(57)【要約】【課題】  冷却液流量を減少させる場合に、燃料電池の冷却液入口と冷却液出口との温度差を抑制して燃料電池の発電効率を高く保持する。【解決手段】  燃料電池スタック１に供給する冷却液流量を減少させる場合に、コントローラ５により、燃料電池スタック１の冷却液入口における冷却液温度と、燃料電池スタック１の冷却液出口における冷却液温度との温度差を所定値以下とするように、冷却液供給ポンプ２から燃料電池スタック１に供給する冷却液流量の変化を制限する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとが供給されて発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池に冷却液を循環させる冷却液循環手段と、
前記冷却液循環手段により循環されている冷却液の温度を調整する冷却液温度調整手段と、
前記冷却液循環手段による前記冷却液の流量を制御する冷却液流量制御手段とを備える燃料電池システムの制御装置であって、
前記燃料電池に循環させる冷却液流量を減少させる場合に、前記燃料電池の冷却液入口における冷却液温度と前記燃料電池の冷却液出口における冷却液温度との温度差を所定値以下とするように、前記冷却液流量の減少変化を制限するように前記冷却液流量制御手段を制御する冷却液流量変化制限手段を備えることを特徴とする燃料電池システムの制御装置。
【請求項２】
前記燃料電池に循環させる冷却液の目標流量を算出する目標冷却液流量算出手段を更に備え、
前記冷却液流量変化率制限手段は、前記燃料電池に循環させる冷却液流量を減少させる場合に、前記目標冷却液流量算出手段により算出された目標冷却液流量の変化率が大きいほど、冷却液流量の減少変化を小さくするように、前記冷却液流量の変化を制限することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システムの制御装置。
【請求項３】
前記冷却液流量変化率制限手段は、前記燃料電池に循環させる冷却液流量を減少させる場合に、冷却液流量の減少変化に時定数を持たせて冷却液流量を減少させるように前記冷却液流量制御手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システムの制御装置。
【請求項４】
冷却液の目標流量を算出する目標冷却液流量算出手段を更に備え、
前記冷却液流量変化率制限手段は、前記燃料電池に循環させる冷却液流量を減少させる場合に、前記目標冷却液流量算出手段により算出された目標冷却液流量の変化率が大きいほど、前記時定数を大きくするように、前記冷却液流量の減少変化を制限することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を発電させるに際して、当該燃料電池の温度を調整するために冷却液を燃料電池に循環させる燃料電池システム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】
従来より、燃料電池を電源とし、当該燃料電池により発電した電力を駆動モータに供給して走行トルクを発生させる電気自動車の開発が行われている。このような電気自動車に搭載される燃料電池には、発電効率が高くなる所定温度範囲があり、発電時の発熱に対して燃料電池を所定温度範囲に保つことにより、発電効率を高くすることができることが知られている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１では、燃料電池の発電量を監視し、当該燃料電池の発電量に応じて冷却液流量を制御することが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３４３３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料電池システムにおいては、燃料電池の発電量に応じて冷却液流量を制御しても冷却液の温度変化に遅れがあり、燃料電池の発電量が短時間で変化する場合には冷却液流量の制御に無駄が発生するという問題点がある。
【０００５】
例えば、燃料電池の発電量に基づいて目標冷却液流量を決める場合、燃料電池の発電量の減少に従って冷却液流量を急に減少させると、燃料電池の保持熱によって一時的に燃料電池から出る冷却液の温度が大きく上がり、冷却装置の放熱によって冷却装置から燃料電池に送られる冷却液の温度が大きく下がる。このため、燃料電池内に入る冷却液温度と燃料電池から出る冷却液温度との差が所定温度差を上回る可能性がある。
【０００６】
このように、燃料電池に入る冷却液温度と燃料電池から出る冷却液温度との温度差が大きくなると、燃料電池内において発電効率が高い所定温度範囲から外れた部分が発生する可能性があり、燃料電池全体としての発電効率が低下してしまう。
【０００７】
これに対し、燃料電池に入る冷却液温度と燃料電池から出る冷却液温度との温度差が所定温度差を上回った場合に、冷却液流量を増加させて所定温度差以下にしても、消費電力との関係で再度冷却液流量を低下させる必要がある。したがって、従来では、冷却液流量の増減を繰り返すことにより、冷却液循環ポンプの動作頻度が高くなって当該ポンプ動作による音や振動が発生したり、消費電力が大きくなるという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、冷却液流量を減少させる場合に、燃料電池の冷却液入口と冷却液出口との温度差を抑制して燃料電池の発電効率を高く保持することができる燃料電池システムの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、燃料電池に供給する冷却液流量を減少させる場合に、冷却液流量変化制限手段により、燃料電池の冷却液入口における冷却液温度と燃料電池の冷却液出口における冷却液温度との温度差を所定値以下とするように、冷却液流量の減少変化を制限するように冷却液流量制御手段を制御することにより、上述の課題を解決する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る燃料電池システムの制御装置によれば、冷却液流量を減少させる場合に、冷却液流量を減少させる変化に制限を与えるので、燃料電池の発熱量が低下する期間において冷却液流量を減少させすぎることなく、燃料電池の冷却液入口と冷却液出口とでの温度差を抑制して、燃料電池の発電効率を高く保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
本発明は、例えば図１に示すように構成された第１実施形態に係る燃料電池システムに適用される。
【００１３】
［燃料電池システムの構成］
本発明を適用した燃料電池システムは、当該燃料電池システムを構成する補機等に供給する電力を発電する燃料電池スタック１を備える。この燃料電池スタック１は、発電反応を発生させるための水素を多量に含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとが供給されることによって発電する。この燃料電池スタック１は、例えば、固体高分子電解質膜を挟んで、酸化剤ガスとして空気が供給される空気極と燃料ガスとして水素が供給される水素極とを対設した燃料電池セル構造体をセパレータで挟持し、セル構造体を複数積層することによって構成されている。すなわち、この燃料電池スタック１による発電は、水素極にて水素が電子を放出してイオン化し、生成された水素イオン（Ｈ＋）が高分子電解質膜を通過してカソード極に到達し、この水素イオンが空気極にて酸素と結合して水（Ｈ２Ｏ）を生成することによって行われる。このような発電を行うための電気化学反応は、発熱反応であって、燃料電池スタック１では、発電をするに際して、その発電量に応じた発熱を行う。
【００１４】
なお、図１では、燃料電池スタック１に水素及び酸素の原料を供給する原料供給系や、燃料電池スタック１を加湿させるための加湿系等を省略し、本発明に係る燃料電池システムの制御装置を適用した冷却液循環系のみを示している。
【００１５】
この冷却液循環系は、冷却液循環流路Ｌに、冷却液供給ポンプ２、燃料電池スタック１、ラジエータ３が接続されて構成されている。また、この冷却液循環系は、ラジエータ３に送風するラジエータファン４が配設されている。
【００１６】
このような冷却液循環系では、冷却液供給ポンプ２が駆動することにより冷却液を燃料電池スタック１の冷却液入口に導き、燃料電池スタック１の冷却液出口から排出された冷却液をラジエータ３に導入する。このラジエータ３に導入される冷却液は、燃料電池スタック１の発熱によって暖められた状態となっている。そして、ラジエータ３では、ラジエータファン４から送られる送風によって冷却液を放熱させて、再度冷却液供給ポンプ２に冷却液を循環させる。
【００１７】
このとき、冷却液供給ポンプ２は、図示しないポンプモータの駆動量がコントローラ５により制御されることにより吐出量が制御されて、ラジエータファン４は、駆動量がコントローラ５により制御されることにより送風量が制御され、ラジエータ３の冷却液の冷却能力を制御する。
【００１８】
更にこの燃料電池システムは、燃料電池スタック１の冷却液入口付近の冷却液循環流路Ｌに設けられ、冷却水温度を検出するスタック入口冷却液温度センサ６、燃料電池スタック１の冷却液出口付近の冷却液循環流路Ｌに設けられ、冷却水温度を検出するスタック出口冷却液温度センサ７を備える。スタック入口冷却液温度センサ６により検出された冷却液温度はコントローラ５により読み込まれ、スタック出口冷却液温度センサ７により検出された冷却液温度はコントローラ５により読み込まれる。
【００１９】
更にまた、この燃料電池システムは、燃料電池スタック１での発電電圧を検出する電圧センサ８、燃料電池スタック１での発電電流を検出する電流センサ９を備える。電圧センサ８により検出された発電電圧値はコントローラ５により読み込まれ、電流センサ９により検出された発電電流値はコントローラ５により読み込まれる。
【００２０】
コントローラ５は、上述の各種センサや冷却液供給ポンプ２やラジエータファン４の補機との間で信号の入出力を行うインターフェース回路、後述する処理をするプログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、当該ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成されている。このコントローラ５では、燃料電池スタック１を発電させている時に、電圧センサ８及び電流センサ９からのセンサ信号を読み込み、当該各センサ信号に基づいて冷却液供給ポンプ２のポンプモータ及びラジエータファン４の駆動量を制御して、燃料電池スタック１に供給する冷却液温度及び冷却液流量を制御する。
【００２１】
このとき、コントローラ５では、冷却液供給ポンプ２を駆動するポンプモータの駆動量に応じたデューティ比のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、ラジエータファン４の駆動量に応じたデューティ比のＰＷＭ信号を生成する。このコントローラ５により決定される各デューティ比は、目標とする駆動量に応じて予め設定されている。
【００２２】
更に、コントローラ５は、燃料電池スタック１に供給する冷却液流量を増加させる場合にはポンプモータの駆動量を短時間にて増加させることにより、燃料電池スタック１の全体を燃料電池スタック１にとっての発電効率が高い所定温度とし、燃料電池スタック１に供給する冷却液流量を減少させる場合には、燃料電池スタック１の発電効率を低下させないように、冷却液流量の変化率又は変化量を制限する冷却液流量制御処理を実行する。
【００２３】
このような冷却液流量制御処理を行うコントローラ５では、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、図２に機能的な構成を示すように、燃料電池発電量検出部１１、冷却液流量算出部１２、冷却液流量変化量制限部１３、冷却液流量制御部１４を備える。
【００２４】
燃料電池発電量検出部１１では、電圧センサ８及び電流センサ９からのセンサ信号を読み込んで燃料電池スタック１の単位時間当たりの発電量を検出して、冷却液流量算出部１２に送る。
【００２５】
冷却液流量算出部１２では、燃料電池発電量検出部１１からの燃料電池スタック１の発電量に基づいて、燃料電池スタック１に供給する単位時間当たりの冷却液流量の目標値（目標冷却液流量）を算出して、冷却液流量変化量制限部１３に送る。
【００２６】
冷却液流量変化量制限部１３では、冷却液流量算出部１２にて算出された目標冷却液流量の変化量に基づいて、冷却液流量の変化量を制限して、当該制限した目標冷却液流量を冷却液流量制御部１４に送る。
【００２７】
冷却液流量制御部１４は、冷却液流量変化量制限部１３からの目標冷却液流量を燃料電池スタック１に供給するようにＰＷＭ信号を生成して冷却液供給ポンプ２に供給することにより、目標冷却液流量を燃料電池スタック１に供給する。
【００２８】
［冷却液流量制御処理］
このように構成されたコントローラ５では、図３に示すような処理手順を実行することにより、冷却液流量制御処理を行う。なお、この冷却液流量制御処理は、燃料電池スタック１を発電させている時において、例えば１０ｍｓｅｃ毎の所定期間ごとに実行される。
【００２９】
図３によれば、先ず、ステップＳ１においては、燃料電池発電量検出部１１により、電圧センサ８及び電流センサ９からのセンサ信号を読み込み、燃料電池スタック１の発電量を算出して、ステップＳ２に処理を進める。
【００３０】
ステップＳ２においては、冷却液流量算出部１２により、ステップＳ１にて算出された燃料電池スタック１の発電量から、燃料電池スタック１の発熱量を演算する。このとき、冷却液流量算出部１２では、１ｍｏｌ分の水素が発電反応した場合のエンタルピ変化ΔＨ、ファラデー定数Ｆ、燃料電池単セルを流れる電流Ｉ、燃料電池単セルの電圧Ｖ及び燃料電池スタック１のセル数Ｎを用いて、下記の式１に示すように、
｛（−ΔＨ／２Ｆ）−Ｖ｝・Ｉ・Ｎ      （式１）
なる演算を行うことにより、燃料電池スタック１の発熱量を求める。
【００３１】
そして、冷却液流量算出部１２では、算出した燃料電池スタック１の発熱量に基づいて、図４に示すようなテーブルデータを参照して、目標冷却液流量Ｑｔ，ｎを算出する。ここで、図４に示すテーブルデータは、燃料電池スタック１の発熱量が大きいほど、単位時間当たりの目標冷却液流量を増加させるデータである。なお、このテーブルデータは、予め燃料電池システムの設計時に実験等により求めておいて、図示しないコントローラ５内のＲＯＭ等に記憶しておく。
【００３２】
次のステップＳ３においては、冷却液流量変化量制限部１３により、ステップＳ２にて算出した目標冷却液流量が現在の冷却液流量よりも少なく、現在の冷却液流量から減少させると判定した場合に、冷却液流量の変化率を制限する変化率制限値ΔＱｌｉｍｉｔを求める。
【００３３】
この変化率制限値ΔＱｌｉｍｉｔを求める処理は、その処理手順を図５に示すように、先ず、ステップＳ１１において、冷却液流量変化量制限部１３により、ステップＳ２にて求めた目標冷却液流量Ｑｔ，ｎと前回の目標冷却液流量Ｑｔ，ｎ−１とを比較して、前回の目標冷却液流量Ｑｔ，ｎ−１の方が大きいと判定した場合にはステップＳ１２に処理を進め、そうでないと判定した場合にはステップＳ１３に処理を進める。
【００３４】
ステップＳ１２においては、冷却液流量変化量制限部１３により、前回の冷却液流量の変化率制限を行った後の目標冷却液流量Ｑｌ，ｎ−１から、ステップＳ２にて求めた目標冷却液流量Ｑｔ，ｎを減算し、流量変化率ΔＱを算出して、ステップＳ１４に処理を進める。
【００３５】
ステップＳ１４においては、冷却液流量変化量制限部１３により、ステップＳ１３にて算出した流量変化率ΔＱに基づいて、図６に示すテーブルデータを参照して、変化率制限値ΔＱｌｉｍｉｔを求めて、ステップＳ４に処理を進める。ここで、図６に示すテーブルデータは、流量変化率ΔＱが大きいほど、変化率制限値ΔＱｌｉｍｉｔを小さくするデータであって、燃料電池システムの設計時に実験等により求めておいて、図示しないコントローラ５内のＲＯＭ等に記憶しておく。
【００３６】
一方、ステップＳ１１にて前回の目標冷却液流量Ｑｔ，ｎ−１の方が大きくないと判定された後のステップＳ１３においては、冷却液流量変化量制限部１３により、前回の流量変化率制限後の目標冷却液流量Ｑｌ，ｎ−１から目標冷却液流量Ｑｔ，ｎを減算し、変化率制限値ΔＱｌｉｍｉｔに設定して、ステップＳ４に処理を進める。
【００３７】
ステップＳ４においては、冷却液流量変化量制限部１３により、ステップＳ３にて求めた変化率制限値ΔＱｌｉｍｉｔを用いて、冷却液流量を制限した結果としての目標冷却液流量Ｑｌ，ｎを求める。このとき、冷却液流量制御部１４では、ステップＳ３にて求めた変化率制限値ΔＱｌｉｍｉｔを、前回の冷却液流量制御処理のステップＳ４において求められた流量変化率制限後の目標冷却液流量Ｑｌ，ｎ−１から減算し、今回の流量変化率制限後の目標冷却液流量Ｑｌ，ｎを算出する。
【００３８】
次のステップＳ５においては、冷却液流量制御部１４により、ステップＳ４にて算出されたの流量変化率制限後の目標冷却液流量Ｑｌ，ｎの冷却液を、冷却液供給ポンプ２から燃料電池スタック１に供給するようにＰＷＭ信号を生成して、処理を終了する。
【００３９】
［冷却液流量制御処理を行うことによる作用］
上述した燃料電池システムにおいて、燃料電池スタック１の発電効率が高くなる所定温度に燃料電池スタック１を保持するために、燃料電池スタック１での発熱量、ラジエータ３での放熱量とを同じ熱量にして、燃料電池スタック１の全体を略同じ温度に保持する必要がある。
【００４０】
そして、燃料電池システムにおいて、燃料電池スタック１の発電量が減少した場合には、冷却液供給ポンプ２の回転数を低下させて冷却液流量を減少させると、燃料電池スタック１に残存している熱量によって燃料電池スタック１の冷却液入口における冷却液温度と燃料電池スタック１の冷却液出口における冷却液温度との温度差が大きくなる。また、燃料電池システムでは、燃料電池スタック１の発電量が減少した場合には、燃料電池スタック１の温度低下を抑制するためにラジエータファン４の回転数を低下させてラジエータ３の放熱量を低下させると、燃料電池スタック１の残存熱量によって燃料電池スタック１の温度が高くなる。
【００４１】
これに対し、冷却液流量制御処理では、冷却液流量の変化率又は変化量に制限を与えて、急激に冷却液流量を減少させたことによって燃料電池スタック１の冷却液入口における冷却液温度と燃料電池スタック１の冷却液出口における冷却液温度との温度差が大きくなることを抑制する。
【００４２】
すなわち、燃料電池システムでは、燃料電池スタック１の発電量が減少した場合でも、急激に冷却液流量を減少させることなく、徐々に燃料電池スタック１の発熱量が減少したことを待って、燃料電池スタック１の発電量に応じた冷却液流量の制御に移行することになる。
【００４３】
したがって、この燃料電池システムでは、図７に燃料電池スタック１の冷却液入口における冷却液温度を示し、図８に燃料電池スタック１の冷却液出口における冷却液温度を示したように、時刻Ｔ１にて燃料電池スタック１の発電量が低下して冷却液流量を減少させる制御をした場合、冷却液による冷却能力が燃料電池スタック１の発熱量よりも高いので、燃料電池スタック１の冷却液入口及び冷却液出口における冷却液温度が共に上がることを無くす。これにより、燃料電池システムでは、図９に示すように、時刻Ｔ１における燃料電池スタック１の冷却液入口と冷却液出口とでの冷却液温度差を小さく保持する。
【００４４】
これに対し、燃料電池スタック１の発電量が低下した時に冷却液流量の変化率又は変化量に制限を与えなかった場合には、図１０に示す燃料電池スタック１の冷却液入口における冷却液温度は低下している一方、図１１に示す燃料電池スタック１の冷却液出口における冷却液温度は、燃料電池スタック１の発熱量が低下する前に冷却液流量を減少させているので、上昇する。したがって、図１２に示す燃料電池スタック１の冷却液入口と冷却液出口とでの冷却液温度差は、大きくなってしまう。
【００４５】
［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第１実施形態に係る燃料電池システムによれば、燃料電池スタック１の発電量が低下したことに応じて冷却液流量を減少させる場合に、冷却液流量を減少させる変化率又は変化量に制限を与えるので、燃料電池スタック１の発熱量が低下する期間において冷却液流量を減少させすぎることなく、燃料電池スタック１の冷却液入口と冷却液出口とでの温度差を小さく保持することができる。したがって、この燃料電池システムによれば、冷却液入口付近の燃料電池単セルと冷却液出口付近の燃料電池単セルとで温度差を小さい状態で保持して、燃料電池スタック１全体を発電効率が高い温度に保持することができる。
【００４６】
また、この燃料電池システムによれば、図６に示すテーブルデータを参照して、目標冷却液流量の変化率又は変化量が大きいほど冷却液流量の変化率の大きさを小さくするように冷却液流量の変化率を制限するので、急激に燃料電池スタック１の発電量が低下した場合に急激に冷却液流量を減少させることを無くすことができ、燃料電池スタック１の冷却液入口と冷却液出口とでの温度差が一時的に大きくなることを抑制することができる。
【００４７】
［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。また、第２実施形態に係る燃料電池システムは、その構成が第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００４８】
第２実施形態に係る燃料電池システムは、冷却液流量制御処理のステップＳ３において、図１３に示すような処理を行う点で、第１実施形態に係る燃料電池システムとは異なる。
【００４９】
すなわち、第２実施形態においては、冷却液流量変化量制限部１３により、前回の目標冷却液流量Ｑｔ，ｎ−１の方が大きく（ステップＳ１１）、流量変化率ΔＱを算出した後の（ステップＳ１２）、ステップＳ２１において、ステップＳ１２にて算出した流量変化率ΔＱに基づいて図１４に示すテーブルデータを参照して、冷却液流量を減少させる時定数τを求める。この図１４に示すテーブルデータは、流量変化率ΔＱが大きいほど時定数τを大きくして、目標冷却液流量に達するまでの時間を長くするデータであって、燃料電池システムの設計時に実験等により求めておいて、図示しないコントローラ５内のＲＯＭ等に記憶しておく。
【００５０】
次のステップＳ２２においては、冷却液流量変化量制限部１３により、ステップＳ２１にて求めた時定数τを用いて一次遅れ処理を行って次第に冷却液流量を減少させる時の目標冷却液流量Ｑτを求め、当該目標冷却液流量Ｑτから目標冷却液流量Ｑｔ，ｎを減算して、流量変化量を算出する。
【００５１】
そして、この冷却液流量制御処理では、ステップＳ４において、ステップＳ２２にて求めた流量変化量を、前回の冷却液流量制御処理のステップＳ４において求められた流量変化率制限後の目標冷却液流量Ｑｌ，ｎ−１から減算し、今回の流量変化率制限後の目標冷却液流量Ｑｌ，ｎを算出することになる。
【００５２】
このような冷却液流量制御処理を行うことにより、燃料電池システムでは、図１５に示すように、冷却液流量を減少させる時刻Ｔ１から次第に冷却液流量を減少させて目標とする冷却液流量とする。
【００５３】
したがって、この第２実施形態に係る燃料電池システムによれば、急激に冷却液流量を減少させて燃料電池スタック１の冷却水入口と冷却液出口との間での冷却液温度差を少なくすることができ、第１実施形態と比較して更に確実に冷却水入口と冷却液出口との間での冷却液温度差を所定温度以下とすることができる。すなわち、この燃料電池システムによれば、図１６に示すように冷却液流量を減少させる時刻Ｔ１にて段階的に冷却液流量を減少させることがない。
【００５４】
また、この第２実施形態に係る燃料電池システムによれば、目標冷却液流量の変化率が大きいほど一次遅れ処理の時定数τを大きくするので、燃料電池スタック１の発熱量の減少時間が冷却液流量の減少時間よりも長いために冷却液流量を急激に減少させたときに冷却液温度差が大きくなることを防止して、更に確実に冷却水入口と冷却液出口との間での冷却液温度差を所定温度以下とすることができる。
【００５５】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明を適用した燃料電池システムの構成を示す図である。
【図２】本発明を適用した燃料電池システムにおけるコントローラの機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用した燃料電池システムによる冷却液流量制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】燃料電池スタックの発熱量と、単位時間当たりの冷却液流量との関係を示す図である。
【図５】本発明を適用した燃料電池システムによる冷却液流量制御処理において、変化率制限値を求める処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】冷却液流量の変化率と、冷却液流量の変化率制限値との関係を示す図である。
【図７】冷却液流量制御処理を行った場合の燃料電池スタックの冷却液入口における冷却液温度の時間変化を示す図である。
【図８】冷却液流量制御処理を行った場合の燃料電池スタックの冷却液出口における冷却液温度の時間変化を示す図である。
【図９】冷却液流量制御処理を行った場合の燃料電池スタックの冷却液入口と冷却液出口との冷却液温度差の時間変化を示す図である。
【図１０】燃料電池スタックの冷却液入口における冷却液温度の時間変化の比較例を示す図である。
【図１１】燃料電池スタックの冷却液出口における冷却液温度の時間変化の比較例を示す図である。
【図１２】燃料電池スタックの冷却液入口と冷却液出口との冷却液温度差の時間変化の比較例を示す図である。
【図１３】第２実施形態における流量変化量を求める処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態において、冷却液流量の変化率と、冷却液流量を変化させるときの時定数との関係を示す図である。
【図１５】冷却液流量を時定数を持たせて減少させた場合の冷却液流量の変化を示す図である。
【図１６】冷却液流量を段階的に変化させる様子を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  燃料電池スタック
２  冷却液供給ポンプ
３  ラジエータ
４  ラジエータファン
５  コントローラ
６  スタック入口冷却液温度センサ
７  スタック出口冷却液温度センサ
８  電圧センサ
９  電流センサ
１１  燃料電池発電量検出部
１２  冷却液流量算出部
１３  冷却液流量変化量制限部
１４  冷却液流量制御部
【図１】
2005085550.tif 000003
【図２】
2005085550.tif 000004
【図３】
2005085550.tif 000005
【図４】
2005085550.tif 000006
【図５】
2005085550.tif 000007
【図６】
2005085550.tif 000008
【図７】
2005085550.tif 000009
【図８】
2005085550.tif 000010
【図９】
2005085550.tif 000011
【図１０】
2005085550.tif 000012
【図１１】
2005085550.tif 000013
【図１２】
2005085550.tif 000014
【図１３】
2005085550.tif 000015
【図１４】
2005085550.tif 000016
【図１５】
2005085550.tif 000017
【図１６】
2005085550.tif 000018