[发明专利]燃料电池系统

说明书

本发明涉及燃料电池系统。燃料电池系统包括驱动马达(17)、燃料电池(14)、辅助机器(18)、二次电池(12)、温度传感器(T)、电流传感器(IB)和控制部(11)。当由温度传感器(T)测量到的温度低于规定值时，控制部(11)控制二次电池(12)通过驱动驱动马达(17)或辅助机器(18)来放电以及通过由燃料电池(14)进行的发电或由驱动马达(17)进行的再生来充电。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统。

背景技术

近年来，已经注意到一种燃料电池车辆，在该燃料电池车辆上，安装了使用燃料电池和二次电池单体(蓄电池)作为电源的燃料电池系统。由燃料电池系统供给的功率被供给至包括行驶马达和辅助机器(例如，散热器风扇、冷却剂泵、灯等)的电负载。

当二次电池的温度下降时，二次电池的充电和放电特性下降。例如，当低温锂离子电池单体被充电时，锂(Li)在负极上析出。结果，发生诸如电池单体容量降低的性能降级。因此，当电池单体的温度低时，需要迅速地升高电池单体的温度。

在日本专利申请公开No.2012-135085(JP 2012-135085A)中，公开了一种用于二次电池的升压系统，并且，该升压系统包括：电压转换器；连接到电压转换器的输入侧的二次电池；以及连接到电压转换器的输出侧的电容器。在该系统中，重复进行二次电池和电容器之间的充电和放电，并且使用与充电和放电共同产生的热来升高二次电池的温度。

发明内容

因为能够存储在电容器中的电量是小的，所以通过二次电池和电容器之间的电力的充电和放电获得的发热值也是小的。因此，通过如上所述的升高二次电池的温度的方法，二次电池的温度可能不会以有利的速度升高。

本发明提供了一种迅速升高燃料电池系统中的二次电池的温度的技术。

本发明的第一方面包括驱动马达、燃料电池、辅助机器、二次电池、温度传感器、电流传感器和控制部。驱动马达产生移动体的驱动力以及将移动体的动能再生成电能。燃料电池向驱动电机供给驱动电力。辅助机器用于由燃料电池进行的发电。二次电池将驱动电力供给至驱动电机和辅助机器。温度传感器测量二次电池的温度。电流传感器测量二次电池的放电电流。控制部被构造成当由温度传感器测量到的温度低于规定值时，通过驱动驱动马达或驱动辅助机器来执行二次电池的放电以及通过由燃料电池进行的发电或由驱动马达进行的再生来执行二次电池的充电。此外，在由电流传感器测量到的放电电流的积分值小于规定的上限值并且然后在执行放电时积分值达到该规定的上限值的情形中，控制部停止放电并且执行充电。此外，在由电流传感器测量到的放电电流的积分值超过规定的下限值并且然后在执行充电时积分值达到该规定的下限值的情形中，控制部停止充电并且执行放电。

根据本发明的第一方面，在燃料电池系统中，控制部控制二次电池以用于通过驱动驱动马达或辅助机器来放电以及通过由燃料电池进行的发电或由驱动马达进行的再生来充电。结果，能够获得比通过在二次电池和电容器之间的电力的充电和放电而获得的发热值大的发热值。因此，能够在燃料电池系统中迅速地升高二次电池的温度。

本发明的第一方面包括速度传感器，该速度传感器获取移动体的速度的测量值。控制部可以控制放电和充电，使得随着由速度传感器测量到的速度增大，每单位时间的放电量和充电量减小。

在本发明的第一方面中，二次电池的要求功率的波动可以被设定为使得随着由速度传感器测量到的速度增大，二次电池的要求功率的波动减小。

在本发明的第一方面中，控制部可以根据由温度传感器测量到的二次电池的温度来确定每单位时间的放电量和充电量，并且控制放电和充电。

在本发明的第一方面中，控制部可以控制放电和充电，使得随着二次电池的温度升高，每单位时间的放电量和充电量减小。

在本发明的第一方面中，控制部可以控制放电和充电，使得随着二次电池的温度下降，每单位时间的放电量和充电量减小。