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燃料电池系统及其控制方法

阅读：577发布：2021-02-28

IPRDB可以提供燃料电池系统及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的一实施例的燃料电池系统，包括：燃料处理装置，供给含氢燃料气体；氧化剂气体供给装置，供给含氧氧化剂气体；燃料电池堆，使用上述燃料气体和上述氧化剂气体引起电化学反应；冷却装置，对在上述燃料电池堆产生的热进行冷却；热回收装置，从供给到上述冷却装置而在上述燃料电池堆循环之后排出的高温的冷却水回收废热；以及水蒸气生成装置，供给具有自身压力的直供水，利用上述燃料处理装置的废热生成水蒸气，向供给到上述燃料电池堆的上述燃料气体及上述氧化剂气体中的至少一个供给上述水蒸气。，下面是燃料电池系统及其控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：

燃料处理装置，供给含氢燃料气体；

氧化剂气体供给装置，供给含氧氧化剂气体；

燃料电池堆，使用上述燃料气体和上述氧化剂气体引起电化学反应；

冷却装置，对在上述燃料电池堆产生的热进行冷却；

热回收装置，从供给到上述冷却装置而在上述燃料电池堆循环之后排出的高温的冷却水回收废热；以及水蒸气生成装置，供给具有自身压力的直供水，利用上述燃料处理装置的废热生成水蒸气，向供给到上述燃料电池堆的上述燃料气体及上述氧化剂气体中的至少一个供给上述水蒸气。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：直供水减压器，调节上述直供水的压力来调节所被供给的上述直供水的流量；以及比例控制阀，设在上述直供水减压器和上述水蒸气生成装置之间，调节加湿所需的水蒸气的量。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括纯水生成装置，该纯水生成装置设在上述直供水减压器和上述比例控制阀之间，变换所被供给的上述直供水而生成纯水。

4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，上述水蒸气生成装置设在上述燃料处理装置内，

上述燃料电池系统还包括喷嘴，该喷嘴设在上述燃料电池堆的燃料气体入口侧，向供给到上述燃料电池堆的上述燃料气体喷射上述水蒸气。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括加湿装置，该加湿装置设在上述氧化剂气体供给装置和上述燃料电池堆的氧化剂气体入口之间。

6.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：电压检测部，按照时间的经过测量在上述燃料电池堆产生的电压；以及控制装置，按照在上述电压检测部检测到的电压来控制流入上述燃料电池堆的冷却水温度。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括电力转换器，该电力转换器将在上述控制装置和上述燃料电池堆产生的直流电转换为交流电来测量发电电力。

8.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：

冷却水入口温度传感器，用于测量上述燃料电池堆的冷却水入口温度；

燃料气体入口温度传感器，用于测量上述燃料电池堆的燃料气体入口温度；以及氧化剂气体入口温度传感器，用于测量上述燃料电池堆的氧化剂气体入口温度，上述比例控制阀根据上述冷却水入口温度传感器、上述燃料气体入口温度传感器及上述氧化剂气体入口温度传感器的检测信号来控制上述加湿所需的水蒸气的量。

9.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，上述水蒸气生成装置设在上述燃料处理装置内，

上述燃料电池系统还包括喷嘴，该喷嘴设在上述燃料电池堆的氧化剂气体入口一侧，对供给到上述燃料电池堆的上述氧化剂气体喷射上述水蒸气。

10.一种燃料电池系统的控制方法，其特征在于，包括：发电电力测量步骤，测量在燃料电池堆产生的发电电力；

燃料电池堆内部温度维持步骤，根据在上述发电电力测量步骤测量的发电电力，将上述燃料电池堆的冷却水维持在设定值；以及加湿维持步骤，在上述燃料电池堆内部温度维持步骤之后，对供给到上述燃料电池堆的冷却水、燃料气体及氧化剂气体分别测量入口温度，若所测量的各测量温度值为设定值以上，则停止或减少上述燃料电池堆的加湿，若测量温度值小于测量温度值，则开放比例控制阀来执行并维持加湿。

11.根据权利要求10所述的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，上述发电电力测量步骤包括发电电力判断步骤，在该发电电力判断步骤判断所测量的上述发电电力是否在设定范围之内，并反复进行发电电力测量直到所测量的上述发电电力属于设定范围之内。

12.根据权利要求10所述的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，上述燃料电池堆内部温度维持步骤包括：

冷却水温度测量步骤，在供给到上述燃料电池堆的冷却水入口测量冷却水温度；以及冷却水温度判断步骤，判断上述冷却水温度是否属于设定值范围内，调节与热交换器连接的热交换泵的流量的同时反复进行上述冷却水温度测量，直到上述冷却水温度属于设定值范围内。

13.根据权利要求10所述的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，上述加湿维持步骤还包括：

电压变动幅度测量步骤，对在上述燃料电池堆产生的电压的变动幅度进行测量；以及电压变动幅度判断步骤，判断在上述电压变动幅度测量步骤测量的电压变动幅度是否属于设定值范围内，并关闭上述比例控制阀来停止加湿，直到电压变动幅度属于设定值范围内。

14.根据权利要求13所述的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，上述加湿维持步骤包括：

气体温度测量步骤，在上述电压变动幅度属于设定值范围内的情况下，分别测量供给到上述燃料电池堆的各入口的燃料气体及氧化剂气体的温度；

气体温度判断步骤，判断上述燃料气体及上述氧化剂气体的温度测量值是否小于设定值；

开放步骤，若上述温度测量值小于上述设定值，为了加湿而开放上述比例控制阀；以及关闭和减少步骤，若上述温度测量值为上述设定值以上，则为了停止和减少加湿，关闭上述比例控制阀，或减少上述比例控制阀的流量。

15.根据权利要求14所述的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，上述加湿维持步骤包括：

气体温度再测量步骤，在上述关闭和减少步骤之后，在设定时间内重新测量供给到上述燃料电池堆的燃料气体及氧化剂气体的温度；以及再测量温度范围判断步骤，判断上述燃料气体及上述氧化剂气体的温度再测量值是否属于设定值范围内，在上述温度再测量值属于设定值范围内的情况下，重新执行电压变动幅度测量步骤。

16.根据权利要求10所述的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，上述加湿维持步骤对上述燃料气体及上述氧化剂气体中的至少一个进行加湿。

说明书全文

燃料电池系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及采用高分子电解质燃料电池堆的燃料电池系统，更具体而言，涉及使得供给到燃料电池堆的燃料气体和/或氧化剂气体的加湿顺利进行从而稳定生产电力的燃料电池系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 高分子电解质燃料电池(PEMFC: Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 系统采用具有氢离子交换特性的高分子膜作为电解质，使用含氢的燃料气体和含氧的氧化剂气体引起电化学反应，从而生产电和热。

[0003] 燃料气体及氧化剂气体分别被加湿装置进行加湿之后，供给到燃料电池堆。在加湿装置中，例如，在喷雾型(Bubbler)加湿装置中，在使用加热器生成的温水中分别通过燃料气体及氧化剂气体，从而向燃料气体及氧化剂气体提供水分。但是，由于喷雾型加湿装置为了加热水而使用能量，所以燃料电池系统的耗电增加。即，燃料电池系统的效率降低。

[0004] 例如，膜型加湿装置在燃料电池堆的燃料气体及氧化剂气体的各个出口一侧，使含水分的其他气体在水蒸气透过膜中经过和移动，从而向燃料气体及氧化剂气体提供水分。膜型加湿装置是利用从燃料电池堆排出的热和水分来进行加湿的，所以能够比喷雾加湿装置节能。但是，膜型加湿装置很难使供给到燃料电池堆的燃料气体及氧化剂气体成为完全加湿状态，要实现完全加湿状态，就必须要增加透过膜的面积。即，在燃料电池系统内，加湿装置的规模变大。

发明内容

[0005] 本发明的一个方面的目的在于，提供一种燃料电池系统及其控制方法，其不使用追加能量，而在使加湿装置的结构最小化的同时实现燃料气体及/或氧化剂气体的完全加湿。

[0006] 本发明的另一个方面的目的在于，提供一种燃料电池系统及其控制方法，其回收从燃料处理装置内放出的废热来实现燃料气体及/或氧化剂气体的完全加湿。

[0007] 本发明的一个实施例的燃料电池系统，包括：燃料处理装置，供给含氢燃料气体；氧化剂气体供给装置，供给含氧氧化剂气体；燃料电池堆，使用上述燃料气体和上述氧化剂气体引起电化学反应；冷却装置，对在上述燃料电池堆产生的热进行冷却；热回收装置，从供给到上述冷却装置而在上述燃料电池堆循环之后排出的高温的冷却水回收废热；以及水蒸气生成装置，供给具有自身压力的直供水，利用上述燃料处理装置的废热生成水蒸气，向供给到上述燃料电池堆的上述燃料气体及上述氧化剂气体中的至少一个供给上述水蒸气。

[0008] 本发明的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括：直供水减压器，调节上述直供水的压力来调节所被供给的上述直供水的流量；以及比例控制阀，设在上述直供水减压器和上述水蒸气生成装置之间，调节加湿所需的水蒸气的量。

[0009] 本发明的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括纯水生成装置，该纯水生成装置设在上述直供水减压器和上述比例控制阀之间，变换所被供给的上述直供水而生成纯水。

[0010] 上述水蒸气生成装置设在上述燃料处理装置内，本发明的另一实施例的燃料电池系统还可以包括喷嘴，该喷嘴设在上述燃料电池堆的燃料气体入口侧，向供给到上述燃料电池堆的上述燃料气体喷射上述水蒸气。

[0011] 本发明的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括加湿装置，该加湿装置设在上述氧化剂气体供给装置和上述燃料电池堆的氧化剂气体入口之间。

[0012] 本发明的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括：电压检测部，按照时间的经过测量在上述燃料电池堆产生的电压；以及控制装置，按照在上述电压检测部检测到的电压来控制流入上述燃料电池堆的冷却水温度。

[0013] 本发明的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括电力转换器，该电力转换器将在上述控制装置和上述燃料电池堆产生的直流电转换为交流电来测量发电电力。

[0014] 本发明的另一实施例的燃料电池系统，还可以包括：冷却水入口温度传感器，用于测量上述燃料电池堆的冷却水入口温度；燃料气体入口温度传感器，用于测量上述燃料电池堆的燃料气体入口温度；以及氧化剂气体入口温度传感器，用于测量上述燃料电池堆的氧化剂气体入口温度。上述比例控制阀根据上述冷却水入口温度传感器、上述燃料气体入口温度传感器及上述氧化剂气体入口温度传感器的检测信号来控制上述加湿所需的水蒸气的量。

[0015] 上述水蒸气生成装置设在上述燃料处理装置内，本发明的另一实施例的燃料电池系统还可以包括喷嘴，该喷嘴设在上述燃料电池堆的氧化剂气体入口一侧，对供给到上述燃料电池堆的上述氧化剂气体喷射上述水蒸气。

[0016] 本发明的一实施例的燃料电池系统的控制方法，包括：发电电力测量步骤，测量在燃料电池堆产生的发电电力；燃料电池堆内部温度维持步骤，根据在上述发电电力测量步骤测量的发电电力，将上述燃料电池堆的冷却水维持在设定值；以及加湿维持步骤，在上述燃料电池堆内部温度维持步骤之后，对供给到上述燃料电池堆的冷却水、燃料气体及氧化剂气体分别测量入口温度，若所测量的各测量温度值为设定值以上，则停止或减少上述燃料电池堆的加湿，若测量温度值小于测量温度值，则开放比例控制阀来执行并维持加湿。

[0017] 上述发电电力测量步骤可以包括发电电力判断步骤，在该发电电力判断步骤判断所测量的上述发电电力是否在设定范围之内，并反复进行发电电力测量直到所测量的上述发电电力属于设定范围之内。

[0018] 上述燃料电池堆内部温度维持步骤包括：冷却水温度测量步骤，在供给到上述燃料电池堆的冷却水入口测量冷却水温度；以及冷却水温度判断步骤，判断上述冷却水温度是否属于设定值范围内，调节与热交换器连接的热交换泵的流量的同时反复进行上述冷却水温度测量，直到上述冷却水温度属于设定值范围内。

[0019] 上述加湿维持步骤还可以包括：电压变动幅度测量步骤，对在上述燃料电池堆产生的电压的变动幅度进行测量；以及电压变动幅度判断步骤，判断在上述电压变动幅度测量步骤测量的电压变动幅度是否属于设定值范围内，并关闭上述比例控制阀来停止加湿，直到电压变动幅度属于设定值范围内。

[0020] 上述加湿维持步骤可以包括：气体温度测量步骤，在上述电压变动幅度属于设定值范围内的情况下，分别测量供给到上述燃料电池堆的各入口的燃料气体及氧化剂气体的温度；气体温度判断步骤，判断上述燃料气体及上述氧化剂气体的温度测量值是否小于设定值；开放步骤，若上述温度测量值小于上述设定值，为了加湿而开放上述比例控制阀；以及关闭和减少步骤，若上述温度测量值为上述设定值以上，则为了停止和减少加湿，关闭上述比例控制阀，或减少上述比例控制阀的流量。

[0021] 上述加湿维持步骤可以包括：气体温度再测量步骤，在上述关闭和减少步骤之后，在设定时间内重新测量供给到上述燃料电池堆的燃料气体及氧化剂气体的温度；以及再测量温度范围判断步骤，判断上述燃料气体及上述氧化剂气体的温度再测量值是否属于设定值范围内，在上述温度再测量值属于设定值范围内的情况下，重新执行电压变动幅度测量步骤。

[0022] 上述加湿维持步骤可以对上述燃料气体及上述氧化剂气体中的至少一个进行加湿。

[0023] 根据本发明的一实施例，不使用另外的水泵，并且在没有追加耗电的情况下供给直供水，并在利用在燃料处理装置内放出的废热的水蒸气生成装置产生水蒸气来向燃料气体及/或氧化剂气体喷射，由此实现完全加湿，从而具有使得燃料电池系统的结构简单且减少耗电的效果。

附图说明

[0024] 图1是示意地表示本发明的第一实施例的燃料电池系统的结构图。

[0025] 图2是示出本发明的第一实施例的燃料电池系统的控制方法的顺序图。

[0026] 图3是示意地表示本发明的第二实施例的燃料电池系统的结构图。

具体实施方式

[0027] 下面，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明，以便具有本发明所属领域的普通技术的人员能够容易实施。但是，本发明可以体现为各种不同的方式，不限于在此说明的实施例。为了明确说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，对于相同或类似的结构要素，在整个说明书中标注了相同的参照标记。

[0028] 图1是示意地表示本发明的第一实施例的燃料电池系统的结构图。参照图1，第一实施例的燃料电池系统100包括：利用电化学反应来产生电能的燃料电池堆10；向燃料电池堆10供给含氢的燃料气体的燃料处理装置20；向燃料电池堆10供给含氧的氧化剂气体的氧化剂气体供给装置30；将在燃料电池堆10产生的直流电转换为交流电的电力转换器40；以及对这些部件进行控制的控制装置90。

[0029] 作为一例，燃料电池堆10将具有氢离子交换特性的高分子膜用做电解质，能够形成为用氢气和氧气引起电化学反应来产生电的高分子电解质燃料电池(PEMFC)。

[0030] 燃料处理装置20将燃料进行重整之后，将含氢的燃料气体供给到燃料电池堆10的燃料气体入口。氧化剂气体供给装置30可以由压缩机或鼓风机形成，将含氧的空气即氧化剂气体供给到燃料电池堆10的氧化剂气体入口。

[0031] 第一实施例的燃料电池系统100还包括用于对供给到燃料电池堆10的燃料气体及/或氧化剂气体顺利地进行加湿的结构。例如，燃料电池系统100还包括：冷却装置50，热回收装置60，水蒸气生成装置70，直供水减压器(61)，比例控制阀62，以及纯水生成装置63。此外，燃料电池系统100还包括：设在氧化剂气体供给装置30和燃料电池堆10的氧化剂气体入口之间的加湿装置31；以及氧化剂气体入口温度传感器32。

[0032] 直供水减压器61的直供水供给线路(未图示)与纯水生成装置63的一侧连接。直供水减压器61与外部的直供水供给线路连接，对从外部供给的直供水即自来水的压力进行减压来调节直供水的流量。由此，在燃料电池堆10能够使用直供水。直供水减压器61在提供对供给到燃料电池堆10的燃料气体进行加湿所需的水分时，不需要另外的供水装置即水泵（未图示），由此，不会产生追加性的耗电。纯水生成装置63将供给到直供水减压器61的直供水转换为纯水。

[0033] 此外，比例控制阀62的水蒸气生成装置70连接在纯水生成装置63的另一侧。比例控制阀62对从热回收装置60供给到水蒸气生成装置70的直供水，更具体而言是纯水的量进行控制，由此调节燃料气体的加湿程度，并控制纯水的供给来执行或停止燃料气体的加湿。

[0034] 水蒸气生成装置70以能够利用废热的方式具备在燃料处理装置20的内部或一侧，由此能够利用经由比例控制阀62或比例控制阀62和纯水生成装置63而供给的直供水或纯水，来回收从燃料处理装置20向外部放出的废热来产生水蒸气。水蒸气生成装置70利用在燃料处理装置20加热的废热来使用纯水，从而在用于加湿的水蒸气的产生中不需要使用另外的能量。

[0035] 另一方面，燃料处理装置20和燃料电池堆10通过燃料气体供给管路21及燃料气体排出管路22连接，在相互之间供给燃料气体，并且排出多余的燃料气体。

[0036] 控制阀23、24分别设在燃料气体供给管路21及燃料气体排出管路22 中，分别对燃料气体的供给及排出进行控制。此外，燃料气体供给管路21及燃料气体排出管路22通过旁路管路25相互连接。设在旁路管路25中的控制阀26能够在燃料处理装置20和燃料电池堆10之间，使燃料气体的供给及排出分流。

[0037] 燃料气体入口温度传感器27具备在通过燃料气体供给管路21连接的燃料电池堆10的燃料气体入口，检测所被供给的燃料气体的温度，并将检测信号施加到控制装置90。

[0038] 此外，水蒸气生成装置70如上所述，一侧连接到比例控制阀62来接受氧气的供给，回收燃料处理装置20的废热来产生水蒸气，另一侧连接到喷嘴71而喷射所产生的水蒸气。喷嘴71设在燃料气体供给管路21中，向燃料电池堆10的燃料气体入口喷射水蒸气。即，水蒸气对燃料气体进行加湿。

[0039] 即，在纯水生成装置63生成的纯水通过比例控制阀62供给到水蒸气生成装置70，回收在燃料处理装置20放出的废热来变换为水蒸气。

[0040] 冷却装置50将冷却水供给到燃料电池堆10来冷却燃料电池堆10。例如，冷却装置50包括：冷却水箱51，用于储藏冷却水；冷却水泵52，与冷却水箱51连接而将冷却水供给到燃料电池堆10的冷却水入口；以及冷却水入口温度传感器53，设在燃料电池堆10的冷却水入口，在冷却水入口检测冷却水温度。

[0041] 根据冷却水入口温度传感器53的检测来驱动冷却水泵52。通过冷却水泵52的驱动，供给到燃料电池堆10的冷却水入口的冷却水对燃料电池堆10进行冷却而变换为高温状态之后排出到冷却水出口，之后流入冷却水箱51而进行再循环。

[0042] 从燃料电池堆10流入冷却水箱51的高温的冷却水经由热交换器55而得以冷却。此外，热交换器55通过热交换泵54而与热回收装置60连接。通过驱动热交换泵54，将热回收装置60的低温冷却水循环供给到热交换器55，回收对燃料电池堆10进行了冷却而得到的高温冷却水的废热。热交换泵54和热交换器55根据设在燃料电池堆10的冷却水出口的冷却水出口温度传感器(56)的检测而被驱动，回收燃料电池堆10的废热。

[0043] 另一方面，燃料电池系统100还包括电压检测部80。电压检测部80按照时间经过测量在燃料电池堆10产生的电压，并将该检测信号施加到控制装置90。因此，控制装置90按照在电压检测部80测量的电压来将流入到燃料电池堆10的冷却水维持在设定的温度内，从而能够在冷却水入口控制冷却水的温度。

[0044] 电压检测部80能够根据电压变动幅度来决定对燃料电池堆10执行加湿的最初判断。此外，电力转换器40在燃料电池堆10开始生产电力之后，持续测量发电电力来判断发电电力是否属于设定值范围内。

[0045] 控制装置90接收电压检测部80的检测信号，来对与燃料电池堆10及燃料电池堆10连接的电力转换器40进行控制。氧化剂气体入口检测传感器32、冷却水入口温度传感器53及燃料气体入口温度传感器27与控制装置90连接，检测各温度来向控制装置90施加检测信号。

[0046] 图2是示出本发明的第一实施例的燃料电池系统的控制方法的顺序图。参照图1及图2，燃料电池系统的控制方法包括：发电电力测量步骤ST10，测量在燃料电池堆10发电的电力；燃料电池堆内部温度维持步骤(下面，称作"内部温度维持步骤")ST20，按照发电电力来将燃料电池堆10的冷却水温度维持在设定值；以及加湿维持步骤ST30，向燃料气体及/或氧化剂气体有选择地供给水蒸气。

[0047] 发电电力测量步骤ST10包括：发电电力测量步骤ST11，在燃料电池堆10开始电力生产之后，在电力转换器40持续测量发电电力；以及发电电力判断步骤ST12，在控制装置90判断所测量的发电电力是否属于设定范围内。在发电电力判断步骤ST12反复发电电力测量步骤ST11，直到所测量的发电电力属于设定范围内。根据发电电力测量步骤ST10的结果来进行内部温度维持步骤ST20。

[0048] 在内部温度维持步骤ST20，将燃料电池堆10的冷却水温度维持在设定范围，由此将燃料电池堆10内部的温度维持到一定水准。内部温度维持步骤ST20包括：冷却水温度测量步骤ST21，在供给到燃料电池堆的冷却水入口测量冷却水温度；以及冷却水温度判断步骤ST22，判断冷却水温度是否属于设定值范围内。

[0049] 在冷却水温度判断步骤ST22，调节与热交换器55连接的热交换泵54的流量的同时反复进行冷却水温度测量，直到冷却水温度属于设定值范围内。在燃料电池堆10内部的温度维持一定之后，进行加湿维持步骤ST30。

[0050] 加湿维持步骤ST30测量向燃料电池堆10供给的冷却水和燃料气体及氧化剂气体的各个入口温度，若各测量温度值为设定值范围以上，则停止或减少燃料电池堆10的加湿，若测量温度值小于设定值范围，则开放比例控制阀62来维持执行加湿。

[0051] 首先，加湿维持步骤ST30包括：电压变动幅度测量步骤ST311，测量在燃料电池堆10产生的电压的变动幅度；以及电压变动幅度判断步骤ST312，判断在电压变动幅度测量步骤ST311测量的电压变动幅度是否属于设定值范围内。此外，在电压变动幅度判断步骤ST312关闭比例控制阀62来停止加湿，直到所测量的电压变动幅度属于设定值范围内。在所测量的电压变动幅度属于设定值范围的情况下，在加湿维持步骤ST30进行电压变动幅度判断步骤ST312的下一步骤。

[0052] 在所测量的电压变动幅度属于设定值范围的情况下，加湿维持步骤ST30包括：气体温度测量步骤ST321，分别测量供给到燃料电池堆10的各入口的燃料气体及氧化剂气体的温度；以及气体温度判断步骤ST322，判断在气体温度测量步骤ST321所测量的燃料气体及氧化剂气体的温度测量值是否小于设定值。此外，气体温度判断步骤ST322反复进行气体温度测量，直到温度测量值小于设定值。

[0053] 在温度测量值小于设定值的情况下，加湿维持步骤ST30包括开放比例控制阀62的开放步骤ST33。开放步骤ST33开放比例控制阀62来供给温水，将在水蒸气生成装置70产生的水蒸气供给到燃料电池堆10，来对燃料气体或氧化剂气体进行加湿。

[0054] 在温度测量值为设定值以上的情况下，加湿维持步骤ST30包括关闭/减少步骤ST34，关闭/减少步骤ST34关闭比例控制阀62，或进行减少比例控制阀62的流量的控制。关闭/减少步骤ST34在温度测量值为上述设定值以上时，对比例控制阀62进行关闭控制或流量减少控制，由此停止加湿或减少加湿。

[0055] 此外，加湿维持步骤ST30在关闭/减少步骤ST34之后，包括：气体温度再测量步骤ST35，在设定时间内重新对供给到燃料电池堆10的燃料气体及氧化剂气体的温度进行测量；以及再测量温度范围判断步骤ST36，判断燃料气体及氧化剂气体的温度再测量值是否属于设定值范围内。

[0056] 在温度再测量值属于设定值范围的情况下，控制装置90再次执行电压变动幅度测量步骤ST31。因此，再测量温度范围判断步骤ST36在进行了停止和减少加湿控制之后，在设定时间内以特定间隔多次测量气体温度，当温度再测量值属于设定值范围内时，再次测量电压变动幅度（ST31）来判断最初的加湿条件。

[0057] 如上所述，加湿维持步骤ST30以持续测量的发电电压变动幅度的随时间经过的值是否属于设定值范围内作为第1个根据，将在各入口测量到的气体的温度测量值作为第二个根据，来控制比例控制阀62，由此控制加湿的程度。

[0058] 图3是示意地表示本发明的第二实施例的燃料电池系统的结构图。在第二实施例中，省略对与第一实施例的结构类似或相同的结构的说明，对与第一实施例的结构不同的结构进行说明。

[0059] 第一实施例通过别的加湿装置31对氧化剂气体进行加湿，同时将在水蒸气生成装置70产生的水蒸气向燃料气体喷射，相对于此，第二实施例不对燃料气体进行加湿，而是将在水蒸气生成装置70产生的水蒸气喷射到氧化剂气体上，由此对氧化剂气体进行加湿。

[0060] 为此，喷嘴71设在燃料电池堆10的氧化剂气体入口一侧。即，喷嘴71设在氧化剂气体供给装置30和燃料电池堆10之间，向氧化剂气体喷射水蒸气。

[0061] 燃料气体在燃料处理装置20的燃料处理过程中包含一部分水蒸气。此外，在燃料电池堆10运行时，对加湿的变化的影响被氧化剂气体的加湿量所左右。

[0062] 第二实施例除去了第一实施例的氧化剂气体供给装置30一侧的加湿装置31，从比例控制阀62接受纯水供给，用由水蒸气生成装置70生成的水蒸气对氧化剂气体进行加湿。

[0063] 因此，第二实施例与第一实施例相比，除去了加湿装置31，从而简化了燃料电池系统200的整体结构，通过对氧化剂气体进行加湿的加湿量的调节，能够进行稳定的运行。

[0064] 如上，对本发明的优选实施例进行了说明，但是本发明不限定于此，在权利要求和说明书以及附图的范围内能够变形为各种方式来实施，并且这种变形也当然属于本发明的范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
燃料电池-专利编号CN101485020B	2020-05-11	279
工业燃料-专利编号CN1090595A	2020-05-12	252
高效燃料-专利编号CN102311816B	2020-05-11	90
燃料电池-专利编号CN103081197A	2020-05-12	193
燃料添加剂-专利编号CN1297636C	2020-05-13	104
燃料添加剂-专利编号CN1368539A	2020-05-13	435
燃料电池-专利编号CN101485020A	2020-05-12	660
燃料电池-专利编号CN107565154A8	2020-05-11	114
燃料电池-专利编号CN107565154A	2020-05-11	1011
燃料电池-专利编号CN207459078U	2020-05-13	847

燃料电池系统及其控制方法

燃料电池系统及其控制方法

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