CN111293335A - 燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池系统，所述燃料电池系统具备具有排出歧管的第1燃料电池堆、具有排出歧管的第2燃料电池堆、用于第1燃料电池堆的发电的第1辅机、用于所述第2燃料电池堆的发电的第2辅机、以及构成为控制第1辅机及第2辅机的动作的控制装置。控制装置构成为，在第1燃料电池堆及第2燃料电池堆的发电停止后，以使得第1燃料电池堆及第2燃料电池堆中的从排出歧管排出的反应气体的排出方向相对于铅垂下方的角度较小的一方的燃料电池堆比另一方的燃料电池堆先开始发电的方式控制第1辅机及第2辅机的动作。

Description

燃料电池系统

技术领域

本发明涉及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池堆在利用氢气及空气发电时生成水分。若在燃料电池堆停止了发电时在燃料电池堆内残留有水分，则例如在冰点以下再次开始燃料电池堆的发电的情况下水分可能冻结而妨碍流路内的气体流。

因此，在停止燃料电池堆的运转时，进行例如通过从气泵向燃料电池堆内送入扫气气体而将水分从流路排出的扫气处理(例如参照日本特开2005-276529)。

发明内容

但是，并非通过扫气处理将残留于燃料电池堆内的全部水分都排出。例如在像日本特开2005-276529所记载的燃料电池系统那样设置有多个燃料电池堆的情况下，由于进行扫气处理的气泵的容量相对于各燃料电池堆内的流路的体积而言不足，在冰点以下还是有可能水分残留在流路内而冻结。

在该情况下，在燃料电池系统再起动时，各燃料电池堆在各燃料电池堆内的冻结消失之前无法发挥充分的发电性能。因此，即使燃料电池系统再起动，各燃料电池堆也会以低的发电性能发电，所以在用于各燃料电池堆的发电的各种辅机中产生无用的耗电而效率降低。

作为这种辅机，例如举出向燃料电池堆送出空气的空气压缩机、及向燃料电池堆喷射氢气的喷射器等。例如，在燃料电池堆开始发电时，根据对燃料电池堆要求的电力，与停止发电时相比空气压缩机的马达的转速及喷射器所喷射的氢气的量增加，所以耗电也增加。

然而，在燃料电池堆内发生了冻结的情况下，燃料电池堆发出的电力相对于耗电的增加而言没有充分地增大，所以耗电的浪费增加。

因此，本发明提供一种能够减少再起动时的耗电的浪费的燃料电池系统。

本发明的一方式所记载的燃料电池系统具备：第1燃料电池堆，其构成为通过反应气体的化学反应来发电，具有构成为排出所述反应气体的排出歧管；第2燃料电池堆，其构成为通过反应气体的化学反应来发电，具有构成为排出所述反应气体的排出歧管；第1辅机，其用于所述第1燃料电池堆的发电；第2辅机，其用于所述第2燃料电池堆的发电；以及控制装置，其构成为控制所述第1辅机及所述第2辅机的动作。所述控制装置构成为，在所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆的发电停止后，以使得所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆中的从所述排出歧管排出的所述反应气体的排出方向相对于铅垂下方的角度较小的一方的燃料电池堆比另一方的燃料电池堆先开始发电的方式控制所述第1辅机及所述第2辅机的动作。

在上述的构成中，可以是，所述控制装置构成为，在外气温度比第1阈值低的情况下，以使得所述一方的燃料电池堆比所述另一方的燃料电池堆先开始发电的方式控制所述第1辅机及所述第2辅机的动作。

在上述的构成中，可以是，所述控制装置构成为，在所述一方的燃料电池堆开始了发电后，在所述另一方的燃料电池堆的温度变得比第2阈值高的情况下，以使得所述另一方的燃料电池堆开始发电的方式控制所述第1辅机及所述第2辅机的动作。

在上述的构成中，可以是，所述一方的燃料电池堆的所述排出方向与铅垂下方一致。

在上述的构成中，可以是，所述第1燃料电池堆具有多个单电池，所述第2燃料电池堆具有多个单电池，所述一方的燃料电池堆的所述多个单电池的数量比所述另一方的燃料电池堆的所述多个单电池的数量少。

在上述的构成中，可以是，所述第1辅机构成为，在所述第1燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第1燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，所述第2辅机构成为，在所述第2燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第2燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，所述第1辅机及所述第2辅机中的对所述一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的一方的辅机以比对所述另一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的另一方的辅机长的时间、且以与所述另一方的辅机相同的流速送出扫气气体。

在上述的构成中，可以是，所述第1辅机构成为，在所述第1燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第1燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，所述第2辅机构成为，在所述第2燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第2燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，所述第1辅机及所述第2辅机中的对所述一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的一方的辅机在预定时间内以比对所述另一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的另一方的辅机高的流速送出扫气气体。

在上述的构成中，可以是，所述第1辅机构成为，在所述第1燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第1燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，所述第2辅机构成为，在所述第2燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第2燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，所述第1辅机及所述第2辅机中的对所述一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的一方的辅机以比对所述另一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的另一方的辅机长的时间、且以比所述另一方的辅机高的流速送出扫气气体。

在上述的构成中，可以是，所述燃料电池系统具有第1检测部，该第1检测部构成为检测所述第1燃料电池堆或所述第2燃料电池堆的所述排出方向相对于铅垂下方的倾斜度，所述控制装置构成为，基于所述第1检测部检测出的倾斜度来判定所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆中的哪一个的所述排出方向相对于铅垂下方的角度较小。

在上述的构成中，可以是，所述燃料电池系统具有第2检测部，该第2检测部构成为检测搭载有所述燃料电池系统的车辆的倾斜度，所述控制装置构成为，基于所述第2检测部检测出的倾斜度来判定所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆中的哪一个的所述排出方向相对于铅垂下方的角度较小。

在上述的构成中，可以是，所述第1燃料电池堆与所述第2燃料电池堆以所述排出方向相对于所述车辆的车体的角度相同的方式设置于所述车体。

在上述的构成中，可以是，所述第1燃料电池堆与所述第2燃料电池堆以所述排出方向相对于所述车辆的车体的角度不同的方式设置于所述车体。

在上述的构成中，可以是，所述一方的燃料电池堆的所述排出方向相对于铅垂下方的所述角度比0度大且为180度以下，所述另一方的燃料电池堆的所述排出方向相对于铅垂下方的所述角度比0度大且为180度以下。

根据本发明，能够减少燃料电池系统的再起动时的耗电的浪费。

附图说明

以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是示出燃料电池系统的一个例子的构成图。

图2是示出燃料电池堆的发电停止时的ECU(Electric Control Unit：电子控制单元)的处理的一个例子的流程图。

图3是示出燃料电池堆的第1配置例的图。

图4是示出燃料电池堆的第2配置例的图。

图5是示出燃料电池系统的再起动处理的一个例子的流程图。

图6是示出单电池的数量不同的燃料电池堆的配置例的图。

图7是示出燃料电池系统的再起动处理的一个例子的流程图。

图8是示出搭载燃料电池系统的燃料电池车的车体从水平方向倾斜了的情况下的燃料电池堆的配置的一个例子的图。

图9是示出搭载燃料电池系统的燃料电池车的车体从水平方向倾斜了的情况下的燃料电池堆的配置的另一例子的图。

图10是示出基于倾斜传感器检测出的车体的倾斜度的燃料电池系统的再起动处理的一个例子的流程图。

图11是示出搭载燃料电池系统的燃料电池车的车体从水平方向倾斜了的情况下的燃料电池堆的配置的另一例子的图。

图12是示出基于倾斜传感器检测出的排出方向的角度的燃料电池系统的再起动处理的一个例子的流程图。

图13是示出三个燃料电池堆的配置的一个例子的图。

具体实施方式

燃料电池系统的构成例

图1是示出燃料电池系统的一个例子的构成图。燃料电池系统9例如搭载于燃料电池车，具有第1发电系统9a、第2发电系统9b、ECU1、外气温度传感器90、变换器(INV)43、马达44以及开关45a、45b。此外，燃料电池车是车辆的一个例子。

第1发电系统9a具有燃料电池堆10a、阴极供给路20a、阴极排出路21a、旁通流路22a、空气压缩机30a、中冷器31a、三通阀32a、背压阀33a、加湿器34a、阳极供给路25a、阳极排出路23a、罐35a以及喷射器36a。第1发电系统9a还具有燃料电池堆10a用的DC(DirectCurrent：直流电)-DC转换器(FDC)40a、蓄电池42a、蓄电池42a用的DC-DC转换器(BDC)41a、冷却水循环路24a以及温度传感器91a。

第2发电系统9b具有燃料电池堆10b、阴极供给路20b、阴极排出路21b、旁通流路22b、空气压缩机30b、中冷器31b、三通阀32b、背压阀33b、加湿器34b、阳极供给路25b、阳极排出路23b、罐35b以及喷射器36b。第2发电系统9b还具有燃料电池堆10b用的DC-DC转换器(FDC)40b、蓄电池42b、蓄电池42b用的DC-DC转换器(BDC)41b、冷却水循环路24b以及温度传感器91b。

阴极供给路20a、20b是供向燃料电池堆10a、10b供给的氧化剂气体流动的配管，阴极排出路21a、21b是供从燃料电池堆10a、10b排出的氧化剂气体流动的配管。此外，例如举出空气作为氧化剂气体。

另外，通过三通阀32a、32b，旁通流路22a、22b的一端连接于阴极供给路20a、20b，另一端连接于阴极排出路21a、21b。因此，氧化剂气体的一部分根据三通阀32a、32b的旁通流路22a、22b侧的开度从阴极供给路20a、20b流过旁通流路22a、22b并向阴极排出路21a、21b流动。

阳极供给路25a、25b是供向燃料电池堆10a、10b供给的燃料气体流动的配管，阳极排出路23a、23b是供从燃料电池堆10a、10b排出的燃料气体流动的配管。此外，例如举出氢气作为燃料气体。

燃料电池堆10a、10b是固体高分子型的多个单电池层叠而成的层叠体。在各单电池设置有包括具备铂催化剂的一对电极和电解质膜的膜电极接合体(MEA：MembraneElectrode Assembly)，通过在膜电极接合体中氧化剂气体中的氧与燃料气体中的氢发生电化学反应而发电。燃料电池在发电的同时生成水分。此外，氧化剂气体及燃料气体是反应气体的一个例子。

将氧化剂气体从阴极供给路20a、20b向燃料电池堆10a、10b供给并用于发电，从燃料电池堆10a、10b向阴极排出路21a、21b排出。阴极供给路20a、20b分别与设置于燃料电池堆10a、10b的氧化剂气体供给歧管100a、100b连接。氧化剂气体供给歧管100a、100b是用于向各单电池供给氧化剂气体的孔道。

另外，阴极排出路21a、21b分别与设置于燃料电池堆10a的氧化剂气体排出歧管101a、设置于燃料电池堆10b的氧化剂气体排出歧管101b连接。氧化剂气体排出歧管101a、101b是用于从各单电池排出氧化剂气体的孔道。

在阴极供给路20a、20b中沿从上游侧朝向下游侧的方向连接有空气压缩机30a、30b、中冷器31a、31b、三通阀32a、32b以及加湿器34a、34b。

空气压缩机30a、30b分别是用于燃料电池堆10a、10b的发电的第1辅机及第2辅机的一个例子。空气压缩机30a、30b经由阴极供给路20a、20b向燃料电池堆10a、10b供给氧化剂气体。空气压缩机30a、30b在阴极供给路20a、20b中设置于比三通阀32a、32b及中冷器31a、31b靠上游侧的位置。

空气压缩机30a、30b从外部取入氧化剂气体并压缩。被压缩了的氧化剂气体向中冷器31a、31b输送。ECU1控制驱动空气压缩机30a、30b的马达(未图示)的旋转。对于空气压缩机30a、30b的各马达，在燃料电池堆10a、10b发电的情况下分别从燃料电池堆10a、10b或蓄电池42a、42b供电，在燃料电池堆10a、10b停止发电的情况下分别从蓄电池42a、42b供电。

中冷器31a、31b对通过压缩升温了的氧化剂气体进行冷却。冷却后的氧化剂气体向三通阀32a、32b输送。

氧化剂气体的一部分从三通阀32a、32b向旁通流路22a、22b流动并从阴极排出路21a、21b排出。氧化剂气体的剩余部分在阴极供给路20a、20b中流动到加湿器34a、34b。加湿器34a、34b利用在阴极排出路21a、21b中流动的氧化剂气体中的水分对阴极供给路20a、20b内的氧化剂气体进行加湿。

加湿器34a、34b使在湿度相对高的阴极排出路21a、21b中流动的氧化剂气体的至少一部分通过例如中空纤维等膜340a、340b的一方侧。另外，加湿器34a、34b使在湿度相对低的阴极供给路20a、20b中流动的氧化剂气体的至少一部分通过膜340a、340b的另一方侧。由此，加湿器34a、34b使水分经由膜340a、340b透过而进行加湿，但不限定于此，也可以使用其他加湿方式。

在阴极排出路21a、21b连接有加湿器34a、34b及背压阀33a、33b。加湿器34a、34b从在阴极排出路21a、21b中流动的氧化剂气体中取出水分并将其用于阴极供给路20a、20b内的氧化剂气体的加湿。背压阀33a、33b调整氧化剂气体的背压。

阳极供给路25a、25b分别与设置于燃料电池堆10a、10b的燃料气体供给歧管102a、102b连接。燃料气体供给歧管102a、102b是用于向各单电池供给燃料气体的孔道。

在阳极供给路25a、25b沿从上游侧朝向下游侧的方向连接有罐35a、35b及喷射器36a、36b。罐35a、35b对燃料气体进行蓄压。罐35a、35b内的燃料气体流入喷射器36a、36b。

喷射器36a、36b是分别用于燃料电池堆10a、10b的发电的第1辅机及第2辅机的一个例子。喷射器36a、36b分别喷射向燃料电池堆10a、10b供给的燃料气体。ECU1控制例如喷射器36a、36b所喷射的燃料气体的量(以下，表示为“喷射量”)。

对于喷射器36a、36b，在燃料电池堆10a、10b发电的情况下分别从燃料电池堆10a、10b或蓄电池42a、42b供电，在燃料电池堆10a、10b停止发电的情况下分别从蓄电池42a、42b供电。此外，在喷射器36a、36b与罐35a、35b之间也可以分别设置有未图示的调压阀。

另外，阳极排出路23a、23b分别与设置于燃料电池堆10a、10b的燃料气体排出歧管103a、103b连接。燃料气体排出歧管103a、103b是用于从各单电池排出燃料气体的孔道。

燃料电池堆10a、10b通过发电而产生热，通过利用在冷却水循环路24a、24b中流动的冷却水进行冷却从而分别抑制升温。此外，虽然省略图示，但在冷却水循环路24a、24b设置有对在燃料电池堆10a、10b内升温了的冷却水进行冷却的散热器、及使冷却水在冷却水循环路24a、24b中循环的泵。另外，在冷却水循环路24a、24b分别设置有检测冷却水的温度的温度传感器91a、91b。

DC-DC转换器40a、40b包括晶体管等开关元件，通过开关元件的开关控制使燃料电池堆10a、10b的输出电压上升。DC-DC转换器40a、40b的升压动作由ECU1控制。变换器43包括变压器、晶体管等，将燃料电池堆10a、10b的输出电流从直流电流变换为交流电流。在变换器43连接有驱动燃料电池车的车轮(未图示)的马达44。马达44通过交流电流旋转。

变换器43与DC-DC转换器40a、40b、41a、41b经由开关45a、45b连接。开关45a、45b由ECU1进行接通(ON)/断开(OFF)控制。由此，开关45a使燃料电池堆10a及蓄电池42a与变换器43电连接或断开，开关45b使燃料电池堆10b及蓄电池42b与变换器43电连接或断开。

此外，在本实施方式中，公开了分别独立具备DC-DC转换器40a、40b、41a、41b和开关45a、45b的构成，但不限定于此。例如，也可以仅具备DC-DC转换器40a、40b、41a、41b，使用DC-DC转换器40a、40b、41a、41b内部的开关元件使燃料电池堆10a、10b及蓄电池42a、42b与变换器43电连接或断开。

蓄电池42a、42b储存燃料电池堆10a、10b的电力的剩余部分。DC-DC转换器41a、41b包括晶体管等开关元件，通过开关元件的开关控制使蓄电池42a、42b的输出电压上升。蓄电池42a、42b的电力例如经由变换器43向马达44供给。

ECU1是控制装置的一个例子，控制燃料电池系统9的动作。ECU1具有例如CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、和存储有驱动CPU的程序及各种数据等的存储器。

ECU1在使燃料电池堆10a开始发电的情况下，将开关45a控制为接通状态，在使燃料电池堆10a停止发电的情况下，将开关45a控制为断开状态。另外，ECU1在使燃料电池堆10b开始发电的情况下，将开关45b控制为接通状态，在使燃料电池堆10b停止发电的情况下，将开关45b控制为断开状态。

当开关45a、45b成为接通时，燃料电池堆10a、10b分别与变换器43电连接，所以在分别供给了相对于对燃料电池堆10a、10b要求的电力(以下，为“要求电力”)而言足够的量的燃料气体及氧化剂气体的情况下，燃料气体与氧化剂气体的化学反应开始而开始发电。另外，当开关45a、45b成为断开时，燃料电池堆10a、10b分别与变换器43电断开，所以燃料气体与氧化剂气体的化学反应停止而停止发电。此外，要求电力例如基于燃料电池车的加速器踏板的开度来决定。

另外，ECU1从温度传感器91a、91b取得冷却水的温度以监视燃料电池堆10a、10b的温度。进而，ECU1从外气温度传感器90取得外气温度以监视外气温度。

另外，ECU1控制驱动空气压缩机30a、30b的马达的旋转。ECU1在使燃料电池堆10a开始发电的情况下，使空气压缩机30a的马达的转速从预定转速增加到与燃料电池堆10a的要求电力相应的转速。由此，与发电停止期间相比空气压缩机30a的耗电增加，向燃料电池堆10a供给相对于要求电力而言足够的量的氧化剂气体。在此，上述的预定转速可以是零，另外，也可以是用于维持在燃料电池堆10a的发电停止期间对包括氧化剂气体供给歧管100a及氧化剂气体排出歧管101a的氧化剂气体的流路施加了所期望的压力的状态的、比发电期间的转速小的转速。

另一方面，ECU1在使燃料电池堆10b开始发电的情况下，使空气压缩机30b的马达的转速从预定转速增加到与燃料电池堆10b的要求电力相应的转速。由此，与发电停止期间相比空气压缩机30b的耗电增加，向燃料电池堆10b供给相对于要求电力而言足够的量的氧化剂气体。另外，ECU1在使燃料电池堆10a、10b停止发电的情况下，使空气压缩机30a、30b的马达的转速分别减小到预定转速。

空气压缩机30a、30b在燃料电池堆10a、10b的发电停止后，根据来自ECU1的控制信号分别进行阴极供给路20a、20b、阴极排出路21a、21b、氧化剂气体供给歧管100a、100b以及氧化剂气体排出歧管101a、101b的扫气。由此，排出残留于阴极供给路20a、20b、阴极排出路21a、21b、氧化剂气体供给歧管100a、100b以及氧化剂气体排出歧管101a、101b的水分。

另外，ECU1在使燃料电池堆10a开始发电的情况下，使喷射器36a的喷射量从预定量增加到与燃料电池堆10a的要求电力相应的量。由此，与发电停止期间相比喷射器36a的耗电增加，向燃料电池堆10a供给相对于要求电力而言足够的量的燃料气体。在此，预定量可以是零，或者也可以是用于维持在燃料电池堆10a的发电停止期间对包括燃料气体供给歧管102a及燃料气体排出歧管103a的燃料气体的流路施加了所期望的压力的状态的、比发电期间的喷射量少的喷射量。

另一方面，ECU1在使燃料电池堆10b开始发电的情况下，使喷射器36b的喷射量从预定量增加到与燃料电池堆10b的要求电力相应的量。由此，与发电停止期间相比喷射器36b的耗电增加，向燃料电池堆10b供给相对于要求电力而言足够的量的燃料气体。另外，ECU1在使燃料电池堆10a、10b停止发电的情况下，使喷射器36a、36b的喷射量分别减少到预定量。

接着对ECU1的处理进行说明。

燃料电池堆10a、10b的发电停止时的动作

图2是示出燃料电池堆10a、10b的发电停止时的ECU1的处理的一个例子的流程图。此外，假定在该处理开始前燃料电池堆10a、10b处于发电过程中。

ECU1判定有无燃料电池堆10a、10b的发电停止的要求(步骤St1)。ECU1例如在接收到表示未图示的点火开关断开了的信号的情况下，判定为接受到发电停止的要求。ECU1在没有发电停止的要求的情况下(步骤St1的否(No))，再次执行步骤St1的处理。

另外，ECU1在有发电停止的要求的情况下(步骤St1的是(Yes))，执行燃料电池堆10a、10b的发电的停止处理(步骤St2)。此时，ECU1将燃料电池堆10a、10b的开关45a、45b控制为断开状态。

接着，ECU1使空气压缩机30a、30b进行扫气处理(步骤St3)。空气压缩机30a、30b通过在由ECU1设定的扫气条件下送出空气(氧化剂气体)来进行扫气处理。

接着，ECU1使空气压缩机30a、30b的马达的转速从与要求电力相应的转速降低到预定转速，使喷射器36a、36b的喷射量从与要求电力相应的喷射量降低到预定量(步骤St4)。在此，预定转速及预定量可以是零，但在预测到在发电停止后会立即再次开始发电的情况下，也可以是用于将燃料电池堆10a、10b的氧化剂气体的通路的压力及燃料气体的压力维持为合适值的低值。

通过上述的扫气处理，排出残留于阴极供给路20a、20b、阴极排出路21a、21b、氧化剂气体供给歧管100a、100b以及氧化剂气体排出歧管101a、101b的水分。此外，阳极供给路25a、25b、阳极排出路23a、23b、燃料气体供给歧管102a、102b以及燃料气体排出歧管103a、103b通过喷射器36a、36b或未图示的泵等与上述同样地进行扫气。

但是，并非通过扫气处理将全部的水分都从燃料电池堆10a、10b排出。因此，例如在冰点以下，残留于燃料电池堆10a、10b内的水分会冻结，所以在燃料电池系统9再起动时，在各燃料电池堆10a、10b内的冻结消失之前都无法由各燃料电池堆10a、10b发挥良好的发电性能。

因此，即使燃料电池系统9再起动，各燃料电池堆10a、10b也以低的发电性能发电，所以在各燃料电池堆10a、10b的周边的各种辅机产生无用的耗电而效率降低。作为这种辅机，例如举出空气压缩机30a、30b及喷射器36a、36b等例子。

与此相对，ECU1对燃料电池堆10a、10b的发电开始的正时设置差别。更具体而言，ECU1以使得燃料电池堆10a、10b中的水分的冻结的程度较低的燃料电池堆比另一方的燃料电池堆先开始发电的方式控制空气压缩机30a、30b及喷射器36a、36b。由此，最初仅燃料电池堆10a、10b中的发电性能高的一方的燃料电池堆进行发电，所以能够抑制无用的耗电。

ECU1基于从各燃料电池堆10a、10b的氧化剂气体排出歧管101a、101b排出的氧化剂气体的排出方向的角度选择先开始发电的燃料电池堆10a、10b。以下举例进行说明。

燃料电池堆10a、10b的第1配置例

图3是示出燃料电池堆10a、10b的第1配置例的图。图3示出从水平方向观察搭载于燃料电池车的燃料电池系统9的燃料电池堆10a、10b时的情形。此外，标号Dg表示铅垂下方。

首先，描述燃料电池堆10a、10b的构造。燃料电池堆10a、10b具有彼此相同的尺寸及构造。

燃料电池堆10a具备一对端板(end plate)111a、112a及多个单电池110a。一对端板111a、112a在夹着多个单电池110a的状态下彼此紧固，从而在层叠方向上压缩多个单电池110a。

在一方的端板112a及多个单电池110a设置有沿层叠方向贯通的氧化剂气体供给歧管100a及氧化剂气体排出歧管101a。此外，氧化剂气体供给歧管100a与氧化剂气体排出歧管101a在图3的例子中被设置成彼此平行，但不限定于此，也可以不平行。

氧化剂气体沿供给方向Da_in从阴极供给路20a流入氧化剂气体供给歧管100a，沿流通方向Da_tr流过各单电池110a内的流路并流入氧化剂气体排出歧管101a。此时，通过各单电池110a的发电生成的水分与氧化剂气体一起流入氧化剂气体排出歧管101a。

氧化剂气体沿排出方向Da_out从氧化剂气体排出歧管101a流入阴极排出路21a。

另外，燃料电池堆10b具备一对端板111b、112b及多个单电池110b。一对端板111b、112b在夹着多个单电池110b的状态下彼此紧固，从而在层叠方向上压缩多个单电池110b。此外，单电池110b的枚数与另一方的燃料电池堆10a的单电池110a的枚数相同。

在一方的端板112b及多个单电池110b设置有沿层叠方向贯通的氧化剂气体供给歧管100b及氧化剂气体排出歧管101b。此外，氧化剂气体供给歧管100b与氧化剂气体排出歧管101b在图3的例子中被设置成彼此平行，但不限定于此，也可以不平行。

氧化剂气体沿供给方向Db_in从阴极供给路20b流入氧化剂气体供给歧管100b，沿流通方向Db_tr流过各单电池110b内的流路并流入氧化剂气体排出歧管101b。此时，通过各单电池110b的发电生成的水分与氧化剂气体一起流入氧化剂气体排出歧管101b。

氧化剂气体沿排出方向Db_out从氧化剂气体排出歧管101b流入阴极排出路21b。

燃料电池堆10a的氧化剂气体排出歧管101a的排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg成角度θa(0度<θa≤180度)，燃料电池堆10b的氧化剂气体排出歧管101b的排出方向Db_out相对于铅垂下方Dg成角度θb(0度<θb≤180度)。在此，排出方向Da_out的角度θa比排出方向Db_out的角度θb小。也就是说，燃料电池堆10a的排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg的角度比燃料电池堆10b的排出方向Db_out相对于铅垂下方Dg的角度小。

因此，氧化剂气体排出歧管101a的倾斜比氧化剂气体排出歧管101b的倾斜大，所以氧化剂气体排出歧管101a内的水分比氧化剂气体排出歧管101b内的水分容易排出。因此，在燃料电池堆10a、10b在发电停止后例如被放置在冰点以下的环境的情况下，在水分在氧化剂气体排出歧管101a、101b内冻结而堵塞了氧化剂气体的通路时，与另一方的燃料电池堆10b相比，该一方的燃料电池堆10a的由该堵塞引起的发电性能的降低的程度较小。因此，在冰点以下燃料电池系统9再起动的情况下，一方的燃料电池堆10a的发电性能比另一方的燃料电池堆10b的发电性能高。

另外，在燃料电池系统9在常温(例如约25度)下起动的情况下，燃料电池堆10a的氧化剂气体排出歧管101a内的水分比另一方的燃料电池堆10b的各氧化剂气体排出歧管101b内的水分少，所以与另一方的燃料电池堆10b相比，在燃料电池堆10a中可抑制由含水(flooding)引起的发电性能的降低。因此，燃料电池堆10a的发电性能比另一方的燃料电池堆10b高。

因此，ECU1以使得发电性能高的一方的燃料电池堆10a比另一方的燃料电池堆10b先开始发电的方式控制空气压缩机30a及喷射器36a。此时，例如ECU1首先使空气压缩机30a的马达的转速从预定转速增加到与燃料电池堆10a的要求电力相应的转速，使喷射器36a的喷射量从预定量增加到与燃料电池堆10a的要求电力相应的喷射量。之后，ECU1将燃料电池堆10a的开关45a设为接通状态，从而燃料电池堆10a开始发电。

因此，发电性能低的一方的燃料电池堆10b在发电性能高的一方的燃料电池堆10a之后开始发电，所以在发电停止期间，空气压缩机30b的马达的转速及喷射器36b的喷射量维持为比发电开始后低的值或零。由此，减少了空气压缩机30b及喷射器36b的耗电的浪费。

例如，在各燃料电池堆10a、10b被配置成彼此接近的情况下，当一方的燃料电池堆10a开始发电时，另一方的燃料电池堆10b通过例如利用由燃料电池堆10a的发电而产生的辐射热或散热器的反向热流动被加热而升温。

因此，ECU1以使得在一方的燃料电池堆10a的发电开始后另一方的燃料电池堆10b升温到了足以消除冻结的温度时，燃料电池堆10b开始发电的方式控制空气压缩机30b及喷射器36b。例如，在燃料电池堆10b的冷却水的温度达到了预定的温度时，ECU1首先使空气压缩机30b的马达的转速从预定转速增加到与燃料电池堆10b的要求电力相应的转速，使喷射器36b的喷射量从预定量增加到与燃料电池堆10b的要求电力相应的喷射量。之后，ECU1将燃料电池堆10b的开关45b设为接通状态，从而燃料电池堆10b开始发电。

因此，能够使得在燃料电池堆10b的发电性能变得比燃料电池堆10a的发电开始时的发电性能高时，燃料电池堆10b开始发电，所以减少了空气压缩机30b及喷射器36b的耗电的浪费。

燃料电池堆10a、10b的第2配置例

图4是示出燃料电池堆10a、10b的第2配置例的图。在图4中对与图3共通的构成标注相同的标号而省略其说明。

在图4的例子中，燃料电池堆10a的氧化剂气体排出歧管101a的排出方向Da_out与铅垂下方Dg一致。因此，氧化剂气体排出歧管101a内的水分比第1配置例的氧化剂气体排出歧管101a内的水分少。因此，发电开始时的燃料电池堆10a的发电性能比第1配置例的情况下的发电性能高。

另外，作为一个例子，另一方的燃料电池堆10b的氧化剂气体排出歧管101b的排出方向Db_out与水平方向一致。也就是说，氧化剂气体排出歧管101b的排出方向Db_out相对于铅垂下方Dg成直角。因此，氧化剂气体排出歧管101a的排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg的角度比氧化剂气体排出歧管101b的排出方向Db_out相对于铅垂下方Dg的角度小。

因此，ECU1使排出方向Da_out与铅垂下方一致的燃料电池堆10a比燃料电池堆10b先开始发电。发电开始时的燃料电池堆10a的发电性能比第1配置例的情况下的发电性能高，所以更有效地减少了空气压缩机30b及喷射器36b的耗电的浪费。

燃料电池系统9的再起动处理

图5是示出燃料电池系统9的再起动处理的一个例子的流程图。在该处理开始前，通过图2所示的处理，燃料电池堆10a、10b停止了发电。另外，燃料电池堆10a、10b的配置与第1配置例或第2配置例同样。

ECU1判定有无燃料电池堆10a、10b的发电开始的要求(步骤St11)。ECU1例如在接收到表示未图示的点火开关接通了的信号的情况下，判定为接受到发电开始的要求。ECU1在没有发电开始的要求的情况下(步骤St11的否)，再次执行步骤St11的处理。

ECU1在有发电开始的要求的情况下(步骤St11的是)，进行燃料电池堆10a的发电的开始处理(步骤St12)。此时，ECU1使空气压缩机30a的马达的转速和喷射器36a的喷射量分别从预定值增加，并将燃料电池堆10a的开关45a设为接通状态。此外，ECU1将空气压缩机30b的马达的转速和喷射器36b的喷射量分别维持为预定值，并将燃料电池堆10b的开关45b维持为断开状态，以使得另一方的燃料电池堆10b仍停止发电。

接着，为了判定可否开始未发电的燃料电池堆10b的发电，ECU1从温度传感器91b取得该冷却水的温度Tb(步骤St13)，并与预定的温度To进行比较(步骤St14)。在此，温度To是第2阈值的一个例子，例如被预先设定为足以消除燃料电池堆10b的氧化剂气体排出歧管101b内的水分的冻结的温度。此外，从燃料电池堆10b排出的冷却水吸收被发电期间的另一方的燃料电池堆10a加热的燃料电池堆10b的热，所以冷却水的温度Tb可以视为燃料电池堆10b的温度。

ECU1在Tb≤To成立的情况下(步骤St14的否)判定为氧化剂气体排出歧管101b内的水分仍冻结，再次执行步骤St13的处理。另外，ECU1在Tb>To成立的情况下(步骤St14的是)判定为氧化剂气体排出歧管101b内的水分的冻结消失，进行燃料电池堆10b的发电的开始处理(步骤St15)。此时，ECU1使空气压缩机30b的马达的转速和喷射器36b的喷射量分别从预定值增加，并将燃料电池堆10b的开关45b设为接通状态。像这样，执行燃料电池系统9的再起动处理。

像这样，ECU1在各燃料电池堆10a、10b的发电停止后，以使得燃料电池堆10a、10b中的从氧化剂气体排出歧管101a排出的氧化剂气体的排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg的角度较小的一方的燃料电池堆10a比另一方的燃料电池堆10b先开始发电的方式控制空气压缩机30a、30b及喷射器36a、36b的动作。

因此，燃料电池堆10a、10b中的氧化剂气体排出歧管101a内的水分少而发电性能高的一方的燃料电池堆10a先开始发电，氧化剂气体排出歧管101b内的水分多而发电性能低的一方的燃料电池堆10b延迟开始发电。因此，在燃料电池堆10b停止发电的期间减少了空气压缩机30b及喷射器36b的耗电的浪费。

另外，在发电性能高的一方的燃料电池堆10a开始了发电后，另一方的燃料电池堆10b的温度Tb变得比预定的温度To高的情况下，ECU1以使得燃料电池堆10b开始发电的方式控制空气压缩机30b及喷射器36b的动作。因此，能够使得在燃料电池堆10b的发电性能变得比燃料电池堆10a的发电开始时的发电性能高时，燃料电池堆10b开始发电，所以减少了空气压缩机30b及喷射器36b的耗电的浪费。

此外，在本例中，举出了燃料电池堆10a的氧化剂气体排出歧管101a的排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg的角度比燃料电池堆10b的氧化剂气体排出歧管101b的排出方向Db_out相对于铅垂下方Dg的角度小的情况，但与此相反，氧化剂气体排出歧管101b的排出方向Db_out也可以比氧化剂气体排出歧管101a的排出方向Da_out接近铅垂下方Dg。在该情况下，ECU1使燃料电池堆10b比燃料电池堆10a先开始发电。

另外，ECU1从温度传感器91a取得燃料电池堆10a的冷却水的温度Ta，并与预定的温度To进行比较。若Ta>To成立，则ECU1使燃料电池堆10a开始发电。

在该情况下，燃料电池堆10a、10b中的氧化剂气体排出歧管101b内的水分少而发电性能高的一方的燃料电池堆10b先开始发电，氧化剂气体排出歧管101a内的水分多而发电性能低的一方的燃料电池堆10a延迟开始发电。因此，在燃料电池堆10a停止发电的期间，减少了空气压缩机30a及喷射器36a的耗电的浪费。

此外，在本例中，先开始了发电的燃料电池堆10a比另一方的燃料电池堆10b更快地升温，所以也可以由燃料电池堆10a进行对燃料电池堆10b的预热处理。预热处理例如可以通过使用例如泵和/或阀将燃料电池堆10a的冷却水循环路24a的冷却水向另一方的燃料电池堆10b的冷却水循环路24b输送来进行，也可以通过由燃料电池堆10a供给电力的加热器对另一方燃料电池堆10b进行加热来进行。

另外，在本例中，ECU1在点火开关成为了接通时进行燃料电池系统9的再起动处理，但不限定于此。ECU1例如也可以在燃料电池系统9从怠速状态恢复到通常的运转状态时进行再起动处理。

燃料电池堆10a、10b的单电池110a、110b的数量

图6是示出单电池110a、110b的数量不同的燃料电池堆10a、10b的配置例的图。在图6中对与图4共通的构成标注相同的标号而省略其说明。

在本例中，燃料电池堆10a的氧化剂气体排出歧管101a的排出方向Da_out与铅垂下方Dg一致，燃料电池堆10b的氧化剂气体排出歧管101b的排出方向Db_out与水平方向一致。另外，燃料电池堆10a的单电池110a的数量比燃料电池堆10b的单电池110b的数量少。在此，单电池110a与单电池110b的尺寸相同。

因此，单电池110a少的燃料电池堆10a的氧化剂气体的通路的容积，也就是说单电池110a内的氧化剂气体的流路与氧化剂气体排出歧管101a的总容积比单电池110b多的燃料电池堆10b的氧化剂气体的通路的容积小。因此，当氧化剂气体排出歧管101a、101b在相同的条件下进行了扫气处理的情况下，氧化剂气体排出歧管101a内的水分比氧化剂气体排出歧管101b内的水分少。

因此，发电开始时的燃料电池堆10a的发电性能比图4的例子高。

另外，单电池110a少的燃料电池堆10a的层叠方向的长度La比单电池110b多的燃料电池堆10b的层叠方向的长度Lb短。因此，通过以使得层叠方向沿铅垂下方Dg的方式配置燃料电池堆10a，以使得层叠方向沿水平方向的方式配置燃料电池堆10b，从而与第2配置例的情况相比燃料电池堆10a、10b高度降低。通过像这样使燃料电池堆10a、10b的高度降低，能够将燃料电池堆10a、10b搭载于例如燃料电池车的发动机罩之下。

此外，燃料电池堆10a、10b的配置不限定于图6的例子，燃料电池堆10a的层叠方向也可以偏离铅垂下方Dg，燃料电池堆10b的层叠方向也可以偏离水平方向。

燃料电池堆10a、10b的扫气条件

在上述的图2的步骤St3的扫气处理中，燃料电池堆10a、10b的扫气条件可以相同，但也可以不同。作为扫气条件，可举出空气压缩机30a、30b送出作为扫气气体的空气的时间(以下，表示为“扫气时间”)、空气的流速。

ECU1在图2的步骤St3中对空气压缩机30a、30b设定扫气条件。例如ECU1对先开始发电的燃料电池堆10a的空气压缩机30a设定比后开始发电的燃料电池堆10b的空气压缩机30b长的扫气时间。此时，ECU1对各空气压缩机30a、30b设定相同的流速。由此，先开始发电的燃料电池堆10a的氧化剂气体排出歧管101a内的水分进一步减少，所以燃料电池堆10a的发电性能提高，例如即使在冰点以下也能够充分地发电。

另外，与上述不同，例如ECU1也可以对先开始发电的燃料电池堆10a的空气压缩机30a设定比后开始发电的燃料电池堆10b的空气压缩机30b高的流速。此时，若ECU1对各空气压缩机30a、30b设定相同的扫气时间，则流速高的空气压缩机30a能够排出比流速低的空气压缩机30b多的水分，所以可获得与上述同样的效果。

进而，ECU1也可以对空气压缩机30a设定扫气时间及流速均比空气压缩机30b大的值。此时，流速高且扫气时间长的空气压缩机30a能够排出比流速低且扫气时间短的空气压缩机30b多的水分，所以上述的效果变得明显。

另外，ECU1对后开始发电的燃料电池堆10b的空气压缩机30b，以使得例如燃料电池堆10b在常温下也能够充分地发电的方式设定扫气条件，但不限定于此，也可以设定为不进行扫气处理。由此，减少了扫气处理所需要的空气压缩机30a、30b的耗电。

基于外气温度的发电开始的控制例

如上所述，在冰点以下再起动燃料电池系统9的情况下，氧化剂气体排出歧管101a内的水分少的燃料电池堆10a的发电性能比氧化剂气体排出歧管101b内的水分多的燃料电池堆10b的发电性能高。但是，在高温环境下再起动燃料电池系统9的情况下，氧化剂气体排出歧管101a、101b内的水分越少，则单电池110a、110b内的电解质膜越容易干燥。

因此，与冰点以下的再起动的情况相反，氧化剂气体排出歧管101a内的水分少的燃料电池堆10a的发电性能比氧化剂气体排出歧管101b内的水分多的燃料电池堆10b的发电性能低。因此，如以下的例子那样，ECU1也可以根据外气温度选择先开始发电的燃料电池堆10a、10b。

图7是示出燃料电池系统9的再起动处理的一个例子的流程图。在图7中对与图5共通的处理标注相同的标号而省略其说明。

ECU1在有发电开始的要求的情况下(步骤St11的是)，从外气温度传感器90取得外气温度Tv(步骤St11-1)。接着，ECU1将外气温度Tv与阈值T1进行比较(步骤St11-2)。在此，为了判定燃料电池系统9的环境是否为冰点以下，阈值T1例如被设为0度。此外，阈值T1是第1阈值的一个例子。

ECU1在Tv<T1成立的情况下(步骤St11-2的是)判定为燃料电池系统9的周围的环境为冰点以下，执行排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg的角度较小的一方的燃料电池堆10a的发电的开始处理(步骤St12)，之后，执行另一方的燃料电池堆10b的发电的开始处理(步骤St15)。由此，可获得上述的效果。

另外，ECU1在Tv≥T1成立的情况下(步骤St11-2的否)判定为燃料电池系统9的周围的环境不是冰点以下，将外气温度Tv与阈值T2进行比较(步骤St21)。阈值T2比阈值T1大，例如被设定为单电池110a、110b内的电解质膜可能会干燥的气温。

ECU1在Tv>T2成立的情况下(步骤St21的是)判定为燃料电池系统9的周围的环境为高温，执行排出方向Db_out更远离铅垂下方Dg的一方的燃料电池堆10b的发电的开始处理(步骤St22)。燃料电池堆10b的氧化剂气体排出歧管101b内的水分比另一方的燃料电池堆10a的氧化剂气体排出歧管101a内的水分多，所以在高温环境下，燃料电池堆10b的单电池110b比燃料电池堆10a的单电池110a难以干燥。

因此，燃料电池堆10b的发电性能比燃料电池堆10a的发电性能高。因此，ECU1通过使发电性能高的一方的燃料电池堆10b比另一方的燃料电池堆10a先开始发电，能够减少空气压缩机30a及喷射器36a的耗电的浪费。

接着，ECU1例如从未图示的阻抗测定器取得燃料电池堆10a的阻抗Z以判定可否开始未发电的燃料电池堆10a的发电(步骤St23)。阻抗Z根据单电池110a的电解质膜的干燥状态发生变化，干燥的程度越高则成为越大的值。

接着，ECU1将阻抗Z与预定的阻抗Zo进行比较(步骤St24)。ECU1在Z>Zo成立的情况下(步骤St24的是)判定为单电池110a的电解质膜仍干燥，再次执行步骤St23的处理。此外，为了消除单电池110a的干燥状态，例如可以将通过发电期间的燃料电池堆10a的发电而生成的水分向未发电的燃料电池堆10b的阴极供给路20b供给。由此，与不向阴极供给路20b供给水分的情况相比，消除单电池110a的干燥状态所需要的时间缩短。

另外，在步骤St23的处理中，ECU1也可以替代阻抗Z，而是通过从湿度计(未图示)取得未发电的燃料电池堆10a的氧化剂气体供给歧管100a内的湿度来判定单电池110a的干燥状态。在该情况下，ECU1在所取得的湿度比预定的阈值高的情况下能够判定为单电池110a的干燥状态已消除。

另外，ECU1在Z≤Zo成立的情况下(步骤St24的否)判定为单电池110a的电解质膜的干燥状态已消除，执行燃料电池堆10a的发电的开始处理(步骤St25)。当氧化剂气体排出歧管101a内的水分的冻结消失时，从冰融化而成的液态水从氧化剂气体排出歧管101a向加湿器34a流动，所以在阴极供给路20a中流动的氧化剂气体由加湿器34a加湿。当加湿后的氧化剂气体到达单电池110a的电解质膜时，消除了单电池110a的电解质膜的干燥状态，所以燃料电池堆10a的发电性能提高。

另外，ECU1在Tv≤T2成立的情况下(步骤St21的否)判定为燃料电池系统9的周围的环境既不是冰点以下也不是高温环境，执行双方的燃料电池堆10a、10b的发电的开始处理(步骤St26)。在该情况下，判定为各燃料电池堆10a、10b的发电性能不产生实质性的差别。像这样，执行燃料电池系统9的再起动处理。

像这样，ECU1在燃料电池堆10a、10b的外气温度Tv比阈值T1低的情况下，以使得一方的燃料电池堆10a比另一方的燃料电池堆10b先开始发电的方式控制空气压缩机30a、30b及喷射器36a、36b的动作。因此，例如在冰点以下的环境下再起动燃料电池系统9的情况下，发电能力低的燃料电池堆10b比发电性能高的燃料电池堆10a晚开始发电，所以进一步减少了空气压缩机30b及喷射器36b的耗电的浪费。

另外，ECU1在外气温度Tv比高于阈值T1的阈值T2高的情况下，以使得一方的燃料电池堆10a在另一方的燃料电池堆10b之后开始发电的方式控制空气压缩机30a、30b及喷射器36a、36b的动作。因此，例如在高温的环境下再起动燃料电池系统9的情况下，发电能力低的燃料电池堆10a比发电性能高的燃料电池堆10b晚开始发电，所以进一步减少了空气压缩机30a及喷射器36a的耗电的浪费。

此外，ECU1从外气温度传感器90取得外气温度Tv，但不限定于此。例如ECU1也可以分别从温度传感器91a、91b取得各燃料电池堆10a、10b的冷却水的温度Ta、Tb，并根据冷却水的温度Ta、Tb来推测外气温度Tv。

与燃料电池车的车体的倾斜度相应的再起动处理

在上述的各实施例中，举出了各燃料电池堆10a、10b的排出方向Da_out、Db_out相对于铅垂下方Dg的角度θa、θb恒定的情况，但有时角度θa、θb也发生变化。例如考虑燃料电池堆10a、10b的氧化剂气体排出歧管101a、101b相对于铅垂下方Dg的角度θa、θb的大小关系根据燃料电池车的车体的倾斜度而反转的情况。因此，ECU1也可以根据车体的倾斜度来选择最初开始发电的燃料电池堆10a、10b。

图8是示出搭载燃料电池系统9的燃料电池车的车体8从水平方向Dh倾斜了的情况下的燃料电池堆10a、10b的配置的一个例子的图。在本例中，燃料电池堆10a、10b以排出方向Da_out、Db_out相对于燃料电池车的车体8的角度不同的方式设置于车体8。

在图8中，标号G1表示车体8的姿势保持在水平方向Dh时的燃料电池堆10a、10b的情形，标号G2表示车体8的姿势从水平方向Dh倾斜了(参照标号R)时的燃料电池堆10a、10b的情形。作为像这样车体8倾斜的情况，例如举出燃料电池车停在了坡道的情况。

在车体8的姿势保持在水平方向Dh时，燃料电池堆10a的氧化剂气体的排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg的角度θa比90度大，燃料电池堆10b的氧化剂气体的排出方向Db_out相对于铅垂下方Dg的角度θb为90度。因此，角度θa>θb的大小关系成立。

另一方面，在车体8的姿势从水平方向Dh倾斜了时，燃料电池堆10a的氧化剂气体的排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg的角度θa为90度，燃料电池堆10b的氧化剂气体的排出方向Db_out相对于铅垂下方Dg的角度θb比90度大。因此，角度θa<θb的大小关系成立。

像这样，当车体8倾斜时，有时角度θa与角度θb的大小关系反转。在该情况下，若无法检测角度θa与角度θb的大小关系，则ECU1无法判定燃料电池堆10a、10b中的哪一个可以先开始发电。

因此，在燃料电池系统9设置有检测车体8的倾斜度的倾斜传感器92。倾斜传感器92例如设置于车体8的底板部80，例如检测底板部80相对于铅垂下方Dg的角度θv并向ECU1通知。此外，倾斜传感器92是第2检测部的一个例子。

ECU1基于倾斜传感器92检测出的车体8的倾斜度来判定燃料电池堆10a、10b中的哪一个的排出方向Da_out、Db_out相对于铅垂下方Dg的角度较小。因此，即使在车体8倾斜了的情况下，ECU1也能够根据倾斜传感器92检测出的车体的倾斜度来选择最初开始发电的燃料电池堆10a、10b。

另外，即使在各燃料电池堆10a、10b相对于车体8的角度相同的情况下，ECU1也能够根据倾斜传感器92检测出的车体的倾斜度来选择最初开始发电的燃料电池堆10a、10b。

图9是示出搭载燃料电池系统9的燃料电池车的车体8从水平方向Dh倾斜了的情况下的燃料电池堆10a、10b的配置的另一例子的图。在图9中对与图8共通的构成标注相同的标号而省略其说明。

在图9中，标号G11表示车体8的姿势保持在水平方向Dh时的燃料电池堆10a、10b的情形，标号G12表示车体8的姿势从水平方向Dh倾斜了时的燃料电池堆10a、10b的情形。

在本例中，燃料电池堆10a、10b以彼此的排出方向Da_out、Db_out相反，也就是说排出方向Da_out、Db_out所成的角度为180度的方式配置。另外，燃料电池堆10a、10b以排出方向Da_out、Db_out与水平方向Dh平行的方式配置。

因此，在车体8的姿势保持在水平方向Dh时，排出方向Da_out、Db_out的角度θa、θb均为90度。也就是说角度θa＝θb成立。此时，ECU1基于倾斜传感器92检测出的车体8的角度θv使燃料电池堆10a、10b一起开始发电。

另一方面，在车体8的姿势从水平方向Dh倾斜了时，排出方向Da_out的角度θa变得小于90度，排出方向Db_out的角度θb变得比90度大。因此，角度θa<θb的大小关系成立。此时，ECU1基于倾斜传感器92检测出的车体8的角度θv使燃料电池堆10a开始发电，之后使燃料电池堆10b开始发电。

图10是示出基于倾斜传感器92检测出的车体8的倾斜度的燃料电池系统9的再起动处理的一个例子的流程图。ECU1判定有无发电开始的要求(步骤St31)。ECU1在没有发电开始的要求的情况下(步骤St31的否)，再次执行步骤St31的处理。

另外，ECU1在有发电开始的要求的情况下(步骤St31的是)，从倾斜传感器92取得车体8的角度θv(步骤St32)。接着，ECU1根据车体8的角度θv算出排出方向Da_out、Db_out的角度θa、θb(步骤St33)。角度θa、θb例如根据角度θa、θb、θv的对应关系的映射数据来算出。

接着，ECU1判定θa<θb是否成立(步骤St34)。ECU1在θa<θb成立的情况下(步骤St34的是)，使燃料电池堆10a开始发电(步骤St35)。接着，ECU1从温度传感器91b取得冷却水的温度Tb(步骤St36)，并与预定的温度To进行比较(步骤St37)。

ECU1在Tb≤To成立的情况下(步骤St37的否)，再次执行步骤St36的处理。另外，ECU1在Tb>To成立的情况下(步骤St37的是)，使燃料电池堆10b开始发电(步骤St38)。此外，步骤St35～St38的各处理分别与上述的步骤St12～St15的各处理同样。

另外，ECU1在θa>θb成立的情况下(步骤St34的否，步骤St39的是)，执行燃料电池堆10b的发电的开始处理(步骤St40)。接着，ECU1从温度传感器91a取得冷却水的温度Ta(步骤St41)，并与预定的温度To进行比较(步骤St42)。

ECU1在Ta≤To成立的情况下(步骤St42的否)，再次执行步骤St41的处理。另外，ECU1在Ta>To成立的情况下(步骤St42的是)，执行燃料电池堆10a的发电的开始处理(步骤St43)。此外，步骤St40～St43的各处理分别与上述的步骤St22～St25的各处理同样。

另外，ECU1在θa＝θb成立的情况下(步骤St39的否)，执行燃料电池堆10a、10b的发电的开始处理(步骤St44)。像这样，执行燃料电池系统9的再起动处理。

像这样，ECU1基于倾斜传感器92检测出的倾斜度来判定燃料电池堆10a、10b中的哪一个的排出方向Da_out、Db_out相对于铅垂下方Dg的角度较小。因此，即使在搭载有燃料电池系统9的燃料电池车的车体8倾斜了的情况下，ECU1也能够选择先开始发电的燃料电池堆10a、10b。

另外，燃料电池堆10a、10b也可以如图8所示的例子那样，以排出方向Da_out、Db_out相对于燃料电池车的车体8的角度不同的方式设置于车体8。在该情况下，即使在车体8倾斜了时，排出方向Da_out、Db_out相对于铅垂下方Dg的角度θa、θb的大小关系反转，ECU1也能够根据倾斜传感器92检测出的倾斜度来选择先开始发电的燃料电池堆10a、10b。

另外，燃料电池堆10a、10b也可以如图9所示的例子那样，以排出方向Da_out、Db_out相对于燃料电池车的车体8的角度相同的方式设置于车体8。在该情况下，即使在车体8倾斜了时，在排出方向Da_out、Db_out相对于铅垂下方Dg的角度θa、θb产生了差别，ECU1也能够根据倾斜传感器92检测出的倾斜度来选择先开始发电的燃料电池堆10a、10b。

在本例中，ECU1基于检测车体8的倾斜的倾斜传感器92的检测结果选择了先开始发电的燃料电池堆10a、10b，但也可以使用检测燃料电池堆10a、10b中的至少一方的倾斜度的倾斜传感器。

图11是示出搭载燃料电池系统9的燃料电池车的车体8从水平方向Dh倾斜了的情况下的燃料电池堆10a、10b的配置的另一例子的图。在图11中对与图9共通的构成标注相同的标号而省略其说明。

在图11中，标号G21表示车体8的姿势保持在水平方向Dh时的燃料电池堆10a、10b的情形，标号G22表示车体8的姿势从水平方向Dh倾斜了时的燃料电池堆10a、10b的情形。

在本例中，燃料电池系统9具有检测燃料电池堆10a的排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg的倾斜度的倾斜传感器93来替代检测车体8的倾斜度的倾斜传感器92。倾斜传感器93检测排出方向Da_out相对于铅垂下方Dg的角度θa并向ECU1通知。此外，倾斜传感器93是第1检测部的一个例子。

ECU1根据倾斜传感器93检测出的角度θa算出另一方的燃料电池堆10b的排出方向Db_out的角度θb。在本例中，角度θb通过从180度减去角度θa来算出。ECU1根据角度θa、θb的比较结果来选择先开始发电的燃料电池堆10a、10b。

图12是示出基于倾斜传感器93检测出的排出方向Da_out的角度θa的燃料电池系统9的再起动处理的一个例子的流程图。在图12中对与图10共通的构成标注相同的标号而省略其说明。

ECU1在有发电开始的要求的情况下(步骤St31的是)，从倾斜传感器93取得排出方向Da_out的角度θa(步骤St32a)。接着，ECU1根据角度θa算出另一方的燃料电池堆10b的排出方向Db_out的角度θb(步骤St33a)。角度θb根据在设置燃料电池堆10a、10b时决定的角度θa、θb的相关关系(例如θb＝180-θa)来算出。

之后，执行步骤St34以后的各处理。像这样，执行燃料电池系统9的再起动处理。

像这样，ECU1基于倾斜传感器93检测出的倾斜度来判定燃料电池堆10a、10b中的哪一个的排出方向Da_out、Db_out相对于铅垂下方Dg的角度较小。因此，即使在搭载有燃料电池系统9的燃料电池车的车体8倾斜了的情况下，ECU1也能够选择先开始发电的燃料电池堆10a、10b。

在本例中，倾斜传感器93检测燃料电池堆10a的排出方向Da_out的角度θa，但也可以除了倾斜传感器93以外还设置有检测另一方的燃料电池堆10b的排出方向Db_out的角度θb的另一倾斜传感器，或者设置该另一传感器来替代倾斜传感器93。此外，在追加检测角度θb的倾斜传感器的情况下，不需要算出角度θb的处理(步骤St33a)，进而，在该情况下，在没有倾斜传感器93时，执行根据角度θb算出角度θa的处理。

另外，上述的各例的燃料电池堆10a、10b以排出方向Da_out、Db_out彼此朝向相反方向的方式配置，但不限定于此，也可以以排出方向Da_out、Db_out相对的方式配置。进而，燃料电池堆10a、10b也可以以在底板部80的板面上各排出方向Da_out、Db_out成90度的方式配置。

三个燃料电池堆的例子

在上述的各例中，ECU1控制两个燃料电池堆10a、10b的发电开始，但在包括三个燃料电池堆的燃料电池系统9中也进行与之同样的控制。

图13是示出三个燃料电池堆10a～10c的配置的一个例子的图。燃料电池堆10c包含在与其他的燃料电池堆10a、10b的第1及第2发电系统9a、9b同样的发电系统(未图示)中。

燃料电池堆10a～10c的排出方向Da_out～Dc_out相对于铅垂下方Dg成角度θa～θc。在此，若角度θa>θb>θc的大小关系成立，则ECU1使最小的角度θc的燃料电池堆10c首先开始发电，接着使角度θb的燃料电池堆10b开始发电，最后使最大的角度θa的燃料电池堆10a开始发电。

由此，例如在冰点以下起动燃料电池系统9的情况下，能够按发电性能从高到低的顺序使燃料电池堆10a～10c开始发电，所以减少了燃料电池系统9的再起动时的耗电的浪费。此外，ECU1也可以使第二大的角度θb的燃料电池堆10b最初开始发电。在该情况下，燃料电池堆10b的发电性能至少比燃料电池堆10a的发电性能高，所以减少了燃料电池系统9的再起动时的耗电的浪费。

此外，在上述的各例中，根据氧化剂气体排出歧管101a、101b的排出方向Da_out、Db_out决定了燃料电池堆10a、10b的发电开始的顺序，但不限定于此。例如ECU1也可以根据从燃料气体排出歧管103a、103b排出的燃料气体的排出方向来决定燃料电池堆10a、10b的发电开始的顺序。

即使在对燃料气体排出歧管103a、103b进行了扫气处理的情况下，也与氧化剂气体排出歧管101a、101b同样地残留有水分。水分的排出的容易度取决于燃料气体的排出方向相对于铅垂下方Dg的角度。因此，燃料电池堆10a、10b中的燃料气体的排出方向相对于铅垂下方Dg的角度较小的一方的燃料电池堆10a、10b的燃料气体排出歧管103a、103b内的水分量比另一方的燃料电池堆10b、10a的燃料气体排出歧管103b、103a内的水分量少。

因此，燃料气体的排出方向相对于铅垂下方Dg的角度较小的一方的燃料电池堆10a、10b的发电性能例如在冰点以下比另一方的燃料电池堆10b、10a的发电性能高。因此，ECU1使燃料气体的排出方向相对于铅垂下方Dg的角度较小的一方的燃料电池堆10a、10b比另一方的燃料电池堆10b、10a先开始发电。由此，可获得与上述的内容同样的效果。

上述的实施方式是本发明的优选的实施例。但是，不限定于此，能够在不脱离本发明的要旨的范围内实施各种变形。

Claims (13)

1.一种燃料电池系统，其特征在于，具备：

第1燃料电池堆，其构成为通过反应气体的化学反应来发电，具有构成为排出所述反应气体的排出歧管；

第2燃料电池堆，其构成为通过反应气体的化学反应来发电，具有构成为排出所述反应气体的排出歧管；

第1辅机，其用于所述第1燃料电池堆的发电；

第2辅机，其用于所述第2燃料电池堆的发电；以及

控制装置，其构成为控制所述第1辅机及所述第2辅机的动作，其中，

所述控制装置构成为，在所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆的发电停止后，以使得所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆中的从所述排出歧管排出的所述反应气体的排出方向相对于铅垂下方的角度较小的一方的燃料电池堆比另一方的燃料电池堆先开始发电的方式控制所述第1辅机及所述第2辅机的动作。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述控制装置构成为，在外气温度比第1阈值低的情况下，以使得所述一方的燃料电池堆比所述另一方的燃料电池堆先开始发电的方式控制所述第1辅机及所述第2辅机的动作。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述控制装置构成为，在所述一方的燃料电池堆开始了发电后，在所述另一方的燃料电池堆的温度变得比第2阈值高的情况下，以使得所述另一方的燃料电池堆开始发电的方式控制所述第1辅机及所述第2辅机的动作。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述一方的燃料电池堆的所述排出方向与铅垂下方一致。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第1燃料电池堆具有多个单电池，

所述第2燃料电池堆具有多个单电池，

所述一方的燃料电池堆的所述多个单电池的数量比所述另一方的燃料电池堆的所述多个单电池的数量少。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第1辅机构成为，在所述第1燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第1燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，

所述第2辅机构成为，在所述第2燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第2燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，

所述第1辅机及所述第2辅机中的对所述一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的一方的辅机以比对所述另一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的另一方的辅机长的时间、且以与所述另一方的辅机相同的流速送出扫气气体。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第1辅机构成为，在所述第1燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第1燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，

所述第2辅机构成为，在所述第2燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第2燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，

所述第1辅机及所述第2辅机中的对所述一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的一方的辅机在预定时间内以比对所述另一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的另一方的辅机高的流速送出扫气气体。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第1辅机构成为，在所述第1燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第1燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，

所述第2辅机构成为，在所述第2燃料电池堆的发电停止后，通过向所述第2燃料电池堆的所述排出歧管送出扫气气体来对所述排出歧管进行扫气，

所述第1辅机及所述第2辅机中的对所述一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的一方的辅机以比对所述另一方的燃料电池堆的所述排出歧管进行扫气的另一方的辅机长的时间、且以比所述另一方的辅机高的流速送出扫气气体。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

还具备第1检测部，该第1检测部构成为检测所述第1燃料电池堆或所述第2燃料电池堆的所述排出方向相对于铅垂下方的倾斜度，其中，

所述控制装置构成为，基于所述第1检测部检测出的倾斜度来判定所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆中的哪一个的所述排出方向相对于铅垂下方的角度较小。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

还具备第2检测部，该第2检测部构成为检测搭载有所述燃料电池系统的车辆的倾斜度，其中，

所述控制装置构成为，基于所述第2检测部检测出的倾斜度来判定所述第1燃料电池堆及所述第2燃料电池堆中的哪一个的所述排出方向相对于铅垂下方的角度较小。

11.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第1燃料电池堆与所述第2燃料电池堆以所述排出方向相对于所述车辆的车体的角度相同的方式设置于所述车体。

12.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第1燃料电池堆与所述第2燃料电池堆以所述排出方向相对于所述车辆的车体的角度不同的方式设置于所述车体。

13.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述一方的燃料电池堆的所述排出方向相对于铅垂下方的所述角度比0度大且为180度以下，

所述另一方的燃料电池堆的所述排出方向相对于铅垂下方的所述角度比0度大且为180度以下。

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