JPH0794202A - 燃料電池の暖機システム - Google Patents

燃料電池の暖機システム

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JPH0794202A
JPH0794202A JP5241459A JP24145993A JPH0794202A JP H0794202 A JPH0794202 A JP H0794202A JP 5241459 A JP5241459 A JP 5241459A JP 24145993 A JP24145993 A JP 24145993A JP H0794202 A JPH0794202 A JP H0794202A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両用燃料電池の始動冷機時における発電効
率を向上するようにした燃料電池の暖機システムを提供
する。 【構成】 燃料電池１のポート１ｆから吐出された余剰
空気は凝縮器４２を経て系外に排出される。余剰空気に
含まれる反応水は凝縮器４２で分離され、この分離され
た反応水は、燃料電池１を冷却する冷却水循環系Ｌ３の
要素を構成する貯水タンク５０に導かれる。貯水タンク
５０にはヒータ９２が内蔵され、このヒータ９２に通電
することにより冷却水の加熱が行われる。始動冷機時に
は、バッテリ或いは燃料電池１からヒータ９２に電力の
供給が行われ、ヒータ９２によって冷却水を加熱するこ
とにより燃料電池１の暖機が促進される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池の暖機システ
ムに関し、より詳しくは移動用燃料電池特に車両用燃料
電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時の環境問題すなわち大気汚染に対し
て電気自動車が注目され、蓄電池を搭載した電気自動車
にあっては既に実用化の段階に入っている。しかし、蓄
電池式車両は、電池の蓄電能力との関係で走行距離が比
較的短く、また充電時間が長い等の解決に困難な問題を
有しているため、これを解消し得る電気自動車として燃
料電池式車両の出現が待たれている（特開平２ー１６８
８０３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】移動式燃料電池つまり
燃料電池を車両に搭載する場合は、設置式燃料電池では
さほど問題とならないことが大問題となる場合がある。
その一つに燃料電池が冷機状態で始動する場合の問題が
ある。この点について説明すると、燃料電池を車両動力
源に用いた場合には、常に始動時から高負荷で使用され
るとは限られず、また燃料電池は、発電ロスによる発熱
が小さいために自己で暖機する能力が小さいという特性
を有し、またその規定温度より低いときには、発電効率
が極端に低くなるという特性を有することから、始動直
後に十分なる動力を得るのが困難であるという問題があ
る。特に、固体高分子型燃料電池の場合には、発電効率
つまりエネルギ変換効率が高いため、自己暖機能力が極
めて小さい。
【０００４】車両に搭載する燃料電池として、水素ガス
を燃料とする燃料電池を採用するときに、特開平２ー１
７０３６９号公報に見られるように、水素ガスの貯蔵を
水素吸蔵合金で行うことが知られている。水素吸蔵合金
は安全性に優れているという利点があるものの、水素ガ
ス放出反応が吸熱反応であるため熱源を要し、これを所
定温度に維持して燃料電池に必要な放出圧力及び放出量
を確保しなければならい。
【０００５】そこで、本発明の第１の目的は、移動用燃
料電池特に車両用燃料電池の始動冷機時の発電効率を向
上するようにした燃料電池の暖機システムを提供するこ
とにある。
【０００６】本発明の第２の目的は、移動用燃料電池特
に車両用燃料電池の燃料タンクに水素吸蔵合金を用いた
場合に、始動冷機時に十分なる水素ガス量を確保して燃
料電池の発電効率を向上するようにした燃料電池の暖機
システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の目的を達成すべ
く、第１の発明にあっては、酸化剤として空気を使用す
る燃料電池と、前記燃料電池を加温或いは冷却する冷却
水循環系と、該冷却水循環系に設けられた貯水タンク
と、該貯水タンクに内蔵された加熱手段と、前記燃料電
池から出る反応水含有空気を系外に排出する排気管と、
該排気管に介装された気／液分離器とを有し、該気／液
分離器と前記貯水タンクとが連結されて、該気／液分離
器で分離された水が前記貯水タンクに導かれる構成とし
てある。
【０００８】また、第１の目的を達成すべく、第２の発
明にあっては、酸化剤として空気を使用する燃料電池
と、前記燃料電池から出る反応水含有空気を系外に排出
する排気管と、前記燃料電池を加温或いは冷却する冷却
水循環系と、該冷却水循環系に設けられ且つ前記排気管
の途中に介装されて、前記反応水含有空気から分離した
水分を貯蔵する貯水タンクと、前記冷却水循環系におけ
る前記貯水タンクから前記燃料電池に向けて冷却水を供
給する経路に設けられた加熱手段とを有する構成として
ある。
【０００９】また、第１の目的を達成すべく、第３の発
明にあっては、酸化剤として加圧空気を使用する燃料電
池と、該燃料電池に加圧空気を供給する空気供給系に設
けられた空気圧縮機と、前記燃料電池を加温或いは冷却
する冷却水循環系と、該冷却水循環系に設けられて、前
記加圧空気或いは前記空気圧縮機から熱を受け取る熱交
換器とを有する構成としてある。
【００１０】また、第１の目的を達成すべく、第４の発
明にあっては、燃料改質装置で生成された燃料の供給を
受けて発電する燃料電池と、該燃料電池を加温或いは冷
却する冷却水循環系と、該冷却水循環系に設けられて、
前記燃料改質装置から熱を受け取る熱交換器とを有する
構成としてある。
【００１１】また、第１の目的を達成すべく、第５の発
明にあっては、燃料電池を加温或いは冷却する冷却水循
環系に燃焼式ヒータが設けられ、該燃焼式ヒータは、前
記燃料電池と共通の燃料の供給を受けて燃焼する構成と
してある。
【００１２】また、第２の目的を達成すべく、第６の発
明にあっては、水素ガスを燃料とする燃料電池と、該燃
料電池に供給する水素ガスを貯蔵する水素貯蔵手段とを
備え、前記燃料電池が冷機状態で始動するときに該燃料
電池を暖機するための燃料電池の暖機システムであっ
て、前記水素貯蔵手段が、常温で所定圧の水素ガスを放
出する常温型水素吸蔵合金と、高温で所定圧の水素ガス
を放出する高温型水素吸蔵合金とで構成されて、前記常
温型水素吸蔵合金から前記燃料電池に水素ガスを供給す
る第１経路と、前記高温型水素吸蔵合金から前記燃料電
池に水素ガスを供給する第２経路とを択一的に切り換え
る経路切換手段と、該高温型水素吸蔵合金に付設され、
該高温型水素吸蔵合金を加温するための循環液系と、該
循環液系に介装された電気加熱手段と、始動冷機時に、
前記常温型水素吸蔵合金から前記燃料電池に水素ガスを
供給し且つ該燃料電池の発電電力を前記電気加熱手段に
供給する構成としてある。
【００１３】また、第２の目的を達成すべく、第７の発
明にあっては、水素ガスを燃料とする燃料電池と、該燃
料電池に供給する水素ガスを貯蔵する水素吸蔵合金から
なる水素貯蔵手段とを備え、前記燃料電池が冷機状態で
始動するときに該燃料電池を暖機するための燃料電池の
暖機システムであって、前記水素貯蔵手段に付設され、
前記水素吸蔵合金を加温するための循環液系と、該循環
液系に介装された電気加熱手段と、該電気加熱手段への
電力供給源を前記燃料電池とバッテリとの間で切り換え
る電力源切換手段と、前記循環液の温度を検出する循環
液温検出手段と、冷機状態で前記燃料電池を起動する前
に、前記バッテリから前記電気加熱手段に電力を供給し
て前記循環液の温度を所定温度まで昇温し、該循環液の
温度が所定温度以上となったときに前記水素貯蔵手段か
ら前記燃料電池に水素ガスを供給して該燃料電池を始動
し、該燃料電池の始動と同時に電気加熱手段への電力供
給源が該燃料電池に切り換える構成としてある。
【００１４】この第７の発明の好ましい態様としては、
前記燃料電池を加温或いは冷却する冷却水循環系を有
し、更に、該冷却水循環系と前記循環液系との間に配設
されてこれらの間の熱移動を行う熱交換器と、前記循環
液系に設けられ、前記循環液が前記熱交換器を通過する
経路と、該熱交換器をバイパスして流れるバイパス経路
とを択一的に切り換える経路切換手段と、前記冷却水循
環系を流れる冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段
と、前記冷却水の温度と前記循環水の温度とに応じて、
前記ヒータへの電力供給及び前記経路切換手段を制御す
る制御手段とを有する。
【００１５】また、第２の目的を達成すべく、第８の発
明にあっては、水素ガスを燃料とする燃料電池と、該燃
料電池に供給する水素ガスを貯蔵する水素吸蔵合金とを
備え、前記燃料電池が冷機状態で始動するときに該燃料
電池を暖機するための燃料電池の暖機システムであっ
て、前記燃料電池に第１開閉弁を介して連結された水素
ガスタンクと、該水素ガスタンクに第２開閉弁を介して
連結された燃焼式ヒータとを有し、該燃焼式ヒータが、
前記燃料電池を加温或いは冷却する冷却水循環系と、前
記水素吸蔵合金を加温する循環水系とに介装されて、こ
れら燃料電池と水素吸蔵合金との共通の加熱源とされ、
始動冷機時に、前記第１開閉弁及び第２開閉弁を開い
て、前記水素ガスタンクから前記燃料電池及び前記燃焼
式ヒータに水素ガスを供給する構成としてある。
【００１６】この第８の発明の好ましい態様としては、
前記水素吸蔵合金から前記燃料電池に水素ガスを供給す
る水素供給ラインと、該水素供給ラインから分岐して前
記水素ガスタンクに接続された分岐ラインとを有し、前
記燃料電池が規定温度に到達した後は、前記第１開閉弁
が閉弁されて、前記水素吸蔵合金から放出された水素ガ
スが前記分岐ラインを通って前記水素ガスタンクに貯蔵
される。
【００１７】
【発明の作用及び効果】第１の発明によれば、燃料電池
から出る反応水含有空気から気／液分離器で分離した反
応水を冷却水循環系の貯水タンクに回収しつつ、この貯
水タンク内の加熱手段で必要に応じて冷却水を加熱する
ことが可能であり、従って始動冷機時に積極的に冷却水
を加熱して燃料電池の暖機を促進し、これにより始動冷
機時の発電効率を向上することができる。
【００１８】第２の発明によれば、貯水タンクから燃料
電池に向けて冷却水を供給する冷却水循環経路に加熱手
段を設けてあるため、貯水タンクで前記反応水含有空気
から水分を回収しつつ、必要に応じて加熱手段で冷却水
を加熱することが可能であり、従って始動冷機時に積極
的に冷却水を加熱して燃料電池の暖機を促進し、これに
より始動冷機時の発電効率を向上することができる。
【００１９】第３の発明によれば、酸化剤として加圧空
気を使用する燃料電池では必須とされる空気圧縮機の熱
を利用して或いは加圧空気の熱を利用して必要に応じて
冷却水を加熱することが可能であり、従って他のエネル
ギ供給源が無くとも、始動冷機時に冷却水を加熱して燃
料電池の暖機を促進し、これにより始動冷機時の発電効
率を向上することができる。
【００２０】第４の発明によれば、燃料改質装置で生成
された燃料の供給を受けて発電する燃料電池のおいて、
燃料改質装置の排熱を利用して必要に応じて冷却水を加
熱することが可能であり、従って他のエネルギ供給源が
無くとも、始動冷機時に冷却水を加熱して燃料電池の暖
機を促進し、これにより始動冷機時の発電効率を向上す
ることができる。
【００２１】第５の発明によれば、燃料電池の冷却水循
環系に、燃料電池と共通の燃料の供給を受けて燃焼する
燃焼式ヒータを設けたことから、必要に応じて例えば燃
料電池の始動前から冷却水を加熱することが可能であ
り、従って始動冷機時の燃料電池の暖機を促進し、これ
により始動冷機時の発電効率を向上することができる。
【００２２】第６の発明によれば、始動冷機時には、常
温で水素ガスを十分に放出する常温型水素吸蔵合金から
燃料電池に水素ガスを供給するようにしてあると共に燃
料電池の発電電力で高温型水素吸蔵合金を温めるように
してあるため、始動直後から十分な水素ガスを供給して
燃料電池の発電効率を高めることができると共に早期に
高温型水素吸蔵合金による一層十分な量の且つ温かい水
素ガスを燃料電池に供給することができ、これにより始
動冷機時の発電効率を向上することができる。
【００２３】第７の発明によれば、冷機状態で燃料電池
を起動する前に予め水素吸蔵合金を温めておくことが可
能なため、燃料電池を始動するときには、十分な量の水
素ガスを燃料電池に供給することができ、これにより始
動冷機時の発電効率を向上することができる。
【００２４】第８の発明によれば、燃焼式ヒータにより
燃料電池及び水素吸蔵合金を積極的に温めつつ別途設け
た水素ガスタンクから十分な量の水素ガスを燃料電池に
供給することができ、これにより始動冷機時の発電効率
を向上することができる。
【００２５】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付した図面に基づ
いて説明する。第１実施例（図１、図２） 図１において、参照符号Ａは燃料電池システムを示し、
また符号１は、車両搭載用つまり移動用の燃料電池を示
す。燃料電池１は、水素イオン伝導体を用いた低温動作
型つまり１００℃以下で動作する固体電解質燃料電池で
構成されている。燃料電池１はポート１ａ〜１ｆを有
し、これらポートのうち、対をなすポート１ａ、１ｂは
水素ガス系Ｌ１に接続され、ポート１ａから燃料として
の水素ガスが導入され、余剰水素がポート１ｂから排出
される。また、対をなすポート１ｃ、１ｄは空気系Ｌ２
に接続され、ポート１ｃから酸化剤としての空気が導入
され、反応水を含む余剰空気がポート１ｄから排出され
る。また、対をなすポート１ｅ、１ｆは冷却水循環系Ｌ
３に接続され、ポート１ｅから冷却用及び加湿用の純水
が導入され、ポート１ｆから排出される。
【００２６】水素ガス系Ｌ１は、水素ガス源としての水
素吸蔵合金２を有し、水素吸蔵合金２には、ポンプ４と
ラジエータ６とからなる加温用循環水系Ｌ４が付設さ
れ、この循環水系Ｌ４によって水素吸蔵合金２は水素放
出に必要とされる所定温度（規定温度）に保持される。
水素吸蔵合金２と水素導入ポート１ａとは水素供給管８
を介して接続され、この供給管８には、水素吸蔵合金２
側から燃料電池１側に向けて、順に、圧力調整弁９、圧
力センサ１０、ソレノイド式開閉弁１２が介装されてい
る。水素排出ポート１ｂは、水素排出管１４を介して気
／液分離器１６に接続され、排出管１４には逆止弁１８
が介装されて、この逆止弁１８により分離器１６側から
水素吸蔵合金２側への逆流が禁止される。また、水素ガ
ス系Ｌ１は、分離器１６で分離された水素ガスを供給管
８に還流する水素還流管２０を有する。すなわち、還流
管２０は、その上流端が分離器１６に接続され、下流端
が水素供給管８より詳しくは供給管８のソレノイド弁１
２よりも下流側部分に接続され、水素還流管２０には、
分離器１６から供給管８に向けて、順に、ポンプ２２、
脱イオンフィルタ２４、逆止弁２６が介装され、この逆
止弁２６により、供給管８から分離器１６に向けての逆
流が禁止される。
【００２７】空気系Ｌ２は、空気導入ポート１ｃに接続
された空気供給管３０と、空気排出ポート１ｄに接続さ
れた排気管３２とを有する。空気供給管３０には、その
上流端から燃料電池１に向けて、順に、空気圧縮機３
４、逆止弁３６、脱イオンフィルタ３８、ソレノイド弁
４０が設けられている。空気圧縮機３４は電動モータ４
２により駆動され、圧縮機３４から吐出された加圧空気
は、ソレノイド弁４０による流量制御の下で燃料電池１
に供給される。他方、排気管３２には、燃料電池１から
下流端に向けて、順に、温度センサ４１、凝縮器４２、
スロットル４４、消音器４６が設けられ、ポート１ｄか
ら吐出された余剰空気は、その含有水分を凝縮器４２で
取り除いた後に大気に放出される。他方、凝縮器４２で
分離された水分（燃料電池１の反応生成水）は配管４８
を通って貯水タンク５０に蓄えられる。
【００２８】冷却水循環系Ｌ３は、水素吸蔵合金用循環
水系Ｌ４から独立した経路で構成されている。すなわ
ち、冷却水系Ｌ３は、貯水タンク５０と水導入ポート１
ｅとに接続された水供給管５２と、貯水タンク５０と排
水ポート１ｆとに接続された還流管５４とを有する。水
供給管５２には、貯水タンク５０から燃料電池１に向け
て、順に、ポンプ５６、３方形弁５８、電動ファン５９
を備えたラジエータ６０、脱イオンフィルタ６２が介装
され、ポンプ５６はその駆動速度が無段階に調整可能と
されている。水供給管５２には、また、ラジエータ６０
をバイパスするバイパス管６６が設けられ、バイパス管
６６は、その上流端が３方形弁５８に接続され、下流端
が、ラジエータ６０と脱イオンフィルタ６２との間に接
続されている。この冷却水循環系Ｌ３の流路は、３方形
弁５８の切り換えによって、ラジエータ６０を通る積極
的な自然放熱態様と、ラジエータ６０をバイパスしてバ
イパス管６６を通る消極的な自然放熱態様とに選択的に
変更される。ここに、燃料電池１用の系Ｌ３と、水素吸
蔵合金２用の系Ｌ４とが別経路で構成されているため、
燃料電池１の規定温度と、水素吸蔵合金２の規定温度と
が異なっる場合であっても、容易に対応することが可能
であり、また、水素吸蔵合金２用の循環水として、純水
に限定されることはないという利点がある。
【００２９】尚、図中、符号７０は排水管で、排水管７
０は、分離器１６と貯水タンク５０とに接続され、分離
器１６内の水はソレノイド式開閉弁７２を開弁させるこ
とにより系外に排出され、貯水タンク５０内の水はソレ
ノイド式開閉弁７４を開弁させることにより系外に排出
される。
【００３０】燃料電池システムＡは、例えばマイクロコ
ンピュータで構成されたコントロールユニット（図示せ
ず）を有し、コントロールユニットにより下記の制御が
行われる。コントロールユニットによる制御の概要を説
明すると、燃料電池１の暖機の促進及び冷却水の急激な
温度変化の防止のために、ここでは温度センサ４１で検
出された排出空気の温度に応じて、冷却水循環用ポンプ
５６のＯＮ／ＯＦＦ制御、３方形弁５８の切り換え制
御、循環用ポンプ５６の駆動速度制御並びに電動ファン
５９のＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。尚、温度センサを
水素排出管１４の上流端つまり水素排出ポート１ｂの近
傍に設け、燃料電池１から排出された水素ガスの温度に
応じて上述した制御を行うようにしてもよい。
【００３１】以下に、図２を参照して、制御の内容を具
体的に説明する。ここで、同図に示す領域Ｉは、燃料電
池１の温度が非常に低い運転状態にある。領域IIは、燃
料電池１の温度が少し上昇した運転状態にある。領域II
I 及び領域IVは、燃料電池１の温度がほぼその規定動作
温度にある運転状態にあり、このうち領域III は燃料電
池１の規定動作温度或いはそれよりも若干低い温度状態
にあり、領域IVは燃料電池１の規定動作温度或いはそれ
よりも若干高い温度状態にある。領域Ｖは、燃料電池１
の温度がその規定動作温度を越えた運転状態にある。以
上のことを前提として、各領域毎に分けて当該領域での
制御内容を以下に説明する。
【００３２】領域Ｉにおける制御 循環用ポンプ５６の作動が停止される。これにより、系
Ｌ３における冷却水はその流動が停止され、冷却水が系
Ｌ３を循環することによる自然放熱が抑えられることに
なる。従って、燃料電池１の動作に伴う発熱の全てを燃
料電池１の暖機に利用することができる。勿論、この領
域Ｉでは、電動ファン５９は作動停止状態とされる。
【００３３】領域IIにおける制御 循環用ポンプ５６が、これを駆動する電動モータの負荷
に負担をかけない程度の極低速回転で駆動される。ま
た、３方形弁５８は、冷却水をバイパス管６６に導く消
極的な自然放熱態様とされる。この領域IIは燃料電池１
がその規定動作温度に到達していない運転状態にあり、
従ってゆっくりと冷却水が循環する系Ｌ３は、燃料電池
１の冷却機能を最低限に抑えつつ燃料電池１に対して加
湿水を継続的に供給することになる。勿論、この領域II
では、電動ファン５９が作動停止状態とされる。
【００３４】領域III における制御 循環用ポンプ５６が、領域IIと同様に、これを駆動する
電動モータの負荷に負担をかけない程度の極低速回転で
駆動される。この領域III は、燃料電池１がほぼその規
定温度或いは若干低い温度での運転状態にあり、燃料電
池１のこの温度状態を維持すべく、３方形弁５８は、冷
却水をラジエータ６０に導く積極的な自然放熱態様とさ
れる。他方、電動ファン５９は作動停止状態とされる。
従って、この領域III では、冷却水は、ラジエータ６０
を通過しながら系Ｌ３をゆっくりと循環して、燃料電池
１の温度を低下させない程度の放熱が行われる。
【００３５】領域IVにおける制御 循環用ポンプ５６が、領域II、領域III と同様に、これ
を駆動する電動モータの負荷に負担をかけない程度の極
低速回転で駆動される。この領域IVは、燃料電池１がほ
ぼその規定温度或いは若干高い温度での運転状態にあ
り、この燃料電池１の温度状態を維持すべく、３方形弁
５８は、冷却水をラジエータ６０に導く態様とされ、ま
た電動ファン５９が作動状態とされて、ファン５９の作
動による強制放熱態様とされる。従って、この領域IVで
は、冷却水は、ファン５９により放熱が強制されたラジ
エータ６０を通過しながら系Ｌ３をゆっくりと循環し
て、燃料電池１の温度を上昇させない程度の強制放熱が
行われる。
【００３６】領域Ｖにおける制御 循環用ポンプ５６は、排出空気つまり燃料電池１の温度
上昇に応じて、その回転速度が増速される。また、３方
形弁５８は、領域III 、領域IVと同様に、冷却水をラジ
エータ６０に導く態様とされ、また電動ファン５９が作
動状態とされて、ファン５９の作動に伴う強制放熱態様
とされる。従って、この領域Ｖでは、冷却水は、ファン
５９により放熱が強制されたラジエータ６０を通過しな
がら系Ｌ３を循環し、また燃料電池１の温度が高くなる
程、系Ｌ３を流動する冷却水の流量が増大されることに
なる。これにより、系Ｌ３は、燃料電池１の温度に応じ
た冷却能力を発揮することになる。
【００３７】以上の制御により、燃料電池１が冷機始動
されたときには、冷却水の循環停止によって燃料電池１
は自己の発熱により昇温することになる。また燃料電池
１がある程度暖まった後にあっては、燃料電池１の温度
状態に応じた放熱態様に選択的に切り換えられるため、
冷却水の急激な温度変化を防止することができる。尚、
上記の制御において、温度センサを還流管５４の上流端
つまり排水ポート１ｆの近傍に設け、燃料電池１から排
出された冷却水の温度に基づいて、領域IIと領域III と
間の切り換え、領域III と領域IVとの間の切り換え、領
域IVと領域Ｖとの間の切り換えを行うようにしてもよ
い。
【００３８】図３以降の図面は、他の実施例を示すもの
で、これら実施例の説明において、第１実施例と同一の
要素には同一の参照符号を付すことによりその説明を省
略し、また同一の要素が複数設けられているときには、
『Ａ』『Ｂ』を付して識別することにする。以下に各実
施例の特徴部分について説明する。第２実施例（図３〜図５） 図３は、システムＡに含まれる要素の一部を省略して描
いてある。本実施例にあっては、水素ガス系Ｌ１は、２
つの種類の異なる水素吸蔵合金２Ａ、２Ｂを有する。第
１の水素吸蔵合金２Ａは、約６０〜８０℃で水素ガスを
放出する高温型であり、第２の水素吸蔵合金２Ｂは、約
２０℃で水素ガスを放出する常温型である。高温型水素
吸蔵合金（以下、高温型ＭＨという）２Ａに接続された
第１枝管８ａと、常温型水素吸蔵合金（以下、常温型Ｍ
Ｈという）２Ｂに接続された第２枝管８ｂとは共通供給
管８に合流されて燃料電池１の水素導入ポート１ａに連
通されている。第１枝管８ａには第１ソレノイド式開閉
弁１２Ａが介装され、第２枝管８ｂには第２ソレノイド
式開閉弁１２Ｂが介装されている。また、高温型ＭＨ２
Ａには加温用循環水系Ｌ４が付設され、この循環水系Ｌ
４には、循環水加熱用のヒータ７６が設けられている。
また循環水系Ｌ４の主配管７８には、冷却水循環系Ｌ３
との間で熱交換する熱交換器８０と、この熱交換器８０
をバイパスするバイパス管８２とが設けられ、バイパス
管８２と主配管７８との間の２つの接続部には、夫々、
３方形弁８４、８６が設けられている。ヒータ７６に
は、車両に搭載されたバッテリ又は燃料電池１から選択
的に電力が供給される。
【００３９】また、冷却水循環系Ｌ３には、貯水タンク
を兼用した気／液分離器８８が設けられている。また、
ラジエータ６０とバイパス管６６とは、排水ポート１ｆ
から排出された冷却水を分離器８８へ導く還流管５４に
設けられ、他方、分離器８８内の水を水導入ポート１ｅ
へ導く水供給管５２に、上述した熱交換器８０が介装さ
れ、この熱交換器８０によって燃料電池用循環水系Ｌ３
と水素吸蔵合金用循環水系Ｌ４との間の熱移動が行われ
る。図中、符号９０、９２は温度センサであり、センサ
９０は、燃料電池１から排出された冷却水の温度を検出
するものである。センサ９２は、高温型ＭＨ２Ａから排
出された循環水の温度を検出するものである。
【００４０】本実施例における制御を、始動制御とその
後の通常制御とに分けて説明する。 始動制御 (1) 燃料電池１の始動時には、第１ソレノイド弁１２Ａ
が閉じられ、他方、第２ソレノイド弁１２Ｂが開かれ
て、常温型ＭＨ２Ｂで放出された水素ガスが燃料電池１
に供給される。 (2) 燃料電池１の始動に伴う出力電力はポンプ４及びヒ
ータ７６に供給され、ヒータ７６で循環水系Ｌ４の循環
水を加熱することによって高温型ＭＨ２Ａの加温が行わ
れる。 (3) 温度センサ９１で検出された循環水の温度が、高温
型ＭＨ２Ａの規定温度以上つまり高温型ＭＨ２Ａが規定
圧力以上の圧力で水素ガスを放出する温度以上になった
ときに、第１ソレノイド弁１２Ａが開かれ、第２ソレノ
イド弁１２Ｂが閉じられて、燃料電池１への水素供給
が、常温型ＭＨ１２Ｂから高温型ＭＨ１２Ａに変更さ
れ、その後下記の通常制御に切り換えられる。
【００４１】通常制御 通常制御は、図４或いは図５に示すマップに基づいて、
ヒータ７６のＯＮ／ＯＦＦ制御、３方形弁８４、８６の
切り換え制御、３方形弁５８の切り換え制御が行われ
る。尚、この通常制御では、系Ｌ４のポンプ４及び系Ｌ
３のポンプ５６は常時作動している。
【００４２】以下に、通常制御について詳しく説明する
が、この説明において、燃料電池１の温度つまり温度セ
ンサ９０で検出された冷却水の温度をＦＣ温度と記し、
水素吸蔵合金２Ａの温度つまり温度センサ９１で検出さ
れた循環水の温度をＭＨ温度と記す。 Ｉ〕高温型ＭＨ２Ａの循環水規定温度が燃料電池１の冷
却水規定温度よりも高い場合（ＭＨ規定温度＞ＦＣ規定
温度）。この場合には、図４に示すマップに基づいて制
御が行われる。領域Ｉ（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＜規定温度、ＭＨ温度＞
ＦＣ温度） この領域Ｉは、ＭＨ温度及びＦＣ温度が共に規定温度よ
りも低く、またＭＨ温度がＦＣ温度よりも高い領域であ
る。領域Ｉにおいては、ヒータ７６がＯＮされ、系Ｌ４
は、３方形弁８４、８６により、熱交換器８０をバイパ
スする経路つまり循環水がバイパス管８２を通過する経
路が形成される。これにより、系Ｌ３と系Ｌ４との間の
熱移動が禁止され、高温型ＭＨ２Ａは、ヒータ７６で昇
温された循環水により加温されて、この高温型ＭＨ２Ａ
の水素放出が促進されることになる。尚、この領域で
は、系Ｌ３は、３方形弁５８により、ラジエータ６０を
バイパスする経路つまり冷却水がバイパス管６６を通過
する経路が形成される。従って、冷却水がラジエータ６
０を通過することに伴う積極的な放熱を抑えつつ、燃料
電池１の作動に伴う発熱により燃料電池１の昇温が行わ
れることになる。
【００４３】領域II（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＞ＦＣ温度） この領域IIは、ＭＨ温度が規定温度よりも低く、他方Ｆ
Ｃ温度が規定温度よりも高く、またＭＨ温度がＦＣ温度
よりも高い領域である。領域IIにおいては、ヒータ７６
がＯＮされ、系Ｌ４は、循環水が熱交換器８０をバイパ
スしてバイパス管８２を通過する経路が形成される。他
方、系Ｌ３は、３方形弁５８により、冷却水がラジエー
タ６０を通過する経路が形成される。これにより、系Ｌ
３と系Ｌ４との間の熱移動が禁止され、高温型ＭＨ２Ａ
は、ヒータ７６で昇温された循環水により加温されて、
この高温型ＭＨ２Ａの水素放出が促進され、他方、系Ｌ
３の冷却水はラジエータ６０により積極的に放熱される
ことになる。
【００４４】領域III （ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＜規定温
度、ＭＨ温度＞ＦＣ温度） この領域III は、ＭＨ温度が規定温度よりも高く、他方
ＦＣ温度が規定温度よりも低く、更にＭＨ温度がＦＣ温
度よりも高い領域である。領域III においては、ヒータ
７６がＯＦＦされ、系Ｌ４は、循環水が熱交換器８０を
通過する経路が形成される。他方、系Ｌ３は、冷却水が
バイパス管６６を通過する経路が形成される。これによ
り、系Ｌ４の循環水が含有する熱は、熱交換器８０を介
して、系Ｌ３の冷却水に向けて移動され、燃料電池１の
昇温に利用されることになる。
【００４５】領域IV（ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＞ＦＣ温度） この領域IVは、ＭＨ温度及びＦＣ温度が共に規定温度よ
りも高く、またＭＨ温度がＦＣ温度よりも高い領域であ
る。領域IVにおいては、ヒータ７６がＯＦＦされ、系Ｌ
４は、循環水が熱交換器８０を通過する経路が形成され
る。他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエータ６０を通過す
る経路が形成される。これにより、系Ｌ４の循環水が含
有する熱は、熱交換器８０を介して、系Ｌ３の冷却水に
向けて移動され、ラジエータ６０を利用して放熱される
ことになり、系Ｌ４の放熱を促進することが可能にな
る。
【００４６】領域Ｖ（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＜規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） この領域Ｖは、ＭＨ温度及びＦＣ温度が共に規定温度よ
りも低く、またＭＨ温度がＦＣ温度よりも低い領域であ
る。領域Ｖにおいては、ヒータ７６がＯＮされ、系Ｌ４
は、循環水が熱交換器８０を通過する経路が形成され
る。他方、系Ｌ３は、冷却水がバイパス管６６を通過す
る経路が形成される。これにより、系Ｌ３の冷却水の熱
が熱交換器８０を介して系Ｌ４の循環水に与えられ、高
温型ＭＨ２Ａは、冷却水からの受け取った熱とヒータ７
６とで加熱されてその昇温が促進されることになる。
【００４７】領域VI（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） この領域VIは、ＭＨ温度が規定温度よりも低く、他方Ｆ
Ｃ温度が規定温度よりも高く、更にＭＨ温度がＦＣ温度
よりも低い領域である。領域VIにおいては、ヒータ７６
がＯＮされ、系Ｌ４は、循環水が熱交換器８０を通過す
る経路が形成される。他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエ
ータ６０を通過する経路が形成される。これにより、系
Ｌ３の冷却水の熱は、ラジエータ６０による放熱に加え
て、熱交換器８０を介して系Ｌ４の循環水に与えられ、
これにより系Ｌ３の冷却水の放熱の促進に加えて高温型
ＭＨ２Ａの昇温を促進することができる。
【００４８】領域VII （ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） この領域VII は、ＭＨ温度及びＦＣ温度が共に規定温度
よりも高く、またＭＨ温度がＦＣ温度より低い領域であ
る。領域VII においては、ヒータ７６がＯＦＦされ、系
Ｌ４は、循環水がバイパス管８２を通過する経路が形成
される。他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエータ６０を通
過する経路が形成される。これにより、系Ｌ３と系Ｌ４
とは熱的な移動が禁止され、系Ｌ３にあっては冷却水が
ラジエータ６０を通過することによる放熱が行われ、他
方、系Ｌ４にあっては循環水が系Ｌ４の経路を流動する
ことに伴って自然放熱が行われ、また水素吸蔵合金２の
ガス放出は吸熱反応であるため、高温型ＭＨ２Ａは、ガ
ス放出に伴って自らその温度が低下する。
【００４９】II〕高温型ＭＨ２Ａの循環水規定温度が燃
料電池１の冷却水規定温度よりも低い場合（ＭＨ規定温
度＜ＦＣ規定温度）。この場合には、図５に示すマップ
に基づいて制御が行われる。領域XI（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＜規定温度、ＭＨ温度＞
ＦＣ温度） この領域XIは、ＭＨ温度及びＦＣ温度が共に規定温度よ
りも低く、またＭＨ温度がＦＣ温度よりも高い領域であ
る。領域XIにおいては、ヒータ７６がＯＮされ、系Ｌ４
は、循環水が熱交換器８０をバイパスしてバイパス管８
２を通過する経路が形成される。これにより、系Ｌ３と
系Ｌ４との間の熱移動が禁止され、高温型ＭＨ２Ａは、
ヒータ７６で昇温された循環水により加熱されて、この
高温型ＭＨ２Ａの水素放出が促進されることになる。
尚、この領域では、系Ｌ３は、冷却水がラジエータ６０
をバイパスしてバイパス管６６を通過する経路が形成さ
れる。従って、冷却水がラジエータ６０を通過すること
に伴う積極的な放熱を抑えつつ、燃料電池１の作動に伴
う発熱により燃料電池１の昇温が行われることになる。
【００５０】領域XII （ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＜規定温
度、ＭＨ温度＞ＦＣ温度） この領域XII は、ＭＨ温度が規定温度よりも高く、他方
ＦＣ温度が規定温度よりも低く、更にＭＨ温度がＦＣ温
度よりも高い領域である。領域XII においては、ヒータ
７６がＯＦＦされ、系Ｌ４は、循環水が熱交換器８０を
通過する経路が形成される。他方、系Ｌ３は、冷却水が
バイパス管６６を通過する経路が形成される。これによ
り、系Ｌ３の循環水の熱は熱交換器８０を介して系Ｌ４
の冷却水に伝達されることになる。従って、系Ｌ４の循
環水の放熱を促進しつつ、この循環水の熱を利用して燃
料電池１の昇温を促進することができる。
【００５１】領域XIII（ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＞ＦＣ温度） この領域XIIIは、ＭＨ温度及びＦＣ温度が共に規定温度
よりも高く、またＭＨ温度がＦＣ温度よりも高い領域で
ある。領域XIIIにおいては、ヒータ７６がＯＦＦされ、
系Ｌ４は、循環水が熱交換器８０を通過する経路が形成
される。他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエータ６０を通
過する経路が形成される。これにより、系Ｌ４の循環水
が含有する熱は、熱交換器８０を介して、系Ｌ３の冷却
水に向けて移動され、系Ｌ３のラジエータ６０を利用し
て放熱されることになり、系Ｌ４を循環する循環水の放
熱を促進することが可能になる。
【００５２】領域XIV （ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＜規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） この領域XIV は、ＭＨ温度及びＦＣ温度が共に規定温度
よりも低く、またＭＨ温度がＦＣ温度よりも低い領域で
ある。領域XIV においては、ヒータ７６がＯＮされ、系
Ｌ４は、循環水が熱交換器８０を通過する経路が形成さ
れる。他方、系Ｌ３は、冷却水がバイパス管６６を通過
する経路が形成される。これにより、系Ｌ３の冷却水の
熱が熱交換器８０を介して系Ｌ４の循環水に与えられ、
これによりヒータ７６と共に高温型ＭＨ２Ａの昇温を促
進することができる。
【００５３】領域XV（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） この領域XVは、ＭＨ温度が規定温度よりも低く、他方Ｆ
Ｃ温度が規定温度よりも高く、またＭＨ温度がＦＣ温度
よりも低い領域である。領域XVにおいては、ヒータ７６
がＯＮされ、系Ｌ４は、循環水が熱交換器８０を通過す
る経路が形成される。他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエ
ータ６０を通過する経路が形成される。これにより、系
Ｌ３の冷却水の熱は、ラジエータ６０による放熱に加え
て、熱交換器８０を介して系Ｌ４の循環水に与えられ、
これにより系Ｌ３の冷却水の放熱の促進に加えて高温型
ＭＨ２Ａの昇温を促進することができる。
【００５４】領域XVI （ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＜規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） この領域XVI は、ＭＨ温度が規定温度よりも高く、他方
ＦＣ温度が規定温度よりも低く、またＭＨ温度がＦＣ温
度よりも低い領域である。領域XVI においては、ヒータ
７６がＯＦＦされ、系Ｌ４は、循環水がバイパス管８２
を通過する経路が形成される。他方、系Ｌ３は、冷却水
がバイパス管６６を通過する経路が形成される。これに
より、系Ｌ３と系Ｌ４との間の熱移動が禁止され、系Ｌ
３にあっては燃料電池１が動作することに伴う発熱によ
り昇温し、他方、系Ｌ４にあっては循環水が系Ｌ４の経
路を流動することに伴う自然放熱が行われる。
【００５５】領域XVII（ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） この領域XVIIは、ＭＨ温度及びＦＣ温度が共に規定温度
よりも高く、またＭＨ温度がＦＣ温度よりも低い領域で
ある。領域XVIIにおいては、ヒータ７６がＯＦＦされ、
系Ｌ４は、循環水がバイパス管８２を通過する経路が形
成される。他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエータ６０を
通過する経路が形成される。これにより、系Ｌ３と系Ｌ
４との間の熱移動が禁止され、系Ｌ３にあっては冷却水
がラジエータ６０を通過することにより、その放熱が行
われ、他方、系Ｌ４にあっては循環水が系Ｌ４の経路を
流動することに伴う自然放熱が行われる。
【００５６】通常制御の変形例 上述した通常制御の変形例を以下に説明する。説明の都
合上、上述した通常制御を第１制御と呼び、この変形例
を変形制御と呼ぶ。変形制御においても、図４或いは図
５に示すマップに基づいて、ヒータ７６のＯＮ／ＯＦＦ
制御、３方形弁８４、８６の切り換え制御、３方形弁５
８の切り換え制御が行われる。また、系Ｌ４のポンプ４
及び系Ｌ３のポンプ５６は常時作動している。
【００５７】Ｉ〕高温型ＭＨ２Ａの循環水規定温度が燃
料電池１の冷却水規定温度よりも高い場合（ＭＨ規定温
度＞ＦＣ規定温度：図４に示すマップに基づく）。領域Ｉ（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＜規定温度、ＭＨ温度＞
ＦＣ温度） 系Ｌ３は、冷却水がバイパス管６６を通過する経路が形
成される。他方、系Ｌ４にあっては、ヒータ７６はＯＮ
されるが、第１制御と異なり、循環水が熱交換器８０を
通過する経路が形成される。これにより、循環水の熱が
熱交換器８０を介して冷却水に伝達されるため、ヒータ
７６によって高温型ＭＨ２Ａと共に燃料電池１を加熱す
ることできる。
【００５８】領域II（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＞ＦＣ温度） 第１制御と同様に、ヒータ７６がＯＮされ、系Ｌ４は、
循環水がバイパス管８２を通過する経路が形成される。
他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエータ６０を通過する経
路が形成される。領域III （ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＜規定温度、ＭＨ温度
＞ＦＣ温度） 第１制御と同様に、ヒータ７６がＯＦＦされ、系Ｌ４
は、循環水が熱交換器８０を通過する経路が形成され
る。他方、系Ｌ３は、冷却水がバイパス管６６を通過す
る経路が形成される。
【００５９】領域IV（ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＞ＦＣ温度） 第１制御と同様に、系Ｌ３にあっては、冷却水がラジエ
ータ６０を通過する経路が形成され、他方、系Ｌ４にあ
っては、ヒータ７６がＯＦＦされるが、第１制御と異な
り、循環水がバイパス管８２を通過する経路が形成され
る。これにより、これにより系Ｌ３と系Ｌ４とは熱的に
遮断され、系Ｌ３にあっては、ラジエータ６０により放
熱され、系Ｌ４にあっては循環水が系Ｌ４の経路を流動
することに伴って自然放熱が行われ、また吸熱反応であ
るガス放出に伴って、高温型ＭＨ２Ａは自らその温度が
低下する。
【００６０】領域Ｖ（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＜規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） 第１制御と同様に、ヒータ７６がＯＮされ、系Ｌ４は、
循環水が熱交換器８０を通過する経路が形成される。他
方、系Ｌ３は、冷却水がバイパス管６６を通過する経路
が形成される。領域VI（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＞規定温度、ＭＨ温度＜
ＦＣ温度） 第１制御と同様に、循環水が熱交換器８０を通過する経
路が形成されるが、第１制御と異なり、系Ｌ４ではヒー
タ７６がＯＦＦされ、系Ｌ３にあっては、冷却水がバイ
パス管６６を通過する経路が形成される。これにより、
熱交換器８０を介して系Ｌ４の循環水に伝熱することに
より、系Ｌ３の冷却水が放熱され、また、これによりヒ
ータ７６をＯＮすることなく系Ｌ３の循環水を昇温する
ことができる。従って、変形制御によれば、第１制御に
比べて、循環水を加熱するためのエネルギを省くことが
可能になる。領域VII （ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＞規定温度、ＭＨ温度
＜ＦＣ温度） 第１制御と同様に、ヒータ７６がＯＦＦされ、系Ｌ４
は、循環水がバイパス管８２を通過する経路が形成され
る。他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエータ６０を通過す
る経路が形成される。
【００６１】II〕高温型ＭＨ２Ａの循環水規定温度が燃
料電池１の冷却水規定温度よりも低い場合（ＭＨ規定温
度＜ＦＣ規定温度：図５に示すマップに基づく）。領域XI（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＜規定温度、ＭＨ温度＞
ＦＣ温度） 第１制御と同様に、系Ｌ３は、冷却水がバイパス管６６
を通過する経路が形成され、系Ｌ４ではヒータ７６がＯ
Ｎされるが、第１制御と異なり、循環水が熱交換器８０
を通過する経路が形成される。これにより、循環水の熱
が熱交換器８０を介して冷却水に伝達されるため、ヒー
タ７６によって高温型ＭＨ２Ａと共に燃料電池１を加熱
することできる。
【００６２】領域XII （ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＜規定温
度、ＭＨ温度＞ＦＣ温度） 第１制御と同様に、ヒータ７６がＯＦＦされ、系Ｌ４
は、循環水が熱交換器８０を通過する経路が形成され
る。他方、系Ｌ３は、冷却水がバイパス管６６を通過す
る経路が形成される。領域XIII（ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＞規定温度、ＭＨ温度
＞ＦＣ温度） 第１制御と同様に、ヒータ７６がＯＦＦされ、系Ｌ４
は、循環水が熱交換器８０を通過する経路が形成され
る。他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエータ６０を通過す
る経路が形成される。領域XIV （ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＜規定温度、ＭＨ温度
＜ＦＣ温度） 第１制御と同様に、系Ｌ３にあっては、冷却水がバイパ
ス管６６を通過する経路が形成され、系Ｌ４にあって
は、ヒータ７６がＯＦＦされるが、第１制御と床なり、
循環水がバイパス管８２を通過する経路が形成される。
これにより、系Ｌ３と系Ｌ４とは熱的に遮断され、燃料
電池１は、その作動に伴う発熱により昇温し、他方、高
温型ＭＨ２Ａにあっては、ヒータ７６によって加熱され
ることになる。
【００６３】領域XV（ＭＨ＜規定温度、ＦＣ＞規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） 第１実施例と同様に、系Ｌ４は、循環水が熱交換器８０
を通過する経路が形成されが、第１実施例と異なりヒー
タ７６がＯＦＦされ、また系Ｌ３では、冷却水がバイパ
ス管６６を通過する経路が形成される。これにより、系
Ｌ３の冷却水の熱は、ラジエータ６０で放熱されること
なく、熱交換器８０を介して系Ｌ４の循環水に与えら
れ、これにより高温型ＭＨ２Ａの加温に用いられること
になる。従って、変形制御によれば、ヒータ７６をＯＮ
する第１制御に比べて、高温型ＭＨ２Ａを加温するため
のエネルギを省くことができる。
【００６４】領域XVI （ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＜規定温
度、ＭＨ温度＜ＦＣ温度） 第１制御と同様に、ヒータ７６がＯＦＦされ、系Ｌ４
は、循環水がバイパス管８２を通過する経路が形成され
る。他方、系Ｌ３は、冷却水がバイパス管６６を通過す
る経路が形成される。領域XVII（ＭＨ＞規定温度、ＦＣ＞規定温度、ＭＨ温度
＜ＦＣ温度） 第１実施例と同様に、ヒータ７６がＯＦＦされ、系Ｌ４
は、循環水がバイパス管８２を通過する経路が形成され
る。他方、系Ｌ３は、冷却水がラジエータ６０を通過す
る経路が形成される。
【００６５】第２実施例の変形例（図６） 図６に示す第２実施例の変形例は、図３に示すシステム
Ａと基本的には同一であるが、この変形例にあっては、
１種類の水素吸蔵合金２が設けられ、始動時におけるヒ
ータ７６のエネルギ源としてバッテリ（図示せず）を用
いている点に特徴がある。始動制御 (1) 水素吸蔵合金２の循環水の温度（ＭＨ温度）が規定
値よりも低いときには、系Ｌ４は、循環水がバイパス管
８２を通過する経路の下で、バッテリからポンプ４及び
ヒータ７６に電力が供給されて循環水の加温が行われ
る。このとき、水素供給用ソレノイド弁１２は閉弁状態
とされる。 (2) ＭＨ温度が規定温度以上となったとき、ソレノイド
弁１２は開弁され、水素吸蔵合金２から燃料電池１に水
素ガスが供給されて燃料電池１は作動を開始する。燃料
電池１の始動に合わせて、ポンプ４及びヒータ７６への
供給電力がバッテリから燃料電池１に切り換えられ、ま
たバッテリは、燃料電池１からの電力を受けてその充電
が行われる。その後、前述した通常制御に切り換えられ
る。
【００６６】第３実施例（図７） 本実施例を示す図７は、水素系Ｌ１を省略して描いてあ
る。本実施例にあっては、貯水タンク５０にヒータ９２
が設けられている。このヒータ９２には、燃料電池１或
いはバッテリから電力が供給されて、系Ｌ３を循環する
冷却水の加熱が行われる。勿論、ヒータ９２による加熱
は、ＦＣ温度が規定温度よりも低いときに行われる。こ
の実施例によれば、燃料電池１が規定温度よりも低いと
きには、ヒータ９２によって強制的に加熱することが可
能になるが、ヒータ９２を内蔵した貯水タンク５０の上
流側つまり酸素排出ポート１ｂに接続された排気管３２
に凝縮器４２が介装されているため、この凝縮器４２に
よって排出酸素に含有する反応水を確実に分離すること
ができる。
【００６７】第３実施例の変形例（図８） 図８に示すシステムＡは図７に示すシステムＡの変形例
である。この変形例では、排気管３２に凝縮器４２が取
付けられておらず、貯水タンク５０は、貯水を兼用した
気／液分離器で構成されている。他方、ヒータ９２は、
タンク５０と水導入ポート１ｅとを接続する水供給管５
２に介装されている。この変形例によれば、タンク５０
における気／液分離つまり排出空気の含有水分の分離を
阻害することなく、ヒータ９２により冷却水を加熱する
ことができる。
【００６８】第４実施例（図９、図１０） 本実施例にあっては、冷却水循環系Ｌ３におけるバイパ
ス管６６に第２熱交換器９４が設けられ、この第２熱交
換器９４は、燃料電池システムを構成する燃料電池１以
外の熱源例えば燃料電池１に供給する加圧空気を生成す
る空気圧縮機３４の発生する熱を受け取るものであって
もよく、或いは空気圧縮機３４が生成した加圧空気を冷
却する水冷式インタクーラで構成してもよい。また冷却
水循環系Ｌ３の流路つまりラジエータ６０と第２熱交換
器９４との使い分けは、ラジエータ６０の上流側に配設
したソレノイド式開閉弁９６と、第２熱交換器９４の上
流側に配設したソレノイド式開閉弁９８とを開閉切り換
えることにより行われる。これらソレノイド弁９６、９
８の開閉制御及びファン５９のＯＮ／ＯＦＦ制御は、燃
料電池１の温度状態つまり冷却水循環系Ｌ３を循環する
冷却水の温度に基づき、図１０に示すマップに従って行
われる。尚、冷却水の温度に代えて、燃料電池１から排
出されたガスの温度に基づいて制御してもよい。
【００６９】低温領域Ｉ 燃料電池１の温度が規定温度よりも大幅に低いときに
は、ラジエータ用ソレノイド弁９６が閉じられ、他方、
熱交換器９４用ソレノイド弁９８が開かれて、系Ｌ３
は、ラジエータ６０をバイパスして熱交換器９４を通過
する経路が形成される。これにより、冷却水は、熱交換
器９４を通りながら加熱されることになる。尚、この領
域Ｉでは、ファン５９は停止状態とされる。適温領域II 燃料電池１の温度がほぼ規定温度にあるときには、熱交
換器９４用ソレノイド弁９８が閉じられ、他方ラジエー
タ用ソレノイド弁９６が開かれて、系Ｌ３は、冷却水が
ラジエータ６０を通過する経路が形成される。また、こ
の領域IIでは、ファン５９は停止状態とされる。これに
より、冷却水は、ラジエータ６０で自然放熱されること
になる。
【００７０】高温領域III 燃料電池１の温度が規定温度よりも大幅に高いときに
は、熱交換器９４用ソレノイド弁９８が閉じられ、他方
ラジエータ用ソレノイド弁９６が開かれて、系Ｌ３は、
冷却水がラジエータ６０を通過する経路が形成される。
また、この領域IIでは、ファン５９は作動状態とされ
る。これにより、冷却水は、ファン５９付きラジエータ
６０で強制放熱されることになる。この実施例によれ
ば、燃料電池システムＡにおける排熱を利用して燃料電
池１の加熱を行うことから、燃料電池１を加熱するため
のヒータを設置する必要がなく、或いは仮にヒータを設
置したとしてもこのヒータを使用する領域を小さくする
ことができるため、ヒータ加熱用のエネルギを削減する
ことが可能になる。
【００７１】尚、燃料電池システムＡにおける排熱とし
て、他に燃料改質装置での熱が考えられる。例えばメタ
ノール改質水素を燃料として用いる場合、改質反応は、
銅ー酸化亜鉛系触媒の下で、下記の化学式で表される。 CH3OH →CO＋2H2 （２５０℃以上） CO＋H2O →CO2 ＋ H2 （２００〜２８０℃） 従って、反応が高温であることから燃料改質にはヒー
タ、バーナ等の加熱源が必要であり、この加熱に伴う排
熱を使用して、燃料電池１の加熱つまりシステムＡを暖
機することができる。
【００７２】第５実施例（図１１〜図１８） 図１１において、符号Ａは燃料電池システムを示し、ま
た符号１００は、車両搭載用の燃料電池を示す。燃料電
池１００は、第１実施例等と同様に１００℃以下で作動
する固体電解質燃料電池で構成され、本図においては、
燃料電池１００の燃料（水素ガス）系Ｌ１の一部及び酸
化剤としての空気を供給する空気系を省略して描いてあ
る。
【００７３】燃料系Ｌ１は、水素ガス源としての水素吸
蔵合金（ＭＨ）１０２を有し、水素吸蔵合金１０２と燃
料電池（ＦＣ本体）本体１００とは主水素供給ライン１
０４を介して連結され、主水素供給ライン１０４には、
水素吸蔵合金１０２側からＦＣ本体１００側に向けて、
順に、第１の逆止弁１０６、第１レギュレータ１０８が
介装されている。主水素供給ライン１０４には、逆止弁
１０６と第１レギュレータ１０８との間に、分岐ライン
１１０の一端が接続され、分岐ライン１１０の他端は触
媒燃焼式バーナ１１２に接続されている。触媒燃焼式バ
ーナ１１２は、既知のように、燃料ガス（ここでは、水
素ガス）及び空気中の酸素が触媒マット中に拡散して燃
焼するもので、その保温材に内蔵された予熱用ヒータを
備え、冷機時には、予熱用ヒータにより加熱して触媒反
応の活性化が行われる。分岐ライン１１０には、一端側
からバーナ１１２側に向けて、順に、第２の逆止弁１１
４、第２レギュレータ１１６、第３レギュレータ１１
８、バーナ用ソレノイド式開閉弁１２０が介装されてい
る。分岐ライン１１０には、また、第２レギュレータ１
１６と第３レギュレータ１１８との間にタンク用ライン
１２２及び第２水素ガス供給ライン１２４が接続され、
タンク用ライン１２４を介してタンク１２６が接続さ
れ、タンク１２６に水素ガスが貯蔵される。
【００７４】尚、上述した第２の逆止弁１１４は、後述
するように水素吸蔵合金１０２から水素タンク１２６へ
の水素ガスの流れを許容し、その逆の流れを禁止するも
のである。これにより、燃料電池１の非作動時に、水素
タンク１２６に貯蔵された水素ガスが漏れ出すのを防止
することができる。他方、第２水素ガス供給ライン１２
４の他端は、主水素ガス供給ライン１０４の下流端部つ
まり第１レギュレータ１０８とＦＣ本体１００との間に
接続され、第２水素ガス供給ライン１２４には、水素タ
ンク１２６側からＦＣ本体１００側に向けて、順に、第
４レギュレータ１２８、補助水素ガス用ソレノイド式開
閉弁１３０が介装されている。
【００７５】ＦＣ本体１００用の冷却水循環系Ｌ３は、
加湿を兼用する冷却水を貯蔵する冷却水タンク１４０
と、触媒燃焼式バーナ１１２を内蔵した温水器１４２と
を有する。温水器１４２は、バーナ１１２の排気管内及
び保温層内に冷却水を通す配管を配設した構造を有す
る。ＦＣ本体１００の冷却水出口１００ａと冷却水タン
ク１４０とは還流ライン１４４を介して連結されてい
る。また、冷却水タンク１４０は温水器１４２に上流側
冷却水供給ライン１４６を介して連結され、温水器１４
２とＦＣ本体１００の冷却水入口１００ｂとは、下流側
冷却水供給ライン１４８を介して連結され、下流側冷却
水供給ライン１４８には、温水器１４２側からＦＣ本体
１００側に向けて、順に、ソレノイド式開閉弁１５０、
主ポンプ１５２が介装されている。上流側供給ライン１
４６と下流側供給ライン１４８とは、中継ライン１５４
を介して連結され、中継ライン１５４は、一端が、上流
側供給ライン１４６に介装された３方形切換弁１５６に
接続され、他端が、下流側供給ライン１４８における開
閉弁１５０と主ポンプ１５２との間に接続されている。
ＦＣ本体１００用の冷却水循環系Ｌ３は、また、暖房用
熱交換器を兼ねたラジエータ１５８を有している。
【００７６】説明の都合上、水素吸蔵合金１０２の加温
用循環水系Ｌ４について説明すると、循環水系Ｌ４に
は、系Ｌ４を形成する循環ライン１６０にＭＨ用熱交換
器１６２とポンプ１６４とが介装されている。上述した
上流側供給ライン１４６には、３方形切換弁１５６と温
水器１４２との間にライン１７０が接続され、ライン１
７０はライン１７２を介してラジエータ１５８に接続さ
れ、またライン１７４を介してＭＨ用熱交換器１６２に
接続され、このライン１７４にはＭＨ用ソレノイド式開
閉弁１７６が介装されている。他方、下流側供給ライン
１４８には、中継ライン１５４との接続部と開閉弁１５
０との間にライン１７８が接続され、このライン１７８
は、ポンプ１８０が介装された第１並列ライン１８２
と、ソレノイド式開閉弁１８４が介装された第２並列ラ
イン１８６とが接続されている。第１並列ライン１８２
は、ライン１８８を介してラジエータ１５８に接続さ
れ、第２並列ライン１８６は、ライン１９０、ライン１
８８を介してラジエータ１５８に接続され、ラジエータ
１５８は、これらライン１８８、１９０及びライン１９
２を介してＭＨ用熱交換器１６２に接続されている。
【００７７】ラジエータ１５８は、電動ファン１９４を
有し、ラジエータ１５８を通過したエアは、ファン１９
４で吸引されて、通路切換ダンパ１９６により、選択的
に、車外に排出され或いは暖房用エアとして車室内に供
給される。燃料電池システムＡは、例えばマイクロコン
ピュータで構成されたコントロールユニット（図示せ
ず）を有し、コントロールユニットには、センサ２００
〜２０２から信号が入力される。センサ２００は、タン
ク１４０に貯溜された冷却水の温度（ＦＣ温度）を検出
するものである。センサ２０１は、触媒バーナ１１２の
触媒温度つまり着火温度を検出するものである。センサ
２０２は、ＭＨ用循環水系Ｌ４を流れる循環水の温度
（ＭＨ温度という）を検出するものである。コントロー
ルユニットから、弁１２０、１３０、１５０、１５６、
１７６、１８４に向けて制御信号が送出され、またポン
プ１５２、１７６、１８４に向けて制御信号が送出さ
れ、またスイッチ２１０に向けて開閉信号が送出され
る。スイッチ２１０がＯＮされたときには、燃料電池１
００の電力がバーナ１１２に供給される。
【００７８】以下に、コントロールユニットによる制御
内容を説明する。始動前（図１２） ３つのポンプ１５２、１７６、１８０は共に非作動状態
とされる。３方形弁１５６は、ライン１４６と１５４と
を連通させる態様とされる。弁１５０、弁１７６は開弁
状態とされ、他方、弁１２０、１３０、１８４は閉弁状
態とされている。水素吸蔵合金１０２から放出される水
素ガスは、レギュレータ１１６を介して、つまりライン
１０４、１１０、１２２を通って水素ガスタンク１２６
に貯蔵される。
【００７９】冷機始動時（図１３） ＭＨ温度及びＦＣ温度が規定温度よりも低い場合には、
以下の制御が行われる。ＭＨ温度が規定温度よりも低い
ことから、水素吸蔵合金１０２の発生ガス圧が低く、レ
ギュレータ１０８を介して、水素吸蔵合金１０２からＦ
Ｃ本体１００に燃料を供給することができないため、先
ず弁１３０が開弁される。これにより、燃料は、レギュ
レータ１２８を介して、水素ガスタンク１２６からＦＣ
本体１００に供給されてＦＣ本体１００が起動する。Ｆ
Ｃ本体１００の起動と同時にスイッチ２１０がＯＮさ
れ、ＦＣ本体１００の発生電力は触媒バーナ１１２に供
給されて、触媒バーナ１１２内の予熱用ヒータによる触
媒の加熱が行われる。触媒バーナ１１２が着火温度に到
達したとき、スイッチ２１０がＯＦＦされ、また弁１２
０が開弁されて、レギュレータ１１８を介して、水素ガ
スタンク１２６から触媒バーナ１１２に水素ガスが供給
される。これにより、触媒バーナ１１２は着火されて温
水器１４２内の冷却水が加熱される。冷却水の加熱源と
して触媒バーナ１１２を使用しているため、炎が発生せ
ず且つ高温になり過ぎないという利点がある。
【００８０】また、ＦＣ本体１００の起動と同時に３つ
のポンプ１５２、１７６、１８０及びファン１９４が起
動される。ダンパ１９６はエアを車外に放出する態様と
される。また、ＦＣ本体１００の起動と同時に或いは触
媒バーナ１１２の着火と同時に３方形弁１５６は、ライ
ン１４６とライン１４６とを連通させる態様に切換られ
る。これにより、冷却水は、温水器１４２を通過して温
められた後にライン１４８を通ってＦＣ本体１００に入
る。温水器１４２内の温水は、また、ライン１７８、１
８２を通り、ライン１８８を通って暖房用熱交換器１５
８に供給され、またライン１９０、１９２を通ってＭＨ
用熱交換器１６２に供給されて、ＭＨ用循環水の加熱に
供される。尚、冷却水が規定温度に到達するまでは、フ
ァン１９４を停止状態にしておいてもよい。搭乗者が暖
房を設定しているときには、冷却水の温度が所定温度に
到達したときに、ファン１９４を起動すると共にダンパ
１９６が切換えられて熱交換器１５８を通過したエアが
車室内に供給される。これにより冷却水の熱で温められ
たエアは車室内に送り込まれて暖房に供される。熱交換
器１５８、１６２を通過した後の冷却水は、ライン１７
２或いはライン１７４を通り、ライン１７０で合流した
後再び温水器１４２に入る。
【００８１】温間始動時（図１４） 始動時にＭＨ温度が規定温度以上の場合には、以下の制
御が行われる。弁１３０が閉弁状態とされる。ＭＨ温度
が規定温度以上であることから、水素吸蔵合金１０２の
発生ガス圧が高く、水素吸蔵合金１０２の放出水素ガス
が、レギュレータ１０８を介して、ＦＣ本体１００に供
給されてＦＣ本体１００が起動する。また、水素吸蔵合
金１０２の放出水素ガスは、また、ライン１１０を通り
レギュレータ１１６を介してタンク１２６に補充され
る。ＦＣ本体１００の起動と同時にポンプ１５２が起動
され、冷却水は、ライン１４４、１４６、１５４、１４
８を通ってＦＣ本体１００と冷却水タンク１４０との間
を循環する。また、ＦＣ本体１００の起動と同時にポン
プ１６４が起動され、系Ｌ４の循環水の循環が開始され
る。また、水素吸蔵合金１０２の放出水素ガスは、ま
た、ライン１１０を通りレギュレータ１１６を介してタ
ンク１２６に補充される。この状態を図１４に示してあ
る。以上の制御は、ＦＣ本体１００を起動した後、水素
吸蔵合金１０２が規定温度に到達したときに行ってもよ
い。
【００８２】仮に、ＦＣ温度が規定温度よりも低いとき
には、ＦＣ本体１００の起動と同時にスイッチ２１０が
ＯＮされ、ＦＣ本体１００の発生電力は触媒バーナ１１
２に供給されて、触媒バーナ１１２内の予熱用ヒータに
よる触媒の加熱が行われる。触媒バーナ１１２が着火温
度に到達したとき、スイッチ２１０がＯＦＦされ、また
弁１２０が開弁されて、レギュレータ１１８を介して、
水素吸蔵合金１０２から触媒バーナ１１２に水素ガスが
供給される。これにより、触媒バーナ１１２は着火され
て温水器１４２内の冷却水が加熱される。ＦＣ本体１０
０の起動と同時に或いは触媒バーナ１１２の着火と同時
に３方形弁１５６は、ライン１４６とライン１４６とを
連通させる態様に切換られる。これにより、冷却水は、
温水器１４２を通過して温められた後にライン１４８を
通ってＦＣ本体１００に入る。
【００８３】ＦＣ本体１００が起動した後の制御 ＦＣ温度が規定温度に到達した後には、燃料電池１００
の動作が安定するため、以下の制御が行われる。第１制御例（図１５）（ＦＣ温度＝規定温度、ＭＨ温度
＞規定温度） ＦＣ温度がほぼ規定温度であり、ＭＨ温度が規定温度よ
りも高いときには、次の制御が行われる。尚、この第１
制御例は、搭乗者が暖房を設定していないときの制御例
を示すものである。３方形弁１５６は、ライン１４６と
ライン１５４とを連通させる態様とされる。また弁１２
０、１３０、１５０、１７６、１８４が閉弁され、ポン
プ１８０は停止状態とされる。これにより、冷却水は、
温水器１４２をバイパスし、ライン１４４、１４６、１
５４、１４８を通ってＦＣ本体１００と冷却水タンク１
４０との間で循環される。また、ＭＨ用循環水系Ｌ４
は、ポンプ１６４により循環水の循環が行われる。水素
吸蔵合金１０２は、水素放出が吸熱反応であるため、循
環水の温度は自然に低下することになる。尚、水素タン
ク１２６へは、水素吸蔵合金１０２からライン１１０を
通りレギュレータ１１６を介して適宜補充される。
【００８４】第１制御例の変形例（図１６）（暖房を設
定） ＦＣ温度がほぼ規定温度であり、ＭＨ温度が規定温度よ
りも高いときには、次の制御が行われる。尚、この第１
制御例の変形例は、搭乗者が暖房を設定しているときの
制御例を示すものである。３方形弁１５６は、第１制御
例と同様に、ライン１４６とライン１５４とを連通させ
る態様とされる。また弁１３０、１７６並びに１８４
は、第１制御例と同様に、閉弁状態とされる。他方、弁
１２０及び１５０は開弁され、またポンプ１８０は作動
状態とされる。これにより、第１制御例と同様に、冷却
水は、温水器１４２をバイパスし、ライン１４４、１４
６、１５４、１４８を通ってＦＣ本体１００と冷却水タ
ンク１４０との間で循環され、また、ＭＨ用循環水系Ｌ
４は、ポンプ１６４により循環水の循環が行われる。他
方、水素吸蔵合金１０２が放出した水素ガスは、ライン
１１０を通って触媒バーナ１１２に供給され、触媒バー
ナ１１２の燃焼により温水器１４２内の冷却水が加熱さ
れる。温水器１４２内の冷却水は、ポンプ１８０により
汲み上げられて、ライン１８２、１８８を通って暖房用
熱交換器１５８に入り、熱交換器１５８からライン１７
２、１７０を通って温水器１４２に還流される。この変
形例では、ファン１９４は作動状態とされ、またダンパ
１９６は、熱交換器１５８を通過したエアを車室内に供
給する態様とされる。これにより冷却水の熱で温められ
たエアは車室内に送り込まれて暖房に供されることにな
る。
【００８５】第２制御例（図１７）（ＦＣ温度＞規定温
度、ＭＨ温度＝規定温度） ＦＣ温度が規定温度よりも高く、ＭＨ温度がほぼ規定温
度であるときには、次の制御が行われる。３方形弁１５
６は、ライン１４６とライン１５４とを遮断する態様と
される。また弁１２０、１３０、１５０が閉弁され、ポ
ンプ１８０は停止状態とされる。他方、弁１７６、１８
４は開弁され、これにより、冷却水は、ライン１５４を
バイパスし、ラジエータ１５８を通って冷却された後に
ＦＣ本体１００に戻る。すなわち、冷却水タンク１４０
を出た冷却水は、ライン１４６、ライン１７０、１７２
を通ってラジエータ１５８に侵入し、ラジエータ１５８
で冷やされた後に、ライン１８８、１９０、１８６を通
り、ライン１４８を通ってＦＣ本体１００に還流する。
また、ライン１７０からラジエータ１５８に向かう冷却
水の一部は、ライン１７４を通ってＭＨ用熱交換器１６
２に侵入し、熱交換器１６２を出た冷却水はライン１９
２を通ってライン１８６を通ってラジエータ１５８を出
た冷却水と共にＦＣ本体１００に還流する。これによ
り、冷却水は、ラジエータ１５８で放熱され、またＭＨ
用熱交換器１６２で循環水に向けて放熱することにな
る。ＭＨ用熱交換器１６２は、冷却水からの熱を循環水
に伝熱して循環水を加温する。これにより、水素吸蔵合
金１０２は、水素放出に伴う温度低下が抑えられる。
尚、水素タンク１２６へは、水素吸蔵合金１０２からラ
イン１１０を通りレギュレータ１１６を介して適宜補充
される。また、この状態のときに、搭乗者が暖房を設定
したときには、ダンパ１９６を切換えて、ラジエータ１
５８を通過したエアを車室内に供給するようにすればよ
い。勿論、搭乗者が暖房を要求しないときには、ラジエ
ータ１５８を通過したエアを車外に排出すればよい。
【００８６】第３制御例（図１８）（ＦＣ温度＞規定温
度、ＭＨ温度＞規定温度） ＦＣ温度及びＭＨ温度が共に規定温度よりも高いときに
は、次の制御が行われる。第２制御例と同様に、３方形
弁１５６は、ライン１４６とライン１５４とを遮断する
態様とされ、また弁１２０、１３０、１５０が閉弁さ
れ、ポンプ１８０は停止状態とされる。また、弁１８４
は、第２制御例と同様に、開弁状態とされ、他方、弁１
７６は閉弁状態とされる。これにより、冷却水は、ライ
ン１５４をバイパスし、ラジエータ１５８を通って冷却
された後にＦＣ本体１００に戻る。すなわち、冷却水タ
ンク１４０を出た冷却水は、ライン１４６、ライン１７
０、１７２を通ってラジエータ１５８に侵入し、ラジエ
ータ１５８で冷やされた後に、ライン１８８、１９０、
１８６を通り、ライン１４８を通ってＦＣ本体１００に
還流する。他方、この第３制御例では、ＭＨ用熱交換器
１６２に向けての冷却水の供給が行われない。これによ
り、ＦＣ本体１００を通る冷却水は、ラジエータ１５８
で放熱される。またＭＨ用の循環水は、ＭＨ用循環水系
Ｌ４は、ポンプ１６４により循環水の循環が行われ、水
素放出に伴う水素吸蔵合金１０２の温度低下に伴って循
環水の温度が自然に低下することになる。尚、この状態
のときに、搭乗者が暖房を設定したときには、ダンパ１
９６を切換えて、ラジエータ１５８を通過したエアを車
室内に供給するようにすればよい。勿論、搭乗者が暖房
を要求しないときには、ラジエータ１５８を通過したエ
アを車外に排出すればよい。また、水素タンク１２６へ
は、水素吸蔵合金１０２からライン１１０を通りレギュ
レータ１１６を介して適宜補充される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の燃料電池システムにおける全体構
成図。
【図２】第１実施例における制御内容の説明図。
【図３】第２実施例の燃料電池システムにおける部分構
成図
【図４】第２実施例において水素吸蔵合金の規定温度が
燃料電池の規定温度よりも高い場合の制御マップ。
【図５】第２実施例において水素吸蔵合金の規定温度が
燃料電池の規定温度よりも低い場合の制御マップ。
【図６】第２実施例の変形例を示す燃料電池システムに
おける部分構成図
【図７】第３実施例の燃料電池システムにおける部分構
成図
【図８】第３実施例の変形例を示す燃料電池システムに
おける部分構成図
【図９】第４実施例の燃料電池システムにおける部分構
成図
【図１０】第４実施例においてその制御に用いられる制
御マップ。
【図１１】第５実施例の燃料電池システムにおける部分
構成図
【図１２】第５実施例における始動前の制御態様を示す
説明図。
【図１３】第５実施例における冷機始動時の制御態様を
示す説明図。
【図１４】第５実施例における温間始動時の制御態様を
示す説明図。
【図１５】第５実施例において燃料電池が起動した後の
制御の一例を示す説明図。
【図１６】第５実施例において燃料電池が起動した後の
制御の一例を示す説明図。
【図１７】第５実施例において燃料電池が起動した後の
制御の一例を示す説明図。
【図１８】第５実施例において燃料電池が起動した後の
制御の一例を示す説明図。
【符号の説明】
Ａ 燃料電池システム Ｌ１ 水素ガス系 Ｌ２ 加圧空気系 Ｌ３ 冷却水循環系 Ｌ４ 水素吸蔵合金加温用循環水系 １ 燃料電池 ２Ａ 水素吸蔵合金（高温型） ２Ｂ 水素吸蔵合金（常温型） ９ ソレノイド弁 ３２ 排気管 ３４ 空気圧縮機 ４２ 気／液分離器 ５０ 貯水タンク ７６ 水素吸蔵合金加温用循環水系に設けられたヒー
タ ８０ 熱交換器 ９２ 冷却水加熱用ヒータ １００ 燃料電池 １０２ 水素吸蔵合金 １０４ 主水素供給ライン １１０ 分岐ライン １１２ 触媒燃焼式バーナ １２６ 水素ガスタンク １４２ 温水器 １５６ ３方形弁 １２０ ソレノイド式開閉弁 １３０ ソレノイド式開閉弁 １５０ ソレノイド式開閉弁 １５６ ３方形切換弁 １７６ ソレノイド式開閉弁 １８４ ソレノイド式開閉弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 豊 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 酸化剤として空気を使用する燃料電池
    と、 前記燃料電池を加温或いは冷却する冷却水循環系と、 該冷却水循環系に設けられた貯水タンクと、 該貯水タンクに内蔵された加熱手段と、 前記燃料電池から出る反応水含有空気を系外に排出する
    排気管と、 該排気管に介装された気／液分離器とを有し、 該気／液分離器と前記貯水タンクとが連結されて、該気
    ／液分離器で分離された水が前記貯水タンクに導かれ
    る、ことを特徴とする燃料電池の暖機システム。
  2. 【請求項２】 酸化剤として空気を使用する燃料電池
    と、 前記燃料電池から出る反応水含有空気を系外に排出する
    排気管と、 前記燃料電池を加温或いは冷却する冷却水循環系と、 該冷却水循環系に設けられ且つ前記排気管の途中に介装
    されて、前記反応水含有空気から分離した水分を貯蔵す
    る貯水タンクと、 前記冷却水循環系における前記貯水タンクから前記燃料
    電池に向けて冷却水を供給する経路に設けられた加熱手
    段とを有する、ことを特徴とする燃料電池の暖機システ
    ム。
  3. 【請求項３】 酸化剤として加圧空気を使用する燃料電
    池と、 該燃料電池に加圧空気を供給する空気供給系に設けられ
    た空気圧縮機と、 前記燃料電池を加温或いは冷却する冷却水循環系と、 該冷却水循環系に設けられて、前記加圧空気或いは前記
    空気圧縮機から熱を受け取る熱交換器とを有する、こと
    を特徴とする燃料電池の暖機システム。
  4. 【請求項４】 燃料改質装置で生成された燃料の供給を
    受けて発電する燃料電池と、 該燃料電池を加温或いは冷却する冷却水循環系と、 該冷却水循環系に設けられて、前記燃料改質装置から熱
    を受け取る熱交換器とを有する、ことを特徴とする燃料
    電池の暖機システム。
  5. 【請求項５】 燃料電池を加温或いは冷却する冷却水循
    環系に燃焼式ヒータが設けられ、 該燃焼式ヒータは、前記燃料電池と共通の燃料の供給を
    受けて燃焼する、ことを特徴とする燃料電池の暖機シス
    テム。
  6. 【請求項６】 水素ガスを燃料とする燃料電池と、該燃
    料電池に供給する水素ガスを貯蔵する水素貯蔵手段とを
    備え、前記燃料電池が冷機状態で始動するときに該燃料
    電池を暖機するための燃料電池の暖機システムであっ
    て、 前記水素貯蔵手段が、常温で所定圧の水素ガスを放出す
    る常温型水素吸蔵合金と、高温で所定圧の水素ガスを放
    出する高温型水素吸蔵合金とで構成されて、前記常温型
    水素吸蔵合金から前記燃料電池に水素ガスを供給する第
    １経路と、前記高温型水素吸蔵合金から前記燃料電池に
    水素ガスを供給する第２経路とを択一的に切り換える経
    路切換手段と、 該高温型水素吸蔵合金に付設され、該高温型水素吸蔵合
    金を加温するための循環液系と、 該循環液系に介装された電気加熱手段と、 始動冷機時に、前記常温型水素吸蔵合金から前記燃料電
    池に水素ガスを供給し且つ該燃料電池の発電電力を前記
    電気加熱手段に供給する、ことを特徴とする燃料電池の
    暖機システム。
  7. 【請求項７】 水素ガスを燃料とする燃料電池と、該燃
    料電池に供給する水素ガスを貯蔵する水素吸蔵合金から
    なる水素貯蔵手段とを備え、前記燃料電池が冷機状態で
    始動するときに該燃料電池を暖機するための燃料電池の
    暖機システムであって、 前記水素貯蔵手段に付設され、前記水素吸蔵合金を加温
    するための循環液系と、 該循環液系に介装された電気加熱手段と、 該電気加熱手段への電力供給源を前記燃料電池とバッテ
    リとの間で切り換える電力源切換手段と、 前記循環液の温度を検出する循環液温検出手段と、 冷機状態で前記燃料電池を起動する前に、前記バッテリ
    から前記電気加熱手段に電力を供給して前記循環液の温
    度を所定温度まで昇温し、該循環液の温度が所定温度以
    上となったときに前記水素貯蔵手段から前記燃料電池に
    水素ガスを供給して該燃料電池を始動し、該燃料電池の
    始動と同時に電気加熱手段への電力供給源が該燃料電池
    に切り換える、ことを特徴とする燃料電池の暖機システ
    ム。
  8. 【請求項８】 前記燃料電池を加温或いは冷却する冷却
    水循環系を有し、 更に、 該冷却水循環系と前記循環液系との間に配設されてこれ
    らの間の熱移動を行う熱交換器と、 前記循環液系に設けられ、前記循環液が前記熱交換器を
    通過する経路と、該熱交換器をバイパスして流れるバイ
    パス経路とを択一的に切り換える経路切換手段と、 前記冷却水循環系を流れる冷却水の温度を検出する冷却
    水温検出手段と、 前記冷却水の温度と前記循環水の温度とに応じて、前記
    ヒータへの電力供給及び前記経路切換手段を制御する制
    御手段とを有する、請求項７に記載の暖機システム。
  9. 【請求項９】 水素ガスを燃料とする燃料電池と、該燃
    料電池に供給する水素ガスを貯蔵する水素吸蔵合金とを
    備え、前記燃料電池が冷機状態で始動するときに該燃料
    電池を暖機するための燃料電池の暖機システムであっ
    て、 前記燃料電池に第１開閉弁を介して連結された水素ガス
    タンクと、 該水素ガスタンクに第２開閉弁を介して連結された燃焼
    式ヒータとを有し、 該燃焼式ヒータが、前記燃料電池を加温或いは冷却する
    冷却水循環系と、前記水素吸蔵合金を加温する循環水系
    とに介装されて、これら燃料電池と水素吸蔵合金との共
    通の加熱源とされ、 始動冷機時に、前記第１開閉弁及び第２開閉弁を開い
    て、前記水素ガスタンクから前記燃料電池及び前記燃焼
    式ヒータに水素ガスを供給する、ことを特徴とする燃料
    電池の暖機システム。
  10. 【請求項１０】 前記水素吸蔵合金から前記燃料電池に
    水素ガスを供給する水素供給ラインと、 該水素供給ラインから分岐して前記水素ガスタンクに接
    続された分岐ラインとを有し、 前記燃料電池が規定温度に到達した後は、前記第１開閉
    弁が閉弁されて、前記水素吸蔵合金から放出された水素
    ガスが前記分岐ラインを通って前記水素ガスタンクに貯
    蔵される、請求項９に記載の暖機システム。
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