CN113690467A - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池系统，具有燃料电池堆、反应气体供给部和控制部。对于上述控制部而言，在上述燃料电池堆的发电停止时进行2个阶段的扫气，即，第1扫气，和上述反应气体的流量比该第1扫气小的第2扫气，在该第1扫气与该第2扫气之间设置有扫气待机时间；对于上述控制部而言，在上述燃料电池堆的发电停止时，该燃料电池堆的运行模式为输出功率高于通常模式的高输出功率模式的情况下，相对于该通常模式的情况下进行的上述第1扫气的扫气时间，延长该扫气时间。

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
燃料电池(FC)具备层叠了多个单电芯(以下也记为电芯)的燃料电池堆(以下，也简称为电池堆)。燃料电池是通过作为燃料气体的氢(H2)与作为氧化剂气体的氧(O2)的电化学反应而导出电能的发电装置。应予说明，以下，有时将燃料气体和氧化剂气体没有特意区分地简称为“反应气体”或者“气体”。
该燃料电池的单电芯通常由膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)和根据需要而夹持在该膜电极接合体的两面的2张隔离件构成。
膜电极接合体具有如下结构：在具有质子(H+)传导性的固体高分子型电解质膜(以下也简称为“电解质膜”)的两面分别依次形成催化剂层和气体扩散层的结构。因此，膜电极接合体也被称为膜电极气体扩散层接合体(MEGA)。
隔离件通常具有如下结构：在与气体扩散层相接的面形成有作为反应气体的流路的沟。应予说明，该隔离件也作为进行发电而得到的电的集电体来发挥功能。
燃料电池的燃料极(阳极)中，由气体流路和气体扩散层供给的氢通过催化剂层的催化作用而质子化，通过电解质膜移动到氧化剂极(阴极)。同时生成的电子通过外部电路进行做功，并向阴极移动。供给阴极的氧在阴极上与质子和电子进行反应，生成水。
生成的水可以给予电解质膜适当的湿度，过剩的水可以透过气体扩散层而排出系统外。
对于可以在燃料电池车辆(以下也简称为车辆)上进行车载而使用的燃料电池系统，进行了各种各样的研究。
例如，在特开2007-073328中，公开了如下燃料电池系统：在FC的发电结束时的排水处理中，在2个阶段扫气之间具有停止时间。
此外，在特开2017-010904中，公开了如下燃料电池系统：在FC的发电结束时的排水处理中，延长冬季模式的扫气时间。
此外，在特开2014-197481中，公开了如下燃料电池系统：在FC的发电结束时的排水处理中，在2个阶段扫气中，第2扫气的时间比第1扫气短。
发明内容
在具有多个运行模式的燃料电池系统中，需要根据运行模式来调节MEA的水分量。例如，当在高输出功率模式使燃料电池堆的发电停止时，需要预先进行燃料电池堆的扫气处理以使得在燃料电池堆启动时处于燃料电池堆成为高输出功率那样的环境。
本发明正是鉴于上述实际情况而完成的，其主要目的是提供一种能使燃料电池堆的启动性良好的燃料电池系统。
在本发明中，提供一种燃料电池系统，其特征在于，是搭载于车辆而使用的燃料电池系统，包括：
燃料电池堆，
向上述燃料电池堆供给反应气体的反应气体供给部，以及
控制上述反应气体的流量的控制部；
对于上述控制部而言，在上述燃料电池堆的发电停止时，进行2个阶段的扫气，即，第1扫气和上述反应气体的流量小于该第1扫气的第2扫气，在该第1扫气与该第2扫气之间设置扫气待机时间；
对于上述控制部而言，在上述燃料电池堆的发电停止时的该燃料电池堆的运行模式为输出功率高于通常模式的高输出功率模式的情况下，相对于该通常模式的情况下进行的所述第1扫气的扫气时间，延长该扫气时间。
在本发明中，对于上述控制部而言，在上述燃料电池堆的发电停止时的该燃料电池堆的运行模式为输出功率低于通常模式的低输出功率模式的情况下，可以相对于该通常模式的情况下进行的上述第1扫气的扫气时间，缩短该扫气时间或不进行上述第1扫气，并且延长该通常模式的情况下进行的上述扫气待机时间和上述第2扫气的扫气时间中的至少一者的时间。
根据本发明的燃料电池系统，通过在以高输出功率模式使燃料电池堆的发电结束时，延长气体流量大的第1扫气的时间使MEA比通常干燥，使MEA的水分量最优化，从而减小燃料气体和氧化剂气体的扩散阻力，在燃料电池堆的启动时容易使燃料电池堆实现高输出功率，使燃料电池堆的启动性良好。
附图说明
接下来，参照附图来描述本发明的示例性的实施方式的特征、优点、以及技术和工业上的意义，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1为表示本发明的燃料电池系统的控制方法的一个例子的流程图。
具体实施方式
在本发明中，提供一种燃料电池系统，其特征在于，是搭载于车辆而使用的燃料电池系统，包括：
燃料电池堆，
向上述燃料电池堆供给反应气体的反应气体供给部，以及
控制上述反应气体的流量的控制部；
对于上述控制部而言，在上述燃料电池堆的发电停止时进行2个阶段的扫气，即，第1扫气和上述反应气体的流量小于该第1扫气的第2扫气，在该第1扫气与该第2扫气之间设置扫气待机时间；
对于上述控制部而言，在上述燃料电池堆的发电停止时的该燃料电池堆的运行模式为输出功率高于通常模式的高输出功率模式的情况下，相对于该通常模式的情况下进行的上述第1扫气的扫气时间，延长该扫气时间。
燃料电池堆的发电停止时的扫气的目的有各种各样的种类，大致分为以下的目的等。
(1)以提高下一次冰点下启动时的电池堆的输出功率为目的，使电池堆各单电芯内的MEA部位干燥。
(2)以确保下一次冰点下启动时的反应气体的供给流路为目的，对电池堆各单电芯的隔离件的气体流路和梳齿部等部位滞留的积水进行扫气。
(3)以抑制下一次启动时液体水向MEA等发电部流入为目的，对电池堆的歧管等气体配管系部件的部位滞留的积水进行扫气。
(4)以抑制混入水而导致的杂音、燃料经济性恶化和下一次启动时的冻结为目的，对辅助装置等部位滞留的积水进行扫气。
如果大流量且长时间地实施扫气，虽然可以实现上述(1)～(4)的所有部位的扫气，但存在燃料经济性恶化等问题。
在现有的扫气方法中，没有将欲排水的部位进行特定来实施扫气，都是统一实施的。因此，无法选择适应客户需求的扫气方法，此外，从功能层面来看，也进行了非必要的扫气。其结果是，存在扫气时间变长和燃料经济性恶化等问题。
本研究人等着眼于随着电池堆水温的高低，电池堆的积水的除去方式也不同，发现根据运行模式可以变更如下时间：第1扫气的扫气时间，以MEA的干燥为目的，在电池堆水温为较高温下进行；扫气待机时间，由于重力排水以及在第1扫气后为高温的电池堆水温降低而导致的水蒸气凝结，来自电池堆的积水滴落到气体配管系部件，将到此为止的时间作为扫气待机时间；第2扫气的扫气时间，以主体使用动压排水的将气体配管系部件中积蓄的积水进行排水为目的，即使在电池堆水温为较低温度也可以扫气。
根据本发明，可以实现基于功能需求选择排水方法，以及基于客户需求选择排水方法等。
应予说明，在本发明中，气体配管系部件是指电池堆的歧管、气体流路等气体配管、以及排水阀、燃料废气排出阀、氧化剂气体压力调节阀、扫气阀、旁通阀和气液分离器等部件等电池堆的与气体相关联的部件。
本发明的燃料电池系统至少具有燃料电池堆、向燃料电池堆供给反应气体的反应气体供给部、和控制反应气体的流量的控制部。
本发明的燃料电池系统通常可搭载在以电动机(马达)为驱动源的燃料电池车辆上使用。此外，本发明的燃料电池系统也可以搭载在能以二次电池的电力来行驶的车辆上使用。电动机没有特别限定，可以是现有公知的驱动马达。
燃料电池堆可以是层叠多个燃料电池的单电芯而得的层叠体。
单电芯的层叠数没有特别限定，例如可以是2个～数百个，也可以是2～200个。
燃料电池堆可以在单电芯的层叠方向的两端具有端板。
燃料电池的单电芯至少具备包含氧化剂极、电解质膜和燃料极的膜电极接合体，根据需要还可以具有夹持该膜电极接合体的两面的2张隔离件。
隔离件可以在与气体扩散层相接的面具有反应气体流路。此外，隔离件可以在与气体扩散层相接的面相反一侧的面具有用于将燃料电池的温度保持恒定的制冷剂流路。
隔离件可以具有在单电芯的层叠方向上使反应气体和制冷剂流通的供给孔和排出孔。
供给孔可举出燃料气体供给孔、氧化剂气体供给孔和制冷剂供给孔等。
排出孔可举出燃料气体排出孔、氧化剂气体排出孔和制冷剂排出孔等。
隔离件可以是不透气的导电性构件等。作为导电性构件，可举出例如通过压缩碳而实现不透气的致密碳、以及压制成型的金属(如铁、铝和不锈钢等)板等。此外，隔离件也可以具有集电功能。
燃料电池堆可以具有连通各供给孔的入口歧管和连通各排出孔的出口歧管等歧管。
入口歧管可举出阳极入口歧管、阴极入口歧管和制冷剂入口歧管等。
出口歧管可举出阳极出口歧管、阴极出口歧管和制冷剂出口歧管等。
氧化剂极包含氧化剂极催化剂层和气体扩散层。
燃料极包含燃料极催化剂层和气体扩散层。
氧化剂极催化剂层和燃料极催化剂层例如可以具备促进电化学反应的催化剂金属、具有质子传导性的电解质、以及具有电子传导性的碳粒子等。
作为催化剂金属，可以使用例如铂(Pt)、以及由Pt与其它金属形成的合金(例如将钴和镍等混合的Pt合金)等。
作为电解质，可以是氟系树脂等。作为氟系树脂，可以使用例如Nafion溶液等。
上述催化剂金属担载于碳粒子上，在各催化剂层中，担载了催化剂金属的碳粒子(催化剂粒子)与电解质可以混合存在。
用于担载催化剂金属的碳粒子(担载用碳粒子)可以使用例如将通常市售的碳粒子(碳粉末)加热处理而提高自身的防水性的防水化碳粒子等。
气体扩散层可以是具有透气性的导电性构件等。
作为导电性构件，例如可举出碳布和碳纸等碳多孔体、以及金属网和发泡金属等金属多孔体等。
电解质膜可以是固体高分子电解质膜。作为固体高分子电解质膜，可举出例如含有水分的全氟磺酸的薄膜等氟系电解质膜、以及烃系电解质膜等。作为电解质膜，可以是例如Nafion膜(Dupon公司制)等。
燃料电池系统可以具有向燃料电池的电极供给反应气体的反应气体供给部。
反应气体供给部是向燃料电池堆供给反应气体。
反应气体的概念中包含燃料气体和氧化剂气体。作为反应气体供给部，可举出燃料气体供给部和氧化剂气体供给部等，燃料电池系统可以具有这些供给部中的任一者，也可以具有这些供给部中的两者。
燃料电池系统可以具有向燃料电池的燃料极供给燃料气体的燃料气体供给部。
燃料气体主要是含有氢的气体，例如可以是氢气。
作为燃料气体供给部，例如可举出燃料箱等，具体而言，可举出液氢箱、压缩氢箱等。
燃料电池系统可以具有燃料气体供给流路。
燃料气体供给流路可以连接燃料电池与燃料气体供给部，从燃料气体的燃料气体供给部向燃料电池的燃料极进行供给。
燃料电池系统可以具有循环流路。
循环流路可以回收从燃料电池的燃料极排出的燃料废气，使之作为循环气体返回燃料电池的燃料极。
燃料废气包含：燃料极中未反应就通过的燃料气体、在氧化剂极生成的生成水到达燃料极而成的水分、以及可以在扫气时供给燃料极的氧化剂气体等。
燃料电池系统根据需要，还可以具有在循环流路上调节循环气体的流量的氢泵等循环用泵、以及引射器等。
循环用泵与控制部电连接，可以通过控制部来控制循环用泵的驱动的开关和转速等从而调节循环气体的流量。
引射器例如配置在燃料气体供给流路与循环流路的合流部，将包含燃料气体和循环气体的混合气体供给到燃料电池的燃料极。作为引射器，可以采用现有公知的引射器。
在循环流路中，可以设置用于减少燃料废气中的水分的气液分离器。而且，可以具有通过气液分离器而从循环流路分支的排水流路以及在该排水流路上的排水阀。
在气液分离器中，从燃料废气中分离的水分可以通过开放设置于从循环流路分支的排水流路的排水阀而排出。
排水阀与控制部电连接，可以通过控制部来控制排水阀的开闭，从而调节液体水的排水量。
燃料电池系统可以具有燃料废气排出部。
燃料废气排出部可以把燃料废气排出到外部(系统外)。应予说明，外部可以是燃料电池系统的外部，也可以是车辆的外部。
燃料废气排出部可以具有燃料废气排出阀，根据需要也可以进一步具有燃料废气排出流路。
燃料废气排出阀与控制部电连接，可以通过控制部来控制燃料废气排出阀的开闭，从而来调节燃料废气的排出流量。
燃料废气排出流路例如可以从循环流路分支，在燃料废气中的氢浓度过低的情况下，可以将该燃料废气排出到外部。
燃料电池系统可以具有氧化剂气体供给部、氧化剂气体供给流路和氧化剂气体排出流路。
氧化剂气体供给部至少是将氧化剂气体供给到燃料电池的氧化剂极。
作为氧化剂气体供给部，可以使用例如空气压缩机等。空气压缩机按照来自控制部的控制信号而驱动，将氧化剂气体导入燃料电池的阴极侧(氧化剂极、阴极入口歧管等)。
氧化剂气体供给流路连接氧化剂气体供给部与燃料电池，可以实现从氧化剂气体供给部向燃料电池的氧化剂极的氧化剂气体的供给。
氧化剂气体为含氧气体，可以是空气、干燥空气和纯氧等。
氧化剂气体排出流路可以从燃料电池的氧化剂极排出氧化剂气体。
在氧化剂气体排出流路中，可以设置氧化剂气体压力调节阀。
氧化剂气体压力调节阀与控制部电连接，通过控制部来使氧化剂气体压力调节阀开阀，从而将反应结束的阴极废气从氧化剂气体排出流路排出。此外，通过调节氧化剂气体压力调节阀的开度，可以调节供给到氧化剂极的氧化剂气体压力(阴极压力)。
在氧化剂气体供给流路中，可以配置有中冷器。中冷器与制冷剂循环流路连接，与制冷剂之间进行热交换，将从氧化剂气体供给部排出的氧化剂气体冷却。此外，在要求燃料电池的暖机(发电前处理)时，利用被氧化剂气体供给部压缩而温度升高的氧化剂气体的热，使制冷剂升温。
燃料电池系统可以具有在中冷器的下游侧从氧化剂气体供给流路分支，使燃料电池旁通而与氧化剂气体排出流路连接的旁路流路。在该旁路流路中配置有控制旁路流路的开通状态的旁路阀。旁路阀与控制部电连接，例如在驱动马达的再生发电时二次电池的充电容量不充裕的状况下驱动氧化剂气体供给部而消耗二次电池的电力的情况下，可以通过控制部来开阀。由此，氧化剂气体不会被送入燃料电池，而是从氧化剂气体排出流路排出。
此外，燃料气体供给流路与氧化剂气体供给流路也可以经由合流流路来连接。在合流流路中可以设置扫气阀。
扫气阀与控制部电连接，可以通过控制部而使扫气阀开阀，从而使氧化剂气体供给部的氧化剂气体作为扫气气体而流入燃料气体供给流路内。
用于扫气的扫气气体可以是反应气体，反应气体可以是燃料气体，也可以是氧化剂气体，还可以是包含这两种气体的混合反应气体。
燃料电池系统可以具有制冷剂供给部和制冷剂循环流路来作为燃料电池的冷却系统。
制冷剂循环流路与设置在燃料电池的制冷剂供给孔和制冷剂排出孔相连通，使由制冷剂供给部所供给的制冷剂在燃料电池内外进行循环，可以实现燃料电池的冷却。
制冷剂供给部可举出例如冷却水泵等。在制冷剂循环流路中，可以设置对冷却水的热量进行放热的散热器。
作为冷却水(制冷剂)，为了防止在低温时发生冻结，例如可以使用乙二醇与水的混合溶液。
燃料电池系统可以具有二次电池。
二次电池(Battery)只要能进行充放电即可，例如可举出镍氢二次电池和锂离子二次电池等现有公知的二次电池。此外，二次电池也可以包含双电层电容器等的蓄电元件。二次电池可以是串联连接多个的结构。二次电池向电动机、以及空气压缩机等氧化剂气体供给部等供给电力。二次电池可以从车辆外部的电源、如家庭用电源来充电。二次电池也可以通过燃料电池的输出来充电。
燃料电池系统可以具有以电池为电源的辅助装置。
作为辅助装置，例如可举出车辆的照明设备、以及空调设备等。
控制部可以控制二次电池的充放电。
控制部控制反应气体的气体流量。
控制部介由输入输出接口而与气液分离器、排水阀、燃料废气排出阀、氧化剂气体压力调节阀、扫气阀、燃料气体供给部、氧化剂气体供给部、旁通阀、二次电池、循环用泵等连接。此外，控制部可以与可搭载于车辆的点火开关电连接。
控制部在物理上具有例如CPU(中央计算处理装置)等计算处理装置、储存由CPU处理的控制程序和控制数据等的ROM(只读存储器)和主要用来控制处理的作为各种作业区域的RAM(随机存取存储器)等存储装置、以及输入输出接口。此外，控制部可以是例如ECU(引擎控制单元)等的控制装置。
对于控制部而言，在燃料电池的发电停止时，进行2个阶段的扫气，即第1扫气、和反应气体的流量小于该第1扫气的第2扫气，在该第1扫气与该第2扫气之间设置有扫气待机时间。
第1扫气是以MEA的干燥为主要目的而进行的。
在通常扫气模式的情况下进行第1扫气的时间没有特别限定，例如可以设定为：控制部通过MEA的阻抗来管理MEA的干燥状态，如果在第1扫气中MEA的阻抗达到了规定的目标值，则控制部会结束扫气。
在通常扫气模式的情况下进行第1扫气的时间具体来说可以是10秒以上、20秒以上、30秒以上、40秒以上、50秒以上、55秒以上、1分钟以上，上限没有特别限定。在通常扫气模式的情况下的第1扫气的气体流量只要比第2扫气的气体流量大，就没有特别限定。
通常扫气模式的情况下的第1扫气的气体流量，例如可以预先准备表示MEA的阻抗与气体流量的相关关系的数据组，根据该数据组来考虑燃料经济性和扫气时间等，从而适当地设定。
通常扫气模式的情况下的第1扫气的气体流量具体来说，在氧化剂气体供给部为空气压缩机的情况下的氧化剂气体供给流量可以是1000NL/min以上、1200NL/min以上、1400NL/min，上限没有特别限定，可以是2000NL/min以下。
气体流量的控制方法没有特别限定，可以采用现有公知的方法，例如，可以控制来自燃料气体供给部的燃料气体的供给流量；可以通过调节设置在循环流路的循环用泵的转速而控制循环气体流量；可以控制来自氧化剂气体供给部的氧化剂气体的供给流量；可以控制燃料废气排出阀的开度；可以控制氧化剂气体压力调节阀的开度；也可以并用这些控制。
扫气待机(等待积水滴落)以如下目的为主要目的而进行：使电池堆中流通的气体流量减少、或使气体不流通，通过静态放置电池堆，从而等待来自电池堆的积水滴落。
通常扫气模式的情况下的扫气待机时的气体流量具体来说，在氧化剂气体供给部为空气压缩机的情况下的氧化剂气体供给流量可以是600NL/min以下，也可以是0NL/min。
通常扫气模式的情况下的扫气待机时间(等待积水滴落的时间)没有特别限定，例如，可以根据预先测定的来自电池堆的积水的移动速度等而适当设定。
通常扫气模式的情况下的扫气待机时间具体来说可以是10秒以上、20秒以上、30秒以上、40秒以上、50秒以上、1分钟以上，上限没有特别限定。
通过设置扫气待机时间，从而与仅进行第1扫气或仅进行第1扫气与第2扫气的2个阶段扫气的情况相比，可以抑制电池堆的过度干燥。此外，通过设置扫气待机时间，从而电池堆内的积水会渗出并滴落至电池堆外，积蓄在气体配管系部件等中。
第2扫气以如下目的为主要目的而进行：减小扫气音，使燃料经济性良好，以及对在来自电池堆的积水滴落后积蓄在气体配管系部件中的水进行扫气。
通常扫气模式的情况下进行第2扫气的时间没有特别限定，可以与第1扫气的扫气时间相同，也可以不同。通过缩短第2扫气的扫气时间，从而可以兼顾确保电解质膜的水分和除去气体配管系部件中积蓄的积水。例如，可以预先准备表示气体配管系部件内的积水量与扫气时间的关系的数据组，根据该数据组而适当设定。
在通常扫气模式的情况下进行第2扫气的时间具体来说可以是10秒以上、20秒以上、30秒以上、40秒以上、50秒以上、55秒以上、1分钟以上，上限没有特别限定。
在通常扫气模式的情况下的第2扫气的气体流量只要比第1扫气的气体流量小，就没有特别限定。通过减小第2扫气的气体流量，从而不会必要以上地夺去电解质膜的水分而能够除去气体配管系部件中积蓄的积水，可以兼顾确保电解质膜的水分和除去气体配管系部件中积蓄的积水。通过减小第2扫气的气体流量，从而可以减小扫气音，对于在燃料电池堆的发电停止后(IG-OFF后)从车辆离开的驾驶者，可以减少由继续进行扫气而导致的异样感。对于第2扫气的气体流量而言，例如可以预先准备表示配管系部件的积水量与气体流量的相关关系的数据组，根据该数据组来考虑燃料经济性和扫气时间等而适当地设定。
通常扫气模式的情况下的第2扫气的气体流量具体来说，在氧化剂气体供给部为空气压缩机的情况下的氧化剂气体供给流量可以是500NL/min以上、600NL/min以上，可以是900NL/min以下、800NL/min以下。
第2扫气不以MEA的干燥为主要目的，因而不需要使电池堆的冷却水的温度为高温，因此，例如从使燃料经济性良好的观点出发，可以通过二次电池的电力使空气压缩机等氧化剂气体供给部的马达运转，从而实施扫气。
因此，第2扫气即使扫气时间长，但仍然可以作为扫气音小、燃料经济性好的扫气方法。
图1为表示本发明的燃料电池系统的控制方法的一个例子的流程图。应予说明，本发明不被本典型例所限定。
(1)运行模式的判断
如果将点火开关从ON切换到OFF(IG-OFF)而向控制部输入车辆运行停止信号，则控制部通过停止从燃料气体供给部向燃料极的燃料气体的供给，从而使燃料电池堆的发电停止。
控制部会判断在燃料电池堆的发电停止时，该燃料电池堆的运行模式是通常模式、还是输出功率高于通常模式的高输出功率模式、还是输出功率低于通常模式的低输出功率模式。也可以凭借燃料电池堆的发电量等来判断是通常模式、还是高输出功率模式、或是低输出功率模式。
(2)通常模式的情况(通常扫气模式)
对于控制部而言，在燃料电池堆的发电停止时的该燃料电池堆的运行模式为通常模式的情况下，作为通常扫气模式，进行规定时间的第1扫气，进行规定时间的扫气待机，其后，进行规定时间的第2扫气。
(3)高输出功率模式的情况(高输出功率时的扫气模式)
对于控制部而言，在燃料电池堆的发电停止时的该燃料电池堆的运行模式为输出功率高于通常模式的高输出功率模式的情况下，作为高输出功率时的扫气模式，相对于该通常模式的情况下进行的所述第1扫气的扫气时间，延长该扫气时间。
在高输出功率时的扫气模式中，存在下述违背：由于燃料气体的消耗量增加，因而燃料经济性会恶化，由于气体流量大，因而扫气音大，进而扫气时间变长。但是，与通常扫气模式的情况相比，可以使MEA更干燥，可以使下一次启动时的电池堆的输出更容易。这是依据以下理由而考虑的。即，在比常温低的低温时和冰点下时，电池堆的水温容易降低，在单电芯、特别是在单电芯的MEA部位存在液体水滞留的倾向。在该情况下，燃料气体和氧化剂气体的扩散阻力变大，因此电流密度-电压(IV)曲线有恶化的倾向。因此，通过比通常扫气模式进一步地促进MEA的干燥，从而燃料气体和氧化剂气体的扩散阻力会变小，反应气体容易到达催化剂反应部(阳极、阴极)，因此，即使是相同的燃料气体供给量和氧化剂气体供给量，也可以进一步改善IV曲线，有助于提高电池堆的输出功率。
高输出功率时的扫气模式的情况下的第1扫气的扫气时间只要比通常模式的情况下进行的第1扫气的扫气时间长，就没有特别限定，可以考虑燃料经济性和扫气时间等而适当设定。
(4)低输出功率模式的情况(低输出功率时的扫气模式)
对于控制部而言，在燃料电池堆的发电停止时的该燃料电池堆的运行模式为输出功率低于通常模式的低输出功率模式的情况下，作为低输出功率时扫气模式，相对于该通常模式的情况下进行的所述第1扫气的扫气时间，缩短该扫气时间或不进行第1扫气，并且延长该通常模式的情况下进行的扫气待机时间和第2扫气的扫气时间中的至少一者的时间。
低输出功率时的扫气模式中，由于缩短气体流量大的第1扫气的时间或不进行第1扫气，因此扫气音小，由于气体流量小的第2扫气的比例变高，因此是燃料经济性良好的扫气模式。
低输出功率时扫气模式的情况下的第1扫气的扫气时间只要比通常模式的情况下进行的第1扫气的扫气时间短，就没有特别限定，可以考虑燃料经济性和扫气时间等而适当设定，也可以不进行第1扫气。
低输出功率时扫气模式的情况下的扫气待机时间可以与通常模式的情况下进行的扫气待机时间相同，也可以延长，可以考虑扫气时间等而适当设定。
低输出功率时扫气模式的情况下的第2扫气的扫气时间可以与通常模式的情况下进行的第2扫气的扫气时间相同，也可以延长，可以考虑燃料经济性和扫气时间等而适当设定。
应予说明，对于低输出功率时扫气模式的情况而言，只要将通常模式的情况下进行的扫气待机时间和第2扫气的扫气时间中的至少一者的时间延长即可，也可以将两者的时间都延长。
根据本发明的燃料电池系统，通过高输出功率时的扫气模式，与通常扫气模式的情况相比，使MEA更干燥，使MEA的水分量最优化，从而减小燃料气体和氧化剂气体的扩散阻力，在燃料电池堆的启动时容易使燃料电池堆实现高输出功率，使燃料电池堆的启动性良好。
此外，根据本发明的燃料电池系统，通过低输出功率时的扫气模式，与通常扫气模式的情况相比，缩短了对燃料经济性有影响的大流量的第1扫气的扫气时间，代之以延长对燃料经济性影响小的小流量的第2扫气时间和扫气待机时间中的至少一者的时间而进行扫气处理，由此，可以进行对燃料经济性影响小的扫气。

Claims (2)

1.一种搭载于车辆而使用的燃料电池系统，包含：
燃料电池堆，
向所述燃料电池堆供给反应气体的反应气体供给部，以及
控制所述反应气体的流量的控制部；
对于所述控制部而言，在所述燃料电池堆的发电停止时进行2个阶段的扫气，即，第1扫气和所述反应气体的流量小于该第1扫气的第2扫气，在该第1扫气与该第2扫气之间设置扫气待机时间；
对于所述控制部而言，在所述燃料电池堆的发电停止时的该燃料电池堆的运行模式为输出功率高于通常模式的高输出功率模式的情况下，相对于该通常模式的情况下进行的所述第1扫气的扫气时间，延长该扫气时间。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，对于所述控制部而言，在所述燃料电池堆的发电停止时的该燃料电池堆的运行模式为输出功率低于通常模式的低输出功率模式的情况下，相对于该通常模式的情况下进行的所述第1扫气的扫气时间，缩短该扫气时间或不进行所述第1扫气，并且延长该通常模式的情况下进行的所述扫气待机时间和所述第2扫气的扫气时间中的至少一者的时间。
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