(57)【要約】【課題】燃料電池システムの液体循環系に気体が混入した後も燃料電池スタックの冷熱性能を維持する燃料電池冷却システム及び燃料電池システムの保護方法を提供する。【解決手段】燃料電池スタック１とラジエータ２の間に冷媒を循環させる冷媒ポンプ３と、冷媒を貯蔵するタンク４と、冷媒の量を検知または推定する水位検出器５と、冷媒の温度を検知または推定する温度センサ６ａ、６ｂと、冷媒の圧力を検知または推定する圧力検出器７と、圧力検出器７が検出した冷媒の圧力、温度センサ６ａ、６ｂが検出した冷媒の温度及び水位検出器５が検出した冷媒の量から、冷媒の量が正常か異常かを判定する判定部９とを備える。【選択図】図１
2006140005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックとラジエータの間に冷媒を循環させる冷媒ポンプと、
前記冷媒を貯蔵するタンクと、
前記冷媒の量を検知または推定する冷媒量検出手段と、
前記冷媒の温度を検知または推定する温度検出手段と、
前記冷媒の圧力を検知または推定する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段が検出した前記冷媒の圧力、前記温度検出手段が検出した前記冷媒の温度及び前記冷媒量検出手段が検出した前記冷媒の量から、前記冷媒の量が正常か異常かを判定する判定手段
とを備えることを特徴とする燃料電池冷却システム。
【請求項２】
前記判定手段は、前記冷媒量検出手段が検出した燃料電池運転前の前記冷媒の量に対して前記温度検出手段及び前記圧力検出手段が検出した前記冷媒の温度及び圧力に基づいて補正を加えることで運転後の前記冷媒の量を推定し、推定した運転後の前記冷媒の量と前記冷媒量検出手段が検出した燃料電池運転後の前記冷媒の量とを比較し、前記冷媒量検出手段が検出した燃料電池運転後の前記冷媒の量が前記推定した運転後の冷媒量よりも多い場合、前記燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定することを特徴とする請求項１記載の燃料電池冷却システム。
【請求項３】
前記判定手段が燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定した場合、前記冷媒の流量又は冷却能力を増加させる異常制御手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の燃料電池冷却システム。
【請求項４】
前記判定手段が燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定した場合、前記燃料電池スタックの出力を制限する異常制御手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の燃料電池冷却システム。
【請求項５】
前記判定手段が燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定した場合、燃料電池スタックの運転を停止する異常制御手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の燃料電池冷却システム。
【請求項６】
前記判定手段が燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定した場合、使用者に対して異常を告知する告知手段を更に備えることを特徴とする請求項２乃至５何れか１項記載の燃料電池冷却システム。
【請求項７】
前記判定手段が燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定した場合、前記異常制御手段は、前記推定した運転後の前記冷媒の量と前記冷媒量検出手段が検出した燃料電池運転後の前記冷媒の量との差分を取ることで、燃料電池冷却システム内へ混入した前記気体の混入量を算出し、不足する前記冷媒の量と同等の前記冷媒の流量又は冷却能力を増加することで不足する冷却性能を補うことを特徴とする請求項３記載の燃料電池冷却システム。
【請求項８】
前記判定手段が燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定した場合、前記異常制御手段は、前記推定した運転後の前記冷媒の量と前記冷媒量検出手段が検出した燃料電池運転後の前記冷媒の量との差分に応じて、前記冷媒の流量又は冷却能力を増加させ、前記燃料電池スタックの出力を制限し、或いは燃料電池冷却システム内へ混入した前記気体の混入量を算出し、不足する前記冷媒の量と同等の前記冷媒の流量又は冷却能力を増加することを特徴とする請求項２記載の燃料電池冷却システム。
【請求項９】
前記冷媒量検出手段は、前記タンク内の前記冷媒の水位を検出する水位検出器であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池冷却システム。
【請求項１０】
冷媒量検出手段が燃料電池スタックとラジエータの間を循環する冷媒の量を検出し、
温度検出手段が前記冷媒の温度を検出し、
圧力検出手段が前記冷媒の圧力を検出し、
前記燃料電池スタックが運転を開始する前の前記冷媒の量に対して前記温度検出手段及び前記圧力検出手段が検出した前記冷媒の温度及び圧力に基づいて補正を加えることで前記燃料電池スタックが運転を開始した後の前記冷媒の量を推定し、
推定した運転開始後の前記冷媒の量と前記冷媒量検出手段が検出した燃料電池運転後の前記冷媒の量とを比較し、
前記冷媒量検出手段が検出した燃料電池運転後の前記冷媒の量が前記推定した運転後の冷媒量よりも多い場合、前記燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定する
ことを特徴とする燃料電池システムの保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池冷却システム及び燃料電池システムの保護方法に関し、特に、燃料電池スタックを冷却する冷媒が流通する液体循環系に発生する異常を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題、特に、自動車の排気ガスによる大気汚染や二酸化炭素による地球温暖化の問題に対して、クリーンな排気及び高いエネルギー効率を可能とする電力源、あるいは動力源として、燃料電池技術が注目されている。
【０００３】
燃料電池システムは、その燃料となる水素あるいは、水素濃度の高いガス、および酸化剤となる酸素、あるいは酸素を含んだ空気を電解質と電極触媒との複合体である燃料電池スタックに供給し、電気化学反応を起こして、化学エネルギーを電気エネルギーに変えるエネルギー変換システムである。燃料電池システムの中でも特に高い出力密度を有する固体高分子電解質型燃料電池は、燃料電池スタックの温度が８５℃以下になるよう制御されるのが一般的なため、冷媒には水を用いることが多い。
【０００４】
例えば、従来から図６に示すような燃料電池システムの保護装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。燃料電池スタック５１の内部冷媒通路とラジエータ５２との間は冷媒配管６３により接続され、冷媒ポンプ５３が冷媒を循環させる。冷媒配管６３には、冷媒ポンプ５３の流量を検出する流量検出器５４と、冷媒ポンプ５３の吐出圧力を検出する圧力検出器５７と、冷媒温度を計測する温度センサ５６ａ、５６ｂとが設けられている。制御装置５８は、冷媒流量または冷媒圧力が正しい範囲から外れた時、冷却系の異常を検出し、燃料電池システムの出力制限または停止を行い、燃料電池スタック５１の内部温度上昇による寿命低下を回避する。
【特許文献１】特開２００２−１８４４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された燃料電池システムの保護装置は、冷媒漏れ、エアロック、冷媒ポンプ５３の瞬時停止等の突然の故障に対して、寿命低下限界温度を超える前に異常制御を行い、突発的な異常発生に基づく寿命低下を回避することができる。
【０００６】
しかし、そのような突発的な異常発生でなくても、冷媒配管６３内に気体が混入し、温度センサ５６ａ、５６ｂが測定する温度よりも燃料電池スタック５１内のセルの温度の方が高い場合がある。この状態が続く場合にも、必要とする冷却量を燃料電池スタック５１が十分に得られず、燃料電池スタック５１の劣化を早めるおそれがある。特許文献１の保護装置は、このような場合を考慮しておらず、燃料電池の寿命低下を避けることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の特徴は、燃料電池スタックとラジエータの間に冷媒を循環させる冷媒ポンプと、冷媒を貯蔵するタンクと、冷媒の量を検知または推定する冷媒量検出手段と、冷媒の温度を検知または推定する温度検出手段と、冷媒の圧力を検知または推定する圧力検出手段と、圧力検出手段が検出した冷媒の圧力、温度検出手段が検出した冷媒の温度及び冷媒量検出手段が検出した冷媒の量から、冷媒の量が正常か異常かを判定する判定手段とを備える燃料電池冷却システムであることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、冷媒量検出手段が燃料電池スタックとラジエータの間を循環する冷媒の量を検出し、温度検出手段が冷媒の温度を検出し、圧力検出手段が冷媒の圧力を検出し、燃料電池スタックが運転を開始する前の冷媒の量に対して温度検出手段及び圧力検出手段が検出した冷媒の温度及び圧力に基づいて補正を加えることで燃料電池スタックが運転を開始した後の冷媒の量を推定し、推定した運転開始後の冷媒の量と冷媒量検出手段が検出した燃料電池運転後の冷媒の量とを比較し、冷媒量検出手段が検出した燃料電池運転後の冷媒の量が推定した運転後の冷媒量よりも多い場合、燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定する燃料電池システムの保護方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料電池システムの液体循環系に気体が混入した後も燃料電池スタックの冷熱性能を維持する燃料電池冷却システム及び燃料電池システムの保護方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。
【００１１】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係わる燃料電池冷却システムは、燃料電池スタック１内部に配置された冷媒通路に接続された冷媒配管１３と、冷媒配管１３内を循環する冷媒を冷却するラジエータ２と、燃料電池スタック１とラジエータ２の間に冷媒を循環させる冷媒ポンプ３と、冷媒を貯蔵するタンク４と、冷媒の量を検知または推定する冷媒量検出手段の一例としての水位検出器５と、冷媒の温度を検知または推定する温度検出手段の一例としての第１の温度センサ６ａ及び第２の温度センサ６ｂと、冷媒の圧力を検知または推定する圧力検出手段としての圧力検出器７と、燃料電池冷却システム全体を制御する制御装置８と、制御装置８が冷媒の量が異常であることを検知した場合に使用者に対して異常を告知する告知手段としての告知部１１とを備える。
【００１２】
冷媒配管１３上には、燃料電池１及びラジエータ２の他に、冷媒ポンプ３、タンク４、圧力検出器７、第１の温度センサ６ａ、第２の温度センサ６ｂ及び水位検出器５が設けられている。燃料電池スタック１の内部の冷媒通路と冷媒配管１３とラジエータ２とタンク４の内部には冷媒が充填されている。
【００１３】
燃料電池スタック１は、燃料ガス中の水素と例えば空気などの酸化剤ガス中の酸素とを電気化学的に反応させて直接発電し、発電に伴い発熱をする。冷媒は燃料電池スタック１から熱を吸収し、ラジエータ２を通過する際、ラジエータファン１２が回転することにより冷却される。結果的に、燃料電池スタック１からの熱は、冷媒、ラジエータ２を介して装置外部に放出される。
【００１４】
タンク４は冷媒を貯留あるいは気液分離する。圧力検出器７は冷媒ポンプ３の吐出圧力を検出する。第１の温度センサ６ａは燃料電池スタック１入り口付近の冷媒温度を計測する。第２の温度センサ６ｂは燃料電池スタック１出口付近の冷媒温度を計測する。水位検出器５はタンク４内の冷媒の水位を検出する。
【００１５】
制御装置８は、圧力検出器７が検出した冷媒の圧力、第１及び第２の温度センサ６ａ、６ｂが検出した冷媒の温度及び水位検出器５が検出した冷媒の量から、冷媒の量が正常か異常かを判定する判定手段としての判定部９と、判定部９が燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定した場合、冷媒の流量又は冷却能力を増加させる異常制御手段としての異常制御部１０とを備える。告知部１１は、判定部９が燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定した場合、使用者に対して異常を告知する。
【００１６】
判定部９は、水位検出器５が検出した燃料電池運転前の冷媒の量に対して第１及び第２の温度センサ６ａ、６ｂ及び圧力検出器７が検出した冷媒の温度及び圧力に基づいて補正を加えることで運転後の冷媒の量を推定する。その後、「推定した運転後の冷媒の量」と「水位検出器５が検出した燃料電池運転後の冷媒の量」とを比較する。そして、「水位検出器５が検出した燃料電池運転後の冷媒の量」が「推定した運転後の冷媒量」よりも多い場合、燃料電池冷却システム内に気体が混入していると判定する。
【００１７】
具体的には、圧力検出器７、第１及び第２の温度センサ６ａ、６ｂ及び水位検出器５からの計測信号が、それぞれ制御装置８へ入力される。制御装置８は、「タンク水位による全冷媒体積データ」、「温度変化による冷媒体積膨張率データ」、「タンクの各水位における体積データ」、「ポンプ吐出圧によるタンク水位変化量データ」及び「正常水位しきい値」を記憶する内部データ記憶部を内蔵する。そして、制御装置８内の判定部９は、これらセンサ類からの計測信号を元に、温度変化によるタンク４内の第１の水位変化量及び冷媒ポンプ３の吐出圧力によるタンク４内の第２の水位変化量を算出する。そして、運転前のタンク内の水位に対して第１の水位変化量及び第２の水位変化量を加算することにより補正を加えて、運転後の冷媒推定量を求める。そして、運転後の冷媒推定量が、水位の正常範囲データに基づく正常水位範囲と照合して、正常範囲内であるか否かを判断する。
【００１８】
上記の「タンク水位による全冷媒体積データ」は、水位検出器５が検出したタンク４内の水位から導き出される全冷媒の体積を示すデータであり、あらかじめ、実験もしくは、燃料電池冷却システム内の経路体積の計算により算出される。タンク水位による全冷媒体積の変化を定性的に表すと図２のような関係になる。
【００１９】
上記の「温度変化による冷媒体積膨張率データ」は、第１及び第２の温度センサ６ａ、６ｂが検出する冷媒の温度が変化することによる冷媒の体積膨張率を示すデータである。一般に冷媒として用いられることの多い水の場合では、図３のような関係となる。ここで冷媒の「基準温度Ｔ」を６．８５℃としてこのときの補正係数を１とする。
【００２０】
上記の「タンクの各水位における体積データ」は、あらかじめ実験で求められた各水位までのタンク体積を示すデータである。各水位におけるタンク体積データを定性的に表すと図４のような関係になる。
【００２１】
上記の「ポンプ吐出圧によるタンク水位変化量データ」は、圧力検出器７が検出する冷媒の吐出圧力の変化によるタンク４内の水位変化量を示すデータであり、あらかじめ実験あるいは、計算で求められる。
【００２２】
上記の「正常水位しきい値」は、タンク４内の水位の正常範囲を示すデータであり、あらかじめ、実験もしくは計算により、燃料電池スタック１の内部温度を温度センサ値以上にしてしまう気体混入量を算出し、その算出量にセンサ誤差を差し引いた値とする。
【００２３】
制御装置８は、冷媒ポンプ３とラジエータファン１２とに対して制御信号を転送し、それぞれ冷媒流量、ラジエータ２の通風量を制御する。通常運転時において、制御装置８は、第１及び第２の温度センサ６ａ、６ｂが検出する温度が所定の範囲内となるように、冷媒ポンプ３及びラジエータファン１２を制御する。これにより、燃料電池スタック１の動作温度が所定温度に維持される。
【００２４】
一方、水位検出器５が検出する水位が所定の正常範囲から外れた場合、判定部９により、気体の混入が検知されて冷却系異常の判定がなされ、異常制御部１０は、冷媒ポンプ３及びラジエータファン１２の制御を異常時の制御に変更する。具体的には、異常制御部１０は、「水位検出器５が検出した燃料電池運転後の冷媒の量」から「推定した運転後の冷媒量」を減じた量を「気体混入量」とし、「気体混入量」から、冷却性能不足量を算出し、冷却性能を維持する為に冷媒ポンプ３のポンプ回転数を所定量増加させ、ラジエータファン１２の回転数を増加させて、冷媒の流量又は冷却能力を増加させる。また、同時に制御装置８から、告知部１１へ告知指令を与え、運転者に異常であることを告知する。
【００２５】
なお、異常制御部１０は、冷媒の流量又は冷却能力を増加させる代わりに、或いは同時に、燃料電池冷却システムに出力制限をかける、もしくは、発電を停止するなどの処置を行い、燃料電池スタック１の内部温度上昇による寿命低下を回避してもよい。
【００２６】
次に、図５を参照して、図１の燃料電池冷却システムの制御装置８による異常検出動作、即ち、燃料電池システムの保護方法を説明する。
【００２７】
なお、制御装置８はこの異常検出以外に、燃料電池スタック１の出力や冷媒温度に応じた冷媒ポンプ３の駆動制御及びラジエータファン１２の制御等の主制御動作を行っているが、本発明の実施の形態の要旨とは直接関係がないので説明を省略する。また、図５のフローチャートによる動作は、特に限定されないが、例えば、主制御動作の中から一定時間（例えば、０．０５秒）毎に呼び出されるサブルーチンとして構成されている。
【００２８】
（イ）先ず、Ｓ５段階において、ｔ１の値に１を加算してＳ１０段階に進む。Ｓ１０段階において、ｔ１がｔ１００より小さいか否かを判断する。ｔ１がｔ１００未満である場合（Ｓ１０段階においてＹＥＳ）Ｓ２０段階に進み、ｔ１がｔ１００以上である場合（Ｓ１０段階においてＮＯ）Ｓ１２０段階に進む。ここで、ｔ１００は制御装置８が作動を始めてから所定時間が経過するまでの時間を制御周期で割った所定の定数である。所定時間は、燃料電池冷却システムの作動前までの時間とする。また、ここでは時間管理にしているが、状態遷移で管理してもよい。
【００２９】
（ロ）Ｓ２０段階において、水位検出器５及び第１或いは第２の温度センサ６ａ、６ｂを用いてタンク４内の冷媒水位Ｌ１００と冷媒温度Ｔ１００を検出し、制御装置400内の記憶装置に、燃料電池冷却システムの作動前の冷媒水位Ｌ１００と冷媒温度Ｔ１００を記憶する。Ｓ３０段階において、制御装置８内に記憶されている「タンク水位による全冷媒体積データ」を参照して、運転前の冷媒水位Ｌ１００における燃料電池冷却システム内の冷媒体積Ｖ１００を算出し、メインルーチンへリターンする。なお、推定された運転前の冷媒体積Ｖ１００は内部データとして制御装置８内に記憶される。
【００３０】
（ハ）一方、Ｓ１２０段階において、燃料電池冷却システムの運転を開始した後に、第１及び第２の温度センサ６ａ、６ｂを用いて冷媒温度Ｔ１５０を検出する。Ｓ１３０段階において、制御装置８内に記憶されている「温度変化による冷媒体積膨張率データ」を参照して、制御装置８は、運転前の冷媒温度Ｔ１００から運転開始後の冷媒温度Ｔ１５０へ変化した際の冷媒の体積膨張率を算出し、体積膨張率に冷媒体積Ｖ１００にかけることで、運転開始後の膨張冷媒体積Ｖ１５０を算出する。運転開始後の膨張冷媒体積Ｖ１５０は内部データとして制御装置８内に記憶される。
【００３１】
（ニ）Ｓ１４０段階において、膨張冷媒体積Ｖ１５０と運転前の冷媒体積Ｖ１００との差から純粋な膨張体積を算出し、この膨張体積と制御装置８内の記憶装置に記憶されている水位Ｌ１００と、制御装置８内の記憶装置に記憶されている「タンクの各水位における体積データ」を参照することで、温度変化による水位増減量△Ｌ１５０を算出する。温度変化による水位増減量△Ｌ１５０は内部データとして制御装置８内に記憶される。
【００３２】
（ホ）Ｓ１５０段階において、圧力検出器７を用いて冷媒圧力Ｐ１００を検出する。Ｓ１６０段階において、冷媒圧力Ｐ１００と、制御装置８内の記憶装置に記憶されている「ポンプ吐出圧によるタンク水位変化量データ」とを参照して、ポンプ吐出圧による水位増減量△Ｌ２００を算出する。ポンプ吐出圧による水位増減量△Ｌ２００は内部データとして制御装置８内に記憶される。
【００３３】
（ヘ）Ｓ１７０段階において、制御装置８内の記憶装置に記憶されている初期水位Ｌ１００と温度変化による水位増減量△Ｌ１５０とポンプ吐出圧による水位増減量△Ｌ２００とを加算して、推定水位Ｌ２５０を算出する。このように、燃料電池システムの運転に伴い、冷却水の温度が上昇した場合、その温度上昇によって増加した冷却水量を初期水位に足す。更に、冷媒ポンプ３の回転によって、減少する水位を初期水位から引くことで運転時の水位を把握する。またこれと同時に、水位検出器５を用いて実際の水位（実水位）Ｌ３００を求める。
【００３４】
（ト）Ｓ１８０段階において、あらかじめ定められた水位しきい値△Ｌ３５０と推定水位Ｌ２５０を加算した水位と、実水位Ｌ３００とを比較し、実水位Ｌ３００の方が高いか否かを判断する。実水位Ｌ３００の方が高い場合（Ｓ１８０段階においてＹＥＳ）燃料電池冷却システム内に気体が混入したと判断して、Ｓ１９０段階に進み、両者が同じであるか又は実水位Ｌ３００の方が低い場合（Ｓ１８０段階においてＮＯ）燃料電池冷却システム内に気体が混入していないと判断して、Ｓ２１０段階に進む。
【００３５】
（チ）Ｓ１９０段階において、ｔ２の値に１を加算してＳ１９５段階に進む。Ｓ１９５段階において、ｔ２がｔ２００より大きいか否かを判断する。ｔ２がｔ２００より大きい場合（Ｓ１９５段階においてＹＥＳ）Ｓ２００段階に進み、ｔ２がｔ２００以下である場合（Ｓ１９５段階においてＮＯ）Ｓ２１０段階に進む。ここで、ｔ２００は気体が燃料電池冷却システム内に混入していることを判断するまでの時間を制御周期で割った所定の定数である。
【００３６】
（リ）Ｓ２００段階において、燃料電池システム内の冷却系に気体が混入したことが検知された場合、異常処置及び告知を行う。例えば、制御装置８の異常制御部１０は、第１及び第２の温度センサ６ａ、６ｂが検出する温度に関係なく、冷媒ポンプ３を最大回転数で回すように制御し、ラジエータファン１２も最大回転数で回るように制御する。或いは、推定した冷媒体積と実際の冷媒体積との差分から不足冷媒量を算出し、不足冷媒量を補う分だけ冷媒ポンプ３の回転数を増加させ又はラジエータファン１２の回転数を増加させるように制御しても構わない。冷媒ポンプ３及びラジエータファン１２の回転数を操作して燃料電池スタック１の動作温度を所定温度内に維持するように制御する。他の手段として、燃料電池スタック１の出力を制限するか、もしくは燃料電池システム全体の運転を停止する。これらの手段によっても、燃料電池スタック１の内部温度の上昇を抑え、寿命低下を回避することができる。異常制御部１０によるこれらの処置と同時に組み合わせて実施しても構わない。また、告知部１１は、警告ランプの点灯または点滅、警報ブザーの鳴動等により、運転者に異常発生を告知する。その後、メインルーチンへリターンする。一方、Ｓ２１０段階においてもｔｔ２を０としてメインルーチンへリターンする。
【００３７】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、圧力検出器７が検出した燃料電池冷却システム内の冷媒圧力と第１及び第２の温度センサ６ａ、６ｂが検出した燃料電池冷却システム内の冷媒温度から、判定部９が冷媒量が正常か異常かを判断することにより、冷媒量の正常／異常を正確に判断することができる。
【００３８】
推定した運転開始後の冷媒の量（推定水位Ｌ２５０）と水位検出器５が検出した燃料電池運転後の冷媒の量（実水位Ｌ３００）とを比較し、この比較結果から、燃料電池冷却システム内に気体が混入しているか否かと判定することにより、燃料電池冷却システム内への気体の混入をより確実に検知することができる。
【００３９】
推定した運転開始後の冷媒の量（推定水位Ｌ２５０）と水位検出器５が検出した燃料電池運転後の冷媒の量（実水位Ｌ３００）との差分を取ることで、燃料電池冷却システム内への気体混入量を算出し、不足冷媒量と同等の冷媒流量又は冷却能力を増加することで、必要以上に電力を消費することなく、必要冷却性能を満たし、かつ燃料電池の寿命低下を回避することができる。
【００４０】
燃料電池冷却システム内に気体が混入した場合、異常制御部１０が冷媒流量又は冷却能力を増加させることで、不足冷却性能を補い、燃料電池の寿命低下を抑制し、気体混入後も燃料電池の運転を続けることが出来る。
【００４１】
燃料電池冷却システム内に気体が混入した場合、異常制御部１０が燃料電池スタック１の出力を制限することで、燃料電池の劣化を抑制し、気体混入後も燃料電池の運転を続けることが出来る。
【００４２】
燃料電池冷却システム内に気体が混入した場合、異常制御部１０が燃料電池システムの運転を停止することで、燃料電池の寿命低下を回避することができる。
【００４３】
燃料電池冷却システム内に気体が混入した場合、告知部１１が運転者に異常を告知することで、早期に運転者が気体混入を把握でき、除去作業を行うことできる。
【００４４】
上記のように、本発明は、１つの実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係わる燃料電池冷却システムを示すブロック図である。
【図２】タンク水位と全冷媒体積との関係を定性的に表すグラフである。
【図３】冷媒の温度と冷媒の体積膨張率（補正係数）との関係を定性的に表すグラフである。
【図４】タンク水位とタンク体積との関係を定性的に表すグラフである。
【図５】図１の燃料電池冷却システムの制御手順を説明するフローチャートである。
【図６】特許文献１に開示された燃料電池システムの保護装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、５１…燃料電池スタック
２、５２…ラジエータ
３、５３…冷媒ポンプ
４…タンク
５…水位検出器（冷媒量検出手段）
６ａ…第１の温度センサ（温度検出手段）
６ｂ…第２の温度センサ（温度検出手段）
７、５７…圧力検出器（圧力検出手段）
８、５８…制御装置
９…判定部（判定手段）
１０…異常制御部（異常制御手段）
１１…告知部（告知手段）
１２…ラジエータファン
１３、６３…冷媒配管
５４…流量検出器
５６ａ、５６ｂ…温度センサ
【図１】
2006140005.tif 000003
【図２】
2006140005.tif 000004
【図３】
2006140005.tif 000005
【図４】
2006140005.tif 000006
【図５】
2006140005.tif 000007
【図６】
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