JP6828559B2 - 燃料電池システム、燃料電池システムの制御方法および燃料電池システム搭載車両 - Google Patents
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Description
図1は各実施形態に共通して適用可能な燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。図2は各実施形態に共通して適用可能な制御装置を示すブロック図である。
第2の実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。図6は第2の実施形態に係る燃料電池システムの起動時に実行されるシステム起動処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。第2の実施形態に係る燃料電池システムのハードウェア構成は第1の実施形態に係る燃料電池システムFCSと同様であるから、第1の実施形態において用いた各符号と同一の符号を付すことで説明を省略する。また、第2の実施形態におけるシステム起動プログラムP2aは、絶縁低下領域が燃料電池外領域SE2である場合に、車両放置時間を考慮して導電率低減処理の実行の有無を判断する点において第1の実施形態におけるシステム起動プログラムP2aとは異なる。したがって、第1の実施形態における起動処理と同一の処理ステップについては同一の符号を付して説明を省略し、異なる処理ステップについて詳細に説明する。
第3の実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。図7は第3の実施形態に係る燃料電池システムの起動時に実行されるシステム起動処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。なお、第3の実施形態に係る燃料電池システムのハードウェア構成は第1の実施形態に係る燃料電池システムFCSと同様であるから、第1の実施形態において用いた各符号と同一の符号を付すことで説明を省略する。また、第3の実施形態におけるシステム起動プログラムP2bは、絶縁低下を前提としない総合的なシステム起動プログラムである点、二次電池20の電力を用いて、システム起動後、直ちに車両FCVを走行可能としている点において第1および第2の実施形態におけるシステム起動プログラムP2、P2aとは異なる。したがって、第1および第2の実施形態における起動処理と同一の処理ステップについては同一の符号を付して説明を省略し、異なる処理ステップについて詳細に説明する。
(1)第1の変形例:第1〜第3の実施形態においては、導電率低減処理実行時には冷却液ポンプ40のみが作動し、リレー41が接続された後に、燃料電池10に対する反応ガスの供給が開始されているが、導電率低減処理実行時であってリレー41を接続する前に燃料電池10に対する反応ガスの供給が開始されても良い。この場合には、燃料電池10の起動を迅速化することができる。また、リレー41が切断されている限り、燃料電池10は発電を開始せず、車体BD、燃料電池領域SE1および燃料電池外領域SE2を接続する外部電流経路は形成されない。
Claims (18)
- 燃料電池システムであって、
燃料電池と、
電動機を駆動するための高電圧回路と、
前記燃料電池と前記高電圧回路との間に配置され、前記燃料電池と前記高電圧回路とを電気的に接続または遮断するためのリレーと、
前記燃料電池に配置され、前記燃料電池を冷却するための冷却液を含む冷却回路と、
前記冷却回路に配置され、前記冷却回路の導電率を低減するための導電率低減部と、
前記燃料電池システムにおける絶縁低下の発生領域を特定する絶縁低下情報を記憶する記憶部と、
前記燃料電池の起動要求を受けて、前記絶縁低下情報を取得し、前記特定された絶縁低下の発生領域が前記燃料電池および前記冷却回路を含む燃料電池領域でない場合には、前記リレーを接続する前に前記導電率低減部を用いて前記冷却液に対する導電率低減処理を実行し、前記導電率低減処理が完了した後に、前記リレーを接続する制御装置と、
を備える燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御装置は、前記特定された絶縁低下の発生領域が前記燃料電池領域でなく、前記燃料電池システムの停止期間が予め定められた期間よりも短い場合には、前記導電率低減処理を実行することなく前記リレーを接続し、前記燃料電池システムの停止期間が前記予め定められた期間以上である場合に、前記導電率低減処理を実行し、前記導電率低減処理の完了後に前記リレーを接続する、燃料電池システム。 - 請求項2に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御装置は、前記特定された絶縁低下の発生領域が前記燃料電池領域である場合には、前記導電率低減処理を実行することなく前記リレーを接続する、燃料電池システム。 - 請求項1または2に記載の燃料電池システムはさらに、
前記高電圧回路と接続されている二次電池を備え、
前記制御装置は、前記導電率低減処理を実行する場合、前記導電率低減処理の完了前に、前記二次電池によって前記電動機を駆動し、前記導電率低減処理の完了後に、前記リレーを接続して、前記燃料電池によって前記電動機を駆動する、燃料電池システム。 - 請求項4に記載の燃料電池システムにおいて、
前記冷却回路は前記冷却液を循環させる冷却液ポンプを備え、
前記制御装置は、前記二次電池の電力を用いて前記冷却液ポンプを駆動して前記冷却液を前記導電率低減部へ流動させることにより前記導電率低減処理を実行する、燃料電池システム。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の燃料電池システムにおいて、
前記絶縁低下情報はさらに絶縁低下の発生の有無に関する情報を含み、
前記制御装置は、前記絶縁低下情報が絶縁低下の発生を示す場合に、前記絶縁低下の発生領域に応じた前記導電率低減処理を実行し、前記絶縁低下情報が絶縁低下の発生を示さない場合には、前記導電率低減処理を実行することなく前記リレーを接続する、燃料電池システム。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の燃料電池システムはさらに、
前記燃料電池システムにおける絶縁低下を検出するための絶縁検出装置を備え、
前記制御装置は、検出された絶縁低下の発生領域が前記燃料電池領域であるか、前記燃料電池領域以外の他の領域であるかを特定し、前記絶縁低下情報を生成し、前記記憶部に記憶させる、燃料電池システム。 - 請求項7に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御装置による、前記絶縁低下の発生領域の特定、前記絶縁低下情報の生成、および前記記憶部への記憶は、前記燃料電池システムが停止される際に実行される、燃料電池システム。 - 車両であって、
請求項1から8のいずれか一項に記載の燃料電池システムを備え、
前記高電圧回路、前記燃料電池および前記冷却回路は前記車両によって支持され、
前記絶縁低下は、前記車両の車体と前記燃料電池システムとの間における絶縁低下である、車両。 - 燃料電池を有する燃料電池システムの制御方法であって、
前記燃料電池の起動要求を受信し、
前記燃料電池システムにおける絶縁低下の発生領域を特定する絶縁低下情報を取得し、
前記特定された絶縁低下の発生領域が前記燃料電池および冷却液が循環する冷却回路を含む燃料電池領域でない場合には、電動機を駆動するための高電圧回路と前記燃料電池との間に配置されているリレーを接続する前に前記冷却液に対する導電率低減処理を実行し、前記導電率低減処理が完了した後に、前記リレーを接続することを含む起動処理を実行する、燃料電池システムの制御方法。 - 請求項10に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記起動処理は、前記燃料電池システムの停止期間が予め定められた期間よりも短い場合には、前記導電率低減処理を実行することなく前記リレーを接続し、前記燃料電池システムの停止期間が前記予め定められた期間以上である場合に、前記導電率低減処理を実行し、前記導電率低減処理の完了後に前記リレーを接続することによって実行される、燃料電池システムの制御方法。 - 請求項11に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記起動処理は、前記特定された絶縁低下の発生領域が前記燃料電池領域である場合には、前記導電率低減処理を実行することなく前記リレーを接続する、ことを含む、燃料電池システムの制御方法。 - 請求項10または11に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記起動処理はさらに、前記導電率低減処理を実行する場合、前記導電率低減処理の完了前に、前記高電圧回路と接続されている二次電池によって前記電動機を駆動し、前記導電率低減処理の完了後に、前記リレーを接続して、前記燃料電池によって前記電動機を駆動する、ことを含む、燃料電池システムの制御方法。 - 請求項13に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記導電率低減処理は、前記二次電池の電力を用いて冷却液ポンプを駆動して前記冷却液を前記導電率低減部へ流動させることにより実行される、燃料電池システムの制御方法。 - 請求項10から14のいずれか一項に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記絶縁低下情報はさらに絶縁低下の発生の有無に関する情報を含み、
前記起動処理は、前記絶縁低下情報が絶縁低下の発生を示す場合に、前記絶縁低下の発生領域に応じた前記導電率低減処理を実行し、前記絶縁低下情報が絶縁低下の発生を示さない場合には、前記導電率低減処理を実行することなく前記リレーを接続する、ことを含む、燃料電池システムの制御方法。 - 請求項10から15のいずれか一項に記載の燃料電池システムの制御方法はさらに、
絶縁検出装置によって検出された絶縁低下の発生領域が燃料電池領域であるか、燃料電池領域以外の他の領域であるかを特定し、前記絶縁低下情報を生成し、記憶部に記憶させることを備える、燃料電池システムの制御方法。 - 請求項16に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記絶縁低下の発生領域の特定、前記絶縁低下情報の生成、および前記記憶部への記憶は、前記燃料電池システムが停止される際に実行される、燃料電池システムの制御方法。 - 請求項10から17のいずれか一項に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記絶縁低下は、車両の車体と前記燃料電池システムとの間における絶縁低下である、燃料電池システムの制御方法。
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