JP2024033535A - 燃料電池冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑制しつつ、燃料電池の冷却を効率的に行う燃料電池冷却システムを構成する。【解決手段】一次側ポンプＰ１で供給される一次側冷媒Ｌ１をＦＣスタック３ａに接触させて気化させ、気化熱によりＦＣスタック３ａを冷却し、気化後の一次側冷媒Ｌ１を凝縮器１３の一次側に供給して液化させ、液化した一次側冷媒Ｌ１を一次側ポンプＰ１に戻す一次側冷却回路１０と、凝縮器１３の二次側に二次側冷媒Ｌ２を供給することで熱交換により一次側冷媒Ｌ１を冷却し、凝縮器１３の二次側に流れた二次側冷媒Ｌ２を二次側ポンプＰ２でラジエータ２２に供給して放熱し、放熱後に二次側ポンプＰ２に戻す二次側冷却回路２０とを備えている。一次側冷媒Ｌ１として、二次側冷媒Ｌ２よりも沸点が低い低沸点冷媒を用いている。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池冷却システムに関する。

燃料電池冷却システムとして、特許文献１には、燃料電池に入口と出口とが形成され、入口から燃料電池の内部に一次側冷却液を供給して燃料電池を冷却し、この後、一次側冷却液を出口から送り出す循環系を備え、一次側冷却液を熱交換器において冷却するための二次側冷却液の循環系が記載されている。

また、燃料電池冷却システムとして、特許文献２の図３には、燃料電池がスタックケースに格納され、スタックケースの１次側冷却液を循環させる１次側冷却液循環通路を備え、この１次側冷却液循環通路の冷却液と熱交換を行うように２次側冷却液を循環させる２次側冷却液循環通路が記載されている。

この特許文献２の１次側循環通路には、気液分離器が備えられ、この気液分離器で分離したガスをガス抜流路で捕集タンクに送り、この捕集タンクの１次側冷却液を１次側循環通路戻す戻し通路が記載されている。更に、この特許文献２の１次側循環通路にはスタックケースを迂回するバイパス通路にイオン交換器が記載されている。

特開２００２－１２４２６９号公報 特開２００２－１３４１３８号公報

特許文献１，２に記載される冷却システムでは、１次側の冷却液として水とエチレングリコールとを混合した混合液が用いられている。この冷却液の熱量は、熱交換により２次側の冷却液に蓄えられ、最終的に大気に放出される。

また、特許文献１，２に記載される熱交換器は、高温側の冷却液の熱が低温側の冷却液に移動する原理を利用するものである。従って、効率的な冷却を可能にするために二次側の冷却液の温度を低下させ、熱交換器の熱交換面積を拡大する等の構成の利用が考えられるものの、この構成はシステム全体の大型化を招くことが懸念される。

このような理由から、大型化を抑制しつつ、燃料電池の冷却を効率的に行う燃料電池冷却システムが求められる。

本発明に係る燃料電池冷却システムの特徴構成は、一次側ポンプで供給される一次側冷媒をＦＣスタックに接触させて気化させ、気化熱により前記ＦＣスタックを冷却し、気化後の前記一次側冷媒を凝縮器の一次側に供給して液化させ、液化した前記一次側冷媒を前記一次側ポンプに戻す一次側冷却回路と、前記凝縮器の二次側に、二次側冷媒を供給することで熱交換により前記一次側冷媒を冷却し、前記凝縮器の二次側に流れた前記二次側冷媒を二次側ポンプでラジエータに供給して放熱し、放熱後に前記二次側ポンプに戻す二次側冷却回路とを備え、前記一次側冷媒は、前記二次側冷媒よりも沸点が低い低沸点冷媒である点にある。

この特徴構成によると、低沸点冷媒で構成される一次側冷媒をＦＣスタックに供給することで体積膨張によりほぼ全量が気化するため、気化熱によるＦＣスタックの効率的な冷却を可能にする。一次側冷却回路では凝縮器の一次側に一次側冷媒が流れることにより液化され、液化された一次側冷媒を一次側ポンプでＦＣスタックに供給することにより継続的な冷却が可能となる。また、二次側ポンプによって二次側冷媒を凝縮器の二次側に流すことにより一次側冷媒を熱交換によって凝縮させ、一次側冷媒の熱が蓄えられた二次側冷媒をラジエータに供給して放熱できる。

このように、一次側冷却回路では、気化熱を利用して冷却を行うため冷媒量の増大や、凝縮器の大型化を招くことがない。また、二次側冷却回路において非沸騰型の二次側冷媒を用いることにより構成の単純化を図ることが可能となる。従って、大型化を抑制しつつ、燃料電池の冷却を効率的に行う燃料電池冷却システムが構成された。

上記構成に加えた構成として、前記一次側冷却回路は、前記ＦＣスタックの下流側に、気化後の前記一次側冷媒の運動エネルギーを回収するタービンを備えても良い。

この特徴構成によると、気化後の一次側冷媒の熱エネルギーでタービンを駆動することにより一次側冷媒の運動エネルギーを回転力に変換して電気エネルギーとして取り出すことが可能となる。その結果、タービンを経た一次側冷媒の熱量が低下し、凝縮器による二次側冷媒の温度上昇が低減されるため、一次側冷媒の熱エネルギーを有効活用しつつラジエータの大型化を防止できる。

上記構成に加えた構成として、前記ＦＣスタックから排出された前記一次側冷媒を前記タービンに送る流路に、気化状態にある前記一次側冷媒に含まれる液体を分離する気液分離器を備えても良い。

これによると、ＦＣスタックで気化した一次側冷媒に含まれる液滴を取り除くことが可能となり、タービンの効率を高めるだけでなく、液滴衝撃エロージョンによるタービンのブレード等の損傷を防止する。

上記構成に加えた構成として、前記凝縮器の一次側に流れ液化された状態で送り出された前記一次側冷媒を前記一次側ポンプに供給する供給流路に、液化した前記一次側冷媒を貯留するレシーバを備えても良い。

例えば、夏季と冬季とのように温度が異なる環境では、タービンの駆動により等しいエネルギーを得るために必要とする一次側冷媒の流量が異なる。具体的には、夏季における一次側冷媒の流量が冬季より多くなる。これに対応するように、レシーバを備えることにより、一次側冷媒の量の貯留量を増大させ、状況に応じた必要量の一次側冷媒を一時側冷却回路に供給することができる。

上記構成に加えた構成として、前記一次側ポンプが、前記一次側冷却回路において前記ＦＣスタックの上流側に配置されても良い。

これによると、一次側冷却回路において凝縮器を経た液相の一次側冷媒が一次側ポンプに供給され、気泡が発生し難く、キャビテーションを抑制できる。

第１実施形態の燃料電池車の構成の概要を示す全体図である。 第１実施形態の燃料電池冷却システムの回路図である。 第２実施形態の燃料電池車の構成の概要を示す全体図である。 第２実施形態の燃料電池冷却システムの回路図である。 燃料電池冷却システムの熱サイクルを示すモリエル線図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態：基本構成〕
図１に示すように、自動車等の車両１に燃料電池３と、燃料電池３からの電流を制御するインバータ４と、インバータ４で制御された電流が供給される電動モータ５を備え、燃料電池３のＦＣスタック３ａの温度上昇を抑制する燃料電池冷却システムＡを備えて燃料電池車（ＦＣＶ）が構成されている。

燃料電池３は、燃料タンク２に貯留された燃料ガスとしての水素ガスと、酸化ガスとして酸素を含む空気を供給することにより発電するＦＣスタック３ａを、複数備えており、燃料電池冷却システムＡは、複数のＦＣスタック３ａの温度上昇を抑制する。

図２に示すように、燃料電池冷却システムＡは、一次側冷却回路１０と、二次側冷却回路２０とを備えると共に、これらの間で熱交換を行う凝縮器１３を備えている。一次側冷却回路１０は、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボン等の低沸点冷媒が循環する閉ループ型の循環流路として構成され、二次側冷却回路２０は、エチレングリコールと水との混合液等の冷却水から成る二次側冷媒Ｌ２が循環する流れる閉ループ型の循環流路として構成されている。

一次側冷却回路１０は、一次側冷媒Ｌ１が液状で流れる液相側流路１１と、気化したガス状の一次側冷媒Ｌ１が流れる気相側流路１２とを備えている。液相側流路１１のうち、ＦＣスタック３ａより上流側に電動型の一次側ポンプＰ１を備え、この一次側ポンプＰ１からＦＣスタック３ａに一次側冷媒Ｌ１を供給することにより、このＦＣスタック３ａの熱によって一次側冷媒Ｌ１を気化させ、このように気化により気相に変化した一次側冷媒Ｌ１を、気相側流路１２を介して凝縮器１３の一次側に送り液化させる。

気相側流路１２のうち、凝縮器１３の一次側で熱を奪われ、凝縮した（液化した）一次側冷媒Ｌ１は、一次側ポンプＰ１より上流側のレシーバ１４に戻される。レシーバ１４は、凝縮器１３の一次側から送り出された液相の一次側冷媒Ｌ１を一時的に貯留するように機能する。このレシーバ１４は、一次側冷却回路１０に流れる一次側冷媒Ｌ１の流量を増大する制御が行われた場合でも、一次側冷却回路１０に不足することなく一次側冷媒Ｌ１を流せるように貯留量が設定されている。

二次側冷却回路２０は、冷却水が流れる冷却回路２１に、二次側ポンプＰ２と、ラジエータ２２とを備え、電動型の二次側ポンプＰ２により凝縮器１３の二次側に供給することにより一次側冷媒Ｌ１との間で熱交換を行い、この後、ラジエータ２２で放熱を行う。

二次側冷媒Ｌ２は、車両のエンジンの冷却に用いられる冷却水と同様にエチレングリコールと水との混合液と同様の液体が用いられる。

図面には示していないが、ラジエータ２２は電動型のラジエータファンにより外気を吸引して二次側冷媒Ｌ２の冷却を行う。前述したように一次側ポンプＰ１と二次側ポンプＰ２とが電動型に構成されている。

この燃料電池冷却システムＡでは、ＦＣスタック３ａの温度を検出する温度センサ（図示せず）と、この温度センサの検出値が入力する制御部（図示せず）とを備えている。この制御構成から、制御部は、温度センサの検出結果に基づき一次側ポンプＰ１と二次側ポンプＰ２とによる冷媒の供給量を制御し、ラジエータファンによる冷却風の風量を設定する制御により、ＦＣスタック３ａの温度を適正な値に維持する。

〔第１実施形態の作用効果〕
このように燃料電池冷却システムＡは、一次側冷却回路１０の液相側流路１１を流れる一次側冷媒Ｌ１がＦＣスタック３ａの熱により気化し、この気化時における吸熱によりＦＣスタック３ａを冷却する。また、気化した一次側冷媒Ｌ１は、凝縮器１３の一次側に供給され、この凝縮器１３の二次側に供給される二次側冷媒Ｌ２との熱交換により液化され、レシーバ１４に一時的に貯留される。このようにレシーバ１４に貯留された一次側冷媒Ｌ１をＦＣスタック３ａに供給することにより継続的な冷却を可能にする。

一次側ポンプＰ１を一次側冷却回路１０においてＦＣスタック３ａの上流側に配置することにより、キャビテーションを抑制する。更に、液相の一次側冷媒Ｌ１が気化する際の気化熱（気化潜熱）を利用してＦＣスタック３ａを冷却するため、例えば、潜熱を利用しない（非沸騰型の冷媒を使用する）構成と比較して、一次側冷却回路１０における冷媒の流量の増大を抑制し、システム全体の小型化を可能にする。

〔第２実施形態：基本構成〕
図３に示すように、自動車等の車両１に燃料電池３と、燃料電池３からの電流を制御するインバータ４と、インバータ４で制御された電流が供給される電動モータ５を備え、燃料電池３のＦＣスタック３ａの温度上昇を抑制する燃料電池冷却システムＡを備えて燃料電池車（ＦＣＶ）が構成されている。

燃料電池３は、燃料タンク２に貯留された燃料ガスとしての水素ガスと、酸化ガスとして酸素を含む空気を供給することにより発電するＦＣスタック３ａを、複数備えており、燃料電池冷却システムＡは、複数のＦＣスタック３ａの温度上昇を抑制すると同時に発電を行い、発電により得られた電流をバッテリー６に充電し、このバッテリー６からインバータ４に電力を供給する。

図４に示すように、燃料電池冷却システムＡは、第１実施形態と同様に、一次側冷却回路１０と、二次側冷却回路２０とを備えると共に、これらの間で熱交換を行う凝縮器１３を備えている。一次側冷却回路１０は、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボン等の低沸点冷媒が循環する閉ループ型の循環流路として構成され、二次側冷却回路２０は、冷却水で成る二次側冷媒Ｌ２が循環する流れる閉ループ型の循環流路として構成されている。

一次側冷却回路１０は、一次側冷媒Ｌ１が液状で流れる液相側流路１１と、気化したガス状の一次側冷媒Ｌ１が流れる気相側流路１２とを備えている。液相側流路１１のうち、ＦＣスタック３ａより上流側に電動型の一次側ポンプＰ１を備え、この一次側ポンプＰ１からＦＣスタック３ａに一次側冷媒Ｌ１を供給することにより、このＦＣスタック３ａの熱によって一次側冷媒Ｌ１を気化させ、このように気化により気相に変化した一次側冷媒Ｌ１を、気相側流路１２を介して凝縮器１３の一次側に送り液化する。

この第２実施形態の燃料電池冷却システムＡは、一次側冷却回路１０において一次側冷媒Ｌ１の運動エネルギーによりタービン１５を駆動し、このタービン１５が発電機１６を駆動して発電を行うように構成されている。また、ＦＣスタック３ａの熱によって気化した一次側冷媒Ｌ１をタービン１５に送る流路（気相側流路１２の一部）に、気化状態にある一次側冷媒Ｌ１に含まれる液体（液滴）を分離する気液分離器１７を備え、凝縮器１３の下流側で一次側ポンプＰ１より上流側にレシーバ１４を備えている。

これにより、ＦＣスタック３ａで気化した一次側冷媒Ｌ１に含まれる液滴を、気液分離器１７で取り除き、この気相の一次側冷媒Ｌ１がタービン１５に供給され、気液分離器１７で分離された液相の一次側冷媒Ｌ１は一次側ポンプＰ１の上流側に戻される。

気相側流路１２のうち、凝縮器１３の一次側で熱を奪われ、凝縮した（液化した）一次側冷媒Ｌ１は、一次側ポンプＰ１より上流側のレシーバ１４に戻される。レシーバ１４は、凝縮器１３の一次側から送り出された液相の一次側冷媒Ｌ１を一時的に貯留するように機能する。このレシーバ１４は、一次側冷却回路１０に流れる一次側冷媒Ｌ１の流量を増大する制御が行われた場合でも、一次側冷却回路１０に不足することなく一次側冷媒Ｌ１を流せるように貯留量が設定されている。

二次側冷却回路２０は、第１実施形態と同様に、冷却水が流れる冷却回路２１に、二次側ポンプＰ２と、ラジエータ２２とを備え、電動型の二次側ポンプＰ２により凝縮器１３の二次側に供給することにより一次側冷媒Ｌ１との間で熱交換を行い、この後、ラジエータ２２で放熱を行う。

この第２実施形態では、第１実施形態と同様に、二次側冷媒Ｌ２に車両のエンジンの冷却に用いられる冷却水と同様にエチレングリコールと水との混合液と同様の液体が用いられている。また、ラジエータ２２は電動型のラジエータファンにより外気を吸引して二次側冷媒Ｌ２の冷却を行う。更に、ＦＣスタック３ａの温度を検出する温度センサ（図示せず）と、制御部（図示せず）とを備え、制御部は、温度センサの検出結果に基づき一次側ポンプＰ１と二次側ポンプＰ２とによる冷媒の供給量を制御し、ラジエータファンによる冷却風の風量を設定する制御により、ＦＣスタック３ａの温度を適正な値に維持する。

この燃料電池冷却システムＡでは、先に一部説明したように、発電機１６で発電した電流を、バッテリー６に充電し、充電した電流を、インバータ４を介して車両１の走行用の電動モータ５に供給する構成であるが、発電機１６で発電した電流を、バッテリー６に充電することなく、他の電気機器に供給するように構成することも考えられる。

〔熱力学サイクル〕
図５に示すように、この第２実施形態の一次側冷媒Ｌ１に作用する圧力（Ｋｐａ）を縦軸に取り、一次側冷媒Ｌ１の比エンタルピー（ｋＪ／ｋｇ）を横軸に取ったモリエル線図を示している。この線図では、夏季において燃料電池冷却システムＡにおいて設定された発電量（例えば３Ｋｗ）を得るため夏季熱力学サイクルＣｓを実線で示している。

夏季熱力学サイクルＣｓでは、第１点ｈ１、第２点ｈ２、第３点ｈ３、第４点ｈ４の順序で一次側冷媒Ｌ１に作用する圧力と比エンタルピーが変化する。具体的には、タービン１５の入口における一次側冷媒Ｌ１に作用する圧力と比エンタルピーとの関係を第１点ｈ１として示し、このタービン１５の出口における一次側冷媒Ｌ１に作用する圧力と比エンタルピーとの関係を第２点ｈ２として示している。

この第１点ｈ１と第２点ｈ２との位置関係から明らかなように、タービン１５の入口から出口に流れた一次側冷媒Ｌ１は気相を維持しつつ、圧力が低下し、比エンタルピーの値がＥ５～Ｅ４に低下する。このＥ５とＥ４との夏季エネルギー差Ｅｓの値がタービン１５を駆動したエネルギーに相当する。

次に、タービン１５の出口から凝縮器１３に送られた一次側冷媒Ｌ１は、図５の比エンタルピーとの関係が第２点ｈ２から第３点ｈ３に変化する。この変化では、一次側冷媒Ｌ１は、圧力を維持したまま凝縮器１３で熱量が奪われることにより比エンタルピーだけがＥ４～Ｅ２に低下し、気相から液相に変化する。更に、一次側ポンプＰ１で圧力が作用することにより、一次側冷媒Ｌ１は、第３点ｈ３から第４点ｈ４に移動し、比エンタルピーを維持したまま圧力が上昇する。

この後、一次側冷媒Ｌ１は、ＦＣスタック３ａを通過することにより、圧力と比エンタルピーとの関係が第４点ｈ４から第１点ｈ１に移動する。この移動では、ＦＣスタック３ａから熱量が与えられることにより、一次側冷媒Ｌ１の圧力が変化することなく、比エンタルピーが上昇する。

先に説明した夏季熱力学サイクルＣｓに対し、冬季熱力学サイクルＣｗを図５に一部破線で示している。この冬季熱力学サイクルＣｗでは、第１点ｈ１だけが共通するものの、他の第２点ｈ２が第２点ｈ２′（以下、シフト第２点ｈ２′と称する）にシフトし、第３点ｈ３が第３点ｈ′（以下、シフト第３点ｈ３′と称する）にシフトし、第４点ｈ４が第４点ｈ４′（以下、シフト第４点ｈ４′と称する）にシフトする。

この冬季熱力学サイクルＣｗでは、第１点ｈ１、シフト第２点ｈ２′、シフト第３点ｈ３′、シフト第４点ｈ４′の順序で一次側冷媒Ｌ１に作用する圧力と比エンタルピーが変化する。尚、シフト第３点ｈ３での比エンタルピーの値をＥ１として示しており、このＥ１の値は、第３点ｈ３における比エンタルピーの値Ｅ２より小さい。

この冬季熱力学サイクルＣｗにおいて、タービン１５に一次側冷媒Ｌ１が流れることによる圧力と比エンタルピーの変化、凝縮器１３に一次側冷媒Ｌ１が流れることによる圧力と比エンタルピーの変化、一次側ポンプＰ１に一次側冷媒Ｌ１が流れることによる圧力と比エンタルピーの変化は夏季熱力学サイクルＣｓの説明と共通する。

特に、この冬季熱力学サイクルＣｗにおいて、タービン１５の入口から出口に流れた一次側冷媒Ｌ１は、比エンタルピーの値がＥ５～Ｅ３に低下し、このＥ５とＥ３との冬季エネルギー差Ｅｗの値がタービン１５を駆動したエネルギーに相当する。

図５に示すように、夏季エネルギー差Ｅｓの値は、冬季エネルギー差Ｅｗの値より小さいため、発電機１６において夏季と冬季とにおいて予め設定された発電量を得るためには、夏季における一次側冷媒Ｌ１の流量を、冬季における一次側冷媒Ｌ１の流量より増大させる必要がある。

このような理由から、レシーバ１４に貯留可能な一次側冷媒Ｌ１の量を決めている。これにより、夏季においても一次側冷却回路１０に流れる一次側冷媒Ｌ１の流量不足を招くことがないように構成されている。

〔第２実施形態の作用効果〕
このように燃料電池冷却システムＡは、一次側冷却回路１０の液相側流路１１を流れる一次側冷媒Ｌ１がＦＣスタック３ａの熱により気化し、この気化時における吸熱によりＦＣスタック３ａの冷却を可能にする。また、気化した一次側冷媒Ｌ１の運動エネルギーでタービン１５を駆動し、発電機１６での発電を実現する。タービン１５から排出された一次側冷媒Ｌ１は、凝縮器１３の一次側に供給され、この凝縮器１３の二次側に供給される二次側冷媒Ｌ２との熱交換により液化され、レシーバ１４に一時的に貯留される。このように液化されレシーバ１４に貯留された一次側冷媒Ｌ１をＦＣスタック３ａに供給することにより継続的な冷却が可能にする。

一次側ポンプＰ１を一次側冷却回路１０においてＦＣスタック３ａの上流側に配置することにより、キャビテーションを抑制する。更に、液相の一次側冷媒Ｌ１が気化する際の気化熱（気化潜熱）を利用してＦＣスタック３ａを冷却するため、例えば、潜熱を利用しない（非沸騰型の冷媒を使用する）構成と比較して、一次側冷却回路１０における冷媒の流量の増大を抑制し、システム全体の小型化を可能にする。

レシーバ１４を備えることにより、夏季と冬季とにおいて等しい発電を行う際に、夏季に必要とする一次側冷媒Ｌ１の流量が増大する場合にも一次側冷媒Ｌ１の流量を減少させることなく、発電が実現する。

発電機１６で発電された電流を、バッテリー６に充電するだけでなく、充電した電流の一部を、インバータ４を介して車両１の走行用の電動モータ５に供給することにより燃費を向上させる。

また、ＦＣスタック３ａで気化した一次側冷媒Ｌ１に含まれる液滴を、気液分離器１７で取り除くことにより、タービン１５の駆動の効率を高めるだけでなく、液滴衝撃エロージョンによるタービン１５の損傷を防止する。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）燃料電池冷却システムＡを、車両以外に、工場に設置された燃料電池３によって発電する発電装置に用いることや、船舶の発電装置に用いることが可能である。

（ｂ）第２実施形態のように、一次側冷媒Ｌ１によってタービン１５を駆動するシステムでは、タービン１５の駆動力を、車両１の走行車輪に直接伝えるように構成することにより燃費の向上を図る構成を採用する。このような構成において、車両１が走行を停止した場合にタービン１５の駆動力で発電を行うように構成することも考えられる。

（ｃ）一次側冷媒Ｌ１は、実施形態に記載した低沸点冷媒の材料に限るものではなく、二次側冷媒Ｌ２はエチレングリコールと水との混合液に限るものはなく、一次側冷媒Ｌ１より沸点が高いものであれば良い。

（ｄ）上述した第二実施形態における気液分離器１７を省略しても良い。この場合、一次側冷媒Ｌ１は、ＦＣスタック３ａにて全量が気化される低沸点冷媒であることが好ましい。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、燃料電池冷却システムに利用することができる。

３ａ ＦＣスタック
１０ 一次側冷却回路
１３ 凝縮器
１５ タービン
１４ レシーバ
１７ 気液分離器
２０ 二次側冷却回路
２２ ラジエータ
Ｌ１ 一次側冷媒
Ｌ２ 二次側冷媒
Ｐ１ 一次側ポンプ
Ｐ２ 二次側ポンプ

Claims (5)

1. 一次側ポンプで供給される一次側冷媒をＦＣスタックに接触させて気化させ、気化熱により前記ＦＣスタックを冷却し、気化後の前記一次側冷媒を凝縮器の一次側に供給して液化させ、液化した前記一次側冷媒を前記一次側ポンプに戻す一次側冷却回路と、
   前記凝縮器の二次側に、二次側冷媒を供給することで熱交換により前記一次側冷媒を冷却し、前記凝縮器の二次側に流れた前記二次側冷媒を二次側ポンプでラジエータに供給して放熱し、放熱後に前記二次側ポンプに戻す二次側冷却回路とを備え、
   前記一次側冷媒は、前記二次側冷媒よりも沸点が低い低沸点冷媒である燃料電池冷却システム。
2. 前記一次側冷却回路は、前記ＦＣスタックの下流側に、気化後の前記一次側冷媒の運動エネルギーを回収するタービンを備えている請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
3. 前記ＦＣスタックから排出された前記一次側冷媒を前記タービンに送る流路に、気化状態にある前記一次側冷媒に含まれる液体を分離する気液分離器を備えている請求項２に記載の燃料電池冷却システム。
4. 前記凝縮器の一次側に流れ液化された状態で送り出された前記一次側冷媒を前記一次側ポンプに供給する供給流路に、液化した前記一次側冷媒を貯留するレシーバを備えている請求項１～３の何れか一項に記載の燃料電池冷却システム。
5. 前記一次側ポンプが、前記一次側冷却回路において前記ＦＣスタックの上流側に配置されている請求項２又は３に記載の燃料電池冷却システム。

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