(57)【要約】【課題】低温からの燃料電池の起動時間を短縮する。【解決手段】低温からの燃料電池システムの起動時に、第一電子制御バルブ７は第一バイパス流路５側を選択し、第二電子制御バルブ９は流量の大部分を第二バイパス流路８側、流量の一部を燃料電池スタック１側とする。次いで、冷却液ポンプ４及び加熱装置６を起動するとともに、燃料電池スタック１の発電を開始させる。第一温度センサ１０が検出する第二バイパス流路８の温度、または第二温度センサ１１が検出する燃料電池スタック１の温度が運転下限温度に達したら、第二電子制御バルブ９の全流量を燃料電池スタック１側とし、加熱装置６の加熱を停止する。以後、燃料電池スタック１の発電による反応熱で冷却液温度が運転温度の上限に達したら、徐々に第一電子制御バルブ７をラジエータ２側へ切り替える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子型の燃料電池スタックとラジエータとの間に冷却液ポンプにより冷却液を循環させて燃料電池を冷却する燃料電池の冷却システムにおいて、
ラジエータをバイパスするとともに加熱装置を備える第一バイパス流路と、
燃料電池スタックをバイパスする第二バイパス流路と、
第一バイパス流路とラジエータを経由する流路とを切り替える第一バルブと、
第二バイパス流路と燃料電池スタックを経由する流路との流量比を制御する第二バルブと、を備え、
燃料電池スタックを低温から起動する際、第一バルブを第一バイパス流路側に開くとともに、第二バルブが制御する流量比を第二バイパス流路側を多く燃料電池スタック側に少なくした状態で、燃料電池スタックの発電と、冷却液ポンプ及び加熱装置の起動を行い、
第二バイパス流路と燃料電池スタックとの何れか一方が所定温度になった時点で、第二バルブの全流量を燃料電池スタック側とすることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
【請求項２】
前記第一バルブは、第一電子制御バルブであり、
前記第二バルブは、第二電子制御バルブであり、
第一温度センサを第二バイパス流路に設置し、
第二温度センサを燃料電池スタック出口から第二バイパス流路に合流するまでの間に設置したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の冷却システム。
【請求項３】
前記第一バルブは、運転温度の上限を上回るとラジエータ側に開度が切り替わる第一サーモスタットバルブであり、
前記第二バルブは、運転温度の下限を上回ると燃料電池スタック側に開度が切り替わる第二サーモスタットバルブであり、
第二サーモスタットバルブは、燃料電池スタック側への少量の漏れ流量を有し、
燃料電池スタックを低温から起動する際、燃料電池スタックの発電と、冷却液ポンプ及び加熱装置の起動を行うと、冷却液は、第一バイパス流路と第二バイパス流路を大部分循環しつつ、そのうち一部が燃料電池スタックを通り、
第二バイパス流路と燃料電池スタックを経由する流路の何れか一方が運転温度の下限を上回ると、自動的に第二サーモスタットバルブの全流量が燃料電池スタック側になることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の冷却システム。
【請求項４】
前記第一バルブは、運転温度の上限を上回るとラジエータ側に開度が切り替わる第一サーモスタットバルブであり、
前記第二バルブは、運転温度の下限を上回ると燃料電池スタック側に開度が切り替わる第二サーモスタットバルブであり、
第二サーモスタットバルブの燃料電池スタック側とラジエータ側との間をバイパスする第三バイパス流路と、運転温度の下限を上回ると第三バイパス流路を全開とするとともに全閉のときにも少量の漏れ流量を有する第三サーモスタットバルブと、を更に備え、
燃料電池スタックを低温から起動する際、燃料電池スタックの発電と、冷却液ポンプ及び加熱装置の起動を行うと、冷却液は、第一バイパス流路と第二バイパス流路を大部分循環しつつ、そのうち一部が燃料電池スタックを通り、
第二バイパス流路と燃料電池スタックを経由する流路の何れか一方が運転温度の下限を上回ると、第二サーモスタットバルブの全流量が燃料電池スタック側になるか、或いは第三サーモスタットバルブが全開となることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型電解質を用いた燃料電池の冷却システムに係り、特に低温時の起動特性を改善した燃料電池の冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体高分子型燃料電池システムにおいて、燃料電池温度が氷点下から起動する場合には、電気ヒータにより加熱した冷却媒体を燃料電池へ供給して燃料電池を暖機し、燃料電池の温度が基準温度に達した後に、電気ヒータによる加熱を停止して、燃料電池の発電による反応熱により目標とする運転温度まで昇温させていた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−４４６６８号公報（第７頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の燃料電池システムでは、氷点下で且つ基準温度以下の場合に冷却媒体が燃料電池に全量供給されることとなり、燃料電池の発電による加熱を妨げて、燃料電池の起動に長時間を要するという問題点があった。また、燃料電池の昇温後に発電を開始したとしても、燃料電池システム全体が起動するのに時間がかかってしまう。
【０００４】
そこで、本発明では、起動時間を短縮できる燃料電池システム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】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は、固体高分子型の燃料電池スタックとラジエータとの間に冷却液ポンプにより冷却液を循環させて燃料電池を冷却する燃料電池の冷却システムにおいて、ラジエータをバイパスするとともに加熱装置を備える第一バイパス流路と、燃料電池スタックをバイパスする第二バイパス流路と、第一バイパス流路とラジエータを経由する流路とを切り替える第一バルブと、第二バイパス流路と燃料電池スタックを経由する流路との流量比を制御する第二バルブと、を備え、燃料電池スタックを低温から起動する際、第一バルブを第一バイパス流路側に開くとともに、第二バルブが制御する流量比を第二バイパス流路側を多く燃料電池スタック側に少なくした状態で、燃料電池スタックの発電と、冷却液ポンプ及び加熱装置の起動を行い、第二バイパス流路と燃料電池スタックとの何れか一方が所定温度になった時点で、第二バルブの全流量を燃料電池スタック側とすることを要旨とする燃料電池の冷却システムである。
【０００６】
上記構成の本発明においては、燃料電池スタックを低温から起動する際に、第一バルブを第一バイパス流路側に切り替えて冷却液の全流量がラジエータをバイパスすると共に、第二バルブが制御する流量比を第二バイパス流路側を多く、燃料電池スタック側を少なくした状態で、燃料電池スタックの発電と、冷却液ポンプ及び加熱装置の起動を行うので、冷却液の一部は燃料電池スタックに流れることで、燃料電池スタック内部に温度センサを設けることなく、燃料電池スタックの温度または第二バイパス流路の温度が所定温度になった時点で、第二バルブの全流量を燃料電池スタック側とすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料電池スタックの起動時に、ラジエータをバイパスして低温の冷却液の大部分を暖機時の冷却液循環回路から切り離し、第一バイパス流路に設けた加熱装置と燃料電池スタックの発電による反応熱で冷却液の残部を加熱するために、燃料電池の暖機時間を短縮することができるという効果がある。
【０００８】
また、燃料電池スタックをバイパスする第二バイパス流路に多く、燃料電池スタック側に少なく冷却液を流すことによって、燃料電池スタック内に温度センサを設置することなく、燃料電池スタックから流出する冷却液の温度によってバルブの切り替えタイミングを正確に判断することができるという効果がある。
【０００９】
さらに、暖機中に燃料電池スタックに冷却液を流しているため、燃料電池スタック内に大きな温度分布差が生じなくなり、熱によるひずみを発生しにくくなり、燃料電池スタックのシール性や強度の低下を抑制し燃料電池スタックの寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、特に限定されないが、以下の各実施例において説明する燃料電池の冷却システムは、氷点下からの起動時間を短縮した燃料電池車両に好適な冷却システムである。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明に係る燃料電池の冷却システムの実施例１の構成を説明する構成図であり、第一、第二バルブに電子制御バルブを用いた実施例である。
【００１２】
図１において、燃料電池スタック１は、固体高分子電解質を用いた燃料電池セルが複数積層された燃料電池スタックである。ラジエータ２は、冷却液と外気との熱交換により冷却液を放熱する熱交換器である。燃料電池スタック１とラジエータ２とは、冷却液のメイン流路３により環状に接続され、メイン流路３上に配置された冷却液ポンプ４により冷却液を循環させて、燃料電池スタック１を冷却可能となっている。
【００１３】
第一バイパス流路５は、ラジエータ２をバイパスする流路である。第一電子制御バルブ７は、制御信号により切り替え可能な三方弁であり、第一バイパス流路５とラジエータ２を経由する流路とを切り替え可能となっている。第一バイパス流路５上には、例えば電気ヒータや水素燃焼装置等による加熱装置６が設けられ、第一バイパス流路５を通過する冷却液を加熱可能となっている。
【００１４】
第二バイパス流路８は、燃料電池スタック１をバイパスする流路である。第二電子制御バルブ９は、制御信号により流量比を変化できる三方弁であり、第二バイパス流路８の流量と燃料電池スタック１を経由する流量との比を所望の値とすることができる。
【００１５】
第一温度センサ１０は、第二バイパス流路８を流れる冷却液の温度を検出する。第二温度センサ１１は、燃料電池スタック１から流出する冷却液の温度を検出する。第一温度センサ１０，第二温度センサ１１は、それぞれ図示しないコントローラに接続され、コントローラは、これら温度センサの検出値に基づいて、第一電子制御バルブ７、第二電子制御バルブ９、及び加熱装置６を制御して、燃料電池システムの起動時の暖機制御を行う。
【００１６】
冷却液は、例えば、エチレングリコール等の融点降下剤の水溶液を用い、燃料電池システムの使用環境では冷却液が凍結しないように融点降下剤の濃度が調整されている。
【００１７】
氷点下などの低温時からの燃料電池システム起動の場合、第一電子制御バルブ７及び第二電子制御バルブ９は、それぞれラジエータ２と燃料電池スタック１をバイパスするように冷却流路を切り替える。次いで、冷却ポンプを起動して冷却液を循環させ、加熱装置６で冷却液を加熱して昇温させるとともに燃料電池スタック１に燃料ガスと酸化剤ガスを供給して暖機用出力電流を取り出す。加熱装置６は、水素を燃焼させる燃焼器や電気ヒータでもよい。電気ヒータの場合は、燃料電池暖機時の負荷として電力を消費することができるので、燃料電池スタック１の昇温を助けるので望ましい。
【００１８】
第二電子制御バルブ９は燃料電池スタック１側にわずかに開度を開け、燃料電池スタック１側に最小限冷却液が流れるようにし、燃料電池スタック１に発電を開始させる。このとき、燃料電池スタック１に流れる流量は、冷却液ポンプ４の出口流量の１０分の１以下になるのが望ましいが、とくに、１［Ｌ／ｍｉｎ］以上５［Ｌ／ｍｉｎ］以下になるようにすることが望ましい。冷却液にエチレングリコール水溶液などの不凍液を用いると、氷点下では粘度が上昇するため、１［Ｌ／ｍｉｎ］以下であるとスタックの中をスムーズに流れない。また５［Ｌ／ｍｉｎ］以上であると、燃料電池スタック１の中を通水する量が増え、燃料電池スタック１から持ち出される熱量が増えてしまう。燃料電池スタック１から持ち出す熱量を極力減らしながら、燃料電池スタック１へ冷却液を流すことにより、燃料電池スタック１の反応熱によるスタック温度上昇を短縮するとともに、燃料電池スタック１の出口に設けた第二温度センサ１１により燃料電池スタック１の温度を検出することができる。
【００１９】
図２は、燃料電池スタックの温度が運転可能となる温度まで上昇する時間とスタック内を流れる冷却液流量の関係を示す図である。図２に示すように、冷却液量が少ない方が昇温時間が短いことがわかる。
【００２０】
第二バイパス流路８を流れる冷却液の温度を第一温度センサ１０で検出し、また、発電の反応熱による燃料電池スタックの温度を第二温度センサ１１で検出する。
【００２１】
第一温度センサ１０または第二温度センサ１１の検出値が燃料電池の所定の運転温度（５０度℃程度以上が望ましい）に達した時点で、第二電子制御バルブ９を燃料電池スタック側に序々に開き、第二バイパス流路８を流れている冷却液を燃料電池スタック１内に導入する。第二温度センサ１１の検出値が燃料電池の運転温度の下限を下回らないように、第二電子制御バルブ９の開度を調整しながら、序々に第二電子制御バルブ９を燃料電池スタック１側に全量流れるように切り替える。また第一温度センサ１０の検出値が所定の運転温度まで昇温した時点で加熱装置６による加熱を停止する。第二温度センサ１１の検出値が燃料電池運転温度の上限（冷却が必要な温度）になった場合は、第一電子制御バルブ７をラジエータ２側に開いたり閉じたりしながら所定の温度を保持するように冷却液の温度制御を行う。
【００２２】
従来技術のように、加熱装置による冷却液加熱が十分でなく冷却液が十分に温まっていない状態で燃料電池スタックに冷却液を導入する場合は、燃料電池スタックの発電による昇温が遅くなってしまう。また、冷却液を十分に温めてから燃料電池スタックへ導入すると、暖められた冷却液の温度と燃料電池スタックの温度とに大きな差ができ、燃料電池スタック内に大きな温度差が生じ熱歪みなどスタック強度への影響を与える。また、燃料電池スタック内に温度センサを組み込むと、燃料電池スタックの構造が複雑となり、冷却液の制御回路が必要になるため、コスト的に高い構成になってしまう。
【００２３】
本実施例では、加熱装置による冷却液の加熱と並行して燃料電池スタックの発電を開始させると共に、冷却液の大部分を燃料電池スタックをバイパスさせ冷却液の一部を燃料電池スタックに流すので、燃料電池スタックの発電による昇温を妨げることなく、起動時の燃料電池スタックの温度を検出することができる。
【００２４】
本実施例によれば、燃料電池スタックの発電による昇温を最大限にすることができる。また、燃料電池スタック内に通水できる最小限の冷却液を流すことによって、複雑な構造のスタック内に温度センサを設置することなく、燃料電池スタック内の冷却液温度を正確に検出し、この冷却液温度に基づいてバルブの切り替えタイミングを正確に判断することができる。また、燃料電池スタック内に冷却液を流しているため、スタック内に大きな温度分布差が出なくなり、スタック内に熱によるひずみを発生しにくくなり、スタックのシール性、ひずみによる強度低下を抑えることができる。
【００２５】
また本実施例によれば、バイパス流路を切り替えるバルブに電子制御バルブ、温度検知装置に温度センサを設けたことにより、冷却液の温度を正確に検知し、バイパス流路を切り替えるバルブ開度を細かく制御することができ、燃料電池スタックに対し、ヒートショックなど温度の急激な変化を抑えることができる。
【実施例２】
【００２６】
図３は、本発明に係る燃料電池の冷却システムの実施例２の構成を説明する構成図であり、第一、第二バルブにサーモスタットバルブを用いた実施例である。
【００２７】
図３において、燃料電池スタック１は、固体高分子電解質を用いた燃料電池セルが複数積層された燃料電池スタックである。ラジエータ２は、冷却液と外気との熱交換により冷却液を放熱する熱交換器である。燃料電池スタック１とラジエータ２とは、冷却液のメイン流路３により環状に接続され、メイン流路３上に配置された冷却液ポンプ４により冷却液を循環させて、燃料電池スタック１を冷却可能となっている。冷却液は、例えば、エチレングリコール等の融点降下剤の水溶液を用い、燃料電池システムの使用環境では冷却液が凍結しないように融点降下剤の濃度が調整されている。
【００２８】
第一バイパス流路５は、ラジエータ２をバイパスする流路である。第一サーモスタットバルブ１７は、温度により自動的に流路が切り替わる三方弁であり、第一バイパス流路５とラジエータ２を経由する流路とを切り替え可能となっている。第一バイパス流路５上には、例えば電気ヒータや水素燃焼装置等による加熱装置６が設けられ、第一バイパス流路５を通過する冷却液を加熱可能となっている。第一サーモスタットバルブ１７は、たとえば５０〜６０度℃以上で第一バイパス流路５からラジエータ２を経由する流路に流路を切り替える温度特性を有している。
【００２９】
図４は、第一サーモスタットバルブ１７に用いるサーモスタットバルブの構造例を示す模式断面図であり、（ａ）高温時、（ｂ）切り替わり時、（ｃ）低温時をそれぞれ示す。このサーモスタットバルブは、汎用のワックス式サーモスタットバルブと特に変わった点はないバルブである。ワックス容器１０３の内部には、上記切り替わり温度に融点を持つワックス、合成ゴムのスリーブ、スリーブの中央にピストンが組み込まれている。またワックス容器１０３を下方に付勢する図示しないバネが設けられている。
【００３０】
図４（ａ）の高温状態では、ワックスが融けて体積が膨張し、バネの力に抗してピストンをワックス容器１０３から押し出すことにより相対的にワックス容器１０３が上方へ移動し、ラジエータと冷却液ポンプとの間の弁１０１流路を開き、第一バイパス流路側の弁１０２を閉じる。
【００３１】
図４（ｃ）の低温時には、ワックスが固まるので体積が縮小し、バネの力によりピストンがワックス容器１０３へ押し込まれることにより相対的にワックス容器１０３が下方へ移動し、第一バイパス流路と冷却液ポンプとの間の弁１０２を開き、ラジエータ側の弁１０１を閉じる。
【００３２】
第二バイパス流路８は、燃料電池スタック１をバイパスする流路である。第二サーモスタットバルブ１９は、温度により自動的に流路が切り替わる三方弁であり、第二バイパス流路８と燃料電池スタック１を経由する流路とを切り替える。第二サーモスタットバルブ１９は、たとえば１０〜２０度℃以上で第一バイパス流路５からラジエータ２を経由する流路に流路を切り替える温度特性を有している。
【００３３】
図５は、第二サーモスタットバルブ１９に用いるサーモスタットバルブの構造例を示す模式断面図であり、（ａ）高温時、（ｂ）切り替わり時、（ｃ）低温時をそれぞれ示す。このサーモスタットバルブは、図４に示したサーモスタットバルブの弁１０１にオリフィス穴１０５を追加した構造である。その他の構造は、図４と同様であるが、ワックスの融点温度が第一サーモスタットバルブより低いたとえば１０〜２０度℃に設定されている。第二サーモスタットバルブは、ワックス融点温度より低い低温時にワックス容器１０３が弁１０１を閉止しているときでも、オリフィス穴１０５により燃料電池スタック１から第一バイパス流路とラジエータ側流路との接続点方向へ少量の流量が漏れ出る特性を備えている。
【００３４】
冷却液温度が氷点下以下など燃料電池スタックの運転温度より低い場合の起動時、第一サーモスタットバルブ１７では、第一バイパス流路５側に切り替わっており、第二サーモスタットバルブ１９は第二バイパス流路８側に切り替わっている。
【００３５】
よって冷却液は、第一バイパス流路５と冷却液ポンプ４と第二バイパス流路８との間を循環する。起動後、加熱装置６は燃料電池スタック１から電源を供給され、冷却液を序々に加熱する。燃料電池スタック１内の冷却液は起動と同時に発電を開始することで、燃料電池自体の発電で昇温が始まる。
【００３６】
第二サーモスタットバルブ１９のオリフィス穴１０５は、弁１０１が閉止時にも最小限流量の冷却液（たとえば氷点下以下で冷却液がエチレングリコールなどの場合粘度が増加するがその状態において１［Ｌ／ｍｉｎ］以上５［Ｌ／ｍｉｎ］以下が望ましい）が流れるような大きさに設定されている。第二サーモスタットバルブ１９は、第二バイパス流路８の冷却液温度が上昇するとともにワックスが温まり、燃料電池を運転する下限温度になった時点でバルブが燃料電池スタック側に切り替わり始める。
【００３７】
また第二サーモスタットバルブ１９で燃料電池スタック１からの冷却液も最小限流れる構造となっていることから、少量の冷却液が燃料電池スタック１内を通って第二サーモスタットバルブ１９内で合流されるため、燃料電池スタック１が第２バイパス流路８よりも先に昇温した場合でも第二サーモスタットバルブ１９が切り替わることができ、燃料電池スタック１の過熱を防止することができる。冷却液温度がスタック運転温度の下限を超えたところで、第二サーモスタットバルブ１９は完全に燃料電池スタック１側に切り替わり、燃料電池スタック１内を多くの冷却液が循環する。スタック運転温度の上限を超えると、第一サーモスタットバルブ１７がラジエータ２側に開き始めるので、ラジエータ２で冷却液を冷却することができる。
【００３８】
本実施例２によれば、サーモスタットバルブをバイパス流路の合流部に設置したことにより、電子制御バルブ、温度センサ、制御演算装置など複雑で高コスト部品を使用することなく、低温時のスタック起動を効率よく行えることができる。特に第二サーモスタットバルブは、燃料電池スタックの下流側に設置したことで、第一、第二バイパス流路を循環させた加熱装置で昇温された冷却液の温度を検知し、燃料電池スタック運転温度の下限にまで上昇した際にバルブが少しずつ開き始めるが、燃料電池スタック側の冷却液温度がまだ十分に上昇していない場合は、開き始めると同時に冷たい冷却液が混ざり、バルブが急激に開くということが起こらない。よって燃料電池スタックに急激な温度変化をもたらすことがなく、燃料電池スタックの強度に影響をあたえることがない。
【実施例３】
【００３９】
図６は、本発明に係る燃料電池の冷却システムの実施例３の構成を説明するシステム構成図である。第一サーモスタットバルブ１７、第二サーモスタットバルブ２９は、図４に示した一般的なサーモスタットバルブを使用することができる。
【００４０】
実施例３では、実施例２に対し、第二サーモスタットバルブ２９にはオリフィス穴を設けずに、第二サーモスタットバルブ２９の燃料電池スタック１の接続部と第一バイパス流路５の接続部との間に、並列に第三サーモスタットバルブ３１を設け、第３サーモスタットバルブにオリフィス穴を設けている。
【００４１】
図７は、第三サーモスタットバルブ３１に用いるサーモスタットバルブの一例を示す模式断面図であり、（ａ）高温時、（ｂ）切り替わり時、（ｃ）低温時をそれぞれ示す。図７（ａ）の高温時には、第三サーモスタットバルブは全開となり、図７（ｃ）の低温時には、ワックス容器１０３が弁１０１を閉止しているが、オリフィス穴１０５を介して少量の流量が第三サーモスタットバルブを通過可能である。このオリフィス穴１０５を通過する流量は、たとえば氷点下以下で冷却液がエチレングリコールなどの場合粘度が増加するがその状態において１［Ｌ／ｍｉｎ］以上５［Ｌ／ｍｉｎ］以下になることが望ましい。
【００４２】
冷却液が氷点下などの場合、第一サーモスタットバルブ１７及び第二サーモスタットバルブ２９は、それぞれ第一バイパス流路５側、第二バイパス流路８側に切り替わっている。この状態で、冷却液ポンプ４の起動及び加熱装置６の加熱を開始し、燃料電池スタック１の発電を開始すると、冷却液ポンプ４、第二バイパス流路８、第一バイパス流路５を冷却液が循環し、加熱装置６で冷却液が暖められるとともに、燃料電池スタック１と冷却液との間で熱交換が始まる。また、第三サーモスタットバルブ３１のオリフィス穴により、最小限の冷却液が燃料電池スタック１内を流れる。第二バイパス流路８より先に燃料電池スタック１の方が昇温した場合や、加熱装置６が無い場合、また加熱装置６の容量が少ない場合、加熱装置６が故障して働かない場合や、第三サーモスタットバルブ３１に流れる冷却液量がごく少量であった場合などでも、昇温した場合に、第三サーモスタットバルブ３１が開き、第二サーモスタットバルブ２９の開度にかかわらず、燃料電池スタック１に多くの冷却液を循環開始するようになる。
【００４３】
尚、実施例２の第二サーモスタットバルブ１９（図５）の場合には、第二バイパス流路８からの冷却液温度がワックスに対して支配的となり、第二バイパス流路８より先に燃料電池スタック１からの冷却温度が昇温した場合であっても、第二サーモスタットバルブ１９は燃料電池スタック側に切り替わらない。
【００４４】
本実施例３によれば、起動直後から登坂など燃料電池スタックの発電を大きくする場合や、大容量の加熱装置を搭載することができない場合など、燃料電池スタックの昇温が早く、加熱装置を循環するバイパス流路の昇温が遅い場合、実施例２の構成は、燃料電池システムによっては、燃料電池スタックからの冷却液流量が流れる程度の最小限にしか流れていないので、燃料電池スタックの冷却が必要になる温度にまで上昇しても、第二バイパス流路の冷却液温度が十分に上昇せず、第二サーモスタットバルブが燃料電池スタック側に切り替わる時間が遅くなってしまう場合がある。
【００４５】
実施例３の構成にすることで、燃料電池スタックの方が第二バイパス流路より先に昇温した場合でも、第二サーモスタットバルブが切り替わる前に第三サーモスタットバルブが先に開弁し、より早く燃料電池スタックの冷却を開始させることができ、効率よい発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る燃料電池の冷却システムの実施例１の構成を説明する図である。
【図２】昇温時間とスタック冷却液流量の関係図である。
【図３】本発明に係る燃料電池の冷却システムの実施例２の構成を説明する図である。
【図４】実施例２用いる第一サーモスタットバルブの例を示す模式断面図である。
【図５】実施例２用いる第二サーモスタットバルブの例を示す模式断面図である。
【図６】本発明に係る燃料電池の冷却システムの実施例３の構成を説明する図である。
【図７】実施例３で用いる第三サーモスタットバルブの例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：燃料電池スタック
２：ラジエータ
３：メイン流路
４：冷却液ポンプ
５：第一バイパス流路
６：加熱装置
７：第一電子制御バルブ
８：第二バイパス流路
９：第二電子制御バルブ
１０：第一温度センサ
１１：第二温度センサ
１７：第一サーモスタットバルブ
１９：第二サーモスタットバルブ
【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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【図７】
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