DE112007002603T5 - Brennstoffzellensystem - Google Patents

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Abstract

Brennstoffzellensystem mit:
einer Brennstoffzelle; und
einer Steuerungseinrichtung, die die Ausführung eines normalen Betriebs und eines Trocknungsbetriebs steuert, der den Wasserinhalt der Brennstoffzelle im Vergleich zu dem normalen Betrieb verkleinert,
wobei die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb vor einer Systemstoppanweisung ausführt, so dass der Wasserinhalt der Brennstoffzelle zu einer Zeit der Systemstoppanweisung im Vergleich zu dem normalen Betrieb verkleinert ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, das eine Brennstoffzelle umfasst. Genauer gesagt betrifft sie eine Steuerung zur Verkleinerung des Wasserinhalts der Brennstoffzelle bei einem Systemstopp.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine Brennstoffzelle des Feststoffpolymertyps erzeugt eine Leistung durch eine chemische Reaktion zwischen Wasserstoff in einem Brennstoffgas, das einer Anode zugeführt wird, und Sauerstoff in einem Oxidationsgas, das einer Kathode zugeführt wird. In dieser elektrochemischen Reaktion wird auf einer Kathodenseite Wasser gebildet. Wenn die Brennstoffzelle in einer Umgebung mit einer niedrigen Temperatur von 0°C oder weniger von einem Systemstopp zu dem nächsten Systemstart stehengelassen wird, wird der nächste Systemstart nicht zufriedenstellend ausgeführt oder erfordert viel Zeit aufgrund des Einflusses des gebildeten Wassers, das in der Brennstoffzelle gefroren ist.
  • Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-251576 offenbart ein Steuerungsverfahren zur Verkleinerung des Wasserinhalts der Brennstoffzelle bei dem Systemstopp, um stabile Starteigenschaften auch in einer Umgebung mit niedriger Temperatur sicherzustellen. In diesem Steuerungsverfahren erfasst, nachdem der Systemstopp angewiesen ist, ein Außenlufttemperatursensor eine Außenlufttemperatur, und die Möglichkeit des Einfrierens innerhalb von 24 Stunden wird auf der Grundlage der Außenlufttemperatur beurteilt. Außerdem wird, wenn die Möglichkeit des Einfrierens vorhanden ist, das Oxidationsgas der Brennstoffzelle durch einen Luftkompressor bzw. eine Luftkomprimiereinrichtung zugeführt, um den Wasserinhalt aus der Brennstoffzelle auszustoßen. Eine derartige Spülverarbeitung der Brennstoffzelle wird ausgeführt, bis eine Elektrolytschicht trockengelegt ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • In einem Brennstoffzellensystem, das in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2005-251576 offenbart ist, wird jedoch, nachdem eine Systemstoppanweisung ausgegeben ist, eine Verarbeitung zur Verkleinerung des Wasserinhalts der Brennstoffzelle (die Zufuhr eines Oxidationsgases) ausgeführt, wobei somit Leistung (Energie) verschwendet wird, und es ist eine lange Zeit zum Trocknen der Brennstoffzelle erforderlich.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Brennstoffzellensystem bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Brennstoffzelle in einer kurzen Zeit zu trocknen, nachdem eine Systemstoppanweisung ausgegeben ist.
  • Das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst zur Erfüllung der vorstehend genannten Aufgabe eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Ausführung eines normalen Betriebs und eines Trocknungsbetriebs, der den Wasserinhalt einer Brennstoffzelle im Vergleich zu dem normalen Betrieb verkleinert. Die Steuerungseinrichtung führt den Trocknungsbetrieb vor einer Systemstoppanweisung aus, so dass der Wasserinhalt der Brennstoffzelle zu einer Zeit der Systemstoppanweisung im Vergleich zu dem normalen Betrieb verkleinert ist.
  • Gemäß diesem Aufbau nimmt, da der Wasserinhalt der Brennstoffzelle vor der Systemstoppanweisung verkleinert wird, der Wasserinhalt der Brennstoffzelle zu der Zeit der Systemstoppanweisung ab. Als Folge kann die Brennstoffzelle in kurzer Zeit nach der Systemstoppanweisung getrocknet werden. Außerdem kann eine Leistung bzw. Energie, die zur Trocknung der Brennstoffzelle erforderlich ist, eingespart werden.
  • Vorzugsweise kann die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung in einem Fall ausführen, bei dem vorausgesagt wird, dass die Temperatur der Brennstoffzelle bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart eine vorbestimmte niedrige Temperatur ist.
  • Gemäß diesem Aufbau kann der Trocknungsbetrieb entsprechend einer Situation ausgeführt werden, die bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart vorausgesagt wird.
  • Beispielsweise kann in einem Fall, bei dem die Brennstoffzelle eine derart hohe Temperatur aufweist, dass es keine Möglichkeit zum Einfrieren gibt, der normale Betrieb fortgesetzt werden und der Trocknungsbetrieb kann vermieden werden.
  • Hierbei kann ”die vorbestimmte niedrige Temperatur” beispielsweise auf 0°C oder 2°C, was bezüglich des Einfrierens sicher ist, eingestellt werden. Außerdem kann auf der Grundlage zumindest eines Parameters aus einer Außenlufttemperatur, der niedrigsten Temperatur innerhalb mehrerer Tage, einem Kalenders bzw. den Jahreszeiten, einer Geografie oder einem Bezirk, einer Zeitzone und/oder einer Wettervorhersage vorausgesagt werden, dass die Temperatur der Brennstoffzelle ”die vorbestimmte niedrige Temperatur” ist. Die Daten der Außenlufttemperatur können unter Bezugnahme auf externe Daten erfasst werden, die von intelligenten Transportsystemen (ITS) oder dergleichen erfasst werden, oder auf interne Daten erfasst werden, die in einer Speichereinheit der Steuerungseinrichtung oder dergleichen gespeichert sind.
  • Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung eine Situationsvoraussageeinheit umfassen, die eine Situation voraussagt, in der sich das Brennstoffzellensystem befindet, und kann den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung auf der Grundlage des Voraussageergebnisses der Situationsvoraussageeinheit ausführen.
  • Gemäß diesem Aufbau wird das Voraussageergebnis als ein Auslöser verwendet, und der Trocknungsbetrieb kann vor der Systemstoppanweisung entsprechend der Voraussage der Situation ausgeführt werden. Es ist anzumerken, dass die Steuerungseinrichtung vorzugsweise die Bedingungen des Trocknungsbetriebs auf der Grundlage des Voraussageergebnisses der Situationsvoraussageeinheit bestimmt, um den Trocknungsbetrieb auszuführen.
  • Weiter bevorzugt kann die Situationsvoraussageeinheit ein Stoppanweisungsvoraussageabschnitt sein, der die Systemstoppanweisung voraussagt. Außerdem kann die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb vor der vorausgesagten Systemstoppanweisung in einem Fall ausführen, bei dem vorausgesagt wird, dass die Systemstoppanweisung ausgegeben wird, und kann den normalen Betrieb in einem Fall fortsetzen, bei dem vorausgesagt wird, dass die Systemstoppanweisung nicht ausgegeben wird.
  • Gemäß diesem Aufbau kann, da das Voraussageergebnis der Systemstoppanweisung der Auslöser ist, der Wasserinhalt der Brennstoffzelle vor der Systemstoppanweisung sicher verkleinert werden. Außerdem kann, wenn der Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung nicht erforderlich ist, der Trocknungsbetrieb vermieden werden. Es ist anzumerken, dass der normale Betrieb fortgesetzt werden kann, bis die Systemstoppanweisung ausgegeben wird oder bis die nächste die Systemstoppanweisung betreffende Voraussage getroffen wird.
  • Weiter bevorzugt kann der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt die Systemstoppanweisung auf der Grundlage der Position eines beweglichen Körpers, an den das Brennstoffzellensystem angebracht ist, und der Benutzungstendenz eines Benutzers, der den beweglichen Körper verwendet, voraussagen.
  • Weiter bevorzugt kann die Steuerungseinrichtung eine Lerneinheit umfassen, die den Stoppplatz des beweglichen Körpers und eine Stoppzeit bei dem Stoppplatz lernt, um die Benutzungstendenz des Benutzers zu erfassen.
  • Gemäß diesen Aufbauten kann, wenn der Benutzer nahe an einen Platz kommt, an dem der bewegliche Körper häufig für eine lange Zeit gestoppt wird (beispielsweise zu Hause oder das Büro), die Systemstoppanweisung vorausgesagt werden, so dass der Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung entsprechend der Voraussage ausgeführt werden kann. Außerdem kann, da die Benutzungstendenz des Benutzers aktualisiert werden kann, die Richtigkeit (das Trefferverhältnis) der Voraussage der Systemstoppanweisung verbessert werden.
  • Es ist anzumerken, dass, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Körpers während der Voraussage der Systemstoppanweisung berücksichtigt wird, die Richtigkeit weiter verbessert wird. Außerdem kann die Position des beweglichen Körpers beispielsweise unter Verwendung eines Globalen Positionierungssystems (GPS) gemessen werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Konfiguration der vorliegenden Erfindung kann die Steuerungseinrichtung nach Ausführung des Trocknungsbetriebs vor der vorausgesagten Systemstoppanweisung den Trocknungsbetrieb auf den normalen Betrieb in einem Fall umschalten, bei dem der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt voraussagt, dass die Systemstoppanweisung nicht ausgegeben wird, oder wenn die Systemstoppanweisung nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit ausgegeben wird.
  • Gemäß diesem Aufbau kann der Betrieb in geeigneter Weise zu dem normalen Betrieb zurückkehren, und die Leistung kann durch die Brennstoffzelle entsprechend einer Anforderung in geeigneter Weise erzeugt werden.
  • Gemäß einer weiteren Konfiguration der vorliegenden Erfindung ist die Situationsvoraussageeinheit ein Einfriervoraussageabschnitt, der das Einfrieren der Brennstoffzelle voraussagt. Außerdem kann die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung in einem Fall ausführen, bei dem vorausgesagt wird, dass das Einfrieren der Brennstoffzelle stattfindet, und sie kann den normalen Betrieb in einem Fall fortsetzen, bei dem vorausgesagt wird, dass das Einfrieren der Brennstoffzelle nicht auftritt.
  • Gemäß diesem Aufbau kann, da die Voraussage des Einfrierens ausgeführt wird, ein unnötiger Trocknungsbetrieb vermieden werden.
  • Weiter bevorzugt kann der Einfriervoraussageabschnitt das Einfrieren der Brennstoffzelle bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart auf der Grundlage zumindest eines Parameters aus der Position des Brennstoffzellensystems, der Außenlufttemperatur, der vorausgesagten niedrigsten Temperatur, die innerhalb mehrerer Tage nach dem Systemstopp erfahren wird, und/oder dem Kalender voraussagen.
  • Gemäß noch einer weiteren Konfiguration der vorliegenden Erfindung kann die Situationsvoraussageeinheit den Neigungszustand des beweglichen Körpers, an dem das Brennstoffzellensystem angebracht ist, bei dem Stoppplatz des beweglichen Körpers voraussagen.
  • Gemäß diesem Aufbau kann in einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass die Neigung des beweglichen Körpers bei dem Stoppplatz groß ist, der Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung ausgeführt werden. Als Folge kann auch in einem Fall, bei dem der bewegliche Körper bei einem Neigungsplatz gestoppt wird, bei dem das Wasser in einfacher Weise lokal aufgespeichert wird, die Innenseite der Brennstoffzelle in einen Zustand gebracht werden, bei dem das Wasser vor dem Stopp des beweglichen Körpers nicht in einfacher Weise aufgespeichert wird.
  • Weiter bevorzugt kann die Steuerungseinrichtung eine Lerneinheit umfassen, die den Stoppplatz des beweglichen Körpers, eine Stoppzeit bei dem Stoppplatz und den Neigungswinkel des beweglichen Körpers in Bezug auf eine Straßenoberfläche bei dem Stoppplatz lernt, um die Benutzungstendenz des Benutzers zu erfassen. Außerdem sagt die Situationsvoraussageeinheit den Stoppplatz des beweglichen Körpers auf der Grundlage der Benutzungstendenz des Benutzers voraus und sagt den Neigungszustand des beweglichen Körpers bei dem Stoppplatz voraus.
  • Gemäß diesem Aufbau kann der Betrieb zu dem Trocknungsbetrieb vor dem Stopp des beweglichen Körpers bei dem Neigungsplatz auf der Grundlage einer früheren Erfahrung (der Benutzungstendenz des Benutzers) umgeschaltet werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Konfiguration der vorliegenden Erfindung kann die Steuerungseinrichtung die Größe bzw. Menge der durch die Brennstoffzelle zu erzeugenden Leistung im Vergleich zu dem normalen Betrieb begrenzen, um den Trocknungsbetrieb ausführen.
  • Gemäß diesem Aufbau kann, wenn die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle begrenzt wird, der Wasserinhalt der Brennstoffzelle verkleinert werden, während Energie gespart wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Konfiguration der vorliegenden Erfindung kann die Steuerungseinrichtung die Temperatur der Brennstoffzelle im Vergleich zu dem normalen Betrieb erhöhen, um den Trocknungsbetrieb auszuführen.
  • Gemäß diesem Aufbau kann die Verdunstung des Wasserinhalts, der in der Brennstoffzelle aufgespeichert ist, gefördert werden. Als Folge kann der Wasserinhalt in der Brennstoffzelle vorzugsweise durch einen gasförmigen Reaktionspartner (ein Oxidationsgas oder ein Brennstoffgas), das der Brennstoffzelle zugeführt wird, weggetragen werden.
  • Gemäß noch einer bevorzugten Konfiguration der vorliegenden Erfindung umfasst das Brennstoffzellensystem ein Kühlmittelrohrleitungssystem, das ein Kühlmittel zu der Brennstoffzelle zuführt, wobei es während des Trocknungsbetriebs der Brennstoffzelle gestattet sein kann, die Leistung zu erzeugen, während eine durch das Kühlmittel zu kühlende Quantität der Brennstoffzelle verkleinert wird.
  • Auch gemäß diesem Aufbau kann die Verdunstung des in der Brennstoffzelle aufgespeicherten Wasserinhalts gefördert werden, und der Wasserinhalt der Brennstoffzelle kann verkleinert werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Konfiguration der vorliegenden Erfindung umfasst das Brennstoffzellensystem ein Oxidationsgasrohrleitungssystem, das das Oxidationsgas der Brennstoffzelle zuführt, wobei die Steuerungseinrichtung zumindest einen Parameter aus der Strömungsgeschwindigkeit, einem Druck, einer Temperatur und/oder einem Taupunkt des Oxidationsgases im Vergleich zu dem normalen Betrieb ändern kann, um den Trocknungsbetrieb auszuführen.
  • Gemäß diesem Aufbau wird der Spülungseffekt durch das Oxidationsgas verbessert und die Innenseite der Brennstoffzelle kann getrocknet werden.
  • Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Konfiguration der vorliegenden Erfindung umfasst das Brennstoffzellensystem ein Brennstoffgasrohrleitungssystem, das das Brennstoffgas der Brennstoffzelle zuführt, wobei die Steuerungseinrichtung zumindest einen Parameter aus einer Strömungsgeschwindigkeit, einem Druck, einer Spülungsfrequenz und/oder einem Taupunkt des Brennstoffgases im Vergleich zu dem normalen Betrieb ändern kann, um den Trocknungsbetrieb auszuführen.
  • Gemäß diesem Aufbau wird der Spülungseffekt durch das Brennstoffgas verbessert und die Innenseite der Brennstoffzelle kann getrocknet werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 zeigt ein Aufbaudiagramm eines Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild, das einen charakteristischen Teil des Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein erstes Steuerungsbeispiel bezüglich der Stoppsteuerung des Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein zweites Steuerungsbeispiel bezüglich der Stoppsteuerung des Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein drittes Steuerungsbeispiel bezüglich der Stoppsteuerung des Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 6 zeigt eine Abbildung, die eine Beziehung zwischen einer FC-Temperatur als einen Steuerungssollwert und einer Außenlufttemperatur oder einer FC-Temperatur bei dem nächsten Start zeigt,
  • 7 zeigt ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der FC-Temperatur und einer Zeit in einem Fall zeigt, bei dem das dritte Steuerungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Vergleichsbeispiel ausgeführt werden, wobei 7(A) eine Zeitachse und Betriebsinhalte zeigt und 7(B) einen Graphen zeigt, der den Übergang der FC-Temperatur zeigt,
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm, das ein viertes Steuerungsbeispiel bezüglich der Stoppsteuerung des Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 9 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, an dem das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist, sowie ein Diagramm, das einen charakteristischen Teil zur Beschreibung der Stoppsteuerung (ein fünftes Steuerungsbeispiel) des Brennstoffzellensystems zeigt,
  • 10 zeigt ein Blockschaltbild, das einen charakteristischen Teil zur Ausführung des fünften Steuerungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und
  • 11 zeigt ein Flussdiagramm, das das fünfte Steuerungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • Nachstehend wird ein Brennstoffzellensystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, kann ein Brennstoffzellensystem 1 an einem Fahrzeug 100, wie beispielsweise einem Brennstoffzellenkraftfahrzeug (FCHV), einem elektrischen Kraftfahrzeug oder einem Hybridkraftfahrzeug, angebracht sein. Das Brennstoffzellensystem 1 kann jedoch ebenso bei verschiedenen beweglichen Körpern (beispielsweise einem Schiff, einem Flugzeug, einem Roboter usw.), die zu dem Fahrzeug 100 unterschiedlich sind, oder einer stationären Energiequelle angewendet werden.
  • Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst eine Brennstoffzelle 2, ein Oxidationsgasrohrleitungssystem 3, das Luft als ein Oxidationsgas zu der Brennstoffzelle 2 zuführt, ein Brennstoffgasrohrleitungssystem 4, das ein Wasserstoffgas als ein Brennstoffgas zu der Brennstoffzelle 2 zuführt, ein Kühlmittelrohrleitungssystem 5, das ein Kühlmittel zu der Brennstoffzelle 2 zuführt, ein Leistungssystem 6, das die Leistung des Systems 1 lädt und entlädt, und eine Steuerungseinrichtung 7, die allgemein den Betrieb des Systems 1 steuert. Das Oxidationsgas und das Brennstoffzellengas kann allgemein als gasförmiger Reaktionspartner bezeichnet werden.
  • Das Brennstoffzellensystem 2 ist beispielsweise aus einem Feststoff-Polymer-Elektrolyt-Typ aufgebaut und weist einen Stapelaufbau auf, bei dem eine große Anzahl einheitlicher Zellen gestapelt ist. Jede einheitliche Zelle weist einen Luftpol (eine Kathode) auf einer Seite eines Elektrolyts, das eine Ionenaustauschmembran bildet, und einen Brennstoffpol (eine Anode) auf der anderen Seite auf und weist ferner ein Paar von Trenneinrichtungen bzw. Separatoren auf, die den Luftpol und den Brennstoffpol von beiden Seiten einpferchen. Das Oxidationsgas wird einem Oxidationsgaskanal 2a einer Trenneinrichtung zugeführt, und das Brennstoffgas wird einem Brennstoffgaskanal 2b der anderen Trenneinrichtung zugeführt. Die Brennstoffzelle 2 erzeugt eine Leistung durch eine elektrochemische Reaktion zwischen dem zugeführten Brennstoffgas und dem zugeführten Oxidationsgas. Die elektrochemische Reaktion in der Brennstoffzelle 2 ist eine wärmeerzeugende Reaktion, und die Brennstoffzelle 2 des Feststoff-Polymer-Elektrolyt-Typs weist eine Temperatur von etwa 60 bis 80°C auf.
  • Das Oxidationsgasrohrleitungssystem 3 umfasst einen Zufuhrweg 11 und einen Ausstoßweg 12. Das Oxidationsgas, das der Brennstoffzelle 2 zuzuführen ist, strömt durch den Zufuhrweg 11, und ein Oxidationsabgas, das aus der Brennstoffzelle 2 ausgestoßen wird, strömt durch den Ausstoßweg 12. Das Oxidationsabgas beinhaltet einen Wasserinhalt, der durch die Zellenreaktion der Brennstoffzelle 2 gebildet wird, und weist somit einen hohen Nasszustand auf.
  • Der Zufuhrweg 11 ist mit einer Komprimiereinrichtung bzw. einem Kompressor 14 und einer Befeuchtungseinrichtung bzw. einem Befeuchter 15 versehen. Der Kompressor 14 entnimmt Außenluft über eine Luftreinigungseinrichtung 13 und führt die Luft unter Druck der Brennstoffzelle 2 zu. Der Befeuchter 15 führt einen Wasserinhaltaustausch zwischen dem Oxidationsgas, das durch den Zufuhrweg 11 strömt und einen niedrigen Nasszustand aufweist, und dem Oxidationsabgas, das durch den Ausstoßweg 12 strömt und einen hohen Nasszustand aufweist, aus, wobei der Befeuchter das der Brennstoffzelle 2 zuzuführende Oxidationsgas in geeigneter Weise befeuchtet. Ein Gegendruckreglerventil 16 reguliert den Gegendruck der Brennstoffzelle 2 auf einer Luftpolseite. Das Gegendruckreglerventil 16 ist in der Nähe eines Kathodenauslasses des Ausstoßweges 12 angeordnet, und ein Drucksensor P1 zur Erfassung des Drucks in dem Ausstoßweg 12 ist in der Nähe des Ventils bereitgestellt. Das Oxidationsabgas wird schließlich als ein Abgas aus dem System durch das Gegendruckreglerventil 16 und den Befeuchter 15 in die Atmosphäre ausgestoßen.
  • Das Brennstoffgasrohrleitungssystem 4 weist eine Wasserstoffzufuhrquelle 21, einen Zufuhrweg 22, durch den das Wasserstoffgas strömt, das von der Wasserstoffzufuhrquelle 21 zu der Brennstoffzelle 2 zuzuführen ist, einen Zirkulationsweg 23, der ein Wasserstoffabgas (ein Brennstoffabgas), das von der Brennstoffzelle 2 ausgestoßen wird, zu einem Verbindungsteil A des Zufuhrweges 22 zurückführt, eine Pumpe 24, die das Wasserstoffabgas in dem Zirkulationsweg 23 unter Druck dem Zufuhrweg 22 zuführt, und einen Spülungsweg 25 auf, der von dem Zirkulationsweg 23 abzweigt. Wenn ein Quellenventil 26 geöffnet wird, wird das Wasserstoffgas, das von der Wasserstoffzufuhrquelle 21 zu dem Zufuhrweg 22 strömt, der Brennstoffzelle 2 durch ein Druckreglerventil 27 oder ein anderes Druckreduzierventil und ein Absperrventil 28 zugeführt. Der Spülungsweg 25 ist mit einem Spülventil 33 zum Ausstoßen des Wasserstoffabgases zu einer (nicht gezeigten) Wasserstoffverdünnungseinrichtung versehen.
  • Das Kühlmittelrohrleitungssystem 5 weist einen Kühlmittelkanal 41, der mit einem Kühlkanal 2c in der Brennstoffzelle 2 in Verbindung steht, eine Kühlpumpe 42, die in dem Kühlmittelkanal 41 bereitgestellt ist, einen Kühler 43, der das von der Brennstoffzelle 2 ausgestoßene Kühlmittel kühlt, einen Umgehungskanal 44, der den Kühler 43 umgeht, und ein Umschaltventil 45 auf, das die Strömung von Kühlwasser durch den Kühler 43 und den Umgehungskanal 44 einstellt. Der Kühlmittelkanal 41 weist einen Temperatursensor 46 nahe einem Kühlmitteleinlass der Brennstoffzelle 2 und einen Temperatursensor 47 nahe einem Kühlmittelauslass der Brennstoffzelle 2 auf.
  • Die Kühlpumpe 42 wird durch einen Motor angetrieben, um das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 41 zu der Brennstoffzelle 2 zirkulieren zu lassen. Die Kühlmitteltemperatur, die durch den Temperatursensor 47 erfasst wird, gibt die interne Temperatur der Brennstoffzelle 2, d. h. eine zelleninterne Temperatur (nachstehend als ”die FC-Temperatur” bezeichnet) wieder. Außerdem wird nachstehend der Temperatursensor 47 als ”der FC-Temperatursensor” bezeichnet. Ein zusätzlicher Temperatursensor kann jedoch getrennt bereitgestellt sein, um die Temperatur der Brennstoffzelle 2 direkt zu erfassen.
  • Das Leistungssystem 6 umfasst einen Hochdruckgleichstromwandler 61, eine Batterie 62, einen Antriebsumrichter 64 und verschiedene Hilfsgeräteumrichter 65, 66 und 67. Der Hochdruckgleichstromwandler 61 ist ein Gleichstromspannungswandler und hat eine Funktion zum Regulieren einer Gleichstromspannung, die von einer Batterie 62 angelegt wird, um die Spannung an eine Seite des Antriebsumrichters 63 auszugeben, und eine Funktion zum Regulieren einer Gleichstromspannung, die von der Brennstoffzelle 2 oder dem Antriebsmotor 64 angelegt wird, um die Spannung an die Batterie 62 anzulegen. Das Laden/Entladen der Batterie 62 wird durch diese Funktionen des Hochdruckgleichstromwandlers 61 verwirklicht. Außerdem steuert der Hochdruckgleichstromwandler 61 die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 2.
  • Der Antriebsumrichter 63 wandelt einen Gleichstrom in einen Drei-Phasen-Wechselstrom um, um den Strom dem Antriebsmotor 64 zuzuführen. Der Antriebsmotor 64 (eine Leistungserzeugungsvorrichtung) ist beispielsweise ein Drei-Phasen-Wechselstrommotor. Der Antriebsmotor 64 bildet beispielsweise eine Hauptleistungsquelle des Fahrzeugs 100, an dem das Brennstoffzellensystem 1 angebracht ist, und ist mit Rädern 101L, 101R des Fahrzeugs 100 verbunden. Die Hilfsgeräteumrichter 65, 66 und 67 steuern jeweils das Antreiben von Motoren, des Kompressors 14, der Pumpe 24 bzw. der Kühlpumpe 42.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 weist einen Aufbau eines Mirkocomputers auf, der in sich eine CPU, ein ROM und ein RAM umfasst. Die CPU führt gewünschte Berechnungen entsprechend einem Steuerungsprogramm aus, um verschiedene Verarbeitungen und Steuerungen, beispielsweise die Steuerung eines normalen Betriebs, eines Trocknungsbetriebs und eines Spülungsbetriebs, auszuführen. Das ROM speichert das Steuerungsprogramm oder Steuerungsdaten, die durch die CPU zu verarbeiten sind. Das RAM wird hauptsächlich für verschiedene Betriebsbereiche zur Steuerung einer Verarbeitung verwendet.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 gibt Erfassungssignale von verschiedenen Sensoren ein, wie beispielsweise verschiedenen Drucksensoren (P1), Temperatursensoren (46, 47) und einem Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgradsensor, der den Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad des Fahrzeugs 100 erfasst. Außerdem gibt die Steuerungseinrichtung 7 Steuerungssignale an einzelne Elemente des Brennstoffzellensystems 1 aus.
  • Die Steuerungseinrichtung 7 ist mit einem Außenlufttemperatursensor 71, einem Zeitgeber 72, einem Empfänger 73, einer Uhr 74 und einem Geschwindigkeitssensor 75 verbunden, wobei alle hiervon an dem Fahrzeug 100 angebracht sind. Der Außenlufttemperatursensor 71 erfasst die Außenlufttemperatur der Umgebung, in der sich das Brennstoffzellensystem 1 befindet. Der Zeitgeber 72 misst in verschiedenerlei Weise eine Zeit, die zur Steuerung des Betriebs des Brennstoffzellensystems 1 notwendig ist. Der Zeitgeber 72 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel misst die Stoppzeit des Fahrzeugs 100, das ein Fahren gestoppt hat.
  • Der Empfänger 73 ist beispielsweise eine Navigationsvorrichtung und empfängt Funkwellensignale von einem GPS-Satelliten 81 oder einem ITS über eine Antenne 82. Beispielsweise empfängt der Empfänger 73 Positionierungsdaten, die die Position (d. h. eine Fahrposition oder eine Stoppposition) des Fahrzeugs 100 angeben, wobei er ebenso vergangene Temperaturübergangsdaten und vorausgesagte Temperaturübergangsdaten in einem Land empfängt, in dem sich das Fahrzeug 100 befindet. Die Uhr 74 erfasst Datumsdaten, die das derzeitige Datum (einen Kalender) angeben. Der Geschwindigkeitssensor 75 erfasst die Fahrgeschwindigkeit (die Bewegungsgeschwindigkeit) des Fahrzeugs 100. Es ist anzumerken, dass, wenn der Empfänger 73 oder die Steuerungseinrichtung 7 mit einer Funktion einer Uhr versehen ist, die Uhr 74 nicht separat an dem Fahrzeug 100 angebracht sein muss.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die Steuerungseinrichtung 7 eine Lerneinheit 91, eine Speichereinheit 92, eine Situationsvoraussageeinheit 93, eine Beurteilungseinheit 94 und eine Betriebssteuerungseinheit 90, um den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung zu verwirklichen.
  • Daten von dem Zeitgeber 72, dem Empfänger 73 und der Uhr 74 werden in die Lerneinheit 91 eingegeben. Die Lerneinheit 91 lernt den Stoppplatz des Fahrzeugs 100 und die Stoppzeit bei dem Stoppplatz des Fahrzeugs, um eine Benutzungstendenz eines Benutzers (einer Bedienungsperson) zu erfassen, die das Fahrzeug 100 verwendet. Spezifisch lernt die Lerneinheit 91 einen Platz, wo der Benutzer das Fahrzeug oft stoppt, und die Stoppzeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Positionierungsdaten von dem Empfänger 73 und von Fahrzeugstoppzeitdaten von dem Zeitgeber 72, wobei die Einheit ferner eine Fahrzeugstoppzeitsteuerung und eine Fahrzeugstoppzeitzone auf der Grundlage der Datumsdaten von der Uhr 74 lernt. Folglich lernt die Lerneinheit 91 ebenso einen Platz, wo der Benutzer während einer Jahreszeit oder dergleichen oftmals hinfährt (ein Skigebiet, eine heiße Quelle oder dergleichen im Winter). Durch ein derartiges Lernen erfasst die Lerneinheit 91 die Benutzungstendenz des Benutzers, d. h. ein Betriebsmuster.
  • Die Speichereinheit 92 speichert die Benutzungstendenz des Benutzers, die durch die Lerneinheit 91 erfasst wird. Beispielsweise speichert die Speichereinheit 92 eine Vielzahl von Plätzen (beispielsweise zu Hause, das Büro, ein Laden und dergleichen), wo der Benutzer das Fahrzeug oftmals stoppt. Die Speichereinheit 92 speichert bevorzugt den Fahrzeugstoppplatz in Verbindung mit der Zeitsteuerung (vier Jahreszeiten) oder der Zeitzone (morgens, nachmittags und abends). Beispielsweise wird, wenn der Benutzer das Fahrzeug während des Pendelns benutzt, der Platz des Büros in Verbindung mit der Zeit gespeichert, wann der Benutzer zu dem Büro kommt, und der Platz des Zuhauses wird in Verbindung mit der Zeit gespeichert, wann der Benutzer nach Hause kommt. Nachdem eine vorbestimmte Menge der Daten gespeichert ist, löscht die Speichereinheit 92 vorzugsweise die ältesten Daten, wenn neue Daten gespeichert werden, um die Daten auf der Grundlage der letzten Tätigkeit zu speichern. Außerdem weist die Speichereinheit 92 vorzugsweise eine Abbildung auf, die durch die Wahrscheinlichkeit (die Frequenz) des Fahrzeugstopps gewichtet ist, wobei die Abbildung vorzugsweise durch das Lernen der Lerneinheit 91 nach Bedarf aktualisiert wird. Es ist anzumerken, dass der Platz, wo die Frequenz des Fahrzeugstopps hoch ist, und die Zeitsteuerung sowie die Zeitzone in diesem Fall in der Speichereinheit 92 auch durch eine Eingabebetätigung des Benutzers gespeichert werden können.
  • Daten von dem FC-Temperatursensor 47, dem Außenlufttemperatursensor 71, dem Empfänger 73, der Uhr 74 und dem Geschwindigkeitssensor 75 werden in die Situationsvoraussageeinheit 93 eingegeben. Die Situationsvoraussageeinheit 93 sagt unter Bezugnahme auf diese Eingangsdaten und die in der Speichereinheit 92 gespeicherten Daten eine Situation voraus, in der sich das Brennstoffzellensystem 1 in der Zukunft befindet. Beispielsweise werden die zukünftige Systemstoppanweisung und das zukünftige Einfrieren sowie ferner die niedrigste Temperatur und die FC-Temperatur in der Zukunft und dergleichen vorausgesagt. Des Weiteren weist die Situationsvoraussageeinheit 93 zur Ausführung der Voraussage einen Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95, einen Einfriervoraussageabschnitt 96, einen Niedrigsttemperaturvoraussageabschnitt 97 und einen FC-Temperaturvoraussageabschnitt 98 auf.
  • Der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 sagt die Systemstoppanweisung des Brennstoffzellensystems 1, das in Betrieb ist, voraus. Die Systemstoppanweisung ist eine Anweisung, um den Betrieb des Brennstoffzellensystems 1 zu stoppen. Die Systemstoppanweisung wird üblicherweise durch die AUS-Betätigung eines Zündschalters durch den Benutzer ausgegeben. Der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 sagt die Systemstoppanweisung auf der Grundlage der Positionierungsdaten von dem Empfänger 73 und der Daten bezüglich der Benutzungstendenz des Benutzers, die in der Speichereinheit 92 gespeichert sind, voraus. Beispielsweise sagt, wenn das Fahrzeug 100 nahe an das Zuhause kommt, der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 voraus, dass die Systemstoppanweisung in naher Zukunft ausgegeben wird. Demgegenüber sagt, wenn das Fahrzeug 100 von dem Zuhause als ein Ziel abkommt, der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 voraus, dass keine Systemstoppanweisung ausgegeben wird. Vorzugsweise sagt der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 ebenso die Zeitsteuerung voraus, wann die Systemstoppanweisung ausgegeben wird, und er sagt ebenso die Fahrzeugstoppzeit in einem Fall voraus, wenn das System nach der Systemstoppanweisung stoppt.
  • Insbesondere sagt der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 vorzugsweise die Systemstoppanweisung auch unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten von dem Geschwindigkeitssensor 75 voraus. In einem Fall, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise 20 km/h oder weniger nahe dem Fahrzeugstoppplatz mit einer hohen Frequenz ist, die in der Speichereinheit 92 gespeichert ist, gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug 100 an einem Parkplatz gestoppt wird. Folglich sagt in diesem Fall der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 voraus, dass die Systemstoppanweisung ausgegeben wird. Demgegenüber besteht in einem Fall, bei dem keine Verzögerung ausgeführt wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit 50 km/h oder mehr auch nahe dem Fahrzeugstoppplatz mit der hohen Frequenz ist, die in der Speichereinheit 92 gespeichert ist, eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug 100 an dem Parkplatz vorbeifährt. Dementsprechend sagt in diesem Fall der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 voraus, dass keine Systemstoppanweisung ausgegeben wird. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten in dieser Art und Weise berücksichtigt werden, kann die Trefferwahrscheinlichkeit der Voraussage der Systemstoppanweisung verbessert werden.
  • Der Einfriervoraussageabschnitt 96 sagt das Einfrieren der Brennstoffzelle 2 voraus. Hierbei wird das Einfrieren der Brennstoffzelle 2 verursacht, wenn die Brennstoffzelle 2 einer Umgebung mit einer niedrigen Temperatur (unter dem Gefrierpunkt) ausgesetzt wird, während der Wasserinhalt in der Brennstoffzelle 2 verbleibt. Die Wahrscheinlichkeit des Einfrierens ist aus dem Grund der Verwaltung einer Betriebstemperatur während der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 2 gering. Wenn jedoch die Brennstoffzelle der Umgebung unter dem Gefrierpunkt nach dem Systemstopp ausgesetzt ist, friert der Wasserinhalt in der Brennstoffzelle 2 ein, wobei folglich das Einfrieren der Brennstoffzelle 2 stattfindet. Der Einfriervoraussageabschnitt 96 sagt das Einfrieren der Brennstoffzelle 2 bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart auf der Grundlage ”vorbestimmter Informationen” voraus.
  • Hierbei sind ”die vorbestimmten Informationen” ein Teil, vorzugsweise mehrere Teile, der Position (geografische Koordinaten) des Fahrzeugs 100, der Außenlufttemperatur, einer vorausgesagten Temperatur, die die vorausgesagte niedrigste Temperatur umfasst, die für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Systemstopp erfahren wird, eines vorausgesagten Wetters und des Kalenders. Hierbei kann die vorausgesagte Temperatur eine Temperatur bei dem planmäßigen Stoppplatz (dem Ziel) des Fahrzeugs 100 sein. Die Daten der vorausgesagten Temperatur können externe Daten sein, die von dem ITS über den Empfänger 73 empfangen werden, oder interne Daten sein, die durch den FC-Temperaturvoraussageabschnitt 98 vorausgesagt werden. Die vorausgesagte niedrigste Temperatur kann eine Temperatur sein, die innerhalb von 24 Stunden oder mehreren Tagen nach dem Systemstopp erfahren wird. Die Daten der vorausgesagten niedrigsten Temperatur können externe Daten, die auf ähnliche Weise von dem ITS empfangen werden, oder interne Daten sein, die durch den Niedrigsttemperaturvoraussageabschnitt 97 vorausgesagt werden. Als Daten des vorausgesagten Wetters können Daten verwendet werden, die von dem ITS empfangen werden. Außerdem können als Daten des Kalenders Zeitsteuerungsdaten und Zeitzonendaten von der Uhr 74 verwendet werden.
  • Wenn die vorausgesagte niedrigste Temperatur bei dem planmäßigen Stoppplatz des Fahrzeugs 100 beispielsweise 0°C oder weniger ist, sagt der Einfriervoraussageabschnitt 96 voraus, dass die Brennstoffzelle 2 möglicherweise bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart einfrieren kann. Demgegenüber sagt, wenn die vorausgesagte niedrigste Temperatur bei dem planmäßigen Stoppplatz des Fahrzeugs 100 5°C überschreitet, der Einfriervoraussageabschnitt 96 voraus, dass die Brennstoffzelle 2 bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart möglicherweise nicht einfriert. Vorzugsweise sagt der Einfriervoraussageabschnitt 96 den Grad der Einfrierstufe der Brennstoffzelle 2, d. h. den Rang einer Vorbereitung für einen Niedrigtemperaturstart voraus.
  • Der Niedrigtemperaturvoraussageabschnitt 97 sagt die vorausgesagte niedrigste Temperatur voraus, die durch das Fahrzeug 100 innerhalb von 24 Stunden oder mehreren Tagen nach dem Systemstopp erfahren wird. Diese Voraussage wird auf der Grundlage des planmäßigen Stoppplatzes des Fahrzeugs 100, der Positionsdaten des derzeitigen Platzes, der Außenlufttemperaturdaten von dem Außenlufttemperatursensor 71, der Kalenderdaten von der Uhr 74 und dergleichen ausgeführt.
  • Der FC-Temperaturvoraussageabschnitt 98 sagt die interne Temperatur der Brennstoffzelle 2 bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart voraus. Diese Voraussage wird auf der Grundlage der Außenlufttemperaturdaten von dem Außenlufttemperatursensor 71 und/oder der vorausgesagten Niedrigsttemperaturdaten ausgeführt, die durch den Niedrigsttemperaturvoraussageabschnitt 97 erhalten werden. Es ist anzumerken, dass, wenn die Systemstoppzeit lang ist, die durch den FC-Temperaturvoraussageabschnitt 98 vorausgesagte FC-Temperatur mit der vorausgesagten Temperatur der Umgebung übereinstimmt, der das Fahrzeug 100 ausgesetzt ist.
  • Die Beurteilungseinheit 94 beurteilt auf der Grundlage des Voraussageergebnisses, das durch die Situationsvoraussageeinheit 93 erhalten wird, wie ein Betrieb ausgeführt werden soll. Spezifisch beurteilt die Beurteilungseinheit 94, ob ein normaler Betrieb fortgesetzt wird oder ob auf einen Trocknungsbetrieb umgeschaltet wird, auf der Grundlage des Voraussageergebnisses des Stoppanweisungsvoraussageabschnitts 95 oder des Einfriervoraussageabschnitts 96. Beispielsweise wird in einem Fall, bei dem der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 voraussagt, dass die Systemstoppanweisung ausgegeben wird, oder der Einfriervoraussageabschnitt 96 voraussagt, dass das Einfrieren stattfindet, beurteilt, dass ein Betrieb zu dem Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung umgeschaltet werden sollte.
  • Die Betriebssteuerungseinheit 90 wird über das Beurteilungsergebnis von der Beurteilungseinheit 94 informiert. Die Betriebssteuerungseinheit 90 steuert verschiedene einzelne Geräte (den Kompressor 14, das Gegendruckreglerventil 16, die Pumpe 24, das Spülventil 33, die Kühlpumpe 42, das Umschaltventil 45, einen Kühllüfter für den Kühler 43, den Hochdruckgleichstromwandler 61 usw.) des Brennstoffzellensystems 1 auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses, um den normalen Betrieb oder den Trocknungsbetrieb auszuführen. Außerdem steuert die Betriebssteuerungseinheit 90 die verschiedenen einzelnen Geräte des Brennstoffzellensystems 1, um einen Spülungsbetrieb der Brennstoffzelle 2 auszuführen.
  • Nachstehend werden der normale Betrieb, der Trocknungsbetrieb und der Spülungsbetrieb beschrieben.
  • Während des normalen Betriebs wird, um einen Leistungsverlust zu unterdrücken und einen hohen Leistungserzeugungswirkungsgrad zu erhalten, die Brennstoffzelle 2 betrieben (eine Erzeugung der Leistung wird gestattet), während ein stöchiometrisches Luftverhältnis auf 1,0 oder mehr (ein theoretischer Wert) eingestellt wird. Hierbei ist das stöchiometrische Luftverhältnis ein Sauerstoffüberschussverhältnis, wobei es das Überschussverhältnis von zugeführtem Sauerstoff in Bezug auf einen Sauerstoff angibt, der für eine Reaktion mit Wasserstoff ohne Übermaß oder Defizit erforderlich ist.
  • Der Trocknungsbetrieb ist ein Betrieb zur Verkleinerung des Wasserinhalts der Brennstoffzelle im Vergleich zu dem normalen Betrieb. Anders ausgedrückt werden während des Trocknungsbetriebs Anforderungsausgaben, die durch verschiedene Parameter eingestellt werden, durch die Brennstoffzelle 2 ausgegeben, um einen Betriebszustand zu erhalten, bei dem die Innenseite der Brennstoffzelle 2 im Vergleich mit dem normalen Betrieb einfacher trocknet. Diesbezüglich ist der Spülungsbetrieb in dem Konzept des Trocknungsbetriebs beinhaltet. Während des Trocknungsbetriebs muss eine Feuchtigkeit in der Brennstoffzelle 2 (die Elektrolytschicht, eine Diffusionsschicht oder der Kanal) nicht notwendigerweise auf 0% eingestellt sein, und der Wasserinhalt kann lediglich verkleinert werden. Wenn der Trocknungsbetrieb ausgeführt wird, neigt die Elektrolytschicht dazu, im Vergleich zu dem normalen Betrieb zu trocknen. Der Trocknungsbetrieb kann durch verschiedene Verfahren ausgeführt werden, wenn ein Wert verwendet wird, der zu dem Wert des Steuerungsparameters unterschiedlich ist, der während des normalen Betriebs verwendet wird.
  • Spezifisch wird in einem ersten Beispiel der Trocknungsbetrieb ausgeführt, indem die Menge der durch die Brennstoffzelle 2 zu erzeugenden Leistung im Vergleich zu dem normalen Betrieb begrenzt wird. Dies kann verwirklicht werden, wenn der Hochdruckgleichstromwandler 61 die maximale Ausgabe der Brennstoffzelle 2 begrenzt. Mit einem derartigen Trocknungsbetrieb kann der Wasserinhalt der Brennstoffzelle 2 verkleinert werden, während Energie gespart wird.
  • In einem zweiten Beispiel wird der Trocknungsbetrieb ausgeführt, indem die FC-Temperatur im Vergleich zu dem normalen Betrieb erhöht wird. Dies kann durch die Erwärmung, die durch eine externe Erwärmungsvorrichtung ausgeführt wird, die Vergrößerung der Selbsterwärmungsgröße der Brennstoffzelle 2 oder die Verkleinerung der Kühlgröße der Brennstoffzelle 2 verwirklicht werden. Eine Steuerung zur Vergrößerung der Selbsterwärmungsgröße der Brennstoffzelle 2 kann beispielsweise ausgeführt werden, wenn der stöchiometrische Wert des gasförmigen Reaktionspartners (des Oxidationsgases oder des Brennstoffgases) oder dergleichen verringert wird, um einen Leistungserzeugungswirkungsgrad zu verringern. Die Verkleinerung der Kühlungsgröße der Brennstoffzelle 2 kann verwirklicht werden, wenn die Drehzahl der Kühlpumpe 42 und/oder die Drehzahl des Kühllüfters für den Kühler 43 gesteuert wird, um die Kühlgröße in dem Kühler 43 zu steuern, oder das Umschaltventil 45 zu der Seite des Umgehungskanals 44 geschaltet wird, während es der Brennstoffzelle 2 gestattet ist, die Leistung zu erzeugen. Wenn ein derartiger Trocknungsbetrieb ausgeführt wird, kann die Verdunstung des Wasserinhalts, der in der Brennstoffzelle 2 aufgespeichert ist, gefördert werden, wobei der verdunstete Wasserinhalt durch das Oxidationsabgas oder das Brennstoffabgas weggetragen werden kann.
  • In einem dritten Beispiel wird der Trocknungsbetrieb ausgeführt, indem zumindest ein Parameter aus der Strömungsgeschwindigkeit, dem Druck, der Temperatur und/oder dem Taupunkt des Oxidationsgases im Vergleich zu dem normalen Betrieb geändert wird. Spezifisch wird der Trocknungsbetrieb ausgeführt, indem die Drehzahl des Kompressors 14 vergrößert wird, um die Strömungsgeschwindigkeit des Oxidationsgases zu vergrößern, der Öffnungsgrad des Gegendruckreglerventils 16 reguliert wird, um den Zufuhrdruck des Oxidationsgases zu verkleinern, die Temperatur des Oxidationsgases durch eine (nicht gezeigte) externe Erwärmungseinrichtung erhöht wird oder der Taupunkt verkleinert wird. Wenn ein derartiger Trocknungsbetrieb ausgeführt wird, kann die Innenseite der Brennstoffzelle 2 mit einem guten Ansprechverhalten getrocknet werden. Es ist anzumerken, dass während des Trocknungsbetriebs der Befeuchter 15 umgangen werden kann, um das Oxidationsgas zu der Brennstoffzelle 2 zuzuführen, oder die Menge des Oxidationsgases, die durch den Befeuchter zu befeuchten ist, kann gesteuert und verkleinert werden.
  • In einem vierten Beispiel wird der Trocknungsbetrieb ausgeführt, indem zumindest ein Parameter aus der Strömungsgeschwindigkeit, dem Druck, der Spülfrequenz und/oder dem Taupunkt des Brennstoffgases im Vergleich zu dem normalen Betrieb geändert wird. Spezifisch wird der Trocknungsbetrieb ausgeführt, indem die Pumpe 24 und/oder eine (nicht gezeigte) Einspritzeinrichtung reguliert wird, um die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffgases zu vergrößern, das Druckreglerventil 28 oder die Einspritzeinrichtung reguliert wird, um den Zufuhrdruck des Brennstoffgases zu verringern, die Spülfrequenz des Spülventils 33 vergrößert wird, oder der Taupunkt verringert wird. Auch wenn ein derartiger Trocknungsbetrieb ausgeführt wird, kann die Innenseite der Brennstoffzelle 2 getrocknet werden.
  • Es ist anzumerken, dass die vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Beispiele in geeigneter Weise kombiniert werden können, um den Trocknungsbetrieb auszuführen.
  • Der Spülungsbetrieb ist ein Betrieb zum Ausstoßen des Wasserinhalts aus der Brennstoffzelle 2 nach außen, um die Innenseite der Brennstoffzelle 2 bei dem Ende des Betriebs des Brennstoffzellensystems 2 (bei dem Systemstopp) zu spülen bzw. zu reinigen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Spülungsbetrieb ausgeführt, nachdem die Systemstoppanweisung ausgegeben ist. Der Spülungsbetrieb wird beispielsweise ausgeführt, indem das Oxidationsgas zu dem Oxidationsgaskanal 2a durch den Kompressor 14 zugeführt wird und der Wasserinhalt, der in der Brennstoffzelle 2 verbleibt, durch das Oxidationsgas weggetragen wird, während die Brennstoffzelle 2 in einen Leerlaufbetrieb gebracht wird oder die Zufuhr des Wasserstoffgases zu der Brennstoffzelle 2 gestoppt wird.
  • Als nächstes wird bezüglich der Stoppsteuerung des Brennstoffzellensystems 1 durch die Steuerungseinrichtung 7 eine Vielzahl von Beispielen beschrieben.
  • <Erstes Steuerungsbeispiel>
  • Wie es in 3 gezeigt ist, führt das Brennstoffzellensystem 1 den normalen Betrieb aus (Schritt S1). Während des normalen Betriebs werden verschiedene Informationsteile erfasst, die die Außenlufttemperaturdaten, die FC-Temperaturdaten, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die Positionierungsdaten und die Zeitdaten, wie beispielsweise eine Jahreszeit, umfassen (Schritt S2). Diese Daten werden während des normalen Betriebs nach Bedarf erfasst. Als nächstes sagt der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 voraus, ob die Systemstoppanweisung durch den Benutzer ausgegeben wird oder nicht (Schritt S3). Wie es vorstehend beschrieben ist, wird diese Voraussage unter Bezugnahme auf die Positionierungsdaten und die Daten bezüglich der Benutzungstendenz des Benutzers in der Speichereinheit 92, vorzugsweise auch unter Bezugnahme auf die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, ausgeführt.
  • In einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass keine Systemstoppanweisung ausgegeben wird (Schritt S3; NEIN), urteilt die Beurteilungseinheit 94, dass der normale Betrieb fortgesetzt werden soll, und sie sendet ein Signal, das diese Wirkung der Betriebssteuerungseinheit 90 anzeigt. Als Folge steuert die Betriebssteuerungseinheit 90 verschiedene Geräte derart, dass kein Trocknungsbetrieb ausgeführt wird, sondern der normale Betrieb fortgesetzt wird (Schritt S1).
  • Demgegenüber urteilt in einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass die Systemstoppanweisung ausgegeben wird (Schritt S3; JA), die Beurteilungseinheit 94, dass der Trocknungsbetrieb ausgeführt werden soll, und sie sendet ein Signal, das diese Wirkung der Betriebssteuerungseinheit 90 anzeigt. Als Folge steuert die Betriebssteuerungseinheit 90 verschiedene Geräte, so dass der normale Betrieb umgeschaltet wird, um den Trocknungsbetrieb auszuführen (Schritt S4). Dementsprechend wird der Wasserinhalt der Brennstoffzelle 2 im Vergleich zu dem normalen Betrieb verkleinert.
  • In dem nächsten Schritt S5 wird beurteilt, ob die Systemstoppanweisung innerhalb einer vorbestimmten Zeit ausgegeben worden ist oder nicht. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist diese vorbestimmte Zeit eine Zeit, zu der die Systemstoppanweisung, die durch den Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 vorausgesagt wird, ausgegeben wird. In einem Fall, bei dem die Systemstoppanweisung durch den Benutzer auch nach dem Ablauf dieser vorbestimmten Zeit nicht ausgegeben wird (Schritt S5; NEIN), wird der Betrieb wieder zu dem normalen Betrieb geschaltet (Schritt S1).
  • Demgegenüber wird, wenn die Systemstoppanweisung innerhalb der vorbestimmten Zeit wie vorausgesagt ausgegeben wird (Schritt S5; JA), der Trocknungsbetrieb zu dem Spülungsbetrieb unter Verwendung der Systemstoppanweisung als ein Auslöser geschaltet (Schritt S6). Durch diesen Spülungsbetrieb wird der Wasserinhalt, der in der Brennstoffzelle 2 verbleibt, vollständig oder im Wesentlichen vollständig weggetragen, und die Elektrolytschicht und Elektroden der Brennstoffzelle 2 werden getrocknet. Danach stoppt das Brennstoffzellensystem 1, um sich für den nächsten Start vorzubereiten.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem ersten Steuerungsbeispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels, da der Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung ausgeführt wird, der Wasserinhalt der Brennstoffzelle 2 zu der Zeit der Systemstoppanweisung verkleinert werden. Als Folge kann nach der Systemstoppanweisung die Brennstoffzelle 2 in einer kurzen Zeit gespült (getrocknet) werden. Außerdem kann, da sich eine Zeit verkürzt, die für den Spülungsbetrieb erforderlich ist, die für das Trocknen der Brennstoffzelle 2 erforderliche Energie gespart werden und ein Energiewirkungsgrad kann vergrößert werden. Zusätzlich wird das Schalten zu dem Trocknungsbetrieb oder das Fortsetzen des normalen Betriebs unter Verwendung des Voraussageergebnisses der Systemstoppanweisung als den Auslöser ausgeführt. Als Folge kann, wenn der Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung nicht erforderlich ist, der Trocknungsbetrieb vermieden werden. Somit kann der Betrieb entsprechend der Situation des Brennstoffzellensystems 1 ausgeführt werden.
  • Es ist anzumerken, dass zwischen den vorstehend genannten Schritten S4 und S5 ein Schritt zum nochmaligen Beurteilen, ob die Systemstoppanweisung durch den Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 vorausgesagt ist oder nicht (d. h. ein Schritt entsprechend dem Schritt S3), bereitgestellt sein kann. In einem Fall, bei dem dieser Schritt bereitgestellt ist, kann, wenn die Systemstoppanweisung durch den Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 vorausgesagt ist, der Schritt zu dem Schritt S5 vorangehen. Umgekehrt kann, wenn die Systemstoppanweisung nicht vorausgesagt ist, der Schritt zu dem Schritt S1 zurückspringen, um zu dem normalen Betrieb zu schalten.
  • Obwohl es nicht ausführlich beschrieben ist, wird in einem Fall, bei dem die durch den Benutzer ausgegebene Systemstoppanweisung unterbrochen wird, bevor vorausgesagt wird, dass die Systemstoppanweisung ausgegeben wird, der normale Betrieb zu dem Spülungsbetrieb geschaltet.
  • <Zweites Steuerungsbeispiel>
  • Als nächstes ist ein zweites Steuerungsbeispiel unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Das Beispiel unterscheidet sich von dem ersten Steuerungsbeispiel darin, dass die Beurteilung einer Einfriervoraussage (Schritt S13) hinzugefügt ist. Es ist anzumerken, dass Schritte S11, 12 und S14 bis 17 die gleichen sind wie die Schritte S1 bis 6 gemäß 3, wobei somit eine Beschreibung hiervon weggelassen ist.
  • In dem Schritt S13 sagt der Einfriervoraussageabschnitt 96 voraus, ob das Einfrieren der Brennstoffzelle 2 bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart stattfindet oder nicht.
  • In einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass das Einfrieren stattfindet oder dass die FC-Temperatur bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart eine vorbestimmte niedrige Temperatur ist (Schritt S13; JA), schreitet die Verarbeitung zu dem Schritt S14 voran. Hierbei kann die vorbestimmte niedrige Temperatur auf 0°C oder weniger (ein Gefrierpunkt), bei der das Einfrieren der Brennstoffzelle 2 stattfindet, oder auf eine Temperatur (beispielsweise 2°C oder weniger), die bezüglich des Einfrierens sicherer ist, eingestellt sein.
  • In einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass ein derartiges Einfrieren stattfindet (Schritt S13; JA), sagt der Einfriervoraussageabschnitt 96 vorzugsweise den Rang der Einfrierstufe der Brennstoffzelle 2 voraus. Da die FC-Temperatur bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart niedrig ist, ist viel Zeit für ein Auftauen in dem Fall des Einfrierens erforderlich. Beispielsweise wird vorausgesagt, dass die Einfrierstufe bei –20°C höher ist als bei –10°C.
  • Danach schreitet die Verarbeitung in der gleichen Art und Weise wie in dem ersten Steuerungsbeispiel voran, und es wird in dem Schritt S14 vorausgesagt, ob die Systemstoppanweisung ausgegeben wird oder nicht. In einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass die Systemstoppanweisung ausgegeben wird (Schritt S14; JA), wird der Trocknungsbetrieb (Schritt S15) ausgeführt. Dieser Trocknungsbetrieb (Schritt S15) oder der nachfolgende Spülungsbetrieb (Schritt S17) kann entsprechend der vorstehend beschriebenen Voraussage der Einfrierstufe ausgeführt werden. Beispielsweise kann, wenn die Einfrierstufe niedrig ist, der Trocknungsgrad des Trocknungsbetriebs verkleinert werden, oder die Spülzeit des Spülungsbetriebs kann verkürzt werden.
  • Demgegenüber wird in einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass das Einfrieren nicht stattfindet, oder bei dem vorausgesagt wird, dass die FC-Temperatur bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart die vorbestimmte niedrige Temperatur überschreitet (Schritt S13; NEIN), der normale Betrieb fortgesetzt. In diesem Fall wird, wenn die durch den Benutzer ausgegebene Systemstoppanweisung unterbrochen wird, der normale Betrieb zu dem Spülungsbetrieb geschaltet.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem zweiten Steuerungsbeispiel entsprechend der vorausgesagten Einfriersituation bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart zusätzlich zu der Funktion oder der Wirkung, die durch das erste Steuerungsbeispiel erhalten wird, der Trocknungsbetrieb ausgeführt werden oder der normale Betrieb kann fortgesetzt werden. Folglich ist es möglich, die stabilen Starteigenschaften des Brennstoffzellensystems 1 in der Umgebung mit der niedrigen Temperatur, beispielsweise unterhalb des Gefrierpunkts, sicherzustellen. Zusätzlich können die Bedingungen des Trocknungsgrades entsprechend dem vorausgesagten Einfrierstufenrang bestimmt werden, um den Trocknungsbetrieb auszuführen. Demgegenüber kann in der Umgebung, in der kein Einfrieren stattfindet, der normale Betrieb fortgesetzt werden, und der Trocknungsbetrieb kann vermieden werden.
  • Es ist anzumerken, dass in einem anderen Ausführungsbeispiel die Einfriervoraussage (Schritt S13) nach der Voraussage der Systemstoppanweisung (Schritt S14) ausgeführt werden kann. Außerdem muss in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Voraussage der Systemstoppanweisung (Schritt S14) nicht ausgeführt werden. Das heißt, in einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass das Einfrieren stattfindet (Schritt S13; JA), kann der Trocknungsbetrieb unabhängig von der Voraussage der Systemstoppanweisung (Schritt S15) ausgeführt werden.
  • <Drittes Steuerungsbeispiel>
  • Nachstehend ist ein drittes Steuerungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 beschrieben. Das dritte Steuerungsbeispiel gibt ein spezifisches Beispiel des Trocknungsbetriebs an. Es ist anzumerken, dass in der nachstehenden Beschreibung eine ausführliche Beschreibung von Schritten, die entsprechenden der ersten und zweiten Steuerungsbeispiele gemein sind, weggelassen ist.
  • Zuerst startet in einem Schritt S21 die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 2, und der Zustand des normalen Betriebs wird erreicht. Die FC-Temperatur wird dann gemessen (S22). Des Weiteren wird die niedrigste Temperatur (die Lufttemperatur), die durch das Fahrzeug 100 innerhalb mehrerer Tage erfahren wird, geschätzt (Schritt S23). Diese Schätzung kann durch den Niedrigsttemperaturvoraussageabschnitt 97 ausgeführt werden. Dann urteilt die Beurteilungseinheit 94 aus der geschätzten (vorausgesagten) niedrigsten Temperatur, ob der Trocknungsbetrieb ausgeführt werden muss oder nicht (Schritt S24). Wenn der Trocknungsbetrieb nicht ausgeführt werden muss (Schritt S24; NEIN), gelangt der Ablauf aus der Verarbeitung.
  • Wenn der Trocknungsbetrieb erforderlich ist (Schritt S24; JA), wird der Sollwert der FC-Temperatur (die Kühlwassertemperatur) in dem Trocknungsbetrieb bestimmt (Schritt S25). Dieser Sollwert wird beispielsweise unter Bezugnahme auf eine Abbildung M1 bestimmt, die in 6 gezeigt ist.
  • Die in 6 gezeigte Abbildung M1 zeigt eine Beziehung zwischen der FC-Temperatur als ein Steuerungssollwert und der Außenlufttemperatur oder der FC-Temperatur bei dem nächsten Start an. Hierbei ist die Außenlufttemperatur eine Außenlufttemperatur zu der jetzigen Zeit, und die FC-Temperatur bei dem nächsten Start ist eine Temperatur, die durch den FC-Temperaturvoraussageabschnitt 98 vorausgesagt wird. In dieser Abbildung M1 nimmt, wenn die Außenlufttemperatur oder die FC-Temperatur bei dem nächsten Start niedrig ist, der entsprechende FC-Temperatursollwert zu. Das heißt, der Sollwert der FC-Temperatur wird auf einen großen Wert eingestellt, um die FC-Temperatur während des Trocknungsbetriebs anzuheben, da die beobachtete Außenlufttemperatur oder die vorausgesagte FC-Temperatur niedrig ist. Als Folge trocknet bei dem Systemstopp eine MEA der Brennstoffzelle 2 einfach ab. Umgekehrt wird, wenn die beobachtete Außenlufttemperatur oder die vorausgesagte FC-Temperatur hoch ist, der Sollwert der FC-Temperatur auf einen kleinen Wert eingestellt. Es ist anzumerken, dass die Abszisse der Abbildung M1 die niedrigste Temperatur, die in dem Schritt S23 vorausgesagt wird, anstelle der Außenlufttemperatur oder der FC-Temperatur bei dem nächsten Start anzeigen kann.
  • Als nächstes wird, um die in dem Schritt S25 bestimmte FC-Temperatur zu erhalten, der normale Betrieb zu dem Trocknungsbetrieb geschaltet, und die FC-Temperatur wird tatsächlich gesteuert (Schritt S26). Die FC-Temperatur kann geändert werden, indem die Kühlgröße bzw. Kühlmenge durch den Kühler 43 oder das Umschaltventil 45 gesteuert wird. Um die FC-Temperatur zu erhöhen, wird, wie in dem vorstehend beschriebenen zweiten Beispiel des Trocknungsbetriebs, während es der Brennstoffzelle 2 gestattet ist, die Leistung zu erzeugen, die Kühlmenge durch den Kühler 43 gesteuert oder das Umschaltventil 45 auf die Seite des Umgehungskanals 44 geschaltet, um die Kühlwassertemperatur der Brennstoffzelle 2 zu erhöhen.
  • Danach wird, wenn die Systemstoppanweisung innerhalb der vorbestimmten Zeit ausgegeben wird (Schritt S27; JA), der Spülungsbetrieb (Schritt S28) ausgeführt. Demgegenüber gelangt in einem Fall, bei dem die Systemstoppanweisung auch nach dem Ablauf dieser vorbestimmten Zeit nicht ausgegeben wird, oder bei dem vorausgesagt wird, dass keine Systemstoppanweisung ausgegeben wird (Schritt S27; NEIN), der Ablauf vorzugsweise aus der Verarbeitung und springt zu dem normalen Betrieb zurück.
  • Die vorstehend genannte Wirkung des dritten Steuerungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
  • Eine in 7(B) gezeigte Kurve L1 zeigt den Übergang der FC-Temperatur in einem Fall an, bei dem das dritte Steuerungsbeispiel ausgeführt wird, und eine Kurve L2 zeigt den Übergang der FC-Temperatur in einem Fall an, bei dem ein Vergleichsbeispiel ausgeführt wird.
  • Wie es in der Kurve L2 gezeigt ist, wird in dem Vergleichsbeispiel der Trocknungsbetrieb für ein Erhöhen der FC-Temperatur ausgeführt, wenn die Systemstoppanweisung durch den Benutzer ausgegeben wird (eine Zeitsteuerung t1).
  • Als Folge erreicht eine FC-Temperatur T1 vor dem Trocknungsbetrieb eine Solltemperatur T2 bei einer Zeitsteuerung t3, und eine vorbestimmte Zeit (t3-t1) vergeht von der Systemstoppanweisung.
  • Demgegenüber wird, wie es durch die Kurve L1 gezeigt ist, in dem dritten Steuerungsbeispiel in einem Fall, bei dem beurteilt wird, dass der Trocknungsbetrieb erforderlich ist (Schritt S24 gemäß 5; JA, eine Zeitsteuerung t0 gemäß 7) der Trocknungsbetrieb zum Erhöhen der FC-Temperatur ausgeführt (Schritt S26 gemäß 5). Als Folge steigt, wenn die Systemstoppanweisung durch den Benutzer ausgegeben wird (Schritt S27 gemäß 5; JA, die Zeitsteuerung t1 gemäß 7), die FC-Temperatur über die FC-Temperatur T1 vor dem Trocknungsbetrieb. Als Folge erreicht die FC-Temperatur T1 vor dem Trocknungsbetrieb die Solltemperatur T2 bei einer Zeitsteuerung t2, und eine Zeit von der Systemstoppanweisung zu einer Zeit, zu der die Temperatur die Solltemperatur t2 erreicht, wird im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel verkürzt.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem dritten Steuerungsbeispiel, da der Trocknungsbetrieb zur Erhöhung der FC-Temperatur vor der Systemstoppanweisung ausgeführt wird, der Wasserinhalt der Brennstoffzelle 2 zu der Zeit der Systemstoppanweisung verkleinert werden. Als Folge kann das Spülen nach der Systemstoppanweisung in einer kurzen Zeit beendet werden, und eine Energie für das Spülen ist nicht erforderlich oder kann eingespart werden. Außerdem kann, da die Bedingungen (der Trocknungsgrad) des Trocknungsbetriebs auf der Grundlage der Außenlufttemperatur oder der FC-Temperatur bei dem nächsten Start bestimmt werden, ein geeigneter Trocknungsbetrieb entsprechend der Situation ausgeführt werden. Des Weiteren verringert sich die Leistungserzeugungsleistungsfähigkeit der Brennstoffzelle 2 in der Niedrigtemperaturatmosphäre, wobei somit die FC-Temperatur angehoben werden kann, um die Leistungserzeugungsleistungsfähigkeit zu verbessern. Demgegenüber verbessert sich, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist, ein Wärmeaustauschwirkungsgrad durch den Kühler 43. Folglich kann, auch wenn die FC-Temperatur mit der Vergrößerung der Ausgabe ansteigt, die Brennstoffzelle 2 in einfacher Weise gekühlt werden.
  • <Viertes Steuerungsbeispiel>
  • Als nächstes wird ein viertes Steuerungsbeispiel unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Das vierte Steuerungsbeispiel ist eine Modifikation des dritten Steuerungsbeispiels. Es ist anzumerken, dass in der nachstehenden Beschreibung die ausführliche Beschreibung von Schritten, die solchen der vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Steuerungsbeispiele gemein sind, weggelassen ist.
  • Zuerst werden in einem Schritt S31 Fahrzeugpositionsinformationen oder dergleichen während des normalen Betriebs erfasst (Schritt S32). Beispiele der erfassten Informationen umfassen die Außenlufttemperaturdaten, die FC-Temperaturdaten, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die Positionierungsdaten und Zeitdaten, wie beispielsweise die Jahreszeit, in der gleichen Art und Weise wie in dem Schritt S2 gemäß 3. Dann wird die Notwendigkeit des Trocknens der Brennstoffzelle 2 auf der Grundlage der erfassten Daten beurteilt (Schritt S32).
  • In einem Fall, bei dem beispielsweise auf der Grundlage der Positionierungsdaten oder der Außenlufttemperaturdaten geurteilt wird, dass das Trocknen der Brennstoffzelle 2 nicht erforderlich ist (Schritt S32; nicht erforderlich), gelangt der Ablauf aus einer Abfolge der Verarbeitung. Demgegenüber werden in einem Fall, bei dem beurteilt wird, dass das Trocknen erforderlich ist (Schritt S32; erforderlich), die Fahrzeugpositionsinformationen als die Positionierungsdaten nochmals erfasst (Schritt S33). Dann sagt auf der Grundlage dieser Positionierungsdaten der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 die Fahrzeugstoppposition und die Fahrzeugstoppzeit des Fahrzeugs 100 voraus, und der FC-Temperaturvoraussageabschnitt 98 sagt die FC-Temperatur bei dem nächsten Systemstart voraus. Auf der Grundlage dieser Voraussageergebnisse beurteilt die Beurteilungseinheit 94 nochmals die Notwendigkeit des Trocknens der Brennstoffzelle 2 (Schritt S34).
  • Hierbei wird in einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass beispielsweise die FC-Temperatur bei dem nächsten Systemstart 0°C überschreitet, beurteilt, dass das Trocknen der Brennstoffzelle 2 nicht erforderlich ist (Schritt S34; nicht erforderlich), und der Ablauf gelangt aus einer Abfolge der Verarbeitung. Demgegenüber wird in einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass die FC-Temperatur bei dem nächsten Systemstart 0°C oder weniger ist, beurteilt, dass das Trocknen der Brennstoffzelle erforderlich ist (Schritt S34; erforderlich), und der Trocknungsbetrieb wird gestartet (Schritt S35). Dieser Trocknungsbetrieb wird auf der Grundlage des bestimmten Trocknungsgrades wie beispielsweise in dem Schritt S25 gemäß 5 ausgeführt. Danach werden die Positionierungsdaten nochmals erfasst (Schritt S36), wobei auf der Grundlage dieser Positionierungsdaten die Notwendigkeit des Trocknens der Brennstoffzelle 2 nochmals beurteilt wird (Schritt S37).
  • Hierbei wird, wenn das Fahrzeug 100 beispielsweise weg von dem geschätzten Parkplatz, d. h. der Fahrzeugstoppposition des Fahrzeugs 100 ist, die durch den Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 vorausgesagt wird, beurteilt, dass der Trocknungsbetrieb der Brennstoffzelle 2 nicht erforderlich ist (Schritt S37; nicht erforderlich). In diesem Fall gelangt der Ablauf aus einer Abfolge der Verarbeitung und springt zu dem normalen Betrieb zurück. Demgegenüber setzt sich, wenn das Fahrzeug 100 zu dem geschätzten Parkplatz fährt, der Trocknungsbetrieb der Brennstoffzelle 2 fort (Schritt S37; erforderlich). Danach wird, wenn die Systemstoppanweisung als die Anweisung für den Fahrzeugstopp oder eine Zellenspülanweisung ausgegeben wird (Schritt S38), der Spülungsbetrieb ausgeführt (Schritt S39), und das Brennstoffzellensystem 1 stoppt.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen vierten Steuerungsbeispiel kann eine Wirkung ähnlich zu der gemäß dem ersten Steuerungsbeispiel erzeugt werden. Insbesondere kann, wenn das Fahrzeug 100 weg von der vorausgesagten Stoppposition ist, der Betrieb zu dem normalen Betrieb zurückgeführt werden.
  • <Fünftes Steuerungsbeispiel>
  • Als nächstes ist ein fünftes Steuerungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 beschrieben. In dem fünften Steuerungsbeispiel werden die Parkbedingungen eines Platzes, an dem das Fahrzeug 100 stoppt, als Parameter zur Beurteilung hinzugefügt, ob der Trocknungsbetrieb ausgeführt wird oder nicht.
  • Wie es in 9 gezeigt ist, folgt, wenn das Fahrzeug 100 sich auf einer geneigten Straßenoberfläche 200 befindet, die Brennstoffzelle 2, die horizontal an dem Fahrzeug 100 angebracht ist, der Neigung der Straßenoberfläche 200 und neigt sich. In einem Fall, bei dem ein Niedriglastbetrieb für eine lange Zeit ausgeführt wird, während das Fahrzeug 100 sich neigt, wird gebildetes Wasser 210 lokal in der Brennstoffzelle 2 aufgespeichert, wobei sich die Wasserausstoßeigenschaften des gebildeten Wassers 210 verringern können. Insbesondere führt, wenn sich der Parkplatz vor einem langen abfallenden Gefälle befindet, das Brennstoffzellensystem 1 den Niedriglastbetrieb für eine lange Zeit aus. Folglich wird das gebildete Wasser 210 in der Brennstoffzelle 2 in einfacher Weise in einer Fahrzeugvorwärtsrichtung aufgespeichert. Außerdem wird in einem Fall, bei dem das Fahrzeug 100 auf der Straßenoberfläche 200 eines geneigten Platzes geparkt wird, auch wenn die Brennstoffzelle 2 einen gleichmäßigen Wasserinhalt aufweist, das gebildete Wasser 210 im Vergleich zu einem Fall, bei dem das Fahrzeug auf einer flachen Straßenoberfläche 200 geparkt wird, in einfacher Weise lokal aufgespeichert. Diese Bedingung ist für einen Niedrigtemperaturstart von Nachteil.
  • Folglich ist es vor einem Parken des Fahrzeugs 100 zu bevorzugen, dass der Neigungszustand des Fahrzeugs 100 auf dem Parkplatz vorausgesagt wird, und dass der Betrieb ausgeführt wird, so dass das gebildete Wasser 210 nicht in einfacher Weise aufgespeichert wird. Das fünfte Steuerungsbeispiel, das die Stoppsteuerung des Brennstoffzellensystems 1 betrifft, ist zur Ausführung eines derartigen Betriebs geeignet.
  • Wie es in den 9 und 10 gezeigt ist, weist das Brennstoffzellensystem 1 als einen Aufbau zur Ausführung des fünften Steuerungsbeispiels einen Neigungswinkelsensor 220 auf, der den Neigungszustand des Fahrzeugs 100 erfasst. Als der Neigungswinkelsensor 220 kann ein bekannter Servomechanismustyp-Sensor oder dergleichen verwendet werden und an dem Fahrzeug 100 angebracht sein. Es gibt keine spezielle Einschränkung bezüglich des Neigungswinkelsensors 220, solange der Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 in der Front-Heck-Richtung (der Fahrrichtung) des Fahrzeugs 100, d. h. ein Steigungswinkel erfasst werden kann. Zusätzlich kann als der Neigungswinkelsensor 220 ein Sensor verwendet werden, der den Neigungswinkel (den Rollwinkel) des Fahrzeugs 100 in der horizontalen Richtung (der Fahrzeugbreitenrichtung) des Fahrzeugs 100 erfasst.
  • Es ist anzumerken, dass als ein Verfahren zur Erfassung des Neigungszustands des Fahrzeugs 100 ein Verfahren zur Erfassung eines Gradientenwerts der Straßenoberfläche 200 anstelle einer Verwendung des Neigungswinkelsensors 220 angewendet werden kann. Ein derartiges Gradientenwerterfassungsverfahren ist bekannt und somit nicht ausführlich beschrieben, wobei Beispiele des Verfahrens ein Verfahren zur Erfassung von Informationen über den Gradientenwert bei dem Parkplatz (einschließlich des vorausgesagten Parkplatzes) des Fahrzeugs 100 von dem Empfänger 73 als eine Navigationsvorrichtung umfassen.
  • Wie es in 10 gezeigt ist, werden die Daten von dem Zeitgeber 72, dem Empfänger 73 und der Uhr 74 in die Lerneinheit 91 eingegeben, wobei ebenso die Daten von dem Neigungswinkelsensor 220 eingegeben werden. Folglich lernt die Lerneinheit 91 den Stoppplatz des Fahrzeugs 100, die Stoppzeit bei dem Stoppplatz und den Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 in Bezug auf die Straßenoberfläche 200 bei dem Stoppplatz, um die Benutzungstendenz des Benutzers (das Betriebsmuster) zu erfassen. Es ist anzumerken, dass der Stoppplatz des Fahrzeugs 100 ein Konzept ist, das den Parkplatz des Fahrzeugs 100 umfasst, und die Stoppzeit ein Konzept ist, das die Parkzeit des Fahrzeugs 100 umfasst.
  • Die Speichereinheit 92 speichert die Benutzungstendenz des Benutzers, die durch die Lerneinheit 91 erfasst wird. Die Speichereinheit 92 speichert beispielsweise einen Platz (beispielsweise zu Hause, ein Büro oder dergleichen), wo der Benutzer das Fahrzeug oftmals parkt und stoppt, wobei sie ebenso die Umgebung des Platzes, d. h. den Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 speichert. Zu dieser Zeit wird der Absolutwert des Neigungswinkels des Fahrzeugs 100 gespeichert. Der Grund hierfür ist, dass es schwierig ist, die Parkrichtung des Fahrzeugs 100 in Bezug auf die Straßenoberfläche 200 vorauszusagen. Außerdem kann, wie es vorstehend beschrieben ist, die Speichereinheit 92 die Zeitsteuerung oder die Zeitzone in Verbindung mit dem Parkplatz speichern, und die Daten auf der Grundlage der letzten Aktion aktualisieren, wobei sie ferner eine Abbildung aufweisen kann, die mit der Frequenz des Fahrzeugstopps gewichtet ist.
  • Der Ablauf des fünften Steuerungsbeispiels ist nachstehend beschrieben.
  • Wie es in 11 gezeigt ist, führt das Brennstoffzellensystem 1 den normalen Betrieb aus (Schritt S41), wobei die Fahrzeugpositionsinformationen oder dergleichen während des normalen Betriebs erfasst werden (Schritt S42). Beispiele der erfassten Informationen umfassen die Außenlufttemperaturdaten, die FC-Temperaturdaten, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die Positionierungsdaten und Zeitdaten, wie beispielsweise die Jahreszeit, in der gleichen Art und Weise wie in dem Schritt S2 in 3. Dann sagt die Situationsvoraussageeinheit 93 auf der Grundlage dieser erfassten Daten voraus, ob das Fahrzeug 100 geparkt wird oder nicht (Schritt S43). Diese Voraussage wird durch den Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 ausgeführt, wobei der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt 95 unter Bezugnahme auf die Positionsdaten und die Daten bezüglich der Benutzungstendenz des Benutzers, die in der Speichereinheit 92 gespeichert sind, voraussagt, dass das Fahrzeug 100 geparkt wird, um das Brennstoffzellensystem 1 zu stoppen.
  • Dementsprechend wird in einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass das Fahrzeug 100 nicht geparkt wird (Schritt S43; NEIN), der normale Betrieb fortgesetzt wird (Schritt S41). Demgegenüber sagt in einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, dass das Fahrzeug 100 geparkt wird (Schritt S43; JA), die Situationsvoraussageeinheit 93 den Parkplatz des Fahrzeugs 100 und den Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 bei dem Parkplatz aus den Daten bezüglich der Benutzungstendenz des Benutzers und den derzeitigen Positionierungsdaten voraus (Schritt S44). Dann beurteilt die Beurteilungseinheit 94, ob dieser vorausgesagte Neigungswinkel größer als ein Schwellenwert ist oder nicht.
  • Wenn der vorausgesagte Neigungswinkel der Schwellenwert oder weniger ist (Schritt S45; NEIN), besteht lediglich eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass das gebildete Wasser in dem geparkten Fahrzeug 100 lokal aufgespeichert wird. Folglich urteilt die Beurteilungseinheit 94, dass der normale Betrieb fortgesetzt werden sollte (Schritt S46), wobei die Einheit auf die Systemstoppanweisung wartet (Schritt S48). Es ist anzumerken, dass, obwohl es nicht gezeigt ist, die Beurteilungseinheit 94 auch in einem Fall, bei dem es lediglich eine geringe Wahrscheinlichkeit gibt, dass das gebildete Wasser lokal aufgespeichert wird, im Allgemeinen aus dem Voraussageergebnis des Einfriervoraussageabschnitts 96 und dergleichen urteilen kann, dass der Betrieb zu dem Trocknungsbetrieb geschaltet werden sollte.
  • Wenn der vorausgesagte Neigungswinkel den Schwellenwert überschreitet (Schritt S45; JA), gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das gebildete Wasser in dem geparkten Fahrzeug 100 lokal aufgespeichert wird. In diesem Fall urteilt die Beurteilungseinheit 94, dass der Trocknungsbetrieb ausgeführt werden sollte, und der Trocknungsbetrieb wird ausgeführt (Schritt S47). Als Folge wird der Wasserinhalt der Brennstoffzelle 2 im Vergleich zu dem normalen Betrieb verkleinert, wobei somit verhindert werden kann, dass das gebildete Wasser nicht nur nach dem Parken lokal aufgespeichert wird, sondern auch während des Fahrens entlang dem abfallenden Gefälle.
  • Danach gelangt in einem Fall, bei dem keine Systemstoppanweisung auch nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit ausgegeben wird, oder bei dem vorausgesagt wird, dass keine Systemstoppanweisung ausgegeben wird (Schritt S48; NEIN), der Ablauf aus der Verarbeitung heraus und springt zu dem normalen Betrieb zurück. Demgegenüber wird, wenn das Fahrzeug 100 geparkt wird und die Systemstoppanweisung innerhalb der vorbestimmten Zeit ausgegeben wird (Schritt S48; JA), ein Spülungsbetrieb (Schritt S49) ausgeführt. Als Folge stoppen das Brennstoffzellensystem 1 und das Fahrzeug 100, um sich für den nächsten Start vorzubereiten.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen fünften Steuerungsbeispiel kann die Umgebung des Parkplatzes (der Neigungswinkel des Fahrzeugs 100) im Voraus vorausgesagt werden, um den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung auszuführen. Folglich ist es möglich, einen Zustand zu erhalten, bei dem das Wasser nicht in einfacher Weise in der Brennstoffzelle 2 vor dem Parken aufgespeichert wird, und der nächste Systemstart kann stabil ausgeführt werden.
  • Zusätzlich wird ebenso berücksichtigt, dass, auch wenn das Fahrzeug 100 den Parkplatz erreicht, der Zündschalter nicht ausgeschaltet wird, wobei das Fahrzeug 100 einen Leerlaufbetrieb ausführt. Wenn der Leerlaufbetrieb in dem Fahrzeug 100 auf der geneigten Straßenoberfläche 200 für eine lange Zeit ausgeführt wird, kann das gebildete Wasser möglicherweise lokal aufgespeichert werden. Um diese Schwierigkeit zu verhindern, kann an die Bedienungsperson (den Benutzer) ein Alarm ausgegeben werden, so dass der Leerlauf nach dem Parken nicht für eine lange Zeit ausgeführt werden kann. Folglich bezieht sich die Steuerungseinrichtung 7 auf die Informationen von dem Neigungswinkelsensor 220 auch nach dem Stopp des Fahrzeugs 100, die Betriebssteuerungseinheit 90 begrenzt die Betriebsbedingungen des Brennstoffzellensystems 1, um den Betrieb zu vermeiden, bei dem das gebildete Wasser in einfacher Weise aufgespeichert wird, und der Alarm kann an die Bedienungsperson ausgegeben werden.
  • <Modifikation>
  • In den vorstehend beschriebenen ersten bis fünften Steuerungsbeispielen wird der Spülungsbetrieb nach der Systemstoppanweisung ausgeführt, aber die vorliegende Erfindung ist ebenso bei einem Beispiel anwendbar, bei dem kein Spülungsbetrieb ausgeführt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es ist ein Brennstoffzellensystem offenbart, das in der Lage ist, eine Brennstoffzelle in einer kurzen Zeit zu trocknen, nachdem eine Systemstoppanweisung ausgegeben ist. Das Brennstoffzellensystem umfasst eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Ausführung eines normalen Betriebs und eines Trocknungsbetriebs, der den Wasserinhalt der Brennstoffzelle im Vergleich zu dem normalen Betrieb verkleinert. Die Steuerungseinrichtung führt den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung aus, so dass der Wasserinhalt der Brennstoffzelle im Vergleich zu dem normalen Betrieb zu der Zeit der Systemstoppanweisung verkleinert ist. Die Steuerungseinrichtung kann den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung in einem Fall ausführen, bei dem vorausgesagt wird, dass die Temperatur der Brennstoffzelle bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart eine vorbestimmte niedrige Temperatur ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2005-251576 [0003, 0004]

Claims (17)

  1. Brennstoffzellensystem mit: einer Brennstoffzelle; und einer Steuerungseinrichtung, die die Ausführung eines normalen Betriebs und eines Trocknungsbetriebs steuert, der den Wasserinhalt der Brennstoffzelle im Vergleich zu dem normalen Betrieb verkleinert, wobei die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb vor einer Systemstoppanweisung ausführt, so dass der Wasserinhalt der Brennstoffzelle zu einer Zeit der Systemstoppanweisung im Vergleich zu dem normalen Betrieb verkleinert ist.
  2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung in einem Fall ausführt, bei dem vorausgesagt wird, dass die Temperatur der Brennstoffzelle bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart eine vorbestimmte niedrige Temperatur ist.
  3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungseinrichtung eine Situationsvoraussageeinheit umfasst, die eine Situation voraussagt, der das Brennstoffzellensystem ausgesetzt ist, und den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung auf der Grundlage des Voraussageergebnisses der Situationsvoraussageeinheit ausführt.
  4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3, wobei die Situationsvoraussageeinheit ein Stoppanweisungsvoraussageabschnitt ist, der die Systemstoppanweisung voraussagt, und die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb vor der vorausgesagten Systemstoppanweisung in einem Fall ausführt, bei dem vorausgesagt wird, dass die Systemstoppanweisung ausgegeben wird, und den normalen Betrieb in einem Fall fortsetzt, bei dem vorausgesagt wird, dass die Systemstoppanweisung nicht ausgegeben wird.
  5. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 4, wobei der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt die Systemstoppanweisung auf der Grundlage der Position eines beweglichen Körpers, an den das Brennstoffzellensystem angebracht ist, und der Benutzungstendenz eines Benutzers voraussagt, der den beweglichen Körper verwendet.
  6. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 5, wobei die Steuerungseinrichtung eine Lerneinheit umfasst, die einen Stoppplatz des beweglichen Körpers und eine Stoppzeit bei dem Stoppplatz lernt, um die Benutzungstendenz des Benutzers zu erfassen.
  7. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei nach einer Ausführung des Trocknungsbetriebs vor der vorausgesagten Systemstoppanweisung die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb zu dem normalen Betrieb in einem Fall schaltet, bei dem der Stoppanweisungsvoraussageabschnitt voraussagt, dass die Systemstoppanweisung nicht ausgegeben wird.
  8. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei nach einer Ausführung des Trocknungsbetriebs vor der vorausgesagten Systemstoppanweisung die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb zu dem normalen Betrieb schaltet, wenn die Systemstoppanweisung nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit ausgegeben wird.
  9. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3, wobei die Situationsvoraussageeinheit ein Einfriervoraussageabschnitt ist, der das Einfrieren der Brennstoffzelle voraussagt, und die Steuerungseinrichtung den Trocknungsbetrieb vor der Systemstoppanweisung in einem Fall ausführt, bei dem vorausgesagt wird, dass das Einfrieren der Brennstoffzelle stattfindet, und den normalen Betrieb in einem Fall fortsetzt, bei dem vorausgesagt wird, dass das Einfrieren der Brennstoffzelle nicht stattfindet.
  10. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, wobei der Einfriervoraussageabschnitt das Einfrieren der Brennstoffzelle bei dem Systemstopp oder dem nächsten Systemstart auf der Grundlage zumindest eines Parameters aus einer Position des Brennstoffzellensystems, einer Außenlufttemperatur, einer vorausgesagten niedrigsten Temperatur, die innerhalb mehrerer Tage nach dem Systemstopp erfahren wird, und einem Kalender voraussagt.
  11. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 3, wobei die Situationsvoraussageeinheit den Neigungszustand eines beweglichen Körpers, an dem das Brennstoffzellensystem angebracht ist, bei dem Stoppplatz des beweglichen Körpers voraussagt.
  12. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerungseinrichtung eine Lerneinheit umfasst, die einen Stoppplatz des beweglichen Körpers, eine Stoppzeit bei dem Stoppplatz und einen Neigungswinkel des beweglichen Körpers in Bezug auf eine Straßenoberfläche bei dem Stoppplatz lernt, um die Benutzungstendenz eines Benutzers zu erfassen, und die Situationsvoraussageeinheit den Stoppplatz des beweglichen Körpers und den Neigungszustand des beweglichen Körpers bei dem Stoppplatz auf der Grundlage der Benutzungstendenz des Benutzers voraussagt.
  13. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Steuerungseinrichtung die Menge der Leistung, die durch die Brennstoffzelle zu erzeugen ist, im Vergleich zu dem normalen Betrieb begrenzt, um den Trocknungsbetrieb auszuführen.
  14. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Steuerungseinrichtung die Temperatur der Brennstoffzelle im Vergleich zu dem normalen Betrieb erhöht, um den Trocknungsbetrieb auszuführen.
  15. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 14, ferner mit: einem Kühlmittelrohrleitungssystem, das ein Kühlmittel zu der Brennstoffzelle zuführt, wobei es während des Trocknungsbetriebs der Brennstoffzelle gestattet ist, die Leistung zu erzeugen, während die Quantität der Brennstoffzelle, die durch das Kühlmittel zu kühlen ist, verkleinert wird.
  16. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner mit: einem Oxidationsgasrohrleitungssystem, das ein Oxidationsgas zu der Brennstoffzelle zuführt, wobei die Steuerungseinrichtung zumindest einen Parameter aus einer Strömungsgeschwindigkeit, einem Druck, einer Temperatur und einem Taupunkt des Oxidationsgases im Vergleich zu dem normalen Betrieb ändert, um den Trocknungsbetrieb auszuführen.
  17. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner mit: einem Brennstoffgasrohrleitungssystem, das ein Brennstoffgas zu der Brennstoffzelle zuführt, wobei die Steuerungseinrichtung zumindest einen Parameter aus einer Strömungsgeschwindigkeit, einem Druck, einer Spülfrequenz und einem Taupunkt des Brennstoffgases im Vergleich zu dem normalen Betrieb ändert, um den Trocknungsbetrieb auszuführen.
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