(57)【要約】【課題】  消費電力を抑制することができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】  燃料電池システムは、反応ガスを用いて発電する第１燃料電池スタック及び第２燃料電池スタックと、少なくとも第２燃料電池スタックに反応ガスを供給する供給手段と、第２燃料電池スタックから排出された反応ガスを第１燃料電池スタックに供給するためのガス流路と、第１燃料電池スタック、第２燃料電池スタック、及び供給手段を制御する制御装置とを有し、制御装置は、第１燃料電池スタックの発電中、第２燃料電池スタックの発電を停止させたとき、供給手段を制御することにより第２燃料電池スタックを掃気し、第１燃料電池スタックは、第２燃料電池スタックの掃気に用いられ、ガス流路を介して供給された反応ガスを用いて発電する。【選択図】図１
2020140835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスを用いて発電する第１燃料電池スタック及び第２燃料電池スタックと、
前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックのうち、少なくとも前記第２燃料電池スタックに前記反応ガスを供給する供給手段と、
前記第２燃料電池スタックから排出された前記反応ガスを前記第１燃料電池スタックに供給するためのガス流路と、
前記第１燃料電池スタック、前記第２燃料電池スタック、及び前記供給手段を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記第１燃料電池スタックの発電中、前記第２燃料電池スタックの発電を停止させたとき、前記供給手段を制御することにより前記第２燃料電池スタックを掃気し、
前記第１燃料電池スタックは、前記第２燃料電池スタックの掃気に用いられ、前記ガス流路を介して供給された前記反応ガスを用いて発電することを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは、水素ガス及び空気により発電するとき、水分を生成する。燃料電池スタックが発電を停止したとき、燃料電池スタック内の水素ガスや空気の流路に水分が残ると、例えば氷点下で燃料電池スタックの発電を再開する場合に水分が凍結し、流路内の水素ガスや空気の流れを妨げるおそれがある。
【０００３】
このため、燃料電池スタックの発電を停止するとき、燃料電池スタック内に例えば圧縮機から空気を送り込むことにより水分を流路から排出する掃気処理が行われる（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０９６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように複数台の燃料電池スタックを含む燃料電池システムでは、掃気処理対象の燃料電池スタックとともに、発電中の燃料電池スタックにも空気を送る必要があるため、１台の燃料電池スタックのみを含む燃料電池システムより多くの消費電力が必要になる。
【０００６】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、消費電力を抑制することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の燃料電池システムは、反応ガスを用いて発電する第１燃料電池スタック及び第２燃料電池スタックと、前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックのうち、少なくとも前記第２燃料電池スタックに前記反応ガスを供給する供給手段と、前記第２燃料電池スタックから排出された前記反応ガスを前記第１燃料電池スタックに供給するためのガス流路と、前記第１燃料電池スタック、前記第２燃料電池スタック、及び前記供給手段を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記第１燃料電池スタックの発電中、前記第２燃料電池スタックの発電を停止させたとき、前記供給手段を制御することにより前記第２燃料電池スタックを掃気し、前記第１燃料電池スタックは、前記第２燃料電池スタックの掃気に用いられ、前記ガス流路を介して供給された前記反応ガスを用いて発電する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃料電池システムの消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施例の燃料電池システムを示す構成図である。
【図２】燃料電池スタックの掃気処理の動作例を示すタイムチャートである。
【図３】要求電力に応じた燃料電池スタックの制御処理の一例である。
【図４】図３に示された掃気処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】第２実施例の燃料電池システムを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施例の燃料電池システムの構成例）
図１は、第１実施例の燃料電池システム９を示す構成図である。燃料電池システム９は、例えば燃料電池車に搭載される。第１発電システム９ａ、第２発電システム９ｂ、ＥＣＵ１、外気温センサ９０、開度センサ９２、インバータ（ＩＮＶ）４３、モータ４４、及びスイッチ４５ａ，４５ｂを有する。
【００１１】
第１発電システム９ａは、燃料電池スタック（ＦＣ）１０ａ、カソード供給路２０ａ、カソード排出路２１ａ、エアコンプレッサ３０ａ、インタークーラ３１ａ、背圧弁３３ａ、アノード供給路２５ａ、アノード排出路２３ａ、タンク３５ａ、及びインジェクタ３６ａを有する。第１発電システム９ａは、さらに燃料電池スタック１０ａ用のＤＣ（Direct Current）−ＤＣコンバータ（ＦＤＣ）４０ａ、バッテリ４２ａ、バッテリ４２ａ用のＤＣ−ＤＣコンバータ（ＢＤＣ）４１ａ、冷却水循環路２４ａ、電流センサ９３ａ、及び温度センサ９１ａを有する。
【００１２】
第２発電システム９ｂは、燃料電池スタック（ＦＣ）１０ｂ、カソード供給路２０ｂ、カソード排出路２１ｂ、接続流路２２、エアコンプレッサ３０ｂ、インタークーラ３１ｂ、背圧弁３３ｂ、接続弁３４、アノード供給路２５ｂ、アノード排出路２３ｂ、タンク３５ｂ、及びインジェクタ３６ｂを有する。第２発電システム９ｂは、さらに燃料電池スタック１０ｂ用のＤＣ−ＤＣコンバータ（ＦＤＣ）４０ｂ、バッテリ４２ｂ、バッテリ４２ｂ用のＤＣ−ＤＣコンバータ（ＢＤＣ）４１ｂ、冷却水循環路２４ｂ、電流センサ９３ｂ及び温度センサ９１ｂを有する。
【００１３】
カソード供給路２０ａ，２０ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに供給される酸化剤ガスが流れる配管であり、カソード排出路２１ａ，２１ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂから排出された酸化剤ガスが流れる配管である。なお、酸化剤ガスとしては例えば空気が挙げられる。
【００１４】
アノード供給路２５ａ，２５ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに供給される燃料ガスが流れる配管であり、アノード排出路２３ａ，２３ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂから排出された燃料ガスが流れる配管である。なお、燃料ガスとしては例えば水素ガスが挙げられる。
【００１５】
燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、固体高分子形の複数の単セルが積層された積層体である。各単セルには、白金触媒を備える一対の電極と電解質膜とを含む膜電極接合体（MEA： Membrane Electrode Assembly）が設けられており、膜電極接合体において酸化剤ガス中の酸素と燃料ガス中の水素とが電気化学反応することにより発電する。燃料電池は、発電とともに水分を生成する。なお、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、それぞれ、第１燃料電池スタック及び第２燃料電池スタックの一例であり、互いに同一の構成を有する。また、酸化剤ガス及び燃料ガスは反応ガスの一例である。
【００１６】
酸化剤ガスは、カソード供給路２０ａ，２０ｂから燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに供給されて発電に用いられ、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂからカソード排出路２１ａ，２１ｂに排出される。カソード供給路２０ａ，２０ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに設けられた酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ，１００ｂにそれぞれ接続されている。酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ，１００ｂは、各単セルに酸化剤ガスを供給するための穴である。
【００１７】
アノード供給路２５ａ，２５ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに設けられた燃料ガス供給マニホルド１０２ａ，１０２ｂにそれぞれ接続されている。燃料ガス供給マニホルド１０２ａ，１０２ｂは、各単セルに燃料ガスを供給するための穴である。
【００１８】
アノード供給路２５ａ，２５ｂには、上流側から下流側に向かう方向に沿ってタンク３５ａ，３５ｂ及びインジェクタ３６ａ，３６ｂが接続されている。タンク３５ａ，３５ｂは高圧の燃料ガスを貯蔵する。タンク３５ａ，３５ｂ内の燃料ガスはインジェクタ３６ａ，３６ｂに流れ込む。
【００１９】
インジェクタ３６ａ，３６ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに供給される燃料ガスをそれぞれ噴射する。ＥＣＵ１は、例えばインジェクタ３６ａ，３６ｂが噴射する燃料ガスの量（以下、「噴射量」と表記）を制御する。なお、インジェクタ３６ａ，３６ｂとタンク３５ａ，３５ｂの間には、不図示の調圧弁がそれぞれ設けられていてもよい。
【００２０】
また、アノード排出路２３ａ，２３ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに設けられた燃料ガス排出マニホルド１０３ａ，１０３ｂにそれぞれ接続されている。燃料ガス排出マニホルド１０３ａ，１０３ｂは、各単セルから燃料ガスを排出するための穴である。
【００２１】
また、カソード排出路２１ａ，２１ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに設けられた酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂにそれぞれ接続されている。酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂは、各単セルから酸化剤ガスを排出するための穴である。
【００２２】
カソード供給路２０ａ，２０ｂには、上流側から下流側に向かう方向に沿ってエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂ及びインタークーラ３１ａ，３１ｂが接続されている。
【００２３】
エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂは、カソード供給路２０ａ，２０ｂを介して燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに酸化剤ガスを供給する。エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂは、カソード供給路２０ａ，２０ｂにおいてインタークーラ３１ａ，３１ｂより上流側に設けられている。なお、エアコンプレッサ３０ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに酸化剤ガスを供給する供給手段の一例である。
【００２４】
エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂは、外部から酸化剤ガスを取り込んで圧縮する。圧縮された酸化剤ガスはインタークーラ３１ａ，３１ｂに送られる。ＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂを駆動するモータ（不図示）の回転数を調整することにより酸化剤ガスの単位時間当たりの酸化剤ガスの供給量を制御する。
【００２５】
エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂの各モータは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂが発電している場合、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂまたはバッテリ４２ａ，４２ｂからそれぞれ給電され、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂが発電を停止している場合、バッテリ４２ａ，４２ｂからそれぞれ給電される。また、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂの各モータは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの一方が発電を停止している場合、発電中の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂまたはバッテリ４２ａ，４２ｂから給電される。
【００２６】
インタークーラ３１ａ，３１ｂは、圧縮により昇温した酸化剤ガスを冷却する。冷却された酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ，１００ｂから燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに導入される。
【００２７】
カソード排出路２１ａ，２１ｂには背圧弁３３ａ，３３ｂが接続されている。背圧弁３３ａ，３３ｂは酸化剤ガスの背圧を調整する。背圧弁３３ａ，３３ｂはＥＣＵ１により開度が調整される。
【００２８】
カソード供給路２０ａとカソード排出路２１ｂは接続流路２２により接続されている。接続流路２２は、カソード供給路２０ａにおけるインタークーラ３１ａの下流側とカソード排出路２１ｂにおける背圧弁３３ｂの上流側の間を結ぶ配管である。
【００２９】
接続流路２２は、燃料電池スタック１０ｂから排出された酸化剤ガスを燃料電池スタック１０ａに供給するためのガス流路の一例である。接続流路２２には接続弁３４が設けられている。接続弁３４はＥＣＵ１により開閉される。接続弁３４が開いている場合、カソード供給路２０ａとカソード排出路２１ｂは連通する。
【００３０】
ＥＣＵ１は、制御装置の一例であり、燃料電池システム９の動作を制御する。ＥＣＵ１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵを駆動するプログラム及び各種のデータなどが格納されたメモリを有する。矢印ｓは、ＥＣＵ１から出力される制御信号を示し、矢印ｄは、ＥＣＵ１に入力される検出信号を示す。
【００３１】
ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに要求される電力Ｐｒ（以下、「要求電力」と表記）が所定値より小さい場合、一方の燃料電池スタック１０ｂの発電を停止し、他方の燃料電池スタック１０ａを発電させる。ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ｂの発電を停止した後、外気温センサ９０が検出した外気温度Ｔが閾値ＴＨ未満である場合、燃料電池スタック１０ｂ内の酸化剤ガスの流路内の水分が凍結または凝縮して流路を閉塞しないように、エアコンプレッサ３０ｂを制御することにより燃料電池スタック１０ｂを掃気する。なお、ＥＣＵ１は、例えばアクセルペダル（不図示）の開度を検出する開度センサ９２の検出値から要求電力Ｐｒを取得する。
【００３２】
エアコンプレッサ３０ｂは、掃気ガスとして酸化剤ガスを発電停止中の燃料電池スタック１０ｂに供給することにより燃料電池スタック１０ｂの掃気処理を行う。エアコンプレッサ３０ｂは、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂにカソード供給路２０ｂを介して酸化剤ガスを供給する。ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ｂの掃気処理が行われる場合、接続弁３４を開き、背圧弁３３ｂを閉じ、背圧弁３３ａを開く。このときの酸化剤ガスの経路は符号Ｆにより示されている。
【００３３】
酸化剤ガスは、燃料電池スタック１０ｂ内の流路を流れて流路内の残水とともに酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂからカソード排出路に排出される。これにより、エアコンプレッサ３０ｂは燃料電池スタック１０ｂの掃気処理を行う。ここで、掃気処理は、外気温度によらずに燃料電池スタック１０ｂの発電停止直後、または所定時間の経過後に１回または周期的に行われてもよい。
【００３４】
掃気処理に用いられた酸化剤ガスは、燃料電池スタック１０ｂからカソード排出路２１ｂに排出される。酸化剤ガスは、背圧弁３３ｂが閉じているため、外部に排出されずにカソード排出路２１ｂから接続流路２２を介してカソード供給路２０ａに流入し発電中の燃料電池スタック１０ａに供給される。燃料電池スタック１０ａは、接続流路２２を介して供給された酸化剤ガスを用いて発電する。
【００３５】
掃気処理に用いられた酸化剤ガスは燃料電池スタック１０ｂの発電に用いられていないため、酸素が消費されていない。このため、燃料電池スタック１０ａは、エアコンプレッサ３０ａから酸化剤ガスの供給を受けなくても、掃気処理に用いられた酸化剤ガスを用いて、要求電力Ｐｒに応じた電力を発電することができる。
【００３６】
したがって、ＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ａを稼働させる必要がないので、エアコンプレッサ３０ａの出力を停止することによりエアコンプレッサ３０ａの消費電力を節約することができる。よって、燃料電池システム９は消費電力を抑制することができる。
【００３７】
また、掃気処理に用いられた酸化剤ガスには、燃料電池スタック１０ｂの流内の水分が含まれているため、燃料電池スタック１０ａは酸化剤ガス中の水分により加湿される。このため、ＥＣＵ１は、例えば燃料電池スタック１０ａの水分が不足している場合、または不足することが予想される場合、接続流路２２から燃料電池スタック１０ａに酸化剤ガスが供給されるように接続弁３４を開き、例えば燃料電池スタック１０ａの水分が十分な量である場合、接続流路２２を閉じたままとしてもよい。なお、燃料電池スタック１０ａは、接続流路２２が閉じているとき、エアコンプレッサ３０ａからの酸化剤ガスにより発電する。
【００３８】
燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは発電により熱を生ずるが、冷却水循環路２４ａ，２４ｂを流れる冷却水で冷却されることにより昇温がそれぞれ抑制される。なお、図示は省略するが、冷却水循環路２４ａ，２４ｂには、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂ内で昇温した冷却水を冷却するラジエータ、及び冷却水を冷却水循環路２４ａ，２４ｂに循環させるポンプが設けられている。また、冷却水循環路２４ａ，２４ｂには、冷却水の温度を検出する温度センサ９１ａ，９１ｂがそれぞれ設けられている。
【００３９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４０ａ，４０ｂは、トランジスタなどのスイッチング素子を含み、スイッチング素子のスイッチング制御により燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの出力電圧を昇圧する。ＤＣ−ＤＣコンバータ４０ａ，４０ｂの昇圧動作はＥＣＵ１により制御される。
【００４０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４０ａ，４０ｂと燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの間には、電流センサ９３ａ，９３ｂが設けられている。電流センサ９３ａ，９３ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの出力電流を検出してＥＣＵ１に通知する。
【００４１】
インバータ４３は、トランスやトランジスタなどを含み、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂまたはバッテリ４２ａ，４２ｂの出力電流を直流電流から交流電流に変換する。インバータ４３には、燃料電池車の車輪（不図示）を駆動するモータ４４が接続されている。モータ４４は交流電流により回転する。
【００４２】
インバータ４３とＤＣ−ＤＣコンバータ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂはスイッチ４５ａ，４５ｂを介して接続されている。スイッチ４５ａ，４５ｂは、ＥＣＵ１によりオンオフ制御される。これにより、スイッチ４５ａは燃料電池スタック１０ａ及びバッテリ４２ａとインバータ４３を電気的に接続または切断し、スイッチ４５ｂは燃料電池スタック１０ｂ及びバッテリ４２ｂとインバータ４３を電気的に接続または切断する。
【００４３】
なお、本実施形態においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂと、スイッチ４５ａ，４５ｂとをそれぞれ独立に備える構成を開示しているが、これに限定されない。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂのみを備え、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ内部のスイッチング素子を用いて、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂ及びバッテリ４２ａ，４２ｂとインバータ４３とを電気的に接続または切断してもよい。
【００４４】
バッテリ４２ａ，４２ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの電力の余剰分を蓄電する。ＤＣ−ＤＣコンバータ４１ａ，４１ｂは、トランジスタなどのスイッチング素子を含み、スイッチング素子のスイッチング制御によりバッテリ４２ａ，４２ｂの出力電圧を昇圧する。バッテリ４２ａ，４２ｂの電力は、例えばインバータ４３を介してモータ４４やエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂに供給される。
【００４５】
ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａに発電させる場合、スイッチ４５ａをオン状態に制御し、燃料電池スタック１０ａに発電を停止させる場合、スイッチ４５ａをオフ状態に制御する。また、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ｂに発電させる場合、スイッチ４５ｂをオン状態に制御し、燃料電池スタック１０ｂに発電を停止させる場合、スイッチ４５ｂをオフ状態に制御する。
【００４６】
燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、スイッチ４５ａ，４５ｂがオンになるとインバータ４３とそれぞれ電気的に接続されるため、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに対する要求電力Ｐｒに対して十分な量の燃料ガス及び酸化剤ガスがそれぞれ供給されている場合、燃料ガス及び酸化剤ガスの化学反応が始まり発電を開始する。また、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、スイッチ４５ａ，４５ｂがオフになるとインバータ４３とそれぞれ電気的に切断されるため、燃料ガス及び酸化剤ガスの化学反応が止まり発電を停止する。
【００４７】
また、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電中、要求電力Ｐｒに応じてエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂの出力（つまりモータの回転数）、及びインジェクタ３６ａ，３６ｂの噴射量を制御する。これにより、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂから出力される電力の合計は要求電力Ｐｒを満たす。
【００４８】
ここで、ＥＣＵ１は、要求電力Ｐｒに応じて、発電させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂをスイッチ４５ａ，４５ｂをオンオフ制御することにより切り替える。例えば、ＥＣＵ１は、要求電力Ｐｒが高出力閾値Ｐｕ以上である場合、各スイッチ４５ａ，４５ｂをオン状態とすることにより両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを発電させる。このとき、ＥＣＵ１は接続弁３４を閉じる。
【００４９】
また、ＥＣＵ１は、要求電力Ｐｒが低出力閾値Ｐｄ以下である場合、各スイッチ４５ａ，４５ｂをオフ状態とすることにより両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電を停止する。この場合、ＥＣＵ１は、外気温度Ｔが閾値ＴＨ未満であるとき、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂを稼働させることにより燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを掃気する。このとき、ＥＣＵ１は接続弁３４を閉じる。
【００５０】
ＥＣＵ１は、要求電力Ｐｒが低出力閾値Ｐｄより大きく高出力閾値Ｐｕより小さい場合、スイッチ４５ａをオン状態とすることにより燃料電池スタック１０ａを発電させ、スイッチ４５ｂをオフ状態とすることにより燃料電池スタック１０ｂの発電を停止する。この場合、ＥＣＵ１は、外気温度Ｔが閾値ＴＨ未満であるとき、エアコンプレッサ３０ｂを稼働させることにより燃料電池スタック１０ｂを掃気する。燃料電池スタック１０ａは、掃気後の酸化剤ガスを用いて発電する。このとき、ＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ａの出力を停止して接続弁３４を開く。
【００５１】
また、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの温度を監視するため、温度センサ９１ａ，９１ｂから冷却水の温度を取得する。さらに、ＥＣＵ１は外気温センサ９０から外気温度を取得する。
【００５２】
（燃料電池スタック１０ｂの掃気処理の動作）
図２は、燃料電池スタック１０ｂの掃気処理の動作例を示すタイムチャートである。横軸は時刻を示し、縦軸は、要求電力Ｐｒ、各燃料電池スタック（ＦＣ）１０ａ，１０ｂの出力電力、外気温度Ｔ、接続弁３４の開閉状態、各エアコンプレッサ（ＡＣＰ）３０ａ，３０ｂの稼働状態、及び各背圧弁３３ａ，３３ｂの開閉状態を示す。
【００５３】
時刻ｔ０において、要求電力Ｐｒは高出力閾値Ｐｕより大きいため、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは発電中である。ＥＣＵ１は、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの出力電力の合計が要求電力Ｐｒに等しくなるようにエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂの出力を制御する。また、背圧弁３３ａ，３３ｂは開き、接続弁３４は閉じている。また、外気温度Ｔは閾値ＴＨより高い。
【００５４】
要求電力Ｐｒは時刻ｔ０と時刻ｔ１の間で減少する。ＥＣＵ１は、要求電力Ｐｒの減少に応じてエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂの出力、インジェクタ３６ａ，３６ｂの出力、及びＤＣ−ＤＣコンバータ４０ａ，４０ｂのデューティ比などを制御することにより、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの出力電力の合計を要求電力Ｐｒに維持する。
【００５５】
時刻ｔ１において、要求電力Ｐｒは高出力閾値Ｐｕを下回る。ＥＣＵ１は、Ｐｄ＜Ｐｒ＜Ｐｕの条件が成立するため、スイッチ４５ｂをオフ状態に切り替えることにより燃料電池スタック１０ｂの発電を停止する。また、ＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ｂの出力を停止する。このため、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂの出力電力は０になる。また、ＥＣＵ１は、背圧弁３３ｂを閉じる。
【００５６】
また、発電中の燃料電池スタック１０ａの出力電力は、燃料電池スタック１０ｂの停止により一時的に増加する。ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａの出力電力が要求電力Ｐｒに等しくなるようにエアコンプレッサ３０ａを稼働させる。
【００５７】
外気温度Ｔは、時刻ｔ１と時刻ｔ２の間で減少し始めて時刻ｔ２で閾値ＴＨを下回る。ＥＣＵ１は、外気温センサ９０から外気温度Ｔを取得する。ＥＣＵ１は、Ｔ＜ＴＨの条件が成立するため、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂの掃気処理が行われるように、停止中のエアコンプレッサ３０ｂを再び稼働させる。エアコンプレッサ３０ｂは燃料電池スタック１０ａに掃気ガスとして酸化剤ガスを供給することにより燃料電池スタック１０ａを掃気する。
【００５８】
ＥＣＵ１は、接続弁３４を開いて掃気後の酸化剤ガスを燃料電池スタック１０ａに流す。燃料電池スタック１０ａは、掃気後の酸化剤ガスを用いて発電する。ここで、掃気処理により酸化剤ガス中の酸素は消費されておらず、燃料電池スタック１０ａの発電に十分な酸素量を維持しているため、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａに酸化剤ガスを供給しているエアコンプレッサ３０ａの出力を停止する。
【００５９】
このため、１台のエアコンプレッサ３０ｂにより発電停止中の燃料電池スタック１０ｂの掃気処理と発電中の燃料電池スタック１０ａへの酸化剤ガスの供給が可能となる。したがって、エアコンプレッサ３０ａの出力を停止することにより燃料電池システム９の消費電力を低減することができる。
【００６０】
なお、燃料電池スタック１０ａの発電に必要な酸化剤ガスの供給量が燃料電池スタック１０ｂの掃気に必要な酸化剤ガスの供給量より多い場合には、燃料電池スタック１０ｂの掃気に必要な酸化剤ガスの供給量のみをエアコンプレッサ３０ｂから供給し、燃料電池スタック１０ａの発電に必要な酸化剤ガスの供給量の不足分だけをエアコンプレッサ３０ａから供給してもよい。この場合も、エアコンプレッサ３０ａの駆動電力を低減して消費電力を抑制することが可能である。
【００６１】
時刻ｔ３において、外気温度Ｔは閾値ＴＨを上回る。ＥＣＵ１は、Ｔ＞ＴＨの条件が成立するため、燃料電池スタック１０ｂの掃気処理が停止するように一方のエアコンプレッサ３０ｂの出力を停止するとともに、他方のエアコンプレッサ３０ａを稼働させる。また、ＥＣＵ１は、掃気後の燃料電池スタック１０ｂに酸化剤ガスが流れないように接続弁３４を閉じる。
【００６２】
なお、本例において、時刻ｔ２〜ｔ３の期間中、燃料電池スタック１０ｂの掃気処理が継続するが、これに限定されない。例えば、エアコンプレッサ３０ｂは、例えば所定時間（例えば１分間）だけ掃気処理を行って、その後、エアコンプレッサ３０ａから燃料電池スタック１０ａに酸化剤ガスを供給してもよい。また、掃気処理は一定の周期（例えば３０分や１時間おき）で繰り返し実行してもよい。
【００６３】
（ＥＣＵ１の動作）
次にＥＣＵ１の動作を述べる。
【００６４】
図３は、要求電力Ｐｒに応じた燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの制御処理の一例である。本処理において、ＥＣＵ１は、要求電力Ｐｒと高出力閾値Ｐｕ及び低出力閾値Ｐｄ（＜Ｐｕ）を比較することにより燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電の要否を判定する。本処理は、燃料電池システム９の運用中、繰り返し実行される。
【００６５】
ＥＣＵ１は、アクセルペダルの開度センサ９２の検出値から要求電力Ｐｒを取得する（ステップＳｔ１）。次にＥＣＵ１はＰｒ＜Ｐｕの成否を判定する（ステップＳｔ２）。ＥＣＵ１は、Ｐｒ＜Ｐｕが成立する場合（ステップＳｔ２のＹｅｓ）、Ｐｒ＞Ｐｄの成否を判定する（ステップＳｔ３）。
【００６６】
ＥＣＵ１は、Ｐｒ＞Ｐｄが成立する場合（ステップＳｔ３のＹｅｓ）、スイッチ４５ａをオン状態とすることにより燃料電池スタック１０ａを発電させ、スイッチ４５ｂをオフ状態とすることにより燃料電池スタック１０ｂの発電を停止する（ステップＳｔ４）。このように、ＥＣＵ１は、Ｐｄ＜Ｐｒ＜Ｐｕが成立する場合、一方の燃料電池スタック１０ａだけを発電させる。なお、ＥＣＵ１は、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂの背圧弁３３ｂを閉じる。
【００６７】
次にＥＣＵ１は、発電中の燃料電池スタック１０ａに接続されたエアコンプレッサ３０ａを稼働させ、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂに接続されたエアコンプレッサ３０ｂの出力を停止する（ステップＳｔ５）。
【００６８】
また、ＥＣＵ１は、Ｐｒ≦Ｐｄが成立する場合（ステップＳｔ３のＮｏ）、スイッチ４５ａ，４５ｂをオフ状態とすることにより両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電を停止する（ステップＳｔ９）。このように、ＥＣＵ１は、Ｐｒ≦Ｐｄが成立する場合、両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電を停止する。なお、ＥＣＵ１は、発電停止中の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの背圧弁３３ａ，３３ｂを閉じる。
【００６９】
次にＥＣＵ１は、発電停止中の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂにそれぞれ接続されたエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂを停止する（ステップＳｔ１０）。
【００７０】
また、ＥＣＵ１は、Ｐｒ≧Ｐｕが成立する場合（ステップＳｔ２のＮｏ）、スイッチ４５ａ，４５ｂをオン状態とすることにより両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを発電させる（ステップＳｔ１１）。このように、ＥＣＵ１は、Ｐｒ≧Ｐｕが成立する場合、両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを発電させる。なお、ＥＣＵ１は、発電中の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの背圧弁３３ａ，３３ｂを開く。次にＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂを稼働させる（ステップＳｔ１２）。
【００７１】
ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの少なくとも一方の発電を停止した場合（ステップＳｔ４，Ｓｔ９）、発電停止中の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂ内の水分が凍結するおそれがあるとき、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂによる掃気処理を実行する。
【００７２】
ＥＣＵ１は、ステップＳｔ５，Ｓｔ１０の後、外気温センサ９０から外気温度Ｔを取得する（ステップＳｔ６）。ＥＣＵ１は、Ｔ＜ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ７のＹｅｓ）、発電停止中の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂ内の水分が凍結するおそれがあるため、掃気処理を実行する（ステップＳｔ８）。また、ＥＣＵ１は、Ｔ≧ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ７のＮｏ）、掃気処理を実行せずに処理を終了する。このようにして、図３に示された制御処理は行われる。
【００７３】
図４は、図３に示された掃気処理（ステップＳｔ８）の一例を示すフローチャートである。本処理は、上記のステップＳｔ８において開始され、図３の制御処理と同時並行的に実行される。
【００７４】
本処理において、ＥＣＵ１は、掃気処理の対象の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに応じてエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂの少なくとも一方を稼働させる。掃気処理に用いられた酸化剤ガスには、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの酸化剤ガスの流路内の水分が含まれている。
【００７５】
このため、本処理では、好ましい掃気処理の一例として、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ｂだけが掃気される場合、発電中の燃料電池スタック１０ａ内の水分が不足しているとき、接続弁３４を開くことにより掃気後の酸化剤ガスを燃料電池スタック１０ａに流して、酸化剤ガス中の水分で燃料電池スタック１０ａを加湿して水不足を解消する。もっとも、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ内の水不足とは無関係に、接続弁３４を開いて掃気後の酸化剤ガスを燃料電池スタック１０ａに流してもよい。以下に掃気処理の具体的な内容を述べる。
【００７６】
ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａが発電中であり、燃料電池スタック１０ｂが発電停止中であるか否かを判定する（ステップＳｔ２１）。燃料電池スタック１０ａが発電中であり、燃料電池スタック１０ｂが発電停止中である場合（ステップＳｔ２１のＹｅｓ）、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａが水不足か、または水不足となることが予測されるか否かを判定する（ステップＳｔ２２）。
【００７７】
このとき、ＥＣＵ１は、例えば燃料電池スタック１０ａの温度を温度センサ９１ａから取得し、温度が閾値より高い場合、燃料電池スタック１０ａが水不足であると判定する。また、ＥＣＵ１は、これに限定されず、例えば燃料電池スタック１０ａのインピーダンス測定を行い、インピーダンスの実部が所定値以上である場合、燃料電池スタック１０ａが水不足であると判定してもよい。さらにＥＣＵ１は、電流センサ９３ａにより検出された燃料電池スタック１０ａの出力電流が所定値より小さい場合、燃料電池スタック１０ａが水不足であると判定することもできる。なお、燃料電池スタック１０ａの温度、インピーダンスの実部、及び出力電流のうち、２つ以上の組み合わせから水不足を判定することも可能である。
【００７８】
また、ＥＣＵ１は、燃料電池システム９を搭載した車両の速度、アクセルペダルの開度、車両が走行する路面の勾配、及び外気温度Ｔなどの各種の条件の組み合わせから、燃料電池スタック１０ａの湿潤状態を判定することもできる。例えば外気温度Ｔが高いときに車両が上り坂を上っている場合、燃料電池スタック１０ａの負荷が大きいにも関わらず、車両の速度が高くなく、ラジエータによる冷却が不十分であれば、燃料電池スタック１０ａは乾燥しやすく、水不足が予測される。このような条件を予めＥＣＵ１内のメモリのマップデータに記憶させておけば、ＥＣＵ１は、各種のセンサ類の検出値をマップデータと比較することにより水不足を予測することができる。
【００７９】
ＥＣＵ１は燃料電池スタック１０ａが水不足であるか、燃料電池スタック１０ａの水不足が予測される場合（ステップＳｔ２２のＹｅｓ）、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂから掃気後の酸化剤ガスが発電中の燃料電池スタック１０ａに供給されるように接続弁３４を開く（ステップＳｔ２３）。このため、掃気処理に用いられた酸化剤ガス中の水分により燃料電池スタック１０ａが加湿される。
【００８０】
次にＥＣＵ１は、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂに接続されたエアコンプレッサ３０ｂを稼働させる（ステップＳｔ２４）。これにより、エアコンプレッサ３０ｂは燃料電池スタック１０ａの掃気処理を行う。燃料電池スタック１０ａは、掃気処理に用いられた酸化剤ガスにより発電する。このとき、ＥＣＵ１は、要求電力Ｐｒに応じてエアコンプレッサ３０ｂの出力を制御する。なお、エアコンプレッサ３０ｂへの給電は、発電中の燃料電池スタック１０ａから行われてもよいが、短時間であればバッテリ４２ａ，４２ｂによっても可能である。
【００８１】
次にＥＣＵ１は、発電中の燃料電池スタック１０ａに接続されたエアコンプレッサ３０ａの出力を停止する（ステップＳｔ２５）。これにより、エアコンプレッサ３０ａの消費電力が抑制される。
【００８２】
次にＥＣＵ１は、外気温度Ｔを取得し（ステップＳｔ２６）、閾値ＴＨと比較する（ステップＳｔ２７）。ＥＣＵ１は、Ｔ＜ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ２７のＹｅｓ）、掃気処理を継続するため、再びステップＳｔ２６を実行する。
【００８３】
また、ＥＣＵ１は、Ｔ≧ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ２７のＮｏ）、掃気処理を停止するため、接続弁３４を閉じ（ステップＳｔ２８）、発電中の燃料電池スタック１０ａに接続されたエアコンプレッサ３０ａを稼働させ（ステップＳｔ２９）、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂに接続されたエアコンプレッサ３０ｂの出力を停止する（ステップＳｔ３０）。
【００８４】
また、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａが水不足ではない場合（ステップＳｔ２２のＮｏ）、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂの掃気処理のためにエアコンプレッサ３０ｂを稼働させる（ステップＳｔ３１）。この場合、接続弁３４は閉じた状態であり、発電中の燃料電池スタック１０ａは、エアコンプレッサ３０ａから供給された酸化剤ガスにより発電するため、掃気処理に用いられた酸化剤ガスにより発電する場合とは異なり加湿が抑制される。
【００８５】
次にＥＣＵ１は、外気温度Ｔを取得し（ステップＳｔ３２）、閾値ＴＨと比較する（ステップＳｔ３３）。ＥＣＵ１は、Ｔ＜ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ３３のＹｅｓ）、掃気処理を継続するため、再びステップＳｔ３２を実行する。
【００８６】
また、ＥＣＵ１は、Ｔ≧ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ３３のＮｏ）、掃気処理を停止するため、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂに接続されたエアコンプレッサ３０ｂの出力を停止する（ステップＳｔ３４）。
【００８７】
また、ＥＣＵ１は、両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂが発電停止中である場合（ステップＳｔ２１のＮｏ）、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの掃気処理のために接続弁３４を閉じたまま、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂを稼働させる（ステップＳｔ３５）。
【００８８】
次にＥＣＵ１は、外気温度Ｔを取得し（ステップＳｔ３６）、閾値ＴＨと比較する（ステップＳｔ３７）。ＥＣＵ１は、Ｔ＜ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ３７のＹｅｓ）、掃気処理を継続するため、再びステップＳｔ３６を実行する。
【００８９】
また、ＥＣＵ１は、Ｔ≧ＴＨが成立する場合（ステップＳｔ３７のＮｏ）、掃気処理を停止するため、発電停止中の各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに接続されたエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂの出力を停止する（ステップＳｔ３８）。このようにして掃気処理は行われる。
【００９０】
なお、本実施例では、一方のカソード排出路２１ｂ及びカソード供給路２０ａの間に、掃気処理に用いられた酸化剤ガスを流す接続流路２２が設けられているが、他方のカソード排出路２１ａ及びカソード供給路２０ｂの間にも、接続流路２２と同様の流路が設けられてもよい。この場合、ＥＣＵ１が、燃料電池スタック１０ａの発電を停止し、燃料電池スタック１０ｂだけに発電させたとき、燃料電池スタック１０ａはエアコンプレッサ３０ａからの酸化剤ガスにより掃気される。
【００９１】
また、燃料電池スタック１０ｂは、掃気処理に用いられた酸化剤ガスにより発電する。このとき、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ｂに接続されたエアコンプレッサ３０ｂの出力を停止させることにより消費電力を抑えることができる。
【００９２】
また、本実施例では、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガスの流路を掃気する場合を例に挙げているが、燃料電池スタック１０ａの燃料ガスの流路を掃気する場合も本実施例と同様の構成を用いることができる。この場合、例えばアノード供給路２５ａとアノード排出路２３ｂの間に、燃料電池スタック１０ｂの掃気に用いられた燃料ガスを流す接続流路を設けておき、ＥＣＵ１が、燃料電池スタック１０ｂの掃気時、接続流路に設けられた接続弁を開く。
【００９３】
これにより、燃料電池スタック１０ｂの掃気に用いられた燃料ガスが、接続流路を流れて発電中の燃料電池スタック１０ａに供給されるため、燃料電池スタック１０ａは、掃気に用いられた燃料ガスを用いて発電することができる。したがって、燃料電池スタック１０ａに燃料ガスを供給するために駆動されるインジェクタ３６ａを停止、または駆動の頻度を低減することが可能となるため、インジェクタ３６ａの消費電力を抑制することができる。
【００９４】
また、本実施例の燃料電池システム９には、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂごとにエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂが設けられているが、１台のエアコンプレッサから各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに酸化剤ガスを供給してもよい。例えば１台のエアコンプレッサから２つのカソード供給路に分岐する並列の経路を設け、各カソード供給路に制御弁を設ければ、ＥＣＵ１は、各制御弁の開閉状態を制御することにより各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電及び掃気を制御することができる。
【００９５】
この場合、エアコンプレッサは、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの少なくとも一方が発電中のときには常に稼働する。しかし、発電中の燃料電池スタック１０ａは、発電停止中の燃料電池スタック１０ｂの掃気処理に用いられた酸化剤ガスを用いて発電するため、エアコンプレッサの出力は、両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂが発電中である場合よりも低く抑えられるため、消費電力が低減される。
【００９６】
また、以下の第２実施例のように、１台のエアコンプレッサに各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを直列に接続する形態も可能である。
【００９７】
（第２実施例の燃料電池システム８）
図５は、第２実施例の燃料電池システム８を示す構成図である。図５において、図１と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９８】
燃料電池システム８は、第１発電システム８ａ、第２発電システム８ｂ、ＥＣＵ１ｃ、外気温センサ９０、開度センサ９２、インバータ（ＩＮＶ）４３、モータ４４、及びスイッチ４５ａ，４５ｂを有する。第１発電システム８ａは、第１発電システム９ａのカソード供給路２０ａ及びカソード排出路２１ａに代えてカソード供給路２６ａ及びカソード排出路２７ａを有し、第２発電システム８ｂは、第２発電システム９ｂのカソード供給路２０ｂ及びカソード排出路２１ｂに代えてカソード供給路２６ｂ及びカソード排出路２７ｂを有する。
【００９９】
カソード供給路２６ｂには、上流側から下流側に向かう方向に沿ってエアコンプレッサ３０ｃ、インタークーラ３１ｃ、及び三方弁３７ｂが設けられている。カソード供給路２６ｂの最下流の端部は酸化剤ガス供給マニホルド１００ａに接続されている。エアコンプレッサ３０ｃは外部から酸化剤ガスを取り込んで圧縮する。インタークーラ３１ｃは、圧縮により昇温した酸化剤ガスを冷却する。インタークーラ３１ｃにより冷却された酸化剤ガスは三方弁３７ｂに流れる。なお、エアコンプレッサ３０ｃは、酸化剤ガスを供給する供給手段の一例である。
【０１００】
三方弁３７ｂは、燃料電池スタック１０ｂをバイパスするバイパス流路２８ｂに接続されている。バイパス流路２８ｂは三方弁３７ｂとカソード排出路２７ｂの間に接続されている。カソード排出路２７ｂの最上流の端部は酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂに接続されている。カソード排出路２７ｂには、燃料電池スタック１０ｂから排出された酸化剤ガスが流れる。
【０１０１】
ＥＣＵ１ｃは、三方弁３７ｂの開度を制御する。燃料電池スタック１０ｂが発電停止中であり、掃気処理が行われない場合、ＥＣＵ１ｃは、酸化剤ガスがバイパス流路２８ｂからカソード排出路２７ｂに流れるように、三方弁３７ｂの酸化剤ガス供給マニホルド１００ｂ側の開度を０％として、三方弁３７ｂのバイパス流路２８ｂ側の開度を１００％とする。また、燃料電池スタック１０ｂが発電停止中であり、掃気処理が行われる場合、ＥＣＵ１ｃは、酸化剤ガスが燃料電池スタック１０ｂからカソード排出路２７ｂに流れるように、三方弁３７ｂの酸化剤ガス供給マニホルド１００ｂ側の開度を１００％として、三方弁３７ｂのバイパス流路２８ｂ側の開度を０％とする。
【０１０２】
なお、燃料電池スタック１０ａの発電に必要な酸化剤ガスの供給量が、燃料電池スタック１０ｂの掃気に必要な酸化剤ガスの供給量より多い場合、三方弁３７ｂの酸化剤ガス供給マニホルド１０ｂ側の開度を０〜１００％の中間の開度とし、エアコンプレッサ３０ｃから供給される酸化剤ガスの一部のみが燃料電池スタック１０ｂを流れるようにし、その他の一部は燃料電池スタック１０ｂをバイパスして燃料電池スタック１０ａに供給されるようにしてもよい。これにより、燃料電池スタック１０ｂを通る酸化剤ガスの流量が少なくなることで、酸化剤ガスの圧力損失を低減し、消費電力を抑制することが可能である。
【０１０３】
また、カソード供給路２６ａには三方弁３７ａが接続されている。カソード供給路２６ａの最下流の端部は酸化剤ガス供給マニホルド１００ａに接続されている。
【０１０４】
三方弁３７ａは、燃料電池スタック１０ａをバイパスするバイパス流路２８ａに接続されている。バイパス流路２８ａは三方弁３７ａとカソード排出路２７ａの間に接続されている。カソード排出路２７ａの最上流の端部は酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａに接続されている。カソード排出路２７ａには、燃料電池スタック１０ａから排出された酸化剤ガスが流れる。
【０１０５】
ＥＣＵ１ｃは、三方弁３７ａの開度を制御する。燃料電池スタック１０ａが発電停止中であり、掃気処理が行われない場合、ＥＣＵ１ｃは、酸化剤ガスがバイパス流路２８ａからカソード排出路２７ａに流れるように、三方弁３７ａの酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ側の開度を０％として、三方弁３７ａのバイパス流路２８ａ側の開度を１００％とする。また、燃料電池スタック１０ａが発電停止中であり、掃気処理が行われる場合、ＥＣＵ１ｃは、酸化剤ガスが燃料電池スタック１０ａからカソード排出路２７ａに流れるように、三方弁３７ａの酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ側の開度を１００％として、三方弁３７ａのバイパス流路２８ａ側の開度を０％とする。
【０１０６】
カソード排出路２７ｂの最下流の端部とカソード供給路２６ａの最上流の端部は、接続流路２２ｃにより接続されている。このため、燃料電池スタック１０ｂからカソード排出路２７ｂに排出された酸化剤ガスは、接続流路２２ｃを介してカソード供給路２６ａに流れ燃料電池スタック１０ａに供給される。
【０１０７】
このように、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは共通のエアコンプレッサ３０ｃに対して直列に接続されている。
【０１０８】
ＥＣＵ１ｃは、ＥＣＵ１と同様に、要求電力Ｐｒに応じて各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを発電させ、または各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電を停止させ、さらにエアコンプレッサ３０ｃの出力を制御する。ＥＣＵ１ｃは、上述したように、酸化剤ガスが、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂのうち、発電中または掃気処理対象の燃料電池スタックだけを流れるように三方弁３７ａ，３７ｂの各開度を制御する。このため、両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに常に酸化剤ガスが流れる場合より酸化剤ガスの圧力損失が低減される。なお、ＥＣＵ１ｃは制御装置の一例である。
【０１０９】
ＥＣＵ１ｃは、Ｐｒ＞Ｐｕが成立する場合、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに発電させる。この場合、酸化剤ガスは、符号Ｇで示される経路に沿って流れる。酸化剤ガスは、カソード供給路２６ｂから燃料電池スタック１０ｂに供給され、燃料電池スタック１０ｂからカソード排出路２７ｂに排出される。酸化剤ガスは、カソード排出路２７ｂから接続流路２２ｃを介してカソード供給路２６ａに流れる。酸化剤ガスは、カソード供給路２６ａから燃料電池スタック１０ａに供給され、カソード排出路２７ａに排出される。
【０１１０】
また、ＥＣＵ１ｃは、Ｐｄ＜Ｐｒ＜Ｐｕが成立する場合、燃料電池スタック１０ｂの発電を停止し、燃料電池スタック１０ａに発電させる。この場合も、酸化剤ガスは、符号Ｇで示される経路に沿って流れる。
【０１１１】
エアコンプレッサ３０ｃは、燃料電池スタック１０ｂに酸化剤ガスを供給することにより燃料電池スタック１０ｂの掃気処理を行う。掃気処理に用いられた酸化剤ガスは、カソード排出路２７ｂから接続流路２２ｃを流れて発電中の燃料電池スタック１０ａに供給される。なお、接続流路２２ｃはガス流路の一例である。
【０１１２】
燃料電池スタック１０ａは、掃気処理後に燃料電池スタック１０ｂから接続流路２２ｃを介して供給された酸化剤ガスを用いて発電する。
【０１１３】
このため、エアコンプレッサ３０ｃの消費電力は、仮に２台のエアコンプレッサが燃料電池スタック１０ａ，１０ｂにそれぞれ酸化剤ガスを供給する場合より低減される。したがって、本例においても、第１実施例と同様に消費電力が低減される。
【０１１４】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１，１ｃ   ＥＣＵ（制御装置）
８，９   燃料電池システム
１０ａ，１０ｂ  燃料電池スタック（第１及び第２燃料電池スタック）
２２，２２ｃ   接続流路（ガス流路）
３０ｂ，３０ｃ  エアコンプレッサ（供給手段）
【図１】
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【図２】
2020140835.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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