专利名称：燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料电池系统以及一种采用该燃料电池系统的电动车。更具体地，本发明涉及对燃料电池系统的改进，其中，使残留氢回流。
背景技术：
燃料电池接收氢气和氧气(氧化气体)的供给以产生电力。含有在燃料电池中未消耗的残留氢的气体被作为氢废气排放到燃料电池的外部。同时，含有在燃料电池中未消耗的氧的气体被作为氧废气排放到燃料电池的外部。由于氢废气中残留有氢气，所以可通过使氢废气回流至燃料电池的氢气供给侧来提高燃料效率。
在这种氢废气在燃料电池中循环的情况下，从燃料电池的阴极侧渗透至阳极侧的氮气(N2)积聚，这会阻碍电化学反应并降低燃料电池的单元电池输出。同时，氢气中的加湿水和由于电化学反应生成的水滞留在燃料电池内，这会阻碍电化学反应并降低该燃料电池的单元电池输出。因此，在氢废气循环系统中提供排出阀，并经由该排出阀将氢废气间歇排放到燃料电池的外部，从而防止燃料电池的输出降低。
当氢废气被排放到燃料电池系统的外部时，该氢废气和氧废气在一室内混合以便减小氢浓度，如在日本专利早期公开No.2003-132915(JP-A-No.2003-132915)中公开的，或者利用催化剂对氢进行燃烧处理，如在日本专利早期公开No.2002-289237(JP-A-No.2002-289237)中公开的。在日本专利早期公开No.2002-289237中公开的燃料电池系统中，氢废气被暂时(临时)存储在位于排出通路中的一室中，氢废气从该室逐渐排放到使氢废气与氧废气合流(混合)的合流部(汇合部，汇流部)并被该氧废气稀释，以及利用包括催化剂的燃烧器对氢进行燃烧处理。
尽管日本专利早期公开No.2003-132915中公开的用于稀释氢废气的室以及日本专利早期公开No.2002-289237中公开的用于对氢进行燃烧处理的燃烧器都能有效地减小当氢废气被排放到大气中时的氢浓度，但间歇流入所述室或所述燃烧器内的氢废气的流量根据燃料电池的工作(运行)状态(负荷)而变化。因此，要求所述室或所述燃烧器的尺寸较大，以处理最大量(峰量)的氢废气。尤其，在车载燃料电池系统的情况下，由于燃料电池系统的安装空间有限，需要减小这种氢废气排出机构的尺寸。同时，由于燃烧器内的催化剂中采用一般较昂贵的铂，如果燃烧器(催化剂)的尺寸大，则该燃烧器(催化剂)的成本高。
发明内容
本发明目的是提供一种通过使氢废气的流量或者氢废气中的氢浓度恒定而使氢废气排出机构的尺寸小的燃料电池系统。
本发明的第一方面涉及一种减低从燃料电池排出的氢废气中的氢浓度，然后将该氢废气排放到大气中的燃料电池系统。该燃料电池系统包括将氢废气的流量(或氢废气中的氢浓度)调节到恒定流量(或恒定浓度)的调节阀(流量控制阀、压力调节阀、开/闭阀等)，该调节阀设置在供从燃料电池连续或者间歇排出的氢废气通过而导出到燃料电池系统外部的排气通路中。
采用该构造，即便当燃料电池的工作状态变化时，也可减小排气通路中氢废气的流量(或者氢废气中的氢浓度)的脉动变化，使氢废气的流量均匀(恒定)，因而使催化剂的作用稳定。此外，可减少昂贵的催化剂的使用量。此外，在氢废气被稀释然后不使用催化剂进行燃烧处理就排放到大气中的情况下，可容易地将排气通路中的氢浓度维持为低值。
调节阀可以是基于燃料电池的工作状态控制开/闭量的机械式调节阀或电磁阀。
燃料电池系统还可包括用于检测排气通路中氢废气的状态量(例如，氢废气的流量或者氢废气中的氢浓度，或者基于燃料电池的工作状态估计的氢废气的流量或者氢废气中的氢浓度)的气体状态检测装置，并可基于检测到的状态量来控制调节阀。采用该构造，由于基于检测到的状态量来控制调节阀的开/闭，可使流量稳定。
此外，燃料电池系统还可包括暂时存储气体的室，该室设置在排气通路上调节阀的上游。采用该构造，由于间歇排出的氢废气被暂时存储，氢废气流量的脉动变化被抑制并使得氢废气的流量恒定。
燃料电池系统还可包括使含氧流体(空气废气、空气、氧化气体等)与氢废气合流的合流部，该合流部设置在调节阀的下游。在下述实施例中，燃烧器用作合流部。然而，氢废气用管和空气废气用管与一根管连接。
此外，合流部可包括用于通过使氢废气与所述流体合流来减低氢废气中的氢浓度的氢减少装置(例如，稀释装置和转化装置(催化剂和燃烧器))。术语“减低氢浓度”意味着“减低从氢减少装置排出的气体中的氢浓度”和“减少从氢减少装置排出的氢的总量”。
燃料电池还可包括用于检测流入氢减少装置的流体的状态量(流量和浓度)的流体状态传感器，并且调节阀可以是基于该流体状态传感器的输出来控制开/闭量的电磁阀。
此外，氢减少装置可包括利用所述流体使氢氧化的转化装置(催化剂和燃烧器)，且燃料电池系统还可包括用于检测转化装置中氢被氧化的部位的温度的温度检测装置，并可基于该温度来控制调节阀的开/闭量。
采用该构造，由于可根据温度检测装置的输出来改变导出到转化装置的氢废气量和导出到该转化装置的空气废气量，所以能维持该转化装置的活化温度，因而能使氢有效氧化。
此外，可通过调节阀控制供给到转化装置的流体量。采用该构造，可将氢与氧之间的空燃比调节为适当值。
此外，氢废气的状态量可以是压力，且调节阀的开/闭量可根据该压力来调节。采用该构造，可根据例如通过用于检测氢废气压力的压力传感器检测的压力，将调节阀的开/闭量设定为适当值。
此外，可基于将氢废气从燃料电池排放到排气通路的氢排气阀的开/闭状态来获取氢废气的状态量。采用该构造，由于基于氢排气阀的开/闭信息来控制调节阀的开/闭，所以不需要提供用于检测氢废气的状态量的特定传感器。
此外，导出到排气通路的氢废气的流量可通过调节调节阀的开口面积来调节。
排气通路可包括供氢废气导出到燃料电池系统外部的至少两个排气通路，且调节阀可包括设置在所述至少两个排气通路的每一个中的开/闭阀。
根据每个所述开/闭阀的上游侧的氢废气的状态来控制每个开/闭阀。
本发明的第二方面涉及一种稀释从燃料电池排出的氢废气然后将该氢废气排放到大气中的燃料电池系统。该燃料电池系统包括供可用于稀释氢废气的稀释气体流过的第一通路；供来自燃料电池的氢废气排出的第二通路；合流部，第一通路和第二通路与该合流部连接；以及用于调节合流部中的氢废气的压力和稀释气体的压力的压力调节装置，该压力调节装置设置在第一通路和第二通路中的至少一个中。
采用该构造，由于合流部处空气废气的压力与氢废气的压力之差被调节，可使排放到该合流部的氢废气量恒定。
压力调节装置可设置在第二通路中。
压力调节装置可包括设置在位于燃料电池的阴极侧的氧化气体供给通路中的空气压缩机，以及连接该空气压缩机的入口侧和出口侧中的至少一个与第二通路的调节通路。
压力调节装置可包括可根据合流部中的压力调节开/闭量的开/闭阀，该开/闭阀设置在调节通路中。
调节通路可包括连接位于空气压缩机的入口侧的供给通路与第二通路的第一调节通路，以及连接位于空气压缩机的出口侧的供给通路与第二通路的第二调节通路。燃料电池系统还可包括通过利用空气压缩机经由第一调节通路在第二通路中形成负压而使氢废气的压力低于合流部中稀释气体的压力以及利用空气压缩机经由第二调节通路使该第二通路中氢废气的压力高于合流部中的稀释气体的压力的压力控制装置。
本发明的第三方面涉及一种稀释从燃料电池排出的氢废气然后将该氢废气排放到大气中的燃料电池系统。该燃料电池系统包括供可用于稀释氢废气的稀释气体流过的第一通路；供来自燃料电池的氢废气排出的第二通路；合流部，第一通路和第二通路与该合流部连接；以及调节合流部中的氢废气的压力和稀释气体的压力的压力调节设备，该压力调节设备设置在第一通路和第二通路中至少一个中。
采用该构造，由于合流部处空气废气的压力与氢废气的压力之差被调节，可使排放到该合流部的氢废气量恒定。
根据本发明的上述第一至第三方面，由于可抑制从燃料电池间歇(或连续)排出的氢废气流量或氢废气中氢浓度的脉动变化(波动)以使该流量或氢浓度均匀，可使催化剂的作用稳定以及减少催化剂的使用量。从而，可使用小的燃烧器对氢废气进行燃烧处理。
从下面参照附图对示例性实施例的说明中，本发明的上述及其它目的、特征和优点将变得明显，其中，相同标号用于指示相同部件，附图中图1A是说明第一实施例的示图，图1B和图1C都是说明第一实施例的曲线图；图2是说明第二实施例的示图；图3是说明第三实施例的示图；图4是说明第四实施例的示图；图5是说明第五实施例的示图；图6A是说明第六实施例的示图；图6B是说明第六实施例的曲线图；图7A是说明第七实施例的示图，图7B至图7D都是说明第七实施例的曲线图；图8是说明第八实施例的示图；
图9是说明第九实施例的示图；图10A是说明第十实施例的示图，图10B和图10C都是说明第十实施例的曲线图；图11A是说明一比较示例的示图，图11B和图11C都是说明该比较示例的曲线图；图12是说明第十一实施例的示图；图13A至图13C都是说明第十一实施例中的控制操作的曲线图；图14A至图14C都是说明第十一实施例中的另一控制操作的曲线图；图15是说明第十二实施例的示图；以及图16A至图16E都是说明第十二实施例中的控制操作的曲线图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施例。
在本发明的实施例中，从燃料电池间歇排出的氢废气存储在一室内，并通过调节阀将从该室流出的氢废气的量调节为恒定。作为调节阀，可采用流量控制阀(节流阀或具有压力补偿器的流量控制阀)、压力控制阀(减压阀)等。调节阀可以是机械式阀或电磁阀。当使用机械调节阀时，优点是能以较低的成本调节流量。当使用电磁调节阀时，优点是可根据各种条件调节流量。此外，当采用不易受到压力波动影响的流量控制阀时，可省略用于暂时存储氢废气以减小压力波动的室(例如，下文所述图1A中的室132和下文所述设置在调节阀下游的室(例如，图12中的消音器234))。
由于恒定量的氢废气被供给到燃烧器，所以可避免在短时间里将大量氢废气供给到燃烧器内的催化剂的情况。从而，可使用少量催化剂(小燃烧器)对从燃料电池排出的氢进行燃烧处理。此外，控制供给到燃烧器的氢废气和氧废气的量，以使催化剂的效率变得最佳。
(第一实施例)图1A至图1C示意性地示出本发明的第一实施例。图1A示出用于存储氢的高压氢燃料箱101、用于中断来自高压氢燃料箱101的氢气供给的开/闭阀(切断阀)102、用于调节供给到燃料电池121的氢气的压力(流量)的压力调节阀103、以及用于使含有未使用的残留氢气的排气(氢废气)回流至燃料电池121的泵104。图1A还示出用于除去空气中的灰尘的空气滤清器111、用于输送空气的压缩机112、以及用于加湿空气的加湿器113。燃料电池121是例如高分子电解质燃料电池。燃料电池接收氢气和空气(氧化气体)的供给以产生电力。图1A还示出用于将氢废气排放到燃料电池121外部的开/闭阀131、其容量足以暂时存储氢废气的室132、允许存储在室132中的氢废气流出以使流量恒定的机械流量控制阀(调节阀)133、以及使用铂催化剂对氢进行燃烧处理的燃烧器134。氢废气从流量控制阀133供给到燃烧器134，空气废气从燃料电池121供给到燃烧器134。燃烧器134用作氢废气和空气废气相混合的合流部。由于燃烧器134内的燃烧处理而生成的水分排放到燃料电池系统的外部(大气)。在图1中，氢气供给通路201从氢燃料箱101延伸至燃料电池121。空气(氧化气体)供给通路202从空气滤清器111延伸至燃料电池121。氢废气通路(排气通路)203是供氢废气从燃料电池121导出到燃烧器134的通路。氢废气循环通路204是供氢废气从燃料电池121导出到氢气供给通路201的通路。空气废气通路205是供空气废气从燃料电池121导出到燃烧器134的通路。排气经由外部排气通路206从燃烧器134排放到大气中。控制部300控制上述开/闭阀102、压力调节阀103、循环泵104、压缩机112、开/闭阀131等。控制部300利用控制用计算机系统构成。
接下来，说明通过控制部300执行的燃料电池系统的操作。控制部300根据来自其外部的发电指令打开氢燃料箱101的开/闭阀102。此外，控制部300通过调节压力调节阀103来设定供给到燃料电池121的氢气流量以产生所要求量的负荷电力。此外，控制部300操纵压缩机112，对与氢气量对应的一定量空气进行加湿，并将该空气供给到燃料电池121。当氢气和空气(氧化气体)被输送到燃料电池121时，在每个电池内发生电化学反应，并在燃料电池121内的阳极与阴极(未示出)之间产生电动势。该电力被供应给车辆的电机和二次电池。
控制部300在燃料电池121工作期间周期性地短时间打开开/闭阀131，并排出(清除)氢废气。如图1B所示，由于图1A中X部处的压力变化，被清除的氢废气的流量按照具有高峰值的脉冲方式变化。控制部300根据负荷状态设定开/闭阀131的打开周期。当负荷大时，开/闭阀131的打开周期短。当负荷小时，开/闭阀131的打开周期长。氢废气被存储在室132中，该氢废气的流量变化由于室132的容量而减小，且该氢废气以脉冲方式流动(参照后述的图11C)。
此外，如图1C所示，通过机械流量控制阀133抑制从室132流出的氢废气量的脉动变化。结果，在Y部从室132流出的氢废气的流量被调节至稳定(均匀)。从而，基本恒定流量的氢废气与空气废气一起被供给到燃烧器134，并利用铂催化剂进行燃烧处理。
如图1C所示，由于氢废气的流量恒定，在随后氢废气经受燃烧处理的阶段中，燃烧器134内铂催化剂的作用变得稳定。同时，与不利用室132和流量调节阀133而在燃烧器134内对峰流量的氢废气进行燃烧处理的情况(参照图1B)相比，或者与不利用流量调节阀133而在燃烧器134内对峰流量的氢废气进行燃烧处理的情况(参照下述的图11C)相比，催化剂的量较少。
不仅在此实施例中，而且在后述的实施例中，可用燃料电池系统外部的空气来代替供给到燃烧器134的氧废气。
流量调节阀133的开/闭量可根据作为氢清除阀的开/闭阀131的打开状态通过控制部300来调节。例如，在开/闭阀131打开预定的打开时段且从开/闭阀131关闭到开/闭阀131下一次打开的周期变化的情况下以及在该周期恒定且每单位周期开/闭阀131的打开时段变化的情况下，根据每单位时间开/闭阀131的打开时段的比例来打开流量调节阀133，即，当开/闭阀131的打开时段的比例较大时，更大程度地打开流量调节阀133。从而，可使室132内氢废气的压力基本恒定而无需使用特定传感器。因而，可抑制供给到燃烧器134的氢废气的脉冲流，同时可调节氢废气的排出量。该控制操作可这样执行，对开/闭阀131的打开状态进行控制即进行控制以确定是否打开或关闭开/闭阀131的控制部300检测开/闭阀131的打开状态，并生成用于控制流量调节阀133的开/闭量的信号。
图11A示出一种用于阐明第一实施例效果的比较示例中的燃料电池系统。在图11A中，与图1中相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
如图11A所示，在室132与燃烧器134之间未提供用于抑制流量的脉动变化的流量控制阀(调节阀)133。结果，X部处氢废气流量的脉动变化未减小太多，且供给到燃烧器134的氢废气的流量在Y部处按照脉冲方式大幅变化。为了在燃烧器134内对氢废气进行燃烧处理，需要提供其处理能力足以处理峰量氢废气的催化剂。因而，需要较大量的昂贵铂催化剂，相应地，燃烧器134的尺寸也需要较大。此外，由于氢废气的流量不连续或者按照脉冲方式变化，催化剂的作用也不稳定。
图2示出第二实施例。在图2中，与图1中相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
在本实施例中，使用膜片式机械式阀作为流量控制阀(调节阀)133。供给到燃料电池121的氢气的压力作为先导压力施加到流量控制阀133的膜片，并根据所供应氢气的流量(压力)控制流量控制阀133的开度。其它部分与第一实施例相同。
在该构造中，当控制部300根据所要求负荷的增大而打开压力调节阀103以增大供给到燃料电池121的氢气量并增大产生的电力量时，从燃料电池121排放至氢废气通路(排气通路)的氢废气量也增大(即，排出峰量和排出次数增大)。氢供给通路201中的压力作为先导压力传递给流量调节阀133的膜片，且来自流量调节阀133的氢废气的流量增大。从而，根据供给到燃料电池121的氢气量的增大，供给到燃烧器134的氢废气量的平均值(基本恒定值)也增大。
从而，可根据从燃料电池121排出的氢废气的增大来改变供给到燃烧器134的氢废气量，并进行燃烧处理。在这种情况下，同样，由于平均(基本恒定)量的氢废气被供给到催化剂，催化剂的作用变得稳定。
(第三实施例)图3示出本发明的第三实施例。在图3中，与图1中相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
在本实施例中，使用电磁阀作为流量控制阀(调节阀)133，并通过控制部300的输出来控制该电磁阀。其它部分与第一实施例相同。
在该构造中，控制部300根据车辆的加速器开度设定调节阀103的开度以设定供给到燃料电池121的氢气量。此外，控制部300根据车辆的加速器开度设定从流量调节阀133供给到燃烧器134的氢废气量的平均值。从而，可根据从燃料电池121排出的氢废气量设定供给到燃烧器134的氢废气量。
在这种情况下，同样，由于平均(基本恒定)量的氢废气被供给到催化剂，该催化剂的作用变得稳定。
可通过增大指示加速器开度的电信号的功率来驱动流量调节阀133的电磁铁，而不利用控制部300。
(第四实施例)图4示出本发明的第四实施例。在图4中，与图1中相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
在本实施例中，提供用于测量燃烧器134中催化剂的温度的温度传感器136。温度传感器136的输出被传递到控制部300。用于抑制氢废气量的脉动变化并将氢废气供给到燃烧器134的流量控制阀(调节阀)133由电磁阀构成。此外，足量的空气废气被供给到燃烧器134。其它部分与第一在该构造中，控制部300基于温度传感器136的输出调节从流量控制阀133供应的氢废气量，以使燃烧器134中催化剂的温度变成适当值。即，当催化剂的温度高时，减小流量控制阀133的开度以减少经受燃烧处理的氢量。当催化剂的温度低时，打开流量控制阀133以增加经受燃烧处理的氢量。在每种情况下，流量控制阀133都抑制氢废气量的脉动变化，并将基本恒定量的氢废气供给到燃烧器134。
在这种情况下，同样，由于平均(基本恒定)量的氢废气被供给到催化剂，催化剂的作用变得稳定。由于催化剂的温度维持在最佳温度，可充分发挥催化剂的作用，且氢燃烧效率高。
(第五实施例)图5示出本发明的第五实施例。在图5中，与图1中相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
在本实施例中，在燃烧器134内提供用于检测催化剂的温度的温度传感器136。此外，在空气废气通路205内提供用于调节空气废气流量的电磁阀135。其它部分与第一实施例相同。
在该构造中，流量控制阀(调节阀)133是机械调节阀或电磁调节阀。如同在上述第一至第三实施例中，根据负荷量或供给到燃料电池121的氢气量调节供给到燃烧器134的氢废气量。此时，通过流量控制阀133抑制氢废气量的脉动变化。控制部300基于温度传感器136的输出调节从流量控制阀135供应的空气废气量，以使燃烧器134中催化剂的温度变成适当值。即，当燃烧器134中催化剂的温度高时，打开流量控制阀135，供应相对于氢废气量而言过量的空气废气，热量移离催化剂，因而催化剂的温度降低。当催化剂的温度低时，减小流量控制阀135的开度以减少空气废气的流量并减少移离催化剂的热量。此外，空气废气的供给量被设定为相对于氢废气的供给量的适当值。
从而，催化剂的温度被调节至用于发挥催化剂作用的最佳值。
(第六实施例)图6A示出本发明的第六实施例。在图6A中，与图1A相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
在本实施例中，在燃烧器134内提供用于检测催化剂的温度的温度传感器136。用于抑制流量的脉动变化的流量控制阀133由电磁阀构成。此外，在空气废气通路205内提供用于调节空气废气流量的电磁阀135。其它部分与第一实施例相同。
在该构造中，控制部300基于温度传感器136的输出调节流量控制阀133和流量控制阀135，以使燃烧器134中催化剂的温度变成适当值，并设定氢废气和空气废气的供给量。控制部300预先将所要检测的燃烧器134中催化剂的温度与所要调节的氢废气和空气废气的供给量之间的关系作为数据存储在其存储器中。
图6B示意性地示出相对于所要求负荷(氢气的供给量)和催化剂温度设定的氢废气量和空气废气量的示例。控制部300根据氢气的供给量选择并设定流量控制阀133的操作特性。当燃烧器134中催化剂的温度高于适当值时，根据该操作特性减小流量调节阀133的开度以减少氢废气的供给量。此外，控制部300根据氢气的供给量选择并设定流量调节阀135的操作特性。当燃烧器134中催化剂的温度高于适当值时，根据该操作特性打开流量调节阀135以增加空气废气量。同时，当催化剂的温度低于该适当值时，根据所选定的操作特性打开流量调节阀133以增加氢废气的供给量。另外，根据所选定的操作特性减小流量调节阀135的开度以减少空气废气量。
从而，通过根据燃烧器134中催化剂的温度调节氢废气的流量和空气废气的流量，可将催化剂的温度维持在最佳温度并对氢废气有效地进行燃烧处理。
(第七实施例)图7A至图7D示出本发明的第七实施例。在图7A中，与图1A相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
在本实施例中，维持催化剂部处氢气与氧气(空气)之间的空燃比于最佳值。因而，在室132与燃烧器134之间提供电磁流量控制阀133和用于检测氢废气的流量以及氢废气的氢浓度的氢传感器(流体状态传感器)139。此外，在燃料电池121与燃烧器134之间的空气废气通路205内提供电磁流量控制阀135和用于检测氧废气的流量以及氧废气的氧浓度的氧传感器(流体状态传感器)140。氢传感器139的输出和氧传感器140的输出被供给到控制部300。其它部分与第一实施例相同。
在该构造中，控制部300调节具有抑制在X部处从开/闭阀131间歇排出的氢废气流量的脉动变化(参见图7B)的功能的流量控制阀133，从而将Y部处的氢废气流量控制在如图7C所示的基本恒定流量(平均值)。此时，控制部300基于氢传感器139的输出确定氢废气中的氢量。然后，控制部300调节流量控制阀135，从而调节Z部处的氧(空气废气)流量，以便获得相对于氢流量的最佳空燃比，如图7D所示。通过控制流量控制阀135来调节氧流量，以使氧传感器140的输出与氢流量之间的比率变为等于预定空燃比。
从而，可在催化剂中的空燃比为最佳值时对残留氢进行燃烧处理。
(第八实施例)图8示出本发明的第八实施例。在图8中，与图1中相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
在本实施例中，在从燃烧器134延伸的外部排气通路206内设置氢传感器141。氢传感器141检测排放到大气的气体中的残留氢浓度(氢量)。检测结果输出给控制部300。流量控制阀133设置在室132与燃烧器134之间的氢废气通路203内。此外，电磁流量控制阀135设置在燃料电池121与燃烧器134之间的空气废气通路205内。其它部分与第一实施例相同。
在该构造中，控制部300控制流量控制阀133和135以当从燃烧器134延伸的排气通路中存在残留氢时除去该残留氢，并设定氢废气和空气废气的流量、氢废气与空气废气之间的比率、催化剂的温度等。从而，可避免氢未经净化就被排放到大气中的情况。
(第九实施例)图9示出本发明的第九实施例。在图9中，与图1中相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
在本实施例中，着眼于一种可基于其估计供给到燃料电池121的氢气量的工作参数来控制流量控制阀(调节阀)133。因而，电磁流量控制阀133设置在室132与燃烧器134之间。氢传感器139设置在开/闭阀131与室132之间。此外，氧传感器140设置在燃料电池121与燃烧器134之间的空气废气通路205内。提供用于燃料电池121的工作状态传感器142。工作状态传感器142检测燃料电池121的工作参数(氢供给量、实际发电量等)。工作状态传感器142可基于加速器开度传感器的输出检测作为燃料电池121的工作参数的所要求发电量。氢传感器139的输出、氧传感器140的输出以及工作状态传感器142的输出供给到控制部300。其它部分与第一实施例相同。
在该构造中，控制部300可执行以下三种控制模式。
(1)控制部300基于氢传感器139的输出值控制流量控制阀133以使氢废气的流量变得基本恒定。
(2)除前面(1)中所述的阀控制以外，控制部300基于氢传感器139的输出和氧传感器140的输出控制流量控制阀133，以使燃烧器134中氢气与氧气之间的比率变成适当的空燃比。
(3)除前面(1)中所述的阀控制以外，控制部300基于直接或间接地由燃料电池121的工作状态获得的工作参数检测供给到燃料电池121的氢气量和发电量，由此估计从燃料电池121周期性排放到外部的氢废气量和/或氢废气中的氢浓度。从流量控制阀133供给的氢废气的流量可基于所估计的从燃料电池121排出的氢废气量和/或氢废气中的氢浓度来设定。
在本实施例中，可基于在燃料电池121工作期间获得的工作参数来检测或估计供给到燃料电池121的氢量。此外，可估计从燃料电池121排出的氢废气量和/或氢废气中的氢浓度，并设定从流量控制阀133供给的氢废气的流量。
(第十实施例)图10示出本发明的第十实施例。在该实施例中，通过修改在上述每个实施例中采用的室132的结构，预先抑制(平滑)经过流量控制阀(调节阀)133的氢废气的流量或压力的波动。当流至流量调节阀133的氢废气的压力波动小时，流量调节阀133的结构可简单。此外，可减小流量调节阀133抑制脉动变化的负担(能力)。
如图10A所示，在室132内设置多个隔板132a。室132的内部被分隔为相互连通的多个室。从而，氢废气通路的长度增加，且氢废气扩散到每个室，从而使气体浓度和气体压力均匀。
图10B示意性地示出流入室132的氢废气的流量。图10C示意性地示出流出室132的氢废气的流量。通过室132使从开/闭阀131排出的氢废气的脉冲流平滑化。因而，期望减小设置在室132后段内的流量控制阀(调节阀)133抑制脉动变化的负担。此外，流量调节阀可由节流阀构成。
(第十一实施例)在第一至第九实施例的每个中，基于来自控制部300的控制信号来调节流量调节阀133，从而控制经由外部排气通路206排出的氢废气中的氢浓度。尽管使用流量调节阀133来进行控制具有可连续(按照模拟方式)调节流量和压力的优点，但流量控制阀133具有复杂结构且昂贵。此外，从控制部300输出的控制信号包含多值信息且需要提供电平信号(模拟信号)，这增大了计算操作的负担。
在第十一实施例中，使用多个具有较简单结构且不太昂贵的电磁开/闭阀来实现流量调节阀133的上述功能。所述多个开/闭阀并联，并且由于通过控制部执行的开/关控制(阀的开/闭控制)，通路的直径(或者通路的阻力)等效地改变。从而，流入通路的氢废气量被调节，从而使得从流量调节阀133排出的氢废气中的氢浓度减小或者均匀化。
图12示出本发明的第十一实施例。在图12中，与图1中相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。
在本实施例中，设有稀释空气供给通路207，压力调节阀209，混合部(室)231，电磁开/闭阀232、233、235，消音器(消声器)234和压力传感器240。如上所述，从燃料电池121排出的氢废气经由氢废气循环通路返回到燃料电池121的入口侧，并被重新利用。部分氢废气通过排气阀131排放到燃料电池121外部。所排放的氢废气经由氢废气通路203引导至混合部231的第一入口。此外，从燃料电池121排出的空气废气经由压力调节阀209和空气废气通路205引导至消音器234。通过压缩机112和压力调节阀209调节供给到燃料电池121的空气量。稀释用空气从压缩机112的出口部经由开/闭阀235和稀释空气供给通路207供给到混合部231的第二入口。混合部231的出口经由出口通路(排气通路)211和212连接到空气废气通路205。开/闭阀232设置在出口通路211内，开/闭阀233设置在出口通路212内。开/闭阀232和233如下文所述起到压力调节阀(调节阀)的作用。
混合部231是容量足以暂时存储气体的室。在混合部231内，氢废气和所供给的新空气混合，以稀释氢废气并减小氢废气中的氢浓度。通过压力传感器240检测混合部231内的气体压力。检测到的压力作为检测信号传递到控制部300。可通过用大直径管构成氢废气通路203的一部分来形成混合部231。
在混合部231内稀释的氢废气(稀释后的气体)根据每个开/闭阀232和233的状态经由出口通路211和212中的至少一个与空气废气通路205中的空气废气混合。从而，氢废气被进一步稀释。出口通路211和212与空气废气通路205连接的部分用作合流部205a。稀释后的气体被引导至消音器234，由此压力波动减小且噪音减小。消音器234可用上述燃烧器134代替。利用燃烧器234内的(铂)催化剂对氢进行燃烧处理，可减少排放到燃料电池系统外部的氢量。然后，氢废气中的残留氢浓度变得足够低，氢废气的温度降低，氢废气被排放到大气。其它部分与图1中相同。
在上述构造中，出口通路211和212连接到与消音器234连接的空气废气通路205。然而，出口通路211和212也可连接到消音器234，合流部205a可以是消音器。此外，通过采用其开度可调节的阀(流量控制阀或压力调节阀)作为开/闭阀235，能更容易地调节稀释空气供给通路207中空气的流量或压力。
接下来，参照图13A至13C，说明第十一实施例中的一个操作示例。图13A至13C是水平轴指示经过的时间且垂直轴指示开/闭阀的状态即打开状态(ON状态)和关闭状态(OFF状态)的操作时序图。图13A指示开/闭阀131的状态。图13B指示开/闭阀232的状态。图13C指示开/闭阀233的状态。
如图13A所示，当控制部300打开开/闭阀131时，在开/闭阀131打开时段期间的初期阶段，混合部231内的压力急剧增大。从而，从混合部231流至空气废气通路205的氢废气量增加。因此，控制部300仅打开供稀释后的气体排出的开/闭阀232，流入空气废气通路205的氢气量减少(图13B)。在控制部300关闭开/闭阀131后，混合部231内的压力降低。控制部300打开开/闭阀232和233，以将残留在混合部231内的稀释后的气体排放到空气废气通路205(图13C)。由于按照这种方式根据开/闭阀(氢废气排出阀)131下游的氢废气的压力变化来控制从每个开/闭阀232和233供应的稀释后的气体的流量，排放到车辆外部的氢浓度峰值减小。
接下来，参照图14A至14C，说明对开/闭阀232和开/闭阀233的控制操作的另一示例。在本实施例中，使用为混合部231提供的压力传感器240。
当图14A中所示来自压力传感器240的检测信号等于或高于一阈值时，即，混合部231内的气体压力等于或高于预定压力时，如图14B和图14C所示，两个开/闭阀232和233都打开。当来自压力传感器240的检测信号低于该阈值时，即，混合部231内的气体压力低于预定压力时，如图14B和图14C所示，仅开/闭阀232打开而开/闭阀233关闭。因而，从混合部231排出的气体流量的脉动变化减小，并可获得同上述效果相同的效果。这样，根据开/闭阀232和233上游的压力状态单独控制每个开/闭阀232和233。
在本实施例中，为混合部231提供两个用于排出气体的开/闭阀。然而，也可为混合部231提供三个用于排出气体的开/闭阀。所述多个开/闭阀可通过控制部300来控制。例如，当通过压力传感器240检测到的压力高于预定压力时，可顺次打开开/闭阀直至检测到的压力到达预定压力，并且可增大从混合部231的出口延伸的氢废气排出通路的截面积以便排出预定压力的氢废气。
此外，从混合部231的出口延伸的多个氢废气排出通路的截面积不必相同。例如，在提供多个开/闭阀并且其基本截面积为1且其截面积以2的乘方增大(即，提供两个截面积均为1的开/闭阀，一个截面积为2的开/闭阀以及一个截面积为4的开/闭阀)的情况下，通过控制多个开/闭阀的打开(ON)/关闭(OFF)，可对应于开/闭阀的数目平滑地基本连续调节从混合部231排出的氢废气所经过的部分的截面积。从而，可获得与压力调节阀基本相同的调压效果。
此外，当设置在空气压缩机112下游(输出侧)与混合部231之间的开/闭阀235打开时，空气从空气压缩机112引导至混合部231。因此，在氢废气未充分稀释的情况下，或者在使用消音器234中的催化剂使氢氧化的情况下，可弥补氧量的不足。在当所有开/闭阀131、232、233关闭时打开开/闭阀235的情况下，与当开/闭阀232和233之一打开时打开开/闭阀235的情况相比，可减小开/闭阀235的打开对从混合部231排出的混合气体流量的脉动变化的影响。然而，本发明不限于仅当所有开/闭阀131、232、233关闭时打开开/闭阀235的情况。
此外，可根据作为氢排出阀的开/闭阀131的打开状态通过控制部300来调节开/闭阀232和233和开/闭量，而不使用压力传感器240。例如，在开/闭阀131打开预定的打开时段且从开/闭阀131关闭到开闭阀131下一次打开的周期变化的情况下，以及在该周期恒定且每单位周期开/闭阀131的打开时段变化的情况下，根据每单位时间开/闭阀131的打开时段的比例来适当打开作为流量调节装置的开/闭阀232和233，由此可调节流量。例如，当开/闭阀131的打开时段的比例较大时，更大程度地打开开/闭阀232和233，由此可使混合部231内氢废气的压力基本恒定而无需提供特定传感器。从而，可抑制供给到消音器(或燃烧器)234的氢废气的脉冲流，同时调节所排出的氢废气量。该操作可这样执行，对开/闭阀131的打开状态进行控制即进行控制以确定是否打开或关闭开/闭阀131的控制部300检测开/闭阀131的打开状态，并生成用于控制流量调节阀133的开/闭量的信号。
(第十二实施例)在第一至第九实施例以及第十一实施例的每个中，气体压力(正压)从氢废气通路的上游侧施加到下游侧，从而引导氢废气至室132或混合部231，此外氢废气被稀释或者经受燃烧处理，然后氢废气被排出。在本实施例中，在混合部(室)231中形成负静压，从而氢废气从氢废气通路的上游侧移动到下游侧。然后，氢废气被引导至混合部231并存储在混合部231中，且混合部231内的气体压力被维持在与空气废气通路中的气体压力相同的压力下(例如，接近常压，即大气压)。然后，将空气引入混合部231，稀释氢废气，并将稀释后的氢废气排放到空气废气通路。从而，可抑制由于从氢废气循环通路排出的氢废气的脉冲流导致的排放到车辆外部的氢气浓度的脉动变化(即，可使排放到车辆外部的氢气浓度均匀化)。
图15示出第十二实施例。在图15中，与图12相同的部分用相同的附图标号指示，并省略其说明。除了在空气压缩机112上游侧(吸入侧)的空气供给通路202与混合部231之间还设置包括开/闭阀236的负压形成通路208以外，第十二实施例与第十一实施例相同。在本实施例中，空气废气通路205可看作本发明的第一通路。氢废气通路203、混合部231、出口通路211和212可看作本发明的第二通路。空气压缩机112、稀释空气供给通路207和负压形成通路208可看作本发明的压力调节装置。此外，稀释空气供给通路207、开/闭阀235、负压形成通路208以及开/闭阀236可看作本发明的调节通路。调节通路作为用于稀释氢废气并排出稀释后的氢废气的第二通路的一部分，且包括在该第二通路中。
如上所述，压力调节装置包括例如泵和开/闭阀。此外，压力调节装置与第一通路和第二通路中的至少一个连接。压力调节装置可与第一通路和第二通路两者连接。在进行压力调节的情况下，压力传感器适当设置在第一通路、第二通路以及合流部之一内，并且压力调节装置调节合流部处氢废气的压力与稀释用气体的压力之间的关系。压力值可通过检测第一通路中的压力与第二通路中的压力之间的关系、或者通过检测第一通路中的压力与第二通路中的压力之间的相对关系来检测。压力调节是调节合流部处氢废气的量(浓度)和稀释用气体的量(浓度)。通过调节混合气体的量将氢废气中的氢浓度调节到目标稀释范围内。该构造的其它部分与图12所示相同。
接下来，参照图16A至图16E，说明第十二实施例中的控制操作。在图16A至图16E中，水平轴指示经过的时间，垂直轴指示开/闭阀的状态。图16A示出开/闭阀236的状态。图16B示出开/闭阀131的状态。图16C示出开/闭阀232的状态。图16D示出开/闭阀233的状态。图16E示出开/闭阀235的状态。当执行将氢废气排出到燃料电池系统外部的排气操作时，控制部300执行下述控制。
(1)在将氢废气排放到外部的循环期间的初期阶段，控制部300打开开/闭阀236，并关闭开/闭阀235、开/闭阀131、开/闭阀232以及开/闭阀233(参见图16A)。在这种状态下，可将气体引入混合部231内的氢废气通路203和稀释空气供给通路207以及出口通路211和212被阻塞。由于供气体流入和流出混合部231的气体通路被阻塞，且利用操作用以发电的空气压缩机112经由负压形成通路208抽吸混合部231内的气体，混合部231内的压力持续降低。
(2)在控制部300确定压力传感器240的输出信号达到预定阈值后，即，在控制部300检测到混合部231内的气体压力降至预定压力后，控制部300关闭开/闭阀236。从而，在混合部231内形成负静压。
(3)当控制部300仅打开开/闭阀131时，氢废气从燃料电池121侧流入混合部231(参见图16B)。
(4)当压力传感器240的输出信号指示混合部231内的气体压力为基本常压时，控制部300打开开/闭阀235和开/闭阀232。从而，空气通过压缩机112引入混合部231，且氢废气和空气混合以形成稀释后的气体。稀释后的气体经由空气废气通路205流入空气废气通路205的合流部205a(参见图16C和图16E)。
(5)在从开/闭阀235和开/闭阀232打开起经过预定时间后，或者在通过压力传感器240检测到的气体压力已降低后，控制部300进一步打开开/闭阀233，以将流入空气废气通路205的合流部205a内的混合气体的流量维持在恒定值。
(6)在从开/闭阀232打开起经过预定时间后，控制部300关闭开/闭阀235、开/闭阀232和开/闭阀233。
(7)在上述排气操作期间控制部300重复执行步骤(1)至(6)。
由于执行该控制，可调节合流部205a处空气废气压力与氢废气压力之间的差异，并可减小所排出的氢废气量的脉动变化。此外，由于在不同的时段期间将氢废气从氢废气循环通路204引入混合部231以及将稀释后的氢废气从混合部231排放到空气废气通路205，所以可以不相互干扰地(在不同条件下)执行将从燃料电池121排出的氢废气引入混合部231内的操作以及将氢废气从混合部231排放到空气废气通路205的操作，这是有利的。
在上述实施例中，压缩机112用于产生混合部231内的负压。然而，可提供空气泵或真空泵以产生混合部231内的负压。此外，当稀释空气被引入混合部231时，通过增大压缩机的输出(例如，通过增大转速)以增加供给到混合部231的空气量，可减小氢废气中的氢浓度。此外，每个开/闭阀235和236可以是其开度可调节的阀。此外，由于开/闭阀235和开/闭阀236互补地工作，通过连接负压形成通路208与稀释空气供给通路207，可在开/闭阀235和236与混合部231之间形成一个通路。此外，通过使用其开度可调节的阀作为开/闭阀235和/或开/闭阀236并将所述阀与压缩机112结合，可以更高的精度执行压力调节。
如上所述，在本发明的该实施例中，用于调节氢废气流量的流量控制阀(调节阀)133设置在燃料电池121的氢废气通路(氢排气通路)203内。流量控制阀133抑制从燃料电池间歇排出的氢废气流量的脉动变化以使该流量变成基本恒定，并将氢废气供给到燃烧器或消音器。根据氢废气的排出量、供给到燃料电池的氢气量、所排出的氢与氧之间的空燃比、燃烧器中催化剂的温度、残留在从燃烧器排放到大气的气体中的氢浓度等适当调节该恒定量。从而，催化剂的工作变得稳定，并可使用少量催化剂执行对氢气的燃烧处理。此外，可更佳地对氢气执行燃烧处理，并可处理氢废气的增加/减少。此外，可将排放到车辆外部的气体中的残留氢浓度维持在一低值。
上述实施例可按照多种方式相互组合。例如，尽管在第七实施例中调节供给到燃烧器134的氢废气量和空气废气量以使空燃比变成最佳值，但当在第七实施例中燃烧器134内催化剂的温度变得高于预定值时，可减少氢废气的供给量并增大空气废气的供给量。
此外，在第九实施例中，当燃烧器134内催化剂的温度变得高于预定值时，可减少氢废气的供给量并增大空气废气的供给量。此外，可控制流量控制阀133和135，以在从燃烧器134排出的气体中的氢浓度变得高于预定值时除去所排出气体中的氢。
此外，上述燃料电池系统可用于车辆以外的系统或装置，且燃烧器134可以是燃烧炉。
在第一至第九实施例中，氢废气和空气废气可如图12所示在室231内混合，然后将混合气体供给到燃烧器134，以代替将氢废气和空气废气直接供给到燃烧器134。在这种构造中，由于将通过充分混合氢废气和空气废气形成的气体供给到燃烧器134，该气体中的氢可被催化剂有效氧化。
在上述实施例中，在流量控制阀133与燃烧器134之间设置用于混合氢废气和空气废气的室。此外，当从燃料电池排出的氢废气中的氢浓度低时，燃烧器134可以是图10A中所示的燃烧器。
在上述实施例中，氢废气被间歇排出燃料电池。然而，本发明也可应用于氢废气被连续排出燃料电池的情况。通过抑制从燃料电池连续排出的氢气量的变化，预期在这种情况下同样可获得相同效果。
权利要求
1.一种燃料电池系统，它减低从燃料电池排出的氢废气中的氢浓度，然后将所述氢废气排放到大气中，所述燃料电池系统包括将所述氢废气的流量调节到恒定流量的调节阀，该调节阀设置在供从所述燃料电池排出的所述氢废气通过而导出到所述燃料电池系统外部的排气通路中。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述调节阀是基于所述燃料电池系统的工作状态控制开/闭量的电磁阀。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，它还包括用于检测作为所述燃料电池系统的工作状态的所述排气通路中所述氢废气的状态量的气体状态检测装置，其中，所述调节阀是基于所检测的状态量来控制的。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，它还包括使含氧流体与所述氢废气合流的合流部，该合流部设置在所述调节阀的下游。
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，所述合流部包括用于通过使所述氢废气与所述流体合流来减少所述氢废气中的氢量的氢减少装置。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，所述氢减少装置包括用于利用所述流体使所述氢废气氧化的转化装置。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气体状态检测装置包括用于检测流入所述转化装置的所述氢废气的状态量的第一检测装置，并且所述调节阀基于所检测的所述氢废气的状态量调节供给到所述转化装置的所述流体的供给量。
8.根据权利要求6或7所述的燃料电池系统，其特征在于，它还包括用于检测作为所述燃料电池系统的工作状态的流入所述转化装置的所述流体的状态量的第二检测装置，其中，所述调节阀是基于所检测的所述流体的状态量控制开/闭量的电磁阀。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述转化装置包括使所述氢废气中的氢氧化的催化剂；所述燃料电池系统还包括用于检测作为所述燃料电池系统的工作状态的所述催化剂的温度的温度检测装置；以及所述调节阀的开/闭量是基于所检测的温度来控制的。
10.根据权利要求9所述的燃料电池系统，其特征在于，供给到所述转化装置的所述氢废气的供给量是利用所述调节阀基于所述检测的温度来控制的。
11.根据权利要求9或10所述的燃料电池系统，其特征在于，供给到所述转化装置的所述流体的供给量是利用所述调节阀基于所述检测的温度来控制的。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述流体是从所述燃料电池排出的氧废气；所述第一检测装置检测所述氢废气的流量和所述氢废气中的氢浓度中的至少一个；所述第二检测装置检测所述氧废气的流量和所述氧废气中的氧浓度中的至少一个；以及所述调节阀的开/闭量是根据所检测的所述氢废气的流量和所述氢废气中的氢浓度中的至少一个及所检测的所述氧废气的流量和所述氧废气中的氧浓度中的至少一个来调节的。
13.根据权利要求6-12中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，它还包括用于检测作为所述燃料电池系统的工作状态的从所述转化装置排出的排气中的氢浓度的第三检测装置，其中，所述调节阀的开/闭量是基于所检测的氢浓度来控制的。
14.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，所述氢减少装置包括用于减低所述氢废气中的氢浓度的稀释装置。
15.根据权利要求2-14中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，它还包括用于检测作为所述燃料电池系统的工作状态的所述燃料电池的工作状态的第四检测装置，其中，所述调节阀的开/闭量是基于所述燃料电池的工作状态来控制的。
16.根据权利要求3或4所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气体状态检测装置设置在所述调节阀的上游，以及所述调节阀是基于所述检测的状态量来控制的。
17.根据权利要求16所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气体状态检测装置检测作为所述氢废气的状态量的所述氢废气的压力，以及所述调节阀的开/闭量是根据所检测的压力来调节的。
18.根据权利要求3、16和17中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气体状态检测装置基于将所述氢废气从所述燃料电池排放到所述排气通路的氢排气阀的开/闭状态获取所述氢废气的状态量。
19.根据权利要求1以及权利要求16-18中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，导出到所述排气通路的所述氢废气的流量是通过调节所述调节阀的开口面积来调节的。
20.根据权利要求19所述的燃料电池系统，其特征在于，所述排气通路包括供所述氢废气导出到所述燃料电池系统外部的至少两个排气通路；以及所述调节阀包括设置在所述至少两个排气通路中的每一个中的开/闭阀。
21.根据权利要求20所述的燃料电池系统，其特征在于，每个所述开/闭阀的开/闭是根据所述检测的状态量来控制的。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，它还包括暂时存储包括所述氢废气的气体的室，所述室设置在所述排气通路上所述调节阀的上游。
23.根据权利要求22所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气体状态检测装置检测所述室中的压力；以及所述调节阀的开/闭量是根据所检测的压力来调节的。
24.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述调节阀是机械式阀。
25.一种燃料电池系统，它稀释从燃料电池排出的氢废气，然后将所述氢废气排放到大气中，所述燃料电池系统包括供可用于稀释所述氢废气的稀释气体流过的第一通路；供来自所述燃料电池的所述氢废气排出的第二通路；合流部，所述第一通路和所述第二通路与所述合流部连接；以及用于调节所述合流部中所述氢废气的压力和所述稀释气体的压力的压力调节装置，所述压力调节装置设置在所述第一通路和所述第二通路中的至少一个中。
26.根据权利要求25所述的燃料电池系统，其特征在于，所述压力调节装置设置在所述第二通路中。
27.根据权利要求25或26所述的燃料电池系统，其特征在于，所述压力调节装置包括设置在位于所述燃料电池的阴极侧的氧化气体供给通路中的空气压缩机，以及连接所述空气压缩机的入口侧和出口侧中的至少一个与所述第二通路的调节通路。
28.根据权利要求27所述的燃料电池系统，其特征在于，所述压力调节装置包括可根据所述合流部中的压力调节开/闭量的开/闭阀，所述开/闭阀设置在所述调节通路中。
29.根据权利要求27或28所述的燃料电池系统，其特征在于，所述调节通路包括连接位于所述空气压缩机的入口侧的供给通路与所述第二通路的第一调节通路，以及连接位于所述空气压缩机的出口侧的供给通路与所述第二通路的第二调节通路；所述燃料电池系统还包括通过利用所述空气压缩机经由所述第一调节通路在所述第二通路中形成负压来使所述合流部中所述氢废气的压力低于所述稀释气体的压力以及利用所述空气压缩机经由所述第二调节通路使所述第二通路中所述氢废气的压力高于所述合流部中所述稀释气体的压力的压力控制装置。
30.一种燃料电池系统，它稀释从燃料电池排出的氢废气，然后将所述氢废气排放到大气中，所述燃料电池系统包括供可用于稀释所述氢废气的稀释气体流过的第一通路；供来自所述燃料电池的所述氢废气排出的第二通路；合流部，所述第一通路和所述第二通路与所述合流部连接；以及调节所述合流部中所述氢废气的压力和所述稀释气体的压力的压力调节设备，所述压力调节设备设置在所述第一通路和所述第二通路中的至少一个中。
全文摘要
本发明涉及燃料电池系统。该燃料电池系统减低从燃料电池(121)排出的氢废气中的氢的量，然后将该氢废气排放到大气中，并包括调节阀(133)，该调节阀(133)抑制从燃料电池(121)间歇排放到排气通路从而以脉冲方式流入该排气通路的氢废气的流量的脉动变化，以使该流量变得恒定(稳定)。
文档编号H01M8/04GK1849723SQ200480025945
公开日2006年10月18日 申请日期2004年8月18日 优先权日2003年9月9日
发明者柳拓男, 山岸典生, 藤田信雄 申请人:丰田自动车株式会社