TW200919816A - Fuel cell system - Google Patents

Description

200919816 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種燃料電也 ^ 电'也糸統’更確切而言，本發明 係關於一種於指示停止發電 电後阻斷對燃料電池之陰極供給 氣體之燃料電池系統。 【先前技術】 尸於指不停止發電後，阻斷對陰極供給含氧（氧化劑）空氣 (亂體）之燃料電池系統已廣為人知。於如此之燃料電池系 統中’若於發電動作停止後未能之供給，則會使 燃料電池中局部性產生電化學反應，導致燃料電池劣化。 為方止產生此情形’而必須於指示停止發電後判定是否已 阻斷來自外部之空氣之供給。 例如於專利文獻丨中揭示有一種燃料電池系統，其於發 電動作停止後基於壓力感測器之檢測結果而判n统之氣 密狀態。

又於專利文獻2中揭示有一種燃料電池系統，其藉由 對複數個燃料電池之阻抗平均值與其中之某—燃料電池之 阻抗進行比較，而判定是否對發電中之複數個燃料電池正 確地供給氧化劑或燃料。 專利文獻1 :曰本專利特開2004_192919號公報 專利文獻2 :曰本專利特開2006-31 8669號公報 然而，於專利文獻1之技術中，必須使用複數個壓力感 測益，因此導致構成變得複雜。 專利文獻2之技術係於發電中判定氧化劑或燃料對複數 131467.doc 200919816 個燃料電池之供給狀.態者，但並未於發電動作停止後判定 是否已阻斷供給來自外部之空氣。又，由於必須對燃料電 池提供交流信號，因此於發電動作停止後使用專利文獻2 之技術，則需要外部電源等。 【發明内容】 因此’本發明之主要目的在於提供—種於指示 後能夠簡單地判定是否已阻斷氣體供給之燃料電池系統。 根據本發明之一見解而提供-種燃料電池系統，其係包 含·燃料電池，JL孫且古心枕· ^ …、有陰極，檢測機構，其係檢測與燃 2池發電相關之電性變量；指示機構，其係指示燃料電 2停止發電阻斷機構’其係於指示機構指示停止發電 :…二斷對陰極供給含氧化劑氣體；及判定機構，其係於 =止發電後，根據檢測機構之檢測結果，判定阻斷機 構有無異常。 本發明中’於指示停止發電後對經檢 電池發電相關之電性變量、與可藉由阻斷= 體供給之情形時之電性變量（作為正常情形時之電 與 右未此阻斷氣體之供給’則伴隨電化 =’電性變量會増大。可藉由比較經檢測之電 =為：常情形時之電性變量，而判定阻斷機構有無異常 I:藉：即有否藉由阻斷機構而阻斷來自外部之氣體之供 、σ 糟由以如此方式於和_产 料電池於電相關…：争止發電後利用經檢測之與燃 %电相關之電性變| ^ ^ 产雷、，渴 ’而…、品使用壓力感測器或交 原’便可簡單地判定於指示停止發電後有否阻斷對陰 131467.doc 200919816 極供給氣體。 較好的是，更包含第1設定機構，其絲據檢測機構之 檢測結果，設定是否容許燃料電池下一次之發電。於該情 形時，當經檢測之電性變量遠遠大於作為正常情形時之電 性變量時則禁止進行下-次之發電。當經檢測之電性變量 遠遠士於作為正常情形時之電性變量時，阻斷機構有可能 產生嚴重之異常情況，由此於進行下—次之發電時有可能 出現大量氣體茂漏而導致無法對陰極均句地供給氧化劑之 情況。因此，該情形時’可藉由禁止進行下一次之發電， 而抑制燃料電池劣化。 〃又，較好的A，判定機構係根據檢測機構之檢測結果與 第仏限值之比較結果，判定阻斷機構有無異常，而第！設 定機構係根據檢測機構之檢測結果與大於第i臨限值之第2 L限值之比較結果，設定是否容許燃料電池下一次之發 電。於該情料，若檢測機構之檢測结果未達第i臨限 L) 值’則判定為阻斷機構正常，若檢測機構之檢測結果為第 1臨限值以上，則判定為阻斷機構存在異常情況。又，若 檢測機構之檢測結果為第2臨限值以丨，則禁止燃料電池 進：下-次之發電。如此般’根據作為正常情形時之電性 變量’利用預先設定之第!臨限值，簡單且正確地判定阻 斷機構有無異常情況。X，可利用預先設^為大於第旧 限值之第2臨限值而簡單且正確地設定是否容許下一次之 發電。 再者，較好的是’更包含計測從指示停止發電起之時間 I31467.doc 200919816 之计時機構’判定機構根據計時機構計測特定時間後之檢 測機構之檢測結果，判定阻斷機構有無異常。阻斷來自外 部之氣體之供給後之短暫期間内，使用系統内殘存之氧化 劑，使燃料電池中產生電化學反應。如上所述，由於自指 不知止發電後待機特定時間，故而若能夠阻斷氣體之供 給，則可於耗盡系統内殘存之氧化劑之狀態下檢測電性變 里。亦即，阻斷機構正常時，則可於耗盡系統内殘存之氧

化劑之狀態下檢測電性變量。藉此，可擴大阻斷機構正常

情形時與異常情形時之電性變量之差，從而可提高判定妹 果之可靠性。 D 較好的是’更含有對燃料電池之陽極供給燃料之燃料供 給機構’料供給機構於指示停止發電後，對陽極供給燃 枓。如此藉由於指示停止發電後亦對陽極供給燃料，而於 阻斷機構正常時，能夠確實地耗盡系統内殘存之氧化劑。' 藉此，可進一步提高判定結果之可靠性。 又’較好的是’更包含對燃料電池之陽極供給燃料之燃 枓供給機構，燃料供給機構於藉由判定機構判定為 構存在異常後，對陽極供給燃料。 於通知異常情況後因操作人員不便而=時，例如即便 形時，亦可藉由對陽極供給燃料，而消除燃料 = 而更有效地防止燃料電池之劣化。 j，攸 再者，較好的是，燃料供給機構於藉由 上述阻斷機構存在異常後，每隔特定時構判定為 料。可藉丨如此般每隔衫時間極供給燃 供給燃科，而更加 I31467.doc 200919816 有效地防止燃料電池中之燃料之不均勾並由此更加有效地 防止燃料電池劣化。 車又好的疋，更包含設定特定時間之第2設定機構，判定 機構根據檢測機構之檢測結果與第1臨限值之比較結果， 2疋阻斷機構有無異常’且第2設定機構根據檢測機構之 測：果與大於第丨臨限值之第2臨限值之比較結果，來設 =特疋時間。於該情形時，絲測機構之檢測結果為小於 ί果^ 值，則判定為阻斷機構正常，若檢測機構之檢測 :果為幻臨限值以上，則判定為阻斷機構存在異常。再 :值若^機構之檢測結果為^臨限值以上且小於第⑽ ^士果^料為阻斷機構存在輕度異常，若檢測機構之檢 t果為弟2臨限值以上，關定為阻斷機構存在重度異 對陽極供給燃料之時間間隔之特定時間於輕度異 設定得較長’而於重度異常情況時 :於輕度異常情況。因此，當判定為阻斷機構存在異常 Ο 極供給燃料。 之^程度相應之適當時間間隔對陽 較好的是，$ &人 機構。藉由對摔作人判定機構之判定結果之第1通知 貝通知_機構存在異常，操作人員 、吊並加以處置。藉此，可抑制燃料電池劣化。 電：之’燃料電池系統具有包含複數個上述燃料 二==:堆，檢測機構設置為能夠分別檢測燃 電池系統進而包含部之燃料電池的電性變量，燃料 μ機構，其係根據檢測機構之複數個 131467.doc 200919816 檢測結果’推測阻斷機構之里 燃料電池電池堆之至少。於該情形時，檢測 此，便可至少推測出自上池的電性變量。藉 及自下游側端部之燃料電池電池至上游側以 常。再者’若也-併檢測燃料電在異 可推測自上游側端部之燃料電池至上^之電㈣置1 之燃料電池至下游側、以及兩端斗電：游側端部 池中之何者存在異常。 之燋枓電池間之燃料電 進而較好的是，爭&人.s A , 更已3通知推測機構 通知機構。藉由如此將显常…… 級Ό果之弟2 員，可減輕指定異常部位:::::測結果通知給操作人 =輸機器之燃料電池系統中，由於運輸機器所受 由於=:Γ於推進阻斷機構之劣化。根據本發明， 社虛 判定阻斷機構有無異常，因此本發明可較 ι應用於運輪機器。 本發明之上述 由與附圖相關聯 明當可更加明確 目的以及其他目的、特徵、態樣以及優點 而進行之以下本發明之實施形態之詳細說 【實施方式】 以下’參照圖式對本發明之實施形態加以說明。 於此’說明本發明之燃料m統⑽搭載於作為運輸 機益之一例之機車10之情形。 首1/，就機車10加以說明。本發明之實施形態中所謂左 右刖後、上下係指以駕駛員朝向機車i 〇之把手24落座於 131467.doc 200919816 車座之狀態為基準之左右、前後、上下。 參照圖1，機車丨〇具有車架12。車架12具備頭管14、自 頭管14朝後方沿斜下方延伸之縱剖面為I字型前車架16、 以及與前車架16之後端部連結且朝後方沿斜上方上升之後 車架1 8。 鈉車条16具備：沿上下方向具有寬度、朝後方沿斜下方 延伸且相對於左右方向為直交之板狀部件l6a丨分別形成 於板狀部件16a之上端緣以及下端緣且沿左右方向具有寬 度、朝後方沿斜下方延伸之凸緣部l6b以及16c ;及突設於 板狀部件16a之兩表面上之加強肋16d。加強肋i6d一併劃 分凸緣部l6b以及16c與板狀部件16a之兩表面形成收納 下述燃料電池系統1 0 0之構成部件之收納空間。 另方面，後車架1 8包含一對板狀部件，該等板狀部件 左右配置為分別沿前後方向具有寬度，朝後方沿斜上方延 伸且夾持前車架16之後端部。於後車架丨8之一對板狀部件 之上端部，固定設置有用以設置未圖示之車座之車座軌條 20。再者，於圖1中，表示有後車架丨8左側之板狀部件。 於頭管14内，貫穿著能夠自如轉動之轉向軸22。於轉向 軸22之上端，安裝著固定有把手24之把手支持部26。於把 手支持部26之上端配置著顯示操作部28。 亦參照圖3，顯示操作部28 一體性設置有用以計測顯示 電動馬達38(下述）之各種資料之儀錶28a、由用以提供各種 貝Λ之例如液晶顯示器等構成之顯示部28b、以及用以輸 入各種指示或各種資訊之輸入部28c。 131467.doc -12- 200919816 广如圖1所示，於轉向軸22之下端， 月;J叉30，且於前又30各自之下端安梦^ 、者對 輪32。 谷自之下&女裝者能夠自如旋轉之前 (二Γ::18之下端部，安裝著能夠自如擺動之搖臂 用以使後Μ 之後端部34a’内置有與後輪36連結且 “旋轉驅動之例如轴向間隙型電動馬達38。 於搖臂34中，内置有與電動馬達38電連接之驅

單元40包括用以控制電動馬達38之旋轉驅動之馬 -工1以2、以及用以檢測二次電池134(下述)之蓄電量之 蓄電量檢測器44。

於如此之機車1 〇中，'产英鱼如丨）勒恶士 I 者皁条12配置有燃料電池系統 構成σ卩件。燃料電池系統丨〇〇生成用以驅動電動馬達 38或輔助設備類等之電能。 以下，參照圖丨以及圖2，對燃料電池系統1〇〇加以說 明。 燃料電池系統100係甲醇（甲醇水溶液）未經改質而直接 用於生成電能（發電）之直接甲醇型燃料電池系統。 於燃料電池系統1 0 〇中包含燃料電池電池堆（以下，簡稱 為電池堆）1 02。如圖1所示，電池堆丨〇2自凸緣部J 6c垂 下，配置於前車架16之下方。 如圖2所示，電池堆1〇2包含分別能夠藉由基於曱醇之氫 離子與氧（氧化劑）之電化學反應而進行發電之3個以上（於 此為76個）燃料電池（燃料電池單格）1〇4，該等燃料電池ι〇4 為積層（堆積）且串聯連接。 131467.doc -13 · 200919816 亦參照圖4，各燃料電池〗〇4包含由固體高分子膜構成之 電解質膜106、夾持電解質膜1〇6而彼此對向之陽極（燃料 極）108以及陰極（空氣極）11〇、夾持由電解質膜ι〇6、陽極 108以及陰極110構成之薄膜電極組（MEA :

Electrode Assembly)而彼此對向之一對間隔片i 12。 陽極108包含設於電解質膜1〇6側之鉑觸媒層1〇8&與設於 間隔片112侧之電極10补。陰極11〇包含設於電解質臈1〇6 側之鉑觸媒層ll〇a與設於間隔片112側之電極丨丨扑。

於夹持著陽極1〇8之電解質臈106與間隔片112之間，插 入有嵌入著陽極108之框狀墊片U4a。同樣地，於夾持著 陰極110之電解質膜106與間隔片112之間，插入有嵌入著 陰極110之框狀墊片114b。因此，陽極1〇8由電解質膜 1〇6、間隔片112以及墊片n4a遮蔽，陰極11〇由電解質膜 1〇6、間隔片112以及墊片114b遮蔽。 、 間隔片112由例如碳複合物等導電性材料構成，且於相 鄰之兩個燃料電池1〇4中共用（參照圖2)。於間隔片ιΐ2之陽 極_側之主表面上，以曲折之方式形成有用以對陽極1〇8 之電極祕供給甲醇水溶液之槽。同樣地，於間隔片Μ 之陰極m側之主表面上，以曲折之方式形成有對陰極11〇 之電極110b供給含氧（氧化劑）空氣（氣體）之槽。進而，於 間隔片m之端面上，設置有連接於發電感測器174(下述) 之測定端子11 5。 方，配 如圖1所示，於前車架16之下方且電池堆1〇2之上 置有散熱器單元116。 131467.doc 14 200919816 如圖2所示，散熱器單元116—體性設置有水溶液用之散 熱器116a與氣液分離用之散熱器U6b。於散熱器單元Π6 之背面側，設置有用以冷卻散熱器丨丨6a之風扇丨丨8、及用 以冷卻散熱器116b之風扇120(參照圖3)。再者，於圖i中， 散熱器116a與116b為左右配置’且表示有用以冷卻左側散 熱器116a之風扇118。 又，於後車架18之一對板狀部件之間，由上自下地依序 配置有燃料箱1 22、水溶液箱124以及水箱1 26。 燃料相122中，收納有作為電池堆1 〇2之電化學反應燃料 之高濃度（例如，含有約50 wt0/〇之曱醇）甲醇燃料（高濃度曱 醇水溶液）。水溶液箱124中，收納有將來自燃料箱122之 曱醇燃料稀釋為適於電池堆1〇2之電化學反應之濃度（例 如’含有約3 wt%之曱醇）的曱醇水溶液。水箱126中，收 納有可供給至水溶液箱1 24中之水。 於燃料箱122中安裝有位準感測器128，於水溶液箱ι24 中安裝有位準感測器130，於水箱126中安裝有位準感測器 132。位準感測器128、13〇及132分別為例如浮球感測器， 其等檢測箱内液面之高度（液位）。 於燃料箱122之前側且前車架16之上側，配置有二次電 池134。二次電池134蓄積來自電池堆1〇2之電力，並根據 控制器146(下述）之指示對電氣構成部件供給電力。於二次 電池134之上側，配置有燃料泵130。又，於燃料箱122之 刖侧且二次電池134之斜後方上側，配置有收集箱。 又’於前車架16之左側收納空間中，收納有水溶液泵 131467.doc -15- 200919816 140以及空氣泵142。於空氣泵142之左側配置有空氣室 1 44。又’於前車架丨6之右側收納空間中，配置有控制器 146、停止閥1 48以及水泵丨5〇。 進而，於鈿車架1 6上，以自前車架1 6之收納空間之右側 貫穿至左側之方式設置有總開關152。藉由接通總開關M2 而對控制裔146發出運行開始指示，藉由斷開總開關i 52而 對控制器146發出運行停止指示。於電池堆1〇2進行發電動 作過私中，總開關1 52斷開之情形時，對控制器i46發出運 行停止指示以及停止發電指示。 如圖2所示，燃料箱122與燃料泵136藉由管ρι*連通， 燃料泵136與水溶液箱124藉由管p2而連通，水溶液箱124 與水溶液聚140藉由管P3而連通，水溶液泵14〇與電池堆 102藉由管P4而連通。管P4連接於電池堆ι〇2之陽極入口 11。藉由驅動水溶液泵14〇而對電池堆1 〇2供給曱醇水溶 液。 於電池堆102之陽極入口〗丨附近設有電壓感測器丨54，該 電壓感測器154利用曱醇水溶液之電化學特性，檢測與供 給至電池堆1 02之曱醇水溶液濃度（曱醇水溶液中甲醇之比 率）相應之濃度資訊。電壓感測器154檢測燃料電池1〇4之 開路電壓’並將該電壓值作為電化學性濃度資訊。控制器 146基於該濃度資訊，檢測供給至電池堆1 〇2中之曱醇水溶 液之濃度。 又，於電池堆102之陽極入口 η附近設有溫度感測器 156 ’該溫度感測器156檢測供給至電池堆102中之曱醇水 131467.doc -16· 200919816 /谷液之溫度並由此檢測電池堆i 〇2之溫度。 電池堆1〇2與水溶液用之散熱器_藉由管連通， 散熱器116a與水溶液箱124藉由管p6而連通。管p5連接於 電池堆102之陽極出口 12。 上述管P1〜P6主要作為燃料之流路。 又於空氣至144中連接著管P7，空氣室144與空氣泵 142藉由管P8而連通，空氣泵142與停止閥148藉由管趵而 連通，停止閥148與電池堆102藉由管ρι〇而連通。管ρι〇連 接於電池堆102之陰極入口 13。#由驅動空氣系142而自外 部對電池堆102供給含氧（氧化劑）空氣。 電池堆102與氟液分離用之散熱器藉由管pi!而連 通，散熱器116b與水箱126藉由管pi2而連通，於水箱126 中連接著管（排氣管）P13。管pu連接於電池堆1〇2之陰極出 口 14，且以不通過低於陰極出口 14之位置之方式，朝向上 方之散熱器116b延伸。管P13設於水箱126之排氣口，並將 來自電池堆1 02之排放氣體排出至外部。 上述管P7〜P13主要作為氧化劑之流路。 於進行發電時，將停止閥148設定為打開狀態而使空氣 杲142驅動。藉此，將自外部吸入之含氧（氧化劑）空氣（氣 體）供給至電池堆102中。供給至電池堆1〇2中之空氣，經 過各燃料電池104之間隔片112之槽，而供給至陰極11〇之 電極110b中。 另一方面，於停止發電時，使空氣泵142停止且將停止 閥148設定為關閉狀態。藉此，阻斷來自外部之空氣流入 131467.doc 200919816 管Pio並由此阻斷該空氣流入陰極入口 13。又，可藉由將 停止閥148設定為關閉狀態，而防止水蒸氣向空氣泵142倒 流’由此防止空氣泵1 42内生錄。 於空氣泵142停止後，因伴隨電化學反應（發電）而生成 之水或自各燃料電池104之陽極108跨越至陰極11〇之甲醇 水溶液，而使管P11於陰極出口 14近旁產生阻塞。其原因 在於，來自設於電池堆1〇2底面近旁之陰極出口 14之甲醇 水溶液，不通過低於陰極出口14之位置而流入向上方延伸 之管pii中。於發電動作停止後（空氣泵142停止後）由曱醇 水溶液阻塞官P11，藉此防止來自外部之空氣經由管P13 ' 水箱126、管P12、散熱器li6b以及管P11流入至陰極出口 14中。 如此般於發電動作停止後，便阻斷空氣流入陰極入口 13 以及陰極出口 14，並阻斷對各燃料電池i 〇4之陰極i丨〇供給 空氣。 … 又，水箱126與水泵150藉由管Ρ14而連通，水泵15〇與水 溶液箱124藉由管Ρ15而連通。 上述管Ρ14、Ρ15作為水之流路。 進而’水溶液箱124與收集箱Π8藉由管Ρ16、Ρ17而連 通’收集箱138與空氣室144藉由管pis而連通。 上述管Ρ 1 6〜Ρ1 8作為燃料處理用之流路。 繼而，參照圖3，對燃料電池系統i 〇〇之電氣構成加以說 明。 燃料電池系統100之控制器146具備：cpu 158，其進行 131467.doc •18- 200919816 必要運算以對燃料電池系統1 〇〇之動作進行控制；時脈電 路160，其對CPU 158提供時脈信號；記憶體162，其儲存 用以對燃料電池系統1〇〇之動作進行控制之程式或資料以 及運算資料等’且由例如eepr〇m⑻ectricany_ErasaMe

Programmable Read-Only Memory，電子可擦可程式唯讀

δ己憶體）構成；電壓檢測電路丨66，用以檢測將電池堆丄μ 連接於電動馬達38之電路164中之電壓；電流檢測電路 168，用以對電路164中流動之電流進行檢測；開關電路 1 70，用以對電路！ 64進行開關；電源電路丨72，用以對電 路1 64供給特定電壓；以及發電感測器丨74，用以對與電池 堆1 02發電相關之電性變量進行檢測。 參照圖5，發電感測器174經由導線等而連接於各間隔片 U2a〜112e之測定端子115a〜U5e。發電感測器174，可將 電池堆102之電壓以及構成電池堆1〇2之各燃料電池1〇4之 電壓作為與發電相關之電性變量來進行檢測。 再者，於圖5中’對陽極入以及陰極入口 i3側端部 (上游側端部）之燃料電池附上符號l〇4a，並對其後之燃料 電池附上符號祕。又，自上游側依序對構成燃料電池 _之間隔片附上符號ma、mb、，對間隔 片112a、112b、i12c之測定端子附上符號u5a、、 口 14側端部（下游側端 游側依序對構成燃料 112e，並對間隔片 、115e 。 115c。又，對陽極出口 12以及陰極出 部）之燃料電池附上符號丨〇4d，自上 電池104d之間隔片附上符號112d、 112d、112e之測定端子附上符號11 5d 131467.doc -19- 200919816 發電感測器174，於經由間隔片112a之測定端子115a與 間隔片112b之測定端子115b而檢測出燃料電池104a之電壓 後，經由間隔片112b之測定端子115b與間隔片112c之測定 端子11 5c而檢測燃料電池1 〇4b之電壓。對於其後之燃料電 池104亦同樣地進行電壓檢測。以如此方式，發電感測器 1 74依序檢測構成電池堆1 〇2之各燃料電池1 〇4之電壓。再 者，複數個燃料電池1 04之電壓檢測順序可任意設定。

又’發電感測器174經由間隔片i12a之測定端子115&與 間隔片112e之測定端子115e，檢測電池堆1 〇2之電壓（各燃 料電池104之合計電壓）。 返回至圖3中，對控制器146之CPU 158輸入來自總開關 152以及輸入部28c之輸入信號。又，對cpu 158輸入來自 位準感測器128、130、132、電壓感測器154以及溫度感測 器156之檢測信號。進而，對cpu 158輸入來自電壓檢測電 路166之電壓檢測值、來自電流檢測電路168之電流檢測值 以及來自發電感測器174之電壓檢測值。 藉由CPU 158,對燃料栗136、水溶„14〇、空氣| ⑷、水泵！5〇、風扇118、12()以及停止閥148等輔助設備 類進行控制。又 訊之顯示部 用以對駕駿員通知各種資 對電路164進行開/關之開 28b由CPU1 58進行控制。進而， 關電路170由CPU 158進行控制。 其藉由來自電 而對電動馬達 二次電池1 34係辅助電池堆1 〇2之輪出者 池堆102之電力而進行充電，且藉由其放電 3 8或輔助設備類等供給電力。 131467.doc -20- 200919816 於電動馬達38中，連接著用以計測電動馬達38之各種資 料之儀錶28a。由儀錶28a計測之各種資料經由介面電路 176提供給CPU 158。又，經由介面電路176而對cpu 158 輸入來自蓄電量檢測器44之蓄電量檢測值。cpu 158利用 所輸入之蓄電量檢測值與二次電池134之容量，計算出二 次電池I34之蓄電率。 於作為記憶機構之記憶體162中，儲存（記憶）有用以執 行圖7〜圖U之動作之程式及圖7及圖8之動作中所使用之第 m及第2臨限值，以及用以設定下一次運行開始後是否容 許電池堆102發電之容許旗標等。 於該實施形態中，發電感測器174相當於檢測機構，總 開關1 52相田於才曰示機構，顯示部28b相當於第丄以及第2通 知機構。CPU 158亦發揮著指示機構、判定機構、第i設定 機構、第2設定機構以及推測機構之功能。阻斷機構包含 電解質膜⑽、間隔片112、塾片⑽、停止闊148以及管 P 1 0 P11 4日7機構包含CPU 1 5 8以及時脈電路i 6〇。燃料 供給機構（於此為水溶液供給機構）包含水溶液泵丨4 〇。 繼之，對燃料電池系統100中之基本發電動作加以說 明。 燃料電池系統100基於總開關152接通而開始運行。於運 行開始後，若記憶體162巾㈣存之料旗標接通，則基 於二次電池134之蓄電率未達特定值(例如為夠，接通開 關電路170而連接電池堆1〇2與二次電池134。並且，藉由 來自二次電池134之電力，而開始驅動水溶液泵14〇或空氣 131467.doc •21 - 200919816 泵142等輔助設備類，使電池堆丨02開始發電。 參照圖2，水溶液箱124内之甲醇水溶液藉由水溶液泵 140之驅動，而經由管P3、P4以及陽極入口 u，直接供給 至構成電池堆1 02之各燃料電池1 〇4之陽極丨〇8中。 又，水溶液箱124内之二氧化碳、經氣化之甲醇以及水 蒸氣等’經由管P16而提供給收集箱138。於收集箱138内 使經氣化之甲醇與水蒸氣冷卻。繼而，收集箱138内所得 之甲醇水溶液，經由管P17而返回至水溶液箱124中。又， 收集箱138内之二氧化碳、未經液化之甲醇以及水蒸氣 等’經由管P 1 8而提供給空氣室1 44。 另 方面，錯由空氣泉142之驅動而經由管p7吸入之空 氣，因流入至空氣室144中而得以消音。繼而，進入至空 氣至144中之空氣等經由管p8而流入至空氣泵丨42中，進 而，經由管P9、停止閥148、管P1〇以及陰極入口 13，供給 至構成電池堆102之各燃料電池ι〇4之陰極11()。 各燃料電池10 4之陽極1 〇 8中，所供給之甲醇水溶液中之 甲醇與水產生化學反應，生成二氧化碳以及氫離子。所生 成之氳離子’經由電解質膜1〇6而流入至陰極no中，與供 給至該陰極110之空氣中之氧進行電化學反應而生成水（水 洛氣）以及電能。亦即’於各燃料電池1 〇4且由此於電池堆 102中進行發電。電池堆丨〇2因伴隨各種反應所產生之熱量 而溫度上升，故而電池堆102之輸出亦隨著溫度上升而上 升。燃料電池系統1 〇〇轉入能夠使電池堆1 〇2於約6(rc下穩 疋地發電之普通運行。來自電池堆1 〇2之電力用於二次電 131467.doc -22- 200919816 池134之充電或機車10之行駛驅動等。 各燃料電池104之陽極108中所生成之二氧化碳以及含未 反應曱醇之曱醇水溶液，因隨著電化學反應所產生之熱量 而被加熱。該二氧化碳以及曱醇水溶液經由電池堆1 〇2之 陽極出口 12以及管P5而提供至散熱器116&中被冷卻。藉由 驅動風扇11 8而促進該冷卻動作。來自散熱器丨丨6a之曱醇 水溶液經由管P6而回流至水溶液箱124中。 另一方面，各燃料電池104之陰極11()中所生成之水蒸氣 έ 之大部分經液化而成為水’並自電池堆1 〇2之陰極出口 14 排出，而飽和水蒸氣部分則以氣體狀態排出。自陰極出口 14排出之水蒸氣經由管ρ丨丨而提供給散熱器丨丨6b，並於散 熱器116b中被冷卻。其一部分因溫度變為露點以下而被液 化。散熱器116b對水蒸氣之液化動作，藉由使風扇12〇動 作而得以促進。含有水分（水以及水蒸氣）、二氧化碳以及 未反應空氣之來自陰極出口 14之排放氣體經由管ρι丨、散 ,、、、11 6b以及管p 12而提供給水箱丨26。繼而，於水箱i 26 中回收水之後，將含有水蒸氣、二氧化碳以及未反應空氣 之排放氣體經由管P13而排出至外部。 又，於各燃料電池1〇4之陰極11〇中，來自收集箱丨38之 經氣化之甲醇以及藉由跨越而移動至陰極ιι〇中之甲醇， 於翻觸媒層110a中與氧進行化學反應而分解為無害之水分 與二氧化碳。自甲醇中分解之水分與二氧化碳，自陰極出 口 14排出後經由散熱器U6b而提供給水箱。進而，因 水之跨越而移動至各燃料電池1G4之陰極ug中之水分自 131467.doc 23 200919816 陰極出口 14排出後經由散熱器U6b而提供給水箱126。 水箱丨26内之水，藉由水泵150之驅動而經由管1>14、1)15

正確地供給至水溶液箱124中。CPU 1 s扭缺七△ A 根據來自位準感測 器13 0之檢測信號，對水泵15 〇進行押舍丨 1丁役制，以使水溶液箱 I 24内之甲醇水溶液保持於特定液位（特定液量）。 又 藉由燃料泵136之驅動而 燃料箱122内之甲醇燃料

經由管PI、P2正確地供給至水溶液箱124中。cpu ^8根 據利用電壓感測器154而檢測出之濃度，對燃料栗136進行 控制以使水溶液箱丨24内之甲醇水溶液保持於特定濃度。 基於操作人員（於此為機車1G之駕駛員）斷開總開二M2 而對CPU 158發出停止發t指示，藉此停止上述發電動 作。又，若二次電池134充滿電（蓄電率98%)，則cpu US 作為指示機構而發揮功能，CPU 158自身發出停止發電指 示，自動地停止發電動作。 當發電動作停止時，空氣栗142停止，並且停止闕148被 設定為關閉狀態。藉此，如圖6所示’電池堆1〇2之電壓急 遽下降。於圖6中，線C1係電解質膜1〇6、間隔片112、= 片mb、停止閥148以及管P1〇、pil等複數個部件（構成氧 化劑流路之部件）為正常之情形時電池堆1〇2之電壓變化。 又，線C2係該複數個部件中之至少—個有異常情況且空氣 流入至陰極1 10中之情形時電池堆1〇2之電壓變化。進:: 線C 3係該複數個部件_至少一個的異常情況較線c 2之情 形更明顯之電池堆1 〇2之電壓變化。 月 當電解質膜106、間隔片112、塾片U4b、停止間14以 131467.doc -24· 200919816 及官P10、P11等為正常，且空氣供給已被阻斷之情形時， 殘存於間隔片112之槽等流路中之空氣中之氧將被耗盡。 其結果，如圖6之線C1所示，電池堆1〇2之電壓將降低至〇 V(伏特）。 另一方面，當因電解質膜1〇6、間隔片112、墊片U4b以 及管P10、P11等破損或停止閥148劣化、故障等異常情 況，而使來自外部之空氣流入（侵入）至電池堆丨〇2中之情形 時，空氣將供給至一部分燃料電池i 〇4之陰極丨丨〇中。亦 即，因異常情況而導致未能阻斷空氣之供給，空氣將供給 至一部分燃料電池104之陰極11〇中。其結果，電化學反應 (發電）將繼續進行，如圖6之線C2以及線C3所示電池堆 102之電壓不會降低至〇 v。該情形時，進行發電之一部分 燃料電池104中，因氧並未均勻地提供給陰極11〇之電極 11 Ob，而導致局部產生電化學反應，推進劣化。 燃料電池系統100中，於空氣之供給被阻斷與未被阻斷 之情形時，與電池堆102(燃料電池104)發電相關之電性變 里（於此為電壓）不同。以此為重點，而於指示停止發電 後，根據發電感測器1 74之檢測結果而判定有否阻斷供給 來自外部之空氣。換言之，根據發電感測器174之檢測結 果，而判定電解質膜106、間隔片112、墊片U4b、停止閥 148以及管Pl〇 ' pU等有無異常情況。 接著，參照圖7，就燃料電池系統1〇〇中之判定動作之— 例加以說明。於此，假設進行發電動作過程中駕駛員將總 開關152斷開。於圖7之動作中，包含cpu 158或發電感測 131467.doc •25- 200919816 器174之控制器146之耗電將由二次電池134供應。控制器 146之耗電較小，因此進行圖7之動作，則無需使用外 源等。 首先’假設進行發電動作過程中藉由斷開總開關152而 發出停止發電指示，則CPU 158將開關電路17〇設為斷開 (步驟si)。藉此，電路164斷開，電池堆ι〇2與二次電池 134、電動馬達38以及驅動單元4〇成為非連接。亦即，電 池堆102與各種負載切斷。 接著，CPU 158使空氣泵142停止’並且將停止閥148設 為關閉狀態（步驟S3)。繼而，直至指示停止發電後所經過 之時間為預先設定之第1特定時間（於此為丨〇秒）為止進行待 機（步驟S5)。CPU 158根據時脈電路16〇之時脈信號，計測 指示停止發電後所經過之時間。若指示停止發電後所經過 之時間為第1特定時間，則CPU 158使水溶液泵14〇停止（步 驟 S7)。 接著，直至指示停止發電後所經過之時間為預先設定之 第2特疋時間（於此為丨5秒）為止進行待機（步驟仍），且若經 過第2特定時間，則藉由發電感測器174而檢測電池堆1〇2 之電壓（步驟sii)。繼而，CPU 158對經檢測之電池堆1〇2 之電壓是否未達預先設定之第丨臨限值進行判定（步驟 S13) 〇 右空氣之供給已被阻斷，則電池堆1〇2之電壓變為〇 (參照圖6之線C1)，因此，可藉由比較電池堆丨〇2之電壓 與第1臨限值，而判定電解質膜106、間隔片ιΐ2、墊片 131467.doc -26- 200919816 11外、停止閥148以及管P10、P11等有無異常情況。並由 此可判定空氣之供給有否被阻斷。將第1臨限值設定為大 於〇 v。其原因在於，考慮到即便空氣之供給已被阻斷， 亦可使用自陽極1 〇8側跨越之甲醇水溶液中所溶解之氧等 進行電化學反應。於該實施形態巾，限值設定為〇1 V。杈理想的是第丨臨限值小於至少一個燃料電池丨存在 異常情況時之電壓值。 當經檢測之電池堆1〇2之電壓未達第i臨限值（〇i v)之情 形時，返回至步驟S11，直至步驟S15中總開關152被接通 為止，反覆進行步驟S13之判定。亦即，當判定為正常（無 異常情況）之情形時，返回至步驟S11中直至步驟S15中總 開關152被接通為止，反覆進行步驟sn之判定。其後，若 總開關152被接通，則結束判定動作。 另一方面，當經檢測之電池堆102之電壓為第1臨限值以

上之情形時，CPU 158對該電壓是否未達大於“臨限值之 第2臨限值進行判定（步驟S17)。亦即，判定為異常情況之 情形時，對經檢測之電壓與第2臨限值加以比較。 若因嚴重之異常情況而導致大量空氣侵入至電池堆1〇2 中，則進行發電之燃料電池104之電壓會變大，因此，可 藉由比較經檢測之電壓與預先設定之第2臨限值，而判定 異常情況之程度。第2臨限值設定為如下值，即若經檢測 之電S未達該值則可賴到於下—次發電時可藉由空氣栗 142之驅動而將氧均勻地供认$久& 孔J J地供、·σ至各陰極110。於該實施形態 中’將第2臨限值設定為〇2 ν。 131467.doc -27- 200919816 當經檢測之電池堆102之電壓未達第2臨限值（〇.2 v)之情 开v時（參照圖6之線C2)，CPU 158藉由使顯示部28b顯示例 如k醒各燃料電池1 〇4、停止閥148以及管p 1 〇、p 11等需要 檢查、更換之訊息，而對駕駛員通知異常情況（步驟 S 19)。其後’結束判定動作。 面’當經檢測之電池堆1 〇2之電壓為第 力一 (0.2 V)以上之情形時（參照圖6之線C3)，則5 8將儲存 於記憶體162中之容許旗標設定為斷開 =電壓為第2臨限值以上之情形時，可預㈣即便驅^ 二亂泵142，亦會因空氣滲漏而無法將氧均勻地供給至各 陰極110 °當預測到存在如此之加深電池堆1G2劣化之嚴重 ^常情況之情形時，CPU 158進行禁止下_次發電之設 杯’、後藉由使特疋之讯息顯示於顯示部28b中，而將 禁止下—次發電之内容通知給駕駛員（步驟s23)，並轉入 步驟S19。於該情形時，於步驟川中通知發電被禁止 且通知異常情況。 工 再者’若未斷開總開關152便於進行發電動作過程 ::=4,充滿電’則™自動地識別為已發4 _" τ並同樣地進行判定動作。亦即，即便於姆料 電池系統_之運行過程中使發電動作停 時1 同樣地進行判宏叙从兮法+ 义丨月九時，亦 池仙 作。該情形時，於步驟…中對二次電 畜電率是否已達到特定值（4〇%)進行 到特定值之前返0 W11B_ k且於達 可藉由利用指示停止發 於如此之燃料電池系統1 00中， 131467.doc •28- 200919816 電後經檢測之電池堆1 02之電壓’而於指示停止發電後簡 單地判定有否阻斷對電池堆i 〇2供給空氣。 當因嚴重異常情況而於下一次發電時大量空氣洩漏，導 致有可能無法對各陰極丨10均勻地供給氧之情形時，可藉 由禁止下一次發電而抑制電池堆1〇2劣化。容許旗標於例 如異常部位之檢查、更換作業後藉由按下輸入部28c之重 置按叙而設定為接通。藉此，容許下一次發電。 僅對經檢測之電池堆1 〇2之電壓與預先設定之第1臨限值 加以比較’便可簡單且正確地判定有否阻斷空氣之供給。 又，僅對經檢測之電池堆102之電壓與預先設定之第2臨限 值加以比較，便可簡單且正確地設定是否容許下一次發 電。 由於自停止發電指示起經過第2特定時間（丨5秒）後，檢 測電池堆102之電壓，故而若電解質膜1〇6、間隔片112、 墊片114b、停止閥148以及管P1〇、pU等為正常，則可於 系統内殘存之氧耗盡之狀態下檢測電壓。藉此，可擴大正 常情形與異常情況下之電池堆i 〇2之電壓差，藉此便可提 昇判定結果之可靠性。 亦可於指示停止發電後直至經過第1特定時間（1〇秒）為 止’對陽極108供給甲醇水溶液，藉此可確實地耗盡正常 情況下系統内殘存之氧，從而可進一步提高判定結果之可 靠性。 可藉由使通知異常情況之訊息顯示於顯示部28b中，而 使駕駛員識別出異常情況並加以處置。藉此，可抑制燃料 131467.doc -29· 200919816 電池】〇4劣化並由此抑制電池堆ι〇2之劣化。 由於燃料電池系統1 0 0能夠簡單地判定有否阻斷對電池 堆1〇2供給空氣，因此，燃料電池系統1GG可較佳地用於管 等易於劣化之機車1〇。 再者，將停止閥148設定為關閉狀態之時序，若於空氣 泵1 42之停止以後則可任意設定。 又，使水溶液泵140停止之時序，若於空氣泵142停止後 則並無限制，若於指示停止發電後則可任意設定。例如， 可使水溶液泵140與空氣泵142同時停止，亦可於空氣泵 142停止前使水溶液泵ι4〇停止。 進而，檢測電壓之時序，若於自停止發電指示起經過第 2特定時間（15秒）後則並無限制，若於指示停止發電後則可 任意設定。例如，可將停止閥148設定為關閉狀態，並且 檢測電池堆102之電壓。於該情形時，可將停止閥148設定 為關閉狀態，並且開始對電池堆！ 〇2之電壓進行監視 (m〇nitoring)，並藉由確認電壓下降幅度（電壓下降速度）而 判定有無異常情況。 再者，第1臨限值可根據空氣泵142停止後之燃料電池 104中之電化學反應特性而任意設定。圖7之動作係對第i 臨限值設定為0.1 V之情形加以說明’但第丨臨限值亦可設 定為0 V。 又，圖7之動作係對第2臨限值設定為〇2 v之情形加以 說明，但第2臨限值並非僅限於此。第2臨限值可根據實驗 結果等，設定為如下任意值，即若經檢測之電壓未達該值 131467.doc -30- 200919816 則可預;貝J到月色夠冑由驅動空氣果^ 而對各陰極11 〇均勾地 供給氧。 繼而，參照圖8 ,對燃料電池系統1〇〇中之判定動作之另 °再者’圖7與圖8中’對同—處理賦予同一 符號，且省略重複之說明。 ;圖之動作中，藉由發電感測器】Μ而對構成電池堆 之各燃料電池104之電廢進行檢測（步驟。繼而， CPU 158判定經檢測之複數個電摩中是否存在第⑽限值以 上之值（步驟Sl3a) ’若並不存在第1臨限值以上之值，則轉 入步驟⑴。亦即’於判定為正常之情形時，便 S15 ° 另一方® ’當、經檢測之複數個電塵中存在第m限值以 上之值之情形時，則cpu 158對該值是否為第2臨限值以上 進行判定（步驟心）。亦即’當判定為異常情況之情形 時，則轉入步驟S17a。於步驟S17a中若未達第2臨限值，

C 則確定取得該值之燃料電池1G4，從而推測出異常部 驟 S18)。 於步驟S 1 8中，當第1臨限值以上 上之值係自上游側端部之 燃料電池104a(參照圖5)檢測出時， r 可推測出自燃料電池 l〇4a起之上游側存在異常情況。且 體而s，推測出烬料電 池咖、停止閱148以及管Pl0等存在異常情況。又，'當第 1臨限值以上之值係自下游側端部之燃料電池购（參照圖 5)檢測出之情形時’可推測出自揪 ^ …枓電池104d起之下游侧 存…情况。具體而言，推測出燃料電池104d以及管 131467.doc -31 200919816 P11等存在異常情況。又，當第i臨限值以上之值係自燃料 電池104a、l〇4d以外之燃料電池1〇4檢測出之情形時則 推測出該燃料電池104存在異常情況。 接著，CPU 158，藉由使提醒經推測之異常部位需要檢 查、更換之訊息顯示於顯示部28b中而對駕駛員通知異常 部位（步驟s 19 a)，並結束判定動作。 又，當存在步驟S17a中檢測出第2臨限值以上之值之燃 料電池104之情形時，則經由步驟S21以及S23，依序實施 步驟S18以及S19a。於該情形時，步驟S19a通知發電被禁 止並且通知異常部位。 可藉由如此般推測異常部位並通知駕駛員，而減輕確定 異常部位所需之勞力。 再者，於圖7之動作中，於步驟S17之後，如圖9所示， 亦可設定與異常情況之程度相應之特定時間（進行圖丨丨所 不動作之時間間隔）並將其記憶於記憶體丨62中。於該情形 時，於步驟S17中，若經檢測之電池堆1〇2之電壓未達第2 臨限值，則由CPU 158判定為輕微異常情況，並設定輕微 異常情況用之特定時間（例如！小時），且將該特定時間記憶 於記憶體162中（步驟S25)之後，進入步驟si9。另一方 面於步驟S17中，若經檢測之電池堆1〇2之電壓為第2臨 限值以上，則由CPU 158判定為嚴重異常情況，並設定嚴 重異常情況用之特定時間(例如3〇分鐘）’且將該特定時間 記憶於記憶體162中（步驟S27)之後，進入步驟S21。 同樣地，於圖8之動作中，亦可於步驟S17a之後，如圖 131467.doc -32- 200919816 所示°又之與異常情況之程度相應之特定時間（進行圖11 所示動作之時間間隔）並將其記憶於記憶體1 α中。於該情 形時於步驟s 17a中，若經檢測之各燃料電池丨〇4之電壓 未達第2臨限值’則由㈣158判定為輕微異常情況並設定 輕微異常情況用之特；小時），且將該特定時間 記憶於記憶體162中（步驟S25)之後，進入步驟si8。另一 方面，於步驟Sl7a中，#存在電壓為第2臨限值以上之燃 料電池1〇4,則由CPU 158判定為嚴重異常情況，並設定嚴 ^ 吊h况用之特定時間（例如3〇分鐘），且將該特定時間 記憶於記憶體162中（步驟S27)之後，進入步驟§21。 士於該等情形時’圖7或圖8所示之判定動作結束後，自該 時間點起開始對記憶於記憶體! 6 2中之特定時間進行計 數，並每隔特定時間實施圖11所示之動作，直至開始下一 次發電為止。 於該實施形態中，於輕微異常情況之情形時每隔i小時 開始圖11之動作’而於慕曹昱堂棒π — β 於嚴重異*凊況之情形時，則每隔30 为鐘開始圖1 1之動作。 土若動作開始’則水溶液泵140驅動特定時間(例如}分 =)(步驟S31)後結束。驅動水溶液幻4()之特定時間，設定 能夠使陽極1〇8内之燃料濃度均句地之任意時間。 由於以此方式對陽極108供給;m料，姘 知異常情況之後因操作人員不：/而即便於例如通 ψ ^令 ’、 不更而不侍不長時間置放之情 亦可消除燃料電池1咐之燃料不均勾，從而可更 加有效地防止燃料電、、也 更 電池104劣化。又，可藉由每隔特定時 131467.doc -33- 200919816 =對陽極ι〇8供給燃料，而更加有效地防止燃料電池ι〇4中 U料不均勻並由此更加有效地防止燃料電池劣化。進而， 可藉由對陽極1 08供給燃料之時間間隔（特定時間）設定為輕 微異常情況時長於嚴重異常情況時，而以與阻斷機構異常 情況之程度相應之適當時間間隔對陽極1〇8供給燃料。 又，上述實施形態中’對以能夠檢測各燃料電池104之 • 電壓之方式構成發電感測器174之情形進行了說明，但本 發明並未限定於此。例如，亦可檢測燃料電池1〇牝、 Γ 购(參照圖5)之電壓’且對其等之間之複數個燃料電池 104每隔特定數量而檢測燃料電池1〇4之電壓。又，亦可對 燃料電池10乜、104d之間之複數個燃料電池104，每隔特 定數量將測定端子115安裝於間隔片112上，檢測兩個測定 端子115之間之電壓（複數個燃料電池1〇4之電壓）。若能夠 至少檢測燃料電池l〇4a、104d之電壓，則可任意地設定是 否檢測該等以外之燃料電池1〇4之電壓。由於構成電池堆 υ 1〇2之複數個燃料電池為串聯連接，因此若能夠檢測燃料 J 電池1〇4a、104d之電壓，便可檢測電池堆102之電壓。亦 即，可於燃料電池10乜之電壓檢測用測定端子丨丨“與燃料 電池H)4d之電壓檢測用測定料心之間，檢測電池堆 1 02之電壓δ發電感測器1 74僅連接於燃料電池丨〇4a、 l〇4d之情形時，若電池堆1〇2之電壓為第丨臨限值以上且燃 料電池104a、104d之電壓未達第i臨限值，則可推測出燃 料電池l〇4a與l〇4d之間之燃料電池1〇4存在異常情況。 又’與圖8之動作相同’若燃料電池1〇4a之電壓為第i臨限 131467.doc •34· 200919816 2以上，則可推測出自燃料電池1〇乜起之上游側存在異常 情況，若燃料電池104d之電壓為第】臨限值以上，則可推 測出自燃料電池】〇4d起之下游側存在異常情況。 又，如圖2之虛線所示，亦可於管p]丨中設置停止閥 M8a。藉此，便可迅速且切實地阻斷空氣自管側流 入。又’如圖2虛線所示，亦可於管pu中設置通過低於電 池堆102之位置之槽部149。即便設於管ρι〗之槽部1的中由 甲醇水溶液填滿，亦可阻斷空氣流入管pi3側。 進而，於上述實施形態中，就由甲醇水溶液填充管Η ^ 之情形進行了說明，但於自陰極出口 14起之下游側中堵塞 氧化劑流路之位置並未限定於此。例如，亦可於空氣泵 142停止後，由來自陰極出口 14之甲醇水溶液堵塞散熱器 116b内之流路。於該情形時，散熱器丨丨讣亦包含於阻斷機 構内。又，例如於管P12中設置槽部，於空氣泵142停止 後，由來自陰極出口 14之甲醇水溶液填滿管pi2之槽部。 於該情形時，散熱器116b以及管P12亦包含於阻斷機構 内。此外，例如亦可藉由利用來自外部之水填滿水箱 126(使之滿箱）而阻斷空氣流入至管pi2。於該情形時，散 熱器116b、管Ρ12以及水箱126亦包含於阻斷機構内。 再者，於上述實施形態中，就使用停止閥U8之情形進 行了說明，但並非必須使用停止閥148。例如，於圖2中， 亦可於電池堆102之底面近旁設置陰極入口位置，並以自 該陰極入口對各燃料電池1 〇4之陰極11 〇供給空氣之方式， 設置各間隔片112之槽。藉此，可於發電動作停止後，由 131467.doc -35· 200919816 甲醇水溶液堵塞連接於該陰極入口之管，故而即便省去停 止閥148,亦可阻斷空氣流入至該陰極入口。 於上述實施形態中，就檢測作為與發電相關之電性 憂里之電壓的情形進行了說明，但電性變量不僅限於此。 例如，亦可於指示停止發電後，檢測作為電性變量之燃料 f也之電机。該情形時，於圖7之步驟S9為YES(是)之後， . '電机檢測電路1 68而檢測接通開關電路170後所截取之 Γ €抓，並將檢測結果與特定臨限值加以比較。又，亦可於 =停止發電後，利用經檢測之燃料電池之錢與電流， 。十算出電阻或輸出（電力），並將其作為電性變量而進行判 進而，於上述實施形態中 甲醇水溶液作為燃料水溶液 用乙醇等醇系燃料作為燃料 溶液作為燃料水溶液。 ’使用甲醇作為燃料，並使用 ’然而並非僅限於此，亦可使 ，並使用乙醇水溶液等醇系水 I;辨I’於上述實施形態中，對藉由包含空氣泵M2之氣 /給機構（氧化劑供給機構）而強制性供給含氧空氣之情 形進行了說明’但本發明不僅限於此。本發明亦可適用於 不具備空氣栗之被動型燃料電池系統。又’本發明亦可適 質器搭载型燃料電池系統或將氫氣作為燃料供給玄 九，、枓電池中之氫氣型燃料電池系統。 又，本發明之燃料電池系統*僅可較佳地用於機車中， 而且可較佳地用於汽車、船舶等任意運輪機器中。 進而，本發明亦可應用於固定式燃料電池系統，進而， 131467.doc -36^ 200919816 亦可應用於私人電腦、行動裝置等電子設備中所搭載之活 動型燃料電池系統。 本發明雖已詳細說明且進行了圖示，但明確的是上述者 僅為單純之圖解以及一個例示，而不應解釋為用以限定本 發明者，本發明之範圍僅由隨附之申請專利範圍中之文字 限定。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明一實施形態之機車之左側視圖。 圖2係表示本發明一實施形態之燃料電池系統之配管之 系統圖。 圖3係表示本發明一實施形態之燃料電池系統之電氣構 成之方塊圖。 圖4係表示燃料電池之構成之分解立體圖。 圖5係表示發電感測器與各燃料電池之連接態樣之示音 圖。 圖6係表示發電動作停止時之電池堆之電壓變化之圖 表。 圖7係表示本發明一實施形態之燃料電池系統之主要動 作之一例的流程圖。 圖8係表示本發明一實施形態之燃料電池系統之主要動 作之其它例的流程圖。 圖9係表示圖7所示之主要動作之變化之主要部分的流程 圖。 圖10係表示圖8所示之主要動作之變化之主要部分的流 131467.doc -37- 200919816 程圖。 圖11係表示於本發明一實施形態之燃料電池系 水溶液泵之動作之一例的流程圖。 【主要元件符號說明】 10 機車

28b 顯示部 100 燃料電池系統 102 燃料電池電池堆 104 、 104a〜104d 106 燃料電池（燃料電池單格> 電解質膜 108 陽極 110 陰極 112 ' 112a~112e 間隔片 114a、114b 墊片 115 、 115a〜115e 測定端子 116a、116b 散熱器 120 水箱 140 水溶液泵 142 空氣果 146 控制器 148 、 148a 停止閥 149 槽部 152 總開關 158 CPU 131467.doc •38- 200919816 160 時脈電路 162 記憶體 168 電流檢測電路 170 開關電路 174 發電感測器 11 陽極入口 12 陽極出口 13 陰極入口 14 陰極出口 P1-P18 管

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Claims (1)

1. 200919816 十、申請專利範圍： 1 · 一種燃料電池系統，其包含： 燃料電池，其係具有陰極； 檢測機構，其係檢測與上述燃料電池發電相關之電性 變量； 指不機構，其係指示上述燃料電池停止發電； 阻斷機構’其係於上述指示機構指示停止發電後，阻 斷對上述陰極供給含氧化劑之氣體；及 列疋機構’其係於前述指示停止發電後，根據上述檢 2. 測機構之檢測結果，岁j定上述阻斷機構有無異常。 如請求们之燃料電池系統，其中更包含第;設定機構， 其係根據上述檢測機構之檢測結果，設定是否容許上述 燃料電池下一次之發電。 ° 3.如請求項2之燃料電池系統，其中上述判定機構根據上 述檢測機構之檢測結果與第以限值之比較結果，判定 上述阻斷機構有無異常； 上述第！設定機構根據上述檢測機構之檢測結果與一 大於上述第m限值之第2臨限值之比較結果設定是否 谷許上述燃料電池下一次之發電。 4. ^求項^燃料電池系統，其中更包含計時機構，其 係什測自前述指示停止發電起之時間； 上述判定機構根據上述計時機構計測特 述檢測機構之拾、、目，丨έ士里 <J?r ^ ^ ^ ^ #檢測、、，。果’判疋上述阻斷機構有無異常。 如請求項4之燃料電池系統，其中 、 131467.doc 200919816 上述燃料電池更包含陽極； 給燃料之燃料供給機構； 示停止發電後，對上述陽 且進一步包含對上述陽極供 上述燃料供給機構於前述指 極供給上述燃料。 6.如請求項丨之燃料電池系統其中 上述燃料電池更包含陽極； 且進一步包含對上述陽極供給燃料之燃料供給機構·

   供給機構於藉由上述判定機構而判定上述阻 斷機構存在有異常之後，對上述陽極供給上述姆料。 7. :請求項6之燃料電池系統，其中上述燃料供給機構於 藉由上述判定機構而判定上述阻斷機構存在有異常之 後，每隔特定時間對上述陽極供給上述燃料。 8. 如請求項7之燃料電池系統’其中更包含設定上述特定 時間之第2設定機構； 上述判定機構根據上述檢測機構之檢測結果與第1臨 限值之比較結果，判定上述阻斷機構有無異常； 測機構之檢測結果與一 之比較結果，設定上述 上述第2設定機構根據上述檢 大於上述第1臨限值之第2臨限值 特定時間。 9.如請求項1之燃料電池系統，其中更句人 ，、τ丈a含通知上述判定 機構之判定結果的第1通知機構。 10·如請求項！之燃料電池系統’其中具有包含複數個上述 燃料電池的燃料電池電池堆； 上述檢測機構設置為能夠分別檢測上述燃料電池電池 131467.doc 200919816 堆之至少兩端部之上述燃料電池的上述電性變量； 且上述燃料電池系統進一步包含推測機構，其係根據 上述檢測機構之複數個檢測結果，推測上述阻斷機構之 異常部位。 11.如請求項10之燃料電池系統，其中更包含通知上述推測 機構之推測結果的第2通知機構。 1 2. —種運輸機器，其包含如請求項1之燃料電池系統

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