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公開番号2025103134
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220269
出願日2023-12-27
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,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 8/04302 20160101AFI20250702BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池の触媒の劣化と部品の凍結を抑制す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、燃料ガス系と、制御部と、を備え、前記燃料ガス系は、エジェクタと、循環流路と、第1供給ラインと、第2供給ラインと、を少なくとも備え、前記循環流路は、前記エジェクタから前記燃料電池へ供給される燃料ガスを、前記燃料電池を経由して前記エジェクタに循環させ、前記第1供給ラインは、前記エジェクタに前記燃料ガスを供給し、前記第2供給ラインは、前記エジェクタに前記燃料ガスを供給し、且つ、前記第1供給ラインよりも循環ガス流量が多い、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、燃料ガス系と、制御部と、を備え、
前記燃料ガス系は、エジェクタと、循環流路と、第１供給ラインと、第２供給ラインと、を少なくとも備え、
前記循環流路は、前記エジェクタから前記燃料電池へ供給される燃料ガスを、前記燃料電池を経由して前記エジェクタに循環させ、
前記第１供給ラインは、前記エジェクタに前記燃料ガスを供給し、
前記第２供給ラインは、前記エジェクタに前記燃料ガスを供給し、且つ、前記第１供給ラインよりも循環ガス流量が多く、
前記制御部は、前記燃料電池システムの氷点下始動時に、前記燃料電池の冷却水の温度が所定温度以下の場合は、前記循環ガス流量が相対的に少ない前記第１供給ラインから前記エジェクタに前記燃料ガスを供給し、
前記制御部は、前記燃料電池システムの氷点下始動時に、前記冷却水の温度が所定温度より大きい場合は、前記循環ガス流量が相対的に多い前記第２供給ラインから前記エジェクタに前記燃料ガスを供給する、燃料電池システム。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記第１供給ラインには第１バルブが設けられ、
前記第２供給ラインには第２バルブが設けられ、
前記制御部は、前記燃料電池システムの氷点下始動時に、前記燃料電池の前記冷却水の温度が前記所定温度以下の場合は、前記第１バルブを開弁し、
前記制御部は、前記燃料電池システムの氷点下始動時に、前記冷却水の温度が前記所定温度より大きい場合は、前記第２バルブを開弁し、
前記第２バルブの開弁時の開度は、前記第１バルブの開弁時の開度よりも小さい、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】
特許文献１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２０２２－１３４８４４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、水素供給にエジェクタ、循環ポンプを採用し、氷点下始動相当温度以下の時、循環ポンプを制御する燃料電池システムが開示されている。従来技術では、氷点下始動時の制御として、燃料電池の触媒の劣化を抑制することしか考慮されてないため、部品（エジェクタ）が凍結してしまう可能性がある。
【０００５】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、燃料電池の触媒の劣化と部品の凍結を抑制す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、燃料ガス系と、制御部と、を備え、
前記燃料ガス系は、エジェクタと、循環流路と、第１供給ラインと、第２供給ラインと、を少なくとも備え、
前記循環流路は、前記エジェクタから前記燃料電池へ供給される燃料ガスを、前記燃料電池を経由して前記エジェクタに循環させ、
前記第１供給ラインは、前記エジェクタに前記燃料ガスを供給し、
前記第２供給ラインは、前記エジェクタに前記燃料ガスを供給し、且つ、前記第１供給ラインよりも循環ガス流量が多く、
前記制御部は、前記燃料電池システムの氷点下始動時に、前記燃料電池の冷却水の温度が所定温度以下の場合は、前記循環ガス流量が相対的に少ない前記第１供給ラインから前記エジェクタに前記燃料ガスを供給し、
前記制御部は、前記燃料電池システムの氷点下始動時に、前記冷却水の温度が所定温度より大きい場合は、前記循環ガス流量が相対的に多い前記第２供給ラインから前記エジェクタに前記燃料ガスを供給する、燃料電池システム。
【０００７】
＜２＞前記第１供給ラインには第１バルブが設けられ、
前記第２供給ラインには第２バルブが設けられ、
前記制御部は、前記燃料電池システムの氷点下始動時に、前記燃料電池の前記冷却水の温度が前記所定温度以下の場合は、前記第１バルブを開弁し、
前記制御部は、前記燃料電池システムの氷点下始動時に、前記冷却水の温度が前記所定温度より大きい場合は、前記第２バルブを開弁し、
前記第２バルブの開弁時の開度は、前記第１バルブの開弁時の開度よりも小さい、＜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、燃料電池の触媒の劣化と部品の凍結を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本開示の燃料電池システムの一例を示すシステム構成図である。
図２は、本開示の燃料電池システムの制御の一例を示すタイムチャートである。
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）

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