[发明专利]燃料电池系统

说明书

本发明涉及燃料电池系统，用于在低效率发电时抑制蓄电池成为过充电状态或者过放电状态而蓄电池劣化。燃料电池系统(100)的控制装置(200)具备实施发电损耗大于通常发电的低效率发电的低效率发电实施部。低效率发电实施部具备：动作点设定部，设定成为低效率发电时的燃料电池(10)的动作点的目标电流以及目标电压；和发电电力控制部，在低效率发电时，通过将燃料电池(10)的电流控制为目标电流，并在二次电池(53)的充放电电力不大于允许充放电电力的范围内以燃料电池(10)的电压跨着目标电压增减的方式使向燃料电池(10)供给的氧化剂气体的供给流量变动，来使燃料电池(10)的发电电力增减。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统。

背景技术

在专利文献1中，作为现有的燃料电池系统，例如公开了一种如下所述的燃料电池系统：通过在系统起动时等规定的时机实施发电损耗比通常发电大的低效率发电，从而实施使燃料电池的自身发热量增大来使燃料电池迅速暖机的迅速暖机运转。

专利文献1：日本特开2009－099341号公报

在低效率发电时，由于增大浓度过电压来使发电损耗增大，所以若发电电力相同，则供给至燃料电池的氧化剂气体的供给流量少于通常发电时。即，对低效率发电时设定的空气化学计量比(实际供给的氧化剂气体的供给流量相对于为了发出目标发电电力而最低限度需要的氧化剂气体的供给流量之比)的目标值小于对通常发电时设定的空气化学计量比的目标值。而且，在以比通常发电时减小了空气化学计量比的状态进行的低效率发电时，处于当空气化学计量比偏离了其目标值时燃料电池的电压的变动幅度大于通常发电时的趋势。

这里，当目标发电电力发生变化的过渡时，在直到氧化剂气体的供给流量被控制为过渡后的目标流量为止的期间，空气化学计量比偏离过渡后的目标值。因此，当低效率发电时，在过渡时处于燃料电池的实际电压大幅度偏离目标电压的趋势，其结果是，处于实际发电电力大幅度偏离目标发电电力的趋势。

若实际发电电力大于目标发电电力，则此时的多余电力被充电至蓄电池。另一方面，若实际发电电力小于目标发电电力，则从蓄电池放电此时的不足电力。因此，若实际发电电力相对于目标发电电力的偏离变大，则存在蓄电池成为过充电状态或者过放电状态而导致蓄电池劣化的担忧。蓄电池的允许充电电力以及允许放电电力根据蓄电池温度而变化，处于蓄电池温度越低则越小的趋势。

因此，若在低温环境下实施低效率发电，则存在蓄电池特别容易成为过充电状态或者过放电状态而蓄电池容易劣化这一问题点。

发明内容

本发明是着眼于这样的问题点而完成的，其目的在于，在低效率发电时抑制蓄电池成为过充电状态或者过放电状态而导致蓄电池劣化这一情况。

为了解决上述课题，本发明的某个方式涉及的燃料电池系统具备：燃料电池，通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来产生电力；二次电池，被充电燃料电池发电时的多余电力，并且放电不足电力；以及控制装置。控制装置具备实施发电损耗大于通常发电的低效率发电的低效率发电实施部。低效率发电实施部具备：动作点设定部，设定成为低效率发电时的上述燃料电池的动作点的目标电流以及目标电压；和发电电力控制部，在低效率发电时，通过将燃料电池的电流控制为目标电流，并在二次电池的充放电电力不大于二次电池的允许充放电电力的范围内以燃料电池的电压跨着目标电压增减的方式使对燃料电池供给的氧化剂气体的供给流量变动，来使燃料电池的发电电力增减。

根据本发明的该方式，通过将燃料电池的电流控制为目标电流，并以跨着目标电压的方式使燃料电池的电压增减，能够以跨着目标发电电力的方式使发电电力增减。因此，由于能够反复蓄电池(二次电池)的充放电，所以能够迅速提高蓄电池的温度。其结果是，由于能够迅速增大蓄电池的允许充放电电力，所以当实施低效率发电而在发电电力与目标发电电力之间产生偏离时，能够抑制蓄电池成为过充电状态或者过放电状态。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式涉及的燃料电池系统的简要结构图。