CN115020752A - 燃料电池系统 - Google Patents

燃料电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115020752A
CN115020752A CN202210197093.6A CN202210197093A CN115020752A CN 115020752 A CN115020752 A CN 115020752A CN 202210197093 A CN202210197093 A CN 202210197093A CN 115020752 A CN115020752 A CN 115020752A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
fuel cell
oxidizing
threshold value
hydrogen concentration
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.)
Pending
Application number
CN202210197093.6A
Other languages
English (en)
Inventor
松末真明
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN115020752A publication Critical patent/CN115020752A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04164—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by condensers, gas-liquid separators or filters
    • 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
    • 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
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • 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
    • H01M8/04395—Pressure; Ambient pressure; Flow of cathode 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
    • 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
    • H01M8/0447—Concentration; Density of cathode 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
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04589—Current of 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
    • H01M8/04313—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
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H01M8/04679—Failure or abnormal function of 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
    • H01M8/04082—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
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明提供能够减少交叉泄漏的误判断的燃料电池系统。该燃料电池系统的特征在于，控制部控制氧化剂气体供给部的驱动，并且控制旁通阀的开度，根据由氢浓度传感器测量出的氧化剂废气中的氢浓度判定是否产生了交叉泄漏，在由上述氢浓度传感器测量出的上述氧化剂废气中的氢浓度为规定的阈值以上的情况下，控制部判定为产生了交叉泄漏，上述控制部预先存储表示上述氧化剂气体的流量、上述旁通阀的开度以及上述氧化剂废气中的氢浓度的关系的第1数据群，上述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前将由上述氧化剂气体流量传感器测量出的上述氧化剂气体的流量和上述旁通阀的开度与上述第1数据群对照，使用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值变动。

Description

燃料电池系统
技术领域
本公开涉及燃料电池系统。
背景技术
燃料电池(FC)是在一个单电池或者将多个单电池(以下，存在记载为单元的情况)层叠而成的燃料电池组(以下，存在仅记载为电池堆的情况)中通过氢等燃料气体与氧等氧化剂气体的电化学反应而取出电能量的发电装置。此外，多数情况下，实际向燃料电池供给的燃料气体和氧化剂气体是与无助于氧化·还原的气体的混合物。尤其氧化剂气体是包含氧的空气的情况较多。
此外，以下，也存在不特别地区别燃料气体、氧化剂气体而简称为“反应气体”或者“气体”的情况。另外，存在将单电池和层叠单电池而成的燃料电池组都称为燃料电池的情况。
该燃料电池的单电池通常具备膜电极接合体(MEA：Membrane ElectrodeAssembly)。
膜电极接合体具有在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有催化剂层和气体扩散层(GDL、以下存在仅记载为扩散层的情况)的构造。因此，膜电极接合体存在被称为膜电极气体扩散层接合体(MEGA)的情况。
单电池根据需要具有夹持该膜电极气体扩散层接合体的两面的两片隔离件。隔离件通常具有在与气体扩散层接触的面形成有作为反应气体的流路的槽的构造。此外，该隔离件具有电子传导性，也作为发电的电气的集电体发挥功能。
在燃料电池的燃料极(阳极)，作为从气体流路和气体扩散层供给的燃料气体的氢(H2)通过催化剂层的催化剂作用而质子化，通过电解质膜并向氧化剂极(阴极)移动。同时生成的电子通过外部电路而做功，并向阴极移动。作为向阴极供给的氧化剂气体的氧(O2)在阴极的催化剂层与质子及电子反应而生成水。生成的水对电解质膜给予适度的湿度，多余的水透过气体扩散层，并被向系统外排出。
对车载于燃料电池车辆(以下存在记载为车辆的情况)来使用的燃料电池系统进行了各种研究。
例如在专利文献1中公开有抑制由设置于阴极废气流路的氢传感器的硅等造成的中毒的燃料电池系统。
在专利文献2中公开有维持对被检测气体的所希望的检测精度并且抑制产生气体传感器的灵敏度降低等劣化的气体检测方法。
在专利文献3中公开有能够准确地探测交叉泄漏的产生的燃料电池的异常探测装置。
专利文献1：日本特开2013-196905号公报
专利文献2：日本特开2004-020330号公报
专利文献3：日本特开2006-253096号公报
期望确立适当地探测包含氢的燃料气体透过电解质膜的所谓的交叉泄漏的燃料电池系统的技术。
在上述专利文献1中，能够通过以绕过燃料电池的新鲜的空气稀释阴极废气来减少污染物向氢浓度传感器的附着，但在根据对燃料电池要求的输出而向燃料电池供给的空气的量变动时，用于稀释阴极废气的新鲜的空气的量也变动。因此，通过空气稀释的阴极废气所包含的氧浓度变动，由此产生氢浓度检测的偏差，判定是否发生交叉泄漏可能存在误判。在判定为交叉泄漏的情况下，认为可能发生氢漏出而使车辆停止，但实际上尽管未发生交叉泄漏却也误判定为交叉泄漏，因此产生不必要的车辆停止等存在对用户产生不便的可能性。
发明内容
本公开是鉴于上述实际情况而完成的，其主要目的在于提供一种能够减少交叉泄漏的误判断的燃料电池系统。
本公开的燃料电池系统具备：燃料电池；氧化剂气体供给部，将氧化剂气体向上述燃料电池供给；氧化剂气体供给流路，将上述氧化剂气体供给部与上述燃料电池的氧化剂气体入口连接；氧化剂气体流量传感器，配置于上述氧化剂气体供给流路；氧化剂废气排出流路，能够使从上述燃料电池的氧化剂气体出口排出的氧化剂废气向外部排出；氧化剂气体旁通流路，从上述氧化剂气体供给流路分支，绕过上述燃料电池，并将上述氧化剂气体供给流路的分支部与上述氧化剂废气排出流路的第1合流部连接；旁通阀，配置于上述氧化剂气体旁通流路；氢浓度传感器，配置于上述氧化剂废气排出流路的比上述第1合流部靠下游的位置；以及控制部，上述控制部控制上述氧化剂气体供给部的驱动，并控制上述旁通阀的开度，上述控制部根据由上述氢浓度传感器测量出的上述氧化剂废气中的氢浓度判定是否产生了交叉泄漏，在由上述氢浓度传感器测量出的上述氧化剂废气中的氢浓度为规定的阈值以上的情况下，上述控制部判定为产生了交叉泄漏，上述控制部预先存储表示上述氧化剂气体的流量、上述旁通阀的开度以及上述氧化剂废气中的氢浓度的关系的第1数据群，上述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前将由上述氧化剂气体流量传感器测量出的上述氧化剂气体的流量和上述旁通阀的开度与上述第1数据群对照，来使用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值变动。
也可以构成为：在本公开的燃料电池系统的基础上，上述燃料电池系统具备检测上述燃料电池的温度的温度传感器，上述氧化剂气体供给部是空气压缩机，上述控制部预先存储表示上述空气压缩机的转速、上述燃料电池的温度以及上述氧化剂废气中的氢浓度的关系的第2数据群，上述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前将上述空气压缩机的转速和由上述温度传感器测量出的上述燃料电池的温度与上述第2数据群对照来使用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值变动。
也可以构成为，在本公开的燃料电池系统的基础上，具备：燃料气体供给部，将燃料气体向上述燃料电池供给；燃料气体供给流路，将上述燃料气体供给部与上述燃料电池的燃料气体入口连接；推出器，配置于上述燃料气体供给流路；燃料废气排出流路，将从上述燃料电池的燃料气体出口排出的燃料废气向上述燃料电池系统的外部排出；阳极气液分离器，配置于上述燃料废气排出流路；排气排水阀，配置于上述燃料废气排出流路的比上述阳极气液分离器靠下游的位置；以及循环流路，将上述阳极气液分离器与上述推出器连接，上述氧化剂废气排出流路在上述第1合流部的下游具备上述燃料废气排出流路合流的第2合流部，上述氢浓度传感器配置于上述氧化剂废气排出流路的上述第1合流部与上述第2合流部之间的区域。
也可以构成为，在本公开的燃料电池系统的基础上，上述燃料电池系统还具备：阴极气液分离器，配置于上述氧化剂废气排出流路的比上述第1合流部靠上游的位置；和排水流路，能够使将液体的水分从上述阴极气液分离器排水。
也可以构成为：在本公开的燃料电池系统的基础上，上述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前判定上述旁通阀是否打开，在判定为上述旁通阀打开的情况下，上述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为比第1浓度阈值C1大的第2浓度阈值C2，在判定为上述旁通阀关闭的情况下，上述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为上述第1浓度阈值C1。
也可以构成为：在本公开的燃料电池系统的基础上，上述燃料电池系统具备检测上述燃料电池的温度的温度传感器，上述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前判定上述温度传感器探测到的上述燃料电池的温度是否为最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值以下，在判定为上述温度传感器探测到的上述燃料电池的温度超过最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值的情况下，上述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为上述第1浓度阈值C1，在判定为上述温度传感器探测到的上述燃料电池的温度为最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值以下的情况下，上述控制部判定上述旁通阀是否打开，在判定为上述旁通阀打开的情况下，上述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为上述第2浓度阈值C2，在判定为上述旁通阀关闭的情况下，上述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为上述第1浓度阈值C1。
也可以构成为：在本公开的燃料电池系统的基础上，上述燃料电池系统具备检测上述燃料电池的电流量的电流传感器，上述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前判定上述电流传感器探测到的上述燃料电池的电流值是否为规定的电流阈值以下，在判定为上述电流传感器探测到的上述燃料电池的电流值超过规定的电流阈值的情况下，上述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为上述第1浓度阈值C1，在判定为上述电流传感器探测到的上述燃料电池的电流值为规定的电流阈值以下的情况下，上述控制部判定上述旁通阀是否打开，在判定为上述旁通阀打开的情况下，上述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为上述第2浓度阈值C2，在判定为上述旁通阀关闭的情况下，上述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为上述第1浓度阈值C1。
根据本公开的燃料电池系统，能够减少交叉泄漏的误判断。
附图说明
图1是表示本公开的燃料电池系统的一个例子的简要结构图。
图2是表示本公开的燃料电池系统的另一个例子的简要结构图。
图3是表示本公开的燃料电池系统的控制的一个例子的流程图。
图4是表示本公开的燃料电池系统的控制的另一个例子的流程图。
附图标记说明
10…燃料电池；20…氧化剂气体供给部；21…氧化剂气体供给流路；22…氧化剂废气排出流路；23…氧化剂气体压力调整阀；24…氧化剂气体旁通流路；25…旁通阀；26…阴极气液分离器；27…排水流路；28…加湿器；30…燃料气体供给部；31…燃料气体供给流路；32…燃料废气排出流路；33…排气排水阀；34…阳极气液分离器；35…循环流路；36…推出器；40…分支部；41…第1合流部；42…第2合流部；50…控制部；60…氢浓度传感器；70…氧化剂气体流量传感器；80…温度传感器；90…电流传感器；100…燃料电池系统；200…燃料电池系统。
具体实施方式
本公开的燃料电池系统具备：燃料电池；氧化剂气体供给部，将氧化剂气体向上述燃料电池供给；氧化剂气体供给流路，将上述氧化剂气体供给部与上述燃料电池的氧化剂气体入口连接；氧化剂气体流量传感器，配置于上述氧化剂气体供给流路；氧化剂废气排出流路，能够使从上述燃料电池的氧化剂气体出口排出的氧化剂废气向外部排出；氧化剂气体旁通流路，从上述氧化剂气体供给流路分支，绕过上述燃料电池，将上述氧化剂气体供给流路的分支部与上述氧化剂废气排出流路的第1合流部连接；旁通阀，配置于上述氧化剂气体旁通流路；氢浓度传感器，配置于上述氧化剂废气排出流路的比上述第1合流部靠下游的位置；以及控制部，上述控制部控制上述氧化剂气体供给部的驱动，并且控制上述旁通阀的开度，上述控制部根据由上述氢浓度传感器测量出的上述氧化剂废气中的氢浓度判定是否产生了交叉泄漏，在由上述氢浓度传感器测量出的上述氧化剂废气中的氢浓度为规定的阈值以上的情况下，上述控制部判定为产生了交叉泄漏，上述控制部预先存储表示上述氧化剂气体的流量、上述旁通阀的开度以及上述氧化剂废气中的氢浓度的关系的第1数据群，上述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前，将由上述氧化剂气体流量传感器测量出的上述氧化剂气体的流量和上述旁通阀的开度与上述第1数据群对照，来使用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值变动。
本公开的燃料电池系统使氢浓度传感器的灵敏度、即判定为交叉泄漏的氢浓度阈值根据绕过燃料电池的新鲜的空气的合流量来变动。
具体而言，在存在新鲜的空气的合流量变多并且氢浓度检测的误差变大的可能的情况下，降低氢浓度传感器的灵敏度，并提高判定为交叉泄漏的氢浓度阈值。
在本公开中，从抑制交叉泄漏的误判断的观点出发，将用于探测成为交叉泄漏的重要因素的电解质膜的开孔的氢浓度传感器设置于氧化剂废气排出流路的阴极气液分离器后、氧化剂气体旁通流路合流后、并且燃料废气排出流路合流前，并根据氧化剂气体旁通流路的流量的大小变更探测阈值。
在本公开中，将燃料气体和氧化剂气体统称为反应气体。向阳极供给的反应气体是燃料气体，向阴极供给的反应气体是氧化剂气体。燃料气体是主要含有氢的气体，也可以是氢。氧化剂气体也可以是氧、空气、干燥空气等。
本公开的燃料电池系统通常搭载于具有电动机作为驱动源的车辆来使用。
另外，本公开的燃料电池系统也可以搭载于即使通过二次电池的电力也能够行驶的车辆来使用。
电动机并不特别地限定，也可以是以往公知的驱动马达。
车辆也可以是燃料电池车辆。
车辆也可以具备本公开的燃料电池系统。
本公开的燃料电池系统具备燃料电池。
燃料电池可以仅具有一个单电池，也可以是作为将多个单电池层叠而成的层叠体的燃料电池组。
单电池的层叠数并不特别地限定，例如，可以是2～数百个，也可以是2～200个。
燃料电池组也可以在单电池的层叠方向的两端具备端板。
燃料电池的单电池至少具备膜电极气体扩散层接合体。
膜电极气体扩散层接合体依次具有阳极侧气体扩散层、阳极催化剂层、电解质膜、阴极催化剂层以及阴极侧气体扩散层。
阴极(氧化剂极)包括阴极催化剂层和阴极侧气体扩散层。
阳极(燃料极)包括阳极催化剂层和阳极侧气体扩散层。
将阴极催化剂层和阳极催化剂层统称为催化剂层。另外，作为阳极催化剂和阴极催化剂，例如，能够举出Pt(铂)、Ru(钌)等，作为担载催化剂的母材和导电材料，例如能够举出碳等碳材料等。
将阴极侧气体扩散层和阳极侧气体扩散层统称为气体扩散层。
气体扩散层也可以是具有透气性的导电性部件等。
作为导电性部件，例如能够举出碳布和碳纸等的碳多孔体、和金属网及发泡金属等金属多孔体等。
电解质膜也可以是固体高分子电解质膜。作为固体高分子电解质膜，例如能够举出包含水分的全氟磺酸的薄膜等氟类电解质膜、和烃类电解质膜等。作为电解质膜，例如也可以是全氟磺酸膜(杜邦公司制)等。
单电池也可以根据需要具备夹持膜电极气体扩散层接合体的两面的两片隔离件。两片隔离件的一方是阳极侧隔离件，另一方是阴极侧隔离件。在本公开中，将阳极侧隔离件和阴极侧隔离件统称为隔离件。
隔离件也可以具有用于使反应气体和制冷剂向单电池的层叠方向流通的供给孔和排出孔。作为制冷剂，为了防止低温时的冻结，例如能够使用乙二醇与水的混合溶液。
供给孔能够举出燃料气体供给孔、氧化剂气体供给孔以及制冷剂供给孔等。
排出孔能够举出燃料气体排出孔、氧化剂气体排出孔以及制冷剂排出孔等。
隔离件可以具有一个以上的燃料气体供给孔，可以具有一个以上的氧化剂气体供给孔，可以具有一个以上的制冷剂供给孔，可以具有一个以上的燃料气体排出孔，可以具有一个以上的氧化剂气体排出孔，也可以具有一个以上的制冷剂排出孔。
隔离件也可以在与气体扩散层接触的面具有反应气体流路。另外，隔离件也可以在与和气体扩散层接触的面相反的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。
在隔离件是阳极侧隔离件的情况下，可以具有一个以上的燃料气体供给孔，可以具有一个以上的氧化剂气体供给孔，可以具有一个以上的制冷剂供给孔，可以具有一个以上的燃料气体排出孔，可以具有一个以上的氧化剂气体排出孔，也可以具有一个以上的制冷剂排出孔，阳极侧隔离件可以在与阳极侧气体扩散层接触的面具有使燃料气体从燃料气体供给孔向燃料气体排出孔流动的燃料气体流路，也可以在与和阳极侧气体扩散层接触的面相反的一侧的面具有使制冷剂从制冷剂供给孔向制冷剂排出孔流动的制冷剂流路。
在隔离件是阴极侧隔离件的情况下，可以具有一个以上的燃料气体供给孔，可以具有一个以上的氧化剂气体供给孔，可以具有一个以上的制冷剂供给孔，可以具有一个以上的燃料气体排出孔，可以具有一个以上的氧化剂气体排出孔，也可以具有一个以上的制冷剂排出孔，阴极侧隔离件可以在与阴极侧气体扩散层接触的面具有使氧化剂气体从氧化剂气体供给孔向氧化剂气体排出孔流动的氧化剂气体流路，也可以在与和阴极侧气体扩散层接触的面相反的一侧的面具有使制冷剂从制冷剂供给孔向制冷剂排出孔流动的制冷剂流路。
隔离件也可以是不透气的导电性部件等。作为导电性部件，例如也可以是将碳压缩而成为不透气的致密质碳、和冲压成型的金属(例如铁、铝、以及不锈钢等)板等。另外，隔离件也可以具备集电功能。
燃料电池组也可以具有各供给孔连通的入口歧管、和各排出孔连通的出口歧管等歧管。
入口歧管能够举出阳极入口歧管、阴极入口歧管以及制冷剂入口歧管等。
出口歧管能够举出阳极出口歧管、阴极出口歧管以及制冷剂出口歧管等。
燃料电池系统具备氧化剂气体供给部、氧化剂气体供给流路、氧化剂气体流量传感器、氧化剂废气排出流路、氧化剂气体旁通流路、旁通阀、氢浓度传感器以及控制部作为燃料电池的氧化剂气体系统。
氧化剂气体供给部向燃料电池供给氧化剂气体。具体而言，氧化剂气体供给部向燃料电池的阴极供给氧化剂气体。
作为氧化剂气体供给部，例如，能够使用空气压缩机等。
氧化剂气体供给部与控制部电连接。根据来自控制部的控制信号来驱动氧化剂气体供给部。氧化剂气体供给部也可以被控制部控制从由从氧化剂气体供给部向阴极供给的氧化剂气体的流量和压力构成的群中选出的至少一个。
氧化剂气体供给流路将氧化剂气体供给部与燃料电池的氧化剂气体入口连接。
氧化剂气体供给流路能够使氧化剂气体从氧化剂气体供给部向燃料电池的阴极供给。氧化剂气体入口也可以是氧化剂气体供给孔、阴极入口歧管等。
氧化剂废气排出流路与燃料电池的氧化剂气体出口连接。氧化剂废气排出流路能够使从燃料电池的氧化剂气体出口排出的氧化剂废气向外部排出。氧化剂气体出口也可以是氧化剂气体排出孔、阴极出口歧管等。
氧化剂废气排出流路也可以具备氧化剂气体旁通流路合流的第1合流部。
氧化剂废气排出流路也可以在第1合流部的下游具备燃料废气排出流路合流的第2合流部。
也可以在氧化剂废气排出流路设置有氧化剂气体压力调整阀。
氧化剂气体压力调整阀与控制部电连接，通过控制部将氧化剂气体压力调整阀开阀，由此将作为反应完毕的氧化剂气体的氧化剂废气从氧化剂废气排出流路向外部排出。另外，也可以通过调整氧化剂气体压力调整阀的开度来调整向阴极供给的氧化剂气体压力(阴极压力)。
氧化剂气体旁通流路从所述氧化剂气体供给流路分支，绕过上述燃料电池，并将上述氧化剂气体供给流路的分支部与上述氧化剂废气排出流路的第1合流部连接。
在氧化剂气体旁通流路配置旁通阀。
旁通阀与控制部电连接，通过控制部将旁通阀开阀，由此能够在不需要氧化剂气体向燃料电池的供给的情况下，绕过燃料电池来将氧化剂气体从氧化剂废气排出流路向外部排出。
氧化剂气体流量传感器配置于氧化剂气体供给流路。
氧化剂气体流量传感器检测氧化剂气体系统内的氧化剂气体的流量。氧化剂气体流量传感器与控制部电连接。控制部也可以根据由氧化剂气体流量传感器检测到的氧化剂气体的流量来推断空气压缩机的转速。氧化剂气体流量传感器也可以配置于氧化剂气体供给流路的比氧化剂气体供给部靠上游的位置。
氧化剂气体流量传感器能够采用以往公知的流量计等。
氢浓度传感器配置于氧化剂废气排出流路的比第1合流部靠下游的位置。
氢浓度传感器检测氧化剂废气的氢浓度。氢浓度传感器与控制部电连接。控制部根据由氢浓度传感器检测到的氢浓度来判定交叉泄漏的有无。氧化剂废气排出流路在第1合流部的下游具备燃料废气排出流路合流的第2合流部的情况下，氢浓度传感器也可以配置于比氧化剂废气排出流路的第1合流部靠下游、并且比氧化剂废气排出流路的第2合流部靠上游的区域。
氢浓度传感器能够采用以往公知的浓度计等。
若将氢浓度传感器设置于氧化剂废气排出流路的燃料废气排出流路合流后，则在阳极的排气排水阀的开阀时氧化剂废气中的氢浓度变大。
例如，在为了从排气排水阀排出的排气氢稀释而空气的分流增加时、和为了避免空气压缩机(ACP)的喘振区域而空气的分流增加时等，氧浓度变大，氢浓度测量的偏差变大，在最坏的情况下，存在不能测量的可能性。
因此，通过将氢浓度传感器设置于氧化剂废气排出流路的燃料废气排出流路合流前，能够抑制外部干扰，并能够始终高精度地进行交叉泄漏探测。
燃料电池系统也可以具备阴极气液分离器和排水流路。
阴极气液分离器配置于氧化剂废气排出流路的比第1合流部靠上游的位置。阴极气液分离器能够抑制水附着于在氧化剂废气排出流路配置的氢浓度传感器、氧化剂气体压力调整阀等部件。
排水流路从氧化剂废气排出流路经由阴极气液分离器分支，能够将液体的水分从阴极气液分离器排水。也可以在排水流路配置有排水阀。排水阀与控制部电连接，通过控制部将排水阀开阀，由此将液体水从排水流路向外部排出。排水流路也可以在氧化剂废气排出流路的氢浓度传感器的下游与氧化剂废气排出流路合流。
在为了探测作为交叉泄漏的重要因素的电解质膜的开孔而将氢浓度传感器用于氧化剂废气排出流路中的情况下，当在氧化剂废气排出流路未配置阴极气液分离器的情况下，因氧化剂废气中的水分过多而氢浓度测量结果的偏差变大，在最坏的情况下，存在不能测量的可能性。
通过将氢浓度传感器设置于阴极气液分离器后，能够除去由水分造成的影响，从而能够使测量精度提高。
燃料电池系统也可以具备加湿器。
加湿器将氧化剂气体供给流路的比氧化剂气体供给部靠下游的区域与氧化剂废气排出流路的比阴极气液分离器靠下游的区域连接，回收从阴极气液分离器排出的水蒸气，向氧化剂气体供给流路输送水蒸气，调整氧化剂气体的湿度。
燃料电池系统也可以具备电流传感器。
电流传感器检测燃料电池的电流。电流传感器与控制部电连接。控制部也可以根据由电流传感器检测到的电流来推断旁通阀的开度。电流传感器只要能够检测燃料电池的电流即可，其配置位置不特别地限定。
电流传感器能够采用以往公知的电流计等。
燃料电池系统也可以具备温度传感器。
温度传感器检测燃料电池的温度。燃料电池的温度也可以是在燃料电池中流动的制冷剂的温度。温度传感器与控制部电连接。温度传感器只要能够检测燃料电池的温度即可，其配置位置不特别地限定。
温度传感器能够采用以往公知的温度计等。
燃料电池系统也可以具备燃料气体供给部、燃料气体供给流路、推出器、燃料废气排出流路、阳极气液分离器、排气排水阀、循环流路作为燃料电池的燃料气体系统。
燃料气体供给部将燃料气体向燃料电池供给。具体而言燃料气体供给部将燃料气体向燃料电池的阳极供给。
作为燃料气体供给部，例如能够举出燃料罐等，具体而言能够举出液体氢罐、压缩氢罐等。
燃料气体供给部与控制部电连接。燃料气体供给部也可以构成为：根据来自控制部的控制信号来控制燃料气体供给部的主截止阀的开闭，由此控制燃料气体向燃料电池的供给的ON/OFF。
燃料气体供给流路将燃料气体供给部与燃料电池的燃料气体入口连接。燃料气体供给流路能够使燃料气体向燃料电池的阳极供给。燃料气体入口也可以是燃料气体供给孔、阳极入口歧管等。
也可以在燃料气体供给流路配置推出器。
推出器例如也可以配置于燃料气体供给流路上的与循环流路的合流部。推出器将包含燃料气体和循环气体的混合气体向燃料电池的阳极供给。作为推出器，能够采用以往公知的推出器。
燃料废气排出流路将从燃料电池的燃料气体出口排出的燃料废气向燃料电池系统的外部排出。燃料气体出口也可以是燃料气体排出孔、阳极出口歧管等。
也可以在燃料废气排出流路配置阳极气液分离器。
阳极气液分离器也可以配置于燃料废气排出流路与循环流路的分支点。
阳极气液分离器配置于燃料废气排出流路的比排气排水阀靠上游的位置。
阳极气液分离器将作为从燃料气体出口排出的燃料气体的燃料废气中所包含的水分与燃料气体分离。由此，可以使燃料气体作为循环气体向循环流路返回，也可以将燃料废气排出流路的排气排水阀开阀来将不必要的气体和水分等向外部排出。另外，通过阳极气液分离器，能够抑制多余的水分向循环流路流动，因此能够抑制由该水分造成的循环泵等的冻结的产生。
也可以在燃料废气排出流路配置有排气排水阀(燃料废气排出阀)。排气排水阀配置于燃料废气排出流路的比气液分离器靠下游的位置。
排气排水阀能够向外部(系统外)排出燃料废气和水分等。
此外，外部可以是燃料电池系统的外部，也可以是车辆的外部。
也可以构成为：排气排水阀与控制部电连接，通过控制部控制排气排水阀的开闭，由此调整燃料废气向外部的排出流量。另外，也可以通过调整排气排水阀的开度来调整向燃料电池的阳极供给的燃料气体压力(阳极压力)。
燃料废气也可以包括在阳极未反应而直接通过的燃料气体、和在阴极生成的生成水到达至阳极的水分等。燃料废气存在包括在催化剂层和电解质膜等生成的腐蚀物质、和也可以在扫气时向阳极供给的氧化剂气体等的情况。
循环流路将阳极气液分离器与推出器连接。
循环流路能够回收作为从燃料电池的燃料气体出口排出的燃料气体的燃料废气，并作为循环气体向燃料电池供给。
也可以构成为：循环流路从燃料废气排出流路经由阳极气液分离器分支，并与配置于燃料气体供给流路的推出器连接，由此与燃料气体供给流路合流。
也可以在循环流路配置循环泵。
循环泵使燃料废气作为循环气体循环。也可以构成为：循环泵与控制部电连接，被控制部控制循环泵的驱动的开启·关闭和转速等，由此调整循环气体的流量。
作为燃料电池的冷却系统，燃料电池系统可以具备制冷剂供给部，也可以具备制冷剂循环流路。
制冷剂循环流路与设置于燃料电池的制冷剂供给孔和制冷剂排出孔连通，能够使从制冷剂供给部供给的制冷剂在燃料电池内外循环。
制冷剂供给部与控制部电连接。根据来自控制部的控制信号来驱动制冷剂供给部。制冷剂供给部被控制部控制从制冷剂供给部向燃料电池供给的制冷剂的流量。由此也可以控制燃料电池的温度。
制冷剂供给部例如能够举出冷却水泵等。
也可以在制冷剂循环流路设置有将冷却水的热散热的散热器。
也可以在制冷剂循环流路设置有储存制冷剂的储存罐。
燃料电池系统也可以具备二次电池。
二次电池(蓄电池)只要能够充放电即可，例如能够举出镍氢二次电池、和锂离子二次电池等以往公知的二次电池。另外，二次电池也可以包括双电层电容器等蓄电元件。二次电池也可以是将多个串联连接的结构。二次电池向电动机和氧化剂气体供给部等供给电力。二次电池例如也可以从家庭用电源等车辆的外部的电源进行充电。也可以通过燃料电池的输出来对二次电池进行充电。二次电池的充放电也可以被控制部控制。
控制部在物理上例如具有CPU(中央运算处理装置)等运算处理装置、存储由CPU处理的控制程序和控制数据等的ROM(只读存储器)和主要作为用于控制处理的各种作业区域来使用的RAM(随机存储器)等存储装置、以及输入输出接口。另外，控制部例如也可以是电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)等控制装置。
控制部也可以与点火开关电连接，该点火开关也可以搭载于车辆。即使切断点火开关，控制部也可以通过外部电源进行动作。
控制部控制氧化剂气体供给部的驱动并且控制旁通阀的开度。
控制部根据由氢浓度传感器测量出的氧化剂废气中的氢浓度判定是否产生了交叉泄漏。
在由氢浓度传感器测量出的氧化剂废气中的氢浓度为规定的阈值以上的情况下，控制部判定为产生了交叉泄漏。
控制部预先存储表示氧化剂气体的流量、旁通阀的开度以及氧化剂废气中的氢浓度的关系的第1数据群。
控制部在判定是否产生了交叉泄漏前，将由氧化剂气体流量传感器测量出的氧化剂气体的流量和旁通阀的开度与第1数据群对照，来使用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值变动。
在燃料电池系统具备温度传感器并且氧化剂气体供给部是空气压缩机的情况下，控制部也可以预先存储表示空气压缩机的转速、燃料电池的温度以及氧化剂废气中的氢浓度的关系的第2数据群。
也可以构成为：在判定是否产生了交叉泄漏前，控制部将空气压缩机的转速和由温度传感器测量出的燃料电池的温度与第2数据群对照，来使用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值变动。
也可以构成为：在判定是否产生了交叉泄漏前，控制部判定旁通阀是否打开。
也可以构成为：在判定为旁通阀打开的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为比第1浓度阈值C1大的第2浓度阈值C2。
也可以构成为：在判定为旁通阀关闭的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第1浓度阈值C1。
在旁通阀打开的情况下，与旁通阀关闭的情况比较，氧化剂废气中的氧浓度变大，因此氢浓度测量的偏差变大。因此，在旁通阀打开的情况下，降低氢浓度传感器的灵敏度，将判定为交叉泄漏的氢浓度阈值提高为比第1浓度阈值C1大的第2浓度阈值C2。
另一方面，在旁通阀关闭的情况下，氢浓度测量的偏差较小，因此提高氢浓度传感器的灵敏度，将判定为交叉泄漏的氢浓度阈值设定为第1浓度阈值C1而使其较小。
第1浓度阈值C1和第2浓度阈值C2能够基于第1数据群或者第2数据群而适当地设定。
也可以构成为：在燃料电池系统具备温度传感器的情况下，在判定是否产生了交叉泄漏前，控制部判定温度传感器探测到的燃料电池的温度是否为最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值以下。
也可以构成为：在判定为温度传感器探测到的燃料电池的温度超过最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第1浓度阈值C1。
也可以构成为：在判定为温度传感器探测到的燃料电池的温度为最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值以下的情况下，控制部判定旁通阀是否打开。
在判定为旁通阀打开的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第2浓度阈值C2。
也可以构成为：在判定为旁通阀关闭的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第1浓度阈值C1。
作为最适合于燃料电池的运转的规定的温度，例如，也可以是60℃～70℃。在超过最适合于燃料电池的运转的规定的温度的情况下，电解质膜干燥，电解质膜中的氢的透过量也变小，因此也可以较小地设定氢浓度阈值，因此也可以设定为第1浓度阈值C1。
在燃料电池系统具备电流传感器的情况下，在判定是否产生了交叉泄漏前，控制部也可以判定电流传感器探测到的燃料电池的电流值是否为规定的电流阈值以下。
也可以构成为：在判定为电流传感器探测到的燃料电池的电流值超过规定的电流阈值的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第1浓度阈值C1。
也可以构成为：在判定为电流传感器探测到的燃料电池的电流值为规定的电流阈值以下的情况下，控制部判定旁通阀是否打开。
也可以构成为：在判定为旁通阀打开的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第2浓度阈值C2。
也可以构成为：在判定为旁通阀关闭的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第1浓度阈值C1。
燃料电池的规定的电流阈值例如也可以是最适合于燃料电池的运转的条件下的电流值。在超过最适合于燃料电池的运转的条件下的电流值的情况下，是燃料电池变为高负荷的条件，因此电解质膜中的氢的透过量也变小，因此也可以较小地设定氢浓度阈值，因此也可以设定为第1浓度阈值C1。
图1是表示本公开的燃料电池系统的一个例子的简要结构图。
图1所示的燃料电池系统100具备燃料电池10、作为燃料电池的氧化剂气体系统的、氧化剂气体供给部20、氧化剂气体供给流路21、氧化剂废气排出流路22、氧化剂气体压力调整阀23、氧化剂气体旁通流路24、旁通阀25、控制部50、氢浓度传感器60以及氧化剂气体流量传感器70。
此外，在图1中，仅图示氧化剂气体系统，省略其他的燃料气体系统、冷却系统等的图示。
氧化剂气体旁通流路24将氧化剂气体供给流路21的分支部40与氧化剂废气排出流路22的第1合流部41连接。
如虚线所示，控制部50与氧化剂气体供给部20、氧化剂气体压力调整阀23、旁通阀25、氢浓度传感器60以及氧化剂气体流量传感器70电连接。
图2是表示本公开的燃料电池系统的另一个例子的简要结构图。
图2所示的燃料电池系统200具备燃料电池10、氧化剂气体供给部20、氧化剂气体供给流路21、氧化剂废气排出流路22、氧化剂气体压力调整阀23、氧化剂气体旁通流路24、旁通阀25、阴极气液分离器26、排水流路27、加湿器28、燃料气体供给部30、燃料气体供给流路31、燃料废气排出流路32、排气排水阀33、阳极气液分离器34、循环流路35、推出器36、控制部50、氢浓度传感器60、氧化剂气体流量传感器70、温度传感器80以及电流传感器90。此外，在图2中，省略冷却系统等的图示。
氧化剂气体旁通流路24将氧化剂气体供给流路21的分支部40与氧化剂废气排出流路22的第1合流部41连接。
燃料废气排出流路32在氧化剂废气排出流路22的比氢浓度传感器60靠下游的第2合流部42合流。
氢浓度传感器60配置于第1合流部41与第2合流部42之间的区域。
如虚线所示，控制部50与氧化剂气体供给部20、氧化剂气体压力调整阀23、旁通阀25、燃料气体供给部30、排气排水阀33、氢浓度传感器60、氧化剂气体流量传感器70、温度传感器80以及电流传感器90电连接。
图3是表示本公开的燃料电池系统的控制的一个例子的流程图。
控制部在判定是否产生了交叉泄漏前判定旁通阀是否打开。
在判定为旁通阀打开的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为比第1浓度阈值C1大的第2浓度阈值C2，并结束控制。
另一方面，在判定为旁通阀关闭的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第1浓度阈值C1，并结束控制。
也可以构成为：在结束控制后，氢浓度传感器测量氧化剂废气中的氢浓度，控制部根据氢浓度传感器测量出的氧化剂废气中的氢浓度判定是否产生了交叉泄漏。
在第一次的控制结束后，第二次以后的控制的开始时机并不特别地限定，可以在第一次的控制的结束紧后进行，可以隔着一定的时间间隔进行，也可以在判定是否产生了交叉泄漏后进行。第二次以后的控制也可以在控制部判定为未产生交叉泄漏后进行。
图4是表示本公开的燃料电池系统的控制的另一个例子的流程图。
温度传感器探测燃料电池的温度。电流传感器探测燃料电池的电流值。
对于温度探测和电流值探测而言，可以至少进行任意一方的探测，也可以进行双方的探测。
控制部在判定是否产生了交叉泄漏前，进行温度传感器探测到的燃料电池的温度是否为最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值以下的判定、或者进行电流传感器探测到的燃料电池的电流值是否为规定的电流阈值以下的判定。
在判定为温度传感器探测到的燃料电池的温度超过最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值的情况下、或者在判定为电流传感器探测到的燃料电池的电流值超过规定的电流阈值的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第1浓度阈值C1。
另一方面，在判定为温度传感器探测到的燃料电池的温度为最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值以下的情况下、或者在判定为电流传感器探测到的燃料电池的电流值为规定的电流阈值以下的情况下，控制部判定旁通阀是否打开。
在判定为旁通阀打开的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第2浓度阈值C2，并结束控制。
在判定为旁通阀关闭的情况下，控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为第1浓度阈值C1，并结束控制。
也可以构成为：在结束控制后，氢浓度传感器测量氧化剂废气中的氢浓度，控制部根据氢浓度传感器测量出的氧化剂废气中的氢浓度判定是否产生了交叉泄漏。
在第一次的控制结束后，第二次以后的控制的开始时机并不特别地限定，可以在第一次的控制的结束紧后进行，可以隔着一定的时间间隔进行，也可以在判定是否产生了交叉泄漏后进行。第二次以后的控制也可以在控制部判定为未产生交叉泄漏后进行。

Claims (7)

1.一种燃料电池系统，其特征在于，
所述燃料电池系统具备：
燃料电池；
氧化剂气体供给部，将氧化剂气体向所述燃料电池供给；
氧化剂气体供给流路，将所述氧化剂气体供给部与所述燃料电池的氧化剂气体入口连接；
氧化剂气体流量传感器，配置于所述氧化剂气体供给流路；
氧化剂废气排出流路，能够使从所述燃料电池的氧化剂气体出口排出的氧化剂废气向外部排出；
氧化剂气体旁通流路，从所述氧化剂气体供给流路分支，绕过所述燃料电池，并将所述氧化剂气体供给流路的分支部与所述氧化剂废气排出流路的第1合流部连接；
旁通阀，配置于所述氧化剂气体旁通流路；
氢浓度传感器，配置于所述氧化剂废气排出流路的比所述第1合流部靠下游的位置；以及
控制部，
所述控制部控制所述氧化剂气体供给部的驱动，并且控制所述旁通阀的开度，
所述控制部根据由所述氢浓度传感器测量出的所述氧化剂废气中的氢浓度判定是否产生了交叉泄漏，
在由所述氢浓度传感器测量出的所述氧化剂废气中的氢浓度为规定的阈值以上的情况下，所述控制部判定为产生了交叉泄漏，
所述控制部预先存储表示所述氧化剂气体的流量、所述旁通阀的开度以及所述氧化剂废气中的氢浓度的关系的第1数据群，
所述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前，将由所述氧化剂气体流量传感器测量出的所述氧化剂气体的流量和所述旁通阀的开度与所述第1数据群对照，来使用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值变动。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述燃料电池系统具备检测所述燃料电池的温度的温度传感器，
所述氧化剂气体供给部是空气压缩机，
所述控制部预先存储表示所述空气压缩机的转速、所述燃料电池的温度以及所述氧化剂废气中的氢浓度的关系的第2数据群，
所述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前，将所述空气压缩机的转速和由所述温度传感器测量出的所述燃料电池的温度与所述第2数据群对照，来使用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值变动。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述燃料电池系统具备：
燃料气体供给部，将燃料气体向所述燃料电池供给；
燃料气体供给流路，将所述燃料气体供给部与所述燃料电池的燃料气体入口连接；
推出器，配置于所述燃料气体供给流路；
燃料废气排出流路，将从所述燃料电池的燃料气体出口排出的燃料废气向所述燃料电池系统的外部排出；
阳极气液分离器，配置于所述燃料废气排出流路；
排气排水阀，配置于所述燃料废气排出流路的比所述阳极气液分离器靠下游的位置；以及
循环流路，将所述阳极气液分离器与所述推出器连接，
所述氧化剂废气排出流路在所述第1合流部的下游具备所述燃料废气排出流路合流的第2合流部，
所述氢浓度传感器配置于所述氧化剂废气排出流路的所述第1合流部与所述第2合流部之间的区域。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述燃料电池系统还具备：
阴极气液分离器，配置于所述氧化剂废气排出流路的比所述第1合流部靠上游的位置；和
排水流路，能够使液体的水分从所述阴极气液分离器排水。
5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前判定所述旁通阀是否打开，
在判定为所述旁通阀打开的情况下，所述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为比第1浓度阈值C1大的第2浓度阈值C2，
在判定为所述旁通阀关闭的情况下，所述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为所述第1浓度阈值C1。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述燃料电池系统具备检测所述燃料电池的温度的温度传感器，
所述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前判定所述温度传感器探测到的所述燃料电池的温度是否为最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值以下，
在判定为所述温度传感器探测到的所述燃料电池的温度超过最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值的情况下，所述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为所述第1浓度阈值C1，
在判定为所述温度传感器探测到的所述燃料电池的温度为最适合于燃料电池的运转的规定的温度阈值以下的情况下，所述控制部判定所述旁通阀是否打开，
在判定为所述旁通阀打开的情况下，所述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为所述第2浓度阈值C2，
在判定为所述旁通阀关闭的情况下，所述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为所述第1浓度阈值C1。
7.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述燃料电池系统具备检测所述燃料电池的电流量的电流传感器，
所述控制部在判定是否产生了交叉泄漏前判定所述电流传感器探测到的所述燃料电池的电流值是否为规定的电流阈值以下，
在判定为所述电流传感器探测到的所述燃料电池的电流值超过规定的电流阈值的情况下，所述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为所述第1浓度阈值C1，
在判定为所述电流传感器探测到的所述燃料电池的电流值为规定的电流阈值以下的情况下，所述控制部判定所述旁通阀是否打开，
在判定为所述旁通阀打开的情况下，所述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为所述第2浓度阈值C2，
在判定为所述旁通阀关闭的情况下，所述控制部将用于是否产生了交叉泄漏的判定的氢浓度的阈值设定为所述第1浓度阈值C1。
CN202210197093.6A 2021-03-04 2022-03-01 燃料电池系统 Pending CN115020752A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021034297A JP7435504B2 (ja) 2021-03-04 2021-03-04 燃料電池システム
JP2021-034297 2021-03-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115020752A true CN115020752A (zh) 2022-09-06

Family

ID=82898309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210197093.6A Pending CN115020752A (zh) 2021-03-04 2022-03-01 燃料电池系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11742499B2 (zh)
JP (1) JP7435504B2 (zh)
CN (1) CN115020752A (zh)
DE (1) DE102022104836A1 (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004020330A (ja) * 2002-06-14 2004-01-22 Honda Motor Co Ltd ガス検出方法
JP2006253096A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Toyota Motor Corp 燃料電池の異常検知装置
CN101855763A (zh) * 2007-11-08 2010-10-06 丰田自动车株式会社 燃料电池系统和该系统的氢泄漏判断方法
JP2012209154A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システムを制御する制御装置
JP2013196905A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
CN110277574A (zh) * 2018-03-16 2019-09-24 丰田自动车株式会社 燃料电池系统及其控制方法
CN111180760A (zh) * 2018-11-09 2020-05-19 丰田自动车株式会社 燃料电池系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2553673B2 (ja) 1988-11-11 1996-11-13 日本電気株式会社 電界効果トランジスタ
JP2006120375A (ja) 2004-10-20 2006-05-11 Equos Research Co Ltd 燃料電池システム及びその運転方法
JP4876593B2 (ja) 2006-01-24 2012-02-15 日産自動車株式会社 燃料電池システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004020330A (ja) * 2002-06-14 2004-01-22 Honda Motor Co Ltd ガス検出方法
JP2006253096A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Toyota Motor Corp 燃料電池の異常検知装置
CN101855763A (zh) * 2007-11-08 2010-10-06 丰田自动车株式会社 燃料电池系统和该系统的氢泄漏判断方法
JP2012209154A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システムを制御する制御装置
JP2013196905A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
CN110277574A (zh) * 2018-03-16 2019-09-24 丰田自动车株式会社 燃料电池系统及其控制方法
CN111180760A (zh) * 2018-11-09 2020-05-19 丰田自动车株式会社 燃料电池系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022134847A (ja) 2022-09-15
US20220285703A1 (en) 2022-09-08
DE102022104836A1 (de) 2022-09-08
JP7435504B2 (ja) 2024-02-21
US11742499B2 (en) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7491259B2 (ja) 燃料電池システム及び飛行体
CN115084572B (zh) 燃料电池系统
CN113851677B (zh) 燃料电池系统
CN113555584B (zh) 燃料电池系统
JP7435504B2 (ja) 燃料電池システム
JP2021174671A (ja) 燃料電池システム
JP7484778B2 (ja) 燃料電池システム
CN113707914B (zh) 燃料电池系统
JP7439794B2 (ja) 燃料電池システム
US11888193B2 (en) Fuel cell system
CN114628746B (zh) 燃料电池系统
JP2022170069A (ja) 燃料電池システム
JP7367612B2 (ja) 燃料電池システム
CN115020751A (zh) 燃料电池系统
JP2022162240A (ja) 燃料電池システム
JP2023157039A (ja) 燃料電池システム
JP2022069754A (ja) 燃料電池システム
JP2022165012A (ja) 燃料電池システム
JP2022167386A (ja) 燃料電池システム及び飛行体
CN115101783A (zh) 燃料电池系统
CN114976105A (zh) 燃料电池系统
JP2021182513A (ja) 燃料電池システム
CN116581336A (zh) 燃料电池系统

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