[发明专利]燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法

说明书

对燃料电池供给阳极气体以及阴极气体、且使燃料电池根据负载而发电的燃料电池系统包括容积部，该容积部储存从燃料电池排出的杂质。燃料电池系统包括压力控制部，该压力控制部在燃料电池的电流高时，与燃料电池的电流低时相比，提高阳极气体的压力。燃料电池系统包括：估计部，使燃料电池的电流产生振幅，且基于此时取得的电流值以及电压值来估计燃料电池的电流电压特性；以及限制部，在估计部进行电流电压特性的估计时，限制阳极气体的压力降低。

技术区域

本发明涉及对燃料电池的电流电压特性进行估计的燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。

背景技术

作为燃料电池系统，有一边改变燃料电池的输出电流一边检测输出电压而估计燃料电池的电流电压(IV)特性的燃料电池系统(参照JP2000-357526A)。

发明内容

现在正在开发的燃料电池系统中，在燃料电池的阳极气体流路中滞留的氮气或水等的杂质排出至在阳极气体排出通路中设置的缓冲罐。这样，由于在燃料电池的发电区域中存在的杂质减少，所以抑制了燃料电池的发电效率的降低。

这样的燃料电池系统也有时在零下的温度环境中启动。在这样的情况下，由于燃料电池的IV特性比通常运转时变差，所以定期地确认燃料电池的IV特性是否恢复至能够对驱动电动机供给电力的IV特性。

关于IV特性的估计，实施将从燃料电池取出的输出电流在一定的范围中产生振幅的电流控制，在使输出电流产生振幅的期间，从各传感器依次取得燃料电池的电流以及电压。然后，基于取得的电流值以及电压值来估计燃料电池的IV特性。

另一方面，关于阳极气体的压力控制，控制成燃料电池的输出电流越大则阳极气体的压力越高。由此，抑制了在输出电流低时根据阴极气体压力和阳极气体压力的差压而在燃料电池的膜中产生的应力。

然而，在向缓冲罐排出杂质的燃料电池系统中，若伴随着基于IV估计的电流控制而使阳极气体压力降低，则杂质从缓冲罐向燃料电池逆流而导致发电区域内的杂质浓度上升。其结果，燃料电池的发电效率降低，在传感器中检测到的燃料电池的电压比本来的电压值更低，所以估计IV特性的估计精度变差。

本发明是着眼于这样的问题而完成的，其目的在于，提供一种将在燃料电池中滞留的杂质排出至容积部，且抑制伴随着杂质的逆流的IV特性的估计精度的降低的燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。

根据本发明的某一方式，对燃料电池供给阳极气体以及阴极气体、且使燃料电池根据负载而发电的燃料电池系统包括容积部，该容积部储存从燃料电池排出的杂质。并且，燃料电池系统包括：压力控制部，与燃料电池的电流低时相比，在燃料电池的电流高时，提高阳极气体的压力；估计部，使燃料电池的电流产生振幅，且基于此时取得的电流值以及电压值来估计燃料电池的电流电压特性；以及限制部，在估计部进行电流电压特性的估计时，限制基于压力控制部的阳极气体的压力降低。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式中的燃料电池系统的结构图。

图2是表示估计燃料电池的IV特性的估计方法的说明图。

图3是表示构成控制器的控制部的框图。

图4是表示伴随着IV估计时中的阳极气体的压力降低的、输出电压的降低的说明图。

图5是表示在IV估计时限制阳极气体的压力降低的限制方法的流程图。

图6是表示第二实施方式中的阳极气体控制部的框图。

图7是表示在IV估计时限制阳极气体的压力降低的限制方法的说明图。

图8是表示燃料电池的IV特性的估计精度的说明图。

图9是表示第三实施方式中的阳极气体控制部的框图。