燃料电池系统和燃料电池系统的异常检测方法技术方案

提供一种燃料电池系统和燃料电池系统的异常检测方法。所述燃料电池系统包括：燃料电池，其包括具有阳极、阴极和电解质膜的至少一个燃料电池单元；阳极侧流路，其向阳极供给燃料气体并且从阳极排出燃料气体；阴极侧流路，其向阴极供给氧化气体并且从阴极排出氧化气体；电压检测单元，其检测燃料电池的电压；抑制单元，其设定如下抑制状态：在正常发电终止之后，与正常发电时相比，向阳极侧流路导入燃料气体以及向阴极侧流路导入氧化气体受抑制，并且从阳极侧流路导出燃料气体以及从阴极侧流路向外部导出氧化气体受抑制；以及异常检测单元，在设定抑制状态之后，异常检测单元基于检测到的电压或电压的变化来检测燃料电池系统的异常。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种装有燃料电池的燃料电池系统和所述燃料电池系统的异常检测方法。
技术介绍
在装有燃料电池的燃料电池系统中，燃料气体被供给到燃料电池的阳极，并且氧化气体被供给到燃料电池的阴极。在这种燃料电池系统中，当燃料电池的正常发电终止时， 燃料气体和氧化气体的供给被停止。然而，在公开号为2004-146084的日本专利申请(JP-A-2004-146084)中说明的现有的燃料电池系统中，在燃料气体和氧化气体的供给被停止之后，例如，在阳极与阴极之间发生交叉泄漏，从而引起阳极和阴极中的气体浓度分布。结果，存在有在阴极中局部发生氧化反应而使燃料电池劣化的可能性。
技术实现思路
本专利技术提供一种抑制燃料电池劣化的燃料电池系统和检测燃料电池系统的异常的方法。本专利技术的一个方案提供一种燃料电池系统。所述燃料电池系统包括燃料电池， 其包括具有阳极、阴极和电解质膜的至少一个燃料电池单元；阳极侧流路，其向至少一个燃料电池单元的阳极供给燃料气体并且从至少一个燃料电池单元的阳极排出燃料气体；阴极侧流路，其向至少一个燃料电池单元的阴极供给氧化气体并且从至少一个燃料电池单元的阴极排出氧化气体；电压检测单元，其检测燃料电池的电压；抑制单元，其形成如下抑制状态在燃料电池中的正常发电终止之后，与正常发电时相比，向阳极侧流路导入燃料气体以及向阴极侧流路导入氧化气体受抑制，并且与正常发电时相比，从阳极侧流路向阳极侧流路的外部导出燃料气体以及从阴极侧流路向阴极侧流路的外部导出氧化气体受抑制；以及异常检测单元，在由抑制单元设定抑制状态之后，异常检测单元基于由电压检测单元检测到的电压或检测到的电压的变化来检测燃料电池系统的异常。通过这样构造的燃料电池系统，可以抑制燃料电池的劣化。另外，燃料电池系统可以进一步包括电压变化量检测单元，所述电压变化量检测单元基于由电压检测单元检测到的电压来检测预定时间间隔内的电压变化量，其中，当在抑制状态被设定之后由电压变化量检测单元检测到的电压变化量变得大于第一电压变化量判定值时，异常检测单元可以检测为燃料电池系统异常，其中第一电压变化量判定值大于或等于零。通过这样做，可以精确地检测到燃料电池系统的异常。另外，燃料电池系统可以进一步包括电压变化量检测单元，所述电压变化量检测单元基于由电压检测单元检测到的电压来检测预定时间间隔内的电压变化量，其中，当在抑制状态被设定之后由电压变化量检测单元检测到的电压变化量变得大于第二电压变化量判定值并且由电压检测单元检测到的电压变得高于第一电压判定值时，异常检测单元可以检测为燃料电池系统异常，其中，第二电压变化量判定值大于或等于零，并且第一电压判定值高于或等于零。通过这样做，可以精确地检测到燃料电池系统的异常。另外，燃料电池系统可以进一步包括电压变化量检测单元，所述电压变化量检测单元基于由电压检测单元检测到的电压来检测预定时间间隔内的电压变化量，其中，当从抑制状态被设定时到由电压变化量检测单元检测到的电压变化量变成第三电压变化量判定值时所经过的时间段小于第一时间判定值时，异常检测单元可以检测为燃料电池系统异常，其中第三电压变化量判定值大于或等于零。通过这样做，可以精确地检测到燃料电池系统的异常。另外，燃料电池系统可以进一步包括电压变化量检测单元，所述电压变化量检测单元基于由电压检测单元检测到的电压来检测预定时间间隔内的电压变化量，其中，当在抑制状态被设定之后由电压变化量检测单元检测到的电压变化量变得大于第四电压变化量判定值、由电压检测单元检测到的电压变得高于第二电压判定值然后电压下降到变得低于第三电压判定值时，并且当从电压变得高于第二电压判定值时到电压变得低于第三电压判定值时所经过的时间段小于第二时间判定值时，异常检测单元可以检测为燃料电池系统异常，其中，第四电压变化量判定值大于或等于零，并且第二电压判定值高于或等于零。通过这样做，可以精确地检测到燃料电池系统的异常。另外，燃料电池系统可以进一步包括电压变化量检测单元，所述电压变化量检测单元基于由电压检测单元检测到的电压来检测预定时间间隔内的电压变化量，其中，当在抑制状态被设定之后由电压变化量检测单元检测到的电压变化量变得大于第五电压变化量判定值、以及电压变化量变得接近于零然后由电压检测单元检测到的电压变得低于第四电压判定值时，并且当从电压变化量变得大于第五电压变化量判定值时到电压变得小于第四电压判定值时所经过的时间段小于第三时间判定值时，异常检测单元可以检测为燃料电池系统异常，其中，第五电压变化量判定值大于或等于零，第四电压判定值高于或等于零， 并且第三时间判定值大于或等于零。通过这样做，可以精确地检测到燃料电池系统的异常。另外，燃料电池系统可以进一步包括电压变化量检测单元，所述电压变化量检测单元基于由电压检测单元检测到的电压来检测预定时间间隔内的电压变化量，其中，当在抑制状态被设定之后由电压变化量检测单元检测到的电压变化量变得大于第六电压变化量判定值然后电压变化量变得接近于零，并且当从电压变化量变得大于第六电压变化量判定值时到电压变化量变得接近于零时所经过的时间段小于第四时间判定值时，异常检测单元可以检测为燃料电池系统异常，其中第六电压变化量判定值大于或等于零。通过这样做， 可以精确地检测到燃料电池系统的异常。另外，在燃料电池系统中，当阳极侧流路中的燃料气体的量大于第一量判定值时， 异常检测单元可以基于电压的变化来执行燃料电池系统的异常检测。通过这样做，当燃料电池系统异常时，可以抑制错误检测。另外，在燃料电池系统中，当阳极侧流路中的燃料气体的量小于第二量判定值时， 当从抑制状态被设定时到由电压检测单元检测到的电压变得低于第四电压判定值时所经过的时间段大于第五时间判定值时，异常检测单元可以检测为燃料电池系统异常，其中第四电压判定值高于或等于零。通过这样做，可以精确地检测到燃料电池系统的异常。另外，在燃料电池系统中，当检测到燃料电池的异常时，异常检测单元可以不使用在抑制状态被设定之后的预定时间段期间由电压检测单元检测到的电压的变化。通过这样做，当燃料电池系统异常时，可以抑制错误检测。另外，在燃料电池系统中，在燃料电池中的正常发电终止之后并且在抑制单元设定抑制状态之前，可以使电气负荷在至少预定时间段内连接至燃料电池。通过这样做，可以使燃料电池的电压迅速地进入低电压状态。另外，在燃料电池系统中，抑制单元可以包括阳极侧导出抑制阀，所述阳极侧导出抑制阀设置在阳极侧流路中并且将已进行电化学反应的燃料气体从至少一个燃料电池单元的阳极导出到燃料电池的外部，其中抑制状态可以包括阳极侧导出抑制阀被关闭的状态。通过这样做，可以设定抑制状态。另外，在燃料电池系统中，抑制单元可以包括氧化气体供给泵，所述氧化气体供给泵设置在阴极侧流路中并且向至少一个燃料电池单元的阴极供给氧化气体，其中抑制状态可以包括氧化气体供给泵被停止的状态。通过这样做，可以设定抑制状态。另外，在燃料电池系统中，抑制单元可以包括燃料气体截断阀，所述燃料气体截断阀设置在阳极侧流路中并且能够截断向至少一个燃料电池单元的阳极供给燃料气体，其中抑制状态可以包括燃料气体截断阀被关闭的状态。通过这样做，可以设定抑制状态。另外，在燃料电池系统中，异常检测单元可以基于由电压检测单元检测到的电压的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种燃料电池系统，包括：燃料电池，其包括具有阳极、阴极和电解质膜的至少一个燃料电池单元；阳极侧流路，其向所述至少一个燃料电池单元的所述阳极供给燃料气体并且从所述至少一个燃料电池单元的所述阳极排出所述燃料气体；阴极侧流路，其向所述至少一个燃料电池单元的所述阴极供给氧化气体并且从所述至少一个燃料电池单元的所述阴极排出所述氧化气体；电压检测单元，其检测所述燃料电池的电压；抑制单元，其设定如下抑制状态：在所述燃料电池的正常发电终止之后，与所述正常发电时相比，向所述阳极侧流路导入所述燃料气体以及向所述阴极侧流路导入所述氧化气体受抑制，并且与所述正常发电时相比，从所述阳极侧流路向所述阳极侧流路的外部导出所述燃料气体以及从所述阴极侧流路向所述阴极侧流路的外部导出所述氧化气体受抑制；以及异常检测单元，在由所述抑制单元设定所述抑制状态之后，所述异常检测单元基于由所述电压检测单元检测到的所述电压或者检测到的所述电压的变化来检测所述燃料电池系统的异常。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤学，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP