燃料电池系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供燃料电池系统及其控制方法。燃料电池系统在接收到燃料电池系统的发电开始的指示时，(i)使用二次电池的温度，按照二次电池的温度与输出限制值之间的预先确定的关系来取得二次电池的输出限制值，(ii)对蓄电池转换器进行控制，从而以使来自二次电池的输出电力不超过输出限制值的方式使蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的电压上升而达到比燃料电池的开路电压高的起动时目标电压，(iii)驱动压缩机而开始通过阴极气体供给系统供给阴极气体，并且打开主截止阀而开始通过阳极气体供给系统供给阳极气体。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统及其控制方法本申请要求基于2016年6月21日提出的申请号为2016-122194的日本申请的优先权，通过参照而将其公开的全部内容援引于本申请。
本专利技术涉及燃料电池系统及其控制方法。
技术介绍
在日本特开2015-220961号公报中记载了一种燃料电池系统，该燃料电池系统具备燃料电池、与燃料电池连接的FC升压转换器、二次电池、与二次电池连接的蓄电池转换器、与FC升压转换器及蓄电池转换器连接的变换器。变换器的输出与车辆的驱动电动机及用于向燃料电池供给阴极气体的空气压缩机连接。通常，蓄电池转换器在升压侧(变换器侧)具有平滑电容器。
技术实现思路
专利技术要解决的课题在起动燃料电池系统时，为了向燃料电池供给阴极气体来使发电开始，而经由变换器驱动空气压缩机。此时，使用二次电池的电力对充电蓄电池转换器的平滑电容器充电。即，在燃料电池系统起动时，二次电池的电力在燃料电池开始发电前同时用于使空气压缩机动作和对平滑电容器充电。通过对平滑电容器充电，来自二次电池的电力有时会超过二次电池的输出限制值，其结果是，可能会使二次电池劣化。然而，实际情况是，以往，关于在燃料电池系统起动时抑制二次电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，其中，具备：燃料电池；燃料电池转换器，是输入侧与所述燃料电池连接且输出侧与主配线连接的DC‑DC转换器；二次电池；蓄电池转换器，是连接在所述二次电池与所述主配线之间且在所述主配线侧具有升压用的平滑电容器的DC‑DC转换器；蓄电池传感器，测定所述二次电池的温度；电压传感器，测定所述平滑电容器的电压；阴极气体供给系统，具有从所述主配线接受电力的供给而动作的压缩机，且向所述燃料电池供给阴极气体；阳极气体供给系统，具有从所述二次电池接受电力的供给而动作的主截止阀，且向所述燃料电池供给阳极气体；及控制部，所述控制部在接收到所述燃料电池系统的发电开始的指示时，(i)使用所述二次电池的温度...

【技术特征摘要】
2016.06.21 JP 2016-1221941.一种燃料电池系统，其中，具备：燃料电池；燃料电池转换器，是输入侧与所述燃料电池连接且输出侧与主配线连接的DC-DC转换器；二次电池；蓄电池转换器，是连接在所述二次电池与所述主配线之间且在所述主配线侧具有升压用的平滑电容器的DC-DC转换器；蓄电池传感器，测定所述二次电池的温度；电压传感器，测定所述平滑电容器的电压；阴极气体供给系统，具有从所述主配线接受电力的供给而动作的压缩机，且向所述燃料电池供给阴极气体；阳极气体供给系统，具有从所述二次电池接受电力的供给而动作的主截止阀，且向所述燃料电池供给阳极气体；及控制部，所述控制部在接收到所述燃料电池系统的发电开始的指示时，(i)使用所述二次电池的温度，按照所述二次电池的温度与输出限制值之间的预先确定的关系来取得所述二次电池的输出限制值，(ii)对所述蓄电池转换器进行控制，从而以使来自所述二次电池的输出电力不超过所述输出限制值的方式使所述平滑电容器的电压上升而达到比所述燃料电池的开路电压高的起动时目标电压，(iii)在所述平滑电容器的电压成为了所述起动时目标电压以上之后，驱动所述压缩机而开始通过所述阴极气体供给系统供给阴极气体，并且打开所述主截止阀而开始通过所述阳极气体供给系统供给阳极气体。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述起动时目标电压是所述燃料电池系统的通常运转时的所述平滑电容器的目标电压的下限值。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池转换器在输出侧具有升压用的平滑电容器，在将Wout设为所述二次电池的输出限制值，将C1设为所述燃料电池转换器的升压用的平滑电容器的电容，将C2设为所述蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的电容，将V1设为起动所述蓄电池转换器之前的所述蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的电压，将α设为大于0且小于等于1的系数，将t设为从所述蓄电池转换器起动起的经过时间时，所述控制部以使所述蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的电压VC(t)满足以下的式子VC(t)＝α×{(2×Wout×t)/(C1+C2)+V12}1/2或VC(t)＝{(2×α×Wout×t)/(C1+C2)+V12}1/2的方式，对所述蓄电池转换器进行控制。4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述起动时目标电压是比所述燃料电池系统的通常运转时的所述平滑电容器的目标电压的下限值低的预先确定的电压。5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池转换器在输出侧具有升压用的平滑电容器，在将Wout设为所述二次电池的输出限制值，将C1设为所述燃料电池转换器的升压用的平滑电容器的电容，将C2设为所述蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的电容，将V1设为起动所述蓄电池转换器之前的所述蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的电压，将α、β设为大于0且小于等于1的系数，将Vtar2设为所述蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的起动时目标电压，将t设为从所述蓄电池转换器起动起的经过时间，将tx设为所述蓄电池转换器起动后所述蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的电压达到所述起动时目标电压Vtar2为止的经过时间，将Paux设为所述压缩机及所述主截止阀的动作时的消耗电力时，所述控制部以使所述蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的电压VC(t)在达到所述起动时目标电压Vtar2之前满足以下的式子VC(t)＝α×{(2×Wout×t)/(C1+C2)+V12}1/2或VC(t)＝{(2×α×Wout×t)/(C1+C2)+V12}1/2，并使所述蓄电池转换器的升压用的平滑电容器的电压VC(t)在达到所述起动时目标电压Vtar2之后满足以下的三个式子VC(t)＝β×{2×(Wout-Paux)(t-tx)/(C1+C2)+Vtar22}1/2VC(t)＝{2×β×(Wout-Paux)(t-tx)/(C1+C2)+Vtar22}1/2VC(t)＝{2×(β×Wout-Paux)(t-tx)/(C1+C2)+Vtar22}1/2中的任一式的方式，对所述蓄电池转换器进行控制。6.根据权利要求1～5中任一项所述的燃料电池系统，其中，所述蓄电池传感器具有算出所述二次电池的SOC的SOC算出部，所述控制部构成为，使用所述二次电池的温度及算出的SOC，按...

【专利技术属性】
技术研发人员：挂布裕史，马屋原健司，渡边隆男，
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