JP2017107793A - 進行状況情報報知方法及び燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者等が、システム停止処理等のプロセスを好適に把握し得る進行状況情報報知方法及び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１００の停止に応じて実行されるスタック冷却処理を実行する停止処理操作実行部と、停止処理操作実行部による停止処理操作の進行状況としての冷却処理残時間及び冷却処理完了時刻を取得する進行状況取得部としてのコントローラ１９と、コントローラで取得された進行状況を報知する進行状況報知部としてのディスプレイ６５又はスピーカ６７と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システムの停止処理操作にかかる進行状況情報報知方法及び進行状況情報報知部を備えた燃料電池システムに関する。

車両に搭載される燃料電池システムの停止時には、例えば燃料電池スタックの冷却やスタック内の燃料ガス濃度を低下させる等のシステム停止処理が行われる。

システム停止処理が完了した後に、例えば車両の運転者等が所定の停止後操作を行う場面において、システム停止処理が完了したことを運転者等に伝える観点から、燃料電池システムの内部状態をシステム外部に報知することが考えられる。ここで、燃料電池の内部状態を報知するシステムの一例として、特許文献１には、警告灯を点灯させることによる水素ガスの残量を表示する制御部を備えた燃料電池システムが記載されている。

特開２００８−１０８４４２号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、内部状態の経時的な情報を把握することはできない。一方で、上述したシステム停止処理及びその後の停止後操作においては、運転者等は、例えば外出中のスケジュール管理の観点などに応じて、どのような進行状況でシステム停止処理が完了しその後の停止後操作が実行可能であるのか等の経時的な情報を欲する場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転者等が、システム停止処理等のプロセスを好適に把握し得る進行状況情報報知方法及び燃料電池システムを提供することにある。

本発明のある態様によれば、燃料電池システムの停止に応じて実行される停止処理操作の進行状況を表す進行状況情報を取得する進行状況情報報知方法が提供される。そして、この進行状況情報報知方法では、進行状況情報を燃料電池システムの外部に報知する。

また、本発明のある態様によれば、燃料電池システムであって、燃料電池システムの停止を検知する停止検知部と、該停止検知部からの信号に応じて停止処理操作を実行する停止処理操作実行部と、停止処理操作の進行状況を取得する進行状況取得部と、進行状況取得部で取得された進行状況を報知する進行状況報知部と、を備える。

本発明によれば、停止処理操作の進行状況を表す進行状況情報を取得し、これを報知するようにしたことで、燃料電池システムの停止処理操作の進捗をシステム外部の車両の運転者等に認識させることができる。したがって、車両の運転者等に対して、上記停止処理操作のプロセス中の現在の位置づけを知らしめることができ、運転者等のスケジュール管理に資することとなる。

図１は、本実施形態による燃料電池システムの主要構成を示す図である。 図２は、本実施形態によるコントローラとその周辺構成との間の信号の送受信について説明するブロック図である。 図３は、第１実施形態による進行状況情報報知方法を説明するフローチャートである。 図４は、第２実施形態による進行状況情報報知方法を説明するフローチャートである。 図５は、第３実施形態による進行状況情報報知方法を説明するフローチャートである。 図６は、第４実施形態による進行状況情報報知方法を説明するフローチャートである。 図７は、第４実施形態におけるスタック温度及び外気温度と冷却処理残時間の関係を示すマップである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、燃料電池システムとしていわゆる固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）が用いられる燃料電池システムを例として説明する。

図１は、燃料電池システムの主要構成を示すブロック図である。図に示す燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１１にアノードガス（燃料ガス）を供給する燃料供給機構１２と、燃料電池スタック１１にカソードガス（空気）を供給する空気供給機構１３と、燃料電池スタック１１から排出されたアノードオフガス及びカソードオフガスを排気する排気機構１５と、燃料電池スタック１１から電力を取り出して動力を得る電力制御機構１７と、システム全体の動作を制御するコントローラ１９と、ディスプレイ６５と、スピーカ６７と、を有している。

燃料電池スタック１１は、セラミック等の固体酸化物で形成された電解質層を、燃料ガスが供給されるアノード極と、空気が供給されるカソード極により挟み込んで得られるセルを積層したものである。燃料電池スタック１１では、アノードガス中に含まれる水素と空気中の酸素とを反応させて発電を行う。そして、反応後に生成されるアノードオフガスとカソードオフガスは、それぞれ、排気機構１５のカソードオフガス通路５０及びアノードオフガス通路５２を介して排出される。

また、燃料電池スタック１１には、カソードオフガスの温度を検出する温度検出センサ１１ａが設けられている。本実施形態においてこの温度検出センサ１１ａで検出された温度は、スタック温度となる。なお、温度検出センサ１１ａでスタック温度を検出する構成に代えて、当該スタック温度に相関する任意のパラメータから推定するようにしても良い。

次に、燃料供給機構１２は、燃料タンク３０と、ポンプ３２と、蒸発器３４と、熱交換器３６、改質器３８と、を有しており、これらがこの順で燃料経路４０に配置されている。

燃料タンク３０は、例えばエタノールと水を混合させた液体からなる改質用燃料を蓄えるものである。ポンプ３２は、改質用燃料を吸引して一定の圧力で燃料供給系に改質用燃料を供給するものである。

蒸発器３４は、ポンプ３２から圧送されてインジェクタ３９により供給された改質用燃料を気化させる。この改質用燃料の気化には、排気燃焼器５４から排気される排気ガスの熱が用いられる。

熱交換器３６は、蒸発器３４で気化された改質用燃料をさらに加熱する。この改質用燃料の加熱には、排気燃焼器５４から供給される熱が用いられる。

改質器３８は、熱交換器３６で加熱された改質用燃料を触媒反応させ、水素を包含するアノードガスに改質して燃料電池スタック１１の燃料極に供給するものである。

次に、空気供給機構１３は、空気ブロア４１、熱交換器４２、起動燃焼器４４、触媒燃焼器４６を有しており、これらがこの順で空気経路４８に配置されている。

空気ブロア４１は、外気を取り入れて空気を空気経路４８を介して熱交換器４２等に送り、燃料電池スタック１１に供給するものである。空気ブロア４１による供給空気流量の調節は、図示しないスロットルバルブで行われる。また、空気ブロア４１から空気経路４８に送られた空気の一部を、図示しない分岐通路で分岐させて起動燃焼器４４や燃料電池スタック１１に直接供給するようにしても良い。

特に、本実施形態において、空気ブロア４１は、燃料電池システム１００の停止時に、停止処理操作の一部として燃料電池スタック１１の冷却処理（以下では、「スタック冷却処理」とも記載する）を行う。具体的には、スタック冷却処理が開始されると、スタック冷却処理用に設定された空気流量目標値に応じて、空気ブロア４１から燃料電池スタック１１への空気供給が行われる。したがって、この冷却処理により、燃料電池スタック１１は、空気ブロア４１からの空気により作動温度から所定の目標温度まで冷却される。

この燃料電池スタック１１内の冷却処理は、燃料電池セルの劣化を防止する劣化防止処理として行われるものであり、この冷却処理の完了をもって燃料電池システム１００内で行われる停止のための処理が完了することとなる。

さらに、空気ブロア４１には、取り入れる外気の温度を検出する外気温度センサ４９が設けられている。

熱交換器４２は、空気ブロア４１から送られてきた空気を加熱する。この空気の加熱には、排気燃焼器５４から排出された排気ガスが用いられる。

起動燃焼器４４は、燃料電池システム１００の起動時において、熱交換器４２により加熱された空気と加熱用燃料を混合して混合ガスを生成する混合器、及びこの混合ガスに着火して触媒燃焼器４６に供給する前段階で予熱を与える予熱バーナとして機能する。なお、加熱用燃料は、燃料経路４０から分岐する図示しない分岐通路を介して起動燃焼器４４に供給するようにしても良い。また、起動燃焼器４４は、システムの起動時以外は熱交換器４２からの空気をそのまま触媒燃焼器４６に供給する。

触媒燃焼器４６は、燃料電池システム１００の起動時において、起動燃焼器４４からの混合ガスを、触媒を用いてさらに加熱し高温の燃焼ガスを生成するものである。触媒燃焼器４６においては、例えば、空気経路４８から分岐した図示しない分岐経路を介して加熱用空気が供給されるとともに、燃料経路４０から分岐した図示しない分岐経路を介して加熱用燃料が供給される。そして、触媒燃焼器４６は、これら加熱用空気及び加熱用燃料を触媒に接触した状態で混合して着火することにより、不活性な燃焼ガスを生成する。そして、触媒燃焼器４６は、生成した燃焼ガスを、燃料電池スタック１１のカソード側に供給し、燃料電池スタック１１を加熱する。なお、触媒燃焼器４６は、システムの起動時以外は、起動燃焼器４４からの空気をカソードガスとしてそのまま燃料電池スタック１１に供給する。

次に、排気機構１５は、カソードオフガス通路５０と、アノードオフガス通路５２と、排気燃焼器５４と、排気通路５６と、を有している。

カソードオフガス通路５０は、一端が燃料電池スタック１１のカソード側出口に接続されるとともに、他端が排気燃焼器５４に接続されている。カソードオフガス通路５０は、燃料電池スタック１１から排出されたカソードオフガスを排気燃焼器５４に送り出す経路である。また、アノードオフガス通路５２は、一端が燃料電池スタック１１のアノード側出口に接続されるとともに、他端が排気燃焼器５４に接続されている。アノードオフガス通路５２は、燃料電池スタック１１から排出されたアノードオフガスを排気燃焼器５４に送り出す経路である。

排気燃焼器５４は、燃料電池スタック１１からアノードオフガス通路５２及びカソードオフガス通路５０を介して送られてきたアノードオフガス及びカソードオフガスを混合してその混合ガスを触媒燃焼させ、二酸化炭素や水を主成分とする排気ガスを生成する。また、排気燃焼器５４は、生成した排気ガスを、排気通路５６を介して蒸発器３４及び熱交換器４２を通過させ、外気に排出させる。したがって、蒸発器３４、及び熱交換器４２は排気ガスにより加熱される。

次に、電力制御機構１７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６０と、バッテリ６２と、駆動モータ６４と、を有する。

ＤＣ−ＤＣコンバータ６０は、燃料電池スタック１１に接続され、燃料電池スタック１１の出力電圧を昇圧してバッテリ６２または駆動モータ６４に電力を供給する。

バッテリ６２は、燃料電池スタック１１からＤＣ−ＤＣコンバータ６０を介して供給された電力を充電するとともに、駆動モータ６４に電力を供給する強電バッテリとして構成される。

また、バッテリ６２には、システム外部に設けられた急速充電器等の外部充電器６３により充電が可能である。さらに、バッテリ６２には、当該バッテリ６２の充電容量を検出するＳＯＣ（state of charge）センサ６２ａが設けられている。

ＳＯＣセンサ６２ａは、図示しない電圧センサ及び電流センサにより検出されるバッテリ電圧及び電流に基づいて、バッテリ６２のＳＯＣを推定する。本実施形態では、この推定値を充電容量の検出値として用いる。

駆動モータ６４は、図示しないインバータを介してバッテリ６２及びＤＣ−ＤＣコンバータ６０に接続され、バッテリ６２及び燃料電池スタック１１から電力の供給を受けて駆動し、車両の動力源となる。なお、車両のブレーキ時において、駆動モータ６４は回生電力を発生させ、これをバッテリ６２に充電させることができる。

ディスプレイ６５は、コントローラ１９から受信した情報に基づいて、外部充電器６３による充電が可能であるか否か等の情報を表示する。ディスプレイ６５は、例えば、燃料電池システム１００が搭載される車両におけるディスプレイにより構成される。

スピーカ６７は、コントローラ１９から受信した充電可否情報に基づいて現在、外部充電器６３による充電が可能であるか否か等の情報を音声出力する。スピーカ６７は、例えば、燃料電池システム１００が搭載される車両におけるオーディオスピーカにより構成される。

次に、コントローラ１９は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵを含む汎用の電子回路と周辺機器から構成され、特定のプログラムを実行することにより燃料電池システム１００の制御のための処理を実行する。

以下では、特に、本実施形態における処理の要部として、停止処理操作としてのスタック冷却処理及び外部充電操作に係る構成、スタック冷却処理と外部充電操作の進行状況の取得に係る構成、及びこの進行状況を表示するなどの報知に係る構成について重点的に説明する。しかしながら、コントローラ１９は、例えば燃料電池システム１００を起動するための触媒燃焼器４６の作動制御等の他の処理に係る構成を制御するようにしても良い。

図２は、本実施形態の燃料電池システム１００のコントローラ１９とその周辺構成を説明するブロック図である。

図示のように、コントローラ１９は、燃料電池システム１００内に配置される空気ブロア４１、ＳＯＣセンサ６２ａ、温度検出センサ１１ａ、及び外気温度センサ４９と、燃料電池システム１００外に配置される外部充電器６３、ディスプレイ６５、及びスピーカ６７との間で各種信号の送受信を行う。また、コントローラ１９は、スタック冷却処理の開始からの時間（以下では、「処理経過時間ｔｃ」とも記載する）をカウントするタイマ８０からの信号を受信する。さらに、コントローラ１９には、キースイッチ７９からの信号を受信する。

具体的には、コントローラ１９は、空気ブロア４１の周辺に設けられた図示しないスロットルの開度調節する信号を出力する。また、コントローラ１９は、ＳＯＣセンサ６２ａ、温度検出センサ１１ａ、及び外気温度センサ４９から充電容量の検出値、スタック温度検出値、及び外気温検出値を受信する。さらに、コントローラ１９は、外部充電器６３から該外部充電器６３による充電速度の情報を受信する。また、コントローラ１９は、車両の運転者等によりキースイッチ７９が操作されたことを示す操作検出信号を該キースイッチ７９（又はキースイッチ７９が有するセンサ）から受信して、スタック冷却処理を開始する。

さらに、コントローラ１９は、タイマ８０から受信する処理経過時間、スタック温度検出値、外気温検出値、及び充電容量の検出値等に基づいてスタック冷却処理や外部充電操作の進捗状況を演算する。さらに、コントローラ１９は、スタック冷却処理や外部充電操作の進行に応じて、現在バッテリ６２への充電の可否に係る情報を、ディスプレイ６５及びスピーカ６７に出力する。

以下では、上記構成を備える燃料電池システム１００において実行される各実施形態の処理の詳細について説明する。

（第１実施形態）
図３は、第１実施形態による制御方法を説明するフローチャートである。

図示のように、ステップＳ１００において、コントローラ１９は、燃料電池システム１００を搭載した車両の運転者等によるキースイッチ７９に対する操作信号（システム停止要求操作）に基づいて、停止処理操作として、空気ブロア４１に対して所定流量の空気を送出させるスタック冷却処理を行う。このスタック冷却処理は、燃料電池スタック１１内の劣化を防止する観点から行われるものである。なお、本実施形態において、停止処理操作としてスタック冷却処理が想定されている。

ステップＳ１１０において、コントローラ１９は、スタック冷却処理の開始から完了までにかかる時間（以下では、「冷却処理要求時間Ｔｓ」とも記載する）を演算する。具体的に、コントローラ１９は、温度検出センサ１１ａで検出されたスタック温度及び外気温度センサ４９で検出された外気温度に基づいて、スタック温度を予め設定された目標温度に下げるまでの時間を冷却処理要求時間Ｔｓとして演算する。

ステップＳ１２０において、コントローラ１９は、スタック冷却処理が完了する時刻（以下では、「冷却処理完了時刻ｔｓ」）を演算する。具体的には、コントローラ１９は、ステップＳ１１０で演算された冷却処理要求時間Ｔｓを、車両に搭載された時計等から得られるスタック冷却処理開始時の時刻に加算することで冷却処理完了時刻ｔｓを求める。

ステップＳ１３０において、コントローラ１９は、スタック冷却処理が完了するまでの残時間（以下では、「冷却処理残時間Ｔｓｒ」とも記載する）を演算する。

具体的には、コントローラ１９は、ステップＳ１２０で演算された冷却処理要求時間Ｔｓから、上述のようにタイマ８０から得られる現在の進捗状況としての処理経過時間ｔｃを減算することで求める。すなわち、冷却処理残時間Ｔｓｒはスタック冷却処理の開始から完了に至るまでに、漸次減算され、スタック冷却処理が完了するとゼロとなる。すなわち、この冷却処理残時間Ｔｓｒは、スタック冷却処理の完了時に対する現在の進捗度を表す。

ステップＳ１４０において、コントローラ１９は、冷却処理残時間Ｔｓｒ、及び冷却処理完了時刻ｔｓをディスプレイ６５に表示させる。

したがって、燃料電池システム１００が搭載された車両の運転者等は、ディスプレイ６５に表示された冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓを把握することができる。

なお、本実施形態で、コントローラ１９が冷却処理残時間Ｔｓｒ又は冷却処理完了時刻ｔｓの一方のみを表示するようにしても良い。

また、コントローラ１９は、冷却処理残時間Ｔｓｒや冷却処理完了時刻ｔｓをディスプレイ６５に表示させるとともに、又はこれに代えて、これらをスピーカ６７により音声出力させるようにしても良い。

さらに、冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓとともに、又はこれらに代えて、処理経過時間ｔｃをディスプレイ６５に表示等しても良い。

以上、説明した本実施形態による燃料電池システム１００及びこれによる進行状況情報報知方法の効果について説明する。

本実施形態に係る燃料電池システム１００の進行状況情報報知方法によれば、コントローラ１９が、燃料電池システム１００の停止に応じて実行される停止処理操作としてのスタック冷却処理の進行状況を表す冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓを取得し、冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓを燃料電池システム１００の外部に報知する（ディスプレイ６５に表示する）。

特に、本実施形態では、キースイッチ７９が燃料電池システム１００の停止を検知する停止検知部として機能し、コントローラ１９は、該キースイッチ７９からの信号に応じて停止処理操作としてのスタック冷却処理を実行する停止処理操作実行部と、停止処理操作実行部による停止処理操作の進行状況としての冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓを取得する進行状況取得部としてのコントローラ１９と、コントローラ１９で取得された進行状況を報知する進行状況報知部としてのディスプレイ６５又はスピーカ６７と、を備えた燃料電池システム。

このように、燃料電池システム１００の停止に応じて実行されるスタック冷却処理の進行状況である冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓを取得し、これをディスプレイ６５に表示するようにしたことで、スタック冷却処理の進行状況を車両の運転者等から認識することができる。したがって、システム外部の車両の運転者等に対して、上記スタック冷却処理のプロセスにおける現状の位置づけを認識させることができ、運転者等のスケジュール管理に資することとなる。

特に、本実施形態では、コントローラ１９は、スタック冷却処理の現在の進捗状況としてのスタック冷却処理の開始からの処理経過時間ｔｃが取得される。これにより、運転者等はスタック冷却処理のプロセス中の現在の位置づけをより適確に把握することができる。

さらに、本実施形態では、コントローラ１９は、進行状況として、スタック冷却処理の完了に対する現在の進捗度（冷却処理残時間Ｔｓｒ）を取得する。すなわち、コントローラ１９は、スタック冷却処理の完了に対する現在の進捗度（冷却処理残時間Ｔｓｒ）を演算する。これにより、スタック冷却処理の完了時を基準として当該スタック冷却処理の現在の進捗度合いがどの程度であるかを運転者等に適切に認識させることができるので、運転者等のより好適なスケジュール管理の実現に資することとなる。

また、本実施形態による進行状況情報報知方法では、進行状況に、スタック冷却処理の完了までの残時間としての冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓが含まれている。すなわち、コントローラ１９は、冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓを演算する。

これにより、車両の運転者等は、スタック冷却処理にかかる時間やスタック冷却処理が完了する時刻を知ることができ、後の外部充電器６３による充電操作などの操作が可能な時期を適切に把握することができる。

さらに、本実施形態による進行状況情報報知方法では、燃料電池システム１００は、固体酸化物型燃料電池スタック１１を備える固体酸化物型燃料電池システムであり、停止処理操作が、燃料電池システム１００内の燃料電池スタック１１を冷却する劣化防止処理としてのスタック冷却処理を含んでいる。

ここで、固体酸化物燃料電池は、固体高分子酸化物燃料電池（ＰＥＦＣ）等と比較すると作動温度が高いため、通常の作動状態を経てシステム停止要求が発せられた時点、すなわちスタック冷却処理の開始時においてはスタック温度が高く、燃料電池スタック１１を目標温度まで冷却するのに時間がかかる。これにより、車両の運転者等が所定のシステム停止操作を行ってから、実際にシステム停止が完了（スタック冷却処理の完了）までに長い時間がかかるので、車両の運転者等がいつになったら外部充電器６３による充電操作等の操作を開始して良いのか適確に把握することが難しくなる。

これに対して、本実施形態のように、固体酸化物型燃料電池システムに進行状況情報報知方法が適用されることで、長時間におよぶスタック冷却処理の進行具合を車両の運転者等に把握させることができる。したがって、本実施形態では、長時間におよぶ固体酸化物型燃料電池システムのスタック冷却処理であっても、車両の運転者等に充電操作の開始時期を好適に認識させることができる。

さらに、本実施形態では、冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓを表示報知部としてのディスプレイ６５で行う。また、冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓの燃料電池システム１００外部への報知を表示報知部としてのスピーカ６７で行っても良い。すなわち、表示部であるディスプレイ６５及び／又はスピーカ６７が表示報知部として機能する。

これにより、車両の運転者等のシステム外部の者に、進行状況である冷却処理残時間Ｔｓｒ及び冷却処理完了時刻ｔｓを、視覚や聴覚を通じてより明確に認識させることができる。

なお、本実施形態における燃料電池システムの停止としては、燃料電池システム１００を搭載した車両の停止が想定される。すなわち、キースイッチ７９が、燃料電池システム１００の停止を検知する停止検知部として機能する。これにより、キースイッチ７９がオフ状態（車両システムの停止時）以外におけるいわゆるアイドルストップ等などの外部充電操作が想定されない燃料電池システム１００の停止時と区別して、外部充電操作が想定され得る車両システムの停止による燃料電池システム１０の停止時に確実に、本実施形態に係る進行状況情報報知方法が実行されることとなる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態による制御方法を説明するフローチャートである。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、停止処理操作には、スタック冷却処理に加えて、その後の外部充電器６３による外部充電操作が含まれる。そして、コントローラ１９は、停止処理操作の全プロセスの進行情報である全プロセス完了残時間Ｔｐ及び全プロセス完了時刻ｔｐを取得し、これをディスプレイ６５に表示する。

本実施形態では、上記ステップＳ１００〜ステップＳ１３０の後に、ステップＳ２４０において、コントローラ１９は、外部充電器６３による充電操作の開始から充電完了に至るまでにかかる時間であるバッテリ充電残時間Ｔｃを演算する。

具体的に、コントローラ１９は、外部充電器６３の充電速度情報及びＳＯＣセンサ６２ａによるＳＯＣ検出値に基づいて、バッテリ充電残時間Ｔｃを演算する。なお、バッテリ充電残時間Ｔｃは、外部充電器６３による充電が開始されると当該充電に基づくＳＯＣ検出値の変動に応じて減少する。

ステップＳ２５０において、コントローラ１９は、ステップＳ１３０で演算された冷却処理残時間ＴｓｒにステップＳ２２０で演算されたバッテリ充電残時間Ｔｃを加算して、スタック冷却処理及びバッテリ６２の充電操作をトータルしたプロセスの残時間としての
全プロセス完了残時間Ｔｐを演算する。また、コントローラ１９はスタック冷却処理の開始時刻に全プロセス完了残時間Ｔｐを加算して、全プロセス完了時刻ｔｐを演算する。

そして、ステップＳ２６０において、全プロセス完了残時間Ｔｐ及び全プロセス完了時刻ｔｐをディスプレイ６５に表示する。

以上、説明した本実施形態による燃料電池システム１００の効果について説明する。

本実施形態では、停止処理操作に、スタック冷却処理後に行われる燃料電池システム１００内のバッテリ６２への外部からの充電操作を含む。これにより、車両の運転者等に、スタック冷却処理及び外部充電操作からなる停止処理操作の全プロセスにおける進行状況を把握させることができ、より一層好適な運転者等のスケジュール管理の実現に資することとなる。

本実施形態に係る燃料電池システム１００の進行状況情報報知方法によれば、進行状況は、スタック冷却処理及びバッテリ６２の外部充電操作からなる停止処理操作が完了するまでの残時間である全プロセス完了残時間Ｔｐ、及び全プロセスが完了する時刻を含む。すなわち、コントローラ１９は、スタック冷却処理及びバッテリ６２の外部充電操作からなる停止処理操作が完了するまでの残時間である全プロセス完了残時間Ｔｐ、及び全プロセスが完了する時刻を進行状況情報として取得する進行状況情報取得部として機能する。

これにより、車両の運転者等は、スタック冷却処理の開始から完了に至るまでの時間や時刻だけではなく、後のバッテリ６２への外部充電操作が完了するまでの停止処理操作の全プロセス完了残時間Ｔｐ及び全プロセスが完了する時刻を進行状況として把握することができる。したがって、車両の運転者等に、上記全プロセス中における現状の位置づけをより明確に認識させることができ、より一層運転者等のスケジュール管理に資することとなる。

なお、本実施形態では、全プロセス完了残時間Ｔｐ及び全プロセス完了時刻ｔｐの双方をディスプレイ６５に表示するようにしているが、これらの一方のみを表示するようにしても良い。また、全プロセス完了残時間Ｔｐ及び全プロセス完了時刻ｔｐをディスプレイ６５に表示するとともに又は表示することに代えて、これらの少なくとも何れか一方をスピーカ６７により音声出力しても良い。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態による進行状況情報報知方法を説明するフローチャートである。なお、第１実施形態又は第２実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

なお、本実施形態では、第２実施形態と同様に、停止処理操作としてスタック冷却処理が想定される。また、劣化防止処理であるスタック冷却処理の進行状況に基づいて、バッテリ６２の充電の可否を判定し、このバッテリ６２の充電可否の判定結果に係る情報をディスプレイ６５に表示する。

図５に示すように、ステップＳ１００のスタック冷却処理が開始されると、ステップＳ３１０において、バッテリ６２に対する外部充電器６３による充電が可能であるか否かが判定される。具体的に、コントローラ１９は、空気ブロア４１による燃料電池スタック１１への空気供給を継続している場合にはスタック冷却処理が終了しておらず、バッテリ６２の充電が可能ではないと判定する。一方で、コントローラ１９は、上記空気供給を停止している場合にはスタック冷却処理が終了したと判定し、バッテリ６２の充電が可能であると判定する。

ステップＳ３２０において、コントローラ１９は、ステップＳ３１０におけるバッテリ充電可否判定状況をディスプレイ６５に表示させる。具体的には、コントローラ１９は、スタック冷却処理の進行状況を百分率等で数値化して表された指標値とともに、現在バッテリ６２への外部充電が可能であるかどうかの２値的な情報をディスプレイ６５に表示する。なお、これら指標値及び充電可否の２値情報をスピーカ６７により音声出力するようにしても良い。

これにより、車両の運転者等は、外部充電が可能であるかどうかの２値的な情報により、現在、充電が可能であるかどうかを一見して認識することができるとともに、仮に充電が可能ではない場合には上記インジケータ値を視認して、あとどの程度でバッテリ６２の充電が可能となるのかを視覚的に明確に把握することができる。

以上、説明した本実施形態による燃料電池システム１００の効果について説明する。

本実施形態に係る燃料電池システム１００の進行状況情報報知方法によれば、進行状況は、バッテリ６２への外部からの充電操作の可否の判定状況が含まれる。

これにより、車両の運転者等は、バッテリ６２の充電可否の判定状況に基づいて、外部充電器６３によるバッテリ６２の充電が可能であるかどうかを容易に把握することができる。すなわち、車両の運転者等は、外部充電操作を行うタイミングをより容易に認識することができるようになる。

なお、本実施形態では、コントローラ１９は、バッテリ６２の充電可否状態の判定（ステップＳ３１０）では、スタック冷却処理の完了前にはバッテリ６２への充電が不可能であると判定している。これにより、安全上の観点からバッテリ６２に充電すべきではない状況を、車両の運転者等により適確に報知することができる。

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態による進行状況情報報知方法を説明するフローチャートである。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、停止処理操作を構成するスタック冷却処理の進行に応じて変化するパラメータであるスタック温度及び外気温度に基づいて、進行状況である冷却処理残時間Ｔｓｒ及び後述のマップ情報が定められる。

上記ステップＳ１００のようにスタック冷却処理が開始されると、ステップＳ４１０においてコントローラ１９は、温度検出センサ１１ａ及び外気温度センサ４９によりそれぞれ検出されるスタック温度検出値及び外気温度検出値を取得する。

次に、ステップＳ４２０において、コントローラ１９は、スタック温度検出値及び外気温度検出値に基づいて、冷却処理残時間Ｔｓｒを演算する。

ここで、スタック温度が高くなればなるほど燃料電池スタック１１を目標温度に低下させるまでに時間がかかるため、スタック冷却処理にかかる時間は長くなる。また、外気温度が高くなるほど、燃料電池スタック１１の冷却効果が低下するため、スタック冷却処理にかかる時間は長くなる。

図７は、スタック温度及び外気温度と冷却処理残時間Ｔｓｒの関係を示すマップである。なお、マップ上の各曲線は、冷却処理残時間Ｔｓｒの等高線を表す。図から理解されるように、冷却処理残時間Ｔｓｒは、スタック温度及び外気温度の双方のパラメータに基づいて変動する。具体的に、スタック温度や外気温度が目標温度に近いほど（低いほど）、冷却処理残時間Ｔｓｒは小さくなる。また、逆にスタック温度や外気温度が目標温度から離れるほど（大きいほど）、冷却処理残時間Ｔｓｒは大きくなる。

図６に戻り、ステップＳ４３０において、コントローラ１９は、冷却処理残時間Ｔｓｒ、及び図７に示すマップ情報を、進行状況情報としてディスプレイ６５に表示させる。具体的に、コントローラ１９は、冷却処理残時間Ｔｓｒをディスプレイ６５にデジタル表示させる。

そして、マップ情報としては、図７に示すマップに現在のスタック温度検出値及び外気温度検出値をプロットしてなるグラフをリアルタイムでディスプレイ６５に表示させる。なお、冷却処理残時間Ｔｓｒ及びマップ情報に加えて冷却処理要求時間Ｔｓを表示するようにしても良い。

これにより、車両の運転者等は、ディスプレイ６５において冷却処理残時間Ｔｓｒと上記マップとを合せて視認することができるので、より直感的に外部充電器６３によるバッテリ６２の充電が可能となるまでどの程度かかるのかを把握することができる。特に、ディスプレイ６５にマップ情報は、図７に示すマップに現在のスタック温度検出値及び外気温度検出値をプロットしてなるグラフをリアルタイムで表示することで、車両の運転者等は、バッテリ６２への充電が可能となる状態に至るにあたり、現在はどの程度まで冷却処理が進行してきているのかを一見して直感的に把握することができる。

なお、本実施形態では、スタック温度及び外気温度の２つのパラメータに基づき、冷却処理残時間Ｔｓｒを定めているが、スタック温度及び外気温度以外の他のパラメータに基づいて、又はスタック温度及び外気温度を他のパラメータを組み合わせて冷却処理残時間Ｔｓｒを算出するようにしても良い。さらに、冷却処理残時間Ｔｓｒを求めるためのパラメータ数も２つに限られず、３以上のパラメータを用いても良い。

さらに、本実施形態に係る進行状況情報として、冷却処理残時間Ｔｓｒとともに、又はこれに代えて冷却処理完了時刻ｔｓを用いるようにしても良い。また、冷却処理残時間Ｔｓｒ及びマップ情報をディスプレイ６５に表示しつつ、冷却処理残時間Ｔｓｒをスピーカ６７により音声出力するようにしても良い。さらに、第３実施形態におけるバッテリ６２の充電可否の判定状況を併せてディスプレイ６５に表示等するようにしても良い。

また、冷却処理残時間Ｔｓｒ又は冷却処理完了時刻ｔｓに、第２実施形態において説明したバッテリ充電残時間Ｔｃを加算して、停止操作処理全体としてのスタック冷却処理及び外部充電操作が完了するまでの全プロセス完了残時間Ｔｐや全プロセス完了時刻ｔｐを演算し、これらをディスプレイ６５やスピーカ６７により出力するようにしても良い。これにより、車両の運転者等に、停止操作処理全体における現在の位置づけ及び停止操作処理が完了する時に対する現在の進行度合いをより適確に把握させることができる。

以上、説明した本実施形態による燃料電池システム１００の効果について説明する。

本実施形態に係る進行状況情報報知方法では、コントローラ１９は、停止処理操作としてのスタック冷却処理の進捗に応じて変化する複数のパラメータとしてスタック温度及び外気温度を取得する。そして、進行状況情報である冷却処理残時間Ｔｓｒ及びマップ情報が、スタック温度及び外気温度に基づいて定められる。

すなわち、本実施形態に係る燃料電池システム１００は、スタック冷却処理の進行に応じて変化する複数のパラメータとしてスタック温度及び外気温度を検出するパラメータ検出部としての温度検出センサ１１ａ及び外気温度センサ４９と、スタック温度及び外気温度に基づいて冷却処理残時間Ｔｓｒ及びマップ情報を定める進行情報生成部としてのコントローラ１９を有する。

これにより、複数のパラメータに基づいた高精度な冷却処理残時間Ｔｓｒ及びマップ情報を得ることができるので、この冷却処理残時間Ｔｓｒ及びマップ情報に基づいて運転者等のより正確なスケジュール管理に寄与することができる。

特に、本実施形態では、進行状況としての冷却処理残時間Ｔｓｒ及びマップ情報に強く相関するパラメータであるスタック温度と外気温度を用いることで、冷却処理残時間Ｔｓｒ及びマップ情報の精度をより向上させる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、燃料電池システムに用いる燃料電池として、いわゆる固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）が用いられる例を説明したが、本発明は固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等の他の燃料電池を備えたシステムにおいても適用可能である。

また、上記各実施形態では、停止処理操作としてスタック冷却処理や外部充電操作を採用しているが、これに限られず、例えば電圧降下処理等の燃料電池システム１００の停止に係る任意の処理や車両の空調をオフにする操作等の任意の停止処理操作を本発明に適用することもできる。

さらに、進行状況は、冷却処理要求時間Ｔｓ及び冷却処理完了時刻ｔｓに限定されず、運転者等のシステム外部の者が停止処理操作の進捗を認識しうる情報であれば、他の情報を用いることができる。

また、上記各実施形態は任意に組み合わせが可能である。

１１ 燃料電池スタック
１１ａ 温度検出センサ
１９ コントローラ
４１ 空気ブロア
４９ 外気温度センサ
６２ バッテリ
６２ａ ＳＯＣセンサ
６３ 外部充電器
６５ ディスプレイ
６７ スピーカ
１００ 燃料電池システム

Claims (20)

1. 燃料電池システムの停止に応じて実行される停止処理操作の進行状況を表す進行状況情報を取得し、
   前記進行状況情報を前記燃料電池システムの外部に報知する、
   進行状況情報報知方法。
2. 請求項１に記載の進行状況情報報知方法であって、
   前記進行状況として、前記停止処理操作の現在の進捗状況を取得する進行状況情報報知方法。
3. 請求項１に記載の進行状況情報報知方法であって
   前記進行状況として、前記停止処理操作の完了に対する現在の進捗度を取得する進行状況情報報知方法。
4. 請求項３に記載の進行状況情報報知方法であって、
   前記進捗度は、前記停止処理操作が完了するまでの残時間としての停止処理操作完了残時間及び前記停止処理操作が完了する時刻である停止処理操作完了時刻の少なくとも何れか一方を含む進行状況情報報知方法。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の進行状況情報報知方法であって、
   前記燃料電池システムは、固体酸化物型燃料電池を備える固体酸化物型燃料電池システムである進行状況情報報知方法。
6. 請求項５に記載の進行状況情報報知方法であって、
   前記停止処理操作は、前記固体酸化物型燃料電池を冷却する劣化防止処理を含む、
   進行状況情報報知方法。
7. 請求項６に記載の進行状況情報報知方法であって、
   前記停止処理操作は、前記劣化防止処理後に行われる前記燃料電池システム内のバッテリへの外部からの充電操作を含む進行状況情報報知方法。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の進行状況情報報知方法であって、
   前記進行状況は、前記バッテリへの外部からの充電操作の可否の判定状況を含む進行状況情報報知方法。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の進行状況情報報知方法であって、
   前記停止処理操作の進捗に応じて変化する複数のパラメータを取得し、
   前記進行状況情報が、前記複数のパラメータに基づいて定められる進行状況情報報知方法。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の進行状況情報報知方法であって、
    前記燃料電池システムの停止には、該燃料電池システムを搭載した車両システムの停止が含まれる進行状況情報報知方法。
11. 請求項１〜１０の何れか１項に記載の進行状況情報報知方法であって、
    前記進行状況情報の報知を、表示部により行う進行状況情報報知方法。
12. 燃料電池システムであって、
    燃料電池システムの停止を検知する停止検知部と、
    該停止検知部からの信号に応じて停止処理操作を実行する停止処理操作実行部と、
    前記停止処理操作の進行状況を取得する進行状況取得部と、
    前記進行状況取得部で取得された前記進行状況を報知する進行状況報知部と、
    を備えた燃料電池システム。
13. 請求項１２に記載の燃料電池システムであって、
    前記進行状況取得部は、
    前記進行状況として、前記停止処理操作の現在の進捗状況を演算する燃料電池システム。
14. 請求項１２に記載の燃料電池システムであって、
    前記進行状況取得部は、
    前記停止処理操作の完了に対する現在の進捗度を演算する燃料電池システム。
15. 請求項１４に記載の燃料電池システムであって、
    前記進行状況取得部は、
    前記進捗度として、前記停止処理操作が完了するまでの残時間としての停止処理操作完了残時間及び前記停止処理操作が完了する時刻である停止処理操作完了時刻の少なくとも何れか一方を演算する燃料電池システム。
16. 請求項１２〜１５の何れか１項に記載の燃料電池システムであって、
    固体酸化物型燃料電池を備える固体酸化物型燃料電池システムである、
    燃料電池システム。
17. 請求項１２〜１６の何れか１項に記載の燃料電池システムであって、
    前記停止処理操作は、前記固体酸化物型燃料電池を冷却する劣化防止処理を含む、
    燃料電池システム。
18. 請求項１７に記載の燃料電池システムであって、
    前記停止処理操作は、前記劣化防止処理後に行われる前記燃料電池システム内のバッテリへの外部からの充電操作を含む、
    燃料電池システム。
19. 請求項１２〜１８の何れか１項に記載の燃料電池システムであって、
    前記停止検知部は、燃料電池システムを搭載した車両システムの停止を検知する、
    燃料電池システム。
20. 請求項１２〜請求項１９の何れか１項に記載の燃料電池システムであって、
    前記進行状況を表示する表示報知部を有する燃料電池システム。

Images