JP2020187883A - Fuel cell system - Google Patents

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Tomoya Ogawa
朋也 小川
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Abstract

To provide a fuel cell system capable of preventing precipitation of lithium, at the time of cryogenic temperature start-up.SOLUTION: A fuel cell system to be mounted on a fuel cell vehicle includes a fuel cell, a reaction gas supply part, a lithium ion battery, a first temperature sensor, a second temperature sensor, and a control section. The control section acquires the temperature of the fuel cell repeatedly, enables traveling if the temperature of the fuel cell, acquired when starting up the vehicle, is higher than a temperature T0, starts warm-up operation if lower than the temperature T0, disables traveling if lower than a temperature T1, disables traveling if the temperature of the fuel cell is higher than the temperature T1 but lower than a temperature T2, and the temperature of the lithium ion battery is lower than a temperature T3, enables traveling if the temperature of the fuel cell is higher than T1 but lower than the temperature T2, and higher than the temperature T3 of the lithium ion battery, and enables traveling if the temperature of the fuel cell is higher than the temperature T2.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、燃料電池システムの技術に関する。 The present disclosure relates to fuel cell system technology.

燃料電池車両等に搭載される燃料電池システムとして、低温起動時に行われる暖機運転処理により、燃料電池スタックの生成水が凍結するおそれがないと判定できる状態に移行した場合に、燃料電池車両を走行可能とするものがある。特許文献１には、燃料電池スタックの冷却媒体の出口温度が予め規定された暖機運転終了の温度以上となった場合に、走行許可を決定する燃料電池システムが記載されている。この燃料電池システムによれば、燃料電池セルの面内に氷点下の低温領域が存在する状態において、セル内の液水が低温領域へ移動し、液水が再凍結することで起こる流路内での反応ガスの圧損を抑制できる。 When the fuel cell system installed in a fuel cell vehicle or the like shifts to a state in which it can be determined that the generated water in the fuel cell stack is not likely to freeze due to the warm-up operation process performed at low temperature startup, the fuel cell vehicle is installed. There is something that makes it possible to drive. Patent Document 1 describes a fuel cell system that determines a running permit when the outlet temperature of the cooling medium of the fuel cell stack becomes equal to or higher than a predetermined temperature at the end of warm-up operation. According to this fuel cell system, in a state where a low temperature region below freezing point exists in the surface of the fuel cell, the liquid water in the cell moves to the low temperature region and the liquid water refreezes in the flow path. The pressure loss of the reaction gas can be suppressed.

特開２０１７−１９５０２１JP 2017-195021

ところで、上記特許文献１においては、走行を許可した後であっても、燃料電池スタックの冷却媒体の出口温度が燃料電池スタックにとって最適な温度になるまで暖機運転は継続している。走行時には、ユーザーのアクセル操作に応じた燃料電池による発電電力の追従が必要となる。しかし、暖機運転中は暖機運転中でない場合と比較して発電電力の追従性が悪化する。そのため、二次電池であるリチウムイオン電池による充放電が行われる。充電時にリチウム電池が低温であり、かつある程度以上の充電が行われた場合、リチウムが析出する虞がある。しかし、リチウムイオン電池の許容充電量は温度に基づき変化するため、従来の技術においては低温におけるリチウムの析出を防止することが難しかった。 By the way, in Patent Document 1, the warm-up operation is continued until the outlet temperature of the cooling medium of the fuel cell stack reaches the optimum temperature for the fuel cell stack even after the traveling is permitted. When driving, it is necessary to follow the generated power by the fuel cell according to the accelerator operation of the user. However, during the warm-up operation, the followability of the generated power deteriorates as compared with the case where the warm-up operation is not performed. Therefore, charging / discharging is performed by a lithium ion battery which is a secondary battery. If the lithium battery is at a low temperature during charging and is charged to a certain extent or more, lithium may precipitate. However, since the permissible charge amount of the lithium ion battery changes based on the temperature, it is difficult to prevent the precipitation of lithium at a low temperature by the conventional technique.

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be realized in the following forms.

本開示の一形態によれば、燃料電池車両に搭載される燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、反応ガスを供給されることによって発電する燃料電池と、前記燃料電池に前記反応ガスを供給する反応ガス供給部と、前記燃料電池によって発電された電力を充放電するリチウムイオン電池と、前記燃料電池の温度を取得する第一の温度センサと、前記リチウムイオン電池の温度を取得する第二の温度センサと、前記燃料電池の運転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一の温度センサを使用して前記燃料電池の温度を繰り返し取得し、前記燃料電池車両の起動時に取得された前記燃料電池の温度が予め定められた基準閾値温度Ｔ０よりも高い第一の場合は、燃料電池車両の走行を可能とし、前記燃料電池車両の起動時に取得された前記燃料電池の温度が基準閾値温度Ｔ０よりも低い第二の場合は、酸素ガスの供給量を、他の条件が同じであるときと比較して減らして、暖機運転を開始し、前記第二の場合において、取得された前記燃料電池の温度が予め定められた第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも低い第三の場合は、前記燃料電池車両の走行を不可とし、前記第二の場合において、取得された前記燃料電池の温度が第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも高いが、予め定められた第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも低く、かつ前記リチウムイオン電池の温度が予め定められたリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも低い第四の場合は、前記燃料電池車両の走行を不可とし、前記第二の場合において、取得された前記燃料電池の温度が第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも高いが、第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも低く、かつ前記リチウムイオン電池の温度がリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも高い第五の場合は、走行を可能とし、前記第四の場合において、取得された前記燃料電池の温度が第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも高い第六の場合は、走行を可能とすることを特徴とする。この形態の燃料電池システムによれば、基準閾値温度Ｔ０を、燃料電池の内部の水が凍結する可能性を判定する温度に設定することにより、以下の利点が得られる。すなわち、起動時における燃料電池の温度が基準閾値温度Ｔ０よりも高い第一の場合は、暖機運転が行われず、燃料電池が提供する電力によって、ユーザーの要求に応じた運転を実現することができる。起動時における燃料電池の温度が基準閾値温度Ｔ０よりも低い第二の場合は、暖機運転が開始される。第二の場合、予め定められた暖機運転の終了温度である第二の燃料電池閾値温度Ｔ２に燃料電池の温度が上昇するまで暖機運転を継続する。また、リチウムイオン電池閾値温度Ｔ３を、暖機運転中における、リチウムイオン電池のリチウムの析出の可能性が十分低い温度に設定し、第一の燃料電池閾値温度Ｔ１を、燃料電池が走行に必要な電力を出力するこができる温度に設定することにより、以下の利点が得られる。すなわち、第二の場合において、取得された前記燃料電池の温度が予め定められた第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも高いが第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも低く、かつ前記リチウムイオン電池の温度が予め定められたリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも高い第五の場合は、リチウムイオン電池においてリチウムが析出する可能性が十分低い状態で、燃料電池車両の走行を可能とすることができる。一方、第二の場合において、取得された前記燃料電池の温度が予め定められた第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも高いが、第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも低く、かつ前記リチウムイオン電池の温度が予め定められたリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも低い第四の場合、燃料電池車両の走行を不可とし、暖機運転を継続する。第四の場合であっても、前記燃料電池の温度が予め定められた第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも高い第六の場合は、走行が可能となる。これにより、リチウムイオン電池においてリチウムが析出する事態を防止することができる。 According to one form of the present disclosure, a fuel cell system mounted on a fuel cell vehicle is provided. This fuel cell system includes a fuel cell that generates power by supplying a reaction gas, a reaction gas supply unit that supplies the reaction gas to the fuel cell, and lithium ions that charge and discharge the power generated by the fuel cell. The battery, a first temperature sensor for acquiring the temperature of the fuel cell, a second temperature sensor for acquiring the temperature of the lithium ion battery, and a control unit for controlling the operation of the fuel cell are provided. The control unit repeatedly acquires the temperature of the fuel cell using the first temperature sensor, and the temperature of the fuel cell acquired at the start of the fuel cell vehicle is higher than a predetermined reference threshold temperature T0. In the first case of high, the fuel cell vehicle can run, and in the second case, the temperature of the fuel cell acquired at the time of starting the fuel cell vehicle is lower than the reference threshold temperature T0, the supply amount of oxygen gas. Is reduced as compared with the case where other conditions are the same, the warm-up operation is started, and in the second case, the acquired temperature of the fuel cell is the predetermined first fuel cell threshold value. In the third case, which is lower than the temperature T1, the fuel cell vehicle cannot run, and in the second case, the acquired temperature of the fuel cell is higher than the first fuel cell threshold temperature T1. In the fourth case where the temperature of the lithium ion battery is lower than the predetermined second fuel cell threshold temperature T2 and lower than the predetermined lithium ion battery threshold temperature T3, the fuel cell vehicle is driven. In the second case, the acquired temperature of the fuel cell is higher than the first fuel cell threshold temperature T1, but lower than the second fuel cell threshold temperature T2, and the lithium ion battery In the fifth case where the temperature is higher than the lithium ion battery threshold temperature T3, traveling is possible, and in the fourth case, the acquired fuel cell temperature is higher than the second fuel cell threshold temperature T2. In the case of 6, it is characterized in that it enables traveling. According to this form of the fuel cell system, the following advantages can be obtained by setting the reference threshold temperature T0 to a temperature at which the possibility of freezing the water inside the fuel cell is determined. That is, in the first case where the temperature of the fuel cell at the time of starting is higher than the reference threshold temperature T0, the warm-up operation is not performed, and the operation according to the user's request can be realized by the electric power provided by the fuel cell. it can. In the second case where the temperature of the fuel cell at the time of starting is lower than the reference threshold temperature T0, the warm-up operation is started. In the second case, the warm-up operation is continued until the temperature of the fuel cell rises to the second fuel cell threshold temperature T2, which is the predetermined end temperature of the warm-up operation. Further, the lithium ion battery threshold temperature T3 is set to a temperature at which the possibility of lithium precipitation in the lithium ion battery is sufficiently low during warm-up operation, and the first fuel cell threshold temperature T1 is required for the fuel cell to run. The following advantages can be obtained by setting the temperature so that a large amount of electric power can be output. That is, in the second case, the acquired temperature of the fuel cell is higher than the predetermined first fuel cell threshold temperature T1 but lower than the second fuel cell threshold temperature T2, and the lithium ion battery. In the fifth case where the temperature of the above is higher than the predetermined lithium ion battery threshold temperature T3, it is possible to run the fuel cell vehicle in a state where the possibility of lithium precipitation in the lithium ion battery is sufficiently low. .. On the other hand, in the second case, the acquired temperature of the fuel cell is higher than the predetermined first fuel cell threshold temperature T1, but lower than the second fuel cell threshold temperature T2, and the lithium ion. In the fourth case where the battery temperature is lower than the predetermined lithium ion battery threshold temperature T3, the fuel cell vehicle cannot run and the warm-up operation is continued. Even in the fourth case, if the temperature of the fuel cell is higher than the predetermined second fuel cell threshold temperature T2, the vehicle can run. As a result, it is possible to prevent a situation in which lithium is deposited in the lithium ion battery.

本開示の一実施形態における、燃料電池車両に搭載される燃料電池システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel cell system mounted on the fuel cell vehicle in one Embodiment of this disclosure. 制御部による暖機運転と燃料電池車両の走行の制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the warm-up operation and the control of the running of a fuel cell vehicle by a control unit. 第一の温度センサにより取得された燃料電池の温度と、燃料電池が供給することができる電力の特性を表した図である。It is a figure which showed the characteristic of the temperature of the fuel cell acquired by the first temperature sensor, and the electric power which can be supplied by a fuel cell. 通常発電時と、停車中において暖気運転を行った場合と、走行中において暖気運を行った場合の、ユーザーの出力要求と、燃料電池が供給することができる電力との差の絶対値を表した図である。Table shows the absolute value of the difference between the user's output request and the power that can be supplied by the fuel cell when warming up is performed during normal power generation, when the vehicle is stopped, and when warming up is performed while driving. It is a figure. 第二の温度センサにより取得されたリチウムイオン電池の温度とリチウムイオン電池の充放電特性を表した図である。It is a figure which showed the temperature of the lithium ion battery acquired by the second temperature sensor, and the charge / discharge characteristic of a lithium ion battery.

Ａ．第一実施形態
Ａ１．燃料電池システム１０の構成：
図１は、本開示の一実施形態における、燃料電池車両１に搭載される燃料電池システム１０の概略構成図を示す説明図である。この燃料電池システム１０は、燃料電池１００と、水素タンク２００と、コンプレッサー３００と、リチウムイオン電池４００と、起動スイッチ５００と、駆動モータ６００と、制御部７００を備える。 A. First Embodiment A1. Configuration of fuel cell system 10:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration diagram of a fuel cell system 10 mounted on a fuel cell vehicle 1 according to an embodiment of the present disclosure. The fuel cell system 10 includes a fuel cell 100, a hydrogen tank 200, a compressor 300, a lithium ion battery 400, a start switch 500, a drive motor 600, and a control unit 700.

燃料電池システム１０は、さらに、水素ガス供給系Ｐ１０と、アノード排ガス系Ｐ２０と、酸素ガス供給系Ｐ３０と、カソード排ガス系Ｐ４０を備える。水素ガス供給系Ｐ１０は、燃料電池１００と、水素タンク２００をつないでいる。アノード排ガス系Ｐ２０は、燃料電池１００とつながっている。酸素ガス供給系Ｐ３０は、燃料電池１００とコンプレッサー３００をつないでいる。カソード排ガス系Ｐ４０は、燃料電池１００とつながっている。 The fuel cell system 10 further includes a hydrogen gas supply system P10, an anode exhaust gas system P20, an oxygen gas supply system P30, and a cathode exhaust gas system P40. The hydrogen gas supply system P10 connects the fuel cell 100 and the hydrogen tank 200. The anode exhaust gas system P20 is connected to the fuel cell 100. The oxygen gas supply system P30 connects the fuel cell 100 and the compressor 300. The cathode exhaust gas system P40 is connected to the fuel cell 100.

燃料電池システム１０は、さらに、第一の温度センサＳＴ１と、第二の温度センサＳＴ２を備える。第一の温度センサＳＴ１は、燃料電池１００の付近に配置されている。第二の温度センサＳＴ２は、リチウムイオン電池４００の付近に配置されている。 The fuel cell system 10 further includes a first temperature sensor ST1 and a second temperature sensor ST2. The first temperature sensor ST1 is arranged in the vicinity of the fuel cell 100. The second temperature sensor ST2 is arranged in the vicinity of the lithium ion battery 400.

燃料電池１００は、直流の電力を発生させる発電装置である。燃料電池１００は、外部より水素ガスと酸素ガスの供給を受ける。燃料電池１００は、発電の単位モジュールである燃料電池セル１１０を複数、積層したスタック構造を有している。各燃料電池セル１１０は、プロトン伝導性を有する電解質膜を挟んで、水素極（アノード）と、酸素極（カソード）とが配置された構成を有する。燃料電池１００は、燃料電池セル１１０において、外部より供給を受けた水素ガスと酸素ガスを電気化学反応によって反応させる。 The fuel cell 100 is a power generation device that generates DC electric power. The fuel cell 100 receives hydrogen gas and oxygen gas from the outside. The fuel cell 100 has a stack structure in which a plurality of fuel cell 110s, which are unit modules for power generation, are stacked. Each fuel cell 110 has a configuration in which a hydrogen electrode (anode) and an oxygen electrode (cathode) are arranged so as to sandwich an electrolyte membrane having proton conductivity. In the fuel cell 100, the fuel cell 100 reacts hydrogen gas supplied from the outside with oxygen gas by an electrochemical reaction.

水素タンク２００は、反応ガスとしての水素ガスを貯蔵する。水素タンク２００は、水素ガスを水素ガス供給系Ｐ１０に放出する。水素ガス供給系Ｐ１０から供給された水素ガスは、燃料電池１００内で発電に用いられる。燃料電池１００内で発電に用いられた水素ガスは、アノード排ガスとなって、アノード排ガス系Ｐ２０に排出される。 The hydrogen tank 200 stores hydrogen gas as a reaction gas. The hydrogen tank 200 releases hydrogen gas to the hydrogen gas supply system P10. The hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply system P10 is used for power generation in the fuel cell 100. The hydrogen gas used for power generation in the fuel cell 100 becomes the anode exhaust gas and is discharged to the anode exhaust gas system P20.

コンプレッサー３００は、外部から取り込んだ反応ガスとしての酸素ガスを圧縮する。圧縮された酸素ガスは、酸素ガス供給系Ｐ３０を介して燃料電池１００に供給される。コンプレッサー３００から供給された酸素ガスは、燃料電池１００内で発電に用いられた後、カソード排ガスとなって、カソード排ガス系Ｐ４０に排出される。 The compressor 300 compresses oxygen gas as a reaction gas taken in from the outside. The compressed oxygen gas is supplied to the fuel cell 100 via the oxygen gas supply system P30. The oxygen gas supplied from the compressor 300 is used for power generation in the fuel cell 100, becomes cathode exhaust gas, and is discharged to the cathode exhaust gas system P40.

リチウムイオン電池４００は、燃料電池１００の発電によって生じる電力を蓄える。また、リチウムイオン電池４００は、燃料電池１００がユーザーからの出力要求に追従できない場合に、蓄えた電力を放電する。リチウムイオン電池４００は、燃料電池１００の補助電源である。なお、本実施形態においては、リチウムイオン電池４００は、温度調節装置４１０を備えていない。温度調節装置４１０については後述する。 The lithium ion battery 400 stores electric power generated by the power generation of the fuel cell 100. Further, the lithium ion battery 400 discharges the stored electric power when the fuel cell 100 cannot follow the output request from the user. The lithium ion battery 400 is an auxiliary power source for the fuel cell 100. In the present embodiment, the lithium ion battery 400 does not include the temperature control device 410. The temperature control device 410 will be described later.

起動スイッチ５００は、ユーザーの操作により燃料電池車両１を始動する。起動スイッチ５００は、燃料電池車両１の始動の信号を、制御部７００に送る。 The start switch 500 starts the fuel cell vehicle 1 by the operation of the user. The start switch 500 sends a start signal of the fuel cell vehicle 1 to the control unit 700.

駆動モータ６００は、燃料電池車両１の主動力源を構成する。駆動モータ６００は、燃料電池１００及びリチウムイオン電池４００で発生した電力を動力源として作動する。 The drive motor 600 constitutes the main power source of the fuel cell vehicle 1. The drive motor 600 operates using the electric power generated by the fuel cell 100 and the lithium ion battery 400 as a power source.

第一の温度センサＳＴ１は、燃料電池１００の温度を取得することができる。本実施形態においては、第一の温度センサＳＴ１は燃料電池１００の内部温度に係る情報を取得する。 The first temperature sensor ST1 can acquire the temperature of the fuel cell 100. In the present embodiment, the first temperature sensor ST1 acquires information related to the internal temperature of the fuel cell 100.

第二の温度センサＳＴ２は、リチウムイオン電池４００の温度を取得する。本実施形態においては、第二の温度センサＳＴ２はリチウムイオン電池４００の内部温度に係る情報を取得する。 The second temperature sensor ST2 acquires the temperature of the lithium ion battery 400. In the present embodiment, the second temperature sensor ST2 acquires information related to the internal temperature of the lithium ion battery 400.

制御部７００は、燃料電池１００の運転を制御する。制御部７００は、第一の温度センサＳＴ１を使用して燃料電池１００の温度を繰り返し取得する。制御部７００は、第一の温度センサＳＴ１から取得した温度に基づいて燃料電池システム１０の各構成部を制御し、暖機運転を実現する。制御部７００は、図示しないＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータである。 The control unit 700 controls the operation of the fuel cell 100. The control unit 700 repeatedly acquires the temperature of the fuel cell 100 using the first temperature sensor ST1. The control unit 700 controls each component of the fuel cell system 10 based on the temperature acquired from the first temperature sensor ST1 to realize warm-up operation. The control unit 700 is a computer provided with a CPU, memory, and the like (not shown).

Ａ２．燃料電池システム１０の動作：
図２は、制御部７００による暖機運転と、燃料電池車両１の走行の制御を説明するフローチャートである。ユーザーが起動スイッチ５００をオンにすると、燃料電池車両１が起動する。起動スイッチ５００から燃料電池車両１の起動の信号を受け取った制御部７００が、Ｓ１０において、第一の温度センサＳＴ１を使用して、燃料電池１００の温度を取得する。 A2. Operation of fuel cell system 10:
FIG. 2 is a flowchart illustrating warm-up operation by the control unit 700 and control of running of the fuel cell vehicle 1. When the user turns on the start switch 500, the fuel cell vehicle 1 is started. The control unit 700, which receives the start signal of the fuel cell vehicle 1 from the start switch 500, acquires the temperature of the fuel cell 100 by using the first temperature sensor ST1 in S10.

ここで、燃料電池車両１の起動時において、燃料電池１００の内部の水が凍結する可能性を判定する温度を基準閾値温度Ｔ０とする。本実施形態では、基準閾値温度Ｔ０は０度とする。また、図２におけるＦＣ温度とは、図１における燃料電池１００の温度のことをいう。 Here, the temperature at which the possibility of freezing the water inside the fuel cell 100 is determined when the fuel cell vehicle 1 is started is set as the reference threshold temperature T0. In the present embodiment, the reference threshold temperature T0 is set to 0 degrees. The FC temperature in FIG. 2 refers to the temperature of the fuel cell 100 in FIG.

Ｓ１０において第一の温度センサＳＴ１が取得した温度が、予め定められた基準閾値温度Ｔ０以上の場合を「第一の場合」とする。また、Ｓ１０において第一の温度センサＳＴ１が取得した燃料電池の温度が基準閾値温度Ｔ０よりも低い場合を「第二の場合」とする。第一の場合は、処理はＳ１１０へ移行する。第二の場合は、処理はＳ２０へと移行する。 The case where the temperature acquired by the first temperature sensor ST1 in S10 is equal to or higher than the predetermined reference threshold temperature T0 is defined as the "first case". Further, the case where the temperature of the fuel cell acquired by the first temperature sensor ST1 in S10 is lower than the reference threshold temperature T0 is defined as the "second case". In the first case, the process shifts to S110. In the second case, the process shifts to S20.

第一の場合、制御部７００により燃料電池車両１の走行が可能と判断される。そのため、燃料電池車両１は、燃料電池１００が提供する電力によって、ユーザーの要求に応じた運転を実現することができる。また、第一の場合は、暖機運転が行われない。 In the first case, the control unit 700 determines that the fuel cell vehicle 1 can travel. Therefore, the fuel cell vehicle 1 can realize the operation according to the user's request by the electric power provided by the fuel cell 100. In the first case, the warm-up operation is not performed.

Ｓ１１０においては、燃料電池車両１の走行が可能となる。走行は、駆動モータ６００により行われる。その後、処理が終了する。Ｓ１１０における走行可能の走行とは、暖機運転が行われていない状態での走行を意味する。 In S110, the fuel cell vehicle 1 can run. The traveling is performed by the drive motor 600. After that, the process ends. The runnable run in S110 means a run in a state where the warm-up operation is not performed.

Ｓ２０においては、制御部７００により、暖機運転が開始される。暖機運転が開始されると、予め定められた暖機運転の終了温度である第二の燃料電池閾値温度Ｔ２に燃料電池１００の温度が上昇するまで、暖機運転が継続される。具体的には、図２のＳ２０の処理から後述するＳ１００の処理まで、暖機運転が継続される。第二の燃料電池閾値温度Ｔ２については後述する。 In S20, the warm-up operation is started by the control unit 700. When the warm-up operation is started, the warm-up operation is continued until the temperature of the fuel cell 100 rises to the second fuel cell threshold temperature T2, which is the predetermined end temperature of the warm-up operation. Specifically, the warm-up operation is continued from the process of S20 in FIG. 2 to the process of S100 described later. The second fuel cell threshold temperature T2 will be described later.

ここで、本実施形態における暖機運転について説明する。Ｓ２０における暖機運転とは、第一の場合であって他の条件が同じであるときと比較して酸素ガスの供給量を減らして、燃料電池１００を低効率な発電条件で運転することによって、燃料電池１００の温度を上昇させる運転モードのことである。本実施形態においては、水素タンク２００から水素ガス供給系Ｐ１０に放出される水素ガスの供給量に対して、コンプレッサー３００から酸素ガス供給系Ｐ３０に放出される酸素ガスの供給量を低減させる。これにより、燃料電池セル１１０の電圧を暖機運転が行われない場合に対して下げることで燃料電池１００における発熱量を増加させる。この結果、暖機運転が行われる。 Here, the warm-up operation in the present embodiment will be described. The warm-up operation in S20 is the first case, in which the supply amount of oxygen gas is reduced as compared with the case where the other conditions are the same, and the fuel cell 100 is operated under low-efficiency power generation conditions. This is an operation mode in which the temperature of the fuel cell 100 is raised. In the present embodiment, the supply amount of oxygen gas released from the compressor 300 to the oxygen gas supply system P30 is reduced with respect to the supply amount of hydrogen gas released from the hydrogen tank 200 to the hydrogen gas supply system P10. As a result, the amount of heat generated in the fuel cell 100 is increased by lowering the voltage of the fuel cell 110 compared to the case where the warm-up operation is not performed. As a result, warm-up operation is performed.

Ｓ３０においては、制御部７００により、第一の温度センサＳＴ１が取得した燃料電池１００の温度が、予め定められた第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも高いか否かの判断が行われる。 In S30, the control unit 700 determines whether or not the temperature of the fuel cell 100 acquired by the first temperature sensor ST1 is higher than the predetermined first fuel cell threshold temperature T1.

Ｓ３０において、第一の温度センサＳＴ１により取得された燃料電池１００の温度が、第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも低い場合を、「第三の場合」とする。第三の場合、燃料電池車両１は燃料電池１００によって走行に必要な出力を確保することが出来ない。第三の場合、処理はＳ４０へ移行する。そうでない場合、処理はＳ５０へ移行する。 In S30, the case where the temperature of the fuel cell 100 acquired by the first temperature sensor ST1 is lower than the first fuel cell threshold temperature T1 is referred to as the "third case". In the third case, the fuel cell vehicle 1 cannot secure the output required for traveling by the fuel cell 100. In the third case, the process shifts to S40. If not, the process proceeds to S50.

Ｓ４０においては、制御部７００により燃料電池車両１の走行が不可と判断され、処理は再びＳ３０へ戻る。これにより、燃料電池車両１が走行に必要な出力を確保出来ない場合における走行を禁止することができる。 In S40, the control unit 700 determines that the fuel cell vehicle 1 cannot run, and the process returns to S30 again. As a result, it is possible to prohibit traveling when the fuel cell vehicle 1 cannot secure the output required for traveling.

図３は、第一の温度センサＳＴ１により取得された燃料電池１００の温度と、燃料電池１００が供給することができる電力の特性を表した図である。本実施形態において、走行に必要な出力を４０ＫＷとする。図３に示すように、燃料電池１００が走行に必要な出力４０ＫＷが確保できる温度を第一の燃料電池閾値温度Ｔ１とする（図２のＳ３０参照）。本実施形態においては、第一の燃料電池閾値温度Ｔ１は、基準閾値温度Ｔ０よりも低い。 FIG. 3 is a diagram showing the characteristics of the temperature of the fuel cell 100 acquired by the first temperature sensor ST1 and the electric power that can be supplied by the fuel cell 100. In this embodiment, the output required for running is 40 KW. As shown in FIG. 3, the temperature at which the fuel cell 100 can secure the output of 40 KW required for traveling is set as the first fuel cell threshold temperature T1 (see S30 in FIG. 2). In the present embodiment, the first fuel cell threshold temperature T1 is lower than the reference threshold temperature T0.

図２に示すように、Ｓ５０においては、燃料電池車両１は待機状態となる。本実施形態における待機状態とは、燃料電池１００が走行に必要な出力４０ＫＷが確保できる温度は確保できているが、走行が不可であり、かつ暖機運転が継続している状態をいう。 As shown in FIG. 2, in S50, the fuel cell vehicle 1 is in the standby state. The standby state in the present embodiment means a state in which the fuel cell 100 can secure a temperature at which the output of 40 KW required for running can be secured, but running is not possible, and warm-up operation is continued.

Ｓ６０においては、制御部７００により、第一の温度センサＳＴ１が取得した温度が予め定められた第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも高いか否かの判断が行われる。第一の温度センサＳＴ１が取得した温度が第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも低い場合、処理はＳ７０へ移行する。第一の温度センサＳＴ１が取得した温度が第二の燃料電池閾値温度Ｔ２以上の場合、処理はＳ１００に移行する。 In S60, the control unit 700 determines whether or not the temperature acquired by the first temperature sensor ST1 is higher than the predetermined second fuel cell threshold temperature T2. When the temperature acquired by the first temperature sensor ST1 is lower than the second fuel cell threshold temperature T2, the process shifts to S70. When the temperature acquired by the first temperature sensor ST1 is equal to or higher than the second fuel cell threshold temperature T2, the process shifts to S100.

本実施形態では、燃料電池１００の暖機運転を終了できる温度を、第二の燃料電池閾値温度Ｔ２とする。本実施形態においては、図３に示すように、第二の燃料電池閾値温度Ｔ２は基準閾値温度Ｔ０よりも高い。 In the present embodiment, the temperature at which the warm-up operation of the fuel cell 100 can be completed is defined as the second fuel cell threshold temperature T2. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the second fuel cell threshold temperature T2 is higher than the reference threshold temperature T0.

処理がＳ７０へ移行すると、制御部７００により、第二の温度センサＳＴ２が取得したリチウムイオン電池４００の温度が予め定めたリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも高いか否かの判断が行われる。第二の温度センサＳＴ２が取得した温度がリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも低い場合を、「第四の場合」とする。第四の場合、処理がＳ８０に移行する。また、第二の温度センサＳＴ２が取得したリチウムイオン電池４００の温度がリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３以上である場合を「第五の場合」とする。第五の場合、処理はＳ９０へ移行する。また、図２におけるＢＡＴ温度とは、図１におけるリチウムイオン電池４００の温度のことをいう。 When the process shifts to S70, the control unit 700 determines whether or not the temperature of the lithium ion battery 400 acquired by the second temperature sensor ST2 is higher than the predetermined lithium ion battery threshold temperature T3. The case where the temperature acquired by the second temperature sensor ST2 is lower than the lithium ion battery threshold temperature T3 is referred to as the "fourth case". In the fourth case, the process shifts to S80. Further, the case where the temperature of the lithium ion battery 400 acquired by the second temperature sensor ST2 is equal to or higher than the lithium ion battery threshold temperature T3 is defined as the "fifth case". In the fifth case, the process shifts to S90. The BAT temperature in FIG. 2 refers to the temperature of the lithium ion battery 400 in FIG.

図４は、通常発電時と、停車中において暖気運転を行った場合と、走行中において暖気運を行った場合の、ユーザーの出力要求と、燃料電池１００が供給することができる電力との差の絶対値を表した図である。 FIG. 4 shows the difference between the output request of the user and the electric power that can be supplied by the fuel cell 100 when warming up is performed during normal power generation, when the vehicle is stopped, and when warming up is performed while driving. It is a figure showing the absolute value of.

本実施形態では、図４に示すように、走行中に暖機運転を行うと、通常発電時及び停車中において暖機運転を行った場合と比べて、ユーザーの出力要求と燃料電池１００が供給することができる電力の差の絶対値が大きくなる。本実施形態では、走行中に暖機運転を行った場合の電力の差が５ＫＷまで増加する。走行中に暖機運転を行われた場合、二次電池であるリチウムイオン電池４００によって放電が行われることで、ユーザーの出力要求に応じた電力の供給が行われる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, when the warm-up operation is performed during running, the user's output request and the fuel cell 100 are supplied as compared with the case where the warm-up operation is performed during normal power generation and while the vehicle is stopped. The absolute value of the difference in power that can be achieved increases. In the present embodiment, the difference in electric power when the warm-up operation is performed during traveling increases up to 5 KW. When the warm-up operation is performed during the running, the lithium ion battery 400, which is a secondary battery, discharges the battery, so that electric power is supplied according to the output request of the user.

図５は、第二の温度センサＳＴ２により取得されたリチウムイオン電池４００の温度とリチウムイオン電池４００の充放電特性を表した図である。図５に示すように、リチウムイオン電池４００による放電及び充電の能力は、リチウムイオン電池４００の温度により変化する。リチウムイオン電池４００の温度に対するリチウムイオン電池４００の充電許容値をＬＣとし、リチウムイオン電池４００の放電許容値をＬＤとする。充電許容値ＬＣ及び放電許容値ＬＤは、リチウムイオン電池の温度が高くなるに従い上昇する。また、リチウムイオン電池４００において、低温の状況下で充電する場合、リチウムが析出するおそれがある。そのため、本実施形態では、走行中に暖機運転を行った場合に発生する最大５ＫＷの電力差をリチウムイオン電池４００が補うことができ、かつリチウムが析出する可能性が十分低い温度をリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３とする（図２のＳ２０参照）。 FIG. 5 is a diagram showing the temperature of the lithium ion battery 400 acquired by the second temperature sensor ST2 and the charge / discharge characteristics of the lithium ion battery 400. As shown in FIG. 5, the discharging and charging capacity of the lithium ion battery 400 changes depending on the temperature of the lithium ion battery 400. Let LC be the charge tolerance value of the lithium ion battery 400 with respect to the temperature of the lithium ion battery 400, and LD be the discharge tolerance value of the lithium ion battery 400. The charge tolerance LC and the discharge tolerance LD increase as the temperature of the lithium ion battery increases. Further, in the lithium ion battery 400, when charging in a low temperature condition, lithium may be deposited. Therefore, in the present embodiment, the lithium ion battery 400 can compensate for the power difference of up to 5 KW that occurs when the warm-up operation is performed during running, and the lithium ion is at a temperature at which the possibility of lithium precipitation is sufficiently low. The battery threshold temperature is T3 (see S20 in FIG. 2).

Ｓ９０においては、走行中に暖機運転を行った場合に発生する最大５ＫＷの電力差をリチウムイオン電池４００が補うことができ、かつリチウムが析出する可能性が十分低い。そのため、制御部７００により燃料電池１００及びリチウムイオン電池４００による燃料電池車両１の走行が可能と判断される。走行は、駆動モータ６００により行われる。しかし、前述の通り、第一の温度センサＳＴ１が取得した温度が第二の燃料電池閾値温度Ｔ２以上となるまで暖機運転は継続するため、処理は再びＳ６０へ移行する（図２のＡ参照）。これにより、走行後においても、ユーザーの出力要求に応じた電力追従を行うことができる十分な温度まで燃料電池１００を暖機することができる。また、リチウムイオン電池においてリチウムが析出する事態を防止しつつ、走行可能な場合を増やすことができる。Ｓ９０における走行可能の走行とは、暖機運転が継続された状態での走行をいう。 In S90, the lithium ion battery 400 can compensate for the power difference of up to 5 KW that occurs when the warm-up operation is performed during traveling, and the possibility that lithium is deposited is sufficiently low. Therefore, it is determined by the control unit 700 that the fuel cell 100 and the lithium ion battery 400 can run the fuel cell vehicle 1. The traveling is performed by the drive motor 600. However, as described above, since the warm-up operation continues until the temperature acquired by the first temperature sensor ST1 becomes equal to or higher than the second fuel cell threshold temperature T2, the process shifts to S60 again (see A in FIG. 2). ). As a result, the fuel cell 100 can be warmed up to a sufficient temperature at which the electric power can be tracked according to the output request of the user even after traveling. In addition, it is possible to increase the number of cases in which the lithium ion battery can run while preventing the situation where lithium is deposited. The runnable run in S90 means a run in a state where the warm-up operation is continued.

Ｓ８０においては、リチウムイオン電池４００が走行中に暖機運転を行った場合に発生する最大５ＫＷの電力差を補うことができない。そのため制御部７００により燃料電池車両１の走行が不可と判断され、処理がＳ５０へ戻る。これにより、走行中に暖機運転を行った場合に発生する最大５ＫＷの電力差をリチウムイオン電池４００が補うことができない状態での走行を防止することができる。また、リチウムイオン電池においてリチウムが析出する可能性がある状況下における走行を防止することができる。 In S80, it is not possible to compensate for the power difference of up to 5 KW that occurs when the lithium ion battery 400 is warmed up while running. Therefore, the control unit 700 determines that the fuel cell vehicle 1 cannot run, and the process returns to S50. As a result, it is possible to prevent the lithium ion battery 400 from traveling in a state where the lithium ion battery 400 cannot compensate for the power difference of up to 5 KW that occurs when the warm-up operation is performed during traveling. In addition, it is possible to prevent the lithium ion battery from running in a situation where lithium may be deposited.

Ｓ８０の処理を経てＳ５０へ移行すると、制御部７００により再び待機状態の判断がなされ、Ｓ６０に移行する。Ｓ８０の処理を経た後に、第一の温度センサＳＴ１が取得した燃料電池１００の温度が第二の燃料電池閾値温度Ｔ２以上の場合を、「第六の場合」とする（図２のかっこ内参照）。 When the process shifts to S50 through the process of S80, the control unit 700 determines the standby state again and shifts to S60. The case where the temperature of the fuel cell 100 acquired by the first temperature sensor ST1 after the processing of S80 is equal to or higher than the second fuel cell threshold temperature T2 is defined as the "sixth case" (see the parentheses in FIG. 2). ).

Ｓ１００においては、暖機運転が終了する。 In S100, the warm-up operation ends.

図４に示すように、暖機運転が行われない場合、暖機運転が行われている場合に対して燃料電池１００が供給することができる電力とユーザーの出力要求との差が小さくなる。そのため、リチウムイオン電池４００の温度がリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも低い場合であっても、リチウムの析出のおそれが低減する。よって、第四の場合における、再度のＳ６０の処理時にリチウムイオン電池４００の温度がリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも低い場合であっても、走行が可能となる。 As shown in FIG. 4, when the warm-up operation is not performed, the difference between the electric power that can be supplied by the fuel cell 100 and the output request of the user becomes smaller than when the warm-up operation is performed. Therefore, even when the temperature of the lithium ion battery 400 is lower than the lithium ion battery threshold temperature T3, the risk of lithium precipitation is reduced. Therefore, in the fourth case, even if the temperature of the lithium ion battery 400 is lower than the lithium ion battery threshold temperature T3 during the reprocessing of S60, the running is possible.

水素タンク２００と、水素ガス供給系Ｐ１０と、アノード排ガス系Ｐ２０と、コンプレッサー３００と、酸素ガス供給系Ｐ３０と、カソード排ガス系Ｐ４０を、反応ガス供給部とも呼ぶ。 The hydrogen tank 200, the hydrogen gas supply system P10, the anode exhaust gas system P20, the compressor 300, the oxygen gas supply system P30, and the cathode exhaust gas system P40 are also referred to as reaction gas supply units.

Ｂ：第二実施形態
第二実施形態では、リチウムイオン電池４００は、温度調節装置４１０を有している点で第一実施形態と異なる（図１の破線枠内参照）。なお、以下において、第一実施形態と同様の構成については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。 B: Second Embodiment In the second embodiment, the lithium ion battery 400 is different from the first embodiment in that it has a temperature control device 410 (see the broken line frame in FIG. 1). In the following, the same configurations as those in the first embodiment will be designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

温度調節装置４１０は、発電することで発熱した燃料電池１００を熱源として、熱源により温められた空気をリチウムイオン電池４００の周囲に送風する。これにより、温度調節装置４１０はリチウムイオン電池４００を暖機することができる。温度調節装置４１０は、本実施形態においては、ファンである。 The temperature control device 410 uses the fuel cell 100 generated by generating electricity as a heat source, and blows air warmed by the heat source around the lithium ion battery 400. As a result, the temperature control device 410 can warm up the lithium ion battery 400. The temperature control device 410 is a fan in this embodiment.

また、第二実施形態における、リチウムイオン電池４００の暖機運転の方法について説明する。図２のＳ７０において、第二の温度センサＳＴ２により取得されたリチウムイオン電池４００温度が、リチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも低い場合、制御部７００により燃料電池１００の暖機運転が行われる。これにより、燃料電池１００における発熱量を増加させる。その熱源により温められた空気を温度調節装置４１０によりリチウムイオン電池４００に送風する（図１参照）。このようにして、温度調節装置４１０によってリチウムイオン電池４００の暖機運転が行われる。これにより、図２のＳ５０からＳ７０に移行した後、Ｓ９０に移行する可能性が、第一実施形態よりも大きい。 Further, a method of warming up the lithium ion battery 400 in the second embodiment will be described. In S70 of FIG. 2, when the temperature of the lithium ion battery 400 acquired by the second temperature sensor ST2 is lower than the lithium ion battery threshold temperature T3, the control unit 700 warms up the fuel cell 100. As a result, the amount of heat generated in the fuel cell 100 is increased. The air warmed by the heat source is blown to the lithium ion battery 400 by the temperature controller 410 (see FIG. 1). In this way, the temperature control device 410 warms up the lithium ion battery 400. As a result, there is a greater possibility of shifting to S90 after shifting from S50 to S70 in FIG. 2 than in the first embodiment.

Ｃ：他の実施形態
Ｃ１）上記実施形態では、燃料電池システム１０を燃料電池車両１の車載発電システムに適用した場合について説明するが、本発明はこのような適用例に限らず、船舶、航空機、電車、歩行ロボット等のあらゆる移動体への適用も可能である。 C: Other Embodiment C1) In the above embodiment, the case where the fuel cell system 10 is applied to the in-vehicle power generation system of the fuel cell vehicle 1 will be described. It can also be applied to all moving objects such as trains and walking robots.

Ｃ２）上記実施形態では、基準閾値温度Ｔ０は０度である。しかし、基準閾値温度Ｔ０はそれ以外の温度で定義されてもよい。例えば、基準閾値温度Ｔ０は１度や２度等であってもよい。基準閾値温度Ｔ０が、燃料電池の凍結の可能性を判定する温度であることが好ましい。 C2) In the above embodiment, the reference threshold temperature T0 is 0 degrees. However, the reference threshold temperature T0 may be defined at any other temperature. For example, the reference threshold temperature T0 may be 1 degree, 2 degrees, or the like. It is preferable that the reference threshold temperature T0 is a temperature for determining the possibility of freezing of the fuel cell.

Ｃ３）上記実施形態では、Ｓ１０において燃料電池の温度が基準閾値温度Ｔ０以上であればＳ１１０へ移行する。しかし、Ｓ１０において燃料電池の温度が基準閾値温度Ｔ０よりも大きい場合、Ｓ１１０へ移行してもよい。第一の燃料電池閾値温度Ｔ１、第二の燃料電池閾値温度Ｔ２、リチウムイオン電池閾値温度Ｔ３においても同様であってもよい。 C3) In the above embodiment, if the temperature of the fuel cell in S10 is equal to or higher than the reference threshold temperature T0, the process proceeds to S110. However, if the temperature of the fuel cell in S10 is higher than the reference threshold temperature T0, the temperature may shift to S110. The same may apply to the first fuel cell threshold temperature T1, the second fuel cell threshold temperature T2, and the lithium ion battery threshold temperature T3.

Ｃ４）上記実施形態では、Ｓ５０において、待機状態が設けられているが、Ｓ５０は省略されてもよい。 C4) In the above embodiment, the standby state is provided in S50, but S50 may be omitted.

Ｃ５）上記実施形態では、Ｓ８０で燃料電池車両１の走行が不可と判断された場合、処理はＳ５０に戻る。しかし、処理はＳ６０へ戻ってもよい。リチウムイオン電池の温度が期待した温度よりも低い場合、走行が不可と判断されることが好ましい。 C5) In the above embodiment, when it is determined in S80 that the fuel cell vehicle 1 cannot travel, the process returns to S50. However, the process may return to S60. When the temperature of the lithium-ion battery is lower than the expected temperature, it is preferable that it is judged that the battery cannot run.

Ｃ６）上記実施形態では、燃料電池車両１の走行に必要な出力は４０ＫＷである。しかし、走行に必要な出力は４０ＫＷ以外の電力で定義されてもよい。例えば、４５ＫＷでもよい。 C6) In the above embodiment, the output required for traveling of the fuel cell vehicle 1 is 40 KW. However, the output required for traveling may be defined by a power other than 40 KW. For example, it may be 45 kW.

Ｃ７）上記実施形態では、第一の温度センサＳＴ１は燃料電池１００の内部温度に係る情報を取得する。しかし、第一の温度センサは、環境温度を検出する温度センサであってもよい。燃料電池の温度を期待通りに取得することが好ましい。 C7) In the above embodiment, the first temperature sensor ST1 acquires information related to the internal temperature of the fuel cell 100. However, the first temperature sensor may be a temperature sensor that detects the environmental temperature. It is preferable to obtain the temperature of the fuel cell as expected.

Ｃ８）上記実施形態では、制御部７００の判断により暖機運転が行われる。しかし、例えば急速暖機運転が行われてもよい。燃料電池とリチウムイオン電池の温度が期待通りに上昇することが好ましい。 C8) In the above embodiment, the warm-up operation is performed at the discretion of the control unit 700. However, for example, a rapid warm-up operation may be performed. It is preferable that the temperatures of the fuel cell and the lithium ion battery rise as expected.

Ｃ９）上記実施形態では、リチウムイオン電池閾値温度Ｔ３は、走行中に暖機運転を行った場合に発生する最大５ＫＷの電力差をリチウムイオン電池４００が補うことができ、かつリチウムが析出する可能性が十分低い温度である。しかし、リチウムイオン電池閾値温度Ｔ３はそれ以外の温度であってもよい。例えば、電力差を補うことはできないが、リチウムが析出する可能性が低い温度であってもよい。リチウムイオン電池４００からリチウムが析出することを防止できる温度であることが好ましい。 C9) In the above embodiment, the lithium ion battery threshold temperature T3 allows the lithium ion battery 400 to compensate for the power difference of up to 5 KW that occurs when the warm-up operation is performed during running, and the lithium can be deposited. The temperature is low enough. However, the lithium ion battery threshold temperature T3 may be any other temperature. For example, the temperature may be such that the power difference cannot be compensated for, but the possibility of lithium precipitation is low. It is preferable that the temperature is such that lithium can be prevented from being deposited from the lithium ion battery 400.

１…燃料電池車両、１０…燃料電池システム、１００…燃料電池、２００…水素タンク、３００…コンプレッサー、４００…リチウムイオン電池、４１０…温度調節装置、５００…起動スイッチ、６００…駆動モータ、７００…制御部、Ｐ１０…水素ガス供給系、Ｐ２０…アノード排ガス系、Ｐ３０…酸素ガス供給系、Ｐ４０…カソード排ガス系、ＳＴ１…第一の温度センサ、ＳＴ２…第二の温度センサ、ＬＣ…リチウムイオン電池の充電許容値、ＬＤ…リチウムイオン電池の放電許容値 1 ... Fuel cell vehicle, 10 ... Fuel cell system, 100 ... Fuel cell, 200 ... Hydrogen tank, 300 ... Compressor, 400 ... Lithium ion battery, 410 ... Temperature controller, 500 ... Start switch, 600 ... Drive motor, 700 ... Control unit, P10 ... Hydrogen gas supply system, P20 ... Anode exhaust gas system, P30 ... Oxygen gas supply system, P40 ... Cathode exhaust gas system, ST1 ... First temperature sensor, ST2 ... Second temperature sensor, LC ... Lithium ion battery Charge tolerance, LD ... Lithium-ion battery discharge tolerance

Claims (1)

燃料電池車両に搭載される燃料電池システムであって、
反応ガスを供給されることによって発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
前記燃料電池によって発電された電力を充放電するリチウムイオン電池と、
前記燃料電池の温度を取得する第一の温度センサと、
前記リチウムイオン電池の温度を取得する第二の温度センサと、
前記燃料電池の運転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第一の温度センサを使用して前記燃料電池の温度を繰り返し取得し、
前記燃料電池車両の起動時に取得された前記燃料電池の温度が予め定められた基準閾値温度Ｔ０よりも高い第一の場合は、燃料電池車両の走行を可能とし、
前記燃料電池車両の起動時に取得された前記燃料電池の温度が基準閾値温度Ｔ０よりも低い第二の場合は、酸素ガスの供給量を、他の条件が同じであるときと比較して減らして、暖機運転を開始し、
前記第二の場合において、取得された前記燃料電池の温度が予め定められた第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも低い第三の場合は、前記燃料電池車両の走行を不可とし、
前記第二の場合において、取得された前記燃料電池の温度が第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも高いが、予め定められた第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも低く、かつ前記リチウムイオン電池の温度が予め定められたリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも低い第四の場合は、前記燃料電池車両の走行を不可とし、
前記第二の場合において、取得された前記燃料電池の温度が第一の燃料電池閾値温度Ｔ１よりも高いが、第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも低く、かつ前記リチウムイオン電池の温度がリチウムイオン電池閾値温度Ｔ３よりも高い第五の場合は、走行を可能とし、
前記第四の場合において、取得された前記燃料電池の温度が第二の燃料電池閾値温度Ｔ２よりも高い第六の場合は、走行を可能とすることを特徴とする、
燃料電池システム。 A fuel cell system installed in a fuel cell vehicle.
A fuel cell that generates electricity by supplying reaction gas,
A reaction gas supply unit that supplies the reaction gas to the fuel cell,
A lithium-ion battery that charges and discharges the electric power generated by the fuel cell,
The first temperature sensor that acquires the temperature of the fuel cell and
A second temperature sensor that acquires the temperature of the lithium-ion battery,
A control unit that controls the operation of the fuel cell is provided.
The control unit
The temperature of the fuel cell is repeatedly acquired using the first temperature sensor.
When the temperature of the fuel cell acquired at the time of starting the fuel cell vehicle is higher than the predetermined reference threshold temperature T0, the fuel cell vehicle can run.
In the second case where the temperature of the fuel cell acquired at the time of starting the fuel cell vehicle is lower than the reference threshold temperature T0, the supply amount of oxygen gas is reduced as compared with the case where other conditions are the same. , Start warm-up operation,
In the second case, if the acquired temperature of the fuel cell is lower than the predetermined first fuel cell threshold temperature T1, the fuel cell vehicle cannot travel.
In the second case, the acquired temperature of the fuel cell is higher than the first fuel cell threshold temperature T1, but lower than the predetermined second fuel cell threshold temperature T2, and the lithium ion battery. In the fourth case where the temperature of the fuel cell is lower than the predetermined lithium-ion battery threshold temperature T3, the fuel cell vehicle cannot run.
In the second case, the acquired temperature of the fuel cell is higher than the first fuel cell threshold temperature T1, but lower than the second fuel cell threshold temperature T2, and the temperature of the lithium ion battery is lithium. In the fifth case, which is higher than the ion battery threshold temperature T3, it is possible to run.
In the fourth case, when the acquired temperature of the fuel cell is higher than the second fuel cell threshold temperature T2, the sixth case is characterized in that traveling is possible.
Fuel cell system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113715686A (en) * 2021-08-26 2021-11-30 南昌智能新能源汽车研究院 Comprehensive heat management method for fuel cell vehicle

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