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公開番号2025035858
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2023143167
出願日2023-09-04
発明の名称燃料電池冷却ユニット
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250307BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池冷却システムをより多様な形態で利用可能とする。
【解決手段】燃料電池冷却ユニットであって、冷媒が循環する一次冷媒循環路と、前記一次冷媒循環路内を流れる冷媒によって冷却される燃料電池と、熱交換器を有する。前記熱交換器は、一次流路と二次流路を有しており、前記一次流路が前記一次冷媒循環路の一部を構成しており、前記一次流路と前記二次流路の間で熱交換する。前記二次流路の上流端と下流端のそれぞれに、配管を着脱可能な接続構造が設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒が循環する一次冷媒循環路と、
前記一次冷媒循環路内を流れる冷媒によって冷却される燃料電池と、
一次流路と二次流路を有しており、前記一次流路が前記一次冷媒循環路の一部を構成しており、前記一次流路と前記二次流路の間で熱交換する熱交換器、
を有し、
前記二次流路の上流端と下流端のそれぞれに、配管を着脱可能な接続構造が設けられている、
燃料電池冷却ユニット。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記一次冷媒循環路のうちの前記燃料電池を通過している部分である燃料電池流路に対して並列に接続されている並列流路と、
前記並列流路内の冷媒からイオンを除去するイオン交換器、
をさらに有し、
前記一次冷媒循環路に冷媒が循環しているときには常に、前記燃料電池流路と前記並列流路に冷媒が流れる、
請求項１に記載の燃料電池冷却ユニット。
【請求項３】
前記一次冷媒循環路内に冷媒を循環させるポンプをさらに有し、
前記ポンプの吐出口が、前記一次流路の上流端に対してフランジ接続により接続されている、
請求項１または２に記載の燃料電池冷却ユニット。
【請求項４】
前記二次流路の前記熱交換器に対する上流部と下流部とを接続するバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられており、前記燃料電池に供給される空気を冷却するインタークーラ、
をさらに有する、請求項１または２に記載の燃料電池冷却ユニット。
【請求項５】
冷媒が循環する一次冷媒循環路と、
前記一次冷媒循環路内を流れる冷媒によって冷却される燃料電池と、
冷媒が循環する二次冷媒循環路と、
前記二次冷媒循環路内を流れる冷媒を冷却するラジエータと、
一次流路と二次流路を有しており、前記一次流路が前記一次冷媒循環路の一部を構成しており、前記二次流路が前記二次冷媒循環路の一部を構成しており、前記一次流路と前記二次流路の間で熱交換する熱交換器、
を有し、
前記二次冷媒循環路内の前記冷媒の導電率が、前記一次冷媒循環路内の前記冷媒の導電率よりも高い、
燃料電池冷却システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、燃料電池冷却ユニットに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
ラジエータによって燃料電池を冷却する燃料電池冷却システムが知られている。この種の燃料電池冷却システムは、冷媒が循環する冷媒循環路を有している。ラジエータで冷却された冷媒が冷媒循環路を介して燃料電池に供給されることで、燃料電池が冷却される。燃料電池とラジエータの間の絶縁性を確保するために、冷媒として導電率が低い材料が使用される。
【０００３】
引用文献１には、燃料電池側の冷媒循環路（以下、一次冷媒循環路という）とラジエータ側の冷媒循環路（以下、二次冷媒循環路）が独立した燃料電池冷却システムが開示されている。この燃料電池冷却システムには、一次冷媒循環路と二次冷媒循環路の間で熱交換する熱交換器が設けられている。この構成によれば、燃料電池とラジエータの間の絶縁性をより高くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－９８５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来は、ラジエータから燃料電池までの燃料電池冷却システムが一体として製造業者から提供されている。しかしながら、このような提供形態では、燃料電池の利用形態の多様化に対応することが困難な場合がある。本明細書では、燃料電池冷却システムをより多様な形態で利用可能とする技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する燃料電池冷却ユニットは、冷媒が循環する一次冷媒循環路と、前記一次冷媒循環路内を流れる冷媒によって冷却される燃料電池と、熱交換器を有している。前記熱交換器は、一次流路と二次流路を有しており、前記一次流路が前記一次冷媒循環路の一部を構成しており、前記一次流路と前記二次流路の間で熱交換する。前記二次流路の上流端と下流端のそれぞれに、配管を着脱可能な接続構造が設けられている。
【０００７】
この燃料電池冷却ユニットにおいては、ユーザは、二次流路に二次冷媒循環路（すなわち、ラジエータ側の冷媒循環路）を接続することで、燃料電池冷却ユニットを使用することができる。すなわち、この構成では、ユーザが二次冷媒循環路を準備することができる。一次冷媒循環路を構成する一次流路と二次冷媒循環路を構成する二次流路が独立しているので、一次冷媒循環路と二次冷媒循環路の間で絶縁性が確保される。したがって、ユーザは、二次冷媒循環路の絶縁性を考慮することなく、二次冷媒循環路を燃料電池冷却ユニットに接続することができる。また、一次流路と二次流路が独立しているので、二次冷媒循環路内の圧力分布が一次冷媒循環路内の圧力分布に影響を与えない。したがって、ユーザは、一次冷媒循環路内の圧力分布を考慮することなく、二次冷媒循環路を燃料電池冷却ユニットに接続することができる。このように、ユーザは、絶縁性や一次冷媒循環路内の圧力分布による制約を受けることなく、二次冷媒循環路を設けることができる。したがって、この燃料電池冷却ユニットによれば、多様な形態で燃料電池冷却システムを構築することができる。
【０００８】
また、本明細書では、冷媒の導電性の管理が容易な燃料電池冷却システムを提案する。第２の燃料電池冷却システムは、冷媒が循環する一次冷媒循環路と、前記一次冷媒循環路内を流れる冷媒によって冷却される燃料電池と、冷媒が循環する二次冷媒循環路と、前記二次冷媒循環路内を流れる冷媒を冷却するラジエータと、熱交換器を有している。前記熱交換器は、一次流路と二次流路を有しており、前記一次流路が前記一次冷媒循環路の一部を構成しており、前記二次流路が前記二次冷媒循環路の一部を構成しており、前記一次流路と前記二次流路の間で熱交換する。前記二次冷媒循環路内の前記冷媒の導電率が、前記一次冷媒循環路内の前記冷媒の導電率よりも高い。
【０００９】
この燃料電池冷却システムでは、一次冷媒循環路と二次冷媒循環路とが独立していること、及び、一次冷媒循環路内の冷媒の導電率が低いことによって、燃料電池と二次冷媒循環路の間の絶縁性が確保されている。このため、二次冷媒循環路内の冷媒の導電率が高くても、ラジエータと燃料電池の間で絶縁性を確保できる。また、二次冷媒循環路内の冷媒の導電率が高くても問題が無いので、二次冷媒循環路内の冷媒の導電率を低下させる処理（例えば、冷媒内からイオンを除去する処理）が不要である。したがって、この燃料電池冷却システムでは、冷媒の導電性の管理が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
燃料電池冷却システム１００の構成図。
ポンプ５０と熱交換器３０の接続を示す図。
変形例の燃料電池冷却システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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