(57)【要約】【課題】  サービスプラグを抜き取った際に、電源を含む閉回路の形成を抑制することができる電源回路を提供する。【解決手段】  電源回路（１００）は、冷却水が流動するための冷却水配管（１２）に接続された電源（１０）と、電源と直列に接続された継電器（２０）と、電源の出力を遮断するための遮断器（３０）と、を備え、遮断器は、電源に対して冷却水配管と反対側に接続されている。遮断器が電源に対して冷却水配管と反対側に接続されていることから、継電器が溶着した場合であっても、冷却水配管および電源を含む閉回路の形成が防止される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水が流動するための冷却水配管に接続された電源と、
前記電源と直列に接続された継電器と、
前記電源の出力を遮断するための遮断器と、を備え、
前記遮断器は、前記電源に対して前記冷却水配管と反対側に接続されていることを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記継電器は、前記電源に対して前記冷却水配管側に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電源回路。
【請求項３】
前記電源は、燃料電池であることを特徴とする請求項１または２記載の電源回路。
【請求項４】
前記電源、前記継電器および前記遮断器は、電源ケース内に収納されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電源回路。
【請求項５】
前記冷却水配管は、前記電源ケース外に配置されていることを特徴とする請求項４記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水配管に接続された電源を含む電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電池、燃料電池等の電源を搭載した車両が開発されている。このような電源を搭載した車両においては、電源を含む回路を開放するためのサービスプラグが設けられている（例えば、特許文献１参照）。ユーザは、サービスプラグを抜き取ることによって、電源の出力を遮断することができる。それにより、電源回路の点検・整備等を行うことができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２４８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電源の温度制御のために、電源内において冷却水を流動させることが多い。この場合、上記サービスプラグを抜き取った状態において、冷却水配管と電源とを含む閉回路が形成されるおそれがある。
【０００５】
本発明は、サービスプラグを抜き取った際に、冷却水配管および電源を含む閉回路の形成を抑制することができる電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電源回路は、冷却水が流動するための冷却水配管に接続された電源と、電源と直列に接続された継電器と、電源の出力を遮断するための遮断器と、を備え、遮断器は、電源に対して冷却水配管と反対側に接続されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係る電源回路においては、遮断器が電源に対して冷却水配管と反対側に接続されていることから、継電器が溶着した場合であっても、冷却水配管および電源を含む閉回路の形成が防止される。
【０００８】
継電器は、電源に対して冷却水配管側に接続されていてもよい。電源は、燃料電池であってもよい。また、電源、継電器および遮断器は、電源ケース内に収納されていてもよい。また、冷却水配管は、電源ケース外に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、遮断器によって電源回路を遮断した場合に、冷却水配管および電源を含む閉回路の形成を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の第１実施例に係る電源回路１００を説明するための図である。図１（ａ）は、電源回路１００の全体構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、後述する燃料電池１１の模式的断面図である。図１（ｃ）は、後述する燃料電池スタック１０と冷却水配管１２との関係を示す模式図である。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、電源回路１００は、燃料電池スタック１０、継電器２０、サービスプラグ３０などを含む。電源回路１００においては、燃料電池スタック１０、継電器２０およびサービスプラグ３０は、互いに直接に接続されている。燃料電池スタック１０、継電器２０およびサービスプラグ３０は、スタックケース４０内に配置されている。スタックケース４０は、燃料電池スタック１０とは絶縁されている。
【００１３】
燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１１が積層された構造を有する。図１（ｂ）に示すように、燃料電池１１は、膜−電極接合体１１０がセパレータ１２０およびセパレータ１３０によって挟持された構造を有する。膜−電極接合体１１０は、電解質膜１１１のセパレータ１２０側にアノード触媒層１１２およびガス拡散層１１３が順に接合され、電解質膜１１１のセパレータ１３０側にカソード触媒層１１４およびガス拡散層１１５が順に接合された構造を有する。電解質膜１１１は、プロトン伝導性を有するパーフルオロスルフォン酸型ポリマー等の固体高分子電解質からなる。
【００１４】
アノード触媒層１１２は、触媒を担持する導電性材料等から構成される。アノード触媒層１１２における触媒は、水素のプロトン化を促進するための触媒である。例えば、アノード触媒層１１２は白金担持カーボンからなる。ガス拡散層１１３は、カーボンペーパ、カーボンクロス等のガス透過性を有する導電性材料からなる。
【００１５】
カソード触媒層１１４は、触媒を担持する導電性材料等から構成される。カソード触媒層１１４は、プロトンと酸素との反応を促進するための触媒である。例えば、カソード触媒層１１４は、白金担持カーボンからなる。ガス拡散層１１５は、カーボンペーパ、カーボンクロス等のガス透過性を有する導電性材料からなる。
【００１６】
セパレータ１２０，１３０は、ステンレス等の導電性材料から構成される。セパレータ１２０の膜−電極接合体１１０側の面には、燃料ガスが流動するための燃料ガス流路１２１が形成されている。セパレータ１３０の膜−電極接合体１１０側の面には、酸化剤ガスが流動するための酸化剤ガス流路１３１が形成されている。
【００１７】
また、セパレータ１２０の膜−電極接合体１１０と反対側の面には、冷却水が流動するための冷却水流路１２２が形成されている。セパレータ１３０の膜−電極接合体１１０と反対側の面には、冷却水が流動するための冷却水流路１３２が形成されている。例えば、燃料ガス流路１２１、酸化剤ガス流路１３１および冷却水流路１２２，１３２は、セパレータの表面に形成された凹部からなる。
【００１８】
続いて、燃料電池１１の発電について説明する。まず、燃料ガス流路１２１に燃料ガスが供給される。この燃料ガスは、ガス拡散層１１３を透過してアノード触媒層１１２に到達する。燃料ガスに含まれる水素は、アノード触媒層１１２の触媒を介してプロトンと電子とに解離する。プロトンは、電解質膜１１１を伝導してカソード触媒層１１４に到達する。
【００１９】
酸化剤ガス流路１３１には、酸化剤ガスが供給される。この酸化剤ガスは、ガス拡散層１１５を透過してカソード触媒層１１４に到達する。カソード触媒層１１４においては、触媒を介してプロトンと酸素とが反応する。それにより、電力が発生するとともに、水が生成される。生成された水は、酸化剤ガス流路１３１を通って排出される。冷却水流路１２２，１３２には、冷却水が供給される。それにより、燃料電池スタック１０の温度が所定の温度に調整される。
【００２０】
図１（ｃ）に示すように、冷却水は、燃料電池スタック１０内を流動し、外部の冷却水配管１２を流動して再度燃料電池スタック１０へと供給される。冷却水配管１２は、例えばステンレス等の金属から構成される。また、冷却水配管１２は、接地されている。本実施例においては、冷却水配管１２は、燃料電池スタック１０のマイナス側で接地されている。
【００２１】
継電器２０は、オンおよびオフが可能なリレーである。継電器２０がオンすると、電源回路１００が導通状態になる。それにより、燃料電池スタック１０の発電電力がモータ等の負荷に供給される。継電器２０がオフすると、電源回路１００が非導通状態になる。それにより、燃料電池スタック１０の発電が停止する。継電器２０は、外部のＥＣＵ（電子制御ユニット）等からの指示に従って、オンおよびオフを切替える。本実施例においては、継電器２０は、燃料電池スタック１０に対して冷却水配管１２側に接続されており、サービスプラグ３０側には設けられていない。
【００２２】
サービスプラグ３０は、電源回路１００の電気回路の一部を構成するプラグである。ユーザは、サービスプラグ３０を抜き取ることによって、燃料電池スタック１０の出力を遮断することができる。本実施例においては、サービスプラグ３０は、燃料電池スタック１０に対して冷却水配管１２と反対側に接続されており、冷却水配管１２側には設けられていない。
【００２３】
ユーザは、電源回路１００等を点検・整備する場合に、サービスプラグ３０を抜き取る。この場合、燃料電池スタック１０の出力が遮断される。それにより、ユーザは、電源回路１００等の点検・整備を行うことができる。ここで、継電器２０が溶着した状態でサービスプラグ３０を抜き取った場合を考える。
【００２４】
本実施例においては、サービスプラグ３０が燃料電池スタック１０に対して冷却水配管１２と反対側に接続されている。この場合、電源回路１００のスタックケース４０外の配線と冷却水配管１２とが何らかの部材を介して接触しても、燃料電池スタック１０および冷却水配管１２を含む閉回路の形成が防止される。スタックケース４０外において、燃料電池スタック１０のマイナス側の配線と冷却水配管１２との間には電源が介在せず、燃料電池スタック１０のプラス側の配線はサービスプラグ３０によって遮断されているからである。
【００２５】
また、電源回路１００のように回路を構成することによって、燃料電池スタック１０のプラス側およびマイナス側の両方の配線をサービスプラグによって遮断する必要がなくなる。すなわち、冷却水配管１２と反対側の極に接続される配線を遮断するだけで、燃料電池スタック１０および冷却水配管１２を含む閉回路の形成が防止される。したがって、サービスプラグの構成を簡略化することができる。
【実施例２】
【００２６】
図２は、本発明の第２実施例に係る電源回路１００ａの全体構成を示す模式図である。電源回路１００ａは、継電器５０をさらに備えている点において図１の電源回路１００と異なる。継電器５０は、継電器２０と同様の構造を有するリレーである。本実施例においては、継電器５０は、スタックケース４０内において燃料電池スタック１０に対して冷却水配管１２と反対側に接続されている。したがって、電源回路１００ａは、両極リレー構造を有している。
【００２７】
継電器３０，５０が溶着した状態でサービスプラグ３０を抜き取る場合について考える。本実施例においては、サービスプラグ３０が燃料電池スタック１０に対して冷却水配管１２と反対側に接続されている。この場合、電源回路１００ａのスタックケース４０外の配線と冷却水配管１２とが何らかの部材を介して接触しても、燃料電池スタック１０および冷却水配管１２を含む閉回路の形成が防止される。スタックケース４０外において、燃料電池スタック１０のマイナス側の配線と冷却水配管１２との間には電源が介在せず、燃料電池スタック１０のプラス側の配線はサービスプラグ３０によって遮断されているからである。
【００２８】
また、電源回路１００ａのように回路を構成することによって、燃料電池スタック１０のプラス側およびマイナス側の両方の配線をサービスプラグによって遮断する必要がなくなる。すなわち、冷却水配管１２と反対側の極に接続される配線を遮断するだけで、燃料電池スタック１０および冷却水配管１２を含む閉回路の形成が防止される。したがって、サービスプラグの構成を簡略化することができる。
【００２９】
なお、上記各実施例においては燃料電池として固体高分子型燃料電池を用いたが、他の燃料電池を用いてもよい。また、電源として燃料電池を用いたが、それに限られない。本発明が適用可能な電源は、冷却水が流動するための冷却水配管に接続された電源であればよい。したがって、燃料電池以外にも、蓄電池等を電源として用いることができる。
【００３０】
また、上記各実施例において、サービスプラグが遮断器に相当し、スタックケース４０が電源ケースに相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施例に係る燃料電池回路を説明するための図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る燃料電池回路の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  燃料電池スタック
１１  燃料電池
２０，５０  継電器
３０  サービスプラグ
４０  スタックケース
１００  電源回路
【図１】
2009218066.tif 000003
【図２】
2009218066.tif 000004