燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池系统，具备：第一燃料电池，通过将第一单电池层叠而成；第二燃料电池，通过将第二单电池层叠而成；第一电压检测装置；第二电压检测装置；及控制装置。上述第一电压检测装置检测每平均N个上述第一单电池的电压，上述第二电压检测装置检测上述第二燃料电池整体的电压或者每平均M个上述第二单电池的电压，上述M个比上述N个多。上述控制装置执行通过参照上述第一电压检测装置的检测结果来判定是否任一个上述第一单电池处于燃料缺乏状态的判定处理，在上述判定处理中做出了肯定判定的情况下对于上述第一燃料电池在发电状态下执行消除燃料缺乏状态的消除处理且将上述第二燃料电池的发电控制为停止状态。

【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
在层叠了多个单电池而成的燃料电池中，例如若无法向一部分单电池充分供给燃料气体而成为燃料缺乏的状态，则存在该单电池的电压降低至成为负电压而导致该单电池的输出性能降低的情况(例如参照日本特开2006－049259)。为了抑制这样的输出性能的降低，可考虑对是否任一个单电池处于燃料缺乏状态进行判定，在处于燃料缺乏状态的情况下执行用于消除燃料缺乏状态的消除处理。这里，例如通过使用对每一个单电池的电压进行检测的电压检测装置并参照其检测结果，能够高精度判定是否任一个单电池处于燃料缺乏状态，由此能恰当地执行消除处理而抑制输出性能的降低。对于这样的电压检测装置而言，若按很少的个数检测单电池的电压则制造成本变高，与按多个来检测电压或仅检测燃料电池整体的电压相比，按每一个检测单电池的电压的制造成本较高。另外，在具备多个燃料电池的燃料电池系统中，若对多个燃料电池分别安装这样的制造成本高的电压检测装置，则燃料电池系统的制造成本增大。
技术实现思路
本专利技术提供一种既削减制造成本又抑制输出性能降低的燃料电池系统。本专利技术所涉及的一个方式提供燃料电池系统。该燃料电池系统具备：第一燃料电池，被供给燃料气体以及氧化剂气体，且通过将多个第一单电池层叠而成；第二燃料电池，被供给燃料气体以及氧化剂气体，且通过将多个第二单电池层叠而成；第一电压检测装置及第二电压检测装置，分别安装于上述第一燃料电池及第二燃料电池；以及控制装置，构成为控制上述第一燃料电池及第二燃料电池的运转。上述第一电压检测装置检测每平均N个上述第一单电池的电压，上述第二电压检测装置构成为检测上述第二燃料电池整体的电压或者每平均M个上述第二单电池的电压，上述M个比上述N个多。上述控制装置构成为执行通过参照上述第一电压检测装置的检测结果来判定是否任一个上述第一单电池处于燃料缺乏状态的判定处理，当在上述判定处理中做出了肯定判定的情况下，对于上述第一燃料电池在发电状态下执行将燃料缺乏状态消除的消除处理且将上述第二燃料电池的发电控制为停止状态。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为一边参照上述第一电压检测装置的检测结果一边对于上述第一燃料电池继续进行执行中的上述消除处理。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为参照上述第一电压检测装置的检测结果来对是否通过上述消除处理的执行而在任一个上述第一单电池中均消除了燃料缺乏状态进行判定。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为在判定为通过上述消除处理的执行而在任一个上述第一单电池均消除了燃料缺乏状态的情况下停止上述消除处理。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为在判定为通过上述消除处理的执行而未在任一个上述第一单电池中均消除了燃料缺乏状态的情况下将上述第一燃料电池的发电控制为停止状态。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为在判定为任一个上述第一单电池处于燃料缺乏状态的情况下，对于上述第一燃料电池执行上述消除处理且将上述第二燃料电池的发电控制为停止状态，进而对于上述第二燃料电池执行在上述第二燃料电池的发电开始前将成为燃料缺乏状态的因素消除的前处理。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为在判定为任一个上述第一单电池处于燃料缺乏状态且与上述第二燃料电池的电压相关的电压参数表示为处于发电状态的上述第二燃料电池的电压小于阈值的情况下，对于上述第一燃料电池执行上述消除处理且将上述第二燃料电池的发电控制为停止状态。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为在判定为任一个上述第一单电池处于燃料缺乏状态且与上述第二燃料电池的温度相关的温度参数表示为处于发电状态的上述第二燃料电池的温度为阈值以下的情况下，对于上述第一燃料电池执行上述消除处理且将上述第二燃料电池的发电控制为停止状态。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为在对上述第一燃料电池以及第二燃料电池的至少一方存在发电开始请求的情况下，对于上述第一燃料电池在发电状态下执行上述判定处理。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为当在对上述第一燃料电池以及第二燃料电池的至少一方存在发电开始请求时与外部空气温度相关的外部空气温度参数表示为外部空气温度是阈值以下的情况下，对于上述第一燃料电池在发电状态下执行上述判定处理。在上述燃料电池系统中，上述控制装置可以构成为在判定为任一个上述第一单电池处于燃料缺乏状态且向上述第一燃料电池以及第二燃料电池的总计的请求输出小于阈值的情况下，对于上述第一燃料电池执行上述消除处理且将上述第二燃料电池的发电控制为停止状态。本专利技术能够提供既削减制造成本又抑制输出性能降低的燃料电池系统。附图说明以下，参照附图对本专利技术的示例性实施例的特征、优点、技术及工业重要性进行说明，在附图中相同的附图标记表示相同的构成要素，其中：图1是被搭载于车辆的燃料电池系统的结构图。图2A是电压传感器的说明图。图2B是电压传感器的其他说明图。图3是表示本实施例的燃料缺乏判定控制的一个例子的流程图。图4是表示燃料缺乏判定控制的第一变形例的流程图。图5是表示燃料缺乏判定控制的第二变形例的流程图。图6是表示燃料缺乏判定控制的第三变形例的流程图。图7A是电压传感器的第一变形例的说明图。图7B是电压传感器的第一变形例的其他说明图。图8A是电压传感器的第二变形例的说明图。图8B是电压传感器的第二变形例的其他说明图。具体实施方式燃料电池系统的简要结构图1是被搭载于车辆的燃料电池系统1的结构图。燃料电池系统1包括ECU(ElectronicControlUnit)3(控制装置)、燃料电池(以下称为FC)4a(第一燃料电池)及燃料电池4b(第二燃料电池)、二次电池(以下称为BAT)8a及8b、氧化剂气体供给系统10a及10b、燃料气体供给系统20a及20b、电力控制系统30a及30b、以及冷却系统40a及40b。另外，车辆具备行驶用的马达50、车轮5、加速器开度传感器6、点火开关7以及外部气温传感器9。FC4a以及4b是接受燃料气体和氧化剂气体的供给来进行发电的燃料电池。FC4a以及4b分别层叠有多个固体高分子电解质型的单电池。在FC4a以及4b内分别形成有供氧化剂气体流动的阴极流路4aC以及4bC和供燃料气体流动的阳极流路4aA以及4bA。单电池是包括膜电极接合体和夹持该膜电极接合体的一对隔板的构成燃料电池的最小单位。阳极流路4aA包括贯通了多个单电池的隔板的阳极入口歧管以及阳极出口歧管、和被配置在设置于各单电池的膜电极接合体的阳极侧的隔板与膜电极接合体之间的空间。膜电极接合体包括电解质膜和分别形成于电解质膜的两面的催化剂层。阴极流路4aC包括贯通了多个单电池的隔板的阴极入口歧管以及阴极出口歧管、和被配置在设置于各单电池的膜电极接合体的阴极侧的隔板与膜电极接合体之间的空间。在本实施例中，FC4a以及4b为相同的燃料电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，包括：/n第一燃料电池，被供给燃料气体以及氧化剂气体，通过将多个第一单电池层叠而成；/n第二燃料电池，被供给燃料气体以及氧化剂气体，通过将多个第二单电池层叠而成；/n第一电压检测装置，安装于所述第一燃料电池；/n第二电压检测装置，安装于所述第二燃料电池；以及/n控制装置，构成为控制所述第一燃料电池以及所述第二燃料电池的运转，/n其中，/n所述第一电压检测装置构成为检测每平均N个所述第一单电池的电压，/n所述第二电压检测装置构成为检测所述第二燃料电池整体的电压或者每平均M个所述第二单电池的电压，所述M个比所述N个多，/n所述控制装置构成为执行通过参照所述第一电压检测装置的检测结果来判定是否任一个所述第一单电池处于燃料缺乏状态的判定处理，当在所述判定处理中做出了肯定判定的情况下，对于所述第一燃料电池在发电状态下执行将燃料缺乏状态消除的消除处理且将所述第二燃料电池的发电控制为停止状态。/n

【技术特征摘要】
20190618 JP 2019-1131781.一种燃料电池系统，包括：
第一燃料电池，被供给燃料气体以及氧化剂气体，通过将多个第一单电池层叠而成；
第二燃料电池，被供给燃料气体以及氧化剂气体，通过将多个第二单电池层叠而成；
第一电压检测装置，安装于所述第一燃料电池；
第二电压检测装置，安装于所述第二燃料电池；以及
控制装置，构成为控制所述第一燃料电池以及所述第二燃料电池的运转，
其中，
所述第一电压检测装置构成为检测每平均N个所述第一单电池的电压，
所述第二电压检测装置构成为检测所述第二燃料电池整体的电压或者每平均M个所述第二单电池的电压，所述M个比所述N个多，
所述控制装置构成为执行通过参照所述第一电压检测装置的检测结果来判定是否任一个所述第一单电池处于燃料缺乏状态的判定处理，当在所述判定处理中做出了肯定判定的情况下，对于所述第一燃料电池在发电状态下执行将燃料缺乏状态消除的消除处理且将所述第二燃料电池的发电控制为停止状态。


2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述控制装置构成为一边参照所述第一电压检测装置的所述检测结果一边对于所述第一燃料电池继续进行执行中的所述消除处理。


3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，
所述控制装置构成为参照所述第一电压检测装置的所述检测结果来对通过所述消除处理的执行是否在任一个所述第一单电池中均消除了燃料缺乏状态进行判定。


4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，
所述控制装置构成为在判定为通过所述消除处理的执行而在任一个所述第一单电池中均消除了燃料缺乏状态的情况下停止所述消除处理。


5.根据权利要求3或4所述的燃料电池系统，其中，
所述控制装置构成为在判定为通过所述消除处理的执行而未在任一所述第一单电池中均消除了燃料缺乏状态的情况下将所述第一燃料电池的发电控制为停止状态。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤雅之，荒木康，
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