[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统，其推测燃料电池的输出特性来控制电池运转。

背景技术

燃料电池系统是如下的能量变换系统：将燃料气体及氧化气体供给至膜-电极接合体，发生电化学反应，将化学能变换为电能。其中，将固体高分子膜作为电解质使用的固体高分子电解质型燃料电池成本低且易紧凑化，并且具有较高的输出密度，因此期待其作为车载电源系统的用途。

燃料电池的输出特性(电流-电压特性)并不固定，因电池组温度、反应气体的流量、压力、温度、进而由高分子电解质膜的水分变化引起的内部电阻的变动等而总是变动。另外，可知该输出特性除了根据燃料电池的运转状态是否为过度状态或者是否为稳定状态而变动，还因时效老化等大幅变动。根据这样的情况，为了适当地运转控制燃料电池，需要把握每一时刻变动的输出特性。在日本特开2004-241272号公报中公开了根据燃料电池的输出电流及输出电压来推测燃料电池的输出特性并控制电池运转的方法。

专利文献1：日本特开2004-241272号公报

然而，在燃料电池系统中，存在如下构成的情况：在起动时实施初始检查(氢罐有无阀故障等)，在检测出异常时，实施异常结束处理。在该异常结束处理中，燃料电池系统控制燃料电池的输出电压以使燃料电池的输出电流为零。

但是，在电池运转还没有开始的阶段的初始检查中检测出异常的情况下，由于处于还没有推测燃料电池的输出特性的状态，因此燃料电池的输出电流为零时的燃料电池的输出电压仍为初始值零。因此，燃料电池系统在异常处理时进行控制以使燃料电池的输出电压为下限电压。这样，燃料电池的输出电流不为零，产生过发电，因此不能适当地实施异常处理。

发明内容

因此，本发明提出一种燃料电池系统，其能够防止异常发生时的燃料电池的过发电。

为了解决上述问题，本发明的燃料电池系统具备：燃料电池，接受反应气体的供给而进行发电；推测装置，推测燃料电池的输出特性；控制装置，根据推测装置推测出的输出特性来控制燃料电池的运转；及初始值设定装置，设定燃料电池的开路端电压作为与燃料电池的输出电流为零相对应的燃料电池的输出电压的初始值。控制装置在燃料电池的运转前检测出异常时，读取初始值而将燃料电池的输出电压设定为开路端电压。由于预先设定燃料电池的开路端电压作为与燃料电池的输出电流为零相对应的燃料电池的输出电压的初始值，因此能够防止异常发电时的燃料电池的过发电。优选在燃料电池的运转前设定与燃料电池的输出电流为零相对应的燃料电池的输出电压的初始值。

根据本发明，能够防止异常发生时的燃料电池的过发电。

附图说明

图1是本实施方式的燃料电池系统的系统构成图。

图2是表示本实施方式的燃料电池系统的运转控制处理的流程图。

标号说明：

10…燃料电池系统、20…燃料电池组、30…氧化气体供给系统、40…燃料气体供给系统、50…电力系统、60…控制器

具体实施方式

以下，参照各图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示作为燃料电池车辆的车载电源系统起作用的燃料电池系统10的系统构成。

燃料电池10作为搭载于燃料电池车辆上的车载电源系统起作用，具备：接受反应气体(燃料气体、氧化气体)的供给而发电的燃料电池组20；用于将作为燃料气体的空气供给到燃料电池组20的氧化气体供给系统30；用于将作为燃料气体的氢气供给到燃料电池组20的燃料气体供给系统40；用于控制电力的充放电的电力系统50；及整体地集中控制燃料电池系统10的控制器60。

燃料电池组20是串联地层积多个单体电池而构成的固体高分子电解质型单体电池组。在燃料电池组20中，在阳极产生(1)式的氧化反应，在阴极产生(2)式的还原反应。作为燃料电池组20整体产生(3)式的起电反应。

H₂→2H⁺+2e^-…(1)

(1/2)O₂+2H⁺+2e^-→H₂O…(2)

H₂+(1/2)O₂→H₂O  …(3)

在燃料电池组20上安装有用于检测燃料电池组20的输出电压的电压传感器71及用于检测输出电流的电流传感器72。