燃料电池系统的制作方法

本说明书所公开的技术涉及一种具备接受燃料和氧化剂的供给来发电的燃料电池的燃料电池系统。

背景技术：

1、以往，作为这种技术，例如已知有下述的专利文献1所记载的“空冷式燃料电池系统”。该系统具备：燃料电池，其接受燃料和氧化剂的供给来发电；蓄电池，其被充入燃料电池的电力；负载装置，其由燃料电池或蓄电池的电力驱动；燃料供给部，其向燃料电池供给燃料；以及氧化剂供给部，其向燃料电池供给氧化剂。该系统构成为不具有dcdc转换器的简易的燃料电池系统。该系统通过顺势发电或关闭氧化剂阀的间歇停止(抑制fc电流)来控制蓄电池的充电状态。为此，在该系统中，在燃料电池的阴极侧入口、出口设置有在氧化剂缺乏时使氧化剂的供给间歇地停止的氧化剂阀。

2、在此，dcdc转换器是将dc(直流)转换为dc(直流)的设备，对系统中使用的电压进行直流转换。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2022-185247号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、另外，在专利文献1所记载的燃料电池系统中，能够假定在从负载装置到燃料电池之间或者从负载装置到蓄电池之间设置有继电器，在系统停止时断开继电器，在系统启动时连接继电器。在该情况下，在系统启动时，若在连接继电器之前向燃料电池供给燃料和氧化剂，则会急剧地施加高电压。其结果是，有可能导致燃料电池的劣化。另外，在系统停止时，若在断开继电器之前在燃料电池中残留有燃料，则在系统再次启动时燃料电池和继电器中会流过高电流，燃料电池和继电器有可能由于该高电流而劣化。

3、本公开技术是鉴于上述情况而完成的，其第一目的在于，对于在负载装置与燃料电池之间以及负载装置与蓄电池之间中的至少一方设置有继电器的燃料电池系统，在燃料电池系统启动时，防止对燃料电池急剧地施加高电压，从而抑制由高电压导致的燃料电池的劣化。本公开技术的第二目的在于，除第一目的之外，在燃料电池系统停止时，防止由于在燃料电池中残留有燃料而导致在系统再次启动时在燃料电池和继电器中流过高电流，从而抑制由该高电流导致的燃料电池和继电器的劣化。

4、用于解决问题的方案

5、(1)为了实现上述第一目的，本技术公开技术的一个方式的主旨在于，在具备接受燃料和氧化剂的供给来发电的燃料电池、且不具备直流-直流转换器即dcdc转换器的燃料电池系统中，具备：蓄电池，其被充入燃料电池的电力；负载装置，其由燃料电池或蓄电池的电力驱动；燃料供给装置，其用于向燃料电池供给燃料；氧化剂供给装置，其用于向燃料电池供给氧化剂；第一继电器和第二继电器中的至少一方，所述第一继电器用于对燃料电池与负载装置之间的布线的连接和断开进行切换，所述第二继电器用于对蓄电池与负载装置之间的布线的连接和断开进行切换；以及控制装置，其用于控制燃料供给装置和氧化剂供给装置，并且控制第一继电器和第二继电器中的至少一方，其中，在燃料电池系统启动时，控制装置在使第一继电器和第二继电器中的至少一方连接之后，开始从燃料供给装置向燃料电池供给燃料以及从氧化剂供给装置向燃料电池供给氧化剂。

6、根据上述(1)的结构，不具备dcdc转换器的该燃料电池系统在启动时，在使第一继电器和第二继电器中的至少一方连接之后开始从燃料供给装置向燃料电池供给燃料以及从氧化剂供给装置向燃料电池供给氧化剂。因而，在燃料电池系统启动时使第一继电器和第二继电器中的至少一方连接了时，施加于燃料电池的电压被抑制为与蓄电池相同的电压。

7、(2)为了实现上述第一目的，在上述(1)的结构中，优选还具备：压力传感器，其用于测定向燃料电池供给的燃料的压力；排气排水通路，其供来自燃料电池的排气及排水流通；以及排气排水阀，其用于将排气排水通路打开和关闭，在燃料电池系统启动时，控制装置在使第一继电器和第二继电器中的至少一方连接之前，在压力传感器的测定值成为需要对排气排水通路进行泄压的规定压力以上的情况下，将排气排水阀打开规定时间。

8、根据上述(2)的结构，除上述(1)的结构的作用之外，在燃料电池系统启动时，在使第一继电器和第二继电器中的至少一方连接之前，在向燃料电池供给的燃料的压力成为需要对排气排水通路进行泄压的规定压力以上的情况下，将排气排水阀打开规定时间。因而，在燃料电池发电之前，使残留于燃料电池等的燃料排出到排气排水通路。

9、(3)为了实现上述第二目的，在上述(2)的结构中，优选的是，在燃料电池系统停止时，控制装置在将从燃料供给装置向燃料电池供给的燃料的压力控制为停止压力、并且停止从氧化剂供给装置向燃料电池供给氧化剂之后，将排气排水阀打开规定时间，并将第一继电器和第二继电器中的呈连接状态的继电器断开。

10、根据上述(3)的结构，除上述(2)的结构的作用以外，在燃料电池系统停止时，将从燃料供给装置向燃料电池供给的燃料的压力控制为停止压力，并且停止从氧化剂供给装置向燃料电池供给氧化剂。之后，将排气排水阀打开规定时间，并将第一继电器和第二继电器中的呈连接状态的继电器断开。因而，在燃料电池停止发电之前，使残留于燃料电池等的燃料排出到排气排水通路。

11、(4)为了实现上述第一目的，在上述(1)的结构中，优选的是，在燃料系统启动时，控制装置在使第一继电器和第二继电器中的至少一方连接之后经过规定时间后，开始从燃料供给装置向燃料电池供给燃料以及从氧化剂供给装置向燃料电池供给氧化剂。

12、根据上述(4)的结构，除上述(1)的结构的作用之外，在燃料电池系统启动时，在使第一继电器和第二继电器中的至少一方连接并经过规定时间后，开始向燃料电池供给燃料和氧化剂。因此，在燃料电池系统启动时使第一继电器和第二继电器中的至少一方连接了时，在燃料电池开始发电之前的规定时间的期间，施加于燃料电池的电压被抑制为与蓄电池相同的电压。

13、(5)为了实现上述第二目的，在上述(1)的结构中，优选还具备压力传感器，该压力传感器用于测定向燃料电池供给的燃料的压力，在燃料电池系统停止时，控制装置在停止从燃料供给装置向燃料电池供给燃料并且停止从氧化剂供给装置向燃料电池供给氧化剂之后压力传感器的测定值的每单位时间的变化成为规定值以下之后，使第一继电器和第二继电器中的呈连接状态的继电器断开。

14、根据上述(5)的结构，除上述(1)的结构的作用以外，在燃料电池系统停止时，停止从燃料供给装置向燃料电池供给燃料并且停止从氧化剂供给装置向燃料电池供给氧化剂。之后，在向燃料电池供给的燃料的压力变化减少之后，使第一继电器和第二继电器中的呈连接状态的继电器断开。因此，在针对燃料电池的燃料的供给充分减少之后，燃料电池停止发电。

15、(6)为了实现上述第二目的，在上述(1)的结构中，优选还具备电流计，该电流计用于测定燃料电池的输出电流，在燃料电池系统停止时，控制装置在停止从燃料供给装置向燃料电池供给燃料并且停止从氧化剂供给装置向燃料电池供给氧化剂之后电流计的测定值成为规定值以下的状态经过规定时间之后，使第一继电器和所述第二继电器中的呈连接状态的继电器断开。

16、根据上述(6)的结构，除上述(1)的结构的作用以外，在燃料电池系统停止时，停止从燃料供给装置向燃料电池供给燃料并且停止从氧化剂供给装置向燃料电池供给氧化剂。然后，在燃料电池的输出电流下降之后，使第一继电器和第二继电器中的呈连接状态的继电器断开。因此，在燃料电池的输出电流充分下降之后，燃料电池停止发电。

17、发明的效果

18、根据上述(1)的结构，对于在从负载装置到燃料电池之间以及从负载装置到蓄电池之间的至少一方设置有继电器的燃料电池系统，在燃料电池系统启动时，能够防止向燃料电池急剧地施加高电压，从而能够抑制由高电压导致的燃料电池的劣化。

19、根据上述(2)的结构，除上述(1)的结构的效果之外，在燃料电池系统启动时，能够防止由于残留于燃料电池等的燃料的反应而产生高电流，从而能够抑制由该高电流导致的燃料电池的劣化以及由高电流导致的第一继电器和第二继电器中的至少一方的劣化。

20、根据上述(3)的结构，除上述(2)的结构的效果之外，在燃料电池系统停止时，能够防止燃料残留于燃料电池等，能够防止在燃料电池系统再次启动时由于残留于燃料电池等的燃料的反应而产生高电流，从而能够抑制由该高电流导致的燃料电池的劣化及由高电流导致的第一继电器和第二继电器中的至少一方的劣化。

21、根据上述(4)的结构，除上述(1)的结构的效果之外，在燃料电池系统启动时，能够防止向燃料电池急剧地施加高电压，从而能够抑制由高电压导致的燃料电池的劣化。

22、根据上述(5)的结构，除上述(1)的结构的效果之外，在燃料电池系统停止时，能够防止燃料残留于燃料电池等，能够防止在燃料电池系统再次启动时由于残留于燃料电池等的燃料的反应而产生高电流，从而能够抑制由该高电流导致的燃料电池的劣化以及由高电流导致的第一继电器和第二继电器中的至少一方的劣化。

23、根据上述(6)的结构，除上述(1)的结构的效果之外，在燃料电池系统停止时，能够防止燃料残留于燃料电池等，能够防止在燃料电池系统再次启动时由于残留于燃料电池等的燃料的反应而产生高电流，从而能够抑制由该高电流导致的燃料电池的劣化以及由高电流导致的第一继电器和第二继电器中的至少一方的劣化。