JP5194827B2

JP5194827B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP5194827B2
Application number: JP2008010149A
Authority: JP
Inventors: 祐一坂上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-01-21
Also published as: JP2009170378A

Description

この発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.

従来、燃料電池システムは、燃料電池の内部温度を一定に保つための冷却系を備えている。冷却系は、冷媒ポンプと、ラジエータと、冷媒を循環させるための配管と、燃料電池の入口、出口付近の冷媒温度を測定する温度センサと、を備える。そして、燃料電池出口の冷媒温度を、燃料電池の内部温度とみなして、燃料電池出口の冷媒温度に基づいて、冷媒ポンプや、ラジエータファンを制御して、燃料電池の内部温度を一定に保っている。 Conventionally, a fuel cell system includes a cooling system for keeping the internal temperature of the fuel cell constant. The cooling system includes a refrigerant pump, a radiator, piping for circulating the refrigerant, and a temperature sensor that measures the refrigerant temperature near the inlet and outlet of the fuel cell. The refrigerant temperature at the fuel cell outlet is regarded as the internal temperature of the fuel cell, and the refrigerant pump and the radiator fan are controlled based on the refrigerant temperature at the fuel cell outlet to keep the internal temperature of the fuel cell constant. Yes.

しかしながら、例えば、冷媒ポンプが故障して、冷媒が燃料電池に供給されない場合には、燃料電池の内部温度が上昇するが、燃料電池出口の冷媒温度は上昇しない。すなわち、燃料電池出口の冷媒温度が、燃料電池の内部温度を表さない場合がある。そのため、燃料電池の温度上昇を検知することができず、燃料電池が高温により故障するおそれがある。 However, for example, when the refrigerant pump fails and the refrigerant is not supplied to the fuel cell, the internal temperature of the fuel cell rises, but the refrigerant temperature at the fuel cell outlet does not rise. That is, the refrigerant temperature at the fuel cell outlet may not represent the internal temperature of the fuel cell. For this reason, an increase in the temperature of the fuel cell cannot be detected, and the fuel cell may fail due to a high temperature.

その問題に対して、燃料電池の温度を直接測定することが考えられるが、燃料電池スタックの各単セルに温度センサを埋め込むことは困難であり、また、コストがかかるという問題がある。そこで、冷媒流量および冷媒圧力に基づいて、冷媒ポンプの故障等の冷却系の異常を判定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 To solve this problem, it is conceivable to directly measure the temperature of the fuel cell. However, it is difficult to embed a temperature sensor in each single cell of the fuel cell stack, and there is a problem that costs are increased. Therefore, a technique for determining an abnormality of the cooling system such as a failure of the refrigerant pump based on the refrigerant flow rate and the refrigerant pressure has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開２００２−１８４４３５号公報JP 2002-184435 A 特開平１０−０９２４５２号公報JP-A-10-092452 特開２００５−１２２９５９号公報JP 2005-122959 A

しかしながら、上記のように、冷媒流量を計測するための流量計と、冷媒圧力を計測するための圧力計を追加すると、コストがかかるという問題がある。そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、冷却系の異常を判定する、他の技術を提供することを目的とする。 However, as described above, when a flow meter for measuring the refrigerant flow rate and a pressure gauge for measuring the refrigerant pressure are added, there is a problem that costs increase. Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide another technique for determining an abnormality of a cooling system.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。本発明の一形態は、燃料電池システムであって、冷媒を燃料電池内部に循環させるための冷媒ポンプを有する冷却系と；前記冷媒ポンプの消費電力を検出する消費電力検出部と；前記冷媒ポンプの回転数と、前記冷媒の圧損と、に基づいて前記冷媒ポンプの消費電力を推定する消費電力推定部と；前記消費電力検出部によって検出される、前記冷媒ポンプの消費電力の検出値と、前記消費電力推定部によって推定される前記冷媒ポンプの消費電力の推定値と、に基づいて、前記冷媒の圧力値を用いることなく、前記冷却系の異常を判定する判定部と；を備える。例えば、燃料電池システムにおいて、配管がつぶれるという冷却系の異常があった場合に、配管のつぶれによりキャビテーションが生じて冷媒の流量が少なくなると、冷媒ポンプが空回りして、冷媒ポンプにおける消費電力が、流量が正常の場合に対して小さくなる。このような形態であれば、冷媒ポンプの消費電力の実測値と推定値とを比較して、有意な違いがある場合に、容易に冷却系の異常を判定することができる。その他、本発明は、以下のような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 or application examples. One aspect of the present invention is a fuel cell system, a cooling system having a refrigerant pump for circulating refrigerant inside the fuel cell; a power consumption detector that detects power consumption of the refrigerant pump; and the refrigerant pump A power consumption estimation unit that estimates power consumption of the refrigerant pump based on the rotation speed of the refrigerant and pressure loss of the refrigerant; a detected value of power consumption of the refrigerant pump detected by the power consumption detection unit; And a determination unit that determines abnormality of the cooling system without using the pressure value of the refrigerant based on the estimated value of power consumption of the refrigerant pump estimated by the power consumption estimation unit. For example, in a fuel cell system, when there is an abnormality in the cooling system in which a pipe is crushed, if the cavitation occurs due to the crushing of the pipe and the flow rate of the refrigerant decreases, the refrigerant pump runs idle, and the power consumption in the refrigerant pump is Smaller than when the flow rate is normal. With such a configuration, it is possible to easily determine the abnormality of the cooling system when there is a significant difference between the measured value and the estimated value of the power consumption of the refrigerant pump. In addition, the present invention can be realized as the following forms.

［適用例１］燃料電池システムであって、
冷媒を燃料電池内部に循環させるための冷媒ポンプを有する冷却系と、
前記冷媒ポンプの消費電力を検出する消費電力検出部と、
前記冷媒ポンプの回転数と、前記冷媒の圧損と、に基づいて前記冷媒ポンプの消費電力を推定する消費電力推定部と、
前記消費電力検出部によって検出される、前記冷媒ポンプの消費電力の検出値と、前記消費電力推定部によって推定される前記冷媒ポンプの消費電力の推定値と、に基づいて、前記冷却系の異常を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 Application Example 1 A fuel cell system,
A cooling system having a refrigerant pump for circulating the refrigerant inside the fuel cell;
A power consumption detector for detecting power consumption of the refrigerant pump;
A power consumption estimation unit that estimates power consumption of the refrigerant pump based on the number of rotations of the refrigerant pump and pressure loss of the refrigerant;
Based on the detected value of the power consumption of the refrigerant pump detected by the power consumption detection unit and the estimated value of the power consumption of the refrigerant pump estimated by the power consumption estimation unit, the abnormality of the cooling system A determination unit for determining
A fuel cell system comprising:

例えば、配管がつぶれるという冷却系の異常があった場合に、配管のつぶれによりキャビテーションが生じて冷媒の流量が少なくなると、冷媒ポンプが空回りして、冷媒ポンプにおける消費電力が、流量が正常の場合に対して小さくなる。そのため、適用例１の燃料電池システムによれば、冷媒ポンプの消費電力の実測値と推定値とを比較して、有意な違いがある場合に、容易に冷却系の異常を判定することができる。 For example, when there is an abnormality in the cooling system that the pipe is crushed and the cavitation occurs due to the crushed pipe and the flow rate of the refrigerant decreases, the refrigerant pump runs idle and the power consumption in the refrigerant pump is normal. Becomes smaller than Therefore, according to the fuel cell system of Application Example 1, when the measured value and the estimated value of the power consumption of the refrigerant pump are compared and there is a significant difference, it is possible to easily determine the abnormality of the cooling system. .

冷媒ポンプの実際の消費電力は、例えば、冷媒ポンプに電力を供給するバッテリの電流、電圧から算出してもよいし、電力測定器等によって、測定してもよい。 The actual power consumption of the refrigerant pump may be calculated from, for example, the current and voltage of a battery that supplies electric power to the refrigerant pump, or may be measured by a power meter or the like.

［適用例２］適用例１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記冷却系は、
前記冷媒を冷却するためのラジエータを通過させる冷却配管と、
前記冷媒を、前記ラジエータを通過させない非冷却配管と、
前記燃料電池から排出される前記冷媒を、前記冷却配管と、前記非冷却配管に、分配する第１の配管と、
前記冷却配管内を流通する前記冷媒と、前記非冷却配管内を流通する前記冷媒を合流させて、前記燃料電池に供給する第２の配管と、
前記冷却配管と前記非冷却配管とへの前記冷媒の配分を決定する調整バルブと、
を備え、
前記消費電力推定部は、
前記冷媒の温度と、前記冷媒ポンプの回転数と、前記調整バルブのバルブ開度と、から前記消費電力を推定することを特徴とする燃料電池システム。 [Application Example 2] In the fuel cell system according to Application Example 1,
The cooling system is
A cooling pipe for passing a radiator for cooling the refrigerant;
Uncooled piping that does not allow the refrigerant to pass through the radiator;
A first pipe for distributing the refrigerant discharged from the fuel cell to the cooling pipe and the non-cooling pipe;
A second pipe that joins the refrigerant flowing through the cooling pipe and the refrigerant flowing through the non-cooling pipe to supply the fuel cell;
An adjustment valve for determining distribution of the refrigerant to the cooling pipe and the non-cooling pipe;
With
The power consumption estimation unit is
The fuel cell system, wherein the power consumption is estimated from a temperature of the refrigerant, a rotation speed of the refrigerant pump, and a valve opening degree of the adjustment valve.

冷媒温度と、冷媒ポンプの回転数と、調整バルブのバルブ開度は、通常、冷媒の温度および流量を管理する場合に、測定しているため、適用例２のようにすると、冷却系の異常を判定するために、新たに機器を追加する必要がないため、好適である。 The refrigerant temperature, the number of revolutions of the refrigerant pump, and the valve opening of the adjusting valve are usually measured when managing the temperature and flow rate of the refrigerant. This is preferable because it is not necessary to add a new device to determine

［適用例３］適用例１または２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記判定部は、
前記検出値と、前記推定値との差に基づいて、前記冷却系の異常を判定することを特徴とする燃料電池システム。 [Application Example 3] In the fuel cell system according to Application Example 1 or 2,
The determination unit
An abnormality in the cooling system is determined based on a difference between the detected value and the estimated value.

このようにすると、冷媒ポンプにおける消費電力の検出値と推定値とから容易に冷却系の異常を判定することができる。また、検出値が推定値よりも大きくなるような冷却系の異常も、検出値が推定値よりも小さくなるような冷却系の異常も、容易に判定することができる。例えば、冷却水の流量が多い場合には、検出値が推定値よりも大きくなる。冷媒の消費電力が大きくなると、燃費が悪くなるため、このようにして、容易に冷却系の異常を知ることにより、燃費の悪化を早期に抑制することができるようになる。 If it does in this way, abnormality of a cooling system can be judged easily from the detected value and estimated value of the power consumption in a refrigerant pump. Further, it is possible to easily determine an abnormality in the cooling system in which the detected value is larger than the estimated value and an abnormality in the cooling system in which the detected value is smaller than the estimated value. For example, when the flow rate of cooling water is large, the detected value is larger than the estimated value. When the power consumption of the refrigerant increases, the fuel consumption deteriorates. Thus, by easily knowing the abnormality of the cooling system, the deterioration of the fuel consumption can be suppressed at an early stage.

［適用例４］適用例１ないし３のいずれか１つに記載の燃料電池システムにおいて、
前記判定部は、
前記推定値が前記検出値よりも大きく、かつその差が所定値以上の場合に、前記冷却系に異常ありと判定することを特徴とする燃料電池システム。 Application Example 4 In the fuel cell system according to any one of Application Examples 1 to 3,
The determination unit
The fuel cell system, wherein when the estimated value is larger than the detected value and the difference is not less than a predetermined value, it is determined that the cooling system is abnormal.

このようにすると、容易に冷媒の流量不足を判定することができ、燃料電池が高温により故障するのを、抑制することができる。 If it does in this way, it can be judged easily that the flow rate of a refrigerant is insufficient, and it can control that a fuel cell fails by high temperature.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a fuel cell system, a vehicle equipped with the fuel cell system, and the like.

Ａ．第１の実施例：
Ａ１．実施例の構成：
図１は、本発明の第１の実施例としての燃料電池システム１０００の構成を示す説明図である。本実施例において、燃料電池システム１０００は、車両に搭載されている。本実施例の燃料電池システム１０００は、燃料電池スタック１００と、燃料ガスとしての水素を給排する水素給排系２００と、酸化剤ガスとしての空気を給排する空気給排系３００と、燃料電池スタック１００を冷却する冷却系４００と、燃料電池システム１０００を制御するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：電子制御装置）５００と、を主に備える。 A. First embodiment:
A1. Example configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a fuel cell system 1000 as a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the fuel cell system 1000 is mounted on a vehicle. The fuel cell system 1000 of the present embodiment includes a fuel cell stack 100, a hydrogen supply / discharge system 200 that supplies / discharges hydrogen as a fuel gas, an air supply / discharge system 300 that supplies / discharges air as an oxidant gas, and a fuel A cooling system 400 that cools the battery stack 100 and an ECU (Electronic Control Unit) 500 that controls the fuel cell system 1000 are mainly provided.

燃料電池スタック１００は、比較的小型で発電効率に優れる固体高分子型燃料電池であり、燃料ガスとしての純水素と、酸化剤ガスとしての空気中の酸素が、各電極において電気化学反応を起こすことによって起電力を得るものである。燃料電池スタック１００は、単セル（図示しない）を、セパレータ（図示しない）を介在させて複数積層して成るスタック構造を成し、その積層数は、燃料電池スタック１００に要求される出力に応じて任意に設定可能である。 The fuel cell stack 100 is a polymer electrolyte fuel cell that is relatively small and excellent in power generation efficiency, and pure hydrogen as a fuel gas and oxygen in the air as an oxidant gas cause an electrochemical reaction at each electrode. Thus, an electromotive force is obtained. The fuel cell stack 100 has a stack structure in which a plurality of single cells (not shown) are stacked with separators (not shown) interposed, and the number of stacked layers depends on the output required for the fuel cell stack 100. Can be set arbitrarily.

水素給排系２００では、高圧水素が貯蔵された水素タンク（図示しない）から、配管２０２を介して、燃料電池スタック１００のアノードに水素が供給され、アノードにおいて電気化学反応に用いられた後、アノード排ガスは、配管２０４を介して大気中に排出される。また、配管２０４から分岐して循環配管２０６が設けられ、配管２０４には、バルブ２０８が設けられている。バルブ２０８が閉弁されると、アノード排ガスは、循環配管２０６を介して配管２０２に戻されて、アノード排ガス中の水素が再利用される。バルブ２０８が開弁されると、アノード排ガスは、配管２０４を介して大気中に排出される。 In the hydrogen supply / discharge system 200, hydrogen is supplied from a hydrogen tank (not shown) in which high-pressure hydrogen is stored to the anode of the fuel cell stack 100 via the pipe 202, and after being used for an electrochemical reaction at the anode, The anode exhaust gas is discharged into the atmosphere via the pipe 204. A circulation pipe 206 is provided branching from the pipe 204, and a valve 208 is provided in the pipe 204. When the valve 208 is closed, the anode exhaust gas is returned to the pipe 202 via the circulation pipe 206, and hydrogen in the anode exhaust gas is reused. When the valve 208 is opened, the anode exhaust gas is discharged into the atmosphere via the pipe 204.

空気給排系３００では、コンプレッサ（図示しない）によって圧縮された圧縮空気が、配管３０２を介して、燃料電池スタック１００のカソードに供給される。カソードおいて電気化学反応に用いられた後、カソード排ガスは配管３０４を介して、大気中に放出される。 In the air supply / discharge system 300, compressed air compressed by a compressor (not shown) is supplied to the cathode of the fuel cell stack 100 via the pipe 302. After being used for the electrochemical reaction at the cathode, the cathode exhaust gas is released into the atmosphere via the pipe 304.

冷却系４００は、ウォーターポンプ４１０と、モータ４１２と、インバータ４１４と、バッテリ４１８と、供給配管４０２と、排出配管４０４と、冷却配管４０６と、ラジエータ４２２と、非冷却配管４０８と、調整バルブ４２０と、入口温度センサ４２６と、出口温度センサ４２８と、を主に備える。冷却水は、ウォーターポンプ４１０によって、供給配管４０２を流れ、燃料電池スタック１００内を循環して燃料電池スタック１００を冷却した後、排出配管４０４、非冷却配管４０８および冷却配管４０６を通って、所定の温度に調整されて（後に詳述する）、再び、燃料電池スタック１００に供給される。本実施例におけるウォーターポンプ４１０が、請求項における冷媒ポンプに、冷却水が、請求項における冷媒に、それぞれ相当する。また、本実施例における供給配管４０２が、請求項における第２の配管に、排出配管４０４が、請求項における第１の配管に、それぞれ相当する。 The cooling system 400 includes a water pump 410, a motor 412, an inverter 414, a battery 418, a supply pipe 402, a discharge pipe 404, a cooling pipe 406, a radiator 422, an uncooled pipe 408, and an adjustment valve 420. And an inlet temperature sensor 426 and an outlet temperature sensor 428 are mainly provided. The cooling water flows through the supply pipe 402 by the water pump 410, circulates in the fuel cell stack 100 and cools the fuel cell stack 100, and then passes through the discharge pipe 404, the non-cooling pipe 408, and the cooling pipe 406, (Which will be described in detail later) and supplied to the fuel cell stack 100 again. The water pump 410 in this embodiment corresponds to the refrigerant pump in the claims, and the cooling water corresponds to the refrigerant in the claims. Further, the supply pipe 402 in this embodiment corresponds to the second pipe in the claims, and the discharge pipe 404 corresponds to the first pipe in the claims.

ウォーターポンプ４１０は、冷却水を、冷却系４００の配管４０２、４０４、４０６、４０８、および燃料電池スタック１００内の冷却水流路（図示しない）を通って循環させるためのポンプである。ウォーターポンプ４１０は、電動ウォーターポンプであり、バッテリ４１８から電力の供給を受けて駆動される。後述するＥＣＵ５００が、出口温度センサ４２８の検出値に基づいて、ウォーターポンプ４１０の回転数を決定し、インバータ４１４を制御することにより、モータ４１２の回転速度、トルクを制御して、ウォーターポンプ４１０の回転数を制御している。ウォーターポンプ４１０は、内部に回転検出器（図示しない）を備えており、ウォーターポンプ４１０の駆動中は、回転検出器によってウォーターポンプ４１０の回転数を測定して、ＥＣＵ５００に送信している。 The water pump 410 is a pump for circulating the cooling water through the piping 402, 404, 406, 408 of the cooling system 400 and a cooling water flow path (not shown) in the fuel cell stack 100. The water pump 410 is an electric water pump and is driven by receiving power from the battery 418. The ECU 500 described later determines the number of rotations of the water pump 410 based on the detection value of the outlet temperature sensor 428 and controls the inverter 414 to control the rotation speed and torque of the motor 412, thereby controlling the water pump 410. The number of revolutions is controlled. The water pump 410 includes a rotation detector (not shown) inside, and while the water pump 410 is being driven, the rotation number of the water pump 410 is measured by the rotation detector and transmitted to the ECU 500.

調整バルブ４２０は、電動ロータリーバルブであり、後述するＥＣＵ５００が、出口温度センサ４２８の検出値に基づいて、調整バルブ４２０のバルブ開度を決定し、調整バルブ４２０を制御する。調整バルブ４２０は、バルブ開度を、０〜１００％の間で調整できる。バルブ開度０％では、非冷却配管４０８と供給配管４０２の間が１００％開かれて、非冷却配管４０８と供給配管４０２とが繋がれ、冷却配管４０６と供給配管４０２の間が遮断される。このとき、燃料電池スタック１００内を循環した後の冷却水は、排出配管４０４、非冷却配管４０８、供給配管４０２を通って、再び、燃料電池スタック１００に供給される。冷却水は、ラジエータ４２２を通過しないため、冷却水の温度低下が、抑制される。 The adjustment valve 420 is an electric rotary valve, and the ECU 500 described later determines the valve opening degree of the adjustment valve 420 based on the detection value of the outlet temperature sensor 428 and controls the adjustment valve 420. The adjustment valve 420 can adjust the valve opening between 0% and 100%. When the valve opening is 0%, the non-cooling pipe 408 and the supply pipe 402 are opened 100%, the non-cooling pipe 408 and the supply pipe 402 are connected, and the cooling pipe 406 and the supply pipe 402 are blocked. . At this time, the cooling water after circulating through the fuel cell stack 100 is supplied to the fuel cell stack 100 again through the discharge pipe 404, the non-cooling pipe 408, and the supply pipe 402. Since the cooling water does not pass through the radiator 422, the temperature drop of the cooling water is suppressed.

一方、バルブ開度１００％では、冷却配管４０６と供給配管４０２の間が１００％開かれて、冷却配管４０６と供給配管４０２繋がれ、非冷却配管４０８と供給配管４０２の間が遮断される。このとき、燃料電池スタック１００内を循環した後の冷却水は、排出配管４０４、冷却配管４０６、供給配管４０２を通って、再び、燃料電池スタック１００に供給される。冷却水は、冷却配管４０６中に設けられているラジエータ４２２を流通する際に、冷却される。なお、ファン４２４は、出口温度センサ４２８の検出値に基づいて、ＥＣＵ５００により、運転、停止を制御される。 On the other hand, when the valve opening degree is 100%, the cooling pipe 406 and the supply pipe 402 are opened 100%, the cooling pipe 406 and the supply pipe 402 are connected, and the non-cooling pipe 408 and the supply pipe 402 are blocked. At this time, the cooling water after circulating through the fuel cell stack 100 is supplied again to the fuel cell stack 100 through the discharge pipe 404, the cooling pipe 406, and the supply pipe 402. The cooling water is cooled when it flows through the radiator 422 provided in the cooling pipe 406. The operation and stop of the fan 424 are controlled by the ECU 500 based on the detected value of the outlet temperature sensor 428.

バルブ開度が０〜１００％の間の場合は、冷却配管４０６と、非冷却配管４０８の開度がそれぞれ調整されて、冷却配管４０６と非冷却配管４０８との両方に、冷却水が流れ、燃料電池スタック１００に供給される冷却水の温度が目標温度になるように設定される。 When the valve opening is between 0 and 100%, the opening of the cooling pipe 406 and the non-cooling pipe 408 are adjusted, and the cooling water flows through both the cooling pipe 406 and the non-cooling pipe 408. The temperature of the cooling water supplied to the fuel cell stack 100 is set to the target temperature.

例えば、燃料電池スタック１００の起動時等、燃料電池スタック１００の内部温度が低い場合には、ＥＣＵ５００は、調整バルブ４２０のバルブ開度を０％に調整して、冷却水が冷却配管４０６を通らず、非冷却配管４０８を通るようにする。そうすると、温まった冷却水（温水）が、燃料電池スタック１００に供給されるため、燃料電池スタック１００が温められる。 For example, when the internal temperature of the fuel cell stack 100 is low, such as when the fuel cell stack 100 is started up, the ECU 500 adjusts the valve opening of the adjustment valve 420 to 0% so that the cooling water passes through the cooling pipe 406. Instead, it passes through the uncooled piping 408. Then, since the heated cooling water (hot water) is supplied to the fuel cell stack 100, the fuel cell stack 100 is warmed.

一方、燃料電池スタック１００の内部温度が高い場合には、ＥＣＵ５００は、調整バルブ４２０のバルブ開度を１００％に調整して、冷却水が、非冷却配管４０８を通らず、冷却配管４０６を通るようにする。そうすると、燃料電池スタック１００の熱を吸収して温められた冷却水が、ラジエータ４２２にて冷却され、冷却された冷却水が、燃料電池スタック１００に供給されるため、燃料電池スタック１００が冷却される。 On the other hand, when the internal temperature of the fuel cell stack 100 is high, the ECU 500 adjusts the valve opening degree of the adjustment valve 420 to 100% so that the cooling water does not pass through the non-cooling pipe 408 but passes through the cooling pipe 406. Like that. Then, the cooling water heated by absorbing the heat of the fuel cell stack 100 is cooled by the radiator 422, and the cooled cooling water is supplied to the fuel cell stack 100, so that the fuel cell stack 100 is cooled. The

また、冷却水の出口温度によっては、ＥＣＵ５００は、調整バルブ４２０のバルブ開度を０〜１００％の間に調整して冷却配管４０６と非冷却配管４０８との両方に、冷却水が流れるようにして、燃料電池スタック１００に供給される冷却水の温度を目標温度に設定する。 Further, depending on the outlet temperature of the cooling water, the ECU 500 adjusts the valve opening of the adjustment valve 420 to 0 to 100% so that the cooling water flows through both the cooling pipe 406 and the non-cooling pipe 408. Then, the temperature of the cooling water supplied to the fuel cell stack 100 is set to the target temperature.

ＥＣＵ５００は、入出力ポート５１０と、ＣＰＵ５２０と、メモリ５３０と、を主に備える。メモリ５３０には、マップ５３２、および流量異常判定プログラム５３４が、予め記録されている。マップ５３２は、入口温度センサ４２６による冷却水温度、ウォーターポンプ４１０の備える回転検出器（図示しない）が検出するウォーターポンプ４１０の回転数、調整バルブ４２０の備える位置検出器（図示しない）が検出するバルブ開度と、ウォーターポンプ４１０における消費電力との関係を示すものである。マップ５３２は、予め、上記の冷却水温、ウォーターポンプ４１０の回転数、バルブ開度に応じたウォーターポンプ４１０における消費電力を測定して、作成される。ウォーターポンプ４１０における消費電力は、バッテリ４１８からインバータ４１４に供給される電流と電圧を測定することにより求めることができる。 The ECU 500 mainly includes an input / output port 510, a CPU 520, and a memory 530. In the memory 530, a map 532 and a flow rate abnormality determination program 534 are recorded in advance. The map 532 is detected by the coolant temperature by the inlet temperature sensor 426, the number of rotations of the water pump 410 detected by the rotation detector (not shown) provided in the water pump 410, and the position detector (not shown) provided by the adjustment valve 420. The relationship between a valve opening degree and the power consumption in the water pump 410 is shown. The map 532 is created in advance by measuring the power consumption in the water pump 410 according to the cooling water temperature, the rotation speed of the water pump 410, and the valve opening. The power consumption in the water pump 410 can be obtained by measuring the current and voltage supplied from the battery 418 to the inverter 414.

ＣＰＵ５２０は、メモリ５３０に記録されている流量異常判定プログラム５３４を実行することにより、請求項における判定部、消費電力推定部、消費電力検出部として機能する。ＣＰＵ５２０は、入出力ポート５１０を介して取得した、冷却水の入口温度、ウォーターポンプ４１０の回転数、調整バルブ４２０のバルブ開度に基づいて、メモリ５３０に記憶されているマップ５３２を参照して、ウォーターポンプ４１０の消費電力を推定し、後述するように、冷却水の流量の異常を判定する。 The CPU 520 functions as a determination unit, a power consumption estimation unit, and a power consumption detection unit in the claims by executing a flow rate abnormality determination program 534 recorded in the memory 530. The CPU 520 refers to the map 532 stored in the memory 530 based on the cooling water inlet temperature, the rotation speed of the water pump 410, and the valve opening degree of the adjustment valve 420 acquired through the input / output port 510. Then, the power consumption of the water pump 410 is estimated, and an abnormality in the flow rate of the cooling water is determined as will be described later.

入出力ポート５１０は、上記のとおり、ウォーターポンプ４１０からの回転数信号、バッテリ４１８からの電圧、電流信号、調整バルブ４２０からの開度信号、入口温度センサ４２６からの温度信号、出口温度センサ４２８からの温度信号を受付けたり、インバータ４１４の制御信号、調整バルブ４２０の制御信号を出力したりする。また、ＣＰＵ５２０において冷却水の流量異常と判定された場合に、冷却系の異常を知らせる冷却水ワーニングランプ６００の点灯指示を出力する。冷却水ワーニングランプ６００は、例えば、車両前方に設けられている計器パネルに表示される。 As described above, the input / output port 510 includes the rotation speed signal from the water pump 410, the voltage from the battery 418, the current signal, the opening signal from the adjustment valve 420, the temperature signal from the inlet temperature sensor 426, and the outlet temperature sensor 428. The temperature signal is received, and the control signal of the inverter 414 and the control signal of the adjustment valve 420 are output. Further, when the CPU 520 determines that the cooling water flow rate is abnormal, it outputs an instruction to turn on the cooling water warning lamp 600 to notify the abnormality of the cooling system. The cooling water warning lamp 600 is displayed on, for example, an instrument panel provided in front of the vehicle.

なお、ＥＣＵ５００は、例えば、燃料電池システム１０００や２次バッテリ（図示しない）をコントロールするＰＣＵ（ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：パワーコントロールユニット）(図示しない)に含まれる。 The ECU 500 is included in, for example, a PCU (Power Control Unit) (not shown) that controls the fuel cell system 1000 and a secondary battery (not shown).

Ａ２．ウォーターポンプにおける消費電力について：
本実施例における冷却系の異常を判定する動作を説明するに先立って、ウォーターポンプ４１０における消費電力について、説明する。ウォーターポンプ４１０の回転数は、上記の通り、出口温度センサ４２８の検出値によって、ＥＣＵ５００で決定され、制御される。調整バルブ４２０のバルブ開度は、出口温度センサ４２８の検出値に基づいて定められ、調整バルブ４２０のバルブ開度によって、冷却水の入口温度が決まってくる。 A2. About power consumption in water pump:
Prior to describing the operation of determining abnormality of the cooling system in the present embodiment, the power consumption in the water pump 410 will be described. The number of rotations of the water pump 410 is determined and controlled by the ECU 500 based on the detection value of the outlet temperature sensor 428 as described above. The valve opening of the adjustment valve 420 is determined based on the detection value of the outlet temperature sensor 428, and the inlet temperature of the cooling water is determined by the valve opening of the adjustment valve 420.

冷却水の粘度は、冷却水の温度により変化する。冷却水の温度が低いと、冷却水の粘度が高くなる。冷却水の粘度が高くなると、配管内の冷却水の圧損が大きくなる。また、調整バルブ４２０の開度によって、冷却水の圧損が異なる。ウォーターポンプ４１０の消費電力は、（冷却水の流量）×（ウォーターポンプ４１０における昇圧）によって求められる。冷却水系に異常がない場合には、ウォーターポンプ４１０の回転数に応じて、冷却水の流量が変化する。したがって、冷却水系に異常がない場合には、例えば、冷却水の出口温度（燃料電池スタック１００の内部温度を示す）に基づいて、ウォーターポンプ４１０の回転数が一義的に決まるものとすると、回転数が一定の場合に（すなわち、冷却水の流量が一定）、冷却水の粘度が高くなったり、調整バルブ４２０の開度によって、冷却水の圧損が大きくなれば、ウォーターポンプ４１０における昇圧が大きくなるため、ウォーターポンプ４１０における消費電力は、大きくなる。したがって、冷却水入口温度、ポンプ回転数、バルブ開度と、ウォーターポンプ４１０における消費電力との間には、所定の関係が成立する。 The viscosity of the cooling water varies depending on the temperature of the cooling water. When the temperature of the cooling water is low, the viscosity of the cooling water increases. As the viscosity of the cooling water increases, the pressure loss of the cooling water in the pipe increases. Further, the pressure loss of the cooling water varies depending on the opening of the adjustment valve 420. The power consumption of the water pump 410 is obtained by (cooling water flow rate) × (pressure increase in the water pump 410). When there is no abnormality in the cooling water system, the flow rate of the cooling water changes according to the rotation speed of the water pump 410. Therefore, if there is no abnormality in the cooling water system, for example, the rotation speed of the water pump 410 is uniquely determined based on the outlet temperature of the cooling water (indicating the internal temperature of the fuel cell stack 100). When the number is constant (that is, the flow rate of the cooling water is constant), if the viscosity of the cooling water increases or the pressure loss of the cooling water increases due to the opening of the adjustment valve 420, the pressure increase in the water pump 410 increases. Therefore, the power consumption in the water pump 410 increases. Therefore, a predetermined relationship is established among the coolant inlet temperature, the pump rotation speed, the valve opening degree, and the power consumption in the water pump 410.

そのため、予め、冷却水入口温度、ポンプ回転数、バルブ開度と、ウォーターポンプ４１０における消費電力との間の関係を調べておき、マップとしてメモリ５３０に記憶させておけば、冷却水入口温度、ポンプ回転数、バルブ開度から、ウォーターポンプ４１０における消費電力を推定することができる。一方、ウォーターポンプ４１０における実際の消費電力（ポンプ実電力）は、バッテリ４１８からインバータ４１４に供給される電流と電圧から求めることができる。 Therefore, if the relationship between the cooling water inlet temperature, the pump rotation speed, the valve opening, and the power consumption in the water pump 410 is checked in advance and stored in the memory 530 as a map, the cooling water inlet temperature, The power consumption in the water pump 410 can be estimated from the pump speed and the valve opening. On the other hand, the actual power consumption (pump actual power) in the water pump 410 can be obtained from the current and voltage supplied from the battery 418 to the inverter 414.

例えば、冷却系４００の配管のいずれかにつぶれが生じ、冷却水中に気泡が発生すると（以下、キャビテーションともいう。）、冷却水がほとんど流れなくなるため、ウォーターポンプ４１０が空回りする。冷却水が流れなくなると、燃料電池スタック１００を充分に冷却することができないため、燃料電池スタック１００の温度が上昇する。しかしながら、冷却水が流れないため、その温度上昇は、冷却水の出口温度には反映されない。そのため、冷却水の出口温度は、キャビテーションが生じる前の温度とほとんど同じであり、ウォーターポンプ４１０の回転数は、キャビテーションが生じる前とほとんど同じである。 For example, when one of the piping of the cooling system 400 is crushed and bubbles are generated in the cooling water (hereinafter also referred to as cavitation), the cooling water hardly flows, so the water pump 410 is idle. If the cooling water does not flow, the fuel cell stack 100 cannot be sufficiently cooled, and the temperature of the fuel cell stack 100 rises. However, since the cooling water does not flow, the temperature rise is not reflected in the outlet temperature of the cooling water. Therefore, the outlet temperature of the cooling water is almost the same as the temperature before cavitation occurs, and the rotation speed of the water pump 410 is almost the same as before the cavitation occurs.

また、調整バルブ４２０のバルブ開度は、冷却水の出口温度に基づいて調整されるため、上記したように、冷却水の出口温度がキャビテーションの生じる前とほぼ同じだとすると、バルブ開度はキャビテーションが生じる前と同じである。また、冷却水が流れないため、配管内には、冷却水が滞留しており、冷却水の入口温度も、キャビテーションが生じる前と変わらない。そうすると、ウォーターポンプ４１０における消費電力を、マップから推定した推定電力の値は、キャビテーションが生じる前と変わらない。 Further, since the valve opening of the adjustment valve 420 is adjusted based on the outlet temperature of the cooling water, as described above, if the outlet temperature of the cooling water is almost the same as before the cavitation occurs, the valve opening is not cavitation. Same as before. Further, since the cooling water does not flow, the cooling water stays in the pipe, and the inlet temperature of the cooling water is the same as before the cavitation occurs. Then, the value of the estimated power obtained by estimating the power consumption in the water pump 410 from the map is the same as before cavitation occurs.

一方、キャビテーションが生じた後は、上記したように、冷却水がほとんど流れず、ウォーターポンプ４１０が空回りする。上記したように、ウォーターポンプ４１０の消費電力は、（冷却水の流量）×（ウォーターポンプ４１０における昇圧）によって求められるため、冷却水の流量が少なくなると、ウォーターポンプ４１０における消費実電力（ポンプ実電力）は、推定電力よりも小さくなる。 On the other hand, after cavitation occurs, as described above, the cooling water hardly flows and the water pump 410 idles. As described above, since the power consumption of the water pump 410 is obtained by (cooling water flow rate) × (pressure increase in the water pump 410), the actual power consumption (pump actual power) in the water pump 410 is reduced when the cooling water flow rate decreases. Power) is smaller than the estimated power.

また、ウォーターポンプ４１０が故障すると、ポンプが回転しなくなったり、ウォーターポンプ４１０が所定の回転数で回転しているにもかかわらず、冷却水が送り出されない場合がある。例えば、ウォーターポンプ４１０が所定の回転数で回転しているにもかかわらず、冷却水が送り出されておらず、冷却水の流量が少ない場合には、上記のキャビテーションが生じている場合と同様に、冷却水温度およびバルブ開度はウォーターポンプ４１０が故障する前と変わらないため、ポンプ推定電力は、ウォーターポンプ４１０が故障する前と変わらない。一方、ポンプ実電力は、上記したように、冷却水の流量が少なくなるため、ポンプ推定電力よりも小さくなる。 Further, when the water pump 410 fails, the pump may not rotate, or the cooling water may not be sent out even though the water pump 410 rotates at a predetermined rotation speed. For example, when the water pump 410 is rotating at a predetermined number of revolutions, the cooling water is not sent out and the flow rate of the cooling water is small, as in the case where the cavitation occurs. Since the cooling water temperature and the valve opening are the same as before the water pump 410 fails, the estimated pump power is the same as before the water pump 410 fails. On the other hand, the actual pump power is smaller than the estimated pump power because the flow rate of the cooling water decreases as described above.

このように、配管、ウォーターポンプ４１０、調整バルブ４２０等の冷却系に異常が生じて、冷却水の流量が少なくなると、ウォーターポンプ４１０において消費される実電力が推定電力より小さくなる。 As described above, when an abnormality occurs in the cooling system such as the piping, the water pump 410, the adjustment valve 420, etc., and the flow rate of the cooling water decreases, the actual power consumed in the water pump 410 becomes smaller than the estimated power.

Ａ３．実施例の動作：
図２は、燃料電池システム１０００における冷却系の異常を判定する流れを示すフローチャートである。本実施例では、冷却系の異常として、冷却水の流量異常を判定している。本ルーチンは、燃料電池システム１０００の起動中、所定の間隔で、繰り返し実効される。まず、ＣＰＵ５２０は、入出力ポート５１０を介して、出口温度センサ４２８から冷却水温度、ウォーターポンプ４１０からポンプ回転数、調整バルブ４２０からバルブ開度、バッテリ４１８からインバータ４１４に供給される電流（以下、「供給電流」ともいう。）および電圧（以下、「供給電圧」ともいう。）を、それぞれ取得する（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ５２０は、取得した冷却水温度、ポンプ回転数、バルブ開度に基づいて、メモリ５３０に記憶されているマップ５３２を参照して、ポンプ消費電力を推定する（ステップＳ１０４）。以下、推定されたポンプ消費電力を、ポンプ推定電力という。また、ＣＰＵ５２０は、取得した供給電流および供給電圧から、ウォーターポンプ４１０の実際の消費電力（以下、「ポンプ実電力」ともいう。）を算出する(ステップＳ１０５)。 A3. Example operation:
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of determining an abnormality of the cooling system in the fuel cell system 1000. In this embodiment, an abnormality in the flow rate of the cooling water is determined as an abnormality in the cooling system. This routine is repeatedly executed at predetermined intervals while the fuel cell system 1000 is activated. First, the CPU 520 receives the cooling water temperature from the outlet temperature sensor 428, the pump rotation speed from the water pump 410, the valve opening from the adjustment valve 420, and the current supplied from the battery 418 to the inverter 414 via the input / output port 510. , Also referred to as “supply current”) and voltage (hereinafter also referred to as “supply voltage”), respectively (step S102). The CPU 520 estimates the pump power consumption with reference to the map 532 stored in the memory 530 based on the acquired cooling water temperature, pump rotation speed, and valve opening (step S104). Hereinafter, the estimated pump power consumption is referred to as pump estimated power. CPU 520 calculates actual power consumption of water pump 410 (hereinafter also referred to as “pump actual power”) from the acquired supply current and supply voltage (step S105).

続いて、ＣＰＵ５２０は、ポンプ推定電力からポンプ実電力を引いた値が所定値以上か否か判定する（ステップＳ１０６）。その値が所定値以上であれば（ステップＳ１０６において、Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５２０は、冷却水の流量異常と判定する（ステップＳ１０８）。その値が所定値未満であれば（ステップＳ１０６において、Ｎｏ）、冷却水の流量は正常であると判定する。ステップＳ１０８において、ＣＰＵ５２０が冷却水の流量異常と判定した場合には、ＣＰＵ５２０は、入出力ポート５１０を介して、冷却水ワーニングランプ６００を点灯させて、本ルーチンを終了する。 Subsequently, CPU 520 determines whether or not a value obtained by subtracting pump actual power from pump estimated power is equal to or greater than a predetermined value (step S106). If the value is equal to or greater than the predetermined value (Yes in step S106), CPU 520 determines that the cooling water flow rate is abnormal (step S108). If the value is less than the predetermined value (No in step S106), it is determined that the flow rate of the cooling water is normal. If the CPU 520 determines in step S108 that the cooling water flow rate is abnormal, the CPU 520 turns on the cooling water warning lamp 600 via the input / output port 510 and ends this routine.

Ａ４．実施例の効果：
本実施例の燃料電池システム１０００では、ポンプ実電力と、ウォーターポンプ４１０の回転数、調整バルブ４２０のバルブ開度、入口温度センサ４２６による冷却水温度とから推定されるポンプ推定電力と、を比較することによって、冷却水量の異常を判定している。上記したように、本実施例では、冷却系の異常として、冷却水量の異常を判定している。すなわち、ポンプ実電力とポンプ推定電力とを比較することにより、容易に冷却系の不具合を見つけることができる。したがって、冷却水が流れなくなることにより、燃料電池スタック１００の内部温度が上昇して、燃料電池スタック１００が故障することを抑制することができる。 A4. Effects of the embodiment:
In the fuel cell system 1000 of the present embodiment, the actual pump power is compared with the estimated pump power estimated from the rotation speed of the water pump 410, the valve opening of the adjustment valve 420, and the coolant temperature by the inlet temperature sensor 426. By doing so, the abnormality of the cooling water amount is determined. As described above, in this embodiment, an abnormality in the cooling water amount is determined as an abnormality in the cooling system. That is, a failure of the cooling system can be easily found by comparing the actual pump power and the estimated pump power. Therefore, it is possible to suppress the failure of the fuel cell stack 100 due to an increase in the internal temperature of the fuel cell stack 100 due to the cooling water not flowing.

また、本実施例の燃料電池システム１０００では、燃料電池システム１０００に従来から設けられている出口温度センサ４２８や、ウォーターポンプ４１０の備える回転検出器、調整バルブ４２０の備える位置検出器等を用いて、その検出値からウォーターポンプ４１０における消費電力を推定しているため、冷却水の流量を測定するための流量計等の新たな機器を追加することなく、流量の異常を判定することができる。したがって、コストアップを抑制することができる。 Further, in the fuel cell system 1000 of the present embodiment, an outlet temperature sensor 428, a rotation detector provided in the water pump 410, a position detector provided in the adjustment valve 420, and the like conventionally provided in the fuel cell system 1000 are used. Since the power consumption in the water pump 410 is estimated from the detected value, an abnormality in the flow rate can be determined without adding a new device such as a flow meter for measuring the flow rate of the cooling water. Therefore, an increase in cost can be suppressed.

また、例えば、燃料電池スタック１００の内部温度を直接測定する場合には、各単セルに温度センサを設ける必要があるため、費用がかかるが、本実施例の燃料電池システム１０００によれば、既存の検出器を用いて、冷却水の流量異常を判定することにより、燃料電池スタック１００の内部温度の上昇による故障を予防することができるため、燃料電池スタック１００の単セルの温度を、直接測定する場合に比べて、コストアップを抑制することができる。 In addition, for example, when the internal temperature of the fuel cell stack 100 is directly measured, it is necessary to provide a temperature sensor for each single cell, which is expensive. However, according to the fuel cell system 1000 of the present embodiment, the existing By using this detector, it is possible to prevent a failure due to an increase in the internal temperature of the fuel cell stack 100 by determining an abnormality in the flow rate of the cooling water, so the temperature of the single cell of the fuel cell stack 100 is directly measured. Compared with the case where it does, cost increase can be suppressed.

Ｂ．第２の実施例：
第２の実施例の燃料電池システムは、ＣＰＵ５２０において実行される流量異常判定プログラムが異なるものの、その他の構成は第１の実施例の構成と同一であるため、第２の実施例の冷却システムの構成の説明を省略し、以下に、実施例の動作について説明する。なお、同一の構成については、第１の実施例と同一の符号を用いて説明する。 B. Second embodiment:
The fuel cell system of the second embodiment is different in the flow rate abnormality determination program executed by the CPU 520, but the other configuration is the same as that of the first embodiment, so that the cooling system of the second embodiment is the same. The description of the configuration is omitted, and the operation of the embodiment will be described below. In addition, about the same structure, it demonstrates using the same code | symbol as 1st Example.

Ｂ１．実施例の動作：
図３は、燃料電池システム１０００における冷却系の異常を判定する流れを示すフローチャートである。本実施例でも、第１の実施例と同様に、冷却系の異常として、冷却水の流量異常を判定している。まず、ＣＰＵ５２０は、第１の実施例と同様に、入出力ポート５１０を介して、冷却水温度、ポンプ回転数、バルブ開度、供給電流、供給電圧を、それぞれ取得する（ステップＵ１０２）。続いて、ＣＰＵ５２０は、取得した冷却水温度が０℃以下か否か判定する（ステップＵ１０４）。冷却水温度が０℃以下の場合は、ＣＰＵ５２０は、本ルーチンを終了する。一方、冷却水温度が０℃より高い場合には、本ＣＰＵ５２０は、第１の実施例と同様に、取得した冷却水温度、ポンプ回転数、バルブ開度に基づいて、メモリ５３０に記憶されているマップ５３２を参照して、ポンプ消費電力を推定する（ステップＵ１０６）。また、ＣＰＵ５２０は、取得した供給電流および供給電圧から、ポンプ実電力を算出する(ステップＵ１０７)。 B1. Example operation:
FIG. 3 is a flowchart showing a flow for determining an abnormality of the cooling system in the fuel cell system 1000. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, an abnormality in the flow rate of the cooling water is determined as an abnormality in the cooling system. First, as in the first embodiment, the CPU 520 acquires the coolant temperature, the pump speed, the valve opening, the supply current, and the supply voltage via the input / output port 510 (step U102). Subsequently, the CPU 520 determines whether or not the acquired cooling water temperature is 0 ° C. or less (step U104). When the cooling water temperature is 0 ° C. or lower, the CPU 520 ends this routine. On the other hand, when the cooling water temperature is higher than 0 ° C., the CPU 520 stores it in the memory 530 based on the acquired cooling water temperature, pump rotation speed, and valve opening degree, as in the first embodiment. The pump power consumption is estimated with reference to the map 532 (step U106). Further, CPU 520 calculates pump actual power from the acquired supply current and supply voltage (step U107).

続いて、ＣＰＵ５２０は、ポンプ推定電力からポンプ実電力を引いた値が所定値以上か否か判定する（ステップＵ１０７）。その値が所定値以上であれば（ステップＵ１０８において、Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５２０は、冷却水の流量異常と判定する（ステップＵ１１０）。その値が所定値未満であれば（ステップＵ１１２において、Ｎｏ）、冷却水の流量は正常であると判定する。ステップＳ１０８において、ＣＰＵ５２０が冷却水の流量異常と判定した場合には、ＣＰＵ５２０は、入出力ポート５１０を介して、冷却水ワーニングランプ６００を点灯させて、本ルーチンを終了する。 Subsequently, CPU 520 determines whether or not a value obtained by subtracting pump actual power from pump estimated power is equal to or greater than a predetermined value (step U107). If the value is equal to or greater than the predetermined value (Yes in step U108), CPU 520 determines that the coolant flow rate is abnormal (step U110). If the value is less than the predetermined value (No in step U112), it is determined that the flow rate of the cooling water is normal. If the CPU 520 determines in step S108 that the cooling water flow rate is abnormal, the CPU 520 turns on the cooling water warning lamp 600 via the input / output port 510 and ends this routine.

Ｂ２．実施例の効果：
本実施例における燃料電池システムでは、第１の実施例と異なり、冷却水温度が０℃以下の場合には、流量異常の判定を実施せず、本ルーチンを終了している。上記したように、冷却水の温度が低くなると、その粘度は大きくなるが、冷却水の温度が０℃以下になると、急激に粘度が大きくなる。したがって、例えば、冷却水の温度の検出に多少の誤差が生じたとすると、電力推定値が大きく異なる可能性が高い。また、冷却水温度が０℃以下になるようなときは、環境温度が低いため、燃料電池スタック１００の内部温度が上昇しにくいと考えられる。そのため、冷却水温度が０℃以下になるようなときは、燃料電池スタック１００が高温により故障するおそれが少ない。したがって、冷却水温度が０℃以下の場合に、流量異常の判定を行なわず、本ルーチンを終了しても、冷却水温度が０℃より高い場合に、第１の実施例と同様に、流量異常を判定することにより、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。 B2. Effects of the embodiment:
In the fuel cell system according to the present embodiment, unlike the first embodiment, when the coolant temperature is 0 ° C. or lower, the determination of the flow rate abnormality is not performed, and this routine ends. As described above, when the temperature of the cooling water is lowered, the viscosity is increased, but when the temperature of the cooling water is 0 ° C. or lower, the viscosity is rapidly increased. Therefore, for example, if a slight error occurs in the detection of the temperature of the cooling water, there is a high possibility that the estimated power values are greatly different. Further, when the cooling water temperature is 0 ° C. or lower, it is considered that the internal temperature of the fuel cell stack 100 is unlikely to increase because the environmental temperature is low. Therefore, when the cooling water temperature is 0 ° C. or less, the fuel cell stack 100 is less likely to fail due to the high temperature. Therefore, when the cooling water temperature is 0 ° C. or lower, the flow rate abnormality is not determined, and even if this routine is terminated, the flow rate is the same as in the first embodiment when the cooling water temperature is higher than 0 ° C. By determining the abnormality, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 C. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

（１）上記実施例において、ウォーターポンプ４１０における消費電力を、冷却水温度、ポンプ回転数、バルブ開度、とから推定しているが、バルブ開度の代わりに、燃料電池スタック１００の入口と出口の圧力差を用いて、ウォーターポンプ４１０における消費電力を推定するようにしてもよい。このようにしても、冷却水の流量異常を判定することができるため、冷却系に異常が生じていることが分かる。 (1) In the above embodiment, the power consumption in the water pump 410 is estimated from the cooling water temperature, the pump rotation speed, and the valve opening, but instead of the valve opening, You may make it estimate the power consumption in the water pump 410 using the pressure difference of an exit. Even in this case, since it is possible to determine an abnormality in the flow rate of the cooling water, it is understood that an abnormality has occurred in the cooling system.

（２）また、上記した実施例では、ポンプ推定電力からポンプ実電力を引いた値が所定値より大きいか否かに基づいて、冷却水の流量異常を判定していたが、ポンプ推定電力とポンプ実電力との差（絶対値）が所定値よりも大きいか否かに基づいて、流量異常を判定するようにしてもよい。例えば、配管につぶれが生じている場合に、キャビテーションが起きていないとすると、冷却水は流れているが、圧損が大きくなるため、ポンプ実電力が、ポンプ推定電力よりも大きくなることがある。このような場合にも、冷却系の異常を判定することができる。 (2) In the above-described embodiment, the abnormality in the coolant flow rate is determined based on whether or not the value obtained by subtracting the pump actual power from the pump estimated power is larger than the predetermined value. An abnormality in the flow rate may be determined based on whether or not the difference (absolute value) from the actual pump power is greater than a predetermined value. For example, if the pipe is crushed and the cavitation is not occurring, the cooling water flows, but the pressure loss increases, so that the actual pump power may be larger than the estimated pump power. Even in such a case, the abnormality of the cooling system can be determined.

（３）上記実施例において、流量異常と判定した場合には、冷却水ワーニングランプ６００を点灯させているが、他の方法で冷却系の異常を知らせるようにしてもよい。例えば、車両の備える表示パネル（ナビゲーションシステム等に利用される）に、「冷却系の異常発生」等と表示させるようにしてもよいし、音声で知らせるようにしてもよい。また、それらを組み合わせても良い。 (3) In the above embodiment, when it is determined that the flow rate is abnormal, the cooling water warning lamp 600 is turned on. However, the cooling system abnormality may be notified by other methods. For example, a display panel (used in a navigation system or the like) included in the vehicle may be displayed as “abnormality of cooling system” or the like, or may be notified by voice. Moreover, you may combine them.

（４）上記実施例において、燃料電池システム１０００が、車両に搭載される場合を例に挙げて説明したが、例えば、定置型の燃料電池システムにおいても、同様に、冷却系の異常を判定することができる。 (4) In the above embodiment, the case where the fuel cell system 1000 is mounted on a vehicle has been described as an example. However, for example, in a stationary fuel cell system, a cooling system abnormality is similarly determined. be able to.

（５）上記実施例の燃料電池システム１０００において、固体高分子型燃料電池を用いているが、りん酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、種々の燃料電池を用いることができる。 (5) Although the polymer electrolyte fuel cell is used in the fuel cell system 1000 of the above embodiment, various fuel cells such as a phosphoric acid fuel cell, a molten carbonate fuel cell, and a solid oxide fuel cell are used. Can be used.

（６）上記実施例の燃料電池システム１０００では、ウォーターポンプ４１０における消費電力を、インバータ４１４に供給される電流と電圧から求めているが、電力測定器等を用いて、ウォーターポンプ４１０における消費電力を計測してもよい。 (6) In the fuel cell system 1000 of the above embodiment, the power consumption in the water pump 410 is obtained from the current and voltage supplied to the inverter 414. The power consumption in the water pump 410 is obtained using a power meter or the like. May be measured.

本発明の第１の実施例としての燃料電池システム１０００の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the fuel cell system 1000 as a 1st Example of this invention. 燃料電池システム１０００における冷却系の異常を判定する流れを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a flow for determining an abnormality of a cooling system in the fuel cell system 1000. 燃料電池システム１０００における冷却系の異常を判定する流れを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a flow for determining an abnormality of a cooling system in the fuel cell system 1000.

Explanation of symbols

１００…燃料電池スタック
２００…水素給排系
２０２、２０４…配管
２０６…循環配管
２０８…バルブ
３００…空気給排系
３０２、３０４…配管
４００…冷却系
４０２…供給配管
４０４…排出配管
４０６…冷却配管
４０８…非冷却配管
４１０…ウォーターポンプ
４１２…モータ
４１４…インバータ
４１８…バッテリ
４２０…調整バルブ
４２２…ラジエータ
４２４…ファン
４２６…入口温度センサ
４２８…出口温度センサ
５００…ＥＣＵ
５１０…入出力ポート
５２０…ＣＰＵ
５３０…メモリ
５３２…マップ
５３４…流量異常判定プログラム
６００…冷却水ワーニングランプ
１０００…燃料電池システム DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Fuel cell stack 200 ... Hydrogen supply / discharge system 202, 204 ... Pipe 206 ... Circulation pipe 208 ... Valve 300 ... Air supply / discharge system 302, 304 ... Pipe 400 ... Cooling system 402 ... Supply pipe 404 ... Discharge pipe 406 ... Cooling pipe 408: Uncooled piping 410: Water pump 412 ... Motor 414 ... Inverter 418 ... Battery 420 ... Adjustment valve 422 ... Radiator 424 ... Fan 426 ... Inlet temperature sensor 428 ... Outlet temperature sensor 500 ... ECU
510 ... I / O port 520 ... CPU
530 ... Memory 532 ... Map 534 ... Flow rate abnormality determination program 600 ... Cooling water warning lamp 1000 ... Fuel cell system

Claims

A fuel cell system,
A cooling system having a refrigerant pump for circulating the refrigerant inside the fuel cell;
A power consumption detector for detecting power consumption of the refrigerant pump;
A power consumption estimation unit that estimates power consumption of the refrigerant pump based on the number of rotations of the refrigerant pump and pressure loss of the refrigerant;
Based on the detected value of the power consumption of the refrigerant pump detected by the power consumption detector and the estimated value of the power consumption of the refrigerant pump estimated by the power consumption estimation unit, the pressure value of the refrigerant Without using a determination unit for determining abnormality of the cooling system,
A fuel cell system comprising:

The fuel cell system according to claim 1, wherein
The cooling system is
A cooling pipe for passing a radiator for cooling the refrigerant;
Uncooled piping that does not allow the refrigerant to pass through the radiator;
A first pipe for distributing the refrigerant discharged from the fuel cell to the cooling pipe and the non-cooling pipe;
A second pipe that joins the refrigerant flowing through the cooling pipe and the refrigerant flowing through the non-cooling pipe to supply the fuel cell;
An adjustment valve for determining distribution of the refrigerant to the cooling pipe and the non-cooling pipe;
With
The power consumption estimation unit is
The fuel cell system, wherein the power consumption is estimated from a temperature of the refrigerant, a rotation speed of the refrigerant pump, and a valve opening degree of the adjustment valve.

The fuel cell system according to claim 1 or 2,
The determination unit
An abnormality in the cooling system is determined based on a difference between the detected value and the estimated value.

The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3,
The determination unit
The fuel cell system, wherein when the estimated value is larger than the detected value and the difference is not less than a predetermined value, it is determined that the cooling system is abnormal.