JP2011243537A - Refrigerant circuit adjusting device and refrigerant circuit adjusting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池を備える燃料電池搭載装置に設けられる冷媒回路調整装置および冷媒回路調整方法に関する。 The present invention relates to a refrigerant circuit adjusting device and a refrigerant circuit adjusting method provided in a fuel cell mounting device including a fuel cell.
従来、燃料電池を搭載した車両において、燃料電池の廃熱を車室内の温度調節の熱源に利用する技術が知られている。詳しくは、燃料電池が途中に配置された冷却液循環路(以下、「燃料電池側冷却液循環路」と呼ぶ)と、ヒータコアが途中に配置された冷却液循環路(以下、「空調側冷却液循環路」と呼ぶ)とを連携することにより、燃料電池から排出された冷却液をヒータコアに供給し、ヒータコアにより温度調節された空気を車室内に供給する(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle equipped with a fuel cell, a technique for using waste heat of the fuel cell as a heat source for temperature adjustment in the passenger compartment is known. Specifically, a coolant circulation path (hereinafter referred to as “fuel cell side coolant circulation path”) in which the fuel cell is disposed in the middle and a coolant circulation path (hereinafter referred to as “air conditioning side cooling in which the heater core is disposed in the middle). In this way, the coolant discharged from the fuel cell is supplied to the heater core, and the air whose temperature is adjusted by the heater core is supplied to the vehicle interior (for example, Patent Document 1).
なお、特許文献1には、燃料電池の間欠運転時に、燃料電池側冷却液循環路に含まれるポンプにより、空調側冷却液循環路に含まれるポンプの負荷を軽減させることが記載されている。 Patent Document 1 describes that, during intermittent operation of the fuel cell, a pump included in the fuel cell side coolant circulation path reduces the load on the pump included in the air conditioning side coolant circulation path.
前記従来の技術においては、燃料電池側冷却液循環路および空調側冷却液循環路は、切り離されて個別に動作させる場合も多いが、この場合に、空調側冷却液循環路に含まれるポンプが故障して空調側冷却液循環路の流れが悪くなったとき、ヒータコアに熱を供給することができず、暖房のききが悪くなる。一方、燃料電池側冷却液循環路に含まれるポンプが故障して燃料電池側冷却液循環路の流れが悪くなったときに、燃料電池を冷却することができない。このように、ポンプが故障した場合に、故障したポンプを含む冷却液循環路において冷媒の流れが悪くなるという問題が発生した。 In the prior art, the fuel cell side coolant circulation path and the air conditioning side coolant circulation path are often separated and operated individually, but in this case, the pump included in the air conditioning side coolant circulation path is When a failure occurs and the flow of the air-conditioning-side coolant circulation path becomes poor, heat cannot be supplied to the heater core, resulting in poor heating. On the other hand, when a pump included in the fuel cell side coolant circulation path breaks down and the flow in the fuel cell side coolant circulation path becomes worse, the fuel cell cannot be cooled. Thus, when the pump has failed, there has been a problem that the flow of refrigerant deteriorates in the coolant circulation path including the failed pump.
本発明は、ポンプが故障した場合に、故障したポンプを含む冷却液循環路において冷媒の流れの悪化を抑制することを目的とする。 An object of this invention is to suppress the deterioration of the flow of a refrigerant | coolant in the cooling fluid circulation path containing the failed pump when a pump fails.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態または適用例として実現することが可能である。 The present invention can be realized as the following forms or application examples in order to solve at least a part of the above-described problems.
[適用例1] 燃料電池を備える燃料電池搭載装置に設けられる冷媒回路調整装置であって、冷媒の循環回路であって、前記燃料電池と第1のウォーターポンプとが配置される第1循環回路と、冷媒の循環回路であって、ヒータコアと第2のウォーターポンプとが配置される第2循環回路と、前記第1循環回路と前記第2循環回路とを連携することで前記燃料電池の廃熱を前記ヒータコアに伝達しうる連携状態と、前記第1循環回路と前記第2循環回路とを切り離すことで前記燃料電池の廃熱が前記ヒータコアに伝達しない独立状態との間で、冷媒回路の切り換えを行う回路切換部と、前記燃料電池の温度に応じて前記回路切換部を制御する回路切換制御部と、前記第1および第2のウォーターポンプのいずれか一方が故障したことを検出する故障検出部と、前記故障検出部により故障が検出されたときに、前記回路切換部を制御して冷媒回路を前記連携状態に切り換える故障時制御部とを備える冷媒回路調整装置。 Application Example 1 A refrigerant circuit adjusting device provided in a fuel cell mounting device including a fuel cell, which is a refrigerant circulation circuit, in which the fuel cell and the first water pump are arranged. And a refrigerant circulation circuit, a second circulation circuit in which a heater core and a second water pump are arranged, and the first circulation circuit and the second circulation circuit in cooperation with each other, thereby disposing of the fuel cell. Between the cooperative state in which heat can be transmitted to the heater core and the independent state in which waste heat of the fuel cell is not transmitted to the heater core by separating the first circulation circuit and the second circulation circuit. A circuit switching unit that performs switching, a circuit switching control unit that controls the circuit switching unit according to the temperature of the fuel cell, and that one of the first and second water pumps is detected to have failed. A fault detection unit, the fault when a fault by the detection unit is detected, the refrigerant circuit adjusting device and a failure-time control unit for switching the refrigerant circuit by controlling the circuit switching unit in the coordination state.
適用例1に記載の冷媒回路調整装置によれば、燃料電池の温度に応じて、連携状態か独立状態かの切り換えがなされる。さらに、第1および第2のウォーターポンプのいずれか一方が故障したときに、連携状態に強制的に切り換えられる。このために、第1および第2のウォーターポンプのいずれか一方が故障した場合に、他方側のウォーターポンプの働きにより、故障したウォーターポンプを含む循環回路において冷媒の流れを高めることができる。したがって、故障したポンプを含む冷却液循環路において、冷媒の流れが悪化することを防止することができる。すなわち、故障検出部が、第1のウォーターポンプが故障したことを検出する構成である場合に、第1循環回路において冷媒の流れが悪化することを防止することができ、この結果、燃料電池を冷却することができなくなることを防止することができる。また、故障検出部が、第2のウォーターポンプが故障したことを検出する構成である場合に、第2循環回路において冷媒の流れが悪化することを防止することができ、この結果、ヒータコアに熱を供給することができなって暖房のききが悪化することを防止することができる。 According to the refrigerant circuit adjustment device described in Application Example 1, switching between the linked state and the independent state is performed according to the temperature of the fuel cell. Further, when either one of the first and second water pumps fails, it is forcibly switched to the linked state. For this reason, when one of the first and second water pumps fails, the flow of the refrigerant can be increased in the circulation circuit including the failed water pump by the action of the water pump on the other side. Therefore, it is possible to prevent the refrigerant flow from deteriorating in the coolant circulation path including the failed pump. That is, when the failure detection unit is configured to detect that the first water pump has failed, it is possible to prevent the refrigerant flow from deteriorating in the first circulation circuit. It is possible to prevent the cooling from becoming impossible. In addition, when the failure detection unit is configured to detect that the second water pump has failed, it is possible to prevent the refrigerant flow from deteriorating in the second circulation circuit. It is possible to prevent heating from becoming worse due to the fact that it can be supplied.
[適用例2] 適用例1に記載の冷媒回路調整装置であって、前記故障時制御部は、前記故障検出部により故障が検出されたときに、前記第1および第2のウォーターポンプのうちで故障が検出されていない側のウォーターポンプの吐出量を増大させる吐出量増大部を備える冷媒回路調整装置。 [Application Example 2] In the refrigerant circuit adjustment device according to Application Example 1, the failure-time control unit may include the first and second water pumps when a failure is detected by the failure detection unit. A refrigerant circuit adjustment device comprising a discharge amount increasing unit that increases the discharge amount of the water pump on the side where no failure is detected.
故障が検出されていない側のウォーターポンプの吐出量によって、第1および第2循環回路の双方の循環を担うために、適用例2の構成とすることで、より確実に、冷媒を循環させることができる。 In order to carry out circulation of both the first and second circulation circuits according to the discharge amount of the water pump on the side where no failure is detected, the configuration of the application example 2 makes it possible to circulate the refrigerant more reliably. Can do.
[適用例3] 適用例2に記載の冷媒回路調整装置であって、前記故障時制御部は、前記吐出量増大部により前記吐出量の増大を行ったときに、前記燃料電池の運転状態を変化させて前記燃料電池の温度を上昇させる燃料電池温度制御部を、さらに備える冷媒回路調整装置。 Application Example 3 In the refrigerant circuit adjustment device according to Application Example 2, the failure time control unit may change an operation state of the fuel cell when the discharge amount is increased by the discharge amount increase unit. A refrigerant circuit adjustment device further comprising a fuel cell temperature control unit that changes and raises the temperature of the fuel cell.
吐出量増大部により、故障が検出されていない側のウォーターポンプの吐出量を増大させたことで、熱量の持ち出し量が増加するが、適用例3の構成とすることで、第1および第2循環回路内を流れる冷媒の温度の低下を抑えることができる。 By increasing the discharge amount of the water pump on the side where no failure is detected by the discharge amount increasing unit, the amount of heat taken out increases, but the configuration of the application example 3 makes the first and second A decrease in the temperature of the refrigerant flowing in the circulation circuit can be suppressed.
[適用例4] 適用例2に記載の冷媒回路調整装置であって、前記故障時制御部は、前記吐出量増大部により前記吐出量の増大を行ったときに、前記ヒータコアを用いた暖房で利用する冷媒の熱量を減少させる暖房低下部を、さらに備える冷媒回路調整装置。 Application Example 4 In the refrigerant circuit adjustment device according to Application Example 2, the failure time control unit performs heating using the heater core when the discharge amount is increased by the discharge amount increasing unit. The refrigerant circuit adjustment apparatus further provided with the heating reduction part which reduces the calorie | heat amount of the refrigerant | coolant to utilize.
吐出量増大部により、故障が検出されていない側のウォーターポンプの吐出量を増大させたことで、熱量の持ち出し量が増加するが、適用例4の構成とすることで、第1および第2循環回路内を流れる冷媒の温度の低下を抑えることができる。 By increasing the discharge amount of the water pump on the side where no failure has been detected by the discharge amount increasing unit, the amount of heat taken out increases. A decrease in the temperature of the refrigerant flowing in the circulation circuit can be suppressed.
[適用例5] 冷媒の循環回路であって、燃料電池と第1のウォーターポンプとが配置される第1循環回路と、冷媒の循環回路であって、ヒータコアと第2のウォーターポンプとが配置される第2循環回路と、前記第1循環回路と前記第2循環回路とを連携することで前記燃料電池の廃熱を前記ヒータコアに伝達しうる連携状態と、前記第1循環回路と前記第2循環回路とを切り離すことで前記燃料電池の廃熱が前記ヒータコアに伝達しない独立状態との間で、冷媒回路の切り換えを行う回路切換部とを備える燃料電池搭載装置における冷媒回路調整方法であって、前記燃料電池の温度に応じて前記回路切換部を制御し、前記第1および第2のウォーターポンプのいずれか一方が故障したことを検出し、前記故障が検出されたときに、前記回路切換部を制御して冷媒回路を前記連携状態に切り換える、冷媒回路調整方法。 Application Example 5 A refrigerant circulation circuit, in which a fuel cell and a first water pump are arranged, and a refrigerant circulation circuit, in which a heater core and a second water pump are arranged The second circulation circuit, the first circulation circuit, and the second circulation circuit that cooperate to transmit waste heat of the fuel cell to the heater core, the first circulation circuit, and the first circulation circuit. 2. A refrigerant circuit adjustment method in a fuel cell mounting apparatus, comprising: a circuit switching unit that switches a refrigerant circuit between an independent state in which waste heat of the fuel cell is not transmitted to the heater core by separating the two circulation circuits. And controlling the circuit switching unit in accordance with the temperature of the fuel cell to detect that one of the first and second water pumps has failed, and when the failure is detected, Controls switching unit switching the refrigerant circuit to the coordination state, the refrigerant circuit adjustment method.
適用例5に記載の冷媒回路調整方法によれば、適用例1に記載の冷媒回路調整装置と同様に、故障したポンプを含む冷却液循環路において、冷媒の流れが悪化することを防止することができる。 According to the refrigerant circuit adjustment method described in Application Example 5, similarly to the refrigerant circuit adjustment device described in Application Example 1, it is possible to prevent the refrigerant flow from deteriorating in the coolant circulation path including the failed pump. Can do.
さらに、本発明は、上記適用例1ないし5以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、本発明の冷媒回路調整装置を車両以外の移動体や定置用装置に設けた形態で実現することが可能である。 Furthermore, the present invention can be realized in various forms other than the above application examples 1 to 5. For example, the refrigerant circuit adjustment apparatus of the present invention is realized in a form provided in a moving body or a stationary apparatus other than a vehicle. Is possible.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、実施例に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
A.第1実施例:
A1.ハードウェア構成:
図1は、本発明の第1実施例の冷媒回路調整装置としての空調システム10の構成を示す説明図である。この空調システム10は、燃料電池により得られた電力を駆動用電力として用いる電気自動車に搭載されて用いられる。空調システム10は、燃料電池(以下「FCとも呼ぶ)スタック20と、第1循環回路C1と、第2循環回路C2と、2つの循環回路C1,C2を接続させる2つの冷媒流路(以下、「循環回路接続用冷媒流路」と呼ぶ)65,69と、空調機構50と、制御ユニット100とを備えている。
A. First embodiment:
A1. Hardware configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an
燃料電池スタック20は、固体高分子電解質型の燃料電池であり、膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)を有する単セルが複数積層された構成を備えている。燃料電池スタック20には、図示しない水素ガスタンクから、燃料ガスとしての水素ガスが燃料ガス流路22を介して供給される。また、燃料電池スタック20には、図示しないエアーコンプレッサにより、酸化剤ガスとしての空気(エアー)が酸化剤ガス流路24を介して供給される。燃料電池スタック20には、上述した燃料ガスおよび酸化剤ガスに加えて、冷却媒体(以下、単に「冷媒」とも呼ぶ)が供給され、発電に伴い昇温した各単セルが冷媒によって冷却される。本実施例では、冷媒として水にエチレングリコールなどを添加した不凍液を用いるものとするが、不凍液に換えて、純水等の任意の冷却水を利用することもできる。また、冷却水に換えて二酸化炭素などの気体を冷媒としてもよい。
The
燃料電池スタック20には、負荷が電気的に接続されており、燃料電池スタック20における電気化学反応により生じた電力が負荷に供給される。ここで、負荷とは、例えば、図示しない電気自動車の駆動用モータ、後述する2つの電動ファン31,52、電気ヒータ55、および2つのウォーターポンプ(以下、単に「ポンプ」と呼ぶ)32,54等を意味する。
A load is electrically connected to the
第1循環回路C1は、燃料電池スタック20を冷却するための冷媒の環状の流路である。この第1循環回路C1に、前述した燃料電池スタック20と、ラジエータ30と、第1ポンプ32とが、この順に配置されている。第1循環回路C1には、ラジエータ30をバイパスするバイパス流路34が設けられている。第1循環回路C1におけるラジエータ30の流出口と第1ポンプ32の流入口とを結ぶ流路とバイパス流路34との接続部に、第1三方弁33が設けられている。すなわち、バイパス流路34の一方端34aは、第1循環回路C1における燃料電池スタック20の流出口とラジエータ30の流入口とを結ぶ流路の途中に接続され、バイパス流路34の他方端34bは、第1三方弁33に接続される。
The first circulation circuit C <b> 1 is an annular flow path for the refrigerant for cooling the
第1三方弁33は、電磁弁であり、弁の開度を調整することにより、ラジエータ30の流出口側から第1ポンプ32の流入口側へ流通する冷媒と、バイパス流路34から第1ポンプ32の流入口側へ流通する冷媒との流量比を調整する。
The first three-
ラジエータ30の近傍には、第1電動ファン31が配置されている。ラジエータ30は、第1循環回路C1において燃料電池スタック20から送られてくる冷媒を、第1電動ファン31からの風により冷却し、冷媒の熱を車外へと放出する。バイパス流路34は、前述したようにラジエータ30をバイパスする流路であることから、バイパス流路34を通過する冷媒の放熱量は、第1循環回路C1を通過する冷媒の放熱量に比べて少ない。
A first
第1ポンプ32は、第1三方弁33から送られてきた冷媒を燃料電池スタック20へと送出する。図1において、太い実線の矢印は、冷媒の流れを示している。図1の例では、冷媒は、第1循環回路C1において、燃料電池スタック20とラジエータ30との間で循環している。なお、図2に示すように、空調システム10では、冷媒がラジエータ30に流入せず、燃料電池スタック20とバイパス流路34との間で循環している場合もある。図1の冷媒の流れと図2の冷媒の流れとは、第1三方弁33を制御することで切り換えることができる。
The
第2循環回路C2は、空調機構50に用いられる冷媒の環状の流路である。第2循環回路C2には、第2ポンプ54と、電気ヒータ55と、ヒータコア51とが、この順に接続されている。ヒータコア51は、空調機構50に含まれる暖房用熱交換器である。なお、この第2循環回路C2側に設けられた第2ポンプ54を「空調側ポンプ」と呼ぶ。第1循環回路C1側に設けられた第1ポンプ32は、「燃料電池側ポンプ」と呼ぶ。
The second circulation circuit C <b> 2 is an annular flow path for the refrigerant used in the
第2循環回路C2における空調側ポンプ54の上流側には、第2三方弁58が配置されている。第2三方弁58における第2循環回路C2以外の接続端58aは、一方の循環回路接続用冷媒流路69と接続されている。第2循環回路C2におけるヒータコア51の流出口と第2三方弁58の流入口とを結ぶ流路の途中59は、他方の循環回路接続用冷媒流路65と接続されている。各循環回路接続用冷媒流路65、69の他方端65a、69aは、第1循環回路C1における、燃料電池スタック20の流出口と、バイパス流路34の一方端34aとの間の流路部分に接続されている。循環回路接続用冷媒流路69の他方端69aは、循環回路接続用冷媒流路65の他方端65aよりも上流側にあり、両他方端65a、69aの間の距離はLとなっている。
A second three-
距離Lは、第1循環回路C1における燃料電池スタック20とラジエータ30との間の距離に比べて、かなり短い。これにより、第1循環回路C1側では、圧損が少ないので制御容易となる効果がある。第2循環回路C2では、FC冷媒温度の急激な変化の影響を受け難いことから、暖房能力の変化が、燃料電池負荷の変化に伴って発生し難いという効果がある。
The distance L is considerably shorter than the distance between the
前記途中59と第2三方弁58の間の流路66を、以下、「第2循環回路内所定流路」と呼ぶ。第2三方弁58は、電磁弁であり、弁の開度を調整することにより、第2循環回路内所定流路66を開いて循環回路接続用冷媒流路69を閉じる状態と、第2循環回路内所定流路66を閉じて循環回路接続用冷媒流路69を開く状態とのいずれかに切り替える。
Hereinafter, the
空調側ポンプ54は、第2三方弁58と電気ヒータ55との間に配置され、第2循環回路内所定流路66または循環回路接続用冷媒流路69から送られてきた冷媒をヒータコア51へと送出する。電気ヒータ55は、空調側ポンプ54とヒータコア51との間に配置されており、流通する冷媒を温める。
The air-
空調機構50は、前述したヒータコア51と、第2電動ファン52と、ケーシング53とを備えている。ヒータコア51は、加熱用熱交換機であり、第2循環回路C2を流通する冷媒の熱によって昇温される。第2電動ファン52は、ヒータコア51に対して送風することにより、ケーシング53の外部(車室内)に向けてヒータコア51により温められた空気を送出する。なお、空調機構50は、図示しないダクトを介して、各種吹出口(ベンチレーター,フット,デフロスタ等)と接続され、これら吹出口から温風を送出する。
The
図1の例では、第2三方弁58は、第2循環回路内所定流路66を開いて循環回路接続用冷媒流路69を閉じる状態となっており、冷媒は、第2循環回路C2において、第2循環回路内所定流路66、電気ヒータ55、ヒータコア51の順序で循環している。すなわち、図1の例では、第1循環回路C1および第2循環回路C2において、それぞれ独立して冷媒が循環されている。以下、このように、空調システム10において、第1循環回路C1と第2循環回路C2とで互いに独立して冷媒が循環されている状態を「独立状態」と呼ぶ。
In the example of FIG. 1, the second three-
なお、この独立状態においても、前述したように、第1循環回路C1において燃料電池スタック20とラジエータ30との間で冷媒が循環している態様(以下、「図1の態様」と呼ぶ)と、第1循環回路C1において燃料電池スタック20とバイパス流路34との間で冷媒が循環している態様(以下、「図2の態様」と呼ぶ)とがある。すなわち、独立状態であってラジエータ30が利用される図1の態様と、独立状態であってラジエータ30の利用されない図2の態様とがある。
Even in this independent state, as described above, the refrigerant is circulated between the
一方、図3に示すように、第2三方弁58を制御することにより、第1循環回路C1と第2循環回路C2とが物理的に接続され、第1循環回路C1と第2循環回路C2との間で冷媒のやりとりが行われる構成とすることができる。詳しくは、このときには、第2三方弁58は、空調側ポンプ54の流入口側の流路67と循環回路接続用冷媒流路69とを接続し、空調側ポンプ54の流入口側の流路67と第2循環回路内所定流路66とを接続しない状態となっており、第1循環回路C1と第2循環回路C2との間で冷媒のやりとりが行われる。この構成を、以下「連携状態」と呼ぶ。この連携状態時においては、燃料電池スタック20の廃熱を利用してヒータコア51による暖房を行うことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, by controlling the second three-
なお、この連携状態時においても、前述したように、第1循環回路C1において燃料電池スタック20とラジエータ30との間で冷媒が循環している態様(図3)と、第1循環回路C1において燃料電池スタック20とバイパス流路34との間で冷媒が循環している態様(図示せず)とがある。すなわち、連携状態であってラジエータ30が利用される図3の態様と、連携状態であってラジエータ30が利用されない態様とがある。
Even in this linked state, as described above, the refrigerant is circulated between the
話しを整理すると、第1および第2三方弁33、58を制御することにより、以下の4つのモードのいずれかに切り換えがなされることになる。
(i)独立状態で、ラジエータ利用なし(図2の状態)
(ii)独立状態で、ラジエータ利用あり(図1の状態)
(iii)連携状態で、ラジエータ利用なし(図示せず)
(iv)連携状態で、ラジエータ利用あり(図3の状態)
When the story is arranged, the first and second three-
(I) Independent state, no use of radiator (state of FIG. 2)
(Ii) Independent state, with use of radiator (state in Fig. 1)
(Iii) No use of radiator in linked state (not shown)
(Iv) In the linked state, the radiator is used (state shown in Fig. 3)
上記(i)を第1モードと、上記(ii)を第2モードと、上記(iii)を第3モードと、上記(iv)を第4モードと、以下、それぞれ呼ぶ。 Hereinafter, (i) is referred to as a first mode, (ii) is referred to as a second mode, (iii) is referred to as a third mode, and (iv) is referred to as a fourth mode.
制御ユニット100は、CPU(Central Processing Unit)110と、メモリ120と、入出力回路130とを主に備えている。入出力回路130は、各種アクチュエータや各種センサを、制御用信号線(図示せず)を介して接続している。各種アクチュエータとしては、2つの電動ファン31,52、電気ヒータ55、2つのポンプ32,54、2つの三方弁33,58等がある。
The
各種センサとしては、各種の温度センサや電圧センサ(図示せず)や電流センサ(図示せず)等がある。本実施例では、燃料電池スタック20の冷媒流出口に設けられ、冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ35、空調機構50に接続された吹出口に設けられ、吹き出される空気の温度を検出する吹出口温度センサ37、車外温度センサ(図示せず)、日射量センサ(図示せず)等が各種温度センサとして設けられている。
Various sensors include various temperature sensors, voltage sensors (not shown), current sensors (not shown), and the like. In this embodiment, provided at the refrigerant outlet of the
メモリ120には、主として空調システム10を制御するための図示しないコンピュータプログラムが格納されており、CPU110は、このコンピュータプログラムを実行することにより、回路切換制御部111,故障検出部112,および故障時制御部113として機能する。このCPU110により実行される処理、すなわちソフトウェアの構成について、次に説明する。
The
A2.ソフトウェア構成:
図4は、ソフトウェア構成の1つである回路切換制御ルーチンを示すフローチャートである。この回路切換制御ルーチンは、制御ユニット100のCPU110により実行されるもので、所定時間毎に繰り返し実行される。処理が開始されると、CPU110は、まず、冷媒温度センサ35により検出された冷媒の温度TWの取り込みを行う(ステップS110)。冷媒温度センサ35は、前述したように、燃料電池スタック20の冷媒流出口から流出された冷媒の温度を検出するものであることから、ここでは、この冷媒の温度TWを「FC冷媒温度TW」と呼ぶ。
A2. Software configuration:
FIG. 4 is a flowchart showing a circuit switching control routine which is one of software configurations. This circuit switching control routine is executed by the
次いで、CPU110は、ステップS110で取り込んだFC冷媒温度TWを、第3、第2、および第1の各温度TW3、TW2、TW1と比較する処理を行う(ステップS120ないしS150)。なお、第1温度TW1は50℃、第2温度TW2は65℃、第3温度TW3は75℃である。各値は、一例ではあるが、必ず、第1温度TW1<第2温度TW2<第3温度TW3の関係を満たす。
Next, the
FC冷媒温度TWが第3温度TW3を上回るときには、ステップS120で肯定判定されて、第4モードへの切り換えを行う処理を行う(ステップS125)。すなわち、CPU110は、第1および第2三方弁33、58を制御して、連携状態で、ラジエータ利用あり(図3)の状態への切り換えを行う。
When the FC refrigerant temperature TW exceeds the third temperature TW3, an affirmative determination is made in step S120, and a process for switching to the fourth mode is performed (step S125). That is, the
FC冷媒温度TWが、第2温度TW2を上回り、第3温度TW3以下であるときには、ステップS120で否定判定され、ステップS130で肯定判定されて、第3モードへの切り換えを行う処理を行う(ステップS135)。すなわち、CPU110は、第1および第2三方弁33、58を制御して、連携状態で、ラジエータ利用なしの状態への切り換えを行う。
When the FC refrigerant temperature TW exceeds the second temperature TW2 and is equal to or lower than the third temperature TW3, a negative determination is made in step S120, an affirmative determination is made in step S130, and processing for switching to the third mode is performed (step) S135). That is, the
FC冷媒温度TWが、第1温度TW1を上回り、第2温度TW2以下であるときには、ステップS120で否定判定され、ステップS130で否定判定され、ステップS140で肯定判定されて、第2モードへの切り換えを行う処理を行う(ステップS145)。すなわち、CPU110は、第1および第2三方弁33、58を制御して、独立状態で、ラジエータ利用あり(図1)の状態への切り換えを行う。
When the FC refrigerant temperature TW exceeds the first temperature TW1 and is equal to or lower than the second temperature TW2, a negative determination is made in step S120, a negative determination is made in step S130, an affirmative determination is made in step S140, and switching to the second mode is performed. The process which performs is performed (step S145). That is, the
FC冷媒温度TWが第1温度TW1以下であるときには、ステップS120で否定判定され、ステップS130で否定判定され、ステップS140で否定判定されて、第1モードへの切り換えを行う処理を行う(ステップS150)。すなわち、CPU110は、第1および第2三方弁33、58を制御して、独立状態で、ラジエータ利用なし(図2)の状態への切り換えを行う。
When the FC refrigerant temperature TW is equal to or lower than the first temperature TW1, a negative determination is made in step S120, a negative determination is made in step S130, a negative determination is made in step S140, and processing for switching to the first mode is performed (step S150). ). That is, the
ステップS125、ステップS135、ステップS145、またはステップS150の実行後、CPU110は、「リターン」に処理を進めて、この回路切替制御ルーチンを一旦終了する。なお、ステップS125、ステップS135、ステップS145、ステップS150の各処理は、対応するモードへの切り換えの処理を行うとしたが、そのモードへの切り換えが既になされている場合には、そのモードの状態を維持するものである。
After executing step S125, step S135, step S145, or step S150,
以上のように構成された回路切換制御ルーチンによれば、FC冷媒温度TWが第1温度T1以下という低温時には、燃料電池スタック20の廃熱を利用することができないことから、独立状態とし、さらに、ラジエータ30でFC冷媒が冷やされないように、ラジエータ利用なしとする。FC冷媒温度TWが第1温度T1を上回ると、独立状態で、ラジエータ利用ありとする。FC冷媒温度TWがさらに上昇して第2温度T2を上回ると、連携状態として、燃料電池スタック20の廃熱を空調に利用することができるようにする。このときには、ラジエータの利用はなしとする。FC冷媒温度TWがさらに上昇し第3温度T3を上回るような時には、連携状態として、ラジエータの利用はありとして、積極的に燃料電池スタック20の温度を低下させる。この回路切換制御ルーチンに従って行われる処理が、回路切換制御部111(図1)の機能に対応する。
According to the circuit switching control routine configured as described above, since the waste heat of the
なお、本実施例では、FC冷媒温度TWに応じて各モードを切り換える構成としたが、FC冷媒温度TWに換えて、燃料電池スタック20に設置される温度センサとしてもよい。要は、燃料電池の温度に応じて各モードを切り換える構成であればよく、燃料電池の温度を直接検出するか、間接的に検出するかを問わない。また、必ずしも、燃料電池の温度だけでモードの切換えを行なう必要もなく、燃料電池の温度と暖房要求等他のパラメータとに応じてモードの切換えを行う構成としてもよい。
In this embodiment, each mode is switched according to the FC refrigerant temperature TW, but a temperature sensor installed in the
図5は、ソフトウェア構成の他の1つである故障時制御ルーチンを示すフローチャートである。この故障時制御ルーチンは、制御ユニット100のCPU110により実行されるもので、所定時間毎に繰り返し実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing a failure time control routine which is another software configuration. This failure time control routine is executed by the
処理が開始されると、CPU110は、まず、第2循環回路C2に設けられた空調側ポンプ54が故障をしているか否かを診断する処理を行う(ステップS210)。具体的には、空調機構50に接続された吹出口に設けられた吹出口温度センサ37により検出された温度(以下、「吹出口温度」と呼ぶ)を取り込み、この吹出口温度が、所定の閾値(すなわち、空調システム10の運転状態から推定される熱量から定まる閾値)を下回ったときに、空調側ポンプ54が故障したと判断する。すなわち、吹出口温度から見て、空調システム10で望むだけの熱量が得られないと判断されたときに、空調側ポンプ54が故障したものと判断する。
When the process is started, the
CPU110は、ステップS210による故障診断の結果が「正常」であるときには(ステップS220:NO)、「リターン」に抜けて、この故障時制御ルーチンを一旦終了する。
When the result of failure diagnosis in step S210 is “normal” (step S220: NO), the
一方、ステップS210による故障診断の結果が「故障」であるときには(ステップS220:YES)、CPU110は、第2三方弁58を制御して、第1循環回路C1と第2循環回路C2とが接続される連携状態への切換を行う(ステップS230)。この切換処理は、回路切換制御ルーチンに従う処理に優先して行われるものであり、回路切換制御ルーチンにおいて独立状態と判定されている場合にも、連携状態へ切り換えられる。回路切換制御ルーチンにおいて連携状態に既に切り換えられている場合には、連携状態を維持する。なお、この故障時制御ルーチンにおいては、ラジエータを利用する/利用しないの切換は行なわない。
On the other hand, when the result of the failure diagnosis in step S210 is “failure” (step S220: YES), the
ステップS230で、連携状態への切り換えがなされると、その後、CPU110は、燃料電池側ポンプ32の吐出量を増大する処理を行う(ステップS240)。空調側ポンプ54の故障時に連携状態へ切り換えるのは、燃料電池側ポンプ32を利用して、第2循環回路C2において冷媒を循環させようとするものであるが、燃料電池側ポンプ32で第2循環回路C2までも冷媒の循環を行なおうとすると、通常時の吐出量では不足が生じる。このため、ステップS240では、燃料電池側ポンプ32の吐出量を増大することで、上記の不足分を補いようにしている。なお、増大する量は一定量としてもよいし、第2循環回路C2において空調側ポンプ54の故障前の循環量を実現するに必要な量を計算により求める構成としてもよい。ステップS240の実行後、「リターン」に抜けて、この故障時制御ルーチンを一旦終了する。この故障時制御ルーチンにおけるステップS210およびS220に従って行われる処理が故障検出部112(図1)の機能に対応し、ステップS230の処理が故障時制御部113(図1)の機能に対応する。
When switching to the cooperative state is performed in step S230, the
A3.実施例効果:
以上、詳述したように、空調システム10によれば、燃料電池の温度に応じて、連携状態か独立状態かの切り換えがなされる。さらに、空調側ポンプ54が故障したときに、連携状態に強制的に切り換えられる。このために、空調側ポンプ54が故障したときに、燃料電池側ポンプ32の働きにより、空調側ポンプ54を含む第2循環回路C2において冷媒の流れを高めることができる。したがって、故障した空調側ポンプ54を含む第2循環回路C2において冷媒の流れが悪化することを防止することができ、この結果、ヒータコア51に熱を供給することができなくなって、車室内の暖房のききが悪化することを防止することができる。
A3. Example effect:
As described above in detail, according to the
さらに、本実施例の空調システム10によれば空調側ポンプ54の故障時に連携状態に切り換えたときに、燃料電池側ポンプ32の吐出量を増大させる構成としていることから、連携された第1および第2循環回路C1、C2において、より確実に、冷媒を循環させることができる。
Furthermore, according to the
B.第2実施例:
本発明の第2実施例について、次に説明する。第2実施例におけるハードウェア構成は第1実施例と同一である。第1実施例と比較して相違するのは、ソフトウェア構成である故障時制御ルーチンの内容だけである。回路切換制御ルーチンについては第1実施例と同一である。なお、以下の説明において、第1実施例と同一の構成については第1実施例と同一の符号を用いる。
B. Second embodiment:
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The hardware configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. The only difference from the first embodiment is the content of the failure time control routine that is a software configuration. The circuit switching control routine is the same as in the first embodiment. In the following description, the same reference numerals as in the first embodiment are used for the same configurations as in the first embodiment.
図6は、第2実施例における故障時制御ルーチンを示すフローチャートである。この故障時制御ルーチンは、第1実施例と比較して、ステップS310の処理が追加されている点が相違するだけであり、ステップS210ないしS240の処理は同一である。 FIG. 6 is a flowchart showing a failure time control routine in the second embodiment. This failure time control routine is different from the first embodiment only in that the process of step S310 is added, and the processes of steps S210 to S240 are the same.
CPU110は、ステップS240により、燃料電池側ポンプ32の吐出量を増大した後に、燃料電池スタック20に供給するエアーのストイキ比を低下させる処理を行う(ステップS310)。エアーのストイキ比を低下させると、燃料電池スタック20の発電効率が低下し、燃料電池スタック20の発熱量が増大する。すなわち、ステップS310では、燃料電池スタック20の温度を上昇させる処理を行っている。なお、発熱量を増大させる量は、一定量としてもよいし、ステップS240で増大した吐出量の増大分に応じた量としてもよい。ステップS310の実行後、「リターン」に抜けて、この故障時制御ルーチンを一旦終了する。
CPU110 performs the process which reduces the stoichiometric ratio of the air supplied to the
以上のように構成された第2実施例によれば、第1実施例と同一の効果を奏する。さらに、ステップS240により、燃料電池側ポンプ32の吐出量を増大したことで、ラジエータ30による熱量の持ち出し量が増加するが、ステップS310で、燃料電池スタック20の温度を高くしていることから、第1および第2循環回路C1、C2内を流れる冷媒の温度の低下を抑えることができる。この結果、ヒータコア51に熱を供給することができなくなって、車室内の暖房のききが悪化することを防止することができる。
According to the second embodiment configured as described above, the same effects as the first embodiment can be obtained. Furthermore, by increasing the discharge amount of the fuel
なお、本実施例では、エアーのストイキ比を低下させることで、燃料電池スタック20の温度を上昇させていたが、これに換えて、発電効率を低下させる他の手法や発電量を増加させる等して、燃料電池スタック20の温度を上昇させる構成としてもよい。要は、燃料電池の運転状態を変化させることで、燃料電池の温度を上昇させることができる構成であれば、いずれの構成とすることもできる。
※燃料電池の温度を上昇させることのできる他の手法について、ご教示下さい。
In the present embodiment, the temperature of the
* Tell us about other methods that can raise the temperature of the fuel cell.
C.第3実施例:
本発明の第3実施例について、次に説明する。第3実施例は、前記第2実施例と比較して、故障時制御ルーチンにおけるステップS310の内容が相違するだけであり、その他のソフトウェア構成、およびハードウェア構成は同一である。
C. Third embodiment:
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is different from the second embodiment only in the content of step S310 in the failure time control routine, and the other software configuration and hardware configuration are the same.
第3実施例では、燃料電池側ポンプ32の吐出量を増大した後に、暖房についての目標吹き出し温度を低下する処理を行う。すなわち、図6におけるステップS310の処理を、暖房についての目標吹き出し温度を低下する処理に換える。目標吹き出し温度は、空調機構50から吹き出す空気の温度の目標値であり、周知の方法にて別ルーチンにて演算される。例えば、車内温度とユーザによる設定温度との差に、車外温度、日射量等を考慮して求められる。この別ルーチンで求められた目標吹出温度を所定量だけ低下させる。この所定量は、一定量としてもよいし、ステップS240で増大した吐出量の増大分に応じた量としてもよい。
In 3rd Example, after increasing the discharge amount of the fuel
以上のように構成された第3実施例によれば、第1実施例と同一の効果を奏する。さらに、燃料電池側ポンプ32の吐出量を増大したことで、ラジエータ30による熱量の持ち出し量が増加するが、第3実施例では、暖房の目標吹き出し温度を低下していることから、暖房で利用する冷媒の熱量を減少させることができる。したがって、第1および第2循環回路C1、C2内を流れる冷媒の温度の低下を抑えることができる。この結果、ヒータコア51に熱を供給することができなくなって、車室内の暖房のききが悪化することを防止することができる。
According to the third embodiment configured as described above, the same effects as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, the amount of heat taken out by the
なお、本実施例では、目標吹き出し温度を低下させることで、暖房で利用する冷媒の熱量を減少させていたが、暖房で利用する冷媒の熱量を減少させることができれば、いずれの制御に換えることもできる。 In this embodiment, the amount of heat of the refrigerant used for heating is reduced by lowering the target blowing temperature. However, any control can be used as long as the amount of heat of the refrigerant used for heating can be reduced. You can also.
D.第4実施例:
本発明の第4実施例について、次に説明する。図7は、本発明の第4実施例の冷媒回路調整装置としての空調システム210の構成を示す説明図である。この空調システム210は、第1実施例の空調システム10と同一のハードウェア構成を備え、さらに、ポンプ32、54のそれぞれに、ポンプの故障を診断するための振動ピックアップ201、202が設けられている。なお、以下の説明において、第1実施例と同一の構成については第1実施例と同一の符号を用いる。
D. Fourth embodiment:
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration of an
振動ピックアップ201、202は、ポンプ32、54に備えられる羽根車の軸の軸受に設けられており、その軸受から発生する振動信号を検出し電気信号に変換する。各振動ピックアップ71、72は、制御用信号線(図示せず)を介して、制御ユニット100の入出力回路130に接続されている。
The
ソフトウェア構成については、第1実施例と同一の回路切換制御ルーチン(図4)を実行し、第1実施例と相違する故障時制御ルーチンを実行する。図8は、第4実施例における故障時制御ルーチンを示すフローチャートである。この故障時制御ルーチンは、制御ユニット100のCPU110により実行されるもので、所定時間毎に繰り返し実行される。
As for the software configuration, the same circuit switching control routine (FIG. 4) as in the first embodiment is executed, and a failure time control routine different from that in the first embodiment is executed. FIG. 8 is a flowchart showing a failure time control routine in the fourth embodiment. This failure time control routine is executed by the
処理が開始されると、CPU110は、まず、燃料電池側ポンプ32および空調側ポンプ54が故障をしているか否かを診断する処理を行う(ステップS210)。この診断は、各ポンプ32、54に設けられた各振動ピックアップ71、72の検出信号を受信し、それを解析することで、各ポンプ32、54の故障を診断する。
When the process is started, the
CPU110は、ステップS210による故障診断の結果から、空調側ポンプ54が故障しているかを判定する(ステップS420)。空調側ポンプ54が故障していると判定されたときには、連携状態に切り換えて(ステップS430)、燃料電池側ポンプ32の吐出量を増大させて(ステップS440)、この故障時制御ルーチンを一旦終了する。ステップS430の処理は、第1実施例のステップS230の処理と同一である。ステップS440の処理は、第1実施例のステップS240の処理と同一である。
CPU110 determines whether the air-
一方、空調側ポンプ54が故障していないと判定され(ステップS420:NO)、かつ、燃料電池側ポンプ32が故障していると判定されたときには(ステップS450:YES)、CPU110は、連携状態に切り換えて(ステップS460)、空調側ポンプ54の吐出量を増大させて(ステップS470)、この故障時制御ルーチンを一旦終了する。ステップS460の処理は、ステップS430の処理と同一である。ステップS470の処理は、空調側ポンプ54の吐出量を増大させる処理であるが、その増大量は一定量としてもよいし、第1循環回路C1において燃料電池側ポンプ32の故障前の循環量を実現するに必要な量を計算により求める構成としてもよい。
On the other hand, when it is determined that the air-
さらに、空調側ポンプ54が故障していないと判定され(ステップS420:NO)、かつ、燃料電池側ポンプ32が故障していないと判定されたときには(ステップS450:NO)、CPU110は、直ちに「リターン」に抜けて、この故障時制御ルーチンを一旦終了する。
Further, when it is determined that the air-
以上のように構成された第4実施例の空調システム210によれば、第1実施例の空調システム10と同様に、空調側ポンプ54が故障したときに、空調側ポンプ54を含む第2循環回路C2において冷媒の流れが悪化することを防止することができる。さらに、この空調システム210によれば、燃料電池側ポンプ32が故障したときに、燃料電池側ポンプ32を含む第1循環回路C1において冷媒の流れが悪化することを防止することができる。この結果、この結果、燃料電池側ポンプ32が故障して、燃料電池スタック20を冷却することができなくなることを防止することができる。すなわち、第4実施例の空調システム210によれば、空調側ポンプ54および燃料電池側ポンプ32の双方の故障に対応することが可能となる。
According to the
E.変形例:
なお、この発明は上記の第1ないし第4実施例やそれらの変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
E. Variations:
The present invention is not limited to the above-described first to fourth embodiments and their modifications, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Variations are possible.
・第1変形例:
上記第1ないし第3実施例では、吹出口温度に基づいて空調側ポンプの故障を判定し、第4実施例では、ポンプに設けられた振動ピックアップの検出信号によりポンプの故障を判定していた。しかしながら、ポンプの故障の判定はこれらの手法に限る必要はなく、ポンプの故障を判定することができれば、いずれの構成に換えることもできる。
・ First modification:
In the first to third embodiments, the failure of the air-conditioning side pump is determined based on the outlet temperature, and in the fourth embodiment, the failure of the pump is determined based on the detection signal of the vibration pickup provided in the pump. . However, the determination of the pump failure is not limited to these methods, and any configuration can be used as long as the pump failure can be determined.
・第2変形例:
上記各実施例では、2つの循環回路C1,C2を連携するために、第2三方弁58を制御して、第1循環回路C1と第2循環回路C2とを物理的に接続して、2つの循環回路C1,C2間で冷媒を行き来させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。第1循環回路C1と第2循環回路C2とに接続された熱交換機を配置し、かかる熱交換器を介して2つの循環回路C1,C2を互いに連携させる(熱のやりとりを行わせる)こともできる。この場合、第1循環回路C1,C2の少なくとも一方において、熱交換機をバイパスする流路を設け、かかるバイパス流路に冷媒を流通させることによって、独立状態を形成することもできる。
・ Second modification:
In each of the above embodiments, in order to link the two circulation circuits C1 and C2, the second three-
・第3変形例:
上記各実施例では、制御ユニット100は、燃料電池スタック20を有する冷却装置用、および車室内の暖房送風に利用される空調機構50用の両方に利用されていたが、それぞれ個別の制御ユニットにより構成してもよい。この場合、各制御ユニット間で必要な情報(吹出口温度センサ37の検出値等)を通信する構成とするのが好ましい。
・ Third modification:
In each of the above-described embodiments, the
・第4変形例:
上記各実施例では、冷媒回路調整装置としての空調システム10は、電気自動車に搭載されて用いられていたが、これに換えて、ハイブリッド自動車、船舶、ロボットなどの各種移動体に適用することもできる。また、燃料電池スタック20を定置型電源として用い、ビルや一般住宅等の建物である燃料電池搭載装置に適用することもできる。
-Fourth modification:
In each of the above embodiments, the
・第5変形例:
上記各実施例では、燃料電池スタック20として固体高分子型燃料電池を用いたが、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、種々の燃料電池を用いることができる。
-5th modification:
In each of the above embodiments, a polymer electrolyte fuel cell is used as the
・第6変形例:
上記各実施例において、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。また、これとは逆に、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよい。
-6th modification:
In each of the embodiments described above, a part of the configuration realized by software may be replaced with hardware. On the contrary, a part of the configuration realized by hardware may be replaced with software.
なお、前述した各実施例および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。例えば、第1実施例において、ステップS240の処理を省略した構成とすることができる。 It should be noted that elements other than those described in the independent claims among the constituent elements in each of the above-described embodiments and modifications are additional elements and can be omitted as appropriate. For example, in the first embodiment, the process of step S240 can be omitted.
10…空調システム
20…燃料電池スタック
22…燃料ガス流路
24…酸化剤ガス流路
30…ラジエータ
31…第1電動ファン
32…燃料電池側ポンプ
33…第1三方弁
34…バイパス流路
34a…一方端
34b…他方端
35…冷媒温度センサ
37…吹出口温度センサ
50…空調機構
51…ヒータコア
52…第2電動ファン
53…ケーシング
54…空調側ポンプ
55…電気ヒータ
58…第2三方弁
65…循環回路接続用冷媒流路
66…第2循環回路内所定流路
69…循環回路接続用冷媒流路
100…制御ユニット
110…CPU
120…メモリ
130…入出力回路
201、202…振動ピックアップ
210…空調システム
C1…第1循環回路
C2…第2循環回路
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
冷媒の循環回路であって、前記燃料電池と第1のウォーターポンプとが配置される第1循環回路と、
冷媒の循環回路であって、ヒータコアと第2のウォーターポンプとが配置される第2循環回路と、
前記第1循環回路と前記第2循環回路とを連携することで前記燃料電池の廃熱を前記ヒータコアに伝達しうる連携状態と、前記第1循環回路と前記第2循環回路とを切り離すことで前記燃料電池の廃熱が前記ヒータコアに伝達しない独立状態との間で、冷媒回路の切り換えを行う回路切換部と、
前記燃料電池の温度に応じて前記回路切換部を制御する回路切換制御部と、
前記第1および第2のウォーターポンプのいずれか一方が故障したことを検出する故障検出部と、
前記故障検出部により故障が検出されたときに、前記回路切換部を制御して冷媒回路を前記連携状態に切り換える故障時制御部と
を備える冷媒回路調整装置。 A refrigerant circuit adjusting device provided in a fuel cell mounting device including a fuel cell,
A refrigerant circulation circuit, wherein the fuel cell and the first water pump are disposed;
A refrigerant circulation circuit, in which a heater core and a second water pump are arranged;
By linking the first circulation circuit and the second circulation circuit, the cooperation state in which the waste heat of the fuel cell can be transmitted to the heater core is separated from the first circulation circuit and the second circulation circuit. A circuit switching unit that switches a refrigerant circuit between an independent state in which waste heat of the fuel cell is not transmitted to the heater core;
A circuit switching control unit for controlling the circuit switching unit according to the temperature of the fuel cell;
A failure detector for detecting that one of the first and second water pumps has failed;
A refrigerant circuit adjustment device comprising: a failure time control unit that controls the circuit switching unit to switch the refrigerant circuit to the cooperative state when a failure is detected by the failure detection unit.
前記故障時制御部は、
前記故障検出部により故障が検出されたときに、前記第1および第2のウォーターポンプのうちで故障が検出されていない側のウォーターポンプの吐出量を増大させる吐出量増大部を、さらに備える冷媒回路調整装置。 The refrigerant circuit adjusting device according to claim 1,
The failure control unit is
A refrigerant further comprising a discharge amount increasing unit that increases the discharge amount of the water pump on the side where no failure is detected among the first and second water pumps when a failure is detected by the failure detection unit. Circuit adjustment device.
前記故障時制御部は、
前記吐出量増大部により前記吐出量の増大を行ったときに、前記燃料電池の運転状態を変化させて前記燃料電池の温度を上昇させる燃料電池温度制御部を、さらに備える冷媒回路調整装置。 It is a refrigerant circuit adjustment device according to claim 2, Comprising:
The failure control unit is
A refrigerant circuit adjustment device, further comprising: a fuel cell temperature control unit that increases the temperature of the fuel cell by changing an operation state of the fuel cell when the discharge amount is increased by the discharge amount increasing unit.
前記故障時制御部は、
前記吐出量増大部により前記吐出量の増大を行ったときに、前記ヒータコアを用いた暖房で利用する冷媒の熱量を減少させる暖房低下部を、さらに備える冷媒回路調整装置。 It is a refrigerant circuit adjustment device according to claim 2, Comprising:
The failure control unit is
A refrigerant circuit adjustment device further comprising: a heating lowering unit that reduces the amount of heat of refrigerant used for heating using the heater core when the discharge amount is increased by the discharge amount increasing unit.
冷媒の循環回路であって、ヒータコアと第2のウォーターポンプとが配置される第2循環回路と、
前記第1循環回路と前記第2循環回路とを連携することで前記燃料電池の廃熱を前記ヒータコアに伝達しうる連携状態と、前記第1循環回路と前記第2循環回路とを切り離すことで前記燃料電池の廃熱が前記ヒータコアに伝達しない独立状態との間で、冷媒回路の切り換えを行う回路切換部と
を備える燃料電池搭載装置における冷媒回路調整方法であって、
前記燃料電池の温度に応じて前記回路切換部を制御し、
前記第1および第2のウォーターポンプのいずれか一方が故障したことを検出し、
前記故障が検出されたときに、前記回路切換部を制御して冷媒回路を前記連携状態に切り換える、冷媒回路調整方法。 A refrigerant circulation circuit, in which a fuel cell and a first water pump are disposed;
A refrigerant circulation circuit, in which a heater core and a second water pump are arranged;
By linking the first circulation circuit and the second circulation circuit, the cooperation state in which the waste heat of the fuel cell can be transmitted to the heater core is separated from the first circulation circuit and the second circulation circuit. A refrigerant circuit adjustment method in a fuel cell mounting device, comprising: a circuit switching unit that switches a refrigerant circuit between an independent state in which waste heat of the fuel cell is not transmitted to the heater core,
Controlling the circuit switching unit according to the temperature of the fuel cell;
Detecting that one of the first and second water pumps has failed;
A refrigerant circuit adjustment method for controlling the circuit switching unit to switch the refrigerant circuit to the linked state when the failure is detected.
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Cited By (2)
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JP2017084449A (en) * | 2015-10-22 | 2017-05-18 | 本田技研工業株式会社 | Fuel battery vehicle and branch confluent pipe |
JP2020187940A (en) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | 株式会社デンソー | Fuel cell system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000315513A (en) * | 1999-05-06 | 2000-11-14 | Nissan Motor Co Ltd | Radiator system for fuel cell/automobile |
JP2007280927A (en) * | 2005-12-12 | 2007-10-25 | Toyota Motor Corp | Cooling system for fuel cell |
JP2008130470A (en) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Toyota Motor Corp | Cooperative cooling system of fuel cell and air-conditioner |
JP2010192141A (en) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Toyota Motor Corp | Coolant circuit system |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000315513A (en) * | 1999-05-06 | 2000-11-14 | Nissan Motor Co Ltd | Radiator system for fuel cell/automobile |
JP2007280927A (en) * | 2005-12-12 | 2007-10-25 | Toyota Motor Corp | Cooling system for fuel cell |
JP2008130470A (en) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Toyota Motor Corp | Cooperative cooling system of fuel cell and air-conditioner |
JP2010192141A (en) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Toyota Motor Corp | Coolant circuit system |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017084449A (en) * | 2015-10-22 | 2017-05-18 | 本田技研工業株式会社 | Fuel battery vehicle and branch confluent pipe |
JP2020187940A (en) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | 株式会社デンソー | Fuel cell system |
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