专利名称：燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制燃料电池系统启动的技术，该燃料电池系统 通过氢气和氧气之间的电化学反应发电。
背景技术：
近来，作为新一代发电源，通过氢气和氧气之间的电化学反应而 发电的燃料电池系统引起了人们的广泛关注。众所周知，在燃料电池 系统中，水产生于电化学反应，这些水通常被用于冷却燃料电池的内 部或通过排放管道排出到外部。但是，当这种燃料电池系统置于例如外界温度低于凝固点的低温 条件中或在这种低温条件下使用时，考虑到留在燃料电池系统的阀、 泵、管等中的水就会结冰，这会导致燃料电池系统不能工作或燃料电 池系统的使用寿命縮短。发明内容考虑到上述情形，本发明提供一种燃料电池系统和这种燃料电池 系统相应的操作方法，这种系统能够避免由于在燃料电池系统中结冰 而导致的问题。本发明的第一方面涉及一种燃料电池系统，它包括燃料电池，气
体供给-排放部分，该部分用于向燃料电池供给在其中进行发电所使用 的气体或用于从燃料电池排放废气，以及控制装置，该装置在启动燃 料电池系统时判定包括在包括气体供给-排放部分的燃料电池系统的特 定部分或元件中出现/未出现冻结，并且当在气体供给-排放部分中检测 到冻结、即使只是部分冻结时，禁止燃料电池系统的启动。根据本发明的第一个方面，在启动燃料电池系统的操作前，可能 检测出气体供给-排放部分中的冻结。因此，可防止由于使用处于冻结 状态中的燃料电池系统发电时而导致燃料电池系统性能变差，因此避 免燃料电池系统中产生的异常或失效。在根据第一方面的燃料电池系统中，优选设置温度检测装置，用 于检测燃料电池系统中至少一个部分或元件中的温度，如果由该温度 检测装置将测到的温度低于参考值，则控制装置适于判定出现冻结。 该温度检测装置可检测外界温度、燃料气体温度、冷却剂温度等等。 而且，燃料电池系统在检测到的温度高于参考值时适于作出有关出现/ 未出现冻结的判定。通过这种布置，可避免对燃料电池系统启动的延 迟。而且，优选的，设置用于检测气体供给-排放部分的压力的压力检 测装置，并且控制装置根据由该压力检测装置检测出的压力判定出现/ 未出现冻结。例如，如果用于调节供给或排放的气体量的阀门打开， 而且该阀打开后预定一段时间内获得的压力低于参考值，则控制装置 判定燃料电池系统的至少一个部分或元件冻结。而且，通过参考压力 的变化还可能区分燃料电池系统元件或部分的冻结状态和部分冻结状 态。此处，"部分冻结状态"指一种阀门没有完全冻结的状态，尽管 阀门能够操作但是表现异常。在这种情况下，根据所操作的阔门和压 力传感器的位置，能够判定燃料电池系统中冻结的具体位置和状态。而且，优选的设置例如加压泵的用于供给或排放气体的电驱动元
件，控制装置根据供给到该电驱动元件的电能确定出现/未出现冻结。 例如，控制装置通过比较电驱动元件的目标驱动值与该电驱动元件操 作期间获得的实际驱动值判定出现/未出现冻结，所述电驱动元件的目 标驱动值由与供给到电驱动元件的电能相对应的驱动指令所指示。而 且，可根据这些值之间的偏差判定冻结的程度。而且，优选的，当判定出气体供给-排放部分没有冻结而燃料电池 系统的其它元件或部分冻结时，燃料电池系统启动，并且冻结元件或 部分采用发电过程中生成的电力或热量中的至少一种进行解冻。在这 种解冻过程中，优选禁止或暂停其它各种功能或控制，直到解冻结束。
本发明前述的和/或其它目的、特点和优点在以下参照附图对优选 实施例的描述中会变得更加明显，在附图中相同的标号用来表示相同 的元件，其中图1是示出根据本发明一个实施例的燃料电池系统的结构的视图；图2是示出一个本实施例的控制单元的结构和从该控制单元输入和输出的信号的视图；图3是流程图，示出控制单元执行的流程，以便判定在根据本实施例的燃料电池系统中出现/未出现冻结；图4A到4C是曲线图，示出在本实施例中每个状态下压力的变化； 图5A到5C是曲线图，示出在本实施例中每个状态下压力的变化； 图6是曲线图，示出在本实施例中每个状态下氢气泵转速的变化； 图7是流程图，示出当在本实施例中检测到冻结时，控制单元100所执行的流程；和图8是曲线图，示出为打开在本实施例的修改例中的阀所采取的步数的增加。
具体实施方式
图1是示出根据本发明一个实施例的燃料电池系统的结构的视 图。在本实施例中，燃料电池系统被用作采用马达驱动的电动车的电 源。当驾驶者操作加速器时，车辆进行发电并用所产生的动力驱动。 此处应说明的是，本发明应该不限于这种车内的燃料电池系统，它可 以形成为包括固定燃料电池系统的其它各种类型的燃料电池系统。参照图1，该燃料电池系统包括由电池(燃料电池)相互层叠其 上构成的燃料电池叠层10，在每个电池中，通过氢气和氧气之间的电 化学反应发电。每个电池都具有氢侧电极(即，阳极)和氧侧电极(即， 阴极)，它们之间设置一个电解质膜。该电解质膜为固体聚合物电解质膜，例如Nafion龟解质膜(注册商标)，因此每个电池都形成为固 体聚合物型电池。不必说，其它各种类型的燃料电池也可用于其它实 施例中。对于燃料电池叠层IO的阴极侧，提供压縮空气作为含氧气体。空 气通过过滤器40吸入，并由压缩机41压縮。然后压缩空气通过加湿 器42加湿，最后通过通道35到达燃料电池叠层10。通道35内设置有 一个温度传感器102，用于检测进气温度。从阴极侧排出的废气(下文 中将称为"阴极排放气体")通过通道36和消声器43排放到外界。 气体的供给压力由设置在通道36中的压力传感器53检测，并通过调 节阀27根据自身打开程度加以调节。另一方面，装在氢气罐20中的氢气通过通道32供给到燃料电池 叠层10的阳极侧。在另一实施例中，可通过酒精、碳水化合物、乙醛 等重新生成来产生氢气，而不是采用储存在这种氢气罐中的氢气。氢气保持高压储存在氢气罐20中。当把氢气提供到燃料电池叠层 IO的阳极侧时，它的压力和量用设置在氢气罐20出口 21下游的关闭 阀21、调节阀22,和高压阀23调节。来源于阳极侧的废气(下文中 将称为"阳极排放气体")排放到通道33中。而且，用于控制氢气的 供给压力和量的压力传感器51和阀25设置在燃料电池叠层10阳极侧的出口的紧邻下游。通道33在其中间部分分离成两个通道。其中一个通道连接到排放 通道34，用于将阳极排放气体排放到外界，而另一个通过一个止回阀 28连接到通道32。由于在燃料电池叠层IO发电期间氢气被消耗，因 此阳极排放气体的压力通常相对较低。因此，燃料电池系统包括一个 用于加压阳极排放气体的氢气泵45，和一个用于检测氢气泵45出口附 近的压力的压力传感器54。由于在阳极排放气体中残留一些未使用氢气，因此当设置在排放 通道34中的排放阀26关闭时，阳极排放气体就在燃料电池叠层10中 通过通道32再循环。因此，使阳极气体再循环能够有效利用这种残留 的氢气。但是，在阳极排放气体再循环期间，外来杂质(即，除了氢气之 外的物质，例如氮气)在发电中不被消耗。因此，留在再循环气体中 的这种物质在进行再循环时浓度增加。因此，根据本实施例，当外来 杂质的浓度增加到特定程度时，排放阔26打开，因此阳极排放气体通 过排放通道34传送到稀释器44中。经过在稀释器44中稀释，阳极排 放气体最终排放到外界，因而再循环的外来杂质减少。但是同时氢气 也与其它物质一起被排放，因此从燃料经济性的角度优选将排放阀26 的开度设定得尽可能小。排放阀26附近设置有一个加热器47，用于在 排放阀26冻结时使其解冻。泵46采用燃料电池叠层10产生的电力或 发电过程中产生的热量使阀26解冻。冷却剂与氢气和氧气一起供给到燃料电池叠层10。冷却剂由泵46 通过通道37传送到燃料电池叠层10，同时在沿相同通道设置的散热器 38中被冷却。而且，用于检测冷却剂温度的温度传感器103放置在燃 料电池叠层IO的出口处。
图2是示出用于控制燃料电池系统的控制单元100的结构的示意图。控制单元100是包括CPU、 RAM、 ROM等的微型计算机，根据储 存在ROM中的程序控制燃料电池系统的操作。参照图2，每个箭头代 表控制单元100从每个元件接收或输出到每个元件的信号。例如，这 些信号包括输出到关闭阀21、排放阀26、压縮机41、氢气泵45、加 热器47和显示器60的输出信号。设置显示器60以便显示消息通知使 用者，例如，燃料电池系统IO的启动已被禁止，或燃料电池系统正在 解冻。图3是流程图，示出控制单元100执行的流程，以便在驾驶者进 行启动燃料电池系统的操作时，判定燃料电池系统中出现/未出现冻结。 在下文中适当的地方将把该流程称为"冻结判定过程"。当启动该流程时，控制单元100将关闭阀21、调节阀22、高压阀 23，和低压阀24打开，因此氢气从氢气罐20通过通道32供给到燃料 电池叠层IO (步骤SIO)。然后，控制单元IOO通过温度传感器102 读取外界温度(步骤Sll)。如果检测到的外界温度高于一个参考值(步骤S12:是)，则控 制单元IOO判定燃料电池系统中没有冻结。因此，在这种情况下，控 制单元IOO执行燃料电池系统的正常启动操作(步骤S16)。为进行此 项判定，控制单元IOO可另外地或替代地参照通过温度传感器102检 测到的外界温度的记录。"参考值"等于一个至少高于水的凝固点的 温度。如果检测到的外界温度不高于参考值(步骤S12:否)，则燃料 电池系统中很可能出现冻结。因此，控制单元IOO执行一个用于判定 出现/未出现这种冻结的程序(步骤S13)。在该程序中操作五个元件， 并用在操作每个元件后或操作过程中获得的参数评估六种状态，以便
确定出现/未出现冻结。下文将参照在步骤S13的框中示出的表格详细解释对这六种状态 的评估。首先评估第一种状态，在关闭阀21打开后预定一段时间内，控制单元100通过压力传感器51获得压力。当燃料电池系统中没有冻结时，压力会由于供给的氢气而增加。因此在这项评估中，如果获得的压力低于参考值，则控制单元100判定燃料电池系统中有冻结。在 这种情况下，可以认为关闭阀21、调节器22、高压阀23、低压阀24 等中的一个或多个冻结。然后，控制单元100通过打开排放阀26评估第二种状态。当排放 阀26被这样打开时，阳极排放气体经过排放通道34和稀释器44排放 到外界，因此排放阀26周围的压力降低。因此在这项评估中，在排放 阀26打开后预定一段时间内，控制单元100通过压力传感器54获得 压力。如果获得的压力高于参考值，则控制装置IOO判定燃料电池系 统中有冻结。在这种情况下，可以认为排放阀26、排放通道34等中的 一个或多个冻结。图4A到4C是示出在每个状态下排放阀26打开后压力变化的曲 线图。即，图4A涉及正常状态(即，非冻结状态)，图4B涉及部分 冻结状态，图4C涉及冻结状态。在各个曲线图中，纵坐标代表压力， 横坐标代表时间，两端具有箭头的竖线表示在排放阀26打开后的At 时间内由压力传感器54检测到的压力变化量。参照图4A，在正常状态中，压力在排放阀26打开时开始降低， 而且达到并稳定在水平C。这表示排放阀26已经打开而且阳极排放气 体已经排放到外界。参照图4B，在部分冻结状态，如在上述的正常状 态中那样，压力在排放阀26打开时开始降低，但是在高于水平C的水 平B停止降低。这表明排放阀26是部分冻结的，因此它不能完全打开, 所以排放的阳极排放气体量比上述的正常状态要少。参照图4C，在冻
结状态，压力保持在水平A不变。这表明排放阀26是冻结的，因此它 保持关闭状态，不允许阳极排放气体排放到外界。用这种方法，通过参考在排放阀26打开后预定一段时间内检测到的压力，可能判定燃料 电池系统中出现/未出现冻结。回到图3评估第三种状态，控制单元100随后关闭排放阀26从而 停止阳极排放气体的排放，以便增加压力。在这项评估中，在排放阀 26关闭后预定一段时间内，控制单元100通过压力传感器54获得压力。 如果获得的压力低于参考值，则控制单元100判定燃料电池系统中有 冻结。在这种情况下，例如可以认为排放阀26冻结。图5A到5C是示出在每个状态下排放阀26关闭后压力变化的曲 线图。即，图5A涉及正常状态(即，非冻结状态)，图5B涉及部分 冻结状态，图5C涉及冻结状态。在每个曲线图中，纵坐标代表压力， 横坐标代表时间，两端具有箭头的竖线表示在排放阀26打开后的At 时间内由压力传感器54检测到的压力变化量。根据这种冻结判定程序， 对第三种状态的评估仅在前述的第二种状态评估中没有检测到冻结的 时候作出。参照图5A，在正常状态中，压力在关闭排放阀26时从水平C开 始增加，而且增加并稳定到水平A。这表明排放阀26已被关闭并且阳 极排放气体停止排放。参照图5B，在部分冻结状态，如在上述的正常 状态中那样，压力在排放阀26关闭时从水平C开始增加，但是在水平 D停止增加。此处，"部分冻结状态"涉及排放阀26被部分冻结的状 态，因此它没有被积冰等完全封闭。在这种状态下，阳极排放气体部 分地排放到外界，因此，压力的增加量小于上述的正常状态。参照图 5C，在冻结状态中，压力仅从水平C增加到几乎是相同水平的水平E。 如在上述的部分冻结状态中，这是由于积冰形成在排放阀26的打开/ 关闭部分，因此即使在接收到来自控制单元100的关闭排放阀25的控 制信号时，它仍然保持关闭。因此，阳极气体排放到外界，所以压力几乎不增加。因此，通过参考在排放阀26关闭后预定一段时间内检测 到的压力，可能判定燃料电池系统中出现/未出现冻结。回到图3评估第四种状态，控制单元100随后启动氢气泵45以便 加压阳极排放气体。在这项评估中，控制单元100判定氢气泵45的指 令转速与其实际检测到的转速相互偏离是否超出预定水平。如果是， 则控制单元100判定燃料电池叠层10中有冻结。在这种情况下，例如 可以认为氢气泵45冻结。图6是示出在每种状态下氢气泵45的转速 变化的曲线图。更具体地说，该曲线图示出在控制单元100已经发出启动氢气泵 45的命令后t3时间内观察到的氢气泵45转速的变化。纵坐标代表转 速，横坐标代表时间。参照图6，曲线X代表氢气泵45的指令转速， 即从控制单元100输出到氢气泵45的命令信号所指示的目标转速。同 时，曲线Y代表氢气泵45的实际转速。如果氢气泵45冻结，则在氢 气泵45启动后的时间t3内检测到的实际转速仍为水平B，尽管这个时 间的指令转速等于水平A。这表明氢气泵45冻结，氢气泵45的转速 受粘结在其上的积冰的阻碍。用这种方法，通过参考氢气泵45的指令 转速与实际转速之间的差异AR，可能判定燃料电池系统中出现/未出 现冻结。回到图3评估第五种状态，控制单元100再次使用氢气泵45。艮口， 控制单元100启动氣气泵45以便加压阳极排放气体，并且根据氢气泵 45的入口压力与出口压力之间的差异判定燃料电池系统中是否有冻得。这时，控制单元100通过压力传感器51获得入口压力，通过压力 传感器54获得出口压力。如果两压力之间的差异量等于或大于参考值 (量)，则控制装置IOO判定燃料电池系统中有冻结。在这种情况下， 例如可以认为止回阀28冻结。即，被氢气泵45加压后，阳极排放气 体在止回阀28处受到调节，因此它在正常状态中(即，非冻结状态) 流入到通道32中。但是如果止回阀28冻结，则阳极排放气体不能流入到通道32中，因此氢气泵45的出口压力升高。接下来评估第六种状态，控制单元100启动压縮机41以便向燃料 电池叠层IO供给压縮空气，并通过压力传感器53获得所供给空气的 压力。如果获得的压力高于参考值，则控制单元IOO判定燃料电池系 统中有冻结。在这种情况下，例如可以认为调节阀27冻结。调节阀27 用于调节通过通道36的空气供给压力，以便使其保持在特定水平。因 此，当通过压力传感器53获得的压力高于参考值时，表明调节阀27 冻结，因此供给压力不能正确地进行调节。如果控制单元100经过以上描述的各种评估没有检测到任何冻结 (步骤S14:否)，则控制单元IOO进行正常操作(步骤S16)。相反， 如果控制单元IOO检测到冻结(步骤S14:是)，则控制单元100进行 以下操作。图7是流程图，示出当在上述过程中检测到冻结时相应于控制单 元IOO进行的操作的流程。在该流程中，如果在步骤S14中判定出燃 料电池系统中有冻结，则控制单元判定是否只是排放阀26冻结(步骤 S20)。如果是，则控制单元IOO启动燃料电池系统(步骤S23)，因为 向燃料电池叠层IO提供空气和氢气是没有影响的，直到外来杂质的浓 度增加到特定程度。随后，加热器47打开，采用燃料电池系统产生的 电力使排放阀26解冻(步骤S24)。这时，通过燃料电池系统发电而 生成的热能可用于解冻排放阀26。如图7所示，在解冻过程中，控制 单元100在显示器60中示出一条消息，以便通知使用者系统正在解冻 (步骤S25)。同样，如果在步骤S20中判定燃料电池系统的其它元件或部分冻
结，则控制单元100关闭在步骤S10中打开的关闭阀21，以便停止供 给氢气(步骤S21)，并禁止燃料电池系统启动，同时在显示器60上 示出一条消息以便通知使用者禁止系统的启动(步骤S22)。这是因为 当除了排放阀26之外的其它元件或部分冻结时，会对向燃料电池叠层 IO的空气和氢气供给产生一些影响。因此，如果在这种情况下启动燃 料电池系统，很有可能使燃料电池系统性能变差。因此在这种情况下， 优选禁止燃料电池系统的启动。根据本发明的上述实施例，可能在开始操作之前判定燃料电池系 统中出现/未出现冻结，并且能够根据燃料电池系统的哪一个元件或部 分冻结来控制燃料电池系统的启动，从而避免燃料电池系统变差。而 且，作为执行上述冻结判定程序的先决条件，预先检测外界温度，如 果在检测到的外界温度下不可能发生冻结，则燃料电池系统在不执行 用于检测冻结的任何进一步操作的情况下启动，因此在启动燃料电池 系统的过程中不会引起任何延误。而且，用于通知使用者执行解冻等 的消息显示在显示器上，因此使用者确认系统正常。这些特征使燃料 电池系统使用起来更方便。下面将要描述根据上述实施例的燃料电池系统的一些修改例子。 在上述实施例中，由设置在燃料电池系统相应位置的压力传感器检测 到的压力被用来判定出现/未出现与包括关闭阀21和排放阀26的阀门 相关的冻结。但是，例如用于打开阔门所采取的步数也可用于相同的 判定。图8是曲线图，示出当阀门最大开度相应于第5步时，在各种 状态下打开阀门所釆取的步数(在适当的地方简称为"步数")的增 加。在图8中，实线代表在正常状态(即，非冻结状态)中步数的增 加，虚线代表在冻结状态中步数的增加。参照此图，在正常状态中步 数一步一步增加到第5步。相反，在冻结状态，步数在到达第5步之 前停止增加，例如图8所示增加到第2步。这表明阀门冻结，因此不 能被打开。用这种方法，通过参考阀门的步数就可容易地判定出现或 不出现冻结。
在上述实施例中，当仅排放阀26冻结时，燃料电池系统可启动， 排放阀26用燃料电池系统发电过程中生成的电力和/或热量解冻。在另 一实施例中，可附加地或可选地采用电池进行解冻。而且在上述实施例中，在步骤S20中判定是否只有排放阀26冻结。 但在另一实施例中没有必要进行这种判定。即，无论燃料电池系统的 哪个元件或部分冻结，燃料电池系统的启动都被禁止。在这种情况下， 燃料电池系统中不需要使用加热器。而且在上述实施例中，解冻过程中有关执行解冻的消息(即，信 息)通过显示器提供给使用者。在另一实施例中，这种信息可通过例 如声音消息等的声频提示代替提供给使用者。而且在另一实施例中，步骤S13中的冻结判定步骤可以按表中示 出的不同顺序执行。而且，不必执行所有的步骤，即仅选择它们中的 一个或多个执行。而且，不论燃料电池系统中出现或未出现冻结，当传感器或用于 阀门的电机的当前值中检测出异常时，燃料电池系统的启动也被禁止。尽管已参照示例实施例详细描述本发明，应理解的是本发明不仅 限于示例的实施例或结构。相反，本发明旨在覆盖本发明范围内的各 种修改和等同布置。例如，对燃料电池系统的上述控制不仅可用软件 算法，也可用特定结构的硬件元件和装置来执行。
权利要求
1.一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括燃料电池；气体供给-排放部分，用于向燃料电池供给在燃料电池中使用的气体；以及解冻器，当气体供给-排放部分的预定部分被冻结时，该解冻器解冻所述预定部分。
2. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，还包括排放阀，所述排放阀设在所述气体供给-排放部分中，以排出已经通过燃料电池的气体；至少一个温度检测器，用于检测燃料电池系统中至少一个部分或 元件的温度；压力检测器，用于检测排放阀附近的压力；以及 控制器，该控制器判定在包括气体供给-排放部分和排放阀的燃料 电池系统的特定部分或元件中出现/未出现冻结，其中，当操作排放阀 时检测到的压力增加并且检测到的温度低于预定参考值时，所述控制 器执行发电以解冻所述排放阀。
3. 根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，在排放阀的上游 并且当排放阀被关闭时测量检测到的压力。
4. 根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，在排放阀的上游 测量检测到的压力，并且和当排放阀在被打开后完全关闭时发生的正 常压力增加相比检测到的压力仅仅部分增加。
5. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，还包括排放阀，所述排放阀设在所述气体供给-排放部分中，以排出已经 通过燃料电池的气体； 至少一个温度检测器，用于检测燃料电池系统中至少一个部分或 元件的温度；压力检测器，用于检测排放阀附近的压力；以及 控制器，该控制器判定在包括气体供给-排放部分和排放阀的燃料 电池系统的特定部分或元件中出现/未出现冻结，其中，当判定在操作 排放阀时检测到的压力没有增加并且检测到的温度低于预定参考值 时，所述控制器执行发电以解冻所述排放阀。
6. 根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，在排放阀的上游 并且当排放阀被关闭时测量检测到的压力。
7. 根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，在排放阀的上游 测量检测到的压力，并且和当排放阀在被打开后完全关闭时发生的正 常压力增加相比检测到的压力几乎没有增加。
8. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，还包括排放阀，所述排放阀设在所述气体供给-排放部分中，以排出已经 通过燃料电池的气体；至少一个温度检测器，用于检测燃料电池系统中至少一个部分或 元件的温度；压力检测器，用于检测排放阀附近的压力；以及控制器，该控制器判定在包括气体供给-排放部分和排放阀的燃料 电池系统的特定部分或元件中出现/未出现冻结，其中，当操作排放阀 时检测到的压力降低并且检测到的温度低于预定参考值时，所述控制 器执行发电以解冻所述排放阀。
9. 根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中，在排放阀的上游 并且当排放阀被打开时测量检测到的压力。
10. 根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中，在排放阀的上 游测量检测到的压力，并且和当排放阀在被关闭后完全打开时发生的 正常压力降低相比检测到的压力仅仅部分降低。
11. 根据权利要求l所述的燃料电池系统，还包括-排放阀，所述排放阀设在所述气体供给-排放部分中，以排出已经 通过燃料电池的气体；至少一个温度检测器，用于检测燃料电池系统中至少一个部分或 元件的温度；压力检测器，用于检测排放阀附近的压力；以及 控制器，该控制器判定在包括气体供给-排放部分和排放阀的燃料 电池系统的特定部分或元件中出现/未出现冻结，其中，当判定在操作 排放阀时检测到的压力没有降低并且检测到的温度低于预定参考值 时，所述控制器执行发电以解冻所述排放阀。
12. 根据权利要求ll所述的燃料电池系统，其中，在排放阀的上 游并且当排放阀被打开时测量检测到的压力。
13. 根据权利要求ll所述的燃料电池系统，其中，在排放阀的上 游测量检测到的压力，并且当排放阀被打开时检测到的压力没有变化。
14. 根据权利要求l所述的燃料电池系统，还包括排放阀，所述排放阀设在所述气体供给-排放部分中，以排出已经 通过燃料电池的气体；至少一个温度检测器，用于检测燃料电池系统中至少一个部分或 元件的温度；检测器，用于判定气体排放阀是否冻结；以及控制器，该控制器判定在包括气体供给-排放部分和排放阀的燃料 电池系统的特定部分或元件中出现/未出现冻结，其中，当判定仅仅排 放阀冻结并且检测到的温度低于预定参考值时，所述控制器执行发电 以解冻所述排放阀。
15. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述检测器是 位于排放阀附近的压力传感器，并且所述控制器比较检测到的压力和 在从排放阀被操作并完全关闭或打开后会发生的正常压力变化，以判 定排放阀是否冻结或部分冻结。
16. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述检测器包 括计数器，该计数器用于计算在排放阀操作过程中所采取的步骤数， 并且所述控制器比较计算的步骤和在排放阀被操作并完全关闭或打开 后会发生的正常步骤数，以判定排放阀是否冻结或部分冻结。
17. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，通过从燃料电 池系统发电给所述解冻器提供能量。
18. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，还包括通知装置，用 于向使用者提供有关控制器作出的关于燃料电池系统中出现或未出现 冻结的判定信息和根据同一判定的结果所选择的信息中的至少一种信 息。
全文摘要
本发明公开了一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括燃料电池；气体供给-排放部分，用于向燃料电池供给在燃料电池中使用的气体；以及解冻器，当气体供给-排放部分的预定部分被冻结时，该解冻器解冻所述预定部分。
文档编号H01M8/00GK101154732SQ20071015329
公开日2008年4月2日 申请日期2003年11月21日 优先权日2002年11月22日
发明者吉田尚弘, 坂口信也, 堀尾公秀, 松本只一, 栗田健志, 森裕晃, 藤田信雄 申请人:丰田自动车株式会社;株式会社电装;丰田技术开发公司