[發明專利]燃料電池內部的液態水量的推斷方法、從燃料電池中被排出的液態水量的推斷方法、燃料電池內部液態水量推斷裝置以及燃料電池系統

有效

• 申請號: 201180020935.0
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN103250291A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 小川朋宏;荒木康;濱田仁;竹內弘明
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;蘇萌萌

1.一種逐次取得運轉中的燃料電池內部的液態水量的推斷值的方法，具備：

（a）取得前次的推斷值的工序；

（b）根據所述前次的推斷值、和表示當前的所述燃料電池中的反應氣體的流量的值，來取得系數的工序；

（c）通過對所述系數和取得所述推斷值的周期進行乘法運算，從而取得影響所述燃料電池內部的液態水量的變動的值的工序；

（d）根據在所述工序（c）中所取得的值，來取得此次的推斷值的工序。

2.如權利要求1所述的方法，其中，

所述系數為排水速度，所述排水速度為，每單位時間內從所述燃料電池中被排出的液態水的量，

影響所述燃料電池內部的液態水量的變動的值為排水推斷量，所述排水推斷量表示從前次到此次之間從所述燃料電池中被排出的液態水量。

3.如權利要求2所述的方法，其中，

所述工序（b）為如下的工序，即，根據所述燃料電池內部的液態水量與所述燃料電池中的反應氣體的流量之間的預定的關系，使用所述前次的推斷值、和所述表示當前的所述燃料電池中的反應氣體的流量的值，來取得所述排水速度，

所述預定的關系為如下的關系，即，對于每個所述反應氣體的流量，以不同的變化程度，所述燃料電池內部的液態水量以描繪出向下凸起的曲線的方式而進行時間變化的關系，且為所述燃料電池內部的液態水量以收斂至排水臨界值的方式而進行時間變化的關系，其中，所述排水臨界值為，對于每個所述反應氣體的流量而不同的預定的值。

4.如權利要求2或權利要求3所述的方法，其中，

所述工序（d）為如下的工序，即，利用所述排水推斷量、流入到所述燃料電池中的水蒸汽量、從所述燃料電池中流出的水蒸汽量、以及通過所述燃料電池的發電而生成的生成水量，來取得此次的推斷值。

5.如權利要求4所述的方法，其中，

所述燃料電池具備被第一電極和第二電極夾持的電解質膜，

在所述工序（d）中，還利用所述第一電極和所述第二電極之間的水分的移動量，來取得此次的推斷值，

所述第一電極和所述第二電極之間的水分的移動量根據與所述電解質膜中所包含的液態水量相關聯的值而決定。

6.如權利要求1至權利要求5中的任意一項所述的方法，還具備：

（e）對所述燃料電池內部的預定的干燥狀態進行檢測的工序；

（f）當檢測出所述預定的干燥狀態時，廢棄在所述工序（d）中所取得的所述此次的推斷值，而將預定的值設定為此次的推斷值的工序。

7.如權利要求2至權利要求6中的任意一項所述的方法，其中，

所述工序（c）還具備工序（c1），所述工序（c1）為，在前次到此次之間，當檢測出存在所述反應氣體的流量與預定量相比而暫時降低了的時間區域時，根據所述時間區域的長度而對所述排水推斷量進行補正。

8.如權利要求3至權利要求7中的任意一項所述的方法，還具備：

（A）取得所述燃料電池內部的液態水量的基準值的工序；

（B）取得與前次的推斷值和在所述工序（A）中所取得的所述基準值之間的差相對應的補正值，并使用所述補正值而對在所述工序（b）中所使用的所述預定的關系進行補正的工序。

9.如權利要求8所述的方法，其中，

所述工序（A）以及所述工序（B）在于冰點下啟動所述燃料電池時被執行，

所述工序（A）為如下的工序，即，根據所述燃料電池的啟動時的、基于所述燃料電池的內部的水分量的狀態變化，來取得所述基準值。

10.如權利要求9所述的方法，其中，

所述工序（A）為如下的工序，即，根據在所述燃料電池的啟動時，在持續向所述燃料電池輸出預定的電壓時所檢測出的電流的最大值，來取得所述基準值。

11.如權利要求9所述的方法，其中，

所述工序（A）為如下的工序，即，根據在所述燃料電池的啟動時，所述燃料電池的運轉溫度從所述啟動時至進行了預定的溫度變化之間的時間，來取得所述基準值。