(57)【要約】【課題】二次電池と燃料電池とを併用する場合の、燃料電池を冷却する冷却水の腐敗や凍結を防止できる燃料電池搭載車両を提供する。【解決手段】燃料電池装置３が不作動中であって、二次電池２の充電を可能とする外部電源Ａが該二次電池２に接続されたとき、ウォータポンプ１７を作動させて循環配管１６を介して冷却水を循環させる制御コントローラ（ポンプ駆動制御手段）２２を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、燃料電池装置と、これらの少なくとも何れか一方を電源として車輪を駆動する電動モータと、前記燃料電池装置を冷却するための冷却水を循環配管を介してウォータポンプにより循環させる冷却系とを備えた燃料電池搭載車両において、前記燃料電池装置が不作動時でかつ前記二次電池の充電を可能とする外部電源が該二次電池に接続された電池充電時に、前記ウォータポンプを作動させて前記循環配管を介して冷却水を循環させるポンプ駆動制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池搭載車両。
【請求項２】
請求項１において、前記ポンプ駆動制御手段は、前記外部電源の二次電池への接続が解除されたとき前記ウォータポンプの作動を停止することを特徴とする燃料電池搭載車両。
【請求項３】
請求項１において、前記ポンプ駆動制御手段は、前記電池充電時には、前記ウォータポンプを通常運転時より低い出力で作動させることを特徴とする燃料電池搭載車両。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかにおいて、前記循環配管を流れる冷却水の導電率を低下させる導電率低下手段を備えたことを特徴とする燃料電池搭載車両。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかにおいて、前記外部電源は、分配器を介して二次電池及びウォータポンプに接続され、該二次電池に充電用電源を、ウォータポンプにポンプ作動用電源をそれぞれ前記分配器を介して供給する電源制御手段を備え、該電源制御手段は、前記二次電池の充電量が設定値を越えたとき該二次電池への充電用電源の供給を前記分配器を介して停止することを特徴とする燃料電池搭載車両。
【請求項６】
請求項４において、前記導電率低下手段は、電気式イオン除去装置からなり、前記外部電源は、分配器を介して二次電池，ウォータポンプ及び前記イオン除去装置に接続され、該二次電池に充電用電源を、ウォータポンプにポンプ作動用電源を、イオン除去装置に装置作動用電源をそれぞれ前記分配器を介して供給する電源制御手段を備え、該電源制御手段は、前記二次電池の充電量が設定値を越えたとき該二次電池への充電用電源の供給を前記分配器を介して停止することを特徴とする燃料電池搭載車両。
【請求項７】
請求項６において、前記電源制御手段は、前記二次電池への充電用電源の供給を前記分配器を介して停止したとき、前記イオン除去装置への装置作動用電源の供給も前記分配器を介して停止することを特徴とする燃料電池搭載車両。
【請求項８】
請求項４において、前記導電率低下手段は、前記循環配管を迂回する迂回配管に介設されたイオン交換樹脂式イオン除去装置と、前記迂回配管への冷却水の流れを許容又は制限する切換手段とを有し、前記外部電源は、前記分配器を介して二次電池及びウォータポンプに接続され、該二次電池に充電用電源を、ウォータポンプにポンプ作動用電源をそれぞれ前記分配器を介して供給する電源制御手段を備え、該電源制御手段は、前記二次電池の充電量が設定値を越えたとき該二次電池への充電用電源の供給を前記分配器を介して停止することを特徴とする燃料電池搭載車両。 
【請求項９】
請求項８において、前記切換手段は、電動三方弁であり、前記外部電源は、前記分配器を介して前記電動三方弁に接続され、前記電源制御手段は、前記電動三方弁に切換用電源を前記分配器を介して供給することを特徴とする燃料電池搭載車両。
【請求項１０】
請求項８において、前記切換手段は、形状記憶合金を内蔵する温度自動関知式三方弁であり、冷却水温度が設定温度に達すると冷却水の経路を循環配管から迂回配管に、又はその逆に切り換えることを特徴とする燃料電池搭載車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池又は燃料電池装置の少なくとも何れか一方を電源として電動モータにより車輪を回転駆動することにより走行するように構成された燃料電池搭載車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料電池搭載車両では、燃料電池が発電中である場合には、純度の高い冷却水をウォータポンプで循環配管を介して循環させることにより前記燃料電池を所定温度に保持するように構成されている。この場合、冷却水に溶け出した導電性イオンを除去するために、循環配管にイオン除去フィルタを介設するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、最近の燃料電池搭載車両では、水素ガス燃料の消費量をできるだけ抑える観点から、外部電源により充電可能な二次電池を搭載し、通常走行時は、主としてこの二次電池を電源として使用し、二次電池の放電状態，あるいは車両の走行状態に応じて燃料電池装置を作動せるように構成されたものがある。
【特許文献１】特開２００５−２３５４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記従来の燃料電池搭載車両において、外部電源により充填可能な二次電池を主に電源として走行する構成を採用した場合には、燃料電池装置をあまり使用しないで走行するパターンが多くなる。このような走行パターンが繰り返されると、燃料電池を冷却する冷却水の循環もあまり行われないので、冷却水が早期に劣化して腐敗したり、寒冷地で屋外に長時間放置すると冷却水が凍結したりするおそれがある。
【０００５】
本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、二次電池と燃料電池とを併用する場合の、燃料電池を冷却する冷却水の腐敗や凍結を防止できる燃料電池搭載車両を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、二次電池と、燃料電池装置と、これらの少なくとも何れか一方を電源として車輪を駆動する電動モータと、前記燃料電池装置を冷却するための冷却水を循環配管を介してウォータポンプにより循環させる冷却系とを備えた燃料電池搭載車両において、前記燃料電池装置が不作動時でかつ前記二次電池の充電を可能とする外部電源が該二次電池に接続された電池充電時に、前記ウォータポンプを作動させて前記循環配管を介して冷却水を循環させるポンプ駆動制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記ポンプ駆動制御手段は、前記外部電源の二次電池への接続が解除されたとき前記ウォータポンプの作動を停止することを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１において、前記ポンプ駆動制御手段は、前記電池充電時には、前記ウォータポンプを通常運転時より低い出力で作動させることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れかにおいて、前記循環配管を流れる冷却水の導電率を低下させる導電率低下手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかにおいて、前記外部電源は、分配器を介して二次電池及びウォータポンプに接続され、該二次電池に充電用電源を、ウォータポンプにポンプ作動用電源をそれぞれ前記分配器を介して供給する電源制御手段を備え、該電源制御手段は、前記二次電池の充電量が設定値を越えたとき該二次電池への充電用電源の供給を前記分配器を介して停止することを特徴としている。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４において、前記導電率低下手段は、電気式イオン除去装置からなり、前記外部電源は、分配器を介して二次電池，ウォータポンプ及び前記イオン除去装置に接続され、該二次電池に充電用電源を、ウォータポンプにポンプ作動用電源を、イオン除去装置に装置作動用電源をそれぞれ前記分配器を介して供給する電源制御手段を備え、該電源制御手段は、前記二次電池の充電量が設定値を越えたとき該二次電池への充電用電源の供給を前記分配器を介して停止することを特徴としている。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６において、前記電源制御手段は、前記二次電池への充電用電源の供給を前記分配器を介して停止したとき、前記イオン除去装置への装置作動用電源の供給も前記分配器を介して停止することを特徴としている。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項４において、前記導電率低下手段は、前記循環配管を迂回する迂回配管に介設されたイオン交換樹脂式イオン除去装置と、前記迂回配管への冷却水の流れを許容又は制限する切換手段とを有し、前記外部電源は、前記分配器を介して二次電池及びウォータポンプに接続され、該二次電池に充電用電源を、ウォータポンプにポンプ作動用電源をそれぞれ前記分配器を介して供給する電源制御手段を備え、該電源制御手段は、前記二次電池の充電量が設定値を越えたとき該二次電池への充電用電源の供給を前記分配器を介して停止することを特徴としている。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項８において、前記切換手段は、電動三方弁であり、前記外部電源は、前記分配器を介して前記電動三方弁に接続され、前記電源制御手段は、前記電動三方弁に切換用電源を前記分配器を介して供給することを特徴としている。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項８において、前記切換手段は、形状記憶合金を内蔵する温度自動関知式三方弁であり、冷却水温度が設定温度に達すると冷却水の経路を循環配管から迂回配管に、又はその逆に切り換えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に係る燃料電池搭載車両によれば、燃料電池装置が不作動中でかつ二次電池に外部電源が接続された電池充電時に、ウォータポンプを作動させて冷却水を循環させるようにしたので、冷却水が滞留することによる冷却水の腐敗や寒冷地での凍結を防止できる。これにより、例えば、主として二次電池を電源とし、燃料電池装置をあまり使用しない走行パターンが繰り返されても、冷却水の早期の劣化を防止でき、冷却水の凍結による燃料電池装置の破損を防止できる。
【００１７】
また、前記外部電源を二次電池に接続すると、ウォータポンプが自動的に作動するので、冷却水を循環させるための人為的な特別な操作を不要にできる。
【００１８】
請求項２の発明では、外部電源の二次電池への接続が解除されたときには、ウォータポンプの作動を停止するので、ウォータポンプを停止させるための人為的な特別な操作が不要である。
【００１９】
請求項３の発明では、前記充電時には、ウォータポンプを通常運転時より低い出力で作動させたので、燃料電池装置を冷却するときの出力より小さい出力、つまり冷却水を循環させるだけの必要最小限の出力で済み、電力消費量を低減できる。
【００２０】
請求項４の発明では、循環配管を流れる冷却水の導電率を低下させたので、冷却水を循環させる際に冷却水の導電率を低下させる作業も同時に行うことができ、冷却水の導電率を低下させるための特別な作業を不要にできる。
【００２１】
請求項５の発明は、外部電源により分配器を介して二次電池に充電用電源を、ウォータポンプに作動用電源をそれぞれ供給し、二次電池の充電量が設定値を超えたときに該二次電池への充電用電源の供給を停止するようにしたので、二次電池の充電が終了してもウォータポンプへの作動用電源は継続させることができ、外部電源の接続を解除するまで冷却水の循環を続けることができ、冷却水の腐敗や凍結をより一層防止することができる。
【００２２】
また前記ウォータポンプを作動させるための電源を外部電源から供給したので、二次電池を電源としてウォータポンプを作動させる場合のように該二次電池の電力を無用に減らすといった問題を回避できる。
【００２３】
請求項６の発明では、外部電源により分配器を介して二次電池に充電用電源を、ウォータポンプに作動用電源を、電気式イオン除去装置に装置作動用電源をそれぞれ供給し、二次電池の充電量が設定値を超えたときに該二次電池への充電用電源の供給を停止するようにしたので、二次電池の充電が終了してもウォータポンプ及び電気式イオン除去装置への電源は継続させることができ、冷却水の循環とイオン除去作業を続けることができる。
【００２４】
またウォータポンプ及びイオン除去装置を作動させる電源を外部電源から供給したので、二次電池を電源とする場合のように該二次電池の電力を無用に減らすといった問題を回避できる。
【００２５】
請求項７の発明では、二次電池への充電用電源を停止したときに、イオン除去装置への装置作動用電源も停止したので、ウォータポンプを作動させて冷却水の循環のみ続けることができ、二次電池を電源とする場合のように該二次電池の電力を無用に減らすといった問題を回避できる。
【００２６】
請求項８の発明では、循環配管を迂回する迂回配管にイオン交換樹脂式イオン除去装置及び切換手段を介設し、外部電源により分配器を介して二次電池に充電用電源を、ウォータポンプに作動用電源をそれぞれ供給し、二次電池の充電量が設定値を超えたときに該二次電池への充電用電源の供給を停止するようにしたので、二次電池の充電が終了してもウォータポンプに作動用電源を外部電源から供給することができ、二次電池からウォータポンプに作動用電源を供給する場合のように二次電池の電力を無用に減らすといった問題を回避できる。
【００２７】
請求項９の発明では、切換手段を電動三方弁とし、外部電源により分配器を介して該電動三方弁に切換用電源を供給したので、切換用電源を外部電源から供給することができ、二次電池から切換用電源を供給する場合のように二次電池の電力を無用に減らすといった問題を回避できる。
【００２８】
請求項１０の発明では、切換手段を温度自動関知式三方弁としたので、切換手段駆動用の電源を不要にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１及び図２は、本発明の第１実施形態による燃料電池搭載車両を説明するための図であり、図１は燃料電池搭載車両のブロック構成図、図２は燃料電池搭載車両の動作を説明するためのフローチャート図である。
【００３１】
図において、１は燃料電池搭載車両のシステム構成を示しており、これは、車体（不図示）に搭載された二次電池２と、燃料電池装置３と、これらの少なくとも一方を電源として車輪４を回転駆動する電動モータ５とを備えている。
【００３２】
前記燃料電池装置３は、燃料電池６と、該燃料電池６に水素ガスを供給する水素タンク７と、前記燃料電池６に圧縮空気を供給する空気供給部８とを有する。該空気供給部８は、空気を圧縮するコンプレッサ９と、該コンプレッサ９への空気を濾過するエアエレメント１０とを有する。
【００３３】
前記燃料電池６は、前記水素タンク７から供給された水素ガスと、前記コンプレッサ９から供給された圧縮空気とを電気化学反応させ、化学エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する。該発電された電力は、燃料電池６からの電圧値を二次電池用電圧値に昇圧させる昇圧コンバータ１１を介して前記二次電池２に供給され、該二次電池２を充電する。
【００３４】
前記燃料電池搭載車両１は、発電中の燃料電池６を冷却して所定温度（例えば６０〜８０℃）に保持する燃料電池冷却装置１５を備えている。
【００３５】
この燃料電池冷却装置１５は、燃料電池６を冷却するための冷却水を該燃料電池６とラジエータ１８との間で循環させる循環配管１６と、該循環配管１６の途中に介設され、冷却水を燃料電池６に供給するウォータポンプ１７と、前記循環配管１６のウォータポンプ１７の上流側に介設され、前記燃料電池６を通った冷却水を冷却するラジエータ１８とを有する。
【００３６】
また、前記循環配管１６の燃料電池６とラジエータ１８との間には、循環配管１６内を流れる冷却水の導電率を低下させる導電率低下手段として機能する電気式イオン除去装置２０が介設されている。該電気式イオン除去装置２０は、アニオン交換膜２０ａとカチオン交換膜２０ｂとで冷却水の導電性イオンを除去する。
【００３７】
前記二次電池２には、分配器１４を介在させてコンバータ１３が接続されている。該コンバータ１３は、外部電源Ａからの交流電流を直流電流に変換するとともに、該外部電源Ａからの外部電圧値を二次電池用電圧値に変換するものである。該コンバータ１３に、例えば家庭用外部電源のコンセントを接続することにより前記二次電池２が充電される。該二次電池２は、直流電流を交流電流に変換するインバータ１２を介して前記電動モータ５に電力を供給する。
【００３８】
前記分配器１４は、外部電源Ａと、二次電池２，ウォータポンプ１７及び電気式イオン除去装置２０とをそれぞれ個別に接続又は遮断する。
【００３９】
前記燃料電池搭載車両１は、該車両１の運転状態に基づいて電動モータ５，燃料電池装置３，電気式イオン除去装置２０を駆動制御する制御コントローラ２２を備えている。
【００４０】
この制御コントローラ２２は、メインスイッチ２３がオンすると、乗員のアクセル操作量に応じて、主として二次電池２を電源として電動モータ５により車輪４を回転駆動する。
【００４１】
前記制御コントローラ２２は、走行中における二次電池２の充電量が所定値以下になると、燃料電池装置３を作動させる。該燃料電池装置３の発電により二次電池２を充電する。該二次電池２の充電量が設定値を越えると燃料電池装置３を停止する。
【００４２】
前記制御コントローラ２２は、燃料電池装置３が作動開始すると、ウォータポンプ１７をも作動させる。該ウォータポンプ１７により冷却水が循環配管１６を通って循環し、これにより燃料電池６は冷却され、所定温度に保持される。
【００４３】
また前記制御コントローラ２２は、燃料電池装置３の作動中に冷却水の導電率が所定値を越えると、電気式イオン除去装置２０を作動させる。これにより冷却水の導電性イオンが除去される。
【００４４】
前記制御コントローラ２２は、外部電源Ａから分配器１４を介して二次電池２に充電用電源ａを、ウォータポンプ１７にポンプ作動用電源ｂを、電気式イオン除去装置２０に装置作動用電源ｃをそれぞれ個別に供給する電源制御手段としても機能する。
【００４５】
前記制御コントローラ２２は、燃料電池装置３が不作動中であって、かつ前記二次電池２に外部電源Ａが接続された電池充電時に、ウォータポンプ１７を作動させて循環配管１６を介して冷却水を循環させるポンプ駆動制御手段として機能する。詳細には、メインスイッチ２３がオフ状態となっている場合に、二次電池２に外部電源Ａが接続されると、ウォータポンプ１７を作動させるとともに、電気式イオン除去装置２０を作動させる。
【００４６】
前記制御コントローラ２２は、前記二次電池２の充填量が所定値を越えて、充電が終了したときには、前記分配器１４を介して二次電池２への充電用電源ａの供給を停止し、ウォータポンプ１７へのポンプ作動用電源ｂ及び電気式イオン除去装置２０への装置作動用電源ｃの供給を継続する。
【００４７】
前記制御コントローラ２２は、電池充電時には、ウォータポンプ１７は、通常運転時より低い出力で作動させる。詳細には、燃料電池装置３の作動中の冷却水吐出量より少ない吐出量となるようにウォータポンプ１７への供給電力量が制御される。
【００４８】
前記制御コントローラ２２は、二次電池２への外部電源Ａの接続が解除されたときには、電気式イオン除去装置２０の作動を停止するとともに、ウォータポンプ１７の作動も停止する。
【００４９】
制御コントローラ２２の動作を図２のフローチャートに沿って説明する。
【００５０】
ステップＳ１において、メインスイッチ２３がオンすると、二次電池２の充電量が読み込まれ（ステップＳ２）、該充電量が所定値以下のときには、燃料電池装置３が作動するとともに、ウォータポンプ１７は通常出力モードで作動する（ステップＳ３，Ｓ４）。これにより燃料電池６は、冷却水により冷却されつつ発電して二次電池２を充電する。
【００５１】
ステップＳ１において、メインスイッチ２３がオフとされている場合に、二次電池２に外部電源Ａが接続されると（ステップＳ５）、分配器１４の制御系経路が接続され（ステップＳ６）、二次電池２に充電用電源ａが供給される。そして、該二次電池２の充電量が設定値に達するまで充電が行われる（ステップＳ７〜Ｓ８）。これと同時に、分配器１４を介してウォータポンプ１７にポンプ作動用電源ｂが供給されるとともに、電気式イオン除去装置２０に装置作動用電源ｃが供給され、ウォータポンプ１７がＬＯＷモードで作動するとともに、電気式イオン除去装置２０が作動する（ステップＳ６，Ｓ９，Ｓ１０）。
【００５２】
ステップＳ７において、二次電池２の充電量が設定値に達すると、分配器１４により二次電池２への充電用電源ａの供給が停止される（ステップＳ１１）。この場合、ウォータポンプ１７へのポンプ作動用電源ｂ及び電気式イオン除去装置２０への装置作動用電源ｃは継続される。
【００５３】
ステップＳ５において、外部電源Ａの二次電池２への接続が解除されると、分配器１４を介して電気式イオン除去装置２０への装置作動用電源ｃが停止されるとともに、ウォータポンプ１７へのポンプ作動用電源ｂが停止される（ステップＳ１２〜Ｓ１４）。また、外部電源Ａが二次電池２に接続されていても、メインスイッチ２３がオンになると、電気式イオン除去装置２０への装置作動用電源ｃ及びウォータポンプ１７へのポンプ作動用電源ｂが停止される。
【００５４】
このように本実施形態によれば、メインスイッチ２３がオフで、従って燃料電池装置３が不作動中のときに、二次電池２に外部電源Ａが接続されたときには、ウォータポンプ１７を作動させて冷却水を循環配管１６を介して循環させるので、冷却水が滞留することによる冷却水の腐敗や寒冷地での凍結を防止できる。これにより、二次電池２を主に電源とし、燃料電池装置３をあまり使用しない走行パターンが繰り返されても、冷却水の早期の劣化を防止できるとともに、冷却水の凍結による燃料電池装置３の破損を防止でき、また、水素ガスの消費量を低減できる。
【００５５】
また、ウォータポンプ１７を作動させるとともに、電気式イオン除去装置２０をも作動させたので、冷却水の劣化を防止しつつ、導電性イオンの除去作業も並行して行うことができる。
【００５６】
本実施形態では、前記外部電源Ａを二次電池２に接続するだけで、ウォータポンプ１７が自動的に作動するので、冷却水を循環させるための人為的な特別な操作を不要にできる。
【００５７】
本実施形態では、外部電源Ａの二次電池２への接続が解除されたときには、ウォータポンプ１７の作動を停止するので、ウォータポンプ１７を停止させるための人為的な特別な操作を不要にできる。
【００５８】
本実施形態では、ウォータポンプ１７を通常運転時より低い出力で作動させたので、燃料電池６を冷却するときの出力より小さい出力、つまり冷却水を循環させるだけの必要最小限の出力で済み、電力消費量を低減できる。
【００５９】
本実施形態では、循環配管１６に、該循環配管１６を流れる冷却水の導電率を低下させる電気式イオン除去装置２０を介設したので、冷却水を循環させる際に冷却水の導電イオンの除去作業も同時に行うことができ、冷却水の導電率を低下させるための特別な作業を不要にできる。
【００６０】
本実施形態では、外部電源Ａにより分配器１４を介して二次電池２に充電用電源ａを、ウォータポンプ１７にポンプ作動用電源ｂを、電気式イオン除去装置２０に装置作動用電源ｃをそれぞれ別々に供給したので、二次電池２の充電量が設定値を超えて充電が終了したときに、該二次電池２への充電用電源ａの供給のみを停止し、ウォータポンプ１７及び電気式イオン除去装置２０への電源ｂ，ｃは継続させることができ、冷却水の循環とイオン除去作業を続けることができる。
【００６１】
またウォータポンプ１７及び電気式イオン除去装置２０を作動させるそれぞれの電源ｂ，ｃを外部電源Ａから供給するようにしたので、二次電池２を電源とする場合のように該二次電池２の充電量を無用に減らすことはない。
【００６２】
なお、前記実施形態では、二次電池２の充電が終了したときに、該二次電池２への充電用電源ａのみ停止したが、本発明では、二次電池２への充電用電源ａを停止するとともに、電気式イオン除去装置２０への装置作動用電源ｃも停止してもよい。この場合には、ウォータポンプのみ作動を継続することとなり、二次電池２を電源とする場合のように該二次電池２の電力を無用に減らすといった問題を回避できるとともに、外部電源Ａの電力消費量も低減できる。
【００６３】
また、前記実施形態では、二次電池に外部電源が接続されたときに、ウォータポンプとともにイオン除去装置を作動させるようにしたが、本発明では、イオン除去装置を作動させないで、ウォータポンプのみ作動させてもよい。このようにした場合にも、冷却水の循環が行われることから、冷却水の腐敗や寒冷地での凍結を防止できる。
【００６４】
図３及び図４は、本発明の第２実施形態による燃料電池搭載車両を説明するための図である。図中、図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００６５】
本実施形態の燃料電池搭載車両１は、車体（不図示）に搭載された二次電池２と、燃料電池装置３と、これらの少なくとも一方を電源として車輪４を回転駆動する電動モータ５とを備えており、基本的な構造は第１実施形態と略同様であるので、異なる部分について説明する。
【００６６】
本実施形態の燃料電池搭載車両１は、循環配管１６の燃料電池装置３とラジエータ１８との間に該循環配管１６を迂回するよう接続された迂回配管３０と、該迂回配管３０に介設されたイオン交換樹脂式のイオン除去装置３１と、前記迂回配管３０への冷却水の流れを許容又は遮断する電動三方弁３２とを有する。
【００６７】
前記電動三方弁３２は、迂回配管３０の上流端部３０ａと循環配管１６との接続部に介設されており、燃料電池装置３から排出された冷却水を迂回配管３０側に流す迂回位置と、前記排出された冷却水を循環配管１６からラジエータ１８側に循環させる循環位置との何れかに切り換える。なお、前記電動三方弁は、迂回配管３０の下流端部３０ｂと循環配管１６との接続部に介設してもよい。
【００６８】
そして、制御コントローラ２２は、外部電源Ａから分配器１４を介して二次電池２に充電用電源ａを、ウォータポンプ１７に作動用電源ｂを、前記電動三方弁３２に切換用電源ｄをそれぞれ個別に供給し、前記二次電池２の充電量が設定値を超えたとき該二次電池２への充電用電源ａの供給を分配器１４を介して停止する。
【００６９】
図４のフローチャートに示すように、メインスイッチ２３がオフの場合に、二次電池２に外部電源Ａが接続されると、分配器１４の制御系経路が接続状態となり、これにより二次電池２に充電用電源ａが供給されるとともに、電動三方弁３２に切換用電源ｄが供給され、さらにウォータポンプ１７にポンプ作動用電源ｂが供給される（ステップＳ５，Ｓ６）。これにより二次電池２の充電量が設定値に達するまで充電が行われる（ステップＳ７，Ｓ８）。またこれと同時に、電動三方弁３２が迂回配管３０側に切り替えられ、ウォータポンプ１７がＬＯＷモードで作動し、燃料電池装置３から排出された冷却水は、迂回配管３０側を流れ、イオン除去装置３１で導電性イオンが除去された後、循環配管１６に戻され、ラジエータ１８を通る経路で循環する（ステップＳ９，Ｓ１０）。
【００７０】
ステップＳ７において、二次電池２の充電量が設定値に達すると、分配器１４により二次電池２への充電用電源ａの供給が停止される（ステップＳ１１）。この場合、ウォータポンプ１７へのポンプ作動用電源ｂ及び電動三方弁３２への切換用電源ｄの供給は継続される。
【００７１】
ステップＳ５において、外部電源Ａの二次電池２への接続が解除されると、分配器１４の全経路が切断状態となり、電動三方弁３２への切換用電源ｄの供給が停止されるとともに、ウォータポンプ１７へのポンプ作動用電源ｂの供給が停止される（ステップＳ１２〜Ｓ１４）。これにより燃料電池装置３の冷却水の流れは停止する。
【００７２】
本実施形態によれば、循環配管１６を迂回する迂回配管３０にイオン交換樹脂式のイオン除去装置３１及び電動三方弁３２を介設し、外部電源Ａにより分配器１４を介して二次電池２に充電用電源ａを、ウォータポンプ１７に作動用電源ｂを、電動三方弁３２に切換用電源ｄをそれぞれ供給し、二次電池２の充電量が設定値を超えたときに該二次電池２への充電用電源ａの供給を停止したので、二次電池２の充電が終了しても電動三方弁３２を作動させるための電源ｄを外部電源Ａから供給することができ、二次電池２から電源を供給する場合のように該二次電池の充電量を無用に減らすことはない。
【００７３】
なお、前記第２実施形態では、電動三方弁により迂回配管への冷却水の流れを許容又は制限した場合を説明したが、本発明は、温度自動感知式三方弁を採用してもよい。この温度自動感知式三方弁を採用した場合には、切換手段駆動用の電源を不要にできる。
【００７４】
この温度自動感知式三方弁は、形状記憶合金を内蔵したものであり、冷却水温度が設定温度に達すると、冷却水の経路を循環配管１６から迂回配管３０に、又はその逆に切り換えるように構成されている。
【００７５】
例えば、形状記憶合金の設定温度を５０℃とすることで、燃料電池装置の作動によって冷却水が５０℃に達すると、自動的に循環配管側に流路が切り換わる。なお、燃料電池装置が作動すると、冷却水は約６０℃まで短時間で上昇する。
【００７６】
冷却水が５０℃以上のときには、冷却水は流路抵抗となるイオン除去装置３１側に流れないので、燃料電池装置３の冷却が効率よく行われるとともに、冷却水の温度上昇によってイオン除去装置３１を損傷させるといった問題も回避できる。
【００７７】
逆に、冷却水温度が５０℃を下回れば、冷却水経路が自動的に迂回配管３０側に切り換わることから、冷却水は迂回配管３０からイオン除去装置３１を流れることとなる。
【００７８】
また車両の停止時，駐車時は、燃料電池装置３が作動していないので、冷却水温度は外気温度まで下がり、冷却水はイオン除去装置３１を通り、イオン除去作用が行われる。
【００７９】
図５は、電動三方弁に代えて温度自動感知式三方弁を採用した場合の動作を示すフローチャート図である。図中、図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００８０】
メインスイッチがオフの場合に、二次電池２に外部電源Ａが接続されると、分配器１４を介して二次電池２に充電用電源ａが供給され、これと同時に、分配器１４を介してウォータポンプ１７にポンプ作動用電源ｂが供給される。一方、外部電源Ａの二次電池２への接続が解除されると、分配器１４を介してウォータポンプ１７へのポンプ作動用電源ｂの供給が停止される。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料電池搭載車両のシステム構成図である。
【図２】前記燃料電池搭載車両の動作を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の第２実施形態による燃料電池搭載車両のシステム構成図である。
【図４】前記燃料電池搭載車両の動作を示すフローチャート図である。
【図５】前記第２実施形態の変形例による温度自動感知式三方弁を採用した場合の動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  燃料電池搭載車両
２  二次電池
３  燃料電池装置
４  車輪
５  電動モータ
１４  分配器
１５  燃料電池冷却装置（冷却系）
１６  循環配管
１７  ウォータポンプ
２０  電気式イオン除去装置（導電率低下手段）
２２  制御コントローラ（ポンプ駆動制御手段，電源制御手段）
３０  迂回配管
３１  イオン交換樹脂式イオン除去装置（導電率低下手段）
３２  電動三方弁
Ａ  外部電源
ａ  充電用電源
ｂ  ポンプ作動用電源
ｃ  装置作動用電源
ｄ  切換用電源
【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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