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公開番号2025059590
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169758
出願日2023-09-29
発明の名称燃料電池システム
出願人本田技研工業株式会社
代理人弁理士法人桐朋
主分類H01M 8/04828 20160101AFI20250403BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】発電セルの乾燥を良好に行う。
【解決手段】制御装置24は、第1の冷媒流路120と第2の冷媒流路140とを遮断した状態で第1発電制御を実行し、第2発電制御を行う場合、加熱器144によって加熱された第2の冷媒流路140内の冷媒を第1の冷媒流路120に流入させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する発電セルを含む燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの冷却に用いられる放熱器と、
前記燃料電池スタックと前記放熱器との間で冷媒を循環させる第１の冷媒流路と、前記第１の冷媒流路とは異なる第２の冷媒流路との間で、接続と遮断とを切り替え可能な弁体と、
前記第２の冷媒流路を流れる前記冷媒を加熱する加熱器と、
前記発電セルの発電制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、第１発電制御と、前記第１発電制御とは異なる第２発電制御とを実行可能であり、
前記第２発電制御は、前記発電セルに備えられた電解質膜を乾燥させるための発電制御であり、
前記制御装置は、前記第１の冷媒流路と前記第２の冷媒流路とを遮断した状態で前記第１発電制御を実行し、
前記第２発電制御を行う場合、前記制御装置は、前記加熱器によって加熱された前記第２の冷媒流路内の前記冷媒を前記第１の冷媒流路に流入させる、燃料電池システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記加熱器及び前記第２の冷媒流路は、空調システムに含まれる、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記制御装置は、燃料電池システムを停止するためのシステム停止指令を受けた後、前記燃料電池スタックの温度が所定の温度閾値未満になった場合に、前記第２発電制御を行う、燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記制御装置は、前記燃料電池スタックを暖機した後に前記第２発電制御を実行し、
前記暖機と前記第２発電制御とでは、前記燃料電池スタックに供給される前記酸化剤ガスのストイキ比が異なる、燃料電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池システムであって、
前記暖機における前記ストイキ比は、前記第１発電制御における前記ストイキ比よりも小さく、前記第２発電制御における前記ストイキ比は、前記第１発電制御における前記ストイキ比よりも大きい、燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記第１の冷媒流路は、前記燃料電池スタックの冷媒供給ポートと前記放熱器の流体排出口とを接続する冷媒供給路と、前記燃料電池スタックの冷媒排出ポートと前記放熱器の流体供給口とを接続する冷媒排出路とを有し、
前記第２発電制御を行う場合、前記制御装置は、前記加熱器によって加熱された前記第２の冷媒流路内の前記冷媒を前記冷媒供給路に流入させる、燃料電池システム。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料電池システムであって、
前記第１の冷媒流路は、前記冷媒供給路と前記冷媒排出路とを接続する分流路を有し、
前記第１の冷媒流路に備えられた温度センサにより検出される前記冷媒の温度に応じて、前記制御装置は、前記放熱器によって放熱される前記冷媒の流量を調整する、燃料電池システム。
【請求項８】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記制御装置は、前記燃料電池スタックを暖機した後に前記第２発電制御を実行し、
前記暖機中であって、前記第２発電制御の実行前に、前記制御装置は、前記加熱器によって加熱された前記第２の冷媒流路内の前記冷媒を前記第１の冷媒流路に流入させる、燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保するために、エネルギーの効率化に貢献する燃料電池に関する研究開発が行われている。
【０００３】
燃料電池スタックを備えたシステムを燃料電池システムと称する。燃料電池スタックは、複数の発電セルを備える。発電セルは、燃料ガス（水素含有ガス）と酸化剤ガス（酸素含有ガス）との電気化学反応により発電する。発電セルによる発電時には水が生成される。生成された水の一部は、燃料電池スタックの内部に滞留する。低温環境で燃料電池システムの運転を停止すると、燃料電池スタックの内部に滞留する水が凍結する虞がある。燃料電池システム等で水が凍結すると、ガスの流れが阻害されるため、燃料電池スタックは発電できなくなる。
【０００４】
特許文献１には、発電セルの膜電極構造体（ＭＥＡ）の乾燥を促進するために、イグニッションスイッチがオフにされると、乾燥発電処理を実行した後に、排水発電処理を実行する燃料電池システムの停止方法が開示されている。乾燥発電処理の際に燃料電池スタックに供給される酸化剤ガスの加湿量は、排水発電処理の際に燃料電池スタックに供給される酸化剤ガスの加湿量に比べて少なくなるように定められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－０５８１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発電セルの乾燥を良好に行う技術が望まれる。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様は、燃料電池システムであって、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する発電セルを含む燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックの冷却に用いられる放熱器と、前記燃料電池スタックと前記放熱器との間で冷媒を循環させる第１の冷媒流路と、前記第１の冷媒流路とは異なる第２の冷媒流路との間で、接続と遮断とを切り替え可能な弁体と、前記第２の冷媒流路を流れる前記冷媒を加熱する加熱器と、前記発電セルの発電制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、第１発電制御と、前記第１発電制御とは異なる第２発電制御とを実行可能であり、前記第２発電制御は、前記発電セルに備えられた電解質膜を乾燥させるための発電制御であり、前記制御装置は、前記第１の冷媒流路と前記第２の冷媒流路とを遮断した状態で前記第１発電制御を実行し、前記第２発電制御を行う場合、前記制御装置は、前記加熱器によって加熱された前記第２の冷媒流路内の前記冷媒を前記第１の冷媒流路に流入させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発電セルの乾燥を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、燃料電池システムの概略構成図である。
図２は、発電制御処理の手順を示すフローチャートである。
図３は、停止後処理の手順を示すフローチャートである。
図４は、停止後処理時における燃料電池システムの各部の挙動を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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