[发明专利]燃料电池系统、电极催化剂的恶化判定方法以及移动体

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统，特别是涉及可以降低燃料电池的输出电压而实施催化剂活化处理的燃料电池系统。 

背景技术

以往，在燃料电池系统中，当在运转过程中，在燃料电池的催化剂层吸附了氧时，燃料电池的输出电压降低。此时，暂时停止向燃料电池供给氧，并且使燃料电池的发电电压降低至催化剂层的还原区域，由此进行使燃料电池组的催化剂层活化的处理(即，还原处理)。 

作为与这样的燃料电池的催化剂活化处理相关的技术，例如提出了以下的方案：作为构成混合型燃料电池的辅机用蓄电池，使用低电压的蓄电池，使在燃料电池的催化剂活化处理时伴随电压降低而增大的剩余电力对蓄电池进行充电，由此不会浪费剩余电力(日本特开2005-346979号公报)。 

发明内容

但是，在现有技术中，没有考虑如下情况：在燃料电池的催化剂活化处理时，一边考虑燃料电池的剩余电力一边决定燃料电池的电压降低速度。因此，在对燃料电池的催化剂层进行活化时，存在发生不良的情况。例如，为了在短时间内进行催化剂活化处理，当加快燃料电池的电压降低速度时，在残留气体(氧)较多的状态下电压急剧降低，所以剩余电量增大，供给过剩的电力。其结果，担心对燃料电池的负载或蓄电池(蓄电装置)引起耐久性降低等性能的恶化。 

因此，本发明是鉴于上述现有技术的课题而提出的，其目的在于 在燃料电池的催化剂活化处理时，按照由燃料电池产生的剩余电力的接受装置的接受能力决定燃料电池的电压降低速度。 

为了解决所述课题，本发明的燃料电池系统是降低燃料电池的输出电压来实施催化剂活化处理的燃料电池系统，其特征在于：具备控制部，其根据由所述燃料电池产生的剩余电力的接受装置的可接受电力，变更用于催化剂活化处理的、所述燃料电池的输出电压的变化速度。 

根据该结构，在催化剂活化处理时，控制部计算可接受能力(例如向蓄电装置的可充电电力以及/或者基于负载的可消耗电力)，根据该可接受能力，控制用于催化剂活化处理的燃料电池的输出电压的变化速度，因此抑制对接受装置造成不良影响的剩余电力的产生。 

例如，接受装置是蓄电装置或所述燃料电池的负载中的至少一方。因为蓄电装置构成为可将剩余电力充电，负载(例如氢泵、压缩机、冷却液泵等辅机或行驶用电动机类)构成为可消耗剩余电力，所以成为可以接受在催化剂活化处理的过程中产生的剩余电力的对象。但是，只要是能够充电或者消耗电力的装置，就可以成为接受装置的对象，不限于此。 

本发明的燃料电池系统还具备电压变换部，用于使所述燃料电池的输出电压变化，并且使由所述燃料电池产生的剩余电力向所述接受装置充电。所述控制部在所述催化剂活化处理时，算出所述接受装置的所述可接受能力，并且算出的所述可接受电力越小，越限制所述电压变换部中的所述燃料电池的输出电压的变化速度。 

根据该结构，在催化剂活化处理时，可接受电力越小，即成为接受由燃料电池产生的剩余电力的接受对象的接受装置的可接受电力越小，越限制(抑制/削减)燃料电池的输出电压的变化速度(变化率)， 由此抑制伴随燃料电池输出电压的降低急剧地产生剩余电力。因此，即使接受装置的可接受电力减小，随着燃料电池的输出电压的变化速度变慢而产生的剩余电力的产生也会降低，不会超过接受装置的可接受能力(可以接受电力)，因此抑制剩余电路的峰值变高而对接受装置造成影响。 

在构成所述燃料电池系统时，可以附加以下的要素。 

优选所述控制部在所述电压变换部的通过电力不超过所述电压变换部的上限值的范围内限制所述燃料电池的输出电压的变化速度。 

根据该结构，伴随燃料电池的输出电压的降低，由燃料电池产生的剩余电力通过电压变换部，在该通过电力不超过电压变换部的上限值(允许值)的范围内限制燃料电池的输出电压的变化速度，所以可以保护电压变换部不受伴随剩余电力的通过造成的影响(热等)。 

优选所述控制部在算出的所述可接受电力小于预定的设定电力时，所述控制部停止使所述燃料电池的输出电压降低至适于所述催化剂活化处理的电压的动作。 

根据该结构，在算出的可接受电力小于预先规定的设定电力时，无法通过接受装置接受剩余电力，进行控制以使通过电压变换部进行的电压降低动作停止，所以可以保护接受装置。 

优选作为所述接受装置还具有所述燃料电池的辅机，在算出的所述可接受电力小于规定的设定电力时，所述控制部作为所述燃料电池的负载驱动所述辅机。