燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法
【专利说明】燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法
[0001]本申请主张基于在2014年11月7日提出申请的申请编号2014-226888号的日本专利申请的优先权，其公开的全部通过参照而援引于本申请。
技术领域
[0002]本发明涉及燃料电池系统。
【背景技术】
[0003]—直以来，在具备贮藏用于向燃料电池供给的燃料气体的罐的燃料电池系统中，进行罐内的压力值的检测。例如，在JP2002-089793A记载的燃料电池系统中，在从罐向燃料电池供给氢气的配管上配置压力传感器，使用上述压力传感器来检测罐内的压力值。而且，在该燃料电池系统中，基于检测到的罐内的压力值和罐内的温度，算出罐内的残存氢量。通常，罐内的残存氢量由罐内的氢气的填充率即所谓State of Charge (SOC)表不。
【发明内容】
[0004]在JP2002-089793A记载的燃料电池系统中，在压力传感器发生了零点变动的所谓漂移的情况下，会误检测罐内的压力值。尤其是在零点向正侧变动而与实际的值相比较高地检测出压力值的情况下，罐的氢气的填充率比实际的值高地算出，因此可能在燃料电池的工作中突然发生氢气不足。而且，在搭载有燃料电池系统的燃料电池车辆等移动体中，在基于氢气的填充率来估计可续航距离的结构中，若较高地算出填充率，则会过度地估计可续航距离。因而，要求一种抑制将罐内的压力值误检测得较高的技术。这样的课题并不局限于搭载于移动体的燃料电池系统，在固定型燃料电池等所使用的各种燃料电池系统中共通。
[0005]本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，能够作为以下的方式实现。
[0006](I)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备:燃料电池；罐，贮藏在所述燃料电池中使用的气体；第一压力传感器，测定填充用配管中的气体填充时的压力即填充时压力，所述填充用配管用于向所述罐填充所述气体；第二压力传感器，测定供给用配管中的所述燃料电池起动时的压力即供给用配管压力，所述供给用配管用于从所述罐向所述燃料电池供给所述气体；温度传感器，测定所述罐的内部温度；及控制部，在所述燃料电池的起动时，基于表示所述填充时压力的第一压力值、测定出所述第一压力值时的所述内部温度及测定出所述供给用配管压力时的所述内部温度，求算所述供给用配管压力的推定压力值，并将所述推定压力值和表示测定出的所述供给用配管压力的第二压力值中的较低的值作为所述供给用配管压力而检测出。根据该方式的燃料电池系统，将推定压力值和第二压力值中的较低的值作为供给用配管压力而检测出，因此即使在由于第二压力传感器的故障等而将第二压力值测定为比实际的值高的值的情况下，也能够抑制将罐内的压力值误检测得较高的情况。
[0007](2)在上述方式的燃料电池系统中，可以的是，所述控制部在求算所述推定压力值时，使用表示所述气体填充时的最大的所述填充时压力的所述第一压力值。根据该方式的燃料电池系统，使用表示气体填充时的最大的填充时压力的第一压力值来求算推定压力值，因此与使用气体填充完成后的状态下的压力值的结构相比，能够降低填充用配管内的降压(depressurizat1n)的影响。因此，能够抑制推定压力值的推定精度的下降，能够更可靠地抑制将罐内的压力值误检测得较高的情况。
[0008](3)在上述方式的燃料电池系统中，可以的是，所述控制部在所述推定压力值与所述第二压力值之差的绝对值为规定值以上的情况下，将所述推定压力值和所述第二压力值中的较低的值作为所述供给用配管压力而检测出，在所述绝对值比所述规定值小的情况下，将所述第二压力值作为所述供给用配管压力而检测出。根据该方式的燃料电池系统，能够考虑第一压力传感器、第二压力传感器、温度传感器的各自的测定误差来检测供给用配管压力。
[0009](4)在上述方式的燃料电池系统中，可以的是，所述控制部记录作为所述供给用配管压力而检测出的压力值。根据该方式的燃料电池系统，检测到的压力值被记录，因此可能使用上述值来进行第一及第二压力传感器的故障原因的解析和对使用者的警告消息及警告声的通知等。
[0010](5)在上述方式的燃料电池系统中，可以的是，所述燃料电池系统还具备填充率确定部，该填充率确定部使用作为所述供给用配管压力而检测出的压力值来求算所述罐内的所述气体的填充率。根据该方式的燃料电池系统，基于检测到的压力值来确定填充率，因此能够抑制将罐内的气体的填充率误检测得较高，能够抑制在燃料电池系统搭载于燃料电池车辆的情况下过度地估计可续航距离，能够抑制使用者的便利性的下降。
[0011]本发明能够以各种方式实现。例如，能够以搭载有燃料电池系统的燃料电池车辆、燃料电池系统的控制方法、罐内的压力的检测方法等方式实现。
【附图说明】
[0012]图1是表示作为本发明的一实施方式的燃料电池系统的概略结构的说明图。
[0013]图2是表示气体填充系统及气体供给系统中的氢气的压力值的推移的说明图。
[0014]图3是表示当前压力值检测处理的顺序的流程图。
【具体实施方式】
[0015]A.实施方式:
[0016]A-1.系统结构:
[0017]图1是表示作为本发明的一实施方式的燃料电池系统的概略结构的说明图。燃料电池系统100作为用于供给驱动用电力的系统而搭载于燃料电池车辆500使用。为了便于说明，在图1中，向燃料电池车辆500供给氢气的氢气站900由双点划线表不，氢气的流动的方向由白箭头表示。
[0018]燃料电池系统100具备燃料电池10、第一罐20a、第二罐20b、插孔30、通信部40、气体填充系统50、气体供给系统60、填充侧压力传感器70、供给侧压力传感器80、控制部90。燃料电池10是所谓固体高分子型燃料电池，具有接受作为反应气体的燃料气体及氧化剂气体的供给而发电的多个单电池层叠的堆叠结构。在本实施方式中，使用氢气作为燃料气体。
[0019]第一罐20a及第二罐20b分别在内部贮藏被压缩的状态的氢气。第二罐20b在容量比第一罐20a小的点上与第一罐20a不同，其他的结构与第一罐20a相同。因此，以下，说明第一罐20a的详细结构，省略第二罐20b的详细结构的说明。第一罐20a的容量也可以与第二罐20b的容量相等，还可以比第二罐20b的容量小。而且，在本实施方式中，具备2个罐20a、20b，但也可以具备I个或多个任意的个数的罐。
[0020]第一罐20a通过气体填充系统50与插孔30连接。而且，第一罐20a通过气体供给系统60与燃料电池10连接。第一罐20a具有大致圆柱状的外观形状，具有在树脂制的内衬的外周面形成了纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics ；FRP)的加强层的结构。第一罐20a在大致圆柱状的外观形状的端部具备盖子22a。在盖子22a上配置有止回阀24a、主截止阀26a、第一温度传感器28a。
[0021]止回阀24a与气体填充系统50连接。止回阀24a容许经由气体填充系统50供给的氢气的流动，阻止从第一罐20a朝向气体填充系统50的氢气的流动。主截止阀26a与气体供给系统60连接。通过打开主截止阀26a，贮藏于第一罐20a的氢气经由气体供给系统60向燃料电池10供给。第一温度传感器28a检测第一罐20a的内部的温度Ta并向控制部90输出。
[0022]第一罐20a的规格以使内部的温度Ta为85°C以下，氢气的填充率即所谓State ofCharge (SOC)为100%以下，内部的压力值为87.5MPa以下的方式，通过法律来规定。
[0023]第二罐20b与第一罐20a —样，具备盖子22b、止回阀24b、主截止阀26b、第二温度传感器28b。第二温度传感器28b检测第二罐20b的内部的温度Tb。在以后的说明中，将第一罐20a和第二罐20b也统称为“罐20”。而且，将第一温度传感器28a和第二温度传感器28b也统称为“温度传感器28”，将温度Ta与温度Tb的平均值也称为“温度T”。
[0024]插孔30与氢气站900的喷嘴910接合，经由喷嘴910接受从氢气供给部930供给的氢气。通信部40配置在插孔30的附近，与氢气站900的通信部920之间进行基于红外线的信息的发送接收。作为发送接收的信息，例如，罐20内的压力值等符合。也可以取代红外线通信，而通过其他的任意的通信方法进行信息的发送接收。
[0025]气体填充系统50配置在插孔30与各罐20a、20b之间。气体填充系统50具备第一填充用配管51、第二填充用配管52、第三填充用配管53、填充侧分支管55。第一填充用配管51的一端与插孔30连接，另一端与填充侧分支管55连接。第二填充用配管52的一端与填充侧分支管55连接，另一端与止回阀24a连接。因此，插孔30与第一罐20a经由第一填充用配管51、填充侧分支管55、第二填充用配管52、止回阀24a而相互连通。而且，第三填充用配管53的一端与填充侧分支管55连接，另一端与止回阀24b连接。因此，插孔30与第二罐20b经由第一填充用配管51、填充侧分支管55、第三填充用配管53、止回阀24b而相互连通。填充侧分支管55将从第一填充用配管51供给的氢气向第二填充用配管52和第三填充用配管53分配。
[0026]气体供给系统60配置在各罐20a、20b与