专利名称：燃料电池系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池系统及其控制方法。
背景技术：
燃料电池一般具有层叠多个通过电极夹持电解质膜的发电体(膜电极接合体)而 成的电池组构造。燃料电池将各发电体的发电电力集中而向外部负载供给，因此优选各发 电体能够同样地发电。因此，在检测出一部分发电体中发电能力显著下降的情况下，提出 有限制燃料电池整体的输出而使该一部分发电体的发电能力恢复的恢复处理(日本特开 2005-197008号公报，日本特开2002-164065号公报等)。但是，优选燃料电池保持电解质膜为适度的湿润状态而继续发电。在电解质膜干 燥的状态下继续燃料电池的发电时，有电解质膜老化的可能性。但是，即使在电解质膜处于 可导致该老化的干燥状态的情况下，在没有检测出执行上述恢复处理的发电能力的下降的 情况下，燃料电池的发电继续，成为燃料电池的老化的原因。实际情况是，迄今为止对于该 问题并未开展充分的研究。本发明的目的在于，提供抑制燃料电池的老化的技术。
发明内容
本发明为了解决上述课题的至少一部分而提出，能够作为以下的方式或适用例而 实现。本发明的一个适用例的燃料电池系统，具有燃料电池；湿润状态检测部，检测与 所述燃料电池内部的湿润状态相关的湿润状态指标值；以及控制部，根据对于所述燃料电 池系统的输出要求控制所述燃料电池的输出，所述控制部为了暂时限制所述燃料电池的输 出，执行使所述燃料电池的电流值比与所述输出要求相当的要求电流值降低的电流限制处 理，在所述湿润状态指标值表示较低的湿润度的情况下，与表示较高的湿润度的情况相比， 在较缓和的条件下开始执行所述电流限制处理。根据该燃料电池系统，燃料电池内部的湿润度越低，执行电流限制处理的可能性 越高，从而能够抑制在燃料电池内部的湿润度不足而电解质膜干燥的状态下过度地施加负 载的情况。因此，抑制了燃料电池的老化。上述燃料电池系统也可以进一步具有计测所述燃料电池的电压的电压计测部， 所述电流限制处理在所述电压计测部的计测值小于阈值的情况下开始，所述湿润状态指标 值所表示的湿润度越高，所述控制部将所述阈值设定得越低。根据该燃料电池系统，在检测出燃料电池的电压下降时，表示湿润状态指标值的 湿润度越高，则电流限制处理开始的电压阈值越低。因此，在燃料电池内部的湿润度较低的 情况下，电流限制处理更容易开始，能够更适宜地抑制燃料电池的老化。在上述燃料电池系统中，所述燃料电池也可以包括多个发电体，所述电压计测部 对所述多个发电体中的每一个发电体计测电压，在所述多个发电体中至少一个发电体的计
4测值小于所述阈值时开始所述电流限制处理。根据该燃料电池系统，能够抑制仅对构成燃料电池的多个发电体中的一部分施加 过度的负载，能够抑制该一部分发电体的老化。在上述燃料电池系统中，也可以所述湿润状态检测部包括测定所述燃料电池的 电阻值作为所述湿润状态指标值的阻抗计测部，所述阻抗计测部的计测值越低，所述控制 部使所述阈值越低。根据该燃料电池系统，越是在燃料电池的阻抗高时，越认为燃料电池内部的湿润 度低，使电流限制处理的开始条件即电压阈值降低，从而相对提前地开始电流限制处理。因 此，能够更适宜地抑制燃料电池的老化。在上述燃料电池系统中，也可以所述湿润状态指标值包括表示相对较低的湿润 度的第一值和表示相对较高的湿润度的第二值，直到所述湿润状态检测部检测出所述湿润 状态指标值为止，所述控制部将所述湿润状态指标值设定为所述第一值。根据该燃料电池系统，从燃料电池系统起动时直到检测出湿润状态指标值为止的 期间，将湿润状态指标值设定为第一值作为初始值。由此，在一般存在对燃料电池施加过度 的负载要求的倾向的燃料电池系统初始起动时，对燃料电池执行电流限制处理的可能性比 较高。因此，抑制了燃料电池的老化。此外，本发明能够通过各种方式实现，例如能够通过燃料电池、具有该燃料电池的 燃料电池系统、装载有该燃料电池系统的车辆等方式实现。
图1是表示燃料电池系统的构成的概略图。图2是表示燃料电池系统的电构成的概略图。图3㈧ (C)是用于说明通常运转时的燃料电池的控制的说明图。图4是表示电压恢复处理的处理顺序的流程图。图5是表示电解质膜湿润度检测处理的处理顺序的流程图。图6(A)、⑶是表示第一和第二电流限制值映射的具体的一例的说明图。图7是用于说明电流限制处理和电流恢复处理的说明图。
具体实施例方式A.实施例图1是表示作为本发明的一实施例的燃料电池系统的构成的概略图。该燃料电池 系统100具有燃料电池组10、与燃料电池组10连接的氢系统20和空气系统30、以及控制
部40。燃料电池组10是接受反应气体即氢和氧的供给而通过其电化学反应进行发电的 固体高分子型燃料电池。作为燃料电池组10，也可以不是固体高分子型燃料电池，可将本发 明应用于任意种类的燃料电池中。燃料电池组10具有层叠多个单电池1而成的电池组构造，所述单电池1包含通过 电极夹持电解质膜的发电体即膜电极接合体。燃料电池组10中，设有能够计测每个单电池 1的电位的电压传感器11。
氢系统20具有用于贮存氢的氢罐21和氢供给配管22。氢罐21通过氢供给配管 22与燃料电池组10的氢供给用歧管(未图示)连接，由此，氢系统20对燃料电池组10供 给氢。氢供给配管22上，从上游侧开始，设有用于调整氢的压力的压力调整阀23和用于计 测氢的流量的气体流量计24。此外，氢系统20具有与燃料电池组10的氢排出用歧管(未图示)连接的氢排出 配管25。氢排出配管25将包含未供电化学反应的氢的阳极废气向燃料电池组10的外部排 出。在氢排出配管25上，从上游侧开始，设有用于计测氢的压力的压力计26和用于根据需 要停止阳极废气的排出的开闭阀即氢排出阀27。空气系统30具有空气压缩机31和空气供给配管32。空气压缩机31通过空气供 给配管32与燃料电池组10的空气供给用歧管(未图示)连接，由此，空气系统30对燃料 电池组10供给压缩空气。空气供给配管32上，从上流侧开始，设有用于对压缩空气加湿的 加湿部35、用于调整压缩空气的压力的压力调整阀33、以及用于计测压缩空气的流量的气 体流量计34。此外，空气系统30具有与燃料电池组10的空气排出用歧管(未图示)连接的空 气排出配管36。空气排出配管36将包含未供电化学反应的氧的阴极废气向燃料电池组10 的外部排出。空气排出配管36上，设有用于计测阴极废气的压力的压力计37。在例如燃料电池系统100装载于车辆等移动体上的情况下，控制部40检测来自与 油门踏板50的开度对应的外部负载的对燃料电池系统100的输出要求(称为“外部输出 要求”)。此外，控制部40接受来自上述两个气体流量计24、34、两个压力计26、37、电压传 感器11等各种传感器的系统状态信息。控制部40基于来自外部的输出要求和系统状态信 息，控制压力调整阀23、33、氢排出阀27的开闭动作而控制燃料电池组10的输出。而且，控 制部40通过加湿部35调整向燃料电池组10供给的压缩空气的加湿量。图2是表示燃料电池系统100的电构成的框图。燃料电池系统100还具有二次电 池60、DC/DC转换器70、DC/AC变换器80、以及阻抗测定部90。燃料电池组10经由直流电源线DCL连接到DC/AC变换器80。二次电池60经由 DC/DC转换器70连接到直流电源线DCL。DC/AC变换器80连接到外部负载即马达200。二次电池60作为燃料电池组10的辅助电源而工作，可由例如可充电/放电的锂 离子电池构成。DC/DC转换器70具有作为控制二次电池60的充电/放电的充放电控制部 的功能，根据控制部40的指示可变地调整直流电源线DCL的电压等级。在燃料电池组10 的输出相对于外部输出要求不足的情况下，DC/DC转换器70使二次电池60放电以补偿该 不足部分。DC/AC变换器80将从燃料电池组10和二次电池60得到的直流电力变换为交流电 力。马达200可由三相电动机等构成，根据来自DC/AC变换器80的交流电力产生旋转驱动 力。马达200在其转子因外力而旋转时作为发电机工作，产生交流电力(再生电力)。这样 的再生电力通过DC/AC变换器80变换为直流电力，经由DC/DC转换器70对二次电池60充 H1^ ο阻抗测定部90具有计测阻抗的计测仪91和交流电源部92。计测仪91与燃料电 池组10连接，能够计测发电中的燃料电池组10的阻抗。阻抗测定部90将测定结果发送到 控制部40。
控制部40从电压传感器11 (图1)的测定值检测燃料电池组10的输出电力测定 值(发电状态)。此外，控制部40检测二次电池60的充电状态(SOC)。控制部40基于这些 信息设定DC/DC转换器70的输出电压，控制燃料电池组10和二次电池60的输出电力。此 外，控制部40通过DC/AC变换器80控制交流电力的频率，使马达200产生需要的转矩(转 矩指令)。图3(A) (C)是用于说明通常运转时的燃料电池系统100的控制的说明图。此 处，“通常运转时”是指燃料电池组10的各单电池1根据控制部40的输出指示不产生电压 下降而继续发电的状态。图3㈧是表示控制部40对燃料电池组10要求的输出电力(称为“FC要求电力”) 的时间变化的曲线图。图3㈧的曲线图表示在时刻、随着外部输出要求增大，控制部40 使FC要求电力从Wtl增大到W1,之后将FC要求电力维持在I。控制部40基于燃料电池组10的W-I特性，根据FC要求电力计算出燃料电池组10 的应输出电流值，将与该电流值对应的输出电压设定到DC/DC转换器70 (图2)。此外，控制 部40通过压力调整阀23、33、氢排出阀27(图1)控制反应气体的供给量和废气量等，以使 燃料电池组10可输出FC要求电力。图3(B)是表示存在图3(A)所示的FC要求电力的变化时的燃料电池组10的任意 单电池1的输出电压的时间变化的曲线图。图3(B)的实线Gl表示燃料电池组10的每个 单电池1的输出电压值在时刻、从电压值Vtl开始减少，在时刻、到达与FC要求电力相当 的输出电压值V1，之后，维持在电压值V1。此外，燃料电池组10整体的输出电压为该各单电 池1的输出电压的总和。图3(C)是表示存在图3(A)所示的FC要求电力的变化时的燃料电池组10的输出 电流的时间变化的曲线图。根据燃料电池组10的V-I特性，燃料电池组10的输出电流与 图3(B)所示的输出电压的变化对应，在时刻、 时刻、的区间从电流值Itl增大到电流值 I1,之后，维持在电流值I115此处，在该通常运转时，如上所述，各单电池1大致同样地输出图3(B)所示的输出 电压。但是，在燃料电池组10中，即使到达应输出电流值I1后，也存在仅一部分单电池1的 输出电压显著下降的情况(图3(B)所示的虚线G2)，例如存在下降到负电压的情况。作为 该原因，可考虑因某些原因导致该一部分单电池1中的内部电阻显著增大、反应气体的供 给量的不足、电解质膜的湿润度不足等。这样，在一部分单电池1的电压显著下降的状态下继续燃料电池组10的发电时， 不仅作为燃料电池组10整体的发电效率下降，而且成为该一部分单电池1老化的原因。因 此，本实施例中，在检测出多个单电池1中电压最低的单电池1的电压比规定阈值(称为 “恢复处理开始阈值”)低的情况下，执行以下说明的电压恢复处理。以后，将该电压最低的 单电池1称为“低电压单电池1”，将低电压单电池1中检测出的电压称为“最低单电池电 压”。图4是表示燃料电池系统100的电压恢复处理的处理顺序的流程图。在步骤SllO 中，执行用于检测燃料电池组10的电解质膜的湿润度的电解质膜湿润度检测处理。此处，检测电解质膜的湿润度的理由是为了验证低电压单电池1的电压下降的原 因是否是由电解质膜的湿润度不足导致的。燃料电池中，一般优选将电解质膜保持在适宜
7的湿润状态而进行发电，如果在电解质膜的湿润度不足的状态下继续燃料电池的发电，则 成为电解质膜的老化的原因。因此，在该燃料电池系统100中，通过检测电解质膜的湿润 度，执行与电解质膜的湿润度对应的更适宜的电压恢复处理。具体地说，电解质膜湿润度检 测处理如以下所述进行。图5是表示电解质膜湿润度检测处理的处理顺序的流程图。在步骤S210中，控制 部40通过阻抗测定部90计测燃料电池组10的阻抗。此处，计测燃料电池的阻抗的理由 是一般燃料电池内部的水分减少时，随之燃料电池的阻抗增大，因此能够通过阻抗的计测 来推测燃料电池内部的水分量。S卩，可解释为在该燃料电池系统100中，将燃料电池组10 的阻抗值作为与燃料电池组10的内部的湿润状态相关的湿润状态指标值检测出。在步骤S220中，控制部40进行在步骤S210得到的阻抗值和第一阻抗阈值Z1的 比较。此处，“第一阻抗阈值Z1 ”是指作为用于判断电解质膜是否处于适度的湿润状态的基 准的阈值。控制部40中，根据通过实验等得到的适宜的值预先设定第一阻抗阈值Zp控制部40在测定的阻抗值处于第一阻抗阈值Z1以上的情况下，将干燥标志设定 为“0N(开)”(步骤S230)。“干燥标志”是控制部40具有的表示燃料电池系统100的状 态的内部变量之一，表示燃料电池组10是否处于适度的湿润状态。具体而言，干燥标志 为“ON”时表示电解质膜的湿润度不足而电解质膜处于干燥状态。另一方面，干燥标志为 “OFF (关)”时，表示电解质膜处于适度的湿润状态。即，控制部40在燃料电池组10的阻抗 处于第一阻抗阈值Z1以上的情况下，判断为电解质膜的湿润度不足。此外，干燥标志优选在燃料电池系统100起动时设定“ON”作为初始值。该情况下， 干燥标志在从燃料电池系统100起动时直到执行步骤S210的阻抗计测而更新干燥标志的 期间，干燥标志维持为“ON”。此处，设定干燥标志的初始值为“ON”的理由如下。在燃料电池系统100起动时， 特别是在低温状态(例如冰点以下)，电解质膜干燥的可能性较高，对燃料电池组10施加过 度的负载要求的可能性较高。因此，设定干燥标志的初始值为“0N”，使该起动时执行电流限 制处理(图4 步骤S150)的可能性较高(后述)，由此抑制对燃料电池组10施加过度的负载。在步骤S240中，控制部40进行燃料电池组10的阻抗值和第二阻抗阈值Z2的比 较，在燃料电池组10的阻抗值比第二阻抗阈值Z2低的情况下，在步骤S250中将干燥标志 设定为“OFF”。此处，“第二阻抗阈值Z2”是指作为判断电解质膜是否从干燥状态转移到适 宜的湿润状态时的基准的阈值。控制部40中，根据通过实验等得到的适宜的值预先设定第 二阻抗阈值Z2。即，在该燃料电池系统100中，在一旦干燥标志被设定为“0N”的状态的情 况下，只要燃料电池组10的阻抗值不比第二阻抗阈值Z2小，干燥标志就维持在“0N”。通过电解质膜湿润度检测处理(步骤S110)设定干燥标志时，控制部40执行电压 恢复处理的步骤S120的标志判断处理(图4)。控制部40在干燥标志为“OFF”的情况下， 读入第一电流限制值映射(步骤S130)，在干燥标志为“0N”的情况下，读入第二电流限制值 映射(步骤S135)。此处，“电流限制值映射”是用于根据最低单电池电压的值决定后述的电流限制处 理(步骤S150)中所使用的最大电流限制值(后述)的映射。即，在该燃料电池系统100 中，根据与电解质膜的湿润状态有关的控制部40的判断结果读入不同的电流限制值映射，
8基于最低单电池电压，设定与电解质膜的湿润状态对应的最大电流限制值Il (步骤S140)。 此外，电流限制值映射预先存储于控制部40的未图示的存储部中。图6是表示电流限制值映射的具体的一例的说明图。图6㈧将第一电流限制值 映射作为表示相对于最低单电池电压的最大电流限制值的曲线MPl表示。第一电流限制值 映射MPl在最低单电池电压值从Vm1到Vm2 (Vm1 < Vm2)的范围中，最大电流限制值从0大致 以指数函数增大到Il1，在最低单电池电压处于Vm2以上的情况下，最大电流限制值在^保 持恒定。此外，最大电流限制值Il1与电压恢复处理开始时点下的燃料电池组10的电流值 I1 一致。以后，将该电流值I1称为“限制前电流值1广。此处，在步骤S150执行的电流限制处理中，将燃料电池组10输出的电流限制至最 大电流限制值。即，在读入该第一电流限制值映射MPl时，电流限制处理中实际上电流被限 制是在最大电流限制值比限制前电流值Il小或最低单电池电压比Vm2小时。图6 (B)将第二电流限制值映射作为表示相对于控制部40检测出的最低单电池电 压值的最大电流限制值的曲线MP2表示，除了以下说明的地方以外，均与图6㈧相同。第 二电流限制值映射MP2中，在最低单电池电压从Vm1到Vm3 (Vm1 < Vm3)的范围中最大电流 限制值在0处维持恒定。此夕卜，在最低单电池电压从Vmjlj Vm4(Vm2，Vm3 < Vm4)的范围中， 最大电流限制值从0大致以指数函数增大直到Il1，在最低单电池电压处于Vm4以上的情况 下，最大电流限制值在Il1处变为恒定。此处，如果与第一电流限制值映射MPl比较，则在第二电流限制值映射MP2中，在 较高的最低单电池电压Vm4处最大电流限制值变得比Il1小(Vm2 < Vm4)。S卩，该燃料电池 系统100中，与干燥标志为“OFF”的情况相比，干燥标志为“ON”时在较高的最低单电池电 压下开始电流限制处理。这可以解释为干燥标志为“ON”的情况与干燥标志为“OFF”的情 况相比，电流限制处理在较缓和的条件下开始。此外，该燃料电池系统100中，即使在检测 出相同的最低单电池电压值的情况下，干燥标志为“ON”时在电流限制处理中被限制的电流 量也会变大。图7是用于说明步骤S150、S160(图4)的电流限制处理和电流恢复处理的说明 图。图7除了在时刻t2 时刻t4期间电流值发生增减以外，均与图3(C)相同。步骤S150的电流限制处理中，控制部40控制DC/DC转换器70 (图2)的输出电 压，使燃料电池组10的输出电流相对于时间以规定的恒定比率下降直至最大电流限制值 11(时刻t2 时刻t3)。即，如上所述限制燃料电池组10的输出电流。这样限制燃料电池 组10的输出电流的理由，是为了缓和低电压单电池1接受的过度的负载以恢复该低电压单 电池1的发电能力。此外，该电流限制处理中，电流也可以不以恒定的比率下降。此外，控制部40在执行电流限制处理的同时，为了恢复低电压单电池1的发电能 力，执行例如使向燃料电池组10供给的反应气体的供给量增加的处理、使反应气体的气压 增大的处理等。而且，控制部40在干燥标志为“0N”的情况下，执行加湿部35 (图1)进行 的使高压空气的加湿量增大等用于解决电解质膜的湿润度不足的加湿处理。此外，作为加 湿处理，也可以执行其他处理。在步骤S160的电流恢复处理中，控制部40控制DC/DC转换器70 (图2)的输出电 压，使燃料电池组10的输出电流相对于时间以规定的恒定比率增大。由此，燃料电池组10 的输出电流在时刻t3 时刻t4之间从最大电流限制值Il恢复到开始电流限制处理前的电
9流值Ip此外，在该电流恢复处理中，电流也可以不以恒定的比率增大。在该电流恢复处理的执行中(时刻t3 时刻t4)，低电压单电池1随着其发电性 能的恢复，其输出电压值上升直到电压值V115此外，在执行电流限制处理和电流恢复处理的 时刻t2 时刻t4期间，相对于外部要求电力不足的电力被二次电池60(图2)补偿。这样，该燃料电池系统100中，在一部分单电池1中产生电压下降的情况下，能够 通过电压恢复处理恢复该一部分单电池1的发电能力，抑制其老化。此外，验证电解质膜的 湿润状态，在判断为湿润度不足时相对提前地执行电流限制处理，因此能够抑制对湿润度 不足的电解质膜施加过度的负载，能够抑制电解质膜的老化。而且，在判断为电解质膜处于 适宜的湿润度的情况下，由于电流限制处理的电流限制量比较少，因此抑制了由于过度地 限制电流而导致燃料电池系统100的负载跟踪性下降的现象。B.变形例此外，本发明不限于上述的实施例、实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以各种 形式实施，例如也可如下进行变形。Bi.变形例 1上述实施例中，控制部40测定每个单电池1的电压，根据其测定值执行电压恢复 处理，但也可以不测定每个单电池1的电压。电压恢复处理例如也可以在规定的定时总是 执行。B2.变形例 2上述实施例中，根据干燥标志切换第一和第二电流限制值映射MP1、MP2，由此改变 最低单电池电压的阈值(Vm2、Vm4)，在干燥标志为“ON”时，电流限制处理在缓和的条件下开 始。但是，电流限制处理开始的条件也可以不根据最低单电池电压来设定。例如，也可以在 FC要求电力的增加量达到阈值以上时开始电流限制处理。该情况下，越是在燃料电池内部 的湿润度低时，控制部40越使该阈值越低，从而使电流限制处理的开始条件越缓和。B3.变形例 3上述实施例中，控制部40使用两个电流限制值映射MPl、MP2执行电流限制处理， 但也可以使用更多的电流限制值映射。该情况下，除“ON”和“OFF”以外，干燥标志也可以 设定表示电解质膜的湿润度等级的值。此外，电流限制值映射不限于上述实施例的两个电 流限制值映射MP1、MP2，优选根据实验等适宜地设定。此外，控制部40也可以不具有电流限 制值映射。该情况下，控制部40中，也可以设定与干燥标志对应的最大电流限制值。或者， 也可以具有使与干燥标志相当的湿润状态指标值和最大电流限制值建立对应的映射，所述 湿润状态指标值与燃料电池内部的湿润状态相关。B4.变形例 4上述实施例中，控制部40通过阻抗测定部90测定燃料电池组10的阻抗，基于其 测定值而判断电解质膜的湿润状态，设定干燥标志。但是，电解质膜的湿润状态的判断也可 以根据其他方法而进行。例如，也可以在空气系统30的空气排出配管36中计测阴极废气 的湿润度，根据其测定值设定干燥标志。B5.变形例 5上述实施例中，设定干燥标志的初始值为“0N”，在从燃料电池系统100起动时直 到执行阻抗计测(图5:步骤S210)的期间，干燥标志维持为“ON”。但是，干燥标志也可以设定“OFF”作为初始值。但是，由于以下的理由，优选干燥标志的初始值设定为“ON”。艮口， 在燃料电池系统100起动时，特别是在低温状态(例如冰点以下)下电解质膜干燥的可能 性较高。因此，通过将干燥标志的初始值设定为“0N”，在燃料电池系统100起动时执行电流 限制处理(图4 步骤S150)的可能性较高。由此，能够抑制对燃料电池系统10施加过度 的负载。
权利要求
一种燃料电池系统，具有燃料电池；湿润状态检测部，检测与所述燃料电池内部的湿润状态相关的湿润状态指标值；以及控制部，根据对于所述燃料电池系统的输出要求控制所述燃料电池的输出，所述控制部为了暂时限制所述燃料电池的输出，执行使所述燃料电池的电流值比与所述输出要求相当的要求电流值降低的电流限制处理，在所述湿润状态指标值表示较低的湿润度的情况下，与表示较高的湿润度的情况相比，在较缓和的条件下开始执行所述电流限制处理。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统， 还具有计测所述燃料电池的电压的电压计测部，在所述电压计测部的计测值小于阈值的情况下开始所述电流限制处理， 所述湿润状态指标值所表示的湿润度越高，所述控制部将所述阈值设定得越低。
3.如权利要求2所述的燃料电池系统， 所述燃料电池包括多个发电体，所述电压计测部对所述多个发电体中的每一个发电体计测电压，在所述多个发电体中至少一个发电体的计测值小于所述阈值时开始所述电流限制处理。
4.如权利要求2或3所述的燃料电池系统，所述湿润状态检测部包括测定所述燃料电池的电阻值作为所述湿润状态指标值的阻 抗计测部，所述阻抗计测部的计测值越低，所述控制部使所述阈值越低。
5.如权利要求1至4的任一项所述的燃料电池系统，所述湿润状态指标值包括表示相对较低的湿润度的第一值和表示相对较高的湿润度 的第二值，直到所述湿润状态检测部检测出所述湿润状态指标值为止，所述控制部将所述湿润状 态指标值设定为所述第一值。
6.一种控制方法，是根据输出要求供给燃料电池的输出的燃料电池系统的控制方法， 包括(a)检测与燃料电池内部的湿润状态相关的湿润状态指标值的工序；以及(b)为了暂时限制所述燃料电池的输出而使所述燃料电池的电流值比与所述输出要求 相当的要求电流值降低的工序，在所述湿润状态指标值表示较低的湿润度的情况下，与表示较高的湿润度的情况相 比，所述工序(b)在较缓和的条件下开始。
7.如权利要求6所述的控制方法， 还包括计测所述燃料电池的电压的工序，所述工序(b)在所述电压计测部的计测值小于阈值的情况下开始， 所述湿润状态指标值所表示的湿润度越高，所述阈值设定得越低。
8.如权利要求7所述的控制方法， 所述燃料电池包括多个发电体，计测所述电压的工序包括对所述多个发电体中的每一个发电体计测电压的工序， 所述工序(b)在所述多个发电体中至少一个发电体的计测值小于所述阈值时开始。
9.如权利要求7或8所述的控制方法，所述工序(a)包括测定所述燃料电池的电阻值作为所述湿润状态指标值的工序， 所述计测的电阻值越低，所述阈值设定得越低。
10.如权利要求6至9的任一项所述的控制方法，所述湿润状态指标值包括表示相对较低的湿润度的第一值和表示相对较高的湿润度 的第二值，直到在所述工序(a)中检测出所述湿润状态指标值为止，所述湿润状态指标值设定为所述第一值。
全文摘要
本发明涉及一种燃料电池系统及其控制方法，所述燃料电池系统具有燃料电池和控制部，该控制部执行使所述燃料电池的电流值比与输出要求相当的要求电流值低的电流限制处理。提出一种所述燃料电池系统，其中，在检测出发电能力下降的情况下，进行限制燃料电池的输出以恢复发电能力的处理。但是，在电解质膜处于干燥状态、且存在未检测出发电能力下降时，存在继续发电而导致燃料电池老化的问题。本发明中，在所述燃料电池系统中，设置湿润状态检测部，其检测与燃料电池内部的湿润状态相关的湿润状态指标值，在所述湿润状态指标值表示较低的湿润度的情况下，与表示较高的湿润度的情况相比，在较缓和的条件下开始执行所述电流限制处理，由此解决上述问题。
文档编号H01M8/10GK101911361SQ20088012279
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月17日 优先权日2007年12月27日
发明者今井敦志, 前中健志, 马屋原健司 申请人:丰田自动车株式会社