[发明专利]燃料电池系统

说明书

本发明提供燃料电池系统，能够缩短直至获得车辆的允许行驶为止的时间。该燃料电池系统被搭载于在车辆启动时即便燃料电池不能发电也能够利用二次电池的电力进行行驶的车辆，其特征在于，具有上述燃料电池、上述二次电池以及控制部，在上述燃料电池的发电预处理时且存在来自上述燃料电池的利用上述二次电池的输出使上述车辆行驶的行驶请求时，上述控制部计算上述二次电池的放电允许能量，并根据该放电允许能量计算从上述车辆的行驶请求起至允许行驶为止所需的允许行驶延迟请求时间、且计量从上述车辆的行驶请求起的经过时间亦即允许行驶延迟时间，在上述允许行驶延迟请求时间的值小于上述允许行驶延迟时间的值时，上述控制部允许上述车辆的行驶。

技术领域

本公开涉及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池(FC)是在层叠了多个单电池(以下，存在称为单元的情况)而成的燃料电池组(以下，存在简称为电池组的情况)中通过作为燃料气体的氢(H₂)与作为氧化剂气体的氧(O₂)的电化学反应来取出电能的发电装置。其中，以下也存在不特别区分燃料气体、氧化剂气体而简称为“反应气体”或“气体”的情况。

该燃料电池的单电池通常由膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)与根据需要而夹持该膜电极接合体的两面的2张隔膜构成。

膜电极接合体具备在具有质子(H⁺)传导性的固体高分子型电解质膜(以下，亦简称为“电解质膜”)的两面分别依次形成了催化剂层以及气体扩散层的构造。因此，存在将膜电极接合体称为膜电极气体扩散层接合体(MEGA)的情况。

隔膜通常具有在与气体扩散层接触的面形成有作为反应气体的流路的槽的构造。此外，该隔膜还作为发出的电力的集电体发挥功能。

在燃料电池的燃料极(阳极)中，从气体流路以及气体扩散层供给的氢因催化剂层的催化剂作用而质子化，并通过电解质膜向氧化剂极(阴极)移动。同时生成的电子通过外部电路进行做功，向阴极移动。供给至阴极的氧在阴极上与质子以及电子反应，生成水。

生成的水对电解质膜赋予适度的湿度，多余的水透过气体扩散层而被向系统外排出。

关于车载于燃料电池车辆(以下存在记载为车辆的情况)而使用的燃料电池系统进行了各种研究。

例如在专利文献1中公开了一种在燃料电池车辆启动时即便燃料电池不能发电、若电池的SOC为规定值以上则也利用电池的电力来进行马达行驶的燃料电池车辆。

另外，在专利文献2中公开了一种在燃料电池的起动中仅利用充电至二次电池的电力来开始车辆行驶的燃料电池车辆的控制方法。

另外，在专利文献3中公开了一种当在燃料电池起动时为低温时的情况下停止循环泵的驱动的燃料电池系统。

另外，在专利文献4中公开了一种根据电池SOC余量与FC起动所需的SOC的差量来判断可否进行电池行驶启动的燃料电池系统。

专利文献1：日本特开2001－266917号公报

专利文献2：日本特开2005－073475号公报

专利文献3：日本特开2007－220425号公报

专利文献4：日本特开2011－239639号公报

若使允许在燃料电池的起动中仅利用充电至二次电池的电力使车辆行驶的二次电池的SOC的规定值恒定，则无法有效地灵活利用二次电池的电力，存在直至获得车辆的允许行驶为止要花费时间的问题。

例如，即便在SOC稍微不满足规定值的情况下，也存在仅利用二次电池进行车辆的行驶的电力。然而，当在二次电池的SOC不满足规定值的情况下以直至能够实现燃料电池的发电为止无法获得车辆的允许行驶的方式控制燃料电池系统时，存在直至获得车辆的允许行驶为止花费时间这一问题。