(57)【要約】【課題】回転数低減時における、燃料電池の冷却システムにおける冷却液ポンプの応答精度を向上させる。【解決手段】制御ユニット３０は、燃料電池１０に対する要求出力が低下した場合には、電動機部２３２に対する回生制動を開始する。制御ユニット３０は、電動機式冷却液ポンプ２３の目標回転数を最低回転数に設定し、インバータ２４を介して電動機部２３２の回転数を低下させる。この結果、冷却液管２１を流れる冷却液によって駆動される電動機部２３２の回転速度がインバータ２４の出力周波数を上回り、電動機部２３２は発電機として機能し、電動機部２３２に制動力が発生する。制御ユニット３０は、電動機部２３２の回転数が、低下した要求出力に対応する所定回転数に到達すると、通常時における、電動機部２３２の運転制御を実行する。【選択図】  図１
2004362851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を冷却するために冷却液管路中の冷却液を循環させる冷却液ポンプの制御装置であって、
前記冷却液ポンプを駆動する電動機と、
前記燃料電池の運転状態に応じて前記冷却液ポンプの回転数を決定する冷却液ポンプ回転数決定手段と、
前記冷却液ポンプを前記決定された回転数にて回転させるために前記電動機を制御すると共に、前記冷却液ポンプの回転数を低下させる場合には、前記電動機を強制制動させる電動機制御手段とを備える冷却液ポンプの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却液ポンプの制御装置において、
前記電動機制御手段は、前記電動機を電気制動することによって前記冷却液ポンプの回転数を低下させる冷却液ポンプの制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の冷却液ポンプの制御装置において、
前記電動機制御手段は、前記電動機を回生制動することによって前記冷却液ポンプの回転数を低下させる冷却液ポンプの制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の冷却液ポンプの制御装置はさらに、
電力を充放電可能な蓄電手段と、
前記回生制動によって発生する電力を前記蓄電手段に供給する電力供給手段とを備える冷却液ポンプの制御装置。
【請求項５】
燃料電池を冷却するために冷却液管路中の冷却液を循環させる冷却液ポンプの制御方法であって、
前記燃料電池の運転状態に応じて前記冷却液ポンプの回転数を決定し、
前記冷却液ポンプを前記決定された回転数にて回転させるために前記電動機を制御し、
前記冷却液ポンプの回転数を低下させる場合には、前記電動機を強制制動させる冷却液ポンプの制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の冷却液ポンプの制御方法において、前記電動機の強制制動は、前記電動機を回生制動することによって実行され、
前記冷却液ポンプの制御方法はさらに、
前記回生制動によって発生する電力を蓄電手段に供給することを備える冷却液ポンプの制御方法。
【請求項７】
燃料電池を冷却するための冷却システムであって、
前記燃料電池に備えられると共に内部を冷却液が循環する熱交換器と、
前記熱交換器内部の冷却液を循環させるための電動機式の冷却液ポンプと、
前記燃料電池を所定温度領域に維持するために前記冷却液ポンプの運転を制御する冷却液ポンプ制御手段と、
前記冷却液ポンプの回転数を低下させる際には、前記冷却液ポンプを強制制動する強制制動手段とを備える冷却システム。
【請求項８】
請求項７に記載の冷却システムにおいて、
前記強制制動は、前記冷却液ポンプを回生制動することにより実行され、
前記冷却システムはさらに、
電力を充放電可能な蓄電手段と、
前記回生制動によって発生する電力を前記蓄電手段に供給する電力供給手段とを備える冷却システム。
【請求項９】
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池を冷却する冷却器と、
前記冷却器に対して冷却液を供給する電動機式の冷却液ポンプと、
前記燃料電池を所定温度域に維持するために前記冷却液ポンプを運転制御する冷却液ポンプ制御器であって、前記冷却液ポンプの回転数を低下させる際には、前記冷却液ポンプを強制制動させる冷却液ポンプ制御器とを備える燃料電池システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃料電池システムにおいて、
前記冷却液ポンプの強制制動は、前記冷却液ポンプを回生制動させることにより行われ、
前記燃料電池システムはさらに、
電力を蓄放電可能な蓄電手段と、
前記冷却液ポンプの回生制動によって生じた電力を前記蓄電手段に供給する電力供給手段とを備える燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池の冷却システム、燃料電池の冷却システムに用いられる冷却液ポンプの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素等の燃料と酸素との化学反応によって電力を得る燃料電池には、発電効率の良い温度範囲が存在する。一般的に、燃料電池システムでは、燃料電池の運転に伴い発熱するため、冷却液ポンプにより冷却液を循環させることによって燃料電池温度の上昇を抑制する冷却システムが備えられている。特に、間欠運転を始めとして要求出力の変動幅が大きな移動式の燃料電池システムでは、燃料電池の温度変化も大きくなる。したがって、移動式の燃料電池システムでは、燃料電池の内部温度に応じた燃料電池の温度管理、具体的には冷却液ポンプの運転制御が要求される（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２００３−３６８７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷却技術では、燃料電池に対する要求出力が低下した場合に、冷却液ポンプの回転数を直ちに目標回転数まで低減することができなかった。この結果、必要流量以上の冷却液が継続して冷却システム中を循環することとなり、燃料電池を過冷却し、燃料電池の発電効率を低下させるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、回転数低減時における、燃料電池の冷却システムにおける冷却液ポンプの応答精度を向上させることを目的とする。また、燃料電池の発電効率の低下を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、燃料電池を冷却するために冷却液管路中の冷却液を循環させる冷却液ポンプの制御装置を提供する。本発明の第１の態様に係る冷却液ポンプの制御装置は、前記冷却液ポンプを駆動する電動機と、前記燃料電池の運転状態に応じて前記冷却液ポンプの回転数を決定する冷却液ポンプ回転数決定手段と、前記冷却液ポンプを前記決定された回転数にて回転させるために前記電動機を制御すると共に、前記冷却液ポンプの回転数を低下させる場合には、前記電動機を強制制動させる電動機制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第１の態様に係る冷却液ポンプの制御装置によれば、冷却液ポンプの回転数を低下させる場合には、電動機を強制制動させるので、冷却液ポンプの回転数を迅速に低減することができる。すなわち、回転数低減時における、燃料電池の冷却システムにおける冷却液ポンプの応答精度を向上させることができる。これにより、燃料電池の発電効率の低下を防止することができる。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る冷却液ポンプの制御装置において、前記電動機制御手段は、前記電動機を電気制動することによって前記冷却液ポンプの回転数を低下させても良い。かかる場合には、電動機が発電機として機能することにより電動機に制動力が発生し、冷却液ポンプの回転数を迅速に低下させることができる。
【０００９】
本発明の第１の態様に係る冷却液ポンプの制御装置において、前記電動機制御手段は、前記電動機を回生制動することによって前記冷却液ポンプの回転数を低下させても良い。かかる場合には、電動機が発電機として機能することにより電動機にさらに強い制動力が発生し、冷却液ポンプの回転数を迅速に低下させることができる。
【００１０】
本発明の第１の態様に係る冷却液ポンプの制御装置はさらに、電力を充放電可能な蓄電手段と、前記回生制動によって発生する電力を前記蓄電手段に供給する電力供給手段とを備えても良い。かかる場合には回生制動に伴い発生した電力を回収・蓄電することができるので、冷却液ポンプの制御装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明の第１の態様は、燃料電池を冷却するために冷却液管路中の冷却液を循環させる冷却液ポンプの制御方法として実現されても良い。本発明の第１の態様に係る冷却液ポンプの制御方法は、前記燃料電池の運転状態に応じて前記冷却液ポンプの回転数を決定し、前記冷却液ポンプを前記決定された回転数にて回転させるために前記電動機を制御し、前記冷却液ポンプの回転数を低下させる場合には、前記電動機を強制制動させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第１の態様に係る冷却液ポンプの制御方法によれば、本発明の第１の態様に係る冷却液ポンプの制御装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００１３】
本発明の第１の態様に係る冷却液ポンプの制御方法において、前記電動機の強制制動は、前記電動機を回生制動することによって実行され、前記冷却液ポンプの制御方法はさらに、前記回生制動によって発生する電力を蓄電手段に供給しても良い。
【００１４】
本発明の第２の態様は、燃料電池を冷却するための冷却システムを提供する。本発明の第２の態様に係る冷却システムは、前記燃料電池に備えられると共に内部を冷却液が循環する熱交換器と、前記熱交換器内部の冷却液を循環させるための電動機式の冷却液ポンプと、前記燃料電池を所定温度領域に維持するために前記冷却液ポンプの運転を制御する冷却液ポンプ制御手段と、前記冷却液ポンプの回転数を低下させる際には、前記冷却液ポンプを強制制動する強制制動手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の態様に係る冷却システムによれば、冷却液ポンプの回転数を低下させる際には、冷却液ポンプを強制制動するので、冷却液ポンプの回転数を迅速に低減することができる。すなわち、回転数低減時における、燃料電池の冷却システムにおける冷却液ポンプの応答精度を向上させることができる。これにより、燃料電池の発電効率の低下を防止することができる。
【００１６】
本発明の第２の態様に係る冷却システムにおいて、前記強制制動は、前記冷却液ポンプを回生制動することにより実行され、前記冷却システムはさらに、電力を充放電可能な蓄電手段と、前記回生制動によって発生する電力を前記蓄電手段に供給する電力供給手段とを備えても良い。かかる場合には、電動機が発電機として機能することにより電動機に制動力が発生し、冷却液ポンプの回転数を迅速に低下させることができると共に、回生制動に伴い発生した電力を回収・蓄電することができるので、冷却システムのエネルギ効率を向上させることができる。
【００１７】
本発明の第３の態様は、燃料電池システムを提供する。本発明の第３の態様に係る燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池を冷却する冷却器と、前記冷却器に対して冷却液を供給する電動機式の冷却液ポンプと、前記燃料電池を所定温度域に維持するために前記冷却液ポンプを運転制御する冷却液ポンプ制御器であって、前記冷却液ポンプの回転数を低下させる際には、前記冷却液ポンプを強制制動させる冷却液ポンプ制御器とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第３の態様に係る燃料電池システムによれば、冷却液ポンプの回転数を低下させる際には、冷却液ポンプを強制制動させるので、冷却液ポンプの回転数を迅速に低減することができる。すなわち、回転数低減時における、燃料電池システムにおける冷却液ポンプの応答精度を向上させることができる。これにより、燃料電池の発電効率の低下を防止することができる。
【００１９】
本発明の第３の態様に係る燃料電池システムにおいて、前記冷却液ポンプの強制制動は、前記冷却液ポンプを回生制動させることにより行われ、前記燃料電池システムはさらに、電力を蓄放電可能な蓄電手段と、前記冷却液ポンプの回生制動によって生じた電力を前記蓄電手段に供給する電力供給手段とを備えても良い。かかる場合には、電動機が発電機として機能することにより電動機に制動力が発生し、冷却液ポンプの回転数を迅速に低下させることができると共に、回生制動に伴い発生した電力を回収・蓄電することができるので、燃料電池システムのエネルギ効率を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ実施例に基づいて、本発明に係る冷却液ポンプの制御装置および冷却液ポンプの制御方法について説明する。
【００２１】
図１を参照して本実施例に係る冷却液ポンプの制御装置の概略構成並びに冷却液ポンプを含む冷却システムを備える燃料電池システムの概略構成について説明する。図１は本実施例に係る冷却液ポンプの制御装置を備える燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。
【００２２】
燃料電池システムは、燃料電池１０、燃料電池１０を冷却する冷却システム２０、冷却システム２０および燃料電池１０の運転状態を制御する制御ユニット３０を備えている。
【００２３】
燃料電池１０は、例えば、固体高分子膜を備える固体高分子膜型の燃料電池であり、燃料極１１に供給された水素が水素イオンとして固体高分子膜を透過し、空気極１２に供給された空気と酸化反応することによって起電する。燃料電池１０の燃料極１１には、高圧水素タンク１３から水素供給管１３０を介して水素ガスが供給され、空気極１２には空気ポンプ１４から空気供給管１４０を介して空気が供給される。空気極１２に供給された空気は、酸化反応に伴い生成された水分と共に排出管１５から大気中に放出される。なお、水素供給管１３０には水素圧力を燃料電池１０への供給圧力へと減圧する減圧弁（図示せず）が配置されている。また、本実施例における燃料電池１０は水素ガスが循環されないリターンレス型である。
【００２４】
燃料電池１０の内部には、冷却システム２０によって供給された冷却液が循環するための冷却液流路が形成されている。この冷却液流路を流れる冷却液と燃料電池１０との間で熱交換が行われることによって燃料電池１０の内部温度の上昇が抑制・防止される。
【００２５】
燃料電池１０は、起電した電力を駆動用モータ（図示しない）等の負荷に対して出力するための電力出力端子１００を備えている。電力出力端子１００には、負荷と接続されている電力供給線１６、およびＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧変換器）１７を介して、二次電池１８が並列に接続されている。
【００２６】
二次電池１８は、電力の蓄積および電力の放出が可能な電池であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７は、二次電池１８の電力を電力供給線１６に対して供給する際に、制御ユニット３０からの制御信号に従って二次電池１８の出力電圧を必要な電圧値まで昇圧させる。二次電池１８とＤＣ／ＤＣコンバータ１７とを結ぶ電力供給線１８１には、平滑コンデンサ１９が配置されている。
【００２７】
冷却システム２０は、燃料電池１０内の冷却液流路と結合されている冷却液管２１、冷却液管２１を流動する冷却液を大気との熱交換によって冷却するためのラジエタ２２、冷却液管２１内の冷却液を循環させるための電動式冷却液ポンプ２３、制御ユニット３０からの制御信号に応じて電動機式冷却液ポンプ２３を駆動制御するインバータ２４を備えている。
【００２８】
電動機式冷却液ポンプ２３は、冷却液ポンプ部２３１と冷却液ポンプ部２３１を駆動する電動機部２３２とを備えている。電動機部２３２としては、例えば、周波数を制御することによって回転数を制御可能な三相交流モータが用いられる。三相交流モータは、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成するための三相コイルが巻回されたステータとを備え、ロータに備えられた永久磁石による磁界とステータの三相コイルによって形成される磁界との相互作用によって回転して必要な駆動力を出力する。三相交流モータはまた、電動機式冷却液ポンプ２３１の回転数低減要求が発生した場合には、ロータが冷却液管２１内を流動する冷却液によって駆動されることにより、これら磁界の相互作用により三相コイルの両端に起電力を生成させる発電ブレーキとして機能する。電動機部２３２はまた、例えば、ホール素子を用いた回転数センサ（図示しない）を備えており、検出された電動機回転数は制御ユニット３０に入力される。
【００２９】
インバータ２４は、電圧制御型のインバータであり、スイッチング素子としての６個のパワートランジスタ、各パワートランジスタに並列に接続されている６個の帰還ダイオードを備えている。インバータ２４は、電力供給線１８１を介して二次電池１８または燃料電池１０から電動機部２３２を駆動するための電力の供給を受け、制御ユニット３０からの制御信号に従ってパワートランジスタをオン・オフすることによって直流から所望の周波数の３相交流を電動機部２３２に対して出力し、電動機部２３２の回転数（運転状態）を制御する。インバータ２４から出力される交流電圧の出力波形は、スイッチング時の無効電力を処理する帰還ダイオードを備えることによって、矩形波となる。電動機部２３２が回生制動される際には、発生した回生電力は、帰還ダイオードによって直流に整流され、電力供給線１８１を介して二次電池１８に蓄電される。
【００３０】
制御ユニット３０は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等を備え、要求出力に応じて燃料電池１０の運転状態を制御し、また、燃料電池１０の運転状態に応じて電動機式冷却液ポンプ２３の回転数（動作）を制御する。本実施例では特に、制御ユニット３０は、燃料電池１０に対する要求出力が減少した場合には、後述する処理によって電動機式冷却液ポンプ２３の回転数を強制的に低減するための処理、すなわち、電動機部２３２の回生制動処理を実行する。
【００３１】
制御ユニット３０には、電動機部２３２に備えられた回転数センサによって検出された電動機部２３２の回転数、要求出力等が入力される。制御ユニット３０は、制御信号線を介して空気ポンプ１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７、インバータ２４と接続されており、これら各機器に対して制御信号を出力して、燃料電池１０および電動機式冷却液ポンプ２３の運転状態を制御する。
【００３２】
図２〜図４を参照して本実施例において実行される電動機式冷却液ポンプ２３の運転制御処理について説明する。図２は燃料電池の要求出力から冷却液ポンプの回転数を決定する際に用いられるマップの一例を示す説明図である。図３は冷却液ポンプの回転数を低減する際に実行される強制制動処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図４は冷却液ポンプの回転数、燃料電池の温度、および燃料電池の起電電力の時間変化を示すタイムチャートである。
【００３３】
制御ユニット３０は、通常時、燃料電池１０に対する要求出力をパラメータとして、図２に示す目標回転数マップを用いて電動機式冷却液ポンプ２３（電動機部２３２）の目標回転数を決定し、電動機式冷却液ポンプ２３の運転を制御する。図２に示す目標回転数マップは、冷却システム２０の冷却性能と燃料電池１０の要求出力に対する発熱量とに基づいて、燃料電池１０の温度が所定温度領域（例えば、６０℃〜８０℃）に収まるように燃料電池１０に対する要求出力と電動機式冷却液ポンプ２３の目標回転数とを予め対応付けた一次関数によって表される。なお、燃料電池１０に対する要求出力が０の場合であっても、冷却液の流動停止に伴う冷却システム２０（冷却管２１）の不具合の発生を防止するために、微量の冷却液が循環し得る回転数が目標回転数として設定されている。
【００３４】
制御ユニット３０は、図３に示す電動機式冷却液ポンプ２３の強制制動処理ルーチンを所定の時間間隔毎に割り込み処理として実行する。本処理ルーチンを開始すると、制御ユニット３０は、燃料電池１０に対する要求出力が低下したか否かを判定し（ステップＳ１００）、燃料電池１０に対する要求出力が低下していないと判定した場合には（ステップＳ１００：Ｎｏ）、本処理ルーチンを終了する。
【００３５】
制御ユニット３０は、燃料電池１０に対する要求出力が低下していると判定した場合には（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、電動機部２３２に対する回生制動を開始する（ステップＳ１１０）。具体的には、制御ユニット３０は、電動機式冷却液ポンプ２３の目標回転数を図２に示す最低回転数に設定し、インバータ２４を介して電動機部２３２の回転数を低下させる。この結果、冷却液管２１を流れる冷却液によって駆動される電動機部２３２の回転数（回転速度）が電動機部２３２の設定回転数、すなわち、インバータ２４の出力周波数を上回り、電動機部２３２は発電機として機能する。かかる状態において、電動機部２３２によって起電された電力を吸収すると、電動機部２３２に強制的な制動力が発生し、電動機部２３２の回転数を急激に低減することができる。本実施例では、インバータ２４は、二次電池１８に接続されているので、電動機部２３２の端子電圧が二次電池１８の端子電圧よりも高くなると、電動機部２３２において発生した電力は二次電池１８に蓄電される。この結果、電動機部２３２を回生制動することができる。
【００３６】
制御ユニット３０は、電動機部２３２の回転数が、低下した要求出力に対応する所定回転数に到達したか否かを判定し（ステップＳ１２０）、未だ所定回転数に到達していないと判定した場合には（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、回生制動を継続する。
【００３７】
制御ユニット３０は、電動機部２３２の回転数が、低下した要求出力に対応する所定回転数に到達したと判定した場合には（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、本処理ルーチンを終了し、通常時における、電動機部２３２（電動機式冷却液ポンプ２３）の運転制御を実行する。
【００３８】
電動機部２３２の回転数が所定回転数に到達したか否かの判定は、例えば、回生された電力量と回転数の低下の度合いを予め対応付けておき、二次電池１８に蓄電された回生電力量をパラメータとして行っても良い。また、電動機部２３２の回転数を検出する回転数センサによって検出された回転数をパラメータとして、電動機部２３２の回転数が所定回転数に到達したか否かを判定しても良い。
【００３９】
なお、本実施例では、電動機部２３２の回転数＝冷却液ポンプ部２３１の回転数であるものとして説明してきた。電動機部２３２の回転数と冷却液ポンプ部２３１の回転数とが１：１対応していない場合には、両者２３２、２３１の回転数を予め対応付けておくことによって、電動機部２３２の回転数に基づいて既述の説明と同様に本実施例を実行することができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施例に係る冷却液ポンプの制御装置によれば、燃料電池１０に対する要求出力が低下した際に、電動機部２３２を回生制動するので、電動機式冷却液ポンプ２３の回転数を迅速に低減することができる。図４（ａ）は冷却液ポンプ回転数の時間変化について従来例と本実施例との比較を示す。図４（ａ）において、本実施例における冷却液ポンプ回転数の時間変化は実線で、従来例における冷却液ポンプ回転数の時間変化は破線にて示されている。本実施例では、電動機部２３２を回生制動させることによって電動機部２３２に強制的な制動力が発生するので、従来例と比較して短時間にて電動機式冷却液ポンプ２３の回転数を所定回転数（目標回転数）まで低下させることができる。
【００４１】
また、電動機式冷却液ポンプ２３の回転数を迅速に低下させることができるので、図４（ｂ）に示すように燃料電池１０の温度低下を防止することができる。図４（ｂ）は燃料電池温度の時間変化について従来例と本実施例との比較を示し、本実施例は実線で、従来例は破線にて示している。従来例では、電動機式冷却液ポンプの回転数が緩やかに低下していったため、燃料電池１０の発熱量に対して必要量以上の冷却液が冷却システム２０を循環し続け、燃料電池１０から必要以上の熱エネルギを奪っていた。これに対して、本実施例では、電動機式冷却液ポンプ２３の回転数が迅速に低下されるので、冷却システム２０における冷却液の循環量を適切な循環量にまで直ちに低減することが可能となり、燃料電池１０の温度低下を防止（燃料電池１０の温度を適温に維持）することができる。
【００４２】
燃料電池１０の温度を適温に維持することができるので、図４（ｃ）に示すように燃料電池１０の起電電力の低下を防止することができる。図４（ｃ）は燃料電池起電電力の時間変化について従来例と本実施例との比較を示し、本実施例は実線で、従来例は破線にて示している。従来例では、過冷却によって燃料電池１０の起電電力が要求電力よりも低下し、発電効率が低下する。これに対して、本実施例では、燃料電池１０の温度が適温に維持されるので、燃料電池１０の起電電力が要求電力よりも低下することなく、発電効率の低下を防止することができる。
【００４３】
また、本実施例では、回生制動によって電動機式冷却液ポンプ２３を強制制動しているので、電動機式冷却液ポンプ２３を作動させるために供給した電力の一部を回収することが可能となり、冷却システム２０（燃料電池システム）全体のエネルギ効率を向上させることができる。例えば、燃料電池システムが車両に搭載される場合には、車両の運転状態に応じて燃料電池に対する要求出力は逐次大きく変動するため、電動機式冷却液ポンプの回転数も頻繁に変動する。かかる場合に、本実施例に係る電動機式冷却液ポンプ２３の制御装置を適用すれば、電動機式冷却液ポンプ２３の回転数の迅速な低減に伴う燃料電池１０の発電効率の維持、電動機式冷却液ポンプ２３の回生制動に伴う電力回収によって、燃料電池システム全体のエネルギ効率を向上させることができることは容易に理解できる。
【００４４】
・その他の実施例：
（１）上記実施例では、燃料電池システムに備えられている二次電池１８を冷却液ポンプ制御装置における二次電池として兼用したが、冷却液ポンプ制御装置の構成として、二次電池を別に備えても良い。また、燃料電池システムを制御するための制御ユニット３０を冷却液ポンプ制御装置における制御ユニット３０として用いたが、冷却液ポンプ制御装置専用の制御ユニットを備えても良い。かかる場合には、冷却液ポンプ制御装置は、冷却液ポンプ、制御ユニット、二次電池を備えることとなる。例えば、専用の二次電池を備えることによって、駆動用モータ等の回生制動に伴い発生する電力の回収を考慮する必要がなくなり、電動機式冷却液ポンプ２３の回生制動に伴い発生する電力回収の最適化を図ることができる。
【００４５】
（２）上記実施例では、電動機式冷却液ポンプ２３の電動機部２３２として交流モータを用いたが、直流モータを用いても良い。かかる場合には、インバータに代えてチョッパ制御回路を備えることによって電動機式冷却液ポンプ２３の運転状態を精度良く制御することができる。
【００４６】
（３）上記実施例では、蓄電手段として二次電池１８を用いているが、大容量のキャパシタを用いても良い。キャパシタを用いる場合であっても二次電池１８を用いた場合と同様にして電動機部２３２の回生制動を実行することができる。
【００４７】
（４）上記実施例では、電動機部２３２の強制制動の手法として回生制動を用いているが、発生した電気エネルギ（電力）を別に備えた抵抗によって熱エネルギとして消費する電気制動を用いても良い。この電気制動は、燃料電池１０に対する要求出力の低下を検出した際に、インバータ２４の直流側端子を抵抗に接続することによって実行することができる。電気制動によっても電動機部２３２を強制制動することができる点に変わりはなく、また二次電池の充電状態に関わりなく電動機部の強制制動を実行することができる。
【００４８】
（５）上記実施例では、インバータ２４はＤＣ／ＤＣコンバータ１７と二次電池１８との間の電力供給線１８１に接続されているが、図５に示すように燃料電池１０とＤＣ／ＤＣコンバータ１７との間に接続されても良い。また、上記実施例では、インバータ２４は二次電池側に接続されているが、図６に示すように燃料電池側に接続されていても良い。なお、図５および図６は他の実施例に係る冷却液ポンプの制御装置を備える燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。
【００４９】
（６）上記実施例では、燃料電池１０の燃料としての水素を高圧水素容器１３によって供給しているが、この他にも、改質装置によって生成された水素リッチガス等を用いても良い。
【００５０】
（７）また、上記実施例に係る装置、方法は、コンピュータプログラムまたはコンピュータプログラムを記録した記録媒体（電気的、磁気的、光学的記録媒体）としても実現され得る。
【００５１】
以上、いくつかの実施例に基づき本発明に係る冷却液ポンプ制御装置並びにその制御方法について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る冷却液ポンプの制御装置を備える燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】燃料電池の要求出力から冷却液ポンプの回転数を決定する際に用いられるマップの一例を示す説明図である。
【図３】冷却液ポンプの回転数を低減する際に実行される強制制動処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】冷却液ポンプの回転数、燃料電池の温度、および燃料電池の起電電力の時間変化を示すタイムチャートである。
【図５】他の実施例に係る冷却液ポンプの制御装置を備える燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。
【図６】他の実施例に係る冷却液ポンプの制御装置を備える燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…燃料電池
１００…電力出力端子
１１…燃料極
１２…空気極
１３…高圧水素容器
１３０…水素供給管
１４…空気ポンプ
１４０…空気供給管
１５…排気管
１６…電力供給線
１７…ＤＣ／ＤＣコンバータ
１８…二次電池
１８１…電力供給線
１９…平滑コンデンサ
２０…冷却システム
２１…冷却液管
２２…ラジエタ
２３…電動機式冷却液ポンプ
２３１…冷却液ポンプ部
２３２…電動機部
２４…インバータ
３０…制御ユニット
【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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