TW200818575A - Fuel cell system and operation method therefor - Google Patents
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Description
200818575 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 +赏明係關於一種燃料電池系統及其運轉方法, 而言,係關於一種即便是在運轅偉 ' 更特定 竹止知示後,若二义 奋.雷 τ^Γ: Ηΐϊ 乂 7Ζ /土 ΛΑ1? H . 人 電池 ”儿·1¾不傻,若二a 之充電尚未完成則仍使燃料電池 一〜人電 、、诞頊發電而對二次蕾 行充電的燃料電池系統及其運轉方法。 電池i| 【先前技術】
於輸送機器或電子機器中所搭載之燃料電池 精由來自二次電池之電力驅動輔機類而使燃料電池開J 電。於如此之燃料電池系統中,為於下次運轉時能可 過渡至可恆定發電之恆定運轉,即便是在運轉停止:示 1’若二次電池之蓄電量未滿臨限值,則仍使燃料電= 續發電而對二次電池進行充電。 作為此種先前技術之一例,例如於專利文獻工中揭示有 一種於運轉停止指示後之充電期間強制性使燃料電池停止 發電之技術。藉由如此般使燃料電池之發電進而對二次電 池之充電停止,而無須於運轉停止指示後待機至充電完成 為止,對於操作員而言可提高便利性。 專利文獻1:日本專利特開2〇〇‘227832號公報 然而’於專利文獻1之技術中,由於可能會於中途停止 運轉停止指示後之充電,因此有可能會導致於下次運轉時 直至藉由燃料電池之輸出而提供消耗電力為止二次電池之 畜電量耗盡。進而,有可能無法使燃料電池繼續發電,從 而導致燃料電池系統於過渡至恆定運轉之前就停止運轉。 Ϊ21167.doc 200818575 【發明内容】 因此,本發明之主要目的在於提供一種能可靠地過渡至 恆定運轉且能維持便利性之燃料電池系統以及其運轉方 法。 , 根據本發明之見解,提供一種燃料電池系統,其包含: 、 燃料電池;二次電池,其由燃料電池所充電;充電狀態檢 測機構,其檢測二次電池之充電狀態;控制機構,其於燃 馨 料電池開始發電後,繼續燃料電池之發電至充電狀態檢測 機構之檢測結果達到第i臨限值以上為止,之後使其停 止;及指示機構,其用以使燃料電池之發電停止;上述控 制機構於充電狀態檢測機構之檢測結果為第2臨限值以上 且未滿第1臨限值之情形時,根據來自指示機構之發電停 止指示而使燃料電池之發電停止。 根據本發明之另一見解,提供一種燃料電池系統之運轉 方法,其係包含由燃料電池所充電之二次電池之燃料電池 • 系統之運轉方法,且若無來自指示機構之發電停止指示, 則對二次電池進行充電至二次電池之充電狀態之檢測結果 達到第1臨限值以上為止,之後使燃料電池之發電停止, 若二次電池之充電狀態之檢測結果為第2臨限值以上且未 • 滿第1臨限值,則根據來自指示機構之發電停止指示而使 燃料電池之發電停止。 於本發明中,若無來自指示機構之發電停止指示,則對 二次電池進行充電至二次電池之充電狀態之檢測結果達到 第1臨限值以上為止,之後使燃料電池之發電停止。又, 121167.doc 200818575 若二次電池之充電狀態之檢測結果為第2臨限值(與於下次 運轉時自開始運轉直至充放電平衡為止二次電池所必需之 蓄電量相對應,且小於第i臨限值之值)以上且未滿第m 限值,則根據來自指示機構之發電停止指示而使燃料電池 之發電停止。如此’由於可在中途停止充電,因此對於操 作員而言可維持便利性。進而’若二次電池之充電狀態之 檢測結果未滿第2臨限值,則即便自指示機構給予有通常 之(即’與充電狀態之檢測結果為第2臨限值以上且未滿第 1臨限值時相同之)發電停止指示,仍使燃料電池繼續發電 而對二次電池進行充電,直至充電狀態達到“臨限值以 上為止。因此,於下次運鍾 轉守月b夠可罪地過渡至恆定運 轉。 較好的是,進而包含判定彼 械構,其係判定該燃料電池系 統疋否已連接於用以對二次雷 電池進订充電之外部電源,押 制機構於藉由判定機構判宕氣 ^ …… 為外部電源已連接於燃料電池 糸、,先之6料,使燃料電池之發電停^於 燃料電池純連接於外部電㈣,使燃 : 而藉由來自外部電源之電 /…電 # L, 一人電池進仃充電。如此, 稭由使外部電源之充電優弈, 、θ 可減少燃料電池中之_料< 補給量,從而可節約燃料。 ^ 1十之 控制機構於藉由判定機構 電池系統,且蓄電量檢測t為外部電源已連接於燃料 且為第2臨限值以上之忤 禾滿弟1 L限值 4 Θ 4 ’使燃料電池之發雷佟+ 猎此’即便因停電等而無 ,τ 。 卜邛之充電之情形時仍可確 121167.doc 200818575 保下次之起動性。 進而較好的是’本發明之燃料電池系統包含設定機構, 其根據與自運轉開始至二次電池之充放電平衡為止二次電 池所必需之蓄電量相關的資訊而設定第2臨限值。於此情 形%,由於可於每次運轉時設定第2臨限值,因此可於下 -人運轉時尚精度地設定二次電池實際上所必需之蓄電量, 且可於此-人運轉時以準確的時序根據來自指示機構之指示 而使燃料電池停止發電。 ' 燃料電池之輸出越大,則可越快地僅藉由燃料電池之輸 出而提供驅動燃料電池系統所必需之電力。因此,就於: 次運轉時自運轉開始直至充放電平衡為止二次電池所必需 之蓄電量而言,若燃料電池之輸出較大則其較少,若^ 電池之輸出較小則其較多。於本發明中較好的是,本發明 之燃料電池系統進而包含輸出資訊檢測機構,其檢測與機 枓電池之輸出相關的資訊’與必需之蓄電量相關的資訊包 括由輸出資訊檢測機構所檢測的與燃料電池之輸出相關的 …於此情形時’使用與燃料電池之輸出相關的資訊來 设定弟2臨限值。如此’藉由使用與燃料電池之輸出相關 的資訊來設定第2臨限值,可設定與燃料電池之輸出特性 相對應的適當的第2臨限值。 :直至燃料電池之溫度上升至某程度為正,無法自燃料電 池取出充为之電力。因此,就於下次運轉時自運轉開始直 ^放電平衡為止二次電池所必需之蓄電量而言,若外氣 ’皿度較南則其較少’若外氣溫度較低則其較多。於本發明 121167.doc 10 200818575 中較好的是,本發明之燃料電池系統進而包含外氣溫度檢 測機構’其檢測外氣溫度’與必需之f電量相M的資訊包 括由外氣溫度檢測機構所檢測的外氣溫度。於此情形時, 使用外氣溫度來設Μ2臨限值。如此’藉由使用外氣溫 度來設定第2臨限值,若此次運轉時與下次運轉時之外氣 溫度之差較小,則可設定與外部環境相對應之適當之第2 臨限值。 田
自發電開始直至二次電池之充放電平衡為止之經過時間 越長’直至二次電池之充放電平衡為止由燃料電池系統所 消耗之電力量越多。因&,就於下次運轉時自運轉開始直 ^充放電平衡為止二次電池所必需之蓄電量而言,若經過 時間較長則其較多,若經過時間較短則其較少。於本發= 中較好的是,本發明之燃料電池系統進而包含計時機構, 其係計測自發電開始至二次電池之充放電平衡為:之、 時間:與必需之蓄電量相關的資訊包括由計時機構所計測 之經過時間。於此情形時,使用經過時間來設定第2臨限 值。如此,藉由使用經過時間來設定第2臨限值,可^ 地設定適當的第2臨限值。 早 較好的是,本發明之燃料電池系統進而包含報知機構, :、係報知是否可根據來自指示機構之發電停止指示而停止 ::電池之發電。於此情形時’藉由報知操作員是否可祀 康^自指示機構之發電停止指示而停止燃料電池之發電,乂 可縮短操作員之待機時間。 輸送機器並不限定於停止在可自外部供給電力之場所。 121167.doc -11 - 200818575 根據本發明,由於可於下次運轉時可靠地過渡至怪定運轉 且可維持便利性,因此本發明可較好地用於輸送機器。 本發明之上述目的以芬甘 及其他目的、特徵、局面以及優 點,可根據與附圖相關地進行的以下實施形態之詳細說明 而進一步明確。 【實施方式】 以下’參照圖式t㈣本發明之實施形態」此處,對將本 發明之燃料電m⑽搭載於作為輸送機器之—例的二 輪機動車1 0中之情形進行說明。 首先’:二輪機動車10進行說明。本發明之實施形態中 的左右、爾後、上下’係表示以駕駛者朝向把手24而落座 於-輪機料H)之座墊之狀態為基準的左右、前後 下0 參照圖丨’二輪機動車1G具有車體框架12 具備頭管14、自頭管“向後方朝斜下方延伸之縱::呈; 字:之前:車架16、連結於前部車架16之後端部且 朝斜上方提昇之後部車年 部的座㈣。卩“仙及*裝於後部車㈣之上端 前部車架16具備:板狀構件—,其於上下〜 度’向後方朝斜下方延伸且相對於左右方向正六乂寬 ⑽及16c’其等分別形成於板狀構 :緣緣部 =左右方向具有寬度,並且向後方朝斜下=下端 及犬没於板狀構件16a兩表面之增強肋材⑹。肋以 ⑽與凸緣部16b及16c一起劃分板狀構件⑹之兩:面,:; 121167.doc 12- 200818575 成後文將述之收納燃料電池系統100之構成構件的收納空 間。 另一方面,後部車架18包含一對板狀構件,該等一對板 狀構件分別以於前後方向具有寬度並向後方朝斜上方延伸 且夾持如部車架16之後端部之方式左右配置。再者,於圖 1中表示了後部車架1 8之左側之板狀構件。 於前管14内,轉動自如地插通有車體方向變更用轉向軸 22。於轉向軸22之上端安裝有固定有把手24之把手支持部 2 6於把手支持部2 6之上端配置有顯示操作部2 $。 亦麥照圖3,顯示操作部28 —體設置有:儀錶28a,其係 用以計測顯示驅動二輪機動車1〇之電動馬達44(後文將述) 之各種資料;顯示部28b,其係由用以提供行駛狀態等各 種資訊之例如液晶顯示器等所構成;以及各種指示或各種 資訊輸入用輸入部28c。於輸入部28c中設有:起動按、鈕 3〇a,其係用以藉由切換繼電器176而連接電動馬達料等外 部負載與電池堆102及二次電池126 ;停止按鈕3〇]3,其係 用以於運轉停止指示後指示電池堆1〇2停止發電;以及背 光3〇c,其係用以點亮停止按鈕3〇]3。 又,如圖1所示,於轉向軸22之下端安裝有左右一對之 刖叉32,於各個前叉32之下端,經由前車軸%而安裝有前 輪34。前輪34在藉由前叉32而緩衝懸掛之狀態下,藉由前 車轴3 6而旋轉自如地軸支著。 另一方面,於後部車架18之上端部,例如藉由熔接而固 定設置有於前後方向延伸之框狀座執20。於座軌2〇上,開 121167.doc 200818575 閉自如地設有座墊(未圖示)。 又,於後部車架18之下端部,經由柩軸40而擺動自如地 支持有搖臂(後臂)38。於搖臂38之後端部38a,内設有連結 於後輪42且用以驅動後輪42旋轉之例如軸向間隙型(ΑχΜ • Gap Type)電動馬達44。又,於搖臂“中,内設有電性連 、 接於電動馬達44之驅動單元46。驅動單元46包含:用以控 制电動馬達44之旋轉驅動之控制器48 ;以及用以檢測二次 _ 電池126(後文將述)之蓄電量之蓄電量檢測器50。搖臂38以 及後輪42藉由後避震器(未圖示)而緩衝懸掛於後部車架 18 〇 於如此之一輪機動車1〇中,沿車體框架Η配置有燃料電 池系統100之構成構件。燃料電池系統1〇〇生成用以驅動電 動馬達44或輔機類等之電能。 以下,苓恥圖1以及圖2,對燃料電池系統! 〇〇進行說 明。 ⑩ ^料電池系統100係不對曱醇(甲醇水溶液)進行改質而 將/、直接用於生成電能(發電)之直接甲醇型燃料電池系 統。 燃料電池系統100包含燃料電池堆(以下,簡稱為電池 隹)1〇2。如圖i所示,電池堆1〇2自凸緣部⑹懸掛,而配 置於前部車架16之下方。 ^如圖2所示,電池堆ι〇2係使可藉由基於甲醇之氫離子與 氧之電化學反應而發電之燃料電池“η)工㈣夾著隔離 件1〇6積層(堆積)複數個而構成。構成電池堆102之各燃料 121167.doc -14- 200818575 笔池104包含由固體南分子膜等構成之電解質膜、夾 著電解質膜104a而彼此對向之陽極(燃料極)1〇41^以及陰極 (空氣極)104c。陽極104b以及陰極1〇讣分別包含設於電解 質膜104a側之鉑觸媒層。 ’ 又,如圖1所示,於前部車架16之下方且電池堆1〇2之上 • 方,配置有散熱器單元1〇8。散熱器單元108係以其前面朝 下之方式而配置,於行駛時可充分受風。 響如圖2所不,散熱器單兀1〇8係將水溶液用散熱器與 =液分離用散熱器l〇8b—體而設者。於散熱器單元1〇8之 月面側》又有.用以對散熱态丨08a進行冷卻之風扇Η 〇 ;以 及用以對散熱器i〇8b進行冷卻之風扇112(參照圖3)。再 者於圖1中,散熱為108a與l〇8b係呈左右配置,且表示 了用以對左側之散熱器108a進行冷卻之風扇n〇。 又’於後料㈣之-對板狀構件之間,自上方依次配 置有燃料箱114、水溶液箱116以及水箱i丨8。 • 燃料箱114配置於座軌20之下側,安裝於座轨20之後端 十燃料箱m中收納有作為電池堆1〇2之電化學反應燃料 • 度(例如,約㈣㈣。之甲醇)之甲醇燃料(高濃度甲 醇X岭液)。於燃料箱i 14中安裝有水平感測器12〇,用以 - 檢測燃料箱1 W内之甲醇燃料之液面高度。 2 ’水溶液箱116配置於燃料箱114之下側,安裝於後部 車木U。水溶液箱丨16收納有將來自燃料箱丨μ 稀釋成適合電池堆102之電化學反應之濃度(例如,約:
Wt% 之甲 gf、AA > • )¾甲醇水溶液。於水溶液箱116中安裝有水平 121167.doc 200818575 感測器122,用以檢測水溶液箱丨16内之甲醇水溶液之液面 南度。 水箱118配置於電池堆102之後側,安裝於後部車架18。 於水箱118中安裝有水平感測器124,用以檢測水箱ιΐ8内 之水面之高度。 又,於燃料箱114之前側且前部車架16之凸緣部16b之上 侧,配置有二次電池126。二次電池126蓄積來自電池堆 102之電力,並根據控制器142(後文將述)之指令而將電力 供給至電氣構成構件。 於二次電池126之上側且座軌20之下側,配置有燃料泵 128。又,於燃料箱114之前側且二次電池126之後方斜上 側’配置有收集槽13 0。 又,於由前部車架16、電池堆102及散熱器單元1〇8所圍 成之空間内,配置有用以去除氣體中所含之塵等異物的空 氣认濾的132,於空軋過濾器1 32之後方斜下側配置有水溶 液過濾器134 〇 ' 又,於前部車架16左侧之收納空間内,收納有水溶液泵 13 6以及卫氣泵丨3 8。於空氣泵j 3 8之左侧配置有空氣室 140。 ” 又,於前部車架16右側之收納空間内,配置有控制器 142、防鎸用閥144以及水泵146。 進:’於前部車架16中,以使前部車架16之收納空間自 右側貫通至左側之方式而設有主開關! 4 8。藉由使主開關 M8接通,給予控制器142以運轉開始指示’藉由使主開關 121167.doc -16- 200818575 斷開,給予控制器142以運轉停止指示。 如圖2所示,燃料箱114與燃料泵128藉由管?1而連通, 燃料泵128與水溶液箱116藉由管p2而連通,水溶液箱ιΐ6 與水溶液泵136藉由管P3而連通,水溶液泵136與水溶液過 • 濾态I34藉由管P4而連通,水溶液過濾器134與電池堆1〇2 藉由官P5而連通。管P5連接於電池堆102之陽極入口 η, 藉由使水/谷液系1 3 6驅動而向電池堆丨〇2供給曱醇水溶液。 • 於電池堆1 〇2之陽極入口 j丨附近,設有用以檢測甲醇水溶 液之溫度的溫度感測器丨5 〇。溫度感測器j 5 〇可藉由檢測於 電池堆102内流動之甲醇水溶液之溫度,而檢測出電池堆 102之溫度。 電池堆102與水溶液用散熱器1〇8a藉由管p6而連通,散 熱器108a與水溶液箱116藉由管p7而連通。管?6連接於電 池堆102之陽極出口 12。 上述管P1〜P7主要成為燃料之流路。 _ 又,空氣過濾器132與空氣室140藉由管P8而連通,空氣 至140與空氣泵138藉由管P9而連通,空氣泵138與防銹用 閥144藉由管P10而連通,防銹用閥144與電池堆1〇2藉由管 - P11而連通。管P11連接於電池堆102之陰極入口 13。於燃 、 料電池系統100發電時,打開防銹用閥144,於此狀態下使 空氣泵138驅動,藉此自外部吸入包含氧之空氣。防銹用 闊144於燃料電池系統1 〇〇停止時關閉,防止水蒸氣向空氣 泵138逆流,彳之而防止空氣泵138之鏽。於空氣過濾器132 附近,設有用以檢測外氣溫度之外氣溫度感測器152。 121167.doc 17 200818575 管P12而連通, 於水箱11 8中設 電池堆102與氣液分離用散熱器108b藉由 散熱器lG8b與水箱118藉由管川而連通, 有管(排氣管)P14。 上述g P8〜P14主要成為氧化劑之流路。 進而’水相118與水泵146藉由管pi5而連通,水果盘 水溶液箱U6藉由管P16而連通。 ” 上述:P15、1 6成為水之流路。
又’於官P4上’以使於fp4中流動之—部分甲醇水溶液 流入之方式而連接有管P17。於管pi7中,安裝有用以檢測 :醇水溶,之甲醇濃度(甲醇水溶液中之甲醇的比例)之超 曰波感測器154。超音波感測器154係利用超聲波之傳播速 度會根據甲醇濃度而變化之原理,從而用於f醇濃度之檢 測:超音波感測器154檢測f P17内之超聲波傳播速度,並 將-亥傳播速度轉換成電遷值而作為物理濃度資訊。控制器 142根據該濃度f訊’檢測管m内之甲醇水溶液之甲醇濃 度0 於s P17上連接有檢測用閥156,檢測用閥156與水溶液 相116猎由管P18而連通。於檢測甲醇濃度時,關閉檢測用 閥156,以阻止管Pl7内之甲醇水溶液之流動。於檢測甲醇 濃度後丁開檢測用閥156,使濃度檢測完畢之甲醇水溶 液返回至水溶液箱11 6。 上述管P17、P18主要成為濃度檢測用之流路。 進而,水浴液箱116與收集槽130藉由管P19、P20而連 通,收集槽130與空氣室14〇藉由管p21而連通。 121167.doc -18- 200818575 上述官P19〜P21主要成為燃料處理用之流路。 繼而,參照圖3,對燃料電池系統1〇〇之電氣結構進行說 明。 燃料電池系統1 〇〇之控制器! 42包含··時脈電路i 6〇,其 ’ 係對用以進行必要之運算而控制燃料電池系統1 00之動作
, 的CPU158、CPU158給予時脈;例如包含EEPROM (electrically erasabie programmable 以以 〇nly ,電 • 子可抹除可程式化唯讀記憶體)之記憶體〗62,其係儲存用 以控制燃料電池系統i 00之動作的程式或資料以及運算資 料等;電壓檢測電路166,其係檢測用以將電池堆1〇2連接 於外邛負載之電氣電路164之電壓;電流檢測電路168,其 係用以檢測於燃料電池104進而電池堆^ 〇2中流動之電流; 用以開閉電氣電路164之ΟΝ/OFF電路170 ;設於電氣電路 164中之二極體172 ;以及用以對電氣電路ι64供給特定電 壓之電源電路174。 _ 於如此之控制器142之CpUl58中,輸入有來自水平感測 杰120、122以及124之檢測栺號以及來自溫度感測器15〇、 外氣度感測器1 5 2以及超音波感測器1 $ 4之檢測信號。 • 又,於CPU158中,輸入有來自用以將電源接通/斷開之主 , 開關148之輸入信號、以及來自輸入部28c之起動按紐3〇a 及停止按鈕30b之輸入信號。又’於CPU1 58中輸入有來自 蓄電量檢測器50之檢測信號。CPU1 58使用來自蓄電量檢 測器50之檢測信號及與二次電池126之容量相關之資訊, 算出二次電池126之蓄電率(相對於二次電池126之容量之 I21I67.doc -19- 200818575 蓄電量比例)。進而,於CPU158中輸入有來自電壓檢測電 路166之電壓檢測值以及來自電流檢測電路之電流檢測 值CPU158使用電壓檢測值及電流檢測值,算出電池堆 102之輪出。 ;η己隱體162中’予員先儲存有用以執行圖7、圖8及圖^ 〇 :不之動作的程式,各種表資料以及應與二次電池126之 蓄電率進仃比較之第}臨限值等。進而,於記憶體中除 了儲存有各種運算資料以及各種旗標等以外,還儲存有: =卜氣/里度感測态152所檢測出之外氣溫度·,由所 异出之二次電池126之蓄電率·,由CPU158所算出之電池堆 之輸出’由CPU1 58根據來自時脈電路160之時脈信號 而相之日^間;以及為了與二次電池126之蓄電率進行比 車父而設定之第2臨限值等。 〆又,藉由CPU158而控制燃料泵n8、水溶液泵136、空 氣泵138、水泵146、風扇11〇、風扇112、防銹用閥144以 及檢測用閥156等辅機類。又,藉由cpui58而控制用以顯 不,種資訊以向二輪機動車1〇之駕駛者報知各種資訊之顯 丁邛28t>。進而,藉由CPU158而控制輸入部28c之背光3〇c 之點亮/熄滅。 又於电池堆1〇2上連接有二次電池126以及驅動單元 6 一—人電池〗26以及驅動單元46經由繼電器176而連接於 電動馬達44等外部負載。二次電池126係對來自電池堆1〇2 =輸出進行補充者,其藉由來自電池堆102之電力進行充 電,糟由二次電池126之放電而對電動馬達44、驅動單元 121167.doc -20- 200818575 46以及辅機類等供給電力。 於電動馬達44上’連接有用以計測電動馬達44之各種資 料的儀錶28a,由儀錶28a所計測出之資料或電動馬達柄之 狀況經由介面電路178而供給至CPU1 58。 又’於介面電路178上可連接有充電器200,充電器2〇〇 可連接於外部電源(商用電源)2〇2。當於介面電路178上經 由充電器200而連接有外部電源2〇2之情形時,經由介面電 路178而將外部電源連接信號供給至CPU158。充電器2〇〇 之開關200a可由CPU 158接通/斷開。 於本實施形態中,CPU158作為控制機構、判定機構以 及設定機構而發揮功能,記憶體162作為記憶機構而發揮 功忐。又,停止按紐30b相當於指示機構,外氣溫度感測 為1 52相當於外氣溫度檢測機構。又,充電狀態檢測機構 包含蓄電量檢測器50以及CPU158,CPU158使用蓄電量檢 測益5 0所檢測出之蓄電量而算出蓄電率,藉此檢測二次電 池126之充電狀態。又,報知機構包含停止按鈕3〇b以及背 光30c,計時機構包含CPU158以及時脈電路16〇,又,輸 出資訊檢測機構包含CPU158、電壓檢測電路166以及電流 檢測電路168,由CPU158所算出之電池堆1〇2之輸出係用 作與電池堆102之輸出相關之資訊。 繼而,對燃料電池系統1〇〇運轉時之主要動作進行說 明。 燃料電池系統100以主開關148之接通為契機,起動控制 器142,開始運轉。繼而,於控制器142起動後以起動按鈕 121167.doc -21 - 200818575 術之按下為契機,進行繼電器176之切換,將電動馬達44 等外部負載連接於電池堆1G2以及二次電池126。又,當二 -人電池126之蓄電率變為第2臨限值以下時,藉由來自二次 電池m之電力而驅動水溶液泵136及空氣泵138等輔機 類’並使電池堆102開始發電。 再者,所-外部負載,係指消耗除了維持電池堆ι〇2之 發電:必需之電力以外的電力的負載。具體而t,於本實
加升y L中可將電動馬達44或二輪機動車〗〇之前燈等列舉為 外部負载。 … 參照圖2,水溶液箱116内之曱醇水溶液藉由水溶液泵 136之驅動’經由管?3、p4而供給至水溶液過渡器⑴。繼 而,經水溶液過濾器134去除了雜質等之甲醇水溶液經由 管P5、陽極入口 n而直接供給至構成電池堆1〇2之各燃料 電池10 4之陽極1 〇 4 b。 又,水溶液箱116内之氣體(主要為二氧化碳、汽化之甲 醇以及水蒸氣)經由管Pi9而供給至收集槽13〇。於收集槽 130内,汽化之曱醇與水蒸氣得到冷卻。繼而,於收集槽 130内所獲得之曱醇水溶液經由管P2〇而返回至水溶液箱 110。又,收集槽130内之氣體(二氧化碳、未經液化之甲 醇以及水蒸氣)經由管P21而供給至空氣室14〇。 另一方面,藉由空氣泵138之驅動,自空氣過濾器132吸 入之空氣(air)經由管P8而流入至空氣室14〇 ,藉此得到消 音。繼而,供給至空氣室140之空氣以及來自收集槽13()之 氣體經由管P9而入空氣果138’進而,經由管ριο、防錄 121167.doc -22- 200818575 用閥144、管P11以及陰極入口 13而供給至構成電池堆ι〇2 之各燃料電池104之陰極l〇4c。
於各燃料電池104之陽極l〇4b中,所供給之甲醇水溶液 中之甲醇與水發生化學反應,生成二氧化碳以及氫離子。 所生成之氫離子經由電解質膜lQ4a而流入陰極,並與 供給至該陰極1〇4c側之空氣中之氧發生電化學反應而生成 水(水蒸氣〉以及電能。即,於電池堆i 〇2中進行發電。來 自電池堆102之電力可用於對二次電池126進行充電以及驅 動二輪機動車10行駛等。電池堆1〇2之溫度因伴隨電化學 反應所產生之熱而上升。電池堆1〇2之輸出隨著其溫度之 上升而上升,電池堆1〇2於約6〇r可恆定地發電。即,燃 料電池系統1 00於電池堆1 〇2之溫度為約6(rc時過渡至恆定 運轉。 於各燃料電池1〇4之陽極104b所生成之二氧化碳以及未 反應之甲醇水溶液之溫度,因伴隨上述電化學反應所產生 之熱而上升(例如約為65°C〜70。(:),一部分未反應之甲醇 水溶液汽化。二氧化碳以及未反應之甲醇水溶液經由電池 堆102之陽極出口 12、管p6而供給至水溶液用散熱器 108a ’由散熱器1〇8&進行冷卻(例如變為約4〇。〇,散熱器 1 08a對二氧化碳以及未反應之甲醇之冷卻動作係藉由使風 扇110動作而進行的。經冷卻之二氧化碳以及未反應之曱 醇水溶液經由管p7而返回至水溶液箱丨〗6。 另一方面’於各燃料電池104之陰極104c所生成之水蒸 氣之大部分液化而成為水,並自電池堆1 〇2之陰極出口 14 121I67.doc -23- 200818575 排出,而飽和水蒸氣則以氣體狀態排出。自陰極出口_ 出之-部分水4氣經由fP12而供給至散熱^嶋,由散 熱器藝進行冷卻成為露點以下,藉此得到液化。散熱器 108b對水㈣之液化動作係藉由使風扇動作而進行 ^。來自陰極出口 14之包含水分(水以及水蒸氣)、二氧化 碳以及未反應之空氣之排氣經由管m、散熱器祕以及 管⑴而供給至水箱118,由水箱118將水回收之後,經由
管P14而排出至外部。 又,於各燃料電池104之陰極104c,*自收集槽13〇之汽 ,之甲醇以及藉由穿越而移動至陰極之甲醇於㈣媒層與 氧發生反應而分解為無害之水分與二氧化碳。自甲醇分解 而成之水i與—氧化礙自陰極出σ 14排出’並經由散熱器 l〇8b而供給至水箱118。進而’藉由水之穿越而移動至、: 燃料電池104之陰極104c的水分自陰極出口 14排出,並經 由散熱器108b而供給至水箱118。由水箱118所回收之水藉 ^由水泵146之驅動,經由管!>15、pi6而適當回流至水溶液 箱11 6 ‘’並作為甲醇水溶液之水而得到利用。 又,於發電期間之燃料電池系統!⑽中,為防止各燃料 電池104之劣化且使各燃料電池1〇4高效地發電,定期地執 行甲醇水溶液之濃度檢測處理。並且,根據該檢測結果, 將應供給至電池堆102之水溶液箱116内之曱醇水溶液之甲 醇濃度調整為例如3 wt%左右。具體而言,根據甲醇濃度 之檢測結果,使燃料泵128驅動,以使燃料箱丨14内之甲醇 燃料經由管PI、P2而供給至水溶液箱116。又,根據甲醇 121167.doc -24- 200818575 /辰又之&測結果使水栗146驅動,以使水箱^8内之水回流 至水么液箱11 6。 於如此之燃#電池系統100中,i電池堆1〇2達到特定之 電力取出溫度(此處設為30。〇為止,不自電池堆1〇2取出電 - 力。其係由於’於電力取出溫度不足時無法自電池堆102 取出充分之電力。 "又通¥,於電力取出開始後不久,由電池堆102對二 • _人電池126進行充電之電力小於為驅動燃料電池系統100而 自:次電池m放出之電力,二次電池126之蓄電率下降。 龜而,茶照圖4,對二次電池126之蓄電率之推移進行說 月再者’於圖4中’為求出第!必需蓄電率(後文將述), 而與運轉開始同時開始發電。又,於圖4中’ A表示電池堆 ⑽之溫度為40t時之電池堆} 〇2之輸出為3〇〇 %之情形時 之蓄私率的推移’ B表示電池堆1〇2之溫度為贼時之電池 堆102之輸出為200 W之情形時之蓄電率的推移。 ' # 就自運轉(發電)開始至電池堆1〇2達到電力取出溫度為 止之時間而言’換而言之,就僅藉由來自二次電池126之 電力來驅動燃料電池系統100之時間而言,若外氣溫度較 兩則其較短,若外氣溫度較低則其較長。因此,就二次電 ' 池⑶之蓄電率之下降幅度而言’若外氣溫度較高則1較 小,若外氣溫度較低則其較大。如此,由於直至自電池堆 糊始取出電力為止之蓄電率之下降幅度係由外氣溫度 所決定’因此…之任一者之蓄電率之下降幅度均為 E卜換而言之,自運轉開始直至自電池堆1〇2開始取出電 121167.doc -25- 200818575 力為止,二次電池126所必需之蓄電率(以下,稱為第^必 需蓄電率)於A及B之任-者中均為幻。
為k取對應於外氣溫度之第!必需蓄電率,於記憶體⑹ 中儲存有第1表資料,該第1表資料係表示將電力取出溫度 減去外氣溫度所得之值(溫度差)與第i必需蓄電率之對應關 系 '、第1表資料相對應之圖表如圖5所示。由圖5可知, 溫度是越大,則第1必需蓄電率越大。再者,當溫度差(電 力取出皿度-外氣溫度)不足〇時,溫度差視為〇。又,即便 :度差為0而第1必需蓄電率亦不為〇,其原因在於,控制 裔142起動等時需要能量。
又,如圖4所示’就自取出電力開始直至二次電池126之 電平衡為止之二次電池126之蓄電率的下降幅度而 乂若電池堆102之輸出較大則其較小,若冑池堆ι〇2之輸 出較小則其較大。其原因在於,電池堆1〇2之輸出越大, 則可越快地僅藉由電池堆1〇2之輸出而提供驅動燃料電池 糸統100所必需之電力,可越快地使二次電池126之充放電 平衡。輸出大於Β之Α之蓄電率之下降幅度Ε2小於Β之蓄電 :之下降幅度Ε3…於Α中,自取出電力開始直至二次 電池126之充放電平衡為止所必需之蓄電率(以下,稱為第 2必需蓄電率)為^,於8中,第2必需蓄電率為幻。 為獲取與電池堆1〇2之輸出相應、之第2必需蓄電率,於記 憶體⑹中儲存有第2表資料’㈣2表資料係表示特定之 輸出檢測溫度(此處設為4(TC)時之電池堆1〇2之輸出盥第2 必需蓄電率的對應關係。與第2表資料相對應之圖表 121167.doc -26- 200818575 所示。由圖6可知,電池堆1〇2之輸出越大,則第2必需蓄 電率越小。 ;下人運轉開始知,s二次電池126之蓄電率未滿第$必 需蓄電率與第2必需蓄電率之和,則直至藉由電池堆102之 輸出提供/肖耗電力為止,二次電池126之蓄電率為㈣。進 而,無法使電池堆102繼續發電至過渡至恆定運轉之前, 從而導致燃料電池系統⑽停止。為防止上述情況,於燃 料電池系統100中,於主開關148斷開後即運轉停止指示 後,若二次電池126之蓄電率未滿預先設定之第】臨限值 (此處為100%),則使電池堆1〇2繼續發電而預備性地對二 次電池12 6進行充電。 繼而,參照圖7以及圖8,對燃料電池系統1〇〇之充電控 制動作進行說明。 首先精由使主開關14 8接通而給予控制器14 2以運轉開 始指不,使控制器142起動。繼而,於控制器142起動後, 根據CPU 1 5 8之指示,使外氣溫度感測器i 52開始對外氣溫 度之定期檢測(步驟S 1)。由外氣溫度感測器i 52定期檢測 出之外氣溫度儲存於記億體1 62中。 繼而,當二次電池126之蓄電率變為上次設定之第2臨限 值以下時,自控制器142發出發電開始指示,藉由來自二 次電池126之電力而驅動水溶液泵136及空氣泵138等輔機 類,使電池堆102開始發電(步驟S3)。與此同時,使溫度 感測器150開始對電池堆1〇2之溫度檢測(步驟S5)。並且, 藉由CPU 1 5 8對電池堆1 〇2之溫度進行監控(monitoring),判 121167.doc -27- 200818575 定電池堆102是否已達到電力取出溫度(3〇ι )(步驟S7)。若 電池堆102達到電力取出溫度,則開始自電池堆ι〇2取出電 力(步驟S9) ’並藉由來自電池堆1〇2之電力對二次電池 進行充電。藉此,二次電池126之蓄電率之下降變得緩和 (參照圖4)。 繼而,藉由CPU158判定電池堆1〇2是否已達到輸出檢測 温度(40。〇(步驟S11)。若電池堆102達到輸出檢測溫度,
則根據此時之來自電壓檢測電路166之電壓檢測值以及來 自電流檢測電路168之電流檢測值,算出電池堆1〇2之輸 出並將所异出之輸出儲存至記憶體162中(步驟S13)。 繼而,藉由CPU158判定電池堆1〇2是否已達到6〇t (步 驟815)’若電池堆102達到啊,則可怪定發冑,並過渡 至恆定運轉(步驟S17)。此後,於步驟si9中,藉由斷開主 開關148而給予控制器142以運轉停止指示,停止自電池堆 102以及二次電池126向電動馬達44等外部負載提供電力。 與此同時’自記憶體162讀出至此為止所檢測出之複數個 外氣溫度與電池堆1〇2之輸出 '繼而,藉由c_8算出複 數㈣氣溫度之平均值(平均外氣溫度)(步驟s2i),並使用 所异出之平均外氣溫度與電池堆⑽之輸出來設定第2臨限 值(步驟S23)。 於步驟S 2 3中·,自印传辦1 t ^ 目°己隱體162碩出與圖5所示之圖表相 應之第1表資料,並自第1表資料 矛貝枓獲取與電力取出溫度與
认之平均外氣溫度之差(溫度差U ^ ^ , 又產)相對應之第1必需蓄電率 b同B寸’自記憶體162讀 貝®,、圖6所不之圖表相對應之 121167.doc -28- 200818575 2表貧料’並自第2表資料獲取與此次之電池堆iQ2之輸出 相對應的第2必需蓄電率。繼而’將第! 必需蓄電率之和設定為此次之第2臨限值。 ”弟 此處,用以自第i表資料獲取第】必需蓄電率之溫度差、 以及用以自第2表資料獲取第2必需蓄電率之電池堆ι〇2之 輸出,相當於與自運轉開始直至二次電池126之充放電平 衡,止二次電池126所必需之蓄電量相關的資訊。 、.k而’使畜電量檢測器5〇開始蓄電量檢測,並藉由 CPIH58對二次電池126之蓄電率進行監控(步_)。並 且,藉由mm8判定二次電池126之蓄電率是否為第㈣ 限值以上(步驟S27)’若蓄電率為第2臨限值以上,則使背 光3〇c進而停止按紐鳩點亮(步驟S29)。如此,藉由使停止 按紐通點亮,可向駕駛者報知來自停止按紐通之發電停 止指示有效且可接受該指示。進而,可向駕駛者報知可停 止一次電池126之充電。 繼而,於步驟S31中,不使外部電源2〇2經由充電器2〇〇 連接於介面電路178 ’於步驟S33中’若未按下停止按鈕 3〇b’、則使電池堆102繼續發電而對二次電池126進行充 並且藉由CPU158判定二次電池126之蓄電率是否已 達到第!臨限值(1 00%)(步驟S35),若蓄電率達到ι 〇〇%,則 使背光3Ge媳滅(步驟S37),進行停止處理(步驟s39)。 於步驟S39中’進行停止輔機類之驅動、斷開⑽贿電 路17〇、以及消除儲存於記憶體162中之平均外氣溫度等處 理。此後’使控制器142停止,使燃料電池系統·亭止運 121167.doc -29- 200818575 轉。又,於步驟S35中,若蓄雷 驟S31。 畜電辜未達到100%,則返回步 另方面’於步驟S27中若蓄電率去 進至步驟田电羊未滿弟2臨限值,則前 運主步驟S41。於步驟S41中, 器200而連接於人外4電源202未經由充電 S43中,若夫於進步驟S43。於步驟 文了止按鈕30b,則返回步驟S27。
A=:S41中’若外部電源202經由充電器200而連接於 I由^^則移行至步驟S39進行停止處理,並且藉由 、,、 充笔裔2〇〇而來自外部雷、、择 進行充電。 目卜^原、2Ό2之電力對二次電池126 ^於步驟S43中,即便按下了停止按钮鳩,仍判定是 否^知下停止按㈣b五秒鐘(步驟⑷),若未繼續按下 則視為發電停止指不無效’並返回步驟S27,繼續 次電池126進行充電。於步㈣5中,若繼續按下停止 按鈕鳥五秒鐘,則視為發電停止指示有效,並移行至步 驟 S39 〇 又於步驟S33中,若按下停止按鈕通,則判定是否繼 續按下停止按鈕30b兩秒鐘(步驟S47),若繼續按下停止按 "丑30b兩秒鐘’則視為發電停止指示有效,並移行至步驟 S37。於步驟S47中,若未繼續按下停止按鈕3〇b兩秒鐘, 則視為發電停止指示無效,並移行至步驟Μ $。 又,於步驟S31中,若外部電源2〇2經由充電器2〇〇而連 接於介面電路178,則前進至步驟S37。 根據如此之燃料電池系統丨〇〇,將二次電池以6之蓄電 121167.doc -30- 200818575 率、、與假定自下次運轉開始直至二次電池i26之充放電平 衡為止二次電池12 6所必需之第2臨限值進行比較。 並且’若二次電池126之蓄電率為第2臨限值以上且未滿 第1臨限值,則藉由按下停止按紐鳩兩秒鐘,而將來自停 t按紐规之發電停止指示視為有效,從而可使電池物 停止發電。如此,由於可力由、A尸 、了在中返停止主開關148斷開後之 充電,因此對於操作員而言不會降低便利性。 又,若二次電池126之蓄電率未滿第2臨限值,則直至按 下停止按叙鳩5秒鐘為止將來自停止按紐_之發電停止 指不視為無效,使電池堆1〇2繼續發電。藉此,對二次 池12 ό進行充電直至蓄電率達 结电手運到弟2臨限值以上,於下次運 轉時可更可靠地過渡至恆定運轉。即,二次電池126之蓄 電率未滿第2臨限值時,並非與該f電率為^臨限值以上 且未滿第1臨限值時為相同之(通常之»電停止指示(按下 独2秒鐘:參照步侧7),於有與此不同之(特別之)發電 停止指示(按下按鈕5秒鐘:參照步驟S45)時,使電池堆 1〇2停止發電。藉此,可防止意外之發電停止,可使二次.. 電池126可靠地充電至营雷鱼、告 元私至结电革達到第2臨限值以上為止。再 者,該特別之發電停止指示並不限定於長時間按下按紐, 可適用與該通常之發電停止指示不同之任.意方法。 次運轉時,獲取與平均外氣溫度相對應之第1必需 Μ率=與電池堆102之輸出相對應之第2必需蓄電率, 藉由將§亥等之和設定為第2碎ρρ # 产地1 - 4 值’可於下次運轉時高精 度地…:人電池126實際上所必需之蓄電率,且可於此 121I67.doc -31 - 200818575 次之運轉時以準確的時序使來自停止按紐3 〇b之發電停止 指示有效。 藉由將使用平均外氣温度所獲取之第1必需蓄電率與使 用電池堆1 02之輸出所獲取之第2必需蓄電率之和設定為第 2臨限值,若此次運轉時與下次運轉時之外氣溫度之差較 小,則可設定與外部環境及電池堆1〇2之輸出特性相對應 之適當之第2臨限值。又,藉由將輸出檢測溫度設定為恆 疋運轉鈾之溫度(此處為40°C ),可設定與恒定運轉前之輸 出特性相對應之第2臨限值,與檢測恆定運轉時之輸出之 情形相比,可設定高精度之第2臨限值。 藉由背光30c進而停止按鈕30b之點亮/熄滅,可報知操 作員是否可根據來自停止按鈕3〇13之發電停止指示而停止 電池堆102之發電,可縮短操作員之待機時間。 藉由使外部電源202經由充電器200而連接於介面電路 ns,即便是主開關148斷開後之充電期間,亦可使電池堆 W2停止發電,而藉由外部電源2〇2對二次電池126進行充 電。如此,藉由使外部電源202之充電優先,可減少電池 堆102中甲醇水溶液之補給量,可節約甲醇燃料。 二輪機動車10並不限定於停止在可自外部供給電力之場 所。根據本發明,由於可於下次運轉時可靠地過渡至恆: 運轉且可維持便利性,因此本發明可較好地用於二輪機 車10等輸送機器。 人再者’於上述充電控制動作中,對於步驟Sll中將輪出 榀測溫度設定為40。(:之情形進行了說明,但輸出檢測溫度 121167.doc -32- 200818575
处可為60°C 池堆102之輸出。 又,於上述充電控制動作中,對使用電池堆1〇2之輸出 作為與電池堆102之輸出相關之資訊之情形進行了說明, 但亦可使用電池堆1 〇2之電流值以及電壓值之任一者作二 與電池堆102之輸出相關之資訊。 • 一 又,亦可省去步驟S43及S45,此時,於步驟S41中,^ 外部電源202未連接,則亦可返回步驟S27。即,即便繼” 枚下停止按鈕30b,亦可將發電停止指示視為無效。」 此’於步驟S41中,只要外部電源2〇2未連接,電池= 會繼續對二次電池126進行充電,使f電率達到第㈣ 以上。 兩^於步驟S47中,亦可取代確認是否按下停止按紐地 兩秒‘,而於顯示部鳥上顯示訊息等以確認 圖。於此情形時,例如,藉由於顯示訊息後再次按下^ W3〇b而使背光3崎滅,並移行至停止處理。了 二而,亦可省去步驟S47。即,於步細中 =紐遍,則亦可立即使背光3㈣滅,並移行至停 再者,於在恆定運轉前主開關148斷開之情形時 移行至步驟S2i。例如呵…月开^ ’亦可 例如,於在經過步驟8 斷開之情形時,亦可使用上次運轉 二開關… 限值。又,於…、, 輸出而設定第2臨 ; 疋運轉丽燃料電池系統1 00連接於 電源202之情形時,亦可移行至步驟S39。 於外部 ί 21167.doc -33 - 200818575 又,亦可於外部電源202連接於介面電路178之後,使電 池堆1〇2繼續發電直至二次電池126之蓄電率達到第2臨限 值為止:其後停止。藉此’即便於因停電等而無來自外部 之充電時,仍可確保下次之起動性。 ‘ 繼而,對燃料電池系統100之充電控制動作之另一例進 行說明。 於上述充電控制動作中’對使用外氣溫度與電池堆102 • 《輸出來設定第2臨限值之情形進行了說明,但本發明並 不限定於此。自開始發電直至二次電池126之充放電平衡 為止之經過時間(以下,簡稱為經過時間)越長,則直至二 =電池m之充放電平衡為止因燃料電池系統刚之驅動而 j =I力里亦越多。因此,例如,亦可使用經過時間來 叹疋第2臨限值0 經過時間來設定第2臨限值之情形時,自表示經 =間與必需蓄電率(自開始運轉直至二次電池 •丄平:止:次電池126所必需之蓄電率請關係的第 電率貝此/取與此次運轉時之經過時間相對應的必需蓄 .Γ;用以自第3表資料獲取必需蓄電率之經過時 相當於與自開始運轉直至二次電池126之 -為止二次電池126所必需之蓄電量相關的資訊。 表不經過時間與必需螫雷 預先儲;f V 田電率之對應關係的第3表資料’ 預先储存於,己憶體丨62中。 9所示。自圖何知,經過時間越Γ對應之圖表如圖 進而可知,經過時間越長,,第越2V;必 那弟2臨限值越大。 121167.doc 200818575 再者,例如於運轉停止後且電池堆⑽冷卻至外氣溫度 為止之前開始運轉進而發電之情形時,具體而言在電池堆 1 〇2於45 C左右再次開始運轉進而發電之情形時,二次電 :126之充放電與發電開始大致同時地平衡。於此情形 _ 時,為起動控制器142或開始辅機類之動作,二次電池126 • 必需7%左右之蓄電率。_,如圖9所示,即便經過時間為 0時,仍必需7%左右之蓄電率。 _ 繼而,麥照圖10,對使用經過時間來設定第2臨限值之 情形時之充電控制動作進行說明。於圖对,於與圖7同 樣之處理上標註有與圖7相同的符號,並省略其重複說明 或僅進行簡單說明。 首先,以主開關148接通為契機,使控制器142起動,當 二次電池126之蓄電率為第2臨限值以下時開始發電(步驟 S3)。繼而,根據來自時脈電路16〇之時脈信號,藉由 CPU1 58開始計測自發電開始起經過的經過時間(步驟s4)。 _ 並且,於步驟S9之後,藉由CPU158判定二次電池126之 充放琶疋否已平衡(步驟S11 a) ’若充放電已平衡,則停止 經過時間之計測’並將自開始發電直至充放電平衡為止之 ’ 經過時間儲存至記憶體162(步驟S 13a)。 . 此後,於步驟S19中,若主開關148斷開,則由CPUl58 自記憶體162讀出經過時間(步驟S21a)。與此同時,自記情 體162讀出與圖9所示之圖表相對應的第3表資料,將與此 次之經過時間相對應的必需蓄電率設定為第2臨限值(步驟 S23a)。此後,經由步驟S25而移行至圖8之步驟S27。 121167.doc -35- 200818575 如此,僅藉由使用經過時間自第3表資料獲取必需蓄電 率即可簡單地設定適當之第2臨限值。 再者,於運轉停止後直至下次運轉開始為止存在電力消 耗之情形時,必需考慮此情形而相應地將第2臨限值設定 得較大。又,第1臨限值亦可未滿1〇〇%。於此情形時,於 圖8之步驟S35中,判定蓄電率是否為第2臨限值以上。
於上述各貫施形態中,對將電力取出溫度設定為3〇1之 ί月形進行了說明,但只要可自電池堆1〇2取出充分之電 力,則亦可將電力取出溫度設定為未滿3(rc。 人,於上述各實 f 〜和Γ街月7Ό 使1令止按麵 3〇b:亮/熄滅而報知操作員是否可停止電池堆1〇2之發電 之情形進行了說明,但報知機構並不限宸於此。例如亦可 設f兩個發光色不同之背光,於發電停止指示有效之情形 7错由其中—個背光使停止按鈕30b點亮,而於發電停 指不無效之情形時則藉由另_個背光使停止按紐鳩1 党。又,亦可設置揚聲器等作為報知機構’而藉由聲音來 報知刼作員是否可停止電池堆1 02之發電。 、而亦可將表不電池堆102之輸出與必需蓄電率 =取=運轉時之電一之輸出相對應的必需;: …又疋為弟2臨限值。即’亦可僅使用電池堆 第2:=而自第4表資料獲取必"電率’並將其設定為 應關係的第。二ΓΓ示外氣溫度與必需蓄電率之對 扪弟5表育料預先儲存於記憶體162中,自第5表資 121167.doc •36- 200818575 料獲取與此次運轉時之外氣溫度相對應的必需蓄電率,並 將其設定為第2臨限值。即,亦可僅使用外氣溫度而自“ 表資料獲取必需蓄電率,並將其設定為第2臨限值。 再者,於上述各實施形態中,對使用二次電池126之蓄 電率作為充電狀態而進行充電控制動作之情形進行了說 月’但本發明亚不限定於此。例如,亦可使用二次電池 126之蓄電量、二次電池126之電壓、二次電池126之溫度
上升比例、電池堆102之電流值、電池堆1〇2之電壓值等作 為充電狀態。 又,於上述各實施形態中’對設置停止按鈕3〇b作為指 示機構之情形進行了說明,但本發明並不限定於此。例 如:亦可將顯示部28b構成為觸摸面板式,並使顯示部挪 顯示與指示機構相對應的圖符。 再者’本發明之燃料電池系統不僅可用於二輪機動車, 亦可較好地用於汽車、船舶等任意輸送機器。 進而,本發明亦可適用於將氫氣作為燃料而供給至燃料 電池的氫龍料電池系統或改f器搭载類型之燃料電池系 統。又,本發明亦可適用於固定類型之燃料電池系統。” 以上詳細說明並圖示了本發明,但應明確的是,盆僅僅 是用作圖解及-例者’不應理解為其限定本發明,本發明 之精神以及範圍僅由隨附之中請專利範圍之文 ' 【圖式簡單說明】 ^ 圖 圖1係表示本發明之一每# , ^ ^只轭形態的二輪機動車 之左侧視 I21167.doc •37- 200818575 圖2係表示燃料電池系統之 y s <糸統圖。 圖3係表示燃料電池系統電 主 私虱結構之方塊圖 池之蓄電率的推移的圖 表 圖4如表不運轉開始後之二次電 :係表示相對於電力取出溫度與外氣溫度之差而二次 电池所必需之蓄電率的圖表。 圖6係表示相對於電池 電率的圖表。 隹之輪出而一次電池所必需之蓄 圖7係表示本發明之動作之-例的流程圖。 圖8係表示圖7所示動作之繼續的流程圖。 圖9係表示相對於經過時間而二次電池所必需之蓄電率 的圖表。 电手 圖广係表示本發明之動作之另一例的流程圖。 【主要元件符號說明】 10 二輪機動車 30b 停止按紐 30c 背光 50 蓄電量檢測器 100 燃料電池系統 102 燃料電池堆 104 燃料電池 126 二次電池 142 控制器 148 主開關 121167.doc -38- 200818575 152 外氣溫度感測器 158 CPU 160 時脈電路 162 記憶體 166 電壓檢測電路 168 電流檢測電路 12I167.doc .39-
Claims (1)
- 200818575 十、申請專利範圍: 1 · 一種燃料電池系統,其包含: 燃料電池; 電; 一次電池之充電狀 二次電池,其由上述燃料電池所充 充電狀態檢測機構,其檢測上述 態;控制機構,其於上述燃料電池開始發電後,繼續上述 燃料電池之發電至上述充電狀態檢測機構之檢測:果達 到第1臨限值以上,之後使其停止;及 指示機構,其用以使上述燃料電池之發電停止; 上述控制機構於上述充電狀態檢測機構之檢測結果未 滿上述第丨臨限值且為第2臨限值以上之情形時,根據來 自上述指示機構之發電停止指示而使上述燃料電池之發 電停止。 2 ·如請求項1之燃料電池系統,其中 進而包含判定機構,其係判定該燃料電池系統是否已 連接於用以對上述二次電池進行充電之外部電源; 上述控制機構於藉由上述判定機構判定為上述外部電 源已連接於該燃料電池系統之情形時,使上述燃料電池 之發電停止。 彳 3 ·如請求項2之燃料電池系統,其中 上述控制機構於藉由上述判定機構判定為上述外部電 源已連接於該燃料電池系統,且上述充電狀態檢測機構 之檢測結果未滿上述第丨臨限值且為上述第2臨限值以上 121167.doc 200818575 之情形時,使上述燃料電池之發電停止。 4·如請求項1之燃料電池系統,其中 進而包含設定機構,其根據與自運轉開始至上述二次 電池之充放電平衡為止上述二次電池所必需之蓄電量相 關的資訊而設定上述第2臨限值。 里 5·如請求項4之燃料電池系統,其中進而包含輸出資訊檢測機構,其檢測與上述燃 之輪出相關的資訊; 〆 ’、迷必需乂蓄電量相關的資訊包括由上 • %求項4或5之燃料電池系統,其中 $而包合外氣溫度檢測機構,其檢測外氣溫度; m述义而之蓄電量相關的資訊包括由上述外氣、、-产 檢測機構所檢測的上述外氣溫度。 卜^ 皿度 7·如請求項4之燃料電池系統,苴中 池=電含:::止構’其計測自發電開始至上述二次電 十衡為止之經過時間; 與· Ji述_必需之^營 所計測的上述經H相關㈣訊包括由上述計時機構 8·如請求項1之燃料電池系統,其中 進而包含報知機構,苴 述指示機構之Me 報知是否可根據來自上 電。 备電停止指示而停止上述燃料電池之發 一種輸送機器 其包含如請求項 至8中任一項之燃料電 12I167.doc 200818575 池系統。 10 ·種燃料電池系統之運轉方木> 古 _ 轉方法,其係包含由燃料電池所 電之二次電池之燃料電池系統之運轉方法,且 若無來自指示機構之發電停止指示,則對上述二次電 二進:丁充電至上述二次電池之充電狀態之檢測結果達到 弟化限值以上’之後使上述燃料電池之發電停止,若 上述二次電池之充電狀態之檢測結果未滿上述第!臨限 值且為第2臨限值以上’則根據來自上述指示機構之發 電停止指示而使上述燃料電池之發電停止。 121167.doc
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