(57)【要約】【課題】燃料電池の運転負荷が高い場合であっても、排気ガス中の水素濃度を低減する。【解決手段】車両に搭載される燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池に供給される酸化剤ガスの流路を形成する酸化剤ガス供給配管と、燃料電池から排出される燃料ガスの流路を形成する燃料オフガス排出配管と、酸化剤ガス供給配管と燃料オフガス排出配管とを接続し、酸化剤ガスの流路を形成するバイパス配管と、車両に取り付けられ、水素濃度を検出する水素濃度検出部と、バイパス配管に供給される酸化剤ガスの流量の制御を含む燃料電池の出力制御を実行する制御部と、を備え、制御部は、水素濃度検出部により検出された水素濃度が予め定められた閾値以上である場合に、バイパス配管に供給される酸化剤ガスの流量を予め定められた流量よりも増加させ、燃料電池の出力を予め定められた出力制限値に設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池に供給される酸化剤ガスの流路を形成する酸化剤ガス供給配管と、
前記燃料電池から排出される燃料ガスの流路を形成する燃料オフガス排出配管と、
前記酸化剤ガス供給配管と前記燃料オフガス排出配管とを接続し、前記酸化剤ガスの流路を形成するバイパス配管と、
前記車両に取り付けられ、水素濃度を検出する水素濃度検出部と、
前記バイパス配管に供給される前記酸化剤ガスの流量の制御を含む前記燃料電池の出力制御を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記水素濃度検出部により検出された前記水素濃度が予め定められた閾値以上である場合に、前記バイパス配管に供給される前記酸化剤ガスの流量を予め定められた流量よりも増加させ、前記燃料電池の出力を予め定められた出力制限値に設定する、
燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両に搭載される燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムにおいては、燃料電池のアノード側に水素を含有する燃料ガスが供給されるため、何らかの経路で水素が燃料電池システム外に排出されることがある。このため、可燃性の水素ガスが高い濃度で排出されることのないように、十分な対策が施されている。例えば、特許文献１に記載の車両は、車両に設けられた水素濃度センサから漏れ水素が検出された場合に、バイパス空気流路に分流させる空気の流量を増加させて、排気ガス中の水素濃度を希釈している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料電池の運転負荷が高い場合、バイパス空気流路に分流させる空気の流量は制限される。この結果、排気ガス中の水素濃度を希釈できないおそれがある。このため、燃料電池の運転負荷が高い場合であっても、排気ガス中の水素濃度を低減可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本開示の一形態によれば、車両に搭載される燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池に供給される酸化剤ガスの流路を形成する酸化剤ガス供給配管と、前記燃料電池から排出される燃料ガスの流路を形成する燃料オフガス排出配管と、前記酸化剤ガス供給配管と前記燃料オフガス排出配管とを接続し、前記酸化剤ガスの流路を形成するバイパス配管と、前記車両に取り付けられ、水素濃度を検出する水素濃度検出部と、前記バイパス配管に供給される前記酸化剤ガスの流量の制御を含む前記燃料電池の出力制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記水素濃度検出部により検出された前記水素濃度が予め定められた閾値以上である場合に、前記バイパス配管に供給される前記酸化剤ガスの流量を予め定められた流量よりも増加させ、前記燃料電池の出力を予め定められた出力制限値に設定する。
この形態の燃料電池システムによれば、水素濃度検出部により検出された水素濃度が予め定められた閾値以上である場合に、バイパス配管に供給される酸化剤ガスの流量を予め定められた流量よりも増加させ、燃料電池の出力を予め定められた出力制限値に設定するので、燃料電池の運転負荷が高い場合であっても、燃料電池の出力を制限することによりバイパス配管に供給される酸化剤ガスの流量を確保できる。この結果、排気ガス中の水素濃度を低減できる。
【０００７】
本開示は、種々の実施形態で実現することも可能である。例えば、燃料電池システムを備える車両、燃料電池システムの制御方法、燃料電池から排出されるオフガス中の水素濃度の希釈方法等の形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施形態としての燃料電池システムを搭載した車両の概略構成を示す説明図。
【図２】燃料電池システムの構成を示す概略図。
【図３】水素濃度希釈処理の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．実施形態：
Ａ１．車両の構成：
図１は、本開示の一実施形態としての燃料電池システムを搭載した車両５００の概略構成を断面視にて示す説明図である。図１では、車両５００の車両幅方向ＬＨの中央位置での、車両５００の前方方向ＦＤおよび後方方向ＲＤに沿った断面を表している。車両５００は、燃料電池１０を搭載し、燃料電池１０が発電した電力によって駆動モータＭを駆動して前輪ＦＷおよび後輪ＲＷを駆動させることにより走行する。なお、車両５００は、前輪ＦＷまたは後輪ＲＷのいずれか一方の車輪を駆動させることにより走行してもよい。図１では、車両幅方向ＬＨ、前方方向ＦＤ、および後方方向ＲＤに加えて、重力方向、すなわち、鉛直下方Ｇを図示している。以降の説明では、前方方向ＦＤと後方方向ＲＤとを合わせて「車両長さ方向」と呼ぶ。
【００１０】
車両５００には、客室５１２と、タンク収容室５１３と、電池収容室５１１とが形成されている。客室５１２は、乗員が搭乗する空間であり、一対の前輪ＦＷと一対の後輪ＲＷとに挟まれた車両５００の車両長さ方向と平行な方向に延びる空間として形成されている。
【００１１】
タンク収容室５１３は、車両５００の床下において電池収容室５１１に対して後方方向ＲＤに形成されている。タンク収容室５１３は、客室５１２の床面を構成するフロアパネルＦＰと、車両５００の下部を覆うアンダーカバー５０１との間の床下空間として形成されている。タンク収容室５１３には、水素ガスタンク５２が載置されている。
【００１２】
電池収容室５１１は、客室５１２の前方側において一対の前輪ＦＷに挟まれた領域を含む空間として形成されている。電池収容室５１１は、燃料電池１０を含む燃料電池システムの少なくとも一部の構成要素を収容する。
【００１３】
燃料電池１０は、反応ガスとして水素ガスおよび空気の供給を受けて発電する固体高分子型燃料電池である。燃料電池１０として、固体高分子型燃料電池に代えて、固体酸化物型燃料電池など他の任意の種類の燃料電池を採用してもよい。燃料電池から排出される燃料オフガスおよび酸化オフガス（以下、「排気ガス」と呼ぶ）と、燃料電池の発電により生成された水とは、いずれもマフラー４７を介して車両５００の外部（大気中）に排出される。
【００１４】
車両５００には、２つの水素濃度検出部８１および８２が取り付けられている。具体的には、電池収容室５１１内に第１水素濃度検出部８１が、タンク収容室５１３内の水素ガスタンク５２の周辺に第２水素濃度検出部８２が、それぞれ取り付けられている。水素濃度検出部８１および８２は、電池収容室５１１内、タンク収容室５１３内の水素濃度を検出し、後述の燃料電池システムに検出結果を送信する。水素濃度検出部８１および８２としては、例えば、気体熱伝導式の水素濃度センサや、半導体式の水素濃度センサ等の任意の種類の水素濃度センサを採用できる。
【００１５】
Ａ２．燃料電池システムの構成：
図２は、燃料電池システム１００の構成を示す概略図である。燃料電池システム１００は、車両５００に搭載され、運転者からの要求に応じて車両５００の動力源となる電力を出力する。燃料電池システム１００は、燃料電池１０と、酸化剤ガス供給排出部３０と、燃料ガス供給排出部５０と、制御装置２０とを備える。燃料電池システム１００は、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０と、二次電池９２とを備える。
【００１６】
燃料電池１０は、複数のセル１１が積層されたスタック構造を有する。図示は省略するが、各セル１１は、電解質膜の両面に電極を配置した膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のガス拡散層および一対のセパレータとを有する。燃料電池１０によって発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０を介して二次電池９２または駆動モータＭ等の負荷９３に供給される。
【００１７】
酸化剤ガス供給排出部３０は、酸化剤ガスとしての空気を外気から取り入れて燃料電池１０に供給し、酸化オフガスを燃料電池１０から外部へと排出する。酸化剤ガス供給排出部３０は、酸化剤ガス供給配管３１と、エアフローメータ３２と、エアコンプレッサ３３と、第１開閉弁３４と、第１圧力計３５と、分流弁３６と、カソードバイパス配管３７と、酸化オフガス排出配管４１と、第１調圧弁４２とを備える。
【００１８】
酸化剤ガス供給配管３１は、燃料電池１０の内部に形成された酸化剤ガス供給マニホールドと連通し、空気の流路を形成する。エアフローメータ３２は、酸化剤ガス供給配管３１に設けられ、外気から取り込んだ空気の流量を測定する。エアコンプレッサ３３は、酸化剤ガス供給配管３１に設けられ、制御装置２０からの制御信号に応じて、外気から取り入れた空気を圧縮して燃料電池１０に供給する。第１開閉弁３４は、エアコンプレッサ３３と燃料電池１０との間に設けられ、エアコンプレッサ３３から燃料電池１０への空気の供給の実行および停止を行う。第１圧力計３５は、燃料電池１０の酸化剤ガス入口の圧力を測定し、制御装置２０に送信する。
【００１９】
分流弁３６は、酸化剤ガス供給配管３１とカソードバイパス配管３７との接続箇所に設けられている。分流弁３６は、制御装置２０からの制御信号に応じて弁開度を調節することで、エアコンプレッサ３３から供給される空気のうち、燃料電池１０へと供給される流量と、カソードバイパス配管３７へと供給される流量とを調整する。カソードバイパス配管３７は、酸化剤ガス供給配管３１と酸化オフガス排出配管４１とを接続し、分流弁３６の開度に応じてエアコンプレッサ３３から供給される圧縮空気の少なくとも一部を、酸化オフガス排出配管４１へと導く。
【００２０】
酸化オフガス排出配管４１は、燃料電池１０の内部に形成された酸化オフガス排出マニホールドと連通する。酸化オフガス排出配管４１は、各セル１１から排出される酸化オフガスを燃料電池システム１００の外部（大気）へと排出する。酸化オフガスには、空気の他に、燃料電池１０の発電により生じた生成水が含まれる。第１調圧弁４２は、制御装置２０からの制御信号に応じて、燃料電池１０に供給される酸化オフガスの圧力を調整する。
【００２１】
燃料ガス供給排出部５０は、燃料ガスとしての水素ガスを燃料電池１０に供給し、燃料オフガスを燃料電池１０から外部へと排出する。燃料ガス供給排出部５０は、燃料ガス供給配管５１と、水素ガスタンク５２と、第２開閉弁５３と、第２調圧弁５４と、インジェクタ５５と、第２圧力計５６と、第１燃料オフガス排出配管６１と、気液分離器６２と、排気排水弁６３と、第２燃料オフガス排出配管６４と、循環配管６５と、水素ポンプ６６とを備える。
【００２２】
燃料ガス供給配管５１は、水素ガスタンク５２と燃料電池１０とを接続し、水素ガスタンク５２内の水素ガスおよび水素ポンプ６６から送られる余剰水素ガスを燃料電池１０に供給する。第２開閉弁５３、第２調圧弁５４、インジェクタ５５、および第２圧力計５６は、この順序で水素ガスタンク５２から燃料電池１０に向かって燃料ガス供給配管５１に配置されている。
【００２３】
第２開閉弁５３は、制御装置２０からの制御信号に応じて開閉し、水素ガスタンク５２からインジェクタ５５への水素ガスの流入を制御する。燃料電池システム１００の停止時には第２開閉弁５３は閉じられる。第２調圧弁５４は、制御装置２０からの制御信号に応じて、インジェクタ５５に供給する水素ガスの圧力を所定の圧力に調整する。インジェクタ５５は、制御装置２０からの制御信号に応じて、制御装置２０が設定した駆動周期および開閉時間に応じて弁を開閉することにより、水素ガスを燃料電池１０に供給すると共にその供給量を調整する。第２圧力計５６は、燃料電池１０の水素ガス入口の圧力を測定し、制御装置２０に送信する。
【００２４】
第１燃料オフガス排出配管６１は、燃料電池１０の内部に形成された燃料オフガス排出マニホールドと気液分離器６２とを接続する。第１燃料オフガス排出配管６１は、燃料電池１０から燃料オフガスを排出するための流路である。燃料オフガスには、発電反応に用いられなかった水素ガスや窒素ガス、燃料電池１０の発電により生じた生成水が含まれる。第１燃料オフガス排出配管６１は、燃料オフガスを気液分離器６２へと誘導する。
【００２５】
気液分離器６２は、第１燃料オフガス排出配管６１と循環配管６５との間に接続されている。気液分離器６２は、第１燃料オフガス排出配管６１内の燃料オフガスに含まれる水素ガスと水とを分離し、水素ガスを含むガスを循環配管６５へ流入させる。
【００２６】
循環配管６５は、インジェクタ５５よりも下流側において燃料ガス供給配管５１と接続している。循環配管６５には、制御装置２０からの制御信号に応じて駆動される水素ポンプ６６が配置されている。水素ポンプ６６は、気液分離器６２において分離されたガス（水素ガスを含むガス）を燃料ガス供給配管５１に送り出す。燃料電池システム１００では、燃料オフガスに含まれる水素ガスを含むガスを循環させて、再び燃料電池１０に供給することにより、水素ガスの利用効率を向上させている。
【００２７】
排気排水弁６３は、気液分離器６２の下部に設けられた開閉弁である。排気排水弁６３は、制御装置２０からの制御信号に応じて開閉し、気液分離器６２により分離された水および燃料オフガスに含まれている窒素ガス等の不純物ガスを第２燃料オフガス排出配管６４へ排出する。
【００２８】
第２燃料オフガス排出配管６４は、排気排水弁６３の下部と、酸化オフガス排出配管４１とを接続する。第２燃料オフガス排出配管６４は、酸化オフガス排出配管４１と連通し、排気排水弁６３から排出された水および燃料オフガスを酸化オフガス排出配管４１へ排出する。第２燃料オフガス排出配管６４を介して酸化オフガス排出配管４１に流入した燃料オフガスは、酸化オフガス排出配管４１内を流れる酸化オフガスの勢いによって、マフラー４７を介して燃料電池システム１００の外部（大気）へ排出される。
【００２９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ９０は、制御装置２０からの制御信号に応じて、燃料電池１０の出力電圧を昇圧する。燃料電池１０とＤＣ／ＤＣコンバータ９０との間には、燃料電池１０の出力電流値を測定する電流センサ９５が設けられている。二次電池９２は、燃料電池１０により発電された電力を蓄電し、燃料電池１０とともに燃料電池システム１００における電力の供給源として機能する。二次電池９２の電力は、エアコンプレッサ３３、水素ポンプ６６、および各種弁等に供給される。二次電池９２は、充放電可能なリチウムイオン電池によって構成されている。なお、二次電池９２は、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等の他の任意の種類の電池により構成されてもよい。
【００３０】
制御装置２０は、燃料電池システム１００全体を制御する。制御装置２０は、ＣＰＵ２１と、メモリ２５とを備えている。ＣＰＵ２１は、メモリ２５に予め記憶されている制御プログラムを実行することにより、制御部２２として機能する。
【００３１】
制御部２２は、燃料電池１０の出力制御を実行する。具体的には、制御部２２は、駆動モータＭ等の負荷９３からの燃料電池システム１００に対する出力要求を基に、エアコンプレッサ３３や水素ポンプ６６等の制御装置２０と電気的に接続されている各構成要素の駆動および停止を制御する。また、制御部２２は、分流弁３６の弁開度や、開弁時間等を調節することにより、燃料電池１０に供給される空気の流量と、カソードバイパス配管３７に供給される空気の流量とを制御して、燃料電池１０の出力を制御する。
【００３２】
本実施形態において、第１燃料オフガス排出配管６１および第２燃料オフガス排出配管６４は、課題を解決するための手段における燃料オフガス排出配管の下位概念に相当する。カソードバイパス配管３７は、課題を解決するための手段におけるバイパス配管の下位概念に相当する。
【００３３】
Ａ３．水素濃度希釈処理：
まず、図３に示す水素濃度希釈処理の概要を説明する。水素濃度希釈処理では、水素濃度検出部８１および８２により検出された水素濃度が所定の水素濃度以上である場合、カソードバイパス配管３７に供給する空気の流量を増加させることにより、排気ガス中の水素濃度を低減させる。ここで、車両５００が、浸水路や雪道等に進入した場合、マフラー４７の排気口が塞がれて、排気ガスがアンダーカバー５０１の隙間からタンク収容室５１３や、電池収容室５１１等に浸入するおそれがある。また、この場合、車両５００が浸水路等の悪路を走破するために、燃料電池システム１００に対する出力要求が増加して、燃料電池１０の運転負荷が高くなる。この結果、カソードバイパス配管３７に供給される空気の流量が制限されるおそれがある。そこで、本実施形態の水素濃度希釈処理では、水素濃度が所定の閾値（後述の第１閾値）を超えた場合に、燃料電池１０の出力を予め定められた出力制限値に設定することにより、燃料電池１０の運転負荷が高い場合であっても、水素濃度を低減するために要する空気の流量を確保することにしている。以下、詳細に説明する。
【００３４】
図３は、水素濃度希釈処理の処理手順を示すフローチャートである。燃料電池システム１００では、車両５００全体の制御をする上位のＥＣＵ（Electronic Control Unit）からイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったことを示す信号が入力されると、水素濃度希釈処理が開始される。水素濃度希釈処理は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられるまでの間、実行される。制御部２２は、通常制御を実行する（ステップＳ１０５）。通常制御では、燃料電池システム１００に対する出力要求に応じて、燃料ガスおよび空気の供給量が制御され、カソードバイパス配管３７には、予め定められた流量の空気が供給される。具体的には、制御部２２は、分流弁３６の開度を、酸化剤ガス供給配管３１からカソードバイパス配管３７に流入する空気の流量が予め定められた流量となる開度に設定する。制御部２２は、エアコンプレッサ３３を駆動して、燃料電池１０およびカソードバイパス配管３７に空気を送出する。上述の予め定められた流量は、実験等により任意に定めることができ、予めメモリ２５に記憶されている。
【００３５】
制御部２２は、車速が時速５ｋｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。具体的には、制御部２２は、車両５００に搭載された車速センサから車両５００の速度を取得し、取得された速度が時速５ｋｍ以上であるか否かを判定する。本実施形態において、車速が時速５ｋｍ以上であるか否かを判定するのは、以下の理由による。本開示の発明者らは、車速が時速５ｋｍ未満である場合には、燃料電池１０の運転負荷が低いために、排気ガス中の水素濃度が上昇しないことを見出した。このため、車速が時速５ｋｍ未満の場合には、後述の各処理を実行しないようにしている。なお、車速は、時速５ｋｍに代えて、時速１ｋｍから時速１０ｋｍの範囲の任意の速度としてもよい。
【００３６】
上述のステップＳ１１０において、車速が時速５ｋｍ以上であると判定された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、制御部２２は、水素濃度が第１閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。具体的には、制御部２２は、２つの水素濃度検出部８１および８２により検出された水素濃度を連続的に取得する。そして、制御部２２は、２つの水素濃度検出部８１および８２のうち、いずれか一方の水素濃度検出部から取得された水素濃度が、所定時間の間、継続して第１閾値以上であるか否かを判定する。本実施形態において、所定時間は、１秒に設定されている。また、第１閾値は、１％に設定されている。なお、所定時間は、１秒に代えて、０．１秒から３．０秒の範囲の任意の時間としてもよい。また、第１閾値は、１％に代えて、０．３％から３．０％の範囲の任意の濃度としてもよい。第１閾値は、課題を解決するための手段における予め定められた閾値の下位概念に相当する。
【００３７】
上述のステップＳ１１５において、水素濃度の判定に、所定時間の間、連続的に取得された水素濃度を用いるのは、以下の理由による。第１に、後述するように、水素濃度が第１閾値以上であると判定されて、カソードバイパス配管３７に供給される空気の流量を増加する処理を実行すると、エアコンプレッサ３３の回転速度や、空気の吸入／送出圧力等が増加して、これに伴って、エアコンプレッサ３３の駆動音や振動が増加すると考えられる。この結果、車両５００の乗員に不快感や違和感を与えるおそれがある。このため、水素濃度の判定を精度よく行うことで、カソードバイパス配管３７に供給される空気の流量を増加する処理が頻繁に実行されることを抑制している。第２に、車両５００が車庫等の閉鎖された空間内に停車し、氷点下等の低温環境において燃料電池１０の運転を始動する場合、水素濃度検出部８１および８２により第１閾値以上の水素濃度が検出されることがある。この場合には、所定時間の間、継続して第１閾値以上の水素濃度が検出されることはないと考えられるため、カソードバイパス配管３７に供給される空気の流量を増加する処理を実行する必要がない。このため、水素濃度の判定を精度よく行うことで、必要な場合にのみ、カソードバイパス配管３７に供給される空気の流量を増加する処理を実行している。
【００３８】
上述のステップＳ１１５において、水素濃度が第１閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、制御部２２は、カソードバイパス配管３７に供給される空気の流量を増加させる（ステップＳ１２０）。具体的には、制御部２２は、上述の通常制御（ステップＳ１０５）における予め定められた流量に対して１０００[NL/min]増加させた流量でカソードバイパス配管３７に空気を供給する。制御部２２は、エアコンプレッサ３３の回転数、および分流弁３６の弁開度を制御することにより、カソードバイパス配管３７に供給される空気の流量を増加させる。なお、増加させる流量は、水素濃度を低減するために十分な流量であればよく、１００[NL/min]から３０００[NL/min]、好ましくは、５００[NL/min]から１０００[NL/min]の範囲の任意の流量としてもよい。
【００３９】
制御部２２は、燃料電池１０の出力を出力制限値に設定する（ステップＳ１２５）。具体的には、制御部２２は、燃料電池１０の出力制限値を、燃料電池１０の最大電流値の８０％程度の電流値、好ましくは、最大電流値の６０％程度の電流値に設定する。
【００４０】
制御部２２は、水素濃度が第２閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。具体的には、制御部２２は、上述のステップＳ１１５と同様に、２つの水素濃度検出部８１および８２により検出された水素濃度を連続的に取得する。そして、制御部２２は、２つの水素濃度検出部８１および８２により取得された水素濃度がいずれも、所定時間の間、継続して第２閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ１３０において、所定時間は、５秒に設定されている。また、第２閾値は、０．５％に設定されている。なお、所定時間は、５秒に代えて、６０分以下の任意の時間としてもよい。また、第２閾値は、０．５％に代えて、上述のステップＳ１１５で用いた第１閾値よりも小さな値であれば、他の任意の値としてもよい。
【００４１】
上述のステップＳ１３０において、水素濃度が第２閾値以下でないと判定された場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、水素濃度が第２閾値以下であると判定されるまで、上述のステップＳ１２０〜ステップＳ１３０が実行される。他方、水素濃度が第２閾値以下であると判定された場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、上述のステップＳ１０５に戻り、通常制御が実行される。
【００４２】
以上の構成を有する実施形態の燃料電池システム１００によれば、水素濃度検出部８１および８２により検出された水素濃度が第１閾値以上である場合に、カソードバイパス配管３７に供給される空気の流量を予め定められた流量よりも増加させ、燃料電池１０の出力を出力制限値に設定するので、燃料電池１０の運転負荷が高い場合であっても、燃料電池１０の出力を制限することによりカソードバイパス配管３７に供給される空気の流量を確保できる。この結果、排気ガス中の水素濃度を低減できる。
【００４３】
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…燃料電池、１１…セル、２０…制御装置、２１…ＣＰＵ、２２…制御部、２５…メモリ、３０…酸化剤ガス供給排出部、３１…酸化剤ガス供給配管、３２…エアフローメータ、３３…エアコンプレッサ、３４…第１開閉弁、３５…第１圧力計、３６…分流弁、３７…カソードバイパス配管、４１…酸化オフガス排出配管、４２…第１調圧弁、４７…マフラー、５０…燃料ガス供給排出部、５１…燃料ガス供給配管、５２…水素ガスタンク、５３…第２開閉弁、５４…第２調圧弁、５５…インジェクタ、５６…第２圧力計、６１…第１燃料オフガス排出配管、６２…気液分離器、６３…排気排水弁、６４…第２燃料オフガス排出配管、６５…循環配管、６６…水素ポンプ、８１，８２…水素濃度検出部、９０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、９２…二次電池、９３…負荷、９５…電流センサ、１００…燃料電池システム、５００…車両、５０１…アンダーカバー、５１１…電池収容室、５１２…客室、５１３…タンク収容室、ＦＤ…前方方向、ＦＰ…フロアパネル、ＦＷ…前輪、Ｇ…鉛直下方、ＬＨ…車両幅方向、Ｍ…駆動モータ、ＲＤ…後方方向、ＲＷ…後輪
【図１】
2020161362.tif 000003
【図２】
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【図３】
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