(57)【要約】【課題】温度センサで検出した冷媒の温度に基づいて燃料電池の温度調整を行う燃料電池システムにおいて、温度センサに異常が発生した場合においても温度調整の続行を実現させてシステムの信頼性を向上させる。【解決手段】燃料電池２０と、燃料電池２０に冷却水を流通させる冷媒流通手段（冷却水流路７３等）と、冷却水出口温度及び冷却水入口温度を検出する温度センサ６１、６２と、冷却水出口温度に基づいて冷媒の流量を制御することにより燃料電池２０の温度を調整する温度調整手段（制御部５０）と、を備える燃料電池システム１であって、温度センサ６１に異常があるか否かを判定する異常判定手段（制御部５０）と、温度センサ６１に異常があるものと判定した場合に、燃料電池２０の運転状態に係る物理情報に基づいて冷却水出口温度を推定する冷媒温度推定手段（制御部５０）と、を備える。【選択図】図１
2007141732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、この燃料電池に冷媒を流通させる冷媒流通手段と、冷媒の温度を検出する温度センサと、前記燃料電池から排出される冷媒の温度に基づいて冷媒の流通態様を制御することにより前記燃料電池の温度を調整する温度調整手段と、を備える燃料電池システムであって、
前記温度センサに異常があるか否かを判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段で前記温度センサに異常があるものと判定した場合に、前記燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて、前記燃料電池から排出される冷媒の温度を推定する冷媒温度推定手段と、
を備える燃料電池システム。
【請求項２】
前記冷媒温度推定手段は、前記異常判定手段で前記温度センサに異常があるものと判定した場合に、前記燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて、前記燃料電池に流入する冷媒の温度を推定し、
前記温度調整手段は、前記燃料電池に流入する冷媒の温度に基づいて前記燃料電池に流入する冷媒の温度を制御することにより前記燃料電池の温度を調整する請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記温度センサは、前記燃料電池に流入する冷媒の温度と、前記燃料電池から排出される冷媒の温度と、の双方を検出する請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料電池の運転状態に係る物理情報は、前記燃料電池の発電量に係る情報及び／又は前記燃料電池への反応ガス供給量に係る情報である請求項１から３の何れか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池の発電量に係る情報は、前記燃料電池の電力、電圧及び電流の少なくとも何れか一つに係る情報である請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料電池への反応ガス供給量に係る情報は、前記燃料電池への燃料ガス供給量に係る情報及び／又は前記燃料電池への酸化ガス供給量に係る情報である請求項４又は５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記冷媒温度推定手段は、前記燃料電池に流入する冷媒の温度に係る情報を用いて、前記燃料電池から排出される冷媒の温度を推定する請求項１から６の何れか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料電池は、発電を行う単電池を複数積層して構成したものであり、
前記冷媒温度推定手段は、
前記単電池内の発電部から冷媒までの熱伝達率、前記単電池の放熱量及び前記燃料電池の熱容量の少なくとも何れか一つを参照して、前記燃料電池から排出される冷媒の温度を推定する請求項１から７の何れか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記異常判定手段で前記温度センサに異常があるものと判定し前記燃料電池に流入する冷媒の温度及び前記燃料電池から排出される冷媒の温度の双方の検出が不能となった場合に、前記燃料電池の運転を停止させる運転停止手段を備える請求項１から８の何れか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
燃料電池と、この燃料電池に冷媒を流通させる冷媒流通手段と、冷媒の温度を検出する温度センサと、を備える燃料電池システムの温度調整方法であって、
前記温度センサに異常があるか否かを判定する第１の工程と、
前記第１の工程で前記温度センサに異常があるものと判定した場合に、前記燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて、前記燃料電池から排出される冷媒の温度を推定する第２の工程と、
前記第２の工程で推定した冷媒の温度に基づいて冷媒の流通態様を制御することにより前記燃料電池の温度を調整する第３の工程と、
を含む燃料電池システムの温度調整方法。
【請求項１１】
前記第１の工程で前記温度センサに異常があるものと判定した場合に、前記燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて、前記燃料電池に流入する冷媒の温度を推定する第４の工程と、
前記第４の工程で推定した冷媒の温度に基づいて前記燃料電池に流入する冷媒の温度を制御することにより前記燃料電池の温度を調整する第５の工程と、
を含む請求項１０に記載の燃料電池システムの温度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システム及びその温度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、燃料電池のアノード電極に燃料ガスを供給する一方、カソード電極に酸化ガスを供給して電気化学反応を起こすことにより発電を行う燃料電池システムが実用化されている。かかる燃料電池システムの燃料電池においては、電気化学反応（発電）の際に熱が発生するが、この熱により発電効率が低下する場合がある。このため、燃料電池を冷却する冷却機構を設けることにより、燃料電池の運転温度を適切な温度範囲に維持して発電効率の低下を抑制することとしている。
【０００３】
従来の冷却機構としては、燃料電池に冷媒（冷却水等）を流通させるための冷媒流路、冷媒を循環させるためのポンプ、燃料電池から排出された高温の冷媒を冷却するラジエータ及びファン、冷媒の温度を検出する温度センサ、検出した冷媒の温度に基づいてポンプやファンを制御する制御装置、等から構成されるものが提案されている。
【０００４】
また、近年においては、燃料電池に流入する冷媒の温度（入口温度）や燃料電池から排出される冷媒の温度（出口温度）を温度センサで検出し、これら検出した温度に基づいて、冷却機構の異常を検出するとともに冷媒の流量を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。かかる技術を採用すると、冷媒の入口温度や出口温度に基づいて燃料電池の温度調整を行うことが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−１０９６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されたような技術を採用した場合において、温度センサ自身に異常が発生すると、冷媒の入口温度や出口温度が不明となるため、冷却機構の異常検出や冷媒の流量制御が困難ないし不可能となり、ひいては燃料電池の温度調整が不可能となるという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、温度センサで検出した冷媒の温度に基づいて燃料電池の温度調整を行う燃料電池システムにおいて、温度センサに異常が発生した場合においても温度調整の続行を実現させてシステムの信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、この燃料電池に冷媒を流通させる冷媒流通手段と、冷媒の温度を検出する温度センサと、燃料電池から排出される冷媒の温度に基づいて冷媒の流通態様を制御することにより燃料電池の温度を調整する温度調整手段と、を備える燃料電池システムであって、温度センサに異常があるか否かを判定する異常判定手段と、この異常判定手段で温度センサに異常があるものと判定した場合に、燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて、燃料電池から排出される冷媒の温度を推定する冷媒温度推定手段と、を備えるものである。
【０００８】
かかる構成によれば、温度センサに異常が発生した場合においても、燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて冷媒の出口温度を推定することができる。そして、この推定した冷媒の出口温度に基づいて冷媒の流通態様（流量や温度）を制御することにより、燃料電池の温度を調整することができる。すなわち、温度センサに異常が発生した場合においても、燃料電池の温度調整を実現させることができる。
【０００９】
前記燃料電池システムにおいて、冷媒温度推定手段は、異常判定手段で温度センサに異常があるものと判定した場合に、燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて、燃料電池に流入する冷媒の温度を推定するものであり、温度調整手段は、燃料電池に流入する冷媒の温度に基づいて燃料電池に流入する冷媒の温度を制御することにより燃料電池の温度を調整するものであってもよい。
【００１０】
かかる構成によれば、温度センサに異常が発生した場合においても、燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて冷媒の入口温度を推定することができる。そして、この推定した冷媒の入口温度に基づいて燃料電池に流入する冷媒の温度を制御することにより、燃料電池の温度を調整することができる。すなわち、温度センサに異常が発生した場合においても、燃料電池の温度調整を実現させることができる。
【００１１】
また、前記燃料電池システムにおいて、温度センサは、燃料電池に流入する冷媒の温度と、燃料電池から排出される冷媒の温度と、の双方を検出するものであることが好ましい。
【００１２】
また、前記燃料電池システムにおいて、燃料電池の運転状態に係る物理情報として、燃料電池の発電量に係る情報（例えば、燃料電池の電力、電圧及び電流の少なくとも何れか一つに係る情報）及び／又は燃料電池への反応ガス（燃料ガス、酸化ガス）供給量に係る情報を採用することができる。
【００１３】
また、前記燃料電池システムにおいて、冷媒温度推定手段は、燃料電池に流入する冷媒の温度に係る情報を用いて、燃料電池から排出される冷媒の温度を推定するものであってもよい。
【００１４】
また、前記燃料電池システムにおいて、燃料電池を、発電を行う単電池を複数積層して構成することができる。この際、冷媒温度推定手段は、単電池内の発電部から冷媒までの熱伝達率、単電池の放熱量及び燃料電池の熱容量の少なくとも何れか一つを参照して、燃料電池から排出される冷媒の温度を推定することができる。
【００１５】
また、前記燃料電池システムにおいて、異常判定手段で温度センサに異常があるものと判定し燃料電池に流入する冷媒の温度及び燃料電池から排出される冷媒の温度の双方の検出が不能となった場合に、燃料電池の運転を停止させる運転停止手段を備えることもできる。
【００１６】
かかる構成によれば、温度センサに異常があり、冷媒の入口温度及び出口温度の双方の検出が不能となった場合に、燃料電池の運転を停止させることができるので、燃料電池の損傷の可能性を低減することができる。
【００１７】
また、本発明に係る燃料電池システムを備える移動体を提供することもできる。かかる構成を有する移動体は、信頼性の高い燃料電池システムを備えているため、高い安全性を有するものとなる。
【００１８】
また、本発明に係る燃料電池システムの温度調整方法は、燃料電池と、この燃料電池に冷媒を流通させる冷媒流通手段と、冷媒の温度を検出する温度センサと、を備える燃料電池システムの温度調整方法であって、温度センサに異常があるか否かを判定する第１の工程と、この第１の工程で温度センサに異常があるものと判定した場合に、燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて、燃料電池から排出される冷媒の温度を推定する第２の工程と、この第２の工程で推定した冷媒の温度に基づいて冷媒の流通態様を制御することにより燃料電池の温度を調整する第３の工程と、を含むものである。
【００１９】
かかる方法によれば、温度センサに異常が発生した場合においても、燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて冷媒の出口温度を推定することができる。そして、この推定した冷媒の出口温度に基づいて冷媒の流通態様（流量や温度）を制御することにより、燃料電池の温度を調整することができる。すなわち、温度センサに異常が発生した場合においても、燃料電池の温度調整を実現させることができる。
【００２０】
前記燃料電池システムの温度調整方法において、第１の工程で温度センサに異常があるものと判定した場合に、燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて、燃料電池に流入する冷媒の温度を推定する第４の工程と、この第４の工程で推定した冷媒の温度に基づいて燃料電池に流入する冷媒の温度を制御することにより燃料電池の温度を調整する第５の工程と、を含むこともできる。
【００２１】
かかる方法によれば、温度センサに異常が発生した場合においても、燃料電池の運転状態に係る物理情報に基づいて冷媒の入口温度を推定することができる。そして、この推定した冷媒の入口温度に基づいて燃料電池に流入する冷媒の温度を制御することにより、燃料電池の温度を調整することができる。すなわち、温度センサに異常が発生した場合においても、燃料電池の温度調整を実現させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、温度センサで検出した冷媒の温度に基づいて燃料電池の温度調整を行う燃料電池システムにおいて、温度センサに異常が発生した場合においても温度調整の続行を実現させることでき、システムの信頼性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。本実施形態においては、本発明を燃料電池車両の車載発電システムに適用した例について説明することとする。
【００２４】
まず、図１を用いて、本実施形態に係る燃料電池システム１の構成について説明する。燃料電池システム１は、反応ガス（燃料ガス及び酸化ガス）が供給されることにより発電を行う燃料電池２０、燃料電池２０に燃料ガスとしての水素ガスを供給するための水素供給源３０、燃料電池２０に酸化ガスとしての空気を供給するためのコンプレッサ４０、燃料電池２０に冷媒を流通させる冷媒流通手段（冷却水流路７３等）、システム全体を統合制御する制御部５０等を備えて構成されている。
【００２５】
燃料電池２０は、燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて発電する単電池を所要数積層して構成したスタックとされている。燃料電池２０が発生した電力は、図示していないパワーコントロールユニットに供給される。パワーコントロールユニットは、車両の駆動モータを駆動するインバータ、コンプレッサモータや水素ポンプ用モータなどの各種の補機類を駆動するインバータ、二次電池等の蓄電手段への充電やこの蓄電手段からのモータ類への電力供給を行うＤＣ‐ＤＣコンバータ、等を備えている。
【００２６】
燃料電池２０の空気供給口には、図１に示すように、空気供給路７１を介して、酸化ガスとしての空気（外気）が供給される。空気供給路７１には、図１に示すように、空気から微粒子を除去するエアフィルタＡ１、空気を加圧するコンプレッサ４０、供給空気圧を検出する圧力センサＰ４、空気に所要の水分を加える加湿器Ａ２１等が設けられている。コンプレッサ４０はモータＭによって駆動され、モータＭは制御部５０によって駆動制御される。
【００２７】
燃料電池２０から排出される空気オフガスは、排気路７２を経て外部に放出される。排気路７２には、図１に示すように、排気圧を検出する圧力センサＰ１、圧力調整弁Ａ４、加湿器Ａ２１の熱交換器等が設けられている。圧力センサＰ１は、燃料電池２０の空気排気口近傍に設けられている。圧力調整弁Ａ４は、燃料電池２０への供給空気圧を設定する調圧（減圧）器として機能する。圧力センサＰ４、Ｐ１の検出信号は制御部５０に伝送される。コンプレッサ４０のモータ回転数や圧力調整弁Ａ４の開度面積が制御部５０によって制御されることにより、燃料電池２０への供給空気圧や供給空気流量が設定される。
【００２８】
燃料電池２０の水素供給口には、図１に示すように、水素供給源３０から燃料供給路７４を介して燃料ガスとしての水素ガスが供給される。水素供給源３０としては、例えば高圧水素タンクを採用することができる。また、いわゆる燃料改質器や水素吸蔵合金等を水素供給源３０として採用してもよい。燃料供給路７４には、図１に示すように、水素供給源３０から水素を供給し又は供給を停止する主止弁Ｈ１００、水素供給源３０からの水素ガスの供給圧力を検出する圧力センサＰ６、燃料電池２０への水素ガスの供給圧力を減圧して調整する水素調圧弁Ｈ９、燃料電池２０の水素供給口と燃料供給路７４との間を開閉する遮断弁Ｈ２１、水素ガスの燃料電池２０における入口圧力を検出する圧力センサＰ５等が設けられている。圧力センサＰ５、Ｐ６の検出信号は制御部５０に伝送され、各弁の開閉動作は制御部５０によって制御される。
【００２９】
燃料電池２０で消費されなかった水素ガスは、水素オフガスとして水素循環路７５に排出され、燃料供給路７４の遮断弁Ｈ２１の下流側に戻される。水素循環路７５には、図１に示すように、水素オフガスの温度を検出する温度センサＴ３１、水素オフガスから水分を回収する気液分離器Ｈ４２、回収した生成水を水素循環路７５外のタンク等に排出する排水弁Ｈ４１、水素オフガスを加圧する水素ポンプＨ５０等が設けられている。温度センサＴ３１の検出信号は制御部５０に伝送される。水素ポンプＨ５０の動作は制御部５０によって制御される。水素オフガスは、燃料供給路７４で水素ガスと合流し、燃料電池２０に供給されて再利用される。また、水素循環路７５は、排出制御弁Ｈ５１を介して、パージ流路７６によって排気路７２に接続されている。排出制御弁Ｈ５１は、制御部５０からの指令によって作動することにより、水素オフガスを外部に排出（パージ）する。かかるパージ動作を断続的に行うことにより、水素オフガスの循環が繰り返され燃料極側の水素ガスの不純物濃度が増してセル電圧が低下することを、防止することができる。
【００３０】
燃料電池２０の冷却水出入口には、図１に示すように、冷媒としての冷却水を循環させる冷却水流路７３が接続されている。冷却水流路７３には、燃料電池２０から排出された冷却水の温度（以下「冷却水出口温度」という）を検出する温度センサ６１、冷却水の熱を外部に放熱するラジエータＣ２、冷却水を加圧して循環させるポンプＣ１、燃料電池２０に流入する冷却水の温度（以下「冷却水入口温度」という）を検出する温度センサ６２等が設けられている。ラジエータＣ２には、モータによって回転駆動される冷却ファンＣ１３が設けられている。温度センサ６１、６２の検出信号は制御部５０に伝送されて燃料電池冷却制御に用いられる。また、ポンプＣ１及び冷却ファンＣ１３の動作は制御部５０によって制御される。なお、制御部５０でポンプＣ１を駆動することにより冷却水流路７３内の冷却水が燃料電池２０に流通することとなる。すなわち、制御部５０、ポンプＣ１及び冷却水流路７３は、本発明における冷媒流通手段の一実施形態を構成する。
【００３１】
制御部５０は、図示していない車両のアクセル信号等の要求負荷や燃料電池システムの各センサ（圧力センサや温度センサ等）から制御情報を受け取り、システム各部の各弁やモータの運転を制御する。なお、制御部５０は、図示していないコンピュータシステムによって構成されている。かかるコンピュータシステムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、入出力インタフェース及びディスプレイ等を備えるものであり、ＲＯＭに記録された各種制御プログラムをＣＰＵが読み込んで実行することにより、各種制御動作が実現されるようになっている。
【００３２】
具体的には、制御部５０は、温度センサ６１を介して冷却水出口温度を検出し、この検出した冷却水出口温度に基づいてポンプＣ１を制御して、燃料電池２０に流入する冷却水の流量を制御することにより、燃料電池２０の温度を調整する。また、制御部５０は、温度センサ６２を介して冷却水入口温度を検出し、この検出した冷却水入口温度に基づいて冷却ファンＣ１３を制御して、燃料電池２０に流入する冷却水の温度を制御することにより、燃料電池２０の温度を調整する。すなわち、制御部５０は、本発明における温度調整手段の一実施形態である。
【００３３】
また、制御部５０は、温度センサ６１に異常が発生したか否かを判定する。そして、温度センサ６１に異常があるものと判定して冷却水出口温度の検出が不能となった場合に、冷却水入口温度に係る情報と、燃料電池２０の運転状態に係る物理情報と、に基づいて、冷却水出口温度を推定する。すなわち、制御部５０は、異常判定手段及び冷媒温度推定手段の一実施形態としても機能する。なお、温度調整手段として機能する制御部５０は、推定した冷却水出口温度に基づいてポンプＣ１を制御して、燃料電池２０に流入する冷却水の流量を制御することにより、燃料電池２０の温度を調整する。
【００３４】
冷却水出口温度の推定の際に用いられる物理情報としては、燃料電池２０の発電量に係る情報（例えば燃料電池２０の電力に係る情報、電圧に係る情報、電流に係る情報等）や、燃料電池２０への反応ガス供給量（燃料ガス供給量及び／又は酸化ガス供給量）に係る情報等を挙げることができる。また、推定の際には、燃料電池２０を構成する単電池内の発電部から冷媒までの熱伝達率や、単電池の放熱量や、燃料電池２０の熱容量等を参照することができる。
【００３５】
また、制御部５０は、温度センサ６１、６２で異常があるものと判定して冷却水入口温度及び冷却水出口温度の双方の検出が不能となった場合に、燃料電池２０の運転を停止させる。すなわち、制御部５０は、本発明における運転停止手段の一実施形態としても機能する。
【００３６】
次に、図２及び図３を用いて、本実施形態に係る燃料電池システム１における燃料電池２０の温度調整方法について説明する。
【００３７】
なお、燃料電池システム１の通常運転時においては、水素供給源３０から水素ガスが燃料供給路７４を介して燃料電池２０の燃料極に供給されるとともに、加湿調整された空気が空気供給路７１を介して燃料電池２０の酸化極に供給されることにより、発電が行われる。この際、燃料電池２０から引き出すべき電力（要求電力）が制御部５０で演算され、その発電量に応じた量の水素ガス及び空気が燃料電池２０内に供給されるようになっている。また、制御部５０は、温度センサ６１を介して冷却水出口温度を検出し、この検出した冷却水出口温度に基づいてポンプＣ１を制御して、燃料電池２０に流入する冷却水の流量を制御する。また、制御部５０は、温度センサ６２を介して冷却水入口温度を検出し、この検出した冷却水入口温度に基づいて冷却ファンＣ１３を制御して、燃料電池２０に流入する冷却水の温度を制御する。かかる冷却水の流量制御及び温度制御により、燃料電池２０の温度は所定の温度範囲内に調整される。
【００３８】
このような通常運転時に、制御部５０は、冷却水出口温度を検出する温度センサ６１に異常が発生しているか否かを所定時間毎に判定する（異常判定工程：Ｓ１）。温度センサ６１に異常が発生しているか否かを判定する方法としては、センサ信号入力部に設置される断線・短絡判定回路の出力変化（例えば電圧・抵抗変化）による判定方法等が挙げられる。そして、異常がない場合には、制御部５０は前記した通常運転を続行して、温度センサ６１で検出した冷却水出口温度等に基づいた燃料電池２０の温度調整を行う（通常時温度調整工程：Ｓ２）。
【００３９】
一方、制御部５０は、異常判定工程Ｓ１で温度センサ６１に異常が発生した（冷却水出口温度の検出が不能となった）ものと判定した場合に、温度センサ６２で検出した冷却水入口温度と、燃料電池２０の発電量に係る物理情報（電流値）と、に基づいて、冷却水出口温度を推定する（出口温度推定工程：Ｓ３）。本実施形態においては、冷却水出口温度推定の際に、図３に示した加算値マップを用いている。例えば、温度センサ６２で検出した冷却水入口温度が「５０℃」であり、燃料電池２０の電流値が「Ａ2」である場合には、図３により加算値（冷却水入口温度に加算される値）は「Ｔ3℃」と決定される。従って、かかる場合における冷却水出口温度は「５０＋Ｔ3（℃）」と推定されることとなる。なお、出口温度推定工程Ｓ３において、制御部５０は、ポンプＣ１の回転数を一定にすることにより、冷却水の供給量変化に起因する推定誤差の発生を抑制することとしている。
【００４０】
次いで、制御部５０は、出口温度推定工程Ｓ３で推定した冷却水出口温度に基づいてポンプＣ１を制御して、燃料電池２０に流入する冷却水の流量を制御することにより、燃料電池２０の温度を調整する（異常時温度調整工程：Ｓ４）。制御部５０は、燃料電池２０の運転中これらの工程群を繰り返す。なお、制御部５０は、異常判定工程Ｓ１において、温度センサ６１、６２の双方に異常があるものと判定し、冷却水入口温度及び冷却水出口温度の双方の検出が不能となった場合には、燃料電池２０の運転を停止させる。これら工程群において、異常判定工程Ｓ１、出口温度推定工程Ｓ３及び異常時温度調整工程Ｓ４は、各々、本発明における第１の工程、第２の工程及び第３の工程の一実施形態に相当する。
【００４１】
以上説明した実施形態に係る燃料電池システム１においては、温度センサ６１に異常が発生して、冷却水出口温度の検出が不能となった場合においても、冷却水入口温度と燃料電池２０の運転状態に係る物理情報（電流値）とに基づいて冷却水出口温度を推定することができる。そして、この推定した冷却水出口温度に基づいて燃料電池２０に流入する冷却水の流量を制御することにより、燃料電池２０の温度を調整することができる。すなわち、温度センサ６１に異常が発生した場合においても、燃料電池２０の温度調整を実現させることができる。
【００４２】
また、以上説明した実施形態に係る燃料電池システム１においては、温度センサ６１、６２に異常があり、冷却水入口温度及び冷却水出口温度の双方の検出が不能となった場合に、燃料電池２０の運転を停止させることができるので、燃料電池２０の損傷の可能性を低減することができる。
【００４３】
また、以上説明した実施形態に係る燃料電池車両は、信頼性の高い燃料電池システム１を備えているため、高い安全性を有することとなる。
【００４４】
なお、以上の実施形態においては、制御部５０が温度センサ６１の異常判定を行い、この温度センサ６１に異常が発生した場合に冷却水出口温度を推定した例を示したが、制御部５０が温度センサ６２の異常判定を行い、この温度センサ６２に異常が発生した場合に、冷却水出口温度に係る情報と、燃料電池２０の運転状態に係る物理情報と、に基づいて冷却水入口温度を推定することもできる（入口温度推定工程）。
【００４５】
冷却水入口温度推定の際には、図４に示すような減算値マップを使用することができる。例えば、温度センサ６１で検出した冷却水出口温度が「８０℃」であり、燃料電池２０の電流値が「Ａ3」である場合に、図４により減算値（冷却水出口温度から減算される値）を「Ｔ9℃」と決定し、冷却水入口温度を「８０−Ｔ9（℃）」と推定することができる。そして、制御部５０は、推定した冷却水入口温度に基づいて冷却ファンＣ１３を制御して、燃料電池２０に流入する冷却水の温度を制御することにより、燃料電池２０の温度を調整することができる（異常時温度調整工程）。これら入口温度推定工程及び異常時温度調整工程は、各々、本発明における第４の工程及び第５の工程の一実施形態に相当する。
【００４６】
また、以上の実施形態においては、燃料電池２０の発電量に係る情報（発電時における燃料電池２０の電流値）を用いて冷却水出口温度を推定した例を示したが、この電流値に代えて、燃料電池２０の電力の値や電圧の値を用いて冷却水出口温度を推定することもできる。また、燃料電池２０の発電量（電流値）と、燃料電池２０への反応ガス供給量（燃料ガス供給量及び／又は酸化ガス供給量）と、の間には所定の相関関係があるため、この反応ガス供給量に係る情報を用いて冷却水出口温度を推定することもできる。また、燃料電池２０の発電量と、燃料電池２０に要求される負荷と、の間にも所定の相関関係があるため、この要求負荷に係る情報を用いて冷却水出口温度を推定することも可能である。
【００４７】
また、以上の実施形態においては、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両に搭載した例を示したが、燃料電池車両以外の各種移動体（ロボット、船舶、航空機等）に本発明に係る燃料電池システムを搭載することもできる。また、本発明に係る燃料電池システムを、建物（住宅、ビル等）用の発電設備として用いられる定置用発電システムに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図２】図１に示した燃料電池システムにおける燃料電池の温度調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る温度調整方法における冷却水出口温度の推定に用いられる加算値マップである。
【図４】本発明の実施形態に係る温度調整方法における冷却水入口温度の推定に用いられる減算値マップである。
【符号の説明】
【００４９】
１…燃料電池システム、２０…燃料電池、５０…制御部（冷媒流通手段の一部、温度調整手段、異常判定手段、冷媒温度推定手段、運転停止手段）、６１・６２…温度センサ、７３…冷却水流路（冷媒流通手段の一部）、Ｃ１…ポンプ（冷媒流通手段の一部）
【図１】
2007141732.tif 000003
【図２】
2007141732.tif 000004
【図３】
2007141732.tif 000005
【図４】
2007141732.tif 000006