JP2009059650A - Fuel cell stack and fuel cell system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control an anode temperature and a cathode temperature of each cell of a fuel cell stack. <P>SOLUTION: A fuel cell stack 1 is composed by laminating a plurality of cells respectively having an anode and a cathode. The fuel cell stack includes: a fuel gas passage 21A for supplying fuel gas to the anodes; an oxidant gas passage 21B for supplying oxidant gas to the cathodes; an anode cooling medium passage 24 that allows a cooling medium for cooling fuel gas flowing in the fuel gas passage 21A to flow therein; and a cathode cooling medium passage 25 that allows a cooling medium for cooling oxidant gas flowing in the oxidant gas passage 21B to flow therein. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電時において水を発生する燃料電池スタック及び燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell stack and a fuel cell system that generate water during power generation.

燃料電池スタックのセル内の冷却水流路は、アノード及びカソードそれぞれに設けられているが、マニホールドで合流させているため、冷却系としては１系統になっている。この場合、アノードとカソードの温度は、略同一となる。カソードで生成した生成水が電解質膜を通してどれだけアノードに移動するかは、フラッディングやドライアップを回避しながら燃料電池の性能を引き出すために重要である。生成水の移動量は、ストイキ比や圧力、温度等、様々な発電条件の影響を受ける。そして、生成水の移動量に影響を及ぼす一つの要因として冷却水温度差がある。   The cooling water flow paths in the cells of the fuel cell stack are provided in each of the anode and the cathode, but since they are merged by the manifold, there is only one cooling system. In this case, the temperatures of the anode and the cathode are substantially the same. How much the produced water generated at the cathode moves to the anode through the electrolyte membrane is important to bring out the performance of the fuel cell while avoiding flooding and dry-up. The amount of generated water is affected by various power generation conditions such as stoichiometric ratio, pressure, and temperature. And there is a cooling water temperature difference as one factor affecting the amount of movement of generated water.

燃料電池スタックの起動時のフラッディングを回避する方法として、燃料電池スタックのカソード側のエンドプレートに燃料電池スタックのアノード側のエンドプレートよりも多量の冷媒を流す方法がある。この方法によれば、燃料電池スタックのカソード側の温度が燃料電池スタックのアノード側よりも高くなり、各セル内の水はカソード側からアノード側に移動し、燃料電池スタックの起動時のフラッディングを回避することができる。
特開２００３−１７１０５号公報 特開２００５−３２５６１号公報 特開平７−３２０７５５号公報 特開２００６−１６４６８１号公報 As a method for avoiding flooding at the time of starting the fuel cell stack, there is a method in which a larger amount of refrigerant is allowed to flow through the end plate on the cathode side of the fuel cell stack than on the end plate on the anode side of the fuel cell stack. According to this method, the temperature on the cathode side of the fuel cell stack becomes higher than that on the anode side of the fuel cell stack, and the water in each cell moves from the cathode side to the anode side, and flooding at the start of the fuel cell stack is performed. It can be avoided.
JP 2003-17105 A JP-A-2005-32561 JP 7-320755 A JP 2006-164681 A

しかし、上述の従来の方法では、各セル内の温度はアノードよりカソードの方が高くなるが、各セル内の温度の絶対値をそろえることができない。すなわち、燃料電池スタックの積層方向にセル間で温度差が生じる。これは、燃料電池スタックのカソード側のエンドプレートのみを冷却するためである。上述の従来の方法を発電中に行った場合、各セルの電圧が大きく異なり、安定した発電ができないという問題がある。本発明は、燃料電池スタックの各セルのアノード及びカソードの温度を制御する技術を提供することを目的とする。   However, in the above-described conventional method, the temperature in each cell is higher in the cathode than in the anode, but the absolute value of the temperature in each cell cannot be made uniform. That is, a temperature difference occurs between cells in the stacking direction of the fuel cell stack. This is because only the end plate on the cathode side of the fuel cell stack is cooled. When the above-described conventional method is performed during power generation, there is a problem that the voltage of each cell is greatly different and stable power generation cannot be performed. An object of the present invention is to provide a technique for controlling the temperature of the anode and cathode of each cell of a fuel cell stack.

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、アノード及びカソードを有するセルを複数積層した燃料電池スタックであって、前記アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス流路と、前記カソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路と、前記燃料ガス流路を流れる燃料ガスを冷却する冷却媒体が流れるアノード冷却媒体流路と、前記酸化剤ガス流路を流れる酸化剤ガスを冷却する冷却媒体が流れるカソード冷却媒体流路と、を備える燃料電池スタックである。   The present invention employs the following means in order to solve the above-described problems. That is, the present invention is a fuel cell stack in which a plurality of cells having an anode and a cathode are stacked, the fuel gas flow path supplying fuel gas to the anode, and the oxidant gas flow supplying oxidant gas to the cathode. An anode cooling medium flow path through which a cooling medium that cools the fuel gas flowing through the fuel gas flow path flows, and a cathode cooling medium flow path through which the cooling medium that cools the oxidant gas flowing through the oxidant gas flow path. And a fuel cell stack.

本発明では、燃料ガス流路を流れる燃料ガスは、アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体により冷却され、酸化剤ガス流路を流れる酸化剤ガスは、カソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体により冷却される。そして、アノードには、アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体によって冷却される燃料ガスが供給され、カソードには、カソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体によって冷却される酸化剤ガスが供給される。したがって、カソード及びアノードを異なる冷却媒体流路を用いて冷却することが可能となる。   In the present invention, the fuel gas flowing through the fuel gas flow path is cooled by the cooling medium flowing through the anode cooling medium flow path, and the oxidant gas flowing through the oxidant gas flow path is cooled by the cooling medium flowing through the cathode cooling medium flow path. Is done. The anode is supplied with a fuel gas cooled by the cooling medium flowing through the anode cooling medium flow path, and the cathode is supplied with an oxidant gas cooled by the cooling medium flowing through the cathode cooling medium flow path. Therefore, the cathode and the anode can be cooled using different cooling medium flow paths.

また、上記燃料電池スタックは、前記各セルを挟持する挟持体を更に備え、前記挟持体の表裏面の一方に前記アノード冷却媒体流路が形成され、前記挟持体の表裏面の他方に前記カソード冷却媒体流路が形成され、前記アノード冷却媒体流路と前記カソード冷却媒体流路との間に、断熱部材又は空間を有するようにしてもよい。   The fuel cell stack further includes a sandwiching body for sandwiching each cell, wherein the anode cooling medium flow path is formed on one of the front and back surfaces of the sandwiching body, and the cathode is disposed on the other front and back surface of the sandwiching body. A cooling medium flow path may be formed, and a heat insulating member or a space may be provided between the anode cooling medium flow path and the cathode cooling medium flow path.

本発明では、アノード及びカソードを有するセルを挟持する挟持体は、各セルに配置されている。そして、挟持体の表裏面の一方にアノード冷却媒体流路が形成され、挟持体の表裏面の他方にカソード冷却媒体流路が形成されている。したがって、各セルのアノード及びカソードを異なる冷却媒体流路を用いて冷却することが可能となる。また、本発明では、アノード冷却媒体流路とカソード冷却媒体流路との間に、断熱部材又は空間を有することで、アノードに供給される燃料ガスを冷却する冷却媒体と、カソードに供給される酸化剤ガスを冷却する冷却媒体とを断熱することが可能となる。   In the present invention, a sandwiching body that sandwiches a cell having an anode and a cathode is disposed in each cell. Then, an anode cooling medium flow path is formed on one of the front and back surfaces of the sandwiching body, and a cathode cooling medium flow path is formed on the other of the front and back surfaces of the sandwiching body. Therefore, the anode and cathode of each cell can be cooled using different cooling medium flow paths. In the present invention, a heat insulating member or space is provided between the anode cooling medium flow path and the cathode cooling medium flow path, so that the cooling medium for cooling the fuel gas supplied to the anode is supplied to the cathode. It becomes possible to insulate the cooling medium that cools the oxidant gas.

また、本発明は、上記燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックのドライアップを検出する検出手段と、前記燃料電池スタックのドライアップが検出された場合、前記アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の温度が前記カソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の温度よりも低くなるように、前記アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の流量及び前記カソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の流量を制御する制御手段と、を備える燃料電池スタックシステムである。   The present invention also provides the fuel cell stack, detection means for detecting dry-up of the fuel cell stack, and cooling medium flowing through the anode coolant flow path when dry-up of the fuel cell stack is detected. Control for controlling the flow rate of the coolant flowing through the anode coolant flow path and the flow rate of the coolant flowing through the cathode coolant flow path so that the temperature is lower than the temperature of the coolant flowing through the cathode coolant flow path. And a fuel cell stack system.

本発明では、燃料電池スタックのドライアップが検出された場合、アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の流量及びカソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の流量を制御し、アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の温度を、カソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の温度よりも低くさせる。これにより、カソードに供給される酸化剤ガスの温度が、アノードに供給される燃料ガスの温度よりも高くなる。その結果、アノードからカソードへの逆拡散水の移動量が増大し、ドライアップを回避することが可能となる。   In the present invention, when dry-up of the fuel cell stack is detected, the flow rate of the coolant flowing through the anode coolant flow path and the flow rate of the coolant flowing through the cathode coolant flow path are controlled to flow through the anode coolant flow path. The temperature of the cooling medium is made lower than the temperature of the cooling medium flowing through the cathode cooling medium flow path. As a result, the temperature of the oxidant gas supplied to the cathode becomes higher than the temperature of the fuel gas supplied to the anode. As a result, the amount of reverse diffusion water transferred from the anode to the cathode increases, and it is possible to avoid dry-up.

また、本発明では、各セルにアノード冷却媒体流路及びカソード冷却媒体流路が配置されている。そのため、すべてのセルのアノードの温度を均一にすることができ、また、すべてのセルのカソードの温度を均一にすることができる。その結果、セル間における電圧に差が生じることを抑制することにより、安定した発電を確保しつつ、ドライアップを回避することが可能となる。   In the present invention, the anode cooling medium flow path and the cathode cooling medium flow path are arranged in each cell. Therefore, the temperature of the anode of all the cells can be made uniform, and the temperature of the cathode of all the cells can be made uniform. As a result, by suppressing the difference in voltage between cells, it is possible to avoid dry-up while ensuring stable power generation.

また、本発明は、上記燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックのアノード側のフラッディングを検出する検出手段と、前記燃料電池スタックのアノード側のフラッディングが検出された場合、前記アノード冷却流路を流れる冷却媒体の温度が前記カソード冷却流路を流れる冷却媒体の温度よりも高くなるように、前記アノード冷却流路を流れる冷却媒体の流量及び前記カソード冷却流路を流れる冷却媒体の流量を制御する制御手段と、を備える燃料電池システムである。   The present invention also provides the fuel cell stack, detection means for detecting flooding on the anode side of the fuel cell stack, and flow in the anode cooling flow path when flooding on the anode side of the fuel cell stack is detected. Control for controlling the flow rate of the cooling medium flowing through the anode cooling channel and the flow rate of the cooling medium flowing through the cathode cooling channel so that the temperature of the cooling medium becomes higher than the temperature of the cooling medium flowing through the cathode cooling channel. And a fuel cell system.

本発明では、燃料電池スタックのアノード側のフラッディングが検出された場合、アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の流量及びカソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の流量を制御し、アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の温度を、カソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の温度よりも高くさせる。これにより、アノードに供給される燃料ガスの温度が、カソードに供給される酸化剤ガスの温度よりも高くなる。その結果、アノードからカソードへの逆拡散水の移動量が減少し、フラッディングを回避することが可能となる。   In the present invention, when flooding on the anode side of the fuel cell stack is detected, the flow rate of the cooling medium flowing through the anode cooling medium flow path and the flow rate of the cooling medium flowing through the cathode cooling medium flow path are controlled, and the anode cooling medium flow path is controlled. The temperature of the cooling medium flowing through is made higher than the temperature of the cooling medium flowing through the cathode cooling medium flow path. As a result, the temperature of the fuel gas supplied to the anode becomes higher than the temperature of the oxidant gas supplied to the cathode. As a result, the amount of reverse diffusion water transferred from the anode to the cathode is reduced, and flooding can be avoided.

また、本発明では、各セルにアノード冷却媒体流路及びカソード冷却媒体流路が配置さ
れている。そのため、すべてのセルのアノードの温度を均一にすることができ、また、すべてのセルのカソードの温度を均一にすることができる。その結果、セル間における電圧に差が生じることを抑制することにより、安定した発電を確保しつつ、フラッディングを回避することが可能となる。 In the present invention, the anode cooling medium flow path and the cathode cooling medium flow path are arranged in each cell. Therefore, the temperature of the anode of all the cells can be made uniform, and the temperature of the cathode of all the cells can be made uniform. As a result, by suppressing the difference in voltage between cells, it is possible to avoid flooding while ensuring stable power generation.

本発明によれば、燃料電池スタックの各セルのアノード及びカソードの温度を制御することができる。   According to the present invention, the temperature of the anode and cathode of each cell of the fuel cell stack can be controlled.

以下、図面を参照して本発明の実施をするための最良の形態（以下、実施形態という）に係る燃料電池システムについて説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。   Hereinafter, a fuel cell system according to the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.

〈第１実施形態〉
本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムを図１及び図２の図面に基いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムの説明図である。図１において、燃料電池システムは、燃料電池スタック１と、冷却ファン２を備えたラジエータ３と、燃料電池スタック１内とラジエータ３内との間で冷却液（冷却水）を循環させる冷却液流路４と、冷却液流路４に設けられた冷却液ポンプ５と、ＥＣＵ（電子制御ユニット）６とを有する。さらに、燃料電池システムは、冷却液流路４と連通する流路であって、冷却液をラジエータ３に経由させずに、燃料電池スタック１との間で冷却液を循環させるバイパス流路７を有している。また、図１では、燃料電池システムのうち、ガスの供給や排出に関する構成は記載を省略し、冷却液の循環に関する構成部分のみを示している。 <First Embodiment>
A fuel cell system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an explanatory diagram of a fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the fuel cell system includes a fuel cell stack 1, a radiator 3 having a cooling fan 2, and a coolant flow that circulates coolant (cooling water) between the fuel cell stack 1 and the radiator 3. A passage 4, a coolant pump 5 provided in the coolant passage 4, and an ECU (electronic control unit) 6 are included. Further, the fuel cell system has a flow path that communicates with the coolant flow path 4 and includes a bypass flow path 7 that circulates the coolant between the fuel cell stack 1 without passing the coolant through the radiator 3. Have. In FIG. 1, in the fuel cell system, the configuration related to the supply and discharge of gas is omitted, and only the configuration related to the circulation of the coolant is shown.

燃料電池スタック１は、複数のセルが積層されて構成されている。図２に示すように、燃料電池スタック１内の各セルは、ＭＥＧＡ（Membrane Electrode Gasket Assembly）２０と、ＭＥＧＡ２０を挟むように配置された多孔体２１Ａ（本発明の燃料ガス流路に相当）及び多孔体２１Ｂ（本発明の酸化剤ガス流路に相当）と、多孔体２１Ａ及び多孔体２１Ｂを挟むように配置された一対のセパレータ２２とから構成されている。ＭＥＧＡ２０は、電解質膜と、その電解質膜を挟むように形成された２つの触媒層（アノード及びカソード）と、その２つの触媒層を挟むように形成された一対のガス拡散層とから構成されている。また、ＭＥＧＡに代えて、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）を用いることも
可能である。 The fuel cell stack 1 is configured by stacking a plurality of cells. As shown in FIG. 2, each cell in the fuel cell stack 1 includes a MEGA (Membrane Electrode Gasket Assembly) 20, a porous body 21 </ b> A (corresponding to the fuel gas flow path of the present invention) disposed so as to sandwich the MEGA 20, and It comprises a porous body 21B (corresponding to the oxidant gas flow path of the present invention) and a pair of separators 22 arranged so as to sandwich the porous body 21A and the porous body 21B. The MEGA 20 includes an electrolyte membrane, two catalyst layers (anode and cathode) formed so as to sandwich the electrolyte membrane, and a pair of gas diffusion layers formed so as to sandwich the two catalyst layers. Yes. Further, instead of MEGA, MEA (Membrane Electrode Assembly) can be used.

多孔体２１Ａ及び多孔体２１Ｂは、小さい穴が空いた金属材料からなり、多孔体２１Ａの内部を水素（本発明の燃料ガスに相当）が流れ、多孔体２１Ｂの内部を空気（本発明の酸化剤ガスに相当）が流れる。多孔体２１Ａの内部を流れる水素は、水素タンク（図示せず）から供給される。多孔体２１Ｂの内部を流れる空気は、エアーコンプレッサ（図示せず）から供給される。また、多孔体２１Ａ及びセパレータ２２に代えて、水素が流れる流路を備えたセパレータを用いることも可能であり、多孔体２１Ｂ及びセパレータ２２に代えて、空気が流れる流路を備えたセパレータを用いることも可能である。   The porous body 21A and the porous body 21B are made of a metal material having small holes, hydrogen (corresponding to the fuel gas of the present invention) flows through the porous body 21A, and air (the oxidation of the present invention) flows inside the porous body 21B. Equivalent to the agent gas). Hydrogen flowing inside the porous body 21A is supplied from a hydrogen tank (not shown). The air flowing inside the porous body 21B is supplied from an air compressor (not shown). Moreover, it is also possible to use the separator provided with the flow path through which hydrogen flows instead of the porous body 21A and the separator 22, and use the separator provided with the flow path through which air flows instead of the porous body 21B and the separator 22. It is also possible.

燃料電池スタック１のアノードには、多孔体２１Ａから水素が供給される。また、燃料電池スタック１のカソードには、多孔体２１Ｂから空気が供給される。   Hydrogen is supplied to the anode of the fuel cell stack 1 from the porous body 21A. Air is supplied from the porous body 21 </ b> B to the cathode of the fuel cell stack 1.

燃料電池スタック１では、水素と空気に含まれる酸素との間で電気化学反応が起こり、電気エネルギーが発生する。また、燃料電池スタック１のカソードでは、水素から生成した水素イオンと酸素とが結合することにより水が生成される。   In the fuel cell stack 1, an electrochemical reaction occurs between hydrogen and oxygen contained in the air, and electric energy is generated. Further, at the cathode of the fuel cell stack 1, water is generated by combining hydrogen ions generated from hydrogen and oxygen.

セパレータ２２の外側に設けられた成型板２３（本発明の挟持体に相当）には、アノード冷却液流路２４及びカソード冷却液流路２５が形成されている。図２に示すアノード冷却液流路２４及びカソード冷却液流路２５の数は例示であって、成型板２３には、アノード冷却液流路２４及びカソード冷却液流路２５を任意の数で形成することができる。アノード冷却液流路２４には、多孔体２１Ａを流れる水素を冷却する冷却液が流れる。カソード冷却液流路２５には、多孔体２１Ｂを流れる空気を冷却する冷却液が流れる。   An anode coolant flow channel 24 and a cathode coolant flow channel 25 are formed on a molding plate 23 (corresponding to the sandwiching body of the present invention) provided outside the separator 22. The numbers of the anode coolant channel 24 and the cathode coolant channel 25 shown in FIG. 2 are merely examples, and the anode 23 and the cathode coolant channels 25 are formed in an arbitrary number on the molding plate 23. can do. A coolant for cooling hydrogen flowing through the porous body 21A flows through the anode coolant channel 24. In the cathode coolant channel 25, a coolant that cools the air flowing through the porous body 21B flows.

成型板２３は、各セルに設けることができる。そのため、アノード冷却液流路２４を流れる冷却液は、各セルの多孔体２１Ａを流れる水素を冷却することができ、カソード冷却液流路２５を流れる冷却液は、各セルの多孔体２１Ｂを流れる空気を冷却することができる。   The molding plate 23 can be provided in each cell. Therefore, the coolant flowing through the anode coolant channel 24 can cool the hydrogen flowing through the porous body 21A of each cell, and the coolant flowing through the cathode coolant channel 25 flows through the porous body 21B of each cell. The air can be cooled.

図１の説明に戻る。燃料電池スタック１には、冷却液流路４を介してラジエータ３が接続されている。冷却液流路４には、燃料電池スタック１とラジエータ３との間に、冷却液ポンプ５が設けられている。冷却液ポンプ５を駆動させることにより、冷却液が燃料電池スタック１内、冷却液流路４内、ラジエータ３内を循環する。冷却液ポンプ５の駆動は、冷却液ポンプ５と電気的に接続されたＥＣＵ６からの制御信号により制御される。   Returning to the description of FIG. A radiator 3 is connected to the fuel cell stack 1 via a coolant flow path 4. A coolant pump 5 is provided in the coolant channel 4 between the fuel cell stack 1 and the radiator 3. By driving the coolant pump 5, the coolant circulates in the fuel cell stack 1, the coolant channel 4, and the radiator 3. The driving of the coolant pump 5 is controlled by a control signal from the ECU 6 electrically connected to the coolant pump 5.

冷却液は、燃料電池スタック１に供給され、燃料電池スタック１内で熱交換することによって昇温する。ラジエータ３は、冷却液流路４を介して供給された冷却液を降温させる。ラジエータ３は、冷却液が流れる流路を内部に備え、外気が通過可能となっている。通過する外気とラジエータ３内の流路を流れる冷却液との間で熱交換可能となっている。ラジエータ３は、冷却ファン２を備えている。冷却ファン２を駆動することによって生じる冷却風は、ラジエータ３内の流路を流れる冷却液を冷却する。   The coolant is supplied to the fuel cell stack 1 and is heated by exchanging heat in the fuel cell stack 1. The radiator 3 lowers the temperature of the coolant supplied via the coolant flow path 4. The radiator 3 is provided with a flow path through which a coolant flows so that outside air can pass therethrough. Heat exchange is possible between the passing outside air and the coolant flowing through the flow path in the radiator 3. The radiator 3 includes a cooling fan 2. The cooling air generated by driving the cooling fan 2 cools the cooling liquid flowing through the flow path in the radiator 3.

冷却液流路４は、燃料電池スタック１の上流側において、冷却液ポンプ５と燃料電池スタック１との間で分岐して燃料電池スタック１に接続され、燃料電池スタック１の下流側で合流している。冷却液流路４が分岐する分岐点には、分岐した冷却液流路４を流れる冷却液の流量割合を弁開度に応じて調整するアノード・カソード切り換え弁８が設けられている。この調整は、アノード・カソード切り換え弁８と電気的に接続されたＥＣＵ６からの制御信号により制御される。   The coolant flow path 4 is branched between the coolant pump 5 and the fuel cell stack 1 on the upstream side of the fuel cell stack 1, connected to the fuel cell stack 1, and merged on the downstream side of the fuel cell stack 1. ing. An anode / cathode switching valve 8 that adjusts the flow rate of the coolant flowing through the branched coolant flow path 4 according to the valve opening is provided at the branch point where the coolant flow path 4 branches. This adjustment is controlled by a control signal from the ECU 6 electrically connected to the anode / cathode switching valve 8.

ここで、燃料電池スタック１の上流側で冷却液流路４から分岐し、燃料電池スタック１内のアノード冷却液流路２４と連通するものをアノード入口冷却液流路９といい、燃料電池スタック１内のカソード冷却液流路２５と連通するものをカソード入口冷却液流路１０という。   Here, what is branched from the coolant flow path 4 on the upstream side of the fuel cell stack 1 and communicates with the anode coolant flow path 24 in the fuel cell stack 1 is called an anode inlet coolant flow path 9. The one that communicates with the cathode coolant channel 25 in 1 is called the cathode inlet coolant channel 10.

また、燃料電池スタック１の下流側で冷却液流路４と合流し、燃料電池スタック１内のアノード冷却液流路２４と連通するものをアノード出口冷却液流路１１といい、燃料電池スタック１内のカソード冷却液流路２５と連通するものをカソード出口冷却液流路１２という。   Also, the one that merges with the coolant flow path 4 on the downstream side of the fuel cell stack 1 and communicates with the anode coolant flow path 24 in the fuel cell stack 1 is called the anode outlet coolant flow path 11. The one that communicates with the cathode coolant channel 25 is called the cathode outlet coolant channel 12.

アノード・カソード切り換え弁８は、アノード入口冷却液流路９及びカソード入口冷却液流路１０を流れる冷却液の流量割合を弁開度に応じて調整する。この調整は、アノード・カソード切り換え弁８と電気的に接続されたＥＣＵ６からの制御信号により制御される。   The anode / cathode switching valve 8 adjusts the flow rate ratio of the coolant flowing through the anode inlet coolant channel 9 and the cathode inlet coolant channel 10 according to the valve opening. This adjustment is controlled by a control signal from the ECU 6 electrically connected to the anode / cathode switching valve 8.

アノード出口冷却液流路１１には、アノード温度センサ１３が設けられている。アノード温度センサ１３は、アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度を測定する。また、カソード出口冷却液流路１２には、カソード温度センサ１４が設けられている。カソ
ード温度センサ１４は、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度を測定する。 An anode temperature sensor 13 is provided in the anode outlet coolant channel 11. The anode temperature sensor 13 measures the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11. A cathode temperature sensor 14 is provided in the cathode outlet coolant flow path 12. The cathode temperature sensor 14 measures the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12.

また、冷却液流路４には、燃料電池スタック１とラジエータ３との間に、バイパス流路７が設けられている。バイパス流路７は、冷却液流路４から分岐して、ラジエータ３を経由せずに、冷却液を燃料電池システム内で循環させるための流路である。   The coolant channel 4 is provided with a bypass channel 7 between the fuel cell stack 1 and the radiator 3. The bypass channel 7 is a channel for branching from the coolant channel 4 and circulating the coolant in the fuel cell system without passing through the radiator 3.

さらに、冷却液流路４とバイパス流路７とが接続されている箇所には、ラジエータバイパス三方弁１５が設けられている。ラジエータバイパス三方弁１５を切り換えることにより、冷却液がラジエータ３を経由して燃料電池システムを循環する経路と、冷却液がラジエータ３を経由せずに燃料電池システムを循環する経路とを切り換えることができる。また、ラジエータバイパス三方弁１５の開度を調整することにより、ラジエータ３を経由する冷却液流量と、ラジエータ３を経由しない冷却液流量とを制御することもできる。このラジエータバイパス三方弁１５の切り替え及び開度は、ラジエータバイパス三方弁１５と電気的に接続されたＥＣＵ６からの制御信号により制御される。   Further, a radiator bypass three-way valve 15 is provided at a location where the coolant flow path 4 and the bypass flow path 7 are connected. By switching the radiator bypass three-way valve 15, the path through which the coolant circulates through the fuel cell system via the radiator 3 and the path through which the coolant circulates through the fuel cell system without passing through the radiator 3 can be switched. it can. Further, by adjusting the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15, it is possible to control the coolant flow rate passing through the radiator 3 and the coolant flow rate not passing through the radiator 3. The switching and opening of the radiator bypass three-way valve 15 are controlled by a control signal from the ECU 6 electrically connected to the radiator bypass three-way valve 15.

ＥＣＵ６は、内部にＣＰＵやＲＯＭ等を備えており、ＣＰＵはＲＯＭに記録される制御プログラムに従って各種の処理を実行する。ＥＣＵ６は、冷却液ポンプ５、アノード・カソード切り替え弁８、アノード温度センサ１３、カソード温度センサ１４及びラジエータバイパス三方弁１５とそれぞれ電気的に接続されている。ＥＣＵ６は、アノード温度センサ１３及びカソード温度センサ１４が測定した冷却液の温度のデータを取得する。ＥＣＵ６は、冷却液ポンプ５、アノード・カソード切り替え弁８及びラジエータバイパス三方弁１５の駆動を制御する。   The ECU 6 includes a CPU, a ROM, and the like inside, and the CPU executes various processes according to a control program recorded in the ROM. The ECU 6 is electrically connected to the coolant pump 5, the anode / cathode switching valve 8, the anode temperature sensor 13, the cathode temperature sensor 14, and the radiator bypass three-way valve 15. The ECU 6 acquires the temperature data of the coolant measured by the anode temperature sensor 13 and the cathode temperature sensor 14. The ECU 6 controls driving of the coolant pump 5, the anode / cathode switching valve 8, and the radiator bypass three-way valve 15.

図３は、ＥＣＵ６における第１の処理のフローチャートである。この処理は、ＣＰＵで実行される制御プログラムによって実行される。また、この処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。ここで、所定時間は、工場出荷時に設定される値、車両を販売する販売店にて設定される値、あるいは、ユーザ設定値等である。   FIG. 3 is a flowchart of the first process in the ECU 6. This process is executed by a control program executed by the CPU. This process is repeatedly executed at predetermined time intervals. Here, the predetermined time is a value set at the time of factory shipment, a value set at a store that sells the vehicle, a user set value, or the like.

この処理では、ＥＣＵ６は、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップであるかの判定を行う（Ｓ３０１）。例えば、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップであるかは、冷却液の温度、燃料電池スタック１内の電極間（触媒層間）のインピーダンス、燃料電池スタック１の出力電流に基づき判定する。   In this process, the ECU 6 determines whether the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is dry up (S301). For example, whether the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is dry up is determined based on the temperature of the coolant, the impedance between the electrodes in the fuel cell stack 1 (catalyst layer), and the output current of the fuel cell stack 1.

第一の処理例として、ＥＣＵ６は、アノード温度センサ１３又はカソード温度センサ１４が測定した冷却液の温度のデータを取得し、その取得した温度のデータから燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップであるかを判定する。冷却液の温度が高い場合に、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップの状態である可能性が高い。したがって、ＥＣＵ６は、冷却液の温度が所定値以上であるか否かを判定し、冷却液の温度が所定値以上である場合、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップであると判定してもよい。この所定値は、実験又はシミュレーションで求めておき、ＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。   As a first processing example, the ECU 6 acquires coolant temperature data measured by the anode temperature sensor 13 or the cathode temperature sensor 14, and the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is dry-up from the acquired temperature data. Determine if there is. When the temperature of the coolant is high, there is a high possibility that the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is in a dry-up state. Therefore, the ECU 6 determines whether or not the coolant temperature is equal to or higher than a predetermined value. If the coolant temperature is equal to or higher than the predetermined value, the ECU 6 determines that the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is dry-up. Also good. This predetermined value is obtained by experiment or simulation and stored in a memory provided in the ECU 6.

第二の処理例として、ＥＣＵ６は、不図示のセンサが測定した燃料電池スタック１内の電極間のインピーダンスのデータを取得し、その取得した燃料電池スタック１内の電極間のインピーダンスのデータから燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップであるかを判定する。燃料電池スタック１内の電極間のインピーダンスが高い場合に、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップの状態である可能性が高い。したがって、ＥＣＵ６は、インピーダンスの値が所定値以上であるか否かを判定し、インピーダンスの値が所定値以上である場合、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップであると判定してもよい。この所定値は、実験又はシミュレーションで求めておき、ＥＣＵ６が
備えるメモリに記憶しておく。 As a second processing example, the ECU 6 acquires impedance data between electrodes in the fuel cell stack 1 measured by a sensor (not shown), and uses the acquired impedance data between electrodes in the fuel cell stack 1 as a fuel. It is determined whether the MEGA 20 in the battery stack 1 is dry up. When the impedance between the electrodes in the fuel cell stack 1 is high, there is a high possibility that the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is in a dry-up state. Therefore, the ECU 6 may determine whether or not the impedance value is equal to or greater than a predetermined value. If the impedance value is equal to or greater than the predetermined value, the ECU 6 may determine that the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is dry-up. . This predetermined value is obtained by experiment or simulation and stored in a memory provided in the ECU 6.

第三の処理例として、ＥＣＵ６は、不図示のセンサが測定した燃料電池スタック１の出力電流のデータを取得し、その取得した燃料電池スタック１の出力電流のデータから燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップであるかを判定する。燃料電池スタック１の出力電流が低い場合に、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップの状態である可能性が高い。したがって、ＥＣＵ６は、燃料電池スタック１の出力電流の値が所定値以下であるか否かを判定し、燃料電池スタック１の出力電流の値が所定値以下である場合、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップであると判定してもよい。この所定値は、実験又はシミュレーションで求めておき、ＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。   As a third processing example, the ECU 6 acquires the output current data of the fuel cell stack 1 measured by a sensor (not shown), and the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 from the acquired output current data of the fuel cell stack 1. Determine if is dry up. When the output current of the fuel cell stack 1 is low, there is a high possibility that the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is in a dry-up state. Therefore, the ECU 6 determines whether or not the value of the output current of the fuel cell stack 1 is equal to or less than a predetermined value. If the value of the output current of the fuel cell stack 1 is equal to or less than the predetermined value, the ECU 6 The MEGA 20 may be determined to be dry up. This predetermined value is obtained by experiment or simulation and stored in a memory provided in the ECU 6.

燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップである場合（Ｓ３０１の処理で肯定の場合）、ＥＣＵ６は、アノード出口目標温度Ｄａを、カソード出口目標温度Ｄｃ−所定温度αに設定する（Ｓ３０２）。   When the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is dry-up (when the result of S301 is affirmative), the ECU 6 sets the anode outlet target temperature Da to the cathode outlet target temperature Dc−the predetermined temperature α (S302).

燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップである場合、カソードからアノードへの逆拡散水の移動量が不足するが、アノードの温度が、カソードの温度よりも低くなる場合、逆拡散水の移動量が増大する。   When the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is dry-up, the amount of movement of the reverse diffusion water from the cathode to the anode is insufficient, but when the temperature of the anode is lower than the temperature of the cathode, the amount of movement of the reverse diffusion water Will increase.

そこで、アノードの温度を、カソードの温度より低くすることにより、カソードからアノードへの逆拡散水の移動量を増大させて燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０のドライアップを回避する。具体的には、アノードに供給される空気を冷却する冷却液の温度を、カソードに供給される水素を冷却する冷却液の温度より所定温度α低くすることにより、カソードからアノードへの逆拡散水の移動量を増大させて燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０のドライアップを回避する。   Therefore, by making the anode temperature lower than the cathode temperature, the amount of reverse diffusion water transferred from the cathode to the anode is increased to avoid dry-up of the MEGA 20 in the fuel cell stack 1. Specifically, the temperature of the cooling liquid for cooling the air supplied to the anode is set to a predetermined temperature α lower than the temperature of the cooling liquid for cooling the hydrogen supplied to the cathode, so that the reverse diffusion water from the cathode to the anode is obtained. Is increased to avoid dry-up of the MEGA 20 in the fuel cell stack 1.

アノード出口目標温度Ｄａは、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０のドライアップを回避するために、アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度を調整するための目標となる温度である。カソード出口目標温度Ｄｃは、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０のドライアップを回避するために、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度を調整するための目標となる温度である。所定温度αは、アノード出口目標温度Ｄａとカソード出口目標温度Ｄｃとの差である。   The anode outlet target temperature Da is a target temperature for adjusting the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 in order to avoid dry-up of the MEGA 20 in the fuel cell stack 1. The cathode outlet target temperature Dc is a target temperature for adjusting the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12 in order to avoid dry-up of the MEGA 20 in the fuel cell stack 1. The predetermined temperature α is a difference between the anode outlet target temperature Da and the cathode outlet target temperature Dc.

例えば、アノード出口目標温度Ｄａ、カソード出口目標温度Ｄｃ及び所定温度αは、実験又はシミュレーションにより予め求めておく。アノード出口目標温度Ｄａ、カソード出口目標温度Ｄｃ及び所定温度αと、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０のドライアップとの関係を、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。そして、ＥＣＵ６は、アノード出口目標温度Ｄａ、カソード出口目標温度Ｄｃ及び所定温度αをマップから算出する。   For example, the anode outlet target temperature Da, the cathode outlet target temperature Dc, and the predetermined temperature α are obtained in advance through experiments or simulations. The relationship between the anode outlet target temperature Da, the cathode outlet target temperature Dc, the predetermined temperature α, and the dry-up of the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is stored as a map in a memory provided in the ECU 6. Then, the ECU 6 calculates the anode outlet target temperature Da, the cathode outlet target temperature Dc, and the predetermined temperature α from the map.

次に、ＥＣＵ６は、アノード温度センサ１３によって測定された冷却液の温度Ｔａが、カソード温度センサ１４によって測定された冷却液の温度Ｔｃより所定温度α低くなるように、アノード・カソード切り替え弁８の開度をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する（Ｓ３０３）。すなわち、ＥＣＵ６は、温度Ｔａ＝温度Ｔｃ−所定温度αになるように、アノード・カソード切り替え弁８の開度をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する。   Next, the ECU 6 controls the anode / cathode switching valve 8 so that the coolant temperature Ta measured by the anode temperature sensor 13 is lower than the coolant temperature Tc measured by the cathode temperature sensor 14 by a predetermined temperature α. The opening degree is feedback (F / B) controlled (S303). That is, the ECU 6 performs feedback (F / B) control of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 so that the temperature Ta = temperature Tc−predetermined temperature α.

以下に、Ｓ３０３の処理におけるアノード・カソード切り替え弁８の開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御について詳細に説明する。   Hereinafter, feedback (F / B) control of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 in the process of S303 will be described in detail.

アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度と、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度との差を温度Ｔｄとしたとき、この温度Ｔｄとアノード・カソード切り替え弁８の開度との対応関係を、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。このマップは、温度Ｔｄとアノード・カソード切り替え弁８の開度との対応関係を段階的に示したものである。   When the temperature Td is the difference between the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 and the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12, the temperature Td and the anode / cathode switching valve 8 are opened. The correspondence relationship with the degree is stored in a memory provided in the ECU 6 as a map. This map shows the correspondence between the temperature Td and the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 in a stepwise manner.

ＥＣＵ６は、所定温度αと同じ値（あるいは近似値）である温度Ｔｄに対応するアノード・カソード切り替え弁８の開度をマップから算出する。ＥＣＵ６は、算出したアノード・カソード切り替え弁８の開度となるように、アノード・カソード切り替え弁８を制御する。ＥＣＵ６は、アノード・カソード切り替え弁８の開度制御後、温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータを取得する。   The ECU 6 calculates the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 corresponding to the temperature Td which is the same value (or approximate value) as the predetermined temperature α from the map. The ECU 6 controls the anode / cathode switching valve 8 so that the calculated opening degree of the anode / cathode switching valve 8 is obtained. The ECU 6 acquires temperature Ta data and temperature Tc data after controlling the opening degree of the anode / cathode switching valve 8.

ＥＣＵ６は、アノード・カソード切り替え弁８の開度制御後に取得した温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータに基づいて、温度Ｔａと温度Ｔｃとの差が、所定温度αと同じ値（あるいは近似値）になっているかを判定する。ＥＣＵ６は、温度Ｔａと温度Ｔｃとの差が、所定温度αと同じ値（あるいは近似値）になっていない場合、アノード・カソード切り替え弁８の開度を補正する。温度Ｔａと温度Ｔｃとの差が、所定温度αと同じ値（あるいは近似値）となるまで、ＥＣＵ６は、温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータの取得や判定、アノード・カソード切り替え弁８の開度の補正を繰り返す。   The ECU 6 determines that the difference between the temperature Ta and the temperature Tc is the same value (or approximate value) as the predetermined temperature α based on the temperature Ta data and the temperature Tc data acquired after the opening degree control of the anode / cathode switching valve 8. It is determined whether or not. The ECU 6 corrects the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 when the difference between the temperature Ta and the temperature Tc is not the same value (or approximate value) as the predetermined temperature α. Until the difference between the temperature Ta and the temperature Tc reaches the same value (or approximate value) as the predetermined temperature α, the ECU 6 acquires and determines the data of the temperature Ta and the data of the temperature Tc, and opens the anode / cathode switching valve 8. Repeat degree correction.

次に、ＥＣＵ６は、温度Ｔａが、アノード出口目標温度Ｄａと同じ値（あるいは近似値）となるように、ラジエータバイパス三方弁１５の開度をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する（Ｓ３０４）。   Next, the ECU 6 performs feedback (F / B) control of the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 so that the temperature Ta becomes the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Da (S304).

以下に、Ｓ３０４の処理におけるラジエータバイパス三方弁１５の開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御について詳細に説明する。   Hereinafter, feedback (F / B) control of the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 in the process of S304 will be described in detail.

アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度とラジエータバイパス三方弁１５の開度との対応関係を、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。このマップは、アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度とラジエータバイパス三方弁１５の開度との対応関係を段階的に示したものである。   The correspondence relationship between the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 and the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 is stored as a map in a memory included in the ECU 6. This map shows the correspondence between the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 and the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 in a stepwise manner.

ＥＣＵ６は、アノード出口目標温度Ｄａと同じ値（あるいは近似値）であるアノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度に対応するラジエータバイパス三方弁１５の開度をマップから算出する。ＥＣＵ６は、算出したラジエータバイパス三方弁１５の開度となるように、ラジエータバイパス三方弁１５を制御する。ＥＣＵ６は、ラジエータバイパス三方弁１５の開度制御後、温度Ｔａのデータを取得する。   The ECU 6 calculates, from the map, the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 corresponding to the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 that is the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Da. The ECU 6 controls the radiator bypass three-way valve 15 so that the calculated opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 is obtained. The ECU 6 acquires data of the temperature Ta after controlling the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15.

ＥＣＵ６は、ラジエータバイパス三方弁１５の開度制御後に取得した温度Ｔａのデータに基づいて、温度Ｔａがアノード出口目標温度Ｄａと同じ値（あるいは近似値）になっているかを判定する。   The ECU 6 determines whether the temperature Ta has the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Da based on the data of the temperature Ta acquired after the opening degree control of the radiator bypass three-way valve 15.

ＥＣＵ６は、温度Ｔａがアノード出口目標温度Ｄａと同じ値（あるいは近似値）になっていない場合、ラジエータバイパス三方弁１５の開度を補正する。温度Ｔａがアノード出口目標温度Ｄａと同じ値（あるいは近似値）となるまで、ＥＣＵ６は、温度Ｔａのデータの取得や判定、ラジエータバイパス三方弁１５の開度の補正を繰り返す。   The ECU 6 corrects the opening of the radiator bypass three-way valve 15 when the temperature Ta is not the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Da. Until the temperature Ta reaches the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Da, the ECU 6 repeats acquisition and determination of temperature Ta data and correction of the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15.

一方、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップでない場合（Ｓ３０１の処理で否定の場合）、ＥＣＵ６は、アノード出口目標温度Ｄａを、カソード出口目標温度Ｄｃと同じ値となるように設定する（Ｓ３０５）。   On the other hand, when the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is not dry-up (No in S301), the ECU 6 sets the anode outlet target temperature Da to be the same value as the cathode outlet target temperature Dc (S305). ).

次に、ＥＣＵ６は、温度Ｔａ＝温度Ｔｃになるように、アノード・カソード切り替え弁８の開度をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する（Ｓ３０６）。すなわち、ＥＣＵ６は、温度Ｔａが、温度Ｔｃと同じ値（あるいは近似値）となるように、アノード・カソード切り替え弁８の開度を制御する。   Next, the ECU 6 performs feedback (F / B) control of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 so that the temperature Ta = temperature Tc (S306). That is, the ECU 6 controls the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 so that the temperature Ta becomes the same value (or approximate value) as the temperature Tc.

以下に、Ｓ３０６の処理におけるアノード・カソード切り替え弁８の開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御について詳細に説明する。   Hereinafter, feedback (F / B) control of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 in the process of S306 will be described in detail.

アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度と、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度と、アノード・カソード切り替え弁８の開度との対応関係を、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。このマップは、アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度と、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度と、アノード・カソード切り替え弁８の開度との対応関係を段階的に示したものである。   The ECU 6 maps the correspondence relationship between the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11, the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12, and the opening of the anode / cathode switching valve 8 into a map. Store in the memory provided. This map shows a stepwise relationship between the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11, the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12, and the opening degree of the anode / cathode switching valve 8. It is shown in.

ＥＣＵ６は、アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度と、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度とが、同じ値（あるいは近似値）である場合のアノード・カソード切り替え弁８の開度をマップから算出する。ＥＣＵ６は、算出したアノード・カソード切り替え弁８の開度となるように、アノード・カソード切り替え弁８を制御する。ＥＣＵ６は、アノード・カソード切り替え弁８の開度制御後、温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータを取得する。   The ECU 6 switches the anode / cathode switching valve when the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 and the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12 have the same value (or approximate value). The opening degree of 8 is calculated from the map. The ECU 6 controls the anode / cathode switching valve 8 so that the calculated opening degree of the anode / cathode switching valve 8 is obtained. The ECU 6 acquires temperature Ta data and temperature Tc data after controlling the opening degree of the anode / cathode switching valve 8.

ＥＣＵ６は、温度Ｔａと温度Ｔｃとが、同じ値（あるいは近似値）になっているかを判定する。ＥＣＵ６は、温度Ｔａと温度Ｔｃとが、同じ値（あるいは近似値）になっていない場合、アノード・カソード切り替え弁８の開度を補正する。温度Ｔａと温度Ｔｃとが、同じ値（あるいは近似値）となるまで、ＥＣＵ６は、温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータの取得や判定、アノード・カソード切り替え弁８の開度の補正を繰り返す。   The ECU 6 determines whether the temperature Ta and the temperature Tc have the same value (or approximate value). The ECU 6 corrects the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 when the temperature Ta and the temperature Tc are not the same value (or approximate value). Until the temperature Ta and the temperature Tc become the same value (or approximate value), the ECU 6 repeats the acquisition and determination of the data of the temperature Ta and the data of the temperature Tc and the correction of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8.

上記処理によれば、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップしている場合、アノードに供給される水素を冷却する冷却液の流量及びカソードに供給される空気を冷却する冷却液の流量を制御する。そして、アノードの温度とカソードの温度との間に温度差を設けることにより、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０のドライアップを回避することが可能となる。   According to the above processing, when the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is dry-up, the flow rate of the coolant that cools the hydrogen supplied to the anode and the flow rate of the coolant that cools the air supplied to the cathode are controlled. To do. By providing a temperature difference between the anode temperature and the cathode temperature, it is possible to avoid dry-up of the MEGA 20 in the fuel cell stack 1.

アノードに供給される水素を冷却する冷却液の温度とカソードに供給される空気を冷却する冷却液の温度との間に、常に温度差を設けることは、温度差による劣化への影響を考えると好ましくない。そこで、本実施形態では、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップである場合にのみ、アノードに供給される水素を冷却する冷却液の温度が、カソードに供給される空気を冷却する冷却液の温度より低くなるように制御する。そして、カソードからアノードへの逆拡散水の移動量を増加させ、ドライアップから復帰させることにより、電流・電圧性能の低下を抑制することができる。その結果、所望の発電電力を得ることができる。   Considering the influence on the deterioration due to the temperature difference, always providing a temperature difference between the temperature of the coolant that cools the hydrogen supplied to the anode and the temperature of the coolant that cools the air supplied to the cathode. It is not preferable. Therefore, in the present embodiment, only when the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is dry-up, the temperature of the coolant that cools the hydrogen supplied to the anode is equal to the temperature of the coolant that cools the air supplied to the cathode. Control to lower than temperature. And the fall of electric current and voltage performance can be suppressed by increasing the movement amount of the back diffusion water from a cathode to an anode, and making it return from dry-up. As a result, desired generated power can be obtained.

本実施形態では、燃料電池スタック１内の各セルにアノード冷却液流路２４が設けられているため、燃料電池スタック１内のすべてのセルのアノードの温度を均一にすることができる。また、本実施形態では、燃料電池スタック１内の各セルにカソード冷却液流路２５が設けられているため、燃料電池スタック１内のすべてのセルのカソードの温度を均一にすることができる。その結果、セル間において電圧に差が生じることを抑制することができ、燃料電池スタック１の安定した発電を確保しつつ、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０のドライアップを回避することが可能となる。   In this embodiment, since the anode coolant flow path 24 is provided in each cell in the fuel cell stack 1, the temperature of the anodes of all the cells in the fuel cell stack 1 can be made uniform. In the present embodiment, since the cathode coolant flow path 25 is provided in each cell in the fuel cell stack 1, the temperature of the cathodes of all the cells in the fuel cell stack 1 can be made uniform. As a result, it is possible to suppress a difference in voltage between cells, and it is possible to avoid dry-up of the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 while ensuring stable power generation of the fuel cell stack 1. .

図４は、ＥＣＵ６における第２の処理のフローチャートである。この処理は、ＣＰＵで実行される制御プログラムによって実行される。また、この処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。ここで、所定時間は、工場出荷時に設定される値、車両を販売する販売店にて設定される値、あるいは、ユーザ設定値等である。   FIG. 4 is a flowchart of the second process in the ECU 6. This process is executed by a control program executed by the CPU. This process is repeatedly executed at predetermined time intervals. Here, the predetermined time is a value set at the time of factory shipment, a value set at a store that sells the vehicle, a user set value, or the like.

この処理では、ＥＣＵ６は、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングであるかの判定を行う（Ｓ４０１）。例えば、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングであるかは、燃料電池スタック１内のセル電圧や燃料電池スタック１内のセル電圧の低下速度に基づき判定する。   In this process, the ECU 6 determines whether the anode in the fuel cell stack 1 is flooded (S401). For example, whether the anode in the fuel cell stack 1 is flooded is determined based on the cell voltage in the fuel cell stack 1 or the rate of decrease in the cell voltage in the fuel cell stack 1.

第一の処理例として、ＥＣＵ６は、不図示のセンサが測定した燃料電池スタック１内のセル電圧のデータを取得し、その取得したセル電圧のデータから燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングであるかを判定する。燃料電池スタック１内のセル電圧が低い場合に、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングの状態である可能性が高い。したがって、ＥＣＵ６は、燃料電池スタック１内のセル電圧が所定値以下であるか否かを判定し、燃料電池スタック１内のセル電圧が所定値以下である場合、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングであると判定してもよい。この所定値は、実験又はシミュレーションで求めておき、ＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。例えば、ＥＣＵ６は、燃料電池スタック１内のセル電圧が負電圧（０Ｖ以下）である場合、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングであると判定してもよい。   As a first processing example, the ECU 6 acquires cell voltage data in the fuel cell stack 1 measured by a sensor (not shown), and the anode in the fuel cell stack 1 is flooded from the acquired cell voltage data. Determine whether. When the cell voltage in the fuel cell stack 1 is low, there is a high possibility that the anode in the fuel cell stack 1 is in a flooding state. Therefore, the ECU 6 determines whether or not the cell voltage in the fuel cell stack 1 is equal to or lower than a predetermined value. When the cell voltage in the fuel cell stack 1 is equal to or lower than the predetermined value, the anode in the fuel cell stack 1 You may determine that it is flooding. This predetermined value is obtained by experiment or simulation and stored in a memory provided in the ECU 6. For example, the ECU 6 may determine that the anode in the fuel cell stack 1 is flooded when the cell voltage in the fuel cell stack 1 is a negative voltage (0 V or less).

第二の処理例として、ＥＣＵ６は、不図示のセンサが測定した燃料電池スタック１内のセル電圧の低下速度のデータを取得し、その取得したセル電圧の低下速度のデータから燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングであるかを判定する。燃料電池スタック１内のセル電圧の低下速度が速い場合に、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングの状態である可能性が高い。したがって、ＥＣＵ６は、燃料電池スタック１内のセル電圧の低下速度が所定値以上であるか否かを判定し、燃料電池スタック１内のセル電圧が所定値以上である場合、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングであると判定してもよい。この所定値は、実験又はシミュレーションで求めておき、ＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。   As a second processing example, the ECU 6 acquires data on the cell voltage decrease rate in the fuel cell stack 1 measured by a sensor (not shown), and uses the acquired cell voltage decrease rate data in the fuel cell stack 1. It is determined whether or not the anode is flooded. When the rate of decrease of the cell voltage in the fuel cell stack 1 is fast, there is a high possibility that the anode in the fuel cell stack 1 is flooded. Therefore, the ECU 6 determines whether or not the rate of decrease in the cell voltage in the fuel cell stack 1 is equal to or higher than a predetermined value. If the cell voltage in the fuel cell stack 1 is equal to or higher than the predetermined value, the ECU 6 The anode may be determined to be flooded. This predetermined value is obtained by experiment or simulation and stored in a memory provided in the ECU 6.

燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングである場合（Ｓ４０１の処理で肯定の場合）、ＥＣＵ６は、アノード出口目標温度Ｆａを、カソード出口目標温度Ｆｃ＋所定温度βに設定する（Ｓ４０２）。   When the anode in the fuel cell stack 1 is flooded (when the result of S401 is affirmative), the ECU 6 sets the anode outlet target temperature Fa to the cathode outlet target temperature Fc + the predetermined temperature β (S402).

燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングである場合、カソードからアノードへの逆拡散水の移動量が過多であるが、アノードの温度が、カソードの温度よりも高くなる場合、逆拡散水の移動量が減少する。   When the anode in the fuel cell stack 1 is flooded, the amount of reverse diffusion water transferred from the cathode to the anode is excessive, but when the temperature of the anode becomes higher than the temperature of the cathode, the amount of reverse diffusion water transfer Decrease.

そこで、アノードの温度を、カソードの温度より高くすることにより、カソードからアノードへの逆拡散水の移動量を減少させて燃料電池スタック１内のアノードのフラッディングを回避する。具体的には、アノードに供給される空気を冷却する冷却液の温度を、カソードに供給される水素を冷却する冷却液の温度より所定温度β高くすることにより、カソードからアノードへの逆拡散水の移動量を減少させて燃料電池スタック１内のアノードのフラッディングを回避する。   Therefore, by making the anode temperature higher than the cathode temperature, the amount of reverse diffusion water transferred from the cathode to the anode is reduced, and flooding of the anode in the fuel cell stack 1 is avoided. Specifically, the reverse diffusion water from the cathode to the anode is set by making the temperature of the cooling liquid for cooling the air supplied to the anode a predetermined temperature β higher than the temperature of the cooling liquid for cooling the hydrogen supplied to the cathode. Is reduced to avoid flooding of the anode in the fuel cell stack 1.

アノード出口目標温度Ｆａは、燃料電池スタック１内のアノードのフラッディングを回避するために、アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度を調整するための目標となる温度である。カソード出口目標温度Ｆｃは、燃料電池スタック１内のアノードのフ
ラッディングを回避するために、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度を調整するための目標となる温度である。所定温度βは、アノード出口目標温度Ｆａとカソード出口目標温度Ｆｃとの差である。 The anode outlet target temperature Fa is a target temperature for adjusting the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 in order to avoid flooding of the anode in the fuel cell stack 1. The cathode outlet target temperature Fc is a target temperature for adjusting the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12 in order to avoid flooding of the anode in the fuel cell stack 1. The predetermined temperature β is a difference between the anode outlet target temperature Fa and the cathode outlet target temperature Fc.

例えば、アノード出口目標温度Ｆａ、カソード出口目標温度Ｆｃ及び所定温度βは、実験又はシミュレーションにより予め求めておく。アノード出口目標温度Ｆａ、カソード出口目標温度Ｆｃ及び所定温度βと、燃料電池スタック１内のアノードのフラッディングの関係とを、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。そして、ＥＣＵ６は、アノード出口目標温度Ｆａ、カソード出口目標温度Ｆｃ及び所定温度βをマップから算出する。   For example, the anode outlet target temperature Fa, the cathode outlet target temperature Fc, and the predetermined temperature β are obtained in advance through experiments or simulations. The relationship between the anode outlet target temperature Fa, the cathode outlet target temperature Fc, the predetermined temperature β, and the flooding of the anode in the fuel cell stack 1 is stored as a map in a memory provided in the ECU 6. Then, the ECU 6 calculates the anode outlet target temperature Fa, the cathode outlet target temperature Fc, and the predetermined temperature β from the map.

次に、ＥＣＵ６は、アノード温度センサ１３によって測定された冷却液の温度Ｔａが、カソード温度センサ１４によって測定された冷却液の温度Ｔｃより所定温度β高くなるように、アノード・カソード切り替え弁８の開度をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する（Ｓ４０３）。すなわち、ＥＣＵ６は、温度Ｔａ＝温度Ｔｃ＋所定温度βになるように、アノード・カソード切り替え弁８の開度をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する。   Next, the ECU 6 controls the anode / cathode switching valve 8 so that the coolant temperature Ta measured by the anode temperature sensor 13 is higher than the coolant temperature Tc measured by the cathode temperature sensor 14 by a predetermined temperature β. The opening degree is feedback (F / B) controlled (S403). That is, the ECU 6 performs feedback (F / B) control of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 so that the temperature Ta = temperature Tc + predetermined temperature β.

以下に、Ｓ４０３の処理におけるアノード・カソード切り替え弁８の開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御について詳細に説明する。   Hereinafter, feedback (F / B) control of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 in the process of S403 will be described in detail.

アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度と、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度との差を温度Ｔｆとしたとき、この温度Ｔｆとアノード・カソード切り替え弁８の開度との対応関係を、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。このマップは、温度Ｔｆとアノード・カソード切り替え弁８の開度との対応関係を段階的に示したものである。   When the temperature Tf is the difference between the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 and the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12, the temperature Tf and the anode / cathode switching valve 8 are opened. The correspondence relationship with the degree is stored in a memory provided in the ECU 6 as a map. This map shows the correspondence between the temperature Tf and the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 in a stepwise manner.

ＥＣＵ６は、所定温度βと同じ値（あるいは近似値）である温度Ｔｆに対応するアノード・カソード切り替え弁８の開度をマップから算出する。ＥＣＵ６は、算出したアノード・カソード切り替え弁８の開度となるように、アノード・カソード切り替え弁８を制御する。ＥＣＵ６は、アノード・カソード切り替え弁８の開度制御後、温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータを取得する。   The ECU 6 calculates the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 corresponding to the temperature Tf which is the same value (or approximate value) as the predetermined temperature β from the map. The ECU 6 controls the anode / cathode switching valve 8 so that the calculated opening degree of the anode / cathode switching valve 8 is obtained. The ECU 6 acquires temperature Ta data and temperature Tc data after controlling the opening degree of the anode / cathode switching valve 8.

ＥＣＵ６は、アノード・カソード切り替え弁８の開度制御後に取得した温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータに基づいて、温度Ｔａと温度Ｔｃとの差が、所定温度βと同じ値（あるいは近似値）になっているかを判定する。ＥＣＵ６は、温度Ｔａと温度Ｔｃとの差が、所定温度βと同じ値（あるいは近似値）になっていない場合、アノード・カソード切り替え弁８の開度を補正する。温度Ｔａと温度Ｔｃとの差が、所定温度βと同じ値（あるいは近似値）となるまで、ＥＣＵ６は、温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータの取得や判定、アノード・カソード切り替え弁８の開度の補正を繰り返す。   The ECU 6 determines that the difference between the temperature Ta and the temperature Tc is the same value (or approximate value) as the predetermined temperature β based on the temperature Ta data and the temperature Tc data acquired after the opening degree control of the anode / cathode switching valve 8. It is determined whether or not. When the difference between the temperature Ta and the temperature Tc is not the same value (or approximate value) as the predetermined temperature β, the ECU 6 corrects the opening degree of the anode / cathode switching valve 8. Until the difference between the temperature Ta and the temperature Tc reaches the same value (or approximate value) as the predetermined temperature β, the ECU 6 acquires and determines the data of the temperature Ta and the data of the temperature Tc, and opens the anode / cathode switching valve 8. Repeat degree correction.

次に、ＥＣＵ６は、温度Ｔａが、アノード出口目標温度Ｆａと同じ値（あるいは近似値）となるように、ラジエータバイパス三方弁１５の開度をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する（Ｓ４０４）。   Next, the ECU 6 performs feedback (F / B) control of the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 so that the temperature Ta becomes the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Fa (S404).

以下に、Ｓ４０４の処理におけるラジエータバイパス三方弁１５の開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御について詳細に説明する。   Hereinafter, feedback (F / B) control of the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 in the process of S404 will be described in detail.

アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度とラジエータバイパス三方弁１５の開度との対応関係を、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。このマップは、アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度とラジエータバイパス三方弁１５
の開度との対応関係を段階的に示したものである。 The correspondence relationship between the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 and the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 is stored as a map in a memory included in the ECU 6. This map shows the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 and the radiator bypass three-way valve 15.
It shows the corresponding relationship with the opening of the step by step.

ＥＣＵ６は、アノード出口目標温度Ｆａと同じ値（あるいは近似値）であるアノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度に対応するラジエータバイパス三方弁１５の開度をマップから算出する。ＥＣＵ６は、算出したラジエータバイパス三方弁１５の開度となるように、ラジエータバイパス三方弁１５を制御する。ＥＣＵ６は、ラジエータバイパス三方弁１５の開度制御後、温度Ｔａのデータを取得する。   The ECU 6 calculates, from the map, the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 corresponding to the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 that is the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Fa. The ECU 6 controls the radiator bypass three-way valve 15 so that the calculated opening degree of the radiator bypass three-way valve 15 is obtained. The ECU 6 acquires data of the temperature Ta after controlling the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15.

ＥＣＵ６は、ラジエータバイパス三方弁１５の開度制御後に取得した温度Ｔａのデータに基づいて、温度Ｔａがアノード出口目標温度Ｆａと同じ値（あるいは近似値）になっているかを判定する。   The ECU 6 determines whether the temperature Ta has the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Fa, based on the temperature Ta data acquired after the opening degree control of the radiator bypass three-way valve 15.

ＥＣＵ６は、温度Ｔａがアノード出口目標温度Ｆａと同じ値（あるいは近似値）になっていない場合、ラジエータバイパス三方弁１５の開度を補正する。温度Ｔａがアノード出口目標温度Ｆａと同じ値（あるいは近似値）となるまで、ＥＣＵ６は、温度Ｔａのデータの取得や判定、ラジエータバイパス三方弁１５の開度の補正を繰り返す。   The ECU 6 corrects the opening of the radiator bypass three-way valve 15 when the temperature Ta is not the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Fa. Until the temperature Ta reaches the same value (or approximate value) as the anode outlet target temperature Fa, the ECU 6 repeats acquisition and determination of temperature Ta data and correction of the opening degree of the radiator bypass three-way valve 15.

一方、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングでない場合（Ｓ４０１の処理で否定の場合）、ＥＣＵ６は、アノード出口目標温度Ｆａを、カソード出口目標温度Ｆｃと同じ値となるように設定する（Ｓ４０５）。   On the other hand, when the anode in the fuel cell stack 1 is not flooded (NO in the process of S401), the ECU 6 sets the anode outlet target temperature Fa to be the same value as the cathode outlet target temperature Fc (S405). .

次に、ＥＣＵ６は、温度Ｔａ＝温度Ｔｃになるように、アノード・カソード切り替え弁８の開度をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する（Ｓ４０６）。すなわち、ＥＣＵ６は、温度Ｔａが、温度Ｔｃと同じ値（あるいは近似値）となるように、アノード・カソード切り替え弁８の開度を制御する。   Next, the ECU 6 performs feedback (F / B) control of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 so that the temperature Ta = temperature Tc (S406). That is, the ECU 6 controls the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 so that the temperature Ta becomes the same value (or approximate value) as the temperature Tc.

以下に、Ｓ４０６の処理におけるアノード・カソード切り替え弁８の開度のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御について詳細に説明する。   The feedback (F / B) control of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 in the process of S406 will be described in detail below.

アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度と、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度と、アノード・カソード切り替え弁８の開度との対応関係を、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。このマップは、アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度と、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度と、アノード・カソード切り替え弁８の開度との対応関係を段階的に示したものである。   The ECU 6 maps the correspondence relationship between the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11, the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12, and the opening of the anode / cathode switching valve 8 into a map. Store in the memory provided. This map shows a stepwise relationship between the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11, the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12, and the opening degree of the anode / cathode switching valve 8. It is shown in.

ＥＣＵ６は、アノード出口冷却液流路１１を流れる冷却液の温度と、カソード出口冷却液流路１２を流れる冷却液の温度とが、同じ値（あるいは近似値）である場合のアノード・カソード切り替え弁８の開度をマップから算出する。ＥＣＵ６は、算出したアノード・カソード切り替え弁８の開度となるように、アノード・カソード切り替え弁８を制御する。ＥＣＵ６は、アノード・カソード切り替え弁８の開度制御後、温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータを取得する。   The ECU 6 switches the anode / cathode switching valve when the temperature of the coolant flowing through the anode outlet coolant channel 11 and the temperature of the coolant flowing through the cathode outlet coolant channel 12 have the same value (or approximate value). The opening degree of 8 is calculated from the map. The ECU 6 controls the anode / cathode switching valve 8 so that the calculated opening degree of the anode / cathode switching valve 8 is obtained. The ECU 6 acquires temperature Ta data and temperature Tc data after controlling the opening degree of the anode / cathode switching valve 8.

ＥＣＵ６は、温度Ｔａと温度Ｔｃとが、同じ値（あるいは近似値）になっているかを判定する。ＥＣＵ６は、温度Ｔａと温度Ｔｃとが、同じ値（あるいは近似値）になっていない場合、アノード・カソード切り替え弁８の開度を補正する。温度Ｔａと温度Ｔｃとが、同じ値（あるいは近似値）となるまで、ＥＣＵ６は、温度Ｔａのデータ及び温度Ｔｃのデータの取得や判定、アノード・カソード切り替え弁８の開度の補正を繰り返す。   The ECU 6 determines whether the temperature Ta and the temperature Tc have the same value (or approximate value). The ECU 6 corrects the opening degree of the anode / cathode switching valve 8 when the temperature Ta and the temperature Tc are not the same value (or approximate value). Until the temperature Ta and the temperature Tc become the same value (or approximate value), the ECU 6 repeats the acquisition and determination of the data of the temperature Ta and the data of the temperature Tc and the correction of the opening degree of the anode / cathode switching valve 8.

上記処理によれば、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングである場合、アノードに供給される水素を冷却する冷却液の流量及びカソードに供給される空気を冷却す
る冷却液の流量を制御する。そして、アノードの温度とカソードの温度との間に温度差を設けることにより、燃料電池スタック１内のアノードのフラッディングを回避することが可能となる。 According to the above process, when the anode in the fuel cell stack 1 is flooded, the flow rate of the coolant that cools the hydrogen supplied to the anode and the flow rate of the coolant that cools the air supplied to the cathode are controlled. By providing a temperature difference between the anode temperature and the cathode temperature, flooding of the anode in the fuel cell stack 1 can be avoided.

アノードに供給される水素を冷却する冷却液の温度とカソードに供給される空気を冷却する冷却液の温度との間に、常に温度差を設けることは、温度差による劣化への影響を考えると好ましくない。そこで、本実施形態では、燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングである場合にのみ、アノードに供給される水素を冷却する冷却液の温度が、カソードに供給される空気を冷却する冷却液の温度より高くなるように制御する。そして、カソードからアノードへの逆拡散水の移動量を減少させることにより、フラッディングから復帰させ、セル電圧低下から復帰させることができる。その結果、所望の発電電力を得ることができる。   Considering the influence on the deterioration due to the temperature difference, always providing a temperature difference between the temperature of the coolant that cools the hydrogen supplied to the anode and the temperature of the coolant that cools the air supplied to the cathode. It is not preferable. Therefore, in the present embodiment, only when the anode in the fuel cell stack 1 is flooded, the temperature of the coolant that cools the hydrogen supplied to the anode is the temperature of the coolant that cools the air supplied to the cathode. Control to be higher. Then, by reducing the amount of reverse diffusion water transferred from the cathode to the anode, it is possible to recover from flooding and to recover from a decrease in cell voltage. As a result, desired generated power can be obtained.

本実施形態では、燃料電池スタック１内の各セルにアノード冷却液流路２４が設けられているため、燃料電池スタック１内のすべてのセルのアノードの温度を均一にすることができる。また、本実施形態では、燃料電池スタック１内の各セルにカソード冷却液流路２５が設けられているため、燃料電池スタック１内のすべてのセルのカソードの温度を均一にすることができる。その結果、セル間において電圧に差が生じることを抑制することができ、燃料電池スタック１の安定した発電を確保しつつ、燃料電池スタック１内のアノードのフラッディングを回避することが可能となる。   In this embodiment, since the anode coolant flow path 24 is provided in each cell in the fuel cell stack 1, the temperature of the anodes of all the cells in the fuel cell stack 1 can be made uniform. In the present embodiment, since the cathode coolant flow path 25 is provided in each cell in the fuel cell stack 1, the temperature of the cathodes of all the cells in the fuel cell stack 1 can be made uniform. As a result, it is possible to suppress a difference in voltage between cells, and it is possible to avoid flooding of the anode in the fuel cell stack 1 while ensuring stable power generation of the fuel cell stack 1.

〈変形例〉
上記第１実施形態では、アノード冷却系とカソード冷却系とが１系統である燃料電池システムを示した。この場合に、アノード冷却系とカソード冷却系とが２系統である燃料電池システムであって構わない。 <Modification>
In the first embodiment, the fuel cell system in which the anode cooling system and the cathode cooling system are one system is shown. In this case, the fuel cell system may have two systems of the anode cooling system and the cathode cooling system.

図５は、第１実施形態の変形例に係る燃料電池システムのシステム図である。この燃料電池システムは、図１の場合と比較して、アノード冷却系に冷却ファン２、ラジエータ３、冷却液ポンプ５及びラジエータバイパス三方弁１５が設けられ、アノード冷却系の下流の冷却液流路４には、アノード温度センサ１３が設けられている。また、この燃料電池システムは、図１の場合と比較して、カソード冷却系に冷却ファン４２、ラジエータ４３、冷却液ポンプ４５及びラジエータバイパス三方弁５５が設けられ、カソード冷却系の下流の冷却液流路４には、カソード温度センサ１４が設けられている。すなわち、燃料電池スタック１内のアノードに供給される水素を冷却する冷却液と、燃料電池スタック１内のカソードに供給される空気を冷却する冷却液とが、別々の循環経路を流れる構成となっている。   FIG. 5 is a system diagram of a fuel cell system according to a modification of the first embodiment. This fuel cell system is provided with a cooling fan 2, a radiator 3, a coolant pump 5, and a radiator bypass three-way valve 15 in the anode cooling system as compared with the case of FIG. 1, and a coolant flow path downstream of the anode cooling system. 4 is provided with an anode temperature sensor 13. Further, this fuel cell system is provided with a cooling fan 42, a radiator 43, a coolant pump 45, and a radiator bypass three-way valve 55 in the cathode cooling system as compared with the case of FIG. A cathode temperature sensor 14 is provided in the flow path 4. That is, the coolant that cools the hydrogen supplied to the anode in the fuel cell stack 1 and the coolant that cools the air supplied to the cathode in the fuel cell stack 1 flow through different circulation paths. ing.

上記第１実施形態では、アノードに供給される水素を冷却する冷却液の流量及びカソードに供給される空気を冷却する冷却液の流量を、アノード・カソード切り換え弁８の開度により制御する。本変形例では、アノードに供給される水素を冷却する冷却液の流量及びカソードに供給される空気を冷却する冷却液の流量を、冷却液ポンプ５の駆動量により制御する。冷却液ポンプ５の駆動量は、ＥＣＵ６からの制御信号により制御される。他の構成及び作用は、図１と同様である。   In the first embodiment, the flow rate of the coolant for cooling the hydrogen supplied to the anode and the flow rate of the coolant for cooling the air supplied to the cathode are controlled by the opening degree of the anode / cathode switching valve 8. In this modification, the flow rate of the coolant that cools the hydrogen supplied to the anode and the flow rate of the coolant that cools the air supplied to the cathode are controlled by the driving amount of the coolant pump 5. The driving amount of the coolant pump 5 is controlled by a control signal from the ECU 6. Other configurations and operations are the same as those in FIG.

このような構成によって、アノード冷却系の下流の冷却液流路４を流れる冷却液と、カソード冷却系の下流の冷却液流路４を流れる冷却液とが、互いに影響を及ぼすことがない。そのため、アノード冷却系の下流の冷却液流路４を流れる冷却液の温度及びカソード冷却系の下流の冷却液流路４を流れる冷却液の温度の制御が容易になり、アノード冷却系の下流の冷却液流路４を流れる冷却液の温度とカソード冷却系の下流の冷却液流路４を流れる冷却液の温度との差の制御も容易になる。   With such a configuration, the coolant flowing in the coolant channel 4 downstream of the anode cooling system and the coolant flowing in the coolant channel 4 downstream of the cathode cooling system do not affect each other. Therefore, it becomes easy to control the temperature of the coolant flowing in the coolant flow path 4 downstream of the anode cooling system and the temperature of the coolant flowing in the coolant flow path 4 downstream of the cathode cooling system. Control of the difference between the temperature of the coolant flowing in the coolant channel 4 and the temperature of the coolant flowing in the coolant channel 4 downstream of the cathode cooling system is also facilitated.

〈第２実施形態〉
本発明の第２実施形態に係る燃料電池システムについて、図６を参照して説明する。上記第１実施形態では、図２に示すように、アノード冷却液流路２４及びカソード冷却液流路２５は、別々の成型板２３に形成されている。第２実施形態に係る燃料電池システムでは、アノード冷却液流路２４及びカソード冷却液流路２５を、１枚の成型板３０（本発明の挟持体に相当）に形成する。他の構成及び作用は、第１実施形態の場合と同様である。そこで、同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、本燃料電池システムの全体構成は、第１実施形態の場合と同様である。 Second Embodiment
A fuel cell system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the anode coolant flow path 24 and the cathode coolant flow path 25 are formed on separate molded plates 23. In the fuel cell system according to the second embodiment, the anode coolant channel 24 and the cathode coolant channel 25 are formed on one molded plate 30 (corresponding to the sandwiching body of the present invention). Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. The overall configuration of the fuel cell system is the same as that in the first embodiment.

図６に示すように、アノード冷却液流路２４及びカソード冷却液流路２５は、１枚の成型板３０を加工して表裏体で形成されている。本実施形態に係る燃料電池システムにおける成型板３０は、アノードとカソードの熱交換を押さえるために、アノード冷却液流路２４とカソード冷却液流路２５との間に、空気層又は断熱材を設けている。   As shown in FIG. 6, the anode coolant flow path 24 and the cathode coolant flow path 25 are formed as a front and back body by processing one molded plate 30. The molded plate 30 in the fuel cell system according to the present embodiment is provided with an air layer or a heat insulating material between the anode coolant flow channel 24 and the cathode coolant flow channel 25 in order to suppress heat exchange between the anode and the cathode. ing.

図７に、成型板３０の詳細図を示す。図７に示すように、成型板３０の一方の面に内部冷却通路２４が形成され、成型板３０の他方の面にカソード冷却液流路２５が形成されている。成型板３０の内部には、シール材３１及び空気層又は断熱材が設けられている。空気層及び断熱材は、アノード冷却液流路２４を流れる冷却液と、カソード冷却液流路２５を流れる冷却液との熱交換を押さえるための断熱効果を有する。   FIG. 7 shows a detailed view of the molded plate 30. As shown in FIG. 7, an internal cooling passage 24 is formed on one surface of the molding plate 30, and a cathode coolant flow path 25 is formed on the other surface of the molding plate 30. Inside the molded plate 30, a sealing material 31 and an air layer or a heat insulating material are provided. The air layer and the heat insulating material have a heat insulating effect for suppressing heat exchange between the coolant flowing through the anode coolant channel 24 and the coolant flowing through the cathode coolant channel 25.

例えば、本実施形態に係る燃料電池システムを車両に搭載した場合、断熱材は、−４０〜１５０℃程度の環境下で使用可能であり、加工が簡単で形状変化に対応可能であればよい。この場合、断熱材として、無イオン系断熱材を用いてもよい。   For example, when the fuel cell system according to the present embodiment is mounted on a vehicle, the heat insulating material can be used in an environment of about −40 to 150 ° C., can be easily processed, and can cope with a shape change. In this case, a nonionic heat insulating material may be used as the heat insulating material.

本実施形態の燃料電池システムによれば、１枚の成型板３０に、アノード冷却液流路２４及びカソード冷却液流路２５が表裏体で形成されているため、１枚の成型板３０でアノードに供給される水素及びカソードに供給される空気を冷却することが可能となる。本実施形態の燃料電池システムによれば、アノード冷却液流路２４とカソード冷却液流路２５との間には、空気層又は断熱材が設けられている。そのため、アノード冷却液流路２４を流れる冷却液と、カソード冷却液流路２５を流れる冷却液との熱交換を押さえ、アノード側とカソード側とを断熱することができる。   According to the fuel cell system of the present embodiment, the anode cooling liquid flow path 24 and the cathode cooling liquid flow path 25 are formed on the front and back bodies on one molding plate 30, so that the anode is formed on one molding plate 30. It is possible to cool the hydrogen supplied to the air and the air supplied to the cathode. According to the fuel cell system of the present embodiment, an air layer or a heat insulating material is provided between the anode coolant channel 24 and the cathode coolant channel 25. Therefore, heat exchange between the coolant flowing through the anode coolant channel 24 and the coolant flowing through the cathode coolant channel 25 can be suppressed, and the anode side and the cathode side can be insulated.

〈変形例〉
上記第１実施形態及び第２実施形態では、燃料電池スタック１のＭＥＧＡ２０がドライアップの状態にあるか否か、又は、燃料電池スタック１のアノードがフラッディングの状態にあるか否かにより、アノードに供給される水素を冷却する冷却液の流量及びカソードに供給される空気を冷却する冷却液の流量を制御した。 <Modification>
In the first embodiment and the second embodiment, the anode is determined depending on whether the MEGA 20 of the fuel cell stack 1 is in a dry-up state or whether the anode of the fuel cell stack 1 is in a flooding state. The flow rate of the coolant for cooling the supplied hydrogen and the flow rate of the coolant for cooling the air supplied to the cathode were controlled.

本変形例では、燃料電池スタック１の発電量、アノードガスの供給量、カソードガスの供給量に基づいて、燃料電池スタック１のＭＥＧＡ２０がドライアップの状態にあるか否か、又は、燃料電池スタック１のアノードがフラッディングの状態にあるか否かを判定し、アノードに供給される水素を冷却する冷却液の流量及びカソードに供給される空気を冷却する冷却液の流量を制御してもよい。この場合、ＥＣＵ６は、燃料電池スタック１の出力電圧及び出力電流を検知することで、発電量に係るデータを取得できる。また、ＥＣＵ６は、不図示のエアーコンプレッサの駆動量を検知することで、カソードガスの供給量に係るデータを取得できる。さらに、ＥＣＵ６は、不図示の水素タンクからの供給水素量を検知することで、アノードガスの供給量に係るデータを取得できる。   In the present modification, whether or not the MEGA 20 of the fuel cell stack 1 is in a dry-up state based on the power generation amount of the fuel cell stack 1, the supply amount of the anode gas, and the supply amount of the cathode gas, or the fuel cell stack It may be determined whether or not one anode is in a flooding state, and the flow rate of the coolant that cools the hydrogen supplied to the anode and the flow rate of the coolant that cools the air supplied to the cathode may be controlled. In this case, the ECU 6 can acquire data related to the amount of power generation by detecting the output voltage and output current of the fuel cell stack 1. Further, the ECU 6 can acquire data relating to the supply amount of the cathode gas by detecting the drive amount of an air compressor (not shown). Furthermore, the ECU 6 can acquire data related to the supply amount of the anode gas by detecting the supply hydrogen amount from a hydrogen tank (not shown).

例えば、燃料電池スタック１の発電量、アノードガスの供給量、カソードガスの供給量
と、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０のドライアップとの関係を実験又はシミュレーションにより予め求めておく。そして、燃料電池スタック１の発電量、アノードガスの供給量、カソードガスの供給量と、燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０のドライアップとの関係を、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。ＥＣＵ６は、所定間隔で、燃料電池スタック１の発電量のデータ、アノードガスの供給量のデータ、カソードガスの供給量のデータを取得し、メモリに記憶したマップから燃料電池スタック１内のＭＥＧＡ２０がドライアップの状態にあるか否かを判定してもよい。 For example, the relationship between the power generation amount of the fuel cell stack 1, the supply amount of the anode gas, the supply amount of the cathode gas, and the dry-up of the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is obtained in advance by experiment or simulation. The relationship between the power generation amount of the fuel cell stack 1, the supply amount of the anode gas, the supply amount of the cathode gas, and the dry-up of the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 is stored as a map in a memory provided in the ECU 6. . The ECU 6 acquires power generation amount data, anode gas supply amount data, and cathode gas supply amount data of the fuel cell stack 1 at predetermined intervals, and the MEGA 20 in the fuel cell stack 1 reads the map stored in the memory. It may be determined whether or not it is in a dry-up state.

また、例えば、燃料電池スタック１の発電量、アノードガスの供給量、カソードガスの供給量と、燃料電池スタック１内のアノードのフラッディングとの関係を実験又はシミュレーションにより予め求めておく。そして、燃料電池スタック１の発電量、アノードガスの供給量、カソードガスの供給量と、燃料電池スタック１内のアノードのフラッディングとの関係を、マップにしてＥＣＵ６が備えるメモリに記憶しておく。ＥＣＵ６は、所定間隔で、燃料電池スタック１の発電量のデータ、アノードガスの供給量のデータ、カソードガスの供給量のデータを取得し、メモリに記憶したマップから燃料電池スタック１内のアノードがフラッディングの状態にあるか否かを判定してもよい。   Further, for example, the relationship between the power generation amount of the fuel cell stack 1, the supply amount of the anode gas, the supply amount of the cathode gas, and the flooding of the anode in the fuel cell stack 1 is obtained in advance by experiment or simulation. Then, the relationship between the power generation amount of the fuel cell stack 1, the supply amount of the anode gas, the supply amount of the cathode gas, and the flooding of the anode in the fuel cell stack 1 is stored in a memory provided in the ECU 6 as a map. The ECU 6 obtains power generation amount data, anode gas supply amount data, and cathode gas supply amount data of the fuel cell stack 1 at predetermined intervals, and the anode in the fuel cell stack 1 is obtained from a map stored in the memory. You may determine whether it is in the state of flooding.

本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 燃料電池スタック１の内部構造例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the internal structure of a fuel cell stack 1. FIG. 本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 燃料電池スタック１の内部構造例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the internal structure of a fuel cell stack 1. FIG. 燃料電池スタック１の内部構造例の詳細図である。2 is a detailed view of an example of the internal structure of the fuel cell stack 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池スタック
２、４２ 冷却ファン
３、４３ ラジエータ
４、４４ 冷却液流路
５、４５ 冷却液ポンプ
６ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
７、４７ バイパス流路
８ アノード・カソード切り換え弁
９ アノード入口冷却液流路
１０ カソード入口冷却液流路
１１ アノード出口冷却液流路
１２ カソード出口冷却液流路
１３ アノード温度センサ
１４ カソード温度センサ
１５、５５ ラジエータバイパス三方弁
２０ ＭＥＧＡ
２１Ａ、２１Ｂ 多孔体
２２ セパレータ
２３、３０ 成型板
２４ アノード冷却液流路
２５ カソード冷却液流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell stack 2, 42 Cooling fan 3, 43 Radiator 4, 44 Coolant flow path 5, 45 Coolant pump 6 ECU (electronic control unit)
7, 47 Bypass channel 8 Anode / cathode switching valve 9 Anode inlet coolant channel 10 Cathode inlet coolant channel 11 Anode outlet coolant channel 12 Cathode outlet coolant channel 13 Anode temperature sensor 14 Cathode temperature sensor 15 55 Radiator Bypass Three-way Valve 20 MEGA
21A, 21B Porous body 22 Separator 23, 30 Molded plate 24 Anode coolant channel 25 Cathode coolant channel

Claims (4)

アノード及びカソードを有するセルを複数積層した燃料電池スタックであって、
前記アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス流路と、
前記カソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路と、
前記燃料ガス流路を流れる燃料ガスを冷却する冷却媒体が流れるアノード冷却媒体流路と、
前記酸化剤ガス流路を流れる酸化剤ガスを冷却する冷却媒体が流れるカソード冷却媒体流路と、を備える燃料電池スタック。 A fuel cell stack in which a plurality of cells having an anode and a cathode are stacked,
A fuel gas flow path for supplying fuel gas to the anode;
An oxidant gas flow path for supplying an oxidant gas to the cathode;
An anode cooling medium flow path through which a cooling medium for cooling the fuel gas flowing through the fuel gas flow path flows;
And a cathode cooling medium flow path through which a cooling medium for cooling the oxidant gas flowing through the oxidant gas flow path flows. 前記各セルを挟持する挟持体を更に備え、
前記挟持体の表裏面の一方に前記アノード冷却媒体流路が形成され、前記挟持体の表裏面の他方に前記カソード冷却媒体流路が形成され、前記アノード冷却媒体流路と前記カソード冷却媒体流路との間に、断熱部材又は空間を有する請求項１に記載の燃料電池スタック。 Further comprising a sandwiching body for sandwiching each cell,
The anode cooling medium flow path is formed on one of the front and back surfaces of the sandwiching body, the cathode cooling medium flow path is formed on the other front and back surfaces of the sandwiching body, and the anode cooling medium flow path and the cathode cooling medium flow path The fuel cell stack according to claim 1, wherein the fuel cell stack has a heat insulating member or a space between the passage. 前記請求項１又は２に記載の燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックのドライアップを検出する検出手段と、
前記燃料電池スタックのドライアップが検出された場合、前記アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の温度が前記カソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の温度よりも低くなるように、前記アノード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の流量及び前記カソード冷却媒体流路を流れる冷却媒体の流量を制御する制御手段と、を備える燃料電池スタックシステム。 The fuel cell stack according to claim 1 or 2,
Detecting means for detecting dry-up of the fuel cell stack;
When dry-up of the fuel cell stack is detected, the anode cooling medium flow is set such that the temperature of the cooling medium flowing through the anode cooling medium flow path is lower than the temperature of the cooling medium flowing through the cathode cooling medium flow path. A fuel cell stack system comprising: control means for controlling a flow rate of the coolant flowing through the passage and a flow rate of the coolant flowing through the cathode coolant flow path. 前記請求項１又は２に記載の燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックのアノード側のフラッディングを検出する検出手段と、
前記燃料電池スタックのアノード側のフラッディングが検出された場合、前記アノード冷却流路を流れる冷却媒体の温度が前記カソード冷却流路を流れる冷却媒体の温度よりも高くなるように、前記アノード冷却流路を流れる冷却媒体の流量及び前記カソード冷却流路を流れる冷却媒体の流量を制御する制御手段と、を備える燃料電池スタックシステム。 The fuel cell stack according to claim 1 or 2,
Detection means for detecting flooding on the anode side of the fuel cell stack;
When flooding on the anode side of the fuel cell stack is detected, the anode cooling flow path is set such that the temperature of the cooling medium flowing through the anode cooling flow path is higher than the temperature of the cooling medium flowing through the cathode cooling flow path. And a control means for controlling the flow rate of the cooling medium flowing through the cathode cooling flow path and the flow rate of the cooling medium flowing through the cathode cooling flow path.
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