CN102460800B - 燃料电池系统 - Google Patents
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Abstract
一种燃料电池系统，使向燃料电池供给的氧化气体的供给量减少而进行预热运转，所述燃料电池系统具备：燃料电池；及控制部，调整向所述燃料电池供给的氧化气体及燃料气体的供给量，并控制所述燃料电池的发电状态，所述控制部在减少向所述燃料电池供给的氧化气体的供给量而进行预热运转期间，对所述燃料电池进行短时间的电压变动，取得表示所述燃料电池的输出电压与输出电流之间的关系的电流/电压特性(步骤S02)，并且，基于所取得的电流/电压特性算出所述燃料电池的有效催化剂面积(步骤S02)，基于所算出的有效催化剂面积判定所述燃料电池的预热运转可否结束(步骤S03)。
Description
技术领域
本发明涉及在冰点下起动时减少对燃料电池的氧化气体的供给量而进行预热运转的燃料电池系统。
背景技术
作为利用氢与氧的电化学反应来进行发电的燃料电池，例如有固体高分子型燃料电池。该固体高分子型燃料电池具备将多个单体电池层叠而构成的电池组。构成电池组的单体电池具备阳极(燃料极)和阴极(空气极)，在这些阳极与阴极之间夹设有固体高分子电解质膜，该固体高分子电解质膜具有磺酸基作为离子交换基。
向阳极供给燃料气体(对氢气或碳化氢进行改性而形成富氢的改性氢)，向阴极供给含氧的氧化气体(作为一例是空气)作为氧化剂。通过向阳极供给燃料气体，而燃料气体中含有的氢与构成阳极的催化剂层的催化剂发生反应，由此产生氢离子。产生的氢离子通过固体高分子电解质膜，在阴极与氧发生电气反应。成为利用该电化学反应进行发电的结构。
然而，在以固体高分子型燃料电池为动力源的燃料电池系统中，使系统的运转停止时，燃料电池的温度下降，存在处于高温多湿的状态的燃料电池内部的水分凝结而发生凝结或结露的情况。尤其是燃料电池的温度为冰点以下时，有时因发电反应而产生的生成水在电极表面发生冻结，妨碍氧的供给，从而抑制发电反应。
因此，在冰点下起动时实施减少向燃料电池的氧化剂气体的供给量而增加发热量的预热运转(参照下述专利文献1)。另外，在此种预热运转中，为了抑制氢气缺乏状态下成为负电压的不良情况，也提出了下述专利文献2所记载那样的燃料电池系统。
在下述专利文献2所记载的技术中，按照该文献图2所示的流程来执行燃料电池系统的控制。根据该文献图2所示的流程，若燃料电池的温度成为0℃以下则进行预热运转，若燃料电池的温度高于0℃则结束预热运转。
专利文献1：日本特开2004-30979号公报
专利文献2：日本特开2008-198439号公报
发明内容
然而，燃料电池(燃料电池组)的热容量大，在燃料电池(燃料电池组)的各部分全部变暖为止需要花费时间。另外，即使温度测定部位的温度高于0℃，也不能否定气体流路内残留有冰并成为闭塞状况的可能性，这种情况下，有时并不优选仅以燃料电池的温度高于0℃的情况就结束预热运转。
本发明鉴于此种课题而做出，其目的在于提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统在冰点下起动时减少对燃料电池供给的氧化气体的供给量而进行预热运转，能够准确地判定气体流路的闭塞状态，并能够准确地进行预热运转的开始及结束的判定。
为了解决上述课题，本发明的燃料电池系统减少供给至燃料电池的氧化气体的供给量而进行预热运转，其中，所述燃料电池系统具备：燃料电池；及控制部，调整向所述燃料电池供给的氧化气体及燃料气体的供给量，并控制所述燃料电池的发电状态，所述控制部在减少向所述燃料电池供给的氧化气体的供给量而进行预热运转的期间，对所述燃料电池进行短时间的电压变动，取得表示所述燃料电池的输出电压与输出电流之间的关系的电流/电压特性，并且，基于所取得的所述电流/电压特性算出所述燃料电池的有效催化剂面积，基于所算出的所述有效催化剂面积判定所述燃料电池的预热运转可否结束。
在本发明中，在使氧化气体向燃料电池的供给量减少而进行预热运转的期间，对燃料电池进行短时间的电压变动，因此在燃料电池中进行短时间的电流扫描。若在燃料电池中进行短时间的电流扫描，则降低电压，从而剥落催化剂的氧化皮膜而输出电流增加，然而不久催化剂被氧化而输出电流减少，通过提高电压而返回初始的电压/电流的关系。如此得到的电流/电压特性与构成燃料电池的单电池中的循环伏安(CV)曲线相同，因此能够得到与CV曲线的氧化电流的面积对应的面积，从而能够得到有效催化剂面积。因此在本发明中，通过对燃料电池施加短时间的电压变动而算出燃料电池的有效催化剂面积，基于该算出的有效催化剂面积，准确地判定燃料电池的气体流路的闭塞状态，判定燃料电池的预热运转可否结束。
另外，在本发明的燃料电池系统中，优选，所述控制部基于算出的有效催化剂面积判定阳极循环系统可否循环，其中，所述阳极循环系统用于将燃料气体供给至所述燃料电池。能够算出有效催化剂面积而准确地判定燃料电池的气体流路的闭塞状态，因此在假定阳极循环系统的流路发生冻结时，能够使阳极循环系统的循环停止。假定为燃料电池的气体流路的闭塞因冻结引起，因此如此使阳极循环系统的循环停止，从而能够抑制闭塞的进一步发展。
另外，在本发明的燃料电池系统中，优选，所述控制部基于算出的有效催化剂面积判定所述燃料电池中的冷却系统可否循环。由于能够算出有效催化剂面积而准确地判定燃料电池的气体流路的闭塞状态，因此即使在使冷却系统的循环停止而实现预热运转的效率化的情况，若有效催化剂面积为规定值以上则能够开始冷却系统的循环。
[发明效果]
根据本发明，能够提供一种可准确地判定气体流路的闭塞状态，且能够准确地进行预热运转的开始及结束的判定的燃料电池系统。
附图说明
图1是表示在本发明的实施方式的燃料电池车辆上所搭载的燃料电池系统的结构的图。
图2是判断图1所示的燃料电池系统的预热运转可否结束的流程图。
图3是表示在图2所示的流程图中取得了燃料电池的电流/电压特性的例子的图。
图4是表示构成燃料电池的单电池的CV曲线的一例的图。
图5是判断图1所示的燃料电池系统的燃料气体供给系统可否循环的流程图。
图6是判断图1所示的燃料电池系统的冷却系统可否循环的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。为了容易理解说明，在各附图中对同一结构要素尽可能标注同一标号，省略重复的说明。
首先，参照图1说明在本发明的实施方式的燃料电池车辆上所搭载的燃料电池系统FCS。图1是表示作为燃料电池车辆的车载电源系统而发挥功能的燃料电池系统FCS的系统结构的图。燃料电池系统FCS能够搭载于燃料电池车(FCHV)、电力车、混合动力车等车辆上。
燃料电池系统FCS具备燃料电池FC、氧化气体供给系统ASS、燃料气体供给系统FSS(阳极循环系统)、电力系统ES、冷却系统CS、及控制器EC。燃料电池FC接受反应气体(燃料气体、氧化气体)的供给而进行发电。氧化气体供给系统ASS是用于将作为氧化气体的空气向燃料电池FC供给的系统。燃料气体供给系统FSS是用于将作为燃料气体的氢气向燃料电池FC供给的系统。电力系统ES是用于对电力的充放电进行控制的系统。冷却系统CS是用于对燃料电池FC进行冷却的系统。控制器EC是对燃料电池系统FCS整体进行集中控制的控制器。
燃料电池FC是作为将多个单体电池(具备阳极、阴极及电解质的单一的电池(发电体))串联层叠而成的固体高分子电解质型的电池组而构成。在燃料电池FC中，在通常的运转中，在阳极产生(1)式的氧化反应，在阴极产生(2)式的还原反应。作为燃料电池FC整体而产生(3)式的起电反应。
H2→2H++2e- (1)
(1/2)O2+2H++2e-→H2O (2)
H2+(1/2)O2→H2O (3)
氧化气体供给系统ASS具有氧化气体流路AS3和氧化废气流路AS4。氧化气体流路AS3是向燃料电池FC的阴极供给的氧化气体所流经的流路。氧化废气流路AS4是从燃料电池FC排出的氧化废气所流经的流路。
在氧化气体流路AS3上设有空气压缩机AS2、加湿器AS5。空气压缩机AS2是用于经由过滤器AS1从大气中取入氧化气体的压缩机。加湿器AS5是用于对由空气压缩机AS2加压的氧化气体进行加湿的加湿器。
在氧化废气流路AS4上设有压力传感器S6、背压调整阀A3、加湿器AS5。背压调整阀A3是用于调整氧化气体供给压力的阀。加湿器AS5作为用于在氧化气体(干气)与氧化废气(湿气)之间进行水分交换的装置而设置。
燃料气体供给系统FSS具有燃料气体供给源FS1、燃料气体流路FS3、循环流路FS4、循环泵FS5、及排气排水流路FS6。燃料气体流路FS3是从燃料气体供给源FS1向燃料电池FC的阳极供给的燃料气体所流经的流路。循环流路FS4是用于使从燃料电池FC排出的燃料废气向燃料气体流路FS3返回的流路。循环泵FS5是将循环流路FS4内的燃料废气向燃料气体流路FS3压送的泵。排气排水流路FS6是与循环流路FS4分支连接的流路。
燃料气体供给源FS1例如由高压氢罐、氢贮存合金等构成，储藏高压(例如，35MPa～70MPa)的氢气。打开截止阀H1时，燃料气体从燃料气体供给源FS1向燃料气体流路FS3流出。燃料气体利用调节器H2、喷射器FS2，例如减压到200kPa左右，而向燃料电池FC供给。
在燃料气体流路FS3上设有截止阀H1、调节器H2、喷射器FS2、截止阀H3、及压力传感器S4。截止阀H1是用于切断或允许来自燃料气体供给源FS1的燃料气体的供给的阀。调节器H2对燃料气体的压力进行调整。喷射器FS2控制向燃料电池FC的燃料气体供给量。截止阀H3是用于切断向燃料电池FC的燃料气体供给的阀。
调节器H2是将其上游侧压力(一次压)调节成预先设定的二次压的装置，例如，由对一次压进行减压的机械式的减压阀等构成。机械式的减压阀具有隔着隔膜形成背压室和调压室的壳体，具有利用背压室内的背压在调压室内将一次压减压至规定的压力而形成为二次压的结构。通过在喷射器FS2的上游侧配置调节器H2，从而能够有效地减少喷射器FS2的上游侧压力。
喷射器FS2是利用电磁驱动力直接地以规定的驱动周期对阀芯进行驱动而使该阀芯离开阀座，从而能够调整气体流量、气体压力的电磁驱动式的开闭阀。喷射器FS2具备：具有喷射燃料气体等气体燃料的喷射孔的阀座；将该气体燃料供给引导至喷射孔的喷嘴体；及被收纳保持成相对于该喷嘴体能够沿着轴线方向(气体流动方向)移动并对喷射孔进行开闭的阀芯。
喷射器FS2的阀芯构成为由作为电磁驱动装置的螺线管驱动，利用从控制器EC输出的控制信号而能够控制喷射器FS2的气体喷射时间及气体喷射时期。喷射器FS2为了向其下游供给要求的气体流量，而变更在喷射器FS2的气体流路上设置的阀芯的开口面积(开度)及打开时间中的至少一方，从而调整向下游侧供给的气体流量(或氢摩尔浓度)。
在循环流路FS4上设有截止阀H4，并连接有排气排水流路FS6。在排气排水流路FS6上设有排气排水阀H5。排气排水阀H5是用于根据来自控制器EC的指令而工作从而将循环流路FS4内的包含杂质的燃料废气和水分向外部排出的阀。通过排气排水阀H5的开阀，循环流路FS4内的燃料废气中的杂质的浓度下降，能够提升在循环系统内循环的燃料废气中的氢浓度。
经由排气排水阀H5而排出的燃料废气与在氧化废气流路AS4中流动的氧化废气混合，由稀释器(未图示)稀释。循环泵FS5通过电动机驱动而将循环系统内的燃料废气向燃料电池FC循环供给。
电力系统ES具备DC/DC转换器ES1、蓄电池ES2、牵引逆变器ES3、牵引电动机ES4、及辅机类ES5。燃料电池系统FCS作为将DC/DC转换器ES1和牵引逆变器ES3并联地与燃料电池FC连接的并联混合动力系统而构成。
DC/DC转换器ES1具有对从蓄电池ES2供给的直流电压进行升压而向牵引逆变器ES3输出的功能、及对燃料电池FC发出的直流电力或因再生制动而牵引电动机ES4回收的再生电力进行降压来向蓄电池ES2充电的功能。利用DC/DC转换器ES1的这些功能，来控制蓄电池ES2的充放电。另外，通过由DC/DC转换器ES1所进行的电压变换控制，来控制燃料电池FC的运转点(输出端子电压、输出电流)。在燃料电池FC安装有电压传感器S1和电流传感器S2。电压传感器S1是用于检测燃料电池FC的输出端子电压的传感器。电流传感器S2是用于检测燃料电池FC的输出电流的传感器。
蓄电池ES2作为剩余电力的储藏源、再生制动时的再生能量储藏源、伴随着燃料电池车辆的加速或减速的负载变动时的能量缓冲器发挥功能。作为蓄电池ES2，例如优选镍/镉蓄电池、镍/氢蓄电池、锂二次电池等二次电池。在蓄电池ES2安装有用于检测SOC(State ofcharge：充电状态)的SOC传感器S3。
牵引逆变器ES3例如是以脉冲宽度调制方式驱动的PWM逆变器。牵引逆变器ES3按照来自控制器EC的控制指令，将从燃料电池FC或蓄电池ES2输出的直流电压转换成三相交流电压，来控制牵引电动机ES4的旋转转矩。牵引电动机ES4例如是三相交流电动机，构成燃料电池车辆的动力源。
辅机类ES5是在燃料电池系统FCS内的各部配置的各电动机(例如，泵类等动力源)、用于对这些电动机进行驱动的逆变器类、及各种车载辅机类(例如，空气压缩机、喷射器、冷却水循环泵、散热器等)的总称。
冷却系统CS具有散热器CS1、冷却液泵CS2、冷却液往路CS3、冷却液返路CS4。散热器CS1是对用于冷却燃料电池FC的冷却液进行散热而使其冷却的装置。冷却液泵CS2是用于使冷却液在燃料电池FC与散热器CS1之间循环的泵。冷却液往路CS3是将散热器CS1和燃料电池FC连结的流路，且设有冷却液泵CS2。通过冷却液泵CS2进行驱动，从而冷却液通过冷却液往路CS3而从散热器CS1向燃料电池FC流动。冷却液返路CS4是将燃料电池FC和散热器CS1连结的流路，且设有水温传感器S5。通过冷却液泵CS2进行驱动，从而对燃料电池FC进行了冷却后的冷却液向散热器CS1回流。
控制器EC(控制部)是具备CPU、ROM、RAM及输入输出接口的计算机系统，对燃料电池系统FCS的各部进行控制。例如，控制器EC接收到从点火开关输出的起动信号IG时，开始燃料电池系统FCS的运转。然后，控制器EC基于从油门传感器输出的油门开度信号ACC、从车速传感器输出的车速信号VC等，来求出燃料电池系统FCS整体的要求电力。燃料电池系统FCS整体的要求电力是车辆行驶电力与辅机电力的总计值。
在此，在辅机电力中包括由车载辅机类(加湿器、空气压缩机、氢泵及冷却水循环泵等)消耗的电力、由车辆行驶所需的装置(变速器、车轮控制装置、转向装置及悬架装置等)所消耗的电力、由在乘员空间内设置的装置(空调装置、照明设备及音响等)所消耗的电力等。
并且，控制器EC决定燃料电池FC与蓄电池ES2的各自的输出电力的分配。控制器EC以使燃料电池FC的发电量与目标电力一致的方式控制氧化气体供给系统ASS及燃料气体供给系统FSS，并控制DC/DC转换器ES1，从而控制燃料电池FC的运转点(输出端子电压、输出电流)。进而，控制器EC为了得到与油门开度对应的目标转矩，而将例如U相、V相及W相的各交流电压指令值作为开关指令向牵引逆变器ES3输出，并控制牵引电动机ES4的输出转矩及转速。进而，控制器EC对冷却系统CS进行控制而将燃料电池FC控制成适当的温度。
接下来，在本实施方式的燃料电池系统FCS中，参照图2，说明如何判断是否继续进行急速预热运转。图2是判断急速预热运转可否继续的流程图。在本实施方式中，急速预热运转是指减少基于空气压缩机AS2的驱动的空气的供给量，降低输出端子电压而进行低效率运转。
在步骤S01中，检测燃料电池FC的温度。燃料电池FC的温度检测由设置于燃料电池FC的温度传感器(未图示)进行，并向控制器EC输出。
在步骤S01之后的步骤S02中，对燃料电池FC进行短时间的电流扫描，算出燃料电池FC的有效催化剂面积。更具体而言，对燃料电池FC进行短时间(1秒以下)的电压变动，取得表示燃料电池FC的输出端子电压与输出电流的关系的电流/电压特性。该取得的电流/电压特性的一例如图3所示。在图3中，WP是进行急速预热运转时的运转点。在图3中，使燃料电池FC的输出端子电压变动时，能得到曲线S1。该曲线S1与构成燃料电池FC的单电池的循环伏安(CV)曲线相同。
此种单电池的CV曲线的一例如图4所示。在图4中，在P1，进行氢反应，在阳极处产生(4)式的反应，在阴极处产生(5)式的反应。
H2→2H++2e- (4)
2H++2e-→H2 (5)
在P2，产生(6)式所示的催化剂的氧化反应，在P3，产生(7)式所示那样的催化剂的还原反应。
2Pt+O2→2PtO (6)
2PtO→2Pt+O2 (7)
在P4，进行氢反应，在阳极处产生(8)式的反应，在阴极处产生(9)式的反应。
2H++2e-→H2 (8)
H2→2H++2e- (9)
因此，在图4所示的CV曲线中，算出约0.1～0.3V的氧化电流的面积(区域A2的面积)，将该得到的氧化电流的面积除以约0.1～0.3V下的氢从催化剂脱离的电量所得到的值成为作为催化剂的铂的有效表面积。即，图4中的区域A2的面积的尺寸表示有效催化剂面积的尺寸。
如上述那样，作为对燃料电池FC进行短时间的电流扫描所得到的电流/电压曲线的图3的曲线S1与构成燃料电池FC的单电池的CV曲线S2相同。因此，图3所示的区域A1相当于图4所示的区域A2，区域A1的面积的尺寸表示有效催化剂面积的尺寸。如此，算出燃料电池FC的有效催化剂面积。
在步骤S02之后的步骤S03中，判断是否为在步骤S01中检测到的燃料电池FC的温度低于0℃且在步骤S02中算出的有效催化剂面积低于规定值。若燃料电池FC的温度低于0℃且有效催化剂面积低于规定值，则向步骤S04的处理前进，若燃料电池FC的温度为0℃以上且有效催化剂面积为规定值以上则向步骤S05的处理前进。
在步骤S04中，使燃料电池FC的急速预热运转继续。这是因为，由于燃料电池FC的温度低于0℃且有效催化剂面积低于规定值，因此燃料电池FC的气体流路闭塞，燃料电池FC不会成为能进行正常的发电的状态。
在步骤S05中，使燃料电池FC的急速预热运转结束。这是因为，由于燃料电池FC的温度为0℃以上且有效催化剂面积为规定值以上，因此燃料电池FC的气体流路不会闭塞，而燃料气体到达构成燃料电池FC的各单电池，燃料电池FC能进行通常的发电。
本实施方式的该判断方法也能够应用于燃料气体供给系统FSS可否循环、冷却系统CS可否循环的判断中。图5表示应用于燃料气体供给系统FSS可否循环时的流程图，图6表示应用于冷却系统CS可否循环时的流程图。
参照图5，说明燃料气体供给系统FSS可否循环的判断流程。在步骤S11中，检测燃料电池FC的温度。燃料电池FC的温度检测通过设置于燃料电池FC的温度传感器(未图示)进行，并向控制器EC输出。
在步骤S11之后的步骤S12中，对燃料电池FC进行短时间的电流扫描，算出燃料电池FC的有效催化剂面积。有效催化剂面积的算出方法如上所述，因此省略详细的说明。
在步骤S12之后的步骤S13中，判断是否在步骤S11中检测到的燃料电池FC的温度低于0℃且在步骤S12中算出的有效催化剂面积低于规定值。若燃料电池FC的温度低于0℃且有效催化剂面积低于规定值则向步骤S14的处理前进，若燃料电池FC的温度为0℃以上且有效催化剂面积为规定值以上则向步骤S17的处理前进。
在步骤S14中，判断在步骤S12中算出的有效催化剂面积是否低于第二规定值。第二规定值是比步骤S13的规定值小的值。若有效催化剂面积低于第二规定值则向步骤S15的处理前进，若有效催化剂面积为第二规定值以上则向步骤S16的处理前进。
在步骤S15中，由于禁止作为阳极循环系统的燃料气体供给系统FSS的循环，因此使循环泵FS5停止。若有效催化剂面积低于第二规定值，则假定为燃料电池FC的气体流路的闭塞进一步发展，因此通过使循环泵FS5停止而禁止水的移动，防止气体流路进一步闭塞。需要说明的是，若禁止燃料气体供给系统FSS的循环则氢浓度可能下降，然而若提高来自燃料气体供给源FS1的燃料气体供给压力，则短时间的急速预热运转期间，能够不产生大的不良情况地执行。
在步骤S16中，使燃料电池FC的急速预热运转继续。这是因为，由于燃料电池FC的温度低于0℃且有效催化剂面积低于规定值，因此燃料电池FC的气体流路闭塞，燃料电池FC不会成为能进行正常的发电的状态。
在步骤S17中，使燃料电池FC的急速预热运转结束。这是因为，由于燃料电池FC的温度为0℃以上且有效催化剂面积为规定值以上，因此燃料电池FC的气体流路未闭塞，燃料气体到达构成燃料电池FC的各单电池，燃料电池FC能进行通常的发电。
参照图6，说明冷却系统CS可否循环的判断流程。在步骤S21中，检测燃料电池FC的温度。燃料电池FC的温度检测通过设置于燃料电池FC的温度传感器(未图示)进行，并向控制器EC输出。
在步骤S21之后的步骤S22中，对燃料电池FC进行短时间的电流扫描，算出燃料电池FC的有效催化剂面积。有效催化剂面积的算出方法如上所述，因此省略详细的说明。
在步骤S22之后的步骤S23中，判断是否在步骤S21中检测到的燃料电池FC的温度低于0℃且在步骤S22中算出的有效催化剂面积低于规定值。若燃料电池FC的温度低于0℃且有效催化剂面积低于规定值，则向步骤S24的处理前进，若燃料电池FC的温度为0℃以上且有效催化剂面积为规定值以上则向步骤S27的处理前进。
在步骤S24中，判断在步骤S22中算出的有效催化剂面积是否低于第二规定值。第二规定值是比步骤S23的规定值小的值。若有效催化剂面积低于第二规定值则向步骤S25的处理前进，若有效催化剂面积为第二规定值以上则向步骤S26的处理前进。
在步骤S25中，禁止冷却系统CS的循环，因此使冷却液泵CS2停止。若有效催化剂面积低于第二规定值，则假定为燃料电池FC的气体流路的闭塞进一步发展，因此通过使冷却液泵CS2停止而减少热容量，优先进行预热。需要说明的是，若禁止冷却系统CS的循环则可能会发生局部的温度上升，然而在有效催化剂面积低于第二规定值的状态下，假想为在催化剂的反应并不那么发展，因此优选使预热优先。
在步骤S26中，使燃料电池FC的急速预热运转继续。这是因为，由于燃料电池FC的温度低于0℃且有效催化剂面积低于规定值，因此燃料电池FC的气体流路发生闭塞，燃料电池FC没有成为能进行正常的发电的状态。
在步骤S27中，使燃料电池FC的急速预热运转结束。这是因为，由于燃料电池FC的温度为0℃以上且有效催化剂面积为规定值以上，因此燃料电池FC的气体流路不会发生闭塞，而燃料气体到达构成燃料电池FC的各单电池，燃料电池FC能进行通常的发电。
标号说明：
FCS：燃料电池系统
FC：燃料电池
ASS：氧化气体供给系统
AS1：过滤器
AS2：空气压缩机
AS3：氧化气体流路
AS4：氧化废气流路
AS5：加湿器
A3：背压调整阀
CS：冷却系统
CS1：散热器
CS2：冷却液泵
CS3：冷却液往路
CS4：冷却液返路
FSS：燃料气体供给系统
FS1：燃料气体供给源
FS2：喷射器
FS3：燃料气体流路
FS4：循环流路
FS5：循环泵
FS6：排气排水流路
H1：截止阀
H2：调节器
H3：截止阀
H4：截止阀
H5：排气排水阀
ES：电力系统
ES1：DC/DC转换器
ES2：蓄电池
ES3：牵引逆变器
ES4：牵引电动机
ES5：辅机类
EC：控制器
S1：电压传感器
S2：电流传感器
S3：SOC传感器
S4：压力传感器
S5：水温传感器
ACC：油门开度信号
IG：起动信号
VC：车速信号
Claims (3)
1.一种燃料电池系统，减少供给至燃料电池的氧化气体的供给量而进行预热运转，其中，
所述燃料电池系统具备：燃料电池；及控制部，调整向所述燃料电池供给的氧化气体及燃料气体的供给量，并控制所述燃料电池的发电状态；
所述控制部在减少向所述燃料电池供给的氧化气体的供给量而进行预热运转的期间，对所述燃料电池进行1秒以下的电压变动，取得表示所述燃料电池的输出电压与输出电流之间的关系的电流/电压特性，并且，基于所取得的所述电流/电压特性算出所述燃料电池的有效催化剂面积，基于所算出的所述有效催化剂面积判定所述燃料电池的预热运转可否结束。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述控制部基于算出的有效催化剂面积判定阳极循环系统可否循环，其中，所述阳极循环系统用于将燃料气体循环供给至所述燃料电池。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述控制部基于算出的有效催化剂面积判定所述燃料电池中的冷却系统可否循环。
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