燃料电池车辆制造技术

本发明专利技术提供燃料电池车辆(10)。由于ECU(24)在电动机(14)的再生发电时，一边将DC/DC转换器(22)控制为直接连接状态，并通过气体提供部(44、60)来降低氧浓度或氢浓度，来降低燃料电池(40)的发电功率{Pfc(FC电流Ifc)}，一边对蓄电池(20)进行蓄电，因此，在燃料电池(40)的发电时，不用开放连接器就能回收再生功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及防止通过氧化剂气体以及燃料气体的两个反应气体的电化学反应而发电的燃料电池的劣化、并高效率的回收驱动电动机的再生功率，提高了所述燃料电池的发电效率的燃料电池车辆。
技术介绍
燃料电池例如具备用阴极电极和阳极电极夹持在全氟磺酸的薄膜中浸溃有水的固体高分子电解质膜而形成的电解质膜/电极构造体(MEA)。阴极电极以及阳极电极具有由碳纸等构成的气体扩散层、和在表面载有白金合金等的触媒(下面也称作Pt触媒)粒子而形成的碳粒子被均匀地涂敷在所述气体扩散层的表面而形成的电极触媒层。电极触媒层在固体高分子电解质膜的两面形成。作为用于抑制燃料电池的劣化的技术，提出了特开2007-005038号公报(下面称作JP2007-005038A)。在该JP2007-005038A中提出的技术中，避免使所述Pt触媒产生烧结现象(Pt触媒的凝聚)的氧化还原电位来使燃料电池发电。但是，在燃料电池车辆中，在车辆的减速时等产生再生功率，为了提高系统效率，优选将该再生功率充电到蓄电池中。在JP2007-005038A中进行了如下公开即使加速器开度提高，直到蓄电池的SOC值低于第I充电阈值(SOC值的下限目标值)为止，也都将燃料电池单元的输出电压限制在O. 7V程度来从蓄电池提供功率，若探测到SOC值低于第I充电阈值，则通过提高燃料电池的发电功率来使所述输出电压从O. 7V程度起下降，来对蓄电池进行充电，即使加速器开度下降，之后直到SOC值超过第2充电阈值(S0C值上限目标值)为止，也都持续提高了燃料电池的发电功率的状态，对蓄电池进行充电。如此，通过将燃料电池的输出电压限制在氧化还原电位以下，能抑制燃料电池的劣化，但由于即使加速器开度下降，换言之在能进行再生功率的回收时，也持续提高了燃料电池的发电功率的状态，会产生系统的效率恶化的问题。在特开2006-073506号公报(下面称作JP2006-073506A)中公开了如下燃料电池车辆根据燃料电池的功率、和通过DC/DC转换器将蓄电装置的电压升压到所述燃料电池的电压为止的功率来驱动车辆驱动用电动机。在JP2006-073506A所公开的燃料电池车辆中，在再生功率的回收时，开闭所述燃料电池和所述车辆用驱动电动机的电连接的连接器被断开，并将所述DC/DC转换器控制为直接连接状态(未经转换的状态)，所述再生功率介由直接连接状态的DC/DC转换器而充电(回收)到所述蓄电装置中。由此，再生时，能使DC/DC转换器的转换损失大致为零地进行高效率的再生功率的回收。但是，在所述燃料电池的发电中，断开所述连接器，从该连接器的耐久性的观点、以及断开时产生噪声的观点出发，并不优选。
技术实现思路
本专利技术考虑到这样的课题而提出，目的在于提供一种燃料电池车辆，在燃料电池的发电时，能不用断开连接器来高效率地回收再生功率。本专利技术所涉及的燃料电池车辆，具备燃料电池，其被提供含氧的第I气体和含氢的第2气体，通过触媒促进反应来发电；气体提供部，其对所述燃料电池提供所述第I气体以及所述第2气体的至少一者；电压调整部，其调整所述燃料电池的输出电压；驱动电动机，其作为由所述燃料电池的输出功率所驱动的负载；和蓄电装置，其积蓄来自所述驱动电动机的再生发电所产生的功率，所述燃料电池车辆的特征在于，所述燃料电池车辆具有控制部，其控制所述燃料电池、所述气体提供部、所述电压调整部、所述驱动电动机、以及所述蓄电装置，所述控制部在所述驱动电动机的再生发电时，一边将所述电压调整部控制为直接连接状态，并通过所述气体提供部使氧浓度或氢浓度降低来降低所述燃料电池的输出功率，一边对所述蓄电装置进行蓄电。根据本专利技术，由于在所述驱动电动机的再生发电时，一边将所述电压调整部控制为直接连接状态，并通过所述气体提供部使氧浓度或氢浓度降低来降低所述燃料电池的输出功率，一边对所述蓄电装置进行蓄电，因此能如特开2006-073506号公报那样，在燃料电池的发电时不用开放连接器，能高效率地回收再生功率。这种情况下，所述控制部在使所述燃料电池的输出功率降低时，通过使其降低至所述燃料电池的高效率发电区域，能更有效率地回收再生功率。另外，所述控制部在所述驱动电动机的再生发电时，在所述蓄电装置的电压为所述燃料电池的氧化还原进行电压范围的下限电压以下的值时，一边将所述电压调整部控制为所述直接连接状态，并通过所述气体提供部降低所述氧浓度或氢浓度来降低所述燃料电池的输出功率，一边对所述蓄电装置进行蓄电，由此能防止所述燃料电池的劣化，并高效率地回收所述再生功率。另外，所述控制部在所述驱动电动机的再生发电时，在将所述电压调整部控制为所述直接连接状态时，判定所述驱动电动机的再生转矩是否为超过了阈值转矩的转矩，在判定为不是超过了所述阈值转矩的转矩的情况下，一边将所述电压调整部控制为所述直接连接状态，并通过所述气体提供部降低所述氧浓度或氢浓度来降低所述燃料电池的输出功率，一边对所述蓄电装置进行蓄电，由此，即使在再生转矩比较小的情况下，也能高效率且确实地将再生功率回收到所述蓄电装置。进而，所述控制部在判定为所述再生转矩为超过了所述阈值转矩的转矩的情况下，不将所述电压调整部控制为所述直接连接状态，一边通过所述电压调整部将所述燃料电池的电压控制为所述燃料电池的氧化还原进行电压范围的上限电压以上的值，并通过所述气体提供部降低所述氧浓度或氢浓度来降低所述燃料电池的输出功率，一边对所述蓄电装置进行蓄电，由此，在再生转矩比较大的情况下，也能不使所述燃料电池劣化地将再生转矩所涉及的较大的再生功率高效率回收到所述蓄电装置中。根据本专利技术，在燃料电池的发电时不用开放所述燃料电池和所述驱动电动机之间的连接器就能将蓄电装置和由燃料电池驱动的驱动电动机的再生发电时的再生功率高效率地回收到所述蓄电装置中。根据与添加的附图协同的下面的适当的实施方式的说明，能更明确上述的目的以及其它的目的、特征以及优点。附图说明图1是搭载了本专利技术的一个实施方式所涉及的燃料电池系统的燃料电池车辆的概略整体构成图。图2是所述燃料电池车辆的功率系统的框图。图3是所述实施方式中的燃料电池构件的概略构成图。图4是表示所述实施方式中的DC/DC转换器的详细的电路图。图5是电子控制装置(ECT)中的基本的控制(主例程)的流程图。图6是计算系统负载的流程图。图7是表示当前的电动机转速和电动机预想消耗功率的关系的图。图8是表示构成燃料电池的燃料电池单元的电位和单元的劣化量的关系的一例的图。图9是表示燃料电池单元的电位的变动速度不同的情况下的氧化进行和还原进行的样子的示例的循环伏安图。图10是燃料电池的通常的电流/电压特性的说明图。图11是表示阴极化学计量比和单元电流的关系的图。图12是供燃料电池的能量管理以及发电控制所涉及的基本控制模式的说明用的流程图。图13是燃料电池中的多个功率提供模式(基本控制模式等)的说明图。图14是表示蓄电池的SOC值和充放电系数的关系的图。图15是表示目标FC电流和目标氧浓度的关系的图。图16是表示目标FC电流和目标空气泵转速以及目标水泵转速的关系的图。图17是表示目标FC电流和目标背压阀开度的关系的图。图18是电动机的转矩控制的流程图。图19是供实施例的动作说明用的流程图。图20是实施例所涉及的功率提供模式的说明图。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池车辆(10)，具备：燃料电池(40)，其被提供含氧的第1气体和含氢的第2气体，通过触媒促进反应来发电；气体提供部(44、60)，其对所述燃料电池(40)提供所述第1气体以及所述第2气体的至少一者；电压调整部(22)，其调整所述燃料电池的输出电压；驱动电动机(14)，其作为由所述燃料电池(40)的输出功率所驱动的负载；和蓄电装置(20)，其积蓄来自所述驱动电动机(14)的再生发电所产生的功率，所述燃料电池车辆的特征在于，所述燃料电池车辆具有：控制部(24)，其控制所述燃料电池(40)、所述气体提供部(44、60)、所述电压调整部(22)、所述驱动电动机(14)、以及所述蓄电装置(20)，所述控制部(24)在所述驱动电动机(14)的再生发电时，一边将所述电压调整部(22)控制为直接连接状态，并通过所述气体提供部(44、60)使氧浓度或氢浓度降低来降低所述燃料电池(40)的输出功率，一边对所述蓄电装置(20)进行蓄电。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：数野修一，佐伯响，白坂卓也，渡边和典，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：