(57)【要約】【課題】装置を大型化させずに燃料電池の動作温度範囲を所定の温度範囲に維持することのできる燃料電池の温度制御装置を提供すること。【解決手段】空気が供給されて発電をおこなうとともに、その発電にともなって熱が発生し、その熱によって温度が上昇する発電部２を備えている燃料電池の温度制御装置において、前記発電部２に供給される空気を介することによる前記発電にともなって前記発電部２に生じた熱の放散を、前記空気の供給量を増減することにより増減し、前記発電部２の温度を制御するように構成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が供給されて発電をおこなうとともに、その発電にともなって熱が発生し、その熱によって温度が上昇する発電部を備えている燃料電池の温度制御装置において、
前記発電部に供給される空気を介することによる前記発電にともなって前記発電部に生じた熱の放散を、前記空気の供給量を増減することにより増減し、前記発電部の温度を制御するように構成されていること
を特徴とする燃料電池の温度制御装置。
【請求項２】
前記発電部における電解質膜を挟んでカソード側に、前記発電部に前記空気を供給するための外気に対して開口している複数の互いに平行なチャンネルが設けられており、
そのチャンネルに導入する前記空気の供給量を増大させることにより前記発電にともなって前記発電部に生じた熱の放散を増大させて前記発電部の温度を低減させ、前記チャンネルに導入する前記空気の供給量を減少させることにより前記発電にともなって前記発電部に生じた熱の放散を減少させて前記発電部の温度を増大させて前記発電部の温度を所定の温度範囲に制御するように構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の燃料電池の温度制御装置。
【請求項３】
前記チャンネルの内部に前記空気を導入する流入孔側もしくは前記チャンネルの内部に導入した空気を排出する排出孔側に、前記チャンネルの内部に前記空気を導入するファンが設けられ、
該ファンは、前記チャンネルの内部に発電のための前記空気を導入し、かつ前記チャンネルの内部に導入した前記空気とともに前記発電にともなって前記発電部で生じた熱を前記外気に対して排出するように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池の温度制御装置。
【請求項４】
前記チャンネルに前記発電部の温度を検出する温度センサが設けられており、
前記温度センサによって検出される前記発電部の温度に基づいて前記ファンを制御する制御部がさらに設けられていること
を特徴とする請求項３に記載の燃料電池の温度制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記発電部の温度を所定温度範囲に維持するために必要とする前記チャンネルの内部に導入する前記空気の供給量を、前記温度センサによって検出される前記発電部の温度に基づいて前記ファンの動作電圧を制御することにより調整するように構成されている
ことを特徴とする請求項３または４に記載の燃料電池の温度制御装置。
【請求項６】
前記ファンは、直流電動式ファンを含み、
前記制御部は、前記温度センサによって検出された前記発電部の温度が所定温度以下の場合に前記直流電動式ファンの動作電圧を減少させることにより前記チャンネルの内部に導入する前記空気の供給量を減少させ、前記温度センサによって検出された前記発電部の温度が所定温度以上の場合に前記直流電動式ファンの動作電圧を増大させることにより前記チャンネルの内部に導入する前記空気の供給量を増大させて前記発電部の温度が所定温度範囲に維持されるように構成されていること
を特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の燃料電池の温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電にともなって熱が発生し、その熱によって温度が上昇する発電部を備えた燃料電池の温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸化触媒の存在下で、酸素などの酸化剤によって燃料を酸化させて発電をおこなう燃料電池が従来開発されている。燃料電池の発電部における発電反応は発熱反応であるから、反応熱によって発電部の温度が上昇して発電効率が変化したり、発電部や燃料電池全体の耐久性が低下したりする。例えばメタノールを燃料として使用するダイレクトメタノール型燃料電池（ＤＭＦＣと称することがある。）では、発電部の温度が過大になると、アノードに供給されたメタノールがカソードで直接酸化されるメタノールクロスオーバー現象が発生して発電効率が低下する。したがって、燃料電池の発電部の温度を所定の温度範囲に制御することが従来検討されており、その一例が特許文献１に記載されている。特許文献１には、燃料電池スタックに、熱交換器として機能する熱制御装置によって冷却したり、暖めた熱輸送媒体を供給することにより、燃料電池スタックを冷却したり、暖めることにより燃料電池スタックの温度を制御できるように構成された発明が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、車両のエンジンルームに配置した燃料電池スタックの熱を水などの熱輸送媒体によってラジエターに供給して冷却し、ラジエターで冷却された熱輸送媒体を燃料電池スタックに供給することにより燃料電池スタックを冷却するように構成された発明が記載されている。
【０００４】
特許文献３には、燃料電池を寒冷環境におけるバックアップ電源として使用するために、燃料電池の動作温度が所定温度以下の場合にヒーターを駆動して燃料電池を暖め、燃料電池の動作温度が所定温度以上の場合にヒーターを停止するように構成された発明が記載されている。
【０００５】
特許文献４には、燃料電池スタックで発生した熱を冷媒によって熱交換器に熱輸送し、熱交換器に熱伝達可能に接続されたラジエターから燃料電池スタックで発生した熱を放熱するように構成された発明が記載されている。そして、放熱して冷却された冷媒と燃料電池スタックの熱を奪って温度が上昇した冷媒とを混合して燃料電池スタックに供給することにより燃料電池スタックの温度が所定の温度範囲に維持されるよう構成されている。
【０００６】
特許文献５には、積層された膜・電極接合体に燃料および酸素を供給するためのバイポーラ−プレートの一端部に熱輸送部を設けることにより、発電反応によって生じた熱を熱輸送部から膜・電極接合体の外部に熱輸送するように構成された発明が記載されている。
【０００７】
特許文献６には、水を熱輸送媒体として使用し、水によって発電にともなって発電部で発生した熱を奪って冷却するように構成された発明が記載されている。
【０００８】
特許文献７には、形状記憶合金によって形成されたサーマルコネクタを発電部とラジエターとの間に配置し、発電部が所定の温度になった場合に、サーマルコネクタが伸張して発電部とラジエターとを熱伝達可能に接続することにより発電部の熱をラジエターに熱輸送して発電部を冷却するように構成された発明が記載されている。
【０００９】
特許文献８には、燃料電池の発電部と熱交換器とを一体化して形成し、熱交換器に熱交換流体を流動させることにより、熱交換器に一体化している発電部の温度勾配を所定の範囲に維持するように構成された発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２４６５７８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００９／０１８３９３６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０２７５２８１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／０１４１４２０号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／０００８９１１号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００４／０２１９４０７号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００４／０１７０８７９号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００４／００２８９７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した特許文献１ないし特許文献８に記載された発明によれば、発電によって発電部に生じた熱をラジエターや熱交換器に熱輸送して燃料電池の外部に放熱するから、発電部の温度を所望の動作温度範囲に維持することができる。しかしながら、特許文献１ないし特許文献８に記載された装置を携帯型燃料電池の温度制御に使用するためにはラジエターや熱交換器などの冷却装置が必要となり、装置が大型化する虞がある。また、特許文献１ないし特許文献８に記載された構成では、発電部の温度を熱交換器などの外部装置によって温度制御するように構成されているので、発電部の温度を正確に制御できない虞があり、この点でも改良の余地があった。
【００１２】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、装置を大型化させずに燃料電池の動作温度範囲を所定の温度範囲に維持することのできる燃料電池の温度制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、空気が供給されて発電をおこなうとともに、その発電にともなって熱が発生し、その熱によって温度が上昇する発電部を備えている燃料電池の温度制御装置において、前記発電部に供給される空気を介することによる前記発電にともなって前記発電部に生じた熱の放散を、前記空気の供給量を増減することにより増減し、前記発電部の温度を制御するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記発電部における電解質膜を挟んでカソード側に、前記発電部に前記空気を供給するための外気に対して開口している複数の互いに平行なチャンネルが設けられており、そのチャンネルに導入する前記空気の供給量を増大させることにより前記発電にともなって前記発電部に生じた熱の放散を増大させて前記発電部の温度を低減させ、前記チャンネルに導入する前記空気の供給量を減少させることにより前記発電にともなって前記発電部に生じた熱の放散を減少させて前記発電部の温度を増大させて前記発電部の温度を所定の温度範囲に制御するように構成されていることを特徴とする燃料電池の温度制御装置である。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記チャンネルの内部に前記空気を導入する流入孔側もしくは前記チャンネルの内部に導入した空気を排出する排出孔側に、前記チャンネルの内部に前記空気を導入するファンが設けられ、該ファンは、前記チャンネルの内部に発電のための前記空気を導入し、かつ前記チャンネルの内部に導入した前記空気とともに前記発電にともなって前記発電部で生じた熱を前記外気に対して排出するように構成されていることを特徴とする燃料電池の温度制御装置である。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記チャンネルに前記発電部の温度を検出する温度センサが設けられており、前記温度センサによって検出される前記発電部の温度に基づいて前記ファンを制御する制御部がさらに設けられていることを特徴とする燃料電池の温度制御装置である。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項３または４の発明において、前記制御部は、前記発電部の温度を所定温度範囲に維持するために必要とする前記チャンネルの内部に導入する前記空気の供給量を、前記温度センサによって検出される前記発電部の温度に基づいて前記ファンの動作電圧を制御することにより調整するように構成されていることを特徴とする燃料電池の温度制御装置である。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれかの発明において、前記ファンは、直流電動式ファンを含み、前記制御部は、前記温度センサによって検出された前記発電部の温度が所定温度以下の場合に前記直流電動式ファンの動作電圧を減少させることにより前記チャンネルの内部に導入する前記空気の供給量を減少させ、前記温度センサによって検出された前記発電部の温度が所定温度以上の場合に前記直流電動式ファンの動作電圧を増大させることにより前記チャンネルの内部に導入する前記空気の供給量を増大させて前記発電部の温度が所定温度範囲に維持されるように構成されていることを特徴とする燃料電池の温度制御装置である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、発電部に供給される空気を介した熱の放散が、発電部に供給する空気の供給量を増大させることにより増大され、発電部の温度が低減される。すなわち発電部に供給する空気流によって熱を奪われて発電部の温度が低減される。また発電部に供給される空気の供給量を減少させることにより、発電にともなって発電部に生じた熱の放散が抑制されて発電部の温度が上昇させられる。すなわち、発電部に生じた熱の放散を、発電部に供給する空気量を増減させることにより増減するように構成されている。したがって、発電部に供給する空気量を増減させることにより発電部の温度を制御することができる。また、発電部に対する空気の供給量を増減させることにより発電部の温度を制御するので、ラジエターや熱交換器を使用して発電部の温度を制御する場合に比較して装置を簡素化でき、かつ小型化できる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、発電部における電解質膜を挟んでカソード側に、発電部に空気を供給するためのチャンネルが設けられ、チャンネルに導入する空気の供給量を増大させることにより発電部に生じた熱が奪われて低減される。これとは反対に、チャンネルに導入する空気の供給量を減少させることにより発電にともなって発電部に生じた熱の放散が抑制されて発電部の温度が上昇させられる。すなわち、チャンネルに導入する空気の供給量を増減することにより発電部の温度を所定の温度範囲に維持するように制御するので、ラジエターや熱交換器を使用して発電部の温度を制御する場合に比較して装置を簡素化でき、かつ小型化できる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明による効果と同様の効果に加えて、チャンネルの流入口側もしくは排出孔側にチャンネルに空気を導入するためのファンが設けられており、ファンによってチャンネルに導入される空気とともに発電部に生じた熱を装置外部に排出するようになっている。したがって、ファンによってチャンネルに導入する空気の供給量を増減することにより発電部の温度を所定の温度範囲に維持できる。また、ファンによって発電部の温度を制御するように構成されているので、ラジエターや熱交換器を使用して発電部の温度を制御する場合に比較して装置を簡素化でき、かつ小型化できる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明による効果と同様の効果に加えて、チャンネルに発電部の温度を検出するための温度センサと、温度センサによって検出された温度に基づいてファンの駆動を制御する制御部とが設けられている。すなわち、発電部の温度に応じてファンの駆動を制御することによりチャンネルに導入する空気の供給量を増減できる。したがって、発電部の温度を所定の温度範囲に維持できる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、請求項３または４の発明による効果と同様の効果に加えて、温度センサによって検出される温度に基づいて、発電部の温度を所定の温度範囲に維持するために必要とする空気の供給量をチャンネルに導入するようにファンの動作電圧が制御されるように構成されている。したがって、発電部の温度が高い場合には、ファンの動作電圧を増大させ、空気の供給量を増大させることにより発電部を冷却でき、発電部の温度が低い場合には、ファンの動作電圧を低減させ、空気の供給量を減少させることにより発電部の温度を上昇させることができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、請求項３ないし５のいずれかの発明による効果と同様の効果に加えて、制御部は、温度センサによって検出された温度が所定温度以下の場合に、直流電動式ファンの動作電圧を低減させてチャンネルに導入する空気の供給量を減少させ、温度センサによって検出された温度が所定温度以上の場合に、直流電動式ファンの動作電圧を増大させてチャンネルに導入する空気の供給量を増大させるように構成されている。したがって、温度センサによって検出される発電部の温度が所定温度以下の場合には、チャンネルにおける空気の流動を抑制もしくは停止させることにより空気を介した発電部の熱の放散を抑制して発電部の温度を上昇させることができる。また、温度センサによって検出される発電部の温度が所定温度以上の場合には、直流電動式ファンの動作電圧を増大させ、チャンネルに導入する空気の供給量を増大させることにより発電部に生じた熱のチャンネルからの放散量を増大できる。その結果、発電部の温度を所定の温度範囲に維持することができる。さらにまた、直流電動式ファンを使用するので、交流電動式ファンを使用する場合に比較して消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係る燃料電池の温度制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示した空気供給チャンネルの他の構成を模式的に示す図である。
【図３】この発明に係る燃料電池の温度制御装置を適用できる燃料電池スタックの要部構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
つぎにこの発明をより具体的に説明する。図３に、この発明に係る燃料電池の温度制御装置を適用できる燃料電池スタックの要部構成を模式的に示してある。燃料電池スタック１は、膜・電極接合体（以下、ＭＥＡと記す。）２を備え、ＭＥＡ２は、実質的な燃料電池に相当する部分であり、すなわち発電部であり、従来一般的に知られている構成のものと同様のものを使用することができる。
【００２７】
ＭＥＡ２を挟んでその両側に、ＭＥＡ２に燃料および酸化剤としての空気、すなわち酸素を供給するためのバイポーラ−プレート３が設けられている。バイポーラ−プレート３は、プレート形状に形成されていて一方の面に燃料電池スタック１の外部から取り入れた空気をＭＥＡ２に供給するための空気供給チャンネル４が互いに平行な直線形状に複数形成されている。空気供給チャンネル４間にはリブ５が形成されていて、リブ５とＭＥＡ２とが接触するようになっている。
【００２８】
一方、バイポーラ−プレート３の他方の面には、図示しない燃料タンクに貯留された燃料をＭＥＡ２に供給するための燃料供給チャンネル（図示せず）が蛇状に蛇行して形成されている。なお、バイポーラ−プレート３は、例えば所定の合成樹脂材料あるいは合成樹脂材料と補強のための繊維材料とを組み合わせた繊維強化プラスチックなどによって形成することができる。また、ＭＥＡ２において、バイポーラ−プレート３の空気供給チャンネル４が配置される側が燃料電池のカソード、すなわち空気極に相当し、燃料供給チャンネルが配置される側が燃料電池のアノード、すなわち燃料極に相当する。
【００２９】
また、燃料電池スタック１は、交互に積層したＭＥＡ２とバイポーラ−プレート３とを挟み込むためのカソード側エンドプレート６とアノード側エンドプレート７とを備えている。カソード側エンドプレート６は、一方の面に外部から取り入れた空気をＭＥＡ２に供給するための空気供給チャンネル４が形成されており、前述したように積層したＭＥＡ２のカソード側に配置される。アノード側エンドプレート７は、一方の面に燃料をＭＥＡ２に供給するための燃料供給チャンネル（図示せず）が形成されており、前述したように積層したＭＥＡ２のアノード側に配置される。
【００３０】
エンドプレート６，７には、積層したＭＥＡ２とバイポーラ−プレート３とを連結して固定するための連結固定部６ａ，７ａがそれぞれ設けられている。カソード側エンドプレート６の連結固定部６ａは、カソード側エンドプレート６において、アノード側エンドプレート７に形成された連結固定部７ａに対応する位置に形成されている。連結固定部６ａ，７ａは、積層したＭＥＡ２とバイポーラ−プレート３とを連結して固定するためのものであるから、連結固定部６ａ，７ａは、例えば雌部に雄部を嵌め込むことにより係合するように構成された係合部材を使用することができる。また、連結固定部６ａ，７ａは、例えばボルトやリベットなどの締結部材を通すための孔であってもよく、ボルトを使用して固定する場合には、連結固定部６ａ，７ａのいずれか一方からボルトを通し、いずれか他方でナットによってボルトを締め付け、エンドプレート６，７で挟み込んだＭＥＡ２とバイポーラ−プレート３とを連結固定できるように構成されていればよい。要は、連結固定部６ａ，７ａは、積層されたＭＥＡ２とバイポーラ−プレート３とを固定できるように構成されていればよく、任意の部材を使用することができる。
【００３１】
カソード側エンドプレート６には、燃料供給チャンネルに発電のための燃料を導入する燃料供給孔８が形成されている。詳細は図示しないが、燃料供給孔８に供給された燃料が燃料供給チャンネルを流動してＭＥＡ２に供給されるようになっている。アノード側エンドプレート７には、燃料排出孔（図示せず）が形成されており、ＭＥＡ２において発電に寄与しなかった未反応燃料および反応残渣を燃料電池スタック１の外部に排出できるようになっている。
【００３２】
また図３に示す燃料電池スタック１は、酸化触媒の存在下で、アノードにおいて燃料が酸化されて発生した電子が電位差によってカソードに流れるように構成されている。この燃料電池スタック１が発生させた電力は電極９，１０を介して外部に出力できるようになっている。
【００３３】
図１に、この発明に係る燃料電池の温度制御装置の構成を模式的に示してある。図１において、空気供給チャンネル４の両端部は外気に対して開口しており、その一方の端部にファン１１が設けられている。ファン１１は、空気供給チャンネル４に空気を導入し、かつＭＥＡ２に空気を供給するためのものであるから、ファン１１は空気供給チャンネル４の流入孔側あるいは排出口側のいずれに配置してもよい。言い換えれば、ファン１１によって空気供給チャンネル４に空気を押し込むように構成してもよく、ファン１１によって空気供給チャンネル４に空気を引き込むように構成してもよい。図１には、ファン１１によって空気供給チャンネル４に空気を引き込むように構成した例を示してある。ファン１１には、燃料電池が発生させる電流が直流であること、また交流電動式ファン（ＡＣファンと呼ばれることがある。）の消費電力に比較して直流電動式ファン（ＤＣファンと呼ばれることがある。）の消費電力が約６０％低いことなどから、直流電動式ファン１１を使用することが好ましい。また、直流電動式ファンは、交流電動式ファンに比較して耐久性が高いこと、動作電圧を制御することにより空気の供給量を制御できることなどの利点を有しており、したがって、これらの観点からも交流電動式ファンに比較して直流電動式ファン１１を使用することが好ましい。
【００３４】
ＭＥＡ２の温度を検出するための温度センサ１２が空気供給チャンネル４に設けられている。温度センサ１２は、検出した温度を信号として出力するように構成されており、従来一般的に使用されている接触式あるいは非接触式温度センサなどの任意の温度センサを使用することができる。温度センサ１２が検出した信号は制御部１３に入力されるようになっている。
【００３５】
制御部１３は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されており、入力された温度センサ１２の検出信号に基づいて演算処理をおこない、その演算結果を直流電動式ファン１１の制御信号や動作電圧として出力し、直流電動式ファン１１の駆動を制御するように構成されている。
【００３６】
制御部１３は、例えば温度センサ１２によって検出される燃料電池スタック１の温度が５０℃以上の場合に、直流電動式ファン１１の動作電圧を増大させて直流電動式ファン１１による空気の供給量を増大させるようになっている。すなわち、温度センサ１２によって検出される燃料電池スタック１の温度が５０℃以上の場合に、空気供給チャンネル４に導入する空気量を増大させることにより、空気供給チャンネル４に熱伝達された反応熱の放散を増大できるようになっている。一方、制御部１３は、温度センサ１２によって検出される燃料電池スタック１の温度が４０℃以下の場合に、直流電動式ファン１１の動作電圧を減少させて直流電動式ファン１１の駆動を低減あるいは停止して空気の供給量を減少させるようになっている。すなわち、温度センサ１２によって検出される燃料電池スタック１の温度が４０℃以下の場合に、空気供給チャンネル４から空気を介して燃料電池スタック１の外部に放散される熱量を低減できるようになっている。
【００３７】
したがって、図１に示す構成によれば、温度センサ１２によって検出されるＭＥＡ２の温度に応じて直流電動式ファン１１の動作電圧を制御して空気供給チャンネル４に導入する空気の供給量を制御することができる。そして、空気の供給量を制御することにより、空気供給チャンネル４からの熱の放散を制御することができる。したがって、この発明に係る燃料電池の温度制御装置によれば、ＭＥＡ２の温度を所定の温度範囲に、例えば４０℃から５０℃に維持することができる。言い換えれば、ＭＥＡ２のカソードに供給する空気を、従来に比較して有効に燃料電池スタック１の冷却に使用することができる。また、温度センサ１２は、ＭＥＡ２に接触する空気供給チャンネル４に設けられている。したがって、従来のラジエターや熱交換器などの外部装置によってＭＥＡ２の温度を制御する場合に比較して、ＭＥＡ２の温度を正確に検出でき、またＭＥＡ２の温度を正確に制御できる。
【００３８】
図２に、図１に示した空気供給チャンネルの他の構成を模式的に示してある。図２において、複数の空気供給チャンネル４が形成されたプレートは、第１のプレート１４と第２のプレート１５とによって構成されており、一方の端部が外気に対して開口し、他方の端部が外気に対して閉じられている。外気に対して開口している端部側であって、第２のプレート１５側には直流電動式ファン１１が設けられている。外気に対して閉じられている端部側には、その端部とリブ５との間に折り返し部１６が形成されており、直流電動式ファン１１が駆動して第１のプレート１４の開口端部から導入された空気が折り返し部１６で折り返されて第２のプレート１５の開口端部から排出されるようになっている。
【００３９】
また図２に示す例において、第２のプレート１５に温度センサ１２が設けられており、その検出信号が制御部１３に入力されるようになっている。制御部１３は、図１に示す構成と同様に、例えば温度センサ１２によって検出される燃料電池スタック１の温度が５０℃以上の場合に、直流電動式ファン１１の動作電圧を増大させて直流電動式ファン１１による空気の供給量を増大させるようになっている。すなわち、温度センサ１２によって検出される燃料電池スタック１の温度が５０℃以上の場合に、空気供給チャンネル４に導入する空気量を増大させることにより、空気供給チャンネル４に熱伝達された反応熱の放散を増大できるようになっている。一方、温度センサ１２によって検出される燃料電池スタック１の温度が４０℃以下の場合に、直流電動式ファン１１の動作電圧を減少させて直流電動式ファン１１の駆動を低減あるいは停止するようになっている。すなわち、温度センサ１２によって検出される燃料電池スタック１の温度が４０℃以下の場合に、空気供給チャンネル４から空気を介して燃料電池スタック１の外部に放散される熱量を低減できるようになっている。
【００４０】
したがって、図２に示す構成では、第１のプレート１４から空気供給チャンネル４に導入した空気を折り返し部１６で折り返して第２のプレート１５に、すなわち空気供給チャンネル４が形成されたプレート全体に空気を行き渡らせることができる。その結果、図１に示す構成と比較して、小さな直流電動式ファン１１を使用してＭＥＡ２の温度を所定の温度範囲に、例えば４０℃から５０℃に維持することができる。また消費電力を抑制できる。このような構成は、例えば小さなファンによって燃料電池スタック１に空気を供給する場合や燃料電池スタック１の大きさに対応したファンを使用できない場合などに適用することができる。また図１に示す構成と同様に、直流電動式ファン１１の動作電圧は空気供給チャンネル４に設けられた温度センサ１２によって検出されるＭＥＡ２の温度に応じて制御されるようになっている。したがって、従来のラジエターや熱交換器などの外部装置によってＭＥＡ２の温度を制御する場合に比較して、ＭＥＡ２の温度を正確に検出でき、またＭＥＡ２の温度を正確に制御できる。
【００４１】
なお、この発明に係る燃料電池の温度制御装置をＤＭＦＣに適用した場合には、燃料電池スタックの温度を所定の温度範囲に維持できるので、燃料電池スタックの温度が過度に上昇した場合に生じるメタノールクロスオーバー現象を防止もしくは抑制できる。また、燃料電池スタックの温度を所定の温度範囲に維持できるので、ＤＭＦＣの発電効率の低下を防止もしくは抑制できる。
【符号の説明】
【００４２】
１…燃料電池スタック、  ２…ＭＥＡ、  ４…空気供給チャンネル、  １１…直流電動式ファン、  １２…温度センサ、  １３…制御部、  １４…第１のプレート、  １５…第２のプレート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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