[發明專利]燃料電池系統和燃料電池系統的控制方法

有效

• 申請號: 201811549035.5
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN110034318B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 齋藤拓
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04858
• 分類號: H01M8/04858;H01M8/04955
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;馬曉虹

本發明提供了燃料電池系統和燃料電池系統的控制方法。該燃料電池系統包括：燃料電池，其向負載供應電力；燃料電池轉換器，其連接在燃料電池與負載之間，并且提升從燃料電池輸出的電壓；以及控制單元，其使燃料電池轉換器執行提升動作，并且控制至負載的輸出電力。在檢測到不能升壓故障時，控制單元停止燃料電池轉換器的升壓動作并且使電流通過燃料電池轉換器，該不能升壓故障是其中燃料電池轉換器不能執行升壓動作但能夠使電流通過的故障。

技術領域

本發明涉及燃料電池系統和燃料電池系統的控制方法。

背景技術

在燃料電池系統中，可以從故障安全性的角度出發而在燃料電池轉換器發生故障時關閉設置在燃料電池與負載之間的燃料電池轉換器。日本專利申請公布第2011-228294號描述了一種燃料電池系統，在該燃料電池系統中，當燃料電池轉換器發生故障時，燃料電池轉換器被關閉并且電力被從二次電池供應至作為燃料電池電動車輛的負載的驅動電機。

發明內容

被配置成僅從二次電池向諸如驅動電機的負載供應電力的燃料電池系統在燃料電池轉換器在燃料電池電動車輛行駛期間發生故障時是不利的，這是因為車輛可以行駛的距離非常短。因此，尋求一種可以防止在燃料電池轉換器發生故障時車輛可以行駛的距離縮短的技術。

(1)本發明的第一方面涉及一種燃料電池系統，該燃料電池系統包括：燃料電池，其向負載供應電力；燃料電池轉換器，其連接在燃料電池與負載之間，并且提升從燃料電池輸出的電壓；以及控制單元，其使燃料電池轉換器執行升壓動作并且控制至負載的輸出電力。在檢測到不能升壓故障時，控制單元停止燃料電池轉換器的升壓動作并且使由燃料電池產生的電流通過燃料電池轉換器，該不能升壓故障是其中燃料電池轉換器不能執行升壓動作但能夠使電流通過的故障。在該方面的燃料電池系統中，當檢測到其中燃料電池轉換器不能執行升壓動作但能夠使電流通過的不能升壓故障時，停止燃料電池轉換器的升壓動作并且使電流通過燃料電池轉換器。因此，可以從燃料電池向負載連續地供應電力。因此，與僅從二次電池供應電力的情況相比，可以防止燃料電池電動車輛可以行駛的距離縮短。

(2)上述的燃料電池系統還可包括：二次電池，其向負載供應電力；二次電池轉換器，其連接在二次電池與負載之間，具有與燃料電池轉換器的輸出端子電連接的輸出端子，并且對二次電池的輸出電壓進行轉換；第一電壓傳感器，其檢測燃料電池轉換器的次級側的電壓值；以及第二電壓傳感器，其檢測二次電池轉換器的次級側的電壓值。不能升壓故障可以包括第一電壓傳感器的故障。在不能升壓故障是第一電壓傳感器的故障的情況下，控制單元可以使用第二電壓傳感器的檢測值作為燃料電池轉換器的次級側的電壓值來控制輸出電力。在該燃料電池系統中，當不能升壓故障是第一電壓傳感器的故障時，第二電壓傳感器的檢測值被用作燃料電池轉換器的次級側的電壓值。因此，可以連續地控制燃料電池系統的輸出電力。

(3)上述的燃料電池系統還可包括：第一電壓傳感器，其檢測燃料電池轉換器的次級側的電壓值；以及燃料電池電壓傳感器，其檢測燃料電池的電壓值。不能升壓故障可包括第一電壓傳感器的故障。在不能升壓故障是第一電壓傳感器的故障的情況下，控制單元可以使用燃料電池電壓傳感器的檢測值作為燃料電池轉換器的次級側的電壓值來控制輸出電力。在該方面的燃料電池系統中，當不能升壓故障是第一電壓傳感器的故障時，燃料電池電壓傳感器的檢測值被用作燃料電池轉換器的次級側的電壓值。因此，可以連續地控制燃料電池系統的輸出電力。

(4)上述的燃料電池系統還可包括：二次電池，其向負載供應電力；第一電流傳感器，其檢測燃料電池轉換器的電流值；以及第二電流傳感器，其檢測二次電池的電流值。不能升壓故障可以包括第一電流傳感器的故障。在不能升壓故障是第一電流傳感器的故障的情況下，控制單元可以通過使用第二電流傳感器的檢測值和燃料電池系統供應的總電力來估計燃料電池轉換器的電流值，并且使用所估計出的電流值作為燃料電池轉換器的電流值來控制輸出電力。在該燃料電池系統中，當不能升壓故障是第一電流傳感器的故障時，通過使用第二電流傳感器的檢測值和燃料電池系統供應的總電力來估計燃料電池轉換器的電流值，并且使用所估計出的電流值作為燃料電池轉換器的電流值。因此，可以連續地控制燃料電池系統的輸出電力。