(57)【要約】【課題】低温時に暖機が必要な装置を備えるシステムにおいて、その装置を暖機するためのエネルギを抑制する技術を提供すること。【解決手段】熱交換システムであって、暖機対象物と、外気と熱交換媒体との間で熱交換を行うラジエータと、熱交換媒体が暖機対象物とラジエータとの間を循環する媒体循環経路と、媒体循環経路に設けられ、熱交換媒体を循環させるための循環ポンプと、暖機対象物の温度を検知する暖機対象物温度検知部と、外気温度を検知する外気温度検知部と、所定のタイミングにおいて、暖機対象物温度よりも外気温度の方が高い場合に、循環ポンプを駆動する制御部と、を備える。【選択図】図１
2008004418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換システムであって、
暖機対象物と、
外気と熱交換媒体との間で熱交換を行うラジエータと、
前記熱交換媒体が前記暖機対象物と前記ラジエータとの間を循環する第１媒体循環経路と、
前記第１媒体循環経路に設けられ、前記熱交換媒体を循環させるための循環ポンプと、
前記暖機対象物の温度を検知する暖機対象物温度検知部と、
外気温度を検知する外気温度検知部と、
所定のタイミングにおいて、前記暖機対象物温度よりも前記外気温度の方が高い場合に、前記循環ポンプを駆動する制御部と、
を備えたことを特徴とする熱交換システム。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換システムにおいて、
前記制御部は、
前記所定のタイミングにおいて、前記暖機対象物温度が所定の閾値より小さく、前記暖機対象物よりも前記外気温度の方が高い場合に、前記循環ポンプを駆動することを特徴とする熱交換システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の熱交換システムにおいて、
前記暖機対象物は、燃料電池であり、
前記所定のタイミングとは、前記燃料電池の起動時であることを特徴とする熱交換システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の熱交換システムにおいて、
前記暖機対象物は、二次電池であり、
前記所定のタイミングとは、前記二次電池の出力時であることを特徴とする熱交換システム。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の熱交換システムにおいて、
冷却対象物と、
前記熱交換媒体が前記冷却対象物の冷却のために、前記冷却対象物と前記ラジエータとの間を循環する第２媒体循環経路と、
を備えることを特徴とする熱交換システム。
【請求項６】
請求項５に記載の熱交換システムにおいて、
前記冷却対象物は、燃料電池であり、
前記暖機対象物は、二次電池であり、
前記所定のタイミングとは、前記二次電池の出力時であることを特徴とする熱交換システム。
【請求項７】
請求項６に記載の熱交換システムにおいて、
前記所定のタイミングとは、前記熱交換システムの起動時であって前記二次電池の出力時であることを特徴とする熱交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外気と熱交換媒体との間で熱交換を行うラジエータを備えたシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素を含有する燃料ガスと酸素を含有する酸化ガスを用いて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６５７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような燃料電池システムで、夜間等に外気温度が低下することによって燃料電池の温度が低下し、その後、外気温度が上昇してきた場合において、燃料電池の温度は、熱容量の関係から、すぐに上昇せず低温状態のままになってしまうおそれがあった。このように、燃料電池の温度が低温状態のままであると、例えば起動に時間が掛かるなどの種々の不具合が生じるので、燃料電池を暖機する必要があり、その暖機のために過剰なエネルギが必要となるおそれがあった。
【０００５】
また、上記燃料電池システムでは、燃料電池の他、二次電池を備える場合がある。この場合においても、上述のように、夜間等に外気温度が低下することによって二次電池の温度が低下し、その後、外気温度が上昇してきた場合において、二次電池の温度は、熱容量の関係から、すぐに上昇せず低温状態のままになってしまうおそれがあった。このように、二次電池の温度が低温状態のままであると、二次電池の最大出力が抑制されるため、二次電池を暖機する必要があり、その暖機のために過剰なエネルギが必要となるおそれがあった。
【０００６】
なお、上記問題は、燃料電池や二次電池などを備える燃料電池システムに限られるものではなく、低温時に、暖機が必要な装置を備えるシステムにおいても共通する問題である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、低温時に暖機が必要な装置を備えるシステム（例えば、燃料電池システム。）において、その装置（例えば、燃料電池や二次電池。）を暖機するためのエネルギを抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の熱交換システムでは、
熱交換システムであって、
暖機対象物と、
外気と熱交換媒体との間で熱交換を行うラジエータと、
前記熱交換媒体が前記暖機対象物と前記ラジエータとの間を循環する第１媒体循環経路と、
前記第１媒体循環経路に設けられ、前記熱交換媒体を循環させるための循環ポンプと、
前記暖機対象物の温度を検知する暖機対象物温度検知部と、
外気温度を検知する外気温度検知部と、
所定のタイミングにおいて、前記暖機対象物温度よりも前記外気温度の方が高い場合に、前記循環ポンプを駆動する制御部と、
を備えたことを要旨とする。
【０００９】
上記構成の熱交換システムによれば、電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに暖機対象物を暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００１０】
上記熱交換システムにおいて、
前記制御部は、
前記所定のタイミングにおいて、前記暖機対象物温度が所定の閾値より小さく、前記暖機対象物よりも前記外気温度の方が高い場合に、前記循環ポンプを駆動するようにしてもよい。
【００１１】
このようにすれば、暖機対象物の温度が上記閾値以上の場合には、暖機を行う必要がないのでその処理時間を短縮することができる。
【００１２】
上記熱交換システムにおいて、
前記暖機対象物は、燃料電池であり、
前記所定のタイミングとは、前記燃料電池の起動時であることが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに、燃料電池の起動時において、燃料電池を暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００１４】
上記熱交換システムにおいて、
前記暖機対象物は、二次電池であり、
前記所定のタイミングとは、前記二次電池の出力時であることが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに、二次電池の出力時において二次電池を暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００１６】
上記熱交換システムにおいて、
冷却対象物と、
前記熱交換媒体が前記冷却対象物の冷却のために、前記冷却対象物と前記ラジエータとの間を循環する第２媒体循環経路と、
を備えるようにしてもよい。
【００１７】
このようにすれば、上記所定のタイミングにおいて、暖機対象物を暖機することが可能となると共に、通常時には、ラジエータで熱交換された熱交換媒体によって冷却対象物を冷却することができる。
【００１８】
上記熱交換システムにおいて、
前記冷却対象物は、燃料電池であり、
前記暖機対象物は、二次電池であり、
前記所定のタイミングとは、前記二次電池の出力時であることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、上記二次電池の出力時において、二次電池を暖機することが可能となると共に、通常時には、ラジエータで熱交換された熱交換媒体によって燃料電池を冷却することができる。
【００２０】
上記熱交換システムにおいて、
前記所定のタイミングとは、前記熱交換システムの起動時であって前記二次電池の出力時であることが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、熱交換システムの起動時において、電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに二次電池を暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記した熱交換システムに限られず、燃料電池システムなどの他の装置発明としての態様で実現することも可能である。また、このような装置発明の態様に限ることなく、熱交換方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。さらには、それら方法や装置を構築するためのコンピュータプログラムとしての態様や、そのようなコンピュータプログラムを記録した記録媒体としての態様や、上記コンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など、種々の態様で実現することも可能である。
【００２３】
また、本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、上記装置の動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池システム１００の構成：
Ａ２．二次電池暖機処理：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｃ１．燃料電池暖機処理：
Ｄ．変形例：
【００２５】
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池システム１００の構成：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池システム１００の構成を示すブロック図である。本実施例の燃料電池システム１００は、主に、燃料電池１０と、水素タンク２０と、コンプレッサ３０と、パージ弁４０と、水素循環ポンプ５０と、三方弁６０と、ラジエータ７０と、二次電池８０と、水素遮断弁２００と、制御回路４００と、温度センサ９０，９５と、を備えている。
【００２６】
燃料電池１０は、固体高分子型の燃料電池であり、構成単位である単セル（以下単にセルと呼ぶ。）を複数積層したスタック構造を有している。各セルは、電解質膜（図示せず）を挟んでアノード（図示せず）とカソード（図示せず）とを配置した構成となっている。燃料電池１０は、各々のセルのアノード側に水素を含有する燃料ガスを供給し、カソード側に酸素を含有する酸化ガスを供給することで、電気化学反応が進行し、起電力を生じる。燃料電池１０は、生じた電力を燃料電池１０に接続される二次電池８０に供給する（図１参照）。なお、燃料電池１０としては、上記した固体高分子型燃料電池の他、水素分離膜型燃料電池や、アルカリ水溶液電解質型や、リン酸電解質型や、あるいは溶融炭酸塩電解質型等、種々のタイプの燃料電池を用いることができる。以下では、燃料電池１０内において、燃料ガスが流れる流路をアノード流路２５と呼び、酸化ガスが流れる流路をカソード流路３５と呼び、さらに、後述する冷却水が流れる流路を冷却水流路１７と呼ぶ。
【００２７】
水素タンク２０は、高圧の水素ガスが貯蔵される貯蔵装置であり、燃料ガス供給流路２４を介して燃料電池１０のアノード流路２５に接続されている。燃料ガス供給流路２４上において、水素タンク２０から近い順番に、水素遮断弁２００と、調圧弁（図示せず）とが設けられている。水素遮断弁２００を開弁することにより、燃料電池１０に水素ガスを燃料ガスとして供給する。なお、水素タンク２０に代えて、アルコール、炭化水素、アルデヒドなどを原料とする改質反応によって水素を生成し、アノード側へ供給するものとしてもよい。
【００２８】
燃料電池１０のアノード流路２５は、燃料ガス排出流路２６と接続され、この燃料ガス排出流路２６上には、パージ弁４０が設けられている。燃料電池システム１００の運転中において、パージ弁４０を定期的に開弁することで、アノードで電気化学反応に供された後の燃料ガスは、定期的に、燃料ガス排出流路２６、パージ弁４０を介し外部へ排出される。
【００２９】
燃料ガス排出流路２６において、パージ弁４０よりも燃料ガスを排出する流れ方向に対して上流側の位置から、燃料ガス供給流路２４へ接続されるガス循環流路２７が設けられている。このガス循環流路２７上には、水素循環ポンプ５０が設けられる。このガス循環流路２７は、水素循環ポンプ５０によって勢いをつけて送りだされた燃料ガスを、燃料ガス供給流路２４に導く。このようにガス循環流路２７は、燃料ガスを循環する役割を担っている。このようにして、燃料ガスに含まれる水素ガスは、循環して、燃料ガスとして再び発電に使用される。
【００３０】
コンプレッサ３０は、酸化ガス供給流路３４を介して燃料電池１０のカソード流路３５に接続され、空気を圧縮し酸化ガスとして、カソードに供給する。また、カソード流路３５は、酸化ガス排出流路３６と接続され、カソードで電気化学反応に供された後の酸化ガスは、この酸化ガス排出流路３６を介して、燃料電池システム１００の外部に排出される。
【００３１】
ラジエータ７０は、内部に熱交換流路７７を備える。そして、このラジエータ７０の熱交換流路７７は、冷媒供給流路７５と冷媒回収流路７６とに接続され、これらの流路は、それぞれ燃料電池１０の冷却水流路１７と接続されている。冷媒供給流路７５には、冷却水循環ポンプ５５が設置されている。ここで、熱交換流路７７、冷媒供給流路７５、冷却水流路１７、および、冷媒回収流路７６を併せて、第１循環流路７９と呼ぶ。この第１循環流路７９では、冷却媒体としての冷却水が冷却水循環ポンプ５５によって循環している。この場合、冷却水は、第１循環流路７９において、熱交換流路７７、冷媒供給流路７５、冷却水流路１７、冷媒回収流路７６の順に循環し、この方向を第１循環方向と呼ぶ（図１参照）。
【００３２】
ラジエータ７０では、熱交換流路７７を流れる冷却水と外気との間で熱交換が行われ、冷却水が外気より暖かい場合には、冷却水を冷却する。一方、燃料電池１０において、電気化学反応の進行に伴って発熱が生じた場合には、冷却水流路１７を流れる冷却水と熱交換を行い冷却される。
【００３３】
二次電池８０は、内部に冷却水流路８７を備え、この冷却水流路８７は、分岐冷媒供給流路８５と、分岐冷媒回収流路８６と接続されている。また、分岐冷媒回収流路８６は、冷媒回収流路７６とも接続されている。ここで、分岐冷媒供給流路８５、冷却水流路８７、および、分岐冷媒回収流路８６を併せて、第２循環流路８９と呼ぶ。この場合、後述するように、冷却水は、第２循環流路８９において、分岐冷媒供給流路８５、冷却水流路８７、および、分岐冷媒回収流路８６の順に循環し、この方向を第２循環方向と呼ぶ（図１参照）。
【００３４】
また、第１循環流路７９の冷媒供給流路７５において、冷却水循環ポンプ５５と燃料電池１０（冷却水流路１７）との間に、三方弁６０が設置されている。この三方弁６０は、分岐冷媒供給流路８５とも接続され、さらに、後述の制御回路４００（制御部４３０）に制御され、冷却水を第１循環方向若しくは第２循環方向（図１参照）に流すように切り替え制御が可能となっている。
【００３５】
温度センサ９０は、二次電池８０の温度を検出するためのセンサであり、温度センサ９５は、ラジエータ７０の近傍に設けられ、その位置の外気温度を検出するためのセンサである。
【００３６】
制御回路４００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、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵ（図示せず）と、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ（図示せず）と、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ（図示せず）と、各種信号を入出力する入出力ポート（図示せず）等を備える。そして、この制御回路４００は、コンプレッサ３０、水素循環ポンプ５０、冷却水循環ポンプ５５、三方弁６０、パージ弁４０、水素遮断弁２００などを制御し、すなわち、燃料電池システム１００全体の制御を行う。
【００３７】
また、制御回路４００は、温度検出部４１０と、制御部４３０としても機能し、後述する二次電池暖機処理を実行する。
【００３８】
ところで、二次電池が低温の場合には、二次電池の最大出力が抑制されるおそれがある。そこで、本実施例の燃料電池システム１００において、二次電池が低温となると考えられる場合、例えば、燃料電池システム１００起動時（二次電池８０の起動時）において、二次電池を暖機するための二次電池暖機処理を実行する。
【００３９】
Ａ２．二次電池暖機処理：
図２は、本実施例の燃料電池システム１００が行う二次電池暖機処理のフローチャートである。図３は、二次電池８０の温度特性を示すグラフである。まず、この処理の前提条件について説明する。二次電池暖機処理開始前おいて、三方弁６０は、第１循環方向に開弁されており、また、制御部４３０が冷却水循環ポンプ５５を駆動している。
【００４０】
温度検出部４１０は、二次電池暖機処理が開始されると、温度センサ９０から二次電池温度Ｔ１を検出する（ステップＳ１００）。
【００４１】
制御部４３０は、二次電池温度Ｔ１が閾値Ｔｔｈより小さいか否かを判断する（ステップＳ１１０）。ところで、二次電池８０は、図３に示すように、その温度に対して、最大出力値が山なりに変化する特性がある。閾値Ｔｔｈは、二次電池８０の最大出力値がβとなる場合における低温側の温度としている。
【００４２】
制御部４３０は、二次電池温度Ｔ１が閾値Ｔｔｈ以上である場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、二次電池８０の暖機の必要がないと判断し、この二次電池暖機処理を終了する。
【００４３】
一方、制御部４３０が、二次電池温度Ｔ１が閾値Ｔｔｈより小さいと判断すると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、温度検出部４１０は、温度センサ９５から外気温度Ｔ２を検出する（ステップＳ１２０）。
【００４４】
次に、制御部４３０は、外気温度Ｔ２と二次電池温度Ｔ１とを比較する（ステップＳ１３０）。そして、制御部４３０は、外気温度Ｔ２が二次電池温度Ｔ１より高い場合には（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、三方弁６０に対し第２循環方向に冷却水を流すように切り替え制御する（ステップＳ１４０）。この場合、冷却水は、ラジエータ７０（熱交換流路７７）、冷媒供給流路７５、三方弁６０、第２循環流路、および、冷媒回収流路７６を循環し、この間、ラジエータ７０（熱交換流路７７）で外気と熱交換することで暖められ、二次電池８０の冷却水流路８７を通過する際に、二次電池８０を暖機する。その後、制御回路４００は、ステップＳ１００の処理にリターンする。
【００４５】
一方、制御部４３０は、外気温度Ｔ２が二次電池温度Ｔ１以下の場合には（ステップＳ１３０：ＮＯ）、外気で冷却水を暖めることによって二次電池８０を暖機することはできないと判断し、この二次電池暖機処理を終了する。
【００４６】
以上のように、本実施例の燃料電池システム１００は、二次電池暖機処理（図２）で、二次電池８０の温度が閾値Ｔｔｈより小さい場合、すなわち、二次電池８０の最大出力値がβより小さい場合であって、二次電池８０の温度が外気温度より低い場合において、二次電池８０（冷却水流路８７）に冷却水を流すようにしている。このようにすれば、ラジエータ７０（熱交換流路７７）で外気と熱交換することによって暖められた冷却水を、二次電池８０に流すことができ、それにより、二次電池８０を暖機することが可能となる。その結果、電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに二次電池８０を暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００４７】
また、本実施例の燃料電池システム１００では、二次電池暖機処理（図２）において、二次電池８０の温度が閾値Ｔｔｈ以上の場合には、二次電池８０の暖機を行わず、二次電池暖機処理を終了するようにしている。このようにすれば、二次電池８０の暖機が不要な場合に二次電池暖機処理を素早く終了することができ、燃料電池システム１００の起動時間を短縮することが可能となる。
【００４８】
さらに、本実施例の燃料電池システム１００では、二次電池暖機処理（図２）において、二次電池８０を暖機する際には、燃料電池１０に冷却水を流さないようにしている。このようにすれば、燃料電池１０の温度が外気温度より低い場合において、冷却水温度が降下することを抑制することができ、二次電池８０の暖機効率を向上させることができる。
【００４９】
なお、上述において、冷却水は、請求項における熱交換媒体に該当し、第１循環流路７９は、請求項における第２媒体循環経路に該当し、第２循環流路８９と、第１循環流路７９において第２循環流路８９との各接続部間の流路であってラジエータ７０の設置側の流路とは、請求項における第１媒体循環経路に該当し、冷却水循環ポンプ５５は、請求項における循環ポンプに該当し、温度検出部４１０は、請求項における暖機対象物温度検知部、若しくは、外気温度検知部に該当し、制御部４３０は、請求項における制御部に該当する。
【００５０】
Ｂ．第２実施例：
図４は、第２実施例における燃料電池システム１００Ａの構成を示すブロック図である。本実施例の燃料電池システム１００Ａは、第１実施例の燃料電池システム１００と類似する構成を有し、共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明は省略する。
【００５１】
第１実施例の燃料電池システム１００では、分岐冷媒回収流路８６は、二次電池８０、および、冷媒回収流路７６と接続されていたが、本実施例の燃料電池システム１００Ａでは、分岐冷媒回収流路８６は、二次電池８０と、冷媒供給流路７５において、三方弁６０と燃料電池１０（冷却水流路１７）との間に接続されている。このようにすれば、二次電池暖機処理（図２）において、二次電池８０を暖機した後の冷却水は、燃料電池１０（冷却水流路１７）を流れることとなる。従って、燃料電池１０の温度が、外気温度より高い場合には、燃料電池１０で冷却水温度が上昇するので、二次電池８０の暖機効率を向上させることができる。
【００５２】
なお、冷媒供給流路７５において、三方弁６０と分岐冷媒回収流路８６との間の流路を循環除外流路Ｋとも呼ぶ。また、第１循環流路７９が、請求項における第２媒体循環経路に該当し、第２循環流路８９と、第１循環流路７９から循環除外流路Ｋを除外した流路が、請求項における第１媒体循環経路に該当する。
【００５３】
Ｃ．第３実施例：
図５は、第３実施例における燃料電池システム１００Ｂの構成を示すブロック図である。本実施例の燃料電池システム１００Ｂは、第１実施例の燃料電池システム１００と類似する構成を有し、共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明は省略する。本実施例の燃料電池システム１００Ｂは、二次電池８０、分岐冷媒供給流路８５、および、分岐冷媒回収流路８６は省略している。また、本実施例の燃料電池システム１００Ｂは、燃料電池１０の温度を検出するための温度センサ９０Ａを備えている。
【００５４】
第１実施例の燃料電池システム１００では、起動時において、二次電池を暖機する二次電池暖機処理を実行していたが、本実施例の燃料電池システム１００Ｂでは、起動時において、制御回路４００が燃料電池を暖機する燃料電池暖機処理を実行する。
【００５５】
Ｃ１．燃料電池暖機処理：
図６は、本実施例の燃料電池システム１００Ｂが行う燃料電池暖機処理のフローチャートである。まず、この処理の前提条件について説明する。燃料電池暖機処理開始前おいて、冷却水循環ポンプ５５は、駆動していない。
【００５６】
温度検出部４１０は、燃料電池暖機処理が開始されると、温度センサ９０Ａから燃料池温度Ｔ３を検出する（ステップＳ２００）。
【００５７】
制御部４３０は、燃料電池温度Ｔ３が所定の閾値Ｔｓｈより小さいか否かを判断する（ステップＳ２１０）。
【００５８】
制御部４３０は、燃料電池温度Ｔ３が閾値Ｔｓｈ以上である場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、燃料電池１０の暖機の必要がないと判断し、この燃料電池暖機処理を終了する。
【００５９】
一方、制御部４３０が、燃料電池温度Ｔ３が閾値Ｔｓｈより小さいと判断すると（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、温度検出部４１０は、温度センサ９５から外気温度Ｔ２を検出する（ステップＳ２２０）。
【００６０】
次に、制御部４３０は、外気温度Ｔ２と燃料電池温度Ｔ３とを比較する（ステップＳ２３０）。そして、制御部４３０は、外気温度Ｔ２が燃料電池温度Ｔ３より高い場合には（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、冷却水循環ポンプ５５を駆動する（ステップＳ２４０）。なお、この場合、冷却水循環ポンプ５５が駆動中の場合はこの限りではない。また、この場合、冷却水は、ラジエータ７０（熱交換流路７７）、冷媒供給流路７５、燃料電池１０（冷却水流路１７）、および、冷媒回収流路７６を循環し、この間、ラジエータ７０（熱交換流路７７）で外気と熱交換することで暖められ、燃料電池１０の冷却水流路１７を通過する際に、燃料電池１０を暖機する。その後、制御回路４００は、ステップＳ２００の処理にリターンする。
【００６１】
一方、制御部４３０は、外気温度Ｔ２が燃料電池温度Ｔ３以下の場合には（ステップＳ２３０：ＮＯ）、外気で冷却水を暖めることによって燃料電池１０を暖機することはできないと判断し、この燃料電池暖機処理を終了する。
【００６２】
以上のように、本実施例の燃料電池システム１００Ｂは、燃料電池暖機処理（図６）で、燃料電池１０の温度が閾値Ｔｓｈより小さい場合であって、燃料電池１０の温度が外気温度より低い場合において、燃料電池１０（冷却水流路１７）に冷却水を流すようにしている。このようにすれば、ラジエータ７０（熱交換流路７７）で外気と熱交換することによって暖められた冷却水を、燃料電池１０に流すことができ、それにより、燃料電池１０を暖機することが可能となる。その結果、電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに燃料電池１０を暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００６３】
また、本実施例の燃料電池システム１００Ｂでは、燃料電池暖機処理（図６）において、燃料電池１０の温度が閾値Ｔｓｈ以上の場合には、燃料電池１０の暖機を行わず、燃料電池暖機処理を終了するようにしている。このようにすれば、燃料電池１０の暖機が不要な場合に燃料電池暖機処理を素早く終了することができ、燃料電池システム１００Ｂの起動時間を短縮することが可能となる。
【００６４】
なお、第１循環流路７９は、請求項における第１媒体循環経路に該当し、冷却水循環ポンプ５５は、請求項における循環ポンプに該当する。
【００６５】
Ｄ．変形例：
なお、本発明では、上記した実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【００６６】
Ｄ１．変形例１：
上記実施例の燃料電池システムでは、二次電池暖機処理（図２）や燃料電池暖機処理（図６）で、暖機対象物として二次電池８０や燃料電池１０を暖機するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、上記燃料電池システムは、低温時に凍結などの不具合が生じやすいコンプレッサ３０や制御回路４００や所定のポンプなど、低温時に暖機が必要な所定の暖機対象物に冷媒（エチレングリコールなどを含有する不凍液が望ましい。）を循環させる流路を備え、これらを暖機するようにしてもよい。このようにすれば、これら暖機対象物を電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００６７】
Ｄ２．変形例２：
本発明は、上記実施例の燃料電池システムに限られるものではなく、外気と熱交換可能なラジエータと、低温時に暖機が必要な装置（以下では、装置Ｌとも呼ぶ。）とを備えるシステム（例えば、熱交換システムなど。以下では、システムＸとも呼ぶ。）においても適用可能である。このようなシステムＸにおいて、上記装置Ｌとしては、例えば、低温時に凍結などの不具合が生じやすいポンプ、エンジン、モータ、パワーコントロールユニットなどが挙げられる。このシステムＸにおいても、上記実施例のごとく、外気温度と装置Ｌの温度を検出し、装置Ｌの温度より外気温度が高い場合において、装置Ｌに冷媒を流すようにすればよい。この場合、冷媒として、氷点下でも凍らないエチレングリコールなどの不凍液が望ましい。このようにすれば、ラジエータで外気と熱交換することによって暖められた冷媒を、装置Ｌに流すことができ、それにより、装置Ｌを暖機することが可能となる。その結果、電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに装置Ｌを暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００６８】
Ｄ３．変形例３：
本発明は、上記実施例の燃料電池システムに限られるものではなく、外気と熱交換可能なラジエータと、該ラジエータで外気と熱交換された冷媒によって冷却される冷却対象物Ｎと、低温時に暖機が必要な装置（以下では、装置Ｍとも呼ぶ。）とを備えるシステム（例えば、熱交換システムなど。以下では、システムＹとも呼ぶ。）においても適用可能である。このようなシステムＹにおいて、上記冷却対象物Ｎとしては、例えば、エンジンやモータなどが挙げられ、また、上記装置Ｍとしては、例えば、低温時に凍結などの不具合が生じやすいポンプ、パワーコントロールユニットなどが挙げられる。このシステムＹにおいても、上記実施例のごとく、外気温度と装置Ｍの温度を検出し、装置Ｍの温度より外気温度が高い場合において、装置Ｍに冷媒を流すようにすればよい。この場合、冷媒として、氷点下でも凍らないエチレングリコールなどの不凍液が望ましい。このようにすれば、ラジエータで外気と熱交換することによって暖められた冷媒を、装置Ｍに流すことができ、それにより、装置Ｍを暖機することが可能となる。その結果、電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに装置Ｍを暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００６９】
Ｄ４．変形例４：
上記第２実施例の燃料電池システム１００Ａが行う二次電池暖機処理において、燃料電池１０の温度が外気温度より高い場合には、冷却水が第１循環方向とは逆方向に流れるように、冷却水循環ポンプ５５を駆動するようにしてもよい。このようにすれば、燃料電池１０で暖められた冷却水を二次電池８０に流すことが可能となり、それにより、二次電池８０を暖機することが可能となる。その結果、電気や燃料などを必要とする暖機装置を用いずに二次電池８０を暖機することができ、暖機のためのエネルギを抑制することができる。
【００７０】
Ｄ５．変形例５：
上記実施例の燃料電池システムにおいて、制御回路４００は、ソフトウェア的に構成されているものを、ハードウェア的に構成するようにしてもよいし、ハードウェア的に構成されているものを、ソフトウェア的に構成するようにしてもよい。
【００７１】
Ｄ６．変形例６：
上記第１実施例または第２実施例の燃料電池システムにおいて、ラジエータ７０は、燃料電池を冷却するための熱交換装置としても用いられているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、このラジエータ７０は、二次電池専用の熱交換装置として用いるようにしてもよい。
【００７２】
Ｄ７．変形例７：
上記第１実施例の燃料電池システム１００において、二次電池暖機処理（図２）を、燃料電池システム１００の起動時に行うようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、燃料電池システム１００は、燃料電池システム１００起動後、二次電池８０の出力が必要なタイミングにおいて、二次電池暖機処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施例としての燃料電池システム１００の構成を示すブロック図である。
【図２】上記第１実施例の燃料電池システム１００が行う二次電池暖機処理のフローチャートである。
【図３】二次電池８０の温度特性を示すグラフである。
【図４】上記第２実施例における燃料電池システム１００Ａの構成を示すブロック図である。
【図５】上記第３実施例における燃料電池システム１００Ｂの構成を示すブロック図である。
【図６】上記第３実施例の燃料電池システム１００Ｂが行う燃料電池暖機処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１０…燃料電池
１７…冷却水流路
３０…コンプレッサ
５５…冷却水循環ポンプ
６０…三方弁
７０…ラジエータ
７５…冷媒供給流路
７６…冷媒回収流路
７７…熱交換流路
７９…第１循環流路
８０…二次電池
８５…分岐冷媒供給流路
８６…分岐冷媒回収流路
８７…冷却水流路
８９…第２循環流路
９０，９０Ａ，９０Ｂ…温度センサ
１００，１００Ａ，１００Ｂ…燃料電池システム
４００…制御回路
４１０…温度検出部
４３０…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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【図５】
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【図６】
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