JP6117664B2 - Temperature control device and temperature control method - Google Patents
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Description
本発明は、温度制御に関する。 The present invention relates to temperature control.
空調用の温水の流路と、燃料電池用の冷却水の流路との連結流路を、状況に応じて開放したり遮断したりすることによって、空調と燃料電池の温度制御とを好適に実施することを目指した技術が知られている(例えば特許文献1)。 Air conditioning and fuel cell temperature control are suitably performed by opening or shutting off the connection flow path between the hot water flow path for air conditioning and the cooling water flow path for fuel cells depending on the situation. A technique aimed at implementation is known (for example, Patent Document 1).
上記先行技術が有する課題は、空調用機器が故障した場合、燃料電池の運転に与える影響を緩和することについて改善の余地があることである。この他、装置の小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれていた。 The problem of the above prior art is that there is room for improvement in mitigating the influence on the operation of the fuel cell when the air conditioning equipment fails. In addition, downsizing of the apparatus, cost reduction, resource saving, ease of manufacture, improvement in usability, and the like have been desired.
本発明は、先述した課題の少なくとも一部を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、温度制御装置が提供される。この温度制御装置は、燃料電池の温度を制御するために、熱媒体を循環させる冷却部と;空調のために熱媒体を循環させる空調部と;熱媒体が前記冷却部と前記空調部とのそれぞれを循環する非連結状態と、前記冷却部を循環する熱媒体の少なくとも一部が前記空調部を循環する連結状態との何れかを選択するための弁と;前記弁を制御しても前記非連結状態を選択できない場合、前記燃料電池の温度制御のために、前記空調部を循環する熱媒体からの放熱を制御する制御部とを備える。この形態によれば、非連結状態を選択できない場合においても、燃料電池の温度制御が適切に実行できる。 (1) According to one form of this invention, a temperature control apparatus is provided. The temperature control device includes: a cooling unit that circulates a heat medium to control the temperature of the fuel cell; an air conditioning unit that circulates the heat medium for air conditioning; and a heat medium that is provided between the cooling unit and the air conditioning unit. A valve for selecting one of a non-connected state in which each of them circulates and a connected state in which at least a part of the heat medium circulating in the cooling unit circulates in the air-conditioning unit; A control unit that controls heat radiation from the heat medium circulating in the air conditioning unit for temperature control of the fuel cell when the unconnected state cannot be selected. According to this aspect, even when the unconnected state cannot be selected, the temperature control of the fuel cell can be appropriately executed.
(2)上記形態において、前記制御部は、前記放熱の制御を、前記空調部における熱媒体の流量を制御することによって実現する。この形態によれば、空調部からの放熱を制御しつつ、空調を制御しやすくなる。この形態によれば、熱媒体を介して空調部に供給される熱量を制御できるからである。 (2) In the above aspect, the control unit realizes the control of the heat radiation by controlling the flow rate of the heat medium in the air conditioning unit. According to this form, it becomes easy to control the air conditioning while controlling the heat radiation from the air conditioning unit. This is because the amount of heat supplied to the air conditioning unit via the heat medium can be controlled according to this embodiment.
(3)上記形態において、前記制御部は、前記弁の開閉度を変更する制御を実行した場合に、前記空調部において測定される熱媒体の温度の変動が所定値よりも小さいとき、前記弁に故障が発生したと推定する。この形態によれば、弁の故障を簡易な方法によって検出できる。 (3) In the above aspect, when the control unit executes control to change the degree of opening and closing of the valve, when the temperature variation of the heat medium measured in the air conditioning unit is smaller than a predetermined value, the valve It is estimated that a failure occurred. According to this embodiment, a valve failure can be detected by a simple method.
(4)上記形態において、前記制御部は、前記弁の故障モードを、熱媒体の温度制御の状況に基づき推定する。この形態によれば、故障の症状を簡易な方法によって推定できる。 (4) In the above aspect, the control unit estimates the failure mode of the valve based on a state of temperature control of the heat medium. According to this embodiment, the failure symptom can be estimated by a simple method.
(5)上記形態において、前記空調部は、熱媒体を加熱する加熱器を含み;前記制御部は、前記加熱器が所定の発熱能力を発揮できないことを検出した場合、前記弁を制御することによって前記連結状態に設定する。この形態によれば、加熱器が発熱能力を発揮できない場合でも、燃料電池からの廃熱を空調部に供給することによって、空調を実現できる。 (5) In the above aspect, the air conditioning unit includes a heater that heats a heat medium; and the control unit controls the valve when it is detected that the heater cannot exhibit a predetermined heat generation capability. To set the connected state. According to this aspect, even when the heater cannot exhibit heat generation capability, air conditioning can be realized by supplying waste heat from the fuel cell to the air conditioning unit.
(6)上記形態において、前記制御部は、前記検出を、前記加熱器のデューティに対して前記加熱器による消費電力が小さいことに基づき実行する。この形態によれば、加熱器の故障モードを簡易な方法によって推定できる。 (6) In the above aspect, the control unit performs the detection based on the fact that power consumption by the heater is small with respect to the duty of the heater. According to this embodiment, the failure mode of the heater can be estimated by a simple method.
(7)上記形態において、前記制御部は、前記冷却部の制御によっては前記燃料電池の温度が目標値にまで低下しない場合、前記燃料電池の温度に応じた放熱量の制御として、前記空調のための放熱量よりも多い量の放熱を前記空調部に実行させる。この形態によれば、冷却部の制御によっては燃料電池の温度を目標値にまで低下しない場合に、空調のための放熱量よりも多い量の放熱を空調部に実行させることによって、燃料電池の温度を目標値に制御しやすくなる。 (7) In the above aspect, when the temperature of the fuel cell does not decrease to a target value due to the control of the cooling unit, the control unit controls the air conditioning as the control of the heat radiation amount according to the temperature of the fuel cell. For this reason, the air conditioning unit is caused to perform heat radiation that is greater than the heat radiation amount. According to this aspect, when the temperature of the fuel cell is not lowered to the target value depending on the control of the cooling unit, the air conditioning unit performs heat radiation that is larger than the heat radiation amount for air conditioning. It becomes easy to control the temperature to the target value.
本発明は、上記以外の種々の形態でも実現できる。例えば、温度制御方法、この方法を実現するためのプログラム、このプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現できる。 The present invention can be realized in various forms other than the above. For example, it can be realized in the form of a temperature control method, a program for realizing the method, a non-temporary storage medium storing the program, and the like.
図1は、温度制御システム1の構成図である。温度制御システム1は、燃料電池自動車に搭載されている。図1に示すように、温度制御システム1は、冷却部10と、空調部20と、燃料電池用ECU(Electronic Control Unit)31と、空調用ECU32と、燃料電池スタック100と、第1の連結流路216と、第2の連結流路218とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram of the temperature control system 1. The temperature control system 1 is mounted on a fuel cell vehicle. As shown in FIG. 1, the temperature control system 1 includes a
燃料電池スタック100は、固体高分子形燃料電池によって構成される。燃料電池スタック100が発電した電力は、自動車の駆動用モータ、二次電池、補器類などに供給される。補器類は、例えば、後述するポンプWP1,WP2、ファン112、ブロア220、電気ヒータ202である。
The
冷却部10は、冷却流路120と、ポンプWP1と、温度センサ130と、燃料電池スタック100と、温度センサ132と、ラジエータ110と、ファン112と、3方弁V1と、バイパス128とを備える。
The
冷却流路120は、冷却水を循環させるための流路である。ポンプWP1は、冷却水を循環させる。冷却水は、ポンプWP1から流出した後、燃料電池スタック100を通過する。温度センサ130は、燃料電池スタック100に流入する冷却水の温度(以下「FC入口温度」という)を測定する。温度センサ132は、燃料電池スタック100から流出した冷却水の温度を測定する。
The
燃料電池スタック100から流出した冷却水は、ラジエータ110又はバイパス128を通過して、ポンプWP1に戻る。何れを通過するかは、3方弁V1の開閉によって決定される。ファン112は、ラジエータ110に対して送風することによって、ラジエータ110を通過する冷却水からの放熱を促進する。
The cooling water flowing out of the
燃料電池スタック100から流出した冷却水が、ラジエータ110又はバイパス128に到達するまでに、冷却流路120のみを循環する場合と、空調用流路210とを通過する場合とがある。何れの場合になるかは、3方弁V2の開閉によって決定される(図2,図3と共に詳述)。第1の連結流路216及び第2の連結流路218は、燃料電池スタック100から流出した冷却水が、空調用流路210を通過する場合に、冷却流路120と、空調用流路210とを連結する流路として機能する。
There are cases where the cooling water flowing out from the
燃料電池用ECU31は、3方弁V1の開閉と、ファン112の回転数とを、温度センサ130,132の測定値に基づき制御することによって、FC入口温度を制御する。
The
空調部20は、空調用流路210と、ポンプWP2と、温度センサ230と、電気ヒータ202と、ヒータコア200と、ブロア220と、通風ダクト24と、温度センサ232と、3方弁V2とを備える。
The
空調用流路210は、温水を循環させるための流路である。ポンプWP2は、温水を循環させる。ポンプWP2から流出した温水は、電気ヒータ202によって加熱される。加熱された温水は、ヒータコア200を通過する。温度センサ230は、ヒータコア200に流入する温水の温度(以下「ヒータコア入口温度」という)を測定する。温度センサ232は、200から流出した温水の温度を測定する。ブロア220は、通風ダクト24を介して、車室内に向けて送風する。送風される空気は、ヒータコア200を通過するので加熱される。
The
ヒータコア200から流出した温水は、空調用流路210のみを循環して、又は冷却流路120の一部を通過して、ポンプWP2に戻る。何れの状態になるかは、3方弁V2の開閉によって決定される(図2,図3と共に詳述)。3方弁V2は、第1の連結流路216と、空調用流路210とを接続する。
The hot water flowing out of the
空調用ECU32は、目標車室温度、現在の車室温度、現在の外気温度等に応じて、電気ヒータ202のデューティ、ブロア220の回転数、3方弁V2の開閉、冷房用機器(冷媒用のコンプレッサ等。図示しない。)などを制御する。デューティとは、パルス幅変調制御における1周期において、電気ヒータ202に電流が流れる時間の割合のことである。この結果、ヒータコア200からの放熱量および吹き出し温度が制御される。ヒータコア200からの放熱は、暖房に加え、冷房や霜取り等の空調モードにおいても利用される。
The
図2は、非連結状態における冷却水と温水との流れを示す。非連結状態は、3方弁V2が閉じることによって実現される。非連結状態においては、冷却水は冷却部10のみを循環し、温水は空調部20のみを循環する。よって、冷却部10と空調部20とのそれぞれにおいて、温度制御が実行される。
FIG. 2 shows the flow of cooling water and hot water in a disconnected state. The unconnected state is realized by closing the three-way valve V2. In the disconnected state, the cooling water circulates only through the cooling
図3は、連結状態における熱媒体の流れを示す。ここでいう熱媒体とは、冷却水と温水との総称のことである。冷却水および温水は、同じ物質であり、非連結状態においては用途の違いに基づき呼び分けられる。 FIG. 3 shows the flow of the heat medium in the connected state. A heat medium here is a general term for cooling water and warm water. The cooling water and the hot water are the same substance, and are distinguished from each other based on the use in the unconnected state.
連結状態において、第1の連結流路216は、燃料電池スタック100から流出した熱媒体を、空調部20に引き込むための流路として機能する。連結状態において、第2の連結流路218は、ヒータコア200から流出した熱媒体を、ラジエータ110又はバイパス128に流入させるための流路として機能する。この結果、熱媒体は、冷却部10と空調部20とを循環する。連結状態において、燃料電池スタック100からの廃熱は、車室内の空調のために利用される。
In the connected state, the
燃料電池用ECU31は、連結状態を許可するか否かを、FC入口温度、ラジエータ110からの放熱状況などに基づき決定し、空調用ECU32に通信によって伝達する。空調用ECU32は、連結状態が燃料電池用ECU31によって許可されていない場合、3方弁V2を閉じる。空調用ECU32は、連結状態が燃料電池用ECU31によって許可された場合、3方弁V2の開閉を決定する。この決定は、冷却水の温度制御の安定性や即応性、あるいは燃費などを考慮した制御手法に基づき実行される。
The
図4は、電気ヒータ202の故障モードの推定手法を示すテーブルである。図4に示されるように、空調用ECU32は、電気ヒータ202の消費電力が、電気ヒータ202のデューティに対して小さ過ぎる場合、電気ヒータ202が発熱できなくなったと推定する。空調用ECU32は、電気ヒータ202の消費電力を、電気ヒータ202に流れる電流値と、電気ヒータ202の抵抗値とに基づき算出する。電気ヒータ202に流れる電流値は、電気ヒータ202に設置された電流計(図示しない)によって測定される。
以下、この故障を「OFF故障」という。空調用ECU32は、電気ヒータ202の消費電力が、電気ヒータ202のデューティに対して大き過ぎる場合、電気ヒータ202の発熱を停止させることができなくなったと推定する。以下、この故障を「ON故障」という。デューティ及び消費電力についての具体的な数値は、実験によって決定され、空調用ECU32に記憶される。これは、後述する推定に用いられる他のパラメータについても同様である。
FIG. 4 is a table showing a method for estimating the failure mode of the
Hereinafter, this failure is referred to as “OFF failure”. The
図5は、3方弁V2の故障モードの推定手法を示すテーブルである。空調用ECU32は、3方弁V2の開閉状態を変更するための制御信号を出力したにも関わらず、ヒータコア入口温度が殆ど変動しない場合、3方弁V2に故障が発生したと推定する。例えば、制御信号の出力から所定時間の経過時点において、ヒータコア入口温度の変動が所定値以下であれば、「ヒータコア入口温度が殆ど変動しない」と判定される。
FIG. 5 is a table showing a method for estimating the failure mode of the three-way valve V2. The
空調用ECU32は、この症状を検出した場合、3方弁V2の故障モードを、電気ヒータ202の故障モードと、熱媒体の制御状況とに基づき判定する。空調用ECU32は、冷却水温度の制御状況を、燃料電池用ECU31から通信によって取得する。
When detecting this symptom, the
図5のAに示されるように、電気ヒータ202が正常の場合に、FC入口温度が正常に制御できるとき、空調用ECU32は、3方弁V2が閉じたまま開かなくなったと推定する。以下、この故障を「閉故障」という。このように推定するのは、3方弁V2が閉じた状態において、正常な温度制御できることを前提に、温度制御システム1が設計されているからである。
As shown in FIG. 5A, when the FC inlet temperature can be controlled normally when the
図5のBに示されるように、電気ヒータ202が正常の場合に、FC入口温度が正常には制御できないとき(例えば目標温度よりも低い温度が継続するとき)、空調用ECU32は、3方弁V2が開いたまま閉じなくなったと推定する。以下、この故障を「開故障」という。このように推定するのは、非連結状態を選択することによってFC入口温度を保つために用いられるはずの熱が、ヒータコア200から放熱されて空調に用いられていると考えられるからである。
As shown in FIG. 5B, when the
図5のCに示されるように、OFF故障の場合に、ヒータコア入口温度が制御できずに急降下するとき、空調用ECU32は、閉故障が発生したと推定する。ヒータコア入口温度が急降下することは、温水が殆ど加熱されていないことを示唆するからである。
As shown in FIG. 5C, in the case of an OFF failure, when the heater core inlet temperature falls rapidly without being controlled, the
図5のDに示されるように、OFF故障の場合に、FC入口温度とヒータコア入口温度とが正常には制御できないとき(少なくとも何れか一方が、目標温度よりも低い温度が継続するとき)、空調用ECU32は、開故障が発生したと推定する。開故障の場合、燃料電池スタック100によって加熱された熱媒体が空調部20に流入するので、FC入口温度が低下すると考えられる。ヒータコア入口温度については、閉故障の場合に比べて高くなるものの、正常には制御できずに低下すると考えられる。
As shown in FIG. 5D, in the case of an OFF failure, when the FC inlet temperature and the heater core inlet temperature cannot be normally controlled (when at least one of the temperatures lower than the target temperature continues), The
図5のEに示されるように、ON故障の場合に、ヒータコア入口温度が急上昇するとき、空調用ECU32は、閉故障が発生したと推定する。ヒータコア200からの放熱に対して、電気ヒータ202による発熱量が大きくなるからである。
As shown in FIG. 5E, when the heater core inlet temperature rapidly rises in the case of an ON failure, the
図5のFに示されるように、ON故障の場合に、FC入口温度とヒータコア入口温度とが正常には制御できないとき(少なくとも何れか一方が、目標温度よりも高い温度が継続するとき)、空調用ECU32は、開故障が発生したと推定する。開故障の場合、電気ヒータ202によって生じた熱がラジエータ110から放出されるので、FC入口温度が上昇すると考えられるからである。ヒータコア入口温度については、閉故障の場合に比べて低くなるものの、正常には制御できずに上昇すると考えられる。
As shown in F of FIG. 5, in the case of an ON failure, when the FC inlet temperature and the heater core inlet temperature cannot be normally controlled (when at least one of the temperatures continues to be higher than the target temperature), The
図6は、故障が発生した場合の処置を示すテーブルである。3方弁V2の故障モードと、電気ヒータ202の故障モードとの組み合わせに応じて各機器が制御される。図6
に示されたカッコ内のアルファベットは、図5との対応を示す。
FIG. 6 is a table showing treatments when a failure occurs. Each device is controlled according to the combination of the failure mode of the three-way valve V2 and the failure mode of the
The alphabets in parentheses shown in FIG. 5 indicate correspondence with FIG.
図6のaに示されるように、閉故障の場合に、電気ヒータ202が正常のときは、特殊な制御は実行されない。つまり、非連結状態を前提にして、燃料電池スタック100の冷却と、車室内の空調とを実行する。この場合、連結状態を使用することによる効果(燃費の改善など)を享受できないものの、特段の支障は生じない。
As shown in FIG. 6a, in the case of a closed failure, when the
図6のbに示されるように、閉故障かつOFF故障の場合、車室内に吹き出す空気を殆ど加熱できないので、空調用ECU32は、空調部20に含まれる加熱用機器(ポンプWP2、ブロア220等)を停止する。この停止は、余分な電力消費を抑制するために実行される。 As shown in FIG. 6b, in the case of a closed failure and an OFF failure, the air blown into the vehicle cabin can hardly be heated. ). This stop is executed to suppress excessive power consumption.
図6のcに示されるように、閉故障かつON故障の場合、空調用ECU32は、温水の温度上昇をできるだけ抑制する。具体的には、ブロア220の回転数を最大にすると共に、ポンプWP2の回転数を最適値に設定する。ポンプWP2の回転数は、高ければ高いほど、ヒータコア200からの放熱量を増大させることに貢献する一方、ポンプWP2による発熱量を増大させて温水を加熱する。この処置は、空調部20に含まれる各機器を、高温から保護するために実行される。
As shown in FIG. 6c, in the case of a closed failure and an ON failure, the
図6のd,e,fに示されるように、開故障の場合、電気ヒータ202の故障モードに関わらず、各種温度について次の優先順位で制御する。最も優先されるのがFC入口温度、次に車室内への吹き出し温度、最後に車室温度である。開故障が発生しているので、これらの制御は連結状態を前提に実行される。
As shown in d, e, and f of FIG. 6, in the case of an open failure, regardless of the failure mode of the
FC入口温度は、燃料電池の運転に関わり、発電能力や燃料電池スタック100の寿命に影響するので、最も優先される。例えばON故障の場合に、吹き出し温度や車室温度を優先にすると、ラジエータ110による放熱量が最大になるように制御しても、FC入口温度が高温になり過ぎてしまうことが考えられる。これを回避するために、空調用ECU32は、ポンプWP2とブロア220とを制御することによって、ヒータコア200からの放熱を最大限に促進し、FC入口温度を目標値に近づける。
The FC inlet temperature has the highest priority because it is related to the operation of the fuel cell and affects the power generation capacity and the life of the
ON故障の場合、3方弁V2の故障状況に関わらず、冷房用機器を用いて、吹き出し温度を低下させることが好ましい。冷房用機器による冷風は、車室内に吹き出す前に、ヒータコア200による温風とミックスされる。このような優先順位による制御が実行されていることは、例えば、冷房負荷が高い条件において、FC入口温度が目標値に収束している一方、吹き出し温度や車室温度が目標値よりも高い状態が生じることによって確認してもよい。
In the case of an ON failure, it is preferable to lower the blowing temperature using a cooling device regardless of the failure state of the three-way valve V2. The cool air from the cooling device is mixed with the warm air from the
逆にOFF故障の場合は、FC入口温度が低温になり過ぎてしまうことが考えられる。このような場合は、電気ヒータ202によって熱媒体を加熱すると共に、ヒータコア200からの放熱量を抑制することによって、FC入口温度を上昇させる。
Conversely, in the case of an OFF failure, the FC inlet temperature may be too low. In such a case, the heat medium is heated by the
先述したように車室温度よりも吹き出し温度を優先するのは、吹き出し温度の方が、より快適性に影響するパラメータだからである。例えばOFF故障の場合、空調のための熱量が不足しやすい。この場合、例えばポンプWP2による流量を抑制し、さらに必要に応じてブロア220の回転数を抑制することによって、吹き出し温度の低下を抑制する。なお、ポンプWP2の運転状態の変動は、車室内における騒音や振動の変動としてユーザに知覚されやすい。この観点においては、できるだけポンプWP2の運転状態は一定の方が好ましいので、本実施形態においては故障がなければポンプWP2の運転状態は、できるだけ一定に維持される。
The reason why the blowing temperature is given priority over the passenger compartment temperature as described above is because the blowing temperature is a parameter that affects the comfort more. For example, in the case of an OFF failure, the amount of heat for air conditioning tends to be insufficient. In this case, for example, the flow rate of the pump WP2 is suppressed, and further, the rotational speed of the
図6のG,Hに示されるように、ON故障とOFF故障との何れの場合でも、3方弁V2が正常なときは、3方弁V2を開くことによって連結状態に設定した上で、先述した開故障の場合と同様な制御を実行する。 As shown in FIGS. 6G and H, in both cases of ON failure and OFF failure, when the three-way valve V2 is normal, the connection state is set by opening the three-way valve V2, The same control as in the case of the open failure described above is executed.
ON故障の場合に3方弁V2を開くのは、ラジエータ110による放熱を利用して、熱媒体の冷却を促進するためである。OFF故障の場合に3方弁V2を開くのは、燃料電池スタック100によって加熱された熱媒体を空調部20に供給することによって、吹き出し温度の変動を抑制し、吹き出し温度と車室温度とをできるだけ目標値に近づけるためである。
The reason why the three-way valve V2 is opened in the case of an ON failure is to promote the cooling of the heat medium by utilizing the heat radiation by the
以上の実施形態によれば、3方弁V2と電気ヒータ202との故障モードを推定すると共に、推定結果に基づき処置を施すことができる。この処置は、燃料電池の保護を優先しており、自走が可能な状態を維持することに貢献する。
According to the above embodiment, the failure mode between the three-way valve V2 and the
本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。 The present invention is not limited to the embodiments, examples, and modifications of the present specification, and can be implemented with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in the embodiments described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects described above, replacement or combination can be performed as appropriate. If the technical feature is not described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate. For example, the following are exemplified.
燃料電池の温度として制御する具体的な温度は、燃料電池スタックを構成するセルの温度を反映した温度であればよい。例えば、燃料電池スタックに設置した温度計によって測定される温度でも、燃料電池スタックから流出した直後の冷却水の温度でもよい。
OFF故障の場合に、熱媒体を加熱するために、冷房用機器(例えばコンデンサやコンプレッサ)からの廃熱を利用してもよい。
燃料電池用ECUの制御対象の少なくとも一部を、空調用ECU32の制御対象としてもよい。或いは、空調用ECUの制御対象の少なくとも一部を、燃料電池用ECUの制御対象としてもよい。
熱媒体は、水でなくても他の流体、例えば、シリコーンオイルでもよい。
温度制御システムは、自動車以外の他の輸送用機器、例えば、列車、船舶、航空機、宇宙船などに搭載されてもよい。
燃料電池の種類は、固体高分子型燃料電池でなくても、例えば、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池でもよい。
The specific temperature controlled as the temperature of the fuel cell may be a temperature that reflects the temperature of the cells constituting the fuel cell stack. For example, the temperature measured by a thermometer installed in the fuel cell stack or the temperature of the coolant immediately after flowing out of the fuel cell stack may be used.
In the case of an OFF failure, waste heat from a cooling device (for example, a condenser or a compressor) may be used to heat the heat medium.
At least a part of the control object of the fuel cell ECU may be the control object of the
The heat medium may not be water but may be other fluid, for example, silicone oil.
The temperature control system may be mounted on a transport device other than an automobile, for example, a train, a ship, an aircraft, a spacecraft, or the like.
The type of the fuel cell is not limited to the polymer electrolyte fuel cell, but may be, for example, a phosphoric acid fuel cell, a molten carbonate fuel cell, or a solid oxide fuel cell.
1…温度制御システム
10…冷却部
20…空調部
24…通風ダクト
31…燃料電池用ECU
32…空調用ECU
100…燃料電池スタック
110…ラジエータ
112…ファン
120…冷却流路
128…バイパス
130…温度センサ
132…温度センサ
200…ヒータコア
202…電気ヒータ
210…空調用流路
216…第1の連結流路
218…第2の連結流路
220…ブロア
230…温度センサ
232…温度センサ
WP1…ポンプ
WP2…ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
32 ... ECU for air conditioning
DESCRIPTION OF
Claims (8)
空調のために熱媒体を循環させる空調部と、
熱媒体が前記冷却部と前記空調部とのそれぞれを循環する非連結状態と、前記冷却部を循環する熱媒体の少なくとも一部が前記空調部を循環する連結状態との何れかを選択するための弁と、
前記弁を制御しても前記非連結状態を選択できない場合、前記燃料電池の温度に応じて、前記空調部を循環する熱媒体からの放熱量を制御する制御部と
を備える温度制御装置。 A cooling unit for circulating a heat medium to control the temperature of the fuel cell;
An air conditioning unit for circulating a heat medium for air conditioning;
To select either a non-connected state in which a heat medium circulates through each of the cooling unit and the air-conditioning unit or a connected state in which at least a part of the heat medium that circulates through the cooling unit circulates through the air-conditioning unit And the valve
A temperature control device comprising: a control unit that controls the amount of heat released from the heat medium circulating in the air conditioning unit according to the temperature of the fuel cell when the unconnected state cannot be selected by controlling the valve.
請求項1に記載の温度制御装置。 The temperature control device according to claim 1, wherein the control unit realizes control of the heat radiation by controlling a flow rate of a heat medium in the air conditioning unit.
請求項1又は請求項2に記載の温度制御装置。 The control unit estimates that a failure has occurred in the valve when a change in the temperature of the heat medium measured in the air-conditioning unit is smaller than a predetermined value when performing control to change the degree of opening and closing of the valve. The temperature control device according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の温度制御装置。 The temperature control device according to claim 3, wherein the control unit estimates a failure mode of the valve based on a state of temperature control of the heat medium.
前記制御部は、前記加熱器が所定の発熱能力を発揮できないことを検出した場合、前記弁を制御することによって前記連結状態に設定する
請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の温度制御装置。 The air conditioning unit includes a heater that heats the heat medium,
The said control part is set to the said connection state by controlling the said valve, when it detects that the said heater cannot exhibit predetermined | prescribed heat generation capability, It is any one of Claim 1- Claim 4 set. Temperature control device.
請求項5に記載の温度制御装置。 The temperature control device according to claim 5, wherein the control unit performs the detection based on a fact that power consumption by the heater is small with respect to a duty of the heater.
請求項1から請求項6までの何れか一項に記載の温度制御装置。 When the temperature of the fuel cell does not decrease to a target value depending on the control of the cooling unit, the control unit controls the amount of heat released according to the temperature of the fuel cell and is larger than the amount of heat released for the air conditioning. The temperature control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the air conditioning unit is caused to perform heat radiation of an amount.
空調のために空調部を循環する熱媒体の温度とを制御する方法であって、
前記冷却部を循環する熱媒体の少なくとも一部が前記空調部を循環する連結状態から、前記熱媒体が前記冷却部と前記空調部とのそれぞれを循環する非連結状態に切り替えることができない場合、前記燃料電池の温度に応じて、前記空調部からの放熱量を制御する
温度制御方法。 The temperature of the heat medium circulating in the cooling section to control the temperature of the fuel cell;
A method for controlling the temperature of a heat medium circulating in an air conditioning unit for air conditioning,
When at least part of the heat medium circulating through the cooling unit cannot be switched from a connected state in which the heat medium circulates through the air conditioning unit to a non-connected state in which the heat medium circulates through each of the cooling unit and the air conditioning unit, A temperature control method for controlling an amount of heat released from the air conditioning unit according to a temperature of the fuel cell.
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