(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ガスと燃料ガスの供給を受けて電力を発生させる燃料電池と、
該燃料電池を冷却する冷却水を冷却する手段と、
前記冷却水冷却手段バイパス流路と、
前記冷却水を冷却水冷却手段とバイパス流路に分流させる調整弁と、
燃料電池に冷却水を導入、流出させる冷却水流路と、
該冷却水流路に燃料電池入口冷却水温度センサと燃料電池出口冷却水温度センサと、を備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池の発電量又は燃料電池出口冷却水温度に基づいて燃料電池に導入する冷却水流量を設定する冷却水流量設定手段と、
前記センサで検出される入口温度と出口温度との温度差を算出する前記燃料電池温度分布検出手段と、
前記温度差に基づく予め作成された冷却水流量の補正値を算出する第１冷却水流量補正値算出手段と、
前記冷却水流量と第１冷却水流量補正値を加算して第１補正冷却水流量を算出する第１補正冷却水流量算出手段と、
前記燃料電池出口冷却水温度に基づいて調整弁開度を算出する冷却水温度制御量算出手段と、
前記調整弁開度と、前記調整弁の開度に基づいて前記第１補正冷却水流量の補正値である第２冷却水流量補正値を増量する際の判定値となる第１の調整弁開度所定値および前記調整弁の開度に基づいて前記第２冷却水流量補正値を減量する際の判定値となり前記第１の調整弁開度所定値よりも小さい値の第２の調整弁開度所定値との大小関係を比較し、前記調整弁開度が前記第１の調整弁開度所定値以上となった場合は、前回得られた第２冷却水流量補正値に所定値を増量し、前記調整弁開度が前記第２の調整弁開度所定値未満となった場合は、前回得られた第２冷却水流量補正値から所定値を減量し、前記第２冷却水流量補正値を算出する第２補正値算出手段と、
前記第１補正冷却水流量と第２冷却水流量補正値を加算して第２冷却水流量を算出する第２補正冷却水流量算出手段、を備え、該第２補正冷却水流量に基づいて冷却水を燃料電池に供給することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
酸化ガスと燃料ガスの供給を受けて電力を発生させる燃料電池と、
該燃料電池を冷却する冷却水を冷却する手段と、
前記冷却水冷却手段バイパス流路と、
前記冷却水を冷却水冷却手段とバイパス流路に分流させる調整弁と、
燃料電池に冷却水を導入、流出させる冷却水流路と、
該冷却水流路に燃料電池入口冷却水温度センサと燃料電池出口冷却水温度センサと、を備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池の発電量又は燃料電池出口冷却水温度に基づいて燃料電池に導入する冷却水流量を設定する冷却水流量設定手段と、
前記センサで検出される入口温度と出口温度との温度差を算出する前記燃料電池温度分布検出手段と、
前記温度差に基づく予め作成された冷却水流量の補正値を算出する第１冷却水流量補正値算出手段と、
前記冷却水流量と第１冷却水流量補正値を加算して第１補正冷却水流量を算出する第１補正冷却水流量算出手段と、
前記燃料電池出口冷却水温度に基づいて調整弁開度を算出する冷却水温度制御量算出手段と、
前記調整弁開度と、前記調整弁の開度に基づいて前記第１補正冷却水流量の補正値である第２冷却水流量補正値を算出する際の判定値となる第１の調整弁開度所定値および前記第１の調整弁開度所定値よりも小さい値の第２の調整弁開度所定値との大小関係を比較し、前記調整弁開度が前記第１の調整弁開度所定値以上となった場合、もしくは前記調整弁開度が第１の調整弁開度所定値未満かつ前記第２の調整弁開度所定値以上となった場合は、冷却水入口目標温度をｔＴｉｎとし、冷却水入口温度をＴｉｎとし、比例ゲインをＫｐとし、積分ゲインをＫｉとすると、下記式（１）に基づいて前記第２冷却水流量補正値（Ｑａｄｊ）を算出する第２補正値算出手段と、
前記第１補正冷却水流量と第２冷却水流量補正値を加算して第２補正冷却水流量を算出する第２補正冷却水流量算出手段、を備え、該第２補正冷却水流量に基づいて冷却水を燃料電池に供給することを特徴とする燃料電池システム。
（数１）Ｑａｄｊ＝Ｋｐ×（ｔＴｉｎ−Ｔｉｎ）＋Ｋｉ∫（ｔＴｉｎ−Ｔｉｎ）ｄｔ（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムの冷却水系を制御する燃料電池システムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されものが知られている（特許文献１、特許文献２ならびに特許文献３参照）。
【０００３】
特許文献１には、燃料電池の入口側に設けられた入口温度計及び燃料電池の出口側に設けられた出口温度計の測定結果を監視し、このうち偏差の大きい方の測定結果に基づいて、熱交換器及びバイパスラインに流れる冷却水の流量を調整する調整弁を制御して冷却水温度を調整し、燃料電池を適正温度に維持する技術が記載されている。すなわち、この技術では、燃料電池に流入する冷却水の温度と燃料電池から流出する冷却水の温度を測定し、測定した温度と所定値との差が大きい方の冷却水の測定温度に基づいて冷却水の冷却程度を制御していた。
【０００４】
また、特許文献２には、燃料電池の入口部冷却水温度と出口部冷却水温度とを測定し、両温度差が所定値以上の時に燃料電池の内部温度が不均一状態であると判定し、冷却水のポンピング量を調節し、それにより燃料電池内の温度分布状態を平均化する技術が記載されている。すなわち、この技術では、燃料電池に流入する冷却水の温度と燃料電池から流出する冷却水の温度の差に基づいて燃料電池内部での温度分布を推定し、推定した温度分布に応じて冷却水流量を制御し、燃料電池の負荷から冷却水の冷却程度を制御するようにしていた。
【０００５】
さらに、特許文献３には、燃料電池を通過した冷媒の温度データに応じて燃料電池に導入する冷媒の流量を変動し、冷媒の冷却程度を制御する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平９−３２０６２６号公報
【特許文献２】特開平１０−３４０７３４号公報
【特許文献３】特開２００２−１６４０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した文献１に記載された従来の燃料電池システムにおいては、例えば燃料電池の発熱が大きい場合には、燃料電池における冷却水の出口温度のみで冷却水の冷却程度を制御することになる。その時の冷却水の流量における冷却性能が限界に達した場合には、冷却水の温度を維持することができずに、燃料電池の運転温度は上昇することになる。また、冷却水の流量が燃料電池の発熱に対して不足した場合には、燃料電池の入口側の冷却水温度は低く、燃料電池の出口側の冷却水温度は高くなり、燃料電池内部の温度分布が不均一になる。この結果、燃料電池の発電を継続できなくなるおそれがあった。
【０００７】
上述した文献２に記載された従来の燃料電池システムにおいては、燃料電池の発熱量が低い場合には、冷却水流量は小さいままとなる。しかし、冷却水流量が小さく、かつ外気温が高い状態では、冷却能力の限界まで冷却水が冷却されたとしても冷却水の流量が小さいため、必要な放熱量が確保できなかった。このため、冷却水の温度が上昇し、燃料電池の発電を継続できなくなるおそれがあった。
【０００８】
上述した文献３に記載された従来の燃料電池システムにおいては、燃料電池の冷媒の出口温度のみで冷媒の流量と冷却程度の双方を制御することになる。そのため、燃料電池内部の温度分布と燃料電池の運転温度を両立させて運転することはできなかった。例えば、冷媒流量に対して冷却程度が過剰になると、燃料電池の運転温度が低くなりすぎて発電効率が低下する。一方、冷媒流量に対して冷却程度が不足すると、燃料電池の運転温度が上昇して燃料電池の発電を継続できなくなるおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料電池内部の温度分布と燃料電池の運転温度の双方を最適に制御する燃料電池システムの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の課題を解決する手段は、酸化ガスと燃料ガスの供給を受けて電力を発生させる燃料電池と、該燃料電池を冷却する冷却水を冷却する手段と、前記冷却水冷却手段バイパス流路と、前記冷却水を冷却水冷却手段とバイパス流路に分流させる調整弁と、燃料電池に冷却水を導入、流出させる冷却水流路と、該冷却水流路に燃料電池入口冷却水温度センサと燃料電池出口冷却水温度センサと、を備えた燃料電池システムであって、前記燃料電池の発電量又は燃料電池出口冷却水温度に基づいて燃料電池に導入する冷却水流量を設定する冷却水流量設定手段と、前記センサで検出される入口温度と出口温度との温度差を算出する前記燃料電池温度分布検出手段と、前記温度差に基づく予め作成された冷却水流量の補正値を算出する第１冷却水流量補正値算出手段と、前記冷却水流量と第１冷却水流量補正値を加算して第１補正冷却水流量を算出する第１補正冷却水流量算出手段と、前記燃料電池出口冷却水温度に基づいて調整弁開度を算出する冷却水温度制御量算出手段と、前記調整弁開度と、前記調整弁の開度に基づいて前記第１補正冷却水流量の補正値である第２冷却水流量補正値を増量する際の判定値となる第１の調整弁開度所定値および前記調整弁の開度に基づいて前記第２冷却水流量補正値を減量する際の判定値となり前記第１の調整弁開度所定値よりも小さい値の第２の調整弁開度所定値との大小関係を比較し、前記調整弁開度が前記第１の調整弁開度所定値以上となった場合は、前回得られた第２冷却水流量補正値に所定値を増量し、前記調整弁開度が前記第２の調整弁開度所定値未満となった場合は、前回得られた第２冷却水流量補正値から所定値を減量し、前記第２冷却水流量補正値を算出する第２補正値算出手段と、前記第１補正冷却水流量と第２冷却水流量補正値を加算して第２冷却水流量を算出する第２補正冷却水流量算出手段、を備え、該第２補正冷却水流量に基づいて冷却水を燃料電池に供給することを特徴とする。
また、本発明の課題を解決する手段は、酸化ガスと燃料ガスの供給を受けて電力を発生させる燃料電池と、該燃料電池を冷却する冷却水を冷却する手段と、前記冷却水冷却手段バイパス流路と、前記冷却水を冷却水冷却手段とバイパス流路に分流させる調整弁と、燃料電池に冷却水を導入、流出させる冷却水流路と、該冷却水流路に燃料電池入口冷却水温度センサと燃料電池出口冷却水温度センサと、を備えた燃料電池システムであって、  前記燃料電池の発電量又は燃料電池出口冷却水温度に基づいて燃料電池に導入する冷却水流量を設定する冷却水流量設定手段と、前記センサで検出される入口温度と出口温度との温度差を算出する前記燃料電池温度分布検出手段と、前記温度差に基づく予め作成された冷却水流量の補正値を算出する第１冷却水流量補正値算出手段と、前記冷却水流量と第１冷却水流量補正値を加算して第１補正冷却水流量を算出する第１補正冷却水流量算出手段と、前記燃料電池出口冷却水温度に基づいて調整弁開度を算出する冷却水温度制御量算出手段と、前記調整弁開度と、前記調整弁の開度に基づいて前記第１補正冷却水流量の補正値である第２冷却水流量補正値を算出する際の判定値となる第１の調整弁開度所定値および前記第１の調整弁開度所定値よりも小さい値の第２の調整弁開度所定値との大小関係を比較し、前記調整弁開度が前記第１の調整弁開度所定値以上となった場合、もしくは前記調整弁開度が第１の調整弁開度所定値未満かつ前記第２の調整弁開度所定値以上となった場合は、冷却水入口目標温度をｔＴｉｎとし、冷却水入口温度をＴｉｎとし、比例ゲインをＫｐとし、積分ゲインをＫｉとすると、下記式（１）に基づいて前記第２冷却水流量補正値（Ｑａｄｊ）を算出する第２補正値算出手段と、前記第１補正冷却水流量と第２冷却水流量補正値を加算して第２補正冷却水流量を算出する第２補正冷却水流量算出手段、を備え、該第２補正冷却水流量に基づいて冷却水を燃料電池に供給することを特徴とする燃料電池システム。
（数１）Ｑａｄｊ＝Ｋｐ×（ｔＴｉｎ−Ｔｉｎ）＋Ｋｉ∫（ｔＴｉｎ−Ｔｉｎ）ｄｔ（１）
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、燃料電池内部の温度分布と燃料電池の運転温度の両者を最適に保つことができる。これにより、燃料電池の運転温度を最適に保ちつつ、燃料電池内部の温度分布を所望の範囲に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の実施例１に係る燃料電池システムの構成を示す図である。図１に示す実施例１の燃料電池システムは、燃料電池１、冷却水ポンプ２、燃料電池入口冷却水温度センサ３、燃料電池出口冷却水温度センサ４、調整弁５、ラジエータ６、ラジエータバイパス流路７ならびにコントローラ８を備えて構成されている。
【００１４】
燃料電池１には、空気供給源（図示せず）から酸化ガスとしての空気が供給され、水素供給源（図示せず）から燃料ガスとしての水素が供給される。また、燃料電池１は、上記供給された空気と水素を反応させて得られた電気エネルギーの電力を、負荷（図示せず）に供給している。冷却水ポンプ２は、コントローラ８から与えられる制御を受けて、燃料電池１を冷却する冷却水を燃料電池１に供給する。
【００１５】
燃料電池入口冷却水温度センサ３は、冷却水を燃料電池１に導入する冷却水流路に設けられ、燃料電池１の入口における冷却水の温度を検出する。検出された冷却水の温度はコントローラ８に与えられる。燃料電池出口冷却水温度センサ４は、燃料電池１から流出された冷却水の冷却水流路に設けられ、燃料電池１の出口における冷却水の温度を検出する。検出された冷却水の温度は、コントローラ８に与えられる。
【００１６】
調整弁５は、燃料電池１から流出される冷却水を受けて、燃料電池１から流出された冷却水をラジエータ６とラジエータバイパス流路７に分流する。調整弁５は、コントローラ８から与えられる制御に基づいて、ラジエータ６とラジエータバイパス流路７へ流れる冷却水の流量の比率を制御する。
【００１７】
ラジエータ６は、外気と熱交換を行い、調整弁５を介して燃料電池１から流出された冷却水を冷却する。ラジエータバイパス流路７は、ラジエータ６をバイパスする冷却水の流路であり、燃料電池１から流出された冷却水を調整弁５を介して冷却水ポンプ２にバイパスする。
【００１８】
コントローラ８は、後述するこの実施例１に特徴的な動作処理を実施するための制御中枢となり、燃料電池入口冷却水温度センサ３ならびに燃料電池出口冷却水温度センサ４で測定された温度を入力し、冷却水ポンプ２ならびに調整弁５の動作を制御し、燃料電池システムの制御装置として機能する。コントローラ８は、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現される。
【００１９】
図２は上記コントローラ８の構成を示す図である。
【００２０】
図２において、コントローラ８は、冷却水流量設定手段８０、温度分布検出手段８１、＃１補正値算出手段８２、冷却水温度制御量算出手段８３、＃１補正冷却水流量算出手段８４、＃２補正値算出手段８５、ならびに＃２補正冷却水流量算出手段８６を備えて構成されている。
【００２１】
冷却水流量設定手段８０は、燃料電池発電電力設定部（図示せず）から入力される燃料電池発電量と、図３に示すように燃料電池発電量と必要な冷却水流量との関係を表して予め作成されたテーブルとに基づいて、燃料電池１の冷却に必要な冷却水流量を設定する。燃料電池発電量は、燃料電池１の運転状態を把握する燃料電池１の出力電力又は出力電流となる。また、燃料電池１の運転状態は、燃料電池１から流出する冷却水の温度で把握するようにしてもよい。
【００２２】
温度分布検出手段８１は、燃料電池入口冷却水温度センサ３で測定された冷却水入口温度と燃料電池出口冷却水温度センサ４で測定された冷却水出口温度との差から燃料電池１の温度分布（入出温度差）を算出する。
【００２３】
＃１補正値算出手段８２は、温度分布検出手段８１で算出された温度分布（入出温度差）と、図４に示すように燃料電池１の温度分布（入出温度差）と＃１補正値との関係を表して予め作成されたテーブルとに基づいて＃１補正値を算出する。
【００２４】
冷却水温度制御量算出手段８３は、燃料電池出口冷却水温度センサ４の測定温度と、図５に示すように燃料電池１の冷却水出口温度と調整弁５の開度との関係を表して予め作成されたテーブルとに基づいて、調整弁５の開度を算出する。
【００２５】
＃１補正冷却水流量算出手段は８４、冷却水流量設定手段８０で設定された冷却水流量と、＃１補正値算出手段８２で算出された＃１補正値を加算して、＃１補正冷却水流量を算出する。
【００２６】
＃２補正値算出手段８５は、冷却水温度制御量算出手段８３で算出された調整弁５の開度に基づいて＃２補正値を算出する。
【００２７】
＃２補正冷却水流量算出手段８６は、＃１補正冷却水流量算出手段８４で算出された＃１補正冷却水流量と、＃２補正値算出手段で算出された＃２補正値を加算し、＃２補正冷却水流量を算出し、算出した＃２補正冷却水流量に基づいて冷却水ポンプ２を制御する。
【００２８】
次に、＃２補正値算出手段８５における＃２補正値の算出手順を、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
図６において、ステップＳ６０では、＃２補正値算出手段８５の処理を開始する。続いて、ステップＳ６１では、冷却水温度制御量算出手段８３で算出された調整弁５の開度が第１の所定値以上であるか否かを判断する。判断結果において、調整弁５の開度が第１の所定値以上であれば、ステップＳ６２に処理を移す。一方、調整弁５の開度が第１の所定値未満であれば、ステップＳ６３に処理を移す。
【００３０】
次に、ステップＳ６２では、前回得られた＃２補正値に所定値（ΔＱ）を加算することで最新の＃２補正値を算出する。
【００３１】
一方、ステップＳ６３では、冷却水温度制御量算出手段８３で算出された調整弁５の開度が第２の所定値未満であるか否かを判断する。判断結果において、調整弁５の開度が第２の所定値未満であれば、ステップＳ６４に処理を移す。一方、調整弁５の開度が第２の所定値以上であれば、ステップＳ６５に処理を移す。
【００３２】
次に、ステップＳ６４では、前回得られた＃２補正値から所定値（ΔＱ）を減算することで最新の＃２補正値を算出する。一方、ステップＳ６５では、＃２補正値の更新を行わず、すなわち前回得られた＃２補正値をそのまま最新の＃２補正値とし、＃２補正値を算出する。
【００３３】
なお、上記ステップＳ６１又はステップＳ６３に示す処理において、調整弁５の開度と第１の所定値又は第２の所定値との比較は、ラジエータ６側に流れる冷却水の流量とラジエータバイパス流路７側に流れる冷却水の流量との比率が第１の所定の値以上であるか、もしくは第２の所定の値未満であるかを判別している。また、上記第１の所定値と第２の所定値とは、第１の所定値＞第２の所定値となるように設定されている。
【００３４】
図７は＃２補正冷却水流量算出手段８６で＃２補正冷却水流量を補正しない場合、すなわち＃１補正冷却水流量算出手段８４で算出された＃１補正冷却水流量に基づいて冷却水ポンプ２を制御した場合における、冷却水目標温度に対する冷却水入口温度、冷却水出口温度ならびに冷却水流量のシミュレーション結果を示す図であり、図８は上記実施例１における冷却水目標温度に対する冷却水入口温度、冷却水出口温度ならびに冷却水流量のシミュレーション結果を示す図である。図７ならびに図８のシミュレーション結果から、＃１補正冷却水流量により冷却水ポンプ２を制御した場合に比べて、＃１補正冷却水流量を補正して得られた＃２補正冷却水流量により冷却水ポンプ２を制御した場合では、冷却水入口温度ならびに冷却水出口温度が安定して最適に制御されていることが分かる。
【００３５】
以上説明したように、上記実施例１においては、燃料電池１の冷却水温度に応じて調整弁５の開度を制御し、燃料電池１の温度分布と調整弁５の開度に基づいて冷却水流量を制御するようにしたので、燃料電池１の内部の温度分布と燃料電池１の運転温度の両者を適切に保つことができる。これにより、燃料電池１の運転温度を最適に保ちつつ、燃料電池１の内部の温度分布を所望の範囲に抑えることができる。
【００３６】
また、燃料電池１から流出する冷却水の温度と燃料電池１に流入する冷却水の温度との差から燃料電池１の温度分布を検出するようにしたので、安価に燃料電池１の内部の温度分布を容易かつ安価に検出することができる。
【００３７】
さらに、燃料電池システムの限界をその動作状況から推定して冷却水流量を増加させるようにしたので、新たなセンサ類を追加することなく、容易かつ安価に本発明の燃料電池システムを実現することができる。
【００３８】
また、燃料電池システムの限界をその動作状況から推定して冷却水流量を減量させるようにしたので、冷却水流量の増減を最小限に抑制することが可能となり、燃料電池システムの発電効率を高めることができる。
【００３９】
さらに、燃料電池１の運転状態を燃料電池１の出力電力又は出力電流に基づいて把握するようにしたので、新たなセンサ類を追加することなく、本発明の燃料電池システムを実現することができる。
【００４０】
また、燃料電池１の運転状態を燃料電池１から流出する冷却水の温度に基づいて把握するようにしたので、通常燃料電池システムに既に装備されているセンサ類を用いて、容易かつ安価に本発明の燃料電池システムを実現することができる。
【実施例２】
【００４１】
図９は本発明の実施例２に係る燃料電池システムにおけるコントローラ９の構成を示す図である。図９に示す実施例２のコントローラ９の特徴とするところは、図２に示す実施例１のコントローラ８に比べて、図２に示す＃２補正値算出手段８５に代えて、この実施例２に特徴的な構成要素となり図２に示す＃２補正値算出手段とは異なる手法で＃２補正値を算出する＃２補正値算出手段９０と、図２の＃２補正冷却水流量算出手段８６に代えて、この実施例２の特徴的な構成要素となる＃２補正冷却水流量算出手段９１を設けたことにあり、他は図２に示す実施例１と同様であり、図９に示すコントローラ９は図１に示す燃料電池システムの制御装置として適用される。なお、図９において、図２と同符号のものは同一機能を有するものであり、その説明は省略する。
【００４２】
＃２補正値算出手段９０は、冷却水入口目標温度設定部（図示せず）から与えられる冷却水入口目標温度と、燃料電池入口冷却水温度センサ３で計測された冷却水入口温度と、冷却水温度制御量算出手段８３から与えられる調整弁５の開度を受けて、これらの入力に基づいて＃２補正値を算出する。
【００４３】
＃２補正冷却水流量算出手段９１は、＃１補正冷却水流量算出手段８４で算出された＃１補正冷却水流量と、＃２補正値算出手段９０で算出された＃２補正値とを加算し、＃２補正冷却水流量を算出し、算出した＃２補正冷却水流量に基づいて冷却水ポンプ２を制御する。
【００４４】
次に、＃２補正値算出手段９０における＃２補正値の算出手順を、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
図１０において、ステップＳ１００では、＃２補正値算出手段９０の処理を開始する。続いて、ステップＳ１０１では、冷却水温度制御量算出手段８３で算出された調整弁５の開度が第１の所定値以上であるか否かを判断する。判断結果において、調整弁５の開度が第１の所定値以上であれば、ステップＳ１０２に処理を移す。一方、調整弁５の開度が第１の所定値未満であれば、ステップＳ１０３に処理を移す。
【００４６】
次に、ステップＳ１０２では、下記の演算式（数１）を用いて＃２補正値を算出する。
【００４７】
（数１）
Ｑadj ＝Ｋｐ×（ｔＴin−Ｔin）＋Ｋi ∫（ｔＴin−Ｔin）dt
ここで、Ｑadj は＃２補正値、Ｋp は比例ゲイン、Ｋi は積分ゲイン、ｔＴinは冷却水入口目標温度、Ｔinは冷却水入口温度である。
【００４８】
一方、ステップＳ１０３では、冷却水温度制御量算出手段８３で算出された調整弁５の開度が第２の所定値未満であるか否かを判断する。判断結果において、調整弁５の開度が第２の所定値未満であれば、ステップＳ１０４に処理を移す。一方、調整弁５の開度が第２の所定値以上であれば、ステップＳ１０５に処理を移す。
【００４９】
次に、ステップＳ１０４では、＃２補正値の更新を行わず、すなわち前回得られた＃２補正値をそのまま＃２補正値とし、＃２補正値を算出する。一方、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２と同様にして＃２補正値を算出する。
【００５０】
なお、第１の所定値と第２の所定値は、上述した実施例１と同様に設定される。
【００５１】
図１１は上記実施例２における、冷却水目標温度に対する冷却水入口温度、冷却水出口温度ならびに冷却水流量のシミュレーション結果を示す図である。図１１のシミュレーション結果から、＃２補正値を上記数１に示す演算式により求めた実施例２においても、図８に示す実施例１のシミュレーション結果と同様に、冷却水入口温度ならびに冷却水出口温度が安定して最適に制御されていることが分かる。
【００５２】
なお、実施例２では、燃料電池入口冷却水温度を用いて＃２補正値を算出しているが、冷却水入口目標温度に代えて冷却水出口目標温度を用いても同様の効果が得られる。
【００５３】
以上説明したように、上記実施例２においては、上述した実施例１で得られる効果に加えて、燃料電池１の冷却水の目標温度を設定し、設定された目標温度と実際の温度との差に基づいて冷却水流量を制御するようにしたので、冷却水流量の増減を最小限に抑制することが可能となり、燃料電池システムの発電効率を高めることができる。
【００５４】
ここで、実施例１の構成要件と、請求項１に記載の構成要件との対応関係は以下の通りである。冷却水ポンプ２が冷却水供給手段に、燃料電池入口冷却水温度センサ３ならびに燃料電池出口冷却水温度センサ４が冷却水温度検出手段に、冷却水温度制御量算出手段８３が冷却水温度制御量算出手段に、調整弁５が冷却水温度制御手段に、温度分布検出手段８１が温度分布状態検出手段に、冷却水流量設定手段８０が冷却水供給量設定手段に、＃１補正値算出手段８２と＃１補正冷却水流量算出手段８４が第１冷却水流量補正手段に、＃２補正値算出手段８５と＃２補正冷却水流量算出手段８６が第２冷却水流量補正手段にそれぞれ対応する。
【００５５】
一方、実施例２の構成要件と、請求項５に記載の構成要件との対応関係は以下の通りである。冷却水ポンプ２が冷却水供給手段に、燃料電池入口冷却水温度センサ３ならびに燃料電池出口冷却水温度センサ４が冷却水温度検出手段に、冷却水温度制御量算出手段８３が冷却水温度制御量算出手段に、調整弁５が冷却水温度制御手段に、温度分布検出手段８１が温度分布状態検出手段に、冷却水流量設定手段８０が冷却水供給量設定手段に、＃１補正値算出手段８２と＃１補正冷却水流量算出手段８４が第１冷却水流量補正手段に、＃２補正値算出手段９０と＃２補正冷却水流量算出手段９１が第２冷却水流量補正手段にそれぞれ対応する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１のコントローラ８の構成を示す図である。
【図３】燃料電池発電量と必要な冷却水流量との関係を表すテーブルを示す図である。
【図４】燃料電池１の温度分布（入出温度差）と＃１補正値との関係を表すテーブルを示す図である。
【図５】燃料電池１の冷却水出口温度と調整弁５の開度との関係を表すテーブルを示す図である。
【図６】実施例１における、＃２補正値の算出手順を示すフローチャートである。
【図７】＃２補正冷却水流量算出手段８６による補正がない場合の、冷却水入口温度、冷却水出口温度ならびに冷却水流量のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】実施例１における、冷却水入口温度、冷却水出口温度ならびに冷却水流量のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】実施例２のコントローラ９の構成を示す図である。
【図１０】実施例２における、＃２補正値の算出手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施例２における、冷却水入口温度、冷却水出口温度ならびに冷却水流量のシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…燃料電池
２…冷却水ポンプ
３…燃料電池入口冷却水温度センサ
４…燃料電池出口冷却水温度センサ
５…調整弁
６…ラジエータ
７…ラジエータバイパス流路
８，９…コントローラ
８０…冷却水流量設定手段
８１…温度分布検出手段
８２…＃１補正値算出手段
８３…冷却水温度制御量算出手段
８４…＃１補正冷却水流量算出手段
８５，９０…＃２補正値算出手段
８６，９１…＃２補正冷却水流量算出手段
【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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