(57)【要約】【課題】駆動中の燃料電池を短時間停止することにより燃料電池および冷却媒体の温度が低下しても再起動時において冷却媒体を短時間で昇温することができる産業車両における燃料電池システムの提供にある。【解決手段】燃料電池２１と、燃料電池２１に冷却水を循環供給する冷却水循環回路２２と、冷却水循環回路２２に配置されるラジエータ２３と、冷却水を圧送する冷却水循環ポンプ２７と、冷却水の温度を検出する温度センサ２８を備えた産業車両における燃料電池システムであり、蓄熱可能な材料により形成され、車両重量を調整するウエイト３０と、ウエイト３０の内部に冷却水を通すウエイト流路３１と、ウエイト流路３１と、ウエイト流路３１を迂回して燃料電池２１へ冷却水を通す流路との切り換えを行うウエイト流路側三方弁３２と、冷却水の温度に基づきウエイト流路側三方弁３２の切り換えを制御するコントローラ２９とを備えた。【選択図】  図２
2014032837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、
前記燃料電池に冷却媒体を循環供給する冷却媒体回路と、
前記冷却媒体回路に配置されるラジエータと、
前記冷却媒体回路に配置され、冷却媒体を圧送する冷却媒体ポンプと、
前記冷却媒体の温度を検出する温度センサと、を備えた産業車両における燃料電池システムにおいて、
蓄熱可能な材料により形成され、車両重量を調整するウエイトと、
前記冷却媒体回路に接続され、前記ウエイトの内部に冷却媒体を通すウエイト流路と、
前記ウエイト流路と、前記ウエイト流路を迂回して前記燃料電池へ冷却媒体を通す流路との切り換えを行う切換弁と、
前記温度センサにより検出される冷却媒体の温度に基づき、前記切換弁の切り換えを制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする産業車両における燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池の駆動時に冷却媒体の温度が予め設定した設定温度に達したとき、前記切換弁の制御により前記ウエイト流路へ冷却媒体を通し、
前記ウエイト流路の冷却媒体と前記ウエイトとの熱交換により前記ウエイトに蓄熱させて前記ウエイトを蓄熱状態とし、
予め設定した設定時間以内の前記燃料電池の停止後の再起動時に、前記ウエイト流路へ冷却媒体を流通させ、
前記ウエイト流路の冷却媒体と蓄熱状態の前記ウエイトとの熱交換により冷却媒体の昇温を行い、
昇温された冷却媒体を前記燃料電池へ供給することを特徴とする請求項１記載の産業車両における燃料電池システム。
【請求項３】
冷却媒体の温度が前記設定温度未満のとき、前記ウエイト流路を迂回して前記ラジエータへ冷却媒体を通す流路に冷却媒体を通すことを特徴とする請求項２記載の産業車両における燃料電池システム。
【請求項４】
前記ラジエータを迂回して前記冷却媒体回路における前記ラジエータの下流側へ前記ウエイト流路を通過した冷却媒体を通すウエイト側バイパス流路を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の産業車両における燃料電池システム。
【請求項５】
冷却媒体のイオンを除去するイオン交換器が前記ウエイトの内部における前記ウエイト流路に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の産業車両における燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業車両における燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業車両における燃料電池システムに関する従来の技術としては、例えば、特許文献１に開示された燃料電池車両用空調システムを挙げることができる。
特許文献１に開示された燃料電池車両用空調システムは、暖房用のヒータコアとして、空調装置側に設けた暖房用ヒータコアと、暖房用ヒータコアを補助するために燃料電池側に設けた補助暖房用ヒータを備えている。
特許文献１に開示された燃料電池車両用空調システムでは、温度センサにより検出された温度が冷却水供給温度以上であると制御部が判定した場合に、制御部はシャットバルブを開弁させて、冷却水を補助暖房用ヒータコアに供給させる。
その後、温度センサにより検出された温度が所定の閾値以下であると判定した場合に、燃料電池から放出される熱を増加させる。
燃料電池車両用空調システムによれば、燃料電池の廃熱を利用して効率よく暖房を行うことを可能としている。
【０００３】
ところで、フォークリフト搭載の燃料電池システムは、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）においては、低温域で発電効率が悪いため、暖機が必要となる。
従って、この種の燃料電池システムを最初に起動する時には、発電効率を最良とする温度に達するまで燃料電池を暖機する必要がある。
燃料電池システムを搭載するフォークリフトは、燃料である水素の残量が少なくなると、車体に備えられた水素タンクに水素を充填する必要が生じる。
水素タンクへの水素の充填は水素ステーション（水素ガススタンド）において行うことができ、水素の充填に要する時間は１０分以内で済むことが多い。
燃料電池システムを搭載するフォークリフトの水素充填時間は、バッテリフォークリフトのバッテリ充電時間より大幅に短時間である。
このため、燃料電池システム搭載のフォークリフトは水素充填時間とバッテリ充電時間との比較ではバッテリフォークリフトに対する優位性を有する。
【０００４】
ところで、水素ステーションは屋外に設置されることが多く、運転中に水素の充填が必要となった場合には、水素ステーションへフォークリフトを移動し、水素充填は燃料電池の駆動を停止した状態にて行われる。
屋外（外気）の温度が一定温度以上の場合、水素充填中において停止中の燃料電池および冷却媒体（冷却水）の温度は著しく低下することがない。
このため、水素充填後に燃料電池を再び駆動するとき、燃料電池の暖機を行う必要はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１３５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば、寒冷地や冬季等では屋外の温度が低く、水素充填時間が短時間であっても、燃料電池および冷却媒体の温度は著しく低下する場合がある。
燃料電池および冷却媒体の温度が一定温度より低下した状態では、燃料電池は駆動しても低効率な発電しか行えず、十分な電力を出力することができない。
このため、燃料電池の暖機を行う必要があるが、発電効率を良好とする温度域に達するまで燃料電池を暖機するための時間が掛かるという問題がある。
因みに、特許文献１には燃料電池の廃熱を利用して暖房を効率的に行う点が開示されているに過ぎない。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、駆動中の燃料電池を短時間停止することにより燃料電池および冷却媒体の温度が低下しても再起動時において冷却媒体を短時間で昇温することができる燃料電池システムの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、燃料電池と、前記燃料電池に冷却媒体を循環供給する冷却媒体回路と、前記冷却媒体回路に配置されるラジエータと、前記冷却媒体回路に配置され、冷却媒体を圧送する冷却媒体ポンプと、前記冷却媒体の温度を検出する温度センサと、を備えた産業車両における燃料電池システムにおいて、蓄熱可能な材料により形成され、車両重量を調整するウエイトと、前記冷却媒体回路に接続され、前記ウエイトの内部に冷却媒体を通すウエイト流路と、前記ウエイト流路と、前記ウエイト流路を迂回して前記燃料電池へ冷却媒体を通す流路との切り換えを行う切換弁と、前記温度センサにより検出される冷却媒体の温度に基づき、前記切換弁の切り換えを制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明では、燃料電池の駆動時に冷却媒体の温度に基づき切換弁が制御される。
冷却媒体回路を通り、燃料電池を通過した冷却媒体は、切換弁の切り換えによりウエイト通路を通じてウエイトの内部を通ることができ、ウエイトと冷却媒体との熱交換によりウエイトに蓄熱させることができる。
本発明によれば、ウエイトに蓄熱させることにより蓄熱する手段を別に追加することなく燃料電池の廃熱を利用することができる。
駆動中の燃料電池を短時間停止することにより燃料電池および冷却媒体の温度が低下しても、燃料電池の再起動時にウエイトの蓄熱を利用することにより冷却媒体を短時間で昇温させることができる。
【００１０】
また、上記の産業車両における燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の駆動時に冷却媒体の温度が予め設定した設定温度に達したとき、前記切換弁の制御により前記ウエイト流路へ冷却媒体を通し、前記ウエイト流路の冷却媒体と前記ウエイトとの熱交換により前記ウエイトに蓄熱させて前記ウエイトを蓄熱状態とし、予め設定した設定時間以内の前記燃料電池の停止後の再起動時に、前記ウエイト流路へ冷却媒体を流通させ、前記ウエイト流路の冷却媒体と蓄熱状態の前記ウエイトとの熱交換により冷却媒体の昇温を行い、昇温された冷却媒体を前記燃料電池へ供給する構成としてもよい。
この場合、燃料電池を通過した冷却媒体が予め設定した設定温度に達すると、冷却媒体は切換弁の切り換えによりウエイト通路を通じてウエイトの内部に通されるからウエイトに対する蓄熱を行うことができる。
燃料電池が設定時間以内の停止後に再起動されるとき、ウエイト流路へ冷却媒体を流通させると、ウエイト流路の冷却媒体は、冷却媒体と蓄熱状態のウエイトとの熱交換により昇温され、昇温された冷却媒体を燃料電池へ供給することができる。
【００１１】
また、上記の産業車両における燃料電池システムにおいて、冷却媒体の温度が前記設定温度未満のとき、前記ウエイト流路を迂回して前記ラジエータへ冷却媒体を通す流路に冷却媒体を通す構成としてもよい。
この場合、燃料電池を通過した冷却媒体の温度が設定温度未満のときは、冷却媒体はウエイト流路を流れずウエイト流路を迂回してラジエータへ通す流路に流れるから、冷却媒体がウエイトにより冷却されることがない。
【００１２】
また、上記の産業車両における燃料電池において、前記ラジエータを迂回して前記冷却媒体回路における前記ラジエータの下流側へ前記ウエイト流路を通過した冷却媒体を通すウエイト側バイパス流路を有している構成としてもよい。
この場合、ウエイト流路を通過した冷却媒体は、ラジエータを通ることなく燃料電池へ供給され、ラジエータにおいて冷却されることがない。
【００１３】
また、上記の産業車両における燃料電池において、冷却媒体のイオンを除去するイオン交換器が前記ウエイトの内部における前記ウエイト流路に配置されている構成としてもよい。
この場合、ウエイトの内部にイオン交換器が配置されることにより、燃料電池システムにおける容積効率が向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、駆動中の燃料電池を短時間停止することにより燃料電池および冷却媒体の温度が低下しても再起動時において冷却媒体を短時間で昇温することができる燃料電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフォークリフトの側面図である。
【図２】第１の実施形態に係るフォークリフトにおける燃料電池システムの構成図である。
【図３】第２の実施形態に係るフォークリフトにおける燃料電池システムの構成図である。
【図４】別例に係るフォークリフトにおける燃料電池システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る産業車両における燃料電池システムを図１及び図２に基づいて説明する。
本実施形態では、産業車両としてのフォークリフトに適用した例について説明する。
なお、方向を特定する「前後」、「左右」および「上下」については、フォークリフトのオペレータが運転席の運転シートに着座して、フォークリフトの前進側を向いた状態を基準として示す。
【００１７】
図１に示すように、産業車両としてのフォークリフト１０は、車体１１の前部に荷役装置１２を備えている。
車体１１の中央付近には運転席１３が設けられている。
車体１１の前部には前輪としての駆動輪１４が設けられ、車体１１の後部には後輪としての操舵輪１５が設けられている。
車体１１の後部にはカウンタウエイト１６が備えられており、カウンタウエイト１６は車両重量の調整と車体１１における重量バランスを図るためのものである。
【００１８】
本実施形態のフォークリフト１０は、車体１１に搭載され、電力により駆動する走行モータ（図示せず）を備えたフォークリフトである。
車体１１における運転席１３の下方には、燃料電池システムをユニット化した燃料電池ユニットＦを収容する収容部１７が形成されている。
因みに、本実施形態のフォークリフトは、収容部１７に燃料電池ユニットＦを収容することができるほか、燃料電池ユニットＦに替えて多数のバッテリセルを備えたバッテリケースＢの収容が可能な、バッテリリプレイスメント式のフォークリフトである。
つまり、本実施形態の燃料電池ユニットＦはバッテリケースＢとの互換性を有している。
フォークリフト１０は、燃料電池ユニットＦを搭載した状態では燃料電池フォークリフトであり、バッテリケースＢを搭載した状態ではバッテリフォークリフトである。
【００１９】
図２に示す燃料電池システムは、酸化剤ガスと燃料ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池２１を有している。
燃料電池２１は、酸化剤ガスと燃料ガスの供給を受けて発電する複数の単セルを積層したスタック構造により構成されている。
燃料電池２１は、水素を含有する燃料ガスと酸素を含有する酸化剤ガスの供給を受けて、水素と酸素による電気化学反応により電力を発生させる。
燃料電池２１において得られた直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）により降圧され、キャパシタ等の二次電池（図示せず）に充電される。
【００２０】
本実施形態の燃料電池システムは、燃料電池２１に冷却水を循環供給する冷却水循環回路２２を備えている。
冷却水は冷却媒体に相当し、冷却水循環回路２２は冷却媒体回路に相当する。
本実施形態では、冷却水としてクーラント（ＬＬＣ）を採用している。
冷却水循環回路２２には冷却水を熱交換により冷却するラジエータ２３が配置されている。
ラジエータ２３はラジエータファン２４を備えており、ラジエータファン２４は駆動によりラジエータ２３における冷却水の冷却を促進するように、ラジエータ２３へ向けて送風する。
【００２１】
冷却水循環回路２２にはバイパス流路２５が接続されている。
バイパス流路２５は、冷却水循環回路２２における燃料電池２１の冷却水出口とラジエータ２３の冷却水入口との間と、ラジエータ２３の冷却水出口と燃料電池２１の冷却水入口との間を接続する。
バイパス流路２５は、燃料電池２１から出る冷却水をラジエータ２３に通さずに迂回させる流路である。
冷却水循環回路２２には、ラジエータ２３へ冷却水を通す流路又はバイパス流路２５への冷却水の流通の切り換えを行うバイパス流路側三方弁２６が配置されている。
本実施形態では、冷却水循環回路２２において燃料電池２１とラジエータ２３との間を冷却水が循環する状態から、バイパス流路側三方弁２６の切り換えにより、冷却水がバイパス流路２５を通って循環する状態となる。
冷却水がバイパス流路２５を通って循環する状態では、冷却水のラジエータ２３への流入が回避される。
【００２２】
冷却水循環回路２２における冷却水循環回路２２とバイパス流路２５との合流部と燃料電池２１の冷却水入口との間には、冷却媒体ポンプとしての冷却水循環ポンプ２７が配置されている。
冷却水循環ポンプ２７は、冷却水を燃料電池２１へ圧送し、冷却水循環回路２２を循環させる。
冷却水循環回路２２における燃料電池２１の冷却水出口側には温度センサ２８が設けられている。
温度センサ２８は燃料電池２１から通過した冷却水の温度を検出する。
【００２３】
本実施形態では、燃料電池システムを構成する機器を制御するコントローラ２９が備えられている。
コントローラ２９は温度センサ２８およびバイパス流路側三方弁２６と接続されており、温度センサ２８が検出する冷却水の温度の検出信号を受信するほか、バイパス流路側三方弁２６に対して流路の切り換えの指令を出す。
本実施形態のコントローラ２９は、燃料電池２１の最初の起動時等、燃料電池２１や冷却水の温度が低く燃料電池２１の暖機が必要である場合には、燃料電池２１からの冷却水をバイパス流路２５へ通すようにバイパス流路側三方弁２６を切り換える。
このとき、燃料電池２１から出る冷却水はラジエータ２３を回避して、バイパス流路２５を通って循環するから、ラジエータ２３において冷却されることはない。
このため、冷却水をラジエータ２３に通す場合と比較して燃料電池２１の暖機を早く完了させることができる。
コントローラ２９は、冷却水の温度が高くなり、予め設定した設定温度に達した場合には、燃料電池２１からの冷却水をラジエータ２３へ通すようにバイパス流路側三方弁２６を切り換える。
このとき、燃料電池２１から出る冷却水はラジエータ２３を通り、ラジエータ２３において冷却され、冷却水循環回路２２を循環する。
【００２４】
本実施形態の燃料電池システムは、蓄熱機能を有するウエイト３０と、ウエイト３０の内部に冷却水を流通するウエイト流路３１を有する。
ウエイト３０は燃料電池ユニットＦに設けられており、燃料電池ユニットＦをバッテリケースＢと同じ重量するために設けられている。
フォークリフト１０では、燃料電池ユニットＦの搭載時の車両重量とバッテリケースＢの搭載時の車両重量が同じとなる必要があるため、燃料電池ユニットＦに重量調整用のウエイト３０が設けられる。
ウエイト３０は蓄熱可能な材料（鋳鉄）により形成されており、燃料電池２１の燃料となる水素を貯蔵する水素タンク（図示せず）を覆うことが可能な形状を有する。
寒冷地や冬季等の低温環境下において予め設定した設定時間（約１０分）以内の燃料電池２１の停止であれば、ウエイト３０は温度低下を殆ど生じない程度の充分な熱容量、すなわち蓄熱機能を有している。
本実施形態では、予め設定した設定時間（約１０分）は、水素タンクに水素を充填するために要する最長の時間に合わせて設定されている。
ウエイト３０の内部におけるウエイト流路３１は、ウエイト３０と冷却水との熱交換を効率的に行えるようにできるだけ長い流路が設定されることが好ましい。
【００２５】
ウエイト流路３１は、冷却水循環回路２２においてバイパス流路側三方弁２６とラジエータ２３との間から分岐された流路である。
冷却水循環回路２２には、ラジエータ２３側への流路又はウエイト流路３１の切り換えを行うウエイト流路側三方弁３２が配置されている。
ウエイト流路３１は、冷却水循環回路２２におけるウエイト流路側三方弁３２とラジエータ２３との間に接続されている。
ウエイト流路側三方弁３２は、ウエイト流路３１と、ウエイト流路３１を迂回してラジエータ２３から燃料電池２１へ冷却水を通す流路とを切り換える切換弁に相当する。
本実施形態では、燃料電池２１を通過した冷却水は、ウエイト流路側三方弁３２の切り換えにより、燃料電池２１を出た冷却水がウエイト流路３１を通じてウエイト３０の内部を通過し、さらにラジエータ２３へ向かう。
ウエイト流路側三方弁３２は、コントローラ２９と接続されておりコントローラ２９の指令に基づき流路の切り換えを行う。
【００２６】
本実施形態では、コントローラ２９は、冷却水の温度が高くなった場合には、燃料電池２１からの冷却水をウエイト流路３１へ通すようにウエイト流路側三方弁３２を切り換える。
ウエイト流路３１へ温度の高い冷却水を通すことにより冷却水の熱をウエイト３０へ蓄熱させるためである。
本実施形態のコントローラ２９は、温度センサ２８により検出された冷却水の温度が予め設定した設定温度に達したときに、燃料電池２１からの冷却水をウエイト流路３１へ通すようにウエイト流路側三方弁３２を切り換える。
また、コントローラ２９は、燃料電池２１の短時間停止後の再起動後にも、燃料電池２１からの冷却水をウエイト流路３１へ通すようにウエイト流路側三方弁３２を切り換える。
【００２７】
本実施形態の燃料電池システムでは、ウエイト３０の内部のウエイト流路３１にイオン交換器３３が配置されている。
イオン交換器３３は冷却水に含まれるイオン性の不純物を除去する。
【００２８】
次に、本実施形態の燃料電池システムにおける冷却水の循環について説明する。
まず、燃料電池２１を最初に起動する場合について説明する。
最初に起動する前の燃料電池２１および冷却水は低温であり燃料電池２１の暖機が必要な状態である。
この場合、燃料電池２１が最初に起動されると、コントローラ２９は冷却水がバイパス流路２５を通りラジエータ２３を回避するようにバイパス流路側三方弁２６を切り換える。
【００２９】
冷却水循環ポンプ２７の起動により、燃料電池２１を通過した冷却水はバイパス流路側三方弁２６からバイパス流路２５を通り冷却水循環ポンプ２７を経て燃料電池２１へと循環する。
このとき、燃料電池２１を通過した冷却水はラジエータ２３を回避して通らないためラジエータ２３により冷却されることはなく、冷却水をラジエータ２３へ通す場合と比較して冷却水の温度上昇が早くなる。
冷却水の温度が上昇すると燃料電池２１の暖機が完了して燃料電池２１および冷却水は発電効率が良好な温度域となる。
【００３０】
冷却水の温度が上昇し、温度センサ２８により検出された冷却水の温度が予め設定した設定温度に達すると、コントローラ２９はバイパス流路２５への冷却水の流通を遮断し、ラジエータ２３へ冷却水を通すようにバイパス流路側三方弁２６を切り換える。
さらに、コントローラ２９は、冷却水をウエイト流路３１へ通すようにウエイト流路側三方弁３２を切り換える。
このため、燃料電池２１を出た冷却水はウエイト流路側三方弁３２からウエイト流路３１を通り、ウエイト３０の内部においてウエイト３０と熱交換を行う。
ウエイト３０とウエイト流路３１を通る冷却水との熱交換により、ウエイト３０への蓄熱が行われる。
【００３１】
ウエイト流路３１を通る冷却水はイオン交換器３３を通過し、冷却水に含まれるイオン性の不純物はイオン交換器３３により除去され、冷却水の導電度が低くなる。
ウエイト３０により熱交換された冷却水はウエイト流路３１から冷却水循環回路２２へ合流され、ラジエータ２３へ向かう。
ラジエータ２３ではウエイト流路３１を通った冷却水を冷却する。
【００３２】
燃料電池２１の駆動中はウエイト３０とウエイト流路３１の冷却水との熱交換を続けてウエイト３０への蓄熱を継続する。
ウエイト３０への蓄熱が継続され、ウエイト３０の熱容量を越える場合には、ウエイト３０への蓄熱ができなくなり、冷却水の余分な熱はラジエータ２３において放熱される。
この場合、燃料電池２１へ供給する冷却水の温度が高くなり過ぎないように、ラジエータファン２４による送風量が調節される。
【００３３】
次に、ウエイト３０の蓄熱が維持された蓄熱状態での燃料電池２１の駆動中から、燃料電池２１の短時間の停止を行い、停止後に燃料電池２１を再起動する場合について説明する。
例えば、水素ガスを水素タンクに充填する場合、水素タンクへの水素ガスの充填中は燃料電池２１を短時間（１０分程度）停止する。
このとき、寒冷地や冬季等の低温環境下では、燃料電池２１のうちウエイト３０を除く各要素が直ちに冷却されて、特に冷却水の温度低下が著しくなる。
水素ガスの充填中における燃料電池２１の停止時間は、予め設定した設定時間以内とする。
【００３４】
水素タンクへの水素ガスの充填後、燃料電池２１を再起動するとき、コントローラ２９は、バイパス流路側三方弁２６の切り換えにより、バイパス流路２５への冷却水の流通を遮断し、ラジエータ２３へ冷却水を通す。
さらに、コントローラ２９は、ウエイト流路側三方弁３２を切り換えにより、冷却水をウエイト流路３１へ通す。
冷却水循環ポンプ２７の起動により冷却水は、燃料電池２１、ウエイト３０、ラジエータ２３、冷却水循環ポンプ２７の順に循環して流れる。
【００３５】
ウエイト３０は蓄熱状態にあり、燃料電池２１の短時間の停止では殆ど放熱による温度低下が進行せず保温された状態にある。
このため、ウエイト３０の内部における冷却水の温度は、発電効率の良好な温度域から殆ど低下せず、保温されている。
また、ウエイト流路３１を通る冷却水はウエイト３０との熱交換により昇温する。
発電効率の良好な温度から殆ど低下していないウエイト３０の内部の冷却水は、温度低下した冷却水の昇温を行う。
ウエイト３０との熱交換により昇温された冷却水が燃料電池２１を通ることにより、燃料電池２１の温度は短い時間により発電効率の良好な温度に達する。
なお、ラジエータ２３においてウエイト３０との熱交換により温めた冷却水をできるだけ冷却しないようにラジエータファン２４を停止させておく。
【００３６】
本実施形態の燃料電池システムは以下の作用効果を奏する。
（１）燃料電池２１の駆動時に冷却水の温度に基づきウエイト流路側三方弁３２が制御される。冷却水循環回路２２を通る冷却水は、ウエイト流路側三方弁３２の切り換えによりウエイト３０の内部を通ることができ、ウエイト３０と冷却水との熱交換によりウエイト３０に蓄熱させることができる。ウエイト３０に蓄熱させることにより蓄熱する手段を別に追加することなく燃料電池２１の廃熱を利用することができる。燃料電池２１の短時間の停止により燃料電池２１の冷却水が温度低下しても、ウエイト３０の蓄熱を利用することにより冷却水および燃料電池２１を短時間で昇温させることができる。
【００３７】
（２）冷却水が予め設定した設定温度に達すると、冷却水はウエイト流路側三方弁３２の切り換えによりウエイト３０の内部に通されるからウエイト３０に蓄熱させることができる。燃料電池２１の短時間の停止後における再起動時に、ウエイト流路３１へ冷却水を流通させると、ウエイト流路３１の冷却水は、冷却水と蓄熱状態のウエイト３０との熱交換により温められ、温められた冷却媒体を燃料電池２１へ供給することができる。
（３）ウエイト３０の内部にイオン交換器３３が配置されることにより、燃料電池システム内にイオン交換器３３を設けるためのスペースを別途必要としないため、燃料電池システム内における容積効率が向上させることができる。
【００３８】
（４）バイパス流路２５が設けられているから、燃料電池２１を最初に起動する時、バイパス流路側三方弁２６を切り換えると、冷却水はバイパス流路２５を通り、ラジエータ２３を回避して循環する。従って、燃料電池２１の暖機時において冷却水がラジエータ２３において冷却されないため、冷却水をラジエータ２３に通す場合と比較して早く燃料電池２１の暖機を完了させることができる。
（５）冷却水が予め設定した設定温度に達すると、冷却水はウエイト流路側三方弁３２の切り換えによりウエイト３０の内部に通されてウエイト３０に対する蓄熱を行う。このため、蓄熱可能なウエイト３０が冷却水の冷却手段と機能することができる。ウエイト３０が冷却水の冷却手段の機能を果たすことにより、従来よりもラジエータ２３の小型化やラジエータファン２４の動力低減を図ることが可能である。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るフォークリフトにおける燃料電池システムについて図３を参照して説明する。
本実施形態の一部は第１の実施形態と同一構成であり、第１の実施形態と同一構成については第１の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
【００４０】
図３に示すように、本実施形態の燃料電池システムはウエイト側バイパス流路３４を備えている。
本実施形態のウエイト側バイパス流路３４は、ウエイト流路３１におけるウエイト３０と冷却水循環回路２２におけるラジエータとの間と、ラジエータ２３と冷却水循環ポンプ２７との間とを接続する。
ウエイト側バイパス流路３４は、ラジエータ２３を迂回して冷却水循環回路２２におけるラジエータ２３の下流側へウエイト流路３１を通る冷却媒体を通す流路として機能する。
従って、ウエイト側バイパス流路３４を通る冷却水は、ウエイト３０の内部を通った後、ラジエータ２３を通らずに迂回して冷却水循環ポンプ２７へ流れる。
【００４１】
ウエイト側バイパス流路３４がウエイト流路３１から分岐されるウエイト３０とラジエータ２３との間には三方弁３５が配置されている。
三方弁３５はコントローラ２９と接続されており、コントローラ２９の指令に基づいてウエイト３０を通った冷却水を通す流路の切り換えを行う。
【００４２】
本実施形態では、ウエイト３０が蓄熱状態にあり、燃料電池２１が短時間の停止後に再起動されたときに、三方弁３５の切り換えによりウエイト３０を通った冷却水をウエイト側バイパス流路３４に通してラジエータ２３に通さず迂回させる。
燃料電池２１が短時間の停止後に再起動されたときに、ウエイト３０の蓄熱により保温された冷却水やウエイト３０を通り昇温された冷却水はラジエータ２３により冷却されることがない。
このため、燃料電池２１および冷却水は発電効率の良好な温度域まで短時間にて昇温される。
その後、燃料電池２１の温度が発電効率の良好な温度域に達したときに、三方弁３５の切り換えを行い、ウエイト３０を通った冷却水をラジエータ２３へ通すようにする。
燃料電池２１の温度が発電効率の良好な温度域に達したかの判断は、温度センサ２８により検出された冷却水の温度の検出信号に基づきコントローラ２９が判断する。
【００４３】
なお、燃料電池２１が発電効率の良好な温度域で稼動され、ウエイト３０に蓄熱するときにウエイト３０を通った冷却水をウエイト側バイパス流路３４に通すようにしてもよい。
この場合、ウエイト３０を通った冷却水がラジエータ２３において冷却されないため冷却水が過度に冷却されることがない。
この場合、ウエイト３０の熱容量を考慮してウエイト３０を通った冷却水をウエイト側バイパス流路３４に通す時間を設定すればよい。
ウエイト３０を通った冷却水をウエイト側バイパス流路３４に通す設定時間を経過したときに、冷却水をラジエータ２３へ通すように三方弁３５を切り換えれば、燃料電池２１の稼動中に冷却水の温度が上がり過ぎることはない。
【００４４】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果と同等の作用効果を奏する。
さらに言うと、本実施形態によれば、燃料電池２１が短時間の停止後に再起動されたときに、ウエイト３０を通り昇温された冷却水はラジエータ２３により冷却されることがなく、燃料電池２１は発電効率の良好な温度域まで短時間にて昇温することができる。
【００４５】
なお、上記の実施形態は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００４６】
○  上記の実施形態では、バッテリリプレイスメント方式のフォークリフトにおいて燃料電池ユニットに設けたカウンタに冷却水を通すウエイト流路を形成したが、ウエイト流路は燃料電池ユニットのウエイトに限定されない。例えば、カウンタウエイトにウエイト流路を設けてもよい。また、バッテリリプレイスメント方式でない燃料電池システムを搭載したフォークリフトであってもよい。
○  上記の実施形態では、産業車両としてのフォークリフトに本発明を適用した例を説明したが、産業車両はフォークリフトに限定されない。産業車両は少なくともウエイトを有する産業車両であればよい。ウエイトを設けた燃料電池ユニットを搭載する産業車両やカウンタウエイトを備えた産業車両であればよく、例えば、カウンタウエイトを備えたスキッドステアローダーやホイルローダーでもよい。また、バッテリリプレイスメント方式のトーイングトラクターでもよい。
○  上記の実施形態では、ラジエータを迂回して冷却水を循環するバイパス流路２５とバイパス流路側三方弁２６を設けた燃料電池システムとしたが、バイパス流路２５とバイパス流路側三方弁２６は必須の要件ではなく省略してもよい。図４に示すように、バイパス流路２５とバイパス流路側三方弁２６を省略した燃料電池システムの場合、最初の起動時にはウエイト３０の温度が低い。従って、冷却水の温度が設定温度未満のときにウエイト流路３１を迂回してラジエータ２３へ冷却水を通すようにウエイト流路側三方弁３２を切り換えればよい。冷却水がウエイト流路３１を迂回してラジエータ２３へ通すことにより冷却水がウエイト３０により冷却されることがなくウエイト３０が燃料電池２１の暖機を妨げることはない。冷却水の温度が設定温度以上のときウエイト３０へ冷却水を通すようにウエイト流路側三方弁３２を切り換えればよい。
○  上記の実施形態では、イオン交換器をウエイト流路におけるウエイトの内部に設けたが、イオン交換器はウエイト流路ではなく、冷却水が通る流路であれば場所は限定されず、例えば、冷却水循環経路やバイパス流路に設けてもよい。
○  上記の実施形態では、冷却媒体として冷却水としてクーラント（ＬＬＣ）を採用したが、クーラント以外の冷却媒体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０  フォークリフト
１１  車体
１２  荷役装置
１３  運転席
１４  駆動輪
１５  操舵輪
１６  カウンタウエイト
１７  収容部
２１  燃料電池
２２  冷却水循環回路
２３  ラジエータ
２４  ラジエータファン
２５  バイパス流路
２６  バイパス流路側三方弁
２７  冷却水循環ポンプ
２８  温度センサ
２９  コントローラ
３０  ウエイト
３１  ウエイト流路
３２  ウエイト流路側三方弁
３３  イオン交換器
３４  ウエイト側バイパス流路
３５  三方弁
Ｆ  燃料電池ユニット
Ｂ  バッテリケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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