[發明專利]燃料電池系統

在審

• 申請號: 202010541456.4
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN112103537A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 伊藤雅之;荒木康
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04537
• 分類號: H01M8/04537;H01M8/04298;H01M8/2457
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;王培超

本發明的燃料電池系統(1)具備第1燃料電池(4a)、第2燃料電池(4b)、第1電壓檢測裝置(Va)及第2電壓檢測裝置(Vb)、以及控制裝置(3)。上述第1電壓檢測裝置檢測平均每N塊上述第1燃料電池(4a)的第1單電池(4a2)的電壓，上述第2電壓檢測裝置(Vb)檢測上述第2燃料電池(4b)整體的電壓、或者比上述N塊多的平均每M塊上述第2燃料電池(4b)的第2單電池(4b2)的電壓，在能夠視為上述第1燃料電池(4a)與上述第2燃料電池(4b)的狀態近似的規定條件成立的情況下，上述控制裝置(3)基于上述第1電壓檢測裝置(Va)的檢測結果，判定任意一個上述第2單電池(4b2)是否處于燃料缺乏狀態。

技術領域

本發明涉及燃料電池系統。

背景技術

在層疊多塊單電池而成的燃料電池中，存在沒有向一部分的單電池充分地供給燃料氣體而變為燃料缺乏的狀態，從而該單電池的電壓降低并且燃料電池整體的發電效率降低的情況(例如參照日本特開2006-049259)。

另外，為了控制該燃料電池而在燃料電池安裝有檢測燃料電池的電壓的電壓檢測裝置。為了使用這樣的電壓檢測裝置來高精度地判定任意一個單電池是否處于燃料缺乏狀態，優選電壓檢測裝置檢測每一塊單電池的電壓。

這里，電壓檢測裝置越以較少塊數為單位檢測單電池的電壓，制造成本越高，而檢測每塊單電池的電壓這一情況與檢測每多塊單電池的電壓的情況、僅檢測燃料電池整體的電壓的情況相比，制造成本變得更高。另外，在具備多塊燃料電池的燃料電池系統中，為了對燃料電池的每一個高精度地判定任意一個單電池是否為燃料缺乏狀態，優選在多塊燃料電池分別安裝這樣的制造成本較高的電壓檢測裝置，但燃料電池系統的制造成本增大。

發明內容

本發明提供一種減少制造成本并且抑制燃料缺乏狀態的判定精度的降低的燃料電池系統。

本發明的一個形態所涉及的燃料電池系統具備：第1燃料電池，被供給燃料氣體和氧化劑氣體，并層疊有多塊第1單電池；第2燃料電池，被供給燃料氣體和氧化劑氣體，并層疊有多塊第2單電池；第1電壓檢測裝置，安裝于上述第1燃料電池；第2電壓檢測裝置，安裝于上述第2燃料電池；以及控制裝置，基于上述第1電壓檢測裝置的檢測結果，控制上述第1燃料電池，并基于上述第2電壓檢測裝置的檢測結果，控制上述第2燃料電池。上述第1單電池包括第1電解質膜、設置于上述第1電解質膜的第一面的第1陽極催化劑層、以及設置于上述第1電解質膜的第二面的第1陰極催化劑層，上述第2單電池包括第2電解質膜、設置于上述第2電解質膜的第一面的第2陽極催化劑層、以及設置于上述第2電解質膜的第二面的第2陰極催化劑層，上述第1電解質膜與上述第2電解質膜的材料相同，厚度大致相同，上述第1陽極催化劑層與上述第2陽極催化劑層的材料相同，每單位面積的量也大致相同，上述第1陰極催化劑層與上述第2陰極催化劑層的材料相同，每單位面積的量也大致相同，上述第1電壓檢測裝置構成為檢測平均每N塊上述第1單電池的電壓，上述第2電壓檢測裝置構成為檢測上述第2燃料電池整體的電壓、或者比上述N塊多的平均每M塊上述第2單電池的電壓，上述控制裝置構成為：在能夠視為上述第1燃料電池與上述第2燃料電池的狀態近似的規定條件成立的情況下，基于上述第1電壓檢測裝置的檢測結果，判定任意一個上述第2單電池是否處于燃料缺乏狀態。

也可以構成為：在上述燃料電池系統的基礎上，上述規定條件包括上述第1燃料電池的溫度與上述第2燃料電池的溫度的差值不足規定值。

也可以構成為：在上述燃料電池系統的基礎上，上述規定條件包括向上述第1燃料電池供給的燃料氣體的化學計量比與向上述第2燃料電池供給的燃料氣體的化學計量比的差值不足規定值。

也可以構成為：在上述燃料電池系統的基礎上，上述規定條件包括供燃料氣體在上述第1燃料電池內流動的第1燃料氣體流路內的壓力與供燃料氣體在上述第2燃料電池內流動的第2燃料氣體流路內的壓力的差值不足規定值。