为了规定监视用单元的发电性能，在具备具有多个通常单元和与通常单元相比氢气的压力损失较大的监视用单元的燃料电池的燃料电池制造方法中，包括：工序(a)，决定监视用单元的电压范围的上限电压；工序(b)，决定监视用单元的电压范围的下限电压；工序(c)，基于上限电压以及下限电压，来决定监视用单元的氢气的压力损失的范围的上限值以及下限值；以及工序(d)，以将监视用单元的氢气的压力损失控制在压力损失的范围内的方式，来制造监视用单元。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃料电池的制造方法、燃料电池以及燃料电池系统。
技术介绍
公知有层叠多个单元而构成的燃料电池。燃料电池接受氧和氢的供给，基于电化学反应来进行发电。因此，当在冰点以下环境下的暖机运转时，在氢向燃料电池的供给变得不足的情况下，燃料电池的发电性能降低。另外，当高温运转时燃料电池内的电解质膜极度干燥的情况下，燃料电池的发电性能也降低。作为检测氢缺乏等燃料电池的异常的技术，例如公知有下述的专利文献I所记载的技术。该专利文献I所记载的技术中，将异常时的电压变化比通常单元敏感的单元、即与通常单元相比发电性能降低较快的单元(以下，也称作监视用单元。)设于燃料电池，通过监视该监视用单元的电压，来检测燃料电池的异常。专利文献1:日本特开2000-558584号公报专利文献2:日本特开2007-048609号公报专利文献3:日本特开2009-170229号公报专利文献4:日本特开2005-159587号公报但是，上述专利文献中存在如下课题，S卩、对于将监视用单元的发电性能与通常单元相比规定为较低何种程度的性能较好，没有进行考虑。并且，若监视用单元的发电性能相对于通常单元的发电性能不足够低，则存在作为监视对象而无法充分发挥功能的课题。并且，若监视用单元的发电性能过低，则在异常时，监视用单元的电压成为OV以下的负电压，从而存在监视用单元劣化这样的课题。除此之外，在以往的燃料电池系统中，期望其小型化、低成本化、省资源化、制造容易化、使用便利性的提高等。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式而实现。(I)根据本专利技术的一个方式，提供一种燃料电池的制造方法，上述燃料电池具有:多个通常单元；和监视用单元，与上述通常单元相比，上述监视用单元的氢气的压力损失较大。该燃料电池的制造方法包括:工序(a)，决定上述监视用单元的电压范围的上限电压；工序(b)，决定上述监视用单元的电压范围的下限电压；工序(C)，基于上述上限电压以及上述下限电压，来决定上述监视用单元的上述氢气的压力损失的范围的上限值以及下限值；以及工序(d)，以将上述监视用单元的上述氢气的压力损失控制在上述压力损失的范围内的方式，来制造上述监视用单元。根据该方式，由于能够使监视用单元的电压控制在下限电压以上、上限电压以下的电压范围内，所以若将上限电压以及下限电压定为适当的值，则能够使监视用单元作为监视部的监视对象而有效地发挥功能，能够抑制监视用单元在异常时成为负电压这一情况。(2)上述方式的燃料电池的制造方法中，上述工序(a)也可以包括:工序(al)，测定上述多个通常单元各自的电压，并求出上述多个通常单元的平均电压；和工序(a2)，将从上述平均电压减去规定值所得的值，决定为上述电压范围的上述上限电压。根据该方式，由于监视用单元的电压比通常单元的平均电压低，所以能够使监视用单元作为监视部的监视对象而有效地发挥功能。(3)上述方式的燃料电池的制造方法中，上述工序(a2)也可以包括:工序(a2_l)，求出上述多个通常单元的电压的标准偏差；和工序(a2_2)，将上述标准偏差的三倍的值决定为上述规定值。根据该方式，由于监视用单元的电压比几乎全部的通常单元的电压低，所以能够进一步使监视用单元作为监视部的监视对象而有效地发挥功能。(4)上述方式的燃料电池的制造方法中，上述工序(b)也可以包括:工序(bl)，求出规定条件下上述通常单元的电压的下降速度；工序(b2)，基于上述电压的下降速度，来求出上述通常单元的电压在监视部的监视周期期间下降的下降幅度，其中，上述监视部监视上述监视用单元的电压；以及工序(b3)，将上述电压的下降幅度决定为上述下限电压。根据该方式，即使在规定条件下，监视用单元的电压下降的情况下，能够抑制监视用单元成为负电压这一情况。对其理由进行说明。监视部在每个监视周期对监视用单元的电压进行监视。在规定条件下，若监视用单元的电压下降，则监视部对监视用单元的电压下降进行检测。若监视部检测到监视用单元的电压下降，则限制燃料电池的输出电流，从而抑制监视用单元的电压下降。即，监视用单元的电压最大也仅在监视周期期间下降。此外，规定条件下包括例如冰点以下环境下的暖机运转时、90°C以上的高温环境下的高温运转时等。(5)上述方式的燃料电池的制造方法中，上述工序(bl)也可以包括求出多个条件下所对应的多个电压的下降速度的工序；上述工序(b2)也可以包括求出上述多个条件下所对应的多个电压的下降幅度的工序；上述工序(b3)也可以包括将上述多个电压的下降幅度决定为多个下限电压的工序；上述工序(c)也可以包括基于上述多个下限电压，来求出多个上述压力损失的范围的上限值的备选，将上述多个上限值的备选中上限值最小的备选决定为上述压力损失的范围的上限值的工序。根据该方式，在多个条件下之中任一个条件下，都能够抑制监视用单元成为负电压这一情况。(6)上述方式的燃料电池的制造方法中，上述工序(C)也可以包括:工序(Cl)，求出上述监视用单元的上述氢气的压力损失与上述监视用单元的电压之间的关系；和工序(c2)，基于上述关系来决定与上述电压范围对应的上述压力损失的范围。根据该方式，能够决定用于使监视用单元的电压控制在上限电压至下限电压的电压范围内的、监视用单元的氢气的压力损失的范围。(7)根据本专利技术的其它方式，提供一种燃料电池。燃料电池具备:多个通常单元；和监视用单元，与上述通常单元相比上述监视用单元的氢气的压力损失较大，上述监视用单元的电压在从上述多个通常单元的平均电压减去规定值所得的值以下。根据该方式，由于监视用单元的电压比通常单元的平均电压低，所以能够使监视用单元作为监视部的监视对象而有效地发挥功能。(8)上述方式的燃料电池中，上述监视用单元的电压也可以是上述通常单元的电压在监视部的监视周期期间下降的下降幅度以上的值，其中，上述监视部对上述监视用单元的电压进行监视。根据该方式，即使在规定条件下，监视用单元的电压下降的情况下，也能够抑制监视用单元成为负电压之以情况。对其理由进行说明。监视部在每个监视周期对监视用单元的电压进行监视，若监视用单元的电压下降，则监视部对监视用单元的电压下降进行检测。若监视部检测到监视用单元的电压下降，则限制燃料电池的输出电流，从而抑制监视用单元的电压下降。即，监视用单元的电压最大也仅在监视用单元的监视周期期间下降。(9)根据本专利技术的其它方式，提供一种燃料电池系统。燃料电池系统具备:上述方式的燃料电池；和对上述监视用单元的电压进行监视的监视部。本专利技术也能够以上述以外的各种方式实现。例如，能够以燃料电池、燃料电池系统的设计方法、通过这些设计方法而制造、设计出的燃料电池、燃料电池系统等方式实现。【附图说明】图1是表示作为本专利技术的一个实施方式的燃料电池系统的简要结构的说明图。图2是表示通常单元的剖面结构的说明图。图3是示意地表示在燃料电池中、监视用单元的阳极的压力损失比通常单元的阳极的压力损失大的状态的说明图。图4是表示燃料电池的制造工序的工序图。图5是以图表形式表示各单元的电流密度与电压的关系的说明图。图6是以图表形式表示监视用单元相对于通常单元的阳极处的压力损失差、与最大负荷发电时的监视用单元的电压之间的关系的说明图。图7本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池的制造方法，上述燃料电池具有：多个通常单元；和监视用单元，与上述通常单元相比上述监视用单元的氢气的压力损失较大，在上述燃料电池的制造方法中，具备：工序(a)，决定上述监视用单元的电压范围的上限电压；工序(b)，决定上述监视用单元的电压范围的下限电压；工序(c)，基于上述上限电压以及上述下限电压，来决定上述监视用单元的上述氢气的压力损失的范围的上限值以及下限值；以及工序(d)，以将上述监视用单元的上述氢气的压力损失控制在上述压力损失的范围内的方式，来制造上述监视用单元。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：川原周也，川角明人，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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