燃料电池系统和燃料电池状态检测方法技术方案

一种燃料电池系统（１００），包括：燃料电池堆（１０），其通过堆叠多个电池组而形成，每个电池组包括至少一个电池（１１）；电压检测单元（４１），其检测各个所述电池组的电池组电压；以及判定单元（５２），其判定从所述多个电池组中选出的判定目标电池组的所述电池组电压是否等于或低于阈值电压，所述阈值电压是基于由从所述多个电池组中选出的至少两个电池组构成的总体中的所述电池组的所述电池组电压的平均值和标准偏差而获得的。

【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燃料电池系统和一种燃料电池状态检测方法。
技术介绍
通常，燃料电池利用氢气和氧气作为燃料来产生电能。由于燃料电池有益于环境并且呈现出高能量效率，燃料电池已被广泛地研发作为未来的能源供应系统。特别地，由于固体聚合物燃料电池工作的温度低于各种其他燃料电池工作的温度，固体聚合物燃料电池具有良好的起动性。因此，已经进行了很多研究以使固体聚合物燃料电池在各个领域中实用化。固体聚合物燃料电池具有膜电极组件(MEA)被保持在隔离板之间的结构。在MEA 中，阳极被设置在电解质膜的一侧，所述电解质膜由质子传导性固体聚合物电解质形成，并且阴极被设置在电解质膜的另一侧。燃料电池的状态根据例如工作条件而变化。因此，例如公开号为2006-179338的日本专利申请(JP-A-2006-179338)说明了一种用于监测在通过堆叠多个燃料电池而形成的燃料电池堆中作为电池组的检测电压的每个电池组电压是否有下降的技术。然而，通过JP-A-2006-179338中说明的技术，很难将正常工作的电池与故障电池彼此区分开。
技术实现思路
本专利技术提供一种燃料电池系统和一种燃料电池状态检测方法，通过所述易于检测出已经发生故障或者将要发生故障的电池。本专利技术的第一方案涉及一种燃料电池系统，其包括燃料电池堆，其通过堆叠多个电池组而形成，每个电池组包括至少一个电池；电压检测单元，其检测各个所述电池组的电池组电压；以及判定单元，其判定从所述多个电池组中选出的判定目标电池组的所述电池组电压是否等于或低于阈值电压，所述阈值电压是基于由所述多个电池组中的至少两个电池组构成的总体中的所述电池组的所述电池组电压的平均值和标准偏差而获得的。在根据本专利技术的第一方案的燃料电池系统中，判定在构成所述总体且被包括在燃料电池堆中的所述电池组的所述电池组电压的正态分布中所述判定目标电池组是否具有偏心(eccentric)电池组电压。在这种情况下，可以容易地检测出已经发生故障或者将要发生故障的电池组。根据本专利技术的第一方案的燃料电池系统可以包括控制燃料电池系统的控制单元。 如果所述判定单元判定出所述判定目标电池组的所述电池组电压等于或低于所述阈值电压，则所述控制单元可以判定出在所述判定目标电池组中已经发生故障或者将要发生故障。所述判定目标电池组可以具有等于或低于所述多个电池组的所述电池组电压的平均值的电池组电压。在这种情况下，可以检测出在构成所述总体且被包括在燃料电池堆中的所述电池组的所述电池组电压的正态分布中具有偏心低电池组电压的电池组。因此， 可以容易地检测出已经发生故障或者将要发生故障的电池组。所述判定目标电池组可以在所述多个电池组中具有最低电池组电压。所述总体不需要包括所述判定目标电池组。在这种情况下，可以提高总体的可靠性。阈值电压可以是以所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的所述平均值为中心的预定范围的下限，所述预定范围基于所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的正态分布来确定。在这种情况下，可以检测出在总体中的电池组的电池组电压的正态分布中具有偏心低电池组电压的电池组。所述判定单元可以从所述总体中排除具有等于或低于预定电池组电压的电池组电压的所述电池组。在这种情况下，可以提高总体的可靠性。所述判定单元可以从所述总体中排除具有如下电池组电压的所述电池组所述电池组电压等于或低于以所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的所述平均值为中心的预定范围的下限，所述预定范围基于所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的正态分布来确定。在这种情况下，可以提高总体的可靠性。本专利技术的第二方案涉及一种用于检测通过堆叠多个电池组而形成的燃料电池的状态的方法，每个电池组包括至少一个电池。根据所述方法，检测各个所述电池组的电池组电压，以及判定从所述多个电池组中选出的判定目标电池组的所述电池组电压是否等于或低于阈值电压，所述阈值电压是基于由所述多个电池组中的至少两个电池组构成的总体中的所述电池组的所述电池组电压的平均值和标准偏差而获得的。根据上述方法，判定在所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的正态分布中所述判定目标电池组是否具有偏心电池组电压。在这种情况下，可以容易地检测出已经发生故障或者将要发生故障的电池组。所述判定目标电池组可以具有等于或低于所述多个电池组的所述电池组电压的平均值的电池组电压。在这种情况下，可以检测出在所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的正态分布中具有偏心低电池组电压的电池组。因此，可以容易地检测出已经发生故障或者将要发生故障的电池组。所述判定目标电池组在所述多个电池组中可以具有最低电池组电压。所述总体不需要包括所述判定目标电池组。在这种情况下，可以提高总体的可靠性。所述阈值电压可以是以所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的所述平均值为中心的预定范围的下限，所述预定范围基于所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的正态分布来确定。在这种情况下，可以检测出在所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的正态分布中具有偏心低电池组电压的电池组。可以从所述总体中排除具有等于或低于预定电池组电压的电池组电压的所述电池组。在这种情况下，可以提高总体的可靠性。可以从所述总体中排除具有如下电池组电压的所述电池组所述电池组电压等于或低于以所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的所述平均值为中心的预定范围的下限，所述预定范围基于所述总体中的所述电池组的所述电池组电压的正态分布来确定。在这种情况下，可以提高总体的可靠性。根据本专利技术的上述方案，可以容易地检测出已经发生故障或者将要发生故障的电池。附图说明通过下面参考附图对示例性实施例的说明，本专利技术的前述和进一步的目的、特征和优点将变得明显，其中相同的附图标记用于表示相同的元件，并且其中图IA和图IB为图示根据本专利技术的实施例的燃料电池系统的图；图2为图示由电压检测单元所获得的检测结果的示例的曲线图；图3为图示电池组电压的正态分布曲线的曲线图；图4为用于判定在判定目标电池组中是否已经发生故障的流程图的示例；图5为图示每个电池的电池电压被检测时的标准偏差与电池组电压除以电池组中的电池的数量时的标准偏差之间的关系的曲线图；图6A和图6B为图示电池组电压的正态分布曲线的曲线图；图7A和图7B为图示电池组电压相对于电流密度变化的变化率发生变化的变化点的曲线图；以及图8为示出构成统计总体的电池组被改变时执行的例程的流程图的示例。 具体实施例方式下面将说明本专利技术的示例性实施例。图IA和图IB为图示根据本专利技术的实施例的燃料电池系统100的图。图IA为示意性地示出燃料电池系统100的总体构造的图。图IB为示意性地示出电池11的截面图， 后面将对电池11进行详细说明。如图IA所示，燃料电池系统100包括燃料电池堆10、燃料气体供给装置20、氧化剂气体供给装置30、电压检测单元41、电流检测单元42、处理单元 50等。燃料电池堆10包括由至少一个电池11形成的至少一个电池组。如图IB所示， 电池11具有膜电极组件(MEA) 110被保持在隔离板120与隔离板130之间的结构。在MEA 110中，阳极催化剂层112和气体扩散层113被设置在电解质膜111与隔离板120之间，并且阴极催化剂层114和气体扩散层115被设置在电解质膜111与隔离板130之本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种燃料电池系统，包括：燃料电池堆，其通过堆叠多个电池组而形成，每个电池组包括至少一个电池；电压检测单元，其检测各个所述电池组的电池组电压；以及判定单元，其判定从所述多个电池组中选出的判定目标电池组的所述电池组电压是否等于或低于阈值电压，所述阈值电压是基于由所述多个电池组中的至少两个电池组构成的总体中的所述电池组的所述电池组电压的平均值和标准偏差而获得的。

【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：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：JP