[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的空气供给控制。

背景技术

已知一种燃料电池车辆，其搭载燃料电池和二次电池，将上述两种电池适当地区分使用，以向行驶用电动机进行电力供给而行驶。在上述燃料电池车辆中，为了有效地利用燃料气体，例如在低负载行驶时等，有时执行停止燃料电池的发电而仅通过二次电池驱动电动机的所谓怠速停止。

但是，如果在怠速停止中持续停止向燃料电池供给空气，则燃料电池的电压降低。电压的降低量越大，在由于负载增大等而再启动燃料电池时升压至要求的电压所需的时间越长。

因此，在JP4182732B中，在怠速停止中，在燃料电池的电压降低至规定值后进行空气供给，使燃料电池的电压恢复。在每隔由定时器等预先设定的期间进行该空气供给。

发明内容

但是，如JP4182732B所示，在预先设定空气供给期间的结构中，无法应对由于过滤器堵塞而导致的压力损失增大等历时的变化。因此，可能发生无法流入怠速停止中的电压恢复所需的空气量的情况。

另外，当前，关于由于怠速停止而停止空气供给后的电压降低速度的波动，认为单元间的空气分配的波动是主要原因。但是，申请人发现下述情况，即，实际上，在空气供给量不足的情况下，电压降低速度的波动变大。

因此，在JP4182732B所示的结构中，如果空气供给量不足，则停止空气供给后的单元间的电压降低速度的波动变大。并且，在电压大幅降低后，如果对应于负载增大而再启动，则引起进一步的电压降低，特别是在诊断出电压降低速度大的单元发生过度地电压降低后，有可能进入故障安全模式。

另一方面，在JP4182732B所示的结构中，由于制造工序的波动等引起的个体差异，也可能发生供给过量的空气的情况。例如在进行控制使得不超过上限电压的情况下，为了维持上限电压，电流流动的时间变长。其结果，额外地发电，不必要地增加氢气的消耗量。另一方面，在进行控制以将怠速停止中的电流值维持为恒定的情况下，由于流入过量的空气，总电压上升，另外，高电压状态持续延长，因此，导致高电位劣化。

本发明的目的在于提供一种燃料电池系统，其在怠速停止中准备再启动而进行供给空气时，能够向各单元供给适量的空气

为了实现上述目的，本发明的燃料电池系统具有：燃料电池，该燃料电池通过氢气和空气中所含的氧气的电化学反应进行发电；以及压缩机，其将空气供给至所述燃料电池，在要求负载小于或等于规定值时执行停止燃料电池的发电的怠速停止，在所述怠速停止中无论所述要求负载如何，均对应于所述燃料电池的正极、负极之间的电压状态进行空气供给，其中，一边检测空气供给量一边进行所述怠速停止中的空气供给，如果所述空气供给量达到规定值，则停止空气供给。

本发明的详细内容以及其他的特征和优点，在说明书中的以下记述中进行说明，并在附图中示出。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的系统的结构图。

图2是表示在第1实施方式的怠速停止中进行的空气供给的控制程序的流程图。

图3是检测空气供给量的结构不同的系统的结构图。

图4是空气供给时间固定的系统的、刚开始使用后的时序图。

图5是空气供给时间固定的系统的、时效老化后的时序图。

图6是用于说明进行上限电压控制的情况下的第1实施方式的效果的时序图。

图7是用于说明进行恒定电流控制的情况下的第1实施方式的效果的时序图。

图8是第2实施方式所涉及的系统结构图。

图9是第2实施方式所涉及的怠速停止中的空气供给控制的控制框图。

图10是第2实施方式的空气供给量的控制的流程图。

图11是用于决定增加校正量的表。

图12是第2实施方式所涉及的系统的结构图的另一个例子。

图13是执行了图10的控制程序的情况下的时序图。

图14是用于说明进行上限电压控制的情况下的第2实施方式的效果的时序图。

图15是用于说明进行恒定电流控制的情况下的第2实施方式的效果的时序图。

图16是第3实施方式的空气供给量的控制的流程图。

图17是第4实施方式所涉及的怠速停止中的空气供给控制的控制框图。

图18是第4实施方式的空气供给量的控制的流程图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图1是本发明的第1实施方式所涉及的系统的结构图。