JP2009205942A

JP2009205942A - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP2009205942A
Application number: JP2008047336A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shiraishi; 剛一白石
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-10

Abstract

【課題】霧状にした水を排出することで、周囲の環境に与える悪影響を抑制することのできる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池システム１の停止操作時に、燃料電池スタック１００の酸素極に外気を供給する空気供給系１２の空気ファン１２２を駆動させ、噴射ノズル５５１に対して、水タンク５３から水供給ポンプ６１により水を供給し、霧状にした水を噴射する。噴射ノズル５５１からの霧状水は、供給された空気流に乗って空気排出路１２４を経て、外部に排出される。排出された霧状水は、排出流とともに拡散される。
【選択図】図１

Description

この発明は、燃料電池システムにかかり、詳しくは、燃料電池システム内の水を停止時に排出する燃料電池システムに関するものである。

燃料電池システムにおいては、発電時に発生する反応熱を排出するとともに、イオン交換膜を湿潤させるため、水を酸素極に供給する方式のものがある。このような方式では、水をタンク内に収容し、タンク内の水を燃料電池スタックへ霧状にして吹きかけ、さらに吹きかけられた水をタンクに回収して循環させることにより、燃料電池スタックを冷却する構成が採られている。
上記構成において使用される水は、寒冷地では凍結する恐れがあり、水の凍結による燃料電池装置の破損防止や、凍結した水を、始動時に解凍するためのエネルギを節約する目的から、下記特許文献１に示されているように、発電運転終了時には、タンクや配管内にある水を全て排出するといった燃料電池装置が提案されていた。
特開平１１−２７３７０４号

しかし、上記従来の燃料電池装置では、多量の水が外部に排出されるため、排出された水が、凍結する恐れがある。また、従来の燃料電池装置は、定位置に設置されて使用されるため、予め排水を処理する設備を整えることが可能である。しかし、車両等の移動体に搭載される燃料電池装置では、駐車される場所は特定の場所とは限らず、排水設備の整っていない場所も多数あり、その様な場所では、車両が駐車される場所が排水によって汚されるといった問題が生じる。殊に寒冷地の冬季では、排出された水が凍結し、駐車施設の床が氷面となり、車輪のスリップや、人の昏倒などの危険が生じる恐れがある。さらに、車両を載せたトレーが移動する立体駐車場などでは、排水の凍結により施設の故障を招くほか、他の車両を排水で汚す恐れもある。
また、多量の液体が排出されることによって、車両に故障が発生したとの誤解を招くなどの不都合も生じる恐れがある。

この発明は、霧状にした水を排出することで、周囲の環境に与える悪影響を抑制することのできる燃料電池システムを提供することを目的としている。

以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。
（１）複数の燃料電池を導電性のあるセパレータを介して積層した燃料電池スタックと、前記燃料電池の酸素極に接触する外気が流通する外気流通路と、前記燃料電池スタックから排出された水を蓄える貯水手段と、前記貯水手段内の水を霧状にして排出する排出口と、前記貯水手段内の水を前記排出口に送る送水手段と、燃料電池の駆動停止操作を検出する停止検出手段と、前記停止検出手段による駆動停止操作の検出に基づいて、前記送水手段の駆動を開始させる噴射制御手段と、前記貯水手段内の水量を検出する水量検出手段と、前記水量検出手段により水量が所定値以下となった場合に、送水手段の駆動を停止する送水停止手段とを備えることを特徴とする燃料電池システム。

（２）前記排出口は、前記外気流通路内において前記燃料電池スタックの上流側に配置され、前記燃料電池スタックに対して水を噴霧する噴射ノズルである上記（１）に記載の燃料電池システム。

請求項１記載の発明によれば、燃料電池の駆動停止操作を検出した後、水を排出し、貯水手段内の水を減らすことにより、凍結によるシステムの故障が抑制される。また、始動時において、凍結した水を解凍するためのエネルギを節約することができる。さらに、霧状に水を排出する構成とすることにより、水は気体中に混在することとなる。これにより、水が排出された場所での水の凍結が起きることが少なく、排出気流とともに拡散するので、床面等に凍った面を形成されず、或いは汚損されることが抑制される。
請求項２記載の発明によれば、水の排出口を、発電駆動時に燃料電池スタックに対して水を噴霧する噴射ノズルで兼用することができ、簡易な構成とすることができる。

次にこの発明の好適実施形態について説明する。この実施形態は、電気自動車に搭載される燃料電池システムである。図１は、この発明の燃料電池システム１の第１実施形態の構成例を示すブロック図である。図１に示されているように、この燃料電池システム１は燃料電池スタック１００、水素貯蔵タンク１１を含む燃料供給系１０、空気供給系１２、水供給系５０、負荷系７とに大略構成される。
燃料電池スタック１００は、燃料電池を構成する膜−電極接合体（単位セル）とセパレータ（集電体）とを積層して構成され、積層された燃料電池の燃料極に燃料ガスとしての水素を、酸化極に酸化ガスとしての空気を供給し、固体高分子電解質層を介して発電反応を生じさせ、発電させる。以下、燃料電池スタック１００の構成について説明する。図２は、燃料電池スタック１００を構成するセパレータと膜−電極接合体の積層構成を示している。図３は、図２に示される積層構成の上面図である。固体高分子電解質層１５ａが酸素極１５ｂ及び燃料極１５ｃで挟持され、膜−電極接合体１５が形成されている。表裏面にリブ３２、４２を有するカーボンバイポーラープレート３ａのリブ３２、４２が金属多孔体３ｂ、３ｃに熱圧着され、カーボンバイポーラープレート３ａと金属多孔体３ｂ、３ｃが一体化されて、セパレータとしての集電体１３が形成されている。集電体１３の金属多孔体側が、膜−電極接合体１５の酸素極側及び燃料極側に当接されている。また、リブ３２、３２の間の空間によって水素流路３０２が形成され、リブ４２、４２の間の空間によって空気流路４０が形成される。図２では、空気流路４０中の空気は上下方向に流れ、水素流路３０２中の水素は、図面に対し垂直方向に流れている。図３では、リブで仕切られた空気流路４０中の空気が、図に対し垂直方向に流れ、水素流路３０２中の水素は、図の左右方向に流れている。空気流路４０中の空気及び水素流路３０２中の水素は、金属多孔体３ｂ、３ｃを通過し、酸素極１５ｂ及び燃料極１５ｃに到達する。酸素極１５ｂに供給される酸素は、空気流路４０を通過する空気中に含有される酸素である。

空気流路４０には、空気とともに、後述する噴射ノズル５５１から噴射された霧状の水が流入し、酸素極１５ｂを湿潤状態に維持させるとともに、潜熱冷却により燃料電池スタック１００の温度上昇が抑制される。水素流路３０２には、ガス取入口２０１ＢＩＮから供給された燃料ガスとしての水素が流通し、水素流路３０２を通過した水素は、ガス排出口２０２ＯＵＴから排出される。

燃料供給系１０の構成について、説明する。燃料ガスボンベである水素貯蔵タンク１１には、燃料ガス供給流路２０１Ａ、２０１Ｂを介して燃料電池スタック１００のガス取入口２０１ＢＩＮに接続されている。燃料ガス供給流路２０１Ａには、水素充填用開閉弁１８、一次センサＳ０、レギュレータ２１、水素供給電磁弁２２、二次圧センサＳ２が順に設けられ、この燃料ガス供給流路２０１Ａは、燃料ガス供給流路２０１Ｂに接続している。燃料ガス供給流路２０１Ｂは、燃料電池スタック１００のガス取入口２０１ＢＩＮに接続されている。燃料電池スタック１００のガス排出口２０２ＯＵＴには、ガス排出流路２０２の一端が接続され、その他端は、トラップ２４に接続されている。トラップ２４には、循環流路２０４の一端と、ガス導出路２０３の一端がそれぞれ接続されている。ガス導出路２０３の他端は、後述する空気排出路１２４に接続されている。ガス導出路２０３には、排気電磁弁２７が設けられている。

循環流路２０４の他端は、外気流入路２０６に接続されている。循環流路２０４には、循環ポンプ２５と、循環電磁弁２６が設けられており、循環ポンプ２５と循環電磁弁２６の間には、減圧排出路２０５の一端が接続されている。減圧排出路２０５の他端は、空気排出路１２４内に開口した減圧排出口２０５ＯＵＴとなっており、さらに減圧排出路２０５には、減圧電磁弁２３が設けられている。外気流入路２０６の他端は、外部に開口し、開口側からフィルタ２９、外気導入電磁弁２８の順に設けられている。燃料ガス供給流路２０１Ｂ、ガス排出流路２０２、循環流路２０４、外気流入路２０６により、ガスの循環経路が形成される。

燃料電池システム１の駆動停止時には、水素供給電磁弁２２、循環電磁弁２６、排気電磁弁２７、外気導入電磁弁２８が閉じられ、減圧電磁弁２３が開放される。そして、循環ポンプ２５を駆動させることにより、燃料電池スタック１００内の水素流路３０２（燃料室）内のガスを吸引し、減圧排出口２０５ＯＵＴから排出する。内部気圧をセンサＳ２で検出し、所定値（負圧）以下となった時点で、減圧電磁弁２３を閉じ、外気導入電磁弁２８を開放することにより、外気を水素流路３０２内に流入させ、水素を空気に置換する。

次に空気供給系１２について説明する。空気供給系１２は、空気導入路１２３と、空気マニホールド５４と、空気排出路１２４とを備えている。空気導入路１２３には、フィルタ１２１、外気温検出手段としての外気温度センサＳ６、空気ファン１２２、ヒータＨ、空気入口温度センサＳ５、空気マニホールド５４の順で流入方向に沿って設けられている。空気マニホールド５４は、燃料電池スタック１００の鉛直上側に設けられ、その内部には、冷却水を噴射するノズル５５１が設けられている。空気マニホールド５４は、燃料電池スタック１００の各空気流路４０に空気を分割して流入させる。

空気排出路１２４は、燃料電池スタック１００の空気流路４０の排出側（下側）に接続され、空気流路４０から流出した空気を合流させ、外部へ導流する。空気排出路１２４には、熱交換を促進するファンが取り付けられた凝縮器５１が設けられ、続いてフィルタ１２５が接続されている。凝縮器５１は、空気と水分を分離する。また、ノズル５５１から供給された水も、ここで、回収される。空気排出路１２４には、排気温度センサＳ９が設けられ、燃料電池スタック１００の温度が間接的に検出される。なお、凝縮器５１には、空冷ファン５１１が設けられており、外気を凝縮器５１内に取り入れて、燃料電池スタック１００から排出された空気と外気とを熱交換させる構成となっている。空冷ファン５１１によって取り入れた外気は、さらに凝縮器５１の外側に排出される。空気導入路１２３、空気流路４０、空気排出路１２４によって、外気流通路が構成される。

次に、水供給系について説明する。水供給系５０は、貯水手段である水タンク５３と、凝縮器５１で回収した水を水タンク５３へ導く導水路５２と、水タンク５３の水を水供給ポンプ６１の吸引口へ導く給水路５６と、水供給ポンプ６１の吐出口と噴射ノズル５５１とを接続する第１排出路５６１とを有する。導水路５２には、回収ポンプ６２が設けられている。給水路５６には、フィルタ６４、送水手段である水供給ポンプ６１が順に設けられ、第１排出路５６１には水供給電磁弁６３１と第１排出口である噴射ノズル５５１とが順に設けられている。

水供給ポンプ６１と水供給電磁弁６３１の間には、第２排水路５６２の一端が接続され、他端には第２排出口５５２が設けられている。さらに、第２排水路５６２には水排出電磁弁６３２が設けられている。なお、本実施形態では、噴射ノズル５５１は、霧状に噴射される水粒の粒径を変更可能に設定されおり、５μｍ〜２００μｍ程度の間で、粒径を調整できるものである。燃料電池システム１の通常発電駆動時には、例えば２０μｍ以上の粒径の水粒で水が噴射される。この程度粒径の場合には、空気流路４０内で酸素極１５ｂに接触してこれを湿潤させ、また潜熱冷却を効果的に発揮させることができる。また、２０μｍ以下の粒径、好ましくは５μｍ以下とした場合には、空気排出路１２４や空気流路４０の内壁に付着する量が少なく、空気流に乗って排出されるため、水粒が空気供給系１２の外部に、排出される割合が高くなる。このため、水供給系５０から水が排出される効率が向上する。
第２排出口５５２は、既述の空気排出路１２４内に開口し、減圧排出口２０５ＯＵＴに対向した位置又は、減圧排出口２０５ＯＵＴよりも若干下流側に配置されている。

給水路５６には、外気取入路５４が接続され、該導入路５４には、外気取入電磁弁６５が設けられている。水タンク５３には、水温センサＳ７と、水量検出手段であるタンク水量センサＳ８が設けられている。水タンク５３には、水タンクヒータ５３Ｈが設けられ、水タンク５３内の水が凍結した場合には、該水タンクヒータ５３Ｈで解凍する。凝縮器５１と、導水路５２と、回収ポンプ６２とによって、水回収手段が構成される。

燃料電池スタック１００には、負荷系７が接続されており、燃料電池スタック１００で出力される電力は、この負荷系７に供給される。燃料電池スタック１００の電極は、配線７１を介してリレー７２、７２に接続され、さらに、リレー７２、７２は、インバータ７３を介してモータ７４に接続されている。また、インバータ７３には、出力制御装置７５を介して補助電源７６が接続されている。

この負荷系７には、燃料電池スタック１００の出力電圧を検出する電圧センサＳ４と、同じく出力電流を検出する電流センサＳ３が設けられている。図１に示されるように、燃料電池システム１の制御系は、各センサＳ０、Ｓ２〜Ｓ９の検出値が入力され、レギュレータ２１、各電磁弁２２、２３、２６〜２８、６３１、６３２、６５、各ポンプ２５、６２、６１、ノズル５５、ファン１２２、ファン５１１、ヒータＨ、水タンクヒータ５３Ｈ、インバータ７３、出力制御装置７５を制御する制御装置（ＦＣＥＣＵ）２００を備えている。この制御装置２００には、図示しないイグニッションスイッチが接続され、モータ７４の駆動や停止の指示信号が入力される。

以下、本発明の燃料電池システム１の作用について説明する。図４は、燃料電池システム１の駆動終了時の動作を示すフローチャートである。燃料電池システム１の発電停止（駆動停止）を意味する車両のイグニッションスイッチＯＦＦ操作を検出すると（ステップＳ１０１）、燃料電池システム１の停止処理（ステップＳ１０３）が開始される。このステップＳ１０１によって、停止検出手段が構成される。
この停止処理は、例えば、既述のような、燃料電池スタック１００の水素流路３０２から水素を排出し、空気に置換する動作などである。

上記停止処理（ステップＳ１０３）に平行して、下記ステップＳ１０５〜Ｓ１１９で示される、水排出処理が実行される。

外気温センサＳ６によって検出された外気温度Ｔ1が、所定値より低いか否か判断する（ステップＳ１０５）。この所定値とは、水タンク５３や給水路５６内の水が凍結する可能性が高い温度であり、経験値によりデータに基づき、予め設定される。例えば、外気温度が摂氏１０度以下の場合には、凍結する可能性が高いと判断するよう設定される。
設定温度より外気温度Ｔ1が高い場合には、凍結する恐れはないものとして、以下の水排出処理は行なわれない。設定温度よりも外気温度Ｔ1が低い場合には、水量センサＳ８によって検出したタンク５３の水の量が、所定量より少ないか否か判断する（ステップＳ１０７）。この所定量とは、零（タンクか空の状態）又は、凍結した場合であっても水タンク５３が破損しない程度に十分少ない量、或いは、凍結時に水タンク５３が破損しない範囲で、燃料電池システム１の始動時に必要な最小限の水量とする。或いは、始動時に、凍結した水タンク５３内の水を解凍するために水タンクヒータ５３Ｈで消費するエネルギが、燃料電池スタック１００の暖機処理に悪影響を与えない程度に少量で済む程度の量に設定することができる。

所定水量より少ない場合には、これ以上、水を排出する必要はないので、空気ファン１２２と、水供給ポンプ６１の駆動はＯＦＦし、水供給電磁弁６２１と、水排出電磁弁６３２を閉じる（ステップＳ１１９）。ステップＳ１０７及びＳ１１９とによって、送水停止手段が構成される。
所定水量より大きい場合には、水の排出をする必要があるので、水排出のための具体的な処理を実行する。即ち、噴射ノズル５５１から霧状に排出される水の粒径を、発電駆動時に噴射される粒径よりも小さくなるように、噴射ノズル５５１の設定を変更する（ステップＳ１０９）。粒径は例えば、２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下であるとよい。この程度の粒径とすることによって、排出された水は、空気供給系１２内の内壁や、燃料電池スタック１００の空気流路４０の内壁に付着することが少なくなり、空気供給系１２の最終端の排気口から、排気とともに外部へ排出される。即ち、水の排出効率が向上する。

上記の他、噴射ノズル５５１は、粒径を変更できないノズルとし、水排出処理時に噴射される水の粒径は、発電駆動時のものと同じとしてもよい。この場合には、噴射ノズル５５１を発電駆動時と水排出処理時とで兼用できるので、イニシャルコストを抑制できる。また、噴射された水は、空気流とともに燃料電池スタック１００内の空気流路４０内を通過するため、駆動停止後の燃料電池スタック１００の冷却処理をより促進させることができる。

次に、空気ファン１２２と水供給ポンプ６１をＯＮし、駆動開始させる。同時に、水供給電磁弁６３１を開放し、凝縮器５１の空冷ファン５１１を停止させる（ステップＳ１１１）。空気ファン１２２の駆動によって、空気供給系１２に空気が流れ、噴射ノズル５５１から排出された霧状の水が、空気流に乗って空気排出路１２４の最終排出口から、空気とともに排出される。水供給ポンプ６１の駆動によって、噴射ノズル５５１から水が排出される。水供給電磁弁６３１の開放によって、水供給ポンプ６１からの水が、噴射ノズル５５１へ到達する。また、凝縮器５１の空冷ファン５１１を停止することによって、空気排出路１２４内の空気流に乗った水分が、凝縮器５１で回収されることが抑制され、系外への水の排出が促進される。ステップＳ１０１、Ｓ１０５、Ｓ１１１によって、噴射制御手段が構成される。

次に減圧電磁弁２３が開放されているか否か判断する（ステップＳ１１３）。燃料電池システム１の停止処理においては、燃料室内の水素を排出するために、減圧電磁弁２３が解放され、水素が減圧排出口２０５ＯＵＴから排出されている。従って、減圧排出口２０５ＯＵＴより下流側では、気体の流量が増加するため、この増加量に応じて、空気排出路１２４内を流通する気体に対して霧状の水を噴射することが可能となり、さらに水の排出量を増やすことができる。

そこで、減圧電磁弁２３が開放されている場合には、水素が排出されていることを意味するので、水排出電磁弁６３２を開放する（ステップＳ１１５）。これにより、排出口２０５ＯＵＴに向けて、第２排出口５５２から霧状の水が排出される。減圧電磁弁２３が開放されていない場合には、水排出電磁弁６３２は開放されず、閉じられる（ステップＳ１１７）。そして、ステップＳ１１５又はステップＳ１１７の処理の後、ステップＳ１０７にリターンされる。
以上の処理を実行することによって、水タンク５３内の水量は所定値以下となり、水タンク５３内の水凍結による不都合が抑制される。

図５は他の実施形態の燃料電池システム１の構成例を示すブロック図である。燃料供給系１０は同一であるので、説明を省略し、第１実施形態と異なる構成を主として説明する。水供給系において、給水路５６に設けられた水供給ポンプ６１の吐出口側には、第１排出路５６１と第２排水路５６２の一端が、それぞれ接続され、第２排出路５６２の他端は、２つの排出路に分岐し、分岐した各排出路５６２Ａ、５６２Ｂの先端には、それぞれ第３排出口５５３と第４排出口５５４が接続されている。各排出口５５３、５５４は、供給された水を霧状にして排出するノズルとなっている。第３排出口５５３は、凝縮器５１の冷却風の排出口近傍に設けられ、ノズル口は、凝縮器５１から排出される冷却風に向けて霧状の水を排出するように設けられている。また、第４排出口５５４は、空気排出路１２４の最終排出口近傍に配置され、該最終端排出口から排出される排気流に向けて霧状の水を排出するように設けられている。このような位置に排出口５５３、５５４を設けることにより、霧状の水は、既に系外に流出している気流に混合されることとなり、排出した水が空気供給系１２の内壁に付着して残留し、或いは凝縮器５１で分離されて水タンク５３に戻るといったことがなく、水の排出効率がより向上する。排出口５５３、５５４から霧状として排出される水の粒径は、第１実施形態で示されているような微細な粒径でなくても良いが、排出された水による車両周辺での凍結や汚損を抑制するために、空気中に漂うことが可能な２０μｍ以下の粒径、好ましくは５μｍ以下であることが望ましい。

以下、上記構成の第２実施形態の燃料電池システム１における作動を、図６に示されているフローチャートに基づいて説明する。燃料電池システム１の発電停止（駆動停止）を意味する車両のイグニッションスイッチＯＦＦ操作を検出すると（ステップＳ２０１）、燃料電池システム１の停止処理（ステップＳ２０３）が開始される。
上記停止処理（ステップＳ２０３）に平行して、下記ステップＳ２０５〜Ｓ２１１で示される、水排出処理が実行される。

温度センサＳ６によって検出された外気温度Ｔ1が、所定値より低いか否か判断する（ステップＳ２０５）。この所定値とは、水タンク５３や給水路５６内の水が凍結する可能性が高い温度であり、経験値によりデータに基づき、予め設定される。例えば、外気温度が摂氏１０度以下の場合には、凍結する可能性が高いと判断するよう設定される。
設定温度より外気温度Ｔ1が高い場合には、凍結する恐れはないものとして、以下の水排出処理は行なわれない。設定温度よりも外気温度Ｔ1が低い場合には、水量センサＳ８によって検出したタンク５３の水の量が、所定量より少ないか否か判断する（ステップＳ２０７）。この所定量については、第１実施形態における構成と同様である。

所定水量より少ない場合には、これ以上、水を排出する必要はないので、空気ファン１２２と、水供給ポンプ６１の駆動はＯＦＦし、水排出電磁弁６３２を閉じ、空冷ファン５１１をＯＦＦし停止させる（ステップＳ２１１）。
所定水量より大きい場合には、水の排出をする必要があるので、水排出のための具体的な処理を実行する。即ち、空気ファン１２２と水供給ポンプ６１をＯＮし、駆動開始させる。同時に、水供給電磁弁６３１を閉じる。これにより噴射ノズル５１１からの水排出は停止される。凝縮器５１の空冷ファン５１１をＯＮし、送風を開始する。さらに、水排出電磁弁６３２を開放する（ステップＳ２０９）。空気ファン１２２の駆動によって、空気供給系１２に空気が流れ、最終端排出口から燃料電池スタック１００からの排気流が排出される。また、空冷ファン５１１のＯＮにより、凝縮器５１からは冷却風が排出される。水排出電磁弁６３２の開放により、第３排出口５５３、第４排出口５５４から水が霧状となって排出される。排出された霧状の水は、凝縮器５１から排出された冷却風と、空気排出路１２４の最終端排出口から排出された排気流に乗って拡散される。霧状の水が、外気流通路の第４流出口５５４の排出流へ向けて排出されるので、排出口から排出された水は、燃料電池システムの外側へ向けて全て流れ出ることとなり、燃料電池システム内に残留することなく、確実にシステム外に排出させることができる。また、凝縮器５１の冷却風に乗せて水を排出させることができるので、第３排出口５５３から排出された水は、燃料電池システムの外側へ向けて全て流れ出ることとなり、燃料電池システム内に残留することなく、確実にシステム外に排出させることができる。

以上のような構成の他、第５排出口として、水排出路５６２の先端に接続され、車両の外側に直接開口した排出口であってもよい。
さらに、第１〜第５排出口を１つ選択した構成としてもよく、或いは、２つ以上を適宜抽出して構成してもよい。１つの排出口を設けた構成の場合には、構成が簡易となる利点があり、複数の排出口を設けた場合には水の排出効率が向上する。
尚、本実施の形態では、イグニッションＯＦＦと同時に燃料電池システムの発電を停止する場合について説明したが、イグニッションＯＦＦ後も燃料電池システムの温度監視を続け、温度が所定値以下に下がった時点で、燃料電池システムの停止処理を行い、水の排出処理を実行してもよい。

本発明の燃料電池システムの構成を示すブロック図である。燃料電池スタックを構成するセパレータと膜−電極接合体の積層構成を示す内部透視斜視図である。図２に示される積層構成の上面図である。燃料電池システムの駆動終了時の動作を示すフローチャートである。他の実施形態の燃料電池システムの構成例を示すブロック図である。他の実施形態における燃料電池システムの駆動終了時の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１燃料電池システム
１００燃料電池スタック
１２空気供給系
１２２空気ファン
１２３空気導入路
１２４空気排出路
５３水タンク
５５１噴射ノズル（第１排出口）
５５２第２排出口
５１凝縮器
５１１空冷ファン
６１水供給ポンプ
Ｓ６外気温センサ
Ｓ８水量センサ

Claims

複数の燃料電池を導電性のあるセパレータを介して積層した燃料電池スタックと、
前記燃料電池の酸素極に接触する外気が流通する外気流通路と、
前記燃料電池スタックから排出された水を蓄える貯水手段と、
前記貯水手段内の水を霧状にして排出する排出口と、
前記貯水手段内の水を前記排出口に送る送水手段と、
燃料電池の駆動停止操作を検出する停止検出手段と、
外気温を検出する外気温検出手段と、
前記停止検出手段が駆動停止操作を検出した場合に、前記外気温検出手段により検出された外気温度に応じて、前記送水手段の駆動を開始させる噴射制御手段と、
前記貯水手段内の水量を検出する水量検出手段と、
前記水量検出手段により水量が所定値以下となった場合に、送水手段の駆動を停止する送水停止手段とを備えることを特徴とする燃料電池システム。
前記排出口は、前記外気流通路内において前記燃料電池スタックの上流側に配置され、前記燃料電池スタックに対して水を噴霧する噴射ノズルである請求項１に記載の燃料電池システム。