燃料电池系统的制作方法

本说明书涉及一种燃料电池系统。

背景技术：

1、在专利文献1中公开了一种燃料电池系统，其在发电效率变低的低负载区域(电力要求比较少的区域)中使燃料电池停止，并且从被充电了的蓄电池实施电力供给。在该技术中，其目的在于，通过实施燃料电池的间歇运转，从而提高低负载区域中的发电效率。

2、在先技术文献

3、专利文献

4、专利文献1:日本特开2005-71797号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、在由从燃料电池被输出的电流和电压所决定的动作点中，存在发电效率成为最大的特定工作点。而且，动作点越从特定工作点偏离(即越向低负载区域前进、或越向高负载区域前进)，则燃料电池的发电效率越会降低。在专利文献1的技术中，由于没有对电力要求变大的高负载区域进行考虑，因此导致了高负载区域中的发电效率降低。

3、用于解决课题的方法

4、本说明书所公开的燃料电池系统为向负载装置供给电力的燃料电池系统。燃料电池系统具备：燃料电池；蓄电池；控制部，其对燃料电池以及蓄电池进行控制。燃料电池被构成为，能够将所产生的电力向负载装置和蓄电池进行供给。蓄电池被构成为，能够将燃料电池所产生的电力进行积蓄，并且将所积蓄的电力向负载装置进行放电。控制部能够执行将蓄电池中所积蓄的电量中的、作为由燃料电池的发电而产生的电量的第一积蓄电量累计性地进行计算的处理。控制部能够执行对第一积蓄电量的积蓄时的燃料电池的发电效率平均值累计性进行计算的处理。控制部能够执行对在通过燃料电池而发电产生满足负载装置的电力要求的电力的情况下的要求电力发电效率进行的处理。控制部能够执行在发电效率平均值低于要求电力发电效率的第一条件下，使燃料电池发电产生满足电力要求的电力的处理。控制部能够执行在发电效率平均值高于要求电力发电效率的第二条件下，使燃料电池在发电效率成为最大的特定工作点处进行发电，并且使相对于电力要求而不足的电力从蓄电池进行放电的处理。

5、燃料电池的工作点相对于特定工作点越向高负载侧移动，则要求电力发电效率越会降低。因此，当负载装置的电力要求增大到一定程度时，存在发电效率平均值高于要求电力发电效率的第二条件成立的情况。在该第2条件下，通过使燃料电池在特定工作点处进行动作，从而能够使燃料电池的发电效率最大化。此外，相对于电力要求而不足的电力能够通过由高于燃料电池的发电效率平均值的发电效率下的发电而进行了充电的电力来进行补充。由于能够将以较高的发电效率而被充电的电力用于辅助电力中，因此作为包括充电电力在内的燃料电池系统整体，能够实现较高的发电效率。在高负载区域中，也能够提高燃料电池系统的效率。

6、也可以设为，控制部在第二条件下，在相对于电力要求而不足的电力超过所述蓄电池的允许放电电力时，无论特定工作点如何，都使燃料电池发电产生相对于允许放电电力而超过的量。根据该结构，在不能从蓄电池足量供给相对于电力要求而不足的电力的情况下，能够解除在特定工作点处使燃料电池进行发电的状态。由于能够通过燃料电池的发电来供给不足电力，因此能够可靠地供给要求电力。

7、也可以设为，控制部还能够执行将蓄电池中所积蓄的电量中的、从燃料电池以外处被供给的第二积蓄电量累计性地进行计算的处理。也可以设为，控制部还能够执行在第二积蓄电量不为零时，无论发电效率平均值与要求电力发电效率之间的大小关系如何，都在特定工作点处使燃料电池进行发电，并且从蓄电池将相对于电力要求而不足的电力进行放电的处理。第二积蓄电量为在不使用燃料电池的条件下被积蓄的电量。而且，在该结构中，在第二积蓄电量具有剩余的情况下，能够积极地使用第二积蓄电量。由于能够提高第二积蓄电量的使用比例，因此能够提高每平均时间的燃料电池系统的效率。

8、也可以设为，负载装置具备电机。也可以设为，蓄电池被构成为，能够将由电机所产生的再生电力进行积蓄。也可以设为，控制部基于对来自燃料电池的充电电流进行累计的处理来对第一积蓄电量进行计算。也可以设为，控制部基于对来自电机的充电电流进行累计的处理来对第二积蓄电量进行计算。根据该结构，能够将蓄电池中所积蓄的电量虚拟性地分类为通过燃料电池而积蓄的第一积蓄电量和通过电机而蓄积的第二积蓄电量。第二积蓄电量为与第一积蓄电量相比而对燃料电池系统的效率上升的贡献率较高的电量。由于能够识别出该第二积蓄电量，因此能够积极地使用第二积蓄电量。

9、也可以设为，将当前时刻处的发电效率平均值设为pa(t)，将以经过时间dt而靠前的时刻处的发电效率平均值设为pa(t-1)，将当前时刻处的第一积蓄电量设为sp 1(t)，将以经过时间dt而靠前的时刻处的第一积蓄电量设为sp 1(t-1)，将经过时间dt的期间内的第一积蓄电量的变化量设为sp1(dt)，将经过时间dt的期间内的燃料电池的发电效率设为ge(dt)。也可以设为，当前时刻处的发电效率平均值通过pa(t)＝(pa(t-1)×sp1(t-1)+ge(dt)×sp1(dt))/sp1(t)这一计算式而被求取。根据该结构，能够逐次地更新发电效率平均值。由此能够将发电效率平均值维持在最新的状态。

10、本说明书所公开的技术的详细内容和进一步的改进将在下文的“具体实施方式”中进行说明。

技术特征：

1.一种燃料电池系统，其向负载装置供给电力，其中，

2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其中，

3.如权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，

4.如权利要求3所述的燃料电池系统，其中，

5.如权利要求3所述的燃料电池系统，其中，

技术总结
本发明提供一种燃料电池系统，其具备燃料电池、蓄电池以及对燃料电池和蓄电池进行控制的控制部。控制部对蓄电池中所积蓄的电量中的、作为由燃料电池的发电而产生的电量的第一积蓄电量累计性地进行计算。控制部对第一积蓄电量的积蓄时的燃料电池的发电效率平均值累计性地进行计算。控制部对在通过燃料电池进行发电而满足负载装置的电力要求的情况下的要求电力发电效率进行计算。控制部在发电效率平均值低于要求电力发电效率的第一条件下，使燃料电池发电产生满足要求电力的电力。控制部在发电效率平均值高于要求电力发电效率的第二条件下，在发电效率成为最大的特定工作点处使燃料电池进行发电，且将相对于电力要求而不足的电力从蓄电池放电。

技术研发人员：深见竜也,佐藤研二,森裕晃
受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4