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公開番号2024092079
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2022207753
出願日2022-12-26
発明の名称燃料電池システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F04D 29/05 20060101AFI20240701BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】エアベアリングの故障前にユーザーに交換を促すことができる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池システムであって、前記燃料電池システムは、燃料電池、酸化剤ガス系、及び、制御部を有し、前記酸化剤ガス系は、エアコンプレッサを有し、前記エアコンプレッサは、エアベアリングを有し、前記制御部は、前記エアベアリングの所定の第1摩耗量から算出される余寿命の第1閾値を予め記憶し、前記制御部は、前記エアベアリングの浮上回転数以下の回転積算値をカウントし、前記回転積算値に基づいて求めた前記エアベアリングの余寿命が前記第1閾値未満の場合に前記制御部は、ユーザーへの報知を実行することを特徴とする燃料電池システム。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムは、燃料電池、酸化剤ガス系、及び、制御部を有し、
前記酸化剤ガス系は、エアコンプレッサを有し、
前記エアコンプレッサは、エアベアリングを有し、
前記制御部は、前記エアベアリングの所定の第１摩耗量から算出される余寿命の第１閾値を予め記憶し、
前記制御部は、前記エアベアリングの浮上回転数以下の回転積算値をカウントし、
前記回転積算値に基づいて求めた前記エアベアリングの余寿命が前記第１閾値未満の場合に前記制御部は、ユーザーへの報知を実行することを特徴とする燃料電池システム。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記エアベアリングの前記第１摩耗量よりも少ない第２摩耗量から算出される余寿命の第２閾値を予め記憶し、
前記回転積算値に基づいて求めた前記エアベアリングの余寿命が前記第１閾値以上且つ前記第２閾値未満の場合に前記制御部は、通常運転モードから保護運転モードへ切り替える、請求項１に記載の燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両（以下車両と記載する場合がある）等の商品性向上を実現するための燃料電池システムが検討されている。
例えば特許文献１では、エアコンプレッサにエアベアリングを搭載した燃料電池システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１２８８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池（以下ＦＣと称する場合がある）に空気を送り込むために、エアコンプレッサ（以下ＡＣＰと称する場合がある）が利用されている。ＡＣＰの軸受にはオイル流入によるＦＣスタック劣化を防ぐため、エアベアリングを使用するのが主流となっている。エアベアリングはある程度回転数が上がらないと、浮上せずに摩耗が進行する。ＦＣシステムのＯＮ－ＯＦＦ時に必ずＡＣＰはエアベアリング浮上回転数以下を経験するため、エアベアリングは必ず摩耗する。ＦＣシステムはＦＣスタック劣化回避及び燃費確保のために、バッテリの満ＳＯＣ（充電状態値）の状態の時のアイドル運転時にＡＣＰをエアベアリング浮上回転数以下で運転する場合があり、エアベアリングの摩耗が進行する。浮上回転数以下の運転が多い場合、早期に故障する虞がある。エアベアリングは、ある程度摩耗すると突然故障する場合があり、部品交換に伴うダウンタイムが生じる。
【０００５】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、エアベアリングの故障前にユーザーに交換を促すことができる燃料電池システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の燃料電池システムは、燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムは、燃料電池、酸化剤ガス系、及び、制御部を有し、
前記酸化剤ガス系は、エアコンプレッサを有し、
前記エアコンプレッサは、エアベアリングを有し、
前記制御部は、前記エアベアリングの所定の第１摩耗量から算出される余寿命の第１閾値を予め記憶し、
前記制御部は、前記エアベアリングの浮上回転数以下の回転積算値をカウントし、
前記回転積算値に基づいて求めた前記エアベアリングの余寿命が前記第１閾値未満の場合に前記制御部は、ユーザーへの報知を実行することを特徴とする。
【０００７】
本開示の燃料電池システムは、前記制御部は、前記エアベアリングの前記第１摩耗量よりも少ない第２摩耗量から算出される余寿命の第２閾値を予め記憶し、
前記回転積算値に基づいて求めた前記エアベアリングの余寿命が前記第１閾値以上且つ前記第２閾値未満の場合に前記制御部は、通常運転モードから保護運転モードへ切り替えてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の燃料電池システムによれば、エアベアリングの故障前にユーザーに交換を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。
エアベアリング浮上回転数以下での回転積算値とエアベアリングの摩耗量との関係の一例を示すグラフである。
本開示の燃料電池システムの制御部が行う制御の一例を示すタイムチャートである。
本開示の燃料電池システムの制御部が行う第３保護運転モードの一部の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本開示の実施に必要な事柄（例えば、本開示を特徴付けない燃料電池システムの一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本開示は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
本明細書において数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
また、数値範囲における上限値と下限値は任意の組み合わせを採用できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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