一种电子控制单元（ECU）（90），其用于估计在燃料电池1的层叠方向上布置的电池的湿润状态中的分散度。当确定了在湿润状态中的分散度等于或超过阈值时，所述ECU（90）控制冷却剂的流量、气体的流量以及气体的压力，以将湿润状态中的分散度抑制在阈值以下。所述ECU（90）以比其他参数更高的优先级来控制冷却剂的流量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，并且更具体地，涉及对在堆栈分层方向上在湿润状态中的分散度的抑制。
技术介绍
已知ー种配备有燃料电池的燃料电池系统，该燃料电池具有对其供应燃料气体的燃料电极以及对其供应氧化气体的氧化剂电极，并且使得这些气体相互进行电化学反应以产生电力。根据日本专利申请公开No. 10-340734(JP-A-10-340734)中所公开的，对燃料电池中的温度分布进行检测，并且当确定了温度分布处于预定不均匀状态中时，对冷却剂控制装置进行控制以增加每单位时间供应到燃料电池的冷却剂的量。通过检测流入燃料电池 的冷却剂的温度与从燃料电池排出的冷却剂的温度之间的差来获得温度分布。根据在日本专利申请公开No. 2008-21448 (JP-A-2008-21448)中所公开的，对构成堆栈的电池的湿润状态中的分散度进行检测，并且当电池中的特定一个比电池中的另ー个干燥了预定水平或更多时，执行对加湿燃料电池的控制。更具体地，控制燃料气体加湿器和氧化气体加湿器，以将供应到燃料电池的燃料气体和氧化气体的加湿量増加到正常水平以上。根据日本专利申请公开No. 2009-193817 (JP-A-2009-193817)所公开的，根据在燃料电池的不同測量点所測量到的电压之间的差来估计水分的偏流状态，并且然后通过调整供应到燃料电池的每种气体的湿度、每种气体的流量以及每种气体的压カ中的至少ー项来控制水分的偏流状态。顺便地，在燃料电池被安装诸如车辆等的移动体的情况下，将冷却剂或燃料气体/氧化气体供应到燃料电池的各个电池/从燃料电池的各个电池排出冷却剂或燃料气体/氧化气体的歧管由于用于安装的大小和重量的限制而导致无法在大小方面増加到必要范围之外。此外，考虑到歧管等中的水分的排出，歧管的直径需要非常小，以确保歧管中的特定流量。在该歧管和与之连接的各个电池中，与对歧管等的大小没有限制的情况相比，内部流体的压カ损失的影响更显著。由于该压カ损失，冷却剂和燃料气体/氧化气体的分布更有可能分散。该分布的分散度导致了由气体带走的水分量的差异、冷却剂的流量的差异以及在电池中的温度分布。因此，电池的湿润状态中的分散度发生在燃料电池堆栈的层叠方向上，并且因此可能导致各个电池的电压下降、输出限制等。如日本专利申请公开No. 2009-193817 (JP-A-2009-193817)中所公开的，通过调整气体的湿度、气体的流量和气体的压カ来将湿润状态控制到某一程度。然而，需要在湿润状态中更有效地抑制分散度的技术。
技术实现思路
本专利技术提供了ー种燃料电池系统以及用于该燃料气体电池系统的控制方法，该燃料电池系统抑制由于供应和排出冷却介质以及燃料气体/氧化气的歧管所导致的内部流体的压力损失所造成的冷却剂和燃料气体/和氧化气体的分布的分散所导致的潮湿状态中的分散。本专利技术的第一方面涉及燃料电池系统。该燃料电池系统布置有燃料电池，该燃料电池通过在燃料气体和氧化气体之间的电化学反应来产生电力并且通过单元电池的层叠堆栈来构成；检测装置，该检测装置用于检测在单元电池的层叠方向上布置的电池的湿润状态中的分散度；以及控 制装置，该控制装置用于在湿润状态中的分散度等于或超过阈值时，通过控制用于冷却单元电池的冷却介质的流量来抑制湿润状态中的分散度。控制装置还可以进一步控制燃料气体和氧化气体的气体流量以及燃料气体和氧化气体的气体压力中的至少一项。控制装置可以执行控制，以使得位于燃料气体、氧化气体、冷却介质的入口侧的燃料电池的层叠方向上布置的单元电池中的一个电池的湿度，与和在该入口侧的该电池相对定位的终端电池的湿度变为彼此相等。本专利技术的第二方面涉及用于燃料电池系统的控制方法。燃料电池系统配备有燃料电池，该燃料电池通过在燃料气体和氧化气体之间的电化学反应来产生电力并且由单元电池的层叠堆栈构成。该控制方法包括Ca)检测在单元电池的层叠方向上布置的单元电池的湿润状态中的分散度，以及(b)当在湿润状态中的分散度等于或超过阈值时，通过控制用于冷却单元电池的冷却介质的流量来抑制在湿润状态中的分散度。重复实施(b )直至在湿润状态中的分散度变得小于阈值。(b)还进一步包括控制燃料气体和氧化气体的气体流量以及燃料气体和氧化气体的气体压力中的至少一项。(b)可以包括确定冷却介质的当前流量是否低于最大容许流量，并且当确定了冷却介质的当前流量低于最大容许流量时，控制冷却介质的流量，并且当确定了冷却介质的当前流量已经达到最大容许流量时，控制燃料气体和氧化气体的气体流量以及燃料气体和氧化气体的气体压力中的至少一项。根据本专利技术的各个方面的能够抑制由于供应和排出冷却介质以及燃料气体/氧化气体的歧管的压力损失而造成的冷却剂和燃料气体/氧化气体的分布的分散度所引起的湿润状态中的分散度。附图说明参考附图，本专利技术的上述以及其他特征和优点从以下本专利技术的示例性实施例的描述中将变得显而易见，在附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件，并且在附图中图I是根据本专利技术的实施例的燃料电池系统的示意性视图；图2是根据本专利技术的实施例的燃料电池系统的每个电池的示意性视图；图3是本专利技术的实施例的处理流程图；图4是示出在温度T和饱和水蒸汽压力之间关系的图形视图；图5A和图5B是示出冷却剂和气体的分布的分散度的说明性视图；以及图6是示出分散度的抑制的示例的流程图。具体实施例方式下文将在附图的基础上描述本专利技术的实施例。将描述燃料电池系统的基本构造。图I示出了燃料电池系统的构造。燃料电池系统配备有燃料电池I、用于存储燃料气体的储气罐21、燃料气体通路22、循环通路25、燃料废气通路30、鼓风机51、氧化气体通路52、氧化废气通路53、测量设备60、加湿器70、冷却剂供应部80、以及电子控制单元(E⑶)90。燃料电池系统通过使得在通过燃料气体通路22从储气罐21供应的燃料气体和通过氧化气体通路52从鼓风机51供应的氧化气体之间的电化学反应在燃料电池I内进行来产生电力。燃料气体通路22设置有减压阀23和流量控制阀24。从储气罐21向燃料电池I供应的燃料气体通过减压阀23被减压到预定压力，通过流量控制阀24来在流量方面调整从储气罐21向燃料电池I供应的燃料气体，并且通过燃料气体通路22将从储气罐21向燃料电池I供应的燃料气体供应到燃料电池I。流过燃料电池I的内部的燃料气体被排出到 循环通路25。循环通路25设置有循环泵26。循环泵26能够使从燃料电池I排出的燃料气体返回到燃料气体通路22，并且增加每单位时间供应到燃料电池I的燃料气体的流量。燃料废气通路30设置有放气阀31。燃料气体通过循环减少包含在其中的气体的浓度(氢气的浓度)。因此，控制放气阀31以便使具有低气体浓度的燃料废气从循环通路排出到燃料废气通路30，并且流量控制阀24被控制为从储气罐21供应具有高气体浓度的燃料气体。测量设备60测量各种状态，诸如燃料电池I的各个电池的电压等。可以将由测量设备60测量到的各个电池的电压等供应到E⑶90。冷却剂供应部80以循环方式向燃料电池I供应冷却剂。冷却剂供应部80配备有循环泵和散热器。例如，诸如乙二醇的防冻剂等用作冷却剂。E⑶90控制整个燃料电池系统。E⑶90控制放气阀31、减压阀23以及流量控制阀24。在燃料电池中的湿润状态的基础上，ECU 90控制这些值本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：松末真明，进藤祐里，
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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