JP2019029100A - 燃料電池システム及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1を参照して、本実施形態に係る燃料電池システム10の構成について説明する。図1に示すように、燃料電池システム10は、燃料電池スタック12、水素タンク14、第1制御弁18、第1圧力センサ20、第2制御弁22、膨張機24、熱交換器26、サブタンク28、調圧弁30、及びインジェクタ32を備える。また、燃料電池システム10は、エネルギー回収装置34、気液分離部36、水素ポンプ38、排水弁40、ラジエータ42、及び制御装置50を更に備える。
次に、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第3実施形態について説明する。なお、第2実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第4実施形態について説明する。なお、第3実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第5実施形態について説明する。なお、第4実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第6実施形態について説明する。なお、第5実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第7実施形態について説明する。なお、第6実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第8実施形態について説明する。なお、第5実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
12 燃料電池スタック
14 水素タンク
16 供給経路
16A 第1供給経路
16B 第2供給経路
20 第1圧力センサ
21 第2圧力センサ
22、22A、22B 第2制御弁(流量調整部)
24 膨張機
26 熱交換器
30 調圧弁(減圧部、第3減圧部)
31A 第2調圧弁(減圧部)
31B 第3調圧弁(第2減圧部)
32 インジェクタ
48 温度センサ
50 制御装置
52、252、552、852 推定部
54、254、354、454、854 制御部
60 ECU
Claims (9)
- 水素タンクから燃料電池スタックへ水素を供給する供給経路に設けられ、前記燃料電池スタックへ供給される水素を減圧させる減圧部と、
前記供給経路における前記減圧部の上流側に設けられ、前記水素タンクから供給される水素を減圧膨張させる膨張機と、
前記供給経路における前記膨張機の上流側に設けられ、前記膨張機へ水素の供給を行う開状態と、前記膨張機への水素の供給を遮断するか又は水素の供給量を前記開状態の場合よりも減少させる閉状態と、の何れかの状態に切り替え可能な流量調整部と、
前記供給経路における前記膨張機の上流側の第1圧力に対する下流側の第2圧力の圧力差が第1閾値未満となった場合、又は前記第1圧力に対する前記第2圧力の圧力比が第2閾値以上となった場合に、前記流量調整部を前記閉状態に切り替える制御を行う制御部と、
を備えた燃料電池システム。 - 前記水素タンクの内圧を前記第1圧力として測定する第1圧力センサと、
前記膨張機と前記減圧部との間の圧力を前記第2圧力として測定する第2圧力センサと、
を更に備えた請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記制御部は、前記圧力差が前記第1閾値よりも大きい第3閾値以上となった場合、又は前記圧力比が前記第2閾値よりも小さい第4閾値未満となった場合に、前記流量調整部を前記開状態に切り替える制御を行う
請求項1又は請求項2に記載の燃料電池システム。 - 前記供給経路に、前記膨張機の上流側から下流側へバイパスするバイパス経路を更に設け、
前記流量調整部を、前記供給経路における前記バイパス経路の一端が連結された上流側部分に設けられた三方弁であって、前記開状態で前記膨張機に水素を供給し、かつ前記バイパス経路への水素の供給を遮断し、前記閉状態として、前記膨張機への水素の供給を遮断し、かつ前記バイパス経路へ水素を供給する第1閉状態、及び前記膨張機と前記バイパス経路との双方への供給を遮断する第2閉状態を有する三方弁とした
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記供給経路における前記バイパス経路の他端が連結された下流側部分と前記膨張機との間に、前記膨張機により減圧膨張された水素と、前記燃料電池スタックを冷却する冷却水との間で熱交換を行う熱交換器を更に備えた
請求項4に記載の燃料電池システム。 - 前記冷却水の温度を測定する温度センサを更に備え、
前記制御部は、前記温度センサにより測定された温度が、予め定められた温度閾値以下の場合に、前記流量調整部を前記第1閉状態に切り替える制御を行う
請求項5に記載の燃料電池システム。 - 前記減圧部は、前記供給経路における前記バイパス経路の他端が連結された下流側部分と前記膨張機との間に設けられ、
前記膨張機と前記流量調整部との間に設けられ、前記水素タンクから供給される水素を減圧させる第2減圧部と、
前記バイパス経路に設けられ、前記燃料電池スタックへ供給される水素を減圧させる第3減圧部と、
前記下流側部分と前記燃料電池スタックとの間に設けられたインジェクタと、
を更に備えた請求項4から請求項6の何れか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記減圧部は、前記供給経路における前記バイパス経路の他端が連結された下流側部分と前記膨張機との間に設けられ、
前記流量調整部と前記水素タンクとの間に設けられ、前記水素タンクから供給される水素を減圧させる第2減圧部と、
前記バイパス経路に設けられたインジェクタと、
を更に備えた請求項4から請求項6の何れか1項に記載の燃料電池システム。 - 水素タンクから燃料電池スタックへ水素を供給する供給経路に設けられ、前記燃料電池スタックへ供給される水素を減圧させる減圧部と、前記供給経路における前記減圧部の上流側に設けられ、前記水素タンクから供給される水素を減圧膨張させる膨張機と、前記供給経路における前記膨張機の上流側に設けられ、前記膨張機へ水素の供給を行う開状態と、前記膨張機への水素の供給を遮断するか又は水素の供給量を前記開状態の場合よりも減少させる閉状態と、の何れかの状態に切り替え可能な流量調整部を制御する制御装置であって、
前記供給経路における前記膨張機の上流側の第1圧力に対する下流側の第2圧力の圧力差が第1閾値未満となった場合、又は前記第1圧力に対する前記第2圧力の圧力比が第2閾値以上となった場合に、前記流量調整部を前記閉状態に切り替える制御を行う制御部
を含む制御装置。
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