專利名稱：燃料電池的冷卻系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池冷卻系統(tǒng)和方法，該燃料電池利用通過(guò)向陽(yáng) 極側(cè)供應(yīng)燃料氣體并且向陰極側(cè)供應(yīng)氧化氣體而產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)發(fā) 電。
背景技術(shù)：
因?yàn)槿剂想姵貙?duì)于環(huán)境具有很小影響，因此燃料電池正被用于車 輛中。燃料電池例如通過(guò)向燃料電池堆的陽(yáng)極側(cè)供應(yīng)燃料氣體例如氫 并且向陰極側(cè)供應(yīng)包括氧的氧化氣體例如空氣，并且通過(guò)電解膜在這 兩者之間發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生所需電力。這種反應(yīng)在燃料電池中發(fā)熱，所 以為了將其冷卻，冷卻劑例如冷卻水循環(huán)通過(guò)燃料電池堆并且然后被散熱器等冷卻。為了在起動(dòng)時(shí)溫?zé)岬蜏氐娜剂想姵?，冷卻劑被例如加 熱器加熱到適當(dāng)溫度。以此方式，冷卻劑循環(huán)通過(guò)燃料電池堆并且它 的溫度得以被調(diào)節(jié)。同樣，氣體壓縮機(jī)例如空氣壓縮機(jī)(ACP)被用于適當(dāng)加壓供應(yīng)到燃 料電池堆的陰極側(cè)的氧化氣體。當(dāng)ACP運(yùn)行時(shí)，它也發(fā)熱并且因此被 稱為中間冷卻器的熱交換器冷卻。另外，車輛也設(shè)有用于對(duì)座艙進(jìn)行 空氣調(diào)節(jié)的熱交換器。以此方式，車輛設(shè)有用于不同目的的各種熱交 換器，所以合理的是考慮它們的共享使用。例如，日本專利申請(qǐng)公開No.JP-A-2005-79007描述了一種燃料電 池系統(tǒng)，它防止堵塞同時(shí)有助于彌補(bǔ)來(lái)自設(shè)于燃料電池陰極側(cè)上的增 濕器的不足濕度。這里，用于冷卻陰極供應(yīng)氣體的冷卻劑和用于冷卻 燃料電池堆的冷卻劑這兩者被共享并且用于冷卻陰極供應(yīng)氣體的熱交 換器和燃料電池堆被冷卻劑流道串聯(lián)連接。在該冷卻劑流道的中途處布置兩個(gè)三通閥，該兩個(gè)三通閥根據(jù)燃料電池的溫度是否高或低而改 變冷卻劑流動(dòng)的方向。同樣，PCT申請(qǐng)的公開的日本國(guó)家階段申請(qǐng)No.2005-514261描述 了一種用于加熱和冷卻車輛的方法，該車輛具有作為空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的 燃料電池和加熱源，當(dāng)外部溫度低時(shí)，它易于彌補(bǔ)不足的熱，并且當(dāng) 外部溫度高時(shí)，還使得能夠充分地冷卻燃料電池設(shè)備和令人舒適的空 氣調(diào)節(jié)。根據(jù)在該公開中描述的技術(shù)，公共冷卻劑被用于冷卻加熱源 并且為車輛提供空氣調(diào)節(jié)所以僅僅使用單個(gè)的冷卻劑回路。該冷卻劑 回路在分支點(diǎn)處分支成第一子回路和第二子回路。第一子回路向燃料 電池設(shè)備分配冷卻劑，而第二子回路向車輛的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備分配冷卻 劑。在循環(huán)通過(guò)這些設(shè)備之后，被分配的冷卻劑然后在匯合點(diǎn)處再次 匯合到一起。即，燃料電池設(shè)備的熱交換器和空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的熱交換 器在單循環(huán)中串聯(lián)布置。在相關(guān)技術(shù)中，當(dāng)獨(dú)立控制這些熱交換器時(shí)，冷卻劑回路及其控 制相互獨(dú)立，這是不方便的。當(dāng)燃料電池堆的冷卻系統(tǒng)和陰極供應(yīng)氣 體的冷卻系統(tǒng)被獨(dú)立控制時(shí)，由陰極供應(yīng)氣體的冷卻系統(tǒng)確定進(jìn)入燃 料電池堆的陰極供應(yīng)氣體的溫度，并且主要由燃料電池組的冷卻系統(tǒng) 確定離開燃料電池堆的陰極供應(yīng)氣體(所謂的陰極廢氣)的溫度。如果這 兩個(gè)冷卻系統(tǒng)被相互獨(dú)立地控制，則在進(jìn)入燃料電池堆的陰極供應(yīng)氣 體的溫度和陰極廢氣的溫度之間的溫差變得太大，這可導(dǎo)致下面的問(wèn) 題。例如，增濕器與燃料電池堆平行設(shè)置以適當(dāng)加濕陰極供應(yīng)氣體并 且將該加濕的氣體供應(yīng)到燃料電池堆，但是在增濕器兩端之間的溫差 可能變得太大。所使用的增濕器可具有熟知的管狀構(gòu)造，但是如果在 增濕器兩端之間的溫差變得太大，則該管狀構(gòu)造可被損壞并且不能充 分工作。因此，對(duì)于每一燃料電池?zé)峤粨Q器，使得冷卻劑回路及其控 制相互獨(dú)立不僅使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且導(dǎo)致冷卻劑的不足使用并且可導(dǎo)致例如上述的那些問(wèn)題。日本專利申請(qǐng)公開No.JP-A-2005-7卯07和PCT申請(qǐng)的公開的日本 國(guó)家階段申請(qǐng)No.2005-514261描述了相關(guān)技術(shù)，該技術(shù)共享用于冷卻 陰極供應(yīng)氣體的冷卻劑和用于冷卻燃料電池堆的冷卻劑并且使用用于 冷卻燃料電池即加熱源，以及為車輛座艙提供空氣調(diào)節(jié)的公共冷卻劑。 利用這些技術(shù)，燃料電池堆和用于冷卻的另一熱交換器被串聯(lián)布置在 冷卻劑流道中并且共享相同的冷卻劑。結(jié)果，燃料電池堆溫度的調(diào)整 和陰極供應(yīng)氣體以及車輛座艙的溫度的調(diào)整是相互獨(dú)立的。因此，雖 然在這些技術(shù)中冷卻劑被更加有效地使用，但是不能獨(dú)立地控制各個(gè) 溫度。因此，正如當(dāng)各個(gè)冷卻系統(tǒng)被獨(dú)立控制時(shí)一樣，難以適當(dāng)?shù)貙?duì) 溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。以此方式，在相關(guān)技術(shù)中，燃料電池堆的溫度調(diào)整和陰極供應(yīng)氣 體以及車輛座艙的溫度調(diào)整未以協(xié)作方式得以控制。發(fā)明內(nèi)容鑒于前面的問(wèn)題，本發(fā)明因此提供一種燃料電池冷卻系統(tǒng)，它以 協(xié)作方式控制燃料電池堆的冷卻系統(tǒng)和另一熱交換系統(tǒng)。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種燃料電池冷卻系統(tǒng)，該燃料電池通過(guò) 向陽(yáng)極側(cè)供應(yīng)燃料氣體并且向陰極側(cè)供應(yīng)氧化氣體而產(chǎn)生的電化學(xué)反 應(yīng)來(lái)發(fā)電，該燃料電池冷卻系統(tǒng)特征在于，包括冷卻流道，冷卻劑通 過(guò)該冷卻流道在燃料電池堆和散熱器之間循環(huán)，和第二熱交換器，該 第二熱交換器與燃料電池堆平行設(shè)置并且使用已從冷卻流道分流的冷 卻劑。同樣，本發(fā)明另一方面涉及一種燃料電池冷卻系統(tǒng)，該燃料電池 通過(guò)向陽(yáng)極側(cè)供應(yīng)燃料氣體并且向陰極側(cè)供應(yīng)氧化氣體而產(chǎn)生的電化 學(xué)反應(yīng)發(fā)電，該燃料電池冷卻系統(tǒng)特征在于，包括冷卻流道，冷卻劑通過(guò)該冷卻流道在燃料電池堆和散熱器之間循環(huán)，和第二熱交換器， 該第二熱交換器與散熱器平行設(shè)置并且使用已從冷卻流道分流的冷卻劑。同樣，第二熱交換器也可用作用于供應(yīng)氧化氣體的氣體壓縮機(jī)的 冷卻設(shè)備。同樣，燃料電池可為安裝在車輛中的車輛用燃料電池，用于對(duì)車 輛座艙進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)熱交換器可與燃料電池堆平行設(shè)置， 并且已從冷卻流道分流的冷卻劑可被用于空氣調(diào)節(jié)熱交換器中。該燃料電池冷卻系統(tǒng)也可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置的冷卻劑循平行布置的增濕器，氧化氣體通過(guò)該入口被供應(yīng)到燃料電池陰極側(cè)， 并且氣體通過(guò)該出口被排出。該增濕器可被布置在冷卻劑循環(huán)泵的下 游和燃料電池堆的上游，并且第二熱交換器可使用從散熱器下游和冷 卻劑循環(huán)泵上游取得的冷卻劑。該燃料電池冷卻系統(tǒng)也可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置的冷卻劑循平行布置的增濕器，氧化氣體通過(guò)該入口被供應(yīng)到燃料電池陰極側(cè)， 并且氣體通過(guò)該出口被排出。該增濕器可被布置在冷卻劑循環(huán)泵的下 游和燃料電池堆的上游，并且第二熱交換器可使用從冷卻劑循環(huán)泵下 游和增濕器上游取得的冷卻劑。該燃料電池冷卻系統(tǒng)也可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置的冷卻劑循平行布置的增濕器，氧化氣體通過(guò)該入口被供應(yīng)到燃料電池陰極側(cè)， 并且氣體通過(guò)該出口被排出。該增濕器可被布置在冷卻劑循環(huán)泵的上 游和散熱器的下游，并且第二熱交換器可使用從散熱器下游和增濕器上游取得的冷卻劑。該燃料電池冷卻系統(tǒng)也可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置的冷卻劑循 環(huán)泵，和相對(duì)于燃料電池堆的陰極側(cè)入口和燃料電池堆的陰極側(cè)出口 平行布置的增濕器，氧化氣體通過(guò)該入口被供應(yīng)到燃料電池陰極側(cè)， 并且氣體通過(guò)該出口被排出。該增濕器可被布置在冷卻劑循環(huán)泵的下 游和燃料電池堆的上游，并且空氣調(diào)節(jié)熱交換器可使用從增濕器下游 和燃料電池堆上游取得的冷卻劑。該燃料電池冷卻系統(tǒng)也可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置的冷卻劑循 環(huán)泵，和相對(duì)于燃料電池堆的陰極側(cè)入口和燃料電池堆的陰極側(cè)出口 平行布置的增濕器，氧化氣體通過(guò)該入口被供應(yīng)到燃料電池陰極側(cè)， 并且氣體通過(guò)該出口被排出。該增濕器可被布置在冷卻劑循環(huán)泵的下 游和燃料電池堆的上游，并且空氣調(diào)節(jié)熱交換器可使用從散熱器下游 和冷卻劑循環(huán)泵上游取得的冷卻劑。該燃料電池冷卻系統(tǒng)也可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置的冷卻劑循 環(huán)泵，和相對(duì)于燃料電池堆的陰極側(cè)入口和燃料電池堆的陰極側(cè)出口 平行布置的增濕器，氧化氣體通過(guò)該入口被供應(yīng)到燃料電池陰極側(cè)， 并且氣體通過(guò)該出口被排出，以及用于切換從冷卻流道向第二熱交換 器分流冷卻劑的旁通流道的入口和出口中的至少一個(gè)的位置的旁通位 置切換裝置。該燃料電池冷卻系統(tǒng)也可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置的冷卻劑循 環(huán)泵，和相對(duì)于燃料電池堆的陰極側(cè)入口和燃料電池堆的陰極側(cè)出口 平行布置的增濕器，氧化氣體通過(guò)該入口被供應(yīng)到燃料電池陰極側(cè)， 并且氣體通過(guò)該出口被排出，以及用于切換從冷卻流道向空氣調(diào)節(jié)熱 交換器分流冷卻劑的旁通流道的入口和出口中的至少一個(gè)的位置的旁 通位置切換裝置。該燃料電池冷卻系統(tǒng)也可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置的第一冷卻 劑循環(huán)泵，作為已從冷卻流道分流的冷卻劑流動(dòng)通過(guò)的并且在其中布 置空氣調(diào)節(jié)熱交換器、加熱器，和第二冷卻劑循環(huán)泵的旁通流道的空 氣調(diào)節(jié)旁通流道，與空氣調(diào)節(jié)旁通流道平行布置的循環(huán)流道，和用于 切換在空氣調(diào)節(jié)旁通流道和冷卻流道之間的連接與在空氣調(diào)節(jié)旁通流 道和循環(huán)流道之間的連接的空氣調(diào)節(jié)旁通切換裝置。同樣，該空氣調(diào)節(jié)旁通切換裝置可在其中空氣調(diào)節(jié)旁通流道和循 環(huán)流道連接成閉環(huán)并且與冷卻流道斷開的閉環(huán)連接與其中空氣調(diào)節(jié)旁 通流道和冷卻流道被直接地連接并且與循環(huán)流道斷開的直接連接之間 切換連接。第二循環(huán)泵可以是當(dāng)冷卻劑流速較低時(shí)運(yùn)行效率比第一循環(huán)泵更 高的泵，并且也可設(shè)置泵運(yùn)行控制裝置，用于根據(jù)燃料電池的運(yùn)行狀 態(tài)彼此相關(guān)地控制第一循環(huán)泵的運(yùn)行和第二循環(huán)泵的運(yùn)行，并且當(dāng)燃 料電池在低負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，停止第一循環(huán)泵的運(yùn)行并且使用第二循環(huán) 泵將冷卻劑循環(huán)到燃料電池堆。同樣，本發(fā)明的燃料電池冷卻系統(tǒng)可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置 的冷卻劑循環(huán)泵，并且第二熱交換器可從散熱器上游和燃料電池堆下 游取得冷卻劑，并且將冷卻劑返回到散熱器下游和燃料電池堆上游。同樣，本發(fā)明的燃料電池冷卻系統(tǒng)可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置 的冷卻劑循環(huán)泵，并且第二熱交換器可從冷卻劑循環(huán)泵下游和燃料電 池堆上游取得冷卻劑。同樣，本發(fā)明的燃料電池冷卻系統(tǒng)可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置 的冷卻劑循環(huán)泵，并且空氣調(diào)節(jié)熱交換器可從冷卻劑循環(huán)泵下游和燃 料電池堆上游取得冷卻劑。同樣，本發(fā)明的燃料電池冷卻系統(tǒng)可包括在冷卻流道中串聯(lián)布置 的冷卻劑循環(huán)泵，并且空氣調(diào)節(jié)熱交換器可從燃料電池堆下游和散熱 器上游取得冷卻劑。前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)包括冷卻劑通過(guò)它在燃料電池堆和散 熱器之間循環(huán)的冷卻流道，和與燃料電池堆平行設(shè)置并且使用已從冷 卻流道分流的冷卻劑的第二熱交換器。同樣，前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè) 結(jié)構(gòu)包括冷卻劑通過(guò)它在燃料電池堆和散熱器之間循環(huán)的冷卻流道， 和與散熱器平行設(shè)置并且使用已從冷卻流道分流的冷卻劑的第二熱交 換器。因此，在燃料電池堆和第二熱交換器之間共享冷卻劑。因?yàn)榻?jīng) 過(guò)散熱器的主要冷卻流道和經(jīng)過(guò)第二熱交換器的旁通冷卻流道相互平 行，所以能夠通過(guò)控制分配比率(B卩，流動(dòng)通過(guò)主要冷卻流道的冷卻劑 相對(duì)于流動(dòng)通過(guò)旁通冷卻流道的冷卻劑的比率)以協(xié)作方式控制燃料電 池堆冷卻系統(tǒng)和第二熱交換器系統(tǒng)。也可通過(guò)設(shè)定或者改變?cè)谥饕?卻流道和旁通冷卻流道之間的流道流阻比率、其中布置冷卻劑供應(yīng)泵 的位置、和其中布置冷卻劑循環(huán)泵的位置而控制分配比率。替代地， 可通過(guò)使用控制分配比率的控制閥確定冷卻劑數(shù)量而控制分配比率。 也可根據(jù)旁通冷卻流道從主要冷卻流道分離的位置和流道的形狀等設(shè) 定流道流阻比率。同樣，第二熱交換器還用作用于供應(yīng)氧化氣體的氣體壓縮機(jī)的冷 卻設(shè)備。因此，燃料電池堆冷卻系統(tǒng)和用于供應(yīng)氧化氣體的氣體壓縮 機(jī)的冷卻系統(tǒng)能夠相結(jié)合地以協(xié)作方式得以控制。而且，用于對(duì)車輛座艙進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)熱交換器與燃料 電池堆平行設(shè)置并且冷卻流道中的冷卻劑被分流。因此，燃料電池堆 冷卻系統(tǒng)和車輛座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠相結(jié)合地以協(xié)作方式得以控 制。進(jìn)一步，燃料電池堆冷卻系統(tǒng)、用于供應(yīng)氧化氣體的氣體壓縮機(jī) 冷卻系統(tǒng)，和車輛座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠相結(jié)合地以協(xié)作方式得以控 制。同樣，在燃料電池冷卻系統(tǒng)中，冷卻劑分配比率根據(jù)冷卻系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)，特別地是布置循環(huán)泵的位置而不同。因此，可根據(jù)如何在燃料電 池堆、第二熱交換器，和空氣調(diào)節(jié)熱交換器之間分配冷卻劑而選擇冷 卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)，增濕器布置在冷卻劑循環(huán)泵下 游和燃料電池堆上游，并且第二熱交換器使用從散熱器下游和冷卻劑 循環(huán)泵上游取得的冷卻劑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器的冷卻劑數(shù) 量)+(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò) 燃料電池堆的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)增濕器的冷卻劑數(shù)量)。因此，如 果(流動(dòng)通過(guò)增濕器的冷卻劑數(shù)量)減少，則相當(dāng)大數(shù)量的冷卻劑可被供 應(yīng)到燃料電池堆。同樣，根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)，增濕器被布置在冷卻劑 循環(huán)泵下游和燃料電池堆上游，并且第二熱交換器使用從冷卻劑循環(huán) 泵下游和增濕器上游取得的冷卻劑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器的 冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器的冷卻劑數(shù) 量)+(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)增濕器的冷卻劑 數(shù)量)。因此，最大數(shù)量的冷卻劑可被供應(yīng)到散熱器。同樣，根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)，增濕器被布置在冷卻劑 循環(huán)泵上游和散熱器下游，并且第二熱交換器使用從散熱器下游和增 濕器上游取得的冷卻劑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器的冷卻劑數(shù) 量)+(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)增濕器的冷卻 劑數(shù)量h冷卻劑總數(shù)量-(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆的冷卻劑數(shù)量)。因此， 最大數(shù)量的冷卻劑可被供應(yīng)到燃料電池堆。同樣，根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)，冷卻劑循環(huán)泵在冷卻流 道中串聯(lián)布置，增濕器被布置在冷卻劑循環(huán)泵下游和燃料電池堆上游，并且空氣調(diào)節(jié)熱交換器使用從增濕器下游和燃料電池堆上游取得的冷 卻劑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)第二熱 交換器的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)增濕器的冷卻劑數(shù) 量)+(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換 器的冷卻劑數(shù)量)。因此，冷卻劑可被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器而適當(dāng) 數(shù)量的冷卻劑被供應(yīng)到燃料電池堆。同樣，根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)，冷卻劑循環(huán)泵在冷卻流 道中串聯(lián)布置，增濕器被布置在冷卻劑循環(huán)泵下游和燃料電池堆上游， 并且空氣調(diào)節(jié)熱交換器使用從散熱器下游和冷卻劑循環(huán)泵上游取得的 冷卻劑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)空氣 調(diào)節(jié)熱交換器的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器的冷卻劑數(shù)量一 冷卻劑總數(shù)量-(流動(dòng)通過(guò)增濕器的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆 的冷卻劑數(shù)量)。因此，冷卻劑可被供應(yīng)到其它元件而相當(dāng)大數(shù)量的冷 卻劑被供應(yīng)到燃料電池堆。而且，設(shè)置旁通位置切換裝置用于切換從冷卻流道向第二熱交換 器分流冷卻劑的旁通流道的入口和出口的位置。因此，例如，通過(guò)根 據(jù)燃料電池堆的運(yùn)行狀態(tài)切換旁通位置，適用于燃料電池堆的運(yùn)行狀 態(tài)的冷卻劑數(shù)量能夠被供應(yīng)到燃料電池堆。同樣，設(shè)置旁通位置切換裝置用于在冷卻流道中切換從冷卻流道 向空氣調(diào)節(jié)熱交換器分流冷卻劑的旁通流道的入口和出口的位置。因 此，通過(guò)根據(jù)車輛座艙溫度等切換旁通位置，適用于車輛座艙溫度的 冷卻劑數(shù)量可被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器。同樣，設(shè)置其中布置空氣調(diào)節(jié)熱交換器、加熱器和第二冷卻劑循 環(huán)泵的空氣調(diào)節(jié)旁通流道，以及與空氣調(diào)節(jié)旁通流道平行布置的循環(huán) 流道，并且當(dāng)從冷卻流道向空氣調(diào)節(jié)熱交換器分流冷卻劑時(shí)，在空氣 調(diào)節(jié)旁通流道和冷卻流道之間的連接，以及在空氣調(diào)節(jié)旁通流道和循環(huán)流道之間的連接被切換。結(jié)果，與冷卻燃料電池堆有關(guān)的在空氣調(diào) 節(jié)旁通流道和冷卻流道之間的連接能夠以協(xié)作方式或者獨(dú)立地被切 換，由此提高冷卻系統(tǒng)的自由度。例如，當(dāng)燃料電池堆處于低溫時(shí)， 可防止低溫冷卻劑流動(dòng)到空氣調(diào)節(jié)旁通流道，并且在燃料電池堆已經(jīng) 升溫之后，溫?zé)崂鋮s劑可被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器。同樣空氣調(diào)節(jié)旁通流道可與冷卻流道斷開并且與循環(huán)流道連接成 閉環(huán)?？諝庹{(diào)節(jié)旁通流道還可與循環(huán)流道斷開并且直接連接到冷卻流 道。前一連接允許冷卻劑僅僅在空氣調(diào)節(jié)熱交換器和加熱器之間循環(huán)， 所以車輛座艙可被獨(dú)立地溫?zé)?。后一連接使得冷卻劑能夠被冷卻劑流 道以協(xié)作方式共享。同樣，第二循環(huán)泵以較小流速比第一循環(huán)泵更加有效率地運(yùn)行。 因此，當(dāng)燃料電池在低負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，第一循環(huán)泵被停止并且使用第 二循環(huán)泵將冷卻劑循環(huán)到燃料電池堆。當(dāng)燃料電池堆在低負(fù)載下運(yùn)行 時(shí)，它不需要被散熱器冷卻所以通常在低流速下循環(huán)冷卻劑是足夠的。 在該情形中，使用第二循環(huán)泵消耗較少功率，由此改善總系統(tǒng)的燃料 消耗性能。同樣，根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)，第二熱交換器使用從散 熱器上游和燃料電池堆下游取得并且返回到散熱器下游和燃料電池堆 上游的冷卻劑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通 過(guò)第二熱交換器的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆 的冷卻劑數(shù)量)。因此，相當(dāng)大數(shù)量的冷卻劑可被供應(yīng)到燃料電池堆。同樣，根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)，第二熱交換器使用從冷 卻劑循環(huán)泵下游和燃料電池堆上游取得的冷卻劑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng) 通過(guò)散熱器的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器的 冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆的冷卻劑數(shù)量)。因此，最大數(shù)量的 冷卻劑可被供應(yīng)到散熱器。同樣，根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)，冷卻劑循環(huán)泵在冷卻流 道中串聯(lián)布置，并且空氣調(diào)節(jié)熱交換器使用從冷卻劑循環(huán)泵下游和燃 料電池堆上游取得的冷卻劑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器的冷卻劑數(shù)量)-冷卻劑總數(shù)量K流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換器的冷卻劑數(shù) 量)。因此，冷卻劑可被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器而適當(dāng)數(shù)量的冷卻劑 被供應(yīng)到燃料電池堆。同樣，根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)，冷卻劑循環(huán)泵在冷卻流 道中串聯(lián)布置，并且空氣調(diào)節(jié)熱交換器使用從燃料電池堆下游和散熱 器上游取得的冷卻劑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器的冷卻劑數(shù) 量)+(流動(dòng)通過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換器的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)第二熱交 換器的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆的冷卻劑數(shù) 量)。因此，冷卻劑可被供應(yīng)到其它元件而相當(dāng)大數(shù)量的冷卻劑被供應(yīng) 到燃料電池堆。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的燃料電池冷卻系統(tǒng)使得燃料電池堆冷卻 系統(tǒng)和另一熱交換系統(tǒng)能夠以協(xié)作方式得以控制。


參考附圖從下面的優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明可以清楚本發(fā)明前面的和進(jìn) 一步的目的、特征與優(yōu)點(diǎn)，在附圖中相似的數(shù)字被用于代表相似的元 件，并且其中圖1是向其應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料電池冷卻系統(tǒng)的燃 料電池運(yùn)行系統(tǒng)的框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料電池冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的視圖；圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的燃料電池冷卻系統(tǒng)的修改實(shí)例的視圖；圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例的燃料電池冷卻系統(tǒng)的另一修改實(shí)例 的視圖；圖5是示意與根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的空氣調(diào)節(jié)熱交換器的協(xié)作 控制的視圖；圖6是示出與根據(jù)第二實(shí)施例的空氣調(diào)節(jié)熱交換器的協(xié)作控制的 修改實(shí)例的視圖；圖7是示出與根據(jù)第二實(shí)施例的空氣調(diào)節(jié)熱交換器的協(xié)作控制的又一修改實(shí)例的視圖；圖8是示出在示于圖7中的修改實(shí)例中的空氣調(diào)節(jié)旁通流道連接 的一個(gè)實(shí)例的視圖；圖9是示出在示于圖7中的修改實(shí)例中的空氣調(diào)節(jié)旁通流道連接 的另一實(shí)例的視圖；和圖IO是示意在示于圖7中的修改實(shí)例中的循環(huán)泵的運(yùn)行的視圖。 圖11是示出根據(jù)另一實(shí)施例的燃料電池冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的視圖； 圖12是示出又一實(shí)施例的視圖； 圖13是示出再一實(shí)施例的視圖；圖14是示出與空氣調(diào)節(jié)熱交換器的協(xié)調(diào)控制的另一實(shí)施例的視圖；圖15是示出與空氣調(diào)節(jié)熱交換器的協(xié)調(diào)控制的又一實(shí)施例的視圖；圖16是示出與空氣調(diào)節(jié)熱交換器的協(xié)調(diào)控制的再一實(shí)施例的視圖；圖17是在示于圖16中的實(shí)施例中空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道的連接 狀態(tài)的一個(gè)實(shí)例的視圖；圖18是在示于圖16中的實(shí)施例中空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道的連接 狀態(tài)的另一實(shí)例的視圖；圖19是示意示于圖16中的實(shí)施例中的循環(huán)泵的運(yùn)行的視圖。
具體實(shí)施方式
在下面的說(shuō)明和附圖中，將根據(jù)示例性實(shí)施例更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。下述燃料電池的冷卻系統(tǒng)是被應(yīng)用于燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)的一種 系統(tǒng)。因此，將首先描述燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，然后將描述冷卻 系統(tǒng)。圖1是燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)IO的框圖，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的 燃料電池的冷卻系統(tǒng)被應(yīng)用于該燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)。燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)10包括系統(tǒng)主要部分20和控制作為總系統(tǒng)的系統(tǒng)主要部分20的各 種元件的控制部分70。系統(tǒng)主要部分20包括被稱為燃料電池堆22的燃料電池主體，它 由堆疊到一起的多個(gè)單獨(dú)燃料電池、在燃料電池堆22的陽(yáng)極側(cè)上布置 的用于供應(yīng)氫氣的各種元件、和在燃料電池堆22的陰極側(cè)上布置的用 于供應(yīng)空氣的各種元件構(gòu)成。設(shè)置陽(yáng)極側(cè)氫氣供應(yīng)源24，它是供應(yīng)作為燃料氣體的氫的罐。該 氫氣供應(yīng)源被連接到調(diào)節(jié)器26,該調(diào)節(jié)器用于適當(dāng)調(diào)整從氫氣供應(yīng)源 24供應(yīng)的氣體的壓力和流速。壓力計(jì)28被設(shè)于調(diào)節(jié)器26的出口處。 該壓力計(jì)28是用于探測(cè)所供應(yīng)的氫的壓力的測(cè)量機(jī)器。調(diào)節(jié)器26的 出口連接到燃料電池堆22的陽(yáng)極側(cè)入口從而已被調(diào)節(jié)為適當(dāng)壓力和流 速的燃料氣體被供應(yīng)到燃料電池堆22。從燃料電池堆22的陽(yáng)極側(cè)出口排出的氣體具有低氫含量，這是因 為氫被消耗進(jìn)行發(fā)電，以及由于氮?dú)庠斐傻母叩碾s質(zhì)氣體含量，氮?dú)?是滲透通過(guò)MEA(薄膜電極組件)的陰極側(cè)空氣的組分。作為反應(yīng)產(chǎn)物 的水分也滲透通過(guò)MEA。當(dāng)從陽(yáng)極側(cè)出口排出的氣體中的雜質(zhì)氣體含量變高時(shí)，連接到燃 料電池堆22的陽(yáng)極側(cè)出口的流動(dòng)分流器32通過(guò)氣體釋放閥34向稀釋 器64分流排出的氣體。此時(shí)排出的氣體是除了氮?dú)膺€包括作為反應(yīng)產(chǎn) 物的水分的氫氣。同樣，在流動(dòng)分流器32之后并且在它和陽(yáng)極側(cè)入口 之間設(shè)置循環(huán)壓力增高器件30。該循環(huán)壓力增高器件30是氫泵，它增 高從陽(yáng)極側(cè)出口返回的氣體中的氫的分壓力并且再次將該氫返回到陽(yáng)極側(cè)入口，由此再次利用它。陰極側(cè)氧供應(yīng)源40能夠使用周邊空氣。通過(guò)過(guò)濾器42將從氧供 應(yīng)源40的周邊空氣(即，氣體)供應(yīng)到陰極側(cè)。在過(guò)濾器42之后設(shè)置流 量計(jì)44，它探測(cè)從氧供應(yīng)源40供應(yīng)的氣體的總流量。在過(guò)濾器42之 后還設(shè)置溫度計(jì)46，它探測(cè)從氧供應(yīng)源40流出的氣體的溫度。空氣壓縮機(jī)(ACP)48通過(guò)使用馬達(dá)50壓縮供應(yīng)氣體的體積而增高 供應(yīng)氣體的壓力。同樣，ACP(48)在控制部分70的控制下改變它的速 度(S卩，每分鐘旋轉(zhuǎn)數(shù))從而供應(yīng)預(yù)定數(shù)量的供應(yīng)氣體。即，當(dāng)需要大的 供應(yīng)氣體流速時(shí)，馬達(dá)50的速度增加。相反，當(dāng)需要小的供應(yīng)氣體流 速時(shí)，馬達(dá)50的速度降低。設(shè)置ACP功率消耗探測(cè)部分52，它是探 測(cè)ACP(48)的功率消耗或者更具體地，馬達(dá)50的功率消耗的測(cè)量器件。 馬達(dá)50運(yùn)轉(zhuǎn)越快則消耗功率越多并且馬達(dá)50運(yùn)轉(zhuǎn)較慢則消耗功率越 少。因此，功率消耗與馬達(dá)速度或者供應(yīng)氣體流速密切相關(guān)。因?yàn)锳CP(48)以此方式在控制部分70的控制下向燃料電池堆22 的陰極側(cè)供應(yīng)包括氧的空氣，該包括氧的空氣在下面被稱為陰極側(cè)供 應(yīng)氣體或者簡(jiǎn)稱為供應(yīng)氣體。因此，從氧供應(yīng)源40到ACP(48)的元件 可被稱為氧供應(yīng)器件。增濕器54適當(dāng)?shù)丶訚窆?yīng)氣體從而在燃料電池堆22中的燃料電 池反應(yīng)有效率地進(jìn)行。已被增濕器54適當(dāng)?shù)卦鰸竦墓?yīng)氣體然后被供 應(yīng)到燃料電池堆22的陰極側(cè)入口并且從陰極側(cè)出口排出。此時(shí)，作為 反應(yīng)產(chǎn)物的水分，也與排出氣體一起被排出。燃料電池堆22的溫度由 于反應(yīng)而升高，并且當(dāng)這樣時(shí)，排出的水分轉(zhuǎn)化為水蒸氣。該水蒸氣 然后被供應(yīng)到增濕器54并且被用于適當(dāng)加濕供應(yīng)氣體。以此方式，增 濕器54用于從水蒸氣向供應(yīng)氣體適當(dāng)施加水汽，所以它可被用作使用 所謂的空中(in-air)系統(tǒng)的氣體交換器。S口 ，增濕器54的結(jié)構(gòu)使得能夠 在氣體從ACP(48)流動(dòng)通過(guò)的流道和水蒸氣流動(dòng)通過(guò)的流道之間執(zhí)行氣體交換。例如，通過(guò)使得空中系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)流道成為供應(yīng)氣體從ACP(48) 流動(dòng)通過(guò)的流道并且使得空中系統(tǒng)的外側(cè)流道成為水蒸氣從燃料電池堆22的陰極側(cè)出口流動(dòng)通過(guò)的流道，向燃料電池堆22的陰極入口的供應(yīng)氣體能夠被適當(dāng)加濕。這里，連接上述氧供應(yīng)器件與燃料電池堆22的陰極側(cè)入口的流道 將被稱為入口側(cè)流道。相應(yīng)地，從燃料電池堆22的陰極側(cè)出口連接到 排出側(cè)的流道將被稱為出口側(cè)流道。設(shè)于出口側(cè)流道的陰極側(cè)出口處的壓力計(jì)56探測(cè)在陰極側(cè)出口處 的氣體壓力。同樣，設(shè)于出口側(cè)流道中的還被稱為背壓閥的壓力調(diào)節(jié) 閥60通過(guò)調(diào)整陰極側(cè)出口處的氣體壓力而調(diào)節(jié)到燃料電池堆22的供 應(yīng)氣體的流速。在這里使用的閥是可調(diào)節(jié)流道的有效開度的一種閥， 例如蝶形閥。壓力調(diào)節(jié)閥60的出口被連接到增濕器54。因此在氣體流動(dòng)通過(guò)壓 力調(diào)節(jié)閥60并且向增濕器54供應(yīng)水蒸氣之后，它進(jìn)入稀釋器64，在 這之后，它被排出到系統(tǒng)外部。旁通閥62設(shè)于連接入口側(cè)流道與出口側(cè)流道并且與燃料電池堆 22平行布置的旁通流道中。該旁通閥62主要供應(yīng)空氣以用于稀釋向稀 釋器64排出的氣體中的氫含量。即，當(dāng)旁通閥62打開時(shí)，來(lái)自ACP(48) 的供應(yīng)氣體經(jīng)由旁通流道與流動(dòng)到燃料電池堆22的組分分離地被供應(yīng) 到稀釋器64而不流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22。該旁通閥62可具有與被用 于削減來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的廢氣旁通閥的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。該廢氣旁 通閥還被稱為EGR閥。稀釋器64是一種緩沖容器，該緩沖容器從陽(yáng)極側(cè)氣體釋放閥34 收集含有排出水分的氫以及不僅含有來(lái)自陰極側(cè)的水蒸氣而且含有通 過(guò)MEA泄露的氫的排出氣體，使得氫含量適當(dāng)，并且然后將它們排出到系統(tǒng)外部。當(dāng)氫含量超過(guò)適當(dāng)水平時(shí)，旁通閩62打開從而可使用不 經(jīng)由燃料電池堆22提供的供應(yīng)氣體適當(dāng)進(jìn)行削減?？刂撇糠?0控制作為總系統(tǒng)的系統(tǒng)主要部分20的各種元件并且 也可被稱為燃料電池CPU。例如，控制部分70根據(jù)燃料電池的運(yùn)行狀 態(tài)以協(xié)作方式控制壓力調(diào)節(jié)閥和旁通閥。控制部分70還控制將在以后 描述的冷卻系統(tǒng)，從而保持燃料電池堆22、 ACP48、和陰極側(cè)供應(yīng)氣 體等處于適當(dāng)溫度?？衫密浖?shí)現(xiàn)這些功能。更具體地，可通過(guò)執(zhí) 行相應(yīng)的燃料電池運(yùn)行程序、燃料電池冷卻程序等實(shí)現(xiàn)這些功能。還 可利用硬件實(shí)現(xiàn)這些功能中的一些。在這種燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)10中，燃料電池堆22通過(guò)在燃料氣體 和供應(yīng)氣體之間的反應(yīng)發(fā)熱。另外，當(dāng)ACP(48)運(yùn)行時(shí)，還通過(guò)馬達(dá) 50等發(fā)熱。而且，供應(yīng)到燃料電池堆22的陰極側(cè)的供應(yīng)氣體優(yōu)選地處 于適當(dāng)溫度。同樣，雖然可設(shè)置用于對(duì)車輛座艙進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空氣 調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但是當(dāng)燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)10被安裝在車輛中時(shí)，如果可能， 優(yōu)選的是使用來(lái)自燃料電池堆22的廢熱，以當(dāng)例如座艙較冷時(shí)，使得 座艙快速地處于適當(dāng)溫度。以此方式，構(gòu)成燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)IO的元 件的溫度應(yīng)該被調(diào)整，即，被冷卻，這便是設(shè)置燃料電池冷卻系統(tǒng)的 原因。在下面的說(shuō)明中，使用散熱器冷卻燃料電池堆的冷卻劑流動(dòng)通過(guò)的冷卻流道將被稱為主要冷卻流道，并且分流冷卻劑流并且平行于主要冷卻流道行進(jìn)的冷卻流道將被稱為旁通冷卻流道。用于冷卻ACP(48)的熱交換器和用于對(duì)座艙進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的熱交換器將被描述為設(shè)于旁通冷卻流道中的熱交換器。散熱器被認(rèn)為是第一熱交換器所以用于冷卻ACP(48)的熱交換器將被稱為第二熱交換器，并且用于對(duì)座艙進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的熱交換器將被稱為空氣調(diào)節(jié)熱交換器。第二熱交換器在該情 形中可與中間冷卻器相結(jié)合以用于通過(guò)使用被分流的冷卻劑執(zhí)行熱交換而作為冷卻系統(tǒng)獨(dú)立冷卻ACP(48)。當(dāng)然，中間冷卻器也可被保留作熱交換器被用于冷卻其它元件。圖2是燃料電池的冷卻系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的視圖。該圖示出在燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)中的陰極側(cè)冷卻系統(tǒng)。從ACP(48)經(jīng)由增濕器54進(jìn)入燃 料電池堆22并且然后離開燃料電池堆22的用于供應(yīng)氣體的流道80以 細(xì)線示出，而冷卻劑流動(dòng)通過(guò)的流道由粗線示出。燃料電池的冷卻系 統(tǒng)100設(shè)有冷卻劑流動(dòng)通過(guò)的流道，即主要冷卻流道102和與主要冷 卻流道102平行布置并且分流相同冷卻劑的旁通冷卻流道104。主要為 水的LCC(長(zhǎng)壽命冷卻劑)等可被用作冷卻劑。在主要冷卻流道102中，布置有具有冷卻風(fēng)扇的散熱器110、用于 加熱的加熱器112、用于向加熱器112適當(dāng)分流冷卻劑的三通閥114、 和用于循環(huán)冷卻劑的循環(huán)泵(WP)。流動(dòng)通過(guò)主要冷卻流道102的冷卻 劑在散熱器110和燃料電池堆22之間循環(huán)，從溫的或者熱的燃料電池 堆22消除熱量，然后被散熱器110冷卻，并且再次返回到燃料電池堆 22。同樣，增濕器54被平行于向燃料電池堆22的陰極側(cè)供應(yīng)氧化氣 體的燃料電池堆陰極側(cè)入口和氣體通過(guò)它被排出的燃料電池堆陰極側(cè) 出口布置，如上所述，并且還被主要冷卻流道102冷卻。平行于主要冷卻流道102布置旁通冷卻流道104。在該旁通冷卻流 道104中的冷卻劑從冷卻劑通過(guò)它從散熱器110朝向燃料電池堆22流 動(dòng)的主要冷卻流道102的供應(yīng)側(cè)流道被取得，并且被返回到冷卻劑通 過(guò)它從燃料電池堆22朝向散熱器IIO流動(dòng)的主要冷卻流道102的排出 側(cè)流道。旁通冷卻流道104經(jīng)由第二熱交換器120導(dǎo)向ACP(48)的馬達(dá) 50的機(jī)殼等，并且然后返回到主要冷卻流道102，該第二熱交換器120 與從ACP(48)供應(yīng)到增濕器54和燃料電池組22的被壓縮的供應(yīng)氣體的 流道80執(zhí)行熱交換。因此，第二熱交換器120從ACP(48)的馬達(dá)50 消除熱并且還調(diào)整供應(yīng)氣體的溫度。該功能可還由被稱為中間冷卻器 的獨(dú)立冷卻系統(tǒng)執(zhí)行，但是在示于圖2的結(jié)構(gòu)中，中間冷卻器的功能 被冷卻劑和從散熱器110延伸到燃料電池堆22的冷卻系統(tǒng)共享。這里，循環(huán)泵130被設(shè)于在增濕器的上游側(cè)上和冷卻劑進(jìn)入旁通 冷卻劑流道104的位置的下游側(cè)上的主要冷卻流道102的供應(yīng)側(cè)流道中。如圖2所示，增濕器54布置在循環(huán)泵130的下游和燃料電池堆22 的上游，并且從散熱器110下游和循環(huán)泵130上游取得熱交換器120 使用的冷卻劑。即，冷卻劑在循環(huán)泵130的上游流動(dòng)通過(guò)散熱器110 和第二熱交換器120并且在循環(huán)泵130的下游通過(guò)增濕器54和燃料電 池堆22。因此，利用該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通 過(guò)第二熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)燃料電 池堆22的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)增濕器54的冷卻劑數(shù)量)。因此，如 果(流動(dòng)通過(guò)增濕器54的冷卻劑數(shù)量)較小，則相當(dāng)大的數(shù)量的冷卻劑 可被供應(yīng)到燃料電池堆22。流動(dòng)通過(guò)增濕器54的冷卻劑的數(shù)量與流動(dòng) 通過(guò)燃料電池組22的冷卻劑的數(shù)量的比率能夠通過(guò)這兩者的流道阻力 的百分比等確定。例如，如果比率(流動(dòng)通過(guò)增濕器54的冷卻劑數(shù)量) (流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22的冷卻劑數(shù)量)=2: 98，則冷卻劑總數(shù)量的98% 可被供應(yīng)到燃料電池堆22。結(jié)果，當(dāng)燃料電池堆22的溫度變得太高時(shí)， 熱可被快速消除到散熱器110—側(cè)。同樣，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷 卻劑數(shù)量)與(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)的比率也可通 過(guò)這兩者的流道阻力的百分比等確定?？商娲兀墒褂每刂崎y確定 流動(dòng)通過(guò)它們的冷卻劑數(shù)量，該閥控制分配比率，并且能夠以協(xié)作方 式運(yùn)行散熱器110和第二熱交換器120。旁通冷卻流道104也與主要冷卻流道102平行設(shè)置，這使得能夠 減小在從第二熱交換器120排出的冷卻劑的溫度和從燃料電池堆22排 出的冷卻劑的溫度之間的差別。前者確定增濕器54的供應(yīng)氣體入口側(cè) 上的供應(yīng)氣體溫度并且后者確定增濕器54的供應(yīng)氣體出口的溫度。因 此，在增濕器54的兩個(gè)氣體入口端之間的溫差可被減小，所以即使使 用空中式結(jié)構(gòu)，由該兩端之間的溫差引起的損壞也可被抑制。在燃料電池冷卻系統(tǒng)中，可根據(jù)旁通冷卻流道在何處從主要冷卻 流道分離以及循環(huán)泵130的布置改變分配冷卻劑的方式。圖3是根據(jù) 第一實(shí)施例的修改實(shí)例的燃料電池的冷卻系統(tǒng)140的結(jié)構(gòu)視圖，該冷卻系統(tǒng)可向散熱器110分配最大數(shù)量的冷卻劑。在該圖中與圖2中的元件相同的元件利用相似的參考標(biāo)記標(biāo)注并且將省去對(duì)那些元件的詳 細(xì)說(shuō)明。在示于圖3的燃料電池的冷卻系統(tǒng)140中，循環(huán)泵130在散熱器 110的下游并且在冷卻劑被分流到旁通冷卻流道144的位置的上游設(shè)于 主要冷卻流道102的供應(yīng)側(cè)流道中。如圖3所示，增濕器54被布置在 循環(huán)泵130下游和燃料電池堆22上游，并且從散熱器110和循環(huán)泵130 的下游，以及增濕器54的上游取得第二熱交換器120使用的冷卻劑。 即，在循環(huán)泵130的上游，冷卻劑僅僅流動(dòng)通過(guò)散熱器110，而在循環(huán) 泵130的下游，冷卻劑流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器120、增濕器54和燃料 電池堆22。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑 總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)燃料電 池堆22的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)增濕器54的冷卻劑數(shù)量)，所以(流動(dòng) 通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)可被最大化。結(jié)果，當(dāng)在燃料電池堆22 供應(yīng)氣體入口側(cè)和出口側(cè)之間的溫差較大時(shí)，通過(guò)從燃料電池堆22向 散熱器IIO分配最大數(shù)量的冷卻劑，該溫差可被有效降低。圖4是根據(jù)該實(shí)施例另一修改實(shí)例的燃料電池的冷卻劑系統(tǒng)150 的結(jié)構(gòu)視圖，其中最大數(shù)量的冷卻劑可被分配到燃料電池堆22。在該 圖中與圖2和3中的元件相同的元件利用相似的參考標(biāo)記標(biāo)注并且將 省去對(duì)那些元件的詳細(xì)說(shuō)明。在示于圖4的燃料電池的冷卻系統(tǒng)150中，循環(huán)泵130在冷卻劑被分流到旁通冷卻流道144和增濕器54的位置的下游，并且正好在燃料電池堆22的上游處設(shè)于主要冷卻流道102的供應(yīng)側(cè)流道中。如圖4 所示，增濕器54被布置在循環(huán)泵130上游和散熱器IIO下游，并且從 散熱器IIO下游和增濕器54的上游取得第二熱交換器120使用的冷卻 劑。即，在循環(huán)泵130的上游，冷卻劑流動(dòng)通過(guò)散熱器IIO、第二熱交 換器120和增濕器54，而在循環(huán)泵130的下游，冷卻劑僅僅流動(dòng)通過(guò) 燃料電池堆22。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通 過(guò)第二熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)增濕器54的冷卻劑數(shù) 量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22的冷卻劑數(shù)量)，所以(流 動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22的冷卻劑數(shù)量)可被最大化。結(jié)果，通過(guò)向該燃料 電池堆22分配最大數(shù)量的冷卻劑，來(lái)自燃料電池堆22的熱可被有效 消除。在燃料電池的冷卻系統(tǒng)中，還可從主要冷卻流道向用于對(duì)車輛座 艙進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)熱交換器分流冷卻劑。圖5是根據(jù)本發(fā)明 第二實(shí)施例的向空氣調(diào)節(jié)熱交換器分流冷卻劑的燃料電池冷卻系統(tǒng) 160的結(jié)構(gòu)的視圖。在該圖中與圖2中的元件相同的元件利用相似的參 考標(biāo)記標(biāo)注并且將省去對(duì)那些元件的詳細(xì)說(shuō)明。除了參考圖2描述的包括旁通冷卻流道104和第二熱交換器120 的冷卻系統(tǒng)，示于圖5中的燃料電池冷卻系統(tǒng)160還設(shè)有空氣調(diào)節(jié)旁 通冷卻流道164，其從主要冷卻流道102向用于對(duì)車輛座艙162進(jìn)行空 氣調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)熱交換器170分流冷卻劑。當(dāng)必要時(shí)，在空氣調(diào)節(jié) 旁通冷卻流道164中設(shè)置加熱器166，和控制(選擇性地允許或者防止) 冷卻劑到空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道164的分流的截流閥168。在主要冷卻流道102中的冷卻劑在正好位于燃料電池堆22的冷卻 劑入口之前的位置處被分流到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。如圖5所示，增濕器54被布置在循環(huán)泵130的下游和燃料電池堆22的上游，并且從 增濕器54下游和燃料電池堆22上游取得空氣調(diào)節(jié)熱交換器170使用 的冷卻劑。同樣，當(dāng)截流閥168打開時(shí)，已被從主要冷卻流道120分 流的冷卻劑經(jīng)由加熱器166被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170，然后返回 到主要冷卻流道102。冷卻劑返回點(diǎn)正好位于燃料電池堆22的冷卻劑 出口之后。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)第二 熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)增濕器54的冷 卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)空氣調(diào) 節(jié)熱交換器170的冷卻劑數(shù)量)。因此，冷卻劑可被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱 交換器而適當(dāng)?shù)睦鋮s劑數(shù)量還被供應(yīng)到燃料電池堆22。艮口，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，已經(jīng)通過(guò)燃料電池堆22的運(yùn)行被加熱并且在被 散熱器110保持在適當(dāng)溫度下時(shí)循環(huán)的冷卻劑可被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱 交換器170,從而車輛座艙162可被加熱并且實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)目諝庹{(diào)節(jié)環(huán) 境而不用特別地提供單獨(dú)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如果必要，也可使用加熱 器112或者加熱器166。進(jìn)一步，當(dāng)燃料電池堆22未被充分溫?zé)釙r(shí)， 可通過(guò)關(guān)閉截流閥168防止低溫冷卻劑被分配到空氣調(diào)節(jié)熱交換器 170。以此方式，通過(guò)僅當(dāng)車輛座艙需被加熱時(shí)打開截流閥168，可降低 循環(huán)泵130的功率。同樣，通過(guò)在空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的系統(tǒng)中提 供有助于加熱車輛座艙的加熱器166，如圖5所示，在截流閥168被關(guān) 閉的燃料電池堆22的通常冷卻運(yùn)行期間，燃料消耗可被降低而不損失 加熱器166中的壓力。如上所述，通過(guò)在燃料電池堆22的冷卻系統(tǒng)和座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) 之間共享冷卻劑并且根據(jù)燃料電池堆22的溫度和車輛座艙中的溫度選 擇性地打開和關(guān)閉截流閥168，燃料電池堆22的冷卻系統(tǒng)和座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可在協(xié)作控制下相結(jié)合。在圖5中，設(shè)置包括第二熱交換器
120的旁通冷卻流道104，并且散熱器110、第二熱交換器120、以及 空氣調(diào)節(jié)熱交換器170被以協(xié)作方式控制。然而，可替代地，第二熱 交換器120可被省去并且可在散熱器110與空氣調(diào)節(jié)熱交換器170之 間執(zhí)行協(xié)作控制。
在包括空氣調(diào)節(jié)熱交換器的冷卻系統(tǒng)中，可根據(jù)空氣調(diào)節(jié)旁通冷 卻流道從主要冷卻流道分離的位置以及循環(huán)泵130的布置改變冷卻劑 被分配的方式。圖6是根據(jù)第二實(shí)施例的修改實(shí)例的燃料電池的冷卻 系統(tǒng)180的結(jié)構(gòu)視圖。在該系統(tǒng)中，在主要冷卻流道102中的冷卻劑 被分流到正好在散熱器110之后的空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。在該圖中與 圖5中的元件相同的元件利用相似的參考標(biāo)記標(biāo)注并且將省去對(duì)那些 元件的詳細(xì)說(shuō)明。
在示于圖6的燃料電池的冷卻系統(tǒng)180中，在主要冷卻流道中的 冷卻劑被分流到正好在散熱器110的下游的空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。如 圖所示，增濕器54被布置在循環(huán)泵130的下游和燃料電池堆22的上 游，并且從散熱器110下游和循環(huán)泵130上游取得空氣調(diào)節(jié)熱交換器 170使用的冷卻劑。同樣，當(dāng)截流閥168打開時(shí)，已從主要冷卻流道 102分流的冷卻劑經(jīng)由加熱器166被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170并且 然后返回到主要冷卻流道102。冷卻劑返回點(diǎn)正好位于燃料電池堆22 的冷卻劑出口之后。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)空氣 調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器120的冷卻 劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)增濕器54的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò) 燃料電池堆22的冷卻劑數(shù)量)。因此，冷卻劑可被供應(yīng)到其它元件同時(shí) 相當(dāng)大數(shù)量的冷卻劑還被供應(yīng)到燃料電池堆22。
艮P，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，已經(jīng)通過(guò)燃料電池堆22的運(yùn)行被加熱的并且在被散熱器110保持在適當(dāng)溫度下時(shí)循環(huán)的冷卻劑可被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié) 熱交換器170從而車輛座艙162可被加熱并且實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)目諝庹{(diào)節(jié) 環(huán)境而不用特別地提供單獨(dú)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如果必要，也可使用加熱器112或者加熱器166。進(jìn)一步，當(dāng)燃料電池堆22未被充分溫?zé)釙r(shí)， 可通過(guò)關(guān)閉截流閥168防止低溫冷卻劑被分配到空氣調(diào)節(jié)熱交換器 170。因?yàn)橄喈?dāng)大數(shù)量的冷卻劑可被供應(yīng)到燃料電池堆22，所以可從該 燃料電池堆22快速地消除熱。如上所述，在燃料電池堆的冷卻系統(tǒng)中，可根據(jù)用于第二熱交換 器的旁通冷卻流道和用于空氣調(diào)節(jié)熱交換器的空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道 從主要冷卻流道分離的位置，以及循環(huán)泵的布置改變分配冷卻劑的方 式。因此，通過(guò)切換從主要冷卻流道分流的位置和循環(huán)泵的位置布置， 燃料電池堆的冷卻、供應(yīng)氣體和ACP(48)通過(guò)第二熱交換器的熱交換、 以及車輛座艙通過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換器的空氣調(diào)節(jié)等能夠以協(xié)作方式被 控制，從而可根據(jù)燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)10的運(yùn)行狀態(tài)或者車輛的運(yùn)行狀 態(tài)供應(yīng)用于每一種的適當(dāng)數(shù)量的冷卻劑。例如，提供用于在主要冷卻流道中切換從主要冷卻流道向第二熱 交換器分流冷卻劑的旁通流道的入口和出口的位置的旁通位置切換裝 置使得能夠通過(guò)根據(jù)燃料電池堆的運(yùn)行狀態(tài)切換旁通位置向燃料電池 堆提供適于燃料電池堆的運(yùn)行狀態(tài)的冷卻劑數(shù)量。同樣，提供用于在主要冷卻流道中切換從主要冷卻流道向空氣調(diào) 節(jié)熱交換器分流冷卻劑的旁通流道的入口和出口的位置的旁通位置切 換裝置使得能夠通過(guò)根據(jù)座艙溫度等切換旁通位置向空氣調(diào)節(jié)熱交換 器供應(yīng)適于車輛座艙溫度的冷卻劑數(shù)量。圖7是根據(jù)第二實(shí)施例的修改實(shí)例的燃料電池的冷卻系統(tǒng)200的 結(jié)構(gòu)視圖。這里，空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道的結(jié)構(gòu)已經(jīng)被設(shè)計(jì)成使得流 動(dòng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑能夠或者與主要冷卻流道102以協(xié)作方式共享或者僅僅被用于空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。在該圖中與圖5 中的元件相同的元件利用相似的參考標(biāo)記標(biāo)注并且將省去對(duì)那些元件 的詳細(xì)說(shuō)明。在示于圖7的燃料電池的冷卻系統(tǒng)200中，空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流 道202包括三個(gè)元件。即，全部空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道202由冷卻劑 通過(guò)它從主要冷卻流道102取得并且返回到主要冷卻流道102的輸入/ 輸出流道204，流動(dòng)通過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑流動(dòng)通過(guò)的空 氣調(diào)節(jié)旁通流道206，以及平行于空氣調(diào)節(jié)旁通流道206布置的循環(huán)流 道208構(gòu)成。如圖7所示，三通闊210和212被設(shè)于該三個(gè)流道，S卩，輸入/輸 出流道204、空氣調(diào)節(jié)旁通流道206、和循環(huán)流道208的連接點(diǎn)處。因 此，通過(guò)該兩個(gè)三通閥210和212能夠切換在輸入/輸出流道204、空 氣調(diào)節(jié)旁通流道206，和循環(huán)流道208之間的連接。在該意義上，該兩 個(gè)三通閥210和212是用于切換在空氣調(diào)節(jié)旁通流道206和連接到主 要冷卻流道102的輸入/輸出流道204之間的連接，以及在空氣調(diào)節(jié)旁 通流道206和循環(huán)流道208之間的連接的切換裝置。將在以后描述多 種切換模式。除設(shè)于主要冷卻流道102中的循環(huán)泵130之外用于循環(huán)冷卻劑的 泵被設(shè)于空氣調(diào)節(jié)旁通流道206中。為了區(qū)分該泵與循環(huán)泵130，它將 被稱為第二循環(huán)泵220。在空氣調(diào)節(jié)旁通流道206中，該第二循環(huán)泵 220、加熱器222，和空氣調(diào)節(jié)熱交換器170被串聯(lián)布置。在圖7中， 元件以下面的次序布置三通閥210、第二循環(huán)泵220、加熱器222、 空氣調(diào)節(jié)熱交換器170,和三通閥212。然而，可替代地，可按照另一 次序在三通閥210和212之間布置各種元件，并且根據(jù)情況，還包括 切換閥等并且被平行布置。第二循環(huán)泵220是比主要冷卻流道102中的循環(huán)泵130小的冷卻劑循環(huán)泵。在主要冷卻流道102中的循環(huán)泵130具有允許其甚至在高 流速下也充分運(yùn)行的容量，從而冷卻劑可循環(huán)通過(guò)包括散熱器110，增 濕器54，和燃料電池堆22的冷卻劑流道，快速執(zhí)行熱交換，并且被保 持在適當(dāng)溫度。相反，第二循環(huán)泵220被設(shè)計(jì)成主要通過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱 交換器170循環(huán)冷卻劑，并且因此可為小容量泵。因?yàn)樵摰诙h(huán)泵 220較小，所以在低流速下的運(yùn)行效率好于主要冷卻流道102中的循環(huán) 泵130的運(yùn)行效率。同樣，第二循環(huán)泵220優(yōu)選地使得即使當(dāng)它未被 運(yùn)行時(shí)，冷卻劑也能夠通過(guò)它。這使得即使當(dāng)?shù)诙h(huán)泵220未被運(yùn) 行時(shí)，也能夠防止冷卻劑流動(dòng)效率的降低。輸入/輸出流道204是從主要冷卻流道102向三通閥210和212延 伸的冷卻劑流道，所以在該意義上，它可被認(rèn)為是主要冷卻流道102 的部分的分支流道。因?yàn)檠h(huán)流道208與空氣調(diào)節(jié)旁通流道206平行 連接，所以循環(huán)流道208形成環(huán)形流道。下面，將對(duì)通過(guò)三通閥210和212切換冷卻流道進(jìn)行描述。根據(jù) 燃料電池堆22的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)未示出的冷卻控制部分執(zhí)行三通閥210 和212的切換運(yùn)行。該冷卻控制部分也可與示于圖1中的燃料電池運(yùn) 行系統(tǒng)10的控制部分70相結(jié)合。圖8是示出成閉環(huán)連接到循環(huán)流道 208的空氣調(diào)節(jié)旁通流道206的視圖，通過(guò)切換三通閥210和212實(shí)現(xiàn) 該閉環(huán)。此時(shí)，輸入/輸出流道204從該閉環(huán)流道隔離。為了使得該流 道更加易于看見，三通閥210和212在圖8中已被省去。更特別地， 通過(guò)運(yùn)行三通閥210從而它將空氣調(diào)節(jié)旁通流道206的一側(cè)與循環(huán)流 道208的一側(cè)連接，并且運(yùn)行三通閥212從而它將空氣調(diào)節(jié)旁通流道 206的另一惻與循環(huán)流道208的另一側(cè)連接而形成該閉環(huán)流道。形成這種閉環(huán)流道使得冷卻劑能夠獨(dú)立于主要冷卻流道102被第 二循環(huán)泵220循環(huán)通過(guò)該閉環(huán)流道。即，冷卻劑可在加熱器222和空 氣調(diào)節(jié)熱交換器170之間循環(huán)。當(dāng)燃料電池堆22仍在低溫下運(yùn)行時(shí)， 優(yōu)選地使用該連接狀態(tài)。結(jié)果，可防止尚未被燃料電池堆22充分加熱的低溫冷卻劑被分配到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。同樣，運(yùn)行加熱器222和第二循環(huán)泵220使得閉環(huán)流道中的冷卻劑被充分加熱并且被供應(yīng)到 空氣調(diào)節(jié)熱交換器170，這使得車輛座艙162能夠被充分地并且快速地 加熱。圖9是示出其中三通閥210和212已被切換以斷開循環(huán)流道208 并且將輸入/輸出流道204與空氣調(diào)節(jié)旁通流道206連接到一起的狀態(tài) 的視圖。這里，同樣，正如在圖8中，三通閥210和212已被省去以 使得流道更加易于看見。更特別地，三通閥210運(yùn)行從而它將連接到 主要冷卻流道102中的冷卻劑入口的輸入/輸出流道204的一側(cè)與空氣 調(diào)節(jié)旁通流道206的一側(cè)相連接，并且三通閥212運(yùn)行從而它將空氣 調(diào)節(jié)旁通流道206的另一側(cè)與連接到主要冷卻流道102中的冷卻劑返 回點(diǎn)的輸入/輸出流道204的另一側(cè)相連接。結(jié)果，循環(huán)流道208被斷 開而輸入/輸出流道204和空氣調(diào)節(jié)旁通流道206被直接地連接到一起 所以可平行于行進(jìn)通過(guò)燃料電池堆22的主要冷卻流道102布置空氣調(diào) 節(jié)旁通流道206。該連接與示于圖5的結(jié)構(gòu)基本相同。即，空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道 202與主要冷卻流道102共享冷卻劑并且執(zhí)行所謂的協(xié)作控制。因此， 三通閥210和212在與主要冷卻流道102的協(xié)作控制連接和獨(dú)立控制 連接之間切換空氣調(diào)節(jié)旁通流道206的連接。當(dāng)經(jīng)由協(xié)作控制連接而 連接空氣調(diào)節(jié)旁通流道206時(shí)，停止第二循環(huán)泵220。然而，如上所述， 即使當(dāng)?shù)诙h(huán)泵的運(yùn)行停止時(shí)，冷卻劑仍可自由地通過(guò)第二循環(huán)泵 220所以空氣調(diào)節(jié)旁通流道206的冷卻劑流動(dòng)效率并不降低。如參考圖5所描述的那樣，當(dāng)循環(huán)己經(jīng)被燃料電池堆22的運(yùn)行加 熱并且被散熱器110保持在適當(dāng)溫度下的冷卻劑時(shí)，執(zhí)行協(xié)作控制。 因此，根據(jù)燃料電池堆22的運(yùn)行狀態(tài)在示于圖8的閉環(huán)流道連接和協(xié) 作控制連接(示于圖9中的直接連接)之間切換連接。例如，當(dāng)燃料電池 堆22尚未被溫?zé)釙r(shí)，釆用示于圖8中的閉環(huán)流道連接并且運(yùn)行加熱器222和第二循環(huán)泵220以升高被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑 的溫度。當(dāng)燃料電池堆22升溫并且主要冷卻流道102中的冷卻劑溫度 升高時(shí)，連接切換為示于圖9中的直接連接并且加熱器222停止運(yùn)行。 結(jié)果，可降低加熱車輛座艙162所需的功率，由此改善燃料消耗。當(dāng)燃料電池堆22中冷卻劑的溫度，g卩，冷卻劑溫度，達(dá)到預(yù)定目 標(biāo)冷卻劑溫度時(shí)，連接可在示于圖8中的閉環(huán)流道連接和示于圖9中 的直接連接之間切換?？商娲兀瑸榱诉M(jìn)一步改善燃料消耗，可甚至 更早地進(jìn)行切換，例如當(dāng)能夠執(zhí)行熱交換并且冷卻劑溫度達(dá)到接近目 標(biāo)冷卻劑溫度的50攝氏度時(shí)。圖10是示出其中當(dāng)形成示于圖9中的連接時(shí)，g卩，當(dāng)空氣調(diào)節(jié)旁 通流道206和主要冷卻流道102被直接地連接時(shí)，第二循環(huán)泵220在 運(yùn)行并且主要冷卻流道102的循環(huán)泵130被停止的情形的視圖。根據(jù) 燃料電池堆22的運(yùn)行狀態(tài)，主要冷卻流道102的循環(huán)泵130和第二循 環(huán)泵220的運(yùn)行通過(guò)未示出的冷卻控制部分切換。當(dāng)主要冷卻流道102 的循環(huán)泵130未正在運(yùn)行時(shí)，冷卻劑并不循環(huán)通過(guò)主要冷卻流道102。 在這些條件下，當(dāng)?shù)诙h(huán)泵220在運(yùn)行同時(shí)形成示于圖9中的連接 時(shí)，冷卻劑循環(huán)通過(guò)閉環(huán)，從第二循環(huán)泵220流動(dòng)到加熱器222，到空 氣調(diào)節(jié)熱交換器170，到燃料電池堆22，并且然后再次返回到第二循 環(huán)泵220。當(dāng)燃料電池堆22在低負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，例如當(dāng)燃料電池堆22空運(yùn) 行或者間歇運(yùn)行時(shí)，可使用上面參考圖IO的所述的運(yùn)行狀態(tài)。因?yàn)楫?dāng) 燃料電池堆22在低負(fù)載下運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生大量的熱，所以經(jīng)常不需要通 過(guò)散熱器110的冷卻。因此，主要冷卻流道102的循環(huán)泵130被停止 并且替代地冷卻劑循環(huán)通過(guò)更小的第二循環(huán)泵220。當(dāng)流速低時(shí)，第二 循環(huán)泵220在比大容量循環(huán)泵130更好的效率下運(yùn)行。即，更小的第 二循環(huán)泵220能夠利用比大容量循環(huán)泵130更低的功率有效率地循環(huán) 冷卻劑，這使得當(dāng)燃料電池堆22在低負(fù)載下運(yùn)行時(shí)能夠改善燃料消耗。當(dāng)燃料電池堆22在中等或者高負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，第二循環(huán)泵220停止并且通過(guò)僅僅運(yùn)行主要冷卻流道102的循環(huán)泵130而循環(huán)冷卻劑，如參 考圖9所描述的。因此，驅(qū)動(dòng)第二循環(huán)泵220所需功率能被降低，而 這又使得能夠改進(jìn)在中等或者高負(fù)載下的燃料消耗。進(jìn)一步，當(dāng)在使用示于圖8中的閉環(huán)流道連接加熱冷卻劑并且通 過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換器170溫?zé)彳囕v座艙162之后使用者關(guān)閉車輛座艙 162中的空氣調(diào)節(jié)時(shí)，連接切換為示于圖9或者10中的直接連接而加 熱器222繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)空氣調(diào)節(jié)器被關(guān)閉時(shí)，從空氣調(diào)節(jié)熱交換器170 將溫?zé)峥諝獯邓偷杰囕v座艙162中的風(fēng)扇等也被關(guān)閉。然而，因?yàn)榧?熱器222仍在運(yùn)行，所以加熱的冷卻劑可被供應(yīng)到燃料電池堆22，由 此使得燃料電池堆22能夠快速溫?zé)?。在圖5到10中，包括空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑流道優(yōu)選地 被適當(dāng)隔熱裝置隔離。例如，冷卻劑流道管道可利用適當(dāng)?shù)母魺岵牧?覆蓋。結(jié)果，當(dāng)燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)被起動(dòng)時(shí)，能夠在空氣調(diào)節(jié)熱交換 器170中有效率地執(zhí)行熱交換所以車輛座艙162可被快速溫?zé)?。因此?可使用小功率等快速溫?zé)彳囕v座艙162，由此改善燃料消耗。上述結(jié)構(gòu)是其中主要冷卻流道102通過(guò)增濕器54的一種結(jié)構(gòu)。然 而，該結(jié)構(gòu)也可以使得主要冷卻流道102不通過(guò)增濕器54。同樣，用 于主要冷卻流道102中的第二熱交換器120的冷卻劑入口和冷卻劑返 回點(diǎn)可從上述結(jié)構(gòu)顛倒從而冷卻劑從馬達(dá)50朝向第二熱交換器120流 動(dòng)。同樣，用于主要冷卻流道102中的空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻 劑入口和冷卻劑返回點(diǎn)也可從上述結(jié)構(gòu)顛倒?，F(xiàn)在將描述這種結(jié)構(gòu)。 在下面，與圖1到10中的元件相同的元件利用相似的參考標(biāo)記標(biāo)注并 且將省去對(duì)那些元件的詳細(xì)說(shuō)明。圖11是燃料電池的冷卻系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)視圖。燃料電池的冷卻劑 系統(tǒng)300與參考圖2描述的燃料電池的冷卻劑系統(tǒng)100不同之處在于主要冷卻流道102不通過(guò)增濕器54并且用于主要冷卻流道102中的第 二熱交換器120的冷卻劑入口和冷卻劑返回點(diǎn)被顛倒。這里，以與參 考圖2描述的相同方式，燃料電池的冷卻系統(tǒng)300設(shè)有冷卻劑流動(dòng)通 過(guò)的流道，即主要冷卻流道102和與該主要冷卻流道102平行布置并 且分流相同冷卻劑的旁通冷卻流道104。在主要冷卻流道102中布置具有冷卻風(fēng)扇的散熱器110、用于加熱 的加熱器112、用于向加熱器112適當(dāng)分流冷卻劑的三通閥114，和用 于循環(huán)冷卻劑的循環(huán)泵(WP)130。流動(dòng)通過(guò)主要冷卻流道102的冷卻劑 在散熱器110和燃料電池堆22之間循環(huán)，從溫或熱的燃料電池堆22 消除熱，然后被散熱器110冷卻，并且再次返回到燃料電池堆22。同 樣，增濕器54與向燃料電池堆22的陰極側(cè)供應(yīng)氧化氣體的氣體入口 和氣體通過(guò)它被排出的氣體出口平行布置，如上所述。然而，主要冷 卻流道102不通過(guò)增濕器54，所以增濕器54不被來(lái)自主要冷卻流道 102的冷卻劑冷卻。圖11中的離子交換器132是用于消除用作冷卻介質(zhì)的冷卻劑中的 離子的設(shè)備。即，來(lái)自構(gòu)成冷卻劑循環(huán)通道的元素的離子在冷卻劑中 溶解。離子交換器132消除這些離子，由此保持用作冷卻介質(zhì)的冷卻 劑的高阻力。離子交換器132與主要冷卻流道102平行布置，如圖11 所示，但是根據(jù)情況它也可與主要冷卻流道102串聯(lián)布置。同樣用于 探測(cè)冷卻劑中的離子含量的離子探測(cè)裝置也可被設(shè)于離子交換器132 中。旁通冷卻流道104與該主要冷卻流道102平行布置。冷卻劑從冷 卻劑通過(guò)它從燃料電池堆22返回到散熱器110的主要冷卻流道102的 排出側(cè)流道被吸入該旁通冷卻流道104中，并且被返回到冷卻劑通過(guò) 它從散熱器IIO朝向燃料電池堆22流動(dòng)的主要冷卻流道102的供應(yīng)側(cè) 流道。旁通冷卻流道104導(dǎo)向ACP48的第二熱交換器120，在此處與 用于經(jīng)由增濕器54從ACP48供應(yīng)到燃料電池堆22的被壓縮的供應(yīng)氣體的流道80執(zhí)行熱交換，在這之后，冷卻劑被返回到主要冷卻流道102。因此，第二熱交換器120調(diào)整供應(yīng)氣體的溫度。該功能傳統(tǒng)上通過(guò)被稱為中間冷卻器的獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)執(zhí)行，但是在示于圖11的結(jié)構(gòu)中，類似于圖2，傳統(tǒng)的中間冷卻器的功能被冷卻劑和從散熱器110延伸到 燃料電池堆22的冷卻系統(tǒng)共享。這里，循環(huán)泵130被設(shè)于冷卻劑從旁通冷卻劑流道104返回到主 要冷卻流道102的位置的下游側(cè)上的主要冷卻流道102的供應(yīng)側(cè)流道 中。如圖ll所示，從散熱器110上游和燃料電池堆22下游取得流動(dòng)通 過(guò)第二熱交換器120的冷卻劑。g卩，冷卻劑流動(dòng)通過(guò)散熱器110和循 環(huán)泵130上游的第二熱交換器120并且通過(guò)循環(huán)泵130下游的燃料電 池堆22。因此，利用該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通 過(guò)第二熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)燃料電 池堆22的冷卻劑數(shù)量)。因此，相當(dāng)大數(shù)量的冷卻劑可被供應(yīng)到燃料電 池堆22。結(jié)果，當(dāng)燃料電池堆22的溫度太高時(shí)，該熱可被快速消除到 散熱器110側(cè)。同樣，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)與(流動(dòng)通過(guò) 第二熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)的比率可通過(guò)該兩者的流道阻力等確 定?？商娲?，可使用控制分配比率的控制閥確定流動(dòng)通過(guò)它們的冷 卻劑數(shù)量并且散熱器IIO和第二熱交換器120能夠以協(xié)作方式運(yùn)行。同樣，旁通冷卻流道104與主要冷卻流道102平行設(shè)置，這使得 在從第二熱交換器120排出的冷卻劑的溫度和從燃料電池堆22排出的 冷卻劑的溫度之間的差減小。前者由增濕器54的供應(yīng)氣體入口側(cè)上的 供應(yīng)氣體溫度限定并且后者由增濕器54的供應(yīng)氣體出口側(cè)處的氣體溫 度限定。因此，在增濕器54的兩個(gè)氣體入口端之間的溫差可被降低所 以即使使用空中型結(jié)構(gòu)，由在這兩端之間的壓力差引起的損壞也可被 抑制?？筛鶕?jù)旁通冷卻流道從主要冷卻流道分 離的位置和循環(huán)泵130的布置改變分配冷卻劑的方式。圖12是可向散熱器110分配最大數(shù)量的冷卻劑的燃料電池的冷卻系統(tǒng)340的結(jié)構(gòu)視圖。在示于圖12的燃料電池的冷卻系統(tǒng)340中，循環(huán)泵130在散熱器 110下游和冷卻劑從旁通冷卻流道144返回到主要冷卻流道102的位置 的上游設(shè)于主要冷卻流道102的供應(yīng)側(cè)流道中。如圖12所示，從散熱 器110上游，和燃料電池堆22下游取得在第二熱交換器120中使用的 冷卻劑。即，在循環(huán)泵130上游，冷卻劑僅僅流動(dòng)通過(guò)散熱器110，而 在循環(huán)泵130的下游，冷卻劑流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器120和燃料電池 堆22。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑 總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)燃料電 池堆22的冷卻劑數(shù)量)，所以(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)可被 最大化。結(jié)果，例如，當(dāng)在燃料電池堆22的供應(yīng)氣體入口側(cè)和出口側(cè) 之間的溫差較大時(shí)，通過(guò)從燃料電池堆22向散熱器IIO分配最大數(shù)量 的冷卻劑，該溫差可被有效地減小。圖13是示出可向燃料電池堆22分配最大數(shù)量的冷卻劑的燃料電 池冷卻系統(tǒng)350的結(jié)構(gòu)的視圖。在示于圖13的燃料電池的冷卻系統(tǒng)350中，在冷卻劑從旁通冷卻 流道154返回的位置的下游并且正好在燃料電池堆22的上游，將循環(huán) 泵130設(shè)于主要冷卻流道102的供應(yīng)側(cè)流道中。如圖13所示，從散熱 器110上游和燃料電池堆22下游取得用于第二熱交換器120的冷卻劑。 艮P,在循環(huán)泵130上游冷卻劑流動(dòng)通過(guò)散熱器IIO和第二熱交換器120， 而在循環(huán)泵130下游冷卻劑僅僅流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通 過(guò)第二熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22的冷卻劑數(shù)量)，所以(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22的冷卻劑數(shù)量) 可被最大化。結(jié)果，通過(guò)向燃料電池堆22分配最大數(shù)量的冷卻劑，來(lái) 自燃料電池堆22的熱可被有效地消除。在燃料電池的冷卻系統(tǒng)中，冷卻劑還可從主要冷卻流道分流到用 于對(duì)車輛座艙進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)熱交換器。圖14是向空氣調(diào)節(jié)熱交換器分流冷卻劑的燃料電池冷卻系統(tǒng)360的結(jié)構(gòu)視圖。除了參考圖11描述的包括旁通冷卻流道104和第二熱交換器120 的冷卻系統(tǒng)，示于圖14中的燃料電池冷卻系統(tǒng)360還設(shè)有空氣調(diào)節(jié)旁 通冷卻流道164，其從主要冷卻流道102向用于對(duì)車輛座艙162進(jìn)行空 氣調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)熱交換器170分流冷卻劑。當(dāng)必要時(shí)，在空氣調(diào)節(jié) 旁通冷卻流道164中設(shè)置加熱器166，以及控制(選擇性地允許或者防 止)向空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道164分流冷卻劑的截流閥168。主要冷卻流道102中的冷卻劑正在燃料電池堆22的冷卻劑入口前 的位置處被分流到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。如圖14所示，從燃料電池 堆22上游取得用于空氣調(diào)節(jié)熱交換器170中的冷卻劑。同樣，當(dāng)截流 閥168打開時(shí)，已從主要冷卻流道102分流的冷卻劑經(jīng)由加熱器166 被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170并且然后返回到主要冷卻流道102。冷 卻劑返回點(diǎn)正好位于燃料電池堆22的冷卻劑出口之后。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)第二 熱交換器120的冷卻劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22 的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑數(shù)量)。因此， 冷卻劑可被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器而適當(dāng)數(shù)量的冷卻劑還被供應(yīng)到 燃料電池堆22。艮口，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，已被燃料電池堆22的運(yùn)行加熱并且當(dāng)被散熱器 110保持在適當(dāng)溫度下時(shí)循環(huán)的冷卻劑可被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170從而車輛座艙162可被加熱并且實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)目諝庹{(diào)節(jié)環(huán)境而不需要 特別地提供單獨(dú)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如果必要，也可使用加熱器112或 者加熱器166。進(jìn)一步，當(dāng)燃料電池堆22未被充分溫?zé)釙r(shí)，通過(guò)關(guān)閉 截流閥168可防止低溫冷卻劑被分配到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。以此方式，通過(guò)僅當(dāng)車輛座艙需要被加熱時(shí)打開截流閥168，循環(huán) 泵130的功率可被降低。同樣，通過(guò)在空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的系統(tǒng) 中提供有助于加熱車輛座艙的加熱器166，如圖14所示，在其中截流 閥168被關(guān)閉的燃料電池堆22的通常冷卻運(yùn)行期間燃料消耗可被降低 而沒(méi)有加熱器166中的壓力損失。如上所述，通過(guò)在燃料電池堆22的冷卻系統(tǒng)和座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) 之間共享冷卻劑并且通過(guò)根據(jù)燃料電池堆22的溫度和車輛座艙中的溫 度選擇性地打開和關(guān)閉截流閥168，可在協(xié)作控制下結(jié)合燃料電池堆 22的冷卻系統(tǒng)和座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在圖14中，設(shè)置包括第二熱交換 器120的旁通冷卻流道104，并且散熱器110、第二熱交換器120、和 空氣調(diào)節(jié)熱交換器170被以協(xié)作方式控制。然而，可替代地，第二熱 交換器120可已被省去并且可在散熱器110和空氣調(diào)節(jié)熱交換器170 之間執(zhí)行協(xié)作控制。在包括空氣調(diào)節(jié)熱交換器的冷卻系統(tǒng)中，能夠根據(jù)空氣調(diào)節(jié)旁通 冷卻流道從主要冷卻流道分離的位置和循環(huán)泵130的布置改變分配冷 卻劑的方式。圖15是根據(jù)本發(fā)明第十二示例實(shí)施例的燃料電池冷卻系 統(tǒng)380的結(jié)構(gòu)視圖。在該系統(tǒng)中，冷卻劑正好在散熱器110之后，從 空氣調(diào)節(jié)熱交換器170返回到主要冷卻流道102。在示于圖15的燃料電池冷卻系統(tǒng)380中，在燃料電池堆22下游 和散熱器110上游，主要冷卻流道102中的冷卻劑被分流到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。如圖15所示，從正好在燃料電池堆22的冷卻劑出口下游和散熱器110上游取得用于空氣調(diào)節(jié)熱交換器170中的冷卻劑。同 樣，當(dāng)截流閥168打開時(shí)，已從主要冷卻流道102分流的冷卻劑被供 應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170和加熱器166，然后返回到主要冷卻流道 102。冷卻劑返回點(diǎn)位于散熱器110下游和循環(huán)泵130上游。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，(流動(dòng)通過(guò)散熱器110的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)空氣 調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑數(shù)量)+(流動(dòng)通過(guò)第二熱交換器120的冷卻 劑數(shù)量)=冷卻劑總數(shù)量=(流動(dòng)通過(guò)燃料電池堆22的冷卻劑數(shù)量)。因此，冷卻劑可被供應(yīng)到其它元件而相當(dāng)大數(shù)量的冷卻劑還被供應(yīng)到燃料電 池堆22。艮P，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，已被燃料電池堆22的運(yùn)行加熱并且當(dāng)被散熱器 110保持在適當(dāng)溫度下時(shí)循環(huán)的冷卻劑能夠被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換 器170從而車輛座艙162可被加熱并且實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)目諝庹{(diào)節(jié)環(huán)境而不 需要特別地提供單獨(dú)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如果必要，也可使用加熱器166。 進(jìn)一步，當(dāng)燃料電池堆22未被充分溫?zé)釙r(shí)，通過(guò)關(guān)閉截流閥168可防 止低溫冷卻劑被分配到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。因?yàn)橄喈?dāng)大數(shù)量的冷卻 劑可被供應(yīng)到燃料電池堆22，可從該燃料電池堆22快速消除熱。如上所述，即使在其中冷卻劑不從主要冷卻流道流動(dòng)通過(guò)增濕器 54的燃料電池堆的冷卻系統(tǒng)中，也能根據(jù)用于第二熱交換器的旁通冷 卻流道和用于空氣調(diào)節(jié)熱交換器的空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道從主要冷卻 流道分離的位置，以及循環(huán)泵的布置改變分配冷卻劑的方式。因此， 通過(guò)切換在此處從主要冷卻流道進(jìn)行分流的位置和循環(huán)泵的位置布 置，燃料電池堆的冷卻、供應(yīng)氣體和ACP48通過(guò)第二熱交換器的熱交 換、和車輛座艙通過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換器的空氣調(diào)節(jié)等能夠以協(xié)作方式 被控制從而可根據(jù)燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)10的運(yùn)行狀態(tài)或者車輛的運(yùn)行狀 態(tài)供應(yīng)用于每一運(yùn)行的適當(dāng)數(shù)量的冷卻劑。例如，提供用于在主要冷卻流道中切換從主要冷卻流道向第二熱 交換器分流冷卻劑的旁通流道的入口和出口的位置的旁通位置切換裝 置使得能夠通過(guò)根據(jù)燃料電池堆的運(yùn)行狀態(tài)切換旁通位置向燃料電池 堆提供適于燃料電池堆的運(yùn)行狀態(tài)的冷卻劑數(shù)量。同樣，提供用于在主要冷卻流道中切換從主要冷卻流道向空氣調(diào) 節(jié)熱交換器分流冷卻劑的旁通流道的入口和出口的位置的旁通位置切 換裝置使得能夠通過(guò)根據(jù)座艙溫度等切換旁通位置向空氣調(diào)節(jié)熱交換 器供應(yīng)適于車輛座艙溫度的冷卻劑數(shù)量。圖16是根據(jù)本發(fā)明第十四示例實(shí)施例的燃料電池的冷卻系統(tǒng)400 的結(jié)構(gòu)視圖。這里，空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道的結(jié)構(gòu)已經(jīng)被設(shè)計(jì)成使得流動(dòng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑或者能夠與主要冷卻流道102 以協(xié)作方式共享或者僅僅被用于空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。在示于圖16的燃料電池的冷卻系統(tǒng)400中，空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流 道202包括三個(gè)元件。g卩，全部空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流道202由冷卻劑 通過(guò)它從主要冷卻流道102取得并且返回到主要冷卻流道102的輸入/ 輸出流道204、流動(dòng)通過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑流動(dòng)通過(guò)的空 氣調(diào)節(jié)旁通流道206、以及平行于空氣調(diào)節(jié)旁通流道206布置的循環(huán)流 道208構(gòu)成。如圖16所示，三通閥212被設(shè)于該三個(gè)流道，即，輸入/輸出流 道204、空氣調(diào)節(jié)旁通流道206、和循環(huán)流道208的連接點(diǎn)處。因此， 通過(guò)該三通閥212可切換在輸入/輸出流道204、空氣調(diào)節(jié)旁通流道206、 和循環(huán)流道208之間的連接。在該意義上，該兩個(gè)三通閥212用作用 于切換在空氣調(diào)節(jié)旁通流道206和連接到主要冷卻流道102的輸入/輸 出流道204之間的連接，以及在空氣調(diào)節(jié)旁通流道206和循環(huán)流道208 之間的連接的裝置。將在以后描述多種切換模式。除設(shè)于主要冷卻流道102中的循環(huán)泵130之外用于循環(huán)冷卻劑的泵被設(shè)于空氣調(diào)節(jié)旁通流道206中。為了區(qū)分該泵與循環(huán)泵130，它將 被稱為第二循環(huán)泵220。在空氣調(diào)節(jié)旁通流道206中，該第二循環(huán)泵 220、加熱器222，和空氣調(diào)節(jié)熱交換器170被串聯(lián)布置。在圖16中， 元件以下面的次序布置三通閥212、第二循環(huán)泵220、加熱器222， 和空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。然而，可替代地，可按照另一次序在三通閥 212的入口和出口之間布置各種元件，并且根據(jù)情況，還包括切換闊等 并且被平行布置。第二循環(huán)泵220是比主要冷卻流道102中的循環(huán)泵130更小的冷 卻劑循環(huán)泵。在主要冷卻流道102中的循環(huán)泵130具有允許其甚至在 大流速下也充分運(yùn)行的容量，從而冷卻劑可循環(huán)通過(guò)包括散熱器110 的冷卻劑流道、增濕器54，和燃料電池堆22，快速執(zhí)行熱交換，并且 被保持在適當(dāng)溫度。相反，第二循環(huán)泵220被設(shè)計(jì)成主要通過(guò)空氣調(diào) 節(jié)熱交換器170循環(huán)冷卻劑，并且因此可為小容量泵。因?yàn)樵摰诙?環(huán)泵220較小，所以在低流速下的運(yùn)行效率好于主要冷卻流道102中 的循環(huán)泵130的運(yùn)行效率。同樣，第二循環(huán)泵220優(yōu)選地使得即使當(dāng) 它未被運(yùn)行時(shí)，冷卻劑也能夠通過(guò)它。這使得即使當(dāng)?shù)诙h(huán)泵220 未被運(yùn)行時(shí)，也能夠防止冷卻劑流動(dòng)效率中的降低。輸入/輸出流道204是從主要冷卻流道102向三通閥212延伸的冷 卻劑流道，所以在該意義上，它可被認(rèn)為是主要冷卻流道102的部分 的分支流道。因?yàn)檠h(huán)流道208與空氣調(diào)節(jié)旁通流道206平行，所以 循環(huán)流道208形成環(huán)形流道。下面，將對(duì)通過(guò)三通閥212切換冷卻流道進(jìn)行描述。根據(jù)燃料電 池堆22的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)未示出的冷卻控制部分執(zhí)行三通閥212的切 換運(yùn)行。該冷卻控制部分也可與燃料電池運(yùn)行系統(tǒng)10的控制部分70 相結(jié)合。圖17是示出成閉環(huán)連接到循環(huán)流道208的空氣調(diào)節(jié)旁通流道 206的視圖，通過(guò)切換三通閥212實(shí)現(xiàn)該閉環(huán)。此時(shí)，輸入/輸出流道204從該閉環(huán)流道斷開。為了使得該流道更加易于看見，三通閥212在圖17中用虛線示出。更特別地，通過(guò)運(yùn)行三通閥212從而它將空氣調(diào) 節(jié)旁通流道206的一側(cè)與循環(huán)流道208的一側(cè)連接而形成該閉環(huán)流道。形成這種閉環(huán)流道使得冷卻劑能夠獨(dú)立于主要冷卻流道102被第 二循環(huán)泵220循環(huán)通過(guò)該閉環(huán)流道。即，冷卻劑可在加熱器222和空 氣調(diào)節(jié)熱交換器170之間循環(huán)。當(dāng)燃料電池堆22仍在低溫下運(yùn)行時(shí)， 優(yōu)選地使用該連接狀態(tài)。結(jié)果，可防止尚未被燃料電池堆22充分加熱 的低溫冷卻劑被分配到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170。同樣，運(yùn)行加熱器222 和第二循環(huán)泵220使得閉環(huán)流道中的冷卻劑被充分加熱并且被供應(yīng)到 空氣調(diào)節(jié)熱交換器170，這使得車輛座艙162能夠被充分地并且快速地 加熱。圖18是示出其中三通閥212已被切換以斷開循環(huán)流道208并且將 輸入/輸出流道204與空氣調(diào)節(jié)旁通流道206連接到一起的狀態(tài)的視圖。 這里，同樣，正如在圖17中，三通閥212用虛線示出以使得流道更加 易于看見。更特別地，三通閥212運(yùn)行從而它將空氣調(diào)節(jié)旁通流道206 的一側(cè)與從主要冷卻流道102連接到冷卻劑入口的輸入/輸出流道204 的一側(cè)相連接。結(jié)果，循環(huán)流道208被斷開而輸入/輸出流道204和空 氣調(diào)節(jié)旁通流道206被直接地連接到一起，所以可平行于行進(jìn)通過(guò)燃 料電池堆22的主要冷卻流道102布置空氣調(diào)節(jié)旁通流道206。該連接與示于圖615的結(jié)構(gòu)基本相同。即，空氣調(diào)節(jié)旁通冷卻流 道202與主要冷卻流道102共享冷卻劑并且執(zhí)行所謂的協(xié)作控制。因 此，三通閥212在與主要冷卻流道102的協(xié)作控制連接和獨(dú)立控制連 接之間切換空氣調(diào)節(jié)旁通流道206的連接。當(dāng)經(jīng)由協(xié)作控制連接而連 接空氣調(diào)節(jié)旁通流道206時(shí)，停止第二循環(huán)泵220。然而，如上所述， 即使當(dāng)?shù)诙h(huán)泵的運(yùn)行停止時(shí)，冷卻劑仍可自由通過(guò)第二循環(huán)泵220，所以空氣調(diào)節(jié)旁通流道206的冷卻劑流動(dòng)效率并不降低。如參考圖6和15所描述的那樣，當(dāng)已經(jīng)被燃料電池堆22的運(yùn)行加熱并且被散熱器110保持在適當(dāng)溫度下的冷卻劑循環(huán)時(shí)，執(zhí)行協(xié)作 控制。因此，根據(jù)燃料電池堆22的運(yùn)行狀態(tài)在示于圖17的閉環(huán)流道 連接和協(xié)作控制連接之間切換連接。例如，當(dāng)燃料電池堆22尚未被溫 熱時(shí)，采用示于圖17中的閉環(huán)流道連接并且運(yùn)行加熱器222和第二循 環(huán)泵220以升高被供應(yīng)到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170的冷卻劑的溫度。當(dāng) 燃料電池堆22升溫并且主要冷卻流道102中的冷卻劑的溫度升高時(shí)， 連接切換為示于圖18中的直接連接并且加熱器222停止運(yùn)行。結(jié)果， 可降低加熱車輛座艙162所需的功率，由此改善燃料消耗。例如,當(dāng)燃料電池堆22中的冷卻劑的溫度，即，冷卻劑溫度，達(dá) 到預(yù)定目標(biāo)冷卻劑溫度時(shí)，連接可在示于圖17中的閉環(huán)流道連接和示 于圖18中的直接連接之間切換?？商娲?，為了進(jìn)一步改善燃料消耗， 可甚至更早地進(jìn)行切換，例如當(dāng)冷卻劑溫度達(dá)到50攝氏度時(shí)進(jìn)行切換， 該溫度下能夠執(zhí)行熱交換并且該溫度接近目標(biāo)冷卻劑溫度。圖19示出示于圖18中的連接的修改實(shí)例。這里，流動(dòng)通過(guò)空氣 調(diào)節(jié)旁通流道206的冷卻劑在燃料電池堆22上游返回到主要冷卻流道 102。同樣，運(yùn)行三通閥212以將連接到在此處從主要冷卻流道102取 得冷卻劑的一側(cè)的輸入/輸出流道204的一側(cè)，和空氣調(diào)節(jié)旁通流道206 的一側(cè)相連接。結(jié)果，循環(huán)流道208被斷開并且輸入/輸出流道204直 接地與空氣調(diào)節(jié)旁通流道206連接，此時(shí)運(yùn)行第二循環(huán)泵220并且停 止主要冷卻流道102的循環(huán)泵130。根據(jù)燃料電池堆22的運(yùn)行狀態(tài)， 通過(guò)未示出的冷卻控制部分切換主要冷卻流道102的循環(huán)泵130和第 二循環(huán)泵220的運(yùn)行。當(dāng)主要冷卻流道102的循環(huán)泵130未在運(yùn)行時(shí)，冷卻劑并不循環(huán) 通過(guò)主要冷卻流道102。在這些條件下，當(dāng)?shù)诙h(huán)泵220在運(yùn)行同時(shí) 形成示于圖19中的連接時(shí)，冷卻劑循環(huán)通過(guò)閉環(huán)，從第二循環(huán)泵220 流動(dòng)到加熱器222，到空氣調(diào)節(jié)熱交換器170,到燃料電池堆22，然后再次返回到第二循環(huán)泵220。當(dāng)燃料電池堆22在低負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，例如當(dāng)燃料電池堆22空運(yùn) 行或者間歇運(yùn)行時(shí)，可使用參考圖19的上述運(yùn)行狀態(tài)。因?yàn)楫?dāng)燃料電 池堆22在低負(fù)載下運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生大量的熱量，所以經(jīng)常不必通過(guò)散熱 器110進(jìn)行冷卻。因此，主要冷卻流道102的循環(huán)泵130被停止并且 替代地冷卻劑通過(guò)更小的第二循環(huán)泵220而循環(huán)。當(dāng)流速低時(shí)，第二 循環(huán)泵220在比大容量循環(huán)泵130更好的效率下運(yùn)行。即，更小的第 二循環(huán)泵220能夠利用比大容量循環(huán)泵130更低的功率有效率地循環(huán) 冷卻劑，這使得當(dāng)燃料電池堆22在低負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，能夠改善燃料消 耗。當(dāng)燃料電池堆22在中等或者高負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，第二循環(huán)泵220停 止并且通過(guò)僅僅運(yùn)行主要冷卻流道102的循環(huán)泵130而循環(huán)冷卻劑， 如參考圖9所描述的。因此，驅(qū)動(dòng)第二循環(huán)泵220所需的功率可被降 低，這又使得能夠改進(jìn)在中等或者高負(fù)載下的燃料消耗。進(jìn)一步，當(dāng)在使用示于圖17中的閉環(huán)流道連接加熱冷卻劑并且通 過(guò)空氣調(diào)節(jié)熱交換器170溫?zé)彳囕v座艙162之后使用者關(guān)閉車輛座艙 162中的空氣調(diào)節(jié)時(shí)，連接切換為示于圖18或者19中的直接連接而加 熱器222繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)空氣調(diào)節(jié)器被關(guān)閉時(shí)，從空氣調(diào)節(jié)熱交換器170 將溫?zé)峥諝獯邓偷杰囕v座艙162中的風(fēng)扇等也被關(guān)閉。然而，因?yàn)榧?熱器222仍在運(yùn)行，所以加熱的冷卻劑可被供應(yīng)到燃料電池堆22，由 此使得燃料電池堆22能夠快速溫?zé)?。雖然己經(jīng)參考被認(rèn)為是其優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但 是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所披露的實(shí)施例或者構(gòu)造。相反，本發(fā)明旨 在涵蓋各種修改和等價(jià)布置。另外，雖然所披露發(fā)明的各種元件以示 例性的各種組合和構(gòu)造示出，但是包括更多、更少或者僅僅單一元件 的其它組合和構(gòu)造也位于本發(fā)明的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池冷卻系統(tǒng)，所述燃料電池利用通過(guò)向陽(yáng)極側(cè)供應(yīng)燃料氣體并向陰極側(cè)供應(yīng)氧化氣體而產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，所述燃料電池冷卻系統(tǒng)包括冷卻流道，冷卻劑通過(guò)所述冷卻流道在燃料電池堆和散熱器之間循環(huán)；和第二熱交換器，所述第二熱交換器與所述燃料電池堆平行設(shè)置，且使用已從所述冷卻流道分流的冷卻劑。
2. —種燃料電池冷卻系統(tǒng)，所述燃料電池利用通過(guò)向陽(yáng)極側(cè)供應(yīng)燃料氣體并向陰極側(cè)供應(yīng)氧化氣體而產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，所述燃料電池冷卻系統(tǒng)包括冷卻流道，冷卻劑通過(guò)所述冷卻流道在燃料電池堆和散熱器之間 循環(huán)；和第二熱交換器，所述第二熱交換器與所述散熱器平行設(shè)置，且使 用已從所述冷卻流道分流的冷卻劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的燃料電池冷卻系統(tǒng)，其中所述第二熱交 換器用作用于供應(yīng)氧化氣體的氣體壓縮機(jī)的冷卻設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的燃料電池冷卻系統(tǒng)，其中所述 燃料電池是安裝在車輛中的車輛用燃料電池，用于對(duì)車輛座艙進(jìn)行空 氣調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)熱交換器與所述燃料電池堆平行設(shè)置，并且已從所 述冷卻流道分流的冷卻劑被用于所述空氣調(diào)節(jié)熱交換器中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括-冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置-，和增濕器，所述增濕器相對(duì)于所述燃料電池堆的陰極側(cè)入口及所述燃料電池堆的陰極側(cè)出口平行布置，所述氧化氣體通過(guò)所述陰極側(cè)入 口被供應(yīng)到所述燃料電池的所述陰極側(cè)，氣體通過(guò)所述陰極側(cè)出口被 排出，其中所述增濕器被布置在所述冷卻劑循環(huán)泵的下游和所述燃料電 池堆的上游，并且所述第二熱交換器使用從所述散熱器的下游和所述 冷卻劑循環(huán)泵的上游取得的冷卻劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括 冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置；和增濕器，所述增濕器相對(duì)于所述燃料電池堆的陰極側(cè)入口及所述 燃料電池堆的陰極側(cè)出口平行布置，所述氧化氣體通過(guò)所述陰極側(cè)入 口被供應(yīng)到所述燃料電池的所述陰極側(cè)，氣體通過(guò)所述陰極側(cè)出口被 排出，其中所述增濕器被布置在所述冷卻劑循環(huán)泵的下游和所述燃料電 池堆的上游，并且所述第二熱交換器使用從所述冷卻劑循環(huán)泵的下游 和所述增濕器的上游取得的冷卻劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置；和增濕器，所述增濕器相對(duì)于所述燃料電池堆的陰極側(cè)入口及所述 燃料電池堆的陰極側(cè)出口平行布置，所述氧化氣體通過(guò)所述陰極側(cè)入 口被供應(yīng)到所述燃料電池的所述陰極側(cè)，氣體通過(guò)所述陰極側(cè)出口被 排出，其中所述增濕器被布置在所述冷卻劑循環(huán)泵的上游和所述散熱器 的下游，并且所述第二熱交換器使用從所述散熱器的下游和所述增濕 器的上游取得的冷卻劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置；和增濕器，所述增濕器相對(duì)于所述燃料電池堆的陰極側(cè)入口及所述 燃料電池堆的陰極側(cè)出口平行布置，所述氧化氣體通過(guò)所述陰極側(cè)入 口被供應(yīng)到所述燃料電池的所述陰極側(cè)，氣體通過(guò)所述陰極側(cè)出口被 排出，其中所述增濕器被布置在所述冷卻劑循環(huán)泵的下游和所述燃料電 池堆的上游，并且所述空氣調(diào)節(jié)熱交換器使用從所述增濕器的下游和 所述燃料電池堆的上游取得的冷卻劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括 冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置；和增濕器，所述增濕器相對(duì)于所述燃料電池堆的陰極側(cè)入口及所述 燃料電池堆的陰極側(cè)出口平行布置，所述氧化氣體通過(guò)所述陰極側(cè)入 口被供應(yīng)到所述燃料電池的所述陰極側(cè)，氣體通過(guò)所述陰極側(cè)出口被 排出，其中所述增濕器被布置在所述冷卻劑循環(huán)泵的下游和所述燃料電 池堆的上游，并且所述空氣調(diào)節(jié)熱交換器使用從所述散熱器的下游和 所述冷卻劑循環(huán)泵的上游取得的冷卻劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括 冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置； 增濕器，所述增濕器相對(duì)于所述燃料電池堆的陰極側(cè)入口及所述燃料電池堆的陰極側(cè)出口平行布置，所述氧化氣體通過(guò)所述陰極側(cè)入 口被供應(yīng)到所述燃料電池的所述陰極側(cè)，氣體通過(guò)所述陰極側(cè)出口被 排出；和旁通位置切換裝置，所述旁通位置切換裝置用于切換旁通流道的 入口和出口中的至少一個(gè)的位置，所述旁通流道將冷卻劑從所述冷卻流道分流到所述第二熱交換器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括 冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置； 增濕器，所述增濕器相對(duì)于所述燃料電池堆的陰極側(cè)入口及所述燃料電池堆的陰極側(cè)出口平行布置，所述氧化氣體通過(guò)所述陰極側(cè)入 口被供應(yīng)到所述燃料電池堆的所述陰極側(cè)，氣體通過(guò)所述陰極側(cè)出口 被排出；和旁通位置切換裝置，所述旁通位置切換裝置用于切換旁通流道的 入口和出口中的至少一個(gè)的位置，所述旁通流道將冷卻劑從所述冷卻流道分流到所述空氣調(diào)節(jié)熱交換器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括 第一冷卻劑循環(huán)泵，所述第一冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置；空氣調(diào)節(jié)旁通流道，所述空氣調(diào)節(jié)旁通流道是已從所述冷卻流道 分流的冷卻劑流過(guò)的旁通流道，并且所述空氣調(diào)節(jié)熱交換器、加熱器 和第二冷卻劑循環(huán)泵布置在所述空氣調(diào)節(jié)旁通流道中；循環(huán)流道，所述循環(huán)流道與所述空氣調(diào)節(jié)旁通流道平行布置；和 空氣調(diào)節(jié)旁通切換裝置，所述空氣調(diào)節(jié)旁通切換裝置用于切換在所述空氣調(diào)節(jié)旁通流道和所述冷卻流道之間的連接與在所述空氣調(diào)節(jié)旁通流道和所述循環(huán)流道之間的連接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的燃料電池冷卻系統(tǒng)，其中所述空氣調(diào)節(jié)旁 通切換裝置在閉環(huán)連接與直接連接之間切換連接，在所述閉環(huán)連接中， 所述空氣調(diào)節(jié)旁通流道和所述循環(huán)流道連接成閉環(huán)，且與所述冷卻流 道斷開，在所述直接連接中，所述空氣調(diào)節(jié)旁通流道和所述冷卻流道 直接連接，且與所述循環(huán)流道斷開。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的燃料電池冷卻系統(tǒng)，其中第二循環(huán)泵是當(dāng) 所述冷卻劑的流速低時(shí)運(yùn)行效率比第一循環(huán)泵更高的泵；并且還設(shè)置泵運(yùn)行控制裝置，用于根據(jù)所述燃料電池的運(yùn)行狀態(tài)彼此相關(guān)地控制 第一循環(huán)泵的運(yùn)行和第二循環(huán)泵的運(yùn)行，并且當(dāng)所述燃料電池在低負(fù) 載下運(yùn)行時(shí)，停止第一循環(huán)泵的運(yùn)行，并且使用第二循環(huán)泵將冷卻劑 循環(huán)到所述燃料電池堆。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括 冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置， 其中所述第二熱交換器從所述散熱器的上游和所述燃料電池堆的下游取得冷卻劑，并將冷卻劑返回到所述散熱器的下游和所述燃料電 池堆的上游。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括 冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置， 其中所述第二熱交換器從所述冷卻劑循環(huán)泵的下游和所述燃料電池堆的上游取得冷卻劑。
17. 根據(jù)權(quán)利要求4的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括 冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置， 其中所述空氣調(diào)節(jié)熱交換器從所述冷卻劑循環(huán)泵的下游和所述燃料電池堆的上游取得冷卻劑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求4的燃料電池冷卻系統(tǒng)，還包括-冷卻劑循環(huán)泵，所述冷卻劑循環(huán)泵在所述冷卻流道中串聯(lián)布置， 其中所述空氣調(diào)節(jié)熱交換器從所述燃料電池堆的下游和所述散熱 器的上游取得冷卻劑。
全文摘要
一種燃料電池冷卻系統(tǒng)(100)設(shè)有主要冷卻流道(102)和與主要冷卻流道(102)平行布置并且分流相同冷卻劑的旁通冷卻流道(104)，作為冷卻劑流動(dòng)通過(guò)的流道。散熱器(110)和冷卻劑循環(huán)泵(WP)(130)等布置在主要冷卻流道(102)中。來(lái)自主要冷卻流道(102)的冷卻劑進(jìn)入旁通冷卻流道(104)并且經(jīng)由ACP(48)的馬達(dá)(50)的機(jī)殼等達(dá)到第二熱交換器(120)。在第二熱交換器(120)處，也與供應(yīng)氣體流道(80)執(zhí)行熱交換，在這之后，冷卻劑返回到主要冷卻流道(102)?？筛鶕?jù)冷卻劑從主要冷卻流道(102)分流的位置和循環(huán)泵(130)的布置改變分配冷卻劑的方式。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101331634SQ200680046752
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日
發(fā)明者石川智隆 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社