(57)【要約】【課題】  燃料電池から出力可能な最大出力を取り出すことができるとともに、燃料電池温度が耐熱温度を超えない燃料電池の出力制限装置を提供する。【解決手段】  燃料電池の出力制限装置であるコントローラ１２は、燃料電池２の温度を検出する燃料電池入口冷却水温度センサ７による温度に基づいて燃料電池２からの取出電力または取出電流の制限値である出力制限値を演算する出力制限値演算手段１４と、燃料電池２の劣化の程度を検出する劣化検出手段１３と、劣化検出手段１３が検出した劣化の程度に基づいて出力制限値を補正する出力制限値補正手段１５とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の温度を検出または推定する温度検出手段と、
該温度検出手段による燃料電池の温度に基づいて燃料電池からの取出電力または取出電流の制限値である出力制限値を演算する出力制限値演算手段と、
を備えた燃料電池の出力制限装置において、
燃料電池の劣化の程度を検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段が検出した劣化の程度に基づいて前記出力制限値を補正する出力制限値補正手段と、をさらに備えたことを特徴とする燃料電池の出力制限装置。
【請求項２】
前記劣化検出手段が検出した劣化の程度に基づいて、劣化による前記燃料電池の増加発熱量を演算する増加発熱量演算部をさらに有し、
前記出力制限値補正手段は、
前記増加発熱量に基づいて前記出力制限値を補正することを特徴とする請求項１記載の燃料電池の出力制限装置。
【請求項３】
燃料電池の冷却水の流量を検出する冷却水流量検出手段をさらに有し、
前記出力制限値補正手段は、
前記冷却水流量検出手段が検出した冷却水量に基づいて、前記出力制限値を補正することを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料電池の出力制限装置。
【請求項４】
前記出力制限値補正手段は、
前記温度検出手段による温度に基づく出力制限値を前記劣化検出手段が検出した劣化の程度によって補正し、この補正結果を前記燃料電池からの取出電力または取出電流の制限値とする演算を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の燃料電池の出力制限装置。
【請求項５】
前記出力制限値補正手段は、
前記温度検出手段による温度に基づく出力制限値と前記劣化検出手段が検出した劣化の程度に基づく補正値を加算し、この加算結果を前記燃料電池からの取出電力または取出電流の制限値とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の燃料電池の出力制限装置。
【請求項６】
前記出力制限値補正手段は、
前記温度検出手段による温度を前記劣化検出手段が検出した劣化の程度によって補正し、この補正された温度値を用いて前記燃料電池からの取出電力または取出電流の制限値を演算することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の燃料電池の出力制限装置。
【請求項７】
前記出力制限値補正手段は、
前記温度検出手段による温度が所定値以下のときに、前記燃料電池の出力制限を行わないことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の燃料電池の出力制限装置。
【請求項８】
前記温度検出手段は、
燃料電池冷却水の燃料電池入口における温度を検出する燃料電池入口温度検出手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の燃料電池の出力制限装置。
【請求項９】
前記出力制限値演算手段の出力に応じて燃料電池に供給する燃料ガスあるいは酸化ガスの少なくとも一方の目標流量を演算することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の燃料電池の出力制限装置。
【請求項１０】
前記出力制限値演算手段によって前記取出電力または前記取出電流の制限が実施されているときに、燃料電池冷却水の目標冷却水流量を補正する目標冷却水流量補正手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の燃料電池の出力制限装置。
【請求項１１】
前記目標冷却水流量補正手段は、
前記出力制限値演算手段による前記取出電力または前記取出電流の制限が大きいほど補正を大きくすることを特徴とする請求項１０記載の燃料電池の出力制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の出力制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車は、圧縮水素ボンベ、液体水素タンク、水素吸蔵合金など、水素貯蔵装置を車両に搭載、または炭化水素系（メタノールなど）燃料を改質し、そこから供給される水素と酸素を含む大気を燃料電池に送り込んで反応させ、得られた電力を駆動力にする車両であり、電気エネルギへの変換効率の高さとクリーンさにおいて注目されている。
【０００３】
この燃料電池の実用化への課題の一つとして、燃料電池の性能劣化による影響が挙げられる。劣化の生じた燃料電池はその劣化の進行に伴い出力電圧の減少を引き起こす。一般に燃料電池で発生した直流電力は直交変換装置によって交流電力に変換して車両の動力となるモータへ伝達する機構になっているが、劣化の進行している燃料電池で一定の電力を確保するためには出力電圧が減少している分、より多くの出力電流が流れることになり、燃料電池の劣化を見込んで直交変換装置などをあらかじめ大型・大容量化するなどの対応が必要になっていた。
【０００４】
このため、特許文献１記載の技術では、出力電圧と許容電圧を比較し、出力電圧が許容電圧を下回ると出力制限量を調整して劣化に対応している。
【０００５】
また、燃料電池の劣化診断技術としては、燃料電池スタックの出力電圧／出力電流比から燃料電池スタックの劣化を診断する方法が公知である（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平０７−１４２０７９号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−１９５４２３号公報（第７頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、燃料電池の劣化によって引き起こされる出力電圧の低下は、化学エネルギーから電気エネルギーへの変換効率の低下が生じているということであり、これはつまり燃料電池での発熱量の増加を意味する。このために、燃料電池システムの熱収支が悪化し、燃料電池の温度が上昇してしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、燃料電池から出力可能な最大出力を取り出すとともに、燃料電池温度が耐熱温度を超えない燃料電池の出力制限装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、本発明は、燃料電池の温度を検出または推定する温度検出手段と、該温度検出手段による燃料電池の温度に基づいて燃料電池からの取出電力または取出電流の制限値である出力制限値を演算する出力制限値演算手段と、を備えた燃料電池の出力制限装置において、燃料電池の劣化の程度を検出する劣化検出手段と、前記劣化検出手段が検出した劣化の程度に基づいて前記出力制限値を補正する出力制限値補正手段と、をさらに備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料電池温度による出力制限に対して、燃料電池の劣化の程度に応じた補正を行うことができるので、劣化の少ない燃料電池に対して無駄に出力制限をかけることなく、可能な最大出力を取り出すことができるという効果がある。
【００１０】
また、劣化が進行した際に、燃料電池の温度が耐熱温度を超えるのを防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、以下に説明する各実施例は、特に限定されないが燃料電池車両に好適な燃料電池の出力制限装置である。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明に係る燃料電池の出力制限装置の実施例１を備えた燃料電池システムの概略構成を示す概略構成図である。
【００１３】
図１において、燃料電池システム１は、燃料電池２と、空気の流量を制御するコンプレッサ３、空気の圧力を制御するスロットル４、高圧水素の流量を制御する可変バルブ５、冷却水の流量を制御する冷却水ポンプ６、燃料電池の入口冷却水温度を検出するための燃料電池入口冷却水温度センサ（燃料電池入口冷却水温度検出手段）７、燃料電池の入口冷却水圧力を検出するための燃料電池入口冷却水圧力センサ８、燃料電池の出口冷却水圧力を検出するための燃料電池出口冷却水圧力センサ９、冷却水を冷却するためのラジエータ１０、燃料電池から電流を取り出す負荷装置（パワーマネージャ）１１、燃料電池システム全体を制御するとともに負荷装置１１が燃料電池２から取り出す電流を制限するコントローラ１２を備えている。
【００１４】
コンプレッサ３では空気が圧縮されて燃料電池２のカソード２ａへ送り込まれる。高圧水素は可変バルブ５で流量が制御され燃料電池２のアノード２ｂへ送られる。
【００１５】
燃料電池２では送り込まれた空気と水素を反応させて発電を行う。燃料電池２で反応に使用した残りの空気はスロットル４で圧力制御が行われた後、排出される。また、燃料電池の冷却を行う冷却水は冷却水ポンプ６によって圧送されて燃料電池２の冷却部２ｃへ送り込み、燃料電池を冷却する。冷却水はラジエータ１０によって冷却する。
【００１６】
コントローラ１２は、ここには図示しない燃料電池２の目標発電電流、燃料電池入口冷却水温度センサ７、燃料電池入口冷却水圧力センサ８、燃料電池出口冷却水圧力センサ９の信号を取り込み、内蔵された制御ソフトウエアに基づいてコンプレッサ３、スロットル４、可変バルブ５、冷却水ポンプ６を制御することにより、燃料電池システム１全体を制御する。
【００１７】
また、コントローラ１２は、燃料電池２の温度を検出する燃料電池入口冷却水温度センサ７による温度に基づいて燃料電池２からの取出電力または取出電流の制限値である出力制限値を演算する出力制限値演算手段１４と、燃料電池２の劣化の程度を検出する劣化検出手段１３と、劣化検出手段１３が検出した劣化の程度に基づいて出力制限値を補正する出力制限値補正手段１５とを備えた燃料電池の出力制限装置を兼ねている。
【００１８】
コントローラ１２は、特に限定されないが、本実施例では、ＣＰＵと、プログラムＲＯＭと、作業用ＲＡＭと、入出力インタフェースを備えたマイクロプロセッサで構成され、燃料電池の出力制限装置としての機能は、ＲＯＭに格納された制御プログラム及び各種制御データにより実現されている。
【００１９】
図２は、コントローラ１２内部のブロック構成を説明するブロック図である。図２において、コントローラ１２は、劣化検出手段１３と、冷却水流量検出手段２０３と、出力制限手段２０４と、目標ガス流量演算部２１０と、減算手段２１１と、目標冷却水流量補正演算部２１２と、加算手段２１３とを備えている。
【００２０】
冷却水流量検出手段２０３は、燃料電池入口冷却水圧力センサ８及び燃料電池出口冷却水圧力センサ９の検出値に基づいて、燃料電池２の冷却部２ｃに流れる冷却水の流量を検出する。
【００２１】
出力制限手段２０４は、劣化による出力制限値補正量演算部２０５と、燃料電池入口冷却水温度による出力制限値演算部２０６と、冷却水流量による出力制限値補正量演算部２０７と、加算手段２０８と、最終出力制限値演算部２０９とを備えている。
【００２２】
劣化による出力制限値補正量演算部２０５は、燃料電池２の劣化の程度を検出する劣化検出手段１３の出力に基づき、燃料電池２の劣化による出力制限値補正量を演算する。
【００２３】
燃料電池入口冷却水温度による出力制限値演算部２０６は、燃料電池入口冷却水温度検出手段（図１の燃料電池入口冷却水温度検出センサ）７の検出値に基づき、燃料電池入口冷却水温度による出力制限値を演算する。冷却水流量による出力制限値補正量演算部２０７は、冷却水流量検出手段２０３が検出した冷却水流量に基づき冷却水流量による出力制限値補正量を演算する。
【００２４】
最終出力制限値演算部２０９は、劣化による出力制限値補正量演算部２０５、燃料電池入口冷却水温度による出力制限値演算部２０６、及び冷却水流量による出力制限値補正量演算部２０７の各出力を加算手段２０８で全て足し合わされて補正された出力制限値が入力される。
【００２５】
本実施例によれば、燃料電池の劣化による補正成分の出力制限値補正量をすべて演算して足し合わせるので、すべての成分が出力制限値に統一され、各成分による出力制限の大小関係が明確になる。
【００２６】
最終出力制限値演算部２０９では、燃料電池入口冷却水温度検出手段７が検出した温度が所定値以下の場合、または、入力された出力制限値が目標発電電流よりも大きい場合は目標発電電流を目標取出電流として負荷装置１１へ出力し、そうでない場合には、出力制限値を目標取出電流として負荷装置１１へ出力する。
【００２７】
また、目標ガス流量演算部２１０では、出力制限後の目標取出電流値に基づき目標水素流量と目標空気流量を演算する。このように、出力制限された電力または電流に応じて目標ガス流量を演算するようにしたので、取出電力または取出電流に見合ったガス流量を燃料電池に供給することができ、ガス供給過剰による水収支の悪化やガス供給不足を起こさないようにすることができる。
【００２８】
目標冷却水流量補正演算部２１２では目標発電電流と出力制限値の偏差に基づき目標冷却水流量補正値を演算し、ここには図示しない目標冷却水流量演算部にて演算される目標冷却水流量に目標冷却水流量補正値を足し合わせ、目標冷却水補正流量を出力する。
【００２９】
本実施例によれば、出力制限が行われている際に冷却水流量の増量を行うことができるので、燃料電池の温度を下げて出力制限を緩和することができる。また、出力制限が行われていないときには冷却水流量を下げて無駄なエネルギを使うことが無い。
【００３０】
図３は、コントローラ１２内部で行われる制御のメインフローチャートを示す。この処理は、例えば１０［ｍｓｅｃ］に一度演算する。
【００３１】
まず、ステップ（以下、ステップをＳと略す）３０１で燃料電池の劣化の程度を示す劣化率ｋを求める。本発明では、劣化率ｋは、燃料電池２が全く劣化していない場合の基準性能値（例えば、基準発電電流における発電電圧）を１（１００％）とし、この基準性能値に対する燃料電池２の現状の性能値の比率を劣化率ｋで表すものとする。劣化率ｋは、別途コントローラ１２で計測している燃料電池の総稼働時間から、予めコントローラ１２に記憶した計算式、或いは制御マップを参照して求める。この計算式、或いは制御マップは、あらかじめ実験や机上検討から決定した燃料電池の劣化特性から近似計算式を求めたり制御マップを作成し、コントローラ１２のＲＯＭに記憶させるとする。
【００３２】
次いで、Ｓ３０２で燃料電池入口冷却水温度センサ７から燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎを読み込む。このように、燃料電池の温度として燃料電池入口冷却水温度を用いることで、燃料電池内部に温度センサを設けることなく正確に燃料電池の温度を推定することができる。
【００３３】
Ｓ３０３で燃料電池入口冷却水圧力センサ８から燃料電池入口冷却水圧力Ｐｉｎ、燃料電池出口冷却水圧力センサ９から燃料電池出口冷却水圧力Ｐｏｕｔを読み込み、ＰｉｎからＰｏｕｔで引いた差圧値（圧損）から、図４に示すような制御マップを参照して、冷却水流量Ｑを演算する。図４の制御マップは、あらかじめ実験や机上検討から決定した冷却水の燃料電池圧損に対する冷却水流量の特性をコントローラ１２のＲＯＭに記憶させたものである。
【００３４】
次いで、Ｓ３０４で劣化率ｋ、燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎ、冷却水流量Ｑを用いて電流制限値Ｃｌを求める。詳細の演算方法は後述する。
【００３５】
Ｓ３０５では、燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎが所定値Ｔｔｈ以下ならば、負荷装置１１へ指示する最終的な目標取出電流Ｃｌｅに目標発電電流を代入する。燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎが所定値Ｔｔｈよりも大きいならば、目標発電電流と電流制限値Ｃｌを比較し、値の小さい方を最終的な目標取出電流Ｃｌｅとして選択する。ここで電流制限値Ｃｌの値が目標発電電流よりも小さければ出力制限が行われ、大きい場合には目標取出電流Ｃｌｅ＝目標発電電流となり、出力制限はかからないことになる。所定値Ｔｔｈは電流制限をかける必要の無い冷却水温度をあらかじめ実験や机上検討から決定する。
【００３６】
Ｓ３０６では、あらかじめ実験や机上検討から決定した目標取出電流に対する目標水素流量と目標空気流量の特性から、目標水素流量と目標空気流量を目標取出電流Ｃｌｅを用いて演算する。
【００３７】
Ｓ３０７で図５に示すような予めコントローラ１２に記憶した、電流制限量と目標冷却水流量補正量の特性マップを参照して、目標冷却水流量補正量を目標発電電流と電流制限値Ｃｌとの差を用いて演算し、演算結果を目標冷却水流量に加えて補正する。
【００３８】
図５の特性は、目標発電電流が電流制限値よりも大きければ大きいほど冷却水流量補正量を大きくして燃料電池の耐圧許容温度を超えにくくし、逆に目標発電電流が電流制限値よりも小さければ小さいほど燃料電池の耐熱許容温度を超えない範囲で冷却水補正流量を減少させるように、あらかじめ実験や机上検討から決定する。
【００３９】
図６は、Ｓ３０４での電流制限値Ｃｌの演算方法を示したフローチャートである。まず、Ｓ６０１で図７に示すような、予め実験や机上検討から決定した劣化率に対する電流制限値補正量の特性マップを参照して、劣化による電流制限値補正量Ｃｌｄを劣化率ｋを用いて演算する。
【００４０】
次いで、Ｓ６０２で図８に示すような、予め実験や机上検討から決定した燃料電池入口冷却水温度に対する燃料電池入口冷却水温度による電流制限値の特性マップを参照して、燃料電池入口冷却水温度による電流制限値Ｃｌｃを燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎを用いて演算する。
【００４１】
次いで、Ｓ６０３で図９に示すような、予め実験や机上検討から決定した冷却水流量に対する冷却水流量による電流制限値補正量の特性マップを参照して、冷却水流量による電流制限値補正量Ｃｌｑを冷却水流量Ｑを用いて演算する。
【００４２】
Ｓ６０１〜Ｓ６０３で参照する図７〜図９の各特性マップは、予めコントローラ１２のＲＯＭに記憶されているものである。
【００４３】
Ｓ６０４で電流制限値Ｃｌを以下の式（１）を用いて演算する。
【００４４】
Ｃｌ  ＝  Ｃｌｄ  ＋  Ｃｌｃ  ＋  Ｃｌｑ        …（１）
本実施例では、燃料電池の出力制限を取出電流で行っているが、取出電力で出力制限してもよい。この場合、コントローラ１２に記憶した燃料電池の電流電圧特性を参照して、目標発電電力から目標発電電流を算出することにより、取出電力による出力制限は、取出電流による制限に置き換えることができる。
【００４５】
また本実施例では、燃料電池の劣化を燃料電池の総稼働時間から演算しているが、車両の総走行距離や、燃料電池の取出電流に対する出力電圧の関係から演算するなど、燃料電池の劣化を検出する他のいかなる手法を用いても良い。
【００４６】
本実施例では劣化率を用いて電流制限値を補正したが、図１０に示すような予め実験や机上検討から決定した劣化率と劣化によって増加する燃料電池の発熱量の特性から、劣化率ｋを用いて増加発熱量を演算し、この増加発熱量で電流制限値の補正を行ってもよい。燃料電池の発熱量は、同一出力電流においても劣化が進むと増加する。燃料電池の劣化率から増加する発熱量を演算し、この増加発熱量で電流制限値の補正を行うと、さらに精度の高い出力制限値を演算することができるという効果がある。
【００４７】
本実施例では、Ｓ３０５にて燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎが所定値Ｔｔｈ以下ならば、最終的な目標取出電流Ｃｌｅに目標発電電流を代入するようにして、出力制限を行わないようにしているが、燃料電池入口冷却水温度による電流制限値Ｃｌｃを燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎが小さければ小さいほど大きな値を与える特性にすることで同様の機能を実現することもできる。
【００４８】
本実施例では燃料電池入口圧力センサ８と燃料電池出口圧力センサ９の出力の差から冷却水実流量を演算したが、どちらか片方の圧力センサのみで演算してもよい。また、冷却水ポンプ６に消費電流センサや実回転数センサを備えているものならば、その出力を用いて冷却水流量を演算しても良い。
【００４９】
以上の項目は以降の実施例でも同様である。
【実施例２】
【００５０】
次に、本発明に係る燃料電池の出力制限装置の実施例２を説明する。実施例２が適用される燃料電池システム全体の概略構成図は、図１に示した実施例１と同様である。
【００５１】
図１１は、実施例２のコントローラ１２の内部構成を説明するブロック構成図であり、実施例１の図２と比べると、劣化による出力制限値補正量演算部２０５が削除され、冷却水流量による出力制限値補正量演算部２０７が冷却水流量減少率演算部１１０１に置き換わっている。さらに、図２の加算手段２０８が乗算手段１１０２に置き換わっている。その他の構成は、図２と同様である。
【００５２】
冷却水流量減少率演算部１１０１は、冷却水流量検出手段２０３に基づき冷却水流量減少率を演算する。最終出力制限値演算部２０９には、劣化率と、冷却水流量減少率と、燃料電池入口冷却水温度による出力制限値演算部２０６の出力とを乗算手段１１０２で全て掛け合わせた出力制限値が入力される。
【００５３】
実施例２のメインフローチャートは、実施例１の図３と変わりないが、Ｓ３０４における電流制限値Ｃｌの演算方法が変更になっており、図１２に演算内容のフローチャートを示す。
【００５４】
まずＳ１２０１において、図８に示すようなあらかじめ実験や机上検討から決定した燃料電池入口冷却水温度に対する燃料電池入口冷却水温度による電流制限値の特性マップを参照して、燃料電池入口冷却水温度による電流制限値Ｃｌｃを燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎを用いて演算する。
【００５５】
次いで、Ｓ１２０２であらかじめ実験や机上検討にて決定した冷却水流量の設計値からの冷却水流量減少率Ｑｋを冷却水流量Ｑを用いて演算する。
【００５６】
次いで、Ｓ１２０３で電流制限値Ｃｌを以下の式（２）を用いて演算する。
【００５７】
Ｃｌ  ＝  Ｃｌｃ  ×  ｋ  ×  Ｑｋ              …（２）
冷却水フィルタつまりなど冷却系の経時劣化によって冷却水の流量が低下すると、燃料電池の入口出口の温度差が開き、燃料電池の温度上昇を招きやすい。本実施例では、冷却水流量を出力制限値の補正演算に用いるので、冷却水流量が低下したときに燃料電池発熱量を抑える出力制限をかけることができる。
【実施例３】
【００５８】
次に、本発明に係る燃料電池の出力制限装置の実施例３を説明する。実施例３が適用される燃料電池システム全体の概略構成図は、図１に示した実施例１と同様である。
【００５９】
図１３は、実施例３のコントローラ１２の内部構成を説明するブロック構成図であり、実施例１の図２と比べると、冷却水流量検出手段２０３、劣化による出力制限値補正量演算部２０５、冷却水流量による出力制限値補正量演算部２０７が削除され、燃料電池入口冷却水温度による出力制限値演算部２０６が出力制限値演算部１３０３に置き換わっている。その他の構成は、図２と同様である。
【００６０】
出力制限値演算部１３０３は劣化検出手段１３が検出した燃料電池２の劣化率と、燃料電池入口冷却水温度検出手段７が検出した燃料電池２の温度とに基づいて、出力制限値としての電流制限値を演算し、演算結果を最終出力制限値演算部２０９へ出力する。
【００６１】
実施例３のメインフローチャートを図１４に示す。実施例１の図３と比べてＳ３０３が削除され、Ｓ３０４がＳ１５０４に置き換わっている。
【００６２】
Ｓ１５０４では、図１５に示すようなあらかじめ実験や机上検討にて決定した劣化率と燃料電池入口冷却水温度に対する電流制限値の特性マップを参照して、電流制限値Ｃｌを劣化率ｋと燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎとを用いて演算する。
【００６３】
本実施例では、劣化率のみによって補正を行ったが、あらかじめ実験や机上検討にて冷却水流量と燃料電池入口冷却水温度に対する電流制限値特性マップを準備し、冷却水流量による電流制限値を燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎと冷却水流量Ｑによって演算し、この演算結果と電流制限値Ｃｌとの何れか小さい方を選択（セレクトロー）しても良い。
【実施例４】
【００６４】
次に、本発明に係る燃料電池の出力制限装置の実施例４を説明する。実施例４が適用される燃料電池システム全体の概略構成図は、図１に示した実施例１と同様である。
【００６５】
図１６は、実施例４のコントローラ１２の内部構成を説明するブロック構成図であり、実施例３の図１３と比べると、燃料電池入口冷却水温度検出手段７が検出した温度を劣化検出手段１３が検出した劣化率で除算する除算手段１６０１が追加され、出力制限値演算部１３０３が出力制限値演算部１６０３に置き換わっている。その他の構成は、図１３と同様である。
【００６６】
出力制限値演算部１６０３は、燃料電池入口冷却水温度検出手段７が検出した温度を劣化検出手段１３の出力によって補正した温度値に基づいて、出力制限値を演算し、演算結果を最終出力制限値演算部２０９へ出力する。
【００６７】
実施例４のメインフローチャートを図１７に示す。実施例３の図１４と比べて、Ｓ１７０３が追加され、Ｓ１５０４がＳ１７０４に置き換わっている。
【００６８】
Ｓ１７０３で以下の式（３）を用いて燃料電池入口冷却水温度Ｔｉｎを劣化率ｋによって補正し、燃料電池入口冷却水補正温度Ｔｉｎａを演算する。
【００６９】
Ｔｉｎａ  ＝  Ｔｉｎ  ÷  ｋ                    …（３）
Ｓ１７０４で図１８に示すようなあらかじめ実験や机上検討にて決定した燃料電池入口冷却水補正温度と電流制限値の特性から電流制限値Ｃｌを燃料電池入口冷却水補正温度Ｔｉｎａを用いて演算する。
【００７０】
本実施例によれば、燃料電池の温度を劣化による補正成分によって補正するので、劣化の影響によって増加した発熱量を加味した正確な燃料電池温度を把握することができる。
【００７１】
尚、本実施例は劣化率ｋのみによって補正を行ったが、実施例２に示した冷却水流量減少率Ｑｋをさらに補正に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る燃料電池の出力制限装置が適用される燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】実施例１におけるコントローラの内部構成を説明するブロック構成図である。
【図３】実施例１のメインフローチャートである。
【図４】冷却系燃料電池圧損−冷却水流量特性を示すマップの例である。
【図５】電流制限量−目標冷却水流量補正量特性示すマップの例である。
【図６】実施例１における出力制限値演算のフローチャートである。
【図７】劣化率−劣化による電流制限値補正量特性を示すマップの例である。
【図８】燃料電池入口冷却水温度−燃料電池入口冷却水温度による電流制限値特性を示すマップの例である。
【図９】冷却水流量−冷却水流量による出力制限値補正量特性を示すマップの例である。
【図１０】劣化率−劣化による増加発熱量特性を示すマップの例である。
【図１１】実施例２におけるコントローラの内部構成を説明するブロック構成図である。
【図１２】実施例２における出力制限値演算のフローチャートである。
【図１３】実施例３におけるコントローラの内部構成を説明するブロック構成図である。
【図１４】実施例３のメインフローチャートである。
【図１５】劣化率と燃料電池入口冷却水温度に対する出力制限値特性を示すマップの例である。
【図１６】実施例４におけるコントローラの内部構成を説明するブロック構成図である。
【図１７】実施例４のメインフローチャートである。
【図１８】燃料電池入口冷却水補正温度−出力制限値特性を示すマップの例である。
【符号の説明】
【００７３】
１：燃料電池システム
２：燃料電池
３：コンプレッサ
４：スロットル
５：可変バルブ
６：冷却水ポンプ
７：燃料電池入口冷却水温度センサ
８：燃料電池入口冷却水圧力センサ
９：燃料電池出口冷却水圧力センサ
１０：ラジエータ
１１：負荷装置
１２：コントローラ
１３：劣化検出手段
１４：出力制限値演算手段
１５：出力制限値補正手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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