KR101099413B1 - 연료 전지 시스템 - Google Patents

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히로아키 다나카
가즈히로 와타나베
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

본 발명은, 시스템 정지 지령 후에 연료 전지를 단시간에 건조시킬 수 있는 연료 전지 시스템을 과제로 한다. 연료 전지 시스템은, 통상 운전, 및 통상 운전에 비하여 연료 전지의 함수량을 감소시키는 건조 운전의 실행을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 시스템 정지 지령 시점에서 통상 운전시보다 연료 전지의 함수량이 감소되어 있도록, 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행한다. 제어 장치는, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 연료 전지의 온도가 소정의 저온일 것으로 예측되는 경우에, 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행하면 된다.
연료 전지, 시스템 정지 지령, 정지 지령 예측

Description

연료 전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM}
기술분야
본 발명은, 연료 전지를 구비한 연료 전지 시스템에 관한 것으로, 특히, 시스템 정지시에 연료 전지의 함수량을 저감시키는 제어에 관한 것이다.
배경기술
고체 고분자형의 연료 전지는, 애노드에 공급된 연료 가스 중의 수소와 캐소드에 공급된 산화 가스 중의 산소의 화학 반응에 의해 전력을 발생시킨다. 이 전기 화학 반응에서는 캐소드측에 물이 생성된다. 시스템 정지 후부터 다음 시스템 기동시까지, 연료 전지가 0℃ 이하의 저온 환경 하에 방치되면, 연료 전지 내에서 동결된 생성수의 영향에 의해 다음 번 시스템 기동이 양호하게 이루어지지 않거나, 혹은 시간이 걸리거나 한다.
일본 공개특허공보 2005-251576호에는, 저온 환경 하에서도 안정적인 시동성을 확보하기 위해, 시스템 정지시에 연료 전지의 함수량을 저감시키는 제어 방법이 개시되어 있다. 이 제어 방법에서는, 시스템 정지가 지령된 후, 외기온 센서에 의해 외기온을 검출하고, 외기온에 기초하여 24 시간 이내의 동결의 가능성을 판단한다. 그리고, 동결의 가능성이 있는 경우에는, 에어 컴프레서에 의해 산화 가스를 연료 전지에 공급하여, 연료 전지 내의 수분을 외부로 배출한다. 이와 같은 연료 전지의 소기 (掃氣) 처리는 전해질막을 드라이 업시킬 때까지 실시된다.
발명의 개시
그러나, 일본 공개특허공보 2005-251576호에 기재된 연료 전지 시스템은, 시스템 정지 지령이 이루어진 후에, 연료 전지의 함수량을 감소시키는 처리 (산화 가스의 공급) 를 실시하기 때문에, 불필요한 전력 (에너지) 및 연료 전지의 건조까지 긴 시간이 소요된다.
본 발명은, 시스템 정지 지령 후에 연료 전지를 단시간에 건조시킬 수 있는 연료 전지 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료 전지 시스템은, 통상 운전, 및 통상 운전에 비하여 연료 전지의 함수량을 감소시키는 건조 운전의 실행을 제어하는 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 시스템 정지 지령 시점에서 통상 운전시보다 연료 전지의 함수량이 감소되어 있도록, 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행한다.
이 구성에 의하면, 시스템 정지 지령 전부터 연료 전지의 함수량을 감소시키므로, 시스템 정지 지령 시점에서는 연료 전지의 함수량이 줄어든다. 이로써, 시스템 정지 지령 후에 연료 전지를 단시간에 건조시킬 수 있다. 또, 연료 전지의 건조에 필요로 하는 전력을 절약할 수 있다.
바람직하게는, 제어 장치는, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 연료 전지의 온도가 소정의 저온일 것으로 예측되는 경우에, 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행하면 된다.
이 구성에 의하면, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시의 예상되는 상황에 입각하여 건조 운전을 실행할 수 있다. 예를 들어 동결의 우려가 없을 정도로 연료 전지의 온도가 높은 경우에는 통상 운전을 계속할 수 있어, 건조 운전을 회피하는 것도 가능해진다.
여기에서, 「소정의 저온」은, 예를 들어 0℃, 또는 동결에 여유를 가진 2℃ 로 설정할 수 있다. 또, 연료 전지의 온도가 「소정의 저온」이라는 예측은, 외기온, 수 일 이내의 최저 기온, 달력 혹은 사계절, 지리 혹은 지역, 시간대 및 일기 예보 중 적어도 하나에 기초하여 실시할 수 있다. 외기온의 데이터는 ITS (Intelligent Transport Systems : 고속도로 교통 시스템) 등으로부터 취득되는 외부 데이터, 또는 미리 제어 장치 내의 기억부 등에 보존되어 있는 내부 데이터를 참조하거나 하여 취득된다.
바람직하게는, 제어 장치는, 연료 전지 시스템이 놓여지는 상황을 예측하는 상황 예측부를 구비하고, 그 예측 결과에 기초하여 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행하면 된다.
이 구성에 의하면, 예측 결과가 트리거가 되어, 시스템 정지 지령 전에 상황 예측에 따른 건조 운전을 실행할 수 있다. 또한, 제어 장치는, 상황 예측부의 예측 결과에 기초하여 건조 운전의 조건을 결정하여 실행하는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 상황 예측부는, 시스템 정지 지령을 예측하는 정지 지령 예측부이면 된다. 그리고, 제어 장치는, 시스템 정지 지령이 있을 것으로 예측된 경우에는 그 예측된 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행하는 한편, 시스템 정지 지령이 없을 것으로 예측된 경우에는 통상 운전을 계속하면 된다.
이 구성에 의하면, 시스템 정지 지령의 예측 결과가 트리거가 되기 때문에, 시스템 정지 지령 전에 연료 전지의 함수량을 확실하게 감소시킬 수 있다. 또, 시스템 정지 지령 전의 건조 운전이 불필요한 경우에는 그것을 회피할 수 있다. 또한, 통상 운전의 계속은, 시스템 정지 지령이 있을 때까지, 혹은, 시스템 정지 지령에 관한 다음의 예측이 있을 때까지 실시하면 된다.
보다 바람직하게는, 정지 지령 예측부는, 연료 전지 시스템을 탑재한 이동체의 위치와, 이동체를 사용하는 유저의 사용 경향에 기초하여 시스템 정지 지령을 예측하면 된다.
보다 바람직하게는, 제어 장치는, 이동체의 정지 장소 및 그 정지 장소에서의 정지 시간을 학습하고, 그것에 의해 유저의 사용 경향을 파악하는 학습부를 구비하면 된다.
이들 구성에 의하면, 유저가 이동체를 빈번하게 또한 긴 시간 정지시키는 장소 (예를 들어, 자택이나 회사) 에 가까워진 경우에는, 시스템 정지 지령을 예측할 수 있으므로, 그 예측에 따라 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행할 수 있다. 또, 유저의 사용 경향을 갱신할 수 있으므로, 시스템 정지 지령의 예측의 정확성 (적중률) 을 높일 수 있다.
또한, 시스템 정지 지령의 예측시에는, 이동체의 이동 속도도 고려하면, 보다 정확성이 높아진다. 또, 이동체의 위치는, 예를 들어 GPS (Global Positioning System : 전지구 측위 시스템) 를 사용함으로써 측위할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 양태에 의하면, 제어 장치는, 예측된 시스템 정지 지 령 전에 건조 운전을 실행한 후, 정지 지령 예측부가 시스템 정지 지령은 없을 것으로 예측한 경우 또는 시스템 정지 지령이 소정 시간 내에 이루어지지 않은 경우에는, 건조 운전에서 통상 운전으로 전환하면 된다.
이 구성에 의하면, 통상 운전에 적절하게 복귀할 수 있어, 요구에 따른 전력을 연료 전지가 적절하게 발전 (發電) 할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 일 양태에 의하면, 상황 예측부는, 연료 전지의 동결을 예측하는 동결 예측부이다. 그리고, 제어 장치는, 연료 전지의 동결이 있을 것으로 예측된 경우에는 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행하는 한편, 연료 전지의 동결이 없을 것으로 예측된 경우에는 통상 운전을 계속하면 된다.
이 구성에 의하면, 동결을 예측함으로써 불필요한 건조 운전을 회피할 수 있다.
보다 바람직하게는, 동결 예측부는, 연료 전지 시스템의 위치, 외기온, 시스템 정지로부터 수 일 이내에 경험하는 예상 최저 기온 및 달력 중 적어도 하나에 기초하여, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 연료 전지의 동결을 예측하면 된다.
본 발명의 다른 바람직한 일 양태에 의하면, 상황 예측부는, 연료 전지 시스템을 탑재한 이동체의 정지 장소에 있어서의 경사 상태를 예측하면 된다.
이 구성에 의하면, 정지 장소에서의 이동체의 경사가 클 것으로 예측되는 경우에, 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행할 수 있다. 이로써, 국부적으로 물이 고이기 쉬운 경사지에 이동체가 정지되는 경우라 하더라도, 그 정지 전에 연료 전지의 내부를 물이 고이기 어려운 상태로 해 둘 수 있다.
보다 바람직하게는, 제어 장치는, 이동체의 정지 장소, 그 정지 장소에서의 정지 시간, 및 그 정지 장소에서의 노면에 대한 이동체의 경사각을 학습하고, 그것에 의해 유저의 사용 경향을 파악하는 학습부를 구비하면 된다. 그리고, 상황 예측부는, 유저의 사용 경향에 기초하여 이동체의 정지 장소를 예측함과 함께, 그 정지 장소에서의 이동체의 경사 상태를 예측하면 된다.
이 구성에 의하면, 과거의 경험 (유저의 사용 경향) 을 기초로, 경사지에서의 이동체의 정지 전에 건조 운전으로 전환해 둘 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 양태에 의하면, 제어 장치는, 통상 운전에 비하여 연료 전지의 발전량을 제한함으로써 건조 운전을 실행하면 된다.
이 구성에 의하면, 연료 전지의 발전을 제한함으로써, 전력을 절약하면서 연료 전지의 함수량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 일 양태에 의하면, 제어 장치는, 통상 운전에 비하여 연료 전지의 온도를 상승시킴으로써 건조 운전을 실행하면 된다.
이 구성에 의하면, 연료 전지 내에 체류하고 있는 수분의 증발을 촉진시킬 수 있다. 이로써, 연료 전지에 공급되는 반응 가스 (산화 가스 또는 연료 가스) 에 의해, 연료 전지 내의 수분을 바람직하게 제거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 의하면, 연료 전지 시스템은 연료 전지에 냉매를 공급하는 냉매 배관계를 구비하고 있고, 건조 운전은, 냉매에 의한 연료 전지의 냉각량을 줄인 상태에서 연료 전지를 발전시키면 된다.
이 구성에 의해서도, 연료 전지 내에 체류하고 있는 수분의 증발을 촉진시킬 수 있어, 연료 전지의 함수량을 줄일 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 의하면, 연료 전지 시스템은, 연료 전지에 산화 가스를 공급하는 산화 가스 배관계를 구비하고 있고, 제어 장치는, 통상 운전에 비하여 산화 가스의 유량, 압력, 온도 및 이슬점 온도 중 적어도 하나를 변경함으로써 건조 운전을 실행하면 된다.
이 구성에 의하면, 산화 가스에 의한 소기 효과가 높아져, 연료 전지 내를 건조시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 의하면, 연료 전지 시스템은, 연료 전지에 연료 가스를 공급하는 연료 가스 배관계를 구비하고 있고, 제어 장치는, 통상 운전에 비하여 연료 가스의 유량, 압력, 퍼지 빈도 및 이슬점 온도 중 적어도 하나를 변경함으로써 건조 운전을 실행하면 된다.
이 구성에 의하면, 연료 가스에 의한 소기 효과가 높아져, 연료 전지 내를 건조시킬 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 연료 전지 시스템의 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 연료 전지 시스템의 특징 부분을 나타내는 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 연료 전지 시스템의 정지 제어에 관한 것으로서, 제 1 제어예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 4 는 본 발명의 연료 전지 시스템의 정지 제어에 관한 것으로서, 제 2 제 어예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5 는 본 발명의 연료 전지 시스템의 정지 제어에 관한 것으로서, 제 3 제어예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6 은 제어 목표값인 FC 온도와, 외기온 혹은 다음 번 기동시의 FC 온도의 관계를 나타내는 맵이다.
도 7 은 본 발명의 제 3 제어예 및 비교예를 실행한 경우의 FC 온도와 시간의 관계를 나타내는 도면으로서, 도 7(A) 는 시간축 및 동작 내용을 나타내고, 도 7(B) 는 FC 온도의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 8 은 본 발명의 연료 전지 시스템의 정지 제어에 관한 것으로서, 제 4 제어예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 9 는 본 발명의 연료 전지 시스템을 탑재한 차량의 측면도로서, 연료 전지 시스템의 정지 제어 (제 5 제어예) 를 설명하기 위한 특징 부분을 나타내는 도면이다.
도 10 은 본 발명의 제 5 제어예를 실행시키기 위한 특징 부분을 나타내는 블록도이다.
도 11 은 본 발명의 제 5 제어예를 나타내는 플로우 차트이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관련된 연료 전지 시스템에 대해 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 연료 전지 시스템 (1) 은, 연료 전지 자동차 (FCHV), 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 차량 (100) 에 탑재할 수 있다. 단, 연료 전지 시스템 (1) 은, 차량 (100) 이외의 각종 이동체 (예를 들어, 선박이나 비행기, 로봇 등) 나 정치형 (定置型) 전원에도 적용할 수 있다.
연료 전지 시스템 (1) 은, 연료 전지 (2) 와, 산화 가스로서의 공기를 연료 전지 (2) 에 공급하는 산화 가스 배관계 (3) 와, 연료 가스로서의 수소 가스를 연료 전지 (2) 에 공급하는 연료 가스 배관계 (4) 와, 연료 전지 (2) 에 냉매를 공급하는 냉매 배관계 (5) 와, 연료 전지 시스템 (1) 의 전력을 충방전하는 전력계 (6) 와, 연료 전지 시스템 (1) 의 운전을 통괄 제어하는 제어 장치 (7) 를 구비한다. 산화 가스 및 연료 가스는 반응 가스로 총칭할 수 있다.
연료 전지 (2) 는, 예를 들어 고체 고분자 전해질형으로 구성되고, 다수의 단셀을 적층시킨 스택 구조를 구비한다. 단셀은, 이온 교환막으로 이루어지는 전해질의 일방의 면에 공기극 (캐소드) 을 갖고, 타방의 면에 연료극 (애노드) 을 가지며, 추가로 공기극 및 연료극을 양측으로부터 사이에 끼워 넣도록 1 쌍의 세퍼레이터를 갖는다. 일방의 세퍼레이터의 산화 가스 유로 (2a) 에 산화 가스가 공급되고, 타방의 세퍼레이터의 연료 가스 유로 (2b) 에 연료 가스가 공급된다. 공급된 연료 가스 및 산화 가스의 전기 화학 반응에 의해, 연료 전지 (2) 는 전력을 발생시킨다. 연료 전지 (2) 에서의 전기 화학 반응은 발열 반응으로, 고체 고분자 전해질형의 연료 전지 (2) 의 온도는 대략 60 ∼ 80℃ 가 된다.
산화 가스 배관계 (3) 는, 공급로 (11) 및 배출로 (12) 를 구비한다. 공급로 (11) 에는 연료 전지 (2) 에 공급되는 산화 가스가 흐른다. 배출로 (12) 에는 연료 전지 (2) 로부터 배출된 산화 오프 가스가 흐른다. 산화 오프 가스는, 연료 전지 (2) 의 전지 반응에 의해 생성된 수분을 함유하므로 고습윤 상태로 되어 있다.
공급로 (11) 에는 컴프레서 (14) 및 가습기 (15) 가 형성된다. 컴프레서 (14) 는, 에어 클리너 (13) 를 통하여 외기를 도입하여, 연료 전지 (2) 에 압송한다. 가습기 (15) 는 공급로 (11) 를 흐르는 저습윤 상태의 산화 가스와, 배출로 (12) 를 흐르는 고습윤 상태의 산화 오프 가스 사이에서 수분 교환을 실시하여, 연료 전지 (2) 에 공급되는 산화 가스를 적당히 가습한다. 배압 조정 밸브 (16) 는 연료 전지 (2) 의 공기극측의 배압을 조정한다. 배압 조정 밸브 (16) 는 배출로 (12) 의 캐소드 출구 부근에 배치 형성되고, 그 근방에는 배출로 (12) 내의 압력을 검출하는 압력 센서 (P1) 가 형성된다. 산화 오프 가스는, 배압 조정 밸브 (16) 및 가습기 (15) 를 거쳐 최종적으로 배기 가스로서 시스템 밖의 대기 중으로 배기된다.
연료 가스 배관계 (4) 는, 수소 공급원 (21) 과, 수소 공급원 (21) 으로부터 연료 전지 (2) 에 공급되는 수소 가스가 흐르는 공급로 (22) 와, 연료 전지 (2) 로부터 배출된 수소 오프 가스 (연료 오프 가스) 를 공급로 (22) 의 합류점 (A) 으로 되돌리기 위한 순환로 (23) 와, 순환로 (23) 내의 수소 오프 가스를 공급로 (22) 로 압송하는 펌프 (24) 와, 순환로 (23) 에 분기 접속된 퍼지로 (25) 를 갖는다. 원(元)밸브 (26) 를 개방함으로써 수소 공급원 (21) 으로부터 공급로 (22) 로 유출된 수소 가스는, 압력 조절 밸브 (27), 그 밖의 감압 밸브 및 차단 밸브 (28) 를 거쳐 연료 전지 (2) 에 공급된다. 퍼지로 (25) 에는, 수소 오프 가스를 수소 희석기 (도시 생략) 로 배출하기 위한 퍼지 밸브 (33) 가 형성된다.
냉매 배관계 (5) 는, 연료 전지 (2) 내의 냉각 유로 (2c) 에 연통하는 냉매 유로 (41) 와, 냉매 유로 (41) 에 형성된 냉각 펌프 (42) 와, 연료 전지 (2) 로부터 배출되는 냉매를 냉각시키는 라디에이터 (43) 와, 라디에이터 (43) 를 바이패스하는 바이패스 유로 (44) 와, 라디에이터 (43) 및 바이패스 유로 (44) 로의 냉각수의 통류를 설정하는 전환 밸브 (45) 를 갖는다. 냉매 유로 (41) 는, 연료 전지 (2) 의 냉매 입구의 근방에 형성된 온도 센서 (46) 와, 연료 전지 (2) 의 냉매 출구의 근방에 형성된 온도 센서 (47) 를 갖는다.
냉각 펌프 (42) 는, 모터 구동에 의해, 냉매 유로 (41) 내의 냉매를 연료 전지 (2) 에 순환 공급한다. 온도 센서 (47) 가 검출하는 냉매 온도는, 연료 전지 (2) 의 내부 온도, 요컨대 셀 내 온도 (이하, 「FC 온도」라고 한다) 를 반영한다. 또, 이하에서는, 온도 센서 (47) 를 「FC 온도 센서」라고 한다. 단, 별도로 온도 센서를 형성함으로써, 연료 전지 (2) 의 온도를 직접 검출해도 된다.
전력계 (6) 는 고압 DC/DC 컨버터 (61), 배터리 (62), 트랙션 인버터 (63), 트랙션 모터 (64), 및 각종 보조기기 인버터 (65, 66, 67) 를 구비하고 있다. 고압 DC/DC 컨버터 (61) 는 직류의 전압 변환기로서, 배터리 (62) 로부터 입력된 직류 전압을 조정하여 트랙션 인버터 (63) 측으로 출력하는 기능과, 연료 전지 (2) 또는 트랙션 모터 (64) 로부터 입력된 직류 전압을 조정하여 배터리 (62) 로 출력하는 기능을 갖는다. 고압 DC/DC 컨버터 (61) 의 이들 기능에 의해 배터리 (62) 의 충방전이 실현된다. 또, 고압 DC/DC 컨버터 (61) 에 의해 연료 전지 (2) 의 출력 전압이 제어된다.
트랙션 인버터 (63) 는 직류 전류를 3 상 교류로 변환시켜 트랙션 모터 (64) 에 공급한다. 트랙션 모터 (64) (동력 발생 장치) 는, 예를 들어 3 상 교류 모터이다. 트랙션 모터 (64) 는 연료 전지 시스템 (1) 이 탑재되는, 예를 들어 차량 (100) 의 주동력원을 구성하여, 차량 (100) 의 차륜 (101L, 101R) 에 연결된다. 보조기기 인버터 (65, 66 및 67) 는, 각각 컴프레서 (14), 펌프 (24) 및 냉각 펌프 (42) 의 모터의 구동을 제어한다.
제어 장치 (7) 는, 내부에 CPU, ROM, RAM 을 구비한 마이크로 컴퓨터로서 구성된다. CPU 는 제어 프로그램에 따라 원하는 연산을 실행하여, 통상 운전, 건조 운전 및 소기 운전의 제어 등, 여러 가지의 처리나 제어를 실시한다. ROM 은 CPU 에서 처리하는 제어 프로그램이나 제어 데이터를 기억한다. RAM 은 주로 제어 처리를 위한 각종 작업 영역으로서 사용된다.
제어 장치 (7) 는 각종의 압력 센서 (P1) 나 온도 센서 (46, 47), 그리고 차량 (100) 의 엑셀레이터 개도 (開度) 를 검출하는 엑셀레이터 개도 센서 등의 각종 센서로부터의 검출 신호를 입력한다. 그리고, 제어 장치 (7) 는 연료 전지 시스템 (1) 의 각 구성 요소에 제어 신호를 출력한다.
제어 장치 (7) 에는, 외기온 센서 (71), 타이머 (72), 수신기 (73), 시계 (74) 및 속도 센서 (75) 가 접속되고, 이들은 모두 차량 (100) 에 탑재된다. 외기온 센서 (71) 는, 연료 전지 시스템 (1) 이 놓여지는 환경의 외기온을 검출한 다. 타이머 (72) 는 연료 전지 시스템 (1) 의 운전을 제어하기 위해 필요한 각종의 시간을 계측한다. 본 실시형태에 관련된 타이머 (72) 는 주행을 정지한 차량 (100) 의 정지 시간을 계측한다.
수신기 (73) 는, 예를 들어 내비게이션 장치로서, GPS 위성 (81) 이나 ITS 로부터의 전파 신호를 안테나 (82) 를 통하여 수신한다. 예를 들어, 수신기 (73) 는 차량 (100) 의 위치 (요컨대, 주행 위치 또는 정지 위치) 를 나타내는 측위 데이터를 수신함과 함께, 차량 (100) 이 있는 토지에 있어서의 과거의 기온 추이 데이터 및 예상 기온 추이 데이터를 수신한다. 시계 (74) 는 현재의 일시 (달력) 를 나타내는 날짜 데이터를 취득한다. 속도 센서 (75) 는 차량 (100) 의 주행 속도 (이동 속도) 를 검출한다. 또한, 수신기 (73) 또는 제어 장치 (7) 에 시계로서의 기능을 갖게 함으로써, 차량 (100) 에 시계 (74) 를 별도로 탑재하지 않아도 된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (7) 는, 시스템 정지 지령 전의 건조 운전을 실현하기 위해, 학습부 (91), 기억부 (92), 상황 예측부 (93), 판단부 (94), 및 운전 제어부 (90) 를 구비한다.
학습부 (91) 는, 타이머 (72), 수신기 (73) 및 시계 (74) 로부터의 데이터가 입력된다. 학습부 (91) 는 차량 (100) 의 정지 장소 및 그 정지 장소에서의 정지 시간을 학습하여, 차량 (100) 을 사용하는 유저 (운전자) 의 사용 경향을 파악한다. 구체적으로는, 학습부 (91) 는 수신기 (73) 로부터의 측위 데이터와 타이머 (72) 로부터의 정차 시간 데이터를 기초로, 유저가 자주 정차하는 장소 및 그 정차 시간을 학습하고, 나아가서는 시계 (74) 로부터의 날짜 데이터를 기초로 정차 시기 및 정차 시간대를 학습한다. 이로 인해, 학습부 (91) 는 계절 등에 따라 유저가 자주 가는 장소 (겨울의 스키장, 온천지 등) 도 학습한다. 이와 같은 학습을 통해, 학습부 (91) 는 유저의 사용 경향, 요컨대 운전 패턴을 파악한다.
기억부 (92) 는 학습부 (91) 에서 파악된 유저의 사용 경향을 기억한다. 예를 들어, 기억부 (92) 는 유저가 자주 정차하는 장소 (예를 들어, 자택, 회사, 가게 등) 를 복수 기억한다. 기억부 (92) 는, 이 정차 장소를 시기 (사계절) 또는 시간대 (아침, 점심, 저녁) 와 관련지어 기억하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차량을 통근시에 이용하는 경우에는, 회사의 장소와 출근 시각이 관련지어 기억됨과 함께, 자택의 장소와 귀가 시각이 관련지어 기억된다. 기억부 (92) 는, 소정량의 데이터가 축적된 후에는, 새로운 데이터를 기억할 때에는 가장 오래된 데이터를 삭제하고, 최근의 행동에 기초하는 데이터를 기억하는 것이 바람직하다. 그리고, 기억부 (92) 는 정차의 확률 (빈도) 에 따라 가중화된 맵을 가지고 있는 것이 바람직하고, 그 맵은 학습부 (91) 에서의 학습을 통하여 수시로 갱신되는 것이 바람직하다. 또한, 기억부 (92) 에는, 유저의 입력 조작에 의해서도 정차의 빈도가 높은 장소, 그 경우의 시기 및 시간대를 기억할 수 있다.
상황 예측부 (93) 는 FC 온도 센서 (47), 외기온 센서 (71), 수신기 (73), 시계 (74) 및 속도 센서 (75) 로부터의 데이터가 입력된다. 상황 예측부 (93) 는, 이들의 입력 데이터에 기억부 (92) 의 기억 데이터를 참조함으로써 연료 전지 시스템 (1) 이 향후 놓여지는 상황을 예측한다. 예를 들어, 향후 시스템 정지 지령이나 동결이 있는지 여부, 나아가서는 최저 온도나 FC 온도가 어떻게 될지 등이 예측된다. 그리고, 이들 예측을 실행하기 위해, 상황 예측부 (93) 는 정지 지령 예측부 (95), 동결 예측부 (96), 최저 온도 예측부 (97) 및 FC 온도 예측부 (98) 를 갖는다.
정지 지령 예측부 (95) 는, 가동 중의 연료 전지 시스템 (1) 의 시스템 정지 지령을 예측한다. 시스템 정지 지령이란, 연료 전지 시스템 (1) 의 운전을 정지시키는 지령을 의미한다. 시스템 정지 지령은, 통상적으로, 유저의 이그니션 스위치의 OFF 조작에 의해 이루어진다. 정지 지령 예측부 (95) 는, 수신기 (73) 로부터의 측위 데이터와, 기억부 (92) 에 기억된 유저의 사용 경향 데이터에 기초하여 시스템 정지 지령을 예측한다. 예를 들어, 차량 (100) 이 자택에 가까워진 경우에는, 정지 지령 예측부 (95) 는, 조만간 시스템 정지 지령이 있을 것으로 예측한다. 한편, 차량 (100) 이 행선지인 자택으로부터 멀어진 경우에는, 정지 지령 예측부 (95) 는 시스템 정지 지령이 없을 것으로 예측한다. 바람직하게는, 정지 지령 예측부 (95) 는 시스템 정지 지령이 발해지는 타이밍도 예측함과 함께, 시스템 정지 지령 후에 시스템이 정지된 경우의 정차 시간도 예측한다.
특히, 정지 지령 예측부 (95) 는, 속도 센서 (75) 로부터의 차속 데이터도 고려하여, 시스템 정지 지령을 예측하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기억부 (92) 에서 기억한 빈도가 높은 정차 장소의 근방에서 차속이 20km/h 이하인 경우에는, 차량 (100) 을 주차장에 정차시킬 가능성이 높다. 따라서, 이 경우에는, 정지 지령 예측부 (95) 는 시스템 정지 지령이 있을 것으로 예측한다. 한편, 기억부 (92) 에서 기억한 빈도가 높은 정차 장소의 근방이라 하더라도 감속하지 않고 차속이 50km/h 이상인 경우에는, 차량 (100) 이 주차장 앞을 통과할 가능성이 높다. 따라서, 이 경우에는 정지 지령 예측부 (95) 는 시스템 정지 지령이 없을 것으로 예측한다. 이와 같이, 차속 데이터도 고려함으로써, 시스템 정지 지령의 예측이 맞을 확률을 높일 수 있다.
동결 예측부 (96) 는 연료 전지 (2) 의 동결을 예측한다. 여기에서, 연료 전지 (2) 의 동결은, 연료 전지 (2) 내에 수분이 남아 있는 상태에서 연료 전지 (2) 가 저온 환경 (영하) 에 노출됨으로써 발생된다. 연료 전지 (2) 의 발전 중에는 운전 온도의 관리상 동결의 가능성은 낮지만, 시스템 정지 후에 영하의 환경에 노출되면, 연료 전지 (2) 내의 수분이 빙결되어, 연료 전지 (2) 의 동결이 발생된다. 동결 예측부 (96) 는 「소정의 정보」에 기초하여, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 연료 전지 (2) 의 동결을 예측한다.
여기에서, 「소정의 정보」란, 차량 (100) 의 위치 (지리적 좌표), 외기온, 시스템 정지에서부터 소정 기간 사이에 경험하는 예상 최저 기온을 포함하는 예상 기온, 예상 날씨 및 달력 중 적어도 하나, 바람직하게는 이들 중 몇 개이다. 여기에서, 예상 기온은, 차량 (100) 의 정지 예정 장소 (목적지) 인 것이면 된다. 예상 기온의 데이터는 수신기 (73) 를 통하여 ITS 로부터 수신되는 외부 데이터이어도 되고, FC 온도 예측부 (98) 에서 예측된 내부 데이터이어도 된다. 예상 최저 기온은, 시스템 정지로부터 24 시간 이내 또는 수 일 이내에 경험하는 것이면 된다. 예상 최저 기온의 데이터는, 마찬가지로 ITS 로부터 수신되는 외부 데이 터이어도 되고, 최저 온도 예측부 (97) 에서 예측된 내부 데이터이어도 된다. 예상 날씨의 데이터는, ITS 로부터 수신되는 데이터를 사용할 수 있다. 또, 달력의 데이터는 시계 (74) 로부터의 시기 데이터 및 시간대 데이터를 사용할 수 있다.
예를 들어, 차량 (100) 의 정지 예정 장소의 예상 최저 기온이 0℃ 이하인 경우에는, 동결 예측부 (96) 는 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서 연료 전지 (2) 가 동결될 가능성이 있다고 예측한다. 한편, 차량 (100) 의 정지 예정 장소의 예상 최저 기온이 5℃ 를 초과하는 경우에는, 동결 예측부 (96) 는, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서 연료 전지 (2) 가 동결될 가능성이 없다고 예측한다. 바람직하게는, 동결 예측부 (96) 는 연료 전지 (2) 의 동결 레벨이 어느 정도인지, 바꿔 말하면 어느 정도 저온 하의 시동에 대비할지의 랭크도 예측한다.
최저 온도 예측부 (97) 는, 차량 (100) 이 시스템 정지로부터 24 시간 이내 또는 수 일 이내에 경험하는 예상 최저 기온을 예측한다. 이 예측은 차량 (100) 의 정지 예정 장소 또는 현 지점의 측위 데이터, 외기온 센서 (71) 로부터의 외기온 데이터, 및 시계 (74) 로부터의 달력 데이터 등에 기초하여 이루어진다.
FC 온도 예측부 (98) 는 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시의 연료 전지 (2) 의 내부 온도를 예측한다. 이 예측은, 외기온 센서 (71) 로부터의 외기온 데이터, 및/또는, 최저 온도 예측부 (97) 에 의한 예상 최저 기온 데이터에 기초하여 이루어진다. 또한, 시스템 정지 시간이 긴 경우에는, FC 온도 예측부 (98) 에 의해 예측된 FC 온도는, 차량 (100) 이 노출되는 환경의 예상 기온과 일치한다.
판단부 (94) 는, 상황 예측부 (93) 에 의한 예측 결과에 기초하여, 어떤 운전을 실시해야 할지를 판단한다. 구체적으로는, 판단부 (94) 는 정지 지령 예측부 (95) 또는 동결 예측부 (96) 의 예측 결과에 기초하여, 통상 운전을 속행할지, 혹은 건조 운전으로 전환할지를 판단한다. 예를 들어, 정지 지령 예측부 (95) 에 의해 시스템 정지 지령이 있다고 예측된 경우, 또는, 동결 예측부 (96) 에 의해 동결이 있을 것으로 예측된 경우에는, 시스템 정지 지령 전에 건조 운전으로 전환해야 한다고 판단된다.
운전 제어부 (90) 에는 판단부 (94) 에 의한 판단 결과가 전달된다. 운전 제어부 (90) 는 그 판단 결과에 기초하여, 통상 운전 또는 건조 운전을 실행하기 위해, 연료 전지 시스템 (1) 의 각종 구성 기기 (컴프레서 (14), 배압 조정 밸브 (16), 펌프 (24), 퍼지 밸브 (33), 냉각 펌프 (42), 전환 밸브 (45), 라디에이터 (43) 용 냉각팬, 고압 DC/DC 컨버터 (61) 등) 를 제어한다. 또, 운전 제어부 (90) 는 연료 전지 (2) 의 소기 운전을 실행하기 위해, 연료 전지 시스템 (1) 의 각종 구성 기기를 제어한다.
여기에서, 통상 운전, 건조 운전 및 소기 운전에 대해 설명한다.
통상 운전에서는, 전력 손실을 억제하여 높은 발전 효율이 얻어지도록, 에어 스토이키비를 1.0 이상 (이론값) 으로 설정한 상태에서 연료 전지 (2) 가 운전 (발전) 된다. 여기에서, 에어 스토이키비란 산소 잉여율을 말하며, 수소와 과부족 없이 반응하는 데에 필요한 산소에 대해 공급되는 산소가 어느 정도 잉여되는지를 나타낸다.
건조 운전이란, 통상 운전에 비하여 연료 전지 (2) 의 함수량을 감소시키는 운전을 말한다. 바꾸어 말하면, 건조 운전에서는, 각종 파라미터에 의해 설정되는 요구 출력을 연료 전지 (2) 가 출력하여, 통상 운전에 대해 연료 전지 (2) 의 내부가 보다 건조되기 쉬운 운전 상태로 하는 것을 말한다. 그 의미에서는, 소기 운전은 건조 운전의 개념에 포함된다. 건조 운전은, 연료 전지 (2) 내 (전해질막이나 확산층, 유로) 의 습도를 반드시 0% 로 할 필요는 없으며, 수분을 저감시킬 수 있기만 하면 된다. 건조 운전을 실행하면, 통상 운전에 비하여 전해질막이 건조 기미가 된다. 건조 운전은, 통상 운전시에 사용하는 제어 파라미터의 값과는 상이한 값을 사용함으로써, 각종 방법에 의해 실행할 수 있다.
구체적으로는, 제 1 예에서는, 건조 운전은 통상 운전에 비하여 연료 전지 (2) 의 발전량을 제한함으로써 실행된다. 이것은, 고압 DC/DC 컨버터 (61) 에 의해 연료 전지 (2) 의 최대 출력을 제한함으로써 실현할 수 있다. 이와 같은 건조 운전에 의해, 전력을 절약하면서 연료 전지 (2) 의 함수량을 감소시킬 수 있다.
제 2 예에서는, 건조 운전은, 통상 운전에 비하여 FC 온도를 상승시킴으로써 실행된다. 이것은, 외부의 가열 장치에 의한 가열, 연료 전지 (2) 의 자기 발열량의 증대, 또는 연료 전지 (2) 의 냉각량의 감소에 의해 실현할 수 있다. 연료 전지 (2) 의 자기 발열량을 증대시키는 제어는, 예를 들어, 반응 가스 (산화 가스 또는 연료 가스) 의 스토이키값의 저하 등에 의해 발전 효율을 저하시킴으로써 실행할 수 있다. 연료 전지 (2) 의 냉각량의 감소는, 연료 전지 (2) 를 발전시킨 상태에서 냉각 펌프 (42) 의 회전수 및/또는 라디에이터 (43) 용 냉각팬의 회전수를 제어하여 라디에이터 (43) 에 의한 냉각량을 억제하거나, 혹은 전환 밸브 (45) 를 바이패스 유로 (44) 측으로 전환시키거나 함으로써 실현할 수 있다. 이와 같은 건조 운전을 실시함으로써 연료 전지 (2) 내에 체류되어 있는 수분의 증발을 촉진시킬 수 있으며, 그 증발된 수분을 산화 오프 가스 또는 연료 오프 가스로 제거할 수 있다.
제 3 예에서는, 건조 운전은, 통상 운전에 비하여 산화 가스의 유량, 압력, 온도 및 이슬점 온도 중 적어도 하나를 변경함으로써 실행된다. 구체적으로는, 컴프레서 (14) 의 회전수를 높임으로써 산화 가스의 유량을 증가시키는 것, 배압 조정 밸브 (16) 의 개도를 조정하여 산화 가스의 공급압을 낮추는 것, 도시 생략한 외부의 히터에 의해 산화 가스의 온도를 상승시키는 것, 또는 이슬점 온도를 낮추는 것에 의해 건조 운전이 이루어진다. 이와 같은 건조 운전을 실시함으로써, 우수한 응답성으로 연료 전지 (2) 내를 건조시킬 수 있다. 또한, 건조 운전에서는, 가습기 (15) 를 바이패스하여 산화 가스를 연료 전지 (2) 에 공급하도록 해도 되고, 가습기에서의 산화 가스의 가습량을 줄이도록 컨트롤해도 된다.
제 4 예에서는, 건조 운전은, 통상 운전에 비하여 연료 가스의 유량, 압력, 퍼지 빈도 및 이슬점 온도 중 적어도 하나를 변경함으로써 실행된다. 구체적으로는, 펌프 (24) 및/또는 도시 생략한 인젝터를 조정함으로써 연료 가스의 유량을 증가시키는 것, 레귤레이터 (28) 또는 인젝터를 조정함으로써 연료 가스의 공급 압력을 낮추는 것, 퍼지 밸브 (33) 의 퍼지 빈도를 늘리는 것, 또는, 이슬점 온도를 낮추는 것에 의해 건조 운전이 이루어진다. 이와 같은 건조 운전의 실행에 의해서도 연료 전지 (2) 내를 건조시킬 수 있다.
또한, 상기한 제 1 예 ∼ 제 4 예를 적절히 조합하여 건조 운전을 실행해도 된다.
소기 운전은 연료 전지 시스템 (1) 의 운전 종료시 (시스템 정지시) 에, 연료 전지 (2) 내의 수분을 외부로 배출함으로써 연료 전지 (2) 내를 소기하는 것을 말한다. 본 실시형태에서는, 소기 운전은, 시스템 정지 지령이 있은 후에 실행된다. 소기 운전은, 예를 들어, 연료 전지 (2) 를 아이들 (idle) 운전으로 한 상태에서 또는 연료 전지 (2) 로의 수소 가스의 공급을 정지시킨 상태에서, 컴프레서 (14) 에 의해 산화 가스를 산화 가스 유로 (2a) 에 공급하고, 연료 전지 (2) 에 남은 수분을 산화 가스로 제거함으로써 실시된다.
다음으로, 제어 장치 (7) 에 의한 연료 전지 시스템 (1) 의 정지 제어에 관하여, 복수의 예를 설명한다.
＜제 1 제어예＞
도 3 에 나타내는 바와 같이, 연료 전지 시스템 (1) 은 통상 운전을 실행하고 있다 (단계 S1). 통상 운전 중에는 외기온 데이터, FC 온도 데이터, 차속 데이터, 측위 데이터, 및 계절 등의 시간 데이터 등의 각종 정보가 취득된다 (단계 S2). 이들의 데이터는, 통상 운전 중에 수시로 취득된다. 다음으로, 정지 지령 예측부 (95) 는, 유저에 의한 시스템 정지 지령이 있는지 여부를 예측한다 (단계 S3). 이 예측은, 상기한 바와 같이, 측위 데이터에 기억부 (92) 의 유저의 사용 경향 데이터를 참조함으로써, 바람직하게는 차속 데이터도 참조함으로써 이루어진다.
시스템 정지 지령이 없다고 예측된 경우에는 (단계 S3; 아니오), 판단부 (94) 는 통상 운전을 계속해야 한다고 판단하고, 그 취지의 신호를 운전 제어부 (90) 에 보낸다. 이로써, 운전 제어부 (90) 는 건조 운전을 실시하지 않고 통상 운전을 계속하도록 각종 기기를 제어한다 (단계 S1).
한편, 시스템 정지 지령이 있다고 예측된 경우에는 (단계 S3; 예), 판단부 (94) 는 건조 운전을 실행해야 한다고 판단하고, 그 취지의 신호를 운전 제어부 (90) 에 보낸다. 이로써, 운전 제어부 (90) 는 통상 운전으로부터 전환하여 건조 운전을 실행할 수 있도록 각종 기기를 제어한다 (단계 S4). 이로써, 연료 전지 (2) 의 함수량이 통상 운전시보다 저감된다.
다음 단계 S5 에서는, 시스템 정지 지령이 소정의 시간 내에 있었는지 여부가 판단된다. 이 소정의 시간은, 상기한 바와 같이, 정지 지령 예측부 (95) 에 의해 예측되는 시스템 정지 지령이 발해지는 시간이다. 이 소정의 시간을 경과해도 시스템 정지 지령이 유저에 의해 발해지지 않은 경우에는 (단계 S5; 아니오), 다시 통상 운전으로 전환한다 (단계 S1).
한편, 예측한 바와 같이, 소정의 시간 내에 시스템 정지 지령이 발해진 경우에는 (단계 S5; 예), 그 시스템 정지 지령을 트리거로 하여 건조 운전에서 소기 운 전으로 전환한다 (단계 S6). 이 소기 운전에 의해, 연료 전지 (2) 에 남은 수분은 완전히 또는 거의 완전히 제거되어, 연료 전지 (2) 의 전해질막이나 전극은 건조된 상태가 된다. 그 후, 연료 전지 시스템 (1) 은 정지되어, 다음의 기동에 대비하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 제 1 제어예에 의하면, 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실시하므로, 시스템 정지 지령의 시점에서는 연료 전지 (2) 의 함수량을 감소시켜 둘 수 있다. 이로써, 시스템 정지 지령 후에 연료 전지 (2) 를 단시간에 소기 (건조) 시킬 수 있다. 또, 소기 운전에 걸리는 시간이 짧아지므로, 연료 전지 (2) 의 건조에 필요로 하는 전력을 절약할 수 있어, 에너지 효율을 높일 수 있다. 게다가, 시스템 정지 지령의 예측 결과를 트리거로 하여, 건조 운전으로의 전환 또는 통상 운전의 계속을 실행하고 있다. 이 때문에, 시스템 정지 지령 전의 건조 운전이 불필요한 경우에는 그것을 회피할 수 있는 등, 연료 전지 시스템 (1) 의 상황에 입각한 운전이 가능해진다.
또한, 상기의 단계 S4 와 S5 사이에, 정지 지령 예측부 (95) 에 의해 시스템 정지 지령이 예측되는지 여부를 다시 판단하는 단계 (즉, 단계 S3 에 상당하는 단계) 를 형성해도 된다. 이 단계를 형성한 경우, 정지 지령 예측부 (95) 에 의해 시스템 정지 지령이 예측되는 경우에는 단계 S5 로 진행시켜도 되고, 반대로 시스템 정지 지령이 예측되지 않는 경우에는 단계 S1 로 되돌아와 통상 운전으로 전환하면 된다.
상세히 서술하고 있지 않지만, 시스템 정지 지령이 있을 것으로 예측되는 것 보다 전에, 유저에 의한 시스템 정지 지령이 개입된 때에는, 통상 운전에서 소기 운전으로 전환된다.
＜제 2 제어예＞
다음으로, 제 2 제어예에 대해 도 4 를 참조하여 설명한다. 제 1 제어예와의 차이점은, 동결 예측의 판단 (단계 S13) 을 추가한 것이다. 또한, 단계 S11, S12 그리고 S14 ∼ S17 은, 도 3 의 단계 S1 ∼ S6 과 동일하므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
단계 S13 에 있어서, 동결 예측부 (96) 는 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 연료 전지 (2) 의 동결이 있는지 여부를 예측한다.
동결이 있을 것으로 예측되는 경우, 또는, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 FC 온도가 소정의 저온일 것으로 예측되는 경우에는 (단계 S13; 예), 단계 S14 로 처리를 진행시킨다. 여기에서, 소정의 저온이란, 연료 전지 (2) 의 동결이 일어나는 0℃ 이하 (빙점) 로 설정할 수도 있고, 이것보다 동결에 여유를 가진 온도 (예를 들어 2℃ 이하) 로 설정할 수도 있다.
이와 같은 동결이 있을 것으로 예측되는 경우 (단계 S13; 예), 동결 예측부 (96) 는 연료 전지 (2) 의 동결 레벨의 랭크를 예측하는 것이 바람직하다. 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 FC 온도가 저온이 될수록, 동결된 경우의 해동에 시간이 걸리기 때문이다. 예를 들어, -10℃ 인 경우보다 -20℃ 인 경우 쪽이 동결 레벨이 높다고 예측한다.
그 후에는, 제 1 제어예와 동일하게 진행되고, 단계 S14 에서 시스템 정지 지령의 유무를 예측하여, 시스템 정지 지령이 예측되는 경우에는 (단계 S14; 예), 건조 운전 (단계 S15) 을 실행한다. 이 건조 운전 (단계 S15) 또는 그 후의 소기 운전 (단계 S17) 은, 상기 동결 레벨의 예측에 따라 실행하면 된다. 예를 들어, 동결 레벨이 낮을수록, 건조 운전의 건조 정도를 작게 하거나, 소기 운전의 소기 시간을 짧게 하거나 하면 된다.
한편, 동결이 없을 것으로 예측되는 경우, 또는, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 FC 온도가 소정의 저온을 초과하는 경우로 예측되는 경우에는 (단계 S13; 아니오), 통상 운전이 계속된다. 이 경우에는, 유저에 의한 시스템 정지 지령이 개입되었을 때에, 통상 운전에서 소기 운전으로 전환되게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 제 2 제어예에 의하면, 제 1 제어예에 의한 작용·효과에 더하여, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시의 예상되는 동결 상황에 입각하여, 건조 운전의 실행 또는 통상 운전의 계속을 실시할 수 있다. 따라서, 빙점 등의 저온 환경에서의 연료 전지 시스템 (1) 의 안정적인 시동성을 확보할 수 있다. 게다가, 예측한 동결 레벨의 랭크에 따라, 건조 정도의 조건을 결정하여 건조 운전을 실행할 수 있다. 한편, 동결이 발생되지 않는 환경 하에서는 통상 운전을 계속할 수 있어, 건조 운전을 회피할 수 있다.
또한, 다른 실시형태에서는, 동결 예측 (단계 S13) 은, 시스템 정지 지령의 예측 (단계 S14) 보다 나중에 실시해도 된다. 또, 다른 실시형태에서는, 시스템 정지 지령의 예측 (단계 S14) 을 실시하지 않아도 된다. 즉, 동결이 예측되 는 경우에는 (단계 S13; 예), 시스템 정지 지령의 예측의 유무를 불문하고, 건조 운전을 실행해도 된다 (단계 S15).
＜제 3 제어예＞
다음으로, 제 3 제어예에 대해, 도 5 내지 도 7 을 참조하여 설명한다. 제 3 제어예는 건조 운전의 구체예를 나타내는 것이다. 또한, 이하의 설명에서는, 제 1 제어예 또는 제 2 제어예와 공통되는 단계의 상세한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
먼저, 단계 S21 에서는, 연료 전지 (2) 의 발전이 개시되어 통상 운전 상태가 된다. 다음으로, FC 온도가 계측된다 (S22). 또한, 수 일 이내에 차량 (100) 이 경험하는 최저 온도 (기온) 가 추정된다 (단계 S23). 이 추정은, 최저 온도 예측부 (97) 에 의해 실시할 수 있다. 그리고, 추정 (예측) 된 최저 기온으로부터, 건조 운전을 실시할 필요가 있는지 여부가 판단부 (94) 에 의해 판단된다 (단계 S24). 건조 운전을 실시할 필요가 없으면 (단계 S24; 아니오), 처리를 생략한다.
건조 운전이 필요한 경우에는 (단계 S24; 예), 건조 운전에서의 FC 온도 (냉각수 온도) 의 목표값을 결정한다 (단계 S25). 이 목표값의 결정은, 예를 들어 도 6 에 나타내는 맵 (M1) 을 참조함으로써 이루어진다.
도 6 에 나타내는 맵 (M1) 은 제어 목표값인 FC 온도와, 외기온 혹은 다음 번 기동시의 FC 온도의 관계를 나타내는 것이다. 여기에서, 외기온은, 현 시점에서의 외기온이며, 또, 다음 번 기동시의 FC 온도는 FC 온도 예측부 (98) 에 의해 예측된 온도이다. 이 맵 (M1) 에서는, 외기온 혹은 다음 번 기동시의 FC 온도가 낮은 경우에는, 대응하는 FC 온도의 목표값은 높아진다. 즉, 관측된 외기온 또는 예측된 FC 온도가 낮을수록, 건조 운전시에 FC 온도를 상승시키도록, FC 온도의 목표값이 높게 설정된다. 이로써, 시스템 정지시에 연료 전지 (2) 의 MEA 가 건조되기 쉬워진다. 반대로, 관측된 외기온 또는 예측된 FC 온도가 높은 경우에는, FC 온도의 목표값은 낮게 설정된다. 또한, 맵 (M1) 의 가로축을, 외기온 혹은 다음 번 기동시의 FC 온도 대신에, 단계 S23 에서 예측한 최저 기온을 이용해도 된다.
이어서, 단계 S25 에서 결정한 FC 온도가 되도록, 통상 운전에서 건조 운전으로 전환하여 FC 온도를 실제로 제어한다 (단계 S26). FC 온도의 변경은, 라디에이터 (43) 에 의한 냉각량 또는 전환 밸브 (45) 의 제어에 의해 실시할 수 있다. FC 온도를 높게 하려면, 상기한 건조 운전의 제 2 예와 같이, 연료 전지 (2) 를 발전시킨 상태에서 라디에이터 (43) 에 의한 냉각량을 억제하거나, 혹은 전환 밸브 (45) 를 바이패스 유로 (44) 측으로 전환하거나 하여, 연료 전지 (2) 의 냉각수 온도를 상승시킴으로써 실현할 수 있다.
그 후, 시스템 정지 지령이 소정 시간 내에 있은 경우에는 (단계 S27; 예), 소기 운전 (단계 S28) 이 실행된다. 한편, 소정 시간을 경과해도 시스템 정지 지령이 없는 경우나, 시스템 정지 지령이 없을 것으로 예측되는 경우에는 (단계 S27; 아니오), 처리를 생략하고 통상 운전으로 되돌아오는 것이 바람직하다.
이상 설명한 제 3 제어예의 효과를 도 7 을 참조하여 설명한다.
도 7(B) 에 나타내는 곡선 L1 은, 제 3 제어예를 실시한 경우의 FC 온도의 추이를 나타내고, 곡선 L2 은, 비교예를 실시한 경우의 FC 온도의 추이를 나타낸다.
곡선 L2 에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, 유저에 의한 시스템 정지 지령이 있었을 때에 (타이밍 (t1)), FC 온도를 상승시키는 건조 운전을 실행한다. 이 때문에, 건조 운전 전의 FC 온도 (T1) 가 목표 온도 (T2) 에 도달하는 것은, 타이밍 (t3) 일 때가 되어, 시스템 정지 지령으로부터 소정 시간 (t3-t1) 이 경과하게 된다.
이에 대해, 곡선 L1 에 나타내는 바와 같이, 제 3 제어예에서는, 건조 운전이 필요하다고 판단했을 때에 (도 5 의 단계 S24; 예, 도 7 의 타이밍 (t0)), FC 온도를 상승시키는 건조 운전을 실행한다 (도 5 의 단계 S26). 이 때문에, 유저에 의한 시스템 정지 지령이 이루어졌을 때에는 (도 5 의 단계 S27; 예, 도 7 의 타이밍 (t1)), FC 온도는 건조 운전 전의 FC 온도 (T1) 보다 상승되어 있다. 이로써, 건조 운전 전의 FC 온도 (T1) 가 목표 온도 (T2) 에 도달하는 것은 타이밍 (t2) 이 되어, 시스템 정지 지령으로부터 목표 온도 (T2) 의 도달까지의 시간이 비교예보다 단축된다.
이상 설명한 바와 같이, 제 3 제어예에 의하면, 시스템 정지 지령 전에 FC 온도를 상승시키는 건조 운전을 실시하므로, 시스템 정지 지령 시점에서는 연료 전 지 (2) 의 함수량을 줄일 수 있다. 이로써, 시스템 정지 지령 후의 소기를 단시간에 종료시킬 수 있어, 소기를 위한 에너지를 필요하지 않게 하거나 절약할 수 있다. 또, 외기온 혹은 다음 번 기동시의 FC 온도에 기초하여 건조 운전의 조건 (건조 정도) 을 결정하고 있으므로, 상황에 따른 적절한 건조 운전을 실행할 수 있다. 또, 저온 분위기에서는, 연료 전지 (2) 의 발전 성능이 저하되기 때문에, FC 온도를 높임으로써 발전 성능을 향상시킬 수 있다. 한편, 외기온이 낮을 때에는, 라디에이터 (43) 에 의한 열교환 효율도 향상되므로, 출력 업에 수반하여 FC 온도가 상승해도, 연료 전지 (2) 의 냉각은 용이하게 실시할 수 있다.
＜제 4 제어예＞
다음으로, 제 4 제어예에 대해, 도 8 을 참조하여 설명한다. 제 4 제어예는 제 3 제어예를 변형한 예이다. 또한, 이하의 설명에서는, 상기 제 1 제어예 ∼ 제 3 제어예와 공통되는 단계의 상세한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
먼저, 단계 S31 에 있어서, 통상 운전 중에 차량 위치 정보 등이 취득된다. 취득되는 정보로서는, 도 3 의 단계 S2 와 동일하게, 예를 들어, 외기온 데이터, FC 온도 데이터, 차속 데이터, 측위 데이터, 및 계절 등의 시간 데이터이다. 그리고, 이 취득 데이터에 기초하여 연료 전지 (2) 의 건조의 필요성이 판단된다 (단계 S32).
예를 들어 측위 데이터나 외기온 데이터에 기초하여, 연료 전지 (2) 의 건조가 필요하지 않다고 판단되는 경우에는 (단계 S32; 불필요), 일련의 처리를 생략한다. 한편, 건조가 필요하다고 판단되는 경우에는 (단계 S32; 필요), 다시 측위 데이터인 차량 위치 정보를 취득한다 (단계 S33). 그리고, 이 측위 데이터에 기초하여 정지 지령 예측부 (95) 가 차량 (100) 의 정차 위치 및 정차 시간을 예측하고, FC 온도 예측부 (98) 가 다음 번 시스템 기동시의 FC 온도를 예측한다. 이들의 예측 결과에 기초하여, 판단부 (94) 가 연료 전지 (2) 의 건조의 필요성을 다시 판단한다 (단계 S34).
여기에서, 예를 들어 다음 번 시스템 기동시의 FC 온도가 0℃ 를 초과할 것으로 예측되는 경우에는, 연료 전지 (2) 의 건조가 필요하지 않다고 판단되어 (단계 S34; 불필요), 일련의 처리를 생략한다. 한편, 다음 번 시스템 기동시의 FC 온도가 0℃ 이하일 것으로 예측되는 경우에는, 연료 전지 (2) 의 건조가 필요하다고 판단되어 (단계 S34; 필요), 건조 운전을 개시한다 (단계 S35). 이 건조 운전은, 예를 들어 도 5 의 단계 S25 와 같이, 결정된 건조 정도에 기초하여 실행된다. 그 후, 다시 측위 데이터가 취득되고 (단계 S36), 이 측위 데이터에 기초하여 연료 전지 (2) 의 건조의 필요성이 다시 판단된다 (단계 S37).
여기에서, 예를 들어 주차 추정 장소, 즉 정지 지령 예측부 (95) 에 의해 예측된 차량 (100) 의 정차 위치로부터 차량 (100) 이 떨어져 있는 경우에는, 연료 전지 (2) 의 건조 운전이 필요하지 않다고 판단된다 (단계 S37; 불필요). 그 경우에는, 일련의 처리를 생략하고, 통상 운전으로 복귀한다. 한편, 차량 (100) 이 주차 추정 장소로 향하고 있는 경우에는, 연료 전지 (2) 의 건조 운전을 속행한다 (단계 S37; 필요). 그 후, 차량 정차의 지령인 시스템 정지 지령, 또는 셀 소기 지령이 있은 경우에는 (단계 S38), 소기 운전이 실행되어 (단계 S39), 연료 전지 시스템 (1) 이 정지된다.
이상 설명한 제 4 제어예에 의하면, 제 1 제어예와 동일한 효과를 발휘할 수 있으며, 특히, 예측된 정지 위치로부터 차량 (100) 이 떨어진 경우에 통상 운전으로 복귀시킬 수 있다.
＜제 5 제어예＞
다음으로, 제 5 제어예에 대해, 도 9 내지 도 11 을 참조하여 설명한다. 제 5 제어예는, 건조 운전을 실행할지의 여부를 판단하기 위한 파라미터로서, 차량 (100) 이 들르는 지점의 주차 조건을 추가한 것이다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 차량 (100) 이 경사진 노면 (200) 에 있으면, 차량 (100) 에 수평으로 탑재되어 있는 연료 전지 (2) 도, 노면 (200) 의 경사를 따라 기울어지게 된다. 차량 (100) 이 경사진 상태에서 장시간 저부하 운전을 한 경우, 연료 전지 (2) 의 내부에서 생성수 (210) 가 국부적으로 고여, 생성수 (210) 의 배수성이 저하될 우려가 있다. 특히, 긴 내리막길 끝에 주차장이 있는 경우, 연료 전지 시스템 (1) 은 장시간 저부하 운전이 되기 때문에, 연료 전지 (2) 내에서는 차량 전방 방향으로 생성수 (210) 가 고이기 쉬워진다. 또, 차량 (100) 이 경사지의 노면 (200) 에 주차된 경우에는, 평지의 노면 (200) 에 주차된 경우에 비하여, 연료 전지 (2) 가 비록 동일한 함수율이라 하더라도, 국부적으로 생성수 (210) 가 고이기 쉬워져, 저온 시동에 있어서 불리한 조건이 된다.
따라서, 차량 (100) 이 주차되기 전에, 주차장에서의 차량 (100) 의 경사 상태를 예측하여, 생성수 (210) 가 잘 고이지 않는 운전을 실시하는 것이 바람직하 다. 이와 같은 운전을 실행하는 데에 적합한 것이, 연료 전지 시스템 (1) 의 정지 제어에 관한 제 5 제어예이다.
도 9 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 5 제어예를 실행하기 위한 구성으로서, 연료 전지 시스템 (1) 은, 차량 (100) 의 경사 상태를 검출하는 경사각 센서 (220) 를 가지고 있다. 경사각 센서 (220) 는 서보형 등 공지된 것을 사용할 수 있으며, 차량 (100) 에 탑재할 수 있다. 경사각 센서 (220) 는 차량 (100) 의 전후 방향 (진행 방향) 에 있어서의 차량 (100) 의 경사각, 즉 피치각을 검출할 수 있는 것이면 된다. 단, 경사각 센서 (220) 로서, 차량 (100) 의 좌우 방향(차폭 방향) 에 있어서의 차량 (100) 의 경사각 (롤각) 을 검출하는 센서를 이용해도 된다.
또한, 차량 (100) 의 경사 상태를 검출하는 방법으로서, 경사각 센서 (220) 가 아니라, 노면 (200) 의 구배값을 검출하는 방법을 채용해도 된다. 이와 같은 구배값의 검출 방법은 공지된 것이므로 상세히 서술하지 않지만, 예를 들어 내비게이션 장치인 수신기 (73) 로부터 차량 (100) 의 주차 장소 (예측 주차 장소를 포함한다) 에 있어서의 구배값에 관한 정보를 취득하는 방법을 들 수 있다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 학습부 (91) 는, 상기한 타이머 (72), 수신기 (73) 및 시계 (74) 로부터의 데이터가 입력됨과 함께, 경사각 센서 (220) 로부터의 데이터가 입력된다. 따라서, 학습부 (91) 는 차량 (100) 의 정지 장소, 그 정지 장소에서의 정지 시간, 및 그 정지 장소에서의 노면 (200) 에 대한 차량 (100) 의 경사각을 학습하여 유저의 사용 경향 (운전 패턴) 을 파악한다. 또한, 차량 (100) 의 정지 장소란, 차량 (100) 의 주차 장소를 포함하는 개념이며, 정지 시간이란, 차량 (100) 의 주차 시간을 포함하는 개념이다.
기억부 (92) 는, 학습부 (91) 에서 파악된 유저의 사용 경향을 기억한다. 예를 들어, 기억부 (92) 는, 유저가 자주 주차하러 가는 곳의 장소 (예를 들어, 자택, 회사 등) 를 기억함과 함께, 그 장소의 환경, 즉 차량 (100) 의 경사각을 기억한다. 이 때, 차량 (100) 의 경사각은 절대값으로 기억된다. 이것은, 차량 (100) 이 노면 (200) 에 대해 어느 쪽의 방향으로 주차될지는 예측이 어렵기 때문이다. 그리고, 상기한 바와 같이, 기억부 (92) 는, 주차 장소에 관련지어 시기 또는 시간대를 기억하여, 최근의 행동에 기초하는 데이터로 갱신하면 되고, 나아가서는, 정차의 빈도에 따라 가중된 맵을 가지면 된다.
제 5 제어예에 있어서의 플로우에 대해 설명한다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 연료 전지 시스템 (1) 이 통상 운전을 실시하고 있으면 (단계 S41), 그 통상 운전 중에 차량 위치 정보 등이 취득된다 (단계 S42). 취득되는 정보로서는, 도 3 의 단계 S2 와 동일하게, 예를 들어, 외기온데이터, FC 온도 데이터, 차속 데이터, 측위 데이터, 및 계절 등의 시간 데이터이다. 그리고, 이 취득 데이터에 기초하여, 상황 예측부 (93) 는, 차량 (100) 이 주차되었는지 여부를 예측한다 (단계 S43). 이 예측은 정지 지령 예측부 (95) 에 의해 실시되며, 정지 지령 예측부 (95) 는, 측위 데이터에, 기억부 (92) 에 기억된 유저의 사용 경향의 데이터를 참조함으로써, 연료 전지 시스템 (1) 이 정지되게 되는 차량 (100) 의 주차를 예측한다.
그 결과, 차량 (100) 이 주차되지 않을 것으로 예측된 경우에는 (단계 S43; 아니오), 통상 운전이 계속된다 (단계 41). 한편, 차량 (100) 의 주차가 있을 것으로 예측된 경우에는 (단계 S43; 예), 상황 예측부 (93) 가, 유저의 사용 경향의 데이터와 현재의 측위 데이터로부터, 차량 (100) 의 주차 장소 및 그 장소에서의 차량 (100) 의 경사각을 예측한다 (단계 S44). 그리고, 이 예측 경사각이 임계값보다 큰지 여부가 판단부 (94) 에 의해 판단된다.
예측 경사각이 임계값 이하인 경우에는 (단계 S45; 아니오), 주차 후의 차량 (100) 에서 생성수가 국부적으로 고일 가능성도 낮다. 따라서, 판단부 (94) 는 통상 운전을 속행해야 한다고 판단하여 (단계 S46), 시스템 정지 지령을 기다리게 된다 (단계 S48). 또한, 도시 생략하였지만, 생성수가 국부적으로 고일 가능성이 낮은 경우라 하더라도, 판단부 (94) 는 동결 예측부 (96) 등으로부터의 예측 결과로부터 종합적으로 판단하여, 건조 운전으로 전환해야 한다고 판단할 수도 있다.
예측 경사각이 임계값을 초과하는 경우에는 (단계 S45; 예), 주차 후의 차량 (100) 에서 생성수가 국부적으로 고일 가능성이 높다. 이 경우에는, 판단부 (94) 에 의해 건조 운전을 실행해야 한다고 판단되어, 건조 운전이 실행되게 된다 (단계 S47). 이로써, 연료 전지 (2) 의 함수량이 통상 운전시보다 저감되므로, 주차 후에는 물론, 내리막길을 주행 중이어도 생성수가 국부적으로 고이는 것을 억제할 수 있다.
그 후, 소정 시간을 경과해도 시스템 정지 지령이 없는 경우나, 시스템 정지 지령이 없을 것으로 예측되는 경우에는 (단계 S48; 아니오), 처리를 생략하고 통상 운전으로 되돌아오게 된다. 한편, 차량 (100) 이 주차되어, 시스템 정지 지령이 소정의 시간 내에 있었던 경우에는 (단계 S48; 예), 소기 운전 (단계 S49) 이 실행된다. 이로써, 연료 전지 시스템 (1) 및 차량 (100) 은 정지되어, 다음의 기동에 대비하게 된다.
이상 설명한 제 5 제어예에 의하면, 사전에 주차 장소의 환경 (차량 (100) 의 경사각) 을 예측하여, 시스템 정지 지령 전에 건조 운전을 실행할 수 있다. 따라서, 주차 전부터 연료 전지 (2) 안을 물이 고이기 어려운 상태로 해 둘 수 있어, 다음 번 시스템을 양호한 안정성으로 기동할 수 있다.
또한, 차량 (100) 이 주차 장소에 도달한 경우에도, 그 이그니션 스위치가 OFF 조작되지 않아, 차량 (100) 이 아이들링 운전되는 것도 생각할 수 있다. 경사진 노면 (200) 상의 차량 (100) 에 있어서 아이들링 운전이 장시간 실시되면, 생성수가 국부적으로 고일 우려가 있다. 이것을 방지하기 위해, 정차 후에 장시간의 아이들링이 불가능하도록, 운전자 (유저) 에게 알람을 울려도 된다. 따라서, 제어 장치 (7) 는 차량 (100) 의 정지 후에도 경사각 센서 (220) 로부터의 정보를 참조하여, 운전 제어부 (90) 는 생성수가 고이기 쉬운 운전을 하지 않도록 연료 전지 시스템 (1) 의 운전 조건을 제한하고, 운전자에게 알람을 울리도록 하면 된다.
＜변형예＞
이상 설명한 제 1 제어예 ∼ 제 5 제어예에서는, 시스템 정지 지령 후에 소기 운전을 실시하고 있는데, 본 발명은, 소기 운전을 실시하지 않는 것에 대해서도 적용할 수 있다.

Claims (20)

  1. 연료 전지 시스템으로서,
    연료 전지와,
    통상 운전, 및 당해 통상 운전에 비하여 상기 연료 전지의 함수량을 감소시키는 건조 운전의 실행을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 당해 연료 전지 시스템의 운전을 정지시키는 시스템 정지 지령을 예측하는 정지 지령 예측부를 구비하고, 그 예측 결과에 기초하여 상기 시스템 정지 지령이 있다고 예측된 경우에는, 시스템 정지 지령 시점에서 상기 통상 운전시보다 상기 연료 전지의 함수량이 감소되어 있도록, 상기 시스템 정지 지령 전에 상기 건조 운전을 실행하는 한편, 상기 시스템 정지 지령이 없다고 예측된 경우에는 상기 통상 운전을 계속하는, 연료 전지 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정지 지령 예측부는, 당해 연료 전지 시스템을 탑재한 이동체의 위치와, 당해 이동체를 사용하는 유저의 사용 경향에 기초하여 상기 시스템 정지 지령을 예측하는, 연료 전지 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 이동체의 정지 장소 및 그 정지 장소에서의 정지 시간을 학습하고, 그것에 의해 상기 유저의 사용 경향을 파악하는 학습부를 구비하는, 연료 전지 시스템.
  7. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 예측 결과에 기초하여 상기 건조 운전을 실행한 후, 상기 정지 지령 예측부가 상기 시스템 정지 지령은 없을 것으로 예측한 경우에는, 상기 건조 운전에서 상기 통상 운전으로 전환하는, 연료 전지 시스템.
  8. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 예측 결과에 기초하여 상기 건조 운전을 실행한 후, 상기 정지 지령 예측부에 의해 예측된 상기 시스템 정지 지령이 발하여지는 시간 내에, 상기 시스템 정지 지령이 이루어지지 않은 경우에는, 상기 건조 운전에서 상기 통상 운전으로 전환하는, 연료 전지 시스템.
  9. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 상기 연료 전지의 동결을 예측하는 동결 예측부를 구비하고,
    그 예측 결과에 기초하여 상기 연료 전지의 동결이 있을 것으로 예측된 경우에는 상기 시스템 정지 지령 전에 상기 건조 운전을 실행하는 한편, 상기 연료 전지의 동결이 없을 것으로 예측된 경우에는 상기 통상 운전을 계속하는, 연료 전지 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 동결 예측부는, 당해 연료 전지 시스템의 위치, 외기온, 시스템 정지로부터 수 일 이내에 경험하는 예상 최저 기온 및 달력 중 적어도 하나에 기초하여, 시스템 정지시 또는 다음 번 시스템 기동시에 있어서의 상기 연료 전지의 동결을 예측하는, 연료 전지 시스템.
  11. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 당해 연료 전지 시스템을 탑재한 이동체의 정지 장소에 있어서의 경사 상태를 예측하는 상황 예측부를 구비하고, 그 예측 결과에 기초하여 상기 시스템 정지 지령 전에 상기 건조 운전을 실행하는, 연료 전지 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 이동체의 정지 장소, 그 정지 장소에서의 정지 시간, 및 그 정지 장소에서의 노면에 대한 이동체의 경사각을 학습하고, 그것에 의해 당해 이동체를 사용하는 유저의 사용 경향을 파악하는 학습부를 구비하고,
    상기 상황 예측부는, 상기 유저의 사용 경향에 기초하여, 상기 이동체의 정지 장소를 예측함과 함께, 그 정지 장소에서의 당해 이동체의 경사 상태를 예측하는, 연료 전지 시스템.
  13. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 통상 운전에 비하여 상기 연료 전지의 발전량을 제한함으로써 상기 건조 운전을 실행하는, 연료 전지 시스템.
  14. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 통상 운전에 비하여 상기 연료 전지의 온도를 상승시킴으로써 상기 건조 운전을 실행하는, 연료 전지 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 연료 전지에 냉매를 공급하는 냉매 배관계를 구비하고 있고,
    상기 건조 운전은, 상기 냉매에 의한 상기 연료 전지의 냉각량을 줄인 상태에서 상기 연료 전지를 발전시키는, 연료 전지 시스템.
  16. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 연료 전지에 산화 가스를 공급하는 산화 가스 배관계를 구비하고 있고,
    상기 제어 장치는, 상기 통상 운전에 비하여 상기 산화 가스의 유량, 압력, 온도 및 이슬점 온도 중 적어도 하나를 변경함으로써 상기 건조 운전을 실행하는, 연료 전지 시스템.
  17. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 연료 전지에 연료 가스를 공급하는 연료 가스 배관계를 구비하고 있고,
    상기 제어 장치는, 상기 통상 운전에 비하여 상기 연료 가스의 유량, 압력, 퍼지 빈도 및 이슬점 온도 중 적어도 하나를 변경함으로써 상기 건조 운전을 실행하는, 연료 전지 시스템.
  18. 삭제
  19. 제 1 항, 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 시스템 정지 지령은, 유저의 이그니션 스위치의 OFF 조작에 의해 이루어지는, 연료 전지 시스템.
  20. 삭제
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