JP5558909B2 - Power supply system - Google Patents

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Description

本発明は、外部の負荷(モータ、コンプレッサ等)に電力を供給する電力供給システムに関する。   The present invention relates to a power supply system that supplies power to an external load (motor, compressor, etc.).

近年、環境保護の観点から、燃料電池車、ハイブリッド車等の開発が進められている。この燃料電池車は、燃料電池(発電装置)とバッテリ(蓄電装置)とを備えており、また、ハイブリッド車は、発電装置とバッテリとを備えている。なお、ハイブリッド車の発電装置は、燃料を燃焼することで駆動するエンジン(内燃機関)と、エンジンの駆動力により作動する発電機とを備えている。   In recent years, development of fuel cell vehicles, hybrid vehicles and the like has been promoted from the viewpoint of environmental protection. This fuel cell vehicle includes a fuel cell (power generation device) and a battery (power storage device), and the hybrid vehicle includes a power generation device and a battery. Note that the power generation apparatus of the hybrid vehicle includes an engine (internal combustion engine) that is driven by burning fuel and a generator that is operated by the driving force of the engine.

ここで、燃料電池は、その種類に対応して最適に発電可能な温度(最適発電温度)を有しており、例えば、固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell)の最適発電温度は、80〜90℃である。
また、バッテリも、その種類(リチウムイオン型、ニッケル水素型等)に対応して、最適に充放電可能な温度(最適充放電温度)を有している。さらに、エンジンも、最適に駆動可能な温度(最適駆動温度)を有している。
Here, the fuel cell has a temperature (optimum power generation temperature) that can be optimally generated in accordance with the type of the fuel cell. For example, the optimal power generation temperature of a polymer electrolyte fuel cell is 80-90 ° C.
The battery also has a temperature (optimum charge / discharge temperature) that can be optimally charged / discharged according to the type (lithium ion type, nickel hydrogen type, etc.). Furthermore, the engine also has a temperature at which it can be driven optimally (optimum driving temperature).

したがって、燃料電池車、ハイブリッド車等を始動させる場合、特に0℃以下等の低温環境下で始動させる場合、燃料電池、バッテリ、エンジン等をその最適温度まで短時間で暖める、つまり、暖機することが重要である。   Therefore, when starting a fuel cell vehicle, a hybrid vehicle, etc., especially when starting in a low temperature environment such as 0 ° C. or lower, the fuel cell, battery, engine, etc. are warmed up to their optimum temperature in a short time, that is, warmed up. This is very important.

そこで、例えば、特許文献1には、燃料電池及びバッテリを備える燃料電池システムにおいて、バッテリを電源とする燃料電池用のヒータ及びバッテリ用のヒータを備え、これらのヒータによって燃料電池、バッテリを暖める、つまり、暖機する技術が提案されている。
また、特許文献2には、燃料電池、バッテリ及び出力を消費する補機(コンプレッサ等)を備える燃料電池システムにおいて、燃料電池を発電させることで燃料電池を暖機し、バッテリを放電させることでバッテリを暖機する技術が提案されている。
Therefore, for example, in Patent Document 1, in a fuel cell system including a fuel cell and a battery, a fuel cell heater using the battery as a power source and a battery heater are provided, and the fuel cell and the battery are warmed by these heaters. That is, a technique for warming up has been proposed.
Patent Document 2 discloses that in a fuel cell system including a fuel cell, a battery, and an auxiliary device (compressor or the like) that consumes output, the fuel cell is warmed up by generating power, and the battery is discharged. Technologies for warming up the battery have been proposed.

特開2004−311218号公報JP 2004-31218 A 特開2004−281219号公報JP 2004-281219 A

しかしながら、特許文献1では、燃料電池用のヒータと、バッテリ用のヒータとを備えるので、システム構成が複雑となるうえ、部品点数が多くなり、また、ヒータで電力(エネルギ)が消費されてしまう。
また、特許文献2では、燃料電池及びバッテリは暖機されるが、暖機に要する時間をできるだけ短縮させるためには、更なる技術改良が望まれる。
However, in Patent Document 1, since the heater for the fuel cell and the heater for the battery are provided, the system configuration becomes complicated, the number of parts increases, and power (energy) is consumed by the heater. .
In Patent Document 2, the fuel cell and the battery are warmed up. However, in order to shorten the time required for warming up as much as possible, further technical improvement is desired.

そこで、本発明は、システム構成を簡便としつつ、優先して暖機すべき蓄電装置又は発電装置を早期に暖機する電力供給システムを提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply system that warms up a power storage device or a power generation device that should be warmed up preferentially while simplifying the system configuration.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、電力を充放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置に電力を充電可能な発電装置と、前記蓄電装置の温度を検出する第1温度センサと、前記発電装置の温度を検出する第2温度センサと、前記蓄電装置の充放電及び前記発電装置の発電を制御する制御手段と、システムを起動する場合にONされる起動スイッチと、を備え、前記制御手段は、前記起動スイッチのON信号を検知してシステムを起動させる際、前記起動スイッチのON時における前記蓄電装置の温度及び前記発電装置の温度に基づいて、前記蓄電装置及び前記発電装置のいずれか一方を他方に優先して暖機するべきか判定し、優先して暖機するべき前記一方の暖機を、前記他方の暖機よりも促進することを特徴とする電力供給システムである。 As means for solving the above problems, the present invention provides a power storage device capable of charging and discharging power, a power generation device capable of charging power to the power storage device, and a first temperature sensor for detecting a temperature of the power storage device. A second temperature sensor for detecting the temperature of the power generation device, a control means for controlling charge / discharge of the power storage device and power generation of the power generation device, and a start switch that is turned on when starting the system, The control means detects the ON signal of the start switch and starts the system, based on the temperature of the power storage device and the temperature of the power generation device when the start switch is ON, based on the temperature of the power storage device and the power generation device either one in preference to the other determines what to warm up, preferentially the one warm-up should be warmed up, the power supply cis, characterized in that to promote than the other warm-up of the It is a non.

このような電力供給システムによれば、システムを起動させる際、制御手段が、起動スイッチのON時における蓄電装置の温度及び発電装置の温度に基づいて、蓄電装置及び発電装置のいずれか一方を他方に優先して暖機するべきか判定し、この判定結果に従って、優先して暖機するべき一方を暖機する。これにより優先して暖機するべき蓄電装置又は発電装置を、早期に暖機できる。   According to such a power supply system, when the system is started, the control unit determines that one of the power storage device and the power generation device is based on the temperature of the power storage device and the temperature of the power generation device when the start switch is ON. It is determined whether to warm up in priority, and one of the warming up is warmed up according to the determination result. Accordingly, the power storage device or the power generation device that should be preferentially warmed up can be warmed up early.

ここで、蓄電装置については、その充放電が制御されることにより、例えば、充電電力又は放電電力を大きくすることにより、暖機が進む。また、発電装置については、その発電が制御されることにより、例えば、その発電電力を大きくすることにより、暖機が進む。
つまり、電気ヒータ等の専用の加熱手段を備えないので、システム構成は簡便となる。よって、燃料電池車、ハイブリッド車等の移動体にも容易に搭載可能となる。
Here, with respect to the power storage device, warming-up proceeds by controlling charging / discharging, for example, by increasing charging power or discharging power. In addition, the power generation apparatus is warmed up by controlling the power generation, for example, by increasing the generated power.
That is, since a dedicated heating means such as an electric heater is not provided, the system configuration is simple. Therefore, it can be easily mounted on a moving body such as a fuel cell vehicle or a hybrid vehicle.

また、前記電力供給システムにおいて、前記制御手段は、優先して暖機するべき前記一方の暖機完了後、前記他方の暖機が完了していない場合、当該他方の暖機を促進することが好ましい。 In the power supply system, the control means may promote the warm-up of the other when the warm-up of the other is not completed after the warm-up of the one is completed. preferable.

このような電力供給システムによれば、優先して暖機した前記一方の暖機完了後、前記他方の暖機が完了していない場合、当該他方を暖機できる。すなわち、蓄電装置及び発電装置の両方の暖機を完了できる。   According to such an electric power supply system, when the warm-up of the other is not completed after the warm-up of the one warmed up preferentially, the other can be warmed up. That is, warming up of both the power storage device and the power generation device can be completed.

また、前記電力供給システムにおいて、前記制御手段は、ON時における前記蓄電装置の温度が所定蓄電装置温度以下である場合、前記蓄電装置を優先して暖機すると判定することが好ましい。   In the power supply system, it is preferable that the control unit determines that the power storage device is preferentially warmed up when the temperature of the power storage device at the time of ON is equal to or lower than a predetermined power storage device temperature.

このような電力供給システムによれば、制御手段が、ON時に所定蓄電装置温度以下である蓄電装置を優先して暖機すると判定するので、蓄電装置及び発電装置のどちらを優先して暖機するか適切に判定できる。   According to such a power supply system, the control unit determines that the power storage device having a temperature equal to or lower than the predetermined power storage device temperature is preferentially warmed up when the control unit is turned on. Can be determined appropriately.

また、前記電力供給システムにおいて、前記制御手段は、ON時の温度における前記蓄電装置の出力回復速度と、ON時の温度における前記発電装置の出力回復速度とを比較し、前記蓄電装置及び前記発電装置のうち出力回復速度の大きい方を、優先して暖機すると判定することが好ましい。   Further, in the power supply system, the control unit compares the output recovery speed of the power storage device at the temperature at the time of ON with the output recovery speed of the power generation device at the temperature at the time of ON, so that the power storage device and the power generation It is preferable to preferentially warm up the device with the higher output recovery speed among the devices.

このような電力供給システムによれば、前記制御手段が、ON時の温度における、蓄電装置及び発電装置の各出力回復速度どうしを比較し、出力回復速度の大きい方を、優先して暖機すると判定するので、蓄電装置及び発電装置のどちらを優先して暖機するか適切に判定できる。   According to such a power supply system, the control means compares the output recovery rates of the power storage device and the power generation device at the temperature at the time of ON, and preferentially warms up the higher output recovery rate. Since the determination is made, it is possible to appropriately determine which of the power storage device and the power generation device is preferentially warmed up.

また、前記電力供給システムにおいて、前記制御手段は、ON時の温度における前記蓄電装置の最大出力と、通常時における前記蓄電装置の最大出力との第1差と、ON時の温度における前記蓄電装置の最大出力と、通常時における前記蓄電装置の最大出力との第2差と、を比較し、前記第1差と前記第2差のうち差が大きい方を優先して暖機すると判定することが好ましい。   Further, in the power supply system, the control means includes a first difference between a maximum output of the power storage device at a temperature at ON time and a maximum output of the power storage device at a normal time, and the power storage device at a temperature at ON time. And comparing the second difference between the maximum output of the power storage device and the maximum output of the power storage device in a normal state, and determining to warm up with priority being given to the larger of the first difference and the second difference. Is preferred.

このような電力供給システムによれば、前記制御手段は、前記第1差と前記第2差のうち、差が大きい方を優先して、すなわち、回復しろの大きいほうを優先して暖機すると判定するので、蓄電装置及び発電装置のどちらを優先して暖機するか適切に判定できる。   According to such a power supply system, the control means warms up with priority given to the larger difference between the first difference and the second difference, that is, giving priority to the larger recovery margin. Since the determination is made, it is possible to appropriately determine which of the power storage device and the power generation device is preferentially warmed up.

前記電力供給システムにおいて、前記制御手段は、前記蓄電装置の暖機を促進する場合、通常時に対して、充電電力又は放電電力を大きくすることが好ましい。 In the power supply system, it is preferable that the control unit increases charging power or discharging power with respect to a normal time when promoting warm-up of the power storage device.

このような電力供給システムによれば、蓄電装置を暖機する場合、制御手段が、通常時(非暖機時)よりも、充電電力又は放電電力を大きくするので、蓄電装置を早期に暖機できる。   According to such a power supply system, when the power storage device is warmed up, the control means increases the charging power or the discharge power more than normal time (non-warm-up time). it can.

前記電力供給システムにおいて、前記制御手段は、前記発電装置の暖機を促進する場合、通常時に対して、出力を大きくすることが好ましい。 In the power supply system, it is preferable that the control unit increases the output with respect to the normal time when the warm-up of the power generator is promoted .

このような電力供給システムによれば、発電装置を暖機する場合、制御手段が、通常時よりも、出力(後記する実施形態では、燃料電池又は発電機の発電電力、エンジンの出力)を大きくするので、発電装置を早期に暖機できる。   According to such a power supply system, when the power generator is warmed up, the control means increases the output (in the embodiment described later, the generated power of the fuel cell or the generator, the output of the engine) compared to the normal time. Therefore, the power generator can be warmed up early.

本発明によれば、システム構成を簡便としつつ、優先して暖機すべき蓄電装置又は発電装置を早期に暖機する電力供給システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power supply system which warms up quickly the electrical storage apparatus or electric power generating apparatus which should be warmed up preferentially can be provided, making a system structure simple.

第1実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る暖機優先判断処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the warming-up priority determination process which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation example of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation example of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る暖機優先判断処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the warming-up priority determination process which concerns on 2nd Embodiment. バッテリ及び燃料電池の温度と出力回復速度との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the temperature of a battery and a fuel cell, and output recovery speed. 第3実施形態に係る暖機優先判断処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the warming-up priority determination process which concerns on 3rd Embodiment. バッテリ及び燃料電池の温度と最大出力との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the temperature and the maximum output of a battery and a fuel cell. 第4実施形態に係るハイブリッドシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hybrid system which concerns on 4th Embodiment. バッテリ及び発電機(エンジン)の温度と出力回復速度との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the temperature of a battery and a generator (engine), and output recovery speed. バッテリ及び発電機(エンジン)の温度と最大出力との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the temperature of a battery and a generator (engine), and maximum output.

≪第1実施形態≫
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

≪燃料電池システムの構成≫
図1に示す第1実施形態に係る燃料電池システム1(電力供給システム)は、図示しない燃料電池車(移動体)に搭載されている。燃料電池システム1は、燃料電池スタック10(発電装置)と、燃料電池スタック10のアノードに対して水素(燃料ガス、反応ガス)を給排するアノード系と、燃料電池スタック10のカソードに対して酸素を含む空気(酸化剤ガス、反応ガス)を給排するカソード系と、燃料電池スタック10の電力を消費する電力消費系と、これらを電子制御するECU60(Electronic Control Unit、電子制御装置)と、を備えている。
≪Configuration of fuel cell system≫
A fuel cell system 1 (power supply system) according to the first embodiment shown in FIG. 1 is mounted on a fuel cell vehicle (moving body) (not shown). The fuel cell system 1 includes a fuel cell stack 10 (power generation device), an anode system that supplies and discharges hydrogen (fuel gas and reactive gas) to and from the anode of the fuel cell stack 10, and a cathode of the fuel cell stack 10 A cathode system that supplies and discharges oxygen-containing air (oxidant gas, reaction gas), a power consumption system that consumes the power of the fuel cell stack 10, and an ECU 60 (Electronic Control Unit) that electronically controls them It is equipped with.

<燃料電池スタック>
燃料電池スタック10は、複数(例えば200〜400枚)の固体高分子型の単セルが積層して構成されたスタックであり、複数の単セルは直列で接続されている。単セルは、MEA(Membrane Electrode Assembly:膜電極接合体)と、これを挟む2枚の導電性を有するセパレータと、を備えている。MEAは、1価の陽イオン交換膜等からなる電解質膜(固体高分子膜)と、これを挟むアノード及びカソード(電極)とを備えている。
<Fuel cell stack>
The fuel cell stack 10 is a stack formed by stacking a plurality of (eg, 200 to 400) solid polymer type single cells, and the plurality of single cells are connected in series. The single cell includes an MEA (Membrane Electrode Assembly) and two conductive separators sandwiching the MEA. The MEA includes an electrolyte membrane (solid polymer membrane) made of a monovalent cation exchange membrane or the like, and an anode and a cathode (electrode) that sandwich the membrane.

アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体と、これに担持され、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒(Pt、Ru等)と、を含んでいる。
各セパレータには、各MEAの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全ての単セルに水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔がアノード流路11(燃料ガス流路)、カソード流路12(酸化剤ガス流路)として機能している。
The anode and the cathode include a porous body having conductivity such as carbon paper, and a catalyst (Pt, Ru, etc.) supported on the anode and causing an electrode reaction in the anode and the cathode.
Each separator is formed with a groove for supplying hydrogen or air to the entire surface of each MEA, and through holes for supplying and discharging hydrogen or air to all single cells. These grooves and through holes serve as anodes. It functions as a channel 11 (fuel gas channel) and a cathode channel 12 (oxidant gas channel).

そして、アノード流路11を介して各アノードに水素が供給されると、式(1)の電極反応が起こり、カソード流路12を介して各カソードに空気が供給されると、式(2)の電極反応が起こり、各単セルで電位差(OCV(Open Circuit Voltage)、開回路電圧)が発生するようになっている。次いで、燃料電池スタック10と後記するモータ44等の外部負荷とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック10が発電するようになっている。
2H→4H+4e …(1)
+4H+4e→2HO …(2)
When hydrogen is supplied to each anode via the anode flow path 11, the electrode reaction of Formula (1) occurs, and when air is supplied to each cathode via the cathode flow path 12, Formula (2) Thus, a potential difference (OCV (Open Circuit Voltage), open circuit voltage) is generated in each single cell. Next, the fuel cell stack 10 is electrically connected to an external load such as a motor 44 described later, and when the current is taken out, the fuel cell stack 10 generates power.
2H 2 → 4H + + 4e (1)
O 2 + 4H + + 4e → 2H 2 O (2)

また、各セパレータには、単セルを適宜に冷却するために冷媒が通流する溝や貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔が、燃料電池スタック10の冷媒流路13として機能している。   Each separator is formed with grooves and through-holes through which the refrigerant flows in order to cool the single cell appropriately, and these grooves and through-holes function as the refrigerant flow path 13 of the fuel cell stack 10. ing.

そして、冷媒流路13の入口には、配管13aが接続されており、ラジエータ(図示しない)からの冷媒が、配管13aを通って、冷媒流路13に流入するようになっている。一方、冷媒流路13の出口には、配管13bが接続されており、冷媒流路13からの冷媒が、配管13bを通って、ラジエータに向かうようになっている。すなわち、冷媒が、冷媒流路13とラジエータとの間で循環するように構成されている。因みに、冷媒が循環する循環回路には、冷媒を圧送する冷媒ポンプ(図示しない)が設けられている。   A pipe 13 a is connected to the inlet of the refrigerant flow path 13 so that a refrigerant from a radiator (not shown) flows into the refrigerant flow path 13 through the pipe 13 a. On the other hand, a pipe 13b is connected to the outlet of the refrigerant flow path 13, and the refrigerant from the refrigerant flow path 13 is directed to the radiator through the pipe 13b. That is, the refrigerant is configured to circulate between the refrigerant flow path 13 and the radiator. Incidentally, a refrigerant pump (not shown) that pumps the refrigerant is provided in a circulation circuit in which the refrigerant circulates.

また、配管13bには、温度センサ14(第2温度センサ)が取り付けられている。そして、温度センサ14は、冷媒流路13から排出された冷媒の温度を、燃料電池スタック10の温度として検出し、ECU60に出力するようになっている。
ただし、燃料電池スタック10の温度を検出する温度センサ14の位置は、これに限定されず、例えば、配管23b、配管32aに取り付けてもよいし、また、燃料電池スタック10内に設ける構成でもよい。
A temperature sensor 14 (second temperature sensor) is attached to the pipe 13b. The temperature sensor 14 detects the temperature of the refrigerant discharged from the refrigerant flow path 13 as the temperature of the fuel cell stack 10 and outputs the detected temperature to the ECU 60.
However, the position of the temperature sensor 14 for detecting the temperature of the fuel cell stack 10 is not limited to this. For example, the temperature sensor 14 may be attached to the pipe 23b and the pipe 32a, or may be provided in the fuel cell stack 10. .

<アノード系>
アノード系は、水素タンク21と、常閉型の遮断弁22と、エゼクタ23と、常閉型のパージ弁24とを備えている。
水素タンク21は、配管21a、遮断弁22、配管22a、エゼクタ23、配管23aを介して、アノード流路11の入口に接続されている。そして、ECU60からの指令に従って遮断弁22が開かれると、水素が、水素タンク21から遮断弁22等を通って、アノード流路11に供給されるようになっている。なお、配管22aには、水素を所定圧力に減圧する減圧弁(図示しない)が設けられている。
<Anode system>
The anode system includes a hydrogen tank 21, a normally closed shut-off valve 22, an ejector 23, and a normally closed purge valve 24.
The hydrogen tank 21 is connected to the inlet of the anode channel 11 through a pipe 21a, a shutoff valve 22, a pipe 22a, an ejector 23, and a pipe 23a. When the shutoff valve 22 is opened in accordance with a command from the ECU 60, hydrogen is supplied from the hydrogen tank 21 to the anode flow path 11 through the shutoff valve 22 and the like. The pipe 22a is provided with a pressure reducing valve (not shown) for reducing the hydrogen pressure to a predetermined pressure.

アノード流路11の出口は、配管23bを介して、エゼクタ23の吸気口に接続されている。そして、アノード流路11から排出された未消費の水素を含むアノードオフガス(燃料オフガス)は、配管23bを通って、エゼクタ23に戻された後、アノード流路11に再供給されるようになっている。つまり、配管23bは、水素を循環させる水素循環ラインを構成している。   The outlet of the anode channel 11 is connected to the intake port of the ejector 23 via the pipe 23b. Then, the anode offgas (fuel offgas) containing unconsumed hydrogen discharged from the anode flow path 11 is returned to the ejector 23 through the pipe 23b and then resupplied to the anode flow path 11. ing. That is, the pipe 23b constitutes a hydrogen circulation line for circulating hydrogen.

配管23bの途中は、配管24a、パージ弁24、配管24bを介して、希釈器33に接続されている。
パージ弁24は、燃料電池スタック10の発電中(システム作動中)において、循環するアノードオフガスに含まれる不純物(水蒸気、窒素等)を排出(パージ)する場合、ECU60によって開かれる。
なお、ECU60は、例えば、燃料電池スタック10を構成する単セルの電圧(セル電圧)が所定セル電圧以下となった場合、不純物を排出する必要があると判定し、パージ弁24を開く設定となっている。セル電圧は、例えば、単セルの電圧を検出する電圧センサ(セル電圧モニタ)を介して検出される。
The middle of the pipe 23b is connected to the diluter 33 via the pipe 24a, the purge valve 24, and the pipe 24b.
The purge valve 24 is opened by the ECU 60 when discharging (purging) impurities (water vapor, nitrogen, etc.) contained in the circulating anode off-gas during power generation (system operation) of the fuel cell stack 10.
For example, the ECU 60 determines that the impurities need to be discharged when the voltage (cell voltage) of the single cells constituting the fuel cell stack 10 is equal to or lower than a predetermined cell voltage, and opens the purge valve 24. It has become. The cell voltage is detected, for example, via a voltage sensor (cell voltage monitor) that detects the voltage of a single cell.

<カソード系>
カソード系は、コンプレッサ31と、背圧弁32と、希釈器33とを備えている。
コンプレッサ31は、配管31aを介して、カソード流路12の入口に接続されている。そして、コンプレッサ31は、ECU60の指令に従って作動すると、酸素を含む空気を取り込み、配管31aを介して、カソード流路12に供給するようになっている。
<Cathode system>
The cathode system includes a compressor 31, a back pressure valve 32, and a diluter 33.
The compressor 31 is connected to the inlet of the cathode channel 12 via a pipe 31a. When the compressor 31 operates according to a command from the ECU 60, the compressor 31 takes in oxygen-containing air and supplies the air to the cathode channel 12 via the pipe 31a.

なお、配管31aと配管32aとを跨ぐように加湿器(図示しない)が設けられている。この加湿器は、水分透過性を有する中空糸膜を複数本内蔵し、この中空糸膜を介して、カソード流路12に向かう空気と、カソード流路12から排出された多湿のカソードオフガスとの間で水分交換させ、カソード流路12に向かう空気を加湿するものである。   In addition, the humidifier (not shown) is provided so that the piping 31a and the piping 32a may be straddled. This humidifier incorporates a plurality of hollow fiber membranes that are permeable to moisture, and through this hollow fiber membrane, the air that flows toward the cathode channel 12 and the humid cathode offgas discharged from the cathode channel 12 Moisture exchange is performed between them to humidify the air toward the cathode channel 12.

カソード流路12の出口は、配管32a、背圧弁32、配管32bを介して、希釈器33に接続されている。そして、カソード流路12から排出されたカソードオフガスは、配管32a等を通って希釈器33に導かれるようになっている。
背圧弁32は、例えばバタフライ弁から構成され、その開度がECU60によって制御されることで、カソード流路12における空気の圧力を制御するものである。
The outlet of the cathode channel 12 is connected to the diluter 33 via a pipe 32a, a back pressure valve 32, and a pipe 32b. The cathode off-gas discharged from the cathode channel 12 is guided to the diluter 33 through the pipe 32a and the like.
The back pressure valve 32 is composed of, for example, a butterfly valve, and its opening degree is controlled by the ECU 60 to control the pressure of air in the cathode flow path 12.

希釈器33は、パージ弁24からのアノードオフガスと、配管32bからのカソードオフガス(希釈用ガス)とを混合し、アノードオフガス中の水素を、カソードオフガスで希釈する容器であり、その内部に希釈空間を備えている。そして、希釈後のガスは、配管33aを通って車外に排出されるようになっている。   The diluter 33 is a container that mixes the anode off-gas from the purge valve 24 and the cathode off-gas (dilution gas) from the pipe 32b, and dilutes the hydrogen in the anode off-gas with the cathode off-gas. It has space. The diluted gas is discharged out of the vehicle through the pipe 33a.

<電力消費系>
電力消費系は、バッテリ41(蓄電装置)と、温度センサ42(第1温度センサ)と、電力制御器43と、モータ44とを備えている。そして、バッテリ41は、電力制御器43を介して、燃料電池スタック10の出力端子に接続されており、モータ44はPDU45(Power Drive Unit)を介して電力制御器43に接続されている。つまり、バッテリ41及びモータ44は、燃料電池スタック10に対して、並列で接続されている。
<Power consumption system>
The power consumption system includes a battery 41 (power storage device), a temperature sensor 42 (first temperature sensor), a power controller 43, and a motor 44. The battery 41 is connected to the output terminal of the fuel cell stack 10 via a power controller 43, and the motor 44 is connected to the power controller 43 via a PDU 45 (Power Drive Unit). That is, the battery 41 and the motor 44 are connected to the fuel cell stack 10 in parallel.

バッテリ41は、燃料電池スタック10の発電電力及び/又はモータ44からの回生電力を充電すると共に、その内部の電力を放電する蓄電装置である。このようなバッテリ41は、リチウムイオン型、ニッケル水素型等の複数の単電池が直列で組み付けられて構成される組電池で構成される。
また、バッテリ41は、高圧・高温の空気等が供給される燃料電池スタック10に対して暖まり難い、つまり、昇温し難い状況に置かれている。
The battery 41 is a power storage device that charges the generated power of the fuel cell stack 10 and / or the regenerative power from the motor 44 and discharges the internal power. Such a battery 41 is constituted by an assembled battery formed by assembling a plurality of single cells such as lithium ion type and nickel hydride type in series.
In addition, the battery 41 is placed in a situation where it is difficult to warm up the fuel cell stack 10 to which high-pressure, high-temperature air or the like is supplied, that is, it is difficult to raise the temperature.

温度センサ42は、バッテリ41の温度を検出するセンサであり、例えば、前記複数の単電池を収容するバッテリケース内に取り付けられている。そして、温度センサ42は、バッテリ41の温度を検出し、ECU60に出力するようになっている。   The temperature sensor 42 is a sensor that detects the temperature of the battery 41, and is attached, for example, in a battery case that houses the plurality of single cells. The temperature sensor 42 detects the temperature of the battery 41 and outputs it to the ECU 60.

電力制御器43は、ECU60からの指令に従って、燃料電池スタック10の発電を制御する発電制御機能と、バッテリ41の充放電を制御する充放電制御機能と、を備えている。すなわち、電力制御器43は、アクセル開度に対応した電力をPDU45(モータ44)に供給するために、電力供給源である燃料電池スタック10及びバッテリ41に対して供給割合(発電電力、放電・充電電力)を制御する機能を備えている。
なお、このような電力制御器43は、昇降圧機能を有するDC/DCコンバータや、DC/DCチョッパ等を備えて構成されている。
The power controller 43 includes a power generation control function for controlling power generation of the fuel cell stack 10 and a charge / discharge control function for controlling charge / discharge of the battery 41 in accordance with a command from the ECU 60. That is, the power controller 43 supplies the fuel cell stack 10 and the battery 41, which are power supply sources, to supply power corresponding to the accelerator opening to the PDU 45 (motor 44). (Charging power) is controlled.
Note that such a power controller 43 includes a DC / DC converter having a step-up / step-down function, a DC / DC chopper, and the like.

モータ44は、電力によって、燃料電池車を走行させる駆動力を発生させるものである。また、モータ44は、燃料電池車の減速時には、回生電力を発生し、PDU45を介して、電力制御器43に供給するようになっている。   The motor 44 generates a driving force for running the fuel cell vehicle using electric power. The motor 44 generates regenerative power when the fuel cell vehicle decelerates, and supplies it to the power controller 43 via the PDU 45.

PDU45は、ECU60からの指令に従って、電力制御器43からの直流電力を三相交流電力に変換し、モータ44に出力するインバータである。また、PDU45は、燃料電池車の減速時には、モータ44からの回生電力を直流電力に変換し、電力制御器43に出力するようになっている。   The PDU 45 is an inverter that converts DC power from the power controller 43 into three-phase AC power and outputs it to the motor 44 in accordance with a command from the ECU 60. The PDU 45 converts the regenerative power from the motor 44 into DC power and outputs it to the power controller 43 when the fuel cell vehicle is decelerated.

また、バッテリ41と電力制御器43との間には、出力検出器46が設けられている。そして、出力検出器46は、バッテリ41の出力(電圧値、電流値)を検出し、ECU60に出力するようになっている。これにより、ECU60は、電圧値及び電流値に基づいて、バッテリ41の出力回復速度(kW/min)、SOC(State Of Charge、充電状態)を算出可能となる。   An output detector 46 is provided between the battery 41 and the power controller 43. The output detector 46 detects the output (voltage value, current value) of the battery 41 and outputs it to the ECU 60. Thus, the ECU 60 can calculate the output recovery speed (kW / min) and SOC (State Of Charge) of the battery 41 based on the voltage value and the current value.

さらに、燃料電池スタック10と電力制御器43との間には、出力検出器47が設けられている。そして、出力検出器47は、燃料電池スタック10の出力(電圧値、電流値)を検出し、ECU60に出力するようになっている。これにより、ECU60は、燃料電池スタック10の出力回復速度(kW/min)、発電性能(IV性能)を算出可能となる。   Further, an output detector 47 is provided between the fuel cell stack 10 and the power controller 43. The output detector 47 detects the output (voltage value, current value) of the fuel cell stack 10 and outputs it to the ECU 60. As a result, the ECU 60 can calculate the output recovery speed (kW / min) and the power generation performance (IV performance) of the fuel cell stack 10.

さらにまた、コンプレッサ31、冷媒を圧送する冷媒ポンプ等の補機48が、電力制御器43に接続されている。そして、電力制御器43からの電力が、補機48に供給されるようになっている。   Furthermore, an auxiliary machine 48 such as a compressor 31 and a refrigerant pump for pumping refrigerant is connected to the power controller 43. The power from the power controller 43 is supplied to the auxiliary machine 48.

<その他機器>
IG51は、燃料電池システム1(燃料電池車)の起動スイッチであり、運転席周りに配置されている。そして、IG51は、運転者によりON/OFF操作されると、そのON/OFF信号をECU60に出力するようになっている。
<Other equipment>
The IG 51 is a start switch of the fuel cell system 1 (fuel cell vehicle) and is arranged around the driver's seat. The IG 51 is configured to output an ON / OFF signal to the ECU 60 when an ON / OFF operation is performed by the driver.

アクセル52は、運転者が燃料電池車を走行させるために踏み込むペダルであり、運転席の足元に配置されている。そして、アクセル52は、アクセル開度(踏み込み量)をECU60に出力するようになっている。   The accelerator 52 is a pedal that the driver steps on to drive the fuel cell vehicle, and is arranged at the foot of the driver's seat. The accelerator 52 outputs the accelerator opening (depression amount) to the ECU 60.

<ECU>
ECU60は、燃料電池システム1を電子制御する制御装置であり、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機能を発揮し、各種機器を制御するようになっている。
<ECU>
The ECU 60 is a control device that electronically controls the fuel cell system 1 and includes a CPU, a ROM, a RAM, various interfaces, an electronic circuit, and the like, and exhibits various functions according to programs stored therein. In addition, various devices are controlled.

≪燃料電池システムの動作≫
次に、燃料電池システム1の動作について、図2〜図3を参照して説明する。
≪Operation of fuel cell system≫
Next, the operation of the fuel cell system 1 will be described with reference to FIGS.

<基本動作>
まず、図2の基本制御フローを参照して、燃料電池システム1の基本動作を説明する。
なお、IG51がONされると、そのON信号を検知したECU60は、図2の処理をスタートさせる。また、ON信号を検知したECU60は、遮断弁22を開き、水素をアノード流路11に供給し、コンプレッサ31を作動させ、空気(酸素)をカソード流路12に供給すると共に、冷媒ポンプ(図示しない)を作動させ、冷媒を循環させる。
<Basic operation>
First, the basic operation of the fuel cell system 1 will be described with reference to the basic control flow of FIG.
When the IG 51 is turned on, the ECU 60 that detects the ON signal starts the processing of FIG. The ECU 60 that has detected the ON signal opens the shut-off valve 22, supplies hydrogen to the anode channel 11, operates the compressor 31, supplies air (oxygen) to the cathode channel 12, and a refrigerant pump (not shown). Do not operate) to circulate the refrigerant.

そしてECU60は、水素、空気の置換が進み、燃料電池スタック10のOCVが所定OCV以上となり、燃料電池スタック10は発電可能状態であると判断すると、電力制御器43を制御して電流を取り出し、燃料電池スタック10の発電を開始させる。次いで、ECU60は、アクセル52から入力されるアクセル開度に基づいて、燃料電池スタック10の発電、バッテリ41の充放電を制御する。   When the ECU 60 determines that the replacement of hydrogen and air has progressed, the OCV of the fuel cell stack 10 is equal to or higher than the predetermined OCV, and the fuel cell stack 10 is in a power generation enabled state, the ECU 60 controls the power controller 43 to extract current. The power generation of the fuel cell stack 10 is started. Next, the ECU 60 controls power generation of the fuel cell stack 10 and charge / discharge of the battery 41 based on the accelerator opening input from the accelerator 52.

ステップS200において、ECU60は、暖機優先判断処理を実行する。具体的な内容は、後で説明する。   In step S200, the ECU 60 executes a warm-up priority determination process. Specific contents will be described later.

ステップS101において、ECU60は、バッテリ41及び/又は燃料電池スタック10の暖機を促進しない通常制御をするか否か判定する。なお、後記するステップS205(図3参照)を経由していた場合、通常制御すると判定される。
通常制御すると判定した場合(S101・Yes)、ECU60の処理はステップS106に進む。一方、通常制御しない、つまり、バッテリ41及び/又は燃料電池スタック10の暖機を促進させると判定した場合(S101・No)、ECU60の処理はステップS102に進む。
In step S101, the ECU 60 determines whether or not to perform normal control that does not promote warm-up of the battery 41 and / or the fuel cell stack 10. In addition, when going through step S205 (refer FIG. 3) mentioned later, it determines with normal control.
If it is determined that normal control is to be performed (Yes in S101), the process of the ECU 60 proceeds to step S106. On the other hand, when it is determined that normal control is not performed, that is, warming up of the battery 41 and / or the fuel cell stack 10 is promoted (S101, No), the process of the ECU 60 proceeds to step S102.

ステップS102において、ECU60は、バッテリ41又は燃料電池スタック10のどちらを優先して暖機するか判定する。
なお、後記するステップS202(図3参照)を経由していた場合、バッテリ41を優先して暖機すると判定され、後記するステップS204(図3参照)を経由していた場合、燃料電池スタック10を優先して暖機すると判定される。
In step S102, the ECU 60 determines which of the battery 41 and the fuel cell stack 10 is preferentially warmed up.
Note that if the process goes through step S202 (see FIG. 3) described later, it is determined that the battery 41 is warmed up preferentially. If the process passes through step S204 (see FIG. 3) described later, the fuel cell stack 10 Is determined to warm up.

バッテリ41を優先して暖機すると判定した場合、ECU60の処理はステップS103に進む。一方、燃料電池スタック10を優先して暖機すると判定した場合、ECU60の処理はステップS107に進む。   When it is determined that the battery 41 is preferentially warmed up, the process of the ECU 60 proceeds to step S103. On the other hand, if it is determined that the fuel cell stack 10 is preferentially warmed up, the processing of the ECU 60 proceeds to step S107.

<バッテリ優先暖機処理>
ステップS103において、ECU60は、燃料電池スタック10よりもバッテリ41を優先して暖機するバッテリ優先暖機処理を実行する。
具体的には、例えば、アクセル開度に対応してPDU45(モータ)に供給する電力について、通常制御時に対して、バッテリ41の放電電力を大きくし、燃料電池スタック10の発電電力を小さくする。このように、バッテリ41の放電電力を大きくすると、バッテリ41を通流する電流値が大きくなり、その結果、バッテリ41の内部抵抗による発熱量が増加するので、バッテリ41の暖機が促進されることになる。
<Battery priority warm-up process>
In step S <b> 103, the ECU 60 executes a battery priority warm-up process that warms up the battery 41 with priority over the fuel cell stack 10.
Specifically, for example, with respect to the power supplied to the PDU 45 (motor) corresponding to the accelerator opening, the discharge power of the battery 41 is increased and the generated power of the fuel cell stack 10 is decreased with respect to the normal control. As described above, when the discharge power of the battery 41 is increased, the value of the current flowing through the battery 41 is increased. As a result, the amount of heat generated by the internal resistance of the battery 41 is increased. It will be.

また、燃料電池車が減速中である場合、モータ44からの回生電力を優先的にバッテリ41に充電したり、燃料電池スタック10を過剰に発電させ、その過剰電力をバッテリ41に充電したりすることによっても、バッテリ41の暖機が促進されることになる。   When the fuel cell vehicle is decelerating, the regenerative power from the motor 44 is preferentially charged to the battery 41, or the fuel cell stack 10 is excessively generated and the excess power is charged to the battery 41. As a result, warm-up of the battery 41 is promoted.

なお、このようにバッテリ41を充放電させる場合、過放電、過充電しないように制御する。
また、このようにバッテリ41を優先して暖機する場合も、燃料電池スタック10は発電しているので、優先されてはいないが燃料電池スタック10の暖機も進むことになる。
In addition, when charging / discharging the battery 41 in this way, control is performed so as not to overdischarge or overcharge.
Even when the battery 41 is preferentially warmed up as described above, the fuel cell stack 10 is generating electric power. Therefore, although not prioritized, the fuel cell stack 10 is also warmed up.

ステップS104において、ECU60は、バッテリ41の暖機が完了したか否か判定する。
例えば、バッテリ41の温度が、その暖機は完了したと判断されるバッテリ暖機完了温度(例えば20〜30℃)以上である場合、バッテリ41の暖機は完了したと判定される。その他、バッテリ41を優先して暖機するバッテリ優先暖機処理の開始後、暖機は完了したと判断される暖機完了時間(例えば5分)経過した場合、バッテリ41の暖機は完了したと判定される。
In step S104, the ECU 60 determines whether or not the warming up of the battery 41 has been completed.
For example, when the temperature of the battery 41 is equal to or higher than the battery warm-up completion temperature (for example, 20 to 30 ° C.) at which it is determined that the warm-up has been completed, it is determined that the warm-up of the battery 41 has been completed. In addition, when the warm-up completion time (for example, 5 minutes) determined to have been completed after the start of the battery-prioritized warm-up process in which the battery 41 is preferentially warmed up, the warm-up of the battery 41 is completed. It is determined.

そして、バッテリ41の暖機は完了したと判定した場合(S104・Yes)、ECU60の処理はステップS105に進む。一方、バッテリ41の暖機は完了していないと判定した場合(S104・No)、ECU60の処理はステップS103に進む。   If it is determined that the warm-up of the battery 41 has been completed (S104 / Yes), the processing of the ECU 60 proceeds to step S105. On the other hand, when it is determined that the warm-up of the battery 41 has not been completed (No in S104), the process of the ECU 60 proceeds to Step S103.

ステップS105において、ECU60は、燃料電池スタック10の暖機は完了しているか否か判定する。
例えば、温度センサ14を介して検出される燃料電池スタック10の温度が、その暖機は完了したと判断される燃料電池スタック暖機完了温度(例えば30〜40℃)以上である場合、燃料電池スタック10の暖機は完了していると判定される。
In step S105, the ECU 60 determines whether or not the fuel cell stack 10 has been warmed up.
For example, when the temperature of the fuel cell stack 10 detected via the temperature sensor 14 is equal to or higher than the fuel cell stack warm-up completion temperature (for example, 30 to 40 ° C.) that is determined to be complete. It is determined that the warm-up of the stack 10 has been completed.

そして、燃料電池スタック10の暖機は完了していると判定した場合(S105・Yes)、ECU60の制御はステップ106に進む。一方、燃料電池スタック10の暖機は完了していないと判定した場合(S105・No)、ECU60の処理はステップS107に進む。   If it is determined that the warm-up of the fuel cell stack 10 is complete (S105, Yes), the control of the ECU 60 proceeds to step 106. On the other hand, when it is determined that the warm-up of the fuel cell stack 10 has not been completed (No in S105), the process of the ECU 60 proceeds to step S107.

ステップS106において、ECU60は、アクセル開度に基づいて、燃料電池スタック10の発電及びバッテリ41の充放電を通常に制御する。   In step S106, the ECU 60 normally controls power generation of the fuel cell stack 10 and charge / discharge of the battery 41 based on the accelerator opening.

<燃料電池スタック優先暖機処理>
ステップS107において、ECU60は、バッテリ41よりも燃料電池スタック10を優先して暖機する燃料電池スタック優先暖機処理を実行する。
具体的には、例えば、アクセル開度に対応してPDU45(モータ)に供給する電力について、通常制御時に対して、燃料電池スタック10の発電電力を大きくし、バッテリ41の放電電力を小さくする。このように、燃料電池スタック10の発電電力を大きくすると、燃料電池スタック10を通流する電流値が大きくなり、その結果、燃料電池スタック10の内部抵抗による発熱量が増加するので、燃料電池スタック10の暖機が促進されることになる。
<Fuel cell stack priority warm-up process>
In step S107, the ECU 60 executes a fuel cell stack priority warm-up process that warms up the fuel cell stack 10 with priority over the battery 41.
Specifically, for example, with respect to the power supplied to the PDU 45 (motor) corresponding to the accelerator opening, the generated power of the fuel cell stack 10 is increased and the discharged power of the battery 41 is decreased with respect to the normal control. As described above, when the generated power of the fuel cell stack 10 is increased, the current value flowing through the fuel cell stack 10 increases, and as a result, the amount of heat generated by the internal resistance of the fuel cell stack 10 increases. Ten warm-ups will be promoted.

また、燃料電池車が減速中であったとしても、燃料電池スタック10を発電させ、暖機を促進させる。この場合において、燃料電池スタック10の余剰電力は、例えば、バッテリ41に充電したり、補機48で消費する。   Further, even if the fuel cell vehicle is decelerating, the fuel cell stack 10 is caused to generate electric power and promote warm-up. In this case, the surplus power of the fuel cell stack 10 is charged in, for example, the battery 41 or consumed by the auxiliary device 48.

なお、このように燃料電池スタック10を過剰に発電させ、バッテリ41に充電する場合、過充電しないように制御する。
また、燃料電池スタック10を優先して暖機する場合、水素及び/又は空気の流量を減少させ、燃料電池スタック10において水素不足及び/又は空気不足の状態に近づけ、燃料電池スタック10の内部抵抗を高めるようにしてもよい。
さらに、このように燃料電池スタック10を優先して暖機する場合も、バッテリ41は充電/放電するので、優先されてはいないがバッテリ41の暖機も進むことになる。
When the fuel cell stack 10 is caused to generate excessive power and charge the battery 41 in this way, control is performed so as not to overcharge.
Further, when the fuel cell stack 10 is warmed up preferentially, the flow rate of hydrogen and / or air is reduced to bring the fuel cell stack 10 closer to a state of hydrogen shortage and / or air shortage, and the internal resistance of the fuel cell stack 10 is reduced. You may make it raise.
Further, even when the fuel cell stack 10 is warmed up in priority as described above, the battery 41 is charged / discharged. Therefore, although not prioritized, the warming up of the battery 41 also proceeds.

ステップS108において、ECU60は、ステップS105と同様に、燃料電池スタック10の暖機が完了したか否か判定する。
燃料電池スタック10の暖機は完了したと判定した場合(S108・Yes)、ECU60の処理はステップS109に進む。一方、燃料電池スタック10の暖機は完了していないと判定した場合(S108・No)、ECU60の処理はステップS107に進む。
In step S108, the ECU 60 determines whether or not the warm-up of the fuel cell stack 10 has been completed, as in step S105.
When it is determined that the warm-up of the fuel cell stack 10 has been completed (Yes in S108), the process of the ECU 60 proceeds to step S109. On the other hand, when it is determined that the warm-up of the fuel cell stack 10 has not been completed (No at S108), the process of the ECU 60 proceeds to step S107.

ステップS109において、ECU60は、ステップS104と同様に、バッテリ41の暖機は完了しているか否か判定する。
バッテリ41の暖機は完了していると判定した場合(S109・Yes)、ECU60の処理はステップS106に進む。一方、バッテリ41の暖機は完了していないと判定した場合(S109・No)、ECU60の処理はステップS103に進む。
In step S109, the ECU 60 determines whether or not the warm-up of the battery 41 has been completed, as in step S104.
When it is determined that the warm-up of the battery 41 is complete (S109 / Yes), the process of the ECU 60 proceeds to step S106. On the other hand, when it is determined that the warm-up of the battery 41 has not been completed (No at S109), the process of the ECU 60 proceeds to step S103.

<暖機優先判断処理S200>
次に、図3を参照して、バッテリ41及び燃料電池スタック10のどちらを優先して暖機するべきか判断する暖機優先判断処理S200の内容を説明する。
<Warm-up priority determination process S200>
Next, the contents of the warm-up priority determination process S200 for determining which of the battery 41 and the fuel cell stack 10 should be preferentially warmed up will be described with reference to FIG.

ステップS201において、ECU60は、バッテリ41の温度(IG51のON時)が所定バッテリ温度(所定蓄電装置温度)以下であるか否か判定する。
所定バッテリ温度は、事前試験等により求められ、バッテリ41の温度が所定バッテリ温度以下である場合、バッテリ41を暖機するべきと判断される温度(例えば0℃)に設定される。
In step S201, the ECU 60 determines whether or not the temperature of the battery 41 (when the IG 51 is ON) is equal to or lower than a predetermined battery temperature (predetermined power storage device temperature).
The predetermined battery temperature is obtained by a preliminary test or the like, and is set to a temperature (for example, 0 ° C.) at which the battery 41 is determined to be warmed up when the temperature of the battery 41 is equal to or lower than the predetermined battery temperature.

また、厳密には、IG51のON後、水素及び空気を供給し、燃料電池スタック10が発電可能となるまでに、つまり、OCVが所定OCV以上となるまでにある程度の短時間が経過しているが、ここでは、ECU60の処理がステップS201に進んだ際におけるバッテリ41の温度を、IG51のON時の温度とする。
これについては、ステップS203における燃料電池スタック10の温度(IG51のON時)、後記する実施形態についても同様である。
Strictly speaking, after the IG 51 is turned on, hydrogen and air are supplied until the fuel cell stack 10 can generate power, that is, a certain short time has passed until the OCV becomes equal to or higher than the predetermined OCV. However, here, the temperature of the battery 41 when the process of the ECU 60 proceeds to step S201 is the temperature when the IG 51 is ON.
The same applies to the temperature of the fuel cell stack 10 in step S203 (when the IG 51 is ON) and the embodiments described later.

そして、バッテリ41の温度(ON時)は所定バッテリ温度以下であると判定した場合(S201・Yes)、ECU60の処理はステップS202に進む。一方、バッテリ41の温度(ON時)は所定バッテリ温度以下でないと判定した場合(S201・No)、ECU60の処理はステップS203に進む。   When it is determined that the temperature of the battery 41 (when ON) is equal to or lower than the predetermined battery temperature (S201 / Yes), the process of the ECU 60 proceeds to step S202. On the other hand, when it is determined that the temperature of the battery 41 (when ON) is not lower than the predetermined battery temperature (No in S201), the process of the ECU 60 proceeds to step S203.

なお、このように、燃料電池スタック10の暖機の要否に関する判定処理(S203)よりも先に、バッテリ41の暖機の要否に関する判定処理(S201)を実行することにより、燃料電池スタック10よりも昇温し難く、暖機され難いバッテリ41の暖機が優先されることになる。   As described above, the determination process (S201) regarding whether or not the battery 41 needs to be warmed up is executed prior to the determination process (S203) regarding whether or not the fuel cell stack 10 needs to be warmed up. The warming up of the battery 41, which is harder to warm than 10 and hard to warm up, is given priority.

ステップS202において、ECU60は、バッテリ41を優先して暖機することを、例えば、対応するフラグ等によって一時的に記憶する。
その後、ECU60の処理は、エンドを通って、図2のステップS101に進む。
In step S202, the ECU 60 temporarily stores, for example, a corresponding flag or the like that the battery 41 is warmed up preferentially.
Thereafter, the process of the ECU 60 proceeds to step S101 in FIG. 2 through the end.

ステップS203において、ECU60は、燃料電池スタック10の温度(IG51のON時)が所定燃料電池スタック温度(所定発電装置温度)以下であるか否か判定する。
所定燃料電池スタック温度は、事前試験等により求められ、燃料電池スタック10の温度が所定燃料電池スタック温度以下である場合、燃料電池スタック10を暖機するべきと判断される温度(例えば−10℃)に設定される。
In step S203, the ECU 60 determines whether or not the temperature of the fuel cell stack 10 (when the IG 51 is ON) is equal to or lower than a predetermined fuel cell stack temperature (predetermined power generator temperature).
The predetermined fuel cell stack temperature is obtained by a preliminary test or the like. When the temperature of the fuel cell stack 10 is equal to or lower than the predetermined fuel cell stack temperature, the temperature at which the fuel cell stack 10 is determined to be warmed up (for example, −10 ° C. ).

そして、燃料電池スタック10の温度(ON時)は所定燃料電池スタック温度以下であると判定した場合(S203・Yes)、ECU60の処理はステップS204に進む。一方、燃料電池スタック10の温度(ON時)は所定燃料電池スタック温度以下でないと判定した場合(S203・No)、ECU60の処理はステップS205に進む。   If it is determined that the temperature of the fuel cell stack 10 (ON) is equal to or lower than the predetermined fuel cell stack temperature (Yes at S203), the process of the ECU 60 proceeds to step S204. On the other hand, when it is determined that the temperature of the fuel cell stack 10 (ON) is not lower than the predetermined fuel cell stack temperature (No at S203), the process of the ECU 60 proceeds to step S205.

ステップS204において、ECU60は、燃料電池スタック10を優先して暖機することを、例えば、対応するフラグ等によって一時的に記憶する。
その後、ECU60の処理は、エンドを通って、図2のステップS101に進む。
In step S204, the ECU 60 temporarily stores that the fuel cell stack 10 is preferentially warmed up by using, for example, a corresponding flag.
Thereafter, the process of the ECU 60 proceeds to step S101 in FIG. 2 through the end.

ステップS205において、ECU60は、バッテリ41又は燃料電池スタック10を優先して暖機せず、通常に起動することを、例えば、対応するフラグ等によって一時的に記憶する。
その後、ECU60の処理は、エンドを通って、図2のステップS101に進む。
In step S205, the ECU 60 temporarily stores the fact that the battery 41 or the fuel cell stack 10 is not warmed up preferentially and starts normally, for example, with a corresponding flag.
Thereafter, the process of the ECU 60 proceeds to step S101 in FIG. 2 through the end.

≪燃料電池システムの効果≫
このような燃料電池システム1によれば、次の効果を得る。
≪Effect of fuel cell system≫
According to such a fuel cell system 1, the following effects are obtained.

システム起動時に、バッテリ41及び燃料電池スタック10のいずれか一方を他方に優先して判断(S200)、判定するので(S102)、優先して暖機するべき一方を早期に暖機できる(S103、S107)。
また、電気ヒータ等の特別な暖機装置を備えないので、システム構成が簡便となり、安価に構成可能になると共に、燃料電池車等に搭載容易となる。
At the time of system startup, either one of the battery 41 and the fuel cell stack 10 is determined with priority over the other (S200), and determination is made (S102). Therefore, one of the batteries to be preferentially warmed up can be warmed up early (S103, S107).
In addition, since a special warming-up device such as an electric heater is not provided, the system configuration is simple and can be configured at low cost, and can be easily mounted on a fuel cell vehicle or the like.

優先して暖機すべき一方(バッテリ41又は燃料電池スタック10)の暖機完了後、他方の暖機が完了していない場合(S105・No、S109・No)、他方(燃料電池スタック10又はバッテリ41)を暖機するので(S107、S103)、バッテリ41及び燃料電池スタック10の両方を確実に暖機できる。   After the warm-up of one (battery 41 or fuel cell stack 10) to be preferentially warmed up, when the other warm-up is not complete (S105 No, S109 No), the other (fuel cell stack 10 or Since the battery 41) is warmed up (S107, S103), both the battery 41 and the fuel cell stack 10 can be reliably warmed up.

IG51のON時におけるバッテリ41の温度が所定バッテリ温度以下である場合(S201・Yes)、バッテリ41を優先して暖機すると判断するので(S202)、つまり、燃料電池スタック10の暖機の要否に関する判定(S203)よりも先に、バッテリ41の暖機の要否に関する判定を先に実行するので(S201)、暖機され難いバッテリ41の暖機を優先できる。   If the temperature of the battery 41 when the IG 51 is ON is equal to or lower than a predetermined battery temperature (Yes in S201), it is determined that the battery 41 is preferentially warmed up (S202), that is, the fuel cell stack 10 needs to be warmed up. Since determination regarding whether or not the battery 41 needs to be warmed up is performed prior to determination regarding whether or not (S203), warming up of the battery 41 that is difficult to be warmed up can be prioritized.

≪燃料電池システムの動作例≫
次に、燃料電池システム1(燃料電池車)の一動作例について、図4〜図5を参照して説明する。
≪Operation example of fuel cell system≫
Next, an operation example of the fuel cell system 1 (fuel cell vehicle) will be described with reference to FIGS.

<加速時>
まず、図4を参照して、燃料電池車の加速時(図4(a)参照)について説明する。
図4(b)に示すように、バッテリ41を優先して暖機するバッテリ優先暖機処理を実行する場合(S103)、図4(d)の通常制御時(S106)に対して、燃料電池スタック10の発電電力(電力量)を小さくし、バッテリ41の放電電力(電力量)を大きくする。これにより、バッテリ41の暖機が促進される。
<At acceleration>
First, with reference to FIG. 4, the acceleration time of the fuel cell vehicle (see FIG. 4A) will be described.
As shown in FIG. 4B, when the battery priority warm-up process for warming up the battery 41 is executed (S103), the fuel cell is compared with the normal control time (S106) in FIG. The generated power (power amount) of the stack 10 is reduced, and the discharged power (power amount) of the battery 41 is increased. Thereby, warming up of the battery 41 is promoted.

一方、図4(c)に示すように、燃料電池スタック10を優先して暖機する燃料電池スタック優先暖機処理を実行する場合(S107)、図4(d)の通常制御時(S106)に対して、バッテリ41の放電電力(電力量)を小さくし、燃料電池スタック10の発電電力(電力量)を大きくする。これにより、燃料電池スタック10の暖機が促進される。   On the other hand, as shown in FIG. 4C, when the fuel cell stack priority warm-up process for warming up the fuel cell stack 10 is executed (S107), during the normal control in FIG. 4D (S106). On the other hand, the discharge power (power amount) of the battery 41 is reduced and the generated power (power amount) of the fuel cell stack 10 is increased. Thereby, warm-up of the fuel cell stack 10 is promoted.

<減速時>
次に、図5を参照して、燃料電池車の減速時(図5(a)参照)について説明する。
図5(b)に示すように、バッテリ41を優先して暖機するバッテリ優先暖機処理を実行する場合(S103)、図5(d)の通常制御時(S106)に対して、燃料電池スタック10を過剰に発電させ、その発電電力(電力量)を大きくする。そして、燃料電池スタック10の過剰な発電電力とモータ44からの回生電力とをバッテリ41に充電し、バッテリ41の充電電力(電力量)を大きくする。これにより、バッテリ41の暖機が促進される。
<Deceleration>
Next, referring to FIG. 5, the fuel cell vehicle will be decelerated (see FIG. 5A).
As shown in FIG. 5 (b), when the battery priority warm-up process for preferentially warming up the battery 41 is executed (S103), the fuel cell is compared with the normal control time (S106) of FIG. 5 (d). The stack 10 is excessively generated, and the generated power (electric power) is increased. Then, the excessively generated power of the fuel cell stack 10 and the regenerative power from the motor 44 are charged in the battery 41, and the charging power (power amount) of the battery 41 is increased. Thereby, warming up of the battery 41 is promoted.

一方、図5(c)に示すように、燃料電池スタック10を優先して暖機する燃料電池スタック優先暖機処理を実行する場合(S107)、図5(d)の通常制御時(S106)に対して、燃料電池スタック10を過剰に発電させ、その発電電力(電力量)を大きくする。これにより、燃料電池スタック10の暖機が促進される。
なお、燃料電池スタック10の過剰な発電電力とモータ44からの回生電力とは、バッテリ41に充電される。
On the other hand, as shown in FIG. 5 (c), when the fuel cell stack priority warm-up process for warming up the fuel cell stack 10 is executed (S107), during the normal control of FIG. 5 (d) (S106). On the other hand, the fuel cell stack 10 is excessively generated to increase the generated power (the amount of power). Thereby, warm-up of the fuel cell stack 10 is promoted.
Note that the battery 41 is charged with excess generated power of the fuel cell stack 10 and regenerative power from the motor 44.

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。
≪Modification≫
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, For example, it can change as follows in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

前記した実施形態では、蓄電装置がバッテリ41である構成を例示したが、蓄電装置の種類はこれに限定されず、例えば、キャパシタでもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the power storage device is the battery 41 is illustrated, but the type of the power storage device is not limited to this, and may be a capacitor, for example.

前記した実施形態では、燃料電池システム1が燃料電池車に搭載された場合を例示したが、その他の移動体、例えば、自動二輪車、列車、船舶に搭載された構成でもよい。
また、家庭用の定置型の燃料電池システムや、給湯システムに組み込まれた燃料電池システムに、本発明を適用してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the fuel cell system 1 is mounted on a fuel cell vehicle has been illustrated, but a configuration in which the fuel cell system 1 is mounted on another mobile body such as a motorcycle, a train, or a ship may be used.
Further, the present invention may be applied to a stationary fuel cell system for home use or a fuel cell system incorporated in a hot water supply system.

≪第2実施形態≫
次に、本発明の第2実施形態について、図6〜図7を参照して説明する。
なお、第2実施形態では、第1実施形態に対してECU60に設定されたプログラムが一部異なり、その動作が一部異なる。以下、異なる部分のみを説明する。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the program set in the ECU 60 is partially different from the first embodiment, and the operation is partially different. Only the different parts will be described below.

<暖機優先判断処理S300>
第2実施形態では、図3の暖機優先判断処理S200に代えて、図6の暖機優先判断処理S300を実行する。
<Warm-up priority determination process S300>
In the second embodiment, a warm-up priority determination process S300 in FIG. 6 is executed instead of the warm-up priority determination process S200 in FIG.

ステップS301において、ECU60は、IG51のON時のバッテリ41の温度と、図7のマップとに基づいて、IG51のON時におけるバッテリ41の出力回復速度(kW/min)を算出する。
なお、図7のマップは、事前試験等によって求められ、ECU60に予め記憶されている。
In step S301, the ECU 60 calculates the output recovery speed (kW / min) of the battery 41 when the IG 51 is ON based on the temperature of the battery 41 when the IG 51 is ON and the map of FIG.
Note that the map of FIG. 7 is obtained by a preliminary test or the like and stored in the ECU 60 in advance.

バッテリ41の出力回復速度とは、その後に暖機が進むに伴い、バッテリ41の出力が、暖機の完了した通常のバッテリ41の出力に回復しようとする際におけるバッテリ41の出力の回復速度、つまり、バッテリ41の出力の増加速度を意味する。   The output recovery speed of the battery 41 is the recovery speed of the output of the battery 41 when the output of the battery 41 tries to recover to the output of the normal battery 41 that has been warmed up as the warm-up proceeds thereafter. That is, it means the increasing speed of the output of the battery 41.

図7に示すように、IG51のON時におけるバッテリ41の温度が低くなるにつれて、バッテリ41の出力回復速度は大きくなる。
一方、IG51のON時におけるバッテリ41の温度が高く、バッテリ41が暖かい状態、つまり、暖機が不要となる状態に近づくにつれて、IG51のON時から通常に出力可能となるから、バッテリ41の出力回復速度は0(kW/min)に近づく。
As shown in FIG. 7, the output recovery speed of the battery 41 increases as the temperature of the battery 41 decreases when the IG 51 is ON.
On the other hand, as the temperature of the battery 41 when the IG 51 is ON is high and the battery 41 approaches a warm state, that is, a state where warm-up is not required, normal output is possible when the IG 51 is ON. The recovery speed approaches 0 (kW / min).

ここで、図7を参照して、燃料電池スタック10の出力回復速度(kW/min)についても説明する。
燃料電池スタック10の出力回復速度とは、その後に暖機が進むに伴い、燃料電池スタック10の出力が、暖機の完了した通常の燃料電池スタック10の出力に回復しようとする際における燃料電池スタック10の出力の回復速度、つまり、燃料電池スタック10の出力の増加速度を意味する。
Here, with reference to FIG. 7, the output recovery speed (kW / min) of the fuel cell stack 10 will also be described.
The output recovery speed of the fuel cell stack 10 is the fuel cell when the output of the fuel cell stack 10 is about to recover to the output of the normal fuel cell stack 10 that has been warmed up as the warm-up proceeds thereafter. This means the recovery speed of the output of the stack 10, that is, the increase speed of the output of the fuel cell stack 10.

図7に示すように、バッテリ41と同様に、IG51のON時における燃料電池スタック10の温度が低くなるにつれて、燃料電池スタック10の出力回復速度は大きくなる。
一方、IG51のON時における燃料電池スタック10の温度が高く、燃料電池スタック10が暖かい状態、つまり、暖機が不要となる状態に近づくにつれて、IG51のON時から通常に出力可能となるから、燃料電池スタック10の出力回復速度は0(kW/min)に近づく。
As shown in FIG. 7, as with the battery 41, the output recovery speed of the fuel cell stack 10 increases as the temperature of the fuel cell stack 10 when the IG 51 is ON decreases.
On the other hand, as the temperature of the fuel cell stack 10 when the IG 51 is ON is high and the fuel cell stack 10 approaches a warm state, that is, a state where the warm-up is not required, normal output can be performed from the time when the IG 51 is ON. The output recovery speed of the fuel cell stack 10 approaches 0 (kW / min).

また、前記したように、バッテリ41は燃料電池スタック10よりも昇温し難く、暖機され難いから、図7に示すように、0℃以下の低温領域において、バッテリ41の出力回復速度は、燃料電池スタック10の出力回復速度よりも、小さい傾向となっている。   Further, as described above, since the battery 41 is less likely to be heated than the fuel cell stack 10 and is not easily warmed up, as shown in FIG. 7, in the low temperature region of 0 ° C. or lower, the output recovery speed of the battery 41 is It tends to be smaller than the output recovery speed of the fuel cell stack 10.

ステップS302において、ECU60は、IG51のON時の燃料電池スタック10の温度と、図7のマップとに基づいて、IG51のON時における燃料電池スタック10の出力回復速度(kW/min)を算出する。   In step S302, the ECU 60 calculates the output recovery speed (kW / min) of the fuel cell stack 10 when the IG 51 is ON based on the temperature of the fuel cell stack 10 when the IG 51 is ON and the map of FIG. .

ステップS303において、ECU60は、ステップS301で算出したバッテリ41の出力回復速度(ON時)が、ステップS302で算出した燃料電池スタック10の出力回復速度(ON時)よりも大きいか否か判定する。   In step S303, the ECU 60 determines whether or not the output recovery speed of the battery 41 calculated in step S301 (when ON) is greater than the output recovery speed of the fuel cell stack 10 calculated in step S302 (when ON).

バッテリ41の出力回復速度(ON時)は燃料電池スタック10の出力回復速度(ON時)よりも大きいと判定した場合(S303・Yes)、ECU60の処理はステップS304に進む。
一方、バッテリ41の出力回復速度(ON時)は燃料電池スタック10の出力回復速度(ON時)よりも大きくないと判定した場合(S303・No)、ECU60の処理はステップS305に進む。
If it is determined that the output recovery speed of the battery 41 (when ON) is greater than the output recovery speed of the fuel cell stack 10 (when ON) (S303, Yes), the processing of the ECU 60 proceeds to step S304.
On the other hand, when it is determined that the output recovery speed of the battery 41 (when ON) is not greater than the output recovery speed of the fuel cell stack 10 (when ON) (No in S303), the process of the ECU 60 proceeds to step S305.

ステップS304において、ECU60は、バッテリ41を優先して暖機することを、例えば、対応するフラグ等によって一時的に記憶する。
その後、ECU60の処理は、エンドを通って、図2の基本制御フローに戻る。なお、ステップS101の判定処理を省略して、ステップS102に進むように設定する。
In step S304, the ECU 60 temporarily stores that the battery 41 is preferentially warmed up, for example, by a corresponding flag.
Thereafter, the processing of the ECU 60 returns to the basic control flow of FIG. 2 through the end. Note that the determination process in step S101 is omitted, and the process proceeds to step S102.

ステップS305において、ECU60は、燃料電池スタック10を優先して暖機することを、例えば、対応するフラグ等によって一時的に記憶する。
その後、ECU60の処理は、エンドを通って、図2の基本制御フローに戻る。なお、ステップS101の判定処理を省略して、ステップS102に進むように設定する。
In step S305, the ECU 60 temporarily stores that the fuel cell stack 10 is preferentially warmed up by using, for example, a corresponding flag.
Thereafter, the processing of the ECU 60 returns to the basic control flow of FIG. 2 through the end. Note that the determination process in step S101 is omitted, and the process proceeds to step S102.

≪第2実施形態の効果≫
このような第2実施形態によれば、次の効果を得る。
IG51のON時におけるバッテリ41の出力回復速度と、燃料電池スタック10の出力回復速度とを比較し(S303)、出力回復速度の大きい方を、優先して暖機すると判定するので、ON時における出力回復速度の大きいバッテリ41又は燃料電池スタック10を、優先して早期に暖機できる。
<< Effects of Second Embodiment >>
According to such 2nd Embodiment, the following effects are acquired.
The output recovery speed of the battery 41 when the IG 51 is ON is compared with the output recovery speed of the fuel cell stack 10 (S303), and it is determined that the one with the higher output recovery speed is preferentially warmed up. The battery 41 or the fuel cell stack 10 having a high output recovery speed can be preferentially warmed up preferentially.

≪第3実施形態≫
次に、本発明の第3実施形態について、図8〜図9を参照して説明する。
なお、第3実施形態では、第1実施形態に対してECU60に設定されたプログラムが一部異なり、その動作が一部異なる。以下、異なる部分のみを説明する。
«Third embodiment»
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment, the programs set in the ECU 60 are partially different from those in the first embodiment, and the operations are partially different. Only the different parts will be described below.

<暖機優先判断処理S400>
第3実施形態では、図3の暖機優先判断処理S200に代えて、図8の暖機優先判断処理S400を実行する。
<Warm-up priority determination process S400>
In the third embodiment, a warm-up priority determination process S400 in FIG. 8 is executed instead of the warm-up priority determination process S200 in FIG.

ステップS401において、ECU60は、IG51のON時のバッテリ41の温度と、図9のマップとに基づいて、IG51のON時の温度におけるバッテリ41の最大出力(kW)を算出する。
なお、図9のマップは、事前試験等によって求められ、ECU60に予め記憶されている。
In step S401, the ECU 60 calculates the maximum output (kW) of the battery 41 at the temperature when the IG 51 is ON based on the temperature of the battery 41 when the IG 51 is ON and the map of FIG.
Note that the map of FIG. 9 is obtained by a preliminary test or the like and stored in the ECU 60 in advance.

図9に示すように、IG51のON時のバッテリ41の温度が低くなるにつれて、IG51のON時の温度におけるバッテリ41の最大出力は小さくなる。
一方、IG51のON時におけるバッテリ41の温度が高く、バッテリ41が暖かい状態、つまり、暖機が不要となる状態に近づくにつれて、通常時の最大出力に近づく。
As shown in FIG. 9, the maximum output of the battery 41 at the temperature when the IG 51 is ON decreases as the temperature of the battery 41 when the IG 51 is ON decreases.
On the other hand, as the temperature of the battery 41 is high when the IG 51 is ON and the battery 41 approaches a warm state, that is, a state where warm-up is not required, the maximum output at the normal time is approached.

ここで、図9を参照して、燃料電池スタック10の最大出力(kW)についても説明する。
そして、バッテリ41と同様に、IG51のON時における燃料電池スタック10の温度が低くなるにつれて、燃料電池スタック10の最大出力は小さくなる。
一方、IG51のON時における燃料電池スタック10の温度が高く、燃料電池スタック10が暖かい状態、つまり、暖機が不要となる状態に近づくにつれて、通常時の最大出力に近づく。
Here, with reference to FIG. 9, the maximum output (kW) of the fuel cell stack 10 will also be described.
Similar to the battery 41, the maximum output of the fuel cell stack 10 decreases as the temperature of the fuel cell stack 10 when the IG 51 is ON decreases.
On the other hand, as the temperature of the fuel cell stack 10 is high when the IG 51 is ON and the fuel cell stack 10 approaches a warm state, i.e., a state where no warm-up is required, the maximum output during normal operation is approached.

ステップS402において、ECU60は、IG51のON時の燃料電池スタック10の温度と、図9のマップとに基づいて、IG51のON時の温度における燃料電池スタック10の最大出力(kW)を算出する。   In step S402, the ECU 60 calculates the maximum output (kW) of the fuel cell stack 10 at the temperature when the IG 51 is ON based on the temperature of the fuel cell stack 10 when the IG 51 is ON and the map of FIG.

ステップS403において、ECU60は、バッテリ41の通常時の最大出力から、ステップS401で算出したIG51のON時におけるバッテリ41の最大出力を減算し、第1差を算出する(図9参照)。   In step S403, the ECU 60 calculates the first difference by subtracting the maximum output of the battery 41 when the IG 51 is ON calculated in step S401 from the normal maximum output of the battery 41 (see FIG. 9).

ステップS404において、ECU60は、燃料電池スタック10の通常時の最大出力から、ステップS402で算出したIG51のON時における燃料電池スタック10の最大出力を減算し、第2差を算出する(図9参照)。   In step S404, the ECU 60 calculates the second difference by subtracting the maximum output of the fuel cell stack 10 when the IG 51 is ON calculated in step S402 from the normal maximum output of the fuel cell stack 10 (see FIG. 9). ).

ステップS405において、ECU60は、バッテリ41についての第1差と燃料電池スタック10についての第2差とを比較、具体的には、第1差が第2差よりも大きいか否か判定する。   In step S405, the ECU 60 compares the first difference for the battery 41 with the second difference for the fuel cell stack 10, and specifically determines whether or not the first difference is greater than the second difference.

第1差は第2差よりも大きいと判定した場合(S405・Yes)、ECU60の処理はステップS406に進む。一方、第1差は第2差よりも大きくないと判定した場合(S405・No)、ECU60の処理はステップS407に進む。   When it is determined that the first difference is greater than the second difference (S405 / Yes), the process of the ECU 60 proceeds to step S406. On the other hand, when it determines with a 1st difference not being larger than a 2nd difference (S405 * No), the process of ECU60 progresses to step S407.

ステップS406において、ECU60は、バッテリ41を優先して暖機することを、例えば、対応するフラグ等によって一時的に記憶する。
その後、ECU60の処理は、エンドを通って、図2の基本制御フローに戻る。なお、ステップS101の判定処理を省略して、ステップS102に進むように設定する。
In step S406, the ECU 60 temporarily stores, for example, a corresponding flag or the like that the battery 41 is preferentially warmed up.
Thereafter, the processing of the ECU 60 returns to the basic control flow of FIG. 2 through the end. Note that the determination process in step S101 is omitted, and the process proceeds to step S102.

ステップS407において、ECU60は、燃料電池スタック10を優先して暖機することを、例えば、対応するフラグ等によって一時的に記憶する。
その後、ECU60の処理は、エンドを通って、図2の基本制御フローに戻る。なお、ステップS101の判定処理を省略して、ステップS102に進むように設定する。
In step S407, the ECU 60 temporarily stores that the fuel cell stack 10 is preferentially warmed up, for example, by a corresponding flag.
Thereafter, the processing of the ECU 60 returns to the basic control flow of FIG. 2 through the end. Note that the determination process in step S101 is omitted, and the process proceeds to step S102.

≪第3実施形態の効果≫
このような第3実施形態によれば、次の効果を得る。
IG51のON時におけるバッテリ41の最大出力と通常時の最大出力との第1差と、ON時の燃料電池スタック10の最大出力と通常時の最大出力との第2差と、を比較し、差の大きい方を優先して暖機すると判定するので、差の大きい方、すなわち回復しろの大きい方を積極的に暖機できる。
<< Effects of Third Embodiment >>
According to such 3rd Embodiment, the following effect is acquired.
Comparing the first difference between the maximum output of the battery 41 when the IG 51 is ON and the maximum output at the normal time, and the second difference between the maximum output of the fuel cell stack 10 at the ON time and the maximum output at the normal time; Since it is determined to warm up with priority on the larger difference, it is possible to actively warm up the larger difference, that is, the greater recovery margin.

≪第4実施形態≫
次に、本発明の第4実施形態について、図10〜図12を参照して説明する。
図10に示す第4実施形態に係るハイブリッドシステム2(電力供給システム)は、ハイブリッド車に搭載されている。ハイブリッドシステム2は、燃料電池スタック10(図1参照)に代えて、発電装置としてのエンジン71及び発電機72と、温度センサ73(第2温度センサ)とを備えている。
なお、水素の給排に関する装置(水素タンク21等)、空気の給排に関する装置(コンプレッサ31等)も備えていない。
<< Fourth Embodiment >>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
A hybrid system 2 (power supply system) according to the fourth embodiment shown in FIG. 10 is mounted on a hybrid vehicle. The hybrid system 2 includes an engine 71 and a generator 72 as a power generation device, and a temperature sensor 73 (second temperature sensor) instead of the fuel cell stack 10 (see FIG. 1).
In addition, the apparatus (hydrogen tank 21 etc.) regarding hydrogen supply / discharge and the apparatus (compressor 31 etc.) regarding air supply / discharge are not provided.

エンジン71は、4サイクル(吸気、圧縮、燃焼・膨張、排気)を繰り返す4ストローク機関である。そして、エンジン71の出力(回転速度、トルク等)は、燃料・空気の吸気量、点火タイミングを制御するECU60で制御される。   The engine 71 is a four-stroke engine that repeats four cycles (intake, compression, combustion / expansion, and exhaust). The output (rotation speed, torque, etc.) of the engine 71 is controlled by the ECU 60 that controls the intake amount of fuel / air and the ignition timing.

発電機72は、エンジン71の動力によって作動し電力を生成する装置である。具体的には、発電機72は、増速又は減速機構及びクラッチ(図示しない)を介して、エンジン71のクランク軸と機械的に接続されている。そして、発電機72で生成した電力は、電力制御器43に供給されるようになっている。   The generator 72 is a device that operates by the power of the engine 71 to generate electric power. Specifically, the generator 72 is mechanically connected to the crankshaft of the engine 71 via an acceleration or deceleration mechanism and a clutch (not shown). The electric power generated by the generator 72 is supplied to the electric power controller 43.

温度センサ73は、エンジン71の温度を検出するセンサであり、エンジン71の適所に取り付けられている。そして、温度センサ73は、エンジン71の温度を、ECU60に出力するようになっている。   The temperature sensor 73 is a sensor that detects the temperature of the engine 71, and is attached to an appropriate position of the engine 71. The temperature sensor 73 is configured to output the temperature of the engine 71 to the ECU 60.

このようなハイブリッドシステム2において、ECU60は、IG51のON時におけるバッテリ41の温度とエンジン71(発電機72)の温度とに基づいて、バッテリ41及びエンジン71のいずれを優先して暖機するか判定するように設定されている。   In such a hybrid system 2, the ECU 60 preferentially warms up either the battery 41 or the engine 71 based on the temperature of the battery 41 and the temperature of the engine 71 (generator 72) when the IG 51 is ON. It is set to judge.

この他、第2実施形態と同様に、IG51のON時におけるエンジン71の温度と、図11のマップとに基づいて、発電機72(エンジン71)の出力回復速度(kW/min)を算出し、これとバッテリ41の出力回復速度とを比較し、出力回復速度の大きい方を優先して暖機する構成としてもよい。   In addition, as in the second embodiment, the output recovery speed (kW / min) of the generator 72 (engine 71) is calculated based on the temperature of the engine 71 when the IG 51 is ON and the map of FIG. Then, this may be compared with the output recovery speed of the battery 41, and the warming-up may be performed with priority given to the one with the higher output recovery speed.

また、第3実施形態と同様に、IG51のON時におけるエンジン71の温度における発電機72(エンジン71)の最大出力と通常時の発電機72の最大出力との第2差と(図12参照)、バッテリ41についての第1差とを比較し、差の大きい方を優先して暖機する構成としてもよい。   Similarly to the third embodiment, the second difference between the maximum output of the generator 72 (engine 71) at the temperature of the engine 71 when the IG 51 is ON and the maximum output of the generator 72 at the normal time (see FIG. 12). ), The first difference with respect to the battery 41 may be compared, and the one with the larger difference may be preferentially warmed up.

1 燃料電池システム(電力供給システム)
2 ハイブリッドシステム(電力供給システム)
10 燃料電池スタック(発電装置)
14 温度センサ(第2温度センサ)
41 バッテリ(蓄電装置)
42 温度センサ(第1温度センサ)
43 電力制御器(発電制御手段、充放電制御手段)
51 IG(起動スイッチ)
60 ECU(制御手段)
71 エンジン(発電装置)
72 発電機(発電装置)
73 温度センサ(第2温度センサ)
1 Fuel cell system (power supply system)
2 Hybrid system (power supply system)
10 Fuel cell stack (power generation device)
14 Temperature sensor (second temperature sensor)
41 battery (power storage device)
42 Temperature sensor (first temperature sensor)
43 Power controller (power generation control means, charge / discharge control means)
51 IG (Start-up switch)
60 ECU (control means)
71 Engine (power generator)
72 Generator (Generator)
73 Temperature sensor (second temperature sensor)

Claims (7)

電力を充放電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置に電力を充電可能な発電装置と、
前記蓄電装置の温度を検出する第1温度センサと、
前記発電装置の温度を検出する第2温度センサと、
前記蓄電装置の充放電及び前記発電装置の発電を制御する制御手段と、
システムを起動する場合にONされる起動スイッチと、
を備え、
前記制御手段は、前記起動スイッチのON信号を検知してシステムを起動させる際、
前記起動スイッチのON時における前記蓄電装置の温度及び前記発電装置の温度に基づいて、前記蓄電装置及び前記発電装置のいずれか一方を他方に優先して暖機するべきか判定し、
優先して暖機するべき前記一方の暖機を、前記他方の暖機よりも促進する
ことを特徴とする電力供給システム。
A power storage device capable of charging and discharging electric power;
A power generation device capable of charging power to the power storage device;
A first temperature sensor for detecting a temperature of the power storage device;
A second temperature sensor for detecting the temperature of the power generation device;
Control means for controlling charge / discharge of the power storage device and power generation of the power generation device;
A startup switch that is turned on when starting the system;
With
When the control means detects the ON signal of the start switch and starts the system,
Based on the temperature of the power storage device and the temperature of the power generation device when the start switch is ON, it is determined whether to warm up the power storage device or the power generation device with priority over the other,
A power supply system characterized in that the one warm-up to be preferentially warmed up is promoted more than the other warm-up .
前記制御手段は、優先して暖機するべき前記一方の暖機完了後、前記他方の暖機が完了していない場合、当該他方の暖機を促進する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。
2. The control unit according to claim 1, wherein after the warm-up of the one that should be preferentially warmed up, when the warm-up of the other is not completed, the control unit promotes the warm-up of the other. Power supply system.
前記制御手段は、ON時における前記蓄電装置の温度が所定蓄電装置温度以下である場合、前記蓄電装置を優先して暖機すると判定する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力供給システム。
3. The control unit according to claim 1, wherein when the temperature of the power storage device at the time of ON is equal to or lower than a predetermined power storage device temperature, the control unit determines that the power storage device is preferentially warmed up. Power supply system.
前記制御手段は、
ON時の温度における前記蓄電装置の出力回復速度と、ON時の温度における前記発電装置の出力回復速度とを比較し、
前記蓄電装置及び前記発電装置のうち出力回復速度の大きい方を、優先して暖機すると判定する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力供給システム。
The control means includes
Compare the output recovery speed of the power storage device at the temperature at the ON time with the output recovery speed of the power generation device at the temperature at the ON time,
3. The power supply system according to claim 1, wherein the power supply system is determined to preferentially warm up one of the power storage device and the power generation device that has a higher output recovery speed. 4.
前記制御手段は、
ON時の温度における前記蓄電装置の最大出力と、通常時における前記蓄電装置の最大出力との第1差と、
ON時の温度における前記蓄電装置の最大出力と、通常時における前記蓄電装置の最大出力との第2差と、
を比較し、
前記第1差と前記第2差のうち差が大きい方を優先して暖機すると判定する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力供給システム。
The control means includes
A first difference between the maximum output of the power storage device at a temperature at the time of ON and the maximum output of the power storage device at a normal time;
A second difference between the maximum output of the power storage device at a temperature at the time of ON and the maximum output of the power storage device at a normal time;
Compare
3. The power supply system according to claim 1, wherein warming-up is determined by giving priority to a larger one of the first difference and the second difference.
前記制御手段は、前記蓄電装置の暖機を促進する場合、通常時に対して、充電電力又は放電電力を大きくする
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電力供給システム。
6. The electric power according to claim 1, wherein the control unit increases charging power or discharging electric power with respect to a normal time when promoting warm-up of the power storage device. Supply system.
前記制御手段は、前記発電装置の暖機を促進する場合、通常時に対して、出力を大きくする
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電力供給システム。
The power supply system according to any one of claims 1 to 6, wherein the control unit increases the output with respect to a normal time when promoting warm-up of the power generation device.
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