CN108370048A - 燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法 - Google Patents

燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108370048A
CN108370048A CN201680073340.4A CN201680073340A CN108370048A CN 108370048 A CN108370048 A CN 108370048A CN 201680073340 A CN201680073340 A CN 201680073340A CN 108370048 A CN108370048 A CN 108370048A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
fuel
gas
anode
drain passageway
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
Application number
CN201680073340.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108370048B (zh
Inventor
矢岛健太郎
柳泽政成
前岛晋
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 CN108370048A publication Critical patent/CN108370048A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108370048B publication Critical patent/CN108370048B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
    • 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
    • B60L50/75—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using propulsion power supplied by both fuel cells and batteries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/323—Catalytic reaction of gaseous or liquid organic compounds other than hydrocarbons with gasifying agents
    • 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
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • 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
    • H01M8/04228—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 during shut-down
    • 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
    • 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
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H01M8/04462—Concentration; Density of anode 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
    • H01M8/04537—Electric variables
    • 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
    • H01M8/04701—Temperature
    • H01M8/04731—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
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell 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
    • H01M8/04694—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
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04776—Pressure; Flow at auxiliary devices, e.g. reformer, compressor, burner
    • 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
    • H01M8/04955—Shut-off or shut-down of fuel cells
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1217—Alcohols
    • C01B2203/1229—Ethanol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1614—Controlling the temperature
    • C01B2203/1619—Measuring the temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1695—Adjusting the feed of the combustion
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • 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
    • H01M8/04328—Temperature; Ambient temperature 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
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H01M8/04455—Concentration; Density of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

一种燃料电池系统，具备接收阳极气体及阴极气体的供给而进行发电的固体氧化物型的燃料电池。燃料电池系统具备：使从燃料电池排出的阳极废气流动的阳极排出通路、使从燃料电池排出的阴极废气流动的阴极排出通路、阳极排出通路和阴极排出通路合流的合流部。燃料电池系统还具备在系统停止中，将使用了在燃料箱中存储的燃料后的燃料气体向阳极排出通路内供给的气体供给部。

Description

燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法
技术领域
本发明涉及具备接收阳极气体及阴极气体的供给而进行发电的固体氧化物型燃料电池的燃料电池系统、及燃料电池系统的控制方法。
背景技术
近年来，由于对地球环境问题的关注变高，正在研究各种燃料电池向汽车的利用。例如，在发电效率较高的固体氧化物型燃料电池的情况下，通过含有氢及烃等的阳极气体与含有氧的阴极气体的电化学反应而进行发电。
在JP2005-179081A中公开有一种燃料电池系统，其具备：使从固体氧化物型燃料电池排出的阳极废气流动的阳极排出通路、使从固体氧化物型燃料电池排出的阴极废气流动的阴极排出通路、使这些通路合流的合流部。阳极废气及阴极废气利用合流部的燃烧器进行燃烧，然后向燃料电池系统的外部排出。
在这种固体氧化物型燃料电池系统中，根据系统停止请求等执行系统停止控制。在固体氧化物型燃料电池系统中，由于燃料电池的动作温度高约800度，故而在系统停止控制中，在将燃料电池系统的动作完全停止之前，继续供给阴极气体且停止供给阳极气体，由此，执行燃料电池的冷却处理。冷却处理中，含氧的阴极气体(例如空气)持续供给至燃料电池的阴极侧，通过了燃料电池的空气作为阴极废气通过阴极排出通路流入与阳极废气的合流部。
在系统停止控制中，由于停止阳极气体的供给，故而到达合流部的空气的一部分从该合流部流入阳极排出通路内。当空气等那样的含氧的气体流入阳极排出通路时，阳极排出通路及燃料电池的阳极流路内的氧浓度(氧分压)增加。在阳极流路内的氧浓度较高，且未充分冷却燃料电池的状态下，燃料电池的阳极电极可能氧化劣化。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种技术，能够抑制系统停止中的燃料电池的阳极电极的氧化劣化。
本发明一方面的燃料电池系统，具备接收阳极气体及阴极气体的供给而进行发电的固体氧化物型的燃料电池。燃料电池系统具备：阳极排出通路，从燃料电池排出的阳极废气在阳极排出通路中流动；阴极排出通路，从燃料电池排出的阴极废气在阴极排出通路中流动；合流部，其将阳极排出通路和阴极排出通路合流。还具有气体供给部，其在系统停止中，将使用了在燃料箱中存储的燃料后的燃料气体向阳极排出通路内供给。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的固体氧化物型燃料电池系统的概略构成图；
图2是表示第一实施方式的固体氧化物型燃料电池系统的系统起动控制的流程图；
图3是表示第一实施方式的固体氧化物型燃料电池系统的系统停止控制的流程图；
图4是说明系统停止控制中的燃料气体供给量的变化及阳极排出通路内的氧浓度的变化的图；
图5是表示第一实施方式的一变形例的固体氧化物型燃料电池系统的系统停止控制的流程图；
图6是本发明第二实施方式的固体氧化物型燃料电池系统的概略构成图；
图7是表示第二实施方式的固体氧化物型燃料电池系统的系统停止控制的流程图；
图8是说明系统停止控制中的燃料气体供给量的变化及阳极排出通路内的氧浓度的变化的图；
图9是表示第二实施方式的一变形例的固体氧化物型燃料电池系统的系统停止控制的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
＜第一实施方式＞
图1是表示第一实施方式的固体氧化物型燃料电池系统100的主要构成的概略构成图。
如图1所示，燃料电池系统100是具备接收阳极气体及阴极气体的供给而进行发电的固体氧化物型的燃料电池堆10的固体氧化物型燃料电池系统。燃料电池系统100例如构成电动车辆用的电源系统的一部分。
燃料电池堆10是层积了多个固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid Oxide FuelCell)的层积电池。一个固体氧化物型燃料电池(燃料电池单元)通过如利用被供给阳极气体的阳极电极和被供给阴极气体的阴极电极夹持由陶瓷等固体氧化物形成的电解质层而构成。例如，阳极气体是含有氢及烃等的气体，阴极气体是含有氧等的气体。
燃料电池系统100由：向燃料电池堆10供给阳极气体的阳极气体供给系统20、在系统起动时利用的系统起动系统30、向燃料电池堆10供给阴极气体的阴极气体供给系统40、将从燃料电池堆10排出的阳极废气及阴极废气排气的排气系统50、在与燃料电池堆10之间进行电力的输入输出的电力系统60而构成。另外，燃料电池系统100还具备综合地控制系统整体的动作的控制部80。
阳极气体供给系统20具备：阳极供给通路21、燃料箱22、过滤器23、泵24、喷射器25、蒸发器26、热交换器27、改质器28等。
阳极供给通路21是将燃料箱22和形成于燃料电池堆10内的阳极流路连接的通路。
燃料箱22是例如存储将乙醇和水混合的改质用的液体燃料的容器。泵24设置在比燃料箱22靠下游侧的阳极供给通路21。泵24吸引在燃料箱22内存储的改质用燃料，并将该燃料以一定的压力向喷射器25等供给。
过滤器23配置在燃料箱22与泵24之间的阳极供给通路21中。过滤器23将吸引至泵24之前的改质用燃料中包含的异物等除去。
喷射器25配置在泵24与蒸发器26之间的阳极供给通路21中。喷射器25将从泵24供给的燃料喷射供给至蒸发器26内。
蒸发器26设置在比喷射器25靠下游侧的阳极供给通路21中。蒸发器26将从喷射器25供给的燃料气化并供给至热交换器27。蒸发器26利用从后述的排气燃烧器53排出的排气的热，使燃料进行气化。
热交换器27以设置于比蒸发器26靠下游侧的阳极供给通路21，且与排气燃烧器53相邻的方式配置。热交换器27利用从排气燃烧器53传递来的热，进一步加热在蒸发器26中气化的燃料。在蒸发器26与热交换器27之间的阳极供给通路21中设置调整向热交换器27供给的气化燃料的压力的调压阀29。调压阀29的开度由控制部80进行控制。
改质器28设置在热交换器27与燃料电池堆10之间的阳极供给通路21中。改质器28使用设置于该改质器28内的催化剂对燃料进行改质。改质用燃料通过改质器28中的催化剂反应，改质成含有氢及烃、一氧化碳等的阳极气体。这样被改质的阳极气体在高温状态下供给至燃料电池堆10的阳极流路。
此外，阳极供给通路21具备从该阳极供给通路21分支的分支路71、72、73。分支路71从泵24与喷射器25之间的阳极供给通路21分支，并与向扩散燃烧器31供给燃料的喷射器71A连接。分支路71中设有开闭该分支路71的开闭阀71B。分支路72从泵24与喷射器25的阳极供给通路21分支，并与向催化燃烧器32供给燃料的喷射器72A连接。在分支路72中设有开闭该分支路72的开闭阀72B。分支路73从泵24与喷射器25的阳极供给通路21分支，并与向阳极排出通路51供给燃料的喷射器73A连接。在分支路73中设有开闭该分支路73的开闭阀73B。在喷射器71A、73A各自中设置有作为用于使液体燃料气化的加热装置的电加热器71C、73C。
上述的开闭阀71B、72B、73B的开度由控制部80进行控制。开闭阀71B、72B例如在燃料电池系统100起动时开阀且在起动结束后闭阀。另外，开闭阀73B例如在燃料电池系统100停止时开阀且在系统起动中及通常运转中等闭阀。
接着，参照图1说明阴极气体供给系统40及系统起动系统30。
阴极气体供给系统40具备：阴极供给通路41、过滤器42、压缩机43、热交换器44等。系统起动系统30具备扩散燃烧器31及催化燃烧器32等。
阴极供给通路41是将压缩机43和形成于燃料电池堆10内的阴极流路连接的通路。
压缩机43是通过过滤器42导入外界气体(空气)，且将导入的空气作为阴极气体供给至燃料电池堆10等的空气供给装置。过滤器42将导入压缩机43之前的空气中包含的异物除去。
热交换器44设置在比压缩机43靠下游侧的阴极供给通路41中。热交换器44是利用从排气燃烧器53排出的排气的热将阴极气体(空气)加热的装置。被热交换器44加热的阴极气体供给至构成系统起动系统30的一部分的扩散燃烧器31。
在压缩机43与热交换器44之间的阴极供给通路41中设有节气门45(流量调整部)，根据节气门45的开度调整阴极气体的流量。节气门45的开度由控制部80进行控制。
此外，阴极供给通路41具备从该阴极供给通路41分支的分支路46。分支路46从压缩机43与节气门45之间的阴极供给通路41分支，并与后述的催化燃烧器32连接。在分支路46安装节气门46A，根据节气门46A的开度调整空气流量。节气门46A的开度由控制部80进行控制。节气门46A以在燃料电池系统100起动时，将一定量的空气供给催化燃烧器32的方式开阀，起动结束后闭阀。
构成系统起动系统30的扩散燃烧器31及催化燃烧器32是基本上用于系统起动中(起动中)的装置。
扩散燃烧器31配置在比热交换器44靠下游侧的阴极供给通路41中。在系统起动时(起动时)，来自压缩机43的空气和从喷射器71A喷射的燃料供给至扩散燃烧器31内。从喷射器71A喷射的燃料利用电加热器71C加热，在气化的状态下供给至扩散燃烧器31。而且，利用附属于扩散燃烧器31的点火装置将混合气体点火，形成用于加热催化燃烧器32的预热燃烧器。
在起动结束后，停止燃料的供给及点火装置的工作，从压缩机43供给的空气通过扩散燃烧器31供给至催化燃烧器32。
催化燃烧器32设置在扩散燃烧器31与燃料电池堆10之间的阴极供给通路41中。催化燃烧器32是在内部具备催化剂，使用该催化剂生成燃烧气体的装置。在系统起动时，来自分支路46的空气和从喷射器72A喷射的燃料供给至催化燃烧器32内。催化燃烧器32的催化剂由预热燃烧器加热，空气和燃料在被加热的催化剂上燃烧而生成燃烧气体。燃烧气体是几乎不含氧的高温的惰性气体，供给至燃料电池堆10，将该燃料电池堆10等加热。
起动结束后，停止从分支路72、46供给燃料及空气，来自压缩机43的空气(阳极气体)通过扩散燃烧器31及催化燃烧器32供给至燃料电池堆10。
接着，对排气系统50进行说明。排气系统50具备阳极排出通路51、阴极排出通路52、排气燃烧器53、合流排气通路54等。
阳极排出通路51将燃料电池堆10的阳极流路和排气燃烧器53的阳极侧入口部连接。阳极排出通路51是使包含从燃料电池堆10的阳极流路排出的阳极气体的排出气体(阳极废气)流动的通路。
阴极排出通路52将燃料电池堆10的阴极流路和排气燃烧器53的阴极侧入口部连接。阴极排出通路52是使包含从燃料电池堆10的阴极流路排出的阴极气体的排出气体(阴极废气)流动的通路。
排气燃烧器53使从各排出通路51、52供给的阳极废气和阴极废气进行催化燃烧，生成以二氧化碳及水为主成分的排气。排气燃烧器53的催化剂为了发挥作用，优选催化剂温度为活性温度以上。因此，例如在系统起动时，排气燃烧器53的催化剂被在催化燃烧器32中生成的燃烧气体加热。此外，在系统起动时，通过向排气燃烧器53供给燃料及空气，促进在排气燃烧器53内的催化燃烧，也可以提高催化剂温度的升温效率。
排气燃烧器53以与热交换器27相邻的方式配置，因此，排气燃烧器53的催化燃烧产生的热传递至热交换器27。这样，传递至热交换器27的热用于加热燃料。
在排气燃烧器53的气体出口部(下游端)连接有合流排气通路54。从排气燃烧器53排出的排气通过合流排气通路54而向燃料电池系统100的外部排出。合流排气通路54以通过蒸发器26及热交换器44的方式构成，蒸发器26及热交换器44利用通过合流排气通路54的排气进行加热。
上述的排气燃烧器53及合流排气通路54作为使从燃料电池堆10排出的气体等聚集在一起流动的合流部发挥作用。
接着，说明电力系统60。电力系统60具备DC-DC变换器61、蓄电池62、驱动电动机63等。
DC-DC变换器61与燃料电池堆10电连接，将燃料电池堆10的输出电压升压而向蓄电池62或驱动电动机63供给电力。蓄电池62以对从DC-DC变换器61供给的电力进行充电，或向驱动电动机63供给电力的方式构成。
驱动电动机63为三相交流电动机，作为车辆的动力源发挥作用。驱动电动机63经由逆变器与蓄电池62及DC-DC变换器61连接。在制动时，驱动电动机63产生再生电力，该再生电力例如利用于蓄电池62的充电。
控制部80由具备中央运算装置(CPU)、读取专用存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)及输入输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。控制部80通过执行特定的程序，执行用于控制燃料电池系统100的处理。
向控制部80中，除了输入来自电流传感器81及电压传感器82、温度传感器83等各种传感器的信号以外，还输入来自检测加速踏板的踏入量的加速器行程传感器84等的检测车辆状态的传感器的信号。
电流传感器81检测从燃料电池堆10取出的输出电流。电压传感器82检测燃料电池堆10的输出电压、即阳极电极侧端子与阴极电极侧端子之间的端子间电压。温度传感器83设于燃料电池堆10，检测或推定该燃料电池堆10的温度。
在上述的固体氧化物型燃料电池系统100中，根据基于操作者的钥匙关闭操作的系统停止请求等执行系统停止控制。在燃料电池系统100中，燃料电池堆10的动作温度较高，因此，在系统停止控制中，在完全停止燃料电池系统100的动作之前，执行燃料电池堆10的冷却处理。此外，燃料电池系统100也可以构成为能够将在燃料电池堆10中发电的电力向蓄电池62充电，系统停止控制在蓄电池62充满电的情况下执行。系统停止控制是在系统停止中执行的控制，例如在燃料电池堆10的温度达到能够抑制或防止阳极电极的氧化劣化的温度时结束。另一方面，系统停止中是指，从系统停止控制的开始后到下一次系统起动时的期间。
冷却处理通过继续阴极气体的供给且停止阳极气体的供给而执行，燃料电池堆10利用阴极气体冷却。冷却处理中，阴极气体(空气)持续向燃料电池堆10供给，通过了燃料电池堆10的空气作为阴极废气通过阴极排出通路52流入排气燃烧器53。
由于在燃料电池堆10的冷却中停止供给阳极气体，故而到达排气燃烧器53(合流部)的阴极气体的一部分从该排气燃烧器53流入阳极排出通路51内。当含氧的气体在阳极排出通路51中逆流时，阳极排出通路51及燃料电池堆10的阳极流路内的氧浓度增加。在阳极流路内的氧浓度高，且燃料电池堆10未充分冷却的状态下，燃料电池堆10的阳极电极可能氧化劣化。例如在固体氧化物型的燃料电池中，在阳极电极由镍等金属构成的情况下，该镍(Ni)利用阳极气体中的氧进行氧化而成为NiO。此时，体积膨胀，可能在阳极电极及电解质等产生龟裂。
因此，在本实施方式的燃料电池系统100中，通过抑制燃料电池堆10的冷却中的阳极排出通路51内的氧浓度的增加，抑制阳极电极的氧化劣化。
以下，首先参照图2说明燃料电池系统100的系统起动控制，然后参照图3说明燃料电池系统100的系统停止控制。燃料电池堆10的冷却处理是在系统停止控制中执行的处理。
图2是表示燃料电池系统100的控制部80执行的系统起动控制的流程图。系统起动控制在相对于燃料电池系统100的起动请求(操作者的钥匙开启操作等的起动请求)后反复执行。
如图2所示，系统起动控制开始后，控制部80执行步骤101(S101)的处理。在S101中，控制部80使用温度传感器83取得燃料电池堆10的温度(燃料电池温度Tfc)。
在S102中，控制部80判定燃料电池温度Tfc是否达到预先设定的工作温度Ts。工作温度Ts作为在燃料电池堆10中能够以规定发电效率以上发电的温度进行设定。
在燃料电池温度Tfc比工作温度Ts低的情况下，控制部80判断为需要将燃料电池堆10暖机，并执行S103及S104的处理。
在S103中，控制部80驱动压缩机43，将节气门45、46A分别以一定的开度开放。由此，向扩散燃烧器31及催化燃烧器32供给空气。
在S103的处理后，控制部80在S104中起动泵24及扩散燃烧器31的点火装置，并且开放开闭阀71B、72B。由此，将存储于燃料箱22的液体燃料向扩散燃烧器31及催化燃烧器32供给。而且，在扩散燃烧器31中形成预热燃烧器，利用该预热燃烧器在催化燃烧器32生成燃烧气体。通过该燃烧气体，进行燃料电池堆10及配置于比该燃料电池堆10更下游的设备的暖机。
另一方面，在S102中判定为燃料电池温度Tfc达到工作温度Ts的情况下，控制部80判断为燃料电池堆10被暖机，并执行S105的起动停止处理。
在S105中，控制部80停止扩散燃烧器31的点火装置，关闭节气门46A及开闭阀71B、72B，结束系统起动控制。
这样，系统起动控制结束之后，利用控制部80执行通常发电控制。在通常发电控制时，从燃料箱22供给的燃料利用蒸发器26进行气化，气化燃料在热交换器27中被加热。这样被加热的燃料在改质器28中被改质成阳极气体，并将阳极气体向燃料电池堆10供给。另一方面，由压缩机43供给的空气(阴极气体)利用热交换器44升温，经由扩散燃烧器31及催化燃烧器32向燃料电池堆10供给。燃料电池堆10接收阳极气体和阴极气体的供给而进行发电，燃料电池堆10的发电电力在蓄电池62及驱动电动机63等中被利用。
此外，从燃料电池堆10排出的阳极废气及阴极废气通过阳极排出通路51及阴极排出通路52被导入排气燃烧器53。排气燃烧器53中，阳极废气及阴极废气燃烧而成为排气，从排气燃烧器53排出的排气将蒸发器26及热交换器44加热。
接着，参照图3说明燃料电池系统100的系统停止控制。图3是表示控制部80执行的系统停止控制的流程图。系统停止控制在对燃料电池系统100的停止请求(基于操作者的钥匙关闭操作等的停止请求)后执行。
如图3所示，在系统停止控制开始后，控制部80执行S201的处理。在S201中，控制部80停止泵24的工作并将调压阀29设为全闭状态。由此，停止对燃料电池堆10供给阳极气体。
在S202中，控制部80以阴极气体的供给量比通常发电时高的方式，使压缩机43的旋转速度比通常发电时提高，并以节气门45的开度例如成为燃料电池冷却时开度的方式进行控制。例如，压缩机43的旋转速度及节气门45的开度比以燃料电池堆10产生根据系统运转状态决定的请求输出的方式发电的通常发电时大地设定。这样，对燃料电池堆10继续供给阴极气体，将阴极气体用作冷却用气体，由此，从内部冷却燃料电池堆10。S201及S202的处理相当于强制冷却燃料电池堆10的冷却处理。
在S203中，控制部80使用温度传感器83取得燃料电池温度Tfc，然后执行S204的处理。
在S204中，控制部80判定燃料电池温度Tfc是否降低至预先设定的基准温度T1。基准温度T1例如为300℃，作为即使在阳极排出通路51等中存在氧，燃料电池的阳极电极也不发生氧化劣化的温度进行设定。基准温度T1例如根据阳极电极的构成材料等设定成任意的值。
在燃料电池温度Tfc为基准温度T1以下的情况下，控制部80判断为燃料电池堆10被充分冷却且未发生阳极电极的氧化劣化，执行S205的系统停止处理。在系统停止处理中，控制部80将压缩机43停止并将节气门45设为全闭状态。由此，停止供给阳极气体及阴极气体，燃料电池系统100的停止控制结束。
另一方面，在燃料电池温度Tfc比基准温度T1大的情况下，控制部80判断为阳极电极可能发生氧化劣化，并执行S206的燃料气体供给处理。
在S206中，控制部80打开开闭阀73B，驱动喷射器73A，将由电加热器73C气化的燃料气体向阳极排出通路51供给。喷射器73A作为与向燃料电池堆10供给阳极气体的阳极气体供给部(改质器28等)不同的气体供给部而构成。这样，在系统停止控制中(燃料电池堆的冷却中)，利用喷射器73A将存储于燃料箱22的燃料向阳极排出通路51供给，由此，抑制阳极排出通路51内的氧浓度的上升。
参照图4说明该燃料气体供给控制。图4是说明系统停止控制中的燃料气体供给量的变化及阳极排出通路51内的氧浓度的变化的图。
在系统停止控制开始时，停止阳极气体的供给，仅将阴极气体向燃料电池堆10供给。燃料电池堆10被阴极气体冷却。通过了燃料电池堆10的阴极气体作为阴极废气通过阴极排出通路52而被导入排气燃烧器53。这样导入的阴极废气的一部分从排气燃烧器53流入阳极排出通路51。因此，如图4所示，在系统停止控制开始的时刻，阳极排出通路51内的氧浓度上升。
在系统停止控制开始时刻，燃料电池堆10几乎不被冷却，燃料电池温度Tfc成为高温(例如750℃)。在这样燃料电池温度高的状态下，阳极排出通路51内的氧浓度比氧浓度阈值(基准浓度)大时，燃料电池的阳极电极会氧化劣化。
但是，在燃料电池系统100中，在系统停止控制开始后的燃料电池温度Tfc比基准温度(例如300℃)高的情况下，将燃料气体经由喷射器73A向阳极排出通路51供给。当这样将燃料气体向阳极排出通路51供给时，由于阳极排出通路51内的燃料气体的存在，阴极气体难以从排气燃烧器53流入阳极排出通路51侧，抑制阳极排出通路51内的氧浓度的上升。因此，能够抑制阳极排出通路51内的氧浓度超过氧浓度阈值(基准浓度)。此外，阳极排出通路51内的氧浓度与阳极排出通路51内的氧分压成比例，因此，也可以代替氧浓度，将氧分压设为与阳极电极的氧化劣化相关的指标。
另外，本申请发明人等发现，关于燃料电池的阳极电极的氧化劣化，可引起氧化劣化的氧浓度根据燃料电池温度Tfc而变化。即，如图4所示，成为氧化劣化的有无产生的阈值的氧浓度阈值(基准浓度)随着燃料电池温度Tfc变低而降低。这样，燃料电池温度Tfc越降低，氧化劣化的氧浓度阈值越降低的原因是由于，燃料电池温度Tfc越降低，越容易释放阳极电极内的氢，伴随于此，氧容易扩散至阳极电极内。但是，当燃料电池温度Tfc降低至某程度(例如300℃)时，阳极电极不管氧浓度如何均不发生氧化劣化。
基于这种见解，在燃料电池系统100中，燃料电池温度Tfc越低，越增加向阳极排出通路51供给的燃料气体的供给量。由此，如图4所示，能够根据燃料电池温度Tfc的降低而使阳极排出通路51内的氧浓度降低，不管燃料电池温度Tfc如何，均能够抑制阳极电极的氧化劣化。
因此，从喷射器73A导入阳极排出通路51的燃料气体的供给量基于燃料电池温度Tfc决定。如果知道燃料电池温度Tfc，则能够确定氧浓度阈值，能够根据该氧浓度阈值和阳极排出通路及燃料电池堆10内的阳极流路的体积(已知参数)等，决定阳极排出通路51内的氧浓度不超过氧浓度阈值那样的燃料气体的供给量。控制部80通过控制喷射器73A的喷射期间或开阀量，调整从喷射器73A供给的燃料气体供给量。
此外，在燃料电池系统100中，通过系统停止控制中的冷却处理，燃料电池温度Tfc降低至基准温度(例如300℃)时，不发生阳极电极的氧化劣化，因此，停止燃料气体供给处理，并执行用于完全停止燃料电池系统100的系统停止处理。
根据上述的燃料电池系统100，能够实现以下的效果。
燃料电池系统100具备：接收阳极气体及阴极气体的供给而进行发电的固体氧化物型的燃料电池堆10、使从燃料电池堆10排出的阳极废气在其中流动的阳极排出通路51、使从燃料电池堆10排出的阴极废气在其中流动的阴极排出通路52、作为将阳极排出通路51和阴极排出通路52合流的合流部的排气燃烧器53。燃料电池系统100还具备在系统停止中(系统停止控制中)将使用了存储于燃料箱22的燃料的燃料气体供给至阳极排出通路51内的作为气体供给部的喷射器73A。喷射器73A作为与向燃料电池堆10供给阳极气体的阳极气体供给部(改质器28等)不同的气体供给部而构成。
在这样构成的燃料电池系统100中，在系统停止中，使用存储于燃料箱22的燃料利用喷射器73A将燃料气体向阳极排出通路51供给，由此，阴极气体难以从排气燃烧器53流入阳极排出通路51侧，抑制阳极排出通路51内的氧浓度(氧分压)的上升。由此，能够抑制燃料电池的阳极电极的氧化劣化。
另外，燃料电池系统100具备检测或推定燃料电池堆10的温度的作为温度检测部的温度传感器83，喷射器73A在系统停止中且燃料电池温度Tfc比基准温度T1高的情况下，向阳极排出通路51供给燃料气体。在燃料电池堆10成为阳极电极可能氧化劣化的温度状态的情况下，将燃料气体向阳极排出通路51供给且抑制阳极排出通路51内的氧浓度(氧分压)的上升，因此，不会无效地消耗燃料，能够抑制燃料电池的阳极电极的氧化劣化。
另外，在燃料电池堆10中，喷射器73A以燃料电池温度Tfc越低，越增加燃料气体供给量的方式构成。由此，能够根据燃料电池温度Tfc的降低而使阳极排出通路51内的氧浓度(氧分压)降低，能够以与燃料电池温度Tfc相应的燃料气体供给量有效地抑制阳极电极的氧化劣化。
燃料电池堆10的喷射器73A具备使从燃料箱22供给的燃料气化的作为加热器的电加热器73C，以将气化燃料作为燃料气体向阳极排出通路51供给的方式构成。通过这样使用电加热器73C，能够将气化的燃料气体可靠地向阳极排出通路51供给，能够有效地抑制阳极排出通路51内的氧浓度(氧分压)的上升。
接着，参照图1及图5说明第一实施方式的变形例的燃料电池系统100。
在本变形例的燃料电池系统100中，检测阳极排出通路51内的氧浓度，使用氧浓度执行燃料气体供给处理。因此，如图1所示，燃料电池系统100具备检测或推定阳极排出通路51内的氧浓度的作为氧浓度检测部的氧浓度传感器85。
氧浓度传感器85设置在比喷射器73A的设置位置靠上游侧的阳极排出通路51。氧浓度传感器85只要设置于阳极排出通路51即可，优选设置于比喷射器73A靠燃料电池堆10的位置。在氧浓度传感器58中，使用例如使用固体电解质氧化锆元件检测或推定氧浓度的氧化锆式氧浓度计。氧浓度传感器85与控制部80电连接，将氧浓度传感器85的检测信号向控制部80提供。控制部80也能够基于由氧浓度传感器85检测或推定的氧浓度，算出阳极排出通路51内的氧分压。
接着，参照图5说明本变形例的燃料电池系统100的控制部80执行的系统停止控制。图5是表示本变形例的燃料电池系统100的控制部80执行的系统停止控制的流程图。
图5的S201～S205的处理是与图3的S201～S205相同的处理，省略这些处理的说明，详细叙述除此以外的处理S211～213及S206A。
如图5所示，在S204中判定为燃料电池温度Tfc比基准温度T1大的情况下，控制部80执行S211以后的处理。
在S211中，控制部80基于由温度传感器83检测或推定的燃料电池温度Tfc算出阳极排出通路51内的氧浓度的阈值D1。
如图4的虚线所示，表示燃料电池温度Tfc和氧浓度阈值D1的关系的映像(特性线)预先通过实验等得到，该映像存储于控制部80的ROM等。因此，控制部80能够基于燃料电池温度Tfc，一意地算出与该燃料电池温度Tfc对应的氧浓度阈值D1。此外，控制部80中，燃料电池温度Tfc越低，将氧浓度阈值D1作为越小的值而算出(设定)。
在S212中，控制部80使用氧浓度传感器85测定阳极排出通路51内的氧浓度Dfc，然后执行S213的处理。
在S213中，控制部80比较氧浓度Dfc和在S211中算出的氧浓度阈值D1(基准浓度)，判定氧浓度Dfc是否为氧浓度阈值D1以下。
在阳极排出通路51内的氧浓度Dfc为氧浓度阈值D1以下的情况下，控制部80判断为氧浓度Dfc低且阳极电极不可能发生氧化劣化，并再次执行S203的处理。对此，在阳极排出通路51内的氧浓度Dfc比氧浓度阈值D1大的情况下，控制部80判断为阳极电极可能发生氧化劣化，并执行S206A的燃料气体供给处理。
在S206A中，控制部80打开开闭阀73B，驱动喷射器73A，将由电加热器73C气化的燃料气体向阳极排出通路51供给。这样在系统停止控制中(燃料电池堆的冷却中)，将存储于燃料箱22的燃料利用喷射器73A向阳极排出通路51供给，由此，抑制阳极排出通路51内的氧浓度的上升。此外，控制部80在S206A的燃料气体供给处理结束后，再次执行S203以后的处理。
在本变形例的燃料电池系统100中，喷射器73A以如下方式构成，在燃料电池温度Tfc比基准温度T1高，且氧浓度Dfc比氧浓度阈值D1(基准浓度)高的情况下，向阳极排出通路51供给燃料气体。即，即使在燃料电池温Tfc比基准温度T1高的情况下，如果阳极排出通路51内的氧浓度Dfc是不引起阳极电极的氧化劣化的浓度，则不供给燃料气体。
这样，控制部80在与第一实施方式的情况不同，且氧浓度Dfc超过氧浓度阈值D1的情况下，以向阳极排出通路51供给燃料气体的方式控制喷射器73A。根据这种燃料气体供给处理，与第一实施方式相比，能够抑制燃料消耗，且抑制燃料电池的阳极电极的氧化劣化。
另外，在本变形例的燃料电池系统100中，控制部80以氧浓度Dfc与氧浓度阈值D1的偏差越大，越增加燃料气体供给量的方式控制喷射器73A。即，喷射器73A以根据氧浓度Dfc调整燃料气体的供给量的方式构成。更具体而言，喷射器73A以氧浓度Dfc减去氧浓度阈值D1的值越大，越增加燃料气体的供给量的方式构成。
这样，根据阳极排出通路51内的氧浓度Dfc与氧浓度阈值D1的背离量供给燃料气体，因此，不会无效地消耗燃料，能够可靠地降低阳极排出通路51内的氧浓度。因此，能够以与阳极排出通路51内的氧浓度Dfc相应的燃料气体供给量有效地抑制阳极电极的氧化劣化。
此外，在燃料电池温度Tfc比基准温度T1(例如300℃)大的情况下，考虑到燃料电池温度Tfc越低，越容易产生阳极的氧化劣化，控制部80中，燃料电池温度Tfc越低，将氧浓度阈值D1设定为越小的值。由此，考虑到燃料电池温度与氧浓度的关系，能够控制燃料气体供给量，并能够以必要最低限的燃料气体供给量可靠地抑制阳极电极的氧化劣化。
＜第二实施方式＞
参照图6～图8说明本发明第二实施方式的燃料电池系统100。此外，在以下的说明中，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的标记，除必要的情况以外，省略其说明。
第二实施方式的燃料电池系统100与第一实施方式的燃料电池系统大致相同，但在具备温度传感器86方面、及控制部80执行的系统停止控制的内容上与第一实施方式不同。此外，本实施方式的燃料电池系统100也可以不具备氧浓度传感器85。
如图6所示，第二实施方式的燃料电池系统100在改质器28与燃料电池堆10之间的阳极供给通路21中具备温度传感器86。温度传感器86检测或推定在阳极供给通路21通过的阳极气体的温度。控制部80将由温度传感器86检测或推定的阳极供给通路21内的阳极气体温度用作改质器28的温度。这样，温度传感器86作为用于检测或推定改质器28的温度的改质器温度检测部发挥作用。此外，也可以代替将温度传感器86设于阳极供给通路21，而将该温度传感器86设于改质器28，直接检测改质器温度。
接着，参照图7说明第二实施方式的燃料电池系统100的系统停止控制。图7是表示控制部80执行的系统停止控制的流程图。系统停止控制在对燃料电池系统100请求停止后执行。
图7的S201～S206的处理是与图3的S201～S206相同的处理，因此除必要的情况以外，省略这些处理的说明，对除此以外的处理S221～S222进行详细叙述。
如图7所示，在S204中判定为燃料电池温度Tfc比基准温度T1大时，控制部80执行用于抑制阳极电极的劣化的S221以后的处理。
在S221中，控制部80比较由温度传感器86检测或推定的改质器温度Tre和改质器基准温度T2，判定改质器温度Tre是否为改质器基准温度T2以下。改质器基准温度T2设定为改质器28能够将气化燃料改质成阳极气体的改质器活性温度，例如500℃。
在S221中判定为改质器温度Tre比基准温度T2大的情况下，控制部80执行S222的处理。
在S222中，控制部80执行将在改质器28中改质的阳极气体作为燃料气体向阳极排出通路51供给的高温时燃料气体供给处理。控制部80驱动泵24及喷射器25，进而调整调压阀29，控制导入改质器28的气化燃料量。在燃料电池堆10中，通过控制调压阀29的开度，调整从改质器28向燃料电池堆10供给的阳极气体的量。改质器28及调压阀29构成供给阳极气体(燃料气体)的阳极气体供给部。
这样，由改质器28改质的阳极气体通过冷却中的燃料电池堆10而向阳极排出通路51供给。在第二实施方式中，从改质器28排出的阳极气体用作燃料气体。这样，当将阳极气体向阳极排出通路51供给时，为了冷却燃料电池堆10而供给的阴极气体难以从排气燃烧器53流入阳极排出通路51侧，抑制阳极排出通路51内的氧浓度的上升。因此，能够抑制阳极排出通路51内的氧浓度超过氧浓度阈值(基准浓度)。此外，在第二实施方式中，也可以代替氧浓度，将氧分压设为与阳极电极的氧化劣化相关的指标。
在S222的高温时燃料气体供给处理中，控制部80如图8的中层所示，燃料电池温度Tfc越低，越增加向阳极排出通路51供给的阳极气体(燃料气体)的供给量。由此，如图8的上层所示，能够对应于燃料电池温度Tfc的降低而使阳极排出通路51内的氧浓度降低，不管燃料电池温度Tfc，均能够抑制阳极电极的氧化劣化。
此外，从改质器28导入阳极排出通路51的阳极气体的供给量基于燃料电池温度Tfc决定。如果知道燃料电池温度Tfc，则能够确定氧浓度阈值，能够根据该氧浓度阈值和阳极排出通路及燃料电池堆10内的阳极流路的体积(已知参数)等，决定阳极排出通路51内的氧浓度不超过氧浓度阈值那样的阳极气体的供给量。
S222的处理在燃料电池温Tfc降低至基准温度T1中，持续至改质器温度Tre达到基准温度T2(例如500℃)为止。
另一方面，在S221中判定为改质器温度Tre为基准温度T2以下的情况下，控制部80判断为改质器温度Tre降低而产生改质不良，执行S206的低温时燃料气体供给处理。当向低温状态的改质器28供给气化燃料时，在改质器28内，气化燃料未被改质而析出碳。为了避免该情况，在改质器温度Tre成为改质器基准温度T2以下的情况下，燃料气体的供给源从改质器28切换成喷射器73A。
图7的S206的处理是与图3的S206的处理相同的处理。在S206中，控制部80控制泵24、喷射器25及调压阀29，停止阳极气体的供给，并且打开开闭阀73B，驱动喷射器73A，将由电加热器73C气化的燃料气体向阳极排出通路51供给。这样在系统停止控制中(燃料电池堆的冷却中)，利用喷射器73A将存储于燃料箱22的燃料向阳极排出通路51供给，由此抑制阳极排出通路51内的氧浓度的上升。
在S206中，控制部80如图8的下层所示，燃料电池温度Tfc越低，越增加向阳极排出通路51供给的燃料气体的供给量。由此，如图8的上层所示，能够对应于燃料电池温度Tfc的降低，降低阳极排出通路51内的氧浓度，不管燃料电池温度Tfc，均能够抑制阳极电极的氧化劣化。
在燃料电池系统100中，当通过系统停止控制中的冷却处理，燃料电池温度Tfc降低至基准温度(例如300℃)时，不发生阳极电极的氧化劣化，因此，停止燃料气体供给处理，执行用于完全停止燃料电池系统100的系统停止处理。
根据上述本实施方式的燃料电池系统100，能够实现以下的效果。
燃料电池系统100还具备改质器28，该改质器28将从燃料箱22供给的燃料改质成阳极气体，并将改质后的阳极气体向燃料电池堆10供给。在系统停止中(系统停止控制中)中，改质器28作为以阳极气体为燃料气体向阳极排出通路51供给的阳极气体供给部发挥作用。
特别是，燃料电池系统100成为在系统停止中切换向阳极排出通路51供给燃料气体的供给源的构成。即，在燃料电池系统100中，在燃料电池温度Tfc比基准温度Tref高，且改质器温度Tre比改质器基准温度T2高的情况下，由改质器28改质的阳极气体作为燃料气体向阳极排出通路51供给。对此，在燃料电池温度Tfc比基准温度Tref高，且改质器温度Tre成为改质器基准温度T2以下的情况下，将来自喷射器73A的燃料气体向阳极排出通路51供给。通过设为这样的构成，也能够抑制阳极排出通路51内的氧浓度(氧分压)的上升，能够抑制燃料电池的阳极电极的氧化劣化。
另外，在使用处于较高温状态的改质器28将阳极气体(燃料气体)向阳极排出通路51供给的情况下，能够停止喷射器73A及电加热器73C的动作，并能够抑制燃料电池系统100内的电力消耗。
接着，参照图6及图9说明第二实施方式的变形例的燃料电池系统100。
在本变形例的燃料电池系统100中，检测阳极排出通路51内的氧浓度，使用氧浓度执行燃料气体供给处理。因此，如图6所示，燃料电池系统100具备检测或推定阳极排出通路51内的氧浓度的氧浓度传感器85。
接着，参照图9说明本变形例的燃料电池系统100的控制部80执行的系统停止控制。图9是表示燃料电池系统100的控制部80执行的系统停止控制的流程图。
图9的S201～S205、S206A、S211～S213的处理是与图5的S201～S205、S206A、S211～S213相同的处理，因此，除必要的情况以外，省略这些处理的说明，对除此以外的处理S221、S231～233及S222A进行详细叙述。
如图9所示，在S204中判定为燃料电池温度Tfc比基准温度T1大的情况下，控制部80执行用于抑制阳极电极的劣化的S221以后的处理。
在S221中，控制部80比较由温度传感器86检测或推定的改质器温度Tre和改质器基准温度T2，判定改质器温度Tre是否为改质器基准温度T2以下。
在S221中判定为改质器温度Tre比基准温度T2大的情况下，控制部80执行S231的处理。
在S231中，控制部80基于由温度传感器83检测或推定的燃料电池温度Tfc算出阳极排出通路51内的氧浓度的阈值D1。
如图8的上层的虚线所示，表示燃料电池温度Tfc与氧浓度阈值D1的关系的映像(特性线)预先通过实验等得到，该映像存储于控制部80的ROM等中。因此，控制部80能够基于燃料电池温度Tfc，一意地算出与该燃料电池温度Tfc对应的氧浓度阈值D1。此外，控制部80中，燃料电池温度Tfc越低，将氧浓度阈值D1作为越小的值而算出(设定)。
在S232中，控制部80使用氧浓度传感器85测定阳极排出通路51内的氧浓度Dfc，然后执行S233的处理。
在S233中，控制部80比较氧浓度Dfc和S231中算出的氧浓度阈值D1(基准浓度)，判定氧浓度Dfc是否为氧浓度阈值D1以下。
在阳极排出通路51内的氧浓度Dfc为氧浓度阈值D1以下的情况下，控制部80判断为氧浓度Dfc低且阳极电极不可能氧化劣化，并再次执行S203的处理。对此，在阳极排出通路51内的氧浓度Dfc比氧浓度阈值D1大的情况下，控制部80判断为阳极电极可能发生氧化劣化，并执行S222A的高温时燃料气体供给处理。
在S222A中，控制部80驱动泵24及喷射器25，进而调整调压阀29，并调整从改质器28向燃料电池堆10供给的阳极气体的量。这样在系统停止控制中(燃料电池堆的冷却中)，将从改质器28排出的阳极气体作为燃料气体向阳极排出通路51供给，抑制阳极排出通路51内的氧浓度的上升。此外，控制部80在S222A的燃料气体供给处理结束之后，再次执行S203以后的处理。
在本变形例的燃料电池系统100中，控制部80以氧浓度Dfc与氧浓度阈值D1的偏差越大，越增加阳极气体(燃料气体)的供给量的方式，控制导入改质器28的气化燃料量。即，改质器28以根据氧浓度Dfc调整燃料气体的供给量的方式构成。更具体而言，改质器28以氧浓度Dfc减去氧浓度阈值D1的值越大，越增加阳极气体的供给量的方式构成。
另一方面，在S221中判定为改质器温度Tre为基准温度T2以下的情况下，控制部80执行S211的处理。S211～S213的处理与第一实施方式的变形例中说明的处理相同。
在S213中，在判定为阳极排出通路51内的氧浓度Dfc比氧浓度阈值D1大的情况下，控制部80判断为阳极电极可能氧化劣化，执行S206A的低温时燃料气体供给处理。
在S206A中，控制部80控制泵24、喷射器25及调压阀29，停止阳极气体的供给，并且打开开闭阀73B，驱动喷射器73A，将利用电加热器73C气化的燃料气体向阳极排出通路51供给。这样在系统停止控制中(燃料电池堆的冷却中)，利用喷射器73A将存储于燃料箱22的燃料向阳极排出通路51供给，由此，抑制阳极排出通路51内的氧浓度的上升。此外，控制部80在S206A的燃料气体供给处理结束之后，再次执行S203以后的处理。
在S206A中，控制部80以氧浓度Dfc与氧浓度阈值D1的偏差越大，越增加燃料气体供给量的方式控制喷射器73A。即，喷射器73A以氧浓度Dfc减去氧浓度阈值D1的值越大，越增加燃料气体的供给量的方式构成。
如上述，在S222A及S206A的处理中，根据阳极排出通路51内的氧浓度Dfc与氧浓度阈值D1的背离量供给燃料气体，因此，不会无效地消耗燃料，能够可靠地降低阳极排出通路51内的氧浓度。因此，能够以与阳极排出通路51内的氧浓度Dfc相应的燃料气体供给量有效地抑制阳极电极的氧化劣化。
此外，在燃料电池温度Tfc比基准温度T1(例如300℃)大的情况下，考虑到燃料电池温度Tfc越低，越容易产生阳极的氧化劣化，控制部80中，燃料电池温度Tfc越低，将氧浓度阈值D1设定为越小的值。由此，能够考虑燃料电池温度与氧浓度的关系来控制燃料气体供给量，并能够以必要最低限的燃料气体供给量可靠地抑制阳极电极的氧化劣化。
以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只不过表示了本发明的应用例的一部分，不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体构成的意思。
在燃料电池系统100中，通过继续供给阴极气体且停止供给阳极气体，执行燃料电池堆10的强制冷却，但也可以执行强制冷却以外的冷却处理。例如，燃料电池系统100也可以以停止阴极气体及阳极气体的供给而自然冷却燃料电池堆10的方式构成，还可以以使用冷却水等的制冷剂冷却燃料电池堆10的方式构成。即使在采用这种冷却处理的情况下，通过在系统停止中(系统停止控制中)将使用了存储于燃料箱22的燃料的燃料气体供给至阳极排出通路51内，也能够抑制阳极电极的氧化劣化。
本申请基于2015年12月15日在日本专利局提出申请的专利申请2015-244472主张优先权，通过参照将该申请的全部内容编入本说明书中。

Claims (14)

1.一种燃料电池系统，具备接收阳极气体及阴极气体的供给而进行发电的固体氧化物型的燃料电池，其中，具备：
阳极排出通路，从所述燃料电池排出的阳极废气在所述阳极排出通路中流动；
阴极排出通路，从所述燃料电池排出的阴极废气在所述阴极排出通路中流动；
合流部，其将所述阳极排出通路和所述阴极排出通路合流；
气体供给部，其在系统停止中，将使用了在燃料箱中存储的燃料后的燃料气体向所述阳极排出通路内供给。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
还具备温度检测部，其检测或推定所述燃料电池的温度，
所述气体供给部在系统停止中，且所述燃料电池的温度比所述燃料电池的阳极电极不发生氧化劣化的基准温度高的情况下，向所述阳极排出通路供给燃料气体。
3.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中，
所述燃料电池的温度越低，所述气体供给部越增加燃料气体供给量。
4.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中，
还具备氧浓度检测部，其检测或推定所述阳极排出通路内的氧浓度，
所述气体供给部根据所述氧浓度来调整燃料气体供给量。
5.如权利要求4所述的燃料电池系统，其中，
所述氧浓度与所述燃料电池的阳极电极不发生氧化劣化的基准浓度的偏差越大，所述气体供给部越增加燃料气体供给量。
6.如权利要求5所述的燃料电池系统，其中，
所述燃料电池的温度越低，将所述基准浓度设定得越小。
7.如权利要求1～6中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述合流部是使阳极废气及阴极废气燃烧的排气燃烧器。
8.如权利要求2～7中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述气体供给部作为与向所述燃料电池供给阳极气体的阳极气体供给部不同的供给部而构成，并具备设于所述阳极排出通路的喷射器，
所述喷射器包含使从所述燃料箱供给的燃料气化的加热器，以将气化燃料作为燃料气体向所述阳极排出通路供给的方式构成。
9.如权利要求8所述的燃料电池系统，其中，还具备：
改质器，其构成所述阳极气体供给部，将从所述燃料箱供给的燃料改质成阳极气体并将该阳极气体向所述燃料电池供给；
改质器温度检测部，其检测或推定所述改质器的温度，
在所述燃料电池的温度比所述基准温度高，所述改质器的温度比改质器基准温度高的情况下，将由所述改质器改质的阳极气体作为燃料气体而向所述阳极排出通路供给，
在所述燃料电池的温度比所述基准温度高，所述改质器的温度为所述改质器基准温度以下的情况下，将来自所述喷射器的气化燃料向所述阳极排出通路供给。
10.一种燃料电池系统的控制方法，该燃料电池系统具备：
固体氧化物型的燃料电池，其接收阳极气体及阴极气体的供给而进行发电；
阳极排出通路及阴极排出通路，从所述燃料电池排出的阳极废气及阴极废气分别在所述阳极排出通路及所述阴极排出通路中流动；
合流部，其将所述阳极排出通路和所述阴极排出通路合流，在该燃料电池系统的控制方法中，
在系统停止中，将使用了在燃料箱中存储的燃料后的燃料气体向所述阳极排出通路内供给。
11.如权利要求10所述的燃料电池系统的控制方法，其中，
检测或推定所述燃料电池的温度，
在系统停止中，且所述燃料电池的温度比所述燃料电池的阳极电极不发生氧化劣化的基准温度高的情况下，向所述阳极排出通路供给所述燃料气体。
12.如权利要求11所述的燃料电池系统的控制方法，其中，
所述燃料电池的温度越低，越增加所述燃料气体的供给量。
13.如权利要求11所述的燃料电池系统的控制方法，其中，
检测或推定所述阳极排出通路内的氧浓度，
根据所述氧浓度，调整所述燃料气体的供给量。
14.如权利要求13所述的燃料电池系统的控制方法，其中，
所述氧浓度与所述燃料电池的阳极电极不发生氧化劣化的基准浓度的偏差越大，越增加所述燃料气体的供给量。
CN201680073340.4A 2015-12-15 2016-09-26 燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法 Active CN108370048B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015244472 2015-12-15
JP2015-244472 2015-12-15
PCT/JP2016/078262 WO2017104213A1 (ja) 2015-12-15 2016-09-26 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108370048A true CN108370048A (zh) 2018-08-03
CN108370048B CN108370048B (zh) 2019-11-01

Family

ID=59056030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680073340.4A Active CN108370048B (zh) 2015-12-15 2016-09-26 燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10454121B2 (zh)
EP (1) EP3392948B1 (zh)
JP (1) JP6531838B2 (zh)
CN (1) CN108370048B (zh)
BR (1) BR112018012275B1 (zh)
CA (1) CA3009613C (zh)
WO (1) WO2017104213A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112356689A (zh) * 2020-11-10 2021-02-12 北理新源(佛山)信息科技有限公司 氢燃料电池汽车安全预警的检测方法、系统及车载终端
CN113574709A (zh) * 2019-07-19 2021-10-29 松下知识产权经营株式会社 燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法
CN114730893A (zh) * 2019-11-07 2022-07-08 日产自动车株式会社 燃料电池系统

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020054048A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 日産自動車株式会社 燃料電池システムの制御方法、及び、燃料電池システム
JP7353158B2 (ja) * 2019-12-10 2023-09-29 日産自動車株式会社 燃料電池システム
DE102020200674A1 (de) * 2020-01-22 2021-07-22 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen eines Fluids zum Betrieb einer Brennstoffzelle
US11239479B2 (en) 2020-03-26 2022-02-01 Saudi Arabian Oil Company Ignition method of fuel reformer using partial oxidation reaction of the fuel for SOFC fuel cell start-up
US11542159B2 (en) 2020-06-22 2023-01-03 Saudi Arabian Oil Company Autothermal reformer system with liquid desulfurizer for SOFC system
US11618003B2 (en) 2020-06-23 2023-04-04 Saudi Arabian Oil Company Diesel reforming apparatus having a heat exchanger for higher efficiency steam reforming for solid oxide fuel cells (SOFC)
US11967744B2 (en) * 2022-02-11 2024-04-23 Ford Global Technologies, Llc Fuel cell vehicle with bypass valve control for clearing exhaust

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030093949A1 (en) * 2001-11-19 2003-05-22 Goebel Steven G Staged lean combustion for rapid start of a fuel processor
CN101322274A (zh) * 2005-12-02 2008-12-10 松下电器产业株式会社 燃料电池系统
CN101755357A (zh) * 2007-07-19 2010-06-23 丰田自动车株式会社 燃料电池系统及移动体
CN103181012A (zh) * 2010-09-30 2013-06-26 Toto株式会社 燃料电池装置
CN104205456A (zh) * 2012-03-23 2014-12-10 Toto株式会社 固体氧化物型燃料电池系统
CN104205455A (zh) * 2012-03-23 2014-12-10 Toto株式会社 固体氧化物型燃料电池系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6395414B1 (en) * 2000-02-11 2002-05-28 General Motors Corporation Staged venting of fuel cell system during rapid shutdown
US6744235B2 (en) * 2002-06-24 2004-06-01 Delphi Technologies, Inc. Oxygen isolation and collection for anode protection in a solid-oxide fuel cell stack
JP4143028B2 (ja) 2003-12-16 2008-09-03 新日本石油株式会社 燃料電池システム並びにその運転方法
JP5244504B2 (ja) 2008-08-28 2013-07-24 株式会社日立製作所 固体酸化物形燃料電池システムおよびその運転方法
JP5446184B2 (ja) * 2008-09-12 2014-03-19 カシオ計算機株式会社 発電システム及び発電システムの制御装置
JP5787049B2 (ja) 2010-06-14 2015-09-30 Toto株式会社 固体電解質型燃料電池
JP5316829B1 (ja) * 2012-04-09 2013-10-16 Ｔｏｔｏ株式会社 固体酸化物型燃料電池
JP5980144B2 (ja) 2013-02-26 2016-08-31 三菱日立パワーシステムズ株式会社 発電システム、発電システムの運転方法、及び制御装置
EP3147979B1 (en) * 2014-05-21 2020-06-17 Panasonic Corporation Solid oxide fuel cell system and stopping method therefor
JP6460320B2 (ja) 2014-12-25 2019-01-30 Toto株式会社 固体酸化物形燃料電池システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030093949A1 (en) * 2001-11-19 2003-05-22 Goebel Steven G Staged lean combustion for rapid start of a fuel processor
CN101322274A (zh) * 2005-12-02 2008-12-10 松下电器产业株式会社 燃料电池系统
CN101755357A (zh) * 2007-07-19 2010-06-23 丰田自动车株式会社 燃料电池系统及移动体
CN103181012A (zh) * 2010-09-30 2013-06-26 Toto株式会社 燃料电池装置
CN104205456A (zh) * 2012-03-23 2014-12-10 Toto株式会社 固体氧化物型燃料电池系统
CN104205455A (zh) * 2012-03-23 2014-12-10 Toto株式会社 固体氧化物型燃料电池系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113574709A (zh) * 2019-07-19 2021-10-29 松下知识产权经营株式会社 燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法
CN113574709B (zh) * 2019-07-19 2024-03-08 松下知识产权经营株式会社 燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法
CN114730893A (zh) * 2019-11-07 2022-07-08 日产自动车株式会社 燃料电池系统
CN112356689A (zh) * 2020-11-10 2021-02-12 北理新源(佛山)信息科技有限公司 氢燃料电池汽车安全预警的检测方法、系统及车载终端

Also Published As

Publication number Publication date
BR112018012275B1 (pt) 2021-07-20
EP3392948B1 (en) 2020-03-18
US20180358639A1 (en) 2018-12-13
CA3009613A1 (en) 2017-06-22
CN108370048B (zh) 2019-11-01
EP3392948A4 (en) 2018-10-31
US10454121B2 (en) 2019-10-22
EP3392948A1 (en) 2018-10-24
JPWO2017104213A1 (ja) 2018-10-04
CA3009613C (en) 2019-05-07
BR112018012275A2 (pt) 2020-02-27
WO2017104213A1 (ja) 2017-06-22
JP6531838B2 (ja) 2019-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108370048B (zh) 燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法
JP6586999B2 (ja) 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法
US10218016B2 (en) Fuel cell system and control method for fuel cell system
CA3009601C (en) Solid oxide fuel cell system and method of controlling the same
CA3009460C (en) Fuel cell system with anode degradation reduction control
CA3009462C (en) Fuel cell system and control method for fuel cell system
JP6583431B2 (ja) 燃料電池システム、及び、燃料電池システムの制御方法
JP5558909B2 (ja) 電力供給システム
CN109565063A (zh) 燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法
CN108370049B (zh) 燃料电池系统及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant