燃料电池系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃料电池系统。
【背景技术】
[0002]作为具备燃料电池的系统，已知有如下结构:通过将设有散热器的循环路连接于燃料电池而使冷却水在循环路中循环，通过散热器使冷却水冷却并将其送入到燃料电池(参照专利文献I)。
[0003]专利文献1:日本特开2010-186599号公报
【发明内容】
[0004]然而，当在因外界气温较低而导致散热器内的冷却水的温度为零下的情况下使冷却水循环时，存在有如下隐患:散热器内的冷却水流入到燃料电池内而导致燃料电池内的冷却水冻结，从而产生发电不良。
[0005]本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种能够抑制低温的冷却水流入到燃料电池而导致燃料电池内的水冻结从而能够良好地运转的燃料电池系统。
[0006]为了实现上述目的，本发明的燃料电池系统具备:燃料电池，使冷却水在该燃料电池的内部流动；循环路，与该燃料电池的冷却水入口及冷却水出口连接，供冷却水循环；栗，设于该循环路，将上述冷却水从上述冷却水入口向上述燃料电池内送入；散热器，设于上述循环路，进行上述冷却水的散热；旁通路，相对于上述循环路以并联的方式与上述散热器连接；流量调整阀，设于上述循环路，调整向上述散热器及上述旁通路送入的上述冷却水的流量的比例；及控制部，控制上述栗及上述流量调整阀，上述流量调整阀能够将向上述散热器送入的冷却水的流量的比例调整为预定值以下，若判定为将向上述散热器送入的上述冷却水的流量的比例设为上述预定值以上而向上述燃料电池供给上述冷却水时上述燃料电池内的上述冷却水的温度为预定温度以上，上述控制部则进行如下的预定比例供给运转:控制上述流量调整阀及上述栗，以将向上述散热器送入的上述冷却水的流量的比例为上述预定值以上而向上述燃料电池供给上述冷却水，若判定为上述冷却水的温度小于上述预定温度，上述控制部则不向上述燃料电池供给上述冷却水。
[0007]根据该结构的燃料电池系统，通过进行控制部的预定比例供给运转，例如，即使从散热器供给某种程度上较大的量即预定值以上的比例的流量的冷却水，也仅在燃料电池内的冷却水的温度为预定温度以上的条件下允许向燃料电池供给冷却水。因此，能够抑制在燃料电池充分升温前向燃料电池大量地流入被散热器冷却后的冷却水。由此，能够抑制低温的冷却水流入到燃料电池而导致燃料电池内的水冻结，从而能够良好地运转。
[0008]在本发明的燃料电池系统中，也可以是，在上述旁通路设有除去上述冷却水的离子的离子交换器。
[0009]根据该结构的燃料电池系统，能够除去冷却水内的离子，能够将冷却水的导电率维持在一定值以下，能够始终保持绝缘性。
[0010]在本发明的燃料电池系统中，也可以是，上述控制部使上述预定比例供给运转与上述冷却水的温度变化无关地持续预定时间。
[0011]根据该结构的燃料电池系统，通过使预定比例供给运转持续预定时间，能够稳定地推定从旁通路合流后的向燃料电池供给的冷却水的温度，从而能够正确地进行之后的控制。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明的燃料电池系统，能够提供如下的一种燃料电池系统:能够抑制低温的冷却水向燃料电池流入而导致燃料电池内的水冻结，从而能够良好地运转。
【附图说明】
[0014]图1是本实施方式的燃料电池系统的概略结构图。
[0015]图2是说明控制部的离子除去运转开始控制的流程图。
[0016]图3是说明控制部的离子除去运转开始控制的其他例的流程图。
【具体实施方式】
[0017]接着，说明本发明的燃料电池系统的一实施方式。以下，说明将该燃料电池系统应用于燃料电池车辆的车载发电系统的情况，但是本发明并不局限于这样的应用例，也可以应用于船舶、航空器、电车、步行机器人等所谓的移动体、应用于例如将燃料电池用作建筑物(住宅、办公楼等)用的发电设备的固定用发电系统。
[0018]图1是本实施方式的燃料电池系统的概略结构图。
[0019]如图1所示，本实施方式的燃料电池系统I具备燃料电池11。燃料电池11例如是固体高分子电解质型的燃料电池，形成为层叠多个单电池的组结构。燃料电池11的单电池在由离子交换膜构成的电解质侧的面上具有空气极，在另一侧的面上具有燃料极，进而以从两侧夹持空气极及燃料极的方式具有一对隔板。燃料电池11向一隔板的燃料气体流路供给氢气，向另一隔板的氧化气体流路供给由空气构成的氧化气体，通过该气体供给而产生电力。该燃料电池11在其内部具有由隔板形成的冷却水流路。燃料电池11具有冷却水入口 Ila和冷却水出口 11b，从冷却水入口 Ila向冷却水流路送入冷却水，并将通过了冷却水流路的冷却水从冷却水出口 I Ib送出。
[0020]在燃料电池11连接有循环路21。循环路21的一端连接于冷却水入口 11a，另一端连接于冷却水出口 lib。
[0021]在循环路21设有栗22及散热器23。栗22向燃料电池11内的冷却水流路送入冷却水。散热器23在冷却水与外部空气之间进行热交换。冷却水通过散热器23而被冷却。
[0022]另外，燃料电池系统I具备旁通路25。旁通路25相对于循环路21以并联的方式与散热器23连接。由此，从燃料电池11的冷却水出口 Ilb送出的冷却水能够向旁通路25分支，向旁通路25分支的冷却水从旁通路25向循环路21合流。另外，在循环路21设有流量调整阀26。流量调整阀26设于循环路21中的与旁通路25的分支部位。该流量调整阀26是能够调整循环路21中的向散热器23送入的冷却水的流量及朝向旁通路25的冷却水的流量的三通阀。由此，向散热器23侧及旁通路25流动的冷却水的流量的比例能够由流量调整阀26调整。该流量调整阀26能够将朝向散热器23的冷却水的流量的比例调整为例如50 %的流量即预定值以下。
[0023]另外，在旁通路25设有离子交换器31。该离子交换器31具有吸附在旁通路25中流动的冷却水中的离子的功能。离子交换器31例如具有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
[0024]燃料电池系统I具备控制部41。控制部41例如由具备CPU、R0M、RAM的微型计算机构成。该控制部41中，CPU根据控制程序来控制栗22及流量调整阀26。在该控制部41连接有检测燃料电池11内的冷却水的温度即FC水温的FC水温传感器(省略图示)、检测外界气温的外界气温传感器(省略图示)及检测散热器23内的冷却水的温度的散热器水温传感器(省略图示)，从这些传感器向控制部41发送检测信号。
[0025]在上述结构的燃料电池系统I中，当栗22被控制部41驱动时，冷却水在循环路21中循环。由此，从燃料电池11的冷却水出口 Ilb送出的冷却水被送入到散热器23并与外部空气之间进行热交换，之后，从燃料电池11的冷却水入口 Ila向燃料电池11内供给。由此，燃料电池11被冷却水冷却。
[0026]在此，由于在燃料电池11内流动的冷却水通过多个单电池，因此必须抑制导电率而始终保持绝缘性。另一方面，若搭载有燃料电池系统I的车辆被长时间放置而冷却水不流动，则从冷却水的通路溶出的微少离子累积，从而冷却水的离子浓度上升，导电率上升。另外，若在修理等中重组冷却系统元件，则也因来自重组后的元件的溶出离子而导致冷却水的离子浓度上升，导电率上升。
[0027]因此，在燃料电池系统I中，通过控制部41来控制流量调整阀26，从而使得从燃料电池11的冷却水出口 Ilb送出的冷却水也在旁通路25中流动。由此，冷却水通过旁通路25的离子交换器31而被离子交换器31除去所含有的离子，从而将导电率维持在一定值以下。
[0028]然而，在散热器23内的冷却水的温度为零下的情况下，当驱动栗22而使冷却水循环时，存在如下隐患:散热器23内的冷却水向燃料电池11内流入而导致燃料电池11内的冷却水冻结，从而产生发电不良。
[0029]因此，在本实施方式的燃料电池系统I中，为了抑制燃料电池11内的冷却水的冻结，控制部41进行以下的预定比例供