CN101228656B - 燃料电池系统 - Google Patents

燃料电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101228656B
CN101228656B CN2006800265398A CN200680026539A CN101228656B CN 101228656 B CN101228656 B CN 101228656B CN 2006800265398 A CN2006800265398 A CN 2006800265398A CN 200680026539 A CN200680026539 A CN 200680026539A CN 101228656 B CN101228656 B CN 101228656B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
gas
liquid separator
anode
combustion gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2006800265398A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101228656A (zh
Inventor
中山谦
榊田明宏
田中广志
长谷川淳一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of CN101228656A publication Critical patent/CN101228656A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101228656B publication Critical patent/CN101228656B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04164—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by condensers, gas-liquid separators or filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04231—Purging of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04365—Temperature; Ambient temperature of other components of a fuel cell or fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04388—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04761—Pressure; Flow of fuel cell exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

说明了一种燃料电池系统，其能够基于燃料电池系统的部件之间的压力差排出由燃料电池系统产生的水分。本发明不会使燃料电池系统的结构大型化或复杂化。燃料电池系统包括燃料电池，该燃料电池经由阴极排出管排出氧化剂废气并将燃料废气和水分排出到阳极排出口，接着，该阳极排出口经由阳极排出管将燃料废气和水分排出到气液分离器。节流阀建立阳极排出管内的下游的压力差，使得燃料废气和水分从阳极排出口移动到气液分离器的低压力区。另外，压力差使燃料废气通过节流阀从气液分离器流到阴极排出管。

Description

燃料电池系统
本申请要求2005年7月21日提交的日本专利申请No.2005-211739和2006年1月20日提交的日本专利申请No.2006-011951的优先权，每一个日本专利申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及一种燃料电池系统，更特别地，涉及燃料电池系统内的水分的排出。
背景技术
传统的燃料电池系统可被构造成：燃料电池被布置在系统的底部(base)，并且将废气和水分从燃料电池排出到回收来自燃料电池的水分的气液分离器。在该情况下，必须将利用气液分离器分离的水分排出到燃料电池系统的外部。然而，由于燃料电池被放置在燃料电池系统的底部，燃料电池系统可能不得不使用泵或类似的装置将废气和包括液态水的水分从燃料电池移动到气液分离器。泵或类似装置的使用引起燃料电池系统的结构大型化和复杂化的缺陷。另外，在燃料电池系统的部件之间移动废气和水分的泵或类似装置需要电源。
发明内容
本发明涉及一种能够基于燃料电池系统部件之间的压力差排出由燃料电池系统产生的水分的燃料电池系统。本发明不会使结构大型化或复杂化，也不会对燃料电池系统的布局(layout)施加任何限制。
燃料电池系统包括通过燃料气体和氧化剂气体的电化学反应产生电能的燃料电池。燃料电池经由阴极排出管排出氧化剂废气，并将燃料废气和水分排出到阳极排出口，接着，该阳极排出口经由阳极排出管将燃料废气和水分排出到气液分离器。气液分离器分离燃料废气的燃料气体成分与水分。另外，节流阀建立气液分离器与阴极排出管之间的燃料废气的流路中的开度。
节流阀建立阳极排出管内的下游的压力差，以使得燃料废气和水分从阳极排出口移动到气液分离器的低压力区。这样，本发明能够根据在燃料电池的阳极排出口与气液分离器之间建立压力差除去燃料电池产生的水分，从而将水分排出到燃料电池系统的外部。
另外，压力差使燃料废气通过节流阀从气液分离器流向阴极排出管。节流阀调整流路的开度，以利用阴极排出管内的阴极废气将燃料废气稀释到允许浓度。这样，可将燃料废气安全地释放到大气中。
在一个实施例中，本发明涉及一种燃料电池系统，其包括通过燃料气体和氧化剂气体的电化学反应产生电能的燃料电池、从燃料电池排出产生电能过程中产生的氧化剂废气的阴极排出管、以及经由阳极排出管从燃料电池排出产生电能过程中产生的燃料废气和水分的阳极排出口。燃料电池系统还包括气液分离器和节流阀，该气液分离器经由阳极排出管接收来自阳极排出口的燃料废气和水分，并且分离燃料废气的燃料气体成分与水分，气液分离器被放置在比阳极排出口以及阳极排出口歧管高的位置，该节流阀被建立在气液分离器与阴极排出管之间的燃料废气的流路中，该节流阀被配置成改变气液分离器与阴极排出管之间的燃料废气的流路中的开度以限制燃料废气的流量，使得阳极排出管中的压力差使燃料废气和水分从阳极排出口流到气液分离器，并且使燃料废气从气液分离器流到节流阀。
在另一个实施例中，本发明涉及一种方法，其包括通过燃料电池内的燃料气体和氧化剂气体的电化学反应产生电能，经由阴极排出管从燃料电池排出产生电能过程中产生的氧化剂废气，以及利用阳极排出口经由阳极排出管从燃料电池排出产生电能过程中产生的燃料废气和水分。该方法还包括经由阳极排出管接收来自阳极排出口的燃料废气和水分，并且利用气液分离器分离燃料废气的燃料气体成分与水分，气液分离器被放置在比阳极排出口以及阳极排出口歧管高的位置，并且利用节流阀改变气液分离器与阴极排出管之间的燃料废气的流路中的开度以限制燃料废气的流量，从而建立阳极排出管中的压力差，该压力差使燃料废气和水分从阳极排出口流到气液分离器，并且使燃料废气从气液分离器流到节流阀。
在另一个实施例中，本发明涉及一种燃料电池系统，其包括通过燃料气体和氧化剂气体的电化学反应产生电能的燃料电池、用于经由阴极排出管将产生电能过程中产生的氧化剂废气和水分从燃料电池排出到气液分离器的装置，以及用于建立阳极排出管中的压力差的装置，该压力差使燃料废气和水分从阳极排出口流到气液分离器，并且使燃料废气从气液分离器流到节流阀。
在下面的附图和说明中阐述本发明的一个或多个实施例。从说明书、附图和权利要求书中，本发明的其它特征、目的以及优点将变得明显。
附图说明
图1图解关于本发明的实施例1的燃料电池系统的结构。
图2图解关于本发明的实施例2的燃料电池系统的结构。
图3图解关于本发明的实施例3的燃料电池系统的结构。
图4图解实施例3中的断流阀的开/闭控制的一个例子。
图5图解关于本发明的实施例4的燃料电池系统的结构。
图6图解实施例4中的断流阀的开/闭控制的一个例子。
图7图解关于本发明的实施例5的燃料电池系统的结构。
图8图解关于本发明的实施例6的燃料电池系统的构造。
图9图解关于本发明的实施例7的燃料电池系统的构造。
图10图解关于本发明的实施例8的燃料电池系统的构造。
图11图解关于本发明的实施例9的燃料电池系统的构造。
图12图解关于本发明的实施例10的燃料电池系统的构造。
图13图解关于本发明的实施例11的燃料电池系统的构造。
图14是图解关于本发明的实施例12的燃料电池系统的控制顺序的流程图。
图15(a)是关于本发明的实施例12的导入到水箱(tank)的水量的图。
图15(b)是关于本发明的实施例12的水位传感器的水位波动的计数的图。
图15(c)是关于本发明的实施例12的排水阀的操作计数的图。
图15(d)是关于本发明的实施例12的气液分离器传感器的频率的图。
具体实施方式
图1图解关于本发明的实施例1的燃料电池系统的结构。图1所示的实施例1的系统具有产生电能的燃料电池100、用于供给氢气或富氢气的氢气供给系统、以及用于供给包含氧气的空气的空气供给系统，氢气或富氢气作为燃料电池100的燃料气体，氧气作为燃料电池100的氧化剂气体。
在燃料电池100内，通过夹持和层叠电解质电极复合体(complexes)来叠加包括氢气所供给到的氢气电极和氧气(即空气)所供给到的空气电极的发电电池。另外，燃料电池100包括由氢气和氧气的电化学反应的化学能产生电能的发电部。
在燃料电池100的氢气电极处，氢气分离成氢离子和电子，氢离子穿过电解质，电子通过穿过外部电路产生电能，氢离子和电子分别移动到空气电极。在空气电极处，上述氢离子和电子与供给的空气中的氧气反应产生水并将水排出到外部。
用作燃料电池100的电解质的固体高分子电解质可产生高能量密度、低成本、轻量化的燃料电池系统。固体高分子电解质包括氟树脂基离子交换膜和能够传导离子(即质子)的高分子膜，并且用作使用饱和水分的离子传导电解质。
从氢气供给源供给的氢气通过氢气调整阀向氢气供给管101输送，并且被供给到燃料电池100的氢气电极。在燃料电池100处，当不完全消耗供给的氢气时，阳极循环泵103通过使氢气废气通过阳极循环管102来循环未被消耗就从燃料电池100排出的氢气废气。在阳极循环管102内，氢气废气与新供给的氢气混合，并且随后被供给到燃料电池100的氢气电极。
阳极循环管102包括位于燃料电池100的出口侧的放气阀104和放气管105。放气阀104通常闭合，如果检测到由于燃料电池100中的堵塞水或惰性气体的积累使电池电压下降，则打开放气阀104。在阳极循环管102内，从氢气的循环中积累杂质或氮气，并且由于氢气压力的下降导致燃料电池100的产生电能的效率降低。通过根据需要释放放气阀104而从燃料电池100和阳极循环管102排出氢气。
燃料电池100的空气供给系统通过空气供给管106将空气从空气供给泵传送到空气电极。通过阴极排出管107将燃料电池100未消耗的氧气和阴极废气从燃料电池100排出到燃料电池系统的外部。
另外，燃料电池系统设置阳极水排出系统115。当燃料电池100利用氧化还原反应产生电能时，在燃料电池100的阴极侧产生水分。该水分通过电解质膜移动到燃料电池100的阳极侧并且与燃料废气一起从阳极排出口109排出。阳极水排出系统115用于将包括液态水的水分和废气排出到燃料电池系统的外部。燃料电池系统还设置气液分离器110和包括节流孔的节流阀111。
气液分离器110被放置在比燃料电池100的阳极排出口歧管108和阳极排出口109高的位置，并且通过阳极排出管112与燃料电池100的阳极排出口109连接。气液分离器110包括：在气液分离器110的下部、暂时保存水的水箱113；和控制将保存在水箱113中的水排出到燃料电池系统的外部的排水阀114。气液分离器110从阳极排出口109接收在燃料电池100内部产生的氢气废气和水分，并且从氢气废气中分离气体成分和水分。气液分离器110将被分离的水分暂时保存在水箱113中，并且通过排水阀114适当地从水箱113排出被保存的水。
气液分离器110还与向大气开口的阴极排出管107连接。在气液分离器110与阴极排出管107之间建立节流阀111。当运行燃料电池系统时，燃料电池100中的压力比大气压高10KPa或更多。因此，通过气液分离器110和阴极排出管107的连接点与阳极排出口109之间的压力差将阳极排出口109中的废气和水分吸入气液分离器110。节流阀111工作以降低或限制废气和水分的流量或流速，使得在气液分离器110中水分与气体成分可以完全分离。仅将不包含水分的气体成分经由节流阀111移动到阴极排出管107，否则排出管107可能被液态水堵塞。节流阀111工作以防止水分到达阴极排出管107。
另外，燃料电池系统设置系统控制部120(图1未示出)。系统控制部120用作控制燃料电池系统的工作的控制中心，并且设置用于使用程序控制操作处理的如CPU、存储装置和输入/输出装置等资源。系统控制部120读取通过该燃料电池系统中的传感器(未示出)获得的如压力、温度、电压和电流等用于操作燃料电池系统的必要信号。基于在内部控制逻辑中读取和预载的程序，系统控制部120将命令发送到燃料电池系统的各部件，并且包括用于燃料电池系统的水分排出处理。
如图1所示，节流阀111被布置在气液分离器110与阴极排出管107之间。节流阀111被设置成可以使压力差大于阳极排出口109和气液分离器110之间的高低差L与阳极排出管112中的压降ΔPs的总和。换句话说，如下设置节流阀：L(mm)/100(kPa)+ΔPs＜ΔP(kPa)＝P2-P1，其中，L是高低差，ΔPs是阳极排出管112中的压降，P1是气液分离器110内的压力，P2是阳极出口歧管108内的压力。
在实施例1中，节流阀111的开口具有0.18mm的圆直径。节流阀111的开口直径被设置成能够利用阴极排出管107内的阴极废气将通过节流阀111的氢气废气稀释到小于可燃氢气浓度。
实施例1包括在气液分离器110和阳极出口歧管108之间的阳极排出管112中产生压力差的节流阀111。通过利用该压力差，可以将由燃料电池100产生、并且从阳极出口歧管108和阳极排出口109排出的水汲到气液分离器110，该气液分离器110被放置在燃料电池系统中的比阳极出口歧管108和阳极排出口109高的位置。
在气液分离器110与阳极出口歧管108之间，由于压力差导致可以通过排出燃料废气来汲出水。基于高低差和阳极排出管112的管压降确定该压力差。另外，可以通过在阴极排出管107内混合氢气废气和阴极排气来稀释通过节流阀111的氢气废气。
这样，在不需要利用泵耗电力的汲水装置、稀释泵或排氢处理装置的情况下，本发明能够实现燃料电池系统的排水处理、改进燃料消耗、低成本和小型化。另外，通过汲出水将水分排出到燃料电池系统的外部，可以防止燃料电池100的浸水(flooding)，这可以稳定燃料电池100的性能。
图2图解关于本发明的实施例2的燃料电池系统的结构。与实施例1相比，图2所示的实施例2的特征是在阳极排出口109与气液分离器110之间设置包括节流孔的第二节流阀201。在燃料电池100的阳极排出口109与气液分离器110之间的阳极排出管112中，第二节流阀201具有与第一节流阀111相同的功能。其它特征与实施例1相同。
在实施例2中，可以增大气液分离器110与阳极出口歧管108之间产生的压力差。这提高了汲出水的能力，并且提高了燃料电池系统的性能。
图3图解关于本发明的实施例3的燃料电池系统的结构。与实施例1相比，图3所示的实施例3的特征包括第三节流阀301，该第三节流阀301在气液分离器110与阴极排出管107之间的氢气废气的另一个流路上，并且包括节流孔。与第一节流阀111并联的第三节流阀301具有与第一节流阀111相同的功能。实施例3还包括分别布置在第一节流阀111和第三节流阀301的下游的第一断流阀302和第二断流阀303。其它特征与实施例1相同。
在图解的结构中，系统控制部120控制第一断流阀302和第二断流阀303的开闭。开闭控制使系统控制部120改变气液分离器110与阴极排出管107之间的流路表面积。当释放第一断流阀302和第二断流阀303的氢气废气时的出口表面积被设置成第一断流阀302大于第二断流阀303。图4图解实施例3中的断流阀的开闭控制的一个例子。
可以通过响应检测到的系统的工作状态的开闭控制来改变开口表面积。检测到的工作状态可包括由压力传感器310检测的燃料电池系统的阳极侧内的工作压力、使用温度传感器311检测的燃料电池的温度、以及使用电流传感器312检测的从燃料电池100引出的电流。工作压力越大，从阳极排出口109排出到气液分离器110的水分和氢气废气的增大量越大。燃料电池的温度越高，从燃料电池100取得的电流越大。基于这些工作状态，由燃料电池100产生的水分增加；因此，通过计算氢气废气和水分的排出量确定节流阀开口直径和断流阀的切换定时。
在实施例3中，可以改变节流表面积，并通过响应系统的工作状态改变汲出的水量和氢气废气排出量而防止燃料电池100的浸水来提高可靠性。另外，可以通过减少从燃料电池100排出的氢气废气量来改进燃料消耗。
此外，除了保持要求的待汲出水量之外，可减少氢气排出量，由此改进燃料消耗。另外，通过响应在燃料电池100中产生的水量和燃料电池的温度来控制节流阀的开闭，可以减少留在阳极出口歧管108中的水量。还可以防止浸水并且可以设计高效的氮气排气系统。
图5图解关于本发明的实施例4的燃料电池系统的结构。与实施例3相比，图5所示的实施例4的特征是建立与第一节流阀111和第三节流阀301并联的第四节流阀304，在第四节流阀304的下游建立第三断流阀305。其它特征与实施例3相同。
在图解的结构中，当释放第一断流阀302、第二断流阀303和第三断流阀305的氢气废气时的出口表面积被设置成第一断流阀302大于第二断流阀303，第二断流阀303大于第三断流阀305。图6图解实施例4中的断流阀的开闭控制的一个例子。
燃料电池系统内的压力传感器310检测燃料电池系统的阳极侧内的工作压力，燃料电池系统内的温度传感器311检测燃料电池的温度，而燃料电池系统内的电流传感器312检测从燃料电池100引出的电流。可以通过响应检测到的燃料电池系统的工作状态的开闭控制来改变开口表面积。
因此，在实施例4中，可以比实施例3更精确地调整气液分离器110与阴极排出管107之间的流路中的开度。还可以精确地控制被汲出到气液分离器110的水量和从气液分离器110排出的氢气量。
图7图解关于本发明的实施例5的燃料电池系统的结构。与实施例3相比，图7所示的实施例5的特征是从阳极循环管102除去放气阀104和放气管105。在该情况下，使用阳极水排出系统115排出燃料电池系统的阳极侧的氮气。其它特征与实施例3相同。
在图解的实施例中，利用阳极排出管112、气液分离器110、第一节流阀111、第一断流阀302、第三节流阀301、第二断流阀303、以及阴极排出管107形成阳极水排出系统115。阳极水排出系统115能够将氮气从燃料电池100的阳极侧排出到阴极排出管107。
在实施例5中，可以除去放气阀104和放气管105，由此减小了结构尺寸，并且降低了成本。响应燃料电池系统的阳极侧的要求的氮气排出量，利用第一节流阀111和第三节流阀311的开闭控制改变流路表面积，使得在满足要求的氮气排出量的同时汲出水。还可以通过防止过度排出氢气来改进燃料消耗。而且，可由通过阳极循环管102内的氢气浓度传感器313检测的氢气浓度估算要求的氮气排出量。
图8图解关于本发明的实施例6的燃料电池系统的结构。与实施例1相比，图8所示的实施例6的特征是建立代替第一节流阀111的可变节流阀801，而其它特征与实施例1相同。
可变节流阀801被设置成在系统控制部120的控制下能够改变气液分离器110与阴极排出管107之间的流路的开口表面积(即，节流开度)。在实施例6中，可以通过使用单个节流阀改变阳极出口歧管108与气液分离器110之间的压力差，从而可以减小结构尺寸。
另外，为了使用可变节流阀801的开口表面积来自由建立压力差，使用压力传感器310检测燃料电池系统的阳极侧内的工作压力，使用温度传感器311检测燃料电池的温度，使用电流传感器312检测从燃料电池100引出的电流。从这些测量中，可以通过响应检测到的工作状态来改变可变节流阀801的开度，从而确定压力差。与实施例1-4所示的节流阀的开口表面积的调整相比，可变节流阀801使得能更精确地调整从燃料电池系统汲出的水量和排出的氮气量。这样，还可以防止浸水，提高燃料电池100的可靠性，减小氮气的排出量，以及提高燃料电池100的燃料消耗量。
图9图解关于本发明的实施例7的燃料电池系统的结构。相对于实施例6，图9所示的实施例7的特征是采用实施例5的特征，并且从阳极循环管102除去放气管105和放气阀104。实施例7也使用阳极水排出系统115从燃料电池系统的阳极侧排出氮气，而其它特征与实施例6相同。
因此，实施例7能够获得可在实施例6中获得的结果，并且与实施例5相比，可以非常准确地从燃料电池系统实际排出接近要求的氮气量。另外，通过控制没用的氢气的排出，可以改进燃料消耗。
图10图解关于本发明的实施例8的燃料电池系统的结构。与实施例1相比，图10所示的实施例8的特征是在气液分离器110的水箱113中设置水位检测仪1001。其它特征与实施例1相同。
在实施例8中，水位检测仪1001检测水箱113内的水位，并将检测到的水位输入到系统控制部120。在基于检测到的水位的系统控制部120的控制下，通过利用水箱113的排水阀114的开闭控制来调整水箱113的水位，从而可以保持水箱113内的水位。也可以通过排水阀114防止从水箱113排出水时的氢气泄漏。另外，水位检测仪1001可快速检测水箱113内的水位下降，从而提高可靠性。
图11图解关于本发明的实施例9的燃料电池系统的结构。与实施例2相比，图11所示的实施例9的特征是建立检测气液分离器110与阳极出口歧管108之间的两个位置的压力差的差压计1101。其它特征与实施例2相同。
当连接气液分离器110和阳极出口歧管108的阳极排出管112中存在水时和不存在水时，阳极排出管112中存在压力差。因为当阳极排出管112中存在水时压力差变大，所以，基于由差压计1101检测的压力差来改变第一断流阀302和第二断流阀303的开闭控制。当阳极排出管112中存在水时，第一节流阀111和第三节流阀301的开口表面积变大，并且汲出的水量增大。因此，可以快速排出燃料电池100内的水分。除了能够通过防止浸水来提高可靠性之外，还可以通过设计高效的氮气排气系统来提高性能。
图12图解关于本发明的实施例10的燃料电池系统的结构。与实施例1相比，图12所示的实施例10的特征是在阳极循环管102和放气管105的分歧点的上游建立第二气液分离器1201，该第二气液分离器1201与建立在阳极水排出系统115内的气液分离器110的作用相同。其它特征与实施例1相同。
在实施例10中，可以使用循环气液分离器1201回收流出到阳极循环管102的水分。因此，可以防止如阳极循环泵103等循环系统的部件中的水的流动，并且可以提高能力和可靠性。
图13图解关于本发明的实施例11的燃料电池系统的结构。与实施例1相比，图13所示的实施例11的特征是建立使从水箱113排出的水和排出到阴极排出管107的阴极废气合流的合流部1301。
经由排水管1302使合流部1301与控制从水箱113排出的水的排水阀114连接。经由分歧管1304使合流部1301与阴极排出管107的在第一节流阀111的下游侧和阴极排出管107的连接部1303附近的下游连接。氢气浓度传感器1305检测合流部1301内的氢气浓度，并且氢气浓度传感器1305将检测到的氢气浓度输入到系统控制部120。其它特征与实施例1相同。
在图解的结构中，保存在水箱113中的水通过打开的排水阀114和排水管1302流到合流部1301。此时，即使当氢气通过水箱113的排水阀114泄漏到排水管1302时，被泄漏的氢气被从阴极排出管107通过分歧管1304流到合流部1301的阴极废气稀释，并且使用合流部1301排出到燃料电池系统的外部。
因此，可以通过利用阴极废气将氢气稀释到小于规定值的浓度而安全地排出氢气废气。另外，通过用氢气浓度传感器1305检测合流部1301内的氢气浓度，可以检测水箱113的氢气泄漏。
图14是示出关于本发明的实施例12的燃料电池系统的控制顺序的流程图。实施例11所示的燃料电池系统的实施例12的特征与图10所示的实施例8的水箱113相同，建立检测水箱113的水位的水位检测仪1001。基于估算进入水箱113的水量的检测到的水位，从燃料电池100平滑地排出水。
在图14中，首先判断一定水位的水是否已从燃料电池100进入水箱113中(步骤S141)。基于水箱113的水位的波动、排水阀114的开闭操作的计数、或由气液分离传感器1305确定的流过排水管1302的液体频率的测量结果，估算已被导入和收集在水箱113中的水量。
系统控制部120基于由上述水位检测仪1001检测到的水位测量水位波动计数。同样，由系统控制部120测量排水阀114的开闭控制的计数。由建立在排水阀114与合流部1301之间的排水管1302中的气液分离传感器1305测量液体判断频率(liquiddetermination frequency)。气液分离传感器1305利用系统控制部120测量流过排水管1302的液体频率。
图15a-15d图解关于估算水箱113中的水的导入量的方法的各量的关系。如图15a所示，导入到水箱113的水量具有在燃料电池100的工作温度较低时增大燃料电池系统要求的要求负载的趋势。当水位与图15a所示的斜线的导入水量大致相同时，图15b-15d分别示出上述水位波动计数、操作计数和液体判断频率相对于要求的负载1307和工作温度311的关系。
这些关系由上述实验确定，并且以例如图(maps)的形式储存到系统控制部120内的存储装置中，并且用作导入水量估算系统。换句话说，比较图15b-15d所示的值和与图15a所示的导入水量对应的如上所述测量的水位波动计数、操作计数或液体判断频率，产生水箱113的导入水量的估算值。系统控制部120判断水是否已被导入到水箱113中，并且判断估算的导入水量是否小于由上述实验建立的规定量。
如果系统控制部120判断水未被导入到水箱113中，则排水阀114打开以释放积累在水箱113中的水(步骤S142)。当水位检测仪1001的输出值已达到恒定值时释放排水阀114。然而，当关闭第一节流阀111的开口时，水箱113与燃料电池100之间的压力差消失，该第一节流阀111排出和控制水箱113中的氢气。因此，在未将水导入到燃料电池100的水箱113的情况下，不排出在水箱113中积累的水，并且不改变水箱113的水位。
当判断水未进入水箱113时，不管水箱113的水位如何，排水阀114打开。这样，减小水箱113的内压，并且由于压力差可将水从燃料电池100导入水箱113。此时，尽可能地减小水箱113内的内压。因此，建立水位检测仪1001的水位下限值，该水位下限值小于预设值。
排水阀114打开之后，判断水箱113的水位是否已达到上述水位下限值(步骤S143)，如果已达到下限值，则关闭排水阀114(步骤S144)。而且，关闭排水阀114所需要的时间，例如预定间隔，可以是水箱113内的压力达到预定值的时候。
另一方面，从上面的步骤S141中，当判断导入水箱113的水量小于预定量时，建立在水箱113与阴极排出管107之间的除水装置1306除去保存在第一节流阀中的水(步骤S145)。
在其它实施例中，可采用与用于图8所示的实施例6的相同的可变节流阀代替第一节流阀111。可变节流阀被构造成电磁阀，其中，在系统控制部120的控制下，可以以与实施例6的可变节流阀相同的方式改变开口表面积。使用这种可变节流阀，当已经判断水箱113内的估算的导入水量小于预定量时，通过增大可变节流阀的开口表面积恢复由水的积累而变窄的流路表面积(步骤S146)。因此，可通过减小水箱113的内压增大水箱113中的导入水量，并且停止可变节流阀的打开控制(步骤S147)。
允许采用具有电热器的加热装置作为除水装置1306，该加热装置在系统控制部120的控制下加热第一节流阀。在该情况下，当判断水箱113中的估算的导入水量小于预定量时，通过使第一节流阀111通过电热器除去在第一节流阀111处积累的水。因此，保持了第一节流阀111的流路表面积，减少了水箱113的内压，并且增大了水箱113的导入水量。
另外，还允许在除水装置1306处增大燃料电池系统的工作压力。通过增大工作压力，节流阀前后产生较大的压力差，并且除去积累在节流部的水。因此，由于水箱113的内压的减小导致导入到水箱113的水量增大。
从上面的步骤S141中，当水箱113中的估算的导入水量高于上述预定量时，完成控制。这样，对于实施例14，当判断水箱113中的水已经不能被平滑导入时，从水箱113排出水，并且通过降低水箱113的压力使水从燃料电池100平滑地导入到水箱113。因此，可以用不限制从燃料电池100的排水的燃料电池系统来稳定地产生电能。
而且，在上述实施例11和实施例12中，可以使用阳极水排出系统115放出氮气。也就是说，随着放气阀104的关闭，通过打开排水阀114放出氮气。当基于从排水阀114排出的氢气总量确定用于关闭放气阀104的频率时，建立满足氮气排出性能的氢气排出量。因此，可以使氢气排出量小。另外，通过用阳极水排出系统115排气，可以从燃料电池系统移除放气阀，这减少了成本并且使结构小型化。而且，允许适当地组合上述实施例1-12。
已说明了本发明的各种实施例。这些和其它实施例在所附权利要求书的范围内。

Claims (32)

1.一种燃料电池系统，其包括：
燃料电池，其通过燃料气体和氧化剂气体的电化学反应产生电能；
阴极排出管，其从所述燃料电池排出产生电能过程中产生的氧化剂废气；
阳极排出口，其经由阳极排出管从所述燃料电池排出产生电能过程中产生的燃料废气和水分；
气液分离器，其接收经由所述阳极排出管来自所述阳极排出口的所述燃料废气和所述水分，并且分离所述燃料废气的燃料气体成分和水分，所述气液分离器被放置在比所述阳极排出口以及阳极排出口歧管高的位置；以及
节流阀，其建立在所述气液分离器和所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中，所述节流阀被配置成改变所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度以限制所述燃料废气的流量，使得所述阳极排出管中的压力差使所述燃料废气和所述水分从所述阳极排出口流到所述气液分离器，并且使所述燃料废气从所述气液分离器流到所述节流阀。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述节流阀包括第一节流阀，所述燃料电池系统还包括第二节流阀，所述第二节流阀维持所述气液分离器与所述阳极排出口之间的所述阳极排出管中的所述燃料废气和所述水分的流路中的开度。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述节流阀包括节流孔。
4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一节流阀和所述第二节流阀包括节流孔。
5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述节流阀包括多个并联的节流孔，其中，所述多个节流孔中的每一个与多个断流阀中的对应一个串联。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括检测所述燃料气体的工作压力的压力传感器，其中，所述多个节流孔调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度，并且基于检测到的压力值打开或关闭所述多个断流阀。
7.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：
电流传感器，其检测所述燃料电池的电流；以及
温度传感器，其检测所述燃料电池的温度，其中，所述多个节流孔调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路的开度，并且基于检测到的电流值和检测到的温度值打开或关闭所述多个断流阀。
8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气液分离器和所述节流阀排出在所述燃料电池中积累的氮气。
9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括估算必须从所述燃料电池排出的氮气量的氮气排出估算装置，其中，所述节流阀基于所估算的氮气量调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
10.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述节流阀包括可变节流阀。
11.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：
阳极循环管，所述燃料气体在所述阳极循环管中流动以提供给所述燃料电池；以及
压力传感器，其检测所述阳极循环管中的所述燃料气体的压力，其中，所述可变节流阀基于检测到的压力值改变开度，以调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
12.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：
电流传感器，其检测所述燃料电池的电流；以及
温度传感器，其检测所述燃料电池的温度，其中，所述可变节流阀基于检测到的电流值和检测到的温度值改变开度，以调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
13.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括检测所述阳极排出口与所述气液分离器之间的所述阳极排出管内的压力差的压力传感器，其中，所述可变节流阀基于检测到的压力差改变开度以调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
14.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：
水箱，其积累来自所述气液分离器的水分；以及
水位传感器，其检测在所述水箱内积累的所述水分的水位。
15.根据权利要求14所述的燃料电池系统，其特征在于，所述节流阀基于检测到的所述水箱内的水位调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
16.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气液分离器是第一气液分离器，所述燃料电池系统还包括：
阳极循环系统，其使从所述燃料电池的阴极输出侧排出的所述燃料废气返回到所述燃料电池的阳极输入侧；以及
第二气液分离器，其分离所述阳极循环系统内的所述燃料废气的燃料气体成分和水分。
17.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气液分离器包括水箱和合流部，所述水箱积累来自所述气液分离器的水分，所述合流部通过使经由排水阀从所述水箱排出的水分与所述阴极排出管内的所述氧化剂废气合流来排出水分。
18.根据权利要求17所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：
负载检测装置，其检测所述燃料电池的要求负载；
温度传感器，其检测所述燃料电池的温度；以及
水估算装置，其基于检测到的负载值和检测到的温度值估算导入到所述水箱的水量，其中，当所述水估算装置估算出所述水箱中不存在导入的水时，通过打开所述排水阀排出在所述水箱内积累的水。
19.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气液分离器包括积累来自所述气液分离器的水分的水箱，所述燃料电池系统还包括：
负载检测装置，其检测所述燃料电池的要求负载；
温度传感器，其检测所述燃料电池的温度；
水估算装置，其估算导入到所述水箱的水量；以及
除水装置，当所述水估算装置估算出导入到所述水箱的水量小于预定水量时，所述除水装置除去在所述节流阀处积累的水分。
20.一种方法，其包括：
通过燃料电池内的燃料气体与氧化剂气体的电化学反应产生电能；
经由阴极排出管从所述燃料电池排出产生电能过程中产生的氧化剂废气；
利用阳极排出口经由阳极排出管从所述燃料电池排出产生电能过程中产生的燃料废气和水分；
接收经由所述阳极排出管来自所述阳极排出口的所述燃料废气和所述水分，并且利用气液分离器分离所述燃料废气的燃料气体成分和水分，所述气液分离器被放置在比所述阳极排出口以及阳极排出口歧管高的位置；以及
利用节流阀改变所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度以限制所述燃料废气的流量，从而建立所述阳极排出管中的压力差，所述压力差使所述燃料废气和所述水分从所述阳极排出口流到所述气液分离器，并且使所述燃料废气从所述气液分离器流到所述节流阀。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述节流阀包括第一节流阀，所述方法还包括利用第二节流阀维持所述气液分离器与所述阳极排出口之间的所述阳极排出管中的所述燃料废气和所述水分的流路中的开度。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
利用压力传感器检测所述燃料气体的工作压力；以及
基于检测到的压力值调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括：
利用电流传感器检测所述燃料电池的电流；
利用温度传感器检测所述燃料电池的温度；以及
基于检测到的电流值和检测到的温度值调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括经由所述气液分离器和所述节流阀排出在所述燃料电池中积累的氮气。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括：
利用氮气排出估算装置估算必须从所述燃料电池排出的氮气量；以及
基于所估算的氮气量调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
26.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
在水箱内积累来自所述气液分离器的水分；以及
利用水位传感器检测在所述水箱内积累的所述水分的水位。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括基于检测到的所述水箱内的水位调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
28.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
利用压力检测器检测所述阳极排出口与所述气液分离器之间的所述阳极排出管内的所述压力差；以及
基于检测到的所述压力差调整所述气液分离器与所述阴极排出管之间的所述燃料废气的流路中的开度。
29.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述气液分离器是第一气液分离器，所述方法还包括：
经由阳极循环系统将从所述燃料电池的阴极输出侧排出的所述燃料废气返回到所述燃料电池的阳极输入侧；以及
利用第二气液分离器分离所述阳极循环系统内的所述燃料废气的燃料气体成分和水分。
30.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
在水箱内积累来自所述气液分离器的水分；
经由排水阀排出来自所述水箱的所述积累的水分；以及
使所述排出的水分和所述阴极排出管中的所述氧化剂废气在合流部内合流。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，还包括：
利用负载检测装置检测所述燃料电池的要求负载；
利用温度传感器检测所述燃料电池的温度；
利用水估算装置基于检测到的负载值和检测到的温度值估算导入到所述水箱的水量；以及
当所述水估算装置估算出所述水箱中不存在导入的水时，通过打开所述排水阀排出在所述水箱内积累的水。
32.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
在水箱内积累来自所述气液分离器的水分；
利用负载检测装置检测所述燃料电池的要求负载；
利用温度传感器检测所述燃料电池的温度；
利用水估算装置估算导入到所述水箱的水量；以及
当所述水估算装置估算出导入到所述水箱的水量小于预定水量时，利用除水装置除去在所述节流阀处积累的水分。
CN2006800265398A 2005-07-21 2006-07-20 燃料电池系统 Active CN101228656B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP211739/2005 2005-07-21
JP2005211739 2005-07-21
JP2006011951A JP4984543B2 (ja) 2005-07-21 2006-01-20 燃料電池システム
JP011951/2006 2006-01-20
PCT/IB2006/001992 WO2007010372A2 (en) 2005-07-21 2006-07-20 Fuel cell system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101228656A CN101228656A (zh) 2008-07-23
CN101228656B true CN101228656B (zh) 2010-09-08

Family

ID=37564142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800265398A Active CN101228656B (zh) 2005-07-21 2006-07-20 燃料电池系统

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7875377B2 (zh)
EP (1) EP1911115B1 (zh)
JP (1) JP4984543B2 (zh)
KR (1) KR100977338B1 (zh)
CN (1) CN101228656B (zh)
CA (1) CA2628715C (zh)
WO (1) WO2007010372A2 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2933239B1 (fr) 2008-06-27 2011-01-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Culasse de distribution d'une pile a combustible
FR2934420B1 (fr) * 2008-07-25 2010-12-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moyens de purge pour systeme a pile a combustible et mode de regulation associe
US8697305B2 (en) * 2009-03-16 2014-04-15 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Fuel cell system
DE102009014592A1 (de) * 2009-03-24 2010-09-30 Daimler Ag Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle
CN102439774B (zh) * 2009-05-20 2014-03-12 日产自动车株式会社 燃料电池系统及其控制方法
KR101154409B1 (ko) * 2010-07-30 2012-06-15 현대자동차주식회사 차량용 연료 전지 장치 및 그 제어 방법
US8701468B2 (en) * 2010-12-17 2014-04-22 GM Global Technology Operations LLC Flow estimation based on anode pressure response in fuel cell system
JP5956832B2 (ja) * 2012-05-29 2016-07-27 株式会社豊田自動織機 燃料電池システムおよび燃料電池付産業車両
JP6528858B2 (ja) * 2015-12-15 2019-06-12 日産自動車株式会社 燃料電池システム、及び、燃料電池システムの制御方法
JP6504149B2 (ja) * 2016-12-08 2019-04-24 トヨタ自動車株式会社 検査装置及び検査方法
KR20200047831A (ko) * 2018-10-24 2020-05-08 현대자동차주식회사 연료전지의 응축수 배출 제어시스템 및 제어방법
CN109532565B (zh) * 2018-11-12 2020-10-16 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种氢燃料电池汽车热管理系统及控制方法
DE102018133203A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Hps Home Power Solutions Gmbh Spülsystem und Verfahren zu dessen Überwachung
DE102018133201A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Hps Home Power Solutions Gmbh Spülsystem und dessen Verwendung in einem Energiesystem
DE102019209932A1 (de) * 2019-07-05 2021-01-07 Robert Bosch Gmbh Wassertanksystem zur Bereitstellung von Wasser für ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug
JP7120969B2 (ja) * 2019-07-17 2022-08-17 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
KR20210016724A (ko) * 2019-08-05 2021-02-17 주식회사 미코 물 리사이클링이 가능한 연료전지용 물탱크 및 이를 구비하는 연료전지 시스템
JP7267880B2 (ja) * 2019-09-06 2023-05-02 株式会社Soken 燃料電池システム
KR20210041971A (ko) * 2019-10-08 2021-04-16 현대자동차주식회사 연료전지의 수소 농도 추정시스템 및 추정방법
CN112928310B (zh) * 2019-12-05 2022-10-21 未势能源科技有限公司 气液分离器排水阀的控制方法和装置、燃料电池及交通工具
DE102020201042A1 (de) * 2020-01-29 2021-07-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Wassertank für ein Brennstoffzellensystem, Brennstoffzellensystem, Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6363731B1 (en) * 1999-09-09 2002-04-02 Daimlerchrysler Ag System for extracting a liquid from a gas stream

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4456188B2 (ja) * 1998-09-16 2010-04-28 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP2000357529A (ja) * 1999-06-14 2000-12-26 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池システム
JP3705182B2 (ja) * 2001-10-10 2005-10-12 日産自動車株式会社 水循環装置
DE10152311A1 (de) 2001-10-26 2003-05-15 Audi Ag Brennstoffzellensystem mit einer Brennstoffzellenabgas-Wasserrückgewinnungseinrichtung
US6981877B2 (en) * 2002-02-19 2006-01-03 Mti Microfuel Cells Inc. Simplified direct oxidation fuel cell system
JP4929556B2 (ja) * 2003-05-14 2012-05-09 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムの運転制御
JP2005183020A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の生成水供給装置
US20050142400A1 (en) * 2003-12-31 2005-06-30 Nuvera Fuel Cells Safe purging of water from fuel cell stacks
US20070011251A1 (en) * 2004-12-09 2007-01-11 Mcnamara Kevin W Fuel cartridge for fuel cell power systems and methods for power generation
WO2006088077A1 (ja) * 2005-02-18 2006-08-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 燃料電池システムおよびその運転方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6363731B1 (en) * 1999-09-09 2002-04-02 Daimlerchrysler Ag System for extracting a liquid from a gas stream

Also Published As

Publication number Publication date
JP4984543B2 (ja) 2012-07-25
CA2628715A1 (en) 2007-01-25
KR20080025164A (ko) 2008-03-19
US20080233445A1 (en) 2008-09-25
WO2007010372A2 (en) 2007-01-25
US7875377B2 (en) 2011-01-25
US20110081584A1 (en) 2011-04-07
EP1911115A2 (en) 2008-04-16
US8114534B2 (en) 2012-02-14
JP2007053070A (ja) 2007-03-01
CN101228656A (zh) 2008-07-23
EP1911115B1 (en) 2015-05-20
WO2007010372A3 (en) 2007-08-23
CA2628715C (en) 2012-03-06
KR100977338B1 (ko) 2010-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101228656B (zh) 燃料电池系统
JP5327557B2 (ja) 燃料電池のセル水分量の状態を判定する方法、その装置、燃料電池のセル水分量の状態を制御する方法、その装置及び燃料電池システム
JP4081207B2 (ja) 燃料電池システム
US20060210853A1 (en) Fuel cell system
JP5351651B2 (ja) 燃料電池システム
US9660278B2 (en) Method for detecting orifice flow phase transition in a pressure-controlled anode
US7662494B2 (en) Fuel cell system
JP2004192845A (ja) 燃料電池システム
JP2002124290A (ja) 燃料電池システム
JP2008235051A (ja) 気液分離装置
JP4504896B2 (ja) 燃料電池システム
JP4495575B2 (ja) 燃料電池システムおよびその制御方法
CN114420977B (zh) 一种燃料电池阳极系统、控制方法及燃料电池
JP2023132389A (ja) 燃料電池システム及び燃料電池システムの弁制御方法
JP2013246935A (ja) 燃料電池システム
JP5319171B2 (ja) 燃料電池システム
JP2006040610A (ja) 燃料電池システム
JP2005108698A (ja) 燃料電池システム
JP2004349067A (ja) 燃料電池システム
JP2007026893A (ja) 燃料電池システム
JP2020136008A (ja) 燃料電池システム
JP7435504B2 (ja) 燃料電池システム
JP2005332676A (ja) 燃料電池システム
CN114784337B (zh) 燃料电池发电机氢气路的测试系统、发电机及方法
US20230307676A1 (en) Fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant