JP2010161906A - Vehicle with fuel cell mounted thereon - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池を搭載した車両である燃料電池搭載車両に関する。 The present invention relates to a vehicle equipped with a fuel cell, which is a vehicle equipped with a fuel cell.
従来から、燃料電池を搭載する燃料電池搭載車両において、長時間の登坂時などに高負荷状態が継続するため、燃料電池が高温に晒され、電解質膜が劣化してしまう虞があった。燃料電池の高温化を抑制する手段として、例えば、燃料電池の冷却水温度の予測値から冷却水温度を制御する技術が知られている(特許文献1)。 Conventionally, in a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell, a high load state continues during a long climb or the like, so that the fuel cell is exposed to a high temperature and the electrolyte membrane may be deteriorated. As a means for suppressing the high temperature of the fuel cell, for example, a technique for controlling the cooling water temperature from the predicted value of the cooling water temperature of the fuel cell is known (Patent Document 1).
しかし、燃料電池は、内燃機関に比較して低温で運転されるため、冷却水のみによる燃料電池の冷却では、燃料電池の高温化を抑制するには十分とはいえなかった。 However, since the fuel cell is operated at a lower temperature than the internal combustion engine, cooling of the fuel cell only with cooling water is not sufficient for suppressing the temperature increase of the fuel cell.
本発明は、上記した従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされた発明であり、燃料電池搭載車両において、燃料電池の高温化を良好に抑制することを目的とする。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to satisfactorily suppress an increase in the temperature of a fuel cell in a fuel cell-equipped vehicle.
上記課題の少なくとも一部を解決するために本願発明は以下の態様を採る。 In order to solve at least a part of the above problems, the present invention employs the following aspects.
本発明の第1の態様は、燃料電池搭載車両を提供する。本発明の第1の態様に係る燃料電池搭載車両は、膜電極接合体を有する燃料電池と、前記燃料電池に接続されるとともに、前記燃料電池車両の駆動部に電力を供給する蓄電部と、任意に設定した地点までの移動経路の状況を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記移動経路の状況に基づいて、前記燃料電池に生じる負荷量を予め算出する算出部と、前記算出部により算出された前記負荷量に基づいて、前記膜電極接合体の含水量と、前記蓄電部の蓄電量と、を増加させる制御をおこなう制御部と、を備える。 A first aspect of the present invention provides a fuel cell vehicle. A fuel cell-equipped vehicle according to a first aspect of the present invention includes a fuel cell having a membrane electrode assembly, a power storage unit connected to the fuel cell and supplying electric power to a drive unit of the fuel cell vehicle, An acquisition unit that acquires a situation of a travel route to an arbitrarily set point, a calculation unit that calculates in advance a load amount generated in the fuel cell based on the situation of the travel route acquired by the acquisition unit; A control unit that performs control to increase the water content of the membrane electrode assembly and the amount of electricity stored in the power storage unit based on the load amount calculated by the calculation unit.
本発明の第1の態様に係る燃料電池搭載車両によれば、予め移動経路の状況に基づいて算出した燃料電池の負荷量に基づいて、膜電極接合体の含水量と蓄電部の蓄電量を増加させることができるため、燃料電池の高温化を良好に抑制することができる。 According to the fuel cell vehicle according to the first aspect of the present invention, the water content of the membrane electrode assembly and the power storage amount of the power storage unit are calculated based on the load amount of the fuel cell calculated based on the state of the movement path in advance. Since it can be increased, it is possible to satisfactorily suppress the high temperature of the fuel cell.
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、本発明に係る燃料電池車両の製造方法や、燃料電池の制御方法、または、制御方法を実行するためのコンピュータプログラム等の態様で実現できる。また、本発明に係る燃料電池車両は、適宜、他の機能部と組み合わせたり、一部を省略して適用することができる。 The present invention can be realized in various forms. For example, a method for manufacturing a fuel cell vehicle according to the present invention, a fuel cell control method, a computer program for executing the control method, and the like It can implement | achieve in the aspect of. Further, the fuel cell vehicle according to the present invention can be applied in combination with other functional units as appropriate or with a part omitted.
以下、本発明に係る燃料電池搭載車両について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a fuel cell vehicle according to the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
A.第1実施例:
A1.燃料電池搭載車両の概要:
図1は、本発明の第1実施例である燃料電池搭載車両HRの概略構成を表わすブロック図である。燃料電池搭載車両HRは、燃料電池システム100と、制御装置200と、蓄電装置300と、ナビゲーションシステム410と、気温計420と、車速センサ430と、地形情報調査手段440と、を備える。燃料電池搭載車両HRは、燃料電池システム100による発電で生じる電力を用いて、図示しない駆動モータを駆動させる。駆動モータの動力は図示しない駆動軸やギヤを介してタイヤに伝えられ、燃料電池搭載車両HRを駆動させる。
A. First embodiment:
A1. Overview of vehicles equipped with fuel cells:
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fuel cell vehicle HR according to a first embodiment of the present invention. The fuel cell-equipped vehicle HR includes a
燃料電池システム100は、燃料電池110と、水素タンク120と、コンプレッサ130と、圧力センサ136と、背圧弁137と、ラジエータ140と、冷媒循環ポンプ143と、水温センサ145と、水タンク150と、を備えている。
The
燃料電池110は、固体高分子型の燃料電池であり、図示しない燃料電池セルを複数積層したスタック構造を有している。燃料電池セルは、図示しないMEA(膜電極接合体:Membrane Electrode Assembly)と、MEAの外側に形成される図示しないガス拡散層と、ガス拡散層の外側に形成される図示しないセパレータと、を備えている。
The
水素タンク120は、高圧の水素が貯留されている装置であり、燃料ガス導入流路123を介して燃料電池110に接続されている。燃料ガス導入流路123上において、水素タンク120から近い順番に、図示しない主止弁と、調圧弁と、が設けられている。主止弁は、水素タンク120に貯留される水素を、開弁により燃料ガスとして燃料電池110に供給し、閉弁により供給を遮断する弁である。また、調圧弁は、水素タンク120から供給される水素の圧力が所定圧となるように調圧するための弁である。なお、水素タンク120に代えて、アルコール、炭化水素、アルデヒドなどを原料とする改質反応によって水素を生成し、燃料電池110へ供給するものとしてもよい。
The
燃料電池110は、燃料オフガスを燃料電池110から排出するための燃料ガス排出流路126と接続されている。燃料ガス排出流路126上には、燃料電池110から近い順番に、図示しない気液分離器と、パージ弁とが設けられていてもよい。気液分離器は、燃料オフガスと燃料電池110から排出される水とを分離すると共に、その水を貯留するための装置である。気液分離器と、燃料ガス導入流路123とは、図示しない接続流路によって接続され、図示しない水素循環ポンプにより気液分離器に流入した燃料オフガスを、燃料ガス導入流路123に燃料ガスとして導入してもよい。これにより、燃料電池110から排出された燃料オフガスを、再び燃料電池110で発電に用いることができる。なお、パージ弁は、開弁することで、気液分離器に貯留される水や燃料オフガスを、燃料電池システム100の外部へ排出することができる。
The
コンプレッサ130は、空気を圧縮し酸化ガスとして、酸化ガス導入流路134を介して燃料電池110に供給する。燃料電池110は、酸化ガス排出流路135と接続され、酸化ガス排出流路135を介して、酸化オフガスを燃料電池システム100の外部に排出する。酸化ガス排出流路135上には、燃料電池110から近い順番に、圧力センサ136と、背圧弁137とが設けられている。圧力センサ136は、背圧弁137の上流側の酸化ガス排出流路135における酸化オフガスの圧力(以下では、圧力Pgと呼ぶ)を検出する。背圧弁137は、圧力Pgが所定圧となるように調圧するための弁である。
The
燃料電池110は、冷媒循環流路146と接続されている。冷媒循環流路146上には、ラジエータ140と、冷媒循環ポンプ143と、水温センサ145とが設けられる。冷媒循環ポンプ143は、冷媒循環流路146を介して、燃料電池110に冷媒を供給する。燃料電池110で暖められた冷媒は、ラジエータ140で冷却され、再び燃料電池110に供給される。冷媒としては、水や、水とエチレングリコールとの混合液(不凍液)などを用いることができる。水温センサ145は、冷媒循環流路146における冷媒の水温(以下では水温Twと呼ぶ)を検出する。
The
燃料ガス導入流路123および酸化ガス導入流路134は、それぞれ加湿用経路153と接続されている。加湿用経路153上には、水タンク150と、図示しない加湿用ポンプが設けられている。この加湿用ポンプにより、燃料ガス導入流路123内の燃料ガス、および、酸化ガス導入流路134内の酸化ガスを加湿する。また、水タンク150には、ラジエータ140に水を散布するための散布用経路156が接続されている。なお、水タンク150は、既述の気液分離器に貯留される水が流入するための流入経路を備えていてもよいし、気液分離器自体であってもよい。
The fuel
蓄電装置300は、図示しないDC/DCコンバータを介して、燃料電池110に接続されている。蓄電装置300は、燃料電池110の発電により生じた電力を蓄電する。蓄電装置300には、鉛蓄電池や、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウム2次電池など種々の2次電池や、電気二重層コンデンサを用いることができる。また、蓄電装置300は、蓄電された電力量(以下では、蓄電量Pkと呼ぶ)を検出するための図示しない蓄電量検出部を備えている。ここで、蓄電量Pkは、2次電池における充電・放電の電流値と時間とを積算した2次電池の残存容量(SOC)である。
The
ナビゲーションシステム410は、燃料電池搭載車両HRの走行経路に関する種々の情報(以下では、経路情報Irと呼ぶ)を取得する。経路情報Irは、例えば、現在地から目的地まで経路における地形情報(距離、標高、高速道路の有無等)や交通情報(渋滞の有無等)等である。ナビゲーションシステム410は、目的地等を入力するための図示しない入力部と、GPS受信機等を有し、現在位置を検出するための図示しない位置検出部と、所定領域内における経路情報Irを格納した図示しない格納部と、地図データを表示するための図示しない表示部と、システム全体を制御する図示しないシステム制御部などを備えている。
The
気温計420は、燃料電池搭載車両HRの外部の気温(以下では外気温Taと呼ぶ)を検出するための装置である。車速センサ430は、燃料電池搭載車両HRの車速Vを検出するための装置である。地形情報調査手段440は、燃料電池搭載車両HRの前方側外部に取り付けられたカメラにより、前方の経路状況(前方側の経路の高低差等)を、例えば画像として、取得し、取得した経路状況に基づいて経路情報Irを生成する。
The
制御装置200は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成される。詳しくは、制御装置200は、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行する図示しないCPUと、CPUで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納された図示しないROMと、同じくCPUで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされる図示しないRAMと、各種の信号を入出力する入出力ポート等を備える。
The
制御装置200は、コンプレッサ130、背圧弁137、ラジエータ140、蓄電装置300、などと信号回線を介して接続され、これらの制御を行う。制御装置200は、蓄電装置300の蓄電量検出部が出力する信号を受信し、蓄電量Pkを検出する。また、制御装置200は、燃料電池110の電解質膜の含水量を算定するため、電解質膜の膜抵抗を検出する。また、制御装置200は、圧力センサ136から圧力Pgを検出し、水温センサ145から水温Twを検出する。さらに、制御装置200は、ナビゲーションシステム410および地形情報調査手段440から経路情報Irを取得し、気温計420から外気温Ta、車速センサ430から車速Vを取得する。
The
制御装置200は、燃料電池搭載車両HRの移動経路において、長時間の登坂などにより燃料電池110の高負荷状態の継続が予測される場合に、燃料電池110の高温化を抑制するための燃料電池高温化抑制処理をおこなう。以下、燃料電池高温化抑制処理について説明する。
The
A2.燃料電池高温化抑制処理:
図2は、第1の実施例に係る燃料電池高温化抑制処理を示すフローチャートである。制御装置200は、水温Tw、外気温Ta、および、蓄電量Pkを検出する(ステップS110)。本実施例における制御装置200は、水温Tw、外気温Ta、蓄電量Pkを所定間隔で定期的に検出するが、ほかに、イグニッションキーをオンにしたときや、後述するように、ナビゲーションシステム410に目的地がセットされた際に検出をおこなってもよい。
A2. Fuel cell high temperature suppression treatment:
FIG. 2 is a flowchart showing the fuel cell high temperature suppression process according to the first embodiment.
制御装置200は、経路情報Irを取得する(ステップS120)。具体的には、ナビゲーションシステム410の入力部に目的地が設定されると、ナビゲーションシステム410は、現在地と目的地との間の走行経路を算出し、格納部から算出された走行経路についての経路情報Irを取得する。取得された経路情報Irは、制御装置200に転送される。なお、経路情報Irは、ナビゲーションシステム410により算出された走行経路に基づいて制御装置200が格納部から取得してもよい。
The
制御装置200は、走行経路の予測負荷量Lpを算出する(ステップS130)。具体的には、制御装置200は、経路情報Irに含まれる道路の勾配や高速道路の有無等の情報から、走行経路を移動中に燃料電池110に生じると予測される負荷量である予測負荷量Lpを算出する。具体的には、道路勾配の大きい経路を走行する場合や、高速走行をおこなう場合には、燃料電池110に高負荷が要求されるため、走行経路上の勾配の大きい地点や、高速道路などでは予測負荷量Lpが大きくなる。予測負荷量Lpは、燃料電池搭載車両HRの車重や、モータの出力、燃料電池110の能力等に影響されるため、例えば、燃料電池搭載車両HRの試験走行により得られる統計的なデータに基づいて算出される。
The
制御装置200は、予測負荷量Lpに基づいて、燃料電池110の予測発熱量Hpを算出する(ステップS140)。予測発熱量Hpは、走行経路を移動中に燃料電池110に生じる発熱量の予測値である。予測発熱量Hpは、燃料電池110の性能等に影響されるため、例えば、燃料電池110ごとに定められる予測負荷量Lpとの対応テーブルに基づいて算出される。
The
制御装置200は、走行経路上において、予測発熱量Hpが閾値を超える地点を検出する(ステップS150)。具体的には、制御装置200は、予測発熱量Hpと閾値とを比較し、予測発熱量Hpが閾値を超える地点にはフラグを立てる。ここで、閾値は任意に設定された値である。フラグの設定位置は、閾値を超える地点のほか、閾値を超える地点から所定距離手前の地点に立ててもよい。
The
燃料電池搭載車両HRが走行経路上の移動し、フラグの立てられた地点の所定距離手前の地点に来ると、制御装置200は、MEAの含水量と、蓄電量Pkを増加させる(ステップS160)。具体的には、制御装置200は、ナビゲーションシステム410により現在地を検出し、フラグが立てられた地点から所定距離手前の地点に燃料電池搭載車両HRが到達すると、MEAの含水量と、蓄電量Pkを増加させる。フラグを予測発熱量Hpが閾値を超える地点の所定距離手前の地点に立てた場合には、フラグを立てた地点でMEAの含水量と、蓄電量Pkを増加させる。なお、所定距離は任意に設定された距離であり、数値に特に限定はない。また、所定距離は、一定値に限定されず、例えば、車速Vなどに基づいて、変化してもよい。
When the fuel cell-equipped vehicle HR moves on the travel route and comes to a point a predetermined distance before the flagged point, the
MEAの含水量を増加させるための制御方法については特に限定はないが、本実施例の制御装置200は、以下の3つの制御をおこなう。なお、制御装置200は、以下の3つの制御のうち、少なくとも1つ以上を実施するように構成されてもよい。
Although there is no limitation in particular about the control method for increasing the water content of MEA, the
1つ目の制御として、制御装置200は、ラジエータ140を制御して水温Twを低下させる。燃料電池110を冷却することで、電解質膜からの水の蒸発を抑制できるためである。
As the first control, the
2つ目の制御として、制御装置200は、カソード側のガス圧力が高くなるように背圧弁137を制御する。背圧弁137を閉じ方向に制御することで燃料電池110からの水蒸気の排出量を物理的に抑制することができるほか、ガス圧力が高くなることで、カソード側流路において水が水蒸気ではなく液水として存在し易くなり、酸化オフガスと共に水蒸気として排出される量を抑えることができる。また、エアストイキ比を低下させることにより、酸化オフガスと共に燃料電池110から外部へと排出される水蒸気の量を抑制することができる。さらに、アノード側に対してカソード側のガス圧が相対的に高まるため、水が生成されるカソード側からアノード側へと向かう電解質膜内における水の移動が促進され、結果的に電解質膜の含水量を増加させることができる。
As the second control, the
3つ目の制御として、制御装置200は、加湿用経路153を用いて燃料ガスおよび酸化ガスを加湿する。加湿された燃料ガスおよび酸化ガスがMEAに流入することによりMEAの含水量を増大させことができる。
As the third control, the
MEAの含水量の目標値については特に限定はなく、検出した膜抵抗から算出される含水量が所定値となるように制御してもよいし、膜抵抗と関係なく、予測発熱量Hpが閾値を超えた場合には一定の処理をおこなうように制御してもよい。 The target value of the water content of the MEA is not particularly limited, and the water content calculated from the detected membrane resistance may be controlled to be a predetermined value, and the predicted heat generation amount Hp is a threshold value regardless of the membrane resistance. Control may be performed so as to perform certain processing when the value exceeds.
また、制御装置200は、蓄電量Pkを増加させるため、コンプレッサ130や、燃料ガス導入流路123上の図示しない主止弁や、調圧弁等を制御して、燃料電池110の発電量を増加させる。燃料電池110の発電により生じた電力は、駆動モータの駆動と、蓄電装置300への蓄電に用いられるため、燃料電池110の発電量を増加させることで、蓄電装置300への電力供給量を増加させることができるためである。蓄電量Pkの目標値については、特に限定はなく、一定値であってもよいし、予測発熱量Hpなどに基づいて算出された値であってもよい。
In addition, the
上記により、燃料電池110の高温化を抑制することができるが、本実施例に係る燃料電池高温化抑制処理には、さらに、以下のフィードバック制御が含まれている。すなわち、制御装置200は、燃料電池搭載車両HRがフラグの立てられた地点を通過した際に実負荷量Lrを検出し、検出した実負荷量Lrと予測負荷量Lpとを比較する(ステップS170)。比較した結果、検出した実負荷量Lrが予測負荷量Lpより大きい場合(ステップS180:YES)、燃料電池110の高温化をさらに抑制するために、制御装置200は、燃料電池110の温度が許容上限温度以下となるように発電量を抑制する(ステップS185)。許容上限温度は、任意に設定された温度であり、例えば、電解質膜の耐熱温度(120℃程度)に基づいて設定されてもよい。
Although the temperature increase of the
実負荷量Lrが予測負荷量Lpより小さい場合(ステップS190:YES)、ステップS160で増加させたMEAの含水量と、蓄電量Pkを平時の状態に戻すため、制御装置200は、MEAの含水量を減少させるための制御と、燃料電池110の発電量を抑制する、もしくは、燃料電池110の発電を停止させるための制御をおこなう(ステップS193)。MEAの含水量を減少させるための制御としては、例えば、ステップS160とは反対に、エアストイキ比を高くする制御や、燃料電池110の温度を上げる制御が該当する。また、制御装置200は、燃料電池110による発電量を抑制し、蓄電装置300に蓄電された電力の駆動モータへの供給割合を増やすことで、蓄電量Pkを減少させることができる。
When the actual load amount Lr is smaller than the predicted load amount Lp (step S190: YES), the
実負荷量Lrと予測負荷量Lpが等しい場合(ステップS190:NO)、制御装置200は、そのまま運転を継続させる(ステップS195)。
When the actual load amount Lr and the predicted load amount Lp are equal (step S190: NO), the
以上、第1の実施例に係る燃料電池搭載車両HRによれば、予測負荷量Lpに基づいて、MEAの含水量と蓄電量Pkを増加させるため、燃料電池110の高温化を良好に抑制することができる。具体的には、燃料電池110の高温化が予測される地点の手前で、MEAの含水量を増加させることにより、高負荷時においても電解質膜の乾燥による劣化を抑制することができる。また、蓄電量Pkを増加させることにより、蓄電装置300に蓄電された電力を用いることで、燃料電池110の負荷を軽減させることができるため、燃料電池の高温化を抑制することができる。
As described above, according to the fuel cell-equipped vehicle HR according to the first embodiment, the water content of the MEA and the storage amount Pk are increased based on the predicted load Lp, so that the high temperature of the
第1の実施例に係る燃料電池搭載車両HRによれば、実負荷量Lrが予測負荷量Lpより大きい場合に、燃料電池110の温度が許容上限温度以下となるように発電量を抑制するため、燃料電池の高温化をさらに抑制することができる。
According to the fuel cell-equipped vehicle HR according to the first embodiment, when the actual load amount Lr is larger than the predicted load amount Lp, the power generation amount is suppressed so that the temperature of the
第1の実施例に係る燃料電池搭載車両HRによれば、実負荷量Lrが予測負荷量Lpより小さい場合に、MEAの含水量を減少させるための制御と、燃料電池110の発電量を抑制する、もしくは、燃料電池110の発電を停止させるための制御をおこなうため、燃料電池による発電を効率的におこなうことができる。すなわち、実負荷量Lrが予測負荷量Lpより小さい場合には、MEAの含水量が多くなり、生成水により発電が妨げられる虞がある。また、蓄電装置300についても蓄電可能容量が減少し、燃料電池110からの電力を良好に蓄電できない虞がある。MEAの含水量を減少させ、燃料電池110の発電量を抑制または発電を停止させることによりこれらの問題を解消し、効率的な発電をおこなうことができる。
According to the fuel cell-equipped vehicle HR according to the first embodiment, when the actual load Lr is smaller than the predicted load Lp, the control for reducing the water content of the MEA and the power generation amount of the
本実施例において、制御装置200は、特許請求の範囲における算出部、制御部に該当し、ナビゲーションシステム410は、特許請求の範囲における取得部に該当する。
In the present embodiment, the
B.第2実施例:
第2実施例の燃料電池搭載車両HRは、地形情報調査手段440により取得した経路情報Irに基づいて燃料電池高温化抑制処理をおこなう。第2の実施例は、例えば、ナビゲーションシステム410に目的地が設定されなかった場合等に実施される。第2実施例の燃料電池搭載車両HRの全体構成は第1の実施例と同様であるため説明を省略する。
B. Second embodiment:
The fuel cell-equipped vehicle HR of the second embodiment performs the fuel cell high temperature suppression process based on the route information Ir acquired by the topographic information surveying means 440. For example, the second embodiment is performed when a destination is not set in the
第2実施例の燃料電池搭載車両HRは、第1実施例の燃料電池搭載車両HRとは処理内容が一部異なる燃料電池高温化抑制処理を実行する。以下に、第2の実施例に係る燃料電池高温化抑制処理を説明する。なお、第2の実施例の燃料電池高温化抑制処理において、第1実施例の燃料電池高温化抑制処理と同様の処理については、その説明を省略する。 The fuel cell-equipped vehicle HR of the second embodiment executes a fuel cell high temperature suppression process that is partially different from the fuel cell-equipped vehicle HR of the first embodiment. Hereinafter, the fuel cell high temperature suppression process according to the second embodiment will be described. In the fuel cell temperature increase suppression process of the second embodiment, the description of the same process as the fuel cell temperature increase suppression process of the first embodiment is omitted.
図3は、第2の実施例に係る燃料電池高温化抑制処理を示すフローチャートである。制御装置200は、水温Tw、外気温Ta、および、蓄電量Pkを検出する(ステップS210)。そして、制御装置200は、燃料電池搭載車両HRが走行を開始したことを検出すると(ステップS220)、地形情報調査手段440により、経路情報Irを取得するとともに、車速センサ430により車速Vを検出する(ステップS230)。ここで、第1の実施例と異なる点は、地形情報調査手段440により取得される経路情報Irは、走行経路全体の経路情報ではなく、燃料電池搭載車両HRの前方に配置されるカメラから検出可能な前方所定距離内の経路情報Irであることである。
FIG. 3 is a flowchart showing a fuel cell high temperature suppression process according to the second embodiment.
制御装置200は、取得された範囲内の経路情報Irから予測負荷量Lpを算出する(ステップS240)。そして、予測負荷量Lpに基づいて、予測発熱量Hpを算出する(ステップS250)。制御装置200は、予測発熱量Hpが閾値を超える地点を検出し(ステップS260)、検出された地点から所定距離手前の地点に燃料電池搭載車両HRが到達すると、MEAの含水量と、蓄電量Pkを増加させる(ステップS270)。
The
制御装置200は、燃料電池搭載車両HRの移動に伴い、地形情報調査手段440から、新たに経路情報Irを取得し、ステップS230以降の処理を繰り返す。
As the fuel cell-equipped vehicle HR moves, the
以上、第2の実施例に係る燃料電池搭載車両HRによれば、ナビゲーションシステム410を用いなくても、燃料電池110の高温化を良好に抑制することができる。具体的には、地形情報調査手段440により、連続的、または、断続的に経路情報Irを取得することで、燃料電池110の高温化が予測される地点の手前で、MEAの含水量を増加させ、また、蓄電量Pkを増加させることができるため、燃料電池の高温化を抑制することができる。
As described above, according to the fuel cell-equipped vehicle HR according to the second embodiment, the high temperature of the
C.変形例:
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。
C. Variation:
In addition, elements other than the elements claimed in the independent claims among the constituent elements in each of the above embodiments are additional elements and can be omitted as appropriate. The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
C1.変形例1:
第1の実施例において、制御装置200は、走行経路全体について、予め、予測発熱量Hpが閾値を超える地点を検出しているが、閾値を超える地点の検出方法には、特に限定はなく、例えば、ナビゲーションシステム410による現在地の情報に基づいて、現在地から所定距離前方の位置の予測発熱量Hpをモニタリングし、予測発熱量Hpが閾値を超える地点を検出した際にMEAの含水量と、蓄電量Pkを増加させる制御をおこなってもよい。
C1. Modification 1:
In the first embodiment, the
C2.変形例2:
第1の実施例において、燃料電池搭載車両HRは、地形情報調査手段440を備えているが、備えていない態様であってもナビゲーションシステム410により経路情報Irを取得することができるため、燃料電池の高温化を抑制することができる。また、経路情報Irはナビゲーションシステム410および地形情報調査手段440のいずれか一方のみから取得に限定する必要はなく、それぞれから取得した経路情報Irに基づいて制御してもよい。
C2. Modification 2:
In the first embodiment, the fuel cell-equipped vehicle HR includes the terrain information surveying means 440. However, since the
C3.変形例3:
図4は、変形例に係る制御装置の処理を示すフローチャートである。第1の実施例において、制御装置200は、ナビゲーションシステム410に目的地が設定された場合には、必ず、燃料電池高温化抑制処理を実行する装置として説明されているが、制御装置200は、所定の条件に従って、燃料電池高温化抑制処理をおこなうか否か選択してもよい。例えば、図4に示すように、ナビゲーションシステム410に目的地が設定されると(ステップS320)、ナビゲーションシステム410は、現在地と設定された目的地から推奨経路を算出し(ステップS330)、表示部に推奨経路を表示する。制御装置200は、ユーザからの入力を検出し、推奨経路を通る場合には(ステップS340:YES)、第1の実施例に係る燃料電池高温化抑制処理を実施する(ステップS343)。また、推奨経路を通らない場合には(ステップS340:NO)、燃料電池高温化抑制処理をおこなわない(ステップS345)ようにしてもよい。なお、推奨経路を通らない場合には(ステップS340:NO)、地形情報調査手段440により経路情報Irを取得して燃料電池高温化抑制処理をおこなってもよい。
C3. Modification 3:
FIG. 4 is a flowchart illustrating processing of the control device according to the modification. In the first embodiment, the
C4.変形例4:
本実施例において、制御装置200は、予測負荷量Lpから、予測発熱量Hpを算出しているが、必ずしも予測発熱量Hpを算出する必要はなく、例えば、予測負荷量Lpが閾値を超えるか否かによりMEAの含水量と、蓄電量Pkを増加させる処理をおこなってもよい。
C4. Modification 4:
In the present embodiment, the
C5.変形例5:
第1の実施例において、制御装置200は、ステップ170〜S195のフィードバック制御をおこなっているが、フィードバック制御をおこなわない制御であっても、燃料電池110の高温化を良好に抑制することができる。
C5. Modification 5:
In the first embodiment, the
100…燃料電池システム
110…燃料電池
120…水素タンク
130…コンプレッサ
136…圧力センサ
137…背圧弁
140…ラジエータ
143…冷媒循環ポンプ
145…水温センサ
146…冷媒循環流路
150…水タンク
200…制御装置
300…蓄電装置
410…ナビゲーションシステム
420…気温計
430…車速センサ
440…地形情報調査手段
HR…燃料電池搭載車両
DESCRIPTION OF
Claims (1)
膜電極接合体を有する燃料電池と、
前記燃料電池に接続されるとともに、前記燃料電池車両の駆動部に電力を供給する蓄電部と、
任意に設定した地点までの移動経路の状況を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記移動経路の状況に基づいて、前記燃料電池に生じる負荷量を予め算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記負荷量に基づいて、前記膜電極接合体の含水量と、前記蓄電部の蓄電量と、を増加させる制御をおこなう制御部と、を備える燃料電池搭載車両。 A fuel cell vehicle,
A fuel cell having a membrane electrode assembly;
A power storage unit connected to the fuel cell and supplying power to the drive unit of the fuel cell vehicle;
An acquisition unit that acquires the status of the travel route to an arbitrarily set point;
A calculation unit that pre-calculates a load amount generated in the fuel cell based on the state of the travel route acquired by the acquisition unit;
A fuel cell-equipped vehicle comprising: a control unit that performs control to increase the water content of the membrane electrode assembly and the power storage amount of the power storage unit based on the load amount calculated by the calculation unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009003778A JP2010161906A (en) | 2009-01-09 | 2009-01-09 | Vehicle with fuel cell mounted thereon |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010161906A true JP2010161906A (en) | 2010-07-22 |
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ID=42578654
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| JP (1) | JP2010161906A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018106841A (en) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell system |
| JP2019079650A (en) * | 2017-10-23 | 2019-05-23 | 株式会社デンソー | Fuel cell system for vehicle |
| JP2020047438A (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell system |
-
2009
- 2009-01-09 JP JP2009003778A patent/JP2010161906A/en active Pending
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