JP5757230B2 - Fuel cell system and control method thereof - Google Patents

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Description

この発明は、燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell.

固体高分子形燃料電池（以下、単に「燃料電池」とも呼ぶ）は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す電解質膜におけるプロトンの移動を利用して発電を行う。そのため、燃料電池の運転中には、電解質膜が適切な湿潤状態となるように、燃料電池内部が湿潤状態に保持されることが好ましい。しかし、燃料電池の運転停止後に、燃料電池の内部に多量の水分が残留していると、氷点下などの低温環境下で燃料電池を起動する際に、その水分が凍結してしまい、燃料電池の起動性が低下してしまう場合があった。こうした問題に対して、これまで、燃料電池の運転終了時に、燃料電池内部を掃気（「パージ」とも呼ぶ）することにより、燃料電池内部の水分量を低減させる技術などが提案されてきた（下記特許文献１等）。しかし、これまでの掃気処理では燃料電池内部の水分を十分に排出させることができていなかった。   A polymer electrolyte fuel cell (hereinafter, also simply referred to as “fuel cell”) generates electric power by utilizing proton movement in an electrolyte membrane that exhibits good proton conductivity in a wet state. Therefore, during operation of the fuel cell, it is preferable that the inside of the fuel cell be maintained in a wet state so that the electrolyte membrane is in an appropriate wet state. However, if a large amount of water remains inside the fuel cell after the fuel cell is stopped, the water freezes when the fuel cell is started under a low temperature environment such as below freezing point. In some cases, the start-up performance deteriorates. In order to solve such a problem, a technique for reducing the amount of water in the fuel cell by scavenging the inside of the fuel cell (also referred to as “purge”) at the end of the operation of the fuel cell has been proposed so far (see below). Patent Document 1). However, conventional scavenging treatment has not been able to sufficiently drain the water inside the fuel cell.

特開２０１０−１１３８２７号公報JP 2010-113827 A 特開２０１１−２０４４４７号公報JP 2011-204447 A 特開２０１０−１５３０６７号公報JP 2010-153067 A 特開２００４−２２１９８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-22198

本発明は、運転終了後に燃料電池内部に残留する水分量を低減させ、低温起動時における燃料電池の起動性を向上させる技術を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a technique for reducing the amount of moisture remaining inside a fuel cell after the operation is finished and improving the startability of the fuel cell at the time of low temperature start.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。本発明の第一の形態は燃料電池システムであって、燃料電池と、運転停止後の前記燃料電池の内部にパージガスを供給可能なガス供給部と、外気温を表す第１の温度を検出する第１の温度検出部と、前記燃料電池の温度、または、前記パージガスが流れる部位の温度を表す第２の温度を検出する第２の温度検出部と、前記燃料電池が運転を停止した後に、前記第１と第２の温度を取得し、前記第１と第２の温度に基づいて閾値を設定し、前記第２の温度が前記閾値以下のときに、前記ガス供給部を制御して、パージガスによる掃気処理を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１と第２の温度の差分を求め、前記差分が大きいほど、前記閾値を高く設定する、燃料電池システムとして提供される。本発明の第二の形態は、燃料電池システムを制御する方法であって、（ａ）燃料電池の運転停止後に、外気温を表す第１の温度と、前記燃料電池の温度、または、パージガスが流れる部位の温度を表す第２の温度と、を検出する工程と、（ｂ）前記第１と第２の温度に基づいて閾値を設定し、前記第２の温度が前記閾値以下のときに、前記パージガスによる前記燃料電池内部の掃気処理を実行する工程と、を備え、前記工程（ｂ）は、前記第１と第２の温度の差分を求め、前記差分が大きいほど、前記閾値を高く設定する工程を含む、方法として提供される。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples. A first aspect of the present invention is a fuel cell system, which detects a fuel cell, a gas supply unit capable of supplying purge gas into the fuel cell after operation is stopped, and a first temperature representing an outside temperature. After the first temperature detector, the second temperature detector that detects the temperature of the fuel cell, or the second temperature that represents the temperature of the portion through which the purge gas flows, and the fuel cell stop operating, Acquiring the first and second temperatures, setting a threshold based on the first and second temperatures, and controlling the gas supply unit when the second temperature is less than or equal to the threshold; And a control unit that executes a scavenging process using a purge gas. The control unit obtains a difference between the first and second temperatures, and provides a fuel cell system that sets the threshold value higher as the difference increases. Is done. A second aspect of the present invention is a method for controlling a fuel cell system, wherein (a) after the operation of the fuel cell is stopped, the first temperature representing the outside air temperature, the temperature of the fuel cell, or the purge gas is A step of detecting a second temperature representing the temperature of the flowing part; and (b) setting a threshold based on the first and second temperatures, and when the second temperature is equal to or lower than the threshold, Performing a scavenging process inside the fuel cell with the purge gas, wherein the step (b) obtains a difference between the first and second temperatures, and sets the threshold value higher as the difference is larger. Provided as a method.

［適用例１］
燃料電池システムであって、燃料電池と、運転停止後の前記燃料電池の内部にパージガスを供給可能なガス供給部と、外気温を表す第１の温度を検出する第１の温度検出部と、前記燃料電池の温度、または、前記パージガスが流れる部位の温度を表す第２の温度を検出する第２の温度検出部と、前記燃料電池が運転を停止した後に、前記第１と第２の温度を取得し、前記第１と第２の温度に基づいて閾値を設定し、前記第２の温度が前記閾値以下のときに、前記ガス供給部を制御して、パージガスによる掃気処理を実行する制御部と、を備える、燃料電池システム。
この燃料電池システムであれば、掃気処理の対象となる部位の温度が、掃気処理の実行に適切な温度となったときに掃気処理を実行することができる。そして、外気温と掃気処理の対象となる部位の温度との関係において、その掃気処理の実行に適切な温度が変化した場合であっても、予め、その変化後の適切な温度に合うように、掃気処理の実行の可否を決定する閾値が設定されるため、適切なタイミングでの掃気処理の実行が確保される。従って、運転終了後の燃料電池システムにおける残留水分を確実に低減させることができ、低温起動時における燃料電池の起動性が向上する。 [Application Example 1]
A fuel cell system, a fuel cell, a gas supply unit capable of supplying purge gas to the inside of the fuel cell after operation stop, a first temperature detection unit for detecting a first temperature representing an outside temperature, A second temperature detector for detecting a second temperature representing the temperature of the fuel cell or the temperature of the portion through which the purge gas flows; and the first and second temperatures after the fuel cell has stopped operating. And setting a threshold value based on the first and second temperatures, and controlling the gas supply unit to execute a scavenging process with a purge gas when the second temperature is equal to or lower than the threshold value. A fuel cell system.
With this fuel cell system, the scavenging process can be executed when the temperature of the part that is the target of the scavenging process reaches a temperature suitable for the execution of the scavenging process. Then, in the relationship between the outside air temperature and the temperature of the site to be scavenged, even if the temperature suitable for the execution of the scavenging process is changed, it is adjusted in advance to the appropriate temperature after the change. Since the threshold value for determining whether or not to execute the scavenging process is set, it is ensured that the scavenging process is executed at an appropriate timing. Therefore, the residual moisture in the fuel cell system after the operation can be surely reduced, and the startability of the fuel cell at the time of low temperature startup is improved.

［適用例２］
適用例１記載の燃料電池システムであって、前記制御部は、前記第１と第２の温度の差分を求め、前記差分に基づいて、前記閾値を設定する、燃料電池システム。
この燃料電池システムであれば、掃気処理の対象となる部位の温度と、外気温との温度差に応じて、掃気処理の実行条件が設定され、掃気処理の対象となる部位の温度と、外気温との温度差に応じた適切なタイミングで、掃気処理を実行することができる。 [Application Example 2]
The fuel cell system according to Application Example 1, wherein the control unit obtains a difference between the first and second temperatures, and sets the threshold based on the difference.
In this fuel cell system, the scavenging process execution conditions are set according to the temperature difference between the temperature of the part to be scavenged and the outside air temperature. The scavenging process can be executed at an appropriate timing according to the temperature difference from the air temperature.

［適用例３］
適用例２記載の燃料電池システムであって、前記制御部は、前記差分が大きいほど、前記閾値を高く設定する、燃料電池システム。
この燃料電池システムによれば、掃気処理の対象となる部位の温度と、外気温との温度差が大きいときほど、掃気処理の実行タイミングが早まるように、掃気処理の実行条件が設定される。従って、外気温が著しく低く、掃気対象となる部位の中でも特に低温になりやすい部位が凍結し始めるタイミングが早くなっている場合であっても、当該部位の凍結が始まる前に、掃気処理を実行させることが可能となる。 [Application Example 3]
The fuel cell system according to Application Example 2, wherein the control unit sets the threshold value higher as the difference is larger.
According to this fuel cell system, the scavenging process execution conditions are set such that the scavenging process execution timing is earlier as the temperature difference between the temperature of the part to be scavenged and the outside air temperature is larger. Therefore, even when the outside air temperature is extremely low and the part that is subject to scavenging, especially the part that tends to be cold, starts to freeze, the scavenging process is executed before the part begins to freeze. It becomes possible to make it.

［適用例４］
適用例１〜３のいずれかに記載の燃料電池システムであって、前記制御部は、前記第１の温度が所定の閾値以下であるとともに、前記第２の温度が前記閾値以下のときに、前記掃気処理を実行する、燃料電池システム。
この燃料電池システムであれば、外気温の温度が低く、残留水分の凍結の可能性があり、掃気処理の対象となる部位の温度が、掃気処理の実行に適した温度になったときに、掃気処理を実行することができる。従って、より適切なタイミングでの掃気処理の実行を確保することが可能である。 [Application Example 4]
The fuel cell system according to any one of Application Examples 1 to 3, wherein the control unit is configured such that when the first temperature is equal to or lower than a predetermined threshold and the second temperature is equal to or lower than the threshold. A fuel cell system that executes the scavenging process.
With this fuel cell system, the temperature of the outside air temperature is low, there is a possibility of freezing of residual moisture, and when the temperature of the site to be subjected to the scavenging process becomes a temperature suitable for the execution of the scavenging process, A scavenging process can be executed. Therefore, it is possible to ensure the execution of the scavenging process at a more appropriate timing.

［適用例５］
燃料電池システムを制御する方法であって、
（ａ）燃料電池の運転停止後に、外気温を表す第１の温度と、前記燃料電池の温度、または、パージガスが流れる部位の温度を表す第２の温度と、を検出する工程と、
（ｂ）前記第１と第２の温度に基づいて閾値を設定し、前記第２の温度が前記閾値以下のときに、前記パージガスによる前記燃料電池内部の掃気処理を実行する工程と、
を備える、方法。
この方法であれば、掃気処理の対象となる部位の温度が、掃気処理の実行に適切な温度となったときに掃気処理が実行される。そして、外気温と掃気処理の対象となる部位の温度との関係において、その適切な温度が変化した場合であっても、予め、その変化後の適切な温度に合うように、掃気処理の実行の可否を決定する閾値が設定されるため、適切なタイミングでの掃気処理の実行を確保できる。 [Application Example 5]
A method for controlling a fuel cell system, comprising:
(A) detecting the first temperature representing the outside air temperature and the second temperature representing the temperature of the fuel cell or the part through which the purge gas flows after stopping the operation of the fuel cell;
(B) setting a threshold based on the first and second temperatures, and executing a scavenging process inside the fuel cell with the purge gas when the second temperature is equal to or lower than the threshold;
A method comprising:
With this method, the scavenging process is executed when the temperature of the part to be subjected to the scavenging process becomes a temperature suitable for the execution of the scavenging process. Even if the appropriate temperature changes in the relationship between the outside air temperature and the temperature of the site to be subjected to the scavenging process, the scavenging process is executed in advance so as to match the appropriate temperature after the change. Since the threshold value for determining whether or not to perform is set, it is possible to ensure the execution of the scavenging process at an appropriate timing.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池システムおよびその燃料電池システムを搭載した車両、それらのシステムや車両の制御方法、制御装置、それらのシステムや車両、制御方法、制御装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms, for example, a fuel cell system and a vehicle equipped with the fuel cell system, a system and a vehicle control method, a control device, the system and a vehicle The present invention can be realized in the form of a control method, a computer program for realizing the functions of the control device, a recording medium on which the computer program is recorded, and the like.

燃料電池システムの構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of a fuel cell system. パージ処理実行部が実行するパージ処理の実行手順を示す説明図。Explanatory drawing which shows the execution procedure of the purge process which a purge process execution part performs. パージ処理の実行タイミングを説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the execution timing of a purge process. 比較例の燃料電池システムにおけるパージ処理の実行タイミングを説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the execution timing of the purge process in the fuel cell system of a comparative example. 比較例の燃料電池システムにおけるパージ処理の実行タイミングを説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the execution timing of the purge process in the fuel cell system of a comparative example. 外気温と燃料電池の温度の検出値に基づいて、第１と第２の判定処理の閾値を設定する理由を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the reason for setting the threshold value of the 1st and 2nd determination process based on the detected value of the outside temperature and the temperature of the fuel cell. 第２実施例のパージ処理実行部が用いる閾値マップの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the threshold value map which the purge process execution part of 2nd Example uses. 参考例の燃料電池システムにおけるパージ処理の実行手順を示す説明図。Explanatory drawing which shows the execution procedure of the purge process in the fuel cell system of a reference example.

本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
A．実施例：
B．変形例：
C．参考例： Embodiments of the present invention will be described in the following order.
A. Example:
B. Variation:
C. Reference example:

A．実施例：
図１は本発明の一実施例としての燃料電池システムの構成を示す概略図である。この燃料電池システム１００は、燃料電池車両に搭載され、運転者からの要求に応じて、駆動力として用いられる電力を出力する。燃料電池システム１００は、燃料電池１０と、制御部２０と、カソードガス供給部３０と、カソードガス排出部４０と、アノードガス供給部５０と、アノードガス循環排出部６０と、冷媒供給部７０とを備える。 A. Example:
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a fuel cell system as an embodiment of the present invention. This fuel cell system 100 is mounted on a fuel cell vehicle and outputs electric power used as driving force in response to a request from a driver. The fuel cell system 100 includes a fuel cell 10, a control unit 20, a cathode gas supply unit 30, a cathode gas discharge unit 40, an anode gas supply unit 50, an anode gas circulation discharge unit 60, and a refrigerant supply unit 70. Is provided.

燃料電池１０は、反応ガスとして水素（アノードガス）と空気（カソードガス）の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。燃料電池１０は、発電体である複数の単セル１１が積層されたスタック構造を有する。各単セル１１は、電解質膜の両面に電極を配置した発電体である膜電極接合体（図示せず）と、膜電極接合体を狭持する２枚のセパレータ（図示せず）とを有する。   The fuel cell 10 is a polymer electrolyte fuel cell that generates power by receiving supply of hydrogen (anode gas) and air (cathode gas) as reaction gases. The fuel cell 10 has a stack structure in which a plurality of single cells 11 that are power generators are stacked. Each single cell 11 has a membrane electrode assembly (not shown) that is a power generator in which electrodes are arranged on both surfaces of the electrolyte membrane, and two separators (not shown) that sandwich the membrane electrode assembly. .

燃料電池１０の電解質膜は、内部に水分を包含した湿潤状態のときに良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜によって構成することができる。また、電極は、発電反応を促進させるための触媒が担持された導電性粒子によって構成することができる。触媒としては、例えば、白金（Ｐｔ）を採用することができ、導電性粒子としては、例えば、カーボン（Ｃ）粒子を採用することができる。   The electrolyte membrane of the fuel cell 10 can be composed of a solid polymer thin film that exhibits good proton conductivity in a wet state including moisture inside. The electrode can be composed of conductive particles carrying a catalyst for promoting a power generation reaction. As the catalyst, for example, platinum (Pt) can be adopted, and as the conductive particles, for example, carbon (C) particles can be adopted.

制御部２０は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成することができる。制御部２０は、以下に説明する各構成部を制御して、燃料電池１０に出力要求に応じた電力を発電させる発電制御部としての機能を備える。また、制御部２０は、パージ処理実行部２１としての機能を備える。   The control unit 20 can be configured by a microcomputer including a central processing unit and a main storage device. The control unit 20 has a function as a power generation control unit that controls each component described below to generate power corresponding to the output request in the fuel cell 10. Further, the control unit 20 has a function as the purge process execution unit 21.

パージ処理実行部２１は、燃料電池１０の運転停止後に、燃料電池システム１００の各構成部を制御して、燃料電池１０に残留する水分や、燃料電池システム１００の配管・バルブ等に付着している水分を低減させるための掃気処理（パージ処理）を実行する。パージ処理実行部２１によるパージ処理の実行手順については後述する。   The purge processing execution unit 21 controls each component of the fuel cell system 100 after the operation of the fuel cell 10 is stopped, and adheres to moisture remaining in the fuel cell 10 and piping / valves of the fuel cell system 100. A scavenging process (purge process) is performed to reduce the water content. The execution procedure of the purge process by the purge process execution unit 21 will be described later.

カソードガス供給部３０は、カソードガス配管３１と、エアコンプレッサ３２と、エアフロメータ３３と、開閉弁３４とを備える。カソードガス配管３１は、燃料電池１０のカソード側に接続された配管である。エアコンプレッサ３２は、カソードガス配管３１を介して燃料電池１０と接続されており、外気を取り込んで圧縮した空気を、カソードガスとして燃料電池１０に供給する。   The cathode gas supply unit 30 includes a cathode gas pipe 31, an air compressor 32, an air flow meter 33, and an on-off valve 34. The cathode gas pipe 31 is a pipe connected to the cathode side of the fuel cell 10. The air compressor 32 is connected to the fuel cell 10 via the cathode gas pipe 31 and supplies air compressed by taking in outside air to the fuel cell 10 as cathode gas.

エアフロメータ３３は、エアコンプレッサ３２の上流側において、エアコンプレッサ３２が取り込む外気の量を計測し、制御部２０に送信する。制御部２０は、この計測値に基づいて、エアコンプレッサ３２を駆動することにより、燃料電池１０に対する空気の供給量を制御する。開閉弁３４は、エアコンプレッサ３２と燃料電池１０との間に設けられている。開閉弁３４は、通常、閉じた状態であり、エアコンプレッサ３２から所定の圧力を有する空気がカソードガス配管３１に供給されたときに開く。   The air flow meter 33 measures the amount of outside air taken in by the air compressor 32 on the upstream side of the air compressor 32, and transmits it to the control unit 20. The control unit 20 controls the amount of air supplied to the fuel cell 10 by driving the air compressor 32 based on the measured value. The on-off valve 34 is provided between the air compressor 32 and the fuel cell 10. The on-off valve 34 is normally closed, and opens when air having a predetermined pressure is supplied from the air compressor 32 to the cathode gas pipe 31.

カソードガス排出部４０は、カソード排ガス配管４１と、調圧弁４３と、圧力計測部４４とを備える。カソード排ガス配管４１は、燃料電池１０のカソード側に接続された配管であり、カソード排ガスを燃料電池システム１００の外部へと排出する。調圧弁４３は、カソード排ガス配管４１におけるカソード排ガスの圧力（燃料電池１０のカソード側の背圧）を調整する。圧力計測部４４は、調圧弁４３の上流側に設けられており、カソード排ガスの圧力を計測し、その計測値を制御部２０に送信する。制御部２０は、圧力計測部４４の計測値に基づいて調圧弁４３の開度を調整する。   The cathode gas discharge unit 40 includes a cathode exhaust gas pipe 41, a pressure regulating valve 43, and a pressure measurement unit 44. The cathode exhaust gas pipe 41 is a pipe connected to the cathode side of the fuel cell 10, and discharges the cathode exhaust gas to the outside of the fuel cell system 100. The pressure regulating valve 43 adjusts the pressure of the cathode exhaust gas in the cathode exhaust gas pipe 41 (back pressure on the cathode side of the fuel cell 10). The pressure measurement unit 44 is provided on the upstream side of the pressure regulating valve 43, measures the pressure of the cathode exhaust gas, and transmits the measured value to the control unit 20. The control unit 20 adjusts the opening degree of the pressure regulating valve 43 based on the measurement value of the pressure measurement unit 44.

アノードガス供給部５０は、アノードガス配管５１と、水素タンク５２と、開閉弁５３と、レギュレータ５４と、水素供給装置５５と、圧力計測部５６とを備える。水素タンク５２は、アノードガス配管５１を介して燃料電池１０のアノードと接続されており、タンク内に充填された水素を燃料電池１０に供給する。   The anode gas supply unit 50 includes an anode gas pipe 51, a hydrogen tank 52, an on-off valve 53, a regulator 54, a hydrogen supply device 55, and a pressure measurement unit 56. The hydrogen tank 52 is connected to the anode of the fuel cell 10 through the anode gas pipe 51, and supplies hydrogen filled in the tank to the fuel cell 10.

開閉弁５３と、レギュレータ５４と、水素供給装置５５と、圧力計測部５６とは、アノードガス配管５１に、この順序で、上流側（水素タンク５２側）から設けられている。開閉弁５３は、制御部２０からの指令により開閉し、水素タンク５２から水素供給装置５５の上流側への水素の流入を制御する。レギュレータ５４は、水素供給装置５５の上流側における水素の圧力を調整するための減圧弁であり、その開度が制御部２０によって制御されている。   The on-off valve 53, the regulator 54, the hydrogen supply device 55, and the pressure measuring unit 56 are provided in the anode gas pipe 51 in this order from the upstream side (hydrogen tank 52 side). The on-off valve 53 opens and closes according to a command from the control unit 20 and controls the inflow of hydrogen from the hydrogen tank 52 to the upstream side of the hydrogen supply device 55. The regulator 54 is a pressure reducing valve for adjusting the pressure of hydrogen on the upstream side of the hydrogen supply device 55, and its opening degree is controlled by the control unit 20.

水素供給装置５５は、例えば、電磁駆動式の開閉弁であるインジェクタによって構成することができる。圧力計測部５６は、水素供給装置５５の下流側の水素の圧力を計測し、制御部２０に送信する。制御部２０は、圧力計測部５６の計測値に基づき、水素供給装置５５を制御することによって、燃料電池１０に供給される水素量を制御する。   The hydrogen supply device 55 can be configured by, for example, an injector that is an electromagnetically driven on-off valve. The pressure measurement unit 56 measures the pressure of hydrogen on the downstream side of the hydrogen supply device 55 and transmits it to the control unit 20. The control unit 20 controls the amount of hydrogen supplied to the fuel cell 10 by controlling the hydrogen supply device 55 based on the measurement value of the pressure measurement unit 56.

アノードガス循環排出部６０は、アノード排ガス配管６１と、気液分離部６２と、アノードガス循環配管６３と、水素循環用ポンプ６４と、アノード排水配管６５と、排水弁６６と、圧力計測部６７とを備える。アノード排ガス配管６１は、燃料電池１０のアノードの出口と気液分離部６２とを接続する配管であり、発電反応に用いられることのなかった未反応ガス（水素や窒素など）を含むアノード排ガスを気液分離部６２へと誘導する。   The anode gas circulation discharge unit 60 includes an anode exhaust gas pipe 61, a gas-liquid separation unit 62, an anode gas circulation pipe 63, a hydrogen circulation pump 64, an anode drain pipe 65, a drain valve 66, and a pressure measurement unit 67. With. The anode exhaust gas pipe 61 is a pipe that connects the outlet of the anode of the fuel cell 10 and the gas-liquid separator 62, and anode exhaust gas containing unreacted gas (such as hydrogen and nitrogen) that has not been used for power generation reaction. Guide to the gas-liquid separator 62.

気液分離部６２は、アノードガス循環配管６３と、アノード排水配管６５とに接続されている。気液分離部６２は、アノード排ガスに含まれる気体成分と水分とを分離し、気体成分については、アノードガス循環配管６３へと誘導し、水分についてはアノード排水配管６５へと誘導する。   The gas-liquid separator 62 is connected to the anode gas circulation pipe 63 and the anode drain pipe 65. The gas-liquid separator 62 separates the gas component and moisture contained in the anode exhaust gas, guides the gas component to the anode gas circulation pipe 63, and guides the moisture to the anode drain pipe 65.

アノードガス循環配管６３は、アノードガス配管５１の水素供給装置５５より下流に接続されている。アノードガス循環配管６３には、水素循環用ポンプ６４が設けられており、この水素循環用ポンプ６４によって、気液分離部６２において分離された気体成分に含まれる水素は、アノードガス配管５１へと送り出される。   The anode gas circulation pipe 63 is connected downstream of the hydrogen supply device 55 of the anode gas pipe 51. The anode gas circulation pipe 63 is provided with a hydrogen circulation pump 64, and hydrogen contained in the gas component separated in the gas-liquid separation unit 62 by the hydrogen circulation pump 64 is supplied to the anode gas pipe 51. Sent out.

このように、この燃料電池システム１００では、燃料電池１０の運転中には、アノード排ガスに含まれる水素を循環させて、再び燃料電池１０に供給することにより、水素の利用効率を向上させている。なお、本実施例の燃料電池システム１００では、パージ処理の際に、水素循環用ポンプ６４を、燃料電池１０にパージガスを供給するための駆動力源として用いるが、その詳細は後述する。   As described above, in this fuel cell system 100, during operation of the fuel cell 10, hydrogen contained in the anode exhaust gas is circulated and supplied to the fuel cell 10 again, thereby improving the utilization efficiency of hydrogen. . In the fuel cell system 100 of the present embodiment, the hydrogen circulation pump 64 is used as a driving power source for supplying purge gas to the fuel cell 10 during the purge process, and details thereof will be described later.

アノード排水配管６５は、気液分離部６２において分離された水分を燃料電池システム１００の外部へと排出するための配管である。排水弁６６は、アノード排水配管６５に設けられており、制御部２０からの指令に応じて開閉する。制御部２０は、燃料電池システム１００の運転中には、通常、排水弁６６を閉じておき、予め設定された所定の排水タイミングや、アノード排ガス中の不活性ガスの排出タイミングで排水弁６６を開く。   The anode drain pipe 65 is a pipe for discharging the water separated in the gas-liquid separator 62 to the outside of the fuel cell system 100. The drain valve 66 is provided in the anode drain pipe 65 and opens and closes according to a command from the control unit 20. During operation of the fuel cell system 100, the control unit 20 normally closes the drain valve 66 and opens the drain valve 66 at a predetermined drain timing set in advance or at a discharge timing of the inert gas in the anode exhaust gas. open.

アノードガス循環排出部６０の圧力計測部６７は、アノード排ガス配管６１に設けられている。圧力計測部６７は、燃料電池１０の水素マニホールドの出口近傍において、アノード排ガスの圧力（燃料電池１０のアノード側の背圧）を計測し、制御部２０が送信する。   The pressure measuring unit 67 of the anode gas circulation discharge unit 60 is provided in the anode exhaust gas pipe 61. The pressure measuring unit 67 measures the pressure of the anode exhaust gas (back pressure on the anode side of the fuel cell 10) in the vicinity of the outlet of the hydrogen manifold of the fuel cell 10, and the control unit 20 transmits the pressure.

冷媒供給部７０は、冷媒用配管７１と、ラジエータ７２と、三方弁７３と、冷媒循環用ポンプ７５と、２つの冷媒温度計測部７６ａ，７６ｂとを備える。冷媒用配管７１は、燃料電池１０を冷却するための冷媒を循環させるための配管であり、上流側配管７１ａと、下流側配管７１ｂと、バイパス配管７１ｃとで構成される。   The refrigerant supply unit 70 includes a refrigerant pipe 71, a radiator 72, a three-way valve 73, a refrigerant circulation pump 75, and two refrigerant temperature measuring units 76a and 76b. The refrigerant pipe 71 is a pipe for circulating a refrigerant for cooling the fuel cell 10, and includes an upstream pipe 71a, a downstream pipe 71b, and a bypass pipe 71c.

上流側配管７１ａは、燃料電池１０に設けられた冷媒用の出口マニホールドとラジエータ７２の入口とを接続する。下流側配管７１ｂは、燃料電池１０に設けられた冷媒用の入口マニホールドとラジエータ７２の出口とを接続する。バイパス配管７１ｃは、一端が、三方弁７３を介して上流側配管７１ａと接続され、他端が、下流側配管７１ｂに接続されている。制御部２０は、三方弁７３の開閉を制御することにより、バイパス配管７１ｃへの冷媒の流入量を調整して、ラジエータ７２への冷媒の流入量を制御する。   The upstream side pipe 71 a connects the refrigerant outlet manifold provided in the fuel cell 10 and the inlet of the radiator 72. The downstream pipe 71 b connects the refrigerant inlet manifold provided in the fuel cell 10 and the outlet of the radiator 72. One end of the bypass pipe 71c is connected to the upstream pipe 71a via the three-way valve 73, and the other end is connected to the downstream pipe 71b. The control unit 20 controls the opening and closing of the three-way valve 73, thereby adjusting the amount of refrigerant flowing into the bypass pipe 71c and controlling the amount of refrigerant flowing into the radiator 72.

ラジエータ７２は、冷媒用配管７１に設けられており、冷媒用配管７１を流れる冷媒と外気との間で熱交換させることにより、冷媒を冷却する。冷媒循環用ポンプ７５は、下流側配管７１ｂにおいて、バイパス配管７１ｃの接続箇所より下流側（燃料電池１０の冷媒入口側）に設けられており、制御部２０の指令に基づき駆動する。   The radiator 72 is provided in the refrigerant pipe 71 and cools the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 71 and the outside air. The refrigerant circulation pump 75 is provided on the downstream side pipe 71b on the downstream side (the refrigerant inlet side of the fuel cell 10) from the connection point of the bypass pipe 71c, and is driven based on a command from the control unit 20.

２つの冷媒温度計測部７６ａ，７６ｂはそれぞれ、上流側配管７１ａと、下流側配管７１ｂとに設けられており、それぞれの計測値を制御部２０へと送信する。以下では、上流側配管７１ａの冷媒温度計測部７６ａを「出口側温度計測部７６ａ」とも呼び、下流側配管７１ｂの冷媒温度計測部７６ｂを「入口側温度計測部７６ｂ」とも呼ぶ。   The two refrigerant temperature measuring units 76 a and 76 b are provided in the upstream pipe 71 a and the downstream pipe 71 b, respectively, and transmit the measured values to the control unit 20. Hereinafter, the refrigerant temperature measurement unit 76a of the upstream pipe 71a is also referred to as “exit side temperature measurement unit 76a”, and the refrigerant temperature measurement unit 76b of the downstream side pipe 71b is also referred to as “inlet side temperature measurement unit 76b”.

制御部２０は、各冷媒温度計測部７６ａ，７６ｂのそれぞれの計測値の差から燃料電池１０の運転温度を検出し、その運転温度に基づき、冷媒循環用ポンプ７５の回転数を制御して、燃料電池１０の運転温度を調整する。また、パージ処理実行部２１は、出口側温度計測部７６ａの計測値を、パージ処理の実行可否の判定に用いる。   The control unit 20 detects the operating temperature of the fuel cell 10 from the difference between the measured values of the refrigerant temperature measuring units 76a and 76b, and controls the rotational speed of the refrigerant circulation pump 75 based on the operating temperature. The operating temperature of the fuel cell 10 is adjusted. Further, the purge process execution unit 21 uses the measured value of the outlet side temperature measurement unit 76a for determining whether or not the purge process can be performed.

燃料電池システム１００は、さらに、燃料電池車両外部の気温（外気温）を計測可能な外気温センサ８０を備える。外気温センサ８０は、検出結果を制御部２０に送信する。なお、パージ処理実行部２１は、外気温センサ８０の検出温度を、パージ処理の実行可否の判定に用いる。   The fuel cell system 100 further includes an outside air temperature sensor 80 that can measure the outside air temperature (outside air temperature) outside the fuel cell vehicle. The outside air temperature sensor 80 transmits the detection result to the control unit 20. The purge process execution unit 21 uses the temperature detected by the outside air temperature sensor 80 to determine whether or not the purge process can be performed.

また、燃料電池システム１００は、図示や詳細な説明は省略するが、二次電池と、ＤＣ／ＤＣコンバータとを備える。二次電池は、燃料電池１０が出力する電力や回生電力を蓄電し、燃料電池１０とともに電力源として機能する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、二次電池の充放電や燃料電池１０の出力電圧を制御することができる。なお、上述した燃料電池システム１００の各構成部は、二次電池の電力を用いることにより、燃料電池１０の運転停止後においても駆動することが可能である。   The fuel cell system 100 includes a secondary battery and a DC / DC converter, although illustration and detailed description are omitted. The secondary battery stores electric power and regenerative power output from the fuel cell 10 and functions as a power source together with the fuel cell 10. The DC / DC converter can control the charge / discharge of the secondary battery and the output voltage of the fuel cell 10. Each component of the fuel cell system 100 described above can be driven even after the fuel cell 10 is stopped by using the power of the secondary battery.

ところで、前記したとおり、燃料電池１０の各単セル１１は湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す電解質膜を備えている。そのため、燃料電池１０の運転中には、燃料電池１０の内部は湿潤状態に保持されることが望ましい。しかし、燃料電池１０の運転終了後に、燃料電池１０の内部や、その接続配管の内部に多量の水分が残留していると、その水分は、氷点下などの低温環境下において凍結してしまう。そうした残留水分の凍結は、燃料電池１０の内部やその接続配管における反応ガスの流路の閉塞などの不具合を引き起こし、燃料電池１０の起動性を低下させる原因となる。   By the way, as described above, each single cell 11 of the fuel cell 10 includes an electrolyte membrane that exhibits good proton conductivity in a wet state. Therefore, it is desirable to keep the inside of the fuel cell 10 in a wet state during operation of the fuel cell 10. However, after the operation of the fuel cell 10 is finished, if a large amount of moisture remains in the fuel cell 10 or in the connection piping, the moisture will freeze in a low temperature environment such as below freezing point. Such freezing of residual moisture causes problems such as blocking of the flow path of the reaction gas in the fuel cell 10 and its connecting pipe, and causes the startability of the fuel cell 10 to be reduced.

そこで、本実施例の燃料電池システム１００では、燃料電池１０の運転終了後に、パージ処理実行部２１が、以下に説明する、燃料電池１０の内部やその接続配管における反応ガスの流路を掃気するパージ処理を実行する。なお、本明細書において、「燃料電池１０の運転終了後」とは、運転者が、車両の運転を停止させた後の状態（いわゆるイグニションオフの状態）を意味しており、燃料電池１０が運転者からの要求に応じた電力の出力を停止している状態を意味する。   Therefore, in the fuel cell system 100 of the present embodiment, after the operation of the fuel cell 10 is completed, the purge processing execution unit 21 scavenges the flow path of the reaction gas in the fuel cell 10 and its connection pipe, which will be described below. Execute the purge process. In the present specification, “after the operation of the fuel cell 10” means a state after the driver stops the operation of the vehicle (so-called ignition off state). It means a state where output of electric power according to a request from the driver is stopped.

図２は、パージ処理実行部２１が、燃料電池１０の運転終了後に実行するパージ処理の実行手順を示すフローチャートである。パージ処理実行部２１は、燃料電池１０の運転終了後に、所定の周期で、外気温と燃料電池１０の温度とを検出し、それら２つの温度用いた判定処理を実行して、２つの温度がいずれも判定基準を満たすときにパージ処理を実行する。具体的には、以下の通りである。   FIG. 2 is a flowchart showing a purge process execution procedure executed by the purge process execution unit 21 after the operation of the fuel cell 10 is completed. The purge process execution unit 21 detects the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10 at a predetermined cycle after the operation of the fuel cell 10 is finished, executes a determination process using these two temperatures, and sets the two temperatures. In either case, the purge process is executed when the determination criterion is satisfied. Specifically, it is as follows.

ステップＳ１０では、パージ処理実行部２１は、所定の周期（例えば、数分程度の間隔）で、外気温センサ８０と出口側温度計測部７６ａとを稼働させて、外気温と燃料電池１０の温度とを取得する温度計測処理を実行する。なお、パージ処理実行部２１や、外気温センサ８０および出口側温度計測部７６ａは、二次電池の充電電力の節約のために、温度を計測する周期が到来するまで、その稼働を停止していることが好ましい。   In step S10, the purge processing execution unit 21 operates the outside air temperature sensor 80 and the outlet side temperature measuring unit 76a at a predetermined cycle (for example, an interval of about several minutes), and the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10 are detected. Execute temperature measurement processing to acquire The purge process execution unit 21, the outside air temperature sensor 80, and the outlet side temperature measurement unit 76a stop operating until the temperature measurement period comes in order to save the charging power of the secondary battery. Preferably it is.

ステップＳ１５では、パージ処理実行部２１は、ステップＳ１０で取得した燃料電池１０の温度と外気温とに基づいて、パージ処理の実行可否を判定する判定処理において用いる、燃料電池１０の温度についての閾値（以下、「電池用閾値」と呼ぶ）を設定する。この電池用閾値を、燃料電池１０の温度と外気温とに基づいて設定する理由や、その設定方法については後述する。   In step S15, the purge process execution unit 21 uses a threshold value for the temperature of the fuel cell 10 used in the determination process for determining whether or not the purge process can be performed based on the temperature and the outside air temperature acquired in step S10. (Hereinafter referred to as “battery threshold”). The reason why the battery threshold is set based on the temperature and the outside air temperature of the fuel cell 10 and the setting method will be described later.

ステップＳ２０では、パージ処理実行部２１は、第１の判定処理として、外気温センサ８０によって検出された外気温について、パージ処理を実行すべき温度に到達したか否かを判定する。具体的には、パージ処理実行部２１は、外気温センサ８０の検出値が、予め設定された所定の閾値（以下、「外気温用閾値」と呼ぶ）以下となっていた場合には、外気温がパージ処理を実行すべき温度に到達したものと判定する。   In step S <b> 20, the purge process execution unit 21 determines, as the first determination process, whether or not the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 80 has reached the temperature at which the purge process is to be performed. Specifically, when the detected value of the outside air temperature sensor 80 is equal to or less than a predetermined threshold value (hereinafter referred to as “outside air temperature threshold”), the purge processing execution unit 21 It is determined that the temperature has reached the temperature at which the purge process is to be executed.

なお、外気温用閾値は、例えば、氷点より２〜５℃程度高い、氷点近傍の温度に設定されていることが好ましい。この理由は、外気温が氷点に近い温度であることが検出された場合には、その後、燃料電池システム１００が氷点下に曝され、システム内に水分が残留していると凍結してしまう可能性が高いためである。   Note that the outside air temperature threshold is preferably set to a temperature in the vicinity of the freezing point, which is about 2 to 5 ° C. higher than the freezing point, for example. The reason for this is that if it is detected that the outside air temperature is close to freezing point, the fuel cell system 100 may be exposed to below freezing point and may freeze if water remains in the system. Is high.

パージ処理実行部２１は、ステップＳ２０の第１の判定処理において、外気温が外気温用閾値以下であった場合には、ステップＳ３０の第２の判定処理を実行する。一方、外気温が外気温用閾値より大きかった場合には、次回のステップＳ１０の実行周期まで稼働を停止して待機する。   In the first determination process of step S20, the purge process execution unit 21 executes the second determination process of step S30 when the outside air temperature is equal to or less than the outside air temperature threshold. On the other hand, if the outside air temperature is greater than the outside air temperature threshold, the operation is stopped and waited until the next execution cycle of step S10.

ステップＳ３０では、パージ処理実行部２１は、第２の判定処理として、出口側温度計測部７６ａによって検出された燃料電池１０の温度について、パージ処理を実行すべき温度に到達したか否かを判定する。具体的には、パージ処理実行部２１は、出口側温度計測部７６ａの検出値が、ステップＳ１５で設定された電池用閾値以下となっていた場合に、燃料電池１０の温度はパージ処理を実行すべき温度に到達したものと判定する。   In step S30, as the second determination process, the purge process execution unit 21 determines whether or not the temperature of the fuel cell 10 detected by the outlet side temperature measurement unit 76a has reached the temperature at which the purge process is to be performed. To do. Specifically, the purge process execution unit 21 performs the purge process for the temperature of the fuel cell 10 when the detected value of the outlet side temperature measurement unit 76a is equal to or less than the battery threshold value set in step S15. It is determined that the temperature to be reached has been reached.

パージ処理実行部２１は、燃料電池１０の温度はパージ処理を実行すべき温度に到達していた場合には、ステップＳ４０のパージ処理を実行する。一方、燃料電池１０の温度が電池用閾値より大きく、パージ処理を実行すべき温度に到達していなかった場合には、パージ処理実行部２１は、次回のステップＳ１０の実行周期まで稼働を停止して待機する。   When the temperature of the fuel cell 10 has reached the temperature at which the purge process is to be performed, the purge process execution unit 21 executes the purge process in step S40. On the other hand, if the temperature of the fuel cell 10 is greater than the battery threshold and has not reached the temperature at which the purge process is to be performed, the purge process execution unit 21 stops operating until the next execution cycle of step S10. And wait.

パージ処理実行部２１は、ステップＳ４０のパージ処理として、具体的には、以下のような処理を実行する。パージ処理実行部２１は、アノードガス循環排出部６０（図１）の水素循環用ポンプ６４を駆動させ、燃料電池１０に残留している水素を含むガスをパージガスとして循環させる。そして、所定のタイミングで排水弁６６を開き、気液分離部６２において分離された液水を排水する。このように、燃料電池１０のアノード側のガスを循環させるパージ処理を実行することにより、燃料電池１０やその接続配管等に残留していた水分量と、燃料電池１０や水素用の配管５１，６１，６３に残留していた水素量とを低減させることができる。   Specifically, the purge process execution unit 21 executes the following process as the purge process in step S40. The purge processing execution unit 21 drives the hydrogen circulation pump 64 of the anode gas circulation discharge unit 60 (FIG. 1) to circulate the gas containing hydrogen remaining in the fuel cell 10 as the purge gas. Then, the drain valve 66 is opened at a predetermined timing, and the liquid water separated in the gas-liquid separator 62 is drained. In this way, by performing the purge process for circulating the gas on the anode side of the fuel cell 10, the amount of water remaining in the fuel cell 10 and its connecting piping, the fuel cell 10 and the hydrogen piping 51, The amount of hydrogen remaining in 61 and 63 can be reduced.

図３は、本実施例の燃料電池システム１００におけるパージ処理の実行タイミングを説明するための説明図である。図３の上段には、燃料電池１０の運転終了後における外気温Ｔｏと燃料電池１０の温度Ｔｃの時間変化の一例を示すグラフを、縦軸を温度軸とし、横軸を時間軸として図示してある。図３の下段には、パージ処理実行部２１による、温度計測処理の実行タイミングと、パージ処理の実行タイミングとを示すタイミングチャートを、図３の上段に示したグラフと時間軸を対応させて図示してある。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the execution timing of the purge process in the fuel cell system 100 of the present embodiment. In the upper part of FIG. 3, a graph showing an example of a temporal change in the outside temperature To and the temperature Tc of the fuel cell 10 after the operation of the fuel cell 10 is finished, and the vertical axis is a temperature axis and the horizontal axis is a time axis. It is. The lower part of FIG. 3 is a timing chart showing the execution timing of the temperature measurement process and the execution timing of the purge process by the purge process execution unit 21, and the graph shown in the upper part of FIG. 3 is associated with the time axis. It is shown.

図３の上段のグラフは、外気温Ｔｏが氷点近傍において次第に低下し、時刻ｔｒ1において外気温用閾値ｔｈｏに到達した後、氷点下まで低下したことを示している。また、図３の上段のグラフは、燃料電池１０の温度Ｔｃが、外気温Ｔｏの低下に従って低下し、時刻ｔｒ2において、電池用閾値ｔｈｃに到達したことを示している。 The upper graph in FIG. 3 shows that the outside air temperature To gradually decreases in the vicinity of the freezing point, and after reaching the outside air temperature threshold tho at time tr 1 , it has decreased to below freezing point. Further, upper graph in FIG. 3, the temperature Tc of the fuel cell 10, and decreases with decrease of the outside air temperature To, at time tr 2, shows that it has reached the cell threshold thc.

図３の下段のタイミングチャートは、燃料電池１０の温度Ｔｃが電池用閾値ｔｈｃに到達したことが検出された時刻ｔｅまで、所定の周期Ｔで温度計測処理が繰り返し実行され、時刻ｔｅにおいて、ステップＳ４０のパージ処理が実行されたことを示している。このように、本実施例の燃料電池システム１００では、所定の周期Ｔで、外気温Ｔｏと、燃料電池１０の温度Ｔｃについての第１と第２の判定処理を実行し、いずれの判定処理においても条件が満たされているときにパージ処理が実行される。   The lower timing chart of FIG. 3 shows that the temperature measurement process is repeatedly executed at a predetermined period T until time te when it is detected that the temperature Tc of the fuel cell 10 has reached the battery threshold thc. It shows that the purge process of S40 has been executed. As described above, in the fuel cell system 100 according to the present embodiment, the first and second determination processes for the outside air temperature To and the temperature Tc of the fuel cell 10 are executed at a predetermined period T. When the condition is satisfied, the purge process is executed.

図４，図５は、比較例としての燃料電池システムにおけるパージ処理の実行タイミングを説明するための説明図である。図４，図５にはそれぞれ、外気温Ｔｏと燃料電池１０の温度Ｔｃの時間変化の一例を示すグラフと、パージ処理実行部２１による温度計測処理の実行タイミングおよびパージ処理の実行タイミングを示すタイミングチャートとを、図３と同様に図示してある。この比較例では、パージ処理実行部２１は、外気温のみを検出し、外気温と外気温用閾値との比較による判定結果のみに基づいて、ステップＳ４０のパージ処理を実行する。   4 and 5 are explanatory diagrams for explaining the execution timing of the purge process in the fuel cell system as a comparative example. 4 and 5, respectively, a graph showing an example of a temporal change in the outside air temperature To and the temperature Tc of the fuel cell 10, a timing at which the purge processing execution unit 21 executes the temperature measurement processing, and a timing at which the purge processing execution timing is shown. The chart is shown in the same manner as in FIG. In this comparative example, the purge process execution unit 21 detects only the outside air temperature, and executes the purge process in step S40 based only on the determination result based on the comparison between the outside air temperature and the outside air temperature threshold.

図４には、外気温Ｔｏが外気温用閾値ｔｈｏ以下のときに燃料電池１０の運転を終了させた場合の一例を示してある。この場合には、燃料電池１０が運転を終了させたときに、外気温Ｔｏが既に外気温用閾値ｔｈｏより低いため、パージ処理実行部２１が、周期的に外気温Ｔｏを計測し続けても、パージ処理が実行されることはない。即ち、この例の場合には、パージ処理の実行タイミングを適正化するために、周期的に外気温Ｔｏを計測する意味がなくなってしまっている。   FIG. 4 shows an example where the operation of the fuel cell 10 is terminated when the outside air temperature To is equal to or less than the outside air temperature threshold tho. In this case, since the outside air temperature To is already lower than the outside air temperature threshold to when the fuel cell 10 has finished the operation, the purge processing execution unit 21 continues to periodically measure the outside air temperature To. The purge process is not executed. That is, in this example, in order to optimize the execution timing of the purge process, the meaning of periodically measuring the outside air temperature To has disappeared.

図５には、運転終了後の燃料電池１０の温度Ｔｃが氷点より著しく高い状態が長期間継続されている間に、時刻ｔｒにおいて、外気温Ｔｏが外気温用閾値ｔｈｏ以下となった場合の一例を示してある。この例では、外気温Ｔｏが外気温用閾値ｔｈｏ以下となったことが検出された時刻ｔｅにおいて、パージ処理が実行されている。しかし、時刻ｔｅの時点では、燃料電池１０の温度Ｔｃが十分に低下していないため、燃料電池１０の内部は飽和水蒸気圧が高い状態であり、水蒸気として存在する水分が多く、パージ処理によって十分に燃料電池１０内部の水分量を低下させることができない。   FIG. 5 shows a case where the outside air temperature To becomes equal to or less than the outside air temperature threshold tho at time tr while the state where the temperature Tc of the fuel cell 10 after the operation is significantly higher than the freezing point is continued for a long time. An example is shown. In this example, the purge process is executed at time te when it is detected that the outside air temperature To has become equal to or less than the outside air temperature threshold tho. However, since the temperature Tc of the fuel cell 10 is not sufficiently reduced at the time te, the inside of the fuel cell 10 is in a state where the saturated water vapor pressure is high, and there is a large amount of water present as water vapor, and the purge process is sufficient. In addition, the amount of water inside the fuel cell 10 cannot be reduced.

上記比較例のような構成に対して、本実施例の燃料電池システム１００であれば、パージ処理実行部２１が、外気温と、燃料電池１０の温度の両方が閾値以下であるときにパージ処理を実行する。これによって、外気温が低く、燃料電池システム１００の残留水分が凍結する可能性が高い状態であって、燃料電池１０の温度が低下し、燃料電池１０内部の水分が凝縮して液水化した状態のときにパージ処理を実行することができる。そのため、燃料電池１０の内部に残留する水分を、確実に低減させることが可能である。   In contrast to the configuration as in the comparative example, in the fuel cell system 100 of the present embodiment, the purge processing execution unit 21 performs the purge processing when both the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10 are equal to or lower than the threshold value. Execute. As a result, the outside air temperature is low and the residual moisture of the fuel cell system 100 is highly likely to freeze, the temperature of the fuel cell 10 is lowered, and the moisture inside the fuel cell 10 is condensed and liquefied. The purge process can be executed in the state. Therefore, it is possible to reliably reduce the moisture remaining inside the fuel cell 10.

また、特に、本実施例の燃料電池システム１００では、燃料電池システム１００内の残留ガスをパージガスとして再循環させている。そのため、第１と第２の判定処理の判定結果に基づいてパージ処理を実行すれば、温度が低下して含有水分量が低下したパージガスによってパージ処理を実行することができ、より高いパージ効果を得ることが可能となる。   In particular, in the fuel cell system 100 of this embodiment, the residual gas in the fuel cell system 100 is recirculated as a purge gas. Therefore, if the purge process is executed based on the determination results of the first and second determination processes, the purge process can be executed with the purge gas whose temperature is lowered and the moisture content is reduced, and a higher purge effect is obtained. Can be obtained.

図６は、ステップＳ１５において、燃料電池１０の温度と外気温の検出値に基づいて、第２の判定処理で用いる電池用閾値を設定する理由を説明するための説明図である。図６は、外気温が０℃以下のときに燃料電池１０の運転を停止させ、燃料電池１０の温度と外気温の時間変化を計測したときの計測結果を示すグラフである。具体的には、グラフＴｃａ（実線）と、グラフＴｃｂ（一点鎖線）とはそれぞれ、出口側温度計測部７６ａと、入口側温度計測部７６ｂとによる燃料電池１０の温度の計測結果に基づくグラフである。グラフＴｏ（二点鎖線）は、外気温センサ８０の計測結果に基づくグラフである。   FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the reason why the battery threshold value used in the second determination process is set based on the detected values of the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature in step S15. FIG. 6 is a graph showing a measurement result when the operation of the fuel cell 10 is stopped when the outside air temperature is 0 ° C. or less and the time change of the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature is measured. Specifically, the graph Tca (solid line) and the graph Tcb (one-dot chain line) are graphs based on the measurement results of the temperature of the fuel cell 10 by the outlet side temperature measuring unit 76a and the inlet side temperature measuring unit 76b, respectively. is there. The graph To (two-dot chain line) is a graph based on the measurement result of the outside air temperature sensor 80.

ここで、出口側温度計測部７６ａによって検出される温度は、燃料電池１０の内部を通過した後の冷媒の温度である。そのため、出口側温度計測部７６ａによって検出される温度には、燃料電池１０の内部の温度が反映されている。一方、入口側温度計測部７６ｂによって検出される温度は、燃料電池１０に流入する前の冷媒の温度である。入口側温度計測部７６ｂによって検出される温度には、その計測箇所に近い燃料電池１０の積層方向端部に配置された単セル１１の温度が反映されている。   Here, the temperature detected by the outlet side temperature measuring unit 76 a is the temperature of the refrigerant after passing through the inside of the fuel cell 10. Therefore, the temperature detected by the outlet side temperature measuring unit 76a reflects the temperature inside the fuel cell 10. On the other hand, the temperature detected by the inlet side temperature measuring unit 76 b is the temperature of the refrigerant before flowing into the fuel cell 10. The temperature detected by the inlet-side temperature measuring unit 76b reflects the temperature of the single cell 11 disposed at the stacking direction end of the fuel cell 10 close to the measurement location.

燃料電池１０の温度は、出口側温度計測部７６ａの計測値の方が、入口側温度計測部７６ｂの計測値より、常に低かった。そして、いずれのグラフＴｃａ，Ｔｃｂにおいても、外気温のグラフＴｏとの差が大きいほど、温度の低下の度合いが大きくなった。この計測結果から、本発明の発明者は、以下の知見を得た。
（１）燃料電池１０には、出口側温度計測部７６ａによって計測される温度より低い温度を示す低温部位が存在する。
（２）燃料電池１０の温度と外気温との差が大きいほど、その低温部位が氷点に到達してしまう時刻が早くなる。 Regarding the temperature of the fuel cell 10, the measured value of the outlet side temperature measuring unit 76a was always lower than the measured value of the inlet side temperature measuring unit 76b. In any of the graphs Tca and Tcb, the greater the difference between the outside air temperature graph To and the greater the degree of temperature decrease. From this measurement result, the inventors of the present invention have obtained the following knowledge.
(1) The fuel cell 10 has a low temperature portion that shows a temperature lower than the temperature measured by the outlet side temperature measuring unit 76a.
(2) The greater the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature, the earlier the time at which the low temperature portion reaches the freezing point.

このことは、出口側温度計測部７６ａの計測値に基づいてパージ処理の実行を開始したときに、燃料電池１０の低温部位が、既に氷点下に到達して凍結してしまっている場合があることを示している。また、外気温と、燃料電池１０の温度との差が著しく大きいほど、パージ処理実行時における低温部位が氷点下に到達している可能性が高くなることを示している。   This means that when the execution of the purge process is started based on the measurement value of the outlet side temperature measuring unit 76a, the low temperature portion of the fuel cell 10 may have already been frozen below the freezing point. Is shown. In addition, it is shown that as the difference between the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10 is remarkably large, the possibility that the low temperature portion at the time of performing the purge process has reached below freezing point is increased.

そこで、本実施例のパージ処理実行部２１は、ステップＳ１５において、予め準備された所定のマップ（以下、「閾値マップ」とも呼ぶ）を用いて、外気温と燃料電池１０の温度の差に基づいて、第２の判定処理における判定基準である電池用閾値を設定する。これにより、外気温に対して燃料電池１０の温度が高いときほど、パージ処理の実行開始のタイミングを早めることができ、燃料電池１０の低温部位の凍結前にパージ処理を実行することが可能となる。   Therefore, the purge processing execution unit 21 of the present embodiment uses a predetermined map (hereinafter also referred to as “threshold map”) prepared in advance in step S15, based on the difference between the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10. Thus, a battery threshold value that is a determination criterion in the second determination process is set. As a result, the higher the temperature of the fuel cell 10 with respect to the outside air temperature, the earlier the timing of starting the purge process, and the purge process can be performed before the low temperature portion of the fuel cell 10 is frozen. Become.

図７は、ステップＳ１５においてパージ処理実行部２１が用いる閾値マップの一例を説明するための説明図である。図７には、閾値マップに設定された関係を、横軸を燃料電池１０の温度と外気温との差とし、縦軸を電池用閾値とするグラフによって図示してある。   FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an example of a threshold map used by the purge processing execution unit 21 in step S15. In FIG. 7, the relationship set in the threshold map is illustrated by a graph in which the horizontal axis represents the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature, and the vertical axis represents the battery threshold.

本発明の発明者は、燃料電池１０の運転終了時における出口側温度計測部７６ａの計測値と外気温センサ８０の計測値の差ごとに、燃料電池１０の最も温度の高い部位と低い部位との温度差（以下、「電池内温度差」と呼ぶ）を計測した。そして、燃料電池１０の温度と外気温との差に対して、その電池内温度差が反映された電池用閾値を設定した。より具体的には、電池内温度差が高いほど、電池用閾値が高くなるように設定した。   The inventor of the present invention determines the difference between the measured value of the outlet side temperature measuring unit 76a and the measured value of the outside air temperature sensor 80 at the end of the operation of the fuel cell 10, Temperature difference (hereinafter referred to as “battery temperature difference”) was measured. Then, for the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature, a battery threshold value that reflects the temperature difference in the battery was set. More specifically, the battery threshold was set higher as the temperature difference in the battery was higher.

この閾値マップには、燃料電池１０の温度と外気温との差ΔＴがＴ0（Ｔ0＞０）以下であるときには、電池用閾値ｔｈｃとして一定の値ｔｈｉが取得できるように設定されている。また、燃料電池１０の温度と外気温との差ΔＴがＴ0より大きいときには、燃料電池１０の温度と外気温との差が大きいほど電池用閾値ｔｈｃの値が大きくなるように設定されている。この閾値マップを用いることにより、外気温と燃料電池１０の温度の差が所定値Ｔ0より大きい場合に、その差が大きいほどパージ処理の実行開始タイミングが早くなるように、第２の判定処理（ステップＳ３０）の判定基準が変更される。 In this threshold value map, when the difference ΔT between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature is equal to or less than T 0 (T 0 > 0), a constant value thi can be acquired as the battery threshold value thc. . Further, when the difference ΔT between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature is larger than T 0 , the value of the threshold value for the cell thc is set to increase as the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature increases. . By using this threshold value map, when the difference between the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10 is larger than the predetermined value T 0 , the second determination process is performed so that the purge process execution start timing is earlier as the difference is larger. The criterion of (Step S30) is changed.

ところで、外気温と燃料電池１０の温度の差が小さい所定値Ｔ0以下の場合には、燃料電池１０の運転温度が十分に上昇しないままその運転が終了するなど、燃料電池１０の温度が高くなく、電池内温度差もほとんどない状態である。そのため、この閾値マップでは、外気温と燃料電池１０の温度の差が所定値Ｔ0以下の場合には、電池用閾値は所定の一定値ｔｈｉとして取得される。なお、閾値マップでは、電池用閾値は、燃料電池１０内部の残留ガスの飽和水蒸気圧が低くなり、液水の凝縮が促進される温度域の値で設定されていることが好ましい。 By the way, when the difference between the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10 is smaller than a predetermined value T 0 , the temperature of the fuel cell 10 is high, for example, the operation ends without the operating temperature of the fuel cell 10 rising sufficiently. There is almost no temperature difference in the battery. Therefore, in this threshold value map, when the difference between the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10 is equal to or less than the predetermined value T 0 , the battery threshold value is acquired as the predetermined constant value thi. In the threshold map, the battery threshold is preferably set to a value in a temperature range in which the saturated water vapor pressure of the residual gas inside the fuel cell 10 is lowered and the condensation of liquid water is promoted.

以上のように、本実施例の燃料電池システム１００であれば、外気温と、燃料電池１０の温度の両方が閾値以下となったことが検出されたときにパージ処理が実行される。そのため、燃料電池システム１００の残留水分が凍結する可能性が高い状態であって、燃料電池１０内部の水分が凝縮して液水化した状態のときにパージ処理を実行することができ、より高いパージ効果を得ることができる。また、燃料電池１０の温度と外気温との差に応じて、パージ処理の実行可否を判定する判定条件が設定されるため、燃料電池１０の温度と外気温との状態に応じて、パージ処理の実行タイミングを適切に調整することができる。   As described above, in the fuel cell system 100 of the present embodiment, the purge process is executed when it is detected that both the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10 are equal to or lower than the threshold value. Therefore, the purge process can be executed when the residual moisture of the fuel cell system 100 is highly likely to freeze and the moisture inside the fuel cell 10 is condensed and liquefied. A purge effect can be obtained. In addition, since a determination condition for determining whether or not to execute the purge process is set according to the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature, the purge process is performed according to the state of the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature. Execution timing can be adjusted appropriately.

B．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 B. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

B1．変形例１：
上記実施例では、パージ処理実行部２１は、外気温についての第１の判定処理と、燃料電池１０の温度についての第２の判定処理とを実行して、第１と第２の判定処理における判定結果に基づき、パージ処理が実行されていた。しかし、パージ処理実行部２１は、外気温についての第１の判定処理を省略し、燃料電池１０の温度についての第２の判定処理の判定結果のみに基づいて、パージ処理を実行するものとしても良い。また、第１と第２の判定処理に加えて、さらに、パージ処理の実行の可否を決定するための他の判定処理が実行されるものとしても良い。 B1. Modification 1:
In the above-described embodiment, the purge process execution unit 21 executes the first determination process for the outside air temperature and the second determination process for the temperature of the fuel cell 10 to perform the first and second determination processes. Based on the determination result, the purge process has been executed. However, the purge process execution unit 21 may omit the first determination process for the outside air temperature and execute the purge process based only on the determination result of the second determination process for the temperature of the fuel cell 10. good. Further, in addition to the first and second determination processes, another determination process for determining whether or not the purge process can be executed may be executed.

B2．変形例２：
上記実施例では、パージ処理実行部２１は、燃料電池１０の温度と外気温との差に基づいて、第２の判定処理に用いる電池用閾値を設定していた。しかし、パージ処理実行部２１は、燃料電池１０の温度と外気温との差を求めることなく、電池用閾値を設定するものとしても良い。パージ処理実行部２１は、例えば、予め準備された、燃料電池１０の温度と、外気温と、電池用閾値との関係に基づいて、燃料電池１０の温度と外気温とに基づき、電池用閾値を設定するものとしても良い。 B2. Modification 2:
In the above embodiment, the purge process execution unit 21 sets the battery threshold value used for the second determination process based on the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature. However, the purge processing execution unit 21 may set the battery threshold without obtaining the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature. For example, the purge processing execution unit 21 determines the battery threshold based on the temperature and the outside air temperature of the fuel cell 10 based on the relationship between the temperature of the fuel cell 10, the outside air temperature, and the battery threshold. It is good also as what sets up.

B3．変形例３：
上記実施例では、パージ処理実行部２１は、燃料電池１０の温度と外気温とに基づいて電池用閾値を取得するために、閾値マップを用いていた。しかし、パージ処理実行部２１は、そうしたマップ以外の方法によって、燃料電池１０の温度と外気温とに基づき電池用閾値を取得するものとしても良い。例えば、パージ処理実行部２１は、予め準備された関数や、数式を用いて、燃料電池１０の温度と外気温とに基づき電池用閾値を取得するものとしても良い。 B3. Modification 3:
In the above embodiment, the purge process execution unit 21 uses the threshold map to acquire the battery threshold based on the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature. However, the purge processing execution unit 21 may acquire the battery threshold based on the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature by a method other than the map. For example, the purge processing execution unit 21 may acquire the battery threshold based on the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature using a function or a mathematical formula prepared in advance.

B4．変形例４：
上記実施例のパージ処理では、アノードガス循環排出部６０の水素循環用ポンプ６４を駆動することにより、燃料電池システム１００の内部に残留していたアノード側の残留ガスをパージガスとして循環させていた。しかし、パージ処理としては、他のパージガスを燃料電池１０や、その接続配管に流入させるものとしても良い。例えば、パージ処理実行部２１は、カソードガス供給部３０のエアコンプレッサ３２を駆動させることにより、パージガスとしての外気を燃料電池１０に流入させるものとしても良い。また、燃料電池システム１００は、パージガスとしての不活性ガスを燃料電池１０に供給可能な供給源を備えるものとしても良い。 B4. Modification 4:
In the purge process of the above-described embodiment, the anode-side residual gas remaining in the fuel cell system 100 is circulated as the purge gas by driving the hydrogen circulation pump 64 of the anode gas circulation discharge unit 60. However, as the purge process, another purge gas may be allowed to flow into the fuel cell 10 or its connection pipe. For example, the purge processing execution unit 21 may drive the outside air as the purge gas into the fuel cell 10 by driving the air compressor 32 of the cathode gas supply unit 30. Further, the fuel cell system 100 may include a supply source capable of supplying an inert gas as a purge gas to the fuel cell 10.

B5．変形例５：
上記実施例では、第２の判定処理に用いる電池用閾値を、燃料電池１０の温度と、外気温との差に基づいて設定していた。しかし、第２の判定処理に用いる電池用閾値だけでなく、第１の判定処理に用いる外気温用閾値についても、燃料電池１０の温度と、外気温との差に基づいて設定するものとしても良い。なお、この場合には、第１と第２の判定処理の閾値として、同じ閾値が設定されるものとしても良いし、それぞれ異なる閾値が設定されるものとしても良い。 B5. Modification 5:
In the above embodiment, the battery threshold value used for the second determination process is set based on the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature. However, not only the battery threshold value used for the second determination process but also the outside temperature threshold value used for the first determination process may be set based on the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature. good. In this case, the same threshold value may be set as the threshold value of the first and second determination processes, or different threshold values may be set.

B6．変形例６：
上記実施例では、パージ処理実行部２１は、燃料電池１０の温度を検出して、第２の判定処理において、燃料電池１０の温度についての判定処理の結果に基づいてパージ処理を実行していた。しかし、パージ処理実行部２１は、燃料電池１０の温度に換えて、他のパージガスが流れる、パージの対象となる部位（例えば、配管やバルブ）の温度を検出して、その温度についての判定処理の結果に基づいてパージ処理を実行するものとしても良い。なお、この場合には、ステップＳ１５において、外気温と当該部位の温度とに基づいて、第２の判定処理に用いられる当該部位の温度についての閾値が設定される。 B6. Modification 6:
In the above embodiment, the purge process execution unit 21 detects the temperature of the fuel cell 10 and executes the purge process based on the result of the determination process for the temperature of the fuel cell 10 in the second determination process. . However, instead of the temperature of the fuel cell 10, the purge process execution unit 21 detects the temperature of a part (for example, a pipe or a valve) to be purged, through which another purge gas flows, and performs a determination process for the temperature. The purge process may be executed based on the result. In this case, in step S15, a threshold for the temperature of the part used for the second determination process is set based on the outside air temperature and the temperature of the part.

B7．変形例７：
上記実施例では、燃料電池１０の温度として、出口側温度計測部７６ａの計測値を用いていた。しかし、燃料電池１０の温度としては、出口側温度計測部７６ａの計測値以外の計測値が用いられるものとしても良い。例えば、入口側温度計測部７６ｂの計測値が用いられるものとしても良い。また、燃料電池システム１００は、燃料電池１０の本体温度を直接的に計測できる温度計測部を備えているものとしても良い。 B7. Modification 7:
In the above embodiment, the measured value of the outlet side temperature measuring unit 76a is used as the temperature of the fuel cell 10. However, as the temperature of the fuel cell 10, a measurement value other than the measurement value of the outlet side temperature measurement unit 76a may be used. For example, the measurement value of the inlet side temperature measurement unit 76b may be used. In addition, the fuel cell system 100 may include a temperature measurement unit that can directly measure the body temperature of the fuel cell 10.

B8．変形例８：
上記実施例のパージ処理実行部２１は、燃料電池１０の温度と外気温との差が大きいほど、電池用閾値が大きい値に設定されていた。しかし、電池用閾値は、燃料電池１０の温度と外気温との差が大きいほど大きい値に設定されなくとも良い。電池用閾値は、燃料電池１０の温度と外気温との組み合わせに応じて異なる値が設定さるものとしても良い。 B8. Modification 8:
In the purge process execution unit 21 of the above embodiment, the battery threshold is set to a larger value as the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature is larger. However, the battery threshold may not be set to a larger value as the difference between the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature is larger. The battery threshold value may be set to a different value depending on the combination of the temperature of the fuel cell 10 and the outside air temperature.

B9．変形例９：
上記実施例では、燃料電池システムは、燃料電池車両に搭載されていた。しかし、燃料電池システムは、燃料電池車両以外の移動体に搭載されるものとしても良い。また、燃料電池システムは、施設や建造物などに設置されるものとしても良い。 B9. Modification 9:
In the above embodiment, the fuel cell system is mounted on the fuel cell vehicle. However, the fuel cell system may be mounted on a moving body other than the fuel cell vehicle. The fuel cell system may be installed in a facility or a building.

C．参考例：
図８は、本発明の参考例としての燃料電池システムにおいて、パージ処理実行部２１が実行するパージ処理の実行手順を示すフローチャートである。図８は、ステップＳ１５が省略されている点以外は、図２とほぼ同じである。なお、参考例の燃料電池システムの構成は、上記実施例の燃料電池システム１００とほぼ同様である（図１）。 C. Reference example:
FIG. 8 is a flowchart showing the execution procedure of the purge process executed by the purge process execution unit 21 in the fuel cell system as a reference example of the present invention. FIG. 8 is substantially the same as FIG. 2 except that step S15 is omitted. The configuration of the fuel cell system of the reference example is substantially the same as that of the fuel cell system 100 of the above embodiment (FIG. 1).

この参考例の燃料電池システムでは、パージ処理実行部２１は、ステップＳ３０の判定処理において用いる電池用閾値として予め設定された所定の値を用いる。このような構成であっても、外気温と燃料電池１０の温度のそれぞれについての判定処理が実行された上で、その判定結果に基づいてパージ処理が実行されるため、燃料電池１０の運転終了後におけるパージ処理の実行タイミングの適正化が可能である。ただし、上記実施例の燃料電池システム１００であれば、外気温と、燃料電池１０の温度とに基づいてパージ処理の実行条件が設定されるため、外気温に応じて低温化しやすい部位の凍結前にパージを確実に実行することが可能となり、より好ましい。   In the fuel cell system of this reference example, the purge process execution unit 21 uses a predetermined value set in advance as a battery threshold value used in the determination process of step S30. Even in such a configuration, since the determination process for each of the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10 is performed, and the purge process is performed based on the determination result, the operation of the fuel cell 10 is completed. It is possible to optimize the execution timing of the purge process later. However, in the case of the fuel cell system 100 of the above embodiment, the purge processing execution condition is set based on the outside air temperature and the temperature of the fuel cell 10, so that the portion that is likely to be lowered according to the outside air temperature is not frozen. Therefore, it is possible to perform the purge surely, which is more preferable.

１０…燃料電池
１１…単セル
２０…制御部
２１…パージ処理実行部
３０…カソードガス供給部
３１…カソードガス配管
３２…エアコンプレッサ
３３…エアフロメータ
３４…開閉弁
４０…カソードガス排出部
４１…カソード排ガス配管
４３…調圧弁
４４…圧力計測部
５０…アノードガス供給部
５１…アノードガス配管
５２…水素タンク
５３…開閉弁
５４…レギュレータ
５５…水素供給装置
５６…圧力計測部
６０…アノードガス循環排出部
６１…アノード排ガス配管
６２…気液分離部
６３…アノードガス循環配管
６４…水素循環用ポンプ
６５…アノード排水配管
６６…排水弁
６７…圧力計測部
７０…冷媒供給部
７１…冷媒用配管
７１ａ…上流側配管
７１ｂ…下流側配管
７１ｃ…バイパス配管
７２…ラジエータ
７３…三方弁
７５…冷媒循環用ポンプ
７６ａ…出口側温度計測部
７６ｂ…入口側温度計測部
８０…外気温センサ
１００…燃料電池システム DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell 11 ... Single cell 20 ... Control part 21 ... Purge process execution part 30 ... Cathode gas supply part 31 ... Cathode gas piping 32 ... Air compressor 33 ... Air flow meter 34 ... On-off valve 40 ... Cathode gas discharge part 41 ... Cathode Exhaust gas piping 43 ... Pressure regulating valve 44 ... Pressure measurement unit 50 ... Anode gas supply unit 51 ... Anode gas piping 52 ... Hydrogen tank 53 ... On-off valve 54 ... Regulator 55 ... Hydrogen supply device 56 ... Pressure measurement unit 60 ... Anode gas circulation discharge unit 61 ... Anode exhaust gas pipe 62 ... Gas-liquid separation part 63 ... Anode gas circulation pipe 64 ... Hydrogen circulation pump 65 ... Anode drain pipe 66 ... Drain valve 67 ... Pressure measuring part 70 ... Refrigerant supply part 71 ... Refrigerant pipe 71a ... Upstream Side piping 71b ... Downstream piping 71c ... Bypass piping 72 ... Radiator 73 ... Three-way valve 75 ... Refrigerant circulation pump 76a ... Outlet side temperature measuring unit 76b ... Inlet side temperature measuring unit 80 ... Outside air temperature sensor 100 ... Fuel cell system

Claims (3)

燃料電池システムであって、
燃料電池と、
運転停止後の前記燃料電池の内部にパージガスを供給可能なガス供給部と、
外気温を表す第１の温度を検出する第１の温度検出部と、
前記燃料電池の温度、または、前記パージガスが流れる部位の温度を表す第２の温度を検出する第２の温度検出部と、
前記燃料電池が運転を停止した後に、前記第１と第２の温度を取得し、前記第１と第２の温度に基づいて閾値を設定し、前記第２の温度が前記閾値以下のときに、前記ガス供給部を制御して、パージガスによる掃気処理を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１と第２の温度の差分を求め、前記差分が大きいほど、前記閾値を高く設定する、燃料電池システム。 A fuel cell system,
A fuel cell;
A gas supply unit capable of supplying a purge gas to the inside of the fuel cell after shutdown;
A first temperature detection unit for detecting a first temperature representing the outside air temperature;
A second temperature detection unit for detecting a second temperature representing a temperature of the fuel cell or a temperature of a portion through which the purge gas flows;
After the fuel cell stops operating, the first and second temperatures are acquired, a threshold is set based on the first and second temperatures, and the second temperature is less than or equal to the threshold A control unit for controlling the gas supply unit to perform a scavenging process using a purge gas;
Equipped with a,
The said control part calculates | requires the difference of said 1st and 2nd temperature , The fuel cell system which sets the said threshold value high, so that the said difference is large . 請求項１記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記第１の温度が所定の閾値以下であるとともに、前記第２の温度が前記閾値以下のときに、前記掃気処理を実行する、燃料電池システム。 A claim 1 Symbol mounting the fuel cell system,
The said control part is a fuel cell system which performs the said scavenging process when the said 1st temperature is below a predetermined threshold value and the said 2nd temperature is below the said threshold value. 燃料電池システムを制御する方法であって、
（ａ）燃料電池の運転停止後に、外気温を表す第１の温度と、前記燃料電池の温度、または、パージガスが流れる部位の温度を表す第２の温度と、を検出する工程と、
（ｂ）前記第１と第２の温度に基づいて閾値を設定し、前記第２の温度が前記閾値以下のときに、前記パージガスによる前記燃料電池内部の掃気処理を実行する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ）は、前記第１と第２の温度の差分を求め、前記差分が大きいほど、前記閾値を高く設定する工程を含む、方法。 A method for controlling a fuel cell system, comprising:
(A) detecting the first temperature representing the outside air temperature and the second temperature representing the temperature of the fuel cell or the part through which the purge gas flows after stopping the operation of the fuel cell;
(B) setting a threshold based on the first and second temperatures, and executing a scavenging process inside the fuel cell with the purge gas when the second temperature is equal to or lower than the threshold;
Equipped with a,
The step (b) includes a step of obtaining a difference between the first and second temperatures and setting the threshold value higher as the difference is larger .
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