(57)【要約】【課題】冷却水の導電率が過度に高くなるのを阻止する。【解決手段】燃燃料電池システムＡは、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタックの冷却水通路に連結され冷却水の循環路となる冷却水供給管５１と、冷却水供給管内に配置されたラジエータ５３と、冷却水供給管内に配置され、冷却水がラジエータをバイパスするためのラジエータバイパス管５４と、冷却水供給管内に配置された冷却水ポンプ５２と、ラジエータとラジエータバイパス管とに供給する冷却水量を温度に応じて制御するサーモスタット弁５５と、サーモスタット弁を囲む筐体５６と、ラジエータバイパス管内に配置されたイオン交換器５８と、筐体に熱媒体を供給する空調装置６０とを備え、空調装置により筐体内の熱媒体の温度を制御することによりサーモスタット弁の温度を調節し、ラジエータとラジエータバイパス管とに供給する冷却水量を制御する。【選択図】図１
2016018607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック内に形成された冷却水通路の入口と前記冷却水通路の出口とを前記燃料電池スタックの外部において互いに連結することにより冷却水の循環路を形成する冷却水供給管と、
前記冷却水供給管内に配置されたラジエータと、
前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータとの間の前記冷却水供給管と、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の出口と前記ラジエータとの間の前記冷却水供給管とを互いに連結するラジエータバイパス管と、
前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管内、又は、前記冷却水通路の出口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管内に配置され、冷却水を送出する冷却水ポンプと、
前記燃料電池スタックの前記冷却水通路から前記冷却水供給管内に流入した冷却水のうち前記ラジエータに供給する冷却水量と前記ラジエータバイパス管内に供給する冷却水量とを制御するサーモスタット弁であって、前記サーモスタット弁は、前記サーモスタット弁の温度が予め設定された設定温度よりも高いときには前記冷却水の全量を前記ラジエータに供給し、前記サーモスタット弁の温度が前記設定温度よりも低いときには前記冷却水の少なくとも一部を前記ラジエータバイパス管に供給すると共に残りを前記ラジエータに供給する、サーモスタット弁と、
前記ラジエータバイパス管内に配置され、冷却水のイオン交換を行うイオン交換器と、
熱媒体を循環させる熱媒体循環管と、前記熱媒体循環管内に配置され、前記熱媒体を送出する熱媒体ポンプと、前記熱媒体循環管内に配置され、空調用の空気と前記熱媒体とを互いに熱交換させる熱交換器と、を有する空調装置と、
前記熱媒体循環管内に配置されると共に、前記サーモスタット弁を囲むように設けられた筐体と、
を備え、
前記空調装置により前記筐体内の前記熱媒体の温度を制御することにより前記サーモスタット弁の温度を調節し、それにより前記ラジエータに供給する冷却水量と前記ラジエータバイパス管内に供給する冷却水量とを制御できるようにした、
燃料電池システム。
【請求項２】
前記熱媒体循環管内に配置され、前記熱媒体を加熱する電気ヒータを更に備え、
前記サーモスタット弁の温度を低下させるべきときには前記電気ヒータが停止されつつ、前記熱媒体ポンプが作動される、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記熱媒体循環管内に配置され、前記熱媒体を加熱する電気ヒータを更に備え、
前記サーモスタット弁の温度を上昇させるべきときには前記電気ヒータが作動されつつ、前記熱媒体ポンプが作動される、請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記熱媒体が水から構成されており、
前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管、又は、前記冷却水通路の出口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管と、前記熱媒体循環管とを互いに連通する連通管と、前記連通管内を流れる水の量を制御する制御弁と、を更に備え、
前記冷却水供給管内の水が前記連通管を介し前記熱媒体循環管内に流入し、前記熱媒体循環管内の水が前記連通管を介し前記冷却水供給管内に流入できるようにした、請求項１から３までのいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック内に形成された冷却水通路の入口と前記冷却水通路の出口とを前記燃料電池スタックの外部において互いに連結することにより冷却水の循環路を形成する冷却水供給管と、
前記冷却水供給管内に配置されたラジエータと、
前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータとの間の前記冷却水供給管と、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の出口と前記ラジエータとの間の前記冷却水供給管とを互いに連結するラジエータバイパス管と、
前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管内又は前記冷却水通路の出口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管内に配置され、冷却水を送出する冷却水ポンプと、
前記燃料電池スタックの前記冷却水通路から前記冷却水供給管内に流入した冷却水のうち前記ラジエータに供給する冷却水量と前記ラジエータバイパス管内に供給する冷却水量とを制御するサーモスタット弁であって、前記サーモスタット弁は、前記サーモスタット弁の温度が予め設定された設定温度よりも高いときには前記冷却水の全量を前記ラジエータに供給し、前記サーモスタット弁の温度が前記設定温度よりも低いときには前記冷却水の少なくとも一部を前記ラジエータバイパス管に供給すると共に残りを前記ラジエータに供給する、サーモスタット弁と、
前記ラジエータバイパス管内に配置され、冷却水のイオン交換を行うイオン交換器と、
熱媒体を循環させる熱媒体循環管と、前記熱媒体循環管内に配置され、前記熱媒体を送出する熱媒体ポンプと、前記熱媒体循環管内に配置され、空調用の空気と前記熱媒体とを互いに熱交換させる熱交換器と、を有する空調装置と、
前記熱媒体循環管内に配置されると共に、前記サーモスタット弁を囲むように設けられた筐体と、
を備えた燃料電池システムの制御方法であって、
前記空調装置により前記筐体内の前記熱媒体の温度を制御することにより前記サーモスタット弁の温度を調節し、それにより前記ラジエータに供給する冷却水量と前記ラジエータバイパス管内に供給する冷却水量とを制御する、
燃料電池システムの制御方法。
【請求項６】
前記燃料電池システムが、前記熱媒体循環管内に配置され、前記熱媒体を加熱する電気ヒータを更に備えており、
前記サーモスタット弁の温度を低下させるべきときには前記電気ヒータが停止されつつ、前記熱媒体ポンプが作動される、請求項５に記載の燃料電池システムの制御方法。
【請求項７】
前記燃料電池システムが、前記熱媒体循環管内に配置され、前記熱媒体を加熱する電気ヒータを更に備えており、
前記サーモスタット弁の温度を上昇させるべきときには前記電気ヒータが作動されつつ、前記熱媒体ポンプが作動される、請求項５又は６に記載の燃料電池システムの制御方法。
【請求項８】
前記熱媒体が水から構成されており、
前記燃料電池システムが、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管、又は、前記冷却水通路の出口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管と、前記熱媒体循環管とを互いに連通する連通管と、前記連通管内を流れる水の量を制御する制御弁と、を更に備えており、
前記冷却水供給管内の水が前記連通管を介し前記熱媒体循環管内に流入し、前記熱媒体循環管内の水が前記連通管を介し前記冷却水供給管内に流入できるようになっている、請求項５から７までのいずれか一項に記載の燃料電池システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、燃料電池スタック内に形成された冷却水通路の入口と冷却水通路の出口とを燃料電池スタックの外部において互いに連結することにより冷却水の循環路を形成する冷却水供給管と、冷却水供給管内に配置されたラジエータと、燃料電池スタックの冷却水通路の入口とラジエータとの間の冷却水供給管と、燃料電池スタックの冷却水通路の出口とラジエータとの間の冷却水供給管とを互いに連結するラジエータバイパス管と、燃料電池スタックの冷却水通路の入口とラジエータバイパス管との間の冷却水供給管内に配置され、冷却水を送出する冷却水ポンプと、燃料電池スタックの冷却水通路から冷却水供給管内に流入した冷却水のうちラジエータに供給する冷却水量とラジエータバイパス管内に供給する冷却水量とを制御する三方弁と、ラジエータバイパス管内に配置され、冷却水のイオン交換を行うイオン交換器と、を備える燃料電池システムが公知である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には明示されていないが、三方弁としてサーモスタット弁が一般的に用いられる。サーモスタット弁の開度はサーモスタット弁の温度に応じて定まり、サーモスタット弁の温度はサーモスタット弁に供給される冷却水の温度に応じて定まる。すなわち、サーモスタット弁の温度が高いとき、すなわち冷却水の温度が高いときには、サーモスタット弁は冷却水の全量をラジエータに供給する。その結果、冷却水がラジエータにおいて冷却され、したがって冷却水の温度が低下される。これに対し、サーモスタット弁の温度が低いとき、すなわち冷却水の温度が低いときには、サーモスタット弁は冷却水の全量をラジエータバイパス管に供給する。その結果、冷却水がラジエータに供給されないので、冷却水の温度低下が抑制される。
【０００４】
ところで、ラジエータや配管等からイオン性の不純物が少しずつ冷却水へ混入するので、冷却水の導電率が少しずつ高くなる。冷却水の導電性が高くなると、液絡等が生じるおそれがあり、好ましくない。そこで特許文献１では、冷却水からイオン性の不純物を除去可能なイオン交換器がラジエータバイパス管に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３３５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、冷却水の温度が高いときには、冷却水の全量がラジエータに供給され、すなわち冷却水はラジエータバイパス管に供給されない。したがって、冷却水の温度が高いときには、冷却水はイオン交換器を通過しないので、冷却水中のイオン性の不純物はイオン交換器により除去されない。このため、冷却水の温度が高い状態が続くと、冷却水中のイオン性の不純物の量が過度に多くなり、冷却水の導電率が過度に高くなるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の観点によれば、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、前記燃料電池スタック内に形成された冷却水通路の入口と前記冷却水通路の出口とを前記燃料電池スタックの外部において互いに連結することにより冷却水の循環路を形成する冷却水供給管と、前記冷却水供給管内に配置されたラジエータと、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータとの間の前記冷却水供給管と、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の出口と前記ラジエータとの間の前記冷却水供給管とを互いに連結するラジエータバイパス管と、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管内、又は、前記冷却水通路の出口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管内に配置され、冷却水を送出する冷却水ポンプと、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路から前記冷却水供給管内に流入した冷却水のうち前記ラジエータに供給する冷却水量と前記ラジエータバイパス管内に供給する冷却水量とを制御するサーモスタット弁であって、前記サーモスタット弁は、前記サーモスタット弁の温度が予め設定された設定温度よりも高いときには前記冷却水の全量を前記ラジエータに供給し、前記サーモスタット弁の温度が前記設定温度よりも低いときには前記冷却水の少なくとも一部を前記ラジエータバイパス管に供給すると共に残りを前記ラジエータに供給する、サーモスタット弁と、前記ラジエータバイパス管内に配置され、冷却水のイオン交換を行うイオン交換器と、熱媒体を循環させる熱媒体循環管と、前記熱媒体循環管内に配置され、前記熱媒体を送出する熱媒体ポンプと、前記熱媒体循環管内に配置され、空気と前記熱媒体とを互いに熱交換させる熱交換器と、を有する空調装置と、前記熱媒体循環管内に配置されると共に、前記サーモスタット弁を囲むように設けられた筐体と、を備え、前記空調装置により前記筐体内の前記熱媒体の温度を制御することにより前記サーモスタット弁の温度を調節し、それにより前記ラジエータに供給する冷却水量と前記ラジエータバイパス管内に供給する冷却水量とを制御できるようにした、燃料電池システムが提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、前記燃料電池スタック内に形成された冷却水通路の入口と前記冷却水通路の出口とを前記燃料電池スタックの外部において互いに連結することにより冷却水の循環路を形成する冷却水供給管と、前記冷却水供給管内に配置されたラジエータと、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータとの間の前記冷却水供給管と、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の出口と前記ラジエータとの間の前記冷却水供給管とを互いに連結するラジエータバイパス管と、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路の入口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管内又は前記冷却水通路の出口と前記ラジエータバイパス管との間の前記冷却水供給管内に配置され、冷却水を送出する冷却水ポンプと、前記燃料電池スタックの前記冷却水通路から前記冷却水供給管内に流入した冷却水のうち前記ラジエータに供給する冷却水量と前記ラジエータバイパス管内に供給する冷却水量とを制御するサーモスタット弁であって、前記サーモスタット弁は、前記サーモスタット弁の温度が予め設定された設定温度よりも高いときには前記冷却水の全量を前記ラジエータに供給し、前記サーモスタット弁の温度が前記設定温度よりも低いときには前記冷却水の少なくとも一部を前記ラジエータバイパス管に供給すると共に残りを前記ラジエータに供給する、サーモスタット弁と、前記ラジエータバイパス管内に配置され、冷却水のイオン交換を行うイオン交換器と、熱媒体を循環させる熱媒体循環管と、前記熱媒体循環管内に配置され、前記熱媒体を送出する熱媒体ポンプと、前記熱媒体循環管内に配置され、空気と前記熱媒体とを互いに熱交換させる熱交換器と、を有する空調装置と、前記熱媒体循環管内に配置されると共に、前記サーモスタット弁を囲むように設けられた筐体と、を備えた燃料電池システムの制御方法であって、前記空調装置により前記筐体内の前記熱媒体の温度を制御することにより前記サーモスタット弁の温度を調節し、それにより前記ラジエータに供給する冷却水量と前記ラジエータバイパス管内に供給する冷却水量とを制御する、燃料電池システムの制御方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
冷却水の導電率が過度に高くなるのを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】燃料電池システムの構成図である。
【図２】冷却水及び熱媒体の流れを説明するための概略図である。
【図３】サーモスタット弁開度とサーモスタット弁温度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明による第１実施例の冷却水導電率制御を説明するタイミングチャートである。
【図５】本発明による第１実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図６】サーモスタット弁開度とサーモスタット弁温度との関係を示すグラフである。
【図７】本発明による第２実施例の冷却水導電率制御を説明するタイミングチャートである。
【図８】本発明による第２実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図９】サーモスタット弁開度ＶＯＤの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】本発明による第３実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】本発明による第４実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】本発明による第５実施例の冷却水の導電率の低減方法を示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明による第５実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】本発明による第６実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】本発明による第７実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】本発明による第８実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】本発明による第９実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】冷却水ポンプ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】本発明による第１０実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】本発明による第１１実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図２１】本発明による第１２実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照すると、燃料電池システムＡは燃料電池スタック１０を備える。燃料電池スタック１０は積層方向に互いに積層された複数の燃料電池単セルを備える。各燃料電池単セルは膜電極接合体２０を含む。膜電極接合体２０は膜状の電解質と、電解質の一側に形成されたアノード極と、電解質の他側に形成されたカソード極とを備える。
【００１２】
燃料電池単セルのアノード極及びカソード極はそれぞれ直列に電気的に接続され、燃料電池スタック１０の電極を構成する。燃料電池スタック１０の電極はＤＣ／ＤＣコンバータ１１を介してインバータ１２に電気的に接続され、インバータ１２はモータジェネレータ１３に電気的に接続される。また、燃料電池システムＡは蓄電器１４を備えており、この蓄電器１４はＤＣ／ＤＣコンバータ１５を介して上述のインバータ１２に電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は燃料電池スタック１０からの電圧を高めてインバータ１２に送るためのものであり、インバータ１２はＤＣ／ＤＣコンバータ１１又は蓄電器１４からの直流電流を交流電流に変換するためのものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５は燃料電池スタック１０又はモータジェネレータ１３から蓄電器１４への電圧を低くし、又は蓄電器１４からモータジェネレータ１３への電圧を高くするためのものである。なお、図１に示される燃料電池システムＡでは蓄電器１４はバッテリから構成される。
【００１３】
また、燃料電池単セル内には、アノード極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流通路と、カソード極に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流通路と、燃料電池単セルに冷却水を供給するための冷却水流通路とがそれぞれ形成される。複数の燃料電池単セルの燃料ガス流通路、酸化剤ガス流通路、及び冷却水流通路をそれぞれ直列に接続することにより、燃料電池スタック１０には燃料ガス通路３０、酸化剤ガス通路４０、及び冷却水通路５０がそれぞれ形成される。
【００１４】
燃料ガス通路３０の入口には燃料ガス供給管３１が連結され、燃料ガス供給管３１は燃料ガス源３２に連結される。図１に示される実施例では、燃料ガスは水素ガスから形成され、燃料ガス源３２は水素タンクから形成される。燃料ガス供給管３１内には上流側から順に、遮断弁３３と、燃料ガス供給管３１内の燃料ガスの圧力を調整するレギュレータ３４と、燃料ガス源３２からの燃料ガスを燃料電池スタック１０に供給するための燃料ガスインジェクタ３５と、が配置される。一方、燃料ガス通路３０の出口にはアノードオフガス管３６が連結される。遮断弁３３が開弁されかつ燃料ガスインジェクタ３５が開弁されると、燃料ガス源３２内の燃料ガスが燃料ガス供給管３１を介して燃料電池スタック１０内の燃料ガス通路３０内に供給される。このとき燃料ガス通路３０から流出するガス、すなわちアノードオフガスはアノードオフガス管３６内に流入する。アノードオフガス管３６内にはアノードオフガス管３６内を流れるアノードオフガスの量又は燃料電池スタック１０の燃料ガス通路３０内の圧力を制御するアノードオフガス制御弁３７が配置される。
【００１５】
また、酸化剤ガス通路４０の入口には酸化剤ガス供給管４１が連結され、酸化剤ガス供給管４１は酸化剤ガス源４２に連結される。図１に示される実施例では、酸化剤ガスは空気から形成され、酸化剤ガス源４２は大気から形成される。酸化剤ガス供給管４１内には上流側から順に、ガスクリーナ４３と、酸化剤ガスを圧送するコンプレッサ４４と、コンプレッサ４４から燃料電池スタック１０に送られる酸化剤ガスを冷却するためのインタークーラ４５と、が配置される。一方、酸化剤ガス通路４０の出口にはカソードオフガス管４６が連結される。コンプレッサ４４が駆動されると、酸化剤ガスが酸化剤ガス供給管４１を介して燃料電池スタック１０内の酸化剤ガス通路４０内に供給される。このとき酸化剤ガス通路４０から流出するガス、すなわちカソードオフガスはカソードオフガス管４６内に流入する。カソードオフガス管４６内にはカソードオフガス管４６内を流れるカソードオフガスの量又は燃料電池スタック１０の酸化剤ガス通路４０内の圧力を制御するカソードオフガス制御弁４７が配置される。
【００１６】
また、図１に示される燃料電池システムＡでは、コンプレッサ４４下流の酸化剤ガス供給管４１とカソードオフガス制御弁４７下流のカソードオフガス管４６とはスタックバイパス管４９により互いに連結される。更に、酸化剤ガス供給管４１からスタックバイパス管４９内へ流れ込む酸化剤ガスの量及び燃料電池スタック１０に供給される酸化剤ガスの量を制御するスタックバイパス制御弁４８が設けられる。図１に示される燃料電池システムＡではスタックバイパス制御弁４８は電磁式の三方弁から形成され、スタックバイパス管４９の入口に配置される。
【００１７】
また、冷却水通路５０の入口には冷却水供給管５１の一端が連結され、冷却水通路５０の出口には冷却水供給管５１の他端が連結される。冷却水供給管５１内には冷却水を圧送する冷却水ポンプ５２と、ラジエータ５３とが配置される。燃料電池スタック１０の冷却水通路５０の入口とラジエータ５３との間の冷却水供給管５１と、燃料電池スタック１０の冷却水通路５０の出口とラジエータ５３との間の冷却水供給管５１とはラジエータバイパス管５４により互いに連結される。また、燃料電池スタック１０の冷却水通路５０から冷却水供給管５１内に流入した冷却水のうちラジエータ５３に供給する冷却水量とラジエータバイパス管５４内に供給する冷却水量とを制御するサーモスタット弁５５が設けられる。サーモスタット弁５５は、サーモスタット弁５５の温度が予め設定された設定温度よりも高いときには冷却水の全量をラジエータ５３に供給し、サーモスタット弁５５の温度が設定温度よりも低いときには冷却水の少なくとも一部をラジエータバイパス管５４に供給すると共に残りをラジエータ５３に供給する。図１に示される燃料電池システムＡではサーモスタット弁５５は三方弁から形成され、ラジエータバイパス管５４の入口に配置される。
【００１８】
図１に示される燃料電池システムＡでは、ラジエータバイパス管５４は互いに並列に延びるラジエータバイパス管部分５４ａとラジエータバイパス管部分５４ｂとを有する。ラジエータバイパス管５４内に流入した冷却水の一部はラジエータバイパス管部分５４ａ内を流通し、残りはラジエータバイパス管部分５４ｂ内を流通する。ラジエータバイパス管部分５４ｂ内には冷却水のイオン交換を行うイオン交換器５８が配置される。イオン交換器５８内を冷却水が流通すると、イオン交換器５８ではイオン交換により冷却水からイオン性の不純物が除去され、したがって冷却水の導電率が低下される。なお、図１に示される燃料電池システムＡでは、ラジエータバイパス管部分５４ａ内にはイオン交換器は配置されない。すなわち、ラジエータバイパス管５４内に流入した冷却水の一部がイオン交換器５８内に導かれる。このようにすると、ラジエータバイパス管５４の流路抵抗が低く維持される。また、イオン交換器５８内を通過する冷却水の量が抑制されるので、イオン交換器５８の耐久性が向上される。図示しない別の実施例では、ラジエータバイパス管５４はラジエータバイパス管部分５４ａ及びラジエータバイパス管部分５４ｂを備えることなく単一の流路を有し、この単一の流路内にイオン交換器５８が配置される。
【００１９】
冷却水ポンプ５２が駆動されると、冷却水ポンプ５２から吐出された冷却水は冷却水供給管５１を介して燃料電池スタック１０内の冷却水通路５０内に流入し、次いで冷却水通路５０を通って冷却水供給管５１内に流入し、ラジエータ５３又はラジエータバイパス管５４を介して冷却水ポンプ５２に戻る。このように、冷却水供給管５１は、冷却水通路５０の入口と冷却水通路５０の出口とを燃料電池スタック１０の外部において互いに連結することにより冷却水の循環路を形成する。なお、図１に示される実施例では、冷却水ポンプ５２は、燃料電池スタック１０の冷却水通路５０の入口とラジエータバイパス管５４の出口との間の冷却水供給管５１内に配置される。図示しない別の実施例では、冷却水ポンプ５２は、冷却水通路５０の出口とラジエータバイパス管５４の入口との間の冷却水供給管５１内に配置される。
【００２０】
更に、冷却水ポンプ５２の出口と冷却水通路５０の入口との間の冷却水供給管５１と、冷却水通路５０の出口とラジエータバイパス管５４の入口との間の冷却水供給管５１とを連結するインタークーラバイパス管４５ｗが設けられる。上述したインタークーラ４５は、冷却されるべき酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス流通路と、冷媒が流通する冷媒流通路とを備えている。この酸化剤ガス流通路は上述の酸化剤ガス供給管４１に連結される。一方、インタークーラ４５の冷媒として燃料電池スタック１０の冷却水が用いられ、冷媒流通路はインタークーラバイパス管４５ｗに連結される。
【００２１】
また、図１に示される燃料電池システムＡには、電動車両の乗員室内の温度を調節する空調装置６０が設けられる。空調装置６０には、熱媒体を循環させる熱媒体循環管６１が設けられ、熱媒体循環管６１内には、熱媒体を送出する熱媒体ポンプ６２と、熱媒体を加熱する電気ヒータ６３と、空調用の空気と熱媒体とを互いに熱交換させる熱交換器６４と、が配置される。熱交換器６４は、熱媒体が流通する熱媒体流通路と、空調用の空気が流通する空気流通路６４ａとを有しており、熱媒体流通路は熱媒体循環管６１に連結される。一方、空気流通路６４ａの入口はブロワ６６に連結され、空気流通路６４ａの出口は乗員室に連結される。更に、図１に示される燃料電池システムＡは、サーモスタット弁５５を封密に囲むように設けられた筐体５６を備える。言い換えると、サーモスタット弁５５は筐体５６内に収容される。この筐体５６は熱媒体循環管６１内に配置され、したがって筐体５６内は熱媒体で満たされる。図１に示される実施例では、空調装置６０の熱媒体は水から構成される。
【００２２】
更に、図１に示される燃料電池システムＡでは、冷却水供給管５１と空調装置６０とが互いに連通可能になっている。すなわち、冷却水供給管５１との熱媒体循環管６１とが、一方では、連通管６１ａ及び電磁式の三方弁６５を介して、他方では連通管６１ｂを介して、互いに連結される。この場合、三方弁６５は、例えば筐体５６の出口と熱媒体ポンプ６２の入口との間の熱媒体循環管６１に配置される。三方弁６５は熱媒体ポンプ６２に到る熱媒体循環管６１を、一方では連通管６１ａを介して、燃料電池スタック１０の冷却水通路５０の出口とラジエータバイパス管５４の入口との間の冷却水供給管５１に連結し、他方では熱媒体循環管６１を介して筐体５６の出口に連結する。また、筐体５６の出口と三方弁６５との間の熱媒体循環管６１と、冷却水通路５０の出口とラジエータバイパス管５４の入口との間の冷却水供給管５１とが連通管６１ｂにより互いに連結される。
【００２３】
図２（Ａ）は冷却水供給管５１と空調装置６０とが互いに遮断されている場合を示している。この場合、三方弁６５は連通管６１ａと熱媒体循環管６１の間の連通を遮断し、筐体５６から熱媒体ポンプ６２への熱媒体流れを許容する。したがって、この場合に熱媒体ポンプ６２が作動されると、熱媒体ポンプ６２から吐出された熱媒体は電気ヒータ６３内、熱交換器６４内、及び筐体５６内を順次流通して熱媒体ポンプ６２に戻る。一方、冷却水供給管５１内の冷却水は熱媒体循環管６１内に流入することなく、サーモスタット弁５５に向かう。これに対し、図２（Ｂ）は冷却水供給管５１と空調装置６０とが互いに連通されている場合を示している。この場合、三方弁６５は筐体５６から熱媒体ポンプ６２への熱媒体流れを遮断し、連通管６１ａを介して冷却水供給管５１と熱媒体循環管６１とを連通する。したがって、この場合には、冷却水供給管５１内の冷却水の少なくとも一部が連通管６１ａ及び三方弁６５を介して熱媒体循環管６１内に流入し、次いで熱媒体ポンプ６２内、電気ヒータ６３内、熱交換器６４内、及び筐体５６内を順次流通し、次いで連通管６１ｂを介して冷却水供給管５１に戻る。この場合、熱媒体ポンプ６２を作動させなくても、熱媒体循環管６１内を冷却水が流通しうる。図示しない別の実施例では、ラジエータバイパス管５４の出口と冷却水通路５０の入口との間の冷却水供給管５１と熱媒体循環管６１とが、一方では、連通管６１ａ及び三方弁６５を介して、他方では連通管６１ｂを介して、互いに連結される。いずれの実施例でも、冷却水供給管５１内の冷却水流れに関し、連通管６１ａの入口は連通管６１ｂの出口よりも上流に設けられる。
【００２４】
乗員室内の温度を高めるべきときに冷却水供給管５１内の冷却水の温度が予め定められた設定水温よりも低いときには、冷却水供給管５１と熱媒体循環管６１とを互いに遮断するように三方弁６５が制御されると共に、熱媒体ポンプ６２、電気ヒータ６３、及びブロワ６６が作動される。その結果、熱媒体ポンプ６２から吐出された熱媒体が電気ヒータ６３により加熱され、加熱された熱媒体によりブロワ６６からの空気が熱交換器６４において加熱され、加熱された空気が乗員室内に送られる。これに対し、乗員室内の温度を高めるべきときに冷却水供給管５１内の冷却水の温度が設定水温よりも高いときには、冷却水供給管５１と熱媒体循環管６１とを互いに連通するように三方弁６５が制御されると共に、熱媒体ポンプ６２及び電気ヒータ６３が停止され、ブロワ６６が作動される。その結果、冷却水供給管５１から熱媒体循環管６１内に高温の冷却水が流入する。この高温の冷却水によりブロワ６６からの空気が熱交換器６４において加熱され、加熱された空気が乗員室内に送られる。この場合、冷却水は熱媒体として作用する。このようにすると、熱媒体ポンプ６２及び電気ヒータ６３を作動させることなく、乗員室内の温度を高めることができ、冷却水のもつ熱エネルギを有効に利用することができる。なお、上述の設定水温は乗員室内に送られる空気の目標温度に応じて設定される。
【００２５】
電子制御ユニット８０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス８１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）８２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）８３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）８４、入力ポート８５及び出力ポート８６を具備する。燃料電池スタック１０の冷却水通路５０の入口には冷却水の温度を検出する温度センサ７０が取り付けられる。燃料電池スタック１０の冷却水通路５０の出口には冷却水の温度を検出する温度センサ７１が取り付けられる。ラジエータバイパス管５４と冷却水ポンプ５２との間の冷却水供給管５１には冷却水の温度を検出する温度センサ７２が取り付けられる。サーモスタット弁５５を囲む筐体５６又はサーモスタット弁５５にはサーモスタット弁５５の温度を検出する温度センサ７３が取り付けられる。ラジエータ５３周り、例えばラジエータ５３の出口近傍の冷却水供給管５１には冷却水の導電率を測定する導電率センサ７４が取り付けられる。ラジエータバイパス管５４と燃料電池スタック１０との間の冷却水供給管５１には冷却水の導電率を測定する導電率センサ７５が取り付けられる。また、外気温を検出する温度センサ７６が設けられる。温度センサ７０，７１，７２，７３，７６及び導電率センサ７４、７５の出力信号は対応するＡＤ変換器６７を介して入力ポート８５に入力される。一方、出力ポート８６は対応する駆動回路８８を介して遮断弁３３、レギュレータ３４、燃料ガスインジェクタ３５、アノードオフガス制御弁３７、コンプレッサ４４、カソードオフガス制御弁４７、スタックバイパス制御弁４８、冷却水ポンプ５２、熱媒体ポンプ６２、電気ヒータ６３、及び三方弁６５に電気的に接続される。
【００２６】
図１に示される燃料電池システムＡでは、サーモスタット弁５５の開度はサーモスタット弁５５の温度に対してヒステリシス特性を有する。図３は、図１に示される実施例のサーモスタット弁５５の開度（以下、サーモスタット弁開度という。）ＶＯＤとサーモスタット弁５５の温度（以下、サーモスタット弁温度という。）ＴＶとの関係を示している。サーモスタット弁温度ＴＶが開弁終了温度ＴＶＯＰＥよりも高いときには、サーモスタット弁開度ＶＯＤは１００％であり、すなわちサーモスタット弁５５は全開状態にある。なお、サーモスタット弁５５が全開状態にあるときには、冷却水の全量がラジエータ５３に供給される。一方、サーモスタット弁５５が全閉状態にあるときには、冷却水の全量がラジエータバイパス管５４に供給される。サーモスタット弁開度ＶＯＤが全開と全閉との間の中間開度にあるときには、冷却水の一部がラジエータ５３に供給され、残りがラジエータバイパス管５４に供給される。
【００２７】
サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％の状態からサーモスタット弁温度ＴＶが低下すると、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁開始温度ＴＶＣＬＳよりも高い間は、サーモスタット弁開度ＶＯＤは１００％に保持される。次いで、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁開始温度ＴＶＣＬＳになるとサーモスタット弁５５が閉弁し始め、すなわちサーモスタット弁開度ＶＯＤが減少し始める。次いで、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁終了温度ＴＶＣＬＥ（＜ＴＶＣＬＳ）になると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが０％になり、すなわち全閉状態となる。サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁終了温度ＴＶＣＬＥよりも低いときには、サーモスタット弁開度ＶＯＤは０％に維持される。
【００２８】
一方、サーモスタット弁開度ＶＯＤが０％の状態からサーモスタット弁温度ＴＶが上昇すると、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁開始温度ＴＶＯＰＳよりも低い間は、サーモスタット弁開度ＶＯＤは０％に保持される。次いで、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁開始温度ＴＶＯＰＳになるとサーモスタット弁５５が開弁し始め、すなわちサーモスタット弁開度ＶＯＤが増大し始める。次いで、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁終了温度ＴＶＯＰＥ（＞ＴＶＯＰＳ）になると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％になり、すなわち全開状態となる。図３に示される例では、サーモスタット弁温度ＴＶが低下する場合にはサーモスタット弁温度ＴＶが閉弁開始温度ＴＶＣＬＳから閉弁終了温度ＴＶＣＬＥまでのときにサーモスタット弁開度ＶＯＤが中間開度となり、サーモスタット弁温度ＴＶが上昇する場合にはサーモスタット弁温度ＴＶが開弁開始温度ＴＶＯＰＳから開弁終了温度ＴＶＯＰＥまでのときにサーモスタット弁開度ＶＯＤが中間開度となる。なお、図示しない別の実施例では、閉弁開始温度ＴＶＣＬＳと閉弁終了温度ＴＶＣＬＥとが等しく設定され、開弁開始温度ＴＶＯＰＳと開弁終了温度ＴＶＯＰＥとが等しく設定される。この場合、サーモスタット弁開度ＶＯＤはステップ状に変化し、中間開度とならない。図示しない更に別の実施例では、サーモスタット弁開度はヒステリシス特性を有さない。すなわち、閉弁終了温度ＴＶＣＬＥと開弁開始温度ＴＶＯＰＳとが等しく設定され、閉弁開始温度ＴＶＣＬＳと開弁終了温度ＴＶＯＰＥとが等しく設定される。
【００２９】
このようにサーモスタット弁開度ＶＯＤはサーモスタット弁温度ＴＶに応じて定まる。図１に示される燃料電池システムＡでは、サーモスタット弁５５は筐体５６内に収容されており、したがってサーモスタット弁温度ＴＶは、サーモスタット弁５５の内部を流れる流体の温度と、筐体５６内の熱媒体の温度とに応じて定まる。詳しく説明すると、空調装置６０が停止されしたがって筐体５６内に熱媒体の流れがないときには、サーモスタット弁温度ＴＶは主として、サーモスタット弁５５内部を流れる冷却水の温度に応じて定まる。これに対し、空調装置６０が作動されしたがって筐体５６内に熱媒体の流れがあるときには、サーモスタット弁温度ＴＶは、サーモスタット弁５５内部を流れる冷却水の温度と、筐体５６内の熱媒体の温度とに応じて定まる。
【００３０】
筐体５６内の熱媒体の温度は空調装置６０により制御することができる。具体的には、電気ヒータ６３を作動させつつ熱媒体ポンプ６２を作動させると、高温の熱媒体が筐体５６内に供給され、したがって筐体５６内の熱媒体の温度が上昇される。これに対し、電気ヒータ６３を停止しつつ熱媒体ポンプ６２を作動させると、低温、すなわち外気温程度の熱媒体が筐体５６内に供給され、したがって筐体５６内の熱媒体の温度が低下される。
【００３１】
空調装置６０により筐体５６内の熱媒体の温度が上昇され、それによりサーモスタット弁温度ＴＶが例えば開弁終了温度ＴＶＯＰＥよりも高い温度まで上昇されると、サーモスタット弁５５内部を流れる冷却水の温度が低くても、サーモスタット弁５５が全開にされる（ＶＯＤ＝１００％）。あるいは、空調装置６０により筐体５６内の熱媒体の温度が低下され、それによりサーモスタット弁温度ＴＶが例えば閉弁終了温度ＴＶＣＬＥ（例えば５０℃）よりも低い温度まで低下されると、サーモスタット弁５５内部を流れる冷却水の温度が高くても、サーモスタット弁５５が全閉にされる（ＶＯＤ＝０％）。このように、空調装置６０により筐体５６内の熱媒体の温度を制御することにより、サーモスタット弁開度ＶＯＤが制御される。
【００３２】
そうすると、図１に示される燃料電池システムＡでは、空調装置６０により筐体５６内の熱媒体の温度を制御することによりサーモスタット弁温度ＴＶを調節し、それによりサーモスタット弁開度ＶＯＤを調節し、それによりラジエータ５３に供給される冷却水量とラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８内に供給される冷却水量とを制御できる、ということになる。この点、電動車両が一般的に空調装置を備えていることを考えると、追加の構成を必要とすることなく、サーモスタット弁温度ＴＶないしサーモスタット弁開度ＶＯＤを制御できる。また、一般に、空調装置６０内を循環する熱媒体の量は、冷却水供給管５１内を循環する冷却水の量よりも少ない。したがって、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを制御すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤを応答性よく制御できる。
【００３３】
さて、燃料電池スタック１０で発電すべきときには遮断弁３３及び燃料ガスインジェクタ３５が開弁され、水素ガスが燃料電池スタック１０に供給される。また、コンプレッサ４４が駆動され、空気が燃料電池スタック１０に供給される。その結果、燃料電池単セルにおいて電気化学反応（Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−，（１／２）Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ）が起こり、電気エネルギが発生される。この発生された電気エネルギはモータジェネレータ１３に送られる。その結果、モータジェネレータ１３が車両駆動用の電気モータとして作動され、電動車両が駆動される。一方、例えば車両制動時にはモータジェネレータ１３が回生装置として作動し、このとき回生された電気エネルギは蓄電器１４に蓄えられる。
【００３４】
図１に示される燃料電池システムＡでは、燃料電池スタック１０の温度を表す冷却水温が予め設定された目標温度範囲内に維持されるように冷却水ポンプ５２からの冷却水量が制御される。具体的には、温度センサ７１で検出される冷却水温を予め設定された目標温度範囲内に維持するのに必要な冷却水量、すなわち目標冷却水量が算出される。次いで、冷却水ポンプ５２から吐出される冷却水量が目標冷却水量になるように、冷却水ポンプ５２が制御される。
【００３５】
次に、本発明による第１実施例を説明する。サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％よりも小さいときには、冷却水の少なくとも一部がラジエータバイパス管５４内に流入し、ラジエータバイパス管５４内に流入した冷却水の一部がイオン交換器５８内に流入する。したがって、冷却水の導電率が低下される。ところが、例えば、電動車両が長い上り坂を登っているときには、長時間に亘り冷却水の温度が高く維持される。その結果、長時間に亘り、サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％に維持され、冷却水がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８に導かれないおそれがある。その結果、導電率が過度に高くなるおそれがある。
【００３６】
そこで本発明による第１実施例では、サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％でありかつ冷却水の導電率が閾値を越えたときには、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを一時的に低下させてサーモスタット弁開度ＶＯＤを一時的に低下させ、それにより冷却水がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８に導かれるようにしている。このことを、図４を参照しながら説明する。
【００３７】
図４においてＸは、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁終了温度ＴＶＯＰＥよりも高い状態、すなわちサーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％の状態を示している。この状態では、冷却水の全量がラジエータ５３へ供給され、冷却水はイオン交換器５８のあるラジエータバイパス管５４へは供給されていない。したがって、導電率センサ７５により検出される冷却水の導電率ＣＮは徐々に増加してゆく。時間ｔ１において、導電率ＣＮが予め設定された閾値ＣＮＴＨよりも高くなると、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御が開始される。すなわち、空調装置６０の電気ヒータ６３が作動状態にあるときには電気ヒータ６３が停止状態に切り換えられ、電気ヒータ６３が停止状態にあるときには電気ヒータ６３が停止状態に維持される。また、空調装置６０が冷却水供給管５１から遮断された状態に切り換えられ又は維持される。更に、熱媒体ポンプ６２が作動状態に切り換えられ又は維持される。その結果、低温の熱媒体が筐体５６内を流れ、したがってサーモスタット弁温度ＴＶが低下し始める。その後、時間ｔ２において、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁開始温度ＴＶＣＬＳに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが低下し始める、すなわちサーモスタット弁５５が閉弁し始める。それに伴い、冷却水の一部がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８へ流れ始める。それにより、冷却水の導電率ＣＮが低下し始める。その後、時間ｔ３において、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁終了温度ＴＶＣＬＥに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが０％になる、すなわちサーモスタット弁５５が全閉状態になる。それに伴い、冷却水の全量がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８へ流れる。それにより、冷却水の導電率ＣＮは更に低下する。その後、時間ｔ４において、冷却水の導電率ＣＮが閾値ＣＮＴＨ以下になると、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御が終了され、復帰処理が行われる。すなわち、電気ヒータ６３が作動状態に戻され、又は停止状態に維持される。また、空調装置６０が冷却水供給管５１に接続された状態に戻され、又は冷却水供給管５１から遮断された状態に維持される。更に、熱媒体ポンプ６２が停止状態に戻され、又は作動状態に維持される。その結果、サーモスタット弁温度ＴＶは、サーモスタット弁５５内部を流れる冷却水により徐々に上昇する。その後、時間ｔ５において、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁開始温度ＴＶＯＰＳに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが増加し始める、すなわちサーモスタット弁５５が開弁し始める。それに伴い、冷却水の一部がラジエータ５３へ流れ始める。その結果、冷却水の温度がラジエータ５３により低下される。その後、時間ｔ６において、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁終了温度ＴＶＯＰＥに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％に戻る、すなわちサーモスタット弁５５が全開状態に戻る。それに伴い、冷却水の全量がラジエータ５３へ流れる。
【００３８】
このように、本発明による第１実施例では、冷却水供給管５１を通る冷却水の温度が高いときであっても、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを一時的に低下させ、サーモスタット弁開度ＶＯＤを一時的に低下させることができる。その結果、ラジエータバイパス管５４のイオン交換器５８へ冷却水を供給することができ、したがって冷却水の導電率が過度に高くなるのを阻止することができる。
【００３９】
図５は、本発明による第１実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。
図５を参照すると、ステップ１００では冷却水の導電率ＣＮが閾値ＣＮＴＨよりも高いか否かが判別される。ＣＮ＞ＣＮＴＨのときにはプロセスはステップ１０１へ進み、ＣＮ≦ＣＮＴＨのときにはプロセスは終了する。ステップ１０１ではサーモスタット弁温度ＴＶが開弁終了温度ＴＶＯＰＥ以上か否かが判別される。ＴＶ≧ＴＶＯＰＥのときにはプロセスはステップ１０２へ進み、ＴＶ＜ＴＶＯＰＥのときにはプロセスは終了する。ステップ１０２では電気ヒータ６３が停止状態に切り換えられ又は維持される。続くステップ１０３では、空調装置６０と冷却水供給管５１とが遮断状態に切り換えられ又は維持される。続くステップ１０４では熱媒体ポンプ６２が作動状態に切り換えられ又は維持される。続くステップ１０５では冷却水の導電率ＣＮが閾値ＣＮＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮ≦ＣＮＴＨのときにはプロセスはステップ１０６へ進み、ＣＮ＞ＣＮＴＨのときにはプロセスはステップ１０５へ戻る。ステップ１０６では上述した復帰処理が行われる。
【００４０】
次に、本発明による第２実施例を説明する。以下では、本発明による第１実施例との相違点について説明する。
上述した本発明による第１実施例では、空調装置６０により、サーモスタット弁開度ＶＯＤが０％になるように、すなわちサーモスタット弁５５が全閉になるように、サーモスタット弁温度ＴＶが制御される。この場合、冷却水がラジエータ５３へ一時的に供給されなくなるので、冷却水の温度が過度に高くなるおそれがある。
【００４１】
そこで、本発明による第２実施例では、空調装置６０によりサーモスタット弁開度ＶＯＤを制御すべきときには、サーモスタット弁開度ＶＯＤが中間開度、すなわち０％よりも大きく１００％よりも小さい開度になるように、サーモスタット弁温度ＴＶが制御される。その結果、冷却水の一部が継続してラジエータ５３内に流入する。したがって、冷却水の温度が過度に高くなるのが阻止されつつ、冷却水の導電率が過度に高くなるのが阻止される。
【００４２】
ここで、サーモスタット弁開度ＶＯＤの変化について図６を参照して説明する。サーモスタット弁開度ＶＯＤがいったん１００％になると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが０％になるまでは、サーモスタット弁開度ＶＯＤは図６の実線Ａに沿って変化する。すなわち、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁終了温度ＴＶＣＬＥよりも高いときには、サーモスタット弁温度ＴＶが上昇し又は低下しても、サーモスタット弁開度ＶＯＤは１００％に維持される。サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁終了温度ＴＶＣＬＥよりも低く閉弁終了温度ＴＶＣＬＥよりも高いときには、サーモスタット弁温度ＴＶが低下するにつれてサーモスタット弁開度ＶＯＤは小さくなる。一方、サーモスタット弁開度ＶＯＤがいったん０％になると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％になるまでは、サーモスタット弁開度ＶＯＤは図６の実線Ｂに沿って変化する。すなわち、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁開始温度ＴＶＯＰＳよりも低いときには、サーモスタット弁温度ＴＶが上昇し又は低下しても、サーモスタット弁開度ＶＯＤは０％に維持される。サーモスタット弁温度ＴＶが開弁開始温度ＴＶＯＰＳよりも高く開弁終了温度ＴＶＯＰＥよりも低いときには、サーモスタット弁温度ＴＶが上昇するにつれてサーモスタット弁開度ＶＯＤは大きくなる。
【００４３】
そうすると、サーモスタット弁温度ＴＶの履歴から、サーモスタット弁開度ＶＯＤが実線Ａに沿って変化しているのか、実線Ｂに沿って変化しているのかがわかり、更に、実線Ａ又は実線Ｂとサーモスタット弁温度ＴＶとから現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤを推定することができる。図６に示されるサーモスタット弁開度ＶＯＤとサーモスタット弁温度ＴＶとの関係は、マップの形でＲＯＭ６２内に予め記憶されている。
【００４４】
図７を参照して本発明による第２実施例を更に説明する。図７においてＸは、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁終了温度ＴＶＯＰＥよりも高い状態、すなわちサーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％の状態を示している。この状態では、冷却水の導電率ＣＮは徐々に増加してゆく。時間ｔ１１において、導電率ＣＮが予め設定された閾値ＣＮＴＨよりも高くなると、第１実施例と同様に、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御が開始される。ただし、第２実施例では、サーモスタット弁開度ＶＯＤが図６のマップを用いて推定され、サーモスタット弁開度ＶＯＤが目標開度ＶＯＤＴ（例えば４０％から６０％の範囲）に維持されるように、サーモスタット弁温度ＴＶが制御され、そのために熱媒体ポンプ６２の回転数ＲＰ、すなわち熱媒体ポンプ６２から吐出される熱媒体量が制御される。その後、時間ｔ１２において、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁開始温度ＴＶＣＬＳに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが低下し始める。それに伴い、冷却水の一部がラジエータバイパス管５４へ流れ始める。それにより、冷却水の導電率ＣＮが減少し始める。この場合、残りの冷却水がラジエータ５３内に流入し続ける。したがって、冷却水の温度が過度に高くなるのが阻止される。その後、時間ｔ１３において、冷却水の導電率ＣＮが閾値ＣＮＴＨ以下になると、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御が終了され、復帰処理が行われる。その後、時間ｔ１４において、サーモスタット弁温度ＴＶが温度ＴＶＣＬＳに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％に戻る。
【００４５】
図８は、本発明による第２実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図５に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ１０４からステップ１１０に進み、サーモスタット弁開度ＶＯＤの制御ルーチンが実行される。このルーチンは図９に示されている。続くステップ１０５では冷却水の導電率ＣＮが閾値ＣＮＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮ≦ＣＮＴＨのときにはプロセスはステップ１０６へ進み、ＣＮ＞ＣＮＴＨのときにはプロセスはステップ１１０へ戻る。
【００４６】
図９は、サーモスタット弁開度ＶＯＤの制御ルーチンを示している。
図９を参照すると、ステップ１１１では、図６のマップを参照し、サーモスタット弁温度ＴＶに基づいて現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが推定される。続くステップ１１２では、現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが目標開度ＶＯＤＴであるか否かが判別される。現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが目標開度ＶＯＤＴのときにはプロセスは終了する。現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが目標開度ＶＯＤＴでないときには、プロセスはステップ１１３へ進む。ステップ１１３では、サーモスタット弁開度ＶＯＤが目標開度ＶＯＤＴになるように、熱媒体ポンプ６２の回転数ＰＲが制御される。具体的には、現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが目標開度ＶＯＤＴよりも大きいときには、熱媒体ポンプ６２の回転数が増加され、筐体５６に送られる熱媒体量が増大される。一方、現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが目標開度ＶＯＤＴよりも小さいときには、熱媒体ポンプ６２の回転数が低下され、筐体５６に送られる熱媒体量が減少される。
【００４７】
次に、本発明による第３実施例を説明する。以下では、本発明による第１実施例との相違点について説明する。
上述した本発明による第１実施例では、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁終了温度ＴＶＯＰＥよりも高いと、すなわちサーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％であると、空調装置６０によりサーモスタット弁開度ＶＯＤが一時的に０％にされ、それにより冷却水がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８に送られる。逆に言うと、サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％よりも小さいとき、すなわち冷却水の一部がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８に送られているときには、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御は開始されない。ところが、冷却水の一部がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８に送られているときであっても、冷却水の導電率ＣＮが閾値ＣＮＴＨを越える場合がある。
【００４８】
そこで、本発明に第３実施例では、現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤを推定し、現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが、１００％よりも小さく設定された開度ＶＯＤＵよりも大きいときに、空調装置６０によりサーモスタット弁開度ＶＯＤを一時的に０％にしている。その結果、冷却水の一部がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８に送られているときであっても、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御が行われる。
【００４９】
図１０は、本発明による第３実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図５に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ１００においてＣＮ＞ＣＮＴＨのときにはプロセスはステップ１０１ａへ進む。ステップ１０１ａでは、図６の関係を示すマップを用いて現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが推定される。次いでステップ１０１ｂに進み、現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが、予め設定された開度ＶＯＤＵ以上か否かが判別される。ＶＯＤ≧ＶＯＤＵのときにはステップ１０２に進み、ＶＯＤ＜ＶＯＤＵのときにはプロセスは終了する。
【００５０】
次に、本発明による第４実施例を説明する。以下では、本発明による第３実施例との相違点について説明する。
本発明による第４実施例では、本発明による第２実施例と同様に、空調装置６０によりサーモスタット弁開度ＶＯＤを制御すべきときには、サーモスタット弁開度ＶＯＤが中間開度の目標開度ＶＯＤＴになるように、サーモスタット弁温度ＴＶが制御される。その結果、第４実施例でも、冷却水の温度が過度に高くなるのが阻止されつつ、冷却水の導電率が過度に高くなるのが阻止される。
【００５１】
図１１は、本発明による第４実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図１０に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ１０４からステップ１１０に進み、サーモスタット弁開度ＶＯＤの制御ルーチンが実行される。このルーチンは図９に示されている。続くステップ１０５では冷却水の導電率ＣＮが閾値ＣＮＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮ≦ＣＮＴＨのときにはプロセスはステップ１０６へ進み、ＣＮ＞ＣＮＴＨのときにはプロセスはステップ１１０へ戻る。
【００５２】
次に、本発明による第５実施例を説明する。以下では、本発明による第１実施例との相違点について説明する。
例えば燃料電池システムＡの停止中には、冷却水ポンプ５２は停止され、したがって冷却水供給管５１内、ラジエータ５３内、ラジエータバイパス管５４内の冷却水流れは停止される。このような燃料電池システムＡの停止中に、ラジエータ５３から冷却水中にイオンが溶出し、それによって冷却水の導電率が高くなる場合がある。ところが、次いで燃料電池システムＡが再始動されたときに、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁終了温度ＴＶＣＬＥよりも低く、したがってサーモスタット弁開度ＶＯＤが０％のときには、冷却水の全量がラジエータバイパス管５４内に送られる。すなわち、ラジエータ５３に冷却水が流入せず、したがってラジエータ５３周りには導電率が高い冷却水が滞留し続けることになる。次いで、冷却水の温度が上昇することによりサーモスタット弁温度ＴＶが開弁開始温度ＴＶＯＰＳになって冷却水の一部がラジエータ５３に送られると、導電率が高い冷却水が一気に冷却水供給管５１内に流出するおそれがある。
【００５３】
そこで、本発明による第５実施例では、サーモスタット弁開度ＶＯＤが０％でありかつラジエータ５３周りの冷却水の導電率が閾値よりも高いときには、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを一時的に上昇させてサーモスタット弁開度ＶＯＤを一時的に増大させ、それにより冷却水がラジエータ５３内を流通するようにしている。このことを、図１２を参照しながら説明する。
【００５４】
図１２においてＸは、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁開始温度ＴＶＣＬＳよりも低い状態、すなわちサーモスタット弁開度ＶＯＤが０％の状態であり、かつ、導電率センサ７５により検出されるラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが予め設定された閾値ＣＮＲＴＨよりも高い状態を示している。この状態では、冷却水の全量がラジエータバイパス管５４へ供給され、冷却水はラジエータ５３へ供給されていない。時間ｔ２１において、燃料電池システムＡの作動が開始され、導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨを越えてえていることが検知されると、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御が開始される。すなわち、空調装置６０の電気ヒータ６３が作動状態に切り換えられ又は維持される。また、空調装置６０が冷却水供給管５１から遮断された状態に切り換えられ又は維持される。更に、熱媒体ポンプ６２が作動状態に切り換えられ又は維持される。その結果、低温の熱媒体が筐体５６内を流れ、したがってサーモスタット弁温度ＴＶが上昇し始める。その後、時間ｔ２２において、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁開始温度ＴＶＯＰＳに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが増大し始める、すなわちサーモスタット弁５５が開弁し始める。それに伴い、冷却水の一部がラジエータ５３へ供給され始める。それにより、ラジエータ５３冷却水が流出する。したがって、ラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが低下し始める。その後、時間ｔ２３において、サーモスタット弁温度ＴＶが開弁終了温度ＴＶＯＰＥに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％になる。それに伴い、冷却水の全量がラジエータ５３へ供給される。それにより、ラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲは更に低下する。その後、時間ｔ２４において、ラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨ以下になると、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御が終了され、復帰処理が行われる。すなわち、電気ヒータ６３が停止状態に戻され、又は作動状態に維持される。また、空調装置６０が冷却水供給管５１に接続された状態に戻され、又は冷却水供給管５１から遮断された状態に維持される。更に、熱媒体ポンプ６２が停止状態に戻され、又は作動状態に維持される。その結果、サーモスタット弁温度ＴＶは、サーモスタット弁５５内部を流れる冷却水により徐々に低下する。その後、時間ｔ２５において、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁開始温度ＴＶＣＬＳに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが低下し始める。それに伴い、冷却水の一部がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８へ流れ始める。その後、時間ｔ２６において、サーモスタット弁温度ＴＶが温度ＴＶＣＬＥに達すると、サーモスタット弁開度ＶＯＤが０％になる。それに伴い、冷却水の全量がラジエータバイパス管５４へ流れる。なお、ラジエータ５３から流出した、導電率の高い冷却水は次いでイオン交換器５８に送られ、したがって冷却水の導電率が低下される。
【００５５】
このように、本発明による第５実施例では、冷却水供給管５１を通る冷却水の温度が低いときであっても、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを一時的に上昇させ、サーモスタット弁開度ＶＯＤを一時的に増大させることができる。その結果、冷却水がラジエータ５３へ供給され、したがってラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが高く維持されるのが阻止される。
【００５６】
図１３は、本発明による第５実施例の冷却水の導電率の制御ルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。
図１３を参照すると、ステップ２００ではラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨよりも高いか否かが判別される。ＣＮＲ＞ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０１へ進み、ＣＮＲ≦ＣＮＲＴＨのときにはプロセスは終了する。ステップ２０１ではサーモスタット弁温度ＴＶが閉弁終了温度ＴＶＣＬＥ以下か否かが判別される。ＴＶ≦ＴＶＣＬＥのときにはプロセスはステップ２０２へ進み、ＴＶ＞ＴＶＣＬＥのときにはプロセスは終了する。ステップ２０２では電気ヒータ６３が作動状態に切り換えられ又は維持される。続くステップ２０３では、空調装置６０と冷却水供給管５１とが遮断状態に切り換えられ又は維持される。続くステップ２０４では熱媒体ポンプ６２が作動状態に切り換えられ又は維持される。続くステップ２０５ではラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮＲ≦ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０６へ進み、ＣＮＲ＞ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０５へ戻る。ステップ２０６では上述した復帰処理が行われる。
【００５７】
次に、本発明による第６実施例を説明する。以下では、本発明による第５実施例との相違点について説明する。
上述した本発明による第５実施例では、空調装置６０により、サーモスタット弁開度が１００％になるように、すなわちサーモスタット弁５５が全開になるように、サーモスタット弁温度ＴＶが制御される。この場合、冷却水がラジエータバイパス管５４ないしイオン交換器５８へ供給されなくなるので、サーモスタット弁５５が全開である間は、冷却水供給管５１内を流れる冷却水全体の導電率を低下させることができない。すなわち、冷却水全体の導電率が高く維持されるおそれがある。
【００５８】
そこで、本発明による第６実施例では、空調装置６０によりサーモスタット弁開度ＶＯＤを制御すべきときには、サーモスタット弁開度ＶＯＤが中間開度になるようにサーモスタット弁温度ＴＶが制御される。その結果、冷却水全体の導電率が速やかに低下される。
【００５９】
図１４は、本発明による第６実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図１３に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ２０４からステップ２１０に進み、サーモスタット弁開度ＶＯＤの制御ルーチンが実行される。このルーチンは図９に示されている。続くステップ２０５ではラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮＲ≦ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０６へ進み、ＣＮＲ＞ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２１０へ戻る。
【００６０】
次に、本発明による第７実施例を説明する。以下では、本発明による第５実施例との相違点について説明する。
上述した本発明による第５実施例では、サーモスタット弁温度ＴＶが閉弁終了温度ＴＶＣＬＥよりも低いと、すなわちサーモスタット弁開度ＶＯＤが０％であると、空調装置６０によりサーモスタット弁開度ＶＯＤが一時的に１００％にされ、それにより冷却水がラジエータ５３に送られる。逆に言うと、サーモスタット弁開度ＶＯＤが１００％よりも小さいとき、すなわち冷却水の一部がラジエータ５３に送られているときには、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御は開始されない。ところが、冷却水の一部がラジエータ５３に送られているときであっても、ラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨを越える場合がある。
【００６１】
そこで、本発明に第７実施例では、現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤを推定し、現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが、０％よりも大きく設定された開度ＶＯＤＬよりも小さいときに、空調装置６０によりサーモスタット弁開度ＶＯＤを一時的に１００％にしている。その結果、冷却水の一部がラジエータ５３に送られているときであっても、空調装置６０によるサーモスタット弁開度ＶＯＤの制御が行われる。
【００６２】
図１５は、本発明による第７実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図１３に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ２００においてＣＮＲ＞ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０１ａへ進む。ステップ２０１ａでは、図６の関係を示すマップを用いて現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが推定される。次いでステップ２０１ｂに進み、現在のサーモスタット弁開度ＶＯＤが、予め設定された開度ＶＯＤＵ以上か否かが判別される。ＶＯＤ≧ＶＯＤＵのときにはステップ２０２に進み、ＶＯＤ＜ＶＯＤＵのときにはプロセスは終了する。
【００６３】
次に、本発明による第８実施例を説明する。以下では、本発明による第７実施例との相違点について説明する。
本発明による第８実施例では、本発明による第６実施例と同様に、空調装置６０によりサーモスタット弁開度ＶＯＤを制御すべきときには、サーモスタット弁開度ＶＯＤが中間開度の目標開度ＶＯＤＴになるように、サーモスタット弁温度ＴＶが制御される。その結果、第８実施例でも、冷却水全体の導電率が速やかに低下される。
【００６４】
図１６は、本発明による第８実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図１５に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ２０４からステップ２１０に進み、サーモスタット弁開度ＶＯＤの制御ルーチンが実行される。このルーチンは図９に示されている。続くステップ２０５ではラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮＲ≦ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０６へ進み、ＣＮＲ＞ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２１０へ戻る。
【００６５】
次に、本発明による第９の実施例を説明する。以下では、本発明による第５実施例との相違点について説明する。
図１に示される燃料電池システムＡでは、燃料電池システムＡが起動されると冷却水ポンプ５２が作動され、燃料電池システムＡが作動している間は継続して冷却水ポンプ５２が作動される。その結果、燃料電池システムＡが作動している間は、継続して、サーモスタット弁５５内を冷却水が流通する。
【００６６】
一方、上述した本発明による第５実施例では、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを上昇させ、それによりサーモスタット弁開度ＶＯＤを増大させるようにしている。ところが、サーモスタット弁５５内を流通する冷却水の温度がかなり低いときには、熱媒体によりサーモスタット弁５５に与えられたた熱が冷却水により持ち去られるので、サーモスタット弁温度ＴＶを上昇させるのが困難になる。
【００６７】
一方、例えば、外気温が低いときには、燃料電池スタック１０が外気によって冷却されうるので、燃料電池スタック１０を冷却水により冷却する必要性が低い。また、例えば、燃料電池スタック１０の冷却水通路５０の出口における冷却水の温度と冷却水通路５０の入口における冷却水の温度との差ΔＴＷＤが小さいときには、冷却水による燃料電池スタック１０の冷却効果は小さい。すなわち、燃料電池スタック１０を冷却水により冷却する必要性が低い。
【００６８】
そこで、本発明による第９実施例では、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを上昇させるべきときに、燃料電池スタック１０を冷却水により冷却する必要性が低いと判断されるときには、冷却水ポンプ５２から吐出される冷却水量を一時的に減少させ、それによりサーモスタット弁５５内を流通する冷却水量を一時的に減少させるようにしている。その結果、サーモスタット弁温度ＴＶを速やかに上昇させることができる。
【００６９】
具体的には、外気温ＴＥＸが予め設定された下限外気温ＴＥＸＬ（例えば、０℃）以下であり、かつ、上述の温度差ΔＴＷＤが予め設定された下限温度差ΔＴＷＤＬ（例えば、７℃）以下のときに、燃料電池スタック１０を冷却水により冷却する必要性が低いと判断され、それ以外は燃料電池スタック１０を冷却水により冷却する必要性が高いと判断される。
【００７０】
図１７は、本発明による第９実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図１３に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ２０４に続いてステップ２２０に進み、冷却水ポンプ制御ルーチンが実行される。このルーチンは図１８に示されている。次いで、ステップ２０５に進む。ステップ２０５ではラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮＲ≦ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０６へ進み、ＣＮＲ＞ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２２０へ戻る。
【００７１】
図１８は、冷却水ポンプ制御ルーチンを示している。
図１８を参照すると、ステップ２２１では外気温ＴＥＸが予め設定された下限外気温度ＴＥＸＬ以下であるか否かが判別される。ＴＥＸ≦ＴＥＸＬのときにはプロセスはステップ２２２へ進む。ＴＥＸ＞ＴＥＸＬのときにはプロセスは終了する。ステップ２２２では温度差ΔＴＷＤが下限温度差ΔＴＷＤＬ以下であるか否かが判別される。ΔＴＷＤ≦ΔＴＷＤＬのときにはプロセスはステップ２２３へ進む。ΔＴＷＤ＞ΔＴＷＤＬのときにはプロセスは終了する。ステップ２２３では冷却水ポンプ５２から吐出される冷却水量が予め設定された低い冷却水量に減少される。図示しない別の実施例では、冷却水量が一定量だけ減少される。
【００７２】
次に、本発明による第１０実施例を説明する。以下では、本発明による第６実施例との相違点について説明する。
本発明による第１０実施例では、本発明による第６実施例において、本発明による第９実施例と同様に、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを上昇させるべきときに、燃料電池スタック１０を冷却水により冷却する必要性が低いと判断されるときには、冷却水ポンプ５２から吐出される冷却水量を一時的に減少させ、それによりサーモスタット弁５５内を流通する冷却水量を一時的に減少させるようにしている。その結果、サーモスタット弁温度ＴＶを速やかに上昇させることができる。
【００７３】
図１９は、本発明による第１０実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図１４に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ２１０に続いてステップ２２０に進み、図１８に示される冷却水ポンプ制御ルーチンが実行される。次いで、ステップ２０５に進む。ステップ２０５ではラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮＲ≦ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０６へ進み、ＣＮＲ＞ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２１０へ戻る。
【００７４】
次に、本発明による第１１実施例を説明する。以下では、本発明による第７実施例との相違点について説明する。
本発明による第１１実施例では、本発明による第７実施例において、本発明による第９実施例と同様に、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを上昇させるべきときに、燃料電池スタック１０を冷却水により冷却する必要性が低いと判断されるときには、冷却水ポンプ５２から吐出される冷却水量を一時的に減少させ、それによりサーモスタット弁５５内を流通する冷却水量を一時的に減少させるようにしている。その結果、サーモスタット弁温度ＴＶを速やかに上昇させることができる。
【００７５】
図２０は、本発明による第１０実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図１５に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ２０４に続いてステップ２２０に進み、図１８に示される冷却水ポンプ制御ルーチンが実行される。次いで、ステップ２０５に進む。ステップ２０５ではラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮＲ≦ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０６へ進み、ＣＮＲ＞ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２２０へ戻る。
【００７６】
次に、本発明による第１２実施例を説明する。以下では、本発明による第８実施例との相違点について説明する。
本発明による第１２実施例では、本発明による第８実施例において、本発明による第９実施例と同様に、空調装置６０によりサーモスタット弁温度ＴＶを上昇させるべきときに、燃料電池スタック１０を冷却水により冷却する必要性が低いと判断されるときには、冷却水ポンプ５２から吐出される冷却水量を一時的に減少させ、それによりサーモスタット弁５５内を流通する冷却水量を一時的に減少させるようにしている。その結果、サーモスタット弁温度ＴＶを速やかに上昇させることができる。
【００７７】
図２１は、本発明による第１２実施例の冷却水導電率制御のルーチンを示している。このルーチンは次の点で図１６に示されるルーチンと相違している。すなわち、ステップ２１０に続いてステップ２２０に進み、図１８に示される冷却水ポンプ制御ルーチンが実行される。次いで、ステップ２０５に進む。ステップ２０５ではラジエータ５３周りの冷却水の導電率ＣＮＲが閾値ＣＮＲＴＨ以下か否かが判別される。ＣＮＲ≦ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２０６へ進み、ＣＮＲ＞ＣＮＲＴＨのときにはプロセスはステップ２１０へ戻る。
【符号の説明】
【００７８】
Ａ    燃料電池システム
１０    燃料電池スタック
５１    冷却水供給管
５２    冷却水ポンプ
５３    ラジエータ
５４    ラジエータバイパス管
５５    サーモスタット弁
５６    筐体
５８    イオン交換器
６０    空調装置
６１    熱媒体循環管
６１ａ、６１ｂ    連通管
６２    熱媒体ポンプ
６３    電気ヒータ
６４    熱交換器
６５    三方弁
【図１】
2016018607.tif 000003
【図２】
2016018607.tif 000004
【図３】
2016018607.tif 000005
【図４】
2016018607.tif 000006
【図５】
2016018607.tif 000007
【図６】
2016018607.tif 000008
【図７】
2016018607.tif 000009
【図８】
2016018607.tif 000010
【図９】
2016018607.tif 000011
【図１０】
2016018607.tif 000012
【図１１】
2016018607.tif 000013
【図１２】
2016018607.tif 000014
【図１３】
2016018607.tif 000015
【図１４】
2016018607.tif 000016
【図１５】
2016018607.tif 000017
【図１６】
2016018607.tif 000018
【図１７】
2016018607.tif 000019
【図１８】
2016018607.tif 000020
【図１９】
2016018607.tif 000021
【図２０】
2016018607.tif 000022
【図２１】
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