JP6222160B2 - 燃料電池システム及びその制御方法 - Google Patents
燃料電池システム及びその制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6222160B2 JP6222160B2 JP2015081273A JP2015081273A JP6222160B2 JP 6222160 B2 JP6222160 B2 JP 6222160B2 JP 2015081273 A JP2015081273 A JP 2015081273A JP 2015081273 A JP2015081273 A JP 2015081273A JP 6222160 B2 JP6222160 B2 JP 6222160B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- stack
- passage
- radiator
- water passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04701—Temperature
- H01M8/04723—Temperature of the coolant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04746—Pressure; Flow
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04746—Pressure; Flow
- H01M8/04768—Pressure; Flow of the coolant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
10 燃料電池スタック
50 スタック内冷却水通路
51 ラジエータ
52 ラジエータ内冷却水通路
53f 冷却水供給通路
53d 冷却水排出通路
53si スタック流入通路
53so スタック流出通路
53ri ラジエータ流入通路
53ro ラジエータ流出通路
53s スタック側冷却水通路
53r ラジエータ側冷却水通路
53b バイパス冷却水通路
54f 供給側分岐点
54d 排出側分岐点
55 イオン除去器
56s スタック側冷却水ポンプ
56r ラジエータ側冷却水ポンプ
Claims (17)
- 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生するように構成された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック用の冷却水の温度を低下させるように構成されたラジエータと、
前記ラジエータ内のラジエータ内冷却水通路の出口と前記燃料電池スタック内のスタック内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水供給通路、及び、前記スタック内冷却水通路の出口と前記ラジエータ内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水排出通路であって、前記冷却水供給通路は、供給側分岐点と、前記ラジエータ内冷却水通路の出口から前記供給側分岐点までのラジエータ流出通路と、前記供給側分岐点から前記スタック内冷却水通路の入口までのスタック流入通路と、を備え、前記冷却水排出通路は、排出側分岐点と、前記スタック内冷却水通路の出口から前記排出側分岐点までのスタック流出通路と、前記排出側分岐点から前記ラジエータ内冷却水通路の入口までのラジエータ流入通路と、を備え、前記スタック流入通路、前記スタック内冷却水通路、及び前記スタック流出通路によりスタック側冷却水通路が構成され、前記ラジエータ流入通路、前記ラジエータ内冷却水通路、及び前記ラジエータ流出通路によりラジエータ側冷却水通路が構成される、冷却水供給通路及び冷却水排出通路と、
前記供給側分岐点と前記排出側分岐点とを互いに連結するバイパス冷却水通路であって、冷却水が前記供給側分岐点と前記排出側分岐点との間を双方向に流通可能なバイパス冷却水通路と、
吐出される冷却水の量を変更可能であるが吐出される冷却水の方向を変更不能なスタック側冷却水ポンプであって、出口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流入通路内に配置されるか又は入口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流出通路内に配置されたスタック側冷却水ポンプと、
駆動回転数を変更することにより吐出される冷却水の方向及び量を変更可能な回転ポンプから形成されたラジエータ側冷却水ポンプであって、前記駆動回転数が正値のときには前記駆動回転数が大きくなるにつれて正方向の吐出量が多くなると共に前記駆動回転数が負値のときには前記駆動回転数が小さくなるにつれて逆方向の吐出量が多くなる特性を有し、吐出方向が正方向のときの出口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流入通路内に配置されるか又は吐出方向が正方向のときの入口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流出通路内に配置されたラジエータ側冷却水ポンプと、
前記スタック側冷却水ポンプ及び前記ラジエータ側冷却水ポンプをそれぞれ制御し、それにより、前記スタック側冷却水通路内を流通する冷却水の量、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通する冷却水の量、並びに、前記バイパス冷却水通路内を流通する冷却水の方向及び量をそれぞれ制御するように構成された制御器と、
を備えた燃料電池システム。 - 前記スタック側冷却水ポンプが駆動されると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数が負値のラジエータバイパス回転数に設定されると、前記スタック側冷却水通路内を流通した冷却水が前記排出側分岐点において前記ラジエータ側冷却水通路内にほとんど流入することなく前記バイパス冷却水通路内に流入するようになっており、
前記制御器は、前記スタック側冷却水ポンプを駆動すると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数を前記ラジエータバイパス回転数に設定し、それにより、冷却水が前記ラジエータ側冷却水通路内をほとんど流通することなく前記スタック側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するラジエータ全バイパスモードを行うように構成されている、
請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記スタック側冷却水ポンプが駆動されると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数が負値のラジエータバイパス回転数に設定されると、前記スタック側冷却水通路内を流通した冷却水が前記排出側分岐点において前記ラジエータ側冷却水通路内にほとんど流入することなく前記バイパス冷却水通路内に流入するようになっており、
前記制御器は、前記スタック側冷却水ポンプを駆動すると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数を前記ラジエータバイパス回転数よりも大きい負値、ゼロ、又は正値に設定し、それにより、冷却水が前記ラジエータ側冷却水通路内を流通しつつ前記スタック側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するラジエータ部分バイパスモードを行うように構成されている、
請求項1又は2に記載の燃料電池システム。 - 前記制御器は、
前記スタック側冷却水ポンプを駆動すると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定し、それにより、冷却水が前記バイパス冷却水通路内をほとんど流通することなく前記スタック側冷却水通路内及び前記ラジエータ側冷却水通路内を循環するバイパスレスモードを行い、又は
前記スタック側冷却水ポンプを駆動又は停止すると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定し、それにより、冷却水が前記スタック側冷却水通路内を流通しつつ前記ラジエータ側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するスタック部分バイパスモードを行う
ように構成されている、請求項2又は3に記載の燃料電池システム。 - 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生するように構成された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック用の冷却水の温度を低下させるように構成されたラジエータと、
前記ラジエータ内のラジエータ内冷却水通路の出口と前記燃料電池スタック内のスタック内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水供給通路、及び、前記スタック内冷却水通路の出口と前記ラジエータ内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水排出通路であって、前記冷却水供給通路は、供給側分岐点と、前記ラジエータ内冷却水通路の出口から前記供給側分岐点までのラジエータ流出通路と、前記供給側分岐点から前記スタック内冷却水通路の入口までのスタック流入通路と、を備え、前記冷却水排出通路は、排出側分岐点と、前記スタック内冷却水通路の出口から前記排出側分岐点までのスタック流出通路と、前記排出側分岐点から前記ラジエータ内冷却水通路の入口までのラジエータ流入通路と、を備え、前記スタック流入通路、前記スタック内冷却水通路、及び前記スタック流出通路によりスタック側冷却水通路が構成され、前記ラジエータ流入通路、前記ラジエータ内冷却水通路、及び前記ラジエータ流出通路によりラジエータ側冷却水通路が構成される、冷却水供給通路及び冷却水排出通路と、
前記供給側分岐点と前記排出側分岐点とを互いに連結するバイパス冷却水通路であって、冷却水が前記供給側分岐点と前記排出側分岐点との間を双方向に流通可能なバイパス冷却水通路と、
吐出される冷却水の量を変更可能であるが吐出される冷却水の方向を変更不能なスタック側冷却水ポンプであって、出口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流入通路内に配置されるか又は入口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流出通路内に配置されたスタック側冷却水ポンプと、
駆動回転数を変更することにより吐出される冷却水の方向及び量を変更可能な回転ポンプから形成されたラジエータ側冷却水ポンプであって、前記駆動回転数が正値のときには前記駆動回転数が大きくなるにつれて正方向の吐出量が多くなると共に前記駆動回転数が負値のときには前記駆動回転数が小さくなるにつれて逆方向の吐出量が多くなる特性を有し、吐出方向が正方向のときの出口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流入通路内に配置されるか又は吐出方向が正方向のときの入口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流出通路内に配置されたラジエータ側冷却水ポンプと、
前記スタック側冷却水ポンプ及び前記ラジエータ側冷却水ポンプをそれぞれ制御するように構成された制御器と、
を備えた燃料電池システムの制御方法であって、
前記スタック側冷却水ポンプ及び前記ラジエータ側冷却水ポンプを前記制御器によりそれぞれ制御し、それにより、前記スタック側冷却水通路内を流通する冷却水の量、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通する冷却水の量、並びに、前記バイパス冷却水通路内を流通する冷却水の方向及び量をそれぞれ制御するように構成された、
燃料電池システムの制御方法。 - 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生するように構成された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック用の冷却水の温度を低下させるように構成されたラジエータと、
前記ラジエータ内のラジエータ内冷却水通路の出口と前記燃料電池スタック内のスタック内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水供給通路、及び、前記スタック内冷却水通路の出口と前記ラジエータ内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水排出通路であって、前記冷却水供給通路は、供給側分岐点と、前記ラジエータ内冷却水通路の出口から前記供給側分岐点までのラジエータ流出通路と、前記供給側分岐点から前記スタック内冷却水通路の入口までのスタック流入通路と、を備え、前記冷却水排出通路は、排出側分岐点と、前記スタック内冷却水通路の出口から前記排出側分岐点までのスタック流出通路と、前記排出側分岐点から前記ラジエータ内冷却水通路の入口までのラジエータ流入通路と、を備え、前記スタック流入通路、前記スタック内冷却水通路、及び前記スタック流出通路によりスタック側冷却水通路が構成され、前記ラジエータ流入通路、前記ラジエータ内冷却水通路、及び前記ラジエータ流出通路によりラジエータ側冷却水通路が構成される、冷却水供給通路及び冷却水排出通路と、
前記供給側分岐点と前記排出側分岐点とを互いに連結するバイパス冷却水通路であって、冷却水が前記供給側分岐点と前記排出側分岐点との間を双方向に流通可能なバイパス冷却水通路と、
駆動回転数を変更することにより吐出される冷却水の方向及び量を変更可能な回転ポンプから形成されたスタック側冷却水ポンプであって、前記駆動回転数が正値のときには前記駆動回転数が大きくなるにつれて正方向の吐出量が多くなると共に前記駆動回転数が負値のときには前記駆動回転数が小さくなるにつれて逆方向の吐出量が多くなる特性を有し、吐出方向が正方向のときの出口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流入通路内に配置されるか又は吐出方向が正方向のときの入口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流出通路内に配置されたスタック側冷却水ポンプと、
吐出される冷却水の量を変更可能であるが吐出される冷却水の方向を変更不能なラジエータ側冷却水ポンプであって、出口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流入通路内に配置されるか又は入口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流出通路内に配置されたラジエータ側冷却水ポンプと、
前記スタック側冷却水ポンプ及び前記ラジエータ側冷却水ポンプをそれぞれ制御し、それにより、前記スタック側冷却水通路内を流通する冷却水の量、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通する冷却水の量、並びに、前記バイパス冷却水通路内を流通する冷却水の方向及び量をそれぞれ制御するように構成された制御器と、
を備えた燃料電池システム。 - 前記ラジエータ側冷却水ポンプが駆動されると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数が負値のスタックバイパス回転数に設定されると、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通した冷却水が前記供給側分岐点において前記スタック側冷却水通路内にほとんど流入することなく前記バイパス冷却水通路内に流入するようになっており、
前記制御器は、前記ラジエータ側冷却水ポンプを駆動すると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数を前記スタックバイパス回転数に設定し、それにより、冷却水が前記スタック側冷却水通路内をほとんど流通することなく前記ラジエータ側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するスタック全バイパスモードを行うように構成されている、
請求項6に記載の燃料電池システム。 - 前記ラジエータ側冷却水ポンプが駆動されると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数が負値のスタックバイパス回転数に設定されると、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通した冷却水が前記供給側分岐点において前記スタック側冷却水通路内にほとんど流入することなく前記バイパス冷却水通路内に流入するようになっており、
前記制御器は、前記ラジエータ側冷却水ポンプを駆動すると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数を前記スタックバイパス回転数よりも大きい負値、ゼロ、又は正値に設定し、それにより、冷却水が前記スタック側冷却水通路内を流通しつつ前記ラジエータ側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するスタック部分バイパスモードを行うように構成されている、
請求項6又は7に記載の燃料電池システム。 - 前記制御器は、
前記ラジエータ側冷却水ポンプを駆動すると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定し、それにより、冷却水が前記バイパス冷却水通路内をほとんど流通することなく前記スタック側冷却水通路内及び前記ラジエータ側冷却水通路内を循環するバイパスレスモードを行い、又は
前記ラジエータ側冷却水ポンプを駆動又は停止すると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定し、それにより、冷却水が前記ラジエータ側冷却水通路内を流通しつつ前記スタック側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するラジエータ部分バイパスモードを行う
ように構成されている、請求項7又は8に記載の燃料電池システム。 - 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生するように構成された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック用の冷却水の温度を低下させるように構成されたラジエータと、
前記ラジエータ内のラジエータ内冷却水通路の出口と前記燃料電池スタック内のスタック内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水供給通路、及び、前記スタック内冷却水通路の出口と前記ラジエータ内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水排出通路であって、前記冷却水供給通路は、供給側分岐点と、前記ラジエータ内冷却水通路の出口から前記供給側分岐点までのラジエータ流出通路と、前記供給側分岐点から前記スタック内冷却水通路の入口までのスタック流入通路と、を備え、前記冷却水排出通路は、排出側分岐点と、前記スタック内冷却水通路の出口から前記排出側分岐点までのスタック流出通路と、前記排出側分岐点から前記ラジエータ内冷却水通路の入口までのラジエータ流入通路と、を備え、前記スタック流入通路、前記スタック内冷却水通路、及び前記スタック流出通路によりスタック側冷却水通路が構成され、前記ラジエータ流入通路、前記ラジエータ内冷却水通路、及び前記ラジエータ流出通路によりラジエータ側冷却水通路が構成される、冷却水供給通路及び冷却水排出通路と、
前記供給側分岐点と前記排出側分岐点とを互いに連結するバイパス冷却水通路であって、冷却水が前記供給側分岐点と前記排出側分岐点との間を双方向に流通可能なバイパス冷却水通路と、
駆動回転数を変更することにより吐出される冷却水の方向及び量を変更可能な回転ポンプから形成されたスタック側冷却水ポンプであって、前記駆動回転数が正値のときには前記駆動回転数が大きくなるにつれて正方向の吐出量が多くなると共に前記駆動回転数が負値のときには前記駆動回転数が小さくなるにつれて逆方向の吐出量が多くなる特性を有し、吐出方向が正方向のときの出口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流入通路内に配置されるか又は吐出方向が正方向のときの入口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流出通路内に配置されたスタック側冷却水ポンプと、
吐出される冷却水の量を変更可能であるが吐出される冷却水の方向を変更不能なラジエータ側冷却水ポンプであって、出口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流入通路内に配置されるか又は入口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流出通路内に配置されたラジエータ側冷却水ポンプと、
前記スタック側冷却水ポンプ及び前記ラジエータ側冷却水ポンプをそれぞれ制御するように構成された制御器と、
を備えた燃料電池システムの制御方法であって、
前記スタック側冷却水ポンプ及び前記ラジエータ側冷却水ポンプを前記制御器によりそれぞれ制御し、それにより、前記スタック側冷却水通路内を流通する冷却水の量、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通する冷却水の量、並びに、前記バイパス冷却水通路内を流通する冷却水の方向及び量をそれぞれ制御するように構成された、
燃料電池システムの制御方法。 - 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生するように構成された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック用の冷却水の温度を低下させるように構成されたラジエータと、
前記ラジエータ内のラジエータ内冷却水通路の出口と前記燃料電池スタック内のスタック内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水供給通路、及び、前記スタック内冷却水通路の出口と前記ラジエータ内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水排出通路であって、前記冷却水供給通路は、供給側分岐点と、前記ラジエータ内冷却水通路の出口から前記供給側分岐点までのラジエータ流出通路と、前記供給側分岐点から前記スタック内冷却水通路の入口までのスタック流入通路と、を備え、前記冷却水排出通路は、排出側分岐点と、前記スタック内冷却水通路の出口から前記排出側分岐点までのスタック流出通路と、前記排出側分岐点から前記ラジエータ内冷却水通路の入口までのラジエータ流入通路と、を備え、前記スタック流入通路、前記スタック内冷却水通路、及び前記スタック流出通路によりスタック側冷却水通路が構成され、前記ラジエータ流入通路、前記ラジエータ内冷却水通路、及び前記ラジエータ流出通路によりラジエータ側冷却水通路が構成される、冷却水供給通路及び冷却水排出通路と、
前記供給側分岐点と前記排出側分岐点とを互いに連結するバイパス冷却水通路であって、冷却水が前記供給側分岐点と前記排出側分岐点との間を双方向に流通可能なバイパス冷却水通路と、
駆動回転数を変更することにより吐出される冷却水の方向及び量を変更可能な回転ポンプから形成されたスタック側冷却水ポンプであって、前記駆動回転数が正値のときには前記駆動回転数が大きくなるにつれて正方向の吐出量が多くなると共に前記駆動回転数が負値のときには前記駆動回転数が小さくなるにつれて逆方向の吐出量が多くなる特性を有し、吐出方向が正方向のときの出口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流入通路内に配置されるか又は吐出方向が正方向のときの入口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流出通路内に配置されたスタック側冷却水ポンプと、
駆動回転数を変更することにより吐出される冷却水の方向及び量を変更可能な回転ポンプから形成されたラジエータ側冷却水ポンプであって、前記駆動回転数が正値のときには前記駆動回転数が大きくなるにつれて正方向の吐出量が多くなると共に前記駆動回転数が負値のときには前記駆動回転数が小さくなるにつれて逆方向の吐出量が多くなる特性を有し、吐出方向が正方向のときの出口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流入通路内に配置されるか又は吐出方向が正方向のときの入口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流出通路内に配置されたラジエータ側冷却水ポンプと、
前記スタック側冷却水ポンプ及び前記ラジエータ側冷却水ポンプをそれぞれ制御し、それにより、前記スタック側冷却水通路内を流通する冷却水の量、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通する冷却水の量、並びに、前記バイパス冷却水通路内を流通する冷却水の方向及び量をそれぞれ制御するように構成された制御器と、
を備えた燃料電池システム。 - 前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数が正値に設定されると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数が負値のラジエータバイパス回転数に設定されると、前記スタック側冷却水通路内を流通した冷却水が前記排出側分岐点において前記ラジエータ側冷却水通路内にほとんど流入することなく前記バイパス冷却水通路内に流入するようになっており、
前記制御器は、前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定すると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数を前記ラジエータバイパス回転数に設定し、それにより、冷却水が前記ラジエータ側冷却水通路内をほとんど流通することなく前記スタック側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するラジエータ全バイパスモードを行うように構成されている、
請求項11に記載の燃料電池システム。 - 前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数が正値に設定されると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数が負値のラジエータバイパス回転数に設定されると、前記スタック側冷却水通路内を流通した冷却水が前記排出側分岐点において前記ラジエータ側冷却水通路内にほとんど流入することなく前記バイパス冷却水通路内に流入するようになっており、
前記制御器は、前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定すると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数を前記ラジエータバイパス回転数よりも大きい負値、ゼロ、又は正値に設定し、それにより、冷却水が前記ラジエータ側冷却水通路内を流通しつつ前記スタック側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するラジエータ部分バイパスモードを行うように構成されている、
請求項11又は12に記載の燃料電池システム。 - 前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数が正値に設定されると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数が負値のスタックバイパス回転数に設定されると、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通した冷却水が前記供給側分岐点において前記スタック側冷却水通路内にほとんど流入することなく前記バイパス冷却水通路内に流入するようになっており、
前記制御器は、前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定すると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数を前記スタックバイパス回転数に設定し、それにより、冷却水が前記スタック側冷却水通路内をほとんど流通することなく前記ラジエータ側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するスタック全バイパスモードを行うように構成されている、
請求項11から13までのいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数が正値に設定されると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数が負値のスタックバイパス回転数に設定されると、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通した冷却水が前記供給側分岐点において前記スタック側冷却水通路内にほとんど流入することなく前記バイパス冷却水通路内に流入するようになっており、
前記制御器は、前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定すると共に前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数を前記スタックバイパス回転数よりも大きい負値、ゼロ、又は正値に設定し、それにより、冷却水が前記スタック側冷却水通路内を流通しつつ前記ラジエータ側冷却水通路内及び前記バイパス冷却水通路内を循環するスタック部分バイパスモードを行うように構成されている、
請求項11から14までのいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 前記制御器は、前記スタック側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定すると共に前記ラジエータ側冷却水ポンプの駆動回転数を正値に設定し、それにより、冷却水が前記バイパス冷却水通路内をほとんど流通することなく前記スタック側冷却水通路内及び前記ラジエータ側冷却水通路内を循環するバイパスレスモードを行うように構成されている、請求項12から15までのいずれか一項に記載の燃料電池システム。
- 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生するように構成された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック用の冷却水の温度を低下させるように構成されたラジエータと、
前記ラジエータ内のラジエータ内冷却水通路の出口と前記燃料電池スタック内のスタック内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水供給通路、及び、前記スタック内冷却水通路の出口と前記ラジエータ内冷却水通路の入口とを互いに連結する冷却水排出通路であって、前記冷却水供給通路は、供給側分岐点と、前記ラジエータ内冷却水通路の出口から前記供給側分岐点までのラジエータ流出通路と、前記供給側分岐点から前記スタック内冷却水通路の入口までのスタック流入通路と、を備え、前記冷却水排出通路は、排出側分岐点と、前記スタック内冷却水通路の出口から前記排出側分岐点までのスタック流出通路と、前記排出側分岐点から前記ラジエータ内冷却水通路の入口までのラジエータ流入通路と、を備え、前記スタック流入通路、前記スタック内冷却水通路、及び前記スタック流出通路によりスタック側冷却水通路が構成され、前記ラジエータ流入通路、前記ラジエータ内冷却水通路、及び前記ラジエータ流出通路によりラジエータ側冷却水通路が構成される、冷却水供給通路及び冷却水排出通路と、
前記供給側分岐点と前記排出側分岐点とを互いに連結するバイパス冷却水通路であって、冷却水が前記供給側分岐点と前記排出側分岐点との間を双方向に流通可能なバイパス冷却水通路と、
駆動回転数を変更することにより吐出される冷却水の方向及び量を変更可能な回転ポンプから形成されたスタック側冷却水ポンプであって、前記駆動回転数が正値のときには前記駆動回転数が大きくなるにつれて正方向の吐出量が多くなると共に前記駆動回転数が負値のときには前記駆動回転数が小さくなるにつれて逆方向の吐出量が多くなる特性を有し、吐出方向が正方向のときの出口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流入通路内に配置されるか又は吐出方向が正方向のときの入口が前記燃料電池スタックを向くように前記スタック流出通路内に配置されたスタック側冷却水ポンプと、
駆動回転数を変更することにより吐出される冷却水の方向及び量を変更可能な回転ポンプから形成されたラジエータ側冷却水ポンプであって、前記駆動回転数が正値のときには前記駆動回転数が大きくなるにつれて正方向の吐出量が多くなると共に前記駆動回転数が負値のときには前記駆動回転数が小さくなるにつれて逆方向の吐出量が多くなる特性を有し、吐出方向が正方向のときの出口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流入通路内に配置されるか又は吐出方向が正方向のときの入口が前記ラジエータを向くように前記ラジエータ流出通路内に配置されたラジエータ側冷却水ポンプと、
前記スタック側冷却水ポンプ及び前記ラジエータ側冷却水ポンプをそれぞれ制御するように構成された制御器と、
を備えた燃料電池システムの制御方法であって、
前記スタック側冷却水ポンプ及び前記ラジエータ側冷却水ポンプを前記制御器によりそれぞれ制御し、それにより、前記スタック側冷却水通路内を流通する冷却水の量、前記ラジエータ側冷却水通路内を流通する冷却水の量、並びに、前記バイパス冷却水通路内を流通する冷却水の方向及び量をそれぞれ制御するように構成された、
燃料電池システムの制御方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015081273A JP6222160B2 (ja) | 2015-04-10 | 2015-04-10 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
KR1020160016550A KR101884975B1 (ko) | 2015-04-10 | 2016-02-12 | 연료 전지 시스템 및 그 제어 방법 |
CA2922344A CA2922344C (en) | 2015-04-10 | 2016-03-01 | Fuel cell system with cooling water pump of reversible flow and control method thereof |
EP16163078.5A EP3079193B1 (en) | 2015-04-10 | 2016-03-31 | Fuel cell system and control method thereof |
US15/094,328 US9954234B2 (en) | 2015-04-10 | 2016-04-08 | Fuel cell system and control method thereof |
CN201610217704.3A CN106058281B (zh) | 2015-04-10 | 2016-04-08 | 燃料电池系统及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015081273A JP6222160B2 (ja) | 2015-04-10 | 2015-04-10 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016201279A JP2016201279A (ja) | 2016-12-01 |
JP6222160B2 true JP6222160B2 (ja) | 2017-11-01 |
Family
ID=55642333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015081273A Active JP6222160B2 (ja) | 2015-04-10 | 2015-04-10 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9954234B2 (ja) |
EP (1) | EP3079193B1 (ja) |
JP (1) | JP6222160B2 (ja) |
KR (1) | KR101884975B1 (ja) |
CN (1) | CN106058281B (ja) |
CA (1) | CA2922344C (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6650858B2 (ja) * | 2016-10-03 | 2020-02-19 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ発生装置、プラズマ処理装置及びプラズマ発生装置の制御方法 |
KR101930598B1 (ko) * | 2016-12-30 | 2018-12-18 | 주식회사 두산 | 연료전지 장치 |
US20180323452A1 (en) * | 2017-05-05 | 2018-11-08 | GM Global Technology Operations LLC | Modeling and use of virtual temperature sensor at fuel cell stack active area outlet with stack coolant bypass |
JP7192226B2 (ja) | 2018-03-16 | 2022-12-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP7077814B2 (ja) * | 2018-06-21 | 2022-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP2020021630A (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 株式会社デンソー | 燃料電池システム |
JP7103116B2 (ja) * | 2018-09-25 | 2022-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
DE102018216267A1 (de) * | 2018-09-25 | 2020-03-26 | Audi Ag | Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems |
CN112563534B (zh) * | 2020-11-27 | 2022-02-18 | 东风汽车集团有限公司 | 可快拆的去离子器-散热器 |
DE102021207908A1 (de) * | 2021-07-23 | 2023-01-26 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6083636A (en) * | 1994-08-08 | 2000-07-04 | Ztek Corporation | Fuel cell stacks for ultra-high efficiency power systems |
US7070873B2 (en) | 2001-10-16 | 2006-07-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Cooling method for fuel cell |
JP2005310011A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 走行支援装置 |
JP2006073404A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Toyota Motor Corp | 動力源冷却装置及びそれを搭載した車両 |
JP4153910B2 (ja) * | 2004-12-17 | 2008-09-24 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
JP2007311087A (ja) | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムと燃料電池システムにおける冷却系のイオン除去方法 |
US9711808B2 (en) * | 2008-03-24 | 2017-07-18 | GM Global Technology Operations LLC | Method for optimized execution of heating tasks in fuel cell vehicles |
JP5231932B2 (ja) * | 2008-10-14 | 2013-07-10 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池の冷却システム |
JP5583902B2 (ja) * | 2008-11-20 | 2014-09-03 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
DE102013210098A1 (de) * | 2012-06-04 | 2013-12-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Brennstoffzellen-System und Brennstoffzellen-System-Steuer-/Regelverfahren |
JP5478669B2 (ja) * | 2012-06-04 | 2014-04-23 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 |
JP5915691B2 (ja) | 2014-04-23 | 2016-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
-
2015
- 2015-04-10 JP JP2015081273A patent/JP6222160B2/ja active Active
-
2016
- 2016-02-12 KR KR1020160016550A patent/KR101884975B1/ko active IP Right Grant
- 2016-03-01 CA CA2922344A patent/CA2922344C/en active Active
- 2016-03-31 EP EP16163078.5A patent/EP3079193B1/en not_active Not-in-force
- 2016-04-08 CN CN201610217704.3A patent/CN106058281B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2016-04-08 US US15/094,328 patent/US9954234B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160301089A1 (en) | 2016-10-13 |
JP2016201279A (ja) | 2016-12-01 |
CA2922344C (en) | 2018-09-04 |
KR101884975B1 (ko) | 2018-08-02 |
EP3079193A1 (en) | 2016-10-12 |
US9954234B2 (en) | 2018-04-24 |
EP3079193B1 (en) | 2017-08-23 |
KR20160121381A (ko) | 2016-10-19 |
CN106058281B (zh) | 2018-11-02 |
CN106058281A (zh) | 2016-10-26 |
CA2922344A1 (en) | 2016-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6222160B2 (ja) | 燃料電池システム及びその制御方法 | |
JP6332120B2 (ja) | 燃料電池システム及びその制御方法 | |
US9865888B2 (en) | System and method for controlling temperature of fuel cell stack | |
JP6090246B2 (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法 | |
EP3057165B1 (en) | Fuel cell system and method for controlling fuel cell system | |
JP6094564B2 (ja) | 燃料電池システム | |
US9653744B2 (en) | Method of starting fuel cell system for vehicle and fuel cell system | |
WO2014002989A1 (ja) | 水電解システム | |
JP2016225061A (ja) | 燃料電池システム | |
JP4505489B2 (ja) | 燃料電池システム及びその起動方法 | |
JP2006333543A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2014007097A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2008215175A (ja) | コンプレッサ及びこれを備えた燃料電池システム | |
JP2006019123A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2015170447A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2015170440A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2016134258A (ja) | 燃料電池システムの制御装置 | |
JP2008171691A (ja) | 燃料電池システム | |
US10069159B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2013164938A (ja) | 燃料電池システム及びその運転方法 | |
JP2007123020A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2016073027A (ja) | 電動車両用燃料電池システムにおける残存水素ガスの処理方法 | |
JP2010061859A (ja) | 燃料電池システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170817 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170918 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6222160 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |