[发明专利]燃料电池系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池系统及其控制方法。

背景技术

燃料电池一般具有层叠多个通过电极夹持电解质膜的发电体(膜电极接合体)而成的电池组构造。燃料电池将各发电体的发电电力集中而向外部负载供给，因此优选各发电体能够同样地发电。因此，在检测出一部分发电体中发电能力显著下降的情况下，提出有限制燃料电池整体的输出而使该一部分发电体的发电能力恢复的恢复处理(日本特开2005-197008号公报，日本特开2002-164065号公报等)。

但是，优选燃料电池保持电解质膜为适度的湿润状态而继续发电。在电解质膜干燥的状态下继续燃料电池的发电时，有电解质膜老化的可能性。但是，即使在电解质膜处于可导致该老化的干燥状态的情况下，在没有检测出执行上述恢复处理的发电能力的下降的情况下，燃料电池的发电继续，成为燃料电池的老化的原因。实际情况是，迄今为止对于该问题并未开展充分的研究。

本发明的目的在于，提供抑制燃料电池的老化的技术。

发明内容

本发明为了解决上述课题的至少一部分而提出，能够作为以下的方式或适用例而实现。

本发明的一个适用例的燃料电池系统，具有：燃料电池；湿润状态检测部，检测与所述燃料电池内部的湿润状态相关的湿润状态指标值；以及控制部，根据对于所述燃料电池系统的输出要求控制所述燃料电池的输出，所述控制部为了暂时限制所述燃料电池的输出，执行使所述燃料电池的电流值比与所述输出要求相当的要求电流值降低的电流限制处理，在所述湿润状态指标值表示较低的湿润度的情况下，与表示较高的湿润度的情况相比，在较缓和的条件下开始执行所述电流限制处理。

根据该燃料电池系统，燃料电池内部的湿润度越低，执行电流限制处理的可能性越高，从而能够抑制在燃料电池内部的湿润度不足而电解质膜干燥的状态下过度地施加负载的情况。因此，抑制了燃料电池的老化。

上述燃料电池系统也可以：进一步具有计测所述燃料电池的电压的电压计测部，所述电流限制处理在所述电压计测部的计测值小于阈值的情况下开始，所述湿润状态指标值所表示的湿润度越高，所述控制部将所述阈值设定得越低。

根据该燃料电池系统，在检测出燃料电池的电压下降时，表示湿润状态指标值的湿润度越高，则电流限制处理开始的电压阈值越低。因此，在燃料电池内部的湿润度较低的情况下，电流限制处理更容易开始，能够更适宜地抑制燃料电池的老化。

在上述燃料电池系统中，所述燃料电池也可以：包括多个发电体，所述电压计测部对所述多个发电体中的每一个发电体计测电压，在所述多个发电体中至少一个发电体的计测值小于所述阈值时开始所述电流限制处理。

根据该燃料电池系统，能够抑制仅对构成燃料电池的多个发电体中的一部分施加过度的负载，能够抑制该一部分发电体的老化。

在上述燃料电池系统中，也可以：所述湿润状态检测部包括测定所述燃料电池的电阻值作为所述湿润状态指标值的阻抗计测部，所述阻抗计测部的计测值越低，所述控制部使所述阈值越低。

根据该燃料电池系统，越是在燃料电池的阻抗高时，越认为燃料电池内部的湿润度低，使电流限制处理的开始条件即电压阈值降低，从而相对提前地开始电流限制处理。因此，能够更适宜地抑制燃料电池的老化。

在上述燃料电池系统中，也可以：所述湿润状态指标值包括表示相对较低的湿润度的第一值和表示相对较高的湿润度的第二值，直到所述湿润状态检测部检测出所述湿润状态指标值为止，所述控制部将所述湿润状态指标值设定为所述第一值。

根据该燃料电池系统，从燃料电池系统起动时直到检测出湿润状态指标值为止的期间，将湿润状态指标值设定为第一值作为初始值。由此，在一般存在对燃料电池施加过度的负载要求的倾向的燃料电池系统初始起动时，对燃料电池执行电流限制处理的可能性比较高。因此，抑制了燃料电池的老化。

此外，本发明能够通过各种方式实现，例如能够通过燃料电池、具有该燃料电池的燃料电池系统、装载有该燃料电池系统的车辆等方式实现。

附图说明

图1是表示燃料电池系统的构成的概略图。

图2是表示燃料电池系统的电构成的概略图。

图3(A)～(C)是用于说明通常运转时的燃料电池的控制的说明图。

图4是表示电压恢复处理的处理顺序的流程图。

图5是表示电解质膜湿润度检测处理的处理顺序的流程图。

图6(A)、(B)是表示第一和第二电流限制值映射的具体的一例的说明图。

图7是用于说明电流限制处理和电流恢复处理的说明图。

具体实施方式