燃料电池系统及车辆技术方案

本发明专利技术提供燃料电池系统及车辆。该燃料电池系统具备燃料气体供给部、空气供给部、取得向燃料电池供给的空气的流量的空气流量取得部、取得燃料电池的输出电压的电压取得部及控制部。在燃料电池系统启动时，控制部通过燃料气体供给部在第一期间进行燃料气体向燃料电池的供给，在经过了第一期间后通过空气供给部开始进行空气的供给，在开始进行空气的供给以后的第二期间算出关于由空气流量取得部取得的流量的累计值，在算出的累计值超过了预先确定的空气量的情况下由电压取得部取得的输出电压低于预先确定的电压时，判定为燃料电池系统异常。

Fuel cell systems and vehicles

The invention provides a fuel cell system and a vehicle. The fuel cell system has the fuel gas supply section, the air supply section, the air flow acquisition section that obtains the flow of air to the fuel cell, the voltage acquisition part and the control part that obtain the output voltage of the fuel cell. At the start of the fuel cell system, control unit through the fuel gas supply unit in the first period of the fuel gas is supplied to a fuel cell, after the first period through the air supply to conduct air supply, air supply at the beginning of the second period after the calculated cumulative value on obtaining unit obtains by the flow of air the flow in the calculated cumulative value exceeds the output voltage of the voltage is lower than the predetermined voltage by a predetermined amount of air has been the case, judge for abnormal fuel cell system.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统及车辆
本专利技术涉及燃料电池系统及车辆。
技术介绍
在以往的燃料电池系统中，在启动时，将氢及空气向燃料电池组供给，在氢及空气的各流量达到了规定流量的情况下，测定燃料电池组的输出电压，基于测定到的输出电压来判定燃料电池组是否异常(例如，日本特开2009-110806号公报)。
技术实现思路
在这种燃料电池系统中，出于各种各样的要因，有时空气的流量不充分上升。例如，在冷态启动的情况下，出于保护成为空气压缩机启动时的驱动源的蓄电池的观点，空气压缩机的驱动受到抑制，空气的流量成为少的值。例如，在空气压缩机产生了摩擦的情况下，空气的流量成为少的值。在空气的流量不充分上升的情况下，在上述的
技术介绍
中，空气的流量不会到达规定流量，产生了无法判定燃料电池组的异常的问题。因而，在燃料电池系统中，希望有在空气的流量不充分上升的情况下也能进行异常判定的技术。用于解决课题的方案本专利技术为了解决上述课题的至少一部分而完成，能够作为以下的方式来实现。(1)根据本专利技术的一个方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池，使燃料气体与空气反应来发电；燃料气体供给部，将燃料气体向所述燃料电池供给；空气供给部，将空气向所述燃料电池供给；空气流量取得部，取得向所述燃料电池供给的空气的流量；电压取得部，取得所述燃料电池的输出电压；及控制部，控制所述燃料气体供给部及所述空气供给部。在所述燃料电池系统启动时，在直到推定为所述燃料气体向所述燃料电池的供给完成为止的第一期间，所述控制部进行燃料气体向所述燃料电池的供给；在经过了所述第一期间之后，所述控制部通过所述空气供给部开始进行所述空气的供给；在开始进行所述空气的供给以后的预先确定的第二期间，所述控制部算出关于由所述空气流量取得部取得的所述流量的累计值；在算出的所述累计值超过了预先确定的空气量的情况下由所述电压取得部取得的所述输出电压低于预先确定的电压时，所述控制部判定为所述燃料电池系统异常。根据该结构的燃料电池系统，在启动时，在直到推定为所述燃料气体向燃料电池的供给完成为止的第一期间进行了燃料气体向燃料电池的供给之后，开始进行空气的供给。之后，在第二期间，算出关于取得的空气的流量的累计值，在算出的累计值超过了预先确定的空气量的情况下，进行基于燃料电池的输出电压的燃料电池系统的异常判定。关于空气的流量的累计值表示对燃料电池总共供给的空气量，所以在每单位时间的空气量即流量不充分上升的情况下也能够根据累计值得知充分地实现了空气的供给量。因此，在该燃料电池系统中，在空气的流量不充分上升的情况下也能够判定燃料电池系统是否异常。(2)在上述方式的燃料电池系统中，可以是，所述空气供给部具有：空气压缩机，喷出压缩后的空气；及控制阀，控制空气向所述燃料电池的供给量，所述控制部将所述空气压缩机的喷出空气量一定且对于所述控制阀的指令值一定的期间作为所述第二期间，来进行所述累计值的算出。根据该方式的燃料电池系统，能够在向燃料电池组供给的空气量不会大幅变化的期间、即空气的流量稳定的期间进行累计值的算出，所以能够提高燃料电池系统的异常的判定精度。(3)在上述方式的燃料电池系统中，可以是，在判定为所述燃料电池系统异常的情况下，所述控制部使所述控制阀进行多次开闭动作。根据该方式的燃料电池系统，在设置于空气供给部的控制阀中，能够修复因橡胶密封部分贴附于阀座而产生的开阀不良。(4)在上述方式的燃料电池系统中，可以是，所述燃料气体供给部具有检测关于向所述燃料电池供给的所述燃料气体的气体压力的压力传感器，所述控制部在由所述压力传感器检测到的气体压力成为了预先确定的值以上时，判定为经过了所述第一期间。根据该方式的燃料电池系统，能够在开始进行空气的供给之前，将充足的量的燃料气体向燃料电池组供给。因而，能够防止在开始进行空气的供给时在燃料电池组内缺氢，能够防止催化剂劣化。(5)在上述方式的燃料电池系统中，可以是，在从经过了所述第一期间时起到开始进行所述空气的供给为止的期间，所述控制部检测从所述燃料气体供给部的氢泄漏。根据该方式的燃料电池系统，能够以容易的结构实现来自燃料气体供给部的氢泄漏的检测。(6)根据本专利技术的另一方式，提供一种车辆。该车辆具备上述方式的燃料电池系统。根据该方式的车辆，在空气的流量不充分上升的情况下也能够判定燃料电池系统是否异常。本专利技术能够以燃料电池系统、车辆以外的各种方式来实现。例如，能够以搭载燃料电池系统的船舶、飞行器等车辆以外的移动体、燃料电池系统的控制方法、实现该控制方法的计算机程序、记录有该计算机程序的非暂时性的记录介质等方式来实现。附图说明图1是示出本专利技术的一实施方式的燃料电池系统的流路结构的说明图。图2是示出由FC-ECU执行的燃料电池系统启动处理的流程图。图3是示出氢系统起动处理的详细内容的流程图。图4是示出空气系统起动处理的详细内容的流程图。图5是示出开始开关被切换为接通状态以后的电压检测信号、空气流量等的时间变化的时间图。图6是示出空气系统异常恢复处理的详细内容的流程图。具体实施方式A.燃料电池系统的结构：图1是示出本专利技术的一实施方式的燃料电池系统100的流路结构的说明图。燃料电池系统100搭载于燃料电池车辆，根据来自驾驶员的要求而输出用作驱动力的电力。燃料电池车辆例如是四轮汽车。燃料电池系统100具备燃料电池组20、空气供给排出部30、氢气供给排出部50、制冷剂循环部70、控制部80、及开始开关90。此外，燃料电池车辆除了燃料电池组20以外还具备蓄电池(未图示)作为电源。蓄电池是辅助电源，例如在启动燃料电池组20时利用。燃料电池组20是通过燃料气体(氢气)与氧化剂气体(空气)的电气化学反应来发电的单元，通过层叠多个单电池而形成。各单电池分别是即使以单体形式也能发电的发电要素，具备在电解质膜的两个面配置有电极(阴极、阳极)的发电体即膜电极接合体和配置于膜电极接合体的两个外侧的隔板。电解质膜由在内部包含有水分的湿润状态时呈现良好的质子传导性的固体高分子薄膜构成。燃料电池组20虽然能够应用各种类型，但在本实施方式中，使用固体高分子型。燃料电池组20相当于“
技术实现思路
”一栏所记载的本专利技术的一个方式中的“燃料电池”。空气供给排出部30具有向燃料电池组20供给作为氧化剂气体的空气的功能和将从燃料电池组20的阴极侧排出的排水和阴极排气向燃料电池系统100的外部排出的功能。空气供给排出部30在燃料电池组20的上游侧具备空气供给用配管31、空气滤清器32、空气压缩机33、使通过增压而上升后的进气温度下降的中冷器34、分流阀35、及空气分流用配管37。空气供给用配管31是与燃料电池组20的阴极侧的入口连接的配管，从取入外部的空气的进气口侧朝向下游依次设有空气滤清器32、空气压缩机33、中冷器34、分流阀35。空气滤清器32设置于空气供给用配管31中的进气口侧，对取入的空气进行清洁。在空气滤清器32的附近设置有对通过了空气滤清器32的空气的流量进行计测的空气流量计95。空气压缩机33取入空气，并将压缩后的空气向燃料电池组20的阴极侧供给。中冷器34使通过空气压缩机33而上升后的进气温度下降。分流阀35设置于中冷器34与燃料电池组20之间，将由空气压缩机33压缩并由中冷器34冷却后的空气向燃料电池组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，其中，具备：燃料电池，使燃料气体与空气反应来发电；燃料气体供给部，将燃料气体向所述燃料电池供给；空气供给部，将空气向所述燃料电池供给；空气流量取得部，取得向所述燃料电池供给的空气的流量；电压取得部，取得所述燃料电池的输出电压；及控制部，控制所述燃料气体供给部及所述空气供给部，在所述燃料电池系统启动时，在直到推定为所述燃料气体向所述燃料电池的供给完成为止的第一期间，所述控制部通过所述燃料气体供给部进行燃料气体向所述燃料电池的供给，在经过了所述第一期间之后，所述控制部通过所述空气供给部开始进行所述空气的供给，在开始进行了所述空气的供给以后的预先确定的第二期间，所述控制部算出关于由所述空气流量取得部取得的所述流量的累计值，在算出的所述累计值超过了预先确定的空气量的情况下由所述电压取得部取得的所述输出电压低于预先确定的电压时，所述控制部判定为所述燃料电池系统异常。

【技术特征摘要】
2016.07.21 JP 2016-1434021.一种燃料电池系统，其中，具备：燃料电池，使燃料气体与空气反应来发电；燃料气体供给部，将燃料气体向所述燃料电池供给；空气供给部，将空气向所述燃料电池供给；空气流量取得部，取得向所述燃料电池供给的空气的流量；电压取得部，取得所述燃料电池的输出电压；及控制部，控制所述燃料气体供给部及所述空气供给部，在所述燃料电池系统启动时，在直到推定为所述燃料气体向所述燃料电池的供给完成为止的第一期间，所述控制部通过所述燃料气体供给部进行燃料气体向所述燃料电池的供给，在经过了所述第一期间之后，所述控制部通过所述空气供给部开始进行所述空气的供给，在开始进行了所述空气的供给以后的预先确定的第二期间，所述控制部算出关于由所述空气流量取得部取得的所述流量的累计值，在算出的所述累计值超过了预先确定的空气量的情况下由所述电压取得部取得的所述输出电压低于预先确定的电压时，所述控制部判定为所述燃料电池系统异常...

【专利技术属性】
技术研发人员：山中富夫，石川智隆，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP