燃料电池系统及其控制方法技术方案

一种燃料电池系统及其控制方法能够更可靠地提高燃料电池在正常工作期间的发电效率。燃料电池系统１０沿着摩托车的车架２００布置。该燃料电池系统１０包括：燃料电池１２，其具有阴极１２ｃ；空气泵３４，其给所述阴极１２ｃ供应含氧气的空气；以及ＣＰＵ７２，其控制构成所述燃料电池系统１０的各个元件的工作。该ＣＰＵ７２根据情况确定在正常工作期间是否执行氧气短缺供应过程，并且当确定所述氧气短缺供应过程时使所述空气泵３４停止，其中，所述氧气短缺供应过程是对所述阴极１２ｃ短缺供应氧化剂的过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池系统及其控制方法
本专利技术涉及一种燃料电池系统及其控制方法，更具体地，涉及一种给燃料电池中的阴极供应氧化剂的燃料电池系统及其控制方法。
技术介绍
通常，在燃料电池系统的领域中，使用氧化剂短缺供应过程(空气短缺供应)，该过程临时停止或减少给燃料电池中的阴极供应氧化剂，从而使该阴极的氧化剂不足。一般知道，与在氧化剂短缺供应过程之前的输出相比，燃料电池在氧化剂短缺供应过程之后的输出(尤其电动势)增大了。这可以以各种不同的方式中使用：JP-A 63-26961披露了这样一种技术，即，在进行恒定的发电时以正常工作进行氧化剂短缺供应过程，从而恢复燃料电池的输出，否则燃料电池的输出会随着时间而降低。此外，PCT(WO)2003-504807披露了这样一种技术，其中在启动时基于燃料电池的温度进行氧化剂短缺供应过程，以便提高燃料电池的过电压(内电阻)，这导致发热量增加。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题然而，JP-A 63-26961既没有披露用于确定是否进行氧化剂短缺供应过程的确定标准，也没有披露在何时执行氧化剂短缺供应过程的时序。在氧化剂短缺供应过程期间，燃料电池的输出(电功率)降低，这意味着，执行氧化剂短缺供应过程和恢复燃料电池系统的输出可以导致这样的情-->况，其中，由于氧化剂短缺供应过程所提高的电能的量小于由于氧化剂短缺供应过程所降低的电能的量，这取决于燃料电池系统的条件(例如，在燃料电池中的电解质的条件)。换句话说，通过执行氧化剂短缺供应过程，可能降低燃料电池的发电效率，这取决于燃料电池中的电解质的条件。在PCT(WO)2003-504807中所披露的技术是，在启动时即在燃料电池的输出仍不稳定时进行氧化剂短缺供应过程。该技术试图快速地提高燃料电池的温度，从而使燃料电池系统快速地进入正常工作，从而燃料电池能够更稳定发电。也就是说，在PCT(WO)2003-504807中所披露的技术没有涉及到通过执行氧化剂短缺供应过程恢复燃料电池的输出来提高发电效率，否则，在正常工作期间，燃料电池的输出会随着时间而降低。因此，本专利技术的主要目的是提供一种在正常工作期间可靠地提供燃料电池的发电效率的燃料电池系统及其控制方法。解决问题的技术方案本专利技术的一个优选实施例提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括：燃料电池，其具有被供应氧化剂阴极；氧化剂供应装置，用于给所述阴极供应所述氧化剂；确定装置，用于根据情况确定在正常工作期间是否执行氧化剂短缺供应过程；以及控制装置，基于由所述确定装置所确定的结果控制所述氧化剂供应装置在正常工作期间的工作。本专利技术的另一优选实施例提供一种控制燃料电池系统的方法，该燃料电池系统给燃料电池中的阴极供应氧化剂。该方法包括：确定步骤，根据情况确定在正常工作期间是否执行氧化剂短缺供应过程；以及控制步骤，基于在正常工作期间是否执行氧化剂短缺供应过程的确定结果来控制给所述阴极供应的氧化剂的量。在本专利技术的优选实施例中，在正常工作期间，根据情况确定是否执行氧化剂短缺供应过程。如果确定执行氧化剂短缺供应过程，则从到当时为止所供应的量临时停止或减少给所述阴极供应氧化剂。如上所述，检查情况，以确定是否执行氧化剂短缺供应过程，然后，根据情况的需要执行氧化剂短缺供应过程。这样，可以更可靠地提供燃料电池在正常工作期间的-->发电效率。优选地，该燃料电池系统还包括第一存储装置，用于存储所述燃料电池在前一氧化剂短缺供应过程之前的输出值和所述燃料电池在前一氧化剂短缺供应过程之后的输出值。基于存储在所述第一存储装置中的所述燃料电池在前一氧化剂短缺供应过程之前的输出值和所述燃料电池在前一氧化剂短缺供应过程之后的输出值之间的比较结果，确定是否要执行所述氧化剂短缺供应过程。在这种情况下，当存储在所述第一存储装置中的所述燃料电池在前一氧化剂短缺供应过程之后的输出以不小于预定比的比率大于所述燃料电池在前一氧化剂短缺供应过程之前的输出时，确定执行所述氧化剂短缺供应过程，并且控制给所述阴极供应的氧化剂的量。也就是说，当前一氧化剂短缺供应过程的结果显示在所述氧化剂短缺供应过程之后可得到的电能的增量大于在所述氧化剂短缺供应过程期间可得到的电能的量时，确定执行所述氧化剂短缺供应过程。如上所述，通过在存在提高所述燃料电池的发电效率的正标记时执行所述氧化剂短缺供应过程，可以更可靠地提高燃料电池在正常工作期间的发光效率。优选，该燃料电池系统还包括第二存储装置，用于存储与所经过的时间长度对应的所述燃料电池的期望输出值，并且，基于存储在所述第二存储装置中的所述燃料电池的期望输出值和所述燃料电池的当前输出值之间的比较结果，确定是否要执行氧化剂短缺供应过程。在这种情况下，当所述燃料电池的输出的当前值小于存储在所述第二存储装置中的所述燃料电池的输出的期望值时，确定执行所述氧化剂短缺供应过程，并且控制给所述阴极供应的氧化剂的量。也就是说，当所述输出降低得比所述燃料电池的标准时间进程输出更快时，确定执行氧化剂短缺供应过程。因此，可以避免在无需恢复所述燃料电池的输出时进行不必要的氧化剂短缺供应过程，并且可以使所述燃料电池在正常工作期间的发电效率不会有不希望的下降。优选，该燃料电池系统还包括：二次电池，其与所述燃料电池电连接；以及电荷检测装置，用于检测在所述二次电池中的电荷量。基于由所述电-->荷检测装置所检测的所述二次电池中的电荷量，确定是否要执行氧化剂短缺供应过程。当所述二次电池中的电荷量低于预定量时，即，当所述二次电池必须充电时，确定执行所述氧化剂短缺供应过程，并且控制给所述阴极供应的氧化剂的量。当所述二次电池中的电荷量足够时，无需恢复所述燃料电池的输出。因此，这种布置避免了不必要地执行氧化剂短缺供应过程，并且降低了所述燃料电池的发电效率中的不希望的下降的风险。这种布置也防止了由于过度充电而导致所述二次电池过早劣化的问题。优选，该燃料电池还包括时间测量装置，用于测量时间。在所述时间测量装置测量在启动操作后从所述启动操作过渡到正常工作所需的预定量的时间之后，确定是否要执行氧化剂短缺供应过程。如上所述，通过让时间测量装置自动测量从所述启动操作过渡到所述启动操作之后的所述正常工作所需的预定量的时间，可以取消操作员确定所述燃料电池系统是否已经进入正常工作的需要，从而降低了操作员的负担。在直接甲醇燃料电池系统中，将甲醇水溶液直接供应给所述燃料电池，使得直接甲醇燃料电池系统无需重组器，从而可以简化系统结构。由于此原因和其它原因，直接甲醇燃料电池系统适用于需要便携式的设备或希望小尺寸的设备中。为了长时间操作直接甲醇燃料电池系统和包括该系统的设备，必需提高燃料电池的发电效率。本专利技术能够提高所述燃料电池的发电效率，因此，在适用于要求便携式的设备中的直接甲醇燃料电池系统中以及在直接供应水溶液燃料给燃料电池的其它燃料电池系统中，本专利技术尤其有效。当燃料电池系统用于运输设备中时，所述燃料电池系统必须轻，因此它必须小于用于固定设备中的燃料电池系统。由此，必须提高用于运输设备中的燃料电池的发电效率。尤其当燃料电池系统包括二次电池时，所述二次电池通常小而轻，所以容易缺少所需的电荷。由于诸如此类的原因，必须快速地提高所述二次电池中的电荷量，从而提高所述燃料电池的发电效率是重要的。因此，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，包括：燃料电池，其具有被供应氧化剂的阴极；氧化剂供应装置，用于给所述阴极供应所述氧化剂；确定装置，用于确定在所述燃料电池的正常工作期间是否执行对所述阴极短缺供应所述氧化剂的过程；以及控制装置，其基于由所述确定装置确定的结果，而在所述正常工作期间控制所述氧化剂供应装置的工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-10-28 313461/20041.一种燃料电池系统，包括：燃料电池，其具有被供应氧化剂的阴极；氧化剂供应装置，用于给所述阴极供应所述氧化剂；确定装置，用于确定在所述燃料电池的正常工作期间是否执行对所述阴极短缺供应所述氧化剂的过程；以及控制装置，其基于由所述确定装置确定的结果，而在所述正常工作期间控制所述氧化剂供应装置的工作。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统还包括第一存储装置，用于存储所述燃料电池在前一氧化剂短缺供应过程之前的输出值和所述燃料电池在所述前一氧化剂短缺供应过程之后的输出值，其中，所述确定装置基于存储在所述第一存储装置中的所述燃料电池在所述前一氧化剂短缺供应过程之前的输出值和所述燃料电池在所述前一氧化剂短缺供应过程之后的输出值之间的比较结果，来确定是否执行氧化剂短缺供应过程。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统还包括第二存储装置，用于存储与从所述燃料电池系统的初始输出起所经过的时间长度对应的所述燃料电池的期望输出值，其中，所述确定装置基于所述燃料电池的当前输出值和存储在所述第二存储装置中的所述燃料电池的所述期望输出值之间的比较结果，来确定是否执行氧化剂短缺供应过程。4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统还包括：二次电池，该二次电池与所述燃料电池电连接；以及电荷检测装置，该电荷检测装置用于检测所述二次电池中的电荷量，其中，所述确定装置基于由所述电荷检测装置所检测的所述二次电池中的电荷量，来确定是否执行氧化剂短缺供应过程。5.根据权利要求1至4中的一项所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统还包括时间测量装置，该时间测量装置用于测量启动工作之后的时-->间，其中，所述确定装置确定在从所述启动工作过渡到所述正常工作所需的预定量的时间之后是否执行氧化剂短缺供应过程。6.根据权利要求1至5中的一项所述的燃料电池系...

【专利技术属性】
技术研发人员：村松恭行，大石昌嗣，
申请(专利权)人：雅马哈发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]