JP2021012858A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】適切な掃気を実行することができる燃料電池システムを提供すること。【解決手段】燃料電池内を掃気可能な掃気装置と、手動で操作可能なスイッチと、掃気装置を制御することにより燃料電池内の掃気を実行する制御装置と、を備えた燃料電池システムにおいて、制御装置は、スイッチの操作に応じて、燃料電池の発電停止時に通常掃気を実行する通常掃気モードと、燃料電池の発電停止時に掃気を実行しない又は通常掃気よりも消費エネルギーが少ない簡易的な掃気を実行する掃気抑制モードを実行する。ただし、制御装置は、掃気抑制モードが選択された状態で所定の条件が成立した場合には、強制的に掃気を実行する。所定の条件は、燃料電池の発電が停止してから所定時間が経過したこと、燃料電池システムが搭載された車両の停車位置が所定位置であること、外気温度が閾値未満であること、の少なくとも一つである。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。

発電停止時に燃料電池内を掃気することにより、燃料電池内の残水が外部へと排出される。これにより、例えば燃料電池内の残水が氷点下環境下で凍結することを防止できる（特許文献１参照）。

特開２００６−０７９８６４号公報

例えばこのような燃料電池を搭載した配送用トラックでは、荷物の積み下ろしのために短時間だけ停車し、再度走行を開始することが想定される。このように、短時間だけ停車する度に燃料電池の発電を停止して掃気を実行すると、燃料電池内の残水が凍結する可能性が低いにもかかわらず、掃気を実行することになり、掃気の実行に伴うエネルギーが浪費する。しかしながら、長時間停車する場合には、適切に掃気を実行する必要がある。

本発明は、エネルギーの浪費を抑制すると共に、必要な場合には掃気を適切に実行することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。

上記目的は、燃料電池内を掃気可能な掃気装置と、手動で操作可能なスイッチと、前記掃気装置を制御することにより前記燃料電池内の掃気を実行する制御装置と、を備えた燃料電池システムにおいて、前記制御装置は、前記スイッチの操作に応じて、前記燃料電池の発電停止時に通常掃気を実行する通常掃気モードと、前記燃料電池の発電停止時に掃気を実行しない又は前記通常掃気よりも消費エネルギーが少ない簡易的な掃気を実行する掃気抑制モードと、を切り替え、前記制御装置は、前記掃気抑制モードが選択された状態で所定の条件が成立した場合には、強制的に掃気を実行し、前記所定の条件は、前記燃料電池の発電が停止してから所定時間が経過したこと、前記燃料電池システムが搭載された車両の停車位置が所定位置であること、外気温度が閾値未満であること、の少なくとも一つを含み、前記制御装置は、前記所定の条件に、前記燃料電池の発電が停止してから前記所定時間が経過したこと、を含む場合は、外気温度が低いほど前記所定時間を短くする、燃料電池システムによって達成できる。

本発明によれば、エネルギーの浪費を抑制すると共に、必要な場合には掃気を適切に実行することができる燃料電池システムを提供できる。

図１は、車両に搭載された燃料電池システムの概略図である。 図２は、ＥＣＵが実行する掃気制御の一例を示したフローチャートである。 図３は、掃気制御の第１変形例を示したフローチャートである。 図４Ａは、外気温度と所定時間との関係を規定したマップの一例であり、図４Ｂは、外気温度と所定時間との関係を規定したマップの他の例である。 図５は、掃気制御の第２変形例を示したフローチャートである。 図６は、掃気制御の第３変形例を示したフローチャートである。 図７は、掃気制御の第４変形例を示したフローチャートである。

［燃料電池システムの構成］
図１は、車両に搭載された燃料電池システム１の構成図である。燃料電池システム１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３、燃料電池（以下、ＦＣと称する）４、二次電池（以下、ＢＡＴと称する）８、カソードガス供給系１０、アノードガス供給系２０、及び電力制御系３０を含む。尚、燃料電池システム１は、ＦＣ４に冷却水を循環させて冷却する不図示の冷却系を含む。また、車両には、走行用のモータ５０や、イグニッションスイッチ２、車輪５、アクセル開度センサ６、後述する掃気抑制スイッチ７、及び外気温センサ９を備えている。ＦＣ４は、カソードガスとアノードガスの供給を受けて発電する燃料電池であり、固体高分子電解質型の単セルを複数積層して構成されている。

カソードガス供給系１０は、カソードガスとして酸素を含む空気をＦＣ４に供給し、供給管１１、排出管１２、バイパス管１３、エアコンプレッサ１４、バイパス弁１５、インタークーラ１６、背圧弁１７、及び加湿器１８を含む。供給管１１は、ＦＣ４のカソード入口マニホールドに接続されている。排出管１２は、ＦＣ４のカソード出口マニホールドに接続されている。バイパス管１３は供給管１１及び排出管１２を連通している。バイパス弁１５は、供給管１１とバイパス管１３との接続部分に設けられている。バイパス弁１５は供給管１１とバイパス管１３との連通状態を切り替える。エアコンプレッサ１４、バイパス弁１５、及びインタークーラ１６は、供給管１１上に上流側から順に配置されている。背圧弁１７は、排出管１２上であって、排出管１２とバイパス管１３との接続部分よりも上流側に配置されている。加湿器１８は、供給管１１及び排出管１２に亘って設けられており、具体的には、インタークーラ１６よりも下流側の供給管１１上に設けられ、背圧弁１７よりも上流側の排出管１２上に設けられている。

エアコンプレッサ１４は、カソードガスとして酸素を含む空気を、供給管１１を介してＦＣ４に供給する。ＦＣ４に供給されたカソードガスは、排出管１２を介して排出される。インタークーラ１６は、ＦＣ４に供給されるカソードガスを冷却する。背圧弁１７は、ＦＣ４のカソード側の背圧を調整する。エアコンプレッサ１４、バイパス弁１５、及び背圧弁１７の駆動は、ＥＣＵ３により制御される。ＥＣＵ３は、エアコンプレッサ１４の回転速度を制御することにより、ＦＣ４に供給されるカソードガスの流量を調整できる。また、ＥＣＵ３は、バイパス弁１５及び背圧弁１７の開度を制御することにより、ＦＣ４に供給されるカソードガスの流量及びバイバスされるカソードガスの流量を調整することができる。加湿器１８は、排出管１２を流れるＦＣ４から排出されたカソードオフガス中の水分を利用して、供給管１１を流れるＦＣ４に供給される前のカソードガスを加湿する。加湿器１８内には、カソードガスが流れる流路とカソードオフガスが流れる流路とを仕切るように水分透過膜が設けられており、この水分透過膜を介してカソードオフガス中の水分がカソードガス側に透過することにより、カソードガスが加湿される。

アノードガス供給系２０は、アノードガスとして水素ガスをＦＣ４に供給し、タンク２０Ｔ、供給管２１、排出管２２、循環管２３、タンク弁２４、調圧弁２５、インジェクタ（以下、ＩＮＪと称する）２６、気液分離器２７、排水弁２８、及び水素循環ポンプ（以下、ＨＰと称する）２９を含む。タンク２０ＴとＦＣ４のアノード入口マニホールドは、供給管２１により接続されている。タンク２０Ｔには、アノードガスである水素ガスが貯留されている。排出管２２の一端は、ＦＣ４のアノード出口マニホールドに接続され、排出管２２の他端は、酸化剤ガス供給系１０の排出管１２に接続されている。循環管２３は、気液分離器２７と供給管２１とを連通している。タンク弁２４、調圧弁２５、及びＩＮＪ２６は、供給管２１の上流側から順に配置されている。

タンク弁２４が開いた状態で、調圧弁２５の開度が調整され、ＩＮＪ２６がアノードガスを噴射する。これにより、ＦＣ４にアノードガスが供給される。排出管２２には、気液分離器２７及び排水弁２８が、上流側から順に配置されている。気液分離器２７は、ＦＣ４から排出されたアノードガスから水分を分離して貯留する。気液分離器２７に貯留された水は、排水弁２８が開くことにより、排出管２２を介して燃料電池システム１の外部へと排出される。循環管２３は、アノードガスをＦＣ４へ還流させるため配管であり、上流側の端部が気液分離器２７に接続され、ＨＰ２９が配置されている。ＦＣ４から排出されたアノードガスは、ＨＰ２９によって適度に加圧され、供給管２１へ導かれる。タンク弁２４、調圧弁２５、ＩＮＪ２６、排水弁２８、及びＨＰ２９の駆動は、ＥＣＵ３により制御される。尚、ＨＰ２９の代わりにエジェクタを設け、エジェクタによりＦＣ４から排出されたアノードガスが供給管２１に再供給される構成としてもよい。

電力制御系３０は、ＦＣ４の放電及びＢＡＴ８の充放電を制御する。電力制御系３０は、燃料電池ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、ＦＤＣと称する）３２、バッテリＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、ＢＤＣと称する）３４、モータインバータ（以下、ＭＩＮＶと称する）３８、補機インバータ（以下、ＡＩＮＶと称する）３９を含む。ＦＤＣ３２は、ＥＣＵ３から送信される要求電流値に基づきＦＣ４による出力電流を制御すると共に、ＦＣ４からの直流電力を調整してＭＩＮＶ３８やＡＩＮＶ３９に出力する。ＢＤＣ３４は、ＢＡＴ８からの直流電力を調整してＭＩＮＶ３８やＡＩＮＶ３９に出力する。ＦＣ４の発電電力は、ＢＡＴ８に充電可能である。ＭＩＮＶ３８は、入力された直流電力を三相交流電力に変換してモータ５０へ供給する。モータ５０は、車輪５を駆動して車両を走行させる。ＦＣ４及びＢＡＴ８の電力は、ＡＩＮＶ３９を介してモータ５０以外の負荷装置にも供給可能である。ここで負荷装置は、ＦＣ４用の補機と、車両用の補機とを含む。ＦＣ４用の補機とは、上述したエアコンプレッサ１４、バイパス弁１５、背圧弁１７、タンク弁２４、調圧弁２５、ＩＮＪ２６、排水弁２８、ＨＰ２９を含む。車両用の補機は、例えば空調設備や、照明装置、ハザードランプ等を含む。尚、ＢＤＣ３４やＦＤＣ３２を備えずに、ＦＣ４又はＢＡＴ８が直接ＭＩＮＶ３８に接続される構成であってもよい。

ＥＣＵ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＥＣＵ３は、イグニッションスイッチ２、アクセル開度センサ６、掃気抑制スイッチ７、外気温センサ９、エアコンプレッサ１４、バイパス弁１５、背圧弁１７、タンク弁２４、調圧弁２５、ＩＮＪ２６、排水弁２８、ＨＰ２９、ＦＤＣ３２、及びＢＤＣ３４が電気的に接続されている。

ＥＣＵ３は、イグニッションスイッチ２のオン、オフ状態に応じて燃料電池システム１を起動、停止する。ＥＣＵ３は、アクセル開度センサ６の検出値や上述した車両用の補機及びＦＣ４用の補機の駆動状態、ＢＡＴ８の蓄電電力等に基づいて、ＦＣ４への要求出力を算出し、この要求出力に基づいてＦＣ４への要求電流値を算出する。また、ＥＣＵ３は、ＦＣ４への要求出力に応じてエアコンプレッサ１４やＩＮＪ２６を制御してＦＣ４に供給されるカソードガス及びアノードガスの流量を制御しつつ、ＦＣ４の要求電流値に基づいてＦＤＣ３２を制御することによりＦＣ４の出力電流を制御する。また、ＥＣＵ３は、外気温センサ９に基づいて外気温度を取得する。

ＥＣＵ３は、ＦＣ４の発電停止後に掃気を実行する。掃気とは、発電停止後にＦＣ４に掃気ガスを供給することにより、ＦＣ４内の残水を外部に排出させる処理である。掃気ガスとして、カソードガス及びアノードガスを用いる。発電停止後にエアコンプレッサ１４を駆動してＦＣ４にカソードガスを供給することによりＦＣ４のカソード流路内の残水を排出できる。また、発電停止後にＨＰ２９を駆動してアノードオフガスをＦＣ４に供給することによりＦＣ４のアノード流路内の残水を排出できる。従って、エアコンプレッサ１４やＨＰ２９は、掃気装置の一例である。尚、本実施例のようにＦＣ４のカソード流路及びアノード流路の双方を掃気してもよいし、何れか片方のみを掃気してもよい。

上記の掃気は、掃気抑制スイッチ７がオフの場合に実行される。掃気抑制スイッチ７は運転手が手動でオン、オフを切り替えることができるスイッチであり、例えばダッシュボード周辺に設けられている。掃気抑制スイッチ７がオフの状態では、ＦＣ４の発電停止時に通常掃気が実行される通常掃気モードが選択される。掃気抑制スイッチ７がオンの状態では、ＦＣ４の発電停止時に掃気を実行しない掃気抑制モードが選択される。従って、運転手の判断により、発電停止時に掃気を実行させたくない場合には、掃気抑制スイッチ７をオンにすることにより、掃気が実行されることを回避できる。例えば、燃料電池システム１が搭載された車両が配送用トラックであった場合には、荷物の積み下ろしの際には停車してＦＣ４の発電が停止されるが、その停車時間は比較的短く、その後に再度走行を開始する場合が多い。このような場合には、停車中にＦＣ４内の残水が凍結する可能性は低い。従って、このような場合には掃気抑制スイッチ７をオンにすることにより、掃気の実行を回避し、エネルギーの浪費を抑制できる。また、配送完了後では車両は長時間停車される場合が多いため、運転手は掃気抑制スイッチ７をオフにすることにより、通常掃気が実行され、ＦＣ４内の残水が凍結することを防止できる。

ここで、配送完了後に運転手が掃気抑制スイッチ７をオンからオフに切り換えることを忘れてしまうことが考えられる。その結果、ＦＣ４が掃気されずに長時間発電が停止され、ＦＣ４内の残水が凍結する可能性がある。このため、ＥＣＵ３は、掃気抑制スイッチ７がオンの状態であっても、所定の条件が成立した場合には、掃気抑制スイッチ７をオフに切り換えて掃気を実行する。以下に、ＥＣＵ３が実行する掃気制御について説明する。

図２は、ＥＣＵ３が実行する掃気制御の一例を示したフローチャートである。本制御は繰り返し実行される。ＥＣＵ３は、ＦＣ４の発電停止要求があるか否かを判定する（ステップＳ１）。例えば、イグニッションスイッチ２がオンからオフに切り換えられた場合には、ＦＣ４には発電停止要求がなされる。ステップＳ１でＮｏの場合には、本制御は終了する。ステップＳ１でＹｅｓの場合、ＥＣＵ３はＦＣ４の発電を停止する（ステップＳ２）。具体的には、ＥＣＵ３は、ＦＤＣ３２を制御することによりＦＣ４への掃引電流をゼロにすることによりＦＣ４の発電を停止する。尚、ＦＤＣ３２内に、ＦＣ４と電気的な接続、切断を切り替え可能なスイッチが設けられている場合には、ＥＣＵ３がこのスイッチを制御してＦＣ４とＦＤＣ３２とを切断することにより、ＦＣ４２の発電を停止してもよい。

次に、ＥＣＵ３は、掃気抑制スイッチ７がオンか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３でＮｏの場合、即ち掃気抑制スイッチ７がオフの場合には、ＥＣＵ３は、上述したように通常掃気を実行する（ステップＳ９）。ステップＳ９でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ３は発電停止時からの時間のカウントを開始する（ステップＳ４）。次にＥＣＵ３は、ＦＣ４の発電再開要求があるか否かを判定する（ステップＳ５）。例えばイグニッションスイッチ２がオフからオンに切り換えられた場合には、ＦＣ４に発電再開要求がなされる。ステップＳ５でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ３はＦＣ４の発電を再開する（ステップＳ６）。具体的には、ＥＣＵ３は、ＦＤＣ３２を制御することによりＦＣ４への掃引電流をゼロより大きい値にすることによりＦＣ４の発電を再開する。尚、ＦＤＣ３２内に、ＦＣ４と電気的な接続、切断を切り替え可能なスイッチが設けられている場合には、ＥＣＵ３がこのスイッチを制御してＦＣ４とＦＤＣ３２とを接続する必要がある。

ステップＳ５でＮｏの場合には、ＥＣＵ３は、発電停止時から開始したカウント値に基づいて、発電停止時から所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７でＮｏの場合には、再度ステップＳ５の処理が実行される。ステップＳ７でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ３は、掃気抑制スイッチ７をオフに切り換えて（ステップＳ８）、強制掃気を実行する（ステップＳ９ａ）。発電停止時から所定時間経過したことは、「所定の条件」の一例である。

即ち、掃気抑制スイッチ７がオンのままＦＣ４の発電が停止された場合であっても、発電停止から発電再開要求があるまでの時間が比較的短い場合には、掃気が実行されることなく、発電が再開される（ステップＳ６）。これにより、上述したように停車時間が比較的短い場合には、掃気の実行を回避できる。これに対して、掃気抑制スイッチ７がオンのままＦＣ４の発電が停止されて、発電停止から発電再開要求がないまま所定時間が経過した場合には、強制掃気が実行される（ステップＳ９ａ）。このように、掃気抑制スイッチ７をオンのままでもＦＣ４が長時間発電停止状態にあった場合には、強制掃気が実行されるため、ＦＣ４内の凍結が防止される。

尚、上記の「所定時間」は、外気が氷点下の時にＦＣ４の発電が停止してからＦＣ４内の残水が凍結するのに要する時間よりも短く、荷物の積み下ろしに要する停車時間よりも長い時間が好ましく、例えば６０分である。

［第１変形例］
次に、掃気制御の複数の変形例について説明する。尚、同一の処理については同一の符号を付して重複する説明を省略する。図３は、掃気制御の第１変形例を示したフローチャートである。ステップＳ３の実行後、ＥＣＵ３は、外気温度に基づいて「所定時間」を算出する（ステップＳ３−１）。具体的には、外気温センサ９が検出した外気温度が低いほど、「所定時間」が短くなるように算出される。例えば、外気温度が−１０℃の場合には、所定時間が６０分であって、外気温度が−３０℃の場合には、所定時間は３０分であってもよい。尚、ステップＳ３−１とステップＳ４の順序は問わない。

図４Ａは、外気温度と所定時間との関係を規定したマップの一例である。このマップは、予めＥＣＵ３のＲＯＭに記憶されている。ＥＣＵ３は、外気温度とこのマップを参照して所定時間を算出する。図４Ａに示したマップによれば、外気温度が０℃未満から−２０℃近傍までは、外気温度が低下するにつれて所定時間が徐々に短くなるように算出される。また、このマップでは、外気温度が−２０℃よりも更に低い場合には、ＦＣ４内の残水が短時間で凍結する可能性が高いものとして、所定時間として最も短い時間が算出される。

外気温度が０℃以上の場合には、所定時間は無限大として算出される。この場合、ＦＣ４内の残水が凍結する可能性は低いとして、ステップＳ７で常にＮｏと判定され、掃気抑制スイッチ７のオフへの切り換えは行われず、掃気も実行されない。このように、ＦＣ４内で残水の凍結の可能性が低い場合には、掃気を実行しないことにより、掃気の実行に伴うエネルギーの浪費を防止できる。

尚、外気温度と所定時間との関係を規定したマップは、図４Ａに示したものに限定されない。図４Ｂは、外気温度と所定時間との関係を規定したマップの他の例である。図４Ｂのマップでは、外気温度が低下するにつれて、所定時間が段階的に短くなるように規定している。このようなマップに基づいて所定時間を算出してもよい。

また、図４Ａ及び図４Ｂの例では、所定時間が無限大に算出される場合として外気温度を０℃以上としたが、これに限定されず、０℃に所定のマージンを加えた０℃よりも高い温度以上の場合に、所定時間を無限大として算出してもよい。

また、発電停止中の随時外気温度を取得し、取得した最新の外気温度に基づいて、「所定時間」を随時更新してもよい。これにより、発電停止中に変化する外気温度に対応して、適切な「所定時間」を算出することができる。例えば、発電停止時の外気温度が−１０℃であったが、発電停止中であって掃気が実行される前に外気温度が−３０℃にまで低下した場合には、発電停止時に算出された所定時間よりもその後に更新された所定時間の方が短い。これにより、発電停止後に外気温度が更に低下した場合であっても、掃気の実効性を確保してＦＣ４内の残水の凍結を防止できる。

［第２変形例］
図５は、掃気制御の第２変形例を示したフローチャートである。ステップＳ５でＮｏの場合、ＥＣＵ３は、外気温度が閾値未満か否かを判定する（ステップＳ６−１）。閾値とは、例えば０℃である。ステップＳ６−１でＮｏの場合には、ステップＳ５の処理を実行し、ステップＳ６−１でＹｅｓの場合には、ステップＳ７以降の処理が実行される。即ち、外気温度が閾値未満ではなく閾値以上の場合には、ＦＣ４内の残水が凍結する可能性は低いとして、掃気抑制スイッチ７はオフには切り替えられず、通常掃気も実行されない。外気温度が閾値未満の場合には、ＦＣ４内の残水が凍結する可能性があるとして、発電停止から所定時間が経過した場合に、掃気抑制スイッチ７はオフに切り替えられ（ステップＳ８）、強制掃気が実行される（ステップＳ９ａ）。外気温度が閾値未満であることは、「所定の条件」の一例である。

［第３変形例］
掃気制御の第３変形例では、車両にナビゲーション装置が搭載されており、ＥＣＵ３はこのナビゲーション装置に電気的に接続されていることが前提である。ナビゲーション装置の記憶装置には、地図データや車両の過去の走行履歴等が記憶されている。また、ナビゲーション装置は、車両の位置情報を取得するＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を内蔵している。

図６は、掃気制御の第３変形例を示したフローチャートである。上述した本実施例及び変形例と異なり、第３変形例ではステップＳ４及びＳ７の処理は実行されず、ステップＳ５でＮｏの場合に、車両が所定位置で停車しているか否かが判定される（ステップＳ７−１）。所定位置とは、予め登録された車両の拠点位置であり、例えば車両が配送用トラックであった場合には、配送センタである。尚、ＥＣＵ３は、ナビゲーション装置から車両の停車位置を取得する。ステップＳ７−１でＮｏの場合には、再度ステップＳ５の処理が実行され、ステップＳ７−１でＹｅｓの場合には、ステップＳ８及びＳ９ａの処理が実行される。即ち、車両が拠点位置以外で停車している場合には、長時間停車される可能性は少ないとして掃気は実行されず、車両が拠点位置で停車している場合には、長時間停車される可能性が高いものとして、掃気抑制スイッチ７はオフに切り替えられ（ステップＳ８）、強制掃気が実行される（ステップＳ９ａ）。車両の停車位置が所定位置であること「所定の条件」の一例である。

［第４変形例］
掃気制御の第４変形例では、車両本体のドアの開閉を検出する開閉センサと荷台のドアの開閉を検出する開閉センサとが設けられており、ＥＣＵ３はこれらのセンサと電気的に接続されていることが前提である。

図７は、掃気制御の第４変形例を示したフローチャートである。ステップＳ５でＮｏの場合、ＥＣＵ３は車両のドアや荷台のドアが開閉されているか否かを判定する（ステップＳ６−２）。車両のドアや荷台のドアの開閉は、上述した開閉センサからの信号に基づいてＥＣＵ３が判定する。これらのドアの何れも開閉されていない場合にはステップＳ６−２でＹｅｓと判定され、ステップＳ７以降の処理が実行される。第４変形例でのステップＳ７の「所定時間」は、例えば荷物の積み下ろしに要する作業時間よりも長い時間を想定しており、例えば４５分である。これらのドアの少なくとも一つが開閉された場合にはステップＳ６−２でＮｏと判定され、ＥＣＵ３はカウント値をリセットし再度カウントを開始する（ステップＳ６−３）。即ち、掃気抑制スイッチ７がオンの状態であってもＦＣ４の発電が停止してから４５分以上ドアが開閉されていない場合には、車両は長時間停車されているものとして、掃気抑制スイッチ７はオフに切り替えられ（ステップＳ８）、強制掃気が実行される（ステップＳ９ａ）。

［その他］
上述した本実施例及び変形例においては、掃気抑制スイッチ７がオンの状態、即ち、掃気抑制モードが選択された状態では、ＦＣ４の発電停止時には掃気は実行されないが、これに限定されず、通常掃気モードで実行される通常掃気よりも消費エネルギーの少ない簡易的な掃気を実行してもよい。例えば、簡易的な掃気は、通常掃気よりも、エアコンプレッサ１４及びＨＰ２９の回転速度が遅くてもよいし、これらの駆動時間が短くてもよいし、回転速度が遅く且つ駆動時間が短くてもよい。具体的には、通常掃気で回転速度と駆動時間は２０００ｒｐｍで３０秒であるのに対し、簡易掃気では２０００ｒｐｍで１０秒、又は１０００ｒｐｍで３０秒であってもよい。

ステップＳ７、Ｓ６−１、Ｓ７−１、Ｓ６−２の処理のうち少なくとも２以上の処理でＹｅｓの場合に、強制掃気を実行してもよい。これにより、ＦＣ４内の残水が凍結する可能性がより高い場合に強制掃気が実行されるため、不必要に掃気が実行されることを防止できる。

掃気抑制スイッチ７は、専用のスイッチであるがこれに限定されず、例えばハザードスイッチと連動したスイッチであってもよい。一般的に、運転手は短時間だけ停車する際にはハザードスイッチをオンにするため、ハザードスイッチがオンの状態では、その後に再度走行を開始する場合が多い。従って、ハザードスイッチがオンの状態では掃気抑制スイッチ７もオンとなるように両スイッチを共用することにより、部品点数を削減でき、更に、運転手はハザードスイッチのみを操作すればよいため運転手の手間を省くことができる。

上記実施例及び変形例では、掃気抑制スイッチ７をオフに切り換えたうえで強制掃気が実行されるが（ステップＳ８及びＳ９ａ）、掃気抑制スイッチ７をオンのままオフに切り換えずに強制掃気を実行してもよい。

上記実施例及び変形例では、通常掃気と強制掃気とで消費エネルギーが一致している必要はない。例えば、通常掃気では、エアコンプレッサ１４及びＨＰ２９の回転速度と駆動時間は２０００ｒｐｍで３０秒であるのに対して、強制掃気では、２０００ｒｐｍで３５秒であってもよいし、２０００ｒｐｍで２５秒であってもよいし、２１００ｒｐｍで３０秒間であってもよいし、１９５０ｒｐｍで３０秒間であってもよい。通常掃気は、ＦＣ４の発電停止後に直ちに実行されるのに対して、強制掃気は、ＦＣ４の発電停止後から所定時間が経過した後に実行されるため、ＦＣ４内での残水の量や分布等が異なっており、排水に適したエネルギーも異なっている場合もあるからである。但し、何れの場合においても、ＦＣ４から残水を十分に排出できるように消費エネルギーを設定することが好ましい。

また、掃気抑制スイッチ７がオンの状態で簡易的な掃気が実行される場合には、強制掃気と既に実行済みの簡易的な掃気と合わせてＦＣ４から残水を十分排出できるように、強制掃気による消費エネルギーを設定してもよい。

上記実施例及び変形例では、掃気抑制スイッチ７を採用したが、これに限定されず、例えば掃気実行スイッチを採用してもよい。この場合、掃気抑制スイッチ７がオフで通常掃気モードが選択されオンで掃気抑制モードが選択されたのに対して、掃気実行スイッチでは、オンで通常掃気モードが選択されオフで掃気抑制モードが選択されるように構成してもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

３ ＥＣＵ（制御装置）
７ 掃気抑制スイッチ（スイッチ）
１４ エアコンプレッサ（掃気装置）
２９ 水素循環ポンプ（掃気装置）

Claims (1)

1. 燃料電池内を掃気可能な掃気装置と、
   手動で操作可能なスイッチと、
   前記掃気装置を制御することにより前記燃料電池内の掃気を実行する制御装置と、を備えた燃料電池システムにおいて、
   前記制御装置は、前記スイッチの操作に応じて、前記燃料電池の発電停止時に通常掃気を実行する通常掃気モードと、前記燃料電池の発電停止時に掃気を実行しない又は前記通常掃気よりも消費エネルギーが少ない簡易的な掃気を実行する掃気抑制モードと、を切り替え、
   前記制御装置は、前記掃気抑制モードが選択された状態で所定の条件が成立した場合には、強制的に掃気を実行し、
   前記所定の条件は、前記燃料電池の発電が停止してから所定時間が経過したこと、前記燃料電池システムが搭載された車両の停車位置が所定位置であること、外気温度が閾値未満であること、の少なくとも一つを含み、
   前記制御装置は、前記所定の条件に、前記燃料電池の発電が停止してから前記所定時間が経過したこと、を含む場合は、外気温度が低いほど前記所定時間を短くする、燃料電池システム。

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