DE102017129205A1 - Brennstoffzellensystem und Sekundärbatteriediagnoseverfahren - Google Patents

Brennstoffzellensystem und Sekundärbatteriediagnoseverfahren Download PDF

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Abstract

Ein Brennstoffzellensystem weist eine Brennstoffzelle (10), Zubehörvorrichtungen (26, 31), eine Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung (72), eine Sekundärbatterie (50), einen Stromsensor (62), einen Spannungssensor (61) und eine Diagnosesteuereinrichtung (71) auf. In einem Ausgabestoppzustand, wo die Brennstoffzelle keine elektrische Leistung ausgibt, führt die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung (72) einen Restwasserausspülprozess durch, in dem durch Antreiben der Zubehörvorrichtungen unter Verwendung elektrischer Leistung, die von der Sekundärbatterie geliefert wird, und Liefern des Gases zur Brennstoffzelle, Wasser, das in der Brennstoffzelle verblieben ist, aus dem Brennstoffzellensystem ausgespült wird. Die Diagnosesteuereinrichtung (71) führt eine Diagnose der Sekundärbatterie unter Verwendung eines integrierten Wertes, der durch Integrieren von Strommengen er-halten wird, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, in einem vorgegebenen Spannungsbereich einer Entladungsspannung der Sekundärbatterie durch, die sich als Folge einer Entladung ändert, wenn elektrische Leistung durch Durchführen des Restwasserausspülprozesses zu den Zubehörvorrichtungen geliefert wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, das eine Sekundärbatterie aufweist, und ein Sekundärbatteriediagnoseverfahren.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • In einem Brennstoffzellensystem kann eine Sekundärbatterie vorgesehen sein, um elektrische Leistung zu Zubehörvorrichtungen, die verwendet werden, um Reaktionsgas zu liefern, oder zu einer Pumpe zum Umwälzen von Wasserstoffgas zu liefern. Die Entladungskapazität einer Sekundärbatterie wird im Laufe der Zeit allmählich schlechter. Daher muss die Sekundärbatterie regelmäßig einer Diagnose unterzogen werden. Als Sekundärbatteriediagnoseverfahren wird ein Diagnoseverfahren vorgeschlagen (siehe die ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2013-150417 ( JP 2013-150417 A ), wobei das Diagnoseverfahren beinhaltet: Ermitteln eines integrierten Wertes von Entladungsströmen in einem vorgegebenen Spannungsbereich, wenn die Entladungsspannung der Sekundärbatterie abnimmt, während die Sekundärbatterie elektrische Leistung zu Zubehörvorrichtungen und dergleichen liefert; und Diagnostizieren des Grades einer Kapazitätsverschlechterung auf Basis des integrierten Wertes von Entladungsströmen.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Jedoch kann es beträchtliche Zeit dauern, beispielsweise etwa eine Stunde, um ein Sekundärbatteriediagnoseverfahren des Standes der Technik durchzuführen. Daher kann beispielsweise bei einer Konfiguration, bei der ein Brennstoffzellensystem an einem Fahrzeug installiert ist, um elektrische Leistung zum Fahren des Fahrzeugs bereitzustellen, eine Diagnose für etwa eine Stunde durchgeführt werden, nachdem das Fahrzeug in eine Werkstatt gebracht worden ist, was mit erheblichem Aufwand für den Anwender verbunden ist. Außerdem kann auch in einem Brennstoffzellensystem, das am Boden oder einem Gebäude stationiert ist und verwendet wird, das System für eine Diagnose etwa eine Stunde lang ausfallen, was nicht anwenderfreundlich ist. Daher ist eine Technik gewünscht, die in der Lage ist, eine Verschlechterung einer Anwenderfreundlichkeit in Bezug auf eine Diagnose einer in einem Brennstoffzellensystem enthaltenen Sekundärbatterie zu unterdrücken.
  • Die Erfindung kann die folgenden Aspekte verwirklichen.
  • (1) Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, das aufweist: eine Brennstoffzelle; Zubehörvorrichtungen, die verwendet werden, um Gas zu der Brennstoffzelle zu liefern; eine Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, einen Betrieb der Zubehörvorrichtungen zu steuern; eine Sekundärbatterie; einen Stromsensor, der dafür ausgelegt ist, eine Strommenge zu messen, die von der Sekundärbatterie geliefert wird; einen Spannungssensor, der dafür ausgelegt ist, eine Entladungsspannung der Sekundärbatterie zu messen; und eine Diagnosesteuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, eine Diagnose an der Sekundärbatterie durchzuführen. Die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung ist dafür ausgelegt, in einem Ausgabestoppzustand, wo die Brennstoffzelle keine elektrische Leistung ausgibt, einen Restwasserausspülprozess durchzuführen, in dem Wasser, das in der Brennstoffzelle verblieben ist, aus dem Brennstoffzellensystem ausgespült wird, durch Antreiben der Zubehörvorrichtungen unter Verwendung elektrischer Leistung, die von der Sekundärbatterie geliefert wird, und Liefern des Gases zur Brennstoffzelle. Die Diagnosesteuereinrichtung ist dafür ausgelegt, eine Diagnose der Sekundärbatterie unter Verwendung eines integrierten Stromwerts durchzuführen, der erhalten wird durch Integrieren von Strommengen, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, in einem vorgegebenen Spannungsbereich einer Entladungsspannung der Sekundärbatterie, die sich als Folge einer Entladung ändert, wenn elektrische Leistung durch Durchführen des Restwasserausspülprozesses zu den Zubehörvorrichtungen geliefert wird.
  • Im Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung führt die Diagnosesteuervorrichtung eine Diagnose an der Sekundärbatterie durch unter Verwendung des integrierten Stromwerts, der erhalten wird durch Integrieren der Strommengen, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, in einem vorgegebenen Spannungsbereich der Entladungsspannung, die sich als Folge der Entladung ändert, wenn elektrische Leistung zu den Zubehörvorrichtungen geliefert wird, durch Durchführen des Restwasserausspülprozesses im Ausgabestoppzustand. Daher kann die Entladung der Sekundärbatterie nur zur Diagnose an der Sekundärbatterie vermieden werden. Demgemäß ist es beispielsweise nicht nötig, das Brennstoffzellensystem in eine Werkstatt zu bringen oder die Brennstoffzelle absichtlich in den Ausgabestoppzustand zu bringen, um eine Diagnose an der Sekundärbatterie durchzuführen, und eine Verschlechterung der Anwenderfreundlichkeit kann unterdrückt werden.
  • (2) Das Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann ferner eine Speichereinheit aufweisen, die dafür ausgelegt ist, einen integrierten Wert von Strommengen zu speichern, die von der Sekundärbatterie geliefert werden. Die Diagnosesteuereinrichtung kann dafür ausgelegt sein, den integrierten Stromwert durch Wiederholen der folgenden Prozesse (i) und (ii), bis die Entladung aus der Sekundärbatterie in dem Spannungsbereich abgeschlossen ist, zu ermitteln, wenn der Restwasserausspülprozess abgeschlossen ist, bevor die Entladung aus der Sekundärbatterie in dem Spannungsbereich abgeschlossen ist: (i) einen Prozess, in dem bewirkt wird, dass die Speichereinheit einen integrierten Wert von Strommengen, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, ab dem Start des Restwasserausspülprozesses und bis der Restwasserausspülprozess abgeschlossen ist, speichert; und (ii) einen Prozess, in dem eine Strommenge, die von der Sekundärbatterie geliefert wird, mit dem integrierten Wert integriert wird, der in der Speichereinheit gespeichert ist, wenn der nächste Restwasserausspülprozess durchgeführt wird.
  • Wenn in dem Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung der Restwasserausspülprozess abgeschlossen ist, bevor die Entladung im vorgegebenen Spannungsbereich abgeschlossen ist, speichert die Speichereinheit die integrierten Werte der Strommengen, die von der Sekundärbatterie ab dem Beginn des Restwasserausspülprozesses geliefert werden, bis der Restwasserausspülprozess abgeschlossen ist. Wenn der nächste Restwasserausspülprozess durchgeführt wird, wird dann die Strommenge, die von der Sekundärbatterie geliefert wird, mit dem integrierten Wert integriert, der in der Speichereinheit gespeichert ist. Die obigen Prozesse werden wiederholt. Auch wenn der Restwasserausspülprozess abgeschlossen ist, bevor die Entladung im vorgegebenen Spannungsbereich abgeschlossen ist, kann somit die Integration der Strommengen, die von der Sekundärbatterie im vorgegebenen Spannungsbereich geliefert werden, durch einmaliges oder mehrmaliges Durchführen des Restwasserausspülprozesses abgeschlossen werden. Daher kann ein für die Diagnose der Sekundärbatterie erforderlicher integrierter Stromwert erhalten werden, und eine exakte Diagnose der Sekundärbatterie ist möglich.
  • (3) Im Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann das Gas Luft als Oxidationsgas umfassen, und die Zubehörvorrichtungen können einen Luftverdichter umfassen. Mit dem Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird der integrierte Stromwert im Allgemeinen während der Lieferung (Entladung) elektrischer Leistung zum Luftverdichter, der einen hohen Leistungsverbrauch hat, erhalten. Daher kann ein für die Diagnose der Sekundärbatterie erforderlicher integrierter Stromwert innerhalb kurzer Zeit erhalten werden. Ferner kann eine Diagnose der Sekundärbatterie durchgeführt werden, während der Restwasserausspülprozess auf der Kathodenseite der Brennstoffzelle durchgeführt wird.
  • (4) Im Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann das Gas Wasserstoffgas als Brenngas umfassen. Das Brennstoffzellensystem kann ferner aufweisen: einen Tank, in dem Wasserstoffgas gespeichert wird; einen Anodengaszuführweg, durch den das Wasserstoffgas aus dem Tank in die Brennstoffzelle geliefert wird; einen Anodenabgasausführweg, durch den Abgas einschließlich des Wasserstoffgases aus der Brennstoffzelle ausgeführt wird; einen Umgehungsströmungsweg, durch den der Anodenabgasausführweg und der Anodengaszuführweg verbunden sind; und eine Pumpe, die im Umgehungsströmungsweg angeordnet ist und Abgas, das aus dem Anodenabgasausführweg ausgeführt wird, zum Anodengaszuführweg liefert. Die Zubehörvorrichtungen können die Pumpe umfassen. Mit dem Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann eine Diagnose der Sekundärbatterie durchgeführt werden, während der Restwasserausspülprozess auf der Anodenseite der Brennstoffzelle durchgeführt wird.
  • (5) Im Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Diagnosesteuereinrichtung dafür ausgelegt sein, den integrierten Stromwert mit einem integrierten Schwellenwert zu vergleichen, der ein integrierter Stromwert ist, bei dem eine Verschlechterung der Sekundärbatterie bei einer Untergrenze eines zulässigen Bereichs liegt, und dafür ausgelegt sein, zu bestimmen, dass die Sekundärbatterie schlechter wird, wenn der integrierte Stromwert niedriger ist als der integrierte Schwellenwert. Mit dem Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vergleicht die Diagnosesteuereinrichtung den integrierten Stromwert mit dem integrierten Schwellenwert, der ein integrierter Stromwert ist, bei dem die Verschlechterung der Sekundärbatterie bei der Untergrenze des zulässigen Bereichs liegt, und bestimmt, dass die Sekundärbatterie schlechter wird, wenn der integrierte Stromwert niedriger ist als der integrierte Schwellenwert. Daher kann die Diagnosesteuereinrichtung exakt bestimmen, ob oder ob nicht die Sekundärbatterie schlechter wird.
  • (6) Im Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Diagnosesteuereinrichtung dafür ausgelegt sein, einen Gradienten des integrierten Stromwerts während eines vorgegebenen Zeitverlaufs mit einem Schwellenwertgradienten eines integrierten Stromwerts zu vergleichen, bei dem eine Verschlechterung der Sekundärbatterie bei einer Untergrenze eines zulässigen Bereichs liegt, und dafür ausgelegt sein, zu bestimmen, dass die Sekundärbatterie schlechter wird, wenn der Gradient des integrierten Stromwerts niedriger ist als der Schwellenwertgradient.
  • (7) Im Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Diagnosesteuereinrichtung bestimmen, ob oder nicht eine Entladungsspannung der Sekundärbatterie beim Starten des Restwasserausspülprozesses niedriger ist als ein oberer Grenzwert des Spannungsbereichs, den integrierten Stromwert nicht ermitteln und keine Diagnose der Sekundärbatterie durchführen, wenn die Diagnosesteuereinrichtung bestimmt, dass die Entladungsspannung der Sekundärbatterie niedriger ist als der obere Grenzwert des Spannungsbereichs, und den integrierten Stromwert ermitteln und eine Diagnose der Sekundärbatterie durchführen, wenn die Diagnosesteuereinrichtung bestimmt, dass die Entladungsspannung der Sekundärbatterie nicht niedriger ist als der obere Grenzwert des Spannungsbereichs. Mit dem Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ermittelt die Diagnosesteuereinrichtung den integrierten Stromwert nicht und führt eine Diagnose der Sekundärbatterie nicht durch, wenn die Strommengen, die von der Sekundärbatterie im vorgegebenen Spannungsbereich geliefert werden, nicht integriert werden können. Wenn die Strommengen, die von der Sekundärbatterie im vorgegebenen Spannungsbereich geliefert werden, integriert werden können, ermittelt die Diagnosesteuereinrichtung den integrierten Stromwert und führt eine Diagnose der Sekundärbatterie durch. Daher kann die Durchführung eines unnötigen Prozesses unterdrückt werden und eine exakte Diagnose der Sekundärbatterie ist möglich.
  • (8) Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Sekundärbatteriediagnoseverfahren zum Durchführen einer Diagnose an einer Sekundärbatterie, die elektrische Leistung zu Zubehörvorrichtungen zum Liefern von Gas zu einer Brennstoffzelle liefert, wobei das Sekundärbatteriediagnoseverfahren beinhaltet: (a) Durchführen eines Restwasserausspülprozesses, bei dem Wasser, das in der Brennstoffzelle zurückgeblieben ist, durch Antreiben der Zubehörvorrichtungen unter Verwendung elektrischer Leistung, die von der Sekundärbatterie geliefert wird, und Liefern des Gases zur Brennstoffzelle aus dem Brennstoffzellensystem ausgespült wird, in einem Ausgabestoppzustand, wo die Brennstoffzelle keine elektrische Leistung ausgibt; (b) Ermitteln eines integrierten Stromwerts durch Integrieren von Strommengen, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, in einem vorgegebenen Spannungsbereich einer Entladungsspannung der Sekundärbatterie, die sich als Folge einer Entladung ändert, durch Durchführen des Restwasserausspülprozesses; und (c) Durchführen einer Sekundärbatteriediagnose unter Verwendung des integrierten Stromwerts.
  • Die Aspekte der Erfindung können in verschiedenen Formen verwirklicht werden. Zum Beispiel können die Aspekte der Erfindung in verschiedenen Formen, beispielsweise als Sekundärbatteriediagnosesystem, als Sekundärbatteriediagnoseverfahren und als Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems verwirklicht werden.
  • Figurenliste
  • Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung von als Beispiel dienenden Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen:
    • 1 ist ein Blockschema, das einen schematischen Aufbau eines Brennstoffzellensystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 2 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf eines Restwasserausspülprozesses bei stillstehendem Fahrzeug zeigt;
    • 3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf eines Prozesses zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen zeigt;
    • 4 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf eines Sekundärbatteriediagnoseprozesses zeigt; und
    • 5 ist ein Schema, das eine Änderung eines integrierten Stromwerts nach dem Starten des Integrierens von Stromwerten zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsform
  • A1. Systemgestaltung
  • 1 ist ein Blockschema, das einen schematischen Aufbau eines Brennstoffzellensystems 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Brennstoffzellensystem 100 gemäß der Ausführungsform ist in einem Fahrzeug eingebaut, um elektrische Leistung zu einem Fahrzeugantriebsmotor (nicht gezeigt) zu liefern. Das Brennstoffzellensystem 100 weist auf: eine Brennstoffzelle 10, einen anodenseitigen Reaktionsgas-Zuführ-/Abführmechanismus 20, einen kathodenseitigen Reaktionsgas-Zuführ-/Abführmechanismus 30, eine Sekundärbatterie 50, einen Gleichspannungswandler 41, einen ersten Hochsetzsteller 42, einen Wechselrichter 43, einen zweiten Hochsetzsteller 44, einen Spannungssensor 61, einen Stromsensor 62, eine Diagnosesteuereinrichtung 73, eine Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72, eine Startsteuereinrichtung 73, eine Speichereinheit 80, einen ersten Gleichstromleitungsdraht 91, einen zweiten Gleichstromleitungsdraht 92, einen dritten Gleichstromleitungsdraht 93, einen vierten Gleichstromleitungsdraht 94, einen fünften Gleichstromleitungsdraht 95 und einen sechsten Gleichstromleitungsdraht 96.
  • Die Brennstoffzelle 10 ist eine Festpolymer-Brennstoffzelle, die elektrische Leistung durch die Zufuhr von Wasserstoffgas und Luft als Reaktionsgas erzeugt und eine Gestaltung aufweist, bei der eine Mehrzahl von Einzelzellen gestapelt sind. Die Brennstoffzelle ist nicht auf eine Festpolymer-Brennstoffzelle begrenzt, und es kann eine beliebige Brennstoffzelle wie eine Phosphorsäure-Brennstoffzelle oder eine Festoxid-Brennstoffzelle verwendet werden. Die Brennstoffzelle 10 ist über den ersten Gleichstromleiterdraht 91 mit einem Eingangsanschluss des ersten Hochsetzstellers 42 verbunden.
  • Der anodenseitige Reaktionsgas-Zuführ-/Abführmechanismus 20 liefert Wasserstoffgas als Brenngas zur Brennstoffzelle 10 und führt Anodenabgas aus der Brennstoffzelle 10 aus. Der anodenseitige Reaktionsgas-Zuführ-/Abführmechanismus 20 weist auf: einen Tank 21, einen Anodengaszuführweg 22, einen Anodenabgasausführweg 23, einen Umgehungsströmungsweg 24, eine Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 und eine Umwälzpumpe 26.
  • Im Tank 21 wird Wasserstoffgas gespeichert. Der Tank 21 und die Brennstoffzelle 10 sind über den Anodengaszuführweg 22 verbunden, so dass das Wasserstoffgas vom Tank 21 zur Brennstoffzelle 10 geliefert wird. Im Anodengaszuführweg 22 sind ein Sperrventil (nicht gezeigt) und eine Einspritzdüse (nicht gezeigt) vorgesehen. Der Anodenabgasausführweg 23 ist mit einem in der Brennstoffzelle 10 vorgesehenen Anodenabgaszweigrohr (nicht gezeigt) verbunden und speist das aus der Brennstoffzelle 10 ausgeführte Anodenabgas in den Anodenabgasausführweg 23 ein. Ein erstes Ende des Umgehungsströmungswegs 24 ist mit der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 verbunden, ein zweites Ende des Umgehungsströmungswegs 24 ist mit dem Anodengaszuführweg 22 verbunden und das Wasserstoffgas, das aus der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 ausgeführt wird, wird über den Umgehungsströmungsweg 24 zum Anodengaszuführweg 22 geliefert. Die Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 trennt Wasser und das Wasserstoffgas, die in dem Anodenabgas enthalten sind, das über den Anodenabgasausführweg 23 geliefert wird, voneinander und führt das Wasserstoffgas zum Umgehungsströmungsweg 24 aus. Die Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 ist auch mit einem nachstehend beschriebenen Kathodenabgasausführweg verbunden und liefert das abgetrennte Wasser zum Kathodenabgasausführweg. Die Umwälzpumpe 26 ist im Umgehungsströmungsweg 24 vorgesehen und liefert das Wasserstoffgas, das aus der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 ausgeführt wird, zum Anodengaszuführweg 22. Infolgedessen wird ein Teil des Wasserstoffgases, das zur Brennstoffzelle 10 geliefert wird, aber in der Brennstoffzelle 10 nicht verbraucht wird, wieder zur Brennstoffzelle 10 geliefert.
  • Der kathodenseitige Reaktionsgas-Zuführ-/Abführmechanismus 30 liefert Luft als Oxidationsgas (Kathodengas) zur Brennstoffzelle 10 und führt Kathodenabgas aus der Brennstoffzelle 10 aus. Der kathodenseitige Reaktionsgas-Zuführ-/Abführmechanismus 30 weist einen Luftverdichter 31, einen Kathodengaszuführweg 32 und einen Kathodenabgasausführweg 33 auf. Der Luftverdichter 31 holt Luft aus der Atmosphäre herein, verdichtet die Luft und liefert die verdichtete Luft zum Kathodengaszuführweg 32. Der Kathodengaszuführweg 32 ist mit einem in der Brennstoffzelle 10 vorgesehenen Kathodengaszweigrohr (nicht gezeigt) verbunden und liefert die Luft zur Brennstoffzelle 10. Der Kathodenabgasausführweg 33 ist mit einem in der Brennstoffzelle 10 vorgesehenen Kathodenabgaszweigrohr (nicht gezeigt) verbunden, und das Kathodenabgas, das aus der Brennstoffzelle 10 ausgeführt wird, wird durch den Kathodenabgasausführweg 33 aus dem Brennstoffzellensystem ausgeführt. Wie oben beschrieben, ist der Kathodenabgasausführweg 33 auch mit der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 verbunden, und das Wasser, das aus der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 zum Kathodenabgasausführweg 33 ausgeführt wird, wird aufgrund des Einflusses des Kathodenabgases durch den Kathodenabgasausführweg 33 aus dem Brennstoffzellensystem ausgeführt. Außerdem wird eine kleine Menge des Wasserstoffgases, das aus der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 zum Kathodenabgasausführweg 33 ausgeführt wird, mit dem Kathodenabgas verdünnt und wird dann durch den Kathodenabgasausführweg 33 aus dem Brennstoffzellensystem ausgeführt.
  • In der Ausführungsform ist die Sekundärbatterie 50 unter Verwendung einer Lithiumionenbatterie gestaltet und liefert elektrische Leistung zu Zubehörvorrichtungen wie dem Luftverdichter 31, der Umwälzpumpe 26 und einem Kühlergebläse (nicht gezeigt). Die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 wird im Laufe der Zeit schlechter. Demgemäß wird in einem Fall, wo eine feste Menge an elektrischer Leistung geliefert wird, eine Zeitspanne, in der die elektrische Leistung durch einmaliges Aufladen der Sekundärbatterie 50 geliefert werden kann, im Laufe der Zeit verringert. In der Ausführungsform wird die Verschlechterung der Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 auch als „Verschlechterung der Sekundärbatterie 50“ bezeichnet.
  • Der Gleichspannungswandler 41 ist über den fünften Gleichstromleiterdraht 95 elektrisch mit der Sekundärbatterie 50 verbunden und ist außerdem über den sechsten Gleichstromleiterdraht 96 elektrisch mit der Umwälzpumpe 26 verbunden. Der Gleichspannungswandler 41 wandelt eine Spannung, die aus der Sekundärbatterie 50 eingegeben wird, in eine vorgegebene Spannung um, die für die Umwälzpumpe 26 geeignet ist, und gibt die umgewandelte Spannung aus.
  • Der erste Hochsetzsteller 42 ist über den ersten Gleichstromleiterdraht 91 elektrisch mit der Brennstoffzelle 10 verbunden und ist außerdem über den zweiten Gleichstromleiterdraht 92 elektrisch mit dem Wechselrichter 43 verbunden. Der erste Hochsetzsteller 42 setzt eine Spannung, die von der Brennstoffzelle 10 eingegeben wird, auf eine Sollspannung hoch und gibt die Sollspannung an den Wechselrichter 43 aus. Der Wechselrichter 43 wandelt Gleichspannungen, die aus dem ersten Hochsetzsteller 42 und dem zweiten Hochsetzsteller 44 ausgegeben werden, in Dreiphasen-Wechselspannungen um und liefert die Dreiphasen-Wechselspannungen zum Luftverdichter 31 und zum Fahrzeugantriebsmotor (nicht gezeigt). In einem Zustand (im Folgenden auch als „Ausgabestoppzustand“ bezeichnet), wo die Brennstoffzelle 10 keine elektrische Leistung ausgibt, wird elektrische Leistung von der Sekundärbatterie 50 zum Luftverdichter 31 geliefert. Somit wandelt in diesem Fall der Wechselrichter 43 eine Gleichspannung, die vom zweiten Hochsetzsteller 44 ausgegeben wird, in eine Dreiphasen-Wechselspannung um und liefert die Dreiphasen-Wechselspannung zum Luftverdichter 31. In einem Fall, wo die ausgegebene elektrische Leistung der Brennstoffzelle 10 nicht ausreicht und niedriger ist als eine Sollausgangsleistung des Fahrzeugantriebsmotors, entlädt der Wechselrichter 43 die Sekundärbatterie 50 und gleicht die unzureichende Menge an elektrischer Leistung aus. Der Wechselrichter 43 wandelt regenerative elektrische Leistung, die vom Fahrzeugantriebsmotor erzeugt wird, in Gleichstromleistung um und gibt die Gleichstromleistung über den dritten Gleichstromleiterdraht 93 an den zweiten Hochsetzsteller 44 aus. Der zweite Hochsetzsteller 44 ist über den vierten Gleichstromleiterdraht 94 elektrisch mit der Sekundärbatterie 50 verbunden und ist außerdem über den dritten Gleichstromleiterdraht 93 elektrisch mit dem Wechselrichter 43 verbunden. Der zweite Hochsetzsteller 44 setzt eine Spannung, die von der Sekundärbatterie 50 eingegeben wird, auf eine Sollspannung hoch und gibt die Sollspannung an den Wechselrichter 43 aus. Der zweite Hochsetzsteller 44 senkt eine Spannung einer regenerativen elektrischen Leistung, die vom Wechselrichter 43 über den dritten Gleichstromleiterdraht 93 geliefert wird, und gibt die gesenkte Spannung über den vierten Gleichstromleiterdraht 94 an die Sekundärbatterie 50 aus.
  • Der Spannungssensor 61 ist im vierten Gleichstromleiterdraht 94 vorgesehen und misst die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50. Ebenso ist der Stromsensor 62 im vierten Gleichstromleiterdraht 94 vorgesehen und misst die Strommenge, die von der Sekundärbatterie 50 geliefert wird. Der Spannungssensor 61 und der Stromsensor 62 sind elektrisch mit der Diagnosesteuereinrichtung 71 verbunden und melden jeweilige Messwerte (Spannungswert und Stromwert) an die Diagnosesteuereinrichtung 71.
  • Die Diagnosesteuereinrichtung 71 führt eine Diagnose der Sekundärbatterie durch 50. Genauer führt die Diagnosesteuereinrichtung 71 einen nachstehend beschriebenen Sekundärbatteriediagnoseprozess durch und führt eine Diagnose durch dahingehend durch, ob oder ob nicht die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 schlechter wird. Die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 ist elektrisch mit der Umwälzpumpe 26 und dem Luftverdichter 31 verbunden und steuert das Antreiben und das Anhalten der Umwälzpumpe 26 und des Luftverdichters 31. Die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 ist elektrisch mit der Diagnosesteuereinrichtung 71 und der Startsteuereinrichtung 73 verbunden. Die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 führt einen Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durch. Die Startsteuereinrichtung 73 weist einen Zeitnehmer 74 auf und führt einen Prozess zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen durch. Eine vorgegebene Zeit wird im Zeitnehmer 74 eingestellt, und die Zeit wird gemessen, bis die vorgegebene Zeit nach dem Starten des Zeitnehmers 74 abgelaufen ist. Die Zeit, die im Zeitnehmer 74 eingestellt wird, kann eine beliebige Zeitspanne sein. Wie nachstehend beschrieben ist, wird Restwasser auf der Anodenseite und der Kathodenseite jeweils in der eingestellten Zeit ausgespült. Zum Beispiel können unter der Annahme, dass der Restwasserausspülprozess einmal pro Nacht durchgeführt wird, acht Stunden eingestellt werden. Die Diagnosesteuereinrichtung 71, die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 und die Startsteuereinrichtung 73 sind unter Verwendung einer elektronischen Steuereinheit (ECU) einschließlich eines Mikroprozessors und eines Speichers gestaltet und werden durch elektrische Leistung angetrieben, die von der Sekundärbatterie 50 geliefert wird. Die Startsteuereinrichtung 73 steuert die Zufuhr elektrischer Leistung zur Diagnosesteuereinrichtung 71 und zur Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72. Die Speichereinheit 80 ist elektrisch mit der Diagnosesteuereinrichtung 71 verbunden und kann einen integrierten Stromwert in einem nachstehend beschriebenen Sekundärbatteriediagnoseprozess speichern. Die Speichereinheit 80 kann als Speicher konfiguriert sein, der in der Diagnosesteuereinrichtung 71 enthalten ist. In der Ausführungsform ist der Zeitnehmer 74 unter Verwendung eines Software-Zeitnehmers gestaltet, kann aber unter Verwendung eines Hardware-Zeitnehmers anstelle des Software-Zeitnehmers gestaltet sein.
  • Das Brennstoffzellensystem 100 kann zusätzlich zum anodenseitigen Reaktionsgas-Zuführ-/Abführmechanismus 20 und zum kathodenseitigen Reaktionsgas-Zuführ-/Abführmechanismus 30 einen Kühlmedium-Zuführ-/Ausführmechanismus (nicht gezeigt) enthalten. Der Kühlmedium-Zuführ-/Ausführmechanismus ist ein Mechanismus zum Anpassen der Temperatur der Brennstoffzelle 10, liefert ein Kühlmedium, wie beispielsweise ein Kühlmittel zur Brennstoffzelle 10, führt das Kühlmedium aus der Brennstoffzelle 10 aus und liefert das Kühlmedium, das einen Wärmetausch mit dem ausgeführten Kühlmedium durchgemacht hat, erneut zur Brennstoffzelle 10. Als Kühlmedium-Zuführ-/Ausführmechanismus können beispielsweise ein Mechanismus, der einen Kühlmediumzuführweg und einen Kühlmediumausführweg aufweist, die mit der Brennstoffzelle 10 verbunden sind, ein Kühlkörper, ein Kühlergebläse und eine Umwälzpumpe verwendet werden.
  • Im Brennstoffzellensystem 100, das gestaltet ist wie oben beschrieben, geht die Brennstoffzelle 10 in den Ausgabestoppzustand über, wenn ein Fahrzeug stillsteht, wenn ein Schalthebel auf Parken (P) steht und ein Startschalter ausgeschaltet ist. Im Ausgabestoppzustand wird der nachstehend beschriebene Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durchgeführt. Infolgedessen wird Wasser, das in der Brennstoffzelle 10, im Strömungsweg des Reaktionsgases und des Abgases auf der Anodenseite, im Strömungsweg des Reaktionsgases und des Abgases auf der Kathodenseite und dergleichen verblieben ist, regelmäßig aus dem Brennstoffzellensystem ausgeführt. Diese Konfiguration ist dafür vorgesehen, ein Gefrieren von Wasser, das in der Brennstoffzelle 10, den jeweiligen Strömungswegen und dergleichen zurückgeblieben ist, zu unterdrücken, so dass eine Gasdiffusionsfähigkeit im Vergleich zum Normalzustand nicht schlechter wird, und so, dass das Öffnen und Schließen verschiedener Ventile (nicht gezeigt) gesteuert werden kann. Wenn im Brennstoffzellensystem 100 der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durchgeführt wird, wird der nachstehend beschriebene Sekundärbatteriediagnoseprozess durchgeführt. Infolgedessen wird die Verschlechterung der Anwenderfreundlichkeit in Bezug auf die Diagnose der Sekundärbatterie 50 unterdrückt.
  • Hier wird eine Beziehung des Restwasserausspülprozesses bei stillstehendem Fahrzeug und des nachstehend beschriebenen Sekundärbatteriediagnoseprozesses mit dem nachstehend beschriebenen Prozess zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen kurz beschrieben. Im Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug treibt die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtungen wie die Umwälzpumpe 26 und den Luftverdichter 31 an, so dass das Reaktionsgas zur Brennstoffzelle 10 geliefert wird. Infolgedessen wird der Restwasserausspülprozess durchgeführt, in dem Wasser, das in der Brennstoffzelle 10 zurückgeblieben ist, aus dem Brennstoffzellensystem ausgeführt wird Wenn ein Fahrzeug stillsteht, ein Schalthebel auf Parken (P) steht und ein Startschalter ausgeschaltet ist, ist jedoch die Zufuhr elektrischer Leistung zur Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 unterbrochen. Dagegen wird auch in einem Zustand, wo die Zufuhr elektrischer Leistung zur Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 unterbrochen ist, elektrische Leistung zur Startsteuereinrichtung 73 geliefert. Durch Durchführen des Prozesses zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen liefert die Startsteuereinrichtung 73 elektrische Leistung zur Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72. Infolgedessen kann die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 den Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug regelmäßig durchführen. Wenn ein Fahrzeug stillsteht, ein Schalthebel auf Parken (P) steht und ein Startschalter ausgeschaltet ist, ist die Zufuhr elektrischer Leistung zur Diagnosesteuereinrichtung 71 unterbrochen, wie im Falle der Zufuhr elektrischer Leistung zur Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72. Wie im Falle der Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 wird jedoch elektrische Leistung durch den Prozess zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen der Startsteuereinrichtung 73 regelmäßig zur Diagnosesteuereinrichtung 71 geliefert. Infolgedessen kann die Diagnosesteuereinrichtung 71 den Sekundärbatteriediagnoseprozess regelmäßig durchführen.
  • A2. Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf des Restwasserausspülprozesses bei stillstehendem Fahrzeug zeigt. Wenn die Zufuhr elektrischer Leistung zur Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 als Folge des nachstehend beschriebenen Prozesses zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen gestartet wird, wird der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug gestartet.
  • Die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 meldet den Start des Restwasserausspülprozesses an die Diagnosesteuereinrichtung 71 (Schritt S105). Die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 führt einen anodenseitigen Restwasserausspülprozess durch (Schritt S110). Genauer öffnet die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 ein Spülventil (nicht gezeigt), das im Anodenabgasausführweg 23 vorgesehen ist, so dass durch die Umwälzpumpe 26 und die Einspritzdüse (nicht gezeigt) pro vorgegebener Zeitspanne eine vorgegebene Menge an Wasserstoffgas zur Brennstoffzelle 10 geliefert wird. Infolgedessen wird der anodenseitige Wasserausspülprozess durchgeführt. Dabei wird elektrische Leistung von der Sekundärbatterie 50 zur Umwälzpumpe 26 geliefert. Auf diese Weise wird das Wasserstoffgas zur Brennstoffzelle 10 geliefert, und Wasser, das auf der Anodenseite des Brennstoffzellensystems 100 zurückgeblieben ist, wird aus dem Brennstoffzellensystem ausgeführt. „Wasser, das auf der Anodenseite des Brennstoffzellensystems 100 zurückgeblieben ist“ kann einschließen: Wasser, das in Poren zurückgeblieben ist, die in einer anodenseitigen Katalysatorschicht und einer anodenseitigen Gasdiffusionsschicht jeder einzelnen Zelle ausgebildet sind; Wasser, das in einem Anodengaszuführzweigrohr und im Anodenabgasausführzweigrohr in der Brennstoffzelle 10 zurückgeblieben ist; Wasser, das im Anodengaszuführweg 22 zurückgeblieben ist; Wasser, das im Anodenabgasausführweg 23 zurückgeblieben ist; Wasser, das in der Gas-Flüssigkeit-Trennvorrichtung 25 zurückgeblieben ist; Wasser, das im Umgehungsströmungsweg 24 zurückgeblieben ist; und Wasser, das in der Umwälzpumpe 26 zurückgeblieben ist. Das Wasser kann auch einschließen: Wasser (Rückdiffusionswasser), das von der Kathodenseite jeder einzelnen Zelle durch eine Elektrolytmembran dringt; und flüssiges Wasser, das durch Kondensation von Wasserdampf erzeugt wird, der in einer Atmosphäre enthalten ist.
  • Die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 führt einen kathodenseitigen Restwasserausspülprozess durch (Schritt S115). Genauer treibt die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 den Luftverdichter 31 so an, dass eine vorgegebene Menge an Luft pro vorgegebener Zeitspanne zur Brennstoffzelle 10 geliefert wird, und passt den Öffnungsgrad eines Gegendruckventils (nicht gezeigt), das im kathodenseitigen Abgasausführweg 33 vorgesehen ist, so an, dass das Kathodenabgas aus dem Brennstoffzellensystem 100 ausgeführt wird. Dabei wird elektrische Leistung von der Sekundärbatterie 50 zum Luftverdichter 31 geliefert. Auf diese Weise wird die Luft zur Brennstoffzelle 10 geliefert, und Wasser, das auf der Kathodenseite des Brennstoffzellensystems 100 zurückgeblieben ist, wird aus dem Brennstoffzellensystem ausgeführt. „Wasser, das auf der Kathodenseite des Brennstoffzellensystems 100 zurückgeblieben ist“ kann einschließen: Wasser, das in Poren zurückgeblieben ist, die in einer kathodenseitigen Katalysatorschicht und einer kathodenseitigen Gasdiffusionsschicht jeder einzelnen Zelle ausgebildet sind; Wasser, das in einem Kathodengaszuführzweigrohr und im Kathodenabgasausführzweigrohr in der Brennstoffzelle 10 zurückgeblieben ist; Wasser, das im Kathodengaszuführweg 32 zurückgeblieben ist; und Wasser, das im Kathodenabgasausführweg 33 zurückgeblieben ist. Das Wasser kann ferner einschließen: Wasser, das durch eine elektrochemische Reaktion auf der Kathodenseite jeder einzelnen Zelle erzeugt wird; und flüssiges Wasser, das durch Kondensation von Wasserdampf erzeugt wird, der in einer kathodenseitigen Atmosphäre enthalten ist.
  • Wenn der kathodenseitige Wasserausspülprozess (Schritt S115) endet, sendet die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 eine Meldung, dass die Wasserausspülung beendet wird, an die Diagnosesteuereinrichtung 71 und die Startsteuereinrichtung 73 (Schritt S120), und der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug endet.
  • A3. Prozess zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf des Prozesses zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen zeigt; Wenn ein Fahrzeug stillsteht, ein Schalthebel auf Parken (P) steht und ein Startschalter ausgeschaltet ist, führt die Startsteuereinrichtung 73 einen Prozess zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen durch, um den Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug und den nachstehend beschriebenen Sekundärbatteriediagnoseprozess regelmäßig durchzuführen. Wenn ein Fahrzeug stillsteht, ein Schalthebel auf Parken (P) steht und ein Startschalter ausgeschaltet ist, wird der Zeitnehmer 74 gestartet.
  • Die Startsteuereinrichtung 73 wartet, bis der Zeitnehmer 74 abgelaufen ist (Schritt S205). Wenn der Zeitnehmer 74 abgelaufen ist (Schritt S205: JA) startet die Startsteuereinrichtung 73 die Zufuhr elektrischer Leistung zur Diagnosesteuereinrichtung 71 und zur Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 (Schritt S210). Dann wartet die Startsteuereinrichtung 73, bis die Meldung, dass die Wasserausspülung beendet wird, von der Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 empfangen wird (Schritt S215). Wenn die Meldung, dass die Wasserausspülung beendet wird, empfangen wird (Schritt S215): JA), wird die Startsteuereinrichtung 73 erneut gestartet (Schritt S220), und der Prozess kehrt zu Schritt S205 zurück. Aufgrund des Prozesses zum Steuern des Starts von Zubehörvorrichtungen wird elektrische Leistung über die voreingestellte Zeit des Zeitnehmers 74 an die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 geliefert, so dass der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durchgeführt wird. Außerdem wird elektrische Leistung über die voreingestellte Zeit des Zeitnehmers 74 zur Diagnosesteuereinrichtung 71 geliefert, so dass der oben beschriebene Sekundärbatteriediagnoseprozess durchgeführt wird.
  • A4. Sekundärbatteriediagnoseprozess
  • Die Diagnosesteuereinrichtung 71 führt den Sekundärbatteriediagnoseprozess als Reaktion auf die Zufuhr elektrischer Leistung zur Diagnosesteuereinrichtung 71 bei stillstehendem Fahrzeug (in einem Ausgabestoppzustand) durch. Zunächst wird kurz ein Verfahren zum Durchführen einer Diagnose der Sekundärbatterie 50 beschrieben. Wenn die Sekundärbatterie 50 entladen wird, nimmt die Entladungsspannung allmählich ab. Dabei werden Stromwerte, die von der Sekundärbatterie 50 in einem vorgegebenen Entladungsspannungsbereich (im Folgenden einfach als „vorgegebener Spannungsbereich“ bezeichnet) geliefert werden, integriert, und die Diagnosesteuereinrichtung 71 führt unter Verwendung des integrierten Wertes der Stromwerte (im Folgenden auch als „integrierter Stromwert“ bezeichnet) eine Diagnose dahingehend durch, ob oder ob nicht die Entladungskapazität der Sekundärbatterie schlechter wird. In einem Fall, wo die Entladungskapazität im Laufe der Zeit schlechter wird, wird der integrierte Stromwert im vorgegebenen Spannungsbereich kleiner. In einem Fall, wo der erhaltene integrierte Stromwert niedriger ist als ein integrierter Schwellenwert, bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 daher, dass die Sekundärbatterie 50 schlechter wird. Hierbei wird in dieser Ausführungsform der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs als Spannungswert in einem Zustand einer sogenannten Vollladung eingestellt. Der untere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs wird als Spannungswert eingestellt, bei dem auch in einem Fall, wo ein Startschalter eines Fahrzeugs in einem Zustand eingeschaltet wird, wo der Spannungswert auf den unteren Grenzwert gesunken ist, eine benötigte elektrische Leistung zu den Zubehörvorrichtungen geliefert werden kann und das Fahrzeug fahren kann.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf des Sekundärbatteriediagnoseprozesses zeigt. Wenn der Sekundärbatteriediagnoseprozess gestartet wird, wartet die Diagnosesteuereinrichtung 71 zuerst ab, bis sie eine Meldung, dass die Wasserausspülung gestartet wird, von der Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 empfängt (Schritt S305). Wenn die Meldung, dass die Wasserausspülung gestartet wird, empfangen wird (Schritt S305): JA), führt die Diagnosesteuereinrichtung 71 eine Kalibrierung des Stromsensors 62 durch (Schritt S310). Genauer misst die Diagnosesteuereinrichtung 71 einen Stromwert mehrmals in einem Zustand, wo kein Strom durch den vierten Gleichstromleitungsdraht 94 fließt, und führt einen Prozess (eine sogenannte Nullpunktanpassung) durch, bei dem der Nullpunkt über den Durchschnittswert der gemessenen Stromwerte verschoben wird. Die Kalibrierung des Stromsensors 62 wird zwischen dem Schritt S105 und dem Schritt S110 durchgeführt, die in 2 gezeigt sind.
  • Die Diagnosesteuereinrichtung 71 bestimmt, ob oder ob nicht die Diagnose durchgeführt werden kann (Schritt S315). Wie oben beschrieben, wird für eine Diagnose der Sekundärbatterie 50 der integrierte Stromwert im vorgegebenen Spannungsbereich ermittelt. In einem Fall, wo die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 von Anfang an niedriger ist als der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs, kann daher der integrierte Stromwert des vorgegebenen Spannungsbereichs nicht ermittelt werden. Somit bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 in einem Fall, wo der Messwert des Spannungssensors 61, das heißt die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50, niedriger ist als der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs, dass die Diagnose nicht durchgeführt werden kann (Schritt S315: NEIN), und der Sekundärbatteriediagnoseprozess endet. Dabei kann der Sekundärbatteriediagnoseprozess enden, nachdem Informationen in Bezug auf “den Zustand, wo die Diagnose nicht durchgeführt werden kann) als Verlaufsdaten in der Speichereinheit 80 gespeichert worden sind. Dagegen bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 in einem Fall, wo die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs oder höher ist, dass die Diagnose durchgeführt werden kann (Schritt S315: JA), und bestimmt dann, ob oder ob nicht die vorhergehende Diagnose unterbrochen wurde (Schritt S320).
  • Im Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug wird die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 einhergehend mit der Zufuhr elektrischer Leistung zum Luftverdichter 31, zur Umwälzpumpe 26 und dergleichen niedriger. Jedoch wird in einem Fall, wo der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug abgeschlossen wird, bis die Entladungsspannung die Untergrenze des vorgegebenen Spannungsbereichs erreicht, die Zufuhr elektrischer Leistung zum Luftverdichter 31 und zur Umwälzpumpe 26 beendet, und somit erreicht der integrierte Stromwert nicht die Untergrenze des vorgegebenen Spannungsbereichs. In diesem Fall wird der Sekundärbatteriediagnoseprozess unterbrochen, wie nachstehend beschrieben, und Daten, welche die Unterbrechung angeben, werden in der Speichereinheit 80 gespeichert. Daher bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 in Schritt S320, ob oder ob nicht die vorausgegangene Diagnose unterbrochen wurde, durch Prüfen, ob oder ob nicht die Daten, welche die Unterbrechung angeben, in der Speichereinheit 80 gespeichert sind.
  • In einem Fall, wo die Diagnosesteuereinrichtung 71 bestimmt, dass die vorausgegangene Diagnose nicht unterbrochen wurde (Schritt S320: NEIN), beginnt die Diagnosesteuereinrichtung 71 damit, Stromwerte zu integrieren, die vom Stromsensor 62 gemessen werden (Schritt S330). Die Diagnosesteuereinrichtung 71 bestimmt, ob oder ob nicht die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 den unteren Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs erreicht (Schritt S335). In einem Fall, wo die Diagnosesteuereinrichtung 71 bestimmt, dass die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 den unteren Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs erreicht (Schritt S335: JA), beendet die Diagnosesteuereinrichtung 71 die Integration der Stromwerte (Schritt S340) und speichert den integrierten Stromwert in der Speichereinheit 80 (Schritt S345). Im Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug werden vorgegebene Zubehörvorrichtungen über eine vorgegebene Zeit angesteuert. In Schritt S340 erreicht die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 den unteren Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs, bevor die Zubehörvorrichtungen angehalten werden. Die Diagnosesteuereinrichtung 71 bestimmt, ob oder ob nicht die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 schlechter wird, unter Verwendung des in der Speichereinheit 80 gespeicherten integrierten Stromwerts (Schritt S350), und der Sekundärbatteriediagnoseprozess endet. Die Einzelheiten der Bestimmung bezüglich der Verschlechterung in Schritt S350 werden anhand von 5 beschrieben.
  • 5 ist ein Schema, das eine Änderung eines integrierten Stromwerts nach dem Start des Integrierens der Stromwerte zeigt. In 5 stellt die horizontale Achse die seit dem Start der Stromwertintegration vergangene Zeit dar, und die vertikale Achse stellte den integrierten Stromwert dar. Außerdem stellt in 5 eine gerade Linie L1 eine Änderung des integrierten Stromwerts in einem Fall dar, wo eine Verschlechterung der Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 in einem zulässigen Bereich liegt, und eine gerade Linie L2 stellt eine Änderung des integrierten Stromwerts in einem Fall dar, wo die Verschlechterung der Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 niedriger ist als der zulässige Bereich. 5 zeigt eine Änderung des integrierten Stromwerts, die zu einem Zeitpunkt T0 beginnt und zu einem Zeitpunkt T1 endet. Die von den Zubehörvorrichtungen im Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug verbrauchte Leistung ist jeweils konstant. Daher ist die Abnahmerate der Entladungsspannung im Wesentlichen konstant. Daher sind die Änderung (Abnahme) der Entladungsspannung und ein Zeitablauf im Wesentlichen proportional zueinander. Der zulässige Bereich der Verschlechterung der Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 stellt einen Bereich der Verschlechterung der Entladungskapazität dar, der kein Problem für den Betrieb des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 darstellt und der durch Versuche ermittelt werden kann.
  • Unabhängig davon, ob oder ob nicht die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 schlechter wird, steigt der integrierte Stromwert im Zeitverlauf an. Jedoch ist in einem Fall, wo die Verschlechterung niedriger ist als der zulässige Bereich, der integrierte Stromwert, der als gerade Linie L2 gezeigt ist, niedriger als derjenige, der gleichzeitig als gerade Linie L1 gezeigt ist. Demgemäß ist ein integrierter Stromwert SI1, bei dem die Verschlechterung zum Zeitpunkt T1 niedriger ist als der zulässige Bereich, niedriger als ein integrierte Stromwert SI1, bei dem die Verschlechterung zum Zeitpunkt T1 im zulässigen Bereich liegt. In dieser Ausführungsform wird ein integrierter Stromwert, welcher der Untergrenze des zulässigen Bereichs der Verschlechterung der Sekundärbatterie 50 entspricht, vorab aus einem Versuch oder dergleichen ermittelt und als integrierter Schwellenwert SIt eingestellt. In Schritt S350 bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 in einem Fall, wo der integrierte Stromwert, der in Schritt S330 bis S340 erhalten wird, niedriger ist als der integrierte Schwellenwert SIt, dass die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 schlechter wird. In einem Fall, wo der integrierte Stromwert, der in Schritt S330 bis S340 erhalten wird, der integrierte Schwellenwert SIt oder höher ist, bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71, dass die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 nicht schlechter wird.
  • In Schritt S335 bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 in einem Fall, wo die Diagnosesteuereinrichtung 71 bestimmt, dass die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 den unteren Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs nicht erreicht (Schritt S335: NO), wie in 4 gezeigt, ob oder ob nicht die Meldung, dass die Wasserausspülung beendet wird, von der Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung 72 empfangen wird (Schritt S355). In einem Fall, wo die Diagnosesteuereinrichtung 71 bestimmt, dass die Meldung, dass die Wasserausspülung beendet worden ist, nicht empfangen worden ist (Schritt S355: NEIN), kehrt der Prozess zu Schritt S335 zurück.
  • Dagegen beendet die Diagnosesteuereinrichtung 71 in einem Fall, wo die Diagnosesteuereinrichtung 71 bestimmt, dass die Meldung, dass die Wasserausspülung beendet worden ist, empfangen worden ist (Schritt S355: JA), die Integration der Stromwerte (Schritt S360) und speichert den integrierten Stromwert und Daten, die angeben, dass die Diagnose unterbrochen worden ist, in der Speichereinheit 80 (Schritt S365), und der Sekundärbatteriediagnoseprozess endet. Der in Schritt S365 in der Speichereinheit 80 gespeicherte integrierte Stromwert ist ein integrierter Wert der Entladungsströme in einem Fall, wo sich die Entladungsspannung in einem Spannungsbereich ändert, der enger ist als der vorgegebene Spannungsbereich. In der Ausführungsform wird der integrierte Stromwert, der in Schritt S365 in der Speichereinheit 80 gespeichert wird, als integrierter Unterbrechungsstromwert bezeichnet.
  • In einem Fall, wo der Sekundärbatteriediagnoseprozess endet, nachdem Schritt S365 durchgeführt worden ist, wird nicht bestimmt, ob oder ob nicht die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 verschlechtert wird. Der Grund dafür ist der Folgende. Der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug endet, bevor die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 die Untergrenze des vorgegebenen Spannungsbereichs erreicht, und die Sekundärbatterie 50 wird nicht weiter entladen. Daher kann ein für die Diagnose benötigter Wert als integrierter Stromwert nicht ermittelt werden. Jedoch bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 in einem Fall, wo der nächste Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug gestartet wird und der nächste Sekundärbatteriediagnoseprozess demgemäß ebenfalls gestartet wird, in Schritt S320, dass die vorausgegangene Diagnose unterbrochen worden ist (Schritt S320: JA). In diesem Fall fragt die Diagnosesteuereinrichtung 71 den integrierten Unterbrechungswert aus der Speichereinheit 80 ab (Schritt S325) und dann beginnt der Prozess ab Schritt S330. In einem Fall, wo Schritt S325 durchgeführt wird, integriert die Diagnosesteuereinrichtung 71 den gemessenen Stromwert mit dem integrierten Unterbrechungswert. Zum Beispiel wird angenommen, dass: im Ausgabestoppzustand der erste Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durchgeführt wird und endet, bevor die Entladungsspannung den unteren Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs erreicht; und dann der zweite Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durchgeführt wird, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne im Ausgabestoppzustand vergangen ist. In diesem Fall wird die Sekundärbatterie 50 nach dem Ende des ersten Restwasserausspülprozesses bei stillstehendem Fahrzeug nicht aufgeladen. Daher ist die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 beim Start des zweiten Restwasserausspülprozesses bei stillstehendem Fahrzeug der Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 am Ende des ersten Restwasserausspülprozesses bei stillstehendem Fahrzeugs im Wesentlichen gleich. Demgemäß wird in einem Fall; wo der Stromwert mit dem integrierten Unterbrechungswert integriert wird, so dass die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 den unteren Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs erreicht, der integrierte Wert des Entladungsstroms erhalten, während die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 vom oberen Grenzwert auf den unteren Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs sinkt. Demgemäß kann die Diagnosesteuereinrichtung 71 unter Verwendung des integrierten Wertes der Entladungsströme exakt bestimmen, ob oder ob nicht die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 schlechter wird.
  • In Schritt S315, in dem der nächste Sekundärbatteriediagnoseprozess nach der Unterbrechung der Diagnose durchgeführt wird, überprüft die Diagnosesteuereinrichtung 71, dass die Daten, die eine Unterbrechung der Diagnose anzeigen, in der Speichereinheit 80 gespeichert sind, und dann bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 auch in einem Fall, wo die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 niedriger ist als der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs, dass die Diagnose durchgeführt werden kann.
  • Das Ergebnis des Sekundärbatteriediagnoseprozesses, das heißt, dass die Sekundärbatterie 50 schlechter wird oder nicht schlechter wird, kann beispielsweise wie folgt verwendet werden. Durch Leuchten oder Blinkenlassen einer vorgegebenen LED-Lampe oder dergleichen, die in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs enthalten ist, kann die Diagnosesteuereinrichtung 71 einem Anwender die Verschlechterung der Sekundärbatterie 50 melden. Außerdem meldet die Diagnosesteuereinrichtung 71 einem Anwender die Verschlechterung der Sekundärbatterie 50 unter Verwendung eines Tons eines Lautsprechers. Außerdem ist der Inhalt, der gemeldet wird, nicht auf die Daten beschränkt, welche die Verschlechterung der Sekundärbatterie 50 melden, und kann Daten beinhalten, die einen Anwender dringend auffordern, ein Fahrzeug in eine Werkstatt zu bringen, oder Daten, die einen Anwender dringend dazu auffordern, ein Fahrzeug anzuhalten.
  • In dem Brennstoffzellensystem 100 gemäß der ersten Ausführungsform führt die Diagnosesteuereinrichtung 71 eine Diagnose der Sekundärbatterie 50 unter Verwendung des integrierten Stromwerts, der durch Integrieren der Strommengen, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, in einem vorgegebenen Spannungsbereich der Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 durch, die sich als Folge einer Entladung ändert, wenn elektrische Leistung zu den Zubehörvorrichtungen (zum Beispiel der Umwälzpumpe 26 und dem Luftverdichter 31) geliefert wird, durch Durchführen des Restwasserausspülprozesses im Ausgabestoppzustand. Daher kann die Entladung der Sekundärbatterie 50 nur zur Durchführung einer Diagnose an der Sekundärbatterie 50 vermieden werden. Demgemäß ist es beispielsweise nicht nötig, das Fahrzeug (das Brennstoffzellensystem 100) in eine Werkstatt zu bringen oder die Brennstoffzelle 10 absichtlich in den Ausgabestoppzustand zu bringen, um eine Diagnose an der Sekundärbatterie durchzuführen, und eine Verschlechterung der Anwenderfreundlichkeit kann unterdrückt werden.
  • In einem Fall, wo der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug abgeschlossen ist, bevor die Entladung im vorgegebenen Spannungsbereich abgeschlossen ist, wird der integrierte Unterbrechungswert ab dem Beginn bis zum Ende des Restwasserausspülprozesses bei stillstehendem Fahrzeug in der Speichereinheit 80 gespeichert. Wenn der nächste Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durchgeführt wird, wird dann die Strommenge, die von der Sekundärbatterie 50 geliefert wird, mit dem integrierten Unterbrechungswert integriert, der in der Speichereinheit 80 gespeichert ist. Demgemäß kann auch in einem Fall, wo der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug abgeschlossen ist, bevor die Entladung im vorgegebenen Spannungsbereich abgeschlossen ist, die Integration der Strommengen, die von der Sekundärbatterie 50 im vorgegebenen Spannungsbereich geliefert werden, durch einmaliges oder mehrmaliges Durchführen des Restwasserausspülprozesses abgeschlossen werden. Daher kann ein für die Diagnose der Sekundärbatterie 50 erforderlicher integrierter Stromwert erhalten werden, und eine exakte Diagnose der Sekundärbatterie ist möglich.
  • Im Allgemeinen wird der integrierte Stromwert während der Zufuhr (Entladung) von elektrischer Leistung zum Luftverdichter 31, der einen hohen Leistungsverbrauch hat, ermittelt. Daher kann ein für die Diagnose der Sekundärbatterie 50 erforderlicher integrierter Stromwert innerhalb kurzer Zeit erhalten werden. Die Diagnosesteuereinrichtung 71 vergleicht den integrierten Stromwert mit dem integrierten Schwellenwert SIt, der ein integrierter Stromwert ist, bei dem die Verschlechterung der Sekundärbatterie 50 bei der Untergrenze des zulässigen Bereichs liegt, und bestimmt, dass die Sekundärbatterie 50 schlechter wird, wenn der integrierte Stromwert SIt niedriger ist als der integrierte Schwellenwert. Daher kann die Diagnosesteuereinrichtung 71 exakt bestimmen, ob oder ob nicht die Sekundärbatterie 50 schlechter wird.
  • Außerdem ermittelt die Diagnosesteuereinrichtung 71 den integrierten Stromwert nicht und führt keine Diagnose der Sekundärbatterie 50 durch, falls die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 zu Beginn der Integration der Stromwerte niedriger ist als der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs, das heißt in einem Fall, wo die Strommengen, die von der Sekundärbatterie 50 im vorgegebenen Spannungsbereich geliefert werden, nicht integriert werden können. In einem Fall, wo die Strommengen, die von der Sekundärbatterie 50 im vorgegebenen Spannungsbereich geliefert werden, integriert werden können, ermittelt die Diagnosesteuereinrichtung 71 den integrierten Stromwert und führt eine Diagnose der Sekundärbatterie durch 50. Daher kann die Durchführung eines unnötigen Prozesses unterdrückt werden und eine exakte Diagnose der Sekundärbatterie 50 kann durchgeführt werden.
  • Modifizierungsbeispiele
  • B1. Modifizierungsbeispiel 1
  • In der Ausführungsform wird der kathodenseitige Wasserausspülprozess nach dem anodenseitigen Wasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durchgeführt. Jedoch kann die Reihenfolge der Wasserausspülprozesse vertauscht werden. Im Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug wird der Restwasserausspülprozess sowohl auf der Anodenseite als auch der Kathodenseite durchgeführt. Jedoch kann der Restwasserausspülprozess auch entweder auf der Anodenseite oder auf der Kathodenseite durchgeführt werden. Zum Beispiel kann bei einer Konfiguration, wo der Restwasserausspülprozess nur auf der Kathodenseite durchgeführt wird, die Sekundärbatterie 50 überprüft werden, während der Restwasserausspülprozess auf der Kathodenseite der Brennstoffzelle 10 durchgeführt wird. Bei einer Gestaltung, wo der Restwasserausspülprozess nur auf der Anodenseite durchgeführt wird, kann die Sekundärbatterie 50 überprüft werden, während der Restwasserausspülprozess auf der Anodenseite der Brennstoffzelle 10 durchgeführt wird. Demgemäß können die gleichen Wirkungen wie diejenigen der Ausführungsform gezeigt werden. Zum Beispiel kann in einem Fall, wo der Restwasserausspülprozess durchgeführt wird, wenn ein Startschalter ausgeschaltet wird, der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug nur auf der Anodenseite durchgeführt werden. In einem Fall, wo der Wasserausspülprozess nicht durchgeführt wird, wenn ein Startschalter ausgeschaltet wird, kann der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug entweder auf der Anodenseite oder auf der Kathodenseite durchgeführt werden.
  • B2. Modifizierungsbeispiel 2
  • In der Ausführungsform wird der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug regelmäßig im Ausgabestoppzustand durchgeführt, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Temperatur der Brennstoffzelle 10 oder die Außenlufttemperatur regelmäßig gemessen werden, so dass in einem Fall; wo die gemessene Temperatur niedriger ist als eine vorgegebene Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich, dessen Mitte bei 0°C liegt, der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durchgeführt wird. Außerdem kann beispielsweise in einem Fall, wo die durchschnittliche niedrigste Temperatur in einer vorgegebenen Zeitspanne (beispielsweise von drei Tagen) unmittelbar vor dem Restwasserausspülprozess 0°C oder niedriger ist, der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug durchgeführt werden.
  • B3. Modifizierungsbeispiel 3
  • Jedoch wird in der Ausführungsform in einem Fall, wo der Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug endet, bevor die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 den unteren Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs erreicht, der Stromwert im nächsten Sekundärbatteriediagnoseprozess mit dem vorangehenden integrierten Unterbrechungswert integriert. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Gestaltung beschränkt. Zum Beispiel kann es sein, dass der integrierte Unterbrechungswert in einem Fall, wo die Diagnose unterbrochen wird, nicht in der Speichereinheit 80 gespeichert wird, und in einem Fall, wo der zweite oder folgende Sekundärbatteriediagnoseprozess durchgeführt wird, die Diagnose (die Integration der Stromwerte) nicht durchgeführt wird, bis die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 der obere Grenzwert des Spannungsbereichs oder höher wird. Auch bei der Gestaltung kann in einem Fall, wo das Brennstoffzellensystem 100 anschließend gestartet wird, um die Sekundärbatterie 50 aufzuladen, die Entladungsspannung höher sein als der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs. Demgemäß kann in einem Fall, wo die Brennstoffzelle 10 anschließend in den Ausgabestoppzustand eintritt, der integrierte Stromwert im Sekundärbatteriediagnoseprozess exakt ermittelt werden.
  • B4. Modifizierungsbeispiel 4
  • In der Ausführungsform vergleicht die Diagnosesteuereinrichtung 71 den integrierten Stromwert mit dem integrierten Schwellenwerte SIt und bestimmt in einem Fall, wo der integrierte Stromwert niedriger ist als der integrierte Schwellenwert SIt, dass die Sekundärbatterie 50 schlechter wird. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Gestaltung beschränkt. Zum Beispiel kann die Diagnosesteuereinrichtung 71 eine Neigung der geraden Linie, die in 5 gezeigt ist, ermitteln, und kann in einem Fall, wo die Neigung geringer ist als ein vorgegebener Wert, bestimmen, dass die Sekundärbatterie 50 schlechter wird. Zum Beispiel kann ein integrierter Wert von Stromwerten zu zwei Zeiten während der Integration der Stromwerte gespeichert werden, so dass die Neigung der geraden Linie auf Basis des integrierten Stromwerts ermittelt werden kann. Außerdem kann der Grad der Verschlechterung spezifiziert werden, statt zu bestimmen, ob oder ob nicht die Sekundärbatterie 50 schlechter wird. Bei der Gestaltung entspricht die Spezifizierung des Grades der Verschlechterung der Diagnose der Sekundärbatterie 50.
  • B5. Modifizierungsbeispiel 5
  • In der Ausführungsform bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 in einem Fall, wo die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 niedriger ist als der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs, dass die Diagnose nicht durchgeführt werden kann (Schritt S315: NEIN), und der Sekundärbatteriediagnoseprozess endet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Gestaltung beschränkt. Zum Beispiel können die Stromwerte konstant integriert werden, ohne den Schritt S315 durchzuführen. Durch Einstellen eines Spannungsbereichs, bei dem der obere Grenzwert relativ niedrig ist, als vorgegebenen Spannungsbereich, wird es wahrscheinlich, dass die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 zu Beginn der Integration der Stromwerte höher wird als der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs. Somit muss in diesem Fall Schritt S315 nicht durchgeführt werden. Bei der Gestaltung der Ausführungsform kann der vorgegebene Spannungsbereich als breiter Spannungsbereich eingestellt werden, und ein integrierter Stromwert mit einer höheren Zuverlässigkeit kann erhalten werden, um eine Diagnose dahingehend durchzuführen, ob oder ob nicht die Sekundärbatterie 50 schlechter wird.
  • B6. Modifizierungsbeispiel 6
  • Im Schritt S315 der Ausführungsform bestimmt die Diagnosesteuereinrichtung 71 in einem Fall, wo die Entladungsspannung der Sekundärbatterie 50 niedriger ist als der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs, dass die Diagnose nicht durchgeführt werden kann. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Gestaltung beschränkt. Zum Beispiel kann die Diagnosesteuereinrichtung 71 nicht nur in einem Fall, wo die Entladungskapazität der Sekundärbatterie 50 niedriger ist als der obere Grenzwert des vorgegebenen Spannungsbereichs, sondern auch in einem Fall, wo ein Schalthebel eines Fahrzeugs auf einem anderen Modus als Parken steht, beispielsweise auf Fahren (D) oder Rückwärts (R), das heißt in einem Modus, der einem Zustand entspricht, wo das Brennstoffzellensystem 100 eingeschaltet ist, bestimmen, dass die Diagnose nicht durchgeführt werden kann.
  • B7. Modifizierungsbeispiel 7
  • In der Ausführungsform ist das Gas, das im Restwasserausspülprozess bei stillstehendem Fahrzeug verwendet wird, ein Reaktionsgas (Wasserstoffgas und Luft). Jedoch kann ein anderes Gas anstelle von oder zusätzlich zu dem Reaktionsgas verwendet werden. Zum Beispiel kann der Restwasserausspülprozess unter Verwendung eines spezifischen Gases für den Restwasserausspülprozess durch Liefern des spezifischen Gases zur Brennstoffzelle 10 und Bereitstellen einer Funktion für das Ausführen von Abgas ermöglicht werden. Als spezifisches Gas kann beispielsweise Stickstoffgas verwendet werden.
  • B8. Modifizierungsbeispiel 8
  • In der Ausführungsform können manche Konfigurationen, die durch Hardware verwirklicht werden, durch Software verwirklicht werden. Umgekehrt können manche Konfigurationen, die durch Software verwirklicht werden, durch Hardware verwirklicht werden. Außerdem kann die Software (ein Computerprogramm) in einem Fall, wo manche oder alle Funktionen der Erfindung durch Software verwirklicht werden, in Form eines computerlesbaren Aufzeichnungsmediums verwirklicht werden, das die Software speichert. „Computerlesbares Aufzeichnungsmedium“ schließt nicht nur tragbare Aufzeichnungsmedien wie eine flexible Scheibe und eine CDROM ein, sondern auch interne Speichervorrichtungen innerhalb von Computern wie einen RAM und einen ROM und externe Speichervorrichtungen, die fest an Computern angebracht sind, beispielsweise eine Festplatte. Das heißt, „computerlesbares Medium“ weist eine breite Bedeutung auf, einschließlich von beliebigen Aufzeichnungsmedien, die Daten dauerhaft festhalten können.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und die Modifikationsbeispiele beschränkt, und verschiedene Konfigurationen können innerhalb eines Bereichs verwirklicht werden, der vom Bereich der Erfindung nicht abweicht. Zum Beispiel können die technischen Merkmale in den Ausführungsformen und den Modifizierungsbeispielen, die den unter „KURZFASSUNG DER ERFINDUNG“ beschriebenen technischen Merkmalen in den jeweiligen Aspekten entsprechen, geeignet ersetzt oder miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus können die technischen Merkmale gegebenenfalls weggelassen werden, wenn sie in dieser Beschreibung nicht als unverzichtbare Merkmale spezifiziert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013150417 [0002]
    • JP 2013150417 A [0002]

Claims (8)

  1. Brennstoffzellensystem, aufweisend: eine Brennstoffzelle (10); Zubehörvorrichtungen (26, 31), die verwendet werden, um Gas zur Brennstoffzelle zu liefern; eine Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung (72), die dafür ausgelegt ist, einen Betrieb der Zubehörvorrichtungen zu steuern; eine Sekundärbatterie (50); einen Stromsensor (62), der dafür ausgelegt ist, eine Strommenge zu messen, die von der Sekundärbatterie geliefert wird; einen Spannungssensor (61), der dafür ausgelegt ist, eine Entladungskapazität der Sekundärbatterie zu messen; und eine Diagnosesteuereinrichtung (71), die dafür ausgelegt ist, die Sekundärbatterie zu überprüfen, wobei: die Zubehörvorrichtungssteuereinrichtung (72) dafür ausgelegt ist, in einem Ausgabestoppzustand, wo die Brennstoffzelle keine elektrische Leistung ausgibt, einen Restwasserausspülprozess durchzuführen, in dem durch Antreiben der Zubehörvorrichtungen unter Verwendung elektrischer Leistung, die von der Sekundärbatterie geliefert wird, und Liefern des Gases zur Brennstoffzelle, Wasser, das in der Brennstoffzelle verblieben ist, aus dem Brennstoffzellensystem ausgespült wird; und die Diagnosesteuereinrichtung (71) dafür ausgelegt ist, eine Diagnose der Sekundärbatterie unter Verwendung eines integrierten Wertes, der durch Integrieren von Strommengen erhalten wird, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, in einem vorgegebenen Spannungsbereich der Entladungsspannung, die sich als Folge der Entladung ändert, wenn elektrische Leistung zu den Zubehörvorrichtungen geliefert wird, durch Durchführen des Restwasserausspülprozesses durchzuführen.
  2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, ferner eine Speichereinheit (80) aufweisend, die dafür ausgelegt ist, einen integrierten Wert von Strommengen zu speichern, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, wobei die Diagnosesteuereinrichtung (71) dafür ausgelegt ist, dann, wenn der Restwasserausspülprozess abgeschlossen ist, bevor die Entladung durch die Sekundärbatterie in dem Spannungsbereich abgeschlossen ist, den integrierten Stromwert durch Wiederholen der folgenden Prozesse (i) und (ii) zu wiederholen, bis die Entladung durch die Sekundärbatterie im Spannungsbereich abgeschlossen ist: (i) einen Prozess, in dem bewirkt wird, dass die Speichereinheit (80) den integrierten Wert von Strommengen, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, speichert, wobei der Strom ab dem Beginn bis zum Ende des Restwasserausspülprozesses geliefert wird; und (ii) einen Prozess, in dem die Strommenge, die von der Sekundärbatterie geliefert wird, mit dem integrierten Wert integriert wird, der in der Speichereinheit (80) gespeichert ist, wenn der Restwasserausspülprozess durchgeführt wird.
  3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei: das Gas Luft als Oxidationsgas aufweist; und die Hilfsvorrichtungen einen Luftverdichter (31) einschließen.
  4. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Gas Wasserstoffgas als Brenngas aufweist; das Brennstoffzellensystem ferner aufweist: einen Tank (21), in dem Wasserstoffgas gespeichert wird, einen Anodengaszuführweg (22), durch den das Wasserstoffgas aus dem Tank zur Brennstoffzelle geliefert wird, einen Anodenabgasausführweg (23), durch den Abgas, das Wasserstoffgas einschließt, aus der Brennstoffzelle ausgeführt wird, einen Umgehungsströmungsweg (24), durch den der Anodenabgasausführweg und der Anodengaszuführweg verbunden sind, und eine Pumpe (26), die im Umgehungsströmungsweg (24) angeordnet ist und die Abgas, das aus dem Anodenabgasausführweg ausgeführt wird, zum Anodengaszuführweg liefert; und wobei die Zubehörvorrichtungen die Pumpe einschließen.
  5. Das Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Diagnosesteuereinrichtung (71) dafür ausgelegt ist, den integrierten Stromwert mit einem integrierten Schwellenwert (SIt) zu vergleichen, der einer Untergrenze eines integrierten Stromwerts entspricht, bei dem die Verschlechterung der Sekundärbatterie bei einer Untergrenze eines zulässigen Bereichs liegt, und dafür ausgelegt ist zu bestimmen, dass die Sekundärbatterie schlechter wird, wenn der integrierte Stromwert niedriger ist als der integrierte Schwellenwert (SIt).
  6. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Diagnosesteuereinrichtung (71) dafür ausgelegt ist, einen Gradienten des integrierten Stromwerts während eines vorgegebenen Zeitverlaufs mit einem Schwellenwertgradienten einer Untergrenze für einen integrierten Stromwert, bei dem eine Verschlechterung der Sekundärbatterie bei einer Untergrenze eines zulässigen Bereichs liegt, während des vorgegebenen Zeitverlaufs zu vergleichen, und dafür ausgelegt ist, zu bestimmen, dass die Sekundärbatterie schlechter wird, wenn der Gradient des integrierten Stromwerts niedriger ist als der Schwellenwertgradient.
  7. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Diagnosesteuereinrichtung (71) bestimmt, ob oder nicht die Entladungsspannung der Sekundärbatterie beim Starten des Restwasserausspülprozesses niedriger ist als ein oberer Grenzwert des Spannungsbereichs, den integrierten Stromwert nicht ermittelt und keine Diagnose der Sekundärbatterie durchführt, wenn die Diagnosesteuereinrichtung (71) bestimmt, dass die Entladungsspannung der Sekundärbatterie niedriger ist als der obere Grenzwert des Spannungsbereichs, und den integrierten Stromwert ermittelt und eine Diagnose der Sekundärbatterie durchführt, wenn die Diagnosesteuereinrichtung (71) bestimmt, dass die Entladungsspannung der Sekundärbatterie nicht niedriger ist als der obere Grenzwert des Spannungsbereichs.
  8. Sekundärbatteriediagnoseverfahren zum Durchführen einer Diagnose an einer Sekundärbatterie, die elektrische Leistung zu Zubehörvorrichtungen zum Liefern von Gas zu einer Brennstoffzelle liefert, wobei das Sekundärbatteriediagnoseverfahren beinhaltet: (a) Durchführen eines Restwasserausspülprozesses in einem Ausgabestoppzustand, wo die Brennstoffzelle keine elektrische Leistung ausgibt, wobei durch Antreiben der Zubehörvorrichtungen unter Verwendung elektrischer Leistung, die von der Sekundärbatterie geliefert wird, und Liefern des Gases zur Brennstoffzelle Wasser, das in der Brennstoffzelle verblieben ist, aus dem Brennstoffzellensystem ausgespült wird. (b) Ermitteln eines integrierten Wertes durch Integrieren von Strommengen, die von der Sekundärbatterie geliefert werden, in einem vorgegebenen Spannungsbereich einer Entladungsspannung der Sekundärbatterie, die sich als Folge einer Entladung ändert, wenn elektrische Leistung durch Durchführen des Restwasserausspülprozesses zu den Zubehörvorrichtungen geliefert wird; und (c) Durchführen einer Sekundärbatteriediagnose unter Verwendung des integrierten Stromwerts.
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