JP5402246B2 - 燃料電池システム及び燃料電池車 - Google Patents
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Description
以下において、図面を用いて本発明に係る第1の実施の形態につき詳細に説明する。図1から図7は、第1の実施の形態を示している。図1は、本発明に係る第1の実施の形態の燃料電池車の基本構成図である。図1に示すように、燃料電池車10は、燃料電池システム12を搭載している。燃料電池システム12は、燃料電池である燃料電池スタック(FC)13を含む。燃料電池車10は、前側(図1の左側)に燃料電池スタック13と、蓄電部であり二次電池であるバッテリ14とを搭載している。燃料電池スタック13とバッテリ14とを接続し、燃料電池スタック13で発電した電力をバッテリ14に供給することにより、バッテリ14を充電する。バッテリ14及び燃料電池スタック13と、車両の左右方向(図1の上下方向)両側に設けた車両の駆動源である、2個の走行用モータ16とを、図示しない昇圧コンバータやインバータを介して接続し、バッテリ14または燃料電池スタック13からの電力を、車輪18を駆動する各走行用モータ16に供給可能としている。なお、燃料電池スタック13と各走行用モータ16とを接続せず、燃料電池スタック13からはバッテリ14を介して各走行用モータ16に電力を供給することもできる。
図12は、本発明に係る第2の実施の形態において、2種コンプレッサ結合体66を示す略図である。本実施の形態では、上記の第1の実施の形態において、エアコンプレッサ34を構成するポンプ部38の軸方向片側(図12の右側)に、エアコンプレッサ34のモータ部40と、エアコン冷媒コンプレッサ52とを隣り合うように配置している。すなわち、エアコンプレッサ34は、空気圧縮部であるポンプ部38の駆動軸78の軸方向片側(図12の右側)に、駆動軸78の直交方向においてポンプ部38に対し片側(図12の下側)に偏って配置されたモータ部40を含む。また、エアコンプレッサ34の駆動軸78の軸方向片側(図12の右側)に、駆動軸78の直交方向においてポンプ部38に関してエアコンプレッサ34のモータ部40と反対側(図12の上側)に、モータ部40に少なくとも一部が隣り合うように、エアコン冷媒コンプレッサ52を配置している。エアコン冷媒コンプレッサ52の体格は、エアコンプレッサ34の体格に比べて小さい。
図14は、本発明に係る第3の実施の形態を構成する空調制御部の構成を示す図である。図15は、第3の実施の形態において、ユーザによる冷房要求がない場合のエアコンプレッサ冷却制御方法を説明するためのフローチャートである。図14に示すように、本実施の形態の燃料電池システムは、空調制御部59と、エアコンプレッサ34のモータ部40(図2参照)の温度を検出する温度検出部であるモータ温度センサ132とを備える。空調制御部59は、エアコンプレッサ冷却用空調駆動手段である空調駆動手段134を有する。空調制御部59に、冷房要求を指示可能な冷房指示部と、暖房要求を指示可能な暖房指示部とを有する指示手段である空調スイッチ136を接続している。空調スイッチ136は、冷房指示部のみを有することもできる。
図16は、本発明に係る第4の実施の形態を構成する空調制御部の構成を示す図である。図17は、第4の実施の形態において、ユーザによる暖房要求がある場合のエアコンプレッサ運転制御方法を説明するためのフローチャートである。図16に示すように、本実施の形態の燃料電池システムは、空調制御部59と、エアコンプレッサ34のモータ部40(図2参照)の温度を検出する温度検出部であるモータ温度センサ132と、エアコン冷媒コンプレッサ52(図2参照)側である空調装置22(図2参照)側の基準温度を検出する空調側温度センサ138とを備える。空調側温度センサ138は、例えば、エアコン冷媒コンプレッサ52の冷媒出口付近等、空調循環経路61(図2等参照)の内部を流れる冷媒の温度を検出可能な部分に設ける。
Claims (8)
- 燃料電池と、
燃料電池に空気を供給するエアコンプレッサと、
冷媒コンプレッサを含む空調用循環経路に空調用冷媒を循環させる空調装置とを備え、
エアコンプレッサは、2個のロータが設けられた2本の回転軸が平行に配置されている、2軸式の容積圧縮式であり、内部にモータ部を収容するエアコンプレッサハウジングと、エアコンプレッサハウジングに設けられ、空調用冷媒を流す内部冷媒流路とを含み、
冷媒コンプレッサは、エアコンプレッサハウジングと一体化された冷媒コンプレッサハウジングを含み、
冷媒コンプレッサの回転軸は、エアコンプレッサを構成する2本の回転軸と平行であって、2本の回転軸を含む第1仮想平面上の2本の回転軸間を通り、第1仮想平面に対し直交する第2仮想平面上に配置されていることを特徴とす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において、
エアコンプレッサは、圧縮された空気を吐出する吐出ポートを含み、
冷媒コンプレッサは、エアコンプレッサハウジングに対し吐出ポートと反対側に配置されていることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項2に記載の燃料電池システムにおいて、
冷媒コンプレッサは、エアコンプレッサの上側に配置されていることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1−3のいずれか1に記載の燃料電池システムにおいて、
エアコンプレッサのモータ部の温度を検出する温度検出部と、
冷房要求を指示可能な冷房指示部と、
冷房指示部からの冷房要求に応じて空調装置を駆動させる空調制御部とを備え、
空調制御部は、冷房指示部による冷房要求がない場合で、かつ、エアコンプレッサのモータ部の温度が閾値を超えたと判定された場合に、空調装置を駆動させるエアコンプレッサ冷却用空調駆動手段を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1−3のいずれか1に記載の燃料電池システムにおいて、
暖房要求を指示可能な暖房指示部と、
暖房指示部からの暖房要求に応じて空調循環経路を循環する冷媒を、冷房時とは逆方向に循環させることにより、冷媒を温度上昇させ、冷媒と熱交換する室内流入空気を温度上昇させる空調制御部とを備え、
空調制御部は、暖房指示部による暖房要求があると判定された場合に、エアコンプレッサの発熱量を増大させる発熱量増大手段を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項5に記載の燃料電池システムにおいて、
発熱量増大手段は、暖房指示部による暖房要求があると判定された場合に、エアコンプレッサのモータ部の駆動に使用する、モータトルクとモータ電流進角との関係を表すマップを、通常駆動モードから低効率モードに変更するマップ変更手段を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項5に記載の燃料電池システムにおいて、
発熱量増大手段は、暖房指示部による暖房要求があると判定された場合に、燃料電池に供給する空気の背圧を上昇させる背圧上昇手段を有することを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1から請求項7のいずれか1に記載の燃料電池システムを搭載し、
車体において、冷媒コンプレッサと一体化されたエアコンプレッサが設置されていることを特徴とする燃料電池車。
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