CN110767924A - 燃料电池*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料电池***,燃料电池***具备:部件,被设置在从燃料电池排出的废气的循环流路;电池温度获取部,获取燃料电池温度;部件温度获取部,获取部件温度;蓄电量获取部,获取二次电池的蓄电量;以及控制部,当燃料电池***的发电停止时,在燃料电池温度与部件温度之差亦即温度差为预先决定的温度差以上的情况下,在二次电池的蓄电量比预先决定的蓄电量低的期间,执行燃料电池的暖机处理而将通过该暖机处理产生的电力蓄电至二次电池,并在该暖机处理的执行后以预先决定的扫气能力执行扫气。

Description

燃料电池***
技术领域
本公开涉及燃料电池***。
背景技术
在燃料电池的内部存在运转过程中产生的生成水、用于反应气体的加湿的水等。在燃料电池的运转结束后燃料电池的温度降低并达到冰点以下的情况下,残留在燃料电池的内部、例如残留在单电池内的催化剂层、气体扩散层的细孔的水会冻结,而阻碍下次启动时的反应气体、废气的流通。鉴于此,提出了一种在燃料电池的运转结束后执行扫气处理的燃料电池***。在日本特开2017-10908所记载的燃料电池***中,在执行了使燃料电池快速升温的快速暖机运转之后,执行燃料电池的升温速度比快速暖机运转慢的通常暖机运转,在此基础上,执行燃料电池的扫气处理。
然而,实际情况是尚未对燃料电池的扫气处理进行足够的研究。例如,在日本特开2017-10908所记载的燃料电池***中,当燃料电池的温度高且气体流通辅机的温度低的情况下,在从快速暖机运转切换为通常暖机运转的基础上执行扫气处理。因此,例如当在放置于低温环境下的燃料电池***启动后运转短时间就结束运转的情况下,有在保持气体流通辅机的温度低的状态下燃料电池的温度降低的情况。此时,若如日本特开2017-10908的实施方式那样将气体流通辅机的温度加热到10℃~20℃,则虽然不产生这样的课题,但为了气体流通辅机的升温而使用不必要的能量。另一方面,若不使气体流通辅机升温,则有气体流通辅机的内部被从燃料电池排出的温暖潮湿的废气密封,存在这样的废气所包含的水分冻结的担心。鉴于此,要求能够适当地执行燃料电池的扫气处理的技术。
发明内容
(1)本公开的方式的燃料电池***具备:燃料电池;反应气体供给部,向上述燃料电池供给反应气体;部件,被设置在从上述燃料电池排出的废气的循环流路;电池温度获取部,获取上述燃料电池的温度亦即燃料电池温度;部件温度获取部,获取上述部件的温度亦即部件温度;二次电池;蓄电量获取部,获取上述二次电池的蓄电量;以及控制部,在上述燃料电池***的发电停止时,执行上述燃料电池的扫气。这里,在获取到的上述燃料电池温度与获取到的上述部件温度之差亦即温度差为预先决定的温度差以上的情况下,在上述二次电池的上述蓄电量比预先决定的蓄电量低的期间,上述控制部执行上述燃料电池的暖机处理而将通过该暖机处理产生的电力蓄电至上述二次电池,在该暖机处理的执行后,以预先决定的扫气能力执行上述扫气。根据该方式的燃料电池***,由于在获取到的燃料电池温度与获取到的部件温度之差亦即温度差为预先决定的温度差以上的情况下,在二次电池的蓄电量比预先决定的蓄电量低的期间,执行燃料电池的暖机处理而将通过该暖机处理产生的电力蓄电至二次电池,并在该暖机处理的执行后,以预先决定的扫气能力执行扫气,所以能够在通过暖机处理使部件升温了的状态下执行燃料电池的扫气。结果,能够降低流入部件内的废气、水的余量,即使外部空气温降低而部件的温度降低,也能够抑制在该部件内废气所包含的水分(水蒸气)、水冻结。因此,能够抑制在下次启动燃料电池时循环流路的一部分或者全部堵塞而不能够进行发电。
(2)在上述方式的燃料电池***中,当在上述暖机处理中上述二次电池的上述蓄电量达到了上述预先决定的蓄电量时,在上述温度差为上述预先决定的温度差以上的情况下,上述控制部在上述暖机处理的执行后,以比上述预先决定的扫气能力高的扫气能力执行上述扫气。根据该方式的燃料电池***,由于当在暖机处理中二次电池的蓄电量达到了预先决定的蓄电量时,在温度差为预先决定的温度差以上的情况下,在暖机处理的执行后,以比预先决定的扫气能力高的扫气能力执行扫气,所以能够提高部件中的从燃料电池排出的废气、水的排出力。结果,即使在暖机处理后温度差为预先决定的温度差以上,也能够抑制在该部件中废气所包含的水分、水冻结。
本公开也能够以各种实施方式实现。例如,能够以具备燃料电池***的车辆、燃料电池***的控制方法、燃料电池***中的扫气控制方法等方式实现。
附图说明
根据参照附图在下面描述的详细记述,本公开的上述目的以及其它的目的、特征、优点会变得更加明确。其中,
图1是表示燃料电池***的构成的示意图。
图2是表示扫气处理的处理步骤的流程图。
图3是表示第二实施方式中的扫气处理的处理步骤的流程图。
图4是表示第三实施方式中的扫气处理的处理步骤的流程图。
具体实施方式
A.第一实施方式:
A1.燃料电池***的构成:
图1是表示作为本公开的一个实施方式的燃料电池***100的构成的示意图。燃料电池***100例如被搭载于车辆,并根据来自驾驶员的要求而输出成为车辆的动力源的电力。燃料电池***100具备燃料电池10、氧化剂气体供给排出部30、燃料气体供给排出部50、冷却介质循环部70、以及控制装置20。燃料电池***100还具备DC/DC转换器90和二次电池92。
燃料电池10是接受氢气以及空气的供给作为反应气体并进行发电的固体高分子型燃料电池。燃料电池10具有层叠了多个单电池11的堆叠结构。虽然省略图示,但各单电池11具有在电解质膜的两面配置了电极的膜电极接合体、夹持膜电极接合体的一对气体扩散层以及一对隔板。由燃料电池10发出的电力经由DC/DC转换器90被供给至二次电池92或者负载93。
二次电池92对由燃料电池10发出的电力进行蓄电,与燃料电池10一起作为燃料电池***100中的电力的供给源发挥作用。二次电池92的电力供给至未图示的牵引马达等负载93、后述的空气压缩机33、氢泵65、各种阀。在本实施方式中,二次电池92由能够进行充放电的锂离子电池构成。此外,二次电池92也可以由铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池等其它的任意种类的电池构成。
SOC检测部96检测二次电池92的蓄电量(SOC:State Of Charge:充电状态),并发送给控制装置20。在本实施方式中,蓄电量是指充电余量相对于二次电池92的充电容量的比率。SOC检测部96检测二次电池92的温度、输出电压、输出电流,并基于这些检测值来检测蓄电量。
氧化剂气体供给排出部30从外部空气取入作为氧化剂气体的空气并供给至燃料电池10,并且从燃料电池10向外部排出阴极侧废气。氧化剂气体供给排出部30具备氧化剂气体配管31、空气流量计32、空气压缩机33、第一开闭阀34、第一压力计35、分流阀36、氧化废气配管41、以及第一调压阀42。
氧化剂气体配管31与形成在燃料电池10的内部的阴极侧的供给歧管连通,将从外部获取的空气供给至燃料电池10。空气流量计32设置于氧化剂气体配管31,测定所获取的空气的流量。空气压缩机33设置在空气流量计32与氧化剂气体配管31和氧化废气配管41的连接部位之间,根据来自控制装置20的控制信号,对从外部空气取入的空气进行压缩并将氧气供给至燃料电池10。第一开闭阀34设置在空气压缩机33与燃料电池10之间,进行从空气压缩机33向燃料电池10的空气供给的执行以及停止。第一压力计35测定燃料电池10的氧化剂气体入口的压力,并发送给控制装置20。分流阀36设置在空气压缩机33与氧化废气配管41之间,调节向燃料电池10和氧化废气配管41的空气的流量。
氧化废气配管41与形成在燃料电池10的内部的阴极侧的排出歧管连通。氧化废气配管41将从各单电池11排出的阴极侧废气排出到燃料电池***100的外部(大气)。第一调压阀42根据来自控制装置20的控制信号,调整燃料电池10的阴极气体出口的压力。
燃料气体供给排出部50将作为燃料气体的氢气供给至燃料电池10,并且从燃料电池10向外部排出阳极废气。燃料气体供给排出部50具备燃料气体配管51、氢气罐52、第二开闭阀53、第二调压阀54、喷射器55、第二压力计56、燃料废气配管61、气液分离器62、排气排水阀63、循环配管64、以及氢泵65。
燃料气体配管51将氢气罐52与燃料电池10连接,并将氢气罐52内的氢气以及从氢泵65送来的剩余氢气供给至燃料电池10。从氢气罐52朝向燃料电池10在燃料气体配管51依次配置第二开闭阀53、第二调压阀54、喷射器55、以及第二压力计56。
第二开闭阀53根据来自控制装置20的控制信号进行开闭,控制从氢气罐52向喷射器55的氢气的流入。在燃料电池***100停止时第二开闭阀53被关闭。第二调压阀54根据来自控制装置20的控制信号,将供给至喷射器55的氢气的压力调整为规定的压力。喷射器55根据来自控制装置20的控制信号,通过根据控制装置20设定的驱动周期以及开闭时间对阀进行开闭,从而将氢气供给至燃料电池10并且调整其供给量。第二压力计56测定燃料电池10的氢气入口的压力并发送给控制装置20。
燃料废气配管61将形成在燃料电池10的内部的阳极侧的排出歧管与气液分离器62连接。燃料废气配管61是用于从燃料电池10排出阳极侧废气的流路,将包含发电反应未使用的氢气、氮气等的阳极侧废气引导至气液分离器62。
气液分离器62连接在燃料废气配管61与循环配管64之间。气液分离器62将燃料废气配管61内的阳极侧废气所包含的氢气和水分离,使包含氢气的气体流入循环配管64,并进行贮水。
排气排水阀63是设置在气液分离器62的下部的开闭阀。排气排水阀63根据来自控制装置20的控制信号进行开闭,将被气液分离器62分离的水以及阳极侧废气所包含的氮气等杂质气体排出到氧化废气配管41。
循环配管64在比喷射器55靠下游侧的位置与燃料气体配管51连接。在循环配管64配置有根据来自控制装置20的控制信号被驱动的氢泵65。氢泵65将在气液分离器62中分离出的气体(包含氢气的气体)送出到燃料气体配管51。在燃料电池***100中,通过使包括阳极侧废气所包含的氢气的气体循环并再次供给至燃料电池10,来使氢气的利用效率提高。
对氢泵65设置有氢泵温度获取部66。氢泵温度获取部66测定氢泵65的温度,并发送给控制装置20。在本实施方式中,使用由氢泵温度获取部66测定出的氢泵65的温度作为部件温度。
冷却介质循环部70通过使冷却介质经由燃料电池10循环,来调整燃料电池10的温度(以下,称为“燃料电池温度”)。在本实施方式中,使用乙二醇等防冻液作为冷却介质。此外,并不限定于防冻液,也可以使用空气作为冷却介质。冷却介质循环部70具备冷却介质供给管71、冷却介质排出管72、散热器73、循环泵74、三通阀75、旁路管76、以及电池温度获取部77。
冷却介质供给管71与形成在燃料电池10的内部的冷却介质供给歧管连接。冷却介质排出管72与形成在燃料电池10的内部的冷却介质排出歧管连接。散热器73与冷却介质排出管72和冷却介质供给管71连接,并通过来自未图示的电动风扇的送风等对从冷却介质排出管72流入的冷却介质进行冷却之后排出到冷却介质供给管71。因此,由冷却介质排出管72、散热器73、冷却介质供给管71、以及燃料电池10内的歧管形成了冷却介质的循环路。
循环泵74配置在冷却介质供给管71,通过循环泵74的驱动力向燃料电池10压送冷却介质。三通阀75调节向散热器73和旁路管76的冷却介质的流量。电池温度获取部77配置在冷却介质排出管72中的燃料电池10的附近,测定冷却介质排出管72内的冷却介质的温度并发送给控制装置20。在本实施方式中,使用冷却介质的温度作为燃料电池温度。
以上说明的燃料电池10使用通过上述的构成供给的氢气以及空气进行发电。发出的电力经由未图示的逆变器供给至未图示的车辆行驶用的驱动用马达。在从燃料电池10向驱动用马达供给电力的电源线连接着DC/DC转换器90的高压侧。DC/DC转换器90根据控制装置20的控制,对燃料电池10的输出电压进行升压。在燃料电池10与DC/DC转换器90之间设置有测定燃料电池10的电流的电流传感器95。电流传感器95测定燃料电池10的输出电流值。
控制装置20对燃料电池***100进行整体控制。控制装置20具备CPU21和存储器25。CPU21通过执行预先存储于存储器25的控制程序,来作为控制部22发挥作用。
控制部22通过控制空气压缩机33、氢泵65等与控制装置20电连接的各构成要素的驱动以及停止,来控制燃料电池10以及控制装置20的运转。在本实施方式中,在停止燃料电池10的发电而使运转结束之前,更正确而言在开始了运转结束的处理的情况下,控制部22执行后述的结束扫气处理。另外,控制部22在燃料电池10的运转结束后,执行后述的固定条件放置中(soak)扫气处理。此外,将结束扫气处理和固定条件放置中扫气处理一起简称为“扫气处理”。在燃料电池***100中,通过执行扫气处理,能够抑制从燃料电池10排出的废气所包含的水分以及水在氢泵65中冻结,降低在燃料电池10内残留的水的量。
扫气处理由阴极侧扫气处理和阳极侧扫气处理构成。在阴极侧扫气处理中,控制部22通过使空气压缩机33驱动将氧化剂气体向燃料电池10供给,来排出残留在燃料电池10内的阴极侧废气以及水。在阳极侧扫气处理中,控制部22关闭第二开闭阀53并且开放排气排水阀63。然后,控制部22通过使氢泵65驱动将从气液分离器62排出的氢气供给到燃料电池10,来将残留在燃料电池10内的阳极侧废气以及水排出。
上述的氧化剂气体供给排出部30以及燃料气体供给排出部50能够视为发明内容中的反应气体供给部的下位概念。另外,燃料废气配管61以及循环配管64能够视为发明内容中的循环流路的下位概念,氢泵65能够视为发明内容中的部件,氢泵温度获取部66能够视为发明内容中的部件温度获取部,SOC检测部96能够视为发明内容中的蓄电量获取部。
A2.扫气处理:图2是表示由燃料电池***100执行的扫气处理的处理步骤的流程图。在燃料电池***100中,若从进行车辆整体的控制的上位的ECU(Electronic ControlUnit:电子控制单元)发送来表示点火开关从接通切换为断开的信号,并在控制装置20中接收到该信号,则执行图2所示的扫气处理。
控制部22从电池温度获取部77获取燃料电池温度(步骤S105)。控制部22从氢泵温度获取部66获取氢泵温度(步骤S110)。此外,可以按照任意的顺序执行步骤S105以及步骤S110,也可以同时执行。控制部22计算燃料电池温度与氢泵温度的温度差ΔT(步骤S115)。控制部22计算出从燃料电池温度减去氢泵温度而得到的值,作为温度差ΔT。控制部22判定温度差ΔT是否为预先决定的阈值温度以上(步骤S120)。在本实施方式中,预先决定的阈值温度为5℃。此外,预先决定的阈值温度也可以代替5℃而设定5℃~10℃的任意温度。
在判定为温度差ΔT小于阈值温度(5℃)的情况下(步骤S120:否),控制部22执行结束扫气处理(步骤S150)。具体而言,控制部22以预先决定的扫气能力执行上述的阴极侧扫气处理以及阳极侧扫气处理。更具体而言,在阳极侧扫气处理中,控制部22将氢泵65的转速设定为最大转速的大约40%的转速,并在规定期间以所设定的转速使氢泵65持续驱动。在本实施方式中,规定期间为60秒。此外,规定期间也可以代替60秒而设定60秒~80秒的其它任意的期间。
在结束扫气处理完成后,控制部22结束燃料电池10的运转(步骤S155)。控制部22使向燃料电池10的氢气以及空气的供给停止,使燃料电池10的发电停止。接下来,控制部22执行固定条件放置中扫气处理(步骤S160)。这里,在本实施方式中,固定条件放置是指车辆的点火开关被断开的状态。因而,固定条件放置中,控制装置20的电源也被断开。因此,在本实施方式中,通过由进行车辆整体的控制的上位的ECU控制对控制装置20的供电,来将控制装置20的电源从断开切换为接通,实现固定条件放置中扫气处理的执行。此外,由于固定条件放置中扫气处理的处理步骤与上述的步骤S150中的结束扫气处理的处理步骤相同,所以省略详细的说明。
在上述的步骤S120中,当判定为温度差ΔT是阈值温度(5℃)以上的情况下(步骤S120:是),控制部22从SOC检测部96获取二次电池92的蓄电量SOC(步骤S125)。接下来,控制部22判定蓄电量SOC是否为预先决定的阈值以上(步骤S130)。在本实施方式中,预先决定的阈值例如是指70%。此外,预先决定的阈值也可以代替70%而设定不超过二次电池92的蓄电量SOC的上限值的任意值。在判定为蓄电量SOC不是阈值(70%)以上的情况下(步骤S130:否),控制部22执行暖机处理(步骤S135)。具体而言,控制部22使燃料电池10的发电继续。由燃料电池10发出的电力被二次电池92蓄电。在使燃料电池10的发电继续时,燃料废气配管61以及循环配管64内的氢气以及水升温。结果,设置在循环配管64的氢泵65被加热。
在执行暖机处理后,返回到上述的步骤S120。然后,反复执行上述的步骤S120~步骤S135,直至判定为温度差ΔT是阈值温度(5℃)以上、通过燃料电池10的发电对二次电池92进行蓄电而蓄电量SOC为阈值(70%)以上为止。
在上述的步骤S130中,当判定为蓄电量SOC是阈值(70%)以上的情况下(步骤S130:是),控制部22结束燃料电池10的运转(步骤S140)。此外,由于步骤S140与上述的步骤S155相同,所以省略详细的说明。接下来,控制部22执行强化固定条件放置中扫气处理(步骤S145)。在本实施方式中,强化固定条件放置中扫气处理在燃料电池温度成为4℃时执行。这因为以下的理由。一般而言,水的密度在4.35℃最高,并随着温度比4.35℃高而逐渐降低。因此,为了进一步提高燃料电池10中的排水性,优选在水的密度更高的状态执行扫气处理。即,优选在燃料电池温度为接近4.35℃的温度的情况下,执行扫气处理。因此,控制部22定期地从电池温度获取部77获取燃料电池温度,并在检测到燃料电池温度成为4℃时,执行强化固定条件放置中扫气处理。此外,并不限定于燃料电池温度成为4℃时,也可以在执行步骤S140后的其它的任意时刻执行强化固定条件放置中扫气处理。
在强化固定条件放置中扫气处理中,控制部22以比上述的预先决定的扫气能力、即结束扫气处理(步骤S150)以及固定条件放置中扫气处理(步骤S160)的扫气能力高的扫气能力执行扫气。在本实施方式中,扫气能力高是指通过控制氢泵65的转速、氢泵65的驱动时间、氢气的压力中的至少一个,来使氢气的循环时间更长,或者使循环量更多来提高来自燃料电池10的废气以及水的排出力。
更具体而言,控制部22将氢泵65的转速设定为最大转速,并在规定期间以所设定的转速使氢泵65持续驱动。此时,燃料废气配管61以及循环配管64内的氢气的压力降低,相对于大气压成为负压。因此,控制部22控制第二开闭阀53、第二调压阀54、以及喷射器55,将由第二压力计56测量出的氢气的压力加压到100kPa(千帕)。然后,若氢气的加压完成,则控制部22开放排气排水阀63。通过开放排气排水阀63,氢气的压力再次降低。因此,控制部22在使氢泵65驱动的期间,使氢气的加压和排气排水阀63的开放反复执行。由此,与上述的固定条件放置中扫气处理相比,能够提高燃料废气配管61以及循环配管64内的氢气以及水的排出性。此外,步骤S145中的规定期间是指90秒。该规定期间并不限定于90秒,也可以设定为90秒以上的期间,只要是比固定条件放置中扫气处理中的规定期间长的期间即可,可以设定其它的任意期间。另外,步骤S145中的阴极侧扫气处理与上述的步骤S150以及步骤S160中的阴极侧扫气处理相同。
这样,在本实施方式中,当燃料电池温度与氢泵温度的温度差ΔT为规定的阈值温度(5℃)以上且蓄电量SOC小于阈值(70%)的情况下,执行暖机处理,之后执行强化固定条件放置中扫气处理。该情况下,燃料废气配管61以及循环配管64内的氢气以及水通过暖机处理而升温,并且设置在燃料废气配管61的氢泵65被加热。因此,即使外部空气温降低而氢泵65的温度降低,也能够在使氢泵65升温了的状态下执行扫气。结果,能够抑制燃料废气配管61以及循环配管64内的水的冻结。此外,在开始了图2所示的扫气处理时二次电池92的蓄电量SOC为70%以上的情况下,不执行暖机处理,而执行强化固定条件放置中扫气处理。该情况下,与在执行暖机处理后执行强化固定条件放置中扫气处理的情况相比,可以进一步提高扫气能力来执行扫气。
在反复执行上述的步骤S120~步骤S135的期间在步骤S120中判定为温度差ΔT小于阈值温度(5℃)的情况下(步骤S120:否),执行上述的步骤S150。
在上述的步骤S145的执行后,或者在上述的步骤S160的执行后,扫气处理结束。
根据具有以上构成的第一实施方式的燃料电池***100,由于在所获取的燃料电池温度与所获取的氢泵温度之差亦即温度差ΔT为预先决定的温度差(5℃)以上的情况下,在二次电池92的蓄电量SOC比预先决定的蓄电量(70%)低的期间,执行燃料电池10的暖机处理并将通过该暖机处理产生的电力蓄电到二次电池92,在该暖机处理的执行后执行扫气,所以能够在通过暖机处理使氢泵65升温后的状态下执行燃料电池10的扫气。结果,能够降低流入氢泵65内的废气、水的余量,即使外部空气温降低而氢泵65的温度降低,也能够抑制在氢泵65内废气所包含的水分、水冻结。因此,能够抑制在下一次启动燃料电池10时循环配管64的一部分或者全部堵塞而不能够进行发电。
另外,由于当在暖机处理中二次电池92的蓄电量SOC达到了预先决定的蓄电量(70%)时,在温度差ΔT为预先决定的温度差(5℃)以上的情况下,在暖机处理的执行后以比预先决定的扫气能力高的扫气能力执行扫气,所以能够提高氢泵65中的从燃料电池10排出的废气、水的排出力。结果,即使在暖机处理后温度差ΔT为预先决定的温度差以上,也能够抑制在氢泵65中废气所包含的水分、水冻结。
B.第二实施方式:
由于第二实施方式中的燃料电池***100与图1所示的第一实施方式中的燃料电池***100相同,所以省略其详细的说明。
图3是表示第二实施方式中的扫气处理的处理步骤的流程图。第二实施方式中的扫气处理在执行步骤S135后的处理步骤、和追加执行步骤S137这一点与图2所示的第一实施方式的扫气处理不同。由于第二实施方式的扫气处理的其它步骤与第一实施方式的扫气处理相同,所以对相同步骤附加相同的符号,并省略其详细的说明。
如图3所示,若执行暖机处理(步骤S135),则返回到上述的步骤S125。然后,反复执行上述的步骤S125~步骤S135,直至判定为通过燃料电池10的发电对二次电池92进行蓄电而二次电池92的蓄电量SOC为阈值(70%)以上。
在上述的步骤S130中判定为蓄电量SOC为阈值(70%)以上的情况下(步骤S130:是),控制部22判定温度差ΔT是否为阈值温度(5℃)以上(步骤S137)。由于步骤S137与上述的步骤S120相同,所以省略详细的说明。在判定为温度差ΔT为阈值温度(5℃)以上的情况下(步骤S137:是),控制部22执行上述的步骤S140以及步骤S145。另一方面,在判定为温度差ΔT小于阈值温度(5℃)的情况下(步骤S137:否),控制部22执行上述的步骤S155以及步骤S160。
根据具有以上构成的第二实施方式的燃料电池***100,会起到与第一实施方式相同的效果。除此之外,由于在蓄电量SOC成为阈值(70%)以上之后判定温度差ΔT是否为阈值温度(5℃)以上,所以能够精度良好地区分执行固定条件放置中扫气处理和强化固定条件放置中扫气处理中的哪一种扫气。
C.第三实施方式:
由于第三实施方式中的燃料电池***100与图1所示的第一实施方式中的燃料电池***100相同,所以省略其详细的说明。
图4是表示第三实施方式中的扫气处理的处理步骤的流程图。第三实施方式中的扫气处理在省略步骤S140以及步骤S145这一点与图2所示的第一实施方式的扫气处理不同。由于第三实施方式的扫气处理的其它步骤与第一实施方式的扫气处理相同,所以对相同的步骤附加相同的符号,并省略其详细的说明。
如图4所示,在上述的步骤S130中判定为蓄电量SOC为阈值(70%)以上的情况下(步骤S130:是),执行上述的步骤S155以及步骤S160。
根据具有以上构成的第三实施方式的燃料电池***100,由于在获取到的燃料电池温度与获取到的氢泵温度之差亦即温度差ΔT为预先决定的温度差(5℃)以上的情况下,在二次电池92的蓄电量SOC比预先决定的蓄电量(70%)低的期间,执行燃料电池10的暖机处理并将通过该暖机处理而产生的电力蓄电至二次电池92,在该暖机处理的执行后执行扫气,所以能够在通过暖机处理对氢泵65进行了升温的状态下执行燃料电池10的扫气。结果,能够降低流入氢泵65内的废气所包含的水分、水的余量,即使外部空气温降低而氢泵65的温度降低,也能够抑制在氢泵65内废气所包含的水分、水冻结。因此,能够抑制在下一次启动燃料电池10时循环配管64的一部分或者全部堵塞而不能够进行发电。除此之外,由于作为固定条件放置中的扫气而执行单一的扫气处理(固定条件放置中扫气处理),所以能够使扫气控制简单化。
D.变形例:
D1.第一变形例:
在上述各实施方式中,使用了氢泵65的温度作为部件温度,但本公开并不限定于此。例如,也可以使用气液分离器62的温度作为部件温度。另外,例如也可以使用三通阀75的温度作为部件温度。即,一般在使用设置于从燃料电池10排出的废气的循环流路的部件的温度作为部件温度的构成中,会起到与上述各实施方式相同的效果。
D2.第二变形例:
在上述各实施方式中,使用了由电池温度获取部77测定出的冷却介质的温度作为燃料电池温度,但本公开并不限定于此。例如,也可以将其它部件的温度且与燃料电池温度具有相关性的温度作为燃料电池温度。另外,例如也可以根据过去获取到的燃料电池温度来推断当前的燃料电池温度。另外,例如也可以预先通过实验等计算燃料电池温度,并使其函数或者映射化。在这样的构成中,也起到与上述各实施方式相同的效果。
D3.第三变形例:
在上述各实施方式中,在温度差ΔT为阈值温度(5℃)以上且二次电池92的蓄电量SOC为预先决定的蓄电量(70%)以上的情况下执行强化固定条件放置中扫气处理(步骤S145),但本公开并不限定于此。例如,也可以在控制部22检测到执行了二次电池92的端子被卸下等不正规的操作的情况下,执行强化固定条件放置中扫气处理。在这样的构成中,也起到与上述各实施方式相同的效果。
D4.第四变形例:
在上述各实施方式中,在强化固定条件放置中扫气处理(步骤S145)中强化了阳极侧的扫气,但也可以取而代之,或者除此之外还强化阴极侧的扫气。例如,也可以通过将空气压缩机33的驱动时间设定得比固定条件放置中扫气处理中的空气压缩机33的驱动时间长,并使第一调压阀42为全开状态,来强化阴极侧的扫气。由此,能够提高氧化废气配管41以及第一调压阀42内的废气以及水的排出力。在这样的构成中,也起到与上述各实施方式相同的效果。
本公开并不限定于上述的实施方式以及变形例,在不脱离其主旨的范围内能够以各种构成实现。例如,为了解决上述的课题的一部分或者全部,或者为了实现上述的效果的一部分或者全部,发明内容一栏所记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式以及变形例中的技术特征能够适当地进行替换、组合。另外,只要该技术特征在本说明书中未作为必需的特征进行说明,则能够适当地删除。

Claims (3)

1.一种燃料电池***,其特征在于,包括:
燃料电池;
反应气体供给部,向上述燃料电池供给反应气体;
部件,被设置在从上述燃料电池排出的废气的循环流路;
电池温度获取部,获取上述燃料电池的温度亦即燃料电池温度;
部件温度获取部,获取上述部件的温度亦即部件温度;
二次电池;
蓄电量获取部,获取上述二次电池的蓄电量;以及
控制部,在上述燃料电池***的发电停止时,执行上述燃料电池的扫气,
在获取到的上述燃料电池温度与获取到的上述部件温度之差亦即温度差为预先决定的温度差以上的情况下,在上述二次电池的上述蓄电量比预先决定的蓄电量低的期间,上述控制部执行上述燃料电池的暖机处理而将通过该暖机处理产生的电力蓄电至上述二次电池,并在该暖机处理的执行后以预先决定的扫气能力执行上述扫气。
2.根据权利要求1所述的燃料电池***,其特征在于,
当在上述暖机处理中上述二次电池的上述蓄电量达到了上述预先决定的蓄电量时,在上述温度差为上述预先决定的温度差以上的情况下,上述控制部在上述暖机处理的执行后以比上述预先决定的扫气能力高的扫气能力执行上述扫气。
3.根据权利要求1或者2所述的燃料电池***,其特征在于,
上述废气为阳极废气,
上述反应气体供给部包含氢气罐以及将上述氢气罐与燃料电池连接的阳极气体流路,
上述循环流路包含供从上述燃料电池排出的阳极废气流动的排出流路、以及将上述排出流路与上述阳极气体流路连接的副循环流路,
上述部件是被配置在副循环流路的泵。
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