JP2024047514A - 燃料電池システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より効果的にワイヤの発熱を管理できる方法を提供する。
【解決手段】燃料電池システムは、複数の電装部品を経由する冷却水が循環し、前記複数の電装部品に電源を供給するためのワイヤが内部に配置される冷却ライン；前記冷却ラインと連結されて前記冷却水をポンピングするポンプ（５２０）；前記冷却水を冷却する冷却ファン（５３０）；及び前記ワイヤの温度に基づいて制御モードを決定し、前記制御モードに基づいて前記ポンプ及び前記冷却ファンの回転数を制御する制御部（５１０）からなる。
【選択図】図３

Description

本文書に開示された実施形態は、燃料電池システム及びその制御方法に関する。

燃料電池システムは、燃料電池スタックを用いて電気エネルギーを発生させることができる。例えば、水素が燃料電池スタックの燃料として使用される場合、地球環境問題を解決する代案となり得るので、燃料電池システムに関する持続的な研究開発が行われている。

燃料電池システムは、電気エネルギーを発生させる燃料電池スタック、燃料電池スタックに燃料（水素）を供給する燃料供給装置、燃料電池スタックに電気化学反応に必要な酸化剤である空気中の酸素を供給する空気供給装置、燃料電池スタックの反応熱をシステムの外部に除去し、燃料電池スタックの運転温度を制御して水管理機能を行う熱管理システム（ｔｈｅｒｍａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ、ＴＭＳ）を含んでよい。

通常、燃料電池システムの場合、燃料電池システムと連結された電装部品からも発熱が発生し、これを管理するために、電装部品を経由する熱管理システムを備えている。

しかし、建設機械のような非車両の場合、一般車両に比べて電装部品負荷端の電圧仕様の低い場合が多いので、電力変換装置で出力端ワイヤから高電流により高い発熱量が発生する。また、非車両は、急激な出力の変化が頻繁であるので、電流の変化が大きく、それにより発熱量が急激に増加する場合が頻繁である。

そこで、電装部品に電源を供給するワイヤから無視できない程度の発熱が発生し、これは、燃料電池の性能に影響を与えることができるので、より効果的にワイヤの発熱を管理できる方法が必要であった。

本文書に開示される実施形態によれば、燃料電池システムは、複数の電装部品を経由する冷却水が循環し、前記複数の電装部品に電源を供給するためのワイヤが内部に配置される冷却ライン；前記冷却ラインと連結されて前記冷却水をポンピングするポンプ；前記冷却水を冷却する冷却ファン；及び前記ワイヤの温度に基づいて制御モードを決定し、前記制御モードに基づいて前記ポンプ及び前記冷却ファンの回転数を制御する制御部を含んでよい。

本文書に開示される実施形態によれば、燃料電池システムの制御方法は、複数の電装部品を経由する冷却水が循環する冷却ラインの内部に配置され、複数の電装部品に電源を供給するためのワイヤの温度に基づいて制御モードを決定する段階；及び前記制御モードに基づいて冷却水をポンピングするポンプ及び前記冷却水を冷却する冷却ファンの回転数を制御する段階を含んでよい。

本文書に開示される実施形態による燃料電池システムは、燃料電池の熱管理システム（ＴＭＳ）を活用してワイヤの発熱を管理することができ、別途の構成が不必要になるので、経済的である。

また、本文書に開示される実施形態による燃料電池システムは、ワイヤの発熱を考慮した熱管理を介して電装部品への電力伝達の効率を高めることができる。

また、本文書に開示される実施形態による燃料電池システムは、ワイヤを含む構成を効果的に冷却することで、高温による性能の低下を防止することができる。

その他に、本文書により直接的又は間接的に把握される様々な効果が提供され得る。

様々な実施形態による燃料電池システムを示す図である。 様々な実施形態による燃料電池システムを示す図である。 本文書に開示された一実施形態による燃料電池システムのブロック図である。 本文書に開示された一実施形態によるワイヤを冷却するための構造を示す図である。 本文書に開示された一実施形態による燃料電池システムの制御関係を示す図である。 本文書に開示された一実施形態による燃料電池システムの制御方法を説明するためのフローチャートである。 本文書に開示された一実施形態による燃料電池システムの制御モードを決定する方法を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の様々な実施形態が添付の図面を参照して記載される。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定することを意図するものではなく、本発明の実施形態の様々な変更（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、均等物（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）、及び／又は代替物（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）を含むと理解されるべきである。

本文書において、アイテムに対応する名詞の単数形は、関連文脈上の明白に異なるように指示しない限り、前記アイテム一個又は複数個を含んでよい。本文書において、「Ａ又はＢ」、「Ａ及びＢの少なくとも一つ」、「Ａ又はＢの少なくとも一つ」、「Ａ、Ｂ又はＣ」、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも一つ」、及び「Ａ、Ｂ、又はＣの少なくとも一つ」のような文句のそれぞれは、その文句のうち該当する文句とともに羅列された項目のいずれか一つ、又はそれらの全ての可能な組み合わせを含んでよい。「第１」、「第２」、又は「第一」、「第二」のような用語は、単純に当該構成要素を他の当該構成要素と区分するために用いられてよく、当該構成要素を他の側面（例えば、重要性又は順序）で限定しない。ある（例えば、第１）構成要素が他の（例えば、第２）構成要素に、「機能的に」又は「通信的に」という用語とともに又はこのような用語なしに、「カップルド」又は「コネクティッド」と言及された場合、それは、前記ある構成要素が前記他の構成要素に直接的に（例えば、有線で）、無線で、又は、第３構成要素を介して連結され得ることを意味する。

本文書で説明される構成要素のそれぞれの構成要素（例えば、モジュール又はプログラム）は、単数又は複数の個体を含んでよい。様々な実施形態によれば、当該構成要素の一つ以上の構成要素又は動作が省略されるか、又は一つ以上の他の構成要素又は動作が追加されてよい。大体的に又は追加的に、複数の構成要素（例えば、モジュール又はプログラム）は、一つの構成要素として統合されてよい。このような場合、統合された構成要素は、前記複数の構成要素のそれぞれの構成要素の一つ以上の機能を前記統合以前に前記複数の構成要素のうち当該構成要素により行われることと同一又は類似に行ってよい。様々な実施形態によれば、モジュール、プログラム、又は他の構成要素により行われる動作は、順次的、並列的、繰り返し的、又はヒューリスティックに実行されるか、前記動作の一つ以上が異なる手順で実行されるか、省略されるか、又は一つ以上の他の動作が追加されてよい。

本文書で用いられる用語「モジュール」、又は「…部」は、ハードウェア、ソフトウェア、又はファームウエアとして具現されたユニットを含んでよく、例えば、ロジック、論理ブロック、部品、又は回路のような用語と相互互換的に用いられてよい。モジュールは、一体として構成された部品、又は一つ又はそれ以上の機能を行う、前記部品の最小単位又はその一部になり得る。例えば、一実施形態によれば、モジュールは、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）の形態として具現されてよい。

本文書の様々な実施形態は、機器（ｍａｃｈｉｎｅ）により読み取り可能な記憶媒体（ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）（例えば、メモリー）に記憶された一つ以上の命令語を含むソフトウェア（例えば、プログラム又はアプリケーション）として具現されてよい。例えば、機器のプロセッサは、記憶媒体から記憶された一つ以上の命令語の少なくとも一つの命令を呼び出し、それを実行することができる。これは、機器が前記呼び出された少なくとも一つの命令語により少なくとも一つの機能を行うように運営されることを可能にする。前記一つ以上の命令語は、コンパイラーにより生成されたコード又はインタープリターにより実行可能なコードを含んでよい。機器で読み取り可能な記憶媒体は、非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体の形態として提供されてよい。ここで、「非一時的」は、記憶媒体が実在（ｔａｎｇｉｂｌｅ）する装置であって、信号（ｓｉｇｎａｌ）（例えば、電磁気波）を含まないということを意味するだけであり、この用語は、データが記憶媒体に半永久的に記憶される場合と臨時的に記憶される場合とを区分しない。

図１～図２は、様々な実施形態による燃料電池システムを示す図である。

図１を参照すれば、車両用燃料電池システムは、車両の燃料電池スタック１０を経由する第１冷却水が循環する第１冷却ライン１１０、車両の電装部品（ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｒｔｓ）２００を経由する第２冷却水が循環する第２冷却ライン１２０、及び第１冷却水と第２冷却水を相互熱交換させる熱交換器３００を含んでよい。第１冷却ライン１１０及び第２冷却ライン１２０は、第１冷却水及び第２冷却水が熱交換を行いながら流動可能なＴＭＳ（ｔｈｅｒｍａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）ラインを構成してよく、この場合、第１冷却水又は第２冷却水は、ＴＭＳライン上で冷媒（ｃｏｏｌｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ）又は熱媒（ｈｅａｔ ｍｅｄｉｕｍ）として使用されてよい。

また、燃料電池システムは、第１冷却ライン１１０と加熱ループ（加熱循環経路）を形成する第１連結ライン１３０、第１冷却ライン１１０と冷暖房ループを形成する第２連結ライン１５０、そして第１冷却水を冷却するために第１冷却ライン１１０と冷却ループを形成する第３連結ライン１４０を含んでよい。例えば、図２に示されたように、第１冷却水は、第１連結ライン１３０、第２連結ライン１５０、又は第３連結ライン１４０を循環しながら冷却又は加熱されてよい。

第１冷却ライン１１０は、車両の状態に応じて第１冷却水を冷却する冷却ループ又は加熱（昇温）する加熱ループを形成するように構成されてよい。一例として、第１冷却ライン１１０は、車両の初期始動状態では、冷間始動能力を確保するための加熱ループを形成し、走行中には、燃料電池スタック１０から発生する熱を外部に放出できるように冷却ループを形成するように構成されてよい。第１冷却水が循環する第１冷却ライン１１０上には、燃料電池スタック１０、第１バルブ２０、第１ポンプ３０、第２バルブ４０、及び第１ラジエーター６０が配置されてよい。

燃料電池スタック１０（又は、「燃料電池」として参照されてよい）は、燃料（例えば、水素）と酸化剤（例えば、空気）の酸化還元反応により電気を生産できる構造に形成されてよい。一例として、燃料電池スタック１０は、水素イオンが移動する電解質膜を中心に膜の両方に電気化学反応が起こる触媒電極層が付着された膜電極接合体（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ、ＭＥＡ）、反応気体を均一に分布させ、発生した電気エネルギーを伝達する役割を行う気体拡散層（ｇａｓ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｌａｙｅｒ、ＧＤＬ）、反応気体、及び第１冷却水の気密性と適正締結圧を維持するためのガスケット及び締結器具、そして反応気体及び第１冷却水を移動させるセパレータ（ｂｉｐｏｌａｒ ｐｌａｔｅ）を含んでよい。

燃料電池スタック１０において、燃料である水素と酸化剤である空気（酸素）とがセパレータの流路を介して膜電極接合体のアノード（ａｎｏｄｅ）とカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）にそれぞれ供給され、水素はアノードに供給され、空気はカソードに供給されてよい。アノードに供給された水素は、電解質膜の両方に構成された電極層の触媒により水素イオン（ｐｒｏｔｏｎ）と電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）に分解され、この中、水素イオンのみが選択的にカチオン交換膜である電解質膜を通過してカソードに伝達され、同時に電子は、導体である気体拡散層とセパレータを介してカソードに伝達されてよい。カソードでは、電解質膜を介して供給された水素イオンとセパレータを介して伝達された電子が空気供給装置によりカソードに供給された空気中の酸素と出会って水を生成する反応を起こすことができる。この際、起きる水素イオンの移動に起因して外部導線による電子の流れが発生し、このような電子の流れにより電流が生成され得る。

第１バルブ２０は、第１冷却ライン１１０上で第１冷却水の流動経路をヒーター５０が配置された第１連結ライン１３０又は燃料電池スタック１０に転換してよい。例えば、第１バルブ２０は、第１冷却ライン１１０上で第１ポンプ３０の一端、第１連結ライン１３０の一端、及び燃料電池スタック１０の一端と連結されてよい。第１バルブ２０は、第１冷却水の流動経路を選択的に転換できる様々なバルブ手段を含んでよい。一例として、第１バルブ２０は、三方バルブ（ｔｈｒｅｅ ｗａｙ ｖａｌｖｅ）であってよい。この場合、第１バルブ２０は、第１ポンプ３０によりポンピングされた第１冷却水が流入されるように第１冷却ライン１１０と連結される第１ポート２１、第１バルブ２０を通過する第１冷却水が燃料電池スタック１０に流入されるように第１冷却ライン１１０と連結される第２ポート２２、及び第１連結ライン１３０の一端と連結される第３ポート２３を含んでよい。第１バルブ２０の第２ポート２２及び第３ポート２３が開閉されることで、第１冷却水の流動経路が第１連結ライン１３０のヒーター５０又は燃料電池スタック１０に転換されてよい。すなわち、第２ポート２２が開放されて第３ポート２３が遮断されると、第１冷却水は燃料電池スタック１０に流入され、それとは反対に、第３ポート２３が開放されて第２ポート２２が遮断されると、第１冷却水は第１連結ライン１３０を介してヒーター５０に流入されてよい。

第１連結ライン１３０は、第１冷却水を加熱するために、第１冷却ライン１１０と加熱ループ（加熱循環経路）を形成してよい。例えば、第１連結ライン１３０に沿って流動する第１冷却水は、第１連結ライン１３０に設けられたヒーター５０を通過する中に加熱されてよい。第１連結ライン１３０の一端は、第１ポンプ３０の出口と燃料電池スタック１０との間に位置する第１地点で第１冷却ライン１１０に連結され、第１連結ライン１３０の他の一端は、第１ポンプ３０の入口と燃料電池スタック１０との間に位置する第２地点で第１冷却ライン１１０に連結されてよい。ここで、第１ポンプ３０の入口は、第１冷却水が第１ポンプ３０に流入される入口として定義されてよい。また、第１ポンプ３０の出口は、第１ポンプ３０を通過した第１冷却水が排出される出口として定義されてよい。また、第１ポンプ３０の出口と燃料電池スタック１０との間は、第１ポンプ３０から排出された第１冷却水が燃料電池スタック１０の第１冷却水流入口（未図示）まで流動する区間として定義されてよい。また、第１ポンプ３０の入口と燃料電池スタック１０との間は、燃料電池スタック１０の冷却水排出口（未図示）から排出された第１冷却水が第１ポンプ３０の入口まで流動する区間として定義されてよい。

第１ポンプ３０は、第１冷却水を強制的に流動させるように設定されてよい。第１ポンプ３０は、第１冷却水をポンピングできる様々な手段を含んでよく、第１ポンプ３０の種類及び個数が本文書で制限されるものではない。

第２バルブ４０は、第１冷却ライン１１０上で第１冷却水の流動経路を第１ラジエーター６０又は燃料電池スタック１０に転換してよい。例えば、第２バルブ４０は、第１ポンプ３０と第１ラジエーター６０との間に位置するように第１冷却ライン１１０上に提供され、第３連結ライン１４０の一端及び第２連結ライン１５０の一端に連結されてよい。第２バルブ４０は、第１冷却水の流動経路を選択的に第１ラジエーター６０又は燃料電池スタック１０に転換できる様々なバルブ手段を含んでよい。一例として、第２バルブ４０は、四方バルブ（ｆｏｕｒ ｗａｙ ｖａｌｖｅ）であってよい。この場合、第２バルブ４０は、第３連結ライン１４０と連結される第１ポート４１、第１ラジエーター６０を通過する第１冷却水が流入されるように第１冷却ライン１１０と連結される第２ポート４２、第２連結ライン１５０の一端に連結される第３ポート４３、及び第１冷却水が第１ポンプ３０に流入されるように第１冷却ライン１１０と連結される第４ポート４４を含んでよい。第２バルブ４０の第１ポート４１及び第２ポート４２が開閉されることで、第１冷却水の流動経路が第１ラジエーター６０又は燃料電池スタック１０に転換されてよい。すなわち、第１ポート４１が開放されて第２ポート４２が遮断されると、第１冷却水は第１ラジエーター６０を経ずに燃料電池スタック１０に流入され、それとは反対に、第２ポート４２が開放されて第１ポート４１が遮断されると、第１冷却水は第１ラジエーター６０を経てから燃料電池スタック１０に流入されてよい。

第２連結ライン１５０は、空調ユニット（ＨＡＶＣ ＵＮＩＴ）９０を冷暖房するために、第１冷却ライン１１０と冷暖房ループを形成してよい。一例として、第２連結ライン１５０は、空調ユニット９０の暖房用ヒーター（未図示）を加熱するループを形成してよい。第２連結ライン１５０の一端は、第１地点（第１連結ライン１３０の一端が第１冷却ライン１１０に連結される地点）と燃料電池スタック１０の入口との間で第１冷却ライン１１０に連結され、第１冷却水の一部が第２連結ライン１５０を介して循環してよい。第２連結ライン１５０の他の一端は、第１ポンプ３０と第２地点（第１連結ライン１３０の他の一端が第１冷却ライン１１０に連結される地点）との間で第１冷却ライン１１０に連結されてよい。

第２連結ライン１５０には、空調ユニット９０を通過した第１冷却水のイオンをフィルタリングするイオンフィルタ９５が備えられてよい。システムの腐食や滲出（ｅｘｕｄａｔｉｏｎ）などにより第１冷却水の電気伝導度が増加すると、第１冷却水に電気が流れるようになり、燃料電池スタック１０が短絡されるか第１冷却水側に電流が流れるようになる問題が発生するので、第１冷却水は、低い電気伝導度を維持しなければならない。イオンフィルタ９５は、第１冷却水の電気伝導度を一定の水準以下に維持できるように、第１冷却水に含まれたイオンを除去するように設定されてよい。このように、燃料電池スタック１０に流動される第１冷却水の供給が遮断（第１バルブ２０の第２ポート２２遮断）される冷始動中に、第１冷却水は、第１連結ライン１３０のヒーター５０を経由して循環（昇温ループ）すると同時に、第２連結ライン１５０に沿っても循環させることで、冷始動時にも第２連結ライン１５０に備えられたイオンフィルタ９５によるフィルタリング（第１冷却水に含まれたイオン除去）が可能である。よって、冷始動直後に燃料電池スタック１０に流入される第１冷却水の電気伝導度を一定の水準以下に維持させる有利な効果が得られる。

第３連結ライン１４０は、第１冷却水を冷却するために、第１冷却ライン１１０と冷却ループを形成してよい。一例として、第３連結ライン１４０の一端は、第１ポンプ３０と第１ラジエーター６０との間で第１冷却ライン１１０に連結され、第３連結ライン１４０の他の一端は、燃料電池スタック１０の冷却水排出口と第１ラジエーター６０との間で第１冷却ライン１１０に連結されてよい。

第１ラジエーター６０は、第１冷却水を冷却させるように設定されてよい。第１ラジエーター６０は、第１冷却水を冷却させ得る様々な構造に形成されてよく、第１ラジエーター６０の種類及び構造により本発明が制限されるか限定されるものではない。第１ラジエーター６０は、第１冷却水が格納される第１リザーバ６２に連結されてよい。

燃料電池システムは、燃料電池スタック１０と第１地点（第１バルブ２０）との間で第１冷却水の温度を測定する第１温度センサー１１２、第１連結ライン１３０の他の一端と第１ポンプ３０との間で第１冷却水の温度を測定する第２温度センサー１１４、及びヒーター５０で第１冷却水の温度を測定する第３温度センサー１１６を含んでよい。燃料電池システムは、第１温度センサー１１２、第２温度センサー１１４、及び第３温度センサー１１６で測定された温度に基づいて燃料電池スタック１０に流入される第１冷却水の流入流量を制御することができる。一例として、第１冷却ライン１１０に沿って循環する第１冷却水の測定温度が予め設定された目標温度よりも低いと、第１冷却水の流入流量を予め設定された設定流量よりも低く制御することができる。このように、第１冷却水の測定温度が低いと、燃料電池スタック１０に流入される第１冷却水の流入流量を低く制御することで、燃料電池スタック１０の内部に停滞された第１冷却水の温度と燃料電池スタック１０に流入される第１冷却水の温度との間の偏差による熱衝撃及び性能の低下を最小化する有利な効果が得られる。

第２冷却ライン１２０は、車両の電装部品（ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｒｔｓ）２００を経由するように構成され、第２冷却水は、第２冷却ライン１２０に沿って循環してよい。ここで、車両の電装部品２００は、車両の電源をエネルギー源として使用する部品として理解されてよく、車両の電装部品２００の種類及び個数により本発明が制限されるか限定されるものではない。一例として、電装部品２００は、第２冷却水をポンピングするための第２ポンプ２０５、燃料電池スタック１０と前記車両の高電圧バッテリー（未図示）との間に備えられるＢＨＤＣ（ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２１０、燃料電池スタック１０の駆動のための外気を供給するブロアー（未図示）を制御するＢＰＣＵ（ｂｌｏｗｅｒ ｐｕｍｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）２２０、高電圧バッテリーから供給される直流高電圧を直流低電圧に変換するＬＤＣ（ｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２３０、燃料電池スタック１０に供給される空気を圧縮する空気圧縮機（ａｉｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ、ＡＣＰ）２４０、及びエアクーラー（ａｉｒ ｃｏｏｌｅｒ）２５０の少なくともいずれか一つを含んでよい。

第２冷却ライン１２０上には、第２冷却水を強制的に流動させるための第２ポンプ（未図示）が配置されてよい。第２ポンプは、第２冷却水をポンピングできるポンピング手段を含んでよく、第２ポンプの種類及び特性が制限されるか限定されるものではない。

第２冷却ライン１２０上には、第２冷却水を冷却させるための第２ラジエーター７０が配置されてよい。第２ラジエーター７０は、第２冷却水を冷却させ得る様々な構造に形成されてよく、第２ラジエーター７０の種類及び構造が制限されるか限定されるものではない。第２ラジエーター７０は、第２冷却水が格納される第２リザーバ７２に連結されてよい。

実施形態において、第１ラジエーター６０及び第２ラジエーター７０は、一つの冷却ファン８０により同時に冷却するように構成されてよい。一例として、第１ラジエーター６０及び第２ラジエーター７０は並んで配置され、冷却ファン８０は、第１ラジエーター６０及び第２ラジエーター７０に外気を送風するように設定されてよい。一つの冷却ファン８０により第１ラジエーター６０及び第２ラジエーター７０を同時に冷却させることで、燃料電池システムの構造を簡素化し、設計自由度及び空間活用性を向上させることができ、第１ラジエーター６０及び第２ラジエーター７０を冷却させるための電力消耗を最小化することができる。

熱交換器３００は、第１冷却水と第２冷却水を相互熱交換させるように設定されてよい。電装部品を冷却する第２冷却水の温度が燃料電池スタック１０を冷却する第１冷却水の温度よりも相対的に低く形成されるので、燃料電池システムは、第１冷却水と第２冷却水を相互熱交換させることで、第１ラジエーター６０及び冷却ファン８０の容量を増加させなくても第１冷却水の温度を低くすることができ、燃料電池スタック１０の冷却効率を向上させることができ、安全性及び信頼性を向上させる有利な効果が得られる。また、燃料電池システムは、走行風が使用できない車両（例えば、建設機械）の停車中に第１冷却水の温度を低くすることができるので、燃料電池スタック１０の高出力運転を保障し、安全性及び耐久性を向上させる有利な効果が得られる。

実施形態において、熱交換器３００は、第１ラジエーター６０の出口と燃料電池スタック１０との間で第１冷却ライン１１０に連結され、第２冷却ライン１２０は、熱交換器３００を経由するように第２ラジエーター７０の出口と電装部品を連結してよい。例えば、第１冷却水は、第１冷却ライン１１０に連結された熱交換器３００に沿って流動されてよく、第２冷却ライン１２０は、第１冷却水に露出（例えば、第１冷却水が第２冷却ライン１２０の周縁に沿って流動）されるように熱交換器３００の内部を通過してよい。このように、第１冷却水と第２冷却水の相互熱交換により燃料電池スタック１０に流入される第１冷却水の温度を低くすることができる。第１ラジエーター６０を通過した第１冷却水の第１温度は、第２ラジエーター７０を通過した第２冷却水の第２温度よりも高く形成され、熱交換器３００を通過した第１冷却水の第３温度は、第１温度よりも低く形成されてよい。一例として、第１冷却水の第１温度は、第２冷却水の第２温度よりもおよそ１０℃高く形成されてよく、熱交換器３００を通過（第２冷却水と熱交換）した第１冷却水の第３温度は、第１温度よりも１℃低く形成されてよい。

図３は、本文書に開示された一実施形態による燃料電池システムのブロック図である。

図３を参照すれば、燃料電池システム１は、制御部５１０、ポンプ５２０、及び冷却ファン５３０を含んでよい。燃料電池システム１は、制御部５１０がポンプ５２０及び冷却ファン５３０の回転数を制御し、ワイヤを含めた燃料電池システム１の構成の発熱に対応する冷却を効果的に行うことができる。この際、燃料電池システム１は、熱管理システム（ＴＭＳ）を活用してワイヤの発熱を管理することができ、別途の構成が不必要になるので経済的であり、効果的な熱管理を介して電装部品への電力伝達の効率を高め、高温による性能の低下を防止することができる。

実施形態によれば、燃料電池システム１は、複数の電装部品を経由する冷却水が循環し、前記複数の電装部品に電源を供給するためのワイヤが内部に配置される冷却ラインを含んでよい。冷却ラインは、例えば、図１～図２に示された第２冷却ライン１２０に対応してよい。

実施形態によれば、複数の電装部品は、ＢＨＤＣ（ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、ＢＰＣＵ（ｂｌｏｗｅｒ ｐｕｍｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）、及びＤＣ－ＤＣコンバータの少なくとも一つを含んでよい。この際、ＤＣ－ＤＣコンバータは、バックブーストコンバータ（Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含んでよい。前述した電装部品の種類は例示であるだけで、燃料電池システム１と連結されるか含まれる各種部品をさらに含んでよい。

実施形態によれば、燃料電池システム１は、冷却ラインと連結されて冷却水をポンピングするポンプ５２０及び冷却水を冷却する冷却ファン５３０を含んでよい。この際、ポンプ５２０及び冷却ファン５３０は、それぞれ、例えば、図１～図２に示された第２ポンプ２０５及び冷却ファン８０に対応してよい。

実施形態によれば、燃料電池システム１は、ワイヤの温度に基づいて制御モードを決定し、制御モードに基づいてポンプ５２０及び冷却ファン５３０の回転数を制御する制御部５１０を含んでよい。制御部５１０は、制御モードに応じてポンプ５２０及び冷却ファン５３０の回転数を異なるように制御してよい。

実施形態によれば、制御部５１０は、プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）のようなハードウェア装置であるか、又はプロセッサにより具現されるプログラムであってよい。制御部５１０は、燃料電池システム１の各構成と連結されて燃料電池スタックの管理及び運営に関する全般的な機能を行うことができる。一例として、制御部５１０は、燃料電池システムの全般的な機能を制御する燃料電池制御器（Ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＦＣＵ）であってよい。

実施形態によれば、制御部５１０は、燃料電池システム１を構成する各構成、例えば、ポンプ５２０、冷却ファン５３０などと有線又は無線で通信してよく、一例として、ＣＡＮ通信に基づいて通信してよい。

実施形態によれば、制御モードは、一般モード及び補正モードを含んでよい。この際、一般モードは、ワイヤの状態（例えば、発熱量、電流など）を考慮せずに燃料電池の状態及び複数の電装部品の状態を考慮した制御モードを含んでよい。また、補正モードは、燃料電池の状態及び複数の電装部品の状態とともにワイヤの状態を考慮した制御モードを意味してよい。

実施形態によれば、制御部５１０は、制御モードを示す制御信号を生成することができ、制御信号を燃料電池システム１の構成、例えば、ポンプ５２０、冷却ファン５３０などに送信して制御モードによる制御を行うことができる。一例として、制御信号は、０と１の値を有してよく、制御部５１０は、０の値を有する制御信号を送信して一般モードとしての制御を行い、１の値を有する制御信号を送信して補正モードとしての制御を行うことができる。

実施形態によれば、制御部５１０は、ワイヤの温度に基づく第１条件及び第２条件の少なくとも一つを満たすと、制御モードを補正モードとして決定することができる。

第１条件は、複数の電装部品に含まれたＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度が臨界値以上であり、ワイヤの温度がＤＣ－ＤＣコンバータの温度以上の場合を含んでよい。例えば、臨界値は、冷却要求量、ワイヤの発熱量、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力量、冷却水の温度及び流量、燃料電池システムが搭載される車両又は非車両の限界性能などに基づいて決定することができる。

ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度は、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流の増加量とワイヤ温度の増加量とを比べた値を示すことができる。例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度は、以下の［数１］のように表される。

実施形態によれば、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度とが臨界値以上の場合、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力増加に比べてワイヤの温度が早く増加することを意味してよい。したがって、ワイヤでの発熱量も早く増加するので、これに対応するために、一般モードでの制御よりポンプ５２０及び／又は冷却ファン５３０の回転数を増加させて冷却効果を高めることができる。すなわち、制御部５１０は、制御モードをワイヤの発熱を考慮した補正モードとして決定し、ワイヤを効果的に冷却することができる。それとは反対に、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度が臨界値未満の場合、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力の増加に比べてワイヤ温度の上昇幅は少ないという意味であるので、ポンプ５２０及び／又は冷却ファン５３０の回転数の増加による追加的な冷却が必須ではないと判断することができ、制御部５１０は、制御モードを一般モードとして決定することができる。

また、制御部５１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度が臨界値以上であるとしても、ワイヤの温度がＤＣ－ＤＣコンバータ温度未満の場合、現在の制御（例えば、一般モードでの制御）状態でワイヤの冷却が十分に行われていると判断し、制御モードを一般モードとして決定することができる。このように、制御部５１０は、ポンプ５２０及び冷却ファン５３０の回転数の補正可否を判断して制御することで、電力消耗を減らすことができる。

第２条件は、ワイヤの温度が冷却水の温度よりも大きな場合を含んでよい。この場合、ワイヤの発熱などにより冷却水の温度が上昇することがあり、制御部５１０は、制御モードを補正モードとして決定し、冷却ファン５３０の回転数を補正して制御することで、冷却水の温度を低くし、冷却効果を高めることができる。

実施形態によれば、制御部５１０は、第１条件を満たすと、補正モードで、既決定された第１ポンプ回転数にワイヤの温度に基づくポンプ補正値を反映してポンプ５２０の回転数を補正することができる。ここで、第１条件は、制御部５１０がポンプ５２０の回転数を補正するか否かを決定するための条件であってよい。

実施形態によれば、第１ポンプ回転数は、一般モードで、複数の電装部品及び冷却水の状態に応じて決定される値であってよい。すなわち、第１ポンプ回転数は、ワイヤの状態を考慮しない一般モードで決定される回転数を意味してよい。これは、ワイヤの状態を除いた他の構成の状態が同一であるときに基づいてワイヤの状態による補正を行うためのものとして理解することができる。

この際、複数の電装部品の状態は、複数の電装部品に含まれたＢＨＤＣ（ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、ＢＰＣＵ（ｂｌｏｗｅｒ ｐｕｍｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）、及びＤＣ－ＤＣコンバータのそれぞれの出力、電流、電圧、温度などを含んでよく、冷却水の状態は、冷却水の温度、冷却水の流量などを含んでよい。

実施形態によれば、ポンプ補正値は、以前時点でのポンプ補正値にワイヤの温度と第１基準温度との差に基づく値を加算して決定することができる。この際、ポンプ補正値及び第１ポンプ回転数は、制御部５１０により算出され得る。

実施形態によれば、第１基準温度は、燃料電池スタックの出力、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力、及びＢＨＤＣ（ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の出力に基づいて決定することができる。第１基準温度は、ポンプ５２０及び／又は冷却ファン５３０の制御によるワイヤの目標温度を含んでよい。第１基準温度は、制御部５１０により算出され得る。

実施形態によれば、ポンプ補正値は、以下のような［数２］により算出することができる。

ここで、Ａ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}（ｋ）は、ｋ番目の制御時点でのポンプ補正値を意味し、Ａ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}（ｋ）は、ｋ番目の制御時点での第１基準温度を、Ａ_ｒｅａｌ（ｋ）は、ｋ番目の制御時点でのワイヤ温度を意味する。このように、制御部５１０は、現在の制御時点でのポンプ補正値に第１基準温度とワイヤ温度との差を反映して次の制御時点での補正値を決定することができる。制御時点は、例えば、同一の間隔で決定することができる。また、ここで、０．１は利得（ｇａｉｎ）であって、例示であるだけで、他の値に設定されてよい。

実施形態によれば、第１基準温度は、以下のような［数３］により算出することができる。

ここで、Ａ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}（ｋ）は、ｋ番目の制御時点での第１基準温度を、Ｔ_{ａｍｂｉｅｎｔ}は、ＤＣ－ＤＣコンバータの内部温度を、Ｂ_ｒｅａｌ（ｋ）は、ｋ番目の制御時点での燃料電池出力を、Ｃ_ｒｅａｌ（ｋ）は、ｋ番目の制御時点でのＤＣ－ＤＣコンバータの出力を、Ｄ_ｒｅａｌ（ｋ）は、ｋ番目の制御時点でのＢＨＤＣの出力を意味してよい。また、α、β、γのそれぞれは、燃料電池の出力、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力、ＢＨＤＣの出力を反映するための変数因子を表すことができる。

［数２］及び［数３］において、例えば、ポンプ補正値の初期値は、Ａ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}（０）＝０と設定されてよく、各変数因子は、α＝０～０．１、β＝０～０．０１、γ＝０～０．１の範囲でキャリブレーションされるように設定されてよい。

実施形態によれば、制御部５１０は、第１ポンプ回転数にポンプ補正値を加算してポンプ回転数を補正することができる。この際、ポンプ補正値は正数であり、第１ポンプ回転数の既設定された割合以下に決定することができる。制御部５１０は、ポンプ補正値がこのような範囲内に算出できるように、前記α、β、γの値を定められた範囲でキャリブレーションすることができる。ポンプ補正値が一定の水準を超える場合、ポンプ５２０回転数の急激な変化が発生する可能性があり、それにより一般モードでの制御と合わない問題が発生する可能性があるので、制御部５１０は、ポンプ補正値を補正の基準になる第１ポンプ回転数の既設定された割合以下に制限してよい。既設定された割合は、例えば、０．１と設定されてよい。

実施形態によれば、制御部５１０は、第２条件を満たすと、補正モードで、既決定された第１冷却ファン回転数に冷却水の温度に基づく冷却ファン補正値を反映して冷却ファンの回転数を補正することができる。ここで、第２条件は、冷却ファンの回転数を補正するか否かを決定するための条件であってよい。

実施形態によれば、第１冷却ファン回転数は、一般モードで、複数の電装部品及び冷却水の状態に応じて決定される値であってよい。すなわち、第１冷却ファン回転数は、ワイヤの状態を考慮しないときの制御による回転数を意味してよい。これは、ワイヤの状態を除いた他の構成の状態が同一であるときに基づいてワイヤの状態による補正を行うためのものとして理解することができる。

この際、複数の電装部品の状態は、複数の電装部品に含まれたＢＨＤＣ（ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、ＢＰＣＵ（ｂｌｏｗｅｒ ｐｕｍｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）、及びＤＣ－ＤＣコンバータのそれぞれの出力、電流、電圧、温度などを含んでよく、冷却水の状態は、冷却水の温度、冷却水の流量などを含んでよい。

実施形態によれば、冷却ファン補正値は、以前時点での冷却ファン補正値に冷却水の温度と第２基準温度との差に基づく値を加算して決定することができる。この際、冷却ファン補正値及び第１冷却ファン回転数は、制御部５１０により算出することができる。

実施形態によれば、第２基準温度は、ワイヤの温度及びＤＣ－ＤＣコンバータの出力に基づいて決定することができる。第２基準温度は、ポンプ５２０及び／又は冷却ファン５３０の制御による冷却水の目標温度を含んでよい。第２基準温度は、制御部５１０により算出することができる。

実施形態によれば、冷却ファン補正値は、以下のような［数４］により算出することができる。

ここで、Ｅ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}（ｋ）、ｋ番目の制御時点でのポンプ補正値を意味し、Ｅ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}（ｋ）は、ｋ番目の制御時点での第２基準温度を、Ｅ_ｒｅａｌ（ｋ）は、ｋ番目の制御時点での冷却水の温度を意味する。このように、制御部５１０は、現在の制御時点での第２基準温度と冷却水の温度との差を反映して次の制御時点での補正値を決定することができる。制御時点は、例えば、同一の間隔で決定することができる。また、ここで、０．５は利得（ｇａｉｎ）であって、例示であるだけで、他の値に設定されてよい。この際、冷却水の温度が上昇したということは、ワイヤ及び電装部品の発熱が持続するか大きいということを意味するので、利得（ｇａｉｎ）を０．５などに設定した早く応答性を提供することができる。

実施形態によれば、第２基準温度は、以下のような［数５］により算出することができる。

ここで、Ｅ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}（ｋ）は、ｋ番目の制御時点での第２基準温度を、Ａ_ｒｅａｌ（ｋ）は、ｋ番目制御時点でのワイヤ温度を、Ｃ_ｒｅａｌ（ｋ）は、ｋ番目制御時点でのＤＣ－ＤＣコンバータの出力を意味してよい。ここで、冷却水の目標温度に対応する第２基準温度をワイヤ温度よりも１０℃低く設定したものと理解することができる。すなわち、１０は例示であるだけで、他の値に設定されてよい。

実施形態によれば、制御部５１０は、第１冷却ファン回転数に冷却ファン補正値を加算して冷却ファンの回転数を補正することができる。この際、冷却ファン補正値は正数であり、第１冷却ファン回転数の既設定された割合以下に決定することができる。冷却ファン補正値が一定の水準を超える場合、冷却ファン５３０回転数の急激な変化が発生する可能性があり、それにより一般モードでの制御と合わない問題が発生する可能性があるので、制御部５１０は、冷却ファン補正値を補正の基準になる第１冷却ファン回転数の既設定された割合以下に制限してよい。既設定された割合は、例えば、０．１と設定されてよい。冷却ファン補正とポンプ補正において、既設定された割合は同一に設定されてよいが、互いに異なるように設定されてもよい。

図４は、本文書に開示された一実施形態によるワイヤを冷却するための構造を示す図である。

図４を参照すれば、燃料電池システム１のワイヤは、冷却のために冷却ライン１２０の内部に配置されてよい。このように、燃料電池システム１は、熱管理システム（ＴＭＳ）の冷却水の流れを介してワイヤを冷却することができる。

実施形態によれば、ワイヤ５４０は、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力端と連結されてよい。負荷端の電圧仕様を合わせるためにＤＣ－ＤＣコンバータで電力変換が行われるので、ＤＣ－ＤＣ出力端と連結される地点でワイヤ５４０に多くの発熱が発生する。よって、燃料電池システム１は、ＤＣ－ＤＣ出力端と連結されるワイヤ５４０を冷却ライン１２０の内部に配置することで、冷却水の流れを介してワイヤ５４０を冷却することができる。

実施形態によれば、ワイヤ５４０は、冷却水と直接的な接触を遮断するためのハウジング（未図示）を含んでよい。ワイヤ５４０は、冷却ライン１２０内に配置されてよく、ワイヤ５４０には電流が流れ、冷却ライン１２０には冷却水が循環するので、絶縁のためのハウジングを備えてよい。ハウジングは、ワイヤ５４０を構成する導線の外部を囲む形態で構成されてよい。

実施形態によれば、燃料電池システム１は、ワイヤの温度を取得するワイヤ温度センサー５５０及び冷却水の温度を取得する冷却水温度センサー５６０を含んでよい。例えば、ワイヤ温度センサー５５０は、ワイヤの発熱に迅速かつ正確に対応するために、ワイヤ５４０のハウジングの内部に位置してよい。冷却水温度センサー５６０は、冷却水がＤＣ－ＤＣコンバータを経由する入口地点に位置してよい。

図５は、本文書に開示された一実施形態による燃料電池システムの制御関係を示す図である。

図５を参照すれば、ワイヤ及び冷却水の温度によるポンプ５２０及び冷却ファン５３０の制御関係を確認することができる。図５では、燃料電池システム１の制御モードが補正モードであるときの制御であることを前提として記述する。

図５の左側上端グラフを参照すれば、制御部５１０は、燃料電池システム１の動作による出力上昇によるワイヤの温度上昇を感知することができる。制御部５１０は、ワイヤの温度上昇の幅が大きな場合、例えば、前述した第１条件を満たす場合、ポンプ５２０の回転数を補正して制御することができる。この際、制御部５１０は、第１ポンプ回転数にポンプ補正値を加算してポンプ５２０の回転数を決定することができる。制御部５１０がポンプ５２０の回転数を補正して制御する例示は、図５の左側下端グラフにより確認することができる。制御部５１０は、このような制御を介してワイヤを経由する冷却水の流量を増加させることで、ワイヤの温度上昇の幅を減少させ、さらにワイヤの温度を低くすることができる。

図５の右側上端グラフを参照すれば、ワイヤの発熱により冷却水の温度も上昇することを確認することができる。この際、冷却水の比熱、応答特性などにより、冷却水の温度上昇時点は、ワイヤ温度上昇時点に比べて遅延する可能性がある。制御部５１０は、冷却水の温度上昇を感知することができ、冷却水の温度上昇が判断されると、冷却ファン５３０の回転数を補正して制御することができる。例えば、制御部５１０は、前述した第２条件を満たすと、冷却ファン５３０の回転数を補正することができる。この際、制御部５１０は、第１冷却ファン回転数に冷却ファン回転値を加算して冷却ファン５３０の回転数を決定することができる。制御部５１０が冷却ファン５３０の回転数を補正して制御する例示は、図５の右側下端グラフにより確認することができる。制御部５１０は、このような制御を介して冷却水の温度を低くし、冷却水の温度が目標温度（ターゲット（Ｔａｒｇｅｔ）温度）に達するように制御することができる。

制御部５１０は、ポンプ５２０及び冷却ファン５３０の制御を介してワイヤ５４０を冷却することで、一定の温度を維持するようにできる。すなわち、一実施形態によれば、制御部５１０は、ワイヤ５４０を冷却するために、ポンプ５２０の回転数を補正して冷却水の流量を増加させることで、１次的に冷却効果を増加させ、その後、ワイヤの温度上昇による冷却水の温度上昇を冷却ファン５３０の回転数の増加を介して対応することで、冷却効果を維持することができる。例えば、前述した第１条件及び第２条件において、第１条件は、ポンプ５２０の制御による冷却水流量制御のための条件であってよく、第２条件は、冷却ファン５３０の制御による冷却水温度制御のための条件であってよい。

図６は、本文書に開示された一実施形態による燃料電池システムの制御方法を説明するためのフローチャートである。

図６を参照すれば、燃料電池システムの制御方法は、ワイヤの温度に基づいて制御モードを決定する段階（Ｓ１００）、及び制御モードに基づいてポンプ及び冷却ファンの回転数を制御する段階（Ｓ２００）を含んでよい。

Ｓ１００段階において、制御部５１０は、ワイヤの温度に基づいて制御モードを決定することができる。制御部５１０が制御モードを決定する具体的な方法は、図７で後述する。

Ｓ２００段階において、制御部５１０は、制御モードに基づいてポンプ５２０及び冷却ファン５３０の回転数を制御することができる。実施形態によれば、制御モードは、一般モード及び補正モードを含んでよく、制御部５１０は、一般モードと補正モードに応じてポンプ５２０及び冷却ファン５３０の回転数を異なるように制御することができる。

図７は、本文書に開示された一実施形態による燃料電池システムの制御モードを決定する方法を説明するためのフローチャートである。

図７を参照すれば、制御部５１０は、ワイヤの温度に基づいて制御モードを決定することができる。

Ｓ１１０段階において、制御部５１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度を判断することができる。制御部５１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度が臨界値以上の場合（Ｓ１１０－Ｙｅｓ）、Ｓ１２０段階に進行することができる。制御部５１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度が臨界値未満の場合（Ｓ１１０－Ｎｏ）、Ｓ１４０段階に進行することができる。

Ｓ１２０段階において、制御部５１０は、ワイヤの温度とＤＣ－ＤＣコンバータの温度を比べることができる。制御部５１０は、ワイヤの温度がＤＣ－ＤＣコンバータの温度よりも大きな場合（Ｓ１２０－Ｙｅｓ）、Ｓ１３０段階に進行することができる。制御部５１０は、ワイヤの温度がＤＣ－ＤＣコンバータの温度以下の場合（Ｓ１２０－Ｎｏ）、Ｓ１４０段階に進行することができる。

Ｓ１３０段階において、制御部５１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度が臨界値以上であり、ワイヤの温度がＤＣ－ＤＣコンバータの温度よりも大きな場合、制御モードを補正モードとして決定することができる。

Ｓ１４０段階において、制御部５１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流とワイヤ温度の比例程度が臨界値未満であるか、ワイヤの温度がＤＣ－ＤＣコンバータの温度以下の場合、制御モードを一般モードとして決定することができる。

Ｓ１５０段階において、制御部５１０は、ワイヤの温度と冷却水の温度とを比べることができる。制御部５１０は、ワイヤの温度が冷却水の温度よりも大きな場合（Ｓ１５０－Ｙｅｓ）、Ｓ１６０段階に進行することができる。制御部５１０は、ワイヤの温度が冷却水の温度以下の場合（Ｓ１５０－Ｎｏ）、Ｓ１７０段階に進行することができる。

Ｓ１６０段階において、制御部５１０は、ワイヤの温度が冷却水の温度よりも大きな場合、制御モードを補正モードとして決定することができる。

Ｓ１７０段階において、制御部５１０は、ワイヤの温度が冷却水の温度以下の場合、制御モードを一般モードとして決定することができる。

図７において、Ｓ１５０段階～Ｓ１７０段階は、Ｓ１１０段階～Ｓ１４０段階以後に行われると示したが、これは例示であるだけで、各段階は同時に行われてもよい。

以上、本文書に開示された実施形態を構成する全ての構成要素が一つに結合するか結合して動作することと説明されたとして、本文書に開示された実施形態が必ずこのような実施形態に限定されるものではない。すなわち、本文書に開示された実施形態の目的範囲内であれば、その全ての構成要素が一つ以上に選択的に結合されて動作してもよい。

また、以上に記載された「含む」、「構成する」又は「有する」などの用語は、特に反対の記載がない限り、当該構成要素が内在し得ることを意味するので、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでよいと解釈されなければならない。技術的や科学的な用語を含む全ての用語は、特に定義されない限り、本文書に開示された実施形態の属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一の意味を有する。辞書に定義された用語のように一般的に用いられる用語は、関連技術の文脈上の意味と一致すると解釈されなければならず、本文書で明らかに定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味として解釈されない。

以上の説明は、本文書に開示された技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、本文書に開示された実施形態の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本文書に開示された実施形態の本質的な特性から外れない範囲で様々な修正及び変形が可能である。したがって、本文書に開示された実施形態は、本文書に開示された実施形態の技術思想を限定するためではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本文書に開示された技術思想の範囲が限定されるものではない。本文書に開示された技術思想の保護範囲は、以下の特許請求の範囲により解釈されなければならず、それと同等の範囲内の全ての技術思想は、本文書の権利範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

Claims (16)

1. 複数の電装部品を経由する冷却水が循環し、前記複数の電装部品に電源を供給するためのワイヤが内部に配置される冷却ラインと、
   前記冷却ラインと連結されて前記冷却水をポンピングするポンプと、
   前記冷却水を冷却する冷却ファンと、
   前記ワイヤの温度に基づいて制御モードを決定し、前記制御モードに基づいて前記ポンプ及び前記冷却ファンの回転数を制御する制御部と、を含む燃料電池システム。
2. 前記制御モードは、一般モード及び補正モードを含み、
   前記制御部は、
   前記ワイヤの温度に基づく第１条件及び第２条件の少なくとも一つを満たすと、前記制御モードを前記補正モードとして決定し、
   前記第１条件は、前記複数の電装部品に含まれたＤＣ－ＤＣコンバータの出力電流と前記ワイヤの温度の比例程度が臨界値以上であり、前記ワイヤの温度が前記ＤＣ－ＤＣコンバータの温度以上の場合を含み、
   前記第２条件は、前記ワイヤの温度が前記冷却水の温度よりも大きな場合を含む、請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記制御部は、
   前記第１条件を満たすと、前記補正モードで、既決定された第１ポンプ回転数に前記ワイヤの温度に基づくポンプ補正値を反映して前記ポンプの回転数を補正する、請求項２に記載の燃料電池システム。
4. 前記第１ポンプ回転数は、
   前記一般モードで、前記複数の電装部品及び前記冷却水の状態に応じて決定される値である、請求項３に記載の燃料電池システム。
5. 前記制御部は、前記ポンプ補正値に前記ワイヤの温度と第１基準温度の差に基づく値を加算して次の制御時点でのポンプ補正値を決定する、請求項３に記載の燃料電池システム。
6. 前記第１基準温度は、燃料電池スタックの出力、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力、及びＢＨＤＣ（ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の出力に基づいて決定される、請求項５に記載の燃料電池システム。
7. 前記制御部は、前記第１ポンプ回転数に前記ポンプ補正値を加算して前記ポンプの回転数を補正し、
   前記ポンプ補正値は正数であり、前記第１ポンプ回転数の既設定された割合以下に決定される、請求項３に記載の燃料電池システム。
8. 前記制御部は、
   前記第２条件を満たすと、前記補正モードで、既決定された第１冷却ファン回転数に前記冷却水の温度に基づく冷却ファン補正値を反映して前記冷却ファンの回転数を補正する、請求項２に記載の燃料電池システム。
9. 前記第１冷却ファン回転数は、
   前記一般モードで、前記複数の電装部品及び前記冷却水の状態に応じて決定される値である、請求項８に記載の燃料電池システム。
10. 前記制御部は、前記冷却ファン補正値に前記冷却水の温度と第２基準温度との差に基づく値を加算して次の制御時点での冷却ファン補正値を決定する、請求項８に記載の燃料電池システム。
11. 前記第２基準温度は、前記ワイヤの温度及び前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力に基づいて決定される、請求項１０に記載の燃料電池システム。
12. 前記制御部は、前記第１冷却ファン回転数に前記冷却ファン補正値を加算して前記冷却ファンの回転数を補正し、
    前記冷却ファン補正値は正数であり、前記第１冷却ファン回転数の既設定された割合以下に決定される、請求項８に記載の燃料電池システム。
13. 前記ワイヤの温度を取得するワイヤ温度センサー及び前記冷却水の温度を取得する冷却水温度センサーをさらに含む、請求項１に記載の燃料電池システム。
14. 前記複数の電装部品は、ＢＨＤＣ（ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、ＢＰＣＵ（ｂｌｏｗｅｒ ｐｕｍｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）、及びＤＣ－ＤＣコンバータの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の燃料電池システム。
15. 前記ワイヤは、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力端と連結され、前記冷却水と直接的な接触を遮断するためのハウジングを含む、請求項１４に記載の燃料電池システム。
16. 複数の電装部品を経由する冷却水が循環する冷却ラインの内部に配置され、複数の電装部品に電源を供給するためのワイヤの温度に基づいて制御モードを決定する段階と、
    前記制御モードに基づいて冷却水をポンピングするポンプ及び前記冷却水を冷却する冷却ファンの回転数を制御する段階と、を含む燃料電池システムの制御方法。