JP2015065718A - Fuel cell vehicle and fuel cell vehicle control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily generate heat for defrosting and defogging of a fuel cell vehicle.SOLUTION: A fuel cell vehicle includes: a fuel cell; a fuel-cell cooling circuit that cools the fuel cell; a water circuit for heating used to heat a vehicle cabin of the fuel cell vehicle; a valve that controls supply of cooling water from the fuel-cell cooling circuit to the water circuit for heating; a defroster that defrosts windows of the fuel cell vehicle using heat of the cooling water in the water circuit for heating; and a control unit that controls the fuel cell vehicle to operate. The control unit executes a first control to control the defroster to execute defrosting by reducing power generation efficiency of the fuel cell as compared with a case of no defrosting request to generate heat from the fuel cell, and by opening the valve to move the heat from the fuel-cell cooling circuit to the cooling water in the water circuit for heating if a defrosting request is received, and executes a second control higher than the first control in the power generation efficiency of the fuel cell if no defrosting request is received.

Description

この発明は、燃料電池車両及び燃料電池車両の制御方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell vehicle and a fuel cell vehicle control method.

冬などの外気温が低いときに人が車両に乗ると、窓ガラスが曇りやすい。窓ガラスの曇りは、車内の水蒸気が、外気により冷やされた窓ガラスに接触して結露することにより生じる。また、早朝などでは、夜の気温低下や放射冷却により冷やされた窓ガラスに霜が付着する場合がある。一般に、窓ガラスに霜が付着したり曇ったりした場合には、人は、デフロスターを起動して、暖かい空気を窓ガラスに吹きつけ、窓ガラスを暖めることにより霜や曇りを取る。ところで、燃料電池車両の燃料電池を冷却する冷却回路(燃料電池用冷却回路)の冷却水を熱源とし、空調用空気を加熱するヒータコアを備える燃料電池車両が知られている(例えば特許文献1)。この燃料電池車両では、空調用空気の一部は、デフロスターから吹き出されて窓ガラスの霜や曇りを取るために用いられる。   When people get into the vehicle when the outside temperature is low, such as in winter, the window glass tends to be cloudy. The fogging of the window glass occurs when water vapor in the vehicle comes into contact with the window glass cooled by the outside air to condense. Also, in the early morning, frost may adhere to the window glass cooled by the temperature drop at night or by radiative cooling. Generally, when frost adheres to the window glass or becomes cloudy, a person activates the defroster, blows warm air on the window glass, and warms the window glass to remove frost or cloudiness. By the way, there is known a fuel cell vehicle including a heater core that heats air for air conditioning using cooling water of a cooling circuit (fuel cell cooling circuit) for cooling the fuel cell of the fuel cell vehicle as a heat source (for example, Patent Document 1). . In this fuel cell vehicle, a part of the air-conditioning air is blown out from the defroster and used to remove frost and fog on the window glass.

特開2013−14268号公報JP2013-14268A

しかし、燃料電池車両(燃料電池)の起動直後は、燃料電池が暖まっていないため、燃料電池用冷却回路の冷却水の温度が低い。その結果、燃料電池用冷却回路の冷却水を熱源として空調用空気を加熱出来ず、暖かい空気を窓ガラスに吹きつけることが困難であるという問題があった。   However, immediately after the start of the fuel cell vehicle (fuel cell), the temperature of the cooling water in the fuel cell cooling circuit is low because the fuel cell is not warmed. As a result, there is a problem that air for air conditioning cannot be heated using the cooling water of the cooling circuit for the fuel cell as a heat source, and it is difficult to blow warm air onto the window glass.

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なされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、燃料電池車両が提供される。この燃料電池車両は、燃料電池と、前記燃料電池を冷却する燃料電池用冷却回路と、前記燃料電池車両の車内を暖房するために用いられる暖房用水回路と、前記燃料電池用冷却回路から前記暖房用水回路への冷却水の供給の制御を行う弁と、前記暖房用水回路の冷却水の熱を用いて前記燃料電池車両の窓のデフロストを行うデフロスターと、前記燃料電池車両の動作を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、デフロストの要求を受けた場合に、前記デフロストの要求を受けていない場合に比べて前記燃料電池の発電効率を低下させて前記燃料電池を発熱させ、前記弁を開けてその熱を前記燃料電池用冷却回路から前記暖房用水回路の冷却水に移動させて、前記デフロスターに前記デフロストを実行させる第1の制御を実行し、前記デフロストの要求を受けていない場合に、前記第1の制御よりも前記燃料電池の発電効率の高い第2の制御を実行する。この形態の燃料電池車両によれば、デフロストの要求を受けた場合、燃料電池の発電効率を、デフロストの要求を受けていない通常運転時よりも低下させて運転させることにより燃料電池に熱を発生させ、弁を開けて熱を燃料電池用冷却回路から暖房用水回路の冷却水へ移動させるので、燃料電池の発電効率を通常運転時で維持する場合に比べて、デフロスト用の熱を容易に発生させることが可能となる。 (1) According to one aspect of the present invention, a fuel cell vehicle is provided. The fuel cell vehicle includes a fuel cell, a fuel cell cooling circuit for cooling the fuel cell, a heating water circuit used for heating the interior of the fuel cell vehicle, and the heating from the fuel cell cooling circuit. A valve for controlling the supply of cooling water to the water circuit, a defroster for defrosting the window of the fuel cell vehicle using heat of the cooling water of the heating water circuit, and a control for controlling the operation of the fuel cell vehicle A section. When the control unit receives a defrost request, the control unit lowers the power generation efficiency of the fuel cell compared to a case where the defrost request is not received, and heats the fuel cell, opens the valve, and heats the fuel cell. Is moved from the fuel cell cooling circuit to the cooling water of the heating water circuit, the first control is executed to cause the defroster to execute the defrost, and when the defrost request is not received, the first control is performed. The second control with higher power generation efficiency of the fuel cell is executed than the control in step (b). According to the fuel cell vehicle of this embodiment, when a defrost request is received, heat is generated in the fuel cell by causing the power generation efficiency of the fuel cell to be lower than in normal operation not receiving the defrost request. And opens the valve to transfer heat from the fuel cell cooling circuit to the cooling water in the heating water circuit, so it is easier to generate defrost heat than when maintaining the power generation efficiency of the fuel cell during normal operation. It becomes possible to make it.

(2)上記形態の燃料電池車両において、さらに、前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス回路と、前記燃料電池に酸化ガスを供給する酸化ガス回路と、を備え、前記制御部は、前記燃料電池に供給される燃料ガスと酸化ガスの量を維持したまま前記燃料電池の電流を増大させることによって、前記燃料電池の発電効率を下げて温度を上げてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、燃料電池に供給される燃料ガスと酸化ガスの量を維持したまま燃料電池の電流を増大させることによって、燃料電池の発電効率を下げる。その結果、電気エネルギーの一部を熱エネルギーとして発生させることができる。 (2) The fuel cell vehicle of the above aspect further includes a fuel gas circuit that supplies fuel gas to the fuel cell, and an oxidant gas circuit that supplies oxidant gas to the fuel cell. By increasing the current of the fuel cell while maintaining the amounts of the fuel gas and the oxidizing gas supplied to the fuel cell, the power generation efficiency of the fuel cell may be lowered to raise the temperature. According to the fuel cell vehicle of this embodiment, the power generation efficiency of the fuel cell is lowered by increasing the current of the fuel cell while maintaining the amounts of the fuel gas and the oxidizing gas supplied to the fuel cell. As a result, a part of electric energy can be generated as thermal energy.

(3)上記形態の燃料電池車両において、さらに、補機を備え、前記制御部は、前記補機による損失を上げて前記燃料電池の電流を増大させることによって、前記燃料電池の発電効率を低下させてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、補機による損失を上げることで電流を増大できる。 (3) The fuel cell vehicle according to the above aspect further includes an auxiliary machine, and the control unit increases the loss of the auxiliary machine to increase the current of the fuel cell, thereby reducing the power generation efficiency of the fuel cell. You may let them. According to the fuel cell vehicle of this aspect, the current can be increased by increasing the loss due to the auxiliary equipment.

(4)上記形態の燃料電池車両において、燃料電池用冷却回路は、冷却水を循環させるウォーターポンプを備え、前記燃料ガス回路は、前記燃料電池から排出された燃料ガスを循環させて前記燃料電池に供給する水素ポンプを備え、前記制御部は、前記ウォーターポンプと前記水素ポンプの少なくとも一方の補機損失を上げることにより、前記燃料電池の発電効率を低下させてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、ウォーターポンプと水素ポンプの少なくとも一方の補機損失を上げることで電流を増大させて燃料電池の発電効率を低下させることができる。また、水素ポンプで水素を燃料電池に供給することで、燃料電池の電流を大きく出来る。また、ウォーターポンプは冷却水と接触しているので、ウォーターポンプの損失によりウォーターポンプに生じた熱を直接冷却水に伝えることができる。 (4) In the fuel cell vehicle according to the above aspect, the fuel cell cooling circuit includes a water pump that circulates cooling water, and the fuel gas circuit circulates the fuel gas discharged from the fuel cell to circulate the fuel cell. The control unit may reduce the power generation efficiency of the fuel cell by increasing an auxiliary machine loss of at least one of the water pump and the hydrogen pump. According to the fuel cell vehicle of this embodiment, the power generation efficiency of the fuel cell can be reduced by increasing the current loss by increasing the auxiliary machine loss of at least one of the water pump and the hydrogen pump. Moreover, the current of the fuel cell can be increased by supplying hydrogen to the fuel cell with a hydrogen pump. Further, since the water pump is in contact with the cooling water, the heat generated in the water pump due to the loss of the water pump can be directly transferred to the cooling water.

(5)上記形態の燃料電池車両において、さらに、外気温センサを備え、さらに、外気温が予め定められた温度以下の場合に、前記制御部は、前記デフロスト要求に応じて前記第1の制御を実行し、前記外気温が予め定められた温度を越える場合には、前記制御部は、前記デフロスト要求がある場合にも、前記第2の制御を実行してもよい。燃料電池の発電効率を下げた運転は燃費を悪くするが、この形態の燃料電池車両によれば、外気温が予め定められた温度以下の場合に第1の制御を実行するので、全体として燃料電池車両の燃費を悪くすること無くデフロストを実行できる。 (5) The fuel cell vehicle of the above aspect further includes an outside air temperature sensor, and when the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the control unit performs the first control in response to the defrost request. When the outside air temperature exceeds a predetermined temperature, the control unit may execute the second control even when there is the defrost request. Although driving with reduced power generation efficiency of the fuel cell deteriorates fuel consumption, according to the fuel cell vehicle of this embodiment, the first control is executed when the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. Defrosting can be performed without deteriorating the fuel consumption of the battery vehicle.

なお、本発明は種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池車両の他、燃料電池車両における制御方法、燃料電池車両の霜取り、曇り取り方法等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a control method in the fuel cell vehicle, a defrosting method and a defrosting method in the fuel cell vehicle in addition to the fuel cell vehicle. .

燃料電池システムを搭載した燃料電池車両の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the fuel cell vehicle carrying a fuel cell system. 三方弁が非連携モード状態のときの冷却水の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the cooling water when a three-way valve is a non-cooperation mode state. 三方弁が連携モード状態のときの冷却水の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the cooling water when a three-way valve is a cooperation mode state. 空調ダクトの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of an air conditioning duct. 本願発明における一実施形態の制御フローチャートの一例である。It is an example of the control flowchart of one Embodiment in this invention. 燃料電池の通常運転時のIV特性と低効率運転時のIV特性とを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows IV characteristic at the time of normal driving | operating of a fuel cell, and IV characteristic at the time of low efficiency driving | operation. ステップS190における冷却水出口水温T255と判定J0との関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between the cooling water exit water temperature T255 and determination J0 in step S190. ステップS200における冷却水出口水温T255とヒータコア入口水温T345との差と判定J1との関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between the difference of the cooling water exit water temperature T255 and heater core inlet water temperature T345 in step S200, and determination J1. 燃料電池車両始動後の冷却水出口水温T255とヒータコア入口水温T345の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the cooling water exit water temperature T255 and the heater core inlet water temperature T345 after a fuel cell vehicle start.

図1は、燃料電池システムを搭載した燃料電池車両10の構成を示す説明図である。燃料電池車両10は、燃料電池100と、燃料ガス回路500と、酸化ガス回路600と、燃料電池用冷却回路200と、暖房用水回路300(「空調用冷却水回路300」とも呼ぶ。)と、制御部400(Electronic control unit:ECU400)と、を備える。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a fuel cell vehicle 10 equipped with a fuel cell system. The fuel cell vehicle 10 includes a fuel cell 100, a fuel gas circuit 500, an oxidizing gas circuit 600, a fuel cell cooling circuit 200, a heating water circuit 300 (also referred to as an “air conditioning cooling water circuit 300”), And a control unit 400 (Electronic control unit: ECU 400).

燃料ガス回路500は、燃料ガスタンク510と、燃料ガス供給管520と、燃料ガス排気管550、560と、燃料ガス還流管570と、開閉バルブ530と、レギュレータ540と、水素ポンプ580と、排気バルブ590と、を備える。燃料ガスタンク510は、燃料ガスを貯蔵する。本実施形態では、燃料ガスとして、水素を用いている。燃料ガスタンク510と、燃料電池100とは、燃料ガス供給管520で接続されている。燃料ガス供給管520上には、燃料ガスタンク510からの燃料ガスの供給をオンオフするための開閉バルブ530と、燃料電池100に供給される燃料ガスの圧力を調整するためのレギュレータ540が設けられている。   The fuel gas circuit 500 includes a fuel gas tank 510, a fuel gas supply pipe 520, fuel gas exhaust pipes 550 and 560, a fuel gas recirculation pipe 570, an on-off valve 530, a regulator 540, a hydrogen pump 580, and an exhaust valve. 590. The fuel gas tank 510 stores fuel gas. In this embodiment, hydrogen is used as the fuel gas. The fuel gas tank 510 and the fuel cell 100 are connected by a fuel gas supply pipe 520. On the fuel gas supply pipe 520, an open / close valve 530 for turning on / off the supply of the fuel gas from the fuel gas tank 510 and a regulator 540 for adjusting the pressure of the fuel gas supplied to the fuel cell 100 are provided. Yes.

燃料電池100には、燃料排ガスを排出するための燃料ガス排気管550が接続されている。燃料ガス排気管550は、また、燃料ガス排気管560と、燃料ガス還流管570に接続されている。燃料ガス還流管570は、燃料ガス供給管520に接続されている。燃料ガス還流管570上には、水素ポンプ580が配置されている。燃料ガス排気管550に排気される燃料排ガスには、未反応の燃料ガスが含まれているが、未反応の燃料ガスは、燃料ガス還流管570及び水素ポンプ580により還流されて、再び燃料電池100に供給される。   A fuel gas exhaust pipe 550 for discharging fuel exhaust gas is connected to the fuel cell 100. The fuel gas exhaust pipe 550 is also connected to the fuel gas exhaust pipe 560 and the fuel gas recirculation pipe 570. The fuel gas recirculation pipe 570 is connected to the fuel gas supply pipe 520. A hydrogen pump 580 is disposed on the fuel gas reflux pipe 570. The fuel exhaust gas exhausted to the fuel gas exhaust pipe 550 contains unreacted fuel gas. The unreacted fuel gas is recirculated by the fuel gas recirculation pipe 570 and the hydrogen pump 580, and is again fuel cell. 100.

酸化ガス回路600は、コンプレッサ610と、酸化ガス供給管620と、酸化ガス排気管630と、加湿装置640と、背圧弁650と、を備える。本実施形態では、酸化ガスとして空気を用いる。コンプレッサ610は、大気中の空気を取り込んで圧縮する。コンプレッサ610は、酸化ガス供給管620により、燃料電池100に接続されている。燃料電池100には、酸化排ガスを排出するための酸化ガス排気管630が接続されている。ここで、酸化ガス供給管620には、酸化ガス排気管630の水分を利用した加湿装置640が設けられている。本実施形態の燃料電池100は、上述したように、水素と、空気中の酸素と、を反応させて発電を行い、水が生成する。生成した水は、酸化排ガスとともに燃料電池100から酸化ガス排気管630に排出される。加湿装置640は、酸化排ガス中に含まれる水分を、燃料電池100に供給される酸化ガスに移動させることで、酸化ガスを加湿する。加湿装置640は、例えば、酸化ガス流路と、酸化排ガス流路とを備え、その2つの流路の間に加湿膜を備える構成であってもよい(図示せず)。これにより、加湿膜を介して、酸化排ガス流路の酸化排ガス中の水分を、酸化ガス流路の酸化ガスに移動させることが可能である。酸化ガス排気管630には、背圧弁650が設けられている。背圧弁650は、燃料電池100内の空気の圧力を調整するために用いられる。   The oxidizing gas circuit 600 includes a compressor 610, an oxidizing gas supply pipe 620, an oxidizing gas exhaust pipe 630, a humidifier 640, and a back pressure valve 650. In this embodiment, air is used as the oxidizing gas. The compressor 610 takes in air in the atmosphere and compresses it. The compressor 610 is connected to the fuel cell 100 by an oxidizing gas supply pipe 620. The fuel cell 100 is connected to an oxidizing gas exhaust pipe 630 for discharging oxidizing exhaust gas. Here, the oxidizing gas supply pipe 620 is provided with a humidifier 640 that uses the moisture in the oxidizing gas exhaust pipe 630. As described above, the fuel cell 100 according to the present embodiment generates power by reacting hydrogen and oxygen in the air to generate water. The generated water is discharged from the fuel cell 100 to the oxidizing gas exhaust pipe 630 together with the oxidizing exhaust gas. The humidifier 640 humidifies the oxidizing gas by moving the moisture contained in the oxidizing exhaust gas to the oxidizing gas supplied to the fuel cell 100. For example, the humidifier 640 may include an oxidizing gas channel and an oxidizing exhaust gas channel, and may include a humidifying film between the two channels (not shown). Thereby, it is possible to move the moisture in the oxidation exhaust gas in the oxidation exhaust gas channel to the oxidation gas in the oxidation gas channel via the humidifying film. A back pressure valve 650 is provided in the oxidizing gas exhaust pipe 630. The back pressure valve 650 is used to adjust the pressure of air in the fuel cell 100.

また、本実施形態では、酸化ガス排気管630には、燃料ガス排気管560が接続され、燃料ガス排気管560には、排気バルブ590が設けられている。上述のように本実施形態では、燃料ガス排気管550は、燃料ガス還流管570を介して燃料ガス供給管520に接続されており、燃料ガス(水素)を還流して再利用している。ここで、燃料電池100を長時間運転すると、燃料排ガス中に、反応に寄与しない窒素が増えてくる。この窒素は、酸化ガス(空気中)の窒素が、燃料電池100の電解質膜(図示せず)を透過してきたものと考えられる。燃料排ガス中に窒素が増えると、燃料ガス中にも窒素が増え、燃料電池100の反応性が落ちる。そこで、本実施形態では、燃料排ガス中の窒素の量が増えた場合には、排気バルブ590を開け、燃料排ガスを酸化ガス排気管630に流し、燃料ガス中の窒素を排気する。なお、このとき水素も一部が酸化ガス排気管630に流れる。水素は、酸化ガス排気管630中の酸化排ガスにより希釈されて大気に放出される。   In the present embodiment, a fuel gas exhaust pipe 560 is connected to the oxidizing gas exhaust pipe 630, and an exhaust valve 590 is provided in the fuel gas exhaust pipe 560. As described above, in this embodiment, the fuel gas exhaust pipe 550 is connected to the fuel gas supply pipe 520 via the fuel gas recirculation pipe 570, and recirculates and reuses the fuel gas (hydrogen). Here, when the fuel cell 100 is operated for a long time, nitrogen that does not contribute to the reaction increases in the fuel exhaust gas. The nitrogen is considered to be that the oxidizing gas (in the air) has permeated the electrolyte membrane (not shown) of the fuel cell 100. When nitrogen increases in the fuel exhaust gas, nitrogen also increases in the fuel gas, and the reactivity of the fuel cell 100 decreases. Therefore, in the present embodiment, when the amount of nitrogen in the fuel exhaust gas increases, the exhaust valve 590 is opened, the fuel exhaust gas is caused to flow through the oxidizing gas exhaust pipe 630, and the nitrogen in the fuel gas is exhausted. At this time, part of the hydrogen also flows into the oxidizing gas exhaust pipe 630. Hydrogen is diluted by the oxidizing exhaust gas in the oxidizing gas exhaust pipe 630 and released to the atmosphere.

燃料電池用冷却回路200は、冷却水供給管210と、冷却水排出管215と、三方弁245と、ラジエータ管220と、ラジエータ230と、バイパス管240と、ウォーターポンプ225と、を備える。冷却水供給管210は、燃料電池100に冷却水を供給するための管であり、冷却水供給管210にはウォーターポンプ225が配置されている。冷却水排出管215は、燃料電池100から冷却水を排出するための管である。冷却水排出管215の下流部は、三方弁245を介して、ラジエータ管220と、バイパス管240と、に接続されている。ラジエータ管220には、ラジエータ230が設けられている。ラジエータ230には、ラジエータファン235が設けられている。ラジエータファン235は、ラジエータ230に風を送り、ラジエータ230からの放熱を促進する。ラジエータ管220の下流部と、バイパス管240の下流部とは、冷却水供給管210に接続されている。冷却水供給管210のウォーターポンプ225の上流側(ラジエータ管220の下流部)及び、冷却水排出管215には、それぞれ温度センサ250、255が設けられている。   The fuel cell cooling circuit 200 includes a cooling water supply pipe 210, a cooling water discharge pipe 215, a three-way valve 245, a radiator pipe 220, a radiator 230, a bypass pipe 240, and a water pump 225. The cooling water supply pipe 210 is a pipe for supplying cooling water to the fuel cell 100, and a water pump 225 is disposed in the cooling water supply pipe 210. The cooling water discharge pipe 215 is a pipe for discharging cooling water from the fuel cell 100. A downstream portion of the cooling water discharge pipe 215 is connected to the radiator pipe 220 and the bypass pipe 240 via a three-way valve 245. A radiator 230 is provided in the radiator pipe 220. The radiator 230 is provided with a radiator fan 235. The radiator fan 235 sends wind to the radiator 230 and promotes heat dissipation from the radiator 230. The downstream part of the radiator pipe 220 and the downstream part of the bypass pipe 240 are connected to the cooling water supply pipe 210. Temperature sensors 250 and 255 are provided on the upstream side of the water pump 225 of the cooling water supply pipe 210 (downstream part of the radiator pipe 220) and the cooling water discharge pipe 215, respectively.

冷却水は、ウォーターポンプ225により、冷却水供給管210を通して燃料電池100に供給され、燃料電池100を冷却する。冷却水は、燃料電池100から熱を回収することで暖められ、冷却水排出管215から排出される。暖められた冷却水は三方弁245により、ラジエータ管220とバイパス管240に分配して流される。ラジエータ管220に流された冷却水は、ラジエータ230により冷却されるが、バイパス管240に流された冷却水は冷却されない。三方弁245によるラジエータ管220とバイパス管240への冷却水の分配割合と、外気温と、ラジエータファン235からの風量と、により、燃料電池用冷却回路200の冷却水の温度が制御される。例えば、燃料電池100の起動直後などにおいては、冷却水の大部分をバイパス管240に流すことにより、燃料電池用冷却回路200の冷却水の温度を急速に上げることが可能となる。   The cooling water is supplied to the fuel cell 100 by the water pump 225 through the cooling water supply pipe 210 to cool the fuel cell 100. The cooling water is warmed by recovering heat from the fuel cell 100 and discharged from the cooling water discharge pipe 215. The warmed cooling water is distributed and fed to the radiator pipe 220 and the bypass pipe 240 by the three-way valve 245. The cooling water that has flowed to the radiator pipe 220 is cooled by the radiator 230, but the cooling water that has flowed to the bypass pipe 240 is not cooled. The temperature of the cooling water in the fuel cell cooling circuit 200 is controlled by the distribution ratio of the cooling water to the radiator pipe 220 and the bypass pipe 240 by the three-way valve 245, the outside air temperature, and the air volume from the radiator fan 235. For example, immediately after the fuel cell 100 is started, the temperature of the cooling water in the fuel cell cooling circuit 200 can be rapidly increased by flowing most of the cooling water through the bypass pipe 240.

暖房用水回路300は、分岐管305と、三方弁340と、温水供給管310と、ウォーターポンプ325と、電熱ヒータ330と、ヒータコア320と、温水排出管315と、温水還流管335と、を備える。分岐管305は、燃料電池用冷却回路200の冷却水排出管215に接続されており、燃料電池100から排出される暖められた冷却水の一部を暖房用水回路300に分配する。三方弁340は、燃料電池用冷却回路200から暖房用水回路300への冷却水の流入を制御する。電熱ヒータ330は、暖房用水回路300を流れる冷却水を加熱する。ヒータコア320は、暖房用水回路300を流れる冷却水の熱を用いて空気を暖める。暖められた空気は、燃料電池車両10の車内に送られて車内の暖房や、霜取り、曇り取りに用いられる。本明細書では、霜取りと曇り取りとを総称して「デフロスト」と呼ぶ。温水排出管315は、ヒータコア320からの排水を燃料電池用冷却回路200に戻す。温水還流管335は、温水排出管315と、三方弁340との間を接続しており、ヒータコア320からの排水を、温水供給管310に戻す。電熱ヒータ330と、ヒータコア320との間には、温度センサ345が配置されている。   The heating water circuit 300 includes a branch pipe 305, a three-way valve 340, a hot water supply pipe 310, a water pump 325, an electric heater 330, a heater core 320, a hot water discharge pipe 315, and a hot water reflux pipe 335. . The branch pipe 305 is connected to the cooling water discharge pipe 215 of the fuel cell cooling circuit 200, and distributes a part of the warmed cooling water discharged from the fuel cell 100 to the heating water circuit 300. The three-way valve 340 controls the inflow of cooling water from the fuel cell cooling circuit 200 to the heating water circuit 300. The electric heater 330 heats the cooling water flowing through the heating water circuit 300. The heater core 320 warms the air using the heat of the cooling water flowing through the heating water circuit 300. The warmed air is sent to the inside of the fuel cell vehicle 10 and used for heating the inside of the vehicle, defrosting, and defrosting. In this specification, defrosting and defrosting are collectively referred to as “defrost”. The hot water discharge pipe 315 returns the waste water from the heater core 320 to the fuel cell cooling circuit 200. The warm water reflux pipe 335 connects between the warm water discharge pipe 315 and the three-way valve 340, and returns the waste water from the heater core 320 to the warm water supply pipe 310. A temperature sensor 345 is disposed between the electric heater 330 and the heater core 320.

制御部400には、エアコン設定部410と、外気温センサ420と、車内温度センサ430と、が接続されている。制御部400は、エアコン設定部410の設定と、外気温と、車内温度と、燃料電池用冷却回路200の温水供給管310のウォーターポンプ225の上流部の水温と、燃料電池用冷却回路200の燃料電池100の出口における冷却水の温度(以下「冷却水出口水温T255」と呼ぶ。)と、暖房用水回路300のヒータコア320の入口における冷却水の温度(以下「ヒータコア入口水温T345」と呼ぶ。)と、に基づいて、三方弁245、340と、ウォーターポンプ225、325と、ラジエータファン235と、電熱ヒータ330の動作を制御する。なお、本実施形態では、ウォーターポンプ225、325や水素ポンプ580などの補機類の電源として、燃料電池100が使用される。また、本実施形態では、エアコン設定部410のスイッチの一つとしてデフロスターのスイッチが設けられている。デフロスターは、温風を窓ガラスに吹き付けることにより窓ガラスを暖め、デフロストを行う。   An air conditioner setting unit 410, an outside air temperature sensor 420, and an in-vehicle temperature sensor 430 are connected to the control unit 400. The control unit 400 sets the air conditioner setting unit 410, the outside air temperature, the vehicle interior temperature, the water temperature upstream of the water pump 225 of the hot water supply pipe 310 of the fuel cell cooling circuit 200, and the fuel cell cooling circuit 200. The temperature of the cooling water at the outlet of the fuel cell 100 (hereinafter referred to as “cooling water outlet water temperature T255”) and the temperature of the cooling water at the inlet of the heater core 320 of the heating water circuit 300 (hereinafter referred to as “heater core inlet water temperature T345”). ), The operations of the three-way valves 245 and 340, the water pumps 225 and 325, the radiator fan 235, and the electric heater 330 are controlled. In the present embodiment, the fuel cell 100 is used as a power source for auxiliary equipment such as the water pumps 225 and 325 and the hydrogen pump 580. In the present embodiment, a defroster switch is provided as one of the switches of the air conditioner setting unit 410. The defroster warms the window glass by blowing warm air on the window glass and performs defrosting.

図2及び図3は、三方弁340の状態と冷却水の流れを示す説明図である。図2は、三方弁340が非連携モード状態のときの冷却水の流れを示す。本実施形態において、非連携モード状態とは、三方弁340の3つの弁体のうちの、分岐管305に接続された弁体が閉状態となり、温水供給管310に接続された弁体と温水還流管335に接続された弁体とが開状態となる状態を言う。非連携モード状態では、燃料電池用冷却回路200を流れる冷却水は、冷却水供給管210と、燃料電池100と、冷却水排出管215と、三方弁245と、ラジエータ管220(またはバイパス管240)と、ウォーターポンプ225を循環する。暖房用水回路300の冷却水は、温水供給管310と、ウォーターポンプ325と、電熱ヒータ330と、ヒータコア320と、温水排出管315と、温水還流管335と、三方弁340と、を循環する。非連携モード状態では、燃料電池用冷却回路200の冷却水排出管215から暖房用水回路300に冷却水が流入せず、暖房用水回路300から燃料電池用冷却回路200の冷却水排出管215へ冷却水が流出しない。燃料電池用冷却回路200と、暖房用水回路300とは、独立状態にあり、燃料電池用冷却回路200を流れる冷却水と、暖房用水回路300を流れる冷却水は、混合しない。例えば、燃料電池100の始動直後のように燃料電池100の温度が低い場合には、燃料電池用冷却回路200中の冷却水の温度は低い。そのため、制御部400は、燃料電池用冷却回路200中の冷却水を暖房用水回路300に分配して暖房の熱源として使用するよりは、燃料電池用冷却回路200を流れる冷却水と、暖房用水回路300を流れる冷却水とを独立させ、電熱ヒータ330を用いて暖房用水回路300を流れる冷却水のみを加熱させる方が、効率が良い。   2 and 3 are explanatory diagrams showing the state of the three-way valve 340 and the flow of cooling water. FIG. 2 shows the flow of cooling water when the three-way valve 340 is in the non-cooperative mode. In the present embodiment, the non-cooperative mode state means that the valve body connected to the branch pipe 305 among the three valve bodies of the three-way valve 340 is closed, and the valve body connected to the hot water supply pipe 310 and the hot water A state in which the valve body connected to the reflux pipe 335 is in an open state. In the non-cooperation mode state, the cooling water flowing through the fuel cell cooling circuit 200 is the cooling water supply pipe 210, the fuel cell 100, the cooling water discharge pipe 215, the three-way valve 245, the radiator pipe 220 (or the bypass pipe 240). ) And the water pump 225 is circulated. The cooling water of the heating water circuit 300 circulates through the hot water supply pipe 310, the water pump 325, the electric heater 330, the heater core 320, the hot water discharge pipe 315, the hot water return pipe 335, and the three-way valve 340. In the non-cooperation mode state, the cooling water does not flow from the cooling water discharge pipe 215 of the fuel cell cooling circuit 200 into the heating water circuit 300, and is cooled from the heating water circuit 300 to the cooling water discharge pipe 215 of the fuel cell cooling circuit 200. Water does not flow out. The fuel cell cooling circuit 200 and the heating water circuit 300 are in an independent state, and the cooling water flowing through the fuel cell cooling circuit 200 and the cooling water flowing through the heating water circuit 300 are not mixed. For example, when the temperature of the fuel cell 100 is low, such as immediately after the start of the fuel cell 100, the temperature of the cooling water in the fuel cell cooling circuit 200 is low. Therefore, the control unit 400 distributes the cooling water in the fuel cell cooling circuit 200 to the heating water circuit 300 and uses it as a heat source for heating, and the cooling water flowing in the fuel cell cooling circuit 200 and the heating water circuit It is more efficient to make the cooling water flowing through 300 independent and to heat only the cooling water flowing through the heating water circuit 300 using the electric heater 330.

図3は、三方弁340が連携モード状態のときの冷却水の流れを示す。連携モード状態には、部分連携モードと完全連携モードとがある。図3(a)は、部分連携モード状態を示し、図3(b)は、完全連携モードを示す。本実施形態において、部分連携モード状態とは、分岐管305に接続された弁体と、温水供給管310に接続された弁体と、温水還流管335に接続された弁体とのいずれもが開状態となる状態を言う。完全連携モードとは、分岐管305に接続された弁体と、温水供給管310に接続された弁体とが開状態となり、温水還流管335に接続された弁体が閉状態となる状態を言う。   FIG. 3 shows the flow of cooling water when the three-way valve 340 is in the cooperation mode state. The cooperation mode state includes a partial cooperation mode and a complete cooperation mode. 3A shows the partial cooperation mode state, and FIG. 3B shows the complete cooperation mode. In the present embodiment, the partial cooperation mode state refers to any of the valve body connected to the branch pipe 305, the valve body connected to the hot water supply pipe 310, and the valve body connected to the hot water reflux pipe 335. The state which becomes an open state. The complete cooperation mode is a state in which the valve body connected to the branch pipe 305 and the valve body connected to the hot water supply pipe 310 are opened, and the valve body connected to the hot water reflux pipe 335 is closed. say.

三方弁340が部分連携モード状態のとき場合、燃料電池100から排出された暖められた冷却水の一部が三方弁340を通って温水供給管310に供給される。また、温水排出管315を流れる冷却水の一部は、燃料電池用冷却回路200(図1)の冷却水排出管215に流され、残部は温水還流管335、三方弁340を通って、温水供給管310に還流される。   When the three-way valve 340 is in the partial cooperation mode state, a part of the warmed cooling water discharged from the fuel cell 100 is supplied to the hot water supply pipe 310 through the three-way valve 340. Further, a part of the cooling water flowing through the hot water discharge pipe 315 flows into the cooling water discharge pipe 215 of the fuel cell cooling circuit 200 (FIG. 1), and the remaining part passes through the hot water reflux pipe 335 and the three-way valve 340, It is refluxed to the supply pipe 310.

完全連携モードでは、燃料電池100から排出された暖められた冷却水の一部が三方弁340を通って温水供給管310に供給される点は部分連携モードと共通するが、温水排出管315を流れる冷却水の全量は、燃料電池用冷却回路200の冷却水排出管215に流れる。   In the full cooperation mode, the point that the part of the warmed cooling water discharged from the fuel cell 100 is supplied to the hot water supply pipe 310 through the three-way valve 340 is common to the partial cooperation mode. The total amount of the flowing cooling water flows to the cooling water discharge pipe 215 of the fuel cell cooling circuit 200.

制御部400は、上述したように、三方弁340のモード状態の制御により、燃料電池用冷却回路200から暖房用水回路300への冷却水及び熱の移動を制御する。連携モードでは、燃料電池100の廃熱を車内の暖房に用いることができる。なお、部分連携モードと完全連携モードは、いずれか一方のみが採用される形態であってもよい。   As described above, the control unit 400 controls the movement of cooling water and heat from the fuel cell cooling circuit 200 to the heating water circuit 300 by controlling the mode state of the three-way valve 340. In the cooperation mode, the waste heat of the fuel cell 100 can be used for heating in the vehicle. Note that only one of the partial cooperation mode and the complete cooperation mode may be adopted.

図4は、空調ダクト350の構成を示す説明図である。空調ダクト350は、車内空気取入部355と、外気取入部360と、車内循環・外気導入切換ドア365と、加熱流路370と、非加熱流路375と、仕切板380と、エアミックスドア385と、車内吹出部390と、を備える。加熱流路370には、ヒータコア320(図1)が配置されている。車内循環・外気導入切換ドア365は、エアコン設定部410(図1)の設定により、空調ダクト350に、車内空気取入部355から空気を取り入れるか、外気取入部360から空気を取り入れるか、を切り換える。仕切板380は、加熱流路370と、非加熱流路375と、を分離する。エアミックスドア385は、取り入れた空気を、加熱流路370と、非加熱流路375に分配する。加熱流路370に分配された空気は、ヒータコア320により暖められるが、非加熱流路375に分配された空気は暖められない。加熱流路370と、非加熱流路375に分配された空気は、車内吹出部390より、車内に吹き出される。車内吹出部390には、下部吹出部392と、上部吹出部394と、デフロスター396と、が設けられている。下部吹出部392は乗員の足下を冷暖房し、上部吹出部394は乗員の頭部を冷暖房する。下部吹出部392と、上部吹出部394と、デフロスター396とには、それぞれ扉393、395、397が設けられていても良い。デフロスター396は窓ガラスに温風を吹きつける。制御部400(図1)は、エアコン設定部410(図1)の設定と、車内の温度と、暖房用水回路300中の冷却水の温度(ヒータコア入口水温T345)、に基づいて、エアミックスドア385における加熱流路370と、非加熱流路375とへの空気の分配割合を制御し、車内へ吹き出す空気の温度を制御し、車内温度を制御する。例えば、ヒータコア入口水温T345が高い場合には、ヒータコア320の温度も高いため、制御部400は、エアミックスドア385の開度を変更して加熱流路370を流れる空気の量を減少させることにより、車内温度が上がりすぎないようにする。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the air conditioning duct 350. The air conditioning duct 350 includes an in-vehicle air intake unit 355, an outside air intake unit 360, an in-vehicle circulation / outside air introduction switching door 365, a heating channel 370, a non-heating channel 375, a partition plate 380, and an air mix door 385. And an in-car blowing part 390. A heater core 320 (FIG. 1) is disposed in the heating channel 370. The in-vehicle circulation / outside air introduction switching door 365 switches between taking in air from the in-vehicle air intake unit 355 or taking in air from the outside air intake unit 360 into the air-conditioning duct 350 according to the setting of the air conditioner setting unit 410 (FIG. 1). . The partition plate 380 separates the heating channel 370 and the non-heating channel 375. The air mix door 385 distributes the taken-in air to the heating channel 370 and the non-heating channel 375. The air distributed to the heating channel 370 is warmed by the heater core 320, but the air distributed to the non-heating channel 375 is not warmed. The air distributed to the heating channel 370 and the non-heating channel 375 is blown into the vehicle from the vehicle blowing unit 390. The vehicle outlet 390 is provided with a lower outlet 392, an upper outlet 394, and a defroster 396. The lower blowing part 392 cools and heats the feet of the occupant, and the upper blowing part 394 cools and heats the occupant's head. Doors 393, 395, and 397 may be provided in the lower blowing portion 392, the upper blowing portion 394, and the defroster 396, respectively. The defroster 396 blows warm air on the window glass. The control unit 400 (FIG. 1) is based on the setting of the air conditioner setting unit 410 (FIG. 1), the temperature in the vehicle, and the temperature of the cooling water in the heating water circuit 300 (heater core inlet water temperature T345). The distribution ratio of the air to the heating flow path 370 and the non-heating flow path 375 in 385 is controlled, the temperature of the air blown out into the vehicle is controlled, and the vehicle interior temperature is controlled. For example, when the heater core inlet water temperature T345 is high, the temperature of the heater core 320 is also high, so the control unit 400 changes the opening of the air mix door 385 to reduce the amount of air flowing through the heating flow path 370. Make sure that the temperature inside the vehicle does not rise too much.

図5は、本願発明における一実施形態の制御フローチャートの一例である。なお、このフローチャートが実行されるのは、冬場などの気温の低い時期である。ステップS100では、乗員(人)より燃料電池車両10の始動スイッチが入れられると、制御部400は、燃料電池100を始動する。このとき、乗員は、暖房スイッチもオンするものとする。ステップS110では、制御部400は、燃料電池100を通常運転し、暖房用水回路300の電熱ヒータ330をオンし、三方弁340のモード状態を非連携モードとする。燃料電池車両10の始動直後では、燃料電池用冷却回路200中の冷却水も、暖房用水回路300中の冷却水も、いずれも温度が低い。そのため、三方弁340のモード状態を、非連携モードとした方が、連携モードとするよりも、暖房用水回路300中の冷却水を暖めやすい。   FIG. 5 is an example of a control flowchart according to an embodiment of the present invention. Note that this flowchart is executed when the temperature is low, such as in winter. In step S100, when the start switch of the fuel cell vehicle 10 is turned on by an occupant (person), the control unit 400 starts the fuel cell 100. At this time, the occupant also turns on the heating switch. In step S110, the control unit 400 normally operates the fuel cell 100, turns on the electric heater 330 of the heating water circuit 300, and sets the mode state of the three-way valve 340 to the non-cooperative mode. Immediately after the start of the fuel cell vehicle 10, both the cooling water in the fuel cell cooling circuit 200 and the cooling water in the heating water circuit 300 are low in temperature. Therefore, it is easier to warm the cooling water in the heating water circuit 300 when the mode state of the three-way valve 340 is set to the non-cooperation mode than to use the cooperation mode.

ステップS120において、デフロスター396のスイッチが入れられたこと(デフロスト要求があったこと)を検知すると、制御部400は、処理をステップS130に移行する。ステップS130では、制御部400は、ヒータコア320のヒータコア入口水温T345(「ヒータコア入口水温T345」と呼ぶ。)が、予め定められた温度T1以上か否かを判断する。ヒータコア入口水温T345が温度T1以上の場合には、制御部400は、処理をステップS170に移行し、ヒータコア入口水温T345が温度T1未満の場合には、制御部400は、処理をステップS140に移行する。温度T1は、燃料電池100を、発電効率を下げた運転(「低効率運転」と呼ぶ。)をさせなくても、暖房用水回路300中の冷却水の温度を、デフロストを実行できる温度T3まで短時間で上げることが可能な温度であり、T3より少し低い温度である。なお、温度T1、T3は、実験的に求めることが可能である。   In step S120, when it is detected that the defroster 396 has been switched on (defrost request has been made), the control unit 400 proceeds to step S130. In step S130, control unit 400 determines whether or not heater core inlet water temperature T345 (referred to as “heater core inlet water temperature T345”) of heater core 320 is equal to or higher than a predetermined temperature T1. When the heater core inlet water temperature T345 is equal to or higher than the temperature T1, the control unit 400 proceeds to step S170, and when the heater core inlet water temperature T345 is lower than the temperature T1, the control unit 400 proceeds to step S140. To do. The temperature T1 is the temperature of the cooling water in the heating water circuit 300 up to a temperature T3 at which defrosting can be performed without causing the fuel cell 100 to operate with reduced power generation efficiency (referred to as “low efficiency operation”). It is a temperature that can be raised in a short time and is slightly lower than T3. The temperatures T1 and T3 can be obtained experimentally.

ステップS140では、制御部400は、三方弁340のモード状態を連携モードとし、また、燃料電池100の低効率運転を実行する。連携モードでは、燃料電池用冷却回路200中の冷却水が暖房用水回路300に供給されるため、燃料電池用冷却回路200中の冷却水が暖められると、暖房用水回路300中の冷却水も暖められる。次に、低効率運転について説明する。   In step S140, the control unit 400 sets the mode state of the three-way valve 340 to the linkage mode, and executes the low efficiency operation of the fuel cell 100. In the cooperation mode, the cooling water in the fuel cell cooling circuit 200 is supplied to the heating water circuit 300. Therefore, when the cooling water in the fuel cell cooling circuit 200 is warmed, the cooling water in the heating water circuit 300 is also warmed. It is done. Next, the low efficiency operation will be described.

図6は、燃料電池の通常運転時のIV特性と低効率運転時のIV特性とを示す説明図である。燃料電池100の電圧は、電流密度(電流)がゼロのとき最も高く(OCV(Open Circuit Voltage))、電流密度(電流)が増加するにつれて低くなる。ここで、燃料ガス(水素)、酸化ガス(空気)の供給量を維持したまま、電流を増大させると、燃料電池100の電圧は急激に下がり、動作点は、図6の点P1に移動する。このとき、燃料電池100は発熱し、この熱によって燃料電池100の温度が高くなる。燃料電池100の化学反応により生じるエネルギーは、電気エネルギーと熱エネルギーとに分配される。制御部400が、酸化ガスの供給量を維持したまま、電流を増大させる制御を行うと、電気エネルギーの割合が低くなり、熱エネルギーの割合が高くなる。燃料電池車両10は、電気エネルギーを用いて動作するので、電気エネルギーの割合を低め、熱エネルギーの割合を高めることは、燃料電池車両10(あるいは燃料電池100)の効率を低くする(低効率にする)ことに相当する。本実施形態では、通常の運転よりも、電気エネルギーの割合を低め、熱エネルギーの割合を高める運転を、「低効率運転」と呼ぶ。低効率運転では、熱エネルギーの割合が高くなるので、燃料電池100の発熱量が増大し、燃料電池用冷却回路200中の冷却水及び暖房用水回路300中の冷却水の温度が上昇する。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing IV characteristics during normal operation and IV characteristics during low-efficiency operation of the fuel cell. The voltage of the fuel cell 100 is highest when the current density (current) is zero (OCV (Open Circuit Voltage)) and decreases as the current density (current) increases. Here, if the current is increased while the supply amounts of the fuel gas (hydrogen) and the oxidizing gas (air) are maintained, the voltage of the fuel cell 100 rapidly decreases and the operating point moves to a point P1 in FIG. . At this time, the fuel cell 100 generates heat, and this heat increases the temperature of the fuel cell 100. The energy generated by the chemical reaction of the fuel cell 100 is divided into electric energy and thermal energy. When the control unit 400 performs control to increase the current while maintaining the supply amount of the oxidizing gas, the ratio of electrical energy decreases and the ratio of thermal energy increases. Since the fuel cell vehicle 10 operates using electric energy, reducing the ratio of electric energy and increasing the ratio of thermal energy lowers the efficiency of the fuel cell vehicle 10 (or the fuel cell 100) (lower efficiency). Is equivalent to) In the present embodiment, an operation in which the ratio of electrical energy is reduced and the ratio of thermal energy is increased as compared with a normal operation is referred to as “low efficiency operation”. In the low-efficiency operation, since the ratio of thermal energy increases, the amount of heat generated by the fuel cell 100 increases, and the temperature of the cooling water in the fuel cell cooling circuit 200 and the temperature of the cooling water in the heating water circuit 300 increases.

図6において、制御部400は、水素ポンプ580をより強く駆動して水素ポンプ580の損失(補機損失)を増大させてもよい。このとき水素ポンプ580の消費電流の増加に伴って燃料電池100の電流量も増加するため、動作点が点P1から点P2に移動する。なお、還流させる水素が増加することにより、燃料電池100の化学反応により生じるエネルギーが増加し、熱エネルギーが増加する効果もある。その結果、燃料電池100の温度が高くなって、冷却水の温度を早く上昇させる。   In FIG. 6, the control unit 400 may increase the loss (auxiliary loss) of the hydrogen pump 580 by driving the hydrogen pump 580 more strongly. At this time, as the current consumption of the hydrogen pump 580 increases, the amount of current of the fuel cell 100 also increases, so that the operating point moves from the point P1 to the point P2. In addition, when the hydrogen to be recirculated increases, the energy generated by the chemical reaction of the fuel cell 100 increases, and there is an effect that the thermal energy increases. As a result, the temperature of the fuel cell 100 is increased, and the temperature of the cooling water is increased quickly.

図6において、制御部400は、ウォーターポンプ225をより強く駆動してウォーターポンプ225の損失(補機損失)を増大させてもよい。このときウォーターポンプ225の消費電流の増加に伴って、燃料電池100の電流量も増加するため、動作点が点P2から点P3に移動する。なお、ウォーターポンプ225は動作すると発熱し、ウォーターポンプ225自身は冷却水と接しているため、ウォーターポンプ225に生じた熱を、冷却水に直接移動させることが出来る、という効果もある。その結果、冷却水の温度を早く上昇させることが可能となる。なお、水素ポンプ580とウォーターポンプ225は、どちらを先により強く動作させても良い。なお、水素ポンプ580とウォーターポンプ225は、請求項における補機の一例である。   In FIG. 6, the control unit 400 may drive the water pump 225 more strongly to increase the loss of the water pump 225 (auxiliary machine loss). At this time, as the current consumption of the water pump 225 increases, the amount of current of the fuel cell 100 also increases, so that the operating point moves from the point P2 to the point P3. In addition, since the water pump 225 generates heat when operating, and the water pump 225 itself is in contact with the cooling water, there is an effect that heat generated in the water pump 225 can be directly transferred to the cooling water. As a result, the temperature of the cooling water can be increased quickly. Note that either the hydrogen pump 580 or the water pump 225 may be operated more strongly first. The hydrogen pump 580 and the water pump 225 are examples of auxiliary equipment in the claims.

図5のステップS150では、制御部400は、ヒータコア入口水温T345が予め定められた温度T2以上か否かを判断する。ヒータコア入口水温T345が予め定められた温度T2以上の場合には、制御部400は、処理をステップS160に移行し、燃料電池100の低効率運転を停止し、通常の運転に移行する。なお、低効率運転は燃費を悪くするので、比較的短い時間の方が好ましい。窓ガラスに霜が付着している場合や曇りが出来ている場合には、燃料電池車両の運転は困難である。仮に、制御部400が低効率運転を行わずにデフロストを行う場合、デフロストが完了するまでは、アイドリング状態が比較的長い時間維持される。両者の燃費を考慮すると、短時間の低効率運転であれば、アイドリング状態を比較的長い時間維持する場合に比べ、燃費は大きくは悪化せず、燃料電池車両10の始動後、比較的短時間でデフロストを完了して燃料電池車両の運転が可能となる利点がある。   In step S150 of FIG. 5, the control unit 400 determines whether or not the heater core inlet water temperature T345 is equal to or higher than a predetermined temperature T2. When the heater core inlet water temperature T345 is equal to or higher than the predetermined temperature T2, the control unit 400 shifts the process to step S160, stops the low-efficiency operation of the fuel cell 100, and shifts to the normal operation. Note that a relatively short time is preferable because low-efficiency driving deteriorates fuel consumption. When frost is attached to the window glass or when it is cloudy, it is difficult to operate the fuel cell vehicle. If the control unit 400 performs defrosting without performing low-efficiency operation, the idling state is maintained for a relatively long time until the defrosting is completed. Considering the fuel efficiency of both, if it is a low-efficiency operation for a short time, the fuel efficiency is not greatly deteriorated compared to the case where the idling state is maintained for a relatively long time, and after the fuel cell vehicle 10 is started, the fuel efficiency is relatively short. Thus, there is an advantage that the defrost is completed and the fuel cell vehicle can be operated.

ステップS170では、制御部400は、ヒータコア入口水温T345が予め定められた温度T3以上か否かを判断する。ヒータコア入口水温T345が予め定められた温度T3以上の場合には、制御部400は、処理をステップS180に移行し、デフロスター396から暖かい空気を吹き出して、窓ガラスのデフロストを実行する。   In step S170, control unit 400 determines whether heater core inlet water temperature T345 is equal to or higher than a predetermined temperature T3. When the heater core inlet water temperature T345 is equal to or higher than the predetermined temperature T3, the control unit 400 proceeds to step S180, blows warm air from the defroster 396, and executes defrosting of the window glass.

ステップS120において、デフロスターのスイッチがオンされない場合、制御部400は、処理をステップS190に移行する。デフロスターのスイッチがオンされない場合は、窓ガラスに霜が付着しておらず、曇りも出来ていない状態であり、ヒータコア入口水温T345を急激に上げる必要性が乏しい。ステップS190では、冷却水出口水温T255を判定する。   If the defroster switch is not turned on in step S120, the controller 400 moves the process to step S190. When the defroster switch is not turned on, there is no frost on the window glass and no fogging, and there is little need to rapidly increase the heater core inlet water temperature T345. In step S190, the coolant outlet water temperature T255 is determined.

図7は、ステップS190における冷却水出口水温T255と判定J0との関係を説明するグラフである。冷却水出口水温T255が予め定められた温度T4H以上の場合には、制御部400は、ステップS190における判定J0を1とする。一方、冷却水出口水温T255が予め定められた温度T4L以下(T4L<T4H)の場合には、制御部400は、ステップS190における判定J0を0とする。なお、冷却水出口水温T255がT4L〜T4Hの間の場合には、制御部400は、前の判定結果を踏襲する。前回の判定J0が1であって、冷却水出口水温T255が下がる場合には、冷却水出口水温T255がT4Lを下回らない限り1の判定は0の判定に変わらない。逆に、前回の判定J0が0であって、冷却水出口水温T255が上がる場合には、冷却水出口水温T255がT4Hを上回らない限り0の判定は1の判定に変わらない。このようにヒステリシスを持たせることにより、冷却水出口水温T255が判定温度近傍で細かに変動する場合であっても、判定結果の頻繁な変動を抑制できる。本実施形態においては、T4L、T4Hの値は、冷却水出口水温T255がどの程度の温度になったときに、燃料電池用冷却回路200中の冷却水の熱を暖房用水回路300中の冷却水に伝えるか、という判定を行うための判定値であり、実験的に求めても良い。例えば、T4Lを30℃、T4Hを35℃としてもよい。   FIG. 7 is a graph for explaining the relationship between the coolant outlet water temperature T255 and the determination J0 in step S190. When cooling water outlet water temperature T255 is equal to or higher than a predetermined temperature T4H, control unit 400 sets determination J0 in step S190 to 1. On the other hand, when cooling water outlet water temperature T255 is equal to or lower than a predetermined temperature T4L (T4L <T4H), control unit 400 sets determination J0 in step S190 to 0. When cooling water outlet water temperature T255 is between T4L and T4H, control unit 400 follows the previous determination result. When the previous determination J0 is 1 and the cooling water outlet water temperature T255 is lowered, the determination of 1 is not changed to the determination of 0 unless the cooling water outlet water temperature T255 is lower than T4L. Conversely, when the previous determination J0 is 0 and the cooling water outlet water temperature T255 increases, the determination of 0 does not change to the determination of 1 unless the cooling water outlet water temperature T255 exceeds T4H. By providing hysteresis in this way, frequent fluctuations in the determination result can be suppressed even when the coolant outlet water temperature T255 fluctuates in the vicinity of the determination temperature. In the present embodiment, the values of T4L and T4H are the values of the cooling water outlet water temperature T255, and the cooling water in the fuel cell cooling circuit 200 is converted into the cooling water in the heating water circuit 300 when the cooling water outlet water temperature T255 is reached. This is a determination value for determining whether or not to transmit to the terminal, and may be obtained experimentally. For example, T4L may be set to 30 ° C. and T4H may be set to 35 ° C.

制御部400は、ステップS190において、判定J0が1の場合には、処理をステップS200に移行し、冷却水出口水温T255とヒータコア入口水温T345との差が予め定められた値以上か否かを判断する。   When the determination J0 is 1 in step S190, the control unit 400 proceeds to step S200, and determines whether or not the difference between the cooling water outlet water temperature T255 and the heater core inlet water temperature T345 is equal to or greater than a predetermined value. to decide.

図8は、ステップS200における冷却水出口水温T255とヒータコア入口水温T345との差(以後「ΔT」と呼ぶ。)と判定J1との関係を説明するグラフである。図8においても、ΔTと、判定J1との間には、ヒステリシスが設けられている。ΔTが予め定められた値T5H以上の場合には、判定J1は1と判定され、ΔTが予め定められた値T5L未満の場合には、判定J1は0と判定される。ΔTがT5L〜T5Hの間に場合には、制御部400は、前の判定結果を踏襲する。冷却水出口水温T255に比べヒータコア入口水温T345が低いと、ΔTが大きくなる。暖房の場合であって、かつ、ΔTが大きい場合、制御部400は、三方弁340を連携モードとして燃料電池用冷却回路200の暖かい冷却水を暖房用水回路300に供給して、ヒータコア入口水温T345の温度をなるべく早く上昇させることが好ましい。この観点からT5L、T5Hが定められている。例えば、T5Lを−5℃とし、T5Hを0℃としてもよい。なお、ΔTがマイナスの場合は、冷却水出口水温T255よりもヒータコア入口水温T345の方が、温度が高い。そのため、制御部400は、三方弁340を連携モードとしなくても良い。   FIG. 8 is a graph illustrating the relationship between the difference (hereinafter referred to as “ΔT”) between the cooling water outlet water temperature T255 and the heater core inlet water temperature T345 in Step S200 and the determination J1. Also in FIG. 8, a hysteresis is provided between ΔT and the determination J1. When ΔT is equal to or greater than a predetermined value T5H, the determination J1 is determined to be 1, and when ΔT is less than a predetermined value T5L, the determination J1 is determined to be 0. When ΔT is between T5L and T5H, control unit 400 follows the previous determination result. When the heater core inlet water temperature T345 is lower than the cooling water outlet water temperature T255, ΔT increases. In the case of heating and when ΔT is large, the control unit 400 sets the three-way valve 340 to the cooperation mode, supplies the warm cooling water of the fuel cell cooling circuit 200 to the heating water circuit 300, and the heater core inlet water temperature T345. It is preferable to raise the temperature of as soon as possible. From this viewpoint, T5L and T5H are determined. For example, T5L may be set to −5 ° C. and T5H may be set to 0 ° C. When ΔT is negative, the heater core inlet water temperature T345 is higher in temperature than the cooling water outlet water temperature T255. Therefore, the control part 400 does not need to make the three-way valve 340 into cooperation mode.

ステップS200において、判定J1が1の場合、制御部400は、処理をステップS210に移行して、三方弁340を連携モードに設定し、燃料電池用冷却回路200の暖かい冷却水を暖房用水回路300に供給する。一方、ステップS190において判定J0が0の場合、又は、ステップS200において判定J1が0の場合、制御部400は、処理をステップS220に移行し、三方弁340を非連携モードに設定する。   In step S200, when the determination J1 is 1, the control unit 400 proceeds to step S210, sets the three-way valve 340 to the cooperation mode, and supplies the warm cooling water of the fuel cell cooling circuit 200 to the heating water circuit 300. To supply. On the other hand, if determination J0 is 0 in step S190, or if determination J1 is 0 in step S200, control unit 400 proceeds to step S220 and sets three-way valve 340 to the non-cooperative mode.

図9は、燃料電池車両始動後の冷却水出口水温T255とヒータコア入口水温T345の変化を示すグラフである。比較例では、ヒータコア入口水温T345のみを図示している。本実施形態では、デフロスターのスイッチがオンにされた後、三方弁340を連携モードとして低効率運転を行う。これに対し、比較例では、デフロスターのスイッチがオンにされても、制御部400は、三方弁340を連携モードとせず、低効率運転も実行しない。   FIG. 9 is a graph showing changes in the coolant outlet water temperature T255 and the heater core inlet water temperature T345 after the fuel cell vehicle is started. In the comparative example, only the heater core inlet water temperature T345 is illustrated. In this embodiment, after the defroster switch is turned on, the low-efficiency operation is performed with the three-way valve 340 in the linkage mode. On the other hand, in the comparative example, even when the defroster switch is turned on, the control unit 400 does not set the three-way valve 340 to the cooperation mode and does not execute the low efficiency operation.

本実施形態では、燃料電池100は低効率運転され、比較例では、燃料電池100は低効率運転されない。その結果、比較例よりも本実施形態の方が、燃料電池100の発熱が大きく、比較例よりも本実施形態の方が、冷却水出口水温T255が早く上昇する。また、本実施形態では三方弁340が連携モードとされているので、ヒータコア入口水温T345は、冷却水出口水温T255に連動して上昇する。これに対し、比較例では、暖房用水回路300の冷却水は電熱ヒータ330により温められるが、三方弁340は連携モードでないので、燃料電池100の熱を暖房用水回路300の冷却水に伝えることが出来ない。そのため、ヒータコア入口水温T345は、ゆっくりとしか上昇しない。仮に、燃料電池100の熱を暖房用水回路300の冷却水に伝えることが出来たとしても、燃料電池100は効率運転されるので発熱が小さいため、ヒータコア入口水温T345は、ゆっくりとしか上昇しない。   In the present embodiment, the fuel cell 100 is operated with low efficiency, and in the comparative example, the fuel cell 100 is not operated with low efficiency. As a result, the fuel cell 100 generates more heat in the present embodiment than in the comparative example, and the coolant outlet water temperature T255 increases faster in the present embodiment than in the comparative example. In the present embodiment, since the three-way valve 340 is set to the cooperation mode, the heater core inlet water temperature T345 rises in conjunction with the cooling water outlet water temperature T255. On the other hand, in the comparative example, the cooling water of the heating water circuit 300 is heated by the electric heater 330, but the three-way valve 340 is not in the cooperation mode, so that the heat of the fuel cell 100 can be transmitted to the cooling water of the heating water circuit 300. I can't. Therefore, the heater core inlet water temperature T345 rises only slowly. Even if the heat of the fuel cell 100 can be transferred to the cooling water of the heating water circuit 300, since the fuel cell 100 is operated efficiently and generates little heat, the heater core inlet water temperature T345 only rises slowly.

本実施形態、比較例のいずれも、ヒータコア入口水温が所定の温度T3に達すると、制御部400は、デフロスター396から暖かい空気を吹き出して、デフロストを実行できる。ヒータコア入口水温がこの温度T3に達するまでの時間は、本実施形態の方が比較例よりも早い。すなわち、本実施形態によれば、デフロストに必要な熱を容易に生成することが可能となる。また、デフロスト開始までの時間を短く出来る。   In both the present embodiment and the comparative example, when the heater core inlet water temperature reaches a predetermined temperature T3, the control unit 400 can perform defrost by blowing warm air from the defroster 396. The time until the heater core inlet water temperature reaches this temperature T3 is earlier in this embodiment than in the comparative example. That is, according to the present embodiment, it is possible to easily generate heat necessary for defrosting. In addition, the time to start defrosting can be shortened.

なお、本明細書においては、制御部400が、デフロスト要求を受けた場合に、デフロスト要求を受けていない場合に比べて燃料電池100の発電効率を下げて燃料電池100を発熱させ、三方弁340を連携モードとして燃料電池100の熱を、燃料電池用冷却回路200から暖房用水回路300の冷却水に移動させて、デフロスター396にデフロストを実行させる制御を「第1の制御」と呼ぶ。また、デフロスト要求を受けていない場合に、制御部400が前記大1の制御よりも燃料電池100の発電効率が高い状態で燃料電池100の制御を行うことを「第2の制御」と呼ぶ。   In this specification, when the control unit 400 receives a defrost request, the power generation efficiency of the fuel cell 100 is lowered and the fuel cell 100 generates heat compared to the case where the defrost request is not received, and the three-way valve 340 The control in which the heat of the fuel cell 100 is transferred from the fuel cell cooling circuit 200 to the cooling water of the heating water circuit 300 and the defroster 396 executes the defrost is referred to as “first control”. In addition, when the defrost request is not received, the control unit 400 performing the control of the fuel cell 100 in a state where the power generation efficiency of the fuel cell 100 is higher than that of the first control is referred to as “second control”.

本実施形態では、本実施形態では三方弁340を用いたが、三方弁340の代わりに、燃料電池用冷却回路200と暖房用水回路300との間に、他の種類の弁(例えば、開閉弁や流調弁)を設け、温水還流管335を備えない構成であってもよい。この場合にも、開閉弁(流調弁)の動作状態は、非連携モードと連携モード(完全連携モード)のいずれかとなる。   In the present embodiment, the three-way valve 340 is used in the present embodiment. However, instead of the three-way valve 340, another type of valve (for example, an on-off valve) is provided between the fuel cell cooling circuit 200 and the heating water circuit 300. Or a flow control valve) and a configuration without the hot water reflux pipe 335 may be used. Also in this case, the operating state of the on-off valve (flow control valve) is either the non-cooperation mode or the cooperation mode (complete cooperation mode).

本実施形態では、ステップS130の判断を行っているが、この判断は無くてもよい。この場合、ステップS120の判断がYesの場合、制御部400は、処理をステップS140に移行する。   In the present embodiment, the determination in step S130 is performed, but this determination may be omitted. In this case, when determination of step S120 is Yes, the control part 400 transfers a process to step S140.

本実施形態では、ステップS130、S150、S170の判定において、それぞれ、温度T1、T2、T3を基準としたが、制御部400は、これらの温度について2つの値を使い、ステップS190、S200のように、ヒステリシスを持たせても良い。   In the present embodiment, the determinations in steps S130, S150, and S170 are based on the temperatures T1, T2, and T3, respectively. However, the control unit 400 uses two values for these temperatures, as in steps S190 and S200. In addition, hysteresis may be provided.

本実施形態では、図5のフローチャートが実行されるのは、冬場などの気温の低い時期である、として説明した。しかし、制御部400は、外気温を取得し、外気温が予め定められた温度以下の場合に、燃料電池100の発電効率を下げた運転の実行を可能とし、外気温が予め定められた温度を越える場合には、他の条件を満たした場合であっても、燃料電池100の発電効率を下げた運転を実行しないように構成されていても良い。   In the present embodiment, it has been described that the flowchart of FIG. 5 is executed at a low temperature such as winter. However, the control unit 400 acquires the outside air temperature, and when the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the control unit 400 can execute an operation with reduced power generation efficiency of the fuel cell 100, and the outside air temperature is a predetermined temperature. In the case of exceeding the above, even when other conditions are satisfied, the fuel cell 100 may be configured not to perform an operation with a reduced power generation efficiency.

以上、いくつかの実施形態に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。   The embodiments of the present invention have been described above based on some embodiments. However, the embodiments of the present invention described above are for facilitating the understanding of the present invention and limit the present invention. It is not a thing. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof.

10…燃料電池車両
100…燃料電池
200…燃料電池用冷却回路
210…冷却水供給管
215…冷却水排出管
220…ラジエータ管
225…ウォーターポンプ
230…ラジエータ
235…ラジエータファン
240…バイパス管
245…三方弁
250…温度センサ
300…暖房用水回路(空調用冷却水回路)
305…分岐管
310…温水供給管
315…温水排出管
320…ヒータコア
325…ウォーターポンプ
330…電熱ヒータ
335…温水還流管
340…三方弁
345…温度センサ
350…空調ダクト
355…車内空気取入部
360…外気取入部
365…外気導入切換ドア
370…加熱流路
375…非加熱流路
380…仕切板
385…エアミックスドア
390…車内吹出部
392…下部吹出部
393、395、397…扉
394…上部吹出部
396…デフロスター
400…制御部(ECU)
410…エアコン設定部
420…外気温センサ
430…車内温度センサ
500…燃料ガス回路
510…燃料ガスタンク
520…燃料ガス供給管
530…開閉バルブ
540…レギュレータ
550…燃料ガス排気管
560…燃料ガス排気管
570…燃料ガス還流管
580…水素ポンプ
590…排気バルブ
600…酸化ガス回路
610…コンプレッサ
620…酸化ガス供給管
630…酸化ガス排気管
640…加湿装置
650…背圧弁
T255…冷却水出口水温
T345…ヒータコア入口水温
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell vehicle 100 ... Fuel cell 200 ... Fuel cell cooling circuit 210 ... Cooling water supply pipe 215 ... Cooling water discharge pipe 220 ... Radiator pipe 225 ... Water pump 230 ... Radiator 235 ... Radiator fan 240 ... Bypass pipe 245 ... Three-way Valve 250 ... Temperature sensor 300 ... Water circuit for heating (cooling water circuit for air conditioning)
305 ... Branch pipe 310 ... Warm water supply pipe 315 ... Warm water discharge pipe 320 ... Heater core 325 ... Water pump 330 ... Electric heater 335 ... Warm water return pipe 340 ... Three-way valve 345 ... Temperature sensor 350 ... Air conditioning duct 355 ... Car air intake section 360 ... Outside air intake portion 365 ... Outside air introduction switching door 370 ... Heating channel 375 ... Non-heating channel 380 ... Partition plate 385 ... Air mix door 390 ... Vehicle outlet 392 ... Lower outlet 393,395,397 ... Door 394 ... Upper outlet 396: Defroster 400: Control unit (ECU)
410: Air conditioner setting unit 420 ... Outside air temperature sensor 430 ... Inside temperature sensor 500 ... Fuel gas circuit 510 ... Fuel gas tank 520 ... Fuel gas supply pipe 530 ... Open / close valve 540 ... Regulator 550 ... Fuel gas exhaust pipe 560 ... Fuel gas exhaust pipe 570 ... fuel gas recirculation pipe 580 ... hydrogen pump 590 ... exhaust valve 600 ... oxidizing gas circuit 610 ... compressor 620 ... oxidizing gas supply pipe 630 ... oxidizing gas exhaust pipe 640 ... humidifier 650 ... back pressure valve T255 ... cooling water outlet water temperature T345 ... heater core Inlet water temperature

Claims (10)

燃料電池車両であって、
燃料電池と、
前記燃料電池を冷却する燃料電池用冷却回路と、
前記燃料電池車両の車内を暖房するために用いられる暖房用水回路と、
前記燃料電池用冷却回路から前記暖房用水回路への冷却水の供給の制御を行う弁と、
前記暖房用水回路の冷却水の熱を用いて前記燃料電池車両の窓のデフロストを行うデフロスターと、
前記燃料電池車両の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
デフロストの要求を受けた場合に、前記デフロストの要求を受けていない場合に比べて前記燃料電池の発電効率を低下させて前記燃料電池を発熱させ、前記弁を開けてその熱を前記燃料電池用冷却回路から前記暖房用水回路の冷却水に移動させて、前記デフロスターに前記デフロストを実行させる第1の制御を実行し、
前記デフロストの要求を受けていない場合に、前記第1の制御よりも前記燃料電池の発電効率の高い第2の制御を実行する、燃料電池車両。
A fuel cell vehicle,
A fuel cell;
A fuel cell cooling circuit for cooling the fuel cell;
A heating water circuit used to heat the interior of the fuel cell vehicle;
A valve for controlling the supply of cooling water from the fuel cell cooling circuit to the heating water circuit;
A defroster for defrosting the window of the fuel cell vehicle using heat of the cooling water of the heating water circuit;
A control unit for controlling the operation of the fuel cell vehicle;
With
The controller is
When the defrost request is received, the power generation efficiency of the fuel cell is lowered compared to the case where the defrost request is not received, the fuel cell is heated, and the valve is opened to transfer the heat to the fuel cell. Moving from the cooling circuit to the cooling water of the heating water circuit, and executing the first control to cause the defroster to execute the defrost,
A fuel cell vehicle that executes second control with higher power generation efficiency of the fuel cell than that of the first control when the defrost request is not received.
請求項1に記載の燃料電池車両において、さらに、
前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス回路と、
前記燃料電池に酸化ガスを供給する酸化ガス回路と、
を備え、
前記制御部は、前記燃料電池に供給される燃料ガスと酸化ガスの量を維持したまま前記燃料電池の電流を増大させることによって、前記燃料電池の発電効率を下げて温度を上げる、燃料電池車両。
The fuel cell vehicle according to claim 1, further comprising:
A fuel gas circuit for supplying fuel gas to the fuel cell;
An oxidizing gas circuit for supplying an oxidizing gas to the fuel cell;
With
The control unit decreases the power generation efficiency of the fuel cell and increases the temperature by increasing the current of the fuel cell while maintaining the amounts of the fuel gas and the oxidizing gas supplied to the fuel cell. .
請求項2に記載の燃料電池車両において、さらに、
補機を備え、
前記制御部は、前記補機による損失を上げて前記燃料電池の電流を増大させることによって、前記燃料電池の発電効率を低下させる、燃料電池車両。
The fuel cell vehicle according to claim 2, further comprising:
Equipped with auxiliary equipment,
The said control part is a fuel cell vehicle which raises the loss by the said auxiliary machine and increases the electric current of the said fuel cell, and reduces the electric power generation efficiency of the said fuel cell.
請求項3に記載の燃料電池車両において、
前記燃料電池用冷却回路は、冷却水を循環させるウォーターポンプを備え、
前記燃料ガス回路は、前記燃料電池から排出された燃料ガスを循環させて前記燃料電池に供給する水素ポンプを備え、
前記制御部は、前記ウォーターポンプと前記水素ポンプの少なくとも一方の補機損失を上げることにより、前記燃料電池の発電効率を低下させる、燃料電池車両。
The fuel cell vehicle according to claim 3, wherein
The fuel cell cooling circuit includes a water pump for circulating cooling water,
The fuel gas circuit includes a hydrogen pump that circulates the fuel gas discharged from the fuel cell and supplies the fuel gas to the fuel cell.
The said control part is a fuel cell vehicle which reduces the power generation efficiency of the said fuel cell by raising the auxiliary machinery loss of at least one of the said water pump and the said hydrogen pump.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料電池車両において、さらに、
外気温センサを備え、
さらに、外気温が予め定められた温度以下の場合に、前記制御部は、前記デフロスト要求に応じて前記第1の制御を実行し、
前記外気温が予め定められた温度を越える場合には、前記制御部は、前記デフロスト要求がある場合にも、前記第2の制御を実行する、燃料電池車両。
The fuel cell vehicle according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
With an outside temperature sensor
Further, when the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the control unit executes the first control in response to the defrost request,
When the outside air temperature exceeds a predetermined temperature, the control unit executes the second control even when there is the defrost request.
冷却水を流して燃料電池からの熱を回収する燃料電池用冷却回路と、前記燃料電池用冷却回路と接続されて前記熱を燃料電池車両の車内の空調における暖房に用いるための暖房用水回路と、前記燃料電池用冷却回路から前記暖房用水回路への冷却水の供給の制御を行う弁と、前記暖房用水回路の冷却水の熱を用いて霜取りまたは曇り取りを行うデフロスターと、を備える燃料電池車両の制御方法であって、
デフロストの要求を受けた場合、前記デフロストの要求を受けていない場合に比べて前記燃料電池の発電効率をさせて前記燃料電池を発熱させ、前記弁を開けてその熱を前記燃料電池用冷却回路から前記暖房用水回路の冷却水に移動させて、前記デフロスターに前記デフロストを実行させる第1の制御を実行し、
霜取りまたは曇り取りの要求を受けていない場合、前記第1の制御よりも前記燃料電池の発電効率の高い第2の制御を実行する、燃料電池車両の制御方法。
A cooling circuit for a fuel cell that collects heat from the fuel cell by flowing cooling water, and a heating water circuit that is connected to the cooling circuit for the fuel cell and uses the heat for heating in the air conditioning of the interior of the fuel cell vehicle. A fuel cell comprising: a valve that controls supply of cooling water from the fuel cell cooling circuit to the heating water circuit; and a defroster that defrosts or defrosts using heat of the cooling water of the heating water circuit A vehicle control method comprising:
When the defrost request is received, the fuel cell generates heat by increasing the power generation efficiency of the fuel cell compared to when the defrost request is not received, and the valve is opened to transfer the heat to the fuel cell cooling circuit. To the cooling water of the heating water circuit, to perform the first control to cause the defroster to execute the defrost,
A control method for a fuel cell vehicle, wherein a second control with higher power generation efficiency of the fuel cell than the first control is executed when a request for defrosting or defrosting is not received.
請求項6に記載の燃料電池車両の制御方法において、
前記燃料電池に供給される燃料ガスと酸化ガスの量を維持したまま前記燃料電池の電流を増大させることによって、前記燃料電池の発電効率を下げて温度を上げる、燃料電池車両の制御方法。
The control method for a fuel cell vehicle according to claim 6,
A control method for a fuel cell vehicle, wherein the power generation efficiency of the fuel cell is lowered and the temperature is increased by increasing the current of the fuel cell while maintaining the amount of fuel gas and oxidizing gas supplied to the fuel cell.
請求項7に記載の燃料電池車両の制御方法において、
前記燃料電池車両は、補機を備えており
前記補機による損失を上げて前記燃料電池の電流を増大させることによって、前記燃料電池の発電効率を低下させる、燃料電池車両の制御方法。
The method of controlling a fuel cell vehicle according to claim 7,
The fuel cell vehicle includes an auxiliary device, and the power generation efficiency of the fuel cell is reduced by increasing the current of the fuel cell by increasing a loss due to the auxiliary device.
請求項8に記載の燃料電池車両の制御方法において、
前記燃料電池車両は、
前記燃料電池用冷却回路において冷却水を循環させるウォーターポンプと、
前記燃料電池から排出された燃料ガスを循環させて前記燃料電池に供給する水素ポンプと、を備えており、
前記ウォーターポンプと前記水素ポンプの少なくとも一方の補機損失を上げることにより、前記燃料電池の発電効率を低下させる、燃料電池車両の制御方法。
The control method of a fuel cell vehicle according to claim 8,
The fuel cell vehicle includes:
A water pump for circulating cooling water in the fuel cell cooling circuit;
A hydrogen pump that circulates the fuel gas discharged from the fuel cell and supplies the fuel gas to the fuel cell, and
A control method for a fuel cell vehicle, wherein power generation efficiency of the fuel cell is reduced by increasing an auxiliary machine loss of at least one of the water pump and the hydrogen pump.
請求項6〜9のいずれか一項に記載の燃料電池車両の制御方法において、
さらに、外気温が予め定められた温度以下の場合に、前記デフロスト要求に応じて前記第1の制御を実行し、
前記外気温が予め定められた温度を越える場合には、前記デフロスト要求がある場合にも、前記第2の制御を実行する、燃料電池車両の制御方法。
In the control method of the fuel cell vehicle according to any one of claims 6 to 9,
Further, when the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the first control is executed in response to the defrost request,
A control method for a fuel cell vehicle, wherein when the outside air temperature exceeds a predetermined temperature, the second control is executed even when there is a defrost request.
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