JP2013080718A - Cooling system of fuel cell - Google Patents

Cooling system of fuel cell Download PDF

Info

Publication number
JP2013080718A
JP2013080718A JP2012284447A JP2012284447A JP2013080718A JP 2013080718 A JP2013080718 A JP 2013080718A JP 2012284447 A JP2012284447 A JP 2012284447A JP 2012284447 A JP2012284447 A JP 2012284447A JP 2013080718 A JP2013080718 A JP 2013080718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
refrigerant
flow path
circulation pump
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012284447A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5692214B2 (en
Inventor
Tomotaka Ishikawa
智隆 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2012284447A priority Critical patent/JP5692214B2/en
Publication of JP2013080718A publication Critical patent/JP2013080718A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5692214B2 publication Critical patent/JP5692214B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling system of a fuel cell which enables cooperative control between a cooling system of a fuel cell stack and other heat exchange systems.SOLUTION: A cooling system 100 of a fuel cell is equipped with: a main cooling flow passage 102 through which coolant flows; and a bypass cooling flow passage 104 which is arranged parallel with the main cooling flow passage 102 and diverts the same coolant. A radiator 110, a coolant circulation pump (WP) 130 and the like are arranged in the main cooling flow passage 102. The coolant from the main cooling flow passage 102 enters the bypass cooling flow passage 104 and reaches a second heat exchanger 120 via a case and the like of a motor 50 of an air compressor (ACP) 48. At the second heat exchanger 120, heat exchange is also performed for a supply gas flow passage 80, after which the coolant returns to the main cooling flow passage 102. The manner in which the coolant is distributed can be changed variously depending on how the coolant is diverted from the main cooling flow passage 102 and how the circulation pump 130 is arranged.

Description

本発明は燃料電池の冷却システムに係り、特に、アノード側に燃料ガスが供給されカソード側に酸化ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池の冷却システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell cooling system, and more particularly, to a fuel cell cooling system in which fuel gas is supplied to an anode side and oxidizing gas is supplied to a cathode side to generate electric power by an electrochemical reaction.

環境に与える影響が少ないことから、車両に燃料電池の搭載が行われている。燃料電池は、例えば燃料電池スタックのアノード側に水素等の燃料ガスを供給し、カソード側に酸素を含む酸化ガス、例えば空気を供給し、電解質膜を通しての反応によって必要な電力を取り出す。この反応のために燃料電池は発熱し、その冷却のために燃料電池スタック内に冷却水等の冷媒を流し、これをラジエータ等で冷却することが行われる。また燃料電池の起動時に低温であると、燃料電池を暖めるために、ヒータ等で冷媒を適当な温度に加熱することが行われる。このように、燃料電池スタックに冷媒を流し、その温度を調整することが行われる。   Since there is little impact on the environment, fuel cells are installed in vehicles. In the fuel cell, for example, a fuel gas such as hydrogen is supplied to the anode side of the fuel cell stack, an oxidizing gas containing oxygen such as air is supplied to the cathode side, and necessary electric power is taken out by a reaction through the electrolyte membrane. The fuel cell generates heat due to this reaction, and a coolant such as cooling water is allowed to flow through the fuel cell stack for cooling, and this is cooled with a radiator or the like. When the temperature of the fuel cell is low, the refrigerant is heated to an appropriate temperature with a heater or the like in order to warm the fuel cell. In this way, the refrigerant is allowed to flow through the fuel cell stack and its temperature is adjusted.

また、燃料電池スタックのカソード側に供給される酸化ガスを適当な圧力とするためにエアーコンプレッサ(ACP)等のガス圧縮器が用いられる。このACPも作動に応じて発熱するので、インタクーラと呼ばれる熱交換器で冷却される。さらに、車両には、その車室内の空調のための熱交換器が設けられる。このように、車両には目的と対象の相違する様々な熱交換器が設けられているので、これらの相互利用は検討に値する。   Further, a gas compressor such as an air compressor (ACP) is used in order to bring the oxidizing gas supplied to the cathode side of the fuel cell stack to an appropriate pressure. Since this ACP also generates heat in response to operation, it is cooled by a heat exchanger called an intercooler. Further, the vehicle is provided with a heat exchanger for air conditioning in the passenger compartment. As described above, since various heat exchangers having different purposes and objects are provided in the vehicle, their mutual use is worth considering.

例えば、特許文献1には、燃料電池のカソード側に設けられる加湿器に不足する加湿量を補いながら水詰まりを防止する燃料電池システムが開示されている。ここでは、カソード供給ガスを冷却するための冷媒と燃料電池スタックを冷却する冷媒とが共有され、カソード供給ガス冷却用熱交換器と燃料電池スタックとが冷媒流路で直列に接続されている。そして冷媒流路の途中に2つの三方弁が設置され、燃料電池の温度が高いときと、低いときとで、冷媒の流れ方向を変更可能としている。   For example, Patent Document 1 discloses a fuel cell system that prevents water clogging while supplementing a humidification amount that is insufficient in a humidifier provided on the cathode side of the fuel cell. Here, the refrigerant for cooling the cathode supply gas and the refrigerant for cooling the fuel cell stack are shared, and the cathode supply gas cooling heat exchanger and the fuel cell stack are connected in series through the refrigerant flow path. Two three-way valves are installed in the middle of the refrigerant flow path so that the flow direction of the refrigerant can be changed depending on whether the temperature of the fuel cell is high or low.

また、特許文献2には、高い外気温度において快適な空調と燃料電池装置の十分な冷却との両方を可能にし、低い外気温度において、熱不足を容易に補償する、空調装置と熱源としての燃料電池とを有する自動車の冷暖房方法が開示されている。ここでは、熱源の冷却と自動車の空調との両方が共通冷媒を使用し、単一の冷媒回路を用いている。媒体回路は分岐点において第1のサブ回路と第2のサブ回路とに分岐し、第1のサブ回路は燃料電池装置に割り当てられ、第2のサブ回路は自動車の空調装置に割り当てられ、それぞれを経由して、結合点で再び結合する。すなわち、1つのループの中に燃料電池装置の熱交換と空調装置の熱交換とが直列に配置されている。   Patent Document 2 discloses an air conditioner and a fuel as a heat source that enable both comfortable air conditioning and sufficient cooling of the fuel cell device at a high outside temperature and easily compensate for heat shortage at a low outside temperature. A method for cooling and heating an automobile having a battery is disclosed. Here, both the cooling of the heat source and the air conditioning of the automobile use a common refrigerant and use a single refrigerant circuit. The media circuit branches into a first sub-circuit and a second sub-circuit at a branch point, the first sub-circuit is allocated to the fuel cell device, and the second sub-circuit is allocated to the automobile air conditioner, Reconnect at the connection point via. That is, the heat exchange of the fuel cell device and the heat exchange of the air conditioner are arranged in series in one loop.

特開2005−79007号公報JP 2005-79007 A 特表2005−514261号公報JP 2005-514261 A

従来技術において、各熱交換器のそれぞれを独立に制御する場合には、冷媒回路及びその制御がそれぞれ独立となり、不便である。燃料電池スタックの冷却系と、カソード供給ガスの冷却系とを独立に行うとすると、燃料電池スタックへ入るカソード供給ガスの温度がカソード供給ガスの冷却系で決まり、燃料電池スタックから出てくるカソード供給ガス(いわゆるカソードオフガス)の温度がほぼ燃料電池スタックの冷却系で決まる。ここで2つの冷却系がそれぞれ独立に制御されると、燃料電池スタックに入るカソード供給ガスの温度と、カソードオフガスの温度との温度差が大きくなりすぎることが生じ得る。   In the prior art, when each heat exchanger is controlled independently, the refrigerant circuit and its control are independent of each other, which is inconvenient. If the cooling system of the fuel cell stack and the cooling system of the cathode supply gas are performed independently, the temperature of the cathode supply gas entering the fuel cell stack is determined by the cooling system of the cathode supply gas, and the cathode coming out of the fuel cell stack The temperature of the supply gas (so-called cathode off gas) is almost determined by the cooling system of the fuel cell stack. Here, if the two cooling systems are controlled independently, the temperature difference between the temperature of the cathode supply gas entering the fuel cell stack and the temperature of the cathode off gas may become too large.

この結果、例えば、次のような不具合が生じ得る。すなわち、カソード供給ガスを適度に加湿して燃料電池スタックに供給するため、燃料電池スタックに並列に加湿器が設けられるが、この加湿器の両端の温度差が大きくなることが生じ得ることになる。加湿器は周知の中空糸構造のものを用いることがあるが、この構造のものは、両端の温度差が大きいと損傷し、十分に作動しなくなることがある。このように、燃料電池の各熱交換器について冷媒回路及びその制御をそれぞれ独立にすることは、複雑な構造となり、冷媒の利用も効率的でなく、さらに上記のような不具合が生じ得る。   As a result, for example, the following problems may occur. That is, a humidifier is provided in parallel to the fuel cell stack in order to appropriately humidify the cathode supply gas and supply it to the fuel cell stack. However, the temperature difference between both ends of the humidifier may increase. . A humidifier having a well-known hollow fiber structure may be used, but this structure may be damaged if the temperature difference between both ends is large, and may not operate sufficiently. Thus, making the refrigerant circuit and its control independent of each heat exchanger of the fuel cell has a complicated structure, the use of the refrigerant is not efficient, and the above-described problems may occur.

特許文献1,2に記載される従来技術においては、カソード供給ガスを冷却するための冷媒と燃料電池スタックを冷却する冷媒との共有や、熱源である燃料電池の冷却と自動車の車室内空調との両方が共通冷媒を使用することが開示されている。これらの技術においては、直列冷却流路の中に燃料電池スタックと他の冷却用熱交換器とが配置されて冷媒の共有化が図られているので、燃料電池スタックの冷却等の温度調節と、カソード供給ガスや車室内の温度調節とが相互に依存する。したがって、これらの技術において、冷媒利用の効率は向上するが、それぞれを独立して制御できないので、それぞれの温度調節適正化を図ることが困難なことは、各冷却系を独立に制御する場合と同様である。   In the prior arts described in Patent Documents 1 and 2, sharing of the refrigerant for cooling the cathode supply gas and the refrigerant for cooling the fuel cell stack, cooling of the fuel cell as a heat source, and air conditioning in the vehicle interior Both disclose the use of a common refrigerant. In these technologies, the fuel cell stack and other cooling heat exchangers are arranged in the series cooling flow path to share the refrigerant, so that temperature adjustment such as cooling of the fuel cell stack is possible. The cathode supply gas and the temperature control in the passenger compartment depend on each other. Therefore, in these technologies, the efficiency of refrigerant utilization is improved, but since it is not possible to control each independently, it is difficult to optimize each temperature adjustment when each cooling system is controlled independently. It is the same.

このように、従来技術においては、燃料電池スタックの冷却等の温度調節と、カソード供給ガスや車室の温度調節とが、協調的に制御されていない。   As described above, in the prior art, temperature adjustment such as cooling of the fuel cell stack and temperature adjustment of the cathode supply gas and the passenger compartment are not coordinated.

本発明の目的は、燃料電池スタックの冷却系と他の熱交換系との協調的制御を可能にする燃料電池の冷却システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a fuel cell cooling system that enables coordinated control of a fuel cell stack cooling system and another heat exchange system.

本発明に係る燃料電池の冷却システムは、アノード側に燃料ガスが供給されカソード側に酸化ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池の冷却システムであって、燃料電池スタックとラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却流路と、冷却流路に対し燃料電池スタックに並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流される第2熱交換器と、を備えることを特徴とする。   A fuel cell cooling system according to the present invention is a fuel cell cooling system in which a fuel gas is supplied to an anode side and an oxidizing gas is supplied to a cathode side to generate electric power by an electrochemical reaction, and includes a fuel cell stack and a radiator. And a second heat exchanger that is provided in parallel to the fuel cell stack with respect to the cooling channel and to which the refrigerant in the cooling channel is divided.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムは、アノード側に燃料ガスが供給されカソード側に酸化ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池の冷却システムであって、燃料電池スタックとラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却流路と、ラジエータに並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流される第2熱交換器と、を備えることを特徴とする。   The fuel cell cooling system according to the present invention is a fuel cell cooling system in which fuel gas is supplied to the anode side and oxidant gas is supplied to the cathode side to generate electric power by an electrochemical reaction, and includes a fuel cell stack and a radiator. And a second heat exchanger that is provided in parallel with the radiator and to which the refrigerant in the cooling channel is diverted.

また、第2熱交換器は、酸化ガス供給用のガス圧縮器の冷却装置を兼ねることが好ましい。   Moreover, it is preferable that a 2nd heat exchanger serves as the cooling device of the gas compressor for oxidizing gas supply.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、燃料電池は車両に搭載される車両用燃料電池であって、車室内の空調のための空調熱交換器が燃料電池スタックと並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流されることが好ましい。   Further, in the fuel cell cooling system according to the present invention, the fuel cell is a vehicle fuel cell mounted on a vehicle, and an air conditioning heat exchanger for air conditioning in the passenger compartment is provided in parallel with the fuel cell stack, It is preferable that the refrigerant in the cooling flow path is divided.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、を備え、加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側で燃料電池スタックの上流側に配置され、第2熱交換器は、ラジエータの下流側であって冷媒循環ポンプの上流側から冷媒が取り入れられることが好ましい。   In the fuel cell cooling system according to the present invention, the refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path and the gas inlet and the gas outlet for supplying the oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell are arranged in parallel. A humidifier, and the humidifier is disposed downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack, and the second heat exchanger is downstream of the radiator and upstream of the refrigerant circulation pump. Is preferably incorporated.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、を備え、加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側で燃料電池スタックの上流側に配置され、第2熱交換器は、冷媒循環ポンプの下流側であって加湿器の上流側から冷媒が取り入れられることが好ましい。   In the fuel cell cooling system according to the present invention, the refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path and the gas inlet and the gas outlet for supplying the oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell are arranged in parallel. A humidifier, and the humidifier is disposed downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack, and the second heat exchanger is downstream of the refrigerant circulation pump and from the upstream side of the humidifier. It is preferred that a refrigerant be incorporated.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、を備え、加湿器は、冷媒循環ポンプの上流側であってラジエータの下流側に配置され、第2熱交換器は、ラジエータの下流側であって加湿器の上流側から冷媒が取り入れられることが好ましい。   In the fuel cell cooling system according to the present invention, the refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path and the gas inlet and the gas outlet for supplying the oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell are arranged in parallel. A humidifier, the humidifier is disposed upstream of the refrigerant circulation pump and downstream of the radiator, and the second heat exchanger is downstream of the radiator and receives refrigerant from the upstream side of the humidifier. Preferably incorporated.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、を備え、加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側に配置され、空調熱交換器は、加湿器の下流側であって燃料電池スタックの上流側から冷媒が取り入れられることが好ましい。   In the fuel cell cooling system according to the present invention, the refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path and the gas inlet and the gas outlet for supplying the oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell are arranged in parallel. A humidifier, the humidifier is disposed downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack, and the air conditioning heat exchanger is downstream of the humidifier and upstream of the fuel cell stack. It is preferable that the refrigerant is taken from.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、を備え、加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側に配置され、空調熱交換器は、ラジエータの下流側であって冷媒循環ポンプの上流側から冷媒が取り入れられることが好ましい。   In the fuel cell cooling system according to the present invention, the refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path and the gas inlet and the gas outlet for supplying the oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell are arranged in parallel. A humidifier, and the humidifier is disposed downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack, and the air conditioning heat exchanger is disposed downstream of the radiator and upstream of the refrigerant circulation pump. It is preferred that a refrigerant be incorporated.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、冷却流路から第2熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段と、を備えることが好ましい。   In the fuel cell cooling system according to the present invention, the refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path and the gas inlet and the gas outlet for supplying the oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell are arranged in parallel. It is preferable to include a humidifier and a diversion position switching means for switching the position of the inlet and outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the second heat exchanger.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、冷却流路から空調熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段と、を備えることが好ましい。   In the fuel cell cooling system according to the present invention, the refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path and the gas inlet and the gas outlet for supplying the oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell are arranged in parallel. It is preferable to include a humidifier and a diversion position switching means for switching the position of the inlet and outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the air conditioning heat exchanger.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、冷却流路から分流された冷媒が流れる分流流路であって、空調熱交換器とヒータと第2冷媒循環ポンプとを含む空調分流流路と、空調分流流路と並列に配置される循環流路と、空調分流流路について冷却流路と循環流路とに対する接続関係を切り換える空調分流切換手段と、を備えることが好ましい。   Further, in the fuel cell cooling system according to the present invention, a refrigerant circulation pump arranged in series with the cooling flow path, and a diversion flow path through which the refrigerant diverted from the cooling flow path flows, and an air conditioning heat exchanger and a heater And a second refrigerant circulation pump, an air-conditioning diversion channel, a circulation channel arranged in parallel with the air-conditioning diversion channel, and an air-conditioning diversion for switching the connection relationship between the cooling channel and the circulation channel for the air-conditioning diversion channel And switching means.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、空調分流切換手段は、空調分流流路と循環流路とが閉ループとなるように接続し、それぞれを冷却流路から分離する閉ループ接続状態と、空調分流流路と冷却流路とを直接接続し、それぞれを循環流路から分離する直接接続状態と、の間で接続関係を切り換えることが好ましい。   Further, in the fuel cell cooling system according to the present invention, the air conditioning diversion switching means is connected so that the air conditioning diversion flow path and the circulation flow path become a closed loop, and each is separated from the cooling flow path, and a closed loop connection state, It is preferable to switch the connection relationship between a direct connection state in which the air-conditioning branch flow path and the cooling flow path are directly connected and separated from the circulation flow path.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、第2循環ポンプは、第1循環ポンプより低流量作動効率が良好なポンプであり、さらに、燃料電池の運転状態に応じ、第1循環ポンプの作動と第2循環ポンプの作動とを関連付けて制御する手段であって、燃料電池が低負荷運転状態の場合に、第1循環ポンプの作動を停止させ、第2循環ポンプで燃料電池スタックに冷媒を循環させるポンプ作動制御手段を備えることが好ましい。   Further, in the fuel cell cooling system according to the present invention, the second circulation pump is a pump having a low flow rate operation efficiency better than that of the first circulation pump, and further, according to the operating state of the fuel cell, The means for controlling the operation and the operation of the second circulation pump in association with each other, and when the fuel cell is in a low-load operation state, the operation of the first circulation pump is stopped and the refrigerant is supplied to the fuel cell stack by the second circulation pump. It is preferable to provide a pump operation control means for circulating the gas.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプを備え、第2熱交換器は、ラジエータの上流側であって燃料電池スタックの下流側から冷媒が取り入れられ、ラジエータの下流側であって燃料電池スタックの上流側へ冷媒を戻すことが好ましい。   The fuel cell cooling system according to the present invention further includes a refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path, and the second heat exchanger is a refrigerant upstream from the radiator and from the downstream side of the fuel cell stack. It is preferable that the refrigerant be returned to the downstream side of the radiator and the upstream side of the fuel cell stack.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプを備え、第2熱交換器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側から冷媒が取り入れられることが好ましい。   The fuel cell cooling system according to the present invention further includes a refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path, and the second heat exchanger is located downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack. It is preferable that the refrigerant is taken from.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプを備え、空調熱交換器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側から冷媒が取り入れられることが好ましい。   The fuel cell cooling system according to the present invention further includes a refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path, and the air conditioning heat exchanger is located downstream from the refrigerant circulation pump and from the upstream side of the fuel cell stack. It is preferred that a refrigerant be incorporated.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプを備え、空調熱交換器は、燃料電池スタックの下流側であってラジエータの上流側から冷媒が取り入れられることが好ましい。   Further, the fuel cell cooling system according to the present invention includes a refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path, and the air conditioning heat exchanger has a refrigerant from the upstream side of the radiator on the downstream side of the fuel cell stack. Preferably incorporated.

上記構成の少なくとも1つにより、燃料電池スタックとラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却流路と、冷却流路に対し燃料電池スタックに並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流される第2熱交換器と、を備える。また、上記構成の少なくとも1つにより、燃料電池スタックとラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却流路と、ラジエータに並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流される第2熱交換器と、を備える。したがって、冷媒は、燃料電池スタックの冷却と第2熱交換器との間で共用される。そして、ラジエータを通る本流の冷却流路と、第2熱交換器を通る分流の冷却流路とは並列であるので、その分流比を制御することで、燃料電池スタックの冷却系と第2熱交換器系との協調的制御が可能になる。分流比は、本流の冷却流路と分流の冷却流路との間の流路抵抗比の設定あるいは変更や、冷媒供給ポンプの設置位置の設定あるいは変更によって制御することができる。   According to at least one of the above-described configurations, the cooling flow path for circulating the refrigerant between the fuel cell stack and the radiator, and the cooling flow path is provided in parallel to the fuel cell stack with respect to the cooling flow path, and the refrigerant in the cooling flow path is divided. 2 heat exchangers. Further, according to at least one of the above-described configurations, a cooling flow path for circulating the refrigerant between the fuel cell stack and the radiator, and a second heat exchanger that is provided in parallel to the radiator and to which the refrigerant in the cooling flow path is branched . Therefore, the refrigerant is shared between the cooling of the fuel cell stack and the second heat exchanger. Since the main cooling flow path passing through the radiator and the diverted cooling flow path passing through the second heat exchanger are in parallel, by controlling the diversion ratio, the fuel cell stack cooling system and the second heat flow path are controlled. Cooperative control with the exchange system becomes possible. The diversion ratio can be controlled by setting or changing the flow resistance ratio between the main flow cooling flow and the diversion cooling flow, or setting or changing the installation position of the refrigerant supply pump.

また、第2熱交換器は、酸化ガス供給用のガス圧縮器の冷却装置を兼ねることとするので、燃料電池スタックの冷却系と酸化ガス供給用のガス圧縮器の冷却系とを統合的に協調制御することができる。   Further, since the second heat exchanger also serves as a cooling device for the gas compressor for supplying the oxidizing gas, the cooling system for the fuel cell stack and the cooling system for the oxidizing gas supply gas compressor are integrated. It can be coordinated.

また、車室内の空調のための空調熱交換器が燃料電池スタックと並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流されることとするので、燃料電池スタックの冷却系と車室内の空調系とを統合的に協調制御することができる。また、燃料電池スタックの冷却系と酸化ガス供給用のガス圧縮器の冷却系と車室内の空調系とを統合的に協調制御することができる。   In addition, an air conditioner heat exchanger for air conditioning in the passenger compartment is provided in parallel with the fuel cell stack, and the refrigerant in the cooling channel is diverted, so that the cooling system of the fuel cell stack and the air conditioning system in the passenger compartment Can be integrated and controlled. In addition, the cooling system of the fuel cell stack, the cooling system of the gas compressor for supplying the oxidizing gas, and the air conditioning system in the passenger compartment can be integrated and controlled in an integrated manner.

また、燃料電池の冷却システムにおいて、冷媒の分流比は、冷却システムの構成、特に循環ポンプの配置位置によって異なってくる。したがって、燃料電池スタック、第2熱交換器、空調熱交換器にそれぞれどのように分流させるかの観点から、冷却システムの構成を選択できる。   Further, in the fuel cell cooling system, the refrigerant diversion ratio varies depending on the configuration of the cooling system, particularly the position of the circulation pump. Therefore, the configuration of the cooling system can be selected from the viewpoint of how to split the fuel cell stack, the second heat exchanger, and the air conditioning heat exchanger.

上記構成の少なくとも1つにより、加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側で燃料電池スタックの上流側に配置され、第2熱交換器は、ラジエータの下流側であって冷媒循環ポンプの上流側から冷媒が取り入れられる。この構成では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)+(加湿器を流れる冷媒量)となるので、(加湿器を流れる冷媒量)が少ないとすれば、燃料電池スタックにかなり多くの冷媒量を供給できる。   According to at least one of the above configurations, the humidifier is disposed on the upstream side of the fuel cell stack on the downstream side of the refrigerant circulation pump, and the second heat exchanger is on the downstream side of the radiator and on the upstream side of the refrigerant circulation pump. Refrigerant is introduced. In this configuration, (the amount of refrigerant flowing through the radiator) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) + (the amount of refrigerant flowing through the humidifier) If the amount of refrigerant flowing through the humidifier is small, a considerably large amount of refrigerant can be supplied to the fuel cell stack.

また、上記構成の少なくとも1つにより、加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側で燃料電池スタックの上流側に配置され、第2熱交換器は、冷媒循環ポンプの下流側であって加湿器の上流側から冷媒が取り入れられる。この構成では、(ラジエータを流れる冷媒量)=冷媒総量=(第2熱交換器を流れる冷媒量)+(燃料電池スタックを流れる冷媒量)+(加湿器を流れる冷媒量)となるので、ラジエータに最も多くの冷媒量を供給できる。   Further, according to at least one of the above configurations, the humidifier is disposed on the downstream side of the refrigerant circulation pump and on the upstream side of the fuel cell stack, and the second heat exchanger is disposed on the downstream side of the refrigerant circulation pump and the humidifier. Refrigerant is taken from the upstream side. In this configuration, (the amount of refrigerant flowing through the radiator) = total refrigerant amount = (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) + (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) + (the amount of refrigerant flowing through the humidifier). Can supply the largest amount of refrigerant.

また、上記構成の少なくとも1つにより、加湿器は、冷媒循環ポンプの上流側であってラジエータの下流側に配置され、第2熱交換器は、ラジエータの下流側であって加湿器の上流側から冷媒が取り入れられる。この構成では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)+(加湿器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックに最も多くの冷媒量を供給できる。   Further, according to at least one of the above configurations, the humidifier is disposed upstream of the refrigerant circulation pump and downstream of the radiator, and the second heat exchanger is downstream of the radiator and upstream of the humidifier. The refrigerant is taken from. In this configuration, (the amount of refrigerant flowing through the radiator) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) + (the amount of refrigerant flowing through the humidifier) = total refrigerant amount = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack). The largest amount of refrigerant can be supplied to the battery stack.

また、上記構成の少なくとも1つにより、冷媒循環ポンプは冷却流路に直列に配置され、加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側に配置され、空調熱交換器は、加湿器の下流側であって燃料電池スタックの上流側から冷媒が取り入れられる。この構成では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(加湿器を流れる冷媒量)+(燃料電池スタックを流れる冷媒量)+(空調熱交換器を流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックに適当な冷媒量を供給しながら空調熱交換器に冷媒を供給できる。   Further, according to at least one of the above configurations, the refrigerant circulation pump is arranged in series with the cooling flow path, and the humidifier is arranged downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack, and the air conditioning heat exchanger The refrigerant is taken in from the downstream side of the humidifier and the upstream side of the fuel cell stack. In this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the humidifier) + (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) + (air conditioning heat exchange) Therefore, the refrigerant can be supplied to the air conditioning heat exchanger while supplying an appropriate amount of refrigerant to the fuel cell stack.

また、上記構成の少なくとも1つにより、冷媒循環ポンプは冷却流路に直列に配置され、加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側に配置され、空調熱交換器は、ラジエータの下流側であって冷媒循環ポンプの上流側から冷媒が取り入れられる。この構成では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(空調熱交換器を流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(加湿器を流れる冷媒量)+(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックにかなりの冷媒量を供給しながら、他の要素に冷媒を供給できる。   Further, according to at least one of the above configurations, the refrigerant circulation pump is arranged in series with the cooling flow path, and the humidifier is arranged downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack, and the air conditioning heat exchanger The refrigerant is taken in from the downstream side of the radiator and the upstream side of the refrigerant circulation pump. In this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator) + (amount of refrigerant flowing through the air conditioning heat exchanger) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the humidifier) + (fuel cell) Therefore, the refrigerant can be supplied to other elements while supplying a considerable amount of refrigerant to the fuel cell stack.

また、冷却流路から第2熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段を備えるので、例えば燃料電池スタックの運転状態に応じて分流位置を切り換えることで、燃料電池スタックにその運転状態に応じた冷媒量を供給することができる。   In addition, since there is provided a diversion position switching means for switching the position of the inlet and outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the second heat exchanger, for example, according to the operating state of the fuel cell stack By switching the position, it is possible to supply the fuel cell stack with an amount of refrigerant corresponding to its operating state.

また、冷却流路から空調熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段を備えるので、車室内温度等に応じて分流位置を切り換えることで、空調熱交換器に車室内温度に応じた冷媒量を供給することができる。   In addition, since there is a diversion position switching means for switching the position of the inlet and outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the air conditioning heat exchanger, the diversion position can be switched according to the vehicle interior temperature or the like. Thus, it is possible to supply the air conditioning heat exchanger with the amount of refrigerant corresponding to the temperature in the passenger compartment.

また、冷却流路から空調熱交換器に冷媒を分流する場合に、空調熱交換器とヒータと第2冷媒循環ポンプとを含む空調分流流路と、空調分流流路と並列に配置される循環流路とを設け、空調分流流路について冷却流路と循環流路とに対する接続関係を切り換える。これにより、空調分流流路を、燃料電池スタックの冷却に関わる冷却流路との接続関係を協調的にも独立的にも切り換えることができ、冷却システムの自由度が増す。例えば、燃料電池スタックが低温のときに、暖まっていない冷媒を空調分流流路に流さないようにし、燃料電池スタックが暖まってから暖かい冷媒を空調熱交換器に供給するようにできる。   Further, when the refrigerant is diverted from the cooling channel to the air conditioning heat exchanger, the air conditioning diversion channel including the air conditioning heat exchanger, the heater, and the second refrigerant circulation pump, and the circulation arranged in parallel with the air conditioning diversion channel A flow path is provided, and the connection relation between the cooling flow path and the circulation flow path is switched for the air-conditioning branch flow path. As a result, the connection relationship between the air conditioning shunt flow channel and the cooling flow channel related to cooling of the fuel cell stack can be switched both cooperatively and independently, and the degree of freedom of the cooling system is increased. For example, when the fuel cell stack is at a low temperature, it is possible to prevent the unwarmed refrigerant from flowing into the air-conditioning branch flow path and supply the warm refrigerant to the air-conditioning heat exchanger after the fuel cell stack is warmed.

また、空調分流流路は、これを冷却流路から分離して循環流路と閉ループとなるように接続することができ、また、循環流路と分離して、空調分流流路と冷却流路と直接接続することができる。前者の場合、空調熱交換器とヒータとの間でのみ冷媒を循環でき、独立的に車室内を暖めることができる。後者の場合、冷媒流路と協調的に冷媒を共通化することができる。   In addition, the air-conditioning branch flow path can be separated from the cooling flow path and can be connected to the circulation flow path so as to form a closed loop. Can be connected directly. In the former case, the refrigerant can be circulated only between the air conditioning heat exchanger and the heater, and the vehicle interior can be warmed independently. In the latter case, the refrigerant can be shared in cooperation with the refrigerant flow path.

また、第2循環ポンプは、第1循環ポンプより低流量作動効率が良好であり、燃料電池が低負荷運転状態の場合に、第1循環ポンプの作動を停止させ、第2循環ポンプで燃料電池スタックに冷媒を循環させる。燃料電池スタックが低負荷運転状態の場合は、ラジエータによる冷却が必要なく、低流量で冷媒を循環させて足りることが多い。この場合に第2循環ポンプを用いることで、少ない電力ですみ、システム全体の燃費性能を向上させることができる。   Further, the second circulation pump has a lower flow rate operation efficiency than the first circulation pump, and when the fuel cell is in a low load operation state, the operation of the first circulation pump is stopped, and the fuel cell is operated by the second circulation pump. Circulate refrigerant through the stack. When the fuel cell stack is in a low-load operation state, there is no need for cooling by a radiator, and it is often sufficient to circulate the refrigerant at a low flow rate. In this case, by using the second circulation pump, less power is required and the fuel efficiency of the entire system can be improved.

上記構成の少なくとも1つにより、第2熱交換器は、ラジエータの上流側であって燃料電池スタックの下流側から冷媒が取り入れられ、ラジエータの下流側であって燃流電池スタックの上流側に冷媒を戻す。この構成では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックにかなり多くの冷媒量を供給できる。   According to at least one of the above-described configurations, the second heat exchanger receives refrigerant from the upstream side of the radiator and from the downstream side of the fuel cell stack, and enters the downstream side of the radiator and upstream of the fuel cell stack. To return. In this configuration, (the amount of refrigerant flowing through the radiator) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack), so a considerably large amount of refrigerant is added to the fuel cell stack. Can supply.

また、上記構成の少なくとも1つにより、第2熱交換器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側から冷媒が取り入れられる。この構成では、(ラジエータを流れる冷媒量)=冷媒総量=(第2熱交換器を流れる冷媒量)+(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、ラジエータに最も多くの冷媒量を供給できる。   In addition, due to at least one of the above configurations, the second heat exchanger takes in the refrigerant from the downstream side of the refrigerant circulation pump and from the upstream side of the fuel cell stack. In this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) + (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack), so that the largest amount of refrigerant can be supplied to the radiator. .

また、上記構成の少なくとも1つにより、冷媒循環ポンプは冷却流路に直列に配置され、空調熱交換器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側から冷媒が取り入れられる。この構成では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)+(空調熱交換器を流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックに適当な冷媒量を供給しながら空調熱交換器に冷媒を供給できる。   In addition, due to at least one of the above configurations, the refrigerant circulation pump is arranged in series with the cooling flow path, and the air conditioning heat exchanger takes in the refrigerant from the downstream side of the refrigerant circulation pump and from the upstream side of the fuel cell stack. In this configuration, (the amount of refrigerant flowing through the radiator) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) + (the amount of refrigerant flowing through the air conditioning heat exchanger). The refrigerant can be supplied to the air conditioning heat exchanger while supplying an appropriate amount of refrigerant to the fuel cell stack.

また、上記構成の少なくとも1つにより、冷媒循環ポンプは冷却流路に直列に配置され、空調熱交換器は、燃料電池スタックの下流側であってラジエータの上流側から冷媒が取り入れられる。この構成では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(空調熱交換器を流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックにかなりの冷媒量を供給しながら、他の要素に冷媒を供給できる。   Further, due to at least one of the above-described configurations, the refrigerant circulation pump is arranged in series with the cooling flow path, and the air conditioning heat exchanger takes in the refrigerant from the downstream side of the fuel cell stack and the upstream side of the radiator. In this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator) + (amount of refrigerant flowing through the air conditioning heat exchanger) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) While supplying a considerable amount of refrigerant to the fuel cell stack, the refrigerant can be supplied to other elements.

上記のように、本発明に係る燃料電池の冷却システムによれば、燃料電池スタックの冷却系と他の熱交換系との協調的制御が可能になる。   As described above, according to the fuel cell cooling system of the present invention, cooperative control between the cooling system of the fuel cell stack and the other heat exchange system is possible.

本発明に係る実施の形態の燃料電池の冷却システムが適用される燃料電池運転システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a fuel cell operation system to which a fuel cell cooling system according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明に係る実施の形態の燃料電池の冷却システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the cooling system of the fuel cell of embodiment which concerns on this invention. 他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment. さらに他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment. 空調熱交換器との協調制御についての実施の形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment about cooperative control with an air-conditioning heat exchanger. 空調熱交換器との協調制御についての他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment about cooperative control with an air-conditioning heat exchanger. 空調熱交換器との協調制御についての別の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment about cooperative control with an air-conditioning heat exchanger. 図7の実施の形態において、空調分流流路の接続状態の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of the connection state of the air-conditioning shunt flow path in the embodiment of FIG. 図7の実施の形態において、空調分流流路の接続状態の他の例を示す図である。In the embodiment of FIG. 7, it is a figure which shows the other example of the connection state of an air-conditioning shunt flow path. 図7の実施の形態において、循環ポンプの作動を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the circulation pump in the embodiment of FIG. 7. 別の実施の形態の燃料電池の冷却システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the cooling system of the fuel cell of another embodiment. 他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment. さらに他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment. 空調熱交換器との協調制御についての別の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment about cooperative control with an air-conditioning heat exchanger. 空調熱交換器との協調制御についての他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment about cooperative control with an air-conditioning heat exchanger. 空調熱交換器との協調制御についてのさらに他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment about cooperative control with an air-conditioning heat exchanger. 図16の実施の形態において、空調分流流路の接続状態の例を示す図である。In embodiment of FIG. 16, it is a figure which shows the example of the connection state of an air-conditioning shunt flow path. 図16の実施の形態において、空調分流流路の接続状態の他の例を示す図である。In embodiment of FIG. 16, it is a figure which shows the other example of the connection state of an air-conditioning shunt flow path. 図16の実施の形態において、循環ポンプの作動を説明する図である。FIG. 17 is a diagram for explaining the operation of the circulation pump in the embodiment of FIG. 16.

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。燃料電池の冷却システムは、燃料電池の運転システムに適用される冷却システムであるので、最初に燃料電池の運転システムの構成を説明し、その後に、その冷却システムを述べる。図1は燃料電池の冷却システムが適用される燃料電池運転システム10の構成図である。燃料電池運転システム10は、システム本体部20と、システム本体部20の各要素をシステム全体として制御する制御部70とを含んで構成されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Since the fuel cell cooling system is a cooling system applied to the fuel cell operating system, the configuration of the fuel cell operating system will be described first, and then the cooling system will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel cell operating system 10 to which a fuel cell cooling system is applied. The fuel cell operation system 10 includes a system main body 20 and a control unit 70 that controls each element of the system main body 20 as a whole system.

システム本体部20は、燃料電池セルが複数積層されて燃料電池スタック22と呼ばれる燃料電池本体及び、燃料電池スタック22のアノード側に配置される水素ガス供給のための各要素と、カソード側に配置される空気供給のための各要素を含んで構成される。   The system body 20 includes a fuel cell body called a fuel cell stack 22 in which a plurality of fuel cells are stacked, elements for supplying hydrogen gas disposed on the anode side of the fuel cell stack 22, and a cathode side. Each element for air supply is configured.

アノード側の水素ガス源24は、燃料ガスとしての水素を供給するタンクである。水素ガス源24は、レギュレータ26に接続される。レギュレータ26は、水素ガス源24からのガスを適当な圧力と流量に調整する機能を有する。レギュレータ26の出力口に設けられる圧力計28は、供給水素圧力を検出する測定器である。レギュレータ26の出力口は燃料電池スタック22のアノード側入口に接続され、適当な圧力と流量に調整された燃料ガスが燃料電池スタック22に供給される。   The anode-side hydrogen gas source 24 is a tank that supplies hydrogen as a fuel gas. The hydrogen gas source 24 is connected to the regulator 26. The regulator 26 has a function of adjusting the gas from the hydrogen gas source 24 to an appropriate pressure and flow rate. A pressure gauge 28 provided at the output port of the regulator 26 is a measuring instrument that detects the supply hydrogen pressure. The output port of the regulator 26 is connected to the anode side inlet of the fuel cell stack 22, and the fuel gas adjusted to an appropriate pressure and flow rate is supplied to the fuel cell stack 22.

燃料電池スタック22のアノード側出口から排出されるガスは、発電で水素が消費されて水素濃度が低くなり、また、MEA(Membrane Electrode Assembly)を通してカソード側の空気の成分である窒素ガスが透過してきて不純物ガス濃度が高くなっている。また、MEAを通して、反応生成物の水も透過してくる。   The gas discharged from the anode side outlet of the fuel cell stack 22 consumes hydrogen during power generation, resulting in a low hydrogen concentration, and nitrogen gas, which is a component of the cathode side air, permeates through the MEA (Mebrane Electrode Assembly). As a result, the impurity gas concentration is high. The reaction product water also permeates through the MEA.

燃料電池スタック22のアノード側出口に接続される分流器32は、アノード側出口からの排出ガスの不純物ガス濃度が高まってきたときに、排気バルブ34を通して希釈器64に流すためのものである。このときの排気ガスは、窒素の他に反応生成物の水も含む水素ガスである。また、分流器32の後でさらにアノード側入口との間に設けられる循環昇圧器30は、アノード側出口から戻ってくるガスの水素分圧を高めて再びアノード側入口に戻し再利用する機能を有する水素ポンプである。   The flow divider 32 connected to the anode side outlet of the fuel cell stack 22 is for flowing the impurity gas concentration of the exhaust gas from the anode side outlet to the diluter 64 through the exhaust valve 34. The exhaust gas at this time is a hydrogen gas containing reaction product water in addition to nitrogen. The circulation booster 30 provided between the shunt 32 and the anode side inlet further has a function of increasing the hydrogen partial pressure of the gas returning from the anode side outlet and returning it to the anode side inlet for reuse. It has a hydrogen pump.

カソード側の酸素供給源40は、実際には大気を用いることができる。酸素供給源40である大気はフィルタ42を通してからカソード側に供給される。フィルタ42の後に設けられる流量計44は、酸素供給源40からの全供給流量を検出するフローメータである。また、フィルタ42の後に設けられる温度計46は、酸素供給源40からのガスの温度を検出する機能を有する。   The cathode side oxygen supply source 40 can actually use the atmosphere. The atmosphere as the oxygen supply source 40 is supplied to the cathode side through the filter 42. The flow meter 44 provided after the filter 42 is a flow meter that detects the total supply flow rate from the oxygen supply source 40. The thermometer 46 provided after the filter 42 has a function of detecting the temperature of the gas from the oxygen supply source 40.

エアコンプレッサ(ACP)48は、モータ50によって供給ガスを容積圧縮してその圧力を高める気体昇圧機である。またACP(48)は、制御部70の制御の下で、その回転速度(毎分当りの回転数)を可変して、所定量の供給ガスを提供する機能を有する。すなわち、供給ガスの所要流量が大きいときは、モータ50の回転速度を上げ、逆に供給ガスの所要流量が小さいときは、モータ50の回転速度を下げる。ACP消費電力検出部52は、ACP(48)の消費電力、具体的にはモータ50の消費電力を検出する機能を有する測定器である。モータ50は、回転速度を上げると消費電力が大きくなり、回転速度を下げると消費電力が小さくなるので、消費電力は、モータの回転速度、あるいは供給ガス流量に密接に関連する。   The air compressor (ACP) 48 is a gas booster that compresses the supply gas by the motor 50 to increase its pressure. In addition, the ACP (48) has a function of providing a predetermined amount of supply gas by changing the rotation speed (the number of rotations per minute) under the control of the control unit. That is, when the required flow rate of the supply gas is large, the rotational speed of the motor 50 is increased. Conversely, when the required flow rate of the supply gas is small, the rotational speed of the motor 50 is decreased. The ACP power consumption detector 52 is a measuring instrument having a function of detecting the power consumption of the ACP (48), specifically, the power consumption of the motor 50. The power consumption of the motor 50 increases as the rotational speed increases, and the power consumption decreases as the rotational speed decreases. Therefore, the power consumption is closely related to the rotational speed of the motor or the supply gas flow rate.

このように燃料電池スタック22のカソード側には酸素を含む空気がACP(48)によって制御部70の制御の下で供給されるので、以後、酸素を含む空気のことをカソード側の供給ガス、あるいは単に供給ガスと呼ぶことにする。したがって、酸素供給源40からACP(48)までの要素を、酸素供給装置と呼ぶことができる。   Thus, since oxygen-containing air is supplied to the cathode side of the fuel cell stack 22 under the control of the control unit 70 by the ACP (48), the oxygen-containing air is hereinafter referred to as cathode-side supply gas, Alternatively, it will be simply referred to as supply gas. Therefore, the elements from the oxygen supply source 40 to the ACP (48) can be called an oxygen supply device.

加湿器54は、供給ガスを適度に湿らせ、燃料電池スタック22での燃料電池反応を効率よく行わせる機能を有するものである。加湿器54により適度に湿らせられた供給ガスは、燃料電池スタック22のカソード側入口に供給され、カソード側出口から排気される。このときに、排気とともに反応生成物である水も排出される。燃料電池スタック22は反応により高温になるので、排出される水は水蒸気となっており、この水蒸気が加湿器54に供給され、供給ガスを適度に湿らせる。このように、加湿器54は、供給ガスに水蒸気の水分を適当に与える機能を有するもので、いわゆる中空糸を用いたガス交換器を用いることができる。すなわち、加湿器54は、ACP(48)からのガスが流れる流路と、水蒸気が流れる流路との間でガス交換できる構成となっている。例えば、中空糸の内側流路をACP(48)からの供給ガスの流路とし、中空糸の外側流路を燃料電池スタック22のカソード側出口からの水蒸気とすることで、燃料電池スタック22のカソード側入口への供給ガスを適度に湿らせることができる。   The humidifier 54 has a function of appropriately moistening the supply gas and efficiently performing the fuel cell reaction in the fuel cell stack 22. The supply gas appropriately moistened by the humidifier 54 is supplied to the cathode side inlet of the fuel cell stack 22 and exhausted from the cathode side outlet. At this time, water as a reaction product is also discharged together with the exhaust. Since the fuel cell stack 22 is heated to a high temperature by the reaction, the discharged water is water vapor, and this water vapor is supplied to the humidifier 54 to moderately moisten the supply gas. Thus, the humidifier 54 has a function of appropriately supplying water vapor to the supply gas, and a gas exchanger using a so-called hollow fiber can be used. That is, the humidifier 54 is configured to be able to exchange gas between the flow path through which the gas from the ACP (48) flows and the flow path through which the water vapor flows. For example, the inner flow path of the hollow fiber is used as a flow path for the supply gas from the ACP (48), and the outer flow path of the hollow fiber is used as water vapor from the cathode side outlet of the fuel cell stack 22, thereby The supply gas to the cathode side inlet can be appropriately moistened.

ここで、上記の酸素供給装置と、燃料電池スタック22のカソード側入口とを接続する流路のことを入口側流路と呼ぶことができる。これに対応して、燃料電池スタック22のカソード側出口から排気側へ接続される流路を出口側流路と呼ぶことができる。   Here, the flow path connecting the oxygen supply device and the cathode side inlet of the fuel cell stack 22 can be referred to as an inlet side flow path. Correspondingly, the flow path connected from the cathode side outlet of the fuel cell stack 22 to the exhaust side can be called an outlet side flow path.

出口側流路のカソード側出口に設けられる圧力計56は、カソード側出口のガス圧を検出する機能を有する。また出口側流路に設けられる調圧弁60は、背圧弁とも呼ばれるが、カソード側出口のガス圧を調整し、燃料電池スタック22への供給ガスの流量を調整する機能を有する弁で、例えばバタフライ弁のように流路の実効開口を調整できる弁を用いることができる。   The pressure gauge 56 provided at the cathode side outlet of the outlet side channel has a function of detecting the gas pressure at the cathode side outlet. The pressure regulating valve 60 provided in the outlet side flow path is also called a back pressure valve, and is a valve having a function of adjusting the gas pressure of the cathode side outlet and adjusting the flow rate of the supply gas to the fuel cell stack 22, for example, butterfly A valve that can adjust the effective opening of the flow path, such as a valve, can be used.

調圧弁60の出力口は、上記の加湿器54に接続されるので、調圧弁60を出たガスは加湿器54に水蒸気を供給した後、再び戻って、希釈器64に入り、その後外部に排出される。   Since the output port of the pressure regulating valve 60 is connected to the humidifier 54 described above, the gas that has exited the pressure regulating valve 60 supplies water vapor to the humidifier 54 and then returns to enter the diluter 64 and then to the outside. Discharged.

バイパス弁62は、入口側流路と出口側流路を接続して燃料電池スタック22と並列に配置されるバイパス流路に設けられる弁で、主に、排気における水素濃度を希釈するための空気を希釈器64に供給する機能を有する。すなわち、バイパス弁62を開くことで、ACP(48)からの供給ガスを、燃料電池スタック22へ流れる成分とは別に、燃料電池スタック22を流れずにバイパス流路を経由して、希釈器64に供給することができる。バイパス弁62としては、エンジンの排気ガス希釈のために用いられる排気バイパス弁と同様な構成のものを用いることができる。かかる排気バイパス弁はEGR弁と呼ばれることもある。   The bypass valve 62 is a valve provided in a bypass channel that is connected in parallel with the fuel cell stack 22 by connecting the inlet channel and the outlet channel, and is mainly air for diluting the hydrogen concentration in the exhaust gas. Is supplied to the diluter 64. That is, by opening the bypass valve 62, the supply gas from the ACP (48) is separated from the component that flows to the fuel cell stack 22, and does not flow through the fuel cell stack 22, but passes through the bypass flow path to the diluter 64. Can be supplied to. As the bypass valve 62, a valve having the same configuration as the exhaust bypass valve used for engine exhaust gas dilution can be used. Such an exhaust bypass valve is sometimes called an EGR valve.

希釈器64は、アノード側の排気バルブ34からの水素混じりの排水、及び、カソード側の水蒸気混じりでさらにMEAを通して漏れてくる水素混じりの排気を集め、適当な水素濃度として外部に排出するためのバッファ容器である。そして、水素濃度が適当な濃度を超えるときは、バイパス弁62を開けることで燃料電池スタック22を経由せずに提供される供給ガスを用いてさらに適度な希釈を行うことができる。   The diluter 64 collects the waste water containing hydrogen from the exhaust valve 34 on the anode side and the exhaust gas containing hydrogen leaked through the MEA due to the water vapor on the cathode side, and discharges it to the outside as an appropriate hydrogen concentration. It is a buffer container. When the hydrogen concentration exceeds an appropriate concentration, by opening the bypass valve 62, a more appropriate dilution can be performed using the supply gas provided without going through the fuel cell stack 22.

制御部70は、システム本体部20の上記の各要素をシステム全体として制御するもので、いわゆる燃料電池CPUと呼ばれることがある。例えば、制御部70は、燃料電池の運転状況に応じ調圧弁とバイパス弁の協調制御を行う機能を有する。また、燃料電池の運転状況に応じて、燃料電池スタック22の温度、ACP48の温度、カソード側の供給ガスの温度等を適度に維持するために、後述の冷却システムを制御する機能を有する。これらの機能はソフトウェアで実現でき、具体的には、対応する燃料電池運転プログラム、燃料電池冷却プログラム等を実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現することもできる。   The control unit 70 controls the above-described elements of the system main body unit 20 as a whole system, and is sometimes called a so-called fuel cell CPU. For example, the control unit 70 has a function of performing coordinated control of the pressure regulating valve and the bypass valve according to the operating state of the fuel cell. In addition, in order to appropriately maintain the temperature of the fuel cell stack 22, the temperature of the ACP 48, the temperature of the supply gas on the cathode side, etc. according to the operating state of the fuel cell, it has a function of controlling a cooling system described later. These functions can be realized by software, specifically, by executing a corresponding fuel cell operation program, fuel cell cooling program, and the like. Some of these functions can also be realized by hardware.

このような燃料電池運転システム10において、燃料電池スタック22は燃料ガスと供給ガスとの間の反応により発熱する。また、ACP(48)もその運転に伴い、モータ50等が発熱する。さらに、燃料電池スタック22のカソード側に供給される供給ガスの温度は適当であることが好ましい。そして、燃料電池運転システム10が車両に搭載されるときは、車室内の空調のために空調システムが設けられるが、例えば車室内が冷え切っているときなど、燃料電池スタック22の廃熱が利用できるならば、それを用いて車室内を短時間で適度な温度にすることが望まれる。このように、燃料電池運転システム10を構成する要素について、その冷却等の温度調節が必要であり、そのために燃料電池の冷却システムが設けられる。   In such a fuel cell operation system 10, the fuel cell stack 22 generates heat due to a reaction between the fuel gas and the supply gas. The ACP (48) also generates heat from the motor 50 and the like during its operation. Further, the temperature of the supply gas supplied to the cathode side of the fuel cell stack 22 is preferably appropriate. When the fuel cell operation system 10 is mounted on a vehicle, an air conditioning system is provided for air conditioning in the vehicle interior. For example, when the vehicle interior is cold, the waste heat of the fuel cell stack 22 is used. If possible, it is desirable to use it to bring the interior of the vehicle to an appropriate temperature in a short time. As described above, it is necessary to adjust the temperature of the elements constituting the fuel cell operation system 10 such as cooling, and a fuel cell cooling system is provided for this purpose.

なお、以下において、燃料電池スタックをラジエータで冷却する冷却流路を主冷却流路とし、主冷却流路に並列に冷媒を分流する冷却流路を分流冷却流路として説明する。そして、分流冷却流路に設けられる熱交換器として、ACP(48)の冷却用のものと、車室内空調に用いられるものとを説明する。前者は、ラジエータを第1の熱交換器と考えて、第2熱交換器と呼ぶことにし、後者は空調熱交換器と呼ぶことにしている。この場合の第2熱交換器は、従来ACP(48)を独立して冷却するためのインタクーラを、分流された冷媒で熱交換することにして、冷却システムとして統合を図った形態となっているが、もちろん、インタクーラを従来通り独立の冷却系のままとし、第2熱交換器を他の要素の冷却に用いるものとしてもよい。   In the following description, a cooling flow path for cooling the fuel cell stack with a radiator will be referred to as a main cooling flow path, and a cooling flow path for diverting refrigerant in parallel to the main cooling flow path will be described as a diversion cooling flow path. Then, the heat exchanger provided in the shunt cooling flow path will be described for cooling the ACP (48) and used for vehicle interior air conditioning. The former considers the radiator as the first heat exchanger and calls it the second heat exchanger, and the latter calls the air conditioning heat exchanger. In this case, the second heat exchanger is integrated as a cooling system by exchanging heat with an intercooler for independently cooling the conventional ACP (48) with the diverted refrigerant. However, as a matter of course, the intercooler may be maintained as an independent cooling system as usual, and the second heat exchanger may be used for cooling other elements.

図2は、燃料電池の冷却システム100の構成を示す図である。ここでは、燃料電池運転システムにおけるカソード側の冷却システムが示されている。ACP(48)から加湿器54を経て燃料電池スタック22に入り、燃料電池スタック22から出る供給ガスの流路80が細い線で示され、これに対して、冷媒の流れる流路が太い線で示してある。燃料電池の冷却システム100は、冷媒の流れる流路として、主冷却流路102と、この主冷却流路102に並列に配置され、同じ冷媒を分流する分流冷却流路104とが設けられる。冷媒としては、水を主体としたLLC(Long Life Coolant)等を用いることができる。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the fuel cell cooling system 100. Here, a cooling system on the cathode side in the fuel cell operation system is shown. The flow path 80 of the supply gas that enters the fuel cell stack 22 from the ACP (48) through the humidifier 54 and exits the fuel cell stack 22 is shown by a thin line, whereas the flow path of the refrigerant flows by a thick line. It is shown. The fuel cell cooling system 100 is provided with a main cooling channel 102 and a branch cooling channel 104 that is arranged in parallel to the main cooling channel 102 and divides the same refrigerant as the channels through which the refrigerant flows. As the refrigerant, LLC (Long Life Coolant) mainly composed of water can be used.

主冷却流路102には、空冷用ファンを備えるラジエータ110と、加熱用のヒータ112と、ヒータ112に冷媒を適当に分流するための三方弁114と、冷媒を循環させるための循環ポンプ(WP)130が配置される。主冷却流路102を流れる冷媒は、ラジエータ110と燃料電池スタック22との間で循環し、温度が上昇した燃料電池スタック22の熱を冷媒によって運び出し、ラジエータ110で冷却し、再び燃料電池スタック22に戻す機能を有する。また、加湿器54は、上記のように燃料電池スタック22のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置されるが、その冷却も主冷却流路102によって行われる。   The main cooling channel 102 includes a radiator 110 having an air cooling fan, a heater 112 for heating, a three-way valve 114 for appropriately diverting the refrigerant to the heater 112, and a circulation pump (WP) for circulating the refrigerant. ) 130 is arranged. The refrigerant flowing through the main cooling flow path 102 circulates between the radiator 110 and the fuel cell stack 22, the heat of the fuel cell stack 22 whose temperature has risen is carried away by the refrigerant, cooled by the radiator 110, and again the fuel cell stack 22. It has a function to return to The humidifier 54 is arranged in parallel to the gas inlet and the gas outlet for supplying the oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell stack 22 as described above, and the cooling is also performed by the main cooling channel 102.

分流冷却流路104は、主冷却流路102に並列に配置される。そして、主冷却流路102の冷媒がラジエータ110から燃料電池スタック22に向かって流れる供給側流路から冷媒が取り入れられ、主冷却流路102の冷媒が燃料電池スタック22からラジエータ110に向かって戻される排出側流路に分流された冷媒が戻される。分流冷却流路104は、ACP(48)のモータ50の筐体等を経由して第2熱交換器120に至り、そこで、ACP(48)から加湿器54及び燃料電池スタック22に供給される圧縮供給ガスの流路80に対しても熱交換を行い、その後主冷却流路102に戻される。したがって、第2熱交換器120は、ACP(48)のモータ50の発熱を奪い、また供給ガスの温度を調整する機能を有する。従来、この機能は、インタクーラと呼ばれる独立の冷却系で実行されているが、図2の構成では、この従来のインタクーラの機能を、ラジエータ110から燃料電池スタック22に至る冷却系と冷媒を共通化して統合する形態となっている。   The diversion cooling channel 104 is arranged in parallel with the main cooling channel 102. Then, the refrigerant in the main cooling flow path 102 is taken in from the supply side flow path where the refrigerant flows from the radiator 110 toward the fuel cell stack 22, and the refrigerant in the main cooling flow path 102 returns from the fuel cell stack 22 toward the radiator 110. The refrigerant diverted to the discharge-side flow path is returned. The shunt cooling flow path 104 reaches the second heat exchanger 120 via the casing of the motor 50 of the ACP (48) and the like, and is supplied from the ACP (48) to the humidifier 54 and the fuel cell stack 22. Heat exchange is also performed on the compressed supply gas flow path 80 and then returned to the main cooling flow path 102. Therefore, the second heat exchanger 120 has a function of removing heat from the motor 50 of the ACP (48) and adjusting the temperature of the supply gas. Conventionally, this function is executed by an independent cooling system called an intercooler. However, in the configuration of FIG. 2, this conventional intercooler function is shared with the cooling system from the radiator 110 to the fuel cell stack 22 with the refrigerant. Integrated.

ここで、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、加湿器54の上流側で、分流冷却流路104の冷媒取入れ分流位置の下流側に設けられる。図2に即して述べれば、加湿器54は、循環ポンプ130の下流側で燃料電池スタック22の上流側に配置され、第2熱交換器120は、ラジエータ110の下流側であって循環ポンプ130の上流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110と第2熱交換器120があり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとして、加湿器54と燃料電池スタック22とがある。   Here, the circulation pump 130 is provided in the supply-side flow path of the main cooling flow path 102, and is provided on the upstream side of the humidifier 54 and downstream of the refrigerant intake and diversion position of the diversion cooling flow path 104. Referring to FIG. 2, the humidifier 54 is disposed downstream of the circulation pump 130 and upstream of the fuel cell stack 22, and the second heat exchanger 120 is downstream of the radiator 110 and is connected to the circulation pump. The refrigerant is taken in from the upstream side of 130. That is, there are the radiator 110 and the second heat exchanger 120 as the refrigerant flows upstream of the circulation pump 130, and the humidifier 54 and the fuel cell stack 22 as the refrigerant flows downstream of the circulation pump 130. is there.

したがって、この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)+(第2熱交換器120を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)+(加湿器54を流れる冷媒量)となるので、(加湿器54を流れる冷媒量)が少ないとすれば、燃料電池スタック22にかなり多くの冷媒量を供給できる。加湿器54を流れる冷媒量と、燃料電池スタック22を流れる冷媒量との比率は、これらの流路抵抗の比率等で定めることができる。例えば、加湿器54を流れる冷媒量:燃料電池スタック22を流れる冷媒量=2:98等にする場合には、冷媒総量の98%を燃料電池スタック22に供給できる。これにより、燃料電池スタック22の温度が高すぎるときは迅速にその熱をラジエータ110側に運び出すことができる。また、(ラジエータ110を流れる冷媒量)と(第2熱交換器120を流れる冷媒量)との比率も、これらの流路抵抗の比率等で定めることができ、あるいは、分流比率を制御する制御弁を用いて、これらを流れる冷媒量を定め、ラジエータ110と、第2熱交換器120とを協調的に作動させることができる。   Therefore, in this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator 110) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22) + (amount of refrigerant flowing through the humidifier 54) Therefore, if the amount of refrigerant flowing through the humidifier 54 is small, a considerably large amount of refrigerant can be supplied to the fuel cell stack 22. The ratio of the amount of refrigerant flowing through the humidifier 54 and the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22 can be determined by the ratio of these flow path resistances. For example, when the amount of refrigerant flowing through the humidifier 54: the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22 = 2: 98, 98% of the total amount of refrigerant can be supplied to the fuel cell stack 22. As a result, when the temperature of the fuel cell stack 22 is too high, the heat can be quickly carried out to the radiator 110 side. Further, the ratio of (the amount of refrigerant flowing through the radiator 110) and (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) can also be determined by the ratio of these flow path resistances, or the control for controlling the flow dividing ratio. The amount of refrigerant flowing through these can be determined using valves, and the radiator 110 and the second heat exchanger 120 can be operated cooperatively.

また、分流冷却流路104が主冷却流路102と並列に設けられるので、第2熱交換器120から排出される冷媒の温度と、燃料電池スタック22から排出される冷媒の温度との差を少なくすることができる。前者は、加湿器54の供給ガス入口側の供給ガス温度を規定し、後者は、加湿器54の供給ガス出口の温度を規定するので、これにより、加湿器54のガス入口両端の温度差を少なくすることができ、中空糸構造のものを用いる場合でも両端温度差による損傷を抑制することができる。   Further, since the shunt cooling flow path 104 is provided in parallel with the main cooling flow path 102, the difference between the temperature of the refrigerant discharged from the second heat exchanger 120 and the temperature of the refrigerant discharged from the fuel cell stack 22 is determined. Can be reduced. The former defines the supply gas temperature on the supply gas inlet side of the humidifier 54, and the latter defines the temperature of the supply gas outlet of the humidifier 54. Thus, the temperature difference between the gas inlets of the humidifier 54 is determined. Even when a hollow fiber structure is used, damage due to temperature differences at both ends can be suppressed.

燃料電池の冷却システムにおいて、主冷却流路から分流冷却流路が分流する態様、及び循環ポンプ130の配置態様によって、冷媒の分配の仕方を変更できる。図3は、ラジエータ110に最も多くの冷媒量を送ることができる燃料電池の冷却システム140の構成を示す図である。図2と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。   In the fuel cell cooling system, the manner in which the refrigerant is distributed can be changed by the manner in which the shunt cooling passage is divided from the main cooling passage and the arrangement manner of the circulation pump 130. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a cooling system 140 for a fuel cell that can send the largest amount of refrigerant to the radiator 110. Elements similar to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図3の燃料電池の冷却システム140において、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、ラジエータ110の下流側で、分流冷却流路144の冷媒取入れ分流位置の上流側に設けられる。図3に即して述べれば、加湿器54は、循環ポンプ130の下流側で燃料電池スタック22の上流側に配置され、第2熱交換器120は、ラジエータ110の下流側であって循環ポンプ130の上流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110のみがあり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとして、第2熱交換器120と加湿器54と燃料電池スタック22とがある。   In the fuel cell cooling system 140 of FIG. 3, the circulation pump 130 is provided in the supply-side flow path of the main cooling flow path 102, and is located downstream of the radiator 110 and upstream of the refrigerant intake and diversion position of the diversion cooling flow path 144. Is provided. Referring to FIG. 3, the humidifier 54 is disposed downstream of the circulation pump 130 and upstream of the fuel cell stack 22, and the second heat exchanger 120 is downstream of the radiator 110 and is connected to the circulation pump. The refrigerant is taken in from the upstream side of 130. That is, only the radiator 110 exists as the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump 130, and the second heat exchanger 120, the humidifier 54, and the fuel cell stack 22 indicate that the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump 130. There is.

したがって、この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)=冷媒総量=(第2熱交換器120を流れる冷媒量)+(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)+(加湿器54を流れる冷媒量)となるので、(ラジエータ110を流れる冷媒量)を最大にできる。これにより、例えば、燃料電池スタック22の供給ガス入口側と出口側の温度差が大きいときに、燃料電池スタック22からラジエータ110に最大の冷媒を送り込んで、その温度差を効果的に減少させることができる。   Therefore, in this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator 110) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) + (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22) + (amount of refrigerant flowing through the humidifier 54) Therefore, (the amount of refrigerant flowing through the radiator 110) can be maximized. Thereby, for example, when the temperature difference between the supply gas inlet side and the outlet side of the fuel cell stack 22 is large, the maximum refrigerant is sent from the fuel cell stack 22 to the radiator 110 to effectively reduce the temperature difference. Can do.

図4は、燃料電池スタック22に最も多くの冷媒量を送ることができる燃料電池の冷却システム150の構成を示す図である。図2、3と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a fuel cell cooling system 150 that can send the largest amount of refrigerant to the fuel cell stack 22. Elements similar to those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図4の燃料電池の冷却システム150において、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、分流冷却流路154の冷媒取入れ分流位置及び加湿器54の下流側で、燃料電池スタック22のすぐ上流側に設けられる。図4に即して述べれば、加湿器54は、循環ポンプ130の上流側であってラジエータ110の下流側に配置され、第2熱交換器120は、ラジエータ110の下流側であって加湿器54の上流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110と第2熱交換器120と加湿器54とがあり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとしては燃料電池スタック22のみがある。   In the fuel cell cooling system 150 of FIG. 4, the circulation pump 130 is provided in the supply-side flow path of the main cooling flow path 102, and is connected to the refrigerant intake branch position of the shunt cooling flow path 154 and the downstream side of the humidifier 54. It is provided immediately upstream of the battery stack 22. Referring to FIG. 4, the humidifier 54 is disposed on the upstream side of the circulation pump 130 and on the downstream side of the radiator 110, and the second heat exchanger 120 is disposed on the downstream side of the radiator 110 and the humidifier. The refrigerant is taken in from the upstream side of 54. That is, there are the radiator 110, the second heat exchanger 120, and the humidifier 54 as the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump 130, and only the fuel cell stack 22 as the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump 130. There is.

したがって、この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)+(第2熱交換器120を流れる冷媒量)+(加湿器54を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)となるので、(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)を最大にできる。これにより、燃料電池スタック22に最大の冷媒を送り込んで、燃料電池スタック22からその熱を効果的に排出させることができる。   Therefore, in this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator 110) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) + (amount of refrigerant flowing through the humidifier 54) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22) Therefore, (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22) can be maximized. Thereby, the maximum refrigerant can be sent to the fuel cell stack 22 and the heat can be effectively discharged from the fuel cell stack 22.

燃料電池の冷却システムにおいて、主冷却流路から車室内空調のための空調熱交換器に冷媒を分流することもできる。図5は、空調熱交換器に冷媒を分流する燃料電池の冷却システム160の構成を示す図である。図2等と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。   In the fuel cell cooling system, the refrigerant can be diverted from the main cooling channel to the air conditioning heat exchanger for air conditioning in the passenger compartment. FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a fuel cell cooling system 160 for diverting refrigerant to the air conditioning heat exchanger. Elements similar to those in FIG. 2 and the like are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図5の燃料電池の冷却システム160においては、図2で説明した分流冷却流路104及び第2熱交換器120を含む冷却システムに加えてさらに、車室162の空調のための空調熱交換器170に、主冷却流路102から冷媒を分流する空調用分流冷却流路164が設けられている。空調用分流冷却流路164には、必要に応じ設けられるヒータ166と、この空調用分流冷却流路164への分流を開閉制御するシャット弁168とが設けられる。   In addition to the cooling system including the shunt cooling flow path 104 and the second heat exchanger 120 described in FIG. 2, the fuel cell cooling system 160 of FIG. 5 further includes an air conditioning heat exchanger for air conditioning of the vehicle interior 162. 170 is provided with an air conditioning diverted cooling flow path 164 for diverting the refrigerant from the main cooling flow path 102. The air conditioning diversion cooling channel 164 is provided with a heater 166 provided as necessary, and a shut valve 168 that controls opening and closing of the diversion to the air conditioning diversion cooling channel 164.

主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒取入分流位置は、燃料電池スタック22への冷媒入口の直前である。図5に即して述べれば、加湿器54は、循環ポンプ130の下流側であって燃料電池スタック22の上流側に配置され、空調熱交換器170は、加湿器54の下流側であって燃料電池スタック22の上流側から冷媒が取り入れられる。そして、シャット弁168が開かれているときは、取り入れられた分流冷媒が、ヒータ166を経由し、空調熱交換器170に供給され、再び、主冷却流路102に戻される。この冷媒戻し位置は、燃料電池スタック22からの冷媒出口の直後である。   The refrigerant intake branching position for the air conditioning heat exchanger 170 in the main cooling channel 102 is immediately before the refrigerant inlet to the fuel cell stack 22. Referring to FIG. 5, the humidifier 54 is disposed downstream of the circulation pump 130 and upstream of the fuel cell stack 22, and the air conditioning heat exchanger 170 is downstream of the humidifier 54. A refrigerant is taken in from the upstream side of the fuel cell stack 22. When the shut valve 168 is opened, the taken-in branch refrigerant is supplied to the air conditioning heat exchanger 170 via the heater 166 and returned to the main cooling flow path 102 again. This refrigerant return position is immediately after the refrigerant outlet from the fuel cell stack 22.

この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)+(第2熱交換器120を流れる冷媒量)=冷媒総量=(加湿器54を流れる冷媒量)+(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)+(空調熱交換器170を流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタック22に適当な冷媒量を供給しながら空調熱交換器に冷媒を供給できる。   In this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator 110) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the humidifier 54) + (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22) + Therefore, the refrigerant can be supplied to the air conditioning heat exchanger while supplying an appropriate amount of refrigerant to the fuel cell stack 22.

すなわち、この構成により、燃料電池スタック22の運転によって暖められラジエータ110によって適当な温度に維持されて循環している冷媒を空調熱交換器170に供給でき、特別に独立な空調用システムを設けることなく、車室162を暖め、適当な空調環境とすることができる。必要があればヒータ112またはヒータ166を用いることもできる。また、燃料電池スタック22が十分暖まっていないときにはシャット弁168を閉じることで、冷たい冷媒を空調熱交換器170に送り込まないようにできる。   That is, with this configuration, the refrigerant that is heated by the operation of the fuel cell stack 22 and is maintained at an appropriate temperature by the radiator 110 and circulated can be supplied to the air conditioning heat exchanger 170, and a special independent air conditioning system is provided. In addition, the passenger compartment 162 can be warmed to provide an appropriate air conditioning environment. If necessary, the heater 112 or the heater 166 can be used. Further, when the fuel cell stack 22 is not sufficiently warmed, the shut valve 168 is closed so that a cold refrigerant cannot be sent to the air conditioning heat exchanger 170.

このように、車室内の暖房が必要なときのみ、シャット弁168を開くように制御することで、循環ポンプ130の動力を低減することができる。また、図6に示すように、車室内の補助暖房用のためのヒータ166を空調熱交換器170の系の中に設けることで、シャット弁168が閉じている通常の燃料電池スタック22の冷却運転のときに、ヒータ166における圧力損失が生じず、燃費を低減することができる。   Thus, the power of the circulation pump 130 can be reduced by controlling the shut valve 168 to open only when the passenger compartment needs to be heated. In addition, as shown in FIG. 6, a heater 166 for auxiliary heating in the passenger compartment is provided in the system of the air conditioning heat exchanger 170 to cool the normal fuel cell stack 22 in which the shut valve 168 is closed. During operation, no pressure loss occurs in the heater 166, and fuel consumption can be reduced.

上記のように、燃料電池スタック22の冷却系と、車室空調系とについて冷媒を共通化し、燃料電池スタック22の温度と車室内温度とに応じてシャット弁168の開閉を制御することで、燃料電池スタック22の冷却系と、車室空調系とを、協調的制御の下で統合することができる。なお、図6において、第2熱交換器120を含む分流冷却流路104を備え、ラジエータ110、第2熱交換器120、空調熱交換器170の協調的制御を行うものとして説明したが、第2熱交換器120を省いて、ラジエータ110と空調熱交換器170との間で協調的制御を行うものとしてもよい。   As described above, by making the refrigerant common to the cooling system of the fuel cell stack 22 and the cabin air conditioning system, and controlling the opening and closing of the shut valve 168 according to the temperature of the fuel cell stack 22 and the cabin temperature, The cooling system of the fuel cell stack 22 and the passenger compartment air conditioning system can be integrated under cooperative control. In FIG. 6, it has been described as including the shunt cooling flow path 104 including the second heat exchanger 120 and performing coordinated control of the radiator 110, the second heat exchanger 120, and the air conditioning heat exchanger 170. The two heat exchangers 120 may be omitted and coordinated control may be performed between the radiator 110 and the air conditioning heat exchanger 170.

空調熱交換器を含む冷却システムにおいて、主冷却流路から空調用分流冷却流路が分流する態様、及び循環ポンプ130の配置態様によって、冷媒の分配の仕方を変更できる。図6は、主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒取入分流位置をラジエータ110の直後に設けて冷媒を分流する燃料電池の冷却システム180の構成を示す図である。図5と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。   In the cooling system including the air conditioning heat exchanger, the manner in which the refrigerant is distributed can be changed according to the manner in which the air conditioning shunt cooling passage is divided from the main cooling passage and the arrangement manner of the circulation pump 130. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a fuel cell cooling system 180 in which a refrigerant intake diversion position for the air conditioning heat exchanger 170 in the main cooling flow path 102 is provided immediately after the radiator 110 to divert the refrigerant. Elements similar to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図6の燃料電池の冷却システム180においては、主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒取入分流位置は、ラジエータ110の燃料電池スタック22への冷媒入口の直前である。図6に即して述べれば、加湿器54は、循環ポンプ130の下流側であって燃料電池スタック22の上流側に配置され、空調熱交換器170は、ラジエータ110の下流側であって循環ポンプ130の上流側から冷媒が取り入れられる。そして、シャット弁168が開かれているときは、取り入れられた分流冷媒が、ヒータ166を経由し、空調熱交換器170に供給され、再び、主冷却流路102に戻される。この冷媒戻し位置は、燃料電池スタック22からの冷媒出口の直後である。   In the fuel cell cooling system 180 of FIG. 6, the refrigerant intake branch position for the air conditioning heat exchanger 170 in the main cooling flow path 102 is immediately before the refrigerant inlet of the radiator 110 to the fuel cell stack 22. Referring to FIG. 6, the humidifier 54 is disposed downstream of the circulation pump 130 and upstream of the fuel cell stack 22, and the air-conditioning heat exchanger 170 is downstream of the radiator 110 and circulates. A refrigerant is taken in from the upstream side of the pump 130. When the shut valve 168 is opened, the taken-in branch refrigerant is supplied to the air conditioning heat exchanger 170 via the heater 166 and returned to the main cooling flow path 102 again. This refrigerant return position is immediately after the refrigerant outlet from the fuel cell stack 22.

この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)+(空調熱交換器170を流れる冷媒量)+(第2熱交換器120を流れる冷媒量)=冷媒総量=(加湿器54を流れる冷媒量)+(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタック22にかなりの冷媒量を供給しながら、他の要素に冷媒を供給できる。   In this configuration, (the amount of refrigerant flowing through the radiator 110) + (the amount of refrigerant flowing through the air conditioning heat exchanger 170) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) = total refrigerant amount = (the amount of refrigerant flowing through the humidifier 54) Since + (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22), the refrigerant can be supplied to other elements while supplying a considerable amount of refrigerant to the fuel cell stack 22.

すなわち、この構成によれば、燃料電池スタック22の運転によって暖められラジエータ110によって適当な温度に維持されて循環している冷媒を空調熱交換器170に供給でき、特別に独立な空調用システムを設けることなく、車室162を暖め、適当な空調環境とすることができる。必要があればヒータ166を用いることもできる。また、燃料電池スタック22が十分暖まっていないときにはシャット弁168を閉じることで、冷たい冷媒を空調熱交換器170に送り込まないようにできる。そして、燃料電池スタックに22にかなりの冷媒量を供給できるので、燃料電池スタック22から速やかに熱を運び出すことができる。   That is, according to this configuration, the refrigerant that is warmed by the operation of the fuel cell stack 22 and maintained at an appropriate temperature by the radiator 110 and circulated can be supplied to the air conditioning heat exchanger 170, and a special independent air conditioning system can be provided. Without being provided, the passenger compartment 162 can be warmed to provide an appropriate air-conditioning environment. If necessary, a heater 166 can be used. Further, when the fuel cell stack 22 is not sufficiently warmed, the shut valve 168 is closed so that a cold refrigerant cannot be sent to the air conditioning heat exchanger 170. Since a considerable amount of refrigerant can be supplied to the fuel cell stack 22, heat can be quickly carried out from the fuel cell stack 22.

上記のように、燃料電池の冷却システムにおいて、主冷却流路から第2熱交換器のための分流冷却流路及び空調熱交換器のための空調用分流冷却流路が分流する態様、及び循環ポンプの配置態様によって、冷媒の分配の仕方を様々に変更できる。したがって、主冷却流路からの分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、燃料電池運転システム10の運転状況あるいは車両の運転状況に応じて、燃料電池スタックの冷却、第2熱交換器によるACP(48)及び供給ガスの熱交換、空調熱交換器による車室内の空調等を協調的に制御し、それぞれに適した冷媒量を供給することができる。   As described above, in the fuel cell cooling system, a mode in which the shunt cooling channel for the second heat exchanger and the shunt cooling channel for air conditioning for the air conditioning heat exchanger are shunted from the main cooling channel, and circulation Depending on the arrangement of the pumps, the manner of refrigerant distribution can be variously changed. Therefore, by switching between the branch position from the main cooling flow path and the position where the circulation pump is arranged, the cooling of the fuel cell stack and the second heat exchanger are performed in accordance with the operating state of the fuel cell operating system 10 or the operating state of the vehicle. It is possible to cooperatively control the heat exchange between the ACP (48) and the supply gas, the air conditioning in the passenger compartment by the air conditioning heat exchanger, etc., and supply a refrigerant amount suitable for each.

例えば、冷却流路から第2熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段を備えることで、また燃料電池スタックの運転状態に応じて分流位置を切り換えることによって、燃料電池スタックにその運転状態に応じた冷媒量を供給することができる。   For example, by providing a diversion position switching means for switching the position on the cooling flow path between the inlet and the outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the second heat exchanger, and depending on the operating state of the fuel cell stack By switching the branch position, the amount of refrigerant corresponding to the operating state can be supplied to the fuel cell stack.

また、冷却流路から空調熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段を備えるので、車室内温度等に応じて分流位置を切り換えることで、空調熱交換器に車室内温度に応じた冷媒量を供給することができる。   In addition, since there is a diversion position switching means for switching the position of the inlet and outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the air conditioning heat exchanger, the diversion position can be switched according to the vehicle interior temperature or the like. Thus, it is possible to supply the air conditioning heat exchanger with the amount of refrigerant corresponding to the temperature in the passenger compartment.

図7は、空調用分流冷却流路の構成を工夫し、空調熱交換器170に流す冷媒を、主冷却流路102と協調的に共通化もでき、あるいは空調熱交換器170のためのみの独立的に用いることもできる燃料電池の冷却システム200の構成を示す図である。図5等と共通の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。   7 devise the configuration of the cooling flow path for air conditioning, and the refrigerant flowing to the air conditioning heat exchanger 170 can be shared in common with the main cooling flow path 102, or only for the air conditioning heat exchanger 170. It is a figure which shows the structure of the cooling system 200 of the fuel cell which can also be used independently. Elements common to FIG. 5 and the like are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図7の燃料電池の冷却システム200においては、空調用分流冷却流路202は、3つの要素から構成される。すなわち、主冷却流路102から冷媒が取り入れられ戻される入出力流路204と、空調熱交換器170を通って冷媒が流れる空調分流流路206と、空調分流流路206と並列に配置される循環流路208とで、空調用分流冷却流路202の全体が構成される。   In the fuel cell cooling system 200 of FIG. 7, the air conditioning shunt cooling flow path 202 is composed of three elements. That is, the input / output flow path 204 through which the refrigerant is taken back from the main cooling flow path 102, the air conditioning diversion flow path 206 through which the refrigerant flows through the air conditioning heat exchanger 170, and the air conditioning diversion flow path 206 are arranged in parallel. The circulation flow path 208 constitutes the entire air conditioning shunt cooling flow path 202.

図7に示されるように、三方弁210,212が、入出力流路204と、空調分流流路206と、循環流路208の3つの流路の接続点に設けられる。したがって、入出力流路204と、空調分流流路206と、循環流路208間の接続関係は、2つの三方弁210,212によって切り換えられる。その意味で、2つの三方弁210,212は、空調分流流路206について、主冷却流路102につながる入出力流路204と循環流路208とに対する接続関係を切り換える手段である。切り換えのいくつかの態様については後述する。   As shown in FIG. 7, the three-way valves 210 and 212 are provided at connection points of three flow paths, that is, an input / output flow path 204, an air-conditioning branch flow path 206, and a circulation flow path 208. Therefore, the connection relationship among the input / output flow path 204, the air-conditioning branch flow path 206, and the circulation flow path 208 is switched by the two three-way valves 210 and 212. In that sense, the two three-way valves 210 and 212 are means for switching the connection relation between the input / output flow path 204 connected to the main cooling flow path 102 and the circulation flow path 208 with respect to the air conditioning shunt flow path 206. Some aspects of switching will be described later.

主冷却流路102に設けられる循環ポンプ130とは別の冷媒循環用のポンプが空調分流流路206に設けられる。このポンプを循環ポンプ130と区別して、第2循環ポンプ220と呼ぶことができる。空調分流流路206は、第2循環ポンプ220と、ヒータ222と、空調熱交換器170とが直列に配置される。図7においては、三方弁210−第2循環ポンプ220−ヒータ222−空調熱交換器170−三方弁212の順に配置されているが、三方弁210,212の間の各要素の配置の順序は、これ以外の順序であってもよく、場合によってはさらに切換弁等を含めて並列配置するものとしてもよい。   A refrigerant circulation pump different from the circulation pump 130 provided in the main cooling flow path 102 is provided in the air-conditioning branch flow path 206. This pump can be called the second circulation pump 220 in distinction from the circulation pump 130. In the air conditioning branch flow path 206, the second circulation pump 220, the heater 222, and the air conditioning heat exchanger 170 are arranged in series. In FIG. 7, the three-way valve 210, the second circulation pump 220, the heater 222, the air conditioning heat exchanger 170, and the three-way valve 212 are arranged in this order. Other orders may also be used, and in some cases, a switching valve and the like may be arranged in parallel.

第2循環ポンプ220は、主冷却流路102における循環ポンプ130よりも小型の冷媒循環ポンプである。主冷却流路102における循環ポンプ130は、ラジエータ110、加湿器54、燃料電池スタック22を含む冷媒流路に冷媒を循環させ、迅速に熱交換させて冷媒の温度を適切に維持することができるように、大流量でも十分作動可能な容量のポンプが用いられる。これに対し、第2循環ポンプ220は、主に空調熱交換器170を中心に冷媒を循環させるためであるので、小型の容量のポンプを用いることができる。第2循環ポンプ220は小型であるので、主冷却流路102における循環ポンプ130と比べて、低流量において作動効率が良い。また、第2循環ポンプ220は、作動駆動しないときでも、冷媒が通過できるものがよい。こうすることで、第2循環ポンプ220を作動させないときでも、冷媒の流れの効率を低下させないことができる。   The second circulation pump 220 is a refrigerant circulation pump that is smaller than the circulation pump 130 in the main cooling flow path 102. The circulation pump 130 in the main cooling flow path 102 can circulate the refrigerant through the refrigerant flow path including the radiator 110, the humidifier 54, and the fuel cell stack 22 and quickly exchange heat to maintain the temperature of the refrigerant appropriately. Thus, a pump having a capacity capable of operating sufficiently even at a large flow rate is used. On the other hand, since the second circulation pump 220 is mainly for circulating the refrigerant around the air conditioning heat exchanger 170, a small capacity pump can be used. Since the second circulation pump 220 is small, the operation efficiency is good at a low flow rate as compared with the circulation pump 130 in the main cooling flow path 102. Further, the second circulation pump 220 is preferably one that can pass the refrigerant even when it is not actuated. By doing so, the efficiency of the refrigerant flow can be prevented from being lowered even when the second circulation pump 220 is not operated.

入出力流路204は、主冷却流路102から三方弁210,212までの冷媒流路で、その意味で、主冷却流路102の一部の分岐流路と考えることもできる。循環流路208は、空調分流流路206と並列接続されることによってループ流路を形成するものである。   The input / output flow path 204 is a refrigerant flow path from the main cooling flow path 102 to the three-way valves 210 and 212, and in this sense, can also be considered as a part of the main cooling flow path 102. The circulation flow path 208 forms a loop flow path by being connected in parallel with the air conditioning diversion flow path 206.

次に、三方弁210,212による冷却流路の切り換えについて説明する。三方弁210,212の切り換え作動は、図示されていない冷却制御部によって、燃料電池スタック22の運転状態に応じて行われる。なお、冷却制御部は、燃料電池運転システム10の制御部70がかねることもできる。図8は、三方弁210,212の切り換えによって、空調分流流路206と循環流路208とを閉ループ状に接続する状態を示す図である。このとき、入出力流路204は、この閉ループ状流路から分離される。なお、流路の状態を分かりやすくするため、図8では三方弁210,212の図示を省略してある。具体的には、三方弁210は、空調分流流路206の一方側と循環流路208の一方側とを接続するように作動され、三方弁212は、空調分流流路206の他方側と循環流路208の他方側とを接続するように作動されることで、この閉ループ状流路が形成される。   Next, switching of the cooling flow path by the three-way valves 210 and 212 will be described. The switching operation of the three-way valves 210 and 212 is performed according to the operating state of the fuel cell stack 22 by a cooling control unit (not shown). Note that the control unit 70 of the fuel cell operation system 10 can also serve as the cooling control unit. FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the air-conditioning diversion channel 206 and the circulation channel 208 are connected in a closed loop by switching the three-way valves 210 and 212. At this time, the input / output flow path 204 is separated from the closed loop flow path. Note that the three-way valves 210 and 212 are not shown in FIG. Specifically, the three-way valve 210 is operated so as to connect one side of the air-conditioning diversion channel 206 and one side of the circulation channel 208, and the three-way valve 212 circulates with the other side of the air-conditioning diversion channel 206. By operating to connect the other side of the flow path 208, this closed loop flow path is formed.

閉ループ状流路を形成することで、主冷却流路102とは独立に、第2循環ポンプ220によって、この閉ループ状流路内において冷媒を循環させることができる。つまり、ヒータ222と空調熱交換器170との間で冷媒を循環させることができる。この接続状態は、燃料電池スタック22がまだ低温である運転状態のときに行うことがよい。これにより、燃料電池スタック22によってまだ十分に暖められずに冷たいままの冷媒を空調熱交換器170に送り込まないようにできる。そして、ヒータ222と第2循環ポンプ220とを作動させることで、閉ループ状流路内の冷媒を十分暖めて空調熱交換器170に供給できる。これにより、車室162を効率よく迅速に暖めることができる。   By forming the closed loop channel, the refrigerant can be circulated in the closed loop channel by the second circulation pump 220 independently of the main cooling channel 102. That is, the refrigerant can be circulated between the heater 222 and the air conditioning heat exchanger 170. This connection state is preferably performed when the fuel cell stack 22 is in an operating state where the temperature is still low. As a result, it is possible to prevent the refrigerant that has not been sufficiently heated by the fuel cell stack 22 and remains cold from being fed into the air conditioning heat exchanger 170. Then, by operating the heater 222 and the second circulation pump 220, the refrigerant in the closed loop flow path can be sufficiently warmed and supplied to the air conditioning heat exchanger 170. Thereby, the passenger compartment 162 can be efficiently and quickly warmed.

図9は、三方弁210,212の切り換えによって、循環流路208を分離し、入出力流路204と空調分流流路206とを接続する状態を示す図である。ここでも図8と同様に、流路の状態を分かりやすくするため、三方弁210,212の図示を省略してある。具体的には、三方弁210は、主冷却流路102の冷媒の取り入れ側と接続される入出力流路204の一方側と、空調分流流路206の一方側とを接続するように作動され、三方弁212は、空調分流流路206の他方側と、主冷却流路102の冷媒の戻し側と接続される入出力流路204の他方側とを接続するように作動される。これにより、循環流路208を分離し、入出力流路204と空調分流流路206とを直接接続し、空調分流流路206を、燃料電池スタック22を流れる主冷却流路102に対し並列に配置することができる。   FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the circulation flow path 208 is separated by switching the three-way valves 210 and 212 and the input / output flow path 204 and the air-conditioning branch flow path 206 are connected. Also here, as in FIG. 8, the three-way valves 210 and 212 are not shown for easy understanding of the state of the flow path. Specifically, the three-way valve 210 is operated so as to connect one side of the input / output flow path 204 connected to the refrigerant intake side of the main cooling flow path 102 and one side of the air-conditioning branch flow path 206. The three-way valve 212 is operated so as to connect the other side of the air-conditioning diversion channel 206 and the other side of the input / output channel 204 connected to the refrigerant return side of the main cooling channel 102. Thus, the circulation flow path 208 is separated, the input / output flow path 204 and the air conditioning shunt flow path 206 are directly connected, and the air conditioning shunt flow path 206 is parallel to the main cooling flow path 102 flowing through the fuel cell stack 22. Can be arranged.

この接続法は、基本的に図5の構成と同じである。つまり、空調用分流冷却流路202は、主冷却流路102と冷媒を共通化し、いわゆる協調制御が行われる。したがって、三方弁210,212は、空調分流流路206について、主冷却流路102と協調制御的な接続、あるいは独立制御的な接続に切り換える機能を有することになる。なお、この協調制御的な接続においては、第2循環ポンプ220の作動駆動は停止される。上記のように、この場合でも第2循環ポンプ220を自由に冷媒が通過できるので、空調分流流路206の冷媒の流れの効率は低下しない。   This connection method is basically the same as the configuration of FIG. That is, the air-conditioning shunt cooling flow path 202 shares the refrigerant with the main cooling flow path 102 and performs so-called cooperative control. Therefore, the three-way valves 210 and 212 have a function of switching the air-conditioning branch flow path 206 to the main cooling flow path 102 in a cooperative control connection or an independent control connection. In this cooperative control connection, the operation drive of the second circulation pump 220 is stopped. As described above, even in this case, since the refrigerant can freely pass through the second circulation pump 220, the efficiency of the refrigerant flow in the air-conditioning branch flow path 206 does not decrease.

協調制御が行われるのは、図5で説明したように、燃料電池スタック22の運転によって暖められラジエータ110によって適当な温度に維持されて冷媒が循環しているときである。したがって、図8の閉ループ状流路の接続法と、協調制御の接続法とは、燃料電池スタック22の運転状態に応じて切り換えられる。例えば、燃料電池スタック22がまだ暖まっていないときは、図8の閉ループ状流路の接続法としてヒータ222と第2循環ポンプ220を作動させ空調熱交換器170に供給する冷媒の温度を上げ、燃料電池スタック22が暖まって主冷却流路102の冷媒の温度が上昇してきたら、図9の直接接続法に切り換え、ヒータ222の作動を停止させる。これにより、車室162の暖気のために要する動力を低減することができ、燃費を改善できる。   As described with reference to FIG. 5, the cooperative control is performed when the refrigerant is circulated while being heated by the operation of the fuel cell stack 22 and maintained at an appropriate temperature by the radiator 110. Therefore, the connection method of the closed loop flow path in FIG. 8 and the connection method of the cooperative control are switched according to the operating state of the fuel cell stack 22. For example, when the fuel cell stack 22 is not yet warmed, the heater 222 and the second circulation pump 220 are operated as a method of connecting the closed loop flow path in FIG. 8 to increase the temperature of the refrigerant supplied to the air conditioning heat exchanger 170, When the fuel cell stack 22 is warmed and the temperature of the refrigerant in the main cooling flow path 102 rises, the direct connection method shown in FIG. 9 is switched to stop the operation of the heater 222. Thereby, the power required for warming up the passenger compartment 162 can be reduced, and fuel consumption can be improved.

図8の閉ループ状流路の接続法と、図9の直接接続法との間の切り換えタイミングは、燃料電池スタック22の冷媒の温度、例えば冷却水温が所定の目標水温に到達するときとすることができる。あるいは、さらに燃費を改善するために、それよりも早期のタイミング、例えば、熱交換が可能で、目標水温に近い50℃に到達したタイミング等で切り換えるものとしてもよい。   The switching timing between the closed loop flow path connection method of FIG. 8 and the direct connection method of FIG. 9 is when the refrigerant temperature of the fuel cell stack 22, for example, the cooling water temperature reaches a predetermined target water temperature. Can do. Alternatively, in order to further improve the fuel consumption, switching may be performed at an earlier timing, for example, when heat exchange is possible and the temperature reaches 50 ° C. close to the target water temperature.

図10は、図9の接続法、つまり空調分流流路206と主冷却流路102とを直接接続する場合に、第2循環ポンプ220を作動させ、主冷却流路102の循環ポンプ130の作動を停止するときの様子を示す図である。主冷却流路102の循環ポンプ130と第2循環ポンプ220の作動の切り換えは、図示されていない冷却制御部によって、燃料電池スタック22の運転状態に応じて行われる。主冷却流路102の循環ポンプ130が作動しないときは、主冷却流路102において冷媒は循環しない。その条件の下で、図9の接続状態において第2循環ポンプ220を作動させると、冷媒は、第2循環ポンプ220−ヒータ222−空調熱交換器170−燃料電池スタック22−第2循環ポンプ220の閉ループ内を循環できる。   FIG. 10 shows the operation of the second circulation pump 220 and the operation of the circulation pump 130 in the main cooling flow path 102 when the connection method of FIG. 9, that is, when the air-conditioning branch flow path 206 and the main cooling flow path 102 are directly connected. It is a figure which shows a mode when stopping. Switching between the operation of the circulation pump 130 and the second circulation pump 220 in the main cooling flow path 102 is performed according to the operating state of the fuel cell stack 22 by a cooling control unit (not shown). When the circulation pump 130 of the main cooling channel 102 does not operate, the refrigerant does not circulate in the main cooling channel 102. Under the conditions, when the second circulation pump 220 is operated in the connected state of FIG. 9, the refrigerant is the second circulation pump 220 -the heater 222 -the air conditioning heat exchanger 170 -the fuel cell stack 22 -the second circulation pump 220. In the closed loop.

図10で説明した作動状態は、燃料電池スタック22がアイドル運転状態、あるいは間欠運転状態のように、低負荷運転状態のときに用いられることがよい。燃料電池スタック22が低負荷運転状態のときは発熱量が少ないので、ラジエータ110による冷却が必要でないことが多い。そこで、主冷却流路102の大容量の循環ポンプ130の作動を停止し、代わって、小型の第2循環ポンプ220によって冷媒を循環させる。第2循環ポンプ220は低流量のときは大容量用の循環ポンプ130よりも作動効率がよい。すなわち、大容量の循環ポンプ130に比べ少ない電力で冷媒を効率よく循環でき、低負荷のときの燃費を向上させることができる。燃料電池スタック22が中負荷あるいは高負荷のときは、図9で説明したように、第2循環ポンプ220の作動駆動を停止させ、主冷却流路102の循環ポンプ130の作動駆動のみによって冷媒を循環させる。これによって第2循環ポンプ220の駆動に要する電力を削減でき、中負荷及び高負荷のときの燃費を向上させることができる。   The operation state described with reference to FIG. 10 is preferably used when the fuel cell stack 22 is in a low load operation state such as an idle operation state or an intermittent operation state. When the fuel cell stack 22 is in a low load operation state, the amount of heat generated is small, so that cooling by the radiator 110 is often unnecessary. Therefore, the operation of the large-capacity circulation pump 130 in the main cooling flow path 102 is stopped, and the refrigerant is circulated by the small second circulation pump 220 instead. The second circulation pump 220 is more efficient in operation than the large-capacity circulation pump 130 when the flow rate is low. That is, it is possible to efficiently circulate the refrigerant with less electric power than the large-capacity circulation pump 130, and to improve the fuel efficiency at a low load. When the fuel cell stack 22 has a medium load or a high load, as described with reference to FIG. 9, the operation drive of the second circulation pump 220 is stopped, and the refrigerant is supplied only by the operation drive of the circulation pump 130 in the main cooling flow path 102. Circulate. As a result, the electric power required to drive the second circulation pump 220 can be reduced, and the fuel efficiency at medium and high loads can be improved.

また、図8の閉ループ状流路の接続状態で冷媒を暖め、空調熱交換器170によって車室162を暖気したのち、ユーザによって車室162の空調がオフされたときは、ヒータ222を作動させたまま、図9または図10の直接接続状態に切り換える。空調オフによって空調熱交換器170から車室162に暖気を送るファン等がオフされるが、ヒータ222が作動しているので、暖かい冷媒が燃料電池スタック22に供給され、燃料電池スタック22を早期に暖機できる。   In addition, when the refrigerant is warmed in the connection state of the closed loop flow path in FIG. 8 and the passenger compartment 162 is warmed by the air conditioning heat exchanger 170, and the air conditioning of the passenger compartment 162 is turned off by the user, the heater 222 is operated. In this state, the direct connection state shown in FIG. 9 or 10 is switched. When the air conditioning is turned off, the fan or the like that sends warm air from the air conditioning heat exchanger 170 to the vehicle interior 162 is turned off. However, since the heater 222 is operating, warm refrigerant is supplied to the fuel cell stack 22 and the fuel cell stack 22 is moved early. Can warm up.

図5から図10において、空調熱交換器170を含む冷媒流路を、適当な断熱手段によって断熱することが好ましい。例えば、冷媒流路用パイプを適当な断熱材で覆うことができる。これにより、燃料電池運転システムの起動時に、空調熱交換器170における熱交換を効率よく行うことができ、車室162を早期に暖気できる。したがって、少ない電力等で車室162を暖気でき、燃費を向上させることができる。   5 to 10, it is preferable to insulate the refrigerant flow path including the air conditioning heat exchanger 170 by an appropriate heat insulating means. For example, the refrigerant channel pipe can be covered with a suitable heat insulating material. Thereby, at the time of starting of the fuel cell operation system, heat exchange in the air conditioning heat exchanger 170 can be efficiently performed, and the passenger compartment 162 can be warmed up early. Therefore, the passenger compartment 162 can be warmed with little electric power and the like, and the fuel efficiency can be improved.

上記では、主冷却流路102が加湿器54を通過するものとして説明したが、加湿器54を通過しないものとする構成とすることもできる。また、主冷却流路102における第2熱交換器120のための冷媒の取り入れ口と戻し口とを上記の説明と逆の構成とし、モータ50から第2熱交換器120の方向に冷媒が流れるものとすることもできる。また、主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒の取り入れ口と戻し口とを上記の説明と逆の構成とすることもできる。以下に、そのような構成について説明する。なお、以下では、図1から図10における要素と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。   In the above description, the main cooling flow path 102 has been described as passing through the humidifier 54, but it may be configured not to pass through the humidifier 54. In addition, the refrigerant intake and return ports for the second heat exchanger 120 in the main cooling channel 102 are configured opposite to the above description, and the refrigerant flows from the motor 50 toward the second heat exchanger 120. It can also be. Further, the refrigerant intake and return ports for the air-conditioning heat exchanger 170 in the main cooling flow path 102 can be configured to be the reverse of the above description. Hereinafter, such a configuration will be described. In the following, the same elements as those in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図11は、燃料電池の冷却システム300の構成を示す図である。この燃料電池の冷却システム300は、図2で説明した燃料電池の冷却システム100に対し、主冷却流路102が加湿器54を通過せず、また、主冷却流路102における第2熱交換器120のための冷媒の取り入れ口と戻し口とを逆にした構成となっている。ここでは、図2で説明したのと同様に、燃料電池の冷却システム300は、冷媒の流れる流路として、主冷却流路102と、この主冷却流路102に並列に配置され、同じ冷媒を分流する分流冷却流路104とが設けられる。   FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a fuel cell cooling system 300. The fuel cell cooling system 300 is different from the fuel cell cooling system 100 described in FIG. 2 in that the main cooling flow path 102 does not pass through the humidifier 54 and the second heat exchanger in the main cooling flow path 102. The refrigerant inlet for 120 and the return outlet are reversed. Here, as described with reference to FIG. 2, the fuel cell cooling system 300 is arranged in parallel with the main cooling flow path 102 and the main cooling flow path 102 as a flow path for the refrigerant. A shunt cooling flow path 104 for shunting is provided.

主冷却流路102には、空冷用ファンを備えるラジエータ110と、加熱用のヒータ112と、ヒータ112に冷媒を適当に分流するための三方弁114と、冷媒を循環させるための循環ポンプ(WP)130が配置される。主冷却流路102を流れる冷媒は、ラジエータ110と燃料電池スタック22との間で循環し、温度が上昇した燃料電池スタック22の熱を冷媒によって運び出し、ラジエータ110で冷却し、再び燃料電池スタック22に戻す機能を有する。なお、加湿器54は、上記のように燃料電池スタック22のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置されるが、主冷却流路102は、加湿器54の中を通過せず、加湿器54は、主冷却流路102による冷媒によって冷却されない。   The main cooling channel 102 includes a radiator 110 having an air cooling fan, a heater 112 for heating, a three-way valve 114 for appropriately diverting the refrigerant to the heater 112, and a circulation pump (WP) for circulating the refrigerant. ) 130 is arranged. The refrigerant flowing through the main cooling flow path 102 circulates between the radiator 110 and the fuel cell stack 22, the heat of the fuel cell stack 22 whose temperature has risen is carried away by the refrigerant, cooled by the radiator 110, and again the fuel cell stack 22. It has a function to return to The humidifier 54 is arranged in parallel with the gas inlet and the gas outlet for supplying the oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell stack 22 as described above. And the humidifier 54 is not cooled by the refrigerant in the main cooling channel 102.

図11におけるイオン交換器132は、冷媒である冷却水のイオンを除去する機能を有する装置である。これは、冷却水の循環流路を構成する要素からイオンが冷却水の中に溶存してくるので、これを除去し、冷媒である冷却水の抵抗を高く維持するためのものである。イオン交換器132は、図11に示されるように主冷却流路102に並列に配置されるが、場合によっては主冷却流路102に直列に配置されてもよい。また、イオン交換器132には、冷却水のイオン濃度を検出するイオン検出手段が設けられることが好ましい。   The ion exchanger 132 in FIG. 11 is a device having a function of removing cooling water ions as a refrigerant. This is because ions dissolve in the cooling water from the elements constituting the circulation path of the cooling water, so that the ions are removed and the resistance of the cooling water as a refrigerant is kept high. As shown in FIG. 11, the ion exchanger 132 is arranged in parallel with the main cooling flow path 102, but may be arranged in series with the main cooling flow path 102 in some cases. The ion exchanger 132 is preferably provided with ion detection means for detecting the ion concentration of the cooling water.

分流冷却流路104は、主冷却流路102に並列に配置される。そして、主冷却流路102の冷媒が燃料電池スタック22からラジエータ110に向かって戻される排出側流路から冷媒が取り入れられ、主冷却流路102の冷媒がラジエータ110から燃料電池スタック22に向かって流れる供給側流路に向かって戻される。分流冷却流路104は、ACP(48)の第2熱交換器120に至り、そこで、ACP(48)から加湿器54を経由して燃料電池スタック22に供給される圧縮供給ガスの流路80に対して熱交換を行い、その後主冷却流路102に戻される。したがって、第2熱交換器120は、供給ガスの温度を調整する機能を有する。従来、この機能は、インタクーラと呼ばれる独立の冷却系で実行されているが、図2と同様に図11の構成では、この従来のインタクーラの機能を、ラジエータ110から燃料電池スタック22に至る冷却系と冷媒を共通化して統合する形態となっている。   The diversion cooling channel 104 is arranged in parallel with the main cooling channel 102. Then, the refrigerant is taken in from the discharge-side flow path where the refrigerant in the main cooling flow path 102 is returned from the fuel cell stack 22 toward the radiator 110, and the refrigerant in the main cooling flow path 102 is directed from the radiator 110 toward the fuel cell stack 22. It returns toward the flowing supply side flow path. The shunt cooling flow path 104 reaches the second heat exchanger 120 of the ACP (48), where the compressed supply gas flow path 80 supplied from the ACP (48) to the fuel cell stack 22 via the humidifier 54. Then, the heat exchange is performed and then returned to the main cooling channel 102. Therefore, the second heat exchanger 120 has a function of adjusting the temperature of the supply gas. Conventionally, this function is executed by an independent cooling system called an intercooler. However, in the configuration of FIG. 11 as in FIG. 2, the function of this conventional intercooler is changed to a cooling system from the radiator 110 to the fuel cell stack 22. The refrigerant is shared and integrated.

ここで、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、分流冷却流路104の冷媒戻し分流位置の下流側に設けられる。図11に即して述べれば、第2熱交換器120は、ラジエータ110の上流側であって燃料電池スタック22の下流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110と第2熱交換器120があり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとして燃料電池スタック22がある。   Here, the circulation pump 130 is provided in the supply side flow path of the main cooling flow path 102, and is provided in the downstream side of the refrigerant return branch position of the branch flow cooling flow path 104. Referring to FIG. 11, the second heat exchanger 120 receives refrigerant from the upstream side of the radiator 110 and the downstream side of the fuel cell stack 22. That is, there are the radiator 110 and the second heat exchanger 120 as the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump 130, and the fuel cell stack 22 as the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump 130.

したがって、この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)+(第2熱交換器120を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタック22にかなり多くの冷媒量を供給できる。これにより、燃料電池スタック22の温度が高すぎるときは迅速にその熱をラジエータ110側に運び出すことができる。また、(ラジエータ110を流れる冷媒量)と(第2熱交換器120を流れる冷媒量)との比率も、これらの流路抵抗の比率等で定めることができ、あるいは、分流比率を制御する制御弁を用いて、これらを流れる冷媒量を定め、ラジエータ110と、第2熱交換器120とを協調的に作動させることができる。   Therefore, in this configuration, (the amount of refrigerant flowing through the radiator 110) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22). A considerable amount of refrigerant can be supplied. As a result, when the temperature of the fuel cell stack 22 is too high, the heat can be quickly carried out to the radiator 110 side. Further, the ratio of (the amount of refrigerant flowing through the radiator 110) and (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) can also be determined by the ratio of these flow path resistances, or the control for controlling the flow dividing ratio. The amount of refrigerant flowing through these can be determined using valves, and the radiator 110 and the second heat exchanger 120 can be operated cooperatively.

また、分流冷却流路104が主冷却流路102と並列に設けられるので、第2熱交換器120から排出される冷媒の温度と、燃料電池スタック22から排出される冷媒の温度との差を少なくすることができる。前者は、加湿器54の供給ガス入口側の供給ガス温度を規定し、後者は、加湿器54の供給ガス出口の温度を規定するので、これにより、加湿器54のガス入口両端の温度差を少なくすることができ、中空糸構造のものを用いる場合でも両端温度差による損傷を抑制することができる。   Further, since the shunt cooling flow path 104 is provided in parallel with the main cooling flow path 102, the difference between the temperature of the refrigerant discharged from the second heat exchanger 120 and the temperature of the refrigerant discharged from the fuel cell stack 22 is determined. Can be reduced. The former defines the supply gas temperature on the supply gas inlet side of the humidifier 54, and the latter defines the temperature of the supply gas outlet of the humidifier 54. Thus, the temperature difference between the gas inlets of the humidifier 54 is determined. Even when a hollow fiber structure is used, damage due to temperature differences at both ends can be suppressed.

燃料電池の冷却システムにおいて、主冷却流路から分流冷却流路が分流する態様、及び循環ポンプ130の配置態様によって、冷媒の分配の仕方を変更できる。図12は、ラジエータ110に最も多くの冷媒量を送ることができる燃料電池の冷却システム340の構成を示す図である。   In the fuel cell cooling system, the manner in which the refrigerant is distributed can be changed by the manner in which the shunt cooling passage is divided from the main cooling passage and the arrangement manner of the circulation pump 130. FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a fuel cell cooling system 340 that can send the largest amount of refrigerant to the radiator 110.

図12の燃料電池の冷却システム340において、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、ラジエータ110の下流側で、分流冷却流路144の冷媒戻し分流位置の上流側に設けられる。図12に即して述べれば、第2熱交換器120は、ラジエータ110の下流側であって循環ポンプ130の下流側で、燃料電池スタック22の下流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110のみがあり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとして、第2熱交換器120と燃料電池スタック22とがある。   In the fuel cell cooling system 340 of FIG. 12, the circulation pump 130 is provided in the supply-side flow path of the main cooling flow path 102, on the downstream side of the radiator 110, on the upstream side of the refrigerant return branch position of the shunt cooling flow path 144. Is provided. Referring to FIG. 12, the second heat exchanger 120 receives refrigerant from the downstream side of the radiator 110, the downstream side of the circulation pump 130, and the downstream side of the fuel cell stack 22. That is, only the radiator 110 is the refrigerant that flows on the upstream side of the circulation pump 130, and the second heat exchanger 120 and the fuel cell stack 22 are the one that the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump 130.

したがって、この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)=冷媒総量=(第2熱交換器120を流れる冷媒量)+(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)となるので、(ラジエータ110を流れる冷媒量)を最大にできる。これにより、例えば、燃料電池スタック22の供給ガス入口側と出口側の温度差が大きいときに、燃料電池スタック22からラジエータ110に最大の冷媒を送り込んで、その温度差を効果的に減少させることができる。   Therefore, in this configuration, (the amount of refrigerant flowing through the radiator 110) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) + (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22), so (flowing through the radiator 110) Refrigerant amount) can be maximized. Thereby, for example, when the temperature difference between the supply gas inlet side and the outlet side of the fuel cell stack 22 is large, the maximum refrigerant is sent from the fuel cell stack 22 to the radiator 110 to effectively reduce the temperature difference. Can do.

図13は、燃料電池スタック22に最も多くの冷媒量を送ることができる燃料電池の冷却システム350の構成を示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a fuel cell cooling system 350 that can send the largest amount of refrigerant to the fuel cell stack 22.

図13の燃料電池の冷却システム350において、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、分流冷却流路154の冷媒戻し分流位置の下流側で、燃料電池スタック22のすぐ上流側に設けられる。図13に即して述べれば、第2熱交換器120は、ラジエータ110の上流側であって燃料電池スタック22の下流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110と第2熱交換器120とがあり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとしては燃料電池スタック22のみがある。   In the fuel cell cooling system 350 of FIG. 13, the circulation pump 130 is provided in the supply side flow path of the main cooling flow path 102, and downstream of the refrigerant return branch position of the shunt cooling flow path 154, Immediately upstream. Referring to FIG. 13, the second heat exchanger 120 receives refrigerant from the upstream side of the radiator 110 and the downstream side of the fuel cell stack 22. That is, there are the radiator 110 and the second heat exchanger 120 as the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump 130, and only the fuel cell stack 22 as the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump 130.

したがって、この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)+(第2熱交換器120を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)となるので、(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)を最大にできる。これにより、燃料電池スタック22に最大の冷媒を送り込んで、燃料電池スタック22からその熱を効果的に排出させることができる。   Therefore, in this configuration, (the amount of refrigerant flowing through the radiator 110) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22). The amount of refrigerant flowing through the Thereby, the maximum refrigerant can be sent to the fuel cell stack 22 and the heat can be effectively discharged from the fuel cell stack 22.

燃料電池の冷却システムにおいて、主冷却流路から車室内空調のための空調熱交換器に冷媒を分流することもできる。図14は、空調熱交換器に冷媒を分流する燃料電池の冷却システム360の構成を示す図である。   In the fuel cell cooling system, the refrigerant can be diverted from the main cooling channel to the air conditioning heat exchanger for air conditioning in the passenger compartment. FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a fuel cell cooling system 360 for diverting the refrigerant to the air conditioning heat exchanger.

図14の燃料電池の冷却システム360においては、図11で説明した分流冷却流路104及び第2熱交換器120を含む冷却システムに加えてさらに、車室162の空調のための空調熱交換器170に、主冷却流路102から冷媒を分流する空調用分流冷却流路164が設けられている。空調用分流冷却流路164には、必要に応じ設けられるヒータ166と、この空調用分流冷却流路164への分流を開閉制御するシャット弁168とが設けられる。   In addition to the cooling system including the shunt cooling flow path 104 and the second heat exchanger 120 described in FIG. 11, the fuel cell cooling system 360 of FIG. 14 further includes an air conditioning heat exchanger for air conditioning of the vehicle interior 162. 170 is provided with an air conditioning diverted cooling flow path 164 for diverting the refrigerant from the main cooling flow path 102. The air conditioning diversion cooling channel 164 is provided with a heater 166 provided as necessary, and a shut valve 168 that controls opening and closing of the diversion to the air conditioning diversion cooling channel 164.

主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒取入分流位置は、燃料電池スタック22への冷媒入口の直前である。図14に即して述べれば、空調熱交換器170は、燃料電池スタック22の上流側から冷媒が取り入れられる。そして、シャット弁168が開かれているときは、取り入れられた分流冷媒が、ヒータ166を経由し、空調熱交換器170に供給され、再び、主冷却流路102に戻される。この冷媒戻し位置は、燃料電池スタック22からの冷媒出口の直後である。   The refrigerant intake branching position for the air conditioning heat exchanger 170 in the main cooling channel 102 is immediately before the refrigerant inlet to the fuel cell stack 22. Referring to FIG. 14, the air conditioning heat exchanger 170 takes refrigerant from the upstream side of the fuel cell stack 22. When the shut valve 168 is opened, the taken-in branch refrigerant is supplied to the air conditioning heat exchanger 170 via the heater 166 and returned to the main cooling flow path 102 again. This refrigerant return position is immediately after the refrigerant outlet from the fuel cell stack 22.

この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)+(第2熱交換器120を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)+(空調熱交換器170を流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタック22に適当な冷媒量を供給しながら空調熱交換器に冷媒を供給できる。   In this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator 110) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22) + (amount of refrigerant flowing through the air conditioning heat exchanger 170) Therefore, the refrigerant can be supplied to the air conditioning heat exchanger while supplying an appropriate amount of refrigerant to the fuel cell stack 22.

すなわち、この構成により、燃料電池スタック22の運転によって暖められラジエータ110によって適当な温度に維持されて循環している冷媒を空調熱交換器170に供給でき、特別に独立な空調用システムを設けることなく、車室162を暖め、適当な空調環境とすることができる。必要があればヒータ112またはヒータ166を用いることもできる。また、燃料電池スタック22が十分暖まっていないときにはシャット弁168を閉じることで、冷たい冷媒を空調熱交換器170に送り込まないようにできる。   That is, with this configuration, the refrigerant that is heated by the operation of the fuel cell stack 22 and is maintained at an appropriate temperature by the radiator 110 and circulated can be supplied to the air conditioning heat exchanger 170, and a special independent air conditioning system is provided. In addition, the passenger compartment 162 can be warmed to provide an appropriate air conditioning environment. If necessary, the heater 112 or the heater 166 can be used. Further, when the fuel cell stack 22 is not sufficiently warmed, the shut valve 168 is closed so that a cold refrigerant cannot be sent to the air conditioning heat exchanger 170.

このように、車室内の暖房が必要なときのみ、シャット弁168を開くように制御することで、循環ポンプ130の動力を低減することができる。また、図14に示すように、車室内の補助暖房用のためのヒータ166を空調熱交換器170の系の中に設けることで、シャット弁168が閉じている通常の燃料電池スタック22の冷却運転のときに、ヒータ166における圧力損失が生じず、燃費を低減することができる。   Thus, the power of the circulation pump 130 can be reduced by controlling the shut valve 168 to open only when the passenger compartment needs to be heated. Further, as shown in FIG. 14, a heater 166 for auxiliary heating in the passenger compartment is provided in the system of the air conditioning heat exchanger 170 to cool the normal fuel cell stack 22 in which the shut valve 168 is closed. During operation, no pressure loss occurs in the heater 166, and fuel consumption can be reduced.

上記のように、燃料電池スタック22の冷却系と、車室空調系とについて冷媒を共通化し、燃料電池スタック22の温度と車室内温度とに応じてシャット弁168の開閉を制御することで、燃料電池スタック22の冷却系と、車室空調系とを、協調的制御の下で統合することができる。なお、図14において、第2熱交換器120を含む分流冷却流路104を備え、ラジエータ110、第2熱交換器120、空調熱交換器170の協調的制御を行うものとして説明したが、第2熱交換器120を省いて、ラジエータ110と空調熱交換器170との間で協調的制御を行うものとしてもよい。   As described above, by making the refrigerant common to the cooling system of the fuel cell stack 22 and the cabin air conditioning system, and controlling the opening and closing of the shut valve 168 according to the temperature of the fuel cell stack 22 and the cabin temperature, The cooling system of the fuel cell stack 22 and the passenger compartment air conditioning system can be integrated under cooperative control. In FIG. 14, it has been described as including the shunt cooling flow path 104 including the second heat exchanger 120 and performing coordinated control of the radiator 110, the second heat exchanger 120, and the air conditioning heat exchanger 170. The two heat exchangers 120 may be omitted and coordinated control may be performed between the radiator 110 and the air conditioning heat exchanger 170.

空調熱交換器を含む冷却システムにおいて、主冷却流路から空調用分流冷却流路が分流する態様、及び循環ポンプ130の配置態様によって、冷媒の分配の仕方を変更できる。図15は、主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒取入分流位置をラジエータ110の直後に設けて冷媒を分流する燃料電池の冷却システム380の構成を示す図である。   In the cooling system including the air conditioning heat exchanger, the manner in which the refrigerant is distributed can be changed according to the manner in which the air conditioning shunt cooling passage is divided from the main cooling passage and the arrangement manner of the circulation pump 130. FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a fuel cell cooling system 380 in which a refrigerant intake diversion position for the air conditioning heat exchanger 170 in the main cooling flow path 102 is provided immediately after the radiator 110 to divert the refrigerant.

図15の燃料電池の冷却システム380においては、主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒取入分流位置は、燃料電池スタック22の下流側で、ラジエータ110の上流側である。図15に即して述べれば、空調熱交換器170は、燃料電池スタック22の下流出口の直後で、ラジエータ110の上流側から冷媒が取り入れられる。そして、シャット弁168が開かれているときは、取り入れられた分流冷媒が、空調熱交換器170とヒータ166とに供給され、再び、主冷却流路102に戻される。この冷媒戻し位置は、ラジエータ110の下流側で、循環ポンプ130の上流側である。   In the fuel cell cooling system 380 of FIG. 15, the refrigerant intake branching position for the air conditioning heat exchanger 170 in the main cooling channel 102 is downstream of the fuel cell stack 22 and upstream of the radiator 110. Referring to FIG. 15, the air conditioning heat exchanger 170 takes in the refrigerant from the upstream side of the radiator 110 immediately after the downstream outlet of the fuel cell stack 22. When the shut valve 168 is opened, the taken-in branch refrigerant is supplied to the air conditioning heat exchanger 170 and the heater 166 and returned to the main cooling flow channel 102 again. This refrigerant return position is downstream of the radiator 110 and upstream of the circulation pump 130.

この構成では、(ラジエータ110を流れる冷媒量)+(空調熱交換器170を流れる冷媒量)+(第2熱交換器120を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタック22を流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタック22にかなりの冷媒量を供給しながら、他の要素に冷媒を供給できる。   In this configuration, (amount of refrigerant flowing through the radiator 110) + (amount of refrigerant flowing through the air conditioning heat exchanger 170) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger 120) = total amount of refrigerant = (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack 22) Therefore, the refrigerant can be supplied to the other elements while supplying a considerable amount of the refrigerant to the fuel cell stack 22.

すなわち、この構成によれば、燃料電池スタック22の運転によって暖められラジエータ110によって適当な温度に維持されて循環している冷媒を空調熱交換器170に供給でき、特別に独立な空調用システムを設けることなく、車室162を暖め、適当な空調環境とすることができる。必要があればヒータ166を用いることもできる。また、燃料電池スタック22が十分暖まっていないときにはシャット弁168を閉じることで、冷たい冷媒を空調熱交換器170に送り込まないようにできる。そして、燃料電池スタックに22にかなりの冷媒量を供給できるので、燃料電池スタック22から速やかに熱を運び出すことができる。   That is, according to this configuration, the refrigerant that is warmed by the operation of the fuel cell stack 22 and maintained at an appropriate temperature by the radiator 110 and circulated can be supplied to the air conditioning heat exchanger 170, and a special independent air conditioning system can be provided. Without being provided, the passenger compartment 162 can be warmed to provide an appropriate air-conditioning environment. If necessary, a heater 166 can be used. Further, when the fuel cell stack 22 is not sufficiently warmed, the shut valve 168 is closed so that a cold refrigerant cannot be sent to the air conditioning heat exchanger 170. Since a considerable amount of refrigerant can be supplied to the fuel cell stack 22, heat can be quickly carried out from the fuel cell stack 22.

上記のように、加湿器54に主冷却流路からの冷媒を通過させない形態の燃料電池の冷却システムにおいても、主冷却流路から第2熱交換器のための分流冷却流路及び空調熱交換器のための空調用分流冷却流路が分流する態様、及び循環ポンプの配置態様によって、冷媒の分配の仕方を様々に変更できる。したがって、主冷却流路からの分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、燃料電池運転システム10の運転状況あるいは車両の運転状況に応じて、燃料電池スタックの冷却、第2熱交換器によるACP(48)及び供給ガスの熱交換、空調熱交換器による車室内の空調等を協調的に制御し、それぞれに適した冷媒量を供給することができる。   As described above, also in the fuel cell cooling system in which the refrigerant from the main cooling channel does not pass through the humidifier 54, the shunt cooling channel and the air conditioning heat exchange for the second heat exchanger from the main cooling channel. The manner in which the refrigerant is distributed can be variously changed according to the manner in which the air-conditioning shunt cooling flow path for the cooler is shunted and the arrangement manner of the circulation pump. Therefore, by switching between the branch position from the main cooling flow path and the position where the circulation pump is arranged, the cooling of the fuel cell stack and the second heat exchanger are performed in accordance with the operating state of the fuel cell operating system 10 or the operating state of the vehicle. It is possible to cooperatively control the heat exchange between the ACP (48) and the supply gas, the air conditioning in the passenger compartment by the air conditioning heat exchanger, etc., and supply a refrigerant amount suitable for each.

例えば、冷却流路から第2熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段を備えることで、燃料電池スタックの運転状態に応じて分流位置を切り換えることで、燃料電池スタックにその運転状態に応じた冷媒量を供給することができる。   For example, by providing a diversion position switching means for switching the positions of the inlet and outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the second heat exchanger on the cooling flow path, the flow is diverted according to the operating state of the fuel cell stack. By switching the position, it is possible to supply the fuel cell stack with an amount of refrigerant corresponding to its operating state.

また、冷却流路から空調熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段を備えるので、車室内温度等に応じて分流位置を切り換えることで、空調熱交換器に車室内温度に応じた冷媒量を供給することができる。   In addition, since there is a diversion position switching means for switching the position of the inlet and outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the air conditioning heat exchanger, the diversion position can be switched according to the vehicle interior temperature or the like. Thus, it is possible to supply the air conditioning heat exchanger with the amount of refrigerant corresponding to the temperature in the passenger compartment.

図16は、空調用分流冷却流路の構成を工夫し、空調熱交換器170に流す冷媒を、主冷却流路102と協調的に共通化もでき、あるいは空調熱交換器170のためのみの独立的に用いることもできる燃料電池の冷却システム400の構成を示す図である。   FIG. 16 devises the configuration of the cooling flow path for air conditioning, and the refrigerant flowing to the air conditioning heat exchanger 170 can be shared with the main cooling path 102 in a coordinated manner, or only for the air conditioning heat exchanger 170. It is a figure which shows the structure of the cooling system 400 of the fuel cell which can also be used independently.

図16の燃料電池の冷却システム400においては、空調用分流冷却流路202は、3つの要素から構成される。すなわち、主冷却流路102から冷媒が取り入れられ戻される入出力流路204と、空調熱交換器170を通って冷媒が流れる空調分流流路206と、空調分流流路206と並列に配置される循環流路208とで、空調用分流冷却流路202の全体が構成される。   In the fuel cell cooling system 400 of FIG. 16, the air-conditioning shunt cooling flow path 202 includes three elements. That is, the input / output flow path 204 through which the refrigerant is taken back from the main cooling flow path 102, the air conditioning diversion flow path 206 through which the refrigerant flows through the air conditioning heat exchanger 170, and the air conditioning diversion flow path 206 are arranged in parallel. The circulation flow path 208 constitutes the entire air conditioning shunt cooling flow path 202.

図16に示されるように、三方弁212が、入出力流路204と、空調分流流路206と、循環流路208の3つの流路の接続点に設けられる。したがって、入出力流路204と、空調分流流路206と、循環流路208間の接続関係は、三方弁212によって切り換えられる。その意味で、三方弁212は、空調分流流路206について、主冷却流路102につながる入出力流路204と循環流路208とに対する接続関係を切り換える手段である。切り換えのいくつかの態様については後述する。   As shown in FIG. 16, a three-way valve 212 is provided at a connection point of three flow paths, that is, an input / output flow path 204, an air conditioning diversion flow path 206, and a circulation flow path 208. Therefore, the connection relationship among the input / output flow path 204, the air-conditioning branch flow path 206, and the circulation flow path 208 is switched by the three-way valve 212. In that sense, the three-way valve 212 is means for switching the connection relationship between the air-conditioning branch flow path 206 and the input / output flow path 204 connected to the main cooling flow path 102 and the circulation flow path 208. Some aspects of switching will be described later.

主冷却流路102に設けられる循環ポンプ130とは別の冷媒循環用のポンプが空調分流流路206に設けられる。このポンプを循環ポンプ130と区別して、第2循環ポンプ220と呼ぶことができる。空調分流流路206は、第2循環ポンプ220と、ヒータ222と、空調熱交換器170とが直列に配置される。図16においては、三方弁212−第2循環ポンプ220−ヒータ222−空調熱交換器170の順に配置されているが、三方弁212の間の各要素の配置の順序は、これ以外の順序であってもよく、場合によってはさらに切換弁等を含めて並列配置するものとしてもよい。   A refrigerant circulation pump different from the circulation pump 130 provided in the main cooling flow path 102 is provided in the air-conditioning branch flow path 206. This pump can be called the second circulation pump 220 in distinction from the circulation pump 130. In the air conditioning branch flow path 206, the second circulation pump 220, the heater 222, and the air conditioning heat exchanger 170 are arranged in series. In FIG. 16, the three-way valve 212, the second circulation pump 220, the heater 222, and the air conditioning heat exchanger 170 are arranged in this order, but the arrangement order of the elements between the three-way valves 212 is other than this order. Depending on circumstances, it may be arranged in parallel including a switching valve or the like.

第2循環ポンプ220は、主冷却流路102における循環ポンプ130よりも小型の冷媒循環ポンプである。主冷却流路102における循環ポンプ130は、ラジエータ110、加湿器54、燃料電池スタック22を含む冷媒流路に冷媒を循環させ、迅速に熱交換させて冷媒の温度を適切に維持することができるように、大流量でも十分作動可能な容量のポンプが用いられる。これに対し、第2循環ポンプ220は、主に空調熱交換器170を中心に冷媒を循環させるためであるので、小型の容量のポンプを用いることができる。第2循環ポンプ220は小型であるので、主冷却流路102における循環ポンプ130と比べて、低流量において作動効率が良い。また、第2循環ポンプ220は、作動駆動しないときでも、冷媒が通過できるものがよい。こうすることで、第2循環ポンプ220を作動させないときでも、冷媒の流れの効率を低下させないことができる。   The second circulation pump 220 is a refrigerant circulation pump that is smaller than the circulation pump 130 in the main cooling flow path 102. The circulation pump 130 in the main cooling flow path 102 can circulate the refrigerant through the refrigerant flow path including the radiator 110, the humidifier 54, and the fuel cell stack 22 and quickly exchange heat to maintain the temperature of the refrigerant appropriately. Thus, a pump having a capacity capable of operating sufficiently even at a large flow rate is used. On the other hand, since the second circulation pump 220 is mainly for circulating the refrigerant around the air conditioning heat exchanger 170, a small capacity pump can be used. Since the second circulation pump 220 is small, the operation efficiency is good at a low flow rate as compared with the circulation pump 130 in the main cooling flow path 102. Further, the second circulation pump 220 is preferably one that can pass the refrigerant even when it is not actuated. By doing so, the efficiency of the refrigerant flow can be prevented from being lowered even when the second circulation pump 220 is not operated.

入出力流路204は、主冷却流路102から三方弁212までの冷媒流路で、その意味で、主冷却流路102の一部の分岐流路と考えることもできる。循環流路208は、空調分流流路206と並列接続されることによってループ流路を形成するものである。   The input / output flow path 204 is a refrigerant flow path from the main cooling flow path 102 to the three-way valve 212, and in that sense, can be considered as a part of the main cooling flow path 102. The circulation flow path 208 forms a loop flow path by being connected in parallel with the air conditioning diversion flow path 206.

次に、三方弁212による冷却流路の切り換えについて説明する。三方弁212の切り換え作動は、図示されていない冷却制御部によって、燃料電池スタック22の運転状態に応じて行われる。なお、冷却制御部は、燃料電池運転システム10の制御部70がかねることもできる。図17は、三方弁212の切り換えによって、空調分流流路206と循環流路208とを閉ループ状に接続する状態を示す図である。このとき、入出力流路204は、この閉ループ状流路から分離される。なお、流路の状態を分かりやすくするため、図17では三方弁212を破線で示してある。具体的には、三方弁212は、空調分流流路206の一方側と循環流路208の一方側とを接続するように作動されることで、この閉ループ状流路が形成される。   Next, switching of the cooling flow path by the three-way valve 212 will be described. The switching operation of the three-way valve 212 is performed according to the operating state of the fuel cell stack 22 by a cooling control unit (not shown). Note that the control unit 70 of the fuel cell operation system 10 can also serve as the cooling control unit. FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which the air-conditioning diversion channel 206 and the circulation channel 208 are connected in a closed loop by switching the three-way valve 212. At this time, the input / output flow path 204 is separated from the closed loop flow path. Note that the three-way valve 212 is indicated by a broken line in FIG. Specifically, the three-way valve 212 is operated so as to connect one side of the air-conditioning diversion channel 206 and one side of the circulation channel 208, thereby forming this closed loop channel.

閉ループ状流路を形成することで、主冷却流路102とは独立に、第2循環ポンプ220によって、この閉ループ状流路内において冷媒を循環させることができる。つまり、ヒータ222と空調熱交換器170との間で冷媒を循環させることができる。この接続状態は、燃料電池スタック22がまだ低温である運転状態のときに行うことがよい。これにより、燃料電池スタック22によってまだ十分に暖められずに冷たいままの冷媒を空調熱交換器170に送り込まないようにできる。そして、ヒータ222と第2循環ポンプ220とを作動させることで、閉ループ状流路内の冷媒を十分暖めて空調熱交換器170に供給できる。これにより、車室162を効率よく迅速に暖めることができる。   By forming the closed loop channel, the refrigerant can be circulated in the closed loop channel by the second circulation pump 220 independently of the main cooling channel 102. That is, the refrigerant can be circulated between the heater 222 and the air conditioning heat exchanger 170. This connection state is preferably performed when the fuel cell stack 22 is in an operating state where the temperature is still low. As a result, it is possible to prevent the refrigerant that has not been sufficiently heated by the fuel cell stack 22 and remains cold from being fed into the air conditioning heat exchanger 170. Then, by operating the heater 222 and the second circulation pump 220, the refrigerant in the closed loop flow path can be sufficiently warmed and supplied to the air conditioning heat exchanger 170. Thereby, the passenger compartment 162 can be efficiently and quickly warmed.

図18は、三方弁212の切り換えによって、循環流路208を分離し、入出力流路204と空調分流流路206とを接続する状態を示す図である。ここでも図17と同様に、流路の状態を分かりやすくするため、三方弁212を破線で示してある。具体的には、三方弁212は、主冷却流路102の冷媒の取り入れ側と接続される入出力流路204の一方側と、空調分流流路206の一方側とを接続するように作動される。これにより、循環流路208を分離し、入出力流路204と空調分流流路206とを直接接続し、空調分流流路206を、燃料電池スタック22を流れる主冷却流路102に対し並列に配置することができる。   FIG. 18 is a diagram illustrating a state in which the circulation flow path 208 is separated by switching the three-way valve 212 and the input / output flow path 204 and the air conditioning diversion flow path 206 are connected. Here, as in FIG. 17, the three-way valve 212 is indicated by a broken line in order to make the state of the flow path easy to understand. Specifically, the three-way valve 212 is operated so as to connect one side of the input / output flow path 204 connected to the refrigerant intake side of the main cooling flow path 102 and one side of the air-conditioning diversion flow path 206. The Thus, the circulation flow path 208 is separated, the input / output flow path 204 and the air conditioning shunt flow path 206 are directly connected, and the air conditioning shunt flow path 206 is parallel to the main cooling flow path 102 flowing through the fuel cell stack 22. Can be arranged.

この接続法は、基本的に図6、図15の構成と同じである。つまり、空調用分流冷却流路202は、主冷却流路102と冷媒を共通化し、いわゆる協調制御が行われる。したがって、三方弁212は、空調分流流路206について、主冷却流路102と協調制御的な接続、あるいは独立制御的な接続に切り換える機能を有することになる。なお、この協調制御的な接続においては、第2循環ポンプ220の作動駆動は停止される。上記のように、この場合でも第2循環ポンプ220を自由に冷媒が通過できるので、空調分流流路206の冷媒の流れの効率は低下しない。   This connection method is basically the same as the configuration shown in FIGS. That is, the air-conditioning shunt cooling flow path 202 shares the refrigerant with the main cooling flow path 102 and performs so-called cooperative control. Therefore, the three-way valve 212 has a function of switching the air-conditioning branch flow path 206 to the main cooling flow path 102 in a cooperative control connection or an independent control connection. In this cooperative control connection, the operation drive of the second circulation pump 220 is stopped. As described above, even in this case, since the refrigerant can freely pass through the second circulation pump 220, the efficiency of the refrigerant flow in the air-conditioning branch flow path 206 does not decrease.

協調制御が行われるのは、図6、図15で説明したように、燃料電池スタック22の運転によって暖められラジエータ110によって適当な温度に維持されて冷媒が循環しているときである。したがって、図17の閉ループ状流路の接続法と、協調制御の接続法とは、燃料電池スタック22の運転状態に応じて切り換えられる。例えば、燃料電池スタック22がまだ暖まっていないときは、図17の閉ループ状流路の接続法としてヒータ222と第2循環ポンプ220を作動させ空調熱交換器170に供給する冷媒の温度を上げ、燃料電池スタック22が暖まって主冷却流路102の冷媒の温度が上昇してきたら、図18の直接接続法に切り換え、ヒータ222の作動を停止させる。これにより、車室162の暖気のために要する動力を低減することができ、燃費を改善できる。   The coordinated control is performed when the refrigerant is circulated while being heated by the operation of the fuel cell stack 22 and maintained at an appropriate temperature by the radiator 110, as described with reference to FIGS. Therefore, the connection method of the closed loop flow path and the connection method of the cooperative control in FIG. 17 are switched according to the operating state of the fuel cell stack 22. For example, when the fuel cell stack 22 is not yet warmed, the heater 222 and the second circulation pump 220 are operated to increase the temperature of the refrigerant supplied to the air conditioning heat exchanger 170 as a method of connecting the closed loop flow path in FIG. When the temperature of the refrigerant in the main cooling flow path 102 rises as the fuel cell stack 22 warms up, the operation is switched to the direct connection method shown in FIG. Thereby, the power required for warming up the passenger compartment 162 can be reduced, and fuel consumption can be improved.

図17の閉ループ状流路の接続法と、図18の直接接続法との間の切り換えタイミングは、燃料電池スタック22の冷媒の温度、例えば冷却水温が所定の目標水温に到達するときとすることができる。あるいは、さらに燃費を改善するために、それよりも早期のタイミング、例えば、熱交換が可能で、目標水温に近い50℃に到達したタイミング等で切り換えるものとしてもよい。   The switching timing between the closed loop flow path connection method of FIG. 17 and the direct connection method of FIG. 18 is set when the temperature of the refrigerant of the fuel cell stack 22, for example, the cooling water temperature reaches a predetermined target water temperature. Can do. Alternatively, in order to further improve the fuel consumption, switching may be performed at an earlier timing, for example, when heat exchange is possible and the temperature reaches 50 ° C. close to the target water temperature.

図19は、図18の接続法の変形例である。ここでは、空調分流流路206を、主冷却流路102における燃料電池スタック22上流側に戻している。そして、三方弁212は、主冷却流路102の冷媒の取り入れ側と接続される入出力流路204の一方側と、空調分流流路206の一方側とを接続するように作動される。これにより、循環流路208を分離し、入出力流路204と空調分流流路206とが直接接続されるが、そこで、第2循環ポンプ220を作動させ、主冷却流路102の循環ポンプ130の作動を停止させる。主冷却流路102の循環ポンプ130と第2循環ポンプ220の作動の切り換えは、図示されていない冷却制御部によって、燃料電池スタック22の運転状態に応じて行われる。   FIG. 19 is a modification of the connection method of FIG. Here, the air conditioning diversion channel 206 is returned to the upstream side of the fuel cell stack 22 in the main cooling channel 102. The three-way valve 212 is operated so as to connect one side of the input / output channel 204 connected to the refrigerant intake side of the main cooling channel 102 and one side of the air-conditioning branch channel 206. As a result, the circulation flow path 208 is separated, and the input / output flow path 204 and the air-conditioning branch flow path 206 are directly connected. However, the second circulation pump 220 is operated there, and the circulation pump 130 of the main cooling flow path 102 is connected. The operation of is stopped. Switching between the operation of the circulation pump 130 and the second circulation pump 220 in the main cooling flow path 102 is performed according to the operating state of the fuel cell stack 22 by a cooling control unit (not shown).

主冷却流路102の循環ポンプ130が作動しないときは、主冷却流路102において冷媒は循環しない。その条件の下で、図19の接続状態において第2循環ポンプ220を作動させると、冷媒は、第2循環ポンプ220−ヒータ222−空調熱交換器170−燃料電池スタック22−第2循環ポンプ220の閉ループ内を循環できる。   When the circulation pump 130 of the main cooling channel 102 does not operate, the refrigerant does not circulate in the main cooling channel 102. Under the conditions, when the second circulation pump 220 is operated in the connected state of FIG. 19, the refrigerant is the second circulation pump 220 -the heater 222 -the air conditioning heat exchanger 170 -the fuel cell stack 22 -the second circulation pump 220. In the closed loop.

図19で説明した作動状態は、燃料電池スタック22がアイドル運転状態、あるいは間欠運転状態のように、低負荷運転状態のときに用いられることがよい。燃料電池スタック22が低負荷運転状態のときは発熱量が少ないので、ラジエータ110による冷却が必要でないことが多い。そこで、主冷却流路102の大容量の循環ポンプ130の作動を停止し、代わって、小型の第2循環ポンプ220によって冷媒を循環させる。第2循環ポンプ220は低流量のときは大容量用の循環ポンプ130よりも作動効率がよい。すなわち、大容量の循環ポンプ130に比べ少ない電力で冷媒を効率よく循環でき、低負荷のときの燃費を向上させることができる。燃料電池スタック22が中負荷あるいは高負荷のときは、図9で説明したように、第2循環ポンプ220の作動駆動を停止させ、主冷却流路102の循環ポンプ130の作動駆動のみによって冷媒を循環させる。これによって第2循環ポンプ220の駆動に要する電力を削減でき、中負荷及び高負荷のときの燃費を向上させることができる。   The operation state described with reference to FIG. 19 is preferably used when the fuel cell stack 22 is in a low load operation state such as an idle operation state or an intermittent operation state. When the fuel cell stack 22 is in a low load operation state, the amount of heat generated is small, so that cooling by the radiator 110 is often unnecessary. Therefore, the operation of the large-capacity circulation pump 130 in the main cooling flow path 102 is stopped, and the refrigerant is circulated by the small second circulation pump 220 instead. The second circulation pump 220 is more efficient in operation than the large-capacity circulation pump 130 when the flow rate is low. That is, it is possible to efficiently circulate the refrigerant with less electric power than the large-capacity circulation pump 130, and to improve the fuel efficiency at a low load. When the fuel cell stack 22 has a medium load or a high load, as described with reference to FIG. 9, the operation drive of the second circulation pump 220 is stopped, and the refrigerant is supplied only by the operation drive of the circulation pump 130 in the main cooling flow path 102. Circulate. As a result, the electric power required to drive the second circulation pump 220 can be reduced, and the fuel efficiency at medium and high loads can be improved.

また、図17の閉ループ状流路の接続状態で冷媒を暖め、空調熱交換器170によって車室162を暖気したのち、ユーザによって車室162の空調がオフされたときは、ヒータ222を作動させたまま、図18または図19の直接接続状態に切り換える。空調オフによって空調熱交換器170から車室162に暖気を送るファン等がオフされるが、ヒータ222が作動しているので、暖かい冷媒が燃料電池スタック22に供給され、燃料電池スタック22を早期に暖機できる。   In addition, when the refrigerant is warmed in the connection state of the closed loop flow path in FIG. 17 and the passenger compartment 162 is warmed by the air conditioning heat exchanger 170 and then the air conditioning of the passenger compartment 162 is turned off by the user, the heater 222 is operated. In this state, the direct connection state shown in FIG. 18 or 19 is switched. When the air conditioning is turned off, the fan or the like that sends warm air from the air conditioning heat exchanger 170 to the vehicle interior 162 is turned off. However, since the heater 222 is operating, warm refrigerant is supplied to the fuel cell stack 22 and the fuel cell stack 22 is moved early. Can warm up.

10 燃料電池運転システム、20 システム本体部、22 燃料電池スタック、24
水素ガス源、26 レギュレータ、28 圧力計、30 循環昇圧器、32 分流器、34 排気バルブ、40 酸素供給源、42 フィルタ、44 流量計、46 温度計、48 ACP、50 モータ、52 ACP消費電力検出部、54 加湿器、56 圧力計、60 調圧弁、62 バイパス弁、64 希釈器、70 制御部、80 供給ガスの流路、100,140,150,160,180,200,300,340,350,360,380,400 燃料電池の冷却システム、102 主冷却流路、104,144,154 分流冷却流路、110 ラジエータ、112,166,222 ヒータ、114 三方弁、120 第2熱交換器、130 循環ポンプ、132 イオン交換器、162 車室、164,202 空調用分流冷却流路、168 シャット弁、170 空調熱交換器、204 入出力流路、206 空調分流流路、208 循環流路、210,212 三方弁、220 第2循環ポンプ。
10 Fuel Cell Operation System, 20 System Main Body, 22 Fuel Cell Stack, 24
Hydrogen gas source, 26 regulator, 28 pressure gauge, 30 circulation booster, 32 shunt, 34 exhaust valve, 40 oxygen supply source, 42 filter, 44 flow meter, 46 thermometer, 48 ACP, 50 motor, 52 ACP power consumption Detector, 54 Humidifier, 56 Pressure gauge, 60 Pressure regulating valve, 62 Bypass valve, 64 Diluter, 70 Controller, 80 Supply gas flow path, 100, 140, 150, 160, 180, 200, 300, 340, 350, 360, 380, 400 Fuel cell cooling system, 102 main cooling flow path, 104, 144, 154 shunt cooling flow path, 110 radiator, 112, 166, 222 heater, 114 three-way valve, 120 second heat exchanger, 130 Circulation Pump, 132 Ion Exchanger, 162 Cabin, 164, 202 Air Conditioning Shunt Cooling Channel, 168 Shut Valve, 17 0 air conditioning heat exchanger, 204 input / output flow path, 206 air conditioning shunt flow path, 208 circulation flow path, 210, 212 three-way valve, 220 second circulation pump.

本発明に係る燃料電池の冷却システムは、アノード側に燃料ガスが供給されカソード側に酸化ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池の冷却システムであって、燃料電池スタックとラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却流路と、冷却流路に対し燃料電池スタック及びラジエータに並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流される第2熱交換器と、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、制御部と、を備え、制御部は、冷却流路における第2熱交換器に対する分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして燃料電池スタックがある方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータのみがあり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして、第2熱交換器と燃料電池スタックとがある方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器とがあり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとしては燃料電池スタックのみがある方式と、のいずれか1によって燃料電池の運転状況に応じた冷媒量の分配を行うことを特徴とする。 A fuel cell cooling system according to the present invention is a fuel cell cooling system in which a fuel gas is supplied to an anode side and an oxidizing gas is supplied to a cathode side to generate electric power by an electrochemical reaction, and includes a fuel cell stack and a radiator. A cooling channel that circulates the refrigerant between them, a second heat exchanger that is provided in parallel to the fuel cell stack and the radiator with respect to the cooling channel, and is arranged in series with the cooling channel. A refrigerant circulation pump and a control unit, and the control unit switches the branching position with respect to the second heat exchanger in the cooling flow path and the arrangement position of the circulation pump, so that the refrigerant is upstream of the circulation pump. There are a radiator and a second heat exchanger that flow, and a system that has a fuel cell stack as a refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump and an upstream side of the circulation pump. There is only a radiator as the refrigerant flows, the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump, the system with the second heat exchanger and the fuel cell stack, and the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump , A radiator and a second heat exchanger, and a system in which only the fuel cell stack has a refrigerant flowing on the downstream side of the circulation pump, and distribution of the amount of refrigerant according to the operating condition of the fuel cell by any one of It is characterized by performing .

また、第2熱交換器は、酸化ガス供給用のガス圧縮器から燃料電池スタックに供給される圧縮供給ガスの流路に対して熱交換を行い酸化ガスの温度を調整することが好ましい。 Further, the second heat exchanger, Rukoto to adjust the temperature of the oxidizing gas exchanges heat with respect to the flow path of the compressed feed gas supplied to the fuel cell stack from the gas compressor for supplying oxidizing gas are preferred.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、燃料電池は車両に搭載される車両用燃料電池であって、車室内の空調のための空調熱交換器が燃料電池スタックと並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流されることが好ましい。
また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、制御部は、冷却流路における第2熱交換器に対する分流位置と空調熱交換器に対する分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして燃料電池スタックと空調熱交換器がある方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと空調熱交換器と第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとしては燃料電池スタックのみがある方式のいずれかによって燃料電池の運転状況または車両の運転状況に応じた冷媒量の分配を行うことが好ましい。
Further, in the fuel cell cooling system according to the present invention, the fuel cell is a vehicle fuel cell mounted on a vehicle, and an air conditioning heat exchanger for air conditioning in the passenger compartment is provided in parallel with the fuel cell stack, It is preferable that the refrigerant in the cooling flow path is divided.
Further, in the fuel cell cooling system according to the present invention, the control unit circulates by switching between a branch position for the second heat exchanger, a branch position for the air-conditioning heat exchanger, and a position of the circulation pump in the cooling flow path. There are a radiator and a second heat exchanger as the refrigerant flows on the upstream side of the pump, and there are a fuel cell stack and an air conditioning heat exchanger as the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump, and the upstream side of the circulation pump. The refrigerant flows through the radiator, the air-conditioning heat exchanger, and the second heat exchanger, and the fuel cell operating status depends on one of the systems in which only the fuel cell stack has the refrigerant flowing on the downstream side of the circulation pump. Or it is preferable to distribute the refrigerant | coolant amount according to the driving | running state of a vehicle.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器を備え、加湿器は、燃料電池スタックの上流側に配置されることが好ましい。
また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、制御部は、冷却流路における第2熱交換器に対する分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして加湿器と燃料電池スタックがある方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータのみがあり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして、第2熱交換器と加湿器と燃料電池スタックとがある方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器と加湿器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとしては燃料電池スタックのみがある方式と、のいずれか1によって燃料電池の運転状況に応じた冷媒量の分配を行うことが好ましい。
また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、制御部は、冷却流路における第2熱交換器に対する分流位置と空調熱交換器に対する分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして加湿器と燃料電池スタックと空調熱交換器がある方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと空調熱交換器と第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとしては加湿器と燃料電池スタックがある方式のいずれかによって燃料電池の運転状況または車両の運転状況に応じた冷媒量の分配を行うことが好ましい。
Further, in the cooling system of a fuel cell of the invention may include a humidifier arranged in parallel to the gas inlet and gas outlet for supplying an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell, a humidifier, fuel cell stack It is preferable that it is arrange | positioned upstream.
Further, in the fuel cell system according to the present invention, the control unit is configured such that the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump by switching between the diversion position with respect to the second heat exchanger and the arrangement position of the circulation pump in the cooling flow path. , There is a radiator and a second heat exchanger, a system in which a refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump and a humidifier and a fuel cell stack, and a refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump, and there is only a radiator, A system in which the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump includes a second heat exchanger, a humidifier, and a fuel cell stack, and a refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump in which a radiator and the second heat exchanger are provided. There is a humidifier, and there is only a fuel cell stack as a refrigerant flowing downstream of the circulation pump. It is preferable to perform the refrigerant quantity distribution according to the operating conditions of the fuel cell by one.
Further, in the fuel cell system according to the present invention, the control unit switches the flow dividing position for the second heat exchanger, the flow dividing position for the air conditioning heat exchanger, and the arrangement position of the circulation pump in the cooling flow path. There are a radiator and a second heat exchanger as the refrigerant flows on the upstream side, a humidifier, a fuel cell stack, and an air conditioning heat exchanger as the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump, and an upstream of the circulation pump. There are a radiator, an air conditioning heat exchanger, and a second heat exchanger as the refrigerant flows on the side, and a fuel cell depending on any one of the systems including the humidifier and the fuel cell stack as the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump. It is preferable to distribute the refrigerant amount according to the driving situation of the vehicle or the driving situation of the vehicle.

また、本発明に係る燃料電池の冷却システムにおいて、冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプを第1冷媒循環ポンプとして、冷却流路から分流された冷媒が流れる分流流路であって、空調熱交換器とヒータと第2冷媒循環ポンプとを含む空調分流流路と、空調分流流路と並列に配置される循環流路と、空調分流流路について冷却流路と循環流路とに対する接続関係を切り換える空調分流切換手段と、を備えることが好ましい。 Further, in the fuel cell cooling system according to the present invention, the refrigerant circulation pump arranged in series with the cooling flow path as a first refrigerant circulation pump is a flow dividing flow path through which the refrigerant diverted from the cooling flow path flows. An air conditioning shunt flow path including an air conditioning heat exchanger, a heater, and a second refrigerant circulation pump, a circulation flow path arranged in parallel with the air conditioning shunt flow path, and a cooling flow path and a circulation flow path for the air conditioning shunt flow path It is preferable to include an air-conditioning / diversion switching means for switching the connection relationship.

上記構成の少なくとも1つにより、燃料電池スタックとラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却流路と、冷却流路に対し燃料電池スタックに並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流される第2熱交換器と、を備える。また、上記構成の少なくとも1つにより、燃料電池スタックとラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却流路と、ラジエータに並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流される第2熱交換器と、を備える。したがって、冷媒は、燃料電池スタックの冷却と第2熱交換器との間で共用される。そして、ラジエータを通る本流の冷却流路と、第2熱交換器を通る分流の冷却流路とは並列であるので、その分流比を制御することで、燃料電池スタックの冷却系と第2熱交換器系との協調的制御が可能になる。分流比は、本流の冷却流路と分流の冷却流路との間の流路抵抗比の設定あるいは変更や、冷媒供給ポンプの設置位置の設定あるいは変更によって制御することができる。
そして、制御部は、冷却流路における第2熱交換器に対する分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして燃料電池スタックがある第1の方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータのみがあり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして、第2熱交換器と燃料電池スタックとがある第2の方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器とがあり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとしては燃料電池スタックのみがある第3の方式と、のいずれか1によって燃料電池の運転状況に応じた冷媒量の分配を行う。
第1の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックにかなり多くの冷媒量を供給できる。
第2の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)=冷媒総量=(第2熱交換器を流れる冷媒量)+(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、ラジエータに最も多くの冷媒量を供給できる。
第3の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックに最も多くの冷媒量を供給できる。
According to at least one of the above-described configurations, the cooling flow path for circulating the refrigerant between the fuel cell stack and the radiator, and the cooling flow path is provided in parallel to the fuel cell stack with respect to the cooling flow path, and the refrigerant in the cooling flow path is divided. 2 heat exchangers. Further, according to at least one of the above-described configurations, a cooling flow path for circulating the refrigerant between the fuel cell stack and the radiator, and a second heat exchanger that is provided in parallel to the radiator and to which the refrigerant in the cooling flow path is branched . Therefore, the refrigerant is shared between the cooling of the fuel cell stack and the second heat exchanger. Since the main cooling flow path passing through the radiator and the diverted cooling flow path passing through the second heat exchanger are in parallel, by controlling the diversion ratio, the fuel cell stack cooling system and the second heat flow path are controlled. Cooperative control with the exchange system becomes possible. The diversion ratio can be controlled by setting or changing the flow resistance ratio between the main flow cooling flow and the diversion cooling flow, or setting or changing the installation position of the refrigerant supply pump.
And a control part changes a radiator and a 2nd heat exchanger as what flows a refrigerant | coolant in the upstream of a circulation pump by switching the branch position with respect to the 2nd heat exchanger in a cooling flow path, and the arrangement position of a circulation pump. There is a first method in which a fuel cell stack is provided as a refrigerant flows downstream of the circulation pump, and a radiator flows only as a refrigerant flows upstream of the circulation pump, and the refrigerant flows downstream of the circulation pump. As a thing with a 2nd system with a 2nd heat exchanger and a fuel cell stack, and a thing with which a refrigerant flows in the upstream of a circulation pump, there are a radiator and a 2nd heat exchanger, and in the downstream of a circulation pump According to the operation state of the fuel cell by any one of the third method that has only the fuel cell stack as the refrigerant flows Performing a medium amount of the distribution.
In the first method, (the amount of refrigerant flowing through the radiator) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack), so a considerable amount of refrigerant is contained in the fuel cell stack. Can supply quantity.
In the second method, (the amount of refrigerant flowing through the radiator) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) + (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack), so the largest amount of refrigerant is given to the radiator. Can supply.
In the third method, (the amount of refrigerant flowing through the radiator) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack), the most refrigerant in the fuel cell stack Can supply quantity.

また、第2熱交換器は、酸化ガス供給用のガス圧縮器から燃料電池スタックに供給される圧縮供給ガスの流路に対して熱交換を行い酸化ガスの温度を調整するので、燃料電池スタックの冷却系と酸化ガス供給用のガス圧縮器の冷却系とを統合的に協調制御することができる。 Further, the second heat exchanger adjusts the temperature of the oxidizing gas by exchanging heat with respect to the flow path of the compressed supply gas supplied from the gas compressor for supplying the oxidizing gas to the fuel cell stack. The cooling system and the cooling system of the gas compressor for supplying the oxidizing gas can be integratedly controlled in a coordinated manner.

また、車室内の空調のための空調熱交換器が燃料電池スタックと並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流されることとするので、燃料電池スタックの冷却系と車室内の空調系とを統合的に協調制御することができる。また、燃料電池スタックの冷却系と酸化ガス供給用のガス圧縮器の冷却系と車室内の空調系とを統合的に協調制御することができる。
そして、制御部は、冷却流路における第2熱交換器に対する分流位置と空調熱交換器に対する分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして燃料電池スタックと空調熱交換器がある第4の方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと空調熱交換器と第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとしては燃料電池スタックのみがある第5の方式のいずれかによって燃料電池の運転状況または車両の運転状況に応じた冷媒量の分配を行う。
第4の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)+(空調熱交換器を流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックに適当な冷媒量を供給しながら空調熱交換器に冷媒を供給できる。
第5の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(空調熱交換器を流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックに最も多くの冷媒量を供給できる。
In addition, an air conditioner heat exchanger for air conditioning in the passenger compartment is provided in parallel with the fuel cell stack, and the refrigerant in the cooling channel is diverted, so that the cooling system of the fuel cell stack and the air conditioning system in the passenger compartment Can be integrated and controlled. In addition, the cooling system of the fuel cell stack, the cooling system of the gas compressor for supplying the oxidizing gas, and the air conditioning system in the passenger compartment can be integrated and controlled in an integrated manner.
Then, the control unit switches the switching position between the branching position for the second heat exchanger, the branching position for the air-conditioning heat exchanger and the arrangement position of the circulation pump in the cooling flow path, so that the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump. There is a radiator and a second heat exchanger, the fourth system having a fuel cell stack and an air conditioning heat exchanger as the refrigerant flows downstream of the circulation pump, and the radiator as the refrigerant flows upstream of the circulation pump. And the air conditioner heat exchanger and the second heat exchanger, and the fuel cell operating condition or the vehicle operating condition according to any one of the fifth systems in which only the fuel cell stack has a refrigerant flowing downstream of the circulation pump Distribution of the refrigerant amount according to
In the fourth system, (amount of refrigerant flowing through the radiator) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) + (amount of refrigerant flowing through the air conditioning heat exchanger) Therefore, the refrigerant can be supplied to the air conditioning heat exchanger while supplying an appropriate amount of refrigerant to the fuel cell stack.
In the fifth method, (amount of refrigerant flowing through the radiator) + (amount of refrigerant flowing through the air conditioning heat exchanger) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) Therefore, the largest amount of refrigerant can be supplied to the fuel cell stack.

上記構成の少なくとも1つにより、加湿器は、燃料電池スタックの上流側に配置される
そして、制御部は、冷却流路における第2熱交換器に対する分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして加湿器と燃料電池スタックがある第6の方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータのみがあり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして、第2熱交換器と加湿器と燃料電池スタックとがある第7の方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器と加湿器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとしては燃料電池スタックのみがある第8の方式と、のいずれか1によって燃料電池の運転状況に応じた冷媒量の分配を行う。
第6の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)+(加湿器を流れる冷媒量)となるので、(加湿器を流れる冷媒量)が少ないとすれば、燃料電池スタックにかなり多くの冷媒量を供給できる。
At least one of the foregoing structures, the humidifier is arranged upstream of the fuel cell stack.
And a control part changes a radiator and a 2nd heat exchanger as what flows a refrigerant | coolant in the upstream of a circulation pump by switching the branch position with respect to the 2nd heat exchanger in a cooling flow path, and the arrangement position of a circulation pump. There is a sixth system with a humidifier and a fuel cell stack as the refrigerant flows downstream of the circulation pump, and the radiator flows only as the refrigerant flows upstream of the circulation pump. As for the flow of refrigerant, the seventh system has a second heat exchanger, a humidifier, and a fuel cell stack, and as the flow of refrigerant on the upstream side of the circulation pump, the radiator, the second heat exchanger, and the humidifier There is only one fuel cell stack in which the refrigerant flows downstream of the circulation pump. Performing refrigerant quantity distribution according to the operating conditions of the pond.
In the sixth method , (the amount of refrigerant flowing through the radiator) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = the total amount of refrigerant = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) + (the amount of refrigerant flowing through the humidifier). If the amount of refrigerant flowing through the humidifier is small, a considerably large amount of refrigerant can be supplied to the fuel cell stack.

第7の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)=冷媒総量=(第2熱交換器を流れる冷媒量)+(燃料電池スタックを流れる冷媒量)+(加湿器を流れる冷媒量)となるので、ラジエータに最も多くの冷媒量を供給できる。 In the seventh method , (the amount of refrigerant flowing through the radiator) = total refrigerant amount = (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) + (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) + (the amount of refrigerant flowing through the humidifier). The maximum amount of refrigerant can be supplied to the radiator.

第8の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)+(加湿器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックに最も多くの冷媒量を供給できる。 In the eighth method , (the amount of refrigerant flowing through the radiator) + (the amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) + (the amount of refrigerant flowing through the humidifier) = total refrigerant amount = (the amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack). The largest amount of refrigerant can be supplied to the fuel cell stack.

また、制御部は、冷却流路における第2熱交換器に対する分流位置と空調熱交換器に対する分流位置と循環ポンプの配置位置とを切り換えることで、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとして加湿器と燃料電池スタックと空調熱交換器がある第9の方式と、循環ポンプの上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータと空調熱交換器と第2熱交換器があり、循環ポンプの下流側において冷媒が流れるものとしては加湿器と燃料電池スタックがある第10の方式のいずれかによって燃料電池の運転状況または車両の運転状況に応じた冷媒量の分配を行う。
第9の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(加湿器を流れる冷媒量)+(燃料電池スタックを流れる冷媒量)+(空調熱交換器を流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックに適当な冷媒量を供給しながら空調熱交換器に冷媒を供給できる。
Further, the control unit switches the switching position between the branching position for the second heat exchanger, the branching position for the air conditioning heat exchanger, and the arrangement position of the circulation pump in the cooling channel, so that the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump. A ninth system with a humidifier, a fuel cell stack, and an air conditioning heat exchanger as a refrigerant flows downstream of the circulation pump, with a radiator and a second heat exchanger, and a refrigerant flows upstream of the circulation pump There are a radiator, an air-conditioning heat exchanger, and a second heat exchanger, and the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump. Or distribution of the refrigerant | coolant amount according to the driving | running state of a vehicle is performed.
In the ninth method , (amount of refrigerant flowing through the radiator) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the humidifier) + (amount of refrigerant flowing through the fuel cell stack) + (air conditioning) Therefore, the refrigerant can be supplied to the air conditioning heat exchanger while supplying an appropriate amount of refrigerant to the fuel cell stack.

第10の方式では、(ラジエータを流れる冷媒量)+(空調熱交換器を流れる冷媒量)+(第2熱交換器を流れる冷媒量)=冷媒総量=(加湿器を流れる冷媒量)+(燃料電池スタックを流れる冷媒量)となるので、燃料電池スタックにかなりの冷媒量を供給しながら、他の要素に冷媒を供給できる。 In the tenth method , (amount of refrigerant flowing through the radiator) + (amount of refrigerant flowing through the air conditioning heat exchanger) + (amount of refrigerant flowing through the second heat exchanger) = total refrigerant amount = (amount of refrigerant flowing through the humidifier) + ( Therefore, the refrigerant can be supplied to other elements while supplying a considerable amount of refrigerant to the fuel cell stack.

分流冷却流路104は、主冷却流路102に並列に配置される。そして、主冷却流路102の冷媒が燃料電池スタック22からラジエータ110に向かって戻される排出側流路から冷媒が取り入れられ、主冷却流路102の冷媒がラジエータ110から燃料電池スタック22に向かってれる供給側流路に向かって戻される。分流冷却流路104は、ACP(48)の第2熱交換器120に至り、そこで、ACP(48)から加湿器54及び燃料電池スタック22に供給される圧縮供給ガスの流路80に対しても熱交換を行い、その後主冷却流路102に戻される。したがって、第2熱交換器120は、供給ガスの温度を調整する機能を有する。従来、この機能は、インタクーラと呼ばれる独立の冷却系で実行されているが、図2の構成では、この従来のインタクーラの機能を、ラジエータ110から燃料電池スタック22に至る冷却系と冷媒を共通化して統合する形態となっている。 The diversion cooling channel 104 is arranged in parallel with the main cooling channel 102. The main refrigerant in the cooling flow passage 102 is the refrigerant from the discharge side flow passage that is returned from the fuel cell stack 22 towards the radiator 110 incorporated, the refrigerant in the main cooling flow passage 102 toward the fuel cell stack 22 from the radiator 110 back towards the supply side flow path flow. The diverted cooling flow path 104 reaches the second heat exchanger 120 of the ACP (48), where the compressed flow gas flow path 80 supplied from the ACP (48) to the humidifier 54 and the fuel cell stack 22 is supplied. The heat exchange is also performed and then returned to the main cooling channel 102. Thus, the second heat exchanger 120 has a function of adjusting the temperature of the supply gas. Conventionally, this function is executed by an independent cooling system called an intercooler. However, in the configuration of FIG. 2, this conventional intercooler function is shared with the cooling system from the radiator 110 to the fuel cell stack 22 with the refrigerant. Integrated.

ここで、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、加湿器54の上流側で、分流冷却流路104の冷媒戻し分流位置の下流側に設けられる。図2に即して述べれば、加湿器54は、循環ポンプ130の下流側で燃料電池スタック22の上流側に配置され、第2熱交換器120は、ラジエータ110の流側であって燃料電池スタック22の下流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110と第2熱交換器120があり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとして、加湿器54と燃料電池スタック22とがある。 Here, the circulation pump 130 is provided in the supply side flow path of the main cooling flow path 102, and is provided on the upstream side of the humidifier 54 and downstream of the refrigerant return diversion position of the diversion cooling flow path 104. Stated with reference to FIG. 2, the humidifier 54 is disposed upstream of the fuel cell stack 22 at the downstream side of the circulation pump 130, the second heat exchanger 120 is a top downstream of the radiator 110 fuel coolant taken from below stream side of the cell stack 22. That is, there are the radiator 110 and the second heat exchanger 120 as the refrigerant flows upstream of the circulation pump 130, and the humidifier 54 and the fuel cell stack 22 as the refrigerant flows downstream of the circulation pump 130. is there.

図3の燃料電池の冷却システム140において、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、ラジエータ110の下流側で、分流冷却流路144の冷媒取り入れ分流位置の上流側に設けられる。図3に即して述べれば、加湿器54は、循環ポンプ130の下流側で燃料電池スタック22の上流側に配置され、第2熱交換器120は、ラジエータ110の下流側であって循環ポンプ130の流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110のみがあり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとして、第2熱交換器120と加湿器54と燃料電池スタック22とがある。 In the fuel cell cooling system 140 of FIG. 3, the circulation pump 130 is provided in the supply-side flow path of the main cooling flow path 102, and is located downstream of the radiator 110 and upstream of the refrigerant intake and diversion position of the diversion cooling flow path 144. Is provided. Referring to FIG. 3, the humidifier 54 is disposed downstream of the circulation pump 130 and upstream of the fuel cell stack 22, and the second heat exchanger 120 is downstream of the radiator 110 and is connected to the circulation pump. coolant taken from downstream side 130. That is, only the radiator 110 exists as the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump 130, and the second heat exchanger 120, the humidifier 54, and the fuel cell stack 22 indicate that the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump 130. There is.

図4の燃料電池の冷却システム150において、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、分流冷却流路154の冷媒戻し分流位置及び加湿器54の下流側で、燃料電池スタック22のすぐ上流側に設けられる。図4に即して述べれば、加湿器54は、循環ポンプ130の上流側であってラジエータ110の下流側に配置され、第2熱交換器120は、ラジエータ110の流側であって加湿器54の流側で、燃料電池スタック22の下流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110と第2熱交換器120と加湿器54とがあり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとしては燃料電池スタック22のみがある。 In the fuel cell cooling system 150 of FIG. 4, the circulation pump 130 is provided in the supply-side flow path of the main cooling flow path 102, and the fuel is returned at the refrigerant return branch position of the shunt cooling flow path 154 and downstream of the humidifier 54. It is provided immediately upstream of the battery stack 22. Stated with reference to FIG. 4, the humidifier 54, a upstream side of the circulation pump 130 arranged downstream of the radiator 110, the second heat exchanger 120 is a top downstream of the radiator 110 humidifier under downstream vessels 54, coolant taken from downstream of the fuel cell stack 22. That is, there are the radiator 110, the second heat exchanger 120, and the humidifier 54 as the refrigerant flows on the upstream side of the circulation pump 130, and only the fuel cell stack 22 as the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump 130. There is.

空調熱交換器を含む冷却システムにおいて、主冷却流路から空調用分流冷却流路が分流する態様、及び循環ポンプ130の配置態様によって、冷媒の分配の仕方を変更できる。図6は、主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒取入分流位置をラジエータ110の直に設けて冷媒を分流する燃料電池の冷却システム180の構成を示す図である。図5と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 In the cooling system including the air conditioning heat exchanger, the manner in which the refrigerant is distributed can be changed according to the manner in which the air conditioning shunt cooling passage is divided from the main cooling passage and the arrangement manner of the circulation pump 130. Figure 6 is a diagram coolant intake diverted position is provided immediately before the radiator 110 shows the configuration of a cooling system 180 of a fuel cell which diverts coolant to the air conditioning heat exchanger 170 in the main cooling flow passage 102. Elements similar to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図6の燃料電池の冷却システム180においては、主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒取入分流位置は、燃料電池スタック22の下流側で、ラジエータ110の上流側である。図6に即して述べれば、加湿器54は、循環ポンプ130の下流側であって燃料電池スタック22の上流側に配置され、空調熱交換器170は、燃料電池スタック22の下流出口の直後であってラジエータ110の上流側から冷媒が取り入れられる。そして、シャット弁168が開かれているときは、取り入れられた分流冷媒が、空調熱交換器170とヒータ166とに供給され、再び、主冷却流路102に戻される。この冷媒戻し位置は、ラジエータ110の下流側で、循環ポンプ130の上流側である。 In the cooling system 180 of a fuel cell in FIG. 6, the refrigerant intake bypass location for the air conditioning heat exchanger 170 in the main cooling flow passage 102 downstream of the fuel cell stack 22, an upstream side of the radiator 110. Referring to FIG. 6, the humidifier 54 is disposed downstream of the circulation pump 130 and upstream of the fuel cell stack 22, and the air conditioning heat exchanger 170 is immediately after the downstream outlet of the fuel cell stack 22. Thus, the refrigerant is taken in from the upstream side of the radiator 110 . When the shutoff valve 168 is open, it diverted refrigerant taken in is supplied to the heater 16 6 the air conditioning heat exchanger 170, again returned to the main cooling flow passage 102. This refrigerant return position is downstream of the radiator 110 and upstream of the circulation pump 130 .

上記では、主冷却流路102が加湿器54を通過するものとして説明したが、加湿器54を通過しないものとする構成とすることもできる。以下に、そのような構成について説明する。なお、以下では、図1から図10における要素と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 In the above description, the main cooling flow path 102 has been described as passing through the humidifier 54, but it may be configured not to pass through the humidifier 54 . The following will be described for such a configuration. In the following, the same elements as those in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図11は、燃料電池の冷却システム300の構成を示す図である。この燃料電池の冷却システム300は、図2で説明した燃料電池の冷却システム100に対し、主冷却流路102が加湿器54を通過しない構成となっている。ここでは、図2で説明したのと同様に、燃料電池の冷却システム300は、冷媒の流れる流路として、主冷却流路102と、この主冷却流路102に並列に配置され、同じ冷媒を分流する分流冷却流路104とが設けられる。 FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a fuel cell cooling system 300. The fuel cooling system 300 of the battery, compared cooling system 100 of a fuel cell described in FIG. 2, the main cooling flow passage 102 is in the humidifier 54 and passing over the city construction. Here, as described with reference to FIG. 2, the fuel cell cooling system 300 is arranged in parallel with the main cooling flow path 102 and the main cooling flow path 102 as a flow path for the refrigerant. A shunt cooling flow path 104 for shunting is provided.

図12の燃料電池の冷却システム340において、循環ポンプ130は、主冷却流路102の供給側流路に設けられ、ラジエータ110の下流側で、分流冷却流路144の冷媒取入分流位置の上流側に設けられる。図12に即して述べれば、第2熱交換器120は、ラジエータ110の下流側であって循環ポンプ130の下流側で、燃料電池スタック22の流側から冷媒が取り入れられる。つまり、循環ポンプ130の上流側において冷媒が流れるものとして、ラジエータ110のみがあり、循環ポンプ130の下流側において冷媒が流れるものとして、第2熱交換器120と燃料電池スタック22とがある。 In the fuel cell cooling system 340 of FIG. 12, the circulation pump 130 is provided in the supply-side flow path of the main cooling flow path 102, and is located downstream of the radiator 110 and upstream of the refrigerant intake and diversion position of the diversion cooling flow path 144. Provided on the side. Stated with reference to FIG. 12, the second heat exchanger 120, the downstream side of the circulation pump 130 downstream of the radiator 110, coolant taken from the upper stream side of the fuel cell stack 22. That is, only the radiator 110 is the refrigerant that flows on the upstream side of the circulation pump 130, and the second heat exchanger 120 and the fuel cell stack 22 are the one that the refrigerant flows on the downstream side of the circulation pump 130.

空調熱交換器を含む冷却システムにおいて、主冷却流路から空調用分流冷却流路が分流する態様、及び循環ポンプ130の配置態様によって、冷媒の分配の仕方を変更できる。図15は、主冷却流路102における空調熱交換器170のための冷媒取入分流位置をラジエータ110の直に設けて冷媒を分流する燃料電池の冷却システム380の構成を示す図である。 In the cooling system including the air conditioning heat exchanger, the manner in which the refrigerant is distributed can be changed according to the manner in which the air conditioning shunt cooling passage is divided from the main cooling passage and the arrangement manner of the circulation pump 130. Figure 15 is a diagram coolant intake diverted position is provided immediately before the radiator 110 shows the configuration of a cooling system 380 of a fuel cell which diverts coolant to the air conditioning heat exchanger 170 in the main cooling flow passage 102.

Claims (18)

アノード側に燃料ガスが供給されカソード側に酸化ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池の冷却システムであって、
燃料電池スタックとラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却流路と、
冷却流路に対し燃料電池スタックに並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流される第2熱交換器と、
を備えることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
A fuel cell cooling system in which fuel gas is supplied to the anode side and oxidizing gas is supplied to the cathode side to generate electric power by an electrochemical reaction,
A cooling flow path for circulating a refrigerant between the fuel cell stack and the radiator;
A second heat exchanger that is provided in parallel to the fuel cell stack with respect to the cooling flow path and into which the refrigerant in the cooling flow path is diverted;
A fuel cell cooling system comprising:
アノード側に燃料ガスが供給されカソード側に酸化ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池の冷却システムであって、
燃料電池スタックとラジエータとの間で冷媒を循環させる冷却流路と、
ラジエータに並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流される第2熱交換器と、
を備えることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
A fuel cell cooling system in which fuel gas is supplied to the anode side and oxidizing gas is supplied to the cathode side to generate electric power by an electrochemical reaction,
A cooling flow path for circulating a refrigerant between the fuel cell stack and the radiator;
A second heat exchanger that is provided in parallel to the radiator and from which the refrigerant in the cooling flow path is diverted;
A fuel cell cooling system comprising:
請求項1に記載の燃料電池の冷却システムであって、
第2熱交換器は、酸化ガス供給用のガス圧縮器の冷却装置を兼ねることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
A fuel cell cooling system according to claim 1,
The fuel cell cooling system, wherein the second heat exchanger also serves as a cooling device for the gas compressor for supplying the oxidizing gas.
請求項1から3のいずれか1に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
燃料電池は車両に搭載される車両用燃料電池であって、
車室内の空調のための空調熱交換器が燃料電池スタックと並列に設けられ、冷却流路の冷媒が分流されることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 3,
The fuel cell is a vehicle fuel cell mounted on a vehicle,
An air conditioning heat exchanger for air conditioning of a passenger compartment is provided in parallel with the fuel cell stack, and a coolant in the cooling flow path is diverted.
請求項1から3のいずれか1に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、
燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、
を備え、
加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側で燃料電池スタックの上流側に配置され、
第2熱交換器は、ラジエータの下流側であって冷媒循環ポンプの上流側から冷媒が取り入れられることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 3,
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
A humidifier arranged in parallel with a gas inlet and a gas outlet for supplying an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell;
With
The humidifier is disposed downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack,
The second heat exchanger is a fuel cell cooling system, wherein the refrigerant is taken in from the downstream side of the radiator and the upstream side of the refrigerant circulation pump.
請求項1から3のいずれか1に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、
燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、
を備え、
加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側で燃料電池スタックの上流側に配置され、
第2熱交換器は、冷媒循環ポンプの下流側であって加湿器の上流側から冷媒が取り入れられることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 3,
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
A humidifier arranged in parallel with a gas inlet and a gas outlet for supplying an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell;
With
The humidifier is disposed downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack,
The second heat exchanger is a fuel cell cooling system, wherein the refrigerant is introduced from the downstream side of the refrigerant circulation pump and from the upstream side of the humidifier.
請求項1から3のいずれか1に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、
燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、
を備え、
加湿器は、冷媒循環ポンプの上流側であってラジエータの下流側に配置され、
第2熱交換器は、ラジエータの下流側であって加湿器の上流側から冷媒が取り入れられることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 3,
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
A humidifier arranged in parallel with a gas inlet and a gas outlet for supplying an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell;
With
The humidifier is arranged on the upstream side of the refrigerant circulation pump and on the downstream side of the radiator,
The second heat exchanger is a fuel cell cooling system, wherein a refrigerant is taken in from a downstream side of the radiator and an upstream side of the humidifier.
請求項4に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、
燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、
を備え、
加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側に配置され、
空調熱交換器は、加湿器の下流側であって燃料電池スタックの上流側から冷媒が取り入れられることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to claim 4, wherein
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
A humidifier arranged in parallel with a gas inlet and a gas outlet for supplying an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell;
With
The humidifier is disposed downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack,
A cooling system for a fuel cell, wherein the air conditioning heat exchanger is provided with a refrigerant from a downstream side of the humidifier and an upstream side of the fuel cell stack.
請求項4に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、
燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、
を備え、
加湿器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側に配置され、
空調熱交換器は、ラジエータの下流側であって冷媒循環ポンプの上流側から冷媒が取り入れられることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to claim 4, wherein
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
A humidifier arranged in parallel with a gas inlet and a gas outlet for supplying an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell;
With
The humidifier is disposed downstream of the refrigerant circulation pump and upstream of the fuel cell stack,
The air conditioning heat exchanger is a cooling system for a fuel cell, wherein the refrigerant is taken in from the downstream side of the radiator and the upstream side of the refrigerant circulation pump.
請求項1から3のいずれか1に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、
燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、
冷却流路から第2熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 3,
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
A humidifier arranged in parallel with a gas inlet and a gas outlet for supplying an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell;
A diversion position switching means for switching the positions of the inlet and outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the second heat exchanger on the cooling flow path;
A fuel cell cooling system comprising:
請求項4に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、
燃料電池のカソード側に酸化ガスを供給するガス入口及びガス出口に対し並列に配置される加湿器と、
冷却流路から空調熱交換器に冷媒を分流する分流流路の入口と出口の冷却流路上の位置を切り換える分流位置切換手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to claim 4, wherein
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
A humidifier arranged in parallel with a gas inlet and a gas outlet for supplying an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell;
A diversion position switching means for switching the position of the inlet and outlet of the diversion flow path for diverting the refrigerant from the cooling flow path to the air conditioning heat exchanger;
A fuel cell cooling system comprising:
請求項4に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプと、
冷却流路から分流された冷媒が流れる分流流路であって、空調熱交換器とヒータと第2冷媒循環ポンプとを含む空調分流流路と、
空調分流流路と並列に配置される循環流路と、
空調分流流路について冷却流路と循環流路とに対する接続関係を切り換える空調分流切換手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to claim 4, wherein
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
A flow-dividing flow path through which the refrigerant diverted from the cooling flow path flows, including an air-conditioning heat exchanger, a heater, and a second refrigerant circulation pump;
A circulation channel arranged in parallel with the air conditioning shunt channel;
Air-conditioning diversion switching means for switching the connection relationship between the cooling flow path and the circulation flow path for the air-conditioning diversion flow path;
A fuel cell cooling system comprising:
請求項12に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
空調分流切換手段は、
空調分流流路と循環流路とが閉ループとなるように接続し、それぞれを冷却流路から分離する閉ループ接続状態と、
空調分流流路と冷却流路とを直接接続し、それぞれを循環流路から分離する直接接続状態と、
の間で接続関係を切り換えることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to claim 12, wherein
Air conditioning diversion switching means
A closed-loop connection state in which the air-conditioning branch flow path and the circulation flow path are connected so as to be a closed loop, and each is separated from the cooling flow path,
A direct connection state in which the air-conditioning branch flow path and the cooling flow path are directly connected and separated from the circulation flow path;
The fuel cell cooling system is characterized in that the connection relationship is switched between the two.
請求項13に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
第2循環ポンプは、第1循環ポンプより低流量作動効率が良好なポンプであり、
さらに、
燃料電池の運転状態に応じ、第1循環ポンプの作動と第2循環ポンプの作動とを関連付けて制御する手段であって、燃料電池が低負荷運転状態の場合に、第1循環ポンプの作動を停止させ、第2循環ポンプで燃料電池スタックに冷媒を循環させるポンプ作動制御手段を備えることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to claim 13,
The second circulation pump is a pump having a low flow rate operating efficiency better than the first circulation pump,
further,
A means for controlling the operation of the first circulation pump and the operation of the second circulation pump in accordance with the operating state of the fuel cell, wherein the operation of the first circulation pump is performed when the fuel cell is in a low load operation state. A fuel cell cooling system comprising pump operation control means for stopping and circulating a refrigerant through the fuel cell stack by a second circulation pump.
請求項1から3のいずれか1に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプを備え、
第2熱交換器は、ラジエータの上流側であって燃料電池スタックの下流側から冷媒が取り入れられ、ラジエータの下流側であって燃料電池スタックの上流側へ冷媒を戻すことを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 3,
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
The second heat exchanger is a fuel cell characterized in that the refrigerant is taken in from the upstream side of the radiator and the downstream side of the fuel cell stack, and the refrigerant is returned to the downstream side of the radiator and the upstream side of the fuel cell stack. Cooling system.
請求項1から3のいずれか1に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプを備え、
第2熱交換器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側から冷媒が取り入れられることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 3,
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
The second heat exchanger is a fuel cell cooling system, wherein the refrigerant is introduced from the downstream side of the refrigerant circulation pump and from the upstream side of the fuel cell stack.
請求項4に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプを備え、
空調熱交換器は、冷媒循環ポンプの下流側であって燃料電池スタックの上流側から冷媒が取り入れられることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to claim 4, wherein
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
The air conditioning heat exchanger is a fuel cell cooling system, wherein the refrigerant is introduced from the downstream side of the refrigerant circulation pump and from the upstream side of the fuel cell stack.
請求項4に記載の燃料電池の冷却システムにおいて、
冷却流路に直列に配置される冷媒循環ポンプを備え、
空調熱交換器は、燃料電池スタックの下流側であってラジエータの上流側から冷媒が取り入れられることを特徴とする燃料電池の冷却システム。
The fuel cell cooling system according to claim 4, wherein
A refrigerant circulation pump arranged in series in the cooling flow path;
The air conditioning heat exchanger is a fuel cell cooling system in which a refrigerant is introduced from the downstream side of the fuel cell stack and the upstream side of the radiator.
JP2012284447A 2005-12-12 2012-12-27 Fuel cell cooling system Active JP5692214B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012284447A JP5692214B2 (en) 2005-12-12 2012-12-27 Fuel cell cooling system

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005357543 2005-12-12
JP2005357543 2005-12-12
JP2006073071 2006-03-16
JP2006073071 2006-03-16
JP2012284447A JP5692214B2 (en) 2005-12-12 2012-12-27 Fuel cell cooling system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006316178A Division JP2007280927A (en) 2005-12-12 2006-11-22 Cooling system for fuel cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013080718A true JP2013080718A (en) 2013-05-02
JP5692214B2 JP5692214B2 (en) 2015-04-01

Family

ID=42120992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012284447A Active JP5692214B2 (en) 2005-12-12 2012-12-27 Fuel cell cooling system

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5692214B2 (en)
RU (1) RU2379794C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10263266B2 (en) 2016-03-11 2019-04-16 Hyundai Motor Company Evaporative cooling type fuel cell system and cooling control method for the same
CN114198157A (en) * 2021-11-03 2022-03-18 蜂巢蔚领动力科技(江苏)有限公司 Fuel cell energy recovery system and control method
CN114335624A (en) * 2021-08-23 2022-04-12 郑州意昂新能源汽车科技有限公司 Fuel cell thermal management system and control method thereof
CN116111161A (en) * 2023-01-28 2023-05-12 深圳市氢蓝时代动力科技有限公司 Distributed fuel cell power generation system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20100192A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-16 Electro Power Systems Spa ELECTRIC POWER FUEL CELL GENERATOR AND RELATED MANAGEMENT METHOD
JP7156251B2 (en) * 2019-11-13 2022-10-19 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell drying method and fuel cell drying apparatus

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000315512A (en) * 1999-04-28 2000-11-14 Toyota Motor Corp Temperature adjusting device of fuel cell
JP2000315513A (en) * 1999-05-06 2000-11-14 Nissan Motor Co Ltd Radiator system for fuel cell/automobile
JP2002175823A (en) * 2000-09-27 2002-06-21 Honda Motor Co Ltd Cooling equipment for fuel cell
JP2002298886A (en) * 2001-03-29 2002-10-11 Kubota Corp Operating method of heat and electricity combined system, and heat and electricity combined system
JP2004098991A (en) * 2002-09-12 2004-04-02 Denso Corp Air conditioner for vehicle
JP2004253277A (en) * 2003-02-20 2004-09-09 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005093412A (en) * 2003-09-16 2005-04-07 Hyundai Motor Co Ltd Cooling system for fuel cell vehicle and its cooling pipe
JP2005100752A (en) * 2003-09-24 2005-04-14 Denso Corp Fuel cell system
JP2005178524A (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Denso Corp Heat pump device having fuel cell heating function
JP2005235462A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2006500737A (en) * 2002-09-23 2006-01-05 ハイドロジェニクス コーポレイション System and method for managing gas and water in a fuel cell system

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000315512A (en) * 1999-04-28 2000-11-14 Toyota Motor Corp Temperature adjusting device of fuel cell
JP2000315513A (en) * 1999-05-06 2000-11-14 Nissan Motor Co Ltd Radiator system for fuel cell/automobile
JP2002175823A (en) * 2000-09-27 2002-06-21 Honda Motor Co Ltd Cooling equipment for fuel cell
JP2002298886A (en) * 2001-03-29 2002-10-11 Kubota Corp Operating method of heat and electricity combined system, and heat and electricity combined system
JP2004098991A (en) * 2002-09-12 2004-04-02 Denso Corp Air conditioner for vehicle
JP2006500737A (en) * 2002-09-23 2006-01-05 ハイドロジェニクス コーポレイション System and method for managing gas and water in a fuel cell system
JP2004253277A (en) * 2003-02-20 2004-09-09 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005093412A (en) * 2003-09-16 2005-04-07 Hyundai Motor Co Ltd Cooling system for fuel cell vehicle and its cooling pipe
JP2005100752A (en) * 2003-09-24 2005-04-14 Denso Corp Fuel cell system
JP2005178524A (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Denso Corp Heat pump device having fuel cell heating function
JP2005235462A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 Toyota Motor Corp Fuel cell system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10263266B2 (en) 2016-03-11 2019-04-16 Hyundai Motor Company Evaporative cooling type fuel cell system and cooling control method for the same
US10930944B2 (en) 2016-03-11 2021-02-23 Hyundai Motor Company Evaporative cooling type fuel cell system and cooling control method for the same
CN114335624A (en) * 2021-08-23 2022-04-12 郑州意昂新能源汽车科技有限公司 Fuel cell thermal management system and control method thereof
CN114335624B (en) * 2021-08-23 2023-11-17 郑州意昂新能源汽车科技有限公司 Fuel cell thermal management system and control method thereof
CN114198157A (en) * 2021-11-03 2022-03-18 蜂巢蔚领动力科技(江苏)有限公司 Fuel cell energy recovery system and control method
CN114198157B (en) * 2021-11-03 2023-12-05 蜂巢蔚领动力科技(江苏)有限公司 Fuel cell energy recovery system and control method
CN116111161A (en) * 2023-01-28 2023-05-12 深圳市氢蓝时代动力科技有限公司 Distributed fuel cell power generation system
CN116111161B (en) * 2023-01-28 2024-02-02 深圳市氢蓝时代动力科技有限公司 Distributed fuel cell power generation system

Also Published As

Publication number Publication date
JP5692214B2 (en) 2015-04-01
RU2379794C1 (en) 2010-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007280927A (en) Cooling system for fuel cell
JP5692214B2 (en) Fuel cell cooling system
KR101136897B1 (en) Air conditioning control system
JP2007280927A5 (en)
JP5453915B2 (en) Cooling water temperature control device for fuel cell system
JP5446065B2 (en) Coordinated cooling system for fuel cell and air conditioning
US7998633B2 (en) Fuel cell system
CA2484776A1 (en) Fuel cell cooling system
JP5282397B2 (en) Fuel cell system
JP3593984B2 (en) Fuel cell system
JP4984808B2 (en) Air conditioning control system
JP5045072B2 (en) Coordinated cooling system for fuel cell and air conditioning
EP1860715A1 (en) Heat-retention and heating of reaction gas in fuel cell system
JP2011178365A (en) Air conditioner and air conditioning control method
JP4957206B2 (en) Coordinated cooling system for fuel cell and air conditioning
JP4923979B2 (en) Coordinated cooling system for fuel cell and air conditioning
US20070184321A1 (en) Compression device for a fuel cell stack
JP5011980B2 (en) Coordinated cooling system for fuel cell and air conditioning
JP2004362806A (en) Fuel cell system
JP3627716B2 (en) Fuel cell system
JP2020013724A (en) Fuel cell system
JP2008103088A (en) Cooling device for fuel cell
JP2007087918A (en) Fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130122

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140121

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140320

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140729

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150119

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5692214

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151