特許ウォッチ

公開番号2025097354
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023213499
出願日2023-12-19
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H01M 8/04701 20160101AFI20250624BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】効率を高める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、燃料電池と、冷却系と、制御装置と、を備え、前記冷却系は、冷却水ポンプと、リザーブタンクと、を備え、前記制御装置は、冷却水の温度が低温判定閾値以下の時に、前記冷却水の温度を目標温度まで昇温する昇温制御を実施し、前記制御装置は、前記昇温制御後、前記冷却水の温度を前記目標温度よりも低温の通常使用温度まで冷却し、前記目標温度は、前記冷却系の耐圧力、及び、前記リザーブタンクの作動圧の内の少なくともいずれか一方に基づいて設定される、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、燃料電池と、冷却系と、制御装置と、を備え、
前記冷却系は、冷却水ポンプと、リザーブタンクと、を備え、
前記制御装置は、冷却水の温度が低温判定閾値以下の時に、前記冷却水の温度を目標温度まで昇温する昇温制御を実施し、
前記制御装置は、前記昇温制御後、前記冷却水の温度を前記目標温度よりも低温の通常使用温度まで冷却し、
前記目標温度は、前記冷却系の耐圧力、及び、前記リザーブタンクの作動圧の内の少なくともいずれか一方に基づいて設定される、燃料電池システム。
続きを表示（約 100 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記冷却水の温度の温度履歴を監視し、
前記制御装置は、前記温度履歴が前記低温判定閾値以下になった時に、前記昇温制御を実施する、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 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１～２において開示されるような燃料電池（ＦＣ）に関して様々な技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－１５００１８号公報
特開２００４－２９６３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、三方弁の開度をもとに冷却水の上限流量を算出するとともに、燃料電池の発電量に応じた冷却水の目標流量を算出し、これらの算出結果に基づいて冷却水ポンプ（Ｗ／Ｐ）を駆動することで、冷却系の耐圧力以内に制御する燃料電池システムが開示されている。
冷却系の耐圧力を超過しないように冷却水の流量を制御する必要が生じる。その結果、流したい流量で冷却水を流せないことに起因して、燃料電池の発電量の抑制が必要となり、燃料電池システムの要求電力に応えられない場合が発生する可能性がある。
冷却系の耐圧力を上げると、コストアップ及び体格アップが生じ、ユーザー側の設計自由度も狭められる。
冷却系の耐圧力を上げない場合、燃料電池の所望の発電量を維持するために、冷却系よりも燃料ガス系、及び、酸化剤ガス系の圧力を高くする必要があり、反応ガスを燃料電池に過剰に供給する必要がある。その結果、燃料電池システムの効率が低下する。
【０００５】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、効率を高める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】
すなわち、本開示には、以下の態様が含まれる。
＜１＞燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムは、燃料電池と、冷却系と、制御装置と、を備え、
前記冷却系は、冷却水ポンプと、リザーブタンクと、を備え、
前記制御装置は、冷却水の温度が低温判定閾値以下の時に、前記冷却水の温度を目標温度まで昇温する昇温制御を実施し、
前記制御装置は、前記昇温制御後、前記冷却水の温度を前記目標温度よりも低温の通常使用温度まで冷却し、
前記目標温度は、前記冷却系の耐圧力、及び、前記リザーブタンクの作動圧の内の少なくともいずれか一方に基づいて設定される、燃料電池システム。
【０００７】
＜２＞前記制御装置は、前記冷却水の温度の温度履歴を監視し、
前記制御装置は、前記温度履歴が前記低温判定閾値以下になった時に、前記昇温制御を実施する、＜１＞に記載の燃料電池システム。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の燃料電池システムは、効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、冷却水の温度と、冷却系内の圧力と、の関係を示すグラフである。
図２は、本開示の燃料電池システムの制御の一例を示すフローチャートである。
図３は、本開示の燃料電池システムの制御の別の一例を示すフローチャートである。
【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。
また、図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
本開示において、燃料電池のアノードに供給される反応ガスは、燃料ガス（アノードガス）であり、燃料電池のカソードに供給される反応ガスは酸化剤ガス（カソードガス）である。燃料ガスは、主に水素を含有するガスであり、水素であってもよい。酸化剤ガスは、酸素を含有するガスであり、酸素、空気（エア）等であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許