特許ウォッチ

公開番号2025153646
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056226
出願日2024-03-29
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
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01M 8/04664 20160101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池システムにおいて、インピーダンス測定回路を構成する部品に生じた故障を検出する技術を提供する。
【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池スタックのインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置を備えている。インピーダンス測定装置は、測定された燃料電池スタックの測定インピーダンスと、燃料電池スタックのスタック温度と負荷電流から推定される推定インピーダンと、を比較することにより測定インピーダンスが異常か否かを判定することと、測定インピーダンスが異常であると判定したときに、大きさの異なる少なくとも2つの一定の負荷電流が流れているときに測定された燃料電池スタックの測定インピーダンスの傾きが異常か否かを判定することと、を実行する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池システムであって、
燃料電池スタックのインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置を備えており、
前記インピーダンス測定装置は、
測定された前記燃料電池スタックの測定インピーダンスと、前記燃料電池スタックのスタック温度と負荷電流から推定される推定インピーダンと、を比較することにより前記測定インピーダンスが異常か否かを判定することと、
前記測定インピーダンスが異常であると判定したときに、大きさの異なる少なくとも２つの一定の負荷電流が流れているときに測定された前記燃料電池スタックの測定インピーダンスの傾きが異常か否かを判定することと、を実行する、燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムでは、燃料電池スタックの含水量を制御するために、燃料電池スタックの含水量の推定が行われている。特許文献１は、燃料電池スタックのインピーダンスを測定し、測定インピーダンスから燃料スタックの含水量を推定する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－１５８２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インピーダンス測定回路を構成する部品に故障が生じると、燃料電池スタックのインピーダンスを正確に測定することができない。このような事態に対処するために、インピーダンス測定回路の故障を検出する技術が必要である。例えば、天絡や地絡といった故障の場合、測定インピーダンスが顕著な異常値を示すことから、このような故障の検出は容易である。一方、測定インピーダンスにオフセットを生じさせるような故障の場合、故障の有無を検出することが難しい。本明細書は、燃料電池システムにおいて、インピーダンス測定回路を構成する部品に生じた故障を検出する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する燃料電池システムは、燃料電池スタックのインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置を備えていてもよい。インピーダンス測定装置は、測定された燃料電池スタックの測定インピーダンスと、燃料電池スタックのスタック温度と負荷電流から推定される推定インピーダンと、を比較することにより測定インピーダンスが異常か否かを判定することと、測定インピーダンスが異常であると判定したときに、大きさの異なる少なくとも２つの一定の負荷電流が流れているときに測定された燃料電池スタックの測定インピーダンスの傾きが異常か否かを判定することと、を実行してもよい。
【０００６】
上記燃料電池システムでは、大きさの異なる少なくとも２つの一定の負荷電流が流れているときに測定された測定インピーダンスの傾きが異常か否かを判定する。例えば、測定インピーダンスにオフセットを生じさせるような故障の場合、測定インピーダンスの傾きも異常値を示す。このため、上記燃料電池システムでは、測定インピーダンスにオフセットを生じさせるような故障も検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
燃料電池システムの構成を概略して示す図である。
制御ＥＣＵが実行するインピーダンス計測回路の異常判定処理のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本実施形態の燃料電池システムについて説明する。本実施形態の燃料電池システムは、特に限定されるものではないが、例えば燃料電池車両又は定置用燃料電池装置等に搭載されてもよい。
【０００９】
図１に示すように、燃料電池システム１は、燃料電池１０と、昇圧コンバータ１２と、負荷１４と、制御ＥＣＵ１６と、を備えている。
【００１０】
燃料電池１０は、燃料電池スタックと各種補機類と各種センサ類を有している。各種補機類は、燃料ガス供給ユニットと酸化ガス供給ユニットを含んでおり、燃料電池スタックに燃料ガス（例えば水素）と酸化ガス（例えば空気）を供給する。各種センサ類には、燃料スタックの温度を測定する温度センサ、燃料スタックから出力される負荷電流を測定する電流センサ及び燃料スタックの両極間の電圧を測定する電圧センサが含まれる。燃料電池１０は、燃料ガスと酸化ガスを電気化学的に反応させて電力を取り出す発電装置であり、昇圧コンバータ１２を介して負荷１４に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許