燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置具有：優(yōu)先控制部，其在對(duì)燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，優(yōu)先控制正極氣體的壓力和流量中的某一方；水溫控制部，其在以上述優(yōu)先控制部的控制不能將燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)調(diào)整好時(shí)，對(duì)冷卻水的溫度進(jìn)行控制；以及補(bǔ)充控制部，其對(duì)正極氣體的壓力和流量中的另一方進(jìn)行控制，以補(bǔ)充上述水溫控制部的響應(yīng)延遲。
【專(zhuān)利說(shuō)明】燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及對(duì)燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)進(jìn)行控制的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使燃料電池高效地發(fā)電，將電解質(zhì)膜維持在適度的濕潤(rùn)狀態(tài)是很重要的。即，若電解質(zhì)膜的濕潤(rùn)狀態(tài)過(guò)高則會(huì)產(chǎn)生液泛或者為了準(zhǔn)備零下啟動(dòng)而需要停止時(shí)的凈化動(dòng)作。而且，若電解質(zhì)膜的濕潤(rùn)狀態(tài)過(guò)低則存在燃料電池堆的電壓降低而輸出大幅下降的擔(dān)憂。因此，在日本專(zhuān)利局2007年發(fā)布的JP2007-115488A中，對(duì)壓力調(diào)節(jié)閥、正極壓縮機(jī)進(jìn)行控制，使得成為將電解質(zhì)膜維持在適度的濕潤(rùn)狀態(tài)的正極(cathode)氣體壓力和正極氣體流量。特別是在考慮到燃燒消耗率而控制在濕潤(rùn)側(cè)的情況下，為了降低正極壓縮機(jī)的消耗電力而首先使旋轉(zhuǎn)速度下降，之后，打開(kāi)壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)提高壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]作為控制濕潤(rùn)度的參數(shù)，還存在冷卻水溫。然而，在前述的手法中，并沒(méi)有為了進(jìn)行濕潤(rùn)調(diào)整而控制冷卻水溫。因此，本案的
【發(fā)明者】們認(rèn)識(shí)到:在過(guò)渡時(shí)的濕潤(rùn)控制中，尚有改善燃燒消耗率的余地。
[0004]本發(fā)明是著眼于這種以往的問(wèn)題而完成的。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)⒗鋮s水的控制包括在內(nèi)地抑制燃燒消耗率的惡化、并且將電解質(zhì)膜維持在適度的濕潤(rùn)狀態(tài)的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置。
[0005]本發(fā)明的某個(gè)方式的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置具有:優(yōu)先控制部，其在對(duì)燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，優(yōu)先控制正極氣體的壓力和流量中的某一方；水溫控制部，其在以上述優(yōu)先控制部的控制不能將燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)調(diào)整好時(shí)，對(duì)冷卻水的溫度進(jìn)行控制；以及補(bǔ)充控制部，其對(duì)正極氣體的壓力和流量中的另一方進(jìn)行控制，以補(bǔ)充上述水溫控制部的響應(yīng)延遲。
[0006]下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的系統(tǒng)的一例的圖。
[0008]圖2A是說(shuō)明燃料電池堆中的電解質(zhì)膜的反應(yīng)的示意圖。
[0009]圖2B是說(shuō)明燃料電池堆中的電解質(zhì)膜的反應(yīng)的示意圖。
[0010]圖3將要使目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)下降時(shí)的控制器的濕潤(rùn)狀態(tài)控制所涉及的功能表示為框圖。
[0011]圖4是表示要使目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)下降時(shí)的濕潤(rùn)控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0012]圖5是說(shuō)明在要使目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)上升的情況下執(zhí)行上述控制邏輯時(shí)的問(wèn)題點(diǎn)的圖。
[0013]圖6將要使目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)上升時(shí)的控制器的濕潤(rùn)狀態(tài)控制所涉及的功能表示為框圖。
[0014]圖7是說(shuō)明對(duì)本發(fā)明的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的目標(biāo)壓力運(yùn)算塊BlOl輸入的溫度的圖。
[0015]圖8是表示要使目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)上升時(shí)的濕潤(rùn)控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0016]圖9A將本發(fā)明的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第二實(shí)施方式的控制器的濕潤(rùn)狀態(tài)控制所涉及的功能表示為框圖。
[0017]圖9B將本發(fā)明的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第二實(shí)施方式的控制器的濕潤(rùn)狀態(tài)控制所涉及的功能表示為框圖。
[0018]圖10是表示要使目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)上升時(shí)的濕潤(rùn)控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0019]圖11是表示要使目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)下降時(shí)的濕潤(rùn)控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0020]圖12A將本發(fā)明的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第三實(shí)施方式中的控制器的控制所涉及的功能表示為框圖。
[0021]圖12B將本發(fā)明的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第三實(shí)施方式中的控制器的控制所涉及的功能表示為框圖。
[0022]圖13是表示要使目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)下降時(shí)的濕潤(rùn)控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0023]圖14是表示要使目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)上升時(shí)的濕潤(rùn)控制裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0024]圖15A將本發(fā)明的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第四實(shí)施方式中的控制器的控制所涉及的功能表示為框圖。
[0025]圖15B將本發(fā)明的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第四實(shí)施方式中的控制器的控制所涉及的功能表示為框圖。
[0026]圖16A將本發(fā)明的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第五實(shí)施方式中的控制器的控制所涉及的功能表示為框圖。
[0027]圖16B將本發(fā)明的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第五實(shí)施方式中的控制器的控制所涉及的功能表示為框圖。
[0028]圖17A將本發(fā)明的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第六實(shí)施方式中的控制器的控制所涉及的功能表示為框圖。
[0029]圖17B將本發(fā)明的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的第六實(shí)施方式中的控制器的控制所涉及的功能表示為框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030](第一實(shí)施方式)
[0031]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的系統(tǒng)的一例的圖。
[0032]首先參照?qǐng)D1來(lái)說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置的基本系統(tǒng)。
[0033]燃料電池堆10在被維持為適當(dāng)溫度的同時(shí)被供給反應(yīng)氣體(正極氣體O2、負(fù)極(anode)氣體H2)來(lái)進(jìn)行發(fā)電。因此，燃料電池堆10與正極路徑20、負(fù)極路徑30以及冷卻水循環(huán)路徑40相連接。此外，由電流傳感器101檢測(cè)燃料電池堆10的發(fā)電電流。由電壓傳感器102檢測(cè)燃料電池堆10的發(fā)電電壓。
[0034]向燃料電池堆10供給的正極氣體O2在正極路徑20上流動(dòng)。正極路徑20上設(shè)置有壓縮機(jī)21和正極壓力調(diào)節(jié)閥22。[0035]壓縮機(jī)21將正極氣體O2、即空氣供給到燃料電池堆10。壓縮機(jī)21設(shè)置于燃料電池堆10上游的正極路徑20上。由電動(dòng)機(jī)M對(duì)壓縮機(jī)21進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)21對(duì)在正極路徑20中流動(dòng)的正極氣體O2的流量進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)壓縮機(jī)21的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)調(diào)整正極氣體
O2的流量。
[0036]正極壓力調(diào)節(jié)閥22設(shè)置于燃料電池堆10下游的正極路徑20。正極壓力調(diào)節(jié)閥22對(duì)在正極路徑20中流動(dòng)的正極氣體O2的壓力進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)正極壓力調(diào)節(jié)閥22的開(kāi)度來(lái)調(diào)整正極氣體O2的壓力。
[0037]由正極流量傳感器201檢測(cè)在正極路徑20中流動(dòng)的正極氣體O2的流量。該正極流量傳感器201設(shè)置于壓縮機(jī)21的下游且燃料電池堆10的上游。
[0038]由正極壓力傳感器202檢測(cè)在正極路徑20中流動(dòng)的正極氣體O2的壓力。該正極壓力傳感器202設(shè)置于壓縮機(jī)21的下游且燃料電池堆10的上游。并且，在圖1中，正極壓力傳感器202位于正極流量傳感器201的下游。
[0039]向燃料電池堆10供給的負(fù)極氣體H2在負(fù)極路徑30中流動(dòng)。與負(fù)極路徑30并列地設(shè)置負(fù)極再循環(huán)路徑300。負(fù)極再循環(huán)路徑300從燃料電池堆10下游的負(fù)極路徑30分支，在燃料電池堆10上游的負(fù)極路徑30合流。負(fù)極路徑30上設(shè)置有儲(chǔ)氣罐31、負(fù)極壓力調(diào)節(jié)閥32、引射器(ejector) 33、負(fù)極泵34以及凈化閥35。
[0040]負(fù)極氣體H2以高壓狀態(tài)儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣罐31中。儲(chǔ)氣罐31設(shè)置于負(fù)極路徑30的最上游。
[0041]負(fù)極壓力調(diào)節(jié)閥32設(shè)置于儲(chǔ)氣罐31的下游。負(fù)極壓力調(diào)節(jié)閥32對(duì)從儲(chǔ)氣罐31新供給到負(fù)極路徑30的負(fù)極氣體H2的壓力進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)負(fù)極壓力調(diào)節(jié)閥32的開(kāi)度來(lái)調(diào)整負(fù)極氣體H2的壓力。
[0042]引射器33設(shè)置于負(fù)極壓力調(diào)節(jié)閥32下游。引射器33位于負(fù)極再循環(huán)路徑300與負(fù)極路徑30合流的部分。通過(guò)該引射器33，原本在負(fù)極再循環(huán)路徑300中流動(dòng)的負(fù)極氣體H2與從儲(chǔ)氣罐31新供給的負(fù)極氣體H2相混合。
[0043]負(fù)極泵34位于引射器33的下游。負(fù)極泵34將在引射器33中流動(dòng)的負(fù)極氣體H2送到燃料電池堆10。
[0044]凈化閥35設(shè)置于燃料電池堆10的下游的、負(fù)極再循環(huán)路徑300的分支部分的下游的負(fù)極路徑30上。當(dāng)凈化閥35打開(kāi)時(shí)，負(fù)極氣體H2被凈化。
[0045]由負(fù)極壓力傳感器301檢測(cè)在負(fù)極路徑30中流動(dòng)的負(fù)極氣體H2的壓力。該負(fù)極壓力傳感器301設(shè)置于負(fù)極泵34的下游且燃料電池堆10的上游。
[0046]向燃料電池堆10供給的冷卻水在冷卻水循環(huán)路徑40中流動(dòng)。冷卻水循環(huán)路徑40上設(shè)置有散熱器41、三通閥42以及水泵43。另外，與冷卻水循環(huán)路徑40并列地設(shè)置旁路路徑400。旁路路徑400從散熱器41上游分支，在散熱器41下游合流。因此，在旁路路徑400中流動(dòng)的冷卻水將散熱器41旁路。
[0047]散熱器41對(duì)冷卻水進(jìn)行冷卻。散熱器41中設(shè)置有冷卻風(fēng)扇410。
[0048]三通閥42位于旁路路徑400的合流部分。三通閥42與開(kāi)度相應(yīng)地對(duì)在散熱器側(cè)的路徑中流動(dòng)的冷卻水的流量以及在旁路路徑中流動(dòng)的冷卻水的流量進(jìn)行調(diào)整。由此對(duì)冷卻水的溫度進(jìn)行調(diào)整。
[0049]水泵43位于三通閥42的下游。水泵43將原本在三通閥42中流動(dòng)的冷卻水送到燃料電池堆10。
[0050]由水溫傳感器401檢測(cè)在冷卻水循環(huán)路徑40中流動(dòng)的冷卻水的溫度。該水溫傳感器401設(shè)置于分支出旁路路徑400的部分的上游。
[0051]控制器被輸入電流傳感器101、電壓傳感器102、正極流量傳感器201、正極壓力傳感器202、負(fù)極壓力傳感器301、水溫傳感器401的信號(hào)。而且，控制器輸出信號(hào)，控制壓縮機(jī)21、正極壓力調(diào)節(jié)閥22、負(fù)極壓力調(diào)節(jié)閥32、負(fù)極泵34、凈化閥35、三通閥42、水泵43的動(dòng)作。
[0052]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，燃料電池堆10在被維持為適當(dāng)溫度的同時(shí)被供給反應(yīng)氣體(正極氣體O2、負(fù)極氣體H2)來(lái)進(jìn)行發(fā)電。由燃料電池堆10發(fā)出的電力經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器11被供給到電池12、負(fù)載13。
[0053]圖2A和圖2B是說(shuō)明燃料電池堆中的電解質(zhì)膜的反應(yīng)的示意圖。
[0054]接著，參照?qǐng)D2A和圖2B來(lái)說(shuō)明
【發(fā)明者】們的技術(shù)思想。
[0055]如上所述，燃料電池堆10被供給反應(yīng)氣體(正極氣體O2、負(fù)極氣體H2)來(lái)進(jìn)行發(fā)電。將在電解質(zhì)膜的兩個(gè)面上形成正極電極催化劑層和負(fù)極電極催化劑層而得到的膜電極接合體(Membrane Electrode Assembly ；MEA)層疊數(shù)百?gòu)垇?lái)構(gòu)成燃料電池堆10。此外，圖2A示出了一張MEA。在此，示出了以下的例子:一邊對(duì)MEA供給正極氣體(正極進(jìn))并從對(duì)角側(cè)將其排出(正極出)，一邊對(duì)MEA供給負(fù)極氣體(負(fù)極進(jìn))并從對(duì)角側(cè)將其排出(負(fù)極出)。
[0056]各膜電極接合體(MEA)在正極電極催化劑層和負(fù)極電極催化劑層中與負(fù)載相應(yīng)地進(jìn)行以下反應(yīng)來(lái)發(fā)電。
[0057][數(shù)I]
[0058]正極電極催化劑層:4H++4e_+02— 2Η20...(1-1)
[0059]負(fù)極電極催化劑層:2H2— 4H++4e_...(1-2)
[0060]如圖2B所示，隨著反應(yīng)氣體(正極氣體O2)在正極流路中流動(dòng)，進(jìn)行上式(1-1)的反應(yīng)，生成水蒸氣。然后，在正極流路的下游側(cè)相對(duì)濕度變高。其結(jié)果，正極側(cè)與負(fù)極側(cè)的相對(duì)濕度差變大。以該相對(duì)濕度差為動(dòng)力(driving force)，水逆擴(kuò)散而將負(fù)極上游側(cè)加濕。該水分還從MEA蒸發(fā)到負(fù)極流路中而將在負(fù)極流路中流動(dòng)的反應(yīng)氣體(負(fù)極氣體H2)加濕。然后，被運(yùn)送到負(fù)極下游側(cè)，將負(fù)極下游的MEA加濕。
[0061]為了通過(guò)上述反應(yīng)來(lái)高效地發(fā)電，需要使電解質(zhì)膜處于適度的濕潤(rùn)狀態(tài)。
[0062]因此，本案的
【發(fā)明者】們著眼于正極氣體O2的流量和壓力以及燃料電池堆I的溫度。
[0063]S卩，如果使正極氣體O2的流量增加，則與正極氣體O2 —起排出的水分增加。因而，能夠使電解質(zhì)膜的濕潤(rùn)狀態(tài)下降。另一方面，如果使正極氣體O2的流量減少，則與正極氣體O2 —起排出的水分減少。因而，能夠使電解質(zhì)膜的濕潤(rùn)狀態(tài)上升。
[0064]正極氣體O2的壓力減少是在正極壓力調(diào)節(jié)閥22的開(kāi)度變大的時(shí)候。因而，如果增大正極壓力調(diào)節(jié)閥22的開(kāi)度來(lái)使正極氣體O2的壓力下降，則正極氣體O2變得容易排出。其結(jié)果，與正極氣體O2—起排出的水分也增加。因而，能夠使電解質(zhì)膜的濕潤(rùn)狀態(tài)下降。另一方面，正極氣體O2的壓力增加是在正極壓力調(diào)節(jié)閥22的開(kāi)度變小的時(shí)候。因而，如果減小正極壓力調(diào)節(jié)閥22的開(kāi)度來(lái)使正極氣體O2的壓力上升，則正極氣體02變得難以排出。其結(jié)果，與正極氣體O2 —起排出的水分也減少。因而，能夠使電解質(zhì)膜的濕潤(rùn)狀態(tài)上升。
[0065]如果燃料電池堆I的溫度變高，則正極氣體02所包含的水分量增加。其結(jié)果，與正極氣體O2—起排出的水分也增加。因而，能夠使電解質(zhì)膜的濕潤(rùn)狀態(tài)下降。另一方面，如果燃料電池堆I的溫度變低，則正極氣體O2所包含的水分量減少。其結(jié)果，與正極氣體02 —起排出的水分也減少。因而，能夠使電解質(zhì)膜的濕潤(rùn)狀態(tài)上升。
[0066]
【發(fā)明者】們得到了這種認(rèn)識(shí)。并且，當(dāng)為了增加正極氣體O2的流量而使壓縮機(jī)21的旋轉(zhuǎn)速度上升時(shí)，消耗電力增大而燃燒消耗率惡化。因此期望盡可能地將壓縮機(jī)21的旋轉(zhuǎn)速度抑制得低。
【發(fā)明者】們基于這種構(gòu)思完成了本發(fā)明。下面說(shuō)明具體內(nèi)容。
[0067]圖3將目標(biāo)濕潤(rùn)狀態(tài)下降時(shí)的控制器的濕潤(rùn)狀態(tài)控制所涉及的功能表示為框圖。
[0068]此外，框圖所示的各塊將控制器的各功能表示為虛擬單元，各塊并不意味著物理上的存在。
[0069]濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置對(duì)壓縮機(jī)21、正極壓力調(diào)節(jié)閥22、負(fù)極壓力調(diào)節(jié)閥32、負(fù)極泵34、凈化閥35、三通閥42、水泵43的動(dòng)作進(jìn)行控制，來(lái)控制燃料電池堆10的電解質(zhì)膜的濕潤(rùn)狀態(tài)。具體地說(shuō)，濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置包括目標(biāo)壓力運(yùn)算塊B101、目標(biāo)溫度運(yùn)算塊B102以及目標(biāo)流量運(yùn)算塊B103。此外，在本實(shí)施方式中，目標(biāo)壓力運(yùn)算塊BlOl與權(quán)利要求書(shū)的優(yōu)先控制部對(duì)應(yīng)。目標(biāo)溫度運(yùn)算塊B102與權(quán)利要求書(shū)的水溫控制部對(duì)應(yīng)。目標(biāo)流量運(yùn)算塊B103與權(quán)利要求書(shū)的補(bǔ)充控制部對(duì)應(yīng)。
[0070]目標(biāo)壓力運(yùn)算塊BlOl在要使目標(biāo)排水量Qh2qwt增加、即、使?jié)駶?rùn)狀態(tài)減少來(lái)使其干燥時(shí)，基于目標(biāo)排水量、最低堆溫度Tmin以及最低正極流量Qmin來(lái)運(yùn)算目標(biāo)壓力
P target°
[0071]此外，通過(guò)下式⑵來(lái)求出目標(biāo)排水量QH2Q——[NL/min]。在此NL表示NormalLiter、即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的公升數(shù)。
[0072][數(shù)2]
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，具有: 優(yōu)先控制部，其在對(duì)燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，優(yōu)先控制正極氣體的壓力和流量中的某一方； 水溫控制部，其在以上述優(yōu)先控制部的控制不能將燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)調(diào)整好時(shí)，對(duì)冷卻水的溫度進(jìn)行控制；以及 補(bǔ)充控制部，其對(duì)正極氣體的壓力和流量中的另一方進(jìn)行控制，以補(bǔ)充上述水溫控制部的響應(yīng)延遲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在降低燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池干燥的情況下， 上述優(yōu)先控制部?jī)?yōu)先使正極氣體的壓力下降， 在以上述優(yōu)先控制部的控制不能將燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)調(diào)整好時(shí)，上述水溫控制部使冷卻水的溫度上升， 上述補(bǔ)充控制部對(duì)正極氣體的流量進(jìn)行控制，以補(bǔ)充上述水溫控制部的響應(yīng)延遲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在降低燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池干燥的情況下， 上述優(yōu)先控制部基于使燃料電池處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的流量和冷卻水的溫度來(lái)使正極氣體的壓力下降， 上述水溫控制部基于正極氣體的實(shí)際壓力以及上述處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的流量來(lái)使冷卻水`的溫度上升， 上述補(bǔ)充控制部基于正極氣體的實(shí)際壓力以及冷卻水的實(shí)際溫度來(lái)控制正極氣體的流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的流量是指在能夠確保燃料電池的性能的范圍內(nèi)最低的流量， 處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的冷卻水的溫度是指在能夠確保燃料電池的性能的范圍內(nèi)最低的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在上述水溫控制部不動(dòng)作的情況下降低燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池干燥時(shí)，上述優(yōu)先控制部使用冷卻水的實(shí)際溫度來(lái)代替上述處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的冷卻水的溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3~5中的任一項(xiàng)所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在上述補(bǔ)充控制部不動(dòng)作的情況下降低燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池干燥時(shí)，上述優(yōu)先控制部以及上述水溫控制部使用正極氣體的實(shí)際流量來(lái)代替上述處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在降低燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池干燥的情況下， 上述優(yōu)先控制部基于正極氣體的實(shí)際流量以及冷卻水的實(shí)際溫度來(lái)使正極氣體的壓力下降， 上述水溫控制部基于正極氣體的實(shí)際流量以及使燃料電池處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的壓力來(lái)使冷卻水的溫度上升， 上述補(bǔ)充控制部基于使燃料電池處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的壓力、以及使燃料電池處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的冷卻水的溫度與冷卻水的實(shí)際溫度之間的溫度來(lái)控制正極氣體的流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的壓力是指在能夠確保燃料電池的性能的范圍內(nèi)最低的壓力， 處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的冷卻水的溫度是指在能夠確保燃料電池的性能的范圍內(nèi)最高的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中的任一項(xiàng)所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在升高燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池濕潤(rùn)的情況下， 上述優(yōu)先控制部?jī)?yōu)先使正極氣體的流量下降， 在以上述優(yōu)先控制部的控制不能將燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)調(diào)整好時(shí)，上述水溫控制部使冷卻水的溫度下降， 上述補(bǔ)充控制部對(duì)正極氣體的壓力進(jìn)行控制，以補(bǔ)充上述水溫控制部的響應(yīng)延遲。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中的任一項(xiàng)所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在升高燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池濕潤(rùn)的情況下， 上述優(yōu)先控制部基于使燃料電池處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的壓力和冷卻水的溫度來(lái)使正極氣體的流量下降， 上述水溫控制部基于正極氣體的實(shí)際流量以及使燃料電池處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的壓力來(lái)使冷卻水的溫度下降， 上述補(bǔ)充控制部基于正極氣體的實(shí)際流量以及冷卻水的實(shí)際溫度來(lái)控制正極氣體的壓力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的壓力是指在能夠確保燃料電池的性能的范圍內(nèi)最低的壓力， 處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的冷卻水的溫度是指在能夠確保燃料電池的性能的范圍內(nèi)最高的溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在上述水溫控制部不動(dòng)作的情況下升高燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池濕潤(rùn)時(shí)，上述優(yōu)先控制部使用冷卻水的實(shí)際溫度來(lái)代替上述處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的冷卻水的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10~12中的任一項(xiàng)所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在上述補(bǔ)充控制部不動(dòng)作的情況下升高燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池濕潤(rùn)時(shí)，上述優(yōu)先控制部以及上述水溫控制部使用正極氣體的實(shí)際壓力來(lái)代替上述處于比當(dāng)前低的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求1~9中的任一項(xiàng)所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 在升高燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)來(lái)使燃料電池濕潤(rùn)的情況下， 上述優(yōu)先控制部基于正極氣體的實(shí)際壓力以及冷卻水的實(shí)際溫度來(lái)使正極氣體的流量下降， 上述水溫控制部基于正極氣體的實(shí)際壓力以及使燃料電池處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的流量來(lái)使冷卻水的溫度下降， 上述補(bǔ)充控制部基于使燃料電池處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的流量、以及使燃料電池處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的冷卻水的溫度與冷卻水的實(shí)際溫度之間的溫度來(lái)控制正極氣體的壓力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃料電池的濕潤(rùn)狀態(tài)控制裝置，其特征在于， 處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的正極氣體的流量是指在能夠確保燃料電池的性能的范圍內(nèi)最低的流量， 處于比當(dāng)前高的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)所供給的冷卻水的溫度是指在能夠確保燃料電池的性能的范圍內(nèi)最低的 溫度。
【文檔編號(hào)】H01M8/04GK103563148SQ201280026602
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月6日
【發(fā)明者】青木哲也, 松本充彥 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社