CN102576886B - 燃料电池系统 - Google Patents
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Abstract
燃料电池系统(FCS)用于不使燃料电池(FC)的性能和燃料利用率下降，而抑制水从排出反应废气的排气管出口倒流，排气管通过切换阀(SV)对主排出管(ML)和副排出管(SL)进行切换而将反应废气排出。副排出管(SL)具有以比主排出管(ML)的倾斜度朝向上方倾斜的方式形成的上升倾斜部分(SL1)和在上升倾斜部分(SL1)的下游侧以朝向下方倾斜的方式形成的下降倾斜部分(SL3)。切换阀(SV)进行切换，以在反应废气的排出量为阈值排出量以上时从主排出管(ML)排出反应废气，并在反应废气的排出量低于阈值排出量时从副排出管(SL)排出反应废气。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池系统。
背景技术
在燃料电池系统中，向燃料电池供给氧化气体(例如，空气)和燃料气体(例如，氢)，通过这些反应气体的电化学反应而进行发电。伴随着该电化学反应，在燃料电池内生成的水在该系统的运转中通过燃料电池的排气系统向外部排出，不过，当外部气温低时，有时排气系统内的水分冻结，无法继续运转或运转停止后不能重新开始。为了应对这种情况，在下述专利文献1中，通过将通路截面积小的排气系统设为双系统，即便在一方的排气系统发生冻结的情况下，也能通过另一方的排气系统来确保排气路，从而能够继续运转或重新开始。然而，由于始终利用双系统进行排气，因此存在根据燃料电池系统的状态无法确保对燃料电池的要求发电量这样的课题。
为了解决该课题，在下述专利文献2中，具备从燃料电池排出的反应废气所流动的多个排气系统，并且具备根据系统状态来选择多个排气系统中的反应废气所流动的排气系统的控制部。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-228634号公报
专利文献2：日本特开2008-53112号公报
发明内容
然而，在将燃料电池系统搭载于车辆时，将燃料电池配置在底板下，起到将伴随着电化学反应而在燃料电池内生成的水排出这样的作用的反应废气的排气管也配置在底板下。这样将燃料电池及排气管搭载于较低的位置时，为了超过车辆要求的浸水水平，而需要将排气管或其出口高度确保为某种程度，因此仅利用排气管的倾斜度难以排出在燃料电池内生成的水。而且，在车辆要求的浸水水平变得更高时，在此种底板下配置结构中，仅通过基于重力的排水难以超过浸水水平。因此，为了将因从燃料电池侧排出或从外部倒流而积存于排气管的水排出，考虑提高向燃料电池供给氧化气体的空气压缩机的送出压，而使反应废气的排出量增加。
可是，在使燃料电池进行间歇运转时等，难以提高空气压缩机的送出压而使反应废气的排出量增加时，水可能从排气管出口发生倒流。这种状况下，若硬要提高空气压缩机的送出压，则会发生向燃料电池供给过剩的氧化气体而变干燥，性能下降，并且燃料利用率变差的弊端。
本发明鉴于此种课题而作出，其目的在于提供一种不使燃料电池的性能和燃料利用率下降，而能够抑制水从排出反应废气的排气管出口倒流的燃料电池系统。
为了解决上述课题，本发明的燃料电池系统具备：接受反应气体的供给并通过电化学反应进行发电的燃料电池；将从所述燃料电池排出的反应废气排出的排气管，所述燃料电池系统的特征在于，所述排气管构成为，通过切换单元对第一排气管和第二排气管进行切换而将所述反应废气排出，所述第二排气管具有以比所述第一排气管的倾斜度朝向上方倾斜的方式形成的上升倾斜部分和在所述上升倾斜部分的下游侧以朝向下方倾斜的方式形成的下降倾斜部分，所述切换单元进行切换，以在所述反应废气的排出量为阈值排出量以上时从所述第一排气管排出所述反应废气，并在所述反应废气的排出量低于所述阈值排出量时从所述第二排气管排出所述反应废气。
根据本发明，排气管具有相互分支的第一排气管和第二排气管，并通过切换单元切换第一排气管与第二排气管而能够选择性地使反应废气流动，因此能够根据反应废气的排出量而使反应废气向更适当的方向流动。第二排气管由于具有以比第一排气管的倾斜度朝向上方倾斜的方式形成的上升倾斜部分和在比上升倾斜部分的下游侧以朝向下方倾斜的方式形成的下降倾斜部分，因此要从出口侧倒流的水若不沿下降倾斜部分上行则无法向燃料电池侧流入，从而能够形成为比第一排气管更能防止水的倒流的结构。因此在本发明中，在反应废气的排出量低于阈值排出量时，进行切换，以将第一排气管侧关闭而从第二排气管排出反应废气，由此即使无法通过反应废气将水压回，也能够抑制水向燃料电池侧的倒流。
另外，在本发明的燃料电池系统中，优选的是，具备倾斜角取得单元，该倾斜角取得单元取得搭载有所述燃料电池系统的车辆的所述排气管所延伸的方向的倾斜角度，所述切换单元根据所述倾斜角取得单元取得的倾斜角度来调整所述阈值排出量，根据该调整后的阈值排出量对所述第一排气管和所述第二排气管进行切换。
例如搭载有该燃料电池系统的车辆发生前倾时，相对于燃料电池，排气管的出口相对变高，因此用于从排气管将水压出的反应废气的排出量相对变多。因此，通过具备取得搭载有燃料电池系统的车辆的排气管所延伸的方向的倾斜角度的倾斜角取得单元，根据该倾斜角取得单元取得的倾斜角度来调整阈值排出量，能够更适当地对第一排气管和第二排气管进行切换。
另外，在本发明的燃料电池系统中，优选的是，在积存于所述排气管的水的量为阈值水量以上时，所述切换单元进行切换，以从所述第一排气管排出所述反应废气。
在本发明中，由于在第二排气管设有上升倾斜部分，因此假定从切换单元到上升倾斜部分积存有水的情况。因此在本发明的该优选的方式中，当积存于排气管的水的量为阈值水量以上时，进行切换，以从第一排气管排出反应废气，由此能够促进将积存的水从第一排气管排出。
发明效果
根据本发明，能够提供一种不使燃料电池的性能和燃料利用率下降，而能够抑制水从排出反应废气的排气管出口倒流的燃料电池系统。
附图说明
图1是表示在本发明的实施方式的燃料电池车辆上搭载的燃料电池系统的结构的图。
图2是表示主排出管及副排出管的结构的图。
图3是表示搭载于车辆时的主排出管及副排出管的结构的图。
图4是表示对主排出管和副排出管进行切换的步骤的流程图。
图5是表示切换阀的变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。为了容易理解说明，在各附图中，对于同一结构要素，尽可能标注同一标号，省略重复的说明。
首先，参照图1，说明在本发明的实施方式的燃料电池车辆上搭载的燃料电池系统FCS。图1是表示作为燃料电池车辆的车载电源系统发挥功能的燃料电池系统FCS的系统结构的图。燃料电池系统FCS可以搭载于燃料电池汽车(FCHV)、电动汽车、混合动力汽车等车辆。
燃料电池系统FCS具备燃料电池FC、氧化气体供给系统ASS、燃料气体供给系统FSS、电力系统ES、冷却系统CS、控制器EC。燃料电池FC接受反应气体(燃料气体、氧化气体)的供给而发电。氧化气体供给系统ASS是用于将作为氧化气体的空气向燃料电池FC供给的系统。燃料气体供给系统FSS是用于将作为燃料气体的氢气向燃料电池FC供给的系统。电力系统ES是用于控制电力的充放电的系统。冷却系统CS是用于对燃料电池FC进行冷却的系统。控制器EC是对燃料电池系统FCS整体进行总括控制的控制器。
燃料电池FC构成作为将多个单电池(具备阳极、阴极及电解质的单一的电池(发电体))串联层叠而成的固体高分子电解质型的电池组。在燃料电池FC设有图中未明示的温度传感器。在燃料电池FC中，在通常的运转中，在阳极发生(1)式的氧化反应，在阴极发生(2)式的还原反应。作为燃料电池FC整体，产生(3)式的起电反应。
H2→2H++2e- (1)
(1/2)O2+2H++2e-→H2O (2)
H2+(1/2)O2→H2O (3)
氧化气体供给系统ASS具有氧化气体流路AS3和氧化废气流路AS4。氧化气体流路AS3是向燃料电池FC的阴极供给的氧化气体所流动的流路。氧化废气流路AS4是从燃料电池FC排出的氧化废气所流动的流路。
在氧化气体流路AS3设有空气压缩机AS2和加湿器AS5。空气压缩机AS2是用于经由过滤器AS 1而从大气中取入氧化气体的压缩机。加湿器AS5是用于对由空气压缩机AS2加压的氧化气体进行加湿的加湿器。
在氧化废气流路AS4设有压力传感器S6、背压调整阀A3、加湿器AS5。背压调整阀A3是用于调整氧化气体供给压力的阀。加湿器AS5设置作为用于在氧化气体(干性气体)与氧化废气(湿性气体)之间进行水分交换的部件。经由氧化废气流路AS4而排出的氧化废气与在排气排水流路FS6中流动的燃料废气混合，经由稀释器DL而对燃料废气进行稀释，经由主排出管ML(第一排气管)或副排出管SL(第二排气管)向外部排出。
燃料气体供给系统FSS具有燃料气体供给源FS1、燃料气体流路FS3、循环流路FS4、循环泵FS5、排气排水流路FS6。燃料气体流路FS3是从燃料气体供给源FS1向燃料电池FC的阳极供给的燃料气体所流动的流路。循环流路FS4是用于使从燃料电池FC排出的燃料废气向燃料气体流路FS3返回的流路。循环泵FS5是将循环流路FS4内的燃料废气向燃料气体流路FS3压送的泵。排气排水流路FS6是与循环流路FS4分支连接的流路。
燃料气体供给源FS1例如由高压氢罐或储氢合金等构成，储存高压(例如，35MPa～70MPa)的氢气。当打开截止阀H1时，燃料气体从燃料气体供给源FS1向燃料气体流路FS3流出。燃料气体通过调节器H2或喷射器FS2，例如减压至200kPa左右，向燃料电池FC供给。
在燃料气体流路FS3设有截止阀H1、调节器H2、喷射器FS2、截止阀H3、压力传感器S4。截止阀H1是用于截止或允许来自燃料气体供给源FS1的燃料气体的供给的阀。调节器H2对燃料气体的压力进行调整。喷射器FS2对向燃料电池FC的燃料气体供给量进行控制。截止阀H3是用于截止向燃料电池FC的燃料气体供给的阀。
调节器H2是将其上游侧压力(一次压力)调压成预先设定的二次压力的装置，例如，由对一次压力进行减压的机械式的减压阀等构成。机械式的减压阀具有隔着隔膜而形成背压室和调压室的箱体，具有利用背压室内的背压在调压室内将一次压力减压成规定的压力而形成为二次压力的结构。通过在喷射器FS2的上游侧配置调节器H2，而能够有效地减少喷射器FS2的上游侧压力。
喷射器FS2是利用电磁驱动力直接以规定的驱动周期来驱动阀芯而使其从阀座分离，由此能够调整气体流量或气体压力的电磁驱动式的开闭阀。喷射器FS2具备：具有喷射燃料气体等气体燃料的喷射孔的阀座；将该气体燃料供给引导至喷射孔的喷嘴体；被收纳保持成能够相对于该喷嘴体沿着轴线方向(气体流动方向)移动而使喷射孔开闭的阀芯。
喷射器FS2的阀芯由作为电磁驱动装置的螺线管来驱动，通过从控制器EC输出的控制信号而能够控制喷射器FS2的气体喷射时间及气体喷射期间。喷射器FS2为了供给其下游要求的气体流量，通过变更设置在喷射器FS2的气体流路上的阀芯的开口面积(开度)及打开时间的至少一方，来调整向下游侧供给的气体流量(或氢摩尔浓度)。
在循环流路FS4上设有截止阀H4，且连接有排气排水流路FS6。在排气排水流路FS6上设有排气排水阀H5。排气排水阀H5是按照来自控制器EC的指令而工作，由此将循环流路FS4内的包含杂质的燃料废气和水分向外部排出的阀。通过排气排水阀H5的开阀，而循环流路FS4内的燃料废气中的杂质的浓度下降，从而能够提升在循环系统内循环的燃料废气中的氢浓度。
经由排气排水阀H5排出的燃料废气与在氧化废气流路AS4中流动的氧化废气混合，通过稀释器DL稀释，经由主排出管ML或副排出管SL向外部排出。循环泵FS5通过电动机驱动而将循环系统内的燃料废气向燃料电池FC循环供给。
电力系统ES具备DC/DC转换器ES1、蓄电池ES2、牵引逆变器ES3、牵引电动机ES4、辅机类ES5。燃料电池系统FCS构成作为将DC/DC转换器ES1和牵引逆变器ES3并联地与燃料电池FC连接的并联混合动力系统。
DC/DC转换器ES1具有对从蓄电池ES2供给的直流电压进行升压而向牵引逆变器ES3输出的功能、对燃料电池FC发出的直流电力或通过再生制动而由牵引电动机ES4回收的再生电力进行降压后对蓄电池ES2充电的功能。通过DC/DC转换器ES1的这些功能，来控制蓄电池ES2的充放电。而且，通过基于DC/DC转换器ES1的电压变换控制，来控制燃料电池FC的运转点(输出端子电压、输出电流)。在燃料电池FC安装有电压传感器S1和电流传感器S2。电压传感器S1是用于检测燃料电池FC的输出端子电压的传感器。电流传感器S2是用于检测燃料电池FC的输出电流的传感器。
蓄电池ES2作为剩余电力的储藏源、再生制动时的再生能量储藏源、与燃料电池车辆的加速或减速相伴的负载变动时的能量缓冲器发挥功能。作为蓄电池ES2，例如优选镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂二次电池等二次电池。在蓄电池ES2安装有用于检测SOC(State of charge)的SOC传感器S3。
牵引逆变器ES3例如是被以脉冲宽度调制方式驱动的PWM逆变器。牵引逆变器ES3按照来自控制器EC的控制指令，将从燃料电池FC或蓄电池ES2输出的直流电压转换成三相交流电压，来控制牵引电动机ES4的转矩。牵引电动机ES4例如是三相交流电动机，构成燃料电池车辆的动力源。
辅机类ES5是配置在燃料电池系统FCS内的各部的各电动机(例如，泵类等动力源)、用于驱动这些电动机的逆变器类、及各种车载辅机类(例如，空气压缩机、喷射器、冷却水循环泵、散热器等)的总称。
冷却系统CS具有散热器CS1、冷却液泵CS2、冷却液去路CS3、冷却液回路CS4。散热器CS1是对用于冷却燃料电池FC的冷却液进行散热及冷却的部件。冷却液泵CS2是用于使冷却液在燃料电池FC与散热器CS1之间循环的泵。冷却液去路CS3是将散热器CS1与燃料电池FC连接的流路，且设有冷却液泵CS2。通过冷却液泵CS2进行驱动，冷却液从散热器CS 1通过冷却液去路CS3而流向燃料电池FC。冷却液回路CS4是将燃料电池FC与散热器CS1连接的流路，且设有水温传感器S5。通过冷却液泵CS2进行驱动，冷却了燃料电池FC的冷却液向散热器CS1回流。
控制器EC(控制部)是具备CPU、ROM、RAM及输入输出接口的计算机系统，对燃料电池系统FCS的各部进行控制。例如，控制器EC接收到从点火开关输出的起动信号IG时，使燃料电池系统FCS开始运转。然后，控制器EC基于从油门传感器输出的油门开度信号ACC或从车速传感器输出的车速信号VC等，求出燃料电池系统FCS整体的要求电力。燃料电池系统FCS整体的要求电力是车辆行驶电力与辅机电力的合计值。控制器EC还能够接受从FC温度传感器S7、外部气温传感器S8、倾斜角传感器S9(倾斜角取得单元)输出的信号，取得各个的计测值。FC温度传感器S7是用于取得燃料电池FC的温度的传感器。外部气温传感器S8是用于取得外部气体的温度的传感器。倾斜角传感器S9是用于取得搭载有燃料电池系统FCS的车辆的倾斜角的传感器。
在此，辅机电力中包括车载辅机类(加湿器、空气压缩机、氢泵及冷却水循环泵等)所消耗的电力、车辆行驶所需的装置(变速器、车轮控制装置、转向装置及悬架装置等)所消耗的电力、配设在乘员空间内的装置(空调装置、照明器具及音频设备等)所消耗的电力等。
并且，控制器EC决定燃料电池FC与蓄电池ES2的各自的输出电力的分配。控制器EC以燃料电池FC的发电量与目标电力一致的方式，控制氧化气体供给系统ASS及燃料气体供给系统FSS，并且，控制DC/DC转换器ES1而控制燃料电池FC的运转点(输出端子电压、输出电流)。而且，控制器EC以能得到与油门开度对应的目标转矩的方式，例如，作为开关指令，将U相、V相及W相的各交流电压指令值向牵引逆变器ES3输出，从而控制牵引电动机ES4的输出转矩及转速。而且，控制器EC控制冷却系统CS而将燃料电池FC控制成适当的温度。此外，控制器EC向设置在稀释器DL的下游侧的切换阀SV(切换单元)输出控制信号，对将从稀释器DL送出的废气经由主排出管ML排出还是经由副排出管SL排出进行控制。
接下来，参照图2，说明主排出管ML及副排出管SL的结构。图2是表示本实施方式的主排出管ML及副排出管SL的结构的简图。如图2所示，从燃料电池FC排出的废气通过切换阀SV而从主排出管ML或副排出管SL的一方排出。
主排出管ML具有从切换阀SV沿大致水平方向延伸的第一部分ML1和与第一部分ML1相连设置的第二部分ML2。第二部分ML2以从第一部分ML1的端部下降的方式设置，且在其前端形成有主排出口MLa。
副排出管SL具有：从切换阀SV朝向上方倾斜形成的上升倾斜部分SL1；与上升倾斜部分SL1相连设置的水平部分SL2；与水平部分SL2相连设置的下降倾斜部分SL3。水平部分SL2以从上升倾斜部分SL1的端部大致沿水平方向延伸的方式设置。下降倾斜部分SL3以从水平部分SL2的端部朝向下方倾斜的方式设置。因此，副排出管SL具有：以比主排出管ML的倾斜度朝向上方倾斜的方式形成的上升倾斜部分SL1；在上升倾斜部分SL1的下游侧以朝向下方倾斜的方式形成的下降倾斜部分SL3。在下降倾斜部分SL3的前端形成有副排出口SLa。
副排出管SL的副排出口SLa设置在比主排出管ML的主排出口MLa高的位置。如上述那样，副排出管SL具备以比主排出管ML的倾斜度朝向上方倾斜的方式形成的上升倾斜部分SL1及下降倾斜部分SL3，因此要从副排出口SLa进入的水若非沿下降倾斜部分SL3上行后，则无法到达上升倾斜部分SL1，因此能够更有效地抑制水的倒流。而且，副排出口SLa设置在比主排出口MLa高的位置，因此若水不上升到更高的位置，则无法进入副排出口SLa，从而能够更有效地抑制水的倒流。
将此种燃料电池系统FCS搭载于燃料电池车辆FCHV的状态由图3表示。如图3所示，当燃料电池车辆FCHV靠近倾斜路时，主排出管ML及副排出管SL延伸的方向(燃料电池车辆FCHV的前后方向)上的倾斜角度成为θ(相当于倾斜路的倾斜角度)。这种情况下，在使用主排出管ML排出废气还是使用副排出管SL排出废气的判断中，优选考虑倾斜角度θ。如此考虑倾斜角度θ的控制在后面详细说明。
接下来，参照图4，说明对主排出管ML和副排出管SL进行切换的控制。图4是表示对主排出管ML和副排出管SL进行切换的控制的流程图。
在步骤S01中，判断燃料电池FC的反应废气排出量Qoff是否低于阈值排出量Qs。反应废气排出量Qoff基于由压力传感器S6检测的燃料电池FC的氧化废气排出压来算出。需要说明的是，可以将压力传感器S6设置在燃料电池FC的上游侧，基于氧化气体供给压力来算出，也优选在稀释器DL的下游侧设置流量传感器，而直接测定反应废气排出量Qoff。在步骤S01中，若燃料电池FC的反应废气排出量Qoff低于阈值排出量Qs，则向步骤S02的处理前进，若反应废气排出量Qoff为阈值排出量Qs以上，则反复进行步骤S01的判断。
在步骤S01的判断中使用的阈值排出量Qs考虑燃料电池车辆FCHV的倾斜度，如式(4)所示那样算出。在式(4)中，a是无倾斜时的必要排出量，b是由倾斜的影响产生的必要排出量增加部分(b＝b0sinθ，θ为车辆的倾斜角(参照图3)，b0是由倾斜产生的影响的系数)，T0是设计时的温度(映射作成时的温度)，T是控制时的温度。
Qs＝(a+b)×T0/T (4)
在步骤S02中，控制器EC向切换阀SV输出指示信号，从主排出管ML向副排出管SL切换排出路径。在步骤S02的接下来的步骤S03中，考虑积存在副排出管SL内的水的量Vw，判断Vw是否成为阈值Va-Vb-Vc以上。Va是无倾斜时能够积存于副排出管SL的水的量。Vb是由倾斜的影响产生的积水量增加部分，通过式(5)来算出。在式(4)中，θ是车辆的倾斜角(参照图3)，Vb0是由倾斜产生的影响的系数。
Vb＝Vb0sinθ (5)
Vc是用于基于温度的避免冻结的校正系数，通过式(6)(7)来算出。在式(7)中，β是用于避免冻结的系数，TFC是燃料电池运转温度，T是外部气温。
T≥273K(0℃)：Vc＝0 (6)
T＜273K(0℃)：Vc＝β(TFC-T) (7)
若积存在副排出管SL内的水的量Vw为阈值Va-Vb-Vc以上，则向步骤S04的处理前进，若积存在副排出管SL内的水的量Vw比阈值Va-Vb-Vc小，则向步骤S07的处理前进。
在步骤S04中，控制器EC向切换阀SV输出指示信号，从副排出管SL向主排出管ML切换排出路径。在步骤S04的接下来的步骤S05中，控制器EC以对燃料电池FC增量供给空气的方式执行空气增量控制。其结果是，能够使用不具有上升倾斜度的主排出管ML将积存的水向外部排出。在步骤S05的接下来的步骤S06中，控制器EC向切换阀SV输出指示信号，从主排出管ML向副排出管SL切换排出路径。在步骤S06的处理之后，向步骤S07的处理前进。
在步骤S07中，判断燃料电池FC的反应废气排出量Qoff是否低于阈值排出量Qs。在步骤S07中，若燃料电池FC的反应废气排出量Qoff低于阈值排出量Qs，则向步骤S03的处理前进，若反应废气排出量Qoff为阈值排出量Qs以上，则向步骤S08的处理前进。
在步骤S08中，控制器EC向切换阀SV输出指示信号，从副排出管SL向主排出管ML切换排出路径。在步骤S08的处理之后，向步骤S01的处理返回。
在上述的处理流程中，从步骤S02至步骤S07的处理是基本上利用副排出管SL进行排气的处理。其中，从步骤S04至步骤S06的处理是如下控制：暂时性地进行主排出管ML中的排气，使向燃料电池FC供给的空气增加，由此使废气的量也增加，使主排出管ML及副排出管SL内的水排出。
在上述的本实施方式中使用电磁阀作为切换阀SV，不过也优选使用机械式阀作为切换阀SV。若使用电磁阀作为切换阀SV，则也能够如上述那样以任意的流量来切换副排出管SL与主排出管ML，或考虑车辆的倾斜角度或外部气温。若使用机械式阀作为切换阀SV，则虽然此种调整困难，但是能够以简易的结构来切换副排出管SL与主排出管ML。这种机械式阀的切换阀SVa的结构由图5表示。
如图5所示，切换阀SVa具备主体10、施力部20、阀芯30。在施力部20配置有隔膜201，隔膜201以将从燃料电池FC送出的废气的入口堵塞的方式对阀芯30施力。从燃料电池FC送出的废气在切换阀SVa的上游侧始终被向副排出管SL侧送出。当从燃料电池FC送出的废气的流量超过规定值时，超过向副排出管SL送出的极限量而压入阀芯30。其结果是，阀芯30向位置30a移动，伴随于此，隔膜201也向位置201a移动，由此也向主排出管ML送出废气。
【标号说明】
FCS：燃料电池系统
FC：燃料电池
ASS：氧化气体供给系统
AS1：过滤器
AS2：空气压缩机
AS3：氧化气体流路
AS4：氧化废气流路
AS5：加湿器
A3：背压调整阀
CS：冷却系统
CS1：散热器
CS2：冷却液泵
CS3：冷却液去路
CS4：冷却液回路
FSS：燃料气体供给系统
FS1：燃料气体供给源
FS2：喷射器
FS3：燃料气体流路
FS4：循环流路
FS5：循环泵
FS6：排气排水流路
H1：截止阀
H2：调节器
H3：截止阀
H4：截止阀
H5：排气排水阀
ES：电力系统
ES1：DC/DC转换器
ES2：蓄电池
ES3：牵引逆变器
ES4：牵引电动机
ES5：辅机类
EC：控制器
S1：电压传感器
S2：电流传感器
S3：SOC传感器
S4、S6：压力传感器
S5：水温传感器
S7：FC温度传感器
S8：外部气温传感器
S9：倾斜角传感器
ACC：油门开度信号
IG：起动信号
VC：车速信号
ML：主排出管
ML1：第一部分
ML2：第二部分
MLa：主排出口
SL：副排出管
SL1：上升倾斜部分
SL2：水平部分
SL3：下降倾斜部分
SLa：副排出口
SV：切换阀
Claims (4)
1.一种燃料电池系统，具备：
接受反应气体的供给并通过电化学反应进行发电的燃料电池；
将从所述燃料电池排出的反应废气排出的排气管，
所述燃料电池系统的特征在于，
所述排气管通过切换单元对第一排气管和第二排气管进行切换而将所述反应废气排出，
所述第一排气管具有从所述切换单元沿大致水平方向延伸的第一部分和与所述第一部分相连设置的第二部分，所述第二部分以从所述第一部分的端部下降的方式设置，且在前端形成有主排出口，
所述第二排气管具有以比所述第一排气管的倾斜度朝向上方倾斜的方式形成的上升倾斜部分和在所述上升倾斜部分的下游侧以朝向下方倾斜的方式形成的下降倾斜部分，
所述切换单元进行切换，以在所述反应废气的排出量为阈值排出量以上时从所述第一排气管排出所述反应废气，并在所述反应废气的排出量低于所述阈值排出量时从所述第二排气管排出所述反应废气。
2.一种燃料电池系统，具备：
接受反应气体的供给并通过电化学反应进行发电的燃料电池；
将从所述燃料电池排出的反应废气排出的排气管，
所述燃料电池系统的特征在于，
所述排气管通过切换单元对第一排气管和第二排气管进行切换而将所述反应废气排出，
所述第一排气管具有从所述切换单元延伸的第一部分和与所述第一部分相连设置的第二部分，所述第二部分以从所述第一部分的端部下降的方式设置，且在前端形成有主排出口，
所述第二排气管具有以比所述第一排气管的倾斜度朝向上方倾斜的方式形成的上升倾斜部分和在所述上升倾斜部分的下游侧以朝向下方倾斜的方式形成的下降倾斜部分，所述下降倾斜部分在前端比所述主排出口高的位置形成有副排出口，
所述切换单元进行切换，以在所述反应废气的排出量为阈值排出量以上时从所述第一排气管排出所述反应废气，并在所述反应废气的排出量低于所述阈值排出量时从所述第二排气管排出所述反应废气。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备倾斜角取得单元，该倾斜角取得单元取得搭载有所述燃料电池系统的车辆的前后方向的倾斜角度，
所述切换单元根据所述倾斜角取得单元取得的倾斜角度来调整所述阈值排出量，根据该调整后的阈值排出量对所述第一排气管和所述第二排气管进行切换。
4.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，
在积存于所述排气管的水的量为阈值水量以上时，所述切换单元进行切换，以从所述第一排气管排出所述反应废气。
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