JP5007035B2

JP5007035B2 - 排気処理装置

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Publication number: JP5007035B2
Application number: JP2005296065A
Authority: JP
Inventors: 千大和氣; 暁青柳; 幸夫黒木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2025-10-11
Also published as: JP2007109418A

Description

本発明は、燃料電池システムの運転試験に用いられる排気処理装置に関する。

燃料電池システムを搭載した自動車などでは、内燃機関を搭載した自動車と同様に、屋外だけでなく屋内においても燃料電池を発電させ、その発電により生じた電力を走行モータに供給し、駆動輪を駆動させる運転試験が行われる。このような運転試験では、例えば、車両から排出される排気ガスをポンプで吸引しながら採取して排ガス成分を分析することが行われる（特許文献１参照）。また、このような運転試験では、車両から排出された排気ガス（水素）が屋内に漏れ出るのを防ぐために、排気ガスを屋外に排出するための排気処理装置が必要になる。
特開２０００−３３８０１５号公報（段落００３０，００３１、図１）

ところで、内燃機関を搭載した車両では、二酸化炭素など地球温暖化の原因となる物質や大気汚染物質の排出を削減し、また騒音や資源（石油など）の無駄使いを防止するために、車両が一時的に停止したときにエンジンを停止させる、いわゆるアイドルストップ運動が推奨されている。このため、燃料電池自動車においても、資源の無駄な利用などを防止するためにエアコンプレッサを停止させるアイドルストップ機能を搭載した車両が種々開発されている。

しかし、従来の運転試験に用いられる排気処理装置では、ポンプを用いて排気ガスを排気口から吸い込んでいるため、これを燃料電池自動車の運転試験にそのまま適用すると、車両がアイドルストップ状態（エア（空気）の供給は停止するが、水素の供給は停止しない）になった場合に、エアの供給が停止しているにもかかわらず、排気ガスを吸引するポンプの吸引力により燃料電池内にエアが取り込まれることになる。このため、発電する必要がないのに勝手に発電が行われることで燃料電池が高電位のままになるという問題、また、燃料電池にエアが流れ込むことで燃料電池が乾燥するという問題があった。また、アイドルストップだけではなく、走行中の発電停止（この場合も、エアの供給は停止するが、水素の供給は停止しない）の場合にも、前記と同様な問題が発生する。

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、燃料電池システムの運転試験に用いることができるものであって、燃料電池システムがアイドルストップ状態や走行中発電停止状態になったとしても燃料電池の性能を劣化させることのない排気処理装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、屋内に置かれた車両に搭載された燃料電池システムの運転試験に用いられる排気処理装置であって、燃料電池に供給された反応ガスのオフガスを排出する排気口から前記オフガスを吸引して屋外に排出するオフガス排出手段と、前記燃料電池の運転停止を検出する運転停止検出手段と、前記車両の駆動輪と接触して当該駆動輪からの駆動力を受けるダイナモを介して前記駆動輪から受けた駆動力を検出するダイナモ吸収馬力計と、前記ダイナモ吸収馬力計と電気的に接続される制御手段と、を備え、前記オフガス排出手段は、前記制御手段と電気的に接続され、前記ダイナモ吸収馬力計から得られる馬力情報に基づいて前記オフガスの吸引量を制御する電動ファンを有し、前記運転停止検出手段が前記ダイナモ吸収馬力計により前記車両のアイドルストップ状態または回生状態を検知したことにより前記燃料電池の運転停止と判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンによる前記オフガスの吸引を停止することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、反応ガスのオフガスを吸引して排気を行うものでは、燃料電池の運転停止時にオフガスが吸引されていると、燃料電池内を反応ガス（特に空気）が流れてしまうが、燃料電池の運転停止時にオフガス排出手段によるオフガスの吸引を停止することにより、燃料電池内に反応ガスが流れるのを防止することができる。その結果、燃料電池が高電位になることや乾燥するといった不都合を防止することができる。
また、請求項１に係る発明によれば、燃料電池の運転停止は、車両の走行中に回生が行われたときに起こるので、燃料電池の運転停止を判断するためのセンサを新たに設ける必要がなく、排気処理装置を安価に構成できる。

請求項２に係る発明は、屋内に置かれた車両に搭載された燃料電池システムの運転試験に用いられる排気処理装置であって、燃料電池に供給された反応ガスのオフガスを排出する排気口から前記オフガスを吸引して屋外に排出するオフガス排出手段と、前記燃料電池の運転停止を検出する運転停止検出手段と、前記車両の排気口に接続され、前記オフガスの流量を検知する流量センサまたは前記オフガスの圧力を検知する圧力センサと、前記流量センサまたは前記圧力センサと電気的に接続される制御手段と、を備え、前記オフガス排出手段は、前記制御手段と電気的に接続され、前記流量センサから得られる流量情報または前記圧力センサから得られる圧力情報に基づいて前記オフガスの吸引量を制御する電動ファンを有し、前記運転停止検出手段が前記流量センサにより流量が第１所定値以下または前記圧力センサにより圧力が第２所定値以下を検知したことにより前記燃料電池の運転停止と判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンによる前記オフガスの吸引を停止することを特徴とする。

請求項２に係る発明によれば、燃料電池の運転停止時にはオフガス排出手段の吸引力のみによる反応ガスまたはオフガスの流量が検知されるので、燃料電池の運転停止を簡単に検知することが可能になる。
また、請求項２に係る発明によれば、燃料電池の運転停止時には反応ガスの供給またはオフガスの排出が停止して、反応ガスまたはオフガスの圧力が、例えば（大気圧）＋（オフガス排出手段の吸引力による圧力）になるので、燃料電池の運転停止を簡単に検知することが可能になる。

請求項３に係る発明は、前記オフガス排出手段は、所定量の水を貯めた貯水タンク、前記貯水タンクと前記排気口とを接続する第１排気管、および前記貯水タンクと前記電動ファンとを接続する第２排気管を有し、前記第１排気管の一方の端部は、前記貯水タンク内の水中に位置するように挿入され、前記第２排気管の一方の端部は、前記貯水タンク内の液面上の空間に位置するように挿入されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記運転停止検出手段が、前記ダイナモ吸収馬力計からの出力が第１閾値以上、且つ、第１閾値以上の出力が所定時間継続したと判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンを駆動し、前記運転停止検出手段が、前記出力が第１閾値以上、且つ、第１閾値以上の出力が所定時間継続したと判断せず、前記出力が前記第１閾値よりも低い第２閾値未満、且つ、第２閾値未満の出力が所定時間継続したと判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンを停止することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、前記運転停止検出手段が、前記流量センサからの流量または前記圧力センサからの圧力が第１閾値以上、且つ、第１閾値以上の流量または圧力が所定時間継続したと判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンを駆動し、前記運転停止検出手段が、前記流量または前記圧力が第１閾値以上、且つ、第１閾値以上の流量または圧力が所定時間継続したと判断せず、前記流量または前記圧力が前記第１閾値よりも低い第２閾値未満、且つ、第２閾値未満の流量または圧力が所定時間継続したと判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンを停止することを特徴とする。

本発明によれば、燃料電池システムの運転試験に適用することができ、燃料電池システムがアイドルストップなどの状態になったとしても、燃料電池が不必要に高電位になったり、また燃料電池が乾燥したりして、燃料電池の性能が劣化するのを防止できる。

（第１実施形態）
図１は第１実施形態の排気処理装置が設けられた運転試験設備の全体を示す概略図、図２は燃料電池システムの一例を示す構成図、図３はＦＡＮの運転制御を示すフローチャート、図４はセンサ出力とＦＡＮ風量との関係を示すグラフである。なお、以下では、燃料電池システム１０が搭載された車両（燃料電池自動車）２０の運転試験に用いられる排気処理装置１Ａ，１Ｂを例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、燃料電池システムが搭載された船舶や航空機、定置式の装置の運転試験に用いられる排気処理装置にも適用できる。

図１に示すように、第１実施形態の排気処理装置１Ａは、燃料電池システム１０が搭載された車両２０の運転試験に用いられるものであり、オフガス排出手段２、制御部３などを備えている。なお、本実施形態での運転試験とは、例えば、走行テストや排気ガス（オフガス）の分析などの試験である。

図２に示すように、前記燃料電池システム１０は、燃料電池ＦＣ、アノード系１１、カソード系１２などを備えて構成されている。

前記燃料電池ＦＣは、固体高分子電解質膜ｍをカソード極ｐ２とアノード極ｐ１とで挟んで構成した膜電極接合体（ＭＥＡ；ＭｅｍｂｒａｎｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅＡｓｓｅｍｂｌｙ）をさらに導電性のセパレータで挟んで構成した単セルが厚み方向に複数枚積層された構造を有している。

前記アノード系１１は、燃料電池ＦＣのアノード極ｐ１に水素を供給し、且つ、アノード極ｐ１から水素を排出するものであり、高圧水素タンク１３、遮断弁１４、水素循環系１５、パージ弁１６などを備えている。

前記高圧水素タンク１３は、タンク内に高純度の水素が非常に高い圧力で充填されており、車両２０の後部に横置きで設置されている。遮断弁１４は、電磁開閉式の弁であり、高圧水素タンク１３の出口近傍または高圧水素タンク１３と一体に設けられている。水素循環系１５は、水素の効率的な利用を図るためのものであり、燃料電池ＦＣから排出された水素を再び燃料電池ＦＣの水素供給側に戻して循環させるようになっている。パージ弁１６は、遮断弁であり、カソード極ｐ２に供給された空気に含まれる窒素などの不純物が固体高分子電解質膜ｍを介してアノード極ｐ１に透過することで発電性能が損なわれるのを防止するためのものである。

前記カソード系１２は、燃料電池ＦＣのカソード極ｐ２に反応ガスとしての空気（酸素）を供給し、且つ、カソード極ｐ２から空気（酸素）を排出するものであり、エアコンプレッサ１７などを備えている。エアコンプレッサ１７は、モータにより駆動されるスーパーチャージャなどからなり、圧縮した空気（外気）を燃料電池ＦＣに供給する。また、図示していないが、カソード系１２には、燃料電池ＦＣのカソード極ｐ２に供給される空気を加湿するための加湿器などが設けられている。

前記燃料電池システム１０では、燃料電池ＦＣの下流側において、アノード系１１の配管が、カソード系１２の配管と合流するように接続されて、車両２０の排気口２１に延びている。

図１に示すように、前記オフガス排出手段２は、貯水タンク（水封器ともいう）４、ＦＡＮ（電動ファン）５、および排気管６，７で構成されている。

前記貯水タンク４は、排気口２１から排出されたオフガス（排気ガス）が大気中にダイレクトに排出されるのを防止するためのものであり、密閉されたタンクを備え、このタンク内に工業用水８が所定量貯められている。前記排気管６は、一端が車両２０の排気口２１に接続され、他端が貯水タンク４内の工業用水８の水中に位置するように挿入されている。前記排気管７は、一端がＦＡＮ５に接続され、他端が貯水タンク４内の工業用水８の液面上の空間に位置するように挿入されている。なお、貯水タンク４の設置場所は、地中（地下）、屋外のいずれであってもよい。

前記ＦＡＮ５は、屋外に設置され、車両２０から排出されたオフガスを強制的に吸引して大気中に排出する。また、ＦＡＮ５は、運転停止検出手段を含む制御部３と電気的に接続され、制御部３によってＦＡＮ５の風量（吸引力）が制御される。なお、制御部３は、ＣＰＵ、メモリなどで構成されている。

本実施形態では、車両２０が置かれた屋内に車両２０の運転試験を行うための試験装置４０としてシャーシダイナモが設けられている。この試験装置４０は、公知の試験装置であり、車両２０の駆動輪Ｗと接触して駆動輪Ｗからの駆動力を受けるローラ形状のダイナモ４１と、ダイナモ４１が駆動輪Ｗから受けた駆動力を検出するダイナモ吸収馬力計４２とを備えている。このダイナモ吸収馬力計４２は、制御部３と電気的に接続され、得られる馬力情報に基づいてＦＡＮ５の風量を制御する。

なお、図示していないが、燃料電池システム１０の運転試験装置としては、試験装置４０（シャーシダイナモ）に限定されず、車両２０の排気口２１からの排気ガスを分析する他の装置が設けられていてもよい。

次に、第１実施形態の排気処理装置の動作について図３および図４を参照しながら説明する。
まず、燃料電池システム１０が搭載された車両２０では、イグニッションスイッチ（図示せず）をＯＮにすることにより、遮断弁１４が開弁して高圧水素タンク１３の水素が燃料電池ＦＣのアノード極ｐ１に供給されるとともに、エアコンプレッサ１７が駆動して加湿空気が燃料電池ＦＣのカソード極ｐ２に供給される（図２参照）。これにより、燃料電池ＦＣは、水素と酸素との電気化学反応により発電が行われ、車両２０の駆動輪Ｗを回転させる走行モータ（図示せず）などの負荷に発電電流（電力）を供給する。なお、前記したパージ弁１６の開弁により、燃料電池ＦＣのアノード極ｐ１から排出された水素は、燃料電池ＦＣのカソード極ｐ２から排出されたカソードオフガス（空気＋水）と合流して希釈されて、車両２０の排気口２１に向けて排出される。

車両２０の駆動輪Ｗが前記発電電流によって駆動されると、駆動輪Ｗのタイヤとダイナモ４１との摩擦力によってダイナモ４１が回転され、ダイナモ吸収馬力計４２によって車両２０の駆動力（馬力）が検出され、この駆動力（馬力）情報が制御部３に送られる。このとき、車両２０の排気口２１からは、オフガス（燃料電池ＦＣのアノード極ｐ１から排出されたアノードオフガスとカソード極ｐ２から排出されたカソードオフガスとの混合ガス）が排出され、このオフガスが排気管６を介して貯水タンク４に流れ込む。前記イグニッションＯＮと同時にＦＡＮ５が駆動されるので、排気管６を介して貯水タンク４内の工業用水８中に導入されたオフガスは、ＦＡＮ５の吸引力によって排気管７を介して屋外の大気中へと排出される。すなわち、ＦＡＮ５の吸引力によって貯水タンク４内が負圧になることと、排気口２１から排出されるオフガスの排気圧とで、排気管６内のオフガスが貯水タンク４内に吸引され、気泡となって工業用水８の液面に向けて浮上し、浮上したオフガスが排気管７内に吸引される。

ところで、本実施形態におけるアイドルストップ（燃料電池の運転停止）機能を備えた車両２０では、遮断弁１４を開弁した状態、つまり水素の供給は停止しない状態でエアコンプレッサ１７が停止され、燃料電池ＦＣのカソード極ｐ２への空気の供給を停止する。このため、アイドルストップ状態でＦＡＮ５を駆動させ続けていると、排気口２１が吸引され続けることになる。排気口２１は、燃料電池システム１０の各配管を通って車両２０の空気の取り入れ口であるエアコンプレッサ１７（図２参照）と一続きである。このため、カソード極ｐ２では、ＦＡＮ５による吸引力によってエアコンプレッサ１７側の給気口（図示せず）から空気が取り込まれるため燃料電池ＦＣのカソード極ｐ２を空気が流通し、アノード極ｐ１では遮断弁１４を閉じずに燃料電池ＦＣへの水素の供給を継続しているため、燃料電池ＦＣでは発電する必要がないにもかかわらず（走行モータなどの負荷が電力を要求していないにもかかわらず）水素と酸素とが反応し、燃料電池ＦＣが高電位になる。また、ＦＡＮ５の吸引力によって、燃料電池ＦＣのカソード極ｐ２を空気が流通することにより、燃料電池ＦＣ（特に、固体高分子電解質膜ｍ）が乾燥する。ちなみに、空気を加湿するための加湿器の加湿源としては、燃料電池の発電によって生成された水が利用されるため、アイドルストップによって燃料電池での発電が停止すると水が生成されなくなるため、非加湿や低加湿の空気が燃料電池ＦＣに導入されることになって、燃料電池ＦＣが乾燥することになる。したがって、燃料電池ＦＣが高電位になることや、燃料電池ＦＣが乾燥することによって、燃料電池ＦＣの性能が低下(劣化)することになる。

そこで、第１実施形態の排気処理装置１Ａでは、図３に示すように、Ｓ１（ステップ１）において、制御部３は、試験装置４０から出力（ダイナモ吸収馬力）を読み込む。そして、Ｓ２（ステップ２）において、制御部３は、出力が予め設定された第１閾値（Ａ）以上であり、かつ、この第１閾値以上の出力が所定時間継続したか否かを判断する。なお、この第１閾値（Ａ）は、ＦＡＮ５の風量（吸引力）をＱ１からＱ２に切り替えるための判断基準となる出力であり、後記する閾値Ｃ（図４参照）よりも大きな値に設定される。また、風量Ｑ１は、０もしくは極小流量に設定する。また、試験装置４０などの大型の設備に適用する場合には、試験装置４０の出力にばらつきが発生することが予想されるため、出力が単に第１閾値（Ａ）となったことだけでは判断せず、第１閾値（Ａ）となり、さらに第１閾値（Ａ）以上の出力が所定時間継続したか否かで判断することで、ＦＡＮ５の風量を頻繁にＱ１からＱ２に無駄に切り替えるといったことを防止できる。なお、Ｓ２（ステップ２）での所定時間は、出力を確定することができる時間であり、排気処理装置１Ａの規模などにより適宜に設定される。

Ｓ２（ステップ２）において、出力が第１閾値以上で、且つ、第１閾値以上の出力が所定時間継続した場合には（Ｙｅｓ）、Ｓ３（ステップ３）に移行して、ＦＡＮ５を駆動、つまりＦＡＮ５の風量をＱ１（＝０）からＱ２に切り替える（図４参照）。また、Ｓ２（ステップ２）において、出力が第１閾値（Ａ）未満であると判断された場合、または、出力が第１閾値（Ａ）以上と判断されたが第１閾値（Ａ）以上の出力が所定時間継続しなかったと判断された場合には（Ｎｏ）、Ｓ４（ステップ４）に移行する。Ｓ４（ステップ４）では、出力（ダイナモ吸収馬力）が第２閾値（Ｂ）未満、且つ、第２閾値（Ｂ）未満の出力が所定時間継続したか否かを判断する。なお、この第２閾値（Ｂ）は、ＦＡＮ５の風量をＱ２からＱ１（＝０）に切り替えるための判断基準となる出力であり、閾値Ｃ（＝０）よりも小さい値に設定される（図４参照）。また、Ｓ２（ステップ２）の処理と同様に出力のバラツキを考慮して、出力が第２閾値未満となっただけでなく、さらに第２閾値未満の出力が所定時間継続したか否かで判断することで、ＦＡＮ５を駆動させる必要があるにもかかわらずＦＡＮ５を停止させるといった不都合を防止できる。

Ｓ４（ステップ４）において、出力が第２閾値未満、且つ、第２閾値未満の出力が所定時間継続したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、Ｓ５（ステップ５）に移行してＦＡＮ５を停止する。また、Ｓ４（ステップ４）において、出力が第２閾値以上と判断された場合、または、出力が第２閾値未満と判断されたが第２閾値未満の出力が所定時間継続しなかった場合には（Ｎｏ）、Ｓ６（ステップ６）に移行して前回のＦＡＮ５の動きを保持、つまりＦＡＮ５の風量Ｑ２を保持する。

また、第１実施形態では、出力（ダイナモ吸収馬力）が負（回生、＜０）になったときに、車両２０がアイドルストップ状態であると判断できる。このアイドルストップ時にＦＡＮ５を停止（Ｑ２→Ｑ１）することで、燃料電池ＦＣのカソード極ｐ２にエアコンプレッサ１７の吸気口から空気が取り込まれて燃料電池ＦＣ内を流れて、燃料電池ＦＣが発電して高電位になったり、また燃料電池ＦＣが乾燥したりするのを防止できる。

また、第１実施形態では、ダイナモ吸収馬力に基づいてＦＡＮ５の風量を制御できるので、車両２０がアイドルストップ状態になったことを検知するためのセンサを新たに設置することなく、排気処理装置１Ａを安価に製造することが可能になる。

また、ＦＡＮ５を停止させる場合の条件としては、アイドルストップの状態に限定されるものではなく、走行中の発電停止（燃料電池の運転停止）、例えば高速道路などで車両２０を一定速度で走行させるいわゆるクルーズ走行状態（この場合も、エアコンプレッサ１７は停止するが、水素の供給は停止しない）を想定した試験の場合にＦＡＮ５を停止させることで、燃料電池ＦＣの保護が可能になる。

また、第１実施形態では、ＦＡＮ５の風量をＱ１からＱ２に切り替える場合の第１閾値（Ａ）と、風量をＱ２からＱ１に切り替える場合の第２閾値（Ｂ）とに、ヒステリシス（Ｄ）を持たせて制御することで、風量の切り替えポイントでのハンチングを防止することが可能になる。なお、出力にバラツキが生じないまたは生じにくいものであれば、ヒステリシスＤを持たせずに、閾値Ｃのみを設定して、風量Ｑ１から風量Ｑ２への切り替えと、風量Ｑ２から風量Ｑ１への切り替えとを同じ閾値Ｃで制御するようにしてもよい。

（第２実施形態）
図５は第２実施形態の排気処理装置が設けられた運転試験設備の全体を示す外略図である。この第２実施形態の排気処理装置１Ｂと、前記した第１実施形態の排気処理装置１Ａとのちがいは、アイドルストップ状態を判断するセンサとして、オフガスの流量を検出する流量センサ（流量検知手段）２２を排気口２１に設けたものであり、その他の構成および制御については、第１実施形態と同様であるので同一の符号を付してその説明を省略する。

前記流量センサ２２は、制御部３と電気的に接続され、制御部３が流量センサ２２で検出した流量情報を読み込むように構成されている。また、ＦＡＮ５の制御についても、図３及び図４で説明した場合と実質的に同じようにして制御される。本実施形態では、流量センサ２２で検出された出力（流量）に基づいてアイドルストップ状態であるか否かを判断すること、つまりアイドルストップ状態の場合にはエアコンプレッサ１７が停止して燃料電池システム１０にＦＡＮ５の吸引力のみによる予め実験等で設定された空気の流量が流通していることを検知することで判断できる。この予め設定された流量を下回ったこと（所定値以下）を検知したときに、風量をＱ２からＱ１（停止）に切り替える。この第２実施形態においても、図４で説明した場合と同様に、ヒステリシスＤを持たせることにより、風量の切り替えポイントでのハンチングを防止できる。また、第１実施形態と同様に、燃料電池ＦＣが高電位になることや燃料電池ＦＣが乾燥するのを防止して、燃料電池ＦＣの性能劣化を防止できる。

なお、第２実施形態では、排気口２１に流量センサ２２を設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、図５において２点鎖線で示すように、燃料電池システム１０の空気の取入口、つまりエアコンプレッサ１７の吸気口側に、燃料電池ＦＣに供給する空気（反応ガス）の流量を検出する流量センサ（流量検知手段）２３を設けてもよい。この位置であっても、燃料電池システム１０がアイドルストップした場合には、前記流量センサ２２と同様に、流量センサ２３から検出された出力（流量）が予め設定された流量を検知することで容易に判断できる。

また、第２実施形態では、流量センサ２２，２３で検出される出力（流量）に基づいてアイドルストップを検知するように構成したが、本発明は流量センサ２２，２３に限定されるものではなく、流量センサ２２，２３に替えて燃料電池ＦＣに供給される空気（反応ガス）の圧力または燃料電池ＦＣから排出されるオフガスの圧力を検出する圧力センサ（圧力検知手段）を設けて、この出力（圧力）に基づいてアイドルストップなどを検出するようにしてもよい。圧力に基づいてアイドルストップを検知してＦＡＮ５の風量を制御すると、燃料電池システム１０がアイドルストップした場合には、例えば、大気圧と、ＦＡＮ５の吸引力による空気の圧力と、を合わせた圧力になることで容易に検知できる。また、圧力センサを排気口２１側に設置した場合には、圧力センサから得られる圧力を用いてフィードバック制御してＦＡＮ５の風量を制御するようにしてもよい。

また、図示していないが、燃料電池システム１０内に設けられた圧力センサから得られる圧力（出力）に基づいて、アイドルストップや走行中発電停止を検知して、ＦＡＮ５の風量を制御するようにしてもよい。あるいは、燃料電池システム１０内に設けられた流量センサから得られる流量（出力）に基づいて、アイドルストップや走行中発電停止を検知して、ＦＡＮ５の風量を制御するようにしてもよい。

また、前記したＦＡＮ５の流量Ｑ１は、必ずしも０にする必要はなく、極小流量に設定してもよい。なお、極小流量とは、排気管６，７を含む排気処理装置１Ａ，１Ｂにオフガス中の水素が停留・逆流しない流量である。

また、ＦＡＮ５の位置は、図１に示すように屋外に限定されるものではなく、車両２０の排気口２１の直後に設けてもよく、あるいは屋内と屋外の双方に設置してもよい。

また、オフガスの吸引を停止する手段としては、ＦＡＮ５を停止させることだけに限定されず、例えば、屋内の外気と連通する経路を新たに設けて、この経路に切り替えることでオフガスの吸引を停止するようにしてもよい。

第１実施形態の排気処理装置が設けられた運転試験設備の全体を示す概略図である。燃料電池システムの一例を示す構成図である。ＦＡＮの運転制御を示すフローチャートである。センサ出力とＦＡＮ風量との関係を示すグラフである。第２実施形態の排気処理装置が設けられた運転試験設備の全体を示す概略図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ排気処理装置
２オフガス排出手段
３制御部（運転停止検出手段）
４貯水タンク
５ＦＡＮ
６，７排気管
１０燃料電池システム
２０車両
２１排気口
４０試験装置（駆動力検出手段）
ＦＣ燃料電池
Ｗ駆動輪

Claims

屋内に置かれた車両に搭載された燃料電池システムの運転試験に用いられる排気処理装置であって、
燃料電池に供給された反応ガスのオフガスを排出する排気口から前記オフガスを吸引して屋外に排出するオフガス排出手段と、
前記燃料電池の運転停止を検出する運転停止検出手段と、
前記車両の駆動輪と接触して当該駆動輪からの駆動力を受けるダイナモを介して前記駆動輪から受けた駆動力を検出するダイナモ吸収馬力計と、
前記ダイナモ吸収馬力計と電気的に接続される制御手段と、を備え、
前記オフガス排出手段は、前記制御手段と電気的に接続され、前記ダイナモ吸収馬力計から得られる馬力情報に基づいて前記オフガスの吸引量を制御する電動ファンを有し、
前記運転停止検出手段が前記ダイナモ吸収馬力計により前記車両のアイドルストップ状態または回生状態を検知したことにより前記燃料電池の運転停止と判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンによる前記オフガスの吸引を停止することを特徴とする排気処理装置。
屋内に置かれた車両に搭載された燃料電池システムの運転試験に用いられる排気処理装置であって、
燃料電池に供給された反応ガスのオフガスを排出する排気口から前記オフガスを吸引して屋外に排出するオフガス排出手段と、
前記燃料電池の運転停止を検出する運転停止検出手段と、
前記車両の排気口に接続され、前記オフガスの流量を検知する流量センサまたは前記オフガスの圧力を検知する圧力センサと、
前記流量センサまたは前記圧力センサと電気的に接続される制御手段と、を備え、
前記オフガス排出手段は、前記制御手段と電気的に接続され、前記流量センサから得られる流量情報または前記圧力センサから得られる圧力情報に基づいて前記オフガスの吸引量を制御する電動ファンを有し、
前記運転停止検出手段が前記流量センサにより流量が第１所定値以下または前記圧力センサにより圧力が第２所定値以下を検知したことにより前記燃料電池の運転停止と判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンによる前記オフガスの吸引を停止することを特徴とする排気処理装置。
前記オフガス排出手段は、所定量の水を貯めた貯水タンク、前記貯水タンクと前記排気口とを接続する第１排気管、および前記貯水タンクと前記電動ファンとを接続する第２排気管を有し、
前記第１排気管の一方の端部は、前記貯水タンク内の水中に位置するように挿入され、前記第２排気管の一放の端部は、前記貯水タンク内の液面上の空間に位置するように挿入されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気処理装置。
前記運転停止検出手段が、前記ダイナモ吸収馬力計からの出力が第１閾値以上、且つ、第１閾値以上の出力が所定時間継続したと判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンを駆動し、
前記運転停止検出手段が、前記出力が第１閾値以上、且つ、第１閾値以上の出力が所定時間継続したと判断せず、前記出力が前記第１閾値よりも低い第２閾値未満、且つ、第２閾値未満の出力が所定時間継続したと判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンを停止することを特徴とする請求項１に記載の排気処理装置。
前記運転停止検出手段が、前記流量センサからの流量または前記圧力センサからの圧力が第１閾値以上、且つ、第１閾値以上の流量または圧力が所定時間継続したと判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンを駆動し、
前記運転停止検出手段が、前記流量または前記圧力が第１閾値以上、且つ、第１閾値以上の流量または圧力が所定時間継続したと判断せず、前記流量または前記圧力が前記第１閾値よりも低い第２閾値未満、且つ、第２閾値未満の流量または圧力が所定時間継続したと判断した場合、前記制御手段は、前記電動ファンを停止することを特徴とする請求項２に記載の排気処理装置。