JP2002280039A - Fuel cell cooling device - Google Patents

Fuel cell cooling device

Info

Publication number
JP2002280039A
JP2002280039A JP2001079575A JP2001079575A JP2002280039A JP 2002280039 A JP2002280039 A JP 2002280039A JP 2001079575 A JP2001079575 A JP 2001079575A JP 2001079575 A JP2001079575 A JP 2001079575A JP 2002280039 A JP2002280039 A JP 2002280039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
coolant
storage case
circulation line
cooling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001079575A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Shimada
正 嶋田
Takeshi Ushio
健 牛尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2001079575A priority Critical patent/JP2002280039A/en
Publication of JP2002280039A publication Critical patent/JP2002280039A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent fluctuation of a round level of a car body caused by liquid junction of a fuel cell by coolant. SOLUTION: This fuel cell cooling device 1 is furnished with a fuel cell storage case to store the fuel cell in thermal insulation and/or in electric insulation, a heat exchanging means 4 to cool the coolant to cool the fuel cell 3 stored in the fuel cell storage case 6 outside of the fuel cell storage case 6 and a coolant circulating line 5 connecting the fuel cell 3 and the heat exchanging means 4 to each other through a wall surface of the fuel cell storage case 6 and circulate the coolant between the fuel cell 3 and the heat exchanging means 4, and a pair of through parts 7 through which the coolant circulating line 5 passes the fuel cell storage case 6 is connected to a ground of a control device of the fuel cell 3.

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】この発明は、燃料電池内を流
通させられる冷却液を冷却する燃料電池冷却装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell cooling device for cooling a cooling liquid flowing through a fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、燃料電池50は、図4に示され
るように、水素透過膜51とその両側の触媒電極52,
53とからなる電極膜構造体(MEA)56をガス拡散
層54,55を介して一対のセパレータ57,58で挟
むことにより構成された単位セル59を複数積層して構
成されている。各単位セル59のガス拡散層54,55
には、燃料ガス(例えば、水素ガス)を流通させるアノ
ードガス流路60および酸化剤ガス(例えば、酸素を含
む空気)を流通させるカソードガス流路61がそれぞれ
画定されている。アノードガス拡散層54に導かれた燃
料ガスは、触媒電極52の電極反応面でイオン化させら
れる。これにより、取り出された電子を直流の電気エネ
ルギとして利用することができる。
2. Description of the Related Art Generally, as shown in FIG. 4, a fuel cell 50 has a hydrogen permeable membrane 51 and catalyst electrodes 52 on both sides thereof.
An electrode membrane structure (MEA) 56 composed of a plurality of unit cells 59 is sandwiched between a pair of separators 57 and 58 via gas diffusion layers 54 and 55 to form a plurality of unit cells 59. Gas diffusion layers 54 and 55 of each unit cell 59
Defines an anode gas passage 60 through which a fuel gas (eg, hydrogen gas) flows and a cathode gas passage 61 through which an oxidizing gas (eg, air containing oxygen) flows. The fuel gas guided to the anode gas diffusion layer 54 is ionized on the electrode reaction surface of the catalyst electrode 52. Thus, the extracted electrons can be used as DC electric energy.

【0003】各セパレータ57,58には、これらセパ
レータ57,58を貫通して、燃料ガスのイオン化に際
して生ずる発熱を抑えるための冷却液(例えば、純水)
を流通させる冷却液流路62が画定されている。また、
隣接する単位セル59の隣接するセパレータ57,58
の間には、前記冷却液流路62に連通する冷却液流通溝
63が形成されている。
[0003] Each of the separators 57, 58 is provided with a coolant (for example, pure water) which penetrates through the separators 57, 58 and suppresses heat generated when the fuel gas is ionized.
Is defined in the cooling liquid passage 62 through which the cooling fluid flows. Also,
Adjacent separators 57, 58 of adjacent unit cells 59
Between them, a coolant flow groove 63 communicating with the coolant channel 62 is formed.

【0004】これら冷却液流路62および冷却液流通溝
63は、隣接する単位セル59の隣接するセパレータ5
7,58間に配される防水シール64、および、各単位
セル59のセパレータ57,58間に配される防水およ
び絶縁用の極間シール65によって外部に対して密封さ
れている。各単位セル59の冷却液流路62には、図5
に示されるように、燃料電池50外部のラジエータ66
との間で冷却液を循環させるための冷却液循環ライン6
7が接続されている。単位セル59内で加熱された冷却
液は、冷却液循環ライン67を通ってラジエータ66内
に入り、そこで冷却された後に再度単位セル59内の冷
却液流路62を流通させられるようになっている。
[0004] These coolant flow channels 62 and coolant flow grooves 63 are formed in adjacent separators 5 of adjacent unit cells 59.
Sealed to the outside by a waterproof seal 64 disposed between the cells 7 and 58 and a waterproof and insulating pole seal 65 disposed between the separators 57 and 58 of each unit cell 59. FIG. 5 shows the cooling liquid passage 62 of each unit cell 59.
As shown in the figure, the radiator 66 outside the fuel cell 50
Coolant circulation line 6 for circulating coolant between
7 is connected. The cooling liquid heated in the unit cell 59 enters the radiator 66 through the cooling liquid circulation line 67, and after being cooled there, can flow through the cooling liquid flow path 62 in the unit cell 59 again. I have.

【0005】燃料電池50は、該燃料電池50を保温お
よび/または絶縁するために、例えば、絶縁材料からな
る燃料電池収納ケース68内に収納されている一方、前
記ラジエータ66は、燃料電池収納ケース68の外部に
配置されて、外気との間で熱交換を行うようになってい
る。したがって、冷却液循環ライン67は、燃料電池5
0からラジエータ66に向かう途中位置およびラジエー
タ66から燃料電池50に戻る途中位置において、それ
ぞれ燃料電池収納ケース68の壁面を貫通している。
[0005] The fuel cell 50 is housed in a fuel cell housing case 68 made of, for example, an insulating material to keep the fuel cell 50 warm and / or insulated, while the radiator 66 is mounted in the fuel cell housing case. It is arranged outside 68 and exchanges heat with the outside air. Therefore, the coolant circulation line 67 is connected to the fuel cell 5
At a position on the way from 0 to the radiator 66 and a position on the way from the radiator 66 to the fuel cell 50, they penetrate the wall surface of the fuel cell storage case 68.

【0006】この場合において、冷却液循環ライン67
内を循環させられる冷却液は、単位セル59内の冷却液
流路62の流路壁面、ラジエータ66内部の流路壁面等
と常に接触している。前記ラジエータは、高い放熱性能
を確保するために一般的に熱伝導率の高い金属によって
構成されている。このため、冷却液が冷却液循環ライン
67を循環するにつれて、冷却液にはこれらの金属部分
から金属イオンが溶け出し、冷却液の導電率が上昇して
いくことになる。
In this case, the coolant circulation line 67
The coolant circulated through the inside is always in contact with the channel wall surface of the coolant channel 62 in the unit cell 59, the channel wall surface in the radiator 66, and the like. The radiator is generally made of a metal having a high thermal conductivity in order to ensure high heat dissipation performance. For this reason, as the coolant circulates through the coolant circulation line 67, metal ions dissolve into the coolant from these metal parts, and the conductivity of the coolant increases.

【0007】また、単位セル59の流路壁面と冷却液と
の間は電気的に絶縁されないので、冷却液循環ライン6
7を流れる冷却液の導電率が上昇することは、上記極間
シール62によって電気的に絶縁されている各単位セル
59内のセパレータ57,58間が、冷却液を介して電
気的に導通させられる、いわゆる「液絡」現象を生じさ
せる。この液絡現象は、図4に模式的に示されているよ
うに、セパレータ57,58間を抵抗69によって接続
することと等価である。
Further, since the space between the flow path wall of the unit cell 59 and the coolant is not electrically insulated, the coolant circulation line 6
The rise in the conductivity of the coolant flowing through the separator 7 causes the separators 57 and 58 in each unit cell 59 electrically insulated by the inter-electrode seal 62 to be electrically connected via the coolant. A so-called "liquid junction" phenomenon. This liquid junction phenomenon is equivalent to connecting the separators 57 and 58 with the resistor 69 as schematically shown in FIG.

【0008】このような液絡現象の存在下において、冷
却液の導電率が増大すると、冷却液循環ライン67に沿
って、電位分布が発生する。すなわち、図6に示される
ように、燃料電池50の正極からの循環ラインに沿う距
離をLとすると、冷却液循環ライン67の電位は、正極
から漸次減少して、制御装置とのグランドに接続されて
いるラジエータ66の位置においてアース電位となり、
さらに、燃料電池50の負極まで漸次減少していく。例
えば、冷却液循環ライン67の一方の接続フランジ70
の位置においては、ラジエータ66の位置における電位
に対して電位Vaとなっている。
When the conductivity of the coolant increases in the presence of such a liquid junction phenomenon, a potential distribution occurs along the coolant circulation line 67. That is, as shown in FIG. 6, assuming that the distance along the circulation line from the positive electrode of the fuel cell 50 is L, the potential of the coolant circulation line 67 gradually decreases from the positive electrode and connects to the ground with the control device. Ground potential at the position of the radiator 66,
Further, it gradually decreases to the negative electrode of the fuel cell 50. For example, one connection flange 70 of the coolant circulation line 67
Is at the potential Va with respect to the potential at the position of the radiator 66.

【0009】その結果、冷却液循環ライン67には、冷
却液を通して微弱電流が発生する。冷却液循環ライン6
7に沿う電流の発生は、該冷却液循環ライン67の発熱
による燃料電池50の電力損失を引き起こすなどの不都
合を伴うことになる。
As a result, a weak current is generated in the coolant circulation line 67 through the coolant. Coolant circulation line 6
The generation of the current along 7 involves inconveniences such as causing power loss of the fuel cell 50 due to heat generation of the coolant circulation line 67.

【0010】また、冷却液循環ライン67は、上述した
ように、燃料電池収納ケース68内部にとどまらず、燃
料電池収納ケース68の壁面を貫通して燃料電池収納ケ
ース68外部にも露出する。冷却液循環ライン67を構
成する配管は、冷却液に対して電気的に絶縁されている
が、冷却液に電位分布が発生している場合には、何らか
の原因によって冷却液が外部に漏れ、あるいは、冷却液
循環ライン67に設けられた接続フランジ69に結露が
発生する場合等には、燃料電池収納ケース68の外部に
おいて微弱電流が漏洩し、燃料電池50を搭載している
車体のグランドレベルが変動して、該グランドレベルを
基準として作動している燃料電池の制御装置やセンサ等
の作動にも悪影響を及ぼす不都合が考えられる。
Further, as described above, the cooling liquid circulation line 67 is not limited to the inside of the fuel cell storage case 68, but also penetrates the wall surface of the fuel cell storage case 68 and is exposed to the outside of the fuel cell storage case 68. The piping constituting the coolant circulation line 67 is electrically insulated from the coolant, but if a potential distribution occurs in the coolant, the coolant leaks to the outside for some reason, or In the case where dew condensation occurs on the connection flange 69 provided in the coolant circulation line 67, a weak current leaks outside the fuel cell storage case 68, and the ground level of the vehicle body on which the fuel cell 50 is mounted becomes lower. There may be inconveniences that fluctuate and adversely affect the operation of a control device or a sensor of the fuel cell that operates based on the ground level.

【0011】従来、冷却液の導電率の上昇を抑えるため
に、冷却液循環ライン67の途中位置にイオン除去フィ
ルタ(図示略)を配置して、ラジエータ66内流路等か
ら溶けだした金属イオンを除去することが行われてい
る。
Conventionally, in order to suppress an increase in the conductivity of the coolant, an ion removal filter (not shown) is arranged at a position midway along the coolant circulation line 67 so that metal ions dissolved from a flow path in the radiator 66 are removed. Elimination has been done.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
除去フィルタのイオン除去性能は、使用とともに低下し
ていくので、冷却液の導電率を常に低く保持しておくた
めには、イオン除去フィルタを頻繁に交換しなければな
らない。したがって、イオン除去フィルタによって、冷
却液循環ライン67に沿う電位分布の発生を抑制する場
合には、保守に要するコストが高くなるという問題があ
る。
However, since the ion removal performance of the ion removal filter decreases with use, in order to keep the conductivity of the coolant constantly low, the ion removal filter is frequently used. Must be replaced. Therefore, when the generation of the potential distribution along the coolant circulation line 67 is suppressed by the ion removal filter, there is a problem that the cost required for maintenance is increased.

【0013】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たものであって、循環ラインを流れる冷却液による燃料
電池の液絡現象が発生しても、ケースの外部における循
環ラインに沿う微弱電流の発生を十分に抑制することが
できる燃料電池冷却装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and even if a liquid junction phenomenon of a fuel cell due to a coolant flowing through a circulation line occurs, a weak current of the fuel cell along the circulation line outside the case is generated. It is an object of the present invention to provide a fuel cell cooling device capable of sufficiently suppressing generation thereof.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は以下の手段を採用している。請求項1に
記載した発明は、少なくとも燃料電池を収納する燃料電
池収納ケースと、前記燃料電池の冷却液を前記燃料電池
収納ケース外部において放熱する熱交換手段(例えば、
実施の形態におけるラジエータ4)と、前記燃料電池収
納ケースの壁面を貫通して前記燃料電池と前記熱交換手
段とを接続し、前記燃料電池と前記熱交換手段との間で
冷却液を循環させる冷却液循環ラインとを具備し、少な
くとも該冷却液循環ラインが前記燃料電池収納ケースを
貫通する一対の貫通部(例えば、実施の形態におけるリ
ング状部材7)が、前記燃料電池の制御装置のグランド
に接続されていることを特徴とする燃料電池冷却装置を
提案している。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means. According to the first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell storage case for storing at least a fuel cell, and a heat exchange means for radiating a coolant of the fuel cell outside the fuel cell storage case (for example,
The radiator 4) in the embodiment is connected to the fuel cell and the heat exchange means through the wall surface of the fuel cell storage case, and the coolant is circulated between the fuel cell and the heat exchange means. A coolant circulation line, and at least a pair of penetration portions (for example, the ring-shaped member 7 in the embodiment) through which the coolant circulation line penetrates the fuel cell storage case are provided as grounds for the control device of the fuel cell. The fuel cell cooling device is characterized by being connected to the fuel cell cooling device.

【0015】この発明に係る冷却装置によれば、燃料電
池内を流通させられた冷却液は、冷却液循環ラインに沿
って流動させられて燃料電池収納ケース外部の熱交換手
段によって冷却され、さらに冷却液循環ラインに沿って
流動させられて燃料電池収納ケース内部の燃料電池に戻
される。これにより、燃料電池が冷却される。
According to the cooling device of the present invention, the coolant circulated in the fuel cell is caused to flow along the coolant circulating line and cooled by the heat exchange means outside the fuel cell storage case. The fuel flows along the coolant circulation line and returns to the fuel cell inside the fuel cell storage case. Thereby, the fuel cell is cooled.

【0016】冷却液は、冷却液循環ラインに沿って循環
させられるにしたがって、燃料電池、熱交換手段その他
の金属部分から溶けだした金属イオンによって、その導
電率が上昇し、燃料電池の両極を液絡し、冷却液循環ラ
インに沿って電位分布が発生する。すなわち、燃料電池
の正極から冷却液循環ラインに沿って燃料電池の負極ま
で、電位が下降していく。
As the coolant is circulated along the coolant circulation line, the conductivity of the coolant is increased by metal ions dissolved from the fuel cell, heat exchange means and other metal parts, and both electrodes of the fuel cell are liquefied. And a potential distribution is generated along the coolant circulation line. That is, the potential decreases from the positive electrode of the fuel cell to the negative electrode of the fuel cell along the coolant circulation line.

【0017】この場合において、この発明に係る冷却装
置によれば、冷却液循環ラインが、燃料電池収納ケース
を貫通する一対の貫通部において燃料電池の制御装置の
グランドに接続されているので、少なくとも、冷却液循
環ラインの外面における電位は、燃料電池収納ケースの
貫通部において、一旦アース電位に設定されることにな
る。これにより、燃料電池収納ケースの外部に配されて
いる冷却液循環ラインにおける微弱電流の発生が抑制さ
れ、燃料電池収納ケースの外部に配置されている制御装
置のグランドレベルを変動させる等の問題の発生も抑制
されることになる。
In this case, according to the cooling device of the present invention, the coolant circulation line is connected to the ground of the control device of the fuel cell at a pair of penetration portions penetrating the fuel cell storage case. The potential on the outer surface of the coolant circulation line is once set to the ground potential in the penetrating portion of the fuel cell storage case. As a result, the generation of a weak current in the cooling liquid circulation line disposed outside the fuel cell storage case is suppressed, and the ground level of the control device disposed outside the fuel cell storage case is changed. Occurrence is also suppressed.

【0018】請求項2に記載した発明は、請求項1記載
の燃料電池冷却装置において、前記一対の貫通部が、前
記冷却液循環ライン内部を流れる冷却液と各々電気的に
導通している燃料電池冷却装置を提案している。この発
明に係る燃料電池冷却装置によれば、グランドに接続さ
れている一対の貫通部が、冷却液と電気的に導通させら
れることにより、冷却液循環ラインを流れる冷却液も各
貫通部との導通位置においてグランドに接続されること
になる。
According to a second aspect of the present invention, in the fuel cell cooling device according to the first aspect, the pair of penetration portions are each electrically connected to the coolant flowing inside the coolant circulation line. A battery cooling device is proposed. According to the fuel cell cooling device of the present invention, the pair of through portions connected to the ground are electrically connected to the coolant, so that the coolant flowing through the coolant circulation line also communicates with each of the through portions. It will be connected to ground at the conduction position.

【0019】したがって、2カ所の貫通部により挟まれ
る燃料電池収納ケース外部の区間において、冷却液循環
ライン内の冷却液もグランドの電位に設定され、燃料電
池収納ケース外部に配されている冷却液循環ラインにお
ける液絡による電流の発生を、より確実に抑制すること
ができる。
Therefore, in the section outside the fuel cell storage case sandwiched between the two penetration portions, the coolant in the cooling liquid circulation line is also set to the ground potential, and the cooling liquid disposed outside the fuel cell storage case is arranged. Generation of a current due to a liquid junction in the circulation line can be more reliably suppressed.

【0020】請求項3に記載した発明は、請求項1また
は請求項2に記載の燃料電池冷却装置において、前記一
対の貫通部が、前記燃料電池収納ケースを介して導電し
ている燃料電池冷却装置を提案している。この発明に係
る燃料電池冷却装置によれば、導通された一対の貫通
部、燃料電池収納ケースが、同電位に設定されることに
なり、燃料電池収納ケース内部の冷却液循環ラインに生
じている電位分布をグランドに接続されたされた燃料電
池収納ケースによって遮蔽して、燃料電池収納ケース内
部において発生した電流が、燃料電池収納ケース外部に
漏洩することを抑制することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the fuel cell cooling device according to the first or second aspect, the pair of penetrating portions are electrically conductive through the fuel cell storage case. The device is proposed. According to the fuel cell cooling device according to the present invention, the pair of conductive penetrating portions and the fuel cell storage case are set to the same potential, which is generated in the coolant circulation line inside the fuel cell storage case. The potential distribution is shielded by the fuel cell storage case connected to the ground, so that the current generated inside the fuel cell storage case can be suppressed from leaking to the outside of the fuel cell storage case.

【0021】請求項4に記載した発明は、請求項1から
請求項3のいずれかに記載の燃料電池冷却装置におい
て、熱交換手段が、内部を流れる冷却液と電気的に導通
し、前記燃料電池の制御装置のグランドに接続されてい
る燃料電池冷却装置を提案している。この発明に係る燃
料電池冷却装置によれば、燃料電池収納ケースの貫通部
において制御装置のグランドに接続された冷却液循環ラ
インが、2カ所の貫通部間の途中位置に配される熱交換
手段においてもグランドに接続されるので、燃料電池収
納ケース外部の冷却液循環ラインに電位分布が生じるこ
とをより確実に防止することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell cooling device according to any one of the first to third aspects, the heat exchange means is electrically connected to a cooling liquid flowing inside the fuel cell cooling apparatus, and A fuel cell cooling device connected to the ground of a battery control device has been proposed. According to the fuel cell cooling device according to the present invention, the cooling liquid circulation line connected to the ground of the control device at the penetration portion of the fuel cell storage case is disposed at an intermediate position between the two penetration portions. Is connected to the ground, it is possible to more reliably prevent a potential distribution from being generated in the coolant circulation line outside the fuel cell storage case.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態に係
る燃料電池冷却装置1は、図1に示されるように、複数
の単位セル2を積層してなる燃料電池3内に流通させら
れる冷却液(例えば、純水)を冷却するラジエータ(熱
交換手段)4と、該ラジエータ4と燃料電池3とを接続
して、両者間で冷却液を循環させる冷却液循環ライン5
とを具備している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, a fuel cell cooling device 1 according to the present embodiment is a radiator that cools a cooling liquid (for example, pure water) that flows through a fuel cell 3 in which a plurality of unit cells 2 are stacked. (Heat exchange means) 4, a radiator 4, and a coolant circulation line 5 for connecting the radiator 4 and the fuel cell 3 and circulating a coolant between them.
Is provided.

【0023】前記燃料電池3は、例えば、該燃料電池3
を保温し、かつ/または、外部から絶縁するために、耐
熱樹脂のような絶縁材料から構成された燃料電池収納ケ
ース6内に収納されている。また、前記ラジエータ4
は、外気との熱交換のために燃料電池収納ケース6外部
に配置されている。したがって、前記冷却液循環ライン
5は、燃料電池3からラジエータ4までの間の途中位
置、および、ラジエータ4から燃料電池3までの間の途
中位置において、前記燃料電池収納ケース6の壁面を貫
通している。
The fuel cell 3 is, for example,
Is stored in a fuel cell storage case 6 made of an insulating material such as a heat-resistant resin in order to keep the temperature and / or insulate it from the outside. In addition, the radiator 4
Are arranged outside the fuel cell storage case 6 for heat exchange with the outside air. Therefore, the coolant circulation line 5 penetrates the wall surface of the fuel cell storage case 6 at a position halfway between the fuel cell 3 and the radiator 4 and at a position halfway between the radiator 4 and the fuel cell 3. ing.

【0024】前記冷却液循環ライン5は、例えば、導電
性の金属材料からなる配管8によって構成されており、
該配管8は、例えば、その内面に電気絶縁性の塗料等で
被覆するなどの好適な手段によって、冷却液に対して電
気的に絶縁されている。あるいは、配管自体8を電気絶
縁性の材料によって構成し、冷却液に対して電気的に絶
縁することにしてもよい。
The coolant circulation line 5 is constituted by, for example, a pipe 8 made of a conductive metal material.
The pipe 8 is electrically insulated from the cooling liquid by a suitable means such as, for example, coating the inner surface with an electrically insulating paint or the like. Alternatively, the pipe 8 itself may be made of an electrically insulating material to be electrically insulated from the coolant.

【0025】本実施形態に係る燃料電池冷却装置1で
は、燃料電池収納ケース6の壁面に設けられた冷却液循
環ライン5を貫通させる2カ所の貫通部として、それぞ
れ、導電性の口金状のリング状部材7が配置されてい
る。これらリング状部材7は、冷却液循環ライン5を構
成する配管8に電気的に導通させられている一方、燃料
電池3およびその制御装置(図示略)を搭載している車
体(グランド)に接続されている。また、図示された例
では、ラジエータ4も車体に接続されている。図中、符
号9は、燃料電池収納ケース6の外部において、配管8
を接続するための接続フランジである。
In the fuel cell cooling device 1 according to the present embodiment, conductive base ring-shaped rings are used as two penetration portions through which the coolant circulation line 5 provided on the wall surface of the fuel cell storage case 6 penetrates. Form member 7 is arranged. These ring-shaped members 7 are electrically connected to a pipe 8 constituting the coolant circulation line 5, and are connected to a vehicle body (ground) on which the fuel cell 3 and its control device (not shown) are mounted. Have been. In the illustrated example, the radiator 4 is also connected to the vehicle body. In the drawing, reference numeral 9 denotes a pipe 8 outside the fuel cell storage case 6.
This is a connection flange for connecting.

【0026】このように構成された本実施形態に係る燃
料電池冷却装置1によれば、燃料電池3の液絡現象が発
生することにより、冷却液には、冷却液循環ライン5の
長手方向に沿う電位分布が発生する。また、冷却液と冷
却液循環ライン5を構成する配管8とは電気的に絶縁さ
れているので、冷却液に生じた電位分布が配管8に電位
分布を生じさせることが防止される。
According to the fuel cell cooling device 1 of the present embodiment configured as described above, a liquid junction phenomenon of the fuel cell 3 occurs, so that the cooling liquid is provided in the longitudinal direction of the cooling liquid circulation line 5. A potential distribution along it occurs. Further, since the coolant and the pipe 8 forming the coolant circulation line 5 are electrically insulated, it is possible to prevent the potential distribution generated in the coolant from causing the pipe 8 to generate a potential distribution.

【0027】さらに、何らかの原因によって冷却液循環
ライン5を構成する配管8の外面に冷却液が漏れた場合
や、配管8外面、接続フランジ9に結露が発生した場合
であっても、冷却液循環ライン5が燃料電池収納ケース
6の貫通部に設けられたリング状部材7によってグラン
ドに接続されているので、燃料電池収納ケース6外部に
露出する配管8に電位分布が生じることが防止される。
Further, even if the coolant leaks to the outer surface of the pipe 8 constituting the coolant circulation line 5 for some reason, or if dew condensation occurs on the outer surface of the pipe 8 and the connection flange 9, the coolant circulation is performed. Since the line 5 is connected to the ground by the ring-shaped member 7 provided at the penetrating portion of the fuel cell storage case 6, it is possible to prevent a potential distribution from being generated in the pipe 8 exposed to the outside of the fuel cell storage case 6.

【0028】その結果、燃料電池収納ケース6外部の冷
却液循環ライン5に液絡に伴う電流が流れることが防止
され、車体のグランドレベルが変動する等の不都合の発
生が抑制されることになる。特に、本実施形態では、冷
却液循環ライン5の途中位置に設けられているラジエー
タ4も車体に接続されているので、2カ所のリング状部
材7によって2カ所でグランドに接続された燃料電池収
納ケース6外部の配管8が、その途中位置であるラジエ
ータ4においてもグランドの電位に設定され、燃料電池
収納ケース6外部の冷却液循環ライン5に沿う電位分布
の発生が、より確実に抑制されることになる。
As a result, a current caused by a liquid junction is prevented from flowing through the coolant circulation line 5 outside the fuel cell storage case 6, and the occurrence of inconvenience such as a fluctuation in the ground level of the vehicle body is suppressed. . In particular, in the present embodiment, the radiator 4 provided at an intermediate position of the coolant circulation line 5 is also connected to the vehicle body. Therefore, the fuel cell housing connected to the ground at two places by the two ring-shaped members 7 is provided. The piping 8 outside the case 6 is also set to the ground potential at the radiator 4 at an intermediate position, and the generation of a potential distribution along the coolant circulation line 5 outside the fuel cell storage case 6 is more reliably suppressed. Will be.

【0029】次に、本発明の第2の実施形態に係る燃料
電池冷却装置10について、以下に説明する。本実施形
態に係る冷却装置10の外観構成は、上述した第1の実
施形態に係る冷却装置1と同様であるが、燃料電池収納
ケース6の貫通部に配置されたリング状部材7が、冷却
液に電気的に導通している点で、第1の実施形態に係る
冷却装置1と相違している。
Next, a fuel cell cooling device 10 according to a second embodiment of the present invention will be described below. The external configuration of the cooling device 10 according to the present embodiment is the same as that of the cooling device 1 according to the above-described first embodiment, except that the ring-shaped member 7 disposed in the penetration portion of the fuel cell storage case 6 This is different from the cooling device 1 according to the first embodiment in that it is electrically connected to the liquid.

【0030】本実施形態は、例えば、第1の実施形態に
おいて言及した、冷却液循環ライン5を構成する配管8
内面の電気絶縁性の塗料が、リング状部材7の位置にお
いて塗布されていない場合、あるいは、電気絶縁性材料
によって構成された配管8の一部を、リング状部材7の
位置において部分的に導電材料によって構成した場合を
想定している。
In the present embodiment, for example, the piping 8 constituting the coolant circulation line 5 referred to in the first embodiment
When the electrically insulating paint on the inner surface is not applied at the position of the ring-shaped member 7 or a part of the pipe 8 made of the electrically insulating material is partially conductive at the position of the ring-shaped member 7. It is assumed that it is made of a material.

【0031】本実施形態に係る燃料電池冷却装置10に
よれば、冷却液循環ライン5は、燃料電池収納ケース6
の貫通部であるリング状部材7がグランドに接続される
ことにより、該冷却液循環ライン5を構成する配管8の
みならず、配管8の内部を流通している冷却液も、リン
グ状部材7の位置においてグランドの電位に設定され
る。燃料電池の正極を原点とした冷却液循環ライン5に
沿う距離Lと冷却液の電位Vaとの関係を示すと、図2
の通りとなる。
According to the fuel cell cooling device 10 of the present embodiment, the coolant circulation line 5 is connected to the fuel cell storage case 6.
Is connected to the ground, not only the pipes 8 constituting the coolant circulation line 5 but also the coolant flowing through the pipes 8 can be connected to the ring-shaped members 7. Is set to the ground potential at the position. FIG. 2 shows the relationship between the distance L along the coolant circulation line 5 with the positive electrode of the fuel cell as the origin and the potential Va of the coolant.
It becomes as follows.

【0032】すなわち、本実施形態の冷却装置10で
は、燃料電池収納ケース6の内部に配されている燃料電
池3から、燃料電池収納ケースの貫通部であるリング状
部材7の位置まで冷却液の電位が変化するが、燃料電池
収納ケース6の外部に配されている冷却循環ライン5に
おいては、冷却液の電位はグランドの電位に保持されて
いる。また、この間に配されている配管8の接続フラン
ジ9の位置においても冷却液の電位はグランドの電位で
ある。したがって、燃料電池収納ケース6の外部におい
ては、冷却液循環ライン5に沿って電流が流れることが
なく、燃料電池3の液絡による不都合の発生が確実に防
止されることになる。
That is, in the cooling device 10 of the present embodiment, the cooling liquid from the fuel cell 3 disposed inside the fuel cell storage case 6 to the position of the ring-shaped member 7 which is a penetrating portion of the fuel cell storage case. Although the potential changes, in the cooling circulation line 5 arranged outside the fuel cell storage case 6, the potential of the coolant is maintained at the ground potential. Also, at the position of the connection flange 9 of the pipe 8 arranged between them, the potential of the coolant is the potential of the ground. Therefore, no current flows along the coolant circulation line 5 outside the fuel cell storage case 6, and the occurrence of inconvenience due to the liquid junction of the fuel cell 3 is reliably prevented.

【0033】次に、本発明の第3の実施形態に係る燃料
電池冷却装置20について、図3を参照して、以下に説
明する。なお、本実施形態において、上述した第1およ
び第2の実施形態に係る冷却装置1,10と構成を共通
とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。
Next, a fuel cell cooling device 20 according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In this embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as those of the cooling devices 1 and 10 according to the first and second embodiments described above, and the description will be simplified.

【0034】本実施形態に係る冷却装置20は、燃料電
池3を収納する燃料電池収納ケース21が導電性材料か
ら構成されるとともに、前記貫通部を構成するリング状
部材7に電気的に導通させられている点において、上記
第1および第2の実施形態に係る冷却装置1,10と相
違している。
In the cooling device 20 according to the present embodiment, the fuel cell storage case 21 for storing the fuel cell 3 is made of a conductive material, and is electrically connected to the ring-shaped member 7 forming the through portion. This is different from the cooling devices 1 and 10 according to the above-described first and second embodiments.

【0035】このように構成された本実施形態の冷却装
置20によれば、燃料電池3の液絡により、冷却液に電
位分布が発生する燃料電池収納ケース21内部の冷却液
循環ライン5を、グランドの電位に保持された燃料電池
収納ケース21によって遮蔽することができる。その結
果、燃料電池収納ケース21内部において発生した微弱
電流が燃料電池収納ケース21外部に漏れることが防止
され、車体のグランドレベルの変動を、より確実に防止
することができる。
According to the cooling device 20 of the present embodiment configured as described above, the coolant circulation line 5 inside the fuel cell storage case 21 in which the potential distribution occurs in the coolant due to the liquid junction of the fuel cell 3, The fuel cell can be shielded by the fuel cell storage case 21 held at the ground potential. As a result, the weak current generated inside the fuel cell storage case 21 is prevented from leaking to the outside of the fuel cell storage case 21, and the fluctuation of the ground level of the vehicle body can be more reliably prevented.

【0036】なお、上記各実施形態においては、ラジエ
ータ4をグランドに接続する場合について説明したが、
ラジエータ4が導電性材料から構成されていない場合等
には、もちろんグランドに接続することを要しない。こ
の場合には、燃料電池収納ケース6,21の外部に配置
されている冷却液循環ライン5の途中位置を他の方法に
よってグランドに接続することにしてもよい。
In the above embodiments, the case where the radiator 4 is connected to the ground has been described.
When the radiator 4 is not made of a conductive material or the like, it is not necessary to connect to the ground. In this case, the middle position of the coolant circulation line 5 disposed outside the fuel cell storage cases 6 and 21 may be connected to the ground by another method.

【0037】また、上記各実施形態では、冷却液として
純水を例に挙げて説明したが、これに代えて、エチレン
グリコールやオイル等、任意の冷却液を使用する場合に
適用してもよい。また、冷却液循環ライン5が燃料電池
収納ケース6,21を貫通する貫通部としてリング状部
材7を採用したが、これに限定されるものではなく、冷
却液循環ライン5を燃料電池収納ケース6,21からの
出入口においてグランドに接続することができる部材で
あれば、任意の形態のものでよい。
In the above embodiments, pure water has been described as an example of the cooling liquid. However, the present invention may be applied to a case where an arbitrary cooling liquid such as ethylene glycol or oil is used instead. . Further, although the ring-shaped member 7 is employed as a penetrating portion in which the coolant circulation line 5 penetrates the fuel cell storage cases 6 and 21, the invention is not limited to this. , 21 as long as they can be connected to the ground at the entrances and exits.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下の効果を奏する。 (1) 請求項1記載の発明に係る燃料電池冷却装置に
よれば、燃料電池の液絡によって、冷却液循環ラインに
沿って発生する電位分布が、燃料電池収納ケースを貫通
する一対の貫通部においてグランドの電位に設定される
ことにより、燃料電池収納ケース外部の冷却液循環ライ
ンに液絡による電流が流れることを防止することができ
る。その結果、燃料電池を搭載する車体におけるグラン
ドレベルの変動が抑制され、該グランドレベルを基準に
して作動する制御装置やセンサ等を適正に作動させるこ
とができるという効果を奏する。
As is clear from the above description, the present invention has the following effects. (1) According to the fuel cell cooling device according to the first aspect of the present invention, the potential distribution generated along the coolant circulating line due to the liquid junction of the fuel cell causes the pair of penetration portions to penetrate the fuel cell storage case. By setting to the ground potential, it is possible to prevent a current from flowing to the coolant circulation line outside the fuel cell storage case due to a liquid junction. As a result, fluctuations in the ground level in the vehicle body on which the fuel cell is mounted are suppressed, and the control device and the sensor that operate based on the ground level can be operated properly.

【0039】(2) 請求項2記載の発明に係る燃料電
池冷却装置によれば、グランドに接続した冷却液循環ラ
インの貫通部を冷却液に導通させることにより、冷却液
も貫通部においてグランドの電位に設定される。その結
果、冷却液循環ライン内の冷却液も、2カ所の貫通部で
挟まれる燃料電池収納ケース外部の区間においてグラン
ドの電位に設定され、燃料電池収納ケース外部では冷却
液を通した電流の発生をも防止することができる。
(2) According to the fuel cell cooling device according to the second aspect of the present invention, the coolant penetrates the coolant through the through portion of the coolant circulation line connected to the ground, so that the coolant also flows through the ground at the through portion. Set to potential. As a result, the coolant in the coolant circulation line is also set to the ground potential in a section outside the fuel cell storage case sandwiched between the two penetration portions, and a current generated through the coolant is generated outside the fuel cell storage case. Can also be prevented.

【0040】(3) 請求項3記載の発明に係る燃料電
池冷却装置によれば、一対の貫通部および燃料電池収納
ケースがグランドの電位と同電位とされ、該一対の貫通
部間に配される燃料電池収納ケース外部の冷却液循環ラ
インにおける電位分布の発生を抑制することができると
ともに、燃料電池収納ケース内部の冷却液循環ラインを
も遮蔽して、燃料電池収納ケース内部からの漏れ電流の
発生をも防止することができる。
(3) According to the fuel cell cooling device according to the third aspect of the invention, the pair of through portions and the fuel cell storage case are set to the same potential as the ground potential, and are disposed between the pair of through portions. Generation of a potential distribution in the cooling liquid circulation line outside the fuel cell storage case can be suppressed, and the cooling liquid circulation line inside the fuel cell storage case can also be shielded to prevent leakage current from the fuel cell storage case. Generation can also be prevented.

【0041】(4) 請求項4記載の発明に係る燃料電
池冷却装置によれば、燃料電池収納ケース外部の冷却液
循環ラインの途中位置に配置される熱交換手段において
も冷却液をグランド電位に設定することにより、燃料電
池収納ケース外部の区間における循環ラインに電位分布
が発生することを、より確実に防止することができる。
(4) According to the fuel cell cooling device according to the fourth aspect of the present invention, the cooling liquid is kept at the ground potential even in the heat exchange means arranged at a position midway in the cooling liquid circulation line outside the fuel cell storage case. By setting, it is possible to more reliably prevent the potential distribution from being generated in the circulation line in the section outside the fuel cell storage case.

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

【図1】 本発明の第1および第2の実施形態に係る
燃料電池冷却装置を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a fuel cell cooling device according to first and second embodiments of the present invention.

【図2】 図1の冷却装置の冷却液循環ラインに沿う
電位分布を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a potential distribution along a coolant circulation line of the cooling device of FIG. 1;

【図3】 本発明の第3の実施形態に係る燃料電池冷
却装置を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a fuel cell cooling device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 燃料電池の構造を説明するための概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the structure of a fuel cell.

【図5】 従来の燃料電池冷却装置を示す模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional fuel cell cooling device.

【図6】 図5の冷却装置の冷却液循環ラインに沿う
電位分布を示す図である。
6 is a diagram showing a potential distribution along a coolant circulation line of the cooling device of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,10,20 燃料電池冷却装置 2 単位セル 3 燃料電池 4 ラジエータ(熱交換手段) 5 冷却液循環ライン 6,21 燃料電池収納ケース 7 リング状部材(貫通部) 1, 10, 20 fuel cell cooling device 2 unit cell 3 fuel cell 4 radiator (heat exchange means) 5 coolant circulation line 6, 21 fuel cell storage case 7 ring-shaped member (penetrating part)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも燃料電池を収納する燃料電
池収納ケースと、 前記燃料電池の冷却液を前記燃料電池収納ケース外部に
おいて放熱する熱交換手段と、 前記収納ケースの壁面を貫通して前記燃料電池と前記熱
交換手段とを接続し、前記燃料電池と前記熱交換手段と
の間で燃料電池冷却液を循環させる冷却液循環ラインと
を具備し、 少なくとも該冷却液循環ラインが前記収納ケースを貫通
する一対の貫通部が、前記燃料電池の制御装置のグラン
ドに接続されていることを特徴とする燃料電池冷却装
置。
1. A fuel cell storage case for storing at least a fuel cell, heat exchange means for radiating a coolant of the fuel cell outside the fuel cell storage case, and a fuel cell penetrating through a wall surface of the storage case. A coolant circulation line for circulating a fuel cell coolant between the fuel cell and the heat exchange means, wherein at least the coolant circulation line passes through the storage case. A pair of through-holes connected to a ground of a control device of the fuel cell.
【請求項2】 前記一対の貫通部が、前記循環ライン
内部を流れる冷却液と各々電気的に導通していることを
特徴とする請求項1記載の燃料電池冷却装置。
2. The fuel cell cooling device according to claim 1, wherein each of the pair of through portions is electrically connected to a coolant flowing inside the circulation line.
【請求項3】 前記一対の貫通部が前記燃料電池収納
ケースを介して導通していることを特徴とする請求項1
または請求項2記載の燃料電池冷却装置。
3. The fuel cell system according to claim 1, wherein the pair of penetrating portions are electrically connected via the fuel cell storage case.
Or the fuel cell cooling device according to claim 2.
【請求項4】 前記熱交換手段が、内部を流れる冷却
液と電気的に導通し、かつ、前記グランドに接続されて
いることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか
に記載の燃料電池冷却装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange means is electrically connected to a coolant flowing through the heat exchange means and is connected to the ground. Fuel cell cooling device.
JP2001079575A 2001-03-19 2001-03-19 Fuel cell cooling device Withdrawn JP2002280039A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001079575A JP2002280039A (en) 2001-03-19 2001-03-19 Fuel cell cooling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001079575A JP2002280039A (en) 2001-03-19 2001-03-19 Fuel cell cooling device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002280039A true JP2002280039A (en) 2002-09-27

Family

ID=18935997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001079575A Withdrawn JP2002280039A (en) 2001-03-19 2001-03-19 Fuel cell cooling device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002280039A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005091412A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-29 Shishiai-Kabushikigaisha Cooling liquid composition for fuel cell
JP2009158217A (en) * 2007-12-26 2009-07-16 Toyota Motor Corp Fuel cell system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005091412A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-29 Shishiai-Kabushikigaisha Cooling liquid composition for fuel cell
JP2009158217A (en) * 2007-12-26 2009-07-16 Toyota Motor Corp Fuel cell system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102485321B1 (en) Thermal management system for fuel cell vehicle and control method thereof
CA2442436C (en) Fuel cell
US6730425B2 (en) Fuel cell system having cool apparatus
JP2003346866A (en) Fuel cell stack
JP2005190727A (en) Fuel cell vehicle
JP2008192368A (en) Fuel cell stack
US8697298B2 (en) Fuel cell system with heater
JP2012508947A (en) Fuel cell system including heat exchanger
US20020009648A1 (en) Liquid-cooled fuel cell battery and method for operating it
KR20120084712A (en) Electrochemical energy storage and method for cooling or heating an electrochemical energy storage
JPH06333583A (en) Solid polyelectrolyte fuel cell generating device
US6824901B2 (en) End-cell thermal distancing for fuel cell system
JP2004179166A (en) Fuel cell container cooling system
JP2002280039A (en) Fuel cell cooling device
JP2009508308A (en) Passive recirculation of coolant in fuel cells.
JP2009081102A (en) Polymer electrolyte fuel cell
JP2005044668A (en) Low-temperature starting method of fuel cell
JP2006147506A (en) Fuel cell stack
JP2002110205A (en) Cooling device for fuel cell
US6913848B2 (en) Fuel cell reactant control
JP2008218305A (en) Fuel cell
JP2005190763A (en) Fuel cell
JP2009283189A (en) Fuel cell system
JP2021048102A (en) Fuel battery system
JP2006172967A (en) Fuel cell stack

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080603