[发明专利]燃料电池系统

说明书

本公开涉及燃料电池系统。燃料电池系统(10)具备FC(12)、TRC(26)、氧化剂气体供给装置(20)、蓄电池(16)、以及能够实施利用氧化剂气体供给装置(20)使TRC(26)的再生时的电力消耗的电力消耗控制的ECU(24)。ECU(24)构成为针对蓄电池(16)的充电限制值(C_lim)设定充电余量(72)，而且设定为电力消耗控制开始后的充电余量(72)小于电力消耗控制实施前的充电余量(72)。

技术领域

本发明涉及在具有燃料电池、电动机以及蓄电池的结构中控制蓄电池的充电状态的燃料电池系统。

背景技术

如日本特开2017-152280号公报所公开那样，在燃料电池系统中，在燃料电池与电机(电动机)之间并列连接蓄电池(蓄电部)，将燃料电池的发电电力以及电机的再生电力向蓄电池充入，另一方面，从蓄电池供给发电电力的不足部分。另外，在燃料电池与蓄电池之间，并列连接气泵等辅助设备。除了从燃料电池向辅助设备供给电力以外，从蓄电池向辅助设备供给发电电力的不足部分。

为了应对辅助设备的电力的过渡变动，这种燃料电池系统在蓄电池的充电放电限制范围的限制值之前分别设定余量(充电余量、放电余量)。例如，蓄电池根据充电余量来吸收气泵的消耗电力的过渡变动(实际电力相对于稳态时的估计电力过量(日文：あばれ))，即使从气泵向蓄电池供给再生电力也能保护蓄电池免于成为过充电状态。

发明内容

这样，这种燃料电池系统在再生电机的再生电力时，为了消耗蓄电池没有充尽的剩余部分的电力而进行电力消耗控制。在电力消耗控制下，例如，通过使气泵的转速增加来使电力消耗量增加。

然而，在电力消耗控制时，当如上述那样对蓄电池设定充电余量时，尽管直至充电放电限制范围的限制值为止有余裕，但再生时的电力向气泵回送后也会被消耗。也就是说，超过电力消耗控制所需的电力地进行电力消耗动作，会产生燃料消耗劣化、噪音、气泵过热之类的问题。

本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于提供根据控制的状态变化变更余量由此在电动机再生电力时以所需最小限度的电力消耗来保护蓄电池免于成为过充电状态的燃料电池系统。

为了实现所述的目的，本发明所涉及的燃料电池系统具备：燃料电池；电动机，其一方面利用电力的供给进行旋转驱动，另一方面伴随旋转来再生电力；氧化剂气体供给装置，其向所述燃料电池供给氧化剂气体；蓄电部，其与所述燃料电池、所述电动机以及所述氧化剂气体供给装置电连接，能够充电和放电；以及控制部，其控制所述电动机、所述氧化剂气体供给装置以及所述蓄电部的电力分配，并且能够实施利用所述氧化剂气体供给装置使所述电动机的再生时的电力消耗的电力消耗控制，其中，所述控制部构成为针对所述蓄电部的充电限制值设定充电余量，并且所述电力消耗控制开始后的所述充电余量设定得比所述电力消耗控制实施前的所述充电余量小。

如上所述，燃料电池系统利用使电力消耗控制开始后的充电余量小于电力消耗控制实施前的通常充电余量的简单结构，能够在电动机的再生时保护蓄电池免于成为过充电状态。另外，氧化剂气体供给装置减少电力消耗控制时消耗的电力，能够抑制氧化剂气体供给装置的过热。即，燃料电池系统能够有效地运用系统整体的电能，并且能够实现稳定的驱动。

另外，优选的是，所述控制部在所述电力消耗控制中系统的再生时的电力发生变化的状态变化时，使所述充电余量大于所述电力消耗控制开始后的所述充电余量。

燃料电池系统在系统的再生时的电力发生变化的状态变化时，使充电余量大于电力消耗控制开始后的充电余量，由此吸收用于减少气泵的转速的消耗电力的过渡变动。

还可以构成为，所述控制部将所述充电余量设定为与所述氧化剂气体供给装置的稳态动作对应的电力幅度，作为所述电力消耗控制开始后的所述充电余量，而在所述电力消耗控制不实施时，所述控制部使所述充电余量变化为与所述氧化剂气体供给装置的驱动状态变化的过渡动作时的响应性能对应的电力幅度，作为所述状态变化时的所述充电余量。