JP2017010904A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
Description
A.全体構成:
図1は、本発明の一実施形態としての燃料電池システム100の構成を示す概略図である。この燃料電池システム100は、燃料電池車両に搭載され、運転者からの要求に応じて、駆動力として用いられる電力を出力する。燃料電池車両は、例えば、四輪自動車である。燃料電池システム100は、制御部10と、燃料電池スタック20と、空気供給排出部30と、水素ガス供給排出部50と、冷媒循環部70と、を備える。
図2は、制御部10によって実行される冬判定処理ルーチンを示すフローチャートである。冬判定処理ルーチンは、制御部10のCPUによって、イグニッションスイッチ90がオンされてからオフされるまでの期間に繰り返し実行される。処理が開始されると、CPUは、まず、冬判定フラグFが値1であるか否かを判定する(ステップS110)。冬判定フラグFは、車両が予め規定された低温環境下にあるか否かを表すフラグである。本実施形態では、予め規定された低温環境下を便宜的に「冬」として、そのフラグを冬判定フラグFと呼ぶ。冬判定フラグFは、出荷時は値0である。冬判定フラグFは、不揮発性メモリに記憶されており、イグニッションスイッチ90がオフされたときにもクリアされることはない。
以上、詳述したように、本実施形態の燃料電池システム100は、停止時パージを行うに際し、車両の走行時の外気温THAを取得し、前記取得された走行時の外気温THAが第1の閾値Ta(例えば、−10℃)以下である場合に(図2のS140「YES」)、冬判定フラグFを値1にセットし(図2のS150)、前記取得された走行時の外気温が第1の閾値Tを上回る場合(冬判定フラグF=0の場合)と比べて掃気能力を高めて、掃気処理を実施する(図3)。このために、燃料電池システム100によれば、車両の走行時の外気温THAを用いて掃気処理を実行できる。前述したように、車両の停止時の外気温に比べ、車両の走行時の外気温の方が外乱の影響を受けにくい。このため、燃料電池システム100によれば、外乱の影響が低い外気温に基づいて掃気能力を高めて掃気できることから、掃気効果を高めることができる。
・変形例1:
前記実施形態の燃料電池システム100では、水素ガス供給排出部50の水素ポンプ64を駆動することにより、燃料電池システム100の内部に残留していたアノード側の残留ガスをパージガスとして循環させていた。しかし、パージ処理としては、他のパージガスを燃料電池スタック20や、その接続配管に流入させるものとしてもよい。例えば、空気供給排出部30のエアコンプレッサ32を駆動させることにより、パージガスとしての外気を燃料電池スタック20に流入させるものとしてもよい。また、燃料電池システム100は、パージガスとしての不活性ガスを燃料電池スタック20に供給可能な供給源を備えるものとしてもよい。
前記実施形態の燃料電池システム100では、停止時パージとパーキングパージとの双方を行う構成としたが、これに換えて、停止時パージとパーキングパージとのいずれか一方を行う構成としてもよい。
前記実施形態の燃料電池システム100において、燃料電池スタック20の運転の途中で、図2の冬判定処理ルーチンで冬判定フラグFが値1となった場合に、冬判定フラグFが値0である場合(以下、通常時と呼ぶ)に比べて、燃料電池の含水量が少なくなるような運転をしてもよい。これは、停止時パージまたはパーキングパージの際に掃気能力を高めたパージが必要とされることが予想できることから、予め燃料電池の含水量が少なくなるような運転を行う。したがって、この変形例によれば、掃気後に燃料電池システム内部に残る水分量をより少なくすることができる。
10a…掃気制御部
20…燃料電池スタック
21…単セル
30…空気供給排出部
31…空気供給用配管
32…エアコンプレッサ
33…エアフロメータ
34…開閉弁
40…燃料電池スタック
41…カソード排ガス用配管
43…調圧弁
44…圧力計測部
50…水素ガス供給排出部
51…水素ガス供給配管
52…水素タンク
53…開閉弁
54…レギュレータ
55…水素供給装置
56…圧力計測部
61…アノード排ガス用配管
62…気液分離部
63…水素ガス循環配管
64…水素ポンプ
65…アノード排水用配管
66…排水弁
67…圧力計測部
70…冷媒循環部
71…冷媒用配管
71a…上流側配管
71b…下流側配管
72…ラジエータ
75…循環ポンプ
76a…第1温度計測部
76b…第2温度計測部
80…外気温センサ
90…イグニッションスイッチ
100…燃料電池システム
THA…外気温
THW…水温
F…冬判定フラグ
Claims (8)
- 車両に搭載される燃料電池システムであって、
燃料電池の内部にパージガスを供給可能なガス供給部と、
前記車両の停止時に、前記ガス供給部を制御して前記パージガスによる掃気処理を実行する掃気制御部と、
を備え、
前記掃気制御部は、
前記車両の走行時の外気温を複数回、取得し、
前記取得された走行時の外気温のうちの最後に取得された外気温が所定の閾値以下である場合に、前記最後に取得された外気温が前記閾値を上回る場合と比べて掃気能力を高めて、前記掃気処理を実行する、
燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムであって、
前記掃気能力を高めることは、掃気の時間を長くすることである、燃料電池システム。 - 請求項1または請求項2に記載の燃料電池システムであって、
前記掃気能力を高めることは、単位時間当たりの掃気の強さを増大することである、燃料電池システム。 - 車両に搭載される燃料電池システムであって、
燃料電池の内部にパージガスを供給可能なガス供給部と、
前記車両の停止後の所定の時機に、前記ガス供給部を制御して前記パージガスによる掃気処理を実行する掃気制御部と、
を備え、
前記掃気制御部は、
前記車両の走行時の外気温を複数回、取得し、
前記取得された走行時の外気温のうちの最後に取得された外気温が所定の閾値以下である場合に、前記最後に取得された外気温が前記閾値を上回る場合と比べて前記掃気処理の実施可能性を高める、
燃料電池システム。 - 請求項4に記載の燃料電池システムであって、
前記車両の非走行時の外気温を取得する非走行時外気温取得部を備え、
前記掃気制御部は、
前記取得された走行時の外気温と前記取得された非走行時の外気温とのうちの低い方の温度に基づき前記所定の時機を決定する、燃料電池システム。 - 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記外気温を検出するセンサが異常であるときに、走行時の外気温が前記閾値以下である場合と同一の条件で前記掃気処理を実行する、燃料電池システム。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記取得された走行時の外気温が所定の閾値以下である場合に、前記取得された走行時の外気温が前記閾値を上回る場合と比べて前記燃料電池の含水量を低減させる含水量制御部
を備える燃料電池システム。 - 請求項7に記載の燃料電池システムであって、
前記含水量の低減は、前記燃料電池の水温を高くすること、または、前記燃料電池に供給する酸化剤ガスの供給量を増大することによって行う、燃料電池システム。
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