燃料电池系统以及控制燃料电池系统的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109768304A(43)申请公布日2019.05.17(21)申请号201811190645.0(22)申请日2018.10.12(30)优先权数据2017-2160032017.11.09JP(71)申请人丰田自动车株式会社地址日本爱知县丰田市(72)发明人难波良一片山祐辅(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人陈炜李德山(51)Int.Cl.H01M8/04089(2016.01)H01M8/04111(2016.01)H01M8/04746(2016.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称燃料电池系统以及控制燃料电池系统的方法(57)摘要一种燃料电池系统包括：阴极气体供应通道，阴极气体通过其被供应至燃料电池堆；阴极气体排放通道，阴极气体通过其从燃料电池堆排出；涡轮压缩机，其被设置在阴极气体供应通道中用于将阴极气体输送至燃料电池堆；阀，其被设置在阴极气体供应通道或阴极气体排放通道中；以及控制器，其控制包括涡轮压缩机和阀的燃料电池系统的组成部件。控制器在不需要燃料电池堆生成电力的情况下，在涡轮压缩机被驱动的状态下，执行阴极气体流量变化控制以交替地打开和关闭阀。CN109768304ACN109768304A权利要求书1/2页1.一种燃料电池系统，其特征在于包括：燃料电池堆；阴极气体供应通道，阴极气体通过所述阴极气体供应通道被供应至所述燃料电池堆；阴极气体排放通道，阴极气体通过所述阴极气体排放通道从所述燃料电池堆排出；涡轮压缩机，其被设置在所述阴极气体供应通道中，并被配置成将阴极气体输送至所述燃料电池堆；阀，其被设置在所述阴极气体供应通道或所述阴极气体排放通道中；以及控制器，其被配置成控制包括所述涡轮压缩机和所述阀的燃料电池系统的组成部件，其中，在所述控制器被配置成在不需要所述燃料电池堆生成电力的情况下，在所述涡轮压缩机被驱动的状态下，执行阴极气体流量变化控制以交替地打开和关闭所述阀。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，在不需要所述燃料电池堆生成电力的情况下，由所述涡轮压缩机输送的阴极气体的流量小于当需要所述燃料电池堆生成电力时输送的阴极气体的流量。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于：所述阀被设置在所述阴极气体供应通道中的所述涡轮压缩机的下游，或者被设置在所述阴极气体排放通道中；并且所述涡轮压缩机包括：旋转体壳体，其容纳输送阴极气体的旋转体；电机壳体，其容纳驱动所述旋转体的电机，所述电机壳体的一部分填充有油；以及机械密封件，其阻止油从所述旋转体壳体渗入到所述电机壳体中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于还包括：电压检测器，其被配置成检测所述燃料电池堆的电压，其中，所述控制器被配置成当所述电压小于预定目标电压时控制所述阀以增加所述电压，并且当所述电压大于所述目标电压时控制所述阀以减小所述电压。5.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于还包括：电压检测器，其被配置成检测所述燃料电池堆的电压，其中：所述阀被设置在所述阴极气体供应通道中；并且所述控制器被配置成：(i)在不需要由所述燃料电池堆生成电力的情况下，在生成了在所述涡轮压缩机被驱动的状态下关闭所述阀的命令之后，当在经过预定时间之前所述电压没有变得小于预定测试电压时，确定所述阀发生故障，并且(ii)当在经过所述预定时间之前所述电压变得小于所述测试电压时，确定所述阀是正常的，然后执行所述阴极气体流量变化控制。6.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于：所述阀被设置在所述阴极气体供应通道中；并且所述控制器被配置成：(i)在不需要由所述燃料电池堆生成电力的情况下，在生成了在所述涡轮压缩机被驱动的状态下关闭所述阀的命令之后，当在经过预定时间之前所述电压没有变得小于预定测试电压时，确定所述阀发生故障，并且2CN109768304A权利要求书2/2页(ii)当在经过所述预定时间之前所述电压变得小于所述测试电压时，确定所述阀是正常的，然后执行所述阴极气体流量变化控制。7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述控制器被配置成控制所述涡轮压缩机，使得在不需要所述燃料电池堆生成电力的情况下，由所述涡轮压缩机输送的阴极气体的流量等于或小于当需要所述燃料电池堆生成电力时输送的阴极气体的最大流量的1％。8.一种控制燃料电池系统的方法，所述燃料电池系统包括：燃料电池堆；涡轮压缩机，其将阴极气体输送至所述燃料电池堆；以及阀，其被设置在所述燃料电池堆的阴极气体供应通道或阴极气体排放通道中，所述方法的特征在于包括：在不需要所述燃料电池堆生成电力的情况下，在所述涡轮压缩机被驱动的状态下，执行