燃料电池系统的制作方法

1.本发明涉及搭载于移动体等的燃料电池系统。


背景技术：

2.近几年，燃料电池在各种领域受到关注。例如有搭载了燃料电池的燃料电池汽车。燃料电池汽车利用通过燃料电池中的电化学反应而发电产生的电力来驱动电动机，由此行驶。因此，不会像汽油车那样排出co2、nox、so x等而仅排出水，对环境友好。燃料电池除了搭载于汽车以外，还能够搭载于船舶、航空器、机器人等其它移动体。
3.作为具有燃料电池的燃料电池系统，例如有专利文献1。在专利文献1的燃料电池系统中，在机壳内具备燃料电池、阳极气体供给路径、循环路径、吹扫路径、合流部、可燃气体传感器。
4.阳极气体供给路径与燃料电池的阳极入口连接。循环路径的一端与燃料电池的阳极出口连接，另一端与阳极气体供给路径连接。吹扫路径的一端与循环路径连接，另一端向合流部延伸。合流部将通过吹扫路径而从循环路径排出的含氢气体与空气混合，并将混合而成的混合气体排出到机壳外部的大气中。可燃气体传感器是检测氢的浓度的传感器，配置于合流部的附近。
5.在专利文献1的燃料电池系统中，当设置于吹扫路径的吹扫阀打开时，对可燃气体传感器的输出进行监视。当可燃气体传感器的输出超过阈值时，通知燃料电池系统的异常。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2019-149225号公报


技术实现要素：

9.发明所要解决的问题
10.在专利文献1的燃料电池系统中，吹扫阀配置于气液分离器的附近。因此，当在寒冷地区等使用燃料电池系统时，吹扫阀可能因冻结而在开阀状态下固定。另外，也可能因吹扫阀的异常而导致阀在开阀状态下固定。但是，在专利文献1的燃料电池系统中，无法检测吹扫阀在开阀状态下固定的情形。
11.本发明的目的在于解决上述问题。
12.用于解决问题的方案
13.为了实现上述目的，本发明的一方面的燃料电池系统，具备：燃料电池堆，其通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电；壳体，其包覆所述燃料电池堆；氧化剂供给流路，其向所述燃料电池堆供给所述氧化剂气体；氧化剂排出流路，其从所述燃料电池堆排出氧化剂排放气体；旁通流路，其连接于所述氧化剂供给流路和所述氧化剂排出流路，所述旁通流路绕过所述燃料电池堆；分支流路，其从所述旁通流路分支，并且与所述壳体的内部连通；排泄流路，其将液态水与从所述燃料电池堆排出的燃料排放气体的一部分一同排
出；排出流路，其连接于所述氧化剂排出流路与所述排泄流路的合流部分，将所述氧化剂排放气体和所述液态水排出到外部；第一开闭阀，其设置于所述旁通流路；第二开闭阀，其设置于所述排泄流路；至少一个气体传感器，至少一个所述气体传感器能够对从所述合流部分流入所述壳体的所述燃料气体进行检测；以及控制装置，在所述燃料电池堆停止运转并且所述氧化剂气体没有流到所述氧化剂供给流路的情况下，所述控制装置在向所述第一开闭阀输出阀开放指令信号并且向所述第二开闭阀输出阀闭锁指令信号之后，监视所述气体传感器对所述燃料气体的检测结果。
14.发明的效果
15.根据本发明的一方面，能够检测第二开闭阀在开阀状态下固定的情形。即，在第二开闭阀在开阀状态下固定的情况下，在燃料电池堆停止运转并且氧化剂气体没有流到氧化剂供给流路的状态下，从排泄流路流到排出流路的燃料排放气体会向与液态水的流动方向相反的方向逆流。因而，与第二开闭阀没有固定的情况相比，在第二开闭阀在开阀状态下固定的情况下气体传感器对燃料气体的检测结果增大。通过监视该检测结果，能够检测第二开闭阀在开阀状态下固定的情形。
16.从参照附图并说明的以下实施方式的说明中能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
17.图1是示出实施方式的燃料电池系统的结构的概略图。
18.图2是简单示出图1的燃料电池系统的一部分的图。
19.图3是示出排泄阀在开阀状态下固定的情况下的燃料气体的流动的图。
20.图4是将第一变形例的燃料电池系统的一部分与图2同样地示出的图。
21.图5是将第二变形例的燃料电池系统的一部分与图2同样地示出的图。
22.图6是示出排泄阀和排出侧密封阀在开阀状态下固定的情况下的燃料气体的流动的图。
具体实施方式
23.图1是示出实施方式的燃料电池系统10的结构的概略图。燃料电池系统10具有燃料电池堆(也简称为燃料电池)18、氢罐20、氧化剂气体供给装置22、燃料气体供给装置24。
24.氧化剂气体供给装置22包括压缩机(cp)28以及加湿器(hum)30。
25.燃料气体供给装置24包括喷射器(inj)32、引射器34以及气液分离器36。喷射器32也可以由减压阀代替。
26.在燃料电池堆18层叠有多个发电单电池50。发电单电池50具备：电解质膜-电极结构体52；以及夹持该电解质膜-电极结构体52的分隔件53、54。
27.电解质膜-电极结构体52具备：例如作为包含水分的全氟磺酸的薄膜的固体高分子电解质膜55；以及夹持所述固体高分子电解质膜55的阴极电极56和阳极电极57。
28.阴极电极56和阳极电极57具有由碳纸等形成的气体扩散层(未图示)。在表面承载有白金合金的多孔质碳粒子被均匀地涂布在气体扩散层的表面，从而形成电极催化剂层(未图示)。在固体高分子电解质膜55的两面形成电极催化剂层。
29.在一方的分隔件53的朝向电解质膜-电极结构体52的面，形成将氧化剂气体入口连通口101与氧化剂气体出口连通口102连通的阴极流路(氧化剂气体流路)58。
30.在另一方的分隔件54的朝向电解质膜-电极结构体52的面，形成将燃料气体入口连通口103与燃料气体出口连通口104连通的阳极流路(燃料气体流路)59。
31.在阳极电极57中，通过供给燃料气体(氢)，因由催化剂产生的电极反应而由氢分子产生氢离子，该氢离子透过固体高分子电解质膜55移动到阴极电极56，另一方面，由氢分子释放电子。由氢分子释放出的电子经由正极端子移动到阴极电极56。
32.在阴极电极56中，因催化剂的作用，所述氢离子、所述电子与所供给的氧化剂气体中包含的氧进行反应来生成水。
33.压缩机28是由机械式的增压器等构成的，具有如下等功能：从外部气体取入口113吸引外部气体(大气、空气)进行加压，并通过加湿器30供给到燃料电池堆18。
34.加湿器30具有流路31a和流路31b。被压缩机28压缩升温并干燥了的空气(氧化剂气体)在流路31a流通。从燃料电池堆18的氧化剂气体出口连通口102排出的排出气体在流路31b流通。
35.这里，在卸放阀70关闭时，所述排出气体成为湿润的氧化剂排气(湿润的阴极排气、湿润的氧化剂排放气体)，在卸放阀70打开时，所述湿润的氧化剂排气与燃料排气(阳极排气、燃料排放气体)混合而成的湿润的排出气体(排气)会流通。
36.加湿器30具有对从压缩机28供给的氧化剂气体进行加湿的功能。即，加湿器30使所述排出气体(排气)中包含的水分从流路31b经由内部的多孔质膜移动到在流路31a流通的供给气体(氧化剂气体)来进行加湿，并将加湿了的氧化剂气体供给到燃料电池堆18。
37.在从外部气体取入口113至氧化剂气体入口连通口101为止的氧化剂供给流路60(包括氧化剂供给流路60a、60b)中，从外部气体取入口113起依次设置有截止阀114、空气流量传感器(afs：流量传感器)116、压缩机28、供给侧密封阀118以及加湿器30。而且，用双线描绘的氧化剂供给流路60等流路由配管形成(以下同样)。
38.为了开放或者切断向氧化剂供给流路60引入空气，而对截止阀114进行开闭。
39.空气流量传感器116对通过压缩机28供给到燃料电池堆18的氧化剂气体的流量进行测量。
40.供给侧密封阀118对氧化剂供给流路60a进行开闭。
41.在外部气体取入口113设置有检测(测定)外部气体温度的温度传感器73。
42.在与氧化剂气体出口连通口102连通的氧化剂排出流路62中，从氧化剂气体出口连通口102起依次设置有加湿器30以及还作为背压阀来发挥功能的排出侧密封阀120。
43.在供给侧密封阀118的吸入口与排出侧密封阀120的喷出口之间，设置有将氧化剂供给流路60与氧化剂排出流路62连通的旁通流路64。旁通流路64为了绕过燃料电池堆18，而与氧化剂供给流路60和氧化剂排出流路62连接。在旁通流路64设置有对旁通流路64进行开闭的旁通阀122。旁通阀122对旁通燃料电池堆18的氧化剂气体的流量进行调整。
44.氢罐20具备电磁动作式的截止阀，该氢罐是以高的压力压缩并收容高纯度的氢的容器。
45.从氢罐20喷出的燃料气体通过在燃料供给流路72设置的喷射器32以及引射器34，经由燃料气体入口连通口103被供给到燃料电池堆18的阳极流路59的入口。
46.阳极流路59的出口通过燃料气体出口连通口104以及燃料气体的燃料排出流路74来与气液分离器36的入口151连通，作为含氢气体的所述燃料排气从阳极流路59被供给到该气液分离器36。
47.气液分离器36将所述燃料排气分离成气体成份与液体成份(液态水)。燃料排气的气体成份(燃料排放气体)从气液分离器36的气体排出口152排出，通过循环流路77被供给到引射器34的吸入口，另一方面，在卸放阀70打开时，燃料排气还经由连接流路(连通流路)78、卸放阀70被供给到氧化剂供给流路60b。
48.燃料排放气体的液体成份从气液分离器36的液体排出口160通过排泄流路162，被供给到与氧化剂排出流路62合流的合流部分mp。合流部分mp与排出流路99连接。排出流路99将从氧化剂排出流路62供给的氧化剂排放气体、从排泄流路162供给的燃料排放气体通过排放气体排气口168排出到外部。
49.实际上，一部分燃料排气(含氢气体)与液体成份一同被排出到排泄流路162。为了将该燃料排气中的氢气稀释并排出到外部，从压缩机28喷出的氧化剂气体的一部分通过旁通流路64被供给到合流部分mp。
50.基于以下说明的两个理由中的任一者，对在将燃料排气的循环流路77与氧化剂供给流路60b连通的连接流路78中设置的卸放阀70进行开闭控制。
51.第一，在搭载有燃料电池系统10的移动体的移动中，为了防止因在阴极流路58存在的氮气透过电解质膜-电极结构体52而使阳极流路59内的氢浓度降低导致阳极电极57劣化，卸放阀70被打开(移动中的卸放阀70的第一阀连续开闭控制处理)。
52.第二，在燃料电池堆18的运转状态为空闲状态时，为了使从排放气体排气口168排出到外部的排出气体中的氢浓度下降，卸放阀70被打开(空闲状态下的卸放阀70的第二阀连续开闭控制处理)。
53.当卸放阀70被打开时，使从燃料电池堆18通过燃料排出流路74并经由气液分离器36喷出的燃料排气经由连接流路78、氧化剂供给流路60b以及氧化剂气体入口连通口101流通到阴极流路58。
54.流通到阴极流路58的燃料排气中的燃料气体因阴极电极56中的催化剂反应而被氢离子化，该氢离子与氧化剂气体反应来生成水。没有反应的剩余部分的燃料排气(包括氮气和未反应的少量氢气)从燃料电池堆18作为氧化剂排气被排出，并流通到氧化剂排出流路62。
55.流通到氧化剂排出流路62的氧化剂排气(包括没有反应的剩余部分的所述燃料排气)与通过旁通流路64供给的氧化剂气体混合，氧化剂排气中的燃料排气(包括燃料气体)的浓度被稀释了的氧化剂排气流通到合流部分mp。
56.在连接于合流部分mp的排出流路99中，用来自氧化剂排出流路62的氧化剂排气，将从排泄流路162喷出的液态水与燃料排气的混合流体中的燃料气体进行稀释，并通过排放气体排气口168排出到外部(大气)。
57.而且，采用所述卸放阀70的开口径大于在排泄流路162设置的排泄阀164的开口径的阀。因该开口径的关系，即使假如因冻结等而成为排泄阀164保持打开的开阀故障状态，也使流入连接流路78的燃料排气的量大于流入排泄阀164的燃料排气的量，结果是，能够使从排放气体排气口168排出的燃料气体的浓度降低。
58.图2是简单示出图1的燃料电池系统10的一部分的图。燃料电池系统10还具备壳体200以及控制装置15(图1)。壳体200包覆加湿器30、燃料电池堆18以及燃料气体供给装置24。壳体200具有壳体换气口200vp。氧化剂供给流路60b、氧化剂排出流路62、排泄流路162贯通壳体200的壁部。
59.壳体200的内部与分支流路202连通。分支流路202从旁通流路64分支，并且与壳体200的内部连通。流入旁通流路64的氧化剂气体的一部分通过分支流路202被供给到壳体200的内部。被供给到壳体200的内部的氧化剂气体经由壳体换气口200vp向壳体200的外部流动。因而，对壳体200的内部进行换气。
60.在壳体200的外部配置有旁通阀122。在壳体200的内部配置有供给侧密封阀118、排出侧密封阀120、排泄阀164、气体传感器204。旁通阀122、排泄阀164、供给侧密封阀118以及排出侧密封阀120由控制装置15(图1)控制。
61.旁通阀122是构成为能够开闭的第一开闭阀。在本实施方式中，旁通阀122设置在旁通流路64中的第二连接部分bp2与第三连接部分bp3之间。第二连接部分bp2是氧化剂排出流路62与旁通流路64的连接部分。第三连接部分bp3是旁通流路64与分支流路202的连接部分。
62.排泄阀164是构成为能够开闭的第二开闭阀。在本实施方式中，排泄阀164设置在壳体200内的排泄流路162中。
63.供给侧密封阀118是构成为能够开闭的第三开闭阀。在本实施方式中，供给侧密封阀118设置在壳体200内的氧化剂供给流路60中的第一连接部分bp1与燃料电池堆18之间。第一连接部分bp1是氧化剂供给流路60与旁通流路64的连接部分。
64.排出侧密封阀120是构成为能够开闭的第四开闭阀。排出侧密封阀120设置在壳体200内的氧化剂排出流路62中的第二连接部分bp2与燃料电池堆18之间。
65.气体传感器204是能够对从合流部分mp进入壳体200的燃料气体进行检测的传感器。气体传感器204设置在从合流部分mp起经由氧化剂排出流路62或者分支流路202至壳体200为止的气体路径上。该气体路径包括壳体200的内部。
66.在本实施方式中，气体传感器204设置于壳体200的内部。而且，也可以是，气体传感器204设置于壳体200的内部附近的分支流路202。
67.气体传感器204可以构成为能够检测燃料气体的绝对量，也可以构成为能够检测燃料气体的浓度。气体传感器204的检测结果输出到控制装置15(图1)。
68.由控制装置15对以上的燃料电池系统10的各结构要素进行综合控制。控制装置15可以设置于壳体200的外部，也可以设置于壳体200的内部。
69.控制装置15由具有一个以上的处理器(cpu)、存储器、输入输出接口以及电路的计算机构成。一个以上的处理器(cpu)执行在存储器中存储的未图示的程序。
70.控制装置15的处理器(cpu)按照所述程序来执行运算，由此对燃料电池系统10进行运转控制。该运转控制包括对压缩机28、供给侧密封阀118、排出侧密封阀120、旁通阀122以及排泄阀164的控制。
71.即，在使燃料电池堆18执行发电动作的情况下，控制装置15向压缩机28供给驱动电力来对压缩机28进行驱动。在该情况下，控制装置15将供给侧密封阀118以及排出侧密封阀120控制为开阀状态。另外，控制装置15基于燃料电池堆18的温度、电压以及发电电力中
的至少一者来决定目标发电量，根据该目标发电量来对旁通阀122的开放度进行调整。还有，控制装置15基于气液分离器36内的水位传感器等，将排泄阀164切换为开阀状态与闭阀状态中的任一者，将气液分离器36内的液体成份的量维持为固定。
72.在执行燃料电池堆18的发电动作的情况下，控制装置15基于气体传感器204的检测结果来判定从燃料电池堆18泄露的燃料气体。在作为气体传感器204对燃料气体的检测结果而得到的值小于第一阈值的情况下，控制装置15判定为没有从燃料电池堆18泄露的燃料气体。相反地，在作为气体传感器204对燃料气体的检测结果而得到的值为第一阈值以上的情况下，控制装置15判定为有从燃料电池堆18泄露的燃料气体。第一阈值是为了检测从燃料电池堆18泄露的燃料气体而预先设定的阈值，被存储在控制装置15的存储器中。
73.在使燃料电池堆18停止发电动作的情况下，控制装置15停止向压缩机28供给驱动电力，来使压缩机28的驱动停止。在该情况下，一般来讲，供给侧密封阀118、排出侧密封阀120、旁通阀122以及排泄阀164被控制为闭阀状态。但是，在排泄阀164因存留于气液分离器36的液态水冻结等而在开阀状态下固定的情况下，无法控制排泄阀164。
74.在本实施方式中，为了对排泄阀164是否因冻结等而在开阀状态下固定进行检测，控制装置15将旁通阀122控制为开阀状态。
75.即，在燃料电池堆18停止运转并且氧化剂气体没有流到氧化剂供给流路60的情况下，控制装置15向供给侧密封阀118、排出侧密封阀120以及排泄阀164输出阀闭锁指令信号。另一方面，控制装置15向旁通阀122输出阀开放指令信号。之后，控制装置15监视气体传感器204对燃料气体的检测结果。而且，阀闭锁指令信号是用于将阀控制为闭阀状态的指令信号。阀开放指令信号是用于将阀控制为开阀状态的指令信号。
76.图3是示出排泄阀164在开阀状态下固定的情况下的燃料气体的流动的图。在排泄阀164在开阀状态下固定的情况下，存留于气液分离器36的液态水经由排泄流路162以及排出流路99从排放气体排气口168被排出到外部。
77.另一方面，与液态水一同从排泄流路162流入排出流路99的燃料排气(含氢气体)在到达排放气体排气口168之前，会向与液态水的流动方向相反的方向逆流。这是因为，在燃料电池堆18停止运转的情况下，压缩机28不会驱动，氧化剂气体不会流到氧化剂供给流路60以及旁通流路64。
78.逆流的燃料排气(含氢气体)从合流部分mp流入旁通流路64，并经由分支流路202流入壳体200的内部。因而，与排泄阀164没有固定的情况相比，在该排泄阀164在开阀状态下固定的情况下在壳体200的内部配置的气体传感器204对燃料气体的检测结果增大。
79.控制装置15基于气体传感器204对燃料气体的检测结果来对排泄阀164的异常进行判定。在作为气体传感器204对燃料气体的检测结果而得到的值小于第二阈值的情况下，控制装置15判定为排泄阀164处于正常状态。第二阈值是为了对排泄阀164在开阀状态下固定的情形进行检测而预先设定的阈值，被存储在控制装置15的存储器中。第二阈值可以是与上述的第一阈值相同的值，也可以是与第一阈值不同的值。
80.相反地，在作为气体传感器204对燃料气体的检测结果而得到的值为第二阈值以上的情况下，控制装置15判定为排泄阀164处于异常状态。在该情况下，控制装置15控制显示设备、喇叭以及发光设备，来通知排泄阀164可能因冻结或者故障等主要原因而处于异常。而且，显示设备、喇叭以及发光设备能够设置于搭载有燃料电池系统10的移动体。移动
体为汽车、船舶、航空器、机器人等。
81.也可以是，上述实施方式如下那样进行变形。
82.图4是将第一变形例的燃料电池系统10的一部分与图2同样地示出的图。在图4中，对于与在实施方式中说明的结构同等的结构标注相同的附图标记。而且，在本变形例中，省略与实施方式重复的说明。
83.在本变形例中，气体传感器204设置在氧化剂排出流路62中的第二连接部分bp2与合流部分mp之间。由此，能够在从合流部分mp逆流的燃料气体经由旁通流路64扩散到各种流路之前，由气体传感器204对该燃料气体进行检测。因而，能够正确地检测排泄阀164处于异常状态的情形。
84.图5是将第二变形例的燃料电池系统10的一部分与图2同样地示出的图。在图5中，对于与在实施方式中说明的结构同等的结构标注相同的附图标记。而且，在本变形例中，省略与实施方式重复的说明。
85.在本变形例中，气体传感器204设置在氧化剂排出流路62中的第二连接部分bp2与排出侧密封阀120之间。由此，能够检测排泄阀164和排出侧密封阀120在开阀状态下固定的情形。
86.图6是示出排泄阀164和排出侧密封阀120在开阀状态下固定的情况下的燃料气体的流动的图。在排泄阀164和排出侧密封阀120在开阀状态下固定的情况下，逆流的燃料排气(含氢气体)从合流部分mp流入旁通流路64和氧化剂排出流路62这两者。因而，能够基于设置在氧化剂排出流路62中的第二连接部分bp2与排出侧密封阀120之间的气体传感器204，检测排泄阀164和排出侧密封阀120在开阀状态下固定的情形。
87.也可以是，将实施方式、第一变形例以及第二变形例的气体传感器204组合。在该情况下，燃料电池系统10具有多个气体传感器204。
88.以下，记载能够根据上述实施方式以及变形例掌握的发明以及效果。而且，为了便于理解，对结构要素的一部分标注在上述实施方式以及变形例中使用的附图标记，但该结构要素不限定于标注有该附图标记的构件。
89.(1)本发明具备：燃料电池堆18，其通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电；壳体200，其包覆所述燃料电池堆；氧化剂供给流路60，其向所述燃料电池堆供给所述氧化剂气体；氧化剂排出流路62，其从所述燃料电池堆排出氧化剂排放气体；旁通流路64，其连接于所述氧化剂供给流路和所述氧化剂排出流路，所述旁通流路绕过所述燃料电池堆；分支流路202，其从所述旁通流路分支，并且与所述壳体的内部连通；排泄流路162，其将液态水与从所述燃料电池堆排出的燃料排放气体的一部分一同排出；排出流路99，其连接于所述氧化剂排出流路与所述排泄流路的合流部分mp，将所述氧化剂排放气体和所述液态水排出到外部；第一开闭阀122，其设置于所述旁通流路；第二开闭阀164，其设置于所述排泄流路；至少一个气体传感器204，至少一个所述气体传感器能够对从所述合流部分进入所述壳体的所述燃料气体进行检测；以及控制装置15，在所述燃料电池堆停止运转并且所述氧化剂气体没有流到所述氧化剂供给流路的情况下，所述控制装置在向所述第一开闭阀输出阀开放指令信号并且向所述第二开闭阀输出阀闭锁指令信号之后，监视所述气体传感器对所述燃料气体的检测结果。
90.由此，能够检测第二开闭阀在开阀状态下固定的情形。即，在第二开闭阀在开阀状
态下固定的情况下，在燃料电池堆停止运转并且氧化剂气体没有流到氧化剂供给流路的状态下，从排泄流路流到排出流路的燃料排放气体会向与液态水的流动方向相反的方向逆流。因而，与第二开闭阀没有固定的情况相比，在第二开闭阀在开阀状态下固定的情况下气体传感器对燃料气体的检测结果增大。通过监视该检测结果，能够检测第二开闭阀在开阀状态下固定的情形。
91.(2)本发明为燃料电池系统，也可以是，所述气体传感器设置在所述壳体的内部或者所述分支流路中。由此，在燃料电池堆进行发电时从该燃料电池堆泄露燃料气体的情况下，能够对该燃料气体进行检测。也就是说，能够将气体传感器兼用于检测来自燃料电池堆的气体泄漏的用途以及检测第二开闭阀在开阀状态下固定的情形的用途。
92.(3)本发明为燃料电池系统，也可以是，具备：第三开闭阀118，其设置在所述氧化剂供给流路中的第一连接部分bp1与所述燃料电池堆之间，所述第一连接部分bp1是所述氧化剂供给流路与所述旁通流路的连接部分；以及第四开闭阀120，其设置在所述氧化剂排出流路中的第二连接部分bp2与所述燃料电池堆之间，所述第二连接部分bp2是所述氧化剂排出流路与所述旁通流路的连接部分，所述气体传感器设置在所述氧化剂排出流路中的所述第二连接部分与所述合流部分之间，在所述燃料电池堆停止运转的情况下，所述控制装置向所述第三开闭阀和所述第四开闭阀输出所述阀闭锁指令信号。由此，在从合流部分逆流的燃料气体经由旁通流路向各种流路扩散之前，由气体传感器对该燃料气体进行检测。因而，能够正确地检测第二开闭阀处于异常状态的情形。
93.(4)本发明为燃料电池系统，也可以是，具备：第三开闭阀，其设置在所述氧化剂供给流路中的第一连接部分与所述燃料电池堆之间，所述第一连接部分是所述氧化剂供给流路与所述旁通流路的连接部分；以及第四开闭阀，其设置在所述氧化剂排出流路中的第二连接部分与所述燃料电池堆之间，所述第二连接部分是所述氧化剂排出流路与所述旁通流路的连接部分，所述气体传感器设置在所述氧化剂排出流路中的所述第二连接部分与所述第四开闭阀之间，在所述燃料电池堆停止运转的情况下，所述控制装置向所述第三开闭阀和所述第四开闭阀输出所述阀闭锁指令信号。由此，能够检测第二开闭阀与第四开闭阀在开阀状态下固定的情形。
94.而且，本发明并不限于上述的公开内容，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够采用各种结构。

技术特征：
1.一种燃料电池系统，在所述燃料电池系统(10)中，具备：燃料电池堆(18)，其通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电；壳体(200)，其包覆所述燃料电池堆；氧化剂供给流路(60)，其向所述燃料电池堆供给所述氧化剂气体；氧化剂排出流路(62)，其从所述燃料电池堆排出氧化剂排放气体；旁通流路(64)，其连接于所述氧化剂供给流路和所述氧化剂排出流路，所述旁通流路绕过所述燃料电池堆；分支流路(202)，其从所述旁通流路分支，并且与所述壳体的内部连通；排泄流路(162)，其将液态水与从所述燃料电池堆排出的燃料排放气体的一部分一同排出；排出流路(99)，其连接于所述氧化剂排出流路与所述排泄流路的合流部分(mp)，将所述氧化剂排放气体和所述液态水排出到外部；第一开闭阀(122)，其设置于所述旁通流路；第二开闭阀(164)，其设置于所述排泄流路；至少一个气体传感器(204)，至少一个所述气体传感器能够对从所述合流部分流入所述壳体的所述燃料气体进行检测；以及控制装置(15)，在所述燃料电池堆停止运转并且所述氧化剂气体没有流到所述氧化剂供给流路的情况下，所述控制装置在向所述第一开闭阀输出阀开放指令信号并且向所述第二开闭阀输出阀闭锁指令信号之后，监视所述气体传感器对所述燃料气体的检测结果。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气体传感器设置在所述壳体的内部或者所述分支流路中。3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，具备：第三开闭阀(118)，其设置在所述氧化剂供给流路中的第一连接部分(bp1)与所述燃料电池堆之间，所述第一连接部分(bp1)是所述氧化剂供给流路与所述旁通流路的连接部分；以及第四开闭阀(120)，其设置在所述氧化剂排出流路中的第二连接部分(bp2)与所述燃料电池堆之间，所述第二连接部分(bp2)是所述氧化剂排出流路与所述旁通流路的连接部分，所述气体传感器设置在所述氧化剂排出流路中的所述第二连接部分与所述合流部分之间，在所述燃料电池堆停止运转的情况下，所述控制装置向所述第三开闭阀和所述第四开闭阀输出所述阀闭锁指令信号。4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，具备：第三开闭阀，其设置在所述氧化剂供给流路中的第一连接部分与所述燃料电池堆之间，所述第一连接部分是所述氧化剂供给流路与所述旁通流路的连接部分；以及第四开闭阀，其设置在所述氧化剂排出流路中的第二连接部分与所述燃料电池堆之间，所述第二连接部分是所述氧化剂排出流路与所述旁通流路的连接部分，所述气体传感器设置在所述氧化剂排出流路中的所述第二连接部分与所述第四开闭阀之间，在所述燃料电池堆停止运转的情况下，所述控制装置向所述第三开闭阀和所述第四开
闭阀输出所述阀闭锁指令信号。5.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，具备：第三开闭阀，其设置在所述氧化剂供给流路中的第一连接部分与所述燃料电池堆之间，所述第一连接部分是所述氧化剂供给流路与所述旁通流路的连接部分；以及第四开闭阀，其设置在所述氧化剂排出流路中的第二连接部分与所述燃料电池堆之间，所述第二连接部分是所述氧化剂排出流路与所述旁通流路的连接部分，所述气体传感器设置在所述氧化剂排出流路中的所述第二连接部分与所述合流部分之间，在所述燃料电池堆停止运转的情况下，所述控制装置向所述第三开闭阀和所述第四开闭阀输出所述阀闭锁指令信号。6.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，具备：第三开闭阀，其设置在所述氧化剂供给流路中的第一连接部分与所述燃料电池堆之间，所述第一连接部分是所述氧化剂供给流路与所述旁通流路的连接部分；以及第四开闭阀，其设置在所述氧化剂排出流路中的第二连接部分与所述燃料电池堆之间，所述第二连接部分是所述氧化剂排出流路与所述旁通流路的连接部分，所述气体传感器设置在所述氧化剂排出流路中的所述第二连接部分与所述第四开闭阀之间，在所述燃料电池堆停止运转的情况下，所述控制装置向所述第三开闭阀和所述第四开闭阀输出所述阀闭锁指令信号。

技术总结
本发明涉及燃料电池系统，在燃料电池堆(18)停止运转并且氧化剂气体没有流到氧化剂供给流路(60)的情况下，燃料电池系统(10)在向第一开闭阀(122)输出阀开放指令信号并且向第二开闭阀(164)输出阀闭锁指令信号之后，监视气体传感器(204)对燃料气体的检测结果。气体传感器(204)对燃料气体的检测结果。气体传感器(204)对燃料气体的检测结果。


技术研发人员：竹越圣也 西尾仁
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：2023.02.01
技术公布日：2023/8/5