JP2013216158A - 熱源冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両の走行エネルギーを発生する燃料電池2を備える。リザーブタンク入口弁10によって制御される冷却水の圧力が、冷却水ポンプ1駆動時の冷却水ポンプ1の吐出圧と冷却水ポンプ1の吸入圧の中間値をとる冷却水回路の位置よりも、若干冷却水ポンプ1の吸入側の位置になるようにリザーブタンク入口弁10が設置されている。燃料電池2が発電を停止しても、ステップS62、S63のように、冷却水の温度が所定温度を超える場合は、車両の走行中においても、冷却水ポンプ1の回転を継続させる。そして、冷却水の温度が所定温度以下に冷却されてから冷却水ポンプ1の回転を停止させる。
【選択図】図6
Description
先ず、従来の問題の発生原因につき、発明者らが種々の実験により突き止めたことは、燃料電池車等の再始動時に、冷却水ポンプにキャビテーションが発生し、このキャビテーションの発生により、冷却水の燃料電池への供給が不安定になり、燃料電池のスタック発電効率等が低下するという事実である。
上記第1実施形態においては、熱源2は、車両が走行中であっても停止することがある駆動エネルギー発生装置からなり、冷却水ポンプ運転継続手段S63は、車両が走行中において、冷却水ポンプ1の運転を継続させてから冷却水ポンプ1の回転を停止させる。これによれば、駆動エネルギー発生装置が走行中であっても停止することがある車両において、車両走行中におけるキャビテーションによる駆動エネルギー発生装置の効率低下が抑制されるので、車両走行性能が悪化せず、スムーズな加速等が可能になる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。
熱源2からの冷却水に対する供給熱量が所定減少状態となる場合とは、燃料電池車を加速させるアクセルの操作がオフ状態になった場合、または、熱源2を成す燃料電池2の要求発電量が所定値以下になった場合である。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。上記第1実施形態においては、車両は燃料電池車であったが、この第3実施形態の車両はエンジンと電池とで駆動されるハイブリッド車からなる。
車両は、熱源2を成すエンジンと電池とで駆動されるハイブリッド車からなり、車両が走行中において、冷却水ポンプ1の回転を継続させてから冷却水ポンプ1の回転を停止させるのは、車両の運転中において、熱源2を成すエンジンが自動停止したときである。
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の第1実施形態では、85℃以下に冷却されるまで冷却水ポンプ1の回転を継続させたが、85℃プラスマイナス5℃以下(85℃〜90℃)に冷却されるまで冷却水ポンプ1の回転を継続させればよい。つまり、冷却水ポンプ1の回転を停止させる手段は、冷却水の温度が85℃プラスマイナス5℃以下に冷却されるまで、冷却水ポンプ1の回転を継続させてから、冷却水ポンプ1の回転数を下げると良い。
2 熱源(燃料電池、エンジン)
3 燃料電池センサ
5 バイパス流路
6 放熱器
8 冷却水回路
9 リザーブタンク
10 リザーブタンク入口弁
11 電動ファン
S63、S103、S113 冷却水ポンプ運転継続手段
Claims (14)
- 電動式の冷却水ポンプ(1)と、
前記冷却水ポンプ(1)が吐出する冷却水で冷却され、車両の走行エネルギーを発生する駆動エネルギー発生装置を成す熱源(2)と、
前記熱源(2)で加熱された前記冷却水を放熱する放熱器(6)と、
前記冷却水ポンプ(1)、前記熱源(2)、および前記放熱器(6)を環状に連結している冷却水回路(8)と、
前記冷却水回路(8)との間で前記冷却水が流入および流出するリザーブタンク(9)と、
前記リザーブタンク(9)への前記冷却水の流入および流出を制御するリザーブタンク入口弁(10)と、を備え、
前記冷却水の圧力が前記冷却水ポンプ駆動時の前記冷却水ポンプ(1)の吐出圧と前記冷却水ポンプ(1)の吸入圧の中間値をとる前記冷却水回路(8)の位置よりも前記冷却水ポンプ(8)の吸入側に前記リザーブタンク入口弁(10)が設けられ、
前記熱源(2)の運転が停止または停止とみなされ、前記冷却水の温度が所定温度を超える場合に、前記冷却水の温度が所定温度以下に冷却されるまで前記冷却水ポンプ(1)の運転を継続させる冷却水ポンプ運転継続手段(S63、S103、S113)を備えることを特徴とする熱源冷却装置。 - 前記熱源(2)は、前記車両が走行中であっても停止することがある前記駆動エネルギー発生装置からなり、
前記冷却水ポンプ運転継続手段(S63、S103、S113)は、前記車両が走行中において、前記冷却水ポンプ(1)の運転を継続させることを特徴とする請求項1に記載の熱源冷却装置。 - 前記車両は、前記熱源(2)が燃料電池からなる燃料電池車、または前記熱源(2)を成すエンジンと電池とで駆動されるハイブリッド車からなり、
前記冷却水ポンプ運転継続手段(S63、S103、S113)が、前記冷却水ポンプ(1)の運転を継続させるのは、前記車両の走行中に前記熱源(2)を成す前記燃料電池の発電が停止された場合、または前記車両の走行中において、前記熱源(2)を成す前記エンジンが自動停止した場合であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱源冷却装置。 - 前記熱源(2)は、前記燃料電池からなることを特徴とする請求項3に記載の熱源冷却装置。
- 前記冷却水ポンプ運転継続手段(S63、S103、S113)は、前記熱源(2)からの前記冷却水に対する供給熱量が予め設定された熱量である所定減少状態となる場合または前記所定現象状態になったとみなされる場合に、前記熱源(2)の運転を停止とみなし、前記車両の走行中において、前記冷却水の温度が前記所定温度以下に冷却されるまで前記冷却水ポンプ(1)の運転を継続させることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の熱源冷却装置。
- 前記熱源(2)からの前記冷却水に対する供給熱量が前記所定減少状態になったとみなされる場合とは、前記燃料電池車を加速させるアクセルの操作がオフ状態になった場合、または、前記熱源(2)を成す前記燃料電池の要求発電量が所定値以下になった場合であることを特徴とする請求項5に記載の熱源冷却装置。
- 前記熱源(2)からの前記冷却水に対する供給熱量が前記所定減少状態になったとみなされる場合とは、前記熱源(2)を成す前記エンジンまたは前記燃料電池の要求出力がゼロとなった場合またはゼロとなったとみなされた場合であること特徴とする請求項5に記載の熱源冷却装置。
- 更に、前記熱源(2)と成る燃料電池の出力電流または出力電圧を検出する燃料電池センサ(3)を備え、
前記熱源(2)からの前記冷却水に対する供給熱量が前記所定減少状態以下となる場合とは、前記燃料電池センサ(3)で検出された前記出力電流または前記出力電圧がゼロに成った場合、またはゼロとみなされた場合であること特徴とする請求項5に記載の熱源冷却装置。 - 前記冷却水ポンプ運転継続手段(S63、S103、S113)は、前記冷却水の温度が85℃プラスマイナス5℃以下に冷却されるまで、前記冷却水ポンプ(1)の運転を継続させてから前記冷却水ポンプ(1)を停止することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載の熱源冷却装置。
- 更に、前記放熱器(6)に冷却風を流す電動ファン(11)を備え、前記冷却水ポンプ運転継続手段(S63、S103、S113)が前記冷却水ポンプ(1)の運転を継続させている間に、前記電動ファン(11)を稼動させ、前記放熱器(6)を前記冷却風で冷却することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の熱源冷却装置。
- 前記冷却水ポンプ運転継続手段(S63、S103、S113)が前記冷却水ポンプ(1)の運転を継続させている間において、前記冷却水ポンプ(1)は、該冷却水ポンプ(1)の最大吐出量の50%以上の吐出能力で前記冷却水を吐出することがあることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載の熱源冷却装置。
- 前記熱源(2)と前記放熱器(6)との間に前記冷却水が流れる流路に、前記放熱器(6)をバイパスするバイパス流路(5)と、該バイパス流路(5)に切替える切替え弁(4)とを有することを特徴とする請求項1ないし11のいずれか一項に記載の熱源冷却装置。
- 前記リザーブタンク入口弁(10)は、前記切替え弁(4)よりも前記冷却水ポンプ(1)の吸入側に設置された前記放熱器(6)に設置されていることを特徴とする請求項12に記載の熱源冷却装置。
- 前記冷却水ポンプ運転継続手段(S63、S103、S113)が前記冷却水ポンプ(1)の運転を継続させている間において、前記切替え弁(4)は、前記放熱器(6)側にすくなくとも一部の冷却水を流すことを特徴とする請求項12または13に記載の熱源冷却装置。
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