[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

本发明提供燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。在来自负载的请求电力超过预先决定的基准值时，控制成为使燃料电池发出与请求电力对应的电力的通常运转模式。在请求电力为基准值以下时，控制成为间歇运转模式。在从间歇运转模式向通常运转模式转移时执行从燃料电池引出电流而使燃料电池的电压降低至还原电压的刷新处理。间歇运转模式结束时的燃料电池内的氧量越少，则使在刷新处理开始时从燃料电池引出的电流越少。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。

背景技术

在燃料电池持续发电的过程中，存在如下情况：伴随着发电而在燃料电池的阴极所具备的催化剂上形成氧化被膜，使得发电性能降低。为了使这样降低了的发电性能恢复，公知有一种执行将燃料电池的电压降低至催化剂上的氧化被膜被还原的还原电压来除去氧化被膜的处理(刷新处理)的方法。在国际公开第2013/128610中公开了如下结构：当从燃料电池系统中的负载请求小、向燃料电池的发电指令值被设定为零的运转状态(所谓的间歇运转)向燃料电池发出与负载请求对应的电力的运转状态(所谓的通常运转)转移时，执行刷新处理。

发明内容

然而，本申请发明人等发现了下述的新问题点：若在从间歇运转向通常运转转移时执行刷新处理，则存在刷新处理时的燃料电池的电压偏离所希望的适当的还原电压而散乱的情况。若刷新处理时的燃料电池的电压比所希望的还原电压低，则存在催化剂被过度还原的可能性。因此，期望有一种抑制刷新处理时的燃料电池的电压的偏差、使刷新处理时的燃料电池的电压更接近所希望的还原电压的技术。

本发明能够作为以下的方式而实现。

根据本发明的一个方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池，层叠有多个单电池，接受含有氧的氧化气体与含有氢的燃料气体的供给来对于负载供给电力；氧化气体供给部，对于上述燃料电池供给上述氧化气体；控制部，控制上述燃料电池系统的运转状态；以及判定部，判定上述燃料电池内的氧量。在来自上述负载的请求电力超过预先决定的基准值时，上述控制部控制上述燃料电池系统的运转状态以便成为上述燃料电池发出与上述请求电力对应的电力的通常运转模式，在上述请求电力为上述基准值以下时，上述控制部控制上述燃料电池系统的运转状态以便成为间歇运转模式，该间歇运转模式是通过上述氧化气体供给部使比在上述通常运转模式中供给至上述燃料电池的氧量少且为了使上述燃料电池的电压成为预先设定的目标电压所需的氧量供给至上述燃料电池的模式，当从上述间歇运转模式向上述通常运转模式转移时，在上述间歇运转模式结束的时机执行从上述燃料电池引出(sweep)电流而使上述燃料电池的电压降低至还原电压的刷新处理，在上述时机上述判定部判定出的上述氧量越少，则将在上述刷新处理开始时从上述燃料电池引出的电流设定为越少的值。

根据该方式的燃料电池系统，能够抑制在刷新处理的执行时燃料电池的电压偏离所希望的还原电压而散乱的情况。因此，能够抑制刷新处理时的电压过低而催化剂被过度还原的情况。

在上述方式的燃料电池系统中，上述时机的上述燃料电池的电压越低，则上述判定部判定为上述燃料电池内的氧量越少。根据该方式的燃料电池系统，由于能够使用燃料电池系统通常所具有的电压传感器来判定燃料电池内的氧量，所以不需要为了取得氧量而进一步设置特别的传感器，能够抑制系统结构的复杂化。

在上述方式的燃料电池系统中，上述时机的、构成上述燃料电池的上述多个单电池各自的电压中的最大值与最小值之差越大，则上述判定部判定为上述燃料电池内的氧量越少。根据该方式的燃料电池系统，由于能够使用燃料电池系统通常所具有的电压传感器来判定燃料电池内的氧量，所以不需要为了取得氧量而进一步设置特别的传感器，能够抑制系统结构的复杂化。

在上述方式的燃料电池系统中，上述时机的、构成上述燃料电池的上述多个单电池各自的电压中的最小值越小，则上述判定部判定为上述燃料电池内的氧量越少。根据该方式的燃料电池系统，由于能够使用燃料电池系统通常所具有的电压传感器来判定燃料电池内的氧量，所以不需要为了取得氧量而进一步设置特别的传感器，能够抑制系统结构的复杂化。