JP5231932B2 - Fuel cell cooling system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池を冷媒によって冷却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 for cooling a fuel cell with a refrigerant.

従来から燃料電池が低温の起動時には、冷媒保有量の少ない冷媒循環ルート（スタートアップ冷却剤ループ）に冷媒を流すための第１ポンプを起動させて、温度が上昇したら、スタックバルブを切り換えて第２ポンプを起動させ、標準の冷媒循環ルート（標準ループ）に冷媒を流す燃料電池の冷却システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, when the fuel cell is started at a low temperature, the first pump for flowing the refrigerant to the refrigerant circulation route (startup coolant loop) with a small amount of refrigerant is started, and when the temperature rises, the stack valve is switched to the second There is known a fuel cell cooling system in which a pump is started and a refrigerant flows through a standard refrigerant circulation route (standard loop) (see, for example, Patent Document 1).

この種の燃料電池の冷却システムでは、例えば、スタートアップの冷媒循環ルート側には、前記第１ポンプと、ヒータと、このヒータ側に流路を切り換える前記スタックバルブとが設けられている。一方、標準の冷媒循環ルート側には、前記第２ポンプと、ラジエータへの流路に切り換えるラジエータバルブとが設けられている。
特表２００７−５２２６２３号公報（図２） In this type of fuel cell cooling system, for example, the first pump, the heater, and the stack valve for switching the flow path to the heater side are provided on the start-up refrigerant circulation route side. On the other hand, on the standard refrigerant circulation route side, the second pump and a radiator valve for switching to a flow path to the radiator are provided.
Japanese translation of PCT publication No. 2007-522623 (FIG. 2)

しかしながら、燃料電池に冷媒を送る場合は、燃料電池の内部の流路が狭い構造となっているので、多大な圧力損失となっている。このため、前記特許文献１に開示された燃料電池の冷却システムでは、２つの冷媒循環ルートをそれぞれ第１ポンプと第２ポンプとで冷媒を流す場合、両方のポンプの能力を大きくしなければならないので、ポンプが極大化するという問題点があった。   However, when the refrigerant is sent to the fuel cell, the flow path inside the fuel cell has a narrow structure, and thus a large pressure loss occurs. For this reason, in the fuel cell cooling system disclosed in Patent Document 1, when the refrigerant flows through the two refrigerant circulation routes using the first pump and the second pump, the capacities of both pumps must be increased. Therefore, there was a problem that the pump was maximized.

また、前記特許文献１の燃料電池の冷却システムでは、冷媒をラジエータに送ったり、冷媒を送るのを停止させたりするのを制御するラジエータバルブと、冷媒の流れるルートをスタートアップの冷媒循環ルート側と標準の冷媒循環ルート側とに切り換えるバルブが２個必要となる。その結果、構成部品が多くなって、システム全体が大掛かりになり、構造が複雑化するという問題点があった。   Further, in the fuel cell cooling system of Patent Document 1, a radiator valve that controls whether the refrigerant is sent to the radiator or stopped sending the refrigerant, and the route through which the refrigerant flows is set to the start-up refrigerant circulation route side. Two valves are required to switch to the standard refrigerant circulation route side. As a result, there are problems that the number of components increases, the entire system becomes large, and the structure becomes complicated.

そこで、本発明は、前記問題点を解消すべく創案されたものであり、ポンプを低出力化して駆動電圧を低減させると共に、ポンプを小型化して冷却システム全体の構造を簡素化することができる燃料電池の冷却システムを提供することを課題とする。   Therefore, the present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the driving voltage by lowering the output of the pump and simplify the structure of the entire cooling system by reducing the size of the pump. It is an object to provide a cooling system for a fuel cell.

前記課題を解決するために、請求項１に記載の燃料電池の冷却システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとが供給されて発電を行う燃料電池と、該燃料電池を冷却させる冷媒の温度を低下させるための熱交換部とを備えた燃料電池の冷却システムであって、前記熱交換部と前記燃料電池とを接続して前記冷媒を循環させる第１冷却回路と、前記熱交換部をバイパスするバイパス流路を介して前記燃料電池と接続して前記冷媒を循環させる第２冷却回路と、を備え、前記第１冷却回路は、前記バイパス流路を分岐点とする循環流路を形成する第１流路、第２流路、第３流路および第４流路からなり、前記第１流路および前記第４流路は、前記燃料電池に接続され、前記第４流路が、前記燃料電池に前記冷媒を導入し、前記第１流路が、前記燃料電池から前記冷媒を導出し、前記第２流路および前記第３流路は、前記熱交換部に接続され、前記第２流路が、前記熱交換部に前記冷媒を導入し、前記第３流路が、前記熱交換部から前記冷媒を導出し、前記第２冷却回路は、前記バイパス流路と前記第１流路と前記第４流路とからなり、前記第４流路には、前記冷媒を流動させる第１ポンプを設け、前記第２流路には、前記冷媒を流動させる第２ポンプを設け、前記バイパス流路には、前記第３流路と前記第４流路との間に設けられた前記分岐点から前記第１流路と前記第２流路との間に設けられた前記分岐点の方向へ向けて前記冷媒が流れるのを規制する逆止弁を設け、前記逆止弁は、前記第２流路に設けた前記第２ポンプが起動したときに、前記第１流路から前記第２流路に流れる前記冷媒により前記第１流路側の分岐点から前記逆止弁までの間に発生する負圧によって閉弁状態になることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a fuel cell cooling system according to claim 1 is a fuel cell that generates power by being supplied with a fuel gas and an oxidant gas, and a temperature of a refrigerant that cools the fuel cell is reduced. the fuel cell stack cooling system and a heat exchange portion for bottom, a first cooling circuit for circulating the refrigerant by connecting the fuel cell and the heat exchanger, bypassing the heat exchanger And a second cooling circuit that circulates the refrigerant by connecting to the fuel cell via a bypass flow path, and the first cooling circuit forms a circulation flow path with the bypass flow path as a branch point The first flow path, the second flow path, the third flow path, and the fourth flow path, wherein the first flow path and the fourth flow path are connected to the fuel cell, and the fourth flow path is The refrigerant is introduced into a fuel cell, and the first flow path is connected to the fuel cell. The refrigerant is led out, the second flow path and the third flow path are connected to the heat exchange section, the second flow path introduces the refrigerant into the heat exchange section, and the third flow path However, the refrigerant is led out from the heat exchange section, and the second cooling circuit includes the bypass flow path, the first flow path, and the fourth flow path, and the fourth flow path includes the refrigerant. a first pump for flowing the provided wherein the second passage, the second pump to flow the coolant is provided, wherein the bypass flow path between the fourth channel and the third flow path A check valve for restricting the flow of the refrigerant from the branch point provided toward the branch point provided between the first flow path and the second flow path; When the second pump provided in the second flow path is activated, the valve allows the refrigerant flowing from the first flow path to the second flow path. Ri characterized by comprising a closed state by the negative pressure generated between the branch point of the first flow path side to the check valve.

かかる構成によれば、第１冷却回路は、第１流路が燃料電池の冷媒導入部に接続され、第４流路が燃料電池の冷媒導出部に接続され、第２流路が熱交換部の冷媒導入部に接続され、さらに、第３流路が熱交換部の冷媒導出部に接続されて、冷媒が直列に流れて循環する循環流路に形成されている。第２冷却回路も、バイパス流路と前記第１流路と前記第４流路とからなる直列の循環回路に形成されている。第１ポンプは第４流路に直列に設け、第２ポンプは第２流路もしくは第３流路に直列に配置されている。また、バイパス流路は、逆止弁を設けたことによって、バイパス流路を流れる冷媒が常に一定の方向へスムーズに流れるようになる。このため、冷媒は、燃料電池に対して循環流路の上流側と下流側との２箇所に２分化して配置された第１ポンプと第２ポンプによって循環されるので、それぞれのポンプが受け持つ圧力損失が低減されて、ポンプの動力が小さくてもスムーズに流れるようになる。その結果、それぞれのポンプの出力を低減させて、各ポンプの駆動電圧を低減させることができる。これによって、システム全体の構造を簡素化することができる。 According to this configuration, in the first cooling circuit, the first flow path is connected to the refrigerant introduction part of the fuel cell, the fourth flow path is connected to the refrigerant lead-out part of the fuel cell, and the second flow path is the heat exchange part. Further, the third flow path is connected to the refrigerant lead-out section of the heat exchange section, and is formed into a circulation flow path through which the refrigerant flows in series. The second cooling circuit is also formed in a series circulation circuit including a bypass flow path, the first flow path, and the fourth flow path. The first pump is provided in series with the fourth flow path, and the second pump is disposed in series with the second flow path or the third flow path. Further, since the bypass channel is provided with the check valve, the refrigerant flowing through the bypass channel always flows smoothly in a certain direction. For this reason, since the refrigerant is circulated by the first pump and the second pump that are divided into two parts, that is, the upstream side and the downstream side of the circulation flow path with respect to the fuel cell, each pump takes charge. The pressure loss is reduced, and the pump flows smoothly even if the power of the pump is small. As a result, the output of each pump can be reduced and the drive voltage of each pump can be reduced. Thereby, the structure of the entire system can be simplified.

請求項２に記載の燃料電池の冷却システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとが供給されて発電を行う燃料電池と、該燃料電池を冷却させる冷媒の温度を低下させるための熱交換部とを備えた燃料電池の冷却システムであって、前記熱交換部と前記燃料電池とを接続して前記冷媒を循環させる第１冷却回路と、前記熱交換部をバイパスするバイパス流路を介して前記燃料電池と接続して前記冷媒を循環させる第２冷却回路と、を備え、前記第１冷却回路は、前記バイパス流路を分岐点とする循環流路を形成する第１流路、第２流路、第３流路および第４流路からなり、前記第１流路および前記第４流路は、前記燃料電池に接続され、前記第４流路が、前記燃料電池に前記冷媒を導入し、前記第１流路が、前記燃料電池から前記冷媒を導出し、前記第２流路および前記第３流路は、前記熱交換部に接続され、前記第２流路が、前記熱交換部に前記冷媒を導入し、前記第３流路が、前記熱交換部から前記冷媒を導出し、前記第２冷却回路は、前記バイパス流路と前記第１流路と前記第４流路とからなり、前記第４流路には、前記冷媒を流動させる第１ポンプを設け、前記第２流路もしくは前記第３流路には、前記冷媒を流動させる第２ポンプを設け、前記第１流路には、前記冷媒の温度を検出する温度センサを設け、前記バイパス流路には、前記温度センサで検出した冷媒の温度が規定温度よりも高くなったときに閉弁し、前記温度センサで検出した冷媒の温度が規定温度以下のときに開弁する電磁弁を設け、前記温度センサ、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプは、それぞれ制御装置に電気的に接続され、前記制御装置は、前記第１ポンプのみを起動させて、前記温度センサで検出した前記燃料電池から流出した前記冷媒の温度が規定温度よりも高くなったときに、前記第１ポンプの起動を継続させて前記第２ポンプを起動させ、前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度以下のときに、前記第２ポンプを停止状態にすることを特徴とする。
かかる構成によれば、前記請求項１に記載の発明と同様に、各ポンプの出力を低減させて、各ポンプの駆動電圧を低減させることができると共に、バイパス流路に、温度センサで検出した冷媒の温度が規定温度よりも高くなったときに閉弁し、温度センサで検出した冷媒の温度が規定温度以下のときに開弁する電磁弁を設けたことにより、バイパス流路を流れる冷媒が常に一定の方向へスムーズに流れるようになる。 The fuel cell cooling system according to claim 2 includes: a fuel cell that is supplied with fuel gas and an oxidant gas to generate power; and a heat exchange unit that lowers the temperature of a refrigerant that cools the fuel cell. A fuel cell cooling system comprising: a first cooling circuit that connects the heat exchange unit and the fuel cell to circulate the refrigerant; and the fuel via a bypass passage that bypasses the heat exchange unit. A second cooling circuit that circulates the refrigerant in connection with a battery, wherein the first cooling circuit forms a circulation channel having the bypass channel as a branch point, and a second channel. The third channel and the fourth channel, the first channel and the fourth channel are connected to the fuel cell, the fourth channel introduces the refrigerant into the fuel cell, The first flow path leads the refrigerant from the fuel cell, and the first flow path The flow path and the third flow path are connected to the heat exchange section, the second flow path introduces the refrigerant into the heat exchange section, and the third flow path extends from the heat exchange section to the refrigerant. The second cooling circuit includes the bypass flow path, the first flow path, and the fourth flow path, and the fourth flow path is provided with a first pump that causes the refrigerant to flow. The second flow path or the third flow path is provided with a second pump that causes the refrigerant to flow, and the first flow path is provided with a temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant, and the bypass flow path is provided with the second flow path. Is provided with an electromagnetic valve that closes when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor becomes higher than a specified temperature, and opens when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is equal to or lower than the specified temperature, Each of the temperature sensor, the first pump, and the second pump supplies power to the control device. And the control device activates only the first pump, and when the temperature of the refrigerant flowing out of the fuel cell detected by the temperature sensor becomes higher than a specified temperature, The pump is continuously started to start the second pump, and when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is equal to or lower than the specified temperature, the second pump is stopped .
According to this configuration, the output of each pump can be reduced and the drive voltage of each pump can be reduced as in the invention described in claim 1, and the bypass channel is detected by the temperature sensor. By providing an electromagnetic valve that closes when the temperature of the refrigerant becomes higher than the specified temperature and opens when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is lower than the specified temperature, the refrigerant flowing through the bypass flow path It will always flow smoothly in a certain direction.

請求項３に記載の燃料電池の冷却システムは、請求項１に記載の燃料電池の冷却システムであって、前記第１流路には、前記冷媒の温度を検出する温度センサが設けられ、前記温度センサ、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプは、それぞれ制御装置に電気的に接続され、前記制御装置は、前記第１ポンプのみを起動させて、前記温度センサで検出した前記燃料電池から流出した前記冷媒の温度が規定温度よりも高くなったときに、前記第１ポンプの起動を継続させて前記第２ポンプを起動させ、前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度以下のときに、前記第１ポンプのみを駆動させて、前記第２ポンプを停止状態にすることを特徴とする。
かかる構成によれば、制御装置は、温度センサで検出した冷媒の検出温度に基づいて、第１ポンプおよび第２ポンプの停止等をコントロールして冷媒の温度と、燃料電池の冷却温度を調整することができる。 The fuel cell cooling system according to claim 3 is the fuel cell cooling system according to claim 1, wherein a temperature sensor for detecting a temperature of the refrigerant is provided in the first flow path, The temperature sensor, the first pump, and the second pump are each electrically connected to a control device, and the control device activates only the first pump and flows out of the fuel cell detected by the temperature sensor. When the temperature of the refrigerant is higher than a specified temperature, the first pump is continuously started to start the second pump, and the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is equal to or lower than the specified temperature. Sometimes, only the first pump is driven to stop the second pump.
According to such a configuration, the control device controls the stoppage of the first pump and the second pump, etc., based on the detected temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor, and adjusts the temperature of the refrigerant and the cooling temperature of the fuel cell. be able to.

請求項４に記載の燃料電池の冷却システムは、請求項２または請求項３に記載の燃料電池の冷却システムであって、前記制御装置は、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプを起動させている際に、前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度よりも低くなったときに、前記第１ポンプのみを駆動させて、前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度以上のときに、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプの起動を続けることを特徴とする。 The fuel cell cooling system according to claim 4 is the fuel cell cooling system according to claim 2 or 3 , wherein the control device activates the first pump and the second pump. When the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is lower than the specified temperature, only the first pump is driven, and the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is the specified temperature. At the time described above, the start of the first pump and the second pump is continued.

かかる構成によれば、燃料電池の冷却システムは、第１ポンプと第２ポンプとを必要に応じて、両方のポンプを駆動させたり、片方のポンプのみを駆動させたりするため、省エネで、燃費の向上に寄与する。 According to such a configuration, the fuel cell cooling system drives both the first pump and the second pump as required, or drives only one of the pumps as necessary. It contributes to the improvement.

請求項５に記載の燃料電池の冷却システムは、請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池の冷却システムであって、前記熱交換部は、前記燃料電池を搭載した車両の前方の外気を吸引するラジエータファンを備え、前記制御装置は、前記第１ポンプ、前記第２ポンプおよび前記ラジエータファンを起動させている際に、前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度よりも低くなったときに、前記第１ポンプのみを起動させて、前記第２ポンプおよび前記ラジエータファンを停止させることを特徴とする。
かかる構成によれば、熱交換部は、燃料電池を搭載した車両の前方からの走行風や外気を吸引するラジエータファンを備えていることによって、燃料電池車両に最適な燃料電池の冷却システムを提供することができる。 The fuel cell cooling system according to claim 5 is the fuel cell cooling system according to any one of claims 2 to 4, wherein the heat exchanging unit is a vehicle on which the fuel cell is mounted. A radiator fan that sucks outside air in front of the engine, and the control device detects a temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor when the first pump, the second pump, and the radiator fan are activated. When the temperature becomes lower than a specified temperature, only the first pump is started, and the second pump and the radiator fan are stopped.
According to such a configuration, the heat exchanging unit includes the radiator fan that sucks the traveling wind and the outside air from the front of the vehicle on which the fuel cell is mounted, thereby providing an optimal fuel cell cooling system for the fuel cell vehicle. can do.

本発明に係る燃料電池の冷却システムによれば、ポンプを低出力化して駆動電圧を低減させると共に、ポンプを小型化して冷却システム全体の構造を簡素化することができる。   According to the fuel cell cooling system of the present invention, the output of the pump can be reduced to reduce the drive voltage, and the pump can be downsized to simplify the structure of the entire cooling system.

図１を参照して、本発明の実施形態に係る燃料電池の冷却システム１を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池の冷却システムを示すブロック図である。 A fuel cell cooling system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a fuel cell cooling system according to an embodiment of the present invention.

≪燃料電池の構成≫
図１に示すように、燃料電池ＦＣは、例えば、固体高分子型燃料電池を複数積層したものであり、空気供給系（図示省略）から酸化剤ガスとしての空気の供給を受けると共に、水素供給系（図示省略）から燃料ガスとしての水素の供給を受けて、酸素と水素との電気化学反応により発電する。この燃料電池ＦＣは、燃料電池車両に搭載される。 ≪Configuration of fuel cell≫
As shown in FIG. 1, the fuel cell FC is formed by stacking a plurality of polymer electrolyte fuel cells, for example, and receives supply of air as an oxidant gas from an air supply system (not shown) and also supplies hydrogen. A supply of hydrogen as a fuel gas is received from a system (not shown), and power is generated by an electrochemical reaction between oxygen and hydrogen. This fuel cell FC is mounted on a fuel cell vehicle.

≪燃料電池の冷却システムの構成≫
燃料電池ＦＣの冷却システム１は、発電する際に発熱する前記燃料電池ＦＣに、冷媒（冷却水）を循環させて熱交換させることによって、燃料電池ＦＣを適宜な温度に冷却するための装置である。この冷却システム１は、前記燃料電池ＦＣと、それぞれ後記するラジエータ２（熱交換部）と、第１冷却回路３と、第２冷却回路４と、バイパス流路５と、第１ポンプＷ/Ｐ１と、第２ポンプＷ/Ｐ２と、逆止弁Ｖと、温度センサＴと、制御装置６とを備えている。 ≪Configuration of fuel cell cooling system≫
The cooling system 1 of the fuel cell FC is an apparatus for cooling the fuel cell FC to an appropriate temperature by circulating a refrigerant (cooling water) and exchanging heat with the fuel cell FC that generates heat when generating power. is there. The cooling system 1 includes the fuel cell FC, a radiator 2 (heat exchange section), a first cooling circuit 3, a second cooling circuit 4, a bypass flow path 5, and a first pump W / P1. And a second pump W / P2, a check valve V, a temperature sensor T, and a control device 6.

＜ラジエータの構成＞
ラジエータ２は、燃料電池ＦＣを冷却させる冷媒と空気とを熱交換させて冷媒の温度を低下させるための熱交換部である。このラジエータ２は、冷媒が蛇行するように流れて熱交換される冷媒循環路（図示省略）と、ラジエータファン２１とを備えている。ラジエータ２には、第１冷却回路３の一部を構成する第２流路３２および第３流路３３が接続されている。ラジエータ２は、例えば、車体の前端部に配置されている。
ラジエータファン２１は、冷媒と熱交換させる外気や走行風を取り入れて、ラジエータ２の熱交換面に風を当てて冷媒を冷却させるための送風機である。ラジエータファン２１のモータ２１ａは、制御装置６に接続されて、回転が制御されるようになっている。 <Radiator configuration>
Radiator 2, the refrigerant and the air for cooling the fuel cell FC is a heat exchange unit for lowering the lower the temperature of the refrigerant by heat exchange. The radiator 2 includes a refrigerant circulation path (not shown) through which the refrigerant flows so as to meander and heat exchange, and a radiator fan 21. A second flow path 32 and a third flow path 33 that constitute a part of the first cooling circuit 3 are connected to the radiator 2. The radiator 2 is disposed, for example, at the front end of the vehicle body.
The radiator fan 21 is a blower that takes in outside air or traveling air to exchange heat with the refrigerant and applies the air to the heat exchange surface of the radiator 2 to cool the refrigerant. The motor 21a of the radiator fan 21 is connected to the control device 6 so that its rotation is controlled.

≪第１冷却回路の構成≫
第１冷却回路３は、前記ラジエータ２と前記燃料電池ＦＣとを接続して、燃料電池ＦＣを冷却する冷媒を循環させる循環流路を形成する流体回路である。第１冷却回路３は、バイパス流路５の上流および下流を分岐点ａ，ｂとする循環流路を形成する第１流路３１と、第２流路３２と、第３流路３３と、第４流路３４とから形成されている。この第１冷却回路３には、ラジエータ２と、第１ポンプＷ/Ｐ１と、燃料電池ＦＣと、温度センサＴと、第２ポンプＷ/Ｐ２とが設けられている。 ≪Configuration of the first cooling circuit≫
The first cooling circuit 3 is a fluid circuit that connects the radiator 2 and the fuel cell FC to form a circulation flow path for circulating a refrigerant that cools the fuel cell FC. The first cooling circuit 3 includes a first flow path 31, a second flow path 32, and a third flow path 33 that form a circulation flow path with branch points a and b upstream and downstream of the bypass flow path 5. The fourth flow path 34 is formed. The first cooling circuit 3 includes a radiator 2, a first pump W / P1, a fuel cell FC, a temperature sensor T, and a second pump W / P2.

＜第１流路の構成＞
前記第１流路３１は、燃料電池ＦＣと熱交換した冷媒を燃料電池ＦＣから導出するための流路である。このため、第１流路３１は、上流側が燃料電池ＦＣの流出口に接続され、下流側が温度センサＴを介して分岐点ａに接続された配管からなる。この第１流路３１は、前記第１冷却回路３の一部と、後記する第２冷却回路４の一部とを形成している。 <Configuration of the first flow path>
The first flow path 31 is a flow path for leading out the refrigerant that has exchanged heat with the fuel cell FC from the fuel cell FC. For this reason, the first flow path 31 includes a pipe whose upstream side is connected to the outlet of the fuel cell FC and whose downstream side is connected to the branch point a via the temperature sensor T. The first flow path 31 forms a part of the first cooling circuit 3 and a part of the second cooling circuit 4 described later.

＜第２流路の構成＞
前記第２流路３２は、燃料電池ＦＣとの熱交換で加熱されて第２ポンプＷ/Ｐ２から送り出される冷媒をラジエータ２に導入させるための流路である。このため、第２流路３２は、上流側が第２ポンプＷ/Ｐ２を介して分岐点ａに接続され、下流側がラジエータ２に接続された配管からなる。 <Configuration of second flow path>
The second flow path 32 is a flow path for introducing into the radiator 2 the refrigerant heated by heat exchange with the fuel cell FC and sent out from the second pump W / P2. For this reason, the 2nd flow path 32 consists of piping by which the upstream side was connected to the branch point a via 2nd pump W / P2 , and the downstream was connected to the radiator 2. FIG.

＜第３流路の構成＞
前記第３流路３３は、ラジエータ２で空気と熱交換して冷却された冷媒をラジエータ２から導出して第１ポンプＷ/Ｐ１側に送るための流路である。このため、第３流路３３は、上流側がラジエータ２に接続され、下流側が分岐点ｂに接続された配管からなる。第３流路３３は、前記第１冷却回路３の一部を形成すると共に、この第３流路３３の下流側が後記する第２冷却回路４の一部も形成している。 <Configuration of third flow path>
The third flow path 33 is a flow path for leading the refrigerant cooled by exchanging heat with air in the radiator 2 from the radiator 2 and sending it to the first pump W / P1 side . For this reason, the 3rd flow path 33 consists of piping with the upstream connected to the radiator 2, and the downstream connected to the branch point b . The third flow path 33 forms a part of the first cooling circuit 3 and also forms a part of the second cooling circuit 4 described later on the downstream side of the third flow path 33.

＜第４流路の構成＞
前記第４流路３４は、分岐点ｂから第１ポンプＷ/Ｐ１に送られ、第１ポンプＷ/Ｐ１から送り出された冷媒を燃料電池ＦＣに導入させるための流路である。このため、この第４流路３４は、上流側が第１ポンプＷ/Ｐ１を介して分岐点ｂに接続され、下流側が燃料電池ＦＣの流入口に接続された配管からなる。第４流路３４は、前記第１冷却回路３の一部と、後記する第２冷却回路４の一部とで形成され、冷媒を流動させる第１ポンプＷ／Ｐ１が設けられている。 <Configuration of the fourth flow path>
The fourth flow path 34 is a flow path for introducing the refrigerant sent from the branch point b to the first pump W / P1 and sent from the first pump W / P1 into the fuel cell FC. For this reason, the fourth flow path 34 is composed of a pipe whose upstream side is connected to the branch point b via the first pump W / P1 and whose downstream side is connected to the inlet of the fuel cell FC. The fourth flow path 34 is formed by a part of the first cooling circuit 3 and a part of a second cooling circuit 4 to be described later, and is provided with a first pump W / P1 for flowing the refrigerant.

＜第１ポンプおよび第２ポンプの構成＞
第１ポンプＷ/Ｐ１および第２ポンプＷ/Ｐ２は、冷媒を流動させて循環させるための電動ポンプであり、制御装置６に電気的に接続されて制御される。第１ポンプＷ/Ｐ２は、第４流路３４に設けられている。第２ポンプＷ/Ｐ２は、第２流路３２に設けられている。換言すると、第２ポンプＷ／Ｐ２は、第２流路３２のバイパス流路５の近傍に設けられている。 <Configuration of first pump and second pump>
The first pump W / P1 and the second pump W / P2 are electric pumps for circulating and circulating the refrigerant, and are electrically connected to the control device 6 and controlled. First pump W / P2 are found provided on the fourth passage 34. The second pump W / P2 is provided in the second flow path 32. In other words, the second pump W / P <b> 2 is provided in the vicinity of the bypass flow path 5 of the second flow path 32.

＜温度センサの構成＞
温度センサＴは、冷媒の温度を検出するセンサであり、検出した温度検出信号が制御装置６に送られるように、その制御装置６に電気的に接続されている。この温度センサＴは、燃料電池ＦＣから冷媒が導出される導出口の近傍の第１流路３１に設置されている。 <Configuration of temperature sensor>
The temperature sensor T is a sensor that detects the temperature of the refrigerant, and is electrically connected to the control device 6 so that the detected temperature detection signal is sent to the control device 6. This temperature sensor T is installed in the first flow path 31 in the vicinity of the outlet through which the refrigerant is led out from the fuel cell FC.

≪第２冷却回路≫
第２冷却回路４は、第２流路３２に配置された第２ポンプＷ/Ｐ２およびラジエータ２をバイパスするバイパス流路５を介して燃料電池ＦＣに接続されて、燃料電池ＦＣを冷却する冷媒を循環させる循環流路を形成する流体回路である。第２冷却回路４は、第１流路３１と、バイパス流路５と、第４流路３４とから形成されている。この第２冷却回路４には、前記第１ポンプＷ/Ｐ１と、前記燃料電池ＦＣと、前記温度センサＴと、逆止弁Ｖとが設けられている。 ≪Second cooling circuit≫
The second cooling circuit 4 is connected to the fuel cell FC via the second pump W / P2 disposed in the second flow path 32 and the bypass flow path 5 that bypasses the radiator 2, and cools the fuel cell FC. It is the fluid circuit which forms the circulation flow path which circulates. The second cooling circuit 4 is formed of a first flow path 31, a bypass flow path 5, and a fourth flow path 34. The second cooling circuit 4 is provided with the first pump W / P1, the fuel cell FC, the temperature sensor T, and a check valve V.

＜バイパス流路の構成＞
バイパス流路５は、冷媒の温度が低い場合に、燃料電池ＦＣを冷却する冷媒を、ラジエータ２を回避して近回りさせて、燃料電池ＦＣに送るための循環回路である。バイパス流路５は、上流側が、第１流路３１の温度センサＴと第２ポンプＷ/Ｐ２との間に設けられた分岐点ａに接続され、下流側が、第３流路３３と第４流路３４との接続部分に設けられた分岐点ｂに接続されている。 <Configuration of bypass flow path>
The bypass flow path 5 is a circulation circuit for sending the refrigerant that cools the fuel cell FC to the fuel cell FC while avoiding the radiator 2 when the temperature of the refrigerant is low. The upstream side of the bypass channel 5 is connected to a branch point a provided between the temperature sensor T of the first channel 31 and the second pump W / P2, and the downstream side is connected to the third channel 33 and the fourth channel . It is connected to a branch point b provided at a connection portion with the flow path 34 .

＜逆止弁の構成＞
逆止弁Ｖは、冷媒が所定方向にのみ流れて、逆方向に流れるのを抑制するための弁である。この逆止弁Ｖは、冷媒がバイパス流路５の前記分岐点ａから分岐点ｂ方向に向けて流れるように規制するために、そのバイパス流路５に設けられている。 <Check valve configuration>
The check valve V is a valve for suppressing the refrigerant from flowing only in a predetermined direction and flowing in the reverse direction. The check valve V is provided in the bypass flow path 5 in order to restrict the refrigerant from flowing from the branch point a toward the branch point b in the bypass flow path 5.

≪制御装置の構成≫
制御装置６は、温度センサＴで検出した冷媒の検出温度に基づいて、第１ポンプＷ／Ｐ１、第２ポンプＷ／Ｐ２およびラジエータファン２１のモータ２１ａの回転および停止等をコントロールして冷媒の温度と、燃料電池ＦＣの冷却温度を調整する装置である。制御装置６は、ＥＣＵからなる。 <Control device configuration>
The control device 6 controls the rotation and stop of the motor 21a of the first pump W / P1, the second pump W / P2, and the radiator fan 21 based on the detected temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor T, so that the refrigerant This is a device for adjusting the temperature and the cooling temperature of the fuel cell FC. The control device 6 is composed of an ECU.

≪作用≫
次に、図１および図２を参照して本発明の実施形態に係る燃料電池ＦＣの冷却システム１の作用を説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る燃料電池の冷却システムのポンプの作動を示すフローチャートである。 ≪Action≫
Next, the operation of the cooling system 1 for the fuel cell FC according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the pump of the fuel cell cooling system according to the embodiment of the present invention.

燃料電池ＦＣの冷却システム１の起動時には、燃料電池ＦＣの温度と、第１冷却回路３および第２冷却回路４中の冷媒の温度とが低温になっている。このため、温度センサＴで検出される冷媒温度も、低温となっている。温度センサＴで検出された低温の検出信号は、制御装置６に送られる。制御装置６は、この低温の検出信号に基づいて、第１ポンプＷ／Ｐ１のみを起動させて（ステップＳ１）、第２ポンプＷ／Ｐ２およびラジエータファン２１を停止させる。   When the cooling system 1 of the fuel cell FC is started, the temperature of the fuel cell FC and the temperature of the refrigerant in the first cooling circuit 3 and the second cooling circuit 4 are low. For this reason, the refrigerant temperature detected by the temperature sensor T is also low. The low temperature detection signal detected by the temperature sensor T is sent to the control device 6. Based on this low temperature detection signal, the control device 6 activates only the first pump W / P1 (step S1) and stops the second pump W / P2 and the radiator fan 21.

第１ポンプＷ／Ｐ１が駆動して、第２ポンプＷ／Ｐ２が停止状態になっていることにより、冷却システム１は、第２流路３２にある第２ポンプＷ／Ｐ２が大きな圧力損失をする圧損体となり、閉栓されたバルブのように冷媒の流れを停止させて、ラジエータ２側へ冷媒が流れなくなる。このため、冷媒がバイパス流路５側の第２冷却回路４を循環する。   Since the first pump W / P1 is driven and the second pump W / P2 is stopped, the cooling system 1 causes the second pump W / P2 in the second flow path 32 to have a large pressure loss. As a closed valve, the flow of the refrigerant is stopped and the refrigerant does not flow to the radiator 2 side. For this reason, the refrigerant circulates through the second cooling circuit 4 on the bypass flow path 5 side.

例えば、第４流路３４内の冷媒の圧力をΔＰ１、燃料電池ＦＣ内の冷媒の圧力をΔＰＳ、第１流路３１内の冷媒の圧力をΔＰ２、バイパス流路５内の冷媒の圧力をΔＰ４、分岐点ｂから第１ポンプＷ／Ｐ１までの第４流路３４内の冷媒の圧力ΔＰ６とすると、第１ポンプＷ／Ｐ１が受け持つ圧力Ｐ１は、
Ｐ１＝ΔＰ１＋ΔＰＳ＋ΔＰ２＋ΔＰ４＋ΔＰ６
となる。 For example, the pressure of the refrigerant in the fourth flow path 34 is ΔP 1 , the pressure of the refrigerant in the fuel cell FC is ΔP S , the pressure of the refrigerant in the first flow path 31 is ΔP 2 , and the refrigerant pressure in the bypass flow path 5 is When the pressure is ΔP 4 and the refrigerant pressure ΔP 6 in the fourth flow path 34 from the branch point b to the first pump W / P1, the pressure P1 that the first pump W / P1 takes is:
P1 = ΔP 1 + ΔP S + ΔP 2 + ΔP 4 + ΔP 6
It becomes.

第１ポンプＷ／Ｐ１のみが駆動した場合（ステップＳ１）、冷媒は、第２冷却回路４において、バイパス流路５に逆止弁Ｖが設けられていることによって、バイパス流路５を流れる際に、常に一定の方向へスムーズに流れる。   When only the first pump W / P1 is driven (step S1), the refrigerant flows through the bypass flow path 5 by providing the check valve V in the bypass flow path 5 in the second cooling circuit 4. It always flows smoothly in a certain direction.

燃料電池ＦＣは、発電に応じて発熱量が増加し、発生した熱とこの燃料電池ＦＣ内を流動する冷媒とが熱交換されて、冷媒が加熱される。燃料電池ＦＣの流出口から出るこの冷媒の温度が予め設定した規定温度より高くなったことを温度センサＴが検出した場合には（ステップＳ２のＹｅｓ）、制御装置６が第２ポンプＷ／Ｐ２を起動させる（ステップＳ３）。温度センサＴで検出した冷媒温度が規定温度より低い場合には（ステップＳ２のＮｏ）、制御装置６が第１ポンプＷ／Ｐ１のみを駆動させた状態を維持して、冷媒温度が規定温度より高くなるまで第２ポンプＷ／Ｐ２の停止状態が維持される。   In the fuel cell FC, the calorific value increases in accordance with power generation, and heat is exchanged between the generated heat and the refrigerant flowing in the fuel cell FC, thereby heating the refrigerant. When the temperature sensor T detects that the temperature of the refrigerant exiting from the outlet of the fuel cell FC is higher than a preset specified temperature (Yes in step S2), the control device 6 uses the second pump W / P2. Is activated (step S3). When the refrigerant temperature detected by the temperature sensor T is lower than the specified temperature (No in step S2), the control device 6 maintains the state where only the first pump W / P1 is driven, and the refrigerant temperature is lower than the specified temperature. The stop state of the second pump W / P2 is maintained until it becomes higher.

前記のように冷媒温度が規定温度より高くなると、第１ポンプＷ／Ｐ１に加えて第２ポンプＷ／Ｐ２およびラジエータ２も制御装置６からの駆動信号を受けて駆動される（ステップＳ３）。冷媒は、第２ポンプＷ／Ｐ２が駆動することにより、この第２ポンプＷ／Ｐ２の直近の上流が負圧状態になるため、逆止弁Ｖが閉弁されて、バイパス流路５への流れが止まる。つまり、分岐点ａから分岐点ｂへ向かう逆止弁Ｖを介しての流れが止まる。
これにより、冷媒の全流量が、ラジエータ２側に流れるようになる。つまり、冷媒が流れる流路は、第２ポンプＷ／Ｐ２の駆動で第２流路３２からラジエータ２に流れて外気と熱交換して冷却されて、さらに、第３流路３３、第１ポンプＷ／Ｐ１を介して第４流路３４から燃料電池ＦＣに流入する第１冷却回路３に切り換えられる。 As described above, when the refrigerant temperature becomes higher than the specified temperature, in addition to the first pump W / P1, the second pump W / P2 and the radiator 2 are also driven in response to the drive signal from the control device 6 (step S3). As the refrigerant is driven by the second pump W / P2, the immediately upstream upstream of the second pump W / P2 is in a negative pressure state, so the check valve V is closed and The flow stops. That is, the flow through the check valve V from the branch point a to the branch point b stops.
Thereby, the whole flow volume of a refrigerant | coolant comes to flow to the radiator 2 side. That is, the flow path through which the refrigerant flows is cooled by exchanging heat with the outside air from the second flow path 32 to the radiator 2 by driving the second pump W / P2, and further, the third flow path 33, the first pump Switching to the first cooling circuit 3 flowing into the fuel cell FC from the fourth flow path 34 via W / P1.

このようにバイパス流路５に逆止弁Ｖを設け、第２ポンプＷ/Ｐ２を冷却システム１の第１冷却回路３に設けたことにより、冷媒の温度に合わせて、冷媒をラジエータ２に循環させて適宜な冷媒温度に維持することができる。
また、制御装置６によって第２ポンプＷ/Ｐ２の回転数を温度センサＴで検出した冷媒温度に応じて調整できるようにすれば、ラジエータ２で冷却される冷媒の供給量、および、燃料電池ＦＣを冷却する冷媒の供給量をコントロールして冷媒の冷却能力を適宜に調整することも可能になる。 Thus, by providing the check valve V in the bypass flow path 5 and providing the second pump W / P2 in the first cooling circuit 3 of the cooling system 1, the refrigerant is circulated to the radiator 2 in accordance with the temperature of the refrigerant. And can be maintained at an appropriate refrigerant temperature.
If the control device 6 can adjust the rotational speed of the second pump W / P2 according to the refrigerant temperature detected by the temperature sensor T, the supply amount of the refrigerant cooled by the radiator 2, and the fuel cell FC It is also possible to appropriately adjust the cooling capacity of the refrigerant by controlling the supply amount of the refrigerant that cools the refrigerant.

この第１冷却回路３では、第１ポンプＷ/Ｐ１と第２ポンプＷ/Ｐ２とが直列に設けられて、燃料電池ＦＣの上流側と下流側との２箇所に２分化して冷媒を流動させる流動源が配置されている。
第１流路３１内の冷媒の圧力をΔＰ２、ラジエータ２内の冷媒の圧力をΔＰＲ、ラジエータ２の流出口から分岐点ｂまでの第３流路３３内の冷媒の圧力ΔＰ５とすると、このとき、第１ポンプＷ／Ｐ１が受け持つ圧力Ｐ１は、
Ｐ１＝ΔＰ１＋ΔＰ２＋ΔＰＳ
となる。
第２ポンプＷ／Ｐ２が受け持つ圧力Ｐ２は、
Ｐ２＝ΔＰ３＋ΔＰＲ＋ΔＰ５＋ΔＰ６
となる。 In the first cooling circuit 3, the first pump W / P1 and the second pump W / P2 are provided in series, and are divided into two parts, the upstream side and the downstream side of the fuel cell FC, and the refrigerant flows. The flow source is arranged.
If the pressure of the refrigerant in the first flow path 31 is ΔP 2 , the pressure of the refrigerant in the radiator 2 is ΔP R , and the pressure of the refrigerant in the third flow path 33 from the outlet of the radiator 2 to the branch point b is ΔP 5. At this time, the pressure P1 of the first pump W / P1 is
P1 = ΔP 1 + ΔP 2 + ΔP S
It becomes.
The pressure P2 that the second pump W / P2 is responsible for is
P2 = ΔP 3 + ΔP R + ΔP 5 + ΔP 6
It becomes.

このため、第１ポンプＷ／Ｐ１と第２ポンプＷ／Ｐ２とが受け持つ第１冷却回路３中の圧力損失が２分化されて低減され、両ポンプの動力が小さくても、ラジエータ２で冷却された冷媒がスムーズに流れるようになる。その結果、第１ポンプＷ／Ｐ１および第２ポンプＷ／Ｐ２の出力を低減させて、両ポンプの駆動電圧を低減させることができる。   For this reason, the pressure loss in the first cooling circuit 3 which the first pump W / P1 and the second pump W / P2 handle is divided and reduced, and even if the power of both pumps is small, the pressure is cooled by the radiator 2. The refrigerant will flow smoothly. As a result, the output of the first pump W / P1 and the second pump W / P2 can be reduced, and the drive voltage of both pumps can be reduced.

第１ポンプＷ／Ｐ１と第２ポンプＷ／Ｐ２とが駆動したことにより、ラジエータ２によって冷媒温度が規定温度より低くなった場合（ステップＳ４のＹｅｓ）、制御装置６は、第２ポンプＷ／Ｐ２を停止させて第１ポンプＷ／Ｐ１のみを駆動させる（前記ステップＳ１に戻る）。   When the first pump W / P1 and the second pump W / P2 are driven and the refrigerant temperature becomes lower than the specified temperature by the radiator 2 (Yes in step S4), the control device 6 controls the second pump W / P. P2 is stopped and only the first pump W / P1 is driven (return to step S1).

冷媒温度が規定温度より低くなっていない場合（ステップＳ４のＮｏ）、制御装置６は、第１ポンプＷ／Ｐ１と第２ポンプＷ／Ｐ２とを駆動させて、冷媒が、ラジエータ２がある第１冷却回路３を流動して燃料電池ＦＣを冷却させる状態を続ける。   When the refrigerant temperature is not lower than the specified temperature (No in step S4), the control device 6 drives the first pump W / P1 and the second pump W / P2 so that the refrigerant is the first in which the radiator 2 is present. 1 Continue the state of flowing through the cooling circuit 3 and cooling the fuel cell FC.

このようにすることによって、小さなポンプからなる第１ポンプＷ／Ｐ１および第２ポンプＷ／Ｐ２であっても効率よく冷媒を循環させて燃料電池ＦＣを冷却させることができる。また、燃料電池ＦＣの冷却システム１は、第１ポンプＷ／Ｐ１と第２ポンプＷ／Ｐ２とを必要に応じて、両方のポンプを駆動させたり、片方のポンプのみを駆動させたりするため、省エネで、燃費の向上に寄与する。   By doing in this way, even if it is 1st pump W / P1 and 2nd pump W / P2 which consist of a small pump, a refrigerant | coolant can be circulated efficiently and the fuel cell FC can be cooled. Further, the cooling system 1 of the fuel cell FC drives both the first pump W / P1 and the second pump W / P2 as necessary, or drives only one of the pumps. Conserve energy and contribute to improving fuel efficiency.

さらに、制御装置６は、温度センサＴの温度検出値によって、第２ポンプＷ／Ｐ２とラジエータファン２１とを駆動させるので、ラジエータ２へ冷媒が流れていないときに、無駄にラジエータファン２１が駆動されるのを解消することができる。つまり、制御装置６は、ラジエータファン２１が回転している際には、第２ポンプＷ／Ｐ２を駆動させて、必ずラジエータ２に冷媒が流れるようにすることができる。
また、第２ポンプＷ／Ｐ２の駆動は、燃料電池ＦＣの流出口に設置された温度センサＴで検出した温度に基づいて制御装置６が駆動させるので、サーモスタットを使用する場合と比較して、応答遅れが発生することがなく、タイムリーに燃料電池ＦＣの冷却が行える。 Further, since the control device 6 drives the second pump W / P2 and the radiator fan 21 according to the temperature detection value of the temperature sensor T, the radiator fan 21 is driven wastefully when the refrigerant is not flowing into the radiator 2. Can be eliminated. That is, when the radiator fan 21 is rotating, the control device 6 can drive the second pump W / P2 so that the refrigerant always flows through the radiator 2.
Further, since the second pump W / P2 is driven by the control device 6 based on the temperature detected by the temperature sensor T installed at the outlet of the fuel cell FC, compared to the case of using a thermostat, There is no response delay, and the fuel cell FC can be cooled in a timely manner.

［第１変形例］
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
図３は、本発明の実施形態に係る燃料電池の冷却システムの第１変形例を示すブロック図である。以下、前記実施形態で説明したものと同一なものはその説明を省略して同一符号を付記する。なお、図３および後記する図４は、電気回路部分を省略してある。 [First Modification]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and the present invention extends to these modifications and changes. Of course.
FIG. 3 is a block diagram showing a first modification of the fuel cell cooling system according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, the same components as those described in the above embodiment are not described and are denoted by the same reference numerals. In FIG. 3 and FIG. 4 to be described later, the electric circuit portion is omitted.

図３に示すように、第１ポンプＷ／Ｐ１の上流側等を大気開放するバルブ等を設けて、泡状になった冷媒を適宜に第１冷却回路３および第２冷却回路４から抜くことができるようにしてもよい。このようにすれば、冷媒による冷却効率を向上させることができる。
また、バイパス流路５Ａは、下流側の分岐点ｂを第１ポンプＷ／Ｐ１の上流側の第３流路３３に隣接して設けても、前記実施形態と同じ作用効果を得ることができる。 As shown in FIG. 3, a valve or the like that opens the upstream side of the first pump W / P1 or the like to the atmosphere is provided, and the bubbled refrigerant is appropriately removed from the first cooling circuit 3 and the second cooling circuit 4. You may be able to. If it does in this way, the cooling efficiency by a refrigerant can be raised.
Further, even if the bypass flow path 5A is provided with the downstream branch point b adjacent to the third flow path 33 on the upstream side of the first pump W / P1, it is possible to obtain the same operational effects as in the above embodiment. .

［第２変形例］
図４は、本発明の実施形態に係る燃料電池の冷却システムの第２変形例を示すブロック図である。
図４に示すように、第２ポンプＷ／Ｐ２は、第３流路３５に設けても、前記実施形態と同じ作用効果を得ることができる。つまり、第２ポンプＷ／Ｐ２は、第２流路３２に設けても、第３流路３５に設けても、どちらであっても構わない。 [Second Modification]
FIG. 4 is a block diagram showing a second modification of the fuel cell cooling system according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, even if the second pump W / P2 is provided in the third flow path 35, the same effect as that of the above embodiment can be obtained. That is, the second pump W / P2 may be provided in either the second flow path 32 or the third flow path 35.

［その他の変形例］
また、バイパス流路５に設置した逆止弁Ｖは、制御装置６により、温度センサＴの検出温度に基づいて開栓、閉栓される電磁弁であってもよい。このようにしても、冷媒が流れる流路を、この冷媒の温度によって適宜にバイパス流路５側に切り換えたり、ラジエータ２がある第１冷却回路３側に切り換えたりすることができる。 [Other variations]
The check valve V installed in the bypass flow path 5 may be an electromagnetic valve that is opened and closed by the control device 6 based on the temperature detected by the temperature sensor T. Even in this case, the flow path through which the refrigerant flows can be appropriately switched to the bypass flow path 5 side according to the temperature of the refrigerant, or can be switched to the first cooling circuit 3 side with the radiator 2.

本発明の実施形態に係る燃料電池の冷却システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the cooling system of the fuel cell which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池の冷却システムのポンプの作動を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the action | operation of the pump of the cooling system of the fuel cell which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池の冷却システムの第１変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 1st modification of the cooling system of the fuel cell which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池の冷却システムの第２変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 2nd modification of the cooling system of the fuel cell which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池の冷却システム
２ ラジエータ（熱交換部）
３ 第１冷却回路
４ 第２冷却回路
５，５Ａ バイパス流路
２１ ラジエータファン
３１ 第１流路
３２ 第２流路
３３，３５ 第３流路
３４ 第４流路
ａ，ｂ 分岐点
ＦＣ 燃料電池
Ｖ 逆止弁
Ｗ／Ｐ１ 第１ポンプ
Ｗ／Ｐ２ 第２ポンプ


1 Fuel Cell Cooling System 2 Radiator (Heat Exchanger)
3 First cooling circuit 4 Second cooling circuit 5, 5A Bypass flow path 21 Radiator fan 31 First flow path 32 Second flow path 33, 35 Third flow path 34 Fourth flow path a, b Branch point FC Fuel cell V Check valve W / P1 1st pump W / P2 2nd pump


Claims (5)

燃料ガスと酸化剤ガスとが供給されて発電を行う燃料電池と、該燃料電池を冷却させる冷媒の温度を低下させるための熱交換部とを備えた燃料電池の冷却システムであって、
前記熱交換部と前記燃料電池とを接続して前記冷媒を循環させる第１冷却回路と、
前記熱交換部をバイパスするバイパス流路を介して前記燃料電池と接続して前記冷媒を循環させる第２冷却回路と、を備え、
前記第１冷却回路は、前記バイパス流路を分岐点とする循環流路を形成する第１流路、第２流路、第３流路および第４流路からなり、
前記第１流路および前記第４流路は、前記燃料電池に接続され、前記第４流路が、前記燃料電池に前記冷媒を導入し、前記第１流路が、前記燃料電池から前記冷媒を導出し、
前記第２流路および前記第３流路は、前記熱交換部に接続され、前記第２流路が、前記熱交換部に前記冷媒を導入し、前記第３流路が、前記熱交換部から前記冷媒を導出し、
前記第２冷却回路は、前記バイパス流路と前記第１流路と前記第４流路とからなり、
前記第４流路には、前記冷媒を流動させる第１ポンプを設け、
前記第２流路には、前記冷媒を流動させる第２ポンプを設け、
前記バイパス流路には、前記第３流路と前記第４流路との間に設けられた前記分岐点から前記第１流路と前記第２流路との間に設けられた前記分岐点の方向へ向けて前記冷媒が流れるのを規制する逆止弁を設け、
前記逆止弁は、前記第２流路に設けた前記第２ポンプが起動したときに、前記第１流路から前記第２流路に流れる前記冷媒により前記第１流路側の分岐点から前記逆止弁までの間に発生する負圧によって閉弁状態になることを特徴とする燃料電池の冷却システム。 A fuel cell and the fuel gas and oxidant gas to generate electric power is supplied to a fuel cell cooling system that includes a heat exchange unit for lowering the lower the temperature of the refrigerant to cool the fuel cell,
A first cooling circuit for connecting the heat exchange unit and the fuel cell to circulate the refrigerant;
A second cooling circuit that circulates the refrigerant by connecting to the fuel cell via a bypass flow path that bypasses the heat exchange unit,
The first cooling circuit includes a first flow path, a second flow path, a third flow path, and a fourth flow path that form a circulation flow path with the bypass flow path as a branch point.
The first flow path and the fourth flow path are connected to the fuel cell, the fourth flow path introduces the refrigerant into the fuel cell, and the first flow path from the fuel cell to the refrigerant. Is derived,
The second flow path and the third flow path are connected to the heat exchange section, the second flow path introduces the refrigerant into the heat exchange section, and the third flow path is the heat exchange section. Deriving the refrigerant from
The second cooling circuit includes the bypass flow path, the first flow path, and the fourth flow path,
The fourth flow path is provided with a first pump for flowing the refrigerant,
Wherein the second passage is provided with a second pump for flowing the coolant,
In the bypass channel, the branch point provided between the first channel and the second channel from the branch point provided between the third channel and the fourth channel. A check valve for restricting the flow of the refrigerant toward the direction of
When the second pump provided in the second flow path is activated, the check valve is moved from the branch point on the first flow path side by the refrigerant flowing from the first flow path to the second flow path. A cooling system for a fuel cell, which is closed by a negative pressure generated before the check valve . 燃料ガスと酸化剤ガスとが供給されて発電を行う燃料電池と、該燃料電池を冷却させる冷媒の温度を低下させるための熱交換部とを備えた燃料電池の冷却システムであって、
前記熱交換部と前記燃料電池とを接続して前記冷媒を循環させる第１冷却回路と、
前記熱交換部をバイパスするバイパス流路を介して前記燃料電池と接続して前記冷媒を循環させる第２冷却回路と、を備え、
前記第１冷却回路は、前記バイパス流路を分岐点とする循環流路を形成する第１流路、第２流路、第３流路および第４流路からなり、
前記第１流路および前記第４流路は、前記燃料電池に接続され、前記第４流路が、前記燃料電池に前記冷媒を導入し、前記第１流路が、前記燃料電池から前記冷媒を導出し、
前記第２流路および前記第３流路は、前記熱交換部に接続され、前記第２流路が、前記熱交換部に前記冷媒を導入し、前記第３流路が、前記熱交換部から前記冷媒を導出し、
前記第２冷却回路は、前記バイパス流路と前記第１流路と前記第４流路とからなり、
前記第４流路には、前記冷媒を流動させる第１ポンプを設け、
前記第２流路もしくは前記第３流路には、前記冷媒を流動させる第２ポンプを設け、
前記第１流路には、前記冷媒の温度を検出する温度センサを設け、
前記バイパス流路には、前記温度センサで検出した冷媒の温度が規定温度よりも高くなったときに閉弁し、前記温度センサで検出した冷媒の温度が規定温度以下のときに開弁する電磁弁を設け、
前記温度センサ、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプは、それぞれ制御装置に電気的に接続され、
前記制御装置は、前記第１ポンプのみを起動させて、
前記温度センサで検出した前記燃料電池から流出した前記冷媒の温度が規定温度よりも高くなったときに、前記第１ポンプの起動を継続させて前記第２ポンプを起動させ、
前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度以下のときに、前記第２ポンプを停止状態にすることを特徴とする燃料電池の冷却システム。 A fuel cell and the fuel gas and oxidant gas to generate electric power is supplied to a fuel cell cooling system that includes a heat exchange unit for lowering the lower the temperature of the refrigerant to cool the fuel cell,
A first cooling circuit for connecting the heat exchange unit and the fuel cell to circulate the refrigerant;
A second cooling circuit that circulates the refrigerant by connecting to the fuel cell via a bypass flow path that bypasses the heat exchange unit,
The first cooling circuit includes a first flow path, a second flow path, a third flow path, and a fourth flow path that form a circulation flow path with the bypass flow path as a branch point.
The first flow path and the fourth flow path are connected to the fuel cell, the fourth flow path introduces the refrigerant into the fuel cell, and the first flow path from the fuel cell to the refrigerant. Is derived,
The second flow path and the third flow path are connected to the heat exchange section, the second flow path introduces the refrigerant into the heat exchange section, and the third flow path is the heat exchange section. Deriving the refrigerant from
The second cooling circuit includes the bypass flow path, the first flow path, and the fourth flow path,
The fourth flow path is provided with a first pump for flowing the refrigerant,
The second flow path or the third flow path is provided with a second pump for flowing the refrigerant ,
The first flow path is provided with a temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant,
The bypass passage is closed when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is higher than a specified temperature, and is opened when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is lower than the specified temperature. A valve,
The temperature sensor, the first pump and the second pump are each electrically connected to a control device,
The control device activates only the first pump,
When the temperature of the refrigerant flowing out of the fuel cell detected by the temperature sensor becomes higher than a specified temperature, the first pump is continuously started to start the second pump,
The fuel cell cooling system, wherein the second pump is stopped when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is equal to or lower than the specified temperature. 前記第１流路には、前記冷媒の温度を検出する温度センサが設けられ、
前記温度センサ、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプは、それぞれ制御装置に電気的に接続され、
前記制御装置は、前記第１ポンプのみを起動させて、
前記温度センサで検出した前記燃料電池から流出した前記冷媒の温度が規定温度よりも高くなったときに、前記第１ポンプの起動を継続させて前記第２ポンプを起動させ、
前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度以下のときに、前記第２ポンプを停止状態にすることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の冷却システム。 The first flow path is provided with a temperature sensor for detecting the temperature of the refrigerant,
The temperature sensor, the first pump and the second pump are each electrically connected to a control device,
The control device activates only the first pump,
When the temperature of the refrigerant flowing out of the fuel cell detected by the temperature sensor becomes higher than a specified temperature, the first pump is continuously started to start the second pump,
2. The fuel cell cooling system according to claim 1, wherein when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is equal to or lower than the specified temperature, the second pump is stopped. 3. 前記制御装置は、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプを起動させている際に、
前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度よりも低くなったときに、前記第１ポンプのみを駆動させて、
前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度以上のときに、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプの起動を続けることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料電池の冷却システム。 The control device, when starting the first pump and the second pump,
When the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is lower than the specified temperature, only the first pump is driven,
When the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is equal to or higher than the predetermined temperature, the fuel cell according to claim 2 or claim 3, characterized in that to continue activation of the first pump and the second pump Cooling system. 前記熱交換部は、前記燃料電池を搭載した車両の前方の外気を吸引するラジエータファンを備え、
前記制御装置は、前記第１ポンプ、前記第２ポンプおよび前記ラジエータファンを起動させている際に、前記温度センサで検出した前記冷媒の温度が前記規定温度よりも低くなったときに、前記第１ポンプのみを起動させて、前記第２ポンプおよび前記ラジエータファンを停止させることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池の冷却システム。 The heat exchanging unit includes a radiator fan that sucks outside air in front of a vehicle on which the fuel cell is mounted,
When the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor is lower than the specified temperature when the first pump, the second pump, and the radiator fan are activated, the control device The fuel cell cooling system according to any one of claims 2 to 4, wherein only one pump is activated to stop the second pump and the radiator fan.
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