[發(fā)明專利]燃料電池系統(tǒng)的控制裝置以及燃料電池系統(tǒng)的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580083043.3
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN108028402B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 青木哲也;池田修久;小高敏和;巖崎大剛
• 申請（專利權(quán)）人: 日產(chǎn)自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

1.一種燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，該燃料電池系統(tǒng)將陽極氣體和陰極氣體供給到燃料電池，根據(jù)負(fù)載的要求來進(jìn)行發(fā)電，

所述燃料電池系統(tǒng)是陽極氣體循環(huán)型的燃料電池系統(tǒng)，

所述燃料電池系統(tǒng)具備：

陽極氣體循環(huán)通路，其將從所述燃料電池排出的陽極排氣與向所述燃料電池供給的陽極氣體混合后供給到所述燃料電池；

濕潤狀態(tài)檢測部，其檢測所述燃料電池的電解質(zhì)膜的濕潤狀態(tài)；以及

濕潤狀態(tài)控制部，其通過對包括在所述陽極氣體循環(huán)通路中流動的陽極氣體循環(huán)流量在內(nèi)的多個物理量進(jìn)行操作，來控制所述電解質(zhì)膜的濕潤狀態(tài)，

所述控制裝置具備：

陽極氣體循環(huán)流量控制部，其基于由所述濕潤狀態(tài)檢測部檢測出的所述電解質(zhì)膜的濕潤狀態(tài)來控制所述陽極氣體循環(huán)流量；以及

優(yōu)先級設(shè)定部，其針對由所述濕潤狀態(tài)控制部操作的所述多個物理量設(shè)定穩(wěn)定的操作的優(yōu)先級，

其中，所述陽極氣體循環(huán)流量控制部包括：

陽極氣體循環(huán)流量限制部，其在改變所述電解質(zhì)膜的濕潤狀態(tài)的過渡運(yùn)轉(zhuǎn)時，對所述陽極氣體循環(huán)流量的每單位時間的變化率進(jìn)行限制；以及

控制量補(bǔ)充部，其在所述陽極氣體循環(huán)流量的變化率被所述陽極氣體循環(huán)流量限制部所限制的情況下，通過由所述優(yōu)先級設(shè)定部設(shè)定的穩(wěn)定的操作的優(yōu)先級比對所述陽極氣體循環(huán)流量設(shè)定的穩(wěn)定的操作的優(yōu)先級低的物理量的操作，來對由于該陽極氣體循環(huán)流量的限制而不足的所述濕潤狀態(tài)的控制量部分進(jìn)行補(bǔ)充。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，

在使所述燃料電池的電解質(zhì)膜濕潤的操作中，作為穩(wěn)定的操作的優(yōu)先級比對所述陽極氣體循環(huán)流量設(shè)定的穩(wěn)定的操作的優(yōu)先級低的操作對象，包括向所述燃料電池供給的陰極氣體的壓力，

當(dāng)開始使所述燃料電池濕潤的操作時，所述陽極氣體循環(huán)流量限制部對所述陽極氣體循環(huán)流量的每單位時間的變化率進(jìn)行限制，并且，所述控制量補(bǔ)充部通過提高所述供給的陰極氣體的壓力的操作，來對由于所述陽極氣體循環(huán)流量的限制而不足的濕潤狀態(tài)的控制量部分進(jìn)行補(bǔ)充。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，

在使所述燃料電池的電解質(zhì)膜干燥的操作中，作為穩(wěn)定的操作的優(yōu)先級比對所述陽極氣體循環(huán)流量設(shè)定的穩(wěn)定的操作的優(yōu)先級低的操作對象，包括對所述燃料電池進(jìn)行冷卻的冷卻水的溫度以及向所述燃料電池供給的陰極氣體的流量，

當(dāng)開始使所述燃料電池的電解質(zhì)膜干燥的操作時，所述陽極氣體循環(huán)流量限制部對所述陽極氣體循環(huán)流量的每單位時間的變化率進(jìn)行限制，并且，所述控制量補(bǔ)充部通過提高所述冷卻水的溫度的操作以及增加所述陰極氣體的流量的操作中的至少一個，來對由于所述陽極氣體循環(huán)流量的限制而不足的濕潤狀態(tài)的控制量部分進(jìn)行補(bǔ)充。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，

所述陽極氣體循環(huán)流量控制部還具備冷卻水溫度限制部，在改變所述電解質(zhì)膜的濕潤狀態(tài)的過渡運(yùn)轉(zhuǎn)時，該冷卻水溫度限制部對所述冷卻水的溫度的每單位時間的變化率進(jìn)行限制，

所述控制量補(bǔ)充部對于由于所述溫度的限制而不足的濕潤狀態(tài)的控制量部分，也通過增加所述陰極氣體的流量的操作來進(jìn)行補(bǔ)充。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，

在擔(dān)心改變所述電解質(zhì)膜的濕潤狀態(tài)的過渡運(yùn)轉(zhuǎn)時氫缺乏的情況下、或者在所述燃料電池系統(tǒng)啟動時要盡快向所述燃料電池供給陽極氣體的情況下，所述陽極氣體循環(huán)流量限制部解除所述陽極氣體循環(huán)流量的變化率的限制。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，

所述濕潤狀態(tài)檢測部所檢測的濕潤狀態(tài)是由水收支決定的，該水收支是作為流入到所述燃料電池的水及在所述燃料電池內(nèi)部生成的水的量與從所述燃料電池排出的水的量之間的收支而計算出的。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，

所述陽極氣體循環(huán)流量控制部包括陽極循環(huán)泵。