(57)【要約】【課題】放電抵抗を小型化することができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池１１と、燃料電池の内部を通過する冷却液の循環経路５２と、循環経路内に配置される冷却液通過デバイス６５と、を備えた燃料電池システムにおいて、燃料電池の発電電力を放電する放電抵抗７０が、冷却液通過デバイスに接触するように取り付けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、
該燃料電池の内部を通過する冷却液の循環経路と、
該循環経路内に配置される冷却液通過デバイスと、を備えた燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の発電電力を放電する放電抵抗が、前記冷却液通過デバイスに接触するように取り付けられていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記循環経路に循環ポンプを備え、
前記放電抵抗による前記燃料電池の放電時に前記循環ポンプを稼動させることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記冷却液通過デバイスに平坦部を形成し、該平坦部に前記放電抵抗を固定することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記冷却液通過デバイスの表面にＬ字部を形成し、前記放電抵抗の側面および底面がそれぞれ前記Ｌ字部の側面および底面に当接されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記冷却液通過デバイスにおける前記放電抵抗との当接面が金属により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記冷却液通過デバイスがイオン交換器であり、
前記燃料電池に反応ガスが供給され、前記燃料電池が所定の電圧に到達するまでの起動時に、前記放電抵抗により前記燃料電池の発電電力を消費するとともに、前記冷却液を前記イオン交換器および前記燃料電池に循環させるように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記循環経路にラジエータをバイパスするバイパス経路が設けられており、
前記冷却液通過デバイスが、前記循環経路と前記バイパス流路との分岐箇所に設けられたサーモスタッドバルブであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記冷却液通過デバイスがラジエータであり、
前記放電抵抗が前記ラジエータにおける前記冷却液の出口側近傍に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば車両に搭載される燃料電池には、固体高分子電解質膜をアノード電極およびカソード電極で両側から挟んで膜電極構造体を形成し、この膜電極構造体の両側に一対のセパレータを配置して平板状の単位燃料電池（以下、単位セルという。）を構成し、この単位セルを複数積層して燃料電池スタック（以下、燃料電池という。）とするものが知られている。このような燃料電池では、アノード電極とセパレータとの間に燃料ガスとして水素ガスを供給するとともに、カソード電極とセパレータとの間に酸化剤ガスとして空気を供給する。これにより、アノード電極で触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を透過してカソード電極まで移動し、カソード電極で空気中の酸素と電気化学反応を起こし、発電が行われる。
このような燃料電池を用いた燃料電池システムでは、発電状態が所定レベルに到達するまでモータなどの外部負荷回路に接続しないように構成されているため、燃料電池の膜電極構造体に電流が長時間流れ、膜劣化が起こる。このような問題を解消するために、外部負荷回路に接続されるまでの間、燃料電池を抵抗体（放電抵抗）に接続して放電する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１８８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の燃料電池システムでは、放電抵抗が燃料電池スタックに当接するように配置されている。ここで、放電抵抗は、残存反応ガスによる発電エネルギを熱エネルギに変換して燃料電池内の残存反応ガスを消費する機能を果たす。そのため、放電抵抗は、放電時に非常に高温となる。したがって、放電抵抗は高い熱容量を持つ抵抗を用いる必要があり、特許文献１のような場所に放電抵抗を配置すると放電抵抗を大型化する必要がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、放電抵抗を小型化することができる燃料電池システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、燃料電池（例えば、実施形態における燃料電池１１）と、該燃料電池の内部を通過する冷却液の循環経路（例えば、実施形態における循環経路５２）と、該循環経路内に配置される冷却液通過デバイス（例えば、実施形態におけるイオン交換器６５）と、を備えた燃料電池システム（例えば、実施形態における燃料電池システム１０）において、前記燃料電池の発電電力を放電する放電抵抗（例えば、実施形態における放電抵抗７０）が、前記冷却液通過デバイスに接触するように取り付けられていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、前記循環経路に循環ポンプ（例えば、実施形態における循環ポンプ５３）を備え、前記放電抵抗による前記燃料電池の放電時に前記循環ポンプを稼動させることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスに平坦部（例えば、実施形態における平坦部６７）を形成し、該平坦部に前記放電抵抗を固定することを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスの表面にＬ字部（例えば、実施形態におけるＬ字部７７）を形成し、前記放電抵抗の側面（例えば、実施形態における側面７０ａ）および底面（例えば、実施形態における底面７０ｂ）がそれぞれ前記Ｌ字部の側面（例えば、実施形態における立上部６９）および底面（例えば、実施形態における平坦部６７）に当接されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項５に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスにおける前記放電抵抗との当接面が金属により形成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスがイオン交換器であり、前記燃料電池に反応ガスが供給され、前記燃料電池が所定の電圧に到達するまでの起動時に、前記放電抵抗により前記燃料電池の発電電力を消費するとともに、前記冷却液を前記イオン交換器および前記燃料電池に循環させるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項７に記載した発明は、前記循環経路にラジエータ（例えば、実施形態におけるラジエータ５１）をバイパスするバイパス経路（例えば、実施形態におけるバイパス経路５５）が設けられており、前記冷却液通過デバイスが、前記循環経路と前記バイパス流路との分岐箇所に設けられたサーモスタッドバルブ（例えば、実施形態における流路切換弁５６）であることを特徴としている。
【００１２】
請求項８に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスがラジエータであり、前記放電抵抗が前記ラジエータにおける前記冷却液の出口側近傍（例えば、実施形態における底面１５ａ）に取り付けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載した発明によれば、放電抵抗と冷却液との間で熱交換をすることができる。つまり、放電抵抗を冷却液により冷却することができるため、高温になるのを抑制でき、抵抗として熱容量の小さいものを用いることができる。したがって、放電抵抗を小型化することが可能になる。
【００１４】
請求項２に記載した発明によれば、放電時に循環ポンプにより冷却液を強制的に循環させることで、放電抵抗を効果的に冷却することができる。
【００１５】
請求項３に記載した発明によれば、放電抵抗を平坦部に安定して固定することができる。また、放電抵抗と冷却液通過デバイスとの接触面積を大きくすることができ、効率的に放電抵抗を冷却することができる。
【００１６】
請求項４に記載した発明によれば、放電抵抗と冷却液通過デバイスとの接触面積をより大きくすることができ、効率的に放電抵抗を冷却することができる。
【００１７】
請求項５に記載した発明によれば、冷却液通過デバイスにおける放電抵抗との当接面を金属で形成することにより、伝熱効率を向上することができる。したがって、放電抵抗と冷却液との熱交換を効率的に行うことができ、放電抵抗をより効果的に冷却することができる。
【００１８】
請求項６に記載した発明によれば、イオン交換器が最も効果的に性能を発揮するのは６０℃〜７０℃であるが、燃料電池システムの起動時に略外気温まで温度が低下しているイオン交換器を放電抵抗の熱を利用して迅速に暖機することができる。したがって、イオン交換器を早期に機能を発揮させることができ、金属イオンが冷却液内を流れるのを抑制することができる。
【００１９】
請求項７に記載した発明によれば、全ての冷却液が流通するサーモスタッドバルブに放電抵抗を設けることにより、効率的に放電抵抗を冷却することができる。なお、サーモスタッドバルブは、冷却液の温度が高くなるとバイパス経路を遮断し、ラジエータ方向のみに冷却液を流す。逆に、冷却液の温度が低くなるとバイパス経路方向のみに冷却液を流し、ラジエータ方向は遮断するように構成されている。
【００２０】
請求項８に記載した発明によれば、放電抵抗がラジエータを通過して冷却された冷却液と熱交換されるため、放電抵抗を効果的に冷却することができる。また、放電抵抗をラジエータに取り付けることにより、車両走行時の走行風が放電抵抗にあたるため、放電抵抗を走行風によっても冷却することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第一実施形態）
次に、本発明の第一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。なお、本実施形態における各装置の取付方向や位置を示す定義は、車両進行方向を前方と定義するものとする。
【００２２】
図１は燃料電池システムの概略構成図である。
図１に示すように、燃料電池システム１０の燃料電池１１は、水素ガスなどの燃料ガス（アノードガス）と空気などの酸化剤ガス（カソードガス）との電気化学反応により発電を行う固体高分子膜型燃料電池である。燃料電池１１に形成された燃料ガス供給用連通孔１３（燃料ガス流路２１の入口側）には燃料ガス供給配管２３が連結され、その上流端部には水素タンク３０が接続されている。また、燃料電池１１に形成された酸化剤ガス供給用連通孔１５（酸化剤ガス流路２２の入口側）には酸化剤ガス供給配管２４が連結され、その上流端部にはエアコンプレッサ３３が接続されている。なお、燃料電池１１に形成されたアノードオフガス排出用連通孔１４（燃料ガス流路２１の出口側）にはアノードオフガス排出配管３５が連結され、カソードオフガス排出用連通孔１６（酸化剤ガス流路２２の出口側）にはカソードオフガス排出配管３６が連結されている。なお、燃料電池１１には出力電圧を検出する電圧計１８が取り付けられている。
【００２３】
水素タンク３０から燃料ガス供給配管２３に供給された水素ガスは、レギュレータ（不図示）により減圧された後、エゼクタ２６を通り、燃料電池１１の燃料ガス流路２１に供給される。また、水素タンク３０の下流側近傍には、電磁駆動式の電磁弁２５が設けられており、水素タンク３０からの水素ガスの供給を遮断することができるように構成されている。なお、燃料ガス供給配管２３には圧力計４１が設けられており、燃料ガス供給配管２３内の圧力を検出できるようになっている。
【００２４】
また、アノードオフガス排出配管３５は途中で分岐しており、一方はガス排出配管３７となり、希釈ボックス３１に接続され、その後、車外へと排気されるようになっており、他方はアノードオフガス配管３８となり、エゼクタ２６に接続され、燃料電池１１を通過してきたアノードオフガスを再度燃料電池１１のアノードガスとして再利用できるように構成されている。ここで、エゼクタ２６は配管内にガスなどが流れることで生じる負圧を利用して別の系統の配管内のガスなどを引き込むように構成されたものである。なお、ガス排出配管３７には電磁駆動式のパージ弁２８が設けられている。
【００２５】
一方、空気はエアコンプレッサ３３によって加圧され、酸化剤ガス供給配管２４を通過した後、燃料電池１１の酸化剤ガス流路２２に供給される。この空気中の酸素が酸化剤として発電に供された後、燃料電池１１からカソードオフガスとしてカソードオフガス排出配管３６に排出される。カソードオフガス排出配管３６は水素希釈システム３１に接続され、その後、車外へと排気される。なお、カソードオフガス排出配管３６には背圧弁３４が設けられている。
【００２６】
ここで、燃料電池１１には、制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４５が設けられている。制御装置４５では、例えば圧力計４１からの検出結果（センサ出力）が伝達され、その検出結果に基づいて、燃料電池システム１０の遮断弁２５およびパージ弁２８の開閉制御などを実行できるように構成されている。
【００２７】
図２は燃料電池システムの冷媒回路の概略構成図である。
図２に示すように、冷媒回路（冷却システム）５０は、燃料電池１１と、冷媒（水）を冷却する冷却器として機能するラジエータ５１と、燃料電池１１とラジエータ５１との間で冷媒を循環させる循環経路５２と、循環経路５２中に設けられ冷媒を所定流量で循環させる循環ポンプ５３と、ラジエータ５１をバイパスさせるバイパス通路５５中に設けられ冷媒が流通する流路を循環経路５２またはバイパス通路５５のいずれか一方に切り換える流路切換弁５６とを含む。流路切換弁５６に代替して冷媒の流通量を制御する流量制御弁を用いてもよい。
【００２８】
なお、流路切換弁５６は、ラジエータ５１への冷媒の流通量を調整して燃料電池１１へ供給される冷媒の温度を調整する温度制御機構であるサーモスタッドバルブとして機能するものである。また、冷媒回路５０中を流通する冷媒としては、例えば、エチレングリコール、不凍液などの液体冷媒や、フロン（登録商標）などのフッ化炭素系冷媒などでもよい。
【００２９】
燃料電池１１は、略直方体状からなるスタック本体を有し、スタック本体の前面（フロント側）には、スタック本体内へ冷媒を流通させて燃料電池１１を冷却するための冷媒導入ポート６１および冷媒導出ポート６２が設けられている。循環経路５２における冷媒導入ポート６１の上流側から分岐して冷媒導出ポート６２の下流側に合流する分岐通路６３が設けられ、分岐通路６３には、例えば、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を充填したイオン交換器６５が設けられている。
【００３０】
さらに、制御装置４５は、循環ポンプ５３を駆動させる駆動信号を導出するとともに、流路切換弁５６に対して弁切換信号（弁動作制御信号）を導出する制御手段として機能している。
【００３１】
図３は燃料電池システムの放電回路の概略構成図である。
図３に示すように、燃料電池１１には放電抵抗７０と、ディスチャージ用リレー７１と、コンタクタ７２と、制御装置４５と、が接続されている。コンタクタ７２は、燃料電池１１とモータなどの電力消費デバイス７５との間に設けられ、燃料電池１１と電力消費デバイス７５とを断続する電磁開閉器である。また、ディスチャージ用リレー７１は、放電抵抗７０と燃料電池１１とを断続するスイッチであり、ディスチャージ用リレー７１をオン（閉）にすることにより、燃料電池１１と放電抵抗７０とが接続されるようになっている。これらディスチャージ用リレー７１およびコンタクタ７２の制御は制御装置４５からの指示により行われる。制御装置４５は、例えば、電圧計１８の電圧値に基づいてディスチャージ用リレー７１およびコンタクタ７２の開閉をするように構成されている。
【００３２】
図４、図５は放電抵抗の配置図である。
図４、図５に示すように、放電抵抗７０は、略直方体形状のセメント抵抗である。具体的には、セメントで形成された本体の内部にニクロム線が内包されている。放電抵抗７０は、燃料電池１１の始動時や停止時に使用されるものであり、燃料電池１１に対して電気的に接続可能に構成されている。
【００３３】
また、放電抵抗７０は、イオン交換器６５に当接するように配置されている。イオン交換器６５は略円筒状で樹脂製の筐体６６の内部にカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂が充填されている。本実施形態では、筐体６６の一部が切り欠かれたように形成され、平坦部６７が形成されている。そして、２個の放電抵抗７０が、平坦部６７に載置するように配されている。放電抵抗７０は、コンタクタ７２が収容されているコンタクタボックス７３との間にケーブル７４が配されている。また、２個の放電抵抗７０間にも配線７４が配されている。つまり、コンタクタ７２と放電抵抗７０とがケーブル７４により直列に接続されている。なお、ディスチャージ用リレー７１は、コンタクタボックス７３内に設けられている。
【００３４】
また、放電抵抗７０を覆うように防水用のカバー６８が設けられている。カバー６８は筐体６６にビスなどにより締結されている。カバー６８の一部にはグロメット７８が充填された開口があり、この開口にケーブル７４が挿通されている。
【００３５】
次に、本実施形態の燃料電池システム１０の起動動作について図６のフローチャートを用いて説明する。
図６に示すように、Ｓ１では、燃料電池システム１０が運転停止の状態において、運転者により車両のイグニッションスイッチ（不図示）がオン（ＩＧ−ＯＮ）されると、ディスチャージ制御が開始される。
【００３６】
Ｓ２では、制御装置４５からの指示により、ディスチャージ用リレー７１をオンする。
Ｓ３では、電磁弁２５を開いて燃料電池１１のアノード側に燃料ガス（水素）を供給するとともに、エアコンプレッサ３３を駆動して、燃料電池１１のカソード側に酸化剤ガス（空気）を供給する。すると、アノード側では、触媒の作用によって、水素が水素イオンと電子に分解され、水素イオンがアノード側とカソード側との間に設けられた電解質膜（不図示）を介してカソード側に透過し、電子が放電抵抗７０を介してカソード側に移動する。また、カソード側では、触媒の作用により、水素イオンおよび電子と、水素と酸素とが反応することで、燃料電池１１内の電位が上昇し、回路電圧が上昇する。また同時に、冷媒回路５０の循環ポンプ５３を駆動して冷媒（水）を循環させる。
【００３７】
ここで、制御装置４５は、ＩＧ−ＯＮを検知すると、コンタクタ７２はオフ（開）のままで、ディスチャージ用リレー７１をオン（閉）にして、燃料電池１１と放電抵抗７０とを電気的に接続する。これにより、燃料電池１１から出力された電力（発電電流）は、放電抵抗７０を通過することにより放電（消費）される。このとき、放電抵抗７０は発熱するが、本実施形態では、放電抵抗７０がイオン交換器６５に当接するように配置されているため、イオン交換器６５を通過する冷媒（冷却液）により放電抵抗７０の温度上昇を抑制することができる。
【００３８】
Ｓ４では、燃料電池１１の発電状態（電圧）が所定のレベルまで上昇して、回路電圧が電力消費デバイス７５に接続可能な電圧値に到達したことを制御装置４５が検知すると、ディスチャージ用リレー７１をオフにして、燃料電池１１と放電抵抗７０との接続を遮断する。そして、ディスチャージ用リレー７１のオフと同時にコンタクタ７２をオンにして、燃料電池１１と電力消費デバイス７５とを電気的に接続して、燃料電池１１から電力消費デバイス７５への電力の取り出しを開始して、ディスチャージ制御を終了する。
【００３９】
次に、本実施形態の燃料電池システム１０の停止動作について図７のフローチャートを用いて説明する。
図７に示すように、Ｓ１１では、燃料電池システム１０が運転中の状態において、運転者により車両のイグニッションスイッチ（不図示）がオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）されると、ディスチャージ制御が開始される。
【００４０】
Ｓ１２では、制御装置４５からの指示により、ディスチャージ用リレー７１をオンする。
Ｓ１３では、電磁弁２５を閉じて燃料電池１１のアノード側への燃料ガス（水素）の供給を停止するとともに、エアコンプレッサ３３の駆動を停止して、燃料電池１１のカソード側への酸化剤ガス（空気）の供給を停止する。なお、冷媒回路５０の循環ポンプ５３の駆動は継続させる。
【００４１】
ここで、制御装置４５は、ＩＧ−ＯＦＦを検知すると、コンタクタ７２をオフ（開）にすると同時に、ディスチャージ用リレー７１をオン（閉）にして、燃料電池１１と放電抵抗７０とを電気的に接続する。これにより、燃料電池１１から出力される電力は、放電抵抗７０を通過することにより放電（消費）され、燃料電池１１内の残留水素、残留酸素を消費することができる。
【００４２】
Ｓ１４では、燃料電池１１の発電状態（電圧）が所定のレベルまで低下したことを制御装置４５が検知すると、ディスチャージ用リレー７１をオフにして、燃料電池１１と放電抵抗７０との接続を遮断してディスチャージ制御を終了する。
【００４３】
本実施形態では、放電抵抗７０をイオン交換器６５に当接するように載置したため、放電抵抗７０とイオン交換器６５を通過する冷媒（水）との間で熱交換をすることができる。つまり、放電抵抗７０を冷媒により冷却することができるため、高温になるのを抑制でき、抵抗として熱容量の小さいものを用いることができる。したがって、放電抵抗７０を小型化することができる。また、放電抵抗７０を冷却するのに、従来から設けられているイオン交換器６５を利用することにより、別個の冷却装置を設けることなく冷却することができる。つまり、イオン交換器６５をヒートシンクとしても利用することで、燃料電池システム１０をコンパクトにまとめることが可能となる。さらに、イオン交換器６５を利用して放電抵抗７０を水冷方式で効率よく冷却することができる。
【００４４】
また、放電時に循環ポンプ５３により冷媒を強制的に循環させることで、放電抵抗７０を効果的に冷却することができる。
【００４５】
また、放電抵抗７０をイオン交換器６５に形成した平坦部６７に載置することで、安定して放電抵抗７０を支持固定することができる。また、放電抵抗７０とイオン交換器６５との接触面積を大きくすることができ、効率的に放電抵抗７０を冷却することができる。
【００４６】
さらに、放電抵抗７０をイオン交換器６５に当接するように配置して、燃料電池１１の起動時に、放電抵抗７０により燃料電池１１の発電電力を消費するとともに、冷媒を循環ポンプ５３により強制的に循環させるように構成したため、イオン交換器６５が最も効果的に性能を発揮するのは６０℃〜７０℃であるが、燃料電池システム１０の起動時に略外気温まで温度が低下しているイオン交換器６５を放電抵抗７０の熱を利用して迅速に暖機することができる。したがって、イオン交換器６５を早期に機能を発揮させることができ、金属イオンが冷媒内を流れるのを抑制することができる。なお、放電抵抗７０は約１５０℃まで上昇する。
【００４７】
なお、イオン交換器６５の筐体６６における放電抵抗７０との当接面を金属で形成してもよい。このように構成することにより、伝熱効率を向上することができる。したがって、放電抵抗７０と冷媒との熱交換を効率的に行うことができ、放電抵抗７０をより効果的に冷却することができる。
【００４８】
また、図８に示すように、イオン交換器６５に形成された平坦部６７と立上部６９とで構成されたＬ字部７７の各面に放電抵抗７０の各面が当接するように配置してもよい。つまり、放電抵抗７０の側面７０ａおよび底面７０ｂがそれぞれＬ字部７７の立上部６９および平坦部６７に当接するように配置してもよい。このように構成することで、放電抵抗７０とイオン交換器６５との接触面積をより大きくすることができ、効率的に放電抵抗７０を冷却することができる。
【００４９】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態を図９に基づいて説明する。なお、第二実施形態は第一実施形態と放電抵抗の配置場所が異なるのみであり、その他の構成は第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図９に示すように、放電抵抗１７０は、ラジエータ１５の底面１５ａに当接するようにして配置されている。ラジエータ１５の上方には冷媒の循環経路５２が接続される入口部１５ｂが形成され、ラジエータ１５の下方には同じく循環経路５２が接続される出口部１５ｃが形成されており、ラジエータ１５の内部には入口部１５ｂから出口部１５ｃに連通する配管（不図示）が形成されている。つまり、放電抵抗１７０は、ラジエータ１５の出口部１５ｃ近傍に配置されている。
【００５０】
本実施形態によれば、放電抵抗１７０がラジエータ１５を通過して冷却された冷媒と熱交換されるため、放電抵抗１７０を効果的に冷却することができる。また、放電抵抗１７０をラジエータ１５に取り付けることにより、車両走行時の走行風が放電抵抗１７０にあたるため、放電抵抗１７０を走行風によっても冷却することが可能となる。
【００５１】
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態を図１０に基づいて説明する。なお、第三実施形態は第一実施形態と放電抵抗の形態が異なるのみであり、その他の構成は第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図１０に示すように、放電抵抗２７０は、可撓性のあるステンレス配管の内部にニクロム線が配されるとともに、酸化マグネシウムが充填されたシーズヒータで構成されている。本実施形態では、この放電抵抗２７０がイオン交換器６５の筐体６６の周面に当接するように巻きつけられている。
【００５２】
本実施形態では、放電抵抗２７０をイオン交換器６５に巻きつけて筐体６６に当接するように配置したため、放電抵抗２７０とイオン交換器６５を通過する冷媒（水）との間で熱交換をすることができる。つまり、放電抵抗２７０を冷媒により冷却することができるため、高温になるのを抑制でき、抵抗として熱容量の小さいものを用いることができる。したがって、放電抵抗２７０を小型化することができる。また、イオン交換器６５に平坦部などを形成する必要がないため、コストアップを抑制することができる。
【００５３】
（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態を図１１に基づいて説明する。なお、第四実施形態は第一実施形態と放電抵抗の形態および配置箇所が異なるのみであり、その他の構成は第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図１１に示すように、放電抵抗３７０は、可撓性のあるステンレス配管の内部にニクロム線が配されるとともに、酸化マグネシウムが充填されたシーズヒータで構成されている。本実施形態では、この放電抵抗３７０がイオン交換器６５の筐体６６内に収容されている。放電抵抗３７０は、筐体６６内で固定用ブラケット７９により支持固定されている。また、放電抵抗３７０に接続されているケーブル７４は、筐体６６に形成された開口を挿通させている。なお、開口にはグロメット７８が配されており、防水性が確保されている。
【００５４】
本実施形態では、放電抵抗３７０をイオン交換器６５の筐体６６内に配置したため、放電抵抗３７０とイオン交換器６５を通過する冷媒（水）とが直接接しながら熱交換をすることができる。つまり、放電抵抗３７０を冷媒により効率よく冷却することができるため、高温になるのを抑制でき、抵抗として熱容量の小さいものを用いることができる。したがって、放電抵抗３７０を小型化することができる。
【００５５】
尚、本発明は上述した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において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、放電抵抗をイオン交換器またはラジエータにと右折するように配置した場合の説明をしたが、これに限らず、循環ポンプや流路切換弁に取り付けてもよい。
全ての冷媒が流通する循環ポンプや流路切換弁に放電抵抗を設けることにより、効率的に放電抵抗を冷却することができる。なお、流路切換弁をサーモスタッドバルブにしてもよい。この場合、サーモスタッドバルブは、冷媒の温度が高くなるとバイパス経路を遮断し、ラジエータ方向のみに冷媒を流す。逆に、冷媒の温度が低くなるとバイパス経路方向のみに冷媒を流し、ラジエータ方向は遮断するように構成する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態における燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態における燃料電池システムの冷媒回路の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態における放電回路の概略構成図である。
【図４】本発明の第一実施形態における燃料電池システムの部分斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の実施形態における燃料電池システムの起動時のフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態における燃料電池システムの停止時のフローチャートである。
【図８】本発明の第一実施形態における燃料電池システムの別の態様を示す断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態における燃料電池システムの部分斜視図である。
【図１０】本発明の第三実施形態における燃料電池システムの部分斜視図である。
【図１１】本発明の第四実施形態における燃料電池システムの部分断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…燃料電池システム  １１…燃料電池  １５…ラジエータ（冷却液通過デバイス）  １５ａ…底面  ５２…循環経路  ５３…循環ポンプ（冷却液通過デバイス）  ５５…バイパス経路  ５６…流路切換弁（サーモスタッドバルブ、冷却液通過デバイス）  ６５…イオン交換器（冷却液通過デバイス）  ６７…平坦部  ６９…立上部  ７０…放電抵抗  ７０ａ…側面  ７０ｂ…底面  ７７…Ｌ字部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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