特許ウォッチ

公開番号2025005038
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-16
出願番号2023105023
出願日2023-06-27
発明の名称燃料電池モジュール
出願人株式会社豊田自動織機,トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 8/0438 20160101AFI20250108BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池モジュールに備えられる水素循環ポンプに発生する異常の誤判断を抑制する。
【解決手段】燃料電池スタックFCSから排出される未反応の水素ガスを水素循環流路CPを介して吸入し水素供給流路SPに吐出する水素循環ポンプHPと、水素供給流路SP内の圧力を検出する第1圧力センサS1と、水素循環流路CP内の圧力を検出する第2圧力センサS2と、第1圧力センサS1により検出される圧力及び第2圧力センサS2により検出される圧力の少なくとも1つの圧力に基づいて水素循環ポンプHPに異常が発生しているか否かを判断する判断部2とを備えて燃料電池モジュールFCMを構成する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに水素ガスを供給する水素供給流路と、
前記燃料電池スタックから排出される未反応の水素ガスを水素循環流路を介して吸入し前記水素供給流路に吐出する水素循環ポンプと、
前記水素供給流路内の圧力を検出する第１圧力センサと、
前記水素循環流路内の圧力を検出する第２圧力センサと、
前記第１圧力センサにより検出される圧力及び前記第２圧力センサにより検出される圧力の少なくとも１つの圧力に基づいて前記水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する判断部と、
を備える燃料電池モジュール。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池モジュールであって、
前記判断部は、前記第１圧力センサにより検出される圧力と前記第２圧力センサにより検出される圧力との圧力差が第１閾値以下である場合、前記水素循環ポンプに異常が発生していると判断する
燃料電池モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池モジュールであって、
前記判断部は、前記第１圧力センサにより検出される圧力の単位時間あたりの変化量、または、前記第２圧力センサにより検出される圧力の単位時間あたりの変化量が第２閾値以下である場合、前記水素循環ポンプに異常が発生していると判断する
燃料電池モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料電池モジュールであって、
前記判断部は、前記燃料電池スタックの発電制御前において、または、前記燃料電池スタックの発電制御中において、前記水素供給流路に設けられるインジェクタが駆動していないときに前記水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する
燃料電池モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池モジュールに備えられる水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する技術に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
水素循環ポンプの故障判断技術として、水素循環ポンプを駆動させるモータに流れる電流が下限値を下回った場合、水素循環ポンプに故障が発生していると判断するものがある。関連する技術として、特許文献１がある。
【０００３】
ところで、メンテナンスの観点から水素循環ポンプが正常に機能しているかを判定し、異常が発生することを未然に検出したいという要望がある。
【０００４】
上記故障判断技術では、モータに故障が発生している場合、水素循環ポンプに故障が発生していないにもかかわらず、水素循環ポンプに故障が発生していると誤って判断されるおそれがあるため、異常が発生していることを未然に検出するには別の方法で検出することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平８－７５６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一側面に係る目的は、燃料電池モジュールに備えられる水素循環ポンプに発生する異常の誤判断を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一つの形態である燃料電池モジュールは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに水素ガスを供給する水素供給流路と、前記燃料電池スタックから排出される未反応の水素ガスを水素循環流路を介して吸入し前記水素供給流路に吐出する水素循環ポンプと、前記水素供給流路内の圧力を検出する第１圧力センサと、前記水素循環流路内の圧力を検出する第２圧力センサと、前記第１圧力センサにより検出される圧力及び前記第２圧力センサにより検出される圧力の少なくとも１つの圧力に基づいて前記水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する判断部とを備える。
【０００８】
このように、本発明に係る一つの形態である燃料電池モジュールでは、水素循環ポンプに入出力される水素ガスの圧力、すなわち、水素循環ポンプに直接的に係わるパラメータに基づいて水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する構成である。そのため、水素循環ポンプを駆動するモータに流れる電流など、水素循環ポンプに間接的に係わるパラメータに基づいて水素循環ポンプに異常が発生しているか否かを判断する構成に比べて、水素循環ポンプに異常が発生していないにもかかわらず、水素循環ポンプに異常が発生していると誤って判断することを抑制することができる。
【０００９】
また、前記判断部は、前記第１圧力センサにより検出される圧力と前記第２圧力センサにより検出される圧力との圧力差が第１閾値以下である場合、前記水素循環ポンプに異常が発生していると判断するように構成してもよい。
【００１０】
また、前記判断部は、前記第１圧力センサにより検出される圧力の単位時間あたりの変化量、または、前記第２圧力センサにより検出される圧力の単位時間あたりの変化量が第２閾値以下である場合、前記水素循環ポンプに異常が発生していると判断するように構成してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許