燃料电池系统和二次电池诊断方法技术方案

一种燃料电池系统和二次电池诊断方法，该燃料电池系统包括燃料电池、辅助装置、辅助装置控制器、二次电池、电流传感器、电压传感器和诊断控制器。在燃料电池不输出电力的输出停止状态中，辅助装置控制器通过使用从二次电池供应的电力驱动辅助装置并且向燃料电池供应气体，来执行将燃料电池中余留的水排出到燃料电池系统外部的残水扫气处理。诊断控制器使用电流积算值诊断二次电池，电流积算值通过积算在二次电池的放电电压的预定电压范围中从二次电池供应的电流量而获得，二次电池的放电电压当通过执行残水扫气处理将电力供应到辅助装置时响应于放电而变化。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统和二次电池诊断方法
本专利技术涉及一种包括二次电池的燃料电池系统，和一种二次电池诊断方法。
技术介绍
在燃料电池系统中，可以设置二次电池从而向用于供应反应气体的辅助装置例如空气压缩机或者用于循环氢气的泵供应电力。二次电池的放电性能随着时间逐渐劣化。因此，二次电池需要被定期诊断。作为二次电池诊断方法，提出了一种诊断方法(参考日本未审定专利申请公报No.2013-150417(JP2013-150417A)，该诊断方法包括：获得当二次电池的放电电压在二次电池向辅助装置等供应电力的同时减小时在预定电压范围中的放电电流的积算值；并且基于放电电流的积算值来诊断性能劣化的程度。
技术实现思路
然而，执行相关技术的二次电池诊断方法可能占用长的时间段，例如大约一个小时。因此，例如在其中燃料电池系统被安装在车辆上以供应用于驱动车辆的电力的构造中，在将车辆带到维修车间之后诊断可能被执行大约一个小时，对于用户而言这是相当不方便的。另外，即使在被固定到地面或者建筑物并且被使用的燃料电池系统中，该系统仍然可能为了进行诊断而停用大约一个小时，对于用户而言这是不方便的。因此，期望一种能够抑制与在燃料电池系统中包括的二次电池的诊断相关的用户方便性劣化的技术。本专利技术能够实现以下方面。(1)本专利技术的第一方面涉及一种燃料电池系统，包括：燃料电池；辅助装置，该辅助装置用于向燃料电池供应气体；辅助装置控制器，该辅助装置控制器被构造成控制辅助装置的运行；二次电池；电流传感器，该电流传感器被构造成测量从二次电池供应的电流量；电压传感器，该电压传感器被构造成测量二次电池的放电电压；和诊断控制器，该诊断控制器被构造成诊断二次电池。辅助装置控制器被构造成在燃料电池不输出电力的输出停止状态中，通过使用从二次电池供应的电力驱动辅助装置并且向燃料电池供应气体，执行将燃料电池中余留的水排出到燃料电池系统外部的残水扫气处理。诊断控制器被构造成使用电流积算值诊断二次电池，该电流积算值通过积算在二次电池的放电电压的预定电压范围中从二次电池供应的电流量而获得，二次电池的放电电压当通过执行残水扫气处理将电力供应到辅助装置时响应于放电而变化。利用根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统，诊断控制器使用电流积算值诊断二次电池，电流积算值通过积算在二次电池的放电电压的预定电压范围中从二次电池供应的电流量而获得，二次电池的放电电压当通过在输出停止状态中执行残水扫气处理将电力供应到辅助装置时响应于放电而变化。因此，仅用于诊断二次电池的二次电池的放电能够被避免。相应地，例如，不需要将燃料电池系统带到维修车间或者特意地使燃料电池进入输出停止状态中以诊断二次电池，并且用户方便性的劣化能够被抑制。(2)根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统可以进一步包括存储单元，该存储单元被构造成存储从二次电池供应的电流量的积算值。诊断控制器可以被构造成当残水扫气处理在二次电池在电压范围中的放电完成之前完成时，通过重复以下处理(i)和(ii)直至二次电池在电压范围中的放电完成为止来获得电流积算值：(i)使得存储单元存储从残水扫气处理的开始到残水扫气处理的结束从二次电池供应的电流量的积算值的处理；和(ii)当下一残水扫气处理被执行时，将从二次电池供应的电流量积算到被存储在存储单元中的积算值的处理。利用根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统，当残水扫气处理在预定电压范围中的放电被完成之前完成时，存储单元存储从残水扫气处理的开始到残水扫气处理的结束从二次电池供应的电流量的积算值。接着，当下一残水扫气处理被执行时，从二次电池供应的电流量被积算到存储在存储单元中的积算值。以上处理被重复。因此，即使当残水扫气处理在预定电压范围中的放电完成之前完成时，仍然能够通过执行残水扫气处理一次或多次而完成在预定电压范围中从二次电池供应的电流量的积算。因此，能够获得诊断二次电池所需要的电流积算值，并且二次电池能够被准确地诊断。(3)在根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统中，气体可以包括空气作为氧化剂气体，并且辅助装置可以包括空气压缩机。利用根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统，一般地，电流积算值在向具有高电力消耗的空气压缩机供应电力(放电)期间获得。因此，能够在短时间段内获得诊断二次电池所需要的电流积算值。此外，能够在燃料电池的阴极侧上执行残水扫气处理的同时诊断二次电池。(4)在根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统中，气体可以包括氢气作为燃料气体。燃料电池系统可以进一步包括：罐，在该罐中存储氢气；阳极气体供应路径，通过该阳极气体供应路径氢气被从罐向燃料电池供应；阳极废气排出路径，通过该阳极废气排出路径包括氢气的废气被从燃料电池排出；旁通流路，通过该旁通流路阳极废气排出路径和阳极气体供应路径被连接；和泵，泵被布置在旁通流路中并且向阳极气体供应路径供应被从阳极废气排出路径排出的废气。辅助装置可以包括泵。利用根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统，能够在燃料电池的阳极侧上执行残水扫气处理的同时诊断二次电池。(5)在根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统中，诊断控制器可以被构造成比较电流积算值与阈值积算值，阈值积算值是二次电池的劣化处于容许范围的下限的电流积算值，并且诊断控制器可以被构造成当电流积算值低于阈值积算值时判定二次电池劣化。利用根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统，诊断控制器比较电流积算值与阈值积算值，阈值积算值是二次电池的劣化处于容许范围的下限的电流积算值，并且当电流积算值低于阈值积算值时判定二次电池劣化。因此，诊断控制器能够准确地判定二次电池是否劣化。(6)在根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统中，诊断控制器可以被构造成比较在预定经过时间期间电流积算值的斜率与在该预定经过时间期间二次电池的劣化处于容许范围的下限的电流积算值的阈值斜率，并且诊断控制器可以被构造成当电流积算值的斜率小于阈值斜率时判定二次电池劣化。(7)在根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统中，诊断控制器可以判定在残水扫气处理开始时二次电池的放电电压是否低于电压范围的上限值，当诊断控制器判定二次电池的放电电压低于电压范围的上限值时可以不获得电流积算值并且可以不诊断二次电池，并且当诊断控制器判定二次电池的放电电压不低于电压范围的上限值时可以获得电流积算值并且可以诊断二次电池。利用根据本专利技术的第一方面的燃料电池系统，当在预定电压范围中从二次电池供应的电流量不能被积算时，诊断控制器不获得电流积算值并且不诊断二次电池。当在预定电压范围中从二次电池供应的电流量能够被积算时，诊断控制器获得电流积算值并且诊断二次电池。因此，能够抑制执行不必要的处理，并且二次电池能够被准确地诊断。(8)本专利技术的第二方面涉及一种诊断二次电池的二次电池诊断方法，该二次电池向用于向燃料电池供应气体的辅助装置供应电力，该二次电池诊断方法包括：(a)在燃料电池不输出电力的输出停止状态中，通过使用从二次电池供应的电力驱动辅助装置并且向燃料电池供应气体，执行将燃料电池中余留的水排出到燃料电池系统外部的残水扫气处理；(b)通过积算在二次电池的放电电压的预定电压范围中从二次电池供应的电流量而获得电流积算值，二次电池的放电电压当通过执行残水扫气处理将电力供应到辅助装置时响应于放电而变化；和(c)使用电流积算值诊断二次电池。能够以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，其特征在于包括：燃料电池；辅助装置，所述辅助装置用于向所述燃料电池供应气体；辅助装置控制器，所述辅助装置控制器被构造成控制所述辅助装置的运行；二次电池；电流传感器，所述电流传感器被构造成测量从所述二次电池供应的电流量；电压传感器，所述电压传感器被构造成测量所述二次电池的放电电压；和诊断控制器，所述诊断控制器被构造成诊断所述二次电池，其中：所述辅助装置控制器被构造成，在所述燃料电池不输出电力的输出停止状态中，通过使用从所述二次电池供应的电力驱动所述辅助装置并且向所述燃料电池供应所述气体，来执行将所述燃料电池中余留的水排出到所述燃料电池系统外部的残水扫气处理；并且所述诊断控制器被构造成使用电流积算值诊断所述二次电池，所述电流积算值通过积算在所述二次电池的放电电压的预定电压范围中从所述二次电池供应的电流量而获得，所述二次电池的放电电压当通过执行所述残水扫气处理将电力供应到所述辅助装置时响应于放电而变化。

【技术特征摘要】
2016.12.12 JP 2016-2400931.一种燃料电池系统，其特征在于包括：燃料电池；辅助装置，所述辅助装置用于向所述燃料电池供应气体；辅助装置控制器，所述辅助装置控制器被构造成控制所述辅助装置的运行；二次电池；电流传感器，所述电流传感器被构造成测量从所述二次电池供应的电流量；电压传感器，所述电压传感器被构造成测量所述二次电池的放电电压；和诊断控制器，所述诊断控制器被构造成诊断所述二次电池，其中：所述辅助装置控制器被构造成，在所述燃料电池不输出电力的输出停止状态中，通过使用从所述二次电池供应的电力驱动所述辅助装置并且向所述燃料电池供应所述气体，来执行将所述燃料电池中余留的水排出到所述燃料电池系统外部的残水扫气处理；并且所述诊断控制器被构造成使用电流积算值诊断所述二次电池，所述电流积算值通过积算在所述二次电池的放电电压的预定电压范围中从所述二次电池供应的电流量而获得，所述二次电池的放电电压当通过执行所述残水扫气处理将电力供应到所述辅助装置时响应于放电而变化。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于进一步包括存储单元，所述存储单元被构造成存储从所述二次电池供应的电流量的积算值，其中所述诊断控制器被构造成，当所述残水扫气处理在所述二次电池在所述电压范围中的放电完成之前完成时，通过重复以下处理(i)和(ii)直至所述二次电池在所述电压范围中的放电完成为止来获得所述电流积算值：(i)使得所述存储单元存储从所述残水扫气处理的开始到所述残水扫气处理的结束从所述二次电池供应的电流量的所述积算值的处理；和(ii)当下一残水扫气处理被执行时，将从所述二次电池供应的所述电流量积算到被存储在所述存储单元中的所述积算值的处理。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于：所述气体包括空气作为氧化剂气体；并且所述辅助装置包括空气压缩机。4.根据权利要求1到3中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于：所述气体包括氢气作为燃料气体；其中所述燃料电池系统进一步包括：罐，在所述罐中存储氢气，阳极气体供应路径，通过所述阳极气体供应路径所述氢气被从所述罐向所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅野真启，
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