JP4364776B2

JP4364776B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP4364776B2
Application number: JP2004342913A
Authority: JP
Inventors: 大齊藤; 健一郎上田; 千大和氣
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: JP2006156056A

Description

本発明は、燃料電池と、該燃料電池を冷却するための冷媒を供給する冷媒供給路と、冷媒の温度を測定する温度センサと、を備える燃料電池システムに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system including a fuel cell, a refrigerant supply path that supplies a refrigerant for cooling the fuel cell, and a temperature sensor that measures the temperature of the refrigerant.

近年、燃料電池としては、アノードとカソードとの間に固体高分子電解質膜を介装した単位セルを所定数積層された構造をとるものが知られている。そして、アノードに水素ガス（燃料ガス）を、カソードに空気（酸化剤ガス）をそれぞれ導入することで、水素と酸素との電気化学反応によって発電する。燃料電池は発電の際に水を生成する。 In recent years, a fuel cell having a structure in which a predetermined number of unit cells each having a solid polymer electrolyte membrane interposed between an anode and a cathode is stacked. Then, hydrogen gas (fuel gas) is introduced into the anode and air (oxidant gas) is introduced into the cathode, thereby generating electric power through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. Fuel cells produce water during power generation.

また、燃料電池スタックは発電する際に発熱を伴うが、燃料電池には作動温度範囲があるため燃料電池が上限温度以上に昇温しないように冷却する必要がある。そのため、燃料電池スタックには冷却流路が設けられており、この冷却流路に冷媒を流して熱を奪い燃料電池を冷却している。 In addition, the fuel cell stack generates heat when generating electric power. However, since the fuel cell has an operating temperature range, it is necessary to cool the fuel cell so that the temperature does not rise above the upper limit temperature. Therefore, a cooling flow path is provided in the fuel cell stack, and a coolant is passed through the cooling flow path to remove heat and cool the fuel cell.

例えば、特許文献１には、燃料電池を冷却させる冷却システムを備え、冷却システムに設けられた温度センサや圧力センサの検出値が予め定められた設定範囲を逸脱したときに、燃料電池本体の発電量を低減させる技術が提案されている。
特開平８−１９５２０８号公報 For example, Patent Document 1 includes a cooling system that cools a fuel cell, and when a detected value of a temperature sensor or a pressure sensor provided in the cooling system deviates from a predetermined setting range, Techniques for reducing the amount have been proposed.
JP-A-8-195208

しかしながら、想定された発熱量よりも実際の発熱量が大きくなってしまった場合には、燃料電池を十分に冷却することができず、燃料電池の温度が上昇してしまい発電性能を損なう虞があるという問題がある。
また、燃料電池本体の発電量を低減させると、要求通りの発電量が得られないため、利用者に不便を強いる結果になる。特に、燃料電池システムが燃料電池を駆動源とする車両の場合には、要求通りの発電量が得られないと、所望の運転性能が得られず、運転者の利便性が損われてしまうという問題がある。 However, if the actual heat generation amount is larger than the assumed heat generation amount, the fuel cell cannot be sufficiently cooled, and the temperature of the fuel cell rises, which may impair the power generation performance. There is a problem that there is.
Further, if the power generation amount of the fuel cell main body is reduced, the required power generation amount cannot be obtained, which results in inconvenience to the user. In particular, in the case where the fuel cell system is a vehicle using a fuel cell as a driving source, if the required amount of power generation cannot be obtained, the desired driving performance cannot be obtained, and the convenience of the driver is impaired. There's a problem.

従って、本発明は、燃料電池を冷却する冷媒の状態を検出するセンサが故障した場合であっても、燃料電池の発電性能を損なうことを防止でき、さらに、要求通りの発電量を得ることができ、利便性を確保できる燃料電池システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can prevent impairing the power generation performance of the fuel cell even when the sensor for detecting the state of the refrigerant that cools the fuel cell fails, and can obtain the required power generation amount. An object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of ensuring convenience.

請求項１に係る発明は、燃料電池（例えば、実施の形態における燃料電池スタック２）と、該燃料電池を冷却するための冷媒を供給する冷媒供給路（例えば、実施の形態における冷媒循環流路３）と、該冷媒供給路に設けられる冷媒用ポンプ（例えば、実施の形態におけるポンプ４）と、前記冷媒の状態を測定するセンサ（例えば、実施の形態における圧力センサｓ１、温度センサｓ２）と、該センサの測定値に基づいて冷却用ポンプの出力を制御する制御手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ８）とを備え、該制御手段は、前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用ポンプの出力を通常時よりも高く設定するとともに、アイドリング停止を禁止することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a fuel cell (for example, the fuel cell stack 2 in the embodiment) and a refrigerant supply path for supplying a refrigerant for cooling the fuel cell (for example, the refrigerant circulation channel in the embodiment). 3), a refrigerant pump provided in the refrigerant supply path (for example, the pump 4 in the embodiment), and sensors for measuring the state of the refrigerant (for example, the pressure sensor s1 and the temperature sensor s2 in the embodiment) And a control means (for example, ECU 8 in the embodiment) for controlling the output of the cooling pump based on the measured value of the sensor, and when the control means determines that the sensor is out of order, the refrigerant pump Is set higher than normal , and idling stop is prohibited .

この発明によれば、前記制御手段が前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用ポンプの出力を通常時よりも高く設定することで、前記燃料電池に供給される冷媒の流量が通常時よりも増大するので、前記燃料電池の冷却を促進することができる。これにより、燃料電池の発電量を制限しなくても、燃料電池の温度上昇を抑制し、燃料電池中のイオン電解質膜の劣化を抑制することができる。さらに、要求通りの発電量を得ることができるので、利便性を確保することができる。
また、前記センサを故障と判断したときに、反応ガスの供給を停止するアイドリング停止が禁止されるので、燃料電池に確実に反応ガスが供給され、燃料電池で安定した発電を行うことができる。
請求項２に係る発明は、燃料電池と、該燃料電池を冷却するための冷媒を供給する冷媒供給路と、該冷媒供給路に設けられる冷媒用ポンプと、前記冷媒の状態を測定するセンサと、該センサの測定値に基づいて冷却用ポンプの出力を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用ポンプの出力を通常時よりも高く設定するとともに、前記制御手段が前記センサを故障と判断してから所定時間後に、アイドリング停止を禁止することを特徴とする。
この発明によれば、前記制御手段が前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用ポンプの出力を通常時よりも高く設定することで、前記燃料電池に供給される冷媒の流量が通常時よりも増大するので、前記燃料電池の冷却を促進することができる。これにより、燃料電池の発電量を制限しなくても、燃料電池の温度上昇を抑制し、燃料電池中のイオン電解質膜の劣化を抑制することができる。さらに、要求通りの発電量を得ることができるので、利便性を確保することができる。
また、前記センサを故障と判断したときに、制御に好適なタイミングで、反応ガスの供給を停止するアイドリング停止が禁止されるので、燃料電池に確実に反応ガスが供給され、燃料電池で安定した発電を行うことができる。 According to this invention, when the control means determines that the sensor has failed, the flow rate of the refrigerant supplied to the fuel cell is set to be higher than normal by setting the output of the refrigerant pump higher than normal. Therefore, cooling of the fuel cell can be promoted. Thereby, even if it does not restrict | limit the electric power generation amount of a fuel cell, the temperature rise of a fuel cell can be suppressed and deterioration of the ion electrolyte membrane in a fuel cell can be suppressed. Furthermore, since the power generation amount as requested can be obtained, convenience can be ensured.
Further, when it is determined that the sensor has failed, the idling stop for stopping the supply of the reaction gas is prohibited, so that the reaction gas is reliably supplied to the fuel cell and stable power generation can be performed by the fuel cell.
The invention according to claim 2 is a fuel cell, a refrigerant supply passage for supplying a refrigerant for cooling the fuel cell, a refrigerant pump provided in the refrigerant supply passage, and a sensor for measuring the state of the refrigerant And a control means for controlling the output of the cooling pump based on the measured value of the sensor, and the control means sets the output of the refrigerant pump higher than normal when it is determined that the sensor is out of order. In addition, idling stop is prohibited after a predetermined time after the control means determines that the sensor has failed.
According to this invention, when the control means determines that the sensor has failed, the flow rate of the refrigerant supplied to the fuel cell is set to be higher than normal by setting the output of the refrigerant pump higher than normal. Therefore, cooling of the fuel cell can be promoted. Thereby, even if it does not restrict | limit the electric power generation amount of a fuel cell, the temperature rise of a fuel cell can be suppressed and deterioration of the ion electrolyte membrane in a fuel cell can be suppressed. Furthermore, since the power generation amount as requested can be obtained, convenience can be ensured.
In addition, when it is determined that the sensor has failed, idling stop for stopping the supply of the reaction gas is prohibited at a timing suitable for the control. It can generate electricity.

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記冷媒供給路の冷媒を冷却する冷媒用冷却ファンをさらに備え、前記制御手段は、前記センサの測定値に基づいて前記冷媒用冷却ファンの出力を制御し、さらに、前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用冷却ファンへの出力を通常時よりも高く設定することを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the apparatus according to claim 1 or 2 , further comprising a refrigerant cooling fan for cooling the refrigerant in the refrigerant supply path, wherein the control means is a measurement value of the sensor. The output of the cooling fan for refrigerant is controlled based on the above, and when it is determined that the sensor has failed, the output to the cooling fan for refrigerant is set higher than normal.

この発明によれば、前記制御手段が前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用冷却ファンへの出力を通常時よりもさらに高く設定することで、前記燃料電池に供給される冷媒の温度が通常時よりも低下するので、前記ポンプの出力を通常時よりも高く制御することと併せて、前記燃料電池の冷却をさらに促進することができ、燃料電池中のイオン電解質膜の劣化を抑制することができる。 According to the present invention, when the control means determines that the sensor has failed, the temperature of the refrigerant supplied to the fuel cell is set by setting the output to the refrigerant cooling fan higher than normal. Since it is lower than the normal time, the cooling of the fuel cell can be further promoted and the deterioration of the ion electrolyte membrane in the fuel cell can be suppressed in addition to controlling the pump output higher than the normal time. be able to.

請求項４に係る発明は、燃料電池と、該燃料電池を冷却するための冷媒を供給する冷媒供給路と、該冷媒供給路に設けられる冷媒用ポンプと、該冷媒供給路の冷媒を冷却する冷媒用冷却ファンと、前記冷媒の状態を測定するセンサと、該センサの測定値に基づいて冷却用冷却ファンの出力を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用冷却ファンの出力を通常時よりも高く設定するとともに、アイドリング停止を禁止することを特徴とする。 The invention according to claim 4 cools the fuel cell, the refrigerant supply path for supplying the refrigerant for cooling the fuel cell, the refrigerant pump provided in the refrigerant supply path, and the refrigerant in the refrigerant supply path. A cooling fan for the refrigerant, a sensor for measuring the state of the refrigerant, and control means for controlling the output of the cooling fan based on the measured value of the sensor, the control means determining that the sensor is in failure In this case, the output of the refrigerant cooling fan is set higher than normal , and idling stop is prohibited .

この発明によれば、前記制御手段が前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用冷却ファンへの出力を通常時よりもさらに高く設定することで、前記燃料電池に供給される冷媒の温度が通常時よりも低下するので、前記燃料電池の冷却を促進することができ、燃料電池中のイオン電解質膜の劣化を抑制することができる。
また、前記センサを故障と判断したときに、反応ガスの供給を停止するアイドリング停止が禁止されるので、燃料電池に確実に反応ガスが供給され、燃料電池で安定した発電を行うことができる。
請求項５に係る発明は、燃料電池と、該燃料電池を冷却するための冷媒を供給する冷媒供給路と、該冷媒供給路に設けられる冷媒用ポンプと、該冷媒供給路の冷媒を冷却する冷媒用冷却ファンと、前記冷媒の状態を測定するセンサと、該センサの測定値に基づいて冷却用冷却ファンの出力を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用冷却ファンの出力を通常時よりも高く設定するとともに、前記制御手段が前記センサを故障と判断してから所定時間後に、アイドリング停止を禁止することを特徴とする。
この発明によれば、前記制御手段が前記センサを故障と判断したときには、前記冷媒用冷却ファンへの出力を通常時よりもさらに高く設定することで、前記燃料電池に供給される冷媒の温度が通常時よりも低下するので、前記燃料電池の冷却を促進することができ、燃料電池中のイオン電解質膜の劣化を抑制することができる。
また、前記センサを故障と判断したときに、制御に好適なタイミングで、反応ガスの供給を停止するアイドリング停止が禁止されるので、燃料電池に確実に反応ガスが供給され、燃料電池で安定した発電を行うことができる。 According to the present invention, when the control means determines that the sensor has failed, the temperature of the refrigerant supplied to the fuel cell is set by setting the output to the refrigerant cooling fan higher than normal. Since it is lower than normal, cooling of the fuel cell can be promoted, and deterioration of the ion electrolyte membrane in the fuel cell can be suppressed.
Further, when it is determined that the sensor has failed, the idling stop for stopping the supply of the reaction gas is prohibited, so that the reaction gas is reliably supplied to the fuel cell and stable power generation can be performed by the fuel cell.
The invention according to claim 5 cools the fuel cell, the refrigerant supply path for supplying the refrigerant for cooling the fuel cell, the refrigerant pump provided in the refrigerant supply path, and the refrigerant in the refrigerant supply path. A cooling fan for the refrigerant, a sensor for measuring the state of the refrigerant, and control means for controlling the output of the cooling fan based on the measured value of the sensor, the control means determining that the sensor is in failure In this case, the output of the cooling fan for the refrigerant is set higher than normal, and the idling stop is prohibited after a predetermined time after the control means determines that the sensor has failed.
According to the present invention, when the control means determines that the sensor has failed, the temperature of the refrigerant supplied to the fuel cell is set by setting the output to the refrigerant cooling fan higher than normal. Since it is lower than normal, cooling of the fuel cell can be promoted, and deterioration of the ion electrolyte membrane in the fuel cell can be suppressed.
In addition, when it is determined that the sensor has failed, idling stop for stopping the supply of the reaction gas is prohibited at a timing suitable for control, so that the reaction gas is reliably supplied to the fuel cell and stable in the fuel cell. It can generate electricity.

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のものであって、前記制御手段が前記センサを故障と判断したときに、この故障判断を使用者に報知する報知手段（例えば、実施の形態におけるブザー１０）を有することを特徴とする。
この発明によれば、前記制御手段が前記センサを故障と判断したときに、前記報知手段により故障判断を使用者に報知することで、使用者に前記センサの故障を認識させることができ、前記センサの故障に対する迅速な対応を使用者に促すことができる。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5 , wherein when the control means determines that the sensor is faulty, a notification for notifying a user of the fault judgment. It has a means (for example, the buzzer 10 in embodiment), It is characterized by the above-mentioned.
According to this invention, when the control means determines that the sensor is in failure, the notification means notifies the user of the failure determination, thereby allowing the user to recognize the failure of the sensor, The user can be promptly responded to a sensor failure.

請求項１、請求項２、請求項４、請求項５に係る発明によれば、燃料電池を冷却する冷媒の状態を検出するセンサが故障した場合であっても、燃料電池の発電性能を損なうことを防止でき、さらに、要求通りの発電量を得ることができ、利便性を確保できる。また、燃料電池で安定した発電を行うことができる。
請求項３に係る発明によれば、燃料電池の発電性能を損なうことをより確実に防止でき、さらに、要求通りの発電量を得ることができ、利便性を確保できる。
請求項６に係る発明によれば、前記センサの故障に対する迅速な対応を使用者に促すことができる。 According to the first, second, fourth, and fifth aspects of the invention, even if the sensor that detects the state of the refrigerant that cools the fuel cell fails, the power generation performance of the fuel cell is impaired. In addition, it is possible to obtain the power generation amount as required, and to ensure convenience. Further, stable power generation can be performed by the fuel cell.
According to the third aspect of the invention, it is possible to more reliably prevent the power generation performance of the fuel cell from being impaired, to obtain the required amount of power generation, and to ensure convenience.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prompt the user to quickly respond to the sensor failure.

以下、この発明の実施の形態における燃料電池システムを図面と共に説明する。図１は本発明の実施の形態における燃料電池システム１の概略構成図である。燃料電池スタック２は、スルフォン酸系電解質材料からなる固体高分子電解質膜を燃料極（アノード）と空気極（カソード）とで両側から挟み込んでなる単位セル（図示せず）を、所定数積層配置した構成を備えている。 A fuel cell system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system 1 according to an embodiment of the present invention. The fuel cell stack 2 includes a predetermined number of unit cells (not shown) in which a solid polymer electrolyte membrane made of a sulfonic acid electrolyte material is sandwiched between a fuel electrode (anode) and an air electrode (cathode) from both sides. It has the structure which did.

このように構成された各セルの燃料極に燃料ガスとして水素ガスを供給し、空気極に酸化剤としての酸素を含む空気を供給すると、燃料極で触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過して空気極まで移動して、空気極で酸素と電気化学反応を起こして発電し、水が生成される。 When hydrogen gas is supplied as a fuel gas to the fuel electrode of each cell configured as described above, and air containing oxygen as an oxidant is supplied to the air electrode, the hydrogen ions generated by the catalytic reaction at the fuel electrode become solid high. It passes through the molecular electrolyte membrane and moves to the air electrode, where it generates an electric power by causing an electrochemical reaction with oxygen at the air electrode to generate water.

燃料電池システム１は、高圧燃料タンク等の燃料供給装置を備え、燃料供給流路を介して各セルの燃料極に燃料ガスを供給するとともに、空気供給装置であるコンプレッサ（圧縮機）を備え、コンプレッサにより圧縮された空気を、空気供給流路を介して各セルの空気極に供給する。これらの部材については図示を省略する。 The fuel cell system 1 includes a fuel supply device such as a high-pressure fuel tank, supplies fuel gas to the fuel electrode of each cell via a fuel supply flow path, and includes a compressor (compressor) that is an air supply device, The air compressed by the compressor is supplied to the air electrode of each cell via the air supply flow path. Illustration of these members is omitted.

また、燃料電池システム１は、燃料電池スタック２に接続されてなる冷媒循環流路３を備えている。この冷媒循環流路３を介して冷媒（例えば水）が燃料電池スタック２内を流通する。冷媒は、燃料電池スタック２の発電時に発電による温度上昇を抑制するものである。冷媒循環流路３にはポンプ４が配設されており、該ポンプ４を作動させることで冷媒を出口側冷媒循環流路３ｂ（３）から入口側冷媒循環流路３ａ（３）に圧送する。これにより、冷媒は、入口側冷媒循環流路３ａから燃料電池スタック２に流入し、燃料電池スタック２内を流通した後、出口側冷媒循環流路３ｂに排出されることになる。また、本実施の形態においては、ポンプ４の作動状態を制御することで、燃料電池スタック２に流通する冷媒の流量を制御している。 Further, the fuel cell system 1 includes a refrigerant circulation passage 3 connected to the fuel cell stack 2. A refrigerant (for example, water) flows through the fuel cell stack 2 through the refrigerant circulation passage 3. The refrigerant suppresses temperature rise due to power generation when the fuel cell stack 2 generates power. A pump 4 is disposed in the refrigerant circulation channel 3, and the pump 4 is operated to pump the refrigerant from the outlet side refrigerant circulation channel 3 b (3) to the inlet side refrigerant circulation channel 3 a (3). . Thereby, the refrigerant flows into the fuel cell stack 2 from the inlet side refrigerant circulation channel 3a, flows through the fuel cell stack 2, and then is discharged to the outlet side refrigerant circulation channel 3b. In the present embodiment, the flow rate of the refrigerant flowing through the fuel cell stack 2 is controlled by controlling the operating state of the pump 4.

そして、冷媒循環流路３には、ラジエータ５が配設されている。このラジエータ５を作動させることで、冷媒を冷却する。また、ラジエータ５には、冷媒用冷却ファン９が設けられている。この冷媒用冷却ファン９を作動させることで、冷媒の冷却を促進する。
入口側冷媒循環流路３ａには、燃料電池スタック２近傍に、圧力センサｓ１が設けられている。また、出口側冷媒循環流路３ｂには、燃料電池スタック２近傍に、温度センサｓ２が設けられている。これらのセンサｓ１、ｓ２により、冷媒の圧力Ｐ１や温度Ｔ１をそれぞれ検出する。
燃料電池システム１は、報知手段としてのブザー１０を備えている。このブザー１０は、後述するように、温度センサｓ２が故障と判定されたときに、警告音を発生する。
また、燃料電池システム１は、ＥＣＵ（制御装置）８を備えている。このＥＣＵ８は、センサｓ１、ｓ２の検出値に基づいて、ポンプ４や冷媒用冷却ファン９の回転数の制御を行い、ブザー１０を作動させる。 A radiator 5 is disposed in the refrigerant circulation passage 3. The refrigerant is cooled by operating the radiator 5. The radiator 5 is provided with a refrigerant cooling fan 9. By operating the cooling fan 9 for refrigerant, cooling of the refrigerant is promoted.
A pressure sensor s1 is provided in the vicinity of the fuel cell stack 2 in the inlet side refrigerant circulation passage 3a. Further, a temperature sensor s2 is provided in the vicinity of the fuel cell stack 2 in the outlet side refrigerant circulation channel 3b. These sensors s1 and s2 detect refrigerant pressure P1 and temperature T1, respectively.
The fuel cell system 1 includes a buzzer 10 as a notification unit. As will be described later, the buzzer 10 generates a warning sound when it is determined that the temperature sensor s2 is out of order.
The fuel cell system 1 also includes an ECU (control device) 8. The ECU 8 controls the rotational speed of the pump 4 and the refrigerant cooling fan 9 based on the detection values of the sensors s1 and s2, and operates the buzzer 10.

このように構成された燃料電池スタック２の制御方法について図２を用いて説明する。図２はポンプの目標回転数設定の処理内容を示すフローチャート図である。同図に示すように、ステップＳ１０で、温度センサｓ２が故障しているか否かを判定する。この判定は、温度センサｓ２の出力値が、設定されている通常時の所定範囲から外れているか否かにより行われる。この判定結果がＹＥＳである場合はステップＳ１４に進み、判定結果がＮＯである場合はステップＳ１２に進む。 A control method of the fuel cell stack 2 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents for setting the target rotational speed of the pump. As shown in the figure, in step S10, it is determined whether or not the temperature sensor s2 is out of order. This determination is made based on whether or not the output value of the temperature sensor s2 is out of the set normal range. If the determination result is YES, the process proceeds to step S14 , and if the determination result is NO, the process proceeds to step S12 .

ステップＳ１２では、通常制御、すなわち、温度センサｓ２の検出値に基づいて、ポンプ４や冷媒用冷却ファン９の回転数を制御する。そして、本フローチャートの処理を終了する。
これに対し、ステップＳ１４では、ブザー１０を作動させて、使用者（車の場合はドライバー）にセンサｓ２故障を報知する。 In step S12, the rotational speed of the pump 4 and the refrigerant cooling fan 9 is controlled based on normal control, that is, based on the detected value of the temperature sensor s2. And the process of this flowchart is complete | finished.
On the other hand, in step S14, the buzzer 10 is operated to notify the user (driver in the case of a car) of the failure of the sensor s2.

そして、ステップＳ１６では、ポンプ４や冷却ファン９の回転数をそれぞれ最大回転数に設定する。ポンプ４の回転数を最大にすることで、燃料電池スタック２に供給される冷媒の流量が最大となり、さらに、冷却ファン９の回転数を最大にすることで、燃料電池スタック２に供給される冷媒の温度が最大限低下する。従って、燃料電池スタック２の冷却を最大限に促進することができる。そして、本フローチャートの処理を終了する。 In step S16, the rotation speeds of the pump 4 and the cooling fan 9 are set to the maximum rotation speed. By maximizing the number of revolutions of the pump 4, the flow rate of the refrigerant supplied to the fuel cell stack 2 is maximized. Further, by maximizing the number of revolutions of the cooling fan 9, the refrigerant is supplied to the fuel cell stack 2. Refrigerant temperature is reduced to the maximum. Therefore, the cooling of the fuel cell stack 2 can be promoted to the maximum extent. And the process of this flowchart is complete | finished.

以上説明したように、本実施の形態における燃料電池システム１によれば、燃料電池スタック２を冷却する冷媒の状態を検出する温度センサｓ２が故障した場合であっても、燃料電池スタック２の発電性能を損なうことなく、要求通りの発電量を得ることができ、利便性を確保できる。 As described above, according to the fuel cell system 1 in the present embodiment, even if the temperature sensor s2 that detects the state of the refrigerant that cools the fuel cell stack 2 fails, the power generation of the fuel cell stack 2 The power generation amount as required can be obtained without impairing performance, and convenience can be ensured.

なお、本発明の内容は上述の実施の形態のみに限られるものでないことはもちろんである。例えば、実施の形態では、温度センサｓ２の故障判定についての制御について説明したが、本発明は、冷媒の状態を検出するセンサ、例えば、圧力センサや流量センサ、についても適用することができる。また、圧力センサ、温度センサの位置は、上述の実施の形態の位置に限定されるものではなく、例えば出口側冷媒循環流路に圧力センサを設けてもよく、入口側冷媒循環流路に温度センサを設けてもよい。 Of course, the contents of the present invention are not limited to the above-described embodiments. For example, in the embodiment, the control for determining the failure of the temperature sensor s2 has been described. However, the present invention can also be applied to a sensor that detects the state of the refrigerant, for example, a pressure sensor or a flow rate sensor. Further, the positions of the pressure sensor and the temperature sensor are not limited to the positions of the above-described embodiments. For example, a pressure sensor may be provided in the outlet side refrigerant circulation channel, and the temperature in the inlet side refrigerant circulation channel may be set. A sensor may be provided.

また、圧力センサに換えて、または圧力センサとともに、流量センサを設け、冷媒の流量に基づいて最大回転数を算出してもよい。また、冷媒としては、水以外にも油などの流体を用いてもよい。
また、実施の形態における燃料電池システムは、車両の駆動源として燃料電池を搭載する燃料電池車両に特に好適に用いることができるが、車両に限られるものではない。 Further, a flow rate sensor may be provided instead of or together with the pressure sensor, and the maximum rotation speed may be calculated based on the refrigerant flow rate. In addition to water, a fluid such as oil may be used as the refrigerant.
In addition, the fuel cell system according to the embodiment can be particularly preferably used for a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell as a drive source of the vehicle, but is not limited to the vehicle.

さらに、実施の形態では、報知手段としてブザーを用いたが、これに限らず、モニターやランプ、など他の手段を用いてもよい。また、燃料電池システムが車両の場合には、ナビゲーション装置と連動させて、高低差や渋滞情報を勘案して、移動するための負荷が最も少なくて済むサービスセンタへの場所を案内するように制御してもよい。
また、ＥＣＵが所定のアイドリング条件を満たしたときに、燃料電池のスタック２へ供給されるアノードガスまたはカソードガスのうち少なくとも一方の供給を停止する（いわゆるアイドリング停止）ことにより、燃費の向上を図っている。しかし、センサが故障したときには、このアイドリング停止を禁止、またはアイドリング条件を満たして所定時間後にアイドリング停止を禁止することで、安定した発電を行うことができる。つまり、アイドリング停止を行うと、燃料電池の発電が停止するため、冷媒能力を上昇させるための電力が十分に確保できなくなるおそれがあるが、センサが故障したときにはアイドリング停止を禁止、またはアイドリング条件を満たして所定時間後にアイドリング停止を禁止することで、冷媒能力を上昇させるための電力を確保でき、燃料電池の温度が上昇するのを抑制することができる。したがって、燃料電池中のイオン電解質膜の劣化を抑制することができる。 Furthermore, in the embodiment, the buzzer is used as the notification unit. However, the present invention is not limited to this, and other units such as a monitor and a lamp may be used. Also, when the fuel cell system is a vehicle, control is performed in conjunction with the navigation device to guide the location to the service center where the load for moving is minimized, taking into account height differences and traffic jam information. May be.
Further, when the ECU satisfies a predetermined idling condition, the fuel consumption is improved by stopping the supply of at least one of the anode gas and the cathode gas supplied to the fuel cell stack 2 (so-called idling stop). ing. However, when the sensor breaks down, this idling stop is prohibited, or stable idling can be performed by prohibiting idling stop after a predetermined time after satisfying the idling condition. In other words, if idling is stopped, the power generation of the fuel cell stops, so there is a risk that sufficient power for increasing the refrigerant capacity may not be secured, but when the sensor fails, idling stop is prohibited or idling conditions are By satisfying and prohibiting idling stop after a predetermined time, it is possible to secure electric power for increasing the refrigerant capacity, and to prevent the temperature of the fuel cell from rising. Therefore, deterioration of the ion electrolyte membrane in the fuel cell can be suppressed.

本発明の実施の形態における燃料電池システムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing a fuel cell system in an embodiment of the present invention. ポンプやファンの回転数設定の処理内容を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the processing content of the rotation speed setting of a pump or a fan.

Explanation of symbols

１…燃料電池システム
２…燃料電池スタック（燃料電池）
３…冷媒循環流路（冷媒供給路）
４…ポンプ（冷媒用ポンプ）
８…ＥＣＵ（制御手段）
９…冷媒用冷却ファン
１０…ブザー（報知手段）
ｓ１…圧力センサ
ｓ２…温度センサ

1 ... Fuel cell system 2 ... Fuel cell stack (fuel cell)
3. Refrigerant circulation channel (refrigerant supply channel)
4. Pump (refrigerant pump)
8 ... ECU (control means)
9 ... Cooling fan for refrigerant 10 ... Buzzer (notification means)
s1 ... pressure sensor s2 ... temperature sensor

Claims

A fuel cell;
A refrigerant supply path for supplying a refrigerant for cooling the fuel cell;
A refrigerant pump provided in the refrigerant supply path;
A sensor for measuring the state of the refrigerant;
Control means for controlling the output of the cooling pump based on the measured value of the sensor,
The control means sets the output of the refrigerant pump to be higher than normal when the sensor is determined to be faulty, and prohibits idling stop .

A fuel cell;
A refrigerant supply path for supplying a refrigerant for cooling the fuel cell;
A refrigerant pump provided in the refrigerant supply path;
A sensor for measuring the state of the refrigerant;
Control means for controlling the output of the cooling pump based on the measured value of the sensor,
When the control means determines that the sensor is in failure, the control means sets the output of the refrigerant pump higher than normal,
A fuel cell system characterized in that idling stop is prohibited a predetermined time after the control means determines that the sensor is in failure .

A refrigerant cooling fan for cooling the refrigerant in the refrigerant supply path;
The control means controls the output of the cooling fan for the refrigerant based on the measured value of the sensor, and further sets the output to the cooling fan for the refrigerant higher than normal when it is determined that the sensor has failed. The fuel cell system according to claim 1, wherein:

A fuel cell;
A refrigerant supply path for supplying a refrigerant for cooling the fuel cell;
A refrigerant pump provided in the refrigerant supply path;
A refrigerant cooling fan for cooling the refrigerant in the refrigerant supply path;
A sensor for measuring the state of the refrigerant;
Control means for controlling the output of the cooling fan for cooling based on the measured value of the sensor,
The control means sets the output of the cooling fan for the refrigerant higher than normal when it is determined that the sensor is in failure, and prohibits idling from being stopped .

A fuel cell;
A refrigerant supply path for supplying a refrigerant for cooling the fuel cell;
A refrigerant pump provided in the refrigerant supply path;
A refrigerant cooling fan for cooling the refrigerant in the refrigerant supply path;
A sensor for measuring the state of the refrigerant;
Control means for controlling the output of the cooling fan for cooling based on the measured value of the sensor,
When the control means determines that the sensor is in failure, it sets the output of the refrigerant cooling fan higher than normal,
A fuel cell system characterized in that idling stop is prohibited a predetermined time after the control means determines that the sensor is in failure .

6. The fuel cell system according to claim 1, further comprising a notifying unit that notifies the user of the failure determination when the control unit determines that the sensor has failed . 7.