JP2001229948A - 燃料電池車両冷却システム - Google Patents
燃料電池車両冷却システムInfo
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- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、運転条件によって、燃料電池シス
テムの冷却風路を最適な形態に設定することができ、燃
料電池システムからの排気ガスを車外に好適に排出する
ことができる燃料電池車両冷却システムを提供すること
にある。 【解決手段】 燃料電池ユニット内を連通して冷却風の
風路となる冷却用ダクト２５と、冷却用ダクトの一端に
配置され、風路との間で冷却風を吸引するファン３３
と、燃料電池ユニットの機器間を連通する冷却用ダクト
に接合され、外気との間で吸気または排気が可能な複数
の吸排気ダクト１５と、冷却用ダクトとそれぞれの吸排
気ダクトとの接合部位に設置され、冷却風路を切り換え
る複数の切換弁３５とを備え、燃料電池ユニット内に配
置される複数の機器の雰囲気温度を温度センサ４１で検
出し、この温度信号に基づいて、最適な冷却風路の形態
になるように複数の切換弁３５及びファン３３をコント
ローラ部３７で制御する。
テムの冷却風路を最適な形態に設定することができ、燃
料電池システムからの排気ガスを車外に好適に排出する
ことができる燃料電池車両冷却システムを提供すること
にある。 【解決手段】 燃料電池ユニット内を連通して冷却風の
風路となる冷却用ダクト２５と、冷却用ダクトの一端に
配置され、風路との間で冷却風を吸引するファン３３
と、燃料電池ユニットの機器間を連通する冷却用ダクト
に接合され、外気との間で吸気または排気が可能な複数
の吸排気ダクト１５と、冷却用ダクトとそれぞれの吸排
気ダクトとの接合部位に設置され、冷却風路を切り換え
る複数の切換弁３５とを備え、燃料電池ユニット内に配
置される複数の機器の雰囲気温度を温度センサ４１で検
出し、この温度信号に基づいて、最適な冷却風路の形態
になるように複数の切換弁３５及びファン３３をコント
ローラ部３７で制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池車両冷却
システムに関し、特に、燃料電池ユニットに設けられた
各機器を最適な状態で冷却可能な燃料電池車両冷却シス
テムに関する。
システムに関し、特に、燃料電池ユニットに設けられた
各機器を最適な状態で冷却可能な燃料電池車両冷却シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池システムは、水素などの燃料ガ
スと空気とを反応させて電気エネルギーを発生させるも
のであり、両者の反応効率を向上するためには、常温で
はなく予熱された空気を燃料電池に送り込む必要があ
る。このため、例えば特開平５−６２６９７号公報に記
載された「車載型燃料電池」にあっては、走行風を導入
して流路で予熱された空気を燃料電池に供給するように
していた。
スと空気とを反応させて電気エネルギーを発生させるも
のであり、両者の反応効率を向上するためには、常温で
はなく予熱された空気を燃料電池に送り込む必要があ
る。このため、例えば特開平５−６２６９７号公報に記
載された「車載型燃料電池」にあっては、走行風を導入
して流路で予熱された空気を燃料電池に供給するように
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の燃料
電池車両冷却システムにあっては、一定の走行風通路を
通る空気を改質器、バーナー、燃料電池本体と熱交換
し、これらの機器がオーバーヒートしないようにする必
要があった。また、燃料電池スタックや改質器では、余
剰ガスやシステム停止後の微量ガスが発生するので、余
剰ガスをシステム外に排出する必要があった。
電池車両冷却システムにあっては、一定の走行風通路を
通る空気を改質器、バーナー、燃料電池本体と熱交換
し、これらの機器がオーバーヒートしないようにする必
要があった。また、燃料電池スタックや改質器では、余
剰ガスやシステム停止後の微量ガスが発生するので、余
剰ガスをシステム外に排出する必要があった。
【０００４】このため、従来の燃料電池車両冷却システ
ムにあっては、燃料電池システムの冷却風路が一定の形
態に設定されていたので、車両停止時や冷間始動直後な
どの運転状態によっては、非効率的にならざるを得なか
った。また、車両停止時には燃料電池システムからの排
気ガスを車外に排出することができなかった。
ムにあっては、燃料電池システムの冷却風路が一定の形
態に設定されていたので、車両停止時や冷間始動直後な
どの運転状態によっては、非効率的にならざるを得なか
った。また、車両停止時には燃料電池システムからの排
気ガスを車外に排出することができなかった。
【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、運転条件によって、燃料電池システ
ムの冷却風路を最適な形態に設定することができ、燃料
電池システムからの排気ガスを車外に好適に排出するこ
とができる燃料電池車両冷却システムを提供することに
ある。
その目的としては、運転条件によって、燃料電池システ
ムの冷却風路を最適な形態に設定することができ、燃料
電池システムからの排気ガスを車外に好適に排出するこ
とができる燃料電池車両冷却システムを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、複数の機器が配置される燃料
電池ユニットと、前記燃料電池ユニット内を連通して冷
却風の風路となる冷却用ダクトと、前記冷却用ダクトの
一端に配置され、風路との間で冷却風を吸引または吐出
するファンと、前記燃料電池ユニットの機器間を連通す
る冷却用ダクトに接合され、外気との間で吸気または排
気が可能な複数の吸排気ダクトと、前記冷却用ダクトと
それぞれの吸排気ダクトとの接合部位に設置され、冷却
風路を切り換える複数の切換弁と、前記燃料電池ユニッ
ト内に配置される複数の機器の雰囲気温度を検出する温
度検出手段と、前記温度検出手段からの温度信号に基づ
いて、最適な冷却風路の形態になるように前記複数の切
換弁及びファンを制御する制御手段とを備えることを要
旨とする。
上記課題を解決するため、複数の機器が配置される燃料
電池ユニットと、前記燃料電池ユニット内を連通して冷
却風の風路となる冷却用ダクトと、前記冷却用ダクトの
一端に配置され、風路との間で冷却風を吸引または吐出
するファンと、前記燃料電池ユニットの機器間を連通す
る冷却用ダクトに接合され、外気との間で吸気または排
気が可能な複数の吸排気ダクトと、前記冷却用ダクトと
それぞれの吸排気ダクトとの接合部位に設置され、冷却
風路を切り換える複数の切換弁と、前記燃料電池ユニッ
ト内に配置される複数の機器の雰囲気温度を検出する温
度検出手段と、前記温度検出手段からの温度信号に基づ
いて、最適な冷却風路の形態になるように前記複数の切
換弁及びファンを制御する制御手段とを備えることを要
旨とする。
【０００７】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記切換弁は、前記機器間の風路及び前記機器
と吸排気ダクトとの間の風路を遮断又は開放する機構を
有し、前記制御手段は、前記温度検出手段からの温度信
号に基づいて、前記機器間の風路及び前記機器と吸排気
ダクトとの間の風路を遮断又は開放するように制御し、
前記ファンを停止又は作動するように制御することを要
旨とする。
るため、前記切換弁は、前記機器間の風路及び前記機器
と吸排気ダクトとの間の風路を遮断又は開放する機構を
有し、前記制御手段は、前記温度検出手段からの温度信
号に基づいて、前記機器間の風路及び前記機器と吸排気
ダクトとの間の風路を遮断又は開放するように制御し、
前記ファンを停止又は作動するように制御することを要
旨とする。
【０００８】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、車両の前方から後方にバッテリ部、スタック
部、改質器の順に配置される燃料電池ユニットと、車両
の前方から後方に燃料電池ユニット内を連通して冷却風
の風路となる冷却用ダクトと、車両の後方に位置する冷
却用ダクトの一端から冷却風を吸引するファンと、前記
バッテリ部とスタック部の間、前記スタック部と改質器
の間、前記改質器とファンの間のそれぞれの冷却用ダク
トに接合され、外気との間で吸気または排気が可能な第
１乃至第３の吸排気ダクトと、前記冷却用ダクトと第１
乃至第３の吸排気ダクトとのそれぞれの接合部位に設置
され、冷却風路を切り換える第１乃至第３の切換弁と、
前記燃料電池ユニット内に配置されるバッテリ部、スタ
ック部、改質器の雰囲気温度をそれぞれ検出する第１乃
至第３の温度検出手段と、前記第１乃至第３の温度検出
手段からのそれぞれの温度信号に基づいて、最適な冷却
風路の形態になるように前記第１乃至第３の切換弁及び
ファンを制御する制御手段とを備えることを要旨とす
る。
るため、車両の前方から後方にバッテリ部、スタック
部、改質器の順に配置される燃料電池ユニットと、車両
の前方から後方に燃料電池ユニット内を連通して冷却風
の風路となる冷却用ダクトと、車両の後方に位置する冷
却用ダクトの一端から冷却風を吸引するファンと、前記
バッテリ部とスタック部の間、前記スタック部と改質器
の間、前記改質器とファンの間のそれぞれの冷却用ダク
トに接合され、外気との間で吸気または排気が可能な第
１乃至第３の吸排気ダクトと、前記冷却用ダクトと第１
乃至第３の吸排気ダクトとのそれぞれの接合部位に設置
され、冷却風路を切り換える第１乃至第３の切換弁と、
前記燃料電池ユニット内に配置されるバッテリ部、スタ
ック部、改質器の雰囲気温度をそれぞれ検出する第１乃
至第３の温度検出手段と、前記第１乃至第３の温度検出
手段からのそれぞれの温度信号に基づいて、最適な冷却
風路の形態になるように前記第１乃至第３の切換弁及び
ファンを制御する制御手段とを備えることを要旨とす
る。
【０００９】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、車両が運転状態にあるかどうかを検出する運転
状態検出手段を備え、前記制御手段は、車両が運転状態
にない場合には、前記バッテリ部側の風路を遮断しかつ
前記第１の吸排気ダクトとスタック部との間の風路を開
放するように前記第１の切換弁を制御し、前記第２の吸
排気ダクトとスタック部及び改質器との間の風路を開放
するように前記第２の切換弁を制御し、前記第３の吸排
気ダクトと改質器との間の風路を開放しかつ前記ファン
側の風路を遮断するように前記第３の切換弁を制御し、
前記ファンを停止するように制御することを要旨とす
る。
るため、車両が運転状態にあるかどうかを検出する運転
状態検出手段を備え、前記制御手段は、車両が運転状態
にない場合には、前記バッテリ部側の風路を遮断しかつ
前記第１の吸排気ダクトとスタック部との間の風路を開
放するように前記第１の切換弁を制御し、前記第２の吸
排気ダクトとスタック部及び改質器との間の風路を開放
するように前記第２の切換弁を制御し、前記第３の吸排
気ダクトと改質器との間の風路を開放しかつ前記ファン
側の風路を遮断するように前記第３の切換弁を制御し、
前記ファンを停止するように制御することを要旨とす
る。
【００１０】請求項５記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達
していない場合には、前記第１の吸排気ダクトとバッテ
リ部及びスタック部の間の風路を開放するように前記第
１の切換弁を制御し、前記第２の吸排気ダクトとスタッ
ク部及び改質器との間の風路を開放するように前記第２
の切換弁を制御し、前記第３の吸排気ダクトと改質器及
びファンとの間の風路を開放するように前記第３の切換
弁を制御し、前記ファンを停止するように制御すること
を要旨とする。
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達
していない場合には、前記第１の吸排気ダクトとバッテ
リ部及びスタック部の間の風路を開放するように前記第
１の切換弁を制御し、前記第２の吸排気ダクトとスタッ
ク部及び改質器との間の風路を開放するように前記第２
の切換弁を制御し、前記第３の吸排気ダクトと改質器及
びファンとの間の風路を開放するように前記第３の切換
弁を制御し、前記ファンを停止するように制御すること
を要旨とする。
【００１１】請求項６記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達
していない場合には、前記第１の吸排気ダクトとバッテ
リ部との間の風路を開放しかつ前記スタック部側の風路
を遮断するように前記第１の切換弁を制御し、前記第２
の吸排気ダクトとスタック部との間の風路を開放しかつ
前記改質器側の風路を遮断するように前記第２の切換弁
を制御し、前記第３の吸排気ダクトと改質器との間の風
路を開放しかつ前記ファン側の風路を遮断するように前
記第３の切換弁を制御し、前記ファンを停止するように
制御することを要旨とする。
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達
していない場合には、前記第１の吸排気ダクトとバッテ
リ部との間の風路を開放しかつ前記スタック部側の風路
を遮断するように前記第１の切換弁を制御し、前記第２
の吸排気ダクトとスタック部との間の風路を開放しかつ
前記改質器側の風路を遮断するように前記第２の切換弁
を制御し、前記第３の吸排気ダクトと改質器との間の風
路を開放しかつ前記ファン側の風路を遮断するように前
記第３の切換弁を制御し、前記ファンを停止するように
制御することを要旨とする。
【００１２】請求項７記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度のうち前記改質器に関する
雰囲気温度のみが規定温度に達した場合には、前記第１
の吸排気ダクトとバッテリ部及びスタック部の間の風路
を開放するように前記第１の切換弁を制御し、前記スタ
ック部側の風路を遮断しかつ前記第２の吸排気ダクトと
改質器との間の風路を開放するように前記第２の切換弁
を制御し、前記第３の吸排気ダクト側の風路を遮断しか
つ改質器とファンとの間の風路を開放するように前記第
３の切換弁を制御し、前記ファンを作動するように制御
することを要旨とする。
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度のうち前記改質器に関する
雰囲気温度のみが規定温度に達した場合には、前記第１
の吸排気ダクトとバッテリ部及びスタック部の間の風路
を開放するように前記第１の切換弁を制御し、前記スタ
ック部側の風路を遮断しかつ前記第２の吸排気ダクトと
改質器との間の風路を開放するように前記第２の切換弁
を制御し、前記第３の吸排気ダクト側の風路を遮断しか
つ改質器とファンとの間の風路を開放するように前記第
３の切換弁を制御し、前記ファンを作動するように制御
することを要旨とする。
【００１３】請求項８記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度のうち前記スタック部と改
質器に関する雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達した
場合には、前記バッテリ部側の風路を遮断しかつ前記第
１の吸排気ダクトとスタック部との間の風路を開放する
ように前記第１の切換弁を制御し、前記第２の吸排気ダ
クト側の風路を遮断しかつ前記スタック部と改質器との
間の風路を開放するように前記第２の切換弁を制御し、
前記第３の吸排気ダクトを遮断しかつ改質器とファンと
の間の風路を開放するように前記第３の切換弁を制御
し、前記ファンを作動するように制御することを要旨と
する。
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度のうち前記スタック部と改
質器に関する雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達した
場合には、前記バッテリ部側の風路を遮断しかつ前記第
１の吸排気ダクトとスタック部との間の風路を開放する
ように前記第１の切換弁を制御し、前記第２の吸排気ダ
クト側の風路を遮断しかつ前記スタック部と改質器との
間の風路を開放するように前記第２の切換弁を制御し、
前記第３の吸排気ダクトを遮断しかつ改質器とファンと
の間の風路を開放するように前記第３の切換弁を制御
し、前記ファンを作動するように制御することを要旨と
する。
【００１４】請求項９記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度が全て規定温度に達した場
合には、前記第１の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつ
前記バッテリ部とスタック部との間の風路を開放するよ
うに前記第１の切換弁を制御し、前記第２の吸排気ダク
ト側の風路を遮断しかつ前記スタック部と改質器との間
の風路を開放するように前記第２の切換弁を制御し、前
記第３の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつ改質器とフ
ァンとの間の風路を開放するように前記第３の切換弁を
制御し、前記ファンを作動するように制御することを要
旨とする。
るため、前記制御手段は、第１乃至第３の温度検出手段
により検出された雰囲気温度が全て規定温度に達した場
合には、前記第１の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつ
前記バッテリ部とスタック部との間の風路を開放するよ
うに前記第１の切換弁を制御し、前記第２の吸排気ダク
ト側の風路を遮断しかつ前記スタック部と改質器との間
の風路を開放するように前記第２の切換弁を制御し、前
記第３の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつ改質器とフ
ァンとの間の風路を開放するように前記第３の切換弁を
制御し、前記ファンを作動するように制御することを要
旨とする。
【００１５】
【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、複数の
機器が配置される燃料電池ユニット内を連通して冷却風
の風路となる冷却用ダクトと、冷却用ダクトの一端に配
置され、風路との間で冷却風を吸引または吐出するファ
ンと、燃料電池ユニットの機器間を連通する冷却用ダク
トに接合され、外気との間で吸気または排気が可能な複
数の吸排気ダクトと、冷却用ダクトとそれぞれの吸排気
ダクトとの接合部位に設置され、冷却風路を切り換える
複数の切換弁とを備えておき、燃料電池ユニット内に配
置される複数の機器の雰囲気温度を検出し、この温度信
号に基づいて、最適な冷却風路の形態になるように複数
の切換弁及びファンを制御することで、温度条件によっ
て、燃料電池システムの冷却風路を最適な形態に設定す
ることができ、燃料電池システムからの排気ガスを車外
に好適に排出することができる。
機器が配置される燃料電池ユニット内を連通して冷却風
の風路となる冷却用ダクトと、冷却用ダクトの一端に配
置され、風路との間で冷却風を吸引または吐出するファ
ンと、燃料電池ユニットの機器間を連通する冷却用ダク
トに接合され、外気との間で吸気または排気が可能な複
数の吸排気ダクトと、冷却用ダクトとそれぞれの吸排気
ダクトとの接合部位に設置され、冷却風路を切り換える
複数の切換弁とを備えておき、燃料電池ユニット内に配
置される複数の機器の雰囲気温度を検出し、この温度信
号に基づいて、最適な冷却風路の形態になるように複数
の切換弁及びファンを制御することで、温度条件によっ
て、燃料電池システムの冷却風路を最適な形態に設定す
ることができ、燃料電池システムからの排気ガスを車外
に好適に排出することができる。
【００１６】また、請求項２記載の本発明によれば、切
換弁は、機器間の風路及び機器と吸排気ダクトとの間の
風路を遮断又は開放する機構を有し、温度信号に基づい
て、機器間の風路及び機器と吸排気ダクトとの間の風路
を遮断又は開放するように制御し、ファンを停止又は作
動するように制御することで、温度条件によって、燃料
電池システムの冷却風路を最適な形態に設定することが
でき、燃料電池システムからの排気ガスを車外に好適に
排出することができる。
換弁は、機器間の風路及び機器と吸排気ダクトとの間の
風路を遮断又は開放する機構を有し、温度信号に基づい
て、機器間の風路及び機器と吸排気ダクトとの間の風路
を遮断又は開放するように制御し、ファンを停止又は作
動するように制御することで、温度条件によって、燃料
電池システムの冷却風路を最適な形態に設定することが
でき、燃料電池システムからの排気ガスを車外に好適に
排出することができる。
【００１７】また、請求項３記載の本発明によれば、車
両の前方から後方にバッテリ部、スタック部、改質器の
順に配置される燃料電池ユニットと、車両の前方から後
方に燃料電池ユニット内を連通して冷却風の風路となる
冷却用ダクトと、車両の後方に位置する冷却用ダクトの
一端から冷却風を吸引するファンと、バッテリ部とスタ
ック部の間、スタック部と改質器の間、改質器とファン
の間のそれぞれの冷却用ダクトに接合され、外気との間
で吸気または排気が可能な第１乃至第３の吸排気ダクト
と、冷却用ダクトと第１乃至第３の吸排気ダクトとのそ
れぞれの接合部位に設置され、冷却風路を切り換える第
１乃至第３の切換弁とを備えておき、燃料電池ユニット
内に配置されるバッテリ部、スタック部、改質器の雰囲
気温度をそれぞれ検出し、それぞれの温度信号に基づい
て、最適な冷却風路の形態になるように第１乃至第３の
切換弁及びファンを制御することで、バッテリ部、スタ
ック部、改質器の雰囲気温度条件によって、燃料電池シ
ステム内に配置されるバッテリ部、スタック部、改質器
毎に冷却風路を最適な形態に設定することができ、燃料
電池システムからの排気ガスを車外に好適に排出するこ
とができる。
両の前方から後方にバッテリ部、スタック部、改質器の
順に配置される燃料電池ユニットと、車両の前方から後
方に燃料電池ユニット内を連通して冷却風の風路となる
冷却用ダクトと、車両の後方に位置する冷却用ダクトの
一端から冷却風を吸引するファンと、バッテリ部とスタ
ック部の間、スタック部と改質器の間、改質器とファン
の間のそれぞれの冷却用ダクトに接合され、外気との間
で吸気または排気が可能な第１乃至第３の吸排気ダクト
と、冷却用ダクトと第１乃至第３の吸排気ダクトとのそ
れぞれの接合部位に設置され、冷却風路を切り換える第
１乃至第３の切換弁とを備えておき、燃料電池ユニット
内に配置されるバッテリ部、スタック部、改質器の雰囲
気温度をそれぞれ検出し、それぞれの温度信号に基づい
て、最適な冷却風路の形態になるように第１乃至第３の
切換弁及びファンを制御することで、バッテリ部、スタ
ック部、改質器の雰囲気温度条件によって、燃料電池シ
ステム内に配置されるバッテリ部、スタック部、改質器
毎に冷却風路を最適な形態に設定することができ、燃料
電池システムからの排気ガスを車外に好適に排出するこ
とができる。
【００１８】また、請求項４記載の本発明によれば、車
両が運転状態にあるかどうかを検出するようにしてお
き、車両が運転状態にない場合には、バッテリ部側の風
路を遮断しかつ第１の吸排気ダクトとスタック部との間
の風路を開放するように第１の切換弁を制御し、第２の
吸排気ダクトとスタック部及び改質器との間の風路を開
放するように第２の切換弁を制御し、第３の吸排気ダク
トと改質器との間の風路を開放しかつファン側の風路を
遮断するように第３の切換弁を制御し、ファンを停止す
るように制御することで、車両停止時には、冷却用ダク
トによる前後方向への空気流れが遮断され、スタック部
と改質器から第１乃至第３の吸排気ダクトを介して大気
への換気をきわめて良好に行うことができる。
両が運転状態にあるかどうかを検出するようにしてお
き、車両が運転状態にない場合には、バッテリ部側の風
路を遮断しかつ第１の吸排気ダクトとスタック部との間
の風路を開放するように第１の切換弁を制御し、第２の
吸排気ダクトとスタック部及び改質器との間の風路を開
放するように第２の切換弁を制御し、第３の吸排気ダク
トと改質器との間の風路を開放しかつファン側の風路を
遮断するように第３の切換弁を制御し、ファンを停止す
るように制御することで、車両停止時には、冷却用ダク
トによる前後方向への空気流れが遮断され、スタック部
と改質器から第１乃至第３の吸排気ダクトを介して大気
への換気をきわめて良好に行うことができる。
【００１９】また、請求項５記載の本発明によれば、検
出された雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達していな
い場合には、第１の吸排気ダクトとバッテリ部及びスタ
ック部の間の風路を開放するように第１の切換弁を制御
し、第２の吸排気ダクトとスタック部及び改質器との間
の風路を開放するように第２の切換弁を制御し、第３の
吸排気ダクトと改質器及びファンとの間の風路を開放す
るように第３の切換弁を制御し、ファンを停止するよう
に制御することで、冷間始動直後では、それぞれの吸排
気ダクトから大気への換気を行うことができ、ファンが
停止しているので電力消費を低減することができる。
出された雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達していな
い場合には、第１の吸排気ダクトとバッテリ部及びスタ
ック部の間の風路を開放するように第１の切換弁を制御
し、第２の吸排気ダクトとスタック部及び改質器との間
の風路を開放するように第２の切換弁を制御し、第３の
吸排気ダクトと改質器及びファンとの間の風路を開放す
るように第３の切換弁を制御し、ファンを停止するよう
に制御することで、冷間始動直後では、それぞれの吸排
気ダクトから大気への換気を行うことができ、ファンが
停止しているので電力消費を低減することができる。
【００２０】また、請求項６記載の本発明によれば、検
出された雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達していな
い場合には、第１の吸排気ダクトとバッテリ部との間の
風路を開放しかつスタック部側の風路を遮断するように
第１の切換弁を制御し、第２の吸排気ダクトとスタック
部との間の風路を開放しかつ改質器側の風路を遮断する
ように第２の切換弁を制御し、第３の吸排気ダクトと改
質器との間の風路を開放しかつファン側の風路を遮断す
るように第３の切換弁を制御し、ファンを停止するよう
に制御することで、冷間始動直後では、第１の吸排気ダ
クトからバッテリ部の換気ができ、第２の吸排気ダクト
からスタック部の換気ができ、第３の吸排気ダクトから
改質器の換気ができ、ファンが停止しているので電力消
費を低減することができる。
出された雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達していな
い場合には、第１の吸排気ダクトとバッテリ部との間の
風路を開放しかつスタック部側の風路を遮断するように
第１の切換弁を制御し、第２の吸排気ダクトとスタック
部との間の風路を開放しかつ改質器側の風路を遮断する
ように第２の切換弁を制御し、第３の吸排気ダクトと改
質器との間の風路を開放しかつファン側の風路を遮断す
るように第３の切換弁を制御し、ファンを停止するよう
に制御することで、冷間始動直後では、第１の吸排気ダ
クトからバッテリ部の換気ができ、第２の吸排気ダクト
からスタック部の換気ができ、第３の吸排気ダクトから
改質器の換気ができ、ファンが停止しているので電力消
費を低減することができる。
【００２１】また、請求項７記載の本発明によれば、検
出された雰囲気温度のうち改質器に関する雰囲気温度の
みが規定温度に達した場合には、第１の吸排気ダクトと
バッテリ部及びスタック部の間の風路を開放するように
第１の切換弁を制御し、スタック部側の風路を遮断しか
つ第２の吸排気ダクトと改質器との間の風路を開放する
ように第２の切換弁を制御し、第３の吸排気ダクト側の
風路を遮断しかつ改質器とファンとの間の風路を開放す
るように第３の切換弁を制御し、ファンを作動するよう
に制御することで、定常走行時では、第１の吸排気ダク
トからバッテリ部及びスタック部の排気ができ、第２の
吸排気ダクトから改質器を介してファンにより吸気する
ことができる。
出された雰囲気温度のうち改質器に関する雰囲気温度の
みが規定温度に達した場合には、第１の吸排気ダクトと
バッテリ部及びスタック部の間の風路を開放するように
第１の切換弁を制御し、スタック部側の風路を遮断しか
つ第２の吸排気ダクトと改質器との間の風路を開放する
ように第２の切換弁を制御し、第３の吸排気ダクト側の
風路を遮断しかつ改質器とファンとの間の風路を開放す
るように第３の切換弁を制御し、ファンを作動するよう
に制御することで、定常走行時では、第１の吸排気ダク
トからバッテリ部及びスタック部の排気ができ、第２の
吸排気ダクトから改質器を介してファンにより吸気する
ことができる。
【００２２】また、請求項８記載の本発明によれば、検
出された雰囲気温度のうちスタック部と改質器に関する
雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達した場合には、バ
ッテリ部側の風路を遮断しかつ第１の吸排気ダクトとス
タック部との間の風路を開放するように第１の切換弁を
制御し、第２の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつスタ
ック部と改質器との間の風路を開放するように第２の切
換弁を制御し、第３の吸排気ダクトを遮断しかつ改質器
とファンとの間の風路を開放するように第３の切換弁を
制御し、ファンを作動するように制御することで、登坂
走行時や加速時では、第１の吸排気ダクトからスタック
部、改質器を介してファンにより吸気することができ
る。
出された雰囲気温度のうちスタック部と改質器に関する
雰囲気温度がそれぞれの規定温度に達した場合には、バ
ッテリ部側の風路を遮断しかつ第１の吸排気ダクトとス
タック部との間の風路を開放するように第１の切換弁を
制御し、第２の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつスタ
ック部と改質器との間の風路を開放するように第２の切
換弁を制御し、第３の吸排気ダクトを遮断しかつ改質器
とファンとの間の風路を開放するように第３の切換弁を
制御し、ファンを作動するように制御することで、登坂
走行時や加速時では、第１の吸排気ダクトからスタック
部、改質器を介してファンにより吸気することができ
る。
【００２３】また、請求項９記載の本発明によれば、検
出された雰囲気温度が全て規定温度に達した場合には、
第１の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつバッテリ部と
スタック部との間の風路を開放するように第１の切換弁
を制御し、第２の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつス
タック部と改質器との間の風路を開放するように第２の
切換弁を制御し、第３の吸排気ダクト側の風路を遮断し
かつ改質器とファンとの間の風路を開放するように第３
の切換弁を制御し、ファンを作動するように制御するこ
とで、高温（限界）登坂走行時では、冷却用ダクトから
バッテリ部、スタック部、改質器を介してファンにより
吸気することができる。
出された雰囲気温度が全て規定温度に達した場合には、
第１の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつバッテリ部と
スタック部との間の風路を開放するように第１の切換弁
を制御し、第２の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつス
タック部と改質器との間の風路を開放するように第２の
切換弁を制御し、第３の吸排気ダクト側の風路を遮断し
かつ改質器とファンとの間の風路を開放するように第３
の切換弁を制御し、ファンを作動するように制御するこ
とで、高温（限界）登坂走行時では、冷却用ダクトから
バッテリ部、スタック部、改質器を介してファンにより
吸気することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態に
係る燃料電池車両冷却システムに適応可能な車両の構成
を示す平面図であり、図２は同じく側面図であり、図３
は同じく背面図である。また、図３は、燃料電池ユニッ
トの空冷冷却系とそのコントローラ部を示す図である。
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態に
係る燃料電池車両冷却システムに適応可能な車両の構成
を示す平面図であり、図２は同じく側面図であり、図３
は同じく背面図である。また、図３は、燃料電池ユニッ
トの空冷冷却系とそのコントローラ部を示す図である。
【００２５】本実施の形態では、図１〜図３に示すよう
な乗用車Ｖを参照して、本発明の燃料電池車両冷却シス
テムを説明する。図１，図２において、燃料電池ユニッ
トＦは、車体Ｂの床下に搭載されており、図１に示すよ
うに、アンダーボディーを構成するサイドメンバ１など
を利用して車体Ｂにボルトなどで固定して床裏に取り付
けられている。
な乗用車Ｖを参照して、本発明の燃料電池車両冷却シス
テムを説明する。図１，図２において、燃料電池ユニッ
トＦは、車体Ｂの床下に搭載されており、図１に示すよ
うに、アンダーボディーを構成するサイドメンバ１など
を利用して車体Ｂにボルトなどで固定して床裏に取り付
けられている。
【００２６】燃料電池ユニットのケーシング３には、ガ
ス排出口５を通じて、図２に示すように、車体のフロン
トフロアパネル５、サイドシル７、フロントピラー９、
センターピラー１１及びリアピラー１３の袋構造内に配
管されている吸排気ダクト１５を用いて、サイドルーフ
レール１７に構成されている開口部１９ａ，１９ｂ，１
９ｃのルーバ部２１ａ，２１ｂ，２１ｃから大気に開放
される構造の配管を有している。
ス排出口５を通じて、図２に示すように、車体のフロン
トフロアパネル５、サイドシル７、フロントピラー９、
センターピラー１１及びリアピラー１３の袋構造内に配
管されている吸排気ダクト１５を用いて、サイドルーフ
レール１７に構成されている開口部１９ａ，１９ｂ，１
９ｃのルーバ部２１ａ，２１ｂ，２１ｃから大気に開放
される構造の配管を有している。
【００２７】また、車両前方部には、図２に示すよう
に、空気冷却を行うための冷却空気導入口２３が設けら
れている。この冷却空気導入口２３は、図３に示すよう
に、冷却用ダクト２５を介して、床下に配置された燃料
電池ユニットＦ内部のバッテリ部２７、スタック部２
９、改質器３１を連通している。この冷却用ダクト２５
は、車両後方に設けられているファン３３を駆動させる
ことで吸気可能な構造になっている。
に、空気冷却を行うための冷却空気導入口２３が設けら
れている。この冷却空気導入口２３は、図３に示すよう
に、冷却用ダクト２５を介して、床下に配置された燃料
電池ユニットＦ内部のバッテリ部２７、スタック部２
９、改質器３１を連通している。この冷却用ダクト２５
は、車両後方に設けられているファン３３を駆動させる
ことで吸気可能な構造になっている。
【００２８】さらに、床下に配置された燃料電池ユニッ
トＦ内部を連通する冷却用ダクト２５内において、フロ
ントピラー９、センターピラー１１及びリアピラー１３
の袋構造内に配管されているガス排出口５、吸排気ダク
ト１５との接合部には、４方切換可能な可動式の第１切
換弁３５ａ〜第３切換弁３５ｃが設けられている。
トＦ内部を連通する冷却用ダクト２５内において、フロ
ントピラー９、センターピラー１１及びリアピラー１３
の袋構造内に配管されているガス排出口５、吸排気ダク
ト１５との接合部には、４方切換可能な可動式の第１切
換弁３５ａ〜第３切換弁３５ｃが設けられている。
【００２９】第１切換弁３５ａ〜第３切換弁３５ｃは、
図４に示すように、それぞれ独立して制御可能であり、
９０度毎に４カ所に回転可能な可動式の切換弁となって
おり、本切換弁をコントローラ部３７から制御すること
で冷却用ダクト２５内の風流れ方向を切り替えることが
可能となる。コントローラ部３７には、例えばＩＧＮ−
ＳＷのように車両の運転状態を検出する運転状態検出部
３９と、燃料電池ユニットＦ内の冷却用ダクト２５に設
けられた第１温度センサ４１ａ〜第３温度センサ４１ｃ
から出力される温度信号がそれぞれ入力されており、コ
ントローラ部３９は、第１温度センサ４１ａ〜第３温度
センサ４１ｃからの温度信号に応じて冷却用ダクト２５
内の風流れ方向を切り替えるための制御信号を第１切換
弁３５ａ〜第３切換弁３５ｃに出力する。
図４に示すように、それぞれ独立して制御可能であり、
９０度毎に４カ所に回転可能な可動式の切換弁となって
おり、本切換弁をコントローラ部３７から制御すること
で冷却用ダクト２５内の風流れ方向を切り替えることが
可能となる。コントローラ部３７には、例えばＩＧＮ−
ＳＷのように車両の運転状態を検出する運転状態検出部
３９と、燃料電池ユニットＦ内の冷却用ダクト２５に設
けられた第１温度センサ４１ａ〜第３温度センサ４１ｃ
から出力される温度信号がそれぞれ入力されており、コ
ントローラ部３９は、第１温度センサ４１ａ〜第３温度
センサ４１ｃからの温度信号に応じて冷却用ダクト２５
内の風流れ方向を切り替えるための制御信号を第１切換
弁３５ａ〜第３切換弁３５ｃに出力する。
【００３０】次に、図５を参照して、図４に示す切換弁
のモード毎の動作を説明する。なお、図５は、コントロ
ーラ部３７により切換弁３５を切り換えた場合の各モー
ドでの風流れ方向を示す図である。モード１では、風路
ａが遮断され、かつ、風路ｂと風路ｃとの間が開放され
るので、風路ｂから風路ｃに向かって風路が形成され
る。また、モード２では、風路ｃが遮断され、かつ、風
路ａと風路ｂとの間が開放されるので、風路ａから風路
ｂに向かって風路が形成される。さらに、モード３で
は、風路ｂが遮断され、かつ、風路ａと風路ｃとの間が
開放されるので、風路ａから風路ｃに向かって風路が形
成される。さらにまた、モード４では、風路ａと風路ｂ
及び風路ｃの間が全て開放されるので、風路ａから風路
ｂ，ｃに向かって風路が形成される。
のモード毎の動作を説明する。なお、図５は、コントロ
ーラ部３７により切換弁３５を切り換えた場合の各モー
ドでの風流れ方向を示す図である。モード１では、風路
ａが遮断され、かつ、風路ｂと風路ｃとの間が開放され
るので、風路ｂから風路ｃに向かって風路が形成され
る。また、モード２では、風路ｃが遮断され、かつ、風
路ａと風路ｂとの間が開放されるので、風路ａから風路
ｂに向かって風路が形成される。さらに、モード３で
は、風路ｂが遮断され、かつ、風路ａと風路ｃとの間が
開放されるので、風路ａから風路ｃに向かって風路が形
成される。さらにまた、モード４では、風路ａと風路ｂ
及び風路ｃの間が全て開放されるので、風路ａから風路
ｂ，ｃに向かって風路が形成される。
【００３１】次に、図７に示す運転パターン、図６に示
すフローチャートを参照して、燃料電池車両冷却システ
ムの動作を説明する。なお、本フローチャートは、コン
トローラ部３７の内部ＲＯＭに制御プログラムとして記
憶されていることとする。
すフローチャートを参照して、燃料電池車両冷却システ
ムの動作を説明する。なお、本フローチャートは、コン
トローラ部３７の内部ＲＯＭに制御プログラムとして記
憶されていることとする。
【００３２】１．車両停止時 車両が車庫内に駐車している際に、ステップＳ１０で
は、運転状態検出部３９から出力されている車両運転状
態に基づいて、車両停止状態であり、かつ燃料電池ユニ
ットＦが非動作かどうかを判断する。車両停止状態であ
り、かつ燃料電池ユニットＦが非動作の場合には、ステ
ップＳ２０に進み、図８に示すように、切換弁１，２，
３をそれぞれモード１、モード４、モード３位置に切り
換える。そして、ステップＳ２５では、ファン３３の動
作を停止させておく。
は、運転状態検出部３９から出力されている車両運転状
態に基づいて、車両停止状態であり、かつ燃料電池ユニ
ットＦが非動作かどうかを判断する。車両停止状態であ
り、かつ燃料電池ユニットＦが非動作の場合には、ステ
ップＳ２０に進み、図８に示すように、切換弁１，２，
３をそれぞれモード１、モード４、モード３位置に切り
換える。そして、ステップＳ２５では、ファン３３の動
作を停止させておく。
【００３３】この結果、車両前後方向に対して冷却用ダ
クト２５が閉鎖されるので、前後方向への空気流れが遮
断され、車体のサイドシル７内部及び各ピラー９，１
１，１３内を介して、サイドルーフレール１７の車室外
側に形成された開口部１９に至る通路をガス排出口とす
るこができ、車両Ｖが停止中であっても大気への換気を
きわめて良好に行うことができ、水素ガスなどは自然に
大気中へ拡散されることとなる。
クト２５が閉鎖されるので、前後方向への空気流れが遮
断され、車体のサイドシル７内部及び各ピラー９，１
１，１３内を介して、サイドルーフレール１７の車室外
側に形成された開口部１９に至る通路をガス排出口とす
るこができ、車両Ｖが停止中であっても大気への換気を
きわめて良好に行うことができ、水素ガスなどは自然に
大気中へ拡散されることとなる。
【００３４】次に、燃料電池ユニットＦが動作した場合
には、ステップＳ３０では、コントローラ部３７に設け
られた内部ＲＯＭ４３に記憶されているバッテリ部２７
とスタック部２９及び改質器３１に関する雰囲気規定温
度Ｔｂ，Ｔｓ，Ｔｒをそれぞれレジスタに読み込む。
には、ステップＳ３０では、コントローラ部３７に設け
られた内部ＲＯＭ４３に記憶されているバッテリ部２７
とスタック部２９及び改質器３１に関する雰囲気規定温
度Ｔｂ，Ｔｓ，Ｔｒをそれぞれレジスタに読み込む。
【００３５】そして、ステップＳ４０では、バッテリ部
２７とスタック部２９及び改質器３１にそれぞれ設けら
れた第１温度センサ４１ａ〜第３温度センサ４１ｃを介
して雰囲気温度Ｔｂｎ，Ｔｓｎ，Ｔｒｎをコントローラ
部３７に取得する。そして、ステップＳ５０では、バッ
テリ部２７の雰囲気温度Ｔｂｎが規定温度Ｔｂよりも大
きいかどうかを判断する。ここで、バッテリ部２７の雰
囲気温度Ｔｂｎが規定温度Ｔｂよりも大きい場合には、
ステップＳ１７０に進む。
２７とスタック部２９及び改質器３１にそれぞれ設けら
れた第１温度センサ４１ａ〜第３温度センサ４１ｃを介
して雰囲気温度Ｔｂｎ，Ｔｓｎ，Ｔｒｎをコントローラ
部３７に取得する。そして、ステップＳ５０では、バッ
テリ部２７の雰囲気温度Ｔｂｎが規定温度Ｔｂよりも大
きいかどうかを判断する。ここで、バッテリ部２７の雰
囲気温度Ｔｂｎが規定温度Ｔｂよりも大きい場合には、
ステップＳ１７０に進む。
【００３６】一方、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔｂｎ
が規定温度Ｔｂ以下の場合には、ステップＳ６０に進
み、スタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓ
よりも大きいかどうかを判断する。ここで、スタック部
２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓよりも大きい場
合には、ステップＳ１２０に進む。
が規定温度Ｔｂ以下の場合には、ステップＳ６０に進
み、スタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓ
よりも大きいかどうかを判断する。ここで、スタック部
２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓよりも大きい場
合には、ステップＳ１２０に進む。
【００３７】一方、スタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎ
が規定温度Ｔｓ以下の場合には、ステップＳ７０に進
み、改質器３１の雰囲気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒより
も大きいかどうかを判断する。ここで、改質器３１の雰
囲気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒ以下の場合には、ステッ
プＳ８０に進む。一方、改質器３１の雰囲気温度Ｔｒｎ
が規定温度Ｔｒよりも大きい場合には、ステップＳ１０
０に進む。
が規定温度Ｔｓ以下の場合には、ステップＳ７０に進
み、改質器３１の雰囲気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒより
も大きいかどうかを判断する。ここで、改質器３１の雰
囲気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒ以下の場合には、ステッ
プＳ８０に進む。一方、改質器３１の雰囲気温度Ｔｒｎ
が規定温度Ｔｒよりも大きい場合には、ステップＳ１０
０に進む。
【００３８】２．冷間始動直後 ここで、図７に示す時刻ｔ０〜ｔ１のような冷間始動直
後では、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔｂｎが規定温度
Ｔｂ以下であり、かつ、動作温度が比較的中位のスタッ
ク部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓ以下であ
り、かつ、改質器３１の雰囲気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔ
ｒ以下である。
後では、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔｂｎが規定温度
Ｔｂ以下であり、かつ、動作温度が比較的中位のスタッ
ク部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓ以下であ
り、かつ、改質器３１の雰囲気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔ
ｒ以下である。
【００３９】この場合、ステップＳ８０において、図９
（ａ），（ｂ）に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃを
全てモード４または全てモード３位置に切り換える。そ
して、ステップＳ９０では、ファン３３の動作を停止す
る。この結果、冷却風を発生させず、かつ車両前後方向
の冷却用ダクト２５を通じ、かつ前記車体のサイドシル
７内部及びピラー９，１１，１３内を介して、サイドル
ーフレール１７の車室外側に形成された開口部１９ａ〜
１９ｃに至る通路をガス排出口とすることで、ファン動
作を行わずに、バッテリ部の消費電力を押さえられる。
（ａ），（ｂ）に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃを
全てモード４または全てモード３位置に切り換える。そ
して、ステップＳ９０では、ファン３３の動作を停止す
る。この結果、冷却風を発生させず、かつ車両前後方向
の冷却用ダクト２５を通じ、かつ前記車体のサイドシル
７内部及びピラー９，１１，１３内を介して、サイドル
ーフレール１７の車室外側に形成された開口部１９ａ〜
１９ｃに至る通路をガス排出口とすることで、ファン動
作を行わずに、バッテリ部の消費電力を押さえられる。
【００４０】３．定常走行時 ここで、図７に示す時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ５〜ｔ６のよう
な定常走行時では、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔｂｎ
が規定温度Ｔｂ以下であり、かつ、動作温度が比較的中
位のスタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓ
以下であり、かつ、改質器３１の雰囲気温度Ｔｒｎが規
定温度Ｔｒよりも大きい状態である。
な定常走行時では、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔｂｎ
が規定温度Ｔｂ以下であり、かつ、動作温度が比較的中
位のスタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓ
以下であり、かつ、改質器３１の雰囲気温度Ｔｒｎが規
定温度Ｔｒよりも大きい状態である。
【００４１】この場合、ステップＳ１１０において、図
１０に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃをそれぞれモ
ード４、モード１、モード２位置に切り換える。そし
て、ステップＳ１６０では、ファン３３を作動させる。
１０に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃをそれぞれモ
ード４、モード１、モード２位置に切り換える。そし
て、ステップＳ１６０では、ファン３３を作動させる。
【００４２】この結果、車体のサイドシル７内部及びセ
ンターピラー１１内を介して、サイドルーフレール１７
の車室外側に形成された開口部に至る通路を冷却用の空
気取り入れ口として用い、燃料電池ユニット内の動作温
度が比較的高い例えば改質器３１のような部位を冷却す
ることができるとともに、スタック部２９からの非常時
の水素洩れに対しては、車体のサイドシル７内部及びフ
ロントピラー９内を介して、サイドルーフレール１７の
車室外側に形成された開口部に至る通路から、大気への
排出を可能としている。
ンターピラー１１内を介して、サイドルーフレール１７
の車室外側に形成された開口部に至る通路を冷却用の空
気取り入れ口として用い、燃料電池ユニット内の動作温
度が比較的高い例えば改質器３１のような部位を冷却す
ることができるとともに、スタック部２９からの非常時
の水素洩れに対しては、車体のサイドシル７内部及びフ
ロントピラー９内を介して、サイドルーフレール１７の
車室外側に形成された開口部に至る通路から、大気への
排出を可能としている。
【００４３】４．登坂・加速時 ここで、図７に示す時刻ｔ２〜ｔ３のような登坂走行中
や加速時、または、時刻ｔ４〜ｔ５のような登坂後の下
坂走行中や減速時では、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔ
ｂｎが規定温度Ｔｂ以下であり、かつ、動作温度が比較
的中位のスタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度
Ｔｓよりも大きい状態であり、かつ、改質器３１の雰囲
気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒよりも大きい状態である。
や加速時、または、時刻ｔ４〜ｔ５のような登坂後の下
坂走行中や減速時では、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔ
ｂｎが規定温度Ｔｂ以下であり、かつ、動作温度が比較
的中位のスタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度
Ｔｓよりも大きい状態であり、かつ、改質器３１の雰囲
気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒよりも大きい状態である。
【００４４】この場合、ステップＳ１３０において、図
１１に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃをそれぞれモ
ード１、モード２、モード２位置に切り換える。そし
て、ステップＳ１４０では、ファン３３を作動させる。
１１に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃをそれぞれモ
ード１、モード２、モード２位置に切り換える。そし
て、ステップＳ１４０では、ファン３３を作動させる。
【００４５】この結果、車体のサイドシル７内部及びフ
ロントピラー９内を介して、サイドルーフレール１７の
車室外側に形成された開口部に至る通路を冷却用の空気
取り入れ口として用い、燃料電池ユニット内の高温では
性能を出せない例えばバッテリ部２７のような部位以外
のスタック部２９や改質器３１をファン３３により吸気
して冷却することができる。
ロントピラー９内を介して、サイドルーフレール１７の
車室外側に形成された開口部に至る通路を冷却用の空気
取り入れ口として用い、燃料電池ユニット内の高温では
性能を出せない例えばバッテリ部２７のような部位以外
のスタック部２９や改質器３１をファン３３により吸気
して冷却することができる。
【００４６】なお、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔｂｎ
が規定温度Ｔｂ以下であり、かつ、動作温度が比較的中
位のスタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓ
よりも大きい状態であり、かつ、改質器３１の雰囲気温
度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒ以下である場合も構造上考えら
れる。
が規定温度Ｔｂ以下であり、かつ、動作温度が比較的中
位のスタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎが規定温度Ｔｓ
よりも大きい状態であり、かつ、改質器３１の雰囲気温
度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒ以下である場合も構造上考えら
れる。
【００４７】この場合、ステップＳ１５０において、図
１１に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃをそれぞれモ
ード１、モード２、モード２位置に切り換える。そし
て、ステップＳ１６０では、ファン３３を作動させる。
１１に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃをそれぞれモ
ード１、モード２、モード２位置に切り換える。そし
て、ステップＳ１６０では、ファン３３を作動させる。
【００４８】この結果、車体のサイドシル７内部及びフ
ロントピラー９内を介して、サイドルーフレール１７の
車室外側に形成された開口部に至る通路を冷却用の空気
取り入れ口として用い、燃料電池ユニット内の高温では
性能を出せない例えばバッテリ部２７のような部位以外
を冷却するので、ファン３３により吸気して冷却するこ
とができる。
ロントピラー９内を介して、サイドルーフレール１７の
車室外側に形成された開口部に至る通路を冷却用の空気
取り入れ口として用い、燃料電池ユニット内の高温では
性能を出せない例えばバッテリ部２７のような部位以外
を冷却するので、ファン３３により吸気して冷却するこ
とができる。
【００４９】５．高温（限界）登坂走行時 ここで、図７に示す時刻ｔ３〜ｔ４のような高温（限
界）登坂走行時では、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔｂ
ｎが規定温度Ｔｂよりも大きい状態であり、かつ、動作
温度が比較的中位のスタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎ
が規定温度Ｔｓよりも大きい状態であり、かつ、改質器
３１の雰囲気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒよりも大きい状
態である。
界）登坂走行時では、バッテリ部２７の雰囲気温度Ｔｂ
ｎが規定温度Ｔｂよりも大きい状態であり、かつ、動作
温度が比較的中位のスタック部２９の雰囲気温度Ｔｓｎ
が規定温度Ｔｓよりも大きい状態であり、かつ、改質器
３１の雰囲気温度Ｔｒｎが規定温度Ｔｒよりも大きい状
態である。
【００５０】この場合、ステップＳ１７０において、図
１２に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃを全てモード
２位置に切り換える。そして、ステップＳ１８０では、
ファン３３を作動させる。
１２に示すように、切換弁３５ａ〜３５ｃを全てモード
２位置に切り換える。そして、ステップＳ１８０では、
ファン３３を作動させる。
【００５１】この結果、車体のサイドシル７内部及びフ
ロントピラー９、センターピラー１１，リアピラー１３
内を介して、サイドルーフレール１７の車室外側に形成
された開口部に至る通路を閉鎖し、車両前方からの冷却
空気導入口２３から、ファン３３との間を通じる冷却用
ダクト２５を用いて、バッテリ部２７から改質器３１に
至るシステム全体をファン３３により吸気して冷却する
ことができる。
ロントピラー９、センターピラー１１，リアピラー１３
内を介して、サイドルーフレール１７の車室外側に形成
された開口部に至る通路を閉鎖し、車両前方からの冷却
空気導入口２３から、ファン３３との間を通じる冷却用
ダクト２５を用いて、バッテリ部２７から改質器３１に
至るシステム全体をファン３３により吸気して冷却する
ことができる。
【００５２】このように、車両の運転状態に応じて変化
する燃料電池ユニットの各部の温度センサ状態に基づい
て、切換弁３５ａ〜３５ｃの切換モードを変更すること
で、車両の様々な状態に応じて、冷却空気の経路と、大
気への流通性に富んだガス排出路との切換を行うことが
でき、不要な冷却を行わずに、空冷経路を最適化し、か
つ、排気ガスの大気への拡散性を向上することができ
る。
する燃料電池ユニットの各部の温度センサ状態に基づい
て、切換弁３５ａ〜３５ｃの切換モードを変更すること
で、車両の様々な状態に応じて、冷却空気の経路と、大
気への流通性に富んだガス排出路との切換を行うことが
でき、不要な冷却を行わずに、空冷経路を最適化し、か
つ、排気ガスの大気への拡散性を向上することができ
る。
【００５３】なお、上記実施の形態では、比較的低温の
部位としてバッテリ部、比較的中位の温度部位としてス
タック部、比較的高温の部位として改質器を、車両の前
方から後方に向かって順番にレイアウトしている場合に
ついて説明しているが、本発明はこのようなレイアウト
に限られることなく、燃料電池ユニットを構成する各部
の組み合わせやレイアウトの順番は、適応される車両の
構造に応じて適宜変更することができる。
部位としてバッテリ部、比較的中位の温度部位としてス
タック部、比較的高温の部位として改質器を、車両の前
方から後方に向かって順番にレイアウトしている場合に
ついて説明しているが、本発明はこのようなレイアウト
に限られることなく、燃料電池ユニットを構成する各部
の組み合わせやレイアウトの順番は、適応される車両の
構造に応じて適宜変更することができる。
【００５４】また、本実施の形態では、冷却風を送るフ
ァンの位置を車両の後方に設け、このファンによる吸引
の例を用いて説明したが、車両の前方から外気を吸い込
み冷却用ダクトに吐出するファンを設け、同等の機能を
有する構造に適宜変更することができる。
ァンの位置を車両の後方に設け、このファンによる吸引
の例を用いて説明したが、車両の前方から外気を吸い込
み冷却用ダクトに吐出するファンを設け、同等の機能を
有する構造に適宜変更することができる。
【００５５】さらに、本実施の形態では、燃料電池ユニ
ット内に設けられている温度センサは、比較的低温の部
位としてバッテリ部、比較的中位の温度部位としてスタ
ック部、比較的高温の部位として改質器の各部位毎に温
度検出を持つとしているが、燃料電池ユニットの一カ所
の温度を温度センサにより検出するようにしておき、こ
の温度センサからの温度信号に基づいて、他の部位での
温度を推定することで、切換弁への制御信号を出力する
ように構成してもよい。
ット内に設けられている温度センサは、比較的低温の部
位としてバッテリ部、比較的中位の温度部位としてスタ
ック部、比較的高温の部位として改質器の各部位毎に温
度検出を持つとしているが、燃料電池ユニットの一カ所
の温度を温度センサにより検出するようにしておき、こ
の温度センサからの温度信号に基づいて、他の部位での
温度を推定することで、切換弁への制御信号を出力する
ように構成してもよい。
【図１】本発明の燃料電池車両冷却システムに適応可能
な車両の後部平面図である。
な車両の後部平面図である。
【図２】本発明の燃料電池車両冷却システムに適応可能
な車両の側部平面図である。
な車両の側部平面図である。
【図３】燃料電池ユニットの空冷冷却系とそのコントロ
ーラ部を示す図である。
ーラ部を示す図である。
【図４】冷却用ダクトと吸排気ダクトとの間に設けられ
た切換弁を示す側面図である。
た切換弁を示す側面図である。
【図５】コントローラ部３７により切換弁３５を切り換
えた場合の各モードでの風流れ方向を示す図である。
えた場合の各モードでの風流れ方向を示す図である。
【図６】燃料電池車両冷却システムのコントローラ部の
動作を説明するためのフローチャートである。
動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】燃料電池ユニットの温度状態を示す運転パター
ンである。
ンである。
【図８】車両停止状態での燃料電池ユニットの風路状態
を示す図である。
を示す図である。
【図９】冷間始動直後の燃料電池ユニットの風路状態を
示す図（ａ），（ｂ）である。
示す図（ａ），（ｂ）である。
【図１０】定常走行時での燃料電池ユニットの風路状態
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】登坂走行時／加速時での燃料電池ユニットの
風路状態を示す図である。
風路状態を示す図である。
【図１２】高温（限界）登坂走行時での燃料電池ユニッ
トの風路状態を示す図である。
トの風路状態を示す図である。
Ｂ 車体 Ｆ 燃料電池ユニット １ サイドメンバ ３ ケーシング ５ ガス排出口 ７ サイドシル ９ フロントピラー １１ センターピラー １３ リアピラー １７ サイドルーフレール １９ａ〜１９ｃ 開口部 ２１ａ〜２１ｃ ルーパ ２３ 冷却空気導入口 ２５ 冷却用ダクト ２７ バッテリ部 ２９ スタック部 ３１ 改質器 ３３ ファン ３５ａ〜３５ｃ 切換弁 ３７ 制御コントローラ ３９ 運転状態検出部 ４１ａ〜ｃ 温度センサ
Claims (9)
- 【請求項１】 複数の機器が配置される燃料電池ユニッ
トと、 前記燃料電池ユニット内を連通して冷却風の風路となる
冷却用ダクトと、 前記冷却用ダクトの一端に配置され、風路との間で冷却
風を吸引または吐出するファンと、 前記燃料電池ユニットの機器間を連通する冷却用ダクト
に接合され、外気との間で吸気または排気が可能な複数
の吸排気ダクトと、 前記冷却用ダクトとそれぞれの吸排気ダクトとの接合部
位に設置され、冷却風路を切り換える複数の切換弁と、 前記燃料電池ユニット内に配置される複数の機器の雰囲
気温度を検出する温度検出手段と、 前記温度検出手段からの温度信号に基づいて、最適な冷
却風路の形態になるように前記複数の切換弁及びファン
を制御する制御手段とを備えることを特徴とする燃料電
池車両冷却システム。 - 【請求項２】 前記切換弁は、 前記機器間の風路及び前記機器と吸排気ダクトとの間の
風路を遮断又は開放する機構を有し、 前記制御手段は、 前記温度検出手段からの温度信号に基づいて、前記機器
間の風路及び前記機器と吸排気ダクトとの間の風路を遮
断又は開放するように制御し、前記ファンを停止又は作
動するように制御することを特徴とする請求項１記載の
燃料電池車両冷却システム。 - 【請求項３】 車両の前方から後方にバッテリ部、スタ
ック部、改質器の順に配置される燃料電池ユニットと、 車両の前方から後方に燃料電池ユニット内を連通して冷
却風の風路となる冷却用ダクトと、 車両の後方に位置する冷却用ダクトの一端から冷却風を
吸引するファンと、 前記バッテリ部とスタック部の間、前記スタック部と改
質器の間、前記改質器とファンの間のそれぞれの冷却用
ダクトに接合され、外気との間で吸気または排気が可能
な第１乃至第３の吸排気ダクトと、 前記冷却用ダクトと第１乃至第３の吸排気ダクトとのそ
れぞれの接合部位に設置され、冷却風路を切り換える第
１乃至第３の切換弁と、 前記燃料電池ユニット内に配置されるバッテリ部、スタ
ック部、改質器の雰囲気温度をそれぞれ検出する第１乃
至第３の温度検出手段と、 前記第１乃至第３の温度検出手段からのそれぞれの温度
信号に基づいて、最適な冷却風路の形態になるように前
記第１乃至第３の切換弁及びファンを制御する制御手段
とを備えることを特徴とする燃料電池車両冷却システ
ム。 - 【請求項４】 車両が運転状態にあるかどうかを検出す
る運転状態検出手段を備え、 前記制御手段は、 車両が運転状態にない場合には、前記バッテリ部側の風
路を遮断しかつ前記第１の吸排気ダクトとスタック部と
の間の風路を開放するように前記第１の切換弁を制御
し、前記第２の吸排気ダクトとスタック部及び改質器と
の間の風路を開放するように前記第２の切換弁を制御
し、前記第３の吸排気ダクトと改質器との間の風路を開
放しかつ前記ファン側の風路を遮断するように前記第３
の切換弁を制御し、前記ファンを停止するように制御す
ることを特徴とする請求項３記載の燃料電池車両冷却シ
ステム。 - 【請求項５】 前記制御手段は、 第１乃至第３の温度検出手段により検出された雰囲気温
度がそれぞれの規定温度に達していない場合には、前記
第１の吸排気ダクトとバッテリ部及びスタック部の間の
風路を開放するように前記第１の切換弁を制御し、前記
第２の吸排気ダクトとスタック部及び改質器との間の風
路を開放するように前記第２の切換弁を制御し、前記第
３の吸排気ダクトと改質器及びファンとの間の風路を開
放するように前記第３の切換弁を制御し、前記ファンを
停止するように制御することを特徴とする請求項３記載
の燃料電池車両冷却システム。 - 【請求項６】 前記制御手段は、 第１乃至第３の温度検出手段により検出された雰囲気温
度がそれぞれの規定温度に達していない場合には、前記
第１の吸排気ダクトとバッテリ部との間の風路を開放し
かつ前記スタック部側の風路を遮断するように前記第１
の切換弁を制御し、前記第２の吸排気ダクトとスタック
部との間の風路を開放しかつ前記改質器側の風路を遮断
するように前記第２の切換弁を制御し、前記第３の吸排
気ダクトと改質器との間の風路を開放しかつ前記ファン
側の風路を遮断するように前記第３の切換弁を制御し、
前記ファンを停止するように制御することを特徴とする
請求項３記載の燃料電池車両冷却システム。 - 【請求項７】 前記制御手段は、 第１乃至第３の温度検出手段により検出された雰囲気温
度のうち前記改質器に関する雰囲気温度のみが規定温度
に達した場合には、前記第１の吸排気ダクトとバッテリ
部及びスタック部の間の風路を開放するように前記第１
の切換弁を制御し、前記スタック部側の風路を遮断しか
つ前記第２の吸排気ダクトと改質器との間の風路を開放
するように前記第２の切換弁を制御し、前記第３の吸排
気ダクト側の風路を遮断しかつ改質器とファンとの間の
風路を開放するように前記第３の切換弁を制御し、前記
ファンを作動するように制御することを特徴とする請求
項３記載の燃料電池車両冷却システム。 - 【請求項８】 前記制御手段は、 第１乃至第３の温度検出手段により検出された雰囲気温
度のうち前記スタック部と改質器に関する雰囲気温度が
それぞれの規定温度に達した場合には、前記バッテリ部
側の風路を遮断しかつ前記第１の吸排気ダクトとスタッ
ク部との間の風路を開放するように前記第１の切換弁を
制御し、前記第２の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつ
前記スタック部と改質器との間の風路を開放するように
前記第２の切換弁を制御し、前記第３の吸排気ダクトを
遮断しかつ改質器とファンとの間の風路を開放するよう
に前記第３の切換弁を制御し、前記ファンを作動するよ
うに制御することを特徴とする請求項３記載の燃料電池
車両冷却システム。 - 【請求項９】 前記制御手段は、 第１乃至第３の温度検出手段により検出された雰囲気温
度が全て規定温度に達した場合には、前記第１の吸排気
ダクト側の風路を遮断しかつ前記バッテリ部とスタック
部との間の風路を開放するように前記第１の切換弁を制
御し、前記第２の吸排気ダクト側の風路を遮断しかつ前
記スタック部と改質器との間の風路を開放するように前
記第２の切換弁を制御し、前記第３の吸排気ダクト側の
風路を遮断しかつ改質器とファンとの間の風路を開放す
るように前記第３の切換弁を制御し、前記ファンを作動
するように制御することを特徴とする請求項３記載の燃
料電池車両冷却システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035595A JP3885445B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 燃料電池車両冷却システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035595A JP3885445B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 燃料電池車両冷却システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001229948A true JP2001229948A (ja) | 2001-08-24 |
| JP3885445B2 JP3885445B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
ID=18559771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000035595A Expired - Fee Related JP3885445B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 燃料電池車両冷却システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3885445B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006048943A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| JP2006076422A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムを搭載する移動体 |
| JP2007299747A (ja) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Syspotek Corp | 燃料電池に用いる電源切断手順 |
| WO2012090964A1 (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 燃料電池システム |
| DE112011101825T5 (de) | 2010-05-28 | 2013-03-14 | Suzuki Motor Corporation | Abgasungsvorrichtung eines luftgekühlten Brennstoffzellenfahrzeugs |
| US9281533B2 (en) | 2011-04-06 | 2016-03-08 | Suzuki Motor Corporation | Exhaust device of fuel cell vehicle |
| JP2017217986A (ja) * | 2016-06-06 | 2017-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | 空冷式燃料電池車 |
| CN111434500A (zh) * | 2019-01-15 | 2020-07-21 | 株式会社斯巴鲁 | 冷却系统 |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000035595A patent/JP3885445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006048943A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| JP2006076422A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムを搭載する移動体 |
| JP4605496B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2011-01-05 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システムを搭載する移動体 |
| US8017278B2 (en) | 2004-09-09 | 2011-09-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Moving object with fuel cell system |
| JP2007299747A (ja) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Syspotek Corp | 燃料電池に用いる電源切断手順 |
| DE112011101825T5 (de) | 2010-05-28 | 2013-03-14 | Suzuki Motor Corporation | Abgasungsvorrichtung eines luftgekühlten Brennstoffzellenfahrzeugs |
| US8824876B2 (en) | 2010-05-28 | 2014-09-02 | Suzuki Motor Corporation | Exhaust apparatus of air-cooled fuel cell vehicle |
| DE112011101825B4 (de) * | 2010-05-28 | 2016-06-30 | Suzuki Motor Corporation | Abgasungsvorrichtung eines luftgekühlten Brennstoffzellenfahrzeugs |
| WO2012090964A1 (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 燃料電池システム |
| JPWO2012090964A1 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-06-05 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 燃料電池システム |
| US9281533B2 (en) | 2011-04-06 | 2016-03-08 | Suzuki Motor Corporation | Exhaust device of fuel cell vehicle |
| GB2503106B (en) * | 2011-04-06 | 2017-12-13 | Suzuki Motor Corp | Fuel cell vehicle front mounted exhaust device |
| DE112012001589B4 (de) | 2011-04-06 | 2018-05-24 | Suzuki Motor Corp. | Ablufteinrichtung eines Brennstoffzellenfahrzeugs |
| JP2017217986A (ja) * | 2016-06-06 | 2017-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | 空冷式燃料電池車 |
| CN111434500A (zh) * | 2019-01-15 | 2020-07-21 | 株式会社斯巴鲁 | 冷却系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3885445B2 (ja) | 2007-02-21 |
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