專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃料電池系統(tǒng)、特別是涉及發(fā)生了異常時可以防止水凍結和確保安全性的機構。
背景技術：
燃料電池系統(tǒng)具備通過氫和氧的化學反應來發(fā)電的燃料電池、和冷卻燃料電池的冷卻水經(jīng)路。如果將這種燃料電池系統(tǒng)在室外放置一段時間以上而不運轉(zhuǎn)，則伴隨著外界溫度降低，冷卻水經(jīng)路內(nèi)的水會凍結。其結果，在下次起動時不能控制燃料電池的溫度從而不能進行發(fā)電或可能使效率降低。而且，受到由燃料電池凍結所造成的機械性破壞，解凍后也不能運轉(zhuǎn)或是可能使發(fā)電效率降低。而且，推測使冷卻水循環(huán)的泵、水箱及配管等構成部件也受到機械性破壞，其結果，不能使用于冷卻燃料電池的充分量的水進行循環(huán)，導致消耗電力的增加、發(fā)電效率的降低或不能運轉(zhuǎn)。更可怕的是，從破損的地方漏出的水會引起漏電，成為在安全上危險的狀態(tài)。
作為這樣的用于防止凍結的燃料電池系統(tǒng)的一個例子，已知如下燃料電池系統(tǒng)其具備檢測外部溫度的溫度傳感器，當該溫度傳感器檢測到閾值以下的溫度時，進行凍結防止運轉(zhuǎn)(例如，參照專利文獻1)。
以下，對其詳細情況進行說明。圖5為表示上述專利文獻1所述
的現(xiàn)有技術的燃料電池系統(tǒng)的簡要構成的圖。
上述專利文獻l所述的燃料電池系統(tǒng)具備燃料電池135、向燃料
電池135供給水的水供給線136、將自來水137處理為純水的水處理裝置138、將在水處理裝置138中處理后的純水向水供給線136搬送的升壓泵139、配置于水處理裝置138上的加熱器140、溫度傳感器141、控制器142。水供給線136具備向水箱143和燃料電池135供給水的升壓泵144。
在溫度傳感器141檢測到規(guī)定溫度以下的溫度的情況下，作為凍結防止處理，控制器142控制升壓泵139和升壓泵144，進行水供給。而且，控制器142開啟加熱器140的開關并使加熱器140加熱水處理裝置138。由此，即使在外界溫度低的情況下，也能夠防止向燃料電池系統(tǒng)供給水的水供給線136的凍結，并能夠防止燃料電池系統(tǒng)的破損。專利文獻1:特開2004-207093號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述現(xiàn)有技術的燃料電池系統(tǒng)中，在發(fā)生某些異常的情況下，從確保安全的觀點出發(fā)，優(yōu)選停止該燃料電池系統(tǒng)的所有的動作。另一方面，在燃料電池系統(tǒng)的停止其間，如果外界溫度降低而使其內(nèi)部的水凍結時，可能會損傷燃料電池系統(tǒng)。
本發(fā)明是鑒于此而完成的，其目的在于提供能夠確保安全性且防止水凍結的燃料電池系統(tǒng)。
為解決上述課題，本發(fā)明者們進行了認真的研究探討。即，具有凍結防止運轉(zhuǎn)功能的燃料電池系統(tǒng)中，假定發(fā)生某些異常并使系統(tǒng)停止時，外界溫度降低至規(guī)定溫度以下的情況。在該情況下，如果優(yōu)先考慮防止凍結而一律使作為凍結防止運轉(zhuǎn)的加熱器工作的話，則在它的異常為例如系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生可燃性氣體的泄露等異常的情況下，加熱器的開關可能會成為著火源而引起火災等。另一方面，如果它的異常為例如不會由于加熱器的開啟動作而阻礙燃料電池系統(tǒng)的安全的異常，
則優(yōu)選防止燃料電池系統(tǒng)的水凍結。由此想到對應于異常的狀態(tài)而進行凍結防止運轉(zhuǎn)或不進行凍結防止運轉(zhuǎn)。具體而言判定該異常是否為由于加熱器的開啟動作而阻礙燃料電池系統(tǒng)的安全的異常，在該異常為由于加熱器的開啟動作而阻礙燃料電池系統(tǒng)的安全的異常的情況下，以安全為先，不進行凍結防止運轉(zhuǎn)；在該異常為不會由于加熱器的開啟動作而阻礙燃料電池系統(tǒng)的安全的異常的情況下，以凍結防止為先，進行凍結防止運轉(zhuǎn)。
艮口，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)具備使用燃料和氧化劑進行發(fā)電的燃料電池；水經(jīng)路，是與所述燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的水的經(jīng)路；加熱所述水經(jīng)路的電加熱器；水關聯(lián)溫度檢測器，檢測與所述水經(jīng)路內(nèi)的水的溫度相關的溫度；第一異常檢測器，檢測第一異常，該第一異常包括與可燃性氣體的泄露相關的異常；第二異常檢測器，檢測與所述
第一異常不同的第二異常；控制器。所述控制器被構成為，在由所述
第一異常檢測器檢測到第一異常或由所述第二異常檢測器檢測到第二異常的情況下，停止燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。并且，所述控制器還被構
成為在由所述第二異常檢測器檢測到第二異常，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，如果所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到規(guī)定閾值以下的溫度，則所述控制器使所述電加熱器工作，并以此作為凍結防止
運轉(zhuǎn)；在由所述第一異常檢測器檢測到第一異常，從而使所述燃料電
池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到規(guī)定閾值以下的溫度，所述控制器也不使作為所述凍結防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
根據(jù)這樣的構成，發(fā)生與燃料電池系統(tǒng)中可燃性氣體的泄露相關的第一異常、使燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，如果使作為凍結防止運轉(zhuǎn)的電加熱器工作的話，可能會誘發(fā)火災等更危險的事態(tài)，因而使凍結防止運轉(zhuǎn)停止，從而能夠確保安全性。而且，發(fā)生和第一異常不同的第二異常、使燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，基于溫度檢測器的檢測溫度，使作為凍結防止手段的電加熱器工作，從而防止水經(jīng)路的凍結，其結果，可以防止由于水經(jīng)路的凍結造成的燃料電池系統(tǒng)的損傷。
所述水經(jīng)路至少是以下中的至少任一個冷卻水經(jīng)路，其中流通
用于冷卻所述燃料電池的冷卻水；冷卻水箱，儲存所述冷卻水；蓄熱水經(jīng)路，其中流通蓄熱水，該蓄熱水從在所述冷卻水經(jīng)路中流通的冷卻水回收熱量；蓄熱水箱，儲存所述蓄熱水；回收水經(jīng)路，其中流通從所述燃料電池的排放氣體回收的回收水；回收水箱，儲存所述回收水。
所述燃料電池系統(tǒng)作為所述第一異常檢測器具備檢測可燃性氣體濃度的可燃性氣體傳感器，所述控制器被構成為在所述可燃性氣體傳感器檢測到規(guī)定閾值以上的可燃性氣體濃度，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為所述凍結防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
所述燃料電池系統(tǒng)具備從原料生成作為所述燃料的含氫氣體的重整器；加熱所述重整器的燃燒器；作為所述第一異常檢測器的CO
7傳感器，檢測來自所述燃燒器的排放氣體的CO濃度。所述控制器被構成為在所述CO傳感器檢測到規(guī)定閾值以上的CO濃度，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為所述凍結防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
所述燃料電池系統(tǒng)具備向所述燃燒器供給氧化氣體的氧化氣體供給器；作為所述第一異常檢測器的氧化氣體供給異常檢測器，檢測所述氧化氣體供給器的異常。所述控制器被構成為在所述氧化氣體供給異常檢測器檢測到異常，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為所述凍結防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
所述燃料電池系統(tǒng)具備從原料生成作為所述燃料的含氫氣體的重整器；作為所述第一異常檢測器的重整器溫度檢測器，檢測所述重整器的溫度。所述控制器被構成為在所述重整器溫度檢測器檢測到規(guī)定閾值以上的溫度，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為所述凍結防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
所述燃料電池系統(tǒng)具備從原料生成作為所述燃料的含氫氣體的重整器；作為所述第一異常檢測器的壓力檢測器，檢測所述重整器內(nèi)部的壓力。所述控制器被構成為在所述壓力檢測器檢測到規(guī)定閾值以上的壓力，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為所述凍結防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
所述第二異常檢測器為檢測作為所述第二異常的以下至少任一個異常的檢測器控制與所述燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)相關的水或空氣的流量的流量控制器(燃燒空氣供給器除外)的異常、與燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的水的溫度相關的異常、與所述燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的水的水位相關的異常、與所述燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的流體(燃燒空氣除外)的流量相關的異常、以及與所述燃料電池中發(fā)電的電輸出相關的異常。所述控制器被構成為在通過所述第二異常檢測器檢測到所述第二異常，從而所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為凍結防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
所述燃料電磁系統(tǒng)可以具備用于使冷卻水流通的冷卻水泵；作為所述第二異常檢測器的冷卻水泵異常檢測器，檢測所述冷卻水泵的異常，將其作為與所述燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的流體的流量相關的異常。
本發(fā)明的上述目的、其它的目的、特征、和優(yōu)點，通過參照附圖，并通過以下的最佳實施方式的詳細說明將變得明了。
本發(fā)明的構成如上所述，在燃料電池系統(tǒng)中發(fā)揮能夠確保安全性并防止水凍結的效果。


圖1為表示本發(fā)明的實施方式相關的燃料電池系統(tǒng)的構成的框圖。
圖2為表示凍結防止電路的構成的電路圖。
圖3為表示本發(fā)明中的異常的分類表。
圖4為表示控制器中容納的異常處理程序的內(nèi)容的流程圖。
圖5為表示現(xiàn)有技術的燃料電池系統(tǒng)的構成的模式圖。
符號說明1原料供給經(jīng)路
2重整器
3燃料電池
4空氣供給器
5燃燒器
6燃燒風扇
7冷卻水泵
8冷卻水經(jīng)路
9冷卻水箱
10蓄熱水經(jīng)路
11蓄熱水箱
12回收水經(jīng)路
13回收水箱
914 相互循環(huán)泵
15 相互循環(huán)經(jīng)路
16 重整水泵
17 重整水經(jīng)路
18 排水經(jīng)路
19 電加熱器
20 溫度檢測器
21 控制器
22 可燃性氣體傳感器
23 CO傳感器
24 燃燒風扇異常檢測器
25 重整器溫度檢測器
26 壓力檢測器
27 燃燒氣體排放經(jīng)路
28 冷卻水泵異常檢測器
29 氫供給經(jīng)路
30 氫氣排放經(jīng)路
31 熱交換器
32 電源
33 切換開關
34 凍結防止停止開關
35 蓄熱水泵
36 CO除去器
37 氧化氣體經(jīng)路
38 空氣排放經(jīng)路
39 凍結防止電路
41 配電線
42 變換器
43 堆電壓降低異常檢測器
44 變換器異常檢測器51 冷卻水水位檢測器52 冷卻水溫度檢測器
53 回收水水位檢測器
54 重整水供給異常檢測器
55 蓄熱水泵異常檢測器
56 蓄熱水溫度檢測器
57 氧化氣體流量異常檢測器
58 堆空氣供給異常檢測器
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的最佳實施方式進行詳細說明。 (實施方式)
圖1為表示本發(fā)明的實施方式相關的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的構成的 框圖。
首先，對硬件構成進行說明。
本實施方式的燃料電池系統(tǒng)具備重整器2，其通過從原料供給經(jīng)路 1供給的原料及水蒸氣所進行的水蒸氣重整反應來生成含氫氣體。CO 除去器36使用從氧化氣體經(jīng)路37供給的作為氧化氣體的空氣，對在 重整器2中生成的含氫氣體中的一氧化碳(以下，CO)進行氧化，從 而降低CO濃度。CO濃度降低了的含氫氣體從除去器36通過氫供給 經(jīng)路20供給給燃料電池3。燃料電池3利用作為燃料的含氫氣體和作 為氧化劑的空氣的化學反應進行發(fā)電?？諝夤┙o器4向燃料電池3供 給空氣。在此，空氣供給器4由鼓風機構成。在燃料電池3的反應中 未使用完的含氫氣體作為氫排放氣體通過氫排放氣體經(jīng)路30供給給燃 燒器5。燃燒器5利用從燃燒風扇6供給的空氣燃燒該氫排放氣體或通 過沒有圖示的經(jīng)路供給的原料，用該燃燒熱加熱重整器2。由加熱產(chǎn)生 的熱量用于在重整器2中從原料重整為含氫氣體。燃燒器5中產(chǎn)生的 燃燒氣體通過燃燒氣體排放經(jīng)路27排放到外部。
而且，在燃料電池3的反應中未使用完的空氣作為排放空氣通過 空氣排放經(jīng)路38被排放到外部?？諝馀欧沤?jīng)路38中配置有未圖示的 凝結器，在該凝結器中凝結的排放空氣中的水通過回收水經(jīng)路12流入 到回收水箱13中，并儲存在其中。而且，在上述的氫氣排放經(jīng)路30
ii及燃燒氣體排放經(jīng)路27中也分別配置有未圖示的凝結器，在這些凝結 器中分別凝結的排放空氣中的水以及燃燒排放氣體中的水通過水回收
經(jīng)路12、 12而分別流入到回收水箱13中，并儲存在其中。在回收水 箱13中儲存的水由泵16通過重整水經(jīng)路17而供給給重整器2，在此 用于從原料重整為含氫氣體。回收水箱13中的水是通過開放未圖示的 排水閥，并經(jīng)過排水經(jīng)路18來進行排水。
而且，燃料電池系統(tǒng)具備由通過燃料電池3的內(nèi)部的循環(huán)經(jīng)路形 成的冷卻水經(jīng)路8。冷卻水經(jīng)路8中配置有冷卻水箱9、通過冷卻水經(jīng) 路8使冷卻水進行循環(huán)的冷卻水泵7、和熱交換器31。熱交換器31跨 越冷卻水經(jīng)路8和蓄熱水經(jīng)路10來配置，使流過冷卻水經(jīng)路8的冷卻 水和流過蓄熱水經(jīng)路10的蓄熱水進行熱交換。蓄熱水經(jīng)路10中設置 有儲存蓄熱水的蓄熱水箱11和使蓄熱水在蓄熱水經(jīng)路中流通的蓄熱水 泵9。由此，從冷卻水箱9出來的冷卻水流過燃料電池3并在其期間回 收燃料電池3的排放熱量來升溫，升溫后的冷卻水在熱交換器31中將 排放熱量傳遞給蓄熱水而被冷卻，并返回到冷卻水箱9中。被傳遞排 放熱量的蓄熱水的溫度升高，并儲存在蓄熱水箱中。其結果，燃料電 池3被冷卻水冷卻，從燃料電池3回收的排放熱量在蓄熱水箱中以高 溫的蓄熱水的形式來積蓄，通過供給熱水等被使用者利用。而且，冷 卻水箱9和回收水箱13之間形成有具備泵14的相互循環(huán)經(jīng)路15，回 收水箱13中儲存的水通過泵14供給給冷卻水箱9，從冷卻水箱9溢出 的水返回到回收水箱13中。于是，留在冷卻水箱9中的水被用作冷卻 水。在相互循環(huán)經(jīng)路15的朝向冷卻水箱9的去路的途中，設置有未圖 示的含離子交換體的凈化器，通過這樣的構成，由于在冷卻水經(jīng)路8 中循環(huán)而劣化了的冷卻水被凈化。在冷卻水箱9中的水通過開放未圖 示的排水閥并流經(jīng)排水經(jīng)路18被排放。
而且，在燃料電池系統(tǒng)的可能凍結的水經(jīng)路中設置有電加熱器19。 在本實施方式中，分別設置在本發(fā)明的水經(jīng)路的一個例子的冷卻水經(jīng) 路8、蓄熱水經(jīng)路IO、回收水經(jīng)路12、相互循環(huán)經(jīng)路15、重整水經(jīng)路 17和排水經(jīng)路18中。而且，本實施方式的電加熱器19可以直接設置 于這些經(jīng)路上，也可以構成為設置在離開這些經(jīng)路的位置上，并通 過輻射熱來間接地加熱這些經(jīng)路。而且，配置有電加熱器19的水經(jīng)路不限于上述記載，例如，可以配置在回收水箱13上，并且，可以配置 在與燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的水的水經(jīng)路的任一個位置。
而且，燃料電池系統(tǒng)具備將在燃料電池3中發(fā)電的直流電變換為
交流電來輸出的變換器42。
接著，對具有本發(fā)明特征的凍結防止電路39 (電加熱器19的驅(qū)動 電路)進行說明。圖2為表示凍結防止電路的構成的電路圖。
如圖2所示，凍結防止電路39是相對于電源32串聯(lián)連接電加熱 器19、切換開關33和凍結防止停止開關34而構成。在此，電源32 由與燃料電池3系統(tǒng)連接的商用電網(wǎng)構成?？梢员粯嫵蔀樵谌剂想?池系統(tǒng)的停止期間以商用電網(wǎng)作為電源32來使用，在燃料電池系統(tǒng)發(fā) 電運轉(zhuǎn)期間以燃料電池3作為電源來使用。在凍結防止電路39中，當 切換開關33和凍結防止停止開關34 —起關閉(呈ON狀態(tài))時，由 電源32對電加熱器19通電從而使其發(fā)熱。通過該發(fā)熱，加熱配置有 電加熱器19的各個經(jīng)路，防止各個經(jīng)路中的水凍結。當切換開關33 開啟(呈OFF狀態(tài))時，停止向電加熱器19的通電，使凍結防止動作 停止。當凍結防止停止開關34開啟時，無論切換開關33開啟還是關 閉，停止向電加熱器19的通電，從而禁止凍結防止動作。切換開關33 和凍結防止停止開關34的動作由后述的控制器21進行控制。而且， 在后述的溫度檢測器20檢測到第一閾值溫度以下的溫度的情況下，切 換開關32可以使用不受控制器21的控制的機械地自動連接的開關， 例如雙金屬片。
接著，對控制系統(tǒng)的構成進行說明。
燃料電池系統(tǒng)具備控制器21?？刂破?1由電腦等運算器構成，具 備例如由CPU形成的運算部(無圖示)和例如由內(nèi)部存儲器形成的存 儲部(無圖示)。而且，具備用于向運算部輸入所需要的數(shù)據(jù)的輸入 部(無圖示)和用于顯示所需要的數(shù)據(jù)的顯示部(無圖示)?？刂破?21通過在存儲部容納規(guī)定的程序、由運算部讀出并實行該程序，來進 行所需要的控制和數(shù)據(jù)處理。具體而言，從燃料電池系統(tǒng)的所需要的 部位上設置的各種傳感器，將檢測信號輸入到控制器21中，并在控制 器21中對這些檢測信號進行適當處理，從而控制燃料電池系統(tǒng)整體的 動作。在此，本說明書及權利要求中，控制器不僅指單獨的控制器，也指控制器群。因此，控制器21沒有必要由單獨的控制器構成，可以 由分散配置的多個控制器構成，并由它們的協(xié)動動作來進行所需要的 控制。
作為構成上述的各種傳感器的一部分的構成部分，燃料電池系統(tǒng)
具備溫度檢測器20 (水關聯(lián)溫度檢測器)、第一異常檢測器和第二異
常檢觀lj器。
溫度檢測器20設置在能夠檢測各個水經(jīng)路內(nèi)的水的溫度相關的溫 度的地方。本發(fā)明中，"水經(jīng)路內(nèi)的水的溫度相關的溫度"是指水經(jīng) 路內(nèi)的水的溫度本身和與水經(jīng)路內(nèi)的水的溫度具有相關關系的溫度。 因此，只要將溫度檢測器20設置于能夠檢測與水經(jīng)路內(nèi)的水的溫度具 有相關關系的溫度的位置，即使不能檢測直接水經(jīng)路內(nèi)的溫度，也可 以設置于燃料電池系統(tǒng)內(nèi)外的任一地方。但是，由于水經(jīng)路內(nèi)的水的 凍結本質(zhì)上和外界溫度相關，因此，當設置在水經(jīng)路以外的位置的情 況下，溫度檢測器20優(yōu)選設置于可以檢測外界溫度的位置。本實施方 式中，其設置于容納燃料電池系統(tǒng)的框體的底板上。
接著，使用圖1及圖3對第一異常檢測器及第二異常檢測器進行 說明。圖3為表示本發(fā)明中的異常的分類表。
本發(fā)明中，燃料電池系統(tǒng)的停止所伴隨的異常被規(guī)定為包含第一 異常和第二異常。也就是說，燃料電池系統(tǒng)的停止所伴隨的異常也可 以被規(guī)定為，包含第一異常和第二異常以外的異常。這樣的異常與本 發(fā)明在本質(zhì)上沒有關系，進行適當處理。以下對第一異常和第二異常 進行說明。而且，第一異常檢測器為檢測第一異常的檢測器，第二異 常檢測器為檢測第二異常的檢測器。"第一異常"是指包含與可燃性 氣體的泄露相關的異常的異常，"第二異常"是指與第一異常不同的 異常。也就是說，在本發(fā)明中，將"第一異常"規(guī)定為包含如下異常: 當該異常正在發(fā)生時，如果使加熱器工作，則會妨礙燃料電池系統(tǒng)的 安全；將"第二異常"規(guī)定為包含如下異常當該異常正在發(fā)生時， 即使使加熱器工作，也不會妨礙燃料電池系統(tǒng)的安全。作為"第一異 常"，本實施方式中規(guī)定了 5種異?？扇夹詺怏w的濃度為閾值以上 時的"可燃性氣體濃度異常"、燃燒排放氣體的CO的濃度為閾值以 上時的"燃燒排放氣體的CO濃度異常"、燃燒風扇6非正常運動的
14"燃燒風扇異常"、重整器的溫度為閾值以上時的"重整器溫度異常"、 及重整器的壓力為閾值以上時的"重整器壓力異常"。將這些異常規(guī) 定為"第一異常"的理由如下。"可燃性氣體濃度異常"表示燃料電 池系統(tǒng)內(nèi)泄露有可燃性氣體。"燃燒排放氣體的CO濃度異常"表示 燃燒器5的燃料不穩(wěn)定，作為燃燒用燃料的氫排放氣體或原料可能從
燃燒排放氣體的排放口泄露。"燃燒風扇異常"表示燃燒器5中不進
行燃燒，作為燃燒用燃料的氫排放氣體或原料可能從燃燒排放氣體的
排放口泄露。"重整器溫度異常"表示由于異常高溫重整器2受損， 重整器2內(nèi)部的可燃性氣體(氫或未重整原料)可能泄露。"重整器 壓力異常"表示由于異常的高壓重整器2受損，重整器2內(nèi)部的可燃 性氣體(氫或未重整原料)可能泄露。而且，這些是例示，可以將它 們的一部分規(guī)定為"第一異常"，也可以將它們以外的部分規(guī)定為"第 一異常"。
作為"第二異常"規(guī)定了 5種異?？刂婆c燃料電池系統(tǒng)相關的 水或空氣的流量的流量控制器(燃燒空氣供給器除外)的異常"流量 控制器異常"、與燃料電池3的運轉(zhuǎn)相關的水的溫度相關的異常"水 溫異常"、與燃料電池3的運轉(zhuǎn)相關的水的水位相關的異常"水位異 常"、與燃料電池3的運轉(zhuǎn)相關的流體(燃燒空氣除外)的流量相關 的異常"流量異常"、以及與燃料電池3中發(fā)電的電輸出相關的異常 "電輸出異常"。對于"水溫異常"，規(guī)定為冷卻水溫度為容許范 圍以外(上限以上或不到下限)的"冷卻水溫度異常"、及蓄熱水的 溫度為容許范圍以外的"蓄熱水溫度異常"。對于"水位異常"，規(guī)
定為回收水箱13的水位為容許范圍以外(例如，規(guī)定的閾值以下)
的"回收水箱水位異常"、及冷卻水箱9的水位為容許范圍以外(例
如，規(guī)定閾值以下)的"冷卻水箱水位異常"。對于"流量異常"，
規(guī)定為不能從回收水箱13向重整器2正常供給水的"重整水異常"、
不能從空氣供給器4向燃料電池3正常供給空氣的"堆空氣供給異常"、 蓄熱水泵35不能正常動作的"蓄熱水泵異常"、冷卻水泵7不能正常 動作的"冷卻水泵異常"、及從氧化氣體經(jīng)路37向CO除去器36供 給的空氣的流量為容許范圍以外(例如，規(guī)定閾值以下)的"氧化氣 體流量異常"。對于與燃料電池3進行發(fā)電的電相關的"電輸出異常"，
15規(guī)定為燃料電池3的發(fā)電電壓降低到閾值以下的"堆電壓降低異常"、 及變換器42不能正常動作的"變換器異常"。在此，對"流量控制器 異常"沒有表示具體的例子，但是可以適當規(guī)定。而且，這些只是例 示，可以將它們的一部分規(guī)定為"第二異常"，也可以將它們以外的 部分規(guī)定為"第二異常"。
作為第一異常檢測器，在此設置有可燃性氣體傳感器22、 CO傳 感器23、燃燒風扇異常檢測器24、重整器溫度檢測器25、及壓力檢測 器26。
可燃性氣體傳感器22具備檢測燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的可燃性氣體的泄 露的功能，其由檢測可燃性氣體例如可燃性原料或氫氣的濃度的傳感 器構成。在本實施方式中，其設置于可燃性氣體易于滯留的燃料電池 系統(tǒng)的框體內(nèi)的上部。
CO傳感器23具備檢測來自燃燒器5的燃燒排放氣體中含有的CO 的濃度的功能，由CO濃度傳感器構成，設置于燃燒排放經(jīng)路27中。
燃燒風扇異常檢測器24設置于燃燒風扇6中，具備檢測燃燒風扇 6的動作異常的功能，在本實施方式中，其被構成為檢測燃燒風扇6 的回轉(zhuǎn)數(shù)的異常。
重整器溫度檢測器25具備檢測重整器2內(nèi)部的溫度的功能，在此， 其由溫度傳感器構成，以能夠檢測重整器2內(nèi)部的溫度的方式設置于 該重整器2上。重整器壓力檢測器26具備檢測重整器2內(nèi)部的壓力的 功能，在此，其由壓力傳感器構成，以能夠檢測重整器2內(nèi)部的壓力 的方式設置于該重整器2上。
在此，由可燃性氣體傳感器22、 CO傳感器23、重整器溫度檢測 器25、以及重整器壓力檢測器26所檢測的物理量是否異常，通過控制 器21進行判定。當然，也可以構成為可燃性氣體傳感器22、 CO傳 感器23、重整器溫度檢測器25、及重整器壓力檢測器26分別具備電 腦等運算器，從而分別判定各自所檢測到的物理量是否異常。
而且，第一異常檢測器可以被構成為具備檢測從原料供給經(jīng)路l 供給的原料的流量的原料流量檢測器，在原料流量檢測器檢測到的流 量值為規(guī)定的流量以上的情況下，控制器21判定為異常。具體而言， 控制器21被構成為使用該原料流量檢測器完成以下的氣體泄露檢査序列。g卩，當燃料電池系統(tǒng)停止(該情況為待機(正常停止))時，通 過未圖示的閥關閉原料供給經(jīng)路1的上流端。在該狀態(tài)下，原料供給 經(jīng)路1中連接有未圖示的適宜的氣體壓力施加設備(氣體供給設備)，
從而向原料供給經(jīng)路1施加2kPa的氣體壓力，當該原料流量檢測器檢 測到的流量值為閾值以上時，控制器21判定為異常。在這種情況下，
推定原料氣體或富含氫的可燃性氣體從各自的經(jīng)路中泄露。
作為第二異常檢測器，在此設置有冷卻水溫度檢測器52、蓄熱水 溫度檢測器56、回收水水位檢測器53、冷卻水水位檢測器52、重整水 供給異常檢測器54、堆空氣供給異常檢測器58、蓄熱水泵異常檢測器 55、冷卻水泵異常檢測器28、氧化氣體流量異常檢測器57、堆電壓檢 測器43、及變換器異常檢測器44。
冷卻水溫度檢測器55由溫度傳感器構成，設置于能夠檢測冷卻水 箱9的冷卻水的溫度的位置。蓄熱水溫度檢測器55由溫度傳感器構成， 在此，設置于蓄熱水箱11的外面。回收水水位檢測器53由水位傳感 器構成，以能夠檢測其水位的方式設置在回收水箱13中。冷卻水水位 檢測器51由水位傳感器構成，以能夠檢測其水位的方式設置在冷卻水 箱19中。在此，當由冷卻水溫度檢測器52及蓄熱水溫度檢測器56所 檢測到的溫度為容許范圍以外(上限以上或不到下限)時，控制器21 判定為溫度異常，當由回收水水位檢測器53及冷卻水水位檢測器51 所檢測到的水位為容許范圍以外(例如，規(guī)定的閾值以下)時，控制 器21判定為水位異常。重整水泵異常檢測器54設置于重整水泵16中， 具有檢測重整水泵16的動作異常的功能，本實施方式中其被構成為 重整器2中具備壓力檢測器，當由重整水的蒸發(fā)造成的壓力變化為規(guī) 定的閾值以下時，判定為異常。堆空氣供給異常檢測器58設置于空氣 供給器4中，具有檢測空氣供給器4的動作異常的功能，本實施方式 中其被構成為具備檢測從由鼓風機形成的空氣供給器4供給的空氣 的流量的流量計，當該空氣的流量為容許范圍以外(例如，規(guī)定閾值 以下)時，判定為異常。蓄熱水泵異常檢測器55設置于蓄熱水泵35 中，具有檢測蓄熱水泵35的動作異常的功能，本實施方式中其被構成 為檢測蓄熱水泵35的回轉(zhuǎn)數(shù)的異常。冷卻水泵異常檢測器28設置 于冷卻水泵7中，具有檢測冷卻水泵7的動作異常的功能，本實施方式中其被構成為檢測冷卻水泵7的回轉(zhuǎn)數(shù)的異常。氧化氣體流量異
常檢測器57由氧化氣體經(jīng)路37中設置的流量計構成，被構成為，檢 測通過氧化氣體經(jīng)路37向CO除去器36供給的空氣的流量。在此， 當由氧化氣體流量異常檢測器57檢測到的空氣流量為容許范圍以外 (例如，規(guī)定的閾值以下)時，控制器21判定為溫度異常。堆電壓檢 測器43由從燃料電池3的一對輸出端子到變換器42的一對配電線41 之間設置的電壓計構成，檢測燃料電池3的發(fā)電電壓。在此，當由堆 電壓檢測器檢測的電壓降低到閾值以下時，控制器21判定為電壓異常。 變換器異常檢測器44設置于變換器42中，具有檢測變換器42的動作 異常的功能，本實施方式中其被構成為例如，檢測變換器42的輸出 電流異常(例如，規(guī)定的閾值以上)。
在此，如上所述，由冷卻水溫度檢測器52、蓄熱水溫度檢測器56、 回收水水位檢測器53、冷卻水水位檢測器52、氧化氣體流量異常檢測 器57、以及堆電壓檢測器43所檢測到的物理量是否異常，通過控制器 21進行判定。當然，也可以構成為冷卻水溫度檢測器52、蓄熱水溫 度檢測器56、回收水水位檢測器53、冷卻水水位檢測器52、氧化氣體 流量異常檢測器57、以及堆電壓檢測器43分別具備電腦等運算器，從 而分別判定各自所檢測到的物理量是否異常。
接著，對如以上構成的燃料電池系統(tǒng)的動作進行說明.。該燃料電 池系統(tǒng)的動作通過控制器21的控制來完成。
首先，對一般的動作進行簡單說明。從原料供給經(jīng)路1向重整器2 供給含有至少由碳元素和氫元素構成的有機化合物的原料。該原料被 燃燒器5加熱，并和由從重整水經(jīng)路17供給的水生成的水蒸氣進行水 蒸氣重整反應，從而生成含氫氣體。在CO除去器36中使含氫氣體中 的CO濃度降低至規(guī)定程度后，該含氫氣體通過氫供給經(jīng)路29被供給 至燃料電池3，之后，含氫氣體中的氫和從空氣供給器4供給的空氣中 的氧進行電化學的反應，從而進行發(fā)電。在發(fā)電反應中未被消耗的氫 排放氣體通過氫排放氣體經(jīng)路30向燃燒器5供給，用于加熱重整器2。
在燃料電池3的反應中生成的生成水主要包含于通過空氣排放經(jīng) 路38從燃料電池3排放的排放空氣中，排放空氣中的水分在未圖示的 凝結器中凝結，流過回收水經(jīng)路12而被儲存在回收水箱13中。
18而且，通過燃燒排放氣體經(jīng)路9從燃燒器5排放的燃燒排放氣體 中含有的水分在未圖示的凝結器中凝結，流過回收水經(jīng)路12而被儲存
在回收水箱13中。進一步，為了使燃燒器5中的燃燒穩(wěn)定，氫排放氣 體經(jīng)路30中的氫排放氣體中的水分在未圖示的凝結器中被去除，經(jīng)由 回收水經(jīng)路12而被儲存在回收水箱13中。該回收水箱13中儲存的水 通過重整水泵16成為向重整器2供給的水蒸氣，用于水蒸氣重整反應 中。而且，也可以作為通過相互循環(huán)泵14經(jīng)由相互循環(huán)經(jīng)路15向冷 卻水箱9供給的、用于冷卻燃料電池3的冷卻水來利用。在燃料電池3 的發(fā)電反應中生成的熱量，通過利用冷卻水泵7使冷卻水循環(huán)并經(jīng)由 冷卻水經(jīng)路8中的熱交換器31，傳遞到在蓄熱水經(jīng)路10中流通的蓄熱 水，從而用于家庭的熱水供給、暖房等。
而且，在由第一異常檢測器或第二異常檢測器檢測到異常的情況 下，控制器21使燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)停止。而且，在燃料電池系統(tǒng)正 常停止的情況下，在由溫度檢測器20 (水關聯(lián)溫度檢測器)檢測到的 檢測溫度T為第一閾值溫度(在此為ot:)以下時，控制器21使電加 熱器19工作，進行凍結防止運轉(zhuǎn)，當檢測溫度T為比第一閾值溫度高 的第二閾值溫度(在此為1.5。C)以上時，控制器21使電加熱器19不 工作，停止凍結防止運轉(zhuǎn)。而且，第一閾值溫度優(yōu)選為可能使水經(jīng)路 內(nèi)的水凍結的溫度、或是和該溫度相接近(高幾度左右)的溫度，例 如設定為0"C 5t:的范圍內(nèi)的溫度。而且，本實施方式中，在凍結防止 運轉(zhuǎn)時，控制器21使電加熱器19工作的同時，還使相互循環(huán)泵14、 蓄熱水泵35、以及冷卻水泵7工作，從而使相互循環(huán)經(jīng)路15、蓄熱水 經(jīng)路IO、以及冷卻水經(jīng)路8中的水流通。但是，在簡化的情況下，可 以省略它們。該凍結防止運轉(zhuǎn)和由第二異常檢測器檢測到異常并使燃 料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)停止的情況下的凍結防止運轉(zhuǎn)相同，關于此，以下 進行詳細說明。
接著，使用圖1至圖4對具有本發(fā)明特征的在異常停止的情況下 的凍結防止運轉(zhuǎn)進行說明。圖4為表示控制器21中容納的異常處理程 序的內(nèi)容的流程圖。
在由第一異常檢測器(可燃性氣體傳感器22、 CO傳感器23、燃 燒風扇異常檢測器24、重整器溫度異常檢測器25、及壓力檢測器26)
19的任一個檢測到的物理量為異常的情況下，即使由溫度檢測器20檢測 到的檢測溫度T為第一閾值溫度(0°C)以下，控制器21也不進行凍
結防止運轉(zhuǎn)。另一方面，在由第二異常檢測器(冷卻水溫度檢測器52、 蓄熱水溫度檢測器56、回收水水位檢測器53、冷卻水水位檢測器52、 重整水供給異常檢測器54、堆空氣供給異常檢測器58、蓄熱水泵異常 檢測器55、冷卻水泵異常檢測器28、氧化氣體流量異常檢測器57、堆 電壓檢測器43、及變換器異常檢測器44)檢測到的物理量為異常的情 況下，如果溫度檢測器20檢測到的檢測溫度T為第一閾值溫度(0°C) 以下時，控制器21進行凍結防止運轉(zhuǎn)。
具體而言，首先，通過第一異常檢測器或第二異常檢測器檢測到 在燃料電池系統(tǒng)中發(fā)生了異常時，控制器21由檢測到異常的異常檢測 器的分類來判定該異常為第一異常還是第二異常(步驟S1)。
在發(fā)生的異常被判定為第一異常的情況下，控制器21使燃料電池 系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)停止(步驟S2)。而且，開啟凍結防止電路39 (圖3)的 凍結防止停止開關34 (步驟S3)。另外，凍結防止停止開關34在初 始狀態(tài)(通常狀態(tài))下為關閉狀態(tài)。而且，使該異常處理終了。由此， 凍結防止電路39成為非工作狀態(tài)，禁止凍結防止的運轉(zhuǎn)，禁止電加熱 器19的開啟動作?？傊?，如果在運行狀態(tài)中則停止凍結防止的運轉(zhuǎn)， 如果不在運行狀態(tài)中則禁止凍結防止的運轉(zhuǎn)。
具體而言，在第一異常為由可燃性氣體傳感器22檢測到的異常的 情況下，推測可燃性氣體在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)泄露，由此，由于可成為 著火源的電加熱器19的開啟動作被禁止，因此防止了由于電加熱器19 的開啟動作而引起火災、爆炸等，確保了燃料電池系統(tǒng)的安全。
而且，在第一異常為由CO傳感器23檢測到的異常的情況下，推 測燃燒器5中的燃燒狀態(tài)為不完全燃燒，泄露有原料或氫排放氣體即 所謂可燃性氣體，由此，由于可成為著火源的電加熱器19的開啟動作 被禁止，因此防止了由于電加熱器19的開啟動作而引起火災等，確保 了燃料電池系統(tǒng)的安全。
而且，在第一異常為由燃燒風扇異常檢測器24檢測到的燃燒風扇 6的回轉(zhuǎn)數(shù)異常的情況下，推測燃燒器5中的燃燒狀態(tài)為不完全燃燒， 泄露有原料或氫排放氣體即所謂可燃性氣體，由此，由于可成為著火源的電加熱器19的開啟動作被禁止，因此防止了由于電加熱器19的 開啟動作而引起火災等，確保了燃料電池系統(tǒng)的安全。
而且，在第一異常為由重整器溫度檢測器25或壓力檢測器26檢 測到的異常的情況下，推測重整器2的內(nèi)部為超過重整器2的耐熱性 的異常高溫或是超過重整器2的耐壓性的異常高壓，從而使重整器2 破損、內(nèi)部的可燃性氣體泄露，由此，由于可成為著火源的電加熱器 19的開啟動作被禁止，因此防止了由于電加熱器19的開啟動作而引起 火災等，確保了燃料電池系統(tǒng)的安全。
另一方面，步驟S1中，在判定為第二異常的情況下，和判定為第 一異常的情況相同，控制器21使燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)停止(步驟S4)。 接著，控制器21判定溫度檢測器20的檢測溫度T是否成為用于判定 是否進行凍結防止運轉(zhuǎn)的判定基準的第一閾值溫度(0°C)以下(步驟 S5)。而且，在檢測溫度T不為第一閾值溫度以下的情況下，監(jiān)視檢 測溫度T是否成為第一閾值以下。在檢測溫度T為第一閾值溫度以下 的情況或是成為第一閾值溫度以下的情況下，控制器21關閉凍結防止 電路39的切換開關33 (步驟S6)。由此，進行凍結防止運轉(zhuǎn)并使電 加熱器19工作。而且，在電加熱器19工作的同時，控制器21使相互 循環(huán)泵14、蓄熱水泵35以及冷卻水泵7工作，使相互循環(huán)經(jīng)路15、 蓄熱水經(jīng)路10以及冷卻水經(jīng)路8中的水通流。由此，防止相互循環(huán)經(jīng) 路15、蓄熱水經(jīng)路IO及冷卻水經(jīng)路8中的水凍結，進而防止由于這些 水經(jīng)路的水的凍結造成的燃料電池系統(tǒng)的破損。
接著，控制器21判定溫度檢測器20的檢測溫度T是否為第二閾 值溫度(L5。C)以上(步驟S7)。在檢測溫度T不為第二閾值溫度以 上的情況下，返回到步驟S6，直到檢測溫度T成為第二閾值溫度以上 為止，維持切換開關33的關閉，進行凍結防止運轉(zhuǎn)。而且，在檢測溫 度T為第二閾值溫度以上或是成為第二閾值溫度以上的情況下，開啟 切換開關33 (步驟S8)。由此，停止凍結防止運轉(zhuǎn)。其后，返回到步 驟S5，監(jiān)視檢測溫度T是否成為第一閾值以下。
而且，可以構成為在上述步驟S3終了后，控制器21再次判定 是否由第一異常檢測器檢測到了第一異常，在未檢測到第一異常的情 況下，即，判定為第一異常被消除的情況下，基于溫度檢測器20的檢
21測溫度T進行凍結防止運轉(zhuǎn)并使電加熱器19工作。例如，可以構成為
在由可燃性氣體傳感器22檢測到可燃性氣體的濃度為閾值以上即第一 異常、并停止燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)后，在可燃性氣體傳感器22檢測到 的可燃性氣體的濃度不到上述閾值的情況下，基于溫度檢測器20的檢 測溫度T進行凍結防止運轉(zhuǎn)并使電加熱器19工作。
而且，檢測溫度的第一及第二閾值溫度優(yōu)選對應于溫度檢測器20 的設置位置而適宜地設定。
而且，在上述本實施方式的燃料電池系統(tǒng)中，作為第一異常僅將 與可燃性氣體的泄露相關的異常作為第一異常，將與其不同的異常規(guī) 定為第二異常，該情況是鑒于本發(fā)明的目的及效果的最佳實施方式。 但是，不限定于上述實施方式，第一異常也可以包含與可燃性氣體的 泄露相關的異常不同的異常。例如，作為上述第二異常例示的"流量 控制器異常"、"水溫異常"、"水位異常"、"流量異常"、"電 輸出異常"的一部分即使包含于第一異常，也不會破壞本發(fā)明的目的 和效果。而且，如果推測通過在正在發(fā)生該異常時使加熱器工作、從 而阻礙燃料電池系統(tǒng)的安全狀態(tài)的異常，是上述的與可燃性氣體的泄 露相關的異常以外的異常時，可以將它規(guī)定為第一異常。
對于本領域技術人員而言，根據(jù)上述說明可知本發(fā)明的各種改良 以及其它實施方式。因此，上述說明只應被解釋為例示，是為了向本 領域技術人員提供實行本發(fā)明的最佳實施方式而做出的。在不脫離本 發(fā)明的主旨的前提下，可以實質(zhì)地變更其構造及/或功能的詳細內(nèi)容。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
本發(fā)明的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)具備在發(fā)生異常時防止水凍結并確保 安全性的機構，其可以用于家用等中所使用的燃料電池系統(tǒng)中。
2權利要求
1. 一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具備使用燃料和氧化劑進行發(fā)電的燃料電池；水經(jīng)路，是與所述燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的水的經(jīng)路；加熱所述水經(jīng)路的電加熱器；水關聯(lián)溫度檢測器，檢測與所述水經(jīng)路內(nèi)的水的溫度相關的溫度；第一異常檢測器，檢測第一異常，該第一異常包括與可燃性氣體的泄露相關的異常；第二異常檢測器，檢測與所述第一異常不同的第二異常；控制器，所述控制器被構成為，在由所述第一異常檢測器檢測到第一異?；蛴伤龅诙惓z測器檢測到第二異常的情況下，停止所述燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，所述控制器被構成為在由所述第二異常檢測器檢測到第二異常，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，如果所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到規(guī)定閾值以下的溫度，則所述控制器使所述電加熱器工作，并以此作為凍結防止運轉(zhuǎn)，在由所述第一異常檢測器檢測到第一異常，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到規(guī)定閾值以下的溫度，所述控制器也不使作為所述凍結防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
2. 根據(jù)權利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 所述水經(jīng)路至少是以下中的任一個冷卻水經(jīng)路，其中流通用于冷卻所述燃料電池的冷卻水；冷卻水箱，儲存所述冷卻水；蓄熱水經(jīng) 路，其中流通蓄熱水，該蓄熱水從在所述冷卻水經(jīng)路中流通的冷卻水 回收熱量；蓄熱水箱，儲存所述蓄熱水；回收水經(jīng)路，其中流通從所 述燃料電池的排放氣體回收的回收水；回收水箱，儲存所述回收水。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 作為所述第一異常檢測器具備檢測可燃性氣體濃度的可燃性氣體傳感器，所述控制器被構成為在所述可燃性氣體傳感器檢測到規(guī)定閾值 以上的可燃性氣體濃度，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即 使所述水關聯(lián)溫度檢測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作 為所述凍結防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 具備從原料生成作為所述燃料的含氫氣體的重整器；加熱所述重整器的燃燒器；作為所述第一異常檢測器的CO傳感器，檢測來自 所述燃燒器的排放氣體的CO濃度，所述控制器被構成為在所述CO傳感器檢測到規(guī)定閾值以上的 CO濃度，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫 度檢測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為所述凍結防止 運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 具備向所述燃燒器供給氧化氣體的氧化氣體供給器；作為所述第一異常檢測器的氧化氣體供給異常檢測器，檢測所述氧化氣體供給 器的異常，所述控制器被構成為在所述氧化氣體供給異常檢測器檢測到異常，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度檢 測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為所述凍結防止運轉(zhuǎn) 的所述電加熱器工作。
6. 根據(jù)權利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 具備從原料生成作為所述燃料的含氫氣體的重整器；作為所述第一異常檢測器的重整器溫度檢測器，檢測所述重整器的溫度，所述控制器被構成為在所述重整器溫度檢測器檢測到規(guī)定閾值以上的溫度，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關 聯(lián)溫度檢測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為所述凍結 防止運轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
7. 根據(jù)權利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 具備從原料生成作為所述燃料的含氫氣體的重整器；作為所述第一異常檢測器的壓力檢測器，檢測所述重整器內(nèi)部的壓力，所述控制器被構成為在所述壓力檢測器檢測到規(guī)定閾值以上的 壓力，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫度 檢測器檢測到所述規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為所述凍結防止運 轉(zhuǎn)的所述電加熱器工作。
8. 根據(jù)權利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述第二異常檢測器為檢測作為所述第二異常的以下至少任一個異常的檢測器控制與所述燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)相關的水或空氣的流 量的流量控制器(燃燒空氣供給器除外)的異常、與燃料電池的運轉(zhuǎn) 相關的水的溫度相關的異常、與所述燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的水的水位 相關的異常、與所述燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的流體(燃燒空氣除外)的 流量相關的異常、以及與所述燃料電池中發(fā)電的電輸出相關的異常，所述控制器被構成為在通過所述第二異常檢測器檢測到所述第 二異常，從而使所述燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使所述水關聯(lián)溫 度檢測器檢測到規(guī)定閾值以下的溫度，也不使作為凍結防止運轉(zhuǎn)的所 述電加熱器工作。
9. 根據(jù)權利要求8所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具備用于使冷卻水流通的冷卻水泵；作為所述第二異常檢測器的冷卻水泵異常檢測器，檢測所述冷卻 水泵的異常，將其作為與所述燃料電池的運轉(zhuǎn)相關的流體的流量相關 的異常。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)，其具備燃料電池(3)、水經(jīng)路(8，10，12，15，17，18)、加熱水經(jīng)路的電加熱器(19)、水關聯(lián)溫度檢測器(20)、第一異常檢測器(22等)、第二異常檢測器(28等)和控制器(21)?？刂破鞅粯嫵蔀樵跈z測到第一異常或第二異常時，停止燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。在由第二異常檢測器檢測到第二異常，從而使燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，如果水關聯(lián)溫度檢測器檢測到規(guī)定閾值以下的溫度，則控制器使電加熱器(19)工作，并以此作為凍結防止運轉(zhuǎn)。在由第一異常檢測器檢測到第一異常，從而使燃料電池系統(tǒng)停止的情況下，即使水關聯(lián)溫度檢測器檢測到規(guī)定閾值以下的溫度，控制器也不使作為凍結防止運轉(zhuǎn)的電加熱器(19)工作。
文檔編號H01M8/04GK101467293SQ20078002127
公開日2009年6月24日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權日2006年6月6日
發(fā)明者保田繁樹, 小原英夫, 尾關正高, 西川隆 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社