CN106299420B - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在燃料电池的非发电时抑制因喷射器工作而引起的噪音、振动的燃料电池系统。燃料电池系统具备：燃料电池，具有阳极、电解质膜和阴极；喷射器，向阳极供给氢；和控制部，以使阳极的压力达到目标压力的方式控制喷射器的工作。控制部在燃料电池系统启动后且燃料电池发电前的非发电状态下，将目标压力设定为比第一目标压力高的压力即第二目标压力，以使阳极的压力成为第二目标压力的方式控制喷射器的工作，在阳极的压力变得比第一目标压力高之后，将目标压力设定为第一目标压力，以使阳极的压力成为第一目标压力的方式控制喷射器的工作，第一目标压力使为了使氢遍布燃料电池组的阳极整体而确定的压力。

Description

燃料电池系统
本申请主张基于2015年6月25日提出申请的申请号为2015-127344号的日本专利申请的优先权，通过参照而将其公开的所有内容引用于本申请。
技术领域
本发明涉及燃料电池系统。
背景技术
作为控制向燃料电池的反应气体供给的燃料电池系统，在JP2008-130442A中公开了如下的系统：基于燃料电池组的运转状态来算出燃料气体的目标压力值，为了修正所算出的目标压力值与由传感器检测到的压力值之差而控制喷射器的工作来调整燃料气体的供给量。
发明内容
发明所要解决的课题
在这样在燃料气体的供给量的调整中使用喷射器的燃料电池系统中，若例如在系统启动后在供给燃料电池的发电所使用的空气的压缩机、使燃料电池的冷却水循环的冷却水泵还未工作的非发电状态下使喷射器工作，则因为与发电状态相比不存在压缩机、冷却水泵的工作音，所以根据喷射器的工作的频度的不同，喷射器的工作音、振动可能会给利用者带来不快感。因而，渴求有一种技术，在燃料电池的非发电时，抑制因喷射器工作而引起的噪音、振动。
用于解决课题的技术方案
本发明是为了解决上述课题而完成的发明，能够作为以下的技术方案而实现。
(1)根据本发明的一技术方案，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池组，具备多个燃料电池，所述燃料电池具有电解质膜、形成于所述电解质膜的一面的阳极以及形成于所述电解质膜的另一面的阴极；喷射器，向所述阳极供给氢；和控制部，以使所述阳极的压力成为目标压力的方式控制所述喷射器的工作；在所述燃料电池系统启动后且所述燃料电池发电前的非发电状态下，所述控制部将所述目标压力设定为比第一目标压力高的压力即第二目标压力，以使所述阳极的压力成为所述第二目标压力的方式控制所述喷射器的工作，在所述阳极的压力变得比所述第一目标压力高之后，将所述目标压力设定为所述第一目标压力，以使所述阳极的压力成为所述第一目标压力的方式控制所述喷射器的工作；所述第一目标压力使为了使氢遍布所述燃料电池组的所述阳极整体而确定的压力。若是这样的形态的燃料电池系统，则由于将阳极的目标压力设定为比第一目标压力高的压力即第二目标压力，以使阳极的压力成为第二目标压力的方式控制喷射器的工作，在阳极的压力变得比第一目标压力高之后，将目标压力设为第一目标压力，所以阳极的压力低于第一目标压力的频度减少。因而，能够减少为了使阳极的压力成为第一目标压力而使喷射器工作的次数、频度，能够抑制由非发电时的喷射器的工作引起的噪音、振动。
(2)在上述技术方案的燃料电池系统中，可以是，还具备使从所述阳极排出的气体返回所述阳极的循环流路和设置于所述循环流路上的泵；在所述非发电状态下，所述控制部以使从所述阳极排出的气体返回所述阳极的方式使所述泵工作。若是这样的形态的燃料电池系统，由于氢更容易遍布燃料电池的阳极整体，能够进一步抑制在阳极缺乏氢的情况。
(3)在上述技术方案的燃料电池系统中，可以是，所述控制部在所述非发电状态下将所述阳极的压力设为所述第二目标压力之后，通过测定所述阳极的压力来进行所述燃料电池系统中的漏氢检查。若是这样的形态的燃料电池系统，则能够在进行漏氢检查的情况下抑制由喷射器的工作引起的噪音、振动。
本发明也能够以上述的燃料电池系统以外的各种的形态来实现。例如，也可以以燃料电池系统的控制方法、搭载有燃料电池系统的车辆等形态来实现。
附图说明
图1是用于说明作为本发明的第一实施方式的燃料电池系统的概略结构的图。
图2是由控制部执行的氢供给处理的流程图。
图3是用于说明氢供给处理中的燃料电池系统状态的一例的图。
图4是用于说明第二实施方式的燃料电池系统的概略结构的图。
图5是由控制部执行的氢供给处理的流程图。
图6是用于说明第二实施方式的氢供给处理中的燃料电池系统的状态的一例的图。
图7是第三实施方式的氢供给处理的流程图。
具体实施方式
A.第一实施方式：
A1.系统结构：
图1是用于说明作为本发明的第一实施方式的燃料电池系统10的概略结构的图。燃料电池系统10例如搭载于车辆，根据来自驾驶员的要求而输出成为车辆的动力源的电力。本实施方式的燃料电池系统10具备燃料电池组100、控制部20、阴极气体供给系统30、阴极气体排出系统40、阳极气体供给系统50、阳极气体排出系统60以及冷却系统70。
燃料电池组100是接受作为反应气体的氢(阳极气体)和空气(阴极气体)的供给而发电的固体高分子形燃料电池。燃料电池组100通过层叠多个燃料电池11而构成。
各燃料电池11具有膜电极接合体5和两张分隔件(未图示)，该两张分隔件是夹持膜电极接合体5而形成反应气体、制冷剂的流路，并且作为集电板发挥功能的板状基材。膜电极接合体5具有电解质膜1和在电解质膜1的两面配置的电极2、3。电解质膜1是在湿润状态时呈现良好的质子传导性的固体高分子薄膜。燃料电池11的被供给空气的电极被称作阴极(空气极)，被供给氢的电极被称作阳极(燃料极)。当在燃料电池11内进行发电时，通过氢与氧的电化学反应而在阴极侧生成水。
控制部20构成为具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)以及ROM(Read Only Memory：只读存储器)的计算机。控制部20进行一边在非发电状态下减少喷射器55的声音和振动的至少一方一边进行氢的供给的氢供给处理。在控制部20的ROM中存储有在氢供给处理中所使用的第一目标压力P1、第二目标压力P2以及第二目标压力P2的设定时间tP2。关于氢供给处理的详情，将在后面进行叙述。另外，控制部20设定燃料电池组100中的阳极的压力的目标值即目标压力，并以使阳极的压力成为目标压力的方式控制喷射器55的工作。具体而言，控制部20将阳极的压力设定为比第一目标压力P1高的压力即第二目标压力P2，并以使阳极的压力成为第二目标压力P2的方式控制喷射器55的工作。然后，在阳极的压力变为了比第一目标压力P1高之后，控制部20将目标压力设定为第一目标压力P1，以使阳极的压力成为第一目标压力P1的方式控制喷射器55的工作。进而，控制部20控制阴极气体供给系统30、阴极气体排出系统40、阳极气体供给系统50、阳极气体排出系统60以及冷却系统70来使燃料电池组100发电。
阴极气体供给系统30具备阴极气体配管31、空气压缩机32、气流计33以及开闭阀34。阴极气体配管31是与燃料电池组100的阴极侧的供给用歧管连接的配管。空气压缩机32经由阴极气体配管31与燃料电池组100连接，将取入外气并进行压缩后的空气作为阴极气体向燃料电池组100供给。
气流计33在空气压缩机32的上游侧计测空气压缩机32所取入的外气的量，并发送给控制部20。控制部20基于该计测值，通过驱动空气压缩机32来控制对燃料电池组100供给的空气的供给量。开闭阀34设置在空气压缩机32与燃料电池组100之间。开闭阀34通常处于关闭状态，在从空气压缩机32向阴极气体配管31供给了具有规定的压力的空气时打开。
阴极气体排出系统40具备阴极排气配管41和调压阀43。阴极排气配管41是与燃料电池组100的阴极侧的排出用歧管连接的配管。阴极排气经由阴极排气配管41向燃料电池系统10的外部排出。调压阀43的开度由控制部20控制，调压阀43调整阴极排气配管41中的阴极排气的压力(燃料电池组100的阴极侧的背压)。
阳极气体供给系统50具备阳极气体配管51、氢罐52、开闭阀53、调节器54、喷射器55以及压力计测部56。氢罐52经由阳极气体配管51与燃料电池组100的阳极侧的供给用歧管连接，将填充在罐内的氢向燃料电池组100供给。
开闭阀53、调节器54、喷射器55以及压力计测部56从作为上游侧的氢罐52侧起依次设置。开闭阀53根据来自控制部20的指令进行开闭，控制氢从氢罐52向喷射器55的上游侧的流入。调节器54是用于调整喷射器55的上游侧的氢的压力的减压阀，其开度由控制部20控制。喷射器55是电磁驱动式的开闭阀。压力计测部56计测喷射器55的下游侧的压力，并向控制部20发送。在本实施方式中，控制部20取得喷射器55的下游侧的压力作为燃料电池组100的阳极的压力。
阳极气体排出系统60具备阳极排气配管61和开闭阀66。阳极排气配管61是与燃料电池组100的阳极侧的排出用歧管连接的配管。包含未被使用于燃料电池组100的发电的未反应气体(氢、氮等)的阳极排气经由阳极排气配管61向燃料电池系统10的外部排出。开闭阀66设置于阳极排气配管61，根据来自控制部20的指令进行开闭。
冷却系统70具备冷却配管71、冷却水泵73以及散热器74。冷却水通过冷却水泵73而在冷却配管71中流动，在燃料电池组100内循环而冷却燃料电池组100，然后，由散热器74冷却，再次被供给到燃料电池组100。
此外，搭载于车辆的燃料电池系统10还具备二次电池和控制燃料电池组100的输出电压、二次电池的充放电的DC/DC转换器，不过省略图示、详细说明。二次电池蓄积燃料电池组100所输出的电力、再生电力，与燃料电池组100一起作为电力源发挥功能。
A2.氢供给处理：
接着，对在燃料电池系统10中执行的氢供给处理进行说明。该处理在燃料电池系统10启动后且燃料电池11发电前的非发电状态下执行。
氢供给处理是为了在燃料电池系统10启动后省略燃料电池组100发电时氢被供给到阳极整体为止的时间而预先从阳极气体供给系统50向燃料电池组100供给氢的处理。此时，搭载燃料电池系统10的车辆成为“车辆启动的待机状态”。“车辆启动的待机状态”是指搭载燃料电池系统10的车辆例如能够通过用户踩踏加速器踏板而启动的状态。“车辆启动的待机状态”通过用户踩踏加速器踏板而解除，使燃料电池组100的发电启动。
图2是由控制部20执行的氢供给处理的流程图。当氢供给处理开始时，控制部20读取在控制部20的ROM中预先存储的第二目标压力P2，将燃料电池组100的阳极的目标压力设定为比第一目标压力P1高的压力即第二目标压力P2(步骤S100)。第一目标压力P1是为了使氢遍布燃料电池组100的阳极整体而确定的压力。在本实施方式中，第一目标压力P1是将防止在燃料电池组100的阳极局部缺乏氢所需的最小压力与压力计测部56的计测误差相加而得到的压力。第二目标压力P2是为了抑制在车辆启动的待机状态解除之前燃料电池组100的阳极的压力变得小于第一目标压力P1而设定的压力。第二目标压力P2例如可以通过利用实验算出车辆启动的待机状态解除为止的通常的时间、由燃料电池组100的渗透(crossover)引起的氢的减少量以及第一目标压力P1的关系，并向所算出的值加上压力计测部56的计测误差来求出。
接着，控制部20以使阳极的压力成为第二目标压力P2的方式控制喷射器55的工作(步骤S102)。具体而言，控制部20计算从压力计测部56取得的燃料电池组100的阳极的压力与第二目标压力P2的差压，以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式，使喷射器55工作而打开喷射器55的阀，在供给了差压量的阳极气体之后，关闭喷射器55的阀。通过进行步骤S102，阳极的压力升高至比第一目标压力P1高的第二目标压力P2。
在通过进行步骤S102而使得阳极的压力变得比第一目标压力P1高之后，控制部20读取在控制部20的ROM中预先存储的第一目标压力P1，将燃料电池组100的阳极的目标压力设定为第一目标压力P1(步骤S108)。
此外，在本实施方式中，控制部20在步骤S102中以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作，在步骤S108中将阳极的压力设定为第一目标压力P1之前进行以下的控制。
在以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作后(步骤S102)，控制部20判断从将目标压力设定为第二目标压力P2起的经过时间是否经过了预先确定的设定时间tP2(步骤S104)。以下，也将该预先确定的设定时间tP2简称作“设定时间tP2”。设定时间tP2例如为数秒。设定时间tP2例如可以根据阴极气体供给系统30等燃料电池系统10的其他系统的启动所需的时间等而适当确定。此外，在本实施方式中，当经过设定时间tP2后，阴极气体供给系统30能够充分地将阴极气体向燃料电池组100供给，成为能够没有延迟地发电的状态。
在没有经过设定时间tP2的情况下(步骤S104：否)，控制部20从压力计测部56取得燃料电池组100的阳极的压力，判断阳极的压力是否低于第二目标压力P2(步骤S106)。在阳极的压力低于第二目标压力P2的情况下(步骤S106：是)，控制部20返回步骤S102，以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作，供给从压力计测部56取得的燃料电池组100的阳极的压力与第二目标压力P2的差压量的阳极气体。
在没有经过设定时间tP2(步骤S104：否)、且阳极的压力不低于第二目标压力P2的情况下(步骤S106：否)，控制部20再次判断是否经过了设定时间tP2(步骤S104)。在经过了设定时间tP2的情况下(步骤S104：是)，控制部20将阳极的压力设定为第一目标压力P1(步骤S108)。
当通过以上方式设定了第一目标压力P1后(步骤S108)，控制部20判断车辆启动的待机状态是否已解除(步骤S110)。在车辆启动的待机状态没有解除的情况下(步骤S110：否)，控制部20从压力计测部56取得燃料电池组100的阳极的压力，判断阳极的压力是否低于第一目标压力P1(步骤S112)。在此，在阳极的压力低于第一目标压力P1的情况下(步骤S112：是)，控制部20以使阳极的压力达到第一目标压力P1的方式，使喷射器55工作，供给从压力计测部56取得的燃料电池组100的阳极的压力与第一目标压力P1的差压量的阳极气体(步骤S114)。
另一方面，在车辆启动的待机状态没有解除(步骤S110：否)、且阳极的压力不低于第一目标压力P1的情况下(步骤S112：否)，控制部20返回步骤S110，再次判断车辆启动的待机状态是否已解除。
当车辆启动的待机状态解除后(步骤S110：是)，控制部20结束氢供给处理，将目标压力变更为燃料电池组100的发电所需的压力。另外，为了使燃料电池组100发电，控制部20使空气压缩机32、冷却水泵73旋转。
图3是用于说明氢供给处理中的燃料电池系统10的状态的一例的图。在图3中，以时间为横轴分别示出了燃料电池系统10的运转模式、阳极的压力即氢压力、喷射器55的阀的开闭状态、空气压缩机32的转速以及冷却水泵73的转速。此外，在图3所示的氢压力中用虚线示出了目标压力，用实线示出了压力的测定值。
当与燃料电池系统10连接的电池等高电压系统的启动完成时(时间t1)，如图3所示，燃料电池系统10的运转模式从作为停止模式的模式0向作为启动模式的模式1切换。此时，燃料电池组100处于非发电状态，所以空气压缩机32、冷却水泵73不旋转。
当到了时间t1时，通过控制部20将阳极的压力设定为第二目标压力P2(图2，步骤S100)，以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作(图2，步骤S102)。氢压力的测定值达到第二目标压力P2。
当经过设定时间tP2时(时间t2，图2，步骤S104：是)，如图3所示，目标压力被设定为第一目标压力P1(图2，步骤S108)。在图3所示的例子中，在车辆启动的待机状态解除之前，氢压力的测定值不小于第一目标压力P1。因而，喷射器55在车辆启动的待机中为了使氢压力达到第二目标压力P2仅工作一次。
当车辆启动的待机状态解除时(时间t3)，空气压缩机32、冷却水泵73开始旋转，为了供给发电所需的氢而使喷射器55工作。
A3.效果：
通常，在燃料电池系统10的非发电状态下，空气压缩机32、冷却水泵73不旋转。因而，若在非发电状态下使喷射器55工作，则与进行发电的状态相比，不存在空气压缩机32、冷却水泵73的工作音，因此，根据喷射器55的工作的频度的不同，例如可能会给搭载有燃料电池系统10的车辆的利用者带来不快感。但是，如以上说明那样，在本实施方式的燃料电池系统10中，在燃料电池组100的非发电状态下，将阳极的目标压力设定为比第一目标压力P1高的压力即第二目标压力P2，以使阳极的压力成为第二目标压力P2的方式控制喷射器55的工作，在阳极的压力变得比第一目标压力P1高之后，设定为第一目标压力P1设定，以使阳极的压力成为第一目标压力P1的方式控制喷射器55的工作。因而，能够减少阳极的压力低于第一目标压力P1的频度。因此，能够减少喷射器55为了使阳极的压力成为目标压力而工作的次数，能够抑制由喷射器55的工作引起的噪音和振动的至少一方。
进而，由于第一目标压力P1是为了使氢遍布燃料电池组100的阳极整体而确定的压力中最小的压力，所以能够抑制因在阳极局部缺乏氢而引起的燃料电池组100的劣化。
另外，由于在燃料电池组100的非发电状态下向阳极供给氢，所以在燃料电池组100发电时，能够省略氢到达燃料电池组100为止的时间。因而，能够缩短燃料电池组100的发电开始所需的时间。
B.第二实施方式：
B1.系统结构：
第一实施方式中的燃料电池系统10能够在燃料电池系统10启动后且燃料电池组100发电前的非发电状态下，一边抑制由喷射器55的工作引起的噪音、振动，一边抑制因在阳极缺乏氢而引起的燃料电池组100的劣化。与此相对，在第二实施方式中，对通过具备使从阳极排出的气体即阳极排气向燃料电池组100循环的阳极气体循环系统80而能够进一步抑制因在阳极缺乏氢而引起的燃料电池组100的劣化的燃料电池系统10a进行说明。
图4是用于说明第二实施方式的燃料电池系统10a的概略结构的图。本实施方式的燃料电池系统10a具备燃料电池组100、控制部20、阴极气体供给系统30、阴极气体排出系统40、阳极气体供给系统50、阳极气体排出系统60、冷却系统70以及阳极气体循环系统80。
阳极气体循环系统80主要具备阳极气体循环配管81和设置在阳极气体循环配管81上的氢泵82。控制部20控制阳极气体循环系统80，使氢泵82工作，从而使包括在燃料电池组100的阳极处未被用于发电反应的未反应气体即氢、氮等的从阳极排出气体经由阳极气体循环配管81向燃料电池组100的阳极循环。另外，控制部20在非发电状态下以使从阳极排出的气体返回阳极的方式使氢泵82工作。将阳极气体循环配管81也称作“循环流路”。此外，阳极气体循环系统80以外的结构与第一实施方式的燃料电池系统10是同样的结构，所以关于第二实施方式中的燃料电池系统10a的其他结构，省略说明。
B2.氢供给处理：
图5是由控制部20执行的氢供给处理的流程图。在上述第一实施方式中，控制部20设定第二目标压力P2(图2，步骤S100)，以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作(图2，步骤S102)。与此相对，在第二实施方式中，控制部20设定第二目标压力P2和第二转速R2(图5，步骤S200)，之后，除了以使得达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作之外，还使氢泵82以第二转速R2旋转(图5，步骤S202)。而且，在上述第一实施方式中，控制部20在经过了时间tP2时将目标压力设定为第一目标压力P1(图2，步骤S108)。与此相对，在第二实施方式中，在经过了时间tP2时，控制部20设定第一目标压力P1和第一转速R1(图5，步骤208)，使氢泵以第一转速R1旋转(图5，步骤S209)。第二实施方式中的其他的氢供给处理与第一实施方式是同样的，所以省略说明。
在本实施方式中，第二转速R2是在氢供给处理开始时燃料电池组100的阳极存在空气的情况下足以消除该状态而使氢遍布阳极的转速。第一转速R1是氢泵82的可取的转速中最小的转速。此外，控制部20也可以从氢供给处理开始时起使氢泵82以第一转速R1旋转。
图6是用于说明第二实施方式的氢供给处理中的燃料电池系统10a的状态的一例的图。在图6中，以时间为横轴，分别示出了燃料电池系统10a的运转模式、氢压力、喷射器55的开闭状态、空气压缩机32的转速、冷却水泵73的转速以及氢泵82的转速。此外，图6所示的氢泵82的转速中，目标转速由虚线表示，转速的测定值由实线表示。在本实施方式中，也在到了时间t1时将阳极的压力设定为第二目标压力P2(图5，步骤S200)，为了使阳极的压力达到第二目标压力P2，控制部20使喷射器55工作(图5，步骤S202)。氢压力的测定值达到第二目标压力P2。此时，控制部20使氢泵82以第二转速R2旋转(图5，步骤S202)。
当经过了设定时间tP2时(时间t2，图5，步骤S204：是)，如图6所示，控制部20将目标压力设定为第一目标压力P1，将氢泵82的转速设定为第一转速R1(图5，步骤S208)，使氢泵82以第一转速R1旋转。在图6所示的例子中，氢压力的测定值在车辆启动的待机状态解除之前不小于第一目标压力P1。因而，在图6所示的例子中，在车辆启动的待机期间，喷射器55仅工作一次。另外，氢泵82在以第二转速R2旋转之后，以氢泵82的最小转速即第一转速R1旋转。然后，当车辆启动的待机状态解除时(时间t3)，空气压缩机32、冷却水泵73开始旋转，为了供给发电所需的压力而使喷射器55工作。
B3.效果：
如以上所说明，在本实施方式的燃料电池系统10a中，在燃料电池的非发电状态下，在将阳极的压力设定为第二目标压力P2之后，将其设为比第二目标压力P2低的第一目标压力P1。另外，第一目标压力P1是为了使氢遍布阳极整体而确定的压力中最小的压力。因而，燃料电池系统10a可起到与第一实施方式同样的效果。
进而，在本实施方式的燃料电池系统10a中，由于控制部20使氢泵82旋转，所以氢更容易遍布阳极整体。因而，能够抑制因在阳极局部缺乏氢而引起的燃料电池组100的劣化。除此之外，第一转速R1是能够抑制在阳极局部缺乏氢的转速中最小的转速。因而，即使氢泵82在非发电状态下工作，也能够抑制因氢泵82工作而引起的噪音、振动。
另外，在本实施方式的燃料电池系统10a中，当压力被设定为第二目标压力P2时，氢泵82以比第一转速R1大的转速即第二转速R2旋转。因而，即使在燃料电池系统10a启动时燃料电池组100的阳极存在空气的情况下，也能使氢更早地遍布阳极整体，所以能够有效地抑制在阳极局部地缺乏氢。
C.第三实施方式：
C1.系统结构：
第一实施方式和第二实施方式中的燃料电池系统10、10a为了省略在燃料电池11开始发电时氢到达燃料电池组100为止的时间，能够一边在非发电状态下向燃料电池组100供给氢，一边抑制由喷射器55的工作引起的噪音、振动。与此相对，在第三实施方式中，对在燃料电池组100的非发电状态下能够一边为了进行漏氢检查而向燃料电池组100供给氢一边抑制由喷射器55的工作引起的噪音、振动的燃料电池系统进行说明。漏氢检查通过在控制部20在非发电状态下将阳极的压力设为第二目标压力P2之后测定阳极的压力来进行。此外，第三实施方式中的燃料电池系统的概略结构与第一实施方式是同样的，所以省略说明。
C2.氢供给处理：
图7是第三实施方式的氢供给处理的流程图。本实施方式中的氢供给处理与漏氢检查同时进行。
当氢供给处理开始时，控制部20将阳极的压力设定为第二目标压力P2(步骤S300)，以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作，之后，使开闭阀53、66关闭(步骤S302)。在阳极的压力达到了第二目标压力P2的情况下(步骤S304：是)，控制部20将阳极的压力设定为第一目标压力P1(步骤S308)。另一方面，在阳极的压力未达到第二目标压力P2的情况下(步骤S304：否)，控制部20待机直到阳极的压力达到第二目标压力P2。
接着，控制部20判断阳极的压力下降是否为规定值以上(步骤S310)。具体而言，控制部20取得压力计测部56所测定出的阳极的压力值，判断阳极的压力的减少量是否为将由渗透引起的氢的减少量和压力计测部56的计测误差相加而得到的值以上。在压力下降为规定值以上的情况下(步骤S310：是)，控制部20例如进行使警告灯接通等的漏氢报告(步骤S311)，结束氢供给处理。
另一方面，在压力下降小于规定值的情况下(步骤S310：否)，控制部20判断是否经过了规定时间(步骤S312)。规定时间是指为了进行漏氢检查而预先确定的时间，例如从第二目标压力P2达到之后开始计测。在没有经过规定时间的情况下(步骤S312：否)，控制部20返回步骤S310，再次判断压力下降是否为规定值以上。
在经过了规定时间之后(步骤S312：是)，控制部20将开闭阀53、66打开，进行与第一实施方式的步骤S110～步骤S114同样的处理(步骤S314-步骤S318)。即，控制部20判断车辆启动的待机状态是否已解除(步骤S314)，在待机状态未解除的情况下(步骤S314：否)，判断阳极的压力是否小于第一目标压力P1(步骤S316)。然后，在阳极的压力小于第一目标压力P1的情况下(步骤S316：是)，以使阳极的压力达到第一目标压力P1的方式使喷射器55工作(步骤S318)。在车辆启动的待机状态已解除的情况下(步骤S314：是)，控制部20结束氢供给处理。
C3.效果：
如以上所说明，在本实施方式的燃料电池系统中，在与氢供给处理同时进行的漏氢检查中，在将阳极的压力设定为第二目标压力P2之后，再将其设定为比第二目标压力P2低的第一目标压力P1。另外，第一目标压力P1是为了使氢遍布阳极整体而确定的压力中最小的压力。因而，燃料电池系统在与氢供给处理同时进行漏氢检查的情况下，也能起到与上述第一实施方式同样的效果。
D.变形例：
D1.变形例1：
在上述各种实施方式中，当阳极的压力低于第一目标压力P1时(图2，步骤S112：是，图5，步骤S212：是，图7，步骤S316：是)，控制部20以使阳极的压力达到第一目标压力P1的方式使喷射器55工作(图2，步骤S114，图5，步骤S214，图7，步骤S318)。与此相对，控制部20也可以在阳极的压力低于第一目标压力P1的情况下，以使阳极的压力达到比第一目标压力P1高的压力(例如，第二目标压力P2)的方式使喷射器55工作。这样一来，与以使阳极的压力达到第一目标压力P1的方式使喷射器55工作的情况相比，阳极的压力变高，所以能够延长阳极的压力低于第一目标压力P1为止的时间。因而，在氢供给处理中，能够进一步减少喷射器55的工作频度，能够进一步抑制燃料电池系统10、10a中的噪音、振动。
D2.变形例2：
在上述第一实施方式和第二实施方式中，当阳极的压力低于第二目标压力P2时(图2，步骤S106：是，图5，步骤S206：是)，控制部20以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作(图2，步骤S102，图5，步骤S202)。与此相对，控制部20也可以在阳极的压力相对于第二目标压力P2下降了规定的比例的情况下，以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作。例如，控制部20也可以在阳极的压力从第二目标压力P2的值降低了10％的情况下，以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器55工作。
D3.变形例3：
在上述第一实施方式和第二实施方式中，控制部20以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器工作(图2，步骤S102，图5，步骤S202)。与此相对，阳极的压力只要比第一目标压力P1高以使得喷射器55的工作频度降低即可，也可以不达到第二目标压力P2。
D4.变形例4：
在上述第一实施方式中，控制部20判断是否经过了设定时间tP2(图2，步骤S104)，在没有经过设定时间tP2的情况下(图2，步骤S104：否)，判断阳极的压力是否低于第二目标压力P2(图2，步骤S106)。与此相对，步骤S104～步骤S106也可以省略。
D5.变形例5：
在上述第二实施方式中，控制部20判断是否经过了设定时间tP2(图5，步骤S204)，在没有经过设定时间tP2的情况下(图5，步骤S204：否)，判断阳极的压力是否低于第二目标压力P2(图5，步骤S206)。与此相对，步骤S204～步骤S206也可以省略。
D6.变形例6：
在上述各种实施方式中，控制部20取得喷射器55的下游侧的压力作为燃料电池组100的阳极的压力。与此相对，也可以在燃料电池组100设置压力传感器，控制部20取得由传感器取得的压力作为燃料电池组100的阳极的压力。另外，例如也可以在距离阳极气体配管51最远的部位的燃料电池11具备压力传感器，控制部20取得由传感器取得的压力作为燃料电池组100的阳极的压力。另外，也可以设置计测燃料电池11的电流值的传感器，控制部20取得燃料电池11的电流值，基于预先通过实验求出的电流值与阳极的压力的关系，根据所取得的电流值算出阳极的压力。
D7.变形例7：
在上述各种实施方式中，控制部20基于所取得的阳极的压力来供给阳极气体。与此相对，也可以具备能够在燃料电池系统10、10a中测定阳极气体中的氢分压、氢浓度的传感器，控制部20取得阳极气体中的氢分压、氢浓度。控制部20也可以基于所取得的氢分压、氢浓度来供给阳极气体。
D8.变形例8：
在上述各种实施方式中，第一目标压力P1、第二目标压力P2存储于控制部20的ROM。与此相对，控制部20也可以将确定了所取得的阳极的压力和用于防止阳极缺氢的压力的关系的计算式、映射存储于ROM，基于计算式、映射来设定目标压力。
D9.变形例9：
在上述第三实施方式中，燃料电池系统与第一实施方式同样地具备燃料电池组100、控制部20、阴极气体供给系统30、阴极气体排出系统40、阳极气体供给系统50、阳极气体排出系统60以及冷却系统70。与此相对，第三实施方式中的燃料电池系统与第二实施方式同样地具备使阳极排气向燃料电池组100循环的阳极气体循环系统80。并且，也可以与第二实施方式同样地在漏氢检查中设定第一目标压力P1，使氢泵以第一转速R1旋转。而且，也可以设定第二目标压力P2和第二转速R2，之后，除了以使阳极的压力达到第二目标压力P2的方式使喷射器工作之外，使氢泵以第二转速R2旋转。这样一来，即使在进行漏氢检查的情况下也能起到与第二实施方式同样的效果。
标号说明
1…电解质膜
2、3…电极
5…膜电极接合体
10、10a…燃料电池系统
11…燃料电池
20…控制部
30…阴极气体供给系统
31…阴极气体配管
32…空气压缩机
33…气流计
34…开闭阀
40…阴极气体排出系统
41…阴极排气配管
43…调压阀
50…阳极气体供给系统
51…阳极气体配管
52…氢罐
53…开闭阀
54…调节器
55…喷射器
56…压力计测部
60…阳极气体排出系统
61…阳极排气配管
66…开闭阀
70…冷却系统
71…冷却配管
73…冷却水泵
74…散热器
80…阳极气体循环系统
81…阳极气体循环配管
82…氢泵
100…燃料电池组
P1…第一目标压力
P2…第二目标压力
R1…第一转速
R2…第二转速
tP2…设定时间

Claims (3)

1.一种燃料电池系统，其中，具备：
燃料电池组，具备多个燃料电池，所述燃料电池具有电解质膜、形成于所述电解质膜的一面的阳极以及形成于所述电解质膜的另一面的阴极；
喷射器，向所述阳极供给氢；
阴极气体供给系统，向所述阴极供给阴极气体，
控制部，以使所述阳极的压力达到目标压力的方式控制所述喷射器的工作，以向所述阴极供给阴极气体的方式控制所述阴极气体供给系统，
在所述燃料电池系统的启动后且所述燃料电池的发电前的非发电状态下，所述控制部将所述目标压力设定为第二目标压力，并以使所述阳极的压力成为所述第二目标压力的方式控制所述喷射器的工作，在所述阳极的压力变得比第一目标压力高且在将所述目标压力设定为所述第二目标压力之后经过了预先确定的时间之后，将所述目标压力设定为所述第一目标压力，并以使所述阳极的压力成为所述第一目标压力的方式控制所述喷射器的工作，
所述第二目标压力比是比所述第一目标压力高的压力，
所述第一目标压力是为了使氢遍布所述燃料电池组的所述阳极整体而确定的压力，
所述预先确定的时间是为了开始向所述阴极的阴极气体的供给而需要的时间。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
还具备使从所述阳极排出的气体返回所述阳极的循环流路和设置于所述循环流路上的泵，
在所述非发电状态下，所述控制部以使从所述阳极排出的气体返回所述阳极的方式使所述泵工作。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，
所述控制部在所述非发电状态下将所述阳极的压力设为所述第二目标压力之后，通过测定所述阳极的压力来进行漏氢检查。
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