JP2010061859A

JP2010061859A - Fuel cell system

Info

Publication number: JP2010061859A
Application number: JP2008223783A
Authority: JP
Inventors: Hideharu Naito; 秀晴内藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-09-01
Filing date: 2008-09-01
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-09-01
Also published as: JP5086941B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of making discharge resistance small. <P>SOLUTION: The fuel cell system includes a fuel cell 11, a circulating passage 52 of cooling liquid which passes inside the fuel cell, and a cooling liquid passing device 65 arranged in the circulating passage. A discharge resistance 70 which discharges generated power of the fuel cell is fit so as to contact with the cooling liquid passing device. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池システムに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system.

従来から、例えば車両に搭載される燃料電池には、固体高分子電解質膜をアノード電極およびカソード電極で両側から挟んで膜電極構造体を形成し、この膜電極構造体の両側に一対のセパレータを配置して平板状の単位燃料電池（以下、単位セルという。）を構成し、この単位セルを複数積層して燃料電池スタック（以下、燃料電池という。）とするものが知られている。このような燃料電池では、アノード電極とセパレータとの間に燃料ガスとして水素ガスを供給するとともに、カソード電極とセパレータとの間に酸化剤ガスとして空気を供給する。これにより、アノード電極で触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を透過してカソード電極まで移動し、カソード電極で空気中の酸素と電気化学反応を起こし、発電が行われる。
このような燃料電池を用いた燃料電池システムでは、発電状態が所定レベルに到達するまでモータなどの外部負荷回路に接続しないように構成されているため、燃料電池の膜電極構造体に電流が長時間流れ、膜劣化が起こる。このような問題を解消するために、外部負荷回路に接続されるまでの間、燃料電池を抵抗体（放電抵抗）に接続して放電する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１８８５６号公報 Conventionally, for example, in a fuel cell mounted on a vehicle, a membrane electrode structure is formed by sandwiching a solid polymer electrolyte membrane between an anode electrode and a cathode electrode from both sides, and a pair of separators are provided on both sides of the membrane electrode structure. A flat unit fuel cell (hereinafter referred to as a unit cell) is arranged to form a fuel cell stack (hereinafter referred to as a fuel cell) by stacking a plurality of unit cells. In such a fuel cell, hydrogen gas is supplied as a fuel gas between the anode electrode and the separator, and air is supplied as an oxidant gas between the cathode electrode and the separator. As a result, hydrogen ions generated by the catalytic reaction at the anode electrode pass through the solid polymer electrolyte membrane and move to the cathode electrode, causing an electrochemical reaction with oxygen in the air at the cathode electrode, thereby generating power.
Since the fuel cell system using such a fuel cell is configured not to be connected to an external load circuit such as a motor until the power generation state reaches a predetermined level, a current is long in the membrane electrode structure of the fuel cell. Time flow and film deterioration occur. In order to solve such a problem, a technique has been proposed in which a fuel cell is connected to a resistor (discharge resistor) and discharged until it is connected to an external load circuit (see, for example, Patent Document 1). .
JP 2007-18856 A

しかしながら、特許文献１の燃料電池システムでは、放電抵抗が燃料電池スタックに当接するように配置されている。ここで、放電抵抗は、残存反応ガスによる発電エネルギを熱エネルギに変換して燃料電池内の残存反応ガスを消費する機能を果たす。そのため、放電抵抗は、放電時に非常に高温となる。したがって、放電抵抗は高い熱容量を持つ抵抗を用いる必要があり、特許文献１のような場所に放電抵抗を配置すると放電抵抗を大型化する必要がある。 However, in the fuel cell system of Patent Document 1, the discharge resistance is disposed so as to abut on the fuel cell stack. Here, the discharge resistance functions to convert the power generation energy generated by the remaining reaction gas into heat energy and consume the remaining reaction gas in the fuel cell. Therefore, the discharge resistance becomes very high during discharge. Therefore, it is necessary to use a resistor having a high heat capacity as the discharge resistor, and if the discharge resistor is arranged in a place as in Patent Document 1, it is necessary to increase the discharge resistor.

そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、放電抵抗を小型化することができる燃料電池システムを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fuel cell system capable of reducing the discharge resistance.

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、燃料電池（例えば、実施形態における燃料電池１１）と、該燃料電池の内部を通過する冷却液の循環経路（例えば、実施形態における循環経路５２）と、該循環経路内に配置される冷却液通過デバイス（例えば、実施形態におけるイオン交換器６５）と、を備えた燃料電池システム（例えば、実施形態における燃料電池システム１０）において、前記燃料電池の発電電力を放電する放電抵抗（例えば、実施形態における放電抵抗７０）が、前記冷却液通過デバイスに接触するように取り付けられていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is directed to a fuel cell (for example, the fuel cell 11 in the embodiment) and a coolant circulation path (for example, the embodiment) that passes through the inside of the fuel cell. And a coolant passage device (for example, the ion exchanger 65 in the embodiment) disposed in the circulation path in the fuel cell system (for example, the fuel cell system 10 in the embodiment). A discharge resistor (for example, the discharge resistor 70 in the embodiment) that discharges the generated power of the fuel cell is attached so as to be in contact with the coolant passing device.

請求項２に記載した発明は、前記循環経路に循環ポンプ（例えば、実施形態における循環ポンプ５３）を備え、前記放電抵抗による前記燃料電池の放電時に前記循環ポンプを稼動させることを特徴としている。 The invention described in claim 2 is characterized in that a circulation pump (for example, the circulation pump 53 in the embodiment) is provided in the circulation path, and the circulation pump is operated when the fuel cell is discharged by the discharge resistance.

請求項３に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスに平坦部（例えば、実施形態における平坦部６７）を形成し、該平坦部に前記放電抵抗を固定することを特徴としている。 The invention described in claim 3 is characterized in that a flat portion (for example, the flat portion 67 in the embodiment) is formed in the coolant passing device, and the discharge resistance is fixed to the flat portion.

請求項４に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスの表面にＬ字部（例えば、実施形態におけるＬ字部７７）を形成し、前記放電抵抗の側面（例えば、実施形態における側面７０ａ）および底面（例えば、実施形態における底面７０ｂ）がそれぞれ前記Ｌ字部の側面（例えば、実施形態における立上部６９）および底面（例えば、実施形態における平坦部６７）に当接されていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, an L-shaped portion (for example, the L-shaped portion 77 in the embodiment) is formed on the surface of the coolant passage device, and the side surface of the discharge resistance (for example, the side surface 70a in the embodiment) and The bottom surface (for example, the bottom surface 70b in the embodiment) is in contact with the side surface (for example, the upright portion 69 in the embodiment) and the bottom surface (for example, the flat portion 67 in the embodiment) of the L-shaped portion, respectively. Yes.

請求項５に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスにおける前記放電抵抗との当接面が金属により形成されていることを特徴としている。 The invention described in claim 5 is characterized in that a contact surface with the discharge resistance in the coolant passage device is formed of metal.

請求項６に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスがイオン交換器であり、前記燃料電池に反応ガスが供給され、前記燃料電池が所定の電圧に到達するまでの起動時に、前記放電抵抗により前記燃料電池の発電電力を消費するとともに、前記冷却液を前記イオン交換器および前記燃料電池に循環させるように構成されていることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, the coolant passage device is an ion exchanger, the reactive gas is supplied to the fuel cell, and the discharge resistor is used to start up until the fuel cell reaches a predetermined voltage. The fuel cell is configured to consume power generated by the fuel cell and to circulate the coolant through the ion exchanger and the fuel cell.

請求項７に記載した発明は、前記循環経路にラジエータ（例えば、実施形態におけるラジエータ５１）をバイパスするバイパス経路（例えば、実施形態におけるバイパス経路５５）が設けられており、前記冷却液通過デバイスが、前記循環経路と前記バイパス流路との分岐箇所に設けられたサーモスタッドバルブ（例えば、実施形態における流路切換弁５６）であることを特徴としている。 In the invention described in claim 7, a bypass path (for example, the bypass path 55 in the embodiment) that bypasses a radiator (for example, the radiator 51 in the embodiment) is provided in the circulation path, and the coolant passing device is The thermostud valve (for example, the flow path switching valve 56 in the embodiment) provided at a branch point between the circulation path and the bypass flow path is characterized in that

請求項８に記載した発明は、前記冷却液通過デバイスがラジエータであり、前記放電抵抗が前記ラジエータにおける前記冷却液の出口側近傍（例えば、実施形態における底面１５ａ）に取り付けられていることを特徴としている。 The invention described in claim 8 is characterized in that the coolant passage device is a radiator, and the discharge resistance is attached in the vicinity of the outlet side of the coolant in the radiator (for example, the bottom surface 15a in the embodiment). It is said.

請求項１に記載した発明によれば、放電抵抗と冷却液との間で熱交換をすることができる。つまり、放電抵抗を冷却液により冷却することができるため、高温になるのを抑制でき、抵抗として熱容量の小さいものを用いることができる。したがって、放電抵抗を小型化することが可能になる。 According to the first aspect of the present invention, heat exchange can be performed between the discharge resistance and the coolant. That is, since the discharge resistance can be cooled by the coolant, it can be prevented from becoming high temperature, and a resistor having a small heat capacity can be used. Therefore, the discharge resistance can be reduced in size.

請求項２に記載した発明によれば、放電時に循環ポンプにより冷却液を強制的に循環させることで、放電抵抗を効果的に冷却することができる。 According to the second aspect of the present invention, the discharge resistance can be effectively cooled by forcibly circulating the coolant with the circulation pump during discharge.

請求項３に記載した発明によれば、放電抵抗を平坦部に安定して固定することができる。また、放電抵抗と冷却液通過デバイスとの接触面積を大きくすることができ、効率的に放電抵抗を冷却することができる。 According to the invention described in claim 3, the discharge resistance can be stably fixed to the flat portion. Further, the contact area between the discharge resistance and the coolant passing device can be increased, and the discharge resistance can be efficiently cooled.

請求項４に記載した発明によれば、放電抵抗と冷却液通過デバイスとの接触面積をより大きくすることができ、効率的に放電抵抗を冷却することができる。 According to the invention described in claim 4, the contact area between the discharge resistance and the coolant passing device can be increased, and the discharge resistance can be efficiently cooled.

請求項５に記載した発明によれば、冷却液通過デバイスにおける放電抵抗との当接面を金属で形成することにより、伝熱効率を向上することができる。したがって、放電抵抗と冷却液との熱交換を効率的に行うことができ、放電抵抗をより効果的に冷却することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the heat transfer efficiency can be improved by forming the contact surface with the discharge resistance in the coolant passage device from a metal. Therefore, heat exchange between the discharge resistance and the coolant can be performed efficiently, and the discharge resistance can be cooled more effectively.

請求項６に記載した発明によれば、イオン交換器が最も効果的に性能を発揮するのは６０℃〜７０℃であるが、燃料電池システムの起動時に略外気温まで温度が低下しているイオン交換器を放電抵抗の熱を利用して迅速に暖機することができる。したがって、イオン交換器を早期に機能を発揮させることができ、金属イオンが冷却液内を流れるのを抑制することができる。 According to the invention described in claim 6, it is 60 ° C. to 70 ° C. that the ion exchanger exhibits the performance most effectively, but the temperature is reduced to substantially the outside temperature when the fuel cell system is started up. The ion exchanger can be quickly warmed up using the heat of the discharge resistance. Therefore, the function of the ion exchanger can be exhibited at an early stage, and metal ions can be prevented from flowing in the coolant.

請求項７に記載した発明によれば、全ての冷却液が流通するサーモスタッドバルブに放電抵抗を設けることにより、効率的に放電抵抗を冷却することができる。なお、サーモスタッドバルブは、冷却液の温度が高くなるとバイパス経路を遮断し、ラジエータ方向のみに冷却液を流す。逆に、冷却液の温度が低くなるとバイパス経路方向のみに冷却液を流し、ラジエータ方向は遮断するように構成されている。 According to the invention described in claim 7, the discharge resistance can be efficiently cooled by providing the discharge resistance to the thermo stud valve through which all the coolant flows. The thermostud valve shuts off the bypass path when the temperature of the coolant increases, and allows the coolant to flow only in the radiator direction. Conversely, when the temperature of the coolant is lowered, the coolant is allowed to flow only in the bypass path direction, and the radiator direction is blocked.

請求項８に記載した発明によれば、放電抵抗がラジエータを通過して冷却された冷却液と熱交換されるため、放電抵抗を効果的に冷却することができる。また、放電抵抗をラジエータに取り付けることにより、車両走行時の走行風が放電抵抗にあたるため、放電抵抗を走行風によっても冷却することが可能となる。 According to the invention described in claim 8, since the discharge resistance is heat-exchanged with the coolant cooled by passing through the radiator, the discharge resistance can be effectively cooled. Further, by attaching the discharge resistance to the radiator, the traveling wind at the time of traveling the vehicle hits the discharge resistance, so that the discharge resistance can be cooled by the traveling wind.

（第一実施形態）
次に、本発明の第一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。なお、本実施形態における各装置の取付方向や位置を示す定義は、車両進行方向を前方と定義するものとする。 (First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the definition which shows the attachment direction and position of each apparatus in this embodiment shall define a vehicle advancing direction as the front.

図１は燃料電池システムの概略構成図である。
図１に示すように、燃料電池システム１０の燃料電池１１は、水素ガスなどの燃料ガス（アノードガス）と空気などの酸化剤ガス（カソードガス）との電気化学反応により発電を行う固体高分子膜型燃料電池である。燃料電池１１に形成された燃料ガス供給用連通孔１３（燃料ガス流路２１の入口側）には燃料ガス供給配管２３が連結され、その上流端部には水素タンク３０が接続されている。また、燃料電池１１に形成された酸化剤ガス供給用連通孔１５（酸化剤ガス流路２２の入口側）には酸化剤ガス供給配管２４が連結され、その上流端部にはエアコンプレッサ３３が接続されている。なお、燃料電池１１に形成されたアノードオフガス排出用連通孔１４（燃料ガス流路２１の出口側）にはアノードオフガス排出配管３５が連結され、カソードオフガス排出用連通孔１６（酸化剤ガス流路２２の出口側）にはカソードオフガス排出配管３６が連結されている。なお、燃料電池１１には出力電圧を検出する電圧計１８が取り付けられている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system.
As shown in FIG. 1, the fuel cell 11 of the fuel cell system 10 includes a solid polymer that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas (anode gas) such as hydrogen gas and an oxidant gas (cathode gas) such as air. It is a membrane fuel cell. A fuel gas supply pipe 23 is connected to the fuel gas supply communication hole 13 (inlet side of the fuel gas passage 21) formed in the fuel cell 11, and a hydrogen tank 30 is connected to the upstream end thereof. Further, an oxidant gas supply pipe 24 is connected to the oxidant gas supply communication hole 15 (inlet side of the oxidant gas flow path 22) formed in the fuel cell 11, and an air compressor 33 is connected to the upstream end thereof. It is connected. The anode offgas discharge communication hole 14 (exit side of the fuel gas flow path 21) formed in the fuel cell 11 is connected to an anode offgas discharge pipe 35, and the cathode offgas discharge communication hole 16 (oxidant gas flow path). 22 is connected to a cathode offgas discharge pipe 36. The fuel cell 11 is provided with a voltmeter 18 for detecting the output voltage.

水素タンク３０から燃料ガス供給配管２３に供給された水素ガスは、レギュレータ（不図示）により減圧された後、エゼクタ２６を通り、燃料電池１１の燃料ガス流路２１に供給される。また、水素タンク３０の下流側近傍には、電磁駆動式の電磁弁２５が設けられており、水素タンク３０からの水素ガスの供給を遮断することができるように構成されている。なお、燃料ガス供給配管２３には圧力計４１が設けられており、燃料ガス供給配管２３内の圧力を検出できるようになっている。 The hydrogen gas supplied from the hydrogen tank 30 to the fuel gas supply pipe 23 is decompressed by a regulator (not shown), passes through the ejector 26, and is supplied to the fuel gas passage 21 of the fuel cell 11. An electromagnetically driven solenoid valve 25 is provided in the vicinity of the downstream side of the hydrogen tank 30 so that the supply of hydrogen gas from the hydrogen tank 30 can be shut off. The fuel gas supply pipe 23 is provided with a pressure gauge 41 so that the pressure in the fuel gas supply pipe 23 can be detected.

また、アノードオフガス排出配管３５は途中で分岐しており、一方はガス排出配管３７となり、希釈ボックス３１に接続され、その後、車外へと排気されるようになっており、他方はアノードオフガス配管３８となり、エゼクタ２６に接続され、燃料電池１１を通過してきたアノードオフガスを再度燃料電池１１のアノードガスとして再利用できるように構成されている。ここで、エゼクタ２６は配管内にガスなどが流れることで生じる負圧を利用して別の系統の配管内のガスなどを引き込むように構成されたものである。なお、ガス排出配管３７には電磁駆動式のパージ弁２８が設けられている。 Further, the anode off-gas discharge pipe 35 is branched in the middle, and one is a gas discharge pipe 37, which is connected to the dilution box 31 and then exhausted outside the vehicle, and the other is the anode off-gas pipe 38. Thus, the anode off-gas connected to the ejector 26 and passing through the fuel cell 11 can be reused as the anode gas of the fuel cell 11 again. Here, the ejector 26 is configured to draw in gas in a pipe of another system by using a negative pressure generated by the gas flowing in the pipe. The gas discharge pipe 37 is provided with an electromagnetically driven purge valve 28.

一方、空気はエアコンプレッサ３３によって加圧され、酸化剤ガス供給配管２４を通過した後、燃料電池１１の酸化剤ガス流路２２に供給される。この空気中の酸素が酸化剤として発電に供された後、燃料電池１１からカソードオフガスとしてカソードオフガス排出配管３６に排出される。カソードオフガス排出配管３６は水素希釈システム３１に接続され、その後、車外へと排気される。なお、カソードオフガス排出配管３６には背圧弁３４が設けられている。 On the other hand, the air is pressurized by the air compressor 33, passes through the oxidant gas supply pipe 24, and then is supplied to the oxidant gas flow path 22 of the fuel cell 11. After this oxygen in the air is used as an oxidant for power generation, it is discharged from the fuel cell 11 to the cathode offgas discharge pipe 36 as cathode offgas. The cathode offgas discharge pipe 36 is connected to the hydrogen dilution system 31 and then exhausted outside the vehicle. A back pressure valve 34 is provided in the cathode offgas discharge pipe 36.

ここで、燃料電池１１には、制御装置（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）４５が設けられている。制御装置４５では、例えば圧力計４１からの検出結果（センサ出力）が伝達され、その検出結果に基づいて、燃料電池システム１０の遮断弁２５およびパージ弁２８の開閉制御などを実行できるように構成されている。 Here, the fuel cell 11 is provided with a control device (ECU: Electric Control Unit) 45. The control device 45 is configured so that, for example, a detection result (sensor output) from the pressure gauge 41 is transmitted, and based on the detection result, opening / closing control of the shutoff valve 25 and the purge valve 28 of the fuel cell system 10 can be executed. Has been.

図２は燃料電池システムの冷媒回路の概略構成図である。
図２に示すように、冷媒回路（冷却システム）５０は、燃料電池１１と、冷媒（水）を冷却する冷却器として機能するラジエータ５１と、燃料電池１１とラジエータ５１との間で冷媒を循環させる循環経路５２と、循環経路５２中に設けられ冷媒を所定流量で循環させる循環ポンプ５３と、ラジエータ５１をバイパスさせるバイパス通路５５中に設けられ冷媒が流通する流路を循環経路５２またはバイパス通路５５のいずれか一方に切り換える流路切換弁５６とを含む。流路切換弁５６に代替して冷媒の流通量を制御する流量制御弁を用いてもよい。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a refrigerant circuit of the fuel cell system.
As shown in FIG. 2, the refrigerant circuit (cooling system) 50 circulates the refrigerant between the fuel cell 11, a radiator 51 that functions as a cooler that cools the refrigerant (water), and between the fuel cell 11 and the radiator 51. A circulation path 52 to be circulated, a circulation pump 53 provided in the circulation path 52 to circulate the refrigerant at a predetermined flow rate, and a flow path provided in a bypass passage 55 to bypass the radiator 51 and through which the refrigerant flows, to the circulation path 52 or the bypass passage. And a flow path switching valve 56 that switches to either one of the two. Instead of the flow path switching valve 56, a flow rate control valve for controlling the flow rate of the refrigerant may be used.

なお、流路切換弁５６は、ラジエータ５１への冷媒の流通量を調整して燃料電池１１へ供給される冷媒の温度を調整する温度制御機構であるサーモスタッドバルブとして機能するものである。また、冷媒回路５０中を流通する冷媒としては、例えば、エチレングリコール、不凍液などの液体冷媒や、フロン（登録商標）などのフッ化炭素系冷媒などでもよい。 The flow path switching valve 56 functions as a thermostud valve that is a temperature control mechanism that adjusts the flow rate of the refrigerant to the radiator 51 and adjusts the temperature of the refrigerant supplied to the fuel cell 11. Moreover, as a refrigerant | coolant which distribute | circulates in the refrigerant circuit 50, liquid refrigerants, such as ethylene glycol and an antifreeze, Fluorocarbon type refrigerants, such as CFC (trademark), etc. may be used, for example.

燃料電池１１は、略直方体状からなるスタック本体を有し、スタック本体の前面（フロント側）には、スタック本体内へ冷媒を流通させて燃料電池１１を冷却するための冷媒導入ポート６１および冷媒導出ポート６２が設けられている。循環経路５２における冷媒導入ポート６１の上流側から分岐して冷媒導出ポート６２の下流側に合流する分岐通路６３が設けられ、分岐通路６３には、例えば、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を充填したイオン交換器６５が設けられている。 The fuel cell 11 has a stack body having a substantially rectangular parallelepiped shape, and on the front surface (front side) of the stack body, a coolant introduction port 61 and a coolant for cooling the fuel cell 11 by circulating the coolant into the stack body. A derivation port 62 is provided. A branch passage 63 that branches from the upstream side of the refrigerant introduction port 61 in the circulation path 52 and joins the downstream side of the refrigerant outlet port 62 is provided. The branch passage 63 is filled with, for example, a cation exchange resin and an anion exchange resin. An ion exchanger 65 is provided.

さらに、制御装置４５は、循環ポンプ５３を駆動させる駆動信号を導出するとともに、流路切換弁５６に対して弁切換信号（弁動作制御信号）を導出する制御手段として機能している。 Further, the control device 45 functions as control means for deriving a drive signal for driving the circulation pump 53 and deriving a valve switching signal (valve operation control signal) to the flow path switching valve 56.

図３は燃料電池システムの放電回路の概略構成図である。
図３に示すように、燃料電池１１には放電抵抗７０と、ディスチャージ用リレー７１と、コンタクタ７２と、制御装置４５と、が接続されている。コンタクタ７２は、燃料電池１１とモータなどの電力消費デバイス７５との間に設けられ、燃料電池１１と電力消費デバイス７５とを断続する電磁開閉器である。また、ディスチャージ用リレー７１は、放電抵抗７０と燃料電池１１とを断続するスイッチであり、ディスチャージ用リレー７１をオン（閉）にすることにより、燃料電池１１と放電抵抗７０とが接続されるようになっている。これらディスチャージ用リレー７１およびコンタクタ７２の制御は制御装置４５からの指示により行われる。制御装置４５は、例えば、電圧計１８の電圧値に基づいてディスチャージ用リレー７１およびコンタクタ７２の開閉をするように構成されている。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a discharge circuit of the fuel cell system.
As shown in FIG. 3, a discharge resistor 70, a discharge relay 71, a contactor 72, and a control device 45 are connected to the fuel cell 11. The contactor 72 is an electromagnetic switch that is provided between the fuel cell 11 and a power consuming device 75 such as a motor, and that intermittently connects the fuel cell 11 and the power consuming device 75. The discharge relay 71 is a switch for intermittently connecting the discharge resistor 70 and the fuel cell 11, and the fuel cell 11 and the discharge resistor 70 are connected by turning on (closing) the discharge relay 71. It has become. The discharge relay 71 and the contactor 72 are controlled by an instruction from the control device 45. For example, the control device 45 is configured to open and close the discharge relay 71 and the contactor 72 based on the voltage value of the voltmeter 18.

図４、図５は放電抵抗の配置図である。
図４、図５に示すように、放電抵抗７０は、略直方体形状のセメント抵抗である。具体的には、セメントで形成された本体の内部にニクロム線が内包されている。放電抵抗７０は、燃料電池１１の始動時や停止時に使用されるものであり、燃料電池１１に対して電気的に接続可能に構成されている。 4 and 5 are layout diagrams of the discharge resistors.
As shown in FIGS. 4 and 5, the discharge resistor 70 is a substantially rectangular parallelepiped cement resistor. Specifically, a nichrome wire is encapsulated inside a main body made of cement. The discharge resistor 70 is used when the fuel cell 11 is started or stopped, and is configured to be electrically connectable to the fuel cell 11.

また、放電抵抗７０は、イオン交換器６５に当接するように配置されている。イオン交換器６５は略円筒状で樹脂製の筐体６６の内部にカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂が充填されている。本実施形態では、筐体６６の一部が切り欠かれたように形成され、平坦部６７が形成されている。そして、２個の放電抵抗７０が、平坦部６７に載置するように配されている。放電抵抗７０は、コンタクタ７２が収容されているコンタクタボックス７３との間にケーブル７４が配されている。また、２個の放電抵抗７０間にも配線７４が配されている。つまり、コンタクタ７２と放電抵抗７０とがケーブル７４により直列に接続されている。なお、ディスチャージ用リレー７１は、コンタクタボックス７３内に設けられている。 Further, the discharge resistor 70 is disposed so as to contact the ion exchanger 65. The ion exchanger 65 has a substantially cylindrical shape and is filled with a cation exchange resin and an anion exchange resin inside a resin casing 66. In the present embodiment, a part of the housing 66 is formed so as to be cut out, and a flat portion 67 is formed. Two discharge resistors 70 are arranged so as to be placed on the flat portion 67. A cable 74 is disposed between the discharge resistor 70 and the contactor box 73 in which the contactor 72 is accommodated. A wiring 74 is also arranged between the two discharge resistors 70. That is, the contactor 72 and the discharge resistor 70 are connected in series by the cable 74. The discharge relay 71 is provided in the contactor box 73.

また、放電抵抗７０を覆うように防水用のカバー６８が設けられている。カバー６８は筐体６６にビスなどにより締結されている。カバー６８の一部にはグロメット７８が充填された開口があり、この開口にケーブル７４が挿通されている。 A waterproof cover 68 is provided so as to cover the discharge resistor 70. The cover 68 is fastened to the housing 66 with screws or the like. A part of the cover 68 has an opening filled with a grommet 78, and a cable 74 is inserted into the opening.

次に、本実施形態の燃料電池システム１０の起動動作について図６のフローチャートを用いて説明する。
図６に示すように、Ｓ１では、燃料電池システム１０が運転停止の状態において、運転者により車両のイグニッションスイッチ（不図示）がオン（ＩＧ−ＯＮ）されると、ディスチャージ制御が開始される。 Next, the starting operation of the fuel cell system 10 of the present embodiment will be described using the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 6, in S1, the discharge control is started when an ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on (IG-ON) by the driver while the fuel cell system 10 is stopped.

Ｓ２では、制御装置４５からの指示により、ディスチャージ用リレー７１をオンする。
Ｓ３では、電磁弁２５を開いて燃料電池１１のアノード側に燃料ガス（水素）を供給するとともに、エアコンプレッサ３３を駆動して、燃料電池１１のカソード側に酸化剤ガス（空気）を供給する。すると、アノード側では、触媒の作用によって、水素が水素イオンと電子に分解され、水素イオンがアノード側とカソード側との間に設けられた電解質膜（不図示）を介してカソード側に透過し、電子が放電抵抗７０を介してカソード側に移動する。また、カソード側では、触媒の作用により、水素イオンおよび電子と、水素と酸素とが反応することで、燃料電池１１内の電位が上昇し、回路電圧が上昇する。また同時に、冷媒回路５０の循環ポンプ５３を駆動して冷媒（水）を循環させる。 In S <b> 2, the discharge relay 71 is turned on according to an instruction from the control device 45.
In S 3, the electromagnetic valve 25 is opened to supply fuel gas (hydrogen) to the anode side of the fuel cell 11, and the air compressor 33 is driven to supply oxidant gas (air) to the cathode side of the fuel cell 11. . Then, on the anode side, hydrogen is decomposed into hydrogen ions and electrons by the action of the catalyst, and the hydrogen ions permeate to the cathode side through an electrolyte membrane (not shown) provided between the anode side and the cathode side. Electrons move to the cathode side through the discharge resistor 70. On the cathode side, hydrogen ions and electrons, and hydrogen and oxygen react due to the action of the catalyst, whereby the potential in the fuel cell 11 rises and the circuit voltage rises. At the same time, the circulation pump 53 of the refrigerant circuit 50 is driven to circulate the refrigerant (water).

ここで、制御装置４５は、ＩＧ−ＯＮを検知すると、コンタクタ７２はオフ（開）のままで、ディスチャージ用リレー７１をオン（閉）にして、燃料電池１１と放電抵抗７０とを電気的に接続する。これにより、燃料電池１１から出力された電力（発電電流）は、放電抵抗７０を通過することにより放電（消費）される。このとき、放電抵抗７０は発熱するが、本実施形態では、放電抵抗７０がイオン交換器６５に当接するように配置されているため、イオン交換器６５を通過する冷媒（冷却液）により放電抵抗７０の温度上昇を抑制することができる。 Here, when the control device 45 detects IG-ON, the contactor 72 remains off (open), the discharge relay 71 is turned on (closed), and the fuel cell 11 and the discharge resistor 70 are electrically connected. Connecting. Thereby, the power (generated current) output from the fuel cell 11 is discharged (consumed) by passing through the discharge resistor 70. At this time, the discharge resistor 70 generates heat. However, in this embodiment, the discharge resistor 70 is disposed so as to contact the ion exchanger 65, and therefore, the discharge resistor 70 is cooled by the refrigerant (coolant) passing through the ion exchanger 65. The temperature rise of 70 can be suppressed.

Ｓ４では、燃料電池１１の発電状態（電圧）が所定のレベルまで上昇して、回路電圧が電力消費デバイス７５に接続可能な電圧値に到達したことを制御装置４５が検知すると、ディスチャージ用リレー７１をオフにして、燃料電池１１と放電抵抗７０との接続を遮断する。そして、ディスチャージ用リレー７１のオフと同時にコンタクタ７２をオンにして、燃料電池１１と電力消費デバイス７５とを電気的に接続して、燃料電池１１から電力消費デバイス７５への電力の取り出しを開始して、ディスチャージ制御を終了する。 In S4, when the control device 45 detects that the power generation state (voltage) of the fuel cell 11 has risen to a predetermined level and the circuit voltage has reached a voltage value connectable to the power consuming device 75, the discharge relay 71 And the connection between the fuel cell 11 and the discharge resistor 70 is cut off. At the same time when the discharge relay 71 is turned off, the contactor 72 is turned on, the fuel cell 11 and the power consuming device 75 are electrically connected, and extraction of power from the fuel cell 11 to the power consuming device 75 is started. Then, the discharge control ends.

次に、本実施形態の燃料電池システム１０の停止動作について図７のフローチャートを用いて説明する。
図７に示すように、Ｓ１１では、燃料電池システム１０が運転中の状態において、運転者により車両のイグニッションスイッチ（不図示）がオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）されると、ディスチャージ制御が開始される。 Next, the stop operation of the fuel cell system 10 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 7, in S11, when the ignition switch (not shown) of the vehicle is turned off (IG-OFF) by the driver while the fuel cell system 10 is in operation, the discharge control is started.

Ｓ１２では、制御装置４５からの指示により、ディスチャージ用リレー７１をオンする。
Ｓ１３では、電磁弁２５を閉じて燃料電池１１のアノード側への燃料ガス（水素）の供給を停止するとともに、エアコンプレッサ３３の駆動を停止して、燃料電池１１のカソード側への酸化剤ガス（空気）の供給を停止する。なお、冷媒回路５０の循環ポンプ５３の駆動は継続させる。 In S12, the discharge relay 71 is turned on according to an instruction from the control device 45.
In S13, the solenoid valve 25 is closed to stop the supply of fuel gas (hydrogen) to the anode side of the fuel cell 11, and the drive of the air compressor 33 is stopped to oxidize the gas to the cathode side of the fuel cell 11. Stop supplying (air). The driving of the circulation pump 53 of the refrigerant circuit 50 is continued.

ここで、制御装置４５は、ＩＧ−ＯＦＦを検知すると、コンタクタ７２をオフ（開）にすると同時に、ディスチャージ用リレー７１をオン（閉）にして、燃料電池１１と放電抵抗７０とを電気的に接続する。これにより、燃料電池１１から出力される電力は、放電抵抗７０を通過することにより放電（消費）され、燃料電池１１内の残留水素、残留酸素を消費することができる。 Here, when detecting the IG-OFF, the control device 45 turns off (opens) the contactor 72 and turns on (closes) the discharge relay 71 to electrically connect the fuel cell 11 and the discharge resistor 70. Connecting. Thereby, the electric power output from the fuel cell 11 is discharged (consumed) by passing through the discharge resistor 70, and the residual hydrogen and residual oxygen in the fuel cell 11 can be consumed.

Ｓ１４では、燃料電池１１の発電状態（電圧）が所定のレベルまで低下したことを制御装置４５が検知すると、ディスチャージ用リレー７１をオフにして、燃料電池１１と放電抵抗７０との接続を遮断してディスチャージ制御を終了する。 In S14, when the control device 45 detects that the power generation state (voltage) of the fuel cell 11 has decreased to a predetermined level, the discharge relay 71 is turned off to disconnect the connection between the fuel cell 11 and the discharge resistor 70. To end the discharge control.

本実施形態では、放電抵抗７０をイオン交換器６５に当接するように載置したため、放電抵抗７０とイオン交換器６５を通過する冷媒（水）との間で熱交換をすることができる。つまり、放電抵抗７０を冷媒により冷却することができるため、高温になるのを抑制でき、抵抗として熱容量の小さいものを用いることができる。したがって、放電抵抗７０を小型化することができる。また、放電抵抗７０を冷却するのに、従来から設けられているイオン交換器６５を利用することにより、別個の冷却装置を設けることなく冷却することができる。つまり、イオン交換器６５をヒートシンクとしても利用することで、燃料電池システム１０をコンパクトにまとめることが可能となる。さらに、イオン交換器６５を利用して放電抵抗７０を水冷方式で効率よく冷却することができる。 In this embodiment, since the discharge resistor 70 is placed so as to contact the ion exchanger 65, heat exchange can be performed between the discharge resistor 70 and the refrigerant (water) passing through the ion exchanger 65. That is, since the discharge resistor 70 can be cooled by the refrigerant, it is possible to suppress a high temperature and a resistor having a small heat capacity can be used. Therefore, the discharge resistor 70 can be reduced in size. Further, by using the ion exchanger 65 that has been conventionally provided to cool the discharge resistor 70, it is possible to cool the discharge resistor 70 without providing a separate cooling device. That is, by using the ion exchanger 65 as a heat sink, the fuel cell system 10 can be made compact. Furthermore, the discharge resistor 70 can be efficiently cooled by the water cooling method using the ion exchanger 65.

また、放電時に循環ポンプ５３により冷媒を強制的に循環させることで、放電抵抗７０を効果的に冷却することができる。 In addition, the discharge resistor 70 can be effectively cooled by forcibly circulating the refrigerant by the circulation pump 53 during discharge.

また、放電抵抗７０をイオン交換器６５に形成した平坦部６７に載置することで、安定して放電抵抗７０を支持固定することができる。また、放電抵抗７０とイオン交換器６５との接触面積を大きくすることができ、効率的に放電抵抗７０を冷却することができる。 Further, by placing the discharge resistor 70 on the flat portion 67 formed in the ion exchanger 65, the discharge resistor 70 can be stably supported and fixed. In addition, the contact area between the discharge resistor 70 and the ion exchanger 65 can be increased, and the discharge resistor 70 can be efficiently cooled.

さらに、放電抵抗７０をイオン交換器６５に当接するように配置して、燃料電池１１の起動時に、放電抵抗７０により燃料電池１１の発電電力を消費するとともに、冷媒を循環ポンプ５３により強制的に循環させるように構成したため、イオン交換器６５が最も効果的に性能を発揮するのは６０℃〜７０℃であるが、燃料電池システム１０の起動時に略外気温まで温度が低下しているイオン交換器６５を放電抵抗７０の熱を利用して迅速に暖機することができる。したがって、イオン交換器６５を早期に機能を発揮させることができ、金属イオンが冷媒内を流れるのを抑制することができる。なお、放電抵抗７０は約１５０℃まで上昇する。 Further, the discharge resistor 70 is disposed so as to contact the ion exchanger 65, and at the time of starting the fuel cell 11, the generated power of the fuel cell 11 is consumed by the discharge resistor 70 and the refrigerant is forced by the circulation pump 53. Since it is configured to circulate, the ion exchanger 65 performs most effectively at 60 ° C. to 70 ° C., but when the fuel cell system 10 is started up, the temperature of the ion exchanger 65 decreases to substantially the outside temperature. The heater 65 can be quickly warmed up using the heat of the discharge resistor 70. Therefore, the function of the ion exchanger 65 can be exhibited at an early stage, and metal ions can be prevented from flowing in the refrigerant. The discharge resistance 70 rises to about 150 ° C.

なお、イオン交換器６５の筐体６６における放電抵抗７０との当接面を金属で形成してもよい。このように構成することにより、伝熱効率を向上することができる。したがって、放電抵抗７０と冷媒との熱交換を効率的に行うことができ、放電抵抗７０をより効果的に冷却することができる。 In addition, you may form the contact surface with the discharge resistance 70 in the housing | casing 66 of the ion exchanger 65 with a metal. By comprising in this way, heat-transfer efficiency can be improved. Therefore, heat exchange between the discharge resistor 70 and the refrigerant can be performed efficiently, and the discharge resistor 70 can be cooled more effectively.

また、図８に示すように、イオン交換器６５に形成された平坦部６７と立上部６９とで構成されたＬ字部７７の各面に放電抵抗７０の各面が当接するように配置してもよい。つまり、放電抵抗７０の側面７０ａおよび底面７０ｂがそれぞれＬ字部７７の立上部６９および平坦部６７に当接するように配置してもよい。このように構成することで、放電抵抗７０とイオン交換器６５との接触面積をより大きくすることができ、効率的に放電抵抗７０を冷却することができる。 Further, as shown in FIG. 8, each surface of the discharge resistor 70 is disposed so as to abut each surface of the L-shaped portion 77 formed by the flat portion 67 and the upright portion 69 formed in the ion exchanger 65. May be. That is, the side surface 70 a and the bottom surface 70 b of the discharge resistor 70 may be disposed so as to contact the rising portion 69 and the flat portion 67 of the L-shaped portion 77, respectively. By comprising in this way, the contact area of the discharge resistance 70 and the ion exchanger 65 can be enlarged more, and the discharge resistance 70 can be cooled efficiently.

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態を図９に基づいて説明する。なお、第二実施形態は第一実施形態と放電抵抗の配置場所が異なるのみであり、その他の構成は第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図９に示すように、放電抵抗１７０は、ラジエータ１５の底面１５ａに当接するようにして配置されている。ラジエータ１５の上方には冷媒の循環経路５２が接続される入口部１５ｂが形成され、ラジエータ１５の下方には同じく循環経路５２が接続される出口部１５ｃが形成されており、ラジエータ１５の内部には入口部１５ｂから出口部１５ｃに連通する配管（不図示）が形成されている。つまり、放電抵抗１７０は、ラジエータ１５の出口部１５ｃ近傍に配置されている。 (Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment only in the location of the discharge resistor, and the other configurations are substantially the same as those in the first embodiment. Description is omitted.
As shown in FIG. 9, the discharge resistor 170 is disposed so as to contact the bottom surface 15 a of the radiator 15. An inlet 15b to which the refrigerant circulation path 52 is connected is formed above the radiator 15, and an outlet 15c to which the circulation path 52 is similarly connected is formed below the radiator 15. A pipe (not shown) communicating from the inlet portion 15b to the outlet portion 15c is formed. That is, the discharge resistor 170 is disposed in the vicinity of the outlet portion 15 c of the radiator 15.

本実施形態によれば、放電抵抗１７０がラジエータ１５を通過して冷却された冷媒と熱交換されるため、放電抵抗１７０を効果的に冷却することができる。また、放電抵抗１７０をラジエータ１５に取り付けることにより、車両走行時の走行風が放電抵抗１７０にあたるため、放電抵抗１７０を走行風によっても冷却することが可能となる。 According to the present embodiment, since the discharge resistor 170 is heat-exchanged with the refrigerant that has been cooled by passing through the radiator 15, the discharge resistor 170 can be effectively cooled. In addition, by attaching the discharge resistor 170 to the radiator 15, the traveling wind at the time of traveling of the vehicle hits the discharge resistor 170, so that the discharge resistor 170 can be cooled by the traveling wind.

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態を図１０に基づいて説明する。なお、第三実施形態は第一実施形態と放電抵抗の形態が異なるのみであり、その他の構成は第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図１０に示すように、放電抵抗２７０は、可撓性のあるステンレス配管の内部にニクロム線が配されるとともに、酸化マグネシウムが充填されたシーズヒータで構成されている。本実施形態では、この放電抵抗２７０がイオン交換器６５の筐体６６の周面に当接するように巻きつけられている。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first embodiment only in the form of the discharge resistance, and the other configurations are substantially the same as those in the first embodiment. Is omitted.
As shown in FIG. 10, the discharge resistor 270 is configured by a sheathed heater in which a nichrome wire is arranged inside a flexible stainless steel pipe and filled with magnesium oxide. In this embodiment, the discharge resistor 270 is wound so as to contact the peripheral surface of the housing 66 of the ion exchanger 65.

本実施形態では、放電抵抗２７０をイオン交換器６５に巻きつけて筐体６６に当接するように配置したため、放電抵抗２７０とイオン交換器６５を通過する冷媒（水）との間で熱交換をすることができる。つまり、放電抵抗２７０を冷媒により冷却することができるため、高温になるのを抑制でき、抵抗として熱容量の小さいものを用いることができる。したがって、放電抵抗２７０を小型化することができる。また、イオン交換器６５に平坦部などを形成する必要がないため、コストアップを抑制することができる。 In this embodiment, since the discharge resistor 270 is wound around the ion exchanger 65 and arranged so as to contact the housing 66, heat exchange is performed between the discharge resistor 270 and the refrigerant (water) passing through the ion exchanger 65. can do. That is, since the discharge resistor 270 can be cooled by the refrigerant, it can be prevented from becoming high temperature, and a resistor having a small heat capacity can be used. Therefore, the discharge resistor 270 can be reduced in size. Moreover, since it is not necessary to form a flat part etc. in the ion exchanger 65, a cost increase can be suppressed.

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態を図１１に基づいて説明する。なお、第四実施形態は第一実施形態と放電抵抗の形態および配置箇所が異なるのみであり、その他の構成は第一実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図１１に示すように、放電抵抗３７０は、可撓性のあるステンレス配管の内部にニクロム線が配されるとともに、酸化マグネシウムが充填されたシーズヒータで構成されている。本実施形態では、この放電抵抗３７０がイオン交換器６５の筐体６６内に収容されている。放電抵抗３７０は、筐体６６内で固定用ブラケット７９により支持固定されている。また、放電抵抗３７０に接続されているケーブル７４は、筐体６６に形成された開口を挿通させている。なお、開口にはグロメット７８が配されており、防水性が確保されている。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the fourth embodiment is different from the first embodiment only in the form and arrangement location of the discharge resistor, and other configurations are substantially the same as those in the first embodiment. Detailed description is omitted.
As shown in FIG. 11, the discharge resistor 370 is configured by a sheathed heater in which a nichrome wire is arranged inside a flexible stainless steel pipe and filled with magnesium oxide. In the present embodiment, the discharge resistor 370 is accommodated in the housing 66 of the ion exchanger 65. The discharge resistor 370 is supported and fixed by a fixing bracket 79 in the housing 66. Further, the cable 74 connected to the discharge resistor 370 passes through an opening formed in the housing 66. A grommet 78 is disposed in the opening to ensure waterproofness.

本実施形態では、放電抵抗３７０をイオン交換器６５の筐体６６内に配置したため、放電抵抗３７０とイオン交換器６５を通過する冷媒（水）とが直接接しながら熱交換をすることができる。つまり、放電抵抗３７０を冷媒により効率よく冷却することができるため、高温になるのを抑制でき、抵抗として熱容量の小さいものを用いることができる。したがって、放電抵抗３７０を小型化することができる。 In this embodiment, since the discharge resistor 370 is disposed in the casing 66 of the ion exchanger 65, heat exchange can be performed while the discharge resistor 370 and the refrigerant (water) passing through the ion exchanger 65 are in direct contact with each other. That is, since the discharge resistor 370 can be efficiently cooled by the refrigerant, it can be prevented from becoming high temperature, and a resistor having a small heat capacity can be used. Therefore, the discharge resistor 370 can be reduced in size.

尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、放電抵抗をイオン交換器またはラジエータにと右折するように配置した場合の説明をしたが、これに限らず、循環ポンプや流路切換弁に取り付けてもよい。
全ての冷媒が流通する循環ポンプや流路切換弁に放電抵抗を設けることにより、効率的に放電抵抗を冷却することができる。なお、流路切換弁をサーモスタッドバルブにしてもよい。この場合、サーモスタッドバルブは、冷媒の温度が高くなるとバイパス経路を遮断し、ラジエータ方向のみに冷媒を流す。逆に、冷媒の温度が低くなるとバイパス経路方向のみに冷媒を流し、ラジエータ方向は遮断するように構成する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific structure and shape described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
For example, in the present embodiment, the case where the discharge resistor is arranged so as to be turned to the right as an ion exchanger or a radiator has been described. However, the present invention is not limited to this, and the discharge resistor may be attached to a circulation pump or a flow path switching valve.
Discharge resistance can be efficiently cooled by providing discharge resistance in the circulation pump and the flow path switching valve through which all the refrigerant flows. The flow path switching valve may be a thermo stud valve. In this case, when the temperature of the refrigerant increases, the thermo stud valve blocks the bypass path and allows the refrigerant to flow only in the radiator direction. Conversely, when the temperature of the refrigerant is lowered, the refrigerant is allowed to flow only in the bypass path direction, and the radiator direction is blocked.

本発明の実施形態における燃料電池システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における燃料電池システムの冷媒回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the refrigerant circuit of the fuel cell system in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における放電回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the discharge circuit in embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態における燃料電池システムの部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of the fuel cell system in a first embodiment of the present invention. 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 本発明の実施形態における燃料電池システムの起動時のフローチャートである。It is a flowchart at the time of starting of the fuel cell system in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における燃料電池システムの停止時のフローチャートである。It is a flowchart at the time of a stop of the fuel cell system in the embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態における燃料電池システムの別の態様を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another aspect of the fuel cell system in 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態における燃料電池システムの部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of the fuel cell system in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態における燃料電池システムの部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of the fuel cell system in 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四実施形態における燃料電池システムの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the fuel cell system in a fourth embodiment of the present invention.

Explanation of symbols

１０…燃料電池システム１１…燃料電池１５…ラジエータ（冷却液通過デバイス）１５ａ…底面５２…循環経路５３…循環ポンプ（冷却液通過デバイス）５５…バイパス経路５６…流路切換弁（サーモスタッドバルブ、冷却液通過デバイス）６５…イオン交換器（冷却液通過デバイス）６７…平坦部６９…立上部７０…放電抵抗７０ａ…側面７０ｂ…底面７７…Ｌ字部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell system 11 ... Fuel cell 15 ... Radiator (coolant passage device) 15a ... Bottom 52 ... Circulation route 53 ... Circulation pump (coolant passage device) 55 ... Bypass route 56 ... Flow path switching valve (thermo stud valve, cooling) (Liquid passing device) 65 ... Ion exchanger (coolant passing device) 67 ... Flat part 69 ... Rising part 70 ... Discharge resistance 70a ... Side face 70b ... Bottom face 77 ... L-shaped part

Claims

A fuel cell;
A coolant circulation path passing through the interior of the fuel cell;
In a fuel cell system comprising a coolant passage device disposed in the circulation path,
A fuel cell system, wherein a discharge resistor for discharging the power generated by the fuel cell is attached so as to contact the coolant passing device.

A circulation pump is provided in the circulation path,
The fuel cell system according to claim 1, wherein the circulation pump is operated when the fuel cell is discharged by the discharge resistance.

The fuel cell system according to claim 1, wherein a flat portion is formed in the coolant passage device, and the discharge resistance is fixed to the flat portion.

The L-shaped portion is formed on the surface of the coolant passing device, and the side surface and the bottom surface of the discharge resistor are in contact with the side surface and the bottom surface of the L-shaped portion, respectively. A fuel cell system according to claim 1.

The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein a contact surface with the discharge resistance in the coolant passage device is formed of metal.

The coolant passage device is an ion exchanger;
The reaction gas is supplied to the fuel cell, and at the time of startup until the fuel cell reaches a predetermined voltage, the electric power generated by the fuel cell is consumed by the discharge resistance, and the coolant is supplied to the ion exchanger and the The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell system is configured to circulate in the fuel cell.

A bypass path for bypassing the radiator is provided in the circulation path;
The fuel cell system according to claim 1, wherein the coolant passage device is a thermostud valve provided at a branch point between the circulation path and the bypass flow path.

The coolant passing device is a radiator;
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein the discharge resistance is attached in the vicinity of an outlet side of the coolant in the radiator.