[发明专利]燃料电池系统的控制方法以及燃料电池系统有效

专利信息
申请号: 201680072255.6 申请日: 2016-09-29
公开(公告)号: CN108370046B 公开(公告)日: 2019-03-29
发明(设计)人: 佐藤雅士 申请(专利权)人: 日产自动车株式会社
主分类号: H01M8/04119 分类号: H01M8/04119;H01M8/04858;H01M8/10
代理公司: 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 代理人: 刘新宇
地址: 日本神*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 燃料电池 输出电压 燃料电池系统 湿润状态 怠速停止 供给阴极 湿润 方式间歇 重新设定 运转 判定 适当状态 运转停止 检测 发电 输出 脱离
【说明书】:

提供一种根据负载的要求输出来选择性地停止燃料电池的发电、能够执行在运转停止时间歇性地向燃料电池供给阴极气体的怠速停止运转的燃料电池系统的控制方法。在燃料电池系统的控制方法中,设定怠速停止运转中的燃料电池的输出电压的上限值和下限值,以使燃料电池的输出电压为上限值与下限值之间的值的方式间歇性地供给阴极气体,检测燃料电池的湿润状态,设定怠速停止运转中的燃料电池的湿润状态为适当状态的湿润适当范围,判定所检测出的燃料电池的湿润状态是否处于所设定的湿润适当范围内。在判定为燃料电池的湿润状态脱离所设定的湿润适当范围的情况下,重新设定燃料电池的输出电压,并且,以使燃料电池的输出电压为重新设定的输出电压的上限值与下限值之间的值的方式间歇性地供给阴极气体。

技术领域

发明涉及一种能够执行怠速停止运转的燃料电池系统的控制方法以及燃料电池系统。

背景技术

以往,提出了一种搭载有燃料电池系统的燃料电池汽车(电动汽车)。在这种燃料电池系统中,将阳极气体(燃料气体)和阴极气体(氧化剂气体)供给到燃料电池(燃料电池堆),使该燃料电池通过电化学反应来发电,由此将所发出的电力供给到后级的驱动马达。

在该燃料电池汽车中,在低速行驶时或正在暂时停止等低负荷时(包括下坡行驶时)或进行使燃料电池的发电效率下降的运转时,不使燃料电池系统整体的工作变为停止状态,而是进行如以下那样的控制。即,在这种状态下,进行以下控制:停止与发电直接相关的阴极气体用的压缩机等用于驱动燃料电池系统的辅机类的动作来停止燃料电池的发电,使燃料电池变为怠速停止状态,利用仅来自二次电池的供电来驱动马达。

JP2012-89523A中公开了如下一种燃料电池系统:在阳极气体循环型的燃料电池系统中,在怠速停止运转中(怠速停止状态)间歇性地供给空气(阴极气体),由此使燃料电池堆的输出电压或单电池电压在规定的范围内脉动。

在这种燃料电池系统中,通过怠速停止运转中的阴极气体的间歇供给,来防止以下情况:从燃料电池堆内的阳极气体流路泄漏的残留阳极气体与阴极气体流路内的阴极气体发生反应,从而阴极气体流路中的氧浓度减少。由此,能够防止从怠速停止状态恢复为通常发电状态时的不良状况。

另外,通过对怠速停止运转中的输出电压或单电池电压设置上限,能够抑制因过剩地供给阴极气体而引起的燃料电池堆的输出电压的上升,来防止燃料电池内的电解质膜的劣化加剧。

发明内容

然而,在如上所述的以往的燃料电池系统中,存在以下问题:虽然在怠速停止运转时向燃料电池堆间歇性地供给阴极气体,但是未准确地掌握并控制燃料电池内的电解质膜的湿润状态。

本发明是着眼于这种问题而完成的,其目的在于提供如下一种燃料电池系统的控制方法以及燃料电池系统:在具备怠速停止功能的燃料电池系统中,能够适当地控制怠速停止运转中的燃料电池内的湿润状态、并且在从怠速停止运转恢复时使燃料电池的输出稳定。

根据本发明的某个方式,燃料电池系统的控制方法根据负载的要求输出来选择性地停止燃料电池的发电,能够执行在运转停止时间歇性地向燃料电池供给阴极气体的怠速停止运转。该燃料电池系统的控制方法包括以下步骤:设定怠速停止运转中的燃料电池的输出电压的上限值和下限值;阴极气体供给步骤,以使燃料电池的输出电压为上限值与下限值之间的值的方式间歇性地供给阴极气体;在怠速停止运转中,检测燃料电池的湿润状态;以及设定怠速停止运转中的燃料电池的湿润状态为适当状态的湿润适当范围。另外,燃料电池系统的控制方法还包括以下步骤:判定所检测出的燃料电池的湿润状态是否处于所设定的湿润适当范围内;以及重新设定步骤,在判定为所检测出的燃料电池的湿润状态脱离所设定的湿润适当范围的情况下,将燃料电池的输出电压的所设定的上限值以升高的方式重新设定。而且,在燃料电池系统的控制方法中,在将燃料电池的输出电压的上限值以升高的方式进行了重新设定的情况下,在阴极气体供给步骤中,以使燃料电池的输出电压为重新设定的上限值与下限值之间的值的方式间歇性地供给阴极气体。

附图说明

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