[发明专利]燃料电池系统和车辆

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池系统和车辆。

背景技术

目前，包括接收反应气体(燃料气体和氧化气体)供应以产生电力的燃料电池的燃料电池系统已被提出并且投入实际使用。这种燃料电池系统设有燃料供应通道，其用于向燃料电池供应从燃料供应源例如氢罐供应的燃料气体。

而且，一种燃料电池系统是已知的，它包括能够施加从氧化气体压力源施加的压力以调节供应到燃料电池的燃料气体压力的可变压力调节阀，例如设于燃料供应通道上并且调节供应到燃料电池的燃料气体压力的压力调节阀(例如，见日本专利申请公开No.2005-150090、2004-342386)。

发明内容

根据在日本专利申请公开No.2005-150090中披露的可变压力调节阀，能够根据运行情形改变燃料气体的供应压力。然而，即便这种可变压力调节阀不可避免地受到老化和个体差异的影响，并且压力调节精度和压力响应性有时降低。

已经鉴于这种情形研制了本发明，并且其一个目的在于能够根据燃料电池的运行状态适当改变燃料气体的供应压力，以使老化和个体差异的影响最小化并确保令人满意的压力响应性。

为了实现以上的目的，根据本发明的燃料电池系统是如下燃料电池系统，它包括：燃料电池；向该燃料电池供应燃料气体的燃料供应系统；气体状态可变供应器件，所述气体状态可变供应器件调节该燃料供应系统的上游侧上的气体状态，以将所述气体供应到下游侧；和控制装置，所述控制装置用于根据所述燃料电池的运行状态(由燃料电池产生的电量(功率、电流和电压)、燃料电池的温度、燃料电池系统的异常状态、燃料电池主体的异常状态等)驱动和控制所述气体状态可变供应器件，所述燃料电池系统设有学习装置，所述学习装置用于学习所述气体状态可变供应器件的驱动特性，以基于学习的结果设定所述气体状态可变供应器件的驱动参数。

根据这种构造，学习由于老化和个体差异引起的气体状态可变供应器件的驱动特性的波动，并且能够在驱动并控制气体状态可变供应器件时反映学习结果。应该指出“气体状态”是气体的如下状态(流量、压力、温度、摩尔浓度等)，并且特别地包括气体流量和气体压力中的至少一个。

气体状态可变供应器件可以是电磁驱动系统喷射器，该喷射器包括：内部通道，所述内部通道将所述气体状态可变供应器件的上游侧连接到所述气体状态可变供应器件的下游侧；阀体，所述阀体以可移动的方式布置在所述内部通道中，并且在所述阀体中，所述内部通道的开口面积根据所述阀体的运动位置改变；和阀体驱动部分，所述阀体驱动部分用电磁驱动力驱动所述阀体。可替代地，该器件可以是可变压力调节调整器例如隔膜式调整器，其中例如，经由隔膜利用空气压力或者马达驱动阀体。

气体状态可变供应器件的驱动特性的实例包括：在燃料电池的入口侧气体状态(气体状态可变供应器件的次级气体状态)和入口侧目标气体状态(气体状态可变供应器件的次级目标气体状态)之间的关系；在燃料电池的入口侧气体状态(气体状态可变供应器件的次级气体状态)和所产生的电流之间的关系；在气体状态可变供应器件的初级气体状态和次级气体状态之间的关系；以及在气体状态可变供应器件的初级气体状态和燃料电池的产生的电流之间的关系。

在气体状态可变供应器件为以上的电磁驱动系统喷射器的情形中，气体状态可变供应器件的驱动参数的实例包括喷射量、喷射时间、负荷比、驱动频率和驱动脉冲，并且在气体状态可变供应器件是隔膜型调整器的情形中，该实例包括用于经由隔膜沿着打开或关闭方向推压阀体的所施加的压力(例如，流体压力或弹簧压力)。

在本发明的燃料电池系统中，该学习装置可以对于与所述燃料电池的输出对应的多个学习区域中的每个学习区域学习所述气体状态可变供应器件的驱动特性。可替代地，该学习装置可以根据被供应到所述燃料电池的燃料气体的状态学习所述气体状态可变供应器件的驱动特性。

根据这些构造，根据燃料电池的输出或者实际供应到燃料电池的燃料气体的状态进行对气体状态可变供应器件的驱动特性的学习，从而学习的精度提高。而且，能够在燃料电池的运行期间进行学习。进而，即使当气体状态大范围变化(调节)时，也能够禁止由于老化和个体差异引起的压力调节精度的降低。

燃料电池的输出的实例包括所产生的电流。而且，供应到燃料电池的燃料气体的状态的实例包括：供应到燃料电池的燃料气体的压力和流量；气体状态可变供应器件的初级压力；以及压力和流量中的至少一个与另一种状态的组合。