燃料电池系统、燃料电池系统的控制方法以及燃料电池堆的劣化确定方法技术方案

燃料电池系统包括：燃料电池堆，所述燃料电池堆由多个串联的燃料电池单电池形成，所述燃料电池单电池使用燃料气体和氧化剂气体来发电；检测单元，所述检测单元检测第一燃料电池单电池组和第二燃料电池单电池组中的每一个产生的输出电力，所述第一燃料电池单电池组和第二燃料电池单电池组根据发电性能因子进行分组；和操作条件改变单元，所述操作条件改变单元根据第一燃料电池单电池组的由检测单元检测的产生的输出电力和第二燃料电池单电池组的由检测单元检测的产生的输出电力之间的偏差率来改变燃料电池单电池的操作条件。

【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、燃料电池系统的控制方法以及燃料电池堆的劣化确定方法。
技术介绍
通常，燃料电池是使用氢气和氧气作为燃料来获得电能的装置。燃料电池环保并且能够实现高能效，因此，已经就将燃料电池作为未来能源供应系统进行了广度研发。随着燃料电池持续发电，燃料电池可能会劣化。因为难以从燃料电池的外观确定 其是否已经劣化，所以期望的是能够根据燃料电池的输出电力来确定燃料电池是否已经劣化。例如，日本专利申请公报No. 62-271357 (JP-A-62-271357)描述了一种电池损伤检测系统。电池损伤检测系统检测并比较每个堆的电压和/或电流，以检测构成每个堆的单电池的损伤。然而，在JP-A-62-271357描述的技术中，没有限定对堆进行分组的准则，因此如果异常电池分散的话，则难以检测堆的劣化。另外，即使当堆包括异常电池时，所述堆也可能被检测为正常。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，它们能够容易地确定燃料电池堆是否已经劣化。本专利技术的第一方面提供了一种燃料电池系统。所述燃料电池系统包括燃料电池堆，所述燃料电池堆由多个串联的燃料电池单电池形成，所述燃料电池单电池使用燃料气体和氧化剂气体来发电；检测单元，所述检测单元检测由第一燃料电池单电池组和第二燃料电池单电池组中的每一个产生的输出电力，其中所述第一燃料电池单电池组和所述第二燃料电池单电池组根据发电性能因子进行分组；和操作条件改变单元，所述操作条件改变单元根据第一燃料电池单电池组的由检测单元检测到的产生的输出电力和第二燃料电池单电池组的由检测单元检测到的产生的输出电力之间的偏差率来改变燃料电池单电池的操作条件。利用上述方面，能够简单地确定燃料电池堆是否已经劣化。另外，能够响应燃料电池堆的劣化设定适当的操作条件。在以上方面中，当偏差率高于或等于预定值时，操作条件改变单元可以改变燃料电池单电池的操作条件。另外，所述预定值可以随着燃料电池堆产生的输出电力的增大而增大。而且，燃料电池单电池的温度可以用作发电性能因子，并且与第二燃料电池单电池组相比，第一燃料电池单电池组的温度相对较低。在以上方面中，供应到燃料电池单电池的氧化剂气体的流量可以用作发电性能因子，并且与第二燃料电池单电池组相比，第一燃料电池单电池组的氧化剂气体的流量相对较低。另外，产生的输出电力可以是产生的电功率、产生的电流和产生的电压中的至少任意一个。在以上方面中，当偏差率高于或等于预定值时，操作条件改变单元可以降低燃料电池单电池的额定输出功率。另外，燃料电池系统还可以包括燃烧室，所述燃烧室燃烧由燃料电池堆排放的燃料废气，以加热燃料电池堆，其中，当偏差率高于或等于预定值时，操作条件改变单元可以增加供应到燃料电池单电池的燃料气体的供应量。在以上方面中，燃料电池系统可以包括重整装置，所述重整装置通过致使重整水和原燃料之间发生水蒸汽重整反应来产生燃料气体，并且燃料电池堆可以沿着重整装置布置，第一燃料电池单电池组可以布置成毗邻重整装置的重整水入口，而第二燃料电池单电池组相对于第一燃料电池单电池组可以布置成毗邻重整装置的燃料气体出口。 在以上方面中，第一燃料电池单电池组和第二燃料电池单电池组可以布置成相互平行，并且重整装置可以沿着第一燃料电池单电池组的堆叠方向延伸，可以折回，并且可以沿着第二燃料电池单电池组的堆叠方向延伸。 本专利技术的第二方面提供了一种燃料电池系统。所述燃料电池系统包括燃料电池堆，所述燃料电池堆由多个串联的燃料电池单电池形成，所述燃料电池单电池使用燃料气体和氧化剂气体来发电；检测单元，所述检测单元检测由第一燃料电池单电池组和第二燃料电池单电池组中的每一个产生的输出电力，其中所述第一燃料电池单电池组和所述第二燃料电池单电池组根据发电性能因子进行分组；和劣化确定单元，所述劣化确定单元根据第一燃料电池单电池组的由检测单元检测到的产生的输出电力和第二燃料电池单电池组的由检测单元检测到的产生的输出电力之间的偏差率来确定燃料电池堆是否已经劣化。利用上述方面，能够简单地确定燃料电池堆是否已经劣化。燃料电池系统还可以包括通知单元，当劣化确定单元确定燃料电池堆已经劣化时，所述通知单元通知用户关于劣化的信息。本专利技术的第三方面提供了一种燃料电池系统的控制方法，所述燃料电池系统包括由多个串联的燃料电池单电池形成的燃料电池堆，所述燃料电池单电池使用燃料气体和氧化剂气体发电。所述控制方法包括检测由第一燃料电池单电池组和第二燃料电池单电池组中的每一个产生的输出电力，所述第一燃料电池单电池组和所述第二燃料电池单电池组根据发电性能因子进行分组；和根据第一燃料电池单电池组的检测到的产生的输出电力和第二燃料电池单电池组的检测到的产生的输出电力之间的偏差率，改变燃料电池单电池的操作条件。利用上述方面，能够简单地确定燃料电池堆是否已经劣化。另外，能够响应燃料电池堆的劣化设定适当的操作条件。在以上方面中，当偏差率高于或等于预定值时，可以改变燃料电池单电池的操作条件。另外，所述预定值可以随着燃料电池堆产生的输出电力的增大而增大。而且，燃料电池单电池的温度可以用作发电性能因子，并且与第二燃料电池单电池组相比，第一燃料电池单电池组的温度相对较低。在以上方面中，供应到燃料电池单电池的氧化剂气体的流量可以用作发电性能因子，并且与第二燃料电池单电池组相比，第一燃料电池单电池组的氧化剂气体的流量相对较低。另外，产生的输出电力可以是产生的电功率、产生的电流和产生的电压中的至少一个。在以上方面中，当偏差率高于或等于预定值时，可以降低燃料电池单电池的额定输出功率。另外，可以燃烧从燃料电池堆排放的燃料废气来加热燃料电池堆，并且当偏差率高于或等于预定值时，可以增加供应到燃料电池单电池的燃料气体的供应量。在以上方面中，燃料电池系统可以包括重整装置，所述重整装置通过致使重整水和原燃料之间发生水蒸汽重整反应来产生燃料气体，并且燃料电池堆可以沿着重整装置布置，第一燃料电池单电池组可以布置成毗邻重整装置的重整水入口，而第二燃料电池单电池组相对于第一燃料电池单电池组可以布置成毗邻重整装置的燃料气体出口。在以上方面中，第一燃料电池单电池组和第二燃料电池单电池组可以布置成相互平行，并且重整装置可以沿着第一燃料电池单电池组的堆叠方向延伸，可以折回，并且可以沿着第二燃料电池单电池组的堆叠方向延伸。本专利技术的第四方面提供了一种燃料电池堆的劣化确定方法，所述燃料电池堆由多个串联的燃料电池单电池形成，所述燃料电池单电池使用燃料气体和氧化剂气体发电。所述劣化确定方法包括检测第一燃料电池单电池组和第二燃料电池单电池组中的每一个产生的输出电力，所述第一燃料电池单电池组和所述第二燃料电池单电池组根据发电性能因·子进行分组；和根据第一燃料电池单电池组的检测到的产生的输出电力和第二燃料电池单电池组的检测到的产生的输出电力之间的偏差率，确定燃料电池堆是否已经劣化。利用上述方面，能够简单地确定燃料电池堆是否已经劣化。所述劣化确定方法还可以包括当确定燃料电池堆已经劣化时，通知用户关于劣化的信息。利用上述这些方面，能够提供一种燃料电池系统、一种燃料电池系统的控制方法和一种燃料电池堆的劣化确定方法，它们能够容易地确定燃料电池堆是否已经劣化。附图说明将参照附图在下文中描述本专利技术的示例性实施例的特征、优本文档来自技高网...

【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：增井孝年，小野孝，桧垣胜己，铃木稔，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，京瓷株式会社，
类型：
国别省市：