燃料電池系統及燃料電池系統的控制方法
【專利摘要】燃料電池系統(A)具備：燃料電池組(10)；與燃料電池組的冷卻水通路連結并成為冷卻水的循環路的冷卻水供給管(51)；配置在冷卻水供給管內的散熱器(53)；配置在冷卻水供給管內且用于使冷卻水繞過散熱器的散熱器旁通管(54)；配置在冷卻水供給管內的冷卻水泵(52)；根據溫度來控制向散熱器和散熱器旁通管供給的冷卻水量的恒溫器閥門(55)；包圍恒溫器閥門的箱體(56)；配置在散熱器旁通管內的離子交換器(58)；及向箱體供給熱介質的空調裝置(60)。燃料電池系統通過利用空調裝置控制箱體內的熱介質的溫度來調節恒溫器閥門的溫度，并控制向散熱器和散熱器旁通管供給的冷卻水量。
【專利說明】
燃料電池系統及燃料電池系統的控制方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及燃料電池系統及燃料電池系統的控制方法。
【背景技術】
[0002]公知有一種燃料電池系統，具備:燃料電池組，通過燃料氣體與氧化劑氣體的電化學反應而產生電力;冷卻水供給管，通過將形成在燃料電池組內的冷卻水通路的入口與冷卻水通路的出口在燃料電池組的外部相互連結而形成冷卻水的循環路;散熱器，配置在冷卻水供給管內；散熱器旁通管，將燃料電池組的冷卻水通路的入口和散熱器之間的冷卻水供給管與燃料電池組的冷卻水通路的出口和散熱器之間的冷卻水供給管相互連結;冷卻水栗，配置在燃料電池組的冷卻水通路的入口與散熱器旁通管之間的冷卻水供給管內，并送出冷卻水;三通閥，控制從燃料電池組的冷卻水通路流入到冷卻水供給管內的冷卻水中的向散熱器供給的冷卻水量和向散熱器旁通管內供給的冷卻水量;離子交換器，配置在散熱器旁通管內，進行冷卻水的離子交換(例如參照專利文獻I)。
[0003]雖然在專利文獻I中未明示，但是通常使用恒溫器閥門作為三通閥。恒溫器閥門的開度根據恒溫器閥門的溫度來確定，恒溫器閥門的溫度根據向恒溫器閥門供給的冷卻水的溫度來確定。即，在恒溫器閥門的溫度高時，即冷卻水的溫度高時，恒溫器閥門將冷卻水的全部量向散熱器供給。其結果是，冷卻水在散熱器中被冷卻，因此冷卻水的溫度降低。相對于此，在恒溫器閥門的溫度低時，即冷卻水的溫度低時，恒溫器閥門將冷卻水的全部量向散熱器旁通管供給。其結果是，冷卻水不向散熱器供給，因此能抑制冷卻水的溫度降低。
[0004]然而，離子性的不純物一點點地從散熱器、配管等向冷卻水混入，因此冷卻水的導電率一點點地升高。當冷卻水的導電性升高時，可能會產生液體接界等，因此不優選。因此，在專利文獻I中，能夠從冷卻水除去離子性的不純物的離子交換器配置于散熱器旁通管。
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本特開號公報
【發明內容】
[0007]發明要解決的課題
[0008]然而，在專利文獻I中，在冷卻水的溫度高時，冷卻水的全部量向散熱器供給，即冷卻水不向散熱器旁通管供給。因此，在冷卻水的溫度高時，冷卻水不通過離子交換器，因此冷卻水中的離子性的不純物無法由離子交換器除去。因此，當冷卻水的溫度高的狀態持續時，冷卻水中的離子性的不純物的量過度地變多，冷卻水的導電率可能會過度地變高。
[0009]用于解決課題的方案
[0010]根據本發明的一觀點，提供一種燃料電池系統，具備:燃料電池組，通過燃料氣體與氧化劑氣體的電化學反應而產生電力;冷卻水供給管，通過將形成在所述燃料電池組內的冷卻水通路的入口與所述冷卻水通路的出口在所述燃料電池組的外部相互連結來形成冷卻水的循環路;散熱器，配置在所述冷卻水供給管內；散熱器旁通管，將所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器之間的所述冷卻水供給管和所述燃料電池組的所述冷卻水通路的出口與所述散熱器之間的所述冷卻水供給管相互連結;冷卻水栗，配置在所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管內或者配置在所述冷卻水通路的出口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管內，并送出冷卻水;恒溫器閥門，控制從所述燃料電池組的所述冷卻水通路流入到所述冷卻水供給管內的冷卻水中的向所述散熱器供給的冷卻水量和向所述散熱器旁通管內供給的冷卻水量，在所述恒溫器閥門的溫度比預先設定的設定溫度高時，所述恒溫器閥門將所述冷卻水的全部量向所述散熱器供給，在所述恒溫器閥門的溫度比所述設定溫度低時，所述恒溫器閥門將所述冷卻水的至少一部分向所述散熱器旁通管供給并且將其余部分向所述散熱器供給;離子交換器，配置在所述散熱器旁通管內，進行冷卻水的離子交換;空調裝置，具有使熱介質循環的熱介質循環管、配置在所述熱介質循環管內并送出所述熱介質的熱介質栗及配置在所述熱介質循環管內并使空調用的空氣與所述熱介質相互進行熱交換的熱交換器;及箱體，配置在所述熱介質循環管內并且以包圍所述恒溫器閥門的方式設置，通過利用所述空調裝置控制所述箱體內的所述熱介質的溫度來調節所述恒溫器閥門的溫度，由此能夠控制向所述散熱器供給的冷卻水量和向所述散熱器旁通管內供給的冷卻水量。
[0011]根據本發明的另一觀點，提供一種燃料電池系統的控制方法，所述燃料電池系統具備:燃料電池組，通過燃料氣體與氧化劑氣體的電化學反應而產生電力;冷卻水供給管，通過將形成在所述燃料電池組內的冷卻水通路的入口與所述冷卻水通路的出口在所述燃料電池組的外部相互連結來形成冷卻水的循環路;散熱器，配置在所述冷卻水供給管內；散熱器旁通管，將所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器之間的所述冷卻水供給管和所述燃料電池組的所述冷卻水通路的出口與所述散熱器之間的所述冷卻水供給管相互連結;冷卻水栗，配置在所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管內或者配置在所述冷卻水通路的出口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管內，并送出冷卻水;恒溫器閥門，控制從所述燃料電池組的所述冷卻水通路流入到所述冷卻水供給管內的冷卻水中的向所述散熱器供給的冷卻水量和向所述散熱器旁通管內供給的冷卻水量，在所述恒溫器閥門的溫度比預先設定的設定溫度高時，所述恒溫器閥門將所述冷卻水的全部量向所述散熱器供給，在所述恒溫器閥門的溫度比所述設定溫度低時，所述恒溫器閥門將所述冷卻水的至少一部分向所述散熱器旁通管供給并且將其余部分向所述散熱器供給;離子交換器，配置在所述散熱器旁通管內，進行冷卻水的離子交換;空調裝置，具有使熱介質循環的熱介質循環管、配置在所述熱介質循環管內并送出所述熱介質的熱介質栗及配置在所述熱介質循環管內并使空調用的空氣與所述熱介質相互進行熱交換的熱交換器;及箱體，配置在所述熱介質循環管內并且以包圍所述恒溫器閥門的方式設置，所述燃料電池系統的控制方法中，通過利用所述空調裝置控制所述箱體內的所述熱介質的溫度來調節所述恒溫器閥門的溫度，由此來控制向所述散熱器供給的冷卻水量和向所述散熱器旁通管內供給的冷卻水量。
[0012]發明效果
[0013]能夠阻止冷卻水的導電率過度升高。
【附圖說明】
[0014]圖1是燃料電池系統的構成圖。
[0015]圖2是用于說明冷卻水及熱介質的流動的概略圖。
[0016]圖3是表示恒溫器閥門開度與恒溫器閥門溫度的關系的坐標圖。
[0017]圖4是說明本發明的第一實施例的冷卻水導電率控制的時間圖。
[0018]圖5是表示本發明的第一實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0019]圖6是表示恒溫器閥門開度與恒溫器閥門溫度的關系的坐標圖。
[0020]圖7是說明本發明的第二實施例的冷卻水導電率控制的時間圖。
[0021]圖8是表示本發明的第二實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0022]圖9是表示恒溫器閥門開度VOD的控制例程的流程圖。
[0023]圖10是表示本發明的第三實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0024]圖11是表示本發明的第四實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0025]圖12是表示本發明的第五實施例的冷卻水的導電率的降低方法的時間圖。
[0026]圖13是表示本發明的第五實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0027]圖14是表示本發明的第六實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0028]圖15是表示本發明的第七實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0029]圖16是表示本發明的第八實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0030]圖17是表示本發明的第九實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0031 ]圖18是表示冷卻水栗控制例程的流程圖。
[0032]圖19是表示本發明的第十實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0033]圖20是表示本發明的第十一實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
[0034]圖21是表示本發明的第十二實施例的冷卻水導電率控制的例程的流程圖。
【具體實施方式】
[0035]參照圖1，燃料電池系統A具備燃料電池組10。燃料電池組10具備沿層疊方向相互層疊的多個燃料電池單體。各燃料電池單體包括膜電極接合體20。膜電極接合體20具備膜狀的電解質、形成在電解質的一側的陽極、形成在電解質的另一側的陰極。
[0036]多個燃料電池單體電串聯連接，多個燃料電池單體的一端的燃料電池單體的陽極及另一端的燃料電池單體的陰極構成燃料電池組1的電極。燃料電池組1的電極經由DC/DC轉換器11而與逆變器12電連接，逆變器12與電動發電機13電連接。而且，燃料電池系統A具備蓄電器14，該蓄電器14經由DC/DC轉換器15而與上述的逆變器12電連接。DC/DC轉換器11控制燃料電池組10的輸出，用于提高電壓并向逆變器12傳送，逆變器12用于將來自DC/DC轉換器11或蓄電器14的直流電流轉換成交流電流。DC/DC轉換器15用于降低從燃料電池組10或電動發電機13向蓄電器14的電壓，或者提高從蓄電器14向電動發電機13的電壓。另外，在圖1所示的燃料電池系統A中，蓄電器14由蓄電池構成。
[0037]而且，在燃料電池單體內分別形成用于向陽極供給燃料氣體的燃料氣體流通路、用于向陰極供給氧化劑氣體的氧化劑氣體流通路、用于向燃料電池單體供給冷卻水的冷卻水流通路。通過將多個燃料電池單體的燃料氣體流通路、氧化劑氣體流通路及冷卻水流通路分別串聯連接，在燃料電池組10分別形成燃料氣體通路30、氧化劑氣體通路40及冷卻水通路50。
[0038]在燃料氣體通路30的入口連結燃料氣體供給管31，燃料氣體供給管31與燃料氣體源32連結。在圖1所示的實施例中，燃料氣體由氫氣形成，燃料氣體源32由氫罐形成。在燃料氣體供給管31內從上游側依次配置截止閥33、調整燃料氣體供給管31內的燃料氣體的壓力的調整器34、用于將來自燃料氣體源32的燃料氣體向燃料電池組1供給的燃料氣體噴射器
35。另一方面，在燃料氣體通路30的出口連結陽極廢氣管36。當截止閥33打開且燃料氣體噴射器35打開時，燃料氣體源32內的燃料氣體經由燃料氣體供給管31而向燃料電池組10內的燃料氣體通路30內供給。此時，從燃料氣體通路30流出的氣體、即陽極廢氣流入到陽極廢氣管36內。在陽極廢氣管36內配置陽極廢氣控制閥37，該陽極廢氣控制閥37控制在陽極廢氣管36內流動的陽極廢氣的量或燃料電池組10的燃料氣體通路30內的壓力。
[0039]而且，在氧化劑氣體通路40的入口連結氧化劑氣體供給管41，氧化劑氣體供給管41與氧化劑氣體源42連結。在圖1所示的實施例中，氧化劑氣體由空氣形成，氧化劑氣體源42由大氣形成。在氧化劑氣體供給管41內從上游側依次配置氣體濾清器43、壓力輸送氧化劑氣體的壓縮器44、用于對從壓縮器44向燃料電池組10傳送的氧化劑氣體進行冷卻的中間冷卻器45。另一方面，在氧化劑氣體通路40的出口連結陰極廢氣管46。當壓縮器44被驅動時，氧化劑氣體經由氧化劑氣體供給管41而向燃料電池組10內的氧化劑氣體通路40內供給。此時，從氧化劑氣體通路40流出的氣體、即陰極廢氣流入到陰極廢氣管46內。在陰極廢氣管46內配置陰極廢氣控制閥47，該陰極廢氣控制閥47控制在陰極廢氣管46內流動的陰極廢氣的量或燃料電池組10的氧化劑氣體通路40內的壓力。
[0040]而且，在圖1所示的燃料電池系統A中，壓縮器44下游的氧化劑氣體供給管41與陰極廢氣控制閥47下游的陰極廢氣管46通過電池組旁通管49而相互連結。此外，設有控制從氧化劑氣體供給管41向電池組旁通管49內流入的氧化劑氣體的量及向燃料電池組10供給的氧化劑氣體的量的電池組旁通控制閥48。在圖1所示的燃料電池系統A中，電池組旁通控制閥48由電磁式的三通閥形成，配置于電池組旁通管49的入口。
[0041 ] 而且，在冷卻水通路50的入口連結冷卻水供給管51的一端，在冷卻水通路50的出口連結冷卻水供給管51的另一端。在冷卻水供給管51內配置壓力輸送冷卻水的冷卻水栗52、散熱器53。燃料電池組10的冷卻水通路50的入口和散熱器53之間的冷卻水供給管51與燃料電池組10的冷卻水通路50的出口和散熱器53之間的冷卻水供給管51通過散熱器旁通管54而相互連結。而且，設有控制從燃料電池組10的冷卻水通路50流入到冷卻水供給管51內的冷卻水中的向散熱器53供給的冷卻水量和向散熱器旁通管54內供給的冷卻水量的恒溫器閥門55。在恒溫器閥門55的溫度比預先設定的設定溫度高時，恒溫器閥門55將冷卻水的全部量向散熱器53供給，在恒溫器閥門55的溫度比設定溫度低時，恒溫器閥門55將冷卻水的至少一部分向散熱器旁通管54供給并將剩余部分向散熱器53供給。在圖1所示的燃料電池系統A中，恒溫器閥門55由三通閥形成，配置于散熱器旁通管54的入口。
[0042]在圖1所示的燃料電池系統A中，散熱器旁通管54具有相互并列地延伸的散熱器旁通管部分54a和散熱器旁通管部分54b。流入到散熱器旁通管54內的冷卻水的一部分在散熱器旁通管部分54a內流通，其余部分在散熱器旁通管部分54b內流通。在散熱器旁通管部分54b內配置進行冷卻水的離子交換的離子交換器58。當冷卻水在離子交換器58內流通時，在離子交換器58中通過離子交換而從冷卻水除去離子性的不純物，因此冷卻水的導電率降低。另外，在圖1所示的燃料電池系統A中，在散熱器旁通管部分54a內未配置離子交換器。即，流入到散熱器旁通管54內的冷卻水的一部分被導向離子交換器58內。這樣的話，散熱器旁通管54的流路阻力維持得較低。而且，抑制在離子交換器58內通過的冷卻水的量，因此離子交換器58的耐久性提高。在未圖示的另一實施例中，散熱器旁通管54不具備散熱器旁通管部分54a及散熱器旁通管部分54b而具有單一的流路，在該單一的流路內配置離子交換器58 ο
[0043]當冷卻水栗52被驅動時，從冷卻水栗52噴出的冷卻水經由冷卻水供給管51而流入到燃料電池組10內的冷卻水通路50內，接下來通過冷卻水通路50而流入到冷卻水供給管51內，經由散熱器53或散熱器旁通管54而返回到冷卻水栗52。這樣，冷卻水供給管51通過將冷卻水通路50的入口與冷卻水通路50的出口在燃料電池組10的外部相互連結而形成冷卻水的循環路。另外，在圖1所示的實施例中，冷卻水栗52配置在燃料電池組10的冷卻水通路50的入口與散熱器旁通管54的出口之間的冷卻水供給管51內。在未圖示的另一實施例中，冷卻水栗52配置在冷卻水通路50的出口與散熱器旁通管54的入口之間的冷卻水供給管51內。
[0044]此外，設有將冷卻水栗52的出口和冷卻水通路50的入口之間的冷卻水供給管51與冷卻水通路50的出口和散熱器旁通管54的入口之間的冷卻水供給管51連結的中間冷卻器旁通管45w。上述的中間冷卻器45具備應冷卻且供氧化劑氣體流通的氧化劑氣體流通路、供冷卻介質流通的冷卻介質流通路。該氧化劑氣體流通路與上述的氧化劑氣體供給管41連結。另一方面，使用燃料電池組10的冷卻水作為中間冷卻器45的冷卻介質，冷卻介質流通路與中間冷卻器旁通管45w連結。
[0045]而且，在圖1所示的燃料電池系統A設有調節電動車輛的乘員室內的溫度的空調裝置60。在空調裝置60設有使熱介質循環的熱介質循環管61，在熱介質循環管61內配置送出熱介質的熱介質栗62、對熱介質進行加熱的電加熱器63、使空調用的空氣與熱介質相互熱交換的熱交換器64。熱交換器64具有供熱介質流通的熱介質流通路和供空調用的空氣流通的空氣流通路64a，熱介質流通路與熱介質循環管61連結。另一方面，空氣流通路64a的入口與鼓風機66連結，空氣流通路64a的出口與乘員室連結。而且，圖1所示的燃料電池系統A具備以密封地包圍恒溫器閥門55的方式設置的箱體56。換言之，恒溫器閥門55收容在箱體56內。該箱體56配置在熱介質循環管61內，因此箱體56內由熱介質充滿。在圖1所示的實施例中，空調裝置60的熱介質由水構成。
[0046]此外，在圖1所示的燃料電池系統A中，冷卻水供給管51與空調裝置60能夠相互連通。即，冷卻水供給管51與熱介質循環管61在一方經由連通管61a及電磁式的三通閥65而相互連結，在另一方經由連通管61b而相互連結。在這種情況下，三通閥65配置于例如箱體56的出口與熱介質栗62的入口之間的熱介質循環管61。三通閥65將達到熱介質栗62的熱介質循環管61在一方經由連通管61a而連結于燃料電池組10的冷卻水通路50的出口與散熱器旁通管54的入口之間的冷卻水供給管51，在另一方經由熱介質循環管61而連結于箱體56的出口。而且，箱體56的出口和三通閥65之間的熱介質循環管61與冷卻水通路50的出口和散熱器旁通管54的入口之間的冷卻水供給管51通過連通管61b而相互連結。
[0047]圖2(A)示出冷卻水供給管51與空調裝置60相互隔斷的情況。在這種情況下，三通閥65隔斷連通管61a與熱介質循環管61之間的連通，容許從箱體56向熱介質栗62的熱介質流動。因此，在這種情況下當熱介質栗62工作時，從熱介質栗62噴出的熱介質在電加熱器63內、熱交換器64內及箱體56內依次流通而返回到熱介質栗62。另一方面，冷卻水供給管51內的冷卻水不流入到熱介質循環管61內，而朝向恒溫器閥門55。相對于此，圖2(B)示出冷卻水供給管51與空調裝置60相互連通的情況。在這種情況下，三通閥65隔斷從箱體56向熱介質栗62的熱介質流動，經由連通管61a而將冷卻水供給管51與熱介質循環管61連通。因此，在這種情況下，冷卻水供給管51內的冷卻水的至少一部分經由連通管61a及三通閥65而流入到熱介質循環管61內，接下來在熱介質栗62內、電加熱器63內、熱交換器64內及箱體56內依次流通，接下來經由連通管61b而返回到冷卻水供給管51。在這種情況下，即便不使熱介質栗62工作，冷卻水在熱介質循環管61內也會流通。在未圖示的另一實施例中，散熱器旁通管54的出口和冷卻水通路50的入口之間的冷卻水供給管51與熱介質循環管61在一方經由連通管61a及三通閥65而相互連結，在另一方經由連通管61b而相互連結。在任意的實施例中，關于冷卻水供給管51內的冷卻水流動，連通管61a的入口都設置在比連通管61b的出口靠上游的位置。
[0048]在為了提高乘員室內的溫度時而冷卻水供給管51內的冷卻水的溫度比預先確定的設定水溫低時，以將冷卻水供給管51與熱介質循環管61相互隔斷的方式控制三通閥65，并且熱介質栗62、電加熱器63及鼓風機66工作。其結果是，從熱介質栗62噴出的熱介質由電加熱器63加熱，通過加熱后的熱介質將來自鼓風機66的空氣在熱交換器64中加熱，并將加熱后的空氣向乘員室內傳送。相對于此，在為了提高乘員室內的溫度時而冷卻水供給管51內的冷卻水的溫度比設定水溫高時，以將冷卻水供給管51與熱介質循環管61相互連通的方式控制三通閥65，并且熱介質栗62及電加熱器63停止，鼓風機66工作。其結果是，高溫的冷卻水從冷卻水供給管51流入到熱介質循環管61內。通過該高溫的冷卻水將來自鼓風機66的空氣在熱交換器64中加熱，加熱后的空氣向乘員室內輸送。在這種情況下，冷卻水作為熱介質發揮作用。這樣的話，不使熱介質栗62及電加熱器63工作就能夠提高乘員室內的溫度，能夠有效地利用冷卻水具有的熱能。另外，上述的設定水溫根據向乘員室內傳送的空氣的目標溫度來設定。
[0049]電子控制單元80由數字計算機構成，具備通過雙向性總線81而相互連接的ROM(只讀存儲器)82、RAM(隨機存取存儲器)83、CPU(微型處理器)84、輸入端口 85及輸出端口 86。在燃料電池組10的冷卻水通路50的入口安裝有檢測冷卻水的溫度的溫度傳感器70。在燃料電池組10的冷卻水通路50的出口安裝有檢測冷卻水的溫度的溫度傳感器71。在散熱器旁通管54與冷卻水栗52之間的冷卻水供給管51安裝檢測冷卻水的溫度的溫度傳感器72。在包圍恒溫器閥門55的箱體56或恒溫器閥門55安裝檢測恒溫器閥門55的溫度的溫度傳感器73。在散熱器53周圍、例如散熱器53的出口附近的冷卻水供給管51安裝測定冷卻水的導電率的導電率傳感器74。在散熱器旁通管54與燃料電池組10之間的冷卻水供給管51安裝測定冷卻水的導電率的導電率傳感器75。而且，設有檢測外氣溫的溫度傳感器76。溫度傳感器70、71、72、73、76及導電率傳感器74、75的輸出信號經由對應的AD轉換器67而向輸入端口 85輸入。另一方面，輸出端口86經由對應的驅動回路88而與截止閥33、調整器34、燃料氣體噴射器35、陽極廢氣控制閥37、壓縮器44、陰極廢氣控制閥47、電池組旁通控制閥48、冷卻水栗52、熱介質栗62、電加熱器63及三通閥65電連接。
[0050]在圖1所示的燃料電池系統A中，恒溫器閥門55的開度相對于恒溫器閥門55的溫度而具有滯后特性。圖3示出圖1所示的實施例的恒溫器閥門55的開度(以下，稱為恒溫器閥門開度)VOD與恒溫器閥門55的溫度(以下，稱為恒溫器閥門溫度)TV的關系。在恒溫器閥門溫度TV比開閥結束溫度TVOPE高時，恒溫器閥門開度VOD為100%，即恒溫器閥門55處于全開狀態。另外，在丨旦溫器閥門55處于全開狀態時，冷卻水的全部量向散熱器53供給。另一方面，在恒溫器閥門55處于全閉狀態時，冷卻水的全部量向散熱器旁通管54供給。在恒溫器閥門開度VOD處于全開與全閉之間的中間開度時，冷卻水的一部分向散熱器53供給，其余部分向散熱器旁通管54供給。
[0051 ]當恒溫器閥門溫度TV從恒溫器閥門開度VOD為100 %的狀態開始降低時，在恒溫器閥門溫度TV比閉閥開始溫度TVCLS高的期間，恒溫器閥門開度VOD保持為100%。接下來，當恒溫器閥門溫度TV成為閉閥開始溫度TVCLS時，恒溫器閥門55開始閉閥，即恒溫器閥門開度VOD開始減小。接下來，當恒溫器閥門溫度TV成為閉閥結束溫度TVCLE(〈TVCLS)時，恒溫器閥門開度VOD成為0%，即成為全閉狀態。在恒溫器閥門溫度TV比閉閥結束溫度TVCLE低時，恒溫器閥門開度VOD維持為O %。
[0052]另一方面，當恒溫器閥門溫度TV從恒溫器閥門開度VOD為0%的狀態開始上升時，在恒溫器閥門溫度TV比開閥開始溫度TVOPS低的期間，恒溫器閥門開度VOD保持為0%。接下來，當恒溫器閥門溫度TV成為開閥開始溫度TVOPS時，恒溫器閥門55開始打開，即恒溫器閥門開度VOD開始增大。接下來，當恒溫器閥門溫度TV成為開閥結束溫度TVOPE OTV0PS)時，恒溫器閥門開度VOD成為100%，即成為全開狀態。在圖3所示的例子中，在恒溫器閥門溫度TV降低的情況下，在恒溫器閥門溫度TV從閉閥開始溫度TVCLS至閉閥結束溫度TVCLE時，恒溫器閥門開度VOD成為中間開度，在恒溫器閥門溫度TV上升的情況下，在恒溫器閥門溫度TV從開閥開始溫度TVOPS至開閥結束溫度TVOPE時，恒溫器閥門開度VOD成為中間開度。另外，在未圖示的另一實施例中，閉閥開始溫度TVCLS與閉閥結束溫度TVCLE設定得相等，開閥開始溫度TVOPS與開閥結束溫度TVOPE設定得相等。在這種情況下，恒溫器閥門開度VOD呈階躍狀地變化，未成為中間開度。在未圖示的又一實施例中，恒溫器閥門開度不具有滯后特性。即，閉閥結束溫度TVCLE與開閥開始溫度TVOPS設定得相等，閉閥開始溫度TVCLS與開閥結束溫度TVOPE設定得相等。
[0053]這樣，恒溫器閥門開度VOD根據恒溫器閥門溫度TV來確定。在圖1所示的燃料電池系統A中，恒溫器閥門55收容在箱體56內，因此，恒溫器閥門溫度TV根據在恒溫器閥門55的內部流動的流體的溫度和箱體56內的熱介質的溫度來確定。詳細而言，在空調裝置60停止因此在箱體56內沒有熱介質的流動時，恒溫器閥門溫度TV主要根據在恒溫器閥門55內部流動的冷卻水的溫度來確定。相對于此，在空調裝置60工作因此在箱體56內存在熱介質的流動時，恒溫器閥門溫度TV根據在恒溫器閥門55內部流動的冷卻水的溫度和箱體56內的熱介質的溫度來確定。
[0054]箱體56內的熱介質的溫度能夠通過空調裝置60進行控制。具體而言，當使電加熱器63工作并使熱介質栗62工作時，高溫的熱介質向箱體56內供給，因此箱體56內的熱介質的溫度上升。相對于此，當使電加熱器63停止并使熱介質栗62工作時，低溫即外氣溫程度的熱介質向箱體56內供給，因此箱體56內的熱介質的溫度降低。
[0055]通過空調裝置60使箱體56內的熱介質的溫度上升，由此恒溫器閥門溫度TV上升至例如比開閥結束溫度TVOPE高的溫度時，即使在恒溫器閥門55內部流動的冷卻水的溫度降低，恒溫器閥門55也為全開(VOD= 100% )。或者，通過空調裝置60使箱體56內的熱介質的溫度降低，由此恒溫器閥門溫度TV降低至例如比閉閥結束溫度TVCLE(例如50°C )低的溫度時，即使在恒溫器閥門55內部流動的冷卻水的溫度升高，恒溫器閥門55也為全閉(V0D = 0%)。這樣，通過空調裝置60來控制箱體56內的熱介質的溫度，由此控制恒溫器閥門開度VOD。
[0056]這樣的話，在圖1所示的燃料電池系統A中，通過空調裝置60控制箱體56內的熱介質的溫度，由此調節恒溫器閥門溫度TV，由此調節恒溫器閥門開度V0D，由此能夠控制向散熱器53供給的冷卻水量和向散熱器旁通管54或離子交換器58內供給的冷卻水量。關于這一點，若考慮到電動車輛通常具備空調裝置的情況，則不需要追加的結構就能夠控制恒溫器閥門溫度TV或恒溫器閥門開度V0D。而且，通常，在空調裝置60內循環的熱介質的量比在冷卻水供給管51內循環的冷卻水的量少。因此，當通過空調裝置60控制恒溫器閥門溫度TV時，能夠響應性良好地控制恒溫器閥門開度VOD。
[0057]此外，在應通過燃料電池組10發電時，截止閥33及燃料氣體噴射器35打開，氫氣向燃料電池組10供給。而且，壓縮器44被驅動，空氣向燃料電池組10供給。其結果是，在燃料電池單體中發生電化學反應(H2—2H++2e—、(l/2)02+2H++2e——H20)，產生電能。該產生的電能向電動發電機13傳送。其結果是，電動發電機13作為車輛驅動用的電動馬達而工作，來驅動電動車輛。另一方面，例如在車輛制動時，電動發電機13作為再生裝置而工作，此時再生的電能蓄積于蓄電器14。
[0058]在圖1所示的燃料電池系統A中，以將表示燃料電池組10的溫度的冷卻水溫維持在預先設定的目標溫度范圍內的方式控制來自冷卻水栗52的冷卻水量。具體而言，算出將由溫度傳感器71檢測的冷卻水溫維持在預先設定的目標溫度范圍內所需的冷卻水量、即目標冷卻水量。接下來，以使從冷卻水栗52噴出的冷卻水量成為目標冷卻水量的方式控制冷卻水栗52。
[0059]接下來，說明本發明的第一實施例。在恒溫器閥門開度VOD比100%小時，冷卻水的至少一部分流入到散熱器旁通管54內，流入到散熱器旁通管54內的冷卻水的一部分向離子交換器58內流入。因此，冷卻水的導電率降低。然而，例如，電動車輛在長的上坡爬坡時，能在長時間較高地維持冷卻水的溫度。其結果是，長時間將恒溫器閥門開度VOD維持成100%，冷卻水可能未被導向散熱器旁通管54或離子交換器58。其結果是，導電率可能會過度升高。
[0060]因此，在本發明的第一實施例中，在恒溫器閥門開度VOD為100%且冷卻水的導電率超過了閾值時，通過空調裝置60使恒溫器閥門溫度TV暫時降低而使恒溫器閥門開度VOD暫時降低，由此冷卻水被導向散熱器旁通管54或離子交換器58。參照圖4來說明該情況。
[0061]在圖4中，X表示恒溫器閥門溫度TV比開閥結束溫度TVOPE高的狀態、即恒溫器閥門開度VOD為100%的狀態。在該狀態下，冷卻水的全部量向散熱器53供給，冷卻水不向具有離子交換器58的散熱器旁通管54供給。因此，由導電率傳感器75檢測的冷卻水的導電率CN逐漸增加。在時間11，若導電率CN比預先設定的閾值CNTH高，則空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制開始。即，在空調裝置60的電加熱器63處于工作狀態時，電加熱器63被切換為停止狀態，在電加熱器63處于停止狀態時，電加熱器63維持為停止狀態。而且，空調裝置60被切換或維持成從冷卻水供給管51隔斷的狀態。而且，熱介質栗62切換或維持成工作狀態。其結果是，低溫的熱介質在箱體56內流動，因此恒溫器閥門溫度TV開始降低。然后，在時間t2，若恒溫器閥門溫度TV達到閉閥開始溫度TVCLS，則恒溫器閥門開度VOD開始降低，即恒溫器閥門55開始關閉。伴隨于此，冷卻水的一部分向散熱器旁通管54或離子交換器58開始流動。由此，冷卻水的導電率CN開始降低。然后，在時間t3，若恒溫器閥門溫度TV達到閉閥結束溫度TVCLE，則恒溫器閥門開度VOD成為0%，即恒溫器閥門55成為全閉狀態。伴隨于此，冷卻水的全部量向散熱器旁通管54或離子交換器58流動。由此，冷卻水的導電率CN進一步降低。然后，在時間t4，若冷卻水的導電率CN成為閾值CNTH以下，則空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制結束，進行復原處理。即，電加熱器63返回到工作狀態，或者維持成停止狀態。而且，空調裝置60返回到與冷卻水供給管51連接的狀態，或者維持成從冷卻水供給管51隔斷的狀態。而且，熱介質栗62返回到停止狀態，或者維持成工作狀態。其結果是，恒溫器閥門溫度TV通過在恒溫器閥門55內部流動的冷卻水而逐漸上升。然后，在時間t5，若恒溫器閥門溫度TV達到開閥開始溫度TVOPS，則恒溫器閥門開度VOD開始增加，即恒溫器閥門55開始打開。伴隨于此，冷卻水的一部分向散熱器53開始流動。其結果是，冷卻水的溫度通過散熱器53而降低。然后，在時間t6，若恒溫器閥門溫度TV達到開閥結束溫度TV0PE，則恒溫器閥門開度VOD返回到100%，即恒溫器閥門55返回到全開狀態。伴隨于此，冷卻水的全部量向散熱器53流動。
[0062]這樣，在本發明的第一實施例中，即使在通過冷卻水供給管51的冷卻水的溫度高時，也能夠通過空調裝置60使恒溫器閥門溫度TV暫時降低，能夠使恒溫器閥門開度VOD暫時降低。其結果是，能夠向散熱器旁通管54的離子交換器58供給冷卻水，因此能夠阻止冷卻水的導電率過度升高。
[0063]圖5示出本發明的第一實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程通過每隔一定時間的中斷來執行。
[0064]參照圖5，在步驟100中，判別冷卻水的導電率CN是否比閾值CNTH高。在CN>CNTH時，工序進入步驟101，在CN < CNTH時，工序結束。在步驟101中，判別恒溫器閥門溫度TV是否為開閥結束溫度TVOPE以上。在TV > TVOPE時，工序進入步驟102，在TV〈TV0PE時，工序結束。在步驟102中，將電加熱器63切換或維持成停止狀態。接下來在步驟103中，將空調裝置60與冷卻水供給管51切換或維持成隔斷狀態。接下來在步驟104中，將熱介質栗62切換或維持成工作狀態。接下來在步驟105中，判別冷卻水的導電率CN是否為閾值CNTH以下。在CN < CNTH時，工序進入步驟106，在CN>CNTH時，工序返回到步驟105。在步驟106中，進行上述的復原處理。
[0065]接下來，說明本發明的第二實施例。以下，說明與本發明的第一實施例的不同點。
[0066]在上述的本發明的第一實施例中，通過空調裝置60，以使恒溫器閥門開度VOD成為0%的方式，即以使恒溫器閥門55成為全閉的方式，控制恒溫器閥門溫度TV。在這種情況下，冷卻水暫時不向散熱器53供給，因此冷卻水的溫度可能會過度升高。
[0067]因此，在本發明的第二實施例中，在應通過空調裝置60控制恒溫器閥門開度VOD時，以使恒溫器閥門開度VOD成為中間開度、即成為比0%大且比100%小的開度的方式，控制恒溫器閥門溫度TV。其結果是，冷卻水的一部分繼續流入到散熱器53內。因此，能阻止冷卻水的溫度過度升高，并阻止冷卻水的導電率過度升高。
[0068]在此，參照圖6，說明恒溫器閥門開度VOD的變化。當恒溫器閥門開度VOD—旦成為100%時，直到恒溫器閥門開度VOD成為0%，恒溫器閥門開度VOD沿著圖6的實線A變化。即，在恒溫器閥門溫度TV比閉閥結束溫度TVCLE高時，即使恒溫器閥門溫度TV上升或降低，恒溫器閥門開度VOD也維持為100%。在恒溫器閥門溫度TV比閉閥結束溫度TVCLE低且比閉閥結束溫度TVCLE高時，隨著恒溫器閥門溫度TV降低而恒溫器閥門開度VOD減小。另一方面，當恒溫器閥門開度VOD—旦成為0%時，直到恒溫器閥門開度VOD成為100%，恒溫器閥門開度VOD沿著圖6的實線B變化。即，在恒溫器閥門溫度TV比開閥開始溫度TVOPS低時，即使恒溫器閥門溫度TV上升或降低，恒溫器閥門開度VOD也維持為0%。在恒溫器閥門溫度TV比開閥開始溫度TVOPS高且比開閥結束溫度TVOPE低時，隨著恒溫器閥門溫度TV上升而恒溫器閥門開度VOD變大。
[0069]這樣的話，根據恒溫器閥門溫度TV的履歷可知恒溫器閥門開度VOD是沿著實線A變化，還是沿著實線B變化，而且，根據實線A或實線B和恒溫器閥門溫度TV，能夠推定當前的恒溫器閥門開度V0D。圖6所示的恒溫器閥門開度VOD與恒溫器閥門溫度TV的關系以映射的方式預先存儲在R0M62內。
[0070]參照圖7，進一步說明本發明的第二實施例。在圖7中，X表示恒溫器閥門溫度TV比開閥結束溫度TVOPE高的狀態，即恒溫器閥門開度VOD為100 %的狀態。在此狀態下，冷卻水的導電率CN逐漸增加。在時間111，若導電率CN比預先設定的閾值CNTH高，則與第一實施例同樣，空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制開始。但是，在第二實施例中，恒溫器閥門開度VOD使用圖6的映射來推定，以使恒溫器閥門開度VOD維持為目標開度VODT (例如40 %至60%的范圍)的方式，控制恒溫器閥門溫度TV，因此控制熱介質栗62的轉速RP、即從熱介質栗62噴出的熱介質量。然后，在時間tl2，若恒溫器閥門溫度TV達到閉閥開始溫度TVCLS，則恒溫器閥門開度VOD開始降低。伴隨于此，冷卻水的一部分向散熱器旁通管54開始流動。由此，冷卻水的導電率CN開始減小。在這種情況下，剩余的冷卻水向散熱器53內持續流入。因此，能阻止冷卻水的溫度過度升高。然后，在時間113，若冷卻水的導電率CN成為閾值CNTH以下，則空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制結束，進行復原處理。然后，在時間tl4，若恒溫器閥門溫度TV達到溫度TVCLS，則恒溫器閥門開度VOD返回到100%。
[0071]圖8示出本發明的第二實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖5所示的例程不同。即，從步驟104進入步驟110，執行恒溫器閥門開度VOD的控制例程。該例程如圖9所示。接下來，在步驟1 5中，判別冷卻水的導電率CN是否為閾值CNTH以下。在CN< CNTH時，工序進入步驟106，在CN>CNTH時，工序返回到步驟110。
[0072]圖9示出恒溫器閥門開度VOD的控制例程。
[0073]參照圖9，在步驟111中，參照圖6的映射，基于恒溫器閥門溫度TV來推定當前的恒溫器閥門開度V0D。接下來在步驟112中，判別當前的恒溫器閥門開度VOD是否為目標開度V0DT。在當前的恒溫器閥門開度VOD為目標開度VODT時，工序結束。在當前的恒溫器閥門開度VOD不為目標開度VODT時，工序進入步驟113。在步驟113中，以使恒溫器閥門開度VOD成為目標開度VODT的方式控制熱介質栗62的轉速PR。具體而言，在當前的恒溫器閥門開度VOD比目標開度VODT大時，熱介質栗62的轉速增加，向箱體56傳送的熱介質量增大。另一方面，在當前的恒溫器閥門開度VOD比目標開度VODT小時，熱介質栗62的轉速降低，向箱體56傳送的熱介質量減小。
[0074]接下來，說明本發明的第三實施例。以下，說明與本發明的第一實施例的不同點。
[0075]在上述的本發明的第一實施例中，當恒溫器閥門溫度TV比開閥結束溫度TVOPE高時，即恒溫器閥門開度VOD為100%時，通過空調裝置60而恒溫器閥門開度VOD暫時為0%，由此冷卻水向散熱器旁通管54或離子交換器58傳送。反而言之，在恒溫器閥門開度VOD比100%小時，即冷卻水的一部分向散熱器旁通管54或離子交換器58傳送時，空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制未開始。然而，即使在冷卻水的一部分向散熱器旁通管54或離子交換器58傳送時，冷卻水的導電率CN有時也會超過閾值CNTH。
[0076]因此，在本發明的第三實施例中，推定當前的恒溫器閥門開度V0D，在當前的恒溫器閥門開度VOD大于設定得比100%小的開度VODU時，通過空調裝置60使恒溫器閥門開度VOD暫時為0%。其結果是，即使在冷卻水的一部分向散熱器旁通管54或離子交換器58傳送時，也進行空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制。
[0077]圖10示出本發明的第三實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖5所示的例程不同。即，在步驟100中，在CN>CNTH時，工序進入步驟1 Ia。在步驟1 Ia中，使用表示圖6的關系的映射來推定當前的恒溫器閥門開度V0D。接下來，進入步驟101b，判別當前的恒溫器閥門開度VOD是否為預先設定的開度VODU以上。在VOD 2 VODU時，進入步驟1 2，在V0D〈V0DU時，工序結束。
[0078]接下來，說明本發明的第四實施例。以下，說明與本發明的第三實施例的不同點。
[0079]在本發明的第四實施例中，與本發明的第二實施例同樣，在應通過空調裝置60控制恒溫器閥門開度VOD時，以使恒溫器閥門開度VOD成為中間開度的目標開度VODT的方式控制恒溫器閥門溫度TV。其結果是，在第四實施例中，也能阻止冷卻水的溫度過度升高，并阻止冷卻水的導電率過度升高。
[0080]圖11示出本發明的第四實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖10所示的例程不同。即，從步驟104進入步驟110，執行恒溫器閥門開度VOD的控制例程。該例程如圖9所示。接下來在步驟105中，判別冷卻水的導電率CN是否為閾值CNTH以下。在CNgCNTH時，工序進入步驟106，在CN>CNTH時，工序返回到步驟110。
[0081]接下來，說明本發明的第五實施例。以下，說明與本發明的第一實施例的不同點。
[0082]例如在燃料電池系統A的停止期間，冷卻水栗52停止，因此冷卻水供給管51內、散熱器53內、散熱器旁通管54內的冷卻水流動停止。在這樣的燃料電池系統A的停止期間，從散熱器53向冷卻水中溶出離子，由此冷卻水的導電率有時會升高。然而，接下來在燃料電池系統A再起動時，恒溫器閥門溫度TV比閉閥結束溫度TVCLE低，因此在恒溫器閥門開度VOD為0%時，冷卻水的全部量向散熱器旁通管54內傳送。即，冷卻水不流入到散熱器53，因此導電率高的冷卻水持續滯留在散熱器53周圍。接下來，由于冷卻水的溫度上升而恒溫器閥門溫度TV成為開閥開始溫度TVOPS并將冷卻水的一部分向散熱器53傳送時，導電率高的冷卻水可能一下子向冷卻水供給管51內流出。
[0083]因此，在本發明的第五實施例中，在恒溫器閥門開度VOD為0%且散熱器53周圍的冷卻水的導電率比閾值高時，通過空調裝置60使恒溫器閥門溫度TV暫時上升而使恒溫器閥門開度VOD暫時增大，由此冷卻水在散熱器53內流通。參照圖12說明這種情況。
[0084]在圖12中，X表示恒溫器閥門溫度TV比閉閥開始溫度TVCLS低的狀態，即恒溫器閥門開度VOD為0%的狀態，且表示由導電率傳感器75檢測的散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR比預先設定的閾值CNRTH高的狀態。在此狀態下，冷卻水的全部量向散熱器旁通管54供給，冷卻水不向散熱器53供給。在時間t21，燃料電池系統A的工作開始，檢測到導電率CNR超過閾值CNRTH時，開始空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制。即，空調裝置60的電加熱器63切換或維持成工作狀態。而且，空調裝置60切換或維持成從冷卻水供給管51被隔斷的狀態。而且，熱介質栗62切換或維持成工作狀態。其結果是，低溫的熱介質在箱體56內流動，因此恒溫器閥門溫度TV開始上升。然后，在時間t22，若恒溫器閥門溫度TV達到開閥開始溫度TVOPS，則恒溫器閥門開度VOD開始增大，即恒溫器閥門55開始打開。伴隨于此，冷卻水的一部分開始向散熱器53供給。由此，散熱器53的冷卻水流出。因此，散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR開始降低。然后，在時間123，若恒溫器閥門溫度TV達到開閥結束溫度TVOPE，則恒溫器閥門開度VOD成為100%。伴隨于此，冷卻水的全部量向散熱器53供給。由此，散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR進一步降低。然后，在時間t24，若散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR成為閾值CNRTH以下，則空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制結束，進行復原處理。即，電加熱器63返回到停止狀態，或者維持成工作狀態。而且，空調裝置60返回到與冷卻水供給管51連接的狀態，或者維持成從冷卻水供給管51隔斷的狀態。而且，熱介質栗62返回到停止狀態，或者維持成工作狀態。其結果是，恒溫器閥門溫度TV通過在恒溫器閥門55內部流動的冷卻水而逐漸降低。然后，在時間t25，若恒溫器閥門溫度TV達到閉閥開始溫度TVCLS，則恒溫器閥門開度VOD開始降低。伴隨于此，冷卻水的一部分開始向散熱器旁通管54或離子交換器58流動。然后，在時間t26，若恒溫器閥門溫度TV達到溫度TVCLE，則恒溫器閥門開度VOD成為0%。伴隨于此，冷卻水的全部量向散熱器旁通管54流動。另外，從散熱器53流出的導電率高的冷卻水接下來向離子交換器58傳送，因此冷卻水的導電率降低。
[0085]這樣，在本發明的第五實施例中，即使通過冷卻水供給管51的冷卻水的溫度低時，也能夠通過空調裝置60使恒溫器閥門溫度TV暫時上升，能夠使恒溫器閥門開度VOD暫時增大。其結果是，冷卻水向散熱器53供給，因此能阻止散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR維持得較高。
[0086]圖13示出本發明的第五實施例的冷卻水的導電率的控制例程。該例程通過每隔一定時間的中斷來執行。
[0087 ]參照圖13，在步驟2 O O中判別散熱器5 3周圍的冷卻水的導電率CNR是否比閾值CNRTH高。在CNR>CNRTH時，工序進入步驟201，在CNR < CNRTH時，工序結束。在步驟201中，判別恒溫器閥門溫度TV是否為閉閥結束溫度TVCLE以下。在TV < TVCLE時，工序進入步驟202，在TV>TVCLE時，工序結束。在步驟202中，電加熱器63切換或維持成工作狀態。接下來在步驟203中，空調裝置60與冷卻水供給管51切換或維持成隔斷狀態。接下來在步驟204中，熱介質栗62切換或維持成工作狀態。接下來在步驟205中，判別散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR是否為閾值CNRTH以下。在CNR < CNRTH時，工序進入步驟206，在CNRXNRTMf，工序返回到步驟205。在步驟206中，進行上述的復原處理。
[0088]接下來，說明本發明的第六實施例。以下，說明與本發明的第五實施例的不同點。
[0089]在上述的本發明的第五實施例中，通過空調裝置60，以使恒溫器閥門開度成為100%的方式，即以使恒溫器閥門55成為全開的方式，控制恒溫器閥門溫度TV。在這種情況下，冷卻水不再向散熱器旁通管54或離子交換器58供給，因此在恒溫器閥門55為全開期間，無法降低在冷卻水供給管51內流動的冷卻水整體的導電率。即，冷卻水整體的導電率可能維持得較高。
[0090]因此，在本發明的第六實施例中，在應通過空調裝置60控制恒溫器閥門開度VOD時，以使恒溫器閥門開度VOD成為中間開度的方式控制恒溫器閥門溫度TV。其結果是，能快速地降低冷卻水整體的導電率。
[0091 ]圖14示出本發明的第六實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖13所示的例程不同。即，從步驟204進入步驟210，執行恒溫器閥門開度VOD的控制例程。該例程如圖9所示。接下來在步驟205中，判別散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR是否為閾值CNRTH以下。在CNR < CNRTH時，工序進入步驟206，在CNR>CNRTH時，工序返回到步驟210。
[0092]接下來，說明本發明的第七實施例。以下，說明與本發明的第五實施例的不同點。
[0093]在上述的本發明的第五實施例中，若恒溫器閥門溫度TV比閉閥結束溫度TVCLE低，即恒溫器閥門開度VOD為0%，則通過空調裝置60使恒溫器閥門開度VOD暫時為100%，由此冷卻水向散熱器53傳送。反而言之，在恒溫器閥門開度VOD小于100%時，即冷卻水的一部分向散熱器53傳送時，空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制未開始。然而，即使在冷卻水的一部分向散熱器53傳送時，也存在散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR超過閾值CNRTH的情況。
[0094]因此，在本發明的第七實施例中，推定當前的恒溫器閥門開度V0D，在當前的恒溫器閥門開度VOD小于設定得比0%大的開度VODL時，通過空調裝置60使恒溫器閥門開度VOD暫時為100%。其結果是，即使冷卻水的一部分向散熱器53傳送時，也進行空調裝置60對恒溫器閥門開度VOD的控制。
[0095]圖15示出本發明的第七實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖13所示的例程不同。即，在步驟200中，在CNR>CNRTH時，工序進入步驟201a。在步驟201a中，使用表示圖6的關系的映射來推定當前的恒溫器閥門開度V0D。接下來進入步驟201b，判別當前的恒溫器閥門開度VOD是否為預先設定的開度VODU以上。在VOD > VODU時，進入步驟202，在V0D〈V0DU時，工序結束。
[0096]接下來，說明本發明的第八實施例。以下，說明與本發明的第七實施例的不同點。
[0097]在本發明的第八實施例中，與本發明的第六實施例同樣，在應通過空調裝置60控制恒溫器閥門開度VOD時，以使恒溫器閥門開度VOD成為中間開度的目標開度VODT的方式，控制恒溫器閥門溫度TV。其結果是，在第八實施例中，也是冷卻水整體的導電率快速降低。
[0098]圖16示出本發明的第八實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖15所示的例程不同。即，從步驟204進入步驟210，執行恒溫器閥門開度VOD的控制例程。該例程如圖9所示。接下來在步驟205中，判別散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR是否為閾值CNRTH以下。在CNR < CNRTH時，工序進入步驟206，在CNR>CNRTH時，工序返回到步驟210。
[0099]接下來，說明本發明的第九實施例。以下，說明與本發明的第五實施例的不同點。
[0100]在圖1所示的燃料電池系統A中，若燃料電池系統A起動，則冷卻水栗52工作，在燃料電池系統A工作期間，冷卻水栗52持續工作。其結果是，在燃料電池系統A工作期間，冷卻水持續在恒溫器閥門55內流通。
[0101]另一方面，在上述的本發明的第五實施例中，通過空調裝置60使恒溫器閥門溫度TV上升，由此使恒溫器閥門開度VOD增大。然而，在恒溫器閥門55內流通的冷卻水的溫度相當低時，通過熱介質向恒溫器閥門55施加的熱量由冷卻水帶去，因此難以使恒溫器閥門溫度TV上升。
[0102]另一方面，例如，在外氣溫低時，燃料電池組10由外氣冷卻，因此通過冷卻水對燃料電池組10進行冷卻的必要性低。而且，例如，燃料電池組10的冷卻水通路50的出口的冷卻水的溫度與冷卻水通路50的入口的冷卻水的溫度之差△ TWD小時，冷卻水對燃料電池組10的冷卻效果小。即，通過冷卻水對燃料電池組10進行冷卻的必要性低。
[0103]因此，在本發明的第九實施例中，在應通過空調裝置60使恒溫器閥門溫度TV上升時，在判斷為通過冷卻水對燃料電池組10進行冷卻的必要性低時，使從冷卻水栗52噴出的冷卻水量暫時減小，由此使在恒溫器閥門55內流通的冷卻水量暫時減小。其結果是，能夠使恒溫器閥門溫度TV快速上升。
[0104]具體而言，在外氣溫TEX為預先設定的下限外氣溫TEXL(例如，(TC)以下、且上述的溫度差A TWD為預先設定的下限溫度差Δ TWDL(例如，7°C)以下時，判斷為通過冷卻水對燃料電池組10進行冷卻的必要性低，除此以外，判斷為通過冷卻水對燃料電池組10進行冷卻的必要性尚。
[0105]圖17示出本發明的第九實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖13所示的例程不同。即，緊接著步驟204而進入步驟220，執行冷卻水栗控制例程。該例程如圖18所示。接下來，進入步驟205。在步驟205中，判別散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR是否為閾值CNRTH以下。在CNR < CNRTH時，工序進入步驟206，在CN1CNRTMt，工序返回到步驟220 0
[0106]圖18示出冷卻水栗控制例程。
[0107]參照圖18，在步驟221中，判別外氣溫TEX是否為預先設定的下限外氣溫度TEXL以下。在TEX < TEXL時，工序進入步驟222。在TEX>TEXL時，工序結束。在步驟222中，判別溫度差Δ TWD是否為下限溫度差Δ TWDL以下。在Δ TWD < Δ TWDL時，工序進入步驟223。在Δ TffD> ΔTWDL時，工序結束。在步驟223中，從冷卻水栗52噴出的冷卻水量減小為預先設定的低的冷卻水量。在未圖示的另一實施例中，冷卻水量減小一定量。
[0108]接下來，說明本發明的第十實施例。以下，說明與本發明的第六實施例的不同點。
[0109]在本發明的第十實施例中，在本發明的第六實施例中，與本發明的第九實施例同樣，在應通過空調裝置60使恒溫器閥門溫度TV上升時，在判斷為通過冷卻水對燃料電池組10進行冷卻的必要性低時，使從冷卻水栗52噴出的冷卻水量暫時減小，由此使在恒溫器閥門55內流通的冷卻水量暫時減小。其結果是，能夠使恒溫器閥門溫度TV快速上升。
[0110]圖19示出本發明的第十實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖14所示的例程不同。即，緊接著步驟210之后進入步驟220，執行圖18所示的冷卻水栗控制例程。接下來，進入步驟205。在步驟205中，判別散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR是否為閾值CNRTH以下。在CNR < CNRTH時，工序進入步驟206，在CNR>CNRTH時，工序返回到步驟210。
[0111]接下來，說明本發明的第十一實施例。以下，說明與本發明的第七實施例的不同點。
[0112]在本發明的第十一實施例中，在本發明的第七實施例中，與本發明的第九實施例同樣，在應通過空調裝置60使恒溫器閥門溫度TV上升時，在判斷為通過冷卻水對燃料電池組10進行冷卻的必要性低時，使從冷卻水栗52噴出的冷卻水量暫時減小，由此使在恒溫器閥門55內流通的冷卻水量暫時減小。其結果是，能夠使恒溫器閥門溫度TV快速上升。
[0113]圖20示出本發明的第十實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖15所示的例程不同。即，緊接著步驟204之后進入步驟220，執行圖18所示的冷卻水栗控制例程。接下來，進入步驟205。在步驟205中，判別散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR是否為閾值CNRTH以下。在CNR < CNRTH時，工序進入步驟206，在CNR>CNRTH時，工序返回到步驟220。
[0114]接下來，說明本發明的第十二實施例。以下，說明與本發明的第八實施例的不同點。
[0115]在本發明的第十二實施例中，在本發明的第八實施例中，與本發明的第九實施例同樣，在應通過空調裝置60使恒溫器閥門溫度TV上升時，在判斷為通過冷卻水對燃料電池組10進行冷卻的必要性低時，使從冷卻水栗52噴出的冷卻水量暫時減小，由此使在恒溫器閥門55內流通的冷卻水量暫時減小。其結果是，能夠使恒溫器閥門溫度TV快速上升。
[0116]圖21示出本發明的第十二實施例的冷卻水導電率控制的例程。該例程在如下方面與圖16所示的例程不同。即，緊接著步驟210之后進入步驟220，執行圖18所示的冷卻水栗控制例程。接下來，進入步驟205。在步驟205中，判別散熱器53周圍的冷卻水的導電率CNR是否為閾值CNRTH以下。在CNR < CNRTH時，工序進入步驟206，在CNR>CNRTH時，工序返回到步驟210。
[0117]附圖標記說明
[0118]A燃料電池系統
[0119]10燃料電池組
[0120]51冷卻水供給管
[0121]52冷卻水栗
[0122]53散熱器
[0123]54散熱器旁通管
[0124]55恒溫器閥門
[0125]56 箱體
[0126]58離子交換器
[0127]60空調裝置
[0128]61熱介質循環管
[0129]61a、61b 連通管
[0130]62熱介質栗
[0131]63電加熱器
[0132]64熱交換器
[0133]65三通閥
【主權項】
1.一種燃料電池系統，具備: 燃料電池組，通過燃料氣體與氧化劑氣體的電化學反應而產生電力； 冷卻水供給管，通過將形成于所述燃料電池組內的冷卻水通路的入口與所述冷卻水通路的出口在所述燃料電池組的外部相互連結來形成冷卻水的循環路； 散熱器，配置在所述冷卻水供給管內； 散熱器旁通管，將所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器之間的所述冷卻水供給管和所述燃料電池組的所述冷卻水通路的出口與所述散熱器之間的所述冷卻水供給管相互連結； 冷卻水栗，配置在所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管內或者配置在所述冷卻水通路的出口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管內，并送出冷卻水； 恒溫器閥門，控制從所述燃料電池組的所述冷卻水通路流入到所述冷卻水供給管內的冷卻水中的向所述散熱器供給的冷卻水量和向所述散熱器旁通管內供給的冷卻水量，在所述恒溫器閥門的溫度比預先設定的設定溫度高時，所述恒溫器閥門將所述冷卻水的全部量向所述散熱器供給，在所述恒溫器閥門的溫度比所述設定溫度低時，所述恒溫器閥門將所述冷卻水的至少一部分向所述散熱器旁通管供給并且將其余部分向所述散熱器供給； 離子交換器，配置在所述散熱器旁通管內，進行冷卻水的離子交換； 空調裝置，具有使熱介質循環的熱介質循環管、配置在所述熱介質循環管內并送出所述熱介質的熱介質栗及配置在所述熱介質循環管內并使空調用的空氣與所述熱介質相互進行熱交換的熱交換器;及 箱體，配置在所述熱介質循環管內并且以包圍所述恒溫器閥門的方式設置， 通過利用所述空調裝置控制所述箱體內的所述熱介質的溫度來調節所述恒溫器閥門的溫度，由此能夠控制向所述散熱器供給的冷卻水量和向所述散熱器旁通管內供給的冷卻水量。2.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中， 所述燃料電池系統還具備配置在所述熱介質循環管內并對所述熱介質進行加熱的電加熱器， 在應使所述恒溫器閥門的溫度降低時，所述電加熱器停止且所述熱介質栗工作。3.根據權利要求1或2所述的燃料電池系統，其中， 所述燃料電池系統還具備配置在所述熱介質循環管內并對所述熱介質進行加熱的電加熱器， 在應使所述恒溫器閥門的溫度上升時，所述電加熱器工作且所述熱介質栗工作。4.根據權利要求1?3中任一項所述的燃料電池系統，其中， 所述熱介質由水構成， 所述燃料電池系統還具備: 連通管，將所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管或者所述冷卻水通路的出口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管與所述熱介質循環管相互連通;及 控制閥，控制在所述連通管內流動的水的量， 所述冷卻水供給管內的水經由所述連通管而能夠流入所述熱介質循環管內，所述熱介質循環管內的水經由所述連通管而能夠流入所述冷卻水供給管內。5.—種燃料電池系統的控制方法，所述燃料電池系統具備: 燃料電池組，通過燃料氣體與氧化劑氣體的電化學反應而產生電力； 冷卻水供給管，通過將形成于所述燃料電池組內的冷卻水通路的入口與所述冷卻水通路的出口在所述燃料電池組的外部相互連結來形成冷卻水的循環路； 散熱器，配置在所述冷卻水供給管內； 散熱器旁通管，將所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器之間的所述冷卻水供給管和所述燃料電池組的所述冷卻水通路的出口與所述散熱器之間的所述冷卻水供給管相互連結； 冷卻水栗，配置在所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管內或者配置在所述冷卻水通路的出口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管內，并送出冷卻水； 恒溫器閥門，控制從所述燃料電池組的所述冷卻水通路流入到所述冷卻水供給管內的冷卻水中的向所述散熱器供給的冷卻水量和向所述散熱器旁通管內供給的冷卻水量，在所述恒溫器閥門的溫度比預先設定的設定溫度高時，所述恒溫器閥門將所述冷卻水的全部量向所述散熱器供給，在所述恒溫器閥門的溫度比所述設定溫度低時，所述恒溫器閥門將所述冷卻水的至少一部分向所述散熱器旁通管供給并且將其余部分向所述散熱器供給； 離子交換器，配置在所述散熱器旁通管內，進行冷卻水的離子交換； 空調裝置，具有使熱介質循環的熱介質循環管、配置在所述熱介質循環管內并送出所述熱介質的熱介質栗及配置在所述熱介質循環管內并使空調用的空氣與所述熱介質相互進行熱交換的熱交換器;及 箱體，配置在所述熱介質循環管內并且以包圍所述恒溫器閥門的方式設置， 所述燃料電池系統的控制方法中， 通過利用所述空調裝置控制所述箱體內的所述熱介質的溫度來調節所述恒溫器閥門的溫度，由此來控制向所述散熱器供給的冷卻水量和向所述散熱器旁通管內供給的冷卻水量。6.根據權利要求5所述的燃料電池系統的控制方法，其中， 所述燃料電池系統還具備配置在所述熱介質循環管內并對所述熱介質進行加熱的電加熱器， 在應使所述恒溫器閥門的溫度降低時，使所述電加熱器停止并使所述熱介質栗工作。7.根據權利要求5或6所述的燃料電池系統的控制方法，其中， 所述燃料電池系統還具備配置在所述熱介質循環管內并對所述熱介質進行加熱的電加熱器， 在應使所述恒溫器閥門的溫度上升時，使所述電加熱器工作并使所述熱介質栗工作。8.根據權利要求5?7中任一項所述的燃料電池系統的控制方法，其中， 所述熱介質由水構成， 所述燃料電池系統還具備: 連通管，將所述燃料電池組的所述冷卻水通路的入口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管或者所述冷卻水通路的出口與所述散熱器旁通管之間的所述冷卻水供給管與所述熱介質循環管相互連通;及 控制閥，控制在所述連通管內流動的水的量， 所述冷卻水供給管內的水經由所述連通管而能夠流入所述熱介質循環管內，所述熱介質循環管內的水經由所述連通管而能夠流入所述冷卻水供給管內。
【文檔編號】H01M8/04029GK105874635SQ201580003178
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年6月16日
【發明人】小松原香莉, 長谷川茂樹, 佐藤博道
【申請人】豐田自動車株式會社