燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。所述燃料电池系统具备：具有树脂衬里和加强层的高压罐；取得高压罐的内压和内部温度的取得部；报告为需要朝向高压罐填充燃料气体的报告部；以及使用所取得的内部温度和内压来控制报告部的动作的控制部，控制部在内部温度以及内压的映射中设定对第1区域和第2区域进行划分的分界线，第1区域是表示因树脂衬里的收缩而产生于树脂衬里的应力有可能使树脂衬里破损的区域，第2区域是比第1区域高温高压的区域，当所取得的内部温度以及内压到达了分界线的情况下，使报告部报告为需要进行燃料气体的填充。

Control Method of Fuel Cell System and Fuel Cell System

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法
本公开涉及燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。
技术介绍
以往，公知有根据高压氢罐内的压力来推断残余氢量的高压氢罐的余量检测方法(例如，日本特开2011-137545)。公知为在使用具有树脂衬里和形成于树脂衬里的周围的加强层的罐作为高压氢罐的情况下，树脂衬里会因罐的温度、罐的内压等使用环境的变化而膨胀、收缩。本申请的专利技术人发现：若树脂衬里反复进行极度收缩的状态和极度膨胀的状态，则会在树脂衬里产生过大的应力，有可能使树脂衬里破损。
技术实现思路
本公开能够作为以下的方式来实现。(1)根据本公开的一个方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统包括：燃料电池组，构成为消耗燃料气体来进行发电；高压罐，具有树脂衬里和构成为覆盖上述树脂衬里的外表面的加强层，并在内部填充有上述燃料气体；取得部，构成为取得上述高压罐的内压和上述高压罐的内部的温度亦即内部温度；报告部，构成为报告需要朝向上述高压罐填充燃料气体这一情况；以及控制部，构成为使用所取得的上述内部温度与上述内压来控制上述报告部的动作。上述控制部在上述内部温度以及上述内压的映射中，设定对第1区域和第2区域进行划分的分界线，上述第1区域是表示因上述树脂衬里的收缩而产生于上述树脂衬里的应力有可能使上述树脂衬里破损的区域，上述第2区域是比上述第1区域高温高压的区域，当所取得的上述内部温度以及上述内压到达了上述分界线的情况下，上述控制部使上述报告部报告为需要进行上述燃料气体的填充。根据该方式的燃料电池系统，在内部温度以及内压降低而到达了分界线的情况下，控制部使报告部报告为需要进行燃料气体的填充。由此，能够减少树脂衬里因树脂衬里与加强层的收缩量的差异而破损的可能性。其中，“内部温度以及内压到达分界线”是指在内部温度以及内压的映射中，由所取得的内部温度的值以及内压的值构成的点到达分界线，具体是指该点与构成分界线的点一致、或者该点与比分界线处于第1区域侧的点一致。(2)在上述方式的燃料电池系统中，也可以在所取得的上述内压到达了预先决定的阈值的情况下，不论所取得的上述内部温度以及上述内压是否到达了上述分界线，上述控制部都使上述报告部执行需要进行上述燃料气体的填充这一报告。根据该方式的燃料电池系统，由于在满足了内压条件的情况下，不论是否到达上述分界线，都执行报告，所以能够抑制内压从预先决定的阈值大幅减少的情况。因此，能够减少因燃料气体的不足而无法进行燃料电池组的发电的可能性。(3)在上述方式的燃料电池系统中，也可以构成为上述树脂衬里在上述树脂衬里的长边方向的中央部具有与上述加强层粘合的粘合部，因上述树脂衬里的收缩而在上述粘合部处的上述树脂衬里产生应力。根据该方式的燃料电池系统，能够减少由于因树脂衬里的收缩而在粘合部产生的应力的原因来使树脂衬里破损的可能性。(4)在上述方式的燃料电池系统中，上述取得部可以具有下述(i)～(iii)中的任一个。(i)构成为取得上述内压的压力传感器和取得上述内部温度的温度传感器、(ii)构成为取得上述内压的压力传感器和构成为使用所取得的上述内压来对上述内部温度进行推断的温度推断部、(iii)取得上述内部温度的温度传感器和构成为使用所取得的上述内部温度来对上述内压进行推断的压力推断部。根据该方式的燃料电池系统，可提供具备(i)～(iii)中的任一个取得部的燃料电池系统。(5)在上述方式的燃料电池系统中，上述高压罐由多个高压罐构成。在所取得的上述多个高压罐的至少一个高压罐的上述内压与上述内部温度到达了上述分界线的情况下，上述控制部使上述报告部报告为需要至少对上述一个高压罐进行上述燃料气体的填充。(6)在上述方式的燃料电池系统中，可以在所取得的上述多个高压罐各自的上述内压到达了上述阈值的情况下，不论所取得的上述内部温度以及上述内压是否到达上述分界线，上述控制部都使上述报告部执行需要至少向上述一个高压罐进行上述燃料气体的填充这一报告。(7)在上述方式的燃料电池系统中，上述多个高压罐经由燃料气体供给流路与上述燃料电池组连接。在上述燃料气体供给流路设置有开闭阀。上述控制部可以在上述燃料电池组发电时对上述开闭阀进行控制，以使上述多个高压罐各自的上述内压相同。(8)在上述方式的燃料电池系统中，上述多个高压罐经由燃料气体供给流路与上述燃料电池组连接。在上述燃料气体供给流路设置有开闭阀。上述控制部可以在上述燃料电池组发电时对上述开闭阀进行控制，以便直至上述多个高压罐中的第1高压罐的上述内压减小到预先决定的压力值为止不使上述多个高压罐中的第2高压罐的上述内压减少，当所取得的上述第2高压罐的上述内压与上述内部温度到达了上述分界线的情况下，使上述报告部报告为需要至少向上述第2高压罐进行上述燃料气体的填充。(9)在上述方式的燃料电池系统中，可以在所取得的上述第2高压罐的上述内压到达了上述阈值的情况下，不论所取得的上述内部温度以及上述内压是否到达上述分界线，上述控制部都使上述报告部执行需要至少向上述第2高压罐进行上述燃料气体的填充这一报告。(10)根据本公开的另一方式，提供一种燃料电池系统的控制方法。该燃料电池系统的控制方法包括：取得高压罐的内压与上述高压罐的内部的温度亦即内部温度，其中，上述高压罐具有树脂衬里和构成为覆盖上述树脂衬里的外表面的加强层，并在内部填充有被燃料电池组的发电所消耗的燃料气体；在上述内部温度以及上述内压的映射中设定对第1区域和第2区域进行划分的分界线，上述第1区域是表示因上述树脂衬里的收缩而产生于上述树脂衬里的应力有可能使上述树脂衬里破损的区域，上述第2区域是比上述第1区域相高温高压的区域；以及在所取得的上述内部温度以及上述内压到达了上述分界线的情况下，使构成为对需要朝向上述高压罐填充燃料气体这一状况进行报告的报告部报告为需要进行上述燃料气体的填充。本公开能够通过上述的燃料电池系统以外的各种方式来实现。例如，能够以上述燃料电池系统的控制方法、具备燃料电池系统的燃料电池车辆、船舶、飞机等移动体、或者住宅、大厦等固定设施的方式来实现。附图说明下面将参照附图来描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点、技术以及工业意义，附图中相同的数字表示相同的部件，其中：图1是第1实施方式所涉及的燃料电池系统的概略图。图2是第1实施方式中的高压罐的示意图。图3是表示第1实施方式中的树脂衬里的内部温度与内压的数据映射(datamap)的图表。图4是表示在第1实施方式所涉及的燃料电池系统中执行报告时的步骤的流程图。图5是第2实施方式中的高压罐的示意图。图6是表示第2实施方式中的树脂衬里的内部温度与内压的数据映射的图表。图7是用于对树脂衬里的内部温度以及内压处于应力产生区域的情况下的粘合部的样子进行说明的示意图。具体实施方式A.第1实施方式图1是第1实施方式所涉及的燃料电池系统100的概略图。燃料电池系统100具备燃料电池组20、燃料气体供排机构50、氧化剂气体供排机构60、制冷剂循环机构70、控制部80、存储部82、以及报告部84。燃料电池系统100通过燃料气体(阳极气体)与氧化剂气体(阴极气体)的反应来进行发电。在本实施方式中，燃料气体为氢气，氧化剂气体为空气。制冷剂循环机构70与燃料电池组20连接，具有供制冷剂(例如水)流通的制冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：燃料电池组，构成为消耗燃料气体来进行发电；高压罐，具有树脂衬里和构成为覆盖所述树脂衬里的外表面的加强层，并在内部填充有所述燃料气体；取得部，构成为取得所述高压罐的内压和所述高压罐的内部的温度亦即内部温度；报告部，构成为报告需要朝向所述高压罐填充燃料气体这一情况；以及控制部，使用所取得的所述内部温度与所述内压来控制所述报告部的动作，其中，所述控制部在所述内部温度与所述内压的映射中设定对第1区域和第2区域进行划分的分界线，其中，所述第1区域是表示因所述树脂衬里的收缩而产生于所述树脂衬里的应力有可能使所述树脂衬里破损的区域，所述第2区域是比所述第1区域高温高压的区域，当所取得的所述内部温度以及所述内压到达了所述分界线的情况下，所述控制部使所述报告部报告为需要进行所述燃料气体的填充。

【技术特征摘要】
2018.02.26 JP 2018-0317801.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：燃料电池组，构成为消耗燃料气体来进行发电；高压罐，具有树脂衬里和构成为覆盖所述树脂衬里的外表面的加强层，并在内部填充有所述燃料气体；取得部，构成为取得所述高压罐的内压和所述高压罐的内部的温度亦即内部温度；报告部，构成为报告需要朝向所述高压罐填充燃料气体这一情况；以及控制部，使用所取得的所述内部温度与所述内压来控制所述报告部的动作，其中，所述控制部在所述内部温度与所述内压的映射中设定对第1区域和第2区域进行划分的分界线，其中，所述第1区域是表示因所述树脂衬里的收缩而产生于所述树脂衬里的应力有可能使所述树脂衬里破损的区域，所述第2区域是比所述第1区域高温高压的区域，当所取得的所述内部温度以及所述内压到达了所述分界线的情况下，所述控制部使所述报告部报告为需要进行所述燃料气体的填充。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，在所取得的所述内压到达了预先决定的阈值的情况下，不论所取得的所述内部温度以及所述内压是否到达所述分界线，所述控制部都使所述报告部执行需要进行所述燃料气体的填充这一报告。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述树脂衬里在所述树脂衬里的长边方向的中央部具有与所述加强层粘合的粘合部，构成为因所述树脂衬里的收缩而在所述粘合部处的所述树脂衬里产生应力。4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述取得部具有下述(i)～(iii)中的任一个：(i)构成为取得所述内压的压力传感器和构成为取得所述内部温度的温度传感器；(ii)构成为取得所述内压的压力传感器和构成为使用所取得的所述内压对所述内部温度进行推断的温度推断部；(iii)构成为取得所述内部温度的温度传感器和构成为使用所取得的所述内部温度对所述内压进行推断的压力推断部。5.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述高压罐由多个高压罐构成，在所取得的所述多个高压罐的至少一个高压罐的所述内压与所述内部温度到达了所述分界线的情况下，所述控制部使所述报...

【专利技术属性】
技术研发人员：大坪弘和，
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