(57)【要約】【課題】  放熱器同士を角度をもって配置する構成においてコンパクト化を図ることができる。【解決手段】  放熱器冷却システム１２は、通風に対して並列に配置した燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６と冷房用冷媒放熱器５０とを角度をもって配置して生じた空間にクロスフローファン６２を配置している。燃料電池ラジエータ４０は、放熱面が走行風に対して垂直となるように配置され、クロスフローファン６２による強制風が当たる強制風接触部４０ａと車両走行時に生じる走行風が当たる走行風接触部４０ｂとを有し、走行風を利用して放熱可能となっている。冷房用冷媒放熱器５０は、下流に配置した放熱器よりも扁平な形状に形成され、フロントバンパ１７の裏側近傍に放熱面を下方に向けて配置されている。この放熱器冷却システム１２は、各放熱器が放熱温度の低い順に通風に対して直列に配置され、各放熱器の放熱を十分行うことができる。【選択図】        図２
2006056426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を強制的に通風させる冷却ファンと、
前記冷却ファンの下流に配置され前記冷却ファンによる風が通過することにより放熱する下流側放熱器と、
前記冷却ファンの上流に前記下流側放熱器と角度をもって配置され前記冷却ファンによる風が通過することにより放熱する上流側放熱器と、
を備えた放熱器冷却システム。
【請求項２】
前記下流側放熱器は、前記冷却ファンによる風が当たる強制風接触部と、車両走行時に生じる走行風が当たる走行風接触部とを有している、
請求項１に記載の放熱器冷却システム。
【請求項３】
前記下流側放熱器は、放熱面が走行風に対して略垂直となるように配置されている、
請求項２に記載の放熱器冷却システム。
【請求項４】
前記下流側放熱器は、車速が低いときには略一定の低放熱量であり、車速が高いときには放熱量が大きくなる、
請求項２又は３に記載の放熱器冷却システム。
【請求項５】
前記下流側放熱器は、燃料電池を冷却する燃料電池用冷媒を放熱させる燃料電池用冷媒放熱器である、
請求項１〜４のいずれかに記載の放熱器冷却システム。
【請求項６】
外気を強制的に通風させる冷却ファンと、
前記冷却ファンの下流に配置され前記冷却ファンによる風が通過することにより放熱するよう該風の流れに対して並列に配置された複数の下流側放熱器と、
前記冷却ファンの上流に前記下流側放熱器と角度をもって配置され前記冷却ファンによる風が通過することにより放熱する上流側放熱器と、
を備えた放熱器冷却システム。
【請求項７】
前記複数の下流側放熱器には、放熱面の全体に前記冷却ファンによる風が当たるように配置された第１の下流側放熱器と、前記冷却ファンによる風が当たる強制風接触部と車両走行時に生じる走行風が当たる走行風接触部とを有する第２の下流側放熱器とが含まれる、
請求項６に記載の放熱器冷却システム。
【請求項８】
前記第２の下流側放熱器は、放熱面が走行風に対して略垂直となるように配置されている、
請求項７に記載の放熱器冷却システム。
【請求項９】
前記第１の下流側放熱器は、車速にかかわらずに略一定の低放熱量であり、
前記第２の下流側放熱器は、車速が低いときには略一定の低放熱量であり、車速が高いときには放熱量が大きくなる、
請求項７又は８に記載の放熱器冷却システム。
【請求項１０】
第１の下流側放熱器は、燃料電池の補機類を冷却する補機類用冷媒を放熱させる補機類用冷媒放熱器であり、
第２の下流側放熱器は、前記燃料電池を冷却する燃料電池用冷媒を放熱させる燃料電池用冷媒放熱器である、
請求項７〜９に記載の放熱器冷却システム。
【請求項１１】
前記上流側放熱器は、前記下流側放熱器に比べて放熱温度が低いものである、
請求項１〜１０のいずれかに記載の放熱器冷却システム。
【請求項１２】
前記上流側放熱器は、フロントバンパの裏側近傍に配置されている、
請求項１〜１１のいずれかに記載の放熱器冷却システム。
【請求項１３】
前記上流側放熱器は、放熱面を下方に向けて配置されている、
請求項１２に記載の放熱器冷却システム。
【請求項１４】
前記上流側放熱器は、冷房用冷媒を放熱させる冷房用冷媒放熱器である、
請求項１〜１３のいずれかに記載の放熱器冷却システム。
【請求項１５】
前記上流側放熱器は、前記下流側放熱器よりも扁平な形状に形成されている、
請求項１〜１４のいずれかに記載の放熱器冷却システム。
【請求項１６】
前記冷却ファンは、クロスフローファンである、
請求項１〜１５のいずれかに記載の放熱器冷却システム。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の放熱器冷却システムを搭載した車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱器冷却システム及びそれを搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の放熱器を冷却する放熱器冷却システムとしては、種々の構成が提案されている。この放熱器冷却システムとして、例えば特許文献１には、冷房用冷媒を放熱する放熱器とエンジンを流通する冷却水を放熱する放熱器とを通過する風に対して直列に配置し、最下流にこれらの放熱器に外気を強制的に通風させる冷却ファンを配置したものが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３２１３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、レイアウトの都合などにより複数の放熱器を配置するときに放熱器同士を角度をもって配置したいことがある。このように放熱器同士を角度をもって配置しようとすると、放熱器同士の間には空間が生じることになる。このとき、特許文献１に記載された放熱器冷却システムでは、複数の放熱器の最下流に冷却ファンを配置しているため、放熱器同士を角度をもって配置して生じた空間と冷却ファンを配置する空間とが必要であり、システム全体をコンパクト化することが難しかった。また、複数の放熱器の最上流に冷却ファンを配置したものでも同様であった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、放熱器同士を角度をもって配置する構成においてコンパクト化を図ることができる放熱器冷却システムを提供することを目的の一つとする。また、そのような放熱器冷却システムを搭載した車両を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の放熱器冷却システムは、
外気を強制的に通風させる冷却ファンと、
前記冷却ファンの下流に配置され前記冷却ファンによる風が通過することにより放熱する下流側放熱器と、
前記冷却ファンの上流に前記下流側放熱器と角度をもって配置され前記冷却ファンによる風が通過することにより放熱する上流側放熱器と、
を備えたものである。
【０００６】
この放熱器冷却システムは、上流側放熱器と下流側放熱器とを角度をもって配置して生じた空間に冷却ファンを配置し、この冷却ファンによって上流側放熱器及び下流側放熱器に通風して放熱させる。したがって、角度をもって配置された複数の放熱器の最上流又は最下流に冷却ファンを配置したものに比べてコンパクト化を図ることができる。
【０００７】
本発明の放熱器冷却システムにおいて、前記下流側放熱器は、前記冷却ファンによる風が当たる強制風接触部と、車両走行時に生じる走行風が当たる走行風接触部とを有してもよい。こうすれば、走行風が多くなる高速走行時には走行風接触部により走行風を利用して放熱が可能になる。このとき、前記下流側放熱器は、放熱面が走行風に対して略垂直となるように配置されてもよい。こうすれば、走行風が当たりやすいため、走行風により効率よく放熱することができる。また、前記下流側放熱器は、車速が低いときには略一定の低放熱量であり、車速が高いときには放熱量が大きくなるものであることが好ましい。
【０００８】
本発明の放熱器冷却システムにおいて、前記下流側放熱器は、燃料電池を流通する燃料電池用冷媒を放熱させる燃料電池用冷媒放熱器であってもよい。燃料電池は、発電や電力の変換に用いる補機類を多く必要とし、これらの補機類を搭載する空間を必要とすることから、搭載機器類へのコンパクト化の要請が高い。また、燃料電池用冷媒放熱器は、車速が低いときには補機類やアクセサリ類への電力供給分の略一定の低放熱量であり、車速が高いときには発電により放熱量が大きくなる。したがって、燃料電池用冷媒放熱器に本発明を適用する意義が高い。ここで、「燃料電池用冷媒」としては、例えば液体冷媒（水、油など）や気体冷媒（空気など）が挙げられる。
【０００９】
本発明の放熱器冷却システムは、
外気を強制的に通風させる冷却ファンと、
前記冷却ファンの下流に配置され前記冷却ファンによる風が通過することにより放熱するよう該風の流れに対して並列に配置された複数の下流側放熱器と、
前記冷却ファンの上流に前記下流側放熱器と角度をもって配置され前記冷却ファンによる風が通過することにより放熱する上流側放熱器と、
を備えたものとしてもよい。
【００１０】
この放熱器冷却システムでは、並列に配置した複数の下流側放熱器と上流側放熱器とを角度をもって配置して生じた空間に冷却ファンを配置し、この冷却ファンによって上流側放熱器及び複数の下流側放熱器に通風して放熱させる。したがって、角度をもって配置された複数の放熱器の最上流又は最下流に冷却ファンを配置したものに比べてコンパクト化を図ることができる。また、風の流れに対して複数の下流側放熱器を並列に配置するため、風の流れに対して複数の下流側放熱器を直列に配置するものに比べて通風方向に対してコンパクト化を図ることができる。
【００１１】
本発明の放熱器冷却システムにおいて、前記複数の下流側放熱器には、放熱面の全体に前記冷却ファンによる風が当たるように配置された第１の下流側放熱器と、前記冷却ファンによる風が当たる強制風接触部と車両走行時に生じる走行風が当たる走行風接触部とを有する第２の下流側放熱器とが含まれてもよい。こうすれば、第２の下流側放熱器は、走行風が多くなる高速走行時には走行風接触部により走行風を利用して放熱が可能になる。このとき、前記第２の下流側放熱器は、放熱面が走行風に対して略垂直となるように配置されてもよい。こうすれば、走行風が当たりやすいため、走行風により効率よく放熱することができる。また、前記第１の下流側放熱器は、車速にかかわらずに略一定の低放熱量であり、前記第２の下流側放熱器は、車速が低いときには略一定の低放熱量であり、車速が高いときには放熱量が大きくなるものであることが好ましい。また、第１の下流側放熱器は、燃料電池の補機類を冷却する補機類用冷媒を放熱させる補機類用冷媒放熱器であり、第２の下流側放熱器は、前記燃料電池を冷却する燃料電池用冷媒を放熱させる燃料電池用冷媒放熱器であってもよい。補機類用冷媒放熱器は、燃料電池用冷媒放熱器に比べて放熱量が小さく、高速走行時であれ低速走行時であれ放熱の必要性に大差はないため、第１の下流側放熱器として好ましい。一方、燃料電池用冷媒放熱器は、車速が低いときには補機類やアクセサリ類などへの電力供給分の放熱が必要であり、車速が高いときには放熱量が大きくなるため、第２の下流側放熱器として好ましい。ここで、「燃料電池の補機類」としては、例えば燃料電池の発電に用いるものや発電された電力の駆動力への変換に用いるものが挙げられる。このうち、燃料電池の発電に用いる補機類としては、例えば酸化ガス供給器、燃料ガス供給器などが挙げられ、駆動力への変換に用いる補機類としては、例えば駆動用モータ、インバータ、コンバータなどが挙げられる。また、「補機類用冷媒」としては、例えば液体冷媒（水、油など）や気体冷媒（空気など）が挙げられる。
【００１２】
本発明の放熱器冷却システムにおいて、前記上流側放熱器は、前記下流側放熱器に比べて放熱温度が低いものであってもよい。こうすれば、放熱温度の低い順に放熱器が配置されているため、上流側放熱器を通過した風により下流側放熱器を放熱させることができる。ここで、「放熱温度」とは、通風により放熱する前の放熱器又は放熱器で放熱する冷媒の温度であってもよいし、通風により放熱したあとの放熱器又は冷媒の温度であってもよい。
【００１３】
本発明の放熱器冷却システムにおいて、前記上流側放熱器は、フロントバンパの裏側近傍に配置されてもよい。こうすれば、走行風が通過しにくいフロントバンパ裏近傍の空間を有効利用することができる。このとき、前記上流側放熱器は、放熱面を下方に向けて配置されてもよい。こうすれば、外気を取り入れやすい。
【００１４】
本発明の放熱器冷却システムにおいて、前記上流側放熱器は、冷房用冷媒を放熱させる冷房用冷媒放熱器であってもよい。冷房用冷媒放熱器は、動力源を冷却する放熱器に比べて放熱温度が低く、高速走行時であっても低速走行時であっても冷房用冷媒を冷却する必要性に大差はなく走行風を放熱に利用する必要が少ない。したがって、上流側放熱器として好ましい。ここで、「冷房用冷媒」は、例えば代替フロン（ＨＦＣ−１３４ａ、ＣＯ2及びＨＣなど）が挙げられる。
【００１５】
本発明の放熱器冷却システムにおいて、前記上流側放熱器は、前記下流側放熱器よりも扁平な形状に形成されてもよい。こうすれば、下流側放熱器と角度をもって配置させたときにコンパクト化しやすい。
【００１６】
本発明の放熱器冷却システムにおいて、前記冷却ファンは、クロスフローファンであってもよい。クロスフローファンは、放熱器の横幅と同等まで大きくすることができるため、プロペラ型ファンを単一で配置するのに比べ、風速分布を少なくすることができる。
【００１７】
本発明の車両は、上述した種々の態様のいずれかの放熱器冷却システムを搭載したものである。本発明の放熱器冷却システムは、放熱器同士を角度をもって配置する構成においてコンパクト化を図ることができるから、これを搭載した車両も同様の効果を奏するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１９】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は燃料電池搭載車両１０の構成の概略を示すブロック図であり、図２は放熱器冷却システム１２の説明図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はＡ視図である。まず、燃料電池搭載車両１０の概略構成について図１を用いて説明する。燃料電池搭載車両１０は、所定の電気化学反応により発電する燃料電池２１が複数積層された燃料電池スタック２０と、電力を蓄電又は放電可能な蓄電装置３４と、電力により駆動輪１９，１９を駆動させる駆動用モータ３５と、システム全体をコントロールするパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）３０と、冷房用冷媒、燃料電池スタック２０及び燃料電池スタック２０の補機類を冷却する放熱器冷却システム１２とを備える。
【００２０】
燃料電池スタック２０は、周知の固体高分子電解質型の燃料電池２１を複数積層したスタック構造を有し、高電圧電源（数百Ｖ）として機能する。燃料電池スタック２０の各燃料電池２１では、水素ボンベ２２及び水素ポンプ２４によって水素ガス（燃料ガス）がアノードに供給され、エアコンプレッサである空気供給器２６から圧力が調節された圧縮空気（酸化ガス）中の酸素がカソードに供給され、所定の電気化学反応が進行することにより起電力が生じる。なお、反応しなかった余剰水素は水素ポンプ２４に送られ燃料ガスとして再利用される。
【００２１】
蓄電装置３４は、ニッケル水素蓄電池を複数個直列に接続した構造を有し高電圧電源（数百Ｖ）として機能する。この蓄電装置３４は、ＰＣＵ３０の制御によって、車両の始動時に駆動用モータ３５を駆動したり、加速時に駆動用モータ３５をアシストしたり、その他の補機類などに電力を供給したりする。また、この蓄電装置３４は、減速回生時に駆動用モータ３５から回生電力を回収したり、負荷に応じて燃料電池スタック２０によって充電されたりする。なお、この蓄電装置３４は、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）などでもよい。
【００２２】
駆動用モータ３５は、三相同期モータであり、車両後方に配置され、燃料電池スタック２０の出力する直流電流がＰＣＵ３０によって三相交流に変換されて供給され回転駆動力を発生する。この駆動用モータ３５によって発生した駆動力は、駆動軸１４及びディファレンシャルギア１６を介して最終的には、駆動輪１９，１９に出力され、燃料電池搭載車両１０を走行させる。
【００２３】
ＰＣＵ３０は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成されたコントローラ部３１と  燃料電池スタック２０や蓄電装置３４の高電圧直流電流と駆動用モータ３５の交流電流との変換を行うインバータ部３２とを備えている。このＰＣＵ３０のコントローラ部３１は、駆動用モータ３５の負荷や蓄電装置３４の蓄電量に応じて、燃料電池スタック２０で発生した電力を駆動用モータ３５や蓄電装置３４に供給したり、蓄電装置３４に蓄積された電力を駆動用モータ３５に供給したりする制御を行う。また、減速時や制動時等において、駆動用モータ３５から得られる回生電力を蓄電装置３４に供給する。このＰＣＵ３０は、入出力ポート（図示せず）を備え、後述の冷却用コントローラ６０からの各種制御信号などが入力ポートを介してコントローラ部３１に入力され、コントローラ部３１からの各種制御信号などが出力ポートを介して冷却用コントローラ６０に出力されている。
【００２４】
放熱器冷却システム１２は、燃料電池スタック２０を冷却する燃料電池用冷媒を放熱させる燃料電池ラジエータ４０（本発明の燃料電池用冷媒放熱器に相当する）と、冷房用冷媒を放熱させる冷房用冷媒放熱器５０と、燃料電池スタック２０の補機類を冷却する補機類用冷媒を放熱させる補機類ラジエータ５６（本発明の補機類用冷媒放熱器に相当する）と、強制的に外気を通風させるクロスフローファン６２と、クロスフローファン６２による風が流通する空間を形成するシュラウド６４（図２参照）と、燃料電池システムの冷却を制御する冷却用コントローラ６０とを備える。
【００２５】
燃料電池ラジエータ４０は、燃料電池スタック２０を循環する燃料電池用冷媒を通風により放熱させるものである。ここでは、燃料電池用冷媒として冷却水を用いている。燃料電池ラジエータ４０には、燃料電池ラジエータ４０から燃料電池スタック２０の内部を経由し燃料電池ラジエータ４０へ燃料電池用冷媒を循環させる燃料電池用冷媒流路４１が接続されている。この燃料電池用冷媒流路４１には、循環ポンプ４２が設けられ、この循環ポンプ４２により燃料電池用冷媒が５０〜１５０Ｌ／分の循環速度で循環する。また、燃料電池用冷媒流路４１には、燃料電池スタック２０の入口の上流位置に燃料電池用冷媒温センサ３７が配設されている。この燃料電池用冷媒温センサ３７は、燃料電池用冷媒温Ｔｆを検出し冷却用コントローラ６０に出力する。なお、燃料電池ラジエータ４０によって冷却されたあとの燃料電池用冷媒の温度（放熱温度）は、所定の温度（例えば７０〜８０℃）となっている。
【００２６】
クロスフローファン６２は、ファン用モータ６３により回転駆動されて強制的に外気を通風させる円筒状の金属製のファンであり、回転方向に向かって湾曲した翼部６２ａが円筒の外周に多数形成されている（図２参照）。このクロスフローファン６２は、冷房用冷媒放熱器５０とラジエータ４０，５６との間に配置されている。
【００２７】
冷房用冷媒放熱器５０は、車両室内を冷房する冷房用冷媒を放熱させるものである。ここでは、冷房用冷媒としてＣＯ2を用いている。この冷房用冷媒放熱器５０には、車両室内への送風を冷房用冷媒により冷却するエバポレータ５２が配管によって接続され、この冷房用冷媒放熱器５０とエバポレータ５２とを冷房用冷媒が循環し、放熱・冷却を繰り返すことによって車両室内への送風を冷却して冷房を行う。冷房用冷媒放熱器５０により放熱した冷房用冷媒の温度（放熱温度）は、所定の温度（例えば３０〜４０℃）となっている。なお、冷房用冷媒はＣＯ2以外の代替フロン（ＨＦＣ−１３４ａやＨＣなど）を用いてもよい。
【００２８】
補機類ラジエータ５６は、燃料電池スタック２０の発電及び燃料電池スタック２０で発電された電力の駆動力への変換に用いる補機類を冷却する補機類用冷媒を放熱させるものである。この燃料電池スタック２０の発電に用いる補機類は、空気供給器２６であり、駆動力への変換に用いる補機類は、ＰＣＵ３０、駆動用モータ３５である。ここでは、補機類用冷媒として冷却水を用いている。補機類ラジエータ５６には、補機類ラジエータ５６から補機類（ＰＣＵ３０、空気供給器２６及び駆動用モータ３５）を経由し補機類ラジエータ５６へ補機類用冷媒を循環させる補機類用冷媒流路５７が接続され、その補機類用冷媒流路５７に設けられた循環ポンプ５８によって補機類用冷媒が５〜１０Ｌ／分の循環速度で循環される。また、補機類用冷媒流路５７には、補機類ラジエータ５６の下流に補機類用冷媒温センサ３８が配設されている。この補機類用冷媒温センサ３８は、補機類用冷媒温Ｔａを検出し冷却用コントローラ６０に出力する。なお、補機類ラジエータ５６により放熱した補機類用冷媒の温度（放熱温度）は、所定の温度（例えば６０〜７０℃）となっている。
【００２９】
冷却用コントローラ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭにより構成されたコントローラであり、燃料電池スタック２０、燃料電池スタック２０の補機類及び冷房用冷媒の冷却の制御を行う。この冷却用コントローラ６０は、入出力ポート（図示せず）を備え、この入出力ポートを介してＰＣＵ３０に接続されており、燃料電池用冷媒温センサ３７からの信号、補機類用冷媒温センサ３８からの信号及びＰＣＵ３０からの信号などが入力ポートを介して入力され、循環ポンプ４２の駆動信号、ファン用モータ６３の駆動信号などが出力ポートを介してＰＣＵ３０に出力されている。
【００３０】
次に、放熱器冷却システム１２の配置構成について図２を用いて詳細に説明する。放熱器冷却システム１２は、補機類ラジエータ５６の上に燃料電池ラジエータ４０が配置され、これらのラジエータ４０，５６に対して冷房用冷媒放熱器５０が角度をもって配置され、ラジエータ４０，５６と冷房用冷媒放熱器５０との間に生じた空間にクロスフローファン６２が配置されている。この放熱器冷却システム１２では、補機類ラジエータ５６と燃料電池ラジエータ４０とは通風に対して並列に配置されている。また、クロスフローファン６２の下流に配置した燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６よりも放熱温度が低い冷房用冷媒放熱器５０をクロスフローファン６２の上流に配置している。
【００３１】
冷房用冷媒放熱器５０は、車両前方に位置するフロントバンパ１７の裏側近傍に放熱面を下方に向けて配置されている。この冷房用冷媒放熱器５０は、下流側に配置された放熱器（ラジエータ４０，５６の全体）よりも扁平な形状に形成されている。燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６は、シュラウド６４の出口近傍に走行風に対し垂直に配置されている。燃料電池ラジエータ４０は、シュラウド６４の上面６４ａにより仕切られており、クロスフローファン６２による強制風が当たる強制風接触部４０ａと、車両走行時に生じる走行風が当たる走行風接触部４０ｂとを有している。ここで、燃料電池ラジエータ４０は、走行風が少ない低速走行時（停車時を含む）には、燃料電池スタック２０の補機類やアクセサリ類（冷房やオーディオなど）などへの電力供給分の放熱が必要である。したがって、強制風接触部４０ａの放熱面は、走行風が少ない低速走行時での燃料電池スタック２０の発電による熱をクロスフローファン６２の強制風により十分放熱可能な大きさに定められている。また、走行風接触部４０ｂの放熱面は、燃料電池ラジエータ４０の放熱面全体から強制風接触部４０ａの放熱面を除いた残りの部分として定められている。なお、走行風が通過しやすくなるように、この走行風接触部４０ｂの上流近傍及び下流近傍には通風抵抗となるものは配置していない。なお、補機類ラジエータ５６は、燃料電池ラジエータ４１の下側に放熱面の全体にクロスフローファン６２による風が当たるように配置されている。
【００３２】
クロスフローファン６２は、ファン用モータ６３（図１参照）に接続された回転軸６２ｂにより図２（ａ）において右回りに回転駆動される。シュラウド６４は、冷房用冷媒放熱器５０から燃料電池ラジエータ４０の強制風接触部４０ａ及び補機類ラジエータ５６までクロスフローファン６２による強制風が流通するように筒状に形成された樹脂製の部材である。シュラウド６４の上面６４ａは、冷房用冷媒放熱器５０の上面上部から強制風接触部４０ａの上部まで形成されている。この上面６４ａには、クロスフローファン６２の前方近傍に第１絞り部６４ｃが形成されている。この上面６４ａは、冷房用冷媒放熱器５０の上部から第１絞り部６４ｃまではクロスフローファン６２に向かって形成され、第１絞り部６４ｃから強制風接触部４０ａの上部まではクロスフローファン６２の外周に沿うように形成されている。シュラウド６４の下面６４ｂは、冷房用冷媒放熱器５０の上面下部から補機類ラジエータ５６の下部まで、略逆Ｕ字状に形成されており、クロスフローファン６２の下方近傍に第２絞り部６４ｄが形成されている。このように形成されたシュラウド６４によりクロスフローファン６２の回転で冷房用冷媒放熱器５０側から吸い込まれた強制風が強制風接触部４０ａ及び補機類ラジエータ５６に流通するようになっている。
【００３３】
次に、こうして構成された本実施例の燃料電池搭載車両１０の放熱器冷却システム１２の動作について説明する。燃料電池搭載車両１０が起動すると、まず、冷却用コントローラ６０は、所定量の燃料電池用冷媒及び補機類用冷媒が循環するように循環ポンプ４２及び循環ポンプ５８を作動させる。次に、冷却用コントローラ６０は、所定のファン駆動条件が成立しているときにはクロスフローファン６２を回転駆動させる。所定のファン駆動条件は、例えば冷房のスイッチがオンされているとき、燃料電池用冷媒温Ｔｆが所定の上限温度（例えば７０〜８０℃）を超えたとき、補機用冷媒温Ｔａが所定の上限温度（例えば６０〜７０℃）を超えたときなどが挙げられ、これらのいずれかを満たした場合に成立する。また、上記ファン駆動条件のいずれも満たさなくなったときには、冷却用コントローラ６０は、クロスフローファン６２の回転駆動を停止させる。クロスフローファン６２が回転駆動すると、冷房用冷媒放熱器５０を通過したクロスフローファン６２による強制風が燃料電池ラジエータ４０の強制風接触部４０ａ及び補機類ラジエータ５６を通過し、冷房用冷媒、燃料電池用冷媒及び補機用冷媒がそれぞれの放熱器で放熱する。なお、放熱温度が低い冷房用冷媒放熱器５０が上流に配置されているため、冷房用冷媒放熱器５０の下流での強制風の温度上昇は抑えられている。そして、燃料電池搭載車両１０の低速走行時には、クロスフローファン６２の強制風により各放熱器を放熱させる。一方、高速走行時には、燃料電池スタック２０の駆動モータ３５への電力供給分の発電により燃料電池ラジエータ４０の放熱量が大きくなるが、多くの走行風が走行風接触部４０ｂを通過するようになるため、この走行風により燃料電池ラジエータ４０が十分に放熱する。なお、燃料電池用冷媒温Ｔｆ又は補機類用冷媒温Ｔａが高いほどクロスフローファン６２の回転数が高くなるように制御してもよい。こうすればより適切に冷房用冷媒放熱器５０、燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６を放熱させることができる。
【００３４】
以上詳述した本実施例の放熱器冷却システム１２によれば、通風に対して並列に配置した燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６と冷房用冷媒放熱器５０とを角度をもって配置して生じた空間にクロスフローファン６２を配置し、このクロスフローファン６２によって冷房用冷媒放熱器５０、燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６に通風して放熱する。したがって、例えばクロスフローファン６２を燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６の下流に配置する場合に比べてコンパクト化を図ることができる。また、通風に対して燃料電池ラジエータ４０と補機類ラジエータ５６とを並列に配置するため、通風に対してこれらを直列に配置する場合に比べて車両前後方向の長さを短くすることができる。このとき、燃料電池ラジエータ４０を通過通過しようとする風が補機類ラジエータ５６により暖められることがなく、また、補機類ラジエータ５６を通過しようとする風が燃料電池ラジエータ４０により暖められることもないため、燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６の放熱効率を高めることができる。
【００３５】
また、燃料電池ラジエータ４０は、クロスフローファン６２による風が当たる強制風接触部４０ａと車両走行時に生じる走行風が当たる走行風接触部４０ｂとを有するため、走行風が多くなる高速走行時には走行風を利用して放熱が可能になる。このように、走行風を利用して燃料電池ラジエータ４０が放熱するため、クロスフローファン６２の負荷を低減することができる。また、走行風を利用して放熱する部分（走行風接触部４０ｂ）にはクロスフローファン６２が必要ないため、クロスフローファン６２のコンパクト化を図ることができる。また、走行風接触部４０ｂの上流には走行風を暖める放熱器などが配置されず走行風が暖められることがないため、放熱器により暖められた風が燃料電池ラジエータ４０の放熱面全体を通過して放熱させるものに比べて放熱効率を高めることができる。更に、燃料電池ラジエータ４０は、放熱面が走行風に対して垂直となるように配置されているため、走行風が当たりやすく走行風により効率よく放熱することができる。更にまた、補機類ラジエータ５６は、燃料電池ラジエータ４０に比べて放熱量が小さく高速走行時であれ低速走行時であれ放熱の必要性に大差はないため、放熱面の全体にクロスフローファン６２による風が当たるように配置することが好ましく、一方、燃料電池ラジエータ４０は、車速が低いときには補機類やアクセサリ類などへの電力供給分だけ放熱させる略一定の低放熱量であり車速が高いときには放熱量が大きくなるため、クロスフローファン６２の強制風を放熱に利用する強制風接触部４０ａと走行風を放熱に利用する走行風接触部４０ｂとを有する構成とすることが好ましい。
【００３６】
更に、冷房用冷媒放熱器５０と、ラジエータ４０，５６とが放熱温度の低い順に通風に対して直列に配置されているため、上流の冷房用冷媒放熱器５０を通過した風により下流側に配置したラジエータ４０，５６を放熱させることができる。また、冷房用冷媒放熱器５０は、フロントバンパ１７の裏側近傍に配置されているため、走行風が通過しにくいフロントバンパ１７の裏側近傍の空間を有効利用することができる。更にまた、放熱面を下方に向けて配置されているため、外気を取り入れやすい。そして、冷房用冷媒放熱器５０は、高速走行時であっても低速走行時であっても冷房用冷媒を冷却する必要性に大差はなくラジエータ４０，５６に比べて放熱温度が低いため、上流側に配置することが好ましい。そしてまた、冷房用冷媒放熱器５０は、下流側に配置された放熱器（ラジエータ４０，５６の全体）よりも扁平な形状に形成されているため、燃料電池ラジエータ４０と角度をもって配置させたときにコンパクト化しやすい。そして更に、冷却ファンは、クロスフローファンであるため、放熱器の横幅と同等まで大きくすることができ、プロペラ型ファンを用いるのに比べ、風速分布を少なくすることができる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３８】
例えば、上述した実施例では、燃料電池ラジエータ４０は、走行風接触部４０ｂを有し走行風を利用して放熱するものとしたが、走行風接触部４０ｂを有していないものであってもよい。こうしても、角度をもって配置された複数の放熱器の最上流又は最下流にクロスフローファン６２を配置したものに比べてコンパクト化を図ることができる。
【００３９】
また、上述した実施例では、通風に対して上流側に冷房用冷媒放熱器５０を配置し、下流側に燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６を配置したが、通風に対して上流側に冷房用冷媒放熱器５０を配置し、燃料電池ラジエータ４０の代わりに車両の動力源であるエンジンを冷却する冷却水を放熱させるエンジン用ラジエータを配置し、補機類ラジエータ５６の代わりにエンジンの駆動力により発電された電力の変換に用いる補機類（インバータ、コンバータ及び駆動用モータなど）を冷却する冷却水を放熱させる補機類ラジエータとを通風に対して下流側に並列に配置してもよい。つまり、上述した実施例では、燃料電池スタック２０と蓄電装置３４と駆動用モータ３５とを備えたハイブリッド自動車として構成したが、エンジンと蓄電装置と駆動用モータとを備えたハイブリッド自動車として構成してもよい。こうしても、本発明と同様の効果を得ることができる。ここで、エンジン用ラジエータは、放熱温度が高い温度範囲（例えば１００℃）であるため下流側に配置する放熱器として好ましく、車速が高いときには放熱量が大きくなるものであるため、強制風接触部及び走行風接触部を有する放熱器として好ましい。
【００４０】
更に、上述した実施例では、下流側に複数の放熱器（燃料電池ラジエータ４０及び補機類ラジエータ５６）を配置する構成としたが、例えば通風に対して下流側に燃料電池ラジエータ４０のみを配置する構成や、補機類ラジエータ５６のみを配置する構成など、下流側に１つのラジエータを配置する構成としてもよい。こうしても、放熱器同士を角度をもって配置する構成においてコンパクト化を図ることができる。このとき、通風に対して上流側に冷房用冷媒放熱器５０を配置し、下流側にエンジンを冷却する冷却水を放熱させるエンジン用ラジエータを配置する構成としてもよい。
【００４１】
更にまた、上述した実施例では、冷却ファンとしてクロスフローファン６２を用いたが、図３に示すように、プロペラ式ファン１６２を用いた放熱器冷却システム１１２としてもよい。こうしても、放熱器同士を角度をもって配置する構成においてコンパクト化を図ることができる。
【００４２】
そして更にまた、上述した実施例では放熱器冷却システム１２を燃料電池搭載車両１０（自動車）に適用したが、燃料電池ラジエータ４０及び冷房用冷媒放熱器５０を備えるものであれば特に限定されず、列車、船舶及び航空機などに適用してもよいし、走行風接触部４０ｂを有しない構成として放熱器冷却システムを住宅や発電所の発電システムなどに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施例の燃料電池搭載車両１０の構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本実施例の放熱器冷却システム１２の説明図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はＡ視図である。
【図３】放熱器冷却システム１１２の説明図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はＡ視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  燃料電池搭載車両、１２  放熱器冷却システム、１４  駆動軸、１６  ディファレンシャルギア、１７  フロントバンパ、１９  駆動輪、２０  燃料電池スタック、２１  燃料電池、２２  水素ボンベ、２４  水素ポンプ、２６  空気供給器、３０  ＰＣＵ、３１  コントローラ部、３２  インバータ部、３４  蓄電装置、３５  駆動用モータ、３７  燃料電池用冷媒温センサ、３８  補機類用冷媒温センサ、４０  燃料電池ラジエータ、４０ａ  強制風接触部、４０ｂ  走行風接触部、４１  燃料電池用冷媒流路、４２  循環ポンプ、５０  冷房用冷媒放熱器、５２  エバポレータ、５６  補機類ラジエータ、５７  補機類用冷媒流路、５８  循環ポンプ、６０  冷却用コントローラ、６２  クロスフローファン、６２ａ  翼部、６２ｂ  回転軸、６３  ファン用モータ、６４  シュラウド、６４ａ  上面、６４ｂ  下面、６４ｃ  第１絞り部、６４ｄ  第２絞り部、１１２  放熱器冷却システム、１６２  プロペラ式ファン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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