JP2007287540A - 燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載する車両 - Google Patents

燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載する車両 Download PDF

Info

Publication number
JP2007287540A
JP2007287540A JP2006115268A JP2006115268A JP2007287540A JP 2007287540 A JP2007287540 A JP 2007287540A JP 2006115268 A JP2006115268 A JP 2006115268A JP 2006115268 A JP2006115268 A JP 2006115268A JP 2007287540 A JP2007287540 A JP 2007287540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
cell system
fuel
freezing
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006115268A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5168814B2 (ja
Inventor
Nobuo Fujita
信雄 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2006115268A priority Critical patent/JP5168814B2/ja
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to PCT/JP2007/057338 priority patent/WO2007122979A1/ja
Priority to EP07740774A priority patent/EP2012385B1/en
Priority to CN2007800138715A priority patent/CN101427411B/zh
Priority to US12/087,313 priority patent/US8048578B2/en
Priority to DE602007014197T priority patent/DE602007014197D1/de
Priority to KR1020087028135A priority patent/KR101082080B1/ko
Publication of JP2007287540A publication Critical patent/JP2007287540A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5168814B2 publication Critical patent/JP5168814B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04701—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/34—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04253—Means for solving freezing problems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/54—Energy consumption estimation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/56—Temperature prediction, e.g. for pre-cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04358—Temperature; Ambient temperature of the coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H01M8/04447—Concentration; Density of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04619—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/908—Fuel cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/944—Characterized by control of fuel cell

Abstract

【課題】燃料電池システムを搭載した車両が燃料電池システムから供給される電力を利用して走行する際に、燃料電池システムを構成する燃料電池等の所定部位が走行風により凍結することを抑制する燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池システムは、車両に搭載され、燃料ガスおよび酸化ガスを燃料として発電を行う燃料電池２０およびシステムの制御を行う制御部８０とを備える。制御部８０は、車両の速度が所定の閾速度以上で、かつ燃料電池２０の発電状態に関する物理量に基づき定まる所定の条件を満たした場合、燃料電池２０が発電を行っていたとしても凍結防止処理を行う必要があると判定して、凍結防止処理を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池を備えた燃料電池システムに関し、特に燃料電池の起動時の制御に関する。
燃料電池システムは、例えば寒冷地の屋外等の低温環境下で停止状態が長く続くと、システム内の水分が凍結してしまうおそれがある。そこで、従来より燃料電池システムの凍結を防止する種々の方法が提案されている。
特許文献１には、電気自動車が必要とする電力や二次電池の充電状態等に応じて発電状態と停止状態とを切り換えて動作する、いわゆる間欠運転を行う燃料電池システムにおいて、燃料電池が凍結するおそれがある場合には間欠運転を禁止し、燃料電池の出力を増加して燃料電池の凍結を防止する技術が開示されている。
特許文献２には、燃料電池システムとエンジンとを備えるハイブリッド車両において、外気温が所定の基準温度以下のときには、燃料電池による発電を禁止して、エンジンを用いて所望の電力を得る技術が開示されている。
特許文献３には、燃料電池システムにおいて、システムの停止時に燃料電池の凍結するおそれがある場合に、燃料電池内の水分を除去する掃気処理を行う技術が開示されている。
ところで、低温環境下において、燃料電池システムを搭載した車両が燃料電池システムによる電力を利用して走行する場合、その走行に伴って走行風が発生し、その走行風によって燃料電池システムを構成する部品が凍結するおそれがある。
特開２００５−２６７９６１号公報 特開２００４−１５３９４７号公報 特開２００５−２５１５７６号公報
上記のように、従来より燃料電池システムの凍結を防止する種々の方法が提案されている。
しかし、従来、燃料電池システムを搭載した車両が燃料電池システムから供給される電力を利用して走行する際に走行風によって燃料電池システムを構成する部品が凍結する可能性については考慮していない。
本発明は、燃料電池システムを搭載した車両が燃料電池システムから供給される電力を利用して走行する際に、燃料電池システムを構成する燃料電池等の所定部位が走行風により凍結することを抑制することを目的とする。
本発明に係る燃料電池システムは、車両に搭載され、燃料ガスおよび酸化ガスを燃料として発電を行う燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、凍結防止処理を行う凍結防止処理手段と、前記車両の速度が所定の閾速度以上で、かつ前記燃料電池の発電状態に関する物理量に基づき定まる所定の条件を満たした場合、前記燃料電池が発電を行っていたとしても前記凍結防止処理を行う必要があると判定して、前記凍結防止処理を実行させるように前記凍結防止処理手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、所定の条件は、例えば、外気温および前記燃料電池の出力とに基づき定まる条件である。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、所定の条件は、外気温および前記燃料電池の温度とに基づき定まる条件である。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、所定の条件は、外気温および前記燃料電池を冷却する冷却水の温度とに基づき定まる条件である。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、所定の条件は、前記燃料電池の出力および前記燃料電池の発電の際に消費される燃料ガス量もしくは酸化ガス量に基づき定まる条件である。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、所定の条件は、燃料ガスが通る配管内の窒素濃度に基づき定まる条件である。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、凍結防止処理手段は、燃料ガスもしくは酸化ガスが通る配管内の流路抵抗を増加させることで、凍結防止処理を行うことを特徴とする。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、凍結防止処理手段は、前記配管内に設けられ燃料ガスもしくは酸化ガスの流路制御を行うポンプの回転数を増加させることで、前記配管内の流路抵抗を増加させることを特徴とする。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、凍結防止処理手段は、燃料ガスもしくは酸化ガスの流路制御を行うポンプの出口付近の配管に設けられるバルブの開閉量を調整することで、前記ポンプから送り出される燃料ガスもしくは酸化ガスの量を制限し、前記配管内の流路抵抗を増加させることを特徴とする。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、凍結防止処理手段は、前記燃料電池に供給する燃料ガスもしくは酸化ガスの量を制限することで、凍結防止処理を行うことを特徴とする。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、凍結防止処理手段は、前記燃料電池の発電電力を増加させることで、凍結防止処理を行うことを特徴とする。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、制御手段は、前記凍結防止処理手段が凍結防止処理を実行中であるときは、前記凍結防止処理手段が凍結防止処理を実行中であることを示す情報を出力することを特徴とする。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、制御手段は、前記凍結防止処理手段が凍結防止処理を実行中にシステム停止要求を受けた場合、所定の警告を出力することを特徴とする。
本発明に係る燃料電池システムの１つの態様では、当該燃料電池システムは、車両に搭載され、駆動源に電力を提供する。
本発明によれば、燃料電池システムを搭載した車両が燃料電池システムから供給される電力を利用して走行する際に走行風によって燃料電池システムを構成する燃料電池等の所定部位が凍結することを抑制することができる。
本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態と称する）について、以下図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態における燃料電池システムの概略構成を示す図である。本実施形態における燃料電池システムは、モータ（電動機）で駆動する車両に電源として搭載される。燃料電池システムは、ユーザがイグニションスイッチをオンすると起動し、ユーザによるアクセルの操作量に応じた発電を行う。車両は、燃料電池システムから供給される電力によって走行することができる。
図１において、燃料電池システム１０は、主に、燃料ガス供給装置４２、酸化ガス供給装置７３、燃料電池２０、及び制御部８０を備える。燃料ガスは例えば水素ガスであり、酸化ガスは例えば空気である。制御部８０はイグニションスイッチ８２を介してユーザからのシステム起動信号やシステム停止信号を受信し、これらの信号に応じてシステムの起動および停止を制御する。また、制御部８０はアクセルセンサ８４によって検出されたアクセス開度から燃料電池２０の要求発電量を求め、所望の発電量が得られるように燃料ガス供給装置４２と酸化ガス供給装置７３を制御し、燃料電池２０に供給される燃料ガス流量と酸化ガス流量を調整する。さらに、制御部８０は図３に示すフローチャートの処理を実行する際に外気温センサ８６によって検出された外気温情報を利用するが、詳細は後述する。
図２は、燃料電池システム１０の配管系統を中心とするシステム構成を示す図である。図２に示すように、燃料電池システム１０は、燃料電池２０に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給系統と、酸化ガスを供給するための酸化ガス供給系統と、冷却水により燃料電池２０を冷却もしくは暖機するための冷却水供給系統とを備える。
燃料電池２０は、燃料ガスである水素と、酸化ガスである酸素との電気化学反応によって発電するセルを積層することで構成される。各セルは電解質膜を挟んで水素極（以下、アノードと称する）と酸素極（以下、カソードと称する）とを配置して構成される。本実施形態では、例えばナフィオン（登録商標）などの固体高分子膜を電解質膜として利用する固体高分子型のセルを例に説明するが、これに限らず、種々のタイプを利用可能である。
燃料電池システム１０の冷却水供給系統には、冷却水を循環させる冷却路３１、燃料電池２０から排出される冷却水の温度を検出する温度センサ３２、冷却水の熱を外部に放熱するラジエタ３３、ラジエタ３３へ流入する冷却水量を調整するバルブ３４、冷却水を加圧して循環させるポンプ３５などが設けられる。バルブ３４は、燃料電池２０を冷却する場合には、制御部８０の制御に基づいてラジエタ３３へ流入する冷却水量を増加させ、ラジエタ３３によって冷却された冷却水を燃料電池２０に供給する。一方、バルブ３４は、燃料電池２０を暖機する場合には、制御部８０の制御に基づいて、ラジエタ３３へ流入する冷却水量を減少させ、ラジエタ３３による冷却が抑制された冷却水を燃料電池２０に供給する。
燃料電池システム１０の燃料ガス供給系統には、アノードに燃料ガスを供給するための燃料ガス流路４１と、アノードから排気される燃料オフガスを燃料ガス流路４１に循環させるための循環流路５１が配管される。
燃料ガス流路４１には、燃料ガス供給装置４２からの燃料ガスの供給／停止を制御する遮断弁４３、燃料ガスの圧力を検出する圧力センサ４４、燃料ガスの圧力調整を行うレギュレータ４５、燃料電池２０の燃料ガス供給口を開閉する遮断弁４６などが設置される。燃料ガス供給装置４２は、例えば、高圧水素タンク、水素吸蔵合金、改質器などにより構成される。
循環流路５１には、燃料オフガスを排出する遮断弁５２、モータによって駆動される循環ポンプ５５、燃料ガス流路４１の燃料ガスが循環流路５１側に逆流することを防止する逆流阻止弁５６などが設置される。循環ポンプ５５は、制御部８０の制御に基づいてアノードを通過する際に圧力損失を受けた燃料オフガスを圧縮して適度なガス圧まで昇圧させ、燃料ガス流路４１に還流させる。燃料オフガスは、燃料ガス流路４１で燃料ガス供給装置４２から供給される燃料ガスと合流し、燃料電池２０に供給されて再利用される。
循環流路５１には、燃料ガス循環系統から排気された燃料オフガスを希釈器（例えば水素濃度低減装置）６２を介して車外に排気するための排気流路６１が分岐配管される。排気流路６１には排気弁６３が設置されており、排気弁６３が開閉することで、燃料電池２０内の循環を繰り返して不純物濃度が増した燃料オフガスを外部に排出し、新規の燃料ガスを導入して燃料電池の電圧の低下を防止する。また、排気弁６３を開閉し、循環流路５１の内圧に脈動を起こすことで、ガス流路に蓄積した水分を除去することができる。つまり、排気弁６３を開閉することで、燃料ガス供給系統における掃気処理を行うことができる。
一方、燃料電池システム１０の酸化ガス供給系統には、カソードに酸化ガスを供給するための酸化ガス流路７１と、カソードから排気されるカソードオフガスを排気するためのカソードオフガス流路７２が配管される。酸化ガス流路７１には、大気から取り込んだ空気に含まれる粉塵等を除去するエアフィルタ７４、モータによって駆動されるエアコンプレッサ７５などから構成され、圧縮空気を酸化ガスとして酸化ガス流路７１に供給する酸化ガス供給装置７３が設置される。また、酸化ガス供給装置７３の下流に配置された加湿器７６では、燃料電池２０の電池反応で生じた生成水によって高湿潤状態となったカソードオフガスと、大気より取り込んだ低湿潤状態の酸化ガスとの間で水分交換が行われる。カソードの背圧はカソードオフガス流路７２に設置された圧力調整弁７７によってほぼ一定圧に調圧される。カソードオフガス流路７２を流れるカソードオフガスは、例えば気液分離器やマフラなどを経由して車外に排気され、またその一部は希釈器６２に流れ込み、希釈器６２内に滞留する燃料オフガスを混合希釈して車外に排気される。
また、酸化ガス流路７１には、加湿器７６をバイパスするバイパス流路７８が配管される。バイパス流路７８を介して乾燥した空気を燃料電池２０に供給することで、燃料電池２０の内部の流路などに残っている水分を除去することができる。つまり、バイパス流路７８を介して乾燥した空気を燃料電池２０に供給することで、酸化ガス供給系統における掃気処理を行うことができる。
制御部８０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイクロコンピュータとして構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、燃料電池システム１０の各部動作の制御を実行する。制御部８０は、各流路に配置された温度センサＴ、圧力センサＰからのセンサ信号を受け取り、電池運転の状態（例えば、電力負荷）に応じて各モータを駆動して循環ポンプ５５とエアコンプレッサ７５の回転数を調整し、更に、各種の弁の開閉制御又は弁開度の調整などを行う。
本実施形態では、上記のように構成された燃料電池システム１０を搭載した車両が、燃料電池システム１０から供給される電力を利用して走行する際に走行風によって燃料電池２０等の所定部位が凍結することを抑制する。
図３は、本実施形態における制御部８０が走行風に伴う燃料電池２０等の所定部位の凍結を防止するために行う処理手順を示すフローチャートである。制御部８０は、燃料電池２０が発電中で、かつ車両が所定の閾速度Ｖｔ（例えば、Ｖｔ＞０）以上で走行中の場合に、所定の間隔で図３に示す処理手順を実行する。
図３において、制御部８０は、外気温が低温か否かを判定する（Ｓ１００）。より具体的には、制御部８０は、外気温を検知する外気温センサ８６から外気温情報を取得して、その外気温情報に基づいて外気温が所定の閾温度（例えば２℃）以下か否かを判定し、外気温が所定の閾温度以下の場合に、低温と判定する。制御部８０は、外気温が低温の場合（ステップＳ１００での判定結果が、肯定「Ｙ」）、燃料電池システム１０を構成する所定部位の凍結防止処理が必要か否かを判定する（Ｓ１０２）。ここでの判定方法の詳細については後述する。ステップＳ１０４における判定の結果、凍結防止処理が必要であると判定された場合（ステップＳ１０４での判定結果が、肯定「Ｙ」）、制御部８０は、燃料電池システム１０を構成する所定部位の凍結を防止するための凍結防止処理を実行する（Ｓ１０６）。凍結防止処理の具体例についても後述する。一方、外気温が所定の閾温より大きい場合（ステップＳ１００での判定結果が、否定「Ｎ」）、および凍結防止処理が不要と判定された場合（ステップＳ１０４での判定結果が、否定「Ｎ」）、制御部８０は、凍結防止処理を実行せずに処理を終了する。なお、制御部８０が凍結防止処理を実行する場合には、車両を運転するユーザに凍結防止処理中であることを通知するために、例えばダッシュボード上に凍結防止処理中を示すメッセージを表示し、あるいはナビゲーションシステムにおいて利用される画面上に表示してもよい。
また、凍結防止処理を実行中にユーザがイグニションスイッチをオフすることで燃料電池システム１０を停止してしまうと、所定部位に対する凍結防止処理が不十分のためシステム停止後に当該所定部位が凍結するおそれがある。そのため、凍結防止処理を実行中にユーザからのシステム停止要求信号をイグニションスイッチを介して受信した場合、システムを停止すると燃料電池システム１０が凍結するおそれがあることを警告してもよい。さらに、下記に示す凍結防止処理を実行しても依然として所定部位の凍結を抑制することができない場合には、例えば車両の走行を続けると燃料電池システム１０が凍結し、不具合が生じるおそれがあることをユーザに警告してもよい。
以上のように、制御部８０は、燃料電池２０が発電中でかつ車両が所定の閾速度以上で走行中に、必要に応じて凍結防止処理を行うことで、走行風に伴う燃料電池２０等の所定部位の凍結を抑制することができる。発電に伴い熱を発生させる燃料電池２０などの熱源から比較的離れた部位は、低温環境下における走行風によって凍結しやすい。しかし、本実施形態によれば、熱源から離れた所定部位の走行風に伴う凍結を抑制することができる。
ここで、凍結防止処理の必要性の有無の判定方法について説明する。
制御部８０は、燃料電池の発電状態に関する所定の条件を満たす場合に、燃料電池システム１０を構成する所定部位が凍結しているもしくは凍結するおそれがあるため、凍結防止処理が必要であると判定する。以下、燃料電池の発電状態に関する所定の条件の具体例について説明する。
例えば燃料電池２０の電池出力が外気温との関係で予想される基準出力よりも低い場合、燃料電池２０の内部の電解質膜などが凍結し燃料電池システム１０の発電が正常に行われていない可能性がある。よって、制御部８０は、例えば図４に示す参照マップを参照して、電池出力と外気温とをパラメータとして求まる参照マップ上の位置が凍結領域か非凍結領域かを判定して、当該位置が凍結領域に含まれる場合には、凍結防止処理が必要であると判定することができる。なお、電池出力は、燃料電池システム１０に燃料電池２０から出力される電圧を測定する電圧センサと、電流を測定する電流センサと、を設けておき、各センサにより測定された電圧および電流などを用いて測定される。
また、燃料電池２０から排出される冷却水の温度が外気温との関係で予想される基準温度よりも低い場合、燃料電池２０などが凍結している可能性がある。よって、制御部８０は、例えば図５に示す参照マップを参照して、上記と同様に凍結防止処理の必要性の有無を判定することができる。
加えて、車両の走行速度が速いほど走行風の風量が増し、凍結する可能性が高くなる。さらに外気温が低いほど走行風による凍結の可能性が高くなる。また、凍結している場合、燃料電池２０の電池出力は、凍結していない場合に比べて低下する。そのため、燃料電池２０の電池出力が、車速および外気温との関係で予想される基準電池出力よりも低い場合、燃料電池２０などが凍結している可能性がある。そこで、制御部８０は、図６に示すような参照マップを参照して、車速、外気温、電池出力をパラメータとして求まる参照マップ上の位置に基づいて凍結防止処理の必要性の有無を判定することができる。
また、上記の通り、冷却水の温度が外気温との関係で予想される基準温度よりも低い場合、燃料電池２０などが凍結している可能性があり、その凍結の可能性は、車両の走行速度が速いほど高くなる。そこで、制御部８０は、図７に示すような参照マップを参照して、車速、外気温、冷却水の温度をパラメータとして求まる参照マップ上の位置に基づいて凍結防止処理の必要性の有無を判定することができる。
また、エアコンプレッサ７５の出口付近のエア配管内圧力が、予想される基準圧力よりも高い場合、エアコンプレッサ７５より下流側の酸化ガス供給系統上に配置されるバルブ等が凍結している可能性がある。そこで、制御部８０は、エア配管内圧力が基準圧力より高い場合、凍結防止処理が必要であると判定してもよい。
さらに、エアコンプレッサ７５により圧縮されて温度上昇した空気が、バルブ等の凍結による配管内の流路抵抗の増加によりエアコンプレッサ７５から送り出されにくくなり、再度圧縮されることでさらなる温度上昇を引き起こす場合がある。よって、エアコンプレッサ７５の出口付近におけるエア配管内の温度（以下、エア出口温度と称す）が、エアコンプレッサ７５の回転数および外気温との関係で予想される基準温度よりも高い場合、上記と同様にバルブ等が凍結している可能性がある。そこで、制御部８０は、図８に示すような参照マップを参照して、エアコンプレッサ７５のエア出口温度とエアコンプレッサ７５の回転数と外気温とをパラメータとして求まる参照マップ上の位置に基づいて凍結防止処理の必要性の有無を判定することができる。
また、バルブ等の凍結によりエアコンプレッサ７５から空気が送り出されにくくなると配管内の流路抵抗が増加するため、エアコンプレッサ７５を駆動する駆動モータの出力が通常よりも増加する。よって、当該駆動モータの出力がエアコンプレッサ７５の回転数との関係で予想される基準出力よりも高い場合、バルブ等が凍結している可能性がある。そこで、制御部８０は、図９に示すような参照マップを参照して、エアコンプレッサ７５を駆動する駆動モータとエアコンプレッサ７５の回転数と外気温とをパラメータとして求まる参照マップ上の位置に基づいて凍結防止処理の必要性の有無を判定することができる。
同様に、バルブ等が凍結するとエアコンプレッサ７５を駆動する駆動モータの出力増加に伴い駆動モータの温度が通常よりも上昇する。そこで、制御部８０は、図１０に示すような参照マップを参照して、エアコンプレッサ７５を駆動する駆動モータの温度とエアコンプレッサ７５の回転数と外気温とをパラメータとして求まる参照マップ上の位置に基づいて凍結防止処理の必要性の有無を判定することができる。
加えて、図１１に示すように、燃料電池システム１０を構成する各流路に配置される各種バルブが凍結すると、バルブの開閉が正常に行えず、バルブの出口付近における配管内圧力が予想される基準圧力まで上昇しない場合がある。そこで、制御部８０は、バルブの開閉に伴って上昇したバルブ出口付近の配管内圧力が予想される基準圧力に達しているか否かを判定して、基準圧力に達していない場合に凍結防止処理が必要であると判定してもよい。
また、燃料ガス供給系統における循環流路５１に配置されたバルブが凍結すると、循環流路５１の配管内圧力（例えば、圧力センサＰ５７）が低下する場合がある。そこで、制御部８０は、循環流路５１の配管内圧力が所定の基準圧力より低い場合に、凍結防止処理が必要であると判定してもよい。
さらに、燃料ガス供給系統における循環流路５１に配置されたバルブが凍結すると、配管内の窒素濃度が高くなる場合がある。そこで、制御部８０は、配管内の窒素濃度が所定の基準濃度より高い場合に、凍結防止処理が必要であると判定してもよい。なお、配管内の窒素濃度は、例えば水素と窒素の圧力損失の違いを利用して推定することができる。水素と窒素では密度、粘度の違いによって圧力損失が４倍程度異なるため、燃料電池２０内における燃料ガス中の窒素濃度が上昇すると、燃料電池２０に燃料ガスを供給するための入口付近の圧力と、出口付近の圧力との圧力差は増加することになる。そこで、制御部８０は、当該入り口付近に設けた圧力センサにより測定された圧力と、当該出口付近に設けた圧力センサにより測定された圧力との圧力差を検出することで窒素濃度を推定することができる。
加えて、燃料ガス供給系統の例えば循環流路５１に配置されたバルブが凍結すると、凍結したバルブからの水素漏れなどにより、水素の消費量が増加する場合がある。そこで、制御部８０は、図１２に示すような参照マップを参照して、燃料電池２０の電池出力と水素の消費量とをパラメータとして求まる参照マップ上の位置に基づいて凍結防止処理の必要性の有無を判定することができる。なお、酸素ガス供給系統に配置されたバルブが凍結した場合には、酸素の消費量が増加する場合がある。そこで、制御部８０は、電池出力との関係で予想される酸素の基準消費量よりも酸素の消費量が多い場合に、凍結防止処理が必要であると判定してもよい。
また、燃料ガス供給系統における循環流路５１に配置されたバルブが凍結すると、循環流路５１の配管内の温度が燃料電池２０から排出される冷却水の温度との関係で予想される基準温度より低くなる場合がある。そこで、制御部８０は、図１３に示すような参照マップを参照して、燃料電池２０から排出される冷却水の温度と循環流路５１の配管内の温度とをパラメータとして求まる参照マップ上の位置に基づいて凍結防止処理の必要性の有無を判定することができる。
以上説明した判定方法を少なくとも一つ利用することで、制御部８０は、凍結防止処理の必要性の有無を判定することができる。
続いて、凍結防止処理について説明する。
制御部８０は、例えば、燃料電池２０を低効率運転することで燃料電池２０の発熱を促進し、その発熱により燃料電池２０等の凍結を抑制する。なお、燃料電池２０の低効率運転は、例えば、燃料電池２０の要求発電量に対して通常運転時に必要な酸素量より燃料電池２０へ供給する酸素量を少なくすることで実現することができる。
また、冷却水を循環させる冷却路３１にヒーターを設けておき、燃料電池２０が発電した電力によりそのヒーターを動作させ、冷却水を加熱し、加熱された冷却水により燃料電池２０を加温し、凍結を抑制する。これにより、燃料電池２０の出力増加に伴う発熱および冷却水の加熱により、燃料電池２０等の凍結を抑制することができる。
また、上記の通り、エアコンプレッサ７５により圧縮されて温度上昇した空気がエアコンプレッサ７５から送り出されにくくなると、その空気がエアコンプレッサ７５により再度圧縮されることでさらなる温度上昇を引き起こす。そこで、エアコンプレッサ７５のエア出口近傍に例えばモータによって駆動するバタフライ式バルブを配置しておく。このバルブを絞ることで、配管内の流路抵抗が増し、エアコンプレッサ７５により圧縮されて温度上昇した空気をエアコンプレッサ７５から送り出しにくくし、エアコンプレッサ７５から出力される空気の温度をさらに上昇させることができる。この空気の温度上昇により酸素ガス供給系統に配置されたバルブ等の凍結を抑制することができる。よって、制御部８０は、エアコンプレッサ７５のエア出口近傍に設けられたバタフライ式バルブを絞ることで凍結防止処理を行うことができる。なお、循環ポンプ５５の水素出口近傍に上記のようなバタフライ式バルブを設けて、そのバルブの絞りを調整することで、燃料ガス供給系統に配置されたバルブ等の凍結を抑制することができる。また、冷却水用のポンプ３５の場合も同様である。
さらに、エアコンプレッサ７５や循環ポンプ５５や冷却水用のポンプ３５などの各ポンプのポンプ回転数を通常よりも増加させることでも、バタフライ式バルブを絞った場合と同様に、配管内の流路抵抗を増加させることができる。よって、制御部８０は、各ポンプのポンプ回転数を増加させることで、各系統に配置されたバルブ等の凍結を抑制することができる。
以上、本実施形態によれば、制御部８０は、燃料電池２０が発電中でかつ車両が所定の閾速度以上で走行中に、上記のような燃料電池の発電状態に関する所定の条件を満たす場合に凍結防止処理が必要であると判定して、同じく上記に示すような凍結防止処理を行う。これにより走行風に伴う燃料電池２０等の所定部位の凍結を抑制することができる。
本実施形態における燃料電池システムの概略構成を示す図である。 本実施形態における燃料電池システムの配管系統を中心とするシステム構成を示す図である。 本実施形態における制御部が走行風に伴う燃料電池等の所定部位の凍結を防止するために行う処理手順を示すフローチャートである。 制御部が凍結防止処理の必要性の有無を判定する際に参照する、電池出力および外気温をパラメータとした参照マップの一例を示す図である。 制御部が凍結防止処理の必要性の有無を判定する際に参照する、冷却水温度および外気温をパラメータとした参照マップの一例を示す図である。 制御部が凍結防止処理の必要性の有無を判定する際に参照する、電池出力、車速、外気温をパラメータとした参照マップの一例を示す図である。 制御部が凍結防止処理の必要性の有無を判定する際に参照する、冷却水温度、車速、外気温をパラメータとした参照マップの一例を示す図である。 制御部が凍結防止処理の必要性の有無を判定する際に参照する、エアコンプレッサのエア出口付近の温度、エアコンプレッサの回転数、外気温をパラメータとした参照マップの一例を示す図である。 制御部が凍結防止処理の必要性の有無を判定する際に参照する、エアコンプレッサを駆動するモータの出力、エアコンプレッサの回転数、外気温をパラメータとした参照マップの一例を示す図である。 制御部が凍結防止処理の必要性の有無を判定する際に参照する、エアコンプレッサを駆動するモータの温度、エアコンプレッサの回転数、外気温をパラメータとした参照マップの一例を示す図である。 バルブの凍結によってバルブの出口付近における配管内圧力が低下することについて説明するための図である。 制御部が凍結防止処理の必要性の有無を判定する際に参照する、水素消費量と電池出力とをパラメータとした参照マップの一例を示す図である。 制御部が凍結防止処理の必要性の有無を判定する際に参照する、循環流路の配管内の温度および冷却水温度とをパラメータとした参照マップの一例を示す図である。
符号の説明
１０ 燃料電池システム、２０ 燃料電池、３１ 冷却路、３３ ラジエタ、３４ バルブ、３５ ポンプ、４１ 燃料ガス流路、４２ 燃料ガス供給装置、４３ 遮断弁、４４ 圧力センサ、４５ レギュレータ、４６ 遮断弁、５１ 循環流路、５２ 遮断弁、５５ 循環ポンプ、５６ 逆流阻止弁、６１ 排気流路、６２ 希釈器、６３ 排気弁、７１ 酸化ガス流路、７２ カソードオフガス流路、７３ 酸化ガス供給装置、７４ エアフィルタ、７５ エアコンプレッサ、７６ 加湿器、７７ 圧力調整弁、７８ バイパス流路、８０ 制御部、８２ イグニションスイッチ、８４ アクセルセンサ、８６ 外気温センサ、Ｐ 圧力センサ、Ｔ 温度センサ。

Claims (14)

  1. 車両に搭載され、燃料ガスおよび酸化ガスを燃料として発電を行う燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、
    凍結防止処理を行う凍結防止処理手段と、
    前記車両の速度が所定の閾速度以上で、かつ前記燃料電池の発電状態に関する物理量に基づき定まる所定の条件を満たした場合、前記燃料電池が発電を行っていたとしても前記凍結防止処理を行う必要があると判定して、前記凍結防止処理を実行させるように前記凍結防止処理手段を制御する制御手段と、
    を備えることを特徴とする燃料電池システム。
  2. 請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記所定の条件は、外気温および前記燃料電池の出力とに基づき定まる条件であることを特徴とする燃料電池システム。
  3. 請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記所定の条件は、外気温および前記燃料電池の温度とに基づき定まる条件であることを特徴とする燃料電池システム。
  4. 請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記所定の条件は、外気温および前記燃料電池を冷却する冷却水の温度とに基づき定まる条件であることを特徴とする燃料電池システム。
  5. 請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記所定の条件は、前記燃料電池の出力および前記燃料電池の発電の際に消費される燃料ガス量もしくは酸化ガス量に基づき定まる条件であることを特徴とする燃料電池システム。
  6. 請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記所定の条件は、燃料ガスが通る配管内の窒素濃度に基づき定まる条件であることを特徴とする燃料電池システム。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１つに記載の燃料電池システムにおいて、
    前記凍結防止処理手段は、
    燃料ガスもしくは酸化ガスが通る配管内の流路抵抗を増加させることで、凍結防止処理を行う、
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  8. 請求項７に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記凍結防止処理手段は、
    前記配管内に設けられ燃料ガスもしくは酸化ガスの流路制御を行うポンプの回転数を増加させることで、前記配管内の流路抵抗を増加させる、
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  9. 請求項７に記載の燃料電池システムにおいて、
    前記凍結防止処理手段は、
    燃料ガスもしくは酸化ガスの流路制御を行うポンプの出口付近の配管に設けられるバルブの開閉量を調整することで、前記ポンプから送り出される燃料ガスもしくは酸化ガスの量を制限し、前記配管内の流路抵抗を増加させる、
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  10. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の燃料電池システムにおいて、
    前記凍結防止処理手段は、
    前記燃料電池に供給する燃料ガスもしくは酸化ガスの量を制限することで、凍結防止処理を行う、
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  11. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の燃料電池システムにおいて、
    前記凍結防止処理手段は、
    前記燃料電池の発電電力を増加させることで、凍結防止処理を行う、
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  12. 請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の燃料電池システムにおいて、
    前記制御手段は、前記凍結防止処理手段が凍結防止処理を実行中であるときは、前記凍結防止処理手段が凍結防止処理を実行中であることを示す情報を出力することを特徴とする燃料電池システム。
  13. 請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の燃料電池システムにおいて、
    前記制御手段は、前記凍結防止処理手段が凍結防止処理を実行中にシステム停止要求を受けた場合、所定の警告を出力することを特徴とする燃料電池システム。
  14. 請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の燃料電池システムと、当該燃料電池システムから供給される電力によって駆動する駆動源とを搭載する車両。
JP2006115268A 2006-04-19 2006-04-19 燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載する車両 Expired - Fee Related JP5168814B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006115268A JP5168814B2 (ja) 2006-04-19 2006-04-19 燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載する車両
EP07740774A EP2012385B1 (en) 2006-04-19 2007-03-27 Fuel cell system and vehicle mounted with fuel cell system
CN2007800138715A CN101427411B (zh) 2006-04-19 2007-03-27 燃料电池系统和安装有燃料电池系统的车辆
US12/087,313 US8048578B2 (en) 2006-04-19 2007-03-27 Fuel cell system and vehicle mounted with fuel cell system
PCT/JP2007/057338 WO2007122979A1 (ja) 2006-04-19 2007-03-27 燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載する車両
DE602007014197T DE602007014197D1 (de) 2006-04-19 2007-03-27 Brennstoffzellensystem und fahrzeug mit dem brennstoffzellensystem
KR1020087028135A KR101082080B1 (ko) 2006-04-19 2007-03-27 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템이 탑재된 차량

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006115268A JP5168814B2 (ja) 2006-04-19 2006-04-19 燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載する車両

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007287540A true JP2007287540A (ja) 2007-11-01
JP5168814B2 JP5168814B2 (ja) 2013-03-27

Family

ID=38624887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006115268A Expired - Fee Related JP5168814B2 (ja) 2006-04-19 2006-04-19 燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載する車両

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8048578B2 (ja)
EP (1) EP2012385B1 (ja)
JP (1) JP5168814B2 (ja)
KR (1) KR101082080B1 (ja)
CN (1) CN101427411B (ja)
DE (1) DE602007014197D1 (ja)
WO (1) WO2007122979A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009127633A (ja) * 2007-11-19 2009-06-11 Nissan Motor Co Ltd 開閉弁、燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
CN112428886A (zh) * 2020-12-07 2021-03-02 一汽解放汽车有限公司 燃料电池商用车的整车冷却系统
US11502318B2 (en) 2020-05-11 2022-11-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and method of controlling fuel cell system

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4530176B2 (ja) * 2006-10-26 2010-08-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
JP4591896B2 (ja) * 2007-11-27 2010-12-01 本田技研工業株式会社 燃料電池電源システムが搭載された車両
DE102021200148A1 (de) * 2021-01-11 2022-07-14 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brennstoffzellensystem mit Vereisungsschutz
DE102022124127A1 (de) * 2022-09-20 2024-03-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung eines Vol.%-Anteils an Wasserstoff in einem Brennstoffzellensystem und Brennstoffzellensystem

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007012556A (ja) * 2005-07-04 2007-01-18 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001351652A (ja) * 2000-06-02 2001-12-21 Yamaha Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP3913465B2 (ja) * 2000-12-14 2007-05-09 三洋電機株式会社 燃料電池システム
JP2002313388A (ja) * 2001-04-10 2002-10-25 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の制御方法と燃料電池電気車両
US7040430B2 (en) 2002-02-21 2006-05-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cogeneration vehicle system utilizing a fuel cell car and a mobile unit as a component of the system
JP2003317787A (ja) * 2002-02-21 2003-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池車を用いたコジェネレーション車両システム及びそのシステムを構成する移動体
JP2003257441A (ja) 2002-03-01 2003-09-12 Honda Motor Co Ltd 燃料電池式電気自動車
JP3696568B2 (ja) * 2002-04-08 2005-09-21 本田技研工業株式会社 ガス燃料車両の燃料ガス充填部構造
JP4140294B2 (ja) * 2002-07-05 2008-08-27 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP4007105B2 (ja) 2002-07-22 2007-11-14 日産自動車株式会社 車両搭載用燃料電池システム
JP2004153947A (ja) 2002-10-31 2004-05-27 Toyota Motor Corp 動力出力装置および電源装置
US7112379B2 (en) 2003-05-05 2006-09-26 Utc Fuel Cells, Llc Vacuum assisted startup of a fuel cell at sub-freezing temperature
JP4654569B2 (ja) 2003-06-23 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびその制御方法
JP2005251576A (ja) 2004-03-04 2005-09-15 Toyota Motor Corp 燃料電池システムおよびこれを搭載する移動体
JP4993240B2 (ja) * 2004-03-17 2012-08-08 トヨタ自動車株式会社 制御装置
JP4161941B2 (ja) 2004-06-16 2008-10-08 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池車輌の表示装置
JP2006290033A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Toyota Motor Corp 車載燃料電池システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007012556A (ja) * 2005-07-04 2007-01-18 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009127633A (ja) * 2007-11-19 2009-06-11 Nissan Motor Co Ltd 開閉弁、燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
US11502318B2 (en) 2020-05-11 2022-11-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and method of controlling fuel cell system
CN112428886A (zh) * 2020-12-07 2021-03-02 一汽解放汽车有限公司 燃料电池商用车的整车冷却系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20090004518A1 (en) 2009-01-01
KR20090005191A (ko) 2009-01-12
CN101427411A (zh) 2009-05-06
EP2012385A4 (en) 2009-09-09
WO2007122979A1 (ja) 2007-11-01
CN101427411B (zh) 2011-07-20
JP5168814B2 (ja) 2013-03-27
DE602007014197D1 (de) 2011-06-09
EP2012385B1 (en) 2011-04-27
US8048578B2 (en) 2011-11-01
EP2012385A1 (en) 2009-01-07
KR101082080B1 (ko) 2011-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4735642B2 (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
US7455920B2 (en) Fuel cell system
JP5273415B2 (ja) 燃料電池システム及び燃料電池システムにおける始動時制御方法
US20160380282A1 (en) Fuel cell system
JP5038646B2 (ja) 燃料電池自動車
JP2007035389A (ja) 燃料電池システムおよびその制御方法
JP5168814B2 (ja) 燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載する車両
JP2009099341A (ja) 燃料電池システム
US20090053566A1 (en) Fuel Cell System
KR101078794B1 (ko) 연료전지시스템 및 상기 연료전지시스템의 순환비산출방법
JP2007220355A (ja) 燃料電池システムと燃料電池の低温起動方法
JP5083603B2 (ja) 燃料電池システム
JP2007305334A (ja) 燃料電池システム
JP2009054427A (ja) 燃料電池システム
JP7200953B2 (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP5065655B2 (ja) 燃料電池システム
JP5060105B2 (ja) 燃料電池システム
JP2006278209A (ja) 燃料電池システム
JP2005317224A (ja) 燃料電池システムおよびその掃気方法
JP2007311270A (ja) 燃料電池システム、および燃料電池システムを搭載した車両
JP2007305519A (ja) 燃料電池システム
JP2019091594A (ja) 燃料電池システム
JP4814508B2 (ja) 燃料電池システム
JP2008181741A (ja) 燃料電池システムおよび燃料電池の運転方法
JP2008277075A (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120424

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120622

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121217

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5168814

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160111

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees