[发明专利]燃料电池系统的控制装置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的控制装置，该燃料电池系统将阳极气体和阴极气体供给到燃料电池，根据负载的要求来进行发电，

所述燃料电池系统是阳极气体循环型的燃料电池系统，

所述燃料电池系统具备：

阳极气体循环通路，其将从所述燃料电池排出的阳极排气与向所述燃料电池供给的阳极气体混合后供给到所述燃料电池；

湿润状态检测部，其检测所述燃料电池的电解质膜的湿润状态；以及

湿润状态控制部，其通过对包括在所述阳极气体循环通路中流动的阳极气体循环流量在内的多个物理量进行操作，来控制所述电解质膜的湿润状态，

所述控制装置具备：

阳极气体循环流量控制部，其基于由所述湿润状态检测部检测出的所述电解质膜的湿润状态来控制所述阳极气体循环流量；以及

优先级设定部，其针对由所述湿润状态控制部操作的所述多个物理量设定稳定的操作的优先级，

其中，所述阳极气体循环流量控制部包括：

阳极气体循环流量限制部，其在改变所述电解质膜的湿润状态的过渡运转时，对所述阳极气体循环流量的每单位时间的变化率进行限制；以及

控制量补充部，其在所述阳极气体循环流量的变化率被所述阳极气体循环流量限制部所限制的情况下，通过由所述优先级设定部设定的稳定的操作的优先级比对所述阳极气体循环流量设定的稳定的操作的优先级低的物理量的操作，来对由于该阳极气体循环流量的限制而不足的所述湿润状态的控制量部分进行补充。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的控制装置，其特征在于，

在使所述燃料电池的电解质膜湿润的操作中，作为稳定的操作的优先级比对所述阳极气体循环流量设定的稳定的操作的优先级低的操作对象，包括向所述燃料电池供给的阴极气体的压力，

当开始使所述燃料电池湿润的操作时，所述阳极气体循环流量限制部对所述阳极气体循环流量的每单位时间的变化率进行限制，并且，所述控制量补充部通过提高所述供给的阴极气体的压力的操作，来对由于所述阳极气体循环流量的限制而不足的湿润状态的控制量部分进行补充。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统的控制装置，其特征在于，

在使所述燃料电池的电解质膜干燥的操作中，作为稳定的操作的优先级比对所述阳极气体循环流量设定的稳定的操作的优先级低的操作对象，包括对所述燃料电池进行冷却的冷却水的温度以及向所述燃料电池供给的阴极气体的流量，

当开始使所述燃料电池的电解质膜干燥的操作时，所述阳极气体循环流量限制部对所述阳极气体循环流量的每单位时间的变化率进行限制，并且，所述控制量补充部通过提高所述冷却水的温度的操作以及增加所述阴极气体的流量的操作中的至少一个，来对由于所述阳极气体循环流量的限制而不足的湿润状态的控制量部分进行补充。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统的控制装置，其特征在于，

所述阳极气体循环流量控制部还具备冷却水温度限制部，在改变所述电解质膜的湿润状态的过渡运转时，该冷却水温度限制部对所述冷却水的温度的每单位时间的变化率进行限制，

所述控制量补充部对于由于所述温度的限制而不足的湿润状态的控制量部分，也通过增加所述阴极气体的流量的操作来进行补充。

5.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统的控制装置，其特征在于，

在担心改变所述电解质膜的湿润状态的过渡运转时氢缺乏的情况下、或者在所述燃料电池系统启动时要尽快向所述燃料电池供给阳极气体的情况下，所述阳极气体循环流量限制部解除所述阳极气体循环流量的变化率的限制。

6.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统的控制装置，其特征在于，

所述湿润状态检测部所检测的湿润状态是由水收支决定的，该水收支是作为流入到所述燃料电池的水及在所述燃料电池内部生成的水的量与从所述燃料电池排出的水的量之间的收支而计算出的。

7.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统的控制装置，其特征在于，

所述阳极气体循环流量控制部包括阳极循环泵。