(57)【要約】【課題】燃料電池からの漏れ電流をシステム外へと簡単に取り除くことができる絶縁性の高い燃料電池冷却システムのアース構造を提供する。【解決手段】燃料電池の発電により発熱した熱を冷媒によって冷却する燃料電池冷却システムにおいて、燃料電池から熱交換器へと流れる冷却経路に、該燃料電池の発電時に冷媒に高電圧がかかることにより生じた電子を冷却システム外に取り除くアース手段５を設け、そのアース手段を車体６に接地した。アース手段５は、アース線１１の先端部１１Ａを冷却配管７の管路内中央位置に配置し、そのアース線１１の基端部１１Ｂを車体６に接続してなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池（２）の発電により発熱した熱を冷媒によって冷却する燃料電池冷却システムにおいて、
燃料電池（２）から熱交換器（４）へと流れる冷却経路に、該燃料電池（２）の発電時に冷媒に高電圧がかかることにより生じた電子を冷却システム外に取り除くアース手段（５）を設け、そのアース手段（５）を車体（６）に接地した
ことを特徴とする燃料電池冷却システムのアース構造。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池冷却システムのアース構造であって、
前記アース手段（５）を、前記燃料電池（２）の下流真下の冷却配管（７）に設けた
ことを特徴とする燃料電池冷却システムのアース構造。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池冷却システムのアース構造であって、
前記アース手段（５）のアース線（１１）先端を、前記冷却配管（７）の管路内中央位置に配置した
ことを特徴とする燃料電池冷却システムのアース構造。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池冷却システムのアース構造であって、
前記アース線（１１）先端に、前記冷却配管（７）内を流れる冷媒に含まれる腐食物を捕捉する漏斗形状の金網フィルタ（１６）を設けた
ことを特徴とする燃料電池冷却システムのアース構造。
【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のアース構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、駆動源として燃料電池を搭載した燃料電池自動車であるＦＣＥＶ車（fuel cell electric vehicle）は、環境問題の観点から有害物質のないクリーンな排気がなされることからその開発が進められている。この燃料電池自動車は、燃料電池が発電するときに生じる熱を冷却するために、熱交換器を使用して冷媒を循環させる冷却システムを備えている。
【０００３】
ところで、燃料電池は、発電時において冷媒（例えば冷却水）に高電圧が掛かるため冷媒中に電子を多く含む。そのため、電子をシステム系外へと取り出す必要があり、絶縁対策をとる必要がある。
【０００４】
その対策の一つとして、冷媒の導電性を低レベルにするために導電性の小さい純水を冷媒として使用し、さらに、金属製熱交換器の内面（冷媒が流れるチューブやタンクの内面）に樹脂コートを塗布するなどの技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この他、熱交換器のチューブ、タンク及び座板などを金属材料で構成するのではなく、樹脂材にて構成することで、内部を流れる冷媒との電気絶縁性を図る技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１８１６２８号公報
【特許文献２】特開２００６−２５０３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、均一の厚みに樹脂コートすることが難しいため、樹脂コート層の一部にピンホールが生じることなどにより電気絶縁性を完全なものにすることはできない。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、樹脂材で構成したチューブと座板、座板とタンクとを接着剤で接合するため、その接合部の信頼性が低く、長期的な接合を確保することが困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、上記した従来の課題に鑑みてなされたものであり、燃料電池からの漏れ電流をシステム外へと簡単に取り除くことができる絶縁性の高い燃料電池冷却システムのアース構造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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、燃料電池の発電により発熱した熱を冷媒によって冷却する燃料電池冷却システムにおいて、燃料電池から熱交換器へと流れる冷却経路に、該燃料電池の発電時に冷媒に高電圧がかかることにより生じた電子を冷却システム外に取り除くアース手段を設け、そのアース手段を車体に接地したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池冷却システムのアース構造であって、前記アース手段を、前記燃料電池の下流真下の冷却配管に設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃料電池冷却システムのアース構造であって、前記アース手段のアース線先端を、前記冷却配管の管路内中央位置に配置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の燃料電池冷却システムのアース構造であって、前記アース線先端に、前記冷却配管内を流れる冷媒に含まれる腐食物を捕捉する漏斗形状の金網フィルタを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、燃料電池の発電時に冷媒に高電圧がかかることにより生じた電子を冷却システム外に取り除くアース手段を設け、そのアース手段を車体に接地したので、熱交換器の内面に樹脂コートを形成したり、チューブやタンクなどの熱交換器構成部品を樹脂材で構成することなく、簡単に燃料電池から漏れ電流を冷却システム外へと取り除くことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、アース手段を燃料電池の下流真下の冷却配管に設けたので、燃料電池で発生した漏れ電流を速やかに冷却システム外へと取り出せる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、アース手段のアース線先端を冷却配管の管路内中央位置に配置したので、流速の最も早い管路内中央部に多く存在する電子を効率良く接地させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、アース線先端に冷却配管内を流れる冷媒に含まれる腐食物を捕捉する漏斗形状の金網フィルタを設けたので、冷媒と共に管路内を流れる腐食物を捉えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、燃料電池を搭載した電気自動車の燃料電池冷却システムを示す図、図２は、燃料電池冷却システムのアース取り付け部分の要部拡大断面図、図３はアース線の先端部形状の一例を示す図である。
【００１９】
燃料電池を駆動源とするいわゆる燃料電池自動車は、燃料電池を約８０〔℃〕に加温保持することで水素と酸素による反応が行われて電気を最も効率よく生成するため、加温し過ぎないように冷媒を循環させて燃料電池を冷却している。
【００２０】
この燃料電池冷却システム１では、加温された燃料電池２を冷却する冷媒は、燃料電池単セルを積層してなる燃料電池スタックに形成された流路を流れると、ポンプ３によって熱交換器４へ送られ、発電により暖められた冷媒が熱交換器４によって冷却される。そして、冷却された冷媒は、再び燃料電池２へと送られ、加温された燃料電池２を所定温度に保つように冷却する。このような経路を循環する冷媒には、例えば導電性の低い純水または純水に凍結防止剤であるエチレングリコールを混合したものが使用される。これは、燃料電池２の内部には導電性材料からなる電極などが設けられているため、その内部を循環する冷媒が導電性を持っていると、水素と酸素の反応に悪影響を与えるためである。
【００２１】
この燃料電池冷却システムでは、燃料電池２から熱交換器４へと流れる冷却経路に、燃料電池２の発電時に冷媒に高電圧がかかることにより生じた電子を冷却システム外に取り除くアース手段５を設け、そのアース手段５を車体６に接地させている。
【００２２】
アース手段５は、燃料電池２の下流真下の冷却配管７に設けられている。かかるアース手段５は、冷却配管７にボルト孔８を形成し、そのボルト孔８に絶縁材料からなる樹脂ボルト９を螺合させ、その樹脂ボルト９の中心に軸方向に形成した貫通孔１０にアース線１１を挿通させ、そのアース線１１の先端部１１Ａを冷却配管７の管路内中央位置に配置し、アース線１１の基端部１１Ｂを車体６の梁部に接地させたアース構造とされている。
【００２３】
ボルト孔８の内面には、樹脂ボルト９を螺合させる雌ねじ部１２を形成してある。樹脂ボルト９は、前記雌ねじ部１２と螺合する雄ねじ部１３を有しており、その雄ねじ部１３を雌ねじ部１２に螺合させることで前記冷却配管７に固定されている。
【００２４】
アース線１１は、樹脂ボルト９の中心に形成された貫通孔１０に挿入され、その先端部１１Ａを冷却配管７の管路内中央位置に配置させると共に基端部１１Ｂを車体６の梁部に接地させている。アース線１１の先端部１１Ａの形状は、図３（Ａ）に示すように針状であってもよく、図３（Ｂ）に示すように複数本の枝を有した樹木状であってもよく、図３（Ｃ）に示すように金網状であってもよい。
【００２５】
このアース線１１と貫通孔１０間のシールは、それらの間に設けられたフェルト１４でシールされる。或いは、樹脂ボルト９を成形するときにアース線１１をインサート成形して、これらアース線１１と樹脂ボルト９間をシールする。また、樹脂ボルト９とボルト孔８間のシールは、パッキン１５を使用してシールする。
【００２６】
本実施の形態によれば、燃料電池２の発電時に冷媒に高電圧がかかることにより生じた電子を冷却システム外に取り除くアース手段５を設け、そのアース手段５を車体６に接地したので、熱交換器４の内面に樹脂コートを形成したり、チューブやタンクなどの熱交換器構成部品を樹脂材で構成することなく、簡単に燃料電池２から漏れ電流を冷却システム外へと取り除くことができる。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、アース手段５を燃料電池２の下流真下の冷却配管７に設けたので、燃料電池２で発生した漏れ電流を速やかに冷却システム外へと取り出せる。
【００２８】
また、本実施の形態によれば、アース手段５のアース線１１の先端部１１Ａを冷却配管７の管路内中央位置に配置したので、流速の最も早い管路内中央部に多く存在する電子を効率良く接地させることができる。
【００２９】
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００３０】
例えば、図４に示すように、アース線１１の先端に、冷却配管７内を流れる冷媒に含まれる腐食物を捕捉する漏斗形状の金網フィルタ１６を設けるようにしてもよい。この漏斗形状の金網フィルタ１６は、樹脂材により漏斗形状とされる骨格部１７と、この骨格部１７に貼り付けられた金網１８と、から構成されている。
【００３１】
このように構成された漏斗形状の金網フィルタ１６をアース線１１の先端に設けて冷却配管７内に配置すれば、アース線としての機能の他、冷媒に含まれる腐食物を間口の大きい開口からその内部に侵入させて金網１８に捕捉させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】燃料電池を搭載した電気自動車の燃料電池冷却システムを示す図である。
【図２】燃料電池冷却システムのアース取り付け部分の要部拡大断面図である。
【図３】アース線の先端部形状の一例を示す図である。
【図４】アース線の先端部形状を漏斗形状の金網フィルタとした図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…燃料電池冷却システム
２…燃料電池
３…ポンプ
４…熱交換器
５…アース手段
６…車体
７…冷却配管
８…ボルト孔
９…樹脂ボルト
１０…貫通孔
１１…アース線
１１Ａ…アース線の先端部
１６…金網フィルタ
【図１】
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【図２】
2008135215.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008135215.tif 000006