JP2022157510A - 燃料電池システムの運転方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の燃料電池スタックの温度のばらつきを抑制することができる燃料電池システムの運転方法を提供することができる。【解決手段】燃料電池システム１０の運転方法は、複数の燃料電池スタックを有し、第１冷媒通路１３と、第２冷媒通路１４と、第１温度取得部１５と、第２温度取得部１６と、第１冷媒循環路１７と、第１冷媒圧送部１８と、第１熱交換器１９と、第１流量調整弁２１と、を備える燃料電池システム１０の運転方法であって、複数の燃料電池スタックが停止された後、所定の条件が成立するまで、第１冷媒圧送部１８を駆動するとともに、第１流量調整弁２１は、第１温度取得部１５および第２温度取得部１６により取得した第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４のそれぞれを流通する冷媒の温度に基づいて、第１冷媒通路１３に流通させる冷媒の流量と第２冷媒通路１４に流通させる冷媒の流量を調整する。【選択図】図１
Description
本発明は、燃料電池システムの運転方法に関する。
従来、複数の燃料電池スタックを備え、それぞれの燃料電池スタックの使用方法が異なる燃料電池システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
それぞれの燃料電池スタックの使用方法が異なると、それぞれの燃料電池スタックの温度（発熱量）も異なる。異なる燃料電池スタック間で温度に差が生じると、劣化の度合いにも差が生じる。複数の燃料電池スタックの劣化の度合いが異なると、それぞれの燃料電池スタックのメンテナンスの時期や、耐久性にも差が生じるため、管理に手間を要する。
本発明は、複数の燃料電池スタックを備えた燃料電池スタックにおいて、複数の燃料電池スタックの温度のばらつきを抑制することができる燃料電池システムの運転方法の提供を目的の一つとする。
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る燃料電池システムの運転方法は、複数の燃料電池スタック（例えば、実施形態での第１燃料電池スタック１１、第２燃料電池スタック１２）を有し、前記複数の燃料電池スタックのうち第１燃料電池スタックに冷媒を流通させる第１冷媒通路（例えば、実施形態での第１冷媒通路１３）と、前記複数の燃料電池スタックのうち第２燃料電池スタックに冷媒を流通させる第２冷媒通路（例えば、実施形態での第２冷媒通路１４）と、前記第１燃料電池スタックおよび前記第２燃料電池スタックの下流側の前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路のそれぞれで、前記冷媒の温度を取得する温度取得部（例えば、実施形態での第１温度取得部１５、第２温度取得部１６）と、前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路を流通した前記冷媒を前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路の上流側のへ流通させる第１冷媒循環路（例えば、実施形態での第１冷媒循環路１７）と、前記第１冷媒循環路に設けられる第１冷媒圧送部（例えば、実施形態での第１冷媒圧送部１８）と、前記第１冷媒循環路に設けられる第１熱交換器（例えば、実施形態での第１熱交換器１９）と、前記第１冷媒循環路から前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とに分岐させる分岐部（例えば、実施形態での分岐部２０）に、前記第１冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量と前記第２冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量とを調整する第１流量調整弁（例えば、実施形態での第１流量調整弁２１）と、を備え、前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とが並列に設けられる燃料電池システムの運転方法であって、前記複数の燃料電池スタックが停止された後、所定の条件が成立するまで、前記第１冷媒圧送部を駆動するとともに、前記第１流量調整弁は、前記温度取得部により取得した前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路のそれぞれを流通する前記冷媒の温度に基づいて、前記第１冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量と前記第２冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量を調整する。
（１）本発明の一態様に係る燃料電池システムの運転方法は、複数の燃料電池スタック（例えば、実施形態での第１燃料電池スタック１１、第２燃料電池スタック１２）を有し、前記複数の燃料電池スタックのうち第１燃料電池スタックに冷媒を流通させる第１冷媒通路（例えば、実施形態での第１冷媒通路１３）と、前記複数の燃料電池スタックのうち第２燃料電池スタックに冷媒を流通させる第２冷媒通路（例えば、実施形態での第２冷媒通路１４）と、前記第１燃料電池スタックおよび前記第２燃料電池スタックの下流側の前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路のそれぞれで、前記冷媒の温度を取得する温度取得部（例えば、実施形態での第１温度取得部１５、第２温度取得部１６）と、前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路を流通した前記冷媒を前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路の上流側のへ流通させる第１冷媒循環路（例えば、実施形態での第１冷媒循環路１７）と、前記第１冷媒循環路に設けられる第１冷媒圧送部（例えば、実施形態での第１冷媒圧送部１８）と、前記第１冷媒循環路に設けられる第１熱交換器（例えば、実施形態での第１熱交換器１９）と、前記第１冷媒循環路から前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とに分岐させる分岐部（例えば、実施形態での分岐部２０）に、前記第１冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量と前記第２冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量とを調整する第１流量調整弁（例えば、実施形態での第１流量調整弁２１）と、を備え、前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とが並列に設けられる燃料電池システムの運転方法であって、前記複数の燃料電池スタックが停止された後、所定の条件が成立するまで、前記第１冷媒圧送部を駆動するとともに、前記第１流量調整弁は、前記温度取得部により取得した前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路のそれぞれを流通する前記冷媒の温度に基づいて、前記第１冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量と前記第２冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量を調整する。
（２）上記（１）に記載の燃料電池システムの運転方法は、前記所定の条件が、前記第１冷媒通路の前記冷媒の温度と前記第２冷媒通路の前記冷媒の温度との温度差が所定以下および前記第１冷媒通路の前記冷媒の温度と前記第２冷媒通路の前記冷媒の温度の少なくとも一方が第１温度以下であってもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載の燃料電池システムの運転方法は、前記燃料電池システムは、前記温度取得部より下流側で、前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とを集合させる集合部（例えば、実施形態での集合部２２）と、前記集合部または前記集合部より下流側の前記第１冷媒循環路から第２流量調整弁（例えば、実施形態での第２流量調整弁２３）を用いて前記冷媒を選択的に分岐させ、前記分岐部の上流側の前記第１冷媒循環路に戻す第２冷媒循環路（例えば、実施形態での第２冷媒循環路２４）と、前記第２冷媒循環路に設けられる第２冷媒圧送部（例えば、実施形態での第２冷媒圧送部２５）と、前記第２冷媒循環路に設けられる第２熱交換器（例えば、実施形態での第２熱交換器２６）と、を備え、前記所定の条件が成立後、前記第１冷媒圧送部を停止するとともに、前記第２冷媒圧送部を駆動して前記第２冷媒循環路に前記冷媒を流通させてもよい。
（４）上記（３）に記載の燃料電池システムの運転方法は、前記燃料電池システムは、前記第２冷媒循環路の前記冷媒の温度を取得する冷媒循環温度取得部（例えば、実施形態での冷媒循環温度取得部２０１）を備え、前記冷媒循環温度取得部により取得される前記第２冷媒循環路の前記冷媒の温度、前記第１冷媒通路の前記冷媒の温度および前記第２冷媒通路の前記冷媒の温度から選択される少なくとも１つが第２温度以下となった場合に前記第２冷媒圧送部を停止してもよい。
上記（１）によれば、前記複数の燃料電池スタックが停止された後、所定の条件が成立するまで、前記第１冷媒圧送部を駆動するとともに、前記第１流量調整弁は、前記温度取得部により取得した前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路のそれぞれを流通する前記冷媒の温度に基づいて、前記第１冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量と前記第２冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量を調整する。これにより、冷媒は、複数の燃料電池スタックを含む閉回路内を循環し、複数の燃料電池スタックの温度のばらつきを少なくすることができる。
上記（２）の場合、前記所定の条件は、前記第１冷媒通路の前記冷媒の温度と前記第２冷媒通路の前記冷媒の温度との温度差が所定以下および前記第１冷媒通路の前記冷媒の温度と前記第２冷媒通路の前記冷媒の温度の少なくとも一方が第１温度以下である。これにより、複数の燃料電池スタックの温度のばらつきを少なくすることができる。
上記（３）の場合、前記所定の条件が成立後、前記第１冷媒圧送部を停止するとともに、前記第２冷媒圧送部を駆動して前記第２冷媒循環路に前記冷媒を流通させる。これにより、燃料電池システム全体の温度のばらつきを少なくすることができる。
上記（４）の場合、前記冷媒循環温度取得部により得られる前記第２冷媒循環路の前記冷媒の温度、前記第１冷媒通路の前記冷媒の温度および前記第２冷媒通路の前記冷媒の温度から選択される少なくとも１つが第２温度以下となった場合に前記第２冷媒圧送部を停止する。これにより、燃料電池システム全体の温度のばらつきを少なくすることができる。これにより、停止時に燃料電池システム全体の温度のばらつきを抑制できるため、停止中の第１燃料電池スタックのイオンの溶出量と、第２燃料電池スタックのイオンの溶出量とのばらつきを抑制できる。従って、イオン溶出量の違いに起因する各燃料電池スタックの劣化度合いのばらつきを防止することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態での燃料電池システム１０を示模式図である。燃料電池システム１０は、例えば、車両に搭載することができる。車両は、燃料電池システム１０の他に、例えば、蓄電装置、モーター、ラジエータ、冷媒タンク等の装置を備えてもよい。車両は、燃料電池システム１０と、その他の装置を制御する制御装置１００を備えてもよい。車両の制御装置１００は、燃料電池システム１０の制御部（制御装置（ＦＣ制御装置））３０と相互に信号を送受信するものでもよい。
燃料電池システム１０は、第１燃料電池（ＦＣ）スタック１１と、第２燃料電池（ＦＣ）スタック１２と、第１冷媒通路１３と、第２冷媒通路１４と、第１温度取得部１５と、第２温度取得部１６と、第１冷媒循環路１７と、第１冷媒圧送部１８と、第１熱交換器１９と、分岐部２０と、第１流量調整弁２１と、制御部の一例であるＦＣ制御装置３０とを備える。ＦＣ制御装置３０は、燃料電池システム１０の各構成部品に信号線で接続される。燃料電池システム１０では、第１冷媒通路１３と、第２冷媒通路１４と、第１温度取得部１５と、第２温度取得部１６と、第１冷媒循環路１７と、第１冷媒圧送部１８と、第１熱交換器１９と、分岐部２０と、第１流量調整弁２１とを含む冷却系回路を形成している。また、燃料電池システム１０は、集合部２２と、第２流量調整弁２３と、第２冷媒循環路２４と、第２冷媒圧送部２５と、第２熱交換器２６と、ＩＰＵ２７とを備えてもよい。
第１燃料電池スタック１１および第２燃料電池スタック１２は、例えば、固体高分子形燃料電池である。固体高分子形燃料電池は、例えば、積層された複数の燃料電池セルと、複数の燃料電池セルの積層体を挟み込む一対のエンドプレートとを備える。燃料電池セルは、電解質電極構造体と、電解質電極構造体を挟み込む一対のセパレータと備える。電解質電極構造体は、固体高分子電解質膜と、固体高分子電解質膜を挟み込む燃料極及び酸素極とを備える。固体高分子電解質膜は、陽イオン交換膜等を備える。燃料極（アノード）は、アノード触媒およびガス拡散層等を備える。酸素極（カソード）は、カソード触媒およびガス拡散層等を備える。第１燃料電池スタック１１および第２燃料電池スタック１２には、燃料タンクからアノードに供給される燃料ガスと、エアポンプからカソードに供給される酸素を含む空気等の酸化剤ガスとの触媒反応によって発電する。燃料電池スタックに供給されて使用されなかった余剰のガス成分等は、所定の流路を通して排気される。第１燃料電池スタック１１と第２燃料電池スタック１２は並列に設けられている。燃料電池システム１０が、例えば、車両に搭載される場合、第２燃料電池スタック１２の出力はアクセル操作によって調節する。
第１冷媒通路１３は、第１燃料電池スタック１１に接続され、第１燃料電池スタック１１に冷媒を流通させる。第２冷媒通路１４は、第２燃料電池スタック１２に接続され、第２燃料電池スタック１２に冷媒を流通させる。第１冷媒通路１３と第２冷媒通路１４とは、並列に設けられる。
第１温度取得部１５および第２温度取得部１６は、温度計等の温度測定器である。第１温度取得部１５は、第１燃料電池スタック１１の下流側の第１冷媒通路１３に設けられ、その位置で冷媒の温度を取得する。第２温度取得部１６は、第２燃料電池スタック１２の下流側の第２冷媒通路１４に設けられ、その位置で冷媒の温度を取得する。
第１温度取得部１５および第２温度取得部１６は、温度計等の温度測定器である。第１温度取得部１５は、第１燃料電池スタック１１の下流側の第１冷媒通路１３に設けられ、その位置で冷媒の温度を取得する。第２温度取得部１６は、第２燃料電池スタック１２の下流側の第２冷媒通路１４に設けられ、その位置で冷媒の温度を取得する。
第１冷媒循環路１７は、第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４に接続され、第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４を流通した冷媒を第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４の上流側のへ流通させる。
第１冷媒圧送部１８は、第１冷媒循環路１７に設けられる。
第１熱交換器１９は、第１冷媒循環路に設けられる。
第１冷媒圧送部１８は、第１冷媒循環路１７に設けられる。
第１熱交換器１９は、第１冷媒循環路に設けられる。
分岐部２０は、第１冷媒循環路１７から第１冷媒通路１３と第２冷媒通路１４とに分岐させる。
第１流量調整弁２１は、分岐部２０と第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４との間に設けられ、第１冷媒通路１３に流通させる冷媒の流量と第２冷媒通路１４に流通させる冷媒の流量とを調整する。
第１流量調整弁２１は、分岐部２０と第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４との間に設けられ、第１冷媒通路１３に流通させる冷媒の流量と第２冷媒通路１４に流通させる冷媒の流量とを調整する。
集合部２２は、第１温度取得部１５および第２温度取得部１６より下流側に設けられ、第１冷媒通路１３と第２冷媒通路１４とを集合させる。
第２流量調整弁２３は、集合部２２より下流側の第１冷媒循環路１７に設けられる。第２流量調整弁２３は、第１冷媒循環路１７か冷媒を選択的に分岐させる。
第２冷媒循環路２４は、分岐部２０の上流側の第１冷媒循環路１７に冷媒を戻す。
第２流量調整弁２３は、集合部２２より下流側の第１冷媒循環路１７に設けられる。第２流量調整弁２３は、第１冷媒循環路１７か冷媒を選択的に分岐させる。
第２冷媒循環路２４は、分岐部２０の上流側の第１冷媒循環路１７に冷媒を戻す。
第２冷媒圧送部２５は、第２冷媒循環路２４に設けられ、第２冷媒循環路２４に冷媒を流通させる。
第２熱交換器２６は、例えば、ラジエータである。第２熱交換器２６は、第２冷媒循環路２４に設けられ、第２冷媒循環路２４を流通する冷媒と熱交換を行う。
ＩＰＵ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔ）２７は、電源回路制御装置の１種である。ＩＰＵ２７は、第２冷媒循環路２４に設けられる。
第２熱交換器２６は、例えば、ラジエータである。第２熱交換器２６は、第２冷媒循環路２４に設けられ、第２冷媒循環路２４を流通する冷媒と熱交換を行う。
ＩＰＵ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔ）２７は、電源回路制御装置の１種である。ＩＰＵ２７は、第２冷媒循環路２４に設けられる。
燃料電池システム１０の運転方法について説明する。
燃料電池システム１０では、第１燃料電池スタック１１と第２燃料電池スタック１２が停止された後、所定の条件が成立するまで、第１冷媒圧送部１８を駆動するとともに、第１流量調整弁２１は、第１温度取得部１５により取得した第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４のそれぞれを流通する冷媒の温度に基づいて、第１冷媒通路１３に流通させる冷媒の流量と第２冷媒通路１４に流通させる冷媒の流量を調整する。また、前記所定の条件は、第１冷媒通路１３の冷媒の温度と第２冷媒通路１４の冷媒の温度との温度差が所定以下および第１冷媒通路１３の冷媒の温度と第２冷媒通路１４の冷媒の温度の少なくとも一方が第１温度以下である。さらに、前記所定の条件が成立後、第１冷媒圧送部１８を停止するとともに、第２冷媒圧送部２５を駆動して第２冷媒循環路２４に冷媒を流通させる。
燃料電池システム１０では、第１燃料電池スタック１１と第２燃料電池スタック１２が停止された後、所定の条件が成立するまで、第１冷媒圧送部１８を駆動するとともに、第１流量調整弁２１は、第１温度取得部１５により取得した第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４のそれぞれを流通する冷媒の温度に基づいて、第１冷媒通路１３に流通させる冷媒の流量と第２冷媒通路１４に流通させる冷媒の流量を調整する。また、前記所定の条件は、第１冷媒通路１３の冷媒の温度と第２冷媒通路１４の冷媒の温度との温度差が所定以下および第１冷媒通路１３の冷媒の温度と第２冷媒通路１４の冷媒の温度の少なくとも一方が第１温度以下である。さらに、前記所定の条件が成立後、第１冷媒圧送部１８を停止するとともに、第２冷媒圧送部２５を駆動して第２冷媒循環路２４に冷媒を流通させる。
燃料電池システム１０の運転方法の具体例を説明する。
図２は、燃料電池システム１０の運転方法を示すシステムフローの一例である。
Ｔ０～Ｔ１において、第１燃料電池スタック１１および第２燃料電池スタック１２は発電している。第１燃料電池スタック１１の発電量は、第２燃料電池スタック１２の発電量よりも多い。したがって、第１燃料電池スタック１１の温度は、第２燃料電池スタック１２の温度よりも高い。第１流量調整弁２１は開いており、第２流量調整弁２３は閉じている。第１冷媒圧送部１８は起動しており、第２冷媒圧送部２５は停止している。第２流量調整弁２３が閉じており、第２冷媒圧送部２５が停止しているため、冷媒は、第１燃料電池スタック１１、第２燃料電池スタック１２および第１熱交換器１９を含む閉回路内を循環する。すなわち、集合部２２で集合した第１冷媒通路１３と第２冷媒通路１４を流通する冷媒が第１冷媒循環路１７を介して、第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４の上流側のへ戻される。これにより、第１燃料電池スタック１１と第２燃料電池スタック１２の温度のばらつきを少なくすることができる。
図２は、燃料電池システム１０の運転方法を示すシステムフローの一例である。
Ｔ０～Ｔ１において、第１燃料電池スタック１１および第２燃料電池スタック１２は発電している。第１燃料電池スタック１１の発電量は、第２燃料電池スタック１２の発電量よりも多い。したがって、第１燃料電池スタック１１の温度は、第２燃料電池スタック１２の温度よりも高い。第１流量調整弁２１は開いており、第２流量調整弁２３は閉じている。第１冷媒圧送部１８は起動しており、第２冷媒圧送部２５は停止している。第２流量調整弁２３が閉じており、第２冷媒圧送部２５が停止しているため、冷媒は、第１燃料電池スタック１１、第２燃料電池スタック１２および第１熱交換器１９を含む閉回路内を循環する。すなわち、集合部２２で集合した第１冷媒通路１３と第２冷媒通路１４を流通する冷媒が第１冷媒循環路１７を介して、第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４の上流側のへ戻される。これにより、第１燃料電池スタック１１と第２燃料電池スタック１２の温度のばらつきを少なくすることができる。
Ｔ２にて、前記所定の条件が成立後、第１冷媒圧送部１８を停止するとともに、第２冷媒圧送部２５を駆動し、第２流量調整弁２３を開いて、第２冷媒循環路２４に冷媒を流通させる。第２冷媒循環路２４を流通する冷媒は、第２熱交換器２６で熱交換を行う。これにより、燃料電池システム１０全体の温度を下げる。Ｔ２～Ｔ３において、第１燃料電池スタック１１の温度の変化率（減少率）と第２燃料電池スタック１２の温度の変化率（減少率）はほぼ同等となる。すなわち、燃料電池システム１０全体の温度のばらつきを少なくすることができる。
上述したように、実施形態の燃料電池システムの運転方法は、第１燃料電池スタック１１と第２燃料電池スタック１２とが停止された後、所定の条件が成立するまで、第１冷媒圧送部１８を駆動するとともに、第１流量調整弁２１は、第１温度取得部１５および第２温度取得部１６温度取得部により取得した第１冷媒通路１３および第２冷媒通路１４のそれぞれを流通する冷媒の温度に基づいて、第１冷媒通路１３に流通させる冷媒の流量と第２冷媒通路１４に流通させる冷媒の流量を調整する。これにより、冷媒は、第１燃料電池スタック１１と第２燃料電池スタック１２を含む閉回路内を循環し、第１燃料電池スタック１１と第２燃料電池スタック１２の温度のばらつきを少なくすることができる。また、前記所定の条件は、第１冷媒通路１３の冷媒の温度と第２冷媒通路１４の冷媒の温度との温度差が所定以下および第１冷媒通路１３の冷媒の温度と第２冷媒通路１４の冷媒の温度の少なくとも一方が第１温度以下である。これにより、第１燃料電池スタック１１と第２燃料電池スタック１２の温度のばらつきを少なくすることができる。また、前記所定の条件が成立後、第１冷媒圧送部１８を停止するとともに、第２冷媒圧送部２５を駆動して第２冷媒循環路２４に冷媒を流通させる。これにより、燃料電池システム１０全体の温度のばらつきを少なくすることができる。
（その他の例）
図３は、実施形態での燃料電池システム２００を示す模式図である。
なお、燃料電池システム２００では、前記燃料電池システム１０における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図３は、実施形態での燃料電池システム２００を示す模式図である。
なお、燃料電池システム２００では、前記燃料電池システム１０における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
燃料電池システム２００は、燃料電池システム１０の構成に加えて、冷媒循環温度取得部２０１を備えてもよい。
冷媒循環温度取得部２０１は、第２冷媒循環路２４に設けられ、第２冷媒循環路２４を流通する冷媒の温度を取得する。
冷媒循環温度取得部２０１は、第２冷媒循環路２４に設けられ、第２冷媒循環路２４を流通する冷媒の温度を取得する。
燃料電池システム２００の運転方法について説明する。
燃料電池システム２００では、冷媒循環温度取得部２０１により取得される第２冷媒循環路２４の冷媒の温度、第１冷媒通路１３の冷媒の温度および第２冷媒通路１４の冷媒の温度から選択される少なくとも１つが第２温度以下となった場合に第２冷媒圧送部２５を停止する。これにより、燃料電池システム２００全体の温度のばらつきを少なくし、安全に燃料電池システム２００を停止することができる。これにより、停止時に燃料電池システム２００全体の温度のばらつきを抑制できるため、停止中の第１燃料電池スタック１１のイオンの溶出量と、第２燃料電池スタック１２のイオンの溶出量とのばらつきを抑制できる。従って、イオン溶出量の違いに起因する各燃料電池スタックの劣化度合いのばらつきを防止することができる。
燃料電池システム２００では、冷媒循環温度取得部２０１により取得される第２冷媒循環路２４の冷媒の温度、第１冷媒通路１３の冷媒の温度および第２冷媒通路１４の冷媒の温度から選択される少なくとも１つが第２温度以下となった場合に第２冷媒圧送部２５を停止する。これにより、燃料電池システム２００全体の温度のばらつきを少なくし、安全に燃料電池システム２００を停止することができる。これにより、停止時に燃料電池システム２００全体の温度のばらつきを抑制できるため、停止中の第１燃料電池スタック１１のイオンの溶出量と、第２燃料電池スタック１２のイオンの溶出量とのばらつきを抑制できる。従って、イオン溶出量の違いに起因する各燃料電池スタックの劣化度合いのばらつきを防止することができる。
上述した実施形態では、燃料電池システムが、燃料電池において発電された電力を走行用の電力または車載機器の動作用の電力として用いる燃料電池車両に搭載されている例について説明したが、当該システムは、二輪や三輪、四輪等の自動車や他の移動体（例えば、船舶、飛行体、ロボット）に搭載されてもよく、また、定置型の燃料電池システムに搭載されてもよい。
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１０，２００・・・燃料電池システム、１１・・・第１燃料電池スタック、１２・・・第２燃料電池スタック、１３・・・第１冷媒通路、１４・・・第２冷媒通路、１５・・・第１温度取得部、１６・・・第２温度取得部、１７・・・第１冷媒循環路、１８・・・第１冷媒圧送部、１９・・・第１熱交換器、２０・・・分岐部、２１・・・第１流量調整弁、２２・・・集合部、２３・・・第２流量調整弁、２４・・・第２冷媒循環路、２５・・・第２冷媒圧送部、２６・・・第２熱交換器、２７・・・ＩＰＵ、３０・・・制御部（制御装置（ＦＣ制御装置））、１００・・・制御装置、２０１・・・冷媒循環温度取得部。
Claims (4)
- 複数の燃料電池スタックを有し、
前記複数の燃料電池スタックのうち第１燃料電池スタックに冷媒を流通させる第１冷媒通路と、
前記複数の燃料電池スタックのうち第２燃料電池スタックに冷媒を流通させる第２冷媒通路と、
前記第１燃料電池スタックおよび前記第２燃料電池スタックの下流側の前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路のそれぞれで、前記冷媒の温度を取得する温度取得部と、
前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路を流通した前記冷媒を前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路の上流側のへ流通させる第１冷媒循環路と、
前記第１冷媒循環路に設けられる第１冷媒圧送部と、
前記第１冷媒循環路に設けられる第１熱交換器と、
前記第１冷媒循環路から前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とに分岐させる分岐部に、前記第１冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量と前記第２冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量とを調整する第１流量調整弁と、を備え、
前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とが並列に設けられる燃料電池システムの運転方法であって、
前記複数の燃料電池スタックが停止された後、所定の条件が成立するまで、前記第１冷媒圧送部を駆動するとともに、
前記第１流量調整弁は、前記温度取得部により取得した前記第１冷媒通路および前記第２冷媒通路のそれぞれを流通する前記冷媒の温度に基づいて、前記第１冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量と前記第２冷媒通路に流通させる前記冷媒の流量を調整する、燃料電池システムの運転方法。 - 前記所定の条件は、前記第１冷媒通路の前記冷媒の温度と前記第２冷媒通路の前記冷媒の温度との温度差が所定以下および前記第１冷媒通路の前記冷媒の温度と前記第２冷媒通路の前記冷媒の温度の少なくとも一方が第１温度以下である、請求項１に記載の燃料電池システムの運転方法。
- 前記燃料電池システムは、前記温度取得部より下流側で、前記第１冷媒通路と前記第２冷媒通路とを集合させる集合部と、
前記集合部または前記集合部より下流側の前記第１冷媒循環路から第２流量調整弁を用いて前記冷媒を選択的に分岐させ、前記分岐部の上流側の前記第１冷媒循環路に戻す第２冷媒循環路と、
前記第２冷媒循環路に設けられる第２冷媒圧送部と、
前記第２冷媒循環路に設けられる第２熱交換器と、を備え、
前記所定の条件が成立後、前記第１冷媒圧送部を停止するとともに、前記第２冷媒圧送部を駆動して前記第２冷媒循環路に前記冷媒を流通させる、請求項１または２に記載の燃料電池システムの運転方法。 - 前記燃料電池システムは、前記第２冷媒循環路の前記冷媒の温度を取得する冷媒循環温度取得部を備え、
前記冷媒循環温度取得部により取得される前記第２冷媒循環路の前記冷媒の温度、前記第１冷媒通路の前記冷媒の温度および前記第２冷媒通路の前記冷媒の温度から選択される少なくとも１つが第２温度以下となった場合に前記第２冷媒圧送部を停止する、請求項３に記載の燃料電池システムの運転方法。
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