燃料电池系统的制作方法_4

文档序号:9689689阅读:来源:国知局
气体通路43的燃料废气量。由于由循环栗45消耗的电力远小于由空气压缩机32消耗的电力,因此,可以防止燃料电池20干燥,同时节省燃料。此外,如上所述,当增加循环栗45的操作量时,循环栗45的操作噪声能被由于燃料电池车辆的运动而产生的声音或噪声淹没。
[0067](第二实施例)接着,将参考图4和5,描述本发明的第二实施例。在根据第二实施例的燃料电池系统中,控制器的功能(控制程序)不同于根据第一实施例的燃料电池系统10的控制器60的功能。根据第二实施例的燃料电池系统的其他部分的构造基本上与根据第一实施例的燃料电池系统的相应部分的构造相同,因此,省略根据第二实施例的系统构造的不例。此外,在第二实施例中,由与第一实施例相同的参考数字,表不与第一实施例相同的部分,并且省略其详细描述。
[0068]根据第二实施例的燃料电池系统的控制器(在下文中,由参考数字“60A”表示第二实施例中的控制器,以便与第一实施例的控制器60区分)是包括CPU、ROM、RAM和输入-输出接口的计算机系统(电子控制单元(ECU)),并且控制器60A控制如第一实施例中的燃料电池系统的部分。
[0069]该实施例中的控制器60A确定燃料电池20的操作状态是否是燃料电池20中的水量减小并且将诱发燃料电池20干燥的操作状态(干燥诱发操作状态)。即,控制器60A充当根据本发明的操作确定单元。当控制器60A根据执行操作确定的结果,确定燃料电池20处于干燥诱发操作状态时,控制器60A通过使用车辆速度传感器,检测(确定)设置有燃料电池20的燃料电池车辆的速度。当所检测的速度等于或高于预定阈值时(即,当控制器60A确定所检测的速度等于或高于预定阈值时),控制器60A通过增加燃料电池20中的水量,执行用于防止燃料电池20干燥的干燥防止操作。S卩,控制器60A还充当根据本发明的防干燥单元。在该实施例中,将增加循环栗45的操作量的操作用作“干燥防止操作”,如在第一实施例中。
[0070]接着,将参考图4和5的流程图,描述用于防止根据该实施例的燃料电池系统的干燥的操作方法。
[0071]如图4所示,首先,燃料电池系统的控制器60A确定燃料电池20的操作状态是否处于将诱发燃料电池20干燥的干燥诱发操作状态(操作确定处理:S10A)。将参考图5,详细地描述操作确定处理S10A。
[0072]在操作确定处理S10A中,首先,控制器60A通过使用电流传感器72,检测由燃料电池20产生的电流(电流检测处理:S11A),并且确定所检测的电流是否等于或小于预定阈值(例如75A)(电流确定处理:S12A)。当控制器60A确定通过使用电流传感器72检测的电流大于预定阈值时,控制器60A确定燃料电池20处于非干燥诱发操作状态(即,处于不会诱发干燥的状态),并且继续已经执行的操作(非干燥输出处理:S15A)。相反,当在电流确定处理S12A中,控制器60A确定所检测的电流等于或小于预定阈值时,控制器60A确定在预定时间段(例如1分钟)或更长内,电流是否将持续流动(持续确定处理:S13A)。
[0073]当在持续确定处理S13A中,控制器60A确定等于或小于预定阈值的所产生的电流持续流动的持续时间段短于预定时间段时,控制器60A确定燃料电池20处于非干燥诱发操作状态,并且继续已经执行的操作(非干燥输出处理:S15A)。相反,当在持续确定处理S13A中,控制器60A确定等于或小于预定阈值的所产生的电流持续流动预定时间段或更长时,控制器60A确定燃料电池20的操作状态处于干燥诱发操作状态(干燥输出处理:S14A)。
[0074]当控制器60A确定燃料电池20的操作状态是如上所述的干燥诱发操作状态,控制器60A通过使用车辆速度传感器,检测(确定)设置有燃料电池20的燃料电池车辆的速度,如图4所示(速度检测处理:S20A)。然后,控制器60A确定在速度检测处理S20A中检测的速度是否等于或高于预定阈值(速度确定处理:S30A)。当控制器60A确定所检测的速度低于预定阈值时,控制器60A继续已经执行的操作,而不执行干燥防止操作。相反,当控制器60A确定在S20A中检测的速度等于或高于预定阈值时,控制器60A执行用于防止燃料电池20的干燥的干燥防止操作(干燥防止处理:S40A)。
[0075]更具体地说,在干燥防止处理S40A中,当通过使用车辆速度传感器检测的速度等于或高于预定阈值时,控制器60A通过使循环栗45的操作量大于通常操作量,增加包含在供应到燃料电池20的燃料气体中的水量,使得增加在压力下输送到燃料气体通路43的燃料废气量,如在第一实施例中。
[0076]“正常”时的循环栗45的操作量表示用于确保执行通常发电所需的氢的化学计量比(例如,约1.2至2.0)的循环栗45的操作量。当控制器60A确定通过使用车辆速度传感器检测的速度等于或高于预定阈值时,控制器60A增加循环栗45的操作量,使得氢的化学计量比的值变为高于通常时的氢的化学计量比的值(例如,约2.5至4.0)。此时,根据由燃料电池20产生的电流值,可以改变氢的化学计量比的值。例如,当通过使用电流传感器72检测的电流相对小时(例如25A),可以将氢的化学计量比的值设定到相对大值(例如,约4.0),以及当通过使用电流传感器72检测的电流相对大时(例如50A),可以将氢的化学计量比的值设定到相对小值(例如约2.5)。通过以上述方式,改变氢的化学计量比,根据干燥度,能适当地执行干燥防止操作。
[0077]然后,当满足预定结束条件时,控制器60A结束干燥防止操作。作为结束条件,例如,可以采用⑴通过使用电流传感器72检测的电流大于预定阈值的条件,⑵通过使用电流传感器72检测的电流等于或小于预定阈值,但电流持续流动的持续时间段短于预定时间段的条件,或(3)燃料电池车辆的速度低于预定阈值的条件。
[0078]在根据上述实施例的燃料电池系统中,仅当(i)燃料电池20的操作状态是干燥诱发操作状态,并且(ii)燃料电池车辆的速度等于或高于预定阈值时(即,仅当同时满足条件(i)和(ii)时),能执行干燥防止操作。因此,用来执行干燥防止操作的设备(循环栗45)的操作噪声被由于燃料电池车辆的行驶导致的声音或噪声(轮胎的噪声或风声)淹没。因此,可以执行干燥防止操作,而不会使燃料电池车辆的乘客感到不适。此外,代替直接确定燃料电池20是否处于干燥状态,确定燃料电池20的操作状态,并且当操作状态处于干燥诱发操作状态时,执行干燥防止操作。因此,可以预先防止燃料电池20出现干燥。
[0079]在根据上述实施例的燃料电池系统,当⑴由燃料电池20产生的电流处于低负荷范围时(即,由燃料电池20产生的电流等于或小于预定阈值)并且(ii)在预定时间段或更长内,电流持续流动时(即,同时满足条件(i)和(ii)时),可以确定燃料电池20的操作状态处于干燥诱发操作状态。即,可以基于燃料电池20产生的电流,确定干燥出现的概率(可能性),而不是基于例如测量阻抗,直接确定燃料电池20是否处于干燥状态。因此,即使在阻抗变化小的低负荷范围中,可以预先防止出现干燥。
[0080]在根据上述实施例的燃料电池系统中,当⑴燃料电池20的操作状态处于干燥诱发操作状态,并且(ii)燃料电池车辆的速度等于或高于预定阈值时(即,同时满足条件(i)和(ii)时),通过使循环栗45的操作量大于通常操作量,能增加包含在供应到燃料电池20的燃料气体中的水量,以便增加在压力下,输送到燃料气体通路43的燃料废气。由于由循环栗45消耗的电力远小于由空气压缩机32消耗的电力,可以防止燃料电池20的干燥同时节省燃料。此外,如上所述,当增加循环栗45的操作量时,能使循环栗45的操作噪声被由于燃料电池车辆的运动而导致的声音或噪声淹没。
[0081]在第二实施例中,当(i)由燃料电池20产生的电流等于或小于预定阈值,并且
(ii)所产生的电流持续预定时间段或更长时(即,当满足条件⑴和(ii)时),确定燃料电池20的操作状态为干燥诱发操作状态。然而,执行操作确定的方法不限于上述方法。
[0082]例如,当燃料
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