CN115528280A - 燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池系统。燃料电池应用系统(10)具备：控制装置(12)；电力变换装置(82)，其将燃料电池的发电电力变换为用于输入给负载的电力；断路器(220、224)，其能够将所述燃料电池与所述电力变换装置(82)之间的电连接进行不可逆地切断；第一检测部，其检测所述燃料电池的输出的电力状态；以及第二检测部，其检测所述电力变换装置(82)的输入的电力状态，所述控制装置(12)基于由所述第一检测部以及所述第二检测部检测出的电力状态，来检测所述断路器(220、224)的所述电连接的切断状态。

Description

燃料电池系统

技术领域

本发明涉及具备燃料电池和电力变换装置的燃料电池系统，该电力变换装置将该燃料电池发电产生的电力变换为用于输入给负载的电力。

背景技术

例如，在专利文献1中公开了具备DC-DC转换器的燃料电池系统，该DC-DC转换器将燃料电池发电产生的电力变换为用于输入给电机的电力(专利文献1的[0056]、图4)。

这里，电机相当于燃料电池的负载，DC-DC转换器相当于电力变换装置。

在具备燃料电池系统的电动车辆中，为了在碰撞时使燃料电池与负载相孤立，考虑以下对策。

例如，在燃料电池与电力变换装置之间插入断路器。该断路器具备电流导电路(导体)。

作为断路器，有能够将所述电流导电路可逆地连接和切断的、例如电磁接触器(contactor)。

另外，作为断路器，有将所述电流导电路不可逆地切断的、例如爆炸式熔断器(专利文献2)。

爆炸式熔断器(Pyrofuse)具有在碰撞时等将所述电流导电路进行物理切断的机构。由此，燃料电池与电力变换装置之间的电连接(电路)被物理切断(电连接被不可逆地切断)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本JP2021-57128A

专利文献2：日本JP2021-501551A

发明内容

发明所要解决的问题

在燃料电池系统中，在断路器为切断状态(工作状态)的情况下，燃料电池的正极输出端子与负极输出端子之间(输出端子间)为所谓的开放端。

在燃料电池的输出端子间为开放端的状态下，使燃料电池系统的动力开关从断开状态再次成为接通状态来对燃料电池进行重新启动。当进行重新启动来使燃料电池重新开始发电时，燃料电池的发电电压上升到OCV(开路电压)。由此，会发生燃料电池劣化(高电位劣化)等问题。

另外，由于燃料电池的输出端子间为开放端，因而会发生如下问题：无法将燃料电池的发电电力供给到蓄电池(蓄电器)、电机，并且无法向用户通知这些状况。

为了解决这些问题，考虑以下对策。

燃料电池系统将断路器为切断状态的情形作为电路切断信息来记录于非易失性存储器。燃料电池系统在重新启动时确认非易失性存储器的记录内容(电路切断信息)，并进行控制使得燃料电池不进行重新启动。根据该控制，能够避免燃料电池的发电电压上升到OCV。因该控制而产生的发电电压实际上会停留在上升到零伏附近。

但是，在燃料电池系统中，存在非易失性存储器的存储器容量紧张的问题以及对记录于非易失性存储器的电路切断信息进行重置处理烦杂的问题。

另外，即使在非易失性存储器记录了断路器的电路切断信息，在断路器自身进行了误工作的情况下，也存在所述非易失性存储器没有记录电路切断信息的问题。

本发明的目的在于解决上述的问题。

用于解决问题的方案

本发明的一方式涉及的燃料电池系统具备：燃料电池；控制装置，其控制该燃料电池的发电；电力变换装置，其将所述燃料电池发电产生的电力变换为用于输入给负载的电力；断路器，其能够将所述燃料电池与所述电力变换装置之间的电连接不可逆地切断；第一检测部，其检测所述燃料电池的输出的电力状态；以及第二检测部，其检测所述电力变换装置的输入的电力状态，所述控制装置基于由所述第一检测部以及所述第二检测部检测出的电力状态，来检测所述断路器的所述电连接的切断状态。

发明的效果

根据本发明，能够不使用非易失性存储器来检测燃料电池与电力变换装置之间的电连接的不可逆的切断状态(电路切断状态)。其结果是，能够避免非易失性存储器的容量的紧张，也能够不需要对记录于非易失性存储器的电路切断信息进行重置处理。即使在断路器自身进行了误工作的情况下，也能够可靠地检测电路切断状态。

参照附图来说明以下的实施方式，基于对该实施方式的说明，能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。

附图说明

图1是示出组合了实施方式涉及的燃料电池系统在内的燃料电池应用系统的结构的示意性的电路框图。

图2是示出图1所示的堆传感器盘的详细的电路结构(断路器非工作状态)的电路框图。

图3是示出图1所示的堆传感器盘的详细的电路结构(断路器工作状态)的电路框图。

图4是用于说明燃料电池系统启动时的动作的流程图。

图5是用于说明燃料电池系统启动时的动作的时序图。

图6是示出在电力变换装置的输入端子间插入电容器的情况的变形例的燃料电池系统的堆传感器盘的详细的电路结构(断路器非工作状态)的电路框图。

图7是示出在电力变换装置的输入端子间插入电容器的情况的变形例的燃料电池系统的堆传感器盘的详细的电路结构(断路器工作状态)的电路框图。

图8是用于说明变形例的燃料电池系统启动时的动作的流程图。

图9是用于说明变形例的燃料电池系统启动时的动作的时序图。

具体实施方式

[结构]

图1是示出组合了实施方式涉及的燃料电池系统14在内的燃料电池应用系统10的结构的示意性的电路框图。

燃料电池应用系统10具备控制装置12、燃料电池系统14以及输出部20。输出部20与该燃料电池系统14电连接。输出部20具备负载84、电力变换装置82。电力变换装置82具有电力变换的双向性。也可以是，电力变换装置82不是双向性，而是电力从燃料电池系统14朝向负载84的单向性。

在负载84为行驶用的电机的情况下，燃料电池应用系统10作为燃料电池车辆(电动车辆)发挥功能。该情况下，电力变换装置82具有DC-DC转换器、逆变器。DC-DC转换器产生将直流的输入电压Vp升压而成的升压直流电压。逆变器将升压直流电压变换为三相交流电力并供给到负载84。也可以是，基于负载84的规格，从电力变换装置82中省略DC-DC转换器或逆变器。

燃料电池系统14基本上具备：燃料电池堆(简称为燃料电池)16、氢罐18、氧化剂气体系设备22、燃料气体系设备24以及堆传感器盘80。

氧化剂气体系设备22包括气泵26、加湿器(HUM)28。

燃料气体系设备24包括喷射器(INJ)30、引射器(EJT)32以及气液分离器34。

燃料电池堆16是层叠多个发电单电池40而成的。发电单电池40具备电解质膜-电极结构体44、夹持该电解质膜-电极结构体44的隔板45、46。

电解质膜-电极结构体44具备固体高分子电解质膜41、阴极电极42以及阳极电极43。固体高分子电解质膜41例如为含有水分的全氟磺酸薄膜。阴极电极42以及阳极电极43夹持固体高分子电解质膜41。

阴极电极42和阳极电极43具有由碳纸等形成的气体扩散层(未图示)。在该气体扩散层的表面均匀地涂布承载有白金合金的多孔质碳粒子。由此，形成电极催化剂层(未图示)。在固体高分子电解质膜41的两面形成电极催化剂层。

一方的隔板45的朝向电解质膜-电极结构体44的面与阴极电极42的电极催化剂层的朝向隔板45的面之间的间隙形成为阴极流路(氧化剂气体流路)47。阴极流路47将氧化剂气体入口连通口116与氧化剂气体出口连通口102连通。

另一方的隔板46的朝向电解质膜-电极结构体44的面与阳极电极43的电极催化剂层的朝向隔板46的面之间的间隙形成为阳极流路(燃料气体流路)48。阳极流路48将燃料气体入口连通口146与燃料气体出口连通口148连通。

在阳极电极43中供给燃料气体，由此通过因催化剂而产生的电极反应，从氢分子产生氢离子。该氢离子透过固体高分子电解质膜41而向阴极电极42移动，另一方面从氢分子释放电子。

从氢分子释放的电子从负极端子86通过堆传感器盘80以及输出部20等，经由正极端子88移动到阴极电极42。

在阴极电极42中，因催化剂的作用，氢离子以及电子与所供给的氧化剂气体中包含的氧进行反应而生成水。

在层叠的多个发电单电池40中的氧化剂气体与燃料气体进行电化学反应，由此在燃料电池堆16的正极端子88与负极端子86之间产生发电电压(堆电压、输出电压)Vfc。燃料电池堆16的高电压的发电电压Vfc经由正极导体200以及负极导体202被施加到堆传感器盘80的输入端子204、206，该燃料电池堆16是多个发电单电池40以串联的方式电连接而成的。

正极导体200以及负极导体202分别由能够流通大容量的电流的母线等构成。

堆传感器盘80的输出端子208、210间的电压作为电力变换装置82的输入端子212、214间的输入电压Vp被施加到电力变换装置82。

图2示出堆传感器盘80的详细的电路结构，该堆传感器盘80具备与燃料电池堆(FC堆)16连接的输入端子204、206、与电力变换装置82连接的输出端子208、210。

如图2所示，正极导体200被配设成从燃料电池堆16的正极端子88至电力变换装置82的输入端子212。负极导体202被布线成从燃料电池堆16的负极端子86至电力变换装置82的输入端子214。

在正极导体200中配设爆炸式熔断器等断路器220。在负极导体202中配设爆炸式熔断器等断路器224。

断路器220具有流通电流的母线(导体路)234。母线234在被切断之前被连接于正极导体200中。

断路器220还具有爆炸式致动器(Pyroactuator)232。在碰撞时等，爆炸式致动器232基于从控制装置12等提供的点火信号Sf，用气压使活塞230突出来切断母线234。而且，控制装置12等用未图示的加速度传感器等探测碰撞时的冲击。

同样地，断路器224具有流通电流的母线(导体路)244。母线244在被切断之前被连接于负极导体202中。

断路器224还具有爆炸式致动器242。在碰撞时等，爆炸式致动器242基于从控制装置12等提供的点火信号Sf，用气压使活塞240突出来切断母线244。

在碰撞时等，断路器220、224的母线234、244被切断，由此燃料电池堆16与电力变换装置82之间的电连接从导通状态(连接状态、非切断状态)成为不可逆的切断状态。

换言之，在碰撞时等，断路器220、224进行工作，将燃料电池堆16与电力变换装置82之间的电连接(电路)进行物理切断。

图3示出断路器220、224进行工作使燃料电池堆16与电力变换装置82之间的电连接为切断状态(母线234、244为切断状态)的电路结构。

如图2、图3所示，在堆传感器盘80中的燃料电池堆16附近的正极导体200与负极导体202之间，设置电压传感器92(第一检测部、第一检测器)。也可以是，如双点划线所示，与电压传感器92并联设置电压传感器93(第一检测部、第一检测器)来作为冗余用的传感器。电压传感器92、93检测(测定)正极端子88与负极端子86之间产生的发电电压Vfc。

在堆传感器盘80中，在电力变换装置82附近的正极导体200与负极导体202之间，设置电压传感器94(第二检测部、第二检测器)。也可以是，如双点划线所示，与电压传感器94并联设置电压传感器95(第二检测部、第二检测器)来作为冗余用的传感器。

电压传感器94、95检测(测定)电力变换装置82的输入端子212与输入端子214之间的输入电压Vp。该情况下，也可以是，电压传感器94、95在堆传感器盘80的外侧，被配置在堆传感器盘80的输出端子208、210与电力变换装置82的输入端子212、214之间。也可以是，电压传感器94、95被配置在电力变换装置82的输入端子212、214间。

返至图1，气泵26包括机械式增压机，该机械式增压机被未图示的泵驱动用电机进行驱动。

气泵26由该增压机通过管路106从外部(大气)向吸入口吸入空气，进行加压来生成压缩空气并从喷出口喷出。也就是说，气泵26具有将压缩空气作为氧化剂气体供给到加湿器28的功能。

加湿器28具有流路52和流路54。在一方的流路52流通氧化剂气体(干燥的空气)。在另一方的流路54流通带湿气的排出气体。带湿气的排出气体从燃料电池堆16的阴极流路47通过氧化剂气体出口连通口102以及管路104流通。

加湿器28具有将从气泵26供给的氧化剂气体加湿的功能。即，加湿器28使所述排出气体中包含的水分经由流路52与流路54之间的多孔质膜(未图示)移动到供给气体(氧化剂气体)。

气泵26的喷出口侧通过管路110、112来与加湿器28的流路52的一端侧连通。加湿器28的流路52的另一端侧与管路114(氧化剂气体供给流路)的一端侧连通，管路114的另一端侧通过氧化剂气体入口连通口116来与燃料电池堆16内的阴极流路47连通。

加湿器28的流路54的喷出口通过管路117、118来与稀释器66的一方的入口连通。

气泵26的喷出口的管路110分支，分支的一方与管路112连通，分支的另一方经由旁通管路120、旁通阀122来与管路117、118连通。

氢罐18具备电磁工作式的截止阀(未图示)，是以高压力将高纯度的氢压缩并收容的容器。

在所述截止阀开放时，从氢罐18喷出的燃料气体通过管路140、喷射器30、管路142、引射器32、管路144(燃料气体供给流路)以及燃料气体入口连通口146被供给到阳极流路48的入口。

阳极流路48的出口通过燃料气体出口连通口148以及管路150(燃料排气路)来与气液分离器34的入口151连通。由此，从阳极流路48向气液分离器34的入口151供给作为含氢气体的燃料排气(阳极排气)。

气液分离器34将所述燃料排气分离为气体成分和液体成分(液态水)。燃料排气的气体成分(燃料排气)从气液分离器34的气体排出口152被排出，通过管路154被供给到引射器32。

从在引射器32的上游侧设置的喷射器30经由管路142向引射器32供给燃料气体。因此，经由气液分离器34通过管路154供给的燃料排气(所述气体成分)被引射器32吸引并与燃料气体混合。燃料气体与燃料排气的混合气体从引射器32通过管路144以及燃料气体入口连通口146被供给到阳极流路48。

在气液分离器34中被分离出的燃料排气的液体成分从气液分离器34的液体排出口160通过管路162、泄放阀164以及管路166被供给到稀释器66的另一方的入口。

一部分的燃料排气与液体成分一并从泄放阀164被排出到管路166。为了稀释该燃料排气中的氢气并排出到外部(大气)，从气泵26喷出的氧化剂气体的一部分通过旁通管路120、管路118被供给到稀释器66的所述一方的入口。

由此，在稀释器66中，燃料排气中的氢气被氧化剂气体稀释，被稀释的氢气经由管路124被排出到外部(大气)。

关于燃料电池系统14，在设置于燃料电池堆16内的冷却介质流路(未图示)，还具备用于供给和排出冷却介质的冷却介质供给流路74a以及冷却介质排出流路74b。在冷却介质排出流路74b中的燃料电池堆16附近设置温度传感器76。温度传感器76检测(测定)向冷却介质排出流路74b流动的冷却介质的温度Tw[℃]。从燃料电池堆16被排出并在冷却介质排出流路74b流动的冷却介质的温度Tw被估计为燃料电池堆16的温度(内部温度)。

在冷却介质供给流路74a与冷却介质排出流路74b之间，设置使冷却介质回流的循环泵67以及将冷却介质冷却的散热器(RAD)68。也可以是，在散热器68设置用于对散热器68进行强制冷却的风扇。

控制装置12构成为包括微型计算机来作为ECU(电子控制单元)，微型计算机具备CPU(未图示)、存储部(ROM和RAM)、定时器和计数器等。

在存储部存储该燃料电池应用系统10以及燃料电池系统14的控制程序等。

控制装置12的CPU根据所述控制程序执行运算，由此对燃料电池应用系统10以及燃料电池系统14进行运转控制。

燃料电池应用系统10以及燃料电池系统14的用于接通和断开的动力开关(动力SW)70连接于控制装置12。

在动力开关70为接通状态时，控制装置12基于来自各部(各种传感器等)的检测值，对构成氧化剂气体系设备22以及燃料气体系设备24的各结构要素进行驱动控制由此对燃料电池系统14进行发电控制。

另外，在动力开关70从断开状态切换为接通状态来进行重新启动时，控制装置12检测断路器220、224的工作状态和非工作状态。也可以是使用两个以上控制装置12。

而且，如图1所示，堆传感器盘80的输出端子208、210间的电压(所述输入电压Vp)也被施加到具有双向性的其它电力变换装置302的输入端子间。该电力变换装置302的输出端子(output terminals)连接于蓄电池304(蓄电器)。

燃料电池堆16的发电电力经由堆传感器盘80以及电力变换装置302来对蓄电池304充电。蓄电池304将电力供给到燃料电池系统14的辅助设备负载等。辅助设备负载包括控制装置12、气泵26、喷射器30、循环泵67以及空调装置(未图示)等。

[动作]

对包括基本构成为以上那样的燃料电池系统14在内的燃料电池应用系统10的动作，参照图4的流程图来进行说明。而且，执行流程图涉及的程序的是控制装置12的CPU，但每次都参照控制装置12的CPU会变得烦杂，因而根据需要来参照。

在步骤S1，控制装置12判定动力开关70是否从断开状态转变为接通状态。当控制装置12检测到转变为接通状态时(步骤S1：是)，在步骤S2，控制装置12使燃料电池系统(FCS)14启动。

在启动时，控制装置12设定燃料电池堆16的目标发电电压Vtar。设定目标发电电压Vtar，使得燃料电池堆16发电产生的发电电力为既定值以下。

目标发电电压Vtar是相比于促使燃料电池堆16发生高电位劣化的开路电压OCV(之后，称为开路电压Vocv)而充分低的电压。

在启动后的怠速状态下，主要在打开了泄放阀164时，为了稀释而打开旁通阀122。

在步骤S2之后，在氧化剂气体系设备22中，从将蓄电池304的电力作为动力源而开始动作的气泵26喷出的氧化剂气体，通过管路110、112、加湿器28、管路114被供给到燃料电池堆16的氧化剂气体入口连通口116。

另一方面，在燃料气体系设备24中，喷射器30以既定占空比打开，在打开时，从高压的氢罐18向管路142供给燃料气体(氢气)。该燃料气体与通过管路(循环路)154而被吸引到引射器32的燃料排气混合。与燃料排气混合了的燃料气体在通过引射器32之后，被供给到燃料电池堆16的燃料气体入口连通口146。

在燃料电池堆16内，氧化剂气体从氧化剂气体入口连通口116经由各发电单电池40的阴极流路47被供给到阴极电极42。另一方面，氢气从燃料气体入口连通口146经由各发电单电池40的阳极流路48被供给到阳极电极43。因而，在各发电单电池40中，被供给到阴极电极42的空气中包含的氧气与被供给到阳极电极43的氢气，在电极催化剂层内通过电化学反应(燃料电池反应)被消耗来进行发电。

由被供给到阴极电极42并被消耗了氧的空气形成的阴极排气以及反应生成水，被排出到氧化剂气体出口连通口102。

从氧化剂气体出口连通口102排出的阴极排气以及反应生成水通过管路104、流路54、管路117、118、稀释器66以及管路124被排出到燃料电池系统14的外部(大气)。

另一方面，被供给到阳极电极43并被消耗的氢气作为燃料排气(一部分被消耗的燃料气体)被排出到燃料气体出口连通口148。

从燃料气体出口连通口148排出的燃料排气通过管路150被导入气液分离器34。气液分离器34去除燃料排气中的液体成分(液态水)。被去除了液体成分(液态水)的燃料排气通过管路154被引射器32吸引来供燃料电池堆16内的发电反应。

由燃料电池堆16发电产生的高电压的发电电压Vfc的电力，在怠速时通过堆传感器盘80中的正极导体200和负极导体202、电力变换装置302以及蓄电池304被供给到气泵26等辅助设备负载。

然后，控制装置12判定断路器220、224有无进行工作。因此，首先，在步骤S3，计算由电压传感器92检测出的发电电压Vfc与由电压传感器94检测出的输入电压Vp间的电压差(Vfc-Vp)。在步骤S3判定所计算出的电压差(Vfc-Vp)是否超过阈值电压Vth。

如果断路器220、224为非工作状态(电路导通状态，参照图2)，则电压差(Vfc-Vp)为零伏。如果断路器220、224为工作状态(电路切断状态，参照图3)，则输入电压Vp为零伏，发电电压Vfc上升到开路电压Vocv。阈值电压Vth例如设定为目标发电电压Vtar与开路电压Vocv之间的电压值。

在步骤S3，在电压差(Vfc-Vp)低于阈值电压Vth(步骤S3：否)的情况下，控制装置12判定为断路器220、224处于非工作状态(电路导通状态，参照图2)。该情况下，在步骤S4，控制装置12对燃料电池系统14进行常规启动。

步骤S4的常规启动的完成例如用经过时间来进行判定，该经过时间是从发电电压Vfc达到目标发电电压Vtar的时间点至规定时间经过时间点，该规定时间是根据由温度传感器76测定的制冷剂温度Tw而定的。

另一方面，在步骤S3，在判定为电压差(Vfc-Vp)高于阈值电压Vth(步骤S3：是)的情况下，前进至步骤S5。

在该步骤S5，假设断路器220、224处于工作状态(电路非导通状态)，将表示断路器220、224的切断状态的意思的切断标志Ff临时设定为Ff＝1。

然后，在步骤S6，控制装置12判定：步骤S3的判定(是)在阈值时间(既定时间)Tth(数秒程度)期间是否成立(T>Tth)。

在步骤S6的计时判定成立(步骤S6：是)时，在步骤S7，控制装置12设为断路器220、224处于工作状态(电路非导通状态，参照图3)，并将表示断路器220的切断状态的意思的切断标志Ff确定为Ff＝1。

在确定时，在步骤S8，控制装置12使气泵26停止，并使氢罐18的截止阀为关闭状态，来使燃料电池系统14停止。

这样，根据上述实施方式，在动力开关70从断开状态向接通状态转变时(重新启动时)，控制装置12不使用非易失性存储器就能够检测断路器220、224的电连接的不可逆的切断状态(电路切断状态)。其结果是，能够避免非易失性存储器的容量紧张，也能够不需要对记录于非易失性存储器的电路切断信息进行重置处理。即使在断路器220、224自身进行了误工作的情况下，也执行图4所示的流程图的处理，由此能够可靠地检测电路切断状态。能够通过更新控制装置12的程序来检测电路切断状态，因此抑制成本的上升。

[用时序图(波形图)说明断路器220、224的工作状态和非工作状态]

图5是说明包括参照图4的流程图说明的燃料电池系统14在内的燃料电池应用系统10的动作的一例的时序图。图5中，特性252示出断路器220、224处于工作状态时的发电电压Vfc的启动时特性。特性254示出断路器220、224处于非工作状态下的常规启动时的发电电压Vfc的启动时特性。

在动力开关70从断开状态转变为接通状态的时间点t0(对应步骤S1)，启动燃料电池系统14(对应步骤S2)。之后，判定发电电压Vfc与输入电压Vp间的电压差(Vfc-Vp)是否大于阈值电压Vth(对应步骤S3)。

在大于的情况下(图5中的时间点t1)，假设断路器220、224处于工作状态(电路非导通状态)，将表示断路器220的切断状态的意思的切断标志Ff临时设定为Ff＝1(对应步骤S5)。

进一步，从时间点t1至既定时间Tth经过的时间点t2，继续判定发电电压Vfc与输入电压Vp间的电压差(Vfc-Vp)是否大于阈值电压Vth(步骤S6：否→步骤S3：是→步骤S5→步骤S6)。

在经过阈值时间Tth的时间点t2处(步骤S6：是)，在电压差(Vfc-Vp)高于阈值电压Vth的情况下，确定为断路器220、224为切断状态(对应步骤S7)，使燃料电池系统14的启动停止(对应步骤S8)。

[变形例]

上述实施方式也能够有以下那样的变形。

而且，在以下参照的附图中，对与上述实施方式相同的结构附加相同的附图标记，并仅说明不同的部分。

[结构]

图6是示出变形例的燃料电池应用系统10的堆传感器盘80A的详细的电路结构(断路器220、224为非工作状态)的电路框图。

图7是示出变形例的燃料电池应用系统10的堆传感器盘80A的详细的电路结构(断路器220、224为工作状态)的电路框图。

在变形例的燃料电池应用系统10中，在电力变换装置82的输入端子212、214附近的正极导体200与负极导体202之间配置有电容器250。电容器250具有比较大的静电容量值，使输入电压Vp(在施加发电电压Vfc时)平滑。另外，电容器250使输入电压Vp中的噪音电压降低。

在变形例的燃料电池应用系统10的堆传感器盘80A中，在燃料电池堆16的正极端子88附近的正极导体200中插入电流传感器260(第一检测部、第一检测器)。电流传感器260检测(测定)在正极导体200流动的电流、即发电电流Ifc。

在变形例的燃料电池应用系统10的堆传感器盘80A中，在电力变换装置82的输入端子212附近的正极导体200中插入电流传感器262(第二检测部、第二检测器)。电流传感器262检测(测定)在正极导体200流动的电流、即发电电流Ifc来作为电力变换装置82的输入电流Ip。

而且，也可以是，电流传感器插入配置在负极导体202中。也可以是，冗余配置在正极导体200以及负极导体202的两方。

[动作]

图8是用于说明变形例的燃料电池应用系统10启动时的动作流程图。在该变形例的流程图中，与图4的流程图相比较，在步骤S2与步骤S3之间追加了步骤S2a的待机时间处理，并且在步骤S3(否)与步骤S4之间追加了步骤S3a的判定处理。

考虑到如下情形：在碰撞后，动力开关70为断开状态，之后，动力开关70立即为接通状态。在该情形下，由于电容器250被充电，因此在电容器250中，电荷以蓄积的状态残余。

考虑到在电容器250中蓄积了电荷的状态下，会在电容器250的两端残余有发电电压Vfc。将残余的发电电压Vfc称为初期电压Vint(Vp＝Vint)。初期电压Vint为比开路电压Vocv低的值(Vint<Vocv)。

该情况下，即使断路器220、224为工作状态(电路切断状态，参照图7)，由电压传感器94检测(测定)的输入电压Vp为Vp≈Vint，为与紧挨碰撞之前的发电电压Vfc相等的值。

因而，步骤S3的判定“(Vfc-Vp)>Vth”不成立(步骤S3：否)。

因而，在步骤S2a，控制装置12从步骤S2的启动开始时间点t0等待至既定时间(待机时间)Tst经过的时间点t1’。该既定时间Tst设定为在以下的第一时间或第二时间中的长的时间加上若干的冗长时间而成的时间。第一时间是在断路器220、224没有进行工作而启动开始时发电电压Vfc从零伏上升至目标发电电压Vtar的时间。第二时间是在断路器220、224进行工作而启动开始时初期电压Vint减少至充分小的既定电压Vth′的时间。

图9是在图5的时序图中例示既定时间Tst、初期电压Vint以及既定电压Vth′而成的时序图。图9中，特性253示出断路器220、224处于工作状态时的输入电压Vp从初期电压Vint起减少转变时的启动时特性。特性254示出：在时间点t0′，输入电压Vp从减少倾向成为增加倾向的、断路器220、224处于非工作状态时的输入电压Vp的启动时特性。

然后，在步骤S3a，控制装置12参照由电流传感器260、262测定的发电电流Ifc、输入电流Ip以及由电压传感器92、94测定的发电电压Vfc、输入电压Vp，判定以下三个条件有无同时成立。

三个条件为：Ifc＝0、Ip＝0并且(Vp>Vth′)

紧接断路器220、224的切断之后，在电容器250蓄积的电荷如图7的放电电流Id的电流路径所示，以电力变换装置82的输入阻抗值进行自然放电。通过自然放电，电容器250的端子间电压、即输入电压Vp缓慢地减少。

因而，在紧接断路器220、224成为切断状态之后，在步骤S2a，即使既定时间Tst经过并且发电电压Vfc超过目标发电电压Vtar，发电电流Ifc以及输入电流Ip也为零值：Ifc＝0、Ip＝0，但输入电压Vp为Vp>Vth′。也就是说，步骤S3a的判定成立(步骤S3a：是)，因此返至步骤S3。

而且，在步骤S3a的上述三个条件不成立的情况下，设为断路器220、224处于非工作状态，在步骤S4，对燃料电池系统14进行常规启动。

在步骤S3：否→步骤S3a：是→步骤S3重复的过程中，步骤S3的判定成立(步骤S3：是)。

然后，在步骤S5，假设断路器220、224处于工作状态(电路非导通状态)，将表示断路器220的切断状态的意思的切断标志Ff临时设定为Ff＝1。

之后，在重复步骤S6：否→步骤S3：是→步骤S5并且步骤S6成立时，在步骤S7，设为断路器220、224处于工作状态(电路非导通状态)。该情况下，将表示断路器220的切断状态的意思的切断标志Ff确定为Ff＝1。然后，在步骤S8，使气泵26停止，并使氢罐18的截止阀为关闭状态，来使燃料电池系统14停止。

[根据实施方式以及变形例能够掌握的发明]

这里，关于上述实施方式以及变形例能够掌握的发明，如以下记载。而且，为了便于理解，对结构要素的一部分附加了在上述实施方式以及变形例中使用的附图标记，但该结构要素不限定于所附加的该附图标记的结构要素。

本发明涉及的燃料电池系统14具备：燃料电池；控制装置12，其控制该燃料电池的发电；电力变换装置82，其将所述燃料电池发电产生的电力变换为用于输入给负载的电力；断路器220、224，其能够将所述燃料电池与所述电力变换装置82之间的电连接进行不可逆地切断；第一检测部(第一检测器)，其检测所述燃料电池的输出的电力状态；以及第二检测部(第二检测器)，其检测所述电力变换装置82的输入的电力状态，所述控制装置12基于由所述第一检测部(第一检测器)以及所述第二检测部(第二检测器)检测出的电力状态，来检测所述断路器220、224的所述电连接的切断状态。

根据该结构，能够不使用非易失性存储器来检测燃料电池与电力变换装置82之间的电连接的不可逆的切断状态(电路切断状态)。其结果是，能够避免非易失性存储器的容量的紧张，也能够不需要对记录于非易失性存储器的电路切断信息进行重置处理。即使在断路器220、224自身进行了误工作的情况下，也能够可靠地检测电路切断状态。

另外，在燃料电池系统14中，所述控制装置12在该燃料电池系统14启动时，在检测到所述断路器220、224的所述电连接的切断状态时，所述燃料电池系统14的启动中止。

由此，能够禁止在电连接的切断状态下燃料电池系统14转换为常规启动状态。

还有，在燃料电池系统14中，也可以是，在作为由所述第一检测部(第一检测器)检测出的所述电力状态的所述燃料电池的输出电压与作为由所述第二检测部(第二检测器)检测出的所述电力状态的所述电力变换装置82的输入电压间的电压差为阈值电压以上的情况下，所述控制装置12判断为所述电连接状态为切断状态。

由此，能够容易地检测燃料电池的输出电力没有被供给输入到电力变换装置82的情形。

另外，在燃料电池系统14中，在所述电力变换装置82的输入端子212、214间设置电容器250，在由第一电压传感器(电压传感器92)以及第一电流传感器(电流传感器260)构成所述第一检测部(第一检测器)并且由第二电压传感器(电压传感器94)以及第二电流传感器(电流传感器262)构成所述第二检测部(第二检测器)的情况下，在所述第一电流传感器以及所述第二电流传感器均无法确认到电流的流通时，控制装置12能够基于由所述第二电压传感器检测的所述电力变换装置82的输入电压的变动，检测所述断路器220、224的所述电连接的切断状态。

而且，本发明不限于上述的实施方式，能够不脱离本发明的主旨而采取各种结构。

Claims (4)

1.一种燃料电池系统，在该燃料电池系统(14)中，具备：

燃料电池(16)；

控制装置(12)，其控制该燃料电池的发电；

电力变换装置(82)，其将所述燃料电池发电产生的电力变换为用于输入给负载的电力；

断路器(220、224)，其能够将所述燃料电池与所述电力变换装置之间的电连接不可逆地切断；

第一检测部，其检测所述燃料电池的输出的电力状态；以及

第二检测部，其检测所述电力变换装置的输入的电力状态，

所述控制装置基于由所述第一检测部以及所述第二检测部检测出的电力状态，来检测所述断路器的所述电连接的切断状态。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述控制装置在该燃料电池系统启动时，在检测到所述断路器的所述电连接的切断状态时，中止启动所述燃料电池系统。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，

在作为由所述第一检测部检测出的所述电力状态的所述燃料电池的输出电压与作为由所述第二检测部检测出的所述电力状态的所述电力变换装置的输入电压间的电压差为阈值电压以上的情况下，所述控制装置判断为所述电连接状态为切断状态。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

在所述电力变换装置的输入端子间设置电容器，

在由第一电压传感器以及第一电流传感器构成所述第一检测部、由第二电压传感器以及第二电流传感器构成所述第二检测部的情况下，

在所述第一电流传感器以及所述第二电流传感器均不能够确认到电流的流通时，所述控制装置基于由所述第二电压传感器检测的所述电力变换装置的输入电压的变化，检测所述断路器的所述电连接的切断状态。

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