燃料电池系统技术方案

一种燃料电池系统，具备燃料电池单元、取得所述燃料电池单元的第1燃料电池堆的周围的温度的温度取得部、以及发电控制部。所述发电控制部构成为，在对所述燃料电池单元的要求电力低于预定的阈值的情况下，使所述第1燃料电池堆的发电暂时中止，并且以在所述周围的温度为基于所述第1燃料电池堆内的液态水冻结的温度的预定温度以下的情况下，与所述周围的温度比所述预定温度高的情况相比缩短所述第1燃料电池堆的连续的发电中止时间的方式，在所述连续的发电中止时间经过了预定时间时将所述第1燃料电池堆从发电中止切换为发电。

Fuel cell system

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
本专利技术涉及燃料电池系统。
技术介绍
已知有具备多个燃料电池堆的燃料电池系统。例如，已知有根据负载的变动来切换具有燃料电池的多个单元单电池中的与负载连接的单元单电池的个数的技术(例如，日本特开2003-178786)。
技术实现思路
如日本特开2003-178786所记载的那样，在根据负载的变动来切换与负载连接的燃料电池堆的个数的情况下，会产生中止发电的燃料电池堆。在该情况下，考虑到在发电中止期间在燃料电池堆内部液态水冻结的情况，即使此后欲使燃料电池堆发电，发电也可能变得困难。本专利技术提供一种抑制燃料电池堆内的液态水的冻结的技术。本专利技术的一技术方案提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：包括第1燃料电池堆和第2燃料电池堆的燃料电池单元；构成为取得所述第1燃料电池堆的周围的温度的温度取得部；以及构成为根据对所述燃料电池单元的要求电力来控制所述第1燃料电池堆和所述第2燃料电池堆的发电的发电控制部。所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于预定的阈值的情况下，使所述第1燃料电池堆的发电暂时中止，并且，以在由所述温度取得部取得的温度为基于所述第1燃料电池堆内的液态水冻结的温度的第1预定温度以下的情况下，与由所述温度取得部取得的温度比所述第1预定温度高的情况相比缩短所述第1燃料电池堆的连续的发电中止时间的方式，在所述连续的发电中止时间经过了预定时间时将所述第1燃料电池堆从发电中止切换为发电。在上述构成中，可以是，所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于所述预定的阈值且由所述温度取得部取得的温度为所述第1预定温度以下的情况下，对所述第1燃料电池堆交替地执行发电与发电中止，在使所述第1燃料电池堆的发电中止时使所述第2燃料电池堆发电、在使所述第1燃料电池堆发电时使所述第2燃料电池堆的发电中止。在上述构成中，可以是，所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于所述预定的阈值且由所述温度取得部取得的温度比所述第1预定温度高的状态维持的期间，使所述第1燃料电池堆的发电持续地中止、使所述第2燃料电池堆持续地发电。在上述构成中，可以是，所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于所述预定的阈值的情况下，无论由所述温度取得部取得的温度如何均使所述第1燃料电池堆与所述第2燃料电池堆交替地发电，在由所述温度取得部取得的温度比所述第1预定温度高的情况下，与由所述温度取得部取得的温度为所述第1预定温度以下的情况相比，延长所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆的发电中止与发电的切换间隔。在上述构成中，可以是，所述发电控制部构成为，在由所述温度取得部取得的温度在所述第1预定温度以下的温度范围内低时，与由所述温度取得部取得的温度在所述第1预定温度以下的温度范围内高时相比，缩短所述预定时间。在上述构成中，可以是，所述温度取得部构成为还取得所述第1燃料电池堆的温度，所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于所述预定的阈值且由所述温度取得部取得的所述第1燃料电池堆的周围的温度为所述第1预定温度以下的情况下使所述第1燃料电池堆的发电中止时，在由所述温度取得部取得的所述第1燃料电池堆的温度成为了第2预定温度以下的情况下，将所述第1燃料电池堆从发电中止切换为发电。本专利技术的另一技术方案提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：包括第1燃料电池堆和第2燃料电池堆的燃料电池单元；构成为取得所述第1燃料电池堆的温度的温度取得部；以及构成为根据对所述燃料电池单元的要求电力来控制所述第1燃料电池堆和所述第2燃料电池堆的发电的发电控制部。所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于预定的阈值的情况下，使所述第1燃料电池堆的发电暂时中止，并且，在由所述温度取得部取得的所述第1燃料电池堆的温度成为了基于所述第1燃料电池堆内的液态水冻结的温度的预定温度以下的情况下，将所述第1燃料电池堆从发电中止切换为发电。在上述构成中，可以是，所述温度取得部构成为还取得所述第2燃料电池堆的温度，所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于所述预定的阈值的情况下，在使所述第1燃料电池堆的发电中止时使所述第2燃料电池堆发电、在使所述第1燃料电池堆发电时使所述第2燃料电池堆的发电中止，并且，在使所述第2燃料电池堆的发电中止时由所述温度取得部取得的所述第2燃料电池堆的温度成为了基于所述第2燃料电池堆内的液态水冻结的温度的预定温度以下的情况下，将所述第2燃料电池堆从发电中止切换为发电。根据本专利技术，能够抑制燃料电池堆内的液态水的冻结。附图说明以下将参照附图说明本专利技术的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：图1是示出实施例1的燃料电池系统的构成的概略图。图2是示出实施例1的燃料电池系统的电构成的概略图。图3是示出实施例1中的发电控制的流程图。图4是用于说明实施例1中的发电控制的图。图5A是说明实施例1中的发电控制的时间图。图5B是说明实施例1中的发电控制的时间图。图6是示出实施例2中的发电控制的流程图。图7A是说明实施例2中的发电控制的时间图。图7B是说明实施例2中的发电控制的时间图。图8是示出实施例3中的发电控制的流程图。图9是用于决定切换间隔的映射的一例。图10A是说明实施例3中的发电控制的时间图。图10B是说明实施例3中的发电控制的时间图。图11是示出实施例4中的发电控制的流程图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施例进行说明。[燃料电池系统的构成]图1是示出实施例1的燃料电池系统的构成的概略图。燃料电池系统是用于燃料电池车辆或固定用燃料电池装置等，并根据要求电力输出电力的发电系统。此外，在以下的实施例中，以燃料电池系统搭载于车辆的情况为例进行说明。如图1那样，燃料电池系统500具备：构成燃料电池单元的第1燃料电池堆1(以下，称为第1FC堆1)及第2燃料电池堆2(以下，称为第2FC堆2)；控制单元10；阴极气体配管系统20、30；阳极气体配管系统40、60；以及制冷剂配管系统80、90。第1FC堆1及第2FC堆2是接受作为反应气体的氢(阳极气体)和空气(阴极气体)的供给来进行发电的固体高分子型燃料电池。第1FC堆1及第2FC堆2为多个单电池层叠而成的堆叠构造。各单电池具备：作为在电解质膜的两面配置有电极的发电体的膜电极接合体；和夹持膜电极接合体的一对分隔件。第1FC堆1与第2FC堆2的最大输出电力既可以相同，也可以不同。例如，第1FC堆1与第2FC堆2的单电池的层叠块数既可以相同，也可以不同。电解质膜例如是由具有磺酸基的氟类树脂材料或烃类树脂材料形成的固体高分子膜，在湿润状态下具有良好的质子传导性。电极构成为包括：碳载体；为具有磺酸基的固体高分子，在湿润状态下具有良好的质子传导性的离子交联聚合物(ionomer)。在碳载体担载有用于促进发电反应的催化剂(铂或铂-钴合金等)。在各单电池设置有用于使反应气体流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，具备：/n包括第1燃料电池堆和第2燃料电池堆的燃料电池单元；/n构成为取得所述第1燃料电池堆的周围的温度的温度取得部；以及/n构成为根据对所述燃料电池单元的要求电力来控制所述第1燃料电池堆和所述第2燃料电池堆的发电的发电控制部，其中，/n所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于预定的阈值的情况下，使所述第1燃料电池堆的发电暂时中止，并且，以在由所述温度取得部取得的温度为基于所述第1燃料电池堆内的液态水冻结的温度的第1预定温度以下的情况下，与由所述温度取得部取得的温度比所述第1预定温度高的情况相比缩短所述第1燃料电池堆的连续的发电中止时间的方式，在所述连续的发电中止时间经过了预定时间时将所述第1燃料电池堆从发电中止切换为发电。/n

【技术特征摘要】
20181205 JP 2018-2283871.一种燃料电池系统，其特征在于，具备：
包括第1燃料电池堆和第2燃料电池堆的燃料电池单元；
构成为取得所述第1燃料电池堆的周围的温度的温度取得部；以及
构成为根据对所述燃料电池单元的要求电力来控制所述第1燃料电池堆和所述第2燃料电池堆的发电的发电控制部，其中，
所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于预定的阈值的情况下，使所述第1燃料电池堆的发电暂时中止，并且，以在由所述温度取得部取得的温度为基于所述第1燃料电池堆内的液态水冻结的温度的第1预定温度以下的情况下，与由所述温度取得部取得的温度比所述第1预定温度高的情况相比缩短所述第1燃料电池堆的连续的发电中止时间的方式，在所述连续的发电中止时间经过了预定时间时将所述第1燃料电池堆从发电中止切换为发电。


2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于所述预定的阈值且由所述温度取得部取得的温度为所述第1预定温度以下的情况下，对所述第1燃料电池堆交替地执行发电与发电中止，在使所述第1燃料电池堆的发电中止时使所述第2燃料电池堆发电、在使所述第1燃料电池堆发电时使所述第2燃料电池堆的发电中止。


3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于所述预定的阈值且由所述温度取得部取得的温度比所述第1预定温度高的状态维持的期间，使所述第1燃料电池堆的发电持续地中止、使所述第2燃料电池堆持续地发电。


4.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述发电控制部构成为，在所述要求电力低于所述预定的阈值的情况下，无论由所述温度取得部取得的温度如何均使所述第1燃料电池堆与所述第2燃料电池堆交替地进行发电，在由所述温度取得部取得的温度比所述第1预定温度高的情况下，与由所述温度取得部取得的温度为所述第1预定温度以下的情况相比，延长所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆的发电中止与发...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤雅之，久米井秀之，金子智彦，
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