(57)【要約】【課題】燃料電池システムにおいて、水素の減圧にともなう調圧器の温度低下を効率的に抑制する。【解決手段】水素タンク１１１から燃料電池スタック１２１に供給される水素は、調圧器１１２によって３５０気圧から２気圧程度まで減圧される。このとき水素の断熱膨張によって調圧器１１２は理論的に−２０５℃まで温度が低下する。そのため、ラジエタ１１３から放出された熱を受熱可能な位置に調圧器１１２を配置する。また、ラジエタ１１３を流れる冷却液の温度が低い場合には、燃料電池スタック１２１の過冷却を防ぐため、ラジエタフラップ１１５を閉状態としてダクト１３２から外気を導入し、この外気により調圧器１１２の温度低下を抑制する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素を燃料電池スタックに供給することにより発電を行う燃料電池システムであって、
前記水素を貯蔵する水素タンクと、
前記水素タンクと前記燃料電池スタックとを結ぶ配管経路中に設けられ、前記水素を減圧する調圧器と、
前記燃料電池スタックの冷却液が通るラジエタと、を備え、
前記調圧器は、前記ラジエタが放出した熱を受熱可能な位置に配置された燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
更に、前記調圧器が受ける熱の受熱量を調整する受熱量調整部を備える、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池システムであって、
更に、前記調圧器の温度を測定する温度センサを備え、
前記受熱量調整部は、前記測定した温度に応じて前記調圧器が受ける熱の受熱量を調整する、燃料電池システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の燃料電池システムであって、
前記受熱量調節部は、前記ラジエタと前記調圧器の間に前記調圧器の受熱面積を変化させる受熱面積調整部を備える、燃料電池システム。
【請求項５】
水素と酸素を燃料電池スタックに供給することにより発電を行う燃料電池システムであって、
前記水素を貯蔵する水素タンクと
前記水素タンクと前記燃料電池スタックとを結ぶ配管経路中に設けられ、前記水素を減圧する調圧器と、
前記調圧器に当てるように外気を導入する外気導入部と、
を備える燃料電池システム。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池システムであって、
更に、前記外気導入部から導入する外気量を調整する外気量調整部を備える、燃料電池システム。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料電池システムであって、
更に、前記調圧器の温度を測定する温度センサを備え、
前記外気量調整部は、前記測定した温度に応じて前記外気導入部から導入する外気量を調整する、燃料電池システム。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
該燃料電池システムは移動体に搭載されており、
前記外気導入部は、前記外気を前記移動体内に搭載された所定の熱源を通過させて前記調圧器に導入する、燃料電池システム。
【請求項９】
水素と酸素を燃料電池スタックに供給することにより発電を行う燃料電池システムであって、
前記水素を貯蔵する水素タンクと、
前記燃料電池スタックの冷却液が通るラジエタと、
前記水素タンクと前記燃料電池スタックとを結ぶ配管経路中に設けられるとともに前記ラジエタが放出した熱を受熱可能な位置に配置され、前記水素を減圧する調圧器と、
前記調圧器が前記ラジエタより受ける熱の受熱量を調整する受熱量調整部と、
前記調圧器に当てるように外気を導入する外気導入部と、
前記外気導入部から導入する外気量を調整する外気量調整部と、
前記冷却液の温度を測定する冷却液センサと、
前記冷却液の温度に応じて前記受熱量調整部と前記外気量調整部とを制御する制御部と、
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であって、
前記制御部は、前記冷却液の温度が所定値未満の場合に、前記外気量調整部を制御して前記調圧器に外気を導入する、燃料電池システム。
【請求項１１】
請求項９に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記冷却液の温度が所定値以上の場合に、前記受熱量調整部を制御して前記ラジエタからの熱を前記調圧器に受熱させる、燃料電池システム。
【請求項１２】
水素と酸素を燃料電池スタックに供給することにより発電を行う燃料電池システムであって、
前記燃料電池スタックを有する燃料電池室と、
前記水素を貯蔵する水素タンクを有する燃料室と、を備え、
前記燃料室は、
前記水素タンクと前記燃料電池スタックとを結ぶ配管経路中に設けられ、前記水素を減圧する調圧器と、
前記燃料電池スタックの冷却液が通るラジエタと、
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、燃料電池システムに関し、詳しくは、水素の減圧を行う調圧器の温度低下を抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水素と酸素の電気化学反応によって発電する燃料電池システムが注目されている。燃料電池システムに供給する水素は、高圧水素タンクや水素吸蔵合金タンク、液体水素タンク等に貯蔵されている。車両等の移動体に搭載される燃料電池システムでは、利便性の観点から、これらのうち高圧水素タンクが用いられることが多い。高圧水素タンクには、多くの水素を蓄えるために、約３５０気圧という高圧状態の水素が貯蔵されている。
【０００３】
この高圧水素が、燃料電池スタックに供給される際には、ポペット弁等を用いた調圧器によって２気圧程度まで減圧される。ここで、減圧前の水素圧力Ｐｓを３５０気圧、減圧後の圧力Ｐ１を２気圧、減圧前の水素温度Ｔｓを２７℃（＝３００Ｋ）、水素の比熱比γを１．４として、これら値を以下の断熱変化の式（１）に代入すると、理論的に水素は減圧によって約−２０５℃もの低温まで冷却されることとなる。
【０００４】
【数１】
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【０００５】
このような急激な水素温度の低下は、調圧器の凍結や調圧器内のゴム部品の劣化等を引き起こし、正常な減圧が不能となる恐れがあった。そこで燃料電池スタックに安定して水素を供給するために、従来は、温水を調圧器周りに循環させることなどでこの問題に対処していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３１３３８９号公報
【特許文献２】
特開平１１−１３５４８号公報
【特許文献３】
特開平６−１８８０１３号公報
【特許文献４】
特開２００１−２６６９０７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、温水を循環させる場合には、そのためのヒータやポンプが必要であるため、これらを駆動するための電力が別途必要となりエネルギ損失が発生していた。そこで、本発明では、このようなエネルギ損失を抑制しつつ、効率的に調圧器の温度低下による弊害を抑制することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するため、本発明の第１の燃料電池システムを次のように構成した。すなわち、水素と酸素を燃料電池スタックに供給することにより発電を行う燃料電池システムであって、
前記水素を貯蔵する水素タンクと、
前記水素タンクと前記燃料電池スタックとを結ぶ配管経路中に設けられ、前記水素を減圧する調圧器と、
前記燃料電池スタックの冷却液が通るラジエタと、を備え、
前記調圧器は、前記ラジエタが放出した熱を受熱可能な位置に配置されたことを特徴とする燃料電池システムである。
【０００９】
ラジエタは、燃料電池スタックの過熱を抑制するために不可欠な装置である。従って、このような構成の燃料電池システムによれば、ラジエタから放出された熱を流用することにより、調圧器を暖めるための特別な補機を駆動することなく調圧器を暖めることができ、温度低下による弊害を抑制することができる。
【００１０】
上記構成の燃料電池システムにおいて、
更に、前記調圧器が受ける熱の受熱量を調整する受熱量調整部を備えるものとしてもよい。こうすることにより、調圧器の温度を安定させることができる。調圧器の温度が安定すると、必然的に燃料電池スタックに供給される水素の流量も安定するため、燃料電池スタックの発電効率の向上を図ることもできる。
【００１１】
かかる構成において、
更に、前記調圧器の温度を測定する温度センサを備え、
前記受熱量調整部は、前記測定した温度に応じて前記調圧器が受ける熱の受熱量を調整するものとしてもよい。このような構成であれば、調圧器の温度に応じて精度よく受熱量を調整することができる。
【００１２】
前記受熱量調節部は、例えば、前記ラジエタと前記調圧器の間に前記調圧器の受熱面積を変化させる受熱面積調整部を備えることにより、受熱量を調整することができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の燃料電池システムを次のように構成した。すなわち、水素と酸素を燃料電池スタックに供給することにより発電を行う燃料電池システムであって、
前記水素を貯蔵する水素タンクと
前記水素タンクと前記燃料電池スタックとを結ぶ配管経路中に設けられ、前記水素を減圧する調圧器と、
前記調圧器に当てるように外気を導入する外気導入部と、
を備えることを要旨とする。
【００１４】
このような構成の燃料電池システムによっても、外気を調圧器に当てることにより、調圧器の過度の温度低下を抑制することが可能となる。
【００１５】
上記構成の燃料電池システムにおいて、
更に、前記外気導入部から導入する外気量を調整する外気量調整部を備えるものとしてもよい。こうすることにより、調圧器の温度を安定させることができる。調圧器の温度が安定すると、必然的に燃料電池スタックに供給される水素の流量も安定するため、燃料電池スタックの発電効率の向上を図ることもできる。
【００１６】
かかる構成において、
更に、前記調圧器の温度を測定する温度センサを備え、
前記外気量調整部は、前記測定した温度に応じて前記外気導入部から導入する外気量を調整するものとしてもよい。こうすることにより、調圧器の温度に応じて精度よく調圧器の温度を安定させることができる。
【００１７】
上記構成の燃料電池システムにおいて、
該燃料電池システムは移動体に搭載されており、
前記外気導入部は、前記外気を前記移動体内に搭載された所定の熱源を通過させて前記調圧器に導入するものとしてもよい。
【００１８】
移動体とは、例えば、車両、船舶、航空機等のことをいう。所定の熱源とは、例えば、移動体の駆動源となるモータ、燃料電池スタックなど、移動体の駆動に必須の装置であってその動作に発熱を伴うものである。このような構成とすることにより、外気をそのまま導入するよりも高い温度の外気を調圧器に当てることができるため、より効果的に調圧器の温度低下を抑制することができる。
【００１９】
また、上記課題を解決するため、本発明の第３の燃料電池システムを次のように構成した。すなわち、水素と酸素を燃料電池スタックに供給することにより発電を行う燃料電池システムであって、
前記水素を貯蔵する水素タンクと、
前記燃料電池スタックの冷却液が通るラジエタと、
前記水素タンクと前記燃料電池スタックとを結ぶ配管経路中に設けられるとともに前記ラジエタが放出した熱を受熱可能な位置に配置され、前記水素を減圧する調圧器と、
前記調圧器が前記ラジエタにより受ける熱の受熱量を調整する受熱量調整部と、
前記調圧器に当てるように外気を導入する外気導入部と、
前記外気導入部から導入する外気量を調整する外気量調整部と、
前記冷却液の温度を測定する冷却液センサと、
前記冷却液の温度に応じて前記受熱量調整部と前記外気量調整部とを制御する制御部と、を備えることを要旨とする。
【００２０】
このような構成の燃料電池システムによれば、ラジエタを流れる冷却液の温度に応じて、外気によって調圧器を暖めるか、ラジエタから放出される熱によって調圧器を暖めるかを選択することができる。
【００２１】
上記構成の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記冷却液の温度が所定値未満の場合に、前記外気量調整部を制御して前記調圧器に外気を導入するものとしてもよい。
【００２２】
また、上記構成の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記冷却液の温度が所定値以上の場合に、前記受熱量調整部を制御して前記ラジエタからの熱を前記調圧器に受熱させるものとしてもよい。
【００２３】
燃料電池システムの起動時など、十分に冷却液の温度が上昇していない場合にラジエタの熱を調圧器の加熱に用いると、燃料電池スタックの温度が十分に上昇せず、発電能力に支障を来す恐れがある。そこで、上述したように、冷却液の温度が所定値未満の場合にはラジエタではなく外気によって調圧器を暖めれば、燃料電池スタックに与える影響を抑制することができる。なお、上記所定値とは、燃料電池スタックの定常運転時の冷却液の温度とすることができる。
【００２４】
また、上記課題を解決するため、本発明の第４の燃料電池システムを次のように構成した。すなわち、水素と酸素を燃料電池スタックに供給することにより発電を行う燃料電池システムであって、
前記燃料電池スタックを有する燃料電池室と、
前記水素を貯蔵する水素タンクを有する燃料室と、を備え、
前記燃料室は、
前記水素タンクと前記燃料電池スタックとを結ぶ配管経路中に設けられ、前記水素を減圧する調圧器と、
前記燃料電池スタックの冷却液が通るラジエタと、
を備えることを要旨とする。
【００２５】
このような構成の燃料電池システムであれば、調圧器とラジエタとが同じ燃料室内に共存することとなるため、ラジエタから放出される熱によって調圧器の温度低下を抑制することが可能となる。
【００２６】
本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。また、本発明は、上述した燃料電池システムとしての構成のほか、燃料電池システムの運転制御方法、燃料電池システムを搭載する移動体、燃料電池システムを搭載する移動体の制御方法などとしても構成することができる。いずれの構成においても上述した各態様を適宜適用可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
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．燃料電池システムを搭載した車両の概略構成：
Ｂ．温度低下抑制機構の概略構成：
Ｃ．ラジエタ：
Ｄ．温度低下抑制処理：
Ｅ．変形例：
【００２８】
Ａ．燃料電池システムを搭載した車両の概略構成：
図１は、燃料電池システムを搭載した車両１００の概略構成を示す説明図である。図の上部には、車両１００の上面を表し、下部には側面を表した。
【００２９】
車両１００は、天井部に水素タンク１１１と調圧器１１２、ラジエタ１１３を備えている。本実施例では、これらの装置を備えた天井部を燃料室１１０と称する。車両後部には、燃料電池スタック１２１、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１２２、二次電池１２３、モータ１２４等を備える燃料電池室１２０が設けられている。図示していないが、車両前部には運転席、中央部には客席が設けられている。
【００３０】
燃料室１１０内に複数設置された水素タンク１１１には、それぞれ３５０気圧の高圧水素が蓄えられている。水素タンク１１１に貯蔵された高圧水素は、水素供給配管１１６を通り、調圧器１１２によって２気圧程度まで減圧され、燃料電池室１２０内の燃料電池スタック１２１に供給される。それぞれの水素タンク１１１には水素の供給を遮断するためのシャットバルブ１６０が設けられており、１つの水素タンク１１１が空状態になると、順次他の水素タンク１１１から水素が供給されるように構成されている。
【００３１】
調圧器１１２は、ラジエタ１１３近傍に配置されている。換言すれば、ラジエタから放出された熱（温風）を受熱可能な位置に配置されていることとなる。これは、水素の減圧に伴う断熱膨張によって急激に調圧器１１２が冷却されるため、その凍結や調圧器１１２内のゴム部品の劣化など、温度低下に伴う弊害を抑制するためである。本実施例において、このような温度低下の弊害を抑制するための一連の機構を温度低下防止機構と称する。かかる機構の詳細については後述する。
【００３２】
ラジエタ１１３は、燃料電池スタック１２１と接続されており、その内部には燃料電池スタック１２１を冷却するための冷却液が流れている。ラジエタ１１３にはラジエタファン１１４が設けられており、その下流側に調圧器１１２が配置されている。ラジエタ１１３から放出された温風は、最終的に、排気口１５０から車両外部に排出される。
【００３３】
燃料電池スタック１２１は、調圧器１１２を介して水素タンク１１１から水素の供給を受け、別途供給された酸素との電気化学反応により発電を行う。モータ１２４はこの電力によって車輪１４０を駆動する。また、燃料電池スタック１２１によって発電された電力は、二次電池１２３にも蓄えられる。ＰＣＵ１２２は、運転者のアクセル踏み込み量や車両１００の速度などに応じて、燃料電池スタック１２１による発電量やモータ１２４の駆動を制御する。
【００３４】
車両１００の側面には、外気導入口１３０が設けられており、車両１００の走行中、ここから燃料電池室１２０内に外気が取り入れられる。外気の導入量は、ダクトフラップ１３１によって調整できる。外気導入口１３０から燃料電池室１２０内に一旦取り入れられた外気は、モータ１２４や燃料電池スタック１２１から発生する熱によって暖められ、ダクト１３２を通じて燃料室１１０内の調圧器１１２に当てられる。このように、調圧器１１２に外気を当てることによっても、その温度低下を抑制することができる。ダクト１３２から導入した外気は、最終的に排出口１５０から排出される。
【００３５】
Ｂ．温度低下抑制機構の概略構成：
図２は、車両１００が備える温度低下抑制機構２００の概略構成を示す説明図である。温度低下抑制機構２００は、上述した原因による調圧器１１２の温度低下を抑制するための機構であり、ラジエタ１１３やラジエタファン１１４、ラジエタフラップ１１５、バルブエアフラップ１１７、ヒータ１７０、ダクト１３２、ダクトフラップ１３１、冷却液温度センサ１８０、調圧器温度センサ１９０、制御ユニット３００等により構成されている。
【００３６】
ラジエタフラップ１１５は、ラジエタ１１３に外気を導入するための機構である。ラジエタフラップ１１５によって導入された外気は、ラジエタ１１３によって暖められ、ラジエタファン１１４により調圧器１１２に当てられる。調圧器１１２がラジエタ１１３によって受熱する受熱量は、バルブエアフラップ１１７の開度によって調整することができる。バルブエアフラップ１１７は、調圧器１１２の受熱面積を変化させるための機構である。ラジエタ１１３内には循環ポンプ１７１の働きにより燃料電池スタック１２１を冷却するための冷却液が循環している。
【００３７】
車両１００の起動時など、ラジエタ１１３内の冷却液の温度が低い場合には、ラジエタフラップ１１５は閉状態となる。燃料電池スタック１２１を十分暖機するためである。このような場合には、ダクトフラップ１３１を開状態とすることによって、ダクト１３２から外気を導入する。ダクト１３２から導入した外気は、燃料電池室１２０を通過しているため、直接外気を取り入れるよりも温度が高く、好適である。
【００３８】
調圧器１１２の近傍にはヒータ１７０が設けられている。ダクト１３２から導入した外気の温度が低い場合には、このヒータ１７０によって導入した外気を暖めることができる。また、ヒータ１７０は、調圧器１１２を直接暖める用途にも用いることもできる。
【００３９】
制御ユニット３００は、冷却液温度センサ１８０と調圧器温度センサ１９０とを用いて冷却液と調圧器１１２の温度を測定し、かかる温度に応じてバルブエアフラップ１１７やダクトフラップ１３１、ラジエタフラップ１１５の開度やヒータ１７０の通電量の調整を行う。なお、本実施例において「通電量」とは、単位時間当たりの平均通電量のことをいう。
【００４０】
制御ユニット３００は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭを内蔵しており、ＲＯＭには後述する温度低下抑制処理を実行するためのプログラムが記録されている。ＣＰＵは、ＲＡＭをワークエリアとして用いることにより、かかるプログラムを実行する。制御ユニット３００は、ＰＣＵ１２２内に設けてもよいし、ＰＣＵ１２２とは独立して設けるものとしてもよい。なお、本実施例においてソフトウェア的に実現する機能はハードウェアによって実現するものとしてもよい。
【００４１】
Ｃ．ラジエタ：
調圧器１１２の温度低下を抑制するためのラジエタ１１３は、次の方法によりその面積と風速を設定できる。まず、調圧器１１２が凍結等しないために必要とする熱量Ｑｖは、以下の式（２）によって求めることができる。
【００４２】
熱量Ｑｖ＝水素の比熱×（平衡温度−減圧後水素温度）×水素の最大流量  …（２）；
【００４３】
水素の比熱を４０（Ｊ／ｍｏｌ・Ｋ）、平衡温度を１℃、減圧後の水素温度を−２０５℃、水素の最大流量を１．２（ｍｏｌ／ｓ）と想定し、これらを上記式に代入すると、熱量Ｑｖは、概ね、１０（ＫＷ）となる。
【００４４】
ラジエタ１１３から調圧器１１２に供給可能な熱量Ｑｒは、以下の式（３）によって求めることができる。
【００４５】
熱量Ｑｒ＝空気の比熱×（冷却液の温度−平衡温度）×温風量×ラジエタ面積×風速  …（３）；
【００４６】
ラジエタ１１３の面積と風速（ラジエタファン１１４のパワー）は、この熱量Ｑｒが熱量Ｑｖよりも大きくなるように設定すればよい。例えば、空気の比熱を１．４（ＫＪ／℃）、冷却液の温度を８０℃、平衡温度を１℃、温風量を０．１（Ｋｇ／ｍ３）と想定する場合、ラジエタ面積を２（ｍ２）、風速を５（ｍ／ｓ）に設定すれば、熱量Ｑｒは、上記式（３）により、概ね、１０５（ＫＷ）となり、十分に調圧器１１２の温度低下を抑制することが可能である。この場合、熱量Ｑｒには、１０倍程度の余裕があるが、熱量Ｑｒ＞熱量Ｑｖの関係を満たせばラジエタ１１３の面積と風速は任意に設定可能である。
【００４７】
Ｄ．温度低下抑制処理：
図３は、調圧器１１２の温度低下を抑制する温度低下抑制処理のフローチャートである。かかる処理は、制御ユニット３００のＣＰＵによって車両１００の起動中、常時実行される。
【００４８】
まず、ＣＰＵは、冷却液温度センサ１８０によって冷却液の温度Ｔｃを測定し（ステップＳ１０）、その温度Ｔｃが所定の温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。燃料電池スタック１２１の定常運転時の動作温度は８０℃程度であるため、本実施例では、基準温度を、ほぼ定常運転に達したと考えることができる７０℃とした。
【００４９】
測定した温度Ｔｃが７０℃以上である場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ラジエタフラップ１１５を開状態とする（ステップＳ１２）。こうすることにより、ラジエタ１１３によって暖められた外気が調圧器１１２に当たり、温度低下を抑制することができる。更に、ＣＰＵは、ダクトフラップ１３１を閉じる（ステップＳ１３）。こうすることで、走行時の空気抵抗を低減することができる。
【００５０】
次に、ＣＰＵは、調圧器１１２の温度Ｔｖを調圧器温度センサ１９０によって測定する（ステップＳ１４）。そして、その温度Ｔｖに応じてバルブエアフラップ１１７の開度を設定する（ステップＳ１５）。開度は、図示するグラフのように、温度Ｔｖが高いほど小さくなるように設定する。このように、温度Ｔｖの温度に応じてバルブエアフラップ１１７の開度を調整することにより、精度よく調圧器１１２の温度を調整することができる。開度は、ＲＯＭに記憶した所定のマップに基づき設定してもよいし、関数を用いて算出してもよい。また、温度Ｔｖを監視して目標温度に近づけるようフィードバック制御を行ってもよい。関数を用いて算出する例としては、例えば、上記式（２）から必要な熱量Ｑｖを求め、上記式（３）から、この熱量Ｑｖに見合うラジエタ面積を算出することによって、バルブエアフラップ１１７の開度を求めることができる。
【００５１】
上記ステップＳ１０によって測定した冷却液の温度Ｔｃが７０℃未満の場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ラジエタフラップ１１５を閉じる。こうすることにより、冷却液の過冷却を防ぎ、燃料電池スタック１２１の運転温度の低下を抑制することができる。また、ラジエタフラップ１１５を閉じることにより走行時の空気抵抗を低減することもできる。
【００５２】
ＣＰＵは、次に、調圧器１１２の温度Ｔｖを測定し（ステップＳ１７）、かかる温度Ｔｖに応じて、ダクトフラップ１３１の開度およびヒータ１７０の通電量を設定する（ステップＳ１８，Ｓ１９）。こうすることにより、精度よく調圧器１１２の温度を調整することができる。また、ヒータ１７０を用いることとしたため、ダクト１３２から導入した外気の温度が低い場合や、車両１００の速度が低く十分外気が取り入れられない場合であっても、その温度を補償して効果的に調圧器１１２を暖めることができる。図示するように、ダクトフラップ１３１の開度は、温度Ｔｖが高くなるほど小さくする。また、ヒータ１７０の通電量は、温度Ｔｖが高いほど小さくなるようにする。なお、ダクトフラップ１３１の開度やヒータ１７０の通電量についても、上述したバルブエアフラップ１１７の開度のように、所定のマップや関数、フィードバック制御によって調整することができる。
【００５３】
以上で説明した実施例によれば、ラジエタ１１３から放出される温風や外気導入口１３０から導入した外気を調圧器１１２に当てることにより、調圧器１１２の温度低下を抑制することが可能となる。ラジエタ１１３は、燃料電池システムに必須の構成要素であるため、調圧器１１２を暖めるための特別な補機を要することなく調圧器１１２の温度低下を抑制することができる。また、バルブエアフラップ１１７やダクトフラップ１３１の開度、ヒータ１７０の通電量を制御することによって調圧器１１２の温度を安定させることができる。調圧器１１２の温度が安定すると、燃料電池スタック１２１に供給される水素の流量も必然的に安定するため、発電効率の向上も図ることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態について実施例に基づき説明したが、本発明は上述した実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。
【００５５】
Ｅ．変形例：
（Ｅ１）図３において説明した温度低下抑制処理のステップＳ１５におけるバルブエアフラップ１１７の開度設定および、ステップＳ１９におけるヒータ１７０の通電量設定はそれぞれオプションであり、実行しないものとしてもよい。すなわち、図２で示した温度低下抑制機構２００から、バルブエアフラップ１１７やヒータ１７０を削除してもよい。また、ステップＳ１８におけるダクトフラップの開度は、全開状態に固定するものとしてもよい。こうすることにより、簡易な構成で調圧器の温度低下を抑制することができる。また、これらの装置を駆動するための電力消費を抑えることもできる。
【００５６】
（Ｅ２）図３の温度低下抑制処理において、例えば、ラジエタフラップ１１５の開度や、ラジエタファン１１４の回転数を調整することによって調圧器１１２の温度を調整するものとしてもよい。
【００５７】
（Ｅ３）図３の温度低下抑制処理では、冷却液の温度が７０℃以上か未満かによって異なる制御を行うものとした。しかし、例えば、６０℃〜７０℃といった一定の温度範囲では、ラジエタ１１３と外気の両者を用いる制御、もしくは、両者とも用いない制御を行うものとしてもよい。
【００５８】
（Ｅ４）図４は、変形例としての温度低下抑制機構２００の概略構成を示す説明図である。かかる変形例では、外気を燃料電池室１２０経由ではなく、サブフラップ１９１から導入することとした。サブフラップ１９１は、ラジエタ１１３を介さず外気を直接、調圧器１１２に導入するための機構である。このような構成によっても、調圧器１１２の凍結を抑制することができる。サブフラップ１９１についても、調圧器１１２の温度に応じてその開度を制御することにより、調圧器１１２の温度を精度よく調整することが可能である。
【００５９】
（Ｅ５）上記実施例では、バス型の車両について本発明を適用したが、もちろん乗用車などの他の型の車両に適用してもよい。また、船舶や航空機など、他の移動体に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料電池システムを搭載した車両の概略構成を示す説明図。
【図２】車両が備える温度低下抑制機構の概略構成を示す説明図。
【図３】温度低下抑制処理のフローチャート。
【図４】変形例としての温度低下抑制機構の概略構成を示す説明図。
【符号の説明】
１００…車両
１１０…燃料室
１１１…水素タンク
１１２…調圧器
１１３…ラジエタ
１１４…ラジエタファン
１１５…ラジエタフラップ
１１６…水素供給配管
１１７…バルブエアフラップ
１２０…燃料電池室
１２１…燃料電池スタック
１２２…パワーコントロールユニット
１２３…二次電池
１２４…モータ
１３０…外気導入口
１３１…ダクトフラップ
１３２…ダクト
１４０…車輪
１５０…排気口
１６０…シャットバルブ
１７０…ヒータ
１７１…循環ポンプ
１８０…冷却液温度センサ
１９０…調圧器温度センサ
１９１…サブフラップ
２００…温度低下抑制機構
３００…制御ユニット
【図１】
2005044520.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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