[發明專利]燃料電池系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201910116312.1
• 申請日: 2019-02-15
• 公開（公告）號: CN110190299B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 坊農哲也;江川稔弘;奧吉雅宏
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04298;H01M8/04746;H01M8/0662
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉岑;王培超

本發明提供燃料電池系統及其控制方法。在燃料電池正以燃料氣體供給部的供給能力的上限發電的情況下，當判斷為燃料電池無法進行與發電要求量相符的發電的限制條件成立的情況下，燃料電池系統的電力控制部開始電流的限制，當限制條件消除后，在發電要求量超過低于燃料電池的額定發電量且預先決定的閾值的情況下，電力控制部以預先決定的第一上升比例解除電流的限制，在發電要求量為閾值以下的情況下，電力控制部以比第一上升比例大的第二上升比例解除電流的限制。

本申請基于2018年2月22日申請的申請號2018-029346的日本申請來主張優先權，該公開的全部內容通過參照被引入本申請。

技術領域

本發明涉及燃料電池系統及其控制方法。

背景技術

燃料電池系統具備將用于發電的燃料氣體向燃料電池供給的噴射器等結構，并被設計為能夠將可實現被規定為來自外部的發電要求量的上限的額定發電量的發電的燃料氣體供給至燃料電池。由于在這樣的燃料電池中，除了為發電而消耗的燃料氣體以外，存在與發電無關的燃料氣體，所以若在接近額定發電量的狀態下進行發電，則存在燃料氣體的供給與消耗失去平衡的情況。在與發電無關的燃料氣體中，例如存在因被稱為交叉泄漏的現象向陰極側移動而無助于發電的燃料氣體、當將因交叉泄漏而從陰極側移動至陽極側的氮氣、水等雜質向外部排出時與雜質一同被排出的燃料氣體等。因此，存在即便最大限度地驅動燃料氣體的供給系統來供給燃料氣體，燃料氣體相對于發電要求量也不足的情況。在這樣的情況下，若在燃料氣體不足的狀態下使燃料電池勉強運轉，則存在導致燃料電池劣化的擔憂。在日本特開2015-201407號公報所記載的燃料電池系統中，公開了在這樣的燃料氣體不足的情況下，進行對從燃料電池輸出的電流加以限制的電流的限制的控制，來使燃料氣體的供給與消耗的平衡恢復。

在將燃料電池中的電流的限制的控制解除的情況下，若發電要求量高，則期望能夠盡量在短期內增加所取出的電流值。這是因為例如在車載的燃料電池系統中，若因電流的限制導致來自燃料電池的輸出不足，則有時駕駛員會感到駕駛性能變差。但是，發現了單純地解除電流的限制有時需要在短時間內再次限制電流。因此，關于應該如何進行燃料電池中的電流的限制的控制解除這一點，要求進一步的改進。

發明內容

根據本發明的一個方式，提供一種燃料電池系統。該燃料電池系統具備：燃料電池，接受燃料氣體的供給來進行發電；燃料氣體供給部，向上述燃料電池供給上述燃料氣體；電力控制部，與上述燃料電池輸出發電電力的電源線連接，能夠實施對從上述燃料電池向外部供給的電力的至少電流量進行限制的電流的限制；以及發電控制部，至少控制由上述燃料氣體供給部進行的上述燃料氣體的供給，以便以對上述燃料電池要求的發電要求量運轉上述燃料電池，在上述燃料電池正以上述燃料氣體供給部的供給能力的上限發電的情況下，當判斷為上述燃料電池無法進行與上述發電要求量相符的發電的限制條件成立時上述電力控制部開始上述電流的限制，當上述限制條件消除而解除上述電流的限制時，在上述發電要求量超過低于上述燃料電池的額定發電量且預先決定的閾值的情況下，上述電力控制部以預先決定的第一上升比例解除上述電流的限制，在上述發電要求量為上述閾值以下的情況下，上述電力控制部以比上述第一上升比例大的第二上升比例解除上述電流的限制。

根據該方式，由于在解除電流的限制的情況下，當發電要求量超過低于燃料電池的額定發電量且預先決定的閾值時，電力控制部以預先決定的第一上升比例解除電流的限制，所以能夠使解除電流的限制時再次進行電流的限制的情況難以發生。另一方面，由于在發電要求量為閾值以下的情況下，以比第一上升比例大的第二上升比例解除電流的限制，所以能夠使燃料電池容易地發出要求發電量。

附圖說明

圖1是表示燃料電池系統的簡要結構的說明圖，

圖2是由電力控制部進行的燃料電池系統的控制流程圖，

圖3是燃料電池系統的時間圖。

具體實施方式