JP2006310073A - 燃料電池システムおよび燃料電池の冷却方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 燃料電池の動作温度T2が所定の温度αよりも低い場合において、冷却液ポンプを駆動状態と非駆動状態とに交互に切り換えて動作させることにより、燃料電池内に単位時間当たりに供給する冷却液の供給量を低減する。このとき、冷却液が燃料電池10に流入する流入口側における第1の温度T1と、冷却液が燃料電池から排出される排出口側における第2の温度T2との温度差ΔTに応じて、冷却液ポンプ20の駆動時間を調整する。
【選択図】 図3
Description
電気化学反応によって発電を行う燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池を冷却する冷却液を、前記燃料電池内に供給する冷却液ポンプと、
前記冷却液が前記燃料電池内に流入する流入口側の第1の温度を検出する第1の温度センサと、
前記冷却液が前記燃料電池内から排出される排出口側の第2の温度を検出する第2の温度センサと、
前記第2の温度センサによって検出した前記第2の温度が、所定の温度よりも低い場合において、前記冷却液ポンプを駆動状態と非駆動状態とに交互に切り換えて動作させることにより、前記燃料電池内に単位時間当たりに供給する冷却液の供給量を、前記第2の温度が前記所定の温度以上の場合に供給される供給量よりも低減する冷却制御部と
を備えており、
前記冷却制御部は、前記冷却液ポンプを駆動させた後、前記第2の温度センサによって前記第2の温度を検出するとともに、前記第1の温度センサによって前記第1の温度を検出し、該第2の温度と第1の温度との温度差に応じて、次回の冷却液ポンプの駆動時間を調整することを要旨とする。
前記冷却制御部は、前記温度差と所定の基準値とを比較して、前記温度差が前記基準値よりも大きければ、前記駆動時間を、前記温度差が前記基準値よりも小さい場合における駆動時間よりも長くするものとしてもよい。
前記冷却制御部は、前記第2の温度検出部によって検出した前記第2の温度が、氷点以下である場合に、前記冷却液ポンプを停止させる手段を備えるものとしてもよい。
更に、前記燃料電池から排出された前記冷却液を外気との熱交換によって冷却するラジエータと、
前記ラジエータと前記冷却液ポンプと前記燃料電池とを環状に接続し、内部に前記冷却液が流れる冷却液循環流路と、
前記燃料電池から排出された冷却液を、前記ラジエータをバイパスさせて前記冷却液ポンプの上流側に流すバイパス流路と、
前記第2の温度が前記所定の温度よりも低い場合には、前記冷却液を前記バイパス流路側に流し、前記第2の温度が前記所定の温度よりも高い場合には、前記冷却液を前記ラジエータ側に流す手段と
を備えるものとしてもよい。
電気化学反応によって発電を行う燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、冷却液ポンプによって冷却液を前記燃料電池内に供給することで、前記燃料電池の冷却を行う冷却方法であって、
前記冷却液が前記燃料電池内から排出される排出口側の温度が、所定の温度よりも低い場合において、前記冷却液ポンプを駆動状態と非駆動状態とに交互に切り換えて動作させることにより、前記燃料電池内に単位時間当たりに供給する冷却液の供給量を、前記第2の温度が前記所定の温度以上の場合に供給される供給量よりも低減し、
該供給量の低減を行う場合には、前記冷却液ポンプを駆動させた後に、前記冷却液が前記燃料電池内に流入する流入口側の第1の温度を検出するとともに、前記冷却液が前記燃料電池内から排出される排出口側の第2の温度を検出し、該第2の温度と第1の温度との温度差に応じて、次回の冷却液ポンプの駆動時間を調整する
冷却方法である。
A.燃料電池システムの構成:
B.冷却処理:
C.効果:
D.変形例:
図1は、実施例としての燃料電池システム100の構成を示す説明図である。図示するように本実施例の燃料電池システム100は、燃料電池10と、冷却液ポンプ20と、三方弁30と、冷却ファン41を備えたラジエータ40と、制御コンピュータ50とを備えている。本実施例の燃料電池システム100は、車両に搭載され、車軸駆動用の電動モータを動作させる電力源として用いられる。
図3は、燃料電池10の冷却を行う冷却処理ルーチンのフローチャートである。この冷却処理ルーチンは、燃料電池システム100の動作中、制御コンピュータ50によって繰り返し実行される。本実施例では、5秒毎に1回実行されるものとする。以下、この冷却処理ルーチンについて、図4を交えて説明する。図4は、燃料電池10の温度変化の一例を示す説明図である。
以上のように構成された本実施例の燃料電池システム100によれば、燃料電池内部の温度T2が0℃以下の場合には、冷却液ポンプ20を停止するため、低温環境下においてシステムが起動された場合等に、燃料電池の動作温度を直ちに昇温させることができる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はこのような実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。
20...冷却液ポンプ
30...三方弁
40...ラジエータ
41...冷却ファン
50...制御コンピュータ
51...CPU
52...RAM
53...ROM
60...冷却液循環路
65...バイパス流路
71...入口温度センサ
72...出口温度センサ
100...燃料電池システム
Claims (5)
- 電気化学反応によって発電を行う燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池を冷却する冷却液を、前記燃料電池内に供給する冷却液ポンプと、
前記冷却液が前記燃料電池内に流入する流入口側の第1の温度を検出する第1の温度センサと、
前記冷却液が前記燃料電池内から排出される排出口側の第2の温度を検出する第2の温度センサと、
前記第2の温度センサによって検出した前記第2の温度が、所定の温度よりも低い場合において、前記冷却液ポンプを駆動状態と非駆動状態とに交互に切り換えて動作させることにより、前記燃料電池内に単位時間当たりに供給する冷却液の供給量を、前記第2の温度が前記所定の温度以上の場合に供給される供給量よりも低減する冷却制御部と
を備えており、
前記冷却制御部は、前記冷却液ポンプを駆動させた後、前記第2の温度センサによって前記第2の温度を検出するとともに、前記第1の温度センサによって前記第1の温度を検出し、該第2の温度と第1の温度との温度差に応じて、次回の冷却液ポンプの駆動時間を調整する
燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムであって、
前記冷却制御部は、前記温度差と所定の基準値とを比較して、前記温度差が前記基準値よりも大きければ、前記駆動時間を、前記温度差が前記基準値よりも小さい場合における駆動時間よりも長くする
燃料電池システム。 - 請求項1または2に記載の燃料電池システムであって、
前記冷却制御部は、前記第2の温度検出部によって検出した前記第2の温度が、氷点以下である場合に、前記冷却液ポンプを停止させる手段を備える
燃料電池システム。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
更に、前記燃料電池から排出された前記冷却液を外気との熱交換によって冷却するラジエータと、
前記ラジエータと前記冷却液ポンプと前記燃料電池とを環状に接続し、内部に前記冷却液が流れる冷却液循環流路と、
前記燃料電池から排出された冷却液を、前記ラジエータをバイパスさせて前記冷却液ポンプの上流側に流すバイパス流路と、
前記第2の温度が前記所定の温度よりも低い場合には、前記冷却液を前記バイパス流路側に流し、前記第2の温度が前記所定の温度よりも高い場合には、前記冷却液を前記ラジエータ側に流す手段と
を備える燃料電池システム。 - 電気化学反応によって発電を行う燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、冷却液ポンプによって冷却液を前記燃料電池内に供給することで、前記燃料電池の冷却を行う冷却方法であって、
前記冷却液が前記燃料電池内から排出される排出口側の温度が、所定の温度よりも低い場合において、前記冷却液ポンプを駆動状態と非駆動状態とに交互に切り換えて動作させることにより、前記燃料電池内に単位時間当たりに供給する冷却液の供給量を、前記第2の温度が前記所定の温度以上の場合に供給される供給量よりも低減し、
該供給量の低減を行う場合には、前記冷却液ポンプを駆動させた後に、前記冷却液が前記燃料電池内に流入する流入口側の第1の温度を検出するとともに、前記冷却液が前記燃料電池内から排出される排出口側の第2の温度を検出し、該第2の温度と第1の温度との温度差に応じて、次回の冷却液ポンプの駆動時間を調整する
冷却方法。
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