CN111092249B - 燃料电池***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及燃料电池***及其控制方法，燃料电池***(10)的温度传感器(52)检测起动开始时的燃料电池堆(16)的温度或者外部气温作为起动开始时温度。存储部(62)存储多个电流限制模式(60)。电流限制部(64)基于检测出的起动开始时温度来选择电流限制模式(60)，基于选择的电流限制模式(60)以及由温度传感器(52)检测出的燃料电池堆(16)的运转中的温度来限制从燃料电池堆(16)取出的电流。在多个电流限制模式(60)中，越是在起动开始时温度低时选择的电流限制模式，燃料电池堆(16)的温度达到基准温度(T2)为止的阈值被设定得越小。

Description

燃料电池***及其控制方法
技术领域
本发明涉及具备层叠有多个发电单电池的燃料电池堆的燃料电池***及其控制方法。
背景技术
例如，固体高分子型的燃料电池具备在使用高分子离子交换膜的电解质膜的两面分别配设电极的电解质膜-电极结构体。由隔板夹持电解质膜-电极结构体由此构成发电单电池，为了得到期望的电力，将所需个数的发电单电池层叠由此构成层叠体。还有，在层叠体的层叠方向两端层叠有将由各发电单电池发电的电流汇集的电力取出用的端子板、用于以层叠状态保持发电单电池的端板等来构成燃料电池堆。
在这种的燃料电池堆中，当考虑良好地维持发电稳定性或抑制电解质膜等的劣化时，需要避免发电电压低于规定的电压(以下，也称为“下限电压”)。因此，例如，如日本专利特开平7-272736号公报所示，提出了限制从燃料电池堆取出的电流，避免发电电压低于下限电压的***。
发明内容
发明所要解决的问题
下限电压会根据燃料电池堆的温度(以下，也称为“堆温度”)而变化。特别是，在冰点以下等的低温域中，有堆温度变得越低，下限电压变得越低的倾向。因而，考虑按每个堆温度，设定能够从燃料电池堆取出的最大电流的阈值(以下，也称为“阈值”)。而且，在低温环境下起动燃料电池堆时，例如，监测从堆排出的反应气体、制冷剂的出口温度作为堆温度，基于与检测出的堆温度对应的阈值来限制从燃料电池堆取出的电流。由此，能够使发电电压不低于下限电压。
然而，外部气温越低，经由端子板等向外部气体的放热量越大，因此，在层叠体的层叠方向的端部侧配设的端部发电单电池与层叠方向的中央侧的发电单电池相比容易变为低温。因此，在低温环境下起动燃料电池堆的情况下，仅基于与检测出的堆温度对应的阈值控制从燃料电池堆取出的电流的话，有可能无法避免端部发电单电池的发电电压低于下限电压。该情况下，担心难以良好地维持燃料电池堆的发电稳定性，或者不能充分地抑制端部发电单电池的劣化而使燃料电池堆的耐久性降低。
本发明的主要目的在于，提供一种即使在低温环境下起动，也能够良好地维持发电稳定性，并且能够抑制燃料电池堆的耐久性降低的燃料电池***。
本发明的另一目的在于提供一种上述的燃料电池***的控制方法。
用于解决问题的方案
本发明的一实施方式，是具备层叠有多个发电单电池的燃料电池堆的燃料电池***，所述燃料电池***具备：起动开始时温度检测部，其检测起动开始时的所述燃料电池堆的温度或者外部气温作为起动开始时温度；堆温度检测部，其检测所述燃料电池堆的温度；以及电流限制部，其限制从所述燃料电池堆取出的电流，所述电流限制部基于所述起动开始时温度，从按照每个所述起动开始时温度确定了所述燃料电池堆的运转中的温度与从所述燃料电池堆取出的最大电流的阈值的关系的多个电流限制模式中选择一个电流限制模式，按照选择的所述电流限制模式限制从所述燃料电池堆取出的电流，在所述多个电流限制模式中，越是在所述起动开始时温度低时选择的所述电流限制模式，所述燃料电池堆的温度从所述起动开始时温度上升至达到规定的基准温度为止的期间的所述阈值设定得越小。
本发明的另一实施方式，是具备层叠有多个发电单电池的燃料电池堆的燃料电池***的控制方法，具有：起动开始时温度检测工序，其检测起动开始时的所述燃料电池堆的温度或者外部气温作为起动开始时温度；选择工序，其从按照每个所述起动开始时温度确定了所述燃料电池堆的运转中的温度与从所述燃料电池堆取出的最大电流的阈值的关系的多个电流限制模式中，选择与由所述起动开始时温度检测工序检测出的所述起动开始时温度对应的电流限制模式；以及发电工序，其基于选择的所述电流限制模式、由堆温度检测部检测出的所述燃料电池堆的运转中的温度来限制从所述燃料电池堆取出的电流并且进行发电，其中，在所述选择工序中，所述起动开始时温度检测工序中检测出的所述起动开始时温度越低，选择所述燃料电池堆的温度从所述起动开始时温度上升至达到规定的基准温度为止的期间的所述阈值被设定得越小的所述电流限制模式。
发明的效果
在本发明中，起动开始时温度越低，换言之，在燃料电池堆的层叠方向的端部配置的端部发电单电池的放热量越大，则选择燃料电池堆的温度从起动开始时温度升温至达到基准温度为止的期间的阈值越小的电流限制模式。
基于这样选择的电流限制模式来限制从燃料电池堆取出的电流，由此，在产生发电反应而使燃料电池堆从起动开始时温度向基准温度升温时，即使对于与其他的发电单电池相比容易成为低温的端部发电单电池也能够抑制发电电压低于下限电压。
从而，根据本发明，即使在低温环境下起动，也能够良好地维持发电稳定性，并且能够抑制燃料电池堆的耐久性降低。
根据参照附图所作的以下的实施方式说明，能够容易地理解上述目的、特征以及优点。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的燃料电池***的结构的框图。
图2是表示在图1的燃料电池***的存储部中存储的多个电流限制模式的一个示例的图。
图3是说明图1的燃料电池***的起动时的控制方法的流程图。
具体实施方式
举出优选的实施方式，参照附图详细说明本发明涉及的燃料电池***及其控制方法。此外，在以下的图中，有时对发挥相同或者同样的功能以及效果的结构要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。
在本实施方式中，举例说明图1所示的燃料电池***10被搭载于未图示的燃料电池电动汽车等的燃料电池车辆的情况，但不特别限定于此。燃料电池***10具备：对该燃料电池***10进行控制的控制部12以及层叠有多个发电单电池14的燃料电池堆16。
各发电单电池14的结构是公知的，因此省略其具体的图示、说明，例如是由一对隔板夹持电解质膜-电极结构体而构成的，该电解质膜-电极结构体具有由高分子离子交换膜形成的电解质膜、夹着该电解质膜而相向的阳极电极以及阴极电极。而且，向阳极电极供给含有氢气(H2)的燃料气体，并且向阴极电极供给空气(Air)等的、含有氧气的氧化剂气体，由此进行发电。
为了得到期望的电力，层叠所需个数的发电单电池14来构成层叠体18。层叠体18是从其层叠方向的两侧，被用于取出各发电单电池14的发电电流的端子板20所夹持。进而利用端板22夹持该端子板20，由此，多个发电单电池14等保持层叠状态来构成燃料电池堆16。外部气温越低，经由端子板20等的向外部气体的放热量越大，因此在层叠体18的层叠方向的端部配设的端部发电单电池14a与层叠方向的中央侧的发电单电池14相比容易为低温。
在燃料电池堆16中，在阳极电极的燃料气体供给口24连接有燃料气体供给流路26，在阳极电极的燃料排气排出口28连接有向燃料气体供给流路26循环的燃料排气流路30。另外，在阴极电极的氧化剂气体供给口32连接有氧化剂气体供给流路34，在阴极电极的氧化剂排气排出口36连接有氧化剂排气流路38。
向燃料气体供给流路26供给贮存在未图示的氢气罐中的氢气作为燃料气体。燃料排气流路30的下游侧经由未图示的气液分离器等与燃料气体供给流路26连通。由此，包含在阳极电极处未被消耗的燃料气体的未消耗部分的燃料排气被气液分离器分离了液体的水等后，与燃料气体供给流路26内的氢气混合，再次被供给到燃料电池堆16的燃料气体供给口24。
对于氧化剂气体供给流路34，从其上游侧起依次设有气泵40、加湿器42。通过驱动气泵40，从大气取入空气至氧化剂气体供给流路34来作为氧化剂气体。该空气被气泵40压缩后，向加湿器42供给。在加湿器42中，使氧化剂气体供给流路34内的氧化剂气体、氧化剂排气流路38内的氧化剂排气进行水分交换，由此对向阴极电极供给之前的氧化剂气体进行加湿。
关于燃料电池堆16，与设置于该燃料电池堆16的制冷剂流路(未图示)连通的制冷剂供给口44与制冷剂供给流路46连接，在与该制冷剂流路连通的制冷剂排出口48连接有制冷剂排出流路50。在本实施方式中，在制冷剂排出流路50设置有温度传感器52来作为堆温度检测部以及起动开始时温度检测部。温度传感器52能够检测制冷剂排出流路50的温度作为燃料电池堆16的温度，并且能够检测燃料电池堆16的起动开始时的温度作为起动开始时温度。另外，温度传感器52向控制部12输出检测结果即燃料电池堆16的温度以及起动开始时温度。
而且，温度传感器52只要能够检测燃料电池堆16的温度即可，例如，也可以代替检测制冷剂排出流路50的温度而设置成能够检测燃料排气流路30的温度、氧化剂排气流路38的温度以及燃料电池堆16自身的温度等作为燃料电池堆16的温度。进而，温度传感器52只要设置于燃料电池***10的任一部位即可，可以检测该部位的温度作为燃料电池堆16的温度。
另外，本实施方式中，温度传感器52兼具堆温度检测部以及起动开始时温度检测部双方的功能，但不特别限定于此。起动开始时温度检测部也可以是与温度传感器52不同的、能够检测燃料电池堆16的起动开始时的温度或者燃料电池堆16的起动开始时的外部气温作为起动开始时温度的未图示的温度传感器。
燃料电池堆16的端子板20能够经由电流限制器58与能够蓄电的蓄电池54以及燃料电池车辆推進用的驱动马达56电气连接。蓄电池54能够经由DC/DC转换器59与电流限制器58电气连接，在该蓄电池54的电压低于燃料电池堆16的输出电压的情况下，对由燃料电池堆16发电所产生的电力进行蓄电。另一方面，蓄电池54根据需要向驱动马达56供给电力，辅助驱动马达56的驱动。例如，在冰点以下等的低温环境下起动燃料电池堆16的情况下，在利用发电反应等使燃料电池堆16升温至燃料电池堆16的温度达到适当的动作温度为止的预热运转期间，能够利用蓄电池54向驱动马达56供给电力，使车辆行驶等。
蓄电池54、驱动马达56以及电流限制器58由控制部12控制。另外，利用未图示的电流传感器、电压传感器检测出燃料电池堆16的发电电压以及输出电流、各发电单电池14的发电电压并取入到控制部12。
控制部12构成为具备未图示的CPU等的微型计算机，该CPU遵照控制程序来执行规定的运算，进行燃料电池***10的通常运转控制、预热运转控制等的各种的处理、控制。具体来讲，控制部12具有：存储多个电流限制模式(日文：電流制限パターン)60(参照图2)的存储部62、限制从燃料电池堆16取出的电流的电流限制部64。此外，也可以是，控制部12不具备存储部62，从燃料电池***10(燃料电池车辆)的外部获取多个电流限制模式60。
存储部62存储多个电流限制模式60，该多个电流限制模式60按照每个起动开始时温度确定了燃料电池堆16的运转中的温度与从燃料电池堆16取出的最大电流的阈值的关系。本实施方式中，存储部62以电流限制阈值映像60M(日文：電流制限閾値マップ60M)的形式存储电流限制模式60，但也可以是，存储部62例如以函数的形式存储电流限制模式60来代替电流限制阈值映像60M的形式。
电流限制部64基于起动开始时温度，从存储于存储部62的多个电流限制模式60中选择一个电流限制模式60，按照选择的电流限制模式60来限制从燃料电池堆16取出的电流。具体来讲，电流限制部64基于选择的电流限制模式60和由温度传感器52(堆温度检测部)检测(监测)的燃料电池堆16的运转中的温度，借由电流限制器58来限制从燃料电池堆16取出的电流。
电流限制模式60基于燃料电池堆16的运转中的温度来确定能够从燃料电池堆16取出的最大电流的阈值(以下，简称为阈值)。以不超过与燃料电池堆16的温度对应的阈值的方式从燃料电池堆16取出电流，由此能够避免发电电压低于下限电压。下限电压是能够避免发电稳定性被损坏或电解质膜劣化的发电电压的最小值，是根据燃料电池堆16确定的值。
作为多个电流限制模式60的一个示例，例如可举出：如图2中虚线所示，起动开始时温度为-30℃时所选择的第一电流限制模式60a、如图2中实线所示，起动开始时温度为-20℃时所选择的第二电流限制模式60b、以及如图2中单点划线所示，起动开始时温度为-10℃时所选择的第三电流限制模式60c。
在这些第一电流限制模式60a、第二电流限制模式60b以及第三电流限制模式60c中，根据起动开始时温度为-30℃、-20℃、-10℃时的端部发电单电池14a的放热量来分别设定阈值。即，在电流限制模式60中，根据起动开始时温度下的端部发电单电池14a的放热量来确定不同的阈值。而且，以下，在没有特别的区別第一电流限制模式60a、第二电流限制模式60b以及第三电流限制模式60c时，也将它们简单地总称为电流限制模式60。
多个电流限制模式60并不限定于上述的三个，只要至少具有两个以上与规定的起动开始时温度对应的电流限制模式60即可。电流限制模式60的个数越增加，越能够根据起动开始时温度下的端部发电单电池14a的放热量来高精度地设定阈值。
在各电流限制模式60中，燃料电池堆16的温度达到端部发电单电池14a被判断为没有冻结的非冻结温度T1为止，将阈值设为固定的第一阈值L1。另外，在燃料电池堆16的温度达到与非冻结温度T1相比为高温且适于燃料电池堆16的通常运转的温度即基准温度T2后，将阈值设为比第一阈值L1高的第二阈值L2。还有，燃料电池堆16的温度从非冻结温度T1至达到基准温度T2为止的期间，将阈值设为从第一阈值L1到第二阈值L2以规定的比率上升的变动阈值L3。
在这些多个电流限制模式60中，越是在起动开始时温度低时选择的电流限制模式60，燃料电池堆16的温度从起动开始时温度上升至达到规定的基准温度T2为止的期间的阈值(第一阈值L1以及变动阈值L3)被设定得越小。另外，非冻结温度T1以及基准温度T2在多个电流限制模式60中是共通的。
还有，在多个电流限制模式60中，越是在起动开始时温度低时选择的电流限制模式60，变动阈值L3的上升率越大。越是处于低温环境下下限电压倾向于变得越低，因此越是在起动开始时温度低时选择的电流限制模式60，第一阈值L1越小。另一方面，当燃料电池堆16的温度上升而接近基准温度T2时，多个电流限制模式60彼此的阈值的差变小。因此，越是在起动开始时温度低时选择的电流限制模式60，变动阈值L3的上升率越大。
在燃料电池堆16的温度为基准温度T2以上的情况下，燃料电池堆16接近最适合的动作温度域，由此与冰点以下等的低温域的情况下相比，端部发电单电池14a的放热量减少，另外，下限电压提高。因此，即使输出电流增大，发电稳定性受损或电解质膜劣化的可能性也降低。因此，本实施方式中，在燃料电池堆16的温度为基准温度T2以上的情况下，与起动开始时温度无关，将多个电流限制模式60的第二阈值L2设为与燃料电池堆16的最适合的动作温度域下的通常动作时的阈值相同的大小。
而且，即使在第二阈值L2中，也可以越是在起动开始时温度低时选择的电流限制模式60，则被设定为越小的值。在该情况下，在多个电流限制模式60中，第二阈值L2彼此的大小的差比第一阈值L1彼此的大小的差小。
下面，参照图3所示的流程图，说明本实施方式所涉及的燃料电池***10的控制方法。
首先，在步骤S1中，进行起动开始时温度检测工序，在该起动开始时温度检测工序中，起动燃料电池堆16，并且利用温度传感器52开始燃料电池堆16的温度的监测，检测起动开始时温度。
接着，在步骤S2中，判定起动开始时温度检测工序中检测出的起动开始时温度是否为预热执行温度(例如，0℃)以下。在步骤S2中，在判定为起动开始时温度大于预热执行温度的情况下(步骤S2：否)，不进行预热运转，进入步骤S8，开始燃料电池堆16的通常运转。
在步骤S2中，在判定为起动开始时温度在预热执行温度以下的情况下(步骤S2：是)，应当执行燃料电池堆16的预热运转，进入步骤S3以后的工序。
在步骤S3中，进行选择工序，该选择工序中，从多个电流限制模式60中，选择与起动开始时温度检测工序中检测出的起动开始时温度对应的电流限制模式60。在选择工序中，起动开始时温度检测工序中检测出的起动开始时温度越低，选择从起动开始时温度到基准温度T2之间的阈值(第一阈值L1以及变动阈值L3)被设定得越小的电流限制模式60。即，选择与在检测出的起动开始时温度下的端部发电单电池14a的放热量相应的阈值的电流限制模式60，即，起动开始时温度越低，变动阈值L3的上升率越大的电流限制模式60。
接下来，在步骤S4中，进行发电工序，该发电工序中，基于选择工序中选择的电流限制模式60以及由温度传感器52检测出的燃料电池堆16的运转中的温度来限制从燃料电池堆16取出的电流并且进行发电，使燃料电池堆16预热运转。
具体来讲，输入控制部12的燃料电池堆16的输出电流限制成不超过与由温度传感器52检测出的燃料电池堆16的运转中的温度对应的阈值并且进行发电。而且，也可以是，根据输入控制部12的各发电单电池14的发电电压计算出的燃料电池堆16的输出电流，限制成不超过与由温度传感器52检测出的燃料电池堆16的运转中的温度对应的阈值并且进行发电。
通过进行发电工序，由此燃料气体以及氧化剂气体在阳极电极以及阴极电极处的电化学反应(发电反应)中被消耗，燃料电池堆16的温度上升。
在发电工序中，检测出的燃料电池堆16的温度达到非冻结温度T1为止，基于第一阈值L1限制从燃料电池堆16取出的电流。另外，检测出的燃料电池堆16的温度从非冻结温度T1至达到基准温度T2为止的期间，基于变动阈值L3限制从燃料电池堆16取出的电流。进而，检测出的燃料电池堆16的温度达到基准温度T2后，基于第二阈值L2限制从燃料电池堆16取出的电流。
接下来，在步骤S5中，判定发电单电池14的最低发电电压或者发电单电池14的平均发电电压(以下，也总称这些为单电池电压)是否比规定值大。即，在步骤S5中，在预热运转中，判定是否产生了单电池电压的降低。在步骤S5中，在判定单电池电压为规定值以下的情况下(步骤S5：否)，进入步骤S6，将从燃料电池堆16取出的电流固定为规定的大小。而且，对于用于判定是否产生单电池电压的降低的规定值、固定的电流的大小，例如能够基于规定的电流限制阈值映像、或者单电池电压回复映像(均未图示)进行确定。
另外，在固定了从燃料电池堆16取出的电流的期间，对于驱动马达56，使从蓄电池54供给的电流增大，由此能够避免驱动马达56的输出降低，进而，能够使车辆的行驶性稳定。进行步骤S6的处理之后，再次进入骤S5，等待单电池电压变得大于规定值。
在步骤S5中，在判定为单电池电压大于规定值的情况下(步骤S5：是)，进入步骤S7，判定由温度传感器52检测出的燃料电池堆16的温度是否为预热完成温度以上。而且，预热完成温度能够设定为基准温度T2或者比基准温度T2大的规定的温度。在步骤S7中，在判定为燃料电池堆16的温度小于预热完成温度的情况下(步骤S7：否)，重复执行步骤S7的处理，等待燃料电池堆16的温度成为预热完成温度以上。
在步骤S7中，在判定为燃料电池堆16的温度为预热完成温度以上的情况下(步骤S7：是)，进入步骤S8，开始燃料电池堆16的通常运转。在该步骤S8的处理之后，本实施方式所涉及的流程图结束。
根据以上，在本实施方式涉及的燃料电池***10及其控制方法中，起动开始时温度越低，换言之，端部发电单电池14a的放热量越大，选择燃料电池堆16的温度从起动开始时温度升温至达到基准温度T2为止的期间的阈值越小的电流限制模式60。基于这样选择的电流限制模式60来限制从燃料电池堆16取出的电流，由此在产生发电反应而使燃料电池堆16从起动开始时温度向基准温度T2升温时，对于与其他的发电单电池14相比容易成为低温的端部发电单电池14a也能够抑制发电电压低于下限电压。
其结果是，即使在低温环境下起动，也能良好地维持发电稳定性，并且能够抑制燃料电池堆16的耐久性降低。
在上述燃料电池***10中，在电流限制模式60中，燃料电池堆16的温度达到非冻结温度T1为止，将所述阈值设为固定的第一阈值L1，燃料电池堆16的温度达到比非冻结温度T1高的基准温度T2后，将阈值设为比所述第一阈值L1高的第二阈值L2，燃料电池堆16的温度从非冻结温度T1至达到基准温度T2为止的期间，将阈值设为从第一阈值L1到第二阈值L2以规定的比率上升的变动阈值L3，上述非冻结温度T1是在燃料电池堆16的层叠方向的端部配置的端部发电单电池14a被判断为没有冻结的温度。
另外，在上述的燃料电池***10的控制方法中，电流限制模式60的阈值具有第一阈值L1、高于第一阈值L1的第二阈值L2、以及从第一阈值L1到第二阈值L2以规定的比率上升的变动阈值L3，在发电工序中，检测出的燃料电池堆16的温度达到被判断为在燃料电池堆16的层叠方向的端部配置的端部发电单电池14a没有冻结的非冻结温度T1为止，基于第一阈值L1来限制从燃料电池堆16取出的电流，检测出的燃料电池堆16的温度从非冻结温度T1至达到比该非冻结温度T1高的基准温度T2为止的期间，基于变动阈值L3来限制从燃料电池堆16取出的电流，检测出的燃料电池堆16的温度达到基准温度T2后，基于第二阈值L2来限制从燃料电池堆16取出的电流。
特别地，在接近氧化剂气体供给口32的一侧的端部配设的端部发电单电池14a，由于被供给刚加湿后的氧化剂气体，因此，有时会进入因该氧化剂气体中的水结露等而产生液体的结露水，在低温环境下比其他的单电池更容易冻结。当发电单电池14冻结，在不能正常地进行发电的状态下低于下限电压时，更容易产生电解质膜等的劣化。
因而，在本实施方式涉及的燃料电池***10及其控制方法中，燃料电池堆16的温度达到被判断为端部发电单电池14a没有冻结的非冻结温度T1为止，不使阈值上升而设为固定的大小的第一阈值L1。由此，能够更可靠地避免发电单电池14在冻结的状态下低于下限电压，能够有效地抑制发电单电池14的品质下降。
另外，燃料电池堆16的温度达到基准温度T2，燃料电池堆16接近最合适的动作温度域后，基于比第一阈值L1高的第二阈值L2来限制从燃料电池堆16取出的电流。由此，由于能够提高燃料电池堆16的发电效率，因此能够促进利用发电反应的燃料电池堆16的升温等。
还有，在燃料电池堆16的温度从非冻结温度T1至达到基准温度T2为止的期间，设为以与端部发电单电池14a的放热量相应的规定的比率上升的变动阈值L3，由此能够有效地抑制发电单电池14的发电电压低于下限电压并且提高发电效率。
从而，通过如上所述那样由第一阈值L1、第二阈值L2以及变动阈值L3构成电流限制模式60的阈值，由此能够有效地抑制燃料电池堆16的耐久性降低，并且能够缩短预热运转所需要的时间、能够有效地获得燃料电池组16的输出。
在上述燃料电池***10中，设为具备存储了多个电流限制模式60的存储部62，且电流限制部64根据起动开始时温度从存储于存储部62的多个电流限制模式60中选择一个电流限制模式60。
在上述燃料电池***10中，设为多个电流限制模式60为多个电流限制阈值映像60M。
在上述燃料电池***10中，设为在多个电流限制模式60中，越是在起动开始时温度低时选择的电流限制模式60，变动阈值L3的上升率越大。
在上述燃料电池***10中，设为非冻结温度T1以及基准温度T2在多个电流限制模式60下是共通的。
在上述燃料电池***10中，设为在电流限制模式60中，与起动开始时温度下的端部发电单电池14a的放热量相应地确定阈值。
在上述燃料电池***的控制方法中，设为在选择工序中，从存储于存储部62的多个电流限制模式60中选择与起动开始时温度相应的一个电流限制模式60。
在上述燃料电池***10的控制方法中，设为在选择工序中，选择起动开始时温度越低，变动阈值L3的上升率越大的电流限制模式60。
在上述燃料电池***10的控制方法中，设为在选择工序中，选择与检测出的起动开始时温度下的端部发电单电池14a的放热量相应的阈值的电流限制模式60。
由此，能够利用简单的结构有效地抑制与根据起动开始时温度而不同的端部发电单电池14a的放热量相应地端部发电单电池14a的发电电压低于下限电压的情形。其结果是，即使在低温环境下起动，也能良好地维持发电稳定性，并且能够抑制燃料电池堆16的耐久性降低。
本发明并不特别地限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。

Claims (10)

1.一种燃料电池***(10)，其具备层叠有多个发电单电池(14)的燃料电池堆(16)，所述燃料电池***具备：
起动开始时温度检测部(52)，其检测起动开始时的所述燃料电池堆的温度或者外部气温作为起动开始时温度；
堆温度检测部(52)，其检测所述燃料电池堆的温度；以及
电流限制部(64)，其限制从所述燃料电池堆取出的电流，
所述电流限制部基于所述起动开始时温度，从按照每个所述起动开始时温度确定了所述燃料电池堆的运转中的温度与从所述燃料电池堆取出的最大电流的阈值的关系的多个电流限制模式(60)中选择一个电流限制模式，按照选择的所述电流限制模式限制从所述燃料电池堆取出的电流，
在所述多个电流限制模式中，越是在所述起动开始时温度低时选择的所述电流限制模式，所述燃料电池堆的温度从所述起动开始时温度上升至达到规定的基准温度(T2)为止的期间的所述阈值被设定得越小，
在所述电流限制模式中，所述燃料电池堆的温度达到被判断为在所述燃料电池堆的层叠方向的端部配置的端部发电单电池(14a)没有冻结的非冻结温度(T1)为止，将所述阈值设为固定的第一阈值(L1)；
所述燃料电池堆的温度达到比所述非冻结温度高的所述基准温度后，将所述阈值设为比所述第一阈值高的第二阈值(L2)；
所述燃料电池堆的温度从所述非冻结温度至达到所述基准温度为止的期间，将所述阈值设为从所述第一阈值到所述第二阈值以规定的比率上升的变动阈值(L3)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，
具备存储了所述多个电流限制模式的存储部(62)，
所述电流限制部根据所述起动开始时温度从存储于所述存储部的所述多个电流限制模式中选择一个所述电流限制模式。
3.根据权利要求1或者2所述的燃料电池***，其特征在于，
所述多个电流限制模式为多个电流限制阈值映像(60M)。
4.根据权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，
在所述多个电流限制模式中，越是在所述起动开始时温度低时选择的所述电流限制模式，所述变动阈值的上升率越大。
5.根据权利要求1或4所述的燃料电池***，其特征在于，
所述非冻结温度以及所述基准温度在所述多个电流限制模式中是共通的。
6.根据权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，
在所述电流限制模式中，根据所述起动开始时温度下的所述端部发电单电池的放热量来确定所述阈值。
7.一种燃料电池***(10)的控制方法，所述燃料电池***具备层叠有多个发电单电池(14)的燃料电池堆(16)，所述燃料电池***的控制方法具有：
起动开始时温度检测工序，检测起动开始时的所述燃料电池堆的温度或者外部气温作为起动开始时温度；
选择工序，从按照每个所述起动开始时温度确定了所述燃料电池堆的运转中的温度与从所述燃料电池堆取出的最大电流的阈值的关系的多个电流限制模式(60)中选择与所述起动开始时温度检测工序中检测出的所述起动开始时温度对应的电流限制模式；以及
发电工序，基于选择的所述电流限制模式以及由堆温度检测部(52)检测出的所述燃料电池堆的运转中的温度来限制从所述燃料电池堆取出的电流并且进行发电，
在所述选择工序中，选择如下的所述电流限制模式，即、在所述起动开始时温度检测工序中检测出的所述起动开始时温度越低，所述燃料电池堆的温度从所述起动开始时温度上升至达到规定的基准温度(T2)为止的期间的所述阈值被设定得越小的所述电流限制模式，
所述电流限制模式的所述阈值具有：第一阈值(L1)、比所述第一阈值高的第二阈值(L2)、从所述第一阈值到所述第二阈值以规定的比率上升的变动阈值(L3)，
在所述发电工序中，检测出的所述燃料电池堆的温度达到被判断为在所述燃料电池堆的层叠方向的端部配置的端部发电单电池(14a)没有冻结的非冻结温度(T1)为止，基于所述第一阈值来限制从所述燃料电池堆取出的电流，
检测出的所述燃料电池堆的温度从所述非冻结温度至达到比该非冻结温度高的所述基准温度为止的期间，基于所述变动阈值来限制从所述燃料电池堆取出的电流，
检测出的所述燃料电池堆的温度达到所述基准温度后，基于所述第二阈值限制从所述燃料电池堆取出的电流。
8.根据权利要求7所述的燃料电池***的控制方法，其特征在于，
在所述选择工序中，从存储于存储部(62)的所述多个电流限制模式中选择与所述起动开始时温度相应的一个所述电流限制模式。
9.根据权利要求7所述的燃料电池***的控制方法，其特征在于，
在所述选择工序中，选择所述起动开始时温度越低，所述变动阈值的上升率越大的所述电流限制模式。
10.根据权利要求7所述的燃料电池***的控制方法，其特征在于，
在所述选择工序中，选择与检测出的所述起动开始时温度下的所述端部发电单电池的放热量相应的所述阈值的所述电流限制模式。
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