(57)【要約】【課題】簡素な構造で、圧縮機の駆動用モータを冷却する低コストな冷却装置を備える燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料極に燃料ガスを供給し、酸化剤極に酸化剤ガスを供給することによって発電する燃料電池２と、燃料電池２に供給される酸化剤ガスが流れる供給流路１１と、燃料電池２から排出される酸化剤ガスオフガスが流れる排出流路１２と、供給流路１１に設けられ、酸化剤ガスを燃料電池２に圧送する圧縮機１４と、圧縮機１４を駆動するモータＭ１と、圧縮機１４によって圧縮された酸化剤ガスを冷却する冷却手段１７と、圧縮機１４によって燃料電池２に供給される酸化剤ガスの流れを制御する制御装置７とを備え、酸化剤ガスオフガスが圧縮機１４を駆動するモータＭ１に導入されてモータＭ１を冷却する。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極に燃料ガスを供給し、酸化剤極に酸化剤ガスを供給することによって発電する燃料電池と、
前記燃料電池に供給される前記酸化剤ガスが流れる供給流路と、
前記燃料電池から排出される酸化剤ガスオフガスが流れる排出流路と、
前記供給流路に設けられ、前記酸化剤ガスを前記燃料電池に圧送する圧縮機と、
前記圧縮機を駆動するモータと、
前記圧縮機によって圧縮された前記酸化剤ガスを冷却する冷却手段と、
前記圧縮機によって前記燃料電池に供給される前記酸化剤ガスの流れを制御する制御装置とを備え、
前記酸化剤ガスオフガスが前記圧縮機を駆動する前記モータに導入されて前記モータを冷却することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、前記冷却手段により冷却された前記酸化剤ガスの温度を検出する温度センサを前記供給流路にさらに備え、
前記温度センサによって検出された前記酸化剤ガス温度が所定の温度を超えた場合に、検出された温度に応じて前記制御装置が前記圧縮機を駆動する前記モータの回転を制御して前記圧縮機内の前記酸化剤ガスの温度を調整することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、前記冷却手段が前記酸化剤ガスオフガスとの間で熱交換する熱交換器であり、前記熱交換器によって熱交換された前記酸化剤ガスオフガスが前記圧縮機を駆動する前記モータに導入されて前記モータを冷却することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池システムにおいて、前記熱交換器により熱交換される前記酸化剤ガスオフガスを冷却するための冷却器を前記排出流路に備えることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムの冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池では、燃料には水素、酸化剤としては酸素を含む空気が用いられ、水素は燃料側電極の触媒の作用によって水素イオンと電子に分離され、分離された電子が外部負荷を移動し電力として取り出される。水素イオンは電解質膜を通して酸化剤極に移動し、酸化剤側電極の触媒の作用で水素イオンと外部の負荷を回ってきた電子と酸素が結合して水が生成される。
【０００３】
このような、燃料電池システムにおいては、酸化剤ガスとしての空気を燃料電池システムに供給するために空気圧縮機が用いられ、空気圧縮機は、燃料ガスの供給量又は発電量に基づいて必要空気量が算出され、この必要空気流量が供給されるように空気圧縮機を駆動するモータの回転速度が制御されている。そして特許文献１に記載されているように空気圧縮機によって所定の運転圧まで加圧され高温になった空気が燃料電池から排出される空気（酸化剤ガスオフガス）と熱交換される空冷式熱交換器と、水を冷媒とする水冷式熱交換器とを経て適温まで冷却され、燃料電池の空気極（酸化剤極）に供給されるものが知られている。また圧縮機の駆動のために高温となるモータを冷却するために、上記水冷式熱交換器から水を循環させたり、別個に水の循環経路を構成してモータに水を導入し冷却するものが一般に知られている。
【特許文献１】特開２００４−２９６３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された従来技術では、高負荷運転時に要求される空気の冷却能力の不足を補うために、空冷式および水冷式の２つの熱交換器が設けられている。特に水冷式熱交換器は、高負荷運転時よりも使用頻度がはるかに高い通常運転時には過剰な冷却能力であるにもかかわらず複雑なシステム構成や制御が必要であり、コスト高を招くという問題がある。また一般的に圧縮機の駆動用モータを冷却するために利用される水冷式の冷却装置もラジエータ、配管及び冷却水ポンプ等を必要とし、コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、簡素な構造で、圧縮機の駆動用モータを冷却する低コストな冷却装置を備える燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、燃料極に燃料ガスを供給し、酸化剤極に酸化剤ガスを供給することによって発電する燃料電池と、前記燃料電池に供給される前記酸化剤ガスが流れる供給流路と、前記燃料電池から排出される酸化剤ガスオフガスが流れる排出流路と、前記供給流路に設けられ、前記酸化剤ガスを前記燃料電池に圧送する圧縮機と、前記圧縮機を駆動するモータと、前記圧縮機によって圧縮された前記酸化剤ガスを冷却する冷却手段と、前記圧縮機によって前記燃料電池に供給される前記酸化剤ガスの流れを制御する制御装置と、を備え、前記酸化剤ガスオフガスが前記圧縮機を駆動する前記モータに導入されて前記モータを冷却することである。
【０００７】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、前記冷却手段により冷却された前記酸化剤ガスの温度を検出する温度センサを前記供給流路にさらに備え、前記温度センサによって検出された前記酸化剤ガス温度が所定の温度を超えた場合に、検出された温度に応じて前記制御装置が前記圧縮機を駆動する前記モータの回転を制御して前記圧縮機内の前記酸化剤ガスの温度を調整することである。
【０００８】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、前記冷却手段が前記酸化剤ガスオフガスとの間で熱交換する熱交換器であり、前記熱交換器によって熱交換された前記酸化剤ガスオフガスが前記圧縮機を駆動する前記モータに導入されて前記モータを冷却することである。
【０００９】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３に記載の燃料電池システムにおいて、前記熱交換器により熱交換される前記酸化剤ガスオフガスを冷却するための冷却器を前記排出流路に備えることである。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、酸化剤ガスオフガスが圧縮機を駆動するモータに導入され、熱交換してモータを冷却するので、水冷式の冷却装置を設けなくともよい。これにより水冷式の冷却装置を設けるために必要であった配管類、ラジエータ、冷却水ポンプ及び制御システム等の一部が不要となりコスト低減を図ることができるとともに、システムの小型化を図ることができる。
【００１１】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、冷却手段により冷却された酸化剤ガスの温度を検出する温度センサが供給流路に備えられ、温度センサによって検出された酸化剤ガス温度が所定の温度（例えば１００℃）より高いときには、検出された温度に応じて圧縮機を駆動するモータの回転を制御し、酸化剤ガスの温度上昇を抑制する制御が行なわれる。これにより水冷式の冷却装置がなくても、燃料電池に適温を超える高温の酸化剤ガスが供給されることを防止でき、発電効率の維持、及び信頼性の向上が図られる。
【００１２】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、酸化剤ガスが酸化剤ガスオフガスと冷却手段である熱交換器によって熱交換され適温に冷却される。そして、酸化剤ガスと熱交換され温度上昇した酸化剤ガスオフガスは、圧縮機を駆動するモータに導入され、熱交換してモータを冷却するので、水冷式の冷却装置を設けなくともよい。これにより酸化剤ガス冷却用および圧縮機を駆動するモータ冷却用の水冷式の冷却装置を設けるために必要であった配管類、ラジエータ、冷却水ポンプ及び制御システム等の一部が不要となり、さらにコスト低減を図ることができるとともに、システムの一層の小型化を図ることができる。
【００１３】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、熱交換器により熱交換される酸化剤ガスオフガスを冷却するため排出流路上に冷却器が設けられる。これにより酸化剤ガスオフガスは熱交換器に導入される前に一層低温化されるため、酸化剤ガス及び圧縮機の駆動用モータを確実に冷却でき、信頼性が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る燃料電池システムの第１の実施形態について説明する。図１は、燃料電池システム１の構成図である。  本実施形態の燃料電池システム１は、燃料電池自動車（ＦＣＨＶ）、電気自動車、ハイブリッド自動車などの車両に適用できるが、もちろん車両のみならず各種移動体（例えば、船舶や飛行機、ロボットなど）や定置型電源にも適用可能である。
【００１５】
燃料電池システム１は、燃料電池２と、酸化剤ガスとしての空気（酸素）を燃料電池２に供給する酸化剤ガス配管系３と、燃料ガスとしての水素ガスを燃料電池２に供給する燃料ガス配管系４と、外気温センサ５１、圧力センサＰ１、温度センサ４８等からの検出データに基づいて圧縮機１４を駆動するモータＭ３の回転数等を制御する制御装置７と、を備えている。
【００１６】
燃料電池２は、例えば固体高分子電解質型で構成され、多数の単セルを積層したスタック構造を備えている。単セルは、イオン交換膜（例えばフッ素樹脂系イオン交換膜等）からなる電解質の一方の面に酸化剤極（カソード）を有し、他方の面に燃料極（アノード）を有し、さらに酸化剤極及び燃料極を両側から挟みこむように一対のセパレータを有している。一方のセパレータの酸化剤ガス流路２ａに酸化剤ガスが供給され、他方のセパレータの燃料ガス流路２ｂに燃料ガスが供給される。供給された燃料ガス及び酸化剤ガスの電気化学反応により、燃料電池２は電力を発生する。燃料電池２での電気化学反応は発熱反応であり、固体高分子電解質型の燃料電池２の温度は、およそ６０〜８０℃となる。
【００１７】
酸化剤ガス配管系３は、燃料電池２に供給される酸化剤ガスが流れる供給流路１１と、燃料電池２から排出された酸化剤ガスオフガスが流れる排出流路１２とを有している。
【００１８】
供給流路１１の下流端は酸化剤ガス流路２ａの上流端に連通し、排出流路１２の上流端は酸化剤ガス流路２ａの下流端に連通している。酸化剤オフガスは、燃料電池２の電池反応により生成された水分を含むため高湿潤状態となっている。
【００１９】
供給流路１１には、上流から順番にエアクリーナ１３を介して酸化剤ガス（外気）を取り込む圧縮機１４と、圧縮機１４によって圧縮され高温（例えば１３０℃）となった酸化剤ガスを、燃料電池２から排出される酸化剤ガスオフガス（例えば７０℃）と熱交換して冷却する冷却手段としての熱交換器８と、熱交換器８の出口温度を検出するための温度センサ４８と、圧縮機１４によって燃料電池２に圧送される酸化剤ガスを加湿する加湿器１５と、が設けられている。加湿器１５は、圧縮機１４の下流部と、排出流路１２との間に設けられ、供給流路１１を流れる低湿潤状態の酸化剤ガスと、排出流路１２を流れる高湿潤状態の酸化剤オフガスとの間で水分交換を行い、燃料電池２に供給される酸化剤ガスを適度に加湿する。
【００２０】
排出流路１２は上流から順番に燃料電池２内の酸化剤ガス圧力を検出する圧力センサＰ１と、燃料電池２に供給される酸化剤ガスの背圧を調圧する調圧弁１６と、加湿器１５と、酸化剤ガスオフガスの冷却のための冷却器４０と、供給流路１１を流れる酸化剤ガスと酸化剤ガスオフガスとの間で熱交換し酸化剤ガスを冷却するための熱交換器８と、圧縮機１４の駆動モータＭ１と、マフラー９とが設けられている。
【００２１】
調圧弁１６は、例えばステップモータで駆動されるバタフライ弁等で構成され、制御装置７に電気的に接続されている。調圧弁１６の弁開度は、制御装置７によって、任意の範囲で調整可能に構成されている。
【００２２】
燃料ガス配管系４は、水素供給源２１と、水素供給源２１から燃料電池２に供給される水素ガスが流れる供給路２２と、未使用の水素ガスが流れる排出路２３と、排出路２３に接続されたパージ路２５と、を有している。パージ路２５には、水素オフガスを水素希釈器（図示省略）に排出するためのパージ弁３３が設けられている。元弁２６を開くことで水素供給源２１から供給路２２に流出した水素ガスは、調圧弁２７その他の減圧弁、及び遮断弁２８を経て、燃料電池２に供給される。
【００２３】
制御装置７は、内部にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵは、制御プラグラムに従って所望の演算を実行して、運転の制御など、種々の処理や制御を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵで処理する制御プログラムや制御データを記憶する。ＲＡＭは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。
【００２４】
制御装置７は、ガス系統（３，４）に用いられる圧力センサ（Ｐ１）及び温度センサ（４８）、燃料電池システム１が置かれる環境の外気温を検出する外気温センサ５１、並びに、車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ（図略）などの各種センサからの検出信号を入力し、燃料電池システム１を流通する酸化剤ガスの流れを制御する各構成要素（圧縮機１４及び調圧弁１６など）に制御信号を出力する。
【００２５】
次に本実施形態に係る通常運転時におけるシステムの動作について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように本燃料電池システム１を用いた車両において、負荷が高くない、例えば平坦な道路を運転している通常運転時には、運転者が図示しないアクセルを踏むことにより、踏んだアクセル開度が図略のアクセル開度センサによって検出され、検出された値が制御装置７に送信される。
【００２６】
制御装置７は送信された検出データに基づき、燃料電池２での必要な発電量を導出し、導出された発電量に基づいて燃料電池２に供給すべき酸化剤ガスの供給量が導出される。
【００２７】
制御装置７は、導出された必要酸化剤ガス量データに基づき、圧縮機１４の駆動用モータＭ１の回転数を制御し、エアクリーナ１３を介して必要量の酸化剤ガスを燃料電池２の酸化剤極に供給する。圧縮機１４に圧縮され吐出された酸化剤ガスは温度が例えば約１３０℃まで上昇する。そして圧縮機１４から吐出された酸化剤ガスは熱交換器８に導入される。
【００２８】
熱交換器８に導入された酸化剤ガスは、酸化剤ガスオフガスと熱交換され、例えば１００℃以下に冷却される。ここで熱交換される酸化剤ガスオフガスには燃料電池２から排出された後、冷却ファンを備えた放熱器等の冷却器４０で放熱されてさらに冷却された酸化剤ガスオフガスが利用される。なお冷却器４０を設けることなく酸化剤ガスオフガスを直接、熱交換機８で熱交換してもよい。また、酸化剤ガスの冷却は、酸化剤ガスオフガスとの熱交換によるものに限らず、例えば水冷式熱交換器やラジエータなどを冷却手段１７として使用することもできる（図３参照）。酸化剤ガスは熱交換器８の下流に設けられた温度センサ４８によって温度が検出され検出された温度が制御装置７に送信される。
【００２９】
制御装置７は、温度センサ４８によって検出された温度が所定の温度、例えば１００℃以下であれば適温であると判断する。そして酸化剤ガスは加湿器１５に導入され加湿され、酸化剤ガスオフガスと熱交換されて、さらに温度が例えば８０℃以下まで冷却され燃料電池２の酸化剤極に供給される。
【００３０】
また熱交換器８で酸化剤ガスと熱交換されて、例えば１００℃まで昇温された酸化剤ガスオフガスは熱交換器８を通過したのち圧縮機１４の駆動用モータＭ１に設けられた冷却のための内部空間（図略）に導入される。該内部空間には放熱を効率よく行うため、複数のフィンが設けられている。そして酸化剤ガスオフガスが、フィンの表面に接触しながら酸化剤ガスオフガスよりも温度の高い、例えば約１３０℃となった駆動用モータＭ１と熱交換され駆動用モータＭ１を冷却する。そして熱交換され昇温された酸化剤ガスオフガスは、マフラー９を通過して大気に放出される。ここで、酸化剤ガスが酸化剤ガスオフガスと熱交換されず冷却手段１７により冷却される場合は、図３に示したように燃料電池２から排出される酸化剤ガスオフガスは直接圧縮機１４の駆動用モータＭ１に導入されて駆動用モータＭ１を冷却する。なおこの場合、駆動用モータＭ１を冷却する酸化剤ガスオフガスは、燃料電池２から排出された後冷却ファンを備えた放熱機等の冷却器４０を通過し、その後駆動用モータＭ１に導入されてもよい。
【００３１】
供給流路１１を通って、燃料電池２の酸化剤極に供給された適温の酸化剤ガスは水素極に供給された水素と交換膜を介して反応し発電される。
【００３２】
次に車両が急な坂道を登るとき等の高負荷環境で走行を続けた場合の本実施形態に係る作動について説明する。車両が高負荷環境で運転を行なうときは、通常運転時に比べ、より多くの酸化剤ガスを燃料電池２に圧送する必要があり、圧縮機１４の回転数を上げて制御を行なう。
【００３３】
制御装置７は、導出された必要酸化剤ガス量データに基づき、圧縮機１４の駆動用モータＭ１の回転数を通常運転時より高速に制御し、エアクリーナ１３を介して必要量の酸化剤ガスを燃料電池２の酸化剤極に供給する。圧縮機１４から吐出された高圧縮の酸化剤ガスは、通常運転時より高い温度、例えば１３０℃を超える温度まで上昇する恐れがある。そして圧縮機１４から圧送された高温の酸化剤ガスは熱交換器８に導入される。
【００３４】
熱交換器８に導入された酸化剤ガスは、燃料電池２から排出流路１２を通って排出され、冷却器４０で外気との間で熱交換されて冷却され熱交換器８に導入される酸化剤ガスオフガスと熱交換され、加湿器１５に送出される。このとき熱交換器８の下流に設けられた温度センサ４８によって、送出された酸化剤ガスの出口温度が検出され制御装置７に送信される。
【００３５】
制御装置７は、検出された温度が所定の温度、例えば１００℃を超える温度であれば、燃料電池２にとって適温ではないと判断して酸化剤ガスの冷却のため下記制御を実行する。
【００３６】
制御装置７は、圧縮機１４の駆動モータＭ１の回転数を下げ、モータＭ１の発熱量を下げることによりモータＭ１から圧縮機１４内の酸化剤ガスに伝わる熱量を減らし酸化剤ガスの温度上昇を抑制する。制御装置７は、温度センサ４８で酸化剤ガス温を検出しながら、フィードバック制御を行ない、適温（例えば１００℃以下）になるまで、駆動用モータＭ１の回転数を徐々に下げる制御を行なう。このようにして冷却された酸化剤ガスが加湿器１５に導入される。そして加湿器１５でさらに酸化剤ガスオフガスと熱交換され温度が、例えば８０℃以下まで下げられ燃料電池２内に供給される。なお、上記制御が行なわれた場合、圧縮機１４の回転数が下げられ酸化剤ガスの供給量が必要量を下回ることとなるが、その間は図略のバッテリから不足分の電力を補う様、制御してやればよい。
【００３７】
さらに、酸化剤ガスオフガスを冷却器４０により冷却させる（例えば冷却ファンを備えた放熱器に流通させて制御装置７により冷却ファンを作動させる）と、酸化剤ガスオフガスは一層冷却されるため効率的に酸化剤ガス温度を適温にすることができ、バッテリからの電力供給時間が短くてすむ。酸化剤ガスと熱交換され、例えば１００℃まで温度上昇した酸化剤ガスオフガスは通常運転時と同様に圧縮機１４の駆動用モータＭ１に設けられた冷却のための内部空間に導入され熱交換されて駆動モータＭ１の冷却を行なう。そして、昇温された酸化剤ガスオフガスは、マフラー９を通過して大気に放出される。
【００３８】
次に上記酸化剤ガス温の制御について図２のフローチャート１に基づき説明する。図２に示すように、ステップＳ１０にて制御がスタートし、ステップＳ１１にて熱交換器８の出口温度ｔｅｍｐが温度センサ４８によって検出され、制御装置７に送信される。
【００３９】
次に検出された温度ｔｅｍｐが所定の温度である例えば１００℃より高いか否かの確認を行なう。１００℃以下であれば、判定用ｆｌａｇは０のままとし、１００℃より高ければ、ｆｌａｇを１とする（ステップＳ１２）。
【００４０】
次にステップＳ１３でｆｌａｇの確認を行い、ｆｌａｇが０であれば酸化剤ガス温は適温であると判断し、ステップＳ１５に移行しプログラムを終了する。またｆｌａｇが１であれば酸化剤ガス温は高すぎると判断し、圧縮機１４の回転数ｒｐｍを、検出された温度ｔｅｍｐに応じて所定量減らす制御を行なう。即ち検出された温度が、基準温度（例えば１００℃）と、大きく乖離していれば、圧縮機１４の回転数ｒｐｍを大きく減少させ、小さく乖離していれば圧縮機１４の回転数ｒｐｍを小さく減少させて制御を行なう。
【００４１】
そして、回転数ｒｐｍを減少させる制御を行なった所定時間後ステップＳ１１に戻り、温度センサ４８が検出した温度ｔｅｍｐを受信する。そして温度ｔｅｍｐが例えば１００℃以下になるまでフローチャート１のステップＳ１１〜ステップＳ１４を繰り返し、１００℃以下になったところでステップＳ１３からステップＳ１５へ移行し制御を終了する。
【００４２】
上述の説明から明らかなように、第１の実施形態においては、酸化剤ガスが酸化剤ガスオフガスと熱交換器８によって熱交換され適温に冷却される。そして、酸化剤ガスと熱交換された酸化剤ガスオフガスが、圧縮機１４を駆動するモータＭ１に導入され、熱交換してモータＭ１を冷却するので、水冷式の冷却装置を設けなくともよい。これにより水冷式の冷却装置を設けるために必要であった配管類、ラジエータ、冷却水ポンプ及び制御システム等の一部が不要となり大幅にコスト低減を図ることができるとともに、システムの小型化を図ることができる。
【００４３】
また、第１の実施形態においては、排出流路１２の加湿器１５と熱交換器８との間に酸化剤ガスオフガスを冷却するための冷却器４０が設けられる。これにより酸化剤ガスオフガスは熱交換器８に導入される前に一層低温化され、酸化剤ガス及び圧縮機１４の駆動用モータＭ１を確実に冷却でき、信頼性が向上される。
【００４４】
また、第１の実施形態においては、供給流路１１の熱交換器８の下流に温度センサ４８が備えられ、温度センサ４８によって検出された酸化剤ガス温度が所定温度（例えば１００℃）より高いときには、圧縮機１４を駆動するモータＭ１の回転数を下げ、酸化剤ガスの温度上昇を抑制する制御が行なわれる。これにより水冷式の冷却装置がなくても、燃料電池に高温の酸化剤ガスが供給されることを防止でき、信頼性の向上が図られる。
【００４５】
さらに、第１の実施形態においては、圧縮機１４を駆動するモータＭ１の冷却用に酸化剤ガスオフガスを利用する。そのため例えばモータＭ１の冷却を空冷とするために車両の前部に置かなくてはいけない等の制約がない。これにより圧縮機１４の搭載場所が限定されないため搭載設計の自由度が増す。また熱交換器８は通常圧縮機１４の近傍に置かれるため、熱交換器８に導入された酸化剤ガスオフガスを圧縮機１４の駆動用モータＭ１に導入するための配管は短くて済み、コスト低減を図ることができる。
【００４６】
なお、第１の実施形態においては、供給流路１１上に圧縮機１４によって圧縮された酸化剤ガスを酸化剤ガスオフガスと熱交換して冷却するための冷却手段である熱交換器８が設けられ、排出流路１２上に、上流から順に圧力センサＰ１と、調圧弁１６と、加湿器１５と、冷却器４０と、熱交換器８と、圧縮機１４を駆動するモータＭ１と、マフラー９とが設けられていた。そして排出流路１２を流通する酸化剤ガスオフガスは冷却器４０にて冷却され、冷却された酸化剤ガスオフガスが熱交換器８に導入されて、酸化剤ガスと熱交換され昇温されたのちに、圧縮機１４を駆動するモータＭ１に導入され、モータＭ１を冷却した。しかしこの構成に限らず第２の実施形態として図３に示すように、供給流路１１上に酸化剤ガスの冷却を行なうための、例えば水冷式熱交換器やラジエータなどによる冷却手段１７を設け、排出流路１２上に、上流から順に圧力センサＰ１と、調圧弁１６と、圧縮機１４を駆動するモータＭ１と、マフラー９とを設け、調圧弁１６を通過した酸化剤ガスオフガスが直接モータＭ１に導入されるよう構成してもよい。
【００４７】
これによっても第１の実施形態と同様に、酸化剤ガスオフガスが圧縮機１４を駆動するモータＭ１に導入され、熱交換してモータＭ１を冷却するので、モータＭ１を冷却するために水冷式の冷却装置を設けなくともよい。よって水冷式の冷却装置を設けるために必要であった配管類、ラジエータ、冷却水ポンプ及び制御システム等の一部が不要となりコスト低減を図ることができるとともに、システムの小型化を図ることができる。
【００４８】
また、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様に圧縮機１４を駆動するモータＭ１の冷却用に酸化剤ガスオフガスを利用するため、例えばモータＭ１の冷却を空冷とするために車両の前部に置かなくてはいけない等の制約がない。これにより圧縮機１４の搭載場所が限定されないため搭載設計の自由度が増す。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の燃料電池システムの構成図である。
【図２】本実施形態にかかる制御内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る第２の実施形態の燃料電池システムの構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…燃料電池システム、２…燃料電池、３…酸化剤ガス配管系、４…燃
料ガス配管系、７…制御装置、８…熱交換器（冷却手段）、９…マフラー、１０…熱交換器、１１…供給流路、１２…排出流路、１４…圧縮機、１５…加湿器、１６…調圧弁、１７…冷却手段、４０…冷却器、４８…温度センサ、Ｍ１…モータ(圧縮機用)。
【図１】
2010073461.tif 000003
【図２】
2010073461.tif 000004
【図３】
2010073461.tif 000005