燃料电池用排水装置、燃料电池系统及其控制方法_4

文档序号:9845762阅读:来源:国知局
的操作而开始的排水处理为执行中的情况。在强制吹扫处理正常结束时,在显示部12b显示强制吹扫处理完成的情况。另一方面,在图5中如单点划线所示,驾驶者按下排水开关11而扫气处理中断的情况下,仅通过使指示器12a熄灭而在显示部12b上不显示消息。
[0101]如图6中所示,在由于燃料电池20的含水量从允许范围脱离而使强制吹扫处理的执行指令无效的情况下,排水通知部12的指示器12a虽然暂时点亮但在短时间内熄灭。由此,驾驶者能够获知虽然接受了自身的排水处理的执行开始指令的操作但使其无效的情况。而且,在指示器12a熄灭之后,显示排水处理完成的内容的消息。也可以取代排水处理完成的内容的消息,而显示燃料电池20的含水量少且不需要排水处理的内容的消息。由此,驾驶者能够获知使排水指令无效的理由。
[0102][第一实施方式的总结]
[0103]如以上那样,根据本实施方式的燃料电池系统100,驾驶者通过排水开关11能够任意地选择排水处理的执行时机。因此,能够预防以排水处理为起因的受水的损害的发生。而且,在燃料电池20的含水量不足的情况下禁止强制吹扫处理的执行,因此能抑制由于排水处理而燃料电池20内部过度干燥的情况。强制吹扫处理根据燃料电池20内的含水量而结束,因此能抑制无益地使扫气处理继续而系统效率下降的情况。此外,通过排水通知部12的通知而驾驶者能够掌握排水处理的执行状态,因此能够得到高使用性。
[0104]B.第二实施方式:
[0105]图7是表示作为本发明的第二实施方式的燃料电池系统的排水控制的流程的说明图。第二实施方式的燃料电池系统的结构与第一实施方式的燃料电池系统100大致相同(图1)。在第二实施方式的燃料电池系统中,除了燃料电池20的运转中执行的排水控制不同的点以外,执行与第一实施方式中说明的情况同样的排水控制。在第二实施方式的燃料电池系统中,排水处理执行部16在燃料电池20的运转中的排水控制中执行吹扫条件设定处理(步骤S5)。
[0106]在吹扫条件设定处理中,排水处理执行部16根据配置燃料电池20的环境信息,设定作为排水处理而执行的扫气处理的执行条件。排水处理执行部16从外部气温传感器80取得外部气温作为配置燃料电池20的环境信息,根据其外部气温,变更结束时吹扫处理(步骤S25)及强制吹扫处理(步骤S35)的处理条件。关于结束时吹扫处理的处理条件,以外部气温越低而排水量越多的方式,使扫气气体的流量和扫气处理的处理时间中的至少一方增大。由此,能够更可靠地抑制以低温环境下的冻结为起因的燃料电池20的起动性的下降。而且,在燃料电池系统100内的水分冻结的预防的必要性低的温度环境下,能抑制排水处理的消耗能量。
[0107]图8、图9是用于说明强制吹扫处理的处理条件的变更的说明图。在图8中,外部气温为常温(例如10°?30°左右)的情况的扫气气体的流量在纸面左侧例示,外部气温为低温(例如-10°?10°左右)的情况的扫气气体的流量在纸面右侧例示。在图9中,关于外部气温为常温的情况的扫气处理的时间图在纸面左侧例示,关于外部气温为低温的情况的扫气处理的时间图在纸面右侧例示。
[0108]排水处理执行部16与结束时吹扫处理的处理条件同样,以外部气温越低而排水量越多的方式变更强制吹扫处理的处理条件。具体而言,排水处理执行部16在外部气温越低时,使强制吹扫处理中的扫气气体的流量增大。或者,排水处理执行部16使强制吹扫处理的执行结束的燃料电池20的含水量DW的阈值Th下降(图9)。由此,若扫气气体的流量相同,则外部气温越低,强制吹扫处理的扫气时间tp越长,排水量增多。排水处理执行部16可以变更扫气气体的流量和燃料电池20的含水量的阈值Th这两方。
[0109]如以上所述,根据第二实施方式的燃料电池系统,对应于配置燃料电池20的环境条件来变更结束时吹扫处理的处理条件,因此能更可靠地抑制以低温环境下的冻结为起因的燃料电池20的起动性的下降。而且,强制吹扫处理的处理条件与结束时吹扫处理的处理条件同样,在外部气温越低时,将排水量越向增大的方向变更。因此,能抑制以强制吹扫处理的处理条件的变更为起因而强制吹扫处理的结束时吹扫处理执行时的受水的损害的预防效果减少的情况。
[0110]C.变形例:
[0111]Cl.变形例 1:
[0112]在上述各实施方式中,排水开关11构成作为设于仪表板的按钮。相对于此,排水开关11可以由设置在仪表板上的触摸面板上的按钮图标构成,也可以由杆式开关构成。而且,排水开关11可以设置在驾驶席的座席旁边,也可以构成作为脚下的脚踏踏板。排水处理执行部16可以取代排水开关11的操作而接受驾驶者的声音的排水指令。而且,排水处理执行部16在通过用于接受排水处理的操作以外的操作的操作部以规定的模式被操作时,可以判定为从驾驶者发出排水指令。例如,警示开关在短时间期间被连续按下3次时,可以判定为发出了排水指令。
[0113]C2.变形例 2:
[0114]在上述各实施方式中,排水通知部12通过指示器12a或显示部12b,将与排水处理相关的信息向驾驶者通知。相对于此,排水通知部12也可以通过指示器12a或显示部12b以外的手段,将与排水处理相关的信息向驾驶者通知。排水通知部12可以经由扬声器,通过声音等将与排水处理相关的信息向驾驶者通知。
[0115]C3.变形例 3:
[0116]在上述的各实施方式中,排水处理执行部16在第一含水量判定中,燃料电池20的含水量从允许范围脱离的情况下,使基于驾驶者的排水指令无效。相对于此,排水处理执行部16可以不使基于驾驶者的排水指令无效。排水处理执行部16在第一含水量判定中,可以在燃料电池20的含水量从允许范围脱离的情况下,以使强制吹扫处理中排出的排水量减少的方式变更强制吹扫处理的处理条件。在强制吹扫处理的处理条件中,包含例如在上述的各实施方式中说明那样的扫气气体的流量或含水量的阈值、扫气处理的继续时间等。排水处理执行部16可以不进行第一含水量判定,在强制吹扫处理的执行前,根据燃料电池20的含水量来变更强制吹扫处理的处理条件。
[0117]C4.变形例 4:
[0118]在上述的各实施方式中,排水处理执行部16在排水控制中,执行强制吹扫处理、结束时吹扫处理、停止中吹扫处理作为排水处理。相对于此,排水处理执行部16只要至少执行强制吹扫处理作为排水控制中的排水处理即可,结束时吹扫处理或停止中吹扫处理可以省略。即使在结束时吹扫处理或停止中吹扫处理未执行的情况下,驾驶者通过在任意的时机能够执行的强制吹扫处理,能够预防与排水处理相伴的受水的损害的发生、低温环境下的燃料电池20的冻结、以残留水分为起因的燃料电池系统内的部件的劣化等。
[0119]C5.变形例 5:
[0120]在上述的各实施方式中,含水量检测部18基于阻抗计测部81的计测值来取得燃料电池20的含水量的推定值。相对于此,含水量检测部18也可以通过其他的手段来取得燃料电池20的含水量的推定值。例如,含水量检测部18可以基于燃料电池20的输出电流、向燃料电池20供给的反应气体的流量、从燃料电池20排出的水分量等的燃料电池20的运转履历,取得燃料电池20的含水量的推定值。
[0121]C6.变形例 6:
[0122]在上述的各实施方式的燃料电池系统的各吹扫处理中,通过阴极气体供给部30执行燃料电池20内部的扫气处理。相对于此,在上述的各实施方式的燃料电池系统的各吹扫处理中,可以除了基于阴极气体供给部30的扫气处理之外,或者取代基于阴极气体供给部30的扫气处理,执行基于阳极气体供给部50的扫气处理。在基于阳极气体供给部50的扫气处理中,排水处理执行部16在使来自氢罐52的氢的供给停止的状态下,驱动氢循环用栗64,经由阳极废气配管61和阳极气体循环配管63使燃料电池20内的残留气体循环。并且,通过使排水阀66以规定的周期开阀而执行排水。在上述的各实施方式的燃料电池系统的各吹扫处理中,无论阴极气体供给部30或阳极气体供给部50如何,都可以通过从另行设置的扫气气体供给部向燃料电池20供给扫气气体来执行扫气处理。
[0123]C7.变形例 7:
[0124]在上述第二实施方式中,排水处理执行部16经由外部气温传感器80取得外部气温作为配置燃料电池20的环境的环境信息。相对于此,排水处理执行部16也可以取得外部气温以外的信息作为燃料电池20的环境信息。例如,可以是排水处理执行部16取得日期信息,并取得当前的季节作为燃料电池20的环境信息。这种情况下,排水处理执行部16可以按照各季节来变更强制吹扫处理或结束时吹扫处理的处理条件。更具体而言,排水处理执行部16可以是以环境温度越低的季节而越增多排水量的方式变更强制吹扫处理或结束时吹扫处理的处理条件。此外,排水
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