JP2014082856A

JP2014082856A - 燃料電池システム

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Publication number: JP2014082856A
Application number: JP2012228861A
Authority: JP
Inventors: Goshi Otani; 豪士大谷; Kazuyoshi Miyajima; 一嘉宮島; Akihiro Suzuki; 昭博鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: US9409483B2; US20140106251A1; JP5698202B2

Abstract

【課題】車両が衝突する前に予め燃料電池の起電力を低下可能な燃料電池システムを提供する。
【解決手段】車両に搭載され、ガス流路１２，１３を備え、ガス流路１２，１３に反応ガスが供給されることにより発電する燃料電池１０と、前記車両の衝突可能性を検出する衝突予測手段４０，５０と、燃料電池１０を放電させる放電手段４７と、衝突予測手段４０，５０により衝突可能性が高いと予測された場合に、燃料電池１０を放電手段４７によって放電させる制御手段４０と、を備えることを特徴とする、燃料電池システム１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。

車載燃料電池発電システムにおいて、車両の衝突可能性を予測する予測手段と、車載燃料電池発電システムを停止する停止手段とを備え、前記予測手段が、衝突可能性が高いと判断した場合に、前記停止手段が車載燃料電池発電システムを停止する車載燃料電池発電システム（を制御する制御装置）が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−３４９１１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術において燃料電池システムが停止されるとき、システムに備えられる燃料電池は依然として高い起電力を維持している。即ち、衝突可能性が高いときに燃料電池システムが停止されるものの、もし、そのまま衝突した場合には、燃料電池の起電力が高いまま、車両が衝突することになる。

そこで、本発明が解決すべき課題は、車両が衝突する前に予め燃料電池の起電力を低下可能な燃料電池システムを提供することである。

本発明は、車両に搭載され、ガス流路を備え、前記ガス流路に反応ガスが供給されることにより発電する燃料電池と、前記車両の衝突可能性を予測する衝突予測手段と、前記燃料電池を放電させる放電手段と、前記衝突予測手段により衝突可能性が高いと予測された場合に、前記燃料電池を前記放電手段によって放電させる制御手段と、を備えることを特徴とする、燃料電池システムである。

このような燃料電池システムによれば、車両の衝突可能性が高くなったときに、放電手段により、燃料電池を強制的に放電させることができる。これにより、衝突予測手段により車両の衝突可能性が高いと予測された場合に、予め、燃料電池の起電力を低下させることができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記放電手段による放電を断続的に行うことを特徴とする。

このような燃料電池システムによれば、放電による放電手段の過度の温度上昇を抑制することができ、温度上昇に伴う通電特性の低下を抑制することができる。これにより、放電手段によって、速やかに燃料電池の放電を行うことができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の起電力を測定する電圧測定手段を備え、前記制御手段は、前記電圧測定手段により測定される前記燃料電池の起電力が負電圧になったときに、前記放電手段による放電をいったん停止し、所定時間経過後に再開することを特徴とする。

このような燃料電池システムによれば、燃料電池の過放電を防止することができる。これにより、燃料電池が過度に劣化することを防止することができ、燃料電池の発電を再開した場合に、燃料電池の発電特性を良好に維持することができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、前記放電手段は短絡回路を備える昇圧回路であり、前記燃料電池と前記昇圧回路の一次側とが接続され、前記昇圧回路の二次側には前記燃料電池の電力を消費する電力消費手段が接続され、前記制御手段は、前記一次側から入力されて前記昇圧回路により昇圧され、前記二次側から出力される電圧が、前記電力消費手段の定格電圧よりも低くなると判断したときに、前記短絡回路を接続して前記燃料電池を短絡させて放電させることを特徴とする。

このような燃料電池システムによれば、はじめに燃料電池の起電力の大半を電力消費手段により放電させ、次いで、短絡により更なる放電を行うことができる。これにより、燃料電池の起電力がある程度小さくなったときに燃料電池を短絡させることができ、短絡による燃料電池等の発熱を抑制することができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、前記燃料電池に接続され、前記燃料電池により発電された電力を用いて前記車両を駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対する前記燃料電池からの電力を遮断する電力遮断手段と、を備え、前記衝突予測手段が、前記車両の衝突が回避不可能な程度の衝突可能性を予測した場合に、前記電力遮断手段は、前記駆動手段と前記燃料電池とを電気的に遮断することを特徴とする。

このような燃料電池システムによれば、電力遮断手段における頻繁な電気的接続及び遮断を避けることができ、電力遮断手段の長寿命化を図ることができる。

本発明によれば、車両が衝突する前に予め燃料電池の起電力を低下可能な燃料電池システムを提供することができる。

本実施形態の燃料電池システムの構成を示す図である。本実施形態の燃料電池システムにおける制御フローである。衝突回避不可能時の各手段の制御を示す図である。衝突回避可能時の各手段の制御を示す図である。本実施形態の燃料電池システムに接続可能な放電手段の変形例を示す図である。本実施形態の別の燃料電池システムにおける制御フローである。

以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。

［１．燃料電池システムの構成］
図１は、本実施形態の燃料電池システム１００の構成を示す図である。燃料電池システム１００は、図示しない車両（自動車等）に搭載されるものである。燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０のアノードガス流路１２に対して水素（燃料ガス）を供給排出するアノード系と、燃料電池スタック１０のカソードガス流路１３に対して空気（酸化剤ガス）を供給排出するカソード系と、燃料電池スタック１０の電力を消費する電力消費系と、燃料電池スタック１０を放電させる（起電力を低下させる）短絡回路４７と、これらを電子制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０（制御手段、衝突予測手段）と、車両の衝突可能性を予測するミリ波レーダ５０（衝突予測手段）とを、主に備えている。

＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１０は、複数（例えば２００枚〜４００枚）の固体高分子型の単セル１１が積層して構成され、単セル１１は直列に接続されている。単セル１１は、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly；膜電極接合体）と、これを挟持する２枚の導電性セパレータと、を備えている。なお、単セル１１の詳細な構造は図示していない。ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜等により構成される電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟持するアノード及びカソード（いずれも電極）とを備えている。

アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体と、これに担持され、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（白金、ルテニウム等）と、を含んでいる。各セパレータには、各ＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全ての単セル１１に水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されている。そして、これらの溝及び貫通孔が、アノードガス流路１２（ガス流路（燃料ガス流路））及びカソードガス流路１３（ガス流路（酸化剤ガス流路））として機能している。

アノードガス流路１２を介して各アノードに水素が供給されると、式（１）の電極反応が起こる。また、カソードガス流路１３を介して各カソードに空気が供給されると、式（２）の電極反応が起こる。これらにより、各単セル１１で電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）；開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、燃料電池スタック１０と後記するモータ４１等の外部負荷とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１０が発電するようになっている。
２Ｈ_２→４Ｈ^＋＋４ｅ⁻ ・・・式（１）
Ｏ_２＋４Ｈ^＋＋４ｅ⁻→２Ｈ_２Ｏ・・・式（２）

式（２）に示すように、カソードでは水分（水蒸気）が生成する。そのため、カソードから排出されるガスは多湿となり、水分（水蒸気、結露水等）を含む。また、生成した水分の一部はＭＥＡを透過し、アノードガス流路１２にクロスリークするので、アノードから排出されるガスも多湿となり、水分を含むものとなる。

＜アノード系＞
アノード系は、水素タンク２０と、遮断弁２１と、エグゼタ２２と、気液分離器２３と、パージ弁２４と、掃気ガス排出弁２５と、ドレン弁２６とを備えて構成されている。

水素タンク２０は、遮断弁２１及びエグゼタ２２を経由して、燃料電池スタック１０のアノードガス流路１２の入口に接続されている。また、アノードガス流路１２の出口は、気液分離器２３、パージ弁２４、掃気ガス排出弁２５及びドレン弁２６を経由して、後記する希釈器２７に接続されている。さらに、気液分離器２３とエグゼタ２２は直接接続され、アノードガス流路１２から排出されたガスは、気液分離器２３を通ってエグゼタ２２に戻されるようになっている。エグゼタ２２に戻されたガスは、再びアノードガス流路１２に供給されるようになっている。

気液分離器２３は、アノードガス流路１２から排出されたガス中の水分を、当該ガスから除去するものである。水分が除去されたガスは、エグゼタ２２を通じて、再び燃料電池スタック１０に供給されるようになっている。前記のように、燃料電池スタック１０から排出されたガスには、化学反応に伴って生じる水分が含まれている。そこで、燃料電池スタック１０から排出されたガス中の水分を気液分離器２３により除去し、除去後のガスが再び燃料電池スタック１０に戻されるようになっている。

気液分離器２３によるガスと水分との分離方式は、例えば、流路断面積を徐々に増大させてガス流速を徐々に低下させ、水分をその自重によって留まらせて分離する方式、低温冷媒が通流する冷媒管によってガス中の水蒸気を結露させて分離する方式、流路を蛇行又は旋回させ、水分に遠心力を作用させて分離する方式等である。

気液分離器２３において除去された水分は、気液分離器２３に接続されているドレン弁２６により、希釈器２７に排出される。また、燃料電池スタック１０、気液分離器２３及びエグゼタ２２をガスが循環し続けると、ガス中に窒素等が多く含まれるようになることがある。そこで、そのような場合には、気液分離器２３に接続されているパージ弁２４を開放して、希釈器２７に燃料ガスを排出するようになっている。

また、燃料電池システム１００においては、車両の衝突可能性が高くなったとき、短絡回路４７の接続（詳細は後記する）とともに、燃料電池スタック１０の掃気が行われるようになっている。燃料電池スタック１０の掃気時には、アノードガス流路１２に導入された掃気ガスは、掃気ガス排出弁２５を通って希釈器２７に排出されるようになっている。この掃気ガスは、アノード系とカソード系とを接続する掃気ガス導入弁３３を通って、カソード系のポンプ３０により導入されるようになっている。

＜カソード系＞
カソード系は、ポンプ３０と、加湿器３１と、背圧弁３２とを備えて構成されている。

ポンプ３０は、加湿器３１を経由して、燃料電池スタック１０のカソードガス流路１３の入口に接続されている。また、カソードガス流路１３の出口は、加湿器３１及び背圧弁３２を経由して、後記する希釈器２７に接続されている。

ポンプ３０は、車外から空気を取り込み、燃料電池スタックのカソードガス流路１３に供給するものである。カソードガス流路１３に供給された空気が用いられ、燃料電池スタック１０が発電するようになっている。また、燃料電池スタック１０の掃気時、掃気ガス導入弁３３が開弁することにより、掃気ガスとしての空気が、アノードガス流路１２にも供給されるようになっている。

ポンプ３０は、インバータ制御され、回転速度が変化することにより、燃料電池スタック１０に供給される空気の量を変化させることができるようになっている。具体的には、ポンプ３０の回転速度が早くなると供給される空気量が増加し、ポンプ３０の回転速度が遅くなると供給される空気量が減少するようになっている。

加湿器３１は、内部を通流する空気を加湿するものである。加湿器３１は、水分透過性を有する中空糸膜を備えている。前記のように、燃料電池スタック１０から排出されるガスには、水分が含まれている。そこで、加湿器３１に備えられている中空糸膜を介して、カソードガス流路１３に向かう空気と、カソードガス流路１３から排出された多湿のガスとの間で水分交換させ、カソードガス流路１３に向かう空気が加湿される。これにより、湿った空気がカソードガス流路１３を通流し、燃料電池スタック１０を構成する固体高分子膜（図示しない）が加湿されるようになっている。

背圧弁３２（弁）は、カソードガス流路１３を通流する空気（ガス）の通流方向下流に設けられ、カソードガス流路１３から排出されたガス流量を制御可能なものである。背圧弁３２の開度を調整することにより、カソード系の圧力を変化可能になっている。背圧弁３２は例えばバタフライ弁等により構成される。

カソード系では、ポンプ３０において外部から取り込まれた空気は、加湿器３１に供給されて加湿される。加湿器３１において加湿された空気は、燃料電池スタック１０のカソードガス流路１３を通流し、燃料電池スタック１０の発電に使用される。この発電に伴い、前記したように、水が生成する。そのため、カソードガス流路１３から排出されたガスは、加湿器３１においてカソードガス流路１３に向かう空気を加湿したあと、背圧弁３２を経由して希釈器２７に排出される。

＜希釈器＞
希釈器２７は、アノード系から排出された水素を、カソード系から排出された空気等により希釈するものである。これにより、水素濃度を低下させて、アノード系から排出された水素が車外に排出されるようになっている。また、アノード系から排出された水分も、希釈器２７を経由して、車外に排出されるようになっている。

＜電力消費系＞
電力消費系は、モータ４１及びバッテリ４２を備えて構成されている。電力消費系は、ＦＣコンタクタ４４、インバータ４５及びバッテリコンタクタ４６を介して、燃料電池スタック１０の電力取り出し端子（図示しない）に接続されている。

また、ＦＣコンタクタ４４と燃料電池スタック１０との間には、ダイオード４７ａが設けられている。ダイオード４７ａの接続形態として、具体的には、ＦＣコンタクタ４４とダイオード４７ａのカソードとが接続され、燃料電池スタック１０とダイオード４７ａのアノードとが接続されている。これにより、燃料電池スタック１０から電力消費系にのみ電流が通流し、電力消費系から燃料電池スタック１０には電流が通流しないようになっている。
なお、ダイオード４７ａにより、電力消費系から短絡回路４７にも電流が通流しない（即ち、短絡回路４７による電力消費系の短絡が発生しない）ようになっているが、この点の詳細は後記する。

ＦＣコンタクタ４４、インバータ４５及びバッテリコンタクタ４６は、電気信号線により、ＥＣＵ４０に接続されている。従って、ＥＣＵ４０がＦＣコンタクタ４４、インバータ４５及びバッテリコンタクタ４６を制御することにより、電力消費系の通電制御が為されるようになっている。

ＥＣＵ４０は、燃料電池システム１００を制御するものである。ＥＣＵ４０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を備えて構成されている。ＥＣＵ４０は、ＲＯＭやＨＤＤ等に格納された所定のプログラムがＲＡＭ等に展開され、ＣＰＵにより実行されて具現化される。

モータ４１（駆動手段）は、燃料電池スタック１０に接続され、燃料電池スタック１０が発電した電力により車両を駆動させるものである。なお、詳細は後記するが、燃料電池システム１００においては、燃料電池スタック１０への水素の供給が停止されている間、バッテリ４２に蓄電された電力により、モータ４１が駆動されるようになっている。バッテリ４２へは、少なくとも、燃料電池スタック１０の発電により得られた電力が蓄電される。そこで、バッテリ４２による駆動時でも、モータ４１の駆動は、燃料電池スタック１０が発電した電力により行われるというものとする。

モータ４１は、三相交流により駆動するモータ（三相交流モータ）である。燃料電池スタック１０が発電する電力は直流であるため、後記するインバータ４５によって交流に変換された電力が、モータ４１に供給されるようになっている。なお、燃料電池スタック１０が発電した直流の電力は、直流のままバッテリ４２に蓄電されるようになっている。

ＦＣコンタクタ４４は、燃料電池スタック１０からのモータ４１及びバッテリ４２への通電を制御するものであり、接続モードと遮断モードとが切り替え可能になっている。即ち、ＦＣコンタクタ４４が接続モードのときは、燃料電池スタック１０からの電力がモータ４１及びバッテリ４２に供給されるようになっている。また、ＦＣコンタクタ４４が遮断モードのときは、燃料電池スタック１０からの電力はモータ４１及びバッテリ４２に供給されない（即ち、燃料電池スタック１０とモータ４１とが電気的に遮断される）ようになっている。

インバータ４５は、力行時に、燃料電池スタック１０又はバッテリ４２からの直流の電力を交流の電力に変換し、交流に変換された電力をモータ４１に供給するものである。また、インバータ４５は、回生時には、モータ４１からの交流の電力を直流の電力に変換し、バッテリ４２に供給するようにもなっている。インバータ４５は、図示しない半導体スイッチング素子等を備え、これにより、電力の変換が行われるようになっている。

バッテリコンタクタ４６は、バッテリ４２に対する通電を制御するものであり、ＦＣコンタクタ４４と同様に、接続モードと遮断モードとが切り替え可能になっている。即ち、バッテリコンタクタ４６が接続モードのときは、バッテリ４２とモータ４１等とが電気的に接続され、電力を相互に授受可能になっている。また、バッテリコンタクタ４６が遮断モードのときは、バッテリ４２がモータ４１等から電気的に遮断される（即ち、燃料電池システム１００から電気的に切り離される）ようになっている。

なお、車両の力行時には、ＦＣコンタクタ４４及びバッテリコンタクタ４６は、いずれも、接続モードになっている。従って、燃料電池スタック１０からの電力はモータ４１の駆動に用いられるとともに、バッテリ４２にも供給されて蓄電されるようになっている。そして、バッテリ４２に蓄電された電力は、燃料電池スタック１０への水素の供給が停止されて発電が停止したときに、モータ４１の駆動に用いられるようになっている。また、回生時には、モータ４１からの電力がバッテリ４２に供給されて蓄電されるようになっている。

ＥＣＵ４０には、ミリ波レーダ５０が接続されている。ミリ波レーダ５０は、前方の車両や障害物までの距離及び相対速度を測定するものである。また、ミリ波レーダ５０は、例えば割り込みや飛び出し等により前方に突然車両や歩行者が表れるなどした場合にも、これらを検出可能である。ミリ波レーダ５０はドップラー効果を利用したものであり、前方に照射したミリ波帯の電波が戻ってきたときの周波数変化により、前方の車両や障害物までの距離及び相対速度を測定可能になっている。

ＥＣＵ４０は、ミリ波レーダ５０により測定された距離及び相対速度に基づき算出される衝突余裕時間（衝突までに要される時間）に応じ、自車の衝突可能性を予測するようになっている。即ち、ＥＣＵ４０及びミリ波レーダ５０は衝突予測手段である。そして、自車の衝突可能性の予測結果に基づき、ＥＣＵ４０は、短絡回路４７（後記する）を制御して、燃料電池スタック１０を放電させるようになっている。また、本実施形態の燃料電池システム１００においては、自車の衝突可能性の予測結果に基づき、燃料電池スタック１０の掃気も行われるようになっている。衝突可能性の予測については、［２．燃料電池システムの制御］において後記する。

＜短絡回路＞
短絡回路４７（放電手段）は、燃料電池スタック１０を放電させるものである。短絡回路４７は、燃料電池スタック１０に対して、直接接続されている。短絡回路４７は、通常時には遮断されており、燃料電池スタック１０が短絡しないようになっている。一方で、短絡回路４７が燃料電池スタック１０に接続されたときは、燃料電池スタック１０が短絡するようになっている。燃料電池スタック１０が短絡することにより、燃料電池スタック１０は強制的に放電される。即ち、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣが低下する。このとき、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣは、できるだけ速やかに低下するようになっている。

短絡回路４７の遮断及び接続の切替は、ＥＣＵ４０（制御手段）によって行われるようになっている。ＥＣＵ４０による遮断及び接続の切替制御は、［２．燃料電池システムの制御］において後記する。

［２．燃料電池システムの制御］
次に、燃料電池システム１００の制御について説明する。前記のように、燃料電池システム１００は、図１に示すＥＣＵ４０により制御される。

本実施形態の燃料電池システム１００においては、車両の衝突可能性が高くなった場合（具体的には、衝突余裕時間が所定値以下になったとき）に、短絡回路４７により、燃料電池スタック１０の強制的な放電が行われる。さらには、本実施形態においては、燃料電池スタック１０内のアノードガス流路１２及びカソードガス流路１３（ガス流路１２，１３）が掃気ガスにより掃気される。これらにより、車両の衝突可能性が高くなった場合に、より速やかに燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣを低下させることができる。

＜全体のフロー＞
車両が通常駆動されているとき、ＥＣＵ４０は、ミリ波レーダ５０により、前方の車両等までの距離及び相対速度を常時測定している。そして、自車と前方の車両（他車）等との間の距離（車間）と相対速度とにより算出される衝突余裕時間（ＴＴＣ；Time to Collision）が予め定められた所定値よりも大きい場合には（ステップＳ１０１のＮｏ方向）、ＥＣＵ４０は車両の衝突可能性が低いと判断して、図２に示すステップＳ１０２〜Ｓ１１３は行われない。なお、車両の通常駆動時には、前記のように短絡回路４７は遮断され、燃料電池スタック１０は短絡していない。

衝突可能性に関して、具体的には、例えば、車間が長い場合には衝突余裕時間が長くなるため、衝突可能性が低いと判断される。また、例えば、相対速度が小さい場合にも衝突余裕時間が長くなるため、衝突可能性が低いと判断される。なお、衝突余裕時間は、車間を相対速度で除することで算出可能である。また、ステップＳ１０１で判断される「衝突余裕時間の所定値」は、例えば、自車の性能、自車の速度、天気等により、適宜変更可能である。

しかしながら、前方に急に他車が表れて車間が短くなったり、他車が急に減速して相対速度が大きくなったりした場合等、衝突余裕時間が所定値以下になった場合（ステップＳ１０１のＹｅｓ方向）、ＥＣＵ４０は、衝突可能性が高いと判断し、図示しない鳴動手段を駆動させてアラーム警報を発生させる（ステップＳ１０２）。これにより、運転者への注意が促される。

衝突可能性が高いと判断したＥＣＵ４０は、遮断弁２１を閉弁し、燃料電池スタック１０（ＦＣ）への水素の供給を停止する（ステップＳ１０３）。これにより、燃料電池スタック１０による発電が停止される。そして、ＥＣＵ４０は、燃料電池スタック１０からの電力ではなく、バッテリ４２に蓄電された電力により、モータ４１を駆動させる。即ち、モータ４１のバッテリ駆動が開始される（ステップＳ１０４）。

そして、ＥＣＵ４０は、短絡回路４７を燃料電池スタック１０に対して接続し、接続及び遮断を繰り返す（ステップＳ１０５）。即ち、はじめに、燃料電池スタック１０に対して、短絡回路４７が接続される。このとき、図１に示したダイオード４７ａにより燃料電池スタック１０のみが短絡され、バッテリ４２等は短絡しない。その後、電圧計４３（図１参照）により測定される燃料電池スタック１０の電圧値（起電力）に基づき、短絡回路４７の遮断と接続とが繰り返される。

燃料電池スタック１０の正極及び負極が短絡することにより、燃料電池スタック１０は放電して、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣが低下する。なお、接続及び遮断の繰り返しの詳細については、燃料電池システム１００における各手段の制御を示す図３を参照しながら後記する。

さらには、ＥＣＵ４０は、燃料電池スタック１０内のガス流路１２，１３の掃気を開始する（ステップＳ１０６）。掃気により、アノードガス流路１２内の水素が外部に排出され、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣが、掃気前の起電力から低下する。即ち、本実施形態の燃料電池システム１００においては、短絡回路４７の接続及び燃料電池スタック１０の掃気により、燃料電池スタック１０の起電力をより速やかに低下させることができる。

燃料電池スタック１０の掃気中、ＥＣＵ４０は、電圧計４３により、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣを常時監視している。そして、燃料電池スタック１０の掃気は、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣ（電圧計４３により測定される電圧）が予め定められた所定値Ｖ_０になるまで行われる（ステップＳ１０７のＮｏ方向）。ただし、短絡回路４７の接続により起電力Ｖ_ＦＣは速やかに低下し、瞬間的に起電力Ｖ_ＦＣが所定値Ｖ_０を下回ることがある。そのため、ＥＣＵ４０は、起電力Ｖ_ＦＣが、所定時間以上、所定値Ｖｏ以下となったときに放電が完了したものとして、以降のステップを実行するものとする。

また、短絡回路４７の接続により起電力Ｖ_ＦＣは速やかに低下し、起電力Ｖ_ＦＣが負電圧になることがある。そのため、ＥＣＵ４０は、起電力Ｖ_ＦＣが負電圧になったとき、短絡回路４７を遮断する。短絡回路４７が遮断されると、燃料電池スタック１０内に残存している反応ガスにより反応が生じ、起電力Ｖ_ＦＣが回復する。そして、電力Ｖ_ＦＣが回復したら、再び短絡回路４７が接続される。このように、ＥＣＵ４０は、短絡回路４７の遮断と接続とを繰り返す（即ちデューティ制御される）。

起電力Ｖ_ＦＣが予め定められた所定値Ｖ_０を下回ったとき（ステップＳ１０７のＹｅｓ方向）、ＥＣＵ４０は、燃料電池スタック１０（ＦＣ）の掃気を終了する（ステップＳ１０８）。次いで、ＥＣＵ４０は、短絡回路４７を、燃料電池スタック１０から遮断する（ステップＳ１０９）。なお、掃気後も、若干の水素がアノードガス流路１２に残存するため、残存する水素が用いられて起電力Ｖ_ＦＣがわずかではあるが発生する。

掃気終了後、ＥＣＵ４０は、車両の衝突が回避不可能であるかどうかを判断する（ステップＳ１１０）。もし車両の衝突が回避不可能（即ち、衝突可能性が特に高い）であるなら、車両は衝突することになる。本実施形態においては、衝突余裕時間が、ステップＳ１０１で判断された衝突余裕時間Ｔ_０よりも短い時間である衝突余裕最小時間Ｔ_１以下となった場合に、車両の衝突が回避不可能であると判断される。

そして、車両の衝突が回避不可能とＥＣＵ４０が判断した場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ方向）、ＥＣＵ４０は、ＦＣコンタクタ４４を遮断モードに切り替える（ステップＳ１１１）。これにより、燃料電池スタック１０が電力消費系（モータ４１等）から電気的に遮断される。このように、本実施形態においては、ＥＣＵ４０（衝突予測手段）が、車両の衝突が回避不可能な程度の衝突可能性を予測した場合に、ＥＣＵ４０はＦＣコンタクタ４４を制御して（即ち電力遮断手段により）、モータ４１（駆動手段）と燃料電池スタック１０とが電気的に遮断される。さらに、ＥＣＵ４０は、バッテリコンタクタ４６を遮断モードに切り替える（ステップＳ１１２）。これにより、バッテリ４２が燃料電池システム１００から電気的に切り離される。

一方で、掃気終了後に車両の衝突が回避可能の場合（ステップＳ１１０のＮｏ方向、例えば掃気終了後に算出された衝突余裕時間がＴ_１よりも長い場合等）、ＥＣＵ４０は、燃料電池スタック１０への水素の供給を再開し、燃料電池スタック１０（ＦＣ）の発電が再開される（ステップＳ１１３）。これにより、モータ４１は、燃料電池スタック１０からの電力により駆動されるようになる。

＜掃気時の制御＞
次に、燃料電池スタック１０内のガス流路１２，１３の掃気時の、各手段の制御について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、車両の衝突が回避不可能である場合（図２のステップＳ１１０のＹｅｓ方向）の各手段の制御、図４は、車両の衝突が回避可能である場合（図２のステップＳ１１０のＮｏ方向）の各手段の制御である。
なお、図３及び図４においては、説明を分かり易くするために、各手段の制御間隔を誇張して示しているが、現実には、図示よりも短い間隔で行われる。

（１）衝突回避不可能時の制御
はじめに、衝突回避不可能時の各手段の制御について、主に図３を参照しながら説明する。

車両の通常駆動時には、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣにより、モータ４１が駆動している（図３（ａ））。また、遮断弁２１は開弁して水素が燃料電池スタック１０に供給されている（図３（ｂ））。さらに、短絡回路４７は、燃料電池スタック１０に対して遮断されている（図３（ｃ）、即ち短絡は生じていない）。それに加えて、掃気ガス導入弁３３及び掃気ガス排出弁２５は閉弁している（図３（ｄ）及び図３（ｅ））。また、ポンプ３０は定常速度で、及び、背圧弁３２は定常開度で、空気が燃料電池スタック１０に供給されている（図３（ｆ）及び図３（ｇ））。そして、ＦＣコンタクタ４４及びバッテリコンタクタ４６は、いずれも接続モードになっている（図３（ｈ）及び図３（ｉ））。

通常駆動時、ＥＣＵ４０が、車両の衝突可能性が高いことを予測すると、ＥＣＵ４０により短絡回路４７が燃料電池スタックに接続されるとともに、燃料電池スタック１０の掃気が行われる。具体的には、はじめに、ＥＣＵ４０は、遮断弁２１を閉じる（図３（ｂ））。これにより、燃料電池スタック１０への水素の供給が停止され、燃料電池スタック１０の発電が停止する。そして、モータ４１は、バッテリ４２からの電力により駆動される。

次いで、ＥＣＵ４０は、短絡回路４７を燃料電池スタック１０に対して接続する（図３（ｃ））。そうすると、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣは急激に低下する（図３（ａ））。そのため、前記したように、起電力Ｖ_ＦＣが負電圧になったら短絡回路４７を遮断する。短絡回路４７が遮断されると、燃料電池スタック１０内に残存している反応ガスにより反応が生じ、起電力Ｖ_ＦＣが回復する。そして、ＥＣＵ４０は、時刻ｔ２まで、所定時間毎にこれらの制御を繰り返す（図３（ｃ））。なお、起電力Ｖ_ＦＣは、例えば燃料電池スタック１０を過放電させた場合に負電圧になりうる。

ＥＣＵ４０による短絡回路４７の接続及び遮断が繰り返される間、並行して、燃料電池スタック１０の掃気が行われる。具体的には、はじめに、ＥＣＵ４０は、掃気ガス導入弁３３を全開にし、さらに、ポンプ３０の回転速度を速める（図３（ｄ）及び図３（ｆ））。これにより、ガス流路１２，１３に供給される空気（即ち掃気ガス）の流量が多くなり、ガス流路１２，１３が速やかに掃気される。また、ＥＣＵ４０は、ポンプ３０の回転速度を速めるとともに、背圧弁３２の開度を小さくする（図３（ｇ））。これにより、カソード流路１３の圧力が相対的に高くなり、アノード流路１２に空気が通流し易くなる。さらに、少し遅れて、ＥＣＵ４０は、掃気ガス排出弁２５の開度を全開にする。これにより、アノード系内のガス圧が急激に低下し、アノード系内のガスが一気に外部に排出される。

このように、燃料電池システム１００においては、短絡回路４７の接続及び遮断の制御が繰り返されている間、ガス流路１２，１３が掃気される。そのため、短絡回路４７が接続された後に遮断された場合、前記のように起電力Ｖ_ＦＣは回復するが、燃料ガスの残存量は徐々に低下するため、起電力Ｖ_ＦＣの回復量も徐々に減少する（図３（ａ）の時刻ｔ１から時刻ｔ２まで）。そして、ＥＣＵ４０による掃気は、燃料電池スタックの起電力がＶ_１になるまで行われる。この起電力Ｖ_１は予め定められた値（所定値）であり、通常はＶ_０に対して十分に小さな値である。

ＥＣＵ４０は、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣを監視している。そこで、ＥＣＵ４０は、起電力Ｆ_ＶＣがＶ_１になる直前に、掃気ガス排出弁２５を全閉にする（図３（ｄ））。その後に、ＥＣＵ４０は、燃料電池スタック１０の掃気を終了する。また、ＥＣＵ４０は、もし短絡回路４７が接続されている場合には、短絡回路４７を遮断する。

掃気終了時、ＥＣＵ４０は、掃気ガス導入弁３３を全閉にし（図３（ｄ））、ポンプ３０の回転数を０にする（図３（ｆ））。また、これらに遅れて、ＥＣＵ４０は、背圧弁３４の開度を、掃気前と同じ開度に戻す（図３（ｇ））。そして、掃気が終了すると、アノードガス流路１２からの水素の排出が停止する。なお、アノードガス流路１２には、新たに水素が供給されないため、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣは緩やかに低下することになる（図３（ａ）の時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）。

前記のように、ＥＣＵ４０が車両の衝突可能性が高いことを予測した場合、その後に、衝突が回避不可能であるかどうかが判断される（図２のステップＳ１１０参照）。そして、衝突が回避不可能であると判断された場合、図３（ｈ）及び（ｉ）に示すように、ＦＣコンタクタ４４及びバッテリコンタクタ４６が遮断モードに変更される。これにより、燃料電池システム１００から燃料電池スタック１０及びバッテリ４２が電気的に切り離され、車両が衝突したときに、燃料電池スタック１０及びバッテリ４２の破損による他の手段への影響が抑えられる。

（２）衝突回避可能時の制御
次に、衝突回避時の各手段の制御について、主に図４を参照しながら説明する。なお、衝突回避可能時の制御は、図３において示した時刻ｔ３直前までは、図３において示した制御と同様である。そこで、以下の説明においては、図３の時刻ｔ３に代えて、時刻ｔ４で回避可能と判断された場合を例示する。

時刻ｔ４で衝突が回避可能と判断された場合、モータ４１は、バッテリ４２による駆動から、再び、燃料電池スタック１０による駆動に戻される。具体的には、時刻ｔ４において、衝突が回避可能と判断されると、遮断弁２１の開度が掃気前の開度まで開かれ（図４（ｂ））、ポンプ３０の回転速度も掃気前の回転速度まで戻される（図４（ｆ））。これにより、掃気前の量と同量の水素と空気とが燃料電池スタック１０に供給される。また、短絡回路４７が接続されている場合には、短絡回路４７が遮断される。これらにより、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣは上昇する（図４（ａ））。このようにして、モータ４１は、燃料電池スタック１０からの電力より駆動されるようになる。

［３．効果］
以上説明した燃料電池システム１００によれば、車両の衝突可能性が高いときに、予め、燃料電池の起電力を低下させることができる。具体的には、前記のように、燃料電池スタック１０が、短絡回路４７により強制的に放電されている。これにより、燃料電池スタック１０内部の貫通抵抗のみによっては時間を要する起電力Ｖ_ＦＣの低下を、車両の衝突確定前に素早く行うことができる。

特に、燃料電池システム１００においては、短絡回路４７を接続することで燃料電池スタック１０を強制的に放電させるとともに、ポンプ３０によりアノードガス流路１２を掃気している。これにより、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣをより速やかに低下させることができる。この場合において、放電を掃気よりも先に行えば、外部に放出される水素の量を減少させることができる。一方で、掃気を放電よりも先に行うことで、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣを掃気により予め低下させることができ、放電時の発熱を抑制することができる。

さらに、燃料電池システム１００において、ＦＣコンタクタ４４は、ステップＳ１１０（図２参照）において衝突が回避不可能と判断されたときにのみ、遮断制御されている。このようにすることで、ＦＣコンタクタ４４の頻繁な接続及び遮断の切り替えを避けることができ、ＦＣコンタクタ４４の長寿命化を図ることができる。

また、短絡及び掃気による燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣの低下後にＦＣコンタクタ４４が遮断されることにより、起電力Ｖ_ＦＣが高電圧の状態でＦＣコンタクタ４４が遮断されることを防止することができる。これにより、ＦＣコンタクタ４４の長寿命化を図ることができる。

さらに、燃料電池スタック１０を強制的に放電させるとき、燃料電池スタック１０に対して短絡回路４７が断続的に接続されている（デューティ制御されている）。そのため、燃料電池スタック１０の短絡に伴う発熱を抑えることができ、温度上昇による通電特性の低下を抑制することができる。これにより、放電の迅速性を維持しつつも、温度上昇に伴う通電特性の低下を回避しつつ、さらに速やかに燃料電池スタック１０の放電を行うことができる。

また、燃料電池スタック１０に対して短絡回路を断続的に接続するとき、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣが負電圧になったときに短絡回路４７を遮断するため、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣが過度に低下することを避けることができる。これにより、過度の放電による、燃料電池スタック１０の過度な劣化を防止することができる。さらには、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣが負電圧になったためいったん放電を停止しても、所定時間経過後に再び放電が開始される。これにより、燃料電池スタック１０の過度の劣化を防止しつつ、より速やかな放電を行うことができる。

さらに、燃料電池スタック１０の放電中には、バッテリ４２によりモータ４１が駆動される。そのため、衝突可能性が高いと判断された場合でも車両は駆動力を失わないため、運転者が前方の車両等への衝突を回避することができる。

また、車両の衝突が回避不可能と判断された場合には、燃料電池スタック１０及びバッテリ４２が燃料電池システム１００から電気的に切り離される。これにより、例えば、燃料電池スタック１０及びバッテリ４２が衝突の衝撃で破損した場合に、他の手段への影響を最小限に抑えることができる。

さらに、車両の衝突が回避可能と判断された場合、燃料電池スタック１０の起電力が放電前と同程度の起電力Ｖ_ＦＣになってから、燃料電池スタック１０とモータ４１とが接続されるように制御している。そのため、図３及び図４に示す制御の前後で略同じ起電力Ｖ_ＦＣで、モータ４１を駆動させることができる。そのため、運転者は、図示の制御が行われて電圧の変化が生じていることに伴う違和感を覚えることなく、運転を行うことができる。

［４．変形例］
本実施形態は前記の内容に何ら制限されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施可能である。

例えば、前記の実施形態においては、燃料電池スタック１０を放電させる放電手段として短絡回路４７を用いている。しかしながら、放電手段としては短絡回路に何ら限定されず、燃料電池スタック１０を放電させることができるものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、放電手段は、短絡回路を備える昇圧回路（ブースタ）であってもよい。ここで、昇圧回路は、入力された電圧（一次側の電圧）を昇圧して、外部（二次側）に出力するものである。

放電手段として、短絡回路を備える昇圧回路を用いる場合、燃料電池スタック１０と昇圧回路４８（短絡回路４７を備える）とは、例えば図５に示すように接続することができる。なお、図５では、図示を一部簡略化して示している。

図５に示すように、燃料電池スタック１０と昇圧回路４８の電圧入力側（一次側）とが接続されている。また、昇圧回路４８の電圧出力側（二次側）と電力消費手段４９とが接続されている。電力消費手段４９は、燃料電池スタック１０の電力を消費するものであり、例えばバッテリ、抵抗、モータ等である。また、昇圧回路４８には、前記のように短絡回路４７が備えられ、短絡回路４７は燃料電池スタック１０に対して接続されている。

ＥＣＵ４０は、燃料電池スタック１０に対して、電力消費手段４９が動作する電圧以上であり、耐電圧以下になるように、放電を行うようになっている。さらに、ＥＣＵ４０は、昇圧回路４８により昇圧された電圧値を予測するようになっている。そして、ＥＣＵ４０は、昇圧回路４８により昇圧され、電圧出力側から出力される電圧値が、昇圧回路４８の電圧出力側に接続されている電力消費手段４９の定格電圧よりも低くなると判断した場合、短絡回路４７を燃料電池スタック１０に対して接続し、燃料電池スタック１０を短絡させるようになっている。このとき、ダイオード４８ａにより、電力消費手段４９は短絡しないようになっている。

放電手段をこのように構成すれば、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣが依然として高い時は電力消費手段４９に供給し、残存する電力を有効に利用することができる。例えば、電力消費手段４９をモータ４１に接続すれば、燃料電池スタック１０の残存電力をモータ４１の駆動電力として利用することができる。

そして、燃料電池スタックの起電力Ｖ_ＦＣが小さくなったときに短絡回路４７を接続するようにすることで、短絡による発熱量を減少させることができる。即ち、放電手段として短絡回路を備える昇圧回路を用いることで、燃料電池スタック１０に残存する電力をできるだけ有効に利用できるとともに、短絡による発熱量を減少させ、さらには、燃料電池スタック１０の放電を速やかに行うことができる。

なお、図５に示すような昇圧回路４８を用いる場合、前記の電圧制御のほか、電流制御も考えられる。電流制御を行う場合、例えば掃引可能な電流上限値を目標として、燃料電池スタック１０から電流を掃引してもよい。

また、例えば、図２を参照しながら説明した形態では、車両の衝突可能性が高くなれば短絡回路４７を接続している。しかしながら、短絡回路４７を接続して燃料電池スタック１０を強制的に放電すると、少なからず燃料電池スタック１０が劣化する。そこで、衝突の強弱の程度により短絡回路４７を接続するか否かを判断し、衝突の強弱に拠っては短絡回路４７を接続しないようにしてもよい。

具体的には、例えば、燃料電池スタック１０を構成する電解質膜等が破損する程度の衝撃を生じる衝突（重衝突（重大な衝突））であれば、放電を行うようにしてもよい。例えば電解質膜が破損する程度の衝撃を受けると判断した場合にのみ短絡回路４７により放電を行うことで、衝突が回避可能と判断されて引き続き車両が駆動されるときに、燃料電池スタック１０への強制的な放電による負荷を軽減することができる。

このような場合のフローを図６に示す。図６に示すフローにおけるステップＳ２０１〜Ｓ２０４は、図２に示すフローにおけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同じである。そのため、説明を省略する。

車両のバッテリ駆動が開始された後（ステップＳ２０４）、ＥＣＵ４０は、燃料電池スタック１０を放電したときに、燃料電池スタック１０に生じるダメージが許容範囲内になるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。具体的には、短絡回路４７を接続することで燃料電池スタック１０が放電されるため、放電直前の起電力Ｖ_ＦＣに基づいて過放電が生じるか否かを判断し、過放電の程度（即ち、放電後の電圧）により、ダメージの大きさが判断される。

放電したときのダメージが許容範囲内である場合（ステップＳ２０５のＹｅｓ方向）、短絡回路４７が接続される（ステップＳ２０６）。そして、ＥＣＵ４０は、車両の衝突が重衝突になるか否かを判断する（ステップＳ２０７）。ここで、「重衝突」の具体的な程度としては、例えば、エアバッグが展開する程度の衝撃が生じる衝突である。重衝突を予測する手段は、前記の衝突予測手段と同様の手段を用いることができるが、中でもミリ波レーダを用いることが好ましい。これにより、精度よく、より確実に、重衝突の可能性の高低を判断することができる。

衝突が重衝突になると判断された場合（ステップＳ２０７のＹｅｓ方向）、図２に示したステップＳ１０７と同様にして、燃料電池スタック１０の掃気が行われる（ステップＳ２０８）。その後は、図２に示したステップＳ１０９〜Ｓ１１３と同様に、短絡回路４７が遮断される等して制御が終了する（ステップＳ２０９〜Ｓ２１３）。

一方で、前記のステップＳ２０５において、放電したときのダメージが許容範囲を超える場合（ステップＳ２０５のＮｏ方向）、前記のステップＳ２０５のＹｅｓ方向とは異なり、短絡回路４７は接続されず、先に重衝突であるか否かと判断が行われる（ステップＳ２１４）。この判断の結果、衝突が重衝突ではないと判断された場合（ステップＳ２０７のＮｏ方向）、過放電による燃料電池スタック１０のダメージの大きさを考慮し、短絡回路４７が接続されることはなく、前記のステップＳ２１０〜Ｓ２１３が行われる。

また、衝突が重衝突になると判断された場合（ステップＳ２０７のＹｅｓ方向）、過放電による燃料電池スタック１０のダメージを無視し、短絡回路４７が接続されて強制的に放電が行わる（ステップＳ２１５）。その後、前記のステップＳ２０８及びＳ２０９と同様にして、燃料電池スタック１０の掃気及び短絡回路４７の遮断が行われる（ステップＳ２１６及びＳ２１７）。その後は、ステップＳ２１０〜Ｓ２１３が行われる。

このように、図６に示すフローにおいては、車両の衝突可能性が高くなったとしても、直ちに短絡回路４７が接続されないようになっている。これにより、実際には車両が衝突しなかった場合や軽度の衝突における、放電による燃料電池スタック１０へのダメージを低減させることができる。

なお、燃料電池スタック１０を放電したときのダメージが許容範囲内の場合（ステップＳ２０５のＹｅｓ方向）、短絡回路４７は、重衝突の判断が為される（ステップＳ２０７）前に接続されている（ステップＳ２０６）。しかしながら、短絡回路４７は、重衝突の判断が為され、燃料電池スタック１０の掃気が開始されるとき（ステップＳ２０８）に同時に接続するようにしてもよい。

また、図２を参照して説明したステップＳ１０５において、短絡回路４７の接続及び遮断は、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣに基づいて繰り返されている。しかしながら、例えば、燃料電池システム１００やその周辺機器の温度や、実験的に得られている連続通電可能時間等に基づき、短絡回路４７の接続及び遮断が繰り返されるようにしてもよい。

さらに、前記の実施形態においては、図３を参照しながら説明したように、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣ（図３（ａ））が負電圧になると、短絡回路４７が遮断されている。しかしながら、短絡回路４７の遮断は、燃料電池スタック１０を構成する単セル１１の単独の起電力のみに基づいて行ってもよい。また、燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣが負電圧にならずとも、負電圧になりそうになったときに短絡回路４７を遮断するようにしてもよい。また、起電力Ｖ_ＦＣの低下は通常極めて早いものである。そのため、起電力Ｖ_ＦＣに基づいて制御をするとき、制御のタイムラグで生じる起電力Ｖ_ＦＣの低下分を考慮して、各手段を制御することが好ましい。

また、図２及び図６を参照しながら説明したフロー中、ＦＣコンタクタ４４及びバッテリコンタクタ４６の相対的な遮断のタイミングは特に制限されない。例えば図２において、図示のようにＦＣコンタクタ４４が遮断（ステップＳ１１１）された後にバッテリコンタクタ４６が遮断（ステップＳ１１２）されるようにしてもよいし、この順番とは逆に行われてもよい。ただし、放電中の電力有効活用及び放電速度向上の観点から、ＦＣコンタクタ４４及びバッテリコンタクタ４６が同時に遮断されることが好ましい。

さらに、図２及び図６を参照ながら説明したフローにおいては、短絡回路４７の接続と燃料電池スタック１０の掃気は別々のステップで行っている。しかしながら、これらは同時に行われるようにしてもよい。

また、前記の実施形態においては、短絡回路４７の接続と、燃料電池スタック１０の掃気とが、併せて行われている。しかしながら、短絡回路４７の接続により速やかに燃料電池スタック１０の起電力Ｖ_ＦＣを低下させることができるため、掃気は行わなくてもよい。

さらに、例えば、前記の実施形態においては、衝突予測手段として、車間及び相対速度を測定するミリ波レーダを用いている。しかしながら、衝突予測手段としてはミリ波レーダに何ら限られず、他のどのようなものであってもよい。例えば、自車に備えられたカメラ等が撮影する画像や映像等について画像解析を行い、他車までの距離や相対速度を測定するようにしてもよい。また、衝突可能性を予測する指標としては、車間に限られず、他の指標を用いてもよい。他の指標としては、例えば、車両の加速度、車両への荷重等が挙げられる。さらに、車間のみを用いてもよく、相対速度のみを用いてもよい。

指標として加速度を用い、衝突予測手段として加速度センサを用いる場合、加速度センサにより測定される加速度が所定値以上になった場合に急制動が行われたと判断して、掃気が行われるようにしてもよい。また、指標として荷重を用い、衝突予測手段として荷重センサを用いる場合、荷重センサにより測定される荷重が所定値以上になった場合に急制動が行われたと判断して、放電が行われるようにしてもよい。また、エアバック用センサ（加速度センサ等）等の別のセンサと連動して、衝突可能性の高低を判断してもよい。さらに、より簡便に、図示しない速度計により表示される自車速度に応じて判断してもよく、また、単に車間のみに基づいて判断してもよい。また、複数のセンサを併用し、より精度よく衝突可能性を判断してもよい。

また、燃料電池スタック１０に供給される反応ガスは、燃料ガス及び酸化剤ガスに限られるものではない。さらに、燃料ガスは水素に限定されず、酸化剤ガスと反応して発電するものであれば、どのようなものであってもよい。そして、同様に酸化剤ガスも空気に限定されず、燃料ガスと反応して発電するものであれば、どのようなものであってもよい。

さらに、燃料電池システム１００においては、単独のＥＣＵ４０が各手段を制御しているが、複数のＥＣＵ等が協調して各手段を制御するようにしてもよい。

他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、前記の各実施形態及び変形例を適宜組み合わせたり削除したりして、本発明を実施することができる。

１０燃料電池スタック（燃料電池）
１２アノードガス流路（ガス流路）
１３カソードガス流路（ガス流路）
４０ＥＣＵ（制御手段、衝突予測手段、電力遮断手段）
４１モータ（駆動手段）
４２バッテリ（蓄電手段）
４３電圧計（電圧測定手段）
４４ＦＣコンタクタ（電力遮断手段）
４７短絡回路（放電手段）
４８昇圧回路（放電手段）
５０ミリ波レーダ（衝突予測手段）
１００燃料電池システム

Claims

車両に搭載され、
ガス流路を備え、前記ガス流路に反応ガスが供給されることにより発電する燃料電池と、
前記車両の衝突可能性を予測する衝突予測手段と、
前記燃料電池を放電させる放電手段と、
前記衝突予測手段により衝突可能性が高いと予測された場合に、前記燃料電池を前記放電手段によって放電させる制御手段と、
を備えることを特徴とする、燃料電池システム。
前記制御手段は、前記放電手段による放電を断続的に行うことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池システム。
前記燃料電池の起電力を測定する電圧測定手段を備え、
前記制御手段は、前記電圧測定手段により測定される前記燃料電池の起電力が負電圧になったときに、前記放電手段による放電をいったん停止し、所定時間経過後に再開することを特徴とする、請求項２に記載の燃料電池システム。
前記放電手段は短絡回路を備える昇圧回路であり、前記燃料電池と前記昇圧回路の電圧入力側とが接続され、前記昇圧回路の電圧出力側には前記燃料電池の電力を消費する電力消費手段が接続され、
前記制御手段は、前記電圧入力側から入力されて前記昇圧回路により昇圧され、前記電圧出力側から出力される電圧が、前記電力消費手段の定格電圧よりも低くなると判断したときに、前記短絡回路を接続して前記燃料電池を短絡させて放電させることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料電池システム。
前記燃料電池に接続され、前記燃料電池が発電した電力により前記車両を駆動させる駆動手段と、前記駆動手段と前記燃料電池とを電気的に遮断する電力遮断手段と、を備え、
前記衝突予測手段が、前記車両の衝突が回避不可能な程度の衝突可能性を予測した場合に、前記電力遮断手段は、前記駆動手段と前記燃料電池とを電気的に遮断することを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池システム。