CN114388849A - 燃料电池***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种燃料电池***及其控制方法。燃料电池***具备：燃料电池；温度传感器，其用于对燃料电池的温度进行计测；控制部，其在所述温度传感器的计测温度为预先设定的快速暖机开始温度以下时，使燃料电池的快速暖机运转执行，直至计测温度成为预先设定的快速暖机完毕温度以上。控制部在于快速暖机运转的过程中确定了温度传感器的异常的发生时，(a)在作为燃料电池的温度而被使用的推断温度处于被预先设定的防止再次冻结温度以上的情况下，使从燃料电池输出电力的运转更替为快速暖机运转来执行，(b)在作为燃料电池的温度而被使用的推断温度并未上升至防止再次冻结温度为止的情况下，使燃料电池的工作停止。

Description

燃料电池***及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种燃料电池***及其控制方法。
背景技术
在燃料电池***中，为了提高像冰点下那样的低温时的启动的可靠性而实施有快速暖机运转。在日本特开2017-195021中，在快速暖机运转的完毕前由燃料电池的冷却介质出口的温度传感器计测出的计测值相对于冷却介质出口的推断温度而背离了设定值以上的情况下，通过限制向燃料电池的反应气体的供给量来抑制残留在燃料电池内的反应气体流道内的液态水再次冻结的情况，从而提高了低温时的启动可靠性。
发明内容
然而，在冷却介质出口的温度传感器中发生了异常的情况下，存在即使冷却介质出口的实际温度相对于冷却介质出口的推断温度的背离小于设定值但由温度传感器计测出的计测值仍相对于冷却介质出口的推断温度而背离了设定值以上，从而导致对反应气体的供给量进行限制的可能性。而且，在限制了反应气体的供给量的状态下是无法适当地实施暖机的，从而存在例如由于残留在燃料电池内的反应气体流道内的液态水的再次冻结的发生而招致燃料电池的劣化的可能性。作为应对该问题的方法，考虑到在温度传感器中发生异常的情况下立即停止燃料电池的运转的方法。然而，在燃料电池***的运用方面还期望如下的技术，即，在即使于快速暖机运转的过程中温度传感器发生了异常但仍能够持续运转的情况下，持续进行暖机并持续进行燃料电池***的运转。
本公开能够作为以下的方式来实现。
(1)根据本公开的一个方式，提供了一种燃料电池***。该燃料电池***具备：燃料电池；温度传感器，其用于对所述燃料电池的温度进行计测；控制部，其在所述温度传感器的计测温度为预先设定的快速暖机开始温度以下时，使所述燃料电池的快速暖机运转执行，直至所述计测温度成为预先设定的快速暖机完毕温度以上。所述控制部在于所述快速暖机运转的过程中确定了所述温度传感器的异常的发生时，(a)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度处于被预先设定的防止再次冻结温度以上的情况下，使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行，(b)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度并未上升至所述防止再次冻结温度的情况下，使所述燃料电池的工作停止。
根据该方式的燃料电池***，即使温度传感器中发生了异常，也会在推断出燃料电池的温度成为防止再次冻结温度以上的情况下，使从燃料电池输出电力的运转更替为快速暖机运转来执行，从而能够使燃料电池的暖机持续，进而能够尽可能地使燃料电池的工作持续。由此，例如即使在搭载了燃料电池***的车辆中温度传感器中发生了异常，也不必立即设为不能行驶，而是能够尽可能地实施用于避让等的行驶。此外，在推断出燃料电池的温度并未上升至防止再次冻结温度的情况下，能够使燃料电池的工作停止。由此，能够使由在位于燃料电池的反应气体流道内的液态水中发生了再次冻结的状态下使燃料电池的工作持续而导致的燃料电池的劣化不会发生。
(2)在上述(1)的方式的燃料电池***中，也可以采用如下方式，即，还具有冷却介质循环***，所述冷却介质循环***使冷却介质在所述燃料电池内循环，所述温度传感器为，对流过所述冷却介质循环***中的任意一个位置处的所述冷却介质的温度进行计测的温度传感器，所述燃料电池的温度、所述计测温度以及所述推断温度为，设置有所述温度传感器的位置处的所述冷却介质的温度，所述快速暖机开始温度、所述快速暖机完毕温度、以及所述防止再次冻结温度为，相对于设置有所述温度传感器的位置处的所述冷却介质的温度而被设定的温度。
根据该方式的燃料电池***，即使在根据对与燃料电池的温度具有相关性的冷却介质的温度进行计测的温度传感器的计测温度来对快速暖机运转进行控制时温度传感器中发生了异常，也会在推断出冷却介质的温度处于防止再次冻结温度以上的情况下，使从燃料电池输出电力的运转更替为快速暖机运转来执行，从而能够使燃料电池的暖机持续，进而能够尽可能地使燃料电池的工作持续。此外，在推断出冷却介质的温度并未上升至防止再次冻结温度的情况下，能够使燃料电池的工作停止。
(3)在上述(2)的方式的燃料电池***中，也可以采用如下方式，即，所述温度传感器为，对在所述冷却介质循环***中供所述冷却介质从所述燃料电池中流出的冷却介质出口处的所述冷却介质的出口温度进行计测的温度传感器。
根据本方式的燃料电池***，即使在根据对与燃料电池的温度具有较高的相关性的冷却介质出口的温度进行计测的温度传感器的计测温度来对快速暖机运转进行控制时温度传感器中发生了异常，也会在推断出冷却介质的温度处于防止再次冻结温度以上的情况下，使从燃料电池输出电力的运转更替为快速暖机运转来执行，从而能够使燃料电池的暖机持续，进而能够尽可能地使燃料电池的工作持续。此外，在推断出冷却介质的温度并未上升至防止再次冻结温度的情况下，能够使燃料电池的工作停止。
(4)在上述(1)至(3)中的任意一个方式的燃料电池***中，也可以采用如下方式，即，还具备加热器，所述加热器用于对所述燃料电池进行加热，所述控制部在使所述快速暖机运转执行的情况下，使所述加热器工作，且在使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行的情况下，使所述加热器的工作维持。
根据该方式的燃料电池***，能够以通过加热器来抑制燃料电池的温度的降低的方式而对燃料电池进行保温。
(5)在上述(4)的方式的燃料电池***中，也可以在具有上述(2)或(3)的方式的情况下采用如下方式，即，所述加热器为对所述冷却介质进行加热的加热器。
根据本方式的燃料电池***，能够以通过由加热器而被加热了的冷却介质来抑制燃料电池的温度的降低的方式对燃料电池进行保温。
(6)在上述(1)至(5)中的任意一个方式的燃料电池***中，也可以采用如下方式，即，所述控制部将在所述温度传感器的异常的发生被确定之前由所述温度传感器所计测出的计测温度设定成为，作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度。
在这种情况下，能够很容易地对在温度传感器的异常的发生时作为燃料电池的温度而被使用的推断温度进行设定。
(7)在上述(1)至(6)中的任意一个方式的燃料电池***中，也可以采用如下方式，即，所述控制部在所述温度传感器的异常的状态持续了固定时间以上时，确定所述温度传感器的异常的发生。
在这种情况下，能够稳定地检测出温度传感器的异常的发生。
(8)在上述(7)的方式的燃料电池***中，也可以采用如下方式，即，所述控制部从所述温度传感器的异常的状态的开始时起而持续对所述燃料电池的温度的推断值进行计算，并将在确定所述温度传感器的异常的发生时所计算出的所述推断值设定成为，作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度。
在这种情况下，由于能够更加精度良好地求取出作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度，因此，能够提高上述(a)的控制或(b)的控制的判断的精度。
(9)在上述(7)的方式的燃料电池***中，也可以采用如下方式，即，所述控制部将在成为所述温度传感器的异常的状态之前由所述温度传感器所计测出的计测温度设定成为，作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度。
在这种情况下，能够很容易地对在温度传感器的异常的发生时作为燃料电池的温度而被使用的推断温度进行设定。
(10)根据本公开的其他方式，提供了一种燃料电池***的控制方法。在该燃料电池***的控制方法中，在用于对燃料电池的温度进行计测的温度传感器的计测温度为预先设定的快速暖机开始温度以下时，在所述计测温度成为预先设定的快速暖机完毕温度以上之前使所述燃料电池进行快速暖机运转的期间内确定了所述温度传感器的异常时，(a)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度处于被预先设定的防止再次冻结温度以上的情况下，使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行，(b)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度并未上升至所述防止再次冻结温度的情况下，使所述燃料电池的工作停止。
本公开也能够以上述方式以外的各种各样的方式来实现，例如，能够以搭载了燃料电池***的车辆等方式来实现。
附图说明
本发明的代表性实施例的特征、优点、技术与工业意义将被描绘至如下的附图中以供参考，其中相同数字表示相同要素。
图1为示意性地表示作为第一实施方式的燃料电池***的概要结构的说明图。
图2为表示暖机控制处理的一个示例的流程图。
图3为对在实施方式的暖机控制处理中于快速暖机的过程中而FC出口温度传感器中发生了异常的情况下的运转工作进行表示的第一说明图。
图4为对在实施方式的暖机控制处理中于快速暖机的过程中而FC出口温度传感器中发生了异常的情况下的运转工作进行表示的第二说明图。
图5为对在比较例的暖机控制处理中于快速暖机的过程中而FC出口温度传感器中发生了异常的情况下的运转工作进行表示的第一说明图。
图6为对在比较例的暖机控制处理中于快速暖机的过程中而FC出口温度传感器中发生了异常的情况下的运转工作进行表示的第二说明图。
图7为示意性地表示作为第二实施方式的燃料电池***的概要结构的说明图。
图8为表示第二实施方式中的暖机控制处理的一个示例的流程图。
图9为对在暖机控制处理中于快速暖机的过程中而FC出口温度传感器中发生了异常的情况下的运转工作进行表示的说明图。
图10为表示在快速暖机运转的过程中制冷剂所流过的冷却***以及空调***的说明图。
图11为表示图10所示的各结构要素中的根据制冷剂的入口温度所推断出的制冷剂出口温度的状态的说明图。
具体实施方式
A.第一实施方式：
图1为示意性地表示作为本公开的第一实施方式的燃料电池***10的概要结构的说明图。燃料电池***10具备燃料电池600、燃料气体供给***200、氧化气体供给***300、排气***400、冷却***500、空调***700、输出***800和控制部900。本实施方式的燃料电池***10被搭载于车辆上，以作为车辆的驱动用电源来被使用。
燃料电池600具有层压有多个作为发电的单位模块的燃料电池的单元(以下，也称为“单电池”)的堆结构。各单电池接受含有氢的燃料气体和含有氧的氧化气体的供给，从而进行发电。本实施方式的燃料电池600为固体高分子燃料电池。在各单电池中，以使电解质膜介于其间的方式而在阳极侧形成有供燃料气体流动的流道(阳极侧流道)、并在阴极侧形成有供氧化气体流动的流道(阴极侧流道)。在下文中，也将阳极侧流道以及阴极侧流道称为“反应气体流道”。此外，在燃料电池600的内部，于各单电池之间形成有供用于对燃料电池600进行冷却的冷却介质(以下，也称为“制冷剂”)流动的制冷剂流道。另外，作为燃料电池600，并不限于固体高分子燃料电池，而也可以采用固体氧化物燃料电池等其他种类的燃料电池。
燃料气体供给***200具备燃料气体罐210、燃料气体供给管220、燃料气体回流管230、控制阀215和氢气泵290。燃料气体罐210为对作为燃料气体的氢气进行贮存的贮存装置，且其经由燃料气体供给管220而被连接在燃料电池600上。另外，从燃料气体罐210向燃料电池600所供给的燃料气体的流量通过被设置在燃料气体供给管220上的控制阀215来被调节。
燃料气体回流管230被连接在燃料电池600和燃料气体供给管220上，从而使从燃料电池600中被排出的阳极排气在燃料气体供给管220中循环。在燃料气体回流管230中，为了产生用于在流道内使燃料气体循环的驱动力以对燃料气体的流量进行调节，从而设置有前文所述的氢气泵290。
燃料气体回流管230经由下文叙述的净化阀440而被连接在下文叙述的燃料气体排出管430上。在阳极排气中，包含有并未在发电中被消耗掉的氢、以及氮和水蒸气等杂质。通过打开净化阀440，从而使包含上述杂质在内的阳极排气从燃料气体回流管230向燃料气体排出管430被排出。
氧化气体供给***300具备空气压缩机320和氧化气体供给管330。本实施方式的燃料电池600作为氧化气体而使用空气。空气压缩机320对从燃料电池***10的外部所导入的空气进行压缩，并经由氧化气体供给管330而将空气供给至燃料电池600的阴极侧流道。
排气***400具备排气管410、燃料气体排出管430和净化阀440。排气管410为供阴极排气从燃料电池600被排出的流道。如前文所述，燃料气体排出管430的一端经由净化阀440而与燃料气体回流管230相连接，且其另一端与排气管410相连接。由此，经由净化阀440从燃料气体回流管230所排出的阳极排气中的氢会在进行大气释放之前通过阴极排气而被稀释。
冷却***500具备制冷剂供给管510、制冷剂排出管515、制冷剂旁通管550、制冷剂泵525、散热器530和分流阀565，以构成使制冷剂在燃料电池600内循环的冷却介质循环***。制冷剂供给管510为用于从燃料电池600的制冷剂入口605向燃料电池600内供给制冷剂的管，在制冷剂供给管510上配置有制冷剂泵525。制冷剂排出管515为用于从燃料电池600的制冷剂出口610排出燃料电池600内的制冷剂的管。在制冷剂排出管515的下游部与制冷剂供给管510的上游部之间，设置有用于对制冷剂进行冷却的散热器530。在散热器530中，设置有促进来自散热器530的散热的散热器风扇535。上述制冷剂泵525对在制冷剂供给管510、制冷剂排出管515和燃料电池600内的制冷剂流道中循环的制冷剂的流量进行调节。
在制冷剂排出管515与制冷剂旁通管550的连接部处设置有分流阀565。分流阀565为，能够对经由散热器530所流过的制冷剂、与旁通散热器530而流过的制冷剂之间的比例进行变更的阀，在本实施方式中通过旋转阀而构成。在分流阀565的开度为全开(开度为100％)的情况下，流入到分流阀565中的制冷剂的全部量均向制冷剂旁通管550流入。另一方面，在分流阀的开度为全闭(开度为0％)的情况下，流入到分流阀565中的全部量均向散热器530流入。分流阀565能够使开度在0％～100％之间进行变更。
在制冷剂供给管510的散热器530的制冷剂出口附近处，设置有对从散热器530向燃料电池600所供给的制冷剂的温度进行计测的温度传感器540。此外，在制冷剂排出管515的燃料电池600的制冷剂出口610附近处，设置有对从燃料电池600排出的制冷剂的温度即制冷剂出口温度进行计测的温度传感器545。通过使下文叙述的控制部900根据由这些温度传感器540、545所计测出的制冷剂的温度来对散热器风扇535以及制冷剂泵525的工作状态进行控制，从而对流入至燃料电池600内的制冷剂的温度进行调节。另外，也可以在制冷剂供给管510的燃料电池600的制冷剂入口605附近处，设置有对作为向燃料电池600所供给的制冷剂的温度的制冷剂入口温度进行计测的温度传感器。
作为冷却***500所具备的制冷剂，例如能够使用乙二醇等防冻液、水、或防冻液和水的混合液等。
空调***700主要被用于燃料电池车辆的供暖，且其具备岐管745、切换阀740、制暖制冷剂供给管710、空调泵725、电加热器730、加热器芯720、制暖制冷剂排出管715和制暖制冷剂回流管735。岐管745和制暖制冷剂排出管715被连接在冷却***500所具备的前文所述的制冷剂排出管515上，岐管745、制暖制冷剂供给管710以及制暖制冷剂排出管715按照此顺序而被连接在一起。由空调***700所具备的制冷剂的配管、即岐管745、制暖制冷剂排出管715以及制暖制冷剂回流管735所构成的流道为，迂回过冷却***500的制冷剂排出管515的一部分而供制冷剂流通的迂回制冷剂流道。空调***700利用迂回制冷剂流道内的制冷剂的热量来实施燃料电池车辆的供暖。此外，如后文所述，空调***700在燃料电池***的低温启动时，会将在迂回制冷剂流道内被加温了的制冷剂经由冷却***500而供给至燃料电池600，从而利用制冷剂的热量来对燃料电池600进行暖机并保温。因此，在燃料电池***的低温启动时，空调***700会与冷却***500一同构成使制冷剂在燃料电池600内循环的冷却介质循环***。
在空调***700中，在岐管745与制暖制冷剂供给管710的连接部处设置有切换阀740。此外，制暖制冷剂回流管735对制暖制冷剂排出管715与切换阀740之间进行连接。切换阀740被构成为三通阀。该切换阀740对经由了空调***700的迂回制冷剂流道的制冷剂向冷却***500的制冷剂流道流入的“流通状态”、和与上述“流通状态”相比而抑制了制冷剂从空调***700的迂回制冷剂流道向冷却***500的制冷剂流道的流入的“流通抑制状态”进行切换。在本实施方式中，在上述“流通抑制状态”下，冷却***500与空调***700之间的制冷剂的流通被截断，但是也可以设为容许少量的制冷剂的流通。
在制暖制冷剂供给管710上，设置有产生用于供制冷剂在空调***700的配管内流动的驱动力的空调泵725、和用于对在制暖制冷剂供给管710中流动的制冷剂进行加热的电加热器730。在制暖制冷剂供给管710和制暖制冷剂排出管715的连接部处，设置有用于利用在空调***700中流动的制冷剂的热量来对空气进行加热的加热器芯720。利用加热器芯720而被加热了的空气被送至燃料电池车辆的车内，以被用于车内的供暖。制暖制冷剂回流管735使从加热器芯720中被排出的制冷剂返回至制暖制冷剂供给管710中。另外，空调泵725作为在切换阀740被切换为使制冷剂流道的状态成为前文所述的“流通状态”时使迂回制冷剂流道内的制冷剂流入冷却***500的制冷剂流道的泵而发挥功能。
在电加热器730的入口附近以及出口附近处，设置有对流入电加热器730中的制冷剂的温度进行计测的温度传感器750、以及对从电加热器730所流出的制冷剂的温度进行计测的温度传感器755。另外，由温度传感器750所计测出的制冷剂的温度相对于由温度传感器545计测的制冷剂出口温度而成为，具有由因通过制冷剂排出管515、岐管745、以及制暖制冷剂供给管710所产生的散热而引起的若干温度变化且与制冷剂出口温度相等同的温度。此外，由温度传感器755所计测出的制冷剂的温度为，利用电加热器730而被加热后的制冷剂的温度。通过使将在下文叙述的控制部900根据由这些温度传感器750、755所计测出的制冷剂的温度，来对电加热器730的工作状态进行控制，从而对由电加热器730被加热的制冷剂的温度进行调节。
输出***800具备输出控制部820和负载830。输出控制部820对从燃料电池600向负载830的电力的输出进行控制。负载830为产生车辆的动力的电机以及电机驱动装置或各种辅助设备装置。另外，在燃料电池600与输出控制部820之间，设置有对燃料电池600的输出电流进行计测的电流传感器810、和对燃料电池600的输出电压进行计测的电压传感器815。
控制部900由具备CPU、ROM、RAM和输入输出端口的计算机、例如微型计算机而构成。控制部900实施燃料电池***10的发电控制，并且实施燃料电池车辆整体的控制。控制部900取得来自被设置在燃料电池车辆的各部分处的传感器、例如前文所述的温度传感器540、545、750、755、或电流传感器810、电压传感器815等被设置在燃料电池***10的各部分处的的传感器、加速器开度传感器、制动踏板传感器、换档位置传感器、车速传感器等的输出信号。而且，控制部900向燃料电池车辆中的与发电或行驶等相关的各部分输出驱动信号。具体而言，控制部900向例如空气压缩机320、或氢气泵290、制冷剂泵525以及空调泵725等泵类部件、控制阀215等各种阀、电加热器730、输出控制部820等而输出驱动信号。另外，发挥上述的功能的控制部900无需被构成为单一的控制部。例如，也可以设为，由与燃料电池***10的工作相关的控制部、与燃料电池车辆的行驶相关的控制部、以及实施与行驶无关的车辆辅助设备的控制的控制部等多个控制部来构成控制部900，并在这些多个控制部之间交换必要的信息。
本实施方式中的控制部900作为对燃料电池***10进行控制的功能部而具备运转控制部910、启动控制部920和传感器异常检测部930。运转控制部910对燃料电池***10的运转进行控制。传感器异常检测部930对计测前文所述的燃料电池600的制冷剂出口温度的温度传感器545(以下，也称为“FC出口温度传感器545”)的异常进行检测。如在下文中所说明的那样，启动控制部920根据传感器异常检测部930的检测结果而对在燃料电池***10的启动时由运转控制部910所执行的运转的状态进行控制。
图2为表示由启动控制部920所执行的暖机控制处理的一个示例的流程图。该暖机控制处理在被输入了燃料电池***10的启动的指示时、例如在由驾驶员而被按下了燃料电池车辆的未图示的启动开关时，通过与运转控制部910一同被起动的启动控制部920而被执行。
当暖机控制处理被起动时，启动控制部920首先在步骤S110中对是否需要实施用于进行低温启动的的快速暖机运转进行判断。具体而言，根据由FC出口温度传感器545所计测出的制冷剂的出口温度Ts(以下，称为“计测制冷剂出口温度Ts”)是否为快速暖机开始温度Tws以下(Ts≤Tws)，来对是否需要实施快速暖机进行判断。由于存在燃料电池600的阳极侧流道以及阴极侧流道中所残留的液态水已冻结或将要冻结的可能性，因此快速暖机开始温度Tws被预先设定为用于使已冻结的液态水融化、或者用于使存在发生冻结的可能性的液态水不冻结的温度，例如水的冰点、即0℃。但是，快速暖机开始温度Tws并不被限定于0℃，而也可以设为+2℃、+4℃等其他的0℃以上的温度，还可以设为-2℃、-4℃等其他的小于0℃的的温度。
在Ts＞Tws、即无需实施快速暖机的情况下(步骤S110：否)，启动控制部920在步骤S120中使运转控制部910实施普通运转，并结束暖机控制处理。普通运转为，能够使燃料电池600在成为最佳的发电效率的工作点进行工作并将响应于由驾驶员实施的加速器操作等的发电请求而被发出的电力经由输出控制部820向负载830供给的运转模式。
在Ts≤Tws、即需要快速暖机的情况下(步骤S110：是)，启动控制部920在步骤S130中使运转控制部910实施快速暖机运转。另外，快速暖机运转为，使燃料电池600并非在普通运转那样的最佳的发电效率的工作点而是在发电效率较差且发热损失较大的工作点进行工作，从而使燃料电池600的各单电池中的发热量增加的较低效率的运转模式。此外，在快速暖机运转中，除了由从燃料电池600利用较低效率的发电而输出电力的运转来实现的燃料电池600的暖机之外，还通过使空调***700的电加热器730进行工作来对将被供给至燃料电池600内的制冷剂流道中的制冷剂进行加温，从而对燃料电池600进行暖机以及保温。
然后，启动控制部920在步骤S140中对暖机完毕进行监视。具体而言，根据计测制冷剂出口温度Ts是否处于快速暖机完毕温度Twe以上(Ts≥Twe)来对是否暖机完毕进行判断。快速暖机完毕温度Twe被预先设定为，可以适当地实施燃料电池600中的发电的温度、例如30℃～60℃左右的温度。
在Ts≥Twe、即快速暖机完毕的情况下(步骤S140：是)，启动控制部920在步骤S120中使运转控制部910实施普通运转，并结束暖机控制处理。
在Ts＜Twe、即并未快速暖机完毕的情况下(步骤S140：否)，启动控制部920在成为快速暖机完毕的状态之前(步骤S140；否)，在步骤S150中对传感器的异常发生、具体而言为FC出口温度传感器545的异常发生进行监视。FC出口温度传感器545的异常发生的检测根据传感器异常检测部930是否检测出了传感器异常的发生而被执行。在本实施方式中，传感器异常检测部930在由FC出口温度传感器545所计测出的计测制冷剂出口温度Ts成为贴近上限值或下限值的状态的情况下，向启动控制部920通知因FC出口温度传感器545的断线故障或者短路故障所导致的传感器异常的发生。由此，启动控制部920确定传感器异常的发生。在发生了传感器异常的情况下，执行仪表盘等上的警告显示、或对诊断的输出等与传感器异常的发生相关的报知等。另外，计测制冷剂出口温度Ts贴近上限值或下限值例如能够依据计测制冷剂出口温度Ts变化至下限值Tl的情况来进行检测。
当传感器异常发生时(步骤S150：是)，启动控制部920在步骤S160中对传感器异常发生时的制冷剂的推断出口温度Te(以下，称为“推断制冷剂出口温度Te”)是否上升至防止再次冻结温度Trf以上(Te≥Trf)进行判断。另外，作为推断制冷剂出口温度Te，而使用了在即将发生传感器异常之前由FC出口温度传感器545所计测出的计测制冷剂出口温度Ts的值。防止再次冻结温度Trf为，即使由于快速暖机而融化了的液态水移动至燃料电池600的阳极侧流道以及阴极侧流道的低温区域，也能够防止液态水的再次冻结的温度，且为高于水的冰点(0℃)的温度。防止再次冻结温度Trf通过从被预先准备的映射表中取得与在燃料电池***10的启动时由FC出口温度传感器545所计测出的计测制冷剂出口温度Ts的值被附加了关联的防止再次冻结温度Trf的值的方式来被设定。另外，关于映射表中所设定的防止再次冻结温度Trf的值，启动时的制冷剂出口温度与快速暖机开始温度Tws相比越低，则再次冻结的可能性越高。因此，映射表中所设定的防止再次冻结温度Trf的值优选被设定为，与低于快速暖机开始温度Tws的制冷剂出口温度相比，而使之高于被设定为与快速暖机开始温度Tws相等的制冷剂出口温度的值。
在Te≥Trf、即推断制冷剂出口温度Te已上升至防止再次冻结温度Trf以上的情况下(步骤S160：是)，由于再次冻结不会发生，因此启动控制部920在步骤S170中使运转控制部910实施保温运转，并结束暖机控制处理。保温运转为，在维持由电加热器730实施的制冷剂的加热以使燃料电池600保温的同时使燃料电池600进行普通运转的运转模式。在这种情况下，通过由电加热器730实施的制冷剂的加热、以及燃料电池600的普通运转，来持续进行燃料电池600的暖机，从而能够进行由燃料电池600实施的发电工作。
在Ts＜Trf、即推断制冷剂出口温度Te并未上升至防止再次冻结温度Trf的情况下(步骤S160：否)，由于具有再次冻结的可能性，因此启动控制部920在步骤S180中使运转控制部910实施***停止，并结束暖机控制处理。在这种情况下，运转控制部910使燃料电池***10的工作停止。即，使燃料气体供给***200、氧化气体供给***300、排气***400、冷却***500、以及空调***700以及输出***800的工作停止，从而使燃料电池600的发电工作停止。
如上文所述，通过在燃料电池***10的启动时执行上述的暖机控制处理(参照图2)，从而能够获得下文中所说明的效果。
图3以及图4为，对在实施方式的暖机控制处理中于快速暖机的过程中而FC出口温度传感器545中发生了异常的情况下的运转工作进行表示的说明图。此外，图5以及图6为，对在比较例的暖机控制处理中于快速暖机的过程中而FC出口温度传感器545中发生了异常的情况下的运转工作进行表示的说明图。另外，比较例的暖机控制处理相当于图2所示的实施方式的暖机控制处理的不具有步骤S150～S180的处理。
如图3以及图4所示，在启动时刻t0实施有快速暖机运转(图2的步骤S130)，从而电加热器730进行工作(开启)。在这种情况下，计测制冷剂出口温度Ts随着实际的制冷剂出口温度Ta(在图3以及图4中由虚线表示，以下，也称为“实际制冷剂出口温度Ta”)的上升而上升。另外，在图5以及图6的比较例中也同样。
然后，如图3所示，在时刻t1处计测制冷剂出口温度Ts向FC出口温度传感器545的可输出的下限值Tl变化并贴近下限值Tl的情况下，确定有传感器异常发生(图2的步骤S150：是)。然后，在传感器异常发生时的当作实际制冷剂出口温度Ta来处理的推断制冷剂出口温度Te处于防止再次冻结温度Trf以上的情况下(步骤S160：是)，将实施在使电加热器730的工作(开启)持续进行的同时实施普通运转的保温运转(步骤S170)。此外，虽然省略了图示以及说明，但是在于计测制冷剂出口温度Ts贴近上限值Tu而检测出传感器异常时推断出口温度Te处于防止再次冻结温度Trf以上的情况下，也同样地实施在使电加热器730的工作(开启)持续进行的同时实施普通运转的保温运转(步骤S170)。
在此，在比较例中，如图5所示，在时刻t1处确定传感器异常、并在制冷剂出口温度Ts贴近下限值Tl的情况下，计测制冷剂出口温度Ts与快速暖机完毕温度Twe相比而较低，且成为暖机完毕的监视保持持续的状态，并成为快速暖机运转保持持续的状态。在这种情况下，存在实际制冷剂出口温度Ta过度上升以致超过了制冷剂所容许的温度范围的上限的问题。
相对于此，在上述的实施方式中，在于确定了温度传感器异常的发生时推断制冷剂出口温度Te处于防止再次冻结温度Trf以上的情况下，在抑制实际制冷剂出口温度Ta的过度的升温并且通过电加热器730来持续进行制冷剂的加热以对燃料电池600进行保温的同时，使燃料电池600进行普通运转。由此，能够在持续进行燃料电池600的暖机的同时执行燃料电池600的发电工作。
此外，如图4所示，在时刻t1处计测制冷剂出口温度Ts向上限值Tu变化而贴近上限值Tu的情况下，与贴近下限值Tl的情况相同地，确定了传感器异常发生(图2的步骤S150：是)。然后，在传感器异常发生时的当作实际制冷剂出口温度Ta来处理的推断制冷剂出口温度Te处于小于防止再次冻结温度Trf的情况下(步骤S160：否)，燃料电池***会被停止，从而由燃料电池600实施的发电工作被停止(步骤S180)。在这种情况下，使得电加热器730被停止(关闭)。另外，关于燃料电池600的运转状态而被设为普通运转。此外，虽然省略了图示以及说明，但是在于计测制冷剂出口温度Ts贴近下限值Tl而确定了传感器异常时推断出口温度Te处于小于防止再次冻结温度Trf的情况下，也同样地使燃料电池***被停止，从而由燃料电池600实施的发电工作被停止(步骤S180)。
在此，在比较例中，如图6所示，在时刻t1处发生传感器异常且计测制冷剂出口温度Ts贴近FC出口温度传感器545的可输出的上限值Tu的情况下，由于计测制冷剂出口温度Ts与速暖机完毕温度Twe相比而较高，因此尽管为快速暖机的中途，也会使快速暖机运转结束并实施普通运转，且电加热器730的工作被停止(关闭)。如此，在由于传感器异常发生从而快速暖机运转结束时实际制冷剂出口温度Ta小于防止再次冻结温度Trf的情况下，会随着实际制冷剂出口温度Ta的降低而使得燃料电池600的温度也降低。此时，由于在燃料电池600内的反应气体流道、例如阳极侧流道内因快速暖机运转而融化了的液态水会在阳极侧流道的温度较低的区域内再次冻结，因此将招致阳极侧流道的堵塞，进而招致在阳极侧流道中流通的燃料气体的缺乏状态。在于燃料气体的缺乏状态下实施了由燃料电池600实现的发电的情况下，存在会招致燃料电池600的劣化的问题。
相对于此，在上述的实施方式中，在发生温度传感器异常时推断制冷剂出口温度Te小于防止再次冻结温度Trf的情况下，能够停止由燃料电池600实施的发电工作。由此，能够抑制由于在燃料电池600内的反应气体流道内的液态水的再次冻结状态下使燃料电池600发电工作而导致发生的燃料电池600的劣化。
如上文所述，在第一实施方式的燃料电池***10中，在被认为即使于快速暖机运转的过程中FC出口温度传感器545中发生了异常但反应气体流道的液态水也不会再次冻结的情况下，能够在持续进行燃料电池600的暖机的同时实施燃料电池600的发电工作。由此，即使在搭载了燃料电池***的车辆中对制冷剂出口温度进行计测的温度传感器中发生异常，也不必立即设为不能行驶，而是能够尽可能地使行驶持续进行。此外，在反应气体流道的液态水具有再次冻结的可能性且实施了燃料电池600的发电工作时具有招致燃料电池600的劣化的可能性的情况下，能够停止燃料电池***，从而停止燃料电池600的发电工作。由此，能够避免发生如下情况，即，由残留在反应气体流道内的液态水发生了再次冻结的状态下的使燃料电池的发电工作持续而导致的燃料电池的劣化。
B.第二实施方式：
图7为示意性地表示作为本公开的第二实施方式的燃料电池***10B的概要结构的说明图。燃料电池***10B除了在控制部900(参照图1)的运转控制部910、启动控制部920、以及传感器异常检测部930以外还具备制冷剂温度推断部940这一点之外，具有与第一实施形的燃料电池***10同样的结构。
图8为表示第二实施方式中的暖机控制处理的一个示例的流程图。在该暖机控制处理中，第一实施方式的暖机控制处理(参照图2)的步骤S150被替换为了步骤S152～步骤S156。因此，在下文中，对该不同点加以说明。
如图8所示，启动控制部920在实施了快速暖机(步骤S130)之后，执行暖机完毕的监视(步骤S140)，并在成为暖机完毕状态之前(步骤S140：否)，反复进行步骤S152～步骤S156的处理。
在步骤S152中，启动控制部920对传感器异常的假定发生进行监视。该传感器异常假定发生的检测与第一实施方式的步骤S150(参照图2)同样地，通过传感器异常检测部930检测出由FC出口温度传感器545所计测出的计测制冷剂出口温度Ts变化至贴近上限值或下限值的异常的状态的情况，并向启动控制部920进行通知的方式来被执行。即，在本实施方式中，设为在传感器异常检测部930检测出计测制冷剂出口温度Ts变化至异常的状态的情况下，并不立即确定传感器异常的发生，而是假定发生了传感器异常。
在假定发生了传感器异常的情况下(步骤S152：是)，启动控制部920在步骤S154中使制冷剂温度推断部940对制冷剂出口温度的推断值Tec进行计算。然后，将由制冷剂温度推断部940所计算出的推断值Tec(以下，也称为“计算推断制冷剂温度Tec”)设为，在步骤S160的判断中所利用的推断制冷剂出口温度Te。另外，关于由制冷剂温度推断部940实施的制冷剂出口温度的推断值Tec的计算将在后文进行叙述。
然后，在步骤S156中，启动控制部920通过对步骤S152中的传感器异常假定发生的状态是否持续了预先规定的固定时间td以上进行监视，从而对是否将传感器异常的发生设为确定进行判断。该固定时间td被设定为，用于去除由于噪声或变动而产生的传感器异常的发生的变动从而稳定地检测出传感器异常的发生的时间。然后，在传感器异常假定发生的状态持续了固定时间td以上的情况下(步骤S156：是)，将传感器异常的发生设为确定，且启动控制部920在步骤S160中对传感器异常发生时的推断制冷剂出口温度Te是否上升至防止再次冻结温度Trf以上(Te≥Trf)进行判断。另外，在于该判断中所使用的推断制冷剂出口温度Te中，如上文所述的那样，使用步骤S154中所计算出的计算推断制冷剂温度Tec。然后，启动控制部920根据判断结果而执行保温运转实施(步骤S170)或***停止(步骤S180)。
图9为，对在第二实施方式的暖机控制处理中于快速暖机的过程中而FC出口温度传感器545中发生了异常的情况下的运转工作进行表示的说明图。与第一实施方式(参照图3)同样地，当在启动时刻t0处实施了快速暖机运转(图8的步骤S130)时，计测制冷剂出口温度Ts会随着实际制冷剂出口温度Ta(参照图3)的上升而上升。
如图9所示，在于时刻t1处计测制冷剂出口温度Ts向下限值Tl变化且贴近下限值Tl的情况下(与图3同样)，检测出传感器异常的假定发生的状态(图8的步骤S152：是)。
在检测出了传感器异常的假定发生的状态的情况下，作为推断制冷剂出口温度Te而使用由制冷剂温度推断部940(参照图7)所计算出的制冷剂出口温度的推断值Tec(计算推断制冷剂温度Tec，在图9中由虚线表示)(图8的步骤S154)。如后文所述，该计算推断制冷剂温度Tec以持续地发生的传感器异常的假定发生的状态中的、即将第一次发生前所计测出的计测制冷剂出口温度Ts的值为基准来被计算。另外，传感器异常发生确定时刻t处的计算推断制冷剂温度Tec也被表示为“Tec(t)”。
然后，如图9所示，在传感器异常的假定发生的状态持续了固定时间td以上的时刻t2，传感器异常的发生被确定(图8的步骤S156)。此时，在被设为推断制冷剂出口温度Te的计算推断制冷剂温度Tec(t2)处于防止再次冻结温度Trf以上的情况下(图8的步骤S160：是)，将会实施在使电加热器730的工作(开启)持续的同时实施普通运转的保温运转(图8的步骤S170)。虽然省略了图示，但是在被设为推断制冷剂出口温度Te的计算推断制冷剂温度Tec(t2)小于防止再次冻结温度Trf的情况下(图8的步骤S160：否)，燃料电池***会被停止，从而由燃料电池600实施的发电工作被停止(步骤S180)。
在此，如将在下文中所说明的那样，由制冷剂温度推断部940实施的计算推断制冷剂温度Tec的计算通过如下方式来被执行，即，以FC出口温度传感器545的位置为基准来使制冷剂所循环的冷却***500以及空调***700的各结构要素模型化，并沿制冷剂的流动而按照顺序反复进行各结构要素的出口处的制冷剂的温度的计算。
图10为，表示在快速暖机运转的过程中制冷剂所流过的冷却***500以及空调***700的说明图。在图10中，为了容易地对由制冷剂温度推断部940实施的推断制冷剂出口温度的计算方法进行说明，而仅由制冷剂泵525、燃料电池600、FC出口温度传感器545、空调泵725、电加热器730、以及使它们相连的配管Pa～Pf的各结构要素来对冷却***500以及空调***700进行表示(参照图7)。
各结构要素的制冷剂的出口温度可以利用下式(1)以及式(2)来进行计算。另外，各结构要素的制冷剂的出口温度分别成为所邻接的下游侧的结构要素的制冷剂的入口温度。
[数学式1]
[Math.1]
Figure BDA0003284591430000171
[数学式2]
[Math.2]
xK+1＝[Ti+1/ρc(Pi-Po)-1/ρcm(Q)]…(2)
在上式(1)以及式(2)中，TK+1表示当前计算期间内的结构要素的出口处的制冷剂出口温度，TK表示在单位时间前的前计算期间所计算出的制冷剂出口温度。Δt表示计算的单位时间。τ为时间常数，其等于ρV/m。P表示制冷剂的密度，V表示结构要素的制冷剂所通过的部分体积，m表示在结构要素内通过的制冷剂的质量流量。xK+1表示独立变量。Ti为结构要素的制冷剂入口温度。c表示制冷剂的比热。Pi表示结构要素的入口处的制冷剂的压力，Po表示结构要素的出口处的制冷剂的压力，(Pi-Po)表示结构要素的入口与出口之间的压力损失。Q表示结构要素的传热量。
作为制冷剂的比热c以及密度ρ、单位时间Δt，而可以使用被预先准备的已知的值。作为结构要素内的制冷剂的体积V，可以针对每个被预先准备的结构要素而分别使用已知的值。作为结构要素内的制冷剂的质量流量m，可以使用依据每个被预先准备的结构要素的快速暖机运转条件所得出的已知的值。作为制冷剂入口温度Ti，可以使用在所邻接的上游侧的结构要素中于前计算期间内所计算出的制冷剂出口温度。作为压力损失(Pi-Po)以及传热量Q，可以使用依据每个被预先准备的结构要素的快速暖机运转条件所得出的已知的值。
图11为，表示图10所示的各结构要素中的根据制冷剂入口温度所推断出的制冷剂出口温度的状态的说明图。在各结构要素中，例如像计算期间s1所示的那样，在各计算期间，通过使用上式(1)以及式(2)的计算来对与各自的制冷剂入口温度Ti相对应的制冷剂出口温度To进行推断。在下文中，设为在计算期间s1正常取得了计测制冷剂出口温度Ts之后第一次发生传感器异常的假定发生的状态，并在以后的各计算期间持续处于传感器异常的假定发生的状态的情况来进行说明。
在前计算期间s1以后的下一个计算期间s2(当前计算期间s2)，在各结构要素中，将前计算期间s1内的上游侧的结构要素的制冷剂出口温度设为制冷剂入口温度，并通过计算来对制冷剂出口温度进行推断。例如，在第一配管Pa中，将前计算期间s1内的计测制冷剂出口温度Ts的值T1设为制冷剂入口温度，并通过计算来对制冷剂出口温度Tao2进行推断。此外，在与第一配管Pa邻接的下游侧的空调泵725中，将前计算期间s1内的上游侧的第一配管Pa的制冷剂出口温度Tao1设为制冷剂入口温度，并通过计算来对制冷剂出口温度Tp2进行推断。以下，第二配管Pb、电加热器730、第三配管Pc、第四配管Pd、制冷剂泵525、第五配管Pe、燃料电池600以及第六配管Pf也分别同样地将前计算期间s1内的各自的上游侧的结构要素的制冷剂出口温度Tbo1、Tho1、Tco1、Tdo1、Tpho1、Teo1、Tso1、Tfo1设为制冷剂入口温度。然后，通过计算来对制冷剂出口温度Tbo2、Tho2、Tco2、Tdo2、Tpho2、Teo2、Tso2、Tfo2进行推断。
在下一个计算期间s3(当前计算期间s3)中，由于并未取得计测制冷剂出口温度Ts的值，因此在第一配管Pa中，将在前计算期间s2被推断出的第六配管Pf的制冷剂出口温度Tfo2设为制冷剂入口温度，并通过计算来对制冷剂出口温度Tao3进行推断。此外，空调泵725、第二配管Pb、电加热器730、第三配管Pc、第四配管Pd、制冷剂泵525、第五配管Pe、燃料电池600以及第六配管Pf也分别同样地将前计算期间s2中的各自的上游侧的结构要素的制冷剂出口温度Tpo2、Tbo2、Tho2、Tco2、Tdo2、Tpho2、Teo2、Tso2、Tfo2设为制冷剂入口温度。然后，通过计算来对制冷剂出口温度Tpo3、Tbo3、Tho3、Tco3、Tdo3、Tpho3、Teo3、Tso3、Tfo3进行推断。
如此，通过针对每个计算期间而分别在各结构要素中反复进行由计算实施的制冷剂出口温度的推断，从而在各计算期间通过计算所推断出的第六配管Pf的出口温度成为，以持续的传感器异常的假定发生的状态中的、即将第一次发生前所计测出的计测制冷剂出口温度Ts的值为基准来推断出的制冷剂出口温度。
因此，在制冷剂温度推断部940中，通过以持续的传感器异常的发生的状态中的、即将第一次发生前所计测出的计测制冷剂出口温度Ts的值为基准来反复执行各结构要素中的温度推断，从而能够像上文所述的那样对传感器异常发生确定时刻t的计算推断制冷剂温度Tec(t)进行计算。而且，能够将求取到的计算推断制冷剂温度Tec(t)作为推断制冷剂出口温度Te来利用。另外，如上文的所述的那样在制冷剂温度推断部940中所执行的、根据在制冷剂的循环***中的任意一个位置处所计测出的温度来推断循环***的各结构要素中的任意一个位置处的制冷剂的温度的方法被记载于日本特开2019-149366中，可以通过参照来引入该公开内容。
如上文所述，在第二实施方式中，并不会像第一实施方式那样在持续的传感器异常的状态的第一次发生时就确定传感器异常发生，而是在持续了固定时间td的期间时才对传感器异常发生进行确定。由此，由于能够不对因噪声等变动而单发性地发生的异常进行检测，因此能够减少传感器异常发生的误检测，从而提高检测的稳定性。
此外，在第二实施方式中，作为从持续的传感器异常的状态的第一次发生起经过固定时间td从而确定了传感器异常发生的时刻t的推断制冷剂出口温度Te，而使用以传感器异常的状态即将第一次发生前所计测出的计测制冷剂出口温度Ts为基准并利用上式(1)以及式(2)通过计算所推断出的计算推断制冷剂温度Tec(t)。由此，能够基于传感器异常发生时的与实际制冷剂出口温度Ta相比更接近的制冷剂出口温度，来实施与防止再次冻结温度Trf之间的比较判断(参照图8的步骤S160)。由此，由于与将传感器异常的状态即将第一次发生前的计测制冷剂出口温度Ts设为推断制冷剂出口温度Te的情况相比，能够更高精度地对经过固定时间td时的制冷剂出口温度进行推断，因此能够实施与更高精度的判断相应的控制。
另外，虽然在上述的说明中，作为关于各结构要素中的质量流量m、压力损失(Pi-Po)以及传热量Q而分别使用已知的值的情况进行了说明，但是也能够使用实际的计测值或推断值。
C.其他的实施方式：
(C1)在上述各个实施方式中，设为防止再次冻结温度Trf通过从预先准备的映射表中取得与在燃料电池***10的启动时通过FC出口温度传感器545所计测出的计测制冷剂出口温度Ts的值被附加了关联的防止再次冻结温度Trf的值的方式来被设定。但是，并不被限定于此，例如也可以将像应当相对于在制冷剂出口温度的容许范围中最低的制冷剂出口温度而设定的值那样被预先设定的固定值设定为防止再次冻结温度Trf。
(C2)在上述第二实施方式中，作为从传感器异常的状态第一次发生起经过固定时间以上从而确定了传感器异常的发生的时刻t的推断制冷剂出口温度Te，而使用以即将第一次发生传感器异常的状态前的计测制冷剂出口温度Ts为基准并利用上式(1)以及式(2)通过计算所推断出的计算推断制冷剂温度Tec。然而，并不被限定于此，作为推断制冷剂出口温度Te而也可以利用电加热器730的入口附近的温度传感器750的计测值。这是由于，虽然在温度传感器750的计测值中存在由FC出口温度传感器545与温度传感器750之间的流道中的散热而引起的温度变化，但是该温度传感器750的计测值能够当作与FC出口温度传感器545应当会计测出的的制冷剂出口温度大致相同的温度来处理的缘故。
同样地，并不限于电加热器730的入口侧的温度传感器750，而也可以利用能够对具有可当作与FC出口温度传感器545应当会计测出的制冷剂出口温度相同的温度来处理的温度的、制冷剂的温度进行计测的其他的温度传感器的计测值。
此外，在于燃料电池600的制冷剂入口605处设置有温度传感器的情况下，也可以利用该温度传感器的计测值。即，也可以利用根据所利用的温度传感器的计测值、燃料电池600的发热量、燃料电池600的制冷剂的体积、制冷剂的比热、制冷剂的密度、以及经过时间所计算出的推断值。此外，并不限于燃料电池600的制冷剂入口605的温度传感器，而也可以利用被设置在其他的位置处的温度传感器的计测值，来对FC出口温度传感器545的位置处的制冷剂出口温度的推断值进行计算并利用。
如上文所述，只要能够对在从传感器异常的第一次发生起经过固定时间以上而检测出传感器异常的发生时的制冷剂出口温度的推断值进行计算，且对检测出传感器异常的发生时的制冷剂出口温度的推断值进行计算，并将计算出的推断值作为推断制冷剂出口温度来利用，则并不对制冷剂出口温度的推断值的计算方法特别限定。
(C3)在上述第二实施方式中，也可以将传感器异常的状态即将第一次发生前所计测出的计测制冷剂出口温度的值作为推断制冷剂出口温度来利用。在这种情况下，虽然与将计算出的推断值作为推断制冷剂出口温度来利用的情况相比而会使得与判断相应的控制的精度变低，但是能够很容易地对推断制冷剂出口温度进行设定。
(C4)在上述各个实施方式中，设为传感器异常检测部930在FC出口温度传感器545中发生断线故障或短路故障而导致FC出口温度传感器545所输出的计测制冷剂出口温度的值成为贴近上限值或下限值的状态的情况下，检测出传感器异常的发生。然而，并不被限定于此，也能够以如下的方式来检测出传感器异常的发生。
例如，也能够在像也在上述(C2)中所说明的那样，对FC出口温度传感器545所输出的计测制冷剂出口温度、与像电加热器730的入口附近的温度传感器750那样应当会表示与计测制冷剂出口温度的值同等的值的其他的温度传感器的计测值进行比较且背离较大的情况下，检测出传感器异常的发生。
此外，也能够在对计测制冷剂出口温度、与根据燃料电池600的制冷剂入口605的温度传感器的计测值所推断出的制冷剂出口温度进行比较且背离较大的情况下，检测出传感器异常的发生。
此外，也能够在利用第二实施方式中所说明的制冷剂出口温度的推断方法而根据启动时的计测制冷剂出口温度所推断出的制冷剂出口温度、与计测制冷剂出口温度进行比较且背离较大的情况下，检测出传感器异常的发生。
此外，还能够利用上述的各种检测方法的全部或几种检测方法的组合来检测出传感器异常的发生。
(C5)在上述各实施方式中，设为计测制冷剂出口温度Ts贴近上限值或下限值例如依据计测制冷剂出口温度Ts变化至下限值Tl或者上限值Tu的情况来进行检测的情况而进行了说明。然而，并不被限定于此，也能够依据计测制冷剂出口温度Ts以每计测单位时间而持续且连续固定次数以上地成为下限值Tl或上限值Tu的情况来进行检测。此外，也能够依据计测制冷剂出口温度Ts连续固定时间以上地成为下限值Tl或上限值Tu的情况来进行检测。此外，也能够依据以固定值以上的温度变化速度而成为下限值Tl或上限值Tu的情况来进行检测。
(C6)在上述各个实施方式中，对计测制冷剂出口温度Ts急剧变化地贴近下限值Tl或上限值Tu的情况进行了说明。在此，在到计测制冷剂出口温度Ts贴近下限值Tl为止的期间内虽然成为了防止再次冻结温度Trf以上、但却在向小于防止再次冻结温度Trf进行变化的这种情况下，存在尽管实际制冷剂出口温度Ta为防止再次冻结温度Trf以上但燃料电池的工作被停止的可能性。这是由于，使用小于传感器异常的状态即将发生前的防止再次冻结温度Trf的温度来作为推断制冷剂出口温度Te，并根据推断制冷剂出口温度Te是否成为防止再次冻结温度Trf以上来实施处理的选择的缘故。因此，为了应对这样的问题，例如能够通过预先使计测制冷剂出口温度Ts的值保持峰值，并将被保持峰值的计测制冷剂出口温度Ts的值作为推断制冷剂出口温度Te来使用，从而进行应对。此外，能够通过不仅对传感器异常的状态即将发生前的温度、而且还对在此以前的多个温度中的某一个是否成为防止再次冻结温度Trf以上进行判断，来应对计测制冷剂出口温度Ts的值。此外，也能够通过对是否传感器异常的状态发生前的多个温度的平均值成为防止再次冻结温度Trf以上进行判断，从而进行应对。
此外，在如计测出口温度Ts到贴近上限值Tu之前的期间内向防止再次冻结温度Trf以上进行变化的这种情况下，存在尽管实际制冷剂出口温度Ta小于防止再次冻结温度Trf但燃料电池的工作被持续进行的可能性。这是由于，使用传感器异常的状态即将发生前的防止再次冻结温度Trf以上的温度来作为推断制冷剂出口温度Te，并根据推断制冷剂出口温度Te是否成为防止再次冻结温度Trf以上来实施处理的选择的缘故。因此，为了应对这样的问题，例如能够通过不仅对传感器异常的状态即将发生前的温度、而且还对在此以前的多个温度中的某一个是否成为防止再次冻结温度Trf以上进行判断，来应对计测制冷剂出口温度Ts的值。此外，也能够通过对传感器异常的状态发生前的多个温度的平均值是否成为防止再次冻结温度Trf以上进行判断，来进行应对。
(C7)虽然在上述各个实施方式中以启动时的快速暖机运转的过程中为例进行了说明，但并不被限定于此，也能够在除启动时以外而实施有快速暖机运转的情况下进行应用。
(C8)虽然在上述各个实施方式中以对燃料电池600的制冷剂出口温度进行计测的温度传感器545为例进行了说明，但并不被限定于此。例如，即使对于像对燃料电池600的制冷剂入口温度进行计测的温度传感器那样、对流过冷却***500中的任意一个位置处的制冷剂的温度进行计测的温度传感器，也能够与上述各个实施方式同样地应用快速暖机运转的过程中的控制。这是由于，因为在冷却***500中流动的制冷剂的温度根据冷却***500的位置而与燃料电池600的温度具有一定的相关关系，所以制冷剂的温度能够当作反映了燃料电池600的温度的温度来处理的缘故。另外，在这种情况下，技术方案所述的燃料电池的温度、计测温度以及推断温度相当于设置有温度传感器的位置处的冷却介质的温度。此外，这种情况下的快速暖机开始温度、快速暖机完毕温度以及防止再次冻结温度为，相对于温度传感器的设置位置处的制冷剂的温度来被设定的温度。此外，在温度传感器的设置位置处的制冷剂的温度的推断值的计算中，能够应用上述第二实施方式中所说明的推断方法。
此外，即使并不对于对制冷剂的温度进行计测的温度传感器，而是对于像被设置在燃料电池的内部以对燃料电池的内部的温度进行计测的温度传感器、或被设置在燃料电池的表面上以对燃料电池的表面的温度进行计测的温度传感器那样、对燃料电池的温度进行计测的温度传感器，也能够与上述各个实施方式同样地应用快速暖机运转的过程中的控制。另外，这种情况下的快速暖机开始温度、快速暖机完毕温度以及防止再次冻结温度为，相对于计测的燃料电池的温度而被设定的温度。
(C9)在上述各个实施方式中，通过于快速暖机运转的过程中使空调***700的电加热器730进行工作，来对将向燃料电池600内的制冷剂流道供给的制冷剂进行加热，从而对燃料电池600进行暖机以及保温。而且，在于快速暖机运转的过程中发生了传感器异常时计测制冷剂出口温度Ts处于防止再次冻结温度Trf以上的情况下，实施在实施普通运转的同时使电加热器730的工作持续的保温运转，以免燃料电池600的温度降低。作为抑制燃料电池600的温度的降低的方法，也可以采用使用直接对燃料电池600进行加热的加热器的方法。此外，作为抑制燃料电池600的温度的降低的方法，也可以使用如下的方法，即，省略加热器，并使燃料电池600在与普通运转的状态相比低效率的工作点进行运转，从而在提高燃料电池600的发热损失的状态下进行运转。
(C10)虽然在上述各个实施方式中，将燃料电池***10、10B作为车辆的驱动用电源来使用，但是也可以设为不同的结构。例如，也可以作为车辆以外的移动体的驱动用电源，此外，还可以将燃料电池***10作为安置型电源来使用。
本公开并不限于上述的实施方式，其能够在不脱离其主旨的范围内以各种各样的结构来实现。例如，为了解决上述的课题的一部分或全部，或者为了达成上述效果的一部分或者全部，能够对与在发明内容部分中记载的各方式中的技术特征相对应的实施方式的技术特征适当地进行替换或组合。此外，只要在本说明书中并未将该技术特征作为必要技术特征来进行说明，则能够适当地删除。

Claims (11)

1.一种燃料电池***，其特征在于，具备：
燃料电池；
温度传感器，其用于对所述燃料电池的温度进行计测；
控制部，其在所述温度传感器的计测温度为预先设定的快速暖机开始温度以下时，使所述燃料电池的快速暖机运转执行，直至所述计测温度成为预先设定的快速暖机完毕温度以上，
所述控制部在于所述快速暖机运转的过程中确定了所述温度传感器的异常的发生时，
(a)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度处于被预先设定的防止再次冻结温度以上的情况下，使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行，
(b)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度并未上升至所述防止再次冻结温度的情况下，使所述燃料电池的工作停止。
2.如权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，
还具有冷却介质循环***，所述冷却介质循环***使冷却介质在所述燃料电池内循环，
所述温度传感器为对流过所述冷却介质循环***中的任意一个位置处的所述冷却介质的温度进行计测的温度传感器，
所述燃料电池的温度、所述计测温度以及所述推断温度为设置有所述温度传感器的位置处的所述冷却介质的温度，
所述快速暖机开始温度、所述快速暖机完毕温度、以及所述防止再次冻结温度为相对于设置有所述温度传感器的位置处的所述冷却介质的温度而被设定的温度。
3.如权利要求2所述的燃料电池***，其特征在于，
所述温度传感器为对在所述冷却介质循环***中供所述冷却介质从所述燃料电池中流出的冷却介质出口处的所述冷却介质的出口温度进行计测的温度传感器。
4.如权利要求1所述的燃料电池***，其特征在于，
还具备加热器，所述加热器用于对所述燃料电池进行加热，
所述控制部在使所述快速暖机运转执行的情况下，使所述加热器工作，且在使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行的情况下，使所述加热器的工作维持。
5.如权利要求2或权利要求3所述的燃料电池***，其特征在于，
还具备加热器，所述加热器用于对所述燃料电池进行加热，
所述控制部在使所述快速暖机运转执行的情况下，使所述加热器工作，且在使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行的情况下，使所述加热器的工作维持。
6.如权利要求5所述的燃料电池***，其特征在于，
所述加热器为对所述冷却介质进行加热的加热器。
7.如权利要求1至权利要求6中的任意一项所述的燃料电池***，其特征在于，
所述控制部将在所述温度传感器的异常的发生被确定之前由所述温度传感器所计测出的计测温度设定成为，作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度。
8.如权利要求1至权利要求7中的任意一项所述的燃料电池***，其特征在于，
所述控制部在所述温度传感器的异常的状态持续了固定时间以上时，确定所述温度传感器的异常的发生。
9.如权利要求8所述的燃料电池***，其特征在于，
所述控制部从所述温度传感器的异常的状态的开始时起而持续对所述燃料电池的温度的推断值进行计算，并将在确定所述温度传感器的异常的发生时所计算出的所述推断值设定成为，作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度。
10.如权利要求8所述的燃料电池***，其特征在于，
所述控制部将在成为所述温度传感器的异常的状态之前由所述温度传感器所计测出的计测温度设定成为，作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度。
11.一种燃料电池***的控制方法，其特征在于，
在用于对燃料电池的温度进行计测的温度传感器的计测温度为预先设定的快速暖机开始温度以下时，在于所述计测温度成为预先设定的快速暖机完毕温度以上之前使所述燃料电池进行快速暖机运转的期间内确定了所述温度传感器的异常时，
(a)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度处于被预先设定的防止再次冻结温度以上的情况下，使从所述燃料电池输出电力的运转更替为所述快速暖机运转来执行，
(b)在作为所述燃料电池的温度而被使用的推断温度并未上升至所述防止再次冻结温度的情况下，使所述燃料电池的工作停止。
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