燃料電池システム
【課題】装置の複雑化を招かずに制御手段の高温化を抑制することができる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】制御系７０Ａに放熱器７０Ｂを接着させる。この放熱器７０Ｂは、空気流中に位置する複数の放熱板７０ＢＮを備えている。従って、制御系７０Ａで発生された熱は、複数の放熱板７０ＢＮにより、上記空気流に放熱される。よって、装置の複雑化を招かずに制御系の高温化を抑制することができる。特に、燃料電池スタックの発電量により空気流が変化するため、すなわち、インバータの発熱量に応じて放熱板に流れる空気流が変化するため、効率よく放熱することができる。
【解決手段】制御系７０Ａに放熱器７０Ｂを接着させる。この放熱器７０Ｂは、空気流中に位置する複数の放熱板７０ＢＮを備えている。従って、制御系７０Ａで発生された熱は、複数の放熱板７０ＢＮにより、上記空気流に放熱される。よって、装置の複雑化を招かずに制御系の高温化を抑制することができる。特に、燃料電池スタックの発電量により空気流が変化するため、すなわち、インバータの発熱量に応じて放熱板に流れる空気流が変化するため、効率よく放熱することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムにかかり、より詳細には、酸化ガス流にそって導入された酸化ガスと、燃料ガスとの反応により直流電力を発電すると共に、発電された直流電力を交流電力に変換する変換手段を含む制御手段を備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子電解質膜を使用した燃料電池スタックを備えた燃料電池システムでは、電解質膜を挟んで両側に燃料室及び酸素室が存在し、燃料室における燃料ガスが燃料極を介し、或いは、酸素室における酸化ガス（主として空気中の酸素）が酸素極を介し、イオン化し、そのイオンを、電解質膜を介して取り出して電力を得ている。
また、従来、このような燃料電池システムを車両に搭載し、車輪を回転させるためのモータを、燃料電池からの電力により駆動させることが行われている。この電力は直流電力であるのに対し、上記モータは一般的に三相同期モータであるので、モータを駆動させるためには、直流電力を交流電力に変換させる必要がある。そこで、燃料電池システムは、直流電力を交流電力に変換するインバータを含む制御回路を備えるようにしている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−７６３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃料電池システムを駆動し、インバータにより直流電力を交流電力に変換すると、インバータを含む制御回路は発熱する。この発熱を放置し制御回路が過度に高温になると制御回路の故障の原因となる。従って、制御回路を冷却しなければならないが、上記特許文献１に記載の燃料電池システムでは、主として燃料電池スタックを冷却する冷媒の放熱を図っており、制御回路の冷却は、車両の走行に伴う走行風により行ったり、別に小型冷凍機システムや水循環流路など冷却回路を設けて行なったりしている。
しかし、上記走行風による制御回路の冷却では、車両や燃料システムの構造上の問題から限界がある。この一方、制御回路の冷却のため別に送風機を設けるのは、装置の複雑化を招いてしまい問題がある。さらに、冷凍機システムや水循環流路を用いると、システムが複雑化し、補機電力の増加につながるという問題もある。
本発明の目的は、上記事実に鑑み成されたもので、装置の複雑化を招かずに制御手段の高温化を抑制することができる燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。
（１） 燃料ガスと酸化ガスとを反応させて直流電力を発電する燃料電池と、
酸化ガス流を発生させ前記燃料電池に供給する発生手段と、
前記発生手段からの酸化ガス流を前記燃料電池に分配する酸化ガスマニホールドと、
前記発生手段から前記酸化ガスマニホールドへ酸化ガス流を導く導風路と、
前記燃料電池で発電された直流電力を交流電力に変換する変換回路を含む制御手段と、
を備えた燃料電池システムであって、
前記制御手段は、前記ガス流中に配置された放熱器を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【０００５】
（２） 前記放熱器は、酸化ガス流を整流する複数の放熱板を有することを特徴とする上記（１）に記載の燃料電池システム。
【０００６】
（３） 前記燃料電池は、モータに対して補助電源と並列に接続されており、
前記制御手段は、前記モータと前記燃料電池又は前記補助電源との接続を切り換える切換回路を備えていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の燃料電池システム。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、酸化ガス流にそって導入された酸化ガスと、燃料ガスとの反応により直流電力を発電すると共に、発電された直流電力を交流電力に変換する変換回路を含む制御手段を備えた燃料電池システムにおいて、該制御手段の放熱器が、該酸化ガス流中に配置されるので、制御手段が稼働して発生された熱を、放熱器によって酸化ガス流中に放熱することができ、装置の複雑化を招かずに制御手段の高温化を抑制することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、放熱器は、放熱板を備えることで、放熱作用のみならず、整流作用も発揮させることができる。
請求項３記載の発明によれば、モータと、燃料電池又は補助電源との切換を行なう切換回路は、発熱量が他の電気回路に比較して大きいため、この制御手段が、該切換回路を有する場合には、特に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次にこの発明の好適実施形態について説明する。この実施形態は、電気自動車に搭載される燃料電池システムである。図１は、この発明の燃料電池システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されているように、この燃料電池システム１は燃料電池スタック１００、水素貯蔵タンク１１を含む燃料供給系１０、空気供給系１２、水供給系５０、負荷系７に大略構成される。
図２および図３に基づいて燃料電池スタック１００の構成について説明する。図２は、燃料電池スタック１０の部分断面側面図、図３は、燃料電池スタックの部分断面斜視図である。 燃料電池スタック１００は、単位セル２と、セパレータ３とを備えている。単位セル２は、空気極である酸素極２１と燃料極２２とで固体高分子電解質膜２３を挟持した構成となっている。
【００１０】
セパレータ３は、酸素極２１と燃料極２２にそれぞれ接触して電流を外部に取り出すための集電部材３１と、集電部材３１と単位セル２との間に介挿され、単位セル２の周端部に重ねられる介挿部材３３とを有している。固体高分子電解質膜２３において、燃料として供給された水素と酸化剤として供給された酸素が反応し、電力が得られるとともに、生成水が発生する。この電解質膜２３の反応効率が良好な温度領域は、１００度以上であるため、この温度領域で発電反応を行うことで、生成水は水蒸気となり、燃料ガスや空気とともに、燃料電池スタック１００の外部に排出される。発電反応が可能となる温度領域が、水の沸点以上である電解室膜を用いることによって、生成水を気化させて排出させることが可能となる。
【００１１】
集電部材３１は、導電性と耐蝕性を備えた材料で構成されている。集電部材３１としては、例えば、カーボンや、金属等の材料で構成されている。金属で構成した場合には、例えば、ステンレス、ニッケル合金、チタン合金等の材料に耐蝕導電処理を施したものを用いることができる。ここで、耐蝕導電処理とは、例えば、金メッキ等が挙げられる。
集電部材３１の、燃料極２２に接触する面には、直線状に連続して隆起した凸部３１１が等間隔で複数形成され、該凸部３１１の間には、溝３１２がそれぞれ形成される。つまり、凸部３１１と溝３１２は、交互に配置された形状となっている。凸部３１１は、最も突出した峰の平面部が燃料極２２に接触する接触部３１３となっており、この接触部３１３を介して燃料極２２と通電可能となる。溝３１２と、燃料極２２の表面とによって、燃料ガスとしての水素ガスが流通する燃料ガス流通路３１５が形成される。
【００１２】
凸部３１１の両端には、凸部３１１に直交する方向に溝３１４、３１４が形成され、この溝３１４と燃料極２２の表面とによって、燃料ガス流路３１６が形成される。複数の燃料ガス流通路３１５は、両端部で燃料ガス流路３１６にそれぞれ連通した構成となっており、複数の燃料ガス流通路３１５と一対の燃料ガス流路３１６とによって、燃料極２２へ水素ガスを供給する燃料ガス保持部３０が構成される。
【００１３】
燃料ガス保持部３０には、燃料ガス供給孔３１８と燃料ガス排出孔３１７とが形成され、水素ガスは燃料ガス供給孔３１８から燃料ガス保持部３０内に流入し、燃料極２２に水素を供給しつつ、燃料ガス排出孔３１７から流出する。この実施形態では、集電部材３１は、矩形であり、燃料ガス供給孔３１８と燃料ガス排出孔３１７は、集電部材３１の平面視における図心を中心として点対称の位置に（対角線方向）に、それぞれ配置されている。図２には、燃料ガス供給孔３１８が示されている。以上のように、燃料ガス保持部３０は、各セパレータ３と単位セル２の間にそれぞれ形成されている。
【００１４】
各燃料ガス保持部３０の燃料ガス供給孔３１８は、燃料電池スタック１００内の一方の端部において、集電部材３１の積層方向に形成されている燃料ガス供給通路３１９ａにそれぞれ連通しており、燃料ガス排出孔３１７は、燃料電池スタック１００内の他方の端部において、集電部材３１の積層方向に形成されている燃料ガス排出通路３１９ｂにそれぞれ連通している。燃料ガス供給通路３１９ａと各燃料ガス供給孔３１８によって、燃料ガスを各燃料ガス保持部３０に分配する燃料ガスマニホールド３４が構成される。一対の燃料ガス排出通路３１９ａ、３１９ｂの一方は、燃料ガス供給流路２０１Ｂに接続され、他方は、ガス循環流路２０２に接続される。
【００１５】
集電部材３１の、酸素極２１に接触する面には、直線状に連続して隆起した凸部３２１が等間隔で複数形成され、該凸部３２１の間には、溝３２２がそれぞれ形成される。つまり、凸部３２１と溝３２２は、交互に配置された形状となっている。凸部３２１は、最も突出した峰の平面部が酸素極２１に接触する接触部３２３となっており、この接触部３２３を介して酸素極２１と通電可能となる。溝３２２と、酸素極２１の表面とによって、酸化ガスとしての空気が流通する空気流通路３２５が形成される。溝３２２は、集電部材３１の両端部に達しており、空気流通路３２５の上下端は、燃料電池スタック１００の外側に連通する開口部と連通している。両端の開口部の一方は、空気が流入する空気流入部３２６を形成し、他方の開口部は、空気が流出する空気流出部３２７を形成している。空気流入部３２６から流入した空気は、空気流通路３２５において、酸素極２２と接触し、酸素極に酸素を供給しつつ、空気流出部３２７へ導かれる。このように構成された燃料電池スタック１００の鉛直上側には、空気マニホールド５４が設けられている。
【００１６】
次に、図１に示されている燃料電池システムの構成について説明する。燃料供給系１０の構成について説明する。燃料ガスボンベである水素貯蔵タンク１１には、燃料ガス供給流路２０１Ａ、２０１Ｂを介して燃料電池スタック１００のガス取入口に接続されている。燃料ガス供給流路２０１Ａには、水素元バルブ１８、一次圧センサＳ０、レギュレータ１９、二次圧センサＳ１、第１ガス供給弁２０及び水素調圧弁２１、第２ガス供給弁２２、三次圧センサＳ２が順に設けられ、この燃料ガス供給流路２０１Ａは、燃料ガス供給流路２０１Ｂの一端に接続している。燃料ガス供給流路２０１Ｂの他端は、燃料電池スタック１００の上記ガス取入口２０１ＢのＩＮに接続されている。燃料電池スタック１００のガス排出口には、ガス排出流路２０２の一端が接続され、その他端は、燃料ガス供給流路２０１Ｂに接続され、燃料ガスの循環路が構成される。ガス排出流路２０２には、燃料電池スタック１００のガス排出口側から順に、トラップ２４、循環ポンプ２５、循環電磁弁２６が配置されている。トラップ２４には、水レベルセンサＳ１０が取り付けられ、さらに、ガス導出路２０３の一端が接続されている。ガス導出路２０３の他端は、空気ダクト１２４に接続されている。ガス導出路２０３には、排気電磁弁２７が設けられている。
【００１７】
次に空気供給系１２について説明する。空気供給系１２は、空気導入路１２３、空気マニホールド５４、空気排出路である空気ダクト１２４等を備えている。空気導入路１２３には、フィルタ１２１、空気ファン１２２、空気マニホールド５４の順で流入方向に沿って設けられている。
空気導入路１２３内には、空気マニホールド５４内の直前位置に、冷却水を空気導入路１２３内へ向けて噴射するノズル５５が設けられている。このノズル５５は、空気マニホールド５４内に設けられていてもよい。空気マニホールド５４は、燃料電池スタック１００の導入口４３に空気を分割して流入させる。フィルタ１２１から空気マニホールド５４への具体的構成は後述する。
【００１８】
燃料電池スタック１００の導出口４４には、排気マニホールド５３Ａ１が接続され、導出口４４から排出された空気は、排気マニホールド５３Ａ１によって合流され、空気ダクト１２４へ送られる。空気ダクト１２４は、導出口４４から流出した空気を、凝縮器５１を介して外部へ導流する。空気ダクト１２４の終端部には、ファンが取り付けられた凝縮器５１が設けられ、続いてフィルタ１２５が接続されている。凝縮器５１は、空気から水分取り出す。また、ノズル５５から供給された水の内、燃料電池スタック１００内で蒸発した水分も、ここで回収される。空気ダクト１２４には、排気温度センサＳ９が設けられ、燃料電池スタック１００内の温度が間接的に検出される。
次に、水供給系について説明する。水供給系５０は、貯水手段としての水タンク５３１と、凝縮器５１で回収した水を水タンク５３１へ導く導水路５７と、水タンク５３１の水をノズル５５へ導く給水路５６とを有する。導水路５７には、回収ポンプ６２が設けられている。回収ポンプ６２は、凝縮器５１で排気ガスから取り出された水を、水タンク５３１へ送り込む。給水路５６には、フィルタ６４、水供給手段である供給ポンプ６１が順に設けられている。水タンク５３１には、水位センサＳ５と、貯水量検出手段であるタンク水位センサＳ７が設けられている。
【００１９】
燃料電池スタック１００には、負荷系７が接続されており、燃料電池スタック１００で出力される電力は、この負荷系７に供給される。燃料電池スタック１００の電極は、配線７１を介してインバータ７３に接続され、インバータ７３からモータなどの負荷に電力が供給される。インバータ７３には、切換回路である双方向コンバータ７５を介して補助電源７６が接続されている。補助電源７６は、例えば、バッテリ、キャパシタなどで構成することができる。この負荷系７には、燃料電池スタック１００の出力電圧を検出する電圧センサＳ４と、同じく出力電流を検出する電流センサＳ３が設けられている。
【００２０】
次に、燃料電池システム１の制御手段としての制御系を説明する。図４は、制御系の斜視図であり、図５は、制御系の回路図である。図４に示すように、本制御系７０Ａには、複数の放熱板７０ＢＮを備えた放熱器７０Ｂが接着されている。図4 及び図5 には示していないが、制御系７０Ａには、上記各センサＳ０〜Ｓ４、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１０の検出値が入力され、レギュレータ１９、各電磁弁１８〜１９、２０、２２、２６、２７、各ポンプ２５、６１、６２、空気ファン１２２、凝縮器５１のファン、車両を駆動させる駆動モータ（７０Ｍ（図８も参照））の駆動や停止の指示信号を入力する図示しないイグニッションスイッチが接続されている。図５に示すように、燃料電池スタック１００には、駆動モータ７０Ｍに接続されると共に、燃料電池スタック１００により発電された直流電力を交流電力に変換して駆動モータ７０Ｍに供給する、変換回路としてのインバータ７３が、上記駆動や停止の指示信号に従ってオン・オフされるスイッチ７４ＳＷを介して接続されると共に、補助電源７６が接続された切換回路としての双方コンバータ７５が接続されている。これらインバータ７３や双方向コンバータ７５は、発熱量が大きなＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor/絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）で、主に構成されている。なお、制御系７０Ａは、図示していないが、インバータ７３及び双方向コンバータ７５を制御する制御装置（ＥＣＵ）も備えている。なお、この制御装置は、燃料電池スタック１００乃至補助電源７６から駆動モータ７０Ｍに所定の電圧が供給されるように、インバータ７３及び双方向コンバータ７５を制御するものである。
【００２１】
次に、空気供給系１２の具体的構成について説明する。図６は空気供給系１２の構成を示す全体斜視図、図７は同じく全体側面図である。既述の通り、空気供給系１２は、空気導入路１２３を内側に画成する導風管１２６Ｋ１を有し、導風管１２６Ｋ１の空気導入側端部の取入口１２６ｓには、他の通風管１２６Ｋ２の接続口１２２ｅが接続されている。なお、道風管１２６Ｋ１、１２６Ｋ２により画成される導入路が、道風路に対応する。通風管１２６Ｋ２の他の接続口１２２ａ、１２２ｂには、発生手段としての空気ファン１２２（エアブロア）の送風口１２２ｃが接続されている。通風管１２６Ｋ２には、上記制御系７０Ａに接着された複数の放熱板７０ＢＮを備えた放熱器７０Ｂが、該複数の放熱板７０ＢＮが当該通風管１２６Ｋ２内に位置するように、取り付けられている。空気ファン１２２の吸引口には、エアフィルタ１２１が設けられ、吸引時に、粉塵等のゴミが除去される。空気ファン１２２は、回転翼（インペラー）を回転させることにより、送風する遠心ブロアであり、回転翼を回転させるためのモータＭ１が、回転翼の回転軸に接続されている。導風管１２６Ｋ１の取入口１２６ｓは、上記接続口１２２ｅ及び送風口１２２ｃと同じ形状に構成され、縦横の辺の長さが略等しい矩形に構成されている。
【００２２】
導風管１２６Ｋ１の他端の開口部１２６ｅは、空気マニホールド５４の空気流入口５４１と同形状の扁平な矩形状に形成され、該空気流入口５４１に接続されている。また、導風管１２６で構成された空気導入路１２３の下流側端部には、噴射ノズル５５と、該ノズル５５に水を配水するための水配管５５ｗが設けられている。ノズル５５の噴出口は、下流側（燃料電池スタック側）へ向けられ、少なくとも、空気マニホールド５５の横断面における長辺方向（単位セルの積層方向）に沿って、水滴を拡散させて噴射する構成となっている。空気マニホールド５５は、開口９４０の全面を覆って設けられている。
【００２３】
以上のように構成された燃料電池システムは、燃料電池スタック１００で発電する際には、空気ファン１２２が、回転翼を回転させる。これにより、空気が吸引され、導風管１２６Ｋ１、１２６Ｋ２、空気マニホールド５５を介した、燃料電池スタック１００への空気流が発生する。燃料電池スタック１００は、この空気流にそって導入された酸化ガスと、空気との反応により直流電力を発電する。
発電された直流電力は、制御系７０Ａにおけるインバータ７３により交流電力に変換されて、駆動モータ７０Ｍに供給される。これにより、インバータ７３を含む制御系７０Ａが発熱し、高温化を招く。
しかし、本実施の形態では、制御系７０Ａに放熱器７０Ｂを接着させている。この放熱器７０Ｂは、上記空気流中に位置する複数の放熱板７０ＢＮを備えている。従って、制御系７０Ａで発生された熱は、複数の放熱板７０ＢＮにより、上記空気流に放熱される。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態では、発電のために発生される空気流を用いて制御系の放熱をしているので、装置の複雑化を招かずに制御系の高温化を抑制することができる。特に、燃料電池スタックの発電量により空気流が変化する。つまり、インバータヘの供給電力量に応じて放熱板に流れる空気流が変化する。すなわち、インバータからの供給電力量が多くなれば、高温になるが、それに応じて空気流も早くなるのに対し、インバータからの供給電力量が少なくなれば、高温になりにくいが、それに応じて空気流も遅くなる。このように、インバータの発熱状態に応じて、効率よく放熱することができる。
【００２５】
本発明は、以上説明した実施の形態の構成に限定されるものではなく、以下のように種々の変形例が適用可能である。
図８は、制御系の第１の変形例を示した回路図である。図９は、制御系の第２の変形例を示した回路図である。上記実施の形態では、燃料電池及び補助電源双方からの電力量を調整してインバータ７３を介して所定の電力を駆動モータ７０Ａに供給しているのに対し、図８に示すように、第１の変形例は、専ら燃料電池スタック１００からの電力量を調整するため、インバータ７３に、補助電源７６を接続すると共にＩＧＢＴ７５Ａ及びスイッチ７４ＳＷを介して燃料電池スタック１００を接続している。図９に示すように、第２の変形例は、専ら補助電源７６からの電力量を調整するため、インバータ７３に、スイッチ７４ＳＷを介して燃料電池スタック１００を接続すると共に補助電源７６をＩＧＢＴ７５Ａ及びコイルを介して接続している。
【００２６】
図１０は、放熱器７０Ｂの他の位置に配置された場合を示す図である。図１１は、放熱器７０Ｂの更に他の位置に配置された場合を示す図である。図１０に示す変形例では、複数の放熱板７０ＢＮを、空気マニホールド５５に位置するように配置している。この場合、水を噴射するノズル５５が、複数の放熱板７０ＢＮよりも上記空気流の上流側で、当該水が各放熱板７０ＢＮに到達する位置に配置されている。従って、ノズル５５からの水により冷却された空気に複数の放熱板７０ＢＮから放熱することができると共に、各放熱板７０ＢＮも水により冷却することができ、より一層、制御系７０Ａの高温化を抑制することができる。
【００２７】
また、図１１に示す変形例では、空気ファン１２２の吸引側に別の導風管を設け、その導風管に形成される空気流中に放熱板が位置するように、放熱器７０Ｂを配置するようにしてもよい。
【００２８】
図１２は、放熱器の変形例を示した底面図である。なお、本変形例は、上記種々の例に適用可能であるが、特に、図１０に示す変形例に適用した場合を説明する。上記実施の形態では、複数の放熱板７０ＢＮは、上記空気流と平行に位置するように配置しているが、図１２に示す例では、複数の放熱板７０ＢＮの向きは、空気流と交差する方向に向いている。
【００２９】
上記実施の形態では、導風路の幅が空気マニホールドの幅より短いので、導風路から空気マニホールドへの空気流が中央が強くなっているので、中央付近に空気が他の位置よりも供給されやすくむらになりやすい。
【００３０】
そこで、図１２に示すように、中央付近が強くなる空気流を広がるように、複数の放熱板を配置すると、空気を空気マニホールド内により広く到達させることができ、空気マニホールドから各導入口への空気の分配の偏りを少なくすることができる。つまり、導風路の幅が酸化ガスマニホールドの幅より短くても、複数の放熱板が、導風路内の酸化ガス流よりも酸化ガスマニホールド内の酸化ガス流が広くなるように、酸化ガス流中に配置されるので、酸化ガスを酸化ガスマニホールド内により広く到達させることができ、酸化ガスマニホールドから各導入口への酸化ガスの分配の偏りを少なくすることができる。
【００３１】
尚、本実施形態にあっては、多数の燃料電池を積層した燃料電池スタックを備えた燃料電池システムに適用したが、燃料電池を面方向に接続した燃料電池集合体に適用しても良いことは言うまでもない。また、本実施形態では、放熱器として放熱板を用いる場合について説明したが、棒状の放熱ピンやヒートパイプ、またはこれらを組み合わせたものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の燃料電池システム１を示すブロック図である。
【図２】燃料電池スタックの部分断面側面図である。
【図３】燃料電池スタックの部分断面斜視図である。
【図４】制御系の斜視図である。
【図５】制御系の回路図である。
【図６】空気供給系の構成を示す全体斜視図である。
【図７】空気供給系の構成を示す全体側面図である。
【図８】制御系の第１の変形例を示した回路図である。
【図９】制御系の第２の変形例を示した回路図である。
【図１０】放熱器の他の位置に配置された場合を示す図である。
【図１１】放熱器の更に他の位置に配置された場合を示す図である。
【図１２】放熱器の変形例を示した底面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ 燃料電池システム
１００ 燃料電池スタック
１２２ 空気ファン
１２３ 空気導入路
１２３ｍ 拡散部材
５３１ 水タンク
５３Ａ１ 排気マニホールド
５４ 空気マニホールド
５５ ノズル
６１ 供給ポンプ
７０Ａ 制御系
７０Ｂ 放熱器
７０ＢＮ 放熱板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムにかかり、より詳細には、酸化ガス流にそって導入された酸化ガスと、燃料ガスとの反応により直流電力を発電すると共に、発電された直流電力を交流電力に変換する変換手段を含む制御手段を備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子電解質膜を使用した燃料電池スタックを備えた燃料電池システムでは、電解質膜を挟んで両側に燃料室及び酸素室が存在し、燃料室における燃料ガスが燃料極を介し、或いは、酸素室における酸化ガス（主として空気中の酸素）が酸素極を介し、イオン化し、そのイオンを、電解質膜を介して取り出して電力を得ている。
また、従来、このような燃料電池システムを車両に搭載し、車輪を回転させるためのモータを、燃料電池からの電力により駆動させることが行われている。この電力は直流電力であるのに対し、上記モータは一般的に三相同期モータであるので、モータを駆動させるためには、直流電力を交流電力に変換させる必要がある。そこで、燃料電池システムは、直流電力を交流電力に変換するインバータを含む制御回路を備えるようにしている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−７６３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃料電池システムを駆動し、インバータにより直流電力を交流電力に変換すると、インバータを含む制御回路は発熱する。この発熱を放置し制御回路が過度に高温になると制御回路の故障の原因となる。従って、制御回路を冷却しなければならないが、上記特許文献１に記載の燃料電池システムでは、主として燃料電池スタックを冷却する冷媒の放熱を図っており、制御回路の冷却は、車両の走行に伴う走行風により行ったり、別に小型冷凍機システムや水循環流路など冷却回路を設けて行なったりしている。
しかし、上記走行風による制御回路の冷却では、車両や燃料システムの構造上の問題から限界がある。この一方、制御回路の冷却のため別に送風機を設けるのは、装置の複雑化を招いてしまい問題がある。さらに、冷凍機システムや水循環流路を用いると、システムが複雑化し、補機電力の増加につながるという問題もある。
本発明の目的は、上記事実に鑑み成されたもので、装置の複雑化を招かずに制御手段の高温化を抑制することができる燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。
（１） 燃料ガスと酸化ガスとを反応させて直流電力を発電する燃料電池と、
酸化ガス流を発生させ前記燃料電池に供給する発生手段と、
前記発生手段からの酸化ガス流を前記燃料電池に分配する酸化ガスマニホールドと、
前記発生手段から前記酸化ガスマニホールドへ酸化ガス流を導く導風路と、
前記燃料電池で発電された直流電力を交流電力に変換する変換回路を含む制御手段と、
を備えた燃料電池システムであって、
前記制御手段は、前記ガス流中に配置された放熱器を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【０００５】
（２） 前記放熱器は、酸化ガス流を整流する複数の放熱板を有することを特徴とする上記（１）に記載の燃料電池システム。
【０００６】
（３） 前記燃料電池は、モータに対して補助電源と並列に接続されており、
前記制御手段は、前記モータと前記燃料電池又は前記補助電源との接続を切り換える切換回路を備えていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の燃料電池システム。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、酸化ガス流にそって導入された酸化ガスと、燃料ガスとの反応により直流電力を発電すると共に、発電された直流電力を交流電力に変換する変換回路を含む制御手段を備えた燃料電池システムにおいて、該制御手段の放熱器が、該酸化ガス流中に配置されるので、制御手段が稼働して発生された熱を、放熱器によって酸化ガス流中に放熱することができ、装置の複雑化を招かずに制御手段の高温化を抑制することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、放熱器は、放熱板を備えることで、放熱作用のみならず、整流作用も発揮させることができる。
請求項３記載の発明によれば、モータと、燃料電池又は補助電源との切換を行なう切換回路は、発熱量が他の電気回路に比較して大きいため、この制御手段が、該切換回路を有する場合には、特に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次にこの発明の好適実施形態について説明する。この実施形態は、電気自動車に搭載される燃料電池システムである。図１は、この発明の燃料電池システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されているように、この燃料電池システム１は燃料電池スタック１００、水素貯蔵タンク１１を含む燃料供給系１０、空気供給系１２、水供給系５０、負荷系７に大略構成される。
図２および図３に基づいて燃料電池スタック１００の構成について説明する。図２は、燃料電池スタック１０の部分断面側面図、図３は、燃料電池スタックの部分断面斜視図である。 燃料電池スタック１００は、単位セル２と、セパレータ３とを備えている。単位セル２は、空気極である酸素極２１と燃料極２２とで固体高分子電解質膜２３を挟持した構成となっている。
【００１０】
セパレータ３は、酸素極２１と燃料極２２にそれぞれ接触して電流を外部に取り出すための集電部材３１と、集電部材３１と単位セル２との間に介挿され、単位セル２の周端部に重ねられる介挿部材３３とを有している。固体高分子電解質膜２３において、燃料として供給された水素と酸化剤として供給された酸素が反応し、電力が得られるとともに、生成水が発生する。この電解質膜２３の反応効率が良好な温度領域は、１００度以上であるため、この温度領域で発電反応を行うことで、生成水は水蒸気となり、燃料ガスや空気とともに、燃料電池スタック１００の外部に排出される。発電反応が可能となる温度領域が、水の沸点以上である電解室膜を用いることによって、生成水を気化させて排出させることが可能となる。
【００１１】
集電部材３１は、導電性と耐蝕性を備えた材料で構成されている。集電部材３１としては、例えば、カーボンや、金属等の材料で構成されている。金属で構成した場合には、例えば、ステンレス、ニッケル合金、チタン合金等の材料に耐蝕導電処理を施したものを用いることができる。ここで、耐蝕導電処理とは、例えば、金メッキ等が挙げられる。
集電部材３１の、燃料極２２に接触する面には、直線状に連続して隆起した凸部３１１が等間隔で複数形成され、該凸部３１１の間には、溝３１２がそれぞれ形成される。つまり、凸部３１１と溝３１２は、交互に配置された形状となっている。凸部３１１は、最も突出した峰の平面部が燃料極２２に接触する接触部３１３となっており、この接触部３１３を介して燃料極２２と通電可能となる。溝３１２と、燃料極２２の表面とによって、燃料ガスとしての水素ガスが流通する燃料ガス流通路３１５が形成される。
【００１２】
凸部３１１の両端には、凸部３１１に直交する方向に溝３１４、３１４が形成され、この溝３１４と燃料極２２の表面とによって、燃料ガス流路３１６が形成される。複数の燃料ガス流通路３１５は、両端部で燃料ガス流路３１６にそれぞれ連通した構成となっており、複数の燃料ガス流通路３１５と一対の燃料ガス流路３１６とによって、燃料極２２へ水素ガスを供給する燃料ガス保持部３０が構成される。
【００１３】
燃料ガス保持部３０には、燃料ガス供給孔３１８と燃料ガス排出孔３１７とが形成され、水素ガスは燃料ガス供給孔３１８から燃料ガス保持部３０内に流入し、燃料極２２に水素を供給しつつ、燃料ガス排出孔３１７から流出する。この実施形態では、集電部材３１は、矩形であり、燃料ガス供給孔３１８と燃料ガス排出孔３１７は、集電部材３１の平面視における図心を中心として点対称の位置に（対角線方向）に、それぞれ配置されている。図２には、燃料ガス供給孔３１８が示されている。以上のように、燃料ガス保持部３０は、各セパレータ３と単位セル２の間にそれぞれ形成されている。
【００１４】
各燃料ガス保持部３０の燃料ガス供給孔３１８は、燃料電池スタック１００内の一方の端部において、集電部材３１の積層方向に形成されている燃料ガス供給通路３１９ａにそれぞれ連通しており、燃料ガス排出孔３１７は、燃料電池スタック１００内の他方の端部において、集電部材３１の積層方向に形成されている燃料ガス排出通路３１９ｂにそれぞれ連通している。燃料ガス供給通路３１９ａと各燃料ガス供給孔３１８によって、燃料ガスを各燃料ガス保持部３０に分配する燃料ガスマニホールド３４が構成される。一対の燃料ガス排出通路３１９ａ、３１９ｂの一方は、燃料ガス供給流路２０１Ｂに接続され、他方は、ガス循環流路２０２に接続される。
【００１５】
集電部材３１の、酸素極２１に接触する面には、直線状に連続して隆起した凸部３２１が等間隔で複数形成され、該凸部３２１の間には、溝３２２がそれぞれ形成される。つまり、凸部３２１と溝３２２は、交互に配置された形状となっている。凸部３２１は、最も突出した峰の平面部が酸素極２１に接触する接触部３２３となっており、この接触部３２３を介して酸素極２１と通電可能となる。溝３２２と、酸素極２１の表面とによって、酸化ガスとしての空気が流通する空気流通路３２５が形成される。溝３２２は、集電部材３１の両端部に達しており、空気流通路３２５の上下端は、燃料電池スタック１００の外側に連通する開口部と連通している。両端の開口部の一方は、空気が流入する空気流入部３２６を形成し、他方の開口部は、空気が流出する空気流出部３２７を形成している。空気流入部３２６から流入した空気は、空気流通路３２５において、酸素極２２と接触し、酸素極に酸素を供給しつつ、空気流出部３２７へ導かれる。このように構成された燃料電池スタック１００の鉛直上側には、空気マニホールド５４が設けられている。
【００１６】
次に、図１に示されている燃料電池システムの構成について説明する。燃料供給系１０の構成について説明する。燃料ガスボンベである水素貯蔵タンク１１には、燃料ガス供給流路２０１Ａ、２０１Ｂを介して燃料電池スタック１００のガス取入口に接続されている。燃料ガス供給流路２０１Ａには、水素元バルブ１８、一次圧センサＳ０、レギュレータ１９、二次圧センサＳ１、第１ガス供給弁２０及び水素調圧弁２１、第２ガス供給弁２２、三次圧センサＳ２が順に設けられ、この燃料ガス供給流路２０１Ａは、燃料ガス供給流路２０１Ｂの一端に接続している。燃料ガス供給流路２０１Ｂの他端は、燃料電池スタック１００の上記ガス取入口２０１ＢのＩＮに接続されている。燃料電池スタック１００のガス排出口には、ガス排出流路２０２の一端が接続され、その他端は、燃料ガス供給流路２０１Ｂに接続され、燃料ガスの循環路が構成される。ガス排出流路２０２には、燃料電池スタック１００のガス排出口側から順に、トラップ２４、循環ポンプ２５、循環電磁弁２６が配置されている。トラップ２４には、水レベルセンサＳ１０が取り付けられ、さらに、ガス導出路２０３の一端が接続されている。ガス導出路２０３の他端は、空気ダクト１２４に接続されている。ガス導出路２０３には、排気電磁弁２７が設けられている。
【００１７】
次に空気供給系１２について説明する。空気供給系１２は、空気導入路１２３、空気マニホールド５４、空気排出路である空気ダクト１２４等を備えている。空気導入路１２３には、フィルタ１２１、空気ファン１２２、空気マニホールド５４の順で流入方向に沿って設けられている。
空気導入路１２３内には、空気マニホールド５４内の直前位置に、冷却水を空気導入路１２３内へ向けて噴射するノズル５５が設けられている。このノズル５５は、空気マニホールド５４内に設けられていてもよい。空気マニホールド５４は、燃料電池スタック１００の導入口４３に空気を分割して流入させる。フィルタ１２１から空気マニホールド５４への具体的構成は後述する。
【００１８】
燃料電池スタック１００の導出口４４には、排気マニホールド５３Ａ１が接続され、導出口４４から排出された空気は、排気マニホールド５３Ａ１によって合流され、空気ダクト１２４へ送られる。空気ダクト１２４は、導出口４４から流出した空気を、凝縮器５１を介して外部へ導流する。空気ダクト１２４の終端部には、ファンが取り付けられた凝縮器５１が設けられ、続いてフィルタ１２５が接続されている。凝縮器５１は、空気から水分取り出す。また、ノズル５５から供給された水の内、燃料電池スタック１００内で蒸発した水分も、ここで回収される。空気ダクト１２４には、排気温度センサＳ９が設けられ、燃料電池スタック１００内の温度が間接的に検出される。
次に、水供給系について説明する。水供給系５０は、貯水手段としての水タンク５３１と、凝縮器５１で回収した水を水タンク５３１へ導く導水路５７と、水タンク５３１の水をノズル５５へ導く給水路５６とを有する。導水路５７には、回収ポンプ６２が設けられている。回収ポンプ６２は、凝縮器５１で排気ガスから取り出された水を、水タンク５３１へ送り込む。給水路５６には、フィルタ６４、水供給手段である供給ポンプ６１が順に設けられている。水タンク５３１には、水位センサＳ５と、貯水量検出手段であるタンク水位センサＳ７が設けられている。
【００１９】
燃料電池スタック１００には、負荷系７が接続されており、燃料電池スタック１００で出力される電力は、この負荷系７に供給される。燃料電池スタック１００の電極は、配線７１を介してインバータ７３に接続され、インバータ７３からモータなどの負荷に電力が供給される。インバータ７３には、切換回路である双方向コンバータ７５を介して補助電源７６が接続されている。補助電源７６は、例えば、バッテリ、キャパシタなどで構成することができる。この負荷系７には、燃料電池スタック１００の出力電圧を検出する電圧センサＳ４と、同じく出力電流を検出する電流センサＳ３が設けられている。
【００２０】
次に、燃料電池システム１の制御手段としての制御系を説明する。図４は、制御系の斜視図であり、図５は、制御系の回路図である。図４に示すように、本制御系７０Ａには、複数の放熱板７０ＢＮを備えた放熱器７０Ｂが接着されている。図4 及び図5 には示していないが、制御系７０Ａには、上記各センサＳ０〜Ｓ４、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１０の検出値が入力され、レギュレータ１９、各電磁弁１８〜１９、２０、２２、２６、２７、各ポンプ２５、６１、６２、空気ファン１２２、凝縮器５１のファン、車両を駆動させる駆動モータ（７０Ｍ（図８も参照））の駆動や停止の指示信号を入力する図示しないイグニッションスイッチが接続されている。図５に示すように、燃料電池スタック１００には、駆動モータ７０Ｍに接続されると共に、燃料電池スタック１００により発電された直流電力を交流電力に変換して駆動モータ７０Ｍに供給する、変換回路としてのインバータ７３が、上記駆動や停止の指示信号に従ってオン・オフされるスイッチ７４ＳＷを介して接続されると共に、補助電源７６が接続された切換回路としての双方コンバータ７５が接続されている。これらインバータ７３や双方向コンバータ７５は、発熱量が大きなＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor/絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）で、主に構成されている。なお、制御系７０Ａは、図示していないが、インバータ７３及び双方向コンバータ７５を制御する制御装置（ＥＣＵ）も備えている。なお、この制御装置は、燃料電池スタック１００乃至補助電源７６から駆動モータ７０Ｍに所定の電圧が供給されるように、インバータ７３及び双方向コンバータ７５を制御するものである。
【００２１】
次に、空気供給系１２の具体的構成について説明する。図６は空気供給系１２の構成を示す全体斜視図、図７は同じく全体側面図である。既述の通り、空気供給系１２は、空気導入路１２３を内側に画成する導風管１２６Ｋ１を有し、導風管１２６Ｋ１の空気導入側端部の取入口１２６ｓには、他の通風管１２６Ｋ２の接続口１２２ｅが接続されている。なお、道風管１２６Ｋ１、１２６Ｋ２により画成される導入路が、道風路に対応する。通風管１２６Ｋ２の他の接続口１２２ａ、１２２ｂには、発生手段としての空気ファン１２２（エアブロア）の送風口１２２ｃが接続されている。通風管１２６Ｋ２には、上記制御系７０Ａに接着された複数の放熱板７０ＢＮを備えた放熱器７０Ｂが、該複数の放熱板７０ＢＮが当該通風管１２６Ｋ２内に位置するように、取り付けられている。空気ファン１２２の吸引口には、エアフィルタ１２１が設けられ、吸引時に、粉塵等のゴミが除去される。空気ファン１２２は、回転翼（インペラー）を回転させることにより、送風する遠心ブロアであり、回転翼を回転させるためのモータＭ１が、回転翼の回転軸に接続されている。導風管１２６Ｋ１の取入口１２６ｓは、上記接続口１２２ｅ及び送風口１２２ｃと同じ形状に構成され、縦横の辺の長さが略等しい矩形に構成されている。
【００２２】
導風管１２６Ｋ１の他端の開口部１２６ｅは、空気マニホールド５４の空気流入口５４１と同形状の扁平な矩形状に形成され、該空気流入口５４１に接続されている。また、導風管１２６で構成された空気導入路１２３の下流側端部には、噴射ノズル５５と、該ノズル５５に水を配水するための水配管５５ｗが設けられている。ノズル５５の噴出口は、下流側（燃料電池スタック側）へ向けられ、少なくとも、空気マニホールド５５の横断面における長辺方向（単位セルの積層方向）に沿って、水滴を拡散させて噴射する構成となっている。空気マニホールド５５は、開口９４０の全面を覆って設けられている。
【００２３】
以上のように構成された燃料電池システムは、燃料電池スタック１００で発電する際には、空気ファン１２２が、回転翼を回転させる。これにより、空気が吸引され、導風管１２６Ｋ１、１２６Ｋ２、空気マニホールド５５を介した、燃料電池スタック１００への空気流が発生する。燃料電池スタック１００は、この空気流にそって導入された酸化ガスと、空気との反応により直流電力を発電する。
発電された直流電力は、制御系７０Ａにおけるインバータ７３により交流電力に変換されて、駆動モータ７０Ｍに供給される。これにより、インバータ７３を含む制御系７０Ａが発熱し、高温化を招く。
しかし、本実施の形態では、制御系７０Ａに放熱器７０Ｂを接着させている。この放熱器７０Ｂは、上記空気流中に位置する複数の放熱板７０ＢＮを備えている。従って、制御系７０Ａで発生された熱は、複数の放熱板７０ＢＮにより、上記空気流に放熱される。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態では、発電のために発生される空気流を用いて制御系の放熱をしているので、装置の複雑化を招かずに制御系の高温化を抑制することができる。特に、燃料電池スタックの発電量により空気流が変化する。つまり、インバータヘの供給電力量に応じて放熱板に流れる空気流が変化する。すなわち、インバータからの供給電力量が多くなれば、高温になるが、それに応じて空気流も早くなるのに対し、インバータからの供給電力量が少なくなれば、高温になりにくいが、それに応じて空気流も遅くなる。このように、インバータの発熱状態に応じて、効率よく放熱することができる。
【００２５】
本発明は、以上説明した実施の形態の構成に限定されるものではなく、以下のように種々の変形例が適用可能である。
図８は、制御系の第１の変形例を示した回路図である。図９は、制御系の第２の変形例を示した回路図である。上記実施の形態では、燃料電池及び補助電源双方からの電力量を調整してインバータ７３を介して所定の電力を駆動モータ７０Ａに供給しているのに対し、図８に示すように、第１の変形例は、専ら燃料電池スタック１００からの電力量を調整するため、インバータ７３に、補助電源７６を接続すると共にＩＧＢＴ７５Ａ及びスイッチ７４ＳＷを介して燃料電池スタック１００を接続している。図９に示すように、第２の変形例は、専ら補助電源７６からの電力量を調整するため、インバータ７３に、スイッチ７４ＳＷを介して燃料電池スタック１００を接続すると共に補助電源７６をＩＧＢＴ７５Ａ及びコイルを介して接続している。
【００２６】
図１０は、放熱器７０Ｂの他の位置に配置された場合を示す図である。図１１は、放熱器７０Ｂの更に他の位置に配置された場合を示す図である。図１０に示す変形例では、複数の放熱板７０ＢＮを、空気マニホールド５５に位置するように配置している。この場合、水を噴射するノズル５５が、複数の放熱板７０ＢＮよりも上記空気流の上流側で、当該水が各放熱板７０ＢＮに到達する位置に配置されている。従って、ノズル５５からの水により冷却された空気に複数の放熱板７０ＢＮから放熱することができると共に、各放熱板７０ＢＮも水により冷却することができ、より一層、制御系７０Ａの高温化を抑制することができる。
【００２７】
また、図１１に示す変形例では、空気ファン１２２の吸引側に別の導風管を設け、その導風管に形成される空気流中に放熱板が位置するように、放熱器７０Ｂを配置するようにしてもよい。
【００２８】
図１２は、放熱器の変形例を示した底面図である。なお、本変形例は、上記種々の例に適用可能であるが、特に、図１０に示す変形例に適用した場合を説明する。上記実施の形態では、複数の放熱板７０ＢＮは、上記空気流と平行に位置するように配置しているが、図１２に示す例では、複数の放熱板７０ＢＮの向きは、空気流と交差する方向に向いている。
【００２９】
上記実施の形態では、導風路の幅が空気マニホールドの幅より短いので、導風路から空気マニホールドへの空気流が中央が強くなっているので、中央付近に空気が他の位置よりも供給されやすくむらになりやすい。
【００３０】
そこで、図１２に示すように、中央付近が強くなる空気流を広がるように、複数の放熱板を配置すると、空気を空気マニホールド内により広く到達させることができ、空気マニホールドから各導入口への空気の分配の偏りを少なくすることができる。つまり、導風路の幅が酸化ガスマニホールドの幅より短くても、複数の放熱板が、導風路内の酸化ガス流よりも酸化ガスマニホールド内の酸化ガス流が広くなるように、酸化ガス流中に配置されるので、酸化ガスを酸化ガスマニホールド内により広く到達させることができ、酸化ガスマニホールドから各導入口への酸化ガスの分配の偏りを少なくすることができる。
【００３１】
尚、本実施形態にあっては、多数の燃料電池を積層した燃料電池スタックを備えた燃料電池システムに適用したが、燃料電池を面方向に接続した燃料電池集合体に適用しても良いことは言うまでもない。また、本実施形態では、放熱器として放熱板を用いる場合について説明したが、棒状の放熱ピンやヒートパイプ、またはこれらを組み合わせたものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の燃料電池システム１を示すブロック図である。
【図２】燃料電池スタックの部分断面側面図である。
【図３】燃料電池スタックの部分断面斜視図である。
【図４】制御系の斜視図である。
【図５】制御系の回路図である。
【図６】空気供給系の構成を示す全体斜視図である。
【図７】空気供給系の構成を示す全体側面図である。
【図８】制御系の第１の変形例を示した回路図である。
【図９】制御系の第２の変形例を示した回路図である。
【図１０】放熱器の他の位置に配置された場合を示す図である。
【図１１】放熱器の更に他の位置に配置された場合を示す図である。
【図１２】放熱器の変形例を示した底面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ 燃料電池システム
１００ 燃料電池スタック
１２２ 空気ファン
１２３ 空気導入路
１２３ｍ 拡散部材
５３１ 水タンク
５３Ａ１ 排気マニホールド
５４ 空気マニホールド
５５ ノズル
６１ 供給ポンプ
７０Ａ 制御系
７０Ｂ 放熱器
７０ＢＮ 放熱板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化ガスとを反応させて直流電力を発電する燃料電池と、
酸化ガス流を発生させ前記燃料電池に供給する発生手段と、
前記発生手段からの酸化ガス流を前記燃料電池に分配する酸化ガスマニホールドと、
前記発生手段から前記酸化ガスマニホールドへ酸化ガス流を導く導風路と、
前記燃料電池で発電された直流電力を交流電力に変換する変換回路を含む制御手段と、
を備えた燃料電池システムであって、
前記制御手段は、前記ガス流中に配置された放熱器を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記放熱器は、酸化ガス流を整流する複数の放熱板を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料電池は、モータに対して補助電源と並列に接続されており、
前記制御手段は、前記モータと前記燃料電池又は前記補助電源との接続を切り換える切換回路を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項１】
燃料ガスと酸化ガスとを反応させて直流電力を発電する燃料電池と、
酸化ガス流を発生させ前記燃料電池に供給する発生手段と、
前記発生手段からの酸化ガス流を前記燃料電池に分配する酸化ガスマニホールドと、
前記発生手段から前記酸化ガスマニホールドへ酸化ガス流を導く導風路と、
前記燃料電池で発電された直流電力を交流電力に変換する変換回路を含む制御手段と、
を備えた燃料電池システムであって、
前記制御手段は、前記ガス流中に配置された放熱器を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記放熱器は、酸化ガス流を整流する複数の放熱板を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料電池は、モータに対して補助電源と並列に接続されており、
前記制御手段は、前記モータと前記燃料電池又は前記補助電源との接続を切り換える切換回路を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１３０３３９（Ｐ２００８−１３０３３９Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１３４１２（Ｐ２００６−３１３４１２）
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
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