JP2001339808A - Device for cooling fuel cell car - Google Patents

Device for cooling fuel cell car

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JP2001339808A
JP2001339808A JP2000155620A JP2000155620A JP2001339808A JP 2001339808 A JP2001339808 A JP 2001339808A JP 2000155620 A JP2000155620 A JP 2000155620A JP 2000155620 A JP2000155620 A JP 2000155620A JP 2001339808 A JP2001339808 A JP 2001339808A
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fuel cell
primary
heat exchanger
heat
coolant
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Takayuki Ogawa
隆行 小川
Mitsuharu Imazeki
光晴 今関
Takeshi Ushio
健 牛尾
Mamoru Yoshikawa
守 吉川
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for cooling a fuel cell car capable of cooling a fuel cell to maintain it within an appropriate temperature range and also capable of efficiently cooling a heat generating source including a motor for traveling to maintain the source within an appropriate temperature range without making the structure of the cooling device large or redundant. SOLUTION: This device is provided with a primary circulating route (12) of the primary cooling liquid that cools the fuel cell (1), a secondary circulating route (14) of the secondary cooling liquid that cools the heat generating source including the motor (2) for traveling, a first heat exchanger (15) that exchanges heat between the primary and secondary cooling liquids, and second and third heat exchangers (16), (21) that exchange heat between the secondary cooling liquid and outside air. The secondary circulating route (14) has a main circulating route (14A) via the first and second heat exchangers (15), (16) and a sub- circulating route (14B) via the third heat exchanger (21) and the motor (2) for traveling.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池が走行用
モータの電源として搭載された燃料電池自動車に関し、
詳しくは、前記燃料電池や走行用モータを含む熱発生源
を冷却する燃料電池自動車の冷却装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell vehicle in which a fuel cell is mounted as a power source for a driving motor.
More specifically, the present invention relates to a cooling device for a fuel cell vehicle that cools a heat generation source including the fuel cell and the traveling motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エンジンに替えて走行用モータを
搭載する各種の電気自動車が開発されている。そして、
この種の電気自動車の一つとして、例えばPEMFC
(ProtonExchange Membrane Fuel Cell)と略称される
水素イオン交換膜型燃料電池(以下、PEM型燃料電池
という。)を走行用モータの電源として搭載する燃料電
池自動車の開発が急速に進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, various electric vehicles equipped with a traveling motor instead of an engine have been developed. And
As one of such electric vehicles, for example, PEMFC
The development of a fuel cell vehicle equipped with a hydrogen ion exchange membrane fuel cell (hereinafter, referred to as a PEM fuel cell), which is abbreviated as “Proton Exchange Membrane Fuel Cell”, as a power source for a traveling motor is being rapidly promoted.

【0003】前記PEM型燃料電池は、発電単位である
セルを多数積層した構造のスタックとして構成されてい
る。前記各セルは、水素供給路を有するアノード側セパ
レータと酸素供給路を有するカソード側セパレータとの
間にMEA( Membrane Electrode Assembly)と略称さ
れる膜・電極接合体を挟み込んだ構造を有している。そ
して、前記MEAは、水素イオン交換膜の片面にアノー
ド側電極触媒層およびガス拡散層が順次積層され、水素
イオン交換膜の他の片面にカソード側電極触媒層および
ガス拡散層が順次積層されて構成されている。
[0003] The PEM fuel cell is configured as a stack having a structure in which a number of cells as power generation units are stacked. Each of the cells has a structure in which a membrane / electrode assembly called MEA (Membrane Electrode Assembly) is sandwiched between an anode-side separator having a hydrogen supply path and a cathode-side separator having an oxygen supply path. . In the MEA, an anode-side electrode catalyst layer and a gas diffusion layer are sequentially laminated on one side of a hydrogen ion exchange membrane, and a cathode-side electrode catalyst layer and a gas diffusion layer are sequentially laminated on another side of the hydrogen ion exchange membrane. It is configured.

【0004】このようなPEM型燃料電池は、前記ME
Aの湿潤状態で水素イオンがアノード側からカソード側
へ水素イオン交換膜を通過することにより、各セル単位
で1V程度の起電力を発生する。そして、このPEM型
燃料電池は、例えば75〜85℃程度の温度環境におい
て最も安定した出力状態が得られるのであり、出力電流
制御装置から駆動ユニットを介して走行用モータを駆動
するように回路構成されている。
[0004] Such a PEM type fuel cell is characterized by the ME
When hydrogen ions pass through the hydrogen ion exchange membrane from the anode side to the cathode side in the wet state of A, an electromotive force of about 1 V is generated in each cell unit. In the PEM fuel cell, the most stable output state can be obtained in a temperature environment of, for example, about 75 to 85 ° C., and the circuit configuration is configured to drive the traveling motor from the output current control device via the drive unit. Have been.

【0005】ここで、この種の燃料電池を搭載する燃料
電池自動車には、燃料電池や走行用モータを含む熱発生
源を冷却する冷却装置が設けられている。例えば、特開
平11−178116号公報には、電動冷却ファン付き
のラジエータを循環する冷却水によって燃料電池や車両
駆動用モータ(走行用モータ)を冷却する冷却装置が開
示されている。
Here, a fuel cell vehicle equipped with this type of fuel cell is provided with a cooling device for cooling a heat source including a fuel cell and a motor for running. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-178116 discloses a cooling device that cools a fuel cell and a vehicle driving motor (running motor) with cooling water circulating through a radiator with an electric cooling fan.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記公報に
開示された冷却装置においては、単一のラジエータを循
環する冷却水によって燃料電池、圧縮機、改質器を含む
燃料電池システムの他、電力変換機や車両駆動用モータ
(走行用モータ)をも冷却している。このため、前記ラ
ジエータには大きな冷却能力が要求され、ラジエータが
大型化するという問題がある。また、燃料電池や走行用
モータをそれぞれ最適温度に冷却するのが困難であると
いう問題がある。もっとも、燃料電池の冷却系と走行用
モータ等の冷却系とを完全に独立させれば、このような
問題は解消できるが、その場合には、冷却装置の構成が
冗長化する。
By the way, in the cooling device disclosed in the above publication, the cooling water circulating through a single radiator is used in addition to the fuel cell system including the fuel cell, the compressor, and the reformer, as well as the electric power. It also cools the converter and the vehicle drive motor (running motor). For this reason, a large cooling capacity is required for the radiator, and there is a problem that the radiator becomes large. In addition, there is a problem that it is difficult to cool the fuel cell and the traveling motor to the respective optimum temperatures. However, if the cooling system for the fuel cell and the cooling system for the traveling motor and the like are completely independent, such a problem can be solved, but in that case, the configuration of the cooling device becomes redundant.

【0007】そこで、本発明は、冷却装置の構成を大型
化または冗長化することなく、燃料電池を冷却して適温
範囲に維持でき、走行用モータを含む熱発生源を効率よ
く冷却して適温範囲に維持することが可能な燃料電池自
動車の冷却装置を提供することを課題とする。
Accordingly, the present invention is capable of cooling a fuel cell and maintaining the temperature within an appropriate temperature range without increasing the size or redundancy of the cooling device, and efficiently cooling a heat generating source including a traveling motor to achieve an appropriate temperature. It is an object to provide a cooling device for a fuel cell vehicle that can be maintained in a range.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する手
段として、本発明に係る燃料電池自動車の冷却装置は、
燃料電池が走行用モータの電源として搭載された燃料電
池自動車の冷却装置であって、1次循環ポンプにより循
環される1次冷却液によって前記燃料電池を冷却可能に
構成された1次循環流路と、2次循環ポンプにより循環
される2次冷却液によって前記走行用モータを含む熱発
生源を冷却可能に構成された2次循環流路と、前記1次
循環流路内の1次冷却液と2次循環流路内の2次冷却液
との間で熱交換させる第1熱交換器と、前記2次循環流
路内の2次冷却液と外気との間で熱交換させる第2熱交
換器および第3熱交換器とを備え、前記2次循環流路
は、2次循環ポンプから第1熱交換器および第2熱交換
器を経由して2次循環ポンプに戻るメイン循環流路と、
2次循環ポンプから第3熱交換器、前記走行用モータを
含む熱発生源および第2熱交換器を経由して2次循環ポ
ンプに戻るサブ循環流路とを有することを特徴とする。
As means for solving the above problems, a cooling device for a fuel cell vehicle according to the present invention comprises:
A cooling device for a fuel cell vehicle in which a fuel cell is mounted as a power source of a traveling motor, wherein a primary circulation channel configured to be able to cool the fuel cell by a primary coolant circulated by a primary circulation pump. A secondary circulation passage configured to be able to cool a heat generation source including the traveling motor by a secondary coolant circulated by a secondary circulation pump, and a primary coolant in the primary circulation passage. A first heat exchanger for exchanging heat between the secondary cooling liquid in the secondary circulation flow path and a second heat exchanging heat between the secondary cooling liquid in the secondary circulation flow path and the outside air. An exchange and a third heat exchanger, wherein the secondary circulation passage is a main circulation passage returning from the secondary circulation pump to the secondary circulation pump via the first heat exchanger and the second heat exchanger. When,
It is characterized by having a third heat exchanger from the secondary circulation pump, a heat generation source including the traveling motor, and a sub-circulation flow path returning to the secondary circulation pump via the second heat exchanger.

【0009】本発明に係る燃料電池自動車の冷却装置で
は、1次循環ポンプおよび2次循環ポンプの作動によ
り、1次冷却液が1次循環流路を循環し、2次冷却液が
2次循環流路のメイン循環流路およびサブ循環流路を循
環する。そして、1次循環流路を循環する1次冷却液
は、燃料電池を冷却して吸熱し、第1熱交換器により2
次冷却液と熱交換して放熱する。一方、2次循環流路の
メイン循環流路を循環する2次冷却液は、第1熱交換器
で1次冷却液と熱交換して吸熱し、第2熱交換器で外気
と熱交換して放熱する。また、2次循環流路のサブ循環
流路を循環する2次冷却液は、第3熱交換器で外気と熱
交換して放熱し、走行用モータを含む熱発生源を冷却し
て吸熱し、第2熱交換器で外気と熱交換して放熱する。
In the cooling apparatus for a fuel cell vehicle according to the present invention, the primary cooling liquid circulates in the primary circulation flow path and the secondary cooling liquid circulates in the secondary circulation by operating the primary circulation pump and the secondary circulation pump. The main circulation path and the sub circulation path of the flow path are circulated. The primary coolant circulating in the primary circulation channel cools the fuel cell and absorbs heat, and is cooled by the first heat exchanger.
Heat is exchanged with the next coolant to release heat. On the other hand, the secondary coolant circulating in the main circulation channel of the secondary circulation channel exchanges heat with the primary coolant in the first heat exchanger to absorb heat, and exchanges heat with the outside air in the second heat exchanger. To dissipate heat. The secondary coolant circulating in the sub-circulation passage of the secondary circulation passage exchanges heat with the outside air in the third heat exchanger to radiate heat, cools a heat generation source including the traveling motor, and absorbs heat. The second heat exchanger exchanges heat with the outside air and radiates heat.

【0010】ここで、前記燃料電池は、通常、固体高分
子型燃料電池に属するPEM型燃料電池であるが、走行
用モータの電源として車両に搭載される限り、他の型式
の燃料電池であってもよい。また、走行用モータは、2
次冷却液により冷却できる限り、如何なる型式のもので
あってもよい。
The fuel cell is usually a PEM fuel cell belonging to a polymer electrolyte fuel cell, but may be another type of fuel cell as long as the fuel cell is mounted on a vehicle as a power source for a traveling motor. You may. In addition, the traveling motor has 2
Any type may be used as long as it can be cooled by the next cooling liquid.

【0011】なお、本発明の燃料電池自動車の冷却装置
において、燃料電池の液絡現象を防止するためには、前
記1次循環流路を絶縁性材料またはイオンの溶出し難い
材料により構成し、前記1次冷却液の導電率を低く維持
するのが好ましい。この場合、1次冷却液としては、純
水または凝固点の低いLLC(Long Life Coolant)と
略称されるエチレングリコール系の不凍液をイオン交換
器と併用して使用することが好ましいが、絶縁油を使用
することもできる。
In the cooling device for a fuel cell vehicle according to the present invention, in order to prevent a liquid junction phenomenon of the fuel cell, the primary circulation channel is made of an insulating material or a material in which ions are hardly eluted, Preferably, the conductivity of the primary coolant is kept low. In this case, as the primary cooling liquid, it is preferable to use pure water or an ethylene glycol-based antifreeze, abbreviated as LLC (Long Life Coolant) having a low freezing point, in combination with the ion exchanger, but use an insulating oil. You can also.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る燃料電池自動車の冷却装置の一実施形態を説明する。
参照する図面において、図1は一実施形態に係る燃料電
池自動車の冷却装置の回路構成図、図2は図1に示され
た燃料電池のセル構造を示す部分断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a cooling device for a fuel cell vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a cooling device for a fuel cell vehicle according to one embodiment, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a cell structure of the fuel cell shown in FIG.

【0013】一実施形態に係る燃料電池自動車の冷却装
置は、図1に示すように、燃料電池(FC)1が走行用
モータ(EVM)2の電源として搭載された燃料電池自
動車を対象としている。この燃料電池自動車は、前記燃
料電池(FC)1のカソード側に空気(酸素)を供給す
る空気供給系3と、その排気系4とを備えている。ま
た、前記燃料電池(FC)1のアノード側に水素ガスを
供給する水素ガス供給系5を備えている。
As shown in FIG. 1, the cooling device for a fuel cell vehicle according to one embodiment is intended for a fuel cell vehicle in which a fuel cell (FC) 1 is mounted as a power supply for a traveling motor (EVM) 2. . This fuel cell vehicle includes an air supply system 3 for supplying air (oxygen) to the cathode side of the fuel cell (FC) 1 and an exhaust system 4. Further, a hydrogen gas supply system 5 for supplying hydrogen gas to the anode side of the fuel cell (FC) 1 is provided.

【0014】前記燃料電池1の空気供給系3には、上流
側から下流側へ向かって消音器3A、エアフィルタ3
B、過給機(S/C)3C、インタークーラ(INTC
LR)3Dが配設されている。また、燃料電池1の水素
ガス供給系5には、上流側から下流側へ向かって水素タ
ンク5A、制御弁5B、エゼクタ5Cが配設されてお
り、燃料電池1から回収された水素ガスが前記エゼクタ
5Cに還流されるように構成されている。
The air supply system 3 of the fuel cell 1 includes a muffler 3A, an air filter 3 from the upstream side to the downstream side.
B, turbocharger (S / C) 3C, intercooler (INTC)
LR) 3D. The hydrogen gas supply system 5 of the fuel cell 1 is provided with a hydrogen tank 5A, a control valve 5B, and an ejector 5C from the upstream side to the downstream side. It is configured to be returned to the ejector 5C.

【0015】前記燃料電池1は、出力電流制御装置(D
C/DC)6を介してバッテリ7および駆動ユニット
(PDU)8に給電するように回路構成されている。そ
して、この駆動ユニット8が少なくとも前記走行用モー
タ2および前記過給機3Cの駆動モータ3Eを駆動制御
するように回路構成されている。また、前記走行用モー
タ2は、燃料電池自動車の駆動輪9,9に伝動構成され
ている。そして、前記燃料電池1は、燃料電池自動車の
客室の床下に配設された燃料電池ボックス10内に収容
されている。
The fuel cell 1 has an output current control device (D
The circuit is configured to supply power to a battery 7 and a drive unit (PDU) 8 via a C / DC 6. The drive unit 8 is configured to control the drive of at least the traveling motor 2 and the drive motor 3E of the supercharger 3C. The traveling motor 2 is configured to transmit power to driving wheels 9 of a fuel cell vehicle. The fuel cell 1 is housed in a fuel cell box 10 disposed under the floor of a passenger compartment of a fuel cell vehicle.

【0016】前記燃料電池1は、発電単位であるセルが
多数積層された構造のPEM型燃料電池であり、例えば
75〜85℃程度の温度環境において、最も安定した出
力状態が得られる。ここで、図2に示すように、燃料電
池1を構成する各セルCは、酸素供給路C1を内面側に
有するカソード側セパレータC2と、水素供給路C3を
内面側に有するアノード側セパレータC4との間に、シ
ールC5を有する膜・電極接合体(MEA)C6を挟み
込んだ構造を備えている。この膜・電極接合体C6は、
水素イオン交換膜C7の片面にカソード側電極触媒層C
8およびガス拡散層C9が順次積層され、水素イオン交
換膜C7の他の片面にアノード側電極触媒層C10およ
びガス拡散層C11が順次積層されて構成されている。
そして、前記アノード側セパレータC4の外面側には、
冷却液流路C12が形成されている。
The fuel cell 1 is a PEM type fuel cell having a structure in which a large number of cells as power generation units are stacked. For example, in a temperature environment of about 75 to 85 ° C., the most stable output state can be obtained. Here, as shown in FIG. 2, each cell C constituting the fuel cell 1 includes a cathode separator C2 having an oxygen supply passage C1 on the inner surface side and an anode separator C4 having a hydrogen supply passage C3 on the inner surface side. A structure in which a membrane-electrode assembly (MEA) C6 having a seal C5 is interposed therebetween. This membrane / electrode assembly C6 is
The cathode-side electrode catalyst layer C is provided on one side of the hydrogen ion exchange membrane C7.
8 and a gas diffusion layer C9 are sequentially laminated, and an anode-side electrode catalyst layer C10 and a gas diffusion layer C11 are sequentially laminated on another surface of the hydrogen ion exchange membrane C7.
And, on the outer surface side of the anode side separator C4,
A cooling liquid passage C12 is formed.

【0017】一実施形態に係る燃料電池自動車の冷却装
置は、図1に示すように、1次循環ポンプ11により循
環される1次冷却液によって前記燃料電池1を冷却可能
に構成された1次循環流路12と、2次循環ポンプ13
により循環される2次冷却液によって熱発生源である前
記走行用モータ2、駆動ユニット8、過給機3Cの駆動
モータ3Eおよび出力電流制御装置6を冷却可能に構成
された2次循環流路14とを備えている。また、1次循
環流路12内の1次冷却液と2次循環流路14内の2次
冷却液との間で熱交換させる第1熱交換器15と、2次
循環流路14内の2次冷却液と外気との間で熱交換させ
る第2熱交換器16および第3熱交換器21とを備えて
いる。なお、前記出力電流制御装置6に対する2次循環
流路14は図1において省略されている。
As shown in FIG. 1, a cooling device for a fuel cell vehicle according to one embodiment has a primary cooling liquid circulated by a primary circulation pump 11 so as to cool the fuel cell 1. Circulation channel 12 and secondary circulation pump 13
The secondary circulation flow path configured to be able to cool the traveling motor 2, the drive unit 8, the drive motor 3E of the supercharger 3C and the output current control device 6, which are heat sources, by the secondary coolant circulated by the 14 is provided. Further, a first heat exchanger 15 for exchanging heat between the primary coolant in the primary circulation channel 12 and the secondary coolant in the secondary circulation channel 14, A second heat exchanger 16 and a third heat exchanger 21 for exchanging heat between the secondary coolant and the outside air are provided. The secondary circulation passage 14 for the output current control device 6 is omitted in FIG.

【0018】前記1次循環流路12は、1次循環ポンプ
11から燃料電池1の冷却液流路C12、第1熱交換器
15を介して1次循環ポンプ11に戻る1次冷却液の循
環流路を主体として構成されている。第1熱交換器15
と1次循環ポンプ11との間の流路にはサーモスタット
バルブ17が介設され、このサーモスタットバルブ17
から分岐するバイパス流路12Aが第1熱交換器15と
並列に設けられている。前記サーモスタットバルブ17
は、開弁温度が例えば85℃に設定されており、1次冷
却液の温度が少なくとも75℃未満では1次循環ポンプ
11と第1熱交換器15との間の流路を閉じ、1次冷却
液の温度が85℃に達するとその流路を開くように構成
されている。
The primary circulation channel 12 circulates the primary coolant from the primary circulation pump 11 to the primary circulation pump 11 via the coolant channel C12 of the fuel cell 1 and the first heat exchanger 15. The flow path is mainly configured. First heat exchanger 15
A thermostat valve 17 is interposed in the flow path between the first circulation pump 11 and the thermostat valve 17.
A bypass passage 12A branched from the first heat exchanger 15 is provided in parallel with the first heat exchanger 15. The thermostat valve 17
The valve opening temperature is set to, for example, 85 ° C., and when the temperature of the primary coolant is at least less than 75 ° C., the flow path between the primary circulation pump 11 and the first heat exchanger 15 is closed. When the temperature of the cooling liquid reaches 85 ° C., the passage is opened.

【0019】また、前記1次循環流路12には、1次循
環ポンプ11と燃料電池1との間の流路から分岐する連
通路12Bが前記バイパス流路12Aと並列に設けられ
ている。そして、この連通路12Bには、1次循環流路
12中に溶出する金属イオンを吸着するためのイオン交
換器18が介設されている。
In the primary circulation flow path 12, a communication path 12B branched from a flow path between the primary circulation pump 11 and the fuel cell 1 is provided in parallel with the bypass flow path 12A. An ion exchanger 18 for adsorbing metal ions eluted into the primary circulation channel 12 is provided in the communication path 12B.

【0020】前記バイパス流路12Aおよび連通路12
Bを含む1次循環流路12は、前記第1熱交換器15と
共に燃料電池ボックス10内に収容されている。第1熱
交換器15は燃料電池1の近傍に配置されており、これ
に伴ない、前記1次循環流路12は管路長が短縮化され
ている。そして、この短縮化された1次循環流路12
は、燃料電池1の液絡現象を防止するため、イオンの溶
出し難い適宜の材料、例えばステンレス鋼管、合成樹脂
管などの絶縁材料により構成されている。なお、前記液
絡現象を防止する上で、1次冷却液としては、導電率が
低く維持された純水またはLLC(Long Life Coolan
t)と略称されるエチレングリコール系の不凍液を使用
することが好ましいが、絶縁油を使用することもでき
る。
The bypass passage 12A and the communication passage 12
The primary circulation channel 12 including B is housed in the fuel cell box 10 together with the first heat exchanger 15. The first heat exchanger 15 is arranged in the vicinity of the fuel cell 1, and accordingly, the length of the primary circulation channel 12 is shortened. The shortened primary circulation channel 12
Is made of an appropriate material from which ions are hardly eluted, for example, an insulating material such as a stainless steel tube or a synthetic resin tube in order to prevent a liquid junction phenomenon of the fuel cell 1. In order to prevent the liquid junction phenomenon, as the primary coolant, pure water or an LLC (Long Life Coolan) having a low electrical conductivity is used.
It is preferred to use an ethylene glycol-based antifreeze, abbreviated as t), but it is also possible to use insulating oil.

【0021】前記2次循環流路14は、2次循環ポンプ
13から第1熱交換器15、インタークーラ3D、第2
熱交換器16を経由して2次循環ポンプ13に戻るメイ
ン循環流路14Aを備えている。また、この2次循環流
路14は、2次循環ポンプ13から第3熱交換器21、
熱発生源である前記走行用モータ2、駆動ユニット8、
過給機3Cの駆動モータ3Eおよび出力電流制御装置
6、第2熱交換器16を経由して2次循環ポンプ13に
戻るサブ循環流路14Bを備えている。
The secondary circulation flow path 14 is connected to the secondary heat pump 15, the first heat exchanger 15, the intercooler 3D,
A main circulation flow path 14A that returns to the secondary circulation pump 13 via the heat exchanger 16 is provided. In addition, the secondary circulation channel 14 is connected to the third heat exchanger 21 from the secondary circulation pump 13,
The traveling motor 2, the drive unit 8, which is a heat generation source,
A sub-circulation flow path 14B that returns to the secondary circulation pump 13 via the drive motor 3E of the supercharger 3C, the output current control device 6, and the second heat exchanger 16 is provided.

【0022】前記走行用モータ2、駆動ユニット8、過
給機3Cの駆動モータ3Eおよび出力電流制御装置6
は、前記サブ循環流路14Bに対して相互に並列に接続
されている。すなわち、前記走行用モータ2のステータ
の周囲に形成されたウォータジャケット(図示省略)、
駆動ユニット8のヒートシンクに形成されたウォータジ
ャケット(図示省略)、駆動モータ3Eのステータの周
囲に形成されたウォータジャケット(図示省略)および
出力電流制御装置6のヒートシンクに形成されたウォー
タジャケット(図示省略)がサブ循環流路14Bに対し
相互に並列に接続されている。
The traveling motor 2, the drive unit 8, the drive motor 3E of the supercharger 3C and the output current control device 6
Are connected in parallel with each other to the sub-circulation flow path 14B. That is, a water jacket (not shown) formed around the stator of the traveling motor 2,
A water jacket (not shown) formed on the heat sink of the drive unit 8, a water jacket (not shown) formed around the stator of the drive motor 3E, and a water jacket (not shown) formed on the heat sink of the output current control device 6. ) Are connected to the sub-circulation flow path 14B in parallel with each other.

【0023】前記第1熱交換器15は、2次循環流路1
4のメイン循環流路14Aを循環する2次冷却液によっ
て1次循環流路12を循環する1次冷却液を冷却する液
冷式の熱交換器である。また、第2熱交換器16は、電
動冷却ファン19が付設された空冷式の熱交換器であ
り、2次循環流路14を循環する2次冷却液を走行風ま
たは電動冷却ファン19の送風によって冷却する。さら
に、第3熱交換器21は、電動冷却ファン22が付設さ
れた空冷式の熱交換器であり、2次循環流路14のサブ
循環流路14Bを循環する2次冷却液を電動冷却ファン
22の送風によって冷却する。
The first heat exchanger 15 is provided in the secondary circulation passage 1
4 is a liquid-cooled heat exchanger that cools the primary coolant circulating in the primary circulation channel 12 with the secondary coolant circulating in the main circulation channel 14A. Further, the second heat exchanger 16 is an air-cooled heat exchanger provided with an electric cooling fan 19, and supplies the secondary cooling liquid circulating in the secondary circulation flow path 14 with the traveling wind or the blowing of the electric cooling fan 19. Cool by. Further, the third heat exchanger 21 is an air-cooled heat exchanger provided with an electric cooling fan 22, and the second heat exchanger 21 uses the electric cooling fan to circulate the secondary coolant circulating in the sub-circulation passage 14 </ b> B of the secondary circulation passage 14. Cooling is performed by the air blow of 22.

【0024】図4に示すように、前記1次循環ポンプ1
1および2次循環ポンプ13は、回転軸20A,20A
が両側に突設された単一のポンプ駆動モータ20の両側
に回転駆動可能に接続されている。すなわち、1次循環
ポンプ11のハウジング11Aがポンプ駆動モータ20
の片側に固定され、1次循環ポンプ11のインペラ11
Bが一方の回転軸20Aに接続されている。同様に、2
次循環ポンプ13のハウジング13Aがポンプ駆動モー
タ20の他の片側に固定され、2次循環ポンプ13のイ
ンペラ13Bが他方の回転軸20Aに接続されている。
As shown in FIG. 4, the primary circulation pump 1
The primary and secondary circulation pumps 13 are provided with rotary shafts 20A, 20A.
Are rotatably connected to both sides of a single pump drive motor 20 projecting from both sides. That is, the housing 11A of the primary circulation pump 11
Fixed to one side of the impeller 11 of the primary circulation pump 11
B is connected to one rotation shaft 20A. Similarly, 2
A housing 13A of the secondary circulation pump 13 is fixed to another side of the pump drive motor 20, and an impeller 13B of the secondary circulation pump 13 is connected to the other rotating shaft 20A.

【0025】なお、前記1次循環ポンプ11が介設され
る1次循環流路12は、燃料電池1の冷却液流路C12
による圧力損失が大きいため、1次循環ポンプ11の流
入口11Cの内径は、2次循環ポンプ13の流入口13
Cの内径より若干大きく設定されている。ちなみに、1
次循環ポンプ11の流入口11Cの内径は、例えば29
mmに設定され、2次循環ポンプ13の流入口13Cの
内径は、例えば27mmに設定されている。
The primary circulation passage 12 in which the primary circulation pump 11 is provided is provided with a coolant passage C12 of the fuel cell 1.
Is large, the inner diameter of the inlet 11C of the primary circulation pump 11 is smaller than that of the inlet 13 of the secondary circulation pump 13.
It is set slightly larger than the inner diameter of C. By the way, 1
The inner diameter of the inlet 11C of the secondary circulation pump 11 is, for example, 29
mm, and the inside diameter of the inlet 13C of the secondary circulation pump 13 is set to, for example, 27 mm.

【0026】前記1次循環ポンプ11のインペラ11B
は、図4の(a)に示すように6枚羽根で構成され、前
記2次循環ポンプ13のインペラ13Bは、図4の
(b)に示すように7枚羽根で構成されている。1次循
環ポンプ11の6枚羽根のインペラ11Bの直径は、2
次循環ポンプ13の7枚羽根のインペラ13Bの直径よ
り小さく設定されている。ちなみに、1次循環ポンプ1
1のインペラ11Bの直径は、例えば45mmに設定さ
れ、2次循環ポンプ13のインペラ11Bの直径は、例
えば53mmに設定されている。
The impeller 11B of the primary circulation pump 11
Is constituted by six blades as shown in FIG. 4 (a), and the impeller 13B of the secondary circulation pump 13 is constituted by seven blades as shown in FIG. 4 (b). The diameter of the impeller 11B having six blades of the primary circulation pump 11 is 2
The diameter is set smaller than the diameter of the impeller 13B of the seven blades of the next circulation pump 13. By the way, primary circulation pump 1
The diameter of one impeller 11B is set to, for example, 45 mm, and the diameter of the impeller 11B of the secondary circulation pump 13 is set to, for example, 53 mm.

【0027】前記ポンプ駆動モータ20は、駆動ユニッ
ト8により駆動が制御される高圧電源モータである。こ
のポンプ駆動モータ20によって同一回転数で駆動され
る前記1次循環ポンプ11および2次循環ポンプ13の
相互の流量比は、1次冷却液の熱容量を示す比熱および
密度、燃料電池1の発熱量、第1熱交換器15の熱交換
率などの1次循環流路12の特性と、2次冷却液の熱容
量を示す比熱および密度、第2熱交換器16および第3
熱交換器21の熱交換率などの2次循環流路14の特性
とに応じて設定される。
The pump drive motor 20 is a high-voltage power supply motor whose drive is controlled by the drive unit 8. The relative flow rates of the primary circulation pump 11 and the secondary circulation pump 13 driven at the same rotation speed by the pump drive motor 20 are specific heat and density indicating the heat capacity of the primary coolant, and the calorific value of the fuel cell 1. , The characteristics of the primary circulation channel 12 such as the heat exchange rate of the first heat exchanger 15, the specific heat and density indicating the heat capacity of the secondary coolant, the second heat exchanger 16 and the third heat exchanger.
The setting is made according to the characteristics of the secondary circulation channel 14 such as the heat exchange rate of the heat exchanger 21.

【0028】すなわち、ポンプ駆動モータ20の回転数
が規定値であり、第2熱交換器16および第3熱交換器
21が規定の風量で規定温度に放熱し、燃料電池1の出
力が最大である条件の下に、第1熱交換器15の入口側
の1次冷却液の温度と出口側の1次冷却液の温度との温
度差が規定値(例えば10℃)となるように1次循環ポ
ンプ11の流量が設定され、第1熱交換器15の出口側
の1次冷却液の温度が規定値(例えば75℃)となるよ
うに2次循環ポンプ13の流量が設定される。具体的に
は、第1熱交換器15の入口側の1次冷却液の温度が8
5℃、第1熱交換器15の出口側の1次冷却液の温度が
75℃、第2熱交換器16の入口側の2次冷却液の温度
が70℃、第2熱交換器16の出口側の2次冷却液の温
度が60℃となるように、前記1次循環ポンプ11と2
次循環ポンプ13との流量比が設定される。
That is, the rotation speed of the pump drive motor 20 is a specified value, the second heat exchanger 16 and the third heat exchanger 21 radiate heat to a specified temperature with a specified air volume, and the output of the fuel cell 1 is maximum. Under a certain condition, the primary heat exchanger 15 is set so that the temperature difference between the temperature of the primary coolant on the inlet side and the temperature of the primary coolant on the outlet side becomes a specified value (for example, 10 ° C.). The flow rate of the circulation pump 11 is set, and the flow rate of the secondary circulation pump 13 is set such that the temperature of the primary coolant on the outlet side of the first heat exchanger 15 becomes a specified value (for example, 75 ° C.). Specifically, the temperature of the primary coolant on the inlet side of the first heat exchanger 15 is 8
5 ° C., the temperature of the primary coolant on the outlet side of the first heat exchanger 15 is 75 ° C., the temperature of the secondary coolant on the inlet side of the second heat exchanger 16 is 70 ° C., and the temperature of the second heat exchanger 16 The primary circulation pumps 11 and 2 are controlled so that the temperature of the secondary coolant on the outlet side becomes 60 ° C.
The flow ratio with the next circulation pump 13 is set.

【0029】以上のように構成された一実施形態の燃料
電池自動車の冷却装置においては、駆動ユニット8によ
り単一のポンプ駆動モータ20が駆動されることによ
り、1次循環ポンプ11および2次循環ポンプ13が所
定の同一回転数で所定の流量比により駆動され、所定の
流量比で1次冷却液が1次循環流路12を循環し、2次
冷却液が2次循環流路14のメイン循環流路14Aおよ
びサブ循環流路14Bを循環する。
In the cooling device for a fuel cell vehicle according to one embodiment configured as described above, a single pump drive motor 20 is driven by the drive unit 8 so that the primary circulation pump 11 and the secondary circulation pump 11 are driven. The pump 13 is driven at a predetermined same rotation speed at a predetermined flow rate ratio, the primary coolant circulates in the primary circulation channel 12 at a predetermined flow ratio, and the secondary coolant circulates in the main circulation channel 14. Circulate in the circulation channel 14A and the sub-circulation channel 14B.

【0030】ここで、1次循環流路12のサーモスタッ
トバルブ17を通過する1次冷却液の温度が85℃未満
である燃料電池1の冷態時においては、サーモスタット
バルブ17が第1熱交換器15の出口側の流路を閉じる
ため、1次冷却液は、1次循環ポンプ11から燃料電池
1の冷却液流路C12、バイパス流路12A、サーモス
タットバルブ17を介して1次循環ポンプ11へと循環
する。そして、第1熱交換器15を迂回して循環する1
次冷却液は、燃料電池1の冷却液流路C12を通過する
過程で吸熱して漸次温度上昇することにより、燃料電池
1を暖機する。この場合、1次循環流路12は、管路長
が短縮化されており、循環する1次冷却液の液量が少な
いため、1次冷却液は短時間で85℃付近まで温度上昇
する。従って、燃料電池1の暖機は迅速に完了する。
Here, when the temperature of the primary cooling liquid passing through the thermostat valve 17 of the primary circulation channel 12 is lower than 85 ° C. in the cold state of the fuel cell 1, the thermostat valve 17 is connected to the first heat exchanger. In order to close the flow path on the outlet side of 15, the primary cooling liquid flows from the primary circulation pump 11 to the primary circulation pump 11 via the cooling liquid flow path C 12, the bypass flow path 12 A, and the thermostat valve 17 of the fuel cell 1. And circulate. Then, 1 circulates around the first heat exchanger 15.
The secondary coolant absorbs heat while passing through the coolant channel C12 of the fuel cell 1 and gradually rises in temperature, thereby warming up the fuel cell 1. In this case, since the primary circulation flow path 12 has a reduced pipe length and the amount of circulating primary coolant is small, the temperature of the primary coolant rises to around 85 ° C. in a short time. Therefore, the warm-up of the fuel cell 1 is completed quickly.

【0031】1次循環流路12のサーモスタットバルブ
17を通過する1次冷却液の温度が85℃に達して燃料
電池1の暖機が完了すると、サーモスタットバルブ17
が第1熱交換器15の出口側の流路を開くため、1次冷
却液は、1次循環ポンプ11から燃料電池1の冷却液流
路C12、第1熱交換器15、サーモスタットバルブ1
7を介して1次循環ポンプ11へと1次循環流路12を
循環する。そして、第1熱交換器15を通過して循環す
る1次冷却液は、燃料電池1の冷却液流路C12を通過
する過程で吸熱して燃料電池1を冷却し、第1熱交換器
15により2次循環流路14の2次冷却液と熱交換して
放熱する。こうして1次冷却液の温度は、第1熱交換器
15の入口側で85℃程度に維持され、第1熱交換器1
5の出口側で75℃程度に維持される。
When the temperature of the primary coolant passing through the thermostat valve 17 of the primary circulation channel 12 reaches 85 ° C. and the warming up of the fuel cell 1 is completed, the thermostat valve 17
Opens the flow path on the outlet side of the first heat exchanger 15, the primary coolant flows from the primary circulation pump 11 to the coolant flow path C 12 of the fuel cell 1, the first heat exchanger 15, the thermostat valve 1
The primary circulation pump 11 circulates through the primary circulation flow path 12 to the primary circulation pump 11. The primary coolant circulating through the first heat exchanger 15 absorbs heat in the process of passing through the coolant passage C12 of the fuel cell 1 to cool the fuel cell 1, and the first heat exchanger 15 As a result, heat is exchanged with the secondary coolant in the secondary circulation channel 14 to radiate heat. Thus, the temperature of the primary coolant is maintained at about 85 ° C. on the inlet side of the first heat exchanger 15,
5 is maintained at about 75 ° C. at the outlet side.

【0032】2次冷却液は、一方で2次循環ポンプ13
から第1熱交換器15側へ分流し、インタークーラ3
D、第2熱交換器16を経由して2次循環ポンプ13へ
とメイン循環流路14Aを循環する。そして、このメイ
ン循環流路14Aを循環する2次冷却液は、第1熱交換
器15を通過する過程で1次循環流路12の1次冷却液
と熱交換して吸熱し、インタークーラ3Dを通過する過
程で空気供給系3の過給機3Cにより圧縮加熱された空
気と熱交換して吸熱し、第2熱交換器16を通過する過
程で走行風または電動冷却ファン19の送風により外気
と熱交換して放熱する。
On the other hand, the secondary coolant is supplied to the secondary circulation pump 13
From the first heat exchanger 15 to the intercooler 3
D. Circulate the main circulation flow path 14A to the secondary circulation pump 13 via the second heat exchanger 16. The secondary coolant circulating in the main circulation channel 14A exchanges heat with the primary coolant in the primary circulation channel 12 in the course of passing through the first heat exchanger 15 and absorbs heat, thereby absorbing the intercooler 3D. During the passage through the second heat exchanger 16, heat is exchanged with the air compressed and heated by the supercharger 3 </ b> C of the air supply system 3 to absorb heat. Exchanges heat with heat to dissipate heat.

【0033】また、2次冷却液は、他方で2次循環ポン
プ13から第3熱交換器21側へ分流し、走行用モータ
2、過給機3Cの駆動モータ3E、駆動ユニット8、出
力電流制御装置6、第2熱交換器16を経由して2次循
環ポンプ13へとサブ循環流路14Bを循環する。そし
て、このサブ循環流路14Bを循環する2次冷却液は、
第3熱交換器21を通過する過程で電動冷却ファン22
の送風により外気と熱交換して放熱し、走行用モータ2
のウォータジャケット(図示省略)、駆動モータ3Eの
ウォータジャケット(図示省略)、駆動ユニット8のウ
ォータジャケット(図示省略)および出力電流制御装置
6のヒートシンクに形成されたウォータジャケット(図
示省略)を分流する過程でこれらを冷却して吸熱し、第
2熱交換器16に合流してこれを通過する過程で走行風
または電動冷却ファン19の送風により外気と熱交換し
て放熱する。
On the other hand, the secondary coolant is diverted from the secondary circulation pump 13 to the third heat exchanger 21 side, and the traveling motor 2, the drive motor 3E of the supercharger 3C, the drive unit 8, the output current The control device 6 circulates the sub-circulation flow path 14 </ b> B to the secondary circulation pump 13 via the second heat exchanger 16. The secondary coolant circulating in the sub-circulation flow path 14B is:
In the process of passing through the third heat exchanger 21, the electric cooling fan 22
Heat is exchanged with the outside air by the air blow by
, A water jacket (not shown) of the drive motor 3E, a water jacket (not shown) of the drive unit 8 and a water jacket (not shown) formed on the heat sink of the output current control device 6. In the process, they cool and absorb heat, and in the process of joining and passing through the second heat exchanger 16, they exchange heat with the outside air by the traveling wind or the blow of the electric cooling fan 19 to radiate heat.

【0034】こうして、2次冷却液の温度は、第1熱交
換器15の入口側で65℃程度に、その出口側で75℃
程度に維持され、第2熱交換器16の入口側で75℃程
度に、その出口側で65℃程度に維持される。また、こ
の2次冷却液の温度は、第3熱交換器21の入口側で6
5℃程度に、その出口側で60℃程度に維持される。
Thus, the temperature of the secondary coolant is about 65 ° C. on the inlet side of the first heat exchanger 15 and 75 ° C. on the outlet side thereof.
About 75 ° C. on the inlet side of the second heat exchanger 16 and about 65 ° C. on the outlet side thereof. The temperature of the secondary coolant is 6 at the inlet side of the third heat exchanger 21.
It is maintained at about 5 ° C. and at about 60 ° C. on the outlet side.

【0035】従って、一実施形態の燃料電池自動車の冷
却装置によれば、燃料電池1を第1熱交換器15で放熱
された1次冷却液により冷却して75〜85℃の適温範
囲に維持することができる。また、走行用モータ2、過
給機3Cの駆動モータ3E、駆動ユニット8および出力
電流制御装置6を含む熱発生源を第2熱交換器16およ
び第3熱交換器21で放熱された2次冷却液により効率
的に冷却して適温範囲に維持することができる。
Therefore, according to the cooling device for a fuel cell vehicle of one embodiment, the fuel cell 1 is cooled by the primary coolant radiated by the first heat exchanger 15 and is maintained at an appropriate temperature range of 75 to 85 ° C. can do. Further, the heat generation source including the traveling motor 2, the drive motor 3E of the supercharger 3C, the drive unit 8 and the output current control device 6 is dissipated by the second heat exchanger 16 and the third heat exchanger 21 It can be efficiently cooled by the cooling liquid and maintained in an appropriate temperature range.

【0036】一方、一実施形態の燃料電池自動車の冷却
装置は、燃料電池1を冷却する1次冷却液の放熱装置と
して第1熱交換器15を備え、走行用モータ2、過給機
3Cの駆動モータ3E、駆動ユニット8および出力電流
制御装置6を含む熱発生源を冷却する2次冷却液の放熱
装置として第2熱交換器16および第3熱交換器21を
備えているため、放熱装置の大型化による冷却装置の大
型化を回避することができる。また、前記第1熱交換器
15は、1次循環流路12内の1次冷却液と2次循環流
路14内の2次冷却液との間で熱交換させるように構成
されているため、冷却装置の冗長化を回避することがで
きる。
On the other hand, the cooling device for a fuel cell vehicle according to one embodiment includes a first heat exchanger 15 as a radiator for a primary cooling liquid for cooling the fuel cell 1, and includes a motor 2 for traveling and a supercharger 3C. Since the second heat exchanger 16 and the third heat exchanger 21 are provided as a radiator of the secondary coolant for cooling the heat generation source including the drive motor 3E, the drive unit 8 and the output current controller 6, the radiator is provided. It is possible to avoid an increase in the size of the cooling device due to an increase in the size of the cooling device. Further, the first heat exchanger 15 is configured to exchange heat between the primary coolant in the primary circulation channel 12 and the secondary coolant in the secondary circulation channel 14. In addition, it is possible to avoid redundancy of the cooling device.

【0037】また、1次冷却液を循環させる1次循環ポ
ンプ11および2次冷却液を循環させる2次循環ポンプ
13は、回転軸20A,20Aが両側に突設された単一
のポンプ駆動モータ20を兼用してその両側に回転駆動
可能に接続されているため、冷却装置の構成がより簡素
化される。そして、この場合、単一のポンプ駆動モータ
20の作動を制御するという簡単な制御により、2次冷
却液で冷却された1次冷却液によって燃料電池1を適温
範囲に冷却することが可能となる。また、2次冷却液に
よって、走行用モータ2、駆動モータ3E、駆動ユニッ
ト8および出力電流制御装置6を含む熱発生源を燃料電
池1とは独立して冷却することができる。
The primary circulating pump 11 for circulating the primary coolant and the secondary circulating pump 13 for circulating the secondary coolant are a single pump drive motor having rotating shafts 20A, 20A protruding on both sides. 20 is also rotatably connected to both sides thereof, so that the configuration of the cooling device is further simplified. In this case, the fuel cell 1 can be cooled to an appropriate temperature range by the primary coolant cooled by the secondary coolant by the simple control of controlling the operation of the single pump drive motor 20. . Further, the heat generation source including the traveling motor 2, the drive motor 3E, the drive unit 8, and the output current control device 6 can be cooled independently of the fuel cell 1 by the secondary coolant.

【0038】なお、一実施形態の燃料電池自動車の冷却
装置においては、燃料電池1の近傍に第1熱交換器15
が配置されることにより、1次循環流路12の管路長が
短縮化されている。このため、燃料電池1を冷却または
暖機する1次冷却液の液量が少なくなり、燃料電池1の
暖機時には、1次冷却液が短時間に温度上昇してその暖
気時間を短縮化することができる。
In the fuel cell vehicle cooling device according to one embodiment, the first heat exchanger 15 is disposed near the fuel cell 1.
Is arranged, the length of the conduit of the primary circulation channel 12 is shortened. For this reason, the amount of the primary coolant for cooling or warming up the fuel cell 1 is reduced, and when the fuel cell 1 is warmed up, the temperature of the primary coolant rises in a short time to shorten the warm-up time. be able to.

【0039】また、バイパス流路12Aおよび連通路1
2Bを含む1次循環流路12がイオンの溶出し難い適宜
の材料、例えばステンレス鋼管、合成樹脂管などの絶縁
材料により構成されているため、1次冷却液として、導
電率が低く維持された純水またはLLCあるいは絶縁油
を使用することにより、燃料電池1の液絡現象を防止す
ることができる。この場合、LLCまたは絶縁油は凝固
点が低いため、寒冷地においても冷却装置の機能を損な
うことがない。
The bypass passage 12A and the communication passage 1
Since the primary circulation flow path 12 containing 2B is made of an appropriate material from which ions are hardly eluted, for example, an insulating material such as a stainless steel pipe or a synthetic resin pipe, the electric conductivity is maintained low as the primary coolant. By using pure water, LLC or insulating oil, the liquid junction phenomenon of the fuel cell 1 can be prevented. In this case, since the LLC or insulating oil has a low freezing point, the function of the cooling device is not impaired even in a cold region.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る燃料
電池自動車の冷却装置においては、1次循環ポンプおよ
び2次循環ポンプの作動により、1次冷却液が1次循環
流路を循環し、2次冷却液が2次循環流路のメイン循環
流路およびサブ循環流路を循環する。そして、1次循環
流路を循環する1次冷却液は、燃料電池を冷却して吸熱
し、第1熱交換器により2次冷却液と熱交換して放熱す
る。一方、2次循環流路のメイン循環流路を循環する2
次冷却液は、第1熱交換器で1次冷却液と熱交換して吸
熱し、第2熱交換器で外気と熱交換して放熱する。ま
た、2次循環流路のサブ循環流路を循環する2次冷却液
は、第3熱交換器で外気と熱交換して放熱し、走行用モ
ータを含む熱発生源を冷却して吸熱し、第2熱交換器で
外気と熱交換して放熱する。
As described above, in the cooling device for a fuel cell vehicle according to the present invention, the primary coolant is circulated through the primary circulation channel by the operation of the primary circulation pump and the secondary circulation pump. The secondary coolant circulates through the main circulation passage and the sub circulation passage of the secondary circulation passage. The primary coolant circulating in the primary circulation channel cools the fuel cell and absorbs heat, and exchanges heat with the secondary coolant by the first heat exchanger to radiate heat. On the other hand, 2 which circulates through the main circulation passage of the secondary circulation passage
The secondary coolant exchanges heat with the primary coolant in the first heat exchanger and absorbs heat, and exchanges heat with the outside air and dissipates heat in the second heat exchanger. The secondary coolant circulating in the sub-circulation passage of the secondary circulation passage exchanges heat with the outside air in the third heat exchanger to radiate heat, cools a heat generation source including the traveling motor, and absorbs heat. The second heat exchanger exchanges heat with the outside air and radiates heat.

【0041】すなわち、本発明に係る燃料電池自動車の
冷却装置によれば、燃料電池を第1熱交換器で放熱され
た1次冷却液により冷却して適温範囲に維持でき、走行
用モータを含む熱発生源を第2熱交換器および第3熱交
換器で放熱された2次冷却液により効率よく冷却して適
温範囲に維持することができる。
That is, according to the cooling device for a fuel cell vehicle of the present invention, the fuel cell can be maintained in an appropriate temperature range by cooling the fuel cell with the primary cooling liquid radiated by the first heat exchanger. The heat source can be efficiently cooled by the secondary coolant radiated by the second heat exchanger and the third heat exchanger, and can be maintained in an appropriate temperature range.

【0042】一方、本発明の燃料電池自動車の冷却装置
は、燃料電池を冷却する1次冷却液の放熱装置として第
1熱交換器を備え、走行用モータを含む熱発生源を冷却
する2次冷却液の放熱装置として第2熱交換器および第
3熱交換器を備えているため、放熱装置の大型化による
冷却装置の大型化を回避することができる。また、前記
第1熱交換器は、1次循環流路内の1次冷却液と2次循
環流路内の2次冷却液との間で熱交換させるように構成
されているため、冷却装置の冗長化を回避することがで
きる。
On the other hand, the cooling device for a fuel cell vehicle according to the present invention includes a first heat exchanger as a primary cooling liquid radiator for cooling the fuel cell, and a secondary cooling device for cooling a heat generating source including a traveling motor. Since the second heat exchanger and the third heat exchanger are provided as the cooling liquid heat radiating device, it is possible to avoid an increase in the size of the cooling device due to an increase in the size of the heat radiating device. Further, the first heat exchanger is configured to exchange heat between the primary coolant in the primary circulation channel and the secondary coolant in the secondary circulation channel. Redundancy can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る燃料電池自動車の冷
却装置の回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a cooling device for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示された燃料電池のセル構造を示す部分
断面図である。
FIG. 2 is a partial sectional view showing a cell structure of the fuel cell shown in FIG.

【図3】図1に示されたポンプ駆動モータに対する1次
循環ポンプおよび2次循環ポンプの接続状況を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a connection state of a primary circulation pump and a secondary circulation pump to the pump drive motor shown in FIG.

【図4】図3に示された1次循環ポンプおよび2次循環
ポンプのインペラー部分の正面図であり、(a)は1次
循環ポンプのインペラー部分の正面図、(b)は2次循
環ポンプのインペラー部分の正面図である。
4 is a front view of an impeller portion of the primary circulation pump and the secondary circulation pump shown in FIG. 3, (a) is a front view of an impeller portion of the primary circulation pump, and (b) is a secondary circulation. It is a front view of the impeller part of a pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :燃料電池(FC) 2 :走行用モータ(EVM) 6 :出力電流制御装置(DC/DC) 8 :駆動ユニット(PDU) 11 :1次循環ポンプ 12 :1次循環流路 13 :2次循環ポンプ 14 :2次循環流路 15 :第1熱交換器 16 :第2熱交換器 17 :サーモスタットバルブ 19 :電動冷却ファン 20 :ポンプ駆動モータ 21 :第3熱交換器 22 :電動冷却ファン 1: Fuel cell (FC) 2: Running motor (EVM) 6: Output current control device (DC / DC) 8: Drive unit (PDU) 11: Primary circulation pump 12: Primary circulation flow path 13: Secondary Circulation pump 14: Secondary circulation channel 15: First heat exchanger 16: Second heat exchanger 17: Thermostat valve 19: Electric cooling fan 20: Pump drive motor 21: Third heat exchanger 22: Electric cooling fan

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 8/04 H01M 8/04 T // H01M 8/10 8/10 (72)発明者 牛尾 健 埼玉県和光市中央一丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 吉川 守 埼玉県和光市中央一丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3D035 AA03 3D038 AA00 AB00 AC00 5H026 AA06 5H027 AA06 CC06 DD03 5H115 PA08 PC06 PG04 PI14 PI16 PI18 PI29 PI30 PU01 PV02 QA10 SE03 SE06 TO05 TR04 TR19 TU12 UI30 UI35 UI40──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01M 8/04 H01M 8/04 T // H01M 8/10 8/10 (72) Inventor Takeshi Ushio Saitama 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Honda Technical Research Institute, Inc. (72) Inventor Mamoru Yoshikawa 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama F-term, Honda Technical Research Institute, Inc. 3D035 AA03 3D038 AA00 AB00 AC00 5H026 AA06 5H027 AA06 CC06 DD03 5H115 PA08 PC06 PG04 PI14 PI16 PI18 PI29 PI30 PU01 PV02 QA10 SE03 SE06 TO05 TR04 TR19 TU12 UI30 UI35 UI40

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池が走行用モータの電源として搭
載された燃料電池自動車の冷却装置であって、1次循環
ポンプにより循環される1次冷却液によって前記燃料電
池を冷却可能に構成された1次循環流路と、2次循環ポ
ンプにより循環される2次冷却液によって前記走行用モ
ータを含む熱発生源を冷却可能に構成された2次循環流
路と、前記1次循環流路内の1次冷却液と2次循環流路
内の2次冷却液との間で熱交換させる第1熱交換器と、
前記2次循環流路内の2次冷却液と外気との間で熱交換
させる第2熱交換器および第3熱交換器とを備え、前記
2次循環流路は、2次循環ポンプから第1熱交換器およ
び第2熱交換器を経由して2次循環ポンプに戻るメイン
循環流路と、2次循環ポンプから第3熱交換器、前記走
行用モータを含む熱発生源および第2熱交換器を経由し
て2次循環ポンプに戻るサブ循環流路とを有することを
特徴とする燃料電池自動車の冷却装置。
1. A cooling device for a fuel cell vehicle in which a fuel cell is mounted as a power supply for a traveling motor, wherein the fuel cell is cooled by a primary coolant circulated by a primary circulation pump. A primary circulation channel, a secondary circulation channel configured to be capable of cooling a heat generation source including the traveling motor by a secondary coolant circulated by a secondary circulation pump, and a primary circulation channel. A first heat exchanger for exchanging heat between the primary coolant and the secondary coolant in the secondary circulation flow path;
A second heat exchanger and a third heat exchanger for exchanging heat between the secondary coolant in the secondary circulation channel and the outside air, wherein the secondary circulation channel is A main circulation passage returning to the secondary circulation pump via the first heat exchanger and the second heat exchanger, a heat generation source including the third heat exchanger, the traveling motor, and the second heat from the secondary circulation pump A cooling device for a fuel cell vehicle, comprising: a sub-circulation flow path returning to a secondary circulation pump via an exchanger.
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