燃料電池系統及利用燃料電池的熱進行供暖的方法技術方案

燃料電池系統具備：燃料電池，其具有將多個單電池層疊而構成的層疊體；熱交換器，其設置在層疊體的層疊方向的中間位置，且具有使熱交換用的流體通過的流路；供暖裝置，其利用通過了流路的流體進行供暖。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及。
技術介紹
以往，作為利用燃料電池的廢熱的技術，已知有例如專利文獻I公開的技術。然而，在該技術中，與對于燃料電池產生的熱量的利用相關的措施并不未充分。這種問題并不局限于搭載在車輛上的燃料電池系統，在利用燃料電池產生的熱的整個燃料電池系統中為共同的問題。在先技術文獻專利文獻 專利文獻I :日本特開2009-245627號公報專利文獻2 :日本特開2003-130491號公報專利文獻3 :日本特開2001-167779號公報
技術實現思路
本專利技術為了解決上述的現有課題而作出，其目的在于提供一種能夠有效地利用燃料電池產生的熱的技術。本專利技術為了解決上述的課題的至少一部分，可以采取以下的方式或適用例。一種燃料電池系統，具備燃料電池，具有將多個單電池層疊而構成的層疊體；熱交換器，設置在所述層疊體的層疊方向的中間位置，且具有供熱交換用的流體通過的流路；供暖裝置，利用通過了所述流路的流體進行供暖。根據該結構，熱交換器能夠高效率地與燃料電池的層疊體進行熱交換，并且供暖裝置能夠高效率地利用燃料電池產生的熱量。在適用例I記載的燃料電池系統中，還具備檢測所述流體的溫度的溫度傳感器。根據該結構，由于流體的溫度與燃料電池的溫度存在相關關系，因此根據檢測到的流體的溫度，能夠推定燃料電池的溫度。在適用例2記載的燃料電池系統中，還具備循環回路，使冷卻所述燃料電池用的冷卻介質循環；循環控制部，基于所述檢測到的流體的溫度，控制在所述循環回路中循環的所述冷卻介質的流動。根據該結構，基于與燃料電池的溫度存在相關關系的流體的溫度，能夠控制冷卻介質的循環。在適用例3記載的燃料電池系統中，所述循環控制部在判定為所述檢測到的流體的溫度超過規定值的情況下使所述冷卻介質的循環開始。根據該結構，在燃料電池的暖機運轉時，即使冷卻介質的循環不開始，也能夠檢測燃料電池的溫度的上升，因此能夠縮短燃料電池的暖機運轉所需的時間，并且能夠抑制燃料電池發生過熱的情況。 在適用例f適用例4中任一項記載的燃料電池系統中，還具備覆蓋所述燃料電池的殼體，所述流體是氣體，用于供所述流體向所述熱交換器的流路流入的流入口設置在所述殼體的內部空間中。根據該結構，能夠抑制異物等進入熱交換器的流路的情況。在適用例5記載的燃料電池系統中，還具備檢測所述流體的氫濃度的氫濃度檢測部。根據該結構，能夠檢測從燃料電池的氫泄漏。在適用例6記載的燃料電池系統中，還具備流體供給部，將通過了所述熱交換器的流路的流體向所述供暖裝置供給；氫濃度判定部，判定所述檢測到的氫濃度是否超過規定值，所述流體供給部在所述檢測到的氫濃度超過規定值的情況下停止所述流體向所述供暖裝置的供給。根據該結構，在檢測到從燃料電池的氫泄漏的情況下，能夠抑制向供暖裝置供給氫的情況。在適用例6或適用例7記載的燃料電池系統中，所述流入口設置在所述殼體的內部空間的上方。從燃料電池漏出的氫容易滯留在殼體的上方，因此根據該結構，能夠高靈敏度地檢測從燃料電池的氫泄漏。在適用例2 適用例8中任一項記載的燃料電池系統中，還具備第二溫度傳感器，檢測用于冷卻所述燃料電池的冷卻介質的溫度；流量控制部，基于所述檢測到的冷卻介質的溫度和所述檢測到的流體的溫度，控制所述流體的流量。根據該結構，通過控制流體的流量，能夠調整燃料電池的溫度。在適用例9記載的燃料電池系統中，所述流量控制部在判定為所述檢測到的冷卻介質的溫度超過規定值且判定為所述檢測到的流體的溫度超過規定值的情況下使所述流體的流量增加。根據該結構，能夠抑制燃料電池的過熱，能夠抑制燃料電池含有的電解質膜的干燥。·在適用例9或適用例10記載的燃料電池系統中，還具備流體供給部，將通過了所述熱交換器的流路的流體向所述供暖裝置供給；閥，設于所述流體供給部，能夠將通過了所述熱交換器的流路的流體向外部放出，所述流體是氣體，所述閥在所述供暖裝置未進行利用了所述流體的供暖的情況下打開。根據該結構，在供暖裝置未進行利用了流體的供暖的情況下，能夠將通過了熱交換器的流路的流體向外部放出。在適用例f適用例11中任一項記載的燃料電池系統中，在所述熱交換器設有貫通孔，該貫通孔用于供冷卻所述燃料電池用的冷卻介質通過。根據該結構，熱交換器能夠與冷卻介質進行熱交換。在適用例f適用例12中任一項記載的燃料電池系統中，所述熱交換器設置在所述層疊體的層疊方向的大致中央的位置。層疊體的大致中央的位置與層疊體的其他的部分相比為較高溫度，因此根據該結構，熱交換器能夠高效率地與燃料電池的層疊體進行熱交換。在適用例f適用例13中任一項記載的燃料電池系統中，還具備氧化劑氣體供給量設定部，基于所述燃料電池要求的輸出和所述供暖裝置要求的熱量，設定向所述燃料電池供給的氧化劑氣體的供給量；氧化劑氣體供給部，基于設定了的所述氧化劑氣體的供給量對所述燃料電池供給所述氧化劑氣體。根據該結構，能夠以滿足燃料電池要求的輸出和供暖裝置要求的熱量的方式，對燃料電池供給適當量的氧化劑氣體。在適用例f適用例14中任一項記載的燃料電池系統中，所述燃料電池為電位浮動的狀態，所述熱交換器經由電阻器而接地，所述燃料電池系統還具備檢測所述電阻器的兩端的電位差的電壓檢測器。在燃料電池發生絕緣破壞時，由于在電阻器的兩端產生電位差，因此根據該結構，能夠檢測燃料電池的絕緣破壞這一情況。另外，本專利技術能夠以各種方式來實現。例如，以進行利用了燃料電池的熱的供暖的方法及裝置、用于實現這些方法或裝置的功能的集成電路、計算機程序、記錄了該計算機程序的記錄介質等的方式實現。附圖說明圖I是表示作為本專利技術的一實施例的燃料電池系統10的概略結構的說明圖。 圖2是表示燃料電池100起動時的冷卻水的循環開始的時刻的說明圖。圖3是表示燃料電池100的輸出特性與空氣化學計量比的關系的說明圖。圖4是表示第二實施例的燃料電池系統IOb的結構的要部的說明圖。圖5是表示第二實施例的熱交換器170b的結構的說明圖。圖6是將熱交換器170b及其周邊的截面放大表不的說明圖。圖7是表示空調裝置150b的處理的流程圖。圖8是表示第三實施例的燃料電池系統IOc的結構的要部的說明圖。圖9是表示第四實施例的燃料電池系統IOd的結構的要部的說明圖。符號說明10…燃料電池系統IOb…燃料電池系統IOc…燃料電池系統IOd…燃料電池系統12…客室50…氫罐51…截止閥52…調節器53…配管54…排出配管60…氣泵61…配管63…排出配管70…散熱器71…水泵72…配管73…配管74…配管75…三通閥100…燃料電池110…端板140…層疊體141…單電池142…岐管143…隔板144…隔板150…空調裝置·150b…空調裝置152…熱交換器170…熱交換器170b…熱交換器170d…熱交換器171···流路171b …流路172 …流出口172b …流出口173 …流入口173b …流入口173d …流入口174…流路175…流路178…溫度傳感器179…循環泵181…通道182…配管183...電阻器184…電壓檢測器185…溫度傳感器191…貫通孔193…貫通孔200…控制單元210…循環控制部220…氧化劑氣體調整部225…風量控制部230…氫濃度判定部300…殼體301…氫探測器302…吹風機303 …閥具體實施例方式接下來，基于實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：片野剛司，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：
國別省市：