JP2002343390A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン交換樹脂の交換を不要とし、回収水が
補給される加湿用水を利用して冷却水の導電率を低い値
に維持する。 【解決手段】 冷却水路および加湿用水路を独立水路と
するか共通水路とするかを切り換える水路切換バルブ１
１が設けられている。コントローラ１は、冷却水イオン
センサ６で検出する冷却水導電率が加湿用水イオンセン
サ７で検出する加湿用水導電率より高くなると、水路切
換バルブ１１により独立水路から共通水路へ切り換え
て、冷却水と加湿用水とを混合し、冷却水のイオン濃度
を低下させ、液絡を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池システムに
係り、特に燃料電池本体を冷却する冷却水の導電率を小
さく抑制することができる燃料電池システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、単セルの起電力が約１Ｖ程
度と低いので、所望の出力電圧を得るために通常複数セ
ルを積層した燃料電池スタックとして構成されている。
この燃料電池スタックを発電に適切な温度に保つため
に、冷却水を循環させて温度維持を行っている。ところ
が運転時間の経過と共に冷却水中に不純物が溶け出して
冷却水の導電率が上昇する。冷却水の導電率が上昇する
と、単セル間で冷却水を介して発電電流の一部が漏れる
「液絡現象」が発生し、燃料電池の発電効率を低下させ
るのみならず、燃料電池の寿命を縮めるという悪影響が
ある。

【０００３】この液絡現象を防止するために、例えば、
特開平９−２３１９９０号公報では、イオン交換樹脂を
用いた水処理装置を備え、イオン交換式水処理により導
電率を下げた冷却水を供給している。このイオン交換樹
脂を使用する場合、イオン交換樹脂の能力に限度がある
ため、通水量を積算したり導電率を測定してイオン交換
樹脂を管理し、性能が低下するまでに交換しなければ、
冷却水の導電率を低く保つことができない。また、特開
平９−２２７１６号公報、特開平８−１３８７０８号公
報では、純水製造器を設置することにより、冷却水の導
電率を下げようとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
交換式水処理により燃料電池の冷却水を低導電率に維持
しようとすれば、イオン交換樹脂の管理及び交換のため
の燃料電池システムの点検、整備が欠かせず、ユーザの
負担となるという問題点があった。また、純水製造器に
より冷却水の低導電率を維持しようとすれば、加湿器で
多量に純水を使用した場合、純水の製造が追いつかなく
なり、水不足になる可能性があるという問題点があっ
た。

【０００５】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、イ
オン交換樹脂の交換を不要とした燃料電池システムを提
供することである。また本発明の目的は、燃料電池で生
成された水を回収して利用することにより、冷却水の導
電率を低い値に維持することが出来る燃料電池システム
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記目的を達成するために、燃料電池本体を含む冷却用
水路に冷却水を循環させる冷却用ポンプと、前記燃料電
池本体へ供給するガスを加湿する加湿器と、該加湿器へ
加湿用水路を介して加湿用水を供給する加湿用ポンプ
と、前記燃料電池本体から排出される水分を回収して前
記加湿器へ供給する水回収手段と、前記冷却水中に含ま
れるイオン濃度に関連する値を測定する冷却水イオンセ
ンサと、前記冷却用水路と前記加湿用水路とを独立水路
と共通水路とに切換える水路切換手段と、前記水路切換
手段による切換えを前記冷却水イオンセンサの検出値に
基づいて行う制御手段と、を備えたことを要旨とする燃
料電池システムである。

【０００７】請求項２記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項１記載の燃料電池システムにおいて、
前記加湿用水中に含まれるイオン濃度に関連する値を測
定する加湿用水イオンセンサを備え、前記制御手段は、
前記冷却水イオンセンサ及び前記加湿用水イオンセンサ
の検出値に基づいて、独立水路と共通水路の切換えを行
うことを要旨とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項１または請求項２記載の燃料電池シス
テムにおいて、冷却水のリザーバタンクの液位を測定す
るための冷却水液位センサと、加湿用水のリザーバタン
クの液位を測定するための加湿用水液位センサと、を備
え、前記制御手段は、前記冷却水液位センサ及び前記加
湿用水液位センサの検出値に基づいて、独立水路と共通
水路の切換えを行うことを要旨とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載
の燃料電池システムにおいて、前記水路切換手段による
水路切換えを行う際、切換え判断時のポンプ回転数に比
べて、冷却水ポンプ及び加湿用水ポンプのポンプ回転数
を下げることを要旨とする。

【００１０】請求項５記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載
の燃料電池システムにおいて、冷却水の圧力を検出する
冷却水圧力センサと、加湿用水の圧力を検出する加湿用
水圧力センサと、を備え、前記制御手段は、前記冷却水
圧力センサ及び前記加湿用水圧力センサの検出値に基づ
いて、独立水路と共通水路の切換えを行うことを要旨と
する。

【００１１】請求項６記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載
の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、共通水
路と独立水路のときとで、冷却水ポンプ及び加湿用水ポ
ンプの制御用特性マップを切換えることを要旨とする。

【００１２】請求項７記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載
の燃料電池システムにおいて、冷却水の温度を計測する
冷却水温度センサと、加湿用水の温度を計測する加湿用
水温度センサと、を備え、前記制御手段は、前記冷却水
温度センサ及び前記加湿用水温度センサの検出値に基づ
いて、独立水路と共通水路を切換えることを要旨とす
る。

【００１３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、燃料電池
本体を含む冷却用水路に冷却水を循環させる冷却用ポン
プと、前記燃料電池本体へ供給するガスを加湿する加湿
器と、該加湿器へ加湿用水路を介して加湿用水を供給す
る加湿用ポンプと、前記燃料電池本体から排出される水
分を回収して前記加湿器へ供給する水回収手段と、前記
冷却水中に含まれるイオン濃度に関連する値を測定する
冷却水イオンセンサと、前記冷却用水路と前記加湿用水
路とを独立水路と共通水路とに切換える水路切換手段
と、前記水路切換手段による切換えを前記冷却水イオン
センサの検出値に基づいて行う制御手段と、を備えたこ
とにより、燃料電池本体の冷却水と加湿用水とを入れ替
えまたは混合できるので、冷却水の導電率が上昇した際
に、加湿用水の導電率と同程度または両者の間の値まで
引き下げることができるという効果がある。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、前記加湿用水中に含まれるイ
オン濃度に関連する値を測定する加湿用水イオンセンサ
を備え、前記制御手段は、前記冷却水イオンセンサ及び
前記加湿用水イオンセンサの検出値に基づいて、独立水
路と共通水路の切換えを行うようにしたので、独立水路
から共通水路へ切り替えた後、冷却水のイオン濃度が最
小となったときに、再び独立水路へ戻すことができるよ
うになり、冷却水と加湿用水との混合を最小限に抑制し
ながら、導電率の上がった冷却水を加湿用水と入れ替え
ることができるという効果がある。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明の効果に加えて、冷却水のリザ
ーバタンクの液位を測定するための冷却水液位センサ
と、加湿用水のリザーバタンクの液位を測定するための
加湿用水液位センサと、を備え、前記制御手段は、前記
冷却水液位センサ及び前記加湿用水液位センサの検出値
に基づいて、独立水路と共通水路の切換えを行うように
したので、加湿用水が一時的に不足した場合に、燃料電
池冷却用の水を加湿側へ供給できるので、加湿用水不足
を解消して燃料電池の運転を継続することができるとい
う効果がある。

【００１６】請求項４記載の発明によれば、請求項１な
いし請求項３記載の発明の効果に加えて、前記水路切換
手段による水路切換えを行う際、切換え判断時のポンプ
回転数に比べて、冷却水ポンプ及び加湿用水ポンプのポ
ンプ回転数を下げるようにしたので、切換時の循環水路
の圧力を低くして、燃料電池冷却水と加湿用水の圧力変
動を小さくできるので、燃料電池及び加湿器を保護する
ことができるという効果がある。

【００１７】請求項５記載の発明によれば、請求項１な
いし請求項４記載の発明の効果に加えて、冷却水の圧力
を検出する冷却水圧力センサと、加湿用水の圧力を検出
する加湿用水圧力センサと、を備え、前記制御手段は、
前記冷却水圧力センサ及び前記加湿用水圧力センサの検
出値に基づいて、独立水路と共通水路の切換えを行うよ
うにしたので、燃料電池冷却水と加湿用水の圧力がほぼ
一致していることを確認した上で水路切換を行うことが
でき、水路切換え時の圧力変化をさらに小さくできるの
で、より燃料電池及び加湿器を保護できるという効果が
ある。

【００１８】請求項６記載の発明によれば、請求項１な
いし請求項５記載の発明の効果に加えて、前記制御手段
は、共通水路と独立水路のときとで、冷却水ポンプ及び
加湿用水ポンプの制御用特性マップを切換えるようにし
たので、共通水路時と独立水路時のポンプ負荷を適切に
制御できるようになり、圧力変化を小さくでき、より燃
料電池及び加湿器を保護することができるという効果が
ある。

【００１９】請求項７記載の発明によれば、請求項１な
いし請求項６記載の発明の効果に加えて、冷却水の温度
を計測する冷却水温度センサと、加湿用水の温度を計測
する加湿用水温度センサと、を備え、前記制御手段は、
前記冷却水温度センサ及び前記加湿用水温度センサの検
出値に基づいて、独立水路と共通水路を切換えるように
したので、加湿器へ供給する加湿用水の温度と燃料電池
本体の冷却水の温度を熱交換器を用いずにほぼ同じにで
きるので、燃料電池本体の温度が下がって結露等が生じ
ることなく、安定して燃料電池の発電継続を行うことが
できるという効果がある。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る燃料
電池システムの第１実施形態の要部構成を説明するシス
テム構成図である。

【００２１】まず燃料電池本体である燃料電池スタック
９の温度を調節する冷却用水路について説明する。冷却
用水路が独立水路であるとき、冷却水タンク４から供給
された冷却水を冷却水ポンプ２により水路切換バルブ１
１を介して燃料電池スタック９に供給し、燃料電池スタ
ック９を冷却して温度上昇した冷却水はラジエータ８に
より外気へ放熱して冷却水タンク４に戻される。

【００２２】次に加湿器側の水循環について説明する。
加湿用水タンク５から供給された水を加湿用ポンプ３に
より水路切換バルブ１１を介して、加湿器１０に供給す
る。加湿器１０で燃料ガス、または酸化剤ガスとしての
空気の加湿に使用され残った水が加湿用水タンク５に戻
される。このとき燃料電池スタック９に供給されるガス
の加湿用に加湿用水の一部が消費されるので、加湿器１
０に供給した水量より加湿器１０から戻る水量は減少す
る。

【００２３】次に水の回収について説明する。燃料電池
スタック９から排出されるガスは、加湿器で加湿した水
分と燃料電池の電気化学反応により生成された水分とを
含んでいる。このため、燃料電池スタック９の排ガス出
口には、これら水分を回収する凝縮器１２が設けられて
いる。また凝縮器１２で回収した水を一時貯留する回収
タンク１３があり、回収タンク１３と加湿用水タンク５
との間には、回収タンク１３の水を加湿用水タンク５に
戻すか戻さないかを切り換える補給用バルブ１５が介在
する。

【００２４】さらに、冷却水タンク４，加湿用水タンク
５，回収タンク１３には、それぞれ冷却水イオンセンサ
６，加湿用水イオンセンサ７，回収水イオンセンサ１４
が設けられ、それぞれのタンク内の水のイオン濃度に関
連する値、または電気抵抗や導電率（伝導度）を検出し
て、制御装置であるコントローラ１へ入力するようにな
っている。以下の説明では、簡単に導電率を検出するも
のとする。コントローラ１は、特に限定されないが、実
施形態ではマイクロコンピュータを用いたプログラム式
の制御を行っている。

【００２５】水路切換バルブ１１は、例えば電磁駆動の
水路切換バルブであり、図１に示した非通電（ＯＦＦ）
状態では、冷却用水路と加湿用水路とが上述の独立水路
の状態にある。

【００２６】これに対して水路切換バルブ１１が通電
（ＯＮ）状態では、冷却用水路と加湿用水路とは共通水
路の状態となる。共通水路の状態では、冷却水タンク４
から供給された水は冷却水ポンプ２により水路切換バル
ブ１１を介して加湿器１０へ流入し、加湿器１０で加湿
に使用された残りの水は、加湿用水タンク５に戻る。加
湿用水タンク５から供給された水は、加湿用水ポンプ３
により水路切換バルブ１１を介して燃料電池スタック９
へ流入し、燃料電池スタック９を冷却した水は、ラジエ
ータ８で放熱した後、冷却水タンク４へ戻り、共通水路
を一週したことになる。

【００２７】図５は、第１実施形態の動作について説明
するフローチャートであり、請求項１及び請求項２に対
応する。この処理は、一定時間毎にコントローラ１で実
行されるサブルーチンとして構成されている。まずステ
ップＳ２１で冷却水イオンセンサ６により冷却水の導電
率ＲＬを検出し、ステップＳ２２で加湿用水イオンセン
サ７により加湿用水の導電率ＲＰを検出する。ステップ
Ｓ２３において冷却水の導電率ＲＬが許容値（ここでは
５μＳ／ｃｍと仮に設定した）を超えているかどうかの
判断を行う。超えていた場合ステップＳ２４へ進み、冷
却水の導電率ＲＬと加湿用水の導電率ＲＰの差を計算
し、０より大きければ（冷却水の導電率の方が大きいと
き）水路切換バルブ１０をＯＮにし、冷却用水路と加湿
用水路とを共通にする。

【００２８】尚、本実施形態の変形例として、冷却水イ
オン濃度よりも加湿用水イオン濃度の方が常に低いこと
が期待できる場合、加湿用水のイオン濃度を検出する加
湿用水イオンセンサ７を省略して、冷却水のイオン濃度
を検出する冷却水イオンセンサ６のみの検出値をコント
ローラ１の制御に用いることができる。

【００２９】通常冷却水は、リザーバタンクである冷却
水タンク４を含めて密閉されているので、冷却水路を構
成する部材から溶けだしたイオンは冷却水中に蓄積され
る。これに対して、加湿用水は、加湿器１０から蒸発し
て燃料ガスまたは空気を加湿するために消費されるの
で、加湿用水中には冷却水程にはイオンが蓄積しない。
また加湿用水は、凝縮器１２で回収した純水が加えられ
るので、イオン濃度が薄められる。従って、冷却水イオ
ン濃度よりも加湿用水イオン濃度の方が低いことが期待
できる。この変形例の動作は、図５のフローチャートか
らステップＳ２２と、ステップＳ２４を削除した制御と
なる。

【００３０】図２は、本発明に係る燃料電池システムの
第２実施形態の要部構成を説明するシステム構成図であ
り、請求項３に対応する。図２において、図１に示した
第１実施形態と本第２実施形態との相違は、冷却水タン
ク４，加湿用水タンク５，および回収タンク１３に、そ
れぞれのタンクの水位（液位）を検出する水位センサ１
６，１７，１８がそれぞれ追加されていることである。
これ以外の構成は、図１と同様である。

【００３１】次に、図６のフローチャートを参照して第
２実施形態の動作について説明する。まずステップＳ３
１において水位センサ１６により冷却水タンク４の水位
ＬＬを測定する。ステップＳ３２において水位センサ１
７により加湿用水タンク５の水位ＬＰを測定する。ステ
ップＳ３３で水位センサ１８により回収タンク１３の水
位ＬＣを検出する。次いでステップＳ３４において、加
湿用水タンク５の水位ＬＰが設定値ＬＰ０より低いかど
うかを判定する。水位ＬＰが設定値ＬＰ０より低くなけ
れば、ステップＳ３８へ移り、水路切換バルブ１１をＯ
ＦＦし、冷却水路と加湿用水路とは独立水路とする。

【００３２】ステップＳ３４において加湿用水タンク５
の水位ＬＰが設定値ＬＰ０より低いことを検出したと
き、補給の必要があるものと判断し、ステップＳ３５へ
進む。このとき回収タンク１３の水位ＬＣが設定値より
高いか低いかを判断し、供給可能かどうかの判断を行
う。ＮＧであれば、ステップＳ３７へ進み、水路切換バ
ルブ１１をＯＮにし、冷却水路と加湿用水路とを共通水
路にする。ステップＳ３５で回収水が供給可能であれ
ば、ステップＳ３６へ進み、補給用バルブ１５を開き、
回収タンク１３から加湿用水タンク５へと回収水を供給
する。次いでステップＳ３８で水路切換バルブ１１をＯ
ＦＦとし、冷却水路と加湿用水路とは独立水路とする。

【００３３】次に、図７のフローチャートを参照して、
請求項４に対応する第３実施形態を説明する。第３実施
形態の構成は、図１に示した第１実施形態の構成と同様
である。第１実施形態との動作上の相違は、水路切換バ
ルブ１１による水路切換えを行う際、切換え判断時のポ
ンプ回転数に比べて、冷却水ポンプ２及び加湿用水ポン
プ３のポンプ回転数を下げるようにしたことである。こ
れにより、独立水路と共通水路との切換時の循環水路の
圧力を低くして、燃料電池冷却水と加湿用水の圧力変動
を小さくできるので、燃料電池スタック及び加湿器を保
護することができる。本実施形態においては、切換時の
ポンプ回転数低下時間を計時するために、共通水路状態
にある時間を計時する共通カウンタＣｏと、独立水路状
態にある時間を計時する独立カウンタＣｉとを用いて制
御を行っている。

【００３４】図７において、まず、ステップＳ４１にお
いて水路切換バルブ１１がＯＮ（共通水路）と判断され
ているかどうかの判断を行う。ＯＮと判断されている場
合にはステップＳ４２において共通カウンタＣｏをイン
クリメントし、独立カウンタＣｉをリセットし０とす
る。次にステップＳ４４でその共通カウンタＣｏの値が
設定値以上かどうかの判断を行い、設定値以上となって
いれば、ステップＳ４６でポンプ回転数Ｎｏをポンプの
指令として与える。ステップＳ４４で設定値以下である
と判断された場合、水路切換バルブ１１をＯＮすると判
断してから所定時間経過していない水路切換中の状態で
あるので、ステップＳ４７でポンプ回転数Ｎｏを設定回
転差ΔＮｏだけ低い値を指令する。

【００３５】一方、ステップＳ４１で水路切換バルブが
ＯＦＦ（独立水路）と判断されたときは、ステップＳ４
３へ進み、共通カウンタＣｏをリセットし０とすると同
時に独立カウンタＣｉをインクリメントする。次いで独
立カウンタＣｉが設定値より大きいかどうかの判断をス
テップＳ４５で行い、大きければステップＳ４８へ進
み、ポンプ回転数をＮｉにセットする。小さい場合に
は、水路切換バルブ１１をＯＦＦすると判断してから所
定時間経過していない水路切換中の状態であるので、ポ
ンプ回転数Ｎｏを設定値ΔＮｉだけ低い値をセットす
る。これにより水路切換バルブ１０がＯＮからＯＦＦ、
ＯＦＦからＯＮへと切り替わるとき、ポンプ回転数を低
下させて、冷却水及び加湿用水の水路の圧力変動を小さ
くできる。

【００３６】以上の水路切換に伴うポンプ回転数の変化
を図１１のタイムチャートに示す。図１１（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ水路切換バルブ１１のＯＮ
／ＯＦＦ、冷却水路及び加湿用水路が独立水路か共通水
路かの水路状態、及びポンプ回転数を示す。

【００３７】図３は、本発明に係る燃料電池システムの
第４実施形態の要部構成を説明するシステム構成図であ
り、請求項５に対応する。図３において、図１に示した
第１実施形態と本第４実施形態との相違は、冷却水の圧
力を検出する圧力センサ１９、及び加湿用水の圧力を検
出する圧力センサ２０がそれぞれ追加されていることで
ある。これ以外の構成は、図１と同様である。本実施形
態では、冷却水の圧力センサ１９及び加湿用水の圧力セ
ンサ２０の検出値に基づいて、独立水路と共通水路の切
換えを行うようにしたので、冷却水と加湿用水の圧力が
ほぼ一致していることを確認した上で水路切換を行うこ
とができ、水路切換え時の圧力変化をさらに小さくでき
るので、より燃料電池スタック９及び加湿器１０を保護
できる。

【００３８】次に、図８のフローチャートを参照して第
４実施形態の動作について説明する。まず、ステップＳ
５１で冷却水イオンセンサ６により冷却水の導電率ＲＬ
を検出し、ステップＳ５２で加湿用水イオンセンサ７に
より加湿用水の導電率ＲＰを検出する。次いで、ステッ
プＳ５３で圧力センサ１９により冷却水圧力ＰＬを検出
し、ステップＳ５４で圧力センサ２０により加湿用水圧
力ＰＰを検出する。ステップＳ５５で冷却水の導電率Ｒ
Ｌと加湿用水の導電率ＲＰとの大小比較を行い、冷却水
の導電率ＲＬの方が高いと判断されたとき、ステップＳ
５６で冷却水圧力ＰＬと加湿用水圧力ＰＰとの圧力差の
絶対値を算出し、その絶対値｜ＰＬ−ＰＰ｜が設定値未
満であるとき、水路切換バルブの切換を行う（ステップ
Ｓ５７）。設定値以上のときは水路バルブの切換を行わ
ない（ステップＳ５８）。

【００３９】次に、図９のフローチャートを参照して、
請求項６に対応する本発明の第５実施形態を説明する。
第５実施形態の構成は、図１に示した第１実施形態の構
成と同様である。ただし、コントローラ１は、冷却水ポ
ンプ２の制御マップ、及び加湿用水ポンプ３の制御用マ
ップをそれぞれ独立水路用と共通水路用の２式を内蔵し
ている。そして第１実施形態との動作上の相違は、共通
水路と独立水路のときとで、冷却水ポンプ２及び加湿用
水ポンプ３の制御用マップを切換えるようにしたので、
共通水路時と独立水路時のポンプ負荷を適切に制御でき
るようになり、圧力変化を小さくでき、より燃料電池及
び加湿器を保護することができる。

【００４０】図９のステップＳ６１ないしステップＳ６
９までは、図７のステップＳ４１ないしステップＳ４９
に関する説明と同じなので省略する。ステップＳ６６の
次にステップＳ６１１で冷却水ポンプ２、および加湿用
水ポンプ３の制御マップを共通水路用にセットする。一
方ステップＳ６８の次にステップＳ６１２で冷却水ポン
プ２、および加湿用水ポンプ３の制御マップを独立水路
用にセットする。これによりポンプ負荷が変化すること
に対応でき、回転数−圧力特性を適切に制御することが
可能となる。図１１（ｄ）は、水路切換バルブのＯＮ／
ＯＦＦに対応するポンプマップの独立水路用マップと共
通水路用マップの切換タイミングを示している。

【００４１】図４は、本発明に係る燃料電池システムの
第６実施形態の要部構成を説明するシステム構成図であ
り、請求項７に対応する。図４において、図１に示した
第１実施形態と本第６実施形態との相違は、冷却水の温
度を検出する温度センサ２１、及び加湿用水の温度を検
出する温度センサ２２がそれぞれ追加されていることで
ある。これ以外の構成は、図１と同様である。本実施形
態では、冷却水の温度センサ２１及び加湿用水の温度セ
ンサ２２の検出値に基づいて、独立水路と共通水路を切
換えるようにしたので、加湿器１０へ供給する加湿用水
の温度と燃料電池スタック９の冷却水の温度を熱交換器
を用いずにほぼ同じにできるので、燃料電池スタック９
の温度が下がって結露等が生じることなく、安定して燃
料電池の発電継続を行うことができる。

【００４２】図１０は、第６実施形態の動作を説明する
フローチャートである。まず、ステップＳ７１におい
て、温度センサ２１により冷却水温度ＴＬを検出し、ス
テップＳ７２において、温度センサ２２により加湿用水
温度ＴＰを検出する。次いで、ステップＳ７３で冷却水
温度ＴＬに対して加湿用水温度ＴＰが低いかどうかの判
断を行う。加湿用水温度が冷却水に対して高い場合、ス
テップＳ７４へ進み、冷却水と加湿用水とを混合するた
め、水路切換バルブ１１をＯＮとして共通水路とする。
逆に加湿用水の方が低い場合には、ステップＳ７５で水
路切換バルブ１１のＯＦＦを維持し、水路切換を行わな
いようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃料電池システムの第１実施形態
の構成を示すシステム構成図である。

【図２】本発明に係る燃料電池システムの第２実施形態
の構成を示すシステム構成図である。

【図３】本発明に係る燃料電池システムの第４実施形態
の構成を示すシステム構成図である。

【図４】本発明に係る燃料電池システムの第６実施形態
の構成を示すシステム構成図である。

【図５】第１実施形態の動作を説明する制御フローチャ
ートである。

【図６】第２実施形態の動作を説明する制御フローチャ
ートである。

【図７】第３実施形態の動作を説明する制御フローチャ
ートである。

【図８】第４実施形態の動作を説明する制御フローチャ
ートである。

【図９】第５実施形態の動作を説明する制御フローチャ
ートである。

【図１０】第６実施形態の動作を説明する制御フローチ
ャートである。

【図１１】第３実施形態及び第５実施形態の動作を説明
するタイムチャートである。

【符号の説明】

１ コントローラ（制御装置） ２ 冷却水ポンプ ３ 加湿用水ポンプ ４ 冷却水タンク ５ 加湿用水タンク ６ 冷却水イオンセンサ ７ 加湿用水イオンセンサ ８ ラジエータ ９ 燃料電池スタック １０ 加湿器 １１ 水路切換バルブ １２ 凝縮器 １３ 回収タンク １４ 回収水イオンセンサ １５ 補給用バルブ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料電池本体を含む冷却用水路に冷却水
   を循環させる冷却用ポンプと、 前記燃料電池本体へ供給するガスを加湿する加湿器と、 該加湿器へ加湿用水路を介して加湿用水を供給する加湿
   用ポンプと、 前記燃料電池本体から排出される水分を回収して前記加
   湿器へ供給する水回収手段と、 前記冷却水中に含まれるイオン濃度に関連する値を測定
   する冷却水イオンセンサと、 前記冷却用水路と前記加湿用水路とを独立水路と共通水
   路とに切換える水路切換手段と、 前記水路切換手段による切換えを前記冷却水イオンセン
   サの検出値に基づいて行う制御手段と、 を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
2. 【請求項２】 前記加湿用水中に含まれるイオン濃度に
   関連する値を測定する加湿用水イオンセンサを備え、 前記制御手段は、前記冷却水イオンセンサ及び前記加湿
   用水イオンセンサの検出値に基づいて、独立水路と共通
   水路の切換えを行うことを特徴とする請求項１記載の燃
   料電池システム。
3. 【請求項３】 冷却水のリザーバタンクの液位を測定す
   るための冷却水液位センサと、 加湿用水のリザーバタンクの液位を測定するための加湿
   用水液位センサと、を備え、 前記制御手段は、前記冷却水液位センサ及び前記加湿用
   水液位センサの検出値に基づいて、独立水路と共通水路
   の切換えを行うことを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の燃料電池システム。
4. 【請求項４】 前記水路切換手段による水路切換えを行
   う際、切換え判断時のポンプ回転数に比べて、冷却水ポ
   ンプ及び加湿用水ポンプのポンプ回転数を下げることを
   特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載
   の燃料電池システム。
5. 【請求項５】 冷却水の圧力を検出する冷却水圧力セン
   サと、 加湿用水の圧力を検出する加湿用水圧力センサと、を備
   え、 前記制御手段は、前記冷却水圧力センサ及び前記加湿用
   水圧力センサの検出値に基づいて、独立水路と共通水路
   の切換えを行うことを特徴とする請求項１ないし請求項
   ４のいずれか１項記載の燃料電池システム。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、共通水路と独立水路の
   ときとで、冷却水ポンプ及び加湿用水ポンプの制御用特
   性マップを切換えることを特徴とする請求項１ないし請
   求項５のいずれか１項記載の燃料電池システム。
7. 【請求項７】 冷却水の温度を計測する冷却水温度セン
   サと、 加湿用水の温度を計測する加湿用水温度センサと、を備
   え、 前記制御手段は、前記冷却水温度センサ及び前記加湿用
   水温度センサの検出値に基づいて、独立水路と共通水路
   を切換えることを特徴とする請求項１ないし請求項６の
   いずれか１項記載の燃料電池システム。