CN106471657A - 电池系统以及电池系统的控制方法 - Google Patents

电池系统以及电池系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

电池系统包括：层叠电池，其是层叠多个电池单元而成的；第一开关，其连接于层叠电池的正极，用于将与所述正极的连接切换为切断状态；以及第二开关，其连接于层叠电池的负极，用于将与所述负极的连接切换为切断状态。而且，电池系统包括：回路，其连接于第一开关与层叠电池的正极之间以及第二开关与层叠电池的负极之间中的至少一方；以及控制部件，其根据在所述正极与所述负极之间产生的电容量，使将所述第一开关和所述第二开关从切断状态控制为连接状态的定时错开。

Description

电池系统以及电池系统的控制方法
技术领域
本发明涉及电池系统以及电池系统的控制方法，该电池系统具备与层叠电池连接的回路。
背景技术
在日本JP4746593B中记载了以下内容：对于将燃料电池与负载之间接上的设置于正极和负极各自的电力线上的开关，在启动系统时调换将2个开关连接的顺序。
发明内容
在如上所述的电池系统中，例如在检测燃料电池的状态的回路连接于电力线的状态下，有时会由于浮动于电力线间的电容量而在回路中混入噪声。
本发明是着眼于这种问题而完成的，其目的在于提供一种对混入到与电池系统连接的回路中的噪声进行抑制的电池系统。
根据本发明的某个方式，电池系统包括：层叠电池，其是层叠多个电池单元而成的；第一开关，其连接于所述层叠电池的正极，用于将与所述正极的连接切换为切断状态；以及第二开关，其连接于所述层叠电池的负极，用于将与所述负极的连接切换为切断状态。另外，电池系统包括：回路，其连接于所述正极与所述第一开关之间以及所述负极与所述第二开关之间中的至少一方；以及控制部件，其根据在所述正极与所述负极之间产生的电容量，使将所述第一开关和所述第二开关从切断状态控制为连接状态的定时错开。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的燃料电池系统的结构的等效回路图。
图2是表示在同时接通正极开关和负极开关时因浮动于燃料电池堆的电源线之间的杂散电容而产生的电荷的移动的参考图。
图3是表示本实施方式中的切换正极开关和负极开关的手法的时序图。
图4是表示电气回路的结构例的框图。
图5是表示对燃料电池系统进行控制的控制方法的流程图。
图6是表示本发明的第二实施方式中的燃料电池系统的结构的等效回路图。
图7是表示在接通负极开关之后接通正极开关时的电荷的流动的图。
图8是表示本实施方式中的切换正极开关和负极开关的手法的时序图。
图9是表示本发明的第三实施方式中的燃料电池系统的结构的等效回路图。
图10是表示燃料电池系统的控制方法的流程图。
图11是表示燃料电池系统的结构的一例的图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式中的燃料电池系统的结构的等效回路图。
燃料电池系统1是向燃料电池供给阳极(anode)气体(燃料气体)和阴极(cathode)气体(氧化剂气体)来使燃料电池发电的电池系统。燃料电池系统1例如搭载于电动汽车。
燃料电池系统1包括燃料电池堆10、电气回路20以及切断器30。切断器30包括正极开关31和负极开关32。
燃料电池堆10是将数百块燃料电池作为多个电池单元进行层叠而成的层叠电池。正极端子11设置于燃料电池堆10的正极侧的最上层，负极端子12设置于负极侧的最下层。燃料电池堆10的正极端子11连接于电源线101，并且负极端子12连接于电源线102。
燃料电池堆10接受对相层叠的燃料电池的阳极气体和阴极气体的供给来进行发电。燃料电池用阳极电极(燃料极)和阴极电极(氧化剂极)将电解质膜夹在中间并从外部接受针对的阳极电极的含氢的阳极气体以及针对阴极电极的含氧的阴极气体，由此进行发电。在阳极电极和阴极电极这两个电极处进行的电极反应(发电反应)如下。
阳极电极：2H2→4H++4e-…(1)
阴极电极：4H++4e-+O2→2H2O…(2)
燃料电池堆10例如经由切断器30来与电负载(未图示)连接。作为电负载，能够列举出电动马达、连接电动马达的DC/DC(直流/直流)转换器、燃料电池堆10的辅机等。燃料电池堆10的辅机是为了使燃料电池堆10发电而设置的部件，例如能够列举出向燃料电池堆10供给阴极气体的压缩机等。
电气回路20是连接于燃料电池堆10的回路。电气回路20例如检测燃料电池堆10的电压、电流等的运转状态。在本实施方式中，电气回路20测定燃料电池堆10所具有的内部电阻。
电气回路20并联连接于燃料电池堆10与切断器30之间。具体地说，电气回路20连接于布设在燃料电池堆10的正极端子11与正极开关31之间的电源线101，并连接于布设在负极端子12与负极开关32之间的电源线102。
另外，电气回路20连接于通过机架等接地(GND)的接地线21。接地线21是用于提供作为电气回路20进行动作时的基准的0(零)V的接地电位的基准线。即，接地线21是不依赖于电气回路20的燃料电池系统1内的共用的信号线。
在本实施方式中，电气回路20具有与燃料电池堆10相绝缘的内部回路。在电气回路20中，通过将从燃料电池堆10的正极端子11和负极端子12输出的直流信号切断的元件来使内部回路相对于燃料电池堆10绝缘。内部回路与接地线21连接，从接地线21向内部回路提供作为内部回路的动作的基准的0V的接地电位。
切断器30切断从燃料电池堆10输出的电力。切断器30将燃料电池堆10与电负载之间的连接从连接状态切换为切断状态。切断器30包括正极开关31和负极开关32。
正极开关31连接于布设在燃料电池堆10的正极端子11与电负载的正极端子之间的电源线101。在本实施方式中，正极开关31构成将燃料电池堆10的正极端子11与电负载的正极端子之间切换为连接状态或切断状态的第一开关。
负极开关32连接于布设在燃料电池堆10的负极端子12与电负载的负极端子之间的电源线101。在本实施方式中，负极开关32构成将燃料电池堆10的负极端子12与电负载的负极端子之间切换为连接状态或切断状态的第二开关。
下面，关于正极开关31和负极开关32的连接，将连接状态(导通状态)称作“接通(ON)”，将切断状态(非导通状态)称作“断开(OFF)”。由控制器40来控制正极开关31和负极开关32。
控制器40是对燃料电池堆10的运转状态进行控制的控制部件。在启动了燃料电池系统1的情况下，控制器40将正极开关31和负极开关32这两者从断开切换为接通。由此，从燃料电池堆10向电负载供给发电电力。
另外，在停止了燃料电池系统1的情况下，控制器40将正极开关31和负极开关32这两者从接通切换为断开。由此，电负载与燃料电池堆10相分离。
在燃料电池系统1中，在燃料电池堆10与切断器30之间以及切断器30与电负载之间分别形成电容量(以下称为“杂散电容”。)。
具体地说，在接地线(GND)与布设于比正极开关31更靠电气回路20侧的电源线101之间形成杂散电容Cip，并且在接地线(GND)与布设于比负极开关32更靠电气回路20侧的电源线102之间形成杂散电容Cin。
此外，为以下结构：在杂散电容Cip与杂散电容Cin之间等效地连接与连接于电气回路20的接地线21共同的接地线(GND)。
另外，在接地线与布设于比正极开关31更靠电负载侧的电源线101之间形成杂散电容Cop，并且，在接地线与布设于比负极开关32更靠电负载侧的电源线102之间形成杂散电容Con。
因此，在正极开关31和负极开关32同时从断开切换为接通时，这些杂散电容Cip、Cin、Cop以及Con会进行电荷的充放电，因此浪涌电流经由接地线21流入电气回路20。
图2是表示在将正极开关31和负极开关32同时从断开切换为接通时因杂散电容Cip、Cin、Cop及Con的充放电而移动的电荷的流动的一例的图。
当燃料电池堆10输出电压时，通过以接地线(GND)上产生的接地电位为基准而分割得到的电压(分压)，杂散电容Cip和杂散电容Cin被充入电荷(充电)。
例如，在燃料电池系统1的正极侧和负极侧的形状均对称、正极侧和负极侧相对于GND的杂散电容相等的情况下，在燃料电池堆10的残压Vs为“450V(伏特)”时，通过“225V”的电压对正极侧的杂散电容Cip充入电荷，通过“-225V”的电压对负极侧的杂散电容Cin充入电荷。
当在这种状态下正极开关31和负极开关32同时从断开切换为接通时，如虚线所示，电荷从杂散电容Cip向杂散电容Cop移动，并且，电荷还从杂散电容Con向杂散电容Cin移动。
此时，电荷从杂散电容Cin向杂散电容Cip移动，因此向杂散电容Cip移动的电荷中的一部分从杂散电容Cin向接地线(GND)移动，作为浪涌电流Is而流向连接于接地线21的电气回路20。
这样，正极开关31和负极开关32同时被接通，由此充入到杂散电容Cip、Cin、Cop及Con的电荷移动，因此浪涌电流Is经由接地线21混入到电气回路20。此时，接地线21的电位因浪涌电流Is而发生变动。
关于浪涌电流Is，燃料电池系统1停止后的燃料电池堆10的残压Vs越高，则充入到杂散电容Cip和杂散电容Cin的电荷越多，因此经由接地线21流入到电气回路20的浪涌电流Is越大。在层叠多个燃料电池(电池单元)而成的燃料电池堆10中，输出电压大，因此也有时会维持为停止后的残压Vs大的状态。
例如，在残压Vs仍大时进行启动的情况下，混入到电气回路20的浪涌电流Is会变大。
因此，在本实施方式中，在连接燃料电池堆10时，使连接正极开关31的定时与连接负极开关32的定时相互错开，由此抑制经由接地线21流入到电气回路20的浪涌电流。
图3是表示本实施方式中的控制切断器30的控制手法的时序图。图3的(a)是表示正极开关31的连接状态的图。图3的(b)是表示负极开关32的连接状态的图。图3的(c)是表示经由接地线21混入到电气回路20的浪涌电流Is的图。
首先，在时刻t0之前，燃料电池系统1处于停止状态，正极开关31和负极开关32均被设定为断开。
在时刻t0，燃料电池系统1的操作开关被设定为接通，燃料电池堆10被启动。由此，燃料电池堆10被供给阴极气体和阳极气体。
在时刻t1，控制器40如图3的(a)和图3的(b)所示那样，不接通正极开关31而仅将负极开关32设定为接通。
由此，负极侧的杂散电容Con与杂散电容Cin被连接，在杂散电容Con与杂散电容Cin之间进行充放电，因此电荷从杂散电容Con向杂散电容Cin移动(被放电)。
随之，电荷从燃料电池系统1的负极侧的杂散电容Cin向正极侧的杂散电容Cip移动，因此如图3的(c)所示，浪涌电流Is经由接地线21流向电气回路20。另外，随着电荷从负极侧的杂散电容Cin向正极侧的杂散电容Cip移动，杂散电容Cip中充入的电容量变少。
此时，正极开关31保持断开而未被切换为接通，因此在正极侧的杂散电容Cop与杂散电容Cip之间没有电荷移动。因此，与将正极开关31和负极开关32同时设定为接通的情况相比，在负极侧的杂散电容Cin与正极侧的杂散电容Cip之间电荷的移动变少，因此能够减少混入到电气回路20的浪涌电流Is。
之后，控制器40确认从将负极开关32切换为接通起的经过时间是否经过了待机时间Ts。
待机时间Ts是基于燃料电池系统1的负极侧的杂散电容Cin来通过实验拟合、设计而预先设定的期间。由此，能够避免在因接通负极开关32而产生的浪涌电流Is变小之前正极开关31被接通。因此，能够防止以下情况：错开的时间过短，浪涌电流Is变大，电气回路20发生动作不良。
在时刻t2，当经过时间经过了待机时间Ts时，控制器40如图3的(a)所示那样，将正极开关31从断开切换为接通。
由此，正极侧的杂散电容Cop与杂散电容Cip被连接，因此电荷从正极侧的杂散电容Cip向杂散电容Cop移动。随之，电荷在燃料电池系统1的负极侧的杂散电容Cin与正极侧的杂散电容Cip之间移动，因此如图3的(c)所示那样，浪涌电流Is经由接地线21流向电气回路20。
此时，仅由于在正极侧的杂散电容Cop和杂散电容Cip处进行的充放电而电荷从负极侧的杂散电容Cin向正极侧的杂散电容Cip移动。另外，这是在已在时刻t1在负极侧的杂散电容Con和杂散电容Cin处进行了充放电之后，因此充入到杂散电容Cip的电容量变少。因此，与将正极开关31和负极开关32同时设定为接通的情况相比，能够减少混入到电气回路20的浪涌电流Is。
这样，使连接正极开关31的定时与连接负极开关32的定时错开，由此经由接地线21流入到电气回路20的浪涌电流量在时间上分散，因此能够使浪涌电流Is的峰值减少到一半。因此，能够减小对电气回路20的动作造成的影响。
图4是表示本实施方式中的电气回路20的结构的一例的回路图。
电气回路20包括连接回路20A、绝缘耦合回路20B以及处理回路20C。
连接回路20A与燃料电池堆10的正极端子11及负极端子12分别连接。连接回路20A将从正极端子11输出的信号经由绝缘耦合回路20B输出到处理回路20C，并且将从负极端子12输出的信号经由绝缘耦合回路20B输出到处理回路20C。
绝缘耦合回路20B是将连接回路20A与处理回路20C之间电绝缘、并且使从连接回路20A输出的信号传播到处理回路20C的绝缘回路。绝缘耦合回路20B由电容器、变压器等来实现。
在本实施方式中，绝缘耦合回路20B具备连接于燃料电池堆10的正极端子11与处理回路20C之间的电容器以及连接于燃料电池堆10的负极端子12与处理回路20C之间的电容器。
处理回路20C对从绝缘耦合回路20B输出的信号进行处理。即，处理回路20C是对经由绝缘耦合回路20B从正极端子11和负极端子12输出的信号进行处理的内部回路。
图5是表示本实施方式中的控制正极开关31和负极开关32的控制方法的流程图。
在步骤S901中，控制器40判断燃料电池系统1的操作开关是否从停止状态被设定为启动状态。在操作开关被设定为启动状态的情况下，控制器40判断为燃料电池系统1已被启动。
在步骤S902中，在燃料电池系统1已被启动的情况下，控制器40不控制正极开关31而仅将负极开关32从断开切换为接通。由此，仅形成于燃料电池系统1的负极侧的杂散电容Cin被放电，因此与将正极开关31和负极开关32同时设定为接通时相比，能够减少混入到电气回路20的浪涌电流Is。
在步骤S903中，控制器40判断从接通负极开关32起的经过时间是否超过了规定的待机时间Ts。然后，控制器40直到经过时间超过待机时间Ts为止等待将正极开关31设定为接通。
在步骤S904中，在经过时间超过了待机时间Ts的情况下，控制器40判断为混入到电气回路20的浪涌电流Is几乎变为零，将正极开关31从断开切换为接通。由此，仅形成于燃料电池系统1的正极侧的杂散电容Cip被放电，因此与杂散电容Cip和杂散电容Cin同时被放电时相比，能够减少浪涌电流Is。
在正极开关31被切换为接通之后，结束燃料电池系统1的控制方法。
根据本发明的第一实施方式，具备连接于作为层叠电池的燃料电池堆10的正极端子11与负极端子12之间的电气回路20的燃料电池系统1包括：正极开关31，其连接于正极端子11；以及负极开关32，其连接于负极端子12。电气回路20连接于燃料电池堆10的正极端子11与正极开关31之间，并连接于负极端子12与负极开关32之间。
而且，控制器40根据在燃料电池堆10的正极端子11与负极端子12之间产生的电容量(杂散电容)的有无、大小，使将正极开关31和负极开关32从切断状态(断开)切换为连接状态(接通)的定时相互错开。在本实施方式中，在燃料电池堆10的正极端子11与电气回路20之间产生杂散电容Cip，在负极端子12与电气回路20之间产生杂散电容Cin，因此控制器40使切换正极开关31的定时相对于切换负极开关32的定时错开。
由此，如图1所示，在互不相同的定时将正极侧的杂散电容Cip和负极侧的杂散电容Cin中蓄积的电荷放出，因此能够减少流入到电气回路20的浪涌电流Is的峰值水平。
即，控制器40在使正极开关31和负极开关32中的一个开关接通之后将另一个开关从断开设定为接通，使得作为电气回路20进行动作时的基准的0V的接地电位的变动变小。在本实施方式中，控制器40在将负极开关32切换为接通后将正极开关31切换为接通。
由此，对于接地线(GND)，从负极侧的杂散电容Cin放出电荷，之后从正极侧的杂散电容Cip放出电荷，因此能够使流入到电气回路20的浪涌电流Is分散。因而，能够抑制对电气回路20提供的作为基准的接地电位的变动幅度。
另外，在本实施方式中，电气回路20连接于被提供0V的接地电位的接地线(基准线)21。而且，控制器40在将一方的负极开关32切换为接通后经过待机时间Ts之后，将另一方的正极开关31切换为接通。待机时间Ts是基于先被切换为接通的负极开关32与接地线21之间存在的杂散电容Cin而决定的时间。
由此，接通正极开关31时的浪涌电流Is与接通负极开关32时的浪涌电流Is在互不相同的期间经由接地线21流入到电气回路20，因此能够可靠地减少浪涌电流Is的峰值水平。
(第二实施方式)
图6是表示本发明的第二实施方式中的燃料电池系统的结构的等效回路。本实施方式的燃料电池系统的结构与图1所示的燃料电池系统1的结构基本相同。下面，对于与图1所示的燃料电池系统相同的结构，标注相同标记并省略详细的说明。
在本实施方式中，燃料电池系统1中形成的正极侧的杂散电容Cip与负极侧的杂散电容Cin的大小互不相同，正极侧的杂散电容Cip是负极侧的杂散电容Cin的2倍。
例如，在燃料电池堆10的残压为“450V”时，通过“150V”的电压对正极侧的杂散电容Cip充入电荷，通过“-300V”的电压对负极侧的杂散电容Cin充入电荷。这样，杂散电容Cin越小，则对杂散电容Cin充电的电压越大。
在这种状态下启动燃料电池系统1时，控制器40将正极开关31和负极开关32中的、配置于比正极侧的杂散电容Cip小的负极侧的杂散电容Cin一方的负极开关32先设定为接通。
随之，负极侧的杂散电容Cin与杂散电容Con被连接，通过负极侧的杂散电容Cin和杂散电容Con的充放电，浪涌电流Is从接地线21流向电气回路20。
在该情况下，负极侧的杂散电容Cin小于正极侧的杂散电容Cip，因此从负极侧的杂散电容Cin放出电荷的时间比正极侧的杂散电容Cip的放电时间短。因而，浪涌电流Is流入到电气回路20的时间变短，因此能够缩短从使负极开关32接通起到将正极开关31切换为接通为止的切换时间。
图7是表示将正极开关31从断开设定为接通时的电荷的流动的图。
控制器40在将负极开关32切换为接通之后将正极开关31设定为接通。随之，正极侧的杂散电容Cip与杂散电容Cop被连接，通过正极侧的杂散电容Cip和杂散电容Cop的充放电，浪涌电流Is经由接地线(GND)流入到电气回路20。
在该情况下，正极侧的杂散电容Cip比负极侧的杂散电容Cin大，因此会从杂散电容Cip缓慢地放出电荷，因此混入到电气回路20的浪涌电流Is的峰值变小。
另外，通过正极开关31被设定为接通，正极开关31和负极开关32这两者成为连接状态而形成闭环。在形成了闭环时，有可能也从其它杂散电容放出电荷而使流过闭环的电流变大。因此，通过将正极开关31和负极开关32中的、浪涌电流Is的峰值小一方的正极开关31最后切换为接通，能够防止过大的浪涌电流Is混入到电气回路20。
图8是表示本实施方式中的控制正极开关31和负极开关32的控制手法的时序图。
图8的(a)是表示正极开关31的连接状态的图。图8的(b)是表示负极开关32的连接状态的图。图8的(c)是表示经由接地线21混入到电气回路20的浪涌电流Is的图。此外，在图8的(c)中，为了明确浪涌电流Is的变动的差异，相比于图3的(c)放大了变动幅度。
在时刻t10，燃料电池系统1的操作开关被设定为接通，燃料电池堆10被启动。
在时刻t1，控制器40如图8的(a)和图8的(b)所示那样，在使正极开关31断开的状态下仅将负极开关32设定为接通。由此，负极侧的杂散电容Con与杂散电容Cin被连接，电荷从负极侧的杂散电容Con向杂散电容Cin移动。
此时，负极侧的杂散电容Cin比正极侧的杂散电容Cip大，因此如图8的(c)所示那样，尽管浪涌电流Is的峰值变大，但是能够缩短浪涌电流Is流入的时间。
之后，控制器40确认从将负极开关32设定为接通起的经过时间是否经过了待机时间Ts。
待机时间Ts是基于燃料电池系统1中形成的杂散电容Cin和杂散电容Cin中的小一方的杂散电容Cin而预先决定的时间。由此，能够避免在因接通负极开关32而产生的浪涌电流Is变小之前正极开关31被接通。
在时刻t2，当经过时间经过了待机时间Ts时，控制器40如图8的(a)所示那样，将正极开关31从断开切换为接通。由此，正极侧的杂散电容Cop与杂散电容Cip被连接，因此电荷从正极侧的杂散电容Cip向杂散电容Cop移动，随之，电荷从负极侧的杂散电容Cin向正极侧的杂散电容Cip流动，一部分电荷作为浪涌电流Is而经由接地线(GND)流入到电气回路20。
正极侧的杂散电容Cip比负极侧的杂散电容Cin大，因此如图8的(c)所示那样，浪涌电流Is的峰值变小，因此能够减轻浪涌电流Is对电气回路20造成的影响。
根据本发明的第二实施方式，控制器40从正极开关31与电气回路20之间以及负极开关32与电气回路20之间存在的电容量Cip和Cin中的电容量较小一方的开关起先设定为接通。在本实施方式中，负极侧的杂散电容Cin小于正极侧的杂散电容Cip，因此将负极开关32先切换为接通。
由此，由于第1次杂散电容Cin的放电而浪涌电流Is混入到的电气回路20的时间变短，因此能够缩短正极开关31和负极开关32的切换时间。
另外，在本实施方式中，电气回路20包括：绝缘耦合回路20B，其将燃料电池堆10的正极端子11和负极端子12绝缘；以及处理回路20C，其通过绝缘耦合回路20B而与正极端子11及负极端子12绝缘，对来自正极端子11和负极端子12的信号进行处理。处理回路20C与用于提供作为电气回路20进行动作时的基准的电位的接地线(基准线)21连接。
而且，控制器40将形成于接地线21与正极开关31之间的正极侧的杂散电容Cip和形成于接地线21与负极开关32之间的负极侧的杂散电容Cin中的小一方的负极开关32从断开切换为接通。之后，控制器40将电容量大一方的正极开关31从断开切换为接通。
由此，由于形成闭环的第2次杂散电容Cip的放电而混入到电气回路20的浪涌电流Is的峰值变小，因此能够抑制电气回路20的动作不良。另外，即使闭环内的放电电流因燃料电池系统1的杂散电容Cin和Cip以外的杂散电容的放电而变大，也会由于事先减小了浪涌电流Is的峰值而能够减轻对电气回路20、其它回路造成的影响。
(第三实施方式)
图9是表示本发明的第三实施方式中的燃料电池系统的结构的图。
燃料电池系统1具备检测回路201作为图1所示的燃料电池系统的电气回路20。在此，对于与图1所示的燃料电池系统的结构相同的结构，标注相同的标记。
检测回路201检测从燃料电池堆10输出的电压Vs。检测回路201与燃料电池堆10并联连接。检测回路201将检测燃料电池堆10的输出电压Vs而得到的检测信号输出到控制器40。
控制器40基于从检测回路201输出的检测信号对切换正极开关31和负极开关32的定时进行控制。
图10是表示本实施方式中的控制器40对正极开关31和负极开关32进行控制的控制方法的处理过程的流程图。
首先，控制器40当检测出燃料电池系统1的操作开关被设定为启动状态时，向检测回路201提供电源电压，从检测回路201获取表示燃料电池堆10的残压Vs的检测信号。即，控制器40检测紧挨在将正极开关31和负极开关32切换为接通之前的燃料电池堆10的残压Vs。
在步骤S911中，控制器40判断检测信号所示的残压Vs是否为规定的阈值Th以下。阈值Th是基于在检测回路201中能够容许浪涌电流Is的值而决定的。具体地说，以使因杂散电容Cip及Cin的放电而混入到电气回路20的浪涌电流Is不超过容许值的方式设定阈值Th。
在步骤S912中，在燃料电池堆10的残压Vs为阈值Th以下的情况下，控制器40判断为充入到杂散电容Cip及Cin的电荷少，将正极开关31和负极开关32同时从断开设定为接通。
由此，将正极开关31和负极开关32这两者设定为接通的时间变短，因此能够缩短燃料电池堆10的启动时间。
在步骤S913中，在燃料电池堆10的残压Vs大于阈值Th的情况下，控制器40判断为充入到杂散电容Cip及Cin的电荷多，使将正极开关31和负极开关32设定为接通的定时错开。
例如，控制器40与第二实施方式同样地，将正极开关31和负极开关32中的与接地线21之间的杂散电容小一方的开关先接通后，将另一个开关从断开切换为接通。
当步骤S912和S913的处理完成时，燃料电池系统1的控制方法的一系列处理过程结束。
根据本发明的第三实施方式，在启动了燃料电池系统1时燃料电池堆10的残压Vs低于规定的阈值Th的情况下，控制器40将正极开关31和负极开关32同时切换为连接状态。阈值Th是基于在燃料电池系统1的电源线101及102之间形成的杂散电容Cip及Cin而决定的。
由此，能够避免无用地使连接正极开关31和负极开关32的定时错开，因此能够在抑制浪涌电流Is的峰值的同时缩短燃料电池系统1的启动时间。
另外，在本实施方式中，作为电气回路20，在燃料电池系统1中设置检测燃料电池堆10的电压Vs的检测回路201。而且，在启动了燃料电池系统1时燃料电池堆10的残压Vs超过阈值Th的情况下，控制器40将一方的负极开关32先于另一方的正极开关31地切换为连接状态。
由此，能够减少经由接地线21混入到检测回路201的浪涌电流Is的峰值。因而，能够抑制在燃料电池系统1启动时燃料电池堆10的电压Vs的检测精度降低。
(第四实施方式)
图11是表示本发明的第四实施方式中的燃料电池系统1的结构的一例的图。
燃料电池系统1除了图1所示的结构以外，还包括驱动马达2、驱动逆变器3、辅机逆变器4、辅机马达5、防反二极管50、DC/DC转换器60、切断器70以及强电电池80。
驱动马达2是驱动车辆的电动马达。驱动马达2例如是3相交流的马达。
驱动逆变器3将通过DC/DC转换器60从燃料电池堆10提供的直流电压变换为交流电压，将该交流电压提供到驱动马达2。
防反二极管50连接于正极开关31与DC/DC转换器60之间。防反二极管50流通从燃料电池堆10输出的电流，切断从DC/DC转换器60向燃料电池堆10输出的电流。
DC/DC转换器60将从燃料电池堆10输出的直流电压以及从强电电池80输出的直流电压中的至少一方升高。
切断器70以机械方式将强电电池80从辅机逆变器4和DC/DC转换器60切断。由控制器40来控制切断器70。
例如，切断器70在燃料电池系统1停止时将强电电池80从辅机逆变器4和DC/DC转换器60切断，在燃料电池系统1启动时将强电电池80与辅机逆变器4和DC/DC转换器60连接。
强电电池80例如是300V(伏特)的锂离子电池。强电电池80通过DC/DC转换器60来蓄积由驱动马达2生成的再生电力。强电电池80经由切断器70来与辅机逆变器4及DC/DC转换器60分别连接。
辅机逆变器4将通过DC/DC转换器60从燃料电池堆10供给的直流电压变换为交流电压，将该交流电压提供到辅机马达5。
辅机马达5对向燃料电池堆10供给阴极气体的压缩机212进行驱动。
在启动了燃料电池系统1的情况下，控制器40使切断器70为连接状态，利用从强电电池80输出的电压，使DC/DC转换器60处的燃料电池堆10侧的电压上升到高于燃料电池堆10的电压Vs。
由此，电流不再从DC/DC转换器60向燃料电池堆10流动。另一方面，从DC/DC转换器60流向燃料电池堆10的电流被防反二极管50切断。因此，能够防止在连接切断器30时产生的电弧放电。
之后，控制器40在将正极开关31和负极开关32中的一个开关从断开切换为接通之后，将另一个开关从断开切换为接通。由此，经由接地线21混入到电气回路20的浪涌电流在时间上被分散，因此能够减少浪涌电流的峰值水平。
以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式不过示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。
例如，在上述实施方式中，说明了将燃料电池堆10用作层叠多个电池单元而成的层叠电池的例子，但是例如也可以是层叠型的锂电池。即使是具有与锂电池连接的电气回路的电池系统，也能够与上述实施方式同样地得到本申请发明的效果。
另外，在上述实施方式中，构成为：通过控制器40来使用于将正极开关31设定为接通的控制信号与用于将负极开关32设定为接通的控制信号的发送定时错开，从而使切换两者的开关的定时错开。不限于此，也可以使从控制器40向正极开关31和负极开关32进行发送的定时为同时，在控制器40与正极开关31之间或在控制器40与负极开关32之间设置延迟回路。
另外，在上述实施方式中，说明了设置对燃料电池堆10的电压进行检测的检测回路201来作为电气回路20的例子，但是也可以设置与燃料电池堆10的正极端子11连接、对从燃料电池堆10输出的电流进行检测的电流检测回路来作为电气回路20。例如，在电流检测回路中设置有连接于燃料电池堆10的正极端子11与正极开关31之间的检测电阻、以及以接地线21的电位为基准来检测在该检测电阻的两端产生的电压的内部回路。即使是这种电流检测回路，也能够通过使接通正极开关31和负极开关32的定时错开来减少经由接地线21混入的浪涌电流Is。
此外，上述实施方式能够适当组合。

Claims (8)

1.一种电池系统，包括：
层叠电池，其是层叠多个电池单元而成的；
第一开关，其连接于所述层叠电池的正极，用于将与所述正极的连接切换为切断状态；
第二开关，其连接于所述层叠电池的负极，用于将与所述负极的连接切换为切断状态；
回路，其连接于所述正极与所述第一开关之间以及所述负极与所述第二开关之间中的至少一方；以及
控制部件，其根据在所述正极与所述负极之间产生的电容量，使将所述第一开关和所述第二开关从切断状态控制为连接状态的定时错开。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，
所述控制部件在使所述第一开关和所述第二开关中的一个开关成为连接状态之后，将另一个开关从切断状态设定为连接状态，使得作为所述回路动作时的基准的电位的变动变小。
3.根据权利要求1或2所述的电池系统，其特征在于，
所述控制部件将所述第一开关和所述第二开关中的、与所述回路之间形成的所述电容量小的开关先切换为连接状态。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电池系统，其特征在于，
该电池系统是向作为所述电池单元的燃料电池供给阳极气体和阴极气体来使所述燃料电池发电的燃料电池系统，
在启动了所述燃料电池系统的情况下所述层叠电池的电压低于规定阈值时，所述控制部件将所述第一开关和所述第二开关同时切换为连接状态。
5.根据权利要求4所述的电池系统，其特征在于，
所述回路包括检测所述层叠电池的电压的检测回路，
在启动了所述燃料电池系统的情况下所述层叠电池的电压超过所述规定阈值时，所述控制部件将所述一个开关比所述另一个开关先切换为连接状态。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的电池系统，其特征在于，
所述回路与基准线连接，该基准线提供作为该回路动作时的基准的电位，
所述控制部件将所述一个开关切换为连接状态后，在经过基于所述基准线与所述一个开关之间的所述电容量的大小而决定的时间之后，将所述另一个开关切换为连接状态。
7.根据权利要求6所述的电池系统，其特征在于，
所述回路包括：
绝缘回路，其将所述层叠电池的所述正极及所述负极绝缘；以及
处理回路，其通过所述绝缘回路而与所述正极及所述负极绝缘，对来自所述正极和所述负极的信号进行处理，
其中，所述处理回路与所述基准线连接，
所述控制部件将在所述基准线与所述第一开关之间形成的所述电容量以及在所述基准线与所述第二开关之间形成的所述电容量中的电容量小的开关切换为连接状态之后，将电容量大的开关切换为连接状态。
8.一种电池系统的控制方法，该电池系统包括：层叠电池，其是层叠多个电池单元而成的；第一开关，其连接于所述层叠电池的正极；第二开关，其连接于所述层叠电池的负极；以及回路，其连接于所述正极与所述第一开关之间以及所述负极与所述第二开关之间中的至少一方，该电池系统的控制方法包括以下步骤：
通过所述第一开关将与所述正极的连接切换为切断状态；
通过所述第二开关将与所述负极的连接切换为切断状态；以及
根据在所述正极与所述负极之间产生的电容量，使将所述第一开关和所述第二开关从切断状态控制为连接状态的定时错开。
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