JP6139478B2

JP6139478B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP6139478B2
Application number: JP2014155523A
Authority: JP
Inventors: 憲司樽家; 祐哉吉村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: JP2016033849A

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.

燃料スタックを経由するように冷媒を通流させ、燃料電池スタックを冷却する技術が知られている。そして、特許文献１では、燃料電池スタックに流入する冷媒の温度（入口冷媒温度）と、燃料電池スタックから流出する冷媒の温度（出口冷媒温度）とに基づいて、冷媒供給手段に異常が発生したか否か判定している。 A technique for cooling a fuel cell stack by passing a refrigerant through the fuel stack is known. And in patent document 1, abnormality generate | occur | produced in the refrigerant | coolant supply means based on the temperature (inlet refrigerant | coolant temperature) of the refrigerant | coolant which flows in into a fuel cell stack, and the temperature (outlet refrigerant | coolant temperature) of the refrigerant | coolant which flows out out of a fuel cell stack. It is determined whether or not.

特開２００３−１０９６３７号公報JP 2003-109637 A

しかしながら、燃料電池スタック内における冷媒の通流状態に異常が発生している場合、入口冷媒温度及び出口冷媒温度に基づいて、異常判定することは困難である。具体的に例えば、燃料電池スタック内において冷媒流路が複数の冷媒セル流路に分岐し各単セルを経由した後に集合する構成であって、冷媒セル流路の一部においてエア溜り（空気溜り）が形成されエア噛みが発生している場合、このエア溜りの形成された単セルを冷媒が通流しない。そうすると、冷媒の通流しない単セルは冷却されずに異常昇温するうえ、この異常状態は出口冷媒温度にも反映されず、異常状態を検知できない虞がある。 However, when an abnormality occurs in the refrigerant flow state in the fuel cell stack, it is difficult to determine the abnormality based on the inlet refrigerant temperature and the outlet refrigerant temperature. Specifically, for example, in the fuel cell stack, the refrigerant flow path branches into a plurality of refrigerant cell flow paths and gathers after passing through each single cell, and an air pool (air pool) is formed in a part of the refrigerant cell flow path. ) Is formed and air biting occurs, the refrigerant does not flow through the single cell in which the air pool is formed. As a result, the single cell through which the refrigerant does not flow rises abnormally without being cooled, and the abnormal state is not reflected in the outlet refrigerant temperature, and there is a possibility that the abnormal state cannot be detected.

そこで、本発明は、冷媒の通流状態を好適に判定可能な燃料電池システムを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the fuel cell system which can determine suitably the flow state of a refrigerant | coolant.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、反応ガス流路及び冷媒流路を有する燃料電池と、前記冷媒流路に向けて冷媒を圧送する冷媒圧送手段と、前記反応ガス流路から排出された反応ガスの温度を検出する反応ガス温度検出手段と、前記冷媒流路から排出された冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、前記冷媒圧送手段の起動後であって、前記燃料電池の温度が前記冷媒の温度に反映されていると判断される所定時間経過後の前記反応ガスの温度が前記冷媒の温度よりも所定温度差以上高い場合、前記冷媒流路における冷媒の通流状態が異常であると判定する異常判定手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システムである。 As means for solving the above problems, the present invention provides a fuel cell having a reaction gas flow path and a refrigerant flow path, a refrigerant pressure feeding means for pumping the refrigerant toward the refrigerant flow path, and a reaction gas flow path. Reaction gas temperature detection means for detecting the temperature of the discharged reaction gas, refrigerant temperature detection means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the refrigerant flow path, and after activation of the refrigerant pressure feeding means, the fuel When the temperature of the reaction gas after the elapse of a predetermined time determined that the battery temperature is reflected in the temperature of the refrigerant is higher than the temperature of the refrigerant by a predetermined temperature difference or more, the refrigerant flow in the refrigerant flow path An abnormality determination means for determining that the state is abnormal. A fuel cell system comprising:

ここで、反応ガス（水素、空気等）は、気体であるので、エア溜りが発生せず、燃料電池全体を通流する。したがって、反応ガス流路から排出された反応ガスの温度は、燃料電池の温度に良好に追従する。
また、前記所定温度差は、反応ガスの温度が冷媒の温度よりも高く、その温度差が所定温度差以上である場合、燃料電池の冷媒流路においてエア溜り等の異常が発生していると判断される温度に設定される。 Here, since the reactive gas (hydrogen, air, etc.) is a gas, no air pool is generated, and the entire fuel cell flows. Therefore, the temperature of the reaction gas discharged from the reaction gas flow path follows the temperature of the fuel cell well.
Further, the predetermined temperature difference is that when the temperature of the reaction gas is higher than the temperature of the refrigerant, and the temperature difference is equal to or greater than the predetermined temperature difference, an abnormality such as air accumulation has occurred in the refrigerant flow path of the fuel cell. Set to the determined temperature.

このような構成によれば、異常判定手段が、反応ガスの温度が冷媒の温度よりも所定温度差以上高い場合、冷媒流路における冷媒の通流状態が異常であると判定できる。これにより、異常であると判定された場合、例えば、後記する実施形態のように、冷媒の流量を増加等することで、異常状態を解消できる。また、燃料電池の出力する電流を制限することで、発電に伴う発熱量を小さくし、熱劣化を防止できる。
また、冷媒圧送手段の起動後であって、燃料電池の温度が冷媒の温度に反映されていると判断される所定時間経過後、異常判定手段が冷媒の温度に基づいて冷媒の通流状態が異常であるか否か判定するので、異常判定手段の誤判定を防止できる。 According to such a configuration, when the temperature of the reaction gas is higher than the temperature of the refrigerant by a predetermined temperature difference or more, the abnormality determination unit can determine that the refrigerant flow state in the refrigerant flow path is abnormal. Thereby, when it determines with it being abnormal, an abnormal state can be eliminated by increasing the flow volume of a refrigerant | coolant etc. like embodiment mentioned later, for example. Further, by limiting the current output from the fuel cell, the amount of heat generated by power generation can be reduced, and thermal degradation can be prevented.
In addition, after the activation of the refrigerant pressure feeding means and after a predetermined time has elapsed when it is determined that the temperature of the fuel cell is reflected in the temperature of the refrigerant, the abnormality determination means determines that the refrigerant flow state is based on the refrigerant temperature. Since it is determined whether or not it is abnormal, it is possible to prevent erroneous determination by the abnormality determining means.

また、本発明は、反応ガス流路及び冷媒流路を有する燃料電池と、前記冷媒流路に向けて冷媒を圧送する冷媒圧送手段と、前記反応ガス流路から排出された反応ガスの温度を検出する反応ガス温度検出手段と、前記冷媒流路から排出された冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、前記冷媒圧送手段の起動後の所定時間における前記冷媒の温度の変化幅が、前記燃料電池の温度が前記冷媒の温度に反映されていると判断される所定変化幅以内になった後、前記反応ガスの温度が前記冷媒の温度よりも所定温度差以上高い場合、前記冷媒流路における冷媒の通流状態が異常であると判定する異常判定手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システムである。 The present invention also provides a fuel cell having a reaction gas flow path and a refrigerant flow path, refrigerant pressure feeding means for pumping the refrigerant toward the refrigerant flow path, and the temperature of the reaction gas discharged from the reaction gas flow path. Reactive gas temperature detecting means for detecting, refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the refrigerant flow path, and a change width of the temperature of the refrigerant in a predetermined time after activation of the refrigerant pressure sending means, When the temperature of the reaction gas is higher than the temperature of the refrigerant by a predetermined temperature difference or more after the temperature of the fuel cell falls within a predetermined change range determined to be reflected in the temperature of the refrigerant, the refrigerant flow path And an abnormality determining means for determining that the refrigerant flow state is abnormal in the fuel cell system.

このような構成によれば、冷媒圧送手段の起動後の所定時間における冷媒の温度の変化幅が、燃料電池の温度が冷媒の温度に反映されていると判断される所定変化幅以内になった後、異常判定手段が冷媒の温度に基づいて冷媒の通流状態が異常であるか否か判定するので、異常判定手段の誤判定を防止できる。 According to such a configuration, the variation range of the refrigerant temperature in a predetermined time after the activation of the refrigerant pressure feeding unit is within the predetermined variation range in which it is determined that the temperature of the fuel cell is reflected in the refrigerant temperature. after the abnormality determination means so flowing state of the refrigerant is determined whether the abnormality based on the temperature of the refrigerant, can prevent erroneous determination of the abnormality determination means.

また、燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の発電開始後であって前記燃料電池の暖機が完了した後、前記異常判定手段は、前記冷媒流路における冷媒の通流状態が異常であるか否か判定することが好ましい。 Further, in the fuel cell system, after the start of power generation by the fuel cell and after the warm-up of the fuel cell is completed, the abnormality determination means determines whether or not the refrigerant flow state in the refrigerant flow path is abnormal. It is preferable to determine whether or not.

ここで、燃料電池の発電開始後であって、燃料電池の暖機が完了するまで、燃料電池の温度が良好に安定せず、反応ガスの温度、冷媒の温度も安定しない。したがって、反応ガスの温度及び／又は冷媒の温度に基づいて判定すると、誤判定し易い。 Here, after the start of power generation of the fuel cell and until the warm-up of the fuel cell is completed, the temperature of the fuel cell is not stabilized well, and the temperature of the reaction gas and the temperature of the refrigerant are not stabilized. Therefore, if it is determined based on the temperature of the reaction gas and / or the temperature of the refrigerant, it is easy to make an erroneous determination.

このような構成によれば、燃料電池の発電開始後であって燃料電池の暖機が完了した後、異常判定手段が冷媒流路における冷媒の通流状態が異常であるか否か判定するので、異常判定手段の誤判定を防止できる。 According to such a configuration, after the start of power generation of the fuel cell and after the warm-up of the fuel cell is completed, the abnormality determination unit determines whether or not the refrigerant flow state in the refrigerant flow path is abnormal. Incorrect determination by the abnormality determining means can be prevented.

また、燃料電池システムにおいて、前記異常判定手段が異常であると判定した場合、前記冷媒圧送手段は冷媒の流量を増加させることが好ましい。 Further, in the fuel cell system, it is preferable that when the abnormality determining unit determines that the abnormality is abnormal, the refrigerant pressure feeding unit increases the flow rate of the refrigerant.

このような構成によれば、異常判定手段が異常であると判定した場合、冷媒圧送手段が冷媒の流量を増加させるので、燃料電池の冷媒流路にエア溜りが仮に形成されていた場合、このエア溜りを燃料電池外に押し出すことができる。これにより、冷媒の通流異常状態を解消できる。 According to such a configuration, when the abnormality determining unit determines that there is an abnormality, the refrigerant pumping unit increases the flow rate of the refrigerant. Therefore, if an air pool is temporarily formed in the refrigerant flow path of the fuel cell, The air reservoir can be pushed out of the fuel cell. Thereby, the abnormal flow state of the refrigerant can be eliminated.

また、燃料電池システムにおいて、前記異常判定手段が異常であると判定した場合、前記燃料電池の出力する電流を制限する電流制限手段を備えることが好ましい。 In the fuel cell system, it is preferable that the fuel cell system further includes a current limiting unit that limits a current output from the fuel cell when the abnormality determination unit determines that the abnormality is present.

このような構成によれば、異常判定手段が異常であると判定した場合、電流制限手段が燃料電池の出力する電流を制限するので、燃料電池の発電に伴う発熱量を小さくできる。これにより、燃料電池の熱劣化（例えば電解質膜の破損）を防止できる。 According to such a configuration, when the abnormality determining unit determines that there is an abnormality, the current limiting unit limits the current output from the fuel cell, so the amount of heat generated by the power generation of the fuel cell can be reduced. Thereby, thermal deterioration of the fuel cell (for example, breakage of the electrolyte membrane) can be prevented.

本発明によれば、冷媒の通流状態を好適に判定可能な燃料電池システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell system which can determine suitably the flow state of a refrigerant | coolant can be provided.

本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fuel cell system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る燃料電池システムの異常判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the abnormality determination process of the fuel cell system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る燃料電池システムの冷媒制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the refrigerant | coolant control processing of the fuel cell system which concerns on this embodiment. 冷媒の通流状態の正常時におけるカソードオフガスの温度Ｔｃ、冷媒の温度Ｔｗのタイムチャートである。6 is a time chart of cathode offgas temperature Tc and refrigerant temperature Tw when the refrigerant flow is normal. 冷媒の通流状態の異常時におけるカソードオフガスの温度Ｔｃ、冷媒の温度Ｔｗのタイムチャートである。It is a time chart of cathode offgas temperature Tc and refrigerant temperature Tw at the time of abnormality of the refrigerant flow state.

本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

≪燃料電池システムの構成≫
図１に示す本実施形態に係る燃料電池システム１は、燃料電池車（移動体）に搭載されている。燃料電池システム１は、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０のアノードに対して水素（燃料ガス、反応ガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス、反応ガス）を給排するカソード系と、燃料電池スタック１０を経由するように冷媒を循環させる冷媒系と、燃料電池スタック１０の発電電力を消費する電力消費系と、これらを電子制御するＥＣＵ７０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。 ≪Configuration of fuel cell system≫
A fuel cell system 1 according to this embodiment shown in FIG. 1 is mounted on a fuel cell vehicle (moving body). The fuel cell system 1 includes a fuel cell stack 10, an anode system that supplies and discharges hydrogen (fuel gas and reaction gas) to and from the anode of the fuel cell stack 10, and air that contains oxygen with respect to the cathode of the fuel cell stack 10. A cathode system that supplies and discharges (oxidant gas, reaction gas), a refrigerant system that circulates the refrigerant through the fuel cell stack 10, a power consumption system that consumes the power generated by the fuel cell stack 10, and ECU 70 (Electronic Control Unit, electronic control device) that performs electronic control.

＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セル（燃料電池）が積層されることで構成されたスタックであり、複数の単セルは電気的に直列で接続されている。なお、図１では、便宜的に、２つの単セル１１Ａ、１１Ｂを記載している。単セル１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟み２枚の導電性を有するアノードセパレータ及びカソードセパレータと、を備えている。 <Fuel cell stack>
The fuel cell stack 10 is a stack configured by stacking a plurality of (for example, 200 to 400) solid polymer type single cells (fuel cells), and the plurality of single cells are electrically connected in series. Has been. In FIG. 1, two single cells 11A and 11B are shown for convenience. Each of the unit cells 11A and 11B includes a MEA (Membrane Electrode Assembly) and two conductive anode separators and cathode separators sandwiching the MEA.

ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜（例えばパーフルオロスルホン酸型）からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノード及びカソードと、を備えている。
アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体から主に構成されると共に、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔ、Ｒｕ等）を含んでいる。 The MEA includes an electrolyte membrane (solid polymer membrane) made of a monovalent cation exchange membrane (for example, perfluorosulfonic acid type), and an anode and a cathode sandwiching the electrolyte membrane.
The anode and cathode are mainly composed of a conductive porous material such as carbon paper, and contain a catalyst (Pt, Ru, etc.) for causing an electrode reaction in the anode and cathode.

そして、各アノードに水素が供給されると、式（１）の電極反応が起こり、各カソードに空気が供給されると、式（２）の電極反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、燃料電池スタック１０とモータ５１等の外部回路とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１０が発電するようになっている。 When hydrogen is supplied to each anode, an electrode reaction of Formula (1) occurs, and when air is supplied to each cathode, an electrode reaction of Formula (2) occurs, and a potential difference (OCV ( Open Circuit Voltage) is generated. Next, when the fuel cell stack 10 and an external circuit such as the motor 51 are electrically connected and a current is taken out, the fuel cell stack 10 generates power.

２Ｈ₂→４Ｈ⁺＋４ｅ^- …（１）
Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^-→２Ｈ₂Ｏ …（２） 2H ₂ → 4H ⁺ + 4e ⁻ (1)
O ₂ + 4H ⁺ + 4e ⁻ → 2H ₂ O (2)

また、燃料電池スタック１０内には、アノード流路１２、カソード流路１３、冷媒流路１４が形成されている。アノード流路１２、カソード流路１３、冷媒流路１４は、アノードセパレータ、カソードセパレータに形成された溝、孔によって構成されている。 In the fuel cell stack 10, an anode channel 12, a cathode channel 13, and a refrigerant channel 14 are formed. The anode flow path 12, the cathode flow path 13, and the refrigerant flow path 14 are configured by grooves and holes formed in the anode separator and the cathode separator.

＜アノード流路＞
アノード流路１２は、単セル１１Ａ、１１Ｂのアノードに対して、水素を給排する流路である。アノード流路１２は、単セルの積層方向に延びるアノード分配マニホールド１２Ｘと、アノード分配マニホールド１２Ｘから分岐したアノードセル流路１２Ａ及びアノードセル流路１２Ｂと、単セルの積層方向に延びるアノード集合マニホールド１２Ｙと、を備えている。 <Anode channel>
The anode flow path 12 is a flow path for supplying and discharging hydrogen to and from the anodes of the single cells 11A and 11B. The anode flow path 12 includes an anode distribution manifold 12X extending in the stacking direction of the single cells, an anode cell flow path 12A and an anode cell flow path 12B branched from the anode distribution manifold 12X, and an anode assembly manifold 12Y extending in the stacking direction of the single cells. And.

アノード分配マニホールド１２Ｘは、配管２４ａ（外部）からの水素を、アノードセル流路１２Ａとアノードセル流路１２Ｂとに分配する流路である。 The anode distribution manifold 12X is a flow path that distributes hydrogen from the pipe 24a (external) to the anode cell flow path 12A and the anode cell flow path 12B.

アノードセル流路１２Ａは、単セル１１Ａのアノードに対して水素を給排する流路であり、アノードセル流路１２Ｂは、単セル１１Ｂのアノードに対して水素を給排する流路である。アノードセル流路１２Ａは、図１において、１本記載しているが、実際には、複数のアノードセル流路１２Ａが単セル１１Ａ内で並列に配置されている。アノードセル流路１２Ｂについても同様である。 The anode cell flow path 12A is a flow path for supplying and discharging hydrogen to the anode of the single cell 11A, and the anode cell flow path 12B is a flow path for supplying and discharging hydrogen to the anode of the single cell 11B. Although one anode cell channel 12A is shown in FIG. 1, in practice, a plurality of anode cell channels 12A are arranged in parallel in the single cell 11A. The same applies to the anode cell channel 12B.

アノード集合マニホールド１２Ｙは、アノードセル流路１２Ａ、１２Ｂからのアノードオフガスを集合させ、配管２４ｂ（外部）に排出する流路である。 The anode assembly manifold 12Y is a flow path that collects anode off-gas from the anode cell flow paths 12A and 12B and discharges it to the pipe 24b (outside).

＜カソード流路＞
カソード流路１３は、単セル１１Ａ、１１Ｂのカソードに対して、空気（酸素）を給排する流路である。カソード流路１３は、単セルの積層方向に延びるカソード分配マニホールド１３Ｘと、カソード分配マニホールド１３Ｘから分岐したカソードセル流路１３Ａ及びカソードセル流路１３Ｂと、単セルの積層方向に延びるカソード集合マニホールド１３Ｙと、を備えている。 <Cathode flow path>
The cathode flow path 13 is a flow path for supplying and discharging air (oxygen) to and from the cathodes of the single cells 11A and 11B. The cathode flow path 13 includes a cathode distribution manifold 13X extending in the stacking direction of the single cells, a cathode cell flow path 13A and a cathode cell flow path 13B branched from the cathode distribution manifold 13X, and a cathode assembly manifold 13Y extending in the stacking direction of the single cells. And.

カソード分配マニホールド１３Ｘは、配管３１ａ（外部）からの空気を、カソードセル流路１３Ａとカソードセル流路１３Ｂとに分配する流路である。 The cathode distribution manifold 13X is a channel that distributes air from the pipe 31a (external) to the cathode cell channel 13A and the cathode cell channel 13B.

カソードセル流路１３Ａは、単セル１１Ａのカソードに対して空気を給排する流路であり、カソードセル流路１３Ｂは、単セル１１Ｂのカソードに対して空気を給排する流路である。カソードセル流路１３Ａは、図１において、１本記載しているが、実際には、複数のカソードセル流路１３Ａが単セル１１Ａ内で並列に配置されている。カソードセル流路１３Ｂについても同様である。 The cathode cell channel 13A is a channel for supplying and discharging air to the cathode of the single cell 11A, and the cathode cell channel 13B is a channel for supplying and discharging air to the cathode of the single cell 11B. Although one cathode cell channel 13A is shown in FIG. 1, in practice, a plurality of cathode cell channels 13A are arranged in parallel in the single cell 11A. The same applies to the cathode cell channel 13B.

カソード集合マニホールド１３Ｙは、カソードセル流路１３Ａ、１３Ｂからのカソードオフガスを集合させ、配管３２ａ（外部）に排出する流路である。 The cathode assembly manifold 13Y is a channel that collects cathode offgas from the cathode cell channels 13A and 13B and discharges it to the pipe 32a (outside).

＜冷媒流路＞
冷媒流路１４は、単セル１１Ａ、１１Ｂを経由するように冷媒を通流させ、単セル１１Ａ、１１Ｂを温度調整するための流路である。冷媒流路１４は、単セルの積層方向に延びる冷媒分配マニホールド１４Ｘと、冷媒分配マニホールド１４Ｘから分岐した冷媒セル流路１４Ａ及び冷媒セル流路１４Ｂと、単セルの積層方向に延びる冷媒集合マニホールド１４Ｙと、を備えている。 <Refrigerant channel>
The refrigerant flow path 14 is a flow path for adjusting the temperature of the single cells 11A and 11B by allowing the refrigerant to flow through the single cells 11A and 11B. The refrigerant flow path 14 includes a refrigerant distribution manifold 14X extending in the stacking direction of the single cells, a refrigerant cell flow path 14A and a refrigerant cell flow path 14B branched from the refrigerant distribution manifold 14X, and a refrigerant assembly manifold 14Y extending in the stacking direction of the single cells. And.

冷媒分配マニホールド１４Ｘは、配管４１ａ（外部）からの冷媒を、冷媒セル流路１４Ａと冷媒セル流路１４Ｂとに分配する流路である。 The refrigerant distribution manifold 14X is a flow path that distributes the refrigerant from the pipe 41a (external) into the refrigerant cell flow path 14A and the refrigerant cell flow path 14B.

冷媒セル流路１４Ａは単セル１１Ａを経由する流路であり、冷媒セル流路１４Ｂは単セル１１Ｂを経由する流路である。冷媒セル流路１４Ａは、図１において、１本記載しているが、実際には、複数の冷媒セル流路１４Ａが単セル１１Ａ内で並列に配置されている。冷媒セル流路１４Ｂについても同様である。 The refrigerant cell channel 14A is a channel that passes through the single cell 11A, and the refrigerant cell channel 14B is a channel that passes through the single cell 11B. Although one refrigerant cell flow path 14A is shown in FIG. 1, actually, a plurality of refrigerant cell flow paths 14A are arranged in parallel in the single cell 11A. The same applies to the refrigerant cell flow path 14B.

冷媒集合マニホールド１４Ｙは、冷媒セル流路１４Ａ、１４Ｂからのカソードオフガスを集合させ、配管４２ａ（外部）に排出する流路である。 The refrigerant assembly manifold 14Y is a flow path that collects the cathode off-gas from the refrigerant cell flow paths 14A and 14B and discharges it to the pipe 42a (outside).

＜アノード系＞
アノード系は、水素タンク２１（燃料ガス供給手段）と、常閉型の遮断弁２２と、インジェクタ２３と、エゼクタ２４と、パージ弁２５と、を備えている。 <Anode system>
The anode system includes a hydrogen tank 21 (fuel gas supply means), a normally closed shut-off valve 22, an injector 23, an ejector 24, and a purge valve 25.

水素タンク２１は、水素が高圧で貯蔵された容器である。水素タンク２１は、配管２１ａ、遮断弁２２、配管２２ａ、インジェクタ２３、配管２３ａ、エゼクタ２４、配管２４ａを介して、アノード流路１２の入口に接続されている。そして、ＥＣＵ７０によって、遮断弁２２が開かれ、インジェクタ２３が水素を噴射（吐出）すると、水素タンク２１の水素が配管２１ａ等を通ってアノード流路１２に供給されるようになっている。 The hydrogen tank 21 is a container in which hydrogen is stored at a high pressure. The hydrogen tank 21 is connected to the inlet of the anode flow path 12 through a pipe 21a, a shutoff valve 22, a pipe 22a, an injector 23, a pipe 23a, an ejector 24, and a pipe 24a. When the shutoff valve 22 is opened by the ECU 70 and the injector 23 injects (discharges) hydrogen, the hydrogen in the hydrogen tank 21 is supplied to the anode flow path 12 through the pipe 21a and the like.

すなわち、水素タンク２１からアノード流路１２に向かう水素が通流する燃料ガス供給流路は、配管２１ａと、配管２２ａと、配管２３ａと、配管２４ａと、を備えて構成されている。 That is, the fuel gas supply channel through which hydrogen flows from the hydrogen tank 21 toward the anode channel 12 includes the pipe 21a, the pipe 22a, the pipe 23a, and the pipe 24a.

遮断弁２２は、例えば、ＥＣＵ７０の指令に従って開閉する電磁式の開閉弁である。パージ弁２５も同様の構成である。 The shut-off valve 22 is, for example, an electromagnetic on-off valve that opens and closes according to a command from the ECU 70. The purge valve 25 has the same configuration.

インジェクタ２３は、ＥＣＵ７０がＰＷＭ制御することでニードルが進退し、水素タンク２１からの新規水素を、そのノズルから断続的に噴射する電子制御式の水素噴射装置である。このようにインジェクタ２３が水素を噴射することで、アノード流路１２を通流する水素の圧力、流量が制御されるようになっている。例えば、インジェクタ２３において、所定インターバルにおけるＯＮ時間（水素の噴射時間、ＯＮデューティ）が長くなるにつれて、水素の圧力が高くなり、水素の流量が多くなる。 The injector 23 is an electronically controlled hydrogen injection device that intermittently injects new hydrogen from the hydrogen tank 21 through the nozzle as the needle advances and retracts as the ECU 70 performs PWM control. Thus, the injector 23 injects hydrogen to control the pressure and flow rate of hydrogen flowing through the anode flow path 12. For example, in the injector 23, as the ON time (hydrogen injection time, ON duty) in a predetermined interval increases, the hydrogen pressure increases and the hydrogen flow rate increases.

エゼクタ２４は、インジェクタ２３からの新規水素をそのノズルで噴射することで負圧を発生させ、この負圧によって配管２４ｂのアノードオフガスを吸引し、新規水素とアノードオフガスとを混合し、アノード流路１２に向けて噴射するものである。 The ejector 24 generates a negative pressure by injecting the new hydrogen from the injector 23 through the nozzle, sucks the anode off-gas in the pipe 24b by this negative pressure, mixes the new hydrogen and the anode off-gas, and the anode flow path. It injects toward No.12.

アノード流路１２の出口は、配管２４ｂ（燃料ガス排出流路、反応ガス排出流路）を介して、エゼクタ２４の吸気口に接続されている。そして、アノード流路１２からの水素を含むアノードオフガスが配管２４ｂを通ってエゼクタ２４に吸気されるようになっている。これにより、水素がアノード流路１２を経由して循環するようになっている。なお、配管２４ｂには、アノードオフガスに同伴する水分を分離する気液分離器（図示しない）が設けられている。 The outlet of the anode passage 12 is connected to the intake port of the ejector 24 via a pipe 24b (fuel gas discharge passage, reaction gas discharge passage). The anode off gas containing hydrogen from the anode flow path 12 is sucked into the ejector 24 through the pipe 24b. Thereby, hydrogen circulates through the anode flow path 12. The pipe 24b is provided with a gas-liquid separator (not shown) that separates moisture accompanying the anode off gas.

配管２４ｂの途中は、配管２５ａ、パージ弁２５、配管２５ｂを介して、配管３２ｂに接続されている。パージ弁２５は、システムの起動時や燃料電池スタック１０の発電時おいて、配管２４ｂを循環する水素に同伴する不純物（水蒸気、窒素等）を排出（パージ）する場合、ＥＣＵ７０によって開かれる設定となっている。そして、排出されたアノードオフガス（水素）は、配管３２ｂを通流しながらカソードオフガスで希釈され、車外に排出されるようになっている。 The middle of the pipe 24b is connected to the pipe 32b via the pipe 25a, the purge valve 25, and the pipe 25b. The purge valve 25 is set to be opened by the ECU 70 when discharging (purging) impurities (water vapor, nitrogen, etc.) accompanying the hydrogen circulating in the pipe 24b at the time of starting the system or generating power of the fuel cell stack 10. It has become. The discharged anode off gas (hydrogen) is diluted with the cathode off gas while flowing through the pipe 32b, and is discharged outside the vehicle.

なお、ＥＣＵ７０は、例えば、燃料電池スタック１０を構成する単セル１１Ａ、１１Ｂの電圧（セル電圧）が所定セル電圧以下となった場合、不純物を排出する必要があると判定し、パージ弁２５を開く設定となっている。セル電圧は、例えば、単セル１１Ａ等の電圧を検出する電圧センサ（セル電圧モニタ）を介して検出される。 For example, when the voltage (cell voltage) of the single cells 11A and 11B constituting the fuel cell stack 10 is equal to or lower than a predetermined cell voltage, the ECU 70 determines that the impurities need to be discharged, and sets the purge valve 25. It is set to open. The cell voltage is detected, for example, via a voltage sensor (cell voltage monitor) that detects the voltage of the single cell 11A or the like.

＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ３１（酸化剤ガス供給手段）と、背圧弁３２と、温度センサ３３（反応ガス温度検出手段）と、を備えている。 <Cathode system>
The cathode system includes a compressor 31 (oxidant gas supply means), a back pressure valve 32, and a temperature sensor 33 (reactive gas temperature detection means).

コンプレッサ３１は、配管３１ａを介して、カソード流路１３の入口に接続されている。そして、コンプレッサ３１がＥＣＵ７０の指令に従って作動すると、車外の酸素を含む空気がコンプレッサ３１に吸気圧縮され、配管３１ａを通ってカソード流路１３に供給されるようになっている。 The compressor 31 is connected to the inlet of the cathode channel 13 via a pipe 31a. When the compressor 31 operates in accordance with a command from the ECU 70, air containing oxygen outside the vehicle is compressed by intake air into the compressor 31 and supplied to the cathode flow path 13 through the pipe 31a.

カソード流路１３の出口には、配管３２ａ、背圧弁３２、配管３２ｂが順に接続されている。そして、カソード流路１３からのカソードオフガスは、配管３２ａ等を通って、車外に排出されるようになっている。すなわち、カソードオフガスを排出するカソードオフガス排出流路（反応ガス排出流路）は、配管３２ａと、配管３２ｂとを備えて構成されている。 A pipe 32a, a back pressure valve 32, and a pipe 32b are connected to the outlet of the cathode channel 13 in this order. And the cathode off gas from the cathode flow path 13 is discharged | emitted out of a vehicle through piping 32a etc. As shown in FIG. That is, the cathode offgas discharge channel (reaction gas discharge channel) for discharging the cathode offgas includes the pipe 32a and the pipe 32b.

背圧弁３２は、バタフライ弁等から構成された常開型の弁であり、その開度はＥＣＵ７０によって制御される。具体的には、背圧弁３２の開度が小さくなると、カソード流路１３における空気の圧力（カソード圧力）が高くなるようになっている。 The back pressure valve 32 is a normally open valve configured from a butterfly valve or the like, and its opening degree is controlled by the ECU 70. Specifically, the air pressure (cathode pressure) in the cathode flow path 13 is increased when the opening of the back pressure valve 32 is decreased.

温度センサ３３は、配管３２ａの燃料電池スタック１０側に取り付けられている。そして、温度センサ３３は、カソード流路１３から排出されたカソードオフガスの温度Ｔｃを検出し、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。 The temperature sensor 33 is attached to the fuel cell stack 10 side of the pipe 32a. The temperature sensor 33 detects the temperature Tc of the cathode off gas discharged from the cathode flow path 13 and outputs it to the ECU 70.

≪冷媒系≫
冷媒系は、冷媒ポンプ４１（冷媒圧送手段）と、ラジエータ４２（放熱器）と、サーモスタット４３（方向切換弁）と、ファン４４と、温度センサ４５（冷媒温度検出手段）と、を備えている。 ≪Refrigerant system≫
The refrigerant system includes a refrigerant pump 41 (refrigerant pressure sending means), a radiator 42 (heat radiator), a thermostat 43 (direction switching valve), a fan 44, and a temperature sensor 45 (refrigerant temperature detection means). .

冷媒ポンプ４１の吐出口は、配管４１ａを介して、冷媒流路１４の入口に接続されている。冷媒流路１４の出口は、配管４２ａ、ラジエータ４２、配管４２ｂ、サーモスタット４３、配管４３ａを介して、冷媒ポンプ４１の吸込口に接続されている。そして、ＥＣＵ７０の指令に従って冷媒ポンプ４１が作動すると、冷媒が、圧送され、冷媒流路１４及びラジエータ４２を経由するように循環する。これにより、燃料電池スタック１０が適宜に冷却されるようになっている。すなわち、冷媒流路１４を経由するように冷媒を循環させる冷媒循環流路は、配管４１ａと、配管４２ａと、配管４２ｂと、配管４３ａとを備えて構成されている。 The discharge port of the refrigerant pump 41 is connected to the inlet of the refrigerant flow path 14 via the pipe 41a. The outlet of the refrigerant flow path 14 is connected to the suction port of the refrigerant pump 41 via a pipe 42a, a radiator 42, a pipe 42b, a thermostat 43, and a pipe 43a. Then, when the refrigerant pump 41 is operated in accordance with a command from the ECU 70, the refrigerant is pumped and circulates through the refrigerant flow path 14 and the radiator 42. Thereby, the fuel cell stack 10 is appropriately cooled. That is, the refrigerant circulation channel for circulating the refrigerant so as to pass through the refrigerant channel 14 includes a pipe 41a, a pipe 42a, a pipe 42b, and a pipe 43a.

配管４２ａの途中は、配管４２ｃを介して、サーモスタット４３に接続されている。すなわち、配管４２ｃはサーモスタット４３をバイパスしている。そして、低温起動時等において冷媒の温度が低い場合、低温の冷媒が配管４２ｂを通流することでラジエータ４２をバイパスし、燃料電池スタック１０が早期に暖機されるようになっている。すなわち、サーモスタット４３は、冷媒の温度に対応して、冷媒の通流方向を切り換えるようになっている。 The middle of the pipe 42a is connected to the thermostat 43 through the pipe 42c. That is, the pipe 42 c bypasses the thermostat 43. And when the temperature of a refrigerant | coolant is low at the time of low temperature starting etc., a low temperature refrigerant | coolant flows the piping 42b, bypasses the radiator 42, and the fuel cell stack 10 is warmed up early. That is, the thermostat 43 switches the flow direction of the refrigerant according to the temperature of the refrigerant.

ファン４４は、冷媒がラジエータ４２で良好に放熱するように、ラジエータ４２に向けて冷却風を送る送風機である。ファン４４からの冷却風量（ファン４４の回転速度）は、ＥＣＵ７０によって制御されるようになっている。 The fan 44 is a blower that sends cooling air toward the radiator 42 so that the refrigerant radiates heat well at the radiator 42. The amount of cooling air from the fan 44 (the rotational speed of the fan 44) is controlled by the ECU 70.

温度センサ４５は、配管４２ａの燃料電池スタック１０側に取り付けられている。そして、温度センサ４５は、冷媒流路１４から排出された冷媒の温度Ｔｗを検出し、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。 The temperature sensor 45 is attached to the fuel cell stack 10 side of the pipe 42a. The temperature sensor 45 detects the temperature Tw of the refrigerant discharged from the refrigerant flow path 14 and outputs it to the ECU 70.

＜電力消費系＞
電力消費系は、
モータ５１と、電力制御器５２と、バッテリ５３と、を備えている。
モータ５１は、電力制御器５２を介して、燃料電池スタック１０の出力端子（図示しない）に接続されている。バッテリ５３は、電力制御器５２に接続されている。なお、モータ５１と電力制御器５２との間にインバータ（ＰＤＵ：Power Drive Unit）が設けられており、電力制御器５２と燃料電池スタック１０との間にコンタクタ（ＯＮ／ＯＦＦスイッチ）が設けられている。 <Power consumption system>
The power consumption system is
A motor 51, a power controller 52, and a battery 53 are provided.
The motor 51 is connected to an output terminal (not shown) of the fuel cell stack 10 via the power controller 52. The battery 53 is connected to the power controller 52. An inverter (PDU: Power Drive Unit) is provided between the motor 51 and the power controller 52, and a contactor (ON / OFF switch) is provided between the power controller 52 and the fuel cell stack 10. ing.

モータ５１は、燃料電池スタック１０及び／又はバッテリ５３を電源とする外部負荷であって、燃料電池車の駆動力を発生する動力源である。なお、コンプレッサ３１、冷媒ポンプ４１、ファン４４、遮断弁２２、インジェクタ２３、パージ弁２５及び背圧弁３２も、燃料電池スタック１０及び／又はバッテリ５３を電源としている。 The motor 51 is an external load that uses the fuel cell stack 10 and / or the battery 53 as a power source, and is a power source that generates driving force for the fuel cell vehicle. The compressor 31, the refrigerant pump 41, the fan 44, the shutoff valve 22, the injector 23, the purge valve 25, and the back pressure valve 32 are also powered by the fuel cell stack 10 and / or the battery 53.

電力制御器５２は、ＥＣＵ７０からの指令に従って、燃料電池スタック１０の発電電力（出力電流、出力電圧）、バッテリ５３の充電／放電を制御する機器であり、ＤＣ／ＤＣチョッパ等の電子回路を備えている。 The power controller 52 is a device that controls the generated power (output current, output voltage) of the fuel cell stack 10 and charging / discharging of the battery 53 in accordance with a command from the ECU 70, and includes an electronic circuit such as a DC / DC chopper. ing.

バッテリ５３は、複数本の単電池が組み合わせてなる組電池で構成されている。単電池は、例えば、リチウムイオン型で構成されている。 The battery 53 is composed of an assembled battery formed by combining a plurality of single cells. The unit cell is constituted by, for example, a lithium ion type.

＜その他機器＞
ＩＧ６１は、燃料電池車（燃料電池システム１）の起動スイッチであり、運転席周りに配置されている。ＩＧ６１は、ＥＣＵ７０と接続されており、ＥＣＵ７０は、ＩＧ６１のＯＮ信号／ＯＦＦ信号を検知するようになっている。 <Other equipment>
The IG 61 is a start switch of the fuel cell vehicle (fuel cell system 1), and is disposed around the driver's seat. The IG 61 is connected to the ECU 70, and the ECU 70 detects an ON signal / OFF signal of the IG 61.

アクセル開度センサ６２は、アクセル開度（アクセルの踏み込み量）を検出し、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。 The accelerator opening sensor 62 detects the accelerator opening (the amount of depression of the accelerator) and outputs it to the ECU 70.

＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ７０は、燃料電池システム１を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。そして、ＥＣＵ７０は、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行し、各種機器を制御するようになっている。 <ECU>
The ECU 70 is a control device that electronically controls the fuel cell system 1 and includes a CPU, a ROM, a RAM, various interfaces, an electronic circuit, and the like. The ECU 70 controls various devices according to programs stored therein, executes various processes, and controls the various devices.

＜ＥＣＵ−異常判定機能＞
ＥＣＵ７０（異常判定手段）は、燃料電池スタック１０の冷媒流路における冷媒の通流状態が異常であるか否か判定する機能を備えている。具体的な判定方法は後で説明する。 <ECU-Abnormality judgment function>
The ECU 70 (abnormality determination means) has a function of determining whether or not the refrigerant flow state in the refrigerant flow path of the fuel cell stack 10 is abnormal. A specific determination method will be described later.

＜ＥＣＵ−計測機能＞
ＥＣＵ７０（計測手段）は、内蔵するクロックを利用して、冷媒ポンプ４１のＯＮ時（起動時）から現在までのＯＮ時間（起動時間）を計測する機能を備えている。 <ECU-Measurement function>
The ECU 70 (measuring means) has a function of measuring an ON time (starting time) from when the refrigerant pump 41 is turned on (starting up) to the present time using a built-in clock.

＜ＥＣＵ−電流制限機能＞
ＥＣＵ７０（電流制御手段）は、電力制御器５２を制御して、燃料電池スタック１０の電流を制限する機能を備えている。すなわち、燃料電池スタック１０の出力する電流を制限する電流制限手段は、ＥＣＵ７０と、電力制御器５２とを備えて構成されている。 <ECU-current limiting function>
The ECU 70 (current control means) has a function of controlling the power controller 52 to limit the current of the fuel cell stack 10. That is, the current limiting means for limiting the current output from the fuel cell stack 10 includes the ECU 70 and the power controller 52.

≪燃料電池システムの動作・効果≫
燃料電池システム１の動作・効果を説明する。 ≪Operation and effect of fuel cell system≫
The operation and effect of the fuel cell system 1 will be described.

＜空気・冷媒の通流特性＞
ここで、カソード流路１３における空気の通流特性を説明する。カソード流路１３を通流する空気は気体であり、空気の粘性（流動抵抗）は、液体である冷媒の粘性（流動抵抗）よりも小さいので、空気が燃料電池スタック１０を構成する全単セルを均等に通流する。すなわち、温度センサ３３の検出するカソードオフガスの温度Ｔｃは燃料電池スタック１０の温度に良好に追従する。 <Air / refrigerant flow characteristics>
Here, the air flow characteristics in the cathode channel 13 will be described. The air flowing through the cathode channel 13 is a gas, and the viscosity (flow resistance) of the air is smaller than the viscosity (flow resistance) of the refrigerant, which is a liquid, so that all the single cells constituting the fuel cell stack 10 are air. Circulate evenly. That is, the cathode off-gas temperature Tc detected by the temperature sensor 33 follows the temperature of the fuel cell stack 10 satisfactorily.

次に、冷媒流路１４における冷媒の通流特性を説明する。冷媒流路１４を通流する冷媒は液体であり、冷媒の粘性（流動抵抗）は、気体である空気の粘性（流動抵抗）よりも大きいので、冷媒流路１４においてエア溜り等が形成され易い。そして、エア溜りが形成された部分には、冷媒が通流し難くなる。具体的に例えば、冷媒セル流路１４Ａにエア溜りが形成された場合、冷媒が、冷媒セル流路１４Ａを通流せず、冷媒セル流路１４Ｂを通流するようになる。 Next, refrigerant flow characteristics in the refrigerant flow path 14 will be described. The refrigerant flowing through the refrigerant flow path 14 is a liquid, and the viscosity (flow resistance) of the refrigerant is larger than the viscosity (flow resistance) of air, which is a gas. Therefore, an air pool or the like is easily formed in the refrigerant flow path 14. . And it becomes difficult for a refrigerant | coolant to flow through the part in which the air pool was formed. Specifically, for example, when an air pool is formed in the refrigerant cell flow path 14A, the refrigerant flows through the refrigerant cell flow path 14B without flowing through the refrigerant cell flow path 14A.

そうすると、単セル１１Ａの熱が冷媒に放熱されず、温度センサ４５の検出する冷媒の温度Ｔｗ（出口冷媒温度）が、正常に冷媒が通流した場合における本来の冷媒の温度Ｔｗよりも低くなる。また、単セル１１Ａの熱が冷媒に放熱されないので、単セル１１Ａが過昇温し、熱劣化してしまう虞がある。 Then, the heat of the single cell 11A is not radiated to the refrigerant, and the refrigerant temperature Tw (outlet refrigerant temperature) detected by the temperature sensor 45 becomes lower than the original refrigerant temperature Tw when the refrigerant normally flows. . Moreover, since the heat of the single cell 11A is not dissipated to the refrigerant, the single cell 11A may be overheated and thermally deteriorated.

すなわち、冷媒流路１４においてエア溜りが形成されず、冷媒が正常に循環している場合（正常時）、図４に示すように、冷媒の温度Ｔｗは、カソードオフガスの温度Ｔｗよりも若干高くなり易い。そして、冷媒の温度Ｔｗは、カソードオフガスの温度Ｔｗと同様に変化する。
これに対し、冷媒流路１４においてエア溜りが形成され、冷媒が正常に循環していない場合（異常時）、図５に示すように、冷媒の温度Ｔｗは、冷媒に燃料電池スタック１０の熱の一部が放熱されないので、カソードオフガスの温度Ｔｗよりも低くなる。 That is, when an air pool is not formed in the refrigerant flow path 14 and the refrigerant circulates normally (when normal), the refrigerant temperature Tw is slightly higher than the cathode offgas temperature Tw, as shown in FIG. Easy to be. The refrigerant temperature Tw changes in the same manner as the cathode offgas temperature Tw.
On the other hand, when an air pool is formed in the refrigerant flow path 14 and the refrigerant is not normally circulated (at the time of abnormality), as shown in FIG. 5, the refrigerant temperature Tw is equal to the heat of the fuel cell stack 10. Since a part of the heat is not radiated, the temperature is lower than the cathode offgas temperature Tw.

＜本実施形態の特徴＞
そこで、本実施形態では、温度センサ３３の検出するカソードオフガスの温度Ｔｃ（出口空気温度）と、温度センサ４５の検出する冷媒の温度Ｔｗ（出口冷媒温度）とに基づいて、冷媒流路１４における冷媒の通流状態が異常であるか否か判定することを特徴としている。 <Features of this embodiment>
Therefore, in the present embodiment, based on the cathode offgas temperature Tc (exit air temperature) detected by the temperature sensor 33 and the refrigerant temperature Tw (exit refrigerant temperature) detected by the temperature sensor 45, It is characterized by determining whether or not the refrigerant flow state is abnormal.

＜異常判定フロー（異常判定処理）＞
図２を参照して、燃料電池スタック１０における冷媒の通流状態が異常であるか否か判定する異常判定フローを説明する。なお、図２の異常判定フローと、後記する図３の冷媒制御フローとは、ＥＣＵ７０が内蔵する別のＣＰＵによって並行して実行される。 <Abnormality determination flow (abnormality determination processing)>
With reference to FIG. 2, an abnormality determination flow for determining whether or not the refrigerant flow state in the fuel cell stack 10 is abnormal will be described. Note that the abnormality determination flow in FIG. 2 and the refrigerant control flow in FIG. 3 to be described later are executed in parallel by another CPU built in the ECU 70.

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ７０は、冷媒ポンプ４１がＯＮ状態（作動中）であるか否か、かつ、冷媒の循環が安定し配管４１ａ等で構成される冷媒循環流路における冷媒の温度Ｔｗが均一であるか否か（温度Ｔｗが安定しているか否か）、かつ、カソードオフガスの温度Ｔｃが所定暖機完了温度Ｔ１以上である否か、について判定する。 In step S101, the ECU 70 determines whether or not the refrigerant pump 41 is in the ON state (operating), the refrigerant circulation is stable, and the refrigerant temperature Tw in the refrigerant circulation passage configured by the pipe 41a and the like is uniform. It is determined whether or not (the temperature Tw is stable) and whether or not the cathode offgas temperature Tc is equal to or higher than a predetermined warm-up completion temperature T1.

具体的には、ＥＣＵ７０が冷媒ポンプ４１にＯＮ指令（駆動指令）を出力している場合、冷媒ポンプ４１はＯＮ状態であると判定される。なぜなら、冷媒ポンプ４１がＯＦＦされており、冷媒が循環していない状態において、冷媒の温度Ｔｗは燃料電池スタック１０の温度が反映されないからである。なお、システム起動時において低温環境下（外気温度が０℃以下）である場合、燃料電池スタック１０の暖機促進するために、暖機が完了するまで冷媒ポンプ４１をＯＦＦ状態で維持することもある。 Specifically, when the ECU 70 outputs an ON command (drive command) to the refrigerant pump 41, it is determined that the refrigerant pump 41 is in the ON state. This is because the refrigerant temperature Tw does not reflect the temperature of the fuel cell stack 10 when the refrigerant pump 41 is turned off and the refrigerant is not circulating. In addition, when the system is started up under a low temperature environment (the outside air temperature is 0 ° C. or less), the refrigerant pump 41 may be maintained in the OFF state until the warm-up is completed in order to promote the warm-up of the fuel cell stack 10. is there.

冷媒ポンプ４１の起動（作動開始）からの起動時間が、所定起動時間以上である場合、冷媒循環流路における冷媒の温度Ｔｗが均一であると判定される。所定時間は、冷媒ポンプ４１の起動により冷媒循環流路において冷媒が良好に循環し（例えば２循環以上）、冷媒循環流路における冷媒の温度Ｔｗが均一となり、燃料電池スタック１０の温度が冷媒の温度Ｔｗに反映されていると判断される時間に設定される。このように、冷媒ポンプ４１の起動時間が、所定起動時間以上である場合、後記するステップＳ１０２〜Ｓ１０６に係る異常判定処理を実行するので、誤判定を防止できる。 When the activation time from the activation (operation start) of the refrigerant pump 41 is equal to or longer than the predetermined activation time, it is determined that the refrigerant temperature Tw in the refrigerant circulation passage is uniform. For a predetermined time, the refrigerant is circulated well in the refrigerant circulation passage by the activation of the refrigerant pump 41 (for example, two or more circulations), the refrigerant temperature Tw in the refrigerant circulation passage is uniform, and the temperature of the fuel cell stack 10 is It is set to a time at which it is determined that the temperature Tw is reflected. As described above, when the activation time of the refrigerant pump 41 is equal to or longer than the predetermined activation time, an abnormality determination process according to steps S102 to S106 described later is executed, so that erroneous determination can be prevented.

所定暖機完了温度Ｔ１は、燃料電池スタック１０の発電開始後においてカソードオフガスの温度Ｔｃが所定暖機完了温度Ｔ１以上である場合、燃料電池スタック１０の暖機が完了していると判断される温度（例えば７０〜８０℃）に設定される。このように、燃料電池スタック１０の暖機が完了し、燃料電池スタック１０の温度が安定していると判断された後、後記するステップＳ１０２〜Ｓ１０６に係る異常判定処理を実行するので、誤判定を防止できる。 The predetermined warm-up completion temperature T1 is determined that the warm-up of the fuel cell stack 10 is completed when the cathode off-gas temperature Tc is equal to or higher than the predetermined warm-up completion temperature T1 after the start of power generation of the fuel cell stack 10. The temperature is set (for example, 70 to 80 ° C.). As described above, after the warm-up of the fuel cell stack 10 is completed and it is determined that the temperature of the fuel cell stack 10 is stable, the abnormality determination process according to steps S102 to S106 described later is executed. Can be prevented.

冷媒ポンプ４１がＯＮ状態であり、かつ、冷媒循環流路における冷媒の温度Ｔｗが均一であり、かつ、カソードオフガスの温度Ｔｃが所定暖機完了温度Ｔ１以上である場合、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０２に進み、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６に係る冷媒の通流状態が異常であるか否か判定する異常判定処理を実行する。 When the refrigerant pump 41 is in the ON state, the refrigerant temperature Tw in the refrigerant circulation passage is uniform, and the cathode offgas temperature Tc is equal to or higher than the predetermined warm-up completion temperature T1, the processing of the ECU 70 is step S102. Then, the abnormality determination process for determining whether or not the refrigerant flow state according to steps S102 to S106 is abnormal is executed.

冷媒ポンプ４１がＯＮ状態でない場合、冷媒循環流路における冷媒の温度Ｔｗが均一ででない場合、または、カソードオフガスの温度Ｔｃが所定暖機完了温度Ｔ１以上でない場合、ＥＣＵ７０の処理は、リターンを通って、スタートに戻る。すなわち、この場合、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６に係る異常判定処理を実行しない。 When the refrigerant pump 41 is not in the ON state, when the refrigerant temperature Tw in the refrigerant circulation passage is not uniform, or when the cathode offgas temperature Tc is not equal to or higher than the predetermined warm-up completion temperature T1, the processing of the ECU 70 returns. Return to the start. That is, in this case, the abnormality determination process according to steps S102 to S106 is not executed.

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７０は、冷媒の通流状態が異常であると記憶しているか否か判定する。具体的には、冷媒の通流状態に係る冷媒フラグが「１」である場合、冷媒の通流状態が異常であると判定される。一方、冷媒の通流状態に係る冷媒フラグが「０」である場合、冷媒の通流状態が異常でない、つまり、正常であると判定される。 In step S102, the ECU 70 determines whether or not it stores that the refrigerant flow state is abnormal. Specifically, when the refrigerant flag relating to the refrigerant flow state is “1”, it is determined that the refrigerant flow state is abnormal. On the other hand, when the refrigerant flag related to the refrigerant flow state is “0”, it is determined that the refrigerant flow state is not abnormal, that is, normal.

冷媒の通流状態が異常であると記憶している場合（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０４に進む。冷媒の通流状態が異常でないと記憶している場合（Ｓ１０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０３に進む。 When it is stored that the refrigerant flow state is abnormal (S102 / Yes), the process of the ECU 70 proceeds to step S104. When it is stored that the refrigerant flow state is not abnormal (No in S102), the process of the ECU 70 proceeds to Step S103.

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７０は、カソードオフガスの温度Ｔｃから冷媒の温度Ｔｗを減じて求められた温度差が、所定温度差ΔＴ１以上であるか否か判定する。すなわち、カソードオフガスの温度Ｔｃが冷媒の温度Ｔｗよりも所定温度差ΔＴ１以上であるか否か判定する。 In step S103, the ECU 70 determines whether or not the temperature difference obtained by subtracting the refrigerant temperature Tw from the cathode off-gas temperature Tc is equal to or greater than a predetermined temperature difference ΔT1. That is, it is determined whether or not the cathode offgas temperature Tc is equal to or greater than a predetermined temperature difference ΔT1 than the refrigerant temperature Tw.

温度差が所定温度差ΔＴ１以上であると判定した場合（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、カソードオフガスの温度Ｔｃが冷媒の温度Ｔｗよりも所定温度差ΔＴ１以上高いと判定した場合、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０５に進む。 When it is determined that the temperature difference is equal to or greater than the predetermined temperature difference ΔT1 (S103 / Yes), when it is determined that the cathode offgas temperature Tc is higher than the refrigerant temperature Tw by the predetermined temperature difference ΔT1 or more, the process of the ECU 70 proceeds to step S105. move on.

温度差が所定温度差ΔＴ１以上でないと判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンを通ってスタートに戻る。この場合、冷媒の通流状態は正常であると判断され、冷媒フラグは「０」のまま維持される。 When it is determined that the temperature difference is not equal to or greater than the predetermined temperature difference ΔT1 (S103, No), the process of the ECU 70 returns to the start through a return. In this case, it is determined that the refrigerant flow state is normal, and the refrigerant flag is maintained at “0”.

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ７０は、冷媒フラグに「１」を代入し、燃料電池スタック１０における冷媒の通流状態が異常であることを記憶する。 In step S105, the ECU 70 substitutes “1” for the refrigerant flag, and stores that the refrigerant flow state in the fuel cell stack 10 is abnormal.

その後、ＥＣＵ７０の処理はリターンに進む。 Thereafter, the processing of the ECU 70 proceeds to return.

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７０は、カソードオフガスの温度Ｔｃから冷媒の温度Ｔｗを減じた温度差が、所定温度差ΔＴ２以下であるか否か判定する。所定温度差ΔＴ２は所定温度差ΔＴ１よりも小さい温度差に設定される。これにより、ステップＳ１０３で「Ｙｅｓ」と判定した後の次の制御ループにおいて、直ちに、「ステップＳ１０４・Ｙｅｓ」とならないように設定されている。 In step S104, the ECU 70 determines whether or not a temperature difference obtained by subtracting the refrigerant temperature Tw from the cathode off-gas temperature Tc is equal to or smaller than a predetermined temperature difference ΔT2. The predetermined temperature difference ΔT2 is set to a temperature difference smaller than the predetermined temperature difference ΔT1. Thereby, in the next control loop after determining “Yes” in Step S103, it is set so that “Step S104 · Yes” does not immediately occur.

温度差が所定温度差ΔＴ２以下であると判定した場合（Ｓ１０４・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０６に進む。温度差が所定温度差ΔＴ２以下でないと判定した場合（Ｓ１０４・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はリターンに進む。このようにリターンに進む場合、冷媒の通流状態は現在も異常であると判断され、冷媒フラグは「１」で維持される。 When it is determined that the temperature difference is equal to or smaller than the predetermined temperature difference ΔT2 (S104 / Yes), the process of the ECU 70 proceeds to step S106. When it is determined that the temperature difference is not equal to or less than the predetermined temperature difference ΔT2 (S104, No), the process of the ECU 70 proceeds to return. When the process proceeds to the return in this way, it is determined that the refrigerant flow state is still abnormal and the refrigerant flag is maintained at “1”.

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ７０は、冷媒フラグに「０」を代入し、燃料電池スタック１０における冷媒の通流状態が正常であることを記憶する。この場合、後記する冷媒制御フローにおける冷媒の吐出圧、通流量の増加により、冷媒流路１４におけるエア噛みが解消したと判断される。 In step S106, the ECU 70 assigns “0” to the refrigerant flag, and stores that the refrigerant flow state in the fuel cell stack 10 is normal. In this case, it is determined that the air biting in the refrigerant flow path 14 has been eliminated by increasing the refrigerant discharge pressure and the flow rate in the refrigerant control flow described later.

＜冷媒制御フロー（冷媒制御処理）＞
図３を参照して、冷媒の通流を制御する冷媒制御フローを説明する。 <Refrigerant control flow (refrigerant control processing)>
A refrigerant control flow for controlling the flow of the refrigerant will be described with reference to FIG.

ステップＳ２０１において、ＥＣＵ７０は、燃料電池スタック１０における冷媒の通流状態が異常であるか否か判定する。冷媒フラグが「１」である場合、異常であると判定され、冷媒フラグが「０」である場合、異常でない（正常である）と判定される。 In step S201, the ECU 70 determines whether or not the refrigerant flow state in the fuel cell stack 10 is abnormal. When the refrigerant flag is “1”, it is determined as abnormal, and when the refrigerant flag is “0”, it is determined as not abnormal (normal).

異常であると判定した場合（Ｓ２０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０３に進む。異常でないと判定した場合（Ｓ２０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０２に進む。 When it determines with it being abnormal (S201 * Yes), the process of ECU70 progresses to step S203. If it is determined that there is no abnormality (No in S201), the process of the ECU 70 proceeds to step S202.

ステップＳ２０２において、ＥＣＵ７０は、冷媒を通常に通流させる。
具体的には、ＥＣＵ７０は、冷媒ポンプ４１及びファン４４の回転速度を通常に設定する。なお、燃料電池スタック１０の発電量が大きくなるにつれて、冷媒ポンプ４１及びファン４４の通常の回転速度が高くなる関係となっている。ただし、アクセル開度に基づいて冷媒ポンプ４１及びファン４４の回転速度を変更してもよい。 In step S202, the ECU 70 allows the refrigerant to flow normally.
Specifically, the ECU 70 sets the rotation speeds of the refrigerant pump 41 and the fan 44 to normal. Note that the normal rotational speeds of the refrigerant pump 41 and the fan 44 are increased as the power generation amount of the fuel cell stack 10 increases. However, the rotational speeds of the refrigerant pump 41 and the fan 44 may be changed based on the accelerator opening.

その後、ＥＣＵ７０の処理は、リターンを通って、スタートに戻る。 Thereafter, the process of the ECU 70 returns to the start through a return.

ステップＳ２０３において、ＥＣＵ７０は、カソードオフガスの温度Ｔｃが所定温度Ｔ２以上であるか否か判定する。所定温度Ｔ２は、カソードオフガスの温度Ｔｃが所定温度Ｔ２以上である場合、燃料電池スタック１０を構成する電解質膜が熱劣化する虞のある温度に設定される。 In step S203, the ECU 70 determines whether or not the cathode offgas temperature Tc is equal to or higher than a predetermined temperature T2. The predetermined temperature T2 is set to a temperature at which the electrolyte membrane constituting the fuel cell stack 10 may be thermally deteriorated when the cathode offgas temperature Tc is equal to or higher than the predetermined temperature T2.

カソードオフガスの温度Ｔｃは所定温度Ｔ２以上であると判定した場合（Ｓ２０３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０５に進む。カソードオフガスの温度Ｔｃは所定温度Ｔ２以上でないと判定した場合（Ｓ２０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０４に進む。 If it is determined that the cathode off-gas temperature Tc is equal to or higher than the predetermined temperature T2 (S203, Yes), the processing of the ECU 70 proceeds to step S205. When it is determined that the cathode offgas temperature Tc is not equal to or higher than the predetermined temperature T2 (S203, No), the processing of the ECU 70 proceeds to step S204.

ステップＳ２０４において、ＥＣＵ７０は、冷媒ポンプ４１の回転速度を高める。例えば、カソードオフガスの温度ＴｃとステップＳ２０３における判定基準である所定温度Ｔ２との差が大きくなるにつれて、冷媒ポンプ４１の回転速度の増加量を大きくする。 In step S204, the ECU 70 increases the rotational speed of the refrigerant pump 41. For example, the amount of increase in the rotational speed of the refrigerant pump 41 is increased as the difference between the cathode offgas temperature Tc and the predetermined temperature T2 that is the criterion in step S203 increases.

これにより、冷媒ポンプ４１から吐出される冷媒の流量が大きくなり、吐出圧が高くなる。したがって、冷媒流路１４における冷媒の流量、圧力も大きくなり、冷媒流路１４にエア溜りが形成されていた場合、このエア溜りを燃料電池スタック１０外に押し出すことができる。これにより、冷媒の通流異常状態を解消できる。 As a result, the flow rate of the refrigerant discharged from the refrigerant pump 41 increases, and the discharge pressure increases. Accordingly, the flow rate and pressure of the refrigerant in the refrigerant flow path 14 also increase, and when an air pool is formed in the refrigerant flow path 14, the air pool can be pushed out of the fuel cell stack 10. Thereby, the abnormal flow state of the refrigerant can be eliminated.

また、ＥＣＵ７０は、ファン４４の回転速度を高める。例えば、カソードオフガスの温度ＴｃとステップＳ２０３における判定基準である所定温度Ｔ２との差が大きくなるにつれて、ファン４４の回転速度の増加量を大きくする。 Further, the ECU 70 increases the rotation speed of the fan 44. For example, the amount of increase in the rotational speed of the fan 44 is increased as the difference between the cathode off-gas temperature Tc and the predetermined temperature T2 that is the determination criterion in step S203 increases.

これにより、冷媒ポンプ４１の回転速度を高めたことで、エア溜りが押し出され、高温の冷媒が排出されたとしても、この高温の冷媒をラジエータ４２において好適に冷却できる。 Thereby, even if the air pool is pushed out and the high-temperature refrigerant is discharged by increasing the rotation speed of the refrigerant pump 41, the high-temperature refrigerant can be suitably cooled in the radiator 42.

その後、ＥＣＵ７０の処理はリターンに進む。なお、ステップＳ２０４の後、ＥＣＵ７０の処理がステップＳ２０６に進む構成としてもよい。 Thereafter, the processing of the ECU 70 proceeds to return. In addition, it is good also as a structure which the process of ECU70 advances to step S206 after step S204.

ステップＳ２０５において、ＥＣＵ７０は、冷媒ポンプ４１の回転速度を最大回転速度とする。
これにより、冷媒ポンプ４１から吐出される冷媒の流量、吐出圧が最大となる。したがって、冷媒流路１４における冷媒の流量、圧力も最大となり、冷媒流路１４にエア溜りが形成されていた場合、このエア溜りを燃料電池スタック１０外に直ちに押し出すことができる。これにより、冷媒の通流異常状態を直ちに解消できる。 In step S205, the ECU 70 sets the rotation speed of the refrigerant pump 41 to the maximum rotation speed.
Thereby, the flow rate and discharge pressure of the refrigerant discharged from the refrigerant pump 41 are maximized. Therefore, the flow rate and pressure of the refrigerant in the refrigerant channel 14 are also maximized, and when an air pool is formed in the refrigerant channel 14, the air pool can be pushed out of the fuel cell stack 10 immediately. Thereby, the abnormal flow state of the refrigerant can be resolved immediately.

また、ＥＣＵ７０は、ファン４４の回転速度を最大回転速度とする。
これにより、冷媒ポンプ４１の回転速度を最大としたことで、エア溜りが直ちに押し出され、高温の冷媒が直ちに排出されたとしても、この高温の冷媒をラジエータ４２において好適に冷却できる。 Further, the ECU 70 sets the rotation speed of the fan 44 to the maximum rotation speed.
Thus, by setting the rotation speed of the refrigerant pump 41 to the maximum, even if the air reservoir is immediately pushed out and the high-temperature refrigerant is immediately discharged, the high-temperature refrigerant can be suitably cooled in the radiator 42.

ステップＳ２０６において、ＥＣＵ７０は、電力制御器５２を制御して燃料電池スタック１０の出力する電流を、通常制御時（Ｓ２０２）に対して制限する。例えば、カソードオフガスの温度ＴｃとステップＳ２０３における判定基準である所定温度Ｔ２との差が大きくなるにつれて、電流の制限量（低下量）を大きくする。これにより、発電に伴う燃料電池スタック１０の発熱量が小さくなり、燃料電池スタック１０（電解質膜等）の熱劣化が防止される。 In step S206, the ECU 70 controls the power controller 52 to limit the current output from the fuel cell stack 10 with respect to that during normal control (S202). For example, the current limit amount (decrease amount) is increased as the difference between the cathode off-gas temperature Tc and the predetermined temperature T2, which is the criterion in step S203, increases. As a result, the amount of heat generated by the fuel cell stack 10 accompanying power generation is reduced, and thermal deterioration of the fuel cell stack 10 (electrolyte membrane or the like) is prevented.

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。 ≪Modification≫
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, For example, you may change as follows.

前記した実施形態では、図２のステップＳ１０１において、冷媒ポンプ４１の起動からの起動時間が所定起動時間以上である場合、冷媒の循環が安定し冷媒の温度Ｔｗが均一であると判断する構成と例示したが、次のように変更してもよい。
所定時間（例えば、５〜２０ｓ）における冷媒の温度Ｔｗの変化幅が、所定変化幅ΔＴｗ以内（例えば、３〜５℃以内）である場合、冷媒の循環が安定し冷媒の温度Ｔｗが均一であると判断する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, in step S101 of FIG. 2, when the activation time from the activation of the refrigerant pump 41 is equal to or longer than the predetermined activation time, it is determined that the refrigerant circulation is stable and the refrigerant temperature Tw is uniform. Although illustrated, you may change as follows.
When the change width of the refrigerant temperature Tw in a predetermined time (for example, 5 to 20 s) is within the predetermined change width ΔTw (for example, within 3 to 5 ° C.), the circulation of the refrigerant is stable and the refrigerant temperature Tw is uniform. It is good also as a structure judged to exist.

前記した実施形態では、カソードオフガスの温度Ｔｃと冷媒の温度Ｔｗとに基づいて判定する構成を例示したが、その他に例えば、配管２４ｂにアノードオフガスの温度を検出する温度センサを取り付け、アノードオフガスの温度Ｔａ（反応ガスの温度）と冷媒の温度Ｔｗとに基づいて判定する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the configuration in which the determination is made based on the cathode offgas temperature Tc and the refrigerant temperature Tw is exemplified. In addition, for example, a temperature sensor for detecting the anode offgas temperature is attached to the pipe 24b. It is good also as a structure determined based on temperature Ta (temperature of a reactive gas) and temperature Tw of a refrigerant | coolant.

前記した実施形態では、カソードオフガスの温度Ｔｃが所定暖機完了温度Ｔ１以上となった場合（Ｓ１０１）、燃料電池スタック１０の暖機が完了したと判定する構成を例示したが、その他に例えば、冷媒の温度Ｔｗがカソードオフガスの温度Ｔｃ以上となった場合（Ｔｗ≧Ｔｃ）、燃料電池スタック１０の暖機が完了したと判定する構成としてもよい。なぜなら、燃料電池スタック１０の暖機中、一般に冷媒ポンプ４１はＯＦＦされ、冷媒の温度Ｔｗはカソードオフガスの温度Ｔｃに遅れて上昇するからである。 In the above-described embodiment, the configuration in which it is determined that the warm-up of the fuel cell stack 10 is completed when the cathode off-gas temperature Tc is equal to or higher than the predetermined warm-up completion temperature T1 (S101). When the temperature Tw of the refrigerant becomes equal to or higher than the temperature Tc of the cathode off gas (Tw ≧ Tc), it may be determined that the warm-up of the fuel cell stack 10 is completed. This is because the refrigerant pump 41 is generally turned off during the warm-up of the fuel cell stack 10, and the refrigerant temperature Tw rises with a delay from the cathode offgas temperature Tc.

１燃料電池システム
１０燃料電池スタック（燃料電池）
１１Ａ、１１Ｂ単セル（燃料電池）
１２アノード流路（反応ガス流路）
１３カソード流路（反応ガス流路）
１３Ａ、１３Ｂカソードセル流路
１３Ｘカソード分配マニホールド
１３Ｙカソード集合マニホールド
１４冷媒流路
１４Ａ、１４Ｂ冷媒セル流路
１４Ｘ冷媒分配マニホールド
１４Ｙ冷媒集合マニホールド
３３温度センサ（反応ガス温度検出手段）
４１冷媒ポンプ（冷媒圧送手段）
４１ａ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ配管（冷媒循環流路）
４５温度センサ（冷媒温度検出手段）
５２電力制御器（電流制限手段）
７０ＥＣＵ（異常判定手段、計測手段、電流制限手段）
Ｔｃカソードオフガス（反応ガス）の温度
Ｔｗ冷媒の温度
Ｔ１所定暖機完了温度 1 Fuel Cell System 10 Fuel Cell Stack (Fuel Cell)
11A, 11B Single cell (fuel cell)
12 Anode channel (reactive gas channel)
13 Cathode channel (reactive gas channel)
13A, 13B Cathode cell flow path 13X Cathode distribution manifold 13Y Cathode collective manifold 14 Refrigerant flow path 14A, 14B Refrigerant cell flow path 14X Refrigerant distribution manifold 14Y Refrigerant collect manifold 33 Temperature sensor (reaction gas temperature detecting means)
41 Refrigerant pump (refrigerant pressure feeding means)
41a, 42a, 42b, 43a Piping (refrigerant circulation channel)
45 Temperature sensor (refrigerant temperature detection means)
52 Power controller (current limiting means)
70 ECU (abnormality determining means, measuring means, current limiting means)
Tc Cathode off-gas (reactive gas) temperature Tw Refrigerant temperature T1 Preset warm-up temperature

Claims

反応ガス流路及び冷媒流路を有する燃料電池と、
前記冷媒流路に向けて冷媒を圧送する冷媒圧送手段と、
前記反応ガス流路から排出された反応ガスの温度を検出する反応ガス温度検出手段と、
前記冷媒流路から排出された冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、
前記冷媒圧送手段の起動後であって、前記燃料電池の温度が前記冷媒の温度に反映されていると判断される所定時間経過後の前記反応ガスの温度が前記冷媒の温度よりも所定温度差以上高い場合、前記冷媒流路における冷媒の通流状態が異常であると判定する異常判定手段と、
を備える
ことを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell having a reaction gas passage and a refrigerant passage;
A refrigerant pumping means for pumping the refrigerant toward the refrigerant flow path;
Reaction gas temperature detection means for detecting the temperature of the reaction gas discharged from the reaction gas flow path;
Refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the refrigerant flow path;
The temperature of the reaction gas after the elapse of a predetermined time after the start of the refrigerant pumping means and after it is determined that the temperature of the fuel cell is reflected in the temperature of the refrigerant is a predetermined temperature difference from the temperature of the refrigerant. If higher than the above, an abnormality determining means for determining that the refrigerant flow state in the refrigerant flow path is abnormal;
A fuel cell system comprising:

反応ガス流路及び冷媒流路を有する燃料電池と、
前記冷媒流路に向けて冷媒を圧送する冷媒圧送手段と、
前記反応ガス流路から排出された反応ガスの温度を検出する反応ガス温度検出手段と、
前記冷媒流路から排出された冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、
前記冷媒圧送手段の起動後の所定時間における前記冷媒の温度の変化幅が、前記燃料電池の温度が前記冷媒の温度に反映されていると判断される所定変化幅以内になった後、前記反応ガスの温度が前記冷媒の温度よりも所定温度差以上高い場合、前記冷媒流路における冷媒の通流状態が異常であると判定する異常判定手段と、
を備える
ことを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell having a reaction gas passage and a refrigerant passage;
A refrigerant pumping means for pumping the refrigerant toward the refrigerant flow path;
Reaction gas temperature detection means for detecting the temperature of the reaction gas discharged from the reaction gas flow path;
Refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant discharged from the refrigerant flow path;
After the refrigerant temperature change width in a predetermined time after activation of the refrigerant pressure feeding means falls within a predetermined change width in which it is determined that the temperature of the fuel cell is reflected in the temperature of the refrigerant, the reaction An abnormality determining means for determining that the refrigerant flow state in the refrigerant flow path is abnormal when the temperature of the gas is higher than a temperature of the refrigerant by a predetermined temperature difference;
A fuel cell system comprising:

前記燃料電池の発電開始後であって前記燃料電池の暖機が完了した後、前記異常判定手段は、前記冷媒流路における冷媒の通流状態が異常であるか否か判定する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システム。 After the start of power generation by the fuel cell and after the warm-up of the fuel cell is completed, the abnormality determination means determines whether or not the refrigerant flow state in the refrigerant flow path is abnormal. The fuel cell system according to claim 1 or 2 .

前記異常判定手段が異常であると判定した場合、前記冷媒圧送手段は冷媒の流量を増加させる
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3 , wherein when the abnormality determination unit determines that the abnormality is abnormal, the refrigerant pressure feeding unit increases a flow rate of the refrigerant.

前記異常判定手段が異常であると判定した場合、前記燃料電池の出力する電流を制限する電流制限手段を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。 The fuel cell according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a current limiting unit that limits a current output from the fuel cell when the abnormality determination unit determines that the abnormality is present. system.