(57)【要約】【課題】  濃度計の設置を要することなく凝固点降下剤の濃度測定をすることが可能な燃料電池冷却システムを提供する。【解決手段】  一般的な燃料電池冷却システムでは、燃料電池を好適に冷却できるように冷却水の温度を測定する手段を備えており、且つ、燃料電池からの冷却水を通じて漏電してしまうことを防止すべく導電率を検出する手段が設けられている。本発明の燃料電池冷却システム１は、温度センサ４０により検出された温度及び導電率センサ５０により検出された導電率から、冷却水に含まれる凝固点降下剤の濃度を推定することとしている。このため、冷却水管理に必要な温度センサ４０と導電率センサ５０とを用いて凝固点降下剤の濃度を推定するため、既存の構成を利用し、濃度計の設置を要することなく凝固点降下剤の濃度測定をすることができる。【選択図】      図１
2007048476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電をする燃料電池と、
凝固点を降下させる凝固点降下剤を含んだ冷却水を循環させることにより前記燃料電池を冷却する冷却水循環系と、
前記冷却水循環系において循環させられる冷却水の温度を検出する温度検出手段と、
前記冷却水循環系において循環させられる冷却水の導電率を検出する導電率検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度及び前記導電率検出手段により検出された導電率から、前記冷却水に含まれる凝固点降下剤の濃度を推定する濃度推定手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池冷却システム。
【請求項２】
前記濃度推定手段により推定された濃度が所定濃度を超える場合、その旨を利用者に報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項３】
前記冷却水循環系に水を供給する水供給手段をさらに備え、
前記水供給手段は、前記濃度推定手段により推定された濃度が所定濃度を超える場合、前記冷却水の凝固点降下剤の濃度が所定濃度以下となる分量の水を前記冷却水循環系に供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項４】
前記冷却水循環系において循環させられる冷却水の循環流量を調整する流量調整手段をさらに備え、
前記流量調整手段は、前記濃度推定手段により推定された濃度が所定濃度を超える場合、前記冷却水循環系において循環させられる冷却水の循環流量を増加させる
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項５】
前記冷却水循環系において循環させられる冷却水を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段による冷却水の冷却性能を制御する冷却性能制御手段と、をさらに備え、
前記冷却性能制御手段は、前記濃度推定手段により推定された濃度が所定濃度を超える場合、前記冷却手段による前記冷却水の冷却性能を向上させる
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項６】
前記燃料電池の出力を制御する出力制御手段をさらに備え、
前記出力制御手段は、前記濃度推定手段により推定された濃度が所定濃度を超える場合、前記燃料電池の出力を制限する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項７】
前記濃度推定手段により推定された濃度が規定濃度を下回る場合、その旨を利用者に報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項８】
前記冷却水循環系において循環させられる冷却水に凝固点降下剤を供給する凝固点降下剤供給手段をさらに備え、
前記凝固点降下剤供給手段は、前記濃度推定手段により推定された濃度が規定濃度を下回る場合、前記冷却水の凝固点降下剤の濃度が規定濃度以上となる分量の凝固点降下剤を前記冷却水循環系の冷却水に供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電により暖められた燃料電池を冷却水により冷却する燃料電池冷却システムが知られている。このシステムでは、燃料電池を冷却することにより受熱した冷却水をラジエータ等の熱交換器によって冷却し、冷却した冷却水を再度燃料電池に送り込む構成となっている。また、このシステムでは、燃料電池冷却システムの部品から導電性イオンが溶けだして冷却水の導電性が上昇することがあり、導電率が上昇した場合、燃料電池内でのショートや冷却水を通じた漏電が発生する可能性があり得る。このため、一般的な燃料電池冷却システムでは、イオン除去フィルタが設けられており、イオン除去フィルタにより冷却水の導電率上昇を抑制する構成となっている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２０８１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
燃料電池冷却システムでは、冷却水の不凍性確保や冷却性能の条件から、冷却水に混入するエチレングリコール等の凝固点硬化剤の濃度を所定濃度にしておく必要があり、この凝固点硬化剤の濃度を測定するために濃度計を設けることが考えられる。しかしながら、濃度計を設けた場合、燃料電池冷却システムの構成が複雑化してしまう。
【０００４】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、濃度計の設置を要することなく凝固点降下剤の濃度測定をすることが可能な燃料電池冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の燃料電池冷却システムは、燃料電池と、冷却水循環系と、温度検出手段と、導電率検出手段と、濃度推定手段とを備えている。燃料電池は、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電をするものであり、冷却水循環系は、凝固点を降下させる凝固点降下剤を含んだ冷却水を循環させることにより燃料電池を冷却するものである。温度検出手段は、冷却水循環系において循環させられる冷却水の温度を検出するものであり、導電率検出手段は、冷却水循環系において循環させられる冷却水の導電率を検出するものである。濃度推定手段は、温度検出手段により検出された温度及び導電率検出手段により検出された導電率から、冷却水に含まれる凝固点降下剤の濃度を推定するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、温度検出手段により検出された温度及び導電率検出手段により検出された導電率から、冷却水に含まれる凝固点降下剤の濃度を推定することとしている。ここで、一般的な燃料電池冷却システムでは、燃料電池を好適に冷却できるように冷却水の温度を測定する手段を備えているのが通常である。また、同様に、一般的な燃料電池冷却システムでは、燃料電池からの冷却水を通じて漏電してしまうことを防止すべく導電率を検出する手段が設けられていることが通常である。このため、本発明では、冷却水管理に必要な温度検出手段と導電率検出手段とを用いて凝固点降下剤の濃度を推定するため、既存の構成を利用し、濃度計の設置を要することなく凝固点降下剤の濃度測定をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一又は同様の要素には同一の符号を付して説明を省略するものとする。
【０００８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成図である。なお、図１では、一部構成の接続関係を省略するものとする。同図に示すように、燃料電池冷却システム１は、燃料電池１０と、冷却水循環系２０と、イオン交換除去フィルタ３０と、温度センサ（温度検出手段）４０と、導電率センサ（導電率検出手段）５０と、濃度推定演算部（濃度推定手段）６０と、報知部（報知手段）７０と、制御コントローラ（出力制御手段、流量調整手段、冷却性能制御手段）８０とを備えている。
【０００９】
燃料電池１０は、燃料ガスである水素ガスと酸化剤ガスである酸素とを反応させることにより発電を行うものであって、水素ガスが供給される燃料極１１と酸素を含む空気が供給される酸化剤極１２とを有している。これら両極は電解質を挟んで重ね合わされて発電セルを構成しており、燃料電池１０は、複数の発電セルが多段積層されたスタック構造となっている。
【００１０】
冷却水循環系２０は、発電によって燃料電池１０の温度が高温となり過ぎないように燃料電池１０を冷却水により冷却するものであって、凝固点を降下させる凝固点降下剤（例えばエチレングリコール）を含んだ冷却水を循環させることにより、燃料電池１０を冷却するものである。この冷却水循環系２０は、冷却水循環配管２１とラジエータ（冷却手段）２２と冷却水ポンプ２３とを含んで構成されている。
【００１１】
冷却水循環配管２１は、冷却水を循環させるための流路となるものである。ラジエータ２２は、燃料電池１０を冷却したことにより温度上昇した冷却水を再冷却するものである。なお、ラジエータ２２の近傍にはラジエータファン（図示せず）が設けられており、ラジエータ２２は、ラジエータファンからの送風によって熱交換が促進されるようになっている。冷却水ポンプ２３は、ラジエータ２２によって冷却された冷却水を燃料電池１０に送り込む動力源となるもので、ラジエータ２２から燃料電池１０に至るまでの冷却水循環配管２１上に設けられている。
【００１２】
イオン交換除去フィルタ３０は、燃料電池１０や冷却水循環配管２１などの構成材料から冷却水にイオンが序々に溶け出し、冷却水の導電率が上昇してしまうことを抑制するためのものである。このイオン交換除去フィルタ３０は、燃料電池１０からラジエータ２２に至るまでの冷却水循環配管２１上に設けられており、冷却水の循環中において冷却水内のイオンを除去することで、冷却水の導電率上昇を抑える。
【００１３】
温度センサ４０は、冷却水循環系２０において循環させられる冷却水の温度を検出するものである。この温度センサ４０は、燃料電池１０からイオン交換除去フィルタ３０に至るまでの冷却水循環配管２１上に設けられており、冷却水の温度に応じた信号を濃度推定演算部６０に出力する構成となっている。
【００１４】
導電率センサ５０は、冷却水循環系２０において循環させられる冷却水の導電率を検出するものである。この導電率センサ５０は、燃料電池１０から温度センサ４０に至るまでの冷却水循環配管２１上に設けられており、冷却水の導電率に応じた信号を濃度推定演算部６０に出力する構成となっている。
【００１５】
濃度推定演算部６０は、温度センサ４０により検出された温度及び導電率センサ５０により検出された導電率から、冷却水に含まれる凝固点降下剤の濃度を推定するものである。また、濃度推定演算部６０は、推定した濃度が予め定めた所定濃度を超える場合、その旨の信号を報知部７０に送信する。
【００１６】
報知部７０は、推定濃度が所定濃度を超える旨の信号を濃度推定演算部６０から受信した場合、その旨を利用者に報知するものであって、例えばスピーカにより構成されている。なお、報知部７０は、特にスピーカに限らず、画像表示等により報知を行う構成であってもよい。
【００１７】
制御コントローラ８０は、本システム１の全体を制御するものであり、特には燃料電池１０の出力を制御する機能、冷却水循環系２０において循環させられる冷却水の循環流量を調節する機能、及び、ラジエータ２２による冷却水の冷却性能を制御する機能を有している。なお、制御コントローラ８０は、燃料電池１０の出力を制御するにあたり、燃料電池１０に供給する燃料ガスや酸化剤ガスの流量を制御したり、運転圧力を制御したりする。また、制御コントローラ８０は、冷却水の循環流量を調節するにあたり、冷却水ポンプ２３の回転数を制御する。また、制御コントローラ８０は、冷却水の冷却性能を制御するにあたり、ラジエータファンの送風を制御する。
【００１８】
次に、図２及び図３を参照して、濃度推定演算部６０による濃度推定を説明する。図２は、冷却水導電率と冷却水温度との相関を示すグラフであり、（ａ）は凝固点降下剤の濃度がαであるときの導電率と温度との相関を示し、（ｂ）は凝固点降下剤の濃度がβであるときの導電率と温度との相関を示している。なお、図２において縦軸は導電率を示し、横軸は温度を示している。
【００１９】
まず、図２（ａ）に示すように、溶液の導電率は溶液の温度によって変化する。例えば、塩化ナトリウム水溶液では、温度が１℃上昇するにつき導電率は約２．１５％上昇することが知られている。このように、溶液の導電率は温度に依存するため、濃度推定演算部６０は、温度センサ４０からの信号を入力した後、導電率センサ５０により検出された導電率について、温度による影響分を削除する。
【００２０】
具体的に濃度推定演算部６０は、検出された導電率に温度換算係数Ａを掛けることで、温度影響分を削除する。図２（ａ）に示すように、導電率がＳｔ１と検出された場合、この導電率Ｓｔ１に温度換算係数Ａを掛けることで、導電率Ｓｔｃという値が得られる。また、同様に、導電率がＳｔ２と検出された場合であっても、この導電率Ｓｔ２に温度換算係数Ａを掛けることで、導電率Ｓｔｃという値が得られる。
【００２１】
なお、上記のように、導電率に温度換算係数Ａを掛けてＳｔｃという値が得られるのは、図２（ａ）に示すように、冷却水の濃度がαである場合である。図２（ｂ）に示すように、溶液の導電率は、濃度によっても変化する。例えば、塩化ナトリウムが５重量％の水溶液では導電率が６９ｍＳ／ｃｍであり、１０重量％の水溶液では導電率が１２１ｍＳ／ｃｍであり、１５重量％の水溶液では導電率が１６４ｍＳ／ｃｍである。なお、これら溶液の温度条件は同じとしている。
【００２２】
上記のように、濃度がβ（＜α）となった場合、導電率は低下する。このため、同じ温度Ｔ２で導電率を検出したとしても、濃度αでは導電率Ｓｔ２であったのに対し、濃度βでは導電率Ｓｔ２よりも低い導電率Ｓｔ２’となる。従って、温度による影響分を除去すべく係数Ａを導電率Ｓｔ２’に掛けると、得られる値はＳｔｃとならない。具体的には、図２（ｂ）に示すように、導電率Ｓｔ２’に係数Ａを掛けた値とＳｔｃとには値Ｓｄｉｆだけの差が生じる。
【００２３】
ここで、Ｓｔ２’×Ａ＝Ｓｔ２×Ｂとすると、Ｓｔ２×Ａ＝Ｓｔ２×Ｂ＋Ｓｄｉｆなる関係式が成立する。従って、係数Ｂは以下の式（１）に示す値と言える。
【００２４】
Ｂ＝（Ａ×Ｓｔ−Ｓｄｉｆ）／Ｓｔ・・・・・・・・・・・（１）
濃度推定演算部６０は、この式（１）により得られた値Ｂから、凝固点降下剤の濃度を推定する。図３は、値Ｂと冷却水の濃度との相関を示すグラフである。図３において縦軸は、値Ｂを示し、横軸は凝固点降下剤の濃度を示している。同図に示すように、式（１）により値Ｂが得られると、凝固点降下剤の濃度が明らかとなる。なお、図３に示す相関は、凝固点降下剤をエチレングリコールとし、実験を行った結果から得られたものである。
【００２５】
次に、第１実施形態に係る燃料電池冷却システム１の詳細動作を説明する。図４は、第１実施形態に係る燃料電池冷却システム１の詳細動作の一例を示すフローチャートである。なお、図４に示す例では、凝固点降下剤としてエチレングリコールが用いられており、濃度推定演算部６０はエチレングリコール濃度を推定するものとする。
【００２６】
まず、図４に示すように、導電率センサ５０により冷却水循環系２０において循環させられる冷却水の導電率が検出される（Ｓ１）。次いで、温度センサ４０により冷却水循環系２０において循環させられる冷却水の温度が検出される（Ｓ２）。
【００２７】
そして、濃度推定演算部６０は、図２及び図３を参照して説明したように、エチレングリコール濃度を推定する（Ｓ３）。その後、濃度推定演算部６０は、推定したエチレングリコール濃度が、所定濃度を超えるか否かを判断する（Ｓ４）。ここで、所定濃度は、予め実験等により求めることができ、エチレングリコール濃度が過剰に高まり、冷却水の動粘性が増加して冷却水の循環流量が少なくなり、燃料電池の冷却性能が低下してしまう程度に設定される。
【００２８】
エチレングリコール濃度が所定濃度を超えていないと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、エチレングリコール濃度が所定濃度を超えたと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、報知部７０は、濃度上昇警告ランプをモニタ表示する（Ｓ５）。次いで、制御コントローラ８０は、可能放熱量を算出する（Ｓ６）。すなわち、制御コントローラ８０は、エチレングリコール濃度が所定濃度を超え、冷却水の循環流量が少なくなった状態において、冷却水循環によりどの程度燃料電池１０の放熱を行うことができるかを算出する。
【００２９】
図５は、図４に示したステップＳ６の詳細を示す説明図である。図５に示すように、エチレングリコール濃度と可能放熱量との間には一定の相関がある。このため、制御コントローラ８０は、図５に示すようなデータを記憶しておき、記憶したデータに基づいて可能放熱量を求めることとなる。なお、図５に示す相関において、冷却水ポンプ２３の回転数はある一定の値に固定されているとする。
【００３０】
再度、図４を参照する。可能放熱量を求めた後、制御コントローラ８０は、燃料電池１０の現在の出力量を測定する（Ｓ７）。そして、制御コントローラ８０は、測定した燃料電池１０の現在の出力量から、放熱すべき熱量（必要放熱量）を算出する（Ｓ８）。
【００３１】
図６は、図４に示したステップＳ８の詳細を示す説明図である。図６に示すように、出力と必要放熱量との間には一定の相関がある。このため、制御コントローラ８０は、図６に示すようなデータを予め記憶しておき、記憶したデータに基づいて必要放熱量を求めることとなる。
【００３２】
再度、図４を参照する。必要放熱量を求めた後、制御コントローラ８０は、必要放熱量が可能放熱量を超えるか否かを判断する（Ｓ９）。ここで、必要放熱量が可能放熱量を超えないと判断した場合（Ｓ９：ＮＯ）、処理はステップＳ７に移行する。一方、必要放熱量が可能放熱量を超えたと判断した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、制御コントローラ８０は、燃料電池１０の出力を制限する（Ｓ１０）。その後、図４に示す処理は終了することとなる。
【００３３】
このようにして、第１実施形態に係る燃料電池冷却システム１によれば、温度センサ４０により検出された温度及び導電率センサ５０により検出された導電率から、冷却水に含まれる凝固点降下剤の濃度を推定することとしている。ここで、一般的な燃料電池冷却システムでは、燃料電池を好適に冷却できるように冷却水の温度を測定するセンサを備えているのが通常である。また、同様に、一般的な燃料電池冷却システムでは、燃料電池からの冷却水を通じて漏電してしまうことを防止すべく導電率を検出するセンサが設けられていることが通常である。このため、本実施形態では、冷却水管理に必要な温度センサ４０と導電率センサ５０とを用いて凝固点降下剤の濃度を推定するため、既存の構成を利用し、濃度計の設置を要することなく凝固点降下剤の濃度測定をすることができる。なお、本実施形態において濃度推定演算部６０をＣＰＵの一機能としておけば濃度推定演算部６０の追加による構成上の複雑化は生じない。
【００３４】
また、推定された濃度が所定濃度を超える場合、その旨を利用者に報知する報知部７０を備えているため、凝固点降下剤の濃度が高くなり、冷却水の動粘性が増加して冷却水の循環に多くの電力を消費する状態であることを、利用者に報知することができる。
【００３５】
また、推定された濃度が所定濃度を超える場合、燃料電池１０の出力を制限することとしている。このため、冷却水の動粘性が増加して冷却水の循環流量が少なくなり、燃料電池の冷却性能が低下してしまっても、冷却性能を上回る発電を制限し、オーバーヒートや冷却水の過剰上昇を防止することができる。
【００３６】
なお、第１実施形態では、推定された濃度が所定濃度を超える場合、燃料電池１０の出力を制限することとしているが、これに限らず、例えば以下の対応を取ることとしてもよい。
【００３７】
例えば、濃度推定演算部６０により推定された濃度が所定濃度を超える場合、制御コントローラ８０は、冷却水循環系２０において循環させられる冷却水の循環流量を増加させることとする。これにより、冷却水の動粘性が増加して冷却水の循環流量が少なくなり、燃料電池１０の冷却性能が低下してしまうことを防止することができる。
【００３８】
また、濃度推定演算部６０により推定された濃度が所定濃度を超える場合、制御コントローラ８０は、ラジエータファンによる送風を強くし、ラジエータ２２による冷却水の冷却性能を向上させることとする。これにより、冷却水の動粘性が増加して冷却水の循環流量が少なくなったとしても、冷却水が一層冷やされた状態で循環させられることとなり、燃料電池１０の冷却性能が低下してしまうことを防止することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る燃料電池冷却システムは、第１実施形態のものと同様であるが、構成及び処理内容が第１実施形態のものと一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【００４０】
図７は、本発明の第２実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成図である。同図に示すように、第２実施形態に係る燃料電池冷却システム２は、新たに水供給系（水供給手段）９０を備えている。
【００４１】
水供給系９０は、冷却水循環系２０に水を供給するものであり、純水リザーバータンク９１と、水供給管９２と、純水供給バルブ９３とを備えている。純水リザーバータンク９１は純水を蓄えておくものである。水供給管９２は、純水リザーバータンク９１から水供給系９０に純水を導くものであり、一端が純水リザーバータンク９１に接続され、他端がラジエータ２２から冷却水ポンプ２３に至るまでの冷却水循環配管２１に接続されている。純水供給バルブ９３は、冷却水循環配管２１に設けられ、開度を調節することにより、純水リザーバータンク９１から冷却水循環系２０への水の供給量を調節するものである。
【００４２】
また、上記の如く水供給系９０を備えるため、第２実施形態に係る制御コントローラ８０は、濃度推定演算部６０により推定された濃度が所定濃度を超える場合、凝固点降下剤の濃度が所定濃度以下となる分量の水を算出し、算出した分量の水を供給するように純水供給バルブ９３を制御する。これにより、第２実施形態では、凝固点降下剤の濃度を低くし、冷却水の動粘性が増加して冷却水の循環に多くの電力を消費する状態を解消するようにしている。
【００４３】
次に、第２実施形態に係る燃料電池冷却システム２の詳細動作を説明する。図８は、第１実施形態に係る燃料電池冷却システム２の詳細動作の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示す例では、凝固点降下剤としてエチレングリコールが用いられており、濃度推定演算部６０はエチレングリコール濃度を推定するものとする。また、図８に示すステップＳ１１〜Ｓ１５の処理は、図４に示すステップＳ１〜Ｓ５の処理と同じであるため、説明を省略する。
【００４４】
図８に示すように、濃度上昇警告ランプをモニタ表示した後（Ｓ１５の後）、制御コントローラ８０は、純水供給バルブ９３を開ける（Ｓ１６）。これにより、制御コントローラ８０は、純水を冷却水循環系２０に導入させる（Ｓ１７）。このとき、制御コントローラ８０は凝固点降下剤の濃度が所定濃度以下となる分量の水を算出し、算出した分量の水を供給する純水供給バルブ９３を制御する。その後、図８に示す処理は終了する。
【００４５】
このようにして、第２実施形態に係る燃料電池冷却システム２によれば、第１実施形態と同様に、既存の構成を利用し、濃度計の設置を要することなく凝固点降下剤の濃度測定をすることができ、凝固点降下剤の濃度が高くなり、冷却水の動粘性が増加して冷却水の循環に多くの電力を消費する状態であることを、利用者に報知することができる。
【００４６】
さらに、第２実施形態によれば、推定された濃度が所定濃度を超える場合、冷却水の凝固点降下剤の濃度が所定濃度以下となる分量の水を冷却水循環系２０に供給することとしている。このため、冷却水の動粘性が増加して冷却水の循環に多くの電力を消費する状態を解消することができる。
【００４７】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態に係る燃料電池冷却システムは、第２実施形態のものと同様であるが、構成及び処理内容が第２実施形態のものと一部異なっている。以下、第２実施形態との相違点を説明する。
【００４８】
第３実施形態に係る燃料電池冷却システム３は、新たに凝固点降下剤供給系（凝固点降下剤供給手段）を備えている。この凝固点降下剤供給系は、第２実施形態において示した水供給系９０と同様の構成であり、水供給系９０が冷却水循環系２０に対して純水を供給するのに対し、凝固点降下剤供給系は冷却水循環系２０の冷却水に凝固点降下剤を供給する構成となっている。
【００４９】
また、第３実施形態に係る制御コントローラ８０は、濃度推定演算部６０により推定された凝固点降下剤の濃度が規定濃度を下回るか否かを判断する構成となっており、報知部７０は、推定された濃度が規定濃度を下回る場合、その旨を利用者に報知する構成となっている。このため、第３実施形態では、凝固点降下剤の濃度が低くなり、冷却水が凍結しやすい状態になったことを、利用者に報知することとなる。
【００５０】
さらに、第３実施形態では、濃度推定演算部６０により推定された凝固点降下剤の濃度が規定濃度を下回る場合、制御コントローラ８０は、凝固点降下剤の濃度が規定濃度以上となる分量の凝固点降下剤を算出し、算出した分量の凝固点降下剤を冷却水循環系２０の冷却水に供給することとなる。これにより、第３実施形態では、凝固点降下剤の濃度が低くなって、冷却水が凍結しやすい状態を解消するようにしている。
【００５１】
次に、第３実施形態に係る燃料電池冷却システム３の詳細動作を説明する。まず、第３実施形態に係る燃料電池冷却システム３では、図８に示したステップＳ１１〜Ｓ１３と同様の処理が実行される。その後、濃度推定演算部６０は、推定したエチレングリコール濃度が、規定濃度を下回るか否かを判断する。ここで、規定濃度は、予め実験等により求めることができ、エチレングリコール濃度が低下し、冷却水が凍結しやすい状態となった程度の濃度とされる。具体的に規定濃度は、使用環境下で最低と考えられる温度（本システム１が日本向けの車両に搭載される場合は−３０℃など）で冷却水が凍結してしまう程度に設定することが望ましい。
【００５２】
次いで、推定したエチレングリコール濃度が規定濃度を下回らない場合、図８に示したステップＳ１１〜Ｓ１３と同様の処理が再度実行され、規定濃度を下回る場合、報知部７０により濃度上昇警告ランプがモニタ表示される。その後、凝固点降下剤供給系からエチレングリコールが冷却水に供給され、処理は終了する。
【００５３】
このようにして、第３実施形態に係る燃料電池冷却システム３によれば、第２実施形態と同様に、既存の構成を利用し、濃度計の設置を要することなく凝固点降下剤の濃度測定をすることができる。
【００５４】
さらに、第３実施形態によれば、推定された濃度が規定濃度を下回る場合、その旨を利用者に報知する報知手段をさらに備えるため、凝固点降下剤の濃度が低くなり、冷却水が凍結しやすい状態になったことを、利用者に報知することができる。
【００５５】
また、推定された濃度が規定濃度を下回る場合、冷却水の凝固点降下剤の濃度が所定濃度以下となる分量の凝固点降下剤を冷却水循環系２０の冷却水に供給することとしている。このため、凝固点降下剤の濃度が低くなり、冷却水が凍結しやすい状態を解消することができる。
【００５６】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、凝固点降下剤はエチレングリコールに限らず、他のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成図である。
【図２】冷却水導電率と冷却水温度との相関を示すグラフであり、（ａ）は凝固点降下剤の濃度がαであるときの導電率と温度との相関を示し、（ｂ）は凝固点降下剤の濃度がβであるときの導電率と温度との相関を示している。
【図３】値Ｂと冷却水の濃度との相関を示すグラフである。
【図４】第１実施形態に係る燃料電池冷却システムの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４に示したステップＳ６の詳細を示す説明図である。
【図６】図４に示したステップＳ８の詳細を示す説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成図である。
【図８】第１実施形態に係る燃料電池冷却システムの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１〜３…燃料電池冷却システム
１０…燃料電池
１１…燃料極
１２…酸化剤極
２０…冷却水循環系
２１…冷却水循環配管
２２…ラジエータ（冷却手段）
２３…冷却水ポンプ
３０…イオン交換除去フィルタ
４０…温度センサ（温度検出手段）
５０…導電率センサ（導電率検出手段）
６０…濃度推定演算部（濃度推定手段）
７０…報知部（報知手段）
８０…制御コントローラ（流量調整手段、冷却性能制御手段、出力制御手段）
９０…水供給系（水供給手段）
９１…純水リザーバータンク
９２…水供給管
９３…純水供給バルブ
【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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【図８】
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