JP2016073027A

JP2016073027A - 電動車両用燃料電池システムにおける残存水素ガスの処理方法

Info

Publication number: JP2016073027A
Application number: JP2014197472A
Authority: JP
Inventors: 青山　智; Satoshi Aoyama; 智青山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-05-09

Abstract

【課題】簡単な構成で短時間かつ安全に残存水素ガスを処理する。【解決手段】水素タンク３２からの水素ガスと、電気作動式空気ポンプ４４からの空気中の酸素との電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタック１０を備えた電動車両用燃料電池システムＡにおける残存水素ガスの処理方法は、電動車両を停止させたまま、水素過剰率が車両駆動時の水素過剰率になるように水素ガスを燃料電池スタックに供給すると共に、空気ポンプ空気過剰率が車両駆動時の空気ポンプ空気過剰率よりも高くなるように空気ポンプを作動させて空気を燃料電池スタックに供給し、それにより燃料電池スタックにおいて電力を発生する工程と、燃料電池スタックで発生された電力を空気ポンプと電動車両及び燃料電池システムの電気作動式補機７０とにより消費する工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は電動車両用燃料電池システムにおける残存水素ガスの処理方法に関する。

水素ガスを貯蔵する水素タンクを備え、水素タンクに異常が生じたときに水素タンク内の残存水素ガスを水素タンク外、すなわち大気中に放出するシステムが公知である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−０３６２９７号公報

ところで、水素タンクに異常が生じていないとき、例えば電動車両を廃棄すべきとき、又は、水素タンクを交換もしくはメンテナンスすべきときにも、水素タンクから残存水素ガスを取り出す必要がある。この点、水素タンクから燃料電池スタックに水素ガスを供給して燃料電池スタックで電力を発生すれば、水素タンク内の残存水素ガスをより安全に処理ないし消費できると考えられる。ところが、この処理方法では、燃料電池スタックで発生された電力を燃料電池スタックから取り出す必要がある。このために、例えば発生された電力を蓄電装置に蓄えるようにすると、かなり大きな蓄電装置を用意しなければならない。発生された電力で電動車両の補機を作動させ、すなわち発生された電力を補機で消費するようにした場合には、残存水素ガスを消費するのに長時間が必要になるおそれがある。

本発明によれば、水素タンクからの水素ガスと、電気作動式空気ポンプからの空気中の酸素との電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックを備えた電動車両用燃料電池システムにおける残存水素ガスの処理方法であって、前記電動車両を停止させたまま、水素ガスを前記燃料電池スタックに供給すると共に、空気ポンプ空気過剰率が車両駆動時の空気ポンプ空気過剰率よりも高くなるように前記空気ポンプを作動させて空気を前記燃料電池スタックに供給し、それにより前記燃料電池スタックにおいて電力を発生し、前記燃料電池スタックで発生された電力を前記空気ポンプと前記電動車両又は前記燃料電池システムの電気作動式補機とにより消費する、残存水素ガスの処理方法が提供される。

簡単な構成でもって短時間にかつ安全に残存水素ガスを処理することができる。

燃料電池システムの全体図である。残存水素ガス処理を説明するタイムチャートである。残存水素ガス処理制御を実行するルーチンを示すフローチャートである。本発明による別の実施例の燃料電池システムの全体図である。本発明による更に別の実施例の燃料電池システムの全体図である。

図１を参照すると、電動車両用燃料電池システムＡは燃料電池スタック１０を備える。燃料電池スタック１０は積層方向ＬＳに沿って互いに積層された複数の燃料電池単セル１０ａを備える。各燃料電池単セル１０ａは膜電極接合体２０を含む。膜電極接合体２０は膜状の電解質と、電解質の一側に形成されたアノード極と、電解質の他側に形成されたカソード極とを備える。

燃料電池単セル１０ａのアノード極及びカソード極はそれぞれ直列に電気的に接続され、燃料電池スタック１０の電極を構成する。燃料電池スタック１０の電極はＤＣ／ＤＣコンバータ１１を介してインバータ１２に電気的に接続され、インバータ１２はモータジェネレータ１３に電気的に接続される。また、燃料電池システムＡは蓄電器１４を備えており、この蓄電器１４はＤＣ／ＤＣコンバータ１５を介して上述のインバータ１２に電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は燃料電池スタック１０からの電圧を高めてインバータ１２に送るためのものであり、インバータ１２はＤＣ／ＤＣコンバータ１１又は蓄電器１４からの直流電流を交流電流に変換するためのものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５は燃料電池スタック１０又はモータジェネレータ１３から蓄電器１４への電圧を低くし、又は蓄電器１４からモータジェネレータ１３への電圧を高くするためのものである。なお、図１に示される燃料電池システムＡでは蓄電器１４はバッテリから構成される。

また、各燃料電池単セル１０ａ内には、アノード極に燃料ガスとしての水素ガスを供給するための水素ガス流通路３０ａと、カソード極に酸化剤ガスとしての空気を供給する空気流通路４０ａとがそれぞれ形成され、互いに隣接する２つの燃料電池単セル１０ａ同士間には燃料電池単セル１０ａに冷却水を供給するための冷却水流通路５０ａが形成される。複数の燃料電池単セル１０ａの水素ガス流通路３０ａ、空気流通路４０ａ、及び冷却水流通路５０ａをそれぞれ並列に接続することにより、燃料電池スタック１０内に水素ガス通路３０、空気通路４０、及び冷却水通路５０がそれぞれ形成される。図１に示される燃料電池システムＡでは、水素ガス通路３０、空気通路４０、及び冷却水通路５０の入口及び出口はそれぞれ、燃料電池スタック１０の積層方向ＬＳ一端に配置される。

水素ガス通路３０の入口には水素ガス供給路３１が連結され、水素ガス供給路３１は水素ガス源である水素タンク３２に連結される。水素ガス供給路３１内には上流側から順に、電磁式の遮断弁３３と、水素ガス供給路３１内の圧力を調整するレギュレータ３４と、水素タンク３２からの水素ガスを燃料電池スタック１０に供給するための水素ガス供給器３５と、が配置される。図１に示される燃料電池システムＡでは水素ガス供給器３５は電磁式の水素ガス供給弁から構成される。一方、水素ガス通路３０の出口にはアノードオフガス通路３６が連結され、アノードオフガス通路３６は気液分離器３７に連結される。気液分離器３７の気体出口には水素ガス戻し通路３８が連結され、水素ガス戻し通路３８はレギュレータ３４と水素ガス供給弁３５との間の水素ガス供給路３１に連結される。水素ガス戻し通路３８内には気液分離器３７により分離されたガスを水素ガス供給路３１に送り込む電気作動式の水素ガス戻しポンプ３８ｐが配置される。一方、気液分離器３７の液体出口には排水路３９が連結され、排水路３９内には電磁式の排水制御弁３９ｖが配置される。遮断弁３３及び水素ガス供給弁３５が開弁されると、水素タンク３２内の水素ガスが水素ガス供給路３１を介して燃料電池スタック１０内の水素ガス通路３０内に供給される。このとき水素ガス通路３０から流出するガス、すなわちアノードオフガスはアノードオフガス通路３６を介して気液分離器３７内に流入する。気液分離器３７により分離された水素ガスを含むアノードオフガスは水素ガス戻しポンプ３８ｐによって水素ガス供給路３１に戻される。その結果、水素タンク３２からの水素ガスと水素ガス戻し通路３８からの水素ガスとの混合体が水素ガス供給弁３５から燃料電池スタック１０に供給される。一方、排水制御弁３９ｖは通常は閉弁されており、周期的に短時間にわたり開弁される。排水制御弁３９ｖが開弁されると、気液分離器３７で分離された液水が排出される。

また、空気通路４０の入口には空気供給路４１が連結され、空気供給路４１は空気源、例えば大気４２に連結される。空気供給路４１内には上流側から順に、ガスクリーナ４３と、空気を圧送する空気供給器ないし電気作動式の空気ポンプ４４と、空気ポンプ４４から燃料電池スタック１０に送られる空気を冷却するためのインタークーラ４５と、が配置される。一方、空気通路４０の出口にはカソードオフガス通路４６が連結される。空気ポンプ４４が駆動されると、空気が空気供給路４１を介して燃料電池スタック１０内の空気通路４０内に供給される。このとき空気通路４０から流出するガス、すなわちカソードオフガスはカソードオフガス通路４６内に流入する。カソードオフガス通路４６内には上流側から順に、カソードオフガス通路４６内を流れるカソードオフガスの量を制御する電磁式のカソードオフガス制御弁４７が配置される。

更に図１を参照すると、冷却水通路５０の入口には冷却水供給路５１の一端が連結され、冷却水供給路５１の出口には冷却水供給路５１の他端が連結される。冷却水供給路５１内には冷却水を圧送する電気作動式の冷却水ポンプ５２と、ラジエータ５３とが配置される。ラジエータ５３上流の冷却水供給路５１と、ラジエータ５３と冷却水ポンプ５２間の冷却水供給路５１とはラジエータバイパス通路５４により互いに連結される。また、ラジエータバイパス通路５４内を流れる冷却水量を制御するラジエータバイパス制御弁５５が設けられる。図１に示される燃料電池システムＡではラジエータバイパス制御弁５５は三方弁から形成され、ラジエータバイパス通路５４の出口に配置される。冷却水ポンプ５２が駆動されると、冷却水ポンプ５２から吐出された冷却水は冷却水供給路５１を介して燃料電池スタック１０内の冷却水通路５０内に流入し、次いで冷却水通路５０を通って冷却水供給路５１内に流入し、ラジエータ５３又はラジエータバイパス通路５４を介して冷却水ポンプ５２に戻る。

電子制御ユニット６０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス６１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）６２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６４、入力ポート６５及び出力ポート６６を具備する。燃料電池スタック１０には、燃料電池スタック１０の出力電圧及び出力電流をそれぞれ検出する電圧計１６ｖ及び電流計１６ｉが設けられる。水素タンク３２には水素タンク３２内の圧力を検出する圧力センサ１７が取り付けられる。この圧力は水素タンク３２内の残存水素ガス量を表している。また、水素ガス通路３０の入口に隣接する水素ガス供給路３１には水素ガス通路３０の入口における圧力を検出する水素圧力センサ１８ｈが取り付けられ、空気通路４０の入口に隣接する空気供給路４１には空気通路４０の入口における圧力を検出する空気圧力センサ１８ａが取り付けられる。水素ガス通路３０の入口における圧力は水素ガス流通路３０ａ内の圧力を表しており、空気通路４０の入口における圧力は空気流通路４０ａ内の圧力を表している。更に、冷却水通路５０の出口に隣接する冷却水供給路５１には冷却水通路５０から流出する冷却水の温度を検出する温度センサ１９が取り付けられる。冷却水通路５０から流出する冷却水の温度は燃料電池スタック１０ないし水素ガス通路３０の温度を表している。電圧計１６ｖ、電流計１６ｉ、圧力センサ１７，１８ｈ，１８ａ、及び温度センサ１９の出力信号は対応するＡＤ変換器６７を介して入力ポート６５にそれぞれ入力される。更に、後述する残存水素ガス処理を実行すべきときに作業者によってオンにされる手動式スイッチ６９が設けられ、スイッチ６９がオンにされたことを表す信号が入力ポート６５に入力される。一方、出力ポート６６は対応する駆動回路６８を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１１、インバータ１２、モータジェネレータ１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５、遮断弁３３、レギュレータ３４、水素ガス供給弁３５、水素ガス戻しポンプ３８ｐ、排水制御弁３９ｖ、空気ポンプ４４、カソードオフガス制御弁４７、冷却水ポンプ５２、及びラジエータバイパス制御弁５５、及び電気作動式補機７０に電気的に接続される。補機７０は、ヘッドライト、エアコンディショナ、オーディオ機器のような電動車両の補機と、水素戻しポンプ３８ｐ、冷却水ポンプ５２のような燃料電池システムＡの補機との一方又は両方から構成される。

燃料電池スタック１０で発電すべきときには遮断弁３３及び水素ガス供給弁３５が開弁され、水素ガス戻しポンプ３８ｐが駆動され、したがって水素ガスが燃料電池スタック１０に供給される。また、空気ポンプ４４が駆動され、空気が燃料電池スタック１０に供給される。その結果、燃料電池スタック１０において電気化学反応（Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻，（１／２）Ｏ_２＋２Ｈ^＋＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ）が起こり、電力が発生される。この発生された電力がモータジェネレータ１３に送られると、モータジェネレータ１３が車両駆動用の電気モータとして作動される。

ここで、燃料電池スタック１０での発電量を要求発電量にするのに理論上必要な水素ガス量に対する、燃料電池スタック１０に供給される水素ガス量の比を水素過剰率と称することにする。また、燃料電池スタック１０での発電量を要求発電量にするのに理論上必要な空気量に対する、燃料電池スタック１０に供給される空気量の比をスタック空気過剰率と称し、燃料電池スタック１０での発電量を要求発電量にするのに理論上必要な空気量に対する、空気ポンプ４４から吐出される空気量の比を空気ポンプ空気過剰率と称することにする。図１に示される燃料電池システムＡではスタック空気過剰率と空気ポンプ空気過剰率とは互いに一致する。その上で、図１に示される燃料電池システムＡでは、電動車両を駆動するためにモータジェネレータ１３を作動させるときには、水素過剰率が水素過剰率ベース値に設定され、スタック空気過剰率ないし空気ポンプ空気過剰率がスタック空気過剰率ベース値ないし空気ポンプ空気過剰率ベース値に設定される。言い換えると、水素過剰率が水素過剰率ベース値になるように水素ガス供給弁３５が制御され、スタック空気過剰率ないし空気ポンプ空気過剰率がスタック空気過剰率ベース値ないし空気ポンプ空気過剰率ベース値になるように空気ポンプ４４が制御される。水素過剰率ベース値は例えば１．１程度であり、スタック空気過剰率ベース値ないし空気ポンプ空気過剰率ベース値は例えば１．３から１．５程度である。

さて、冒頭で述べたように、例えば電動車両を廃棄すべきとき、又は水素タンク３２を交換もしくはメンテナンスすべきときに、水素タンク３２から残存水素ガスを取り出す必要がある。そこで本発明による実施例では、電動車両を停止させたまま水素タンク３２内の残存水素ガスを処理ないし消費する残存水素ガス処理を行うようにしている。

すなわち、図２に示されるように、時間ｔ１において作業者によりスイッチ６９が一時的にオンにされると、フラグＸがセットされる（Ｘ＝１）。このフラグＸは残存水素ガスを実行すべきときにセットされ（Ｘ＝１）、それ以外はリセットされる（Ｘ＝０）ものである。フラグＸがセットされると、残存水素ガス処理が開始される。残存水素ガス処理が実行されると、水素タンク３２内の圧力ＰＨＴが次第に低下する。次いで、時間ｔ２において圧力ＰＨＴがしきい圧力ＰＨＴＸよりも低くなると、すなわち残存水素ガス量がしきい量よりも少なくなると、フラグＸがリセットされ（Ｘ＝０）、残存水素ガス処理が停止される。

この残存水素ガス処理では、電動車両を停止させたまま、水素過剰率が車両駆動時の水素過剰率、すなわち水素過剰率ベース値になるように水素ガスが燃料電池スタック１０に供給されると共に、空気ポンプ空気過剰率が車両駆動時の空気ポンプ空気過剰率、すなわち空気ポンプ空気過剰率ベース値よりも高い空気ポンプ空気過剰率設定値になるように空気ポンプ４４が作動されて空気が燃料電池スタック１０に供給され、それにより燃料電池スタック１０において電力が発生される。この発生された電力は空気ポンプ４４と補機７０とにより消費される。

空気ポンプ４４の消費電力量は補機７０の消費電力量よりもかなり多く、したがって空気ポンプ４４及び補機７０で電力消費することにより、残存水素ガスを速やかに消費することができる。また、空気ポンプ空気過剰率が高くなるにつれて空気ポンプ４４での消費電力量が多くなる。したがって、空気ポンプ空気過剰率を大きな値に設定することにより、すなわち空気ポンプ４４を車両駆動時よりも高負荷で作動させることにより、残存水素ガスをより速やかに消費することができる。更に、残存水素ガスがそのまま大気中に放出されないので、安全である。しかも、大きな蓄電装置を必要せず、通常の燃料電池システムＡの構成でもって残存水素ガスを消費できる。

なお、残存水素ガス処理における要求発電量は、空気ポンプ４４を空気ポンプ空気過剰率設定値でもって作動させかつ補機７０を例えば最大出力で作動させるのに必要な電力量であり、あらかじめ実験により求められている。言い換えると、燃料電池スタック１０での発電量と、空気ポンプ４４を空気ポンプ空気過剰率設定値で作動させたときの電力消費量と補機７０の電力消費量との合計とが互いにほぼ一致するような要求発電量があらかじめ求められ、設定されている。

図１に示される実施例では、空気ポンプ空気過剰率設定値は例えば２から３程度の一定値に設定される。図１に示される燃料電池システムＡでは、スタック空気過剰率と空気ポンプ空気過剰率とが互いに一致しているので、空気ポンプ空気過剰率が高く設定されるとスタック空気過剰率も高くなる。その結果、燃料電池スタック１０の空気通路４０に多量の空気が流入することになる。ところが、燃料電池スタック１０に過剰に多量の空気が流入すると、乾燥により燃料電池スタック１０の発電能力が低下するおそれがある。そこで、乾燥による発電能力の低下が生じないように、図１に示される実施例では、空気ポンプ空気過剰率設定値に上限が設けられる。この意味で、乾燥による発電能力の低下が生じなければ、空気ポンプ空気過剰率設定値は上述した３よりも大きな値に設定される。

図示しない別の実施例では、残存水素ガス処理において、空気ポンプ空気過剰率設定値が徐々に大きくされ、乾燥による発電能力の低下が生じたときに空気ポンプ空気過剰率が低下される。このようにすると、燃料電池スタック１０の発電能力を高く維持しながら、空気ポンプ４４の消費電力量を可能な限り多くすることができる。したがって、残存水素ガスをより速やかに消費することができる。

図３は上述した残存水素ガス処理の制御ルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。
図３を参照すると、ステップ１００ではフラグＸがセットされているか否かが判別される。フラグＸがセットされていないときには次いでステップ１０１に進み、スイッチ６９がオンにされたか否かが判別される。スイッチ６９がオンにされていないときにはステップ１０２に進み、残存水素ガス処理が停止され続ける。続くステップ１０３ではフラグＸがリセットされ続ける。

スイッチ６９がオンにされたときにはステップ１０１からステップ１０４に進み、水素タンク３２内の圧力ＰＨＴがしきい圧力ＰＨＴＸよりも低いか否かが判別される。ＰＨＴ≧ＰＨＴＸのときには次いでステップ１０５に進み、残存水素ガス処理が実行される。続くステップ１０６ではフラグＸがセットされる。これに対し、スイッチ６９がオンにされたときにＰＨＴ＜ＰＨＴＸのときにはステップ１０４からステップ１０２に進む。すなわち、スイッチ６９がオンにされても残存水素ガス量が少ないときには、残存水素ガス処理は行われない。

フラグＸがセットされるとステップ１００からステップ１０４に進み、水素タンク３２内の圧力ＰＨＴがしきい圧力ＰＨＴＸよりも低いか否かが判別される。ＰＨＴ≧ＰＨＴＸのときには次いでステップ１０５に進み、残存水素ガス処理が実行され続ける。続くステップ１０６ではフラグＸがセットされ続ける。これに対し、ＰＨＴ＜ＰＨＴＸのときにはステップ１０４からステップ１０２に進み、残存水素ガス処理が停止される。続くステップ１０３ではフラグＸがリセットされる。

図示しない別の実施例では、図１に示される燃料電池システムＡにおいて、残存水素ガス処理における水素過剰率が水素過剰率ベース値よりも高い水素過剰率設定値に設定される。このようにすると、水素ガス戻しポンプ３８ｐの消費電力量が増大され、したがって残存水素ガスがより速やかに消費される。

更に図示しない別の実施例では、図１に示される燃料電池システムＡにおいて、残存水素ガス処理中に冷却水ポンプ５２から吐出される冷却水量が車両駆動時よりも増大される。その結果、冷却水ポンプ５２の消費電力量が増大され、したがって残存水素ガスがより速やかに消費される。なお、燃料電池スタック１０の温度が過度に低くなると、燃料電池スタック１０の発電能力が低下するおそれがある。このため、燃料電池スタック１０の温度が下限温度よりも低くならないように、例えばラジエータバイパス制御弁５５及び冷却水ポンプ５２が制御される。

図４は燃料電池システムＡの別の実施例を示している。
図４に示される燃料電池システムＡは、インタークーラ４５下流の空気供給路４１とカソードオフガス制御弁４７下流のカソードオフガス通路４６とを互いに連結するスタックバイパス通路４８と、燃料電池スタック１０に供給される空気量とスタックバイパス通路４８を介し燃料電池スタック１０を迂回する空気量とを制御するスタックバイパス制御弁４９と、が設けられる点で、図１に示される燃料電池システムＡと構成を異にしている。図４に示される燃料電池システムＡではスタックバイパス制御弁４９は電磁式の三方弁から形成され、スタックバイパス通路４８の入口に配置される。

なお、図４に示される燃料電池システムＡでは、スタックバイパス通路４８内を空気が流通していないときにはスタック空気過剰率と空気ポンプ空気過剰率とは互いに一致するけれども、スタックバイパス通路４８内を空気が流通しているときにはスタック空気過剰率と空気ポンプ空気過剰率とは互いに一致しない。

さて、図４に示される燃料電池システムＡの残存水素ガス処理でも、電動車両を停止させたまま、水素過剰率が水素過剰率ベース値になるように水素ガスが燃料電池スタック１０に供給されると共に、空気ポンプ空気過剰率が空気ポンプ空気過剰率ベース値よりも高い空気ポンプ空気過剰率設定値になるように空気ポンプ４４が作動されて空気が燃料電池スタック１０に供給され、それにより燃料電池スタック１０において電力が発生される。この発生された電力は空気ポンプ４４と補機７０とにより消費される。

この場合、スタック空気過剰率がスタック空気過剰率ベース値になるように、空気ポンプ４４から吐出された空気の一部がスタックバイパス制御弁４９によりスタックバイパス通路４８に導かれる。このようにすると、燃料電池スタック１０に送られる空気量を抑制し、したがって燃料電池スタック１０が乾燥するのを抑制しながら、空気ポンプ４４の消費電力量を増大することができる。その結果、図１の燃料電池システムＡにおけるよりも空気ポンプ空気過剰率設定値をより高く設定することができ、したがって残存水素ガスを更に速やかに消費することができる。

図５は燃料電池システムＡの更に別の実施例を示している。
図５に示される燃料電池システムＡは、スタックバイパス通路４８の出口よりも下流のカソードオフガス通路４６内に配置された希釈器８０と、気液分離器３７の気体出口と希釈器８０とを互いに連結するアノードオフガス排出路８１とが設けられる点で、図４の燃料電池システムＡと構成を異にしている。すなわち、この燃料電池システムＡでは燃料電池スタック１０から排出された水素ガスは燃料電池スタック１０に戻されない。

図５に示される燃料電池システムＡの残存水素ガス処理では、電動車両を停止させたまま、水素過剰率が水素過剰率ベース値よりも高い水素過剰率設定値になるように水素ガスが燃料電池スタック１０に供給されると共に、空気ポンプ空気過剰率が空気ポンプ空気過剰率ベース値よりも高い空気ポンプ空気過剰率設定値になるように空気ポンプ４４が作動されて空気が燃料電池スタック１０に供給され、それにより燃料電池スタック１０において電力が発生される。この発生された電力は空気ポンプ４４と補機７０とにより消費される。

燃料電池スタック１０から流出する過剰の水素ガスはアノードオフガス通路３６、気液分離器３７及びアノードオフガス排出路８１を順次介して、希釈器８０内に流入する。希釈器８０には、燃料電池スタック１０から流出した空気及びスタックバイパス通路４８を通った空気が流入しており、この多量の空気によって水素ガスが爆発限界（例えば４％）以下まで希釈される。その結果、残存水素ガスを更に速やかに消費することができる。

図示しない別の実施例では、希釈器８０の代わりに燃焼器が設けられ、燃焼器において水素ガスが燃焼される。この場合にも残存水素ガスが速やかに消費される。

これまで述べてきた各実施例では、残存水素ガス処理中にモータジェネレータ１３は作動されない。図示しない別の実施例では、残存水素ガス処理中に、モータジェネレータ１３の出力軸を電動車両の車軸から分離した状態で、モータジェネレータ１３が作動され、それにより燃料電池スタック１０で発生された電力が消費される。このようにすると、残存水素ガスが更に速やかに消費される。この場合、燃料電池スタック１０で発生された電力が空気ポンプ４４と補機７０とモータジェネレータ１３とにより消費される、ということになる。

Ａ燃料電池システム
１０燃料電池スタック
３０水素ガス通路
３１水素ガス供給路
３２水素タンク
４４空気ポンプ
７０補機

Claims

水素タンクからの水素ガスと、電気作動式空気ポンプからの空気中の酸素との電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックを備えた電動車両用燃料電池システムにおける残存水素ガスの処理方法であって、
前記電動車両を停止させたまま、水素ガスを前記燃料電池スタックに供給すると共に、空気ポンプ空気過剰率が車両駆動時の空気ポンプ空気過剰率よりも高くなるように前記空気ポンプを作動させて空気を前記燃料電池スタックに供給し、それにより前記燃料電池スタックにおいて電力を発生し、
前記燃料電池スタックで発生された電力を前記空気ポンプと前記電動車両又は前記燃料電池システムの電気作動式補機とにより消費する、
残存水素ガスの処理方法。