[发明专利]燃料电池堆栈用充入电流生成方法及装置

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及燃料电池堆栈用充入电流生成方法及执行该燃料电池堆栈用充入电流生成方法的装置。

背景技术

燃料电池为无需借助燃烧将燃料所具有的化学能变成热，而是在堆栈内以电化学方式发生反应，从而转换为电能的一种发电装置，上述燃料电池不仅能够供给产业用、家庭用及车辆驱动用电力，而且还能适用于小型的电器/电子产品，尤其能够适用于便携式装置的供电。

当前，作为用于驱动车辆的供电源，最普遍研究的是燃料电池中具有最高的功率密度的高分子电解质膜燃料电池(PEMFC：Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell，Proton Exchange Membrane Fuel Cell)形态，其因低的工作温度而具有快速的起动时间和快速的电力转换反应时间。

这种高分子电解质膜燃料电池包括：膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)，以由氢离子所移动的固体高分子电解质膜为中心，在膜的两侧附着有引起电化学反应的催化剂电极层；气体扩散层(GDL；Gas Diffusion Layer)，起到使反应气体均匀地分布，且传递所产生的电能的作用；密封圈及紧固机构，用于维持反应气体及冷却水的气密性和适当的紧固压；以及分离板(Bipolar Plate)，使反应气体及冷却水移动。

当利用这种单位电池结构来组装燃料电池堆栈时，在电池内的最内侧设有作为主要结构部件的膜电极接合体及气体扩散层的组合，而膜电极接合体在高分子电解质膜的双面具有以能够与氢和氧发生反应的方式涂敷了催化剂的催化剂电极层，即，正极(Anode)及负极(Cathode)，并在正极及负极所处的外侧部分层叠有气体扩散层、密封圈等。

在气体扩散层的外侧设有分离板，在上述分离板形成有用于供给反应气体(作为燃料的氢和作为氧化剂的氧或空气)，并由冷却水所通过的流场(Flow Field)。在将这种结构作为单位电池来层叠多个单位电池之后，在最外侧结合集电板(Current Collector)、绝缘板及用于支撑层叠电池的端板(End Plate)，而在端板之间反复层叠并紧固单位电池，从而构成燃料电池堆栈。

为了获得实际车辆所需的电位，应层叠于所需电位相对应的单位电池，而层叠单位电池后形成堆栈。在一个单位电池中所产生的电位约1.3V，为了生产出车辆的驱动所需的电力而将多个电池以串联的方式层叠多个电池。

发明内容

本发明的目的在于，提供燃料电池堆栈用充入电流生成方法及执行该燃料电池堆栈用充入电流生成方法的装置，上述燃料电池堆栈用充入电流生成方法及执行该燃料电池堆栈用充入电流生成方法的装置使用高电压电池来代替普通的车辆用电池，从而在升压与高电压电池对应的电压的直流电流方面，只要升压数十伏特左右即可，因而能够减少变压比，也能降低部件价格及回路的体积。

并且，本发明的目的在于，提供燃料电池堆栈用充入电流生成方法及执行该燃料电池堆栈用充入电流生成方法的装置，在上述燃料电池堆栈用充入电流生成方法及执行该燃料电池堆栈用充入电流生成方法的装置中，即使车辆的起动转换为关闭状态，高电压电池也始终维持电源开启状态，因此，在燃料电池堆栈发电之前，也能测定燃料电池堆栈的电压，从而能够诊断燃料电池堆栈的故障。

本发明所要解决的问题并不局限于以上所述的问题，本发明所属领域的技术人员能够从以下的记载中明确地理解未提及的其他问题。

在多个实施例中，燃料电池堆栈用充入电流生成装置包括：第一转换器，将与高电压电池对应的电压的直流电流转换为特定电压的直流电流；第二转换器，将被转换的上述直流电流转换为交流电流；滤波器，在被转换的上述交流电流中对预先设定的频带的信号进行滤波；控制部，当向上述燃料电池堆栈充入被滤波的上述交流电流时，以没有畸变地充入交流电流的方式进行反馈控制。

在一实施例中，还可以包括电流传感器，上述电流传感器向上述控制部提供充入于上述燃料电池堆栈的实际交流电流。

在一实施例中，上述控制部可确认从上述电流传感器接收的实际交流电流和充入交流电流的差异。

在一实施例中，若上述确认结果为上述实际交流电流和上述充入交流电流之间发生差异，则上述控制部可控制上述充入交流电流的振幅。

在一实施例中，若上述实际交流电流小于上述充入交流电流，则上述控制部可使上述充入交流电流的振幅变大。

在一实施例中，若上述实际交流电流大于上述充入交流电流，则上述控制部可使上述充入交流电流的振幅变小。