CN105591128B - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料电池系统，较少地维持涡轮压缩机的耗电量，并且阻止涡轮压缩机的颤动且可靠地消除燃料电池组的枯竭。在判别为燃料电池组(10)产生枯竭时进行恢复控制。在恢复控制中，以阴极压力为上升阴极压力的方式，来控制阴极压力控制阀(47)，将涡轮压缩机(44)的空气排出流量设定为增大空气流量，以供给至燃料电池组的空气流量维持在需要空气流量的方式，来控制旁路控制阀(41b)。并且，基于燃料电池阻的需要空气流量来设定使消除枯竭所需的涡轮压缩机的耗电量最小的上升阴极压力以及增大空气流量的组合。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明涉及燃料电池系统。
背景技术
众所周知一种燃料电池系统，该燃料电池系统具备：燃料电池组，其通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应，来产生电力；氧化剂气体供给管，其与在燃料电池组内形成的氧化剂气体通路的入口连结；涡轮压缩机，其配置于氧化剂气体供给管内，用于供给氧化剂气体；旁路管，其从涡轮压缩机下游的氧化剂气体供给管分支；旁路控制阀，其对从涡轮压缩机排出的氧化剂气体中供给至燃料电池组的氧化剂气体的量以及流入旁路管内的氧化剂气体的量进行控制；阴极废气通路，其与氧化剂气体通路的出口连结；以及阴极压力控制阀，其配置于阴极废气通路内，用于控制氧化剂气体通路内的压力亦即阴极压力。
一般来说，根据所述涡轮压缩机的压力比以及氧化剂气体排出量而规定的涡轮压缩机的动作点可能属于的区域中，非浪涌区域被划分在压力比低并且氧化剂气体排出量多的一侧，并且浪涌区域被划分在压力比高并且氧化剂气体排出量少的一侧，其中，在非浪涌区域所述涡轮压缩机不产生颤动，在浪涌区域所述涡轮压缩机可能产生颤动。即，若根据属于浪涌区域内的动作点使涡轮压缩机工作，则涡轮压缩机可能产生颤动。
因此，众所周知一种燃料电池系统，该燃料电池系统在涡轮压缩机的要求动作点属于浪涌区域内时，为了使涡轮压缩机的动作点属于非浪涌区域内，将涡轮压缩机的氧化剂气体排出量设定为比燃料电池组的需要氧化剂气体量多出过剩量的增大氧化剂气体量，通过使从涡轮压缩机排出的氧化剂气体中的过剩量流入旁路管，来将供给至燃料电池组的氧化剂气体的量维持在需要氧化剂气体量，以这种方式来控制旁路控制阀(例如，参照专利文献1)。这样一来，供给至燃料电池组的氧化剂气体的量就会被维持在需要氧化剂气体量，并且阻止了涡轮压缩机产生颤动。
另一方面，还众所周知一种燃料电池系统，该燃料电池系统判别燃料电池组是否产生枯竭，并在判别为燃料电池组已产生枯竭时，减小阴极压力控制阀的开度，以使阴极压力上升到上升阴极压力。其中，若阴极压力上升，则在氧化剂气体通路内冷凝的水分量变多。另外，若为了使阴极压力上升，而使阴极压力控制阀的开度减小，则从燃料电池组内的氧化剂气体通路内流出的阴极废气量会变少，所以夹带在阴极废气中向燃料电池组外流出的水分量减少。其结果，氧化剂气体通路的湿润程度提高，枯竭会被消除。该情况下，上升阴极压越高，消除枯竭所需的时间越短。
专利文献1：日本特开2009-123550号公报
在专利文献1所述的燃料电池系统中，为了消除枯竭，也有可能使用上述使阴极压力上升的技术。然而，若阴极压力提高，则涡轮压缩机的压力比提高。因此，若在将涡轮压缩机的氧化剂气体排出量维持在燃料电池组的需要氧化剂气体量不变的状态下，提高阴极压力，则涡轮压缩机的动作点可能移至浪涌区域内。对于该内容，专利文献1所述的燃料电池系统中，为了使涡轮压缩机的动作点属于非浪涌区域内，考虑过设定涡轮压缩机的氧化剂气体排出量或者过剩量。即，为了消除枯竭而使阴极压力上升到上升阴极压力，为了使涡轮压缩机的动作点属于非浪涌区域内，而使涡轮压缩机的氧化剂气体排出量增大到增大氧化剂气体量。
然而，存在多个消除枯竭所需的上升阴极压力、与将涡轮压缩机的动作点维持在非浪涌区域内所需的增大氧化剂气体量的组合。因此，需要从这多个组合中决定最佳组合。对于该内容，专利文献1未公开也未给出启示。
发明内容
根据本发明的一个观点，提供了一种燃料电池系统，其中，具备：燃料电池组，其通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应，来产生电力；氧化剂气体供给管，其与在所述燃料电池组内形成的氧化剂气体通路的入口连结；涡轮压缩机，其配置于所述氧化剂气体供给管内，用于供给氧化剂气体；旁路管，其从所述涡轮压缩机的下游的所述氧化剂气体供给管分支；旁路控制阀，其对从所述涡轮压缩机排出的氧化剂气体中供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量以及流入所述旁路管内的氧化剂气体的量进行控制；阴极废气管，其与所述氧化剂气体通路的出口连结；阴极压力控制阀，其配置于所述阴极废气管内，用于控制所述氧化剂气体通路内的压力亦即阴极压力；以及控制器，其判别所述燃料电池组是否产生枯竭，在判别为所述燃料电池组产生枯竭时进行用于消除所述枯竭的恢复控制，根据所述涡轮压缩机的压力比以及氧化剂气体排出量规定的涡轮压缩机的动作点可能属于的区域中，非浪涌区域被划分在所述压力比低并且所述氧化剂气体排出量多的一侧，并且浪涌区域被划分在所述压力比高并且所述氧化剂气体排出量少的一侧，其中，在所述非浪涌区域所述涡轮压缩机不产生颤动，在所述浪涌区域所述涡轮压缩机可能产生颤动，所述控制器在所述恢复控制中，以使所述阴极压力上升至上升阴极压力的方式来控制所述阴极压力控制阀，将所述涡轮压缩机的氧化剂气体排出量设定为比所述燃料电池组的需要氧化剂气体量多出过剩量的增大氧化剂气体量，并且，以通过将从所述涡轮压缩机排出的氧化剂气体中所述过剩量流入所述旁路管内来使供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量维持在所述需要氧化剂气体量的方式来控制所述旁路控制阀，基于所述上升阴极压力以及所述需要氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述浪涌区域内，并且基于所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述非浪涌区域内，所述控制器在所述恢复控制中，还基于所述燃料电池组的所述需要氧化剂气体量，来设定使消除所述枯竭所需的所述涡轮压缩机的耗电量最小的所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的组合。
根据本发明的另一个观点，提供了一种燃料电池系统的控制方式，所述燃料电池系统具备：燃料电池组，其通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应，来产生电力；氧化剂气体供给管，其与在所述燃料电池组内形成的氧化剂气体通路的入口连结；涡轮压缩机，其配置于所述氧化剂气体供给管内，用于供给氧化剂气体；旁路管，其从所述涡轮压缩机的下游的所述氧化剂气体供给管分支；旁路控制阀，其对从所述涡轮压缩机排出的氧化剂气体中供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量以及流入所述旁路管内的氧化剂气体的量进行控制；阴极废气管，其与所述氧化剂气体通路的出口连结；阴极压力控制阀，其配置于所述阴极废气管内，用于控制所述氧化剂气体通路内的压力亦即阴极压力；以及控制器，在所述燃料电池系统的控制方法中，根据所述控制器，来判别所述燃料电池组是否产生枯竭，根据所述控制器，在判别为所述燃料电池组产生枯竭时进行用于消除所述枯竭的恢复控制，根据所述涡轮压缩机的压力比以及氧化剂气体排出量规定的所述涡轮压缩机的动作点可能属于的区域中，非浪涌区域被划分在所述压力比低并且所述氧化剂气体排出量多的一侧，并且浪涌区域被划分在所述压力比高并且所述氧化剂气体排出量少的一侧，其中，在所述非浪涌区域所述涡轮压缩机不产生颤动，在所述浪涌区域所述涡轮压缩机可能产生颤动，根据所述控制器，在所述恢复控制中，以使所述阴极压力成为上升阴极压力的方式来控制所述阴极压力控制阀，将所述涡轮压缩机的氧化剂气体排出量设定为增大氧化剂气体量，并且，以使供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量维持在所述燃料电池组的需要氧化剂气体量的方式来控制所述旁路控制阀，基于所述上升阴极压力以及所述需要氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述浪涌区域内，并且基于所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述非浪涌区域内，根据所述控制器，在所述恢复控制中，还基于所述燃料电池组的所述需要氧化剂气体量，来设定使消除所述枯竭所需的所述涡轮压缩机的耗电量最小的所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的组合。
能够较少地维持涡轮压缩机的耗电量，并且阻止涡轮压缩机的颤动且可靠地消除燃料电池组的枯竭。
附图说明
图1是燃料电池系统的整体图。
图2是对涡轮压缩机的浪涌区域以及非浪涌区域进行说明的线型图。
图3是对恢复控制进行说明的线型图。
图4是对本发明提供的实施例进行说明的时序图。
图5是对多个组合(PCI，qAI)进行说明的线型图。
图6是表示组合(PCI，qAI)的映射。
图7是表示执行系统控制的程序的流程图。
图8是表示执行通常控制的程序的流程图。
图9是表示执行恢复控制的程序的流程图。
图10是表示组合(PCI，qAI)的另一实施例的映射的图。
图11是表示组合(PCI，qAI)的又一实施例的映射的图。
附图标记说明
A...燃料电池系统；10...燃料电池组；40...空气通路；41...空气供给管；41a...旁路管；41b...旁路控制阀；44...涡轮压缩机；46...阴极废气管；47...阴极压力控制阀。
具体实施方式
参照图1，燃料电池系统A具备燃料电池组10。燃料电池组10具备多个沿层叠方向LS彼此层叠的燃料电池单电池10a。各燃料电池单电池10a包括膜电极接合体20。膜电极接合体20具备膜状电解质、形成于电解质一侧的阳极、以及形成于电解质另一侧的阴极。
燃料电池单电池10a的阳极以及阴极分别串联电连接，相对于层叠方向LS最外侧的阳极以及阴极构成燃料电池组10的电极。燃料电池组10的电极经由DC/DC转换器(converter)11与逆变器(inverter)12电连接，逆变器12与电动发电机13电连接。另外，燃料电池系统A具备蓄电器14，该蓄电器14经由DC/DC转换器15与上述逆变器12电连接。DC/DC转换器11用于提高来自燃料电池组10的电压并输送到逆变器12，逆变器12用于将来自DC/DC转换器11或者蓄电器14的直流电流变换为交流电流。DC/DC转换器15用于降低从燃料电池组10或者电动发电机13向蓄电器14的电压，或者提高从蓄电器14向电动发电机13的电压。此外，在图1所示的燃料电池系统A中，蓄电器14由电池构成。
另外，在各燃料电池单电池10a内分别形成有：氢气流通路30a，其用于向阳极供给作为燃料气体的氢气；以及空气流通路40a，其用于向阴极供给作为氧化剂气体的空气，在彼此相邻的2个燃料电池单电池10a彼此之间形成有冷却水流通路(未图示)，该冷却水流通路用于向燃料电池单电池10a供给冷却水。通过将多个燃料电池单电池10a的氢气流通路30a、空气流通路40a、以及冷却水流通路分别并联连接，从而在燃料电池组10内分别形成有氢气流通路30a、空气流通路40a、以及冷却水流通路(未图示)。在图1所示的燃料电池系统A中，氢气流通路30a、空气流通路40a、以及冷却水流通路的入口以及出口分别配置于燃料电池组10在层叠方向LS的一端。
在图1所示的燃料电池系统A中，氢气流通路30a的入口以及空气流通路40a的出口配置于层叠方向轴线LS的一侧，氢气流通路30a的出口以及空气流通路40a的入口配置于层叠方向LS的另一侧。因此，氢气在氢气流通路30a内流动的方向与空气在空气流通路40a内流动的方向彼此为几乎相反方向。即，燃料电池组10由对流式的燃料电池组构成。在未图示的另一实施例中，氢气流通路30a的入口以及出口、与空气流通路40a的入口以及出口分别相邻配置，因此，氢气在氢气流通路30a内流动的方向与空气在空气流通路40a内流动的方向彼此为几乎相同方向。即，在未图示的另一实施例中，燃料电池组10由顺流式的燃料电池组构成。
在氢气通路30的入口连结了氢气供给管31，氢气供给管31与氢气源例如氢气罐32连结。在氢气供给管31内从上游侧开始依次配置有：电磁式的截止阀33；调节器34，其调整氢气供给管31内的压力；以及氢气供给器35，其用于向燃料电池组10供给来自氢气源32的氢气。在图1所示的燃料电池系统A中，氢气供给器35由电磁式氢气供给阀构成。该氢气供给阀具备针(needle)阀，因此，氢气从氢气供给阀间歇性地供给。另一方面，在氢气通路30的出口经由缓冲罐36连结了净化管37。在净化管37内配置有电磁式排气控制阀38。若截止阀33以及氢气供给阀35开阀，则氢气罐32内的氢气经由氢气供给管31供给至燃料电池组10内的氢气通路30内。此时，从氢气通路30流出的气体，即阳极废气流入缓冲罐36内，蓄积于缓冲罐36内。排气控制阀38通常关闭，周期性地短时间地开阀。若排气控制阀38开阀，则缓冲罐36内的阳极废气经由净化管37向大气排出，即，进行了净化处理。
在图1所示的燃料电池系统A中，净化管37的出口与大气连通。即，氢气通路30的出口不与氢气供给管31连通，因此，与氢气供给管31分离。该情况意味着从氢气通路30的出口流出的阳极废气不会回流到氢气供给管31。换言之，图1所示的燃料电池系统A是氢气非循环式的。在未图示的另一实施例中，氢气通路30的出口经由氢气回流管例如与调节器34和氢气供给阀35之间的氢气供给管31连结。在氢气回流管内从上游侧依次配置有：气液分离器；以及氢气回流泵，其将通过气液分离器分离出的氢气送入氢气供给管31。该情况下，包括氢气的阳极废气经由氢气回流管回流到氢气供给管31。其结果，来自氢气源32的氢气与来自氢气回流管的氢气的混合体从氢气供给阀35供给至燃料电池组10。即，在未图示的另一实施例中，燃料电池系统A是氢气循环式的。在与该未图示的另一实施例的比较中，在图1所示的燃料电池系统A中，成为省略了氢气回流管、氢气回流泵等这样的情况。其结果，在图1所示的燃料电池系统A中，构成被简化，成本被减少，无需氢气回流管等所需的空间。
另外，在空气通路40的入口连结了空气供给管41，空气供给管41与空气源例如大气42连结。在空气供给管41内从上游侧开始依次配置有：净化装置43；涡轮压缩机44，其对空气进行加压输送；以及内部冷却器45，其用于冷却从涡轮压缩机44输送到燃料电池组10的空气。在图1所示的实施例中，涡轮压缩机44由离心式或者轴流式涡轮压缩机构成。另一方面，在空气通路40的出口连结了阴极废气管46。若涡轮压缩机44被驱动，则空气经由空气供给管41供给至燃料电池组10内的空气通路40内。此时，从空气通路40流出的气体，即阴极废气流入阴极废气管46内。在阴极废气管46内从上游侧开始依次配置有：电磁式的阴极压力控制阀47，其用于控制空气流通路40内的压力亦即阴极压力；以及稀释器48。在该稀释器48连结了上述的净化管37。其结果，来自净化管37的净化气体中的氢气被阴极废气稀释。在图1所示的燃料电池系统A中，还设置有：旁路管41a，其从内部冷却器45下游的空气供给管41分支并到达阴极压力控制阀47下游的阴极废气管46；以及旁路控制阀41b，其对从涡轮压缩机44排出的空气中供给至燃料电池组10的空气的量以及流入旁路管41a内的空气的量进行控制。
在上述的燃料电池组10内的冷却水通路的入口连结了冷却水供给管(未图示)的一端，在冷却水通路的出口连结了冷却水供给管的另一端。在冷却水供给管内配置有对冷却水加压输送的冷却水泵、以及散热器。若冷却水泵被驱动，则从冷却水泵排出的冷却水经由冷却水供给管流入燃料电池组10内的冷却水通路内，接着通过冷却水通路流入冷却水供给管内，经由散热器返回冷却水泵。
电子控制单元60由数字计算机构成，具备由双向总线61彼此连接的ROM(只读存储器)62、RAM(随机存取存储器)63、CPU(微型处理器)64、输入端口65以及输出端口66。在燃料电池组10设置有分别检测燃料电池组10的输出电压以及输出电流的电压计16v以及电流计16i。另外，在涡轮压缩机44与旁路控制阀41b之间的空气供给管41设置有检测来自涡轮压缩机44的空气排出流量qATC的流量传感器70，在旁路管41a设置有检测送入旁路管41a内的空气流量的流量传感器71。并且，在阴极压力控制阀47上游的阴极废气管46设置有用于检测阴极压力的压力传感器72。并且，设置有用于检测燃料电池组10的温度的温度传感器73、以及用于检测燃料电池组10的阻抗的阻抗传感器74。电压计16v、电流计16i、流量传感器70、71、压力传感器72、温度传感器73以及阻抗传感器74的输出信号经由对应的AD逆变器67分别输入至输入端口65。另一方面，输出端口66经由对应的驱动电路68与DC/DC转换器11、逆变器12、电动发电机13、DC/DC转换器15、截止阀33、调节器34、氢气供给阀35、排气控制阀38、旁路控制阀41b、涡轮压缩机44、以及阴极压力控制阀47电连接。
在应该启动燃料电池组10时，即燃料电池组10应该发电时，截止阀33以及氢气供给阀35被开阀，氢气供给至燃料电池组10。另外，涡轮压缩机44被驱动，空气供给至燃料电池组10。其结果，在燃料电池组10中，发生电化学反应(H2→2H++2e-，(1/2)O2+2H++2e-→H2O)，产生电能。该产生的电能被输送到电动发电机13。其结果，电动发电机13作为车辆驱动用的电动马达工作，车辆被驱动。另一方面，例如在车辆制动时电动发电机13作为再生装置工作，此时所再生的电能储存于蓄电器14。
在图2示出了被定义为根据涡轮压缩机44的压力比PR以及空气排出流量qATC规定的涡轮压缩机44的动作点可能属于的区域的浪涌区域SR以及非浪涌区域NSR。这里，涡轮压缩机44的压力比PR是涡轮压缩机44的出口处的压力与涡轮压缩机44的入口处的压力之比。涡轮压缩机44的入口处的压力能够考虑为大气压，涡轮压缩机44的出口处的压力能够考虑为燃料电池组10的空气通路40内的压力，即阴极压力。因此，压力比PR根据阴极压力而规定。如图2所示，浪涌区域SR被定义在压力比PR高并且空气排出量qATC少的一侧，非浪涌区域NSR被定义在压力比PR低并且空气排出量qATC多的一侧。若涡轮压缩机44的动作点属于浪涌区域SR内，则从涡轮压缩机44实际排出的空气流量qATC以及涡轮压缩机44的出口处的压力分别较大地振动，可能在涡轮压缩机44产生所谓的颤动。与此相对，在涡轮压缩机44的动作点属于非浪涌区域NSR内时，涡轮压缩机44不产生颤动。
此外，也能够有如下的看法，即，若将浪涌区域SR与非浪涌区域NSR之间的边界称为极限压力比PRL，则极限压力比PRL随着涡轮压缩机44的空气排出流量qATC变多而变高，浪涌区域SR被定义在压力比PR比极限压力比PRL高的动作点区域，非浪涌区域NSR被定义在压力比PR是极限压力PRL以下的动作点区域。
然而，若燃料电池组10、特别是膜电极接合体20的湿润程度过低，则由于质子导电性下降，膜电阻或者催化剂层电阻增加，而燃料电池组10的发电性能下降，产生所谓的枯竭。
因此，在本发明的实施例中，判别了燃料电池组10是否产生枯竭，且在判别为燃料电池组10未产生枯竭时进行通常控制，在判别为燃料电池组10已产生枯竭时进行用于消除枯竭的恢复控制。其结果，燃料电池组10的发电性能被较高地维持。
接下来，首先对于通常控制进行说明。在通常控制中，以阴极压力PC为预先规定的基本阴极压力PCB阴极压力的方式，来控制控制阀47。另外，将涡轮压缩机44的空气排出流量qATC设定为燃料电池组10的需要空气流量qARS。这里，需要空气流量qARS根据燃料电池组10的负荷，即根据要在燃料电池组10产生的电力量来设定。并且，通过使从涡轮压缩机44排出的空气的全部量供给至燃料电池组10，来使供给至燃料电池组10的空气流量为需要空气流量qARS，以这种方式来控制旁路控制阀41b。即，被送入旁路管41a内的空气流量qAB被设定为零。该情况下，基于基本阴极压力PCB以及需要空气流量qARS的涡轮压缩机44的动作点属于非浪涌区域NSR内。
接下来，对于恢复控制进行说明。在恢复控制中，为了使阴极压力PC为比基本阴极压力PCB高的上升阴极压力PCI，减小阴极压力控制阀47的开度。另外，将涡轮压缩机44的空气排出流量qATC设定为比燃料电池组10的需要空气流量qARS多出过剩量qAEX的增大空气流量qAI。并且，通过从涡轮压缩机44排出的空气中过剩量qAEX流入旁路管41内，使供给至燃料电池组10的空气流量维持在需要空气流量qARS，以这种方式来控制旁路控制阀41b。即，被送入旁路管41a内的空气流量qAB被设定为过剩量qAEX。该情况下，基于上升阴极压力PCI以及需要空气流量qARS的涡轮压缩机44的动作点属于浪涌区域SR内，基于上升阴极压力PCI以及增大空气流量qAI的涡轮压缩机44的动作点属于非浪涌区域NSR内。
即，若将阴极压力PC是基本阴极压力PCB时的涡轮压缩机44的压力比PR称为基本压力比PRB，则通常控制时的涡轮压缩机44的动作点在图3中由点X表示。另外，若将阴极压力PC是上升阴极压力PCI时的涡轮压缩机44的压力比PR称为上升压力比PRI，则基于上升阴极压力PCI以及需要空气流量qARS的涡轮压缩机44的动作点在图3中由点Y表示。并且，基于上升阴极压力PCI以及增大空气流量qAI的涡轮压缩机44的动作点，即恢复控制时的涡轮压缩机44的动作点在图3中由Z点表示。
在恢复控制中，若阴极压力PC上升，则在空气通路40内冷凝的水分变多。另外，若为了使阴极压力PC上升而减小阴极压力控制阀47的开度，则从空气通路40流出的阴极废气量变少，所以夹带在阴极废气中向燃料电池组10外流出的水分量减少。其结果，空气通路40或者燃料电池组10的湿润程度提高，枯竭被消除。换言之，为了消除枯竭，使阴极压力PC上升到上升阴极压力PCI。
然而，若阴极压力PC在涡轮压缩机44的空气排出流量qATC被维持在需要空气流量qARS不变的状态下上升，则涡轮压缩机44的动作点Y属于浪涌区域SR内。因此，在本发明提供的实施例的恢复控制中，涡轮压缩机44的空气排出流量qATC被增大到增大空气流量qAI，以使涡轮压缩机44的动作点Z属于非浪涌区域NSR内。因此，涡轮压缩机44的动作点被维持在非浪涌区域NSR内。
此外，在本发明的实施例中，如图3所示，以恢复控制时涡轮压缩机44的动作点Z位于极限压力比PRL之上的方式，来设定增大空气流量qAI或者过剩量qAEX。换言之，增大空气流量qAI或者过剩量qAEX被设定为用于使涡轮压缩机44的动作点Z属于非浪涌区域NSR内的最小量。
随着燃料电池组10的湿润程度变低，燃料电池组10的阻抗变高。在本发明的实施例中，在燃料电池组10的阻抗是预先规定的上限值以下时判别为未产生枯竭，在燃料电池组10的阻抗超过上限值时判别为已产生枯竭。另外，在恢复控制中，判别为燃料电池组10的阻抗比设定值高时枯竭尚未消除，在燃料电池组10的阻抗下降到设定值时判别为枯竭消除，其中，设定值被设定得比上限值低。
即，如图4所示，在燃料电池组10的阻抗RS比上限值RSU低时，不进行恢复控制，即，进行通常控制。若在时间t1中阻抗RS超过上限值RSU，则停止通常控制，开始恢复控制。若进行恢复控制，则随着燃料电池组10的湿润程度增大，阻抗RS下降。接下来，若在时间t2中阻抗RS到达预先规定的设定值RSX(＜RSU)，则结束恢复控制，重新开始通常控制。
在未图示的另一个实施例中，在燃料电池组10的输出电压比预先规定的阈值电压低并且燃料电池组10的阻抗RS超过上限值时，判别为在燃料电池组10产生枯竭，在燃料电池组10的输出电压比阈值电压高，或者即使燃料电池组10的输出电压比阈值电压低燃料电池组10的阻抗也不超过上限值时，判别为燃料电池组10未产生枯竭。
如上述那样，在恢复控制中，为了消除枯竭，使阴极电压PC上升到上升阴极电压PCI，为了使涡轮压缩机44的动作点Z属于非浪涌区域NSR内，使涡轮压缩机44的空气排出流量qATC增大到增大空气流量qAT。换言之，在进行恢复控制时，确定消除枯竭所需的上升阴极压力PCI、和将涡轮压缩机44的动作点Z维持在非浪涌区域NSR内所需的增大空气流量qAI的组合(PCI，qAI)。然而，对于一个需要空气流量qARS，存在多个用于恢复控制的组合(PCI，qAI)。即，若将阴极压力PC是PC1、PC2、PC3时的涡轮压缩机44的压力PR分别设为PR1、PR2、PR3，则在图5中，在需要空气流量是qARS时，组合(PCI，qAI)被分别设定为(PCI1，qAI1)、(PCI2，qAI2)、(PCI3，qAI3)时的涡轮压缩机44的动作点分别由Z1、Z2、Z3表示。因此，需要从这些组合(PCI，qAI)中确定最佳组合(PCI，qAI)。
对于该内容例如，为了减少完成恢复控制所需的、即消除枯竭所需的涡轮压缩机44的耗电量，而考虑过将组合(PCI，qAI)确定为较低的上升阴极压力PCI以及较少的增大空气流量qAI的组合。然而，若上升阴极压力PCI变低，则消除枯竭所需的时间变长。另外，在空气排出流量少时与空气排出流量多时相比，涡轮压缩机44的效率变低。因此，不能单纯地说若将组合(PCI，qAI)确定为较低的上升阴极压力PCI以及较少的增大空气流量qAI的组合，就能够减少涡轮压缩机44的耗电量。相同地，即使将组合(PCI，qAI)确定为较高的上升阴极压力PCI以及较多的增大空气流量qAI的组合，涡轮压缩机44的耗电量也未必增大。
因此，在本发明的实施例中，预先通过实验求出用于恢复控制的多个组合(PCI，qAI)中，使消除枯竭所需的涡轮压缩机44的耗电量最小的组合(PCI，qAI)，作为需要空气流量qARS的函数，以图6所示的映射的形式预先存储于ROM62内。在此基础上，在要进行恢复控制时，使用图6的映射，基于需要空气流量qARS来确定组合(PCI，qAI)。其结果，能够使涡轮压缩机44的耗电量最小，阻止颤动，并且消除枯竭。这样的想法在现有的燃料电池系统并不存在。
此外，已知有所谓的加湿式燃料电池系统，其经由能够透过水分的膜连通阴极废气管46和空气供给管41，由此，通过阴极废气将在空气供给管41内流动的空气加湿。与此相对，在图1所示的燃料电池系统A中，在空气供给管41内流动的空气不被阴极废气加湿。即，图1所示的燃料电池系统A是非加湿式燃料电池系统。在非加湿式燃料电池系统中，与加湿式燃料电池系统相比，也存在容易产生枯竭的情况。然而，在本发明的实施例中，通过上述恢复控制，枯竭被迅速地消除。
图7示出执行本发明提供的实施例的系统控制的程序。该程序通过每个预先规定的设定时间的中断执行。
若参照图7，则在步骤100中，例如基于加速器踏板的踩入量，来计算燃料电池组10的需要空气流量qARS。在接着的步骤101中，判别燃料电池组10是否产生枯竭。在判别为燃料电池组10未产生枯竭时进入步骤102，执行用于执行上述通常控制的通常控制程序。该程序如图8所示。与此相对，在判别为燃料电池组10产生枯竭时接下来进入步骤S103，执行用于执行上述恢复控制的恢复控制程序。该程序如图9所示。
参照表示通常控制程序的图8，在步骤200中，以使阴极压力PC成为基本阴极压力PCB的方式，来控制阴极压力控制阀47的开度。在接着的步骤201中，以空气排出流量qATC成为需要空气流量qARS的方式，来控制涡轮压缩机44。在接着的步骤202中，以在旁路管41内流动的空气流量qAB为零的方式，来控制旁路控制阀41b。
参照表示恢复控制程序的图9，在步骤300中，确定上升阴极压力PCI以及增大空气流量aAI。在接着的步骤301中，以使阴极压力PC成为上升阴极压力PCI的方式，来控制阀47的开度。在接着的步骤302中，以空气排出流量qATC成为增大空气流量qAI的方式，来控制涡轮压缩机44。在接着的步骤303中，计算过剩量qAEX(qAEX＝qAI-qARS)。在接着的步骤304中，以在旁路管41内流动的空气流量qAB为过剩量qAEX的方式，来控制旁路控制阀41b。在接着的步骤305中，判别枯竭是否被消除。在判别为枯竭未被消除时返回步骤300。在判别为枯竭被消除时结束处理循环。
在本发明的实施例中，参照图3如上述那样，增大空气流量qAI或者过剩量qAEX被设定为用于使涡轮压缩机44的动作点Z属于非浪涌区域ZSR内的最小量。在未图示的另一实施例中，增大空气流量qAI或者过剩量qAEX被设定为比该最小量多的量。即，例如，增大空气流量qAI被设定为比上述最小量多出恒定值或者恒定比例的量。在该情况下，求出用于恢复控制的组合(PCI，qAI)中，使消除枯竭所需的涡轮压缩机44的耗电量最小的组合(PCI，qAI)。
接下来，对组合(PCI，qAI)的另一实施例进行说明。消除枯竭所需的涡轮压缩机44的耗电量还取决于燃料电池组10的温度亦即组温度TS。即，例如，若组温度TS低，则空气通路40内的水分的冷凝容易产生，因此消除枯竭所需的时间变短。
因此，在组合(PCI，qAI)的另一实施例中，使消除枯竭所需的涡轮压缩机44的耗电量最小的组合(PCI，qAI)作为需要空气流量qARS以及组温度TS的函数，以图10所述的映射的形式预先存储于ROM62内。在应该进行恢复控制时，使用图10的映射，基于需要空气流量qARS以及组温度TS确定组合(PCI，qAI)。这样一来，能够更适当地确定组合(PCI，qAI)。
对组合(PCI，qAI)的又一个实施例进行说明。在恢复控制中，因为涡轮压缩机44的空气排出流量qAI增大，所以涡轮压缩机44的噪音以及振动可能过大。另外，空气经由旁路控制阀41b以及旁路管41a流动，所以此时可能产生过大的风切音。即，若进行恢复控制，则燃料电池系统A的噪音以及振动可能过大。
因此，在组合(PCI，qAI)的又一实施例中，以在燃料电池系统A的噪音以及振动的等级不超过预先规定的允许等级的范围内，涡轮压缩机44的耗电量最小的方式，来设定组合(PCI，qAI)。其结果，能够将燃料电池系统A的噪音以及振动维持在允许等级以下，并且尽可能地减少消除枯竭所需的涡轮压缩机44的耗电量。
即使在组合(PCI，qAI)的又一个实施例中，组合(PCI，qAI)也作为需要空气流量qARS以及组温度TS的函数以图11所述的映射的形式预先存储于ROM62内。
此外，上述的允许等级在一个例子中被设定为恒定值，在另一例子中被设定为随着电动车辆的行驶速度变高而变高。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统，其中，具备：
燃料电池组，其通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应，来产生电力；
氧化剂气体供给管，其与在所述燃料电池组内形成的氧化剂气体通路的入口连结；
涡轮压缩机，其配置于所述氧化剂气体供给管内，用于供给氧化剂气体；
旁路管，其从所述涡轮压缩机的下游的所述氧化剂气体供给管分支；
旁路控制阀，其对从所述涡轮压缩机排出的氧化剂气体中供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量以及流入所述旁路管内的氧化剂气体的量进行控制；
阴极废气管，其与所述氧化剂气体通路的出口连结；
阴极压力控制阀，其配置于所述阴极废气管内，用于控制所述氧化剂气体通路内的压力亦即阴极压力；以及
控制器，其判别所述燃料电池组是否产生枯竭，在判别为所述燃料电池组产生枯竭时进行用于消除所述枯竭的恢复控制，
根据所述涡轮压缩机的压力比以及氧化剂气体排出量规定的涡轮压缩机的动作点可能属于的区域中，非浪涌区域被划分在所述压力比低并且所述氧化剂气体排出量多的一侧，并且浪涌区域被划分在所述压力比高并且所述氧化剂气体排出量少的一侧，其中，在所述非浪涌区域所述涡轮压缩机不产生颤动，在所述浪涌区域所述涡轮压缩机可能产生颤动，
所述控制器在所述恢复控制中，以使所述阴极压力上升至上升阴极压力的方式来控制所述阴极压力控制阀，将所述涡轮压缩机的氧化剂气体排出量设定为比所述燃料电池组的需要氧化剂气体量多出过剩量的增大氧化剂气体量，并且，以通过将从所述涡轮压缩机排出的氧化剂气体中所述过剩量流入所述旁路管内来使供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量维持在所述需要氧化剂气体量的方式来控制所述旁路控制阀，基于所述上升阴极压力以及所述需要氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述浪涌区域内，并且基于所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述非浪涌区域内，
所述控制器在所述恢复控制中，还基于所述燃料电池组的所述需要氧化剂气体量，来设定使消除所述枯竭所需的所述涡轮压缩机的耗电量最小的所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的组合。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述控制器在所述恢复控制中，基于所述燃料电池组的所述需要氧化剂气体量以及所述燃料电池组的温度，来设定所述组合。
3.根据权利要求1或者2所述的燃料电池系统，其中，
所述控制器在所述恢复控制中，按照在所述燃料电池系统的噪音以及振动的等级不超过预先规定的允许等级的范围内，所述涡轮压缩机的耗电量最小，来设定所述组合。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，
所述允许等级被设定成恒定值。
5.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，
所述燃料电池系统被用于电动车辆的驱动，
所述允许等级被设定成随着所述电动车辆的行驶速度变高而变高。
6.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，
所述控制器在判别为所述燃料电池组未产生枯竭时进行通常控制，
所述控制器在所述通常控制中，以所述阴极压力成为预先规定的基本阴极压力的方式来控制所述阴极压力控制阀，将所述涡轮压缩机的氧化剂气体排出量设定为所述燃料断电池组的需要氧化剂气体量，并且，以通过将从所述涡轮压缩机排出的氧化剂气体的全部量供给至所述燃料电池组来使供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量成为所述需要氧化剂气体量的方式来控制所述旁路控制阀，基于所述基本阴极压力以及所述需要氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述非浪涌区域内。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其中，
所述控制器在所述恢复控制中，以使所述阴极压力成为比所述基本阴极压力高的上升阴极压力的方式来控制所述阴极压力控制阀，将所述涡轮压缩机的氧化剂气体排出量设定为比所述燃料电池组的需要氧化剂气体量多出过剩量的增大氧化剂气体量，并且，以通过将从所述涡轮压缩机排出的氧化剂气体中所述过剩量流入所述旁路管内来使供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量维持在所述需要氧化剂气体量的方式来控制所述旁路控制阀，基于所述上升阴极压力以及所述需要氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述浪涌区域内，并且基于所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述非浪涌区域内，
所述控制器在所述恢复控制中，还基于所述燃料电池组的所述需要氧化剂气体量，来设定使消除所述枯竭所需的所述涡轮压缩机的耗电量最小的所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的组合。
8.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，
所述燃料电池系统是燃料气体非循环式的系统。
9.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，
所述燃料电池系统是氧化剂气体非加湿式的系统。
10.一种燃料电池系统的控制方法，所述燃料电池系统具备：
燃料电池组，其通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应，来产生电力；
氧化剂气体供给管，其与在所述燃料电池组内形成的氧化剂气体通路的入口连结；
涡轮压缩机，其配置于所述氧化剂气体供给管内，用于供给氧化剂气体；
旁路管，其从所述涡轮压缩机的下游的所述氧化剂气体供给管分支；
旁路控制阀，其对从所述涡轮压缩机排出的氧化剂气体中供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量以及流入所述旁路管内的氧化剂气体的量进行控制；
阴极废气管，其与所述氧化剂气体通路的出口连结；
阴极压力控制阀，其配置于所述阴极废气管内，用于控制所述氧化剂气体通路内的压力亦即阴极压力；以及
控制器，
在所述燃料电池系统的控制方法中，
根据所述控制器，来判别所述燃料电池组是否产生枯竭，
根据所述控制器，在判别为所述燃料电池组产生枯竭时进行用于消除所述枯竭的恢复控制，
根据所述涡轮压缩机的压力比以及氧化剂气体排出量规定的所述涡轮压缩机的动作点可能属于的区域中，非浪涌区域被划分在所述压力比低并且所述氧化剂气体排出量多的一侧，并且浪涌区域被划分在所述压力比高并且所述氧化剂气体排出量少的一侧，其中，在所述非浪涌区域所述涡轮压缩机不产生颤动，在所述浪涌区域所述涡轮压缩机可能产生颤动，
根据所述控制器，在所述恢复控制中，以使所述阴极压力成为上升阴极压力的方式来控制所述阴极压力控制阀，将所述涡轮压缩机的氧化剂气体排出量设定为增大氧化剂气体量，并且，以使供给至所述燃料电池组的氧化剂气体的量维持在所述燃料电池组的需要氧化剂气体量的方式来控制所述旁路控制阀，基于所述上升阴极压力以及所述需要氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述浪涌区域内，并且基于所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的所述涡轮压缩机的动作点属于所述非浪涌区域内，
根据所述控制器，在所述恢复控制中，还基于所述燃料电池组的所述需要氧化剂气体量，来设定使消除所述枯竭所需的所述涡轮压缩机的耗电量最小的所述上升阴极压力以及所述增大氧化剂气体量的组合。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101755781B1 (ko) * 2015-01-19 2017-07-10 현대자동차주식회사 차량 연료전지의 제어방법
JP6693384B2 (ja) * 2016-10-27 2020-05-13 株式会社デンソー 燃料電池システム
JP6881240B2 (ja) * 2017-11-02 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびタービンの制御方法
JP6972941B2 (ja) * 2017-11-09 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法
CN108177539B (zh) * 2017-12-28 2020-10-30 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池电动汽车的空气压缩系统及控制方法
CN108172866A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 萍乡北京理工大学高新技术研究院 燃料电池空气供给系统及控制方法
CN108376790B (zh) * 2018-01-17 2019-08-06 安徽明天氢能科技股份有限公司 一种燃料电池系统输出电压的控制方法
JP6992541B2 (ja) 2018-01-24 2022-02-04 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP6992601B2 (ja) * 2018-03-02 2022-02-04 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム、および、燃料電池システムにおける風速導出方法
JP6992605B2 (ja) * 2018-03-07 2022-01-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP6996361B2 (ja) * 2018-03-12 2022-01-17 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法
DE102018212420A1 (de) * 2018-07-25 2020-01-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem für ein Kraftfahrzeug
JP6806824B2 (ja) * 2019-02-27 2021-01-06 三菱パワー株式会社 燃料電池発電システム
JP7140000B2 (ja) 2019-03-01 2022-09-21 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP7294182B2 (ja) * 2020-02-19 2023-06-20 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびその制御方法
JP7247958B2 (ja) * 2020-05-27 2023-03-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
DE102022204876A1 (de) 2022-05-17 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, Steuergerät

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58166671A (ja) * 1982-03-27 1983-10-01 Kansai Electric Power Co Inc:The 燃料電池発電システムの圧力制御方法
JPS60160574A (ja) * 1984-01-30 1985-08-22 Shimadzu Corp 燃料電池発電用タ−ボコンプレツサシステム
JP2922209B2 (ja) * 1989-01-06 1999-07-19 三菱電機株式会社 燃料電池発電システム
JPH03100398A (ja) 1989-09-12 1991-04-25 Mitsubishi Electric Corp ターボコンプレツサのサージング防止装置
JP2004235093A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
US20040161647A1 (en) * 2003-02-18 2004-08-19 Rainville Joseph D. Surge avoidance and control of a centrifugal compressor in a fuel cell system
JP4857707B2 (ja) * 2005-10-19 2012-01-18 トヨタ自動車株式会社 燃料電池のカソードガス制御方法および燃料電池システム
JP2007257956A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2008016399A (ja) * 2006-07-10 2008-01-24 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
US8057949B2 (en) * 2007-08-16 2011-11-15 Ford Global Technologies, Llc Fuel cell stack flow diversion
JP4930311B2 (ja) * 2007-10-02 2012-05-16 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP2009123550A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JP5196246B2 (ja) * 2008-03-25 2013-05-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
CN103843182B (zh) * 2011-10-03 2016-11-23 日产自动车株式会社 燃料电池系统的控制装置
CN104137316B (zh) * 2012-02-29 2016-10-19 日产自动车株式会社 燃料电池系统
WO2013187514A1 (ja) * 2012-06-15 2013-12-19 日産自動車株式会社 燃料電池システム
CN104885280B (zh) * 2012-12-28 2018-01-02 日产自动车株式会社 燃料电池系统
CN109390612B (zh) * 2012-12-28 2022-03-29 日产自动车株式会社 燃料电池系统及其控制方法

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