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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024169150
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法
(51)【国際特許分類】
H01M 8/04 20160101AFI20241128BHJP
H01M 8/0432 20160101ALI20241128BHJP
H01M 8/04537 20160101ALI20241128BHJP
H01M 8/04955 20160101ALI20241128BHJP
H01M 8/10 20160101ALN20241128BHJP
【ＦＩ】
H01M8/04 H
H01M8/04 N
H01M8/0432
H01M8/04537
H01M8/04955
H01M8/10 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023086374
(22)【出願日】2023-05-25
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】飼沼 徹
【テーマコード（参考）】
5H126
5H127
【Ｆターム（参考）】
5H126BB06
5H127AA06
5H127AB04
5H127AC01
5H127DB26
5H127DB42
5H127DB47
5H127DB53
5H127DB90
5H127DC42
5H127DC46
5H127EE04
5H127EE27
(57)【要約】
【課題】電気信号が適切か否かを確認すること。
【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池スタックと、物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体と、抵抗体の第１端部と電源との間に存在する第１接続端子と、抵抗体の第１端部と第１接続端子との間に並列に設けられた第２接続端子と、第２接続端子に接続され、第２接続端子から入力される電気信号から物理量を認識する制御装置と、を備える。燃料電池システムは、抵抗体と並列接続されるスイッチと、スイッチに直列接続されるプルダウン抵抗と、を備える。抵抗体の第２端部及びプルダウン抵抗はグランドに接続されている。制御装置は、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチをオンにした際の電圧を測定する。
【選択図】図３
【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池スタックと、物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体と、抵抗体の第１端部と電源との間に存在する第１接続端子と、抵抗体の第１端部と第１接続端子との間に並列に設けられた第２接続端子と、第２接続端子に接続され、第２接続端子から入力される電気信号から物理量を認識する制御装置と、を備える。燃料電池システムは、抵抗体と並列接続されるスイッチと、スイッチに直列接続されるプルダウン抵抗と、を備える。抵抗体の第２端部及びプルダウン抵抗はグランドに接続されている。制御装置は、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチをオンにした際の電圧を測定する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アノードガスとカソードガスとの反応によって発電を行う燃料電池スタックと、
物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体と、
前記抵抗体の第１端部と電源との間に存在する第１部位と、
前記抵抗体の前記第１端部と前記第１部位との間に並列に設けられる第２部位と、
前記第２部位に接続され、前記第２部位から入力される電気信号から前記物理量を認識する制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムは、
前記第２部位から前記制御装置を介して前記抵抗体と並列接続されるスイッチと、
前記スイッチに直列接続されるプルダウン抵抗と、を備え、
前記抵抗体の第２端部及び前記プルダウン抵抗はグランドに接続されており、
前記制御装置は、前記電気信号が適切かを確認する際に、前記スイッチをオンにした際の電圧を測定する、燃料電池システム。
物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体と、
前記抵抗体の第１端部と電源との間に存在する第１部位と、
前記抵抗体の前記第１端部と前記第１部位との間に並列に設けられる第２部位と、
前記第２部位に接続され、前記第２部位から入力される電気信号から前記物理量を認識する制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムは、
前記第２部位から前記制御装置を介して前記抵抗体と並列接続されるスイッチと、
前記スイッチに直列接続されるプルダウン抵抗と、を備え、
前記抵抗体の第２端部及び前記プルダウン抵抗はグランドに接続されており、
前記制御装置は、前記電気信号が適切かを確認する際に、前記スイッチをオンにした際の電圧を測定する、燃料電池システム。
【請求項2】
前記抵抗体は、温度によって前記抵抗値が変動する測温抵抗体であり、
前記制御装置が前記スイッチのオンとオフとを切り替え可能な構成である、請求項１に記載の燃料電池システム。
前記制御装置が前記スイッチのオンとオフとを切り替え可能な構成である、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項3】
前記カソードガスを前記燃料電池スタックに供給するカソード供給路を備え、
前記測温抵抗体は、前記カソード供給路に設けられており、
前記制御装置は、前記カソードガスの供給指令があった場合に前記電気信号が適切かを確認する、請求項２に記載の燃料電池システム。
前記測温抵抗体は、前記カソード供給路に設けられており、
前記制御装置は、前記カソードガスの供給指令があった場合に前記電気信号が適切かを確認する、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項4】
前記カソードガスを前記燃料電池スタックに供給するカソード供給路を備え、
前記測温抵抗体は、前記カソード供給路に設けられており、
前記制御装置は、
前記測温抵抗体により認識する温度が閾値を超過した場合に前記スイッチをオンし、
前記電気信号が適切ではない場合、前記燃料電池スタックの出力制限を行い、
前記電気信号が適切な場合、前記燃料電池スタックの発電を停止する、請求項２に記載の燃料電池システム。
前記測温抵抗体は、前記カソード供給路に設けられており、
前記制御装置は、
前記測温抵抗体により認識する温度が閾値を超過した場合に前記スイッチをオンし、
前記電気信号が適切ではない場合、前記燃料電池スタックの出力制限を行い、
前記電気信号が適切な場合、前記燃料電池スタックの発電を停止する、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項5】
アノードガスとカソードガスとの反応によって発電を行う燃料電池スタックと、
物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体と、
前記抵抗体の第１端部と電源との間に存在する第１部位と、
前記抵抗体の前記第１端部と前記第１部位との間に並列に設けられる第２部位と、
前記第２部位に接続され、前記第２部位から入力される電気信号から前記物理量を認識する制御装置と、を備えた燃料電池システムの制御方法であって、
前記燃料電池システムは、
前記第２部位から前記制御装置を介して前記抵抗体と並列接続されるスイッチと、
前記スイッチに直列接続されるプルダウン抵抗と、を備え、
前記抵抗体の第２端部及び前記プルダウン抵抗はグランドに接続されており、
前記制御装置は、前記電気信号が適切かを確認する際に、前記スイッチをオンにした際の電圧を測定する、燃料電池システムの制御方法。
物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体と、
前記抵抗体の第１端部と電源との間に存在する第１部位と、
前記抵抗体の前記第１端部と前記第１部位との間に並列に設けられる第２部位と、
前記第２部位に接続され、前記第２部位から入力される電気信号から前記物理量を認識する制御装置と、を備えた燃料電池システムの制御方法であって、
前記燃料電池システムは、
前記第２部位から前記制御装置を介して前記抵抗体と並列接続されるスイッチと、
前記スイッチに直列接続されるプルダウン抵抗と、を備え、
前記抵抗体の第２端部及び前記プルダウン抵抗はグランドに接続されており、
前記制御装置は、前記電気信号が適切かを確認する際に、前記スイッチをオンにした際の電圧を測定する、燃料電池システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
燃料電池システムは、センサを備える。センサは、例えば、物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体を備える。特許文献１に開示の燃料電池システムは、センサである温度センサと、制御装置と、を備える。温度センサは、燃料電池スタックに供給されるカソードガスの温度を測定する。制御装置は、温度センサから入力される電気信号から温度を認識する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１６２７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
断線を原因として温度センサと制御装置とが電気的に接続されなくなった場合、制御装置に入力される電気信号が適切ではなくなる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決する燃料電池システムは、アノードガスとカソードガスとの反応によって発電を行う燃料電池スタックと、物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体と、前記抵抗体の第１端部と電源との間に存在する第１部位と、前記抵抗体の前記第１端部と前記第１部位との間に並列に設けられる第２部位と、前記第２部位に接続され、前記第２部位から入力される電気信号から前記物理量を認識する制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、前記燃料電池システムは、前記第２部位から前記制御装置を介して前記抵抗体と並列接続されるスイッチと、前記スイッチに直列接続されるプルダウン抵抗と、を備え、前記抵抗体の第２端部及び前記プルダウン抵抗はグランドに接続されており、前記制御装置は、前記電気信号が適切かを確認する際に、前記スイッチをオンにした際の電圧を測定する。
【0006】
制御装置は、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチをオンする。これにより、抵抗体とプルダウン抵抗とが並列接続される。断線が生じているか否かによって電気信号の電圧値が変化するため、制御装置は、電気信号が適切かを確認することができる。
【0007】
上記燃料電池システムについて、前記抵抗体は、温度によって前記抵抗値が変動する測温抵抗体であり、前記制御装置が前記スイッチのオンとオフとを切り替え可能な構成であってもよい。
【0008】
上記燃料電池システムについて、前記カソードガスを前記燃料電池スタックに供給するカソード供給路を備え、前記測温抵抗体は、前記カソード供給路に設けられており、前記制御装置は、前記カソードガスの供給指令があった場合に前記電気信号が適切かを確認してもよい。
【0009】
上記燃料電池システムについて、前記カソードガスを前記燃料電池スタックに供給するカソード供給路を備え、前記測温抵抗体は、前記カソード供給路に設けられており、前記制御装置は、前記測温抵抗体により認識する温度が閾値を超過した場合に前記スイッチをオンし、前記電気信号が適切ではない場合、前記燃料電池スタックの出力制限を行い、前記電気信号が適切な場合、前記燃料電池スタックの発電を停止してもよい。
【0010】
上記課題を解決する燃料電池システムの制御方法は、アノードガスとカソードガスとの反応によって発電を行う燃料電池スタックと、物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体と、前記抵抗体の第１端部と電源との間に存在する第１部位と、前記抵抗体の前記第１端部と前記第１部位との間に並列に設けられる第２部位と、前記第２部位に接続され、前記第２部位から入力される電気信号から前記物理量を認識する制御装置と、を備えた燃料電池システムの制御方法であって、前記燃料電池システムは、前記第２部位から前記制御装置を介して前記抵抗体と並列接続されるスイッチと、前記スイッチに直列接続されるプルダウン抵抗と、を備え、前記抵抗体の第２端部及び前記プルダウン抵抗はグランドに接続されており、前記制御装置は、前記電気信号が適切かを確認する際に、前記スイッチをオンにした際の電圧を測定する。
【0011】
制御装置は、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチをオンする。これにより、抵抗体とプルダウン抵抗とが並列接続される。断線が生じているか否かによって電気信号の電圧値が変化するため、制御装置は、電気信号が適切かを確認することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、電気信号が適切か否かを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法の一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両１０は、負荷１１と、電力変換部１２と、燃料電池システム２０と、を備える。車両１０は、例えば、産業車両、農業機械、又は乗用車である。産業車両は、例えば、フォークリフト又はトーイングトラクタである。
図１に示すように、車両１０は、負荷１１と、電力変換部１２と、燃料電池システム２０と、を備える。車両１０は、例えば、産業車両、農業機械、又は乗用車である。産業車両は、例えば、フォークリフト又はトーイングトラクタである。
【0015】
負荷１１は、電力によって駆動する装置である。負荷１１は、例えば、電力によって駆動する電動機である。この電動機の駆動によって車両１０は走行する。
電力変換部１２は、入力された電力を変換して出力する。電力変換部１２は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータである。電力変換部１２から出力された電力は負荷１１に供給される。これにより負荷１１は駆動する。
電力変換部１２は、入力された電力を変換して出力する。電力変換部１２は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータである。電力変換部１２から出力された電力は負荷１１に供給される。これにより負荷１１は駆動する。
【0016】
＜燃料電池システム＞
燃料電池システム２０は、燃料電池スタック２１を備える。燃料電池スタック２１は、例えば、固体高分子形燃料電池である。燃料電池スタック２１は、複数の燃料電池セル２２を備える。燃料電池セル２２は、アノードガスが供給されるアノード極と、カソードガスが供給されるカソード極と、アノード極とカソード極との間に配置されている電解質膜と、を備える。燃料電池セル２２は、セパレータによって挟まれている。
燃料電池システム２０は、燃料電池スタック２１を備える。燃料電池スタック２１は、例えば、固体高分子形燃料電池である。燃料電池スタック２１は、複数の燃料電池セル２２を備える。燃料電池セル２２は、アノードガスが供給されるアノード極と、カソードガスが供給されるカソード極と、アノード極とカソード極との間に配置されている電解質膜と、を備える。燃料電池セル２２は、セパレータによって挟まれている。
【0017】
燃料電池スタック２１は、カソード流路２３と、アノード流路２６と、を備える。カソード流路２３には、カソードガスが流れる。カソード流路２３は、例えば、カソード極に向かい合うセパレータに設けられている。アノード流路２６には、アノードガスが流れる。アノード流路２６は、例えば、アノード極に向かい合うセパレータに設けられている。カソード流路２３は、流入口２４と、流出口２５と、を備える。カソードガスは、流入口２４からカソード流路２３に流入し、流出口２５から流出する。アノード流路２６は、流入口２７と、流出口２８と、を備える。アノードガスは、流入口２７からアノード流路２６に流入し、流出口２８から流出する。燃料電池スタック２１は、アノードガスとカソードガスとの反応によって発電を行う。カソードガスは、酸化剤ガスである。酸化剤ガスは、例えば、空気中の酸素である。アノードガスは、燃料ガスである。燃料ガスは、例えば、水素ガスである。
【0018】
燃料電池システム２０は、カソード系３０を備える。カソード系３０は、カソードガス吸入口３１と、電動圧縮機３２と、インタークーラ３３と、カソード供給路３４と、カソード排出路３７と、第１封止弁４０と、第２封止弁４１と、を備える。
【0019】
カソードガス吸入口３１は、燃料電池システム２０にカソードガスを吸入するための吸入口である。カソードガスとして空気中の酸素を用いる場合、カソードガス吸入口３１は大気に開放されていてもよい。カソードガス吸入口３１は、カソードガスを貯蔵するガスボンベに接続されていてもよい。
【0020】
電動圧縮機３２は、電動モータによって駆動する。電動圧縮機３２は、燃料電池スタック２１にカソードガスを供給する。詳細には、電動圧縮機３２は、カソードガス吸入口３１から供給されるカソードガスを圧縮して燃料電池スタック２１に供給する。電動圧縮機３２から燃料電池スタック２１に供給されたカソードガスは、カソード流路２３を流れる。
【0021】
インタークーラ３３には、電動圧縮機３２から吐出されたカソードガスが供給される。インタークーラ３３は、電動圧縮機３２から供給されたカソードガスを冷却する。燃料電池スタック２１に供給されるカソードガスは、インタークーラ３３によって冷却された後のカソードガスである。
【0022】
カソード供給路３４は、電動圧縮機３２とカソード流路２３とを接続している。詳細にいえば、カソード供給路３４は、電動圧縮機３２とカソード流路２３の流入口２４とを接続している。カソード供給路３４は、第１供給路３５と、第２供給路３６と、を含む。第１供給路３５は、電動圧縮機３２とインタークーラ３３とを接続している。第２供給路３６は、インタークーラ３３とカソード流路２３とを接続している。カソード供給路３４は、カソードガスを燃料電池スタック２１に供給する。
【0023】
第１封止弁４０は、第２供給路３６に設けられている。第１封止弁４０は、例えば、開度が調整可能な電磁弁である。
カソード排出路３７は、カソード排ガスが流れる通路である。カソード排ガスは、燃料電池スタック２１から排出されるカソードガスであって、生成水を含んだカソードガスである。生成水とは、燃料電池スタック２１での発電によって生成される水である。
カソード排出路３７は、カソード排ガスが流れる通路である。カソード排ガスは、燃料電池スタック２１から排出されるカソードガスであって、生成水を含んだカソードガスである。生成水とは、燃料電池スタック２１での発電によって生成される水である。
【0024】
第２封止弁４１は、カソード排出路３７に設けられている。第２封止弁４１は、例えば、開度が調整可能な電磁弁である。
燃料電池システム２０は、アノード系６０を備える。アノード系６０は、タンク６１と、アノードガス供給部６２と、供給路６３と、循環路６４と、気液分離器６５と、循環ポンプ６６と、排気排水弁６７と、を備える。
燃料電池システム２０は、アノード系６０を備える。アノード系６０は、タンク６１と、アノードガス供給部６２と、供給路６３と、循環路６４と、気液分離器６５と、循環ポンプ６６と、排気排水弁６７と、を備える。
【0025】
タンク６１は、アノードガスを貯留している。
アノードガス供給部６２には、タンク６１からアノードガスが供給される。アノードガス供給部６２は、燃料電池スタック２１に供給されるアノードガスの量を調整するための部材である。燃料電池スタック２１に供給されるアノードガスの量は、アノードガス供給部６２を制御することで調整可能である。アノードガス供給部６２は、例えば、インジェクタなどの電磁弁である。
アノードガス供給部６２には、タンク６１からアノードガスが供給される。アノードガス供給部６２は、燃料電池スタック２１に供給されるアノードガスの量を調整するための部材である。燃料電池スタック２１に供給されるアノードガスの量は、アノードガス供給部６２を制御することで調整可能である。アノードガス供給部６２は、例えば、インジェクタなどの電磁弁である。
【0026】
供給路６３は、アノードガス供給部６２と、アノード流路２６と、を接続している。詳細にいえば、供給路６３は、アノードガス供給部６２と、アノード流路２６の流入口２７と、を接続している。アノードガス供給部６２から噴射されたアノードガスは、供給路６３を通じて燃料電池スタック２１に供給される。
【0027】
循環路６４は、アノード流路２６と、供給路６３と、を接続している。詳細にいえば、循環路６４は、アノード流路２６の流出口２８と、供給路６３と、を接続している。循環路６４には、アノード排ガスが流れる。アノード排ガスは、未反応のアノードガスと、生成水と、を含む。循環路６４は、アノード排ガスに含まれる未反応のアノードガスを供給路６３に戻すための通路である。
【0028】
気液分離器６５は、循環路６４に設けられている。気液分離器６５は、アノード排ガスをアノードガスと、生成水と、に分離する。アノード排ガスから分離された生成水は、気液分離器６５に貯留される。
【0029】
循環ポンプ６６は、循環路６４に設けられている。循環ポンプ６６は、気液分離器６５によってアノード排ガスから分離されたアノードガスを供給路６３に供給する。これにより、アノードガスが循環する。
【0030】
排気排水弁６７は、気液分離器６５に接続されている。排気排水弁６７は、開状態と閉状態に切り替えられる。排気排水弁６７が開状態になると、気液分離器６５から生成水が排出される。排気排水弁６７が閉状態になると、気液分離器６５から生成水を排出できなくなる。即ち、排気排水弁６７が閉状態の場合、気液分離器６５に生成水が貯留されていく。排気排水弁６７は、気液分離器６５に貯留される生成水の量が閾値を上回った場合に閉状態から開状態に切り替えられてもよい。排気排水弁６７は、所定の時間間隔毎に閉状態から開状態に切り替えられてもよい。
【0031】
燃料電池システム２０は、冷却系７０を備える。冷却系７０は、冷媒循環路７２と、熱交換器７３と、ファン７４と、冷媒ポンプ７５と、を備える。
冷媒循環路７２は、燃料電池スタック２１と熱交換器７３とを接続している。熱交換器７３は、例えば、ラジエータである。冷媒循環路７２には、冷媒が循環する。冷媒は、例えば、水、不凍液、又は空気である。
冷媒循環路７２は、燃料電池スタック２１と熱交換器７３とを接続している。熱交換器７３は、例えば、ラジエータである。冷媒循環路７２には、冷媒が循環する。冷媒は、例えば、水、不凍液、又は空気である。
【0032】
ファン７４は、熱交換器７３に向けて送風を行う。ファン７４からの送風によって熱交換器７３の内部の冷媒は冷却される。
冷媒ポンプ７５は、冷媒循環路７２に冷媒を循環させる。熱交換器７３で冷却された冷媒が冷媒循環路７２によって燃料電池スタック２１に供給されることで、燃料電池スタック２１は冷却される。
冷媒ポンプ７５は、冷媒循環路７２に冷媒を循環させる。熱交換器７３で冷却された冷媒が冷媒循環路７２によって燃料電池スタック２１に供給されることで、燃料電池スタック２１は冷却される。
【0033】
燃料電池システム２０は、第１温度センサ８１を備える。第１温度センサ８１は、カソード供給路３４に設けられている。本実施形態において、第１温度センサ８１は、第２供給路３６に設けられている。第１温度センサ８１は、燃料電池スタック２１に供給されるカソードガスの温度を検出するために設けられている。
【0034】
燃料電池システム２０は、第２温度センサ８２を備える。第２温度センサ８２は、冷媒循環路７２に設けられている。第２温度センサ８２は、冷媒の温度を検出するために設けられている。
【0035】
図２に示すように、第１温度センサ８１は、物理量に応じて抵抗値が変動する抵抗体８３を備える。抵抗体８３は、温度によって抵抗値が変動する測温抵抗体である。温度は、物理量の一例である。抵抗体８３は、例えば、サーミスタである。抵抗体８３は、カソード供給路３４に設けられている。
【0036】
燃料電池スタック２１は、電子制御ユニット９０を備える。電子制御ユニット９０は、制御装置９１を備える。制御装置９１は、プロセッサと、記憶部と、を備える。プロセッサは、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、又はDSP（Digital Signal Processor）である。記憶部は、RAM（Random Access Memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部、すなわち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置９１は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置９１は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。
【0037】
制御装置９１は、燃料電池システム２０の制御を行う。例えば、制御装置９１は、燃料電池スタック２１の出力の目標値を設定するとともに、燃料電池スタック２１の出力が目標値に追従するようにアノードガス及びカソードガスの供給量を制御する。
【0038】
電子制御ユニット９０は、第１部位としての第１接続端子９２と、第２部位としての第２接続端子９３と、抵抗素子９４と、を備える。抵抗素子９４には、電源９５が接続されている。第１接続端子９２には、抵抗素子９４を介して電源９５が接続されている。
【0039】
電子制御ユニット９０は、フィルタ９６を備える。フィルタ９６は、第２接続端子９３と制御装置９１との間に設けられている。フィルタ９６は、フィルタ用抵抗素子９７と、コンデンサ９８と、を備える。フィルタ用抵抗素子９７は、第２接続端子９３に直列接続されている。フィルタ用抵抗素子９７は、制御装置９１に接続されている。コンデンサ９８は、フィルタ用抵抗素子９７と制御装置９１との間の箇所とグランドとを接続している。
【0040】
第１接続端子９２は、抵抗体８３の第１端部に接続されている。第１接続端子９２は、抵抗体８３の第１端部と電源９５との間に存在する。第２接続端子９３は、抵抗体８３の第１端部に接続されている。第２接続端子９３は、抵抗体８３の第１端部と第１接続端子９２との間に並列に設けられる。第１接続端子９２と第２接続端子９３とは短絡されている。抵抗体８３の第２端部は、グランドに接続されている。
【0041】
電子制御ユニット９０は、第２接続端子９３から制御装置９１を介して抵抗体８３と並列接続されたスイッチ９９を備える。本実施形態において、制御装置９１がスイッチ９９を備える。スイッチ９９は、制御装置９１によってオンとオフとが切り替えられる。制御装置９１がスイッチ９９のオンとオフとを切り替え可能な構成である。
【0042】
電子制御ユニット９０は、スイッチ９９に直列接続されるプルダウン抵抗１００を備える。プルダウン抵抗１００は、グランドに接続されている。本実施形態において、制御装置９１がプルダウン抵抗１００を備える。スイッチ９９及びプルダウン抵抗１００は、制御装置９１が内蔵している。
【0043】
制御装置９１は、第２接続端子９３から入力される電気信号から温度を認識する。第２接続端子９３から制御装置９１に入力される電気信号は、電源９５から加わる電圧を抵抗素子９４と抵抗体８３とで分圧した電圧値である。温度に応じて抵抗体８３の抵抗値が変動することで、制御装置９１に入力される電圧値も変化する。制御装置９１は、電圧値から温度を認識することができる。
【0044】
制御装置９１は、第２接続端子９３から入力される電気信号によって温度を認識するため、電気信号が適切ではない場合、正しい温度を認識できない場合がある。電気信号が適切ではない場合は、例えば、第１接続端子９２と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じた場合、又は第２接続端子９３と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じた場合である。
【0045】
＜燃料電池システムの制御方法＞
制御装置９１は、電気信号が適切かを確認するための制御を行う。電気信号が適切かを確認するための制御は、上記した断線が生じたかを確認するための制御である。制御装置９１は、第１確認制御及び第２確認制御を行う。第１確認制御は、燃料電池スタック２１の発電前に電気信号が適切かを確認するための制御である。第２確認制御は、燃料電池スタック２１の発電中に電気信号が適切かを確認するための制御である。以下、電気信号が適切かを確認するために、制御装置９１が行う燃料電池システム２０の制御方法について説明を行う。
制御装置９１は、電気信号が適切かを確認するための制御を行う。電気信号が適切かを確認するための制御は、上記した断線が生じたかを確認するための制御である。制御装置９１は、第１確認制御及び第２確認制御を行う。第１確認制御は、燃料電池スタック２１の発電前に電気信号が適切かを確認するための制御である。第２確認制御は、燃料電池スタック２１の発電中に電気信号が適切かを確認するための制御である。以下、電気信号が適切かを確認するために、制御装置９１が行う燃料電池システム２０の制御方法について説明を行う。
【0046】
＜第１確認制御＞
第１確認制御について説明する。
図３に示すように、ステップＳ１において、制御装置９１は、供給指令が有るか否かを判定する。供給指令は、カソードガスを燃料電池スタック２１に供給する際に出力される。供給指令は、例えば、燃料電池スタック２１を発電停止状態から発電状態に遷移させる際に出力される。ステップＳ１の判定結果が否定の場合、制御装置９１は、第１確認制御を終了する。ステップＳ１の判定結果が肯定の場合、制御装置９１は、ステップＳ２の処理を行う。
第１確認制御について説明する。
図３に示すように、ステップＳ１において、制御装置９１は、供給指令が有るか否かを判定する。供給指令は、カソードガスを燃料電池スタック２１に供給する際に出力される。供給指令は、例えば、燃料電池スタック２１を発電停止状態から発電状態に遷移させる際に出力される。ステップＳ１の判定結果が否定の場合、制御装置９１は、第１確認制御を終了する。ステップＳ１の判定結果が肯定の場合、制御装置９１は、ステップＳ２の処理を行う。
【0047】
ステップＳ２において、制御装置９１は、スイッチ９９をオンする。制御装置９１は、カソードガスの供給指令があった場合に電気信号が適切かを確認する。この際に、制御装置９１は、スイッチ９９をオンする。
【0048】
次に、ステップＳ３において、制御装置９１は、断線が生じているか否かを判定する。制御装置９１は、第２接続端子９３から入力される電気信号の電圧値が０［Ｖ］又は０［Ｖ］の近傍値に維持されるか否かを判定する。即ち、制御装置９１は、スイッチ９９をオンにした際の電圧を測定するとともに、断線が生じているかの判定を行う。
【0049】
第１接続端子９２と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じた場合、電源９５からの電圧が加わらなくなるため、制御装置９１に入力される電気信号の電圧値が０［Ｖ］又は０［Ｖ］の近傍値に維持される。第２接続端子９３と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じた場合、プルダウン抵抗１００によって制御装置９１に入力される電気信号の電圧値が０［Ｖ］又は０［Ｖ］の近傍値に維持される。
【0050】
第１接続端子９２と抵抗体８３とを接続する配線、及び第２接続端子９３と抵抗体８３とを接続する配線のいずれにも断線が生じていない場合、抵抗体８３とプルダウン抵抗１００との合成抵抗に応じた電圧値が制御装置９１に入力される。このため、制御装置９１は、入力される電気信号の電圧値が０［Ｖ］又は０［Ｖ］の近傍値に維持された場合には、断線が生じていると判定することができる。制御装置９１は、入力される電気信号の電圧値が０［Ｖ］又は０［Ｖ］の近傍値に維持されていない場合、断線が生じていないと判定する。制御装置９１は、入力される電気信号の電圧値が０［Ｖ］又は０［Ｖ］の近傍値に維持されている場合、断線が生じていると判定する。断線が生じていない場合、電気信号は適切である。断線が生じている場合、電気信号は適切ではない。
【0051】
ステップＳ３の判定結果が肯定の場合、制御装置９１は、ステップＳ４の処理を行う。
ステップＳ４において、制御装置９１は、断線が生じていることを通知する。通知は、例えば、ブザーによって警告音を発することで行われてもよい。通知は、警告灯を点灯、あるいは点滅させることで行われてもよい。通知は、表示部に警告表示をすることで行われてもよい。通知は、通信装置を用いて行われてもよい。例えば、通信装置は、車両１０を管理するコンピュータに対して断線が生じたことの通知を行ってもよい。
ステップＳ４において、制御装置９１は、断線が生じていることを通知する。通知は、例えば、ブザーによって警告音を発することで行われてもよい。通知は、警告灯を点灯、あるいは点滅させることで行われてもよい。通知は、表示部に警告表示をすることで行われてもよい。通知は、通信装置を用いて行われてもよい。例えば、通信装置は、車両１０を管理するコンピュータに対して断線が生じたことの通知を行ってもよい。
【0052】
次に、ステップＳ５において、制御装置９１は、出力制限を行う。例えば、制御装置９１は、燃料電池スタック２１の出力の目標値に上限を設定することによって出力制限を行ってもよい。
【0053】
ステップＳ３の判定結果が否定の場合、制御装置９１は、ステップＳ６の処理を行う。
ステップＳ６において、制御装置９１は、スイッチ９９をオフにする。そして、制御装置９１は、カソードガスの供給を開始する。従って、断線が生じているか否かは、供給指令の出力後、カソードガスが供給される前に判定される。
ステップＳ６において、制御装置９１は、スイッチ９９をオフにする。そして、制御装置９１は、カソードガスの供給を開始する。従って、断線が生じているか否かは、供給指令の出力後、カソードガスが供給される前に判定される。
【0054】
次に、ステップＳ７において、制御装置９１は、燃料電池スタック２１の発電を開始する。この場合、燃料電池スタック２１の出力が制限されていない状態で燃料電池スタック２１の発電が行われる。
【0055】
＜第２確認制御＞
第２確認制御について説明する。
図４に示すように、ステップＳ１１において、制御装置９１は、温度異常を検知したか否かを判定する。温度異常は、抵抗体８３によって認識できる温度が予め定められた閾値を超過していることである。カソードガスの温度が過剰に高いと、燃料電池スタック２１の故障、又は劣化の原因となる。このため、燃料電池スタック２１に供給されるカソードガスには、予め許容できる温度が設定されている。許容できる温度の上限値が閾値である。ステップＳ１１の判定結果が否定の場合、制御装置９１は、第２確認制御を終了する。ステップＳ１１の判定結果が肯定の場合、制御装置９１は、ステップＳ１２の処理を行う。
第２確認制御について説明する。
図４に示すように、ステップＳ１１において、制御装置９１は、温度異常を検知したか否かを判定する。温度異常は、抵抗体８３によって認識できる温度が予め定められた閾値を超過していることである。カソードガスの温度が過剰に高いと、燃料電池スタック２１の故障、又は劣化の原因となる。このため、燃料電池スタック２１に供給されるカソードガスには、予め許容できる温度が設定されている。許容できる温度の上限値が閾値である。ステップＳ１１の判定結果が否定の場合、制御装置９１は、第２確認制御を終了する。ステップＳ１１の判定結果が肯定の場合、制御装置９１は、ステップＳ１２の処理を行う。
【0056】
ステップＳ１２の処理は、ステップＳ２の処理と同一の処理である。制御装置９１は、抵抗体８３により認識する温度が閾値を超過した場合に、スイッチ９９をオンする。
次に、制御装置９１は、ステップＳ１３の判定を行う。ステップＳ１３の判定は、ステップＳ３の判定と同一の判定である。ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合、制御装置９１は、ステップＳ１４の処理を行う。ステップＳ１４の処理は、ステップＳ４と同一の処理である。
次に、制御装置９１は、ステップＳ１３の判定を行う。ステップＳ１３の判定は、ステップＳ３の判定と同一の判定である。ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合、制御装置９１は、ステップＳ１４の処理を行う。ステップＳ１４の処理は、ステップＳ４と同一の処理である。
【0057】
次に、制御装置９１は、ステップＳ１５の処理を行う。ステップＳ１５の処理は、ステップＳ５と同一の処理である。制御装置９１は、電気信号が適切ではない場合、燃料電池スタック２１の出力制限を行う。
【0058】
ステップＳ１３の判定結果が否定の場合、制御装置９１は、ステップＳ１６の処理を行う。
ステップＳ１６において、制御装置９１は、温度異常を通知する。通知は、断線が生じた場合に行われる通知と同様に、ブザー、警告灯、表示部又は通信装置を用いて行われればよい。
ステップＳ１６において、制御装置９１は、温度異常を通知する。通知は、断線が生じた場合に行われる通知と同様に、ブザー、警告灯、表示部又は通信装置を用いて行われればよい。
【0059】
次に、ステップＳ１７において、制御装置９１は、燃料電池システム２０を停止する。これにより、燃料電池スタック２１の発電が停止する。制御装置９１は、電気信号が適切な場合、燃料電池スタック２１の発電を停止する。
【0060】
［本実施形態の作用］
制御装置９１は、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチ９９をオンする。スイッチ９９をオンすることによって、抵抗体８３とプルダウン抵抗１００とが並列接続される。これにより、制御装置９１は、断線が生じたか否かを判定することができる。仮に、抵抗体８３とプルダウン抵抗１００とを並列接続しない場合、第２接続端子９３と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じた場合、第２接続端子９３が抵抗体８３にもプルダウン抵抗１００にも接続されていない状態になる。この場合、第２接続端子９３の電位が不安定な状態になり、制御装置９１に入力される電気信号の電圧値が不定になる。このため、抵抗体８３とプルダウン抵抗１００とを並列接続しない場合、第２接続端子９３と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じたことの判定を行うことができない。本実施形態のように、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチ９９をオンして抵抗体８３とプルダウン抵抗１００とを並列接続することで、第２接続端子９３と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じたことの判定を行うことができる。また、電気信号が適切かを確認しない場合には、スイッチ９９をオフしておくことで、抵抗体８３の抵抗値に応じた温度を制御装置９１が認識することができる。
制御装置９１は、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチ９９をオンする。スイッチ９９をオンすることによって、抵抗体８３とプルダウン抵抗１００とが並列接続される。これにより、制御装置９１は、断線が生じたか否かを判定することができる。仮に、抵抗体８３とプルダウン抵抗１００とを並列接続しない場合、第２接続端子９３と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じた場合、第２接続端子９３が抵抗体８３にもプルダウン抵抗１００にも接続されていない状態になる。この場合、第２接続端子９３の電位が不安定な状態になり、制御装置９１に入力される電気信号の電圧値が不定になる。このため、抵抗体８３とプルダウン抵抗１００とを並列接続しない場合、第２接続端子９３と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じたことの判定を行うことができない。本実施形態のように、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチ９９をオンして抵抗体８３とプルダウン抵抗１００とを並列接続することで、第２接続端子９３と抵抗体８３とを接続する配線に断線が生じたことの判定を行うことができる。また、電気信号が適切かを確認しない場合には、スイッチ９９をオフしておくことで、抵抗体８３の抵抗値に応じた温度を制御装置９１が認識することができる。
【0061】
［本実施形態の効果］
（１）制御装置９１は、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチ９９をオンする。断線が生じているか否かによって電気信号の電圧値が変化するため、電気信号が適切かを確認することができる。
（１）制御装置９１は、電気信号が適切かを確認する際に、スイッチ９９をオンする。断線が生じているか否かによって電気信号の電圧値が変化するため、電気信号が適切かを確認することができる。
【0062】
（２）制御装置９１がスイッチ９９を備える。即ち、制御装置９１が内蔵しているスイッチ９９を用いている。制御装置９１が備えるスイッチ９９とは別にスイッチを設ける場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。
【0063】
（３）抵抗体８３は、カソード供給路３４に設けられている。制御装置９１は、カソードガスの供給指令があった場合に電気信号が適切かを確認する。供給指令があった場合に電気信号が適切かを確認することで、制御装置９１が正しい温度を認識できないことを原因として温度が過剰に高いカソードガスが燃料電池スタック２１に供給されることを抑制できる。これにより、温度が過剰に高いカソードガスが燃料電池スタック２１に供給されることを原因として、燃料電池スタック２１が故障、又は劣化することを抑制できる。
【0064】
（４）抵抗体８３は、カソード供給路３４に設けられている。制御装置９１は、抵抗体８３により認識する温度が閾値を超過した場合にスイッチ９９をオンする。そして、制御装置９１は、電気信号が適切ではない場合、燃料電池スタック２１の出力制限を行う。電気信号が適切ではない場合、断線によって温度が閾値を超過したと考えられる。この場合、カソードガスの実際の温度は閾値未満と推測できるため、燃料電池スタック２１の出力制限を行った状態で発電を継続する。これにより、燃料電池スタック２１の稼働時間を延長できる。実施形態のように、車両１０が備える燃料電池システム２０の場合、退避走行する時間を確保できる。
【0065】
制御装置９１は、電気信号が適切な場合、燃料電池スタック２１の発電を停止する。電気信号が適切な場合、カソードガスの温度が実際に閾値を超過している。この場合、燃料電池スタック２１の発電を停止することで、温度が閾値を超えたカソードガスが燃料電池スタック２１に供給されることを原因として、燃料電池スタック２１が故障、又は劣化することを抑制できる。
【0066】
［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0067】
○制御装置９１は、第１確認制御及び第２確認制御のうちのいずれか１つのみを行ってもよい。
○抵抗体８３は、物理量に応じて抵抗値が変動するものであればよい。
○抵抗体８３は、物理量に応じて抵抗値が変動するものであればよい。
【0068】
○スイッチ９９、及びプルダウン抵抗１００は、制御装置９１の外部に設けられたものであってもよい。
○第１確認制御、及び第２確認制御で断線を確認する対象となる抵抗体は、燃料電池スタック２１に設けられる抵抗体であればよい。例えば、制御装置９１は、第２温度センサ８２が備える抵抗体を対象として第１確認制御、及び第２確認制御を行ってもよい。
○第１確認制御、及び第２確認制御で断線を確認する対象となる抵抗体は、燃料電池スタック２１に設けられる抵抗体であればよい。例えば、制御装置９１は、第２温度センサ８２が備える抵抗体を対象として第１確認制御、及び第２確認制御を行ってもよい。
【0069】
○燃料電池システム２０は、定置式であってもよい。
【符号の説明】
【0070】
２０…燃料電池システム、２１…燃料電池スタック、３４…カソード供給路、８３…抵抗体、９１…制御装置、９２…第１部位である第１接続端子、９３…第２部位である第２接続端子、９４…抵抗素子、９５…電源、９９…スイッチ、１００…プルダウン抵抗。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】