[发明专利]燃料电池监视装置以及判定燃料电池的状态的方法

说明书

本发明涉及燃料电池监视装置以及判定燃料电池的状态的方法，燃料电池监视装置具备：阻抗测量部，测量每个燃料电池单元的阻抗和燃料电池组整体的阻抗；含水量推断部，使用根据每个上述燃料电池单元的阻抗的测量结果求出的气体扩散电阻来计算每个上述燃料电池单元的含水量推断值，并使用根据上述燃料电池组整体的阻抗的测量结果而求出的气体扩散电阻来计算表示每个上述燃料电池单元的含水量的含水量基准推断值；以及判定部，通过判定上述含水量推断值相对于上述含水量基准推断值的大小来对上述燃料电池单元所包含的催化剂的劣化的产生或者对于上述燃料电池单元的反应气体的分配不良的产生中的至少一方进行检测。

技术领域

本公开涉及燃料电池监视装置以及判定燃料电池的状态的方法。

背景技术

例如，在日本特开2006-318669号公报中公开一种通过交流阻抗法测量燃料电池的阻抗并使用该测量结果来检测燃料电池的不良的燃料电池监视装置。

燃料电池的阻抗是与各种因素具有相关性的参数。因此，仅通过将阻抗的测量值与预先决定的阈值进行比较，有时无法准确地确定燃料电池中产生的不良状况的因素。这样，使用阻抗的测量值来检测燃料电池所产生的不良的技术依然存在改进的余地。

发明内容

本公开的技术能够作为以下的方式来实现。

第一方式提供一种对多个燃料电池单元层叠而成的燃料电池组的状态进行监视的燃料电池监视装置。该方式的燃料电池监视装置具备：阻抗测量部，对上述燃料电池组施加交流信号来检测每个上述燃料电池单元的电压、上述燃料电池组整体的电压、以及上述燃料电池组的输出电流，并测量每个上述燃料电池单元的阻抗和上述燃料电池组整体的阻抗；含水量推断部，根据每个上述燃料电池单元的阻抗的测量结果来求出与上述燃料电池单元的含水量具有相关性的每个上述燃料电池单元的气体扩散电阻，使用每个上述燃料电池单元的气体扩散电阻来计算每个上述燃料电池单元的含水量的推断值亦即含水量推断值，根据上述燃料电池组整体的阻抗的测量结果来求出与上述燃料电池组的含水量具有相关性的上述燃料电池组的气体扩散电阻，使用上述燃料电池组的气体扩散电阻计算表示每个上述燃料电池单元的含水量的含水量基准推断值；以及判定部，通过判定上述含水量推断值相对于上述含水量基准推断值的大小来对上述燃料电池单元所包含的催化剂的劣化的产生、或者对于上述燃料电池单元的反应气体的分配不良的产生中的至少一方进行检测。

根据该方式的燃料电池监视装置，根据从阻抗的测量结果计算出的气体扩散电阻中的相对于燃料电池单元、燃料电池组的含水量具有高的相关性的气体扩散电阻来导出含水量推断值以及含水量基准推断值。含水量推断值具有如下特性：相对于含水量基准推断值的大小因燃料电池单元中的催化剂劣化或者反应气体的分配不良而变化。根据该方式的燃料电池监视装置，能够基于这样的含水量推断值的特性，将燃料电池所产生的不良状况的因素确定为燃料电池单元中的催化剂劣化或者反应气体的分配不良的至少一方而准确地检测到其产生。另外，含水量基准推断值例如是根据燃料电池组整体的随时间变化等燃料电池组整体的当前的状态而变化的值。在该方式的燃料电池监视装置中，由于在燃料电池单元的状态的判定中使用这样的根据燃料电池组整体的当前的状态而变化的基准值，所以能够抑制因燃料电池组整体的状态变化而引起的判定精度的变动。

在上述方式的燃料电池监视装置中，可以在包括上述含水量推断值相对于上述含水量基准推断值低得超过预先决定的允许范围的判定条件成立时，上述判定部判定为作为判定对象的上述燃料电池单元产生了上述催化剂的劣化。

根据该方式的燃料电池监视装置，能够准确地检测燃料电池单元中的催化剂的劣化的产生。

在上述方式的燃料电池监视装置中，可以在检测到是负电压且包括上述含水量推断值相对于上述含水量基准推断值低得超过上述允许范围的上述判定条件成立时，上述判定部判定为作为判定对象的上述燃料电池单元产生了上述催化剂的劣化。

根据该方式的燃料电池监视装置，由于增加了基于电压的判定条件，所以能够更高精度地检测燃料电池单元中的催化剂的劣化的产生。