【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両に搭載される燃料電池システムに関し、特に燃料電池の発電効率を最適化する発電制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車などの車両において、窒素化合物、炭化水素、一酸化炭素といった有害廃棄物が少ないなどの理由から電気自動車が開発され、電気自動車のモータの電源として、内燃機関に比較してエネルギロスが少ない燃料電池が実用化され始めている。このような車両に搭載される燃料電池を含む燃料電池システムでは、燃料電池が安全に、かつ効率よく発電するために各種の制御を行っている。
【０００３】
この種の燃料電池システムにおける燃料電池は、負極活物質としての水素を、プラチナ（白金）などの触媒と接触させて電子と水素イオンに解離した後、この水素イオンを正極活物質としての酸素と反応させて水が得られるという反応機構に基づいている。すなわち、燃料電池では、水素から放出された電子の移動により起電力が生じるようになされている。それゆえ、このような原理に基づけば、化学的エネルギ変化を直接的に電気エネルギに変換できるため、燃料電池では、他の方式に比べて極めてエネルギ効率が高いものとなる。
【０００４】
このような燃料電池を使用した燃料電池システムは、燃料電池、水素ガス供給源、空気供給源、及び外部回路を備えている。水素ガス供給源からはほぼ一定の圧力で燃料電池の負極部に水素ガスが供給され、また空気供給源からは、所定の圧力で燃料電池の正極部に空気、実質的には酸素ガスが供給される。そして、水素ガスが負極部において水素イオンと電子とに解離され、電子は外部回路を経由して正極部に供給され、燃料電池が発電する。
【０００５】
ところで、燃料電池の発電効率を最適化するために、上記の構成に蓄電池を追加し、燃料電池を負荷の変動に応じて発電電力を変更するのではなく、定出力にて間歇的に発電させるものが、例えば特許文献１により知られている。すなわち、このような構成のものでは、燃料電池の負荷が定格出力より低い場合には燃料電池が発電した電力が余剰となるため蓄電池に充電し、負荷により消費される電力が蓄電池から供給し得る場合は、燃料電池の発電を停止するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１８２６７５
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したもののように、燃料電池を定格出力あるいは最大出力で発電する場合、発電効率を維持するために、冷却装置を用いて燃料電池を冷却し、目標の温度を保持することが行われている。すなわち、燃料電池にあっては、発電する場合は発熱反応であり、それ自体が発熱するものであるが、過熱状態になると触媒や各電極部の熱による損傷を防止するために一定の温度に温度制御するものである。
【０００８】
しかしながら、燃料電池を間歇的に発電するものにあっては、状況により発電効率の良好な温度が変化する可能性があり、一定の温度に維持していると必ずしも最も発電効率のよい状態で発電し得ない場合が生じた。また、この目標の温度の設定いかんによっては水素の消費量が増加し、発電コストが上昇する可能性があった。
【０００９】
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の燃料電池システムの発電制御方法は、燃料電池に水素を含む水素含有ガスと酸素を含む酸素含有ガスとを供給して発電させる燃料電池と、燃料電池に接続されて充電される蓄電手段とを備え、定発電電力又は定発電電流で間歇的に発電を行う燃料電池システムの発電制御方法であって、燃料電池を発電させている際に燃料電池の発電効率に関与する制御要素を所定の範囲で変化させ、制御要素を変化させている間に発電効率が最大となる制御要素の値を検出し、制御要素が検出した値となるように燃料電池を発電させることを特徴とする。
【００１１】
本発明における所定の範囲とは、燃料電池が最大の発電効率で発電し得るように制御される場合の制御要素の値が、少なくともその範囲内に含まれる範囲を指すものである。したがって、所定の範囲の最大のものとしては、燃料電池が、発電し得る最小の制御要素の値から最大の値までの範囲で設定することができる。
【００１２】
このような構成によれば、燃料電池を発電させている際に制御要素を所定の範囲内において変化させることにより、燃料電池の発電効率が最大となる制御要素の値を検出し、制御要素を検出した値となるように燃料電池の発電を制御するので、常時燃料電池を発電効率のよい状態で発電させることが可能になる。
【００１３】
このような制御要素としては、燃料電池の温度又は酸素含有ガスの圧力が挙げられる。制御要素をこのようなものにすることにより、特別な装置を付加することなく発電効率を高くすることが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
この実施の形態に係る燃料電池システムＳは、図１に示すように、車両特には自動車に搭載することができるもので、燃料電池１、発電に必要な水素ガスの貯蔵手段である水素ガスタンク２、空気供給手段であるコンプレッサ３、蓄電手段である二次電池４、発電に付随する各種制御を行う制御装置５、燃料電池１の温度を調節する温度制御装置ＴＣ等を備えている。この燃料電池システムＳは、車両に搭載された場合には車両を走行させるためのモータを含む走行装置や、燃料電池１を制御するための電磁弁、ファンモータ、さらに電動式のコンプレッサ３等の電気機器を負荷Ｍとするものである。また、この燃料電池システムＳでは、基本的には燃料電池１は負荷に追従して発電量を変更するのでなく、発電効率の最もよい発電量となるように定電力もしくは定電流発電制御されるようにしている。
【００１６】
燃料電池１は、この分野で広く知られたものを用いることができ、例えばイオン交換膜に密着するようにして正極部と負極部とを配設したセルの複数を直列接続してスタックを形成し、そのスタックに対して水素含有ガスである水素ガスと酸素含有ガスである空気とを所定の圧力で供給し得るように、ハウジング内に収納したものである。この燃料電池システムＳにおいては、水素ガスタンク２と燃料電池１とを連通する水素含有ガス供給路たる水素ガス供給路Ｐ１を設けていて、この水素ガス供給路Ｐ１を介して燃料電池１に水素を供給するようにしている。また、水素ガス供給路Ｐ１上には、水素ガス圧力を調整する機械式のレギュレータＲＧを設けていて、このレギュレータＲＧにより、水素の供給圧力を略所定圧力に保つようにしている。さらに、水素ガス供給路Ｐ１上のレギュレータＲＧと燃料電池１との間には、燃料電池１に供給される水素ガスの圧力、すなわち燃料電池１内の水素ガスの圧力を検出する水素ガス圧力センサＳ１を設けている。燃料電池１内に供給された水素ガスは、各セルの負極部に案内される。
【００１７】
一方、空気はエアフィルタＡＦ及びコンプレッサ３を有する酸素含有ガス供給路たる空気供給路Ｐ３を介して燃料電池１内に供給される。すなわち、空気は、エアフィルタＡＦを介して供給手段であるコンプレッサ３に導かれ、コンプレッサ３により圧縮された後燃料電池１に導入される。また、この実施の形態では、コンプレッサ３と燃料電池１との間に加湿モジュールＨを備えていて、空気に水分を含ませるようにしている。そして、燃料電池１内に供給された空気は、各セルの正極部に案内される。各セルの正極部に案内された空気は、その中の酸素が、各セルの負極部に案内された水素と反応して発電する。この燃料電池１からの電流は、例えば自動車に搭載された場合であれば走行装置等の負荷Ｍに供給される。
【００１８】
発電に寄与した以外の余剰の空気、すなわち排気酸素含有ガスは、循環することなく、発電により生成した水のほぼ全量とともに、第二排出路たる空気排出路Ｐ４から排気管Ｐ５を介して燃料電池１外に排出される。この空気排出路Ｐ４には、排気酸素含有ガスの圧力を調整する調圧弁Ｂ２が取り付けられ、調圧弁Ｂ２の上流には、排気水素含有ガスに混合する排気酸素含有ガスを採取する希釈用ガス供給路Ｐ６の一端が連通されている。この希釈用ガス供給路Ｐ６の他端は、排気水素含有ガスを稀釈するための稀釈器６に連通しており、希釈器６から排気水素含有ガスが空気排出路Ｐ４に逆流するのを防止する逆止弁Ｂ４が設けてある。また、この実施の形態にあっては、希釈器６内の希釈された排気水素含有ガスの放出タイミングを制御する希釈弁Ｂ３が、希釈器６の下流に設けてある。そして、制御装置５が、調圧弁Ｂ２の開度を減少させて希釈器６に導入する排気酸素含有ガスの量を制御するとともに、希釈弁Ｂ３の開閉を制御するものである。
【００１９】
一方、燃料電池１には、負極部に溜まった不純物を排出するための電磁弁からなる排出制御弁Ｂ１が設けられていて、この排出制御弁Ｂ１に、第一排出路たる不純物排出路Ｐ２の一端が接続されている。そして、イオン交換膜を介して負極部にしみだし付着した水は、不純物排出路Ｐ２から排出される。この不純物排出路Ｐ２の他端は、希釈器６に接続される。
【００２０】
また、二次電池４は、燃料電池１により充電されるとともに、自動車に搭載された場合であれば自動車が減速された場合や下り坂を走行した場合に、走行装置の回生運転による回生電流により充電される。車両は、この二次電池４からの電力により走行し、電力が不足した場合に燃料電池１から不足分が補充されるように構成している。すなわち、この実施の形態に係る燃料電池システムＳの燃料電池１は、常時発電するのでなく、必要に応じて間歇的に発電する。
【００２１】
温度制御装置ＴＣは、冷媒例えば冷却水を冷却する冷却ファンＴＣａを有するラジエータＴＣｂと、ラジエータＴＣｂと燃料電池１とを連通する循環路ＴＣｃと、循環路ＴＣｃに設けられて冷却水を燃料電池１とラジエータＴＣｂとの間で循環させるモータによるウォータポンプＴＣｄと、ラジエータＴＣｄへの冷却水の循環を制御する電気式の三方弁ＴＣｅと、燃料電池１に導入される冷却水の温度を検出する冷却水入口温度センサＴＣｆと、燃料電池１から排出される冷却水の温度を検出する冷却水出口温度センサＴＣｇとを備えている。この実施の形態にあっては、冷却水の温度により燃料電池１の温度を検出する。そして、燃料電池１の温度が低い、つまり冷却水出口温度センサＴＣｇが検出した温度が判定温度より低い場合に、冷却水入口温度センサＴＣｆと冷却水出口温度センサＴＣｇとのそれぞれの検出温度の差に基づいて三方弁ＴＣｅを切り替えて、冷却水がラジエータＴＣｂを循環せずに燃料電池１のみを循環するようにして、発電効率がほぼ最大となるように燃料電池１の温度が制御される。この温度制御装置ＴＣによる燃料電池１の温度制御については、その詳細を後述する。
【００２２】
制御装置５は、図２に示すように、ＣＰＵ５１、メモリ５２、入力インタフェース５３、出力インタフェース５４を少なくとも備えたマイクロコンピュータシステムを主体として構成され、負荷Ｍへの通電を制御すべくＤＣ−ＤＣコンバータ（以下、コンバータと称する）及びインバータ（ともに図示略）をも備えている。なお、コンバータは、燃料電池１の発電を制御するとともに、二次電池４の充放電を制御するものである。すなわち、コンバータにより、燃料電池１から出力される電流が負荷Ｍに流れた時に燃料電池１が発電する。また、モータからの回生電流をコンバータが二次電池４に入力することにより、二次電池４が充電される。また、インバータを制御することにより、負荷Ｍに供給する電力を制御する。
【００２３】
そして、入力インタフェース５３には水素ガス圧力センサＳ１、空気圧力センサＳ２、冷却水入口温度センサＴＣｆ、冷却水出口温度センサＴＣｇ及び負荷Ｍへの通電状態つまり燃料電池１の発電量を検知する状況検知手段ＭＳ（図１では図示略）等が接続されていて、これらから入力される信号を受け付ける。一方、出力インタフェース５４には、排出制御弁Ｂ１及びコンプレッサ３等が接続されていて、入力インターフェース５３が受け付けた信号に基づき、メモリ５２に格納されたプログラムに従いＣＰＵ５１等と協働して以下に説明する制御を行う。
【００２４】
以下に制御装置５が行う具体的な制御について述べる。
【００２５】
制御装置５は、発電時にあっては、空気圧力センサＳ２から出力される排気酸素含有ガス排出圧力信号に基づいてコンプレッサ３を制御するとともに、排出制御弁Ｂ１、調圧弁Ｂ２及び稀釈弁Ｂ３の制御、燃料電池１内の温度を制御する温度制御装置ＴＣの制御等を行う。この実施の形態では、コンプレッサ３により燃料電池１に供給される空気は、燃料電池１のスタックを通過した後ほぼ供給時の圧力を維持したまま空気排出路Ｐ３から排出されるので、排気酸素含有ガス排出圧力信号を検出することにより、供給される空気の圧力を検出することができる。
【００２６】
また、制御装置５は、燃料電池から取り出した電流値から流量が換算できるので、その電流値に基づいて水素使用量を演算し、状況検知手段ＭＳにより検出した燃料電池１の発電量と演算した水素使用量とに基づいて発電効率を演算するものである。この発電効率は、所定の時間内の発電量と水素使用量を積算しておき、所定の時間毎の移動平均を算出し、算出した移動平均値を採用するもので、その最新のものをメモリ５２に保存するものである。
【００２７】
このような各種の制御において、レギュレータＲＧは、通常の発電時において排出制御弁Ｂ１を開成すると、一時的に燃料電池１内の水素ガス圧力が低下するため、この水素ガス圧力の低下を機械的に検出して水素ガス圧力を高くするように制御を行うとともに、燃料電池１内の水素ガス圧力が設定された圧力となるように、燃料電池１内の水素ガス圧力が高くなった場合に水素ガス圧力を低くするように制御し、水素ガス圧力が常にほぼ一定の圧力となるようにしている。
【００２８】
また、排出制御弁Ｂ１の制御は、燃料電池１内の負極部にしみだして付着した水を排気水素含有ガスとともに排出するパージと呼ばれる操作を行うべく、所定の周期において排出制御弁Ｂ１を予め設定した所定時間だけ開成するものである。すなわち、パージは、排出制御弁Ｂ１を所定の周期で短時間開成することにより、所定の圧力がかかっている排気水素含有ガスを排出制御弁Ｂ１を介して排出する操作である。この時、排出されるこの排気水素含有ガスに引かれて負極部の付着する水も排出される。この結果、発電中に生成された水のうち、負極部に付着したものも周期的に排出されるので、発電に支障を来すことがなくなる。なお、排出制御弁Ｂ１の開成時間は、発電量が少ない場合は多い場合に比較して短く設定するものである。
【００２９】
調圧弁Ｂ２は、この実施の形態では、燃料電池１内の空気の圧力を一定にするように制御される。
【００３０】
このような構成において、温度制御装置ＴＣにより燃料電池１の温度がほぼ最高発電効率で発電するように制御される。すなわち、燃料電池１は、発電の際に発熱するものであり、温度が低い場合には発電効率が低い。また、温度が上限温度以上となると、イオン交換膜が損傷するので、発電効率が最大となる温度に制御するものである。なお、同一の発電効率で燃料電池１の温度が異なる場合には、その発電効率で最も低い温度を採用するものである。
【００３１】
図３を参照して、燃料電池１の発電制御プログラムを説明する。この発電制御プログラムは、制御装置５のメモリ５２に格納されている。
【００３２】
まず、制御装置５は、温度制御装置ＴＣの三方弁ＴＣｅを制御して、燃料電池１の発電効率に関与する制御要素である温度つまり冷却水温度が目標温度になるまで、冷却水がラジエータＴＣｂを通らないようにする。目標温度は、同型の燃料電池において、発電効率を最大とする冷却水温度の平均値に設定するものであってよい。そして、冷却水の温度が目標温度に達すると、制御装置５は、冷却ファンＴＣａ、ウォータポンプＴＣｄ及び三方弁ＴＣｅを制御し、まず冷却水の温度を目標温度を中心に上下に同じ絶対値の上限値及び下限値で設定される所定の範囲内において変化させる（ステップｎ１）。すなわち、制御装置５は、三方弁ＴＣｅを切り替えるとともに冷却ファンＴＣａ及びウォータポンプＴＣｄを制御し、冷却水がラジエータＴＣｂを流れるようにする。これによって、冷却水がラジエータＴＣｂにより冷却されて、冷却水温度つまり燃料電池１の温度が低下する。
【００３３】
そして、冷却水温度が所定の範囲つまり設定された下限値に達した時点で制御装置５は、三方弁ＴＣｅを切り替えて、冷却水がラジエータＴＣｂを通過せずに燃料電池１内を循環するようにする。この三方弁ＴＣｅの切り替えにより、冷却水温度は上昇し始める。この後、冷却水温度が所定の範囲つまり設定された上限値に達した時点で制御装置５は、冷却水温度が目標温度となるように三方弁ＴＣｅを制御する。このように、目標温度を設定しておき、その目標温度に対して上下限値を設定することにより、最大の発電効率となる冷却水温度を迅速に検出することが可能である。
【００３４】
なお、この温度制御（温度スイープ）は、燃料電池１が間歇的に発電を行うものであるので、発電開始から発電を休止するまでの間に例えば一度実行するものである。この実施の形態の燃料電池システムＳが車両に搭載されるものであるならば、車両に走行が開始されて燃料電池１が発電を開始した際に一度実行する、あるいは、発電を再開した場合にその都度発電再開から所定時間内に一度実行するものである。
【００３５】
以上の三方弁ＴＣｅの制御を行っている間に、制御装置５は冷却水温度を検出する毎に発電効率を演算し、発電効率が最大となる冷却水温度を検出する（ステップｎ２）。具体的には、検出した冷却水温度と発電効率とを関連づけてメモリ５２に保存し、保存した発電効率を検索して、最大発電効率を抽出する。そして、最大発電効率に関連づけられた冷却水温度を読み出すものである。この場合に、冷却水温度が一定温度以上まで上昇すると、発電効率がほぼ同じ値を示す傾向があるので（図４に区間Ａとして示す）、同じ発電効率の内、最も低い冷却水温度を採用する。すなわち、関連づけされた冷却水温度が異なる同一値の最大発電効率が複数保存されている場合は、その中で冷却水温度の値が最小のものを採用するものである。このように、同一の最大発電効率の内の最小の冷却水温度とすることにより、燃料電池１のイオン交換膜や電極などの部品が長時間にわたってそれぞれの動作限界温度近傍の高温状態におかれないので、燃料電池１の耐用時間が長くなるように作用するものである。
【００３６】
この後、最大発電効率となる冷却水温度を検出すると、この冷却水温度となるように温度制御装置ＴＣ、具体的には三方弁ＴＣｅ及びラジエータＴＣｂを制御する（ステップｎ３）。このようにして冷却水温度を検出した後は、この冷却水温度を維持して燃料電池１の発電を制御するものである。
【００３７】
このような構成であれば、図５に示すように、冷却水温度を目標温度を中心として所定の範囲内において上下させ（温度スイープ）、強制的に発電効率が変化する状態を作り出している。このようにして冷却水温度を変化させている間に、冷却水温度の変化に応じて変化する発電効率の内最大のものを検出することができる。そして、温度制御装置ＴＣによる強制的な温度制御の実行中に検出した最大発電効率に対応する冷却水温度を維持することで、燃料電池１を最大効率で発電させることができ、水素の消費量を最小限に抑えることができる。
【００３８】
しかも、冷却水温度を制御するので、燃料電池システムＳが本来備えている構成以外のものを、燃料電池１を最大効率で発電させるために追加する必要がない。そのため、そのような追加の構成に要する部品代や組み立てに要する工賃などの製造にかかる費用が不要となり、安価に最大効率での発電を実現させることができるものである。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４０】
上記実施の形態では、燃料電池１の温度を利用して最大効率を検出したが、この温度に代えて、制御要素としての空気の圧力を利用するものであってもよい。
【００４１】
この実施の形態では、制御装置５は、調圧弁Ｂ２の開度を制御し、これにより酸素オフガスしたがって燃料電池１に供給される空気の圧力を制御するものである。この調圧弁Ｂ２を制御して発電を最大効率で行う発電制御は、図６に示す手順を含む、以下に説明するプログラムにより実行されるものである。
【００４２】
まず、制御装置５は、空気の圧力が目標圧力になるまで上昇するように、調圧弁Ｂ２を閉成する方向に制御する。そして、空気の圧力が目標圧力に達すると、制御装置５は、調圧弁Ｂ２を制御し、空気の圧力を目標圧力を中心に上下に所定の範囲で変化させる（ステップｎ１１）。すなわち、制御装置５は、調圧弁Ｂ２を開成させた後、空気の圧力が下限値に達したところで閉成するように制御し、空気の圧力が上限値の達したところで開成させる。空気は、コンプレッサ３により燃料電池１に所定の流量にて供給されている。そして、空気排出路Ｐ４の出口部分における実質的な管路径を、調圧弁Ｂ２の開度を減少させるつまり閉じ方向に制御して小さくするすることにより空気の圧力を増加させる。一方、その開度を増加させるつまり開き方向に制御することにより、空気排出路Ｐ４の出口部分における実質的な管路径を大きくして圧力を減少させる。このようにして、調圧弁Ｂ２の開度を調整することにより、空気の圧力を強制的に上下に変化させる（圧力スイープ）ものである。
【００４３】
以上の調圧弁Ｂ２の制御を行っている間に、制御装置５は空気の圧力を検出する毎に発電効率を演算し、発電効率が最大となる空気の圧力を検出する（ステップｎ１２）。具体的には、検出した空気の圧力と発電効率とを関連づけてメモリ５２に保存し、保存した発電効率を検索して、最大発電効率を抽出する。そして、最大発電効率に関連づけられた空気の圧力を読み出すものである。
【００４４】
この後、最大発電効率となる空気の圧力を検出すると、この空気の圧力となるように調圧弁Ｂ２を制御する（ステップｎ１３）。
【００４５】
このような構成であれば、上記実施の形態の場合の冷却水温度と同様に、目標圧力を中心として所定の範囲内において空気の圧力を上下させ、強制的に発電効率が変化する状態を作り出し、空気の圧力を変化させている間に、変化する発電効率の内最大のものを検出することができる。そして、検出した最大発電効率に対応する空気の圧力を調圧弁Ｂ２を制御して維持することで、燃料電池１を最大効率で発電させることができ、水素の消費量を最小限に抑えることができる。
【００４６】
しかも、上述の冷却水温度の制御の場合と同様に、そのような追加の構成に要する部品代や組み立てに要する工賃などの製造にかかる費用が不要となり、安価に最大効率での発電を実現させることができるものである。
【００４７】
なお、このように、空気の圧力を制御要素にするものにあっても、冷却水温度の場合と同様に、空気の圧力が一定圧力以上まで上昇すると、発電効率がほぼ同じ値を示す傾向があるので、同じ発電効率の内、最も低い空気の圧力を採用する。すなわち、最大発電効率を検索することにより、関連づけされた冷却水温度が異なる同一値の最大発電効率を抽出した場合は、抽出した最大発電効率にそれぞれ関連づけられた空気の圧力をそれぞれ比較し、その中で空気の圧力が最も低いものを採用するものである。このように、最大発電効率にて燃料電池１は発電するが、空気の圧力は最大発電効率をとりうる最低のものであるので、燃料電池１のイオン交換膜や電極などの部品に係る負担を軽減することができる。それゆえ、燃料電池１の耐用時間を長くすることができる。
【００４８】
上記各実施の形態にあっては、燃料電池１の温度あるいは空気の圧力を変化させて、温度あるいは圧力とを発電効率と関連づけて記憶し、記憶した発電効率を検索して最大となる発電効率に対応する温度あるいは圧力を検出したが、温度と圧力とを組み合わせて発電効率を制御するものであってよい。
【００４９】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、燃料電池を発電させている際に制御要素を所定の範囲内において変化させることにより、燃料電池の発電効率が最大となる制御要素の値を検出するので、発電中の燃料電池に応じて発電効率の最大となる状態を検出することができる。そして、制御要素を検出した値となるように燃料電池の発電を制御するので、燃料電池システム毎にそのシステムにおける燃料電池を、発電特性の許容誤差内で常時発電効率の最もよい状態で発電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を適用する燃料電池システムの概略構成説明図。
【図２】同実施の形態の制御装置のブロック図。
【図３】同実施の形態における燃料電池の発電制御手順を概略的に示すフローチャート。
【図４】同実施の形態の作用説明図。
【図５】同実施の形態の作用説明図。
【図６】本発明の他の実施の形態における燃料電池の発電制御手順を概略的に示すフローチャート。
【符号の説明】
５…制御装置
５１…ＣＰＵ
５２…メモリ
５３…入力インターフェース
５４…出力インターフェース
ＴＣｆ…冷却水入口温度センサ
ＴＣｇ…冷却水出口温度センサ
Ｓ２…空気圧力センサ
Ｂ２…調圧弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates generally to a fuel cell system mounted on a vehicle, and more particularly to a power generation control method for optimizing the power generation efficiency of a fuel cell.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in vehicles such as automobiles, electric vehicles have been developed because they have less harmful waste such as nitrogen compounds, hydrocarbons, and carbon monoxide. As a power source for motors of electric vehicles, energy loss is lower than that of internal combustion engines. Fewer fuel cells are starting to be put into practical use. In a fuel cell system including a fuel cell mounted on such a vehicle, various controls are performed in order for the fuel cell to generate power safely and efficiently.
[0003]
In this type of fuel cell system, hydrogen as a negative electrode active material is brought into contact with a catalyst such as platinum (platinum) to dissociate into electrons and hydrogen ions, and then the hydrogen ions are combined with oxygen as a positive electrode active material. This is based on a reaction mechanism in which water is obtained by reaction. That is, in the fuel cell, an electromotive force is generated by movement of electrons released from hydrogen. Therefore, based on such a principle, a change in chemical energy can be directly converted into electric energy, so that the fuel cell is extremely energy efficient as compared with other systems.
[0004]
A fuel cell system using such a fuel cell includes a fuel cell, a hydrogen gas supply source, an air supply source, and an external circuit. Hydrogen gas is supplied from the hydrogen gas supply source to the negative electrode portion of the fuel cell at a substantially constant pressure, and air, substantially oxygen gas, is supplied from the air supply source to the positive electrode portion of the fuel cell at a predetermined pressure. Is done. Then, hydrogen gas is dissociated into hydrogen ions and electrons in the negative electrode portion, and the electrons are supplied to the positive electrode portion via an external circuit, and the fuel cell generates power.
[0005]
By the way, in order to optimize the power generation efficiency of the fuel cell, a storage battery is added to the above configuration, and the fuel cell is generated intermittently at a constant output instead of changing the generated power according to the load fluctuation. For example, US Pat. That is, in such a configuration, when the load of the fuel cell is lower than the rated output, the power generated by the fuel cell becomes surplus, so the storage battery can be charged and the power consumed by the load can be supplied from the storage battery. In such a case, the power generation of the fuel cell is stopped.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-182675
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the fuel cell generates power at the rated output or the maximum output, in order to maintain the power generation efficiency, the fuel cell is cooled using a cooling device to maintain the target temperature. . That is, in the fuel cell, when generating electricity, it is an exothermic reaction and itself generates heat, but when it is overheated, it is kept at a constant temperature to prevent damage to the catalyst and each electrode part due to heat. The temperature is controlled.
[0008]
However, in the case where fuel cells generate electricity intermittently, the temperature with good power generation efficiency may change depending on the situation. There were cases where it was impossible. In addition, depending on the target temperature setting, the amount of hydrogen consumption increases, which may increase the power generation cost.
[0009]
The object of the present invention is to eliminate such problems.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
That is, the fuel cell system power generation control method of the present invention supplies a fuel cell with a hydrogen-containing gas containing hydrogen and an oxygen-containing gas containing oxygen to generate power, and is connected to the fuel cell and charged. A power generation control method for a fuel cell system comprising a power storage means and generating power intermittently with constant generated power or constant generated current, wherein the control element is involved in the power generation efficiency of the fuel cell when the fuel cell is generating power The value of the control element that maximizes the power generation efficiency is detected while the control element is changed, and the fuel cell is caused to generate power so that the control element has the detected value. To do.
[0011]
The predetermined range in the present invention refers to a range in which the value of the control element when the fuel cell is controlled so as to be able to generate power with the maximum power generation efficiency is included in at least the range. Therefore, the maximum of the predetermined range can be set in the range from the minimum control element value that can be generated by the fuel cell to the maximum value.
[0012]
According to such a configuration, the value of the control element that maximizes the power generation efficiency of the fuel cell is detected by changing the control element within a predetermined range when the fuel cell is generating power. Since the power generation of the fuel cell is controlled so as to have the detected value, the fuel cell can be constantly generated with a high power generation efficiency.
[0013]
Such control elements include the temperature of the fuel cell or the pressure of the oxygen-containing gas. By making the control element like this, it becomes possible to increase the power generation efficiency without adding a special device.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
As shown in FIG. 1, the fuel cell system S according to this embodiment can be mounted on a vehicle, particularly an automobile. The fuel cell 1 is a hydrogen gas tank 2 that is a means for storing hydrogen gas necessary for power generation. , A compressor 3 serving as air supply means, a secondary battery 4 serving as power storage means, a control device 5 that performs various controls associated with power generation, a temperature control device TC that adjusts the temperature of the fuel cell 1, and the like. The fuel cell system S includes a traveling device including a motor for traveling the vehicle when mounted on a vehicle, an electromagnetic valve for controlling the fuel cell 1, a fan motor, an electric compressor 3, and the like. The electric equipment is a load M. Further, in this fuel cell system S, basically, the fuel cell 1 does not change the power generation amount following the load, but is controlled with constant power or constant current power generation so that the power generation amount has the best power generation efficiency. I am doing so.
[0016]
As the fuel cell 1, those widely known in this field can be used. For example, a plurality of cells each having a positive electrode part and a negative electrode part arranged in close contact with an ion exchange membrane are connected in series to form a stack. The stack is housed in a housing so that hydrogen gas, which is a hydrogen-containing gas, and air, which is an oxygen-containing gas, can be supplied to the stack at a predetermined pressure. In this fuel cell system S, a hydrogen gas supply path P1 that is a hydrogen-containing gas supply path that connects the hydrogen gas tank 2 and the fuel cell 1 is provided, and hydrogen is supplied to the fuel cell 1 through the hydrogen gas supply path P1. I am trying to supply. Further, a mechanical regulator RG for adjusting the hydrogen gas pressure is provided on the hydrogen gas supply path P1, and the hydrogen supply pressure is maintained at a substantially predetermined pressure by the regulator RG. Further, between the regulator RG on the hydrogen gas supply path P1 and the fuel cell 1, a hydrogen gas pressure sensor that detects the pressure of the hydrogen gas supplied to the fuel cell 1, that is, the pressure of the hydrogen gas in the fuel cell 1. S1 is provided. The hydrogen gas supplied into the fuel cell 1 is guided to the negative electrode portion of each cell.
[0017]
On the other hand, air is supplied into the fuel cell 1 through an air supply path P3 that is an oxygen-containing gas supply path having an air filter AF and a compressor 3. That is, the air is introduced to the compressor 3 as supply means through the air filter AF, and is compressed by the compressor 3 and then introduced into the fuel cell 1. Moreover, in this embodiment, the humidification module H is provided between the compressor 3 and the fuel cell 1 so that moisture is included in the air. And the air supplied in the fuel cell 1 is guided to the positive electrode part of each cell. The air guided to the positive electrode portion of each cell generates electricity by the oxygen in the air reacting with the hydrogen guided to the negative electrode portion of each cell. The current from the fuel cell 1 is supplied to a load M such as a traveling device if it is mounted on an automobile, for example.
[0018]
Excess air other than that which contributed to power generation, that is, exhaust oxygen-containing gas, is not circulated, and is almost entirely supplied with the water generated by the power generation, from the air discharge path P4, which is the second discharge path, to the fuel cell via the exhaust pipe P5. 1 is discharged outside. A pressure regulating valve B2 for adjusting the pressure of the exhaust oxygen-containing gas is attached to the air discharge path P4, and a dilution gas supply for collecting the exhaust oxygen-containing gas mixed with the exhaust hydrogen-containing gas is provided upstream of the pressure regulating valve B2. One end of the path P6 is communicated. The other end of the dilution gas supply path P6 communicates with a diluter 6 for diluting the exhaust hydrogen-containing gas to prevent the exhaust hydrogen-containing gas from flowing back from the diluter 6 to the air exhaust path P4. A check valve B4 is provided. In this embodiment, a dilution valve B3 for controlling the discharge timing of the diluted exhaust hydrogen-containing gas in the diluter 6 is provided downstream of the diluter 6. The control device 5 controls the amount of exhaust oxygen-containing gas introduced into the diluter 6 by reducing the opening of the pressure regulating valve B2, and also controls the opening and closing of the dilution valve B3.
[0019]
On the other hand, the fuel cell 1 is provided with a discharge control valve B1 including an electromagnetic valve for discharging impurities accumulated in the negative electrode portion, and the discharge control valve B1 includes an impurity discharge path P2 serving as a first discharge path. One end is connected. Then, the water that exudes and adheres to the negative electrode portion through the ion exchange membrane is discharged from the impurity discharge path P2. The other end of the impurity discharge path P2 is connected to the diluter 6.
[0020]
In addition, when the secondary battery 4 is charged by the fuel cell 1 and is mounted on a vehicle, when the vehicle is decelerated or travels downhill, the regenerative current generated by the regenerative operation of the traveling device is used. Charged. The vehicle is configured to travel with the electric power from the secondary battery 4 so that the shortage is replenished from the fuel cell 1 when the electric power is insufficient. That is, the fuel cell 1 of the fuel cell system S according to this embodiment does not always generate power, but intermittently generates power as necessary.
[0021]
The temperature controller TC includes a radiator TCb having a cooling fan TCa that cools a coolant, for example, cooling water, a circulation path TCc that connects the radiator TCb and the fuel cell 1, and a cooling path that is provided in the circulation path TCc. A water pump TCd by a motor that circulates between the TCb and the radiator TCb, an electric three-way valve TCe that controls the circulation of the cooling water to the radiator TCd, and a cooling that detects the temperature of the cooling water introduced into the fuel cell 1 A water inlet temperature sensor TCf and a cooling water outlet temperature sensor TCg for detecting the temperature of the cooling water discharged from the fuel cell 1 are provided. In this embodiment, the temperature of the fuel cell 1 is detected from the temperature of the cooling water. Then, when the temperature of the fuel cell 1 is low, that is, when the temperature detected by the cooling water outlet temperature sensor TCg is lower than the determination temperature, the difference between the detected temperatures of the cooling water inlet temperature sensor TCf and the cooling water outlet temperature sensor TCg. Based on the above, the three-way valve TCe is switched so that the cooling water circulates only the fuel cell 1 without circulating the radiator TCb, and the temperature of the fuel cell 1 is controlled so that the power generation efficiency is substantially maximized. Details of the temperature control of the fuel cell 1 by the temperature control device TC will be described later.
[0022]
As shown in FIG. 2, the control device 5 is mainly composed of a microcomputer system including at least a CPU 51, a memory 52, an input interface 53, and an output interface 54, and is a DC-DC converter for controlling energization to the load M. (Hereinafter referred to as a converter) and an inverter (both not shown). The converter controls power generation of the fuel cell 1 and controls charging / discharging of the secondary battery 4. That is, the fuel cell 1 generates power when the current output from the fuel cell 1 flows to the load M by the converter. Moreover, the secondary battery 4 is charged when the converter inputs the regenerative current from the motor to the secondary battery 4. Moreover, the electric power supplied to the load M is controlled by controlling the inverter.
[0023]
The input interface 53 includes a hydrogen gas pressure sensor S1, an air pressure sensor S2, a cooling water inlet temperature sensor TCf, a cooling water outlet temperature sensor TCg, and a state detection for detecting the energization state of the load M, that is, the power generation amount of the fuel cell 1. Means MS (not shown in FIG. 1) and the like are connected and receive signals input from these. On the other hand, the output interface 54 is connected to the discharge control valve B1, the compressor 3, and the like, and will be described below in cooperation with the CPU 51 and the like according to a program stored in the memory 52 based on a signal received by the input interface 53. Control.
[0024]
Hereinafter, specific control performed by the control device 5 will be described.
[0025]
During power generation, the control device 5 controls the compressor 3 based on the exhaust oxygen-containing gas discharge pressure signal output from the air pressure sensor S2, and controls the exhaust control valve B1, the pressure regulating valve B2, and the dilution valve B3. The temperature control device TC for controlling the temperature in the fuel cell 1 is controlled. In this embodiment, since the air supplied to the fuel cell 1 by the compressor 3 passes through the stack of the fuel cell 1 and is discharged from the air discharge path P3 while maintaining almost the pressure at the time of supply, it contains exhaust oxygen. By detecting the gas discharge pressure signal, the pressure of the supplied air can be detected.
[0026]
Further, since the flow rate can be converted from the current value taken out from the fuel cell, the control device 5 calculates the amount of hydrogen used based on the current value and calculates the power generation amount of the fuel cell 1 detected by the status detection means MS. The power generation efficiency is calculated based on the amount of hydrogen used. This power generation efficiency is obtained by integrating the power generation amount and hydrogen usage amount within a predetermined time, calculating a moving average for each predetermined time, and adopting the calculated moving average value. 52 is stored.
[0027]
In such various controls, the regulator RG temporarily reduces the hydrogen gas pressure in the fuel cell 1 when the discharge control valve B1 is opened during normal power generation. And the control is performed so that the hydrogen gas pressure is increased and the hydrogen gas pressure in the fuel cell 1 is increased so that the hydrogen gas pressure in the fuel cell 1 becomes a set pressure. The gas pressure is controlled to be low so that the hydrogen gas pressure is always almost constant.
[0028]
In addition, the control of the discharge control valve B1 is performed in advance by setting the discharge control valve B1 at a predetermined cycle so as to perform an operation called purging that discharges water adhering to the negative electrode portion in the fuel cell 1 together with the exhaust hydrogen-containing gas. It is established for a predetermined time. That is, the purge is an operation of discharging the exhaust hydrogen-containing gas under a predetermined pressure through the discharge control valve B1 by opening the discharge control valve B1 for a short time at a predetermined cycle. At this time, the water adhering to the negative electrode portion is also discharged by the exhausted hydrogen-containing gas discharged. As a result, since water generated during power generation adheres to the negative electrode portion is also periodically discharged, the power generation is not hindered. The opening time of the discharge control valve B1 is set shorter when the amount of power generation is small than when it is large.
[0029]
In this embodiment, the pressure regulating valve B2 is controlled so as to make the pressure of the air in the fuel cell 1 constant.
[0030]
In such a configuration, the temperature of the fuel cell 1 is controlled by the temperature control device TC so as to generate electric power with substantially the highest power generation efficiency. That is, the fuel cell 1 generates heat during power generation, and the power generation efficiency is low when the temperature is low. Further, since the ion exchange membrane is damaged when the temperature becomes equal to or higher than the upper limit temperature, the temperature is controlled to the maximum power generation efficiency. In addition, when the temperature of the fuel cell 1 differs with the same power generation efficiency, the lowest temperature is adopted in the power generation efficiency.
[0031]
With reference to FIG. 3, the power generation control program of the fuel cell 1 will be described. This power generation control program is stored in the memory 52 of the control device 5.
[0032]
First, the control device 5 controls the three-way valve TCe of the temperature control device TC, and the cooling water is supplied to the radiator TCb until the temperature that is a control element related to the power generation efficiency of the fuel cell 1, that is, the cooling water temperature becomes the target temperature. Do not pass through. The target temperature may be set to an average value of the cooling water temperature that maximizes the power generation efficiency in the same type of fuel cell. When the temperature of the cooling water reaches the target temperature, the control device 5 controls the cooling fan TCa, the water pump TCd, and the three-way valve TCe. First, the temperature of the cooling water has the same absolute value up and down around the target temperature. It is changed within a predetermined range set by the upper limit value and the lower limit value (step n1). That is, the control device 5 switches the three-way valve TCe and controls the cooling fan TCa and the water pump TCd so that the cooling water flows through the radiator TCb. Thus, the cooling water is cooled by the radiator TCb, and the cooling water temperature, that is, the temperature of the fuel cell 1 is lowered.
[0033]
When the cooling water temperature reaches a predetermined range, that is, a set lower limit value, the control device 5 switches the three-way valve TCe so that the cooling water circulates in the fuel cell 1 without passing through the radiator TCb. To. By switching the three-way valve TCe, the cooling water temperature starts to rise. Thereafter, when the cooling water temperature reaches a predetermined range, that is, a set upper limit value, the control device 5 controls the three-way valve TCe so that the cooling water temperature becomes the target temperature. Thus, by setting the target temperature and setting the upper and lower limit values for the target temperature, it is possible to quickly detect the cooling water temperature at which the maximum power generation efficiency is achieved.
[0034]
This temperature control (temperature sweep) is performed intermittently, for example, once from the start of power generation until the power generation is stopped, because the fuel cell 1 generates power intermittently. If the fuel cell system S of this embodiment is mounted on a vehicle, it is executed once when the vehicle starts running and the fuel cell 1 starts power generation, or when power generation is resumed. Each time it is executed once within a predetermined time from the restart of power generation.
[0035]
While the control of the above three-way valve TCe is being performed, the control device 5 calculates the power generation efficiency each time the coolant temperature is detected, and detects the coolant temperature at which the power generation efficiency is maximized (step n2). Specifically, the detected cooling water temperature and the power generation efficiency are associated and stored in the memory 52, the stored power generation efficiency is searched, and the maximum power generation efficiency is extracted. Then, the coolant temperature associated with the maximum power generation efficiency is read out. In this case, if the cooling water temperature rises above a certain temperature, the power generation efficiency tends to show almost the same value (shown as section A in FIG. 4), so the lowest cooling water temperature is adopted among the same power generation efficiency. To do. That is, when a plurality of maximum power generation efficiencies having the same value but different associated cooling water temperatures are stored, the one with the smallest cooling water temperature value is adopted. In this way, by setting the minimum cooling water temperature within the same maximum power generation efficiency, components such as the ion exchange membrane and the electrode of the fuel cell 1 are placed in a high temperature state near their respective operation limit temperatures for a long time. Therefore, the service life of the fuel cell 1 is increased.
[0036]
Thereafter, when the coolant temperature at which the maximum power generation efficiency is achieved is detected, the temperature controller TC, specifically, the three-way valve TCe and the radiator TCb are controlled so as to reach this coolant temperature (step n3). After detecting the coolant temperature in this manner, the power generation of the fuel cell 1 is controlled while maintaining the coolant temperature.
[0037]
With such a configuration, as shown in FIG. 5, the cooling water temperature is raised and lowered within a predetermined range centering on the target temperature (temperature sweep) to create a state where the power generation efficiency is forcibly changed. In this way, while changing the cooling water temperature, it is possible to detect the maximum power generation efficiency that changes in accordance with the change in the cooling water temperature. And by maintaining the cooling water temperature corresponding to the maximum power generation efficiency detected during the execution of the forced temperature control by the temperature control device TC, the fuel cell 1 can be generated with the maximum efficiency, and the hydrogen consumption amount Can be minimized.
[0038]
In addition, since the cooling water temperature is controlled, it is not necessary to add anything other than the configuration originally provided in the fuel cell system S in order to generate the fuel cell 1 with maximum efficiency. This eliminates the need for manufacturing costs such as the cost of parts required for such an additional configuration and the labor required for assembly, and enables power generation with maximum efficiency at low cost.
[0039]
The present invention is not limited to the above embodiment.
[0040]
In the above embodiment, the maximum efficiency is detected by using the temperature of the fuel cell 1, but instead of this temperature, the pressure of air as a control element may be used.
[0041]
In this embodiment, the control device 5 controls the opening degree of the pressure regulating valve B2, and thereby controls the pressure of oxygen off-gas and hence the air supplied to the fuel cell 1. The power generation control for controlling the pressure regulating valve B2 to generate power at maximum efficiency is executed by a program described below including the procedure shown in FIG.
[0042]
First, the control device 5 controls the pressure regulating valve B <b> 2 to close so that the air pressure increases until it reaches the target pressure. When the air pressure reaches the target pressure, the control device 5 controls the pressure regulating valve B2, and changes the air pressure up and down around the target pressure within a predetermined range (step n11). That is, the control device 5 opens the pressure regulating valve B2, and then controls to close when the air pressure reaches the lower limit value, and opens it when the air pressure reaches the upper limit value. Air is supplied to the fuel cell 1 at a predetermined flow rate by the compressor 3. Then, the air pressure is increased by decreasing the substantial pipe diameter at the outlet of the air discharge path P4 by decreasing the opening of the pressure regulating valve B2, that is, by controlling it in the closing direction. On the other hand, by increasing the opening degree, that is, controlling in the opening direction, the substantial pipe diameter at the outlet portion of the air discharge path P4 is increased to reduce the pressure. In this way, the pressure of the air is forcibly changed up and down (pressure sweep) by adjusting the opening degree of the pressure regulating valve B2.
[0043]
While controlling the pressure regulating valve B2, the control device 5 calculates the power generation efficiency each time the air pressure is detected, and detects the air pressure at which the power generation efficiency is maximized (step n12). Specifically, the detected air pressure and power generation efficiency are stored in the memory 52 in association with each other, the stored power generation efficiency is searched, and the maximum power generation efficiency is extracted. And the pressure of the air linked | related with the maximum power generation efficiency is read.
[0044]
Thereafter, when the pressure of the air that achieves the maximum power generation efficiency is detected, the pressure regulating valve B2 is controlled so as to be the pressure of the air (step n13).
[0045]
With such a configuration, like the cooling water temperature in the above-described embodiment, the air pressure is raised and lowered within a predetermined range centering on the target pressure to forcibly generate a state in which the power generation efficiency changes. While the air pressure is changed, the maximum of the changing power generation efficiency can be detected. And, by controlling the pressure of the air corresponding to the detected maximum power generation efficiency by controlling the pressure regulating valve B2, the fuel cell 1 can be generated with maximum efficiency, and the consumption of hydrogen can be minimized. it can.
[0046]
In addition, as in the case of the control of the cooling water temperature described above, there is no need for manufacturing costs such as parts costs required for such additional configuration and labor required for assembly, and power generation with maximum efficiency can be realized at low cost. It is something that can be done.
[0047]
In this way, even in the case where the air pressure is used as a control element, as in the case of the cooling water temperature, when the air pressure rises above a certain pressure, the power generation efficiency tends to show almost the same value. Therefore, the lowest air pressure is adopted within the same power generation efficiency. That is, when the maximum power generation efficiency of the same value with different associated cooling water temperatures is extracted by searching for the maximum power generation efficiency, the pressures of the air respectively associated with the extracted maximum power generation efficiency are respectively compared, and Among them, the one with the lowest air pressure is adopted. Thus, although the fuel cell 1 generates power with the maximum power generation efficiency, the pressure of the air is the lowest that can take the maximum power generation efficiency, so the burden on components such as the ion exchange membrane and the electrode of the fuel cell 1 is reduced. Can be reduced. Therefore, the service life of the fuel cell 1 can be extended.
[0048]
In each of the above-described embodiments, the temperature or pressure of the fuel cell 1 is changed, the temperature or pressure is stored in association with the power generation efficiency, and the stored power generation efficiency is searched to maximize the power generation efficiency. However, the power generation efficiency may be controlled by combining the temperature and the pressure.
[0049]
In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, the present invention detects the value of the control element that maximizes the power generation efficiency of the fuel cell by changing the control element within a predetermined range when the fuel cell is generating power. A state in which the power generation efficiency is maximized can be detected according to the fuel cell that is generating power. Then, since the power generation of the fuel cell is controlled so that the control element is detected, the fuel cell in that system is always generated with the best power generation efficiency within the allowable error of the power generation characteristics for each fuel cell system. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a fuel cell system to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram of a control device according to the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart schematically showing a power generation control procedure of the fuel cell in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the embodiment.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart schematically showing a power generation control procedure of a fuel cell according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
5 ... Control device 51 ... CPU
52 ... Memory 53 ... Input interface 54 ... Output interface TCf ... Cooling water inlet temperature sensor TCg ... Cooling water outlet temperature sensor S2 ... Air pressure sensor B2 ... Pressure regulating valve