JP6937220B2 - Vehicle fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載される車両用燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a vehicle fuel cell system mounted on a vehicle.

従来、車両に適用される燃料電池システムに関する発明として、特許文献１に記載された発明が知られている。特許文献１に記載された発明では、燃料電池は、車両の走行用動力源として用いられており、燃料電池の電気化学反応で発生した水を気液分離器によって回収して、回収した水をポンプでラジエータに散布することで、水の蒸発潜熱を用いてラジエータの冷却性能を向上させている。 Conventionally, the invention described in Patent Document 1 is known as an invention relating to a fuel cell system applied to a vehicle. In the invention described in Patent Document 1, the fuel cell is used as a power source for traveling of a vehicle, and water generated by an electrochemical reaction of the fuel cell is recovered by a gas-liquid separator, and the recovered water is collected. By spraying on the radiator with a pump, the cooling performance of the radiator is improved by using the latent heat of evaporation of water.

そして、特許文献１に記載された発明では、外部情報提供手段にて提供された外部情報からラジエータを通過する冷却水の温度（即ち、熱媒体の温度）を予測し、予測した冷却水の温度が高いほど、ラジエータに散布される水の量を増加させている。外部情報から予測される冷却水の温度は、車両の走行に伴う負荷及び燃料電池における発熱量に強い相関を有している。この為、特許文献１に記載された発明では、車両の走行負荷が増大する程に、ラジエータの冷却性能を向上させている。 Then, in the invention described in Patent Document 1, the temperature of the cooling water passing through the radiator (that is, the temperature of the heat medium) is predicted from the external information provided by the external information providing means, and the predicted temperature of the cooling water is predicted. The higher the value, the more water is sprayed on the radiator. The temperature of the cooling water predicted from the external information has a strong correlation with the load accompanying the running of the vehicle and the calorific value in the fuel cell. Therefore, in the invention described in Patent Document 1, the cooling performance of the radiator is improved as the traveling load of the vehicle increases.

特開２００２−３４３３９６号公報JP-A-2002-343396

しかしながら、特許文献１に記載された発明の場合、車両の走行負荷が増大して燃料電池が高温となった状態が継続すると、ラジエータに散布される水の量が増加する為、ラジエータに散布する為の水が不足する場合が想定される。 However, in the case of the invention described in Patent Document 1, if the traveling load of the vehicle increases and the fuel cell continues to be in a high temperature state, the amount of water sprayed on the radiator increases, so that the fuel cell is sprayed on the radiator. It is assumed that there will be a shortage of water for this purpose.

ラジエータに散布する水がなくなった場合、ラジエータによる冷却能力が不足してしまう為、燃料電池の温度が急激に上昇し、燃料電池の大幅な出力低下を起こしてしまう。そして、燃料電池の出力低下が生じた場合、車両の走行速度の急変等が生じることが想定される。 When the water to be sprayed on the radiator runs out, the cooling capacity of the radiator becomes insufficient, so that the temperature of the fuel cell rises sharply, causing a significant decrease in the output of the fuel cell. Then, when the output of the fuel cell decreases, it is assumed that the traveling speed of the vehicle suddenly changes.

本発明は、これらの点に鑑みてなされており、燃料電池を冷却する為の冷却装置に散布される水の不足を抑制し、燃料電池の出力低下を防止可能な車両用燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and provides a fuel cell system for vehicles capable of suppressing a shortage of water sprayed on a cooling device for cooling a fuel cell and preventing a decrease in the output of the fuel cell. The purpose is to do.

車両（Ｃ）の走行用動力源として配置され、酸素と水素とを電気化学反応させて電気エネルギを発生させる燃料電池（１０）と、
車両の走行負荷に応じて発熱する燃料電池を、熱媒体と熱交換させて冷却する冷却装置（２１）と、
燃料電池における電気化学反応により生じた水を回収する水分回収部（３０）と、
水分回収部で回収した水を貯留する貯留部（３１）と、
貯留部に貯留された水を前記冷却装置に対して散布する散布部（３６、３７）と、
熱媒体の温度に影響を与える外部情報を提供する外部情報提供部（５０）と、
外部情報提供部によって提供された外部情報を用いて、車両の走行期間中における前記燃料電池の発熱量を予測した予測発熱量（Ｈ）を特定する予測発熱量特定部（４０ａ）と、
予測発熱量で発熱する燃料電池を冷却装置で冷却する為に、散布部での散布に必要な水の必要水量（Ｑｒ）を、外部情報提供部にて提供された外部情報を用いて特定する必要水量特定部（４０ｂ）と、
車両の走行期間中に燃料電池にて生じる水の水量と、貯留部に貯留されている水の水量とを含む散布可能水量（Ｑｓ）を特定する散布可能水量特定部（４０ｃ）と、
必要水量が散布可能水量よりも大きい場合に、散布部から散布される水の散布量を、前記必要水量が散布可能水量よりも大きくない場合の標準散布量（Ｗｓ）よりも少なくなるように調整する散布量調整部（４０ｄ）と、を有する。 A fuel cell (10), which is arranged as a power source for traveling of a vehicle (C) and generates electrical energy by electrochemically reacting oxygen and hydrogen, and
A cooling device (21) that cools a fuel cell that generates heat according to the traveling load of the vehicle by exchanging heat with a heat medium.
A water recovery unit (30) that recovers water generated by an electrochemical reaction in a fuel cell,
A storage unit (31) that stores the water collected by the water recovery unit, and
A spraying unit (36, 37) that sprays the water stored in the storage unit to the cooling device, and
An external information providing unit (50) that provides external information that affects the temperature of the heat medium,
Using the external information provided by the external information providing unit, the predicted calorific value specifying unit (40a) for specifying the predicted calorific value (H) for predicting the calorific value of the fuel cell during the traveling period of the vehicle, and the predicted calorific value specifying unit (40a).
In order to cool the fuel cell that generates heat with the predicted calorific value by the cooling device, the required amount of water (Qr) required for spraying at the spraying section is specified by using the external information provided by the external information providing section. Required water amount identification part (40b) and
A sprayable water amount specifying unit (40c) that specifies a sprayable water amount (Qs) including the amount of water generated by the fuel cell during the running period of the vehicle and the amount of water stored in the storage unit, and
When the required amount of water is larger than the amount of water that can be sprayed, the amount of water sprayed from the spraying part is adjusted to be less than the standard amount of water (Ws) when the required amount of water is not larger than the amount of water that can be sprayed. It has a spraying amount adjusting unit (40d) and a spraying amount adjusting unit (40d).

当該車両用燃料電池システムによれば、必要水量特定部で特定された必要水量が散布可能水量特定部により特定された散布可能水量よりも大きい場合には、散布量調整部によって、標準散布量よりも少ない水量に調整して、散布部による冷却装置に対する水の散布を行うことができる。 According to the vehicle fuel cell system, when the required water amount specified by the required water amount specifying unit is larger than the sprayable water amount specified by the sprayable water amount specifying unit, the spraying amount adjusting unit adjusts the spraying amount to be higher than the standard spraying amount. It is possible to spray water to the cooling device by the spraying unit by adjusting the amount of water to a small amount.

即ち、当該車両用燃料電池システムによれば、燃料電池について若干の出力低下を許容することで、散布可能水量分の水を有効に活用して水の散布期間を長期化でき、燃料電池の出力低下の幅を小さくすることができる。 That is, according to the vehicle fuel cell system, by allowing a slight decrease in the output of the fuel cell, it is possible to effectively utilize the amount of water that can be sprayed and prolong the spraying period of the water, and the output of the fuel cell. The width of the drop can be reduced.

又、当該車両用燃料電池システムによれば、電気化学反応による熱に起因する燃料電池の急激な出力低下を防止することができるので、当該燃料電池にて作動する機器及び装置の作動状態の急変を防止し、車両の利便性の向上に貢献することができる。 Further, according to the fuel cell system for a vehicle, it is possible to prevent a sudden decrease in the output of the fuel cell due to heat due to an electrochemical reaction, so that a sudden change in the operating state of the equipment and the device operated by the fuel cell can be prevented. Can contribute to the improvement of vehicle convenience.

尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each means described in this column and in the claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.

第１実施形態に係る車両用燃料電池システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel cell system for vehicles which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る車両用燃料電池システムのブロック図である。It is a block diagram of the fuel cell system for vehicles which concerns on 1st Embodiment. 制御装置が実行する制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the control process executed by a control device. 第１実施形態にて流量調整係数を決定する際に参照される制御マップの説明図である。It is explanatory drawing of the control map which is referred to when the flow rate adjustment coefficient is determined in 1st Embodiment. 第１実施形態における節水散布モードと比較例における電池出力等の時間変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time change such as the battery output in the water saving spraying mode in 1st Embodiment and the comparative example. 第２実施形態にて流量調整係数を決定する際に参照される制御マップの説明図である。It is explanatory drawing of the control map which is referred to when the flow rate adjustment coefficient is determined in 2nd Embodiment.

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
先ず、本発明の第１実施形態について、図１〜図５を参照しつつ説明する。第１実施形態に係る車両用燃料電池システム１は、燃料電池１０を走行用動力源として搭載した燃料電池車両Ｃに適用されており、走行用電動モータやバッテリ等の電気機器（図示せず）に対し、燃料電池１０で発電された電力を供給するように構成されている。 (First Embodiment)
First, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The vehicle fuel cell system 1 according to the first embodiment is applied to a fuel cell vehicle C equipped with a fuel cell 10 as a driving power source, and is an electric device such as a traveling electric motor or a battery (not shown). On the other hand, it is configured to supply the electric power generated by the fuel cell 10.

又、当該燃料電池車両Ｃには、図１に示すように、ナビゲーション装置５０が搭載されている。当該ナビゲーション装置５０は、ナビゲーション制御部、ＧＰＳ受信機等を備えた位置検出部、地図データを入力する地図データ入力部、地図データ等を表示する表示部等を有している。 Further, as shown in FIG. 1, the fuel cell vehicle C is equipped with a navigation device 50. The navigation device 50 includes a navigation control unit, a position detection unit equipped with a GPS receiver, a map data input unit for inputting map data, a display unit for displaying map data, and the like.

そして、第１実施形態に係る車両用燃料電池システム１は、水素と酸素との化学反応を利用して電力を発生する燃料電池１０（ＦＣスタック）を有している。当該燃料電池１０は、固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）であり、多数のセルを組み合わせて構成されている。各セルは、電解質膜を一対の電極で挟み込んで形成されている。 The vehicle fuel cell system 1 according to the first embodiment has a fuel cell 10 (FC stack) that generates electric power by utilizing a chemical reaction between hydrogen and oxygen. The fuel cell 10 is a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), and is configured by combining a large number of cells. Each cell is formed by sandwiching an electrolyte membrane between a pair of electrodes.

燃料電池１０には、空気通路１１を介して、酸素を含む空気が供給される。この空気通路１１には、図示しないエアポンプが配置されており、エアポンプの作動によって空気を圧送して、燃料電池１０に供給することができる。又、燃料電池１０には、水素通路１２を介して水素が供給される。 Air containing oxygen is supplied to the fuel cell 10 through the air passage 11. An air pump (not shown) is arranged in the air passage 11, and air can be pumped and supplied to the fuel cell 10 by the operation of the air pump. Further, hydrogen is supplied to the fuel cell 10 via the hydrogen passage 12.

そして、燃料電池１０では、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり、電気エネルギが発生する。従って、当該燃料電池１０は、本発明における燃料電池として機能する。
（負極側）Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
（正極側）２Ｈ＋＋１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
この電気化学反応に用いられなかった未反応の酸素及び水素は、排気ガス及び排気水素として燃料電池１０から排出される。水素通路１２における燃料電池１０の下流側には、排出弁１３が配置されている。当該排出弁１３は、燃料電池１０の電解質膜を透過した水素系の窒素や水を排出する際に開弁される。 Then, in the fuel cell 10, the following electrochemical reaction of hydrogen and oxygen occurs, and electric energy is generated. Therefore, the fuel cell 10 functions as the fuel cell in the present invention.
(Negative electrode side) H 2 → 2H + + 2e −
(Positive side) 2H + + 1 / 2O 2 + 2e - → H 2 O
Unreacted oxygen and hydrogen not used in this electrochemical reaction are discharged from the fuel cell 10 as exhaust gas and exhaust hydrogen. An exhaust valve 13 is arranged on the downstream side of the fuel cell 10 in the hydrogen passage 12. The discharge valve 13 is opened when discharging hydrogen-based nitrogen or water that has permeated the electrolyte membrane of the fuel cell 10.

そして、当該燃料電池１０における電気化学反応の為には、燃料電池１０内の電解質膜は、水分を含んだ湿潤状態となっている必要がある。この為、当該車両用燃料電池システム１は、詳細な説明は省略するが、空気及び水素を加湿して燃料電池１０に供給することで、燃料電池１０内の電解質膜を加湿するように構成されている。 Then, for the electrochemical reaction in the fuel cell 10, the electrolyte membrane in the fuel cell 10 needs to be in a wet state containing water. Therefore, although detailed description is omitted, the vehicle fuel cell system 1 is configured to humidify the electrolyte membrane in the fuel cell 10 by humidifying air and hydrogen and supplying the fuel cell system 1. ing.

又、燃料電池１０では、発電の際の電気化学反応により熱及び水分が発生する。当該燃料電池１０の発電効率を考慮すると、燃料電池１０は、車両用燃料電池システム１が作動している間、一定温度（例えば８０℃程度）に維持されている必要がある。又、燃料電池１０内部の電解質膜は、所定の許容上限温度を超えると、高温により破壊されてしまう。この為、燃料電池１０の温度が許容温度以下となるようにしておく必要がある。 Further, in the fuel cell 10, heat and moisture are generated by an electrochemical reaction at the time of power generation. Considering the power generation efficiency of the fuel cell 10, the fuel cell 10 needs to be maintained at a constant temperature (for example, about 80 ° C.) while the vehicle fuel cell system 1 is operating. Further, if the electrolyte membrane inside the fuel cell 10 exceeds a predetermined allowable upper limit temperature, it will be destroyed by the high temperature. Therefore, it is necessary to keep the temperature of the fuel cell 10 below the permissible temperature.

図１に示すように、車両用燃料電池システム１には、冷却水回路が配置されており、熱媒体としての冷却水を用いて、燃料電池１０を冷却して当該燃料電池１０の温度を制御している。この熱媒体である冷却水としては、低温時における凍結を防止する為に、例えば、エチレングリコールと水の混合溶液を用いることができる。 As shown in FIG. 1, a cooling water circuit is arranged in the fuel cell system 1 for a vehicle, and the fuel cell 10 is cooled by using the cooling water as a heat medium to control the temperature of the fuel cell 10. doing. As the cooling water as the heat medium, for example, a mixed solution of ethylene glycol and water can be used in order to prevent freezing at a low temperature.

当該冷却水回路は、冷却水流路２０と、ラジエータ２１と、ウォータポンプ２２と、送風ファン２５とを有して構成されており、燃料電池１０とラジエータ２１の間で冷却水を循環させることで、燃料電池１０で発生した熱を系外へ放出するように構成されている。 The cooling water circuit includes a cooling water flow path 20, a radiator 21, a water pump 22, and a blower fan 25, and circulates cooling water between the fuel cell 10 and the radiator 21. , It is configured to release the heat generated by the fuel cell 10 to the outside of the system.

ラジエータ２１は、燃料電池１０で発生した熱を系外に放熱するように構成された熱交換器である。当該車両用燃料電池システム１においては、冷却水回路の冷却水は、燃料電池１０を流れる過程で、電気化学反応で発生した熱を吸熱して流出し、冷却水流路２０を介して、ラジエータ２１へ流入する。 The radiator 21 is a heat exchanger configured to dissipate the heat generated by the fuel cell 10 to the outside of the system. In the vehicle fuel cell system 1, the cooling water of the cooling water circuit absorbs heat generated by an electrochemical reaction and flows out in the process of flowing through the fuel cell 10, and flows out through the cooling water flow path 20 to the radiator 21. Inflow to.

ラジエータ２１では、冷却水と空気との熱交換が行われ、冷却水の熱が空気に放熱される。その後、冷却水は、ラジエータ２１から燃料電池１０へ向かって流れ、冷却水回路の冷却水流路２０を循環する。 In the radiator 21, heat exchange between the cooling water and the air is performed, and the heat of the cooling water is dissipated to the air. After that, the cooling water flows from the radiator 21 toward the fuel cell 10 and circulates in the cooling water flow path 20 of the cooling water circuit.

即ち、ラジエータ２１は、熱媒体としての冷却水との熱交換によって、燃料電池１０の電気化学反応で生じた熱を放熱して、燃料電池１０を冷却している。従って、当該ラジエータ２１は、本発明における冷却装置として機能する。 That is, the radiator 21 cools the fuel cell 10 by radiating heat generated by the electrochemical reaction of the fuel cell 10 by exchanging heat with the cooling water as a heat medium. Therefore, the radiator 21 functions as a cooling device in the present invention.

又、当該ラジエータ２１の車両後方側には、送風ファン２５が配置されている。送風ファン２５は、ラジエータ２１における熱交換対象である空気をラジエータ２１に送風することで、ラジエータ２１における冷却水の熱交換を補助している。 A blower fan 25 is arranged on the rear side of the radiator 21. The blower fan 25 assists the heat exchange of the cooling water in the radiator 21 by blowing the air that is the heat exchange target in the radiator 21 to the radiator 21.

ウォータポンプ２２は、燃料電池１０とラジエータ２１を含む循環径路としての冷却水流路２０に配置されており、冷却水を圧送することで、冷却水流路２０内において冷却水を循環させている。 The water pump 22 is arranged in the cooling water flow path 20 as a circulation path including the fuel cell 10 and the radiator 21, and the cooling water is circulated in the cooling water flow path 20 by pumping the cooling water.

そして、冷却水回路には、流路切替弁２３及びバイパス流路２４が配置されている。当該バイパス流路２４は、ラジエータ２１をバイパスさせて循環させる為の流路であり、冷却水流路２０にてラジエータ２１に並列に接続されている。 A flow path switching valve 23 and a bypass flow path 24 are arranged in the cooling water circuit. The bypass flow path 24 is a flow path for bypassing and circulating the radiator 21, and is connected in parallel to the radiator 21 by a cooling water flow path 20.

流路切替弁２３は、燃料電池１０の流出側における冷却水流路２０にて、バイパス流路２４への分岐部分に配置されており、三方弁によって構成されている。当該流路切替弁２３は、その作動によって、冷却水回路における冷却水の流れをラジエータ２１側又はバイパス流路２４側に切り替えることができる。 The flow path switching valve 23 is arranged at a branch portion to the bypass flow path 24 in the cooling water flow path 20 on the outflow side of the fuel cell 10, and is composed of a three-way valve. The flow path switching valve 23 can switch the flow of cooling water in the cooling water circuit to the radiator 21 side or the bypass flow path 24 side by its operation.

尚、当該車両用燃料電池システム１では、冷却水回路における冷却水の温度制御は、ウォータポンプ２２による流量制御、ラジエータ２１とバイパス流路２４への流量配分制御、送風ファン２５の送風量制御によって行われる。 In the vehicle fuel cell system 1, the temperature of the cooling water in the cooling water circuit is controlled by the flow rate control by the water pump 22, the flow rate distribution control to the radiator 21 and the bypass flow path 24, and the air flow rate control of the blower fan 25. Will be done.

当該車両用燃料電池システム１において、燃料電池１０による発電の際に発生した水分は、燃料電池１０から空気通路１１を介して、空気に含まれた状態で排出される。この為、空気通路１１における燃料電池１０の下流側には、気液分離器３０が配置されている。 In the vehicle fuel cell system 1, the water generated during power generation by the fuel cell 10 is discharged from the fuel cell 10 through the air passage 11 in a state of being contained in the air. Therefore, the gas-liquid separator 30 is arranged on the downstream side of the fuel cell 10 in the air passage 11.

当該気液分離器３０は、燃料電池１０での発電の際に発生した水分を、空気通路１１から排出された空気と共に回収し、水蒸気と水に分離する。そして、気液分離器３０で分離された水蒸気は、車両用燃料電池システム１の外部に排出される。 The gas-liquid separator 30 collects the water generated during power generation in the fuel cell 10 together with the air discharged from the air passage 11 and separates it into water vapor and water. Then, the water vapor separated by the gas-liquid separator 30 is discharged to the outside of the vehicle fuel cell system 1.

一方、気液分離器３０で分離された水は、凝縮により温度が下げられた状態で気液分離器３０の内部に形成された貯留部３１に一旦貯留される。即ち、気液分離器３０は、本発明における水分回収部として機能し、貯留部３１は、本発明における貯留部として機能する。 On the other hand, the water separated by the gas-liquid separator 30 is temporarily stored in the storage unit 31 formed inside the gas-liquid separator 30 in a state where the temperature is lowered by condensation. That is, the gas-liquid separator 30 functions as a water recovery unit in the present invention, and the storage unit 31 functions as a storage unit in the present invention.

尚、図示は省略するが、当該気液分離器３０には、貯留部３１に対して水を補給する為の補給用流路が接続されている。従って、燃料電池車両Ｃの乗員は、燃料電池車両Ｃの外部から当該補給用流路を介して、貯留部３１に水を補給することも可能である。 Although not shown, the gas-liquid separator 30 is connected to a replenishment flow path for replenishing water to the storage unit 31. Therefore, the occupant of the fuel cell vehicle C can replenish the storage unit 31 with water from the outside of the fuel cell vehicle C via the replenishment flow path.

当該車両用燃料電池システム１において、気液分離器３０の貯留部３１に貯留された水は、後述するようにラジエータ２１の冷却に用いられる。気液分離器３０における貯留部３１の下部には、散布用流路３５が接続されている。図１に示すように、当該散布用流路３５は、貯留部３１に貯留された水が流れる流路であり、貯留部３１の下部からラジエータ２１の送風方向上流側（即ち、車両前方側）まで伸びている。 In the vehicle fuel cell system 1, the water stored in the storage unit 31 of the gas-liquid separator 30 is used for cooling the radiator 21 as described later. A spraying flow path 35 is connected to the lower part of the storage portion 31 in the gas-liquid separator 30. As shown in FIG. 1, the spraying flow path 35 is a flow path through which water stored in the storage unit 31 flows, and is from the lower part of the storage unit 31 to the upstream side of the radiator 21 in the blowing direction (that is, the front side of the vehicle). Has grown to.

ラジエータ２１の送風方向上流側に位置する散布用流路３５の端部には、散布ノズル３７が接続されている。散布用流路３５を流れた水は、当該散布ノズル３７からラジエータ２１の表面に対して霧状に散布（噴射）される。 A spray nozzle 37 is connected to the end of the spray flow path 35 located on the upstream side of the radiator 21 in the blowing direction. The water flowing through the spray flow path 35 is sprayed (sprayed) from the spray nozzle 37 onto the surface of the radiator 21 in the form of mist.

そして、散布用流路３５における貯留部３１と散布ノズル３７の間には、散布用ポンプ３６が配置されている。散布用ポンプ３６は、貯留部３１の内部の水を散布ノズル３７へ圧送するウォータポンプである。 A spraying pump 36 is arranged between the storage unit 31 and the spraying nozzle 37 in the spraying flow path 35. The spraying pump 36 is a water pump that pumps water inside the storage unit 31 to the spraying nozzle 37.

従って、当該車両用燃料電池システム１においては、散布用ポンプ３６を作動させることによって、気液分離器３０の貯留部３１に貯留されている水を散布ノズル３７へ圧送することができ、散布ノズル３７からラジエータ２１の表面に散布することができる。従って、散布用ポンプ３６、散布ノズル３７は、本発明における散布部として機能する。 Therefore, in the vehicle fuel cell system 1, by operating the spraying pump 36, the water stored in the storage unit 31 of the gas-liquid separator 30 can be pumped to the spraying nozzle 37, and the spraying nozzle can be pumped. It can be sprayed from 37 to the surface of the radiator 21. Therefore, the spraying pump 36 and the spraying nozzle 37 function as the spraying unit in the present invention.

図１、図２に示すように、第１実施形態に係る車両用燃料電池システム１は、制御装置４０を有している。当該制御装置４０は、車両用燃料電池システム１を構成する各制御対象機器の作動を制御する制御部である。当該制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle fuel cell system 1 according to the first embodiment includes a control device 40. The control device 40 is a control unit that controls the operation of each control target device constituting the vehicle fuel cell system 1. The control device 40 includes a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, and the like, and peripheral circuits thereof.

制御装置４０の入力側には、図２に示すように、水温センサ４１と、貯留量センサ４２と、外気温センサ４３と、車速センサ４４とが接続されている。水温センサ４１は、冷却水流路２０における燃料電池１０の出口側に配置されており、燃料電池１０の出口側から流出する冷却水温度を検出する。 As shown in FIG. 2, the water temperature sensor 41, the storage amount sensor 42, the outside air temperature sensor 43, and the vehicle speed sensor 44 are connected to the input side of the control device 40. The water temperature sensor 41 is arranged on the outlet side of the fuel cell 10 in the cooling water flow path 20, and detects the temperature of the cooling water flowing out from the outlet side of the fuel cell 10.

貯留量センサ４２は、気液分離器３０における貯留部３１の内部に配置されており、気液分離器３０の貯留部３１内に貯留された水の水位に従って、貯留部３１内における水の貯留量を検出する。 The storage amount sensor 42 is arranged inside the storage unit 31 of the gas-liquid separator 30, and stores water in the storage unit 31 according to the water level of the water stored in the storage unit 31 of the gas-liquid separator 30. Detect the amount.

又、外気温センサ４３は、燃料電池車両Ｃに対する外気温を検出する為の外気温検出部である。そして、車速センサ４４は、燃料電池車両Ｃの走行速度を検出する走行速度検出部である。当該車速センサ４４は、本発明における走行速度取得部として機能する。従って、制御装置４０は、燃料電池１０の出口側における冷却水温度、貯留部３１内の水の貯留量、燃料電池車両Ｃにおける外気温や走行速度を取得することができる。 Further, the outside air temperature sensor 43 is an outside air temperature detection unit for detecting the outside air temperature of the fuel cell vehicle C. The vehicle speed sensor 44 is a traveling speed detection unit that detects the traveling speed of the fuel cell vehicle C. The vehicle speed sensor 44 functions as a traveling speed acquisition unit in the present invention. Therefore, the control device 40 can acquire the cooling water temperature on the outlet side of the fuel cell 10, the amount of water stored in the storage unit 31, the outside air temperature in the fuel cell vehicle C, and the traveling speed.

尚、図示は省略するが、制御装置４０の入力側には、操作パネルが接続されている。操作パネルは、燃料電池車両Ｃの車室内前部の計器盤付近に配置されており、複数の操作スイッチを有している。従って、制御装置４０には、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。 Although not shown, an operation panel is connected to the input side of the control device 40. The operation panel is arranged near the instrument panel in the front part of the vehicle interior of the fuel cell vehicle C, and has a plurality of operation switches. Therefore, operation signals from various operation switches provided on the operation panel are input to the control device 40.

そして、制御装置４０の出力側には、車両用燃料電池システム１における各制御対象機器が接続されている。この制御対象機器には、ラジエータ２１と、流路切替弁２３と、送風ファン２５と、散布用ポンプ３６と、ディスプレイ４５等が含まれている。 Each controlled device in the vehicle fuel cell system 1 is connected to the output side of the control device 40. The controlled device includes a radiator 21, a flow path switching valve 23, a blower fan 25, a spraying pump 36, a display 45, and the like.

制御対象機器であるディスプレイ４５は、車室内前部の計器盤付近に配置されており、いわゆる液晶ディスプレイによって構成されている。当該ディスプレイ４５は、制御装置４０による制御信号に従って種々の情報を表示する。従って、ディスプレイ４５は、本発明における報知部として機能する。 The display 45, which is a control target device, is arranged near the instrument panel in the front part of the vehicle interior, and is composed of a so-called liquid crystal display. The display 45 displays various information according to a control signal from the control device 40. Therefore, the display 45 functions as a notification unit in the present invention.

従って、制御装置４０は、当該制御装置４０のＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づいて、車両用燃料電池システム１の作動を制御することができる。そして、制御装置４０のＲＯＭには、図３に示すラジエータ２１に対する水の散布に関する制御プログラムや、図４に示す流量調整係数Ａに関する制御マップも記憶されている。この制御プログラム等の内容については後述する。 Therefore, the control device 40 can control the operation of the vehicle fuel cell system 1 based on the control program stored in the ROM of the control device 40. The ROM of the control device 40 also stores a control program for water spraying to the radiator 21 shown in FIG. 3 and a control map for the flow rate adjustment coefficient A shown in FIG. The contents of this control program and the like will be described later.

図２に示すように、制御装置４０の入力側には、ナビゲーション装置５０が接続されている。上述したように、ナビゲーション装置５０によれば、地図データから目的地に至るまでの地形情報（距離、標高、高速道路の有無等）を得ることができる。地形情報に含まれる距離と標高は、道路勾配に関する情報を構成し、これらから目的地に至るまでの道路勾配を求めることができる。 As shown in FIG. 2, a navigation device 50 is connected to the input side of the control device 40. As described above, according to the navigation device 50, topographical information (distance, altitude, presence / absence of an expressway, etc.) from the map data to the destination can be obtained. The distance and altitude included in the terrain information constitute information on the road slope, and the road slope from these to the destination can be obtained.

これらの情報は、燃料電池１０を冷却するための冷却水の温度に影響を与える要因として用いられる。具体的には、燃料電池車両Ｃでは、道路勾配が急な場合や高速走行の場合に高負荷運転となって燃料電池１０の発熱量が増大し、冷却水温度が上昇する。従って、当該ナビゲーション装置５０は、冷却水温度に影響を与える各種外部情報を提供する外部情報提供部として機能する。 This information is used as a factor that affects the temperature of the cooling water for cooling the fuel cell 10. Specifically, in the fuel cell vehicle C, when the road slope is steep or when the vehicle travels at high speed, a high load operation occurs, the calorific value of the fuel cell 10 increases, and the cooling water temperature rises. Therefore, the navigation device 50 functions as an external information providing unit that provides various external information that affects the cooling water temperature.

尚、当該制御装置４０では、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されているが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェア及びソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。 In the control device 40, a control unit that controls various control target devices connected to the output side is integrally configured, and a configuration (hardware and software) that controls the operation of each control target device. However, it constitutes a control unit that controls the operation of each device to be controlled.

例えば、制御装置４０のうち、ナビゲーション装置５０から提供された外部情報や各種センサの検出結果等に基づいて、後述する予測発熱量Ｈを特定する為の構成は予測発熱量特定部４０ａであり、後述する散布必要水量Ｑｒを特定するための構成は必要水量特定部４０ｂである。 For example, in the control device 40, the configuration for specifying the predicted calorific value H, which will be described later, is the predicted calorific value specifying unit 40a based on the external information provided from the navigation device 50, the detection results of various sensors, and the like. The configuration for specifying the required water amount Qr for spraying, which will be described later, is the required water amount specifying unit 40b.

そして、制御装置４０のうち、後述する散布可能水量Ｑｓを特定する為の構成は散布可能水量特定部４０ｃであり、後述する節水散布量Ｗｃを特定する為の構成は散布量調整部４０ｄである。 In the control device 40, the configuration for specifying the sprayable water amount Qs, which will be described later, is the sprayable water amount specifying unit 40c, and the configuration for specifying the water-saving spraying amount Wc, which will be described later, is the spraying amount adjusting unit 40d. ..

続いて、第１実施形態に係る車両用燃料電池システム１において、ラジエータ２１に対する水の散布に関する制御処理の内容について、図面を参照しつつ説明する。車両用燃料電池システム１の作動が開始されると、制御装置４０は、図３に示す制御プログラムをＲＯＭから読み出して、ＣＰＵによって実行する。 Subsequently, in the vehicle fuel cell system 1 according to the first embodiment, the content of the control process relating to the spraying of water to the radiator 21 will be described with reference to the drawings. When the operation of the vehicle fuel cell system 1 is started, the control device 40 reads the control program shown in FIG. 3 from the ROM and executes it by the CPU.

尚、この制御処理に関する説明において、当該制御プログラムの実行に先んじて、ナビゲーション装置５０における目的地（行き先）の設定や、当該目的地までの走行経路の選択等の処理は完了しているものとする。この目的地までの走行経路を燃料電池車両Ｃが走行する期間は、本発明における走行期間に相当する。 In the description of this control process, it is assumed that the process of setting the destination (destination) in the navigation device 50 and selecting the traveling route to the destination has been completed prior to the execution of the control program. do. The period during which the fuel cell vehicle C travels on the traveling route to this destination corresponds to the traveling period in the present invention.

そして、車両用燃料電池システム１の作動が開始されると、先ず、燃料電池１０が図示しない加熱手段によって発電可能温度まで加熱される。燃料電池１０が発電可能温度になると、空気通路１１を介して、燃料電池１０に酸素を含む空気の供給が開始される。同時に、水素通路１２を介して。燃料電池１０に対する水素の供給が開始される。これにより、燃料電池１０における発電が開始される。 Then, when the operation of the vehicle fuel cell system 1 is started, the fuel cell 10 is first heated to a temperature at which power can be generated by a heating means (not shown). When the fuel cell 10 reaches a temperature at which power can be generated, the supply of air containing oxygen to the fuel cell 10 is started through the air passage 11. At the same time, through the hydrogen passage 12. The supply of hydrogen to the fuel cell 10 is started. As a result, power generation in the fuel cell 10 is started.

この発電時における電気化学反応によって燃料電池１０では水分と熱が発生する。水分は空気通路１１を介して空気に含まれた状態で燃料電池１０から排出された後、気液分離器３０で水蒸気と水に分離される。水蒸気は気液分離器３０から車両用燃料電池システム１の外部に排出され、回収された水は気液分離器３０の貯留部３１内部に貯留される。燃料電池１０で発生した熱は、冷却水流路２０内の冷却水を介して、ラジエータ２１から空気中に放出される。 Moisture and heat are generated in the fuel cell 10 by the electrochemical reaction during power generation. Moisture is discharged from the fuel cell 10 in a state of being contained in air through the air passage 11, and then separated into water vapor and water by the gas-liquid separator 30. The water vapor is discharged from the gas-liquid separator 30 to the outside of the vehicle fuel cell system 1, and the recovered water is stored inside the storage unit 31 of the gas-liquid separator 30. The heat generated in the fuel cell 10 is released into the air from the radiator 21 via the cooling water in the cooling water flow path 20.

図３に示すように、ステップＳ１では、外部情報がナビゲーション装置５０から提供される。ナビゲーション装置５０から提供される外部情報には、設定されている目的及び走行経路に加えて、走行経路に関する地理情報も含まれている。 As shown in FIG. 3, in step S1, external information is provided from the navigation device 50. The external information provided by the navigation device 50 includes geographic information about the travel route in addition to the set purpose and travel route.

ステップＳ２に移行すると、水温センサ４１によって検出された冷却水温度と、外気温センサ４３によって検出された外気温が制御装置４０に入力される。 When the process proceeds to step S2, the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 41 and the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 43 are input to the control device 40.

そして、ステップＳ３では、ナビゲーション装置５０から提供された外部情報として提供された走行経路の地理情報に基づいて、目的地までの走行経路における道路の勾配、高速道路の有無等が特定される。特定された内容に従って、目的地までの走行経路を走行する際の燃料電池車両Ｃの走行負荷が算出される
続くステップＳ４においては、ステップＳ３で算出された走行負荷に基づいて、当該走行経路を走行した場合における燃料電池１０の予測発熱量Ｈが算出され、当該予測発熱量Ｈが走行期間中の予測発熱量として特定される。 Then, in step S3, the slope of the road in the traveling route to the destination, the presence or absence of the expressway, and the like are specified based on the geographical information of the traveling route provided as the external information provided by the navigation device 50. The traveling load of the fuel cell vehicle C when traveling on the traveling route to the destination is calculated according to the specified contents. In the following step S4, the traveling route is calculated based on the traveling load calculated in step S3. The predicted calorific value H of the fuel cell 10 when traveling is calculated, and the predicted calorific value H is specified as the predicted calorific value during the traveling period.

走行負荷が大きい程、燃料電池１０による発電が必要となる為、予測発熱量Ｈは、走行負荷の増大に伴って増大する。このステップＳ４を実行する際の制御装置４０は、予測発熱量特定部４０ａとして機能しており、本発明における予測発熱量特定部に相当する。 The larger the running load, the more power generation is required by the fuel cell 10, so that the predicted calorific value H increases as the running load increases. The control device 40 when executing this step S4 functions as the predicted calorific value specifying unit 40a, and corresponds to the predicted calorific value specifying unit in the present invention.

ステップＳ５に移行すると、ステップＳ４までに取得した各種情報から、散布必要水量Ｑｒが算出される。散布必要水量Ｑｒは、燃料電池車両Ｃの走行期間中に、燃料電池１０の温度を所定範囲内に維持する為に、ラジエータ２１に散布される水の必要量を示す。具体的には、散布必要水量Ｑｒは、ラジエータ２１による放熱可能量と予測発熱量Ｈとの差から算出される。 When the process proceeds to step S5, the spraying required water amount Qr is calculated from the various information acquired up to step S4. The required amount of water to be sprayed Qr indicates the required amount of water to be sprayed on the radiator 21 in order to maintain the temperature of the fuel cell 10 within a predetermined range during the traveling period of the fuel cell vehicle C. Specifically, the amount of water required for spraying Qr is calculated from the difference between the amount of heat that can be dissipated by the radiator 21 and the predicted amount of heat generated H.

ラジエータ２１による放熱可能量は、予測発熱量Ｈから算出される燃料電池１０の冷却に必要な冷却水の循環流量、走行経路における車速予測値から算出されるラジエータ２１を通過する風速、ステップＳ２で取得した外気温、冷却水温から算出される。散布必要水量Ｑｒは、ラジエータ２１による放熱可能量と予測発熱量Ｈとの差によって特定される。従って、このステップＳ５を実行する際の制御装置４０は、必要水量特定部４０ｂとして機能しており、本発明における必要水量特定部に相当する。 The amount of heat that can be dissipated by the radiator 21 is the circulating flow rate of the cooling water required for cooling the fuel cell 10 calculated from the predicted calorific value H, the wind speed passing through the radiator 21 calculated from the predicted vehicle speed in the traveling path, and step S2. It is calculated from the acquired outside temperature and cooling water temperature. The amount of water required for spraying Qr is specified by the difference between the amount of heat that can be dissipated by the radiator 21 and the predicted amount of heat generated H. Therefore, the control device 40 when executing this step S5 functions as the required water amount specifying unit 40b, and corresponds to the required water amount specifying unit in the present invention.

続くステップＳ６では、散布可能水量Ｑｓが算出される。散布可能水量Ｑｓは燃料電池車両Ｃの走行期間中において、貯留部３１からラジエータ２１に散布可能な水の量を意味する。当該散布可能水量Ｑｓは、貯留部３１における残水量と生成水量の和によって算出される。 In the following step S6, the sprayable water amount Qs is calculated. The amount of water that can be sprayed Qs means the amount of water that can be sprayed from the storage unit 31 to the radiator 21 during the traveling period of the fuel cell vehicle C. The sprayable water amount Qs is calculated by the sum of the residual water amount and the generated water amount in the storage unit 31.

具体的には、残水量は、貯留量センサ４２の検出結果によって特定される。そして、生成水量は、電気化学反応で生成される生成水の量である為、予測発熱量Ｈに対応する燃料電池１０の発電量から特定される。散布可能水量Ｑｓは、残水量と走行期間中の生成水量によって特定される。従って、ステップＳ６を実行する際の制御装置４０は、散布可能水量特定部４０ｃとして機能しており、本発明における散布可能水量特定部に相当する。 Specifically, the residual water amount is specified by the detection result of the storage amount sensor 42. Since the amount of generated water is the amount of generated water produced by the electrochemical reaction, it is specified from the amount of power generated by the fuel cell 10 corresponding to the predicted calorific value H. The amount of water Qs that can be sprayed is specified by the amount of residual water and the amount of water produced during the running period. Therefore, the control device 40 when executing step S6 functions as the sprayable water amount specifying unit 40c, and corresponds to the sprayable water amount specifying unit in the present invention.

ステップＳ７に移行すると、ステップＳ５で特定された散布必要水量ＱｒがステップＳ６で特定された散布可能水量Ｑｓより大きいか否かの判断が行われる。即ち、燃料電池車両Ｃの走行期間の間、燃料電池１０の出力を低下させることなく、ラジエータ２１に対する水の散布を継続できるか否かが判断されている。 When the process proceeds to step S7, it is determined whether or not the sprayable water amount Qr specified in step S5 is larger than the sprayable water amount Qs specified in step S6. That is, it is determined whether or not water can be continuously sprayed on the radiator 21 without reducing the output of the fuel cell 10 during the traveling period of the fuel cell vehicle C.

散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓ以下であると判断された場合には、燃料電池車両Ｃの走行期間の間、燃料電池１０の出力を低下させることなく、ラジエータ２１に対する水の散布を継続できるので、ステップＳ８に移行する。 When it is determined that the required amount of water Qr for spraying is less than or equal to the amount of water Qs that can be sprayed, the spraying of water to the radiator 21 can be continued without reducing the output of the fuel cell 10 during the traveling period of the fuel cell vehicle C. Therefore, the process proceeds to step S8.

一方、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓより大きい場合には、燃料電池車両Ｃの走行期間の間、燃料電池１０の出力を低下させることなく、ラジエータ２１に対する水の散布を継続できない為、ステップＳ９に移行する。 On the other hand, when the required amount of water Qr to be sprayed is larger than the amount of water Qs that can be sprayed, the spraying of water to the radiator 21 cannot be continued without reducing the output of the fuel cell 10 during the traveling period of the fuel cell vehicle C. Move to S9.

ステップＳ８においては、今回の走行期間におけるラジエータ２１への水の散布モードを標準散布モードに設定する。標準散布モードでは、予め定められた標準散布量Ｗｓで、散布ノズル３７からラジエータ２１に対して水を散布するモードである。 In step S8, the water spraying mode to the radiator 21 during the current traveling period is set to the standard spraying mode. The standard spraying mode is a mode in which water is sprayed from the spraying nozzle 37 to the radiator 21 at a predetermined standard spraying amount Ws.

標準散布量Ｗｓは、散布必要水量Ｑｒに従って定められた水量であり、燃料電池１０の出力低下を起こすことなく、走行期間中において、水をラジエータ２１の表面に対して継続して散布可能な水量である。 The standard spraying amount Ws is the amount of water determined according to the required spraying amount QR, and is the amount of water that can be continuously sprayed on the surface of the radiator 21 during the running period without causing a decrease in the output of the fuel cell 10. Is.

一方、ステップＳ９では、ディスプレイ４５にて注意喚起表示が行われる。この注意喚起表示は、燃料電池車両Ｃの走行期間の間、燃料電池１０の出力を低下させることなく、ラジエータ２１に対する水の散布を継続できない為、燃料電池１０の出力が低下することを示唆する表示である。 On the other hand, in step S9, a warning display is performed on the display 45. This warning display suggests that the output of the fuel cell 10 is reduced because the water cannot be continuously sprayed on the radiator 21 without reducing the output of the fuel cell 10 during the running period of the fuel cell vehicle C. It is a display.

尚、第１実施形態における注意喚起表示には、後述する節水散布モードで、ラジエータ２１に対する水の散布が行われている旨のメッセージ、節水散布モードにより燃料電池１０の出力が低下する旨のメッセージ、ラジエータ２１に散布する為の水の補給を要請するメッセージ等が含まれている。このステップＳ９におけるディスプレイ４５は、本発明における報知部として機能する。 The warning display in the first embodiment includes a message that water is being sprayed on the radiator 21 in the water-saving spraying mode described later, and a message that the output of the fuel cell 10 is reduced by the water-saving spraying mode. , A message requesting replenishment of water for spraying on the radiator 21 and the like are included. The display 45 in step S9 functions as a notification unit in the present invention.

続くステップＳ１０においては、走行期間中における散布可能水量Ｑｓの水を有効に活用する為に、流量調整係数Ａを特定して、ラジエータ２１に対して散布する水の量を調整する。当該流量調整係数Ａは、所定の数値範囲（即ち、０＜Ａ＜１）内の値を示す為、この流量調整係数Ａを乗算することで、ラジエータ２１に散布される水が少なくなるように調整できる。 In the following step S10, in order to effectively utilize the water having the sprayable water amount Qs during the traveling period, the flow rate adjustment coefficient A is specified and the amount of water sprayed to the radiator 21 is adjusted. Since the flow rate adjustment coefficient A indicates a value within a predetermined numerical range (that is, 0 <A <1), the water sprayed on the radiator 21 can be reduced by multiplying the flow rate adjustment coefficient A. Can be adjusted.

具体的に説明すると、流量調整係数Ａは、燃料電池車両Ｃの走行期間中に散布可能水量Ｑｓの水を使い切ることがないように、走行期間中における水の総散布量が散布可能水量Ｑｓと等しくなるように定められる。換言すると、流量調整係数Ａは、燃料電池車両Ｃの走行期間中において、ラジエータ２１に対する水の散布を継続して実行できるように定められる。 Specifically, the flow rate adjustment coefficient A is such that the total amount of water sprayed during the traveling period is the sprayable water amount Qs so that the water of the sprayable water amount Qs is not used up during the traveling period of the fuel cell vehicle C. It is set to be equal. In other words, the flow rate adjustment coefficient A is determined so that water can be continuously sprayed on the radiator 21 during the traveling period of the fuel cell vehicle C.

当該流量調整係数Ａの特定は、ステップＳ４で特定した予測発熱量Ｈと、ＲＯＭに記憶されている流量調整係数Ａに係る制御マップを参照して行われる。図４に示すように、流量調整係数Ａに係る制御マップは、流量調整係数Ａに対して予測発熱量Ｈを対応付けて構成されている。 The flow rate adjustment coefficient A is specified by referring to the predicted calorific value H specified in step S4 and the control map related to the flow rate adjustment coefficient A stored in the ROM. As shown in FIG. 4, the control map related to the flow rate adjustment coefficient A is configured by associating the predicted calorific value H with the flow rate adjustment coefficient A.

そして、流量調整係数Ａに係る制御マップでは、予測発熱量Ｈが小さいほど、流量調整係数Ａが小さな値を示し、予測発熱量Ｈが大きい程、流量調整係数Ａが大きな値を示す（即ち、１に近づく）ように関連付けられている。 Then, in the control map related to the flow rate adjustment coefficient A, the smaller the predicted calorific value H, the smaller the flow rate adjustment coefficient A, and the larger the predicted calorific value H, the larger the flow rate adjustment coefficient A (that is,). (Approaching 1).

ここで、燃料電池１０においては、燃料電池１０における発熱量が小さいときは、当該燃料電池１０の温度が高くなった場合であっても、燃料電池１０における発電効率に与える影響は小さいことが知られている。 Here, in the fuel cell 10, it is known that when the calorific value of the fuel cell 10 is small, the influence on the power generation efficiency of the fuel cell 10 is small even when the temperature of the fuel cell 10 is high. Has been done.

従って、流量調整係数Ａに係る制御マップにて、図４に示すように予測発熱量Ｈと流量調整係数Ａを対応付けることで、燃料電池１０における発電効率の影響を小さく抑えると同時に、散布可能水量Ｑｓの水を有効に活用可能な流量調整係数Ａを特定することができる。 Therefore, in the control map related to the flow rate adjustment coefficient A, by associating the predicted calorific value H with the flow rate adjustment coefficient A as shown in FIG. It is possible to specify the flow rate adjustment coefficient A that can effectively utilize the water of Qs.

ステップＳ１１に移行すると、今回の走行期間におけるラジエータ２１への水の散布モードを節水散布モードに設定する。節水散布モードでは、上述した標準散布モードよりも少ない水の量で、ラジエータ２１に対する水の散布が行われる。 When the process proceeds to step S11, the water spraying mode for the radiator 21 during the current traveling period is set to the water saving spraying mode. In the water-saving spraying mode, water is sprayed on the radiator 21 with a smaller amount of water than the standard spraying mode described above.

節水散布モードでは、節水散布量Ｗｃで、散布ノズル３７からラジエータ２１に対する水の散布が行われる。この節水散布量Ｗｃは、標準散布量Ｗｓに対して、ステップＳ１０で特定された流量調整係数Ａを乗算して定められる。当該流量調整係数Ａは必ず１よりも小さな値を示す為、節水散布量Ｗｃは必ず標準散布量Ｗｓよりも小さくなる。 In the water-saving spraying mode, water is sprayed from the spray nozzle 37 to the radiator 21 at a water-saving spraying amount Wc. The water-saving spray amount Wc is determined by multiplying the standard spray amount Ws by the flow rate adjustment coefficient A specified in step S10. Since the flow rate adjustment coefficient A always shows a value smaller than 1, the water-saving spray amount Wc is always smaller than the standard spray amount Ws.

図４に示すように、流量調整係数Ａは、予測発熱量Ｈが小さいほど１よりも小さく、予測発熱量Ｈが高いほど１に近づくように定められている。従って、節水散布量Ｗｃは、予測発熱量Ｈが高いほど、標準散布量Ｗｓに対する差が小さくなるように調整される。 As shown in FIG. 4, the flow rate adjustment coefficient A is set to be smaller than 1 as the predicted calorific value H is smaller and closer to 1 as the predicted calorific value H is higher. Therefore, the water-saving spray amount Wc is adjusted so that the higher the predicted calorific value H, the smaller the difference from the standard spray amount Ws.

従って、節水散布モードでは、ラジエータ２１に散布する水の量を節約し、散布可能水量Ｑｓの水を有効に活用して走行期間の間、ラジエータ２１に対する散布を継続することができる。上述したステップＳ１０、ステップＳ１１を実行する際の制御装置４０は、散布量調整部４０ｄとして機能しており、本発明における散布量調整部に相当する。 Therefore, in the water-saving spraying mode, the amount of water sprayed on the radiator 21 can be saved, and the water of the sprayable water amount Qs can be effectively utilized to continue spraying on the radiator 21 during the traveling period. The control device 40 when executing the above-mentioned steps S10 and S11 functions as a spray amount adjusting unit 40d, and corresponds to the spray amount adjusting unit in the present invention.

そして、ステップＳ１２に移行すると、水温センサ４１で取得された冷却水温度が予め定められた基準水温以上であるか否かが判断される。この基準水温は、燃料電池１０における発電に伴って燃料電池１０が高温状態となっている場合の冷却水温度を示しており、例えば、９０℃である。 Then, in step S12, it is determined whether or not the cooling water temperature acquired by the water temperature sensor 41 is equal to or higher than a predetermined reference water temperature. This reference water temperature indicates the cooling water temperature when the fuel cell 10 is in a high temperature state due to the power generation in the fuel cell 10, and is, for example, 90 ° C.

つまり、ステップＳ１２では、水温センサ４１からの冷却水温度を介して、燃料電池１０の温度状態を判定している。冷却水温度が基準水温以上である場合はステップＳ１３に進み、冷却水温度が基準水温以上でない場合はステップＳ１４に移行する。 That is, in step S12, the temperature state of the fuel cell 10 is determined via the cooling water temperature from the water temperature sensor 41. If the cooling water temperature is equal to or higher than the reference water temperature, the process proceeds to step S13, and if the cooling water temperature is not equal to or higher than the reference water temperature, the process proceeds to step S14.

ステップＳ１３では、ステップＳ８又はステップＳ１１で設定された散布モードに従って、散布用ポンプ３６を作動させる。これにより、気液分離器３０内の貯留部３１に貯留された水が、設定された散布モードに対応する量でラジエータ２１に対して散布される。 In step S13, the spraying pump 36 is operated according to the spraying mode set in step S8 or step S11. As a result, the water stored in the storage unit 31 in the gas-liquid separator 30 is sprayed to the radiator 21 in an amount corresponding to the set spraying mode.

具体的には、標準散布モードが設定されている場合には、標準散布量Ｗｓでラジエータ２１に水を散布するように、散布用ポンプ３６の作動が制御される。一方、節水散布モードが設定されている場合は、標準散布量Ｗｓよりも少ない節水散布量Ｗｃでラジエータ２１に水を散布するように、散布用ポンプ３６の作動が制御される。 Specifically, when the standard spraying mode is set, the operation of the spraying pump 36 is controlled so as to spray water on the radiator 21 at the standard spraying amount Ws. On the other hand, when the water-saving spraying mode is set, the operation of the spraying pump 36 is controlled so that water is sprayed on the radiator 21 with a water-saving spraying amount Wc smaller than the standard spraying amount Ws.

一方、ステップＳ１４においては、冷却水温度が基準水温以上でなく、燃料電池１０が高温状態ではない為、散布用ポンプ３６の作動を停止する。これにより、散布ノズル３７からラジエータ２１に対する水の散布は停止される。尚、この場合、車両用燃料電池システム１が作動していれば、燃料電池１０における電気化学反応が行われる為、生成水が貯留部３１の内部に貯留されていく。 On the other hand, in step S14, since the cooling water temperature is not equal to or higher than the reference water temperature and the fuel cell 10 is not in a high temperature state, the operation of the spraying pump 36 is stopped. As a result, the spraying of water from the spray nozzle 37 to the radiator 21 is stopped. In this case, if the vehicle fuel cell system 1 is operating, the electrochemical reaction in the fuel cell 10 is performed, so that the generated water is stored inside the storage unit 31.

そして、ステップＳ１５においては、車両用燃料電池システム１の作動を停止するか否かが判断される。この判断処理は、例えば、車両用燃料電池システム１の作動停止に関する操作が行われたか否かに基づいて判断される。作動停止に関する操作には、例えば、電気自動車（燃料電池車両）に対するキーオフ操作が含まれる。 Then, in step S15, it is determined whether or not to stop the operation of the vehicle fuel cell system 1. This determination process is determined based on, for example, whether or not an operation related to stopping the operation of the vehicle fuel cell system 1 has been performed. The operation related to the operation stop includes, for example, a key-off operation for an electric vehicle (fuel cell vehicle).

車両用燃料電池システム１の作動を停止させる場合には、この制御プログラムの実行を終了する。一方、車両用燃料電池システム１の作動を停止させない場合には、ステップＳ２に戻り、上述した各ステップを実行する。 When the operation of the vehicle fuel cell system 1 is stopped, the execution of this control program is terminated. On the other hand, when the operation of the vehicle fuel cell system 1 is not stopped, the process returns to step S2 and each of the above steps is executed.

当該車両用燃料電池システム１によれば、図３に示す制御プログラムによる制御処理を実行することで、燃料電池１０が高温状態である場合には、散布ノズル３７からラジエータ２１に対して、貯留部３１内の水を散布することができる。 According to the vehicle fuel cell system 1, by executing the control process by the control program shown in FIG. 3, when the fuel cell 10 is in a high temperature state, the spray nozzle 37 sends the radiator 21 to the storage unit. The water in 31 can be sprayed.

これにより、ラジエータ２１に散布された水の蒸発潜熱（吸熱）によって、ラジエータ２１の冷却性能を向上させることができるので、効果的に冷却水流路２０を循環する冷却水の温度を低下させることができる。 As a result, the cooling performance of the radiator 21 can be improved by the latent heat of vaporization (endothermic) of the water sprayed on the radiator 21, so that the temperature of the cooling water circulating in the cooling water flow path 20 can be effectively lowered. can.

図１に示すように、冷却水流路２０は、燃料電池１０とラジエータ２１を循環するように構成されている為、冷却水の温度を低下させることで、燃料電池１０を冷却して燃料電池１０の温度を適切に調整することができる。 As shown in FIG. 1, since the cooling water flow path 20 is configured to circulate between the fuel cell 10 and the radiator 21, the fuel cell 10 is cooled by lowering the temperature of the cooling water, and the fuel cell 10 is cooled. The temperature of the fuel can be adjusted appropriately.

そして、燃料電池１０の温度は、電解質膜の状況や電気化学反応の反応速度等に影響を及ぼすので、燃料電池１０の出力に影響を与える。つまり、当該車両用燃料電池システム１は、散布可能水量Ｑｓの状況に応じてラジエータ２１に対する水の散布量を制御することで、燃料電池１０の温度を適切に調整できる。これにより、当該車両用燃料電池システム１は、当該燃料電池１０の出力を状況に応じて適切に制御することができる。 The temperature of the fuel cell 10 affects the state of the electrolyte membrane, the reaction rate of the electrochemical reaction, and the like, and thus affects the output of the fuel cell 10. That is, the vehicle fuel cell system 1 can appropriately adjust the temperature of the fuel cell 10 by controlling the amount of water sprayed to the radiator 21 according to the situation of the amount of water that can be sprayed Qs. As a result, the vehicle fuel cell system 1 can appropriately control the output of the fuel cell 10 according to the situation.

具体的には、標準散布モードでは、ラジエータ２１に対する水の散布が標準散布量Ｗｓとなるように行われる為、このラジエータ２１の冷却性能を充分に発揮させることができる。 Specifically, in the standard spraying mode, the water is sprayed to the radiator 21 so that the standard spraying amount is Ws, so that the cooling performance of the radiator 21 can be fully exhibited.

これにより、冷却水を介して燃料電池１０が十分に冷却されることになる為、当該車両用燃料電池システム１は、燃料電池１０の出力を確実に確保することができ、例えば、燃料電池車両Ｃの走行速度を確保することができる。 As a result, the fuel cell 10 is sufficiently cooled through the cooling water, so that the fuel cell system 1 for the vehicle can surely secure the output of the fuel cell 10, for example, the fuel cell vehicle. The traveling speed of C can be secured.

散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓよりも多い場合に行われる節水散布モードにおいては、ラジエータ２１に対する水の散布が節水散布量Ｗｃとなるように行われる。節水散布量Ｗｃは、標準散布量Ｗｓに対して流量調整係数Ａ（０＜Ａ＜１）を乗算して求められる為、標準散布量Ｗｓよりも少なく、目的地までの走行期間中に散布を継続可能な量になる。 In the water-saving spraying mode performed when the required water amount Qr for spraying is larger than the sprayable water amount Qs, the water is sprayed to the radiator 21 so that the water-saving spraying amount Wc is obtained. Since the water-saving spray amount Wc is obtained by multiplying the standard spray amount Ws by the flow rate adjustment coefficient A (0 <A <1), it is smaller than the standard spray amount Ws and is sprayed during the traveling period to the destination. It will be a sustainable amount.

従って、節水散布モードでは、散布可能水量Ｑｓの水を有効に活用して、ラジエータ２１に対する水の散布期間を、走行期間のあいだ水を散布することができるように長期化することができる。 Therefore, in the water-saving spraying mode, the water with a sprayable amount of Qs can be effectively utilized, and the water spraying period for the radiator 21 can be extended so that the water can be sprayed during the traveling period.

又、節水散布量Ｗｃは、散布可能水量Ｑｓ、予測発熱量Ｈの大きさに対応する流量調整係数Ａに従って調整されている為、当該節水散布モードでは、散布可能水量Ｑｓ、散布必要水量Ｑｒや予測発熱量Ｈの状況に応じて、ラジエータ２１の冷却性能を適切に制限し、燃料電池１０の出力を制限することができる。 Further, since the water-saving spraying amount Wc is adjusted according to the flow rate adjustment coefficient A corresponding to the magnitude of the sprayable water amount Qs and the predicted calorific value H, in the water-saving spraying mode, the sprayable water amount Qs and the required spraying amount Qr The cooling performance of the radiator 21 can be appropriately limited and the output of the fuel cell 10 can be limited according to the situation of the predicted calorific value H.

即ち、当該車両用燃料電池システム１は、節水散布モードで水の散布を行うことで、散布可能水量Ｑｓや予測発熱量Ｈの状況に応じて、燃料電池１０の出力を適切に制限することで、目的地までの走行期間中における急激な出力低下を防止することができる。これらの点については、後に詳細に説明する。 That is, the vehicle fuel cell system 1 appropriately limits the output of the fuel cell 10 according to the conditions of the sprayable water amount Qs and the predicted calorific value H by spraying water in the water-saving spraying mode. , It is possible to prevent a sudden decrease in output during the traveling period to the destination. These points will be described in detail later.

続いて、第１実施形態に係る車両用燃料電池システム１における節水散布モードの効果について、図５を参照しつつ比較例との差を用いて説明する。図５は、節水散布モード及び比較例における散布量等の或る時間ｔ０からの時間変化を示している。 Subsequently, the effect of the water-saving spraying mode in the vehicle fuel cell system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 5 with reference to the difference from the comparative example. FIG. 5 shows the time change from a certain time t0 such as the water saving spraying mode and the spraying amount in the comparative example.

具体的には、図５は、ラジエータ２１に対する水の散布量、水温センサ４１で検知される冷却水温、燃料電池１０の電池出力、燃料電池車両Ｃの走行速度に関する時間変化を示している。図５における実線は、節水散布モードにおける各要素の時間変化を示し、破線は比較例における各要素の時間変化を示している。 Specifically, FIG. 5 shows time changes relating to the amount of water sprayed on the radiator 21, the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 41, the battery output of the fuel cell 10, and the traveling speed of the fuel cell vehicle C. The solid line in FIG. 5 shows the time change of each element in the water saving spray mode, and the broken line shows the time change of each element in the comparative example.

尚、図５における比較例について説明する。当該比較例では、車両用燃料電池システム１において、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓよりも大きいにもかかわらず、予め定められている標準散布量Ｗｓで水を散布する場合である。この為、この場合の冷却水温も基準水温よりも高い状態にある。 A comparative example in FIG. 5 will be described. In the comparative example, in the vehicle fuel cell system 1, water is sprayed at a predetermined standard spraying amount Ws even though the spraying required water amount Qr is larger than the sprayable water amount Qs. Therefore, the cooling water temperature in this case is also higher than the reference water temperature.

先ず、比較例における各要素の時間変化について説明する。時間ｔ０においては、燃料電池１０における電気化学反応が行われている為、燃料電池１０では熱が生じている。図５において破線で示すように、当該比較例の場合、時間ｔ０から標準散布量Ｗｓでラジエータ２１に対する水の散布が行われる。散布された水の蒸発潜熱によって、ラジエータ２１の冷却性能が向上する。 First, the time change of each element in the comparative example will be described. At time t0, since the electrochemical reaction in the fuel cell 10 is carried out, heat is generated in the fuel cell 10. As shown by the broken line in FIG. 5, in the case of the comparative example, water is sprayed on the radiator 21 at a standard spraying amount Ws from time t0. The latent heat of vaporization of the sprayed water improves the cooling performance of the radiator 21.

従って、冷却水流路２０を流れる冷却水温は、時間ｔ０からの時間経過に伴って、燃料電池１０の電気化学反応による熱量と、標準散布量Ｗｓで水が散布されたラジエータ２１の冷却性能が釣り合う冷却水温Ｔｗｓを示す。 Therefore, the temperature of the cooling water flowing through the cooling water flow path 20 is such that the amount of heat generated by the electrochemical reaction of the fuel cell 10 and the cooling performance of the radiator 21 to which water is sprayed at the standard spraying amount Ws are balanced with the passage of time from time t0. The cooling water temperature Tws is shown.

又、比較例においては、標準散布量Ｗｓでラジエータ２１に水が散布されている間、燃料電池１０の電池出力は電池出力Ｏｓを示す。そして、当該燃料電池１０の出力によって駆動する燃料電池車両Ｃの走行速度は、時間ｔ０から時間が経過するに伴って上昇していき、走行速度Ｖｓとなる。 Further, in the comparative example, the battery output of the fuel cell 10 indicates the battery output Os while the water is sprayed on the radiator 21 at the standard spraying amount Ws. Then, the traveling speed of the fuel cell vehicle C driven by the output of the fuel cell 10 increases with the passage of time from the time t0, and becomes the traveling speed Vs.

その後、当該比較例においては、ラジエータ２１に対して標準散布量Ｗｓで水が散布されている場合には、冷却水温Ｔｗｓ、電池出力Ｏｓ、走行速度Ｖｓで安定した状態が維持される。 After that, in the comparative example, when water is sprayed on the radiator 21 at a standard spraying amount Ws, a stable state is maintained at the cooling water temperature Tws, the battery output Os, and the traveling speed Vs.

ここで、当該比較例では、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓよりも大きい状態にある為、目的地への走行期間中（即ち、目的地への走行経路の途中）に、貯留部３１内部の水が０になってしまう。貯留部３１内部の水を使い切った時間を時間ｔｅとする。これにより、比較例におけるラジエータ２１に対する水の散布量は、時間ｔｅにて、標準散布量Ｗｓから０となり、以後、０のままを示す。 Here, in the comparative example, since the required spraying amount Qr is larger than the sprayable water amount Qs, the inside of the storage unit 31 is inside the storage unit 31 during the traveling period to the destination (that is, in the middle of the traveling route to the destination). Water becomes 0. The time when the water inside the storage unit 31 is used up is defined as time te. As a result, the amount of water sprayed to the radiator 21 in the comparative example becomes 0 from the standard spray amount Ws at time te, and thereafter, it remains 0.

時間ｔｅにて、ラジエータ２１に対する水の散布量が０になると、水の蒸発潜熱を利用できなくなる為、ラジエータ２１の冷却性能が低下する。これにより、冷却水流路２０における冷却水温は、時間ｔｅからの時間経過に伴って上昇していき、冷却水温Ｔｗｓよりも高い冷却水温Ｔｗｈになってしまう。 When the amount of water sprayed on the radiator 21 becomes 0 at time te, the latent heat of vaporization of water cannot be used, so that the cooling performance of the radiator 21 deteriorates. As a result, the cooling water temperature in the cooling water flow path 20 rises with the passage of time from time te, and becomes a cooling water temperature Twh higher than the cooling water temperature Tws.

この冷却水温が冷却水温Ｔｗｈに上昇することで、燃料電池１０が十分に冷却されず、燃料電池１０の温度も上昇する。これにより、燃料電池１０における発電効率が低下する為、燃料電池１０の電池出力は、時間ｔｅからの時間の経過に伴って低下していき、電池出力Ｏｓよりも低い電池出力Ｏｈになってしまう。 When the cooling water temperature rises to the cooling water temperature Twh, the fuel cell 10 is not sufficiently cooled, and the temperature of the fuel cell 10 also rises. As a result, the power generation efficiency of the fuel cell 10 decreases, so that the battery output of the fuel cell 10 decreases with the passage of time from the time te, resulting in a battery output Oh lower than the battery output Os. ..

上述したように、燃料電池車両Ｃは、燃料電池１０を駆動源として走行する為、時間ｔｅからの時間経過により、燃料電池１０の出力が電池出力Ｏｈまで低下すると、燃料電池車両Ｃの走行速度も走行速度Ｖｈまで低下する。 As described above, since the fuel cell vehicle C travels by using the fuel cell 10 as a drive source, when the output of the fuel cell 10 decreases to the battery output Oh due to the passage of time from the time te, the traveling speed of the fuel cell vehicle C Also drops to the running speed Vh.

図５に示すように、時間ｔｅの前後にて、燃料電池車両Ｃの走行速度は、走行速度Ｖｓから走行速度Ｖｈへと急激に大きく低下してしまう。これにより、当該比較例では、ラジエータ２１に散布する水がなくなってしまった場合に、燃料電池１０の電池出力の急激な低下が生じ、燃料電池車両Ｃの動作や状態の急変を招いてしまう。 As shown in FIG. 5, before and after the time te, the traveling speed of the fuel cell vehicle C sharply drops significantly from the traveling speed Vs to the traveling speed Vh. As a result, in the comparative example, when the water to be sprayed on the radiator 21 is exhausted, the battery output of the fuel cell 10 suddenly drops, which causes a sudden change in the operation or state of the fuel cell vehicle C.

次に、節水散布モードにおける各要素の時間変化について説明する。図３等を参照して説明したように、散布可能水量Ｑｓが散布必要水量Ｑｒよりも少ない為、節水散布モードが設定される。そして、冷却水温が基準水温よりも高い場合には、節水散布モードにて、ラジエータ２１に対して節水散布量Ｗｃの水が散布される。 Next, the time change of each element in the water saving spray mode will be described. As described with reference to FIG. 3 and the like, the water-saving spraying mode is set because the sprayable water amount Qs is smaller than the spraying required water amount Qr. When the cooling water temperature is higher than the reference water temperature, water having a water saving amount of Wc is sprayed on the radiator 21 in the water saving spraying mode.

節水散布量Ｗｃは、標準散布量Ｗｓに対して流量調整係数Ａを乗算して算出され、当該流量調整係数Ａは、目的地までの走行期間の間、ラジエータ２１に対する水の散布を継続することができ、且つ、予測発熱量Ｈに対応するように定められている。この為、節水散布量Ｗｃは、走行期間の間、水の散布を継続可能で、予測発熱量Ｈの大きさに対応して定められ、標準散布量Ｗｓより少ない量を示す。 The water-saving spray amount Wc is calculated by multiplying the standard spray amount Ws by the flow rate adjustment coefficient A, and the flow rate adjustment coefficient A is to continue spraying water to the radiator 21 during the traveling period to the destination. And it is defined to correspond to the predicted calorific value H. Therefore, the water-saving spraying amount Wc is determined according to the magnitude of the predicted calorific value H so that water can be continuously sprayed during the running period, and indicates an amount smaller than the standard spraying amount Ws.

時間ｔ０においては、燃料電池１０における電気化学反応が行われている為、上述した比較例の場合と同様に、燃料電池１０では熱が生じている。そして、節水散布モードにおいては、図５において実線で示すように、時間ｔ０から節水散布量Ｗｃでラジエータ２１に対する水の散布が行われる。 At time t0, since the electrochemical reaction in the fuel cell 10 is carried out, heat is generated in the fuel cell 10 as in the case of the above-mentioned comparative example. Then, in the water-saving spraying mode, as shown by the solid line in FIG. 5, water is sprayed to the radiator 21 from the time t0 at the water-saving spraying amount Wc.

この結果、散布された水の蒸発潜熱によって、ラジエータ２１の冷却性能が向上する。従って、冷却水流路２０を流れる冷却水温は、時間ｔ０からの時間経過に伴って、燃料電池１０の電気化学反応による熱量と、節水散布量Ｗｃで水が散布されたラジエータ２１の冷却性能が釣り合う冷却水温Ｔｗｃを示す。 As a result, the cooling performance of the radiator 21 is improved by the latent heat of vaporization of the sprayed water. Therefore, the temperature of the cooling water flowing through the cooling water flow path 20 is such that the amount of heat generated by the electrochemical reaction of the fuel cell 10 and the cooling performance of the radiator 21 in which water is sprayed at the water saving amount Wc are balanced with the passage of time from time t0. The cooling water temperature Twc is shown.

ここで、節水散布量Ｗｃは、標準散布量Ｗｓよりも少ない為、ラジエータ２１の冷却性能の向上度合は、比較例の場合よりも小さくなる。従って、節水散布モードにおける冷却水温は、冷却水温Ｔｗｃで安定する。図５に示すように、冷却水温Ｔｗｃは、比較例にて標準散布量Ｗｓで水を散布している場合の冷却水温Ｔｗｓよりも高い。 Here, since the water-saving spray amount Wc is smaller than the standard spray amount Ws, the degree of improvement in the cooling performance of the radiator 21 is smaller than in the case of the comparative example. Therefore, the cooling water temperature in the water-saving spraying mode is stable at the cooling water temperature Twc. As shown in FIG. 5, the cooling water temperature Twc is higher than the cooling water temperature Tws when water is sprayed at the standard spraying amount Ws in the comparative example.

そして、節水散布モードにおいては、節水散布量Ｗｃでラジエータ２１に対して水が散布されており、冷却水流路２０の冷却水温も冷却水温Ｔｗｃを示す為、燃料電池１０の温度も比較例より高い状態となる。 Then, in the water-saving spraying mode, water is sprayed to the radiator 21 at a water-saving spraying amount Wc, and the cooling water temperature of the cooling water flow path 20 also indicates the cooling water temperature Twc, so that the temperature of the fuel cell 10 is also higher than that of the comparative example. It becomes a state.

この為、節水散布モードでは、冷却水温が冷却水温Ｔｗｃになると共に、燃料電池１０の電池出力は、電池出力Ｏｓから電池出力Ｏｃに低下する。そして、当該燃料電池１０の出力によって駆動する燃料電池車両Ｃの走行速度は、時間ｔ０から時間が経過するに伴って上昇していくが、電池出力が電池出力Ｏｃで安定することに伴って、比較例における走行速度Ｖｓよりも低速な走行速度Ｖｃで安定する。 Therefore, in the water-saving spraying mode, the cooling water temperature becomes the cooling water temperature Twc, and the battery output of the fuel cell 10 decreases from the battery output Os to the battery output Occ. Then, the traveling speed of the fuel cell vehicle C driven by the output of the fuel cell 10 increases as time elapses from time t0, but as the battery output stabilizes at the battery output Oct, It is stable at a traveling speed Vc lower than the traveling speed Vs in the comparative example.

節水散布モードにおいては、ラジエータ２１に対する水の散布量が節水散布量Ｗｃに調整されている為、時間ｔｅを経過した場合であっても、節水散布量Ｗｃでの水の散布を継続することができる。 In the water-saving spray mode, the amount of water sprayed to the radiator 21 is adjusted to the water-saving spray amount Wc, so that even if the time te elapses, the water spraying at the water-saving spray amount Wc can be continued. can.

この為、節水散布モードにおいては、時間ｔｅの前後で、ラジエータ２１の冷却性能が変化することはなく、冷却水流路２０の冷却水温も冷却水温Ｔｗｃを維持している。つまり、冷却水流路２０における冷却水温は、冷却水温Ｔｗｃのままであり、比較例のように冷却水温Ｔｗｈに上昇することはない。 Therefore, in the water-saving spraying mode, the cooling performance of the radiator 21 does not change before and after the time te, and the cooling water temperature of the cooling water flow path 20 also maintains the cooling water temperature Twc. That is, the cooling water temperature in the cooling water flow path 20 remains the cooling water temperature Twc, and does not rise to the cooling water temperature Twh as in the comparative example.

これにより、節水散布モードにおける燃料電池１０の電池出力は、電池出力Ｏｈよりも高い電池出力Ｏｃを維持しており、比較例のように電池出力Ｏｈまで急激に低下することはない。従って、燃料電池１０を駆動源として走行する燃料電池車両Ｃの走行速度は、時間ｔｅを経過しても走行速度Ｖｃを維持し、比較例のように走行速度Ｖｈまで急激に低下することはない。 As a result, the battery output of the fuel cell 10 in the water-saving spraying mode maintains a battery output Occ higher than the battery output Oh, and does not drop sharply to the battery output Oh as in the comparative example. Therefore, the traveling speed of the fuel cell vehicle C traveling with the fuel cell 10 as the drive source maintains the traveling speed Vc even after the lapse of time te, and does not suddenly decrease to the traveling speed Vh as in the comparative example. ..

図５に示すように、比較例における燃料電池１０の電池出力の変化量は、電池出力Ｏｓから電池出力Ｏｈであり、節水散布モードにおける燃料電池１０の電池出力の変化量は、電池出力Ｏｓから電池出力Ｏｃである。即ち、節水散布モードを採用することによって、散布可能水量Ｑｓが散布必要水量Ｑｒよりも少ない場合に生じる燃料電池１０の出力低下量を小さく抑えることができる。 As shown in FIG. 5, the amount of change in the battery output of the fuel cell 10 in the comparative example is from the battery output Os to the battery output Oh, and the amount of change in the battery output of the fuel cell 10 in the water saving spray mode is from the battery output Os. Battery output Oct. That is, by adopting the water-saving spraying mode, it is possible to suppress the amount of decrease in the output of the fuel cell 10 that occurs when the sprayable water amount Qs is smaller than the spraying required water amount Qr.

燃料電池車両Ｃにおいては、燃料電池１０の出力は、燃料電池車両Ｃの走行用駆動源として利用されている為、燃料電池車両Ｃの車両運動性能や安全性に対して重要な役割を果たす。従って、燃料電池１０の電池出力の変化に伴って、燃料電池車両Ｃにおける走行速度も変化する。 In the fuel cell vehicle C, since the output of the fuel cell 10 is used as a driving source for traveling of the fuel cell vehicle C, it plays an important role in the vehicle dynamic performance and safety of the fuel cell vehicle C. Therefore, as the battery output of the fuel cell 10 changes, the traveling speed of the fuel cell vehicle C also changes.

具体的には、比較例における燃料電池車両Ｃの走行速度の変化量は、走行速度Ｖｓから走行速度Ｖｈであり、節水散布モードにおける燃料電池車両Ｃの走行速度は、走行速度Ｖｃを維持する。 Specifically, the amount of change in the traveling speed of the fuel cell vehicle C in the comparative example is from the traveling speed Vs to the traveling speed Vh, and the traveling speed of the fuel cell vehicle C in the water-saving spraying mode maintains the traveling speed Vc.

即ち、車両用燃料電池システム１によれば、節水散布モードにて燃料電池１０の出力低下を小さく抑えることで、燃料電池車両Ｃの車両運動性能や安全性の変化（例えば、走行速度の変化）を小さくすることができる。 That is, according to the fuel cell system 1 for vehicles, changes in vehicle dynamics performance and safety of fuel cell vehicle C (for example, changes in traveling speed) are made by suppressing a small decrease in output of the fuel cell 10 in the water saving spray mode. Can be made smaller.

又、図３〜図５に示すように、節水散布量Ｗｃは、燃料電池車両Ｃの走行期間においてラジエータ２１に対する水の散布を継続して実行するように定められている為、図５に示す比較例のように、散布可能水量Ｑｓの水を使い切ることはない。従って、当該車両用燃料電池システム１によれば、少なくとも目的地までの走行期間の間は、燃料電池１０の急激な出力低下を防止することができる。 Further, as shown in FIGS. 3 to 5, the water-saving spraying amount Wc is shown in FIG. 5 because the water-saving spraying amount Wc is determined to continuously spray water on the radiator 21 during the traveling period of the fuel cell vehicle C. Unlike the comparative example, the water with a sprayable amount of Qs is not used up. Therefore, according to the vehicle fuel cell system 1, it is possible to prevent a sudden decrease in the output of the fuel cell 10 at least during the traveling period to the destination.

以上説明したように、第１実施形態に係る車両用燃料電池システム１によれば、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓよりも大きい場合には、散布量調整部４０ｄによって、標準散布量Ｗｓよりも少ない節水散布量Ｗｃに調整して、散布ノズル３７からラジエータ２１に対する水の散布を行うことができる。 As described above, according to the vehicle fuel cell system 1 according to the first embodiment, when the required spraying amount Qr is larger than the sprayable water amount Qs, the spraying amount adjusting unit 40d adjusts the spraying amount Ws. Water can be sprayed from the spray nozzle 37 to the radiator 21 by adjusting the amount of water saving to be sprayed to a small amount Wc.

即ち、当該車両用燃料電池システム１によれば、燃料電池１０が高温状態であり、且つ、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓよりも大きい場合には、図５に示すように、燃料電池１０について若干の出力低下を許容することで、散布可能水量Ｑｓ分の水を有効に活用して水の散布期間を長期化することができ、燃料電池１０の出力低下の幅を小さくすることができる。 That is, according to the vehicle fuel cell system 1, when the fuel cell 10 is in a high temperature state and the amount of water required for spraying Qr is larger than the amount of water Qs that can be sprayed, the fuel cell 10 is as shown in FIG. By allowing a slight decrease in output, it is possible to effectively utilize the amount of water Qs that can be sprayed, prolong the spraying period of water, and reduce the width of the decrease in output of the fuel cell 10. ..

又、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓよりも大きい場合に、散布する為の水を使い切ってしまうと、燃料電池１０を冷却することができず、電気化学反応による熱に起因して、燃料電池の急激な出力低下が生じることが想定される。 Further, when the amount of water Qr required for spraying is larger than the amount of water Qs that can be sprayed, if the water for spraying is used up, the fuel cell 10 cannot be cooled, and the fuel is caused by the heat generated by the electrochemical reaction. It is expected that the output of the battery will drop sharply.

この点、当該車両用燃料電池システム１によれば、節水散布量Ｗｃでの水の散布を行うことで、燃料電池１０の出力低下の変化量を小さく抑えると同時に、急激な変化を抑制することができるので、当該燃料電池１０にて作動する機器及び装置の作動状態の急変を防止し、燃料電池車両Ｃの安全性や利便性の向上に貢献することができる。 In this regard, according to the fuel cell system 1 for vehicles, by spraying water at a water saving amount Wc, the amount of change in the output decrease of the fuel cell 10 can be suppressed to a small value, and at the same time, a sudden change can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent a sudden change in the operating state of the device and the device operated by the fuel cell 10, and contribute to the improvement of the safety and convenience of the fuel cell vehicle C.

又、ステップＳ１０にて、節水散布モードにおける流量調整係数Ａを特定する際に、流量調整係数Ａは、ナビゲーション装置５０からの外部情報により特定される目的地までの走行期間中にて、散布可能水量Ｑｓの範囲内でラジエータ２１に対する水の散布を継続するように定められる。 Further, when the flow rate adjustment coefficient A in the water saving spraying mode is specified in step S10, the flow rate adjustment coefficient A can be sprayed during the traveling period to the destination specified by the external information from the navigation device 50. It is determined to continue spraying water on the radiator 21 within the range of the water flow rate Qs.

これにより、当該車両用燃料電池システム１によれば、走行期間中にてラジエータ２１に散布する為の水を使い切り、燃料電池１０の急激な出力低下を起こすことはない。当該車両用燃料電池システム１は、目的地までの走行期間の間、燃料電池１０の出力を適切に制御することで、燃料電池車両Ｃによる快適な走行を実現することができる。 As a result, according to the vehicle fuel cell system 1, the water for spraying on the radiator 21 is not used up during the traveling period, and the output of the fuel cell 10 does not suddenly decrease. The vehicle fuel cell system 1 can realize comfortable traveling by the fuel cell vehicle C by appropriately controlling the output of the fuel cell 10 during the traveling period to the destination.

図４に示すように、節水散布モードにおける流量調整係数Ａは、予測発熱量Ｈが大きいほど大きくなり、１に近づくように定められている。これにより、節水散布量Ｗｃは、予測発熱量Ｈが大きい程、標準散布量Ｗｓとの差が小さくなるように定められる。 As shown in FIG. 4, the flow rate adjustment coefficient A in the water-saving spraying mode is set to increase as the predicted calorific value H increases and approach 1. As a result, the water-saving spray amount Wc is determined so that the larger the predicted calorific value H, the smaller the difference from the standard spray amount Ws.

ここで、燃料電池１０においては、燃料電池１０における発熱量が小さいときは、当該燃料電池１０の温度が高くなった場合であっても、燃料電池１０における発電効率に与える影響は小さいことが知られている。 Here, in the fuel cell 10, it is known that when the calorific value of the fuel cell 10 is small, the influence on the power generation efficiency of the fuel cell 10 is small even when the temperature of the fuel cell 10 is high. Has been done.

従って、図４に示すように、予測発熱量Ｈと流量調整係数Ａを対応付けることで、燃料電池１０における発電効率の影響を小さく抑えると同時に、散布可能水量Ｑｓの水を有効に活用可能な流量調整係数Ａを定めることができる。 Therefore, as shown in FIG. 4, by associating the predicted calorific value H with the flow rate adjustment coefficient A, the influence of the power generation efficiency in the fuel cell 10 can be suppressed to a small value, and at the same time, the flow rate at which the water with the sprayable water amount Qs can be effectively utilized. The adjustment coefficient A can be determined.

そして、当該車両用燃料電池システム１では、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓよりも大きい場合には、ステップＳ９において、ディスプレイ４５に注意喚起表示が行われる。 Then, in the vehicle fuel cell system 1, when the spraying required water amount Qr is larger than the sprayable water amount Qs, a warning display is displayed on the display 45 in step S9.

この注意喚起表示によって、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓより大きいことが放置される為、乗員は、ラジエータ２１に対して散布される水が不足していることを把握することができる。この為、乗員は、目的地に到着した後や目的地までの中間地点における水の補給等の適切な措置を講じることができる。又、節水散布モードによる燃料電池１０の出力低下が生じることを把握することができるので、燃料電池車両Ｃの走行に関する乗員の違和感を払拭することができる。 By this warning display, it is left that the required amount of water Qr to be sprayed is larger than the amount of water Qs that can be sprayed, so that the occupant can grasp that the amount of water to be sprayed to the radiator 21 is insufficient. Therefore, the occupants can take appropriate measures such as replenishing water after arriving at the destination or at an intermediate point to the destination. Further, since it is possible to grasp that the output of the fuel cell 10 is reduced due to the water saving spray mode, it is possible to eliminate the discomfort of the occupant regarding the running of the fuel cell vehicle C.

（第２実施形態）
続いて、上述した第１実施形態とは異なる第２実施形態について、図６を参照しつつ説明する。 (Second Embodiment)
Subsequently, a second embodiment different from the first embodiment described above will be described with reference to FIG.

第２実施形態に係る車両用燃料電池システム１は、第１実施形態と同様に、ナビゲーション装置５０が搭載された燃料電池車両Ｃに適用されている。第２実施形態に係る車両用燃料電池システム１の基本的な構成は、第１実施形態と同様である。従って、これらに関する説明は省略する。 The vehicle fuel cell system 1 according to the second embodiment is applied to the fuel cell vehicle C on which the navigation device 50 is mounted, as in the first embodiment. The basic configuration of the vehicle fuel cell system 1 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment. Therefore, the description thereof will be omitted.

第２実施形態に係る車両用燃料電池システム１の制御処理の内容について説明する。第２実施形態に係る車両用燃料電池システム１の制御処理については、ステップＳ１０で用いる制御マップの内容を除いて、第１実施形態と同様である。従って、以下の説明では、第２実施形態におけるステップＳ１０の処理内容について説明する。 The content of the control process of the vehicle fuel cell system 1 according to the second embodiment will be described. The control process of the vehicle fuel cell system 1 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the content of the control map used in step S10. Therefore, in the following description, the processing content of step S10 in the second embodiment will be described.

第２実施形態においても、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓよりも大きい場合に、ステップＳ９にて、注意喚起表示がディスプレイ４５に表示される。その後、節水散布量Ｗｃを定める為の流量調整係数Ａが特定される。 Also in the second embodiment, when the spraying required water amount Qr is larger than the sprayable water amount Qs, a warning display is displayed on the display 45 in step S9. After that, the flow rate adjustment coefficient A for determining the water saving spray amount Wc is specified.

第２実施形態に係る流量調整係数Ａは、第１実施形態と同様に、燃料電池車両Ｃの走行期間中に散布可能水量Ｑｓの水を使い切ることがないように、走行期間中における水の総散布量が散布可能水量Ｑｓと等しくなるように定められる。換言すると、流量調整係数Ａは、燃料電池車両Ｃの走行期間中において、ラジエータ２１に対する水の散布を継続して実行できるように定められる。 The flow rate adjustment coefficient A according to the second embodiment is the total amount of water during the traveling period so that the water having the sprayable water amount Qs is not used up during the traveling period of the fuel cell vehicle C, as in the first embodiment. The spraying amount is determined to be equal to the sprayable water amount Qs. In other words, the flow rate adjustment coefficient A is determined so that water can be continuously sprayed on the radiator 21 during the traveling period of the fuel cell vehicle C.

又、第２実施形態に係る流量調整係数Ａの特定は、燃料電池車両Ｃの走行速度と、ＲＯＭに記憶されている流量調整係数Ａに係る制御マップを参照して行われる。図６に示すように、第２実施形態における流量調整係数Ａに係る制御マップは、流量調整係数Ａに対して当該燃料電池車両Ｃの車速偏差Ｖｄを対応付けて構成されている。 Further, the specification of the flow rate adjustment coefficient A according to the second embodiment is performed with reference to the traveling speed of the fuel cell vehicle C and the control map related to the flow rate adjustment coefficient A stored in the ROM. As shown in FIG. 6, the control map related to the flow rate adjustment coefficient A in the second embodiment is configured by associating the vehicle speed deviation Vd of the fuel cell vehicle C with the flow rate adjustment coefficient A.

当該車速偏差Ｖｄは、予め定められた基準速度と、車速センサ４４により取得される燃料電池車両Ｃの走行速度との偏差を意味する。図６に示すように、当該流量調整係数Ａに係る制御マップでは、車速偏差Ｖｄが小さいほど、流量調整係数Ａが小さな値を示し、車速偏差Ｖｄが大きい程、流量調整係数Ａが大きな値を示す（即ち、１に近づく）ように関連付けられている。 The vehicle speed deviation Vd means a deviation between a predetermined reference speed and the traveling speed of the fuel cell vehicle C acquired by the vehicle speed sensor 44. As shown in FIG. 6, in the control map related to the flow rate adjustment coefficient A, the smaller the vehicle speed deviation Vd, the smaller the flow rate adjustment coefficient A, and the larger the vehicle speed deviation Vd, the larger the flow rate adjustment coefficient A. Associated to indicate (ie, approach 1).

車速偏差Ｖｄが大きい場合、燃料電池１０に対する負荷が大きいことを意味する為、燃料電池１０の発熱量は大きい。一方、車速偏差Ｖｄが小さい場合は、燃料電池１０に対する負荷が小さい為、燃料電池１０の発熱量も小さくなる。 When the vehicle speed deviation Vd is large, it means that the load on the fuel cell 10 is large, so that the calorific value of the fuel cell 10 is large. On the other hand, when the vehicle speed deviation Vd is small, the load on the fuel cell 10 is small, so that the amount of heat generated by the fuel cell 10 is also small.

上述したように、燃料電池１０においては、燃料電池１０における発熱量が小さいときは、当該燃料電池１０の温度が高くなった場合であっても、燃料電池１０における発電効率に与える影響は小さい。 As described above, in the fuel cell 10, when the calorific value of the fuel cell 10 is small, the influence on the power generation efficiency of the fuel cell 10 is small even when the temperature of the fuel cell 10 is high.

従って、流量調整係数Ａに係る制御マップにて、図６に示すように車速偏差Ｖｄと流量調整係数Ａを対応付けることで、燃料電池１０における発電効率の影響を小さく抑えると同時に、散布可能水量Ｑｓの水を有効に活用可能な流量調整係数Ａを特定することができる。こうして、図６に示す制御マップを用いて流量調整係数Ａを特定した後、ステップＳ１１に処理を移行する。 Therefore, by associating the vehicle speed deviation Vd with the flow rate adjustment coefficient A in the control map related to the flow rate adjustment coefficient A, the influence of the power generation efficiency in the fuel cell 10 can be suppressed to a small value, and at the same time, the sprayable water amount Qs It is possible to specify the flow rate adjustment coefficient A that can effectively utilize the water of. In this way, after the flow rate adjustment coefficient A is specified using the control map shown in FIG. 6, the process shifts to step S11.

以上説明したように、第２実施形態に係る流量調整係数Ａは、図６に示すように、車速センサ４４で検出される走行速度を用いて特定される車速偏差Ｖｄが大きいほど大きくなり、１に近づくように定められている。これにより、節水散布量Ｗｃは、車速偏差Ｖｄが大きい程、標準散布量Ｗｓとの差が小さくなるように定められる。 As described above, as shown in FIG. 6, the flow rate adjustment coefficient A according to the second embodiment increases as the vehicle speed deviation Vd specified by using the traveling speed detected by the vehicle speed sensor 44 increases. It is stipulated to approach. As a result, the water-saving spray amount Wc is determined so that the larger the vehicle speed deviation Vd, the smaller the difference from the standard spray amount Ws.

ここで、車速偏差Ｖｄが大きい場合とは、燃料電池１０に対する負荷が大きく、燃料電池１０の発熱量が大きい状況を示す。換言すると、車速偏差Ｖｄが小さい場合、燃料電池１０に対する負荷が小さく、燃料電池１０の発熱量が小さい場合に相当する。 Here, the case where the vehicle speed deviation Vd is large indicates a situation in which the load on the fuel cell 10 is large and the calorific value of the fuel cell 10 is large. In other words, when the vehicle speed deviation Vd is small, it corresponds to the case where the load on the fuel cell 10 is small and the calorific value of the fuel cell 10 is small.

上述したように、燃料電池１０において、燃料電池１０の発熱量が小さいときは、当該燃料電池１０の温度が高くなった場合であっても、燃料電池１０における発電効率に与える影響は小さいことが知られている。 As described above, when the calorific value of the fuel cell 10 is small in the fuel cell 10, even if the temperature of the fuel cell 10 is high, the influence on the power generation efficiency of the fuel cell 10 is small. Are known.

従って、図６に示すように、車速偏差Ｖｄと流量調整係数Ａを対応付けることで、燃料電池１０における発電効率の影響を小さく抑えると同時に、散布可能水量Ｑｓの水を有効に活用可能な流量調整係数Ａを定めることができる。 Therefore, as shown in FIG. 6, by associating the vehicle speed deviation Vd with the flow rate adjustment coefficient A, the influence of the power generation efficiency in the fuel cell 10 can be suppressed to a small value, and at the same time, the flow rate adjustment that can effectively utilize the water having the sprayable water amount Qs. The coefficient A can be determined.

（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。 (Other embodiments)
Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. That is, various improvements and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the above-described embodiments may be combined as appropriate, or the above-described embodiments can be variously modified.

（１）上述した実施形態においては、ナビゲーション装置５０を、本発明における外部情報提供部として用いていたが、この態様に限定されるものではない。熱媒体温度に影響を与える外部情報を提供可能であれば、他の情報源を更に用いることも可能である。 (1) In the above-described embodiment, the navigation device 50 is used as the external information providing unit in the present invention, but the present invention is not limited to this embodiment. Other sources may be further used as long as they can provide external information that affects the heat medium temperature.

例えば、ＶＩＣＳ（登録商標）等を利用して、外部情報として、目的地に至るまでの渋滞情報、天気、湿度、外気温等の各種交通情報、気象情報を得ることができるように構成してもよい。例えば、交通渋滞や気温が高い場合には、ラジエータ２１による冷却に不利な条件となることが考えられる。これらの情報を複合的に用いることで、予測発熱量Ｈをより精度よく算出することができる。 For example, by using VICS (registered trademark) or the like, it is configured so that it is possible to obtain various traffic information such as traffic congestion information to the destination, weather, humidity, outside temperature, and weather information as external information. May be good. For example, when there is traffic congestion or the temperature is high, it may be a disadvantageous condition for cooling by the radiator 21. By using these information in combination, the predicted calorific value H can be calculated more accurately.

（２）又、上述した実施形態においては、散布必要水量Ｑｒ及び散布可能水量Ｑｓを、それぞれ、ステップＳ５、ステップＳ６にて算出して特定していたが、外部情報等に基づいて散布必要水量Ｑｒ、散布可能水量Ｑｓを特定することができればよい。例えば、各外部情報が関連付けられたデータベースを用いて、該当する散布必要水量Ｑｒ、散布可能水量Ｑｓを特定してもよい。 (2) Further, in the above-described embodiment, the spraying required water amount Qr and the sprayable water amount Qs were calculated and specified in steps S5 and S6, respectively, but the spraying required water amount was specified based on external information or the like. It suffices if Qr and the amount of water that can be sprayed Qs can be specified. For example, the corresponding spraying required water amount Qr and sprayable water amount Qs may be specified by using a database in which each external information is associated.

（３）そして、上述した実施形態においては、流量調整係数Ａは、図４や図６に示すような制御マップを用いて決定していたが、この態様に限定されるものではない。予測発熱量Ｈや車速偏差Ｖｄを用いて、流量調整係数Ａを算出する構成としても良い。この流量調整係数Ａの特定に関しても、他の外部情報を考慮するように構成することも可能である。 (3) Then, in the above-described embodiment, the flow rate adjustment coefficient A is determined by using the control map as shown in FIGS. 4 and 6, but the present invention is not limited to this embodiment. The flow rate adjustment coefficient A may be calculated using the predicted calorific value H and the vehicle speed deviation Vd. Regarding the specification of the flow rate adjustment coefficient A, it is also possible to configure it so as to consider other external information.

（４）又、上述した実施形態では、貯留部３１を気液分離器３０の一部として構成していたが、この構成に限定されるものではない。例えば、別体に形成された貯留部を気液分離器３０の下方に配置し、気液分離器３０の下面から貯留部へ生成水を導く接続流路を取り付けた構成とすることも可能である。 (4) Further, in the above-described embodiment, the storage unit 31 is configured as a part of the gas-liquid separator 30, but the present invention is not limited to this configuration. For example, it is possible to arrange the storage portion formed separately below the gas-liquid separator 30 and to attach a connection flow path for guiding the generated water from the lower surface of the gas-liquid separator 30 to the storage portion. be.

貯留部３１を気液分離器３０と別体とすることによって、貯留部３１に対する水の補給を容易に行うことができる。又、貯留部３１の配置を工夫することで、貯留部３１内の水に対する燃料電池１０等による熱の影響を抑えることも可能となる。 By separating the storage unit 31 from the gas-liquid separator 30, water can be easily replenished to the storage unit 31. Further, by devising the arrangement of the storage unit 31, it is possible to suppress the influence of heat by the fuel cell 10 or the like on the water in the storage unit 31.

（５）そして、上述した実施形態においては、節水散布モード時における流量調整係数Ａの特定に際して、目的地までの走行期間中に、散布必要水量Ｑｒの範囲内でラジエータ２１に対する水の散布を継続できるように、流量調整係数Ａを定めるように構成していたが、節水散布量Ｗｃを標準散布量Ｗｓより少なくすることができれば、この態様に限定されるものではない。 (5) Then, in the above-described embodiment, when specifying the flow rate adjustment coefficient A in the water-saving spraying mode, water spraying to the radiator 21 is continued within the range of the spraying required water amount Qr during the traveling period to the destination. The flow rate adjustment coefficient A was set so as to be possible, but the present invention is not limited to this mode as long as the water saving spray amount Wc can be made smaller than the standard spray amount Ws.

例えば、目的地までの走行期間中に水の散布を継続するように流量調整係数Ａを定めた結果、節水散布量Ｗｃが標準散布量Ｗｓよりも極端に少なくなるような場合（例えば、標準散布量Ｗｓの３０％以下）には、節水散布量Ｗｃが標準散布量Ｗｓに対して所定の割合となるように流量調整係数Ａを定めても良い。又、目的地までの走行期間から、目的地までの走行経路上における所定のランドマークまでの走行期間に変更するように構成してもよい。 For example, when the flow rate adjustment coefficient A is set so as to continue spraying water during the traveling period to the destination, the water saving spray amount Wc becomes extremely smaller than the standard spray amount Ws (for example, standard spraying). The flow rate adjustment coefficient A may be set so that the water-saving spraying amount Wc is a predetermined ratio to the standard spraying amount Ws (30% or less of the amount Ws). Further, the traveling period to the destination may be changed to the traveling period to a predetermined landmark on the traveling route to the destination.

（６）又、上述した実施形態においては、ステップＳ９にて、ディスプレイ４５に注意喚起表示を行うように構成していたが、散布必要水量Ｑｒが散布可能水量Ｑｓよりも大きく、ラジエータ２１に散布する水が不足することに係る注意喚起を行うことができれば、種々の態様を採用することができる。例えば、カーオーディオ等を用いて音声による注意喚起を行っても良いし、計器盤等に配置された表示灯の点灯によって、注意喚起を行っても良い。 (6) Further, in the above-described embodiment, the display 45 is configured to display a warning in step S9, but the required water amount Qr for spraying is larger than the sprayable water amount Qs, and the water is sprayed on the radiator 21. Various modes can be adopted as long as it is possible to call attention to the lack of water. For example, a car audio system or the like may be used to call attention by voice, or an indicator lamp arranged on the instrument panel or the like may be used to call attention.

（７）そして、ステップＳ１０における注意喚起表示の内容としては、種々の態様を採用することができる。例えば、散布用の水の補給時期の目安（例えば、走行経路上におけるランドマーク等）を報知しても良い。又、節水散布モード時における燃料電池１０の出力低下の度合を報知してもよい。 (7) Then, various modes can be adopted as the content of the warning display in step S10. For example, a guideline for the timing of replenishing water for spraying (for example, a landmark on a traveling route) may be notified. Further, the degree of output decrease of the fuel cell 10 in the water saving spraying mode may be notified.

（８）又、上述した実施形態においては、燃料電池車両Ｃの走行経路が、ナビゲーション装置５０にて予め設定された走行経路から外れた場合、或いは目的地が変更された場合には、最適な制御パターンを再度算出し直すことも可能である。 (8) Further, in the above-described embodiment, when the travel route of the fuel cell vehicle C deviates from the travel route preset by the navigation device 50, or when the destination is changed, it is optimal. It is also possible to recalculate the control pattern.

１ 車両用燃料電池システム
１０ 燃料電池
２１ ラジエータ
３０ 気液分離器
３７ 散布ノズル
４０ａ 予測発熱量特定部
４０ｂ 必要水量特定部
４０ｃ 散布可能水量特定部
４０ｄ 散布量調整部
５０ ナビゲーション装置 1 Fuel cell system for vehicles 10 Fuel cell 21 Radiator 30 Gas-liquid separator 37 Spray nozzle 40a Predicted calorific value specification part 40b Required water amount specification part 40c Sprinkable water amount specification part 40d Spray amount adjustment part 50 Navigation device

Claims (5)

車両（Ｃ）の走行用動力源として配置され、酸素と水素とを電気化学反応させて電気エネルギを発生させる燃料電池（１０）と、
車両の走行負荷に応じて発熱する前記燃料電池を、熱媒体と熱交換させて冷却する冷却装置（２１）と、
前記燃料電池における電気化学反応により生じた水を回収する水分回収部（３０）と、
前記水分回収部で回収した水を貯留する貯留部（３１）と、
前記貯留部に貯留された水を前記冷却装置に対して散布する散布部（３６、３７）と、
前記熱媒体の温度に影響を与える外部情報を提供する外部情報提供部（５０）と、
前記外部情報提供部によって提供された前記外部情報を用いて、車両の走行期間中における前記燃料電池の発熱量を予測した予測発熱量（Ｈ）を特定する予測発熱量特定部（４０ａ）と、
前記予測発熱量で発熱する前記燃料電池を前記冷却装置で冷却する為に、前記散布部での散布に必要な水の必要水量（Ｑｒ）を、前記外部情報提供部にて提供された前記外部情報を用いて特定する必要水量特定部（４０ｂ）と、
前記車両の走行期間中に前記燃料電池にて生じる水の水量と、前記貯留部に貯留されている水の水量とを含む散布可能水量（Ｑｓ）を特定する散布可能水量特定部（４０ｃ）と、
前記必要水量が前記散布可能水量よりも大きい場合に、前記散布部から散布される水の散布量を、前記必要水量が散布可能水量よりも大きくない場合の標準散布量（Ｗｓ）よりも少なくなるように調整する散布量調整部（４０ｄ）と、を有する車両用燃料電池システム。 A fuel cell (10), which is arranged as a power source for traveling of a vehicle (C) and generates electrical energy by electrochemically reacting oxygen and hydrogen, and
A cooling device (21) that cools the fuel cell, which generates heat according to the traveling load of the vehicle, by exchanging heat with a heat medium.
A water recovery unit (30) that recovers water generated by an electrochemical reaction in the fuel cell, and a water recovery unit (30).
A storage unit (31) for storing the water collected by the water recovery unit, and a storage unit (31).
A spraying unit (36, 37) that sprays the water stored in the storage unit to the cooling device, and
An external information providing unit (50) that provides external information that affects the temperature of the heat medium, and
Using the external information provided by the external information providing unit, the predicted calorific value specifying unit (40a) for specifying the predicted calorific value (H) for predicting the calorific value of the fuel cell during the traveling period of the vehicle, and the predicted calorific value specifying unit (40a).
In order to cool the fuel cell that generates heat with the predicted calorific value by the cooling device, the required amount of water (Qr) required for spraying at the spraying unit is determined by the external information providing unit. The required water amount specification part (40b) to be specified using information, and
A sprayable water amount specifying unit (40c) that specifies a sprayable water amount (Qs) including the amount of water generated by the fuel cell during the traveling period of the vehicle and the amount of water stored in the storage unit. ,
When the required amount of water is larger than the amount of water that can be sprayed, the amount of water sprayed from the spraying portion is smaller than the standard spraying amount (Ws) when the required amount of water is not larger than the amount of water that can be sprayed. A fuel cell system for a vehicle having a spray amount adjusting unit (40d) for adjusting so as to. 前記散布量調整部は、
前記必要水量が前記散布可能水量よりも大きい場合に、前記外部情報によって定められる走行期間中にて、前記散布可能水量の範囲内で前記散布部による水の散布を継続するように、前記散布量を調整する請求項１に記載の車両用燃料電池システム。 The spray amount adjusting unit is
When the required amount of water is larger than the amount of water that can be sprayed, the amount of water to be sprayed is such that the spraying portion continues to spray water within the range of the amount of water that can be sprayed during the traveling period determined by the external information. The vehicle fuel cell system according to claim 1. 前記散布量調整部は、
前記予測発熱量特定部にて特定された前記燃料電池の予測発熱量が大きい程、前記散布部から散布される水の散布量を、前記標準散布量に対する差が小さくなるように調整する請求項１又は２に記載の車両用燃料電池システム。 The spray amount adjusting unit is
The claim that the larger the predicted calorific value of the fuel cell specified by the predicted calorific value specifying unit, the smaller the difference in the spraying amount of water sprayed from the spraying portion with respect to the standard spraying amount. The vehicle fuel cell system according to 1 or 2. 車両の走行速度を取得する走行速度取得部（４４）を有し、
前記散布量調整部は、
前記走行速度取得部にて取得された前記走行速度と、予め定められた基準速度との偏差（Ｖｄ）が大きい程、前記散布部から散布される水の散布量を、前記標準散布量に対する差が小さくなるように調整する請求項１又は２に記載の車両用燃料電池システム。 It has a traveling speed acquisition unit (44) for acquiring the traveling speed of the vehicle, and has a traveling speed acquisition unit (44).
The spray amount adjusting unit is
The larger the deviation (Vd) between the traveling speed acquired by the traveling speed acquisition unit and the predetermined reference speed, the difference in the amount of water sprayed from the spraying unit with respect to the standard spraying amount. The vehicle fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein the fuel cell system is adjusted so as to be smaller. 前記必要水量が前記散布可能水量よりも大きい場合に、車両の走行期間中における水の散布に必要な水量が不足している旨を報知する報知部（４５）を有する請求項１ないし４の何れか１つに記載の車両用燃料電池システム。 Any of claims 1 to 4 having a notification unit (45) for notifying that the amount of water required for spraying water during the traveling period of the vehicle is insufficient when the required amount of water is larger than the amount of water that can be sprayed. The vehicle fuel cell system described in one.
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