CN101385176A - 燃料电池系统的氢气供应 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池系统，其特征在于，包括：燃料电池(1)，其通过氢气和氧化气体之间的电化学反应产生电流；氢气供应装置(2)，其向燃料电池供应氢气；氢气供应通道(21)，从氢气供应装置供应的氢气经过氢气供应通道(21)中；阳极废气通道(22)，从燃料电池的阳极侧排放出的阳极废气经过阳极废气通道(22)中；氢气浓度传感器(3)，其设置在氢气供应通道(21)和阳极废气通道(22)中的至少一个上；以及校正装置(4)，其减少设置有氢气浓度传感器的通道内的杂质，利用氢气浓度传感器来测量氢气浓度并且在测量出的氢气浓度的基础上校正氢气浓度传感器的基准点。

Description

燃料电池系统的氢气供应

技术领域

[0001]本发明涉及一种通过电化学反应而产生电能的燃料电池系统。

背景技术

[0002]燃料电池系统向燃料电池或燃料电池组供应燃料气体，诸如氢气和包含氧气的氧化气体，以使这些气体通过燃料电池的电解而相互发生电化学反应以获得电能。

[0003]相关技术的燃料电池系统在从燃料电池排出的阳极废气所经过的阳极废气通道上设置有氢气浓度传感器，并测量阳极废气中包含的氢气的浓度(例如，见公开号为2004-95300(JP-A-2004-95300)的日本专利申请)。

[0004]由氢气浓度传感器测量到的氢气浓度用于对燃料电池系统执行各种控制操作，诸如调节从燃料电池排出的阳极废气的量。因此要求氢气浓度传感器具有高测量精度。然而，在使用过很长时间后，氢气浓度传感器的精度可能降低，这会引起误差。

发明内容

[0005]本发明的目的是，即使设置有测量氢气浓度的氢气浓度传感器的燃料电池系统经过长期使用后，氢气浓度传感器的测量误差也要被抑制并且氢气浓度传感器的精度被保持。

[0006]本发明的第一方案涉及一种包含通过氢气和氧化气体之间的电化学反应而产生电流的燃料电池的燃料电池系统。所述燃料电池系统包括:燃料电池；氢气供应装置，其向燃料电池供应氢气；氢气供应通道，从氢气供应装置供应的氢气经过氢气供应通道中；阳极废气通道，从燃料电池的阳极侧排放出的阳极废气经过阳极废气通道中；氢气浓度传感器，其设置在氢气供应通道和阳极废气通道中的至少一个上；以及校正装置，其减少设置有氢气浓度传感器的通道内的杂质，利用氢气浓度传感器来测量氢气浓度，并且在测量出的氢气浓度的基础上校正氢气浓度传感器的基准点。

[0007]根据第一方案的燃料电池系统可以进一步包括:释放阀，其设置在阳极废气通道上，将包含在阳极废气中的杂质从系统中排放出，其中氢气浓度传感器可以设置在阳极废气通道上的释放阀的上游，并且在利用氢气供应装置来供应氢气的同时，可以通过开启释放阀排放出预定量或更多阳极废气而使杂质减少。

[0008]根据第一方案的燃料电池系统包括用于校正氢气浓度传感器的基准点的校正装置。通过利用校正装置来校正来自传感器的测量值，能够校正传感器的基准点。当已经从系统排放出预定量或更多阳极废气，同时利用氢气供应装置供应氢气时，即当杂质已经减少时，校正装置在由氢气浓度传感器测量到的氢气浓度的基础上校正来自传感器的测量值。另外，因为能够通过开启释放阀来排放出阳极废气，所以能够利用简单的结构从系统中排放出阳极废气。

[0009]通常，除了包含未用于产生电流的氢气之外，还包含着通过电解质膜传输到阳极侧的氮气的不纯净气体被从燃料电池的阳极侧排出。因此，在阳极废气通道内，除了氢气之外还有各种杂质气体的混合物。如果在供应氢气的同时，阳极废气通道内的气体被从系统中排出，则各种气体被排出，并且杂质被减少。结果，由于所供应的氢气，氢气浓度增加。阳极废气通道内的氢气浓度受到燃料电池是否正在产生电流以及燃料电池的电解质膜的渗透性的影响。然而，当从阳极废气通道排出的阳极废气的量变得等于或大于一定量时，阳极废气通道内的氢气浓度变得几乎恒定。

[0010]这种方案的燃料电池系统可以排出预定量或更多的阳极废气，当假定阳极废气通道内的氢气浓度基本恒定时，利用氢气浓度传感器测量氢气浓度，并且假设被假定为恒定浓度的氢气浓度和来自氢气浓度传感器的测量值之间的差值为误差，来校正测量值的误差。该预定量为，当阳极废气已排出预定量因而杂质已减少时，由氢气浓度传感器测量到的阳极废气通道内的氢气浓度应当变为基本恒定的浓度。该预定量根据燃料电池的电流产生条件等来适当设定。

[0011]更确切地说，当阳极废气已排出阳极废气排出量时，使来自氢气浓度传感器的测量值基本变为100％的该阳极废气排出量被预先计算作为预定量，并且假设在阳极废气已排出预定量后氢气浓度变为100％。如果当阳极废气已排出预定量时，来自氢气浓度传感器的测量值不是100％，则假设实际值和100％之间的差值为误差，对来自传感器的测量值进行校正。通过以预定间隔来执行这种校正，即使在长期使用之后也能够保持测量氢气浓度的精度。

[0012]如果将理论的氢气浓度和实际测量的氢气浓度进行比较，并且在其间差值的基础上对来自氢气浓度传感器的测量值进行校正以通过这种方式来校正氢气浓度传感器的基准点，则即使氢气浓度传感器被长时间使用并变得退化而引起测量值的误差时，仍能够适当地校正传感器的误差并保持氢气浓度传感器的测量精度。

[0013]根据这种方案的燃料电池系统可以进一步包括:旁通通道，其将氢气引导至阳极废气通道而不通过燃料电池，该旁通通道连接氢气供应通道和位于氢气浓度传感器的上游的阳极废气通道的一部分，其中，当校正装置已经从系统排出预定量或更多阳极废气，同时通过旁通通道将氢气供应到阳极废气通道时，校正装置利用氢气浓度传感器测量氢气浓度，并且校正氢气浓度传感器的基准点。

[0014]在燃料电池中，通过电化学反应产生了水，因此经过燃料电池的阳极废气可能包含湿气。如果阳极废气包含湿气，则来自氢气浓度传感器的测量值可能受到湿气的影响。另一方面，被引导通过旁通通道的氢气因为没有通过燃料电池从而不包含湿气。

[0015]如果当校正装置校正传感器的基准点时，氢气通过旁通通道供应给阳极废气通道，则来自氢气浓度传感器的测量值受湿气影响的可能性降低了。结果，能够提高氢气浓度传感器的测量精度，并且也能够提高在测量的浓度的基础上进行的校正的精度。

[0016]在根据这种方案的燃料电池系统中，关于阳极废气排出的预定量可以是这样的，当阳极废气排出该预定量时，由氢气浓度传感器测量到的阳极废气通道内的氢气浓度应当基本变为100％。随着从阳极废气通道排出的阳极废气的量的增加，氢气浓度接近100％。因此，与氢气浓度为其它浓度的情况相比，阳极废气通道内的氢气浓度为100％的情况可以有利于提高校正精度。

[0017]根据这种方案的燃料电池系统可以包括:氢气循环通道，其连接氢气供应通道和阳极废气通道，并且将阳极废气引导至氢气供应通道，其中氢气浓度传感器设置在氢气供应通道上位于氢气供应通道和氢气循环通道连接处的下游，并且在调节从氢气循环通道进入氢气供应通道的阳极废气流量的同时，通过向燃料电池供应氢气而使杂质减少。

[0018]根据这种方案的燃料电池系统包括校正氢气浓度传感器的校正装置，因此能够利用校正装置通过校正来自氢气浓度传感器的测量值而校正氢气浓度传感器的基准点。根据这种方案的燃料电池系统包括使从燃料电池排出的阳极废气返回到燃料电池的循环系统。在调节进入氢气供应通道的阳极废气流量的同时从氢气供应装置向燃料电池供应氢气之后，在利用氢气浓度传感器测量到的氢气浓度的基础上，校正装置校正来自氢气浓度传感器的测量值。

[0019]阳极废气不仅包含杂质气体，诸如当燃料电池内的电流产生停止时通过电解质膜从阴极侧传输到阳极侧的氮气，还包括供应到燃料电池的氢气。如果阳极废气从系统中排出，将排出高浓度氢气。因此，阳极废气通过氢气循环通道被引导进入氢气供应通道，因此阳极废气中包含的氢气返回到燃料电池以降低排出氢气的浓度。

[0020]氢气浓度传感器设置在氢气供应通道上位于氢气供应通道和氢气循环通道连接处的下游，测量氢气供应通道内的气体的氢气浓度。在测量到的氢气浓度的基础上，执行各种控制操作，诸如调节被引导进入燃料电池的阳极废气的流量。

[0021]这种方案的燃料电池系统，在来自氢气浓度传感器的测量值已变为恒定值的条件下，即在杂质已减少并且氢气供应通道中的氢气浓度已变为恒定值的情况下，利用氢气浓度传感器来测量氢气浓度，然后假设测量值和假定恒定值之间的差值即为误差，校正来自氢气浓度传感器的测量值。

[0022]更确切地说，利用氢气供应装置氢气被供应到燃料电池而不将阳极废气引入氢气供应通道中，以便允许从氢气供应装置供应的纯氢气代替阳极废气流入氢气供应通道。这样，杂质从通道中排出，并且氢气供应通道内的氢气浓度和从氢气供应装置供应的氢气量之间的关系变为特定关系。氢气浓度是在来自氢气浓度传感器的氢气浓度被假定为恒定浓度的情况下被实际测量的，并且，如果实际测量值和理论值彼此不相等，则假设实际测量值和理论值之间的差值为误差，校正来自氢气浓度传感器的测量值。

[0023]如果氢气浓度实际上在能够估计氢气浓度的条件下被测量，并且在估计值的基础上校正来自氢气浓度传感器的测量值以校正氢气浓度传感器的基准点，那么即使氢气浓度传感器已使用很长时间且变得退化以致引起误差时，也能够适当地校正传感器的基准点并保持测量氢气浓度的精度。

[0024]当燃料电池中的电流产生过程开始时，根据这种方案的燃料电池系统的校正装置可以校正氢气浓度传感器的基准点。当燃料电池中的电流产生停止时，燃料电池内的气压几乎下降到大气压。然而，一般地，在燃料电池产生电流时，受控气压高于大气压，因此，当在开始产生电流时开始供应氢气时，氢气流入氢气供应通道中，则靠近氢气浓度传感器的氢气浓度变高。因此，通过在燃料电池中开始产生电流之后执行校正，将氢气浓度传感器的测量值引导到任意恒定值变得容易，因此能够提高校正精度。

[0025]当校正装置利用氢气供应装置已向燃料电池供应了预定量的氢气时，校正装置可以利用氢气浓度传感器测量氢气浓度，并且校正氢气浓度传感器的基准点。

[0026]靠近氢气浓度传感器的氢气浓度依赖从氢气供应装置供应的氢气量而变化。因为通过预先计算使靠近氢气浓度传感器的氢气浓度成为预定值的氢气供应量，并且当氢气已被供应了计算出的量时校正氢气浓度传感器的基准点，能够以适当的氢气浓度执行校正。因此，可能提高校正精度。

[0027]优选地，预定量根据氢气供应通道的空间体积等而适当地设定。在假定氢气浓度基本为100％的条件下，当由校正装置执行校正时，例如，使靠近氢气浓度传感器的氢气浓度基本为100％的氢气量被预先计算，并在氢气已供应这些量时执行校正。这样，在靠近氢气浓度传感器的氢气浓度被假定为100％的条件下执行校正，因此能够提高校正精度。

[0028]根据本发明的燃料电池系统使得校正氢气浓度传感器的误差成为可能，因此即使在长时间使用后也能够保持氢气浓度传感器的测量精度。

附图说明

[0029]参照附图，对优选实施例的下述说明将使本发明的前述的和进一步的目的、特征和优点变得清楚，其中相同的标记用于表示相同的部件，而且其中:

图1为根据一个实施例的燃料电池系统的结构图；

图2为显示由根据该实施例的燃料电池系统执行的过程的流程图；

图3为根据另一个实施例的燃料电池系统的结构图；

图4为根据又一个实施例的燃料电池系统的结构图；以及

图5为显示由根据该实施例的燃料电池系统执行的过程的流程图。

具体实施方式

[0030]根据本发明的燃料电池系统的实施例将参照附图进行详细说明。

[0031]图1为根据第一实施例的燃料电池系统的结构图。燃料电池系统10包括:燃料电池1，其通过氢气和氧化气体之间的电化学反应产生电流；高压氢气罐2，作为将氢气供应给燃料电池1的氢气供应装置，高压氢气罐2存储作为燃料气体的氢气；高压氢气罐2的释放阀6；调节阀7，用于调节从高压氢气罐2排出的氢气的压力；氧化气体供应通道21，待供应到燃料电池1的空气通过氧化气体供应通道21；空气压缩器8，设置在氧化气体供应通道21上，将氧化气体供应给燃料电池1；阳极废气通道22，从燃料电池1的阳极侧排出的阳极废气经过阳极废气通道22；氢气浓度传感器3，设置在阳极废气通道22上，测量阳极废气中氢气的浓度；ECU 4，执行诸如控制通过高压氢气罐2的氢气供应，控制氧化气体供应等各种控制操作；释放阀5，设置在阳极废气通道22上位于氢气浓度传感器3的下游，用于将阳极废气从系统排出；以及调节阀9，用于调节从燃料电池1的阴极侧排出的阴极废气的压力。

[0032]氢气浓度传感器3测量经过阳极废气通道22的阳极废气中的氢气浓度。由氢气浓度传感器3测量到的值输入到ECU 4。当燃料电池1中进行电流产生过程时，ECU 4在氢气浓度的基础上对释放阀5执行开启/关闭操作以排出诸如氮气的杂质气体。

[0033]当氢气从高压氢气罐2供应到燃料电池1的阳极侧时，在阳极侧出现的氢气变为氢离子，其穿过电解质膜以与氧气反应。在反应中未消耗的氢气与传输到阳极侧的氮气一起作为阳极废气被排出。

[0034]释放阀5排出阳极废气通道22中的阳极废气。如果阳极废气继续排出，同时从高压氢气罐2供应的氢气以及传输的氮气等也被排出，那么阳极废气通道22中的氢气浓度由于供应的氢气而增高。

[0035]在这个实施例中，氢气供应给燃料电池1时排出的阳极废气的量和阳极废气已排出这些量的时间点时的阳极废气通道22内的氢气浓度之间的关系被预先确定；并且使设置有氢气浓度传感器3的阳极废气通道22内的氢气浓度基本为100％的排出量被设定作为预定量。当阳极废气排出预定量时，利用氢气浓度传感器3测量氢气浓度，并且假设测量值和作为理论值的100％之间的差值为误差，校正来自氢气浓度传感器3的测量值。

[0036]另外，在该实施例中，当燃料电池1的电流产生停止时计算用于氢气浓度传感器3的校正值，并且，在反映计算出的校正值的氢气浓度的基础上，执行燃料电池系统10的各种控制操作，诸如调节被排出的阳极废气的量。

[0037]下面将详细说明在如上所述构造的燃料电池系统10中执行的传感器校正控制。下文中说明的各种控制操作包含在由ECU 4执行的程序中，并且定期重复。图2为显示根据该实施例的传感器校正控制的流程图。

[0038]当燃料电池1中进行电流产生过程时，ECU 4向氢气浓度传感器3发送指令以测量穿过阳极废气通道22的阳极废气中的氢气浓度(S101)。它的目的是在氢气浓度的基础上调节从燃料电池1排出的阳极废气的量。

[0039]步骤S102是将在步骤S101中测量到的氢气浓度与下文描述的校正值α相乘以设定氢气浓度的步骤。在该实施例中，与氢气浓度一样，各种控制操作都是利用通过由氢气浓度传感器3实际测量到的值与校正值α相乘得到的值来执行的。因此，在步骤S102中及其之后，诸如调节排出阳极废气的量的各种操作，是在正常操作条件下(即，当燃料电池产生电流时)在校正后的氢气浓度的基础上执行的。

[0040]接下来，将说明氢气浓度传感器3的校正。ECU 4开启设置在阳极废气通道22上的释放阀5以开始排出阳极废气(S201)。ECU4测量阳极废气的排放量(S202)，并判断排放量是否等于或大于预定量(S203)。如果步骤S203中的判定结果显示阳极废气的排放量小于预定量，则不进行传感器的校正，然后退出程序。

[0041]另一方面，如果在步骤S203中的判定结果显示阳极废气的排放量等于或大于预定量，则测量氢气浓度以便对氢气浓度传感器3进行校正(S204)。预定量为，当阳极废气已排出预定量时，由氢气浓度传感器3测量到的氢气浓度，即阳极废气通道22内的氢气浓度应当基本变为100％。预定量是预置的。

[0042]如果步骤S204中测量到的氢气浓度不是100％，则测量值和作为理论值的100％之间的差值为误差，并且通过将作为理论值的100％除以实际测量值得到的值被设定为校正值α(S205)。

[0043]在阳极废气已排出预定量的时间点时，通过将在本实施例中为100％的氢气浓度的理论值除以在相同时间点时的实际测量值而获得的值为校正值α，该校正值α是在步骤S102中当校正氢气浓度时与测量值相乘的值。

[0044]当在阳极废气通道22内的氢气浓度的基础上执行各种控制操作时，来自氢气浓度传感器3的测量值乘以如此计算出的校正值α(S102)。这样，能够适当地校正氢气浓度传感器3的误差，并校正氢气浓度传感器3的基准点。即使氢气浓度传感器3已使用了很长时间并随着时间的过去变得退化，也能够通过适当地执行传感器的校正来校正由于退化而产生的误差。

[0045]在该实施例中尽管在步骤S205中计算得到的值，即在单次测量后计算得到值，被用作了校正值，但是例如，通过多次计算校正值并将计算出的校正值取平均后得到的平均值也可以用作校正值。另外，可以设定校正值的上限和下限。通过这样适当地设定校正值，能够提高氢气浓度传感器的测量精度进而抑制测量误差。

[0046]在上述实施例中，从燃料电池1中排出的阳极废气从系统中以预定量被排出，然后假设阳极废气通道22中的氢气浓度为特定的恒定浓度来执行校正。然而，如图3中所示，可以设置将从高压氢气罐2供应的氢气直接引导(不通过燃料电池)到阳极废气通道22的旁通通道23。如果设置旁通通道23，通过旁通通道23引入到阳极废气通道22中的氢气包含很少的湿气，因此，能够降低湿气对氢气浓度传感器3的影响，这样能够提高测量精度。

[0047]可以设置将氢气的供应通道在通往旁通通道和通往燃料电池堆之间进行切换的控制阀12。同样优选的是利用控制阀12使旁通通道23在正常的电流产生过程中关闭，并且，当氢气浓度传感器的基准点被校正后，氢气被供应给旁通通道，而从高压氢气罐2到燃料电池堆的氢气供应被切断。

[0048]图4为根据第二实施例的燃料电池系统的结构图。燃料电池系统100包括:燃料电池1，其通过氢气和氧化气体之间的电化学反应产生电流；高压氢气罐2，作为将氢气供应给燃料电池1的氢气供应装置，高压氢气罐2存储氢气作为燃料气体；高压氢气罐2的释放阀6；调节阀7，用于调节从高压氢气罐2排出的氢气的压力；氧化气体供应通道21，待供应到燃料电池1的空气通过氧化气体供应通道21；空气压缩器8，设置在氧化气体供应通道21上，其将氧化气体供应给燃料电池1；氢气供应通道20，来自高压氢气罐2的氢气经过氢气供应通道20供应给燃料电池1；阳极废气通道22，从燃料电池1的阳极侧排出的阳极废气经过阳极废气通道22；氢气循环通道24，其连接在阳极废气通道22和氢气供应通道20之间；氢气泵11，设置在氢气循环通道24上，其将阳极废气引导到氢气供应通道20；氢气浓度传感器3，设置在氢气供应通道20上位于氢气供应通道20和氢气循环通道24的连接处的下游；释放阀5，设置在从阳极废气通道22分支出的阳极废气排出通道25上，用于从系统中排出阳极废气；调节阀9，用于调节从燃料电池1的阴极侧排出的阴极废气的压力；以及ECU 4，其执行各种控制操作，诸如控制高压氢气罐2的氢气供应。

[0049]燃料电池1通过由高压氢气罐2供应的氢气和通过氧化气体通道21供应的氧化气体之间的电化学反应获得电能。包含着未用于产生电流的剩余氢气和已通过燃料电池1的电解质膜的氮气的阳极废气通过阳极废气通道22从燃料电池1的阳极(燃料电极)侧排出。

[0050]阳极废气通道22与排放阳极废气的阳极废气排出通道25连接，则能够通过对释放阀5进行开启/关闭操作而从系统中排出阳极废气。然而，阳极废气含有氢气，所以，如果阳极废气这样排出，则高浓度氢气可能从系统中排出。因此，为了使阳极废气返回燃料电池1，设置了连接着阳极废气通道22和氢气供应通道20的氢气循环通道24。氢气循环通道24设置有氢气泵11，根据需要，使用氢气泵11将阳极废气引导进入氢气供应通道20中，从而将阳极废气供应给燃料电池1。

[0051]根据第二实施例的燃料电池系统100，在燃料电池1的电流产生条件、阳极废气中的氢气浓度等的基础上进行适当调节后，将来自高压氢气罐2的氢气或来自氢气循环通道24的阳极废气引导到燃料电池1。

[0052]氢气浓度传感器3测量通过氢气供应通道20供应给燃料电池1的氢气中的氢气浓度。由氢气浓度传感器3测量到的值被输入给ECU 4。当燃料电池1中的电流产生过程进行时，ECU 4执行各种控制操作，诸如在氢气浓度的基础上对利用氢气泵11进行循环的阳极废气的流量进行调节以防止燃料电池1缺少氢气的控制操作。

[0053]因为来自氢气浓度传感器3的测量值被用于燃料电池系统100的各种控制操作中，优选为氢气浓度传感器3具有高测量精度。然而，在长时间使用之后，氢气浓度传感器3可能变得退化，而测量精度因此降低。利用第二实施例，氢气浓度传感器3的误差被校正。

[0054]确切地说，来自高压氢气罐2的仅仅预定量的氢气被供应给燃料电池1(不供应阳极废气)以实现能够假设靠近氢气浓度传感器3的氢气浓度基本为100％的条件。在这种条件下，利用氢气浓度传感器3来实际测量氢气浓度。如果测量到的浓度不是理论值100％，则判定为产生误差，并计算用于氢气浓度传感器3的校正值。在反映计算出的校正值的氢气浓度的基础上执行燃料电池100的各种控制操作，诸如调节被引入到燃料电池1内的阳极废气的流量。

[0055]下面将参照图5中所示的流程图详细说明根据第二实施例的氢气浓度传感器3的校正。这种控制是通过由ECU 4执行的程序实现的。

[0056]当燃料电池1开始产生电流时，对氢气浓度传感器3进行校正。当电流产生停止时，燃料电池1中的气压低于电流产生过程进行中的气压。如果在这种条件下供应氢气，纯氢气流过设置有氢气浓度传感器3的氢气供应通道20，因此能够使靠近氢气浓度传感器3的氢气浓度基本为100％。

[0057]一旦收到开始信号，ECU 4开始从高压氢气罐2供应氢气(S101)。应当注意，因为步骤S101是在燃料电池1开始产生电流之前执行的，并且氢气泵11因此停止，所以仅有来自高压氢气罐2的氢气流入氢气供应通道20中。

[0058]随后，ECU 4测量从高压氢气罐2供应的氢气量(S102)。通过测量氢气量，能够估计靠近氢气浓度传感器3的氢气浓度基本变为100％的时刻。ECU 4一直等待着直到从高压氢气罐2供应的氢气量变为预定量(S103)。然后ECU 4利用氢气浓度传感器3测量氢气浓度(S104)。

[0059]预定量是这样的，当氢气已供应该预定量时，靠近氢气浓度传感器3的氢气浓度应当变为100％。当氢气已供应该预定量时，氢气浓度被实际测量，并且，如果测量值与作为理论值的100％不同，则对来自氢气浓度传感器的测量值进行校正。

[0060]在下文描述的各种控制操作中，ECU 4计算用于校正氢气浓度传感器3的误差的校正值α(S105)。在氢气已供应预定量后，通过将氢气浓度的理论值(在本实施例中为100％)除以实际测量值而获得的值即为校正值α，该值是在下文描述的步骤S202中校正氢气浓度时与测量值相乘的值。计算校正值α之后，进行正常的电流产生过程。

[0061]当产生电流时执行步骤S201和随后的步骤。为了在氢气浓度的基础上调节被引入燃料电池1中的阳极废气的流量，ECU4利用氢气浓度传感器3测量氢气供应通道20内的氢气浓度。

[0062]随后，在步骤S201中获得的测量值乘以在步骤S105中计算出的校正值α，从而设置用作控制氢气循环的流量的基准的氢气浓度(S202)。这样，能够适当地校正氢气浓度传感器3的误差，即，校正氢气浓度传感器3的基准点。通过对氢气浓度传感器3适当地进行校正，能够校正误差并且即使在氢气浓度传感器被长时间使用并变得退化时也能够保持测量精度。

[0063]在第二实施例中，尽管将步骤S105中计算出的值，即单次测量后计算出的值用作校正值α，但是，例如通过多次计算校正值并将计算出的校正值取平均后得到的平均值也可以用作校正值。另外，可以设定校正值的上限和下限。通过这样适当地设定校正值，能够提高氢气浓度传感器的测量精度进而抑制测量误差。

[0064]在上述实施例中，靠近氢气浓度传感器3的氢气浓度基本变为100％的时刻是在所供应的氢气量的基础上确定的。然而，在本发明中，燃料电池系统具有能够确定靠近氢气浓度传感器3的氢气浓度变为预定浓度的时刻的结构就可以；本发明不限于利用供应量执行控制的结构。例如，氢气浓度基本变为100％的时刻可以在从开始供应氢气后流逝的时间的基础上来确定。

[0065]尽管已经参照被认为是优选的实施例对本发明进行了说明，但应当理解本发明不限于公开实施例或结构。相反，本发明意在覆盖各种修改和等同配置。另外，尽管已公开的发明的各种元件显示为各种组合和构造，这是示例性的，包括更多、更少或仅有单个元件的其它组合和构造也在本发明的范围内。

Claims (15)

1、一种燃料电池系统，包括:

燃料电池，其通过氢气和氧化气体之间的电化学反应产生电流；

氢气供应装置，其向所述燃料电池供应所述氢气；

氢气供应通道，从所述氢气供应装置供应的所述氢气经过所述氢气供应通道中；

阳极废气通道，从所述燃料电池的阳极侧排放出的阳极废气经过所述阳极废气通道中；

氢气浓度传感器，其设置在所述氢气供应通道和所述阳极废气通道中的至少一个上；以及

校正装置，其减少设置有所述氢气浓度传感器的所述通道内的杂质；利用所述氢气浓度传感器来测量氢气浓度，并且在所述测量出的氢气浓度的基础上校正所述氢气浓度传感器的基准点。

2、根据权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包括:

释放阀，其设置在所述阳极废气通道上，将包含在所述阳极废气中的所述杂质从所述系统中排放出，其中

所述氢气浓度传感器设置在所述阳极废气通道上的所述释放阀的上游，并且在利用所述氢气供应装置来供应所述氢气的同时，通过开启所述释放阀排放出预定量或更多所述阳极废气而使杂质减少。

3、根据权利要求2所述的燃料电池系统，进一步包括:

旁通通道，其将所述氢气引导至所述阳极废气通道而不通过所述燃料电池，所述旁通通道连接所述氢气供应通道和位于所述氢气浓度传感器的上游的所述阳极废气通道的一部分，其中，

当所述校正装置已经排出预定量或更多所述阳极废气，同时通过所述旁通通道将所述氢气供应到所述阳极废气通道时，所述校正装置利用所述氢气浓度传感器测量所述氢气浓度，并且校正所述氢气浓度传感器的所述基准点。

4、根据权利要求3所述的燃料电池系统，进一步包括:

控制阀，其在所述氢气通往所述旁通通道和通往所述燃料电池的所述供应通道之间切换。

5、根据权利要求2至4中任意一项所述的燃料电池系统，其中

所述阳极废气被排出的预定量为，当所述阳极废气被排出所述预定量时，由所述氢气浓度传感器测量出的所述氢气浓度应当基本变为100％。

6、根据权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包括:

氢气循环通道，其连接所述氢气供应通道和所述阳极废气通道，并且将所述阳极废气引导至所述氢气供应通道，其中

所述氢气浓度传感器设置在所述氢气供应通道上的所述氢气供应通道和所述氢气循环通道连接处的下游，并且在调节从所述氢气循环通道进入所述氢气供应通道的所述阳极废气流量的同时，通过向所述燃料电池供应所述氢气而使杂质减少。

7、根据权利要求1或6所述的燃料电池系统，其中

当所述燃料电池内的电流产生过程开始时，所述校正装置校正所述氢气浓度传感器的所述基准点。

8、根据权利要求6或7所述的燃料电池系统，其中

当所述校正装置利用所述氢气供应装置已向所述燃料电池供应了预定量或更多的所述氢气时，所述校正装置利用所述氢气浓度传感器测量所述氢气浓度，并且校正所述氢气浓度传感器的所述基准点。

9、根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中

所述氢气被供应的预定量为，当所述氢气已经被供应了所述预定量时，由所述氢气浓度传感器测量出的所述氢气浓度应当基本变为100％。

10、根据权利要求1至9中任意一项所述的燃料电池系统，其中

所述校正装置通过假定测量值除以实际测量值计算用于校正所述氢气浓度传感器的所述基准点的校正值，所述假定测量值为当所述杂质已被减少时应当获得的测量值。

11、根据权利要求10所述的燃料电池系统，其中

所述校正装置多次计算所述校正值，并且在所述计算出的校正值的平均值的基础上校正所述氢气浓度传感器的所述基准点。

12、根据权利要求10所述的燃料电池系统，其中，仅当所述校正值在预定范围内时，所述校正装置才基于所述校正值来校正所述氢气浓度传感器的所述基准点。

13、一种控制燃料电池系统的方法，所述燃料电池系统包含通过氢气和氧化气体之间的电化学反应而产生电流的燃料电池，所述方法包括:

通过氢气供应通道将氢气从氢气供应装置供应到所述燃料电池；

将阳极废气从所述燃料电池的阳极侧排放到阳极废气通道中；

减少设置有氢气浓度传感器的通道内的杂质，所述通道为所述氢气供应通道和所述阳极废气通道中的至少一个；以及，

当所述杂质已被减少时，利用所述氢气浓度传感器测量所述氢气浓度，并且在所述测量出的氢气浓度的基础上校正所述氢气浓度传感器的基准点。

14、根据权利要求13所述的控制燃料电池系统的方法，其中

所述燃料电池系统包括将包含在所述阳极废气中的所述杂质从所述系统中排放出去的释放阀，以及

在利用所述氢气供应装置供应所述氢气的同时，在所述释放阀开启并且所述阳极废气已被排出预定量之后，在所述阳极废气通道内的释放阀的上游对所述氢气浓度进行测量。

15、根据权利要求13所述的控制燃料电池系统的方法，其中

所述燃料电池系统包括:氢气循环通道，所述氢气循环通道连接所述氢气供应通道和所述阳极废气通道，并且将所述阳极废气引导至所述氢气供应通道；以及

在调节从所述氢气循环通道进入所述氢气供应通道的所述阳极废气流量的同时，通过将所述氢气供应到所述燃料电池而使所述杂质减少之后，在所述氢气供应通道中的所述氢气供应通道和所述氢气循环通道的连接处的下游对所述氢气浓度进行测量。

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