一种燃料电池系统，其包括：燃料电池（100）；二次电池（200），如果燃料电池的输出电力大于燃料电池系统所要求的要求电力，则该二次电池接收并且存储燃料电池（100）的输出大于燃料电池系统所要求的要求电力的盈余电力，并且如果燃料电池的输出电力小于燃料电池系统所要求的要求电力，则二次电池补偿燃料电池（100）的输出小于燃料电池系统所要求的要求电力的不足部分；测量燃料电池（100）的电压的电压测量部（600）；测量燃料电池（100）的电流的电流测量部（600）；和控制部（700），执行控制以使得燃料电池的电压不大于或者等于预先设定的高电位避免电压。如果燃料电池（100）的电流-电压特性从初期水平下降了至少预定量，则控制部（700）将高电位避免电压重新设定为小于初期设定值的值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有二次电池的燃料电池系统，并且涉及一种用于燃料电池系统的控制方法。
技术介绍
用于具有蓄电池(二次电池)的燃料电池系统的已知控制方法包括例如在日本专利申请公开No. 2007-5038 (JP-A-2007-5038)中描述的控制方法。在日本专利申请公开No. 2007-5038 (JP-A-2007-5038)中描述的燃料电池系统的控制单元执行下述控制首先参考氧化还原电位来限制燃料电池的输出电压Vfc，并且即使当要求的系统电力Wreq逐渐增加时，也使用蓄电池来补偿与输出电压的限制相对应的电力。此后，控制单元保持燃料电池的输出电压处于或者低于氧化还原电位，并且因此即使在由于加速器操作量下降等而导致对于电力产生的需要消失的情况下也继续由燃料电池进行的电力产生。该控制单元将在 前述的情况下提供的盈余电力存储到二次电池中。当长时间使用燃料电池时，燃料电池通常劣化并且其特性和燃料电池的状态改变。在前面的相关技术中，没有充分考虑如何与燃料电池的特性和状态的改变相关联地执行蓄电池(二次电池)的充电控制。此外，在燃料电池没有劣化但是燃料电池或者蓄电池的温度很低的情况下，优选的是，将操作方法改变为对于升高燃料电池或者蓄电池的温度来说最佳的方法。然而，在相关技术中在这个方面的设计实际上并不充分。
技术实现思路
本专利技术通过根据诸如劣化、温度等的燃料电池的状态来控制二次电池的充电，而促进燃料电池的持久性或者限制在其中安装了燃料电池的车辆的可驾驶性的劣化。此外，在燃料电池或者蓄电池的温度很低的情况下，执行升高其温度的控制。根据本专利技术的第一方面的一种燃料电池系统包括燃料电池；二次电池，如果燃料电池的输出电力大于燃料电池系统所要求的要求电力，则该二次电池接收并且存储燃料电池的输出电力大于燃料电池系统所要求的要求电力的盈余电力，并且如果燃料电池的输出电力小于燃料电池系统所要求的要求电力，则二次电池补偿燃料电池的输出电力小于燃料电池系统所要求的要求电力的不足部分；测量燃料电池的电压的电压测量部；测量燃料电池的电流的电流测量部；以及控制部，该控制部执行控制以使得燃料电池的电压不大于或者等于预先设定的高电位避免电压，其中，如果燃料电池的电流-电压特性下降到比在初期时所出现的燃料电池的电流-电压特性的水平低了至少预定量的水平，则控制部执行下述操作中的至少一个操作(i)将高电位避免电压重新设定为小于初期设定值的值；以及(ii)将作为由二次电池所保持的电荷量的下限的剩余电荷目标值重新设定为大于在初期时所使用的设定值的值。根据本专利技术的第一方面，通过延迟燃料电池劣化的过程，变得能够改善燃料电池的持久性或者促进其中安装了燃料电池的车辆的可驾驶性。此外，如果燃料电池(100)的累积工作时间变得长于或者等于预定的时间，则该控制部可以执行下述操作中的至少一个(i)将高电位避免电压重新设定为小于初期设定值的值；以及(ii)将二次电池(200)的剩余电荷目标值重新设定为大于初期设定值的值。如果燃料电池的累积工作时间增加，则燃料电池劣化。因此，使用累积工作时间，能够易于检测燃料电池的劣化。此外，该控制部可以执行下述操作中的至少一个(i)随着燃料电池的累积工作时间的增加，使得在重新设定之后所获得的高电位避免电压的值与初期设定值之间的差值变大；以及(ii)随着燃料电池的累积工作时间的增加，使得在重新设定之后所获得的剩余电荷目标值的值与初期设定值之间的差值变大。通常，累积工作时间越长，劣化发展越大。通过在燃料电池更为劣化时使得与初期值(或者初始值)的差值更大，变得能够延迟燃料电池的劣化的发展，从而改善燃料电池的持久性或者改善使用燃料电池的车辆的可驾驶性。根据本专利技术第二实施例的一种燃料电池系统包括燃料电池；二次电池，如果燃料电池的输出电力大于燃料电池系统所要求的要求电力，则该二次电池接收并且存储燃料电池的输出电力比燃料电池系统所要求的要求电力多出的盈余电力，并且如果燃料电池的输出电力小于燃料电池系统所要求的要求电力，则二次电池补偿燃料电池的输出电力比燃 料电池系统所要求的要求电力少出的不足部分；测量燃料电池的电压的电压测量部；测量燃料电池的电流的电流测量部；测量二次电池的温度和燃料电池的温度中的至少一个的温度测量部；以及控制部，该控制部用于对被供应至燃料电池的氧化气体的流量进行控制，其中该控制部执行下述操作中的至少一个(i)与二次电池的温度高于预定温度的情况相t匕，如果二次电池的温度低于预定下限温度，则控制部使得氧化气体的流量更小，并且对于燃料电池系统所要求的要求输出，控制部减少燃料电池的输出而增加二次电池的输出；以及(ii)与燃料电池的温度高于预定温度的情况相比，如果燃料电池的温度低于预定下限温度，则控制部在防止燃料电池的电压变得大于或者等于预定高电位避免电压的同时，使得氧化气体的流量更小，并且控制部使得燃料电池的电流-电压特性中的低电流区域中产生热损失，并且通过使用由于热损失而获得的热能来使燃料电池的温度升高，其中，低电流区域是指其中电压在氧化气体的流量减小之前的状态下而高于或者等于高电位避免电压的区域。根据第二方面，当燃料电池的二次电池的温度很低时，能够升高其温度。根据本专利技术的第三方面的一种用于燃料电池系统的控制方法包括Ca)获取燃料电池的电流-电压特性；(b)确定电流-电压特性是否已经下降到比在初期时出现的电流-电压特性的初期水平低了至少预定量的水平；以及(C)执行下述操作中的至少一个(i)如果燃料电池的电流-电压特性已经下降到比燃料电池的电流-电压特性的初期水平低了至少预定量的水平，则将高电位避免电压重新设定为小于初期设定值的值；以及(ii)如果燃料电池的电流-电压特性已经下降到比燃料电池的电流-电压特性的初期水平低了至少预定量的水平，则将作为由二次电池所保持的电荷量的下限的二次电池的剩余电荷目标值重新设定为大于在初期时使用的设定值的值。本专利技术能够以各种形式实现，例如燃料电池系统、用于燃料电池系统的控制方法和其它各种形式。附图说明将在下面参考附图来描述本专利技术的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的附图标记表示类似的元件，并且在附图中图I是示出根据本专利技术的实施例的燃料电池系统的总体构造的示意性示图；图2A和图2B是示出燃料电池的特性的曲线图；图3A和图3B是示出在燃料电池的输出电力中的根据时间变化的曲线图；图4A到图4C是示出在燃料电池的初始状态期间和在其劣化状态期间燃料电池的特性的示意性示图；图5是示出在初始状态期间的盈余电力和在劣化状态期间的盈余电力的示意性示图；图6是示出当高电位避免上限电压降低时所获得的盈余电力的示意性示图； 图7是示出本专利技术的实施例的效果的示意性示图；图8是示出本专利技术的第二实施例的示意性示图；图9A和图9B是示出根据本专利技术第二实施例的燃料电池的特性的示意性示图；图IOa和图IOB是示出升高二次电池的温度的控制的示图；以及图IlA到图IlC是示出升高燃料电池的温度的控制的示图。具体实施例方式图I是示出根据本专利技术第一实施例的燃料电池系统的总体构造的示意性示图。燃料电池系统10包括燃料电池100、二次电池200、燃料气体供应部300、氧化气体供应部400、DC-DC转换器500、电池监视器600以及控制部700。燃本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.09 JP 2010-0899691.一种燃料电池系统，其特征在于包括 燃料电池； 二次电池，如果所述燃料电池的输出电力大于所述燃料电池系统所要求的要求电力，则所述二次电池接收并且存储所述燃料电池的所述输出电力比所述燃料电池系统所要求的所述要求电力多出的盈余电力，并且如果所述燃料电池的所述输出电力小于所述燃料电池系统所要求的所述要求电力，则所述二次电池补偿所述燃料电池的所述输出电力比所述燃料电池系统所要求的所述要求电力少出的不足部分； 电压测量部，所述电压测量部用于测量所述燃料电池的电压； 电流测量部，所述电流测量部用于测量所述燃料电池的电流；以及控制部，所述控制部执行控制以使得所述燃料电池的电压不大于或者等于预先设定的高电位避免电压， 其中，如果所述燃料电池的电流-电压特性下降到比在初期时所出现的所述燃料电池的电流-电压特性的水平低了至少预定量的水平，则所述控制部执行下述操作中的至少一个 (i)将所述高电位避免电压重新设定为小于初期设定值的值；以及 (ii)将作为由所述二次电池所保持的电荷量的下限的剩余电荷目标值重新设定为大于在所述初期时所使用的设定值的值。2.根据权利要求I所述的燃料电池系统，其中， 如果所述燃料电池的累积工作时间变得长于或者等于预定时间，则所述控制部执行下述操作中的至少一个 (i)将所述高电位避免电压重新设定为小于所述初期设定值的值；以及 (ii)将所述二次电池的所述剩余电荷目标值重新设定为大于所述初期设定值的值。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中， 所述控制部执行下述操作中的至少一个 (i)随着所述燃料电池的累积工作时间的增加，使得在重新设定之后所获得的所述高电位避免电压的值与所述初期设定值之间的差变大；以及 (ii)随着所述燃料电池的累积工作时间的增加，使得在重新设定之后所获得的所述剩余电荷目标值的值与所述初期设定值之间的差变大。4.一种燃料电池系统，其特征在于包括 燃料电池； 二次电池，如果所述燃料电池的输出电力大于所述燃料电池系统所要求的要求电力，则所述二次电池接收并且存储所述燃料电池的所述输出电力比所述燃料电池系统所要求的所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：石川智隆，能登博则，末松启吾，山下浩一郎，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：
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