[发明专利]燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统，将负极气体和正极气体供给到燃料电池来使该燃料电池发电，该燃料电池系统的特征在于，具备：

压缩机，其对向所述燃料电池供给的正极气体的流量进行调节；

压力调节阀，其对向所述燃料电池供给的正极气体的压力进行调节；

脉动运转部，其使负极气体的压力脉动；

目标流量设定部，其基于所述燃料电池的要求来设定正极气体的目标流量；

第一目标压力设定部，其基于所述燃料电池的要求来设定正极气体的第一目标压力；

第二目标压力设定部，其设定用于将所述燃料电池内的负极与正极间的压力差维持在规定的容许压力差的范围内的正极气体的第二目标压力；

目标压力设定部，其将所述第一目标压力和所述第二目标压力中的较大一方设定为目标压力；以及

控制部，其基于所述目标流量和所述目标压力设定部设定的目标压力来控制所述压缩机和所述压力调节阀，

其中，在所述目标压力设定部设定的目标压力伴随负极气体的压力脉动而脉动时，所述控制部基于用于限制该目标压力设定部设定的目标压力的脉动的限制压力以及所述目标流量来控制所述压缩机。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述限制压力是从负极气体的脉动上限压力减去所述容许压力差后得到的压力。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述脉动运转部具备变动部，该变动部基于所述燃料电池的负荷来使负极气体的脉动上限压力和脉动下限压力变动，

所述限制压力是从负极气体的脉动上限压力减去所述容许压力差后得到的压力和从负极气体的压力减去所述容许压力差后得到的压力中的较大一方的压力。

4.一种燃料电池系统，将负极气体和正极气体供给到燃料电池来使该燃料电池发电，该燃料电池系统的特征在于，具备：

压缩机，其对向所述燃料电池供给的正极气体的流量进行调节；

压力调节阀，其对向所述燃料电池供给的正极气体的压力进行调节；

脉动运转部，其使负极气体的压力脉动；

目标流量设定部，其基于所述燃料电池的状态来设定正极气体的目标流量；

第一目标压力设定部，其基于所述燃料电池的状态来设定正极气体的第一目标压力；

第二目标压力设定部，其设定用于将所述燃料电池内的负极与正极间的压力差维持在规定的容许压力差的范围内的正极气体的第二目标压力；

目标压力设定部，其将所述第一目标压力和所述第二目标压力中的较大一方设定为目标压力；以及

控制部，其基于所述目标流量和所述目标压力设定部设定的目标压力来控制所述压缩机和所述压力调节阀，

其中，所述第二目标压力设定部将用于限制伴随负极气体的压力脉动的正极气体的压力脉动的限制压力设定为所述第二目标压力。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第二目标压力设定部将从负极气体的脉动上限压力和负极气体的压力中的较大一方减去所述容许压力差后得到的压力设定为所述第二目标压力。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第一目标压力设定部具备：

氧分压确保要求压力计算部，其基于所述燃料电池的负荷来计算将所述燃料电池内的氧分压保持在规定以上所需的氧分压确保要求压力；

目标湿润度计算部，其基于所述燃料电池的负荷来计算电解质膜的目标湿润度；以及

湿润度控制要求压力计算部，其计算将所述电解质膜的湿润度控制为所述目标湿润度所需的湿润度控制要求压力，

其中，所述第一目标压力设定部基于所述氧分压确保要求压力和所述湿润度控制要求压力来设定所述第一目标压力。

7.一种燃料电池系统的控制方法，该燃料电池系统将负极气体和正极气体供给到燃料电池来使该燃料电池发电，

所述燃料电池系统具备：

压缩机，其对向所述燃料电池供给的正极气体的流量进行调节；以及

压力调节阀，其对向所述燃料电池供给的正极气体的压力进行调节；

所述控制方法包括：

脉动运转步骤，使负极气体的压力脉动；

目标流量设定步骤，基于所述燃料电池的要求来设定正极气体的目标流量；

第一目标压力设定步骤，基于所述燃料电池的要求来设定正极气体的第一目标压力；

第二目标压力设定步骤，设定用于将所述燃料电池内的负极与正极间的压力差维持在规定的容许压力差的范围内的正极气体的第二目标压力；

目标压力设定步骤，将所述第一目标压力和所述第二目标压力中的较大一方设定为目标压力；以及

控制步骤，基于所述目标流量和在所述目标压力设定步骤中设定的目标压力来控制所述压缩机和所述压力调节阀，

其中，在所述控制步骤中，当在所述目标压力设定步骤中设定的目标压力伴随负极气体的压力脉动而脉动时，基于用于限制在该目标压力设定步骤中设定的目标压力的脉动的限制压力以及所述目标流量来控制所述压缩机。