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JP5092257B2 - 燃料電池システム - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システムに関する。
従来、燃料電池と２次電池とを備え、所定の条件下では燃料電池による発電を停止させ２次電池のみから負荷に電力を供給するアイドルストップ機能を有した燃料電池システムが知られている。このシステムによれば、燃料電池による発電を停止させ、その後燃料電池による発電を再開した場合に、燃料電池の性能低下（発電応答遅れやセル電圧低下など）が起こるか否かを判断し、性能低下が起こると判断したときには所定の条件下であっても、システムをアイドルストップ状態（すなわち燃料電池による発電停止状態）とせず、燃料電池による発電を継続させるようにしている（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−２６０５４号公報
また、特許文献１に記載の燃料電池システムのように、性能低下が起こると判断したときにアイドルストップ状態としないものだけでなく、アイドルストップ状態において性能低下が起こるか否かを判断し、性能低下が起こると判断できるときにはアイドルストップ状態を解除して、通常の運転を行う燃料電池システムも存在し得る。この燃料電池システムでは、燃料極側から排出されるガスの不純物濃度（例えば窒素濃度）が所定値を超えると発電再開時に性能低下が起こると判断する。このため、不純物濃度が所定値を超えるまえ、すなわち所定値に達したときにアイドルストップ状態を解除することで、性能低下が起こるまえに通常の運転を行って性能低下を回避するようにしている。
しかし、上記のような燃料電池システムにおいて、燃料極側に蓄積された不純物を積極的に排出するオペレーションがない場合、不純物の排出が不充分となり、所定の条件を満たしてアイドルストップ状態になったとしてもすぐに解除されてしまうこととなる。この場合、アイドルストップ状態が短くなり、アイドルストップによる燃費向上効果を期待できなくなってしまう。
さらに、アイドルストップ状態の解除後に所定の条件を満たしてしまう場合があり、この場合には再度アイドルストップ状態となってしまうため、通常運転とアイドルストップとが繰り返されることとなり、システム利用者に不快感を与えてしまう。
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、システム利用者への不快感を軽減しつつ燃費向上効果を期待することが可能な燃料電池システムを提供することにある。
本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、ガス排出手段と、外部負荷と、補助電源と、制御手段とを備えている。燃料電池は、燃料ガスの供給を受ける燃料極と酸化剤ガスの供給を受ける酸化剤極とを有し、供給された燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電するものである。ガス排出手段は燃料電池の燃料極側のガスを外部に排出するものであり、外部負荷は燃料電池から電力の供給を受けるものである。補助電源は外部負荷へ供給すべき電力量のうち燃料電池から供給できない不足分の電力量を供給するものであり、制御手段は所定の条件を満たした場合に、燃料電池による発電を停止させ、補助電源のみから外部負荷へ電力を供給するように制御するものである。さらに、制御手段は、上記所定の条件を満たして燃料電池による発電を停止させ、その後燃料電池による発電を再開した場合、発電再開後の所定時間において上記所定の条件を満たしたとしても燃料電池による発電を停止させず、且つ、上記所定時間中にガス排出手段によりガスを燃料電池システムの外部に排出させ、燃料電池による発電を停止させてから燃料電池による発電を再開されるまでの継続時間が短くなるに従って、上記所定時間を短く設定する構成となっている。
本発明によれば、所定の条件を満たして燃料電池による発電を停止させ、その後燃料電池による発電を再開した場合、発電再開後の所定時間において所定の条件を満たしたとしても燃料電池による発電を停止させない。このため、発電再開後の所定時間ではアイドルストップ状態となることはなく、所定時間中に通常運転とアイドルストップとが繰り返されてシステム利用者に不快感を与えてしまうことを防止することができる。
また、所定時間中にガス排出手段によりガスを排出させるので、アイドルストップ状態において酸化剤極側からクロスリークして燃料極側に蓄積された不純物を排出することができ、燃料極側の不純物濃度を減少させることができる。これにより、不純物濃度が低くなり、次回アイドルストップ状態になったときにも不純物濃度は低く、不純物濃度が所定値に達したときにアイドルストップ状態を解除する燃料電池システムであったとしても、アイドルストップ状態はすぐに解除されなくなる。
従って、システム利用者への不快感を軽減しつつ燃費向上効果を期待することができる。
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。同図に示すように、燃料電池システム１は、燃料電池１０と、燃料ガス供給系２０と、ガス循環系（循環手段）３０と、ガス排出系（ガス排出手段）４０と、酸化剤ガス供給系５０と、酸化剤ガス排出系６０と、冷却液循環系７０とを備えている。
燃料電池１０は、燃料ガス（水素ガス）の供給を受ける燃料極１１と、酸化剤ガス（酸素）の供給を受ける酸化剤極１２とを有し、供給された燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電するものである。また、燃料極１１と酸化剤極１２とは電解質膜を挟んで重ね合わされて発電セルを構成しており、燃料電池１０は、これら発電セルが複数層積層されたスタック構造となっている。
燃料ガス供給系２０は、水素タンク２１と、水素ガス導入配管２２と、圧力調整弁２３とからなっている。水素タンク２１は、燃料電池１０の燃料極１１に供給する水素ガスを蓄えておくものである。水素ガス導入配管２２は水素タンク２１と燃料電池１０の燃料極側入口とを接続し、水素タンク２１からの水素ガスを燃料電池１０の燃料極１１まで導くものである。圧力調整弁２３は、水素ガス導入配管２２に設けられ、開度を調整することにより燃料電池１０の燃料極側に供給される水素ガス量を制御するものである。また、圧力調整弁２３は、水素ガスの供給量を制御することにより燃料電池１０の燃料極側の圧力を調整可能となっている。
ガス循環系３０は、燃料電池１０の燃料極側から排出されたガスを循環させて再度燃料電池１０の燃料極側に送り込むことで、発電に寄与することなく排出された燃料ガスを再利用するためのものである。このガス循環系３０は、循環配管３１とガス循環装置３２とを備えている。循環配管３１は、一端が燃料電池１０の燃料極側出口に接続され、他端が圧力調整弁２３と燃料電池１０の燃料極側入口との間の水素ガス導入配管２２に接続されており、燃料電池１０の燃料極側から排出されたオフガスを循環させて再度燃料電池１０の燃料極側に送り込む流路となるものである。ガス循環装置３２は、循環配管３１上に設けられ、燃料電池１０の燃料極側から排出されたガスを循環させて再度燃料電池１０の燃料極側に送り込む動力源となるものである。
ガス排出系４０は、ガス循環装置３２によって送り出されるガスが燃料電池１０に至るまでの区間における循環配管３１と外部とを連通させて、燃料電池１０の燃料極側のガスを外部に排出するものである。このガス排出系４０は、ガス排出配管（ガス排出流路）４１と、パージ弁（制御弁）４２とを備えている。ガス排出配管４１は、一端がガス循環装置３２から燃料電池１０に至るまでの循環配管３１に接続され、他端が外部につながっており、燃料電池１０の燃料極側のガスを排出する流路となるものである。パージ弁４２は、ガス排出配管４１に設けられ、開度を調整可能なものである。このパージ弁４２は、開度が制御されることにより、ガスの排出量を制御するようになっている。
ここで、パージ弁４２の役割について説明する。通常発電時、酸化剤極側に存在する燃料電池１０の発電に寄与することのないガス（例えば窒素）は、酸化剤極側と燃料極側との分圧差、および燃料電池本体を構成する電解質膜の温度に応じて、酸化剤極側から燃料極側へ電解質膜を介して透過してくる。ガス循環装置３２には、ガス循環装置３２のガス循環性能、燃料電池１０の圧力損失、及び循環配管３１の圧力損失に基づいた循環流量の最大値が存在する。ところが、窒素が燃料極側に透過してくると、循環流量の最大値は低下してくる。これにより、燃料電池１０の発電に応じた循環流量を実現できなくなる可能性が生じてくる。そこで、パージ弁４２の開度を調整し、燃料極側の窒素を外部に排出して、ガス循環装置３２の循環流量の低下を抑制するようにしている。
酸化剤ガス供給系５０は、コンプレッサ５１と、空気供給配管５２と、アフタークーラ５３と、加湿器５４とからなっている。コンプレッサ５１は、空気を圧縮して燃料電池１０の酸化剤極１２に送り込むものである。空気供給配管５２は、コンプレッサ５１と燃料電池１０の酸化剤極側入口とを接続するものであり、コンプレッサ５１により圧送される空気を燃料電池１０の酸化剤極側に導くものである。アフタークーラ５３は、コンプレッサ５１と燃料電池１０の酸化剤極側入口との間の空気供給配管５２に設けられ、コンプレッサ５１から圧送される空気が燃料電池１０での反応に適した温度となるまで空気を冷却するものである。加湿器５４は、アフタークーラ５３と燃料電池１０の酸化剤極側入口との間の空気供給配管５２に設けられ、燃料電池１０の電解質膜を湿潤に保つべく、燃料電池１０に供給する空気を加湿するものである。
酸化剤ガス排出系６０は、酸化剤ガス排出配管６１と、第２圧力調整弁６２とを備えている。酸化剤ガス排出配管６１は、燃料電池１０の酸化剤極側と外部とを接続し、酸化剤極側から排出されるガスを外部に導くものである。第２圧力調整弁６２は、酸化剤ガス排出配管６１に設けられ、酸化剤極側からのガス排出量を制御するものである。なお、酸化剤ガス排出配管６１上には加湿器５４が配置されている。このため、酸化剤極側から排出されるオフガスは、まず加湿器５４に流入した後に外部に排出されることとなる。ここで、加湿器５４による加湿では酸化剤極側からのオフガスに含まれる水分が利用され、コンプレッサ５１からの空気はオフガスの水分によって加湿されることとなる。
冷却液循環系７０は、燃料電池１０の温度が高温となり過ぎないように温度を抑制するためのものである。冷却液循環系７０は、冷却液循環配管７１と、ラジエータ７２と、ラジエータファン７３と、ポンプ７４とからなっている。冷却液循環配管７１は、冷却液循環系７０において冷却液を循環させる流路となるものであり、冷却液は燃料電池１０、ポンプ７４、およびラジエータ７２の順に通過して再度燃料電池１０に流入するようになっている。ラジエータ７２は冷却液を冷却するためのものである。ラジエータファン７３は、冷却液による冷却を促進させるべくラジエータ７２に向けて送風するものである。ポンプ７４は、冷却液循環系７０において冷却液を循環させる循環源となるものである。
さらに、本実施形態に係る燃料電池システム１は、各種センサ８１〜８８、パワーマネージャー９０、バッテリ（補助電源）１００、駆動モータ（外部負荷）１１０、補機類（外部負荷）１２０、およびシステム制御装置（制御手段）１３０を備えている。
各種センサ８１〜８８のうち、第１圧力センサ８１は、圧力調整弁２３から燃料電池１０の燃料極側入口に至るまでの水素ガス導入配管２２上に設けられ、燃料電池１０の燃料極側の圧力を検出する構成となっている。また、第２圧力センサ８２は、加湿器５４から燃料電池１０の酸化剤極側入口に至るまでの空気供給配管５２上に設けられ、燃料電池１０の酸化剤極側の圧力を検出する構成となっている。
第１温度センサ８３は、圧力調整弁２３から燃料電池１０の燃料極側入口に至るまでの水素ガス導入配管２２上に設けられ、燃料電池１０の燃料極側に流入するガス温度を検出する構成となっている。第２温度センサ８４は、加湿器５４から燃料電池１０の燃料極側入口に至るまでの空気供給配管５２上に設けられ、燃料電池１０の酸化剤極側に流入するガス温度を検出する構成となっている。第３温度センサ８５は、ガス排出配管４１に設けられ、燃料電池１０の燃料極側から排出されるガス温度を検出する構成となっている。
第４温度センサ８６は、燃料電池１０から排出された冷却水がポンプ７４に至るまでの区間の冷却液循環配管７１に設けられ、燃料電池１０を冷却することによって暖められた冷却水温度を検出する構成となっている。第５温度センサ８７は、ラジエータ７２から流出した冷却水が燃料電池１０に至るまでの区間の冷却液循環配管７１に設けられ、燃料電池１０を冷却すべく燃料電池１０に流入しようとする冷却水温度を検出する構成となっている。大気圧センサ８８は、燃料電池システム１の周囲の気圧を検出するものである。
パワーマネージャー９０は、燃料電池１０から電力を取り出して、バッテリ１００や駆動モータ１１０等へ電力を供給するものである。また、パワーマネージャー９０は、電力取り出し制御のために、燃料電池１０の各セルの電流値や電圧値および燃料電池１０全体での電流値および電圧値を検出する機能を有している。
バッテリ１００は、駆動モータ１１０等に供給すべき電力量のうち燃料電池１０から供給できない不足分の電力量を駆動モータ１１０等に供給するものである。また、バッテリ１００は、燃料電池システム１で発電を行うために必要な補機類１２０を駆動させるために必要な電力を供給するようにもなっている。さらに、バッテリ１００は、燃料電池１０の発電電力が余剰になったときに電力を蓄電し、且つ、駆動モータ１１０の回生電力についても蓄電するようになっている。
駆動モータ１１０は、燃料電池１０やバッテリ１００から電力の供給を受けて推進力を発生させるものであり、補機類１２０は上記した水素タンク２１、圧力調整弁２３、ガス循環装置３２、コンプレッサ５１、及びポンプ７４などであり、燃料電池１０やバッテリ１００から電力の供給を受けて動作するものである。
システム制御装置１３０は、燃料電池システム１の運転状態（各種弁、ガス供給および排出、並びに電力の取出など）を制御するものである。このシステム制御装置１３０は、バッテリ１００の残存容量、駆動モータ１１０で消費される電力、バッテリ１００が供給可能な電力、燃料電池１０の各セルの電流値及び電圧値、燃料電池１０の全体での電流値及び電圧値、並びに各センサ８１〜８８の検出値の情報などを入力するようになっている。また、システム制御装置１３０は、各種入力情報に基づいて、各弁２３，４２，６２、コンプレッサ５１、ラジエータファン７３などを制御する制御信号を出力するようになっている。
システム制御装置１３０は、駆動モータ１１０などの負荷に必要とされる電力量を燃料電池１０のみ又は燃料電池１０とバッテリ１００とによって供給する通常発電モードと、負荷に必要とされる電力量をバッテリ１００のみによって供給するアイドルストップモードとを切替可能に構成されている。システム制御装置１３０は、所定の条件を満たす場合、システムの動作モードをアイドルストップモードにし、燃料電池１０による発電を停止させ、バッテリ１００のみから負荷に電力を供給する構成となっている。
このようなシステム制御装置１３０は、車両停止判定部１３１と、アイドルストップ判定部１３２とを有している。車両停止判定部１３１は、車両の停止を判定するものである。この車両停止判定部１３１は、車速センサ（不図示）のセンサ値が所定値以下であり、駆動モータ１１０の予想消費電力が所定値以下であり、バッテリ１００の残容量が所定値以上かであるときに車両停止と判定する。一方、車両停止判定部１３１は、これらのうちいずれか１つでも満たさないときには車両停止でないと判定する。
アイドルストップ判定部１３２は、車両停止判定部１３１により車両が停止していると判定された場合に、燃料電池１０による発電を停止させるアイドルストップモードに移行してよいか否かを判定するものである。このアイドルストップ判定部１３２は、第１圧力センサ８１のセンサ値が所定値以下であり、第１温度センサ８３のセンサ値が所定値以下であり、燃料電池１０の各セル電圧のうち最小電圧値が所定範囲内であるときに、アイドルストップモードに移行してよいと判定する。一方、アイドルストップ判定部１３２は、これら所定の３条件のうちいずれか１つでも満たさないときにはアイドルストップモードに移行すべきでないと判定する。
ここで、アイドルストップモードでの燃料電池システム１の制御状態を説明する。アイドルストップモードにおいてシステム制御装置１３０は、燃料電池１０での発電を停止させるだけでなく、コンプレッサ５１についても停止させる。さらに、システム制御装置１３０は、圧力調整弁２３、パージ弁４２、および第２圧力調整弁６２を全閉とする。これにより、燃料電池システム１は、補機類１２０の消費電力および水素の消費を抑えることができ、燃費を向上させることができる。ところが、アイドルストップ状態では圧力調整弁２３、パージ弁４２および第２圧力調整弁６２が全閉とし、コンプレッサ５１を停止させているため、燃料電池１０は密封状態となる。このため、燃料電池システム１を長期に放置すると、酸化剤極側の窒素が燃料極側にクロスリークして燃料極側の窒素濃度が高まっていくこととなる。そして、窒素濃度が高くなり過ぎると、発電再開時に燃料電池１０による所望の発電を実現することができなくなる。そこで、燃料電池システムには、窒素濃度が高くなり過ぎるまえに、アイドルストップモードから通常発電モードに移行させて、発電再開時に所望の発電を実現できなくなってしまう事態を防止する種類のものも存在し得る。
しかし、このような燃料電池システムであっても、燃料極側に蓄積された窒素を積極的に排出するオペレーションがない場合、窒素の排出が不充分となり、アイドルストップモードに移行したとしてもすぐに解除されてしまうこととなる。この場合、アイドルストップ状態が短くなり、アイドルストップによる燃費向上効果を期待できなくなってしまう。さらに、アイドルストップ状態の解除後に上記所定の３条件を満たしてしまう場合があり、この場合には再度アイドルストップ状態となってしまうため、通常運転とアイドルストップとが繰り返されることとなり、システム利用者に不快感を与えてしまう。
そこで、本実施形態においてシステム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間（所定時間）を求め、発電再開後からアイドルストップ禁止時間が経過するまでの間、アイドルストップモードに移行することを禁止する。さらに、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間が経過するまで燃料極側のガスを排出する。
具体的に説明すると、システム制御装置１３０は、所定の３条件を満たし、燃料電池１０による発電を停止させ、その後燃料電池１０による発電を再開した場合、発電再開後のアイドルストップ禁止時間中に所定の３条件を満たしたとしても燃料電池１０による発電を停止させない。これにより、発電再開後のアイドルストップ禁止時間中ではアイドルストップ状態となることはなく、発電再開直後に通常運転とアイドルストップとが繰り返されてシステム利用者に不快感を与えてしまうことを防止することができる。
さらに、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間中にガス排出系４０によりガスを排出させる。これにより、アイドルストップ状態において酸化剤極側からクロスリークして燃料極側に蓄積された窒素を排出することができ、燃料極側の窒素濃度を減少させることができる。そして、窒素濃度が低くなると、次回アイドルストップ状態になったときにも窒素濃度は低く、窒素濃度が所定値に達したときにアイドルストップ状態を解除する燃料電池システムであったとしても、アイドルストップ状態はすぐに解除されなくなり、燃費向上効果が期待できる。
次に、本実施形態に係る燃料電池システム１の動作の概略を説明する。図２は、第１実施形態に係る燃料電池システム１の動作を示すタイムチャートであり、（ａ）は燃料電池システム１の状態を示し、（ｂ）はパージ弁４２の開度を示し、（ｃ）は燃料極側の窒素量を示し、（ｄ）はガス循環系３０により循環させられる水素の循環流量を示している。
図２（ａ）に示すように、時刻ｔ１において所定の３条件を満たし、アイドルストップ判定部１３２がアイドルストップモードに移行してよいと判断し、燃料電池システム１がアイドルストップ状態となったとする。このとき、システム制御装置１３０は、図２（ｂ）に示すように、パージ弁４２を全閉状態とする。また、システム制御装置１３０は、コンプレッサ５１を停止させると共に、圧力調整弁２３および第２圧力調整弁６２を全閉状態とする。これにより、時刻ｔ１〜ｔ２の期間において、酸化剤極側の空気が燃料極側にクロスリークして燃料極側の窒素量が増加していく（図２（ｃ））。また、酸化剤極側からクロスリークしてきた空気中の酸素と燃料極側の水素とが反応して水となるため、燃料極側の水素量は減少していくこととなる。これにより、時刻ｔ１〜ｔ２の期間において、燃料極側の水素循環流量は減少していくこととなる（図２（ｄ））。なお、図２（ｃ）に示す許容上限窒素量とは、燃料電池１０で正常な発電を行うのに超えてはならない燃料極側の窒素量をいう。また、図２（ｄ）に示す要求水素循環流量とは、燃料電池１０での発電性能を維持するに必要となる循環流量の最低値をいう。
そして、時刻ｔ２において、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどして要求発電電力量が増加した場合、燃料電池システム１は、アイドルストップモードから通常発電モードに移行する。このとき、システム制御装置１３０は、図２（ｂ）に示すように、パージ弁４２を全開状態とする。この全開状態はアイドルストップ禁止時間が終了するまで継続する。また、システム制御装置１３０は、車両側からの要求に応じた発電を行うように、コンプレッサ５１等を制御する。さらに、通常発電モードに移行した場合には、アイドルストップ禁止時間の計測が開始され、このアイドルストップ禁止時間中ではパージ弁４２が全開とされるため、時刻ｔ２〜ｔ３の期間に燃料極側の窒素量が減少していく（図２（ｃ））。また、窒素量の減少に応じて燃料極側の水素循環流量は増加していくこととなる（図２（ｄ））。
特に、本実施形態においてシステム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間中に所定の３条件を満たしたとしても、アイドルストップモードへの移行を行わないこととしている。このため、少なくともアイドルストップ禁止時間ではモード切替が行われることなく、モード切替が頻繁に繰り返されてシステム利用者に不快感を与えてしまうことを防止することができる。さらに、アイドルストップ禁止時間中に燃料極側のガスを排出させるため、時刻ｔ１〜ｔ２のアイドルストップ状態において燃料極側に蓄積された窒素を時刻ｔ２〜ｔ３の時間帯に排出することができ、燃料極側の窒素濃度を減少させることができる。また、アイドルストップ禁止時間中に窒素を排出するため、時刻ｔ３において再度アイドルストップ状態になったときには窒素濃度は低く、窒素濃度が所定値に達したときにアイドルストップ状態を解除する燃料電池システムであったとしても、アイドルストップ状態はすぐに解除されなくなり、燃費向上効果が期待できる。
その後、時刻ｔ３以降について、時刻ｔ１〜ｔ３と同様の状態が繰り返されていくこととなる。なお、上記のアイドルストップ禁止時間は、システム制御装置１３０によって算出される。このとき、システム制御装置１３０は、燃料電池１０による発電を停止させてから燃料電池１０による発電を再開されるまでの継続時間（例えば時刻ｔ１〜ｔ２）が短くなるに従って、アイドルストップ禁止時間を短くする。継続時間が短いと酸化剤極側から燃料極側にクロスリークしてくる窒素量が少なくなるため、ガス排出を行うアイドルストップ禁止時間を短くしても、窒素を充分に排出できるからである。
また、システム制御装置１３０は、ガス排出系４０により排出されるガスの流量が多くなるに従って、アイドルストップ禁止時間を短くする。排出されるガスの流量が多くなると、アイドルストップ状態において酸化剤極側からクロスリークしてきた窒素を多く排出することができるためである。
具体的にシステム制御装置１３０は、図３に示すようにしてアイドルストップ禁止時間算出する。図３は、図１に示したシステム制御装置１３０によるアイドルストップ禁止時間算出動作を示す図である。ここで、アイドルストップ禁止時間の算出は、アイドルストップ禁止時間の初期値の演算と、アイドルストップ禁止時間の補正とからなっており、図３（ａ）はアイドルストップ禁止時間の初期値の演算動作を示し、図３（ｂ）はアイドルストップ禁止時間の補正動作を示している。
図３（ａ）に示すように、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間時間割合αを記憶している。この時間割合αは、アイドルストップ継続時間が一定時間Ｔｃだけ継続した場合、パージ弁４２を全開とすることにより、一定時間Ｔｃで燃料極側に蓄積される窒素量を排出できる時間を求めるための係数である。このため、アイドルストップ継続時間が一定時間Ｔｃだけ継続した場合のアイドルストップ禁止時間の初期値はＴｃ×α時間となる（符号ａ参照）。このＴｃ×α時間だけパージ弁４２を全開することによって、一定時間Ｔｃで燃料極側に蓄積される窒素量を排出できることとなる。なお、アイドルストップ禁止時間の初期値は、後に補正されるものの、アイドルストップ禁止時間の基準となるものである。故に、システム制御装置１３０は、継続時間が短くなるに従って、アイドルストップ禁止時間を短くすることとなる。
また、図３（ｂ）に示すように、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間の初期値を補正する。すなわち、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間の減算時間を求め、アイドルストップ禁止時間の初期値から減算時間だけ減じることで（符号ｆ参照）、アイドルストップ禁止時間の初期値を補正し、アイドルストップ禁止時間を求める。
具体的に説明する。まず、システム制御装置１３０は、第１圧力センサ８１により検出された圧力情報、大気圧センサ８８により検出された大気圧情報、および第１温度センサ８３により検出された温度情報を入力する。すなわち、システム制御装置１３０は、第１圧力センサ８１の圧力情報を入力することによってパージ弁４２の上流圧力の情報を入力している。また、システム制御装置１３０は、大気圧センサ８８の大気圧情報を入力することによってパージ弁４２の下流圧力の情報を入力し、第１温度センサ８３の温度情報を入力することによって燃料ガスの温度の情報を入力するようにしている。
次いで、システム制御装置１３０は、パージ弁４２の上流および下流圧力と燃料ガスの温度とからパージ弁４２を通じて単位時間あたりに排出されるガスの排出流量Ｒを演算する（符号ｂ参照）。ここで、システム制御装置１３０は、パージ弁４２からの排出流量Ｒと、アイドルストップ禁止時間の減算時間割合βとの相関を示す相関マップを記憶している（符号ｃ参照）。アイドルストップ禁止時間の減算時間割合とは、パージ弁４２からの排出流量に基づいてアイドルストップ禁止時間の減算時間を求めるための係数である。システム制御装置１３０は、パージ弁４２からの排出流量Ｒを求めると、相関マップに基づいてアイドルストップ禁止時間の減算時間割合βを求める。
次に、システム制御装置１３０は、制御周期Ｔｐと、相関マップより求めたアイドルストップ禁止時間の減算時間割合βとを乗じる（符号ｄ参照）。そして、システム制御装置１３０は、求めた時間Ｔｐ×βを積分演算していき（符号ｅ参照）、所定周期分だけ積分演算を行って得られた時間を、アイドルストップ禁止時間の減算時間Ｔｓとして出力する。その後、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間の初期値Ｔｃ×αからアイドルストップ禁止時間の減算時間Ｔｓを減じて（符号ｆ参照）、アイドルストップ禁止時間Ｔｃ×α−Ｔｓを得る。
ここで、図３（ｂ）からも明らかなように、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間の初期値Ｔｃ×αからアイドルストップ禁止時間の減算時間Ｔｓを減じることで、アイドルストップ禁止時間の補正を行っている。そして、この補正は、パージ弁４２の上流圧力、パージ弁４２の下流圧力、および燃料ガスの温度に基づいて行われている。ここで、パージ弁４２の上流圧力が大きいと、パージ弁４２を通じて排出されるガス流量が多くなる。また、パージ弁４２の下流圧力が大きいと、排出ガス流量が少なくなる。さらに、ガスの温度が高いと、排出ガス流量は少なくなる。このように、パージ弁４２の上流圧力、パージ弁４２の下流圧力、および燃料ガスの温度に基づいて補正を行うことで、システム制御装置１３０は、正確なアイドルストップ禁止時間を求めるようにしている。
なお、上記においてシステム制御装置１３０は、パージ弁４２の上流圧力、パージ弁４２の下流圧力、および燃料ガスの温度の３つに基づいて補正を行う構成に限らず、これらのうち少なくとも１つに基づいて補正を行うようにしてもよい。さらに、システム制御装置１３０は、パージ弁４２の上流圧力、パージ弁４２の下流圧力、および燃料ガスの温度に基づいてアイドルストップ禁止時間を補正しているが、これに限らず、酸化剤極側の圧力（例えば第２圧力センサ８２の検出値）、および燃料電池１０の本体温度（例えば第４温度センサ８６および第５温度センサ８７の検出値）の少なくとも１つに基づいて補正を行うようにしてもよい。酸化剤極側から燃料極側にクロスリークする窒素量は、酸化剤極側の圧力および燃料電池１０の本体温度（電解質膜の温度）に影響を受ける。具体的に酸化剤極側の圧力が高いとクロスリークする窒素量は多くなる。また、電解質膜の温度が高いとクロスリークする窒素量は多くなる。このため、これらのうち少なくとも１つに基づいてアイドルストップ禁止時間を補正することで、アイドルストップ禁止時間を正確なものとすることができるからである。
図４は、本実施形態に係る燃料電池システム１の動作を示すフローチャートである。図４に示すように、まず、システム制御装置１３０は、アイドルストップフラグに「０」を代入する（ＳＴ１）。このアイドルストップフラグは現在アイドルストップモードであるか否かを示すものである。すなわち、アイドルストップフラグに「１」が代入されている場合、燃料電池システム１はアイドルストップモードであり、「０」が代入されている場合、燃料電池システム１は通常発電モードであることを示している。
次に、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間を算出する（ＳＴ２）。このとき、システム制御装置１３０は、図３（ｂ）に示したようにして、アイドルストップ禁止時間を求める。なお、ステップＳＴ２の時点で、アイドルストップモードから通常発電モードに移行して発電を再開している場合、システム制御装置１３０は、ステップＳＴ２においてパージ弁４２を全開とし、アイドルストップ禁止時間が「０」となるまでパージ弁４２を全開状態のままで保持する。これにより、アイドルストップ状態で燃料極側に蓄積した窒素をできるだけ多く外部に排出する。そして、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間が「０」となると、以降はパージ弁４２の開度を通常発電での要求開度に制御することとなる。このように、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間経過後のパージ弁４２の開度よりも、アイドルストップ禁止時間中でのパージ弁４２の開度を大きくする。
次に、システム制御装置１３０の車両停止判定部１３１は、車両が停止したか否かを判断する（ＳＴ３）。車両が停止していないと判断した場合（ＳＴ３：ＮＯ）、処理はステップＳＴ７に移行する。一方、車両が停止したと判断した場合（ＳＴ３：ＹＥＳ）、アイドルストップ判定部１３２は、所定の３条件を満たしているか否かを判断することで、アイドルストップモードに移行してよいか否かを判断する（ＳＴ４）。
所定の３条件を満たさずアイドルストップモードに移行してはならないと判断した場合（ＳＴ４：ＮＯ）、処理はステップＳＴ７に移行する。一方、所定の３条件を満たしアイドルストップモードに移行してよいと判断した場合（ＳＴ４：ＹＥＳ）、システム制御装置１３０は、アイドルストップフラグに「１」を代入する（ＳＴ５）。このとき、システム制御装置１３０は、発電再開後からアイドルストップ禁止時間が経過するまでの間、アイドルストップモードに移行することを禁止している。このため、ステップＳＴ４において「ＹＥＳ」と判断されたとしても、アイドルストップ禁止時間が経過していない場合、システム制御装置１３０は、アイドルストップモードに移行することを禁止し、処理はステップＳＴ７に移行する。なお、ステップＳＴ５においてシステム制御装置１３０は、アイドルストップモードに移行する場合、パージ弁４２等を全閉にし、コンプレッサ５１を停止させることは言うまでもない。
ステップＳＴ５においてアイドルストップフラグに「１」を代入した後、システム制御装置１３０は、アイドルストップ状態となってからの継続時間をカウントアップしていく（ＳＴ６）。これにより、アイドルストップ状態の継続時間を求め、後のアイドルストップ禁止時間の初期値の演算に用いるようにする。そして、処理はステップＳＴ３に移行する。なお、システム制御装置１３０は、継続時間の最大値を記憶しており、最大値を超えた場合にアイドルストップモードから通常発電モードに移行するように制御してもよい。これにより、燃料極側に窒素が過剰に溜まらないようにすることができる。
ステップＳＴ７においてシステム制御装置１３０は、アイドルストップフラグが「１」であるか否かを判断する（ＳＴ７）。ここで、アイドルストップフラグが「１」であると判断した場合（ＳＴ７：ＹＥＳ）、ステップＳＴ６において継続時間の計測が行われているため、次回のアイドルストップ禁止時間の算出のため、アイドルストップ禁止時間の初期値を求める（ＳＴ８）。このとき、システム制御装置１３０は、図３（ａ）に示したようにして、アイドルストップ禁止時間の初期値を求める。その後、処理はステップＳＴ１に移行する。また、アイドルストップフラグが「１」でないと判断した場合（ＳＴ７：ＮＯ）、システム制御装置１３０はアイドルストップ禁止時間の初期値を求めることなく、処理はステップＳＴ１に移行する。
このようにして、第１実施形態に係る燃料電池システム１によれば、所定の３条件を満たして燃料電池１０による発電を停止させ、その後燃料電池１０による発電を再開した場合、発電再開後のアイドルストップ禁止時間において所定の３条件を満たしたとしても燃料電池１０による発電を停止させない。このため、発電再開後のアイドルストップ禁止時間ではアイドルストップ状態となることはなく、アイドルストップ禁止時間中に通常運転とアイドルストップとが繰り返されてシステム利用者に不快感を与えてしまうことを防止することができる。
また、アイドルストップ禁止時間中にガス排出系４０によりガスを排出させるので、アイドルストップ状態において酸化剤極側からクロスリークして燃料極側に蓄積された窒素を排出することができ、燃料極側の窒素濃度を減少させることができる。これにより、窒素濃度が低くなり、次回アイドルストップ状態になったときにも窒素濃度は低く、窒素濃度が所定値に達したときにアイドルストップ状態を解除する燃料電池システムであったとしても、アイドルストップ状態はすぐに解除されなくなる。
従って、システム利用者への不快感を軽減しつつ燃費向上効果を期待することができる。
また、燃料電池１０による発電を停止させられ、その後燃料電池１０による発電を再開されるまでの継続時間が短くなるに従って、アイドルストップ禁止時間を短く設定する。ここで、継続時間が短いと酸化剤極側から燃料極側にクロスリークしてくる窒素量が少なくなるため、ガス排出を行うアイドルストップ禁止時間を短くしてもよいこととなる。従って、アイドルストップ禁止時間を短くつつシステム利用者への不快感を軽減し燃費向上効果を期待することができる。
また、ガス排出系４０により排出されるガスの流量が多くなるに従って、アイドルストップ禁止時間を短く設定する。排出されるガスの流量が多くなると、アイドルストップ状態において酸化剤極側からクロスリークしてきた窒素を多く排出することができるため、アイドルストップ禁止時間を短くしてもよいこととなる。従って、アイドルストップ禁止時間を短くつつシステム利用者への不快感を軽減し燃費向上効果を期待することができる。
また、アイドルストップ禁止時間経過後のパージ弁４２の開度よりも、アイドルストップ禁止時間中でのパージ弁４２の開度を大きくする。これにより、アイドルストップ禁止時間経過後の通常発電時でのガス排出量よりも、アイドルストップ禁止時間中でのガス排出量を大きくすることとなる。従って、アイドルストップ禁止時間中に多くの窒素を排出して、アイドルストップ禁止時間を短くすることができる。
また、パージ弁４２の上流圧力、パージ弁４２の下流圧力、および燃料ガスの温度のうち、少なくとも１つの情報をもとに、アイドルストップ禁止時間を補正する。ここで、ガス排出量は、パージ弁４２の上流圧力、パージ弁４２の下流圧力、および燃料ガスの温度によって影響を受ける。このため、これらのうち少なくとも１つに基づいてアイドルストップ禁止時間を補正することで、アイドルストップ禁止時間を正確なものとすることができる。
また、燃料電池１０の酸化剤極側の圧力および燃料電池１０の本体温度の少なくとも一方の情報をもとに、アイドルストップ禁止時間を補正する。ここで、酸化剤極側から燃料極側にクロスリークする窒素量は、酸化剤極側の圧力および燃料電池１０の本体温度（電解質膜の温度）に影響を受ける。このため、これらのうち少なくとも１つに基づいてアイドルストップ禁止時間を補正することで、アイドルストップ禁止時間を正確なものとすることができる。
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る燃料電池システム２は、第１実施形態のものと同様であるが、処理内容が異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
図５は、第２実施形態に係る燃料電池システム２の動作を示すタイムチャートであり、（ａ）は燃料電池システム２の状態を示し、（ｂ）はパージ弁４２の開度を示し、（ｃ）は燃料極側の窒素量を示し、（ｄ）はガス循環系３０により循環させられる水素の循環流量を示している。
図５（ａ）に示すように、時刻ｔ１１において所定の３条件を満たし、燃料電池システム２がアイドルストップ状態となったとする。このとき、システム制御装置１３０は、図５（ｂ）に示すように、パージ弁４２を全閉状態とする。これにより、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間において、酸化剤極側の空気が燃料極側にクロスリークして燃料極側の窒素量が増加していく（図５（ｃ））。酸化剤極側からクロスリークしてきた空気中の酸素と燃料極側の水素とが反応して水となるため、燃料極側の水素量は減少していくこととなる。これにより、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間において、燃料極側の水素循環流量は減少していくこととなる（図５（ｄ））。
ここで、第２実施形態に係るシステム制御装置１３０は、時刻ｔ１１における水素循環流量を求める。そして、システム制御装置１３０は、時刻ｔ１１における水素循環流量と要求水素循環流量との差を求め、この差からアイドルストップ禁止時間を補正する。具体的にシステム制御装置１３０は、水素循環流量と要求水素循環流量との差が大きくなるに従って、アイドルストップ禁止時間が短くなるように補正する。
一般に燃料極側の窒素量が多くなれば、ガス循環流量が減少することが知られている。このため、燃料極側の窒素量は少なくなることが望ましい。ところが、逆に言えば燃料電池１０の発電性能を維持することができれば、燃料極側には窒素が存在していてもよいこととなる。すなわち、水素循環流量が要求水素循環流量を下回ることがなければよく、要求水素循環流量を下回ることがないように、アイドルストップ禁止時間を短くしてもよいこととなる。よって、第２実施形態に係るシステム制御装置１３０は、要求水素循環流量との差が大きくなるに従ってアイドルストップ禁止時間を短くするようにしている。
なお、上記においてシステム制御装置１３０は、水素循環流量と要求水素循環流量との差を求めているが、これに限らず、比などを求めるようにしてもよい。すなわち、システム制御装置１３０は、要求水素循環流量に対する現在の水素循環流量の余裕分を求めることができればよく、差や比を求めるようにしてもよいし、それ以外の余裕分を示す指標を求めるようにしてもよい。
その後、時刻ｔ１２において、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどして要求発電電力量が増加した場合、燃料電池システム２は、アイドルストップモードから通常発電モードに移行する。そして、システム制御装置１３０はアイドルストップ禁止時間が経過するまでアイドルストップモードへの移行を禁止する。
ここで、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間経過後の通常発電時での循環流量よりも、アイドルストップ禁止時間中での循環流量を高くすることが望ましい。
アイドルストップ禁止時間中に循環流量を増やすことで要求水素循環流量との余裕分を増加させ、アイドルストップ禁止時間をより一層短くすることができるからである。
さらに、システム制御装置１３０は、アイドルストップ禁止時間経過後の通常発電時での燃料極側圧力よりも、アイドルストップ禁止時間中での燃料極側圧力を高くすることが望ましい。アイドルストップ禁止時間中に燃料極側圧力を増やすと、燃料極側の水素濃度を増加させることとなり、水素循環流量が増加することとなる。これにより、要求水素循環流量との余裕分を増加させて、アイドルストップ禁止時間をより一層短くすることができるからである。
また、上記においてシステム制御装置１３０は、時刻ｔ１１における水素循環流量と要求水素循環流量との差を求めて、アイドルストップ禁止時間を補正しているが、時刻ｔ１２（すなわち通常発電モードの移行時）における水素循環流量と要求水素循環流量との差を求めて、アイドルストップ禁止時間を補正するようにしてもよい。
このようにして、第２実施形態に係る燃料電池システム２によれば、第１実施形態と同様に、システム利用者への不快感を軽減しつつ燃費向上効果を期待することができる。また、アイドルストップ禁止時間を短くつつシステム利用者への不快感を軽減し燃費向上効果を期待することができ、アイドルストップ禁止時間中に多くの窒素を排出して、アイドルストップ禁止時間を短くすることができる。また、アイドルストップ禁止時間を正確なものとすることができる。
さらに、第２実施形態によれば、燃料電池１０の発電性能を維持するに必要となる循環流量の最低値（要求水素循環流量）を記憶し、要求水素循環流量に対する現在の循環流量の余裕分が大きくなるに従って、アイドルストップ禁止時間を短く設定する。ここで、酸化剤極側から燃料極側に窒素がクロスリークして燃料極側の窒素量が増加すると、循環流量が低下することが知られている。そして、燃料極側の窒素量が多くなると、ガス循環系３０による循環流量が不足し、燃料電池１０の発電性能を維持することができなくなる。逆に言えば、燃料電池１０の発電性能を維持することができれば、燃料極側には窒素が存在していてもよいと言える。すなわち、水素循環流量が要求水素循環流量を下回ることがなければよく、要求水素循環流量を下回ることがないように、アイドルストップ禁止時間を短くしてもよいこととなる。従って、要求水素循環流量に対する現在の循環流量の余裕分が大きくなるに従ってアイドルストップ禁止時間を短く設定することで、アイドルストップ禁止時間を短くつつシステム利用者への不快感を軽減し燃費向上効果を期待することができる。
また、アイドルストップ禁止時間経過後の通常発電時での循環流量よりも、アイドルストップ禁止時間中での循環流量を高くする。このため、アイドルストップ禁止時間中に循環流量を増やして要求水素循環流量との余裕分を増加させて、アイドルストップ禁止時間をより一層短くすることができる。
また、アイドルストップ禁止時間経過後の通常発電時での燃料極側圧力よりも、アイドルストップ禁止時間中での燃料極側圧力を高くする。ここで、アイドルストップ禁止時間中に燃料極側圧力を増やすと、燃料極側の水素濃度を増加させることとなり、水素循環流量が増加することとなる。これにより、要求水素循環流量との余裕分を増加させて、アイドルストップ禁止時間をより一層短くすることができる。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。 第１実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すタイムチャートであり、（ａ）は燃料電池システムの状態を示し、（ｂ）はパージ弁の開度を示し、（ｃ）は燃料極側の窒素量を示し、（ｄ）はガス循環系により循環させられる水素の循環流量を示している。 図１に示したシステム制御装置によるアイドルストップ禁止時間算出動作を示す図であり、（ａ）はアイドルストップ禁止時間の初期値の演算動作を示し、（ｂ）はアイドルストップ禁止時間の補正動作を示している。 本実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すタイムチャートであり、（ａ）は燃料電池システムの状態を示し、（ｂ）はパージ弁の開度を示し、（ｃ）は燃料極側の窒素量を示し、（ｄ）はガス循環系により循環させられる水素の循環流量を示している。
符号の説明
１，２…燃料電池システム
１０…燃料電池
１１…燃料極
１２…酸化剤極
２０…燃料ガス供給系
２１…水素タンク
２２…水素ガス導入配管
２３…圧力調整弁
３０…ガス循環系（循環手段）
３１…循環配管
３２…ガス循環装置
４０…ガス排出系（ガス排出手段）
４１…ガス排出配管（ガス排出流路）
４２…パージ弁（制御弁）
５０…酸化剤ガス供給系
５１…コンプレッサ
５２…空気供給配管
５３…アフタークーラ
５４…加湿器
６０…酸化剤ガス排出系
６１…酸化剤ガス排出配管
６２…第２圧力調整弁
７０…冷却液循環系
７１…冷却液循環配管
７２…ラジエータ
７３…ラジエータファン
７４…ポンプ
８１…第１圧力センサ
８２…第２圧力センサ
８３…第１温度センサ
８４…第２温度センサ
８５…第３温度センサ
８６…第４温度センサ
８７…第５温度センサ
８８…大気圧センサ
９０…パワーマネージャー
１００…バッテリ（補助電源）
１１０…駆動モータ（外部負荷）
１２０…補機類
１３０…システム制御装置（制御手段）
１３１…車両停止判定部
１３２…アイドルストップ判定部

Claims (8)

  1. 燃料ガスの供給を受ける燃料極と酸化剤ガスの供給を受ける酸化剤極とを有し、供給された燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電する燃料電池と、
    前記燃料電池の燃料極側のガスを外部に排出するガス排出手段と、
    前記燃料電池から電力の供給を受ける外部負荷と、
    前記外部負荷へ供給すべき電力量のうち前記燃料電池から供給できない不足分の電力量を供給する補助電源と、
    所定の条件を満たした場合に、前記燃料電池による発電を停止させ、前記補助電源のみから外部負荷へ電力を供給するように制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記所定の条件を満たして前記燃料電池による発電を停止させ、その後前記燃料電池による発電を再開した場合、発電再開後の所定時間において前記所定の条件を満たしたとしても前記燃料電池による発電を停止させず、且つ、前記所定時間中に前記ガス排出手段によりガスを燃料電池システムの外部に排出させ、前記燃料電池による発電を停止させてから前記燃料電池による発電を再開されるまでの継続時間が短くなるに従って、前記所定時間を短く設定する
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  2. 燃料ガスの供給を受ける燃料極と酸化剤ガスの供給を受ける酸化剤極とを有し、供給された燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電する燃料電池と、
    前記燃料電池の燃料極側のガスを外部に排出するガス排出手段と、
    前記燃料電池から電力の供給を受ける外部負荷と、
    前記外部負荷へ供給すべき電力量のうち前記燃料電池から供給できない不足分の電力量を供給する補助電源と、
    所定の条件を満たした場合に、前記燃料電池による発電を停止させ、前記補助電源のみから外部負荷へ電力を供給するように制御する制御手段と、
    前記燃料電池の燃料極側から排出されたガスを循環させて再度燃料電池の燃料極側に送り込む循環手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記所定の条件を満たして前記燃料電池による発電を停止させ、その後前記燃料電池による発電を再開した場合、発電再開後の所定時間において前記所定の条件を満たしたとしても前記燃料電池による発電を停止させず、且つ、前記所定時間中に前記ガス排出手段によりガスを燃料電池システムの外部に排出させ、前記燃料電池の発電性能を維持するに必要となる前記循環手段の循環流量の最低値を記憶し、前記最低値に対する前記循環手段による発電再開時の循環流量の余裕分が大きくなるに従って、前記所定時間を短くする
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  3. 前記循環手段は、前記所定時間経過後の通常発電時での循環流量よりも、前記所定時間中での循環流量を高くする
    ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
  4. 前記制御手段は、前記所定時間経過後の通常発電時での燃料極側圧力よりも、前記所定時間中での燃料極側圧力を高くする
    ことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の燃料電池システム。
  5. 燃料ガスの供給を受ける燃料極と酸化剤ガスの供給を受ける酸化剤極とを有し、供給された燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電する燃料電池と、
    前記燃料電池の燃料極側のガスを外部に排出するガス排出手段と、
    前記燃料電池から電力の供給を受ける外部負荷と、
    前記外部負荷へ供給すべき電力量のうち前記燃料電池から供給できない不足分の電力量を供給する補助電源と、
    所定の条件を満たした場合に、前記燃料電池による発電を停止させ、前記補助電源のみから外部負荷へ電力を供給するように制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記所定の条件を満たして前記燃料電池による発電を停止させ、その後前記燃料電池による発電を再開した場合、発電再開後の所定時間において前記所定の条件を満たしたとしても前記燃料電池による発電を停止させず、且つ、前記所定時間中に前記ガス排出手段によりガスを燃料電池システムの外部に排出させ、前記ガス排出手段により排出されるガスの流量が多くなるに従って、前記所定時間を短くする
    ことを特徴とする燃料電池システム。
  6. 前記ガス排出手段は、前記燃料電池の燃料極側のガスを排出する流路となるガス排出流路と、前記ガス排出流路に設けられ開度を調整可能な制御弁とを有し、前記所定時間経過後の制御弁の開度よりも、前記所定時間中での制御弁の開度を大きくする
    ことを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システム。
  7. 前記制御手段は、前記制御弁の上流圧力、前記制御弁の下流圧力、および燃料ガスの温度のうち、少なくとも１つの情報をもとに、前記所定時間を補正し、前記制御弁の上流圧力が大きくなるほど前記所定時間が短くなるように補正し、前記制御弁の下流圧力が大きくなるほど前記所定時間が長くなるように補正し、前記燃料ガスの温度が高くなるほど前記所定時間が長くなるように補正する
    ことを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
  8. 燃料ガスの供給を受ける燃料極と酸化剤ガスの供給を受ける酸化剤極とを有し、供給された燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電する燃料電池と、
    前記燃料電池の燃料極側のガスを外部に排出するガス排出手段と、
    前記燃料電池から電力の供給を受ける外部負荷と、
    前記外部負荷へ供給すべき電力量のうち前記燃料電池から供給できない不足分の電力量を供給する補助電源と、
    所定の条件を満たした場合に、前記燃料電池による発電を停止させ、前記補助電源のみから外部負荷へ電力を供給するように制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記所定の条件を満たして前記燃料電池による発電を停止させ、その後前記燃料電池による発電を再開した場合、発電再開後の所定時間において前記所定の条件を満たしたとしても前記燃料電池による発電を停止させず、且つ、前記所定時間中に前記ガス排出手段によりガスを燃料電池システムの外部に排出させ、前記燃料電池の酸化剤極側の圧力および前記燃料電池本体の温度の少なくとも一方の情報をもとに、前記所定時間を補正し、前記燃料電池の酸化剤極側の圧力が大きくなるほど前記所定時間が長くなるように補正し、前記燃料電池本体の温度が高くなるほど前記所定時間が長くなるように補正する
    ことを特徴とする燃料電池システム。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101000703B1 (ko) * 2008-07-08 2010-12-10 현대자동차주식회사 연료전지 하이브리드 차량의 아이들 스탑/해제 제어 방법
US8117969B1 (en) * 2008-08-05 2012-02-21 Bnsf Railway Company Hydrogen fuel cell hybrid locomotives
JP2012504848A (ja) * 2008-10-03 2012-02-23 ユーティーシー パワー コーポレイション 燃料電池開放電圧の低電力制御
JP5005661B2 (ja) * 2008-11-21 2012-08-22 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP2010146749A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JP5359621B2 (ja) * 2009-07-03 2013-12-04 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびその制御方法
US8304138B2 (en) 2010-05-26 2012-11-06 Ford Global Technologies, Llc Fuel cell system and method of use
US20180151901A1 (en) 2010-10-06 2018-05-31 Ford Global Technologies, Llc Method of operating a fuel cell during a soak time period
KR101230897B1 (ko) * 2010-11-26 2013-02-07 현대자동차주식회사 연료전지 차량용 연비 측정 장치
CA2839656C (en) * 2011-06-21 2017-12-05 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell with intermittent reactant supply
JP5769083B2 (ja) * 2011-11-14 2015-08-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池車両
JP2013182690A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2013182688A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
CA2865881A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and control method of fuel cell system
US8522691B1 (en) * 2012-09-28 2013-09-03 Electro-Motive Diesel, Inc. Apparatus and method for supplemental cooling
KR101459900B1 (ko) * 2013-05-07 2014-11-10 현대자동차주식회사 연료전지차량의 스타트 스탑 제어방법
KR101481310B1 (ko) 2013-08-21 2015-01-09 현대자동차주식회사 연료전지 시스템의 수소 퍼지 장치 및 방법
CN110783604B (zh) * 2019-09-25 2021-01-19 潍柴动力股份有限公司 燃料电池排氢阀控制方法
KR20240012115A (ko) 2022-07-20 2024-01-29 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 연료전지 제어방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3866187B2 (ja) * 2002-11-21 2007-01-10 本田技研工業株式会社 燃料電池自動車
US7282286B2 (en) * 2002-11-28 2007-10-16 Honda Motor Co., Ltd. Start-up method for fuel cell
JP4525008B2 (ja) * 2003-07-02 2010-08-18 トヨタ自動車株式会社 エネルギ出力装置およびエネルギ出力装置の制御方法
JP4742501B2 (ja) 2004-02-17 2011-08-10 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP2005259526A (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池のコンディショニング方法
JP4687023B2 (ja) * 2004-07-06 2011-05-25 日産自動車株式会社 燃料電池システム
DE102005052019B4 (de) * 2004-11-02 2017-03-30 Honda Motor Co., Ltd. Verfahren zum Steuern/Regeln eines Leerlaufstopps eines Brennstoffzellensystems
JP4696643B2 (ja) * 2005-03-30 2011-06-08 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム、その制御方法及びそれを搭載した車両

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