨礙反應氣體的流動。而且，在冰點下等低溫環境下使燃料電池系統運轉時，殘存于燃料電池的電極(催化劑層或擴散層)的內部的水分凍結，存在起動性能顯著降低的情況。
[0003]為了解決這樣以在燃料電池內部生成的水分為起因的各種問題，目前，提出了在燃料電池的運轉停止時向反應氣體流路供給干燥氧或干燥氫，由此進行使燃料電池內部的氣體流路或燃料電池系統的閥等上附著的水分減少的掃氣處理的技術(例如，參照專利文獻I)。根據專利文獻I記載的技術，能夠根據環境溫度或燃料電池溫度來調整掃氣處理的定時。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開號公報

【發明內容】

[0007]在實施專利文獻I記載那樣的燃料電池停止期間中的自動掃氣處理的情況下，在規則上要求將通過使用者的操作而使自動掃氣處理中斷用的構造裝入系統。這樣在通過使用者的操作(例如點火裝置的接通操作或罐蓋的打開操作)而中斷了自動掃氣處理的情況下，在剛中斷之后再次開始掃氣處理時，使用者會感受到燃料電池系統進行了與自己的操作相反的處理這樣的印象，可能會感覺到不適感。
[0008]本發明鑒于上述情況而作出，目的在于提供一種即使在燃料電池的運轉停止期間中的掃氣處理因使用者的操作而中斷的情況下，也能夠不給使用者造成不適感地再次開始掃氣處理的燃料電池系統。
[0009]為了實現所述目的，本發明的燃料電池系統具備燃料電池、向燃料電池供給氣體的氣體供給系統及對氣體供給系統進行控制的控制裝置，其中，控制裝置在燃料電池的運轉停止期間中控制氣體供給系統而執行掃氣處理，在掃氣處理由于使用者的操作而中斷的情況下，在從中斷時起經過規定時間之后控制氣體供給系統而使掃氣處理再次開始。
[0010]而且，本發明的控制方法是在燃料電池的運轉停止期間中執行掃氣處理的燃料電池系統的控制方法，在掃氣處理因使用者的操作而中斷的情況下，從中斷時起經過規定時間之后使掃氣處理再次開始。
[0011]當采用上述結構及方法時，在燃料電池的運轉停止期間中執行的掃氣處理因使用者的操作而中斷的情況下，能夠在從中斷時起經過規定時間之后使掃氣處理再次開始。因此，能夠防止掃氣處理在剛中斷之后再次開始的情況，能夠不給使用者造成不適感(使用者懷有燃料電池系統進行了與自己的操作相反的處理的印象)地執行掃氣處理。
[0012]在本發明的燃料電池系統中，可以的是，所述燃料電池系統具備環境溫度檢測部，該環境溫度檢測部在燃料電池的運轉停止期間中檢測環境溫度。在上述情況下，可以采用在由環境溫度檢測部檢測到的環境溫度小于規定溫度的情況下執行掃氣處理的控制裝置。
[0013]當采用上述結構時，在燃料電池的運轉停止期間中當環境溫度降低(例如小于攝氏零度)的情況下能夠自動地執行掃氣處理。因此，在低溫環境下能夠減少運轉停止中的燃料電池內部的水分量，能夠防止伴隨于環境溫度的降低而燃料電池內部的水分凍結從而起動性降低這樣的事態的發生。
[0014]在本發明的燃料電池系統中，可以采用根據由環境溫度檢測部檢測到的環境溫度來設定從由使用者的操作引起的掃氣處理的中斷到掃氣處理的再次開始所需要的時間的控制裝置。
[0015]當采用上述結構時，能夠根據環境溫度來設定從由使用者的操作引起的掃氣處理的中斷起到掃氣處理的再次開始所需要的時間(掃氣中斷時間)。因此，例如，在環境溫度比較低的情況下，能夠將掃氣中斷時間設定得比較短而在比較早的時期使掃氣再次開始，因此能夠抑制與環境溫度的降低相伴的燃料電池內部的水分的凍結。
[0016]在本發明的燃料電池系統中，可以采用根據特定的使用者的操作方式來設定從由使用者的操作引起的掃氣處理的中斷到掃氣處理的再次開始所需要的時間的控制裝置。
[0017]當采用上述結構時，能夠根據使用者的操作方式來設定從由使用者的操作引起的掃氣處理的中斷到掃氣處理的再次開始所需要的時間(掃氣中斷時間)。因此，在確定了假定使用者從操作場所比較早地離去這樣的操作方式的情況(例如，使用者剛進行點火裝置的接通操作而使掃氣處理中斷之后進行點火裝置的切斷操作的情況、或使用者剛進行罐蓋的打開操作而使掃氣處理中斷之后進行罐蓋的關閉操作的情況)下，能夠將掃氣中斷時間設定得比較短而在比較早的時期使掃氣再次開始。另一方面，在確定了假定使用者在操作場所停留比較長的時間這樣的操作方式的情況(例如，使用者進行了點火裝置的接通操作而使掃氣處理保持中斷的狀態下規定時間以上未進行點火裝置的切斷操作的情況、或使用者進行罐蓋的打開操作而使掃氣處理保持中斷的狀態下規定時間以上未進行罐蓋的關閉操作的情況)下，能夠將掃氣中斷時間設定得比較長而延緩掃氣的再次開始。
[0018]發明效果
[0019]根據本發明，能夠提供一種即使在燃料電池的運轉停止期間中的掃氣處理因使用者的操作而中斷的情況下，也能夠不給使用者造成不適感地使掃氣處理再次開始的燃料電池系統。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發明的實施方式的燃料電池系統的結構的概略的說明圖。
[0021]圖2是用于說明本發明的實施方式的燃料電池系統的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]以下，參照各圖，說明本發明的實施方式。需要說明的是，附圖的上下左右等位置關系只要沒有特別說明，就基于附圖所示的位置關系。而且，附圖的尺寸比率沒有限定為圖示的比率。而且，以下的實施方式是用于說明本發明的例示，并不是將本發明僅限定為該實施方式。此外，本發明只要不脫離其主旨，就可以進行各種變形。
[0023]首先，使用圖1，說明本實施方式的燃料電池系統10的結構。燃料電池系統10作為例如搭載在作為移動體的燃料電池車輛上的車載電源系統起作用，具備:接受反應氣體(燃料氣體及氧化氣體)的供給而發電的燃料電池20 ;用于將作為氧化氣體的空氣向燃料電池20供給的氧化氣體供給系統30 ;用于將作為燃料氣體的氫氣向燃料電池20供給的燃料氣體供給系統40 ;用于控制電力的充放電的電力系統50 ;對系統整體進行統一控制的控制裝置60。
[0024]燃料電池20是將多個單電池串聯地層疊而成的固體高分子電解質型電池組。在燃料電池20中，在陽極電極發生(I)式的氧化反應，在陰極電極發生(2)式的還原反應。作為燃料電池20整體而發生(3)式的起電反應。
[0025]H2— 2H++2e_…(I)
[0026](1/2) 0z+2H++2e- — H20." (2)
[0027]H2+(1/2) O2一 H 20…(3)
[0028]構成燃料電池20的單電池包括高分子電解質膜、陽極電極、陰極電極、分隔件。陽極電極及陰極電極從兩側夾持高分子電解質膜而形成三明治結構。分隔件由不透過氣體的導電性構件構成，從兩側夾持陽極電極及陰極電極，并且在與陽極電極及陰極電極之間分別形成燃料氣體及氧化氣體的流路。
[0029]陽極電