燃料电池系统及其控制方法

燃料电池系统及其控制方法
【专利摘要】本发明提供了燃料电池系统及其控制方法。燃料电池系统包括燃料电池堆10、散热器51、堆侧冷却水通道53s、散热器侧冷却水通道53r、旁路冷却水通道53b、除离子器55、堆侧冷却水泵56s以及散热器侧冷却水泵56r。泵56s、56r由旋转泵形成，旋转泵能够通过驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量。控制泵的驱动速度，从而控制流过散热器侧冷却水通道的冷却水的量、流过堆侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。
【专利说明】燃料电池系统及其控制方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求日本申请第2015-081273号的权益，其全部公开内容通过引用合并到本文中。
[0003]发明背景
[0004]1.
技术领域
[0005]本发明涉及燃料电池系统和控制燃料电池系统的方法。
[0006]2.
【背景技术】
[0007]在现有技术中已知一种燃料电池系统，该燃料电池系统设置有燃料电池堆和散热器，燃料电池堆被配置成通过氢气与空气之间的电化学反应来生成电力，散热器被配置成降低用于燃料电池堆的冷却水的温度。燃料电池系统还设置有冷却水供给通道，冷却水供给通道将散热器中的散热器内冷却水通道的出口与燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口连接在一起。冷却水供给通道包括供给侧分支点、从散热器内冷却水通道的出口至供给侧分支点的散热器流出通道、以及从供给侧分支点至堆内冷却水通道的入口的堆流进通道。燃料电池系统还设置有冷却水排出通道，冷却水排出通道将堆内冷却水通道的出口与散热器内冷却水通道的入口连接在一起。冷却水排出通道包括排出侧分支点、从堆内冷却水通道的出口至排出侧分支点的堆流出通道、以及从排出侧分支点至散热器内冷却水通道的入口的散热器流进通道。燃料电池系统还设置有旁路冷却水通道、止回阀、堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，旁路冷却水通道将供给侧分支点与排出侧分支点连接在一起，止回阀被布置在旁路冷却水通道中并且使得冷却水能够仅从冷却水排出通道、通过旁路冷却水通道而流至冷却水供给通道，堆侧冷却水栗被布置在堆流进通道中以使得其出口朝向燃料电池堆，散热器侧冷却水栗被布置在散热器流进通道中以使得其出口朝向散热器。在燃料电池系统中，如果从堆内冷却水通道流出的冷却水的温度比规定温度低，则燃料电池系统对堆侧冷却水栗进行驱动并且停止散热器侧冷却水栗，借此冷却水循环通过由堆流进通道、堆内冷却水通道、堆流出通道和旁路冷却水通道形成的第一路径，而不流过散热器内冷却水通道。如果从堆内冷却水通道流出的冷却水的温度比规定温度高，则燃料电池系统对堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗进行驱动，借此冷却水循环通过由冷却水供给通道、堆内冷却水通道、冷却水排出通道和散热器内冷却水通道形成的第二路径，而不流过旁路冷却水通道(例如，参见日本专利公开第2010-097709A号)。根据日本专利公开第2010-097709A号，停止的散热器侧冷却水栗用作关闭阀。出于该原因，已流过堆流出通道的冷却水流进旁路冷却水通道，而不流进散热器流进通道，从而冷却水循环通过第一路径。也就是说，如果冷却水的温度低，则阻止冷却水被散热器冷却。

【发明内容】

[0008]然而，仅停止冷却水栗不能可靠地停止通过冷却水栗的冷却水的流动。也就是说，例如，如果散热器侧冷却水栗由旋转栗形成，则即使停止冷却水栗，冷却水仍在叶轮与外壳之间或在叶轮之间流动以通过冷却水栗。出于该原因，在日本专利公开第2010-097709A号的燃料电池系统中，即使停止散热器侧冷却水栗，一部分冷却水实际上仍通过散热器侧冷却水栗。因此，如果冷却水的温度低，则冷却水可以流进散热器。在这点上，例如，如果在散热器流进通道中提供在冷却水的温度低时关闭的截止阀，则能够阻止在冷却水温度低时冷却水流进散热器。然而，在该情况下，不仅部件的数目增多，而且对截止阀的控制也是必要的。
[0009]另外，在日本专利公开第2010-097709A号中，止回阀被布置在旁路冷却水通道中。出于以下原因采用该特征。如果不提供止回阀，则在应当使冷却水流过旁路冷却水通道时冷却水难以良好地流过旁路冷却水通道，并且在不应当使冷却水流过旁路冷却水通道时冷却水可能流过旁路冷却水通道。换言之，在日本专利公开第2010-097709A号中，止回阀对于冷却水流动的可靠控制是不可缺少的。
[0010]因而，能够以较不昂贵且更简单的设计可靠地控制冷却水的流动的燃料电池系统被认为是必要的。
[0011]根据本发明的一个实施方式，提供了一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括:燃料电池堆，该燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力;散热器，该散热器被配置成降低用于燃料电池堆的冷却水的温度;冷却水供给通道和冷却水排出通道，该冷却水供给通道将散热器中的散热器内冷却水通道的出口与燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，该冷却水排出通道将堆内冷却水通道的出口与散热器内冷却水通道的入口彼此连接，冷却水供给通道包括供给侧分支点、从散热器内冷却水通道的出口至供给侧分支点的散热器流出通道、以及从供给侧分支点至堆内冷却水通道的入口的堆流入通道，冷却水排出通道包括排出侧分支点、从堆内冷却水通道的出口至排出侧分支点的堆流出通道、以及从排出侧分支点至散热器内冷却水通道的入口的散热器流入通道，堆流入通道、堆内冷却水通道以及堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且散热器流入通道、散热器内冷却水通道以及散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道;旁路冷却水通道，该旁路冷却水通道将供给侧分支点与排出侧分支点彼此连接，通过旁路冷却水通道，冷却水能够在供给侧分支点与排出侧分支点之间双向流动;堆侧冷却水栗，该堆侧冷却水栗能够改变所排出的冷却水的量，但是不能改变所排出的冷却水的方向，堆侧冷却水栗被布置在堆流入通道中，使得其出口朝向燃料电池堆，或者堆侧冷却水栗被布置在堆流出通道中，使得其入口朝向燃料电池堆;散热器侧冷却水栗，该散热器侧冷却水栗由旋转栗形成，旋转栗能够通过旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，散热器侧冷却水栗具有这样的性质:当驱动速度为正值时，随着驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当驱动速度为负值时，随着驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且散热器侧冷却水栗被布置在散热器流入通道中，使得在排出方向为正向时其出口朝向散热器，或者散热器侧冷却水栗被布置在散热器流出通道中，使得在排出方向为正向时其入口朝向散热器；以及控制器，该控制器被配置成分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。
[0012]根据本发明的另一实施方式，提供了一种控制燃料电池系统的方法，该燃料电池系统包括:燃料电池堆，该燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力;散热器，该散热器被配置成降低用于燃料电池堆的冷却水的温度;冷却水供给通道和冷却水排出通道，该冷却水供给通道将散热器中的散热器内冷却水通道的出口与燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，该冷却水排出通道将堆内冷却水通道的出口与散热器内冷却水通道的入口彼此连接，冷却水供给通道包括供给侧分支点、从散热器内冷却水通道的出口至供给侧分支点的散热器流出通道、以及从供给侧分支点至堆内冷却水通道的入口的堆流入通道，冷却水排出通道包括排出侧分支点、从堆内冷却水通道的出口至排出侧分支点的堆流出通道、以及从排出侧分支点至散热器内冷却水通道的入口的散热器流入通道，堆流入通道、堆内冷却水通道以及堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且散热器流入通道、散热器内冷却水通道以及散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道;旁路冷却水通道，该旁路冷却水通道将供给侧分支点与排出侧分支点彼此连接，通过旁路冷却水通道，冷却水能够在供给侧分支点与排出侧分支点之间双向流动;堆侧冷却水栗，该堆侧冷却水栗能够改变所排出的冷却水的量，但是不能改变所排出的冷却水的方向，堆侧冷却水栗被布置在堆流入通道中，使得其出口朝向燃料电池堆，或者堆侧冷却水栗被布置在堆流出通道中，使得其入口朝向燃料电池堆;散热器侧冷却水栗，散热器侧冷却水栗由旋转栗形成，旋转栗能够通过旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，散热器侧冷却水栗具有这样的性质:当驱动速度为正值时，随着驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当驱动速度为负值时，随着驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且散热器侧冷却水栗被布置在散热器流入通道中，使得在排出方向为正向时其出口朝向散热器，或者散热器侧冷却水栗被布置在散热器流出通道中，使得在排出方向为正向时其入口朝向散热器；以及控制器，该控制器被配置成分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，其中，方法被配置成由控制器分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。
[0013]根据本发明的又一实施方式，提供了一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括:燃料电池堆，该燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力;散热器，该散热器被配置成降低用于燃料电池堆的冷却水的温度;冷却水供给通道和冷却水排出通道，该冷却水供给通道将散热器中的散热器内冷却水通道的出口与燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，该冷却水排出通道将堆内冷却水通道的出口与散热器内冷却水通道的入口彼此连接，冷却水供给通道包括供给侧分支点、从散热器内冷却水通道的出口至供给侧分支点的散热器流出通道、以及从供给侧分支点至堆内冷却水通道的入口的堆流入通道，冷却水排出通道包括排出侧分支点、从堆内冷却水通道的出口至排出侧分支点的堆流出通道、以及从排出侧分支点至散热器内冷却水通道的入口的散热器流入通道，堆流入通道、堆内冷却水通道以及堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且散热器流入通道、散热器内冷却水通道以及散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道;旁路冷却水通道，该旁路冷却水通道将供给侧分支点与排出侧分支点彼此连接，通过旁路冷却水通道，冷却水能够在供给侧分支点与排出侧分支点之间双向流动;堆侧冷却水栗，该堆侧冷却水栗由旋转栗形成，旋转栗能够通过旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，堆侧冷却水栗具有这样的性质:当驱动速度为正值时，随着驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当驱动速度为负值时，随着驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且堆侧冷却水栗被布置在堆流入通道中，使得在排出方向为正向时其出口朝向燃料电池堆，或者堆侧冷却水栗被布置在堆流出通道中，使得在排出方向为正向时其入口朝向燃料电池堆;散热器侧冷却水栗，该散热器侧冷却水栗能够改变所排出的冷却水的量，但是不能改变所排出的冷却水的方向，散热器侧冷却水栗被布置在散热器流入通道中，使得其出口朝向散热器，或者散热器侧冷却水栗被布置在散热器流出通道中，使得其入口朝向散热器；以及控制器，该控制器被配置成分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。
[0014]根据本发明的又一实施方式，提供了一种控制燃料电池系统的方法，燃料电池系统包括:燃料电池堆，该燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力;散热器，该散热器被配置成降低用于燃料电池堆的冷却水的温度;冷却水供给通道和冷却水排出通道，该冷却水供给通道将散热器中的散热器内冷却水通道的出口与燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，该冷却水排出通道将堆内冷却水通道的出口与散热器内冷却水通道的入口彼此连接，冷却水供给通道包括供给侧分支点、从散热器内冷却水通道的出口至供给侧分支点的散热器流出通道、以及从供给侧分支点至堆内冷却水通道的入口的堆流入通道，冷却水排出通道包括排出侧分支点、从堆内冷却水通道的出口至排出侦吩支点的堆流出通道、以及从排出侦吩支点至散热器内冷却水通道的入口的散热器流入通道，堆流入通道、堆内冷却水通道以及堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且散热器流入通道、散热器内冷却水通道以及散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道;旁路冷却水通道，该旁路冷却水通道将供给侧分支点与排出侧分支点彼此连接，通过旁路冷却水通道，冷却水能够在供给侧分支点与排出侧分支点之间双向流动;堆侧冷却水栗，堆侧冷却水栗由旋转栗形成，旋转栗能够通过旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，堆侧冷却水栗具有这样的性质:当驱动速度为正值时，随着驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当驱动速度为负值时，随着驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且堆侧冷却水栗被布置在堆流入通道中，使得在排出方向为正向时其出口朝向燃料电池堆，或者堆侧冷却水栗被布置在堆流出通道中，使得在排出方向为正向时其入口朝向燃料电池堆;散热器侧冷却水栗，该散热器侧冷却水栗能够改变所排出的冷却水的量，但是不能改变所排出的冷却水的方向，散热器侧冷却水栗被布置在散热器流入通道中，使得其出口朝向散热器，或者散热器侧冷却水栗被布置在散热器流出通道中，使得其入口朝向散热器；以及控制器，该控制器被配置成分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，其中，方法被配置成由控制器来分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。
[0015]根据本发明的又一实施方式，提供了一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括:燃料电池堆，该燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力;散热器，该散热器被配置成降低用于燃料电池堆的冷却水的温度;冷却水供给通道和冷却水排出通道，该冷却水供给通道将散热器中的散热器内冷却水通道的出口与燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，该冷却水排出通道将堆内冷却水通道的出口与散热器内冷却水通道的入口彼此连接，冷却水供给通道包括供给侧分支点、从散热器内冷却水通道的出口至供给侧分支点的散热器流出通道、以及从供给侧分支点至堆内冷却水通道的入口的堆流入通道，冷却水排出通道包括排出侧分支点、从堆内冷却水通道的出口至排出侧分支点的堆流出通道、以及从排出侧分支点至散热器内冷却水通道的入口的散热器流入通道，堆流入通道、堆内冷却水通道以及堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且散热器流入通道、散热器内冷却水通道以及散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道;旁路冷却水通道，该旁路冷却水通道将供给侧分支点与排出侧分支点彼此连接，通过旁路冷却水通道，冷却水能够在供给侧分支点与排出侧分支点之间双向流动;堆侧冷却水栗，该堆侧冷却水栗由旋转栗形成，旋转栗能够通过旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，堆侧冷却水栗具有这样的性质:当驱动速度为正值时，随着驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当驱动速度为负值时，随着驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且堆侧冷却水栗被布置在堆流入通道中，使得在排出方向为正向时其出口朝向燃料电池堆，或者堆侧冷却水栗被布置在堆流出通道中，使得在排出方向为正向时其入口朝向燃料电池堆;散热器侧冷却水栗，散热器侧冷却水栗由旋转栗形成，旋转栗能够通过旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，散热器侧冷却水栗具有这样的性质:当驱动速度为正值时，随着驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当驱动速度为负值时，随着驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且散热器侧冷却水栗被布置在散热器流入通道中，使得在排出方向为正向时其出口朝向散热器，或者散热器侧冷却水栗被布置在散热器流出通道中，使得在排出方向为正向时其入口朝向散热器；以及控制器，该控制器被配置成分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。
[0016]根据本发明的又一实施方式，提供了一种控制燃料电池系统的方法，该燃料电池系统包括:燃料电池堆，该燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力;散热器，该散热器被配置成降低用于燃料电池堆的冷却水的温度;冷却水供给通道和冷却水排出通道，该冷却水供给通道将散热器中的散热器内冷却水通道的出口与燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，该冷却水排出通道将堆内冷却水通道的出口与散热器内冷却水通道的入口彼此连接，冷却水供给通道包括供给侧分支点、从散热器内冷却水通道的出口至供给侧分支点的散热器流出通道、以及从供给侧分支点至堆内冷却水通道的入口的堆流入通道，冷却水排出通道包括排出侧分支点、从堆内冷却水通道的出口至排出侧分支点的堆流出通道、以及从排出侧分支点至散热器内冷却水通道的入口的散热器流入通道，堆流入通道、堆内冷却水通道以及堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且散热器流入通道、散热器内冷却水通道以及散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道;旁路冷却水通道，该旁路冷却水通道将供给侧分支点与排出侧分支点彼此连接，通过旁路冷却水通道，冷却水能够在供给侧分支点与排出侧分支点之间双向流动;堆侧冷却水栗，该堆侧冷却水栗由旋转栗形成，旋转栗能够通过旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，堆侧冷却水栗具有这样的性质:当驱动速度为正值时，随着驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当驱动速度为负值时，随着驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且堆侧冷却水栗被布置在堆流入通道中，使得在排出方向为正向时其出口朝向燃料电池堆，或者堆侧冷却水栗被布置在堆流出通道中，使得在排出方向为正向时其入口朝向燃料电池堆;散热器侧冷却水栗，该散热器侧冷却水栗由旋转栗形成，旋转栗能够通过旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，散热器侧冷却水栗具有这样的性质:当驱动速度为正值时，随着驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当驱动速度为负值时，随着驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且散热器侧冷却水栗被布置在散热器流入通道中，使得在排出方向为正向时其出口朝向散热器，或者散热器侧冷却水栗被布置在散热器流出通道中，使得在排出方向为正向时其入口朝向散热器；以及控制器，该控制器被配置成分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，其中，方法被配置成由控制器来分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。
[0017]如果冷却水的电导率高于预定电导率阈值，则控制器被配置成分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗以执行在旁路冷却水通道中对冷却水进行除离子的堆全旁路模式操作或堆部分旁路模式操作达到预定时间或直到冷却水的电导率下降至小的恒定值。
[0018]如果整个电池堆的温度低于预定温度阈值，则控制器被配置成分别控制堆侧冷却水栗和散热器侧冷却水栗以执行散热器全旁路模式操作或散热器部分旁路模式操作。
【附图说明】
[0019]在附图中:
[0020]图1是燃料电池系统的概况图。
[0021]图2是冷却回路的示意图。
[0022]图3是示出堆侧冷却水栗的一般性质的图。
[0023]图4是示出在散热器侧冷却水栗正被驱动时堆侧冷却水栗的性质的图。
[0024]图5A是示出试验的结果的视图。
[0025]图5B是示出试验的结果的视图。
[0026]图6是说明堆全旁路模式操作的冷却回路的示意图。
[0027]图7是说明散热器全旁路模式操作的冷却回路的示意图。
[0028]图8是说明散热器部分旁路模式操作的冷却回路的示意图。
[0029]图9是说明无旁路模式操作的冷却回路的示意图。
[0030]图10是说明堆部分旁路模式操作的冷却回路的示意图。
[0031]图11是说明启动控制的时序图。
[0032]图12是说明启动控制的时序图。
[0033]图13是说明发出在燃料电池堆10中开始发电的信号之后的冷却水控制的时序图。
[0034]图14是说明在停止燃料电池堆中的发电时的冷却水控制的时序图。
[0035]图15是用于执行在停止燃料电池堆中的发电时的冷却水控制的流程图。
[0036]图16是用于执行在发出在燃料电池堆10中开始发电的信号之后的冷却水控制的流程图。
[0037]图17是用于执行启动控制的流程图。
[0038]图18是用于执行发电控制的流程图。
[0039]图19是示出根据本发明的另一实施方式的视图。
[0040]图20是示出根据本发明的又一实施方式的视图。
【具体实施方式】
[0041]参照图1，燃料电池系统A设置有燃料电池堆10。燃料电池堆10设置有沿堆叠方向LS彼此堆叠的多个燃料电池单元电池10a。每个燃料电池单元电池1a包括膜电极组件20。膜电极组件20设置有膜形电解质，形成在电解质的一侧的阳极，以及形成在电解质的另一侧的阴极。
[0042]燃料电池单元电池1a的阳极和阴极串联电连接。沿堆叠方向LS的最外面的阳极和阴极形成燃料电池堆10的电极。燃料电池堆10的电极通过直流/直流转换器11电连接至逆变器12，同时逆变器12电连接至电动发电机13。此外，燃料电池系统A设置有蓄电器14。该蓄电器14通过直流/直流转换器15电连接至上面提及的逆变器12。直流/直流转换器11是用于升高来自燃料电池堆10的电压并且将其传送至逆变器12，而逆变器12是用于将来自直流/直流转换器11或蓄电器14的直流电流转换成交流电流。直流/直流转换器15是用于降低从燃料电池堆10或电动发电机13到蓄电器14的电压，或者用于升高从蓄电器14到电动发电机13的电压。注意，在图1所示的燃料电池系统A中，蓄电器14由电池组(battery)组成。
[0043]此外，在每个燃料电池单元电池1a中，形成有氢气流动路径30a和空气流动路径40a，其中，氢气流动路径30a用于向阳极供给由氢气构成的燃料气体，以及空气流动路径40a向阴极供给由空气构成的氧化气体。在每两个相邻燃料电池单元电池1a之间，形成有用于向燃料电池单元电池I Oa供给冷却水的冷却水流动路径50a。通过将多个燃料电池单元电池1a的氢气流动路径30a、空气流动路径40a和冷却水流动路径50a分别并联连接，在燃料电池堆10中形成氢气通道30、空气通道40和冷却水通道50。在图1所示的燃料电池系统A中，氢气通道30、空气通道40和冷却水通道50的入口和出口沿着堆叠方向LS被布置在燃料电池堆10的一端处。
[0044]将燃料电池堆1的沿堆叠方向LS延伸的中心轴称为“堆中心轴”，在图1所示的燃料电池系统A中，氢气流动路径30a的入口和空气流动路径40a的出口相对于堆中心轴被布置在一侧，而氢气流动路径30a的出口和空气流动路径40a的入口相对于堆中心轴被布置在另一侧。因此，氢气流过氢气流动路径30a的方向和空气流过空气流动路径40a的方向基本上彼此相反。即，燃料电池堆10由逆流式燃料电池堆构成。在另一实施方式(未示出)中，氢气流动路径30a的入口和空气流动路径40a的入口相对于堆中心轴被布置在一侧，而氢气流动路径30a的出口和空气流动路径40a的出口相对于堆中心轴被布置在另一侧。因此，氢气流过氢气流动路径30a的方向与空气流过空气流动路径40a的方向基本上彼此相同。即，在该另外的实施方式(未示出)中，燃料电池堆10由平流式燃料电池堆构成。
[0045]氢气供给管31与氢气通道30的入口相连。氢气供给管31与氢气源，例如氢罐32相连。按照从上游侧开始的顺序，电磁型截止阀33、调节氢气供给管31中的压力的调节器34以及用于将氢气从氢气源32供给至燃料电池堆10的氢气供给器35被布置在氢气供给管31中。在图1所示的燃料电池系统A中，氢气供给器35由电磁型氢气供给阀构成。该氢气供给阀设置有针阀，因此从氢气供给阀间歇性地供给氢气。另一方面，净化(purge)管37通过缓冲罐36与氢气通道30的出口相连。在净化管37中布置有电磁型净化控制阀38。如果将截止阀33和氢气供给阀35打开，则氢罐32中的氢气通过氢气供给管31被供给至燃料电池堆10中的氢气通道30。此时从氢气通道30流出的气体一一即阳极废气一一流动至缓冲罐36并且被蓄积在缓冲罐36中。净化控制阀38通常被关闭并且被周期性地打开一短时间。如果打开净化控制阀38，则缓冲罐36中的阳极废气通过净化管37被排出到大气中，S卩，执行了净化。
[0046]在图1所示的燃料电池系统A中，净化管37的出口与大气连通。即，氢气通道30的出口不与氢气供给管31连通，因此与氢气供给管31隔开。这意味着从氢气通道30的出口流出的阳极废气将不会返回至氢气供给管31。换言之，图1所示的燃料电池系统A是氢气非循环类型。在另一实施方式(未示出)中，氢气通道30的出口通过氢气回气管连接至例如在调节器34与氢气供给阀35之间的氢气供给管31。按照从上游侧开始的顺序，气液分离器以及将由气液分离器分离的氢气传送至氢气供给管31的氢气回气栗被布置在氢气回气管中。在该情况下，包含氢气的阳极废气通过氢气回气管返回至氢气供给管31。因此，来自氢气源32的氢气和来自氢气回气管的氢气的混合物从氢气供给阀35被供给至燃料电池堆10。即，在该另外的实施方式(未示出)中，燃料电池系统A是氢气循环类型。与该另外的实施方式(未示出)相比，在图1所示的燃料电池系统A中，省略了氢气回气管、氢气回气栗等。作为结果，在图1所示的燃料电池系统A中，简化了配置，降低了成本，并且不需要用于氢气回气管等的空间。
[0047]此外，空气供给管41与空气通道40的入口相连。空气供给管41与空气源，例如大气42相连。按照从上游侧开始的顺序，空气清洁器43、栗送空气的压缩机44以及用于冷却从压缩机44传送至燃料电池堆10的空气的中间冷却器45被布置在空气供给管41中。另一方面，阴极废气管46与空气通道40的出口相连。在对压缩机44进行驱动时，通过空气供给管41将空气供给至燃料电池堆10中的空气通道40。此时从空气通道40流出的气体一一即阴极废气一一流入阴极废气管46中。按照从上游侧开始的顺序，用于控制空气通道40中的压力，SP阴极压力的电磁型阴极压力控制阀47以及稀释器48被布置在阴极废气管46中。上面提及的净化管37与该稀释器48相连。因此，来自净化管37的净化气体中的氢气被阴极废气稀释。进一步地，在图1所示的燃料电池系统A中，设置有旁路管41a和旁路控制阀41b，其中，旁路管41a在中间冷却器45的下游从空气供给管41分支并且在阴极压力控制阀47的下游到达阴极废气管46，旁路控制阀41b控制从压缩机44排出并且被供给至燃料电池堆10的空气的量以及从压缩机44排出并且流入旁路管41a的空气的量。
[0048]冷却回路CC与上面提及的燃料电池堆1中的冷却水通道50的入口和出口相连。参照图2，冷却回路CC设置有散热器51，该散热器51被配置成降低冷却水的温度。在散热器51中形成有散热器内冷却水通道52，冷却水流过该散热器内冷却水通道52。将燃料电池堆10中的冷却水通道50称为堆内冷却水通道，散热器内冷却水通道52的出口 52ο和堆内冷却水通道50的入口 50i通过冷却水供给通道53f彼此相连。冷却水供给通道53f设置有从散热器内冷却水通道52的出口 52ο至供给侧分支点54f的散热器流出通道53ro、以及从供给侧分支点54f至堆内冷却水通道50的入口 50i的堆流进通道53si。此外，堆内冷却水通道50的出口50ο与散热器内冷却水通道52的入口 52i通过冷却水排出通道53d彼此相连。冷却水排出通道53d设置有从堆内冷却水通道50的出口 50ο至排出侧分支点54d的堆流出通道53so、以及从排出侧分支点54d至散热器内冷却水通道52的入口 52 i的散热器流进通道53r i。
[0049]冷却水供给通道53f的供给侧分支点54f和冷却水排出通道53d的排出侧分支点54d通过旁路冷却水通道53b彼此相连。旁路冷却水通道53b设置有从旁路冷却水通道53b分支并且返回至旁路冷却水通道53b的分支通道53bb。在该分支通道53bb中布置有除离子器55，该除离子器55被配置成去除冷却水中的离子。因此，流入旁路冷却水通道53b的冷却水中的一部分流过除离子器55并且流过除离子器55的冷却水中的离子被去除。此外，在旁路冷却水通道53b中未设置止回阀。因此，冷却水可以在供给侧分支点54f与排出侧分支点54d之间双向流动。注意，在旁路冷却水通道53b中未设置冷却水栗。
[0050]冷却回路CC还设置有两个冷却水栗一一即堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r。堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r分别由旋转栗组成，其中，旋转栗能够通过其驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量。可以将例如齿轮栗或诸如叶片栗的偏心栗或者螺旋栗用作旋转栗。在图2所示的实施方式中，将堆侧冷却水栗56s布置在堆流进通道53si中，使得堆侧冷却水栗56s的入口56si在排出方向为正向H)时朝向散热器51并且使得堆侧冷却水栗56s的出口 56so在排出方向为正向H)时朝向燃料电池堆10，而将散热器侧冷却水栗56r布置在散热器流进通道53ri中，使得散热器侧冷却水栗56r的入口 56ri在排出方向为正向FD时朝向燃料电池堆并且使得散热器侧冷却水栗56r的出口 56ro在排出方向为正向FD时朝向散热器51。在另一实施方式(未示出)中，将堆侧冷却水栗56s布置在堆流出通道53so中，使得入口56si在排出方向为正向H)时朝向燃料电池堆10并且使得出口56so在排出方向为正向FD时朝向散热器51。此外，在又一实施方式(未不出)中，将散热器侧冷却水栗56r布置在散热器流出通道53ro中，使得入口 56ri在排出方向为正向H)时朝向散热器51并且使得出口 56ro在排出方向为正向H)时朝向燃料电池堆10。排出方向为正向H)时的入口 56si和56ri以及出口 56so和56ro充当排出方向为反向RD时的出口和入口。
[0051]在后面对细节进行说明时，考虑在图1和图2所示的实施方式中相对于旁路冷却水通道53b位于燃料电池堆10的一侧的冷却水通道一一即堆流进通道53s1、堆内冷却水通道50和堆流出通道53so—一形成堆侧冷却水通道53s，以及相对于旁路冷却水通道53b位于散热器51的一侧的冷却水通道一一即散热器流进通道53r1、散热器内冷却水通道52和散热器流出通道53ro—一形成散热器侧冷却水通道53r，分别控制堆侧冷却水栗56s的驱动速度和散热器侧冷却水栗56r的驱动速度，从而分别控制流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量、流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道53b的冷却水的方向和量。注意:在图1和图2所示的实施方式中，形成堆侧冷却水通道53s和散热器侧冷却水通道53r，使得堆侧冷却水通道53s的压力损失和散热器侧冷却水通道53r的压力损失基本上彼此相等。此外，由彼此相同的栗构成堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r。
[0052]因此，在图1和图2所示的实施方式中，绕过燃料电池堆10和散热器51并且将冷却水供给通道53f和冷却水排出通道53d彼此相连的冷却水通道仅由旁路冷却水通道53b组成。因此，可以简化冷却回路CC的配置。另一方面，在图1和图2所示的实施方式中，使得冷却水流动的冷却水栗由堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r组成。因此，可以减小冷却水栗56s、56r的尺寸。
[0053]将被配置成检测散热器流出通道53ro中的冷却水的电导率的电导率传感器58布置在散热器流出通道53ro中。此外，将被配置成检测堆流进通道53si中的冷却水的温度的温度传感器59i布置在堆流进通道53si中，而将被配置成检测堆流出通道53so中的冷却水的温度的温度传感器59ο布置在堆流出通道53so中。堆流出通道53so中的冷却水的温度指示燃料电池堆10的温度，即“堆温度”。
[0054]在图1和图2所示的实施方式中，如果发出在燃料电池堆10中开始发电的信号，则堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r中至少之一被起动，由此使得冷却水流过燃料电池堆10的堆内冷却水通道50并且因此对燃料电池堆10进行冷却。在燃料电池堆10中开始发电的信号例如由电动车辆的操作员操作启动开关(未示出)来发出。
[0055]再参照图1，电子控制单元或控制器60由数字计算机组成，其中，数字计算机设置有通过双向总线61彼此相连的部件，例如ROM(只读存储器)62、RAM(随机存取存储器)63、CPU(微处理器)64、输入端口 65和输出端口 66。燃料电池堆10设置有检测燃料电池堆10的输出电压的伏特计16v和检测燃料电池堆1的输出电流的安培计16 i。伏特计16v、安培计16 1、电导率传感器58(图2)以及温度传感器59i和59o(图2)的输出信号通过对应的模数转换器67被输入至输入端口 65。另一方面，输出端口 66通过对应的驱动电路68电连接至直流/直流转换器11、逆变器12、电动发电机13、直流/直流转换器15、截止阀33、调节器34、氢气供给阀35、净化控制阀38、旁路控制阀41b、压缩机44、阴极压力控制阀47、堆侧冷却水栗56s (图2)、散热器侧冷却水栗56r(图2)和警报器69。当难以降低冷却水的电导率时，起动警报器69。
[0056]当要启动燃料电池堆10时，S卩，当要开始在燃料电池堆10中的发电时，打开截止阀33和氢气供给阀35并且将氢气供给至燃料电池堆10。此外，驱动压缩机44并且将空气供给至燃料电池堆10。因此，在燃料电池堆10中，发生电化学反应(H2—2H++2e—，(l/2)02+2H++2e——H20)并且生成电能。所生成的电能被传送至电动发电机13。因此，电动发电机13作为用于驱动车辆的电动机被操作，由此车辆被驱动。另一方面，例如，在对车辆制动时，电动发电机13作为回收装置被操作。此时所回收的电能被储存在蓄电器14中。
[0057]如上所说明的，堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r二者具有能够通过其驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量的性质。接着，将在以堆侧冷却水栗56s为示例的情况下对堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r的性质进行说明。
[0058]图3示出当使得堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS在散热器侧冷却水栗56r停止的情况下进行改变时从堆侧冷却水栗56s排出的冷却水的量的改变，即流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量QWS的改变。注意:如果堆侧冷却水栗56s的排出量QWS为正值，则其指示沿正向FD流动的冷却水的量；以及如果堆侧冷却水栗56s的排出量QWS为负值，则其指示沿反向RD流动的冷却水的量。参照图3，如果堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS为正值，则堆侧冷却水栗56s的排出量QWS为正值。换言之，冷却水沿正向H)通过出口 56so被排出。此外，驱动速度NPS变得更大，则沿正向H)的排出量更大。与此相反，如果堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS为负值，则堆侧冷却水栗56s的排出量QWS为负值。换言之，冷却水沿反向RD通过入口56si被排出。此外，随着驱动速度NPS变得更小，沿反向RD的排出量变得更大。如果堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS为零，则堆侧冷却水栗56s的排出量QWS为零。
[0059]如图3所示，可以将在散热器侧冷却水栗56r停止时堆侧冷却水栗56s的性质认为是仅堆侧冷却水栗56s被布置在冷却回路CC处时堆侧冷却水栗56s的性质，并且可以将其认为是堆侧冷却水栗56s的一般性质。
[0060]就该点而言，如果驱动散热器侧冷却水栗56r，则堆侧冷却水栗56s的性质变得与图3所示的一般性质不同。将参照图4对此进行说明。
[0061 ]图4示出当将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR保持在恒定值NPRX(NPRX>0)处同时改变堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS时堆侧冷却水栗56s的排出量的改变——即流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量QWS的改变——以及流过旁路冷却水通道53b的冷却水的量QWB的改变。在图4中，从散热器侧冷却水栗56r排出的冷却水的量——即在散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR为恒定值NPRX的情况下流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量——由QWR(QWR>0)示出。随后将说明细节，但是当散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR保持恒定时散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR取决于堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS或者堆侧冷却水栗56s的排出量QWS。具体地，随着堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS变得更小，散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR变得更小。在图4所示的示例中，散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR在堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS被设置为正值NPSX的情况下变成量QWRX，并且在堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS被设置为零的情况下变成量QWRO。
[0062]参照图4，当堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS被设置为正值NPSX时，堆侧冷却水栗56s的排出量QWS基本上等于散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR或QWRX。换言之，流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量基本上等于流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量。此夕卜，换言之，在供给侧分支点54f处，流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水中的基本上全部冷却水流入堆侧冷却水通道53s，因此冷却水几乎不流过旁路冷却水通道53b。即，流过旁路冷却水通道53b的冷却水的量QWB基本上为零。在该情况下，冷却水流过堆侧冷却水通道53s和散热器侧冷却水通道53r，而其几乎不流过旁路冷却水通道53b。如果将上面提及的正值NPSX称为堆侧冷却水栗56s的“非旁路速度(bypass-less speed)”，则堆侧冷却水栗56s的非旁路速度NPSX由散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPRX确定。在图1和图2所示的实施方式中，堆侧冷却水栗56s的非旁路速度NPSX等于散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPRX。
[0063]如果使堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS从堆侧冷却水栗56s的非旁路速度NPSX变小，则堆侧冷却水栗56s的排出量QWS从散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR减小。换言之，流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量变得小于流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量。这是因为:在供给侧分支点54f处，已经流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水中的一部分流入堆侧冷却水通道53s，而剩余的冷却水流入旁路冷却水通道53b。在该情况下，随着堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS变得更小，流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量QWS减小，以及流过旁路冷却水通道53b的冷却水的量QWB增加。
[0064]即使将堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS减小至零，即，即使将堆侧冷却水栗56s停止，堆侧冷却水栗56s的排出量QWS也不会变成零，而是变成相对小的正值dQWS。换言之，SP使将堆侧冷却水栗56s停止，冷却水仍以量dQWS流过堆侧冷却水通道53s。这是因为:即使堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS为零，冷却水仍在堆侧冷却水栗56s的叶轮与壳之间或者在叶轮之间流动以通过堆侧冷却水栗56s，并且从堆侧冷却水栗56s的出口 56so流出。注意:在本说明书中，将因而通过堆侧冷却水栗56s的冷却水的量仍认为是堆侧冷却水栗56s的排出量QWS，而将通过散热器侧冷却水栗56r的冷却水的量仍认为是散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR。
[0065]在此，比较图3和图4，还可以认为:在散热器侧冷却水栗56r被驱动时堆侧冷却水栗56s的排出量QWS相对于在散热器侧冷却水栗56r未被驱动时堆侧冷却水栗56s的排出量QWS而言增加。随着散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR变得更大，此时堆侧冷却水栗56s的排出量的增量变得更大。类似地，在堆侧冷却水栗56s被驱动时散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR相对于在堆侧冷却水栗56s未被驱动时散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR而言增加。随着堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS变得更大，此时散热器侧冷却水栗56r的排出量的增量变得更大。由于该原因，如上所说明的，随着堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS变得更小，图4所示的散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR变得更小。
[0066]此外，参照图4，如果使堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS从零开始变得更小——即如果沿反向驱动堆侧冷却水栗56s，则使得堆侧冷却水栗56s的排出量QWS从上面提及的量dQWS进一步减小。在该情况下，随着堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS变得更小，即随着堆侧冷却水栗56s的反向驱动速度(绝对值)变得更大，堆侧冷却水栗56s的排出量QWS变得更小。接着，如果堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS变为堆旁路速度NPSB(NPSB〈0)，则堆侧冷却水栗56s的排出量QWS基本上变为零。换言之，流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量基本上变为零。此外，换言之，在供给侧分支点54f处，流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水中的基本上全部冷却水流入旁路冷却水通道53b，而其几乎不流入堆侧冷却水通道53s。这是因为:如果靠近观察，则通过入口 56si流入堆侧冷却水栗56s的冷却水的量和通过入口 56si从堆侧冷却水栗56s流出的冷却水的量基本上平衡。
[0067]上面提及的堆旁路速度NPSB取决于散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPRX，并且随着散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPRX变得更大而变得更小。在将散热器侧冷却水栗56r停止时，即在将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR设置为零时，堆旁路速度NPSB变成零。这对应于图3所示的情况。
[0068]这通过实验进行验证。图5A给出如下实验结果:该实验结果示出当在将堆侧冷却水栗56s停止而使得散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR改变时堆侧冷却水栗56s的排出量QWS和散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR。如图5A所示，随着散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR变得更大，从散热器侧冷却水栗56r排出的冷却水的量QWR增加，且从堆侧冷却水栗56s排出的冷却水的量QWS——即通过堆侧冷却水栗56s的冷却水的量QWS——增加。
[0069]与此相反，图5B示出以下实验结果:该实验结果示出当在将堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS保持在上面提及的堆旁路速度NPSB处而改变散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR时堆侧冷却水栗56s的排出量QWS和散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR。如根据图5B将理解的，随着散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR变得更大，从散热器侧冷却水栗56r排出的冷却水的量QWR增加。然而，从堆侧冷却水栗56s排出的冷却水的量QWS——即通过堆侧冷却水栗56s的冷却水的量QWS——保持基本上为零。
[0070]因为散热器侧冷却水栗56r的性质与堆侧冷却水栗56s的性质类似，所以将省去说明。注意:在下面，将在堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS被设置为正值时使得冷却水几乎不流过散热器侧冷却水通道53r的散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR称为“散热器旁路速度NPRB”，而将在散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR被控制为正值时使得冷却水几乎不流过堆侧冷却水通道53s的堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS称为“堆旁路速度NPSB”。根据堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS确定散热器旁路速度NPRB，而根据散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR确定堆旁路速度NPSB。
[0071]那么，在图1和图2所示的实施方式中，可以通过各种冷却水冷却模式操作来使冷却水流动。下面，将按顺序来说明这些冷却水冷却模式操作。
[0072]在图6所示的堆全旁路模式操作中，将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR设置为正值。此外，将堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS设置为负值，具体地设置为堆旁路速度NPSB。因此，如图6中的箭头WF所示，冷却水循环通过散热器侧冷却水通道53r和旁路冷却水通道53b，而其几乎不流过堆侧冷却水通道53s。即，冷却水沿正向流过散热器侧冷却水通道53r，从冷却水供给通道53f朝向冷却水排出通道53d流过旁路冷却水通道53b，而几乎不流过堆侧冷却水通道53s。注意:在堆全旁路模式操作中，流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量优选地为零。
[0073]在图7所示的散热器全旁路模式操作中，将堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS设置为正值。此外，将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR设置为负值，具体地设置为散热器旁路速度NPRB。因此，如图7的箭头WF所示，冷却水循环通过堆侧冷却水通道53s和旁路冷却水通道53b，而其几乎不流过散热器侧冷却水通道53r。即，冷却水沿正向流过堆侧冷却水通道53s，从冷却水排出通道53d朝向冷却水供给通道53f流过旁路冷却水通道53b，而几乎不流过散热器侧冷却水通道53r。注意:在散热器全旁路模式操作中，流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量优选地为零。
[0074]在图8所示的散热器部分旁路模式操作中，将堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS设置成正值。此外，将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR设置为比散热器旁路速度NPRB大的负值、零或正值。更具体地，将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR设置为小于散热器侧冷却水栗56r的非旁路速度NPRX且大于散热器旁路速度NPRB的负值、零或正值。换言之，对堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r进行驱动，使得堆侧冷却水栗56s的排出量大于散热器侧冷却水栗56r的排出量。注意:在图1和图2所示的实施方式中，散热器侧冷却水栗56r的非旁路速度NPRX与堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS匹配。因此，如图8中用箭头WF所示，冷却水循环通过堆侧冷却水通道53s和旁路冷却水通道53b，同时冷却水流过散热器侧冷却水通道53r。即，冷却水沿正向流过堆侧冷却水通道53s，沿正向流过散热器侧冷却水通道53r，并且从冷却水排出通道53d朝向冷却水供给通道53f流过旁路冷却水通道53b。在该情况下，已经流过堆流出通道53so的冷却水中的一部分流入旁路冷却水通道53b，而剩余的冷却水流入散热器流进通道53ri。此外，流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量是流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量和流过旁路冷却水通道53b的冷却水的量的合计，因此流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量小于流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量。再者，如果朝向散热器旁路速度NPRB降低散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR，则流入旁路冷却水通道53b的冷却水的量与流过堆流出通道53so的冷却水的量的比率增加，而流入散热器流进通道53ri的冷却水的量与流过堆流出通道53so的冷却水的量的比率减小。与此相反，如果朝向散热器侧冷却水栗56r的非旁路速度NPRX提升散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR，则流入旁路冷却水通道53b的冷却水的量与流过堆流出通道53so的冷却水的量的比率减小，以及流入散热器流进通道53ri的冷却水的量与流过堆流出通道53so的冷却水的量的比率增加。
[0075]在图9所示的无旁路模式操作中，将堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS设置为堆侧冷却水栗56s的非旁路速度NPSX，同时将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR设置为散热器侧冷却水栗56r的非旁路速度NPRX。即，在图1和图2所示的实施方式中，将堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS和散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR设置为基本上彼此相等的正值。换言之，对堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r进行驱动，使得堆侧冷却水栗56s的排出量和散热器侧冷却水栗56r的排出量基本上彼此相等。作为结果，如图9中用箭头WF所示，冷却水循环通过散热器侧冷却水通道53r和堆侧冷却水通道53s，而冷却水几乎不流过旁路冷却水通道53b。即，冷却水沿正向流过堆侧冷却水通道53s，沿正向流过散热器侧冷却水通道53r，但是几乎不流过旁路冷却水通道53b。在该情况下，流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量和流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量基本上彼此相等。注意:在无旁路模式操作中，流过旁路冷却水通道53b的冷却水的量优选为零。
[0076]在图10所示的堆部分旁路模式操作中，将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR设置为正值。此外，将堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS设置为比堆旁路速度NPSB大的负值、零或正值。更具体地，将堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS设置为小于堆侧冷却水栗56s的非旁路速度NPSX且大于堆旁路速度NPSB的负值、零或正值。换言之，对堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r进行驱动，使得散热器侧冷却水栗56r的排出量大于堆侧冷却水栗56s的排出量。因此，如图10的箭头WF所示，冷却水流过散热器侧冷却水通道53r和旁路冷却水通道53b，同时冷却水流过堆侧冷却水通道53s。即，冷却水沿正向流过堆侧冷却水通道53s，沿正向流过散热器侧冷却水通道53r，并且从冷却水供给通道53f朝向冷却水排出通道53d流过旁路冷却水通道53b。在该情况下，已经流过散热器流出通道53ro的冷却水中的一部分流入旁路冷却水通道53b，而剩余的冷却水流入堆流进通道53si。此外，流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量是流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量和流过旁路冷却水通道53b的冷却水的量的合计，因此流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量小于流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量。再者，如果朝向堆旁路速度NPSB降低堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS，则流入旁路冷却水通道53b的冷却水的量与流过散热器流出通道53ro的冷却水的量的比率增加，而流入堆流进通道53si的冷却水的量与流过散热器流出通道53ro的冷却水的量的比率减小。与此相反，如果朝向堆侧冷却水栗56s的非旁路速度NPSX提升堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS，则流入旁路冷却水通道53b的冷却水的量与流过散热器流出通道53ro的冷却水的量的比率减小，而流入堆流进通道53si的冷却水的量与流过散热器流出通道53ro的冷却水的量的比率增加。
[0077]注意:在图8所示的散热器部分旁路模式操作中，如果控制堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS和散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR，使得流过旁路冷却水通道53b的冷却水的量基本上减小至零，则冷却水冷却模式操作被切换至图9所示的无旁路模式操作。与此相反，控制堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS和散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR，使得流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量基本上减小至零，则冷却水冷却模式操作被切换至图7所示的散热器全旁路模式操作。
[0078]另一方面，在图10所示的堆部分旁路模式操作中，控制堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS和散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR，使得流过旁路冷却水通道53b的冷却水的量基本上减小至零，则冷却水冷却模式操作被切换至图9所示的无旁路模式操作。此外，控制堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS和散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR，使得流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量基本上减小至零，则冷却水冷却模式操作被切换至堆全旁路模式操作。
[0079]注意:如果在图1和图2所示的实施方式中冷却水流过至少堆侧冷却水通道53s的冷却水冷却模式操作被称为“堆流动模式操作(stack flow mode operat1n)”，则堆流动模式操作包括如上所提及的散热器全旁路模式操作(图7)、散热器部分旁路模式操作(图8)、无旁路模式操作(图9)和堆部分旁路模式操作(图10)。在另一实施方式(未示出)中，堆流动模式操作包括散热器全旁路模式操作、散热器部分旁路模式操作、无旁路模式操作和堆部分旁路模式操作中的任意一个、任意两个或任意三个。因此，一起总结图1和图2所示的实施方式以及该另外的实施方式(未示出)，堆流动模式操作可以包括散热器全旁路模式操作、散热器部分旁路模式操作、无旁路模式操作和堆部分旁路模式操作中的至少一个。
[0080]以该方式，在图1和图2所示的实施方式中，可以通过仅控制堆侧冷却水栗56s的驱动速度NPS和散热器侧冷却水栗56r的驱动速度NPR来切换冷却水的流动。即，不需要电磁阀或止回阀以用于控制冷却水的流动。因此，可以用较不昂贵和更简单的设计可靠地控制冷却水的流动。
[0081 ]那么，在图1和图2所示的实施方式中，在燃料电池堆1中的发电开始时执行启动控制。即，首先，由电导率传感器58检测冷却水的电导率。如果冷却水的电导率EC高于预定的第一设定电导率ECl，则首先执行堆全旁路模式操作，接着将冷却水冷却模式操作切换至堆流动模式操作。与此相反，如果冷却水的电导率EC低于第一设定电导率ECl，则在不执行堆全旁路模式操作的情况下执行堆流动模式操作。将参照图11和图12来进一步说明该启动控制。
[0082 ]在图11中，时间ta I表示以下时间:在该时间处发出在燃料电池堆1中开始发电的信号。在图11所示的示例中，在时间tal处冷却水的电导率EC高于第一设定电导率ECl，因此首先执行堆全旁路模式操作。因此，抑制具有高电导率的冷却水流入燃料电池堆10。此外，将冷却水导引至除离子器55，因此冷却水的电导率EC逐渐下降。在图11所示的示例中，在预定的第一设定时间Atl内执行堆全旁路模式操作。即，在从堆全旁路模式操作被启动的时间起已经过去了第一设定时间△ tl的时间ta2处，结束堆全旁路模式操作并且启动堆流动模式操作。因此，冷却水被弓I入燃料电池堆1中，并且启动对燃料电池堆的冷却。此时，冷却水的电导率EC已经被降低，因此抑制燃料电池堆10的电绝缘能力下降。注意:在该堆全旁路模式操作中，将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度或排出量设置为散热器侧冷却水栗56r的最大速度或最大量。这可以迅速降低冷却水的电导率EC。
[0083]在执行堆全旁路模式操作时，几乎无冷却水流过燃料电池堆10。如果在这样的条件下在燃料电池堆10中执行发电，则燃料电池堆10中的温度会过度上升或者会非优选地变得不均匀。因此，在图11所示的示例中，当执行堆全旁路模式操作时，不执行燃料电池堆10中的发电。如果堆全旁路模式操作结束一一即如果启动堆流动模式操作，则启动燃料电池堆10中的发电。换言之，即使发出在燃料电池堆10中开始发电的信号，仍使燃料电池堆10中的发电延迟。在图11所示的示例中，使燃料电池堆10中的发电延迟了第一设定时间AU。因此，燃料电池堆10的温度被保持为低且均匀。
[0084]注意:在执行堆全旁路模式操作的燃料电池堆10中发电开始时，燃料电池堆10的温度不一定高。因此，在另一实施方式(未示出)中，即使在执行堆全旁路模式操作时，仍执行燃料电池堆10中的发电。即，在该另外的实施方式中，当发出在燃料电池堆10中开始发电的信号时，启动堆全旁路模式操作并且在没有延迟的情况下启动燃料电池堆10中的发电。
[0085]如上所说明的，在堆全旁路模式操作中，几乎完全阻止冷却水流过燃料电池堆10。gp，不管冷却水是用于冷却燃料电池堆10的事实，冷却水在堆全旁路模式操作中几乎不流过燃料电池堆10，而是在燃料电池堆10的外部流动。这使得能够将尽可能大的量的冷却水传送至除离子器55，由此可以使冷却水的电导率EC尽可能快地迅速下降并且同时可以可靠地抑制具有高电导率的冷却水流入燃料电池堆10。到目前为止尚不存在这样的想法。
[0086]另一方面，在图12中，时间tbl表示以下时间:在该时间处，发出在燃料电池堆10中开始发电的信号。在图12所示的示例中，在时间tbl处，冷却水的电导率EC低于第一设定电导率ECl。因此，在未执行堆全旁路模式操作的情况下，启动堆流动模式操作。因此，迅速启动燃料电池堆10的冷却。
[0087]在图12所示的示例中，未执行堆旁路模式操作，因而在时间tbl处开始燃料电池堆10中的发电。换言之，当发出在燃料电池堆10中开始发电的信号时，在没有延迟的情况下开始燃料电池堆10中的发电。
[0088]再者，在图1和图2所示的实施方式中，在燃料电池堆10中的发电开始时，如果即使在第一设定时间Atl内执行堆全旁路模式操作，冷却水的电导率EC仍高于预定的第一阈值电导率ECTl，则起动警报器69以通知车辆操作员难以降低冷却水的电导率EC的事实。与此相反，如图11所示，如果在燃料电池堆10中的发电开始时由于在第一设定时间Atl内执行堆全旁路模式操作而导致冷却水的电导率EC变得低于第一阈值电导率ECTl，则将警报器69保持在停止状态。在图11所示的示例中，第一阈值电导率ECTl低于第一设定电导率EC1。
[0089]注意:如上所说明的，在图11所示的示例中，在第一设定时间Atl内执行堆全旁路模式操作。在另一实施方式(未示出)中，执行堆全旁路模式操作，直到冷却水的电导率EC下降至小的恒定值，接着冷却水冷却模式操作被切换至堆流动模式操作。该小的恒定值低于第一设定电导率ECl，并且例如基本上等于第一阈值电导率ECTl。
[0090]在又一实施方式(未示出)中，在燃料电池堆10中的发电开始时，执行堆全旁路模式操作或者堆流动模式操作，而与冷却水的电导率EC无关。
[0091]那么，在图1和图2所示的实施方式中，如上所说明的，如果开始燃料电池堆10中的发电，则在执行堆全旁路模式操作之后或者在不执行堆全旁路模式操作的情况下执行堆流动模式操作。如上所说明的，在图1和图2所示的实施方式中，堆流动模式操作包括散热器全旁路模式操作(图7)、散热器部分旁路模式操作(图8)、无旁路模式操作(图9)以及堆部分旁路模式操作(图10)。
[0092]具体地，当堆温度TS低于预定的较低设定温度TSL时，执行散热器全旁路模式操作。
[0093]与此相反，当堆温度TS高于较低设定温度TSL时，执行堆部分旁路模式操作、散热器部分旁路模式操作或者无旁路模式操作。即，当堆温度TS高于较低设定温度TSL时，如果冷却水的电导率EC高于预定的第二设定电导率EC2，则执行堆部分旁路模式操作。与此相反，当堆温度TS高于较低设定温度TSL时，如果冷却水的电导率EC低于第二设定电导率EC2并且堆温度TS低于预定的较高设定温度TSH，则执行散热器部分旁路模式操作。另一方面，当堆温度TS高于较低设定温度TSL时，如果冷却水的电导率EC低于第二设定电导率EC2并且堆温度TS高于较高设定温度TSH时，执行无旁路模式操作。第二设定电导率EC2例如基本上等于第一设定电导率ECl。
[0094]S卩，在图13中，时间tcI表示以下时间:在该时间处，应当启动堆流动模式操作。在图13所示的示例中，在时间tcl处的堆温度TS低于较低设定温度TSL，因此执行散热器全旁路模式操作。在散热器全旁路模式操作中，冷却水不流过散热器51，所以抑制了冷却水的温度下降并且因此堆温度TS迅速上升。即，促进了燃料电池堆10的预热(warmup)。在该情况下，设置堆侧冷却水栗56s的驱动速度或者排出量，使得例如将堆流出通道53so中的冷却水的温度与堆流进通道53si中的冷却水的温度之间的差一一即堆温度差一一保持在目标范围内。
[0095]接着，在时间tc2处，堆温度TS变得高于较低设定温度TSL。在图13所示的示例中，在时间tc2处，冷却水的电导率EC低于第二设定电导率EC2，而堆温度TS低于较高设定温度TSH。因此，执行散热器部分旁路模式操作。因此，一部分冷却水绕开(bypass)散热器51，因此，抑制了冷却水的温度下降。此外，一部分冷却水流过除离子器55，因此抑制了冷却水的电导率EC。注意:在散热器部分旁路模式操作时，设置堆侧冷却水栗56s的驱动速度或排出量以及散热器侧冷却水栗56r的驱动速度或排出量，使得将堆温度TS和堆温度差保持在相应目标范围内。
[0096]接着，在时间tc3处，如果堆温度TS变得高于较高设定温度TSH，则冷却水冷却模式操作被切换至无旁路模式操作。因此，促进了散热器51处的冷却水的温度的下降并且堆温度TS开始下降。注意:在无旁路模式操作时，设置堆侧冷却水栗56s的驱动速度或排出量以及散热器侧冷却水栗56r的驱动速度或排出量，使得将堆温度TS和堆温度差保持在相应目标范围内。
[0097]接着，在时间tc4处，如果堆温度TS变得低于较高设定温度TSH，则冷却水冷却模式操作返回至散热器部分旁路模式操作。
[0098]接着，在时间tc5处，如果冷却水的电导率EC因为某种原因而变得高于第二设定电导率EC2，则冷却水冷却模式操作被切换至堆部分旁路模式操作。因此，抑制具有高电导率EC的冷却水流入燃料电池堆10。此外，冷却水中的一部分流过除离子器55，因此冷却水的电导率EC被抑制。在堆部分旁路模式操作中，如上所说明的，传送至燃料电池堆10的冷却水的量小于被传送至散热器51的冷却水的量，所以可以认为对燃料电池堆10的冷却不足。然而，大量的冷却水被传送至散热器51，所以充分降低了冷却水的温度并且具有低温度的冷却水被传送至燃料电池堆10，因而可以充分冷却燃料电池堆10。因此，当执行堆部分旁路模式操作时，燃料电池堆10中的发电是可能的。注意:在堆部分旁路模式操作时，设置堆侧冷却水栗56s的驱动速度或排出量以及散热器侧冷却水栗56r的驱动速度或排出量，使得将堆温度TS和堆温度差保持在相应目标范围内。
[0099]在图13所示的示例中，在预定的第二设定时间At2内执行堆部分旁路模式操作。SP，在从堆部分旁路模式操作被启动的时间起已经过去了第二设定时间At2之后的时间tc6处，因为此时的堆温度TS低于较高设定温度TSH，所以冷却水冷却模式操作从堆部分旁路模式操作被切换至散热器部分旁路模式操作。在另一实施方式(未示出)中，执行堆部分旁路模式操作，直到冷却水的电导率EC下降至小的恒定值。该小的恒定值低于第二设定电导率EC2，并且例如基本上等于第一阈值电导率ECTl。
[0100]注意:虽然在图13中未示出，但是在图1和图2所示的实施方式中，如果当执行无旁路模式操作时冷却水的电导率EC变得高于第二设定电导率EC2，则冷却水冷却模式操作被切换至堆部分旁路模式操作。即，如果冷却水的电导率EC高于第二设定电导率EC2，则即使堆温度TS高于较高设定温度TSH，也执行堆部分旁路模式操作。在另一实施方式(未示出)中，如果堆温度TS高于较高设定温度TSH，则即使冷却水的电导率EC高于第二设定电导率E2，也执行无旁路模式操作。
[0101]此外，在图1和图2所示的实施方式中，如果在应当执行堆流动模式操作时执行堆部分旁路模式操作，则起动警报器69。如此相反，如果在应当执行堆流动模式操作时执行散热器全旁路模式操作或者散热器部分旁路模式操作或者无旁路模式操作，则将警报器69保持在停止状态。
[0102]如上所说明的，如果启动堆流动模式操作，则启动燃料电池堆10中的发电。因此，在图1和图2所示的实施方式中，在燃料电池堆1中的发电期间，冷却水的电导率EC被抑制，同时燃料电池堆1被冷却。
[0103]当燃料电池堆10中的发电停止时，堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r停止。
[0104]在图1和图2所示的实施方式中，进一步地，即便燃料电池堆10中的发电停止，冷却水的电导率EC仍被抑制。即，虽然燃料电池堆10中的发电停止，但是每当过去预定的第三设定时间At3时，仍检测冷却水的电导率EC。如果冷却水的电导率EC高于预定的设定值ECS，则临时执行堆全旁路模式操作。由此，冷却水的电导率EC下降。设定值ECS例如基本上等于第一设定电导率ECl。
[0105]S卩，在图14所示的示例中，在时间tdl处，执行堆全旁路模式操作。在该情况下，将散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR设置为小的恒定量QWRm(QffRm>0)。因此，对冷却水的电导率EC进行平均。在图14所示的示例中，在预定的第四设定时间At4内执行堆全旁路模式操作。接着，在从堆全旁路模式操作被启动的时间起过去了第四设定时间A t4之后的时间td2处，检测冷却水的电导率EC。在时间td2处冷却水的电导率EC低于设定值ECS。因此，停止堆全旁路模式操作。
[0106]接着，在从先前的堆全旁路模式操作起过去了第三设定时间△t3之后的时间td3处，再次将散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR设置为恒定量QWRm，同时执行堆全旁路模式操作。接着，在第四设定时间A t4过去之后的时间td4处，检测冷却水的电导率EC。在时间td4处冷却水的电导率EC高于设定值ECS。因此，继续堆全旁路模式操作。在该情况下，将散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR增加至散热器侧冷却水栗56r的最大量QWRM(QWRM>0)。因此，冷却水的电导率EC迅速下降。接着，如果在时间td5处冷却水的电导率EC下降至预定的第二阈值电导率ECT2，则停止堆全旁路模式操作。第二阈值电导率ECT2低于设定值ECS并且例如基本上等于第一阈值电导率ECT1。在另一实施方式(未示出)中，在预定时间内执行堆全旁路模式操作。
[0107]以该方式，在图1和图2所示的实施方式中，抑制冷却水的电导率EC，同时停止燃料电池堆10中的发电。因此，可以缩短在燃料电池堆1中的发电开始时执行堆全旁路模式操作的时间一一即第一设定时间AU。即，可以缩短在应当启动燃料电池堆10中的发电时所需要的堆全旁路模式操作的时间Atl(图8)或者可以省略堆全旁路模式操作，因此可以迅速启动燃料电池堆10中的发电。
[0108]注意:在图14所示的示例中，在执行堆全旁路模式操作之后检测冷却水的电导率EC。在另一实施方式(未示出)中，在不执行堆全旁路模式操作的情况下检测冷却水的电导率EC。
[0109]以该方式，在图1和图2所示的实施方式中，控制散热器侧冷却水栗56r和堆侧冷却水栗56s，从而选择性地执行堆流动模式操作和堆全旁路模式操作之一。在该情况下，堆流动模式操作包括散热器全旁路模式操作、散热器部分旁路模式操作、无旁路模式操作和堆部分旁路模式操作。
[0110]图15示出用于在燃料电池堆10中的发电已经停止时执行冷却水控制的例程。每隔预定的设定时间通过中断执行该例程。
[0111]参照图15，在步骤100处，判断燃料电池堆10中的发电是否已经停止。如果燃料电池堆10中的发电已经停止，则接着例程进行至步骤101，在步骤101处计数器值C递增I。该计数器值C表示从燃料电池堆10中的发电被停止的时间起或者从先前的堆全旁路模式操作被启动的时间起所过去的时间。在随后的步骤102处，判断计数器值C是否等于或大于与上面提及的第三设定时间△ t3相对应的设定值C3。如果C〈C3，则处理步骤结束。如果C2 C3，则接着例程进行至步骤103，在步骤103处，将散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR设置为恒定量QWRm，同时在第四设定时间△ t4内执行堆全旁路模式操作。在随后的步骤104处，检测冷却水的电导率EC。在随后的步骤105处，判断冷却水的电导率EC是否低于设定值ECS。如果EC 2ECS，则接着例程进行至步骤106，在步骤106处，将散热器侧冷却水栗56r的排出量QWR设置为最大量QWRM，同时执行堆全旁路模式操作。在随后的步骤107处，检测冷却水的电导率EC。在随后的步骤108处，判断冷却水的电导率EC是否低于第二阈值电导率ECT2。如果EC 2ECT2，则例程返回至步骤106。当EC〈ECT2时，例程进行至步骤109。另一方面，如果在步骤105处EC〈ECS，则例程同样进行至步骤109。
[0112]在步骤109处，停止堆全旁路模式操作。在随后的步骤110处，使计数器值C返回至零。另一方面，如果在步骤100处燃料电池堆10正在发电，则接着例程同样进行至步骤110。
[0113]图16示出用于执行发出在燃料电池堆10中开始发电的信号之后的冷却水控制的例程。每隔预定的设定时间通过中断执行该例程。
[0114]参照图16，在步骤200处，判断在燃料电池堆10中发电开始时是否已经完成了上面提及的启动控制。如果尚未完成启动控制，则接着例程进行至步骤201，在步骤201处执行用于执行启动控制的启动控制例程。在图17中示出该启动控制例程。
[0115]参照图17，在步骤300处，判断冷却水的电导率EC是否等于或高于第一设定电导率EC1。如果ECXECl，则接着例程进行至步骤301，在步骤301处停止警报器69。与此相反，如果EC > ECl，则例程从步骤300进行至步骤302，在步骤302处，在第一设定时间Δ tl内执行堆全旁路模式操作。在随后的步骤303处，判断冷却水的电导率EC是否等于或高于第一阈值电导率ECl ο如果ECXECT1，则接着例程进行至步骤301。与此相反，如果EC > ECTl，则接着例程进行至步骤304，在步骤304处起动警报器69。
[0116]再参照图16，当启动控制例程结束时，例程从步骤200进行至步骤202，在步骤202处，判断堆温度TS是否等于或高于较低设定温度TSL。如果TS〈TSL，则接着例程进行至步骤203，在步骤203处，执行散热器全旁路模式操作。接着，例程进行至步骤208。与此相反，如果TS > TSL，则例程从步骤202进行至步骤204，在步骤204处，判断冷却水的电导率EC是否低于第二设定电导率EC2 ο如果EC〈EC2，则接着例程进行至步骤205，在步骤205处，判断堆温度TS是否等于或高于较高设定温度TSH。如果TS〈TSH，则接着例程进行至步骤206，在步骤206处，执行散热器部分旁路模式操作。接着，例程进行至步骤208。与此相反，如果TS 2 TSH，则例程从步骤205进行至步骤207，在步骤207处，执行无旁路模式操作。接着，例程进行至步骤208。在步骤208处，停止警报器69。
[0117]另一方面，如果EC > EC2，则例程从步骤204进行至步骤209，在步骤209处，执行堆部分旁路模式操作。在随后的步骤210处，起动警报器69。
[0118]图18示出用于执行燃料电池堆10的上面提及的发电控制的例程。每隔预定的设定时间通过中断执行该例程。
[0119]参照图18，在步骤400处，判断是否应当在燃料电池堆10中执行发电。如果应当在燃料电池堆10中执行发电，S卩，如果发出在燃料电池堆10中开始发电的信号，则例程进行至步骤401，在步骤401处，判断是否正在执行堆流动模式操作。如果正在执行堆流动模式操作，即，如果冷却水流过燃料电池堆10，则接着例程进行至步骤402，在步骤402处，执行燃料电池堆10中的发电。即，向燃料电池堆10供给氢气和空气。与此相反，如果不应执行燃料电池堆10中的发电，S卩，如果未发出在燃料电池堆10中开始发电的信号，则例程从步骤400进行至步骤403。此外，如果没有正在执行堆流动模式操作，S卩，如果冷却水几乎不流过燃料电池堆10，则例程从步骤401进行至步骤403。在步骤403处，停止燃料电池堆10中的发电。即，停止向燃料电池堆10供给氢气和空气。
[0120]图19示出根据本发明的另一实施方式。图19所示的实施方式与图1和图2所示的实施方式在配置方面在以下点不同:堆侧冷却水栗56s由能够改变所排出的冷却水的量但是不能改变所排出的冷却水的方向的栗形成。即，除了当堆侧冷却水栗56s停止等时冷却水通过堆侧冷却水栗56s的情况以外，堆侧冷却水栗56s仅沿正向H)排出冷却水。堆侧冷却水栗56s由旋转栗、往复栗或非容积式栗形成。
[0121]在图19所示的实施方式中，分别控制堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r，从而分别控制流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量、流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道53b的冷却水的方向和量。
[0122]具体地，在图19所示的实施方式中，执行散热器全旁路模式操作(图7)。可替代地，执行散热器部分旁路模式操作(图8)。可替代地，执行无旁路模式操作(图9)。可替代地，执行堆部分旁路模式操作(图10)。在该情况下，驱动堆侧冷却水栗56s对应于在图1的实施方式中将堆侧冷却水栗56s的驱动速度设置为正值。
[0123]图20示出根据本发明的又一实施方式。图20所示的实施方式与图1和图2所示的实施方式在配置方面在以下点不同:散热器侧冷却水栗56r由能够改变所排出的冷却水的量但是不能改变所排出的冷却水的方向的栗构成。即，除了当散热器侧冷却水栗56r停止等时冷却水通过散热器侧冷却水栗56r的情况以外，散热器侧冷却水栗56r仅沿正向FD排出冷却水。散热器侧冷却水栗56r由旋转栗、往复栗或非容积式栗形成。
[0124]在图20所示的实施方式中，分别控制堆侧冷却水栗56s和散热器侧冷却水栗56r，从而分别控制流过堆侧冷却水通道53s的冷却水的量、流过散热器侧冷却水通道53r的冷却水的量、以及流过旁路冷却水通道53b的冷却水的方向和量。
[0125]具体地，在图20所示的实施方式中，执行堆全旁路模式操作(图6)。可替代地，执行堆部分旁路模式操作(图10)。可替代地，执行无旁路模式操作(图9)。可替代地，执行散热器部分旁路模式操作(图8)。在该情况下，驱动散热器侧冷却水栗56r对应于在图1和图2的实施方式中将散热器侧冷却水栗56r的驱动速度设置为正值。
[0126]可以用较不昂贵和更简单的设计可靠地控制冷却水的流动。
[0127]虽然已经参照出于说明的目的而选择的特定实施方式描述了本发明，但是明显的是，在不背离本发明的基本构思和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行许多修改。
【主权项】
1.一种燃料电池系统，包括: 燃料电池堆，所述燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力； 散热器，所述散热器被配置成降低用于所述燃料电池堆的冷却水的温度； 冷却水供给通道和冷却水排出通道，所述冷却水供给通道将所述散热器中的散热器内冷却水通道的出口与所述燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水排出通道将所述堆内冷却水通道的出口与所述散热器内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水供给通道包括供给侧分支点、从所述散热器内冷却水通道的所述出口至所述供给侧分支点的散热器流出通道、以及从所述供给侧分支点至所述堆内冷却水通道的所述入口的堆流入通道，所述冷却水排出通道包括排出侧分支点、从所述堆内冷却水通道的所述出口至所述排出侧分支点的堆流出通道、以及从所述排出侧分支点至所述散热器内冷却水通道的所述入口的散热器流入通道，所述堆流入通道、所述堆内冷却水通道以及所述堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且所述散热器流入通道、所述散热器内冷却水通道以及所述散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道； 旁路冷却水通道，所述旁路冷却水通道将所述供给侧分支点与所述排出侧分支点彼此连接，通过所述旁路冷却水通道，冷却水能够在所述供给侧分支点与所述排出侧分支点之间双向流动； 堆侧冷却水栗，所述堆侧冷却水栗能够改变所排出的冷却水的量，但是不能改变所排出的冷却水的方向，所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流入通道中，使得所述堆流入通道的出口朝向所述燃料电池堆，或者所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流出通道中，使得所述堆流出通道的入口朝向所述燃料电池堆； 散热器侧冷却水栗，所述散热器侧冷却水栗由旋转栗形成，所述旋转栗能够通过所述旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，所述散热器侧冷却水栗具有这样的性质:当所述驱动速度为正值时，随着所述驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当所述驱动速度为负值时，随着所述驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流入通道中，使得在排出方向为所述正向时所述散热器流入通道的出口朝向所述散热器，或者所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流出通道中，使得在所述排出方向为所述正向时所述散热器流出通道的入口朝向所述散热器；以及 控制器，所述控制器被配置成分别控制所述堆侧冷却水栗和所述散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过所述堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过所述旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统， 其中，如果所述堆侧冷却水栗被驱动并且所述散热器侧冷却水栗的驱动速度被设置为作为负值的散热器旁路速度，则已流过所述堆侧冷却水通道的冷却水在所述排出侧分支点处在几乎不流入所述散热器侧冷却水通道的同时流入所述旁路冷却水通道，并且 其中，所述控制器被配置成驱动所述堆侧冷却水栗并且将所述散热器侧冷却水栗的驱动速度设置为所述散热器旁路速度，从而执行散热器全旁路模式操作，在所述散热器全旁路模式操作中，所述冷却水在几乎不流过所述散热器侧冷却水通道的同时循环通过所述堆侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统， 其中，如果所述堆侧冷却水栗被驱动并且所述散热器侧冷却水栗的驱动速度被设置为作为负值的散热器旁路速度，则已流过所述堆侧冷却水通道的冷却水在所述排出侧分支点处在几乎不流入所述散热器侧冷却水通道的同时流入所述旁路冷却水通道，并且 其中，所述控制器被配置成驱动所述堆侧冷却水栗并且将所述散热器侧冷却水栗的驱动速度设置为比所述散热器旁路速度大的负值、零或正值，从而执行散热器部分旁路模式操作，在所述散热器部分旁路模式操作中，所述冷却水在流过所述散热器侧冷却水通道的同时循环通过所述堆侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。4.根据权利要求2或3所述的燃料电池系统，其中，所述控制器被配置成: 驱动所述堆侧冷却水栗并且将所述散热器侧冷却水栗的驱动速度设置为正值，从而执行无旁路模式操作，在所述无旁路模式操作中，所述冷却水在几乎不流过所述旁路冷却水通道的同时循环通过所述堆侧冷却水通道和所述散热器侧冷却水通道;或者 驱动或停止所述堆侧冷却水栗并且将所述散热器侧冷却水栗的驱动速度设置为正值，从而执行堆部分旁路模式操作，在所述堆部分旁路模式操作中，所述冷却水在流过所述堆侧冷却水通道的同时循环通过所述散热器侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。5.—种控制燃料电池系统的方法，所述燃料电池系统包括: 燃料电池堆，所述燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力； 散热器，所述散热器被配置成降低用于所述燃料电池堆的冷却水的温度； 冷却水供给通道和冷却水排出通道，所述冷却水供给通道将所述散热器中的散热器内冷却水通道的出口与所述燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水排出通道将所述堆内冷却水通道的出口与所述散热器内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水供给通道包括供给侧分支点、从所述散热器内冷却水通道的所述出口至所述供给侧分支点的散热器流出通道、以及从所述供给侧分支点至所述堆内冷却水通道的所述入口的堆流入通道，所述冷却水排出通道包括排出侧分支点、从所述堆内冷却水通道的所述出口至所述排出侧分支点的堆流出通道、以及从所述排出侧分支点至所述散热器内冷却水通道的所述入口的散热器流入通道，所述堆流入通道、所述堆内冷却水通道以及所述堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且所述散热器流入通道、所述散热器内冷却水通道以及所述散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道； 旁路冷却水通道，所述旁路冷却水通道将所述供给侧分支点与所述排出侧分支点彼此连接，通过所述旁路冷却水通道，所述冷却水能够在所述供给侧分支点与所述排出侧分支点之间双向流动； 堆侧冷却水栗，所述堆侧冷却水栗能够改变所排出的冷却水的量，但是不能改变所排出的冷却水的方向，所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流入通道中，使得所述堆流入通道的出口朝向所述燃料电池堆，或者所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流出通道中，使得所述堆流出通道的入口朝向所述燃料电池堆； 散热器侧冷却水栗，所述散热器侧冷却水栗由旋转栗形成，所述旋转栗能够通过所述旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，所述散热器侧冷却水栗具有这样的性质:当所述驱动速度为正值时，随着所述驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当所述驱动速度为负值时，随着所述驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流入通道中，使得在排出方向为所述正向时所述散热器流入通道的出口朝向所述散热器，或者所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流出通道中，使得在所述排出方向为所述正向时所述散热器流出通道的入口朝向所述散热器；以及 控制器，所述控制器被配置成分别控制所述堆侧冷却水栗和所述散热器侧冷却水栗，其中，所述方法被配置成由所述控制器分别控制所述堆侧冷却水栗和所述散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过所述堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过所述旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。6.一种燃料电池系统，包括: 燃料电池堆，所述燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力； 散热器，所述散热器被配置成降低用于所述燃料电池堆的冷却水的温度； 冷却水供给通道和冷却水排出通道，所述冷却水供给通道将所述散热器中的散热器内冷却水通道的出口与所述燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水排出通道将所述堆内冷却水通道的出口与所述散热器内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水供给通道包括供给侧分支点、从所述散热器内冷却水通道的所述出口至所述供给侧分支点的散热器流出通道、以及从所述供给侧分支点至所述堆内冷却水通道的所述入口的堆流入通道，所述冷却水排出通道包括排出侧分支点、从所述堆内冷却水通道的所述出口至所述排出侧分支点的堆流出通道、以及从所述排出侧分支点至所述散热器内冷却水通道的所述入口的散热器流入通道，所述堆流入通道、所述堆内冷却水通道以及所述堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且所述散热器流入通道、所述散热器内冷却水通道以及所述散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道； 旁路冷却水通道，所述旁路冷却水通道将所述供给侧分支点与所述排出侧分支点彼此连接，通过所述旁路冷却水通道，所述冷却水能够在所述供给侧分支点与所述排出侧分支点之间双向流动； 堆侧冷却水栗，所述堆侧冷却水栗由旋转栗形成，所述旋转栗能够通过所述旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，所述堆侧冷却水栗具有这样的性质:当所述驱动速度为正值时，随着所述驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当所述驱动速度为负值时，随着所述驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流入通道中，使得在排出方向为所述正向时所述堆流入通道的出口朝向所述燃料电池堆，或者所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流出通道中，使得在所述排出方向为所述正向时所述堆流出通道的入口朝向所述燃料电池堆； 散热器侧冷却水栗，所述散热器侧冷却水栗能够改变所排出的冷却水的量，但是不能改变所排出的冷却水的方向，所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流入通道中，使得所述散热器流入通道的出口朝向所述散热器，或者所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流出通道中，使得所述散热器流出通道的入口朝向所述散热器；以及 控制器，所述控制器被配置成分别控制所述堆侧冷却水栗和所述散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过所述堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过所述旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。7.根据权利要求6所述的燃料电池系统， 其中，如果所述散热器侧冷却水栗被驱动并且所述堆侧冷却水栗的驱动速度被设置为作为负值的堆旁路速度，则已流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水在所述供给侧分支点处在几乎不流入所述堆侧冷却水通道的同时流入所述旁路冷却水通道，以及 其中，所述控制器被配置成驱动所述散热器侧冷却水栗并且将所述堆侧冷却水栗的驱动速度设置为所述堆旁路速度，从而执行堆全旁路模式操作，在所述堆全旁路模式操作中，所述冷却水在几乎不流过所述堆侧冷却水通道的同时循环通过所述散热器侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。8.根据权利要求6或7所述的燃料电池系统， 其中，如果所述散热器侧冷却水栗被驱动并且所述堆侧冷却水栗的驱动速度被设置为作为负值的堆旁路速度，则已流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水在所述供给侧分支点处在几乎不流入所述堆侧冷却水通道的同时流入所述旁路冷却水通道，以及 其中，所述控制器被配置成驱动所述散热器侧冷却水栗并且将所述堆侧冷却水栗的驱动速度设置为比所述堆旁路速度大的负值、零或正值，从而执行堆部分旁路模式操作，在所述堆部分旁路模式操作中，所述冷却水在流过所述堆侧冷却水通道的同时循环通过所述散热器侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。9.根据权利要求7或8所述的燃料电池系统，其中，所述控制器被配置成: 驱动所述散热器侧冷却水栗并且将所述堆侧冷却水栗的驱动速度设置为正值，从而执行无旁路模式操作，在所述无旁路模式操作中，所述冷却水在几乎不流过所述旁路冷却水通道的同时循环通过所述堆侧冷却水通道和所述散热器侧冷却水通道;或者 驱动或停止所述散热器侧冷却水栗并且将所述堆侧冷却水栗的驱动速度设置为正值，从而执行散热器部分旁路模式操作，在所述散热器部分旁路模式操作中，所述冷却水在流过所述散热器侧冷却水通道的同时循环通过所述堆侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。10.—种控制燃料电池系统的方法，所述燃料电池系统包括: 燃料电池堆，所述燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力； 散热器，所述散热器被配置成降低用于所述燃料电池堆的冷却水的温度； 冷却水供给通道和冷却水排出通道，所述冷却水供给通道将所述散热器中的散热器内冷却水通道的出口与所述燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水排出通道将所述堆内冷却水通道的出口与所述散热器内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水供给通道包括供给侧分支点、从所述散热器内冷却水通道的所述出口至所述供给侧分支点的散热器流出通道、以及从所述供给侧分支点至所述堆内冷却水通道的所述入口的堆流入通道，所述冷却水排出通道包括排出侧分支点、从所述堆内冷却水通道的所述出口至所述排出侧分支点的堆流出通道、以及从所述排出侧分支点至所述散热器内冷却水通道的所述入口的散热器流入通道，所述堆流入通道、所述堆内冷却水通道以及所述堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且所述散热器流入通道、所述散热器内冷却水通道以及所述散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道； 旁路冷却水通道，所述旁路冷却水通道将所述供给侧分支点与所述排出侧分支点彼此连接，通过所述旁路冷却水通道，所述冷却水能够在所述供给侧分支点与所述排出侧分支点之间双向流动； 堆侧冷却水栗，所述堆侧冷却水栗由旋转栗形成，所述旋转栗能够通过所述旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，所述堆侧冷却水栗具有这样的性质:当所述驱动速度为正值时，随着所述驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当所述驱动速度为负值时，随着所述驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流入通道中，使得在排出方向为所述正向时所述堆流入通道的出口朝向所述燃料电池堆，或者所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流出通道中，使得在所述排出方向为所述正向时所述堆流出通道的入口朝向所述燃料电池堆； 散热器侧冷却水栗，所述散热器侧冷却水栗能够改变所排出的冷却水的量，但是不能改变所排出的冷却水的方向，所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流入通道中，使得所述散热器流入通道的出口朝向所述散热器，或者所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流出通道中，使得所述散热器流出通道的入口朝向所述散热器；以及 控制器，所述控制器被配置成分别控制所述堆侧冷却水栗和所述散热器侧冷却水栗，其中，所述方法被配置成由所述控制器来分别控制所述堆侧冷却水栗和所述散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过所述堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过所述旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。11.一种燃料电池系统，包括: 燃料电池堆，所述燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力； 散热器，所述散热器被配置成降低用于所述燃料电池堆的冷却水的温度； 冷却水供给通道和冷却水排出通道，所述冷却水供给通道将所述散热器中的散热器内冷却水通道的出口与所述燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水排出通道将所述堆内冷却水通道的出口与所述散热器内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水供给通道包括供给侧分支点、从所述散热器内冷却水通道的所述出口至所述供给侧分支点的散热器流出通道、以及从所述供给侧分支点至所述堆内冷却水通道的所述入口的堆流入通道，所述冷却水排出通道包括排出侧分支点、从所述堆内冷却水通道的所述出口至所述排出侧分支点的堆流出通道、以及从所述排出侧分支点至所述散热器内冷却水通道的所述入口的散热器流入通道，所述堆流入通道、所述堆内冷却水通道以及所述堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且所述散热器流入通道、所述散热器内冷却水通道以及所述散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道； 旁路冷却水通道，所述旁路冷却水通道将所述供给侧分支点与所述排出侧分支点彼此连接，通过所述旁路冷却水通道，所述冷却水能够在所述供给侧分支点与所述排出侧分支点之间双向流动； 堆侧冷却水栗，所述堆侧冷却水栗由旋转栗形成，所述旋转栗能够通过所述旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，所述堆侧冷却水栗具有这样的性质:当所述驱动速度为正值时，随着所述驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当所述驱动速度为负值时，随着所述驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流入通道中，使得在排出方向为所述正向时所述堆流入通道的出口朝向所述燃料电池堆，或者所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流出通道中，使得在所述排出方向为所述正向时所述堆流出通道的入口朝向所述燃料电池堆； 散热器侧冷却水栗，所述散热器侧冷却水栗由旋转栗形成，所述旋转栗能够通过所述旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，所述散热器侧冷却水栗具有这样的性质:当所述驱动速度为正值时，随着所述驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当所述驱动速度为负值时，随着所述驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流入通道中，使得在排出方向为所述正向时所述散热器流入通道的出口朝向所述散热器，或者所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流出通道中，使得在所述排出方向为所述正向时所述散热器流出通道的入口朝向所述散热器；以及 控制器，所述控制器被配置成分别控制所述堆侧冷却水栗和所述散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过所述堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过所述旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。12.根据权利要求11所述的燃料电池系统， 其中，如果所述堆侧冷却水栗的驱动速度被设置为正值并且所述散热器侧冷却水栗的驱动速度被设置为作为负值的散热器旁路速度，则已流过所述堆侧冷却水通道的冷却水在所述排出侧分支点处在几乎不流入所述散热器侧冷却水通道的同时流入所述旁路冷却水通道，以及 其中，所述控制器被配置成将所述堆侧冷却水栗的所述驱动速度设置为正值并且将所述散热器侧冷却水栗的驱动速度设置为所述散热器旁路速度，从而执行散热器全旁路模式操作，在所述散热器全旁路模式操作中，所述冷却水在几乎不流过所述散热器侧冷却水通道的同时循环通过所述堆侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。13.根据权利要求11或12所述的燃料电池系统， 其中，如果所述堆侧冷却水栗的驱动速度被设置为正值并且所述散热器侧冷却水栗的驱动速度被设置为作为负值的散热器旁路速度，则已流过所述堆侧冷却水通道的冷却水在所述排出侧分支点处在几乎不流入所述散热器侧冷却水通道的同时流入所述旁路冷却水通道，以及 其中，所述控制器被配置成将所述堆侧冷却水栗的驱动速度设置为正值并且将所述散热器侧冷却水栗的驱动速度设置为比所述散热器旁路速度大的负值、零或正值，从而执行散热器部分旁路模式操作，在所述散热器部分旁路模式操作中，所述冷却水在流过所述散热器侧冷却水通道的同时循环通过所述堆侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。14.根据权利要求11至13中任一项所述的燃料电池系统， 其中，如果所述散热器侧冷却水栗的驱动速度被设置为正值并且所述堆侧冷却水栗的驱动速度被设置为作为负值的堆旁路速度，则已流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水在所述供给侧分支点处在几乎不流入所述堆侧冷却水通道的同时流入所述旁路冷却水通道，以及 其中，所述控制器被配置成将所述散热器侧冷却水栗的驱动速度设置为正值并且将所述堆侧冷却水栗的驱动速度设置为所述堆旁路速度，从而执行堆全旁路模式操作，在所述堆全旁路模式操作中，所述冷却水在几乎不流过所述堆侧冷却水通道的同时循环通过所述散热器侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。15.根据权利要求11至14中任一项所述的燃料电池系统， 其中，如果所述散热器侧冷却水栗的驱动速度被设置为正值并且所述堆侧冷却水栗的驱动速度被设置为作为负值的堆旁路速度，则已流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水在所述供给侧分支点处在几乎不流入所述堆侧冷却水通道的同时流入所述旁路冷却水通道，以及 其中，所述控制器被配置成将所述散热器侧冷却水栗的驱动速度设置为正值并且将所述堆侧冷却水栗的驱动速度设置为比所述堆旁路速度大的负值、零或正值，从而执行堆部分旁路模式操作，在所述堆部分旁路模式操作中，所述冷却水在流过所述堆侧冷却水通道的同时循环通过所述散热器侧冷却水通道和所述旁路冷却水通道。16.根据权利要求12至15中任一项所述的燃料电池系统，其中，所述控制器被配置成将所述堆侧冷却水栗的驱动速度设置为正值并且将所述散热器侧冷却水栗的驱动速度设置为正值，从而执行无旁路模式操作，在所述无旁路模式操作中，所述冷却水在几乎不流过所述旁路冷却水通道的同时循环通过所述堆侧冷却水通道和所述散热器侧冷却水通道。17.—种控制燃料电池系统的方法，所述燃料电池系统包括: 燃料电池堆，所述燃料电池堆被配置成通过燃料气体与氧化气体之间的电化学反应来生成电力； 散热器，所述散热器被配置成降低用于所述燃料电池堆的冷却水的温度； 冷却水供给通道和冷却水排出通道，所述冷却水供给通道将所述散热器中的散热器内冷却水通道的出口与所述燃料电池堆中的堆内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水排出通道将所述堆内冷却水通道的出口与所述散热器内冷却水通道的入口彼此连接，所述冷却水供给通道包括供给侧分支点、从所述散热器内冷却水通道的所述出口至所述供给侧分支点的散热器流出通道、以及从所述供给侧分支点至所述堆内冷却水通道的所述入口的堆流入通道，所述冷却水排出通道包括排出侧分支点、从所述堆内冷却水通道的所述出口至所述排出侧分支点的堆流出通道、以及从所述排出侧分支点至所述散热器内冷却水通道的所述入口的散热器流入通道，所述堆流入通道、所述堆内冷却水通道以及所述堆流出通道构成堆侧冷却水通道，并且所述散热器流入通道、所述散热器内冷却水通道以及所述散热器流出通道构成散热器侧冷却水通道； 旁路冷却水通道，所述旁路冷却水通道将所述供给侧分支点与排出侧分支点彼此连接，通过所述旁路冷却水通道，所述冷却水能够在所述供给侧分支点与所述排出侧分支点之间双向流动； 堆侧冷却水栗，所述堆侧冷却水栗由旋转栗形成，所述旋转栗能够通过所述旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，所述堆侧冷却水栗具有这样的性质:当所述驱动速度为正值时，随着所述驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当所述驱动速度为负值时，随着所述驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流入通道中，使得在排出方向为所述正向时所述堆流入通道的出口朝向所述燃料电池堆，或者所述堆侧冷却水栗被布置在所述堆流出通道中，使得在所述排出方向为所述正向时所述堆流出通道的入口朝向所述燃料电池堆； 散热器侧冷却水栗，所述散热器侧冷却水栗由旋转栗形成，所述旋转栗能够通过所述旋转栗的驱动速度的改变来改变所排出的冷却水的方向和量，所述散热器侧冷却水栗具有这样的性质:当所述驱动速度为正值时，随着所述驱动速度变得更大，沿正向的排出量变得更大，以及当所述驱动速度为负值时，随着所述驱动速度变得更小，沿反向的排出量变得更大，并且所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流入通道中，使得在排出方向为所述正向时所述散热器流入通道的出口朝向所述散热器，或者所述散热器侧冷却水栗被布置在所述散热器流出通道中，使得在所述排出方向为所述正向时所述散热器流出通道的入口朝向所述散热器；以及 控制器，所述控制器被配置成分别控制所述堆侧冷却水栗和所述散热器侧冷却水栗，其中，所述方法被配置成由所述控制器来分别控制所述堆侧冷却水栗和所述散热器侧冷却水栗，从而分别控制流过所述堆侧冷却水通道的冷却水的量、流过所述散热器侧冷却水通道的冷却水的量、以及流过所述旁路冷却水通道的冷却水的方向和量。
【文档编号】H01M8/04GK106058281SQ201610217704
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月8日 公开号201610217704.3, CN 106058281 A, CN 106058281A, CN 201610217704, CN-A-106058281, CN106058281 A, CN106058281A, CN201610217704, CN201610217704.3
【发明人】佐藤博通, 长谷川茂树, 饭尾敦雄
【申请人】丰田自动车株式会社