專利名稱：燃料電池系統(tǒng)、用于該燃料電池系統(tǒng)的控制方法以及配備有該燃料電池系統(tǒng)的電動車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)、一種用于該燃料電池系統(tǒng)的控制方法以及一種在起動電動車輛時對配備有該燃料電池系統(tǒng)的電動車輛執(zhí)行的控制。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在正在考慮一種燃料電池的實際應(yīng)用，該燃料電池向燃料電極供應(yīng)作為燃料氣體的氫氣，并且向氧化劑電極供應(yīng)作為氧化劑氣體的空氣，并且在于氧化劑電極上形成水的同時通過在氫氣和空氣中的氧氣之間的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電力。在這種燃料電池中，如果在操作開始時，被供應(yīng)到燃料電極的氫氣的壓力和被供應(yīng)到氧化劑電極的空氣的壓力大約等于在常規(guī)操作期間發(fā)生的各自壓力，則有時發(fā)生以下情況，即，氫氣和空氣分別地被非均勻地分布于燃料電極和氧化劑電極中， 并且電極由于這些氣體的非均勻分布引起的電化學(xué)反應(yīng)而退化。日本專利申請公布 No. 2007-26891 (JP-A-2007-26891)公開了一種通過使得在燃料電池的操作開始時分別地被供應(yīng)到燃料電極和氧化劑電極的氫氣和空氣的壓力高于這些氣體的通常供應(yīng)壓力而防止燃料電池的電極退化的方法。然而，如果當(dāng)燃料電池開始操作時氫氣和空氣在高壓下被供應(yīng)到燃料電池，則有時發(fā)生以下情況，即，燃料電池的電壓的升高率變大從而燃料電池的電壓超越它的上限電壓。與這個問題相結(jié)合地，日本專利申請公布No. 2007-26891 (JP-A-2007-26891)公開了一種方法，其中，當(dāng)在起動燃料電池時以比在常規(guī)發(fā)電期間指定的它們的壓力高的壓力供應(yīng)氫氣和空氣時，如果燃料電池的電壓達(dá)到低于上限電壓的預(yù)定電壓，輸出電力被從燃料電池提取，并且被傳送到車輛驅(qū)動馬達(dá)、電阻器等。順便提一句，因為燃料電池使用氫氣作為燃料氣體，所以有必要檢查當(dāng)燃料電池起動時不存在任何氫氣泄漏。為此目次，一種方法通過密封氫氣系統(tǒng)并且然后檢查系統(tǒng)中的壓力是否變低而確定從系統(tǒng)存在/不存在氫氣泄漏。然而，在氫氣和空氣中的氧氣正在燃料電池內(nèi)經(jīng)歷電化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)期間，被供應(yīng)到燃料電池的氫氣通過電化學(xué)反應(yīng)而被消耗。因此，即使當(dāng)不存在任何氫氣泄漏時被密封的氫氣系統(tǒng)的壓力也降低，并且氫氣泄漏有時不能被準(zhǔn)確地確定。因此，在如圖8中所示的現(xiàn)有技術(shù)中，在于時間t/接通點火鍵之后，由線a'示出的燃料電池的輸出電壓的控制值被設(shè)定為開路電壓0CV。在時間t/，通過供應(yīng)被供應(yīng)到燃料電池的氫氣和氧氣，燃料電池的電壓開始升高，如由線b'所示，并且因此加壓氫氣系統(tǒng)和氧氣系統(tǒng)。結(jié)果，燃料電池的電壓被暫時地升高到開路電壓0CV。然后，在現(xiàn)有技術(shù)方法中，在從時間到時間t3'的時段期間，在此期間燃料電池的電壓保持為開路電壓0CV，檢測是否存在氫氣泄漏。當(dāng)燃料電池的電壓達(dá)到開路電壓OCV時，在燃料電池內(nèi)的氫氣和氧氣之間的電化學(xué)反應(yīng)不再進(jìn)行，從而被密封的氫氣系統(tǒng)中的氫氣不被消耗。因此，如果不存在任何氫氣泄漏，則能夠創(chuàng)建其中被密封的氫氣系統(tǒng)中的壓力幾乎不經(jīng)歷任何降低的狀態(tài)。然后，能夠通過在前面的狀態(tài)期間檢測氫氣系統(tǒng)的壓力降低程度而確定是否存在氫氣泄漏。然而，當(dāng)燃料電池的電壓達(dá)到開路電壓OCV時，燃料電池的耐久性能夠被不利地影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種當(dāng)燃料電池起動時在抑制對于燃料電池的耐久性的不利影響時確定是否存在氫氣泄漏的燃料電池系統(tǒng)，并且還提供一種用于該燃料電池系統(tǒng)的控制方法以及一種配備有該燃料電池系統(tǒng)的電動車輛。本發(fā)明的第一方面涉及一種燃料電池系統(tǒng)。該燃料電池系統(tǒng)包括通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的燃料電池；以及確定是否存在燃料氣體泄漏的控制部分。該控制部分具有用于通過將燃料電池的電壓從起動電壓升高到低于開路電壓的操作電壓而起動燃料電池的起動裝置；以及用于當(dāng)燃料電池起動時在燃料電池的電壓達(dá)到操作電壓之前確定是否存在燃料氣體泄漏的泄漏確定裝置。前面的燃料電池系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于向燃料電池的燃料電極供應(yīng)燃料氣體的燃料氣體供應(yīng)裝置；以及用于向燃料電池的氧化劑電極供應(yīng)氧化劑氣體的氧化劑氣體供應(yīng)裝置，并且該起動裝置可以通過利用燃料氣體供應(yīng)裝置向燃料電池的燃料電極供應(yīng)燃料氣體并且然后利用氧化劑氣體供應(yīng)裝置向氧化劑電極供應(yīng)氧化劑氣體而升高燃料電池的電壓，并且該泄漏確定裝置可以在從當(dāng)供應(yīng)燃料氣體時到當(dāng)開始供應(yīng)氧化劑氣體時的時段期間確定是否存在燃料氣體泄漏。在該燃料電池系統(tǒng)中，燃料氣體供應(yīng)裝置可以包括燃料氣體供應(yīng)通道以及被設(shè)置在燃料氣體供應(yīng)通道中的燃料供應(yīng)閥門，并且可以進(jìn)一步包括從燃料電池的燃料電極排放反應(yīng)后燃料氣體的氣體排放通道、被設(shè)置在氣體排放通道中的氣體排放閥門以及檢測在燃料供應(yīng)閥門的燃料電極側(cè)上并且在氣體排放閥門的燃料電極側(cè)上的燃料氣體通道中的壓力的壓力傳感器，并且泄漏確定裝置可以關(guān)閉燃料供應(yīng)閥門和氣體排放閥門，并且可以基于由壓力傳感器檢測的壓力降低率而確定是否存在燃料氣體泄漏。本發(fā)明的第二方面涉及一種燃料電池系統(tǒng)。該燃料電池系統(tǒng)包括通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的燃料電池；用于向燃料電池的燃料電極供應(yīng)燃料氣體的燃料氣體供應(yīng)裝置；用于向燃料電池的氧化劑電極供應(yīng)氧化劑氣體的氧化劑氣體供應(yīng)裝置；以及確定是否存在燃料氣體泄漏的控制部分。該控制部分包括起動裝置，該起動裝置用于通過以下方式來起動燃料電池如果燃料電池的起動電壓低于開路電壓但是高于操作電壓，則在起動燃料電池時將燃料電池的電壓從起動電壓降低到低于開路電壓的操作電壓，并且通過利用燃料氣體供應(yīng)裝置向燃料電池的燃料電極供應(yīng)燃料氣體，并且然后通過利用氧化劑氣體供應(yīng)裝置向氧化劑電極供應(yīng)氧化劑氣體；以及泄漏確定裝置，該泄漏確定裝置用于在從當(dāng)供應(yīng)燃料氣體時到當(dāng)開始供應(yīng)氧化劑氣體時的時段期間確定是否存在燃料氣體泄漏。 在這個燃料電池系統(tǒng)中，燃料氣體供應(yīng)裝置可以包括燃料氣體供應(yīng)通道以及被設(shè)置在燃料氣體供應(yīng)通道中的燃料供應(yīng)閥門，并且可以進(jìn)一步包括從燃料電池的燃料電極排放反應(yīng)后燃料氣體的氣體排放通道、被設(shè)置在氣體排放通道中的氣體排放閥門以及檢測在燃料供應(yīng)閥門的燃料電極側(cè)上并且在氣體排放閥門的燃料電極側(cè)上的燃料氣體通道中的壓力的壓力傳感器，并且泄漏確定裝置可以在起動燃料電池時關(guān)閉燃料供應(yīng)閥門和氣體排放閥門，并且可以根據(jù)經(jīng)由壓力傳感器檢測的第一壓力降低率和基于從燃料電池的輸出電流估算的燃料氣體消耗數(shù)量的第二壓力降低率而確定是否存在燃料氣體泄漏。在這個燃料電池系統(tǒng)中，泄漏確定裝置可以通過從第一壓力降低率減去第二壓力降低率而計算第三壓力降低率，并且如果第三壓力降低率大于或者等于第一閥值，則可以確定存在燃料氣體泄漏。此外，如果第一壓力降低率大于或者等于第二閥值，則泄漏確定裝置可以確定存在燃料氣體泄漏，其中所述第二閥值大于第一閥值。本發(fā)明的第三方面涉及一種電動車輛。該電動車輛配備有前面的燃料電池系統(tǒng)。本發(fā)明的第四方面涉及一種用于燃料電池系統(tǒng)的控制方法。該方法是用于包括通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的燃料電池的燃料電池系統(tǒng)的控制方法，并且包括通過將燃料電池的電壓從起動電壓升高到低于開路電壓的操作電壓而起動燃料電池；以及當(dāng)燃料電池起動時在燃料電池的電壓達(dá)到操作電壓之前確定是否存在燃料氣體泄漏。本發(fā)明的第五方面涉及一種用于燃料電池系統(tǒng)的控制方法。該方法是用于這樣一種燃料電池系統(tǒng)的控制方法，該燃料電池系統(tǒng)包括通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的燃料電池、向燃料電池的燃料電極供應(yīng)燃料氣體的燃料氣體供應(yīng)部分以及向燃料電池的氧化劑電極供應(yīng)氧化劑氣體的氧化劑氣體供應(yīng)部分。該控制方法包括 通過以下方式起動燃料電池，如果燃料電池的起動電壓低于開路電壓但是高于操作電壓， 則在起動燃料電池時將燃料電池的電壓從起動電壓降低到低于開路電壓的操作電壓，并且通過利用燃料氣體供應(yīng)部分向燃料電池的燃料電極供應(yīng)燃料氣體，并且然后通過利用氧化劑氣體供應(yīng)部分向氧化劑電極供應(yīng)氧化劑氣體；以及在從當(dāng)供應(yīng)燃料氣體時到當(dāng)開始供應(yīng)氧化劑氣體時的時段期間確定是否存在燃料氣體泄漏。本發(fā)明實現(xiàn)了能夠當(dāng)燃料電池起動時在不損害燃料電池的耐久性的情況下確定是否存在氫氣泄漏的效果。


參考附圖根據(jù)優(yōu)選實施例的以下說明，本發(fā)明前面的以及進(jìn)一步的特征和優(yōu)點將變得明顯，其中同樣的數(shù)字被用于代表同樣的元件并且其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；圖2是示出當(dāng)在本發(fā)明的實施例中的燃料電池系統(tǒng)起動時電壓的增加的曲線圖；圖3是示出當(dāng)在本發(fā)明的實施例中的燃料電池系統(tǒng)起動時被密封的氫氣系統(tǒng)的壓力的降低的曲線圖；圖4是示出當(dāng)在本發(fā)明的實施例中的燃料電池系統(tǒng)起動時執(zhí)行的操作的流程圖；圖5是示出當(dāng)在本發(fā)明的實施例中的燃料電池系統(tǒng)起動時發(fā)生的電壓的增加的另一實例的曲線圖；圖6是示出當(dāng)在本發(fā)明的實施例中的燃料電池系統(tǒng)起動時被密封的氫氣系統(tǒng)的壓力的降低的另一實例的曲線圖；圖7是示出當(dāng)在本發(fā)明的實施例中的燃料電池系統(tǒng)起動時執(zhí)行的另一操作的流程圖；以及圖8是示出當(dāng)系統(tǒng)起動時在現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池系統(tǒng)中的電壓的增加的曲線圖。
具體實施例方式如在圖1中所示，被安裝在電動車輛200中的燃料電池系統(tǒng)100包括可充電和可放電的二次電池12、升高或者降低二次電池12的電壓的升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13、將升壓 /降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力并且向牽引馬達(dá)15供應(yīng)電力的變換器14 以及燃料電池11。二次電池12由可充電和可放電鋰離子蓄電池等構(gòu)造。在該實施例中二次電池12 的電壓低于牽引馬達(dá)15的驅(qū)動電壓。然而，二次電池的電壓不受如此限制，而是還可以是等價于或者高于牽引馬達(dá)的驅(qū)動電壓的電壓。升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13包括多個切換元件，并且通過切換元件的開/關(guān)操作而將從二次電池12供應(yīng)的一次側(cè)電壓轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動牽弓丨馬達(dá)的二次側(cè)電壓。升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13是非絕緣雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，其基準(zhǔn)電路徑32被連接到二次電池12的負(fù)側(cè)電路徑34和變換器14的負(fù)側(cè)電路徑39這兩者，并且其一次側(cè)電路徑31被連接到二次電池12的正側(cè)電路徑33，并且其二次側(cè)電路徑35被連接到變換器14的正側(cè)電路徑38。此外，二次電池12的正側(cè)電路徑33和負(fù)側(cè)電路徑34中的每一個均提供有開路和閉合在二次電池12和負(fù)載系統(tǒng)之間的連接的系統(tǒng)繼電器25。燃料電池11被供應(yīng)有作為燃料氣體的氫氣以及作為氧化劑氣體的空氣，并且通過氫氣體和在空氣中的氧氣之間的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電力。在燃料電池11中，氫氣通過提供有氫氣供應(yīng)閥門18的氫氣供應(yīng)管道27而被從高壓氫氣罐17供應(yīng)到燃料電極(陽極)， 并且空氣通過空氣壓縮機(jī)19而被供應(yīng)到氧化劑電極(陰極)。在這里，氫氣供應(yīng)閥門18是燃料供應(yīng)閥門，并且氫氣供應(yīng)管道27是燃料氣體供應(yīng)通道。檢測氫氣系統(tǒng)中的壓力的壓力傳感器47被附接到氫氣供應(yīng)管道27。所供應(yīng)的氫氣和所供應(yīng)的空氣中的氧氣在燃料電池 11內(nèi)經(jīng)歷電化學(xué)反應(yīng)，因此輸出電力，并且在氧化劑電極處產(chǎn)生水。所產(chǎn)生的水與已經(jīng)被用于反應(yīng)的空氣一起地被從燃料電池排出。在另一方面，被供應(yīng)到燃料電極的氫氣改變成其氫氣濃度已經(jīng)由于反應(yīng)而降低的反應(yīng)氣體，并且然后通過氫氣排放管道觀而被排放。所排放的反應(yīng)氣體被設(shè)置在再循環(huán)管道四上的氫氣循環(huán)泵26加壓，從而被循環(huán)到氫氣供應(yīng)管道27中并且因此被循環(huán)到燃料電極。通過調(diào)節(jié)氫氣供應(yīng)閥門18的打開程度，通過反應(yīng)消耗的氫氣的數(shù)量被從氫氣罐17供應(yīng)到氫氣供應(yīng)管道27中。此外，居于燃料電極處的氣體包括氮氣等通過氣體排放管道45而被與反應(yīng)后氣體一起地排放到外側(cè)。調(diào)節(jié)所排放的氣體數(shù)量的氣體排放閥門22被附接到氣體排放管道45。如上所述，該氫氣系統(tǒng)被提供為循環(huán)系統(tǒng)。因此，當(dāng)氫氣供應(yīng)閥門18和氣體排放閥門22被關(guān)閉時，包括氫氣供應(yīng)閥門18的燃料電極側(cè)上的氫氣供應(yīng)管道27、燃料電池11的燃料側(cè)部分、氫氣排放管道觀、氫氣循環(huán)泵 26、再循環(huán)管道四和氣體排放閥門22的燃料電極側(cè)上的氣體排放管道45的區(qū)域46采取密封狀態(tài)。燃料電池11的正側(cè)電路徑36經(jīng)由FC繼電器M和阻塞二極管23而被連接到升壓 /降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的二次側(cè)電路徑35。燃料電池11的負(fù)側(cè)電路徑37經(jīng)由另一 FC繼電器M而被連接到升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的基準(zhǔn)電路徑32。升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13 的二次側(cè)電路徑35被連接到變換器14的正側(cè)電路徑38，并且升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的基準(zhǔn)電路徑32被連接到變換器14的負(fù)側(cè)電路徑39。燃料電池11的正側(cè)電路徑36和負(fù)側(cè)電路徑37經(jīng)由FC繼電器M而被分別地連接到變換器14的正側(cè)電路徑38和負(fù)側(cè)電路徑39。FC繼電器M開路和閉合在負(fù)載系統(tǒng)和燃料電池11之間的連接。當(dāng)FC繼電器M被閉合時，燃料電池11被連接到升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的二次側(cè)，從而由燃料電池11產(chǎn)生的電力被與通過升高二次電池12的一次側(cè)電力的電壓獲得的、二次電池12的二次側(cè)電力一起地供應(yīng)到變換器，變換器由此驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輪子60的牽引馬達(dá)15。此時，燃料電池11的電壓變得等于升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓并且等于變換器14的輸入電壓。此外， 從二次電池12向空氣壓縮機(jī)19和包括冷卻水泵、氫氣循環(huán)泵沈等的、燃料電池11的附件 16供應(yīng)驅(qū)動電力。在二次電池12的正側(cè)電路徑33和負(fù)側(cè)電路徑34之間連接平滑一次側(cè)電壓的一次側(cè)電容器20。一次側(cè)電容器20提供有檢測在一次側(cè)電容器20的兩個端部之間的電壓的電壓傳感器41。此外，在變換器14的正側(cè)電路徑38和負(fù)側(cè)電路徑39之間設(shè)置平滑二次側(cè)電壓的二次側(cè)電容器21。二次側(cè)電容器21提供有檢測在二次側(cè)電容器21的兩個端部之間的電壓的電壓傳感器42。一次側(cè)電容器20上的電壓是一次側(cè)電壓\，這是升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的輸入電壓，并且二次側(cè)電容器21上的電壓是二次側(cè)電壓VH，這是升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓。此外，燃料電池11的正側(cè)電路徑36和負(fù)側(cè)電路徑37之間設(shè)置檢測燃料電池11的電壓的電壓傳感器43，并且在燃料電池11的正側(cè)電路徑36上設(shè)置檢測燃料電池11的輸出電流的電流傳感器44?？刂撇糠?0是包含執(zhí)行信號處理的CPU和存儲程序和控制數(shù)據(jù)的存儲部分的計算機(jī)。燃料電池11、空氣壓縮機(jī)19、升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13、變換器14、牽引馬達(dá)15、附件16、氫氣供應(yīng)閥門18、氣體排放閥門22、FC繼電器M和系統(tǒng)繼電器25被連接到控制部分50，并且被構(gòu)造成根據(jù)來自控制部分50的命令來操作。此外，二次電池12、電壓傳感器 41到43、電流傳感器44和壓力傳感器47中的每一個均被連接到控制部分50，并且被構(gòu)造成使得二次電池12的狀態(tài)和電壓傳感器41到43、電流傳感器44和壓力傳感器47的檢測信號被輸入控制部分50。電動車輛200提供有點火鍵30，點火鍵30是用于起動和停止燃料電池系統(tǒng)100的開關(guān)。點火鍵30被連接到控制部分50，并且被構(gòu)造成使得點火鍵30的開/關(guān)信號被輸入到控制部分50。將參考圖2到圖4描述如上所述構(gòu)造的燃料電池系統(tǒng)100的操作。在圖2中，線a 示出二次側(cè)電壓Vh，這是升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓，并且線b示出FC電壓VF， 這是燃料電池11的電壓。燃料電池11從如在圖2中所示的零電壓狀態(tài)被起動。當(dāng)駕駛員即操作人員在圖2所示時間、處接通點火鍵30時，來自點火鍵30的開信號被輸入到控制部分50，由此控制部分50辨識點火鍵30的開狀態(tài)，如在圖4中的步驟 SlOl中所示。當(dāng)點火鍵30的開信號被輸入時，控制部分50閉合系統(tǒng)繼電器25以將二次電池12連接到系統(tǒng)，從而一次側(cè)電容器20通過從二次電池12供應(yīng)的電力來充電。在這之后， 控制部分50開始升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的電壓升高操作以開始對二次側(cè)電容器21充電，如在圖4中的步驟S102和S103中所示。在利用電壓傳感器42檢測二次側(cè)電壓Vh時， 控制部分50升高二次側(cè)電壓VH。當(dāng)二次側(cè)電壓Vh達(dá)到開路電壓OCV時，二次側(cè)電容器21 的充電完成，并且從二次電池12供應(yīng)電力成為可能。因此，在圖2所示時間、，控制部分50 點亮READY(準(zhǔn)備)燈以指示已經(jīng)完成向牽引馬達(dá)15供應(yīng)電力的準(zhǔn)備。當(dāng)駕駛員在READY 燈被點亮后踩下油門踏板時，來自二次電池12的電力被供應(yīng)到旋轉(zhuǎn)輪子60的牽引馬達(dá)15， 從而電動車輛200能夠開始移動。雖然電力被從二次電池12供應(yīng)到牽引馬達(dá)15，但是電力
9并不流入到燃料電池11中，因為FC繼電器M是開路的，并且因此燃料電池11被從系統(tǒng)切斷?？刂撇糠?0從電壓傳感器43獲取燃料電池11的起動電壓Vfq的值，并且將該值與操作電壓Vtl進(jìn)行比較，如在圖4中的步驟S104中所示。操作電壓Vtl低于開路電壓0CV。 然后，例如，如果燃料電池11的起動電壓Vra低于如在圖2中所示低于開路電壓OCV的操作電壓Vtl，則控制部分50在圖2所示時間、處輸出加壓氫氣系統(tǒng)的命令，如在圖4中的步驟 S 105中所示。由于這個命令，氫氣供應(yīng)閥門18被打開，從而氫氣開始被從氫氣罐17供應(yīng)到燃料電池11。當(dāng)氫氣得以供應(yīng)時，在燃料電池11的燃料電極處的壓力升高。然而，因為氧化劑電極未被供應(yīng)有空氣，所以在燃料電池11內(nèi)電化學(xué)反應(yīng)并不發(fā)生，并且因此燃料電池11并不產(chǎn)生電力。因此，如關(guān)于燃料電池11的起動電壓Vra的情形，此時，燃料電池11 的FC電壓Vf為零。此外，如果燃料電池11的起動電壓Vra高于操作電壓Vtl，則控制部分50跳到圖7 所示步驟S205 (在以后描述)，其中控制部分50閉合FC繼電器M。當(dāng)控制部分50確定由壓力傳感器47檢測的氫氣系統(tǒng)的壓力已經(jīng)達(dá)到特定壓力時，例如，在常規(guī)操作期間發(fā)生的壓力，如在圖4中的步驟S106中所示，控制部分50輸出用于密封氫氣系統(tǒng)的命令，如在圖4中的步驟S107中所示。由于這個命令，氫氣供應(yīng)閥門18 和氣體排放閥門22在圖2所示時間、處被關(guān)閉。由于這個操作，包括氫氣供應(yīng)閥門18的燃料電極側(cè)上的氫氣供應(yīng)管道27、燃料電池11的燃料側(cè)部分、氫氣排放管道觀、氫氣循環(huán)泵沈、再循環(huán)管道四和氣體排放閥門22的燃料電極側(cè)上的氣體排放管道45的區(qū)域46采取密封狀態(tài)。此時，因為空氣壓縮機(jī)19未被起動，所以氧化劑電極未被供應(yīng)有空氣，S卩，氧化劑氣體。因此，密封區(qū)域46中的氫氣不與氧氣反應(yīng)，從而區(qū)域46中的氫氣的數(shù)量幾乎不會降低。如在圖3中所示，雖然圖1所示區(qū)域46被密封，但是由于在燃料電池11的燃料電極和氧化劑電極之間的橫向泄漏壓力稍微地從壓力Ptl降低，如圖3中的短劃單點線C所示。 即，如在圖3中所示，在時間、和時間t21之間的時間間隔At1上，壓力以ΔΡ。從初始壓力 P。降低到在該間隔末端發(fā)生的最終壓力Pc/。在另一方面，如果從被密封的氫氣系統(tǒng)存在泄漏氫氣，則圖1所示密封區(qū)域46中的壓力以數(shù)量AP1從在時間t2處的初始壓力Ptl降低到在時間t21處的最終壓力Pp在從時間t2到時間t21的時間間隔At1中的壓力降低AP1顯著地大于在不存在氫氣泄漏的情形中發(fā)生的壓力降低Δ&?？刂撇糠?0從時間間隔At1和壓力降低APci計算在不存在氫氣泄漏的情形中發(fā)生的壓力降低率，并且將計算結(jié)果存儲在存儲器中。然后，控制部分50 通過比較從在時間間隔At1期間檢測的壓力降低AP1計算的壓力降低率與所存儲的壓力降低率而確定存在/不存在氫氣泄漏。當(dāng)氫氣系統(tǒng)變得密封時，控制部分50經(jīng)由壓力傳感器47獲取已被密封的圖1所示區(qū)域46中的初始壓力Ptl的值，如在圖4中的步驟S108中所示，并且然后等待圖3所示的、作為特定時間的時間間隔At1，如在圖4中的步驟S109中所示。在這之后，控制部分50 作為在時間間隔末端發(fā)生的最終壓力經(jīng)由壓力傳感器47獲取在時間間隔Δ tl逝去時發(fā)生的壓力P1的值，如在圖4中的步驟SllO中所示。然后，控制部分50計算在時間間隔At1 中的壓力降低率，如在圖4中的步驟Slll中所示，并且然后通過比較計算出的壓力降低率與在不存在氫氣泄漏的情形中發(fā)生的壓力降低率而確定存在/不存在氫氣泄漏，如在圖4 中的步驟Sl 12中所示。如果控制部分50在圖4中的步驟Sl 12中確定存在氫氣泄漏，則控制部分50然后確定存在氫氣泄漏的確定是否已經(jīng)是第一次作出的，如在圖4中的步驟S113中所示，從而避免由于錯誤的確定而引起燃料電池系統(tǒng)100的停止。然后，如果存在氫氣泄漏的確定是第一次確定，則控制部分50返回圖4中的步驟S108，其中控制部分50再次獲取初始壓力的值。因為如在圖3中所示，初始壓力的值是在存在/不存在氫氣泄漏的第一次確定之后再次獲取的，所以作為初始壓力獲取在圖3所示時間t21之后的時間t22的壓力P2。然后， 作為最終間隔壓力獲取在時間t22隨后的特定時間間隔Δ t2處發(fā)生的壓力P3,并且根據(jù)在壓力I32和壓力P3之間的壓力差ΔΡ2并且根據(jù)特定時間At2計算壓力降低率。通過比較計算出的壓力降低率與當(dāng)不存在氫氣泄漏時發(fā)生的壓力降低率而確定存在/不存在氫氣泄漏。如果在關(guān)于氫氣泄漏的第二次存在/不存在確定中確定存在氫氣泄漏，則控制部分50停止燃料電池系統(tǒng)100，如在圖4中的步驟S114中所示。在另一方面，如果在存在/不存在氫氣泄漏的第一次或者第二次確定中確定不存在氫氣泄漏，則控制部分50在圖2中的時間、處閉合FC繼電器M以在圖4中的步驟S115 中連接燃料電池11和負(fù)載系統(tǒng)，并且然后起動空氣壓縮機(jī)19，如在圖4中的步驟S116中所示。當(dāng)空氣壓縮機(jī)19起動時，開始向燃料電池11供應(yīng)空氣?？諝忾_始被供應(yīng)到燃料電池11，在氫氣和空氣中的氧氣之間的電化學(xué)反應(yīng)在燃料電池11內(nèi)開始。因此，由電壓傳感器43檢測的燃料電池11的FC電壓Vf從如由圖2中的線b示出的起動電壓即零逐漸地增加，并且在圖2所示時間t4處達(dá)到操作電壓％?？刂撇糠?0在確定燃料電池11的FC電壓Vf已經(jīng)達(dá)到操作電壓V。之后，如在圖4 中的步驟S117中所示，保持燃料電池系統(tǒng)100的狀態(tài)持續(xù)從圖2所示時間t4到時間t5的穩(wěn)定時間At，如在圖4中的步驟S118中所示。然后，控制部分50在圖2所示時間、處完成燃料電池系統(tǒng)100的起動，如在圖4中的步驟S119中所示，并且轉(zhuǎn)變?yōu)槌Ｒ?guī)操作。在該實施例中，能夠無需將燃料電池11的FC電壓Vf升高到開路電壓OCV地確定在起動時存在/不存在氫氣泄漏。因此，能夠在不損害燃料電池11的耐久性的情況下確定存在/不存在氫氣泄漏。下面，將參考圖5到7描述這個實施例的燃料電池系統(tǒng)100的起動的另一個實例。 與以上參考圖2到4所述的那些基本相同的圖5到7的所示部分由相同的附圖標(biāo)記代表， 并且在下面省略了其說明。在該實施例中，燃料電池11的起動電壓Vra等于開路電壓0CV， 所述開路電壓OCV高于操作電壓％。如在前面的實施例中，控制部分50在辨識點火鍵30接通之后，如在圖7中的步驟 S201中所示，閉合系統(tǒng)繼電器25并且然后開始升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的操作。然后，如在圖7中的步驟S202和S203中所示，控制部分50對二次側(cè)電容器21充電以將二次側(cè)電壓Vh升高到燃料電池11的開路電壓OCV，Vh是升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓。然后，在圖5中的時間t12處，二次側(cè)電SVh達(dá)到開路電壓0CV。在二次側(cè)電壓Vh達(dá)到開路電壓OCV之后，可以從二次電池12向牽引馬達(dá)15供應(yīng)電力，并且因此控制部分50在時間tn處打開READY燈。在這之后，當(dāng)駕駛員踩下油門踏板時，電動車輛200能夠開始移動。然而， 此時，F(xiàn)C繼電器M是開路的，并且因此燃料電池11被從系統(tǒng)斷開，從而電力并不流入到燃料電池11中?？刂撇糠?0從電壓傳感器43獲取燃料電池11的起動電壓Vfq的值，并且比較它與操作電壓Vtl，如在圖7中的步驟S204中所示。如在前面的實施例中，操作電壓Vtl低于開路電壓0CV。然后，如果起動電壓Vfq高于操作電壓Vtl，則控制部分50閉合FC繼電器24，如在圖7中的步驟S205中所示。在該實施例中，燃料電池11的起動電壓Vra等于如在圖5中所示的開路電壓0CV。在這之后，在圖7中的步驟S206中，控制部分50將二次側(cè)電壓Vh從開路電壓OCV降低到如由圖5中的線e示出的操作電壓Vc^Vh是升壓/降壓電壓轉(zhuǎn)換器13 的輸出電壓。然后，當(dāng)二次側(cè)電壓Vh降低時，燃料電池11的電壓Vf從開路電壓OCV降低， 并且從燃料電池11輸出電流AF，如由圖5中的線f所示。此外，如果燃料電池11的起動電壓Vfq低于操作電壓Vtl，則控制部分50跳到上述圖4中的步驟S105，其中控制部分40開始?xì)錃庀到y(tǒng)的加壓。在二次側(cè)電壓Vh達(dá)到開路電壓OCV之后，緊接在圖5中的時間tn之后的時間t12 處，控制部分50輸出用于加壓氫氣系統(tǒng)的命令。由于這個命令，氫氣供應(yīng)閥門18被打開， 從而氫氣開始被從氫氣罐17供應(yīng)到燃料電池11。如在關(guān)于二次側(cè)電壓情形中，燃料電池11的FC電壓Vf被保持在操作電壓％。因此，在燃料電池11的電壓從等于開路電壓 OCV的起動電壓Vra降低到操作電壓Vtl之后，燃料電池11繼續(xù)輸出電流。在確定氫氣系統(tǒng)的壓力已經(jīng)達(dá)到例如常規(guī)操作壓力的特定壓力之后，如在圖7中的步驟S208中所示，控制部分50輸出用于密封氫氣系統(tǒng)的命令，如在圖7中的步驟S209 中所示。由于這個命令，圖1所示氫氣供應(yīng)閥門18和氣體排放閥門22在圖5所示時間t13 處關(guān)閉。由此，包括氫氣供應(yīng)閥門18的燃料電極側(cè)上的氫氣供應(yīng)管道27、燃料電池11的燃料側(cè)部分、氫氣排放管道觀、氫氣循環(huán)泵沈、再循環(huán)管道四和氣體排放閥門22的燃料電極側(cè)上的氣體排放管道45的區(qū)域46采取密封狀態(tài)。此時，因為空氣壓縮機(jī)19未被起動，所以氧化劑電極未被供應(yīng)有空氣，即氧化劑氣體。然而，因為燃料電池11處于其中由于燃料電池11的電壓已被從開路電壓OCV降低到操作電壓Vtl而輸出通過發(fā)電產(chǎn)生的電流的狀態(tài)中，所以在燃料電極處的氫氣在與保留于氧化劑電極處的空氣中包含的氧氣的反應(yīng)中被消耗。因此，雖然區(qū)域46被密封，但是氫氣系統(tǒng)的壓力以對應(yīng)于輸出電流的程度降低。即使在無任何氫氣在燃料電池11內(nèi)消耗的情形中，由于在燃料電極和氧化劑電極之間的橫向泄漏，被密封的區(qū)域46中的壓力也從壓力Ptl稍微地降低到壓力P?！?，如由圖6 中的短劃單點線g所示。如在圖6中所示，在從時間t13到時間t13‘的時間間隔At3期間， 壓力以數(shù)量ΔΡ1(Ι從初始壓力PO降低到最終壓力Pc/。能夠從燃料電池11側(cè)等估算壓力降低ΔΡ1(Ι。因此，控制部分50估算壓力降低ΔPltl，并且預(yù)先在存儲器中存儲其估算值。此外，在燃料電池11輸出電力的情形中，如由圖6中的線f所示，雖然氫氣系統(tǒng)處于密封狀態(tài)中，但是除了由于橫向泄漏引起的氫氣消耗，密封區(qū)域46中的氫氣由于發(fā)電而被消耗，并且因此區(qū)域46中的壓力以數(shù)量Δ P11從時間t13處的初始壓力Ptl降低到時間t13‘ 處的最終壓力P11,如由圖6中的短劃雙點線h所示。然而，能夠利用通過使用由電壓傳感器 43檢測的燃料電池11的FC電壓Vf以及由電流傳感器44檢測的燃料電池11的輸出電流Af 而在控制部分50內(nèi)執(zhí)行的計算來估算由于通過發(fā)電的氫氣消耗引起的壓力降低ΔΡη'?？刂撇糠?0在存儲器中存儲根據(jù)FC電壓Vf和輸出電流Vf估算的壓力降低ΔΡη'?？刂撇糠?0將所存儲的壓力降低ΔΡη'和已經(jīng)在存儲器中存儲的、由橫向泄漏引起的壓力降低AP1相加以計算壓力降低ΔΡη。然后，使用壓力降低ΔΡη和時間間隔At3，控制部分 50計算在由于橫向泄漏和發(fā)電這兩者而消耗氫氣的情形中發(fā)生的壓力降低率(第二壓力降低率)，并且在存儲器中存儲計算出的速率。在燃料電池11輸出電流時從被密封的氫氣系統(tǒng)存在氫氣泄漏的情形中，圖1所示密封區(qū)域46中的壓力以數(shù)量ΔΡ12從時間t13處的初始壓力P。降低到時間t13‘處的最終壓力P12，如由圖6中的實線j所示。在從時間t13到時間t13‘的時間間隔At3中的壓力降低ΔΡ12顯著地大于在其中氫氣由于橫向泄漏和發(fā)電而被消耗的情形中在相同時間間隔中發(fā)生的壓力降低ΔΡη。然后，控制部分50計算壓力降低率(第三壓力降低率)以用于通過從根據(jù)在時間間隔中檢測的壓力降低AP12計算出的壓力降低率(第一壓力降低率) 減去當(dāng)不存在氫氣泄漏但是由于橫向泄漏和發(fā)電而存在氫氣消耗時發(fā)生的、較早地在存儲器中存儲的壓力降低率(第二壓力降低率)而確定存在/不存在氫氣泄漏。然后，控制部分50比較關(guān)于存在/不存在氫氣泄漏的確定的壓力降低率(第三壓力降低率)與規(guī)定的閥值，以確定是否存在氫氣泄漏。在如在圖7中的步驟S209中所示密封氫氣系統(tǒng)之后，控制部分50獲取區(qū)域46中的初始壓力Po、FC電壓Vf和FC電流Af的值，如在圖7中的步驟S210中所示。然后，控制部分50計算-上述第一壓力降低率，如在圖7中的步驟S213中所示，并且計算第二壓力降低率并且然后計算第三壓力降低率，如在圖7中的步驟S214中所示。然后，控制部分50確定是否存在氫氣泄漏，如在圖7中的步驟S215中所示。如果在圖7中的步驟S215中的氫氣泄漏存在/不存在確定中也確定存在氫氣泄漏，則控制部分50停止燃料電池系統(tǒng)100，如在圖7中的步驟S216中所示。在另一方面，如果在圖7中的步驟S215中的氫氣泄漏確定中確定不存在氫氣泄漏，則控制部分50在圖5中的時間t14處起動空氣壓縮機(jī)19，如在圖7中的步驟S217中所示。當(dāng)空氣壓縮機(jī)19起動時，開始向燃料電池11供應(yīng)空氣?？諝忾_始被供應(yīng)到燃料電池 11，在燃料電池11內(nèi)，在氫氣和空氣中的氧氣之間的電化學(xué)反應(yīng)開始。因此，由電流傳感器 44檢測的燃料電池11的FC電流Af逐漸地升高，如由圖5中的線f所示。在燃料電池11的FC電流Af已經(jīng)增加之后，控制部分50在從圖5所示時間t14到時間t15的穩(wěn)定時間期間保持燃料電池系統(tǒng)100的狀態(tài)，如在圖7中的步驟S218中所示，并且然后在圖5中的時間t15處完成燃料電池系統(tǒng)100的起動，如在圖7中的步驟S219中所

在該實施例中，在起動燃料電池11時，能夠在燃料電池11的FC電壓Vf從開路電壓OCV降低到操作電壓Vtl之后執(zhí)行關(guān)于存在/不存在氫氣泄漏的確定。因此，可以在不損害燃料電池11的耐久性的情況下確定是否存在氫氣泄漏。在前面的實施例中，用于氫氣泄漏確定的壓力降低率(第三壓力降低率)是通過從根據(jù)在時間間隔中檢測的壓力降低AP12計算出的壓力降低率(第一壓力降低率) 減去在不存在氫氣泄漏但是由于發(fā)電而存在氫氣消耗的情形中發(fā)生的、較早地在存儲器中存儲的壓力降低率(第二壓力降低率)而計算的。然后，用于泄漏確定的壓力降低率(第三壓力降低率)與閥值相比較以確定是否存在氫氣泄漏。然而，還可以通過比較根據(jù)在時間間隔At3中檢測的壓力降低AP12計算的壓力降低率(第一壓力降低率)與大于規(guī)定閥值的第二閥值而執(zhí)行關(guān)于存在/不存在氫氣泄漏的確定。在此情形中，第二閥值可以是該規(guī)定閥值和當(dāng)不存在氫氣泄漏但是由于發(fā)電而存在氫氣消耗時發(fā)生的壓力降低率(第二壓力降低率)之和。 雖然已經(jīng)參考其示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所描述的實施例或者構(gòu)造。相反，本發(fā)明旨在涵蓋各種修改和等價布置。另外，雖然以各種實例組合和配置示出了所公開的本發(fā)明的各種元件，但是包括更多、更少或者僅僅單一元件的其他組合和配置也是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)，其包括燃料電池，所述燃料電池通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電力；以及控制部分，所述控制部分確定是否存在燃料氣體的泄漏， 其中，所述控制部分具有起動裝置，所述起動裝置用于通過將所述燃料電池的電壓從起動電壓升高到低于開路電壓的操作電壓來起動所述燃料電池；以及泄漏確定裝置，所述泄漏確定裝置用于當(dāng)所述燃料電池起動時在所述燃料電池的電壓達(dá)到所述操作電壓之前確定是否存在燃料氣體的泄漏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，進(jìn)一步包括燃料氣體供應(yīng)裝置，所述燃料氣體供應(yīng)裝置用于向所述燃料電池的燃料電極供應(yīng)所述燃料氣體；以及氧化劑氣體供應(yīng)裝置，所述氧化劑氣體供應(yīng)裝置用于向所述燃料電池的氧化劑電極供應(yīng)所述氧化劑氣體，其中通過由所述燃料氣體供應(yīng)裝置向所述燃料電池的所述燃料電極供應(yīng)所述燃料氣體并且然后由所述氧化劑氣體供應(yīng)裝置向所述氧化劑電極供應(yīng)所述氧化劑氣體，所述起動裝置升高所述燃料電池的電壓；并且所述泄漏確定裝置在從供應(yīng)燃料氣體時到開始供應(yīng)氧化劑氣體時的時段期間來確定是否存在燃料氣體的泄漏。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，其中所述燃料氣體供應(yīng)裝置包括燃料氣體供應(yīng)通道以及被設(shè)置在所述燃料氣體供應(yīng)通道中的燃料供應(yīng)閥門，并且進(jìn)一步包括從所述燃料電池的所述燃料電極排放反應(yīng)后燃料氣體的氣體排放通道、被設(shè)置在所述氣體排放通道中的氣體排放閥門、以及用于檢測在所述燃料氣體供應(yīng)通道和所述燃料氣體排放通道的、在所述燃料供應(yīng)閥門的燃料電極側(cè)上的并且在所述氣體排放閥門的燃料電極側(cè)上的部分中的壓力的壓力傳感器；以及所述泄漏確定裝置關(guān)閉所述燃料供應(yīng)閥門和所述氣體排放閥門，并基于由所述壓力傳感器檢測到的壓力降低率來確定是否存在燃料氣體的泄漏。
4.一種電動車輛，所述電動車輛配備有根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項所述的燃料電池系統(tǒng)。
5.一種燃料電池系統(tǒng)，其包括燃料電池，所述燃料電池通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電力；燃料氣體供應(yīng)裝置，所述燃料氣體供應(yīng)裝置用于向所述燃料電池的燃料電極供應(yīng)所述燃料氣體；氧化劑氣體供應(yīng)裝置，所述氧化劑氣體供應(yīng)裝置用于向所述燃料電池的氧化劑電極供應(yīng)所述氧化劑氣體；以及控制部分，所述控制部分確定是否存在燃料氣體的泄漏， 其中，所述控制部分包括起動裝置，所述起動裝置通過以下方式來起動所述燃料電池如果所述燃料電池的起動電壓低于開路電壓但是高于操作電壓，則在起動所述燃料電池時將所述燃料電池的電壓從所述起動電壓降低到低于所述開路電壓的操作電壓，并且由所述燃料氣體供應(yīng)裝置向所述燃料電池的所述燃料電極供應(yīng)所述燃料氣體，然后由所述氧化劑氣體供應(yīng)裝置向所述氧化劑電極供應(yīng)所述氧化劑氣體；以及泄漏確定裝置，所述泄漏確定裝置用于在從供應(yīng)所述燃料氣體時到開始供應(yīng)所述氧化劑氣體時的時段期間確定是否存在燃料氣體的泄漏。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池系統(tǒng)，其中所述燃料氣體供應(yīng)裝置包括燃料氣體供應(yīng)通道以及被設(shè)置在所述燃料氣體供應(yīng)通道中的燃料供應(yīng)閥門，并且進(jìn)一步包括從所述燃料電池的所述燃料電極排放反應(yīng)后燃料氣體的氣體排放通道、被設(shè)置在所述氣體排放通道中的氣體排放閥門、以及用于檢測在所述燃料氣體供應(yīng)通道和所述燃料氣體排放通道的、在所述燃料供應(yīng)閥門的燃料電極側(cè)上的并且在所述氣體排放閥門的燃料電極側(cè)上的部分中的壓力的壓力傳感器；并且所述泄漏確定裝置在起動所述燃料電池時關(guān)閉所述燃料供應(yīng)閥門和所述氣體排放閥門，并且根據(jù)經(jīng)由所述壓力傳感器檢測到的第一壓力降低率和基于從所述燃料電池的輸出電流估算的燃料氣體消耗數(shù)量的第二壓力降低率來確定是否存在燃料氣體的泄漏。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，所述泄漏確定裝置通過從所述第一壓力降低率減去所述第二壓力降低率來計算第三壓力降低率，并且如果所述第三壓力降低率大于或者等于第一閥值，則確定存在燃料氣體的泄漏。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，如果所述第一壓力降低率大于或者等于第二閥值，則所述泄漏確定裝置確定存在燃料氣體的泄漏，其中所述第二閥值大于所述第一閥值。
9.一種電動車輛，所述電動車輛配備有根據(jù)權(quán)利要求5到8中的任一項所述的燃料電池系統(tǒng)。
10.一種燃料電池系統(tǒng)，其包括燃料電池，所述燃料電池通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電力；以及控制部分，所述控制部分確定是否存在燃料氣體的泄漏，并且所述控制部分具有起動部分和泄漏確定部分，所述起動部分通過將所述燃料電池的電壓從起動電壓升高到低于開路電壓的操作電壓而起動所述燃料電池，當(dāng)所述燃料電池起動時在所述燃料電池的電壓達(dá)到所述操作電壓之前，所述泄漏確定部分確定是否存在燃料氣體的泄漏。
11.一種燃料電池系統(tǒng)，其包括燃料電池，所述燃料電池通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電力；燃料氣體供應(yīng)部分，所述燃料氣體供應(yīng)部分向所述燃料電池的燃料電極供應(yīng)燃料氣體；氧化劑氣體供應(yīng)部分，所述氧化劑氣體供應(yīng)部分向所述燃料電池的氧化劑電極供應(yīng)氧化劑氣體；以及控制部分，所述控制部分確定是否存在燃料氣體的泄漏，并且所述控制部分包括起動部分，如果所述燃料電池的起動電壓低于開路電壓但是高于操作電壓則在所述燃料電池起動時通過將所述燃料電池的電壓從所述起動電壓降低到低于所述開路電壓的操作電壓、以及由所述燃料氣體供應(yīng)部分向所述燃料電池的所述燃料電極供應(yīng)所述燃料氣體、以及然后由所述氧化劑氣體供應(yīng)部分向所述氧化劑電極供應(yīng)所述氧化劑氣體，所述起動部分起動所述燃料電池，并且所述控制部分進(jìn)一步包括泄漏確定部分，所述泄露確定部分在從供應(yīng)所述燃料氣體時到開始供應(yīng)所述氧化劑氣體時的時段期間確定是否存在燃料氣體的泄漏。
12.一種用于燃料電池系統(tǒng)的控制方法，所述燃料電池系統(tǒng)包括通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的燃料電池，所述控制方法包括通過將所述燃料電池的電壓從起動電壓升高到低于開路電壓的操作電壓而起動所述燃料電池；以及當(dāng)所述燃料電池起動時在所述燃料電池的電壓達(dá)到所述操作電壓之前確定是否存在燃料氣體的泄漏。
13.一種用于燃料電池系統(tǒng)的控制方法，所述燃料電池系統(tǒng)包括通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的燃料電池、向所述燃料電池的燃料電極供應(yīng)燃料氣體的燃料氣體供應(yīng)部分、以及向所述燃料電池的氧化劑電極供應(yīng)氧化劑氣體的氧化劑氣體供應(yīng)部分，所述控制方法包括通過以下方式起動所述燃料電池如果所述燃料電池的起動電壓低于開路電壓但是高于操作電壓，則在起動所述燃料電池時將所述燃料電池的電壓從所述起動電壓降低到低于所述開路電壓的操作電壓，并且由所述燃料氣體供應(yīng)部分向所述燃料電池的所述燃料電極供應(yīng)所述燃料氣體，然后利用所述氧化劑氣體供應(yīng)部分向所述氧化劑電極供應(yīng)所述氧化劑氣體；以及在從供應(yīng)燃料氣體時到開始供應(yīng)氧化劑氣體時的時段期間確定是否存在燃料氣體的泄漏。
全文摘要
一種燃料電池系統(tǒng)(100)，包括通過在燃料氣體和氧化劑氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的燃料電池(11)和確定是否存在燃料氣體泄漏的控制部分(50)。該控制部分具有起動裝置和泄漏確定裝置，所述起動裝置用于通過將燃料電池的電壓從起動電壓升高到低于開路電壓的操作電壓而起動燃料電池，所述泄漏確定裝置用于確定當(dāng)燃料電池起動時在燃料電池的電壓達(dá)到操作電壓之前是否存在燃料氣體泄漏。
文檔編號H01M16/00GK102369621SQ201080014469
公開日2012年3月7日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者今井敦志, 吉田道雄, 馬屋原健司 申請人:豐田自動車株式會社