JP2008218289A - 燃料電池システム及び燃料電池の冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池システムの運転停止後においても冷媒を燃料電池に循環させることにより、燃料電池内温度の不均衡是正や燃料電池の効果的な冷却を実現させる。
【解決手段】燃料電池２と、燃料電池２を冷却する冷却手段５と、を備えた燃料電池システム１において、冷却手段５は、燃料電池２の冷媒出口から排出された冷媒を燃料電池２の冷媒入口へと循環供給する循環流路（第１の冷媒流路５１及び第２の冷媒流路６１）と、燃料電池システム１の運転時に第１の冷媒流路５１内の冷媒を圧送する第１のポンプ５２と、燃料電池システム１の運転停止時に第２の冷媒流路６１内の冷媒を圧送する第２のポンプ６２と、を有する。第２のポンプ６２は、第１のポンプ５２よりも低電圧の電源によって駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システム及び燃料電池の冷却方法に関する。

現在、反応ガス（燃料ガス及び酸化ガス）の供給を受けて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムが提案され、実用化されている。かかる燃料電池システムでは、運転時に燃料電池の温度が上昇して高温となるため、冷媒配管系等の冷却手段を設けて外部に熱を排出し、燃料電池の温度管理を行っている。冷媒配管系は、例えば冷却水等の冷媒が循環する循環流路を備えており、循環流路の一部を燃料電池内に配設して燃料電池に冷媒を供給している。また、循環流路には、燃料電池で加熱された冷媒を冷却するためのラジエータや冷媒を圧送するためのポンプが設けられている。

従来は、燃料電池システムの運転停止後には冷媒配管系における冷媒の循環は停止され、自然冷却のみによって燃料電池を冷却するように構成されていた。ところが、自然冷却では冷却後のスタック（単電池の積層体）に温度分布が生じやすく、特に、低温環境下で運転停止後の燃料電池を放置すると、スタックの端部のみが低温となって凝縮水が生じやすい。そして、スタックの内部に凝縮水が滞留すると、反応ガスの供給不足やセル電圧低下等の不具合が発生し、燃料電池システムを再始動する際に十分な出力を確保できないおそれがあった。

そこで、このような不具合を抑制するために、スタックの周囲の水蒸気圧を一定に維持しながら燃料電池を所定の停止温度まで冷却した上で、燃料電池システムの運転を停止させることにより、スタックの端部における水の滞留を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００５−５３１９０４号公報

しかし、特許文献１に記載されたような技術を採用しても、燃料電池システムの運転停止後にシステム外部の温度が急速に低下したような場合には、スタックの端部が急速に冷却されるため、やはりスタック内で温度分布が生じる可能性がある。また、長時間又は高出力の発電を行った直後に燃料電池システムの運転を停止させると、自然冷却のみによってはスタックの冷却が間に合わず、スタックが高温にさらされる場合がある。

一方、燃料電池システムの運転停止後に燃料電池への冷媒供給を継続するためには、冷媒循環用のポンプへの電源供給を継続する必要があるが、従来の冷媒循環用のポンプは、比較的高電圧（例えば１００Ｖ）の二次電池や燃料電池等から供給される電力によって駆動されていた。このため、燃料電池システムの運転停止後に冷媒循環用のポンプを駆動する電力を確保することは困難であった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、燃料電池システムの運転停止後においても冷媒を燃料電池に循環させることにより、燃料電池内温度の不均衡是正や燃料電池の効果的な冷却を実現させることを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、この燃料電池を冷却する冷却手段と、を備えた燃料電池システムにおいて、冷却手段は、燃料電池の冷媒出口から排出された冷媒を燃料電池の冷媒入口へと循環供給する循環流路と、燃料電池システムの運転時に循環流路内の冷媒を圧送する第１のポンプと、燃料電池システムの運転停止時に循環流路内の冷媒を圧送する第２のポンプと、を有し、第２のポンプは、第１のポンプよりも低電圧の電源によって駆動されるものである。

また、本発明に係る燃料電池の冷却方法は、燃料電池と、この燃料電池の冷媒出口から排出された冷媒を燃料電池の冷媒入口へと循環供給する循環流路と、を備えた燃料電池システムにおける燃料電池の冷却方法であって、燃料電池システムの運転時に、第１のポンプにより循環流路内の冷媒を圧送する一方、燃料電池システムの運転停止時に、第１のポンプよりも低電圧の電源によって駆動される第２のポンプにより循環流路内の冷媒を圧送するものである。

かかる構成を採用すると、システム停止時においても、第２のポンプを用いて燃料電池に冷媒を循環させて燃料電池を冷却することができる。従って、システム停止時における燃料電池内温度の不均衡の是正や燃料電池の効果的な冷却を実現させることができる。また、システム停止時においては、システム運転時に使用される第１のポンプよりも低電圧の電源によって駆動される第２のポンプが使用されるので、冷媒循環用の電源確保が容易となる。

また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、第１のポンプが設けられた第１の冷媒流路と、第２のポンプが設けられた第２の冷媒流路と、を有し、これら第１及び第２の冷媒流路が燃料電池内の冷媒流路に対して並列に接続された循環流路を採用することができる。かかる場合において、空調装置の一部を構成する第２の冷媒流路を採用するとともに、空調装置用の電源によって駆動される第２ポンプを採用することができる。

かかる構成を採用すると、空調装置の一部を構成する冷媒流路（空調用の冷媒流路）を第２の冷媒流路として使用するとともに、空調装置の電源で稼動されるポンプ（空調ポンプ）を第２の冷媒流路内の冷媒を圧送する第２のポンプとして使用することができる。従って、ポンプや熱交換器等の部品を兼用して装置の構成を簡素化することができる。

また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、第２の冷媒流路内の冷媒を第１の冷媒流路の第１のポンプの下流側に供給するバイパス流路と、バイパス流路に設けられた開閉弁と、を有する冷却手段を採用することができる。かかる場合において、燃料電池システムの運転時に開閉弁が閉鎖される一方、燃料電池システムの運転停止時に開閉弁が開放されるように制御されることが好ましい。

かかる構成を採用すると、システム運転時にバイパス流路の開閉弁が閉鎖されて、第２の冷媒流路から第１の冷媒流路の第１のポンプの下流側への冷媒の供給が阻止される。従って、システム運転時における第１の冷媒流路内の冷媒の流通を円滑にして、燃料電池の冷却を促進することが可能となる。また、システム停止時に開閉弁が開放されて、第２の冷媒流路から第１の冷媒流路の第１のポンプの下流側への冷媒の供給が許容されるため、第１のポンプによる圧損の影響を回避することができる。従って、システム停止時における第２の冷媒流路内の冷媒の流通を円滑にして、燃料電池の冷却を促進することが可能となる。

また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、燃料電池システムの運転停止後に、第２のポンプを所定時間駆動した後に停止させるポンプ停止手段を備えることもできる。

本発明によれば、燃料電池システムの運転停止後においても冷媒を燃料電池に循環させることにより、燃料電池内温度の不均衡是正や燃料電池の効果的な冷却を実現させることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る燃料電池システム１について説明する。本実施形態に係る燃料電池システム１は、移動体としての燃料電池車両に搭載された発電システムである。

まず、図１を用いて、燃料電池システム１の構成について説明する。燃料電池システム１は、反応ガス（酸化ガス及び燃料ガス）の供給を受けて電気化学反応により電力を発生する燃料電池２を備えるとともに、燃料電池２に酸化ガスとしての空気（酸素）を供給する酸化ガス配管系３、燃料電池２に燃料ガスとしての水素ガスを供給する燃料ガス配管系４、燃料電池２に温度調節のために冷媒を供給する冷媒配管系５（冷却手段）、システム全体を統合制御する制御装置７等を備えている。

燃料電池２は、例えば車載や定置用に好適な固体高分子電解質型で構成され、反応ガスの供給を受けて発電する単電池を所要数積層して構成したスタック構造を有している。燃料電池２を構成する単電池は、イオン交換膜からなる電解質の一方の面に空気極を有し、他方の面に燃料極を有し、さらに空気極及び燃料極を両側から挟みこむように一対のセパレータを有している。空気極及び燃料極は、例えば基材としてカーボンを用いて形成され、白金や白金合金等の触媒がカーボンに担持されている。セパレータの一方に設けられた酸化ガス流路に酸化ガス（空気）が供給され、他方のセパレータに設けられた燃料ガス流路に燃料ガス（水素）が供給される。酸化ガス及び燃料ガスの供給を受けた単電池において電気化学反応が行われ、これにより燃料電池２は電力を発生する。

固体高分子電解質型の燃料電池２での電気化学反応は発熱反応であるが、冷媒の供給により、燃料電池２の温度は所定温度（例えば約６０〜７０℃）に保たれる。燃料電池２は、スタックの両端に位置する単電池の外側に、順次、カバープレート、出力端子付きのターミナルプレート、絶縁プレート、エンドプレート等を積層して構成されている。燃料電池２に供給される冷媒を流す冷媒流路２ｃは、スタックの所定箇所（例えばエンドプレート）に接続されている。

酸化ガス配管系３は、図示しない加湿器により加湿された酸化ガス（空気）を燃料電池２に供給する空気供給流路３１と、燃料電池２から排出された酸化オフガスが流れる空気排出流路３２と、を備えている。空気供給流路３１には図示しないコンプレッサが設けられており、コンプレッサの動作は制御装置７により制御される。コンプレッサの動作により、大気中の酸化ガスがフィルタを介して取り込まれ、燃料電池２に圧送される。また、空気排出流路３２を流れる酸化オフガスは、加湿器で水分交換された後、最終的に排ガスとして大気中に排出される。

燃料ガス配管系４は、水素供給源から供給された水素ガスを燃料電池２に供給する水素供給流路４１と、燃料電池２から排出された水素オフガスが流れる循環流路４２と、を備えている。水素供給流路４１には、水素ガスの供給を遮断又は許容する遮断弁や水素ガスの圧力を調整する調圧弁等が設けられている。循環流路４２は水素供給流路４１に合流するが、合流点よりも手前には図示しないパージ流路が分岐接続されている。水素オフガスは、その一部がパージ流路から水素希釈器を介して排出されて最終的に排ガスとなるが、残りはパージ流路に設けられた気液分離器により水分を回収された後、循環流路４２に設けられた図示しないポンプにより圧送されて水素供給流路４１に合流し、再び燃料電池２に供給される。

冷媒配管系５は、燃料電池２の冷媒出口から排出された冷媒を燃料電池２の冷媒入口へと循環供給する循環流路を有している。本実施形態においては、循環流路として、燃料電池２内の冷媒流路２ｃに対して並列に接続された２つの冷媒流路（第１の冷媒流路５１及び第２の冷媒流路６１）を採用しており、燃料電池システム１の運転状態に応じて冷媒の流路を切り替えることができるようになっている。冷媒としては、例えば水（冷却水）を用いることができる。

すなわち、冷媒配管系５は、燃料電池２内の冷媒流路２ｃに連通する第１の冷媒流路５１と、第１の冷媒流路５１に設けられた第１のポンプ５２と、第１の冷媒流路５１を流通する冷媒を冷却するラジエータ５３と、ラジエータ５３をバイパスするバイパス流路５４と、ラジエータ５３及びバイパス流路５４への冷媒の流れの切替えを行う切替え弁５５と、を有している。また、冷媒配管系５は、第１の冷媒流路５１の燃料電池２への冷媒入口の近傍に設けられた温度センサ５６と、燃料電池２からの冷媒出口の近傍に設けられた温度センサ５７と、を有している。温度センサ５７が検出する冷媒温度は、燃料電池２の内部温度を反映する。なお、第１の冷媒流路５１のラジエータ５３の下流側に温度センサを設けてラジエータ５３内の温度を検出してもよい。

また、冷媒配管系５は、第２の冷媒流路６１と、第２の冷媒流路６１に設けられた第２のポンプ６２と、第２の冷媒流路６１を流通する冷媒の熱交換を行う熱交換器６３と、熱交換器６３をバイパスするバイパス流路６４と、熱交換器６３及びバイパス流路６４への冷媒の流れの切替えを行う切替え弁６５と、第２の冷媒流路６１内の冷媒を第１の冷媒流路５１の第１のポンプ５２の下流側に供給するバイパス流路６６ａと、バイパス流路に設けられた開閉弁６６ｂと、を有している。第２の冷媒流路６１は、ラジエータ５３等をバイパスするように第１の冷媒流路５１に接続されている。第２の冷媒流路６１には、熱交換器６３の上流に加熱用の熱交換器としてのヒートコア６７が配設されている。また、熱交換器６３の下流側には温度センサ６８が設けられている。温度センサ６８が検出する冷媒温度は、熱交換器６３内の温度を反映する。

冷媒配管系５が有する上記２つの冷媒流路のうち、まず、第１の冷媒流路５１側の流路に設けられた各構成について説明する。

第１のポンプ５２は、第１の冷媒流路５１内の冷媒を燃料電池２に圧送する。第１のポンプ５２としては、各種のタイプのポンプを用いることができ、例えば容積型のポンプを用いることができる。本実施形態における第１のポンプ５２は、図示していない三相交流のモータと、モータの駆動軸に連結されたインペラを有するコンプレッサ部と、を備えており、モータの駆動、停止及びその回転数は制御装置７によって制御される。これによりインペラの回転数が制御され、燃料電池２に通流される冷媒の流量を制御することができる。第１のポンプ５２は、燃料電池２で発生させた電力や例えば１００Ｖの二次電池から供給される電力により駆動される。なお、第１のポンプ５２の位置をラジエータ５３や切替え弁５５の上流側としてもよい。

ラジエータ５３は、燃料電池２に循環供給される冷媒が流通する流路を内部に有している。冷媒は、この流路を通過する際にファンにより送風された外気と熱交換（放熱）される。これにより、燃料電池２の発電反応により昇温した冷媒が冷却される。ラジエータ５３のファンは制御装置７に接続されており、その駆動、停止及びその回転数は制御装置７によって制御される。

切替え弁５５は、三方弁構造を有する例えばロータリバルブからなり、冷媒がラジエータ５３及びバイパス流路５４の一方にのみ流れるように、又はこの両方に所定の分流比で流れるように切替え可能に構成されている。例えば、切替え弁５５がラジエータ５３側に切り替えられると、ラジエータ５３により放熱された冷媒が燃料電池２に流入する。切替え弁５５は、制御装置７に接続されており、その弁の開度が制御装置７によって制御される。従って、制御装置７によりラジエータ５３で放熱される冷媒の流量を制御することができる。

次に、第２の冷媒流路６１側の流路に設けられた各構成について説明する。

第２のポンプ６２は、第２の冷媒流路６１内の冷媒を燃料電池２に圧送する。第２のポンプ６２は、第１のポンプ５２とは異なる電源により稼動されるポンプである。本実施形態では、第２の冷媒流路６１に設けられた熱交換器６３において、冷媒と燃料電池車両の空調気体との間で熱交換を行っており、第２のポンプ６２として、燃料電池車両の空調装置８に設けられた冷媒循環用の空調ポンプを用いている。この空調ポンプは、第１のポンプ５２を駆動する電力（例えば電源電圧１００Ｖの二次電池から供給される電力）よりも低い電力（例えば１２Ｖの小型電池から供給される電力）で稼働されるものである。

第２のポンプ６２としては、第１のポンプ５２と同様に各種のタイプのポンプを用いることができ、そのモータの駆動、停止及びその回転数は制御装置７によって制御される。このため、制御装置７によって燃料電池２に通流される冷媒の流量を制御することができる。また、第２のポンプ６２の位置を熱交換器６３の下流側としてもよい。

熱交換器６３は、燃料電池車両の車室内の温度を調整するための空調装置８に設けられており、空調気体を循環させる循環流路に配設されている。空調装置８としては、例えば、車室内の空気を空調気体として循環させる内気循環型の装置を採用することができ、熱交換器６３には、空調気体として車室内の空気を導入することができる。熱交換器６３は、燃料電池２に循環供給される冷媒が流通する流路を内部に有している。この流路を流れる冷媒は、熱交換器６３内の流路を通過する際に空調気体と熱交換される。従って、空調気体の温度が冷媒の温度よりも低い場合には、熱交換器６３において冷媒が冷却される一方、空調気体が加温されることとなる。なお、熱交換器６３に外気を導入して熱交換により加熱したのち、空調気体として車室に送風してもよい。

空調装置８は、このように、燃料電池２に循環供給される冷媒の熱量すなわち燃料電池２の排熱を利用して空調気体を昇温させ、燃料電池２の排熱を利用して車室の暖房を行うものである。第２の冷媒流路６１は空調装置８の一部を構成する。また、ヒートコア６７は、冷媒の温度が空調気体よりも低い場合に冷媒を加熱して昇温させることができる。これにより、空調装置８は、燃料電池２が運転停止して排熱が得られない場合には、ヒートコア６７により暖房を行うことができる。なお、ヒートコア６７により加熱された冷媒を燃料電池２内に供給することにより、低温環境下等での燃料電池２の予熱を行うことも可能である。

切替え弁６５は、三方弁構造を有する例えばロータリバルブからなり、切替え弁５５と同様に、冷媒が熱交換器６３及びバイパス流路６４の一方にのみ流れるように、又はこの両方に所定の分流比で流れるように切替え可能に構成されている。切替え弁６５は制御装置７に接続されており、その弁の開度が制御装置７によって制御される。従って、制御装置７により熱交換器６３で熱交換される冷媒の流量を制御することができる。

バイパス流路６６ａは、第２の冷媒流路６１内の冷媒を第１の冷媒流路５１の第１のポンプ５２の下流側に供給するための流路である。開閉弁６６ｂは、例えば電磁駆動式とされ、その開閉動作は制御装置７によって制御される。開閉弁６６ｂを開放すると、第２の冷媒流路６１から、第１の冷媒流路５１の第１のポンプ５２の下流側を経由させて、冷媒を燃料電池２内へ循環供給することができる。一方、開閉弁６６ｂを閉鎖すると、第２の冷媒流路６１から第１の冷媒流路５１の第１のポンプ５２の下流側への冷媒の供給を阻止することができる。

制御装置７は、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵは、制御プログラムに従って所望の演算を実行して、後述する運転停止時における燃料電池２の冷却制御等の種々の処理や制御を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵで処理する制御プログラムや制御データを記憶する。ＲＡＭは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。また、制御装置７は、燃料電池システム１の運転停止後における第２のポンプ６２の稼働時間を計測するタイマを有しており、このタイマにより計測した稼働時間が所定時間を超えた場合には、自動的に第２のポンプ６２の稼動を停止させる。すなわち、制御装置７は、本発明におけるポンプ停止手段の一実施形態として機能する。

ここで、燃料電池システム１の運転時及び運転停止時における燃料電池２の冷却制御について説明する。

制御装置７は、燃料電池システム１の運転時には、開閉弁６６ｂに制御信号を出力して開閉弁６６ｂを閉鎖する。これにより、冷媒が第１の冷媒流路５１を循環するようになる。制御装置７は、第１の冷媒流路５１に設けられた温度センサ５６及び温度センサ５７や、燃料電池車両のアクセル開度を検出するセンサ等の各種センサからの検出信号の入力をうけ、これらに基づき、第１のポンプ５２、ラジエータ５３のファン及び切替え弁５５に制御信号を出力する。

例えば、発熱量が大きい場合には、制御装置７は、第１のポンプ５２におけるモータの回転数を最大にして冷媒の流量を最大にするとともに、切替え弁５５をラジエータ５３側に全開に切り替えることによりラジエータ５３による冷媒の冷却を促進させる。このような制御により、燃料電池２の発熱量に応じた流量及び温度の冷媒が供給され、燃料電池２が所定の温度に保たれる。なお、燃料電池システム１の運転時とは、燃料電池２にその要求出力に応じて反応ガスの供給が行われ、燃料電池２で発電が行われている状態をいう。

一方、制御装置７は、燃料電池システム１の運転停止時には、第１のポンプ５２を停止して第１のポンプ５２による冷媒の圧送を停止するとともに、ラジエータ５３のファンを停止することにより、第１の冷媒流路５１側での冷媒の冷却を停止する。従って、第１の冷媒流路５１側からの燃料電池２内への冷媒の循環供給は停止される。ここで、燃料電池システム１の運転停止時とは、燃料電池２に反応ガスが供給されず、燃料電池２の発電が停止した状態をいう。

燃料電池システム１は運転停止直後には高温となっている。第１のポンプ５２を停止して冷媒の循環を停止した状態で燃料電池２を放置して自然冷却すると、スタックの端部の方が中央部よりも温度低下が早いために、冷却過程でスタックに温度分布が生じる。その結果、凝縮水の発生等によりセル電圧低下等の不具合が発生するおそれがある。

そこで、本実施形態においては、このような不具合を防止するために、図２に示すフローに基づき、燃料電池システム１の運転停止直後から所定時間に亘って、第２の冷媒流路６１側に冷媒を循環させるように制御を行う。

すなわち、まず、制御装置７は、燃料電池車両の乗員によるイグニッションスイッチのＯＦＦ操作等により運転停止指令が出されたか否かを検出する（運転停止判定工程：Ｓ１）。そして、制御装置７は、運転停止判定工程Ｓ１において運転停止指令を検出した場合に、燃料電池システム１の運転を停止するとともに、第１の冷媒流路５１側での冷媒の循環を停止する。

次いで、制御装置７は、燃料電池２内の温度や空調気体の温度等を検出するセンサ等からの信号の入力を受け、これらに基づいて切替え弁６５を制御して熱交換器６３側への流量を調整するとともに、第２のポンプ６２（空調ポンプ）を稼動して冷媒の循環を行う（空調ポンプ稼働工程：Ｓ２）。また、制御装置７は、開閉弁６６ｂを開放することにより、第２の冷媒流路６１から第１の冷媒流路５１の第１のポンプ５２の下流側へと冷媒を供給可能とする（開閉弁開放工程：Ｓ２）。

続いて、制御装置７は、タイマを用いて、燃料電池システム１の運転停止後における第２のポンプ６２の稼働時間を計測し、計測した稼働時間が所定時間を超えたか否かを判定する（終了判定工程：Ｓ４）。そして、制御装置７は、終了判定工程Ｓ４において、第２のポンプ６２の稼働時間が所定時間未満であると判定した場合には、開閉弁開放工程Ｓ２に戻って制御を続行する。一方、制御装置７は、第２のポンプ６２の稼働時間が所定時間を超えたものと判定した場合には、第２のポンプ６２を停止させて（空調ポンプ停止工程：Ｓ５）、制御動作を終了する。

以上説明した実施形態に係る燃料電池システム１においては、システム停止時においても、第２のポンプ６２を用いて燃料電池２に冷媒を循環させて燃料電池２を冷却することができる。従って、システム停止時における燃料電池２内温度の不均衡の是正や燃料電池２の効果的な冷却を実現させることができる。また、システム停止時においては、システム運転時に使用される第１のポンプ５２よりも低電圧の電源によって駆動される第２のポンプ６２が使用されるので、冷媒循環用の電源確保が容易となる。

また、以上説明した実施形態に係る燃料電池システム１においては、空調装置８の電源で稼動されるポンプ（空調ポンプ）を第２の冷媒流路６１内の冷媒を圧送する第２のポンプ６２として使用することができる。従って、ポンプや熱交換器等の部品を兼用して装置の構成を簡素化することができる。

また、以上説明した実施形態に係る燃料電池システム１においては、システム運転時にバイパス流路６６ａの開閉弁６６ｂが閉鎖されて、第２の冷媒流路６１から第１の冷媒流路５１の第１のポンプ５２の下流側への冷媒の供給が阻止される。従って、システム運転時における第１の冷媒流路５１内の冷媒の流通を円滑にして、燃料電池２の冷却を促進することが可能となる。また、システム停止時に開閉弁６６ｂが開放されて、第２の冷媒流路６１から第１の冷媒流路５１の第１のポンプ５２の下流側への冷媒の供給が許容されるため、第１のポンプ５２による圧損の影響を回避することができる。従って、システム停止時における第２の冷媒流路６１内の冷媒の流通を円滑にして、燃料電池２の冷却を促進することが可能となる。

なお、以上の実施形態においては、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両に搭載した例を示したが、燃料電池車両以外の各種移動体（例えばロボット、船舶、航空機、電車等）に本発明に係る燃料電池システムを搭載することもできる。また、本発明に係る燃料電池システムを、建物（例えば住宅、ビル、工場等）用の発電設備として用いられる定置用発電システムに適用してもよい。

本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。 図１に示した燃料電池システムの運転停止後における燃料電池の冷却制御を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…燃料電池システム、２…燃料電池、２ｃ…（燃料電池内の）冷媒流路、５…冷媒配管系（冷却手段）、７…制御装置（ポンプ停止手段）、５１…第１の冷媒流路（循環流路）、５２…第１のポンプ、５３…ラジエータ、６１…第２の冷媒流路（循環流路）、６２…第２のポンプ、６６ａ…バイパス流路、６６ｂ…開閉弁。

Claims (5)

1. 燃料電池と、この燃料電池を冷却する冷却手段と、を備えた燃料電池システムにおいて、
   前記冷却手段は、前記燃料電池の冷媒出口から排出された冷媒を前記燃料電池の冷媒入口へと循環供給する循環流路と、前記燃料電池システムの運転時に前記循環流路内の冷媒を圧送する第１のポンプと、前記燃料電池システムの運転停止時に前記循環流路内の冷媒を圧送する第２のポンプと、を有し、前記第２のポンプは、前記第１のポンプよりも低電圧の電源によって駆動される、
   燃料電池システム。
2. 前記循環流路は、前記第１のポンプが設けられた第１の冷媒流路と、前記第２のポンプが設けられた第２の冷媒流路と、を有し、前記第１及び第２の冷媒流路は、前記燃料電池内の冷媒流路に対して並列に接続されており、
   前記第２の冷媒流路は、空調装置の一部を構成するものであり、
   前記第２のポンプは、前記空調装置の電源によって駆動されるものである、
   請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記冷却手段は、前記第２の冷媒流路内の冷媒を前記第１の冷媒流路の前記第１のポンプの下流側に供給するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられた開閉弁と、を有し、前記燃料電池システムの運転時に前記開閉弁が閉鎖される一方、前記燃料電池システムの運転停止時に前記開閉弁が開放されるように制御されるものである、
   請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
4. 前記燃料電池システムの運転停止後に、前記第２のポンプを所定時間駆動した後に停止させるポンプ停止手段を備える、
   請求項１から３の何れか一項に記載の燃料電池システム。
5. 燃料電池と、この燃料電池の冷媒出口から排出された冷媒を前記燃料電池の冷媒入口へと循環供給する循環流路と、を備えた燃料電池システムにおける燃料電池の冷却方法であって、
   前記燃料電池システムの運転時に、第１のポンプにより前記循環流路内の冷媒を圧送する一方、前記燃料電池システムの運転停止時に、前記第１のポンプよりも低電圧の電源によって駆動される第２のポンプにより前記循環流路内の冷媒を圧送する、
   燃料電池の冷却方法。

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