燃料电池用排水装置、燃料电池系统及其控制方法_3

文档序号:9845762阅读:来源:国知局
除了燃料电池20的运转中,在燃料电池20的运转结束后,也利用二次电池的电力来执行排水处理。以下,首先,依次说明燃料电池20的运转中的排水控制和燃料电池20的运转结束后的排水控制。
[0083]图2是表示在燃料电池20的运转中通过排水处理执行部16执行的排水控制的流程的说明图。在步骤SlO中,排水处理执行部16检测排水开关11是否被按下。排水处理执行部16在燃料电池20的运转中,当检测到通过驾驶者按下了排水开关11的情况时(步骤SlO为“是”),执行强制吹扫处理作为排水处理(步骤S15)。
[0084]在强制吹扫处理中,执行基于阴极气体供给部30的扫气处理,将燃料电池20内部的水分及燃料电池系统100内的水分向外部排出。关于强制吹扫处理的详细的处理内容在后文叙述。需要说明的是,强制吹扫处理在燃料电池车辆的行驶中也能够执行。这种情况下,暂时停止燃料电池20的发电,在切换成使用二次电池的电力作为驱动力的行驶模式的基础上,执行强制吹扫处理。
[0085]在本实施方式的燃料电池系统100中,驾驶者进行点火装置断开的操作而使燃料电池车辆为停车状态等情况下,控制部15结束燃料电池20的运转。具体而言,控制部15停止基于阴极气体供给部30及阳极气体供给部50的向燃料电池20的反应气体的供给。排水处理执行部16在步骤S20中,当检测到燃料电池20的运转结束时,执行结束时吹扫处理作为排水处理(步骤S25)。
[0086]在结束时吹扫处理中,执行基于阴极气体供给部30的扫气处理,将燃料电池20内部的水分及燃料电池系统100内的水分向外部排出。这样,在燃料电池20的运转结束时,使燃料电池系统100内的水分减少,由此能抑制以冰点下等的低温环境下等的冻结为起因的燃料电池系统100的起动性的下降、残留水分引起的部件的劣化等。
[0087]图3是表示在燃料电池20的运转结束后通过排水处理执行部16执行的排水控制的流程的说明图。排水处理执行部16在燃料电池20的运转停止后,即使检测到通过驾驶者按下排水开关11的情况下(步骤S30),也执行强制吹扫处理作为排水处理(步骤S35)。排水处理执行部16在燃料电池20的运转停止后,定期地驱动外部气温传感器80,取得外部气温。排水处理执行部16在检测到外部气温为冰点下附近的规定的温度(例如,O?5°C的温度)的情况下(步骤S40),执行停止中吹扫处理作为排水处理(步骤S45)。
[0088]在停止中吹扫处理中,执行基于阴极气体供给部30的扫气处理,将燃料电池20内部的水分及燃料电池系统100内的水分向外部排出。除了结束时吹扫处理之外,还执行停止中吹扫处理,由此燃料电池20内部的水分进一步减少,能更可靠地抑制以冻结为起因的燃料电池系统100的起动性的下降。驾驶者进行点火装置接通的操作而使燃料电池系统100起动,在燃料电池20的运转开始的情况下,排水处理执行部16向燃料电池20的运转中的排水控制(图2)转移(步骤S50)。
[0089]这样,在本实施方式的燃料电池系统100中,在结束时吹扫处理(图2的步骤S25)、停止中吹扫处理(图3的步骤S45)之前,通过驾驶者的操作,在任意的时机执行强制吹扫处理(步骤S15、S35)。即,在本实施方式的燃料电池系统100中,驾驶者能够任意地选择执行排水处理的场所或时机。驾驶者通过强制吹扫处理而预先使燃料电池20内的水分减少,由此在燃料电池车辆的停车时或停车中能够抑制来自燃料电池20的排水的受水的损害的发生。
[0090]通常,在燃料电池车辆中,在保养时或长期放置等情况下,存在二次电池的连接松脱的情况、二次电池的蓄电量不足的情况等,可能会陷入无法执行停止中吹扫处理的状态。若是本实施方式的燃料电池系统100,在预测到这样的事态的情况下,驾驶者预先执行强制吹扫处理,由此能够使燃料电池20内的水分量减少。因此,能够预防以低温环境下的水分的冻结为起因的燃料电池20的起动性的下降。
[0091]图4是表示排水处理执行部16执行的强制吹扫处理的处理流程的说明图。在步骤SllO中,排水处理执行部16使排水通知部12的指示器12a点亮,检测排水开关11的按下,将排水处理的执行开始的情况向驾驶者通知。在步骤S120中,执行关于燃料电池20的含水量的判定(第一含水量判定)。排水处理执行部16从含水量检测部18取得当前的燃料电池20的含水量的计测值。排水处理执行部16在判定为燃料电池20的含水量为规定的阈值以上且预先确定的允许范围内的情况下,使阴极气体供给部30开始扫气处理的执行(步骤S130)。此时,排水处理执行部16开始扫气处理的执行时间的计测。
[0092]在步骤S120中,在判定为燃料电池20的含水量比规定值小且从允许范围脱离的情况下,排水处理执行部16使来自驾驶者的排水指令无效,不使阴极气体供给部30执行扫气处理而结束强制吹扫处理。排水处理执行部16使在步骤SllO中点亮的指示器12a熄灭,为了表示排水处理未被执行的情况,而显示排水处理的执行完成的内容(步骤S180)。排水处理执行部16可以将排水处理不能执行或不需要执行的状态的内容的消息显示于显示部12b。
[0093]这样,在本实施方式中,在燃料电池20的含水量不足的情况下,不执行强制吹扫处理。由此,燃料电池20成为过度干燥的状态,抑制燃料电池20的发电性能下降的情况。需要说明的是,在燃料电池20的运转结束后的排水控制的情况下,由于是结束时吹扫处理的执行后,因此可以省略步骤SI 20的含水量的判定处理。
[0094]排水处理执行部16在基于阴极气体供给部30的扫气处理的执行开始后,检测到使用者再次按下排水开关11的情况下(步骤S140为“是”),将基于阴极气体供给部30的扫气处理的执行中断并结束(步骤S170)。此外,排水处理执行部16使在步骤SllO中点亮的指示器12a熄灭(步骤S180)。在本实施方式中,在这种情况下,通过指示器12a的熄灭,将排水处理的执行中断的情况向驾驶者通知,在显示部12b上不特别显示消息。但是,排水处理执行部16即使在这种情况下,也可以将排水处理的执行中断的内容的消息或排水处理完成的内容显示于显示部12b。由此,能够使强制吹扫处理的中断/结束由驾驶者更可靠地识别。
[0095]这样,在本实施方式的燃料电池系统100中,即使在驾驶者错误地开始排水处理的情况下,能够任意地使该排水处理中断。而且,使排水处理中断的操作是与使排水处理开始的操作同样地按下排水开关11的操作,因此驾驶者能够直观地掌握排水处理的取消用的操作。因此,驾驶者能简易且迅速地进行排水处理的取消操作。
[0096]排水处理执行部16在基于阴极气体供给部30的扫气处理的执行中的步骤SI50中,也执行关于燃料电池20的含水量的判定(第二含水量判定)。排水处理执行部16在检测到燃料电池20的含水量成为规定值以下且从允许范围脱离的情况下(步骤S150“否”),使基于阴极气体供给部30的扫气处理中断并结束(步骤S170)。排水处理执行部16使在步骤SI 10中点亮的指示器12a熄灭,将排水处理的执行完成的内容的消息显示于显示部12b(步骤S180)。
[0097]由此,能抑制在成为了燃料电池20的含水量少的干燥状态之后无益地使扫气处理继续的情况。需要说明的是,步骤S150中的第二含水量判定的阈值可以设定与步骤S120中的第一含水量判定的阈值不同的值。在结束时吹扫处理或停止中吹扫处理中,也与强制吹扫处理同样地,通过在扫气处理的执行中进行与第二含水量判定同样的判定处理,也可以根据燃料电池20的含水量来决定扫气处理的结束时机。
[0098]排水处理执行部16在步骤S140、S150中扫气处理未停止的情况下,在预先设定的处理时间(例如,几十秒至几分钟程度)经过时,完成基于阴极气体供给部30的扫气处理(步骤S160、S170)。排水处理执行部16使在步骤SllO中点亮的指示器12a熄灭,将排水处理的执行完成的内容的消息显示于显示部12b(步骤S180)。
[0099]参照图5、图6的时间图,说明强制吹扫处理的基于排水通知部12的通知处理。在图
5、图6中示出排水开关11的操作时机、扫气处理的开始和结束的时机、排水通知部12的指示器12a的点亮.熄灭的时机、显示部12b的消息的显示.消去的时机。在图5中,扫气处理继续至规定的处理时间经过为止的情况、或者在步骤SI 50中燃料电池20的含水量达到阈值的情况由实线表示。而且,在图5中,在步骤S140中将扫气处理中断的情况由单点划线表示。在图6中,示出在步骤S120中使排水指令无效的情况。
[0100]在图5中如实线所示,排水通知部12的指示器12a在从排水开关11被按下之后到强制吹扫处理的执行结束为止期间,使点亮的状态继续。由此,驾驶者能够视觉辨认通过自身
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