(57)【要約】【課題】冷却液の漏れを精度よく検出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】実施形態に係る燃料電池システム１は、燃料電池１０と、燃料電池１０へ冷却液３１を供給する冷却液供給流路２０と、冷却液供給流路２０に配置された冷却液ポンプ３０と、燃料電池１０から冷却液３１が排出される冷却液排出流路４０と、冷却液供給流路２０と冷却液排出流路４０とを繋ぐバイパス流路５０と、バイパス流路５０と並列に配置され、ラジエータ６３を流通するラジエータ流路６０と、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１を切り分けるロータリーバルブ７０と、を備え、冷却液３１の漏れの検出を行う際に、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１をラジエータ流路６０側へ供給し、その後、冷却液ポンプ３０の消費電力を測定することにより冷却液３１の漏れを検出する制御部８０を備える。【選択図】図１
2018041688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、
前記燃料電池へ冷却液を供給する冷却液供給流路と、
前記冷却液供給流路に配置された冷却液ポンプと、
前記燃料電池から前記冷却液が排出される冷却液排出流路と、
前記冷却液供給流路と前記冷却液排出流路とを繋ぐバイパス流路と、
前記バイパス流路と並列に配置され、ラジエータを流通するラジエータ流路と、
前記冷却液排出流路に流れる前記冷却液を前記バイパス流路側または前記ラジエータ流路側へ切り分けるロータリーバルブと、
を備える燃料電池システムであって、
前記冷却液の漏れの検出を行う際に、前記冷却液排出流路に流れる前記冷却液を前記ラジエータ流路側へ供給し、その後、前記冷却液ポンプの消費電力を測定することにより前記冷却液の漏れを検出する制御部を備えた、
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り、例えば、燃料電池を冷却する冷却液の漏れを検出する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の冷却液が漏洩している場合に、監視制御部が循環ポンプの回転数及び冷却液の温度の異常から冷却液の循環量不足を検出することが特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１では、冷却液が許容漏洩量の限度まで漏洩すると、冷却液のバッファタンク内の冷却液の液面が液出口まで低下し、冷却液に空気が混入して循環されるようになる。
【０００４】
このため、冷却液ポンプの負荷が変化することにより、冷却液ポンプの回転数に異常が生じる。また、燃料電池を冷却する性能が変化することにより、冷却液の温度に異常が生じる。特許文献１の監視制御部は、このような循環ポンプの回転数の異常及び冷却液の温度の異常に基づいて冷却液の循環量不足を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０５８９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷却液ポンプの回転数の変化から冷却液の漏れを検出する場合には、冷却液に混入した空気の量及び空気の泡の大きさのバラツキにより、冷却液ポンプの回転数にもバラツキが生じると考えられる。これにより、冷却液ポンプの消費電力にもバラツキが生じ、冷却液の漏れを精度よく検出できないことが考えられる。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、冷却液の漏れを精度よく検出することができる燃料電池システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池へ冷却液を供給する冷却液供給流路と、前記冷却液供給流路に配置された冷却液ポンプと、前記燃料電池から前記冷却液が排出される冷却液排出流路と、前記冷却液供給流路と前記冷却液排出流路とを繋ぐバイパス流路と、前記バイパス流路と並列に配置され、ラジエータを流通するラジエータ流路と、前記冷却液排出流路に流れる前記冷却液を前記バイパス流路側または前記ラジエータ流路側へ切り分けるロータリーバルブと、を備える燃料電池システムであって、前記冷却液の漏れ検出を行う際に、前記冷却液排出流路に流れる前記冷却液を前記ラジエータ流路側へ供給し、その後、前記冷却液ポンプの消費電力を測定することにより前記冷却液の漏れを検出する制御部を備える。このような構成により、冷却液の漏れを精度よく検出することができる燃料電池システムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、冷却液の漏れを精度よく検出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】
【００１０】
【図１】実施形態に係る燃料電池システムを例示した構成図である。
【図２】実施形態に係る燃料電池システムにおいて、冷却液の漏れの検出を例示したフローチャート図である。
【図３】（ａ）は、実施形態に係る燃料電池システムにおいて、冷却液ポンプの消費電力を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、冷却液ポンプの消費電力を示し、（ｂ）は、比較例に係る燃料電池システムにおいて、冷却液ポンプの消費電力を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、冷却液ポンプの消費電力を示す。
【図４】実施形態に係る燃料電池システムにおいて、冷却液ポンプの回転数と消費電力の関係を例示したグラフであり、横軸は、冷却液ポンプの回転数を示し、縦軸は、冷却液ポンプの消費電力を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１２】
実施形態に係る燃料電池システムを説明する。本実施形態の燃料電池システムは、燃料電池を冷却する冷却液の漏れを検出するシステムを有している。本実施形態の燃料電池システムの説明を、燃料電池システムの構成、及び、燃料電池システムの動作に分けて説明する。まず、燃料電池システムの構成を説明する。
【００１３】
図１は、実施形態に係る燃料電池システムを例示した構成図である。図１に示すように、燃料電池システム１は、燃料電池１０、冷却液供給流路２０、冷却液ポンプ３０、冷却液排出流路４０、バイパス流路５０、ラジエータ流路６０、ロータリーバルブ７０、及び、制御部８０を備えている。また、燃料電池システム１は、温度センサ４１及び６１、ポンプセンサ３２、信号配線等、その他の部材も有している。燃料電池システム１は、冷却液ポンプ３０によって、冷却液３１を、冷却液供給流路２０、冷却液排水流路４０、バイパス流路５０、ラジエータ流路６０を含む冷却液循環流路を循環させる。
【００１４】
燃料電池１０は、例えば、車両の発電源であり、水素と酸素とを化学反応させて発電を行うＦＣスタック（Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ  Ｓｔａｃｋ）を含んでいる。例えば、水素を充填した水素タンクから水素を取り入れ、大気中から酸素を取り入れて発電する。燃料電池１０は、発電と同時に熱も発生する。燃料電池１０には、内部に冷却液３１が流通する燃料電池流路１１が設けられている。燃料電池流路１１を流れる冷却液３１により、燃料電池１０を冷却する。冷却液３１は、例えば、エチレングリコールを含む水溶液である。
【００１５】
冷却液供給流路２０は、燃料電池１０に冷却液３１を供給する流路である。冷却液供給流路２０は、例えば、管状の部材であり、冷却液３１が流れる流路となっている。冷却液供給流路２０の一端２０ａは、燃料電池１０に接続されている。冷却液供給流路２０の他端２０ｂは、バイパス流路５０の一端５０ａ及びラジエータ流路６０の一端６０ａに接続されている。
【００１６】
冷却液ポンプ３０は冷却液３１を循環させるポンプである。冷却液ポンプ３０は、冷却液供給流路２０に配置されている。すなわち、冷却液ポンプ３０の流入口及び流出口は、冷却液供給流路２０の途中に連結されている。冷却液ポンプ３０の動作は、制御部８０によって制御されている。
【００１７】
ポンプセンサ３２は、冷却液ポンプ３０に取り付けられている。ポンプセンサ３２は、冷却液ポンプ３０の回転数及び消費電力の情報を取得する。ポンプセンサ３２は、取得した回転数及び消費電力の情報を制御部８０に対して出力する。
【００１８】
冷却液排出流路４０は、燃料電池１０に供給された冷却液３１を排出する流路である。冷却液排出流路４０は、例えば、管状の部材であり、冷却液３１が流れる流路となっている。燃料電池１０から冷却液排出流路４０に冷却液３１が排出される。冷却液排出流路４０の一端４０ａは、燃料電池１０に接続され、他端４０ｂは、ロータリーバルブ７０に接続されている。
【００１９】
温度センサ４１は、冷却液排出流路４０における燃料電池１０側に配置されている。温度センサ４１は、冷却液排出流路４０を流れる冷却液３１の温度の情報を取得する。温度センサ４１は、取得した温度の情報を制御部８０に対して出力する。
【００２０】
バイパス流路５０は、例えば、管状の部材であり、冷却液３１が流れる流路となっている。バイパス流路５０の一端５０ａは、冷却液供給流路２０の他端２０ｂ及びラジエータ流路６０の一端６０ａに接続されている。バイパス流路５０の他端５０ｂは、ロータリーバルブ７０に接続されている。バイパス流路５０は、冷却液供給流路２０と冷却液排出流路４０とを繋いでいる。バイパス流路５０には、イオン交換機５３が接続されてもよい。イオン交換機５３は、冷却液３１中の不純物イオンを除去する。
【００２１】
ラジエータ流路６０は、ラジエータ６３に冷却液３１を供給する流路である。ラジエータ流路６０は、例えば、管状の部材であり、冷却液３１が流れる流路となっている。ラジエータ流路６０の一端６０ａは、冷却液供給流路２０の他端２０ｂ及びバイパス流路５０の一端５０ａに接続されている。ラジエータ流路６０の他端６０ｂは、ロータリーバルブ７０に接続されている。ラジエータ流路６０は、バイパス流路５０と並列に配置され、ラジエータ６３を流通している。
【００２２】
ラジエータ６３は、冷却液３１の熱を放出する装置である。ラジエータ６３は、内部を流れる冷却液３１の熱を、周囲の空気等に熱伝導を用いて放熱する。このため、ラジエータ６３は、内部を流れる冷却液３１と接触する表面積を大きくするために、例えば、多数の細管内に冷却液３１を流す構造や、蛇行した管内に冷却液３１を流す構造、平板状の放熱板内に冷却液３１を流す構造等となっている。このような構造のため、冷却液３１に空気が含まれる場合には、冷却液３１をラジエータ６３に流通させることにより、冷却液３１に混入する気泡を微粒化することができる。ラジエータ６３は、ラジエータ流路６０に配置されている。ラジエータ６３の流入口及び流出口は、ラジエータ流路６０の途中に連結されている。
【００２３】
ラジエータファン６５は、ラジエータ６３に隣接して配置されている。ラジエータファン６５は、例えば、ラジエータ６３の後方に設けられ、前方から後方へ向かう気流を形成する。ラジエータファン６５により形成された気流は、ラジエータ６３を通り抜ける。これにより、ラジエータ６３における冷却液３１の放熱を効率よく行うことができる。
【００２４】
ラジエータ流路６０にサブラジエータ６７が付加されてもよい。サブラジエータ６７は、ラジエータ６３と並列に、ラジエータ流路６０に三方弁６９により付加される。これにより、ラジエータ６３における冷却液３１の放熱を効率よく行うことができる。
【００２５】
温度センサ６１は、ラジエータ流路６０におけるラジエータ６３よりも一端６０ａ側に配置されている。温度センサ６１は、ラジエータ流路６０を流れる冷却液３１の温度の情報を取得する。温度センサ６１は、取得した温度の情報を制御部８０に対して出力する。このように、温度センサは、冷却液３１の順路に複数配置されてもよい。また、車外の温度の外気温を測定する温度センサ（図示せず）が設けられ、制御部８０と接続されてもよい。
【００２６】
ロータリーバルブ７０は、冷却液排出流路４０、パイパス流路５０及びラジエータ流路６０に接続されている。ローラリーバルブ７０は、例えば、一つの流入口７０ａ及び２つの流出口７０ｂ、７０ｃを有している。流入口７０ａは、冷却液排出流路４０の他端４０ｂに接続し、２つの流出口７０ｂ、７０ｃは、パイパス流路５０の他端５０ｂ及びラジエータ流路６０の他端６０ｂに接続されている。ロータリーバルブ７０の開閉は、制御部８０により制御されている。
【００２７】
ロータリーバルブ７０は、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１をバイパス流路５０側またはラジエータ流路６０側へ切り分ける。これにより、ロータリーバルブ７０は、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１を、バイパス流路５０側またはラジエータ流路６０側に供給する。例えば、ロータリーバルブ７０を、バイパス流路５０側またはラジエータ流路６０側に全開にして、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１を、バイパス流路５０側またはラジエータ流路６０側に供給する。
【００２８】
ラジエータ流路６０側に全開にした場合には、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１は、バイパス流路５０側には流れず、ラジエータ流路６０側に流れる。一方、バイパス流路５０側に全開にした場合には、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１は、ラジエータ流路６０側には流れず、バイパス流路５０側に流れる。
【００２９】
なお、制御部８０は、冷却液３１を切り分ける割合を制御して、冷却液３１の一部をバイパス流路５０側に分配し、その他の部分を、ラジエータ流路６０側に分配するように、ロータリーバルブ７０を制御してもよい。
【００３０】
制御部８０は、温度センサ４１及び６１と信号線により接続されている。これにより、制御部８０は、冷却液３１の温度の情報を取得する。制御部８０は、ポンプセンサ３２と信号線により接続されている。これにより、制御部８０は、冷却液ポンプ３０の回転数及び消費電力の情報を取得する。制御部８０は、ロータリーバルブ７０及び冷却液ポンプ３０と信号線により接続されている。これにより、制御部８０は、ロータリーバルブ７０の開閉の動作及び冷却液ポンプ３０の動作を制御する。
【００３１】
制御部８０は、冷却液３１の温度の情報に基づいて、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１を、バイパス流路５０側またはラジエータ流路６０側へ切り分ける。例えば、制御部８０は、冷却液３１の温度が高くなるほど、ラジエータ流路６０に流れる冷却液３１の割合を大きくするようにロータリーバルブ７０の開閉を制御する。また、制御部８０は、燃料電池１０の発熱量が大きくなったとき等もラジエータ流路６０に流れる冷却液３１の割合を大きくするようにロータリーバルブ７０の開閉を制御する。
【００３２】
また、制御部８０は、冷却液３１の漏れの検出を行う。制御部８０は、冷却液３１の漏れの検出を行う際に、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１をラジエータ流路６０側へ供給する。そして、その後、冷却液ポンプ３０の消費電力を測定する。これにより、制御部８０は、冷却液３１の漏れを検出する。制御部８０は、例えば、マイコンを内蔵し、ソフトウェアで作動する。
【００３３】
次に、実施形態に係る燃料電池システム１の動作を説明する。
図２は、実施形態に係る燃料電池システムにおいて、冷却液の漏れの判定を例示したフローチャート図である。図２のステップＳ１に示すように、冷却液ポンプ３０を作動させる。これにより、冷却液ポンプ３０は、冷却液３１を、冷却液供給流路２０、燃料電池流路１１、冷却液排水流路４０、バイパス流路５０、及び／または、ラジエータ流路６０を循環させる。
【００３４】
冷却液ポンプ３０によって、冷却液供給流路２０から燃料電池１０に冷却液３１が供給される。冷却液３１によって、燃料電池１０は所定の温度に冷却される。これにより、燃料電池１０は発電時に発生する熱を放出して冷却され、適切な発電を継続することができる。
【００３５】
燃料電池１０から熱を受け取った冷却液３１は、燃料電池１０から冷却液排出流路４０を通って燃料電池１０の外部に出る。そして、ロータリーバルブ７０によって、バイパス流路５０側、及び／または、ラジエータ流路６０側に供給される。すなわち、冷却液排出流路４０の冷却液３１は、バイパス流路５０側に供給されるか、または、ラジエータ流路６０に供給される。また、冷却液３１の一部をバイパス流路５０に供給し、その他の部分をラジエータ流路６０に供給するように制御してもよい。制御部８０は、冷却液３１の温度に基づいて、ロータリーバルブ７０の開閉を制御する。
【００３６】
ラジエータ流路６０に供給された冷却液３１は、ラジエータ６３によって、燃料電池１０から受け取った熱を放出する。ラジエータ６３によって、熱が放出された冷却液３１は、ラジエータ流路６０及び冷却液供給流路２０を経て、再び、冷却液ポンプ３０によって、燃料電池１０に供給される。なお、ラジエータ流路６０に供給された冷却液３１の一部は、三方弁６９によって分岐されてサブラジエータ６７で熱を放出してもよい。これにより、熱交換の効率を向上させることができる、サブラジエータ６７で熱を放出した冷却液３１は、ラジエータ流路６０に合流する。
【００３７】
一方、ロータリーバルブ７０でバイパス流路５０に供給された冷却液３１は、冷却液供給流路２０を経て、再び、冷却液ポンプ３０によって、燃料電池１０に供給される。なお、バイパス流路５０に供給された冷却液３１の一部は、イオン交換機５３により、冷却液３１中の不純物イオンが除去される。
【００３８】
次に、図２のステップＳ２に示すように、冷却液ポンプ３０の回転数を判定し、冷却液ポンプ３０の回転数が所定の回転数以上か、所定の回転数未満か判断する。所定の回転数未満の場合にはステップＳ２に戻り、引き続き、冷却液ポンプ３０の回転数を判定する。所定の回転数は、本実施形態の冷却液３１の漏れの判定を行うための閾値である。冷却液ポンプ３０の回転数が、所定の回転数未満の場合には、消費電力が小さく、よって、消費電力のバラツキも小さいため、本実施形態の検出方法を用いる必要はない。所定の回転数は、例えば、３０００ｒｐｍである。なお、所定の回転数は、車種または／及び車両に固有な値である。
【００３９】
一方、ステップＳ２に示すように、冷却液ポンプ３０の回転数が所定回転数以上の場合には、図２のステップＳ３に示すように、ロータリーバルブ７０がラジエータ流路６０側に全開か判定する。ロータリーバルブ７０がラジエータ流路６０側に全開でない（Noの）場合には、ステップＳ４に進む。
【００４０】
図２のステップＳ４に示すように、ロータリーバルブ７０がラジエータ流路６０側に全開でない（Noの）場合には、外温度及び冷却液３１の温度を判定する。外温度及び冷却液３１の温度が所定の範囲内の場合には、ステップＳ２に戻り、引き続き、冷却液ポンプ３０の回転数を判定する。なお、外気温は、車外の温度である。外気温と冷却液３１との双方の関係により、所定の範囲内か、所定の範囲以外かを判定する。
【００４１】
外温度及び冷却液３１の温度が所定の範囲以外の場合には、図２のステップＳ５に示すように、ロータリーバルブ７０をラジエータ流路６０側に全開にする。これにより、冷却液排出流路４０の冷却液３１は、ラジエータ流路６０に流れる。ラジエータ流路６０に流れた冷却液３１は、ラジエータ６３を流通する。冷却液３１が空気を含む場合には、冷却液３１をラジエータ６３に流通させることにより、冷却液３１に含まれる気泡を微粒化することができる。
【００４２】
次に、図２のステップＳ６に示すように、冷却液ポンプ３０の消費動力を測定する。そして、測定した消費動力を判定する。なお、ステップＳ３において、ロータリーバルブ７０がラジエータ流路６０側に全開の（Yesの）場合にも、同様に、ステップＳ６に示すように、冷却液ポンプ３０の消費動力を測定し、測定した消費電力を判定する。
【００４３】
測定した冷却液ポンプ３０の消費電力が所定の範囲内の場合には、ステップＳ２に戻り、引き続き、冷却液ポンプ３０の回転数を判定する。
【００４４】
一方、測定した冷却液ポンプ３０の消費電力が所定の範囲以外の場合には、図２のステップＳ７に示すように、警告灯が点灯して、冷却液３１の漏れが検出されたことを明示する。これにより、ダイアグを確定する。
【００４５】
図３（ａ）は、実施形態に係る燃料電池システムにおいて、冷却液ポンプの消費電力を例示したグラフであり、（ｂ）は、比較例に係る燃料電池システムにおいて、冷却液ポンプの消費電力を例示したグラフである。横軸は、時間を示し、縦軸は、消費電力を示す。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、本実施形態の燃料電池システム１は、冷却液ポンプ３０の回転数を３０００ｒｐｍ及び４５００ｒｐｍとした場合において、ほぼ一定の消費電力を示している。このように、本実施形態では、冷却液ポンプ３０の回転数を３０００ｒｐｍ及び４５００ｒｐｍとした場合に、冷却液３１の漏れを検出する際の消費電力のバラツキを抑制することができる。
【００４７】
一方、図３（ｂ）に示すように、比較例においては、冷却液ポンプ３０の回転数を３０００ｒｐｍとした場合に、消費電力は、図３（ａ）に示した実施形態における消費電力の挙動と異なり、大きなバラツキを含んでいる。そして、消費電力の脈動が大きなピークとなって表れている。比較例においては、冷却液３１の漏れ検出を行う際に、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１をラジエータ流路６０側へ供給していない。冷却液３１がラジエータ流路６０へ供給されないので、冷却液３１に混入する気泡が微粒化されていない。よって、漏れ判定時の消費電力の脈動を抑制することができない。
【００４８】
これに対して、図３（ａ）に示すように、本実施形態では、冷却液３１の漏れ検出を行う際に、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１をラジエータ流路６０側へ供給し、その後、冷却液ポンプ３０の消費電力を測定している。したがって、冷却液３１をラジエータ流路６０へ供給することにより、冷却液３１に混入する気泡が微粒化され、漏れ判定時の消費電力の脈動を抑制しつつ冷却液３１の漏れを検出することができる。
【００４９】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、冷却液ポンプ３０の回転数を、同じ回転数で比較したときに、実施形態の燃料電池システム１においては、所定の漏れ量において、冷却液ポンプ３０の消費電力のバラツキを、比較例に比べて、６０％低減することができる。これにより、実施形態の燃料電池システム１では、冷却液３１の漏れ量を検出することができる。漏れ量の検出について、以下で説明する。
【００５０】
図４は、実施形態に係る燃料電池システムにおいて、冷却液ポンプの回転数と消費電力の関係を例示したグラフであり、横軸は、冷却液ポンプの回転数を示し、縦軸は、冷却液ポンプの消費電力を示す。
【００５１】
図４に示すように、冷却液３１の漏れた量が０リットル（０Ｌ）の場合には、冷却液ポンプ３０の回転数が、１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、４０００ｒｐｍ及び５０００ｒｐｍのときに、冷却液ポンプ３０の消費電力はそれぞれ、２０Ｗ、１３０Ｗ、３１０Ｗ、６４０Ｗ及び９３０Ｗとなっている。
【００５２】
また、冷却液３１の漏れた量が２リットル（２Ｌ）の場合には、冷却液ポンプ３０の回転数が、１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、４０００ｒｐｍ及び５０００ｒｐｍのときに、冷却液ポンプ３０の消費電力はそれぞれ、２０Ｗ、１１０Ｗ、３００Ｗ、６００Ｗ及び８７０Ｗとなっている。
【００５３】
冷却液３１の漏れた量が３リットル（３Ｌ）の場合には、冷却液ポンプ３０の回転数が、１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、４０００ｒｐｍ及び５０００ｒｐｍのときに、冷却液ポンプ３０の消費電力はそれぞれ、２０Ｗ、１００Ｗ、１８０Ｗ、３５０Ｗ及び５００Ｗとなっている。
【００５４】
冷却液３１の漏れた量が４リットル（４Ｌ）の場合には、冷却液ポンプ３０の回転数が、１０００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、４０００ｒｐｍ及び５０００ｒｐｍのときに、冷却液ポンプ３０の消費電力はそれぞれ、２０Ｗ、５０Ｗ、１１０Ｗ、２００Ｗ及び３００Ｗとなっている。なお、冷却液３１は、例えば、全体で、２０リットル程度であり、２〜４リットルの漏れ量は、１０〜２０％程度に相当する。
【００５５】
このように、冷却液ポンプ３０の回転数が大きくなるほど、冷却液ポンプ３０の消費電力は大きくなる。そして、冷却液３１が漏れる量が大きくなるほど、冷却液ポンプ３０の消費電力は小さくなる。冷却液３１が漏れると、冷却液３１に気泡が含まれるようになる。そうすると、冷却液ポンプ３０が気泡を噛みだすようになる。よって、同一回転数でも消費電力が低下するようになる。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態における冷却液３１の漏れた量が４リットル（４Ｌ）の場合の冷却液ポンプ３０の消費電力のバラツキ３３は、冷却液ポンプ３０の回転数が５０００ｒｐｍのときに、略１００Ｗである。本実施形態では、冷却液３１中に含まれる気泡を微粒化しているので、冷却液ポンプ３０の消費動力のバラツキ３３を抑制することができる。よって、漏れ量が３リットルの場合（３Ｌ）と、漏れ量が４リットルの場合（４Ｌ）とを区別することができる。
【００５７】
一方、比較例では、冷却液３１の漏れ検出を行う際に、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１をラジエータ流路６０側へ供給することはしない。したがって、冷却液３１がラジエータ流路６０へ流れないので、冷却液３１に混入する気泡が微粒化されていない。これにより、図４に示すように、例えば、冷却液３１の漏れた量が４リットル（４Ｌ）の場合の冷却液ポンプ３０の消費電力のバラツキ１３３は、冷却液ポンプ３０の回転数が５０００ｒｐｍのときに、略５００Ｗとなる。したがって、比較例では、漏れ量が３リットルの場合（３Ｌ）と、漏れ量が４リットルの場合（４Ｌ）とを区別することができない。
【００５８】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態の燃料電池システム１は、冷却液３１の漏れの検出を行う際に、冷却液排出流路４０に流れる冷却液３１をラジエータ流路６０側へ供給し、その後、冷却液ポンプ３０の消費電力を測定する。そして、これにより、冷却液３１の漏れを検出している。よって、冷却液３１がラジエータ流路６０へ流れることで、冷却液３１に混入する気泡が微粒化され、検出時の消費電力の脈動を抑制しつつ、冷却液３１の漏れを検出することができる。
【００５９】
燃料電池を搭載したＦＣ車（Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、通常のエンジンを搭載したコンベ車（コンベンショナル車）と異なり、発電中に冷却液３１が漏れると、短時間でスタック内の一部が高温になり、膜電極拡散層接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ＆  Ｇａｓ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＧＡ）に穴が開くなどの不具合を発生する場合がある。したがって、冷却液３１の漏れの検出は、ＦＣ車にとって重要である。
【００６０】
また、検出時の消費電力脈動を抑制することができるので、バラツキを抑制することができる。これにより、冷却液３１の漏れ量を検出することができる。冷却液３１の漏れ量により燃料電池１０へのダメージ量が変化する。よって、漏れ量を検出することにより、燃料電池１０への対処を最適化することができる。したがって、燃料電池１０が高温となって、ＭＥＧＡが破損することを抑制することができる。
【００６１】
本実施形態の燃料電池システム１は、ラジエータ６３を、冷却液３１に含まれる気泡の微粒化デバイスとして活用することができる。これにより、漏れ量の検出をすることができる。既存の部材を用い、例えば、水位レベルセンサ等の新たな部材を必要としないので、コストを低減することができる。
【００６２】
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  燃料電池システム
１０  燃料電池
１１  燃料電池流路
２０  冷却液供給流路
２０ａ  一端
２０ｂ  他端
３０  冷却液ポンプ
３１  冷却液
３２  ポンプセンサ
３３  バラツキ
４０  冷却液排出流路
４０ａ  一端
４０ｂ  他端
４１  温度センサ
５０  バイパス流路
５０ａ  一端
５０ｂ  他端
５３  イオン交換機
６０  ラジエータ流路
６０ａ  一端
６０ｂ  他端
６１  温度センサ
６３  ラジエータ
６５  ラジエータファン
６７  サブラジエータ
６９  三方弁
７０  ロータリーバルブ
８０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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