[发明专利]燃料电池系统以及燃料电池车辆

说明书

本公开涉及燃料电池系统以及燃料电池车辆。该燃料电池系统具备：燃料电池；蓄压器，其贮存燃料气体；气体余量获取单元，其获取在所述蓄压器中贮存的所述燃料气体的余量；以及发电控制部，其中，在所述蓄压器内贮存的所述燃料气体的余量减小至阈值时，所述发电控制部从湿润发电控制切换为干燥发电控制。

技术领域

本发明涉及实施为下次的低温启动等而具备的干燥发电控制的燃料电池系统以及燃料电池车辆。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体在由高分子离子交换膜形成的电解质膜的一方的面配设阳极电极，在另一方的面配设阴极电极。电解质膜-电极结构体以被隔板夹持的方式构成发电单电池(电池单体)。通常，通过层叠规定个数的发电单电池例如作为车载用燃料电池堆组入燃料电池车辆(燃料电池电动汽车等)。

如日本特开2016-4630号公报(以下称为JPA2016-4630)等所记载那样，为了用燃料电池来高效率地发电，需要将MEA维持为湿润的状态(JPA2016-4630的[0003])。

但是，在燃料电池的发电停止时，如果在燃料电池的内部保持余留有所需以上量的水的状态，该残留水成为向燃料电池供给氢和空气的障碍，存在下次的启动性能下降的风险。另外，当在冰点以下时，残留水冻结。因这样的残留水引起的启动性能下降会随着在启动时的温度越为低温而变得越明显。

因而，在JPA2016-4630中，从对燃料电池产生停止指令至满足规定条件为止，执行继续发电的停止时发电工序。而且，在执行停止时发电工序时，估计将来进行的闲置期间扫气工序的扫气效果，使用该估计的结果来设定停止时发电工序的完成时间点的目标含水状态。而且，在停止时发电工序中，继续发电以实现所设定的目标含水状态(JPA2016-4630的[0019])。由此，能够使闲置期间中进行了扫气之后的、下次的启动时的膜的含水状态总是与发电优选的状态一致。

发明内容

然而，在燃料电池车辆中，为了执行用于调整内部的水分量的干燥发电，需要在氢罐中余留闲置期间中的干燥发电部分的氢余量来作为燃料。

因而，在燃料电池车辆中，作为气体缺乏(燃料用尽的情况)判定阈值，设定为对余留在氢罐中的无效氢余量(燃料电池无法发电的氢余量)加上闲置期间中消耗的氢量而成的值。

但是，如果将加上闲置期间中消耗的氢量而成的值设定为气体缺乏判定阈值，与该部分相应地，行驶时可使用的氢量减少。

本发明是考虑了这样的问题而完成的，其目的在于提供能够一边确保下次启动时的启动性能，一边使行驶时可使用的氢量增加的燃料电池系统以及燃料电池车辆。

本发明所涉及的燃料电池系统具备：燃料电池；蓄压器，其用于贮存燃料气体；气体余量获取单元，其用于获取在所述蓄压器贮存的所述燃料气体的余量；以及发电控制部，其中，在所述蓄压器内贮存的所述燃料气体的余量减小至阈值时，所述发电控制部从湿润发电控制切换为干燥发电控制。

根据本发明，在燃料气体的余量减小至阈值时，切换为干燥发电控制，因此即使在燃料电池系统停止后外部气温降低到冰点以下，也能够避免燃料电池的冻结，并能够抑制下次启动时的启动不良。

在该情况下，也可以是，还具备温度相关值获取单元，该温度相关值获取单元获取所述燃料电池的温度相关值，在所述燃料气体的余量减小至所述阈值之前该燃料电池系统停止的情况下，所述发电控制部在该系统停止后的闲置期间中基于所述温度相关值预测到所述燃料电池的冻结时，将该燃料电池系统启动来实施干燥发电控制，所述阈值至少设定为比对所述燃料电池成为无法发电的气体缺乏判定量加上在所述闲置期间中的干燥发电控制所消耗的部分的干燥发电消耗量而成的值大的值。