(57)【要約】【課題】燃料電池システムにおいて、燃料電池の運転中に、燃料電池内の冷却媒体流路での気泡の滞留を予防する。【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池に冷却水を循環させることによって、燃料電池を冷却する冷却システムとを備える。冷却システムは、燃料電池による発電中であって、燃料電池の発電負荷が所定値未満であるときに、所定期間、燃料電池の発電負荷に応じた循環流量よりも多い冷却水を燃料電池に循環させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
該燃料電池に冷却媒体を循環させることによって、前記燃料電池を冷却する冷却システムと、を備え、
前記冷却システムは、
前記冷却媒体を冷却する冷却装置と、
前記燃料電池と前記冷却装置との間で、前記冷却媒体を循環させるための循環配管と、
該循環配管上に配設され、前記循環配管に前記冷却媒体を循環させる循環ポンプと、
前記燃料電池の温度が所定範囲内で維持されるように、前記燃料電池の発電負荷に応じて、前記循環ポンプの出力を制御することによって、前記冷却システムにおける前記冷却媒体の循環流量を制御する制御部と、を備えており、
前記制御部は、前記燃料電池による発電中であって、前記燃料電池の発電負荷が所定値未満であるときに、所定期間、前記発電負荷に応じた前記循環流量よりも多い所定量の前記冷却媒体が前記循環配管を循環するように、前記循環ポンプを制御する、
燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムであって、
前記所定量は、前記燃料電池が冷却され過ぎず、かつ、前記燃料電池内に形成された冷却媒体流路に、前記冷却媒体に含まれる気泡が滞留しない範囲内で設定されている、
燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記燃料電池による発電中であって、前記燃料電池の発電負荷が所定値未満であるときに、前記循環流量を所定時間間隔で間欠的に増加させる、
燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記燃料電池による発電中であって、前記燃料電池の発電負荷が所定値未満であるときに、前記循環流量を所定の下限値に制限する、
燃料電池システム。
【請求項５】
燃料電池システムの制御方法であって、
前記燃料電池システムは、
燃料電池と、
前記燃料電池に冷却媒体を循環させることによって、前記燃料電池を冷却する冷却システムと、を備え、
前記冷却システムは、
前記冷却媒体を冷却する冷却装置と、
前記燃料電池と前記冷却装置との間で、前記冷却媒体を循環させるための循環配管と、
該循環配管上に配設され、前記循環配管に前記冷却媒体を循環させる循環ポンプと、を備えており、
前記制御方法は、
前記燃料電池の温度が所定範囲内で維持されるように、前記燃料電池の発電負荷に応じて前記循環ポンプの出力を制御することによって、前記冷却システムにおける前記冷却媒体の循環流量を制御する工程と、
前記燃料電池による発電中であって、前記燃料電池の発電負荷が所定値未満であるときに、所定期間、前記発電負荷に応じた前記循環流量よりも多い所定量の前記冷却媒体が前記循環配管を循環するように、前記循環ポンプを制御する工程と、
を備える制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムの運転制御、詳しくは、燃料電池を冷却する冷却システムの運転制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素と酸素との電気化学反応によって発電する燃料電池がエネルギ源として注目されている。この燃料電池では、所望の発電性能を維持するために、所定の温度範囲内で発電が行われる。そして、燃料電池は、発電時に発熱を伴うため、燃料電池を備える燃料電池システムでは、燃料電池の温度が上記所定の温度範囲内で維持されるように、燃料電池に冷却媒体を循環させて、燃料電池を冷却する冷却システムが備えられる。
【０００３】
このような燃料電池システムでは、上記冷却媒体の流路（冷却媒体流路）に気泡（エア）が混入していると、その気泡が燃料電池内の冷却媒体流路に滞留して、燃料電池の冷却が妨げられ、燃料電池の温度が過剰に上昇し、燃料電池の発電性能が低下したり、高温により燃料電池が破壊されたりするおそれがある。また、発電を行う複数の単セルを積層させた、いわゆる燃料電池スタックでは、一部の単セル内の冷却媒体流路に気泡の滞留が生じ、局所的な発電性能の低下等が生じるおそれもある。
【０００４】
そこで、従来、このような不具合を回避するための種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、燃料電池の起動時に、冷媒流路内に冷媒を供給するに際し、冷媒流路内に空気が残存しないように追い出す技術が記載されている。また、下記特許文献２には、燃料電池システムの運転中に、燃料電池から流出した冷却水の温度と、燃料電池に流入する冷却水の温度との差が閾値を超えたときに、冷却水経路中に気泡が混入したと判断して、この気泡を除去する技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５１５７５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９０７０４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、上記特許文献１に記載された技術では、燃料電池の運転中の冷媒流路への気泡の混入、および、滞留については考慮されていなかった。また、上記特許文献２に記載された技術では、冷却水経路に気泡が混入した後に、これを検出して除去することはできるが、冷却水経路に気泡が滞留する前に、これを予防することはできなかった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池システムにおいて、燃料電池の運転中に、燃料電池内の冷却媒体流路での気泡の滞留を予防することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、以下の構成を採用した。
本発明の燃料電池システムは、
燃料電池と、
該燃料電池に冷却媒体を循環させることによって、前記燃料電池を冷却する冷却システムと、を備え、
前記冷却システムは、
前記冷却媒体を冷却する冷却装置と、
前記燃料電池と前記冷却装置との間で、前記冷却媒体を循環させるための循環配管と、
該循環配管上に配設され、前記循環配管に前記冷却媒体を循環させる循環ポンプと、
前記燃料電池の温度が所定範囲内で維持されるように、前記燃料電池の発電負荷に応じて前記循環ポンプの出力を制御することによって、前記冷却システムにおける前記冷却媒体の循環流量を制御する制御部と、を備えており、
前記制御部は、前記燃料電池による発電中であって、前記燃料電池の発電負荷が所定値未満であるときに、所定期間、前記発電負荷に応じた前記循環流量よりも多い所定量の前記冷却媒体が前記循環配管を循環するように、前記循環ポンプを制御することを要旨とする。
【０００９】
なお、本発明において、「所定値」は、燃料電池システムの仕様、例えば、燃料電池の特性等によって異なる。また、「所定期間」および「所定量」は、燃料電池が冷却され過ぎず、かつ、燃料電池内に形成された冷却媒体流路に、冷却媒体に含まれる気泡が滞留しない範囲内で、任意に設定可能である。
【００１０】
燃料電池システムへの冷却媒体の充填は、燃料電池内や循環配管等の冷却媒体流路内になるべく気泡が混入しないように行われるが、この気泡の混入を完全に防止することは困難である。そして、燃料電池の発電負荷に応じて循環ポンプの出力を制御することによって、冷却システムにおける冷却媒体の循環流量を制御する従来技術の燃料電池システムでは、燃料電池の発電負荷が比較的低い場合には、燃料電池を冷却するために必要な循環流量が少なくなり、燃料電池の発電負荷が所定値未満である場合には、冷却媒体流路が比較的狭い燃料電池内に気泡が滞留するおそれがあった。
【００１１】
本発明では、燃料電池の発電負荷が所定値未満である場合に、所定期間、燃料電池の発電負荷に応じた循環流量よりも多い所定量の冷却媒体を循環させる。したがって、冷却媒体の流れの勢いによって、燃料電池内の冷却媒体流路での気泡の滞留を予防することができる。この結果、燃料電池の温度の過上昇による発電性能の低下や、破壊を抑制することができる。
【００１２】
上記燃料電池システムにおいて、循環ポンプの具体的な制御態様としては、種々の態様が挙げられる。例えば、
前記制御部は、前記燃料電池による発電中であって、前記燃料電池の発電負荷が所定値未満であるときに、前記循環流量を所定時間間隔で間欠的に増加させるようにしてもよい。
【００１３】
こうすることによって、燃料電池内をフラッシングし、燃料電池内の冷却媒体流路での気泡の滞留を予防することができる。なお、「所定時間間隔」は、例えば、冷却媒体流路の長さ等に応じて、任意に設定可能である。
【００１４】
また、本発明の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記燃料電池による発電中であって、前記燃料電池の発電負荷が所定値未満であるときに、前記循環流量を所定の下限値に制限するようにしてもよい。
【００１５】
こうすることによっても、燃料電池内の冷却媒体流路での気泡の滞留を予防することができる。なお、「下限値」も、燃料電池内の冷却媒体流路に気泡が滞留しない範囲内で、任意に設定可能である。
【００１６】
本発明は、上述した種々の特徴を必ずしも全て備えている必要はなく、その一部を省略したり、適宜、組み合わせたりして構成することができる。本発明は、上述の燃料電池システムとしての構成の他、燃料電池システムの制御方法の発明として構成することもできる。また、これらを実現するコンピュータプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体、そのプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。
【００１７】
本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、燃料電池システムの動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。また、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．燃料電池システムの構成：
Ｂ．冷却システムの運転制御（第１実施例）：
Ｃ．冷却システムの運転制御（第２実施例）：
Ｄ．変形例：
【００１９】
Ａ．燃料電池システムの構成：
図１は、本発明の一実施例としての燃料電池システム１００の概略構成を示す説明図である。この燃料電池システム１００は、燃料電池１０と、燃料電池１０に冷却媒体としての冷却水を循環させることによって、燃料電池１０を冷却する冷却システムとを備えている。
【００２０】
本実施例における燃料電池１０は、水素と酸素の電気化学反応によって発電する単セルを複数積層させたスタック構造を有する積層体である。各単セルは、プロトン伝導性を有する電解質膜を挟んで、水素極（アノード）と、酸素極（カソード）とを配置した構成となっている。また、燃料電池１０内には、各アノードに燃料ガスとしての水素を供給するための燃料ガス流路や、各カソードに酸素を含む酸化剤ガスとしての空気を供給するための酸化剤ガス流路や、各単セルを冷却する冷却媒体を流すための冷却媒体流路が形成されている。そして、燃料電池１０のアノードには、図示しない水素供給系によって、燃料ガスとして水素が供給される。また、燃料電池１０のカソードには、図示しない空気供給系によって、酸素を含有した酸化剤ガスとしての空気が供給される。なお、本実施例では、燃料電池１０は、固体高分子型燃料電池であるものとした。燃料電池１０として、他のタイプの燃料電池を用いるものとしてもよい。
【００２１】
冷却システムは、放熱によって冷却水を冷却するラジエータ２０と、燃料電池１０とラジエータ２０との間で、冷却水を循環させるための冷却水配管４０と、冷却水配管４０上に配設され、冷却水配管４０に冷却水を循環させる冷却水ポンプ３０とを備えている。ラジエータ２０は、冷却ファン２２を備えている。また、本実施例における冷却水ポンプ３０は、冷却水に混入した気泡を外部に除去する機能を有している。
【００２２】
冷却水は、冷却水ポンプ３０によって、冷却水配管４０を流れ、ラジエータ２０で冷却されて燃料電池１０に供給される。ラジエータ２０は、本発明における冷却装置に相当する。また、冷却水ポンプ３０は、本発明における循環ポンプに相当する。また、冷却水配管４０は、本発明における循環配管に相当する。
【００２３】
また、冷却水配管４０には、図示するように、燃料電池１０に供給される冷却水の温度（冷却水温Ｔ１）を検出するための第１温度センサ４２と、燃料電池１０から排出された冷却水の温度（冷却水温Ｔ２）を検出するための第２温度センサ４４が設置されており、これらは、後述する冷却システムの運転制御に用いられる。
【００２４】
燃料電池システム１００の運転は、制御ユニット５０によって制御される。制御ユニット５０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えるマイクロコンピュータとして構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、システムの運転を制御する。なお、本明細書では、燃料電池システム１００の種々の運転制御のうち、冷却システムの運転制御について、後に詳細に説明する。図中には、冷却システムの運転制御を実現するために、制御ユニット５０に入出力される信号の一例を破線で示した。入力信号としては、例えば、第１温度センサ４２や、第２温度センサ４４からの検出信号などが挙げられる。出力信号としては、例えば、冷却ファン２２や、冷却水ポンプ３０の制御信号などが挙げられる。制御ユニット５０は、本発明における制御部に相当する。
【００２５】
Ｂ．冷却システムの運転制御（第１実施例）：
図２は、第１実施例における冷却システムの運転制御の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池１０による発電中に、制御ユニット５０のＣＰＵが実行する処理である。ＣＰＵは、通常、燃料電池１０の発電負荷に応じて、冷却水ポンプ３０の出力Ｗを、燃料電池１０の温度Ｔｆｃを所定範囲内に維持するために必要な冷却水の循環量を得るための冷却水ポンプ３０の出力である必要出力Ｗｎに制御している。
【００２６】
ＣＰＵは、第１温度センサ４２、および、第２温度センサ４４によってそれぞれ検出された冷却水温Ｔ１と、冷却水温Ｔ２とを読み込み（ステップＳ１００）、冷却水温Ｔ２と冷却水温Ｔ１との差（ΔＴ）、および、燃料電池１０の温度Ｔｆｃを算出する（ステップＳ１１０）。燃料電池１０の発電負荷が比較的大きく、発熱量が比較的多い場合には、ΔＴは比較的大きな値となり、燃料電池１０の発電負荷が比較的小さく、発熱量が比較的少ない場合には、ΔＴは比較的小さな値となる。燃料電池１０の温度Ｔｆｃは、Ｔｆｃ＝Ｔ２＋αで表され、αは予め用意された値である。
【００２７】
次に、ＣＰＵは、ステップＳ１１０で算出したΔＴが５（℃）未満であるか否かを判断する（ステップＳ１２０）。そして、ΔＴが５（℃）以上である場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、冷却水ポンプ３０の出力Ｗを増加させて（ステップＳ１２２）、冷却水の循環流量を増加させ、冷却システムの冷却能力を高くする。冷却水ポンプ３０の出力Ｗと、冷却水の循環流量とは、ほぼ対応する。一方、ΔＴが５（℃）未満である場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、冷却水ポンプ３０の出力Ｗを減少させて（ステップＳ１２４）、冷却水の循環流量を減少させ、冷却システムの冷却能力を低くする。そして、ステップＳ１２２、または、ステップＳ１２４の処理を実行した後、ＣＰＵは、後述するエア滞留防止処理を実行し（ステップＳ１３０）、燃料電池１０内の冷却媒体流路に気泡が滞留するのを予防する。なお、ステップＳ１２２における冷却水ポンプ３０の出力Ｗの増加量や、ステップＳ１２４における冷却水ポンプ３０の出力Ｗの減少量は、例えば、所定の値としてもよいし、所定の割合としてもよい。
【００２８】
次に、ＣＰＵは、冷却ファン２２が駆動しているか否かを判断する（ステップＳ１４０）。そして、冷却ファン２２が駆動している場合には（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、ステップＳ１１０で算出した燃料電池１０の温度Ｔｆｃが９０（℃）より高いか否かを判断する（ステップＳ１５０）。冷却ファン２２が駆動しているにもかかわらず、燃料電池１０の温度Ｔｆｃが９０（℃）よりも高い場合には（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、燃料電池システム１００に異常が発生していると判断し、停止処理を実行し（ステップＳ１９０）、運転を停止する。停止処理には、例えば、燃料電池システム１００の異常をユーザに報知するための処理等が含まれる。
【００２９】
ステップＳ１５０において、燃料電池１０の温度Ｔｆｃが９０（℃）以下である場合には（ステップＳ１５０：ＮＯ）、ＣＰＵは、燃料電池１０の温度Ｔｆｃが７０（℃）未満であるか否かを判断する（ステップＳ１６０）。そして、燃料電池１０の温度Ｔｆｃが７０（℃）未満である場合には（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、冷却ファン２２を停止し（ステップＳ１７０）、冷却システムの冷却能力を低くする。一方、燃料電池１０の温度Ｔｆｃが７０（℃）以上である場合には（ステップＳ１６０：ＮＯ）、ＣＰＵは、冷却ファン２２の動作状態をＯＮのまま維持する（ステップＳ１８４）。
【００３０】
ステップＳ１４０において、冷却ファン２２が停止している場合には（ステップＳ１４０：ＮＯ）、ＣＰＵは、燃料電池１０のＴｆｃが８０（℃）より高いか否かを判断する（ステップＳ１８０）。そして、燃料電池１０の温度Ｔｆｃが８０（℃）よりも高い場合には（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、冷却ファン２２を駆動し（ステップＳ１８２）、冷却システムの冷却能力を高くする。一方、燃料電池１０の温度Ｔｆｃが８０（℃）以下である場合には（ステップＳ１８０：ＮＯ）、ＣＰＵは、冷却ファン２２の動作状態をＯＦＦのまま維持する（ステップＳ１８４）。
【００３１】
なお、上述した冷却システムの運転制御において、ステップＳ１２０，１５０，１６０，１８０における判断基準となる各基準値は、燃料電池１０の特性に応じて任意に設定可能である。
【００３２】
図３は、図２のステップＳ１３０におけるエア滞留防止処理の流れを示すフローチャートである。
【００３３】
まず、ＣＰＵは、冷却水ポンプ３０の出力Ｗが所定値Ｗ１未満になっているか否かを判断する（ステップＳ１３２）。この所定値Ｗ１は、燃料電池１０が冷却され過ぎず、かつ、燃料電池１０内の冷却媒体流路に気泡が滞留しない程度の冷却媒体の循環流量が得られる範囲内で任意に設定可能である。そして、冷却水ポンプ３０の出力Ｗが所定値Ｗ１以上である場合には（ステップＳ１３２：ＮＯ）、ＣＰＵは、冷却水ポンプ３０の出力Ｗをそのまま維持する（ステップＳ１３４）。一方、冷却水ポンプ３０の出力Ｗが所定値Ｗ１未満になっている場合には（ステップＳ１３２：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、所定の時間間隔ｔで、間欠的に、冷却水ポンプ３０の出力Ｗを所定値Ｗ１に増加させて（ステップＳ１３６）、冷却水によって、燃料電池１０内の冷却媒体流路をフラッシングする。本実施例では、ステップＳ１３６の枠内に示したように、冷却水ポンプ３０の出力Ｗを、ステップＳ１３６を実行開始した時間０における出力Ｗｉから所定値Ｗ１に、スパイク状に増加させるものとした。この場合、冷却水ポンプ３０の出力ＷがＷ＝Ｗｉのときの冷却水の循環流量が、そのときに燃料電池１０の温度を所定範囲内に維持するために必要な循環流量であるから、冷却水ポンプ３０の出力ＷをＷ＝Ｗ１に増加させれば、燃料電池１０の温度を所定範囲内に維持するために必要な循環流量よりも多い冷却水が燃料電池１０に循環することになる。なお、フラッシングは、所定の期間行われる。
【００３４】
上記第１実施例の燃料電池システム１００では、冷却水ポンプ３０の出力Ｗが所定値Ｗ１未満である場合、すなわち、燃料電池１０の発電負荷が所定値未満である場合に、所定期間、燃料電池１０の温度を所定範囲内に維持するために必要な循環流量、すなわち、燃料電池１０の発電負荷に応じた循環流量よりも多い所定量の冷却水を、間欠的に燃料電池１０に循環させる。したがって、冷却水の流れの勢いによって、燃料電池１０内の冷却媒体流路での気泡の滞留を予防することができる。この結果、燃料電池１０の温度の過上昇による発電性能の低下や、破壊を抑制することができる。
【００３５】
Ｃ．冷却システムの運転制御（第２実施例）：
図４は、第２実施例における冷却システムの運転制御の流れを示すフローチャートである。この処理は、燃料電池１０による発電中に、制御ユニット５０のＣＰＵが実行する処理である。
【００３６】
ＣＰＵは、第１実施例における冷却システムの運転制御と同様に、第１温度センサ４２、および、第２温度センサ４４によってそれぞれ検出された冷却水温Ｔ１と、冷却水温Ｔ２とを読み込み（ステップＳ１００）、冷却水温Ｔ２と冷却水温Ｔ１との差（ΔＴ）、および、燃料電池１０の温度Ｔｆｃを算出する（ステップＳ１１０）。
【００３７】
次に、ＣＰＵは、ステップＳ１１０で算出したΔＴが５（℃）未満であるか否かを判断する（ステップＳ１２０）。そして、ΔＴが５（℃）以上である場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、ＣＰＵは、冷却水ポンプ３０の出力Ｗを増加させて（ステップＳ１２２）、冷却水の循環流量を増加させ、冷却システムの冷却能力を高くする。一方、ΔＴが５（℃）未満である場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、冷却水ポンプ３０の出力Ｗを減少させて（ステップＳ１２４）、冷却水の循環流量を減少させ、冷却システムの冷却能力を低くする。その際、ＣＰＵは、後述するエア滞留防止処理を実行し、燃料電池１０内の冷却媒体流路に気泡が滞留するのを予防する。
【００３８】
そして、ステップＳ１２２、または、ステップＳ１２６の処理を実行した後、ＣＰＵは、図２に示した第１実施例における冷却システムの運転制御のステップＳ１４０以降の処理と同じ処理を実行する。これらの処理は、第１実施例における冷却システムの運転制御と同じであるので、説明を省略する。
【００３９】
図５は、図４のステップＳ１２６におけるエア滞留防止処理の流れを示すフローチャートである。
【００４０】
ＣＰＵは、冷却水ポンプ３０の必要出力Ｗｎが所定値Ｗ１未満であるか否かを判断する（ステップＳ２００）。そして、冷却水ポンプ３０の必要出力Ｗｎが所定値Ｗ１以上である場合には（ステップＳ２００：ＮＯ）、冷却水ポンプ３０の出力ＷをＷ＝Ｗｎとする（ステップＳ２１０）。一方、冷却水ポンプ３０の必要出力Ｗｎが所定値Ｗ１未満である場合には（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、冷却水ポンプ３０の出力ＷをＷ＝Ｗ１とする（ステップＳ２２０）。すなわち、冷却水ポンプ３０の出力Ｗの下限値をＷ１に制限する。この場合、冷却水ポンプ３０の出力ＷがＷ＝Ｗｎのときの冷却水の循環流量が、そのときに燃料電池１０の温度を所定範囲内に維持するために必要な循環流量であるから、冷却水ポンプ３０の出力ＷをＷ＝Ｗ１に制限すれば、燃料電池１０の温度Ｔｆｃを所定範囲内に維持するために必要な循環流量よりも多い冷却水が燃料電池１０に循環することになる。
【００４１】
上記第２実施例の燃料電池システムでは、冷却水ポンプ３０の必要出力Ｗｎが所定値Ｗ１未満の場合、すなわち、燃料電池１０の発電負荷が所定値未満である場合に、冷却水ポンプ３０の出力ＷをＷ１（下限値）に制限し、燃料電池１０の温度Ｔｆｃを所定範囲内で維持するために必要な循環流量、すなわち、燃料電池１０の発電負荷に応じた循環流量よりも多い所定量の冷却水を燃料電池１０に循環させる。したがって、冷却水の流れの勢いによって、燃料電池１０内の冷却媒体流路での気泡の滞留を予防することができる。この結果、燃料電池１０の温度の過上昇による発電性能の低下や、破壊を抑制することができる。
【００４２】
Ｄ．変形例：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
【００４３】
Ｄ１．変形例１：
上記第１実施例では、図３に示したエア滞留防止処理のステップＳ１３４において、冷却水ポンプ３０の出力Ｗを間欠的に所定値Ｗ１に増加させるものとしたが、これに限られない。冷却水ポンプ３０の出力Ｗを所定値Ｗ１よりも大きな値に増加させるようにしてもよい。また、冷却水ポンプ３０の出力Ｗに応じて、間欠的に増加させる値を変化させるようにしてもよい。
【００４４】
Ｄ２．変形例２：
上記第１実施例では、図３に示したエア滞留防止処理のステップＳ１３４において、冷却水ポンプ３０の出力Ｗをスパイク状に増加させるものとしたが、これに限られない。例えば、冷却水ポンプ３０の出力Ｗをパルス状に増加させるようにしてもよい。
【００４５】
Ｄ３．変形例３：
上記第１実施例では、図３に示したエア滞留防止処理のステップＳ１３４において、冷却水ポンプ３０の出力Ｗを、所定の時間間隔ｔで間欠的に増加させるものとしたが、これに限られない。例えば、冷却水ポンプ３０の出力Ｗに応じて、時間間隔を変化させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例としての燃料電池システム１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例における冷却システムの運転制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】エア滞留防止処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第２実施例における冷却システムの運転制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】エア滞留防止処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１００…燃料電池システム
１０…燃料電池
２０…ラジエータ
２２…冷却ファン
３０…冷却水ポンプ
４０…冷却水配管
４２…第１温度センサ
４４…第２温度センサ
５０…制御ユニット
【図１】
2007257918.tif 000003
【図２】
2007257918.tif 000004
【図３】
2007257918.tif 000005
【図４】
2007257918.tif 000006
【図５】
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