JP2003017105A - 燃料電池の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池の加湿性と水分排出性の向上を図
る。 【解決手段】 水素ガスと空気を反応ガスとして発電を
行う燃料電池１と、燃料電池１に供給される前記反応ガ
スを加湿する加湿器３，７と、ウォーターポンプ１５に
より冷却液を燃料電池１と放熱器１１との間で循環さ
せ、燃料電池１内で冷却液を前記反応ガスと略同一方向
に流して燃料電池１を冷却し、放熱器１１で冷却液から
熱を外部に放熱する冷却液回路１２と、燃料電池１から
排出された冷却液によって加湿器３，７を加熱する加熱
手段（３ｄ，７ｄ）と、燃料電池１の冷却液出口温度と
冷却液入口温度との間に所定の温度差が確保されるよう
にウォーターポンプ１５を制御する制御手段と、を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃料電池の冷却
装置に関するものであり、特に、液冷式の冷却装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池自動車等に搭載される燃料電池
には、例えば固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体
高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み
込んで形成されたセルを複数積層して構成されたスタッ
クからなり、燃料ガスとして水素ガスが供給される水素
ガス通路と、酸化剤ガスとして酸素を含む空気が供給さ
れる空気通路と、冷却液が供給される冷却液通路とを備
えたものがある。以下、燃料ガスと酸化剤ガスを総称し
て反応ガスという。この燃料電池においては、アノード
で触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電
解質膜を通過してカソードまで移動して、カソードで酸
素と電気化学反応を起こして発電し、その際に水が生成
される。

【０００３】ところで、燃料電池の発電には発熱を伴う
が、燃料電池には作動温度範囲があるため燃料電池が上
限温度以上に昇温しないように冷却する必要がある。そ
のため、燃料電池の前記冷却液通路に冷媒を流して熱を
奪い燃料電池を冷却する冷却装置が設けられている。こ
の燃料電池の冷却装置には、特開平１０−３４０７３４
号公報に開示されているように、冷媒としての冷却液を
循環ポンプにより燃料電池と放熱器（ラジエータ）との
間で循環させるようにしたものがある。この冷却装置で
は、燃料電池から熱を奪って熱せられた冷却液が放熱器
を流れる際に、冷却液の熱を外気に放熱して冷却液を冷
却している。

【０００４】前記公報にも開示されているように、従来
は燃料電池の内部温度が均一になるように冷却するのが
システム上、好ましいとされており、そのため、燃料電
池の冷却液出口温度と冷却液入口温度との温度差を極力
少なくなるように、冷却液の循環量を制御していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに燃料電池の冷却液出口温度と冷却液入口温度との温
度差を少なくするということは、冷却液出口温度を下げ
る方向にすることであり、したがって、冷却液の循環量
を増大することとなり、循環ポンプの消費電力が増大す
るので、エネルギーマネージメント上、不利であった。

【０００６】また、前述したように、燃料電池は発電に
際して水が生成されるが、この水は未反応の反応ガス、
すなわちオフガス中に水蒸気として気相で存在するもの
もあれば、液体となってオフガスから分離し液相で存在
するものもある。水蒸気としてオフガス中に存在する水
分はオフガスとともに燃料電池から排出されるので問題
となることはないが、液状のものは場合によっては反応
ガス路の一部を塞ぐ虞があり好ましい形態とは言えな
い。そこで、生成水等の水分の排出という観点からする
と、燃料電池の内部温度が高い方が露点を上げることが
でき、水分を気相（水蒸気）でオフガス中に多く含ませ
ることができ、オフガスとともに排出できる水分量を増
大できるので好ましい。しかしながら、従来は、前述し
たように、燃料電池の冷却液出口温度と冷却液入口温度
との温度差を少なくして冷却液出口温度を下げる方向に
制御しているので、オフガス中の水分が液相になり易
く、水分の排出性という点では改良の余地があった。

【０００７】一方で、固体高分子電解質膜を用いた燃料
電池では、固体高分子電解質膜のイオン導電性を所定の
状態に確保して良好な発電状態を維持するために、燃料
電池に供給される反応ガス（水素ガスおよび空気）を加
湿器で加湿しており、この加湿された反応ガスが燃料電
池内で凝縮して固体高分子電解質膜に付着することによ
り、固体高分子電解質膜のイオン導電性を向上させてい
る。このように燃料電池に対する加湿という観点からす
ると、燃料電池の内部温度は低い方が反応ガス中の水蒸
気が凝結し易く好ましいこととなる。このような事情か
ら、燃料電池に対する加湿性と前述した水分の排出性を
両立させて燃料電池の内部温度を制御するのは、極めて
困難であった。

【０００８】そこで、この発明は、反応ガスと冷却液の
流れ方向が略同一方向にされた構造の燃料電池における
内部温度分布に積極的に温度差を確保することにより、
燃料電池における水分の排出性に優れた燃料電池の冷却
装置を提供するものである。また、この発明は、反応ガ
スと冷却液の流れ方向が略同一方向にされた構造の燃料
電池における内部温度分布に積極的に温度差を確保する
ことにより、燃料電池における水分の排水性の向上と固
体高分子電解質膜に対する加湿性の向上の両立を図るこ
とができる燃料電池の冷却装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明は、燃料ガス（例えば、後
述する各実施の形態における水素ガス）と酸化剤ガス
（例えば、後述する各実施の形態における空気）を反応
ガスとして発電を行う燃料電池（例えば、後述する各実
施の形態における燃料電池１）と、循環ポンプ（例え
ば、後述する各実施の形態におけるウォーターポンプ１
５）により冷却液を前記燃料電池と放熱器（例えば、後
述する各実施の形態におけるラジエータ１１）との間で
循環させ、前記燃料電池内で冷却液を前記反応ガスと略
同一方向に流して該燃料電池を冷却し、前記放熱器で冷
却液から熱を外部に放熱する冷却手段（例えば、後述す
る各実施の形態における冷却液回路１２）と、前記燃料
電池の冷却液出口温度と冷却液入口温度との間に所定の
温度差が確保されるように前記循環ポンプを制御する制
御手段（例えば、後述する第１の実施の形態におけるス
テップＳ１０３，１０５，１０６、および、第２の実施
の形態におけるステップＳ２０８，２０９，２１０、お
よび、第４の実施の形態におけるステップＳ３０５，３
０７，３０８）と、を備えることを特徴とする燃料電池
の冷却装置である。

【００１０】このように構成することにより、前記制御
手段による循環ポンプの制御で、燃料電池の冷却液出口
温度と冷却液入口温度との間に所定の温度差が確保され
るので、冷却液出口温度が高めに制御されることとな
り、さらに、燃料電池内では反応ガスと冷却液が略同一
方向に流れることから、未反応の反応ガス（以下、オフ
ガスという）の燃料電池出口温度を高くすることがで
き、その結果、オフガスの露点を高くすることができ、
オフガス中に気相（水蒸気）で存在する水分量を増大さ
せることが可能になる。また、冷却液出口温度を高めに
制御するようになることから、冷却液の循環量を減少さ
せることができる。

【００１１】請求項２に記載した発明は、燃料ガス（例
えば、後述する各実施の形態における水素ガス）と酸化
剤ガス（例えば、後述する各実施の形態における空気）
を反応ガスとして発電を行う燃料電池（例えば、後述す
る各実施の形態における燃料電池１）と、前記燃料電池
に供給される前記反応ガスを加湿する加湿器（例えば、
後述する各実施の形態におけるカソード加湿器３および
アノード加湿器７）と、循環ポンプ（例えば、後述する
各実施の形態におけるウォーターポンプ１５）により冷
却液を前記燃料電池と放熱器（例えば、後述する各実施
の形態におけるラジエータ１１）との間で循環させ、前
記燃料電池内で冷却液を前記反応ガスと略同一方向に流
して該燃料電池を冷却し、前記放熱器で冷却液から熱を
外部に放熱する冷却手段（例えば、後述する各実施の形
態における冷却液回路１２）と、前記燃料電池から排出
された前記冷却液によって前記加湿器を加熱する加熱手
段（例えば、後述する第１，第２の実施の形態における
第２室３ｄ，７ｄ、および、第３の実施の形態における
ウォータージャケット３ｅ，７ｅ）と、前記燃料電池の
冷却液出口温度と冷却液入口温度との間に所定の温度差
が確保されるように前記循環ポンプを制御する制御手段
（例えば、後述する第１の実施の形態におけるステップ
Ｓ１０３，１０５，１０６、および、第２の実施の形態
におけるステップＳ２０８，２０９，２１０、および、
第４の実施の形態におけるステップＳ３０５，３０７，
３０８）と、を備えることを特徴とする燃料電池の冷却
装置である。

【００１２】このように構成することにより、前記制御
手段による循環ポンプの制御で、燃料電池の冷却液出口
温度と冷却液入口温度との間に所定の温度差が確保され
るので、冷却液出口温度が高めに制御されることとな
り、さらに、燃料電池内では反応ガスと冷却液が略同一
方向に流れることから、オフガスの燃料電池出口温度を
高くすることができ、その結果、オフガスの露点を高く
することができ、オフガス中に気相（水蒸気）で存在す
る水分量を増大させることが可能になる。

【００１３】また、加熱手段が冷却液で加湿器を加熱し
ているので、燃料電池に供給される反応ガスの温度が高
まり、加湿器における反応ガスに対する加湿が促進され
る。しかも、燃料電池の冷却液出口温度と冷却液入口温
度との間に所定の温度差が確保され、燃料電池内では反
応ガスと冷却液が略同一方向に流れることから、前記加
湿器で加熱・加湿された反応ガスは燃料電池に供給され
た直後に冷却液によって冷却され、反応ガス中の蒸気が
凝結して液状になり易くなり、燃料電池を加湿し易くな
る。さらに、冷却液出口温度を高めに制御するようにな
ることから、冷却液の循環量を減少させることができ
る。

【００１４】請求項３に記載した発明は、請求項１また
は請求項２に記載の発明において、前記燃料電池の出力
に応じて前記温度差の目標値を変更することを特徴とす
る。このように構成することにより、燃料電池が低出力
のときには、冷却液出口温度と冷却液入口温度との温度
差を小さく設定して、燃料電池を流れる冷却液流量を増
加させることが可能になり、一方、燃料電池が高出力の
ときには、冷却液出口温度と冷却液入口温度との温度差
を大きく設定して、燃料電池を流れる冷却液流量を減少
させることが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る燃料電池の
冷却装置（単に冷却装置ということもある）の実施の形
態を図１から図１０の図面を参照して説明する。なお、
以下に説明する実施の形態は、燃料電池自動車に搭載さ
れる燃料電池の冷却装置に適用した態様である。

【００１６】〔第１の実施の形態〕この発明に係る燃料
電池の冷却装置の第１の実施の形態を図１から図５の図
面を参照して説明する。図１は冷却装置の概略構成図で
ある。初めに、冷却対象となる燃料電池１について説明
する。燃料電池１は固体高分子電解質膜型の燃料電池で
あり、図２に示すように、例えば固体ポリマーイオン交
換膜等からなる固体高分子電解質膜５１をアノード５２
とカソード５３とで両側から挟み込み、さらにその外側
を一対のセパレータ５４，５４で挟持して形成されたセ
ル５５を複数積層して構成されたスタックからなり、燃
料ガスとして水素ガスが供給される水素ガス通路５６
と、酸化剤ガスとして酸素を含む空気が供給される空気
通路５７と、冷却液が供給される冷却液通路５８とを備
えている。そして、アノード５２で触媒反応により発生
した水素イオンが、固体高分子電解質膜５１を通過して
カソード５３まで移動して、カソード５３で酸素と電気
化学反応を起こして発電し、その際に水が生成される。
また、この発電に伴う発熱により燃料電池１が上限温度
を越えないように、前記冷却液通路５８を流れる冷却液
で熱を奪い冷却するようになっている。

【００１７】また、この燃料電池１においては、水素ガ
ス通路５６と空気通路５７と冷却液通路５８が互いに平
行して設けられている。図３は、これら通路５６，５
７，５８を模式的に示した斜視図であり、これら通路５
６，５７，５８はいずれも、セル５５の左上部の入口か
ら右下部の出口まで同一形態に蛇行して設けられてい
る。したがって、この実施の形態では、水素ガス通路５
６と空気通路５７と冷却液通路５８はその全長に亘って
それぞれの流体の流れ方向を同一方向にされている。

【００１８】次に、冷却装置を各流体の流れに沿って説
明する。外気はエアコンプレッサ２によって加圧され、
カソード加湿器３で加湿されて燃料電池１の空気通路５
７に供給され、この空気中の酸素が酸化剤として発電に
供された後、燃料電池１から空気オフガスとして排出さ
れ、圧力制御弁４を介して大気に放出される。エアコン
プレッサ２は、燃料電池１に要求されている出力に応じ
た質量の空気が燃料電池１に供給されるように回転数制
御され、また、圧力制御弁４は、燃料電池１への空気の
供給圧が燃料電池１の運転状態に応じた圧力値となるよ
うに開度制御される。

【００１９】カソード加湿器３は、ケーシング３ａの内
部が水蒸気透過膜３ｂによって上下二室に離隔されてお
り、上側の第１室３ｃにエアコンプレッサ２および燃料
電池１の空気通路５７入口が接続され、下側の第２室３
ｄには後述するように燃料電池１から排出された冷却液
が循環するようになっている。水蒸気透過膜３ｂは、該
水蒸気透過膜３ｂを境にして水蒸気圧の高い方から水蒸
気圧の低い方へ水蒸気だけを透過させる機能を有するも
のである。

【００２０】一方、図示しない高圧水素タンクから放出
された水素ガスは燃料供給制御弁５により減圧された
後、エゼクタ６を通り、アノード加湿器７で加湿されて
燃料電池１の水素ガス通路５６に供給される。この水素
ガスは発電に供された後、未反応の水素ガスは燃料電池
１から水素オフガスとして排出され、水素オフガス回収
路８を通ってエゼクタ６に吸引され、前記高圧水素タン
クから供給される水素ガスと合流し再び燃料電池１に供
給されるようになっている。

【００２１】燃料供給制御弁５は、例えば空気式の比例
圧力制御弁からなり、エアコンプレッサ２から供給され
る空気の圧力を信号圧として空気信号導入路９を介して
入力され、燃料供給制御弁５出口の水素ガスの圧力が前
記信号圧に応じた所定圧力範囲となるように減圧制御す
る。水素オフガス回収路８はパージ弁１０を備えてお
り、パージ弁１０は所定条件が満たされたときに開弁制
御されて、燃料電池１の水素ガス通路５６に水が溜まら
ないように外部へ排水する。

【００２２】アノード加湿器７は、カソード加湿器３と
同様の構造をなしており、ケーシング７ａの内部が水蒸
気透過膜７ｂによって上下二室に離隔されており、上側
の第１室７ｃにエゼクタ６およびおよび燃料電池１の水
素ガス通路５６入口が接続され、下側の第２室７ｄには
後述するように燃料電池１から排出された冷却液が循環
するようになっている。ここで、前記カソード加湿器３
は水蒸気透過膜３ｂを透過した冷却液の蒸気により空気
を加湿し、加湿した空気を燃料電池１に供給し、また、
アノード加湿器７は水蒸気透過膜７ｂを透過した冷却液
の蒸気により水素ガスを加湿し、加湿した水素ガスを燃
料電池１に供給する。これにより、燃料電池１の固体高
分子電解質膜のイオン導電性が所定の状態に確保され
る。

【００２３】また、燃料電池１を冷却するための冷却液
は、循環ポンプであるウォーターポンプ（ＷＰ）１５に
よって昇圧されてラジエータ（放熱器）１１に供給さ
れ、ラジエータ１１において外部に放熱することにより
冷却液は冷却され、その後、燃料電池１に供給され、燃
料電池１内の冷却液通路５８を通る際に燃料電池１から
熱を奪って燃料電池１を冷却し、これにより熱せられた
冷却液はウォーターポンプ１５を介して再びラジエータ
１１に戻り冷却されるようになっている。すなわち、冷
却液は、燃料電池１とウォーターポンプ１５とラジエー
タ１１とを閉回路に接続する冷却液回路（冷却手段）１
２を循環するようになっている。

【００２４】冷却液回路１２において燃料電池１からウ
ォーターポンプ１５に向かう冷却液主流路（すなわち、
燃料電池１の下流であってウォーターポンプ１５の上流
に位置する冷却液流路）１２ａには制限オリフィス１３
が設けられている。冷却液主流路１２ａにおいてオリフ
ィス１３の上流（すなわち、燃料電池１寄り）および下
流（すなわち、ラジエータ１１寄り）はそれぞれ冷却液
副流路１４ａ，１４ｂによってカソード加湿器３の第２
室３ｄに接続されるとともに、冷却液副流路１４ｃ，１
４ｄによってアノード加湿器７の第２室７ｄに接続され
ている。これにより、冷却液主流路１２ａを流れる冷却
液の一部は冷却液副流路１４ａ，１４ｃを通ってカソー
ド加湿器３の第２室３ｄおよびアノード加湿器７の第２
室７ｄに導入され、冷却液副流路１４ｂ，１４ｄを通っ
て冷却液主流路１２ａに戻るようになっている。なお、
この第１の実施の形態においてカソード加湿器３の第２
室３ｄとアノード加湿器７の第２室７ｄは加熱手段を構
成する。

【００２５】また、冷却液回路１２において燃料電池１
の入口側には、燃料電池１に供給される冷却液の温度
（以下、冷却液入口温度という）を検出する入口温度セ
ンサ（ＴＩ）１６が設けられており、冷却液回路１２に
おいて燃料電池１の出口側には、燃料電池１から排出さ
れる冷却液の温度（以下、冷却液出口温度という）を検
出する出口温度センサ（ＴＩ）１７が設けられている。
電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと略す）２０は、これ
ら温度センサ１６，１７の出力信号に基づいてウォータ
ーポンプ１５の出力を制御する。

【００２６】燃料電池１から取り出される発電電流は、
発電電流を計測する発電電流計測装置１８を介して、走
行用モータやエアコンプレッサ２を駆動するモータ等の
電気負荷１９に接続されている。

【００２７】次に、この第１の実施の形態における燃料
電池の冷却装置の作用を説明する。この実施の形態にお
ける冷却装置では、燃料電池１の冷却液出口温度が冷却
液入口温度よりも所定温度だけ高くなるように、換言す
れば、冷却液出口温度と冷却液入口温度との間に所定温
度差が確保されるように、ウォーターポンプ１５の出力
を制御する。図４は、冷却液入口温度の上限温度を８０
゜Ｃとし、冷却液出口温度と冷却液入口温度との目標温
度差を１０ｄｅｇｒｅｅ（以下、「ｄｅｇ」と略す）と
した場合における冷却液の温度制御フローチャートを示
しており、これに従って温度制御処理を説明する。

【００２８】まず、入口温度センサ１６と出口温度セン
サ１７で検出した冷却液入口温度Ｔ１と冷却液出口温度
Ｔ２を読み込み（ステップＳ１０１）、冷却液入口温度
Ｔ１が上限温度（８０゜Ｃ）よりも低いか否かを判定す
る（ステップＳ１０２）。判定結果が「ＮＯ」（冷却液
入口温度Ｔ１が８０゜Ｃ以上）である場合は、ウォータ
ーポンプ１５の出力を増大して（ステップＳ１０３）、
本ルーチンの実行を一旦終了する。これにより、冷却液
の循環量が増大し、冷却液入口温度Ｔ１は下げる方向に
制御されることとなる。

【００２９】ステップＳ１０２における判定結果が「Ｙ
ＥＳ」（冷却液入口温度Ｔ１が８０゜Ｃ未満）である場
合は、冷却液出口温度Ｔ２と冷却液入口温度Ｔ１の温度
差ΔＴを算出し（ステップＳ１０４）、算出された温度
差ΔＴが目標温度差（１０ｄｅｇ）よりも小さいか否か
判定する（ステップＳ１０５）。判定結果が「ＮＯ」
（温度差ΔＴが１０ｄｅｇ以上）である場合は、ウォー
ターポンプ１５の出力を増大して（ステップＳ１０
３）、本ルーチンの実行を一旦終了する。これにより、
冷却液の循環量が増大し、温度差ΔＴは小さくなる方向
に制御されることとなる。

【００３０】ステップＳ１０５における判定結果が「Ｙ
ＥＳ」（温度差ΔＴが１０ｄｅｇ未満）である場合は、
ウォーターポンプ１５の出力を低減して（ステップＳ１
０６）、本ルーチンの実行を一旦終了する。これによ
り、冷却液の循環量が減少し、温度差ΔＴは大きくなる
方向に制御されることとなる。以上の温度制御処理を実
行することにより、冷却液入口温度Ｔ１は８０゜Ｃ以下
に収束するようになり、且つ、温度差ΔＴは目標温度差
（１０ｄｅｇ）に収束するようになる。また、このよう
に冷却液温度を制御すると、冷却液入口温度Ｔ１が上限
温度を超えない範囲で冷却液出口温度Ｔ２が高めに制御
されることとなる。

【００３１】そして、この冷却装置では、燃料電池１か
ら熱を奪って温度上昇した冷却液がカソード加湿器３の
第２室３ｄに供給されるので、カソード加湿器３の第１
室３ｃ内の空気が加熱され、該空気の相対湿度が下が
り、該空気の露点を上げることができる。その結果、第
２室３ｄ内の冷却液の一部が水蒸気となって水蒸気透過
膜３ｂを透過し、第１室３ｃ内の空気に対する加湿を促
進する。

【００３２】しかも、燃料電池１の冷却液出口温度Ｔ２
と冷却液入口温度Ｔ１との間に所定の温度差（目標温度
差１０ｄｅｇ）が確保されるように温度制御されてお
り、燃料電池１における冷却液入口位置と空気入口位置
が同一でその流れ方向が同一方向であるので、カソード
加湿器３で加熱・加湿された空気は燃料電池１に供給さ
れた直後に冷却液によって冷却されることとなり、該空
気中の蒸気が凝結して液状になり易くなる。その結果、
燃料電池１の固体高分子電解質膜５１を加湿し易くな
る。

【００３３】アノード加湿器７についても同様であり、
燃料電池１から排出された冷却液がアノード加湿器７の
第２室７ｄに供給されることにより、第１室７ｃ内の空
気に対する加湿が促進される。そして、アノード加湿器
７で加熱・加湿された水素ガスは燃料電池１に供給され
た直後に冷却液によって冷却されるので、水素ガス中の
蒸気が凝結して液状になり易くなり、固体高分子電解質
膜５１を加湿し易くなる。したがって、固体高分子電解
質膜５１のイオン導電性が所定の状態に確実に確保され
るようになり、燃料電池１に対する加湿性が向上する。

【００３４】また、冷却液入口温度Ｔ１が上限温度を超
えない範囲で冷却液出口温度Ｔ２が高めに制御され、さ
らに、燃料電池１内では水素ガス及び空気と冷却液が同
一方向に流れながら熱交換が行われるので、水素オフガ
スおよび空気オフガスの燃料電池１出口での温度を高く
することができる。その結果、これらオフガスの露点を
高くすることができ、オフガス中に気相（水蒸気）で存
在する水分量を増大させることができる。したがって、
燃料電池１における水分の排出性が向上し、水素ガス通
路５６および空気通路５７において水閉塞が起こり難く
なる。

【００３５】また、冷却液出口温度Ｔ２を高めに制御し
ていることから、冷却液の循環量を減少させることがで
き、ウォーターポンプ１５の消費電力を減少させること
ができる。

【００３６】なお、燃料電池１における水素ガス通路５
６、空気通路５７、冷却液通路５８の配置は図３に示す
形態に限るものではない。例えば、図５に示すように、
水素ガス通路５６はセル５５の左上部の入口から右下部
の出口に向かって蛇行して設けられ、空気通路５７はセ
ル５５の右上部の入口から左下部の出口に向かって蛇行
して設けられ、冷却液通路５８はセル５５の上部から下
部に向かって直線的に設けられていてもよい。この場
合、水素ガスと空気は蛇行しながらもセル５５の上位か
ら下位に向かって流れているので、その流れ方向は、上
から下に向かって流れる冷却液の流れ方向と略同一方向
であると言うことができる。

【００３７】〔第２の実施の形態〕次に、この発明に係
る燃料電池の冷却装置の第２の実施の形態を図６および
図７の図面を参照して説明する。第２の実施の形態にお
ける冷却装置が第１の実施の形態のものと相違する点は
以下の通りである。冷却液回路１２には、ラジエータ１
１の下流であって入口温度センサ１６の上流に、流量制
御弁Ｖ１が設けられている。また、冷却液回路１２に
は、ウォーターポンプ１５の下流と入口温度センサ１６
の上流とを接続しラジエータ１１および流量制御弁Ｖ１
を迂回するバイパス通路２１が設けられており、バイパ
ス通路２１には流量制御弁Ｖ２が設けられている。その
他の構成については第１の実施の形態のものと同じであ
るので、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略す
る。

【００３８】この第２の実施の形態の冷却装置では、Ｅ
ＣＵ２０は、入口温度センサ１６と出口温度センサ１７
の出力信号に基づいて、ウォーターポンプ１５の出力
と、流量制御弁Ｖ１，Ｖ２の開度を制御する。図７は、
冷却液入口温度の上限温度を８０゜Ｃとし、冷却液入口
温度の目標温度（以下、目標冷却液入口温度という）を
６５゜Ｃとし、冷却液出口温度と冷却液入口温度との目
標温度差を１０ｄｅｇとした場合における冷却液の温度
制御フローチャートを示している。

【００３９】この場合の温度制御処理では、まず、入口
温度センサ１６と出口温度センサ１７で検出した冷却液
入口温度Ｔ１と冷却液出口温度Ｔ２を読み込み（ステッ
プＳ２０１）、冷却液入口温度Ｔ１が上限温度（８０゜
Ｃ）よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２０
２）。判定結果が「ＮＯ」（冷却液入口温度Ｔ１が８０
゜Ｃ以上）である場合は、ウォーターポンプ１５の出力
を増大し、流量制御弁Ｖ１の開度を増大し、流量制御弁
Ｖ２の開度を減少させて（ステップＳ２０３）、本ルー
チンの実行を一旦終了する。このようにすると、燃料電
池１を循環する冷却液の流量が増大し、ラジエータ１１
を通過する冷却液の流量が増大し、バイパス通路２１を
通過する冷却液の流量が減少するので、冷却液入口温度
Ｔ１は急速に下がる方向に制御されることとなる。

【００４０】ステップＳ２０２における判定結果が「Ｙ
ＥＳ」（冷却液入口温度Ｔ１が８０゜Ｃ未満）である場
合は、冷却液入口温度Ｔ１が目標冷却液入口温度（６５
゜Ｃ）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０
４）。判定結果が「ＮＯ」（冷却液入口温度Ｔ１が６５
゜Ｃ以下）である場合は、流量制御弁Ｖ１の開度を減少
し、流量制御弁Ｖ２の開度を増大させる（ステップＳ２
０５）。このようにすると、ラジエータ１１を通過する
冷却液の流量が減少し、バイパス通路２１を通過する冷
却液の流量が増大するので、冷却液入口温度Ｔ１は上が
る方向に制御されることとなる。

【００４１】ステップＳ２０４における判定結果が「Ｙ
ＥＳ」（冷却液入口温度Ｔ１が６５゜Ｃより高い）であ
る場合は、流量制御弁Ｖ１の開度を増大し、流量制御弁
Ｖ２の開度を減少させる（ステップＳ２０６）。このよ
うにすると、ラジエータ１１を通過する冷却液の流量が
増大し、バイパス通路２１を通過する冷却液の流量が減
少するので、冷却液入口温度Ｔ１は下がる方向に制御さ
れることとなる。すなわち、ステップＳ２０５あるいは
ステップＳ２０６の処理を実行することにより、冷却液
入口温度Ｔ１は目標冷却液入口温度（６５゜Ｃ）に収束
すべく制御されることとなる。

【００４２】ステップＳ２０５あるいはステップＳ２０
６の後、ステップＳ２０７に進み、冷却液出口温度Ｔ２
と冷却液入口温度Ｔ１の温度差ΔＴを算出し、算出され
た温度差ΔＴが目標温度差（１０ｄｅｇ）よりも小さい
か否か判定する（ステップＳ２０８）。判定結果が「Ｎ
Ｏ」（温度差ΔＴが１０ｄｅｇ以上）である場合は、ウ
ォーターポンプ１５の出力を増大して（ステップＳ２０
９）、本ルーチンの実行を一旦終了する。これにより、
冷却液の循環量が増大し、温度差ΔＴは小さくなる方向
に制御されることとなる。

【００４３】ステップＳ２０８における判定結果が「Ｙ
ＥＳ」（温度差ΔＴが１０ｄｅｇ未満）である場合は、
ウォーターポンプ１５の出力を低減して（ステップＳ２
１０）、本ルーチンの実行を一旦終了する。これによ
り、冷却液の循環量が減少し、温度差ΔＴは大きくなる
方向に制御されることとなる。以上の温度制御処理を実
行することにより、冷却液入口温度Ｔ１は６５゜Ｃに収
束するようになり、且つ、温度差ΔＴは目標温度差（１
０ｄｅｇ）に収束するようになる。この第２の実施の形
態の冷却装置においても、第１の実施の形態と同様の作
用があり、したがって、燃料電池１に対する加湿性の向
上、燃料電池１における水分排出性の向上、ウォーター
ポンプ１５の消費電力の減少を実現することができる。

【００４４】〔第３の実施の形態〕次に、この発明に係
る燃料電池の冷却装置の第３の実施の形態を図８の図面
を参照して説明する。なお、以下の説明は、第３の実施
の形態と第１の実施の形態との相違点だけに留め、第１
の実施の形態のものと同一構成部分については図中、同
一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。第３の
実施の形態では、カソード加湿器３が空気供給経路と空
気オフガス経路に跨って設けられており、アノード加湿
器７が水素ガス供給経路と水素オフガス経路に跨って設
けられている。詳述すると、カソード加湿器３は、空気
供給経路においてはエアコンプレッサ２の下流であり、
空気オフガス経路においては圧力制御弁４の上流に設け
られている。アノード加湿器７は、水素ガス供給経路に
おいてはエゼクタ６の下流であり、水素オフガス経路に
おいてはパージ弁１０の上流に設けられている。

【００４５】カソード加湿器３は、ケーシング３ａの内
部が水蒸気透過膜３ｂによって上下二室に離隔されてい
る点において第１の実施の形態のカソード加湿器３と同
一構成であるが、第３の実施の形態では、下側の第２室
３ｄにエアコンプレッサ２および燃料電池１の空気通路
５７入口が接続され、上側の第１室３ｃに燃料電池１の
空気通路５７出口および圧力制御弁４が接続されてい
る。したがって、エアコンプレッサ２から供給された空
気はカソード加湿器３の第２室３ｄを通って燃料電池１
の空気通路５７に供給され、燃料電池１から排出された
空気オフガスはカソード加湿器３の第１室３ｃを通って
圧力制御弁４から大気に排出されることとなる。また、
第３の実施の形態のカソード加湿器３は、ケーシング３
ａの外側にウォータージャケット３ｅを形成するアウタ
ーケーシング３ｆを備えている。そして、このウォータ
ージャケット３ｅに冷却液副流路１４ａ，１４ｂが接続
されており、燃料電池１から排出された冷却液がウォー
タージャケット３ｅを循環可能になっている。

【００４６】したがって、この第３に実施の形態のカソ
ード加湿器３においては、燃料電池１から熱を奪って温
度上昇した冷却液がウォータージャケット３ｅを循環す
ることにより、第２室３ｄ内の空気と第１室３ｃ内の空
気オフガスが加熱される。第２室３ｄ内の空気が加熱さ
れると、該空気の相対湿度が下がり、該空気の露点を上
げることができ、第２室３ｄ内の空気は加湿され易い状
態となる。一方、第１室３ｃ内の空気オフガスが加熱さ
れると、空気オフガスに含まれている液状の水の蒸発を
促進することができ、この蒸発によって発生した蒸気と
空気オフガスに元々気相として含まれていた水蒸気が水
蒸気透過膜３ｂを透過して第２室３ｄ内に移動し、第２
室３ｄ内の空気を加湿する。すなわち、ウォータージャ
ケット３ｅに温度の高い冷却液を循環することにより、
第２室３ｄ内の空気に対する加湿を促進することができ
る。

【００４７】また、アノード加湿器７もカソード加湿器
３と同様に構成されており、下側の第２室７ｄにエゼク
タ６および燃料電池１の水素ガス通路５６入口が接続さ
れ、上側の第１室７ｃに燃料電池１の水素ガス通路５６
出口および水素オフガス回収路８が接続されている。し
たがって、エゼクタ６から供給された水素ガスはアノー
ド加湿器７の第２室７ｄを通って燃料電池１の水素オフ
ガス通路５６に供給され、燃料電池１から排出された水
素オフガスはアノード加湿器７の第１室７ｃを通って水
素オフガス回収路８に排出されることとなる。そして、
ケーシング７ａとアウターケーシング７ｆの間に設けら
れたウォータージャケット７ｅに冷却液副流路１４ｃ，
１４ｄが接続され、燃料電池１から排出された冷却液が
ウォータージャケット７ｅを循環可能になっている。

【００４８】したがって、この第３に実施の形態のアノ
ード加湿器７においては、燃料電池１から熱を奪って温
度上昇した冷却液がウォータージャケット７ｅを循環す
ることにより、第２室７ｄ内の水素ガスと第１室７ｃ内
の水素オフガスが加熱される。第２室７ｄ内の水素ガス
が加熱されると、該水素ガスの相対湿度が下がり、該水
素ガスの露点を上げることができ、第２室７ｄ内の水素
ガスは加湿され易い状態となる。一方、第１室７ｃ内の
水素オフガスが加熱されると、水素オフガスに含まれて
いる液状の水の蒸発を促進することができ、この蒸発に
よって発生した蒸気と水素オフガスに元々気相として含
まれていた水蒸気が水蒸気透過膜７ｂを透過して第２室
７ｄ内に移動し、第２室７ｄ内の空気を加湿する。すな
わち、ウォータージャケット７ｅに温度の高い冷却液を
循環することにより、第２室７ｄ内の水素ガスに対する
加湿を促進することができる。なお、この第３の実施の
形態においてカソード加湿器３のウォータージャケット
３ｅとアノード加湿器７のウォータージャケット７ｅは
加熱手段を構成する。

【００４９】そして、この第３の実施の形態の冷却装置
においても、第１の実施の形態の場合と同様に、燃料電
池１の冷却液出口温度Ｔ２と冷却液入口温度Ｔ１との間
に所定の温度差（例えば、目標温度差１０ｄｅｇ）が確
保されるように温度制御する。このようにすると第３の
実施の形態の冷却装置によっても第１の実施の形態の冷
却装置と同様の作用・効果を得ることができる。

【００５０】すなわち、燃料電池１の冷却液出口温度Ｔ
２と冷却液入口温度Ｔ１との間に所定の温度差（目標温
度差１０ｄｅｇ）が確保されるように温度制御されてお
り、燃料電池１における冷却液入口位置と反応ガス入口
位置が同一でその流れ方向が同一方向であるので、カソ
ード加湿器３およびアノード加湿器７で加熱・加湿され
た反応ガスは燃料電池１に供給された直後に冷却液によ
って冷却されることとなり、該反応ガス中の蒸気が凝結
して液状になり易くなる。その結果、燃料電池１の固体
高分子電解質膜５１を加湿し易くなる。

【００５１】また、冷却液入口温度Ｔ１が上限温度を超
えない範囲で冷却液出口温度Ｔ２が高めに制御され、さ
らに、燃料電池１内では水素ガス及び空気と冷却液が同
一方向に流れながら熱交換が行われるので、水素オフガ
スおよび空気オフガスの燃料電池１出口での温度を高く
することができる。その結果、これらオフガスの露点を
高くすることができ、オフガス中に気相（水蒸気）で存
在する水分量を増大させることができる。したがって、
燃料電池１における水分の排出性が向上し、水素ガス通
路５６および空気通路５７において水閉塞が起こり難く
なる。

【００５２】さらに、冷却液出口温度Ｔ２を高めに制御
していることから、冷却液の循環量を減少させることが
でき、ウォーターポンプ１５の消費電力を減少させるこ
とができる。

【００５３】〔第４の実施の形態〕次に、この発明に係
る燃料電池の冷却装置の第４の実施の形態を図９および
図１０の図面を参照して説明する。前述した各実施の形
態の冷却装置では、冷却液出口温度Ｔ２と冷却液入口温
度Ｔ１の温度差ΔＴの目標温度差（目標値）を一定（例
えば、１０ｄｅｇ）にしているが、第４の実施の形態の
冷却装置では、温度差ΔＴの目標温度差を可変にし、燃
料電池１の出力（発電量）に応じて目標温度差を変化さ
せるようにする。

【００５４】初めに、目標温度差を可変にする理由につ
いて説明する。燃料電池１の発熱量は燃料電池１の出力
（発電電流）に応じて異なり、低出力（発電電流が小さ
い）領域では発熱量が小さく、高出力（発電電流が大き
い）領域では発熱量が大きい。そのため、低出力領域で
は燃料電池１を冷却する冷却液の流量は少なくて済み、
高出力領域では冷却液の流量が多く必要になる。

【００５５】ここで、低出力領域において冷却液の流量
が少なくなると、燃料電池１における冷却液流路構造の
ばらつきや燃料電池１におけるセル位置の関係により、
全セルに対して均一な冷却状態の確保が困難になり、セ
ル間あるいはセル位置に対する温度ばらつきが発生し、
部分的に高温領域（ヒートポイント）が生じ、固体高分
子電解質膜５１などを痛める虞がある。したがって、燃
料電池１の低出力領域においては、冷却液出口温度Ｔ２
と冷却液入口温度Ｔ１との温度差ΔＴを小さく設定して
冷却液流量を増加させた方が、ヒートポイントを生じに
くくなり、燃料電池１にとって好ましい。

【００５６】一方、高出力領域において冷却液の流量が
多くなると、燃料電池１における冷却液流路構造のばら
つきがあっても、各セルでほぼ均一な冷却状態が確保で
きるのでヒートポイントが発生することはない。しかし
ながら、冷却液出口温度Ｔ２と冷却液入口温度Ｔ１との
温度差ΔＴを燃料電池１の低・中出力領域のときと同じ
温度差ΔＴに確保しようとすると、冷却液流量が大きく
なるためウォーターポンプ１５の出力が大きくなって、
ウォーターポンプ１５の消費電力が大きくなってしま
う。ここで、ウォーターポンプ１５の電力は燃料電池１
の発電によって賄われることから、結果的に発電効率が
低下することとなる。したがって、燃料電池１の高出力
領域においては、冷却液出口温度Ｔ２と冷却液入口温度
Ｔ１との温度差ΔＴを大きく設定して冷却液流量を減少
させた方が、ウォーターポンプ１５の消費電力を減少さ
せることができ、エネルギーマネージメント上、好まし
い。そこで、この第４の実施の形態の冷却装置では、燃
料電池１の出力に応じて目標温度差を変化させて、冷却
液の温度制御を実行することにした。

【００５７】次に、第４の実施の形態の冷却装置につい
て具体的に説明する。以下の説明では、冷却装置の構成
については図１に示すものと同じとしてその説明は省略
する。図９は、冷却液入口温度の上限温度を８０゜Ｃと
し、冷却液出口温度と冷却液入口温度との目標温度差を
燃料電池１の出力に応じた目標温度差ΔＴαにする場合
における冷却液の温度制御フローチャートを示してお
り、これに従って温度制御処理を説明する。

【００５８】まず、燃料電池１の出力（発電量）を知る
ために、発電電流計測装置１８で検出した燃料電池１の
発電電流を読み込む（ステップＳ３０１）。次に、冷却
液出口温度Ｔ２と冷却液入口温度Ｔ１との目標温度差Δ
Ｔαを燃料電池１の発電電流に応じて算出する（ステッ
プＳ３０２）。目標温度差ΔＴαは、例えば図１０に示
すような目標温度差マップを参照して算出してもよい
し、あるいは、発電電流と目標温度差ΔＴαとの関係式
に基づいて計算により算出してもよい。

【００５９】ここで、図１０の目標温度差マップについ
て説明すると、発電電流がＩＡ１以下では目標温度差Δ
ＴαはΔＴ１で一定であり、発電電流がＩＡ１を越えて
ＩＡ２以下では目標温度差ΔＴαはΔＴ１からΔＴ２ま
で漸次大きくなり、発電電流がＩＡ２を越えてＩＡ３未
満では目標温度差ΔＴαはΔＴ２からΔＴ３まで漸次大
きくなり、発電電流がＩＡ３以上では目標温度差ΔＴα
はΔＴ３で一定になっている。なお、発電電流がＩＡ１
〜ＩＡ２における目標温度差ΔＴαの上昇率は、発電電
流がＩＡ２〜ＩＡ３における目標温度差ΔＴαの上昇率
よりも大きく設定されている。

【００６０】このようにして燃料電池１の発電電流に応
じた目標温度差ΔＴαを算出した後、入口温度センサ１
６と出口温度センサ１７で検出した冷却液入口温度Ｔ１
と冷却液出口温度Ｔ２を読み込み（ステップＳ３０
３）、冷却液入口温度Ｔ１が上限温度（８０゜Ｃ）より
も低いか否かを判定する（ステップＳ３０４）。判定結
果が「ＮＯ」（冷却液入口温度Ｔ１が８０゜Ｃ以上）で
ある場合は、ウォーターポンプ１５の出力を増大して
（ステップＳ３０５）、本ルーチンの実行を一旦終了す
る。これにより、冷却液の循環量が増大し、冷却液入口
温度Ｔ１は下げる方向に制御されることとなる。

【００６１】ステップＳ３０４における判定結果が「Ｙ
ＥＳ」（冷却液入口温度Ｔ１が８０゜Ｃ未満）である場
合は、冷却液出口温度Ｔ２と冷却液入口温度Ｔ１の温度
差ΔＴを算出し（ステップＳ３０６）、算出された温度
差ΔＴが目標温度差ΔＴαよりも小さいか否か判定する
（ステップＳ３０７）。判定結果が「ＮＯ」（温度差Δ
Ｔが目標温度差ΔＴα以上）である場合は、ウォーター
ポンプ１５の出力を増大して（ステップＳ３０５）、本
ルーチンの実行を一旦終了する。これにより、冷却液の
循環量が増大し、温度差ΔＴは小さくなる方向に制御さ
れることとなる。

【００６２】ステップＳ３０７における判定結果が「Ｙ
ＥＳ」（温度差ΔＴが目標温度差ΔＴα未満）である場
合は、ウォーターポンプ１５の出力を低減して（ステッ
プＳ３０８）、本ルーチンの実行を一旦終了する。これ
により、冷却液の循環量が減少し、温度差ΔＴは大きく
なる方向に制御されることとなる。以上の温度制御処理
を実行することにより、冷却液入口温度Ｔ１は８０゜Ｃ
以下に収束するようになり、且つ、温度差ΔＴは燃料電
池１の出力に応じた目標温度差ΔＴαに収束するように
なる。

【００６３】したがって、燃料電池１の出力が低いとき
には、冷却液出口温度Ｔ２と冷却液入口温度Ｔ１との温
度差ΔＴが小さい温度差に制御されるようになり、その
結果、燃料電池１に流れる冷却液流量を比較的に大きく
することができるようになって、ヒートポイントを生じ
にくくすることができ、燃料電池１の損傷を防止するこ
とができる。一方、燃料電池１の出力が高いときには、
冷却液出口温度Ｔ２と冷却液入口温度Ｔ１との温度差Δ
Ｔが大きい温度差に制御されるようになり、その結果、
燃料電池１に流れる冷却液流量を比較的に小さくするこ
とができるようになって、ウォーターポンプ１５の消費
電力を減少させることができ、燃料電池１の発電効率が
向上する。

【００６４】なお、この第４の実施の形態の冷却装置に
おいても、第１の実施の形態と同様の作用があり、した
がって、燃料電池１に対する加湿性の向上、燃料電池１
における水分排出性の向上、ウォーターポンプ１５の消
費電力の減少を実現することができる。また、上述のよ
うに燃料電池１の出力に応じて目標温度差を変えて実行
する冷却液の温度制御は、図６あるいは図８に示される
構成の冷却装置にも適用可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明するように、請求項１に記載し
た発明によれば、オフガスの燃料電池出口温度を高くす
ることができ、その結果、オフガスの露点を高くするこ
とができ、オフガス中に気相（水蒸気）で存在する水分
量を増大させて、これをオフガスとともに燃料電池から
排出することができるので、燃料電池における水分の排
出性が向上するという優れた効果が奏される。さらに、
請求項１に記載した発明によれば、冷却液出口温度を高
めに制御するようになることから、冷却液の循環量を減
少させることができるので、循環ポンプの消費電力を減
少させることができるという効果もある。

【００６６】また、請求項２に記載した発明によれば、
オフガスの燃料電池出口温度を高くすることができ、そ
の結果、オフガスの露点を高くすることができ、オフガ
ス中に気相（水蒸気）で存在する水分量を増大させて、
これをオフガスとともに燃料電池から排出することがで
きるので、燃料電池における水分の排出性が向上すると
いう優れた効果が奏される。

【００６７】また、請求項２に記載した発明によれば、
加熱手段が冷却液で加湿器を加熱しているので、燃料電
池に供給される反応ガスの温度が高まり、加湿器におけ
る反応ガスに対する加湿が促進され、しかも、加熱・加
湿された反応ガスは燃料電池に供給された直後に冷却液
によって冷却され、反応ガス中の蒸気が凝結して液状に
なり易くなり、燃料電池を加湿し易くなるので、燃料電
池に対する加湿性が向上するという優れた効果が奏され
る。

【００６８】さらに、請求項２に記載した発明によれ
ば、冷却液出口温度を高めに制御するようになることか
ら、冷却液の循環量を減少させることができるので、循
環ポンプの消費電力を減少させることができるという効
果もある。

【００６９】請求項３に記載した発明によれば、燃料電
池が低出力のときには、冷却液出口温度と冷却液入口温
度との温度差を小さく設定して、燃料電池を流れる冷却
液流量を増加させることができるので、燃料電池内にヒ
ートポイントを生じにくくすることができ、燃料電池の
損傷を防止することができ、一方、燃料電池が高出力の
ときには、冷却液出口温度と冷却液入口温度との温度差
を大きく設定して、燃料電池を流れる冷却液流量を減少
させることができるので、循環ポンプの消費電力を減少
させることができ、燃料電池の発電効率が向上するとい
う優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る燃料電池の冷却装置における
第１の実施の形態の概略構成図である。

【図２】 第１の実施の形態における燃料電池の概略断
面図である。

【図３】 第１の実施の形態における燃料電池の反応ガ
ス通路および冷却液通路の模式図である。

【図４】 第１の実施の形態における冷却液の温度制御
フローチャートである。

【図５】 燃料電池の反応ガス通路および冷却液通路の
他の例を示す模式図である。

【図６】 この発明に係る燃料電池の冷却装置における
第２の実施の形態の概略構成図である。

【図７】 第１の実施の形態における冷却液の温度制御
フローチャートである。

【図８】 この発明に係る燃料電池の冷却装置における
第３の実施の形態の概略構成図である。

【図９】 この発明に係る燃料電池の冷却装置における
第４の実施の形態の冷却液温度制御フローチャートであ
る。

【図１０】 第４の実施の形態における目標温度差マッ
プの一例である。

【符号の説明】

１ 燃料電池 ３ カソード加湿器 ３ｄ，７ｄ 第２室（加熱手段） ３ｅ，７ｅ ウォータージャケット（加熱手段） ７ アノード加湿器 １１ ラジエータ（放熱器） １２ 冷却液回路（冷却手段） １５ ウォーターポンプ（循環ポンプ） ５８ 冷却液通路（冷却手段） ステップＳ１０３，１０５，１０６ 制御手段 ステップＳ２０８，２０９，２１０ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下山 義郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CC01 CC03 CC08 HH08 5H027 AA06 BA13 BC11 CC01 CC06 CC15 KK28 KK48 KK56 MM14 MM16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガスと酸化剤ガスを反応ガスとして
   発電を行う燃料電池と、 循環ポンプにより冷却液を前記燃料電池と放熱器との間
   で循環させ、前記燃料電池内で冷却液を前記反応ガスと
   略同一方向に流して該燃料電池を冷却し、前記放熱器で
   冷却液から熱を外部に放熱する冷却手段と、 前記燃料電池の冷却液出口温度と冷却液入口温度との間
   に所定の温度差が確保されるように前記循環ポンプを制
   御する制御手段と、 を備えることを特徴とする燃料電池の冷却装置。
2. 【請求項２】 燃料ガスと酸化剤ガスを反応ガスとして
   発電を行う燃料電池と、 前記燃料電池に供給される前記反応ガスを加湿する加湿
   器と、 循環ポンプにより冷却液を前記燃料電池と放熱器との間
   で循環させ、前記燃料電池内で冷却液を前記反応ガスと
   略同一方向に流して該燃料電池を冷却し、前記放熱器で
   冷却液から熱を外部に放熱する冷却手段と、 前記燃料電池から排出された前記冷却液によって前記加
   湿器を加熱する加熱手段と、 前記燃料電池の冷却液出口温度と冷却液入口温度との間
   に所定の温度差が確保されるように前記循環ポンプを制
   御する制御手段と、 を備えることを特徴とする燃料電池の冷却装置。
3. 【請求項３】 前記燃料電池の出力に応じて前記温度差
   の目標値を変更することを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の燃料電池の冷却装置。