压的变化较小。因此，有不能高精度地判断电解质膜111的劣化的主要原因是由哪种造成的顾虑。相对于此，如本实施方式那样，在燃料电池组I的HFR为规定的识别许可阈值以上时，通过使电解质膜111从干燥状态转移至湿润状态，可以高精度地判定交叉泄漏量是否在增加。
[0125]而且，在本实施方式中，设为在电压降低量AVl为规定的劣化判定阈值以上时，使电解质膜111从干燥状态转移至湿润状态，判定交叉泄漏量是否在增加。即，设为以燃料电池组I的输出电压在降低为条件，判定交叉泄漏量是否在增加。
[0126]在本实施方式中，在使电解质膜111从干燥状态转移至湿润状态时，将燃料电池组I的HFR控制为低于通常时的目标HFR的劣化识别时用的目标HFR。
[0127]这里，对于通过预先将燃料电池组I的HFR控制为与目标输出电流相应的通常时的目标HFR，在零下起动时的电解质膜111的含水量抑制得低，保证零下起动性能的时候，如果频繁地增大电解质膜111的湿润度以检测交叉泄漏量的增加，则有零下起动性能恶化的顾虑。因此，通过在交叉泄漏量在增加的可能性高的情况下进行检测，可以抑制不需要地使电解质膜111的含水量增大，可以抑制零下起动性能的恶化
[0128]而且，在本实施方式中，设为在将输出电流维持固定，同时将电解质膜111从干燥状态转移至湿润状态时的输出电压的电压变化量ΔΥ2如果为规定值以上，则判定从基准电压开始的电压降低的主要原因在于交叉泄漏量的增加，如果电压变化量M2不足规定值，则判定从基准电压开始的电压降低的主要原因在于催化剂的劣化。即，将燃料电池组I的发电电力控制为固定，使电解质膜111的湿润度大于通常时的湿润度，如果此时的输出电压的变化量为规定值以上，则判定为交叉泄漏量在增加，如果不足规定值，则判定催化剂在劣化。
[0129]因此，可以识别燃流电池组I的劣化导致的电压降低的主要原因是在于交叉泄漏量的增加，还是在于催化剂的劣化。
[0130](第2实施方式)
[0131]接着，说明本发明的第2实施方式。本实施方式的劣化识别处理的内容与第I实施方式不同。以下，以该不同点为中心进行说明。而且，在以下所示的各实施方式中，对于实现与上述的第I实施方式相同的功能的部分使用同一标号，适当省略重复的说明。
[0132]在第I实施方式中，通过将输出电流维持固定，同时将HFR控制为参照图10的表计算的劣化识别时用的目标HFR，使电解质膜111从干燥状态转移至湿润状态。
[0133]相对于此，在本实施方式中，通过使输出电流增大，按照图4的表使HFR降低，使电解质膜111从干燥状态转移至湿润状态，根据此时的输出电压的变化，识别交叉泄漏量是否增加。以下，说明该本实施方式的劣化识别处理。
[0134]图14是说明本实施方式的劣化识别处理的内容的流程图。
[0135]在步骤S241中，控制器5检测当前的输出电压，将其作为劣化识别处理之前的输出电压存储。
[0136]在步骤S242中，控制器5在根据当前的燃料电池系统的运转状态算出的燃料电池组I的目标输出电流中加上规定值，计算劣化识别时用的目标输出电流。而且，将燃料电池组I的输出电流控制为劣化识别时用的目标输出电流时的规定值部分的剩余的发电电力对电池充电。
[0137]在步骤S243中，控制器5参照图4的表，根据劣化识别时用的目标输出电流，计算劣化识别时用的目标HFR。
[0138]在步骤S244中，控制器5判定在步骤S47中检测出的劣化识别处理后的输出电压、与在步骤S241中检测出的劣化识别处理之前的输出电压之间的电压差即电压变化量AV2是否不足规定值。如果电压变化量AV2不足规定值，则控制器5进行步骤S49的处理，如果为规定值以上，则进行步骤S50的处理。
[0139]图15是说明本实施方式的交叉泄漏量的增加检测控制的动作的定时图。
[0140]在时刻t31中，在燃料电池组I在发电的状态下，如果判定电压降低量Λν?为劣化判定阈值以上，则判定燃料电池组I的HFR是否为识别许可阈值以上。
[0141]在该定时图中，在时刻t31中燃料电池组I的HFR成为识别许可阈值以上。因此，存储时刻t31的输出电压作为劣化识别处理之前的输出电压。
[0142]然后，计算在时刻31的目标输出电流中加上规定值的结果，作为劣化识别时用的目标输出电流，将燃料电池组I的输出电流控制为劣化识别时用的目标输出电流。而且，根据劣化识别时用的目标输出电流计算劣化识别时用的目标HFR，朝劣化识别时用的目标HFR反馈控制燃料电池组I的HFR。
[0143]在时刻t32，判定燃料电池组I的HFR已成为劣化识别时用的目标HFR时，判定此时的输出电压即劣化识别处理后的输出电压、与劣化识别处理之前的输出电压之间的电压差，即电压变化量ΔΥ2是否不足规定值。
[0144]然后，如果电压变化量AV2不足规定值，则判定电压降低量AVl成为劣化判定阈值以上的主要原因在于在电解质膜111中产生了孔所导致的交叉泄漏量的增加。另一方面，如果电压变化量AV2为规定值以上，则判定电压降低量AVl成为劣化判定阈值以上的主要原因在于催化剂层112a、113a的催化剂表面积的减少。
[0145]这是因为，如图15(A)中实线所示那样，在电压降低的主要原因在于交叉泄漏量的增加的情况下，由于通过使电解质膜111从干燥状态转移至湿润状态，电解质膜111的孔堵塞，交叉泄漏量减少，所以输出电压的降低幅度变小，电压变化量M2不足规定值。
[0146]另一方面，如图15(A)中点划线所示，在电压降低的主要原因在于催化剂的劣化的情况下，由于即使使电解质膜111从干燥状态转移至湿润状态，催化剂表面积也不返回劣化之前的状态，所以，输出电压较大地降低了使输出电流上升的部分，所以电压变化量AV2为规定值以上。
[0147]按照以上说明的本实施方式，通过增大燃料电池组I的发电电力，增大电解质膜111的湿润度，如果此时的输出电压的变化量不足规定值，则判定交叉泄漏量在增加，如果为规定值以上，则判定为催化剂在劣化。这样处理，可以得到与第I实施方式相同的效果，同时不需要作成计算劣化识别时用的目标HFR的表(图10)，可以实现工时的减少。
[0148]以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式只不过是表示本发明的适用例的一部分，不是意图将本发明的技术的范围限定于上述实施方式的具体的结构。
[0149]例如，在上述的第I实施方式中，也可以取代使用燃料电池组I的输出电压，而检测构成燃料电池组I的每一张燃料电池10的输出电压，使用每一张的电压变化。通过这样处理，即使在燃料电池10中的仅一张中产生了交叉泄漏增大的情况下，也可以高精度地进行检测。而且，也可以不每一张，而是每多张地检测输出电压，使用其电压变化。
[0150]而且，在上述的第2实施方式中，在实施劣化识别处理时，计算在目标输出电流中加上规定值的结果作为劣化识别时用的目标输出电流，但是不限于这样的方法，也可以在增加油门操作量从而燃料电池组I的目标输出电流增加时，同时实施劣化识别处理。
[0151] 本申请要求基于2013年I月24日向日本专利局提出申请的特愿2013 — 11416号的优先权，该申请的全部内容通过参照并入本说明书中。
【主权项】
1.一种燃料电池系统，将阳极气体以及阴极气体提供给燃料电池，使其发电，包括: 外部负载，连接到所述燃料电池； 电力调整单元，根据所述外部负载的耗电，调整所述燃料电池的发电电力； 湿润度控制单元，根据所述燃料电池的发电电力，控制所述燃料电池的电解质膜的湿润度； 输出电压检测单元，检测所述燃料电池的输出电压；以及 交叉泄漏判定单元，在所述燃料电池发电时，增大所述电解质膜的湿润度，根据当时的输出电压的变化，判定交叉泄漏量是否在增加。2.如权利要求1所述的燃料电池系统， 所述交叉泄漏判定单元以所述电解质膜的湿润度为规定的阈值以下为条件，开始判定。3.如权利要求1或2所述的燃料电池系统， 电压降低判定单元，根据对于每一个所述燃料电池的输出电流预先确定的基准电压、以及检测到的输出电压，判定所述燃料电池的输出电压是否在降低， 所述交叉泄漏判定单元以所述燃料电池的输出电压在降低为条件，开始判定。4.如权利要求1至3的任意一项所述的燃料电池系统， 所述交叉泄漏判定单元将所述燃料电池的发电电力控制为固定，同时使所述电解质膜的湿润度大于由所述湿润度控制单元控制的湿润度，如果此时的输出电压的变化量为规定值以上，则判定为交叉泄漏量在增加，如果不足规定值，则判定为催化剂在劣化。5.如权利要求1至3的任意一项所述的燃料电池系统， 所述交叉泄漏判定单元通过增大所述燃料电池的发电电力，通过所述湿润控制单元增大所述电解质膜的湿润度，如果当时的输出电压的变化量不足规定值，则判定为交叉泄漏量在增加，如果为规定值以上，则判定为催化剂在劣化。6.一种燃料电池汽车，安装了权利要求1至权利要求5的任意一项记载的燃料电池系统。
【专利摘要】燃料电池系统包括：与燃料电池连接的外部负载；根据外部负载的耗电，调整燃料电池的发电电力的电力调整单元；根据燃料电池的发电电力控制燃料电池的电解质膜的湿润度的湿润度控制单元；检测燃料电池的输出电压的输出电压检测单元；以及在燃料电池发电时，增大电解质膜的湿润度，根据当时的输出电压的变化判定交叉泄漏量是否在增加的交叉泄漏判定单元。
【IPC分类】H01M8/04, B60L11/18, H01M8/10, H01M8/00
【公开号】CN104956534
【申请号】CN201380071267
【发明人】奥井武彦
【申请人】日产自动车株式会社
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2013年12月9日
【公告号】CA2898292A1, EP2950376A1, US20150357659, WO2014115431A1