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公開番号2024160448
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-14
出願番号2023075438
出願日2023-05-01
発明の名称燃料電池システムを搭載した車両
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01M 8/04664 20160101AFI20241107BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池システムを搭載した車両において、燃料電池からのエア排気路における生成水の貯留状況をより正確に検知して、適時に生成水を排出する。
【解決手段】車両2に搭載される燃料電池システム100が、ターボ型エアコンプレッサ32と、エアと前記燃料電池システムの燃料電池において生成する生成水を排出するエア排気路42と、エア排気路42におけるエア流量を検知するエア流量センサ50と、を備える。エア流量の指令値に対して所定比率を超えてあるいはそれ以上にエア流量が低下するエア流量低下現象が、所定の周期未満又はそれ以内で繰り返し発生し、発生した複数のエア流量低下現象の周期的発生区間の全区間にわたる継続時間が所定時間を超えるかそれ以上であるとき、エア排気路42における水たまりを検知するようにする。これらの閾値は、運転履歴から機械学習した結果などから設定されてもよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池システムを搭載した車両であって、
前記燃料電池システムは、エア供給手段としてのターボ型エアコンプレッサと、エアと前記燃料電池システムの燃料電池において生成する生成水を排出するエア排気路と、前記エア排気路におけるエア流量を検知するエア流量センサと、を備え、
以下の（ａ）～（ｃ）：
（ａ）前記エア排気路におけるエア流量が、エア流量の指令値に対する比率である第１の閾値を超えて又はそれ以上に低下するエア流量低下現象が発生すること
（ｂ）前記エア流量低下現象が、周期時間である第２の閾値未満又はそれ以内で繰り返して発生すること
（ｃ）前記第２の閾値未満又はそれ以内で繰り返し発生した複数の前記エア流量低下現象の周期的発生区間の全区間にわたる継続時間が、第３の閾値（時間）を超えるか又はそれ以上であること
を充足するとき、前記エア排気路における水たまりを検知するするように構成されている、車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、燃料電池システムを搭載した車両に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムが搭載された車両が、例えば、燃料電池車（ＦＣＥＶ）として提供されている。燃料電池システムは、燃料電池からの排ガス及び発電によって生成する水（以下、生成水ともいう。）を排出するための排気路を備えている。例えば、外気温、大気圧等から生成水の貯留量を推定し、排気路にエアを多く供給して強制的に生成水を排出する燃料電池システムが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－８１６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、燃料電池車が停車しているとき、停車場所の傾斜や燃料電池の負荷状態等によっては、予想を超えて排気路に生成水が溜まりやすくなるときがある。生成水が排気路内に一定以上溜まってしまうと、生成水が排ガスとともに押し出される際にゴブゴブという排水ノイズが発生してしまうことがある。
【０００５】
本明細書は、燃料電池システムを搭載した車両において、燃料電池からのエア排気路における生成水の貯留状況をより正確に検知して、適時に生成水を排出できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、燃料電池システムを搭載した車両を提供する。燃料電池システムは、エア供給手段としてのターボ型エアコンプレッサと、エアと前記燃料電池システムの燃料電池において生成する生成水を排出するエア排気路と、エア排気路におけるエア流量を検知するエア流量センサと、を備える。
【０００７】
この車両では、以下の（ａ）～（ｃ）：
（ａ）エア排気路におけるエア流量の低下量が、エア流量の指令値に対する比率である第１の閾値を超えて又はそれ以上であるエア流量低下現象が発生していること
（ｂ）エア流量低下現象が、周期時間である第２の閾値未満又はそれ以内で繰り返し発生していること
（ｃ）第２の閾値未満又は以内で繰り返して発生した複数のエア流量低下現象の周期的発生区間の全区間にわたる継続時間が、第３の閾値（時間）を超えるか又はそれ以上であること
を充足するとき、エア排気路における水たまりを検知するように構成されている。
【０００８】
この車両によれば、燃料電池のエア排気路内部での生成水が過度に溜まってその上限に到達する予兆現象の発現を、燃料電池システムにおけるエア流量の変動特性に基づいて判定することができる。
【０００９】
本発明者は、低負荷時でかつ一定出力での発電中の燃料電池システムにおけるエア排気路におけるエア流量の経時的変化と、エア排気路における生成水の排水ノイズとを測定した。その結果、例えば、排水ノイズが生じる程度に生成水がエア排気路に貯留するよりも前段階に、エア流量が特定の変動特性を発現すること、及びこの変動特性が発現された後、排水ノイズが生じることがわかった。この特定の変動特性を、水たまりの予兆現象として検知することとした。
【００１０】
このため、この車両によれば、正確に水たまりを検知できる。このため、排水ノイズを発生させることなく、適時に、排気管内の生成水を排水処理することができる。この結果、排水処理のエネルギーコスト及び排水ノイズを抑制できる。また、この車両によれば、追加センサを要することなく、燃料電池システムに一般的に備えられるエア排気路等のエア流量センサによって予兆現象を検知できる。なお、例えば、車両の運転履歴から機械学習により第１～第３の閾値が設定されてもよい。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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