專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有催化劑活性化功能的燃料電池系統(tǒng)。
背景技術：
燃料電池組是通過電化學過程對燃料進行氧化，從而將伴隨氧化反應放出的能量直接變換為電能的發(fā)電系統(tǒng)。燃料電池組具有利用由多孔性材料構(gòu)成的一對的電極來夾持 用于選擇性地輸送氫離子的高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)面而構(gòu)成的膜-電極組件。一對的電極分別以擔載鉬類的金屬催化劑的碳粉為主要成分，具有與高分子電解質(zhì)膜相接的催化劑層、以及形成于催化劑層的表面且同時具有通氣性和電子導電性的氣體擴散層。在這種燃料電池系統(tǒng)中，在單體電池電壓達到氧化電位(約0. 7V"1. 0V)的運轉(zhuǎn)區(qū)域使電池繼續(xù)運轉(zhuǎn)時，通過氫氧化物向催化劑層的鉬催化劑表面吸附，活性化過電壓增大，因此輸出特性降低。鑒于這樣的情況，在日本特開2005-346979號公報中提及了如下處理停止向燃料電池組供給空氣，并且由DC/DC轉(zhuǎn)換器強制性地使燃料電池組的輸出電壓降低，通過使單體電池電壓降低到還原電位(例如0. 6V以下)，從鉬催化劑表面除去氫氧化物而恢復催化劑活性。在該文獻中，也提及了將由催化劑活性化處理產(chǎn)生的剩余電力向輔機用蓄電池充電的處理。專利文獻I :日本特開2005-346979號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是在將燃料電池系統(tǒng)作為車載電源的燃料電池車輛中，如果在動力行駛中強制性地使燃料電池組的輸出電壓降低，從而實施催化劑活性化處理，則單體電池電壓暫時降低，因此存在不能獲得追隨高負載要求時的油門響應的輸出的情況，擔心駕駛性能(操縱性能)顯著降低。另外，在繼續(xù)向燃料電池組供給反應氣體的狀態(tài)下，為了實施催化劑活性化處理，強制性地使燃料電池組的輸出電壓降低時，存在在催化劑活性化處理中產(chǎn)生不能全部充電至蓄電裝置的過大的剩余電力的情況。優(yōu)選的是催化劑活性化處理中產(chǎn)生的剩余電力盡可能少，以抑制由過充電造成的蓄電裝置的損傷。因此，本發(fā)明將提出一種燃料電池系統(tǒng)作為課題，該燃料電池系統(tǒng)能夠為了不損害駕駛性能且使催化劑活性化處理中產(chǎn)生的剩余電力減少而實施燃料電池的催化劑活性化處理。為了解決上述課題，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)具有燃料電池，接受燃料氣體和氧化氣體的供給而發(fā)電；和控制裝置，在對燃料電池的要求電力低于規(guī)定值時，停止向燃料電池供給氧化氣體并通過使燃料電池的輸出電壓降低來實施催化劑活性化處理。
在對燃料電池的發(fā)電要求低于規(guī)定的閾值時，停止向燃料電池供給氧化氣體而實施催化劑活性化處理，從而能夠不損害駕駛性能，并且能夠使在催化劑活性化處理中產(chǎn)生的剩余電力較少。本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)還具有蓄電裝置，在可對蓄電裝置充電的電力為規(guī)定值以下的情況下，控制裝置禁止催化劑活性化處理。在不能將由催化劑活性化處理發(fā)電的剩余電力對蓄電裝置充電的情況下，通過禁止催化劑活性化處理，能夠避免蓄電裝置的損傷。在本發(fā)明的燃料系統(tǒng)中，在將上述燃料電池系統(tǒng)作為車載電源的車輛的行駛速度為規(guī)定值以上時，控制裝置禁止催化劑活性化處理。
在車輛處于行駛的狀態(tài)時，通過禁止催化劑活性化處理，能夠抑制伴隨單體電池電壓降低的駕駛性能的降低。本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)，還具有在用于向燃料電池供給燃料氣體的配管系統(tǒng)上設置的多個截止閥。上述控制裝置通過關閉多個截止閥而在上述配管系統(tǒng)內(nèi)部形成密閉空間，在通過檢測密閉空間內(nèi)部的氣體壓力變動來檢測氣體泄漏的期間內(nèi)禁止催化劑活性化處理。通過禁止氣體泄漏檢測期間的催化劑活性化處理，能夠避免氣體泄漏精度的降低。在本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中，控制裝置在燃料電池的輸出性能降低時實施催化劑活性化處理。通過在需要催化劑活性化處理時實施催化劑活性化處理，能夠?qū)⒋呋瘎┗钚曰幚淼膶嵤┐螖?shù)抑制在所需最小限，能夠避免由反復實施催化劑活性化處理引起的燃料電池的耐久性降低。本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)還具有DC/DC轉(zhuǎn)換器，控制燃料電池的輸出電壓；和電容器，將燃料電池發(fā)電產(chǎn)生的電力充電?？刂蒲b置在對燃料電池的要求電力低于規(guī)定值的情況下，使燃料電池的輸出端子與DC/DC轉(zhuǎn)換器連接，并通過DC/DC轉(zhuǎn)換器控制燃料電池的輸出電壓，另一方面，在對燃料電池的要求電力為規(guī)定值以上的情況下，使燃料電池的輸出端子與電容器連接，并將燃料電池發(fā)電產(chǎn)生的電力充電于電容器。


圖I是實施例I的燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖2是構(gòu)成燃料電池組的單體電池的分解立體圖。圖3是表示燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)控制的時序圖。圖4是表示催化劑活性化處理的執(zhí)行條件的概要的說明圖。圖5是表示催化劑活性化處理中的燃料電池組的輸出電壓的變化的時序圖。圖6是表示催化劑活性化處理的執(zhí)行條件的詳細的說明圖。圖7是表示單體電池電壓和氧化被膜的吸附量之間的關系的圖。圖8是表示以氧化被膜的吸附量超過規(guī)定的閾值為條件而實施催化劑活性化處理的順序的流程圖。圖9是表示以從上次的催化劑活性化處理經(jīng)過了規(guī)定時間為條件而實施催化劑活性化處理的第一順序的流程圖。圖10是表示以從上次的催化劑活性化處理經(jīng)過規(guī)定時間為條件而實施催化劑活性化處理的第二順序的流程圖。

圖11是表示由氧化被膜吸附于鉬催化劑而引起的燃料電池組的I-V特性的降低的說明圖。圖12是表示以燃料電池組的輸出特性的降低量超過規(guī)定的閾值為條件而實施催化劑活性化處理的順序的流程圖。圖13是表示燃料電池組的過電壓的說明圖。圖14是表示以燃料電池組的活性化過電壓超過規(guī)定的閾值為條件而實施催化劑活性化處理的順序的流程圖。圖15是實施例2的燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖16是實施例3的燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。
具體實施例方式以下，參照各附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。對相同的裝置標注相同的標號，省略了重復的說明。(實施例I)圖I是表示實施例I的燃料電池系統(tǒng)10的系統(tǒng)構(gòu)成。燃料電池系統(tǒng)10作為在燃料電池車輛上搭載的車載電源系統(tǒng)起作用，具有接受反應氣體(燃料氣體、氧化氣體)的供給而發(fā)電的燃料電池組20 ;用于將作為氧化氣體的空氣供給到燃料電池組20的氧化氣體供給系統(tǒng)30 ;用于將作為燃料氣體的氫氣供給到燃料電池組20的燃料氣體供給系統(tǒng)40 ;用于控制電力的充放電的電力系統(tǒng)50 ;和集中控制系統(tǒng)整體的控制器60。燃料電池組20是將多個單體電池串聯(lián)地層積而構(gòu)成的固體高分子電解質(zhì)型單體電池組。在燃料電池組20中，在陽極產(chǎn)生(I)式的氧化反應，在陰極產(chǎn)生(2)式的還原反應。作為燃料電池組20的整體產(chǎn)生(3)式的起電反應。H2 — 2H++2e'.. (I)(1/2) 02+2H++2e-— H2O... (2)H2+ (1/2) O2 — H2O…(3)在燃料電池組20中安裝有用于檢測燃料電池組20的輸出電壓(FC電壓)的電壓傳感器71和用于檢測輸出電流(FC電流)的電流傳感器72。氧化氣體供給系統(tǒng)30具有向燃料電池組20的陰極供給的氧化氣體流經(jīng)的氧化氣體通路33和從燃料電池組20排出的氧化廢氣流經(jīng)的氧化廢氣通路34。在氧化氣體通路33上設有經(jīng)由過濾器31從大氣中取入氧化氣體的空氣壓縮機32 ;用于對由空氣壓縮機32加壓的氧化氣體進行加濕的加濕器35 ;和用于對供給向燃料電池組20的氧化氣體進行截止的截止閥Al。在氧化廢氣通路34上設有用于對從燃料電池組20排出的氧化廢氣進行截止的截止閥A2 ;用于調(diào)整氧化氣體供給壓力的背壓調(diào)整閥A3 ;和用于在氧化氣體(干氣)和氧化廢氣(濕氣)之間進行水分交換的加濕器15。燃料氣體供給系統(tǒng)40具有燃料氣體供給源41 ;從燃料氣體供給源41向燃料電池組20的陽極供給的燃料氣體流經(jīng)的燃料氣體通路43 ;用于使從燃料電池組20排出的燃料廢氣返回到燃料氣體通路43的循環(huán)通路44 ;將循環(huán)通路44內(nèi)的燃料廢氣壓送到燃料氣體通路43的循環(huán)泵45 ;和與循環(huán)通路44分支連接的排氣排水通路46。燃料氣體供給源41例如由高壓氫罐、貯氫合金等構(gòu)成，貯存高壓(例如，35MPa至70MPa)的氫氣。打開截止閥Hl后，燃料氣體從燃料氣體供給源41向燃料氣體通路43流出。燃料氣體由調(diào)節(jié)器H2、噴射器42減壓到例如200kPa左右而供給到燃料電池組20。此外，燃料氣體供給源41也可以由從烴類的燃料生成富氫的改性氣體的改性器、和將由該改性器生成的改性氣體在高壓狀態(tài)下貯壓的高壓氣體罐構(gòu)成。在燃料氣體通路43上設有截止閥Hl，用于截止或允許從燃料氣體供給源41供給的燃料氣體；調(diào)節(jié)器H2，調(diào)整燃料氣體的壓力；噴射器42，控制向燃料電池組20的燃料 氣體供給量；截止閥H3，用于截止向燃料電池組20供給的燃料氣體；和壓力傳感器74。調(diào)節(jié)器H2是將其上游側(cè)壓力(一次壓力)調(diào)壓為預先設定的二次壓力的裝置，例如，由對一次壓力進行減壓的機械式的減壓閥等構(gòu)成。機械式的減壓閥具有隔著隔膜形成背壓室和調(diào)壓室的筐體，具有由背壓室內(nèi)的背壓在調(diào)壓室內(nèi)將一次壓力減壓為規(guī)定的壓力而形成二次壓力的構(gòu)成。通過在噴射器42的上游側(cè)配置調(diào)節(jié)器H2，能夠有效地降低噴射器42的上游側(cè)壓力。因此，能夠提高噴射器42的機械構(gòu)造(閥芯、筐體、流路、驅(qū)動裝置等)的設計自由度。另外，由于能夠降低噴射器42的上游側(cè)壓力，所以能夠抑制由噴射器42的上游側(cè)壓力和下游側(cè)壓力之間的壓差的增大引起的噴射器42的閥芯難于移動的情況。因此，能夠擴大噴射器42的下游側(cè)壓力的可變調(diào)壓幅度，并且能夠抑制噴射器42的響應性的降低。噴射器42是電磁驅(qū)動式的開關閥，其可通過利用電磁驅(qū)動力直接地以規(guī)定的驅(qū)動周期驅(qū)動閥芯遠離閥座來調(diào)整氣體流量、氣體壓力。噴射器42具備具有噴射燃料氣體等氣體燃料的噴射孔的閥座，并且具有噴嘴體，將該氣體燃料供給引導到噴射孔；和閥芯，相對該噴嘴體可沿軸線方向(氣體流動方向)移動地被收容保持，并開關噴射孔。在本實施方式中，噴射器42的閥芯被作為電磁驅(qū)動裝置的螺線管驅(qū)動，能夠通過向該螺線管供電的脈沖狀勵磁電流的開/關，來二級地切換噴射孔的開口面積。根據(jù)從控制器60輸出的控制信號控制噴射器42的氣體噴射時間及氣體噴射時期，從而高精度地控制燃料氣體的流量及壓力。噴射器42是利用電磁驅(qū)動力直接驅(qū)動閥(閥芯及閥座)開閉的構(gòu)造，該驅(qū)動周期可控制到高響應區(qū)域，因此具有較高的響應性。噴射器42供給其下游側(cè)要求的氣體流量，因此通過對設于噴射器42的氣體流路上的閥芯的開口面積(開度)及開放時間的至少一個進行變更，調(diào)整向下游側(cè)供給的氣體流量(或氫摩爾濃度)。在循環(huán)通路44上連接有用于對從燃料電池組20排出的燃料廢氣進行截止的截止閥H4和從循環(huán)通路44分支的排氣排水通路46。在排氣排水通路46上設置有排氣排水閥H5。排氣排水閥H5根據(jù)來自控制器60的指令而動作，從而將包含循環(huán)通路44內(nèi)的雜質(zhì)的燃料廢氣和水分排出到外部。通過排氣排水閥H5的開閥，循環(huán)通路44內(nèi)的燃料廢氣中的雜質(zhì)的濃度降低，能夠提高在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的燃料廢氣中的氫濃度。經(jīng)由排氣排水閥H5排出的燃料廢氣與流經(jīng)氧化廢氣通路34的氧化廢氣混合，由稀釋器(未圖示)稀釋。循環(huán)泵45通過馬達驅(qū)動將循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的燃料廢氣循環(huán)供給到燃料電池組20。
電力系統(tǒng)50具有DC/DC轉(zhuǎn)換器51、蓄電池52、牽引變換器53、牽引馬達54及輔機類55。DC/DC轉(zhuǎn)換器51具有如下功能將從蓄電池52供給的直流電壓升壓而輸出到牽引變換器53的功能；和將燃料電池組20發(fā)電的直流電力、或牽引馬達54通過再生制動回收的再生電力降壓而對蓄電池52充電的功能。通過DC/DC轉(zhuǎn)換器51的這些功能來控制蓄電池52的充放電。另外，通過基于DC/DC轉(zhuǎn)換器51的電壓變換控制來控制燃料電池組20的運轉(zhuǎn)要素(輸出電壓、輸出電流)。蓄電池52作為剩余電力的貯存源、再生制動時的再生能量貯存源、伴隨著燃料電池車輛的加速或減速的負載變動時的能量緩沖器起作用。作為蓄電池52，例如鎳/鋁蓄電池、鎳/氫蓄電池、鋰二次電池等二次電池是適宜的。在蓄電池52上安裝有用于檢測SOC(State of charge :充電狀態(tài))的SOC傳感器。牽引變換器53例如是以脈寬調(diào)制式驅(qū)動的PWM變換器，根據(jù)來自控制器60的控制指令，將從燃料電池組20或蓄電池52輸出的直流電壓變換為三相交流電壓，來控制牽引馬達54的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。牽引馬達54例如是三相交流馬達，構(gòu)成燃料電池車輛的動力源。輔機類55是配置在燃料電池系統(tǒng)10內(nèi)的各部分的各馬達(例如泵類等的動力源)、用于驅(qū)動這些馬達的變換器類、還有各種車載輔機類(例如空氣壓縮機、噴射器、冷卻水循環(huán)泵、散熱器等)的總稱?？刂破?0是具有CPU、R0M、RAM及輸入輸出接口的計算機系統(tǒng)，控制燃料電池系統(tǒng)10的各部分。例如，控制器60接受從點火開關輸出的起動信號IG后，燃料電池系統(tǒng)10開始運轉(zhuǎn)，基于從油門傳感器輸出的油門開度信號ACC、從車速傳感器輸出的車速信號VC等求出系統(tǒng)整體的要求電力。系統(tǒng)整體的要求電力是車輛行駛電力和輔機電力的合計值。在此，輔機電力中包含由車載輔機類(加濕器、空氣壓縮機、氫泵及冷卻水循環(huán)泵等)消耗的電力、由車輛行駛所需的裝置(變速器、車輪控制裝置、轉(zhuǎn)向裝置、及懸架裝置等)消耗的電力、和由配置在乘客空間內(nèi)的裝置(空調(diào)裝置、照明器材及音響等)消耗的電力等。并且，控制器60決定燃料電池組20和蓄電池52之間的各輸出電力的分配，控制氧化氣體供給系統(tǒng)30及燃料氣體供給系統(tǒng)40以使燃料電池組20的發(fā)電量與目標電力一致，并且控制DC/DC轉(zhuǎn)換器51，通過調(diào)整燃料電池組20的輸出電壓來控制燃料電池組20的運轉(zhuǎn)要素(輸出電壓、輸出電流)。進而，控制器60例如將U相、V相及W相的各交流電壓指令值作為開關指令輸出到牽引變換器53，并控制牽引馬達54的輸出轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，以獲得與油門開度對應的目標轉(zhuǎn)矩。圖2是構(gòu)成燃料電池組20的單體電池21的分解立體圖。單體電池21由高分子電解質(zhì)膜22、陽極23、陰極24和隔板26、27構(gòu)成。陽極23及陰極24是從兩側(cè)夾持高分子電解質(zhì)膜22而形成夾層構(gòu)造的擴散電極。由不透過氣體的導電性部件構(gòu)成的隔板26、27進一步從兩側(cè)夾持該夾層構(gòu)造，同時在陽極23及陰極24之間分別形成燃料氣體及氧化氣體的流路。在隔板26上形成截面凹狀的棱26a。通過陽極23抵接于棱26a，來堵塞棱26a的開口部，形成燃料氣體流路。在隔板27上形成截面凹狀的棱27a。通過陰極24抵接于棱27a，來堵塞棱27a的開口部，形成氧化氣體流路。陽極23具有以擔載鉬類的金屬催化劑(Pt、Pt-Fe、Pt-Cr、Pt-Ni、Pt_Ru等)的碳粉末為主要成分，且與高分子電解質(zhì)膜22相接的催化劑層23a ;和形成于催化劑層23a的表面，且同時具有通氣性和電子導電性的氣體擴散層23b。同樣地，陰極24具有催化劑層24a和氣體擴散層24b。更詳細地，催化劑層23a、24a是如下構(gòu)成使擔載鉬或由鉬和其他的金屬構(gòu)成的合金的碳粉分散到適當?shù)挠袡C溶劑中，適量地添加電解質(zhì)溶液來膠化，并在高分子電解質(zhì)膜22上網(wǎng)板印刷。氣體擴散層23b、24b通過由碳纖維構(gòu)成的紗線織成的碳布、復寫紙或石墨氈而形成。高分子電解質(zhì)膜22是由固體高分子材料、例如由氟類樹脂形成的質(zhì)子傳導性的離子交換膜，在濕潤狀態(tài)下發(fā)揮良好的電傳導性。由高分子電解質(zhì)膜22、陽極23及陰極24形成膜-電極組件25。圖3是表示燃料電池系統(tǒng)10的運轉(zhuǎn)控制的時序圖。燃料電池系統(tǒng)10根據(jù)運轉(zhuǎn)負載切換燃料電池組20的運轉(zhuǎn)模式，從而提高發(fā)電效率。例如，燃料電池系統(tǒng)10在發(fā)電效率較低的低負載區(qū)域(發(fā)電要求低于規(guī)定值的運轉(zhuǎn)區(qū) 域)，將燃料電池組20的發(fā)電指令值設定為零而進行運轉(zhuǎn)控制，由來自蓄電池52的電力提供車輛行駛所需的電力或系統(tǒng)運用上所需的電力(以下稱為第一運轉(zhuǎn)模式)。另一方面，在發(fā)電效率較高的高負載區(qū)域(發(fā)電要求為規(guī)定值以上的運轉(zhuǎn)區(qū)域)，基于油門開度、車速等算出燃料電池組20的發(fā)電指令值而進行運轉(zhuǎn)控制，僅由燃料電池組20產(chǎn)生的發(fā)電電力或由燃料電池組20產(chǎn)生的發(fā)電電力和來自蓄電池52的電力提供車輛行駛所需的電力或系統(tǒng)運用上所需的電力(以下稱為第二運轉(zhuǎn)模式)。燃料電池系統(tǒng)10以一定周期監(jiān)視表示運轉(zhuǎn)模式的控制標志，如果控制標志變?yōu)殚_，則在第一運轉(zhuǎn)模式下進行運轉(zhuǎn)控制，如果控制標志變?yōu)殛P，則在第二運轉(zhuǎn)模式下進行運轉(zhuǎn)控制。在所有運轉(zhuǎn)模式中，通常運轉(zhuǎn)時的燃料電池組20的輸出電壓原則上限制在使用上限電壓Vl和使用下限電壓V2之間的運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。作為使用上限電壓VI，優(yōu)選滿足如下條件的電壓，即處于包含在燃料電池組20的催化劑層23a、24a中的鉬催化劑不溶出的程度的電壓范圍，進而該條件以外，在停止向燃料電池組20供給反應氣體的狀態(tài)下使燃料電池組20的輸出電壓維持在使用上限電壓Vl時，優(yōu)選滿足如下條件的電壓，即處于能夠由輔機類55消耗燃料電池組20發(fā)電產(chǎn)生的電力的電壓范圍。在燃料電池組20中，特別是在低密度電流運轉(zhuǎn)時、空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時這樣的陰極24的電位被較高保持的情況下，存在催化劑24a的鉬催化劑溶出的可能性。在本說明書中，將下述處理稱為高電位回避控制，即將燃料電池組20的輸出電壓控制在使用上限電壓Vl以下而維持燃料電池組20的耐久性。另外，存在將使用上限電壓Vl稱為高電位回避電壓的情況。在本實施方式中，在所有運轉(zhuǎn)模式中，原則上實行高電位回避控制。使用上限電壓Vl適宜設定為例如每個單體電池電壓為0. 9V左右。作為使用下限電壓V2，優(yōu)選滿足如下條件的電壓，即處于單體電池電壓不降低到還原區(qū)域的程度的電壓范圍。使燃料電池組20在氧化區(qū)域持續(xù)連續(xù)運轉(zhuǎn)后，在包含于催化劑層24a中的鉬催化劑的表面上形成氧化被膜，從而鉬催化劑的有效面積減少。于是，活性電壓增大，因此燃料電池組20的I-V特性降低。通過實施催化劑活性化處理，使氧化被膜還原，從鉬催化劑除去氧化被膜，由此能夠恢復I-V特性，但是如果使單體電池電壓在氧化區(qū)域和還原區(qū)域之間頻繁地轉(zhuǎn)移，則燃料電池組20的耐久性降低。另外，使單體電池電壓降低到還原區(qū)域后，如果與要求負載的增大相對應而將單體電池電壓提高到氧化區(qū)域，則存在擔載鉬催化劑的碳氧化的情況?？紤]到這樣的情況，將通常運轉(zhuǎn)時的燃料電池組20的輸出電壓控制在使用下限電壓V2以上，從而能夠抑制燃料電池組20的耐久性的降低。使用下限電壓V2適宜設定為例如每個單體電池電壓為0. 8V左右。
此外，通常運轉(zhuǎn)時的燃料電池組20的輸出電壓原則上控制在使用上限電壓Vl和使用下限電壓V2之間，但是在系統(tǒng)運用的需要上，存在將燃料電池組20的輸出電壓控制在使用上限電壓Vl以上，或控制在使用下限電壓V2以下的情況。例如在蓄電池52的SOC為規(guī)定以上時、實施氣體泄漏檢測時、由再生制動回收再生電力時等，燃料電池組20的輸出電壓被提高到開放端電壓。另外，在實施催化劑活性化處理時，燃料電池組20的輸出電壓被降低到使用下限電壓V2以下。在第一運轉(zhuǎn)模式中，控制器70將發(fā)電指令值設定為零，停止向燃料電池組20供給反應氣體，并且將向DC/DC轉(zhuǎn)換器51的電壓指令值設定為使用上限電壓Vl (時刻t(Tt4)。即使在停止供給反應氣體之后，由于在燃料電池組20內(nèi)部殘留有未反應的反應氣體，因此燃料電池組20也會暫時微量地發(fā)電。時刻t(Tt2期間是通過將殘留反應氣體具有的化學能變換為電能而繼續(xù)微量發(fā)電的發(fā)電期間。在該發(fā)電期間，殘留反應氣體具有燃料電池組20的輸出電壓僅能維持使用上限電壓Vl的能量，因此燃料電池組20的輸出電壓持續(xù)維持使用上限電壓VI。在該發(fā)電期間內(nèi)發(fā)電產(chǎn)生的電力由輔機類55消耗，但是在由輔機類55不能消耗完的情況下，對蓄電池52進行充電。在時刻t(Ttl期間，由于燃料電池組20的發(fā)電能量超過輔機類55的消耗容量，因此發(fā)電能量的一部分對蓄電池52充電。然而，根據(jù)殘留反應氣體的消耗而從燃料電池組20放出的發(fā)電能量逐漸減少，因此在時刻tl，從燃料電池組20放出的發(fā)電能量和輔機類55的消耗容量平衡，對蓄電池52充電的電力變?yōu)榱恪２⑶?，在時刻tl 時刻t2期間，在從燃料電池組20放出的發(fā)電能量中，由于不能提供輔機類55的消耗電力，因此為了補充該不足電力，從蓄電池52向輔機類55供給電力。在時刻t2、4期間，由于殘留反應氣體的消耗，已經(jīng)不能將燃料電池組20的輸出電壓維持在使用上限電壓VI，成為達到發(fā)電停止的發(fā)電停止期間。如果殘留反應氣體不具有使燃料電池組20的輸出電壓維持在使用上限電壓Vl所需的能量，則至發(fā)電停止，燃料電池組20的輸出電壓逐漸降低。在該發(fā)電停止期間，燃料電池組20的發(fā)電能量變?yōu)榱?，因此從蓄電?2向輔機類55供給的電力幾乎恒定。燃料電池組20的輸出電壓在降低到使用下限電壓V2的時刻t3，驅(qū)動氧化氣體供給系統(tǒng)30，向燃料電池組20補給氧化氣體。燃料電池組20接受氧化氣體的補給而發(fā)電，因此燃料電池組20的輸出電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙?。在燃料電池組20的輸出電壓上升到規(guī)定電壓為止(例如360V)的階段，結(jié)束氧化氣體補給。這樣，在發(fā)電停止期間內(nèi)，在每次燃料電池組20的輸出電壓降低到使用下限電壓V2時適當補給氧化氣體，進行控制以使輸出電壓不低于使用下限電壓V2。在第二運轉(zhuǎn)模式中，控制器70根據(jù)要求負載算出發(fā)電指令值，控制反應氣體向燃料電池組20的供給，并且經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器51控制燃料電池組20的運轉(zhuǎn)要素(輸出電壓、輸出電流)(時刻t4 時刻t5)。此時，向DC/DC轉(zhuǎn)換器51的電壓指令值限制在使用上限電壓Vl和使用下限電壓V2之間的運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。圖4是表示催化劑活性化處理的執(zhí)行條件的概要的說明圖。
如該圖所示，在燃料電池車輛處于停車中且運轉(zhuǎn)模式為第一運轉(zhuǎn)模式時，允許實施催化劑活性化處理。
在此，對催化劑活性化處理的詳細情況進行說明。在燃料電池組20中，如上述的
(I)式所示，在陽極23生成的氫離子透過電介質(zhì)膜22而向陰極24移動。向陰極24移動的氫離子如上述(2)式所示，與供給到陰極24的氧化氣體中的氧發(fā)生電化學反應，產(chǎn)生氧的還原反應。其結(jié)果，氧化被膜覆蓋催化劑24a的鉬催化劑表面，反應電阻(過電壓)增大，發(fā)電效率(輸出特性)降低。催化劑活性處理是通過使單體電池電壓降低到還原電位，使氧化被膜還原，并從催化劑表面除去氧化被膜的處理。更詳細地，通過使各單體電池的電壓、即使燃料電池組的輸出電壓降低，從而使輸出電流增加，使催化劑24a的電化學反應從氧化反應區(qū)域向還原反應區(qū)域轉(zhuǎn)移而恢復催化劑活性。此外，燃料電池車輛處于停車中且運轉(zhuǎn)模式為第一運轉(zhuǎn)模式的情況是用于允許催 化劑活性化處理的最低條件。為了允許催化劑活性化處理的實施，希望在系統(tǒng)運用上加上其他的條件(詳細情況如下所述)。圖5是表示催化劑活性化處理中的燃料電池組20的輸出電壓的變化的時序圖。如上所述，在燃料電池車輛處于停車中且運轉(zhuǎn)模式為第一運轉(zhuǎn)模式時實施催化劑活性化處理。在催化劑活性化處理中，控制器60繼續(xù)向燃料電池組20供給燃料氣體，并停止供給氧化氣體，使向DC/DC轉(zhuǎn)換器51的電壓指令值從使用上限電壓Vl向還原電壓V3線性遞減(時刻tl(Ttll)。作為還原電壓V3，需要處于能夠通過使覆蓋鉬催化劑的氧化被膜還原而除去氧化被膜的電壓范圍，例如適宜設定為每個單體電池電壓變?yōu)?. 7V左右。此外，在第一運轉(zhuǎn)模式中，原則上停止向燃料電池組20供給燃料氣體并且停止供給氧化氣體，但是在催化劑活性化處理中，繼續(xù)向燃料電池組20供給燃料氣體，僅停止供給氧化氣體。這是因為，如果燃料氣體的供給也停止，則單體電池21極性反轉(zhuǎn)，有可能受到損傷。在燃料電池組20的輸出電壓到達還原電壓V3的時刻til以后，控制器60將向DC/DC轉(zhuǎn)換器51的電壓指令值維持在還原電壓V3。然而，由于氧化氣體向催化劑活性化處理中的燃料電池組20的供給停止，因此燃料電池組20的輸出電壓不能維持還原電壓V3，不久到達發(fā)電停止。于是，燃料電池組20的輸出電壓開始逐漸下降。并且，在燃料電池組20的輸出電壓降低到鼓風電壓V4的時刻tl2，控制器60再次驅(qū)動空氣壓縮機33，向燃料電池組20補給氧化氣體。作為鼓風電壓V4，需要處于單體電池電壓不過度降低的程度的電壓范圍，例如適宜設定為每個單體電池電壓為0. 65V左右。此外，通過補給氧化氣體，燃料電池組20的輸出電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙?，但是由DC/DC轉(zhuǎn)換器51進行限制，以使燃料電池組20的輸出電壓不超過使用上限電壓VI。圖6是表示催化劑活性化處理的執(zhí)行條件的詳細的說明圖。如該圖所示，為了允許催化劑活性處理的實施，需要滿足所有下述條件(A1)車速為VCl以下；(BI)運轉(zhuǎn)模式是第一運轉(zhuǎn)模式；(Cl)蓄電池52的充電能力Win為Wl以下；(Dl)不在檢測氣體泄漏的判斷中；以及(El)空氣壓縮機33停止。另一方面，為了禁止催化劑活性化處理的實施，需要滿足如下條件之一 (A2)車速為VC2以上；(B2)運轉(zhuǎn)模式在第 一運轉(zhuǎn)模式之外；(C2)蓄電池52的充電能力Win為W2以上；(D2)處于氣體泄漏檢測的判斷中；(E2)空氣壓縮機33處于動作中。(車輛行駛狀態(tài)) 在催化劑活性化處理中，由于使燃料電池組20的輸出電壓降低到還原電壓V3，因此，如果假設在該狀態(tài)下油門開，并將運轉(zhuǎn)模式從第一運轉(zhuǎn)模式切換為第二運轉(zhuǎn)模式的情況，則由于單體電池電壓降低，因此不能獲得追隨高負載要求時的油門響應的輸出，擔心駕駛性能顯著降低。因此，為了實施催化劑活性化處理，以車輛處于停車狀態(tài)為必要條件，在車輛處于行駛狀態(tài)時，禁止催化劑活性化處理的實施。更詳細而言，作為用于實施催化劑活性化處理的必要條件，以車速是VCl(例如0. 5km/h)以下為條件，在車速為VC2(例如3. Okm/h)以上的情況下，禁止催化劑活性化處理的實施。(運轉(zhuǎn)模式) 為了允許催化劑活性化處理的實施，需要運轉(zhuǎn)模式處于第一運轉(zhuǎn)模式，在運轉(zhuǎn)模式處于第一運轉(zhuǎn)模式以外的模式(例如第二運轉(zhuǎn)模式、系統(tǒng)起動中、系統(tǒng)停止中等狀態(tài))時，禁止催化劑活性化處理。在第一運轉(zhuǎn)模式中，由于停止向燃料電池組20供給氧化氣體，因此，通過實施催化劑活性化處理，強制性地使燃料電池組20的輸出電壓降低，也能夠?qū)l(fā)電電力(剩余電力)抑制在最小限。換言之，通過在第一運轉(zhuǎn)模式中實施催化劑活性化處理，能夠進行充電控制以使對蓄電池52的充電不會變?yōu)檫^充電，同時能夠使燃料電池組20的輸出電壓降低到還原電位。(蓄電池充電能力)在催化劑活性化處理中，由燃料電池組20發(fā)電的剩余電力的一部分被輔機類55消耗，但是其大部分對蓄電池52充電。蓄電池52的充電能力降低后，由于不能充分地使其剩余電力充電，因此禁止催化劑活性化處理的實施。更詳細而言，作為用于實施催化劑活性化處理的條件，以蓄電池52的充電能力為Wl (例如-6kW)以下為條件，在充電能力為W2(例如_5kW)以上時，禁止催化劑活性化處理的實施。(氣體泄漏判斷)通過關閉截止閥H3、H4而在燃料氣體配管系統(tǒng)內(nèi)部形成密閉空間，通過由壓力傳感器74讀取該密閉空間內(nèi)部的氣體壓力變動來實施用于判斷氫氣是否泄漏的氣體泄漏檢測，此時，擔心實施催化劑活性化處理后，不能通過燃料電池組20造成的燃料氣體的消耗來正確地實施氣體泄漏檢測。因此，將不實施氣體泄漏檢測作為催化劑活性化處理的必要條件，在實施氣體泄漏判斷時，禁止催化劑活性化處理的實施。(空氣壓縮機)如果在空氣壓縮機33動作時實施催化劑活性化處理而使燃料電池組20的輸出電壓降低，則擔心燃料電池組20的發(fā)電電力增大，對蓄電池52過充電。因此，將空氣壓縮機33停止作為催化劑活性化處理的必要條件，在空氣壓縮機33動作時，禁止催化劑活性化處理的實施。此外，用于實施催化劑活性化處理的條件表示一個例子，但本發(fā)明不限于上述例子。作為用于允許或禁止催化劑活性化處理的實施的條件，也可以追加其他的條件，或適當變更上述的條件的內(nèi)容。例如頻繁地重復催化劑活性化處理后，燃料電池組20的耐久性降低，因此根據(jù)能夠發(fā)生I-V特性的降低等理由，希望僅在判斷為需要催化劑活性化處理時實施催化劑活性化處理。圖7是表示單體電池電壓和氧化被膜的吸附量之間的關系的圖。如該圖所示，在單體電池電壓為約0. 75V以上的氧化區(qū)域，單體電池電壓越高，吸附在鉬催化劑上的氧化被膜的量越多。另外，單體電池電壓停留在氧化區(qū)域的時間越長，氧化被膜的吸附量越多。另一方面，在單體電池電壓為約0. 75V以下的還原區(qū)域，單體電池電壓越低，從鉬催化劑剝離的氧化被膜的量越多。另外，單體電池電壓停留在還原區(qū)域的時間越長，氧化被膜的剝離量越多。因此，基于該圖所示的圖形，在氧化區(qū)域?qū)嵤┱臅r間積分，在還原區(qū)域?qū)嵤┴摰臅r間積分，從而能夠推測吸附在鉬催化劑上的氧化被膜的量。如果吸附在鉬催化劑上的氧化被膜的量變多，則有助于電化學反應的鉬催化劑的有效面積減少，因此電流密度上升，引起過電壓的增大。在氧化被膜的吸附量超過規(guī)定的閾值的時刻實施催化劑活性化處理，從而能夠?qū)⒋呋瘎┗钚曰幚淼膶嵤┐螖?shù)限定為所需最小限。此外，上述的0.75V始終是例示，本發(fā)明不限于該電壓值。圖8是表示以氧化被膜的吸附量超過規(guī)定的閾值為條件而實施催化劑活性化處理的順序的流程圖?？刂破?0基于從上次實施催化劑活性化處理的時刻經(jīng)過的時間而對氧化被膜的吸附量進行時間積分(步驟801)，判斷吸附量是否超過規(guī)定的閾值(步驟802)。在氧化被膜的吸附量未超過規(guī)定的閾值的情況下(步驟802 ;否)，控制器60反復執(zhí)行步驟80f802。 在氧化被膜的吸附量超過規(guī)定的閾值時(步驟802;是)，控制器60判斷是否滿足所有用于允許實施催化劑活性化處理的條件(Al) (El)(步驟803)。在條件(Al) (El)中的任意一項均不成立時(步驟803 ;否),返回步驟801。另一方面,在條件(Al) (El)全部成立時(步驟803 ;是)，控制器60實施催化劑活性化處理(步驟804)。此外，在實施催化劑活性化處理時，單體電池電壓處于還原區(qū)域，因此根據(jù)催化劑活性化處理的實施時間，對氧化被膜的吸附量實施負的時間積分(步驟801)。圖9是表示以從上次的催化劑活性化處理經(jīng)過了規(guī)定時間為條件而實施催化劑活性化處理的第一順序的流程圖?？刂破?0判斷從上次的催化劑活性化處理經(jīng)過的時間是否超過規(guī)定時間(步驟901)。在從上次的催化劑活性處理經(jīng)過的時間未超過規(guī)定時間的情況下(步驟901 ;否)，控制器60反復執(zhí)行步驟901的判斷。在從上次的催化劑活性處理經(jīng)過的時間超過規(guī)定時間的情況下(步驟901 ;是)，控制器60判斷是否滿足所有用于允許實施催化劑活性化處理的條件(Al廣(El)(步驟902)。在條件(Al) (El)中的任意一項均不成立時(步驟902 ;否)，返回步驟901。另一方面，在條件(Al) (El)全部成立時(步驟902 ;是)，控制器60實施催化劑活性化處理(步驟903)，返回到步驟901的判斷處理。這樣，以從上次的催化劑活性化處理經(jīng)過的時間超過規(guī)定時間為條件實施催化劑活性化處理，從而能夠?qū)⒋呋瘎┗钚曰幚淼膶嵤┐螖?shù)限制在所需最小限。圖10是表示以從上次的催化劑活性化處理經(jīng)過規(guī)定時間為條件而實施催化劑活性化處理的第二順序的流程圖?？刂破?0判斷從上次的催化劑活性化處理經(jīng)過的時間(或從計時器復位經(jīng)過的時間)是否超過規(guī)定時間(步驟1001)。在從上次的催化劑活性處理經(jīng)過的時間(或從計時器復位經(jīng)過的時間)未超過規(guī)定時間的情況下(步驟1001 ;否)，控制器60反復執(zhí)行步驟1001的判斷處理。在從上次的催化劑活性處理經(jīng)過的時間超過規(guī)定時間的情況下(步驟1001 ;是)，控制器60在上次的催化劑活性化處理實施后，判斷單體電池電壓是否降低到還原區(qū)域(步驟 1002)。在單體電池電壓會降低到還原區(qū)域的情況下(步驟1002 ;是)，控制器60對計測從上次的催化劑活性化處理經(jīng)過的時間的計時器進行復位(步驟1003)。在單體電池電壓未降低到還原區(qū)域的情況下(步驟1002 ;否)，控制器60判斷是否滿足所有用于允許實施催化劑活性化處理的條件(Al) (El)(步驟1004)。在條件(Al) (El)中的任意一項均不成立時(步驟1004 ;否)，返回步驟1001。另一方面，在條件(Al) (El)全部成立時(步驟1004 ;是)，控制器60實施催化劑活性化處理(步驟1005)，返回到步驟1001的判斷處理。這樣，即使在從實施上次的催化劑活性化處理經(jīng)過的時間超過規(guī)定時間的情況下，在實施上次的催化劑活性化處理后，在單體電池電壓會降低到還原區(qū)域的情況下，省略催化劑活性化處理的實施，從而能夠?qū)⒋呋瘎┗钚曰幚淼膶嵤┐螖?shù)限制為所需最小限。 圖11是表示由氧化被膜吸附于鉬催化劑而引起的燃料電池組20的I-V特性的降低的說明圖。使燃料電池組20在氧化區(qū)域連續(xù)運轉(zhuǎn)后，在鉬催化劑的表面形成氧化被膜，過電壓增大，因此I-V特性降低。例如，如果設理想狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)要素為OP (I，V)，則在鉬催化劑的表面形成氧化被膜的狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)要素變?yōu)镺P’(I，V-AV)，從燃料電池組20掃描電流I時的輸出電壓降低A V。因此，優(yōu)選在燃料電池組20的輸出特性的降低量A V超過規(guī)定的閾值的時刻實施催化劑活性化處理。圖12是表示以燃料電池組20的輸出特性的降低量超過規(guī)定的閾值為條件而實施催化劑活性化處理的順序的流程圖?？刂破?0判斷燃料電池組20的輸出特性的降低量A V是否超過規(guī)定的閾值(步驟1201)。在降低量AV未超過規(guī)定的閾值的情況下(步驟1201;否)，控制器60反復執(zhí)行步驟1201的判斷處理。在降低量A V超過規(guī)定的閾值的情況下(步驟1201 ;是)，控制器60判斷是否滿足所有用于允許實施催化劑活性化處理的條件(Air (El)(步驟1202)。在條件(Air (El)中的任意一項均不成立時(步驟1202 ;否)，返回步驟1201。另一方面，在條件(Air(El)全部成立時(步驟1202 ;是)，控制器60實施催化劑活性化處理(步驟1203)，返回到步驟1201的判斷處理。這樣，在燃料電池組20的輸出特性的降低量AV超過規(guī)定的閾值的時刻實施催化劑活性化處理，從而能夠?qū)⒋呋瘎┗钚曰幚淼膶嵤┐螖?shù)限制為所需最小限。圖13是表示燃料電池組20的過電壓的說明圖。如該圖所示，過電壓由活性化過電壓na、濃度過電壓nc及電阻過電壓nr構(gòu)成。所謂活性化過電壓，是用于對處于基態(tài)的氫氣及氧氣分別進行活性化所消耗的能量。所謂濃度過電壓，是由在電極上的反應引起平衡偏離，反應系、生成系均產(chǎn)生濃度差，引起擴散移動時所消耗的能量。所謂電阻過電壓，是對高分子電解質(zhì)膜22、陽極23、陰極24及隔板26、27本身的電阻及這些接觸電阻的總稱。這些各種過電壓能夠由(4) (6)式運算。n a=a_bX IogI…(4)n c=bX log (1_I/IL) ... (5)nr=IR…(6)
在此，a、b是常數(shù)，R是電阻值，I是電流密度，L是極限電流密度。使燃料電池組20在氧化區(qū)域連續(xù)運轉(zhuǎn)時，在鉬催化劑的表面形成氧化被膜，活性化過電壓增大，因此優(yōu)選在活性化過電壓超過規(guī)定的閾值的時刻實施催化劑活性化處理。圖14是表示以燃料電池組20的活性化過電壓超過規(guī)定的閾值為條件而實施催化劑活性化處理的順序的流程圖?？刂破?0判斷燃料電池組20 的活性化過電壓是否超過規(guī)定的閾值(步驟1401)。在活性化過電壓未超過規(guī)定的閾值的情況下(步驟1401 ;否)，控制器60反復執(zhí)行步驟1401的判斷處理。在活性化過電壓超過規(guī)定的閾值的情況下(步驟1401 ;是)，控制器60判斷是否滿足所有用于允許實施催化劑活性化處理的條件(Al) (El)(步驟1402)。在條件(Al) (El)中的任意一項均不成立時(步驟1402 ;否)，返回步驟1401。另一方面，在條件(Al) (El)全部成立時(步驟1402 ;是)，控制器60實施催化劑活性化處理(步驟1403)，返回到步驟1401的判斷處理。這樣，在燃料電池組20的活性化過電壓超過規(guī)定的閾值的時刻實施催化劑活性化處理，從而能夠?qū)⒋呋瘎┗钚曰幚淼膶嵤┐螖?shù)限制為所需最小限。(實施例2)圖15表示實施例2的燃料電池系統(tǒng)11的系統(tǒng)構(gòu)成。燃料電池系統(tǒng)11在作為主電源的燃料電池組20上并聯(lián)連接電容器57，作為將燃料電池組20發(fā)電產(chǎn)生的電力或再生制動時牽引馬達54回收的再生電力對電容器57充電的電容器系統(tǒng)而構(gòu)成。在急加速等需要功率時，通過從電容器57瞬時取出電力來實現(xiàn)輸出特性優(yōu)良的系統(tǒng)構(gòu)成。DC/DC轉(zhuǎn)換器56的一次側(cè)與燃料電池組20的輸出端子連接，其二次側(cè)分別與電容器57及牽引變換器53并聯(lián)連接。在第一運轉(zhuǎn)模式下進行運轉(zhuǎn)控制時，控制器60使繼電器58關，由DC/DC轉(zhuǎn)換器56控制燃料電池組20的輸出電壓。并且，在從第一運轉(zhuǎn)模式切換為第二運轉(zhuǎn)模式時，以燃料電池組20的輸出電壓低于電容器57的電壓為條件,控制器60使繼電器58開，使燃料電池組20和繼電器57并聯(lián)連接。此外，實施例2的燃料電池系統(tǒng)11的催化劑活性化處理與實施例I相同。(實施例3)圖16表示實施例3的燃料電池系統(tǒng)12的系統(tǒng)構(gòu)成。實施例I的燃料電池系統(tǒng)10作為DC/DC轉(zhuǎn)換器51和牽引變換器53與燃料電池組20并聯(lián)連接的并聯(lián)混合系統(tǒng)而構(gòu)成，與此相對，實施例3的燃料電池系統(tǒng)12作為DC/DC轉(zhuǎn)換器51和牽引變換器53相對于作為主電源的燃料電池組20串聯(lián)連接的串聯(lián)混合系統(tǒng)而構(gòu)成，在這一點上兩者不同。此外，實施例3的燃料電池系統(tǒng)12的催化劑活性化處理與實施例I相同。此外，在上述的各實施例中，例示了將燃料電池系統(tǒng)10作為車載電源系統(tǒng)使用的利用方式，但是燃料電池系統(tǒng)10的利用方式不限于該例。例如，也可以將燃料電池系統(tǒng)10作為燃料電池車輛以外的移動體(機器人、船舶、飛機等)的電力源搭載。另外，也可以將本實施方式的燃料電池系統(tǒng)10作為住宅、大廈等的發(fā)電設備(定置用發(fā)電系統(tǒng))使用。根據(jù)本發(fā)明，在對于燃料電池的發(fā)電要求低于規(guī)定的閾值時，停止向燃料電池供給氧化氣體而實施催化劑活性化處理，從而能夠不損害駕駛性能，并且能夠使在催化劑活性化處理中產(chǎn)生的剩余電力減少。
權利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)，具有 燃料電池，接受燃料氣體和氧化氣體的供給而發(fā)電；和 控制裝置，在對上述燃料電池的要求電力低于規(guī)定值時，停止向上述燃料電池供給氧化氣體，并通過使上述燃料電池的輸出電壓降低來實施催化劑活性化處理， 該燃料電池系統(tǒng)還具有 DC/DC轉(zhuǎn)換器，控制上述燃料電池的輸出電壓；和 電容器，將上述燃料電池發(fā)電產(chǎn)生的電力充電， 上述控制裝置在對上述燃料電池的要求電力低于上述規(guī)定值的情況下，使上述燃料電池的輸出端子與上述DC/DC轉(zhuǎn)換器連接，并通過上述DC/DC轉(zhuǎn)換器控制上述燃料電池的輸出電壓，另一方面，在對上述燃料電池的要求電力為上述規(guī)定值以上的情況下，使上述燃料電池的輸出端子與上述電容器連接，并將上述燃料電池發(fā)電產(chǎn)生的電力充電于上述電容器。
2.如權利要求I所述的燃料電池系統(tǒng)， 在將上述燃料電池系統(tǒng)作為車載電源的車輛的行駛速度為規(guī)定值以上時，上述控制裝置禁止催化劑活性化處理。
3.如權利要求I所述的燃料電池系統(tǒng)， 上述控制裝置在上述燃料電池的電流對電壓特性降低時實施催化劑活性化處理。
全文摘要
燃料電池系統(tǒng)在對燃料電池的要求電力低于規(guī)定值時停止向燃料電池供給氧化氣體，并通過使燃料電池的輸出電壓從使用上限電壓(V1)降低到還原電壓(V3)來實施催化劑活性化處理。在燃料電池的輸出電壓因氧化氣體不足而降低到鼓風電壓(V4)時，燃料電池系統(tǒng)補給氧化氣體，并恢復燃料電池的輸出電壓。
文檔編號H01M8/04GK102664278SQ20121013544
公開日2012年9月12日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權日2007年2月5日
發(fā)明者五十嵐總紀, 吉田道雄, 松本只一, 真鍋晃太, 馬屋原健司 申請人:豐田自動車株式會社