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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem und insbesondere
ein Brennstoffzellensystem, das eine Kühlwasserpumpe aufweist, die
auf einer Kühlwasserleitung angeordnet ist, in der ein
Kühlwasser zu einer Brennstoffzelle transportiert wird,
und die das Kühlwasser fördert, eine Brenngaszuführleitung,
die mit der Brennstoffzelle verbunden ist und die der Brennstoffzelle
ein Brenngas zuführt, eine Brenngasumwälzleitung,
die mit der Brennstoffzelle und der Brenngaszuführleitung
verbunden ist und die ein Brenngas umwälzt, das aus der
Brennstoffzelle zur Brenngaszuführleitung abgeführt
wird, und eine Brenngaspumpe, die auf der Brenngasumwälzleitung
angeordnet ist und die das Brenngas fördert, das aus der
Brennstoffzelle zur Brenngaszuführleitung abgeführt
wird, wobei das aus der Brennstoffzelle abgeführte Brenngas
durch die Brenngaspumpe gefördert wird, nachdem die Brennstoffzelle
in einen Betriebsstillstand versetzt bzw. gestoppt worden ist.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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In
jüngster Zeit hat die Brennstoffzelle als eine Zelle mit
einem hohen Wirkungsgrad und günstigen umweltfreundlichen
Eigenschaften viel Beachtung erhalten. Im Allgemeinen erzeugt die
Brennstoffzelle elektrische Energie durch eine chemische Reaktion
zwischen einem Wasserstoff, bei dem es sich um ein Brenngas handelt,
und einem Sauerstoff in der Luft, bei dem es sich hier um ein Oxidationsgas handelt.
Infolge der elektrochemischen Reaktion zwischen dem Wasserstoff
und dem Sauerstoff kommt es zur Entstehung von Wasser.
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Zu
den verschiedenen Arten von Brennstoffzellen gehören Phosphorsäure-Brennstoffzellen, Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen,
Festoxid-Brennstoffzellen, alkalische Brennstoffzellen und Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen.
Unter diesen gilt einem Brennstoffzellensystem, bei dem eine Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle
verwendet wird, besondere Beachtung, da ein derartiges Brennstoffzellensystem dahingehend
vorteilhaft ist, dass das System bei normalen Temperaturen gestartet
werden kann und die Zeitdauer zum Hochfahren kurz ist. Ein derartiges Brennstoffzellensystem
wird beispielsweise als eine Leistungsquelle für ein Fahrzeug,
insbesondere für ein Elektroauto, verwendet.
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Wenn
in einem Brennstoffzellensystem ein Zustand, in dem die Brennstoffzelle
sich im Betriebsstillstand befindet, in einer Niedertemperaturumgebung,
wie z. B. bei kaltem Klima im Freien, für lange Zeit fortbesteht,
kann sich an den Ventilen, Pumpen etc. in dem Brennstoffzellensystem
aufgrund der Feuchtigkeit, wie z. B. dem in dem Brennstoffzellensystem
verbleibenden Produktwasser, Frost bilden. Aufgrund dessen sind
verschieden Verfahren zur Verhinderung einer Frostbildung an den
Ventilen, Pumpen etc. in dem Brennstoffzellensystem entwickelt und
vorgeschlagen worden.
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Die
Patentschrift
JP
2004-193102 A offenbart ein Brennstoffzellen-Betriebsverfahren,
in dem die Zuführung einer Leistung aus der Brennstoffzelle unterbrochen,
eine Außenlufttemperatur erfasst, entsprechend der Außenlufttemperatur
dem Reaktionsgasströmungsweg ein Reaktionsgas zugeführt
wird, um das Wasser in dem Reaktionsgasströmungsweg abzuführen,
und die Brennstoffzelle in den Betriebsstillstand versetzt wird.
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In
einem Brennstoffzellensystem wird während des Betriebs
der Brennstoffzelle ein aus der Brennstoffzelle abgeführtes
Brenngas durch die Brenngaspumpe, wie z. B. eine Wasserstoffpumpe, komprimiert,
und das komprimierte Brenngas wird zur Wiederverwendung zur Brennstoffzelle
gefördert. Während des Betriebs der Brennstoffzelle
kann es sein, dass in dem Brennstoffzellensystem Wasser in einem
Ventil oder dergleichen aufgrund dessen zurückbleibt, dass
das aus der Brennstoffzelle abgeführte Brenngas feuchtigkeitshaltig
ist. Daher wird nachdem die Brennstoffzelle in einen Betriebsstillstand
versetzt worden ist, ein Trocknungsvorgang ausgeführt,
indem die Brenngaspumpe angetrieben und das Brenngas gefördert
wird.
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Während
des Trocknungsvorgangs wird die in dem Brennstoffzellensystem verbleibende
Feuchtigkeit durch das aus der Brennstoffzelle abgeführte Brenngas
absorbiert. Aufgrund dessen kann die in dem aus der Brennstoffzelle
abgeführten Brenngas enthaltene Feuchtigkeit in der Brenngaspumpe
kondensieren, und es kann zur Entstehung von Kondenswasser kommen.
Wenn also z. B. der Betriebsstillstand der Brennstoffzelle in einer
Niedertemperaturumgebung fortbesteht, kann die Brenngaspumpe eingefrieren.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffzellensystem
zu schaffen, in dem, nachdem die Brennstoffzelle in einen Betriebsstillstand
versetzt bzw. gestoppt worden ist, die Kondensation von Feuchtigkeit
in der Brenngaspumpe verhindert wird und das aus der Brennstoffzelle
abgeführte Brenngas durch die Brenngaspumpe gefordert wird.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem
geschaffen, das eine Kühlwasserpumpe aufweist, die auf
einer Kühlwasserleitung angeordnet ist, in der ein Kühlwasser
zu einer Brennstoffzelle transportiert wird, und die das Kühlwasser
gefördert, eine Brenngaszuführleitung, die mit
der Brennstoffzelle verbunden ist und die der Brennstoffzelle ein
Brenngas zuführt, eine Brenngasumwälzleitung,
die mit der Brennstoffzelle und der Brenngaszuführleitung
verbunden ist und die ein aus der Brennstoffzelle abgeführtes Brenngas
zur Brenngaszuführleitung umwälzt, und eine Brenngaspumpe,
die auf der Brenngasumwälzleitung angeordnet ist und die
das aus der Brennstoffzelle abgeführte Brenngas gefördert,
wobei das aus der Brennstoffzelle abgeführte Brenngas durch
die Brenngaspumpe gefördert wird, nachdem die Brennstoffzelle
in einen Betriebsstillstand versetzt worden ist, und das Kühlwasser
durch die Kühlwasserpumpe gefördert wird, um die
Brennstoffzelle zu kühlen und eine Temperatur der Brennstoffzelle
auf eine niedrigere Temperatur als eine Temperatur der Brenngaspumpe
zu senken, nachdem die Brennstoffzelle in einen Betriebsstillstand
versetzt bzw. gestoppt worden ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen,
dass in dem Brennstoffzellensystem die Brenngaspumpe in einen Betriebsstillstand
versetzt wird, nachdem die Kühlwasserpumpe in einen Betriebsstillstand
versetzt worden ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen,
dass in dem Brennstoffzellensystem die Kühlwasserpumpe
in einen Betriebsstillstand versetzt wird und die Brenngaspumpe
in einen Betriebsstillstand versetzt wird, nachdem die Temperatur
der Brennstoffzelle auf eine niedrigere Temperatur als die Temperatur
der Brenngaspumpe gesenkt worden ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen,
dass das Brennstoffzellensystem ferner eine Kühleinrichtung aufweist,
die auf der Kühlwasserleitung angeordnet ist und die das
aus der Brennstoffzelle abgeführte Kühlwasser
kühlt, wobei das Kühlwasser, das durch die Kühleinrichtung
gekühlt wird, gefördert wird und die Brennstoffzelle
gekühlt wird, nachdem die Brennstoffzelle in einen Betriebsstillstand
versetzt worden ist.
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Gemäß dem
Brennstoffzellensystem in den verschiedenen Aspekten der vorliegenden
Erfindung kann, nachdem die Brennstoffzelle in den Betriebsstillstand
versetzt worden ist, dadurch, dass die Temperatur der Brennstoffzelle
auf eine niedrigere Temperatur als die Temperatur der Brenngaspumpe
gesenkt wird, eine Kondensation der Feuchtigkeit in der Brenngaspumpe
verhindert und das aus der Brennstoffzelle abgeführte Brenngas
durch die Brenngaspumpe gefördert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Diagramm, dass eine Struktur eines Brennstoffzellensystems in
einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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2(A) ist ein Diagramm, das Veränderungen
der Temperatur der Brennstoffzelle und der Temperatur der Brenngaspumpe
darstellt, wenn die Brennstoffzelle gekühlt wird, ohne
dass die Kühlwasserpumpe angetrieben wird, nachdem die
Brennstoffzelle in den Stillstand versetzt worden ist (wenn die Brennstoffzellentemperatur > Brenngaspumpentemperatur
zum Zeitpunkt des Betriebsstillstands der Brennstoffzelle).
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2(B) ist ein Diagramm, das Veränderungen
der Temperatur der Brennstoffzelle und der Temperatur der Brenngaspumpe
darstellt, wenn die Brennstoffzelle gekühlt wird, indem
die Kühlwasserpumpe angetrieben wird, nachdem die Brennstoffzelle
in den Betriebsstillstand versetzt worden ist (wenn die Brennstoffzellentemperatur > Brenngaspumpentemperatur
zum Zeitpunkt des Betriebsstillstands der Brennstoffzelle).
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3(A) ist ein Diagramm, das Veränderungen
der Temperatur der Brennstoffzelle und der Temperatur der Brenngaspumpe
darstellt, wenn die Brennstoffzelle gekühlt wird, ohne
dass die Kühlwasserpumpe antrieben wird, nachdem die Brennstoffzelle
in den Betriebsstillstand versetzt worden ist (wenn die Brennstoffzellentemperatur < Brenngastemperatur
zum Zeitpunkt des Betriebsstillstands der Brennstoffzelle).
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3(B) ist ein Diagramm, das Veränderungen
der Temperatur der Brennstoffzelle und der Temperatur der Brenngaspumpe
darstellt, wenn die Brennstoffzelle gekühlt wird, indem
die Kühlwasserpumpe angetrieben wird, nachdem die Brennstoffzelle
in den Betriebsstillstand versetzt worden ist (wenn die Brennstoffzellentemperatur < Brenngaspumpentemperatur
zum Zeitpunkt des Betriebsstillstands der Brennstoffzelle).
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BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Nachstehend
erfolgt eine ausführliche Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnung.
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1 ist
ein Diagramm, dass eine Struktur eines Brennstoffzellensystems 10 darstellt.
Das Brennstoffzellensystem 10 weist eine Brennstoffzelle 12,
ein Kühlwassersystem mit einer Kühleinrichtung 14 etc.,
ein Brenngassystem mit einer Brenngaszuführvorrichtung 16 etc.,
ein Oxidationsgassystem mit einer Oxidationsgaszuführvorrichtung 18 etc.
und eine Steuerung 20 auf.
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Die
Funktion der Brennstoffzelle 12 ist es, durch eine elektrochemische
Reaktion zwischen einem Brenngas, wie z. B. Wasserstoff, und einem
Oxidationsgas, wie z. B. Sauerstoff, eine Leistung zu erzeugen.
Die Brennstoffzelle 12, bei der es sich beispielsweise
um eine Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle 12 handelt, beinhaltet
einen Stapel, der durch Aneinanderschichten von einer Mehrzahl von
Einzelzellen zusammengebaut wird. Eine Einzelzelle ist so aufgebaut,
dass Katalysatorschichten an beide Seiten einer Elektrolytmembran
geschichtet sind, eine Gasdiffusionsschicht jeweils an eine Katalysatorschicht
geschichtet ist, so dass eine Membranelektrodenanordnung gebildet
wird, und ferner ein Separator an die Membranelektrodenanordnung
geschichtet ist. Indem ein Stromkollektor zu beiden Seiten eines
derartigen Stapels ein Stromkollektor angeordnet wird, kann aus
dem Stromkollektor Strom gewonnen werden.
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Die
Funktionen der Elektrolytmembran sind unter anderem das Weiterleiten
von auf der Seite der Anodenelektrode erzeugten Wasserstoffionen
auf die Seite der Kathodenelektrode. Als ein für die Elektrolytmembran
geeignetes Material wird eine Ionenaustauschmembran aus einem chemisch
stabilen Harz auf Fluorbasis, wie z. B. Perfluorkohlenstoff-Schwefelsäure,
verwendet. Als die Ionenaustauschmembran aus Perfluorkohlenstoff-Schwefelsäure
kann beispielsweise eine Nafion-Membran (eingetragenes Warenzeichen
der Du Pont Corporation) verwendet werden.
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Die
Funktion der Katalysatorschicht ist es, eine Oxidationsreaktion
von Wasserstoff auf der Seite der Anodenelektrode und eine Reduktionsreaktion von
Sauerstoff auf der Seite der Kathodenelektrode zu unterstützen.
Die Katalysatorschicht beinhaltet einen Katalysator und einen Träger
für den Katalysator. Im Allgemeinen ist der Katalysator
in Form von Partikeln ausgebildet und haftet für seine
Verwendung am Katalysatorträgermaterial, um die Fläche
der Elektrode, auf der die Reaktion abläuft, zu vergrö ßern.
Als der Katalysator wird Platin oder dergleichen verwendet, bei
dem es sich um ein Element der Platingruppe handelt, das in Bezug
auf die Oxidationsreaktion des Wasserstoffs und die Reduktionsreaktion
von Sauerstoff eine geringe Aktivierungsüberspannung aufweist.
Als Träger für den Katalysator wird ein Kohlenstoffmaterial,
z. B. Ruß, verwendet.
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Die
Funktionen der Gasdiffusionsschicht sind z. B. ein Diffundieren
von Wasserstoff, bei dem es sich um den Brennstoff handelt, und
von Sauerstoff, bei dem es sich um das Oxidationsmittel handelt,
in die Katalysatorschicht und ein Weiterleiten von Elektronen. Für
die Gasdiffusionsschicht kann ein Webstoff aus Kohlefaser oder Kohlepapier
verwendet werden, bei dem es sich um ein Material mit einer leitfähigen
Eigenschaft handelt. Die Membranelektrodenanordnung kann dadurch
hergestellt werden, dass die Elektrolytmembran, die Katalysatorschicht
und die Gasdiffusionsschicht aneinander geschichtet und einer Behandlung
mit einer Heißpresse oder dergleichen unterzogen werden.
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Der
Separator ist auf die Gasdiffusionsschicht der Membranelektrodenanordnung
geschichtet und weist die Funktion auf, den Wasserstoff, bei dem
es sich um das Brenngas handelt, und Luft, bei der es sich um das
Oxidationsmittel handelt, an nebeneinander angeordneten Einzelzellen
abzuscheiden. Die Funktion des Separators ist es zudem, eine Einzelzelle
mit einer anderen Einzelzelle elektrisch zu verbinden. Der Separator
kann beispielsweise dadurch gebildet werden, dass eine Titaniumlage
oder eine Lage aus rostfreiem Stahl in einem Pressenwerk bearbeitet
werden.
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Das
Kühlwassersystem des Brennstoffzellensystems 10 weist
eine Kühlwasserleitung 22 auf, in der ein Kühlwasser
zur Brennstoffzelle 12 umgewälzt und transportiert
wird. Die Kühlwasserleitung 22 weist eine Kühlwasserzuführleitung 22a,
die das Kühlwasser der Brennstoffzelle 12 zuführt,
eine Kühlwasserabführleitung 22b, die
das Kühlwasser aus der Brennstoffzelle 12 abführt,
und eine Kühlwasserumgehungsleitung 22c auf, die
mit der Kühlwasserzuführleitung 22a und
der Kühlwasserabführleitung 22b verbunden
ist. Bei dem Kühlwasser kann es sich um ein Kühlmittel
der Marke LONG LIFE COOLANT oder ähnliches handeln.
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Die
Funktion der Kühleinrichtung 14 ist es, die Wärme
des Kühlwassers nach außen abzuführen,
und sie ist auf der Kühlwasserleitung 22 angeordnet
und mit der Kühlwasserzuführleitung 22a und der
Kühlwasserabführleitung 22b verbunden.
Indem das aus der Brennstoffzelle 12 abgeführte
Kühlwasser in der Kühlwasserabführleitung 22b zur
Kühleinrichtung geleitet wird, kann die Wärme
des aus der Brennstoffzelle 12 abgeführten Kühlwassers
abgeführt und das aus der Brennstoffzelle 12 abgeführte Kühlwasser
gekühlt werden. Das durch die Kühleinrichtung 14 gekühlte
Kühlwasser wird in der Kühlwasserzuführleitung 22a transportiert
und der Brennstoffzelle 12 zugeführt.
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Die
Funktion einer Kühlwasserpumpe 24 ist es, Kühlwasser
mit Druck zu beaufschlagen und das Kühlwasser zu fördern,
und sie ist auf der Kühlwasserleitung 22 angeordnet.
Eine Kühlung der Brennstoffzelle 12 ist dadurch
möglich, dass das Kühlwasser durch die Kühlwasserpumpe 24 gefördert
und umgewälzt wird. Die Kühlwasserpumpe 24 kann
auf der Kühlwasserzuführleitung 22a oder
auf der Kühlwasserabführleitung 22b angeordnet
sein. Als die Kühlwasserpumpe 24 kann beispielsweise
eine Pumpe verwendet werden, die durch eine Drehbewegung eines Elektromotors
angetrieben wird. Das Starten und Stoppen des Betriebs der Kühlwasserpumpe 24 wird
basierend auf einem Steuerungsvorgang durch die Steuerung 20 ausgeführt.
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Die
Funktion eines Kühlwassertemperatursensors 26 ist
es, eine Temperatur des Kühlwassers zu messen, und er ist
auf der Kühlwasserabführleitung 22b angeordnet.
Die Messung der Temperatur des aus der Brennstoffzelle 12 abgeführten
Kühlwassers wird dadurch ermöglicht, dass der
Kühlwassertemperatursensor 26 auf der Kühlwasserabführleitung 22b angeordnet
ist. Als der Kühlwassertemperatursensor 26 kann
beispielsweise ein Temperatursensor, wie z. B. ein Thermoelement,
verwendet werden. Die durch den Kühlwassertemperatursensor 26 gemessenen
Kühlwassertemperaturdaten werden an die Steuerung 20 weitergeleitet.
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Nachdem
der Betrieb der Brennstoffzelle 12 in den Stillstand versetzt
bzw. gestoppt worden ist, kann die Temperatur des aus der Brennstoffzelle 12 abgeführten
Kühlwassers als die Brennstoffzellentemperatur herangezogen
werden, weil die Lei stungserzeugung durch die Brennstoffzelle 12 unterbrochen
wird, nachdem der Betrieb der Brennstoffzelle 12 in den
Stillstand versetzt worden ist, und somit liegt eine ungefähre
Entsprechung zwischen der Kühlwassertemperatur des aus
der Brennstoffzelle 12 abgeführten Kühlwassers
und der Brennstoffzellentemperatur vor. Alternativ kann an einer
vorbestimmten Stelle der Brennstoffzelle 12 auch ein Temperatursensor
oder dergleichen angeordnet werden und die Brennstoffzellentemperatur
dort gemessen werden.
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Die
Funktion eines Kühlwasserschaltventils 28 ist
es, ein Umschalten der Strömungsrichtung des aus der Brennstoffzelle 12 abgeführten
Kühlwassers zu bewirken, und es ist mit der Kühlwasserabführleitung 22b und
der Kühlwasserumgehungsleitung 22c verbunden.
Das Kühlwasserschaltventil 28 kann die Strömung
des aus der Brennstoffzelle 12 abgeführten Kühlwassers
basierend auf einem Steuerungsvorgang durch die Steuerung 20 auf
die Seite der Kühleinrichtung 14 oder die Seite
der Kühlwasserumgehungsleitung 22c umschalten.
Wenn die Brennstoffzelle 12 beispielsweise weiter gekühlt
werden soll, kann das Kühlwasserschaltventil 28 basierend auf
einem Steuerungsvorgang durch die Steuerung 20 auf die
Seite der Kühleinrichtung 14 umgeschaltet werden,
so dass das aus der Brennstoffzelle 12 abgeführte
Kühlwasser zur Kühleinrichtung 14 strömt, und
das durch die Kühleinrichtung 14 gekühlte
Kühlwasser wird der Brennstoffzelle 12 zugeführt.
Wenn hingegen die Kühlung der Brennstoffzelle 12 verhindert
werden soll, kann das Kühlwasserumschaltventil 28 basierend
auf dem durch die Steuerung 20 vorgenommenen Steuerungsvorgang
auf die Seite der Kühlwasserumgehungsleitung 22c umgeschaltet werden,
so dass das aus der Brennstoffzelle 12 abgeführte
Kühlwasser zur Kühlwasserumgehungsleitung 22c strömt
und der Brennstoffzelle 12 zugeführt wird. Als
das Kühlwasserschaltventil 28 kann beispielsweise
ein Dreiwegeventil verwendet werden.
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Das
Brenngassystem des Brennstoffzellensystems 10 weist eine
Brenngaszuführleitung 30 auf, die mit der Brennstoffzelle 12 verbunden
ist und die das Brenngas zur Anode der Brennstoffzelle 12 transportiert
und dieser zuführt, und eine Brenngasumwälzleitung 32,
die mit der Brennstoffzelle 12 und der Brenngaszuführleitung 30 verbunden
ist und die das von der Anode der Brennstoffzelle 12 abgeführte Brenngas
transportiert und das Brenngas zur Brenngaszuführleitung 30 umwälzt.
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Die
Funktion der Brenngaszuführvorrichtung 16 ist
es, das Brenngas, wie z. B. Wasserstoff, zuzuführen, und
sie ist mit der Brenngaszuführleitung 30 verbunden.
Die Brenngaszuführvorrichtung 16 kann beispielsweise
aus einem Hochdruck-Brenngastank, wie z. B. einem Hochdruck-Wasserstofftank,
gebildet sein. Alternativ kann die Brenngaszuführvorrichtung 16 eine
wasserstoffabsorbierende Legierung oder ein Reformiermittel aufweisen.
Daneben sind auf der Brenngaszuführleitung 30 ein
Blockierventil 36, das die Zufuhr des Brenngases und die
Unterbrechung der Brenngaszufuhr aus der Brenngaszuführvorrichtung 16 steuert,
ein Drucksensor 38, der einen Druck eines Brenngases erfasst,
ein Druckeinstellungsventil 40 für ein Brenngas,
das den Druck des Brenngases einstellt, und ein Blockierventil (nicht
gezeigt) angeordnet, das eine Brenngaszuführöffnung
der Brennstoffzelle 12 etc. öffnet und schließt.
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Die
Funktion einer Brenngaspumpe 42 ist es, das aus der Brennstoffzelle 12 abgeführte
Brenngas zur Brenngaszuführleitung 30 zu fördern,
und sie ist auf der Brenngasumwälzleitung 32 angeordnet.
Mit der Brenngaspumpe 42 kann das Brenngas, das während
des Durchströmens der Anode der Brennstoffzelle 12 einen
Druckverlust erlitten hat, komprimiert werden, der Druck auf einen
geeigneten Gasdruck verstärkt und das Brenngas zur Brenngaszuführleitung 30 zurückgeführt
werden. Das aus der Brennstoffzelle abgeführte Brenngas 12 strömt
mit dem aus der Brenngaszuführvorrichtung 16 zugeführten
Brenngas an der Brenngaszuführleitung 30 zusammen
und wird der Brennstoffzelle 12 zugeführt und
in derselben wiederverwendet. Als die Brenngaspumpe 42 wird
beispielsweise eine Pumpe verwendet, die durch die Drehbewegung
des Elektromotors oder dergleichen angetrieben wird. Das Starten und
Stoppen der Brenngaspumpe 42 kann basierend auf einem Steuerungsvorgang
durch die Steuerung 20 ausgeführt werden.
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Die
Funktion eines Brenngastemperatursensors 44 ist es, eine
Temperatur des Brenngases zu messen, und er ist auf der Brenngasumwälzleitung 32 angeordnet.
Die Messung der Temperatur des aus der Brenngaspumpe 42 abgeführten
Brenngases wird dadurch ermöglicht, dass der Brenngastemperatursensor 44 auf
der Abführseite des Brenngases in der Brenngaspumpe 42 angeordnet
wird. Als der Brenngastemperatur sensor 44 wird beispielsweise ein
Temperatursensor, wie z. B. ein Thermoelement, verwendet. Die durch
den Brenngastemperatursensor 44 gemessenen Brenngastemperaturdaten
werden an die Steuerung 20 weitergeleitet.
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Die
Temperatur des aus der Brenngaspumpe 42 abgeführten
Brenngases kann als die Brenngaspumpentemperatur herangezogen werden,
weil zwischen der Temperatur des aus der Brenngaspumpe 42 abgeführten
Brenngases und der Brenngaspumpentemperatur eine ungefähre
Entsprechung vorliegt. Alternativ kann ein Temperatursensor oder
dergleichen zur Messung einer Brenngaspumpentemperatur an einer
vorbestimmten Stelle der Brenngaspumpe 42 angeordnet werden.
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Auf
der Brenngasumwälzleitung 32 sind ein Blockierventil
(nicht gezeigt), das das Brenngas abführt, ein Drucksensor 48,
der einen Druck des Brenngases erfasst, und ein Rückschlagventil 50 angeordnet,
das eine Rückströmung des in der Brenngaszuführleitung 30 auf
die Seite der Brenngasumwälzleitung 32 etc. transportierten
Brenngases verhindert. Darüber hinaus zweigt an einer Brenngasabführleitung 52 zum
Abführen des aus einem Brenngasumwälzsystem abgeführten
Brenngases nach außerhalb des Fahrzeugs durch eine Verdünnungseinrichtung
(nicht gezeigt), wie z. B. eine Wasserstoffkonzentrations-Reduziervorrichtung,
von der Brenngasumwälzleitung 32 ab. Zudem ist
auf der Brenngasabführleitung 52 ein Abführventil 53 angeordnet. Indem
das Abführventil 53 geöffnet und geschlossen wird,
kann das Brenngas, das aufgrund einer wiederholten Umwälzung
in der Brennstoffzelle 12 eine erhöhte Verunreinigungskonzentration
aufweist, nach außen abgeführt werden und neues
Brenngas eingeführt werden, um eine Abnahme der Spannung
in der Brennstoffzelle 12 zu verhindern.
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Das
Oxidationsgassystem des Brennstoffzellensystems 10 weist
eine Oxidationsgaszuführleitung 54 auf, deren
Funktion es ist, ein Oxidationsgas zu einer Kathode der Brennstoffzelle 12 zu
transportieren und dieser zuzuführen, und eine Oxidationsgasabführleitung 56,
deren Funktion es ist, das aus der Kathode der Brennstoffzelle 12 abgeführte
Oxidationsgas zu transportieren.
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Die
Funktion der Oxidationsgaszuführvorrichtung 18 ist
es, ein Oxidationsgas, wie z. B. komprimierte Luft, zuzuführen,
und sie ist mit der Oxidationsgaszuführleitung 54 verbunden.
Die Oxidationsgaszuführvorrichtung 18 weist beispielsweise
ein Luftfilter 58, das einen in der Luft enthaltenen Staub oder
dergleichen entfernt, der aus der Atmosphäre aufgenommen
wird, und eine Pumpe oder einen Luftkompressor 60 auf,
der durch einen Elektromotor angetrieben wird und dessen Funktion
es ist, als eine Pumpeinheit zum Fördern der Luft zu dienen.
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Eine
Befeuchtungseinrichtung 62 ist mit der Oxidationsgaszuführleitung 54 und
der Oxidationsgasabführleitung 56 verbunden, ist
zwischen der Oxidationsgaszuführvorrichtung 18 und
der Brennstoffzelle 12 angeordnet, und es ist deren Funktion,
eine Feuchtigkeit zwischen dem Oxidationsgas, das sich aufgrund
des durch die elektrochemische Reaktion in der Brennstoffzelle 12 erzeugten
Produktwassers in einem hochfeuchten Zustand befindet, und dem Oxidationsgas
auszutauschen, das einen Zustand geringer Feuchtigkeit aufweist
und aus der Atmosphäre aufgenommen wird. Durch die Befeuchtungseinrichtung 62 kann
das Oxidationsgas, das sich in einem Zustand geringer Feuchtigkeit
befindet und aus der Atmosphäre aufgenommen wird, befeuchtet
werden.
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Ein
Druckeinstellungsventil 64 für ein Oxidationsgas
ist auf der Oxidationsgaszuführleitung 54 oder
auf der Oxidationsgasabführleitung 56 angeordnet,
und es ist dessen Funktion, den Druck des Oxidationsgases in der
Kathode einzustellen. Als das Druckeinstellungsventil 64 für
das Oxidationsgas kann ein elektromagnetisches Ventil oder dergleichen
verwendet werden, das allgemein zum Einstellen eines Drucks eines
Gases, wie z. B. Luft, verwendet wird. Auf der Oxidationsgaszuführleitung 54 oder auf
der Oxidationsgasabführleitung 56 ist ein Drucksensor 66 oder
dergleichen angeordnet, der einen Druck des Oxidationsgases erfasst.
Das Oxidationsgas, das in der Oxidationsgasabführleitung 56 strömt,
wird z. B. durch einen Gas-Flüssigkeits-Separator oder
einen Schalldämpfer nach außerhalb des Fahrzeugs
abgeführt.
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Die
Funktion eines Außenlufttemperatursensors 68 ist
es, als Temperaturmesseinheit zu dienen, die eine Temperatur der
Außenluft misst, und dieser Sensor 68 ist in dem Brennstoffzellensystem 10 angeordnet.
Als der Außenlufttemperatursensor 68 kann beispielsweise
ein Thermoelement oder dergleichen verwendet werden. Daten über
die Außenlufttemperatur, die durch den Außenlufttemperatursensor 68 gemessen
werden, werden an die Steuerung 20 weitergeleitet.
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Die
Steuerung 20 ist als ein Microcomputer konstruiert, der
darin eine CPU, einen RAM und einen ROM aufweist, und sie führt
eine Steuerung von Betriebsabläufen verschiedener Bestandteile
des Brennstoffzellensystems 10 gemäß einem
in dem ROM gespeicherten Programm aus. Die Steuerung 20 empfängt
Sensorsignale von den Temperatursensoren, die in den verschiedenen
Leitungen angeordnet sind, wie z. B. dem Kühlwassertemperatursensor 26,
dem Brenngastemperatursensor 44 und dem Außenlufttemperatursensor 68,
und von den Drucksensoren 38, 48 und 66,
und treibt Elektromotoren an, um die Drehzahl von jeweils der Kühlwasserpumpe 24,
der Brenngaspumpe 42 und dem Luftkompressor 60 etc.
gemäß dem Betriebszustand (beispielsweise einer
Betriebslast) der Brennstoffzelle 12 einzustellen. Die
Steuerung 20 steuert ferner die Öffnung und Schließung
verschiedener Ventile, wie dem Kühlwasserumschaltventil 28,
und stellt den Öffnungsgrad dieser Ventile ein. Die Steuerung 20 ist
beispielsweise durch ein Stromkabel oder ähnliches (nicht
gezeigt) mit den Pumpen, den Sensoren, wie z. B. dem Temperatursensor
und dem Drucksensor, und Ventilen, wie z. B. dem Schaltventil, verbunden.
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Anschließend
erfolgt eine Beschreibung des Betriebs des Brennstoffzellensystems 10.
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Nachdem
der Betrieb der Brennstoffzelle 12 in den Stillstand versetzt
worden ist, wird das aus der Brennstoffzelle 12 abgeführte
Brenngas durch die Brenngaspumpe 42 gefördert
und einem Trocknungsvorgang unterzogen. Zunächst wird das
von der Brenngaszuführvorrichtung 16 zugeführte
Brenngas in der Brenngaszuführleitung 30 transportiert
und der Brennstoffzelle 12 zugeführt. Das aus
der Brennstoffzelle 12 abgeführte Brenngas wird
in der Brenngasumwälzleitung 32 transportiert,
durch die Brenngaspumpe 42 gefördert und der Brenngaszuführleitung 30 wieder
zugeführt. Weil das aus der Brennstoffzelle 12 abgeführte
Brenngas eine Feuchtigkeit, wie z. B. einen in der Umwälzleitung 32 oder
in den auf der Brenngasumwälzleitung 32 angeordneten Ventilen
oder ähnlichem verbliebenen Wasserdampf absorbiert, werden
die Brenngasumwälzleitung 32 oder die auf der
Brenngasumwälzleitung 32 angeordneten Ventile
oder ähnliches einem Trocknungsvorgang unterzogen.
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Die
Steuerung 20 empfängt die Kühlwassertemperaturdaten,
die von dem Kühlwassertemperatursensor 26 gesendet
bzw. weitergeleitet werden, und die Brenngastemperaturdaten, die
von dem Brenngastemperatursensor 44 gesendet bzw. weitergeleitet
werden, und vergleicht die Kühlwassertemperatur mit der
Brenngastemperatur. Wenn die Temperatur des aus der Brennstoffzelle 12 abgeführten Kühlwassers
höher ist als die Temperatur des aus der Brenngaspumpe 42 abgeführten
Brenngases, bestimmt die Steuerung 20, dass die Brennstoffzellentemperatur
höher ist als die Brenngaspumpentemperatur.
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Wenn
die Brennstoffzellentemperatur höher ist als die Brenngaspumpentemperatur,
steuert die Steuerung 20 die Kühlwasserpumpe 24 an.
Weil das Kühlwasser durch die Kühlwasserpumpe 24 gefördert
und der Brennstoffzelle 12 zugeführt wird, wird die
Brennstoffzelle 12 gekühlt und die Brennstoffzellentemperatur
gesenkt. Die Kühlwasserpumpe 24 wird vorzugsweise
mit einer höheren Elektromotordrehzahl angetrieben als
der während des Betriebs der Brennstoffzelle 12.
Die Umwälzung des Kühlwassers kann bei einer derartigen
Konfiguration beschleunigt werden, und die Kühlrate der
Brennstoffzelle 12 beschleunigt werden.
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Die
Steuerung 20 schaltet vorzugsweise das Kühlwasserschaltventil 28 auf
die Seite der Kühleinrichtung 14 um, so dass das
aus der Brennstoffzelle 12 abgeführte Kühlwasser
zur Kühleinrichtung 14 strömt. Weil das
aus der Brennstoffzelle 12 abgeführte Kühlwasser
durch die Kühleinrichtung 14 gekühlt wird,
kann die Kühlrate der Brennstoffzelle 12 erhöht werden.
Dabei wird vorzugsweise das Gebläse der Kühleinrichtung 14 betätigt,
und mit einer derartigen Konfiguration kann die Kühlrate
der Brennstoffzelle 12 noch weiter erhöht werden.
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Die
Brenngaspumpe 42 wird vorzugsweise mit einer höheren
Elektromotordrehzahl als der während des Betriebs der Brennstoffzelle 12 angetrieben. Mit
einer derartigen Konfiguration wird die Brenngaspumpe 42 durch
die abgeführte Wärme des Elektromotors oder dergleichen
erwärmt, und folglich wird verhindert, dass die Brenngaspumpentemperatur
abnimmt.
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Weil
die Brennstoffzelle 12 durch das Kühlwasser gekühlt
wird, wird die Brennstoffzellentemperatur auf eine niedrigere Temperatur
als die Brenngaspumpentemperatur gesenkt. Mit einer solchen Konfiguration
kommt es in Bezug auf das feuchtigkeitshaltige Brenngas, das durch
die Brennstoffzelle 12, die Brenngaszuführleitung 30 und
die Brenngasumwälzleitung 32 umgewälzt
wird, zu einer Kondensation der Feuchtigkeit in der Brennstoffzelle 12,
und die Kondensation der Feuchtigkeit in der Brenngaspumpe 42 wird
somit verhindert.
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Nachdem
die Brennstoffzellentemperatur auf eine niedrigere Temperatur als
die Brenngaspumpentemperatur abgenommen hat und die Brennstoffzellentemperatur
beispielsweise auf eine Temperatur nahe der Außenlufttemperatur,
die durch den Außenlufttemperatursensor 68 gemessen
wird, gesunken ist, wird die Kühlwasserpumpe 24 durch
die Steuerung 20 gesteuert und in den Betriebsstillstand
versetzt. Weil die Brennstoffzellentemperatur niedriger ist als
die Brenngaspumpentemperatur, kondensiert die in dem aus der Brennstoffzelle 12 abgeführten Brenngas
enthaltene Feuchtigkeit in der Brennstoffzelle 12, und
die Kondensation in der Brenngaspumpe 42 wird somit verhindert.
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An
dieser Stelle ist es zu bevorzugen, die Kühlwasserpumpe 24 in
den Betriebsstillstand zu versetzen, während die Brenngaspumpe 42 angetrieben
wird. Dies hat den Grund, dass durch Antreiben der Brenngaspumpe 42,
auch wenn die Kühlwasserpumpe 24 in einen Betriebsstillstand
versetzt worden ist, die Brenngaspumpentemperatur auf einer höheren
Temperatur als der Brennstoffzellentemperatur beibehalten wird,
selbst wenn die Brennstoffzellentemperatur aufgrund des Stillstands
der Kühlwasserpumpe 24 geringfügig angestiegen
ist. Nachdem die Steuerung 20 die Kühlwasser pumpe 24 in
einen Betriebsstillstand versetzt hat, wird durch die Steuerung 20 die
Brenngaspumpe 42 ebenfalls in einen Betriebsstillstand
versetzt.
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In
der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird ein Fall beschrieben,
in dem die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben und
die Brennstoffzelle 12 gekühlt wird, wenn die
Brennstoffzellentemperatur höher ist als die Brenngaspumpentemperatur,
nachdem die Brennstoffzelle 12 in den Betriebsstillstand versetzt
worden ist. Alternativ kann die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben
und die Brennstoffzelle 12 auch dann gekühlt werden,
wenn die Brennstoffzellentemperatur niedriger ist als die Brenngaspumpentemperatur,
nachdem der Betrieb der Brennstoffzelle 12 in den Stillstand
versetzt worden ist. Indem die Kühlwasserpumpe 24 angesteuert
und die Brennstoffzelle 12 gekühlt wird, auch
wenn die Brennstoffzellentemperatur niedriger ist als die Brenngaspumpentemperatur,
kann die Brennstoffzellentemperatur mit erhöhter Sicherheit
bei einer niedrigeren Temperatur als der Brenngaspumpentemperatur
aufrechterhalten werden.
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2 ist ein Diagramm, das die Veränderungen
der Brennstoffzellentemperatur und der Brenngaspumpentemperatur
darstellt, nachdem der Betrieb der Brennstoffzelle 12 in
den Stillstand versetzt worden ist (wenn die Brennstoffzellentemperatur > die Brenngaspumpentemperatur
zum Zeitpunkt des Betriebsstillstands der Brennstoffzelle 12 ist). 2(A) ist ein Diagramm, das einen Fall darstellt,
in dem die Brennstoffzelle 12 gekühlt wird, ohne
dass die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben wird,
nachdem die Brennstoffzelle 12 in den Betriebsstillstand
versetzt worden ist, und 2(B) ist
ein Diagramm, das einen Fall darstellt, in dem die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben
und die Brennstoffzelle 12 gekühlt wird, nachdem
die Brennstoffzelle 12 in den Betriebsstillstand versetzt
worden ist. In 2 stellt die horizontale
Achse die Zeit dar, die seit der Unterbrechung des Betriebs der
Brennstoffzelle 12 vergangen ist, und die vertikale Achse
stellt die Brennstoffzellentemperatur und die Brenngastemperatur
dar. Eine auf den Zeitverlauf bezogene Veränderung der Brennstoffzellentemperatur
ist durch eine durchgehende Linie dargestellt, und eine auf den
Zeitverlauf bezogene Veränderung der Brenngaspumpentemperatur
ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. 2 zeigt
Fälle, in denen die Brennstoffzellentemperatur zum Zeitpunkt
des Unterbrechung des Betriebs der Brennstoffzelle 12 höher
ist als die Brenngaspumpentemperatur.
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Wird
die Brennstoffzelle 12 gekühlt, ohne dass die
Kühlwasserpumpe 24 angetrieben wird, nachdem der
Betrieb der Brennstoffzelle 12 in den Stillstand versetzt
worden ist, nimmt die Brennstoffzellentemperatur allmählich
ab, wie in 2(A) gezeigt ist. Weil die Brennstoffzellentemperatur
höher ist als die Brenngaspumpentemperatur, kondensiert die
in dem Brenngas enthaltene Feuchtigkeit in der Brenngaspumpe 24 in
einem höheren Ausmaß als in der Brennstoffzelle 12.
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Wenn
die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben wird und die
Brennstoffzelle 12 gekühlt wird, nachdem der Betrieb
der Brennstoffzelle 12 unterbrochen bzw. in den Stillstand
versetzt worden ist, wie in 2(B) gezeigt
ist, nimmt die Brennstoffzellentemperatur rascher ab als in dem
Fall, in dem die Brennstoffzelle 12 gekühlt wird,
ohne dass die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben wird.
Aufgrund dessen fällt die Brennstoffzellentemperatur auf
eine niedrigere Temperatur ab als die Brenngaspumpentemperatur,
und die in dem Brenngas enthaltene Feuchtigkeit kondensiert in der
Brennstoffzelle 12. Somit wird die Kondensation der Feuchtigkeit
in der Brenngaspumpe 42 verhindert.
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3 ist ein Diagramm, das Veränderungen bezüglich
der Brennstoffzellentemperatur und der Brenngaspumpentemperatur
darstellt, nachdem der Betrieb der Brennstoffzelle 12 in
den Stillstand versetzt worden ist (wenn die Brennstoffzellentemperatur < die Brenngaspumpentemperatur
zum Zeitpunkt des Unterbrechens des Betriebs der Brennstoffzelle 12 ist). 3(A) zeigt einen Fall, in dem die Brennstoffzelle 12 gekühlt
wird, ohne dass die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben
wird, nachdem der Betrieb der Brennstoffzelle 12 in den
Stillstand versetzt worden ist, und 3(B) zeigt
einen Fall, in dem die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben
und die Brennstoffzelle 12 gekühlt wird, nachdem
der Betrieb der Brennstoffzelle 12 in den Stillstand versetzt
worden ist. In 3 stellt die horizontale
Achse die Zeit dar, die seit dem Zeitpunkt der Unterbrechung des
Betriebs der Brennstoffzelle 12 verstrichen ist, und die
vertikale Achse stellt die Brennstoffzellentemperatur und die Brenngaspumpentemperatur
dar. Eine auf den Zeitverlauf bezogene Veränderung der
Brennstoffzellentemperatur ist mit einer durchgehenden Linie dargestellt,
und eine auf den Zeitverlauf bezogene Veränderung der Brenngaspumpentemperatur
ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt. 3 zeigt Fälle
an, in denen die Brennstoffzellentemperatur zum Zeitpunkt der Unterbrechung
des Betriebs der Brennstoffzelle 12 geringer ist als die
Brenngaspumpentemperatur ist.
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Wenn
die Brennstoffzelle 12 gekühlt wird, ohne dass
die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben wird, nachdem
der Betrieb der Brennstoffzelle 12 in den Stillstand versetzt
worden ist, nimmt die Brennstoffzellentemperatur allmählich
ab, wie in 3(A) gezeigt ist. Weil die Brenngaspumpe 42 allgemein eine
geringere Wärmekapazität aufweist als die Brennstoffzelle 12,
ist die Kühlgeschwindigkeit der Brenngaspumpe 42 schneller
als die Kühlgeschwindigkeit der Brennstoffzelle 12.
Aufgrund dessen kann, auch wenn die Brennstoffzellentemperatur geringer
ist als die Brenngaspumpentemperatur, wenn der Betrieb der Brennstoffzelle 12 unterbrochen
wird, die Brennstoffzellentemperatur die Brenngaspumpentemperatur überschreiten,
nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne seit dem Zeitpunkt der Unterbrechung
des Betriebs der Brennstoffzelle 12 verstrichen ist. Folglich
kann die in dem Brenngas enthaltene Feuchtigkeit in der Brenngaspumpe 42 in
einem größeren Ausmaß als in der Brennstoffzelle 12 kondensieren.
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Wenn
die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben wird und die
Brennstoffzelle 12 gekühlt wird, nachdem der Betrieb
der Brennstoffzelle 12 in den Stillstand worden ist, wie
in 3(B) gezeigt ist, nimmt die
Brennstoffzellentemperatur rascher ab als in dem Fall, in dem die
Brennstoffzelle 12 ohne Antrieb der Kühlwasserpumpe 24 gekühlt
wird. Aufgrund dessen kann, auch wenn die Brennstoffzellentemperatur
geringer ist als die Brenngaspumpentemperatur, wenn der Betrieb
der Brennstoffzelle 12 in den Stillstand versetzt worden
ist, die Brennstoffzellentemperatur mit erhöhter Zuverlässigkeit
bei einer geringeren Temperatur als der Brenngaspumpentemperatur
gehalten werden, indem die Kühlwasserpumpe 24 angetrieben
und die Brennstoffzelle 12 gekühlt wird. Bei einer
solchen Konfiguration kondensiert die in dem Brenngas enthaltene
Feuchtigkeit in der Brennstoffzelle 12, und folglich wird
die Kondensation der Feuchtigkeit in der Brenngaspumpe 42 verhindert.
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Indem
das Kühlwasser durch die Kühlwasserpumpe gefördert
und die Brennstoffzelle gekühlt wird, nachdem der Betrieb
der Brennstoffzelle in den Stillstand versetzt worden ist, so dass
die Brennstoffzellentemperatur auf eine geringere Temperatur als die
Brenngaspumpentemperatur gesenkt wird, kann mit der vorstehend beschriebenen
Struktur die Kondensation der Feuchtigkeit in der Brenngaspumpe verhindert
werden, mit der Brenngaspumpe das aus der Brennstoffzelle abgeführte
Brenngas gefördert und der Trocknungsvorgang vorgenommen
werden. Weil die Kondensation der Feuchtigkeit in der Brenngaspumpe
verhindert wird, kann eine Frostbildung in der Brenngaspumpe verhindert
werden, selbst wenn der Betriebsstillstand der Brennstoffzelle für
längere Zeit in einer Niedrigtemperaturumgebung fortbesteht.
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Der
vorstehend beschriebenen Struktur entsprechend kann, nachdem der
Betrieb der Brennstoffzelle in den Stillstand versetzt worden ist,
die Brennstoffzellentemperatur mit höherer Zuverlässigkeit
auf eine niedrigere Temperatur gesenkt werden als die Brenngaspumpentemperatur,
indem der Betrieb der Brenngaspumpe in den Stillstand versetzt wird,
nachdem der Betrieb der Kühlwasserpumpe in den Stillstand
versetzt worden ist.
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Mit
der vorstehend beschriebenen Struktur kann die Brennstoffzelle rascher
gekühlt und die Brennstoffzellentemperatur auf eine niedrigere
Temperatur gesenkt werden als die Brenngaspumpentemperatur, indem
das Kühlwasser, das durch die Kühleinrichtung
gekühlt wird, gefördert und die Brennstoffzelle
gekühlt wird, nachdem der Betrieb der Brennstoffzelle in
den Stillstand versetzt worden ist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Ein
Brennstoffzellensystem der vorliegenden Erfindung ist in einer beliebigen
Anwendung effektiv, in der eine Brennstoffzelle verwendet wird,
und es ist insbesondere in einer Fahrzeug-Brennstoffzelle von Nutzen.
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Zusammenfassung
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Brennstoffzellensystem
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Ein
Brennstoffzellensystem (10), aufweisend eine Kühlwasserpumpe
(24), die in der Kühlwasserleitung (22)
angeordnet ist, in der ein Kühlwasser zu einer Brennstoffzelle
(12) geleitet wird, und die das Kühlwasser dabei
unter Druckbeaufschlagung weiterleitet, eine Brenngaszuführleitung
(30), die mit der Brennstoffzelle (12) verbunden
ist und ein Brenngas der Brennstoffzelle (12) zuführt,
eine Brenngasumwälzleitung (32), die mit sowohl
der Brennstoffzelle (12) als auch der Brenngaszuführleitung
(30) verbunden ist und das Brenngas, das aus der Brennstoffzelle
(12) abgeführt wird, in der Brenngaszuführleitung (30)
umwälzt, und eine Brenngaspumpe (42), die in der
Brenngas-Umwälzleitung (32) angeordnet ist und das
Brenngas, das aus der Brennstoffzelle (12) abgeführt
wird, unter Druckbeaufschlagung zur Brenngaszuführleitung
(30) weiterleitet. Nachdem der Betrieb der Brennstoffzelle
(12) in einen Stillstand versetzt worden ist, wird das
aus der Brennstoffzelle (12) abgeführte, mit Druck
beaufschlagte Brenngas durch die Brenngaspumpe (42) weitergeleitet,
und das mit Druck beaufschlagte Kühlwasser wird durch die Kühlwasserpumpe
(24) weitergeleitet, um die Brennstoffzelle (12)
zu kühlen, um dadurch die Temperatur der Brennstoffzelle
auf einen Wert zu reduzieren, der niedriger ist als die Temperatur
der Brenngaspumpe.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-193102
A [0005]