2024-163594 二次電池の冷却システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163594

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】二次電池の冷却システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6568 20140101AFI20241115BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20241115BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20241115BHJP

   H01M 10/633 20140101ALI20241115BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20241115BHJP

   H01M 8/04014 20160101ALI20241115BHJP

   H01M 8/0432 20160101ALI20241115BHJP

   H01M 8/04746 20160101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6568

H01M10/613

H01M10/6556

H01M10/633

H01M8/04 J

H01M8/04014

H01M8/0432

H01M8/04746

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079345

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000241500

【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神尾 佳希

【テーマコード（参考）】

5H031

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031HH06

5H031KK08

5H127AB04

5H127AB29

5H127AC07

5H127BA02

5H127BA21

5H127BA23

5H127BA59

5H127DB99

5H127DC02

5H127DC08

5H127EE04

5H127EE13

5H127EE19

5H127FF06

(57)【要約】

【課題】専用の冷却装置を設けることなく二次電池を冷却する。
【解決手段】二次電池１０の冷却システムＡは、蓄電モジュール１２と、蓄電モジュール１２を冷却するための冷媒の流路である吸熱流路１５とを有する二次電池２０と、燃料の供給によって電力を発生させる燃料電池スタック２０と、燃料を気体として吐出可能な状態で貯留する燃料貯留装置２４と、燃料貯留装置２４に貯留されている燃料を気体の状態で吸熱流路１５に供給する第１燃料流路２５と、吸熱流路１５を通過した燃料を燃料電池スタック２０に供給する第２燃料流路２９と、を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールを冷却するための冷媒の流路である吸熱流路とを有する二次電池と、
燃料の供給によって電力を発生させる燃料電池スタックと、
前記燃料を気体として吐出可能な状態で貯留する燃料貯留装置と、
前記燃料貯留装置に貯留されている前記燃料を気体の状態で前記吸熱流路に供給する第１燃料流路と、
前記吸熱流路を通過した前記燃料を前記燃料電池スタックに供給する第２燃料流路と、を備えている二次電池の冷却システム。

【請求項2】

前記第１燃料流路に設けたバルブ装置と、
前記バルブ装置と前記燃料電池スタックを接続するバイパス流路と、を備え、
前記バルブ装置は、前記吸熱流路に供給する前記燃料の流量を調節する機能と、前記バイパス流路を経由させて前記燃料電池スタックに供給する前記燃料の流量を調節する機能とを有している請求項１に記載の二次電池の冷却システム。

【請求項3】

前記二次電池の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出値に基づいて、前記バルブ装置を制御する制御装置と、を備えている請求項２に記載の二次電池の冷却システム。

【請求項4】

前記第１燃料流路に設けられ、前記第１燃料流路における前記燃料の流量を調節する第１バルブ装置と、
前記燃料貯留装置に貯留されている前記燃料を、前記吸熱流路を経由しない経路で前記燃料電池スタックに供給する直送流路と、
前記直送流路に設けられ、前記直送流路における前記燃料の流量を調節する第２バルブ装置と、を備えている請求項１に記載の二次電池の冷却システム。

【請求項5】

前記二次電池の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出値に基づいて、前記第１バルブ装置と前記第２バルブ装置を制御する制御装置と、を備えている請求項４に記載の二次電池の冷却システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池の冷却システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両に搭載された二次電池を冷却する冷却装置が開示されている。この冷却装置は、外気を導入して冷却風を発生させる冷却器と、冷却器で発生した冷却風を二次電池に供給する供給用ダクトとを備えている。二次電池の温度が規定温度以上であるときに、冷却器が作動することによって、二次電池が冷却される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１７６１３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の冷却装置は、二次電池を冷却する機能のみを有する専用装置である。専用の冷却装置を設けることは、コストアップとなり、設置スペースが必要であり、重量が増加する等の問題がある。

【0005】

本開示は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、専用の冷却装置を設けることなく二次電池を冷却することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の二次電池の冷却システムは、
蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールを冷却するための冷媒の流路である吸熱流路とを有する二次電池と、
燃料の供給によって電力を発生させる燃料電池スタックと、
前記燃料を気体として吐出可能な状態で貯留する燃料貯留装置と、
前記燃料貯留装置に貯留されている前記燃料を気体の状態で前記吸熱流路に供給する第１燃料流路と、
前記吸熱流路を通過した前記燃料を前記燃料電池スタックに供給する第２燃料流路と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本開示の冷却システムは、専用の冷却装置を設けることなく二次電池を冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態１の二次電池の概略構造をあらわす断面図

【図2】実施形態１の冷却システムの構成をあらわすブロック図

【図3】実施形態２の冷却システムの構成をあらわすブロック図

【発明を実施するための形態】

【0009】

ここで、本開示の望ましい形態例を示す。下記の複数の形態例を、矛盾を生じない範囲で任意に組み合わせたものも、発明を実施するための形態に含まれる。

【0010】

（１）本開示の二次電池の冷却システムは、蓄電モジュールと、前記蓄電モジュールを冷却するための冷媒の流路である吸熱流路とを有する二次電池と、燃料の供給によって電力を発生させる燃料電池スタックと、前記燃料を気体として吐出可能な状態で貯留する燃料貯留装置と、前記燃料貯留装置に貯留されている前記燃料を気体の状態で前記吸熱流路に供給する第１燃料流路と、前記吸熱流路を通過した前記燃料を前記燃料電池スタックに供給する第２燃料流路と、を備えている。

【0011】

本開示によれば、燃料貯留装置に気体として吐出可能な状態で貯留されている燃料を、断熱膨張により低圧気体の状態で吸熱流路に供給すると、気化ガスは、吸熱流路を通過する過程で冷媒としての機能を発揮し、蓄電モジュールの熱を奪う。吸熱流路を通過した気化ガスは、燃料電池スタックに供給されることによって、発電用の燃料として消費される。燃料電池スタック用の燃料を二次電池冷却用の冷媒として兼用させたので、二次電池を冷却するための専用の冷媒が不要である。よって、専用の冷却装置を設けることなく二次電池を冷却することができる。

【0012】

（２）（１）において、前記第１燃料流路に設けたバルブ装置と、前記バルブ装置と前記燃料電池スタックを接続するバイパス流路と、を備え、前記バルブ装置は、前記吸熱流路に供給する前記燃料の流量を調節する機能と、前記バイパス流路を経由させて前記燃料電池スタックに供給する前記燃料の流量を調節する機能とを有していることが好ましい。この構成によれば、二次電池の温度や、燃料電池スタックに要求される発電量等に基づいて、吸熱流路への燃料の供給と供給停止の切り換え、吸熱流路への燃料の供給量の調節、バイパス流路経由による燃料電池スタックへの燃料の供給と供給停止の切り換え、バイパス流路経由による燃料電池スタックへの燃料の供給量の調節を、個別に行うことができる。

【0013】

（３）（２）において、前記二次電池の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出値に基づいて、前記バルブ装置を制御する制御装置と、を備えていることが好ましい。この構成によれば、二次電池の温度に応じてバルブ装置を制御することによって、吸熱流路への燃料の供給を制御できるので、二次電池の過熱や過冷却を防止できる。吸熱流路への流量の変動に伴って、バイパス流路経由による燃料電池スタックへの燃料の供給量を、適正に調節することができる。

【0014】

（４）（１）において、前記第１燃料流路に設けられ、前記第１燃料流路における前記燃料の流量を調節する第１バルブ装置と、前記燃料貯留装置に貯留されている前記燃料を、前記吸熱流路を経由しない経路で前記燃料電池スタックに供給する直送流路と、前記直送流路に設けられ、前記直送流路における前記燃料の流量を調節する第２バルブ装置と、を備えていることが好ましい。この構成によれば、二次電池の温度や、燃料電池スタックに要求される発電量等に基づいて、吸熱流路への燃料の供給と供給停止の切り換え、吸熱流路への燃料の供給量の調節、直送流路経由による燃料電池スタックへの燃料の供給と供給停止の切り換え、直送流路経由による燃料電池スタックへの燃料の供給量の調節を、個別に行うことができる。

【0015】

（５）（４）において、前記二次電池の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出値に基づいて、前記第１バルブ装置と前記第２バルブ装置を制御する制御装置と、を備えていることが好ましい。この構成によれば、二次電池の温度に応じて第１バルブ装置を制御することによって、吸熱流路への燃料の供給を制御できるので、二次電池の過熱や過冷却を防止できる。吸熱流路への流量の変動に伴って第２バルブ装置を制御することにより、直送流路による燃料電池スタックへの燃料の供給量を、適正に調節することができる。

【0016】

＜実施形態１＞
本開示を具体化した実施形態１を、図１～図２を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0017】

本実施形態１の冷却システムＡは、例えば、車両に搭載されるものであり、二次電池１０と、燃料電池スタック２０と、燃料貯留装置２４と、バルブ装置２８と、制御装置３１と、を備えている。二次電池１０は、気密性を有するケース１１と、蓄電モジュール１２と、温度センサ１４とを備えている。蓄電モジュール１２は、間隔を空けて並列するように配置された複数の偏平なセル１３によって構成されている。セル１３は、ラミネートシートからなる外装体内に、複数枚の負極板と複数枚の正極板と複数枚のセパレータとを積層した積層電極体（図示省略）と、電解液（図示省略）とを収容した周知形態の部材である。二次電池１０は、車両に搭載された電装品１８に電力を供給する。二次電池１０は、燃料電池スタック２０の出力が不足したときに、モータ２１に対して直接的に電力の供給を行うピークアシスト機能を有する。同じく二次電池１０は、モータ２１からの回生電力を回収して蓄える蓄電機能を有する。

【0018】

蓄電モジュール１２は、ケース１１内に収容されている。セル１３に接する位置、又はセル１３に近接する位置には、ケース１１内の蓄電モジュール１２の温度を検出する温度センサ１４が設けられている。蓄電モジュール１２が収容されたケース１１内には、蓄電モジュール１２を冷却するための冷媒を流動させるための吸熱流路１５が構成されている。隣り合うセル１３の間の空間、蓄電モジュール１２とケース１１の内面との間の空間が、吸熱流路１５を構成している。ケース１１の上面板には、ケース１１の内外を連通させる流入ポート１６が設けられている。ケース１１の側面板の下端部には、ケース１１の内外を連通させる流出ポート１７が設けられている。

【0019】

燃料電池スタック２０は、燃料電池スタック２０に供給された燃料（図示省略）を、酸素と反応させることによって電力を発生させる装置である。燃料電池スタック２０において発生させた電力は、車両走行用のモータ２１や、エアコン装置（図示省略）等に供給される。燃料電池スタック２０において発生した電力のうち消費されなかった余剰電力は、充電回路２２を経由することによって、蓄電モジュール１２に供給されて充電される。

【0020】

燃料電池スタック２０に供給される燃料は、燃料貯留装置２４に気体として吐出可能な状態で貯留されている。燃料貯留装置２４は、タンク内に吸蔵合金を収容して構成されている。本実施形態では、燃料として水素が用いられている。水素のジュールトムソン効果の逆転温度は、－８０℃と低いため、冷却システムＡを車両に搭載して使用する環境下においては、気体として吐出された水素が断熱膨張するのに伴い、水素の温度が上昇していく。そのため、本実施形態１では、水素を、固溶状態または化学的結合をさせた状態で吸蔵合金に吸蔵している。吸蔵合金としては、マグネシウム基合金やバナジウム基合金等が用いられている。燃料貯留装置２４に貯留されている燃料は、吸蔵合金から放出され、断熱膨張した状態で、二次電池１０や燃料電池スタック２０に供給されるようになっている。吸蔵合金から放出された燃料は、放出時の吸熱反応によって常温よりも低温となる。

【0021】

燃料貯留装置２４には、第１燃料流路２５の上流端が接続されている。第１燃料流路２５の下流端は、二次電池１０のケース１１の流入ポート１６に接続されている。第１燃料流路２５は、燃料貯留装置２４に貯留されている燃料を、気化ガスの状態で吸熱流路１５に供給する流路である。第１燃料流路２５の途中には、バルブ装置２８が設けられている。第１燃料流路２５のうちバルブ装置２８よりも上流側の領域は、燃料貯留装置２４に貯留されている燃料をバルブ装置２８に供給する上流側流路２６として機能する。第１燃料流路２５のうちバルブ装置２８よりも下流側の領域は、燃料をバルブ装置２８から吸熱流路１５に供給する下流側流路２７として機能する。二次電池１０の流出ポート１７には、第２燃料流路２９の上流端が接続されている。第２燃料流路２９の下流端は、燃料電池スタック２０に接続されている。第２燃料流路２９は、吸熱流路１５を通過した燃料を燃料電池スタック２０に供給する流路である。

【0022】

バルブ装置２８には、第１燃料流路２５から分岐したバイパス流路３０の上流端が接続されている。バイパス流路３０の下流端は、燃料電池スタック２０に接続されている。バイパス流路３０は、燃料貯留装置２４に貯留されている燃料を、吸熱流路１５（二次電池１０）を経由させずに、気化ガスの状態で燃料電池スタック２０に供給する流路である。バルブ装置２８は、上流側流路２６から下流側流路２７に至る流路と、上流側流路２６からバイパス流路３０に至る流路を、個別に開閉する開閉機構（図示省略）を有する。バルブ装置２８は、これらの流路を開いた状態において、各々の流路における燃料の流量を調節する流量調節機構（図示省略）を有している。

【0023】

バルブ装置２８の開閉機構と流量調節機構は、車両用ＥＣＵからなる制御装置３１によって制御される。制御装置３１には、温度センサ１４からの検出情報、車両走行時におけるアクセルペダルの操作情報、ステアリングの操作情報、ブレーキペダルの操作情報等が入力される。制御装置３１は、入力された上記の各種情報に基づいて、バルブ装置２８の開閉機構と流量調節機構を制御する。

【0024】

次に、本実施形態１の作用を説明する。二次電池１０の温度が正常の範囲内であり、蓄電モジュール１２を冷却する必要がない場合は、制御装置３１の制御により、バルブ装置２８は、下流側流路２７への流路を閉じ、下流側流路２７への燃料の供給を停止する。この間に、発電の必要があれば、制御装置３１の制御により、バルブ装置２８は、上流側流路２６からバイパス流路３０への流路を開き、上流側流路２６とバイパス流路３０を通る経路で、燃料電池スタック２０への燃料供給を行う。

【0025】

二次電池１０の温度が上昇すると、温度センサ１４からの検出情報に基づいて制御装置３１がバルブ装置２８を制御することによって、上流側流路２６から下流側流路２７への流路が開き、低温の燃料（気化ガス）が、冷媒として吸熱流路１５内に供給される。気化ガス状態の燃料は、吸熱流路１５を通過する過程でセル１３の熱を奪う。これにより、二次電池１０の蓄電モジュール１２が冷却される。吸熱流路１５を通過した燃料は、第２燃料流路２９を経由することによって、燃料電池スタック２０に供給される。

【0026】

二次電池１０が冷却されている間、燃料電池スタック２０は、吸熱流路１５を経由して供給された燃料によって発電を行う。吸熱流路１５を経由した燃料だけでは発電量が不足する場合は、バイパス流路３０を経由して燃料電池スタック２０に燃料を供給する。二次電池１０が冷却されている間、燃料電池スタック２０において必要以上の電力が発生されている場合は、燃料電池スタック２０で発生させた電力のうち余剰電力を、充電回路２２を介すことによって蓄電モジュール１２に供給し、二次電池１０を充電する。

【0027】

本実施形態１の冷却システムＡは、二次電池１０と、燃料の供給によって電力を発生させる燃料電池スタック２０と、燃料を気体として吐出可能な状態で貯留する燃料貯留装置２４と、第１熱膨張部材と、第２燃料流路２９とを備えている。二次電池１０は、蓄電モジュール１２と、蓄電モジュール１２を冷却するための冷媒の流路である吸熱流路１５とを有する。第１燃料流路２５は、燃料貯留装置２４に貯留されている燃料を気化ガスの状態で吸熱流路１５に供給する。第２燃料流路２９は、吸熱流路１５を通過した燃料を前記燃料電池スタック２０に供給する。

【0028】

燃料貯留装置２４に気体として吐出可能な状態で貯留されている燃料を、気化反応させて断熱膨張した状態で吸熱流路１５に供給すると、気化ガスは、吸熱流路１５を通過する過程で冷媒としての機能を発揮し、蓄電モジュール１２の熱を奪う。吸熱流路１５を通過した気化ガスは、燃料電池スタック２０に供給されることによって、発電用の燃料として消費される。燃料電池スタック２０用の燃料を二次電池１０冷却用の冷媒として兼用させたので、二次電池１０を冷却するための専用の冷媒が不要である。よって、専用の冷却システムＡを設けることなく二次電池１０を冷却することができる。

【0029】

冷却システムＡは、第１燃料流路２５に設けたバルブ装置２８と、バイパス流路３０とを有する。バイパス流路３０は、バルブ装置２８と燃料電池スタック２０を接続する。バルブ装置２８は、吸熱流路１５に供給する燃料の流量を調節する流量調節機能と、バイパス流路３０を経由させて燃料電池スタック２０に供給する燃料の流量を調節する流量調節機能とを有している。この流量調節機能は、流量を０まで絞り、燃料の経路を閉じる機能も含む。この構成によれば、二次電池１０の温度や、燃料電池スタック２０に要求される発電量等に基づいて、吸熱流路１５への燃料の供給と供給停止の切り換え、吸熱流路１５への燃料の供給量の調節、バイパス流路３０経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給と供給停止の切り換え、バイパス流路３０経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給量の調節を、個別に行うことができる。

【0030】

冷却システムＡは、二次電池１０の温度を検出する温度センサ１４と、温度センサ１４の検出値に基づいてバルブ装置２８を制御する制御装置３１と、を備えている。制御装置３１は、二次電池１０の温度、走行状態、アクセルワーク、電装品１８の使用状態等に基づいて、バルブ装置２８による吸熱流路１５と燃料電池スタック２０への燃料の供給形態を、下記の４つのモードに切り換える。

【0031】

第１のモードは、吸熱流路１５への燃料の供給と、バイパス流路３０の経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給とを行う形態である。第２のモードは、吸熱流路１５への燃料の供給を行い、バイパス流路３０の経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給を停止する形態である。第３のモードは、吸熱流路１５への燃料の供給を停止し、バイパス流路３０の経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給を行う形態である。第４のモードは、吸熱流路１５への燃料の供給と、バイパス流路３０の経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給を停止する形態である。

【0032】

この構成によれば、二次電池１０の温度に応じてバルブ装置２８を制御することによって、吸熱流路１５への燃料の供給を制御できるので、二次電池１０の過熱や過冷却を防止できる。吸熱流路１５への流量の変動に伴って、バイパス流路３０経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給量を、適正に調節することができる。

【0033】

二次電池１０の吸熱流路１５に燃料が供給されている状態では、ケース１１の上面板に配置した流入ポート１６から低温の燃料がケース１１（吸熱流路１５）内に流入し、ケース１１の下端部に配置した流出ポート１７からケース１１（吸熱流路１５）外へ流出する。ケース１１内では、燃料（冷媒）が流入ポート１６から流出ポート１７に向かって下向きに流れる。ケース１１内（吸熱流路１５内）の温度は、下端側よりも上端側の方が高いのであるが、低温の燃料はケース１１の上端部に流入するので、ケース１１内の上端部では、高温の蓄電モジュール１２と低温の燃料（冷媒）との間の温度勾配が大きい。よって、蓄電モジュール１２から燃料（冷媒）への熱伝達率が高く、蓄電モジュール１２を効果的に冷却することができる。

【0034】

＜実施形態２＞
次に、本開示を具体化した実施形態２を図３を参照して説明する。本実施形態２の冷却システムＢは、燃料貯留装置２４から燃料電池スタック２０に燃料を供給する経路の一部を、上記実施形態１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

【0035】

本実施形態２の冷却システムＢは、二次電池１０と、燃料電池スタック２０と、燃料貯留装置２４と、第１燃料流路２５と、第２燃料流路２９と、第１バルブ装置４１と、第２バルブ装置４２と、制御装置４３と、を備えている。二次電池１０と、燃料電池スタック２０と、燃料貯留装置２４と、第１燃料流路２５と、第２燃料流路２９は、実施形態１と同じ構成である。

【0036】

燃料貯留装置２４には、直送流路４０の上流端が接続されている。直送流路４０の下流端は、燃料電池スタック２０に接続されている。直送流路４０は、燃料貯留装置２４に貯留されている燃料を、吸熱流路１５（二次電池１０）を経由させずに、気化ガスの状態で燃料電池スタック２０に供給する流路である。

【0037】

第１燃料流路２５の途中には、第１バルブ装置４１が設けられている。第１バルブ装置４１は、第１燃料流路２５を開閉する開閉機構（図示省略）を有する。第１バルブ装置４１は、第１燃料流路２５を開いた状態において、第１燃料流路２５における燃料の流量を調節する流量調節機構（図示省略）を有している。直送流路４０の途中には、第２バルブ装置４２が設けられている。第２バルブ装置４２は、直送流路４０を開閉する開閉機構（図示省略）を有する。第２バルブ装置４２は、直送流路４０を開いた状態において、直送流路４０における燃料の流量を調節する流量調節機構（図示省略）を有している。

【0038】

第１バルブ装置４１の開閉機構と流量調節機構、及び第２バルブ装置４２の開閉機構と流量調節機構は、車両用ＥＣＵからなる制御装置４３によって制御される。制御装置４３には、温度センサ１４からの検出情報、車両走行時におけるアクセルペダルの操作情報、ステアリングの操作情報、ブレーキペダルの操作情報等が入力される。制御装置４３は、入力された上記の各種情報に基づいて、第１バルブ装置４１の開閉機構と流量調節機構、及び第２バルブ装置４２の開閉機構と流量調節機構を、個別に制御する。

【0039】

次に、本実施形態２の作用を説明する。二次電池１０の温度が正常の範囲内であり、蓄電モジュール１２を冷却する必要がない場合は、制御装置４３の制御により、第１バルブ装置４１が第１燃料流路２５を閉じるので、二次電池１０（吸熱流路１５）への燃料（冷媒）の供給は停止する。この間に、発電の必要があれば、制御装置４３の制御により、第２バルブ装置４２が直送流路４０を開くので、燃料貯留装置２４の燃料が、直送流路４０を通る経路で燃料電池スタック２０へ供給される。

【0040】

二次電池１０の温度が上昇すると、温度センサ１４からの検出情報に基づいて制御装置４３が第１バルブ装置４１を制御することによって、第１燃料流路２５が開き、低温の燃料（気化ガス）が、冷媒として吸熱流路１５内に供給される。気化ガス状態の燃料は、吸熱流路１５を通過する過程でセル１３の熱を奪うので、二次電池１０の蓄電モジュール１２が冷却される。吸熱流路１５を通過した燃料は、第２燃料流路２９を経由することによって、燃料電池スタック２０に供給される。

【0041】

二次電池１０が冷却されている間、燃料電池スタック２０は、吸熱流路１５を経由して供給された燃料によって発電を行う。吸熱流路１５を経由した燃料だけでは発電量が不足する場合は、直送流路４０を経由して燃料電池スタック２０に燃料が供給される。二次電池１０が冷却されている間、燃料電池スタック２０において必要以上の電力が発生されている場合は、燃料電池スタック２０で発生させた電力のうち余剰電力を、充電回路２２を介すことによって蓄電モジュール１２に供給し、二次電池１０を充電する。

【0042】

本実施形態２の冷却システムＢは、第１燃料流路２５に設けた第１バルブ装置４１と、直送流路４０と、第２バルブ装置４２と、を備えている。第１バルブ装置４１は、第１燃料流路２５における燃料（冷媒）の流量を調節する。直送流路４０は、燃料貯留装置２４に貯留されている燃料を、第１燃料流路２５と吸熱流路１５を経由しない経路で燃料電池スタック２０に供給する流路である。第２バルブ装置４２は、直送流路４０に設けられ、直送流路４０における燃料の流量を調節する。

【0043】

この構成によれば、二次電池１０の温度や、燃料電池スタック２０に要求される発電量等に基づいて、吸熱流路１５への燃料の供給と供給停止の切り換え、吸熱流路１５への燃料の供給量の調節、直送流路４０経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給と供給停止の切り換え、直送流路４０経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給量の調節を、個別に行うことができる。

【0044】

冷却システムＢは、二次電池１０（蓄電モジュール１２）の温度を検出する温度センサ１４と、制御装置４３とを備えている。制御装置４３は、温度センサ１４の検出値に基づいて、第１バルブ装置４１と第２バルブ装置４２を制御する。この構成によれば、二次電池１０の温度に応じて第１バルブ装置４１を制御することによって、吸熱流路１５への燃料の供給を制御できるので、二次電池１０の過熱や過冷却を防止できる。吸熱流路１５への流量の変動に伴って第２バルブ装置４２を制御することにより、直送流路４０による燃料電池スタック２０への燃料の供給量を、適正に調節することができる。

【0045】

制御装置４３は、二次電池１０の温度、走行状態、アクセルワーク、電装品の使用状態等に基づいて、第１バルブ装置４１と第２バルブ装置４２を、夫々、２つのモードに切り換える。第１バルブ装置４１は、吸熱流路１５への燃料（冷媒）の供給を行う冷却モードと、吸熱流路１５への燃料の供給を停止する非冷却モードとに切り替わる。冷却モードでは、吸熱流路１５に供給する燃料（冷媒）の流量の調整も行う。第２バルブ装置４２は、直送流路４０を経由して燃料電池スタック２０に燃料を供給する発電モードと、直送流路４０の経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給を停止する非発電モードとに切り替わる。発電モードでは、燃料電池スタック２０に供給する燃料の流量の調整も同時に行う。

【0046】

第１バルブ装置４１のモード切換えと第２バルブ装置４２のモード切換えは、互いに独立して行われるので、吸熱流路１５と燃料電池スタック２０への燃料の供給形態を、下記の４つのモードに切り換えることができる。第１のモードは、吸熱流路１５への燃料供給と、直送流路４０の経由による燃料電池スタック２０への燃料供給とを行う形態である。第２のモードでは、吸熱流路１５への燃料の供給を行い、直送流路４０の経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給を停止する形態である。第３のモードは、吸熱流路１５への燃料の供給を停止し、直送流路４０の経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給を行う形態である。第４のモードは、吸熱流路１５への燃料の供給と、直送流路４０の経由による燃料電池スタック２０への燃料の供給を停止する形態である。

【0047】

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
燃料貯留装置は、吸蔵合金を用いずに、タンクのみで構成してもよい。
燃料電池スタックに供給する燃料は、水素に限らず、メチルシクロヘキサン、ギ酸、エタノール、メタノール、ヒドラジン、アンモニアボラン、ジメチルエーテル、ホルムアルデヒドなどでもよい。
上記の燃料のうち、冷却システムを使用する環境温度よりも逆転温度が低い燃料については、吸蔵合金により吸蔵状態で貯留する。上記の燃料のうち、冷却システムを使用する環境温度よりも逆転温度が高い燃料の貯留方法は、液体状態、気体状態、吸蔵状態のいずれでもよい。
燃料貯留装置に貯留されている上記の燃料を吸熱流路に供給する際には、気体の状態にすることが好ましい。したがって、アンモニアのように液体のままで燃料電池スタックに供給される燃料は、本願発明の冷却システムとしては適さない。

【符号の説明】

【0048】

Ａ，Ｂ…冷却システム
１０…二次電池
１２…蓄電モジュール
１４…温度センサ
１５…吸熱流路
２０…燃料電池スタック
２４…燃料貯留装置
２５…第１燃料流路
２８…バルブ装置
２９…第２燃料流路
３０…バイパス流路
３１，４３…制御装置
４０…直送流路
４１…第１バルブ装置
４２…第２バルブ装置

【図1】

【図2】

【図3】