CN110600767B - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料电池系统，具备：燃料电池，通过层叠多个电池而成；散热器，对通过了燃料电池的冷却液进行冷却；离子交换器，设置于从用于供冷却液在燃料电池与散热器之间循环的循环流路分支出的旁通流路；多通阀，设置于从循环流路分支出旁通流路的分支点；以及泵，使冷却液循环，该燃料电池系统能够通过多通阀来控制流入旁通流路的冷却液的比率。在该燃料电池系统启动时，当停止时间比阈值时间长的情况下，在使冷却液在散热器循环后，使冷却液以80％以上的比率在旁通流路循环，直至冷却液的导电率小于阈值导电率为止。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明涉及燃料电池系统。
背景技术
近年来，作为面向汽车的燃料电池，固体高分子电解质型燃料电池备受关注。固体高分子电解质型燃料电池具备通过多个单电池层叠而成的电池组。这里，单电池由膜/电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)、和从两侧夹住该膜/电极接合体的一对隔板构成，上述膜/电极接合体由一对电极夹持高分子电解质膜而成。通过经由阴极侧的隔板供给的气体(空气)与经由阳极侧的隔板供给的氢气的氧化还原反应来进行发电。
由于燃料电池在发电中进行发热，所以利用在与散热器之间循环的冷却液来对其冷却。这里，从防止漏电的角度出发，对燃料电池的冷却液要求电绝缘性。因此，如日本特开2014-157832号公报所示那样，在旁通流路设置有用于将从散热器等溶出至冷却液中的离子除去的离子交换器。通过除去冷却液中的离子，冷却液的导电率会降低。即，冷却液的电阻率(导电率的倒数)会上升，可确保电绝缘性。这样，在燃料电池系统中，一边在燃料电池的发电中冷却燃料电池，一边利用离子交换器除去冷却液中的离子。
关于燃料电池系统，发明人发现了以下的课题。
散热器例如由金属制的翅片、管等构成，在散热器的制造工序中包含使用了焊剂的钎焊工序。
因此，例如若在制造后初始的阶段使燃料电池系统长时间停止，则在散热器残留的焊剂可能会作为离子溶出至冷却液中而导致散热器内的冷却液的导电率局部上升。
从而，在这样使燃料电池系统长时间停止后的启动时，需要将在停止中积存于散热器内的冷却液导入离子交换器，在短时间内除去冷却液中的离子而使冷却液的导电率低于规定的阈值。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的，提供一种在长时间停止后的启动时将在停止中积存于散热器内的冷却液导入离子交换器而能够在短时间内除去冷却液中的离子的燃料电池系统。
本发明所涉及的燃料电池系统具备：
燃料电池，通过多个电池层叠而成；
散热器，对通过了上述燃料电池的冷却液进行冷却；
离子交换器，设置于从用于供上述冷却液在上述燃料电池与上述散热器之间循环的循环流路分支出的旁通流路；
多通阀，设置于从上述循环流路分支出上述旁通流路的分支点；以及
泵，使上述冷却液循环，
上述燃料电池系统能够通过上述多通阀来控制流入上述旁通流路的上述冷却液的比率，其中，
在该燃料电池系统启动时，当停止时间比阈值时间长的情况下，
在使上述冷却液在上述散热器循环后，使上述冷却液以80％以上的上述比率在上述旁通流路循环直至上述冷却液的导电率小于阈值导电率为止。
在本发明所涉及的燃料电池系统中，在启动时，当停止时间比阈值时间长的情况下，在使冷却液在散热器循环后使冷却液以80％以上的比率在旁通流路循环，直至冷却液的导电率小于阈值导电率为止。使在停止中积存于散热器内的冷却液与其他的冷却液混合，从而使冷却液的导电率均匀化，然后导入离子交换器而能够在短时间内除去冷却液中的离子。
也可以在使上述冷却液在上述散热器循环时，使上述比率为0％。能够提高在散热器流动的冷却液的流速，从而能够使在停止中积存于散热器内的冷却液与其他的冷却液在短时间内混合。
也可以在使上述冷却液在上述散热器循环时，使上述冷却液循环上述循环流路的半周以上。能够使在停止中积存于散热器内的冷却液与其他的冷却液充分混合。
也可以以用户使用时与出厂前检查时相比使上述冷却液在上述旁通流路循环时的上述比率变高的方式切换上述比率。在用户使用时，能够在更短时间内除去冷却液中的离子。
根据本发明，能够提供一种在长时间停止后的启动时将在停止中积存于散热器内的冷却液导入离子交换器而能够在短时间内除去冷却液中的离子的燃料电池系统。
附图说明
根据以下的详细描述和附图，将更全面地理解本公开的上述和其他的目的、特征以及优点，附图仅作为示例，因此不应被认为限制本公开。
图1是第1实施方式所涉及的燃料电池系统的结构图。
图2是表示控制部50的控制动作的流程图。
图3是表示冷却液流量与离子交换器IE中的离子交换率的关系的图表。
图4是表示使流入旁通流路11的冷却液的比率变化的情况下的导电率的时间变化的图表。
具体实施方式
以下，参照附图详细地对应用了本发明的具体实施方式进行说明。其中，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，为了使说明明确，适当地简化以下的记载和附图。
(第1实施方式)
＜燃料电池系统的构成＞
首先，参照图1对第1实施方式所涉及的燃料电池系统的结构进行说明。图1是第1实施方式所涉及的燃料电池系统的结构图。如图1所示，第1实施方式所涉及的燃料电池系统具备燃料电池FC、离子交换器IE、导电率传感器S、循环流路10、旁通流路11、散热器20、冷却液泵30、多通阀40以及控制部50。即，图1所示的第1实施方式所涉及的燃料电池系统是燃料电池FC的冷却系系统。
在本实施方式中，作为一个例子，对应用于燃料电池汽车的燃料电池系统进行说明。燃料电池汽车利用由燃料电池FC发出的电来驱动马达而进行行驶。其中，第1实施方式所涉及的燃料电池系统并不限定于燃料电池汽车用途，也能够应用于其他的用途。
燃料电池FC是固体高分子电解质型燃料电池，并具备将多个单电池层叠而成的电池组。这里，单电池具有由阳极电极和阴极电极夹持高分子电解质膜而成的膜/电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)、和从两侧夹住MEA的一对隔板。燃料电池FC通过经由阴极侧的隔板供给的气体中的氧气、与经由阳极侧的隔板供给的氢气的氧化还原反应来进行发电。
具体而言，在阳极电极发生式(1)的氧化反应，在阴极电极发生式(2)的还原反应。而且，作为燃料电池FC整体，发生式(3)的化学反应。
H2→2H++2e－…(1)
(1/2)O2+2H++2e－→H2O…(2)
H2+(1/2)O2→H2O…(3)
燃料电池FC会在通过上述反应进行的发电中发热。因此，如图1所示，燃料电池FC与循环流路10连接，并利用在循环流路10中循环的冷却液来冷却，从而被维持为适当的温度。
循环流路10是在燃料电池FC与散热器20之间使冷却液循环的环状的流路，例如由橡胶配管、金属管、树脂管等构成。在图1中，沿着循环流路10描绘的虚线箭头表示冷却液的流动。另外，如图1所示，循环流路10在燃料电池FC的冷却液流出侧被电接地。在接地部位使用金属管。
散热器20是用于将通过燃料电池FC而被加热的冷却液冷却的散热器，并与循环流路10连接。散热器20例如由散热用的金属翅片、和供冷却液流动的金属管构成。金属翅片、金属管例如由热传导性优异的铝合金、铜等构成。冷却液的热通过经由金属管和金属翅片的热传导而被释放至空气中。
此外，散热器20例如也可以由主散热器、副散热器等多个散热器构成。
冷却液泵30是使冷却液循环的泵，设置于循环流路10。在图1的例子中，冷却液泵30设置于燃料电池FC的冷却液流入侧的循环流路10。换言之，冷却液泵30设置于与旁通流路11的合流点和燃料电池FC之间的循环流路10。因此，冷却液泵30将通过了散热器20或离子交换器IE的冷却液向燃料电池FC送出。如图1所示，冷却液泵30被电接地。这样，在燃料电池FC的冷却液流入侧和冷却液流出侧进行电接地。
这里，从防止漏电的角度来看，对通过燃料电池FC的冷却液要求电绝缘性。因此，对夹着燃料电池FC的2个接地部位之间的冷却液的导电率进行测量。在图1的例子中，在冷却液泵30与燃料电池FC之间的循环流路10上设置导电率传感器S来直接测量冷却液的导电率。由导电率传感器S测量出的冷却液的导电率输入至控制部50，被用于多通阀40的控制。
其中，导电率传感器S只要处于旁通流路11和比旁通流路11靠燃料电池FC侧的循环流路10(即旁通循环流路)即可，可以设置于任何地方。另外，检测冷却液的导电率的装置并不限定于直接测量冷却液的导电率的导电率传感器S。并且，由于冷却液的导电率是冷却液的电阻率的倒数，所以冷却液的电阻率的检测与冷却液的导电率的检测同义。即，也可以检测冷却液的电阻率来代替检测冷却液的导电率。
另外，也可以检测夹着燃料电池FC的2个接地部位之间的绝缘电阻值。
如图1所示，旁通流路11是从环状的循环流路10分支并与散热器20并列设置的流路。沿着旁通流路11描绘的虚线箭头表示冷却液的流动。如图1所示，从燃料电池FC流出并通过了旁通流路11的冷却液以不通过散热器20而流入燃料电池FC的方式循环。
在旁通流路11设置有用于将从散热器20等溶出至冷却液中的离子除去的离子交换器IE。如图1所示，离子交换器IE具备离子交换过滤器FL。在离子交换器IE中，由于由离子交换过滤器FL引起的压力损失大，所以在旁通流路11中流动的冷却液的仅一部分通过离子交换过滤器FL。通过使用离子交换器IE来除去冷却液中的离子，使得冷却液的导电率降低。即，冷却液的电阻率(导电率的倒数)会上升，可确保电绝缘性。
多通阀40是在通过了燃料电池FC的冷却液从循环流路10向旁通流路11分流的分支点设置的电磁阀。在图1的例子中，多通阀40是三通阀。通过由控制部50控制多通阀40，能够变更流入散热器20的冷却液与流入旁通流路11(即离子交换器IE)的冷却液的比率。
此外，多通阀40并不限定于三通阀。
控制部50控制燃料电池系统内的各种设备的动作。例如，若开始燃料电池FC的发电，则控制部50基于冷却液的温度来控制多通阀40。即，利用多通阀40来变更流入散热器20的冷却液的比率(即流入旁通流路11的冷却液的比率)，将冷却液的温度维持在适当的温度。因此，能够一边冷却燃料电池FC一边利用离子交换器IE除去冷却液中的离子。
另外，在长时间停止后的启动时，控制部50基于由导电率传感器S测量出的冷却液的导电率来控制多通阀40。具体而言，控制部50控制为在使冷却液在散热器20循环后使冷却液以80％以上的比率在旁通流路11循环，直至冷却液的导电率小于阈值导电率为止。将在后面叙述控制部50的控制动作的细节。
此外，虽然在图1中未示出，但控制部50例如具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等运算部、和储存有各种控制程序、数据等的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等存储部。
＜控制部50的控制动作＞
以下，参照图2，对控制部50的控制动作的细节进行说明。图2是表示控制部50的控制动作的流程图。
如上所述，散热器20例如由金属制的翅片、管等构成，在散热器20的制造工序包含使用了焊剂的钎焊工序。因此，例如若在制造后初始的阶段使燃料电池系统长时间停止，则残留于散热器20的焊剂可能会作为离子而溶出至冷却液中，导致散热器20内的冷却液的导电率局部上升。
鉴于此，在本实施方式所涉及的燃料电池系统中，在长时间停止后的启动时控制部50进行控制，以便将在停止中积存于散热器20内的冷却液导入离子交换器IE而在短时间内除去冷却液中的离子。
如图2所示，在启动了系统时，控制部50判定停止时间是否超过阈值时间(步骤ST1)。在停止时间未超过阈值时间的情况下(步骤ST1否)，由于不存在散热器20内的冷却液的导电率局部上升的担忧，所以移至通常的启动动作。控制部50例如将这次启动系统的时刻与上次停止系统的时刻之差计算为停止时间。
在停止时间超过了阈值时间的情况下(步骤ST1是)，由于散热器20内的冷却液的导电率可能会局部上升，所以使冷却液在散热器20循环(步骤ST2)。由此，使在停止中积存于散热器20内的冷却液与其他的冷却液混合而使冷却液的导电率均匀化。
在步骤ST2中，作为一个例子，控制多通阀40以使冷却液泵30的转速即冷却液流量最大，使流入散热器20的冷却液的比率为100％(使流入旁通流路11的冷却液的比率为0％)。由此，由于在散热器20流动的冷却液的流速为最大，所以能够使在停止中积存于散热器20内的冷却液与其他的冷却液在更短时间内混合。另外，也能够期待清洗散热器20的效果。
而且，在步骤ST2中，作为一个例子，使冷却液循环了循环流路10的半周以上。由此，能够使在停止中积存于散热器20内的冷却液与其他的冷却液充分混合。
接下来，控制多通阀40以使流入旁通流路11的冷却液的比率为80％以上，使冷却液在旁通流路11循环(步骤ST3)。能够利用设置于旁通流路11的离子交换器IE使冷却液的导电率在短时间内降低。在流入旁通流路11的冷却液的比率小于80％的情况下，离子交换器IE中的离子交换率降低而无法使冷却液的导电率在短时间内降低。
这里，图3是表示冷却液流量与离子交换器IE中的离子交换率的关系的图表。图3的横轴表示冷却液流量(L/min)，纵轴表示离子交换率(％)。如图3所示，冷却液流量越大，则离子交换率越高，从而能够在短时间内除去离子。通常，由于冷却液流量被维持为恒定(例如最大)，所以流入旁通流路11的冷却液的比率越大，则越能够在短时间内除去离子。
另外，图4是表示使流入旁通流路11的冷却液的比率变化的情况下的导电率的时间变化的图表。图4的横轴表示时间(min)，纵轴表示导电率(μS/cm)。对于流入旁通流路11的冷却液的比率示出了50％、60％、80％以及100％。如图4所示，流入旁通流路11的冷却液的比率越大，则直到小于阈值导电率为止的时间越短，在为80％以上的情况下，能够使冷却液的导电率在短时间内降低。
这里，在出厂前检查时冷却液的导电率容易变高。因此，也可以构成为在步骤ST3中不使流入旁通流路11的冷却液的比率为100％，而使冷却液也在散热器20循环。由此，能够可靠地使冷却液整体的导电率比阈值导电率低。作为一个例子，使流入旁通流路11的冷却液的比率为90％左右。
另一方面，在出厂后用户使用时，冷却液的导电率并不那么高。因此，可以在步骤ST3中使流入旁通流路11的冷却液的比率比出厂前检查时高，例如为100％。在用户使用时，能够在更短时间内除去冷却液中的离子，从而使导电率比阈值导电率低。
接下来，如图2所示，判定冷却液的导电率是否小于阈值导电率(步骤ST4)。在冷却液的导电率不小于阈值导电率的情况下(步骤ST4否)，再次反复进行步骤ST4。即，使冷却液在旁通流路11持续循环，直至冷却液的导电率小于阈值导电率为止。另一方面，在冷却液的导电率小于阈值导电率的情况下(步骤ST4是)，移至通常的启动动作。
此外，在通常的启动动作中，最初不使冷却液在散热器20循环，而使冷却液在旁通流路11与燃料电池FC之间循环来使冷却液的温度上升。在冷却液的温度上升到规定的温度后，控制多通阀40以使冷却液也在散热器20流动来将冷却液的温度维持在适当的温度。
如上所述，在本实施方式所涉及的燃料电池系统中，在长时间停止后的启动时，在使冷却液在散热器20循环后使冷却液以80％以上的比率在旁通流路11循环，直至冷却液的导电率小于阈值导电率为止。因此，能够使在停止中积存于散热器20内的冷却液与其他的冷却液混合，并在使冷却液的导电率均匀化后导入离子交换器IE，在短时间内除去冷却液中的离子。
此外，本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内能够进行适当地变更。
例如，也可以构成为：用于对向燃料电池FC供给的压缩空气进行冷却的中间冷却器与燃料电池FC并联连接。
根据上述公开内容，本公开的实施例显然能够以各种方式变化。不应将这些变化视为脱离本公开的主旨和范围，并且对于本领域技术人员而言，所有这些变更显然包括在技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种燃料电池系统，具备：
燃料电池，通过层叠多个电池而成；
散热器，对通过了所述燃料电池的冷却液进行冷却；
离子交换器，设置于从用于供所述冷却液在所述燃料电池与所述散热器之间循环的循环流路分支出的旁通流路；
多通阀，设置于从所述循环流路分支出所述旁通流路的分支点；以及
泵，使所述冷却液循环，
所述燃料电池系统能够通过所述多通阀来控制流入所述旁通流路的所述冷却液的比率，
其中，
在该燃料电池系统启动时，当停止时间比阈值时间长的情况下，
在使全部的所述冷却液在所述散热器循环后，使所述冷却液以80％以上的所述比率在所述旁通流路循环，直至所述冷却液的导电率小于阈值导电率为止。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
当使所述冷却液在所述散热器循环时，使所述比率为0％。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，
当使所述冷却液在所述散热器循环时，使所述冷却液循环所述循环流路的半周以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池系统，其中，
以用户使用时与出厂前检查时相比使所述冷却液在所述旁通流路循环时的所述比率变高的方式来切换所述比率。
CN201910397569.9A 2018-05-24 2019-05-14 燃料电池系统 Active CN110600767B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210041816A (ko) * 2019-10-08 2021-04-16 현대자동차주식회사 연료전지의 냉각수 제어시스템 및 제어방법
CN112212533B (zh) * 2020-10-10 2022-05-27 中国船舶重工集团公司第七0七研究所九江分部 一种车载强迫冷却装置
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CN113745569A (zh) * 2021-07-30 2021-12-03 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池系统冷却液控制方法和装置
CN114883608A (zh) * 2022-01-28 2022-08-09 上海神力科技有限公司 一种燃料电池堆单片水路温控系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6673482B2 (en) * 2000-09-27 2004-01-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Cooling system for fuel cell
FR2816258B1 (fr) * 2000-11-09 2003-02-14 Valeo Thermique Moteur Sa Dispositif de refroidissement d'un vehicule a moteur electrique alimente par une pile a combustible
JP4411854B2 (ja) * 2003-04-02 2010-02-10 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP5126480B2 (ja) * 2007-04-19 2013-01-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5342223B2 (ja) 2008-12-09 2013-11-13 本田技研工業株式会社 燃料電池システムの冷却装置
JP5915691B2 (ja) 2014-04-23 2016-05-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP6090246B2 (ja) 2014-07-04 2017-03-08 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法
JP6160983B2 (ja) * 2014-11-12 2017-07-12 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム

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