[发明专利]车载设备的燃料电池动力装置

说明书

本申请是申请日为2002年08月21日，国家申请号为02802233.5，发明名称为“车载设备的燃料电池动力装置”的申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及车载设备的燃料电池动力装置，具体来说，它涉及其激活操作。 

背景技术

由JP-A-2000-315511已知安装在混合燃料电池车辆上的燃料电池和蓄电池是传统的车载设备燃料电池动力装置。当供给电池电能或燃料电池产生的电能时，用来运行燃料电池车辆的驱动电机驱动车辆。 

在车辆启动阶段，当驱动器切换点火开关至“开”时，燃料电池被激活，以允许车辆操作。但是在启动时，燃料电池不能立即产生电能。因此车辆从蓄电池供给电能至驱动电机。然后，当能够通过燃料电池产生电能时，通过燃料电池供给电能。 

发明内容

为了激活燃料电池，必须施加一定量的电能。特别地，当提供燃料重整器时，需要大量的电能以激活燃料电池，燃料重整器重整燃料并施加含氢的气体至燃料电池。激活燃料电池所需的电能随操作条件而改变。例如，当燃料电池激活在冷态下开始时，电能消耗显著增加。 

特别地，在短期运行的条件下，其中车辆操作特别短一段时间，车辆操作可能在期间终止，此期间中通过燃料电池可能会产生电能，也可能不会产生电能。因此即使燃料电池被激活，也经常是电能不会由燃料电池施加的情况。因此，通过激活燃料电池，电能被不必要地消耗。 

因此，本发明的一个目标是当需要大量能量激活燃料电池时，通过在不激活燃料电池的情况下操作车辆，抑制电能消耗。 

另外，当车辆短期操作时，通过不激活燃料电池可以避免不必要的电能消耗。 

为了实现上述目标，本发明提供车载设备的燃料电池动力装置。车载设备具有驱动设备，用来在供给电能时运行车载设备。动力装置包括：燃料电池，它在供给燃料时产生电能；蓄电池，它利用燃料电池产生的电能充电；电能调节设备，它选择分配从蓄电池和燃料电池至驱动设备的电能；以及控制器，它控制车辆操作。控制器确定是短期操作运行模式还是正常运行模式，当从确定结果中确定为正常运行模式时激活燃料电池，当确定为短期操作运行模式时，控制燃料电池和电能调节设备，以使燃料电池不被激活，并从蓄电池向驱动设备供给电能。 

为了实现上述目标，本发明还提供车载设备的燃料电池动力装置，车载设备含有驱动设备，它在供给电能时驱动车载设备，动力装置包括：燃料电池，它在供给燃料时产生电能；蓄电池，它利用燃料电池产生的电能充电；电能调节设备，它选择分配从蓄电池和燃料电池至驱动设备的电能；开关，它允许选择正常运行模式或短期操作运行模式；和控制器，它的作用是当选择短期操作运行模式时，控制燃料电池和电能调节设备，以使燃料电池不被激活，并从蓄电池向驱动设备供给电能。 

为了实现上述目标，本发明还提供车载设备的燃料电池动力装置，车载设备含有驱动设备，它在供给电能时驱动车载设 备，动力装置包括：燃料电池，它在供给燃料时产生电能；蓄电池，它利用燃料电池产生的电能充电；传感器，用来检测蓄电池的充电状态；电能调节设备，它选择分配从蓄电池和燃料电池至驱动设备的电能；开关，它允许选择正常运行模式或短期操作运行模式；和控制器，它的作用是估算激活燃料电池所需的能量；基于激活燃料电池所需的能量估算直至激活完成的时间；估算车辆操作直至所估算燃料电池激活时间完成的过程中的能量消耗；如果残留电荷大于所估算能量消耗，当选择短期操作运行模式时，控制燃料电池和电能调节设备，以使燃料电池不被激活，并从蓄电池向驱动设备供给电能；并如果残留蓄电池电荷小于所估算能量消耗时，即使当选择短期操作运行模式时，也激活燃料电池。 

上述细节及本发明的其它特征和优点，在本说明书的剩余部分提出，并显示在附图中。 

附图说明

图1表示本发明第一实施方式的框图。 

图2表示按照第一实施方式的燃料电池激活控制程序的流程图。 

图3表示燃料重整器的温度和激活能之间关系的特征曲线。 

图4表示按照第二实施方式的燃料电池的激活控制程序的流程图。 

图5表示外部温度和重整器激活能及重整器停止之后直至点火开关切换至“开”之后的持续时间之间关系的特征曲线。 

图6表示按照第三实施方式的燃料电池的激活控制程序的流程图。 

图7表示运行模式基准参数和运行模式极限值之间关系的特征曲线。