[发明专利]燃料电池系统和该系统的氢泄漏判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统和该系统的氢泄漏判断方法。更详细地讲，本发明涉及例如搭载在燃料电池车辆上等的燃料电池系统的运转控制的改良。

背景技术

在搭载有燃料电池(例如固体高分子型燃料电池)作为发电装置的所谓的燃料电池车辆中，在例如空转时、低速行驶时、再生制动时等的低负载运转时，为了改善燃耗等，暂时停止燃料电池的发电，从蓄电池、电容器等蓄电单元向电力消耗装置(车辆电动机等)进行电力供给(在本说明书中将这样的运转模式称作“间歇运转”)。

在进行所述间歇运转时，OCV(开路电压)变高而需要抑制燃料电池老化。因此，有公知的下述技术，即，进行用于消耗残留在阴极电极的氧的电流扫除，将该燃料电池的电动势抑制在老化电位以下(例如参照专利文献1)。

此外，在进行间歇运转时等的燃料电池运转停止时，基于氢压力的下降来判断有无氢泄漏、交叉泄漏(cross leak)等。

专利文献1：日本特开2006-294304号公报

然而，在间歇运转时等的燃料电池停止时，在如上所述那样根据氢压力的下降来判断氢泄漏、交叉泄漏的有无等的情况下，担心将电流扫除引起的压力下降误判断为氢泄漏、交叉泄漏的有无等。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种燃料电池系统和该系统的氢泄漏判断方法，在间歇运转时等的燃料电池的运转停止时，在根据氢压力的下降来判断氢泄漏、交叉泄漏的有无等的情况下，抑制将电流扫除引起的压力下降误判断为氢泄漏、交叉泄漏的有无等，提高氢泄漏等的判断精度。

为了解决该问题，本申请的发明人进行了各种研究。以往，在判断有无氢泄漏、交叉泄漏时，检测被供给氢气的阳极的气体压力，如果气体压力下降则判断为产生了氢泄漏。在该情况下，如果认定在阳极有某一定值以上的压力下降(＝氢泄漏)，则1)实施诊断(是指在安装于车辆上的传感器产生故障或在传动系控制用ECU的内部产生异常的情况下通过将灯点亮来催促驾驶者避让行驶的功能、为了提高服务性而在规定的工具中显示车辆的状态的功能、或使系统停止的功能，也称为“诊断”。)，或2)实施送风(air blow)将排气氢浓度保持为一定以下。

在此，如果不进行电流扫除，则阳极的气体压力下降和氢透过量为大致成比例的关系，因此只要如以往那样仅监视氢气的压力就能够判断有无氢泄漏、交叉泄漏。但是，在间歇运转中，若进行电流扫除(或者电流扫除引起的高电位回避控制等)，则1)将电流扫除引起的压力下降误判断为氢泄漏引起的压力下降，错误地进行了诊断，或者2)将电流扫除引起的压力下降误判断为交叉泄漏引起的压力下降而实施了超过需要的送风。

本申请的发明人针对以上各点进行了反复研究，从而得到了能够解决该问题的构思。本发明基于该构思，能够在燃料电池的运转停止时实施抑制该燃料电池老化的电流扫除的燃料电池系统中，其特征在于，基于电流扫除所消耗的氢来校正氢压力。如上所述，在燃料电池系统中，如果在间歇运转中进行电流扫除，则担心将该电流扫除时产生的压力下降直接误判断为氢泄漏引起的压力下降或者交叉泄漏引起的压力下降。对于该点，在本发明所涉及的燃料电池系统中，考虑到电流扫除所消耗的氢，对伴随该氢消耗的下降量进行校正。由此，得到将电流扫除时产生的压力下降考虑在内的氢压力，能够抑制各种判断时产生的误判断。在此，燃料电池系统中的燃料电池的运转停止是在例如该燃料电池系统的低负载时从燃料电池系统中的蓄电单元向电力消耗装置进行电力供给并暂时停止该燃料电池的发电的间歇运转时的运转停止。

在该燃料电池系统中，基于校正后的氢压力进行基于压力下降的氢泄漏判断。由此，能够提高判断氢泄漏时的精度。

此外，在本发明所涉及的燃料电池系统中，在电流扫除的电流为规定值以上的情况下，能够基于校正后的氢压力进行氢泄漏的判断。另一方面，在电流扫除的电流小于规定值的情况下，判断为处于电流扫除引起的压力下降的影响较小的状况而不会产生妨碍。若这样在电流较小的情况下不实施氢压力的校正，则能够避免始终进行繁琐的控制，这一点是优选的。

此外，在本发明所涉及的燃料电池系统中，在电流扫除的电流为规定值以上的情况下，能够基于校正后的氢压力进行交叉泄漏的判断。由此，能够提高交叉泄漏判断的精度。另外，优选的是，在交叉泄漏的量为规定值以上的情况下，进行排气氢浓度降低控制(例如送风)，将间歇运转后的阴极侧的排气氢浓度保持在一定以下。

此外，该燃料电池系统具备进行氢压力的校正的控制单元。

本发明所涉及的燃料电池系统对该燃料电池的阳极的氢压力进行校正。