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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Aktivieren einer Brennstoffzelle.
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Technischer Hintergrund
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In Brennstoffzellsystemen ist es zur Gewährleistung der Sicherheit z. B. notwendig, zu überwachen, ob Wasserstoffgas (Brenngas) aus einer Gasleitung oder einer Brennstoffzelle ausgetreten ist oder nicht. Während in den Brennstoffzellensystemen Leistung erzeugt wird, wird im Gegensatz dazu Wasserstoffgas in der Brennstoffzelle verbraucht, so dass die Tatsache, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht, dadurch bestimmt werden muss, dass die Menge des Wasserstoffgasverbrauchs berücksichtigt wird.
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Beispielhafte Brennstoffzellensysteme sowie Steuerverfahren hierfür sind Gegenstand der
US 2007/0148512 A1 , der
JP 2007-134200 A , der
US 2007/0141404A1 sowie der
CA 2 632 963 A1 .
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In dem Brennstoffzellensystem, das in der
JP 2006-179469 A bzw. der
DE 11 2005 001 818 T5 beschrieben ist, die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, wird basierend auf einer Gasdifferenzmenge bestimmt, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht, wobei diese Menge erhalten wird, indem von der Strömungsrate des Wasserstoffgases, das einem Gaszufuhrströmungsweg zugeführt wird, eine Wasserstoffmenge, die in einer Brennstoffzelle verbraucht wird, und eine Variationsmenge des Wasserstoffgases, das in einen Austrittsüberprüfungs-Strömungsweg strömt, subtrahiert wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Das der Erfindung zugrundeliegende Problem
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Die Wasserstoffgasverbrauchsmenge variiert aufgrund verschiedener variabler Faktoren, und es ist daher schwierig, eine Berechnung mit hoher Genauigkeit auszuführen, bei der solch variable Faktoren berücksichtigt werden müssen. Dementsprechend wäre eine komplexe Systemanordnung notwendig, um unter Verwendung der Wasserstoffgasverbrauchsmenge exakt bestimmen zu können, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht.
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Die vorliegende Erfindung ist somit entwickelt worden, um das vorstehend angeführte Problem des Stands der Technik zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Brennstoffzellensystem und ein Aktivierungsverfahren für eine Brennstoffzelle zu schaffen, mit deren Hilfe in einer einfachen Anordnung exakt bestimmt werden kann, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht.
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Mittel zur Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe schlägt die vorliegende Anmeldung ein Brennstoffzellenaktivierungsverfahren in einem Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 vor, wobei das Brennstoffzellensystem eine Brennstoffzelle aufweist, der ein Brenngas und ein Oxidationsgas zugeführt werden, und die anhand einer elektrochemischen Reaktion Leistung erzeugt. Das Verfahren umfasst: Zuführen von Brenngas zur Brennstoffzelle, nachdem eine Anforderung zur Aktivierung der Brennstoffzelle empfangen wurde, und Bestimmen, ob sich auf einer Brennstoffelektrodenseite der Brennstoffzelle nach dem Start der Brenngaszufuhr zur Brennstoffzelle ein Brenngasaustritt ereignet hat oder nicht. Wenn bestimmt wurde, dass sich kein Brenngasaustritt ereignet hat, wird die Oxidationsgaszufuhr zur Brennstoffzelle gestartet wird und der Betrieb der Brennstoffzelle fortgesetzt, wohingegen, wenn bestimmt wurde, dass sich ein Brenngasaustritt ereignet hat, die Aktivierung der Brennstoffzelle gestoppt wird und ein Gasaustrittsalarm ausgegeben wird.
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Das vorstehende Brennstoffzellensystem umfasst zudem einen Brennstoffzufuhrströmungsweg zum Zuführen des Brenngases zur Brennstoffzelle von einer Brennstoffzufuhrquelle, die das Brenngas speichert, und die Brenngaszufuhr wird gestartet, indem ein Ventil geöffnet wird, das in dem Brennstoffzufuhrströmungsweg angeordnet ist. Nach Schließen des Ventils wird bestimmt, ob Brenngas ausgetreten ist oder nicht.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung kann nach der Aktivierung einer Brennstoffzelle von dem Zeitpunkt, wenn die Zufuhr des Brenngases zur Brennstoffzelle gestartet wird, bis zum Start der Zufuhr des Oxidationsgases bestimmt werden, ob sich ein Brenngasaustritt ereignet hat oder nicht. In anderen Worten kann also bestimmt werden kann, ob sich ein Brenngasaustritt ereignet hat oder nicht, bevor die Brennstoffzelle Brenngas verbraucht. Ob sich ein Brenngasaustritt ereignet hat oder nicht, kann dementsprechend ohne Berücksichtigung des Brenngasmengenverbrauch in der Brennstoffzelle bestimmt werden, und somit kann in einer einfachen Anordnung exakt bestimmt werden, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht.
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Erfindungsgemäß kann ferner die Oxidationsgaszufuhr gestartet werden, indem eine Oxidationsgaszufuhrquelle aktiviert wird, die der Brennstoffzelle das Oxidationsgas zuführt.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft gemäß Anspruch 3 ein Brennstoffzellensystem mit einer Brennstoffzelle, der ein Brenngas und ein Oxidationsgas zugeführt werden, und die anhand einer elektrochemischen Reaktion Leistung erzeugt, wobei das System ferner eine Steuerungseinrichtung aufweist, die derart programmiert ist, dass sie das vorstehend beschriebene Verfahren ausführt.
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Wirkung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann anhand einer einfachen Anordnung exakt bestimmt werden, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung, die ein Brennstoffzellensystem gemäß einer Ausführungsform darstellt.
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2 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Brennstoffzellenaktivierungsverarbeitung in dem in 1 gezeigten Brennstoffzellensystem.
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Benennung der Bezugszeichen
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- 1 ... Brennstoffzellensystem; 2 ... Brennstoffzelle; 3 ... Oxidationsgasleitungssystem; 4 ... Wasserstoffgasleitungssystem; 5 ... Steuerungseinheit; 21 ... Stromsensor; 30 ... Filter; 31 ... Kompressor; 32 ... Luftzufuhrströmungsweg; 33 ... Luftauslassströmungsweg; 34 ... Befeuchtungseinrichtung; 40 ... Wasserstofftank; 41 ... Wasserstoffzufuhrströmungsweg; 42 ... Zirkulationsströmungsweg; 43 ... Hauptsperrventil; 44 ... Regler; 45 ... erstes Sperrventil; 46 ... zweites Sperrventil; 47 ... Wasserstoffpumpe; 48 ... Gas-Flüssigkeitsabscheider; 49 ... Auslass-/Ableitventil; 50 ... Auslassströmungsweg; 51 ... Verdünnungseinrichtung; 91 ... Gleichstromwandler; 92 ... Sekundärbatterie; 93 ... Antriebsleistungs-Wechselrichter bzw. -Inverter; 94 ... Antriebsmotor; und P1 ... Drucksensor.
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Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Brennstoffzellensystems und Aktivierungsverfahrens für eine Brennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Mit dieser Ausführungsform wird der Fall erläutert, wo das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung als ein fahrzeuggestütztes Leistungserzeugungssystem für ein Brennstoffzellenfahrzeug (FCHV: Fuel Cell Hybrid Vehicle = Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug) verwendet wird.
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Das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass, während der Aktivierung einer Brennstoffzelle, von dem Zeitpunkt, wenn die Brenngaszufuhr zur Brennstoffzelle gestartet wird, bis zum Start der Zufuhr des Oxidationsgases bestimmt wird, ob sich ein Brenngasaustritt ereignet hat oder nicht, und als Folge daraus in einer einfachen Anordnung exakt bestimmt wird, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht. Beispiele für den Zeitpunkt der Aktivierung der Brennstoffzelle sind der Zeitpunkt des Anfahrens bzw. Hochfahrens des Verbrennungsmotors und der Zeitpunkt, wenn der Betriebsmodus von intermittierend wieder auf normal wechselt. In anderen Worten gibt der vorstehende Zeitpunkt den Zeitpunkt an, wenn die Zufuhr der Reaktionsgase (Oxidationsgas und Brenngas) zur Brennstoffzelle gestartet oder erneut gestartet wird, nachdem sich diese in einem Stopp- oder Bereitschaftszustand befunden hat.
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Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, in der eine Anordnung des Brennstoffzellensystem gemäß dieser Ausführungsform erläutert wird. Bei 1 handelt es sich um eine schematische Zeichnung einer Anordnung, die das Brennstoffzellensystem gemäß dieser Ausführungsform darstellt.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist das Brennstoffzellensystem 1 auf eine Brennstoffzelle 2, der die aus Oxidationsgas und Brenngas bestehenden Reaktionsgase zugeführt werden und die anhand einer elektrochemischen Reaktion Leistung erzeugt; ein Oxidationsgasleitungssystem 3 zum Zuführen von Luft als Oxidationsgas zur Brennstoffzelle 2; ein Wasserstoffgasleitungssystem 4 zum Zuführen von Wasserstoff als Brenngas zur Brennstoffzelle 2; und eine Steuerungseinheit 5, die eine Gesamtsteuerung des gesamten Systems ausführt.
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Die Brennstoffzelle 2 weist einen Stapelaufbau auf, der aus einer Mehrzahl von geschichteten Zelleneinheiten besteht, denen die Reaktionsgase zugeführt werden und die Leistung erzeugen. Die durch die Brennstoffzelle 2 erzeugte Gleichstromleistung wird teilweise durch einen Gleichstromwandler 91 so umgewandelt, dass sie eine verminderte Spannung aufweist, und eine Sekundärbatterie 92 (Batterie) wird mit dieser Leistung geladen wird. Ein Antriebsleistungs-Wechselrichter bzw. -Inverter 93 wandelt die von sowohl der Brennstoffzelle 2 als auch der Sekundärbatterie 93 oder von einer von diesen beiden bereitgestellte Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung um und führt die Wechselstromleistung einem Antriebsmotor 94 zu. Die Brennstoffzelle 2 ist mit einem Stromsensor 21 zum Erfassen des Stroms versehen, der erzeugt wird.
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Das Oxidationsgas-Leitungssystem 3 weist auf: einen Kompressor 31 (eine Oxidationsgas-Zufuhrquelle), der ein durch einen Filter 30 aus der Atmosphäre eingeführtes Oxidationsgas komprimiert und dann das Gas weiterleitet; einen Luftzufuhrströmungsweg 32 zum Zuführen eines Oxidationsgases zur Brennstoffzelle 2; und einen Luftabgasströmungsweg 33 zum Abführen eines Oxidationsabgases, das aus der Brennstoffzelle 2 abgeführt wird. Der Luftzufuhrströmungsweg 32 und der Luftauslassströmungsweg 33 sind mit einer Befeuchtungseinrichtung 34 versehen, die das komprimierte Oxidationsgas befeuchtet, das vom Kompressor 31 durch Verwendung des aus der Brennstoffzelle 2 abgeführten Oxidationsabgases weitergeleitet wird. Das Oxidationsabgas wird, nachdem es durch die vorstehend erwähnte Befeuchtungseinrichtung 34 einem Feuchtigkeitsaustausch etc. unterzogen worden ist, schließlich als Abgas aus dem System in die Atmosphäre abgeführt.
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Das Wasserstoffgasleitungssystem 4 weist auf: einen Wasserstofftank 40, der als eine Brennstoffzufuhrquelle dient, die ein unter hohem Druck (z. B. 70 MPa) stehendes Wasserstoffgas speichert, einen Wasserstoffzufuhrströmungsweg 41, der als ein Brenngaszufuhrströmungsweg zum Zuführen des Wasserstoffgases im Wasserstofftank 40 zur Brennstoffzelle 2 dient; und einen Zirkulationsströmungsweg 42 in dem ein Wasserstoffabgas, das aus der Brennstoffzelle 2 abgeführt wird, zurück zum Wasserstoffzufuhrströmungsweg 41 strömt. Es ist zu beachten, dass es sich bei dem Wasserstoffgasleitungssystem 4 um eine Ausführungsform eines Brennstoffzufuhrsystems gemäß der vorliegenden Erfindung handelt. Anstelle des Wasserstofftanks 40 gemäß dieser Ausführungsform können auch eine Reformiereinrichtung, die unter Verwendung von Dampf einen Kohlenwasserstoff-Brennstoff in ein wasserstoffreiches Brenngas reformiert, und ein Hochdruckgastank, in dem das durch die Reformiereinrichtung reformierte Brenngas unter Druck gesetzt und gesammelt wird, ebenfalls als eine Brennstoffquelle verwendet werden. Alternativ kann ein Tank mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung ebenfalls als eine Brennstoffzufuhrquelle verwendet werden.
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Der Wasserstoffzufuhrweg 41 beinhaltet: ein Hauptsperrventil 43 (Ventil), das eine Wasserstoffgaszufuhr aus dem Wasserstofftank 40 blockiert oder annimmt; einen Regler 44, der den Druck des Wasserstoffgases auf einen vorbestimmten Sekundärdruck reguliert; und ein erstes Sperrventil 45 (Ventil), das eine Wasserstoffgaszufuhr aus dem Wasserstoffzufuhrströmungsweg 41 zur Brennstoffzelle 2 blockiert oder annimmt. Überdies ist ein Drucksensor P1, der den Druck des Wasserstoffgases in dem Wasserstoffzufuhrströmungsweg 41 erfasst, stromabwärts des ersten Sperrventils 45 angeordnet.
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Der Zirkulationsströmungsweg 42 beinhaltet: ein zweites Sperrventil 46 (Ventil), das ein aus der Brennstoffzelle 2 zum Zirkulationsströmungsweg 42 ausströmendes Wasserstoffabgas blockiert oder annimmt; und eine Wasserstoffpumpe 47, die ein Wasserstoffabgas in dem Zirkulationsströmungsweg 42 mit Druck beaufschlagt und dasselbe in Richtung der Seite des Wasserstoffzufuhrströmungsweges 41 weiterleitet. Zudem ist ein Auslassströmungsweg 50 mit dem Zirkulationsströmungsweg 42 über einen Gas-Flüssigkeitsabscheider 48 und ein Auslass-/Ableitventil 49 verbunden. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 48 fängt das Wasser aus dem Wasserstoffabgas auf. Basierend auf den Befehlen von der Steuerungseinheit 5 führt das Auslass-/Ableitventil 49 das durch den Gas-Flüssigkeitsabscheider 48 aufgefangene Wasser und das Vereinreinigungen enthaltende Wasserstoffabgas im Zirkulationsströmungsweg ab (leitet dieses ab). Das Wasserstoffabgas, das aus dem Auslass-/Ableitventil 49 abgeführt bzw. ausgelassen wird, wird durch eine Verdünnungseinrichtung 51 verdünnt und strömt dann mit dem Oxidationsabgas im Luftauslassströmungsweg 33 zusammen.
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Die Steuerungseinheit 5 erfasst einen veränderten Betrag bzw. einen Verstellweg eines Beschleunigungselements (z. B. Fahrpedals), das in dem Brennstoffzellenfahrzeug angeordnet ist, empfängt Steuerungsinformationen, wie z. B. einen Beschleunigungs-Sollbetrag (z. B. einen Leistungserzeugungsbetrag, der durch eine Leistungsverbrauchsvorrichtung, wie z. B. den Antriebsmotor, angefordert wird), und steuert den Betrieb von verschiedenen Vorrichtungen in dem System. Beispiele für die Leistungsverbrauchsvorrichtung beinhalten außer dem Antriebsmotor 94, Zusatzaggregate (z. B. Elektromotoren für den Kompressor 31 und die Wasserstoffpumpe 47), die für den Betrieb der Brennstoffzelle 2 notwendig sind, Stellglieder, die in verschiedenen Vorrichtungen verwendet werden, die mit dem Fahrbetrieb des Fahrzeugs in Verbindung stehen (Getriebe, Radführung, Steuerungsvorrichtung, Aufhängung etc.) und eine Luftaufbereitungsvorrichtung (Klimaanlage), Beleuchtungsvorrichtung, Audiosystem etc. für die Fahrgastzelle.
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Nach der Aktivierung der Brennstoffzelle 2 steuert die Steuerungseinheit 5 die „Brennstoffzellen-Aktivierungsverarbeitung”, wobei bestimmt wird, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht, indem der Brennstoffzelle 2 Wasserstoffgas zugeführt wird, und der Brennstoffzelle 2 Oxidationsgas zugeführt wird, nachdem die vorstehende Bestimmung beendet worden ist. Insbesondere wird nach einer Aktivierung der Brennstoffzelle 2 das Hauptsperrventil 43 zunächst geöffnet, um eine Wasserstoffgaszufuhr aus dem Wasserstofftank 40 zur Brennstoffzelle 2 zu starten. Dann wird eine Gasaustritts-Bestimmungsverarbeitung (auf die in der Beschreibung später eingegangen wird) für das Wasserstoffgasleitungssystem 4 ausgeführt. Wenn infolge der Gasaustritts-Bestimmungsverarbeitung bestimmt, dass sich kein Gasaustritt ereignet hat, wird der Kompressor 31 aktiviert, um eine Oxidationsgaszufuhr zur Brennstoffzelle 2 zu starten. Dabei wird der Betrieb des Brennstoffzellensystems 1 gestartet.
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In Bezug auf den Vorgang der Aktivierung der Brennstoffzelle 2 sind im Gegensatz zum Vorgang des Startens der Zufuhr des Oxidationsgases nach dem Starten der Zufuhr des Wasserstoffgases, wie er in dieser Ausführungsform zur Anwendung kommt, auch ein Vorgang zum Starten der Zufuhr des Wasserstoffgases nach dem Starten der Zufuhr des Oxidationsgases und ein Vorgang zum Starten der Zufuhr des Oxidationsgases und des Wasserstoffgases gleichzeitig möglich. Bei diesen Vorgängen wird jedoch die Leistungserzeugung in der Brennstoffzelle 2 unmittelbar nach der Zufuhr des Wasserstoffgases gestartet, was dazu führt, dass elektrischer Strom in der Brennstoffzelle 2 erzeugt wird und das der Brennstoffzelle 2 zugeführte Wasserstoffgas verbraucht wird. Wenn somit die Brennstoffzelle 2 aktiviert wird und entsprechend diesen Vorgängen bestimmt wird, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht, muss dabei die Menge des Wasserstoffgasverbrauchs berücksichtigt werden.
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Demgegenüber startet nach der Aktivierung der Brennstoffzelle 2 die Steuerungseinheit in dieser Ausführungsform die Zufuhr des Oxidationsgases nach dem Starten der Zufuhr des Wasserstoffgases und bestimmt vom Start der Wasserstoffgaszufuhr bis zum Start der Oxidationsgaszufuhr, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht. In der Brennstoffzelle 2 wird vom Start der Wasserstoffgaszufuhr bis zum Start der Oxidationsgaszufuhr keine Leistungserzeugung ausgeführt, so dass in der Brennstoffzelle 2 kein Strom erzeugt wird. Dementsprechend muss in dem Brennstoffzellensystem 1 in dieser Ausführungsform die Menge des Wasserstoffgasverbrauchs nicht berücksichtigt werden, wenn bestimmt wird, ob sich nach der Aktivierung der Brennstoffzelle 2 ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht, und das Brennstoffzellensystem 1 kann somit eine exakte Gasaustrittsbestimmung erreichen.
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Für die vorstehend erwähnte Gasaustritts-Bestimmungsverarbeitung können verschiedene Arten von Gasaustritts-Bestimmungsverarbeitungen verwendet werden, die in den Brennstoffzellen des Stands der Technik angewendet werden. So kann z. B. die nachstehende Gasaustritts-Bestimmungsverarbeitung verwendet werden. Zunächst wird unter Verwendung des Drucksensors P1 die Druckveränderung eines zwischen dem ersten Sperrventil 45 und dem zweiten Sperrventil 46 ausgebildeten geschlossenen Raums erfasst, die entsteht, indem das erste Sperrventil 45 und das zweite Sperrventil 46 geschlossen werden, und die Erfassungsergebnisse werden verwendet, um den Betrag des Gasaustritts zu messen. Wenn der gemessene Gasaustrittsbetrag größer als ein vorläufig gespeicherter Schwellwert ist, wird bestimmt, dass sich ein Wasserstoffgasaustritt im Wasserstoffgasleitungssystem 4 ereignet hat. Wenn hingegen der Betrag des Gasaustritts kleiner oder gleich dem vorläufig gespeicherten Schwellwert ist, wird bestimmt, dass sich im Wasserstoffgasleitungssystem 4 kein Wasserstoffgasaustritt ereignet hat.
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Tatsächlich weist hier die Steuerungseinheit 5 z. B. eine CPU, einen ROM und ein HDD zum Speichern von Steuerungsprogrammen und Steuerungsdaten, die durch die CPU verarbeitet werden, einen RAM, der hauptsächlich als verschiedene Arbeitsbereiche zur Steuerungsverarbeitung verwendet wird, und eine Eingabe-Ausgabeschnittstelle auf. Diese Komponenten sind über einen Bus miteinander verbunden. Verschiedene Sensoren, einschließlich des Drucksensors P1, sind mit der Eingabe-/Ausgabeschnittstelle verbunden, und verschieden Treibereinrichtungen zum Antreiben bzw. Ansteuern des Kompressors 31, des Hauptsperrventils 43, des ersten Sperrventils 45, des zweiten Sperrventils 46, der Wasserstoffpumpe 47, des Auslass-/Ablassventils 49 etc. sind ebenfalls mit der Eingabe-/Ausgabeschnittstelle verbunden.
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Entsprechend den im ROM gespeicherten Steuerungsprogrammen empfängt die CPU die Ergebnisse der Erfassung im Drucksensor P1 durch die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle, verarbeitet dieselben unter Verwendung verschiedener Daten etc. im RAM und bestimmt dadurch, ob sich im Wasserstoffgasleitungssystem 4 ein Gasaustritt ereignet hat. Zudem gibt die CPU über die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle Steuerungssignale an verschiedene Treibereinrichtungen aus und steuert dadurch das gesamte Brennstoffzellensystem 1.
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Anschließend wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm, das in 2 gezeigt ist, die Verarbeitung zum Aktivieren der Brennstoffzelle 2 in dieser Ausführungsform erläutert.
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Zunächst empfängt die Steuerungseinheit 5 eine Anforderung zur Aktivierung der Brennstoffzelle 2, z. B. wenn der Zündschalter eingeschaltet wird oder wenn eine vorbestimmte Umschaltbedingung während eines intermittierenden Betriebs erfüllt wird (Schritt S1). Danach öffnet die Steuerungseinheit 5 das Hauptsperrventil 43, um die Wasserstoffgaszufuhr aus dem Wasserstofftank 40 zur Brennstoffzelle 2 zu starten (Schritt S2).
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Dann führt die Steuerungseinheit 5 die Gasaustritts-Bestimmungsverarbeitung für das Wasserstoffgasleitungssystem 4 (Schritt S3) aus. Wenn in der Gasaustritts-Bestimmungsverarbeitung bestimmt wird, dass es zu einem Gasaustritt gekommen ist (Schritt S4; JA), gibt die Steuerungseinheit 5 einen Gasaustrittsalarm aus und stoppt die Aktivierung der Brennstoffzelle 2 (Schritt S5).
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Wenn hingegen in der vorstehenden Gasaustritts-Bestimmungsverarbeitung bestimmt wird, das sich kein Gasaustritt ereignet hat (Schritt S4; NEIN), aktiviert die Steuerungseinheit 5 den Kompressor 31, um die Oxidationsgaszufuhr zur Brennstoffzelle 2 zu starten (Schritt S6), und setzt den Betrieb der Brennstoffzelle 2 fort (Schritt S7).
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In der vorstehend beschriebenen Brennstoffzellen-Aktivierungsverarbeitung wird die Aktivierung der Brennstoffzelle 2 gestoppt, wenn bestimmt wird, dass sich ein Gasaustritt ereignet hat (Schritt S4; JA), doch wird die Aktivierung nicht notwendigerweise gestoppt. Es können z. B. abhängig vom Betrag des Gasaustritts Inspektionen vorgenommen werden, um vorbestimmte Elemente für die Aktivierung/den Betrieb der Brennstoffzelle 2 zu überprüfen, und, wenn keine Probleme festgestellt werden, kann der Betrieb der Brennstoffzelle 2 fortgesetzt werden.
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Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß dem Brennstoffzellensystem 1 in dieser Ausführungsform, nach der Aktivierung der Brennstoffzelle 2, von dem Zeitpunkt, wenn die Zufuhr des Wasserstoffgases zur Brennstoffzelle 2 gestartet wird, bis zum Start der Zufuhr des Oxidationsgases, bestimmt werden, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht. In anderen Worten kann also bestimmt werden, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht, bevor die Brennstoffzelle 2 das Wasserstoffgas verbraucht. Dementsprechend kann bestimmt werden, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht, ohne dabei die Mange des Wasserstoffgasverbrauchs in der Brennstoffzelle 2 berücksichtigen zu müssen, und es kann somit exakt und in einer einfachen Anordnung bestimmt werden, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht.
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Obgleich die vorstehende Ausführungsform den Fall erläutert, in dem ein Brennstoffzellenfahrzeug mit dem Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, können verschiedene andere mobile Objekte außer Brennstoffzellenfahrzeuge (Roboter, Schiffe, Flugzeuge etc.) ebenfalls mit dem Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet werden. Außerdem kann das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung auch in feststehenden Leistungserzeugungssystemen verwendet werden, die als Leistungserzeugungsausrüstung in Gebäuden (Wohnhäuser, Bürogebäude etc.) dienen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Das Brennstoffzellensystem und das Brennstoffzellenaktivierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eignen sich für das in einer einfachen Anordnung ausgeführte, exakte Bestimmen dessen, ob sich ein Gasaustritt ereignet hat oder nicht.
