(57)【要約】【課題】  再始動時の消費電力の無駄を低減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、反応ガスの化学反応により発電する第１及び第２燃料電池スタックと、第１燃料電池スタックの発電に用いられる第１補機と、前記第２燃料電池スタックの発電に用いられる第２補機と、第１及び第２補機の動作を制御する制御装置とを有し、第１及び第２燃料電池スタックは、それぞれ、反応ガスを排出するための排出マニホルドを有し、制御装置は、第１及び第２燃料電池スタックの発電の停止後、第１及び第２燃料電池スタックのうち、排出マニホルドから排出される反応ガスの排出方向が鉛直下方により近い一方の燃料電池スタックが、他方の燃料電池スタックより先に発電を開始するように、第１及び第２補機の動作を制御する。【選択図】図３
2020092030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスの化学反応により発電する第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燃料電池スタックの発電に用いられる第１補機と、
前記第２燃料電池スタックの発電に用いられる第２補機と、
前記第１補機及び前記第２補機の動作を制御する制御装置とを有し、
前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックは、それぞれ、前記反応ガスを排出するための排出マニホルドを有し、
前記制御装置は、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発電の停止後、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、前記排出マニホルドから排出される前記反応ガスの排出方向が鉛直下方により近い一方の燃料電池スタックが、他方の燃料電池スタックより先に発電を開始するように、前記第１補機及び前記第２補機の動作を制御することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
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外気温を第１閾値と比較し、
比較の結果、前記外気温が前記第１閾値より低い場合、前記一方の燃料電池スタックが、前記他方の燃料電池スタックより先に発電を開始するように、前記第１補機及び前記第２補機の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記一方の燃料電池スタックが発電を開始した後、前記他方の燃料電池スタックの温度と第２閾値を比較し、
比較の結果、前記他方の燃料電池スタックの温度が前記第２閾値より高くなった場合、前記他方の燃料電池スタックが発電を開始するように、前記第１補機及び前記第２補機の動作を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記一方の燃料電池スタックの前記排出方向は、鉛直下方に一致することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックは、それぞれ、複数の単セルを有し、
前記一方の燃料電池スタックの前記複数の単セルの数は、前記他方の燃料電池スタックの前記複数の単セルの数より少ないことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記第１補機は、前記第１燃料電池スタックの発電の停止後、前記第１燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、
前記第２補機は、前記第２燃料電池スタックの発電の停止後、前記第２燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、
前記第１補機及び前記第２補機のうち、前記一方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する一方の補機は、前記他方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する他方の補機より長い時間、かつ、前記他方の補機と同じ流速で掃気ガスを送出することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記第１補機は、前記第１燃料電池スタックの発電の停止後、前記第１燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、
前記第２補機は、前記第２燃料電池スタックの発電の停止後、前記第２燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、
前記第１補機及び前記第２補機のうち、前記一方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する一方の補機は、所定時間内で、前記他方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する他方の補機より高い流速で掃気ガスを送出することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記第１補機は、前記第１燃料電池スタックの発電の停止後、前記第１燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、
前記第２補機は、前記第２燃料電池スタックの発電の停止後、前記第２燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、
前記第１補機及び前記第２補機のうち、前記一方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する一方の補機は、前記他方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する他方の補機より長い時間、かつ、前記他方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する他方の補機より高い流速で掃気ガスを送出することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記第１燃料電池スタックまたは前記第２燃料電池スタックの前記排出方向の鉛直下方に対する傾きを検出する第１検出部を有し、
前記制御装置は、前記第１検出部が検出した傾きに基づき、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何れの前記排出方向が鉛直下方により近いかを判定することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記燃料電池システムが搭載される車両の傾きを検出する第２検出部を有し、
前記制御装置は、前記第２検出部が検出した傾きに基づき、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何れの前記排出方向が鉛直下方により近いかを判定することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックは、前記車両の車体に対する前記排出方向の角度が同一となるように前記車体に設置されていることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックは、前記車両の車体に対する前記排出方向の角度が相違するように前記車体に設置されていることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池システム。
【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、流路内のガス流を妨げるおそれがある。
【０００３】
このため、燃料電池スタックの運転を停止するとき、燃料電池スタック内に例えばエアポンプから掃気ガス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２００５−２７６５２９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、燃料電池スタック内に残る全ての水分が掃気処理により排出されるわけではない。例えば特許文献１に記載された燃料電池システムのように、複数の燃料電池スタックが設けられている場合、掃気処理を行うエアポンプの容量が各燃料電池スタック内の流路の体積に対して不足することにより、氷点下では、やはり流路内に水分が残って凍結するおそれがある。
【０００６】
この場合、燃料電池システムが再始動する際、各燃料電池スタックは、各燃料電池スタック内の凍結がなくなるまで十分な発電性能を発揮することができない。このため、燃料電池システムが再始動しても、各燃料電池スタックが低い発電性能で発電するので、各燃料電池スタックの発電に用いられる各種の補機に無駄な消費電力が生じて効率的ではない。
【０００７】
この種の補機としては、例えば燃料電池スタックに空気を送出するエアコンプレッサ、及び燃料電池スタックに水素ガスを噴射するインジェクタなどが挙げられる。例えばエアコンプレッサのモータの回転数及びインジェクタが噴射する水素ガスの量は、燃料電池スタックが発電を開始するとき、燃料電池スタックに要求される電力に応じて発電の停止時より増加するため、消費電力も増加する。
【０００８】
ところが、燃料電池スタック内が凍結している場合、燃料電池スタックが発電する電力は消費電力の増加に対して十分に大きくないため、消費電力の無駄が増加する。
【０００９】
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、再始動時の消費電力の無駄を低減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】
【００１０】
本明細書に記載の燃料電池システムは、反応ガスの化学反応により発電する第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燃料電池スタックの発電に用いられる第１補機と、前記第２燃料電池スタックの発電に用いられる第２補機と、前記第１補機及び前記第２補機の動作を制御する制御装置とを有し、前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックは、それぞれ、前記反応ガスを排出するための排出マニホルドを有し、前記制御装置は、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発電の停止後、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、前記排出マニホルドから排出される前記反応ガスの排出方向が鉛直下方により近い一方の燃料電池スタックが、他方の燃料電池スタックより先に発電を開始するように、前記第１補機及び前記第２補機の動作を制御する。
【００１１】
上記の構成において、前記制御装置は、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外気温を第１閾値と比較し、比較の結果、前記外気温が前記第１閾値より低い場合、前記一方の燃料電池スタックが、前記他方の燃料電池スタックより先に発電を開始するように、前記第１補機及び前記第２補機の動作を制御してもよい。
【００１２】
上記の構成において、前記制御装置は、前記一方の燃料電池スタックが発電を開始した後、前記他方の燃料電池スタックの温度と第２閾値を比較し、比較の結果、前記他方の燃料電池スタックの温度が前記第２閾値より高くなった場合、前記他方の燃料電池スタックが発電を開始するように、前記第１補機及び前記第２補機の動作を制御してもよい。
【００１３】
上記の構成において、前記一方の燃料電池スタックの前記排出方向は、鉛直下方に一致してもよい。
【００１４】
上記の構成において、前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックは、それぞれ、複数の単セルを有し、前記一方の燃料電池スタックの前記複数の単セルの数は、前記他方の燃料電池スタックの前記複数の単セルの数より少なくてもよい。
【００１５】
上記の構成において、前記第１補機は、前記第１燃料電池スタックの発電の停止後、前記第１燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、前記第２補機は、前記第２燃料電池スタックの発電の停止後、前記第２燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、前記第１補機及び前記第２補機のうち、前記一方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する一方の補機は、前記他方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する他方の補機より長い時間、かつ、前記他方の補機と同じ流速で掃気ガスを送出してもよい。
【００１６】
上記の構成において、前記第１補機は、前記第１燃料電池スタックの発電の停止後、前記第１燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、前記第２補機は、前記第２燃料電池スタックの発電の停止後、前記第２燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、前記第１補機及び前記第２補機のうち、前記一方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する一方の補機は、所定時間内で、前記他方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する他方の補機より高い流速で掃気ガスを送出してもよい。
【００１７】
上記の構成において、前記第１補機は、前記第１燃料電池スタックの発電の停止後、前記第１燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、前記第２補機は、前記第２燃料電池スタックの発電の停止後、前記第２燃料電池スタックの前記排出マニホルドに掃気ガスを送出することにより前記排出マニホルドを掃気し、前記第１補機及び前記第２補機のうち、前記一方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する一方の補機は、前記他方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する他方の補機より長い時間、かつ、前記他方の燃料電池スタックの前記排出マニホルドを掃気する他方の補機より高い流速で掃気ガスを送出してもよい。
【００１８】
上記の構成において、前記燃料電池システムは、前記第１燃料電池スタックまたは前記第２燃料電池スタックの前記排出方向の鉛直下方に対する傾きを検出する第１検出部を有し、前記制御装置は、前記第１検出部が検出した傾きに基づき、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何れの前記排出方向が鉛直下方により近いかを判定してもよい。
【００１９】
上記の構成において、前記燃料電池システムは、前記燃料電池システムが搭載される車両の傾きを検出する第２検出部を有し、前記制御装置は、前記第２検出部が検出した傾きに基づき、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何れの前記排出方向が鉛直下方により近いかを判定してもよい。
【００２０】
上記の構成において、前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックは、前記車両の車体に対する前記排出方向の角度が同一となるように前記車体に設置されてもよい。
【００２１】
上記の構成において、前記第１燃料電池スタック及び前記第２燃料電池スタックは、前記車両の車体に対する前記排出方向の角度が相違するように前記車体に設置されてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、燃料電池システムの再始動時の消費電力の無駄を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】燃料電池システムの一例を示す構成図である。
【図２】燃料電池スタックの発電停止時のＥＣＵ（Electric Control Unit）の処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】燃料電池スタックの第１配置例を示す図である。
【図４】燃料電池スタックの第２配置例を示す図である。
【図５】燃料電池システムの再始動処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】単セルの数が異なる燃料電池スタックの配置例を示す図である。
【図７】燃料電池システムの再始動処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】燃料電池システムを搭載する燃料電池車の車体が水平方向から傾いた場合の燃料電池スタックの配置の一例を示す図である。
【図９】燃料電池システムを搭載する燃料電池車の車体が水平方向から傾いた場合の燃料電池スタックの配置の他の例を示す図である。
【図１０】傾斜センサが検出した車体の傾きに基づく、燃料電池システムの再始動処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】燃料電池システムを搭載する燃料電池車の車体が水平方向から傾いた場合の燃料電池スタックの配置の他の例を示す図である。
【図１２】傾斜センサが検出した排出方向の角度に基づく、燃料電池システムの再始動処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】３つの燃料電池スタックの配置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（燃料電池システムの構成例）
図１は、燃料電池システムの一例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、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、インバータ（ＩＮＶ）４３、モータ４４、及びスイッチ４５ａ，４５ｂを有する。なお、燃料電池車は車両の一例である。
【００２５】
第１発電システム９ａは、燃料電池スタック１０ａ、カソード供給路２０ａ、カソード排出路２１ａ、バイパス流路２２ａ、エアコンプレッサ３０ａ、インタークーラ３１ａ、三方弁３２ａ、背圧弁３３ａ、加湿器３４ａ、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、及び温度センサ９１ａを有する。
【００２６】
第２発電システム９ｂは、燃料電池スタック１０ｂ、カソード供給路２０ｂ、カソード排出路２１ｂ、バイパス流路２２ｂ、エアコンプレッサ３０ｂ、インタークーラ３１ｂ、三方弁３２ｂ、背圧弁３３ｂ、加湿器３４ｂ、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、及び温度センサ９１ｂを有する。
【００２７】
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。
【００２８】
また、バイパス流路２２ａ，２２ｂは、三方弁３２ａ，３２ｂにより一端がカソード供給路２０ａ，２０ｂに接続され、他端がカソード排出路２１ａ，２１ｂに接続されている。このため、酸化剤ガスの一部は、三方弁３２ａ，３２ｂのバイパス流路２２ａ，２２ｂ側の開度に応じてカソード供給路２０ａ，２０ｂからバイパス流路２２ａ，２２ｂを流れてカソード排出路２１ａ，２１ｂに流れる。
【００２９】
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。
【００３０】
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、酸化剤ガス及び燃料ガスは反応ガスの一例である。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、インタークーラ３１ａ，３１ｂ、三方弁３２ａ，３２ｂ、及び加湿器３４ａ，３４ｂが接続されている。
【００３４】
エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂは、それぞれ、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電に用いられる第１補機及び第２補機の一例である。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、三方弁３２ａ，３２ｂ及びインタークーラ３１ａ，３１ｂより上流側に設けられている。
【００３５】
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）の回転を制御する。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。
【００３６】
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三方弁３２ａ，３２ｂに送られる。
【００３７】
酸化剤ガスの一部は三方弁３２ａ，３２ｂからバイパス流路２２ａ，２２ｂに流れてカソード排出路２１ａ，２１ｂから排出される。酸化剤ガスの残りはカソード供給路２０ａ，２０ｂを加湿器３４ａ，３４ｂまで流れる。加湿器３４ａ，３４ｂは、カソード排出路２１ａ，２１ｂを流れる酸化剤ガス中の水分によりカソード供給路２０ａ，２０ｂ内の酸化剤ガスを加湿する。
【００３８】
加湿器３４ａ，３４ｂは、例えば中空糸などの膜３４０ａ，３４０ｂの一方側に、湿度が相対的に高いカソード排出路２１ａ，２１ｂを流れる酸化剤ガスの少なくとも一部を通過させる。また、加湿器３４ａ，３４ｂは、膜３４０ａ，３４０ｂの他方側に、湿度が相対的に低いカソード供給路２０ａ，２０ｂを流れる酸化剤ガスの少なくとも一部を通過させる。これにより、加湿器３４ａ，３４ｂは、膜３４０ａ，３４０ｂを介して水分を透過させて加湿を行うが、これに限定されることはなく、他の加湿方式が用いられてもよい。
【００３９】
カソード排出路２１ａ，２１ｂには、加湿器３４ａ，３４ｂ及び背圧弁３３ａ，３３ｂが接続されている。加湿器３４ａ，３４ｂは、カソード排出路２１ａ，２１ｂを流れる酸化剤ガス中から水分を取り出してカソード供給路２０ａ，２０ｂ内の酸化剤ガスの加湿に用いる。背圧弁３３ａ，３３ｂは酸化剤ガスの背圧を調整する。
【００４０】
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。
【００４１】
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は燃料ガスを蓄圧する。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。
【００４２】
インジェクタ３６ａ，３６ｂは、それぞれ、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電に用いられる第１補機及び第２補機の一例である。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。
【００４３】
インジェクタ３６ａ，３６ｂ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。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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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に供給される。
【００５０】
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。
【００５１】
ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａに発電を開始させる場合、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に発電を開始させる場合、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。
【００５２】
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に要求された電力（以下、「要求電力」）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。なお、要求電力は、例えば燃料電池車のアクセルペダルの開度に基づき決定される。
【００５３】
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、外気温を監視するため、外気温センサ９０から外気温を取得する。
【００５４】
また、ＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂを駆動するモータの回転を制御する。ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａに発電を開始させる場合、エアコンプレッサ３０ａのモータの回転数を、所定数から、燃料電池スタック１０ａの要求電力に応じた回転数まで増加させる。これにより、エアコンプレッサ３０ａの消費電力は発電の停止中より増加し、燃料電池スタック１０ａに、要求電力に対して十分な量の酸化剤ガスが供給される。ここで、上記の所定数はゼロ、また燃料電池スタック１０ａの発電の停止中に酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ及び酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａを含む酸化剤ガスの流路に所望の圧力が加えられた状態を維持するための回転数であって、発電中の回転数より少ない回転数であってもよい。
【００５５】
一方、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ｂに発電を開始させる場合、エアコンプレッサ３０ｂのモータの回転数を、所定数から、燃料電池スタック１０ｂの要求電力に応じた回転数まで増加させる。これにより、エアコンプレッサ３０ｂの消費電力は発電の停止中より増加し、燃料電池スタック１０ｂに、要求電力に対して十分な量の酸化剤ガスが供給される。また、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに発電を停止させる場合、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂのモータの回転数を所定数までそれぞれ減少させる。
【００５６】
エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電の停止後、ＥＣＵ１からの制御信号に従ってカソード供給路２０ａ，２０ｂ、カソード排出路２１ａ，２１ｂ、酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ，１００ｂ、及び酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂの掃気をそれぞれ行う。これにより、カソード供給路２０ａ，２０ｂ、カソード排出路２１ａ，２１ｂ、酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ，１００ｂ、及び酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂに残る水分が排出される。
【００５７】
また、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａに発電を開始させる場合、インジェクタ３６ａの噴射量を、所定量から、燃料電池スタック１０ａの要求電力に応じた量まで増加させる。これにより、インジェクタ３６ａの消費電力は発電の停止中より増加し、燃料電池スタック１０ａに、要求電力に対して十分な量の燃料ガスが供給される。ここで、所定量は、ゼロ、または燃料電池スタック１０ａの発電の停止中に燃料ガス供給マニホルド１０２ａ及び燃料ガス排出マニホルド１０３ａを含む燃料ガスの流路に所望の圧力が加えられた状態を維持するための噴射量であって、発電中の噴射量より少ない噴射量であってもよい。
【００５８】
一方、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ｂに発電を開始させる場合、インジェクタ３６ｂの噴射量を、所定量から、燃料電池スタック１０ｂの要求電力に応じた量まで増加させる。これにより、インジェクタ３６ｂの消費電力は発電の停止中より増加し、燃料電池スタック１０ｂに、要求電力に対して十分な量の燃料ガスが供給される。また、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに発電を停止させる場合、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂのインジェクタ３６ａ，３６ｂの噴射量を所定量までそれぞれ減少させる。
【００５９】
次にＥＣＵ１の処理を説明する。
【００６０】
（燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電停止時の動作）
図２は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電停止時のＥＣＵ１の処理の一例を示すフローチャートである。なお、本処理の開始前、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは発電中であると仮定する。
【００６１】
ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電停止の要求の有無を判定する（ステップＳｔ１）。ＥＣＵ１は、例えば、不図示のイグニッションスイッチがオフされたことを示す信号を受信した場合、発電停止の要求を受けたと判定する。ＥＣＵ１は、発電停止の要求がない場合（ステップＳｔ１のＮｏ）、ステップＳｔ１の処理を再び実行する。
【００６２】
また、ＥＣＵ１は、発電停止の要求がある場合（ステップＳｔ１のＹｅｓ）、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電の停止処理を実行する（ステップＳｔ２）。このとき、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂのスイッチ４５ａ，４５ｂをオフ状態に制御する。
【００６３】
次にＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂに掃気処理を行わせる（ステップＳｔ３）。エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂは、ＥＣＵ１から設定された掃気条件でエア（酸化剤ガス）を送出することで掃気処理を行う。
【００６４】
次にＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂのモータの回転数を、要求電力に応じた回転数から所定数まで低下させ、インジェクタ３６ａ，３６ｂの噴射量を、要求電力に応じた噴射量から所定量まで低下させる（ステップＳｔ４）。ここで、所定数及び所定量はゼロであってもよいが、発電の停止後にすぐに発電が再開されると予測される場合、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの酸化剤ガスの通路の圧力及び燃料ガスの圧力が適正値に維持されるための低い値としてもよい。
【００６５】
上記の掃気処理により、カソード供給路２０ａ，２０ｂ、カソード排出路２１ａ，２１ｂ、酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ，１００ｂ、及び酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂに残る水分が排出される。なお、アノード供給路２５ａ，２５ｂ、アノード排出路２３ａ，２３ｂ、燃料ガス供給マニホルド１０２ａ，１０２ｂ、及び燃料ガス排出マニホルド１０３ａ，１０３ｂは、インジェクタ３６ａ，３６ｂまたは不図示のポンプなどにより上記と同様に掃気される。
【００６６】
しかし、掃気処理により全ての水分が燃料電池スタック１０ａ，１０ｂから排出されるわけではない。このため、例えば氷点下では、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂ内に残った水分が凍結するので、燃料電池システム９が再始動する際に各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂ内の凍結がなくなるまで各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂから良好な発電性能を発揮することができない。
【００６７】
したがって、燃料電池システム９が再始動しても、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂが低い発電性能で発電するため、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの周辺の各種の補機に無駄な消費電力が生じて効率的ではない。この種の補機としては、例えば、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂ及びインジェクタ３６ａ，３６ｂなどが挙げられる。
【００６８】
これに対し、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電開始のタイミングに差を設ける。より具体的には、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂのうち、水分の凍結の度合いがより低い燃料電池スタックが、他方の燃料電池スタックより先に発電を開始するようにエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂ及びインジェクタ３６ａ，３６ｂを制御する。これにより、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂのうち、発電性能が高い方の燃料電池スタックだけが最初に発電を行うため、無駄な消費電力を抑えることができる。
【００６９】
ＥＣＵ１は、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂから排出される酸化剤ガスの排出方向の角度に基づき、先に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択する。以下に例を挙げる。
【００７０】
（燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの第１配置例）
図３は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの第１配置例を示す図である。図３は、燃料電池車に搭載された燃料電池システム９の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを水平方向から視たときの様子を示す。なお、符号Ｄｇは鉛直下方を示す。
【００７１】
まず、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの構造を述べる。燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは互いに同一のサイズ及び構造を有する。
【００７２】
燃料電池スタック１０ａは、一対のエンドプレート１１１ａ，１１２ａ及び複数の単セル１１０ａを備える。一対のエンドプレート１１１ａ，１１２ａは、複数の単セル１１０ａを挟んだ状態で互いに締結されることにより複数の単セル１１０ａを積層方向に圧縮する。
【００７３】
一方のエンドプレート１１２ａ及び複数の単セル１１０ａには、積層方向に沿って貫通する酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ及び酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａが設けられている。なお、酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ及び酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａは、一例として互いに平行となるように設けられているが、これに限定されず、平行でなくてもよい。
【００７４】
酸化剤ガスは、供給方向Ｄａ＿ｉｎに沿ってカソード供給路２０ａから酸化剤ガス供給マニホルド１００ａに流れ込み、流通方向Ｄａ＿ｔｒに沿って各単セル１１０ａ内の流路を流れて酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａに流れ込む。このとき、各単セル１１０ａにおける発電で生成された水分が、酸化剤ガスとともに酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａに流れ込む。
【００７５】
酸化剤ガスは、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔに沿って酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａからカソード排出路２１ａに流れ込む。
【００７６】
また、燃料電池スタック１０ｂは、一対のエンドプレート１１１ｂ，１１２ｂ及び複数の単セル１１０ｂを備える。一対のエンドプレート１１１ｂ，１１２ｂは、複数の単セル１１０ｂを挟んだ状態で互いに締結されることにより複数の単セル１１０ｂを積層方向に圧縮する。なお、単セル１１０ｂの枚数は他方の燃料電池スタック１０ａの単セル１１０ａの枚数と同一である。
【００７７】
一方のエンドプレート１１２ｂ及び複数の単セル１１０ｂには、積層方向に沿って貫通する酸化剤ガス供給マニホルド１００ｂ及び酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂが設けられている。なお、酸化剤ガス供給マニホルド１００ｂ及び酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂは、一例として互いに平行となるように設けられているが、これに限定されず、平行でなくてもよい。
【００７８】
酸化剤ガスは、供給方向Ｄｂ＿ｉｎに沿ってカソード供給路２０ｂから酸化剤ガス供給マニホルド１００ｂに流れ込み、流通方向Ｄｂ＿ｔｒに沿って各単セル１１０ｂ内の流路を流れて酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂに流れ込む。このとき、各単セル１１０ｂにおける発電で生成された水分が、酸化剤ガスとともに酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂに流れ込む。
【００７９】
酸化剤ガスは、排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔに沿って酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂからカソード排出路２１ｂに流れ込む。
【００８０】
燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔは鉛直下方Ｄｇに対して角度θａ（０度＜θａ≦１８０度）をなし、燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔは鉛直下方Ｄｇに対して角度θｂ（０度＜θｂ≦１８０度）をなす。ここで、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔの角度θａは、排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔの角度θｂより小さい。つまり、燃料電池スタック１０ａの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔは、燃料電池スタック１０ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔより鉛直下方Ｄｇに近い。
【００８１】
したがって、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａは、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂより傾斜が大きいため、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分は、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分より排出されやすい。このため、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂが発電の停止後に例えば氷点下の環境に放置された場合、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂ内で水分が凍結して酸化剤ガスの通路が閉塞されたとき、その閉塞による発電性能の低下の度合いは、一方の燃料電池スタック１０ａのほうが他方の燃料電池スタック１０ｂより小さい。したがって、氷点下で燃料電池システム９が再始動する場合、一方の燃料電池スタック１０ａの発電性能は他方の燃料電池スタック１０ｂの発電性能より高くなる。
【００８２】
また、燃料電池システム９が常温（例えば約２５度）で始動する場合、燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分は、他方の燃料電池スタック１０ｂの各酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分より少ないので、燃料電池スタック１０ａは他方の燃料電池スタック１０ｂよりフラッディングによる発電性能の低下が抑制される。このため、燃料電池スタック１０ａの発電性能は、他方の燃料電池スタック１０ｂより高くなる。
【００８３】
このため、ＥＣＵ１は、発電性能が高い方の燃料電池スタック１０ａが他方の燃料電池スタック１０ｂより先に発電を開始するように、エアコンプレッサ３０ａ及びインジェクタ３６ａを制御する。このとき、例えばＥＣＵ１は、まずエアコンプレッサ３０ａのモータの回転数を所定数から、燃料電池スタック１０ａの要求電力に応じた回転数まで増加させ、インジェクタ３６ａの噴射量を所定量から、燃料電池スタック１０ａの要求電力に応じた噴射量まで増加させる。その後、ＥＣＵ１が燃料電池スタック１０ａのスイッチ４５ａをオン状態とすることにより、燃料電池スタック１０ａは発電を開始する。
【００８４】
したがって、発電性能が低い方の燃料電池スタック１０ｂは、発電性能が高い方の燃料電池スタック１０ａより後に発電を開始するため、発電の停止中、エアコンプレッサ３０ｂのモータの回転数及びインジェクタ３６ｂの噴射量は、発電の開始後より低い値またはゼロに維持される。これにより、エアコンプレッサ３０ｂ及びインジェクタ３６ｂの消費電力の無駄が低減される。
【００８５】
例えば各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂが互いに近接して配置されている場合、一方の燃料電池スタック１０ａが発電を開始すると、他方の燃料電池スタック１０ｂは、例えば燃料電池スタック１０ａの発電により生じた輻射熱、あるいはラジエータの後方流で加熱されることにより昇温する。
【００８６】
そこで、ＥＣＵ１は、一方の燃料電池スタック１０ａの発電の開始後、他方の燃料電池スタック１０ｂが凍結の解消に十分な温度まで昇温したとき、燃料電池スタック１０ｂが発電を開始するように、エアコンプレッサ３０ｂ及びインジェクタ３６ｂを制御する。例えばＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ｂの冷却水の温度が所定の温度に達したとき、まずエアコンプレッサ３０ｂのモータの回転数を所定数から、燃料電池スタック１０ｂの要求電力に応じた回転数まで増加させ、インジェクタ３６ｂの噴射量を所定量から、燃料電池スタック１０ｂの要求電力に応じた噴射量まで増加させる。その後、ＥＣＵ１が燃料電池スタック１０ｂのスイッチ４５ｂをオン状態とすることにより、燃料電池スタック１０ｂは発電を開始する。
【００８７】
したがって、燃料電池スタック１０ｂは、発電性能が燃料電池スタック１０ａの発電の開始時より高くなったとき、発電を開始することができるため、エアコンプレッサ３０ｂ及びインジェクタ３６ｂの消費電力の無駄が低減される。
【００８８】
（燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの第２配置例）
図４は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの第２配置例を示す図である。図４において、図３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。
【００８９】
本例において、燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔは鉛直下方Ｄｇに一致する。このため、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分は、第１配置例の酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分より少ない。したがって、発電開始時の燃料電池スタック１０ａの発電性能は、第１配置例の場合の発電性能より高くなる。
【００９０】
また、他方の燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔは、一例として水平方向に一致する。つまり、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔは鉛直下方Ｄｇに対して直角をなす。このため、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔのほうが、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔより鉛直下方Ｄｇに近い。
【００９１】
したがって、ＥＣＵ１は、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔが鉛直下方に一致する燃料電池スタック１０ａに、燃料電池スタック１０ｂより先に発電を開始させる。発電開始時の燃料電池スタック１０ａの発電性能は、第１配置例の場合の発電性能より高いため、より効果的にエアコンプレッサ３０ｂ及びインジェクタ３６ｂの消費電力の無駄が低減される。
【００９２】
（燃料電池システム９の再始動処理）
図５は、燃料電池システム９の再始動処理の一例を示すフローチャートである。本処理の開始前、図２に示される処理により燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは発電を停止している。また、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの配置は、第１配置例または第２配置例のとおりである。
【００９３】
ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電開始の要求の有無を判定する（ステップＳｔ１１）。ＥＣＵ１は、例えば、不図示のイグニッションスイッチがオンされたことを示す信号を受信した場合、発電開始の要求を受けたと判定する。ＥＣＵ１は、発電開始の要求がない場合（ステップＳｔ１１のＮｏ）、ステップＳｔ１１の処理を再び実行する。
【００９４】
ＥＣＵ１は、発電開始の要求がある場合（ステップＳｔ１１のＹｅｓ）、燃料電池スタック１０ａの発電の開始処理を行う（ステップＳｔ１２）。このとき、ＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ａのモータの回転数とインジェクタ３６ａの噴射量をそれぞれ所定値から増加させ、燃料電池スタック１０ａのスイッチ４５ａをオン状態とする。なお、ＥＣＵ１は、他方の燃料電池スタック１０ｂが発電を停止したままとなるように、エアコンプレッサ３０ｂのモータの回転数とインジェクタ３６ｂの噴射量をそれぞれ所定値に維持し、燃料電池スタック１０ｂのスイッチ４５ｂをオフ状態に維持する。
【００９５】
次にＥＣＵ１は、未発電の燃料電池スタック１０ｂの発電の開始の可否を判定するため、その冷却水の温度Ｔｂを温度センサ９１ｂから取得し（ステップＳｔ１３）、所定の温度Ｔｏと比較する（ステップＳｔ１４）。ここで、温度Ｔｏは、第２閾値の一例であり、例えば燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分の凍結がなくなるのに十分な温度に予め設定されている。なお、燃料電池スタック１０ｂから排出された冷却水は、発電中の他方の燃料電池スタック１０ａにより加熱された燃料電池スタック１０ｂの熱を吸収しているため、冷却水の温度Ｔｂは、燃料電池スタック１０ｂの温度とみなすことができる。
【００９６】
ＥＣＵ１は、Ｔｂ≦Ｔｏが成立する場合（ステップＳｔ１４のＮｏ）、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分が凍結したままであると判定して、再びステップＳｔ１３の処理を実行する。また、ＥＣＵ１は、Ｔｂ＞Ｔｏが成立する場合（ステップＳｔ１４のＹｅｓ）、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分の凍結がなくなったと判定して、燃料電池スタック１０ｂの発電の開始処理を行う（ステップＳｔ１５）。このとき、ＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ｂのモータの回転数とインジェクタ３６ｂの噴射量をそれぞれ所定値から増加させ、燃料電池スタック１０ｂのスイッチ４５ｂをオン状態とする。このようにして、燃料電池システム９の再始動処理は実行される。
【００９７】
このように、ＥＣＵ１は、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電の停止後、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂのうち、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａから排出される酸化剤ガスの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔが鉛直下方Ｄｇにより近い一方の燃料電池スタック１０ａが、他方の燃料電池スタック１０ｂより先に発電を開始するように、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂ及びインジェクタ３６ａ，３６ｂの動作を制御する。
【００９８】
このため、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂのうち、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分が少なくて発電性能が高い方の燃料電池スタック１０ａが先に発電を開始し、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分が多くて発電性能が低い方の燃料電池スタック１０ｂが遅れて発電を開始する。したがって、燃料電池スタック１０ｂが発電を停止している間、エアコンプレッサ３０ｂ及びインジェクタ３６ｂの消費電力の無駄が低減される。
【００９９】
また、ＥＣＵ１は、発電性能が高い方の燃料電池スタック１０ａが発電を開始した後、他方の燃料電池スタック１０ｂの温度Ｔｂが所定の温度Ｔｏより高くなった場合、燃料電池スタック１０ｂが発電を開始するように、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂ及びインジェクタ３６ａ，３６ｂの動作を制御する。したがって、燃料電池スタック１０ｂは、発電性能が燃料電池スタック１０ａの発電の開始時より高くなったとき、発電を開始することができるため、エアコンプレッサ３０ｂ及びインジェクタ３６ｂの消費電力の無駄が低減される。
【０１００】
なお、本例では、燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔが、燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔより鉛直下方Ｄｇに近い場合を挙げたが、これとは逆に、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔが酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔより鉛直下方Ｄｇに近くてもよい。この場合、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａより先に燃料電池スタック１０ｂに発電を開始させる。
【０１０１】
また、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａの冷却水の温度Ｔａを温度センサ９１ａから取得して、所定の温度Ｔｏと比較する。Ｔａ＞Ｔｏが成立すると、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａに発電を開始させる。
【０１０２】
この場合、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂのうち、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分が少なくて発電性能が高い方の燃料電池スタック１０ｂが先に発電を開始し、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分が多くて発電性能が低い方の燃料電池スタック１０ａが遅れて発電を開始する。したがって、燃料電池スタック１０ａが発電を停止している間、エアコンプレッサ３０ａ及びインジェクタ３６ａの消費電力の無駄が低減される。
【０１０３】
なお、本例において、先に発電を開始した燃料電池スタック１０ａは、他方の燃料電池スタック１０ｂより早く昇温するため、燃料電池スタック１０ａから燃料電池スタック１０ｂに対する暖機処理が行われてもよい。暖気処理は、例えば燃料電池スタック１０ａの冷却水循環路２４ａの冷却水を、例えばポンプや弁を用いて他方の燃料電池スタック１０ｂの冷却水循環路２４ｂに送ることにより行われてもよいし、燃料電池スタック１０ａから電力供給されるヒータが他方燃料電池スタック１０ｂを加熱することにより行われてもよい。
【０１０４】
また、本例において、ＥＣＵ１は、イグニッションスイッチがオンとなったときに燃料電池システム９の再始動処理を行うが、これに限定されない。ＥＣＵ１は、例えば燃料電池システム９がアイドル状態から通常の運転状態に復旧するときに再始動処理を行ってもよい。
【０１０５】
（燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの単セル１１０ａ，１１０ｂの数）
図６は、単セル１１０ａ，１１０ｂの数が異なる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの配置例を示す図である。図６において、図４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。
【０１０６】
本例において、燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔは鉛直下方Ｄｇに一致し、燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔは水平方向に一致する。また、燃料電池スタック１０ａの単セル１１０ａの数は燃料電池スタック１０ｂの単セル１１０ｂの数より少ない。ここで、単セル１１０ａと単セル１１０ｂのサイズは同一である。
【０１０７】
このため、単セル１１０ａが少ない燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガスの通路の容積、つまり単セル１１０ａ内の酸化剤ガスの流路と酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａの総容積は、単セル１１０ｂが多い燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガスの通路の容積より小さい。したがって、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂが同一の条件で掃気処理された場合、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分は酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分より少なくなる。
【０１０８】
したがって、発電開始時の燃料電池スタック１０ａの発電性能は、図４の例より高くなる。
【０１０９】
また、単セル１１０ａが少ない燃料電池スタック１０ａの積層方向の長さＬａは、単セル１１０ｂが多い燃料電池スタック１０ｂの積層方向の長さＬｂより短い。したがって、積層方向が鉛直下方Ｄｇに沿うように燃料電池スタック１０ａが配置され、積層方向が水平方向に沿うように燃料電池スタック１０ｂが配置されることで、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂが第２配置例の場合より低背化される。このように燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを低背化することで、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを例えば燃料電池車のフードの下に搭載することが可能となる。
【０１１０】
なお、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの配置は本例に限定されず、燃料電池スタック１０ａの積層方向は鉛直下方Ｄｇからずれてもよいし、燃料電池スタック１０ｂの積層方向は水平方向からずれてもよい。
【０１１１】
（燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの掃気条件）
上記のステップＳｔ３の掃気処理において、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの掃気条件は同一であってもよいが、相違してもよい。掃気条件としては、エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂが、掃気ガスであるエアを送出する時間（以下、「掃気時間」と表記）やエアの流速が挙げられる。
【０１１２】
ＥＣＵ１は、図２のステップＳｔ３においてエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂに掃気条件を設定する。例えばＥＣＵ１は、先に発電を開始する燃料電池スタック１０ａのエアコンプレッサ３０ａに、後で発電を開始する燃料電池スタック１０ｂのエアコンプレッサ３０ｂより長い掃気時間を設定する。このとき、ＥＣＵ１は各エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂに同一の流速を設定する。これにより、先に発電を開始する燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分がさらに少なくなるため、燃料電池スタック１０ａは、発電性能が高まり、例えば氷点下でも十分に発電することができる。
【０１１３】
また、上記とは異なり、例えばＥＣＵ１は、先に発電を開始する燃料電池スタック１０ａのエアコンプレッサ３０ａに、後で発電を開始する燃料電池スタック１０ｂのエアコンプレッサ３０ｂより高い流速を設定してもよい。このとき、ＥＣＵ１は各エアコンプレッサ３０ａ，３０ｂに同一の掃気時間を設定すれば、流速が高いエアコンプレッサ３０ａが、流速が低いエアコンプレッサ３０ｂより多くの水分を排出することができるため、上記と同様の効果が得られる。
【０１１４】
さらにＥＣＵ１は、エアコンプレッサ３０ａに対し、掃気時間及び流速の何れもエアコンプレッサ３０ｂより大きい値を設定してもよい。このとき、流速が高く、かつ掃気時間の長いエアコンプレッサ３０ａが、流速が低く、かつ掃気時間の短いエアコンプレッサ３０ｂより多くの水分を排出することができるため、上記の効果が顕著となる。
【０１１５】
また、ＥＣＵ１は、後で発電を開始する燃料電池スタック１０ｂのエアコンプレッサ３０ｂに対し、例えば燃料電池スタック１０ｂが常温でも十分に発電することができるように掃気条件を設定するが、これに限定されず、掃気処理を行わないように設定してもよい。これにより、掃気処理に必要なエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂの消費電力が低減される。
【０１１６】
（外気温による発電開始の制御例）
上述したように、氷点下で燃料電池システム９を再始動する場合、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分が少ない燃料電池スタック１０ａの発電性能は、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分が多い燃料電池スタック１０ｂの発電性能より高くなる。しかし、高温環境で燃料電池システム９を再始動する場合、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂ内の水分が少ないほど、単セル１１０ａ，１１０ｂ内の電解質膜が乾燥しやすい。
【０１１７】
このため、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分が少ない燃料電池スタック１０ａの発電性能は、氷点下の再始動の場合とは反対に、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分が多い燃料電池スタック１０ｂの発電性能より低くなる。そこで、以下の例にように、ＥＣＵ１は、外気温に応じて、先に発電を開始する燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択してもよい。
【０１１８】
図７は、燃料電池システム９の再始動処理の一例を示すフローチャートである。図７において、図５と共通する処理には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１１９】
ＥＣＵ１は、発電開始の要求がある場合（ステップＳｔ１１のＹｅｓ）、外気温センサ９０から外気温Ｔｖを取得する（ステップＳｔ１１−１）。次にＥＣＵ１は、外気温Ｔｖを閾値Ｔ１と比較する（ステップＳｔ１１−２）。ここで、閾値Ｔ１は、燃料電池システム９の環境が氷点下であるか否かを判定するため、例えば０度とする。なお、閾値Ｔ１は第１閾値の一例である。
【０１２０】
ＥＣＵ１は、Ｔｖ＜Ｔ１が成立する場合（ステップＳｔ１１−２のＹｅｓ）、燃料電池システム９の周囲の環境が氷点下であると判定し、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔが鉛直下方Ｄｇに近いほうの燃料電池スタック１０ａの発電の開始処理を実行した後（ステップＳｔ１２）、他方の燃料電池スタック１０ｂの発電の開始処理を実行する（ステップＳｔ１５）。これにより、上述した効果が得られる。
【０１２１】
また、ＥＣＵ１は、Ｔｖ≧Ｔ１が成立する場合（ステップＳｔ１１−２のＮｏ）、燃料電池システム９の周囲の環境が氷点下ではないと判定し、外気温Ｔｖを閾値Ｔ２と比較する（ステップＳｔ２１）。閾値Ｔ２は、閾値Ｔ１より大きく、例えば単セル１１０ａ，１１０ｂ内の電解質膜が乾燥するおそれがある気温に設定される。
【０１２２】
ＥＣＵ１は、Ｔｖ＞Ｔ２が成立する場合（ステップＳｔ２１のＹｅｓ）、燃料電池システム９の周囲の環境が高温であると判定し、排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔが鉛直下方Ｄｇから離れているほうの燃料電池スタック１０ｂの発電の開始処理を実行する（ステップＳｔ２２）。燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ｂ内の水分は、他方の燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分より多いため、高温環境下において、燃料電池スタック１０ｂの単セル１１０ｂは、燃料電池スタック１０ａの単セル１１０ａより乾燥しにくい。
【０１２３】
このため、燃料電池スタック１０ｂの発電性能は、燃料電池スタック１０ａの発電性能より高くなる。したがって、ＥＣＵ１は、発電性能が高い方の燃料電池スタック１０ｂに他方の燃料電池スタック１０ａより先に発電を開始させることにより、エアコンプレッサ３０ａ及びインジェクタ３６ａの消費電力の無駄を低減することができる。
【０１２４】
次にＥＣＵ１は、未発電の燃料電池スタック１０ａの発電の開始の可否を判定するため、燃料電池スタック１０ａのインピーダンスＺを例えば不図示のインピーダンス測定器から取得する（ステップＳｔ２３）。インピーダンスＺは、単セル１１０ａの電解質膜の乾燥状態に応じて変化し、乾燥の度合いが高いほど、大きな値となる。
【０１２５】
次にＥＣＵ１は、インピーダンスＺを所定のインピーダンスＴｏと比較する（ステップＳｔ２４）。ＥＣＵ１は、Ｚ＞Ｚｏが成立する場合（ステップＳｔ２４のＹｅｓ）、単セル１１０ａの電解質膜が乾燥したままであると判定して、再びステップＳｔ２３の処理を実行する。なお、単セル１１０ａの乾燥状態を解消するために、例えば発電中の燃料電池スタック１０ａの発電により生成された水分を未発電の燃料電池スタック１０ｂのカソード供給路２０ｂに供給してもよい。これにより、単セル１１０ａの乾燥状態の解消の所要時間が、カソード供給路２０ｂに水分を供給しない場合より短縮される。
【０１２６】
また、ステップＳｔ２３の処理において、ＥＣＵ１は、インピーダンスＺに代えて、未発電の燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガス供給マニホルド１００ａ内の湿度を湿度計（不図示）から取得することにより、単セル１１０ａの乾燥状態を判定してもよい。この場合、ＥＣＵ１は、取得した湿度が所定の閾値より高い場合、単セル１１０ａの乾燥状態が解消されたと判定することができる。
【０１２７】
また、ＥＣＵ１は、Ｚ≦Ｚｏが成立する場合（ステップＳｔ２４のＮｏ）、単セル１１０ａの電解質膜の乾燥状態が解消したと判定して、燃料電池スタック１０ａの発電の開始処理を実行する（ステップＳｔ２５）。酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ内の水分の凍結がなくなると、氷から解けだした液水が酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａから加湿器３４ａに流れるため、カソード供給路２０ａを流れる酸化剤ガスが加湿器３４ａにより加湿される。加湿された酸化剤ガスが単セル１１０ａの電解質膜に達すると、単セル１１０ａの電解質膜の乾燥状態は解消されるため、燃料電池スタック１０ａの発電性能が高まる。
【０１２８】
また、ＥＣＵ１は、Ｔｖ≦Ｔ２が成立する場合（ステップＳｔ２１のＮｏ）、燃料電池システム９の周囲の環境が氷点下でも高温環境でもないと判定し、両方の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電の開始処理を実行する（ステップＳｔ２６）。この場合、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電性能には実質的な差が生じないと判定される。このようにして、燃料電池システム９の再始動処理は実行される。
【０１２９】
このように、ＥＣＵ１は、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの外気温Ｔｖが閾値Ｔ１より低い場合、一方の燃料電池スタック１０ａが他方の燃料電池スタック１０ｂより先に発電を開始するようにエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂ及びインジェクタ３６ａ，３６ｂの動作を制御する。このため、例えば氷点下の環境において燃料電池システム９を再始動する場合、発電能力が低い燃料電池スタック１０ｂが、発電性能の高い燃料電池スタック１０ａより遅れて発電を開始するので、エアコンプレッサ３０ｂ及びインジェクタ３６ｂの消費電力の無駄がより低減される。
【０１３０】
また、ＥＣＵ１は、外気温Ｔｖが閾値Ｔ１より高い閾値Ｔ２より高い場合、一方の燃料電池スタック１０ａが他方の燃料電池スタック１０ｂより後に発電を開始するようにエアコンプレッサ３０ａ，３０ｂ及びインジェクタ３６ａ，３６ｂの動作を制御する。このため、例えば高温の環境において燃料電池システム９を再始動する場合、発電能力が低い燃料電池スタック１０ａが、発電性能の高い燃料電池スタック１０ｂより遅れて発電を開始するので、エアコンプレッサ３０ａ及びインジェクタ３６ａの消費電力の無駄がより低減される。
【０１３１】
なお、ＥＣＵ１は、外気温センサ９０から外気温Ｔｖを取得するが、これに限定されない。例えばＥＣＵ１は、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの冷却水の温度Ｔａ，Ｔｂを温度センサ９１ａ，９１ｂからそれぞれ取得し、冷却水の温度Ｔａ，Ｔｂから外気温Ｔｖを推測してもよい。
【０１３２】
（燃料電池車の車体の傾きに応じた再始動処理）
上述した各実施例において、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔの鉛直下方Ｄｇに対する角度θａ，θｂが一定である場合を挙げたが、角度θａ，θｂは変化する場合もある。例えば燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂの鉛直下方Ｄｇに対する角度θａ，θｂの大小関係は、燃料電池車の車体の傾きによっては逆転することが考えられる。そこで、ＥＣＵ１は、車体の傾きに応じて、最初に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択してもよい。
【０１３３】
図８は、燃料電池システム９を搭載する燃料電池車の車体８が水平方向Ｄｈから傾いた場合の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの配置の一例を示す図である。本例において、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、燃料電池車の車体８に対する排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔの角度が相違するように車体８に設置されている。
【０１３４】
符号Ｇ１は、車体８の姿勢が水平方向Ｄｈに保たれているときの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの様子を示し、符号Ｇ２は、車体８の姿勢が水平方向Ｄｈから傾斜（符号Ｒ参照）したときの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの様子を示す。このように車体８が傾斜する場合としては、例えば燃料電池車が坂道に停車した場合が挙げられる。
【０１３５】
車体８の姿勢が水平方向Ｄｈに保たれているとき、燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガスの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔの鉛直下方Ｄｇに対する角度θａは９０度より大きく、燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガスの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔの鉛直下方Ｄｇに対する角度θｂは９０度であるとする。このため、角度θａ＞θｂの大小関係が成立する。
【０１３６】
一方、車体８の姿勢が水平方向Ｄｈから傾斜したとき、燃料電池スタック１０ａの酸化剤ガスの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔの鉛直下方Ｄｇに対する角度θａは９０度であり、燃料電池スタック１０ｂの酸化剤ガスの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔの鉛直下方Ｄｇに対する角度θｂは９０度より大きいとする。このため、角度θａ＜θｂの大小関係が成立する。
【０１３７】
このように、車体８が傾斜すると、角度θａと角度θｂの大小関係が反転する場合がある。この場合、ＥＣＵ１は、角度θａと角度θｂの大小関係を検出できなければ、何れの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに先に発電を開始させてよいかを判定することができない。
【０１３８】
そこで、燃料電池システム９には、車体８の傾きを検出する傾斜センサ９２が設けられている。傾斜センサ９２は、例えば車体８の底板部８０に設けられ、例えば底板部８０の鉛直下方Ｄｇに対する角度θｖを検出してＥＣＵ１に通知する。なお、傾斜センサ９２は第２検出部の一例である。
【０１３９】
ＥＣＵ１は、傾斜センサ９２が検出した車体８の傾きに基づき、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの何れの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔが鉛直下方Ｄｇにより近いかを判定する。このため、ＥＣＵ１は、車体８が傾斜した場合でも、傾斜センサ９２が検出した車体の傾きに応じて、最初に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択することができる。
【０１４０】
また、ＥＣＵ１は、各燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの車体８に対する角度が同一である場合でも、傾斜センサ９２が検出した車体の傾きに応じて、最初に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択することができる。
【０１４１】
図９は、燃料電池システム９を搭載する燃料電池車の車体８が水平方向Ｄｈから傾いた場合の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの配置の他の例を示す図である。図９において、図８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。
【０１４２】
符号Ｇ１１は、車体８の姿勢が水平方向Ｄｈに保たれているときの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの様子を示し、符号Ｇ１２は、車体８の姿勢が水平方向Ｄｈから傾斜したときの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの様子を示す。
【０１４３】
本例において、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、互いの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔが逆向き、つまり排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔのなす角度が１８０度となるように配置されている。また、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔが水平方向Ｄｈと平行となるように配置されている。
【０１４４】
このため、車体８の姿勢が水平方向Ｄｈに保たれているとき、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔの角度θａ，θｂはともに９０度となる。つまり角度θａ＝θｂが成立する。このとき、ＥＣＵ１は、傾斜センサ９２が検出した車体８の角度θｖに基づき、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂにともに発電を開始させる。
【０１４５】
一方、車体８の姿勢が水平方向Ｄｈから傾斜したとき、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔの角度θａは９０度未満となり、排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔの角度θｂは９０度より大きくなる。このため、角度θａ＜θｂの大小関係が成立する。このとき、ＥＣＵ１は、傾斜センサ９２が検出した車体８の角度θｖに基づき、燃料電池スタック１０ａに発電を開始させた後、燃料電池スタック１０ｂに発電を開始させる。
【０１４６】
図１０は、傾斜センサ９２が検出した車体８の傾きに基づく、燃料電池システム９の再始動処理の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１は発電開始の要求の有無を判定する（ステップＳｔ３１）。ＥＣＵ１は、発電開始の要求がない場合（ステップＳｔ３１のＮｏ）、再びステップＳｔ３１の処理を実行する。
【０１４７】
また、ＥＣＵ１は、発電開始の要求がある場合（ステップＳｔ３１のＹｅｓ）、傾斜センサ９２から車体８の角度θｖを取得する（ステップＳｔ３２）。次にＥＣＵ１は、車体８の角度θｖから排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔの角度θａ，θｂを算出する（ステップＳｔ３３）。角度θａ，θｂは、例えば角度θａ，θｂ，θｖの対応関係のマップデータから算出される。
【０１４８】
次にＥＣＵ１は、θａ＜θｂが成立するか否かを判定する（ステップＳｔ３４）。ＥＣＵ１は、θａ＜θｂが成立する場合（ステップＳｔ３４のＹｅｓ）、燃料電池スタック１０ａに発電を開始させる（ステップＳｔ３５）。次にＥＣＵ１は、温度センサ９１ｂから冷却水の温度Ｔｂを取得して（ステップＳｔ３６）、所定の温度Ｔｏと比較する（ステップＳｔ３７）。
【０１４９】
ＥＣＵ１は、Ｔｂ≦Ｔｏが成立する場合（ステップＳｔ３７のＮｏ）、再びステップＳｔ３６の処理を実行する。また、ＥＣＵ１は、Ｔｂ＞Ｔｏが成立する場合（ステップＳｔ３７のＹｅｓ）、燃料電池スタック１０ｂに発電を開始させる（ステップＳｔ３８）。なお、ステップＳｔ３５〜Ｓｔ３８の各処理は、上記のステップＳｔ１２〜Ｓｔ１５の各処理とそれぞれ同様である。
【０１５０】
また、ＥＣＵ１は、θａ＞θｂが成立する場合（ステップＳｔ３４のＮｏ、ステップＳｔ３９のＹｅｓ）、燃料電池スタック１０ｂの発電の開始処理を実行する（ステップＳｔ４０）。次にＥＣＵ１は、温度センサ９１ａから冷却水の温度Ｔａを取得して（ステップＳｔ４１）、所定の温度Ｔｏと比較する（ステップＳｔ４２）。
【０１５１】
ＥＣＵ１は、Ｔａ≦Ｔｏが成立する場合（ステップＳｔ４２のＮｏ）、再びステップＳｔ４１の処理を実行する。また、ＥＣＵ１は、Ｔａ＞Ｔｏが成立する場合（ステップＳｔ４２のＹｅｓ）、燃料電池スタック１０ａの発電の開始処理を実行する（ステップＳｔ４３）。なお、ステップＳｔ４０〜Ｓｔ４３の各処理は、上記のステップＳｔ２２〜Ｓｔ２５の各処理とそれぞれ同様である。
【０１５２】
また、ＥＣＵ１は、θａ＝θｂが成立する場合（ステップＳｔ３９のＮｏ）、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電の開始処理を実行する（ステップＳｔ４４）。このようにして、燃料電池システム９の再始動処理は実行される。
【０１５３】
このように、ＥＣＵ１は、傾斜センサ９２が検出した傾きに基づき、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの何れの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔが鉛直下方Ｄｇにより近いかを判定する。このため、ＥＣＵ１は、燃料電池システム９が搭載された燃料電池車の車体８が傾斜した場合でも、先に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択することができる。
【０１５４】
また、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、図８に示される例のように、燃料電池車の車体８に対する排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔの角度が相違するように車体８に設置されてもよい。この場合、ＥＣＵ１は、車体８が傾斜したとき、鉛直下方Ｄｇに対する排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔの角度θａ，θｂの大小関係が逆転しても、傾斜センサ９２が検出した傾きに応じて、先に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択することができる。
【０１５５】
また、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、図９に示される例のように、燃料電池車の車体８に対する排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔの角度が同一となるように車体８に設置されてもよい。この場合、ＥＣＵ１は、車体８が傾斜したとき、鉛直下方Ｄｇに対する排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔの角度θａ，θｂに差が生じても、傾斜センサ９２が検出した傾きに応じて、先に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択することができる。
【０１５６】
本例において、ＥＣＵ１は、車体８の傾斜を検出する傾斜センサ９２の検出結果に基づき、先に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択したが、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの少なくとも一方の傾きを検出する傾斜センサが用いられてもよい。
【０１５７】
図１１は、燃料電池システム９を搭載する燃料電池車の車体８が水平方向Ｄｈから傾いた場合の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの配置の他の例を示す図である。図１１において、図９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。
【０１５８】
符号Ｇ２１は、車体８の姿勢が水平方向Ｄｈに保たれているときの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの様子を示し、符号Ｇ２２は、車体８の姿勢が水平方向Ｄｈから傾斜したときの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの様子を示す。
【０１５９】
本例において、燃料電池システム９は、車体８の傾きを検出する傾斜センサ９２に代えて、燃料電池スタック１０ａの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔの鉛直下方Ｄｇに対する傾きを検出する傾斜センサ９３を有する。傾斜センサ９３は、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔの鉛直下方Ｄｇに対する角度θａを検出してＥＣＵ１に通知する。なお、傾斜センサ９３は第１検出部の一例である。
【０１６０】
ＥＣＵ１は、傾斜センサ９３が検出した角度θａから、他方の燃料電池スタック１０ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔの角度θｂを算出する。本例において角度θｂは、１８０度から角度θａを減算することにより算出される。ＥＣＵ１は、角度θａ，θｂの比較結果から、先に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択する。
【０１６１】
図１２は、傾斜センサ９３が検出した排出方向Ｄａ＿ｏｕｔの角度θａに基づく、燃料電池システム９の再始動処理の一例を示すフローチャートである。図１２において、図１０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。
【０１６２】
ＥＣＵ１は、発電開始の要求がある場合（ステップＳｔ３１のＹｅｓ）、傾斜センサ９３から排出方向Ｄａ＿ｏｕｔの角度θａを取得する（ステップＳｔ３２ａ）。次にＥＣＵ１は、角度θａから他方の燃料電池スタック１０ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔの角度θｂを算出する（ステップＳｔ３３ａ）。角度θａは、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの設置時に決定される角度θａ，θｂの相関関係（例えばθｂ＝１８０−θａ）から算出される。
【０１６３】
その後、ステップＳｔ３４以降の各処理が実行される。このようにして、燃料電池システム９の再始動処理は実行される。
【０１６４】
このように、ＥＣＵ１は、傾斜センサ９３が検出した傾きに基づき、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの何れの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔが鉛直下方Ｄｇにより近いかを判定する。このため、ＥＣＵ１は、燃料電池システム９が搭載された燃料電池車の車体８が傾斜した場合でも、先に発電を開始させる燃料電池スタック１０ａ，１０ｂを選択することができる。
【０１６５】
本例において、傾斜センサ９３は、燃料電池スタック１０ａの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔの角度θａを検出するが、傾斜センサ９３に加えて、あるいは傾斜センサ９３に代えて、他方の燃料電池スタック１０ｂの排出方向Ｄｂ＿ｏｕｔの角度θｂを検出する他の傾斜センサが設けられてよい。なお、角度θｂを検出する傾斜センサを追加する場合、角度θｂを算出する処理（ステップＳｔ３３ａ）は不要であり、さらにこの場合、傾斜センサ９３が無いとき、角度θａを角度θｂから算出する処理が実行される。
【０１６６】
また、上記の各例の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔが互いに逆方向に向くように配置されているが、これに限定されず、排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔが対向するように配置されてもよい。さらに、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂは、底板部８０の板面上で各排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔが９０度をなすように配置されてもよい。
【０１６７】
（３つの燃料電池スタックの例）
上述した各例において、ＥＣＵ１は、２つの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電開始を制御するが、３つの燃料電池スタックを含む燃料電池システム９においても、これと同様の制御を行う。
【０１６８】
図１３は、３つの燃料電池スタック１０ａ〜１０ｃの配置の一例を示す図である。燃料電池スタック１０ｃは、他の燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの第１及び第２発電システム９ａ，９ｂと同様の発電システム（不図示）に含まれる。
【０１６９】
燃料電池スタック１０ａ〜１０ｃの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ〜Ｄｃ＿ｏｕｔは、鉛直下方Ｄｇに対して角度θａ〜θｃをなす。ここで、角度θａ＞θｂ＞θｃの大小関係が成立しているとすると、ＥＣＵ１は、最小の角度θｃの燃料電池スタック１０ｃに最初に発電を開始させ、次に角度θｂの燃料電池スタック１０ｂに発電を開始させ、最後に最大の角度θａの燃料電池スタック１０ａに発電を開始させる。
【０１７０】
これにより、例えば氷点下で燃料電池システム９を始動する場合、発電性能が高い順に燃料電池スタック１０ａ〜１０ｃに発電を開始させることができるため、燃料電池システム９の再始動時の消費電力の無駄が低減される。なお、ＥＣＵ１は、２番目に大きい角度θｂの燃料電池スタック１０ｂを最初に発電を開始させてもよい。この場合、燃料電池スタック１０ｂの発電性能は少なくとも燃料電池スタック１０ａの発電性能より高いため、燃料電池システム９の再始動時の消費電力の無駄が低減される。
【０１７１】
なお、上述した各例では、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂの排出方向Ｄａ＿ｏｕｔ，Ｄｂ＿ｏｕｔに従って、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電開始の順が決定されたが、これに限定されない。例えばＥＣＵ１は、燃料ガス排出マニホルド１０３ａ，１０３ｂから排出される燃料ガスの排出方向に従って、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電開始の順を決定してもよい。
【０１７２】
燃料ガス排出マニホルド１０３ａ，１０３ｂには、掃気処理を行った場合でも、酸化剤ガス排出マニホルド１０１ａ，１０１ｂと同様に水分が残る。水分の排出の容易さは、燃料ガスの排出方向の鉛直下方Ｄｇに対する角度に依存する。このため、燃料電池スタック１０ａ，１０ｂのうち、燃料ガスの排出方向が鉛直下方Ｄｇに近いほうの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの燃料ガス排出マニホルド１０３ａ，１０３ｂ内の水分量は、他方の燃料電池スタック１０ｂ，１０ａの燃料ガス排出マニホルド１０３ｂ，１０３ａ内の水分量より少なくなる。
【０１７３】
したがって、燃料ガスの排出方向が鉛直下方Ｄｇに近いほうの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂの発電性能は、例えば氷点下において、他方の燃料電池スタック１０ｂ，１０ａの発電性能より高くなる。このため、ＥＣＵ１は、燃料ガスの排出方向が鉛直下方Ｄｇに近いほうの燃料電池スタック１０ａ，１０ｂに、他方の燃料電池スタック１０ｂ，１０ａより先に発電を開始させる。これにより、上述した内容と同様の効果が得られる。
【０１７４】
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】
【０１７５】
１    ＥＣＵ（制御装置）
８    車体
９    燃料電池システム
１０ａ，１０ｂ  燃料電池スタック
３０ａ，３０ｂ  エアコンプレッサ（第１補機及び第２補機）
３６ａ，３６ｂ  インジェクタ（第１補機及び第２補機）
４５ａ，４５ｂ  スイッチ
９２，９３   傾斜センサ（第１及び第２検出部）
１０１ａ，１０１ｂ  酸化剤ガス排出マニホルド（排出マニホルド）
１１０ａ，１１０ｂ  単セル
【図１】
2020092030.tif 000003
【図２】
2020092030.tif 000004
【図３】
2020092030.tif 000005
【図４】
2020092030.tif 000006
【図５】
2020092030.tif 000007
【図６】
2020092030.tif 000008
【図７】
2020092030.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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