JP6850430B2 - 空冷式燃料電池ユニット - Google Patents

Description

本発明は、空冷式燃料電池ユニットに関する。

空冷式の燃料電池ユニットでは、多数のＦＣセルの集合体であるＦＣスタック（燃料電池スタック）に冷却風を当て、ＦＣスタックを冷却すると同時に反応用空気が供給されるようにしている。

例えば、固体高分子形の燃料電池ユニットでは、図６（ｂ）に示すように、触媒を担持した燃料極（負極）１５と空気極（正極）１３の間に電解質膜１４が介設され、それらの両側に燃料通路１６、空気通路１０を画成すべくセパレータ１７が配設されたＦＣ（単位セル）が多数積層されたＦＣスタック１を備え、図６（ａ）に示すように、ＦＣスタック１の排気側９２に排気ファン９３が配設されている。

このような燃料電池ユニットでは、吸気口２１ｃから導入された空気２ｃが、ＦＣスタック１の各空気通路１０を通過する際に、ＦＣに酸素が供給され、水素燃料と反応して発電がなされ、ＦＣから水蒸気が排出されると同時に、反応に伴う発熱により高温になっているＦＣと外気との間で熱交換がなされ、ＦＣが冷却される一方、排出される空気２ｃ′が加温・加湿される。

したがって、ＦＣスタック１の吸気側９１は、恒常的に外気温の空気２ｃに曝されるのに対し、ＦＣスタック１の排気側９２では、専ら加熱・加湿された空気２ｃ′が通過する。そのため、ＦＣスタック１の排気側９２を十分に冷却しようとすると、吸気側９１が過冷却になる傾向がある。

特許文献１では、ＦＣスタックの吸気側と排気側とに可動羽根が設けられ、加温された排気の一部が反転されてＦＣスタックの他の部分に通過されるように、可動羽根を開閉させることで、低温時における過冷却を防止することが開示されている。

特開２０１３−２３５７１７号公報

本発明は従来技術の上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＦＣスタックの吸気側と排気側の温度の均一化による冷却効率が改善された新規な空冷式燃料電池ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、走行体に搭載され、第１側（１１）と第２側（１２）との間に貫通する冷却用兼反応用空気通路（１０）を有するＦＣスタック（１）と、
前記走行体の前後方向の前方に開口した外気導入口（２１）から前記ＦＣスタックを経て後部の排気口（２２）に至る空気流路を形成する手段（２）と、
を備えた空冷式燃料電池ユニット（１００）において、
前記ＦＣスタック（１）は、前記空気通路（１０）方向が、前記外気導入口（２１）から導入される走行風によって生成される空気流の方向と直交する方向となるように、前記空気流路内に配設され、
前記空気流路を形成する手段は、前記走行風が前記ＦＣスタックの前記第１側から前記空気通路に入り前記第２側から出る第１の空気流路（２ａ−２ａ′）と、前記ＦＣスタックの前記第２側から前記空気通路に入り前記第１側から出る第２の空気流路（２ｂ−２ｂ′）とを切替える手段（３）を含み、
前記切替える手段（３）は、前記走行風の少なくとも一部が前記空気通路（１０）に入らずに前記ＦＣスタック（１）の前記第１側（１１）および前記第２側（１２）を通過する中間位置を含むことを特徴とする。

本発明に係る空冷式燃料電池ユニットは、ＦＣスタックへの冷却兼反応用空気流路を、第１側から入り第２側から出る第１の空気流路と、第２側から入り第１側から出る第２の空気流路とを全面的に切替えることにより、ＦＣスタックの各側の温度を均一化でき冷却効率を改善する上で有利である。

本発明第１実施形態の空冷式燃料電池ユニットを示す平断面図である。 本発明第１実施形態の空冷式燃料電池ユニットの第１の空気流路（ａ）および第２の空気流路（ｂ）を示す平断面図である。 本発明第２実施形態の空冷式燃料電池ユニットの第１の空気流路（ａ）および第２の空気流路（ｂ）を示す平断面図である。 本発明第３実施形態の空冷式燃料電池ユニットの第１の空気流路（ａ）および第２の空気流路（ｂ）を示す平断面図である。 本発明第４実施形態の空冷式燃料電池ユニットを示す平断面図である。 従来の空冷式燃料電池ユニットを示す平断面図（ａ）およびそのＦＣスタックの模式的な要部拡大側断面図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１において、本発明第１実施形態の空冷式燃料電池ユニット１００は、電動車両に電源ユニットとして搭載される場合を想定した平断面図であり、図中上下方向が電動車両の前後方向（主たる走行方向、長手方向）に対応しており、車両前後方向の軸について左右対称に配置された一対のＦＣスタック１，１を備えている。

左右のＦＣスタック１は、図６（ｂ）に示した一般的な構成を想定しており、共通の部材には共通の符号を付してその説明を省略する。以下の説明では、便宜的に車幅方向中央側に臨むスタック側面を第１側１１、左右各側に臨むスタック側面を第２側１２とし、車両前後方向が各ＦＣスタック１の積層方向に対応しており、多数の冷却用兼反応用空気通路１０は、車両前後方向と直交する車幅方向に平行に配向され、第１側１１と第２側１２との間に貫通している。

左右のＦＣスタック１は、車両前後方向の前方に開口した外気導入口２１から後部の排気口２２に至る空気流路２を形成するケーシング２０内に配置されている。図示例では、左右のＦＣスタック１，１が、ケーシング２０の中央に車両前後方向に延びる隔壁２３で区画された個別の空間に収容されているが、隔壁２３は省略できる。

排気口２２には、隔壁２３で区画されたそれぞれの空気流路に、外気導入口２１から排気口２２に至る空気流を生成する手段として、左右一対の送風ファン２４，２４が配設されているが、隔壁２３が省略される場合は、送風ファン２４は中央に１つ設けられても良い。なお、外気導入口２１から排気口２２に至る空気流を生成する手段は、電動車両に電源ユニットとして搭載されることにより利用可能となる走行風も含まれる。

２つのＦＣスタック１が、その積層方向が車両前後方向となるように左右対称にケーシング２０内に配置されることにより、各ＦＣスタック１の車両前後方向前端部には、各ＦＣスタック１の第１側１１に至る第１外気導入ポート２１ａ（内側外気導入ポート）と、各ＦＣスタック１の第２側１２に至る第２外気導入ポート２１ｂ（外側外気導入ポート）が画成され、かつ、各ＦＣスタック１の車両前後方向後端部には、各ＦＣスタック１の第１側１１から排気口２２に至る第１排気ポート２２ａ（内側排気ポート）と、各ＦＣスタック１の第２側１２から排気口２２に至る第２排気ポート２２ｂ（外側排気ポート）が画成される。

上述した外気導入側、排気側各４つの外気導入ポート２１ａ，２１ｂ、排気ポート２２ａ，２２ｂには、それらを選択的に開閉可能な各一対のダンパー３１，３２が設けられている。これらのダンパー３１，３２は、相互に連動し、以下に述べるような２つの位相で開閉されることにより、ケーシング２０の内部の空気流路を、図１および図２（ａ）に示す第１の空気流路２ａ−２ａ′と、図２（ｂ）に示す第２の空気流路２ｂ−２ｂ′とに切替え可能である。

すなわち、外気導入側のダンパー３１は、左右のＦＣスタック１の車両前後方向前端部付近の軸３１ａを中心に揺動可能な揺動ダンパーであり、図１および図２（ａ）に示すように、外側に揺動した位置にある場合、外側外気導入ポート２１ｂが閉鎖される一方、内側外気導入ポート２１ａが開放され、かつ、外気導入口２１の側部の空気を中央の内側外気導入ポート２１ａに誘導可能な内向傾斜を有している。

また、図２（ｂ）に示すように、外気導入側のダンパー３１が、内側に揺動した位置にある場合は、内側外気導入ポート２１ａが閉鎖される一方、外側外気導入ポート２１ｂが開放され、かつ、外気導入口２１の中央の空気を外側外気導入ポート２１ａに誘導可能な外向傾斜を有している。

排気側のダンパー３２は、左右のＦＣスタック１の車両前後方向後端部付近の軸３２ａを中心に揺動可能な揺動ダンパーであり、図１および図２（ａ）に示すように、外気導入側のダンパー３１が外側に揺動した位置にある場合には、それらとは反対に内側に揺動した位置にあり、内側排気ポート２２ａが閉鎖される一方、外側排気ポート２２ｂが開放され、これにより、内側外気導入ポート２１ａから入り、ＦＣスタック１の空気流路１０を第１側１１から第２側１２に通過し、外側排気ポート２２ｂから排気される第１の空気流路２ａ−２ａ′が形成される。

また、図２（ｂ）に示すように、外気導入側のダンパー３１が、内側に揺動した位置にある場合は、それらとは反対に外側に揺動した位置にあり、外側排気ポート２２ｂが閉鎖される一方、内側排気ポート２２ａが開放され、これにより、外側外気導入ポート２１ｂから入り、ＦＣスタック１の空気流路１０を第２側１２から第１側１１に通過し、内側排気ポート２２ａから排気される第２の空気流路２ｂ−２ｂ′が形成される。

上記のように、４つのダンパー３１，３２の開閉動作は、確定的な交互動作とすることができるので、リンク機構、送りネジ機構、ラックピニオン、歯車伝動機構、巻掛け伝動機構などにより連動させることで、１つのアクチュエータ３０で動作させることができるが、個別または２つのアクチュエータで動作させるようにしても良い。アクチュエータ３０としては、駆動形態によりリニアアクチュエータ、ロータリーアクチュエータとすることができ、モータやソレノイドなどの電動アクチュエータ、流体圧アクチュエータを用いることができる。

４つのダンパー３１，３２による第１の空気流路２ａ−２ａ′と第２の空気流路２ｂ−２ｂ′の切替えは、図１に示すセンサ群、すなわち、左右のＦＣスタック１の第１側１１に設置された温湿度センサ４１、左右のＦＣスタック１の第２側１２に設置された温湿度センサ４２、外気導入口２１に設置された温湿度センサ４３、および、左右のＦＣスタック１の内部に設置された温度センサ４４の計測値に基づき、所定の制御ルーチンに従って制御装置４からアクチュエータ３０に出力される制御信号によって実施される。

制御装置４は、温度や湿度の上限値や下限値、温度差や湿度差の閾値などの設定値（ＳＶ）や制御ルーチンを保持するＲＯＭ、温湿度センサ４１，４２，４３および温度センサ４４などの計測値（ＰＶ）を読み込み、設定値（ＳＶ）と比較演算して操作量（ＭＶ）を決定するＣＰＵおよびＲＡＭなどを含むコンピュータで構成される。

例えば、燃料電池ユニット１００が電動車両に搭載され、図１および図２（ａ）に示す第１の空気流路２ａ−２ａ′に設定されている場合、温湿度センサ４１で、ＦＣスタック１の第１側１１の温度および湿度を監視し、温湿度センサ４２で、ＦＣスタック１の第２側１２の温度および湿度を監視する。

この場合、既に述べたように、吸気側となる第１側１１の温度および湿度に対して、排気側となる第２側１２の温度および湿度が高くなる傾向があるので、温湿度センサ４１と温湿度センサ４２の計測値の差が大きくなる。

そこで、温湿度センサ４１，４２に計測される温度差および／または湿度差が、予め設定した閾値以上となった場合に、アクチュエータ３０により各ダンパー３１，３２を反転させ、図２（ｂ）に示す第２の空気流路２ｂ−２ｂ′に切替える操作を行う。

それにより、相対的に温度および湿度が上昇していた第２側１２が吸気側となり、相対的に温度および湿度が低下していた第１側１１が排気側となることで、ＦＣスタック１の第１側１１と第２側１２の温度差および湿度差が緩和され、閾値以内に維持される。

以上のような温湿度センサ４１，４２に基づく基本制御に加えて、外気導入口２１の温室度センサ４３やＦＣスタック内部の温度センサ４４の計測値が考慮されることで、上述した温湿度センサ４１，４２の計測値における温度差および湿度差の閾値や、上限値、下限値を、外気温や外気湿度、ＦＣスタック温度に基づいて調整することができる。

なお、本実施形態におけるＦＣスタック１、空気流路形成手段２、空気流路の切替え手段３によって形成される第１の空気流路２ａ−２ａ′、第２の空気流路２ｂ−２ｂ′、および、送風ファン２４は、何れも左右対称に配置されているので、以上の説明では、基本的に左右のＦＣスタック１の温度や湿度の計測値の差は考慮していないが、電動車両に対する日照方向や風向などにより、左右のＦＣスタック１の温度や湿度の計測値に差が生じることも考えられる。そこで、左右の計測値の差を考慮した空気流路の切替え制御は、以下のように実施される。

例えば、空冷式燃料電池ユニット１００の左側のＦＣスタック１（Ｌ）、右側のＦＣスタック１（Ｒ）の温湿度センサ４１，４２に計測される左右側における第１側１１と第２側１２の温度の差をΔＴ_Ｌ、ΔＴ_Ｒ、湿度の差をΔＨ_Ｌ、ΔＨ_Ｒ、左右共通に設定される温度差の閾値α、湿度差の閾値βとすると、左右各側の温度差ΔＴ_Ｌ、ΔＴ_Ｒと閾値αの関係および温度差に基づく空気流路の切替え可否の判定、湿度差ΔＨ_Ｌ、ΔＨ_Ｒと閾値βの関係および湿度差に基づく空気流路の切替え可否の判定は、以下のように実施される。

ｉ）左右各側の温度差ΔＴ_Ｌ、ΔＴ_Ｒが共に閾値α未満なら空気流路「不変」、
ｉｉ）左右各側の温度差ΔＴ_Ｌ、ΔＴ_Ｒが共に閾値α以上なら空気流路「切替え」、
ｉｉｉ）左右各側の温度差ΔＴ_Ｌ、ΔＴ_Ｒの一方が閾値α未満、他方が閾値α以上の場合は、左右各側の温度差の平均ΔＴ_ＬＲが閾値α未満なら空気流路「不変」、左右各側の温度差の平均ΔＴ_ＬＲが閾値α以上なら空気流路「切替え」と判定する。

ｉ）左右各側の湿度差ΔＨ_Ｌ、ΔＨ_Ｒが共に閾値α未満なら空気流路「不変」、
ｉｉ）左右各側の湿度差ΔＨ_Ｌ、ΔＨ_Ｒが共に閾値α以上なら空気流路「切替え」、
ｉｉｉ）左右各側の湿度差ΔＨ_Ｌ、ΔＨ_Ｒの一方が閾値α未満、他方が閾値α以上の場合は、左右各側の湿度差の平均ΔＨ_ＬＲが閾値α未満なら空気流路「不変」、左右各側の湿度差の平均ΔＨ_ＬＲが閾値α以上なら空気流路「切替え」と判定する。

これらを整理すると以下の表１、表２のようになる。

但し、 ΔＴ_ＬＲ＝（ΔＴ_Ｌ＋ΔＴ_Ｒ）／２、 ΔＨ_ＬＲ＝（ΔＨ_Ｌ＋ΔＨ_Ｒ）／２

温度差および湿度差の閾値α、βは、温湿度センサ４３に計測される外気温度Ｔ_０、外気湿度Ｈ_０、排気側湿度Ｈ_２（またはＨ_１）、温度センサ４４に計測される各側ＦＣ内部温度Ｔ_Ｆ、ＦＣの運転状態（ＦＣ出力Ｐ_Ｆ／定格出力Ｐ_Ｒ）の関数により、例えば、次式のように決定する。
α＝（Ｔ_０−Ｔ_Ｆ）×Ｐ_Ｆ／Ｐ_Ｒ×定数
β＝（Ｈ_２−Ｈ_０）×Ｐ_Ｒ／Ｐ_Ｆ×定数

ここで、温度差に基づく判定と湿度差に基づく判定が不一致の場合は、双方の結果に重み付けして切替えの可否を判定する。例えば、先述の表１、表２において、左右両側が一致して「不変」の場合「０」、左右両側が一致して「切替え」の場合「１」、それ以外は「０．５」として、重み付け係数を乗算した結果が０．５以上であれば「切替え」、０．５未満であれば「不変」と判定する。重み付けの係数は、例えば、次式を使用する。
温度：α/(α＋β)、湿度：β/(α＋β)

なお、温湿度センサ４３に計測される外気温および温度センサ４４の計測値が低い場合に、ダンパー３１，３２を中間的な開度とすることで、外気導入口２１から導入される外気の一部がそのまま排気口２２から排出されるようにして、ＦＣスタック１の空気通路１０を通過する空気量を制限することもできる。

上記第１実施形態では、４つの揺動形ダンパー３１，３２で空気流路の切替え手段３を構成する空冷式燃料電池ユニット１００を示したが、本発明には、ダンパー（空気流制限部材）の形式や配置により種々の実施形態が存在する。その全てを例示することは不可能であるが、以下、代表的ないくつかの実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通の部材には共通の符号を付すことで、説明を省略し、変更点を中心に説明する。

（第２実施形態）
図３（ａ）は、本発明の第２実施形態の空冷式燃料電池ユニット２００において第１の空気流路２ａ−２ａ′が形成されている場合、図３（ｂ）は第２の空気流路２ｂ−２ｂ′が形成されている場合を示している。

この第２実施形態の空冷式燃料電池ユニット２００では、空気流路の切替え手段２０３（２０３ａ，２０３ｂ）として、内側および外側の外気導入ポート２１ａ，２１ｂ、内側および外側の排気ポート２２ａ，２２ｂにそれぞれ配設された８つの揺動形ダンパー２３１，２３２，２３３，２３４を備えている。中央の隔壁（２３）は省略されているが、各ダンパー２３１，２３２，２３３，２３４を、第１位置２０３ａと第２位置２０３ｂとの間で反転させることにより、第１実施形態と同様に、第１の空気流路２ａ−２ａ′と第２の空気流路２ｂ−２ｂ′を切替え可能である。

さらに、第２実施形態の空冷式燃料電池ユニット２００では、８つのダンパー２３１，２３２，２３３，２３４の開閉動作を個別（または２つ一組）のアクチュエータで実施することにより、全てのダンパー２３１，２３２，２３３，２３４を閉位置とすることができ、空気流路の切替え手段２０３は、ＦＣスタック１を外気から遮断するシャッターとしての機能も有している。

（第３実施形態）
図４（ａ）は、本発明の第３実施形態の空冷式燃料電池ユニット３００において第１の空気流路２ａ−２ａ′が形成されている場合、図４（ｂ）は第２の空気流路２ｂ−２ｂ′が形成されている場合を示している。

この第３実施形態の空冷式燃料電池ユニット３００では、空気流路の切替え手段３０３（３０３ａ，３０３ｂ）として、内側および外側の外気導入ポート２１ａ，２１ｂ、内側および外側の排気ポート２２ａ，２２ｂにそれぞれ配設された８つの回動形ダンパー３３１，３３２，３３３，３３４を備えている。

この第３実施形態の空気流路の切替え手段３０３（３０３ａ，３０３ｂ）でも、第２実施形態と同様に、全てのダンパー３３１，３３２，３３３，３３４を閉位置とすることができ、シャッターとしての機能を有している。なお、各ポート２１ａ，２１ｂ、２２ａ，２２ｂのダンパーを、２以上の幅の狭いダンパーでルーバー形式に構成することもできる。

（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態の空冷式燃料電池ユニット４００を示している。この第４実施形態では、空気流路の切替え手段４０３が、第１実施形態と同様に、内側および外側の外気導入ポート２１ａ，２１ｂを切替える２つのダンパー４３１，４３１と、内側および外側の排気ポート２２ａ，２２ｂを切替える２つのダンパー４３２からなる４つの揺動形ダンパーで構成されるが、１つの軸を中心とした揺動動作ではなく、４つのダンパー４３１，４３２の両端部がそれぞれリンクアーム４３３；４３５、４３４；４３６で揺動可能に支持されている。

すなわち、各ダンパー４３１，４３２の両端部にリンクアーム４３３；４３５、４３４；４３６が回動可能に連結され、各リンクアーム４３３；４３５、４３４；４３６の他端が、ケーシング側の取付けベース（不図示）に回動可能に連結されることで、各ダンパー４３１，４３２と対応するリンクアーム４３３；４３５、４３４；４３６は、何れか一方（または各ダンパー）のリンクアームを駆動節、他を従動節、取付けベースを固定節とする４節リンク機構を構成している。

この構成により、各ダンパー４３１，４３２が、図５において実線で示される位置にある場合に第１の空気流路２ａ−２ａ′が形成され、２点鎖線で示される位置（４３１′，４３２′）にある場合に第２の空気流路２ｂ−２ｂ′が形成されており、それらを切替え可能である。

以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。

例えば、上記各実施形態では、２つのＦＣスタック１，１がケーシング２０内に左右対称に配置される場合を示したが、１または３以上のＦＣスタックが配設される場合にも実施可能である。

また、上記各実施形態では、ＦＣスタック１の空気通路１０が、主たる気流方向（車両前後方向）と直交する方向（車幅方向）に配向される場合を示したが、ＦＣスタック１の空気通路１０は、主たる気流方向（車両前後方向）に対して適宜角度を有して交差する平面視における斜方向に配置される形態、あるいは、側面視における斜方向（前傾姿勢または後傾姿勢）に配置される形態としても実施可能である。

さらに、ケーシングの形状とダンパーの配置を変更することにより、ＦＣスタック１の空気通路１０が主たる気流方向（車両前後方向）と平行に配置される場合にも実施可能である。その場合、外気がＦＣスタックの一側から全面的に空気通路１０を通過する空気流路と、ＦＣスタック１の側方をバイパスした気流を反転させＦＣスタックの他側から全面的に空気通路１０を通過した後、さらに反転されてＦＣスタック１の側方をバイパスして排気される空気流路との切替えとなり、２つの空気流路は非対称となる。

また、上記各実施形態では、空気流路の切替え手段として、揺動形ダンパー、回動形ダンパーを用いる場合について述べたが、それらの代わりに、摺動形ダンパー（スライドダンパー）を用いることもできる。例えば、図３に示した第２実施形態の各ダンパー２３１，２３２，２３３，２３４を横方向に摺動可能なスライドダンパーとすることにより、シャッター機能を有することができる。

また、上記各実施形態では、送風手段としてＦＣスタック１の排気側（２２）に送風ファン２４を設ける場合を示したが、送風ファンは、ＦＣスタック１の外気導入側（２１）に設けることもでき、また、排気側と外気導入側の両方に設けることもできる。

さらに、上記各実施形態では、ＦＣスタック１が固定配置される場合について述べたが、ＦＣスタック自体を１８０度または適宜角度範囲で反転させることにより、気流方向を切替えることもできる。

上記実施形態では、温湿度センサ４１，４２，４３、温度センサ４４を併用する場合について述べたが、温湿度センサ４１，４２，４３は、温度センサ、または、湿度センサとして実施することもでき、最小構成では、温度センサ（４１，４２）または湿度センサ（４１，４２）のみで実施可能である。

１ ＦＣスタック
２ 空気流路形成手段
２ａ−２ａ′ 第１の空気流路
２ｂ−２ｂ′ 第２の空気流路
３，２０３，３０３，４０３ 空気流路の切替え手段
４ 制御装置
１０ 空気通路
１１ 第１側
１２ 第２側
２０ ケーシング
２１ 外気導入口
２１ａ 第１外気導入ポート（内側外気導入ポート）
２１ｂ 第２外気導入ポート（外側外気導入ポート）
２２ 排気口
２２ａ 第１排気ポート（内側排気ポート）
２２ｂ 第２排気ポート（外側排気ポート）
２４ 送風ファン
３０ アクチュエータ
３１，３２ ダンパー
４１，４２，４３ 温湿度センサ
４４ 温度センサ
１００，２００，３００，４００ 空冷式燃料電池ユニット
２３１，２３２，２３３，２３４ 揺動形ダンパー
３３１，３３２，３３３，３３４ 回動形ダンパー
４３１，４３２ ダンパー
４３３，４３５，４３４，４３６ リンクアーム

Claims (9)

1. 走行体に搭載され、第１側と第２側との間に貫通する冷却用兼反応用空気通路を有するＦＣスタックと、
   前記走行体の前後方向の前方に開口した外気導入口から前記ＦＣスタックを経て後部の排気口に至る空気流路を形成する手段と、
   を備えた空冷式燃料電池ユニットにおいて、
   前記ＦＣスタックは、前記空気通路方向が、前記外気導入口から導入される走行風によって生成される空気流の方向と直交する方向となるように、前記空気流路内に配設され、
   前記空気流路を形成する手段は、前記走行風が前記ＦＣスタックの前記第１側から前記空気通路に入り前記第２側から出る第１の空気流路と、前記ＦＣスタックの前記第２側から前記空気通路に入り前記第１側から出る第２の空気流路とを切替える手段を含み、
   前記切替える手段は、前記走行風の少なくとも一部が前記空気通路に入らずに前記ＦＣスタックの前記第１側および前記第２側を通過する中間位置を含むことを特徴とする空冷式燃料電池ユニット。
2. 前記ＦＣスタックの前記第１側および前記第２側の温度を測定する温度測定手段と、前記各温度測定手段の測定値に基づいて前記第１の空気経路と前記第２の空気経路の切替え時期を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の空冷式燃料電池ユニット。
3. 前記空気流路に配設された送風手段を含むことを特徴とする請求項１記載の空冷式燃料電池ユニット。
4. 前記ＦＣスタック、前記空気流路、および、前記空気流路の切替え手段は、前記走行体の前後方向または長手方向の軸について左右対称に配置された各一対からなることを特徴とする請求項１記載の空冷式燃料電池ユニット。
5. 前記空気流路の切替え手段は、揺動または回動可能に支持されたダンパー、または、摺動可能に支持されたダンパーを含むことを特徴とする請求項１に記載の空冷式燃料電池ユニット。
6. 前記ダンパーは、前記空気通路を外部と遮断するシャッターとしての機能を有することを特徴とする請求項５記載の空冷式燃料電池ユニット。
7. 前記ＦＣスタックの前記第１側および前記第２側の湿度を測定する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の空冷式燃料電池ユニット。
8. 外気温度、ＦＣ内部温度、外気湿度、および、ＦＣ出力からなる群から選択される少なくとも１つのパラメータの取得手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２または７記載の空冷式燃料電池ユニット。
9. 前記切替える手段の前記中間位置は、前記ダンパーの中間開度によって与えられることを特徴とする請求項５記載の空冷式燃料電池ユニット。

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