JP2021018841A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
Description
(2)上記形態の燃料電池システムは、さらに、前記第1冷媒回路の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された前記燃料電池の絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出部を備え、前記制御部は、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動した後に、前記絶縁抵抗検出部が検出した前記絶縁抵抗が、予め定めた第1基準値を上回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替えることとしてもよい。この形態の燃料電池システムによれば、第1冷媒回路の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された燃料電池の絶縁抵抗は、主として第1冷媒回路の冷媒の導電率によって変化するため、第1冷媒回路の冷媒の導電率が第1基準値に対応する値に低下するまで「流通状態」が維持される。その結果、第1冷媒回路における導電率が、絶縁抵抗に係る第1基準値に対応する値以上となっている状態で燃料電池が発電することを抑えることができる。
(3)上記形態の燃料電池システムは、さらに、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動して、前記第2冷媒回路から前記第1冷媒回路への前記冷媒の流入が開始された後に、前記第2冷媒回路を流れた前記冷媒の流量の積算値を導出する流量導出部を備え、前記制御部は、前記流量導出部が導出した前記冷媒の流量の積算値が、予め定めた第2基準値を上回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替えることとしてもよい。この形態の燃料電池システムによれば、切替弁を流通抑制状態に切り替えた後には、第2冷媒回路内の冷媒は第1冷媒回路に流入してイオン交換器を通過することがなく、イオン交換器内を流れ得る冷媒の量が削減される。すなわち、イオン交換器によるイオン濃度低減の対象となる冷媒量が削減される。その結果、第1冷媒回路内の冷媒の導電率を、イオン交換器を用いて、より速やかに低下させることができる。
(4)上記形態の燃料電池システムは、さらに、前記第1冷媒回路内の冷媒の導電率を測定する導電率センサ、または、前記第1冷媒回路内の冷媒のイオン濃度を測定するイオン濃度センサを備え、前記制御部は、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動した後に、前記導電率センサが測定した前記導電率、または、前記イオン濃度センサが測定した前記イオン濃度が、前記導電率および前記イオン濃度の各々に応じて予め定めた第3基準値を下回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替えることとしてもよい。この形態の燃料電池システムによれば、第1冷媒回路内の冷媒の導電率またはイオン濃度が第3基準値に低下するまで「流通状態」を維持することにより、第1冷媒回路における導電率が高い状態で燃料電池が発電することを抑えることができる。
(5)上記形態の燃料電池システムにおいて、前記制御部は、前記停止期間が前記基準期間以下のときには、前記始動の指示の入力の後に、前記切替弁を前記流通抑制状態に設定することとしてもよい。この形態の燃料電池システムによれば、停止期間が基準期間以下のときには、始動の指示の入力の後に、第1冷媒回路に影響されることなく第2冷媒回路を用いることができる。
(6)上記形態の燃料電池システムにおいて、前記第2冷媒回路は、該第2冷媒回路内の前記冷媒の熱を用いて暖房を行なう空調回路であることとしてもよい。このような構成とすれば、空調回路の冷媒を用いて、燃料電池システムの始動時に、燃料電池を冷却するための冷媒の導電率を低下させることができる。
本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能であり、例えば、燃料電池システムの制御方法、燃料電池システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。
(A−1)燃料電池車両の全体構成:
図1は、本発明の第1の実施形態としての燃料電池システム15の概略構成を模式的に示す説明図である。燃料電池システム15は、燃料電池600と、燃料ガス供給系200と、酸化ガス供給系300と、排ガス系400と、冷却系500と、空調系700と、絶縁抵抗検出部91と、制御部900と、を備える。本実施形態の燃料電池システム15は、車両に搭載されて、車両の駆動用電源として用いられる。
図3は、制御部900のCPUにおいて実行される始動時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、燃料電池システム15の始動の指示が入力されたとき、例えば、運転者によって燃料電池車両の図示しないスタートスイッチが押されたときに、起動されて実行される。
図4は、本発明の第2実施形態としての燃料電池システム15の制御部900において実行される始動時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。第2実施形態の燃料電池システム15は、第1実施形態と同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。
(C1)上記各実施形態では、燃料電池システム15の始動時に第2冷媒回路705内の冷媒を第1冷媒回路505に流入させる際に、第1冷媒回路505においては、ラジエータ530とイオン交換器540の双方に冷媒を流すと共に、燃料電池600の暖機運転を開始したが、異なる構成としてもよい。
Claims (6)
- 燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池を冷却する冷媒が流れる第1冷媒回路と、
前記第1冷媒回路に設けられて、前記第1冷媒回路を流れる前記冷媒中のイオンを除去するイオン交換器と、
前記第1冷媒回路に接続可能であり、前記第1冷媒回路に比べて、冷媒の流れの停止中における冷媒中の平均イオン濃度が低い第2冷媒回路と、
前記第2冷媒回路を経由した前記冷媒が前記第1冷媒回路に流入する流通状態と、前記第2冷媒回路から前記第1冷媒回路への前記冷媒の流入が、前記流通状態よりも抑制された流通抑制状態と、を切り替える切替弁と、
前記流通状態のときに、前記第2冷媒回路内の前記冷媒を前記第1冷媒回路に流入させるポンプと、
前記燃料電池システムが停止してから前記燃料電池システムの始動の指示が入力されるまでの間の停止期間が、予め定めた基準期間を超えているときには、前記始動の指示の入力の後に、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動する制御部と、
を備え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、さらに、
前記第1冷媒回路の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された前記燃料電池の絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出部を備え、
前記制御部は、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動した後に、前記絶縁抵抗検出部が検出した前記絶縁抵抗が、予め定めた第1基準値を上回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替える
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、さらに、
前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動して、前記第2冷媒回路から前記第1冷媒回路への前記冷媒の流入が開始された後に、前記第2冷媒回路を流れた前記冷媒の流量の積算値を導出する流量導出部を備え、
前記制御部は、前記流量導出部が導出した前記冷媒の流量の積算値が、予め定めた第2基準値を上回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替える
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、さらに、
前記第1冷媒回路内の冷媒の導電率を測定する導電率センサ、または、前記第1冷媒回路内の冷媒のイオン濃度を測定するイオン濃度センサを備え、
前記制御部は、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動した後に、前記導電率センサが測定した前記導電率、または、前記イオン濃度センサが測定した前記イオン濃度が、前記導電率および前記イオン濃度の各々に応じて予め定めた第3基準値を下回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替える
燃料電池システム。 - 請求項1から請求項4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、
前記制御部は、前記停止期間が前記基準期間以下のときには、前記始動の指示の入力の後に、前記切替弁を前記流通抑制状態に設定する
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、
前記第2冷媒回路は、該第2冷媒回路内の前記冷媒の熱を用いて暖房を行なう空調回路である
燃料電池システム。
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