JP2017182916A - 燃料電池、推定方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタの劣化の判断を良好に行うことができる燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池３００は、筐体の内部に設けられたスタック１を熱媒体の循環により冷却するスタック冷却路４及びラジエータ通流路５と、ラジエータ通流路５に設けられたラジエータ５１と、ラジエータ５１の入側の温度を測定する第１温度センサ５３と、ラジエータ５１の出側の温度を測定する第２温度センサ５４と、第１温度センサ５３及び第２温度センサ５４が測定した温度に基づいて、ラジエータ５１での熱媒体の熱移動量を算出し、算出した熱移動量に基づいてラジエータ５１の冷却能力の推定を行うＣＰＵ９０とを備える。【選択図】図１

Description

本技術は、水素を酸素と反応させて発電する燃料電池、推定方法及びコンピュータプログラムに関する。

近年、水素を酸素と反応させて発電する燃料電池は、振動、騒音の発生が少なく、発電効率が高いという利点を有しており、家庭用発電システム、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電気自動車、鉄道、携帯電話の基地局、発電所等の広範な技術分野において電源として利用されている。燃料電池は、水素及び酸素を化学反応させることにより発電する電池本体と、該電池本体に水素を供給する水素供給部とを備える。

電池本体は、筐体の内部に設けられ、発電を行う発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路と、該熱媒体流路に設けられたラジエータとを有する。また、筐体には、筐体内の空気の換気のため、吸気口が設けられており、該吸気口には、フィルタが配されている。フィルタは消耗品であり、劣化した場合、換気に係る空気の流量を確保できなくなる虞がある。したがって、燃料電池は、使用に係る残りの寿命又は交換時期等を燃料電池の使用者に報知するため、フィルタの寿命の判断を行う場合がある。

例えば、特許文献１に記載の燃料電池においては、フィルタ等の消耗品の使用時間、燃料電池の発電量又は燃料の流量等に基づいて消耗品の余寿命時間を判断している。

特開２００２−２９８８９２号公報

しかしながら、フィルタは、燃料電池の設置環境によって、劣化の度合いが異なる。特許文献１に記載の燃料電池においては、設置環境について考慮されていないため、フィルタの余寿命時間の判断を良好に行うことできないという問題がある。
したがって、空気が汚染された環境においてはフィルタの劣化が早いにも関わらず、フィルタの交換の報知がなされず、換気に係る空気の流量を確保できない虞がある。また、空気が汚染されていない環境においては、フィルタが劣化していないにもかかわらず、フィルタの交換の報知がなされる虞がある。

本開示の実施形態は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フィルタの劣化の判断を良好に行うことができる燃料電池、推定方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、筐体の内部に設けられ、水素及び酸素を反応させて発電する発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路と、該熱媒体流路に設けられたラジエータと、前記熱媒体流路の前記ラジエータの入側の温度を測定する第１温度測定部と、前記熱媒体流路の前記ラジエータの出側の温度を測定する第２温度測定部と、前記第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度に基づいて、前記ラジエータでの前記熱媒体の熱移動量を算出し、算出した前記熱移動量に基づいて前記ラジエータの冷却能力の推定を行う推定部とを備えることを特徴とする。

本開示の一実施形態に係る推定方法は、筐体の内部に設けられ、発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路に設けられたラジエータと、前記熱媒体流路の前記ラジエータの入側の温度を測定する第１温度測定部と、前記熱媒体流路の前記ラジエータの出側の温度を測定する第２温度測定部とを備える燃料電池の前記ラジエータの冷却能力を推定する推定方法であって、前記第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて、前記ラジエータでの前記熱媒体の熱移動量を算出し、算出した前記熱移動量に基づいて前記ラジエータの冷却能力を推定することを特徴とする。

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、筐体の内部に設けられ、発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路に設けられたラジエータと、前記熱媒体流路の前記ラジエータの入側の温度を測定する第１温度測定部と、前記熱媒体流路の前記ラジエータの出側の温度を測定する第２温度測定部とを備える燃料電池を制御するコンピュータに、前記第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて前記ラジエータでの前記熱媒体の熱移動量を算出し、算出した前記熱移動量に基づいて前記ラジエータの冷却能力を推定する処理を実行させることを特徴とする。

本開示の実施形態によれば、ラジエータの冷却能力に基づいてフィルタの劣化の判断を良好に行うことができる。

実施の形態１に係る燃料電池を示すブロック図である。 電池本体の概略構成を示す図である。 推定実行判断に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 フィルタの交換に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 冷却能力の推定に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 冷却能力の推定に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 交換確認に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 フィルタの劣化の判断に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態２における推定実行判断に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態３におけるフィルタの劣化の判断に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態４におけるフィルタの劣化の判断に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）

図１は、実施の形態１に係る燃料電池３００を示すブロック図である。図２は、電池本体１００の概略構成を示す図である。図１に示すように、燃料電池３００は、電池本体１００と水素供給部２００とを備える。燃料電池３００は例えば固体高分子形燃料電池（polymer electrolyte fuel cell ）等である。

図２に示すように、電池本体１００は、筐体１１０を有し、筐体１１０には吸気口１１１及び排気口１１２が設けられている。吸気口１１１にはフィルタ１０１が配され、排気口１１２には、後述するファン５２が配されている。

筐体１１０の内部には環境温度を検出する環境温度センサ１０２が設けられている。図２の矢印に示すように、環境温度センサ１０２は、後述する換気に係る空気の通流において、後述するラジエータ５１よりも上流側に位置している。環境温度センサ１０２は、換気に係る空気の温度を測定し、これにより同時に外気の温度も測定している。なお、電池本体１００は、外気の温度を測定する温度測定部を環境温度センサ１０２と別に設けてもよく、また、該温度測定部は筐体１１０の内外いずれに配してもよい。

電池本体１００は、スタック１、水素通流路２（水素供給路２ａ及び水素循環路２ｂ）、空気流路３を備える。また、電池本体１００は、スタック冷却路４、ラジエータ通流路５、第１熱交換器７、第２熱交換器８、制御部９を備える。なお、図２おいては、ラジエータ５１、ファン５２、フィルタ１０１、環境温度センサ１０２、並びに吸気口１１１及び排気口１１２を含む筐体１１０以外の図示を省略しているが、スタック１、スタック冷却路４、ラジエータ通流路５等も筐体１１０の内部に設けられている。

電池本体１００には、燃料電池３００の状態を外部に報知する報知部１０３が設けられている。報知部１０３は、画像を表示する液晶パネル、ＬＥＤランプの点灯又はアラーム等である。また、電池本体１００には、フィルタ１０１の交換を検知する検知部１０４が設けられている。検知部１０４は、フィルタ１０１の交換を検知した場合、検知に係る信号を制御部９に出力する。なお、検知部１０４に代えて、スイッチを設けて、該スイッチを使用者が押すことにより、フィルタ１０１の交換に係る信号を制御部９に出力するようにしてもよい。

水素供給部２００は、複数のＭＨ（Metal Hydride ）ボンベ２０（図では６本）と、開閉弁２１と、レギュレータ２２とを備える。ＭＨボンベ２０は水素吸蔵合金を充填してなる。開閉弁２１には全てのＭＨボンベ２０が接続されており、開閉弁２１はレギュレータ２２に接続されている。レギュレータ２２により水素の供給圧力が調整される。ＭＨボンベ２０内の水素吸蔵合金が水素を放出する際の反応は吸熱反応である。なお、ＭＨボンベ２０の本数は、図示の本数に限られず、５本以下であってもよく、６本より多くてもよい。

燃料電池３００は、更に電池本体１００及び水素供給部２００に跨るボンベ加熱路６を備える。

スタック１は、固体高分子電解質膜を負極と正極とで両側から挟んで膜電極接合体を形成し、この膜電極接合体の両側に一対のセパレータを配置して平板状の単位セルを構成し、この単位セルを複数積層してパッケージ化したものである。
負極に、水素供給部２００から流入した水素を含む燃料ガスが接触し、正極に空気等の酸素を含む酸化ガスが空気流路３から流入して接触することにより両電極で電気化学反応が生じ、起電力が発生する。この電気化学反応においては、負極側から固体高分子電解質膜を透過してきた水素イオンと酸化ガス中の酸素との反応により水が生じる。

水素循環路２ｂには、水素循環ポンプ２６及び気液分離器２７が設けられている。水素循環路２ｂは、水素循環ポンプ２６から送出された水素が、スタック１内の負極側を通流し、気液分離器２７を通って水素循環ポンプ２６に戻るように設けられている。
水素供給路２ａの一端部はレギュレータ２２に、他端部は水素循環路２ｂのスタック１への水素の入側に接続されている。水素供給路２ａには、水素供給部２００側から順に、開閉弁２３、開閉弁２４、逆止弁２５が設けられている。

ＭＨボンベ２０の水素は、開閉弁２１、開閉弁２３及び開閉弁２４を開いた場合に、開閉弁２１からレギュレータ２２、開閉弁２３、開閉弁２４、及び逆止弁２５を通って水素供給路２ａ及び水素循環路２ｂを通流し、スタック１に流入する。スタック１から流出した水素は、スタック１から排出される不純物（当初から水素に含有された不純物と反応により生じた不純物とを含む）及び水分と共に水素循環路２ｂを通流し、気液分離器２７へ送られる。

気液分離器２７において、水素及び不純物を含むガスと、水とが分離される。気液分離器２７において、分離された前記ガスは、気液分離器２７から水素循環路２ｂを通流して水素循環ポンプ２６へ送られ、スタック１へ戻される。気液分離器２７において分離された水は貯留され、所定量に達した場合に、排水弁（不図示）を開放することにより電池本体１００の外部へ排出される。

空気流路３にはエアポンプ３０が設けられている。空気流路３は、エアポンプ３０から送出された空気がスタック１の正極側部分へ供給され、スタック１を通流した後、外部に排出されるように設けられている。空気流路３のスタック１への流入側部分には開閉弁３１が、スタック１からの流出側部分には開閉弁３２が設けられている。空気流路３においては、開閉弁３１及び開閉弁３２を開くことにより、上記のように空気が通流する。

スタック冷却路４には、冷却ポンプ４０、イオン交換樹脂４３、及び導電率計４４が設けられている。スタック冷却路４においては、熱媒体として冷却水が通流する。スタック冷却路４は、冷却ポンプ４０から送出された冷却水が、イオン交換樹脂４３内を通流し、導電率計４４により導電率を測定された後、スタック１内を通流し、第１熱交換器７及び第２熱交換器８を通流し、冷却ポンプ４０へ戻るように設けられている。イオン交換樹脂４３はスタック冷却路４を通流する冷却水に含まれるイオンを吸着する。イオン量が多くなった場合、冷却水の導電率が高くなり、スタック１の発電効率が低下するので、イオン交換樹脂４３により金属イオン等を吸着し、発電効率の低下が防止されている。

ラジエータ通流路５には、放熱ポンプ５０及びラジエータ５１が設けられている。ラジエータ通流路５においては、不凍液等の熱媒体が通流する。ラジエータ通流路５は、放熱ポンプ５０から送出された熱媒体が、ラジエータ５１を通流し、さらに第１熱交換器７を通流した後、放熱ポンプ５０へ戻るように設けられている。また、ラジエータ５１は、ファン５２に近接して設けられている。ラジエータ通流路５において、ラジエータ５１の入側には、該入側を通流する熱媒体の温度を測定する第１温度センサ５３が設けられており、ラジエータ５１の出側には、該出側を通流する熱媒体の温度を測定する第２温度センサ５４が設けられている。

ファン５２が駆動することにより、図２の矢印に示すように、吸気口１１１に設けられたフィルタ１０１を介して筐体１１０内に空気が流入し、排気口１１２から筐体１１０内の空気が筐体１１０外に流出する。即ち、ファン５２により電池本体１００の筐体１１０の内部の換気が行われる。

ボンベ加熱路６には、電池本体１００側に加熱ポンプ６０が設けられている。ボンベ加熱路６においては、不凍液等の熱媒体が通流する。ボンベ加熱路６は、加熱ポンプ６０から送出された熱媒体が、水素供給部２００内の通流路を通流してＭＨボンベ２０を加熱した後、第２熱交換器８を通流して、加熱ポンプ６０へ戻るように設けられている。加熱により、ＭＨボンベ２０内の水素吸蔵合金から水素が放出される。

スタック冷却路４、ラジエータ通流路５、ボンベ加熱路６、第１熱交換器７、及び第２熱交換器８は断熱材により覆われている。スタック冷却路４、ラジエータ通流路５及びボンベ加熱路６の内、該断熱材により覆われた部分は、図１において太線で表している。前記断熱材により、外部との熱移動を制限でき、熱量を制御しやすい。

制御部９は、制御部９の各構成部の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit ）９０を備え、ＣＰＵ９０には、バスを介して、ＲＯＭ９１、ＲＡＭ９２及び時計部９３が接続されている。

ＲＯＭ９１は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等の不揮発性メモリであり、燃料電池３００の運転、後述する冷却能力の推定及びフィルタ１０１の劣化の判断等を実行するプログラム９１ａを記憶している。
また、プログラム９１ａが、コンピュータ読み取り可能に記録された可搬式メディアであるＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、ＢＤ（Blu-ray （登録商標）Disc）、ハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブ等の記録媒体に記録され、ＣＰＵ９０が記録媒体から、プログラム９１ａを読み出し、ＲＯＭ９１に記憶させてもよい。
さらに、通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから本実施の形態に係るプログラム９１ａを取得し、ＲＯＭ９１に記憶させることにしてもよい。

ＲＡＭ９２は、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM )、ＳＲＡＭ(Static RAM）等のメモリであり、ＣＰＵ９０の演算処理を実行する際にＲＯＭ９１から読み出されたプログラム９１ａ及びＣＰＵ９０の演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。
制御部９は電池本体１００の各構成部、及び水素供給部２００の開閉弁２１に接続されており、制御部９は各構成部及び開閉弁２１の動作を制御する。なお、制御部９と各構成部との接続は、本実施の形態の説明において必要な部分のみ示している。
時計部９３は、リアルタイムクロック及びタイマ等を有し、現在時刻及びタイマによる計時時間をＣＰＵ９０に出力する。

スタック１で生じる反応は発熱反応であり、スタック１はスタック冷却路４内を通流する冷却水により冷却される。スタック１から排出された冷却水の熱は、第１熱交換器７においてラジエータ通流路５の熱媒体に伝導され、該熱媒体はラジエータ５１において熱を放出し、熱はファン５２により電池本体１００の外部へ放出される。ラジエータ５１において冷却された熱媒体は第１熱交換器７へ送られる。

スタック冷却路４において、第１熱交換器７を通流し、第２熱交換器８へ導入された冷却水の熱は、第２熱交換器８においてボンベ加熱路６の熱媒体へ伝導され、該熱媒体は水素供給部２００の各ＭＨボンベ２０を加熱し、水素吸蔵合金から水素を放出させる。
第２熱交換器８で冷却された冷却水は冷却ポンプ４０へ戻り、スタック１へ送られる。
発電を行っていない場合、スタック冷却路４の冷却水の温度は環境温度となる。
なお、ボンベ加熱路６を有さずに、スタック１で生じた熱を有する空気を水素供給部２００へ送風して、ＭＨボンベ２０を加温することにしてもよい。また、ＭＨボンベ２０にヒータを設けておき、ＭＨボンベ２０を直接ヒータで加温することにしてもよい。

制御部９のＣＰＵ９０はＲＯＭ９１からプログラム９１ａを読み出して、燃料電池３００の運転を行う。ＣＰＵ９０は、プログラム９１ａに従い、水素循環ポンプ２６、エアポンプ３０、冷却ポンプ４０、ファン５２、放熱ポンプ５０及び加熱ポンプ６０を作動させる。また、ＣＰＵ９０は、開閉弁２１、開閉弁２３及び開閉弁２４を開き、ＭＨボンベ２０から水素をスタック１に供給する。これにより、スタック１による発電が行われる。

ＣＰＵ９０は、以下に述べるように、プログラム９１ａに従って、ラジエータ５１の冷却能力の推定を行い、フィルタ１０１の劣化の判断を行い、フィルタ１０１の交換等に係る報知を報知部１０３に行わせる。
また、ＲＯＭ９１は、燃料電池３００の出荷時におけるラジエータ５１の冷却能力を出荷時冷却能力Ｐ１として記憶している。出荷時冷却能力Ｐ１は、以下と同様の方法で推定された冷却能力である。

ＣＰＵ９０は、燃料電池３００の駆動の開始から定期的にラジエータ５１の冷却能力の推定を行うか否かの推定実行判断を行う。図３は、推定実行判断に係るＣＰＵ９０の処理手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ９０は、第１温度センサ５３が測定した温度Ａと、第２温度センサ５４が測定した温度Ｂと、環境温度センサ１０２が測定した温度Ｃとを取得する（Ｓ１）。また、ＣＰＵ９０は、時計部９３から現在時刻を取得する（Ｓ２）。

ＣＰＵ９０は、温度Ａがマイナス１５℃以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。これにより、ラジエータ通流路５の熱媒体が凍結しているか否かを判定している。ＣＰＵ９０は、温度Ａがマイナス１５℃以上でないと判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、温度Ａがマイナス１５℃以上であると判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、取得した現在時刻に基づいて、前回冷却能力の推定を行ってからＸ時間経過したか否かを判定する（Ｓ４）。

ＣＰＵ９０は、Ｘ時間経過したと判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、推定フラグをオンにして（Ｓ９）処理を終了する。これにより、定期的な冷却能力の推定が担保される。ＣＰＵ９０は、Ｘ時間経過していないと判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、前回冷却能力の推定を行ってからＹ時間経過したか否かを判定する（Ｓ５）。ここで、Ｘは、Ｙよりも十分大きい。

ＣＰＵ９０は、Ｙ時間経過していないと判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、Ｙ時間経過したと判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、前回冷却能力の推定を行ったときにおける温度Ｃと、ステップＳ１で取得した温度Ｃとの差が所定の範囲Ｔ１内であるか否かを判定する（Ｓ６）。これにより、環境温度センサ１０２が測定した温度が所定の温度範囲である場合に、後述のように冷却能力を推定し、フィルタ１０１の劣化の判断を行うこととなる。所定の範囲Ｔ１に前回冷却能力の推定を行ったときにおける温度Ｃの値を加えた値が所定の温度範囲に相当する。なお、ステップＳ６において、ステップＳ１で取得した温度Ｃ自体が所定の温度範囲内であるかを判定することとしてもよく、この場合、所定の温度範囲は燃料電池３００の設置環境等を考慮して適宜設定される。

ＣＰＵ９０は、前記差が所定の範囲Ｔ１内でないと判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、前記差が所定の範囲Ｔ１内であると判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、前回冷却能力の推定を行ったときにおける温度Ａ及び温度Ｃの差と、ステップＳ１で取得した温度Ａ及び温度Ｃの差との差が、所定の範囲Ｔ２内であるか否かを判定する（Ｓ７）。これにより、環境温度センサ１０２が測定した温度と、第１温度センサ５３が測定した温度との差が所定の数値範囲である場合に、後述のように冷却能力を推定し、フィルタ１０１の劣化の判断を行うこととなる。所定の範囲Ｔ２に前回冷却能力の推定を行ったときにおける温度Ａ及び温度Ｃの差を加えた値が所定の数値範囲に相当する。なお、ステップＳ７において、ステップＳ１で取得した温度Ａ及び温度Ｃの差自体が所定の数値範囲内であるか否かを判定することとしてもよく、この場合、所定の数値範囲は燃料電池３００の設置環境等を考慮して適宜設定される。

ＣＰＵ９０は、前記差が所定の範囲Ｔ２内でないと判定した場合（Ｓ７：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、前記差が所定の範囲Ｔ２内であると判定した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、ステップＳ１で取得した温度Ａ及び温度Ｃの差が閾値Ｔ３以上であるか否かを判定する（Ｓ８）。これにより、温度Ａ及び温度Ｃの差が閾値Ｔ３以上である場合に冷却能力の推定を行うこととなり、推定の精度を上げることができる。

ＣＰＵ９０は、温度Ａ及び温度Ｃの差が閾値Ｔ３以上でないと判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、温度Ａ及び温度Ｃの差が閾値Ｔ３以上であると判定した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、推定フラグをオンにし（Ｓ９）、処理を終了する。

一方で、フィルタ１０１が劣化した場合、フィルタ１０１の交換が使用者によってなされ、検知部１０４から交換に係る信号がＣＰＵ９０に出力される。図４は、フィルタ１０１の交換に係るＣＰＵ９０の処理手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ９０は、検知部１０４からフィルタ１０１の交換に係る信号が入力された場合にフィルタ１０１の交換に係る処理を行う。ＣＰＵ９０は、推定フラグをオンにし（Ｓ２１）、交換後推定フラグをオンにして（Ｓ２２）、現在時刻を記憶させて（Ｓ２３）、処理を終了する。

ＣＰＵ９０は、推定フラグがオンである場合、以下の動作によりラジエータ５１の冷却能力の推定を行う。図５及び図６は、冷却能力の推定に係るＣＰＵ９０の処理手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ９０は、冷却ポンプ４０及び放熱ポンプ５０を駆動し（Ｓ３１）、ファン５２を駆動し（Ｓ３２）、時計部９３のタイマによる計時を開始する（Ｓ３３）。このとき、ＣＰＵ９０は、放熱ポンプ５０の出力を制御して、ラジエータ通流路５の熱媒体の流量をあらかじめ定められた時間当たりの所定の流量に制御する。また、ＣＰＵ９０は、ファン５２の出力も所定の出力に制御する。ＣＰＵ９０は、計時の開始から期間ｔ１が経過した否かを判定する（Ｓ３４）。

ＣＰＵ９０は、計時の開始から期間ｔ１が経過していないと判定した場合（Ｓ３４：ＮＯ）、処理をステップＳ３４に戻す。ＣＰＵ９０は、計時の開始から期間ｔ１が経過したと判定した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、環境温度センサ１０２から温度Ｃの取得を行う（Ｓ３５）。ここで、温度Ｃの取得は、安定した測定温度を取得するため、所定時間を待って行う。

ＣＰＵ９０は、計時の開始から期間ｔ２が経過した否かを判定する（Ｓ３６）。ここでｔ２＞ｔ１である。ＣＰＵ９０は、計時の開始から期間ｔ２が経過していないと判定した場合（Ｓ３６：ＮＯ）、処理をステップＳ３６に戻す。ＣＰＵ９０は、計時の開始から期間ｔ２が経過したと判定した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、第１温度センサ５３から温度Ａの取得を行う（Ｓ３７）。これにより、環境温度センサ１０２から温度Ｃを取得した後に第１温度センサ５３から温度Ａを取得し、冷却能力を推定することとなる。

ＣＰＵ９０は、計時の開始から期間ｔ３が経過した否かを判定する（Ｓ３８）。ここでｔ３＞ｔ２である。ＣＰＵ９０は、計時の開始から期間ｔ３が経過していないと判定した場合（Ｓ３８：ＮＯ）、処理をステップＳ３８に戻す。ＣＰＵ９０は、計時の開始から期間ｔ３が経過したと判定した場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、第２温度センサ５４から温度Ｂの取得を行う（Ｓ３９）。これにより、第１温度センサ５３から温度Ａを取得した後に第２温度センサ５４から温度Ｂを取得し、冷却能力を推定することとなる。

その後、ＣＰＵ９０は、温度Ａ及び温度Ｂの差を算出し（Ｓ４０）、これにより、ラジエータ５１における入側及び出側の熱媒体の温度差を算出する。ＣＰＵ９０は、温度Ａ及び温度Ｂの差に、熱媒体の比熱及びラジエータ通流路５における熱媒体の前記時間当たりの所定の流量を乗じて熱移動量を算出する（Ｓ４１）。

その後、ＣＰＵ９０は、温度Ａ及び温度Ｃの差を算出する（Ｓ４２）。ＣＰＵ９０は、ステップＳ４１で算出した熱移動量を、温度Ａ及び温度Ｃの差で除することにより算出し、算出した値をラジエータ５１の冷却能力として推定する（Ｓ４３）。

ＣＰＵ９０は、冷却能力を推定した後、交換後推定フラグがオンであるか否かを判定する（Ｓ４４）。ＣＰＵ９０は、交換後推定フラグがオンであると判定した場合（Ｓ４４：ＹＥＳ）、ステップＳ４３で推定した冷却能力を交換後冷却能力Ｐ２としてＲＯＭ９１に記憶させる（Ｓ４５）。その後、ＣＰＵ９０は、交換確認フラグをオンにし、推定フラグをオフにし、交換後推定フラグをオフにした後（Ｓ４６）、現在時刻をＲＯＭ９１に記憶させ（Ｓ４９）、処理を終了する。該現在時刻は、図３の推定実行判断におけるステップＳ４及びＳ５において前回冷却能力の推定を行った時刻として使用される。

ＣＰＵ９０は、交換後推定フラグがオンでないと判定した場合（Ｓ４４：ＮＯ）、ステップＳ４３で推定した冷却能力を前回冷却能力Ｐ３としてＲＯＭ９１に記憶させる（Ｓ４７）。その後、ＣＰＵ９０は、劣化判断フラグをオンにし、推定フラグをオフにした後（Ｓ４８）、現在時刻をＲＯＭ９１に記憶させ（Ｓ４９）、処理を終了する。

ＣＰＵ９０は、交換確認フラグがオンである場合、以下のように交換確認の処理を行う。図７は、交換確認に係るＣＰＵ９０の処理手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ９０は、交換後冷却能力Ｐ２を前回冷却能力Ｐ３で除することにより冷却能力比Ｒ１を算出する（Ｓ６１）。ＣＰＵ９０は、交換後冷却能力Ｐ２を出荷時冷却能力Ｐ１で除することにより冷却能力比Ｒ２を算出する（Ｓ６２）。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ１が１．５以上であるか否かを判定する（Ｓ６３）。なお、ステップＳ６３において、数値は１．５に限られず、ラジエータ５１及びフィルタ１０１の性能等に応じて設定される。
ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ１が１．５以上でないと判定した場合（Ｓ６３：ＮＯ）、ファン５２の積算駆動時間が期間ｔ４以上であるか否かを判定する（Ｓ６４）。

ＣＰＵ９０は、ファン５２の積算駆動時間が期間ｔ４以上であると判定した場合（Ｓ６４：ＹＥＳ）、ラジエータ５１の清掃を促す報知を報知部１０３に行わせて（Ｓ６５）、処理を終了する。
また、ＣＰＵ９０は、ファン５２の積算駆動時間が期間ｔ４以上でないと判定した場合（Ｓ６４：ＮＯ）、フィルタ１０１の交換を促す報知を報知部１０３に行わせて（Ｓ６６）、処理を終了する。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ１が１．５以上であると判定した場合（Ｓ６３：ＹＥＳ）、交換ニアフラグをオフにし、交換フラグをオフにする（Ｓ６７）。ここで、交換ニアフラグとは、フィルタ１０１の交換時期が迫っていることを示すフラグであり、交換フラグは、フィルタ１０１の交換時期であることを示すフラグである。また、ＣＰＵ９０は、交換フラグがオンである場合、報知部１０３にフィルタ１０１の交換を促す報知を行わせる。
その後、ＣＰＵ９０は、交換後冷却能力Ｐ２をＲＯＭ９１に格納冷却能力Ｐ４として記憶させる（Ｓ６８）。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ２が０．５以下であるか否かを判定する（Ｓ６９）。これにより、交換後における冷却能力、即ち交換後冷却能力Ｐ２が所定の下限値以下であるかい否かを判定している。出荷時冷却能力Ｐ１に０．５を乗じた値が所定の下限値に相当する。なお、ステップＳ６９において数値は０．５に限られず、ラジエータ５１及びフィルタ１０１の性能等に応じて設定される。また、ステップＳ６９において交換後冷却能力Ｐ２自体が所定の下限値以下であるか否かを判定することとしてもよく、この場合、所定の下限値はラジエータ５１及びフィルタ１０１の性能等を考慮して設定される。
ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ２が０．５以下であると判定した場合（Ｓ６９：ＹＥＳ）、ラジエータ５１の清掃又は交換を促す等のラジエータ５１に係る報知を行い（Ｓ７０）、処理を終了する。
ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ２が０．５以下でないと判定した場合（Ｓ６９：ＮＯ）、冷却能力比Ｒ２が０．７以下であるか否かを判定する（Ｓ７１）。なお、ステップＳ７１において、数値は０．７に限られず、ラジエータ５１及びフィルタ１０１の性能等に応じて設定される。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ２が０．７以下であると判定した場合（Ｓ７１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９０は、ラジエータ５１の清掃を促す報知又は交換時期が迫っている旨の報知を行う等、ラジエータ５１に係る報知を行い（Ｓ７２）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ２が０．７以下でないと判定した場合（Ｓ７１：ＮＯ）、処理を終了する。

ＣＰＵ９０は、劣化判断フラグがオンである場合、以下の処理により、フィルタ１０１の劣化を判断し、報知部１０３に交換に係る報知をさせる。図８は、フィルタ１０１の劣化の判断に係るＣＰＵ９０の処理手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ９０は、前回冷却能力Ｐ３を格納冷却能力Ｐ４で除することにより冷却能力比Ｒ３を算出する（Ｓ８１）。燃料電池３００の出荷からフィルタ１０１の交換が一度もなされていない場合、格納冷却能力Ｐ４に代えて、出荷時冷却能力Ｐ１が使用される。ここで、格納冷却能力Ｐ４及び出荷時冷却能力Ｐ１はラジエータ５１の冷却能力の初期値に相当する。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ３が０．５５×（１−ｔ×ｋ）以下であるか否かを判定する（Ｓ８２）。ここで、０．５５は所定の閾値に相当し、ＣＰＵ９０が（１−ｔ×ｋ）を乗ずることにより所定の閾値が補正される。なお、所定の閾値に相当する値は、０．５５に限られず、ラジエータ５１及びフィルタ１０１等の性能及び設置環境等に応じて設定される。

ｔは、ファン５２の積算駆動時間であり、ｋは、補正係数である。これにより、ＣＰＵ９０は、所定の閾値をファン５２の駆動時間に応じて補正することとなる。ここで、ラジエータ５１は、ファン５２の駆動時間に応じてその能力が低下する。したがって、ＣＰＵ９０は、ラジエータ５１自体の劣化による冷却能力の低下を考慮して、フィルタ１０１の劣化の判断を行うことができる。

ＣＰＵ９０は、格納冷却能力Ｐ４と出荷時冷却能力Ｐ１との差が大きいほど補正係数ｋの値を大きくし、差が小さいほど補正係数ｋの値を小さくする。これにより、ＣＰＵ９０は格納冷却能力Ｐ４、即ち推定したフィルタ１０１の交換後における冷却能力に基づいて、補正係数ｋを補正することとなる。ここで、格納冷却能力Ｐ４が出荷時冷却能力Ｐ１よりも小さい場合、その分だけラジエータ５１が劣化していることになる。したがって、ＣＰＵ９０は、ラジエータ５１自体の劣化による冷却能力の低下を考慮して、フィルタ１０１の劣化の判断を行うことができる。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ３が０．５５×（１−ｔ×ｋ）以下でないと判定した場合（Ｓ８２：ＮＯ）、冷却能力比Ｒ３が０．７×（１−ｔ×ｋ）以下であるか否かを判定する（Ｓ８３）。ここで、ステップＳ８３において、０．７に相当する部分の値は、０．７に限らず、ラジエータ５１及びフィルタ１０１等の性能及び設置環境等に応じて設定される。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ３が０．７×（１−ｔ×ｋ）以下であると判定した場合（Ｓ８３：ＹＥＳ）、フィルタ１０１が劣化していると判断し、交換ニアフラグをオンにし、また、交換フラグをオフにして（Ｓ８４）、処理を終了する。
ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ３が０．７×（１−ｔ×ｋ）以下でないと判定した場合（Ｓ８３：ＮＯ）、交換ニアフラグをオフにし、また、交換フラグをオフにして（Ｓ８５）、処理を終了する。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ３が０．５５×（１−ｔ×ｋ）以下であると判定した場合（Ｓ８２：ＹＥＳ）、交換ニアフラグがオンであるか否かを判定する（Ｓ８６）。
ＣＰＵ９０は、交換ニアフラグがオンでないと判定した場合（Ｓ８６：ＮＯ）、報知部１０３にラジエータ５１による冷却に係る異常を報知させ（Ｓ８７）、交換ニアフラグをオフにし、また、交換フラグをオンにして（Ｓ８８）、処理を終了する。

ＣＰＵ９０は、交換ニアフラグがオンであると判定した場合（Ｓ８６：ＹＥＳ）、時計部９３から現在時刻を取得する（Ｓ８９）。ＣＰＵ９０は、取得した現在時刻に基づいて前回のフィルタ１０１の交換から期間ｔ５が経過したか否かを判定する（Ｓ９０）。期間ｔ５は、所定期間に相当する。ここで、フィルタ１０１の交換が燃料電池３００の出荷時からなされていない場合、燃料電池３００の最初の駆動時から期間ｔ５経過したか否かを判定する。
これにより、所定期間内における前記冷却能力の低下量が所定の低下量以上であるか否かを判定することとなる。本実施の形態においては、冷却能力の比により冷却能力の低下量を判断している。なお、前回冷却能力Ｐ３と格納冷却能力Ｐ４との差を冷却能力の低下量とし、算出した値が所定の低下量以上であるか否かを判定することとしてもよい。

ＣＰＵ９０は、前回のフィルタ１０１の交換から期間ｔ５が経過したと判断した場合（Ｓ９０：ＹＥＳ）、フィルタ１０１が劣化していると判断し、交換ニアフラグをオフにし、また、交換フラグをオンにして（Ｓ８８）、処理を終了する。
ＣＰＵ９０は、前回のフィルタ１０１の交換から期間ｔ５が経過していないと判断した場合（Ｓ９０：ＮＯ）、報知部１０３にラジエータ５１による冷却に係る異常を報知させ（Ｓ８７）、交換ニアフラグをオフにし、また、交換フラグをオンにして（Ｓ８８）、処理を終了する。

これにより、フィルタ１０１にビニール袋等が引っかかった等フィルタ１０１の劣化以外の原因も含めて、ラジエータ５１の冷却能力に係る異常を報知することができる。

上記の構成によれば、第１温度センサ５３が測定した温度Ａ及び第２温度センサ５４が測定した温度Ｂに基づいて、ラジエータ５１の冷却能力を推定することができる。ラジエータ５１の冷却能力は、筐体１１０の換気における空気の流量に対応している。ラジエータ５１の冷却能力は、空気の流量が低下した場合、低下する。したがって、ラジエータ５１の冷却能力の低下は、筐体１１０の換気に係るフィルタ１０１の劣化を示す。したがって、ラジエータ５１の冷却能力に基づいてフィルタ１０１の劣化の判断を良好に行うことができる。
また、冷却能力の比によりフィルタ１０１の劣化を判断するので、ラジエータ５１の性能のばらつきによる影響が少なくなり、フィルタ１０１の劣化の判断をより良好に行うことができる。

筐体１１０の内部の温度Ｃが所定の温度範囲内である場合に行うので、熱移動量の算出の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。また、筐体１１０の内部の温度Ｃと、ラジエータ５１の入側の温度Ａとの差が所定の数値範囲内である場合に冷却能力の推定を行う。筐体１１０の内部における換気に係る空気の温度Ｃと、ラジエータ５１の入側の温度Ａとの差は、ラジエータ５１の放熱量に比例する。したがって、熱移動量の算出の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。

環境温度センサ１０２及び第１温度センサ５３は夫々、筐体１１０の内部を移動する換気空気が、環境温度センサ１０２から、第１温度センサ５３の位置まで移動する時間を考慮して温度を取得できる。また、第１温度センサ５３及び第２温度センサ５４は夫々、熱媒体がラジエータ５１の入側から出側に移動する時間を考慮して、温度を取得できる。これにより、取得する温度の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。

ラジエータ通流路５における熱媒体の流量が所定の流量である場合、また、ファン５２の出力が所定の出力である場合に、フィルタ１０１の劣化の判断を行うので、熱移動量の算出の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。

フィルタ１０１の劣化の判断における所定の閾値をファン５２の駆動時間に応じて補正する。また、ラジエータ５１を使用している期間は、ファン５２も駆動している。したがって、ラジエータ５１の使用による能力の低下を考慮して、フィルタ１０１の劣化の判断を行うことができる。したがって、フィルタ１０１の劣化の判断の精度を上げることができる。
また、ラジエータ５１の冷却能力に基づいて所定の閾値を補正することにより、ラジエータ５１の使用による能力の低下を考慮して、フィルタ１０１の劣化の判断を行うことができる。したがって、フィルタ１０１の劣化の判断の精度を上げることができる。また、空気の汚染の度合いによるラジエータ５１の劣化への影響も考慮できる。

ＣＰＵ９０のフィルタ１０１の交換確認の処理によりラジエータ５１の劣化又は故障等フィルタ１０１の劣化以外の原因も含めて、ラジエータ５１の冷却能力に係る異常を報知することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２においては、実施の形態１と推定実行判断に係るＣＰＵ９０の処理が異なる。図９は、実施の形態２における推定実行判断に係るＣＰＵ９０の処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態２に係る燃料電池の構成について、実施の形態１と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

ＣＰＵ９０は、第１温度センサ５３が測定した温度Ａと、第２温度センサ５４が測定した温度Ｂと、環境温度センサ１０２が測定した温度Ｃとを取得する（Ｓ１０１）。また、ＣＰＵ９０は、時計部９３から現在時刻を取得する（Ｓ１０２）。

ＣＰＵ９０は、温度Ａがマイナス１５℃以上であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。ＣＰＵ９０は、温度Ａがマイナス１５℃以上でないと判定した場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、温度Ａがマイナス１５℃以上であると判定した場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、前回冷却能力の推定を行ってからＸ時間経過したか否かを判定する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ９０は、Ｘ時間経過したと判定した場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、推定フラグをオンにして（Ｓ１０９）処理を終了する。ＣＰＵ９０は、Ｘ時間経過していないと判定した場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、ファン５２の積算消費電力が閾値Ｚ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。ファン５２の積算消費電力は、ファン５２の使用時間及び使用電力に基づいて算出される。

ＣＰＵ９０は、ファン５２の積算消費電力が閾値Ｚ以上でないと判定した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、ファン５２の積算消費電力が閾値Ｚ以上であると判定した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、前回冷却能力の推定を行ったときにおける温度Ｃと、ステップＳ１０１で取得した温度Ｃとの差が所定の範囲Ｔ１内であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。ＣＰＵ９０は、前記差が所定の範囲Ｔ１内でないと判定した場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、前記差が所定の範囲Ｔ１内であると判定した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、前回冷却能力の推定を行ったときにおける温度Ａ及び温度Ｃの差と、ステップＳ１０１で取得した温度Ａ及び温度Ｃの差との差が、所定の範囲Ｔ２内であるか否かを判定する（Ｓ１０７）。

ＣＰＵ９０は、前記差が所定の範囲Ｔ２内でないと判定した場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、前記差が所定の範囲Ｔ２内であると判定した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１で取得した温度Ａ及び温度Ｃの差が閾値Ｔ３以上であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。

ＣＰＵ９０は、温度Ａ及び温度Ｃの差が閾値Ｔ３以上でないと判定した場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理を終了する。ＣＰＵ９０は、温度Ａ及び温度Ｃの差が閾値Ｔ３以上であると判定した場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、推定フラグをオンにし（Ｓ１０９）、処理を終了する。

上記の構成によれば、実施の形態１と同様に、ラジエータ５１の冷却能力を推定することができ、ラジエータ５１の冷却能力に基づいてフィルタ１０１の劣化の判断を良好に行うことができる。

（実施の形態３）
実施の形態３においては、実施の形態１とフィルタ１０１の劣化の判断に係るＣＰＵ９０の処理が異なる。図１０は、実施の形態３におけるフィルタ１０１の劣化の判断に係るＣＰＵ９０の処理手順を示すフローチャートである。実施の形態３に係る燃料電池の構成について、実施の形態１と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

実施の形態３においては、ＣＰＵ９０は、以下に述べる交換確認の処理の前に冷却能力比Ｒ３の算出を少なくとも一度行っており、最新の冷却能力比Ｒ３を前回冷却能力比としてＲＯＭ９１に記憶させている。また、前回冷却能力比に係る算出を行った時刻をＲＯＭ９１に記憶させている。
ＣＰＵ９０は、実施の形態１と同様、前回冷却能力Ｐ３を格納冷却能力Ｐ４で除することにより冷却能力比Ｒ３を算出する（Ｓ１２１）。
ＣＰＵ９０は、算出した冷却能力比Ｒ３及び前回冷却能力比の差を算出し、該差を、前回冷却能力比に係る算出を行った時刻から現在時刻までの経過時間で除することにより、単位時間当たりの冷却能力Ｒ３の変化量を算出する（Ｓ１２２）。

ＣＰＵ９０は、変化量が変化量に係る閾値ｒ以上であるか否かを判定する（Ｓ１２３）。これにより、所定期間内における前記冷却能力の低下量が所定の低下量以上であるか否かを判定することとなる。ＣＰＵ９０は、変化量が閾値ｒ以上であると判定した場合（Ｓ１２３：ＹＥＳ）、報知部１０３にラジエータ５１による冷却に係る異常を報知させ（Ｓ１２４）、冷却能力比Ｒ３が０．５５×（１−ｔ×ｋ）以下であるか否かを判定する（Ｓ１２６）。

また、ＣＰＵ９０は、変化量が閾値ｒ以上でないと判定した場合（Ｓ１２３：ＮＯ）、前回冷却能力比をステップＳ１２１で算出した冷却能力比Ｒ３に更新し（Ｓ１２５）、該冷却能力比Ｒ３が０．５５×（１−ｔ×ｋ）以下であるか否かを判定する（Ｓ１２６）。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ３が０．５５×（１−ｔ×ｋ）以下であると判定した場合（Ｓ１２６：ＹＥＳ）、フィルタ１０１が劣化していると判断し、交換ニアフラグをオフにし、また、交換フラグをオンにする（Ｓ１２７）。その後、ＣＰＵ９０は、現在時刻を時計部９３から取得し、ＲＯＭ９１に記憶させ（Ｓ１２８）、処理を終了する。記憶させた現在時刻は、上記の前回冷却能力比に係る算出を行った時刻として使用される。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ３が０．５５×（１−ｔ×ｋ）以下でないと判定した場合（Ｓ１２６：ＮＯ）、冷却能力比Ｒ３が０．７×（１−ｔ×ｋ）以下であるか否かを判定する（Ｓ１２９）。

ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ３が０．７×（１−ｔ×ｋ）以下であると判定した場合（Ｓ１２９：ＹＥＳ）、交換ニアフラグをオンにし、また、交換フラグをオフにする（Ｓ１３０）。その後、ＣＰＵ９０は、現在時刻を時計部９３から取得し、ＲＯＭ９１に記憶させ（Ｓ１２８）、処理を終了する。
ＣＰＵ９０は、冷却能力比Ｒ３が０．７×（１−ｔ×ｋ）以下でないと判定した場合（Ｓ１２９：ＮＯ）、交換ニアフラグをオフにし、また、交換フラグをオフにする（Ｓ１３１）。その後、ＣＰＵ９０は、現在時刻を時計部９３から取得し、ＲＯＭ９１に記憶させ（Ｓ１２８）、処理を終了する。

上記の構成によれば、実施の形態１と同様に、ラジエータ５１の冷却能力を推定することができ、ラジエータ５１の冷却能力に基づいてフィルタ１０１の劣化の判断を良好に行うことができる。また、フィルタ１０１にビニール袋等が引っかかった等フィルタ１０１の劣化以外の原因も含めて、ラジエータ５１の冷却能力に係る異常を報知することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４においては、実施の形態１と交換確認におけるＣＰＵ９０の処理が異なる。図１１は、実施の形態４におけるフィルタ１０１の劣化の判断に係るＣＰＵ９０の処理手順を示すフローチャートである。実施の形態４に係る燃料電池の構成について、実施の形態１と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

ＣＰＵ９０は、冷却能力Ｐ３が第１能力閾値ｐ以下であるか否かを判定する（Ｓ１４１）。
ＣＰＵ９０は、冷却能力Ｐ３が第１能力閾値ｐ以下でないと判定した場合（Ｓ１４１：ＮＯ）、冷却能力Ｐ３が第２能力閾値ｑ以上であるか否かを判定する（Ｓ１４２）。ここで、ｐ＜ｑである。

ＣＰＵ９０は、冷却能力Ｐ３が第２能力閾値ｑ以上でないと判定した場合（Ｓ１４２：ＮＯ）、交換ニアフラグをオンにし、交換フラグをオフにして（Ｓ１４３）、処理を終了する。
ＣＰＵ９０は、冷却能力Ｐ３が第２能力閾値ｑ以上であると判定した場合（Ｓ１４２：ＹＥＳ）、現在時刻を記憶させ（Ｓ１４４）、交換ニアフラグをオフにし、交換フラグをオフにして（Ｓ１４５）、処理を終了する。

ＣＰＵ９０は、冷却能力Ｐ３が第１能力閾値ｐ以下であると判定した場合（Ｓ１４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９０は、前回のフィルタ１０１の劣化の判断の処理において、ステップＳ１４４で記憶させた時刻から現在時刻までの経過時間が期間ｔ６以上であるか否かを判定する（Ｓ１４６）。期間ｔ６は経過時間閾値に相当する。

ＣＰＵ９０は、経過時間がｔ６以上でないと判定した場合（Ｓ１４６：ＮＯ）、報知部１０３にラジエータ５１の冷却能力に係る異常を報知させる（Ｓ１４７）。その後、ＣＰＵ９０は、交換ニアフラグをオフにし、交換フラグをオンにして（Ｓ１４８）処理を終了する。
ＣＰＵ９０は、経過時間がｔ６以上であると判定した場合（Ｓ１４６：ＹＥＳ）、フィルタ１０１が劣化していると判断し、交換ニアフラグをオフにし、交換フラグをオンにして（Ｓ１４８）処理を終了する。

上記の構成によれば、実施の形態１と同様に、ラジエータ５１の冷却能力を推定することができ、ラジエータ５１の冷却能力に基づいてフィルタ１０１の劣化の判断を良好に行うことができる。また、フィルタ１０１にビニール袋等が引っかかった等フィルタ１０１の劣化以外の原因も含めて、ラジエータ５１の冷却能力に係る異常を報知することができる。また、冷却能力の差又は低下量等を算出せずに、ラジエータ５１の冷却能力に係る異常を報知することができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、筐体の内部に設けられ、水素及び酸素を反応させて発電する発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路と、該熱媒体流路に設けられたラジエータと、前記熱媒体流路の前記ラジエータの入側の温度を測定する第１温度測定部と、前記熱媒体流路の前記ラジエータの出側の温度を測定する第２温度測定部と、前記第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度に基づいて、前記ラジエータでの前記熱媒体の熱移動量を算出し、算出した前記熱移動量に基づいて前記ラジエータの冷却能力の推定を行う推定部とを備えることを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度に基づいて、ラジエータの冷却能力を推定する。ラジエータの冷却能力は、筐体の換気における空気の流量に対応している。空気の流量が低下した場合、ラジエータの冷却能力は低下する。したがって、ラジエータの冷却能力の低下は、筐体の換気において、筐体に設けられるフィルタの劣化を示す。したがって、ラジエータの冷却能力に基づいてフィルタの劣化の判断を良好に行うことができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、外気の温度を測定する第３温度測定部を備え、前記推定部は、前記第１温度測定部が測定した温度と、前記第３温度測定部が測定した温度との差を算出し、前記差及び前記熱移動量に基づいて前記冷却能力を推定することを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、ラジエータの冷却能力を推定することができ、ラジエータの冷却能力に基づいて筐体に設けられるフィルタの劣化の判断を良好に行うことができる。また、外気の温度、即ち換気に係る空気の温度と、ラジエータの入側の温度との差は、ラジエータの放熱量に比例する。したがって、熱移動量の算出の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記推定部が推定した前記冷却能力に基づいて、前記筐体に設けられたフィルタの劣化の判断を行う判断部を備えることを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、推定したラジエータの冷却能力に基づいて判断部によりフィルタの劣化の判断を良好に行うことができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記判断部は、推定した前記冷却能力を前記ラジエータの冷却能力の初期値により除した値が所定の閾値以下である場合、前記フィルタが劣化していると判断することを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、冷却能力の比によりフィルタの劣化を判断するので、ラジエータの性能のばらつきによる影響が少なくなり、フィルタの劣化の判断をより良好に行うことができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、筐体の内部の温度を測定する第４温度測定部を備え、前記推定部は、前記第４温度測定部が測定した温度が所定の温度範囲内である場合、前記推定を行うことを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、筐体の内部の温度が所定の温度範囲内である場合に冷却能力の推定を行うので、熱移動量の算出の精度を上げ、推定の精度を上げることができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記推定部は、前記第１温度測定部が測定した温度と、前記第４温度測定部が測定した温度との差が所定の数値範囲内である場合、前記推定を行うことを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、筐体内部の温度と、ラジエータの入側の温度との差が所定の数値範囲内である場合に、冷却能力の推定を行う。筐体の内部における換気に係る空気の温度と、ラジエータの入側の温度との差は、ラジエータの放熱量に比例する。したがって、熱移動量の算出の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記推定部は、前記第４温度測定部から温度を取得した後、前記第１温度測定部から温度を取得し、前記推定を行うことを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、筐体内を移動する換気空気が、第４温度測定部から、第１温度測定部の位置まで移動する時間を考慮して夫々温度を取得することができる。これにより、取得する温度の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記推定部は、前記第１温度測定部から温度を取得した後、前記第２温度測定部から温度を取得し、前記推定を行うことを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、熱媒体がラジエータの入側から出側に移動する時間を考慮して、第１温度測定部及び第２温度測定部は、温度を取得することができる。これにより、取得する温度の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記推定部は、前記ラジエータに流入する熱媒体の流量が所定の流量である場合、前記推定を行うことを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、熱媒体の流量が所定の流量である場合に、冷却能力の推定を行うことにより、熱移動量の算出の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記筐体の内部の換気を行うファンを備え、前記推定部は、前記ファンの出力が所定の出力である場合、前記推定を行うことを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、ファンの出力が所定の出力である場合に、冷却能力の推定を行うことにより、熱移動量の算出の精度を上げ、冷却能力の推定の精度を上げることができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記筐体の内部の換気を行うファンを備え、該ファンの駆動時間に応じて前記所定の閾値を補正する補正部を備えることを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、ファンの駆動時間に応じて所定の閾値を補正する。ここで、使用時間が長くなるにつれ、ラジエータの冷却能力は低下する。また、ラジエータを使用している期間は、ファンも駆動している。したがって、ファンの駆動時間に応じて所定の閾値を補正することにより、ラジエータの使用による能力の低下を考慮して、フィルタの劣化の判断を行うことができる。これにより、フィルタの劣化の判断の精度を上げることができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記フィルタの交換を検知する検知部を備え、前記推定部は、前記検知部が前記フィルタの交換を検知した場合、前記交換後における前記冷却能力を推定し、前記補正部は、前記推定部が推定した前記交換後における冷却能力に基づいて前記所定の閾値を補正することを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、フィルタの交換後におけるラジエータの冷却能力により、所定の閾値を補正する。したがって、ラジエータの使用による能力の低下を考慮して、フィルタの劣化の判断を行うことができる。これにより、フィルタの劣化の判断の精度を上げることができる。また、空気の汚染の度合いによるラジエータ劣化への影響も考慮できる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記フィルタの交換を検知する検知部と、報知部とを備え、前記推定部は、前記検知部がフィルタの交換を検知した場合、前記交換後における前記冷却能力を推定し、前記報知部は、前記交換後における冷却能力が所定の下限値以下である場合、所定の報知を行うことを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、ラジエータの劣化又は故障等フィルタの劣化以外の原因も含めて、ラジエータの冷却能力に係る報知を行うことができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、所定期間内における前記冷却能力の低下量が所定の低下量以上である場合、所定の報知を行う報知部を備えることを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、フィルタにビニール袋等が引っかかった等フィルタの劣化以外の原因も含めて、ラジエータの冷却能力に係る報知を行うことができる。

本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記冷却能力が前記第１能力閾値以下であるか否かを判定する第１判定部と、前記冷却能力が第１能力閾値よりも大きい第２能力閾値以上であるか否かを判定する第２判定部と、該第２判定部が、前記冷却能力が第２能力閾値以上であると判定した時点から、前記第１判定部が、前記冷却能力が第１能力閾値以下であると判定した時点までの経過時間が所定の経過時間閾値以下である場合、所定の報知を行う報知部とを備えることを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、フィルタにビニール袋等が引っかかった等フィルタの劣化以外の原因も含めて、ラジエータの冷却能力に係る報知を行うことができる。また、冷却能力の差又は低下量等を算出せずに、ラジエータの冷却能力に係る異常を報知することができる。

本開示の一実施形態に係る推定方法は、筐体の内部に設けられ、発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路に設けられたラジエータと、前記熱媒体流路の前記ラジエータの入側の温度を測定する第１温度測定部と、前記熱媒体流路の前記ラジエータの出側の温度を測定する第２温度測定部とを備える燃料電池の前記ラジエータの冷却能力を推定する推定方法であって、前記第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて、前記ラジエータでの前記熱媒体の熱移動量を算出し、算出した前記熱移動量に基づいて前記ラジエータの冷却能力を推定することを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度に基づいて、ラジエータの冷却能力を推定する。ラジエータの冷却能力は、筐体の換気における空気の流量に対応している。空気の流量が低下した場合、ラジエータの冷却能力は低下する。したがって、ラジエータの冷却能力の低下は、筐体の換気において、筐体に設けられるフィルタの劣化を示す。したがって、ラジエータの冷却能力に基づいてフィルタの劣化の判断を良好に行うことができる。

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、筐体の内部に設けられ、発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路に設けられたラジエータと、前記熱媒体流路の前記ラジエータの入側の温度を測定する第１温度測定部と、前記熱媒体流路の前記ラジエータの出側の温度を測定する第２温度測定部とを備える燃料電池を制御するコンピュータに、前記第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて前記ラジエータでの前記熱媒体の熱移動量を算出し、算出した前記熱移動量に基づいて前記ラジエータの冷却能力を推定する処理を実行させることを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度に基づいて、ラジエータの冷却能力を推定する。ラジエータの冷却能力は、筐体の換気における空気の流量に対応している。空気の流量が低下した場合、ラジエータの冷却能力は低下する。したがって、ラジエータの冷却能力の低下は、筐体の換気において、筐体に設けられるフィルタの劣化を示す。したがって、ラジエータの冷却能力に基づいてフィルタの劣化の判断を良好に行うことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

１ スタック（発電部）
４ スタック冷却路（熱媒体流路の一部）
５ ラジエータ通流路（熱媒体流路の一部）
５１ ラジエータ
５２ ファン
５３ 第１温度センサ（第１温度測定部）
５４ 第２温度センサ（第２温度測定部）
９０ ＣＰＵ（推定部、判断部、補正部、第１判定部、第２判定部）
９１ａ プログラム
１０２ 環境温度センサ（第３温度測定部、第４温度測定部）
１０３ 報知部
１０４ 検知部
１１０ 筐体
３００ 燃料電池

Claims (17)

1. 筐体の内部に設けられ、水素及び酸素を反応させて発電する発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路と、
   該熱媒体流路に設けられたラジエータと、
   前記熱媒体流路の前記ラジエータの入側の温度を測定する第１温度測定部と、
   前記熱媒体流路の前記ラジエータの出側の温度を測定する第２温度測定部と、
   前記第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度に基づいて、前記ラジエータでの前記熱媒体の熱移動量を算出し、算出した前記熱移動量に基づいて前記ラジエータの冷却能力の推定を行う推定部と
   を備えることを特徴とする燃料電池。
2. 外気の温度を測定する第３温度測定部を備え、
   前記推定部は、
   前記第１温度測定部が測定した温度と、前記第３温度測定部が測定した温度との差を算出し、
   前記差及び前記熱移動量に基づいて前記冷却能力を推定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
3. 前記推定部が推定した前記冷却能力に基づいて、前記筐体に設けられたフィルタの劣化の判断を行う判断部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池。
4. 前記判断部は、推定した前記冷却能力を前記ラジエータの冷却能力の初期値により除した値が所定の閾値以下である場合、前記フィルタが劣化していると判断することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池。
5. 筐体の内部の温度を測定する第４温度測定部を備え、
   前記推定部は、前記第４温度測定部が測定した温度が所定の温度範囲内である場合、前記推定を行うことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の燃料電池。
6. 前記推定部は、前記第１温度測定部が測定した温度と、前記第４温度測定部が測定した温度との差が所定の数値範囲内である場合、前記推定を行うことを特徴とする請求項５に記載の燃料電池。
7. 前記推定部は、前記第４温度測定部から温度を取得した後、前記第１温度測定部から温度を取得し、前記推定を行うことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の燃料電池。
8. 前記推定部は、前記第１温度測定部から温度を取得した後、前記第２温度測定部から温度を取得し、前記推定を行うことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の燃料電池。
9. 前記推定部は、前記ラジエータに流入する熱媒体の流量が所定の流量である場合、前記推定を行うことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の燃料電池。
10. 前記筐体の内部の換気を行うファンを備え、
    前記推定部は、前記ファンの出力が所定の出力である場合、前記推定を行うことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一つに記載の燃料電池。
11. 前記筐体の内部の換気を行うファンを備え、
    該ファンの駆動時間に応じて前記所定の閾値を補正する補正部を備えることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池。
12. 前記フィルタの交換を検知する検知部を備え、
    前記推定部は、前記検知部が前記フィルタの交換を検知した場合、前記交換後における前記冷却能力を推定し、
    前記補正部は、前記推定部が推定した前記交換後における冷却能力に基づいて前記所定の閾値を補正することを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
13. 前記フィルタの交換を検知する検知部と、
    報知部とを備え、
    前記推定部は、前記検知部がフィルタの交換を検知した場合、前記交換後における前記冷却能力を推定し、
    前記報知部は、前記交換後における冷却能力が所定の下限値以下である場合、所定の報知を行う
    ことを特徴とする請求項３から請求項１１のいずれか一つに記載の燃料電池。
14. 所定期間内における前記冷却能力の低下量が所定の低下量以上である場合、所定の報知を行う報知部を備える
    ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載の燃料電池。
15. 前記冷却能力が前記第１能力閾値以下であるか否かを判定する第１判定部と、
    前記冷却能力が第１能力閾値よりも大きい第２能力閾値以上であるか否かを判定する第２判定部と、
    該第２判定部が、前記冷却能力が第２能力閾値以上であると判定した時点から、前記第１判定部が、前記冷却能力が第１能力閾値以下であると判定した時点までの経過時間が所定の経過時間閾値以下である場合、所定の報知を行う報知部と
    を備えることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載の燃料電池。
16. 筐体の内部に設けられ、発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路に設けられたラジエータと、前記熱媒体流路の前記ラジエータの入側の温度を測定する第１温度測定部と、前記熱媒体流路の前記ラジエータの出側の温度を測定する第２温度測定部とを備える燃料電池の前記ラジエータの冷却能力を推定する推定方法であって、
    前記第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度を取得し、
    取得した温度に基づいて、前記ラジエータでの前記熱媒体の熱移動量を算出し、
    算出した前記熱移動量に基づいて前記ラジエータの冷却能力を推定する
    ことを特徴とする推定方法。
17. 筐体の内部に設けられ、発電部を熱媒体の循環により冷却する熱媒体流路に設けられたラジエータと、前記熱媒体流路の前記ラジエータの入側の温度を測定する第１温度測定部と、前記熱媒体流路の前記ラジエータの出側の温度を測定する第２温度測定部とを備える燃料電池を制御するコンピュータに、
    前記第１温度測定部及び第２温度測定部が測定した温度を取得し、
    取得した温度に基づいて前記ラジエータでの前記熱媒体の熱移動量を算出し、
    算出した前記熱移動量に基づいて前記ラジエータの冷却能力を推定する
    処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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