[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及具有燃料电池、能对来自所述燃料电池的电力进行蓄电的蓄电装置、以及由所述燃料电池和所述蓄电装置中的至少一者供给电力的负载的燃料电池系统。

背景技术

现有技术中，为了抑制燃料电池车辆等所利用的燃料电池的劣化，提出了一种避免氧化还原电位来使燃料电池发电的燃料电池系统(日本特开2011-015580号(以下，称为“JP2011-015580A”))。在JP2011-015580A的燃料电池系统中，在发电要求功率(P*)(要求负载)小于规定的阈值(Pthr)的情况下，停止燃料电池的气体供应而进入发电中止模式。在发电中止模式中，将燃料电池的电压设定为低于开路端电压的电压，并发电产生微弱电流，由此谋求既防止燃料电池的劣化，又提高车辆的效率(说明书摘要、第[0045]～[0047]段、图2以及图4)。发电中止模式中的剩余电力被充电给电池(74)。该电池作为剩余电力的贮藏源、再生制动时的再生能量贮藏源、伴随燃料电池车辆的加速或减速的负载变动时的能量缓冲器来发挥功能(第[0036]段)。

如上所述，在JP2011-015580A中，在发电停止模式的剩余电力被蓄电到电池后，在车辆的加速时被使用。由此，由于电池的充放电的频度增加，会产生伴随充放电的电力损失，从而存在燃料电池系统的输出效率下降的风险。

发明内容

本发明考虑到这样的课题而提出，其目的在于，提供能既抑制燃料电池的劣化，又提高燃料电池系统整体的输出效率的燃料电池系统。

本发明所涉及的燃料电池系统具备：燃料电池；蓄电装置，其对来自所述燃料电池的电力进行蓄电；负载，其由所述燃料电池和所述蓄电装置中的至少一者供应电力；转换器，其调整所述燃料电池的电压；控制装置，其基于所述负载所需的电力，对所述燃料电池和所述蓄电装置向所述负载供应的电力进行控制；和反应气体供应装置，其对所述燃料电池供应反应气体，其中，所述控制装置在判定为所述燃料电池的怠速发电抑制模式的条件成立的情况下，将所述燃料电池的电压设定为铂的氧化还原进行电压范围外的规定电压值，并控制所述反应气体供应装置来使空气的供应量变化，使得所述燃料电池进行跟随所述负载所需的电力而变化的输出。

根据本发明，由于在使燃料电池以铂的氧化还原进行电压范围外的电压而成为恒压的同时，使燃料电池的输出电流跟随负载而变化，因此在燃料电池的怠速发电抑制模式时不仅能防止燃料的劣化还能抑制不需要的发电。因此，能减少蓄电装置中的充放电损失，从而能提高燃料电池系统中的输出效率。

能将所述规定电压值设为比所述氧化还原进行电压范围高或低的值。

在所述蓄电装置的蓄电量为目标蓄电量以下的情况下，可以直到所述蓄电量达到所述目标蓄电量为止都将所述燃料电池的电压设定为所述规定电压值，并将所述燃料电池的内部的气体状态维持成充足的状态。根据上述构成，由于将燃料电池的电压以偏离铂的氧化还原进行电压范围的值来设定为规定电压值，因此能防止燃料电池的劣化。此外，由于将燃料电池的内部的气体状态维持成充足的状态，因此燃料电池的发电量得以增加，并通过将剩余部分的电力充电到蓄电装置，能将蓄电装置的蓄电量维持成目标蓄电量。

所述燃料电池系统搭载于车辆，所述负载包含能再生(电力)的电动机以及辅助设备，所述控制装置在判定为怠速发电抑制模式的条件成立的情况下，可以将所述燃料电池的电压设定为所述规定电压值，并控制所述反应气体供应装置来使空气的供应量变化，使得所述燃料电池进行跟随所述辅助设备所需的电力而变化的输出。

在所述车辆的速度或所述电动机的转速为规定的阈值以下的情况下，所述控制装置可以将所述燃料电池的电压设定为所述规定电压值，并控制所述反应气体供应装置来使空气的供应量变化，使得所述燃料电池进行跟随所述辅助设备所需的电力而变化的输出。