DE112007001555T5 - Brennstoffzellensystem - Google Patents

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DE112007001555T5
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Tatsuaki Toyota-shi Yokoyama
Osamu Toyota-shi Yumita
Masaaki Toyota-shi Matsusue
Takahide Toyota-shi Izutani
Keigo Toyota-shi Suematsu
Shuji Toyota-shi Hirakata
Hiroshi Toyota-shi Fujitani
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Toyota Motor Corp
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    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
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Abstract

Brennstoffzellensystem,
dadurch gekennzeichnet, dass
es folgendes aufweist:
eine Brennstoffzelle, die mit einem Geruchsstoff versehenes Brennstoffgas verwendet;
einen Brennstoffabgaskanal, der Brennstoffabgas aus der Brennstoffzelle durch ihn hindurch laufen lässt;
eine Abgabesteuereinrichtung, die an dem Brennstoffabgaskanal angeordnet ist und die Abgabe des Brennstoffabgases steuert;
eine Geruchsentferneinrichtung, die stromabwärtig von der Abgabesteuereinrichtung an dem Brennstoffabgaskanal angeordnet ist und den Geruch aus dem abgegebenen Brennstoffabgas entfernt; und
eine Geruchsentfernsteuereinrichtung, die
das Entfernen des Geruchs aus dem abgegebenen Brennstoffabgas erleichtert, das durch die Geruchsentferneinrichtung in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung ausgeführt wird, die das Steuern zum Starten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt, und
das Entfernen des Geruchs unterdrückt, das durch die Geruchsentferneinrichtung in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung ausgeführt wird, die das Steuern zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt.

Description

  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem, das mit einer Geruchsentfernungseinrichtung ausgestattet ist.
  • Hintergrund des Standes der Technik
  • Im Stand der Technik ist ein Brennstoffzellensystem bekannt, das ein mit einem Geruchsstoff versetztes Brennstoffgas als eine Technologie verwendet, um eine Wasserstoffgasleckage in dem Brennstoffzellensystem empfindbar (und damit entdeckbar) zu gestalten. Darüber hinaus ist als ein Brennstoffzellensystem, das mit einem Geruchsstoff versetztes Brennstoffgas verwendet, ein Brennstoffzellensystem bekannt, das einen ausgedehnten Bereich einer Fähigkeit zum Erfassen einer Brennstoffgasleckage aufweist, in dem ein Geruchsstoffentfernungsabschnitt an einem Brennstoffabgabekanal angeordnet wird, der Brennstoffabgas, das von einer Brennstoffzelle abgegeben wird, eher durch diesen hindurch laufen lässt als durch einen Brennstoffgaskanal, der Brennstoffgas zu der Brennstoffzelle hindurch laufen lässt, wie dies im Stand der Technik geschieht (siehe Patentdokument 1).
    • Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer 2004-134 273
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die vorliegende Erfindung zu lösendes Problem
  • Indem die Aufmerksamkeit auf eine Abgabesteuereinrichtung wie beispielsweise ein Spülventil, das die Abgabe eines Brennstoffabgases aus einer Brennstoffzelle zu einem Brennstoffabgaskanal steuert, gerichtet wird, wird anerkannt, dass eine Leckage an Brennstoffgas nicht auf der Grundlage eines Geruchs eines Geruchsmittels zu dem Zeitpunkt empfunden bzw. erfasst werden kann, bei dem die Leckage unter solchen Umständen auftritt, bei denen die Abgabe des Brennstoffabgases aufgrund eines Fehlverhaltens des Brennstoffzellensystems angehalten (beendet) werden soll. Denn solange keine Leckage in einem anderen Abschnitt auftritt, ist aus dem Brennstoffabgas, das aus der Abgabesteuereinrichtung austritt (Leckage), bereits der Geruchsstoff zu dem Zeitpunkt entfernt worden, bei dem dieses aus dem Brennstoffzellensystem heraus abgegeben wird.
  • Im Hinblick auf die vorstehend erörterten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffzellensystem zu schaffen, das dazu in der Lage ist, eine unbeabsichtigte Gasleckage aus einer Abgabesteuereinrichtung auf der Grundlage eines Geruchs zu erfassen.
  • Lösung des Problems
  • Um die vorstehend erörterten Probleme zu lösen, ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass eine unbeabsichtigte Gasleckage aus einer Abgabesteuereinrichtung auf der Grundlage des Geruchs empfunden (erfasst) wird, indem das Entfernen des Geruchs aus dem Brennstoffabgas in Verbindung mit dem Start der Abgabe des Brennstoffabgases erleichtert wird und indem das Entfernen des Geruchs in Verbindung mit einem Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases unterdrückt wird.
  • Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Brennstoffzellensystem, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes aufweist:
    eine Brennstoffzelle, die mit einem Geruchsstoff versehenes Brennstoffgas verwendet;
    einen Brennstoffabgaskanal, der Brennstoffabgas aus der Brennstoffzelle durch ihn hindurch laufen lässt;
    eine Abgabesteuereinrichtung, die an dem Brennstoffabgaskanal angeordnet ist und die Abgabe des Brennstoffabgases steuert;
    eine Geruchsentferneinrichtung, die stromabwärtig von der Abgabesteuereinrichtung an dem Brennstoffabgaskanal angeordnet ist und den Geruch aus dem abgegebenen Brennstoffabgas entfernt; und
    eine Geruchsentfernsteuereinrichtung, die
    das Entfernen des Geruchs aus dem abgegebenen Brennstoffabgas erleichtert, das durch die Geruchsentferneinrichtung in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung ausgeführt wird, die das Steuern zum Starten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt, und
    das Entfernen des Geruchs unterdrückt, das durch die Geruchsentferneinrichtung in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung ausgeführt wird, die das Steuern zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt.
  • Unter der Annahme, dass die Brennstoffzellenseite des Brennstoffabgaskanals die stromaufwärtige Seite ist, ist die Geruchsentfernungseinrichtung stromabwärtig von der Abgabesteuereinrichtung angeordnet.
  • Indem das Entfernen des Geruchs unterdrückt wird, das durch die Geruchsentfernungseinrichtung in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung ausgeführt wird, die die Steuerung zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass eine unbeabsichtigte Gasleckage auf der Grundlage des Geruchs zu dem Zeitpunkt erfasst wird, bei dem die Leckage unter solchen Umständen auftritt, bei denen die Abgabe angehalten werden soll. Da das Entfernen des Geruchs aus dem abgegebenen Brennstoffabgas, das durch die Geruchsentfernungseinrichtung ausgeführt wird, in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung erleichtert wird, die die Steuerung zum Starten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt, wird außerdem kein Geruch aus dem Brennstoffzellensystem zu dem Zeitpunkt austreten, bei dem das Brennstoffgas in beabsichtigter Weise abgegeben wird.
  • Außerdem kann bei der vorliegenden Erfindung die Geruchsentfernungssteuereinrichtung auch gekennzeichnet sein durch: Unterdrücken des Entfernens des Geruchs, das durch die Geruchsentfernungseinrichtung ausgeführt wird, zu einem Zeitpunkt nach einem Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne seit der von der Abgabesteuereinrichtung ausgeführten Steuerung zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases.
  • Es wird angenommen, dass das Entfernen des Geruchs unterdrückt wird unmittelbar nachdem die Abgabesteuereinrichtung die Steuerung zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases ausgeführt hat, wobei daher das Brennstoffabgas, bei dem der Geruch nicht entfernt worden ist, möglicherweise aus dem Brennstoffzellensystem abgegeben werden kann. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung das Entfernen des Geruchs, das durch die Geruchsentfernungseinrichtung ausgeführt wird, zu einem Zeitpunkt unterdrückt, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist seit die Steuerung zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases ausgeführt wurde, wodurch verhindert wird, dass das Brennstoffabgas, bei dem der Geruch nicht entfernt worden ist, aus dem Brennstoffzellensystem abgegeben wird.
  • Außerdem kann in der vorliegenden Erfindung die Geruchsentfernungssteuereinrichtung auch dadurch gekennzeichnet sein, dass sie folgendes aufweist:
    einen Abzweigungskanal, der das Brennstoffabgas von der Geruchsentferneinrichtung weglenkt; und
    ein Abzweigungsventil, das an dem Abzweigungskanal angeordnet ist und das Öffnen und Schließen des Abzweigungskanals steuert,
    wobei das Abzweigungsventil in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung geschlossen wird, die die Steuerung zum Starten des Abgebens des Brennstoffabgases steuert, und in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung geöffnet wird, die die Steuerung zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases steuert, wodurch das Erleichtern und Unterdrücken des Entfernens des Geruchs aus dem abgegebenen Brennstoffabgas gesteuert wird, das durch die Geruchsentferneinrichtung ausgeführt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zu dem Zeitpunkt, bei dem das Entfernen des Geruchs zu unterdrücken ist, der Abzweigungskanal geöffnet, um einen Kanal sicherzustellen, durch den das Gas, bei dem der Geruch nicht entfernt worden ist, hindurch läuft, wobei dadurch das Entfernen des Geruchs unterdrückt wird.
  • Außerdem kann in der vorliegenden Erfindung die Geruchsentfernungssteuereinrichtung auch gekennzeichnet sein durch: Schließen des Abzweigungsventils vor dem Ablauf einer Zeitspanne, wobei diese Zeitspanne eine Zeitspanne ist, die erforderlich ist, damit das Brennstoffabgas, das im Ansprechen auf die Abgabesteuereinrichtung abgeben wird, die die Steuerung zum Starten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt, das Abzweigungsventil erreicht, und das Abzweigungsventil zu einem Zeitpunkt öffnet, nachdem eine Zeitspanne verstrichen ist seit die Abgabesteuereinrichtung die Steuerung zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases ausgeführt hat, wobei die Zeitspanne eine Zeitspanne ist, die erforderlich ist, damit der Geruch aus dem innerhalb des Brennstoffabgaskanals und innerhalb des Verzweigungskanals verbleibenden Brennstoffabgas entfernt wird.
  • Zu dem Zeitpunkt, bei dem die Abgabe des Brennstoffabgases gestartet wird, wird vorzugsweise das Abzweigungsventil geschlossen, bevor das abgegebene Brennstoffabgas durch den Kanal hindurch läuft und das Abzweigungsventil erreicht. Außerdem wird vorzugsweise zu dem Zeitpunkt, bei dem die Abgabe des Brennstoffabgases anzuhalten ist, das Abzweigungsventil zu einem Zeitpunkt geöffnet, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne, die für das Entfernen des Geruchs aus dem verbleibenden Brennstoffabgas innerhalb des Kanals erforderlich ist, verstrichen ist, um zu verhindern, dass das innerhalb des Kanals vorhandene Brennstoffabgas aus dem Brennstoffzellensystem abgegeben wird, ohne dass der Geruch entfernt worden ist. Da zu diesem Zeitpunkt die Zeitspanne, die erforderlich ist, damit das Brennstoffabgas durch den Kanal hindurch läuft und das Verzweigungsventil (Abzweigungsventil) erreicht, und die Zeitspanne, die erforderlich ist, damit der Geruch aus dem verbleibenden Brennstoffabgas innerhalb des Kanals entfernt wird, in Abhängigkeit von der Länge und dergleichen des Kanals variieren können, werden vorzugsweise optimale Werte als solche verwendet, die gemäß jedem Modus zum Ausführen der Erfindung geeignet sind.
  • Effekt der Erfindung
  • Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, ein Brennstoffzellensystem zu schaffen, das dazu in der Lage ist, eine unbeabsichtigte Gasleckage aus einer Abgabesteuereinrichtung auf der Grundlage des Geruchs zu erfassen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Darstellung einer schematischen Ansicht des Aufbaus eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 2 zeigt eine Darstellung des Steuerflusses eines Spülventilöffnungsprozesses gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
  • 3 zeigt eine Darstellung des Steuerflusses eines Spülventilschließprozesses gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
  • 4 zeigt eine Darstellung von Zustandsübergängen eines Spülventils und eines Umgehungsventils zu dem Zeitpunkt, bei dem der Spülventilöffnungsprozess und der Spülventilschließprozess ausgeführt werden, während das Brennstoffzellensystem in diesem Ausführungsbeispiel in Betrieb ist.
  • Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine Darstellung einer schematischen Ansicht des Aufbaus eines Brennstoffzellensystems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Das Brennstoffzellensystem weist folgendes auf: eine Brennstoffzelle 10; einen Gastank 21, in dem mit einem Geruchsstoff angereichertes Brennstoffgas gespeichert wird; einen Brennstoffgaskanal 22; einen Zirkulationskanal 25; einen Brennstoffabgaskanal 30; eine Geruchsmittelentferneinrichtung 40; ein Luftgebläse 51; einen Oxidationsgaskanal 52; einen Oxidationsabgaskanal (Kanal für Oxidations-off-gas) 53; einen Umgehungskanal 32; und eine elektronische Steuereinheit (die nachstehend als "ECU" bezeichnet ist) 90. Das Brennstoffzellensystem führt eine Erzeugung von elektrischer Energie aus, indem eine elektrochemische Reaktion innerhalb der Brennstoffzelle 10 zwischen einem Brennstoffgas, das aus dem Gastank 21 über den Brennstoffgaskanal 22 geliefert wird, und einem Oxidationsgas ausgeführt wird, das von dem Luftgebläse 51 über den Oxidationsgaskanal 52 geliefert wird.
  • Ein Druckverringerungsventil 23 und ein Strömungssteuerventil 24 sind an dem Brennstoffgaskanal 22 angeordnet. Das Brennstoffgas, das von dem Gastank 21 zu der Brennstoffzelle 10 geliefert wird, erfährt eine Druckverringerung auf eine vorbestimmte Höhe durch das Druckverringerungsventil 23, und seine Strömungsrate wird durch das Strömungssteuerventil 24 eingestellt, und dann wird es zu der Brennstoffzelle 10 über den Brennstoffgaskanal 22 geliefert. Das Brennstoffgas, das durch die Brennstoffzelle 10 gelaufen ist, wird dann zu dem Zirkulationskanal 25 abgegeben.
  • Eine Zirkulationspumpe 26 ist an dem Zirkulationskanal 25 angeordnet. Die Verwendung der Zirkulationspumpe 26 ermöglicht, dass das von der Brennstoffzelle 10 abgegebene Brennstoffgas zu dem Brennstoffgaskanal 22 zurückkehrt, wodurch die Strömungsrate pro Zeiteinheit des zu der Brennstoffzelle 10 gelieferten Wasserstoffgases erhöht wird.
  • Ein Spülventil oder Abführventil 31 ist an dem Brennstoffabgaskanal 30 angeordnet. Das Brennstoffgas weist eine verringerte Wasserstoffgaskonzentration innerhalb des Gases nach der Zirkulation auf. Daher bewirkt die Steuerung des Spülventils 31, dass das Brennstoffabgas mit einer verringerten Wasserstoffgaskonzentration von dem Zirkulationskanal 25 in den Brennstoffabgaskanal 30 abgegeben wird, und die Steuerung des Strömungssteuerventils 24 bewirkt, dass das Brennstoffgas mit einer hohen Wasserstoffgaskonzentration von dem Gastank 21 geliefert wird.
  • Die Geruchsmittelentferneinheit 40 ist in dem stromabwärtigen Teil des Brennstoffabgaskanals 30 angeordnet und entfernt den Geruchsstoff aus dem Brennstoffabgas, das von dem Brennstoffabgaskanal 30 eingetreten ist. Ein (nicht dargestelltes) Adsorptionsmedium ist bei der Geruchsmittelentferneinheit 40 vorgesehen, so dass das Geruchsmittel (Geruchsstoff), das in dem Gas enthalten ist, das durch die Geruchsmittelentferneinheit 40 läuft, durch das Adsorptionsmedium absorbiert und entfernt werden kann.
  • Der Umgehungskanal (Bypasskanal) 32 ist ein Gaskanal, der den Brennstoffabgaskanal 30 an dem Einlass der Geruchsmittelentferneinheit 40 mit dem Brennstoffabgaskanal 30 in der Nähe des Auslasses der Geruchsmittelentferneinheit 40 verbindet. Ein Umgehungsventil (Bypassventil) 33 ist an dem Umgehungskanal 32 so angeordnet, dass ein Teil des Brennstoffabgases von der Geruchsmittelentferneinheit 40 weggelenkt wird, während sich das Umgehungsventil 33 in einen geöffneten Zustand befindet.
  • Zusätzlich zu einer CPU weist die ECU 90 auch einen ROM, einen RAM und dergleichen auf, um verschiedene Programme und Tabellen (Zuordnungen) zu speichern, die nachstehend beschrieben sind, und sie steuert jedes Element des gesamten Brennstoffzellensystems. Das Öffnen und Schließen des Spülventils 31, des Druckverringerungsventils 23, des Strömungssteuerventils 24 und des Umgehungsventils 33 werden durch die ECU 90 gesteuert.
  • Der Steuerablauf (Steuerfluss) des Brennstoffzellensystems ist nachstehend anhand der 2 bis 4 beschrieben. Die nachstehend beschriebene Steuerung wird ausgeführt, indem jeder Abschnitt, der das Brennstoffzellensystem bildet, unter Verwendung der ECU 90 gesteuert wird.
  • 2 zeigt eine Darstellung des Steuerflusses (Steuerablauf) eines Spülventilöffnungsprozesses gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie dies vorstehend beschrieben ist, steuert das Brennstoffzellensystem das Öffnen und Schließen des Spülventils 31 zum Zwecke beispielsweise des Einstellens einer Wasserstoffgaskonzentration innerhalb des Brennstoffgases, das für die Erzeugung von elektrischer Energie verwendet wird. Die in dem vorliegenden Flussdiagramm gezeigte Steuerung wird durch die ECU 90 gestartet, wenn einmal bestimmt worden ist, dass es erforderlich ist, Brennstoffgas von einem Ort innerhalb des Zirkulationskanals 25 zu entfernen, wie beispielsweise, wenn die ECU 90 eine Verringerung der Wasserstoffgaskonzentration innerhalb des Zirkulationskanals 25 erfasst hat.
  • Das Umgehungsventil 33 wird bei dem Schritt S101 geschlossen. Der Grund dafür liegt darin, dass es erforderlich ist, dass das Umgehungsventil 33 vor dem Öffnen des Spülventils 31 geschlossen wird, um zu verhindern, dass das mit dem Geruchsstoff versetzte Brennstoffgas aus dem Brennstoffzellensystem heraus abgegeben wird. Die ECU 90 steuert und schließt das Umgehungsventil 33. Danach geht der Prozess zu dem Schritt S102 weiter.
  • In dem Schritt S102 wird das Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne überwacht. Die ECU 90 überwacht das Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne (beispielsweise 100 Millisekunden) seit dem Schließen des Umgehungsventils 33. Danach geht der Prozess zu dem Schritt S103 weiter.
  • In dem Schritt S103 wird das Spülventil 31 geöffnet. Die ECU 90 steuert und öffnet das Spülventil 31. Danach endet der in dem vorliegenden Flussdiagramm gezeigte Prozess.
  • Der Prozess des Schrittes S102 ist ein Prozess zum Verhindern, dass das mit einem Geruchsstoff versetzte Brennstoffgas, das von dem Spülventil 31 abgegeben wird, aus dem Brennstoffzellensystem heraus abgegeben wird, und es muss nicht unbedingt ein Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne überwacht werden. Außerdem kann, obwohl das Spülventil 31 geöffnet wird, nachdem das Umgehungsventil 33 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geschlossen worden ist, das Umgehungsventil 33 zur gleichen Zeit geschlossen werden, bei der das Spülventil 31 geöffnet wird, oder das Spülventil 31 kann erst geöffnet werden und das Umgehungsventil 33 kann dann geschlossen werden, bevor eine Zeitspanne verstrichen ist, die erforderlich ist, damit das abgegebene Brennstoffabgas durch den Brennstoffabgaskanal 33 hindurch läuft und das Umgehungsventil 33 erreicht. Der Grund liegt darin, dass, solange das Umgehungsventil 33 geschlossen ist, bevor das Brennstoffabgas, das im Ansprechen auf das Öffnen des Spülventils 31 abgegeben wird, durch den Brennstoffabgaskanal 30 läuft und das Umgehungsventil 33 erreicht, kein mit einem Geruchsstoff versetztes Brennstoffabgas aus dem Brennstoffzellensystem heraus abgegeben wird.
  • 3 zeigt eine Darstellung des Steuerflusses (Steuerablauf) eines Spülventilschließprozesses gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die in dem vorliegenden Flussdiagramm gezeigte Steuerung wird durch die ECU 90 in solchen Fällen gestartet, wie beispielsweise wenn das Abgeben des Brennstoffgases von einem Ort innerhalb des Zirkulationskanals 25 anzuhalten ist, wobei es erforderlich ist, dass das Spülventil 31 geschlossen ist, um das Brennstoffzellensystem anzuhalten, und dergleichen.
  • In dem Schritt S201 wird das Spülventil 31 geschlossen. Wenn das Spülventil 31 einmal geschlossen ist, wird das Abgeben des Brennstoffabgases zu der Seite der Geruchsmittelentferneinheit 40 und dem Umgehungskanal 32 angehalten. Die ECU 90 steuert und schließt das Spülventil 31. Danach geht der Prozess zu dem Schritt S202 weiter.
  • In dem Schritt S202 wird das Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne überwacht. Die ECU 90 überwacht das Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne (beispielsweise 100 Millisekunden) seit dem Schließen des Spülventils 31. Was diese vorbestimmte Zeitspanne anbelangt, so wird eine Zeitspanne zuvor eingestellt, die erforderlich ist, damit die Geruchsmittelentferneinheit 40 in ausreichender Weise das Geruchsmittel entfernt, das in dem Brennstoffabgas enthalten ist, das innerhalb des Brennstoffabgaskanals 30 vorhanden ist, seit das Spülventil 31 geschlossen wurde. Das heißt, die vorbestimmte Zeitspanne kann in Abhängigkeit von solchen Faktoren variieren wie beispielsweise die Länge des Brennstoffabgaskanals 30 von dem Punkt des Spülventils 31 an und dergleichen. Nachdem die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, geht der Prozess zu dem Schritt S203 weiter.
  • In dem Schritt S203 wird das Umgehungsventil 33 geöffnet. Die ECU 90 steuert und öffnet das Umgehungsventil 33. Da der Geruchsstoff des Brennstoffabgases, das innerhalb des Brennstoffabgaskanals 30 zu dem Zeitpunkt verblieben ist, bei dem das Spülventil 31 bei dem Schritt S201 geschlossen worden ist, innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne entfernt worden ist, bezüglich der das Verstreichen bei dem Schritt S202 überwacht worden ist, wird kein mit einem Geruchsstoff versehenes Brennstoffabgas aus dem Brennstoffzellensystem heraus abgegeben. Danach endet der in dem vorliegenden Flussdiagramm gezeigte Prozess.
  • 4 zeigt eine Darstellung von Zustandsübergängen des Spülventils 31 und des Umgehungsventils 33 zu dem Zeitpunkt, bei dem der Spülventilöffnungsprozess und der Spülventilschließprozess ausgeführt werden, während das Brennstoffzellensystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels in Betrieb ist. Die horizontale Achse zeigt den Ablauf der Zeit; wohingegen die Längsachse (vertikale Achse) die Zustände des Spülventils 31 und des Umgehungsventils 33 zeigt. Zu dem Zeitpunkt, bei dem das Spülventil 31 geöffnet werden soll, wird das Umgehungsventil 33 geschlossen, bevor das Spülventil 31 geöffnet wird. Wenn das Spülventil 31 geschlossen werden soll, wird das Umgehungsventil 33 geöffnet, nachdem eine Zeitspanne, die erforderlich ist, damit der Geruchsstoff des Brennstoffabgases innerhalb des Brennstoffabgaskanals 30 entfernt wird, seit dem Schließen des Spülventils 31 verstrichen ist.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es, indem das Umgehungsventil 33 geöffnet wird, während das Spülventil 31 geschlossen ist, möglich, eine unbeabsichtigte Gasleckage von dem Spülventil 31 auf der Grundlage des Geruchs eines Geruchsstoffes zu erfassen. Da das Umgehungsventil 33 geschlossen ist, während das Spülventil 31 in einem geöffneten Zustand ist, wird kein Geruch eines Geruchsmittels aus dem Brennstoffzellensystem zu dem Zeitpunkt austreten, bei dem kein Fehler in dem Spülventil 31 auftritt. Außerdem ermöglicht die vorliegende Erfindung auch, dass eine unbeabsichtigte Gasleckage aus dem Spülventil 31 nicht nur zu dem Zeitpunkt erfasst wird, bei dem das Brennstoffzellensystem in Betrieb ist, sondern auch zu dem Zeitpunkt, bei dem das Brennstoffzellensystem in einem angehaltenen Zustand sich befindet.
  • Beim Ausführen der vorliegenden Erfindung muss die Methode d. h. die Verwirklichung zum Unterdrücken des Entfernens des Geruchsmittels nicht unbedingt der Umgehungskanal 32 oder auch nicht unbedingt das Umgehungsventil 33 sein, wie dies in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Beispielsweise kann ein Verzweigungsabgaskanal, der in der Nähe des Einlasses der Geruchsmittelentferneinheit 40 verzweigt und der nicht zu dem Brennstoffabgaskanal zurückkehrt, und kann ein Verzweigungsventil, das das Öffnen und Schließen dieses Verzweigungsabgaskanals steuert, vorgesehen sein; oder alternativ kann eine Methode zum Steuern der Entfernfunktion der Geruchsmittelentferneinheit 40 selbst aufgegriffen werden. In dem Fall, bei dem der Verzweigungsabgaskanal aufgegriffen wird, wird vorzugsweise eine Wasserstoffverdünnungseinrichtung an sowohl dem Brennstoffabgaskanal als auch dem Verzweigungsabgaskanal vorgesehen.
  • Zusammenfassung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffzellensystem zu schaffen, das dazu in der Lage ist, eine unbeabsichtigte Gasleckage von einer Abgabesteuereinrichtung auf der Grundlage des Geruchs zu erfassen.
  • Ein Brennstoffzellensystem ist mit einem Umgehungskanal (32) versehen, der einen Brennstoffabgaskanal (30) an einem Einlass einer Geruchsmittelentferneinheit (40) mit dem Brennstoffabgaskanal (30) in der Nähe eines Auslasses der Geruchsstoffsentferneinheit (40) verbindet, und das Brennstoffzellensystem erleichtert das Entfernen des Geruchs aus dem abgegebenen Brennstoffabgas, indem ein Umgehungsventil (33) in Verbindung mit einem Öffnen eines Spülventils (31) geschlossen wird, und unterdrückt das Entfernen des Geruchs, indem das Umgehungsventil (33) in Verbindung mit einem Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases geöffnet wird, das durch das Schließen des Spülventils (31) bewirkt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2004-134273 [0002]

Claims (4)

  1. Brennstoffzellensystem, dadurch gekennzeichnet, dass es folgendes aufweist: eine Brennstoffzelle, die mit einem Geruchsstoff versehenes Brennstoffgas verwendet; einen Brennstoffabgaskanal, der Brennstoffabgas aus der Brennstoffzelle durch ihn hindurch laufen lässt; eine Abgabesteuereinrichtung, die an dem Brennstoffabgaskanal angeordnet ist und die Abgabe des Brennstoffabgases steuert; eine Geruchsentferneinrichtung, die stromabwärtig von der Abgabesteuereinrichtung an dem Brennstoffabgaskanal angeordnet ist und den Geruch aus dem abgegebenen Brennstoffabgas entfernt; und eine Geruchsentfernsteuereinrichtung, die das Entfernen des Geruchs aus dem abgegebenen Brennstoffabgas erleichtert, das durch die Geruchsentferneinrichtung in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung ausgeführt wird, die das Steuern zum Starten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt, und das Entfernen des Geruchs unterdrückt, das durch die Geruchsentferneinrichtung in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung ausgeführt wird, die das Steuern zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt.
  2. Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geruchsentfernsteuereinrichtung das Entfernen des Geruchs unterdrückt, das durch die Geruchsentferneinrichtung zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist seit dem die Abgabesteuereinrichtung die Steuerung zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases ausgeführt hat.
  3. Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geruchsentfernsteuereinrichtung folgendes aufweist: einen Abzweigungskanal, der das Brennstoffabgas von der Geruchsentferneinrichtung weglenkt; und ein Abzweigungsventil, das an dem Abzweigungskanal angeordnet ist und das Öffnen und Schließen des Abzweigungskanals steuert, wobei das Abzweigungsventil in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung geschlossen wird, die die Steuerung zum Starten des Abgebens des Brennstoffabgases steuert, und in Verbindung mit der Abgabesteuereinrichtung geöffnet wird, die die Steuerung zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases steuert, wodurch das Erleichtern und Unterdrücken des Entfernens des Geruchs aus dem abgegebenen Brennstoffabgas gesteuert wird, das durch die Geruchsentferneinrichtung ausgeführt wird.
  4. Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geruchsentfernsteuereinrichtung das Abzweigungsventil vor dem Verstreichen einer Zeitspanne schließt, wobei die Zeitspanne eine Zeitspanne ist, die erforderlich ist, damit das Brennstoffabgas, das im Ansprechen auf die Abgabesteuereinrichtung abgeben wird, die die Steuerung zum Starten der Abgabe des Brennstoffabgases ausführt, das Abzweigungsventil erreicht, und das Abzweigungsventil zu einem Zeitpunkt öffnet, nachdem eine Zeitspanne verstrichen ist seit die Abgabesteuereinrichtung die Steuerung zum Anhalten der Abgabe des Brennstoffabgases ausgeführt hat, wobei die Zeitspanne eine Zeitspanne ist, die erforderlich ist, damit der Geruch aus dem innerhalb des Brennstoffabgaskanals und innerhalb des Verzweigungskanals verbleibenden Brennstoffabgas entfernt wird.
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