CN101542805A - 燃料电池系统及燃料电池车辆 - Google Patents
燃料电池系统及燃料电池车辆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101542805A CN101542805A CNA2007800433805A CN200780043380A CN101542805A CN 101542805 A CN101542805 A CN 101542805A CN A2007800433805 A CNA2007800433805 A CN A2007800433805A CN 200780043380 A CN200780043380 A CN 200780043380A CN 101542805 A CN101542805 A CN 101542805A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mentioned
- surge tank
- fuel cell
- fuel
- gas
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 55
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 80
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 80
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 75
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 23
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 14
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000013316 zoning Methods 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明的燃料电池系统具有：氢供给通路(74)，用于向燃料电池(20)供给氢气；喷射器(80)，设置于氢供给通路(74)上，调节氢供给通路(74)的上游侧的气体压力并将调节气体压力后的氢气向氢供给通路(74)的下游侧喷射；和缓冲罐(81)，设于比喷射器(80)更靠近上游侧的氢供给通路(74)上，抑制氢供给通路(74)的气体压力的变动。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料电池系统及燃料电池车辆，其在用于使从燃料供给源供给的燃料气体向燃料电池流动的供给流路上具有可变气体供给装置。
背景技术
近些年，提出了一种燃料电池系统(例如，参照日本特开2005-302571号公报)，通过在用于使从燃料罐等的燃料供给源供给的燃料气体(例如氢气)向燃料电池流动的燃料供给流路上设置机械式可变调节器、喷射器等的可变气体供给装置，可使来自燃料供给源的燃料气体的供给压力根据系统的运转状态变化。
然而，在上述燃料电池系统中，由于驱动喷射器而在燃料供给通路中的燃料气体中产生脉动，因此由于该脉动而在将燃料罐和燃料电池连接的燃料供给配管中产生振动，该振动传递到固定燃料供给配管的部件、燃料罐而产生噪音。例如，在燃料电池车辆中，由燃料气体的脉动产生的振动、噪音经由固定燃料供给配管、燃料罐的支架而传递到车室内。
另外，在以往的燃料电池系统中，由于喷射器和设置于燃料供给通路的压力传感器分离设置，因此喷射器的实际的喷射定时和基于压力传感器的测定结果检测出的喷射器的喷射定时之间产生偏差，基于压力传感器的测定结果检测出的气体压力的变化量比喷射器紧前处的燃料供给通路的气体压力的变化量小，存在难于精度良好地控制喷射器的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况作出，其目的在于提供一种燃料电池系统及燃料电池车辆，即使驱动可变气体供给装置也难以在燃料气体中产生脉动，由此能够抑制由燃料气体的脉动引起的振动、噪音的产生。
本发明的其他的目的是提供一种燃料电池系统及燃料电池车辆，其没有时间延迟地准确地测定比可变气体供给装置更靠近上游侧的燃料供给通路的气体状态(例如，气体压力)，由此能够精度良好地控制可变气体供给装置。
为了达成上述目的，本发明的燃料电池系统具有：燃料电池；燃料气体供给流路，用于使从燃料供给源供给的燃料气体向上述燃料电池流动；可变气体供给装置，调整上述燃料气体供给流路的上游侧的气体状态而供给到下游侧；和缓冲罐，设置在比上述可变气体供给装置更靠近上游侧的上述燃料气体供给流路上，抑制上述燃料气体供给流路的气体压力的变动。
另外，本发明的燃料电池系统具有：燃料电池；燃料气体供给流路，用于使从燃料供给源供给的燃料气体向上述燃料电池流动；可变气体供给装置，调整上述燃料气体供给流路的上游侧的气体状态而供给到下游侧；和横截面扩张部，位于比上述可变气体供给装置更靠近上游侧的上述燃料气体供给流路上，上述横截面扩张部至少与其上游侧相比使横截面扩张。
根据该构成，即使驱动可变气体供给装置，由此产生的气体状态的变动也在缓冲罐或横截面扩张部被吸收，因此在燃料气体供给流路中的燃料气体中难以产生脉动，抑制由燃料气体的脉动引起的振动、噪音的产生。
在本发明的燃料电池系统中，也可以将上述缓冲罐配置在上述可变气体供给装置的紧上游。
根据该构成，即使因可变气体供给装置的驱动产生脉动，该脉动在缓冲罐立即降低，从而抑制比缓冲罐更靠近上游侧的振动、噪音的产生。
在本发明的燃料电池系统中，上述缓冲罐的上述燃料气体的流入端口和上述缓冲罐的上述燃料气体的流出端口并列地设置，设置成使向上述流入端口的上述燃料气体的流入方向和从上述流出端口的上述燃料气体的流出方向相反。
根据该构成，与向流入端口的气体流入方向和从流出端口的气体流出方向一致或平行的情况相比较，较大确保缓冲罐的实效容积，因此缓冲罐的抑制脉动的效果提高。其结果是可高度地抑制振动、噪音的产生。
在本发明的燃料电池系统中，也可以在上述缓冲罐的上述燃料气体的流入端口设置节流孔。
根据该构成，由于在燃料气体通过时吸收脉动的冲击，因此进一步提高缓冲罐的抑制脉动的效果。其结果是可更高度地抑制振动、噪音的产生。
在本发明的燃料电池系统中，上述缓冲罐具有将可变气体供给装置固定部和缓冲罐固定部一体成形而构成的板状部件，其中，所述可变气体供给装置固定部用于将上述可变气体供给装置固定在该缓冲罐上，所述缓冲罐固定部用于将上述缓冲罐固定在支撑部件上。
根据该构成，由于可变气体供给装置与缓冲罐形成为一体，因此在将可变气体供给装置及缓冲罐固定在例如燃料电池等的支撑部件上时，各部件间的组装精度上升。
即，在将可变气体供给装置及缓冲罐单独固定在支撑部件上的情况下，由可变气体供给装置相对于燃料电池的组装精度和缓冲罐相对于燃料电池的组装精度之间的误差，在可变气体供给装置和缓冲罐之间产生偏差，存在可变气体供给装置和缓冲罐的扣合不适当的可能性，与此相对，根据本发明的构成，可变气体供给与缓冲罐形成为一体，并且将与可变气体供给装置形成为一体的缓冲罐固定在燃料电池上，因此在可变气体供给装置和缓冲罐之间不产生偏差。因此，可变气体供给装置和缓冲罐之间的扣合适当。
在本发明的燃料电池系统中，也可以在上述缓冲罐的与上述可变气体供给装置相对的壁面上形成有凸部或凹部。
根据该构成，由于缓冲罐的壁面的刚性增加，因此即使流入缓冲罐的燃料气体的冲击较强，也可抑制在该缓冲罐的壁面产生振动。
在本发明的燃料电池系统中，也可以在上述缓冲罐上配置对上述燃料气体的压力进行计测的压力传感器。
根据该构成，由于可变气体供给装置和压力传感器更接近地配置，因此在可变气体供给装置的实际的喷射定时和基于压力传感器的测定结果检测出的可变气体供给装置的喷射定时之间难以产生偏差。并且，基于压力传感器的测定结果检测出的气体压力变化量与可变气体供给装置紧前处的燃料气体供给流路的气体压力的变化量大致相等。因此，能够基于压力传感器的计测结果精度良好地控制可变气体供给装置。
本发明的燃料电池车辆具有：燃料电池；燃料气体供给流路，用于使从燃料供给源供给的燃料气体向上述燃料电池流动；可变气体供给装置，调整上述燃料气体供给流路的上游侧的气体状态而供给到下游侧；和缓冲罐，设于比上述可变气体供给装置更靠近上游侧的上述燃料气体供给流路上，抑制上述燃料气体供给流路的气体压力的变动，上述缓冲罐配置在上述可变气体供给装置和乘客空间之间。
根据该构成，由于缓冲罐作为隔音部件或吸音部件起作用，因此即使在可变气体供给装置中产生噪音，也抑制该噪音向乘客空间传播。
根据本发明，即使驱动可变气体供给装置也难以在燃料气体中产生脉动，因此能够抑制由燃料气体的脉动引起的振动、噪音的产生。另外，没有延迟时间地准确测定比可变气体供给装置更靠上游侧的氢供给通路的气体压力，由此能够精度良好地控制可变气体供给装置。
附图说明
图1是表示本发明的燃料电池系统的第一实施方式的概略图。
图2是搭载了第一实施方式的燃料电池系统的燃料电池车辆的概略图。
图3是表示本发明的燃料电池系统的第一实施方式的缓冲罐的剖面图。
图4是表示本发明的燃料电池系统的第一实施方式的变形例的缓冲罐的剖面图。
图5是表示本发明的燃料电池系统的第二实施方式的缓冲罐的剖面图。
图6是表示本发明的燃料电池系统的第三实施方式的缓冲罐的剖面图。
图7是用于与本发明的燃料电池系统的第三实施方式进行比较的图，是表示以往的燃料电池系统的喷射器的实际的喷射定时和基于压力传感器的测定结果检测得知的喷射器的喷射定时之间的关系的图表。
图8是用于说明本发明的燃料电池系统的第三实施方式的图，是表示本实施方式的燃料电池系统的喷射器的实际的喷射定时和基于压力传感器的测定结果检测得知的喷射器的喷射定时之间的关系的图表。
具体实施方式
接着，对本发明的燃料电池系统的第一实施方式进行说明。以下，对将该燃料电池系统适用于燃料电池车辆的车载发电系统的情况进行了说明，但是本发明不限于这样的适用例，也可适用于船舶、飞机、电车、步行机器人等的一切移动体中和例如将燃料电池用为建筑物(住宅、大厦等)用的发电设备的定置用发电系统。
在图1所示的燃料电池系统1中，作为氧化气体的空气(外部气体、被加湿气体)经由空气供给通路71供给到燃料电池20的空气供给口。在空气供给通路71上设有：从空气中除去微粒子的空气过滤器A1；对空气进行加压的压缩机A3；及向空气施加需要的水分的加湿器A21。在空气过滤器A1上设有检测空气流量的省略图示的空气流量计。压缩机A3被电动机M驱动。
从燃料电池20排出的空气废气(氧化废气)经由排气通路72放出到外部。在排气通路72上设有压力调整阀A4及加湿器A21。压力调整阀A4作为设定向燃料电池20的供给空气压力的调压器起作用。
作为燃料气体的氢气从氢供给源30经由氢供给通路74供给到燃料电池20的氢供给口。氢供给源30例如为高压氢罐，但是也可以是所谓的燃料改性器、氢贮存合金等。
在氢供给通路74上设有：从氢供给源30供给氢或停止供给的截止阀H100；对氢气的向燃料电池20的供给压力进行减压而调整的氢调压阀H9；对氢供给通路74内的氢气的压力进行计测的压力传感器P1；及喷射器(可变气体供给装置)80。
喷射器80同时具有作为流量调整阀的功能和作为可变调压阀的功能，由这两个功能控制理论空燃比和背压。另外，在比喷射器80更靠近上游侧的氢供给通路74上设有抑制氢供给通路74的气体压力的变动的缓冲罐81。缓冲罐81，如图2所示，配置在喷射器80和燃料电池车辆V的乘客空间PS之间。
在燃料电池20中未被消耗的氢气作为氢废气(燃料废气)排出到氢循环通路75中而返回到氢供给通路74的氢调压阀H9的下游侧。在氢循环通路75上设有：从氢废气回收水分的气液分离装置H42；将回收到的生成水回收到氢循环通路75外的未图示的罐等内的排水阀H41；及对氢废气进行加压的氢泵H50。
截止阀H21闭锁燃料电池20的阳极侧。氢泵H50由控制部50控制动作，能够通过氢供给通路74向燃料电池20供给氢气，或通过氢供给通路74及氢循环通路75向燃料电池20供给氢气。氢废气在氢供给通路74与氢气汇合，供给到燃料电池20而被再利用。
氢循环通路75经由排出控制阀H51，由排气流路76与加湿器A21的下游侧的排气通路72连接。排出控制阀H51是电磁式截止阀，根据来自控制部50的指令进行动作，氢废气与从燃料电池20排出的空气废气一起被排出(清除)到外部。通过间歇地进行该清除动作，能够防止由氢气中的杂质浓度增加引起的电池电压的下降。
在燃料电池20的冷却水输入输出口上设有使冷却水循环的冷却通路73。在冷却通路73上设有将冷却水的热量放出到外部的散热器(热交换器)C2及对冷却水加压而使其循环的泵C1。另外，在散热器C2上设有由马达驱动旋转的冷却风扇C13。
燃料电池20作为层积所需数量的单体电池而成的燃料电池组而构成，所述单体电池接受氢气和空气的供给而通过电化学反应发电。燃料电池20产生的电力供给到未图示的功率控制器单元。功率控制器单元具有：向车辆的驱动马达供给电力的变换器；向压缩机马达、氢泵用马达等的各种辅机类供给电力的变换器；和进行向二次电池等的蓄电单元的充电、从该蓄电单元向马达类供给电力的DC-DC转换器等。
控制部50由控制计算机系统构成，所述控制计算机系统包括CPU、ROM、RAM、HDD、输入输出接口及显示器等公知构成，接收未图示的车辆的油门踏板信号等的要求负载、来自燃料电池系统1的各部的传感器(压力传感器、温度传感器、流量传感器、输出电流计、输出电压计等)的控制信息，控制系统各部的阀类、马达类的运转。
喷射器80具有喷射氢气等的气体燃料的喷射孔，并且具有：喷嘴管体，将该气体燃料供给引导到喷射孔；阀芯，相对于该喷嘴管体沿轴线方向(气体流动方向)可移动地被收容保持，并开关喷射孔。
喷射器80的阀芯由例如向螺线管的给电而产生的电磁驱动力驱动，通过向该螺线管供电的脉冲状励磁电流的接通/断开，能够二级以上的多级或无级地切换喷射孔的开口面积(开口状态)。喷射器80的气体喷射定时及气体喷射时期由从控制部50输出的控制信号控制，从而高精度地控制氢气的流量及压力。
如图3所示，缓冲罐81与喷射器80抵接并配置在其紧上游。缓冲罐81由在一部分上具有圆顶部的板状的下部件(板状部件)82和圆顶状的上部件83构成。即，缓冲罐81设置于比喷射器80更靠近上游侧的氢供给通路74上，并且作为横截面比该缓冲罐81的上游侧扩张的横截面扩张部而构成。
上部件83以扣在下部件82上的方式配置，两部件的周围气密性地被接合。下部件82及上部件83均为对金属制的薄板进行冲裁加工而成。在下部件82上设有：氢气的流入端口84；氢气的流出端口85；和用于将缓冲罐81固定在燃料电池20上的支架(缓冲罐固定部)86。
流入端口84及流出端口85并列地设置，并且使氢气向流入端口84的流入方向和氢气从流出端口85的流出方向朝向相逆而相反地设置。在流入端口84上设有节流孔87。流出端口85形成用于将喷射器80固定在缓冲罐81上的喷射器固定部。详细表述则为流出端口85形成为向缓冲罐81的内侧突出的筒状，流出端口85的内径与喷射器80的流入端口80a的外径大致相等。
喷射器80在与缓冲罐81之间夹住由弹性体构成的固定件88，此外，通过使喷射器80的流入端口80a与缓冲罐81的流出端口85嵌合，一体地固定在缓冲罐81上。另外，喷射器80在与燃料电池20一体的支撑部件89之间夹住另外的固定件88，此外，经由支架86将缓冲罐81固定在燃料电池20的端板(省略图示)上，从而被配置在支撑部件89上的固定位置。
严格地管理喷射器80的流入端口80a相对于缓冲罐81的流出端口85的嵌合及喷射器80的流出端口80b相对于支撑部件89的嵌合。由此，气密性地密封喷射器80和缓冲罐81之间。
在如上所述构成的燃料电池系统1中，从氢供给源30供给的氢气通过流入端口84流入缓冲罐81，在沿圆顶形的上部件83的内表面流动的过程中以U形转弯的方式改变流向而流入喷射器80。
根据上述燃料电池系统1，由于设有抑制氢供给通路74的气体压力的变动的缓冲罐81，因此即使驱动喷射器80，在氢供给通路74中的氢气中也难以产生脉动，抑制由氢气的脉动引起的振动、噪音的产生。特别是，由于缓冲罐81配置在喷射器80的紧上游，因此即使因喷射器80的驱动而产生脉动，该脉动也在缓冲罐81内立即被降低，缓冲罐81的上游侧的振动、噪音的产生被抑制。
另外，缓冲罐81的流入端口84与该罐的流出端口85并列地设置，并且氢气向流入端口84的流入方向和氢气从流出端口85的流出方向相反，因此与这些气体流入方向和气体流出方向一致或平行的情况相比较，在缓冲罐81的内部难以产生氢气的停滞，确保缓冲罐81的实效容积较大。因此，由缓冲罐81引起的抑制脉动的效果提高。其结果是高度地抑制振动、噪音的产生。
进而，在氢气通过流入端口84的节流孔87时吸收脉动的冲击，因此缓冲罐的抑制脉动的效果进一步变高。其结果是更高度地抑制振动、噪音的产生。
此外，喷射器80与缓冲罐81成为一体，该缓冲罐81经由支架86固定在燃料电池20的端板上，因此各部件间的组装精度上升。详细表述为，在将喷射器80及缓冲罐81单独固定在燃料电池20上的情况下，由喷射器80相对于燃料电池20的组装精度和缓冲罐81相对于燃料电池20的组装精度的误差，在喷射器80和缓冲罐81之间产生偏差，存在喷射器80和缓冲罐81之间的扣合不适当的可能性。
然而，喷射器80与缓冲罐81成为一体，并且与喷射器80一体化的缓冲罐81被固定在燃料电池20上，因此在喷射器80和缓冲罐81之间不会产生偏差。因此，喷射器80和缓冲罐81之间的扣合变得适当。另外，由于喷射器80相对于缓冲罐81及喷射器80相对于支撑部件89不产生偏差，因此在固定件88上产生的形变均匀化。因此，固定件的性能不产生损坏。
在本实施方式的燃料电池系统1中，构成缓冲罐81的上部件83及下部件82均为对金属制的薄板进行冲裁加工而成，但是如图4所示，也可以使缓冲罐81由上部件83、中间的板状部件90及下部件91这三个部件构成。板状部件90是从金属制的厚板切削出的构造，下部材91与上部材83相同，是对金属制的薄板冲裁加工而成。
在板状部件90上设有氢气的流入端口93、氢气的流出端口94、用于将缓冲罐81固定在燃料电池20上的支架85。另外，在板状部件90上形成连通由上部件83区划的空间和由下部件91区划的空间的贯通孔90a。
并且，流入端口93及流出端口94并列地设置，且以氢气向流入端口93的流入方向和氢气从流出端口94的流出方向相反的方式设置。在流入端口93上设置有节流孔95。
根据该构成，通过在构成缓冲罐81的部件上采用从厚的金属板切削出的板状部件90，缓冲罐81的壁面的刚性增加，因此即使流入缓冲罐81的氢气的冲击较强，也能抑制在缓冲罐81的壁面产生振动。因此，可抑制由氢气的脉动引起的振动、噪音的产生。
接着，对本发明的燃料电池系统的第二实施方式进行说明。对在上述第一实施方式中已经说明的构成要素标注相同的标号，并省略它们的说明。
如图5所示，本实施方式的缓冲罐100与喷射器80抵接并设置在其紧上游，由在一部分上具有圆顶部的板状的下部件(板状部件)101和圆顶状的上部件102构成。上部件102以扣在下部件101上的方式配置，两部件的周围气密性地被接合。下部件101及上部件102均为对金属制的薄板进行冲裁加工而成。
并且，在部件101上设有氢气的流入端口103、氢气的流出端口104、和用于将缓冲罐100固定在燃料电池20上的支架(缓冲罐固定部)105。
在上部件102上形成有向缓冲罐100的内侧凹陷的凹部106。凹部103是在对上部件102进行冲裁加工时同时地形成的。凹部106形成于上部件102的大致中央处，在将喷射器80及缓冲罐100搭载在燃料电池车辆的规定的位置的状态下同轴地配置在喷射器80的大致正上方。
在如上所述构成的燃料电池系统中，从氢供给源30供给的氢气通过流入端口103而流入缓冲罐100，沿圆顶形的上部件102的内表面流动，沿着向缓冲罐100的内侧突出的凹部106以U形转弯的方式改变流向，流入喷射器80。
根据如上所述构成的燃料电池系统，由于缓冲罐100的壁面的刚性增加，因此即使流入缓冲罐100的氢气的冲击较强，也能抑制在缓冲罐100的壁面产生振动。因此，能够抑制由氢气的脉动引起的振动、噪音的产生。
在本实施方式中，在上部件102上形成有向缓冲罐100的内侧凹陷的凹部106，但是也可以在上部件102上形成有向缓冲罐100的外侧突出的凸部。另外也可以在上部材102上形成同心圆状的凹凸，以使其纵剖面形状为波形。在该情况下，优选以凹凸的中心配置在喷射器80的大致紧上游的方式形成凹凸。
接着，对本发明的燃料电池系统的第三实施方式进行说明。对在上述第二实施方式中已经说明的构成要素标注相同的标号，省略它们的说明。
如图6所示，在本实施方式的缓冲罐200上配置有压力传感器P1。压力传感器P1在隔着流出端口85与流入端口84大致对称的位置上以从上部件83的壁面向缓冲罐81的内部突出的方式设置。在上部件102上不形成凸部106。
在以往的燃料电池系统中，由于喷射器和氢供给通路的压力传感器之间分离，如图7所示，喷射器的实际的喷射定时和基于压力传感器的测定结果检测出的喷射器的喷射定时之间产生偏差。
即，存在基于压力传感器的测定结果检测出的喷射器的喷射定时比实际的喷射定时延迟的情况。并且，存在基于压力传感器的测定结果检测出的气体压力的变化量比喷射器紧前的氢供给通路的气体压力的变化量小的情况。
与此相对地，根据本实施方式的燃料电池系统，由于压力传感器P1直接安装在配置于喷射器80的紧上游的缓冲罐81上，如图8所示，在喷射器80的实际的喷射定时和基于压力传感器P1的测定结果检测出的喷射器80的喷射定时之间难以产生偏差。
并且，基于压力传感器P1的测定结果检测出的气体压力的变化量与喷射器80紧前处的氢供给通路74的气体压力的变化量变为大致相等。因此，能够基于压力传感器P1的计测结果精度良好地控制喷射器80。
另外，压力传感器P1设置在隔着流出端口85与流入端口84大致对称的外置上，因此难以受到流过缓冲罐200的内部的氢气的压力变动的影响。因此，能够进行更准确的压力测定。
Claims (10)
1.一种燃料电池系统，具有：
燃料电池；
燃料气体供给流路，用于使从燃料供给源供给的燃料气体向上述燃料电池流动；
可变气体供给装置，调整上述燃料气体供给流路的上游侧的气体状态而供给到下游侧；和
缓冲罐，设置在比上述可变气体供给装置更靠近上游侧的上述燃料气体供给流路上，抑制上述燃料气体供给流路的气体压力的变动。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统，
上述缓冲罐配置在上述可变气体供给装置的紧上游。
3.如权利要求1或2所述的燃料电池系统，
上述缓冲罐的上述燃料气体的流入端口和上述缓冲罐的上述燃料气体的流出端口并列地设置，
向上述流入端口的上述燃料气体的流入方向和从上述流出端口的上述燃料气体的流出方向相反。
4.如权利要求1至3的任意一项所述的燃料电池系统，
在上述缓冲罐的上述燃料气体的流入端口处设有节流孔。
5.如权利要求1至4的任意一项所述的燃料电池系统，
上述缓冲罐具有将可变气体供给装置固定部和缓冲罐固定部一体成形而构成的板状部件，其中，所述可变气体供给装置固定部用于将上述可变气体供给装置固定在该缓冲罐上，所述缓冲罐固定部用于将上述缓冲罐固定在支撑部件上。
6.如权利要求1至5的任意一项所述的燃料电池系统，
在上述缓冲罐的与上述可变气体供给装置相对的壁面上形成有凸部或凹部。
7.如权利要求1至6的任意一项所述的燃料电池系统，
在上述缓冲罐上配置有对上述燃料气体的压力进行计测的压力传感器。
8.一种燃料电池系统，具有：
燃料电池；
燃料气体供给流路，用于使从燃料供给源供给的燃料气体向上述燃料电池流动；
可变气体供给装置，调整上述燃料气体供给流路的上游侧的气体状态而供给到下游侧；和
横截面扩张部，位于比上述可变气体供给装置更靠近上游侧的上述燃料气体供给流路上，
上述横截面扩张部至少与其上游侧相比使横截面扩张。
9.如权利要求1至8的任意一项所述的燃料电池系统，
上述可变气体供给装置是利用电磁驱动力以规定的驱动周期驱动阀芯离开阀座的电磁驱动式的开关阀。
10.一种燃料电池车辆，具有：
燃料电池；
燃料气体供给流路，用于使从燃料供给源供给的燃料气体向上述燃料电池流动；
可变气体供给装置，调整上述燃料气体供给流路的上游侧的气体状态而供给到下游侧；和
缓冲罐，设于比上述可变气体供给装置更靠近上游侧的上述燃料气体供给流路上，抑制上述燃料气体供给流路的气体压力的变动，
上述缓冲罐配置在上述可变气体供给装置和乘客空间之间。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP317071/2006 | 2006-11-24 | ||
| JP2006317071A JP5099474B2 (ja) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | 燃料電池システムおよび燃料電池車両 |
| PCT/JP2007/072486 WO2008062806A1 (fr) | 2006-11-24 | 2007-11-14 | Système de piles à combustible et véhicule à pile à combustible |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101542805A true CN101542805A (zh) | 2009-09-23 |
| CN101542805B CN101542805B (zh) | 2013-08-28 |
Family
ID=39429736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007800433805A Active CN101542805B (zh) | 2006-11-24 | 2007-11-14 | 燃料电池系统及燃料电池车辆 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8741497B2 (zh) |
| JP (1) | JP5099474B2 (zh) |
| KR (1) | KR101088783B1 (zh) |
| CN (1) | CN101542805B (zh) |
| DE (1) | DE112007002813B4 (zh) |
| WO (1) | WO2008062806A1 (zh) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102255092A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-11-23 | 浙江大学 | 燃料电池、燃料电池供气压力稳定控制方法及装置 |
| CN103413957A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-11-27 | 中国东方电气集团有限公司 | 燃料电池系统 |
| CN103474685A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-25 | 上海新源动力有限公司 | 一种用于燃料电池的氢气安全排放方法 |
| CN103887538A (zh) * | 2012-12-20 | 2014-06-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池系统停车控制方法 |
| CN103456974B (zh) * | 2013-09-10 | 2015-08-19 | 新源动力股份有限公司 | 一种燃料电池发动机系统及加减载控制方法 |
| CN105706286A (zh) * | 2013-11-11 | 2016-06-22 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池 |
| CN106696742A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-24 | 上汽通用汽车有限公司 | 一种电动汽车燃料回收方法、装置及系统 |
| CN107697885A (zh) * | 2012-08-30 | 2018-02-16 | 埃利门特第公司 | 制氢装置 |
| CN108232240A (zh) * | 2016-12-12 | 2018-06-29 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
| CN108736043A (zh) * | 2017-04-25 | 2018-11-02 | 丰田自动车株式会社 | 搭载有燃料电池系统的车辆 |
| CN111433954A (zh) * | 2017-12-11 | 2020-07-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于燃料电池装置的用于输送并且/或者再循环气态介质的输送装置 |
| CN112615026A (zh) * | 2019-10-04 | 2021-04-06 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池车辆 |
| US11141692B2 (en) | 2012-08-30 | 2021-10-12 | Element 1 Corp | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| CN115184815A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-10-14 | 中汽创智科技有限公司 | 一种燃料电池单电池测试系统 |
| US11590449B2 (en) | 2012-08-30 | 2023-02-28 | Element 1 Corp | Hydrogen purification devices |
| US11738305B2 (en) | 2012-08-30 | 2023-08-29 | Element 1 Corp | Hydrogen purification devices |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5093749B2 (ja) | 2007-07-02 | 2012-12-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP4655082B2 (ja) * | 2007-11-16 | 2011-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP4363482B2 (ja) | 2007-11-20 | 2009-11-11 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| KR101481233B1 (ko) * | 2012-12-07 | 2015-01-09 | 현대자동차주식회사 | 연료전지차량의 급기장치 |
| JP6137131B2 (ja) * | 2014-11-14 | 2017-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| CN105459840B (zh) * | 2015-12-07 | 2017-12-12 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种增程式小型电动车及其控制方法 |
| JP7394737B2 (ja) * | 2020-10-30 | 2023-12-08 | 愛三工業株式会社 | 燃料供給装置 |
| JP7266050B2 (ja) * | 2021-02-01 | 2023-04-27 | 本田技研工業株式会社 | 燃料ガス噴射装置 |
| WO2023204797A1 (en) * | 2022-04-18 | 2023-10-26 | Us Hybrid Corporation | Advanced fuel control for fuel cells |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6278467A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 車載内燃エンジンの吸気２次空気供給装置 |
| JP3279371B2 (ja) * | 1993-01-29 | 2002-04-30 | マツダ株式会社 | エンジンの蒸発燃料制御装置 |
| JPH07320763A (ja) * | 1994-05-23 | 1995-12-08 | Ngk Insulators Ltd | 発電方法、発電装置及び発電装置を搭載した自動車 |
| EP0741428A1 (en) * | 1995-05-04 | 1996-11-06 | FINMECCANICA S.p.A. AZIENDA ANSALDO | A supply system for fuel cells of the S.P.E. (SOLID POLYMER ELECTROLYTE) type for hybrid vehicles). |
| JPH11317236A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-11-16 | Aqueous Reserch:Kk | 燃料電池システム |
| JP3220438B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2001-10-22 | 株式会社日立製作所 | 燃料電池発電システム |
| JP2001006697A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-01-12 | Daihatsu Motor Co Ltd | 燃料電池および燃料電池システム |
| JP2001069614A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Yamaha Motor Co Ltd | ハイブリッド駆動式移動体 |
| JP2002081597A (ja) * | 2000-09-07 | 2002-03-22 | Toyota Motor Corp | 水素貯蔵システム |
| JP2003065171A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-05 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気装置 |
| JP2003178783A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-06-27 | Ngk Insulators Ltd | 燃料電池発電装置 |
| US20050139402A1 (en) * | 2002-08-27 | 2005-06-30 | Masayoshi Yamashita | Fuel cell vehicle |
| DE10319920A1 (de) * | 2002-10-26 | 2004-05-06 | Robert Bosch Gmbh | Ventil zum Steuern eines Fluids |
| JP2004189585A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-07-08 | Toyota Motor Corp | 水素ガス生成装置 |
| JP2004342479A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| JP4199593B2 (ja) * | 2003-05-26 | 2008-12-17 | 本田技研工業株式会社 | 純水素製造装置 |
| JP4079052B2 (ja) | 2003-07-17 | 2008-04-23 | マツダ株式会社 | 車両用シートの格納構造 |
| DE10346208A1 (de) | 2003-10-06 | 2005-04-21 | Bosch Gmbh Robert | Druckreglermodul zur Steuerung eines Gases |
| JP4561155B2 (ja) | 2004-04-13 | 2010-10-13 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の制御装置 |
| JP4626176B2 (ja) | 2004-04-13 | 2011-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の制御装置 |
| JP5011630B2 (ja) | 2004-04-26 | 2012-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2006057596A (ja) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Toyota Motor Corp | 蒸発燃料供給装置 |
| JP2006216283A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 固体高分子型燃料電池発電装置用都市ガス供給装置 |
| JP2007048508A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
-
2006
- 2006-11-24 JP JP2006317071A patent/JP5099474B2/ja active Active
-
2007
- 2007-11-14 US US12/515,574 patent/US8741497B2/en active Active
- 2007-11-14 CN CN2007800433805A patent/CN101542805B/zh active Active
- 2007-11-14 KR KR1020097010490A patent/KR101088783B1/ko active IP Right Grant
- 2007-11-14 WO PCT/JP2007/072486 patent/WO2008062806A1/ja active Search and Examination
- 2007-11-14 DE DE112007002813.0T patent/DE112007002813B4/de active Active
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102255092A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-11-23 | 浙江大学 | 燃料电池、燃料电池供气压力稳定控制方法及装置 |
| US11738305B2 (en) | 2012-08-30 | 2023-08-29 | Element 1 Corp | Hydrogen purification devices |
| US11590449B2 (en) | 2012-08-30 | 2023-02-28 | Element 1 Corp | Hydrogen purification devices |
| US11141692B2 (en) | 2012-08-30 | 2021-10-12 | Element 1 Corp | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| CN107697885A (zh) * | 2012-08-30 | 2018-02-16 | 埃利门特第公司 | 制氢装置 |
| CN103887538B (zh) * | 2012-12-20 | 2017-02-08 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池系统停车控制方法 |
| CN103887538A (zh) * | 2012-12-20 | 2014-06-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池系统停车控制方法 |
| CN103413957B (zh) * | 2013-08-26 | 2016-01-20 | 中国东方电气集团有限公司 | 燃料电池系统 |
| CN103413957A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-11-27 | 中国东方电气集团有限公司 | 燃料电池系统 |
| CN103474685A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-25 | 上海新源动力有限公司 | 一种用于燃料电池的氢气安全排放方法 |
| CN103456974B (zh) * | 2013-09-10 | 2015-08-19 | 新源动力股份有限公司 | 一种燃料电池发动机系统及加减载控制方法 |
| CN105706286B (zh) * | 2013-11-11 | 2018-01-09 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池 |
| CN105706286A (zh) * | 2013-11-11 | 2016-06-22 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池 |
| CN108232240A (zh) * | 2016-12-12 | 2018-06-29 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
| CN106696742B (zh) * | 2017-01-05 | 2018-12-21 | 上汽通用汽车有限公司 | 一种电动汽车燃料回收方法、装置及系统 |
| CN106696742A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-24 | 上汽通用汽车有限公司 | 一种电动汽车燃料回收方法、装置及系统 |
| CN108736043B (zh) * | 2017-04-25 | 2021-06-29 | 丰田自动车株式会社 | 搭载有燃料电池系统的车辆 |
| CN108736043A (zh) * | 2017-04-25 | 2018-11-02 | 丰田自动车株式会社 | 搭载有燃料电池系统的车辆 |
| CN111433954A (zh) * | 2017-12-11 | 2020-07-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于燃料电池装置的用于输送并且/或者再循环气态介质的输送装置 |
| CN111433954B (zh) * | 2017-12-11 | 2023-09-29 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于燃料电池装置的用于输送并且/或者再循环气态介质的输送装置 |
| CN112615026A (zh) * | 2019-10-04 | 2021-04-06 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池车辆 |
| CN112615026B (zh) * | 2019-10-04 | 2024-04-16 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池车辆 |
| CN115184815A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-10-14 | 中汽创智科技有限公司 | 一种燃料电池单电池测试系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101088783B1 (ko) | 2011-12-01 |
| DE112007002813T5 (de) | 2009-09-17 |
| KR20090069199A (ko) | 2009-06-29 |
| DE112007002813B4 (de) | 2016-09-22 |
| US8741497B2 (en) | 2014-06-03 |
| US20100062319A1 (en) | 2010-03-11 |
| CN101542805B (zh) | 2013-08-28 |
| WO2008062806A1 (fr) | 2008-05-29 |
| JP5099474B2 (ja) | 2012-12-19 |
| JP2008130492A (ja) | 2008-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101542805B (zh) | 燃料电池系统及燃料电池车辆 | |
| US7910257B2 (en) | Fuel cell system and fuel cell vehicle | |
| CN101331639B (zh) | 燃料电池系统和移动体 | |
| CN101331638B (zh) | 燃料电池系统、配备有燃料电池系统的移动体、和用于燃料电池系统的异常判断方法 | |
| CN101507036B (zh) | 燃料电池系统及开关阀的诊断方法 | |
| US9028992B2 (en) | Fuel cell system | |
| CN101331637B (zh) | 燃料电池系统和车辆 | |
| US8153322B2 (en) | Fuel cell system having an injector | |
| US8470485B2 (en) | Fuel cell system | |
| WO2007069472A1 (ja) | 燃料電池システム及び移動体 | |
| CN101341619A (zh) | 燃料电池系统和用于运行该系统的方法 | |
| CN101496209A (zh) | 燃料电池系统 | |
| CN101675551B (zh) | 燃料电池系统 | |
| US8257876B2 (en) | Fuel cell system | |
| CN101861671B (zh) | 燃料电池系统 | |
| US11152633B2 (en) | Fuel cell system and method of controlling the same | |
| JP2008053151A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP5224085B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2009152068A (ja) | 燃料電池システム |
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 |