發(fā)電監(jiān)視裝置及發(fā)電監(jiān)視方法
【專利說明】發(fā)電監(jiān)視裝置及發(fā)電監(jiān)視方法
[0001]本申請主張基于在2014年10月28日提出的申請編號2014-218947號的日本專利申請的優(yōu)先權(quán)，其公開的全部內(nèi)容通過參照而援引于本申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及對燃料電池的發(fā)電進(jìn)行監(jiān)視的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]已知有對構(gòu)成燃料電池組的多個單電池中的每一個單電池的電壓進(jìn)行測定來監(jiān)視發(fā)電狀況的技術(shù)(JP2013-69489)。
[0004]在上述在先技術(shù)的情況下，由于測定多個單電池中的每一個單電池的電壓，因此難以準(zhǔn)確地掌握每一個單電池的電壓。由此，在這樣的方法的情況下，可能會看漏多個單電池中的一部分單電池產(chǎn)生負(fù)電壓這一情況。負(fù)電壓的產(chǎn)生與單電池的老化相關(guān)，因此優(yōu)選適當(dāng)?shù)貦z測。本申請發(fā)明立足于上述在先技術(shù)，其解決課題在于，即使在基于多個單電池中的每一個單電池的電壓來監(jiān)視發(fā)電狀況的方法中也能檢測負(fù)電壓的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明用于解決上述課題，能夠作為以下的方式來實現(xiàn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種發(fā)電監(jiān)視裝置。該發(fā)電監(jiān)視裝置具備:取得部，取得燃料電池所包含的多個單電池產(chǎn)生的單電池電壓的總值；增大部，在上述總值表示上述多個單電池中的一部分單電池產(chǎn)生負(fù)電壓的可能性的情況下，使對于上述多個單電池的陽極氣體的流量增大；及判定部，基于上述陽極氣體的流量增大后的上述總值來判定上述多個單電池中的一部分單電池是否產(chǎn)生了負(fù)電壓。根據(jù)該方式，能夠基于多個單電池的單電池電壓的總值判定多個單電池中的一部分單電池是否產(chǎn)生了負(fù)電壓。
[0007]在上述方式中，可以是，在上述陽極氣體的流量增大后上述總值達(dá)到基準(zhǔn)電壓值以上的情況下，上述判定部判定為上述多個單電池中的一部分單電池產(chǎn)生了負(fù)電壓。根據(jù)該方式，由于使用與基準(zhǔn)值的比較，因此能夠容易地執(zhí)行判定。
[0008]在上述方式中，可以是，在上述陽極氣體的流量增大后即使經(jīng)過預(yù)定時間上述總值也未達(dá)到預(yù)定電壓值的情況下，上述判定部判定為上述多個單電池均未產(chǎn)生負(fù)電壓。根據(jù)該方式，能夠判定未產(chǎn)生負(fù)電壓這一情況。
[0009]在上述方式中，可以是，在上述陽極氣體的流量增大后推測出上述多個單電池中的一部分單電池的單電池電壓為O的情況下，上述判定部判定為上述多個單電池均未產(chǎn)生負(fù)電壓。根據(jù)該方式，能夠判定未產(chǎn)生負(fù)電壓這一情況。
[0010]在上述方式中，可以是，在由上述判定部進(jìn)行判定之后，上述增大部使上述陽極氣體的流量返回到通常值。根據(jù)該方式，能夠抑制燃油經(jīng)濟(jì)性的惡化。
[0011 ] 在上述方式中，可以是，在判定為上述多個單電池中的一部分單電池產(chǎn)生了負(fù)電壓的頻率為預(yù)定頻率以上的情況下，限制上述燃料電池的發(fā)電。根據(jù)該方式，能夠抑制負(fù)電壓引起的單電池的老化。
[0012]在上述方式中，可以是，在上述總值小于閾值電壓的情況下，限制上述燃料電池的發(fā)電。根據(jù)該方式，能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行輸出限制。
[0013]在上述方式中，可以是，在上述燃料電池的發(fā)電電流為預(yù)定值以上的情況下，限制上述燃料電池的發(fā)電。根據(jù)該方式，能夠抑制單電池的老化。
[0014]本發(fā)明能夠以上述以外的各種方式實現(xiàn)。例如，能夠以發(fā)電控制方法、用于實現(xiàn)該方法的計算機程序、存儲有該計算機程序的非暫時性的存儲介質(zhì)等方式實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0015]圖1是燃料電池系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是表示單電池監(jiān)視器與單電池連接的情況的圖。
[0017]圖3是表示測定電壓與單電池電壓的關(guān)系的條形圖。
[0018]圖4是表示發(fā)電監(jiān)視處理的流程圖。
[0019]圖5是表示氫缺乏及空氣缺乏加劇的情況下的單電池電壓的變化的曲線圖。
[0020]圖6是表不判定處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1表示搭載于汽車的燃料電池系統(tǒng)20的概略結(jié)構(gòu)。燃料電池系統(tǒng)20具備陽極系統(tǒng)50、陰極系統(tǒng)60、控制部80、單電池監(jiān)視器85、冷卻系統(tǒng)90及燃料電池100。燃料電池100具有端板110、絕緣板120、集電板130、多個(例如400個)單電池140、集電板130、絕緣板120、端板110依次層疊而成的疊層結(jié)構(gòu)。
[0022]陽極系統(tǒng)50具備氫罐51、罐閥52、調(diào)節(jié)器53、配管54、排出控制閥56、排出配管57及循環(huán)栗58。貯藏于氫罐51的氫經(jīng)由罐閥52、調(diào)節(jié)器53及配管54向燃料電池100的陽極供給。
[0023]陽極廢氣(包含生成水)在排出控制閥56打開的情況下從排出配管57排出。循環(huán)栗58使陽極廢氣再次向配管54流入。
[0024]陰極系統(tǒng)60具備配管61、空氣壓縮器62及排出配管63?？諝鈮嚎s器62對從大氣吸引的空氣進(jìn)行壓縮，經(jīng)由配管61向燃料電池100的陰極供給。陰極廢氣(包含生成水)經(jīng)由排出配管57向大氣排出。
[0025]冷卻系統(tǒng)90具備水栗91、配管92、配管93及散熱器94。水等冷卻介質(zhì)通過水栗91，在配管92、燃料電池100、配管93、散熱器94中循環(huán)。燃料電池100的廢熱在散熱器94內(nèi)向大氣放出，由此對燃料電池100進(jìn)行冷卻。
[0026]控制部80具備取得部81、判定部82及增大部83。控制部80對前述的各種動作進(jìn)行集中控制，或者取得集中控制所需的信息，由此控制燃料電池100的發(fā)電。單電池監(jiān)視器85取得單電池140的發(fā)電狀況，向控制部80輸入。
[0027]圖2表示單電池監(jiān)視器85與單電池140連接的情況。單電池監(jiān)視器85測定關(guān)于各單電池組的單電池電壓的總值。取得部81取得關(guān)于各單電池組的單電池電壓的總值。本實施方式的單電池組由相鄰的2個單電池140構(gòu)成。這樣的結(jié)構(gòu)的單電池監(jiān)視器85與按照各單電池140來測定電壓的結(jié)構(gòu)相比，能夠廉價地制造。以下，將上述的總值稱為測定電壓。測定電壓的取得以產(chǎn)生負(fù)電壓的單電池140的檢測為目的之一。這是因為產(chǎn)生了負(fù)電壓的單電池140的老化加劇的緣故。
[0028]然而，測定電壓是對2個單電池140各自的單電池電壓進(jìn)行合計而得到的值，因此難以根據(jù)測定電壓準(zhǔn)確地掌握各個單電池電壓。例如在測定電壓為0.6V的情況下，難以判別單電池電壓是各為0.3V，還是為IV、-0.4V，還是其他數(shù)值的組合。
[0029]但是，若利用單電池電壓的上限值，則能夠推測是否產(chǎn)生負(fù)電壓。在本實施方式中，將單電池電壓的上限值看作固定值(例如1.0V)，以下，將該固定值稱為第二電壓V2。第二電壓V2基于單電池140的電流-電壓特性來確定。
[0030]圖3是用于說明測定電壓與單電池電壓的關(guān)系的條形圖。圖3的(A)例示出測定電壓VA超過第二電壓V2的情況。在這種情況下，能夠掌握單電池電壓VA1、VA2這兩方均為正電壓這一情況。
[0031]另一方面，若如圖3的(B)、(C)所示的測定電壓VB、VC那樣為負(fù)值，則能夠立即掌握負(fù)電壓的產(chǎn)生。圖3的⑶例示出單電池電壓VB1、VB2這兩方均為負(fù)電壓的情況，(C)例示出單電池電壓VCl為正電壓、單電池電壓VC2為負(fù)電壓的情況。以下，將作為這樣的判斷的基準(zhǔn)的值稱為第一電壓VI。在本實施方式中，第一電壓Vl為0V。
[0032]圖3的(D)、(E)例示出測定電壓VD、VE為第一電壓Vl以上且小于第二電壓V2的情況。在這樣的情況下，負(fù)電壓是否產(chǎn)生無法根據(jù)測定電壓來掌握。即，如圖3的⑶所示，存在單電池電壓VD1、VD2這兩方均為正電壓的可能性，而如圖3的(E)所示，存在雖然單電池電壓VEl為正電壓但是單電池電壓VE2為負(fù)電壓的可能性。
[0033]圖4是表示發(fā)電監(jiān)視處理的流程圖。發(fā)電監(jiān)視處理是用于基于根據(jù)測定電壓得到的信息來應(yīng)對負(fù)電壓的處理，在燃料電池100的發(fā)電期間，通過控制部80反復(fù)執(zhí)行?？刂撇?0通過執(zhí)行發(fā)電監(jiān)視處理，作為實現(xiàn)發(fā)電監(jiān)視方法的發(fā)電監(jiān)視裝置發(fā)揮功能。
[0034]首先，取得部81取得全部單電池組的測定電壓(步驟S 190)。接著，判定所取得的全部單電池組的測定電壓是否為第二電壓V2以上(步驟S200)。在至少一部分單電池組的測定電壓小于第二電壓V2的情況下(步驟S200為“否”)，判定全部單電池組的測定電