CN115602875A - 燃料电池冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料电池冷却系统，被搭载于车辆，具有：制冷剂的流路；冷却器，对冷却器流路内的上述制冷剂进行冷却；燃料电池，通过与燃料电池流路内的上述制冷剂的热交换而被冷却；发热体，通过与发热体流路内的上述制冷剂的热交换而被冷却；第1泵及第2泵，将上述燃料电池流路内的上述制冷剂和上述发热体流路内的上述制冷剂分别送出；以及控制电路。在上述车辆启动时，上述控制电路实施第1工序和第2工序，上述第1工序是在上述第2泵停止的状态下使上述第1泵工作的工序，上述第2工序是若在上述第1工序中上述燃料电池流路或者上述冷却器流路内的上述制冷剂的温度超过第1基准值则除了上述第1泵之外还使上述第2泵工作的工序。

Description

燃料电池冷却系统
技术领域
本说明书公开的技术涉及燃料电池冷却系统。
背景技术
日本特开2008－126911所公开的燃料电池冷却系统对搭载于车辆的燃料电池进行冷却。该燃料电池冷却系统具备供制冷剂在内部流动的制冷剂流路。在制冷剂流路设置有冷却制冷剂流路内的制冷剂的冷却器和通过与制冷剂流路内的制冷剂的热交换而被冷却的燃料电池。通过将被冷却器冷却了的制冷剂供给至燃料电池来冷却燃料电池。
发明内容
存在与设置有燃料电池的流路并列设置对其他发热体进行冷却的流路的情况。以下，将设置有燃料电池的流路称为燃料电池流路，将设置有发热体的流路称为发热体流路。另外，将设置有冷却器的流路称为冷却器流路。有时在不向发热体流路流动制冷剂的状态下使制冷剂在燃料电池流路和冷却器流路循环。在该状态下，燃料电池流路以及冷却器流路内的制冷剂的温度变得高于发热体流路内的制冷剂的温度。然后，若向发热体流路流动制冷剂，则发热体流路内的低温的制冷剂流入至燃料电池流路内。由此，燃料电池被急剧冷却，对燃料电池施加热负荷。在本说明书中，提出一种减少施加于燃料电池的热负荷的技术。
本说明书公开的一个方式的第1燃料电池冷却系统被搭载于车辆。该燃料电池冷却系统具备供制冷剂在内部流动的制冷剂流路。上述制冷剂流路具有冷却器流路、燃料电池流路以及发热体流路。上述燃料电池流路的上游端和上述发热体流路的上游端与在上述冷却器流路的下游端设置的分支部连接。上述燃料电池流路的下游端和上述发热体流路的下游端与在上述冷却器流路的上游端设置的合流部连接。上述燃料电池冷却系统还具有：冷却器，构成为对上述冷却器流路内的上述制冷剂进行冷却；燃料电池，构成为通过与上述燃料电池流路内的上述制冷剂的热交换而被冷却；发热体，构成为在工作时进行发热并且通过与上述发热体流路内的上述制冷剂的热交换而被冷却；第1泵，构成为将上述燃料电池流路内的上述制冷剂向下游侧送出；第2泵，构成为将上述发热体流路内的上述制冷剂向下游侧送出；以及控制电路，构成为控制上述燃料电池、上述第1泵以及上述第2泵。上述控制电路构成为在上述车辆的行驶中使上述燃料电池和上述第1泵工作。上述控制电路构成为在上述发热体的工作中使上述第2泵工作。在上述车辆的启动时上述控制电路构成为实施第1工序和第2工序，该第1工序是在上述第2泵停止的状态下使上述第1泵工作的工序，该第2工序是若在上述第1工序中上述燃料电池流路或者上述冷却器流路内的上述制冷剂的温度超过第1基准值则除了上述第1泵之外还使上述第2泵工作的工序。
在上述方式的第1燃料电池冷却系统中，在车辆的启动时控制电路实施在第2泵停止的状态下使第1泵工作的工序。因此，在第1工序中，制冷剂在燃料电池流路和冷却器流路循环，另一方面，制冷剂在发热体流路不流动。在燃料电池流路和冷却器流路循环的制冷剂被燃料电池加热而升温。通过不在发热体流路流动制冷剂而使制冷剂在燃料电池流路和冷却器流路循环，能够使循环的制冷剂的温度更快地上升。由此，能够使燃料电池的温度更快地上升。因此，在车辆启动后燃料电池的发电效率会在短时间内上升。另外，若在第1工序中燃料电池流路或者冷却器流路内的制冷剂的温度超过第1基准值，则控制电路实施除了第1泵之外还使第2泵工作的第2工序。在第2工序中，制冷剂在由燃料电池流路、发热体流路以及冷却器流路构成的循环流路循环。即，发热体流路内的制冷剂与燃料电池流路以及冷却器流路内的制冷剂一同循环。因此，发热体流路内的制冷剂的温度上升。在车辆的启动完成之后，控制电路进行通常的控制。在通常的控制中，控制电路在车辆的行驶中使燃料电池和第1泵工作，在发热体的工作中使第2泵工作。因此，若发热体工作，则发热体流路内的制冷剂因第2泵的工作而向燃料电池流路内流动。此时，由于发热体流路内的制冷剂预先被加热，所以在燃料电池难以产生急剧的温度变化。因此，可减少施加于燃料电池的热负荷。
本说明书所公开的其他方式的第2燃料电池冷却系统被搭载于车辆。该燃料电池冷却系统具备供制冷剂在内部流动的制冷剂流路。上述制冷剂流路具有冷却器流路、燃料电池流路以及发热体流路。上述燃料电池流路的上游端和上述发热体流路的上游端与在上述冷却器流路的下游端设置的分支部连接。上述燃料电池流路的下游端和上述发热体流路的下游端与在上述冷却器流路的上游端设置的合流部连接。上述燃料电池冷却系统还具有：冷却器，构成为对上述冷却器流路内的上述制冷剂进行冷却；燃料电池，构成为通过与上述燃料电池流路内的上述制冷剂的热交换而被冷却；发热体，构成为在工作时进行发热并且通过与上述发热体流路内的上述制冷剂的热交换而被冷却；第1泵，构成为将上述燃料电池流路内的上述制冷剂向下游侧送出；第2泵，构成为将上述发热体流路内的上述制冷剂向下游侧送出；以及控制电路，构成为控制上述燃料电池、上述第1泵以及上述第2泵。上述控制电路构成为在上述车辆的行驶中使上述燃料电池和上述第1泵工作。上述控制电路构成为在上述发热体的工作中使上述第2泵工作。上述控制电路构成为在上述车辆的启动时实施使上述第1泵和上述第2泵工作的第1工序。
在上述方式的第2燃料电池冷却系统中，控制电路在车辆的启动时实施使第1泵和第2泵工作的第1工序。因此，在第1工序中，制冷剂在由燃料电池流路、发热体流路以及冷却器流路构成的循环流路循环，发热体流路内的制冷剂的温度上升。在车辆的启动完成之后，控制电路进行通常的控制。在通常的控制中，控制电路在车辆的行驶中使燃料电池和第1泵工作，在发热体的工作中使第2泵工作。因此，若发热体工作，则发热体流路内的制冷剂因第2泵的工作而向燃料电池流路内流动。此时，由于发热体流路内的制冷剂预先被加热，所以在燃料电池难以产生急剧的温度变化。因此，可减少施加于燃料电池的热负荷。
本说明书公开的其他方式的第3燃料电池冷却系统被搭载于车辆。该燃料电池冷却系统具备供制冷剂在内部流动的制冷剂流路。上述制冷剂流路具有冷却器流路、燃料电池流路以及发热体流路。上述燃料电池流路的上游端和上述发热体流路的上游端与在上述冷却器流路的下游端设置的分支部连接。上述燃料电池流路的下游端和上述发热体流路的下游端与在上述冷却器流路的上游端设置的合流部连接。上述燃料电池冷却系统还具有：冷却器，构成为对上述冷却器流路内的上述制冷剂进行冷却；燃料电池，构成为通过与上述燃料电池流路内的上述制冷剂的热交换而被冷却；发热体，构成为在工作时进行发热并且通过与上述发热体流路内的上述制冷剂的热交换而被冷却；第1泵，构成为将上述燃料电池流路内的上述制冷剂向下游侧送出；第2泵，构成为将上述发热体流路内的上述制冷剂向下游侧送出；以及控制电路，构成为控制上述燃料电池、上述第1泵以及上述第2泵。上述控制电路构成为在上述车辆的行驶中使上述燃料电池和上述第1泵工作。上述控制电路构成为在上述发热体的工作中使上述第2泵工作。上述控制电路构成为在上述车辆的行驶中且上述发热体未工作时，若上述燃料电池流路内的上述制冷剂的温度与上述发热体流路内的上述制冷剂的温度的差超过第1基准值，则实施使上述第2泵工作的第1工序。
在上述方式的第3燃料电池冷却系统中，控制电路在车辆的行驶中使燃料电池和第1泵工作，在发热体的工作中使第2泵工作。在发热体不工作且第2泵不工作的状态下，制冷剂在燃料电池流路和冷却器流路循环，发热体流路内的制冷剂不流动。若燃料电池中的发热量大，则正在燃料电池流路和冷却器流路循环的制冷剂的温度上升。另一方面，由于发热体流路内的制冷剂不流动，所以发热体流路内的制冷剂的温度不上升。在车辆的行驶中且发热体不工作时，若燃料电池流路内的制冷剂的温度与发热体流路内的制冷剂的温度的差超过基准值，则控制电路实施使第2泵工作的第1工序。即，在第1工序中，第1泵和第2泵两方工作。因此，制冷剂在由燃料电池流路、发热体流路以及冷却器流路构成的循环流路循环，该循环流路内的制冷剂的温度差缩小。由此，可抑制燃料电池流路内的制冷剂的温度与发热体流路内的制冷剂的温度的差极度变大。因此，即便因发热体工作并且第2泵工作而发热体流路内的制冷剂向燃料电池流路内流动，也难以在燃料电池产生急剧的温度变化。因此，可减少施加于燃料电池的热负荷。
附图说明
以下，参照附图对本发明的示例性实施例的特征、优点、技术及工业重要性进行说明，在附图中相同的附图标记表示相同的构成要素，其中：
图1是表示燃料电池冷却系统的结构的制冷剂回路图。
图2是表示实施例1的预备动作的流程图。
图3是表示实施例2的预备动作的流程图。
图4是表示实施例3的预备动作的流程图。
图5是表示实施例4的预备动作的流程图。
具体实施方式
在上述第1燃料电池冷却系统的一个例子中，上述控制电路可以构成为若在上述第2工序中上述制冷剂流路内的上述制冷剂的温度超过第2基准值则实施使上述第2泵停止的第3工序。
在该结构中，当制冷剂的温度差缩小时，能够使第2泵停止来抑制电力消耗。
在上述第1燃料电池冷却系统的一个例子中，上述控制电路可以构成为在上述第2工序中使上述第2泵以最低转速工作。
其中，在本说明书中，最低转速是作为泵的规格而被决定的可使用转速的最小值。
在第2工序中，为了使发热体流路内的制冷剂与燃料电池流路以及冷却器流路内的制冷剂合流而使第2泵工作。通过使第2泵以最低转速工作，是发热体流路内的制冷剂相对于燃料电池流路以及冷却器流路内的制冷剂缓慢地混合。因此，在第2工序中能够抑制燃料电池的温度急剧地变化。
在上述第2燃料电池冷却系统的一个例子中，上述控制电路可以构成为若在上述第1工序中上述制冷剂流路内的上述制冷剂的温度超过基准值则实施使上述第2泵停止的第2工序。
在该结构中，当制冷剂的温度差缩小时，能够使第2泵停止来抑制电力消耗。
在上述第2燃料电池冷却系统的一个例子中，上述控制电路可以构成为在上述第1工序中使上述第2泵以最低转速工作。
在上述第3燃料电池冷却系统的一个例子中，上述控制电路可以构成为若在上述第1工序中上述燃料电池流路内的上述制冷剂的上述温度与上述发热体流路内的上述制冷剂的上述温度的上述差低于第2基准值，则实施使上述第2泵停止的第2工序。
在该结构中，当制冷剂的温度差缩小时，能够使第2泵停止来抑制电力消耗。
在上述第3燃料电池冷却系统的一个例子中，可以构成为在上述第1工序中使上述发热体工作。
在该结构中，能够以更短时间缩小制冷剂的温度差。
在上述第3燃料电池冷却系统的一个例子中，上述控制电路可以构成为在上述第1工序中使上述第2泵以最低转速工作。
图1所示的实施例的燃料电池冷却系统10被搭载于车辆。燃料电池冷却系统10具有燃料电池12(FC：Fuel Cell)。燃料电池12向车辆的行驶用马达供给电力。燃料电池冷却系统10对燃料电池12进行冷却。
燃料电池冷却系统10具有供制冷剂在内部循环的制冷剂流路50。制冷剂流路50具有冷却器流路52、燃料电池流路54、发热体流路56以及旁通流路58。
冷却器流路52从合流部60延伸至分支部62。冷却器流路52具有上游侧流路52a、分支流路52b、分支流路52c以及下游侧流路52d。上游侧流路52a的上游端与冷却器流路52的作为上游端的合流部60连接。分支流路52b、52c是在上游侧流路52a的下游侧分支为2个的流路。分支流路52b、52c的下游端与下游侧流路52d的上游端连接。下游侧流路52d的下游端与冷却器流路52的作为下游端的分支部62连接。冷却器流路52内的制冷剂从作为上游端的合流部60经由上游侧流路52a、分支流路52b、52c、下游侧流路52d流动至作为下游端的分支部62。在分支流路52b、52c中，制冷剂被分开而流动于分支流路52b、52c。在分支流路52b设置有散热器14。散热器14通过与外部空气的热交换来对在分支流路52b内流动的制冷剂进行冷却。在分支流路52c设置有散热器16。散热器16通过与外部空气的热交换来对在分支流路52c内流动的制冷剂进行冷却。
旁通流路58的上游端连接在冷却器流路52的上游侧流路52a的中途。旁通流路58的下游端连接在冷却器流路52的下游侧流路52d的中途。在旁通流路58与上游侧流路52a的连接部设置有旋转阀20。以下，将上游侧流路52a中的比旋转阀20靠上游侧的部分称为第1部分52a－1、将比旋转阀20靠下游侧的部分称为第2部分52a－2。旋转阀20对从第1部分52a－1流动至旁通流路58的制冷剂的流量和从第1部分52a－1流动至第2部分52a－2的制冷剂的流量进行变更。在旋转阀20的开度S为100％的情况下，在第1部分52a－1内流动的制冷剂全部向第2部分52a－2流动。在旋转阀20的开度S为50％的情况下，在第1部分52a－1内流动的制冷剂的一半向第2部分52a－2流动，在第1部分52a－1内流动的制冷剂的剩余的一半向旁通流路58流动。在旋转阀20的开度S为0％的情况下，在第1部分52a－1内流动的制冷剂全部向旁通流路58流动。在旁通流路58设置有离子交换器18。离子交换器18从在旁通流路58内流动的制冷剂中除去离子。离子从构成制冷剂流路50的配管等溶出至制冷剂。通过使制冷剂在旁通流路58(即，离子交换器18)流动，能够使制冷剂中的离子浓度降低。
燃料电池流路54和发热体流路56的上游端在分支部62处与冷却器流路52的下游端连接。燃料电池流路54和发热体流路56的下游端在合流部60处与冷却器流路52的上游端连接。
在燃料电池流路54夹装有泵21。泵21将燃料电池流路54内的制冷剂向下游侧送出。在泵21的下游侧，燃料电池流路54分支为分支流路54a和分支流路54b。在分支流路54a设置有燃料电池12和温度传感器42。燃料电池12通过与在分支流路54a内流动的制冷剂的热交换而被冷却。温度传感器42配置于燃料电池12的下游侧。温度传感器42对通过燃料电池12之后的制冷剂的温度T1进行检测。在分支流路54b设置有中冷器24。中冷器24通过与在分支流路54b内流动的制冷剂的热交换而被冷却。
在发热体流路56设置有泵22、制动电阻28(BR：Brake Resistor)、温度传感器44以及止回阀30。泵22将发热体流路56内的制冷剂向下游侧送出。制动电阻28设置于泵22的下游侧。制动电阻28存在被称为多余电力加热器或者电加热器的情况。当车辆的马达在蓄电池的充满电状态下进行了再生动作时，制动电阻28将通过再生动作而产生了的多余电力变换为热能来进行消耗。制动电阻28通过与发热体流路56内的制冷剂的热交换而被冷却。温度传感器44配置于制动电阻28的下游侧。温度传感器44对通过制动电阻28之后的制冷剂的温度T2进行检测。止回阀30配置于温度传感器44的下游侧。止回阀30防止制冷剂在发热体流路56内倒流。
燃料电池冷却系统10具有集成ECU70(集成Electronic Control Unit)和EV－ECU72(Electric Vehicle-Electronic Control Unit)作为控制电路。EV－ECU72控制制动电阻28等。集成ECU70控制泵21、22、燃料电池12等。
接下来，对燃料电池冷却系统10的动作进行说明。集成ECU70通过使燃料电池12工作来进行发电。车辆利用由燃料电池12生成的电力进行行驶。在车辆的行驶中，集成ECU70使燃料电池12持续动作。另外，若车辆启动，则集成ECU70使泵21工作。在车辆的行驶中，集成ECU70将泵21维持为工作的状态。若泵21工作，则制冷剂在由燃料电池流路54和冷却器流路52构成的循环流路流动。在该循环流路内流动的制冷剂被散热器14、16冷却。因此，被散热器14、16冷却了的制冷剂流入至燃料电池流路54(特别是分支流路54a)，燃料电池12被冷却。因此，可防止燃料电池12过度变为高温。此外，在泵22停止的状态下泵21工作的情况下，通过止回阀30关闭，可防止制冷剂从燃料电池流路54的下游端向发热体流路56流入。即，通过止回阀30关闭，可防止发热体流路56中的制冷剂的倒流。
当制冷剂在由燃料电池流路54和冷却器流路52构成的循环流路循环时，集成ECU70通过控制旋转阀20的开度S，来使通过了冷却器流路52的第1部分52a－1的制冷剂的一部分或者全部向旁通流路58流动。由此，集成ECU70执行通过离子交换器18将制冷剂中的离子除去的离子除去处理。在制冷剂中的离子浓度上升时，集成ECU70实施离子除去处理。
若车辆的马达在蓄电池的充满电状态下执行再生动作，则EV－ECU72使制动电阻28工作。由此，由马达生成的多余电力被制动电阻28消耗。若制动电阻28工作，则制动电阻28发热。EV－ECU72若使制动电阻28工作，则将该信息向集成ECU70发送。若制动电阻28工作，则集成ECU70使泵22工作。若泵22工作，则止回阀30打开，发热体流路56内的制冷剂向下游侧流动。因此，在冷却器流路52中流动至分支部62的制冷剂向燃料电池流路54和发热体流路56分支而流动。通过了燃料电池流路54的制冷剂和通过了发热体流路56的制冷剂在合流部60合流而向冷却器流路52流动。若制冷剂在发热体流路56内流动，则制动电阻28被发热体流路56内的制冷剂冷却。由此，可防止制动电阻28过度变为高温。
接下来，对集成ECU70实施的预备动作进行说明。以下，对实施例1～4的预备动作进行说明。
[实施例1]
图2表示了实施例1的预备动作。如图2所示，在点火装置刚刚接通或者刚刚启动准备就绪(ready-on)(即，车辆的启动)之后就实施实施例1的预备动作。在车辆启动前，燃料电池12的温度和制冷剂流路50内的制冷剂的温度低。在点火装置刚刚接通之后，集成ECU70实施步骤S2。在步骤S2中，集成ECU70在泵22停止的状态下使燃料电池12和21工作。通过燃料电池12工作来进行发电。通过泵21工作，使得制冷剂在由燃料电池流路54和冷却器流路52构成的循环流路循环。另外，由于在步骤S2中泵22停止，所以发热体流路56内的制冷剂不流动。另外，在步骤S2中，散热器14、16工作。因此，在由燃料电池流路54和冷却器流路52构成的循环流路内循环的制冷剂被燃料电池12加热，并被散热器14、16冷却。集成ECU70在步骤S2的执行中反复执行步骤S4。在步骤S4中，集成ECU70对由温度传感器42检测的温度T1(即，刚刚通过燃料电池12之后的制冷剂的温度)是否为基准温度Ta(例如30℃)以上进行判定。集成ECU70持续步骤S2直至在步骤S4中判定为温度T1为基准温度Ta以上为止。
在刚刚开始步骤S2之后，由于燃料电池12的温度低，所以燃料电池12的发电效率低。燃料电池12的温度因燃料电池12的工作而上升。不过，由于在由燃料电池流路54和冷却器流路52构成的循环流路内循环的制冷剂对燃料电池12进行冷却，所以可抑制燃料电池12的温度急剧上升。燃料电池12的温度伴随着时间的经过而稳定地上升。另外，正在循环的制冷剂的温度因燃料电池12的加热而逐渐上升。此时，由于发热体流路56内的制冷剂不流动，所以正在循环的制冷剂的量比较少。因此，正在循环的制冷剂的温度比较快地上升。因此，燃料电池12的温度也比较快地上升。这样，在步骤S2中，通过在使发热体流路56内的制冷剂停止了的状态下使制冷剂在由燃料电池流路54和冷却器流路52构成的循环流路内循环，能够使燃料电池12的温度比较快地上升。因此，在步骤S2的执行中，能够使燃料电池12的发电效率以比较快的速度上升。若燃料电池流路54内的制冷剂的温度T1达到温度Ta，则集成ECU70执行步骤S6。
其中，在上述的步骤S4中，为了对正在循环的制冷剂的温度是否上升至规定值进行判定而实施。因此，在步骤S4中，可以代替燃料电池流路54内的制冷剂的温度是否达到基准值的判定而实施冷却器流路52内的制冷剂的温度是否达到基准值的判定。
在步骤S6中，集成ECU70使泵22以最低转速工作。即，在步骤S6中，集成ECU70一边维持燃料电池12和泵21工作的状态，一边使泵22以最低转速工作。此外，在步骤S6中，即便制动电阻28处于停止中，集成ECU70也使泵22工作。集成ECU70在步骤S6的执行中反复执行步骤S8。在步骤S8中，集成ECU70对泵22的停止条件是否成立进行判定。集成ECU70继续步骤S6直至泵22的停止条件成立为止。若在步骤S8中判定为“是”(即，泵22的停止条件成立)，则集成ECU70在步骤S9中使泵22停止。
在步骤S6中，由于泵22工作，所以发热体流路56内的制冷剂流动。即，在步骤S6中，制冷剂在由燃料电池流路54、发热体流路56以及冷却器流路52构成的循环流路内循环。由于在步骤S2的执行中发热体流路56内的制冷剂的流动停止，所以在步骤S6开始时，发热体流路56内的制冷剂的温度低。另一方面，在步骤S2的执行中，燃料电池流路54与冷却器流路52内的制冷剂的温度上升至比较高的温度。在步骤S2的实施中，由于制冷剂在燃料电池流路54与冷却器流路52以及发热体流路56之间混合，所以发热体流路56内的制冷剂的温度上升。
在步骤S6中，通过使泵22以最低转速旋转，可抑制对燃料电池12施加热负荷。例如，若在步骤S6中使泵22以高的转速旋转，则发热体流路56内的低温的制冷剂迅速地经由冷却器流路52流入至燃料电池流路54内。于是，低温的制冷剂迅速流入至温度上升至比较高的温度的燃料电池12内，使得燃料电池12的温度急剧地降低。因此，温度冲击施加于燃料电池12，对燃料电池12施加热负荷。与此相对，在实际的步骤S6中，由于使泵22以最低转速旋转，所以发热体流路56内的低温的制冷剂缓缓与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流。因此，可抑制燃料电池12的急剧的温度降低。另外，由于当正在循环的制冷剂的温度达到基准值时(即，在步骤S4中判定为“是”时)开始步骤S6，所以在步骤S6的开始时刻正在循环的制冷剂(即，燃料电池流路54内和冷却器流路52内的制冷剂)的温度与发热体流路56内的制冷剂的温度之差不那么大。由此，也可在步骤S6的实施时抑制燃料电池12的急剧的温度降低。因此，能够抑制对燃料电池12施加热负荷。另外，由于以使发热体流路56内的制冷剂与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流为目的来实施步骤S6，所以即便使泵22以最低转速旋转也不产生问题。另外，通过使泵22以最低转速旋转，还能够抑制泵22中的电力消耗。
如上所述，若在步骤S8中判定为泵22的停止条件成立，则集成ECU70在步骤S9中使泵22停止。作为泵22的停止条件，可采用能够判断为发热体流路56内的制冷剂的温度充分上升了的条件。
例如，能够将从开始步骤S6起经过了规定时间作为泵22的停止条件。若从开始步骤S6起经过规定时间，则能够判断为发热体流路56内的制冷剂的温度已上升至一定值以上。因此，当从开始步骤S6起经过了规定时间时，在步骤S8中判定为“是”，能够在步骤S9中使泵22停止。
另外，例如能够将制冷剂流路50内的制冷剂的温度为基准温度以上作为泵22的停止条件。例如，能够将由温度传感器42检测的温度T1为基准温度Tb以上作为泵22的停止条件。其中，步骤S8中使用的基准温度Tb是比在步骤S4中使用的基准温度Ta高的温度。由于通过了燃料电池12之后的制冷剂的温度T1与发热体流路56内的制冷剂的温度具有相关性，所以若温度T1为基准温度Tb以上，则能够判断为发热体流路56内的制冷剂的温度上升至一定值以上。因此，当温度T1上升至基准温度Tb以上时，在步骤S8中判定为“是”，能够在步骤S9中使泵22停止。另外，例如能够将由温度传感器44检测的温度T2为基准温度Tc以上作为泵22的停止条件。温度T2是发热体流路56内的制冷剂的温度。因此，该停止条件成为直接判定发热体流路56内的制冷剂的温度的条件。因此，当温度T2上升至基准温度Tc以上时，在步骤S8中判定为“是”，能够在步骤S9中使泵22停止。另外，可以将冷却器流路52内的制冷剂的温度为规定温度以上作为泵22的停止条件。
当在步骤S9中使泵22停止之后，集成ECU70执行车辆的行驶中的通常的控制。在通常的控制中，集成ECU70使燃料电池12和第1泵21持续地工作。另外，集成ECU70在制动电阻28的停止中使泵22停止。因此，在制动电阻28的停止中，发热体流路56内的制冷剂不流动。另外，若制动电阻28工作，则集成ECU70使泵22工作。此时，集成ECU70使泵22以与制动电阻28的温度相应的高的转速工作。因此，停滞在发热体流路56内的制冷剂迅速与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流。由于发热体流路56内的制冷剂在预先实施了的步骤S6中被加热，所以即便发热体流路56内的制冷剂迅速与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流，在燃料电池12也不产生急剧的温度变化。由此，可抑制对燃料电池12施加热负荷。这样，通过在车辆刚刚启动之后就实施的预备动作来加热发热体流路56内的制冷剂，从而即便之后因制动电阻28的工作而发热体流路56内的制冷剂迅速流入至燃料电池流路54内，也能够抑制对燃料电池12施加热负荷这一情况。
实施例1的基准温度Ta是第1燃料电池冷却系统中的第1基准值的一个例子。实施例1的基准温度Tb是第1燃料电池冷却系统中的第2基准值的一个例子。
[实施例2]
图3表示了实施例2的预备动作。如图3所示，在点火装置刚刚接通或者刚刚启动准备就绪(ready-on)(即，车辆的启动)之后实施实施例2的预备动作。在点火装置刚刚接通之后，集成ECU70实施步骤S16。在步骤S16中，集成ECU70使燃料电池12和泵21工作，并且使泵22以最低转速工作。即，实施例2与实施例1不同，在点火装置刚刚接通之后，不仅使泵21工作还使泵22工作。通过泵21、22工作，使得制冷剂在由燃料电池流路54、发热体流路56以及冷却器流路52构成的循环流路循环。因此，在由燃料电池流路54、发热体流路56以及冷却器流路52构成的循环流路内循环的制冷剂被燃料电池12加热、被散热器14、16冷却。在步骤S16的实施中，正在循环的制冷剂的温度因燃料电池12的加热而逐渐上升。因此，在步骤S16的实施中，发热体流路56内的制冷剂的温度逐渐上升。在步骤S16中，由于以使发热体流路56内的制冷剂与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流为目的而使泵22工作，所以即便使泵22以最低转速旋转也不产生问题。另外，通过使泵22以最低转速旋转，还能够抑制泵22中的电力消耗。集成ECU70在步骤S16的实施中反复实施步骤S18的判定(泵22的停止条件是否成立的判定)。其中，泵22的停止条件与在实施例1中说明的停止条件等同。例如，能够将由温度传感器42检测的温度T1为基准温度Tb以上作为泵22的停止条件。若在步骤S18中判定为“是”，则集成ECU70在步骤S19中使泵22停止。
当在步骤S19中使泵22停止之后，集成ECU70执行车辆的行驶中的通常的控制。在通常的控制中，集成ECU70使燃料电池12与第1泵21持续地工作。另外，集成ECU70在制动电阻28的停止中使泵22停止，在制动电阻28的工作中使泵22工作。若因制动电阻28的工作而使泵22工作，则停滞在发热体流路56内的制冷剂迅速地与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流。然而，由于发热体流路56内的制冷剂在预先实施了的步骤S18中被加热，所以在燃料电池12中不产生急剧的温度变化。由此，可抑制对燃料电池12施加热负荷。
实施例2的基准温度Tb是第2燃料电池冷却系统中的基准值的一个例子。
[实施例3]
图4表示了实施例3的预备动作。在车辆的行驶中且制动电阻28停止时执行实施例3的预备动作。其中，若在车辆的行驶中制动电阻28动作，则比实施例3的预备动作优先实施对制动电阻28进行冷却的动作。
如上所述，在车辆的行驶中且制动电阻28停止时执行图4的预备动作。因此，在图4的预备动作的开始时，燃料电池12与泵21在工作，泵22停止。在步骤S24中，集成ECU70对燃料电池流路54内的制冷剂的温度T1与发热体流路56内的制冷剂的温度T2之差是否大于基准值Tth进行判定。只要不满足T1－T2＞Tth1，则集成ECU70反复执行步骤S24的判定。
在图4的预备动作开始时的状态(即，燃料电池12和泵21工作、泵22停止的状态)下，制冷剂在由燃料电池流路54和冷却器流路52构成的循环流路循环，另一方面，发热体流路56内的制冷剂不流动。由于正在循环的制冷剂被燃料电池12加热，所以具有一定温度以上的温度。另一方面，由于发热体流路56内的制冷剂停滞，所以发热体流路56内的制冷剂的温度低。若燃料电池流路54内的制冷剂的温度T1因燃料电池12的发热而上升、发热体流路56内的制冷剂的温度T2因时间的经过而降低，则温度T1与温度T2的差大于基准值Tth1。该情况下，集成ECU70在步骤S24中判定为“是”，执行步骤S26。
在步骤S26中，集成ECU70使泵22工作。即，集成ECU70一边将燃料电池12和泵21维持为工作的状态，一边使泵22工作。在步骤S26中，集成ECU70使泵22以最低转速旋转。通过泵22工作，使得发热体流路56内的制冷剂流动。即，在步骤S26中，制冷剂在由燃料电池流路54、发热体流路56以及冷却器流路52构成的循环流路内循环。即，在步骤S26中，通过对于燃料电池流路54内和冷却器流路52内的温度比较高的制冷剂混合发热体流路56内的低温的制冷剂，来使发热体流路56内的制冷剂的温度上升。在步骤S26中，由于使泵22以最低转速旋转，所以发热体流路56内的低温的制冷剂缓缓与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流。因此，可抑制燃料电池12的急剧的温度降低。因此，能够抑制对燃料电池12施加热负荷。另外，由于以使发热体流路56内的制冷剂与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流为目的来实施步骤S26，所以即便使泵22以最低转速旋转也不产生问题。另外，通过使泵22以最低转速旋转，能够抑制泵22中的电力消耗。
如上所述，由于在步骤S26中发热体流路56内的制冷剂与燃料电池流路54内的制冷剂混合，所以在步骤S26的期间，燃料电池流路54内的制冷剂的温度T1与发热体流路56内的制冷剂的温度T2之差缩小。集成ECU70在步骤S26的实施中反复实施步骤S28的判定。在步骤S28中，集成ECU70对温度T1与温度T2的差是否为基准值Tth2以下进行判定。其中，基准值Tth2为基准值Tth1以下的值。在温度T1与温度T2的差为基准值Tth2以下的情况下，集成ECU70在步骤S28中判定为“是”，在步骤S29中使泵22停止。即，若因实施步骤S26而使得温度T1与温度T2的温度差缩小至基准值Tth2以下，则集成ECU70在步骤S28中判定为“是”，在步骤S29中使泵22停止。当在步骤S29中使泵22停止之后，集成ECU70执行车辆的行驶中的通常的控制。
这样，在实施例3中，通过在车辆的行驶中反复进行步骤S24来监视温度T1与温度T2的差。而且，若温度T1与温度T2的差超过基准值Tth1，则通过实施步骤S26，来将温度T1与温度T2的差缩小至基准值Tth2以下的值。因此，在实施例3中，可防止温度T1与温度T2的差在车辆的行驶中极度变大。
在通常的控制中，集成ECU70使燃料电池12与第1泵21持续地工作。另外，集成ECU70在制动电阻28的停止中使泵22停止，在制动电阻28的工作中使泵22工作。若因制动电阻28的工作而使泵22工作，则停滞在发热体流路56内的制冷剂迅速与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流。然而，由于通过实施例3的预备动作可防止温度T1与温度T2的差在车辆的行驶中极度变大，所以即便泵22因制动电阻28的工作而工作(即，即便发热体流路56内的制冷剂与燃料电池流路54和冷却器流路52内的制冷剂合流)，在燃料电池12中也不产生急剧的温度变化。由此，可抑制对燃料电池12施加热负荷。
实施例3的基准值Tth1是第3燃料电池冷却系统中的第1基准值的一个例子。实施例3的基准值Tth2是第3燃料电池冷却系统中的第2基准值的一个例子。
[实施例4]
图5所示的实施例4的预备动作与实施例3的预备动作的不同点在于：在步骤S26中使制动电阻28与泵22一同工作、以及在步骤S29中使制动电阻28与泵22一同停止。实施例4的预备动作的其他结构与实施例3的预备动作等同。
在实施例4的步骤S26中，集成ECU70使制动电阻28与泵22一同工作。即，在步骤S26中，即便未由马达产生多余电力，集成ECU70也使制动电阻28工作。在实施例4的步骤S26中，由于使制动电阻28工作，所以发热体流路56内的制冷剂被制动电阻28加热。因此，在实施例4的步骤S26中，能够比实施例3的步骤S26更快地使温度T1与温度T2的差缩小。在实施例4的步骤S29中，集成ECU70通过使制动电阻28与泵22一同停止来返回至通常的控制。
此外，在上述的实施例中，设置于发热体流路56的发热体是制动电阻28，但也可以是其他发热体设置于发热体流路56。
另外，在上述的实施例中，在燃料电池流路54中泵21被配置于燃料电池12的上游侧，但泵21也可以配置于燃料电池12的下游侧。另外，在上述的实施例中，在发热体流路56中按照从上游侧起依次为泵22、制动电阻28、止回阀30的顺序来配置这些装置，但这些装置的顺序可以不同。
以上，对实施方式详细地进行了说明，但这些只不过是例示，并不限定技术方案。技术方案中记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更而成的技术。本说明书或者附图中说明的技术要素单独或通过各种组合来发挥技术有用性，并不限定于申请时技术方案所记载的组合。另外，本说明书或者附图中例示的技术同时实现多个目的，实现其中1个目的本身便具有技术有用性。

Claims (10)

1.一种燃料电池冷却系统，被搭载于车辆，其特征在于，包括：
制冷剂流路，供制冷剂在内部流动，该制冷剂流路具有冷却器流路、燃料电池流路以及发热体流路，所述燃料电池流路的上游端和所述发热体流路的上游端与在所述冷却器流路的下游端设置的分支部连接，所述燃料电池流路的下游端和所述发热体流路的下游端与在所述冷却器流路的上游端设置的合流部连接；
冷却器，构成为对所述冷却器流路内的所述制冷剂进行冷却；
燃料电池，构成为通过与所述燃料电池流路内的所述制冷剂的热交换而被冷却；
发热体，构成为在工作时进行发热，通过与所述发热体流路内的所述制冷剂的热交换而被冷却；
第1泵，构成为将所述燃料电池流路内的所述制冷剂向下游侧送出；
第2泵，构成为将所述发热体流路内的所述制冷剂向下游侧送出；以及
控制电路，构成为控制所述燃料电池、所述第1泵以及所述第2泵，
其中，所述控制电路构成为在所述车辆的行驶中使所述燃料电池与所述第1泵工作，
所述控制电路构成为在所述发热体的工作中使所述第2泵工作，
在所述车辆的启动时，所述控制电路构成为实施第1工序和第2工序，该第1工序是在所述第2泵停止的状态下使所述第1泵工作的工序，该第2工序是若在所述第1工序中所述燃料电池流路或者所述冷却器流路内的所述制冷剂的温度超过第1基准值则除了所述第1泵之外还使所述第2泵工作的工序。
2.根据权利要求1所述的燃料电池冷却系统，其特征在于，
所述控制电路构成为若在所述第2工序中所述制冷剂流路内的所述制冷剂的温度超过第2基准值则实施使所述第2泵停止的第3工序。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池冷却系统，其特征在于，
所述控制电路构成为在所述第2工序中使所述第2泵以最低转速工作。
4.一种燃料电池冷却系统，被搭载于车辆，其特征在于，包括：
制冷剂流路，供制冷剂在内部流动，该制冷剂流路具有冷却器流路、燃料电池流路以及发热体流路，所述燃料电池流路的上游端和所述发热体流路的上游端与在所述冷却器流路的下游端设置的分支部连接，所述燃料电池流路的下游端和所述发热体流路的下游端与在所述冷却器流路的上游端设置的合流部连接；
冷却器，构成为对所述冷却器流路内的所述制冷剂进行冷却；
燃料电池，构成为通过与所述燃料电池流路内的所述制冷剂的热交换而被冷却；
发热体，构成为在工作时进行发热，通过与所述发热体流路内的所述制冷剂的热交换而被冷却；
第1泵，构成为将所述燃料电池流路内的所述制冷剂向下游侧送出；
第2泵，构成为将所述发热体流路内的所述制冷剂向下游侧送出；以及
控制电路，构成为控制所述燃料电池、所述第1泵以及所述第2泵，
其中，所述控制电路构成为在所述车辆的行驶中使所述燃料电池与所述第1泵工作，
所述控制电路构成为在所述发热体的工作中使所述第2泵工作，
在所述车辆的启动时，所述控制电路构成为实施使所述第1泵和所述第2泵工作的第1工序。
5.根据权利要求4所述的燃料电池冷却系统，其特征在于，
所述控制电路构成为若在所述第1工序中所述制冷剂流路内的所述制冷剂的温度超过基准值则实施使所述第2泵停止的第2工序。
6.根据权利要求4或5所述的燃料电池冷却系统，其特征在于，
所述控制电路构成为在所述第1工序中使所述第2泵以最低转速工作。
7.一种燃料电池冷却系统，被搭载于车辆，其特征在于，包括：
制冷剂流路，供制冷剂在内部流动，该制冷剂流路具有冷却器流路、燃料电池流路以及发热体流路，所述燃料电池流路的上游端和所述发热体流路的上游端与在所述冷却器流路的下游端设置的分支部连接，所述燃料电池流路的下游端和所述发热体流路的下游端与在所述冷却器流路的上游端设置的合流部连接；
冷却器，构成为对所述冷却器流路内的所述制冷剂进行冷却；
燃料电池，构成为通过与所述燃料电池流路内的所述制冷剂的热交换而被冷却；
发热体，构成为在工作时进行发热，通过与所述发热体流路内的所述制冷剂的热交换而被冷却；
第1泵，构成为将所述燃料电池流路内的所述制冷剂向下游侧送出；
第2泵，构成为将所述发热体流路内的所述制冷剂向下游侧送出；以及
控制电路，构成为控制所述燃料电池、所述第1泵以及所述第2泵，
其中，所述控制电路构成为在所述车辆的行驶中使所述燃料电池与所述第1泵工作，
所述控制电路构成为在所述发热体的工作中使所述第2泵工作，
所述控制电路构成为在所述车辆的行驶中且所述发热体未工作时，若所述燃料电池流路内的所述制冷剂的温度与所述发热体流路内的所述制冷剂的温度的差超过第1基准值，则实施使所述第2泵工作的第1工序。
8.根据权利要求7所述的燃料电池冷却系统，其特征在于，
所述控制电路构成为若在所述第1工序中所述燃料电池流路内的所述制冷剂的所述温度与所述发热体流路内的所述制冷剂的所述温度的所述差低于第2基准值，则实施使所述第2泵停止的第2工序。
9.根据权利要求7或8所述的燃料电池冷却系统，其特征在于，
构成为在所述第1工序中使所述发热体工作。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的燃料电池冷却系统，其特征在于，
所述控制电路构成为在所述第1工序中使所述第2泵以最低转速工作。
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