燃料电池系统及其控制方法技术方案

本公开提供一种燃料电池系统及其控制方法。燃料电池系统具备：燃料电池；温度传感器，其用于对燃料电池的温度进行计测；控制部，其在所述温度传感器的计测温度为预先设定的快速暖机开始温度以下时，使燃料电池的快速暖机运转执行，直至计测温度成为预先设定的快速暖机完毕温度以上。控制部在于快速暖机运转的过程中确定了温度传感器的异常的发生时，(a)在作为燃料电池的温度而被使用的推断温度处于被预先设定的防止再次冻结温度以上的情况下，使从燃料电池输出电力的运转更替为快速暖机运转来执行，(b)在作为燃料电池的温度而被使用的推断温度并未上升至防止再次冻结温度为止的情况下，使燃料电池的工作停止。使燃料电池的工作停止。使燃料电池的工作停止。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统及其控制方法


[0001]本公开涉及一种燃料电池系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]在燃料电池系统中，为了提高像冰点下那样的低温时的启动的可靠性而实施有快速暖机运转。在日本特开2017
‑
195021中，在快速暖机运转的完毕前由燃料电池的冷却介质出口的温度传感器计测出的计测值相对于冷却介质出口的推断温度而背离了设定值以上的情况下，通过限制向燃料电池的反应气体的供给量来抑制残留在燃料电池内的反应气体流道内的液态水再次冻结的情况，从而提高了低温时的启动可靠性。

技术实现思路

[0003]然而，在冷却介质出口的温度传感器中发生了异常的情况下，存在即使冷却介质出口的实际温度相对于冷却介质出口的推断温度的背离小于设定值但由温度传感器计测出的计测值仍相对于冷却介质出口的推断温度而背离了设定值以上，从而导致对反应气体的供给量进行限制的可能性。而且，在限制了反应气体的供给量的状态下是无法适当地实施暖机的，从而存在例如由于残留在燃料电池内的反应气体流道内的液态水的再次冻结的发生而招致燃料电池的劣化的可能性。作为应对该问题的方法，考虑到在温度传感器中发生异常的情况下立即停止燃料电池的运转的方法。然而，在燃料电池系统的运用方面还期望如下的技术，即，在即使于快速暖机运转的过程中温度传感器发生了异常但仍能够持续运转的情况下，持续进行暖机并持续进行燃料电池系统的运转。
[0004]本公开能够作为以下的方式来实现。
[0005](1)根据本公开的一个方式，提供了一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；温度传感器，其用于对所述燃料电池的温度进行计测；控制部，其在所述温度传感器的计测温度为预先设定的快速暖机开始温度以下时，使所述燃料电池的快速暖机运转执行，直至所述计测温度成为预先设定的快速暖机完毕温度以上。所述控制部在于所述快速暖机运转的过程中确定了所述温度传感器的异常的发生时，(a)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度处于被预先设定的防止再次冻结温度以上的情况下，使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行，(b)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度并未上升至所述防止再次冻结温度的情况下，使所述燃料电池的工作停止。
[0006]根据该方式的燃料电池系统，即使温度传感器中发生了异常，也会在推断出燃料电池的温度成为防止再次冻结温度以上的情况下，使从燃料电池输出电力的运转更替为快速暖机运转来执行，从而能够使燃料电池的暖机持续，进而能够尽可能地使燃料电池的工作持续。由此，例如即使在搭载了燃料电池系统的车辆中温度传感器中发生了异常，也不必立即设为不能行驶，而是能够尽可能地实施用于避让等的行驶。此外，在推断出燃料电池的温度并未上升至防止再次冻结温度的情况下，能够使燃料电池的工作停止。由此，能够使由
在位于燃料电池的反应气体流道内的液态水中发生了再次冻结的状态下使燃料电池的工作持续而导致的燃料电池的劣化不会发生。
[0007](2)在上述(1)的方式的燃料电池系统中，也可以采用如下方式，即，还具有冷却介质循环系统，所述冷却介质循环系统使冷却介质在所述燃料电池内循环，所述温度传感器为，对流过所述冷却介质循环系统中的任意一个位置处的所述冷却介质的温度进行计测的温度传感器，所述燃料电池的温度、所述计测温度以及所述推断温度为，设置有所述温度传感器的位置处的所述冷却介质的温度，所述快速暖机开始温度、所述快速暖机完毕温度、以及所述防止再次冻结温度为，相对于设置有所述温度传感器的位置处的所述冷却介质的温度而被设定的温度。
[0008]根据该方式的燃料电池系统，即使在根据对与燃料电池的温度具有相关性的冷却介质的温度进行计测的温度传感器的计测温度来对快速暖机运转进行控制时温度传感器中发生了异常，也会在推断出冷却介质的温度处于防止再次冻结温度以上的情况下，使从燃料电池输出电力的运转更替为快速暖机运转来执行，从而能够使燃料电池的暖机持续，进而能够尽可能地使燃料电池的工作持续。此外，在推断出冷却介质的温度并未上升至防止再次冻结温度的情况下，能够使燃料电池的工作停止。
[0009](3)在上述(2)的方式的燃料电池系统中，也可以采用如下方式，即，所述温度传感器为，对在所述冷却介质循环系统中供所述冷却介质从所述燃料电池中流出的冷却介质出口处的所述冷却介质的出口温度进行计测的温度传感器。
[0010]根据本方式的燃料电池系统，即使在根据对与燃料电池的温度具有较高的相关性的冷却介质出口的温度进行计测的温度传感器的计测温度来对快速暖机运转进行控制时温度传感器中发生了异常，也会在推断出冷却介质的温度处于防止再次冻结温度以上的情况下，使从燃料电池输出电力的运转更替为快速暖机运转来执行，从而能够使燃料电池的暖机持续，进而能够尽可能地使燃料电池的工作持续。此外，在推断出冷却介质的温度并未上升至防止再次冻结温度的情况下，能够使燃料电池的工作停止。
[0011](4)在上述(1)至(3)中的任意一个方式的燃料电池系统中，也可以采用如下方式，即，还具备加热器，所述加热器用于对所述燃料电池进行加热，所述控制部在使所述快速暖机运转执行的情况下，使所述加热器工作，且在使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行的情况下，使所述加热器的工作维持。
[0012]根据该方式的燃料电池系统，能够以通过加热器来抑制燃料电池的温度的降低的方式而对燃料电池进行保温。
[0013](5)在上述(4)的方式的燃料电池系统中，也可以在具有上述(2)或(3)的方式的情况下采用如下方式，即，所述加热器为对所述冷却介质进行加热的加热器。
[0014]根据本方式的燃料电池系统，能够以通过由加热器而被加热了的冷却介质来抑制燃料电池的温度的降低的方式对燃料电池进行保温。
[0015](6)在上述(1)至(5)中的任意一个方式的燃料电池系统中，也可以采用如下方式，即，所述控制部将在所述温度传感器的异常的发生被确定之前由所述温度传感器所计测出的计测温度设定成为，作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度。
[0016]在这种情况下，能够很容易地对在温度传感器的异常的发生时作为燃料电池的温度而被使用的推断温度进行设定。
[0017](7)在上述(1)至(6)中的任意一个方式的燃料电池系统中，也可以采用如下方式，即，所述控制部在所述温度传感器的异常的状态持续了固定时间以上时，确定所述温度传感器的异常的发生。
[0018]在这种情况下，能够稳定地检测出温度传感器的异常的发生。
[0019](8)在上述(7)的方式的燃料电池系统中，也可以采用如下方式，即，所述控制部从所述温度传感器的异常的状态的开始时起而持续对所述燃料电池的温度的推断值进行计算，并将在确定所述温度传感器的异常的发生时所计算出的所述推断值设定成为，作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度。
[0020]在这种情况下，由于能够更加精度良好地求取出作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度，因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，具备：燃料电池；温度传感器，其用于对所述燃料电池的温度进行计测；控制部，其在所述温度传感器的计测温度为预先设定的快速暖机开始温度以下时，使所述燃料电池的快速暖机运转执行，直至所述计测温度成为预先设定的快速暖机完毕温度以上，所述控制部在于所述快速暖机运转的过程中确定了所述温度传感器的异常的发生时，(a)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度处于被预先设定的防止再次冻结温度以上的情况下，使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行，(b)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度并未上升至所述防止再次冻结温度的情况下，使所述燃料电池的工作停止。2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还具有冷却介质循环系统，所述冷却介质循环系统使冷却介质在所述燃料电池内循环，所述温度传感器为对流过所述冷却介质循环系统中的任意一个位置处的所述冷却介质的温度进行计测的温度传感器，所述燃料电池的温度、所述计测温度以及所述推断温度为设置有所述温度传感器的位置处的所述冷却介质的温度，所述快速暖机开始温度、所述快速暖机完毕温度、以及所述防止再次冻结温度为相对于设置有所述温度传感器的位置处的所述冷却介质的温度而被设定的温度。3.如权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述温度传感器为对在所述冷却介质循环系统中供所述冷却介质从所述燃料电池中流出的冷却介质出口处的所述冷却介质的出口温度进行计测的温度传感器。4.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备加热器，所述加热器用于对所述燃料电池进行加热，所述控制部在使所述快速暖机运转执行的情况下，使所述加热器工作，且在使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行的情况下，使所述加热器的工作维持。5.如权利要求2或权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备加热器，所述加热器用于对所述燃料电池进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：难波良一，大塚忍，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：