(57)【要約】      （修正有）【課題】暖まった燃料電池に低温の冷却液が流れ込むのを抑える。【解決手段】燃料電池システムは、冷却液が燃料電池１と冷却手段７との間を循環する第１循環路６と、一部が前記第１循環路と重なり、冷却液が前記冷却手段をバイパスするように設けられたバイパス路９と燃料電池との間を循環する第２循環路と、第１及び第２循環路をそれぞれ流れる冷却液の流量を調整する調整手段１２と、第１循環路の第２循環路と重ならない部分を流れる冷却液を加熱する第１の加熱手段１０と、第２循環路を流れる冷却液の流量が第１循環路を流れる冷却液の流量よりも大きい状態において第１の加熱手段が冷却液の加熱を行うように、第１の加熱手段の加熱動作を制御する制御手段とを含む。【選択図】図１
2007294141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液が燃料電池と冷却手段との間を循環する第１の循環路と、
一部が前記第１の循環路と重なり、冷却液が前記冷却手段をバイパスするように設けられたバイパス路と前記燃料電池との間を循環する第２の循環路と、
前記第１及び第２の循環路をそれぞれ流れる冷却液の流量を調整する調整手段と、
前記第１の循環路の、前記第２の循環路と重ならない部分の冷却液を加熱する第１の加熱手段と、
前記第２の循環路を流れる冷却液の流量が前記第１の循環路を流れる冷却液の流量よりも大きい状態において前記第１の加熱手段が冷却液の加熱を行うように、前記第１の加熱手段の加熱動作を制御する制御手段と
を含む燃料電池システム。
【請求項２】
前記第２の循環路を流れる冷却液を加熱する第２の加熱手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記第２の循環路を流れる冷却液の流量が前記第１の循環路を流れる冷却液の流量よりも大きい状態において前記第１及び第２の加熱手段が冷却液の加熱を行うように、前記第１及び第２の加熱手段の加熱動作を制御する
請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記冷却液の温度を検知する検知手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記検知手段で検知された前記冷却水の温度が所定値以下である場合に、前記制御を行う
請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記検知手段で検知された前記冷却水の温度が所定値を上回る場合に、前記第１の循環路を流れる冷却液の流量が前記第２の循環路を流れる冷却液の流量よりも大きい状態において、前記第２の加熱手段のみが冷却液の加熱を行うように制御する
請求項３に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池を冷却するための冷却液が燃料電池とラジエータとの間を循環する循環路が設けられ、さらに、この循環路にラジエータをバイパスするバイパス路が設けられ、冷却液がラジエータを経由する経路(第１の循環路)とラジエータをバイパスする経路(第
２の循環路)との間で切り替えられるようにしたものがある(例えば、特許文献１)。
【０００３】
さらに、バイパス路上に、熱交換器が配置され、例えば、燃料電池の低温起動下において、冷却液がバイパス路を流れる状態とし、熱交換器により加熱された冷却液で燃料電池を暖機するようにしたものがある(例えば、特許文献２)。
【特許文献１】特開２００１−１５５７５３号公報
【特許文献２】特開２００４−２３５０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池の起動時において、燃料電池の温度がその運転に適した温度(適正温度)よりも低い場合がある。この場合、冷却液が第２の循環路を流れる状態に制御される。燃料電池の温度が適正温度より低い状態で冷却液が第１の循環路を流れる状態にされると、燃料電池の冷却液出口から排出されラジエータにて冷却された冷却液が燃料電池の冷却液入口に流れ込み、燃料電池の温度が適正温度へ上昇することを妨げるからである。燃料電池の起動後、燃料電池の温度は、その発電によって上昇し、第２の循環路を流れる冷却液の温度も、燃料電池からの熱を受け取って上昇する。その後、燃料電池の温度が適正温度に達したら、燃料電池の温度が上昇し続けて適正温度より高くなってしまうことを防止すべく、冷却液の流れが第２の循環路を流れる状態から第１の循環路を流れる状態に切り替えられ、ラジエータで冷却された冷却液で燃料電池を冷却する状態にされる。このとき、第１の循環路の、第２の循環路と重ならない部分(例えば、ラジエータ内やその付近)に滞留していた冷却液は、燃料電池の温度上昇による影響を受けていないので、第２の循環路を循環していた冷却液よりも低い状態にある。このような冷却液がラジエータで冷却され、燃料電池に流れ込むと、ヒートショックが発生するおそれがあった。
【０００５】
本発明の目的は、暖まった燃料電池に低温の冷却液が流れ込むことによるヒートショックの影響や出力低下のおそれをなくすことができる燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために以下の構成を採用する。
【０００７】
即ち、本発明は、冷却液が燃料電池と冷却手段との間を循環する第１の循環路と、
一部が前記第１の循環路と重なり、冷却水が前記冷却手段をバイパスするように設けられたバイパス路と前記燃料電池との間を循環する第２の循環路と、
前記第１及び第２の循環路をそれぞれ流れる冷却液の流量を調整する調整手段と、
前記第１の循環路の、前記第２の循環路と重ならない部分を流れる冷却液を加熱する第１の加熱手段と、
前記第２の循環路を流れる冷却液の流量が前記第１の循環路を流れる冷却液の流量よりも大きい状態において前記第１の加熱手段が冷却液の加熱を行うように、前記第１の加熱
手段の加熱動作を制御する制御手段と
を含む燃料電池システムである。
【０００８】
本発明によれば、第２の循環路に主に冷却液が流れている状態において、第１の循環路の、第２の循環路と重ならない部分における冷却液が第２加熱手段で加熱される。これによって、その後に第１の循環路を通じた冷却液が燃料電池に流れ込む状態となっても、この冷却液は第１の加熱手段で加熱されているので、発電により暖まっている燃料電池に対してヒートショックを与えたり出力を低下させたりするおそれがない。
【０００９】
好ましくは、本発明による燃料電池システムは、前記第２の循環路を流れる冷却液を加熱する第２の加熱手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記第２の循環路を流れる冷却液の流量が前記第１の循環路を流れる冷却液の流量よりも大きい状態において前記第１及び第２の加熱手段が冷却液の加熱を行うように、前記第１及び第２の加熱手段の加熱動作を制御する構成とされる。
【００１０】
この場合、第２の循環路を流れる冷却液は、第２の加熱手段で加熱され、燃料電池を加熱(暖機)する。これにより、燃料電池の温度を短時間で適正温度まで上昇させることができる。一方で、第２の循環路と重ならない第１の循環路の部分に滞留する冷却液の温度は、第１の加熱手段による加熱で上昇する。これによって、その後に第１の循環路を流れる冷却液の流量が第２の循環路を流れる冷却液の流量よりも大きくされ、重ならない部分に滞留していた冷却液が燃料電池に流れ込んでも、このような冷却液が燃料電池にヒートショックを与えたり、燃料電池の出力を低下させたりすることを抑えることができる。
【００１１】
好ましくは、本発明による燃料電池システムは、前記冷却液の温度を検知する検知手段をさらに含み、前記制御手段は、前記検知手段で検知された前記冷却水の温度が所定値以下である場合に、前記制御を行うように構成される。
【００１２】
また、好ましくは、本発明における制御手段は、前記検知手段で検知された前記冷却水の温度が所定値を上回る場合に、前記第１の循環路を流れる冷却液の流量が前記第２の循環路を流れる冷却液の流量よりも大きい状態において、前記第２の加熱手段のみが冷却液の加熱を行うように制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、暖まった燃料電池に低温の冷却液が流れ込むことによるヒートショックによる影響や出力低下のおそれをなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００１５】
〈燃料電池システムの構成〉
図１は、本発明の実施形態における燃料電池システムの構成例を示す図である。この燃料電池システムは、移動体(例えば車両)に搭載される。図１における燃料電池１として、固体高分子型燃料電池(ＰＥＦＣ)が適用されている。燃料電池１は、複数のセルを積層してなるセルスタックで構成されている。
【００１６】
セルは、固体高分子電解質膜と、固体高分子電解質膜を両側から挟む燃料極(アノード)及び空気極(酸化剤極：カソード)と、燃料極及び空気極を挟む燃料極側セパレータ及び空気極側セパレータとからなる。
【００１７】
燃料極は、拡散層と触媒層とを有している。水素ガスや水素リッチガスなどの水素を含む燃料が燃料供給系により燃料極に供給される。燃料極に供給された燃料は、拡散層で拡散され触媒層に到達する。触媒層では、水素がプロトン(水素イオン)と電子とに分離される。水素イオンは固体高分子電解質膜を通って空気極に移動し、電子は外部回路(図示せ
ず)を通って空気極に移動する。
【００１８】
一方、空気極は、拡散層と触媒層とを有する。空気等の酸化剤ガスが酸化剤供給系により空気極に供給される。空気極に供給された酸化剤ガスは、拡散層で拡散され触媒層に到達する。触媒層では、酸化剤ガスと、固体高分子電解質膜を通って空気極に到達した水素イオンと、外部回路を通って空気極に到達した電子とによる反応を通じて水が生成される。
【００１９】
これらのような燃料極及び空気極における反応の際に外部回路を通る電子が、燃料電池１の両端子間に接続される負荷に対する電力として使用される。
【００２０】
燃料電池１は、発電によって発熱する。一方、燃料電池１の適正な運転温度は決まっている。燃料電池の温度を所定の運転温度で維持するため、燃料電池システムは、燃料電池１を冷却する冷却系を備えている。冷却系は、燃料電池１に設けられた冷却水(冷却液)通路に冷却水を通水させることで、燃料電池１を冷却する。
【００２１】
また、冷却系は、燃料電池１の起動時において、燃料電池１の温度を早期に運転に適した温度にするために使用される。この場合、加熱された冷却水が燃料電池１を通過するようにして、燃料電池１が暖機される。
【００２２】
図１では、冷却系は次のように構成されている。即ち、冷却系は、燃料電池１の冷却水出口に接続された配管２と、配管２に接続され、モータ３Ａの駆動によって作動するポンプ３と、ポンプ３に接続された配管４と、入口が配管５に接続された三方弁５と、三方弁５の第１出口に接続された配管６と、入口が配管６に接続されたラジエータ７と、一端がラジエータ７の出口に接続され、他端が燃料電池１の冷却水入口に接続された配管８とを備えている。燃料電池１の冷却水入口と冷却水出口とは燃料電池１の内部でつながっている。
【００２３】
このような構成によって、ポンプ３からラジエータ７へ向かって送り出される冷却水が、配管４，三方弁５，配管６，ラジエータ７，配管８，燃料電池１及び配管２を通って再びポンプ３から送り出される循環路が形成されている。この循環路は、冷却水が燃料電池１と冷却手段としてのラジエータ７との間を循環する第１の循環路として機能する。冷却液が第１の循環路を循環して燃料電池１の熱が冷却液に移動することで、燃料電池１が冷却され、冷却液に移動した熱はラジエータ７で放熱される。
【００２４】
また、燃料電池システムは、冷却系を用いて燃料電池１を暖機するための構成(暖機系)として、次の構成を備える。即ち、配管８の中間部には、バイパス管９の一端が配管８から分岐する状態で接続されており、バイパス管９の他端は、三方弁５の第２出口に接続されている。このような構成によって、ポンプ３から送り出される冷却水が、配管４，三方弁５，バイパス管９，配管８，燃料電池１，配管２を通って再びポンプ３から送り出される循環路が形成されている。この循環路は、第１の循環路と重なり、冷却水がバイパス管９(バイパス路)と燃料電池１との間を循環する第２の循環路として機能する。
【００２５】
さらに、配管８の、バイパス管９よりもラジエータ７側(上流側)の部分(便宜上、「配
管８Ａ」と呼ぶ。一方、バイパス管９よりも燃料電池側(下流側)の部分を「配管８Ｂ」と呼ぶ)には、配管８Ａを通してその内部を流れる冷却水を加熱する(温める)、第１の加熱
手段としての第１ヒータ１０が配置されている。また、バイパス管９上には、バイパス管９を通してその内部を流れる冷却水を加熱する(温める)、第２の加熱手段としての第２ヒータ１１が配置されている。第１及び第２ヒータ１０,１１は、電熱線ヒータを用いて構
成されており、燃料電池１の発電によって生じた電力で発熱し、冷却水を加熱する。
【００２６】
また、燃料電池システムは、上記した冷却系及び暖機系の制御系を備える。即ち、ポンプ３，三方弁５，ラジエータ７，第１ヒータ１０，及び第２ヒータ１１の動作は、制御手段としてのＥＣＵ(Electronic Control Unit)１２によって制御される。ＥＣＵ１２は、
ＣＰＵ(Central Processing Unit)等のプロセッサ，プロセッサにより実行されるプログ
ラムやプログラムの実行に際して使用されるデータを記憶したメモリ、センサ等との間の入出力インタフェース(Ｉ／Ｏ)等から構成されている。
【００２７】
図１では、センサとして、配管２内の冷却水温度を検知する検知手段としての温度センサ１３と、燃料電池１(セルスタック)の温度(スタック温度)を検知する温度センサ１４とを備え、温度センサ１３及び１４からのそれぞれのセンサ出力を、ＥＣＵ１２が受け取るように構成されている。
【００２８】
また、ＥＣＵ１２は、モータ３Ａに制御信号を与えて、モータ３Ａのオン／オフや回転速度を制御し、ポンプ３から送出される冷却水の流量を制御する。また、ＥＣＵ１２は、三方弁５(例えば電磁弁で構成されている)に対して制御信号を与えることで、第１及び第２出口から排出される冷却水の流量を制御する。即ち、三方弁５は、ＥＣＵ１２による制御を通じて、第１及び第２の循環路をそれぞれ流れる冷却水の流量を調整する。さらに、ＥＣＵ１２は、第１及び第２ヒータ１０,１１に制御信号を与えて、第１及び第２ヒータ
１０,１１のオン／オフ制御を行う。また、ＥＣＵ１２は、第１及び第２ヒータ１０,１１の発熱量を制御することもできる。さらに、ＥＣＵ１２は、図示しない燃料／酸化剤供給系の制御を通じて燃料電池１の発電を制御する。
【００２９】
ＥＣＵ１２は、ＣＰＵで実行されるプログラムにしたがって、上記した各部の動作制御を行う。例えば、ＥＣＵ１２は、燃料電池１(セルスタック)の起動制御を行う。
【００３０】
〈動作例〉
図２は、図１に示した燃料電池システムの動作例を示すフローチャートである。図２には、動作例として、ＥＣＵ１２によるスタック起動制御の例が示されている。図２において、燃料電池システムが搭載された移動体(車両)のイグニッションコイル(ＩＧ)がオンにされると(ステップＳ０１)、ＥＣＵ１２は、低温判定を行う(ステップＳ０２)。
【００３１】
即ち、ＥＣＵ１２は、温度センサ１３からのセンサ出力(冷却水温度)を得て、冷却水温度が所定温度(この場合は０℃)より低いか否かを判定する。冷却水温度が０℃より低い場合(Ｓ０２；ＹＥＳ)には、ＥＣＵ１２は、処理をステップＳ０３に進める。冷却水温度が０℃以上の場合(Ｓ０２；ＮＯ)には、ＥＣＵ１２は、処理をステップＳ０５に進める。なお、ステップＳ０２では、所定温度(０℃)以下か否かを判定するようにしても良い。
【００３２】
ステップＳ０３に処理が進む場合、ＥＣＵ１２は、燃料電池１が氷点下環境下での低温起動であると判断し、燃料電池１(セルスタック)の暖機運転を行う。即ち、ＥＣＵ１２は、ステップＳ０３にて、三方弁５における第１及び第２出口の開度を制御し、第２出口からの流量(バイパス管９側への流量)が第１出口からの流量(ラジエータ７側への流量)よりも大きくなる状態とする。このとき、第１出口からの流量が零となる(第１出口が完全に
閉じる)ようにしても良い。続いて、ＥＣＵ１２は、モータ３Ａを駆動させてポンプ３を
作動させ、冷却水が主に第２ヒータ１１のライン(即ち、第２の循環路)を流れる状態とする。
【００３３】
次に、ＥＣＵ１２は、燃料電池１に発電を行わせ、この発電による電力を用いて燃料電池１の暖機を行う(ステップＳ０４)。即ち、ＥＣＵ１２は、第１及び第２ヒータ１０,１
１をオンにする。これによって、バイパス管９(即ち、第２の循環路)を流れる冷却水と、配管８Ａを流れる(又は滞留する)冷却水とが、それぞれ、第１及び第２ヒータ１０,１１
によって加熱される。加熱された冷却水は、配管８Ｂを通じて燃料電池１に流れ込み、燃料電池１との熱交換を通じて、燃料電池１を加熱(暖機)する。
【００３４】
次に、ＥＣＵ１２は、燃料電池１の通常発電の準備が完了したか否かの判定(Ready On
判定)を行う(ステップＳ０７)。即ち、ＥＣＵ１２は、温度センサ１４からスタック温度
を得て、スタック温度が所定温度(Ｘ[℃])を上回り、且つ各セル電圧が所定値(Ｙ[Ｖ])を上回るか否かを判定する。なお、ＥＣＵ１２は、図示しない電圧計で測定される各セルの電圧値が入力される構成となっている。
【００３５】
スタック温度及びセル電圧が所定温度及び所定値をそれぞれ上回る場合(Ｓ０７；ＹＥ
Ｓ)には、ＥＣＵ１２は、処理をステップＳ０８に進め、そうでない場合には、処理をス
テップＳ０２に戻す。
【００３６】
ステップＳ０８に処理が進んだ場合には、ＥＣＵ１２は、燃料電池１に通常発電を行わせる(通常運転を行う)。このとき、ＥＣＵ１２は、第１及び第２ヒータ１０,１１の双方
をオフにする。
【００３７】
その後、ＥＣＵ１２は、ＩＧがオフにされたか否かを判定する(ステップＳ０９)、ＩＧがオフにされない場合(Ｓ０９；ＮＯ)には、例えば、ＩＧがオフにされるまで、ステップＳ０８とＳ０９とのループ処理が行われる。ＩＧがオフにされると(Ｓ０９；ＹＥＳ)、ＥＣＵ１２は、燃料電池１による発電を停止し、カソード及びアノードの掃気を行い、カソード及びアノード内で水分が氷結しないようにする(ステップＳ１０)。
【００３８】
ところで、ステップＳ０２で冷却水温度が所定温度(０℃)を上回る(所定温度より高い)と判定された場合(Ｓ０２；ＮＯ)には、処理がステップＳ０５に進む。ステップＳ０５では、ＥＣＵ１２は、氷点下より高い環境下での起動であると判断し、燃料電池１(セルス
タック)の暖機運転を行う。この場合、ＥＣＵ１２は、ステップＳ０５にて、三方弁５に
おける第１及び第２出口の開度を制御し、第１出口からの流量(ラジエータ７側への流量)が第２出口からの流量(バイパス管９側への流量)よりも大きくなる状態とする。このとき、第１出口からの流量が零となる(第１出口が完全に閉じる)ようにしても良い。続いて、ＥＣＵ１２は、モータ３Ａを駆動させてポンプ３を作動させ、冷却水が主に第１ヒータ１０のライン(即ち、第１の循環路)を流れる状態とする。
【００３９】
次に、ＥＣＵ１２は、燃料電池１に発電を行わせ、この発電による電力を用いて燃料電池１の暖機を行う(ステップＳ０４)。この場合、ＥＣＵ１２は、第２ヒータ１１をオフにしたままで、第１ヒータ１０のみをオンにする。これによって、配管８Ａを流れる(又は
滞留する)冷却水が、第１ヒータ１０によって加熱される。加熱された冷却水は、配管８
Ｂを通じて燃料電池１に流れ込み、燃料電池１との熱交換を通じて、燃料電池１を加熱(
暖機)する。その後、処理がステップＳ０７に進む。このように、冷却水温度が所定温度
を上回る場合においても、第１ヒータ１０による加熱を行うことで、燃料電池１の温度を通常運転に適した温度にする時間を短縮できる。
【００４０】
〈作用効果〉
本発明によると、燃料電池システムは、第１の循環路と第２の循環路とを有し、第１の循環路の、第２の循環路と重ならない部分を流れる冷却水を加熱する第１の加熱手段たる
第１ヒータ１０を有している。燃料電池１の低温起動下時において、冷却水が第２の循環路を流れる状態とされるとともに、第１及び第２の加熱手段たる第１ヒータ１０及び第２ヒータ１１がオンにされる。これによって、第２の循環路を流れる冷却水だけではなく、第２の循環路と重ならない範囲における第１の循環路内の冷却水も加熱される。
【００４１】
これによって、暖機終了(通常発電準備完了)後、冷却水が三方弁５により第１の循環路を流れる状態に切り替えられても、第１ヒータ１０で温められた冷却水が燃料電池１に流れ込む。これによって、以下のような問題が解消できる。即ち、例えば特許文献２に記載された技術では、上述した低温起動下での暖機において、熱交換器により加熱された第２の循環路を冷却液が循環する。このとき、第２の循環路と経路が重ならない部分の第１の循環路(例えば、ラジエータ及びその付近の冷却液)は循環せず、冷えたままの状態である。その後、燃料電池の暖機が完了し、冷却液が第２の循環路から第１の循環路を流れる状態に切り替えられると、第１の循環路に滞留していた低温の冷却水が燃料電池内に流入することになる。これによって、燃料電池に対してヒートショックによる影響が生じたり燃料電池の出力が低下したりするおそれがあった。本実施形態によれば、上記したような、暖機を通じて暖まった状態の燃料電池に低温の冷却液が流れ込み、ヒートショックが発生するおそれを解消することができる。また、低温の冷却液が燃料電池内に流れ込むことで燃料電池の出力が低下するおそれをなくすこともできる。
【００４２】
また、本実施形態の構成によれば、第１及び第２ヒータ１０,１１を燃料電池の低効率
運転時における余剰電力の消費先として使用することができる。さらに、第１ヒータ１０は、燃料電池の暖機が半暖機で終了した場合におけるアシストヒータとして利用することができる。
【００４３】
〈変形例〉
上述した実施形態は、以下のような変形が可能である。例えば、図１に示した実施形態では、ラジエータ７からの冷却液の排出側の配管８Ａを加熱するように第１ヒータ１０が設けられている。このような構成に代えて、ラジエータ７への流入側の配管６に第１ヒータ１０が設けられていても良い。或いは、配管８Ａ及び６や、第１の循環路の第２の循環路と重ならない部分全体を第１ヒータ１０が加熱するように構成されていても良い。
【００４４】
また、実施形態では、第１の加熱手段としての第１ヒータ１０が電熱線ヒータである場合について説明した。第１の加熱手段として、電熱線ヒータの代わりの熱交換器が適用されても良い。例えば、ラジエータ７が熱交換器を有し、ラジエータ７内を流れる冷却水が熱交換器による熱交換で温められる構成を適用することができる。
【００４５】
また、実施形態では、第１及び第２の循環路を流れる冷却水の流量を調整する調整手段として、三方弁５が適用された例を示した。このような構成に代えて、図３や図４に示すような構成を適用することができる。
【００４６】
図３は、実施形態の変形例１を示す図である。図３では、三方弁５の代わりの弁２１(
例えば電磁弁)が適用されており、弁２１の開度がＥＣＵ１２で制御され、開度に応じた
圧力損失差が弁２１側(バイパス路側)とラジエータ側とに発生することで、第１の循環路と第２の循環路をそれぞれ流れる冷却水の流量が調整される。例えば、弁２１が開いた(
開度が大きい)時には、バイパス路側の圧力がラジエータ側よりも低くなり、バイパス路
の流量がラジエータの流量よりも大きくなる。これに対し、弁２１が閉じた(開度が小さ
い)場合には、ラジエータ側の圧力がバイパス路側よりも低くなり、ラジエータ側の流量
がバイパス路側の流量よりも大きくなる。燃料電池１の低温起動時の暖機では、弁２１の開度が大きくなる(例えば弁２１が完全に開く)ように、ＥＣＵ１２が弁２１を制御し、暖機が終了すると、弁２１の開度が小さくなる(例えば弁２１が完全に閉じる)ように、ＥＣ
Ｕ１２が弁２１を制御する。
【００４７】
図４は、実施形態の変形例２を示す図である。図４では、三方弁５の代わりの逆止弁２２が適用されている。逆止弁２２は、自身を通過した冷却水を第２ヒータ１１側へ逆流させない構成を有している。さらに、変形例２では、ポンプ３は、低温起動時と通常発電時とでその回転方向(冷却水の送出方向)が逆となるように、ＥＣＵ１２によって制御される。即ち、ポンプ３は、低温起動時には、冷却水を燃料電池１側に送出する。これに対し、ポンプ３は、通常運転時(冷却水温度が所定温度を上回るとき)には、冷却水をラジエータ７側に送出する。これによって、低温起動時におけるバイパス管９を流れる冷却液の流量が、通常運転時における流量よりも大きくなる構成となっている。このように、調整手段は、逆止弁２２とポンプ３(冷却液の供給手段)とから構成することが可能である。
【００４８】
なお、本発明において、上記実施形態で説明した第２ヒータ１１は、必須の構成要件ではない。即ち、図１，図３及び図４に示した燃料電池システムから、第２ヒータ１１がそれぞれ省略されても、本発明はその課題を解決することができる。第２ヒータ１１がない場合でも、燃料電池１の起動時には、冷却水が第２の循環路を流れるように制御され、ラジエータ７で冷却された冷却液が燃料電池１に流れ込んで温度上昇を妨げることが防止される。このような、冷却液が主に第２の循環路を流れる(第２の循環路の流量が第１の循
環路の流量より大きい)状態において、第１の循環路と重ならない部分に滞留する冷却液
が第１ヒータ１０で加熱される。その後、燃料電池の温度が運転に適した温度に達し(暖
機が終了し)、冷却液が第２の循環路を流れる状態から第１の循環路を流れる状態に切り
替えられ、重ならない部分に滞留していた冷却液が燃料電池１に流れ込んでも、そのような冷却液は第１ヒータ１０で温められているので、燃料電池にヒートショックを与えたり、出力を低下させたりすることが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した燃料電池システムの動作例(制御例)を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示した燃料電池システムの変形例１を示す図である。
【図４】図４は、図１に示した燃料電池システムの変形例２を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・燃料電池
２,４,６,８・・・配管
３・・・ポンプ
３Ａ・・・モータ
５・・・三方弁
７・・・ラジエータ
９・・・バイパス管
１０・・・第１ヒータ
１１・・・第２ヒータ
１２・・・ＥＣＵ
１３,１４・・・温度センサ
２１・・・弁
２２・・・逆止弁
【図１】
2007294141.tif 000003
【図２】
2007294141.tif 000004
【図３】
2007294141.tif 000005
【図４】
2007294141.tif 000006