[发明专利]燃料电池车辆的空调装置

说明书

本发明涉及燃料电池车辆的空调装置。该燃料电池车辆的空调装置包括：加热器芯，以从FC堆排出的冷却水作为热源，对车厢内的空气进行加热；加热水用加热器，对冷却水进行加热；加热空气用加热器，对由加热器芯加温后的空气进一步进行加热；以及车辆ECU，进行如下控制：在基于目标吹出温度的加热器芯出口水温T为FC堆入口目标温度以上的情况下，使加热空气用加热器以基于加热器芯出口水温所设定的输出功率进行工作，并且使加热水用加热器以基于根据该设定的加热空气用加热器的输出功率而计算出的加热器芯入口目标水温所设定的输出功率进行工作。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池车辆的空调装置。

背景技术

作为一个例子，燃料电池车辆以通过使空气中的氧与作为燃料的氢反应的燃料电池(以下，略记为“FC”)获得的电力来行驶。氢与氧的反应是发热反应，因此发电中的FC变得比外部环境温度高。对于FC而言，存在最适合发电的温度范围，因此需要进行冷却，以使FC的温度变为最适合的温度范围。为了使FC本身不会因热而损伤，也需要进行冷却。作为一个例子，在燃料电池车辆中，像搭载了内燃机的车辆那样，将水作为制冷剂来对FC进行冷却。

通过对FC进行冷却，作为制冷剂的冷却水的温度上升。在燃料电池车辆中，有时将由FC加温后的冷却水用作车厢内的制暖的热源。该冷却水的使用类似于在搭载了内燃机的车辆中将由内燃机加温后的冷却水用作车厢内的制暖的热源的情况。

然而，最适合FC的工作的温度范围是比工作中的内燃机的冷却水的温度低的温度，因此存在难以仅通过FC的排热来对车厢内进行制暖的问题。

在日本特开2011-098670中，公开了一种车辆的空调装置的发明，该发明在导入至加热器芯的冷却水的温度低的情况下，使用加热水用加热器对作为制暖的热源的冷却水进行加热，并且通过加热空气用加热器对流经空调装置的送风通路的空气进行加热。

然而，对于在日本特开2011-098670中公开的车辆的空调装置而言，当为了使车厢内的制暖充足而通过加热水用加热器对冷却水进行加热时，加热后的冷却水的温度恐怕会超过FC的冷却水入口温度的目标值。在这种情况下，需要通过散热器对加温后的冷却水进行冷却来供给至FC，因此变成由散热器对由加热水用加热器加热后的冷却水进行冷却，不能说能量效率是良好的，其结果是恐怕会使燃料电池车辆的燃料效率恶化。

发明内容

本发明考虑到上述事实，其目的在于提供一种能量效率良好的燃料电池车辆的空调装置。

第一方案包括：燃料电池，通过在水路中循环的冷却水而被冷却；加热器芯，设于所述水路上，以从所述燃料电池排出的冷却水作为热源，对车厢内的空气进行加热；加热水用加热器，设于所述燃料电池与所述加热器芯之间的所述水路上，对所述冷却水进行加热；加热空气用加热器，对由所述加热器芯加热后的空气进一步进行加热；以及控制部，进行如下控制：在基于空调设定温度的所述加热器芯的冷却水出口的冷却水的推定温度为所述燃料电池的冷却水入口的冷却水的目标温度以上的情况下，使所述加热空气用加热器以基于所述加热器芯的冷却水出口的冷却水的推定温度所设定的输出功率进行工作，并且使所述加热水用加热器以基于根据所述设定的所述加热空气用加热器的输出功率而计算出的所述加热器芯的冷却水入口的冷却水的目标温度所设定的输出功率进行工作。

根据第一方案，在基于空调设定温度而推定出的加热器芯的冷却水出口的冷却水的推定温度达到燃料电池的冷却水入口的冷却水的目标温度以上这样的空调设定温度高的情况下，使与加热水用加热器相比热效率良好的加热空气用加热器工作，通过加热水用加热器的工作来弥补燃料电池的冷却水和加热空气用加热器所进行的加热的不足的量，由此能在车辆的能量效率良好的状态下对车厢内进行制暖。

第二方案可以具备如下特征，即，所述控制部进行如下控制：在所述加热器芯的冷却水出口的冷却水的推定温度低于所述燃料电池的冷却水入口的冷却水的目标温度的情况下，使所述加热水用加热器以基于根据空调设定温度而计算出的所述加热器芯的冷却水入口的冷却水的目标温度所设定的输出功率进行工作。