CN103597644B - 燃料电池***以及燃料电池***的控制方法 - Google Patents

燃料电池***以及燃料电池***的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103597644B
CN103597644B CN201280028574.9A CN201280028574A CN103597644B CN 103597644 B CN103597644 B CN 103597644B CN 201280028574 A CN201280028574 A CN 201280028574A CN 103597644 B CN103597644 B CN 103597644B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
fuel cell
supply
flow rate
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280028574.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103597644A (zh
Inventor
牧野真
牧野真一
市川靖
松本充彦
熊田光德
浅井祥朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of CN103597644A publication Critical patent/CN103597644A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103597644B publication Critical patent/CN103597644B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04365—Temperature; Ambient temperature of other components of a fuel cell or fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04552—Voltage of the individual fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

一种燃料电池***，在对燃料电池的要求发电量小于规定发电量的情况下实施将从燃料电池的输出停止的停止处理，在停止处理期间内实施氧化剂的供给，其中，在停止处理期间内，以预先设定的、并且不会在氧化剂极产生二氧化碳的基本供给间隔来实施向燃料极的燃料气体的间歇性供给。

Description

燃料电池***以及燃料电池***的控制方法
技术领域
本发明涉及向燃料电池的燃料气体的供给控制。
背景技术
作为燃料电池的控制，已知所谓的怠速停止，即以下的停止处理：在对燃料电池的要求发电量小于规定发电量的情况下，停止向燃料电池供给燃料气体和氧化气体来停止从燃料电池的输出。
在从怠速停止的状态重新使燃料电池工作的情况下，从重新开始供给燃料气体和氧化气体起，开始电化学反应而电压升高到要求电压是需要相当的时间的。因此，在将燃料电池用作车辆的驱动源的情况下，即使在怠速停止中踏下加速踏板，也无法立即输出所要求的电力。这种响应性之低成为运转性能(driveability)下降的主要原因。因此在日本JP4182732中，在怠速停止中，不管要求电力如何，都在规定的定时供给燃料气体或氧化气体以确保响应性。
另外，即使停止供给燃料气体和氧化气体，残存在燃料电池内的燃料气体和氧化气体也会由于透过电解质膜而继续进行化学反应。而且，当由于所透过的燃料气体与氧化气体的化学反应而消耗燃料气体时，负极(anode)内压力下降，在怠速停止中氧透过电解质膜而交叉泄漏到负极侧。其结果，在负极内产生氧不均匀的状态(以下称为气体不均匀)。若不均匀增大，则在重新开始燃料电池的工作而供给燃料气体和氧化气体时，在负极内会由于不均匀的氧而形成氢边界，其结果是会招致电极催化剂的劣化。具体地说，在正极(cathode)内，承载作为电极催化剂的铂的碳会与通过电化学反应而生成的水进行反应从而变化为二氧化碳，承载于碳上的铂会溶出而导致催化剂功能下降。
为了防止这种氢边界所导致的电极催化剂的劣化，在日本JP4432312中，在怠速停止中若检测到气体不均匀，则供给燃料气体。此外，由传感器检测负极内的压力和浓度、电极电位等，基于其检测值来进行气体不均匀的检测。
发明内容
以一个压力传感器等虽然能够检测负极内整体的状态，但是无法检测局部的状态。而气体不均匀是局部地产生的。因而，如JP4432312那样利用压力传感器等来检测气体不均匀是很难的。如果想要利用压力传感器等来进行检测，则要配置大量的传感器，从成本、布局的观点出发来看是不现实的。
另一方面，如果如JP4182732那样在怠速停止中供给作为燃料气体的氢，则能够防止氧的交叉泄漏从而防止氢边界的形成，因此一般也认为能够防止电极催化剂的劣化。但是，在JP4182732中，在怠速停止中，在基于确保从怠速停止恢复时的响应性的观点而设定的定时供给燃料气体，因此存在形成氢边界而电极催化剂劣化的担忧。
因此，在本发明中，目的在于提供一种不使用压力传感器等而能够抑制怠速停止所导致的电极催化剂劣化的装置。
为了达到上述目的，本发明在对燃料电池的要求发电量小于规定发电量的情况下实施将从燃料电池的输出停止的怠速停止，在怠速停止中实施氧化剂的供给。并且，在怠速停止中，以预先设定的、并且在氧化剂极不会产生二氧化碳的基本供给间隔来实施向燃料极的燃料气体的间歇性地供给。
本发明的详情以及其它特征和优点在说明书的之后的记载中说明，并且在附图中示出。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的燃料电池***的整体结构图。
图2A是示出通常运转中的单电池的截面的图。
图2B是示意性地示出怠速停止中的单电池的截面的图。
图3是用于说明电极催化剂的劣化的单电池的截面图。
图4是表示在第一实施方式中由控制器执行的怠速停止中的氢供给用的控制例程的流程图。
图5是在第一实施方式由控制器执行的供给间隔校正用的子例程。
图6是表示氢供给定时的一例的时序图。
图7是表示氢的供给间隔与正极处的二氧化碳产生量的关系的图。
图8是表示燃料电池温度与供给间隔校正系数的关系的对应图。
图9是表示湿润度与供给间隔校正系数的关系的对应图。
图10是表示怠速停止持续时间与供给间隔校正系数的关系的对应图。
图11是根据怠速停止持续时间进行校正后的情况下的供给间隔的时序图。
图12是表示燃料电池电压与供给间隔校正系数的关系的对应图。
图13是根据燃料电池电压进行校正后的情况下的时序图。
图14是表示在第二实施方式中由控制器执行的怠速停止中的氢供给用的控制例程的流程图。
图15是在第二实施方式中由控制器执行的供给流量校正用的子例程。
图16是表示氢的供给流量与正极处的二氧化碳产生量的关系的图。
图17是表示燃料电池温度与供给流量校正系数的关系的对应图。
图18是表示湿润度与供给流量校正系数的关系的对应图。
图19是表示怠速停止持续时间与供给流量校正系数的关系的对应图。
图20是根据怠速停止持续时间进行校正后的情况下的供给间隔的时序图。
图21是表示燃料电池电压与供给流量校正系数的关系的对应图。
图22是根据燃料电池电压进行校正后的情况下的时序图。
图23是在第三实施方式中由控制器执行的怠速停止中的氢供给用的控制例程的流程图。
图24是在第三实施方式中由控制器执行的供给时间校正用的子例程。
图25是表示氢的供给时间与正极处的二氧化碳产生量的关系的图。
图26是表示燃料电池温度与供给时间校正系数的关系的对应图。
图27是表示湿润度与供给时间校正系数的关系的对应图。
图28是表示怠速停止持续时间与供给时间校正系数的关系的对应图。
图29是根据怠速停止持续时间进行校正后的情况下的供给流量的时序图。
图30是表示燃料电池电压与供给时间校正系数的关系的对应图。
图31是根据燃料电池电压进行校正后的情况下的时序图。
图32是在怠速停止中供给了氢时的负极内压力的时序图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是本发明的实施方式所涉及的燃料电池***的整体结构图。该燃料电池***搭载于由电动机驱动的电动车辆。
燃料电池***包括燃料电池堆1、贮存作为燃料气体的氢气的氢罐101、用于供给作为氧化气体的空气的压缩机/鼓风机201、以及对本***进行控制的控制器400。
燃料电池堆1与公知的燃料电池堆结构相同。也就是说，作为燃料电池的基本单位、即电池单体的层叠体，各电池单体构成为以夹持电解质膜的方式配置燃料极和氧化剂，该电解质膜的两面形成有催化剂层。催化剂层构成为由碳来承载作为电极催化剂的铂。
氢罐101内的氢通过氢供给配管102，被氢系压力调整阀108减至期望的压力而供给到燃料电池堆1的燃料极(以下称为负极1A)。
氢系压力调整阀108通过调整向燃料电池堆1供给的氢流量来调整压力。此外，氢供给配管102的氢系压力调整阀108与燃料电池堆1之间安装有氢系压力传感器109。控制器400对氢系压力调整阀108进行控制，以使氢系压力传感器109的检测值为期望的压力。相对于燃料电池堆1内的电化学反应所需的氢量来说多供给的氢气、其它杂质等之类等从负极1A的排气(以下称为负极排出气体)流出到氢排气配管105。氢排气配管105上安装有排氢净化阀106，当打开排氢净化阀106时，负极排出气体从氢排气配管105排出到***外部。
此外，图1的***是不使负极排出气体从氢排气配管105循环到氢供给配管102的所谓的负极系死端***。
由压缩机/鼓风机201加压输送的空气通过空气供给配管202被供给到燃料电池堆1的氧化剂极(以下称为正极)。此外，空气供给配管202上安装有空气系压力传感器203。所供给的空气在被燃料电池堆1中的电化学反应消耗之后，流出到空气排气配管204，经空气系背压调整阀205调整为期望的压力而排出到***外部。由控制器400基于空气系压力传感器203的检测值来进行空气系背压调整阀205的控制。
控制器400由具备中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的微计算机构成。也能够利用多个微计算机来构成控制器400。
另外，燃料电池***具备用于去除由于发电而产生的热的冷却***。冷却***包括冷却水系配管302以及安装在冷却水系配管302上的冷却水泵301及散热器303。由冷却水泵301加压输送的冷却水通过燃料电池堆1从而吸收燃料电池堆1的热，通过冷却水系配管302而在散热器303中排热，再次被冷却水泵301加压输送到燃料电池堆1。
除了氢系压力调整阀108、空气系背压调整阀205以外，压缩机/鼓风机201、冷却水泵301以及排氢净化阀106也由控制器400进行控制。
基于电池单体电压传感器2的检测值来计算燃料电池堆1的电压。电池单体电压传感器2用于检测单电池或包括多个单电池的电池组的电压。因而，只要知道燃料电池堆1层叠了多少单电池，就能够基于电池单体电压传感器2的检测值来估计出燃料电池堆1整体的电压。
此外，也可以通过检测燃料电池堆1的层叠方向两端的电位差，来直接检测燃料电池堆1整体的电压。
检测燃料电池堆1的温度(以下称为燃料电池温度)的温度传感器3和检测负极侧的压力的压力传感器4的检测值也被读入到控制器400。
在如上所述的结构的燃料电池***中，在基于运转状态而定的要求发电量小于预先设定的规定发电量的情况下，控制器400实施将从燃料电池堆1的输出停止的怠速停止。具体地说，停止向燃料电池堆1供给氢和空气，并停止从燃料电池堆1取出输出。
在怠速停止中，当例如驾驶员踏下加速踏板的情况那样要求发电量增大而超过规定的要求发电量时，控制器400使燃料电池***重新工作。但是，从决定使燃料电池***重新工作而重新开始氢和空气的供给起，重新开始电化学反应而电压升高到目标电压需要时间。特别是在从怠速停止时间长而燃料电池堆1内的氢余量和氧余量少的状态起重新工作的情况下，需要相当的时间。即，在电动车辆中在怠速停止中随着驾驶员踏下加速踏板而重新工作的情况下，在达到目标电压之前的期间无法产生与加速踏板踏下量相应的输出，响应性会下降。
因此，为了避免这种响应性的下降，众所周知以下的方法：在怠速停止中使压缩机/鼓风机201间歇性地或连续地工作，将每个单电池的电压维持为期望电压、例如0.6V以上。
另外，当实施怠速停止时，氧交叉泄漏到负极1A侧而产生气体不均匀。在此对气体不均匀进行说明。
图2A是示意性地示出通常运转中的单电池的截面的图，图2B是示意性地示出怠速停止中的单电池的截面的图。
在通常运转中，如图2A所示，隔着电解质膜，负极1A处存在氢H2，正极处存在氧O2。此外，N2是由压缩机/鼓风机201加压输送的空气中所包含的氮。位于负极1A侧的氮N2是供给到正极的空气中的氮N2透过电解质膜而入侵到负极1A侧的氮N2。
当由于怠速停止而从这种通常运转状态停止氢和空气的供给时，从正极透过电解质膜到负极1A侧来的氧不流向下游而滞留，由此产生气体不均匀。
图3是单电池的截面图，是用于说明在产生气体不均匀的状态下重新启动燃料电池***的情况下所发生的电极催化剂的劣化的图。
燃料电池通过用负极1A和正极1C夹持电解质膜1B并向负极1A供给含氢的负极气体(燃料气体)、向正极1C供给含氧的正极气体(氧化剂气体)来进行发电。在负极1A和正极1C这两个电极处进行的电极反应如下。
负极电极：2H2→4H++4e-…(1)
正极电极：4H++4e-+O2→2H2O…(2)
通过该(1)、(2)的电极反应，燃料电池产生1伏特左右的电动势。
在将这种燃料电池用作汽车用动力源的情况下，由于要求的电力大，因此做成将数百块的燃料电池层叠所得的燃料电池堆1来使用。然后，构成向燃料电池堆1供给负极气体和正极气体的燃料电池***，取出驱动车辆用的电力。
当启动燃料电池***来向负极1A侧的流路供给负极气体时，成为在上游侧存在负极气体、在下游侧存在正极气体的状态。这样，在负极1A处形成局部电池，正极1C的催化剂层的碳有时会劣化。这种碳劣化成为单电池20的输出下降的原因。
如图3所示，当在负极气体侧存在正极气体的状态下启动燃料电池***、来向负极1A侧供给负极气体时，成为在负极气体的流路的上游存在负极气体、在下游存在正极气体的状态。也就是说，成为以下状态：在负极气体的流路中，存在负极气体与正极气体的边界面(氢边界)。
这样，在单电池的上游侧形成通常的电池，发生前述的(1)式和(2)式的反应。
另一方面，在负极气体的流路的下游存在正极气体的状态下，会在负极侧形成以负极气体的流路的上游为负极、以下游为正极的局部电池。由此，在单电池的下游侧，为了消耗通过(1)式产生的电子，在负极发生以下的(3)式的反应，其结果，在正极1C发生以下的(4)式的反应。
负极电极(下游侧)：4H++4e-+O2→2H2O…(3)
正极电极(下游侧)：C+2H2O→4H++4e-+CO2…(4)
这样，在正极1C的下游侧发生碳变成二氧化碳的氧化反应((4)式的反应)，因此承载铂等电极催化剂的碳载体发生腐蚀，催化剂劣化。
为了防止这种催化剂的劣化，需要抑制气体不均匀。而且，为了抑制气体不均匀，已知一种在怠速停止中向负极1A侧供给氢的方法。根据该方法，交叉泄漏到负极1A的氧通过与氢进行反应而被消耗，因此会解除气体不均匀。
在供给氢的情况下，需要设定供给的定时和供给量。例如，已知如下一种技术：以确保从怠速停止重新启动时的响应性为目的，在怠速停止中在堆电压下降的定时等进行氢供给。但是，在这种定时，可能产生所供给的氢相对于氧的交叉泄漏量不足的情况。在这种情况下通过电化学反应不能将氧消耗完，从而不能抑制气体不均匀。与之相反，也可能产生以下情况：氢的供给量相对于氧的交叉泄漏量过剩，从而浪费氢。即，为了抑制气体不均匀，在适当的定时供给适当量的氢是很重要的。特别是在基于确保响应性的观点而确定供给量的情况下等，在什么定时供给该氢变得很重要。
因此，在本实施方式中，实施下面说明的控制以抑制气体不均匀。
图4是表示由控制器400执行的怠速停止中的氢供给用的控制例程的流程图。以例如10毫秒左右的间隔重复执行本控制例程。
在本控制例程中，如图6所示，通过间歇性地供给氢来在流路内生成脉动，来对不均匀的氧进行搅拌以提高反应性。图6的纵轴是氢的每单位时间的流量，横轴是时间。此外，设每次的氢供给量、也就是说每单位时间的流量与维持该流量的时间之积与上述的为了确保响应性而进行氢供给的情况下的供给量相同。供给间隔在后面叙述。
在步骤S100中，控制器400判定负极侧的压力是否为预先设定的阈值以下。作为负极1A内压力，读入氢系压力传感器109的检测值。在负极1A内压力为阈值以下的情况下，执行步骤S110的处理。在负极1A内压力高于阈值的情况下，在步骤S130中禁止氢的供给。这是为了防止以下情况：由于供给氢而负极1A侧的压力上升，由于负极1A侧与正极1C侧的压力差而电解质膜劣化。因而，对每个应用本实施方式的电解质膜，通过实验等求出能够防止劣化的压力差，将其设定为阈值。
此外，如图32的时序图所示，由于氢供给而压力上升，但是之后，随着进行与氧的电化学反应而压力下降。然后，当实施下一次氢供给时压力再次上升。在重复该压力上升和下降的同时，负极内压力渐渐上升。
在步骤S110中，控制器400按照后述的子例程来设定氢的供给间隔。在本控制例程中，基本的供给间隔(以下称为基本供给间隔)是通过实验等而预先设定的。例如，一边监视正极1C处的二氧化碳产生量一边改变供给间隔，将不产生二氧化碳的上限的供给间隔作为供给间隔上限值，将该供给间隔设定为该供给间隔上限值以下。在此，监视正极处的二氧化碳产生量是由于：如果存在气体不均匀则会通过前述的(4)式所表示的反应在正极侧产生二氧化碳。也就是说，能够基于正极侧处的二氧化碳产生量来判断是否存在气体不均匀。此外，能够通过检测从正极的二氧化碳排出量来掌握二氧化碳产生量。
图7是表示氢的供给间隔与正极处的二氧化碳产生量的关系的图。纵轴是二氧化碳产生量，横轴是供给间隔。如图7所示，如果供给间隔为Tint1以下则不产生二氧化碳，但是当供给间隔超过Tint1时，供给间隔越长则二氧化碳产生量越多。因而，将基本供给间隔例如设定为Tint1以下。
此外，二氧化碳产生量与供给间隔的关系按电解质膜的规格而不同，因此针对所应用的每个电解质膜通过实验来设定。
在步骤S110的子例程中，如以下说明的任一个实施例那样对通过上述作业而预先设定的基本供给间隔进行校正，将其设定为供给间隔。
(实施例1)
图5是在步骤S110中由控制器400执行的供给间隔校正用的子例程。
在步骤S200中，控制器400读入燃料电池温度。燃料电池温度既可以由温度传感器3直接检测，也可以基于冷却水的温度、外部气温等来估计。
在步骤S210中，控制器400使用图8所示的对应图来求出基于燃料电池温度的供给间隔校正系数。图8的纵轴是供给间隔校正系数，横轴是燃料电池温度。为如下那样的校正系数：燃料电池温度越高，供给间隔校正系数越小。也就是说，燃料电池温度越高，供给间隔越短。
在步骤S220中，控制器400使用供给间隔校正系数来校正基本供给间隔，将其设定为供给间隔。
如果设定了供给间隔，则控制器400在图4的流程图的步骤S120中以所设定的供给间隔来进行氢供给。
燃料电池温度越高，交叉泄漏的氧量越多，因此通过如上所述那样对供给间隔进行校正，能够以更适当的间隔来供给氢。
(实施例2)
实施例2的与图5的步骤S200、S210相当的步骤与实施例1不同。在实施例2中，代替燃料电池温度而基于燃料电池内部的湿润状态来对基本供给间隔进行校正。
在图5的与步骤S200相当的步骤中，控制器400读入燃料电池内部的湿润度。只要通过公知的手法来检测湿润度即可。例如，既可以基于交流阻抗来求出，也可以基于怠速停止开始时的燃料电池温度等来估计。
在与步骤S210相当的步骤中，控制器400使用图9所示的对应图来求出基于湿润度的供给间隔校正系数。图9的纵轴是供给间隔校正系数，横轴是湿润度。湿润度越高，供给间隔校正系数越小。
湿润度越高，交叉泄漏的氧量越多，因此通过如上所述那样对供给间隔进行校正，能够以更适当的间隔来供给氢。
(实施例3)
实施例3的与图5的步骤S200、S210相当的步骤与实施例1不同。在实施例3中，代替燃料电池温度而基于怠速停止持续时间来对基本供给间隔进行校正。
在与图5的步骤S200相当的步骤中，控制器400读入从怠速停止开始起的持续时间。
在与图5的步骤S210相当的步骤中，控制器400使用图10的对应图来求出基于怠速停止持续时间的供给间隔校正系数。图10的纵轴是供给间隔校正系数，横轴是怠速停止持续时间。怠速停止持续时间越长，供给间隔校正系数越小。也就是说，如图11所示那样，随着怠速停止持续时间变长，供给间隔渐渐变短。
随着怠速停止持续时间变长，燃料电池温度下降而生成冷凝水。当由于冷凝水而湿润度升高时交叉泄漏的氧量变多。因此，通过使怠速停止持续时间越长供给间隔越短，能够以更适当的间隔来供给氢。此外，本实施例实质上与实施例2同样地根据湿润度来校正供给间隔，但是与实施例2相比具有不需要测量湿润度的优点。
(实施例4)
实施例4的与图5的步骤S200、S210相当的步骤与实施例1不同。在实施例4中，代替燃料电池温度而基于燃料电池电压来对基本供给间隔进行校正。此处使用的燃料电池电压为燃料电池堆1整体的电压。既可以按每块单电池设置电池单体电压传感器2来计算整体的电压，也可以按每个电池组设置电池单体电压传感器2来计算整体的电压。当然，也可以设置检测燃料电池堆1整体的电压的传感器。
在与图5的步骤S200相当的步骤中，控制器400读入燃料电池电压。
在与图5的步骤S210相当的步骤中，控制器400使用图12的对应图来求出基于燃料电池电压的供给间隔校正系数。图12的纵轴是供给间隔校正系数，横轴是燃料电池电压。燃料电池电压越高，供给间隔校正系数越小。这是由于，燃料电池电压越高，越容易发生氧化反应，正极电极越容易劣化，因此燃料电池电压越高，使供给间隔越短。
图13中示出了执行实施例4的情况下的时序图。上段部分是基本供给间隔，中段部分是校正后的供给间隔，下段部分是燃料电池电压。在怠速停止开始后的燃料电池电压维持相对高的期间，供给间隔通过校正而变得比基本供给间隔短(t1-t2期间)。之后，当燃料电池电压下降时，供给间隔校正系数增大与燃料电池电压下降的量相当的量，供给间隔变得比t1-t2期间长(t2以后)。
上述的实施例1到实施例4都是在交叉泄漏的氧量增加的条件下将氢的供给间隔设定得更短。
总结以上说明的本实施方式的效果。
在怠速停止中为了确保恢复时的响应性而供给空气的燃料电池***中，在怠速停止中，以预先设定的能够抑制正极1C处产生二氧化碳的基本供给间隔来实施向负极1A的氢的间歇性供给。由此，不使用压力传感器等就能够抑制怠速停止中的气体不均匀的产生，从而抑制电极催化剂的劣化。另外，由此能够将怠速停止时间设定得更长，从而实现燃烧消耗率性能的提高。
控制器400以燃料电池温度越高供给间隔越短的方式对基本供给间隔进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
控制器400以燃料电池堆1越湿润供给间隔越短的方式对基本供给间隔进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
控制器400以怠速停止持续时间越长供给间隔越短的方式对基本供给间隔进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
控制器400以燃料电池堆1的电池单体电压、电池组电压或总电压越高供给间隔越短的方式对基本供给间隔进行校正，由此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
控制器400在负极1A内的压力超过规定值的情况下禁止怠速停止中的氢的供给，因此能够防止由于正极1C与负极1A的极间差压过大而电解质膜1B劣化的情况。
本实施方式的负极系死端***与使负极气体循环的***相比，从通常运转时起就易于产生负极1A内的氮气的不均匀。另外，也无法利用循环装置来解除气体不均匀。因此，通过上述控制来抑制气体不均匀的效果是极大的。
(第二实施方式)
第二实施方式的***结构和氢的供给间隔与第一实施方式相同。与第一实施方式的不同点在于，在怠速停止中供给氢时，根据燃料电池***的状态来设定供给流量。下面说明氢的供给流量的设定。
图14是表示在本实施方式中由控制器400执行的怠速停止中的氢供给用的控制例程的流程图。例如以10毫秒左右的间隔重复执行本控制例程。
步骤S300、S310、S320以及S330与图4的步骤S100、S110、S120以及S130相同，因此省略说明。其中，基于将供给流量作为后述的基本供给流量而进行的实验来设定步骤S310中使用的基本供给间隔。
下面说明步骤S315。
在步骤S315中，控制器400按照图15所示的子例程来设定氢的供给流量。即，设定图6的纵轴方向的大小。此外，持续供给的时间与基本供给间隔的情况下的持续时间相同。
图15的子例程用于对预先设定的基本供给流量进行校正。与基本供给间隔同样地，按电解质膜的规格而通过实验来设定基本供给流量。图16是表示通过实验得到的氢的供给流量与正极处的二氧化碳产生量的关系的图。纵轴是二氧化碳产生量，横轴是供给流量。如图16所示，如果供给流量为F1以上则不产生二氧化碳，但是当供给流量少于F1时，供给流量越少则二氧化碳产生量越多。因而，将基本供给流量例如设定为F1以上。
图15的步骤S400、S410、S420的处理基本上与图5的步骤S200、S210、S220的处理相同，只有步骤S210中使用的校正系数计算用的对应图不同。在计算校正系数时，能够与第一实施方式同样地使用各种参数。
(实施例1)
在步骤S400中，控制器400读入燃料电池温度。
在步骤S410中，控制器400基于燃料电池温度来求出校正系数。在此，使用图17所示的对应图。图17的纵轴是供给流量校正系数，横轴是燃料电池温度。燃料电池温度越高，供给流量校正系数越大。
在步骤S420中，控制器400基于供给流量校正系数来对基本供给流量进行校正。由此，燃料电池温度越高，供给越多的氢。
(实施例2)
实施例2的与图15的步骤S400、S410相当的步骤与实施例1不同。在实施例2中，代替燃料电池温度而基于燃料电池内部的湿润状态来对基本供给流量进行校正。关于湿润度，如图5的步骤S200中说明的那样。
在与步骤S410相当的步骤中，控制器400使用图18所示的对应图来求出基于湿润度的供给流量校正系数。图18的纵轴是供给流量校正系数，横轴是湿润度。湿润度越高，供给流量校正系数越大。
湿润度越高，交叉泄漏的氧量越多，因此通过如上所述那样对供给流量进行校正，能够供给更适当的氢量。
(实施例3)
实施例3的与图15的步骤S400、S410相当的步骤与实施例1相同。在实施例3中，代替燃料电池温度而基于怠速停止持续时间来对基本供给流量进行校正。
在与图15的步骤S400相当的步骤中，控制器400读入从怠速停止开始起的持续时间。
在与图15的步骤S410相当的步骤中，控制器400使用图19的对应图来求出基于怠速停止持续时间的供给流量校正系数。图19的纵轴是供给流量校正系数，横轴是怠速停止持续时间。怠速停止持续时间越长，供给流量校正系数越小。也就是说，如图20所示那样，随着怠速停止持续时间变长，供给流量渐渐变多。
随着怠速停止持续时间变长，燃料电池温度下降而生成冷凝水。当由于冷凝水而湿润度升高时交叉泄漏的氧量变多。因此，通过使怠速停止持续时间越长供给流量越多，能够供给更适当的量的氢。此外，本实施例实质上与实施例2同样地根据湿润度来校正供给流量，但是与实施例2相比具有不需要测量湿润度的优点。
(实施例4)
实施例4的与图15的步骤S400、S410相当的步骤与实施例1不同。在实施例4中，代替燃料电池温度而基于燃料电池电压来对基本供给流量进行校正。此处使用的燃料电池电压如第一实施方式中说明的那样，因此省略说明。
在与图15的步骤S400相当的步骤中，控制器400读入燃料电池电压。
在与图15的步骤S410相当的步骤中，控制器400使用图21的对应图来求出基于燃料电池电压的供给流量校正系数。图21的纵轴是供给流量校正系数，横轴是燃料电池电压。燃料电池电压越高，供给流量校正系数越小。这是由于，燃料电池电压越高，越容易发生氧化反应，正极电极越容易劣化，因此燃料电池电压越高，使供给流量越多。
图22中示出了执行实施例4的情况下的时序图。上段部分是基本供给流量，中段部分是校正后的供给流量，下段部分是燃料电池电压。在怠速停止开始后的燃料电池电压维持相对高的期间，供给流量通过校正而变得比基本供给流量多(t1)。之后，当燃料电池电压下降时，供给流量校正系数增大与燃料电池电压下降的量相当的量，供给流量变得比t1少(t2)。然后，当燃料电池电压再次上升时，供给流量也增大(t3)。
上述的实施例1到实施例4都是在交叉泄漏的氧量增加的条件下将氢的供给流量设定得更多。
如果像这样根据燃料电池***的状态来校正基本供给流量，则例如能够将基本供给流量事先设定为在正极不产生二氧化碳的边界值，在交叉泄漏的氧量变多的状况下进行使供给流量增加的控制。这样，能够供给将交叉泄漏的氧消耗所需的氢，且能够抑制浪费的氢供给。
如上，根据本实施方式，除了与第一实施方式相同的效果以外，还可以得到如下的效果。
以基本供给间隔来间歇性地实施的氢供给的每单位时间的供给流量为预先设定的能够抑制正极1C处产生二氧化碳的基本供给流量，因此会以适当的定时供给适当的供给流量。其结果，能够更可靠地抑制电极催化剂的劣化。
(9)控制器400以燃料电池温度越高供给流量越多的方式对基本供给流量进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
(10)控制器400以燃料电池堆1越湿润供给流量越多的方式对基本供给流量进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
(11)控制器400以怠速停止持续时间越长供给流量越多的方式对基本供给流量进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
(12)控制器400以电池单体电压、电池组电压或总电压越高供给流量越多的方式对基本供给流量进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
(第三实施方式)
第三实施方式的***结构和氢的供给间隔与第一实施方式相同。与第一实施方式的不同点在于，根据燃料电池***的状态来设定在怠速停止中供给氢时的供给时间。下面说明氢的供给时间的设定。
在怠速停止中为了抑制气体不均匀的产生而供给的氢量是由供给流量与供给时间之积决定的。在第二实施方式中，交叉泄漏的氧量越多，使供给流量越增大，由此使氢的供给量越增大，与此相对，在本实施方式中，不改变供给流量，而通过改变供给时间来形成与燃料电池***的状态相应的供给量。此外，供给流量与在基本供给间隔的情况下的流量相同。
图23是表示在本实施方式中由控制器400执行的怠速停止中的氢供给用的控制例程的流程图。例如以10毫秒左右的间隔重复执行本控制例程。
步骤S500、S510、S520以及S530与图4的步骤S100、S110、S120以及S130相同，因此省略说明。其中，基于将供给时间作为后述的基本供给时间而进行的实验来设定步骤S510中使用的基本供给间隔。
下面说明步骤S515。
在步骤S515中，控制器400按照图24所示的子例程来设定氢的供给时间。即，设定图6的横轴方向的长度。此外，每单位时间的供给流量与基本供给间隔的情况下的供给流量相同。
图24的子例程用于对预先设定的基本供给时间进行校正。基本供给时间与基本供给间隔同样地，按电解质膜的规格而通过实验来设定。图25是表示通过实验得到的氢的供给时间与正极处的二氧化碳产生量的关系的图。纵轴是二氧化碳产生量，横轴是供给时间。如图25所示，如果供给时间为F2以上则不产生二氧化碳，但是当供给时间短于F2时，供给时间越短则二氧化碳产生量越多。因而，将基本供给时间例如设定为F2以上。
图24的步骤S600、S610、S620的处理基本上与图15的步骤S400、S410、S420的处理相同，只有图15的步骤S410中使用的校正系数计算用的对应图不同。在计算校正系数时，能够与第二实施方式同样地使用各种参数。
(实施例1)
在步骤S600中，控制器400读入燃料电池温度。
在步骤S610中，控制器400基于燃料电池温度来求出校正系数。在此，使用图26所示的对应图。图26的纵轴是供给时间校正系数，横轴是燃料电池温度。燃料电池温度越高，供给时间校正系数也越大。
在步骤S620中，控制器400基于供给时间校正系数对基本供给时间进行校正。由此，燃料电池温度越高，脉冲式地供给氢时的每次的供给时间越长。
(实施例2)
实施例2的与图24的步骤S600、S610相当的步骤与实施例1不同。在实施例2中，代替燃料电池温度而基于燃料电池内部的湿润状态来对基本供给时间进行校正。关于湿润度，如图5的步骤S200中说明的那样。
在与步骤S610相当的步骤中，控制器400使用图27所示的对应图来求出基于湿润度的供给时间校正系数。图27的纵轴是供给时间校正系数，横轴是湿润度。湿润度越高，供给时间校正系数越大。
湿润度越高，交叉泄漏的氧量越多，因此通过如上所述那样对供给时间进行校正，能够供给更适当的氢量。
(实施例3)
实施例3的与图24的步骤S600、S610相当的步骤与实施例1不同。在实施例3中，代替燃料电池温度而基于怠速停止持续时间来对基本供给时间进行校正。
在与图24的步骤S600相当的步骤中，控制器400读入从怠速停止开始起的持续时间。
在与图24的步骤S610相当的步骤中，控制器400使用图28的对应图来求出基于怠速停止持续时间的供给时间校正系数。图28的纵轴是供给时间校正系数，横轴是怠速停止持续时间。怠速停止持续时间越长，供给时间校正系数越小。也就是说，如图29所示那样，随着怠速停止持续时间变长，供给时间渐渐变长。
随着怠速停止持续时间变长，燃料电池温度下降而生成冷凝水。当由于冷凝水而湿润度升高时交叉泄漏的氧量变多。因此，通过使怠速停止持续时间越长供给时间越长，能够供给更适当的量的氢。此外，本实施例实质上与实施例2同样地根据湿润度来校正供给时间，但是与实施例2相比具有不需要测量湿润度的优点。
(实施例4)
实施例4的与图24的步骤S600、S610相当的步骤与实施例1不同。在实施例4中，代替燃料电池温度而基于燃料电池电压来对基本供给时间进行校正。此处使用的燃料电池电压如第一实施方式中说明的那样，因此省略说明。
在与图24的步骤S600相当的步骤中，控制器400读入燃料电池电压。
在与图24的步骤S610相当的步骤中，控制器400使用图30的对应图来求出基于燃料电池电压的供给时间校正系数。图30的纵轴是供给时间校正系数，横轴是燃料电池电压。燃料电池电压越高，供给时间校正系数越小。这是由于，燃料电池电压越高，越容易发生氧化反应，正极电极越容易劣化，因此燃料电池电压越高，使供给时间越长。
图31中示出了执行实施例4的情况下的时序图。上段部分是基本供给时间，中段部分是校正后的供给时间，下段部分是燃料电池电压。在怠速停止开始后的燃料电池电压维持相对高的期间，供给时间通过校正而变得比基本供给时间长(t1)。之后，当燃料电池电压下降时，供给时间校正系数增大与燃料电池电压下降的量相当的量，供给时间变得比t1短(t2)。然后，当燃料电池电压再次上升时，供给时间也变长(t3)。
上述的实施例1到实施例4都是在交叉泄漏的氧量增加的条件下将氢的供给时间设定得更多。
如果像这样根据燃料电池***的状态来校正基本供给时间，则例如能够将基本供给时间事先设定为在正极不产生二氧化碳的边界值，在交叉泄漏的氧量变多的状况下进行使供给时间增加的控制。这样，能够供给将交叉泄漏的氧消耗所需的氢，且能够抑制浪费的氢供给。
如上，根据本实施方式，除了与第一实施方式相同的效果以外，还可以得到如下的效果。
以基本供给间隔来间歇性地实施的氢供给的每次的供给时间为预先设定的能够抑制氧化剂极处产生二氧化碳的基本供给时间，因此会以适当的定时供给适当的供给流量。其结果，能够更可靠地抑制电极催化剂的劣化。
控制器400以燃料电池温度越高供给时间越长的方式对基本供给时间进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
控制器400以燃料电池堆1越湿润供给时间越长的方式对基本供给时间进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
控制器400以怠速停止持续时间越长供给时间越长的方式对基本供给时间进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
控制器400以电池单体电压、电池组电压或总电压越高供给时间越长的方式对基本供给时间进行校正，因此即使氮、氧从正极1C向负极1A的交叉泄漏量增加，也能够抑制电极催化剂的劣化。
此外，在上述各实施方式中，对负极系死端***进行了说明，但是即使是使氢从氢排气配管105循环到氢供给配管102的负极系再循环***，也同样能够适用。
以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式不过是示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。
本申请主张2011年6月21日向日本专利局申请的特愿2011-137298号的优先权，通过参照将该申请的全部内容引入本说明书中。

Claims (19)

1.一种燃料电池***，
在对燃料电池的要求发电量小于规定发电量的情况下实施将从燃料电池的输出停止的停止处理，
在停止处理期间内实施氧化剂的供给，
其中，上述燃料电池构成为包括：电解质膜，上述电解质膜在两面形成有构成为由碳来承载电极催化剂的催化剂层；以及以夹持上述电解质膜的方式配置的燃料极和氧化剂极，
在上述停止处理期间内，以预先设定的、并且不会在氧化剂极产生二氧化碳的基本供给间隔来实施向燃料极的燃料气体的间歇性供给。
2.根据权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给间隔校正单元，其校正上述基本供给间隔；以及
温度检测单元，其检测上述燃料电池的温度，
其中，上述供给间隔校正单元以如下方式校正上述基本供给间隔：上述燃料电池的温度越高则基本供给间隔越短。
3.根据权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给间隔校正单元，其校正上述基本供给间隔；以及
检测上述燃料电池的内部的湿润状态的单元，
其中，上述供给间隔校正单元以如下方式校正上述基本供给间隔：上述燃料电池的内部越湿润则基本供给间隔越短。
4.根据权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给间隔校正单元，其校正上述基本供给间隔；以及
检测上述停止处理的持续时间的单元，
其中，上述供给间隔校正单元以如下方式校正上述基本供给间隔：上述停止处理的持续时间越长则基本供给间隔越短。
5.根据权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给间隔校正单元，其校正上述基本供给间隔；以及
检测上述燃料电池的电池单体电压、电池组电压或总电压的单元，
其中，上述供给间隔校正单元以如下方式校正上述基本供给间隔：上述电池单体电压、电池组电压或总电压越高则基本供给间隔越短。
6.根据权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，
以上述基本供给间隔来间歇性地实施的燃料气体供给的每单位时间的供给流量为预先设定的、并且不会在氧化剂极产生二氧化碳的基本供给流量。
7.根据权利要求6所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给流量校正单元，其校正上述基本供给流量；以及
温度检测单元，其检测上述燃料电池的温度，
其中，上述供给流量校正单元以如下方式校正上述基本供给流量：上述燃料电池的温度越高则基本供给流量越多。
8.根据权利要求6所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给流量校正单元，其校正上述基本供给流量；以及
检测上述燃料电池的内部的湿润状态的单元，
其中，上述供给流量校正单元以如下方式校正上述基本供给流量：上述燃料电池的内部越湿润则基本供给流量越多。
9.根据权利要求6所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给流量校正单元，其校正上述基本供给流量；以及
检测上述停止处理的持续时间的单元，
其中，上述供给流量校正单元以如下方式校正上述基本供给流量：上述停止处理的持续时间越长则基本供给流量越多。
10.根据权利要求6所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给流量校正单元，其校正上述基本供给流量；以及
检测上述燃料电池的电池单体电压、电池组电压或总电压的单元，
其中，上述供给流量校正单元以如下方式校正上述基本供给流量：上述电池单体电压、电池组电压或总电压越高则基本供给流量越多。
11.根据权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，
以上述基本供给间隔来间歇性地实施的燃料气体供给的每次的供给时间为预先设定的、能够抑制在氧化剂极处产生二氧化碳的基本供给时间。
12.根据权利要求11所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给时间校正单元，其校正上述基本供给时间；以及
温度检测单元，其检测上述燃料电池的温度，
其中，上述供给时间校正单元以如下方式校正上述基本供给时间：上述燃料电池的温度越高则基本供给时间越长。
13.根据权利要求11所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给时间校正单元，其校正上述基本供给时间；以及
检测上述燃料电池的内部的湿润状态的单元，
其中，上述供给时间校正单元以如下方式校正上述基本供给时间：上述燃料电池内部越湿润则基本供给时间越长。
14.根据权利要求11所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给时间校正单元，其校正上述基本供给时间；以及
检测上述停止处理的持续时间的单元，
其中，上述供给时间校正单元以如下方式校正上述基本供给时间：上述停止处理的持续时间越长则基本供给时间越长。
15.根据权利要求11所述的燃料电池***，其特征在于，具备：
供给时间校正单元，其校正上述基本供给时间；以及
检测上述燃料电池的电池单体电压、电池组电压或总电压的单元，
其中，上述供给时间校正单元以如下方式校正上述基本供给时间：上述电池单体电压、电池组电压、或总电压越高则基本供给时间越长。
16.根据权利要求1～15中的任一项所述的燃料电池***，其特征在于，
在燃料极内的压力超过规定值的情况下，禁止上述停止处理期间内的燃料气体的供给。
17.根据权利要求1～15中的任一项所述的燃料电池***，其特征在于，
该燃料电池***是将从燃料极排出的燃料排气排出而不使其再循环到燃料气体供给通路的负极系死端***。
18.根据权利要求16所述的燃料电池***，其特征在于，
该燃料电池***是将从燃料极排出的燃料排气排出而不使其再循环到燃料气体供给通路的负极系死端***。
19.一种燃料电池***的控制方法，
在对燃料电池的要求发电量小于规定发电量的情况下实施将从燃料电池的输出停止的停止处理，
在停止处理期间内实施氧化剂的供给，
其中，上述燃料电池构成为包括：电解质膜，上述电解质膜在两面形成有构成为由碳来承载电极催化剂的催化剂层；以及以夹持上述电解质膜的方式配置的燃料极和氧化剂极，
在上述停止处理期间内，以预先设定的、并且不会在氧化剂极产生二氧化碳的基本供给间隔来实施向燃料极的燃料气体的间歇性供给。
CN201280028574.9A 2011-06-21 2012-04-03 燃料电池***以及燃料电池***的控制方法 Expired - Fee Related CN103597644B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011137298 2011-06-21
JP2011-137298 2011-06-21
PCT/JP2012/059079 WO2012176528A1 (ja) 2011-06-21 2012-04-03 燃料電池システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103597644A CN103597644A (zh) 2014-02-19
CN103597644B true CN103597644B (zh) 2016-08-31

Family

ID=47422375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280028574.9A Expired - Fee Related CN103597644B (zh) 2011-06-21 2012-04-03 燃料电池***以及燃料电池***的控制方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9601790B2 (zh)
EP (1) EP2725647B1 (zh)
JP (1) JP5737398B2 (zh)
CN (1) CN103597644B (zh)
CA (1) CA2839656C (zh)
WO (1) WO2012176528A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2930361C (en) * 2013-11-14 2017-08-01 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system with starvation suppressing control when returning from idle stop
KR20160057117A (ko) * 2014-11-13 2016-05-23 현대자동차주식회사 연료전지 공기 유량 제어 방법
CA3007912C (en) 2015-12-10 2019-04-23 Nissan Motor Co., Ltd. Control method for fuel cell system and fuel cell system
JP6627887B2 (ja) * 2015-12-25 2020-01-08 日産自動車株式会社 燃料電池システム、及び燃料電池システムの制御方法
WO2017110303A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 日産自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法
KR102068947B1 (ko) * 2016-08-12 2020-01-21 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 촉매 열화 회복 장치 및 촉매 열화 회복 방법
US11362354B2 (en) * 2016-08-12 2022-06-14 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell system control method
CN109994760B (zh) * 2018-01-03 2022-06-28 通用电气公司 用于燃料电池***的温度控制***和方法及燃料电池***
DE102018131160A1 (de) * 2018-12-06 2020-06-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Verringerung der Kohlenstoffkorrosion in einem Brennstoffzellenstapel sowie Kraftfahrzeug
JP7380609B2 (ja) * 2021-02-03 2023-11-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004172028A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Toyota Motor Corp 燃料電池システム、およびこれを搭載した移動体、および燃料電池システムの制御方法
JP2005100820A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2005158555A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2005235522A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高分子電解質型燃料電池及びその運転方法
JP2007250429A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2008541337A (ja) * 2005-07-14 2008-11-20 日産自動車株式会社 燃料電池パワープラントとその制御
JP2010192191A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP2010277837A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6383670B1 (en) 1999-10-06 2002-05-07 Idatech, Llc System and method for controlling the operation of a fuel processing system
JP4432312B2 (ja) 2002-08-09 2010-03-17 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池装置
EP1665435B1 (en) * 2003-07-25 2016-10-12 Nissan Motor Company Limited Device and method for controlling fuel cell and fuel cell system
US7981559B2 (en) * 2004-03-17 2011-07-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system supply having a measuring device and a control device
CN100470900C (zh) 2005-12-13 2009-03-18 比亚迪股份有限公司 燃料电池***及其控制方法
JP2008251240A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池システム
US20100047643A1 (en) 2007-09-21 2010-02-25 Akinori Yukimasa Fuel cell system
US8119294B2 (en) * 2007-11-19 2012-02-21 Clearedge Power, Inc. System and method for operating a high temperature fuel cell as a back-up power supply with reduced performance decay
KR101000703B1 (ko) 2008-07-08 2010-12-10 현대자동차주식회사 연료전지 하이브리드 차량의 아이들 스탑/해제 제어 방법
JP2012504848A (ja) 2008-10-03 2012-02-23 ユーティーシー パワー コーポレイション 燃料電池開放電圧の低電力制御

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004172028A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Toyota Motor Corp 燃料電池システム、およびこれを搭載した移動体、および燃料電池システムの制御方法
JP2005100820A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2005158555A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2005235522A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高分子電解質型燃料電池及びその運転方法
JP2008541337A (ja) * 2005-07-14 2008-11-20 日産自動車株式会社 燃料電池パワープラントとその制御
JP2007250429A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2010192191A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP2010277837A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2725647B1 (en) 2018-06-13
US9601790B2 (en) 2017-03-21
CN103597644A (zh) 2014-02-19
JP5737398B2 (ja) 2015-06-17
US20140120439A1 (en) 2014-05-01
EP2725647A1 (en) 2014-04-30
CA2839656A1 (en) 2012-12-27
EP2725647A4 (en) 2014-12-17
JPWO2012176528A1 (ja) 2015-02-23
CA2839656C (en) 2017-12-05
WO2012176528A1 (ja) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103597644B (zh) 燃料电池***以及燃料电池***的控制方法
JP5233312B2 (ja) 燃料電池システム
EP2602853B1 (en) Fuel cell system
CN102484271A (zh) 燃料电池***的控制装置以及控制方法
JP6135642B2 (ja) 燃料電池システム、および、燃料電池システムの制御方法
RU2692478C1 (ru) Система топливных элементов и способ управления ею
JP2008103250A (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
CN103081196A (zh) 燃料电池***的运转方法
JP4814930B2 (ja) 燃料電池システム
JP2008293695A (ja) 燃料電池システム及びその始動方法
CN104185919A (zh) 燃料电池***
JP2008257984A (ja) 燃料電池システム
JP2007018781A (ja) 燃料電池システム
JP5812423B2 (ja) 燃料電池システム
JP4734821B2 (ja) 燃料電池制御システム
JP5304863B2 (ja) 燃料電池システム
JP4372523B2 (ja) 燃料電池の制御装置
CN107452974A (zh) 缺氢判断方法及缺氢判断装置
JP4831437B2 (ja) 燃料電池システム及びその制御方法
JP5114520B2 (ja) 燃料電池システム及び燃料電池システムの停止制御方法
JP2009158380A (ja) 燃料電池システム
JP6164496B2 (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法
JP2009043645A (ja) 燃料電池の劣化判定システム
CN105591135B (zh) 燃料电池***及燃料电池***的控制方法
US20140242487A1 (en) Fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160831