JP7189813B2 - 燃料電池システム、車両および燃料電池システムの制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す概略図である。
図1に示すように、燃料電池システムは、燃料電池ユニット11と、この燃料電池ユニット11を制御する制御部12とを備えている。
まず、燃料電池ユニット11の構成について説明する。
燃料電池ユニット11は、燃料電池15を有している。燃料電池15は、複数の燃料電池セル(図示せず)を積層したスタック構造となっている。燃料電池15には、水素供給流路16とエア供給流路17とが接続されている。水素供給流路16は、水素タンク30に貯蔵された水素を燃料電池15へと供給する場合に、水素が流れる流路である。エア供給流路17は、大気中のエアに含まれる酸素を燃料電池15へと供給する場合に、エアが流れる流路である。
次に、制御部12の構成について説明する。
制御部12は、CPU、RAM、ROM、インターフェース回路などを備えたコンピュータによって構成される。制御部12には、インジェクタ21および水素循環ポンプ44の他に、第1圧力センサ20、第2圧力センサ22、第3圧力センサ27、メインバルブ28、温度センサ29、エアコンプレッサ37、排気排水弁45および水位センサ49が、それぞれ電気的に接続されている(図1の符号A,B,C,D,E,F,G,Hを参照)。これにより、第1圧力センサ20、第2圧力センサ22、第3圧力センサ27、温度センサ29および水位センサ49は、それぞれの検出結果を制御部12に与える。また、インジェクタ21、水素循環ポンプ44、メインバルブ28、エアコンプレッサ37および排気排水弁45は、それぞれ制御部12から与えられる指令に基づいて動作する。
制御部12は、第1圧力センサ20の検出結果に基づいてインジェクタ21の駆動を制御する。具体的には、制御部12は、第1圧力センサ20によって検出される、インジェクタ21の下流側の水素の圧力が、予め設定された閾値圧力P1未満に低下すると、インジェクタ21に駆動指令を与えることにより、インジェクタ21を駆動する。このとき、インジェクタ21は、制御部12から駆動指令を1回与えられるたびに、インジェクタバルブを1回だけ開閉する。このため、制御部12からインジェクタ21に与えられる駆動指令の回数は、インジェクタ21の駆動回数と同じ回数になる。なお、インジェクタ21の下流側の水素圧力は、インジェクタバルブが1回開閉するごとに所定の圧力だけ上昇するように、あらかじめ設定されている。このため、インジェクタ21の下流側の水素圧力は、インジェクタ21に与えられる駆動指令の回数に比例して上昇する。
図3において、タイミングt1は、第1圧力センサ20が故障したタイミングを示している。また、タイミングt2は、インジェクタ21の連続駆動回数が所定回数を超えたタイミングを示し、タイミングt3は、上述したタイマの計測時間が所定時間Tに到達したタイミングを示している。
Claims (6)
- 燃料電池ユニットが有する燃料電池と、
前記燃料電池ユニットが有し前記燃料電池に水素を供給するインジェクタと、
前記インジェクタの下流側の水素の圧力である下流側水素圧力を検出する圧力センサと、
前記インジェクタの駆動を制御する制御部と、
を備えた燃料電池システムであって、
前記インジェクタは、駆動され、内蔵するインジェクタバルブを1回開閉するごとに、前記下流側水素圧力が所定の圧力だけ上昇するように設定され、
前記下流側水素圧力が最も低くなると想定される状況から、前記下流側水素圧力を閾値圧力まで上昇させるのに必要な連続駆動回数より多い回数が所定回数として予め設定されており、
前記制御部は、
前記圧力センサにより検出された圧力が、予め設定された閾値圧力未満に低下すると、その都度、前記インジェクタを駆動し、
前記インジェクタの連続駆動回数をカウントし、前記連続駆動回数が前記所定回数を越えた場合に、前記燃料電池ユニットが異常であると判定する、燃料電池システム。 - 前記制御部は、前記燃料電池ユニットが異常であると判定した場合に、前記燃料電池に対する水素の供給を停止させる、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記制御部は、前記燃料電池ユニットが異常であると判定した後、所定の監視項目が予め設定された異常解除条件を満たすまで燃料電池システムの再起動を禁止する、請求項1または2に記載の燃料電池システム。
- 前記所定の監視項目は、前記燃料電池ユニットが異常であると判定してからの経過時間であり、
前記異常解除条件は、前記経過時間が予め設定された所定時間に到達することである、請求項3に記載の燃料電池システム。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の燃料電池システムを搭載した車両。
- 燃料電池ユニットが有する燃料電池と、前記燃料電池ユニットが有し前記燃料電池に水素を供給するインジェクタと、前記インジェクタの下流側の水素の圧力である下流側水素圧力を検出する圧力センサと、前記インジェクタの駆動を制御する制御部とを備え、前記インジェクタは、駆動され、内蔵するインジェクタバルブを1回開閉するごとに、前記下流側水素圧力が所定の圧力だけ上昇するように設定され、前記下流側水素圧力が最も低くなると想定される状況から、前記下流側水素圧力を閾値圧力まで上昇させるのに必要な連続駆動回数より多い回数が所定回数として予め設定された、燃料電池システムの制御方法であって、
前記下流側水素圧力を検出水素圧力として検出する工程と、
前記検出水素圧力が、予め設定された閾値圧力未満に低下すると、その都度、前記インジェクタを駆動する工程と、
前記インジェクタの連続駆動回数をカウントする工程と、
前記連続駆動回数が前記所定回数を越えた場合に、前記燃料電池ユニットが異常であると判定する工程と、
を含む、燃料電池システムの制御方法。
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