特許ウォッチ

公開番号2025106827
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024000398
出願日2024-01-05
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
代理人インフォート弁理士法人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250710BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】有接点スイッチの接点の腐食を確実に除去できる構成を提供する。
【解決手段】燃料電池モジュールは、燃料電池、有接点スイッチ、蓄電器、放電抵抗、電流回路、およびコントローラを備える。有接点スイッチは、燃料電池から燃料電池が生成する電力を消費する電気機器へ電力を供給する経路上に設けられ、燃料電池から電気機器への電力の供給を遮断し得る。蓄電器は、燃料電池により生成される電力を蓄電し得る。放電抵抗は、燃料電池により生成される電力を消費する。電流回路は、蓄電器に蓄電されている電力を利用して放電抵抗および有接点スイッチを介して電流を流す。コントローラは、有接点スイッチおよび電流回路を制御する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池と、
前記燃料電池から前記燃料電池が生成する電力を消費する電気機器へ電力を供給する経路上に設けられ、前記燃料電池から前記電気機器への電力の供給を遮断し得る有接点スイッチと、
前記燃料電池により生成される電力を蓄電可能な蓄電器と、
前記燃料電池により生成される電力を消費する放電抵抗と、
前記蓄電器に蓄電されている電力を利用して前記放電抵抗および前記有接点スイッチを介して電流を流す電流回路と、
前記有接点スイッチおよび前記電流回路を制御するコントローラと、
を備える燃料電池モジュール。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記コントローラは、前記燃料電池を停止する停止指示を受信したときに、前記電流回路を閉状態にしながら、前記有接点スイッチを所定回数開閉させる
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項３】
前記有接点スイッチを開閉する動作中に、前記燃料電池を起動する起動指示を受信したときには、前記コントローラは、前記有接点スイッチを開閉する動作を中止すると共に、前記電流回路を開状態に戻す
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池モジュール。
【請求項４】
前記有接点スイッチを開閉する動作を中止した後、前記コントローラは、次の停止指示に応じて前記有接点スイッチを開閉させる際に、前記所定回数のうちの実行されなかった回数だけ前記有接点スイッチを開閉させる
ことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池モジュール。
【請求項５】
前記有接点スイッチを介して前記電気機器に電力が供給されているときに前記有接点スイッチにおける電圧降下を検出する電圧センサをさらに備え、
前記電圧降下または前記電圧降下に基づいて計算される前記有接点スイッチの抵抗値が所定の閾値を超えたときに、前記コントローラは、前記停止指示に応じて、前記電流回路を閉状態にしながら、前記有接点スイッチを開閉させる
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池モジュール。
【請求項６】
当該燃料電池モジュールは車両に搭載され、
前記停止指示は、前記車両を停止するキーオフ操作に応じて生成される
ことを特徴とする請求項２に記載の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係わる。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電気機器に電力を供給する装置または回路は、多くのケースにおいて、電力の供給を遮断するためのスイッチを備える。例えば、産業車両等の車両は、燃料電池等の電源と各種機器との間に、電力の供給を遮断するためのスイッチ（コンタクタまたはリレー等）を備える。
【０００３】
電力を供給／遮断するためのスイッチは、例えば、有接点スイッチにより実現される。有接点スイッチは、コントローラからの指示に応じて、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態に制御される。ＯＮ状態（または、閉状態）は、接点が互いに接触した状態であり、有接点スイッチを介して電流が流れる。ＯＦＦ状態（または、開状態）は、接点が互いに接触していない状態であり、有接点スイッチにおいて電力の供給が遮断される。
【０００４】
ところが、有接点スイッチの使用形態によっては、接点の接触抵抗が大きくなることがある。例えば、接点にシリコン酸化物等が付着すると、接触抵抗が大きくなり、電気機器に印加される電圧が低下するおそれがある。
【０００５】
このため、スイッチ接点の腐食を除去する方法が提案されている。たとえば、特許文献１には、スイッチの接点に腐食が発生したことが推定されるときに、通常動作時に流れる電流よりも大きな腐食除去電流を流すことで、接点の腐食を除去する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－０２６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、有接点スイッチの接点の腐食を除去する技術が提案されている。ただし、従来の技術では、接点の腐食を除去する手順が確実に実行されるとは限らない。例えば、スイッチの接点に腐食が発生したことが推定されるときに腐食除去電流を流す構成では、推定がはずれたときに電圧の低下が発生し得る。
【０００８】
本発明の１つの側面に係わる目的は、有接点スイッチの接点の腐食を確実に除去できる構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様に係わる燃料電池モジュールは、燃料電池と、前記燃料電池から前記燃料電池が生成する電力を消費する電気機器へ電力を供給する経路上に設けられ、前記燃料電池から前記電気機器への電力の供給を遮断し得る有接点スイッチと、前記燃料電池により生成される電力を蓄電可能な蓄電器と、前記燃料電池により生成される電力を消費する放電抵抗と、前記蓄電器に蓄電されている電力を利用して前記放電抵抗および前記有接点スイッチを介して電流を流す電流回路と、前記有接点スイッチおよび前記電流回路を制御するコントローラと、を備える。
【００１０】
この構成によれば、蓄電器に蓄電されている電力を利用して有接点スイッチに電流を流すことで、接点に付着している酸化物等を除去できる。したがって、燃料電池が発電を行っていないときに、スイッチの接点を清浄化できる。また、燃料電池の暖機運転時に使用される放電抵抗を介して有接点スイッチに電流を流すので、専用の部品を追加する必要はない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許