(57)【要約】【課題】高圧バッテリ等のエネルギストレージの劣化を防止する燃料電池システムを提供する。【解決手段】反応ガスが供給されることで発電する燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０の電力を蓄える高圧バッテリ７４と、高圧バッテリ７４のＳＯＣに関する蓄電指標値を検出する電圧センサ７６及び電流センサ７７と、高圧バッテリ７４の電力を消費する電力消費手段と、現在のＳＯＣに基づいて、電力消費手段による電力の消費を制御するＥＣＵ１００と、を備え、ＥＣＵ１００は、燃料電池スタック１０の発電停止後、ＳＯＣが第１ＳＯＣよりも高い場合、ＳＯＣが第１ＳＯＣよりも低い目標ＳＯＣ以下になるまで、電力消費手段によって高圧バッテリ７４の電力を消費させる。【選択図】図１
2010238474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスが供給されることで発電する燃料電池と、
前記燃料電池の電力を蓄える第１エネルギストレージと、
前記第１エネルギストレージの蓄電量に関する蓄電指標値を検出する蓄電指標値検出手段と、
前記第１エネルギストレージの電力を消費する電力消費手段と、
前記蓄電指標値検出手段が検出する蓄電指標値に基づいて、前記電力消費手段による電力の消費を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記燃料電池の発電停止後、蓄電指標値が第１閾値よりも高い場合、蓄電指標値が前記第１閾値よりも低い第２閾値以下になるまで、前記電力消費手段によって前記第１エネルギストレージの電力を消費させる
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記第１エネルギストレージの温度が高くなるほど、前記第２閾値は低くなる
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】
前記電力消費手段を複数備え、
前記制御手段は、複数の前記電力消費手段のうち、より作動音が小さい前記電力消費手段によって優先して電力を消費させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システムは移動体に搭載され、
前記電力消費手段は、前記燃料電池を冷却する第１冷却系、前記第１エネルギストレージを冷却する第２冷却系、前記移動体を走行させるための走行系を冷却する第３冷却系、及び、前記第１エネルギストレージの電力が充電される第２エネルギストレージ、の少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項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】
近年、水素（燃料ガス）と、酸素を含む空気（酸化剤ガス）とが供給されることで発電する燃料電池の開発が進められ、例えば、燃料電池車（移動体）の電力源として期待されている。
このような燃料電池車には、例えばリチウムイオン型の高圧バッテリ（第１エネルギストレージ）が搭載される。高圧バッテリは、加速時においてモータに向けて放電することで燃料電池をアシストしたり、減速時においてモータからの回生電力を充電したりする（特許文献１参照）。
【０００３】
また、高圧バッテリは、燃料電池の発電停止から次回の発電開始まで、燃料電池に代わって、燃料電池車（燃料電池システム）の電源として機能する。すなわち、高圧バッテリは、例えば、発電停止中に燃料電池を掃気する場合において、掃気ガスを吐出するコンプレッサの電源や、次回起動時おいて燃料電池の発電開始までにおけるコンプレッサの電源として機能する。
したがって、高圧バッテリは、燃料電池の発電停止時、発電停止中に電力不足とならないように、満充電に近い状態、つまり、ＳＯＣ（State Of Charge）が高い状態（例えば８０％）とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８０４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃料電池の発電停止後、燃料電池車（燃料電池システム）の停止中において、ＳＯＣが高い状態で、高圧バッテリが長時間放置されると、高圧バッテリが劣化する虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、高圧バッテリ等のエネルギストレージの劣化を防止する燃料電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、反応ガスが供給されることで発電する燃料電池と、前記燃料電池の電力を蓄える第１エネルギストレージと、前記第１エネルギストレージの蓄電量に関する蓄電指標値を検出する蓄電指標値検出手段と、前記第１エネルギストレージの電力を消費する電力消費手段と、前記蓄電指標値検出手段が検出する蓄電指標値に基づいて、前記電力消費手段による電力の消費を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記燃料電池の発電停止後、蓄電指標値が第１閾値よりも高い場合、蓄電指標値が前記第１閾値よりも低い第２閾値以下になるまで、前記電力消費手段によって前記第１エネルギストレージの電力を消費させることを特徴とする燃料電池システムである。
【０００８】
このような燃料電池システムによれば、第１エネルギストレージの蓄電指標値が第１閾値よりも高い場合、蓄電指標値が第１閾値よりも低い第２閾値以下になるまで、電力消費手段によって第１エネルギストレージの電力を消費させる。これにより、第１エネルギストレージが、その蓄電指標値が第２閾値よりも高い状態で、長時間放置されることはなく、第１エネルギストレージの劣化を防止できる。
【０００９】
なお、第１閾値は、第１エネルギストレージの蓄電指標値がこれよりも高い状態で、第１エネルギストレージが放置されると、第１エネルギストレージが劣化してしまうので、第１エネルギストレージの電力の消費を開始すべき値に設定されることが好ましい。
第２閾値は、放置されたとしても第１エネルギストレージが劣化しないと判断される値に設定されることが好ましい。
【００１０】
また、前記燃料電池システムにおいて、前記第１エネルギストレージの温度が高くなるほど、前記第２閾値は低くなることを特徴とする。
【００１１】
ここで、例えば、リチウムイオン型の二次電池を備える第１エネルギストレージは、放置中の蓄電指標値（後記する実施形態ではＳＯＣ）が高いと劣化が促進され、さらに温度も高いと、ことさら劣化が促進されるという特性を有する。
そこで、このような燃料電池システムによれば、第１エネルギストレージの温度が高くなるほど、第２閾値は低くなるように設定される。これにより、第１エネルギストレージの蓄電指標値を、この低くなる第２閾値以下とすることによって、第１エネルギストレージの劣化を適切に防止できる。
【００１２】
また、前記燃料電池システムにおいて、前記電力消費手段を複数備え、前記制御手段は、複数の前記電力消費手段のうち、より作動音が小さい前記電力消費手段によって優先して電力を消費させることを特徴とする。
【００１３】
このような燃料電池システムによれば、制御手段が、より作動音が小さい電力消費手段によって優先して電力を消費させるので、第１エネルギストレージの電力の消費に伴う作動音を小さくできる。
【００１４】
また、前記燃料電池システムは移動体に搭載され、前記電力消費手段は、前記燃料電池を冷却する第１冷却系、前記第１エネルギストレージを冷却する第２冷却系、前記移動体を走行させるための走行系を冷却する第３冷却系、及び、前記第１エネルギストレージの電力が充電される第２エネルギストレージ、の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１５】
このような燃料電池システムによれば、第１冷却系、第２冷却系、第３冷却系、及び、第２エネルギストレージ、の少なくとも１つによって、第１エネルギストレージの電力を消費できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高圧バッテリ等のエネルギストレージの劣化を防止する燃料電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る燃料電池システムの電力消費系の構成を示す図である。
【図３】本実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】図３の放電用デバイス選択ステップのサブフローチャートである。
【図５】高圧バッテリ温度と目標ＳＯＣとの関係を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１９】
≪燃料電池システムの構成≫
図１に示す本実施形態に係る燃料電池システム１は、図示しない燃料電池車（移動体）に搭載されている。燃料電池システム１は、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０のアノードに対して水素（燃料ガス、反応ガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス、反応ガス）を給排するカソード系と、燃料電池スタック１０を冷却する第１冷却系と、燃料電池スタック１０の電力を消費する電力消費系と、電力消費系の後記する高圧バッテリ７４を冷却する第２冷却系と、燃料電池車を走行させる走行系と、走行系を冷却する第３冷却系と、これらを電子制御するＥＣＵ１００（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。
【００２０】
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セルが積層して構成されたスタックであり、複数の単セルは直列で接続されている。単セルは、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟む２枚の導電性を有するセパレータと、を備えている。ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜等からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノード及びカソード（電極）とを備えている。
【００２１】
アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体と、これに担持され、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔ、Ｒｕ等）と、を含んでいる。
各セパレータには、各ＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全ての単セルに水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔がアノード流路１１（燃料ガス流路）、カソード流路１２（酸化剤ガス流路）として機能している。
【００２２】
そして、アノード流路１１を介して各アノードに水素が供給されると、式（１）の電極反応が起こり、カソード流路１２を介して各カソードに空気が供給されると、式（２）の電極反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、燃料電池スタック１０と後記するモータＭ等の外部負荷とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１０が発電するようになっている。
２Ｈ２→４Ｈ＋＋４ｅ−  …（１）
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ  …（２）
【００２３】
また、各セパレータには、単セルを適宜に冷却するために冷媒が通流する溝や貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔が、燃料電池スタック１０の冷媒流路１３として機能している。
【００２４】
＜アノード系＞
アノード系は、水素タンク２１と、常閉型の遮断弁２２とを備えている。
水素タンク２１は、配管２１ａ、遮断弁２２、配管２２ａを介して、アノード流路１１の入口に接続されている。そして、ＥＣＵ１００からの指令によって遮断弁２２が開かれると、水素が、水素タンク２１から遮断弁２２等を通って、アノード流路１１に供給されるようになっている。
【００２５】
アノード流路１１の出口には、配管２２ｂが接続されている。そして、アノード流路１１（アノード）から排出されたアノードオフガスは、配管２２ｂを通って車外に排出されるようになっている。
【００２６】
＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ３１（酸化剤ガス供給手段、掃気ガス供給手段）を備えている。
コンプレッサ３１は、配管３１ａを介して、カソード流路１２の入口に接続されている。そして、コンプレッサ３１は、ＥＣＵ１００の指令に従って作動すると、酸素を含む空気を取り込み、配管３１ａを介して、カソード流路１２に供給するようになっている。
また、コンプレッサ３１は、燃料電池スタック１０の掃気時には、掃気ガスを供給する掃気ガス供給手段として機能する。
【００２７】
カソード流路１２の出口には、配管３１ｂが接続されている。そして、カソード流路１２（カソード）から排出されたカソードオフガスは、配管３１ｂを通って車外に排出されるようになっている。
【００２８】
また、配管３１ａの途中は、配管３２ａ、常閉型の掃気ガス導入弁３２、配管３２ｂを介して、配管２２ａに接続されている。
そして、燃料電池スタック１０を掃気する場合において、コンプレッサ３１が作動した状態で、ＥＣＵ１００によって掃気ガス導入弁３２が開かれると、コンプレッサ３１からの掃気ガスが、アノード流路１１、カソード流路１２にそれぞれ導入され、燃料電池スタック１０に残留する水分（水蒸気、結露水）が、押し出されるようになっている。
【００２９】
＜第１冷却系＞
第１冷却系は、燃料電池スタック１０を冷却する系であって、冷媒ポンプ４１（ＦＣ冷媒ポンプ）と、ラジエタ４２と、ラジエタファン４３（ＦＣラジエタファン）と、温度センサ４４とを備えている。冷媒流路１３の出口は、配管４２ａ、ラジエタ４２、配管４２ｂ、冷媒ポンプ４１、配管４１ａを介して、冷媒流路１３の入口に接続されている。そして、ＥＣＵ１００の指令に従って、冷媒ポンプ４１及びラジエタファン４３が作動すると、冷媒が、冷媒流路１３とラジエタ４２との間で循環し、燃料電池スタック１０が冷却されるようになっている。
【００３０】
温度センサ４４（温度検出手段）は、配管４２ａに取り付けられており、配管４２ａ内の温度を、燃料電池スタック１０の現在の温度Ｔ１１として検出し、ＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００３１】
＜走行系＞
走行系は、モータＭと、モータＭで発生した動力を駆動輪Ｗに伝達させるＤＴ５１（Drive Train）を備えている。ＤＴ５１は、トランスミッション、トランスファー、デファレンシャルギヤ及び電圧調整ユニット、直流モータ制御用スイッチングユニット等の高圧電装部品、そして、冷媒流路５２が形成されたウォータジャケット等から構成される。
【００３２】
＜第３冷却系＞
第３冷却系は、ＤＴ５１を冷却する系であって、冷媒ポンプ６１（ＤＴ冷媒ポンプ）と、ラジエタ６２と、ラジエタファン６３（ＤＴラジエタファン）と、温度センサ６４とを備えている。冷媒流路５２の出口は、配管６２ａ、ラジエタ６２、配管６２ｂ、冷媒ポンプ６１、配管６１ａを介して、冷媒流路５２の入口に接続されている。そして、ＥＣＵ１００の指令に従って、冷媒ポンプ６１及びラジエタファン６３が作動すると、冷媒が、冷媒流路５２とラジエタ６２との間で循環し、ＤＴ５２が冷却されるようになっている。
【００３３】
温度センサ６４（温度検出手段）は、配管６２ａに取り付けられており、配管６２ａ内の温度を、ＤＴ５１の現在の温度Ｔ１２として検出し、ＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００３４】
＜電力消費系、第２冷却系＞
電力消費系は、図１及び図２に示すように、ＶＣＵ７１（Voltage Control Unit、発電電力制限手段）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２と、コンタクタ７３（ＯＮ／ＯＦＦスイッチ）と、高圧バッテリ７４（第１エネルギストレージ）と、温度センサ７５と、電圧センサ７６と、電流センサ７７と、ファン７８（第２冷却系）とを備えている。そして、燃料電池スタック１０は、ＶＣＵ７１、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２、コンタクタ７３を介して、高圧バッテリ７４に接続されている。
【００３５】
ＶＣＵ７１は、ＥＣＵ１００からの指令に従って、燃料電池スタック１０の発電電力（出力電流、出力電圧）を制御する機器であり、ＤＣ／ＤＣチョッパ等の電子回路を備えている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ７２は、本実施形態では、電圧の昇降圧機能を備えている。
【００３６】
高圧バッテリ７４は、例えば、複数のリチウムイオン型、ニッケル水素型の二次電池（単電池）が直列接続された組電池を備えており、燃料電池スタック１０の余剰発電電力や、モータＭからの回生電力を蓄電（充電）したり、燃料電池スタック１０の不足電力を補うべく、その充電電力を放電し燃料電池スタック１０をアシスト（補助）したりする。また、高圧バッテリ７４は、燃料電池スタック１０の発電停止から次回発電開始までにおいて、つまり、システム停止中において、掃気時や再起動時等におけるコンプレッサ３１等の電源となる。
【００３７】
そして、高圧バッテリ７４が放電可能な最大量電荷量である容量Ｃ（ｍＡｈ）は、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３に依存して変化するという特性である。すなわち、高圧バッテリ７４は、充放電に利用可能な電荷量が同一であれば、その温度Ｔ１３が高くなると、高圧バッテリ７４の容量Ｃ（ｍＡｈ）が大きくなり、ＳＯＣが低くなるという特性を有している。一方、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３が低くなると、高圧バッテリ７４の容量Ｃ（ｍＡｈ）が小さくなり、ＳＯＣが高くなるという特性を有している。
【００３８】
温度センサ７５（温度検出手段）は、高圧バッテリ７４の現在の温度Ｔ１３を検出し、ＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００３９】
電圧センサ７６（蓄電指標値検出手段）は、高圧バッテリ７４の現在の電圧値を検出し、ＥＣＵ１００に出力するようになっている。
電流センサ７７（蓄電指標値検出手段）は、高圧バッテリ７４を通電する現在の電流値を検出し、ＥＣＵ１００に出力するようになっている。
そして、ＥＣＵ１００は、高圧バッテリ７４の電圧値及び電流値に基づいて、高圧バッテリ７４の現在のＳＯＣ（蓄電指標値）を算出するようになっている。すなわち、ＳＯＣは、高圧バッテリ７４の電流値及び電圧値の関数として与えられる。
【００４０】
ファン７８（高圧バッテリファン）は、充放電することで発熱する高圧バッテリ７４を適宜冷却するものであり、ＥＣＵ１００によって制御される。
【００４１】
ここで、図２を主に参照して、電力消費系の回路構成をさらに具体的に説明する。
燃料電池スタック１０及び高圧バッテリ７４は、モータＭ、コンプレッサ３１（ＦＣコンプレッサ）、冷媒ポンプ４１（ＦＣ冷媒ポンプ）、高圧系補機７９（例えば車両エアコン用コンプレッサ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０に、それぞれ接続されている。そして、燃料電池スタック１０及び高圧バッテリ７４の電力は、モータＭ等に供給されるようになっている。
なお、モータＭ、コンプレッサ３１、冷媒ポンプ４１の回転を制御するためのインバータは省略している。後記するラジエタファン４３等についても同様である。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、１２Ｖバッテリ８１（第２エネルギストレージ、低圧バッテリ）、ラジエタファン４３（ＦＣラジエタファン）、冷媒ポンプ６１（ＤＴ冷媒ポンプ）、ラジエタファン６３（ＤＴラジエタファン）、ファン７８（高圧バッテリファン）、１２Ｖ系補機８２（ヘッドライト等）に、それぞれ接続されている。そして、ＥＣＵ１００によって制御されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、燃料電池スタック１０及び／又は高圧バッテリ７４の高圧電力を、１２Ｖに降圧し、１２Ｖバッテリ８１等に供給するようになっている。
【００４３】
したがって、本実施形態において、燃料電池スタック１０の発電停止後、高圧バッテリ７４（第１エネルギストレージ）に蓄電された電力を消費する電力消費手段は、冷媒ポンプ４１及びラジエタファン４３（第１冷却系）と、ファン７８（第２冷却系）と、冷媒ポンプ６１及びラジエタファン６３（第３冷却系）と、１２Ｖバッテリ８１（第２エネルギストレージ）とを備えて構成されている。
【００４４】
＜ＩＧ＞
図１に戻って説明を続ける。
ＩＧ９１は、燃料電池システム１（燃料電池車）の起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、ＩＧ９１はＥＣＵ１００と接続されており、ＥＣＵ１００はＩＧ９１のＯＮ／ＯＦＦ信号を検知するようになっている。
【００４５】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ１００は、燃料電池システム１を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機能を発揮し、各種機器を制御するようになっている。
【００４６】
＜ＥＣＵ−ＳＯＣ算出機能＞
ＥＣＵ１００（ＳＯＣ算出手段）は、電圧センサ７６から入力される電圧値と、電流センサ７７から入力される電流値とに基づいて、高圧バッテリ７４の現在のＳＯＣ（蓄電指標値）を算出する機能を備えている。
【００４７】
＜ＥＣＵ−放電（消費）判定機能＞
ＥＣＵ１００（放電判定手段）は、高圧バッテリ７４の現在のＳＯＣと、現在の温度Ｔ１３とに基づいて、劣化を防止するべくＳＯＣを低下させるため、高圧バッテリ７４を放電させる必要があるか否か、つまり、高圧バッテリ７４の電力を消費させる必要があるか否か判定する機能を備えている。
具体的には、現在のＳＯＣが第１ＳＯＣ（第１閾値）よりも高い場合において、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３が第４温度Ｔ４（所定第１エネルギストレージ温度）よりも高いとき、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣを低下させるため、高圧バッテリ７４を放電させる必要があると判定するように設定されている。
【００４８】
第１ＳＯＣ（例えば６５％）は、事前試験等により求められ、ＳＯＣがこれよりも高い状態で、長時間（例えば３０分以上）放置されると、高圧バッテリ７４が劣化してしまうので、高圧バッテリ７４の放電を開始するべきと判断されるＳＯＣに設定される。
第４温度Ｔ４（例えば４０℃）は、事前試験等により求められ、現在のＳＯＣが前記した第１ＳＯＣ（例えば６５％）よりも高くても、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３がこの温度以下であれば、高圧バッテリ７４が劣化しないと判断される温度に設定される。
【００４９】
＜ＥＣＵ−目標ＳＯＣ設定機能＞
ＥＣＵ１００（目標ＳＯＣ設定手段）は、ＳＯＣを低下させるため、高圧バッテリ７４を放電させる必要があると判定した場合、目標値となる目標ＳＯＣ（第２閾値）を、高圧バッテリ７４の現在の温度Ｔ１３と、図５のマップとに基づいて設定する機能を備えている。
【００５０】
図５に示すように、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３が高くなるほど、目標ＳＯＣは低くなるという関係となっている。これは、前記したように、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３が高くなるほど、高圧バッテリ７４の容量Ｃ（ｍＡｈ）が大きくなり、ＳＯＣが小さくなるが、その後、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３が低下すると、容量Ｃが小さくなると共に、ＳＯＣが高くなるので、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３が低下したとしても、上昇後のＳＯＣが、高圧バッテリ７４が劣化しない程度にするためである。
【００５１】
＜ＥＣＵ−放電用デバイス（消費用デバイス）選択機能＞
ＥＣＵ１００（放電用デバイス選択手段）は、ＳＯＣを低下させるため、高圧バッテリ７４を放電させる必要があると判定した場合、高圧バッテリ７４の放電用のデバイス、つまり、高圧バッテリ７４の電力を消費するデバイスを選択する機能を備えている。
【００５２】
具体的には、燃料電池スタック１０の温度Ｔ１１が、第１温度Ｔ１以上である場合、放電用デバイスとして、冷媒ポンプ４１及びラジエタファン４３を選択するように設定されている。第１温度Ｔ１（例えば８５℃）は、事前試験等により求められ、燃料電池スタック１０を冷却すべきと判断される温度に設定されている。
【００５３】
また、ＤＴ５１の温度Ｔ１２が、第２温度Ｔ２以上である場合、放電用デバイスとして、冷媒ポンプ６１及びラジエタファン６３を選択するように設定されている。第２温度Ｔ２（例えば４０℃）は、事前試験等により求められ、ＤＴ５１を冷却すべきと判断される温度に設定される。
【００５４】
さらに、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３が、第３温度Ｔ３以上である場合、放熱用デバイスとして、ファン７８を選択するように設定されている。第３温度Ｔ３（例えば３０℃）は、事前試験等により求められ、高圧バッテリ７４を冷却すべきと判断される温度に設定される。第３温度Ｔ３（例えば３０℃）は、前記した第４温度Ｔ４（例えば４０℃）よりも低い温度に設定される。
【００５５】
≪燃料電池システムの動作≫
次に、燃料電池システム１の動作について、図３、図４を参照して説明する。
なお、初期状態において、水素及び空気が燃料電池スタック１０に供給され、燃料電池スタック１０はアクセル等からの要求発電量に対応して発電し、高圧バッテリ７４には適宜充電されている。そして、ＩＧ９１がＯＦＦされると、図３に示す処理がスタートする。
【００５６】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１００は、運転者から燃料電池車（燃料電池システム１）の停止要求があったと判断して、燃料電池スタック１０の発電を停止する。
具体的には、ＥＣＵ１００は、ＶＣＵ７１による燃料電池スタック１０からの電流の取り出しを停止し、遮断弁２２を閉じ、コンプレッサ３１を停止する。そして、コンタクタ７３をＯＦＦし、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２、８０を停止する。
なお、高圧バッテリ７４は、発電停止後、システム停止中における掃気時に必要な電力量等を考慮して、満充電（例えば、ＳＯＣ：８０％）に近い状態となっている。
【００５７】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１００は、ＩＧ９１のＯＦＦ、又は、前回のステップＳ１０２の判定から、所定時間（例えば３０分〜１時間）経過したか否か判定する。
所定時間経過したと判定した場合（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ１０３に進む。一方、所定時間経過していないと判定した場合（Ｓ１０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０２の判定を繰り返す。
【００５８】
この他、ＩＧ９１のＯＦＦ後の第１回目のみ、ステップＳ１０２の判定を省略、つまり、ステップＳ１０１からステップＳ１０３に進む構成としてもよい。このような構成によれば、ＩＧ９１のＯＦＦ直後にも、燃料電池スタック１０の掃気や、高圧バッテリ７４の放電を実行可能となる。
また、システム温度（燃料電池スタック１０の温度Ｔ１１）に基づいて、所定時間を可変、例えば、システム温度が低くなるほど、所定時間を短くする構成としてもよい。
【００５９】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１００は、燃料電池スタック１０を掃気する必要があるか否か判定する。例えば、燃料電池スタック１０の温度Ｔ１１が、このままでは凍結する虞があり、掃気の必要があると判断される掃気実行温度（例えば５℃）以下である場合、掃気の必要があると判定される。
【００６０】
燃料電池スタック１０を掃気する必要があると判定した場合（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ１０４に進む。一方、燃料電池スタック１０を掃気する必要はないと判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ１０５に進む。
【００６１】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１００は、燃料電池スタック１０を掃気する。
具体的には、ＥＣＵ１００は、掃気ガス導入弁３２を開いた後、コンプレッサ３１を作動させる。そうすると、コンプレッサ３１からの掃気ガスが、アノード流路１１及びカソード流路１２にそれぞれ導入される。そして、アノード流路１１及びカソード流路１２に残留する水分（水蒸気、結露水）が押し出され、燃料電池スタック１０が掃気される。
なお、アノード流路１１及びカソード流路１２を並行して掃気する方式に限らず、アノード流路１１、カソード流路１２の順で掃気する方式でもよい。
【００６２】
所定掃気時間にて燃料電池スタック１０を掃気した後、コンプレッサ３１を停止し、掃気ガス導入弁３２を閉じた後、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ１０５に進む。
なお、このように燃料電池スタック１０を掃気した場合、フラグ等によって掃気済みであることを一時的に記憶し、次回のステップＳ１０３、Ｓ１０４を省略してもよい。すなわち、ステップＳ１０２の判定結果がＹｅｓの後、燃料電池スタック１０が掃気済みであるか否か判定し、掃気済みである場合、ステップＳ１０５に進む構成としてもよい。
【００６３】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ１００は、高圧バッテリ７４の現在のＳＯＣが、第１ＳＯＣ（例えば６５％）よりも高いか否か判定する。
現在のＳＯＣが、第１ＳＯＣよりも高いと判定した場合（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、高圧バッテリ７４を放電し、ＳＯＣを低下する必要があると判断し、その処理はステップＳ１０６に進む。
一方、現在のＳＯＣが、第１ＳＯＣよりも高くないと判定した場合（Ｓ１０５・Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、高圧バッテリ７４の放電は不要である判断し、その処理はステップＳ１０２に進む。
【００６４】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ１００は、高圧バッテリ７４の現在の温度Ｔ１３が、第４温度（例えば４０℃）よりも高いか否か判定する。
現在の温度Ｔ１３が第４温度よりも高いと判定した場合（Ｓ１０６・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ１０７に進む。一方、現在の温度Ｔ１３が第４温度よりも高くないと判定した場合（Ｓ１０６・Ｎｏ）、高圧バッテリ７４は劣化しないと判断し、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ１０２に進む。
この他、ステップＳ１０６の判定処理を省略する構成としてもよい。すなわち、ステップＳ１０５・Ｙｅｓの後、ステップＳ１０７に進む構成としてもよい。
【００６５】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ１００は、高圧バッテリ７４の現在の温度Ｔ１３と、図５のマップとに基づいて、目標値となる目標ＳＯＣ（第２閾値）を設定する。
【００６６】
ステップＳ２００において、ＥＣＵ１００は、高圧バッテリ７４を放電させるために作動させる放電用デバイス、つまり、高圧バッテリ７４の電力を消費させるデバイスを選択する。具体的な内容は後で説明する。
【００６７】
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ１００は、コンタクタ７３をＯＮした後、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２、８０を作動させ、ステップＳ２００で選択した放電用デバイスに電力供給可能な状態とする。
【００６８】
ステップＳ１０９において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２００で選択した放電用デバイスを制御、つまり、作動させて、高圧バッテリ７４の電力を消費し、高圧バッテリ７４を放電させる。これにより、高圧バッテリ７４のＳＯＣが徐々に低下する。
【００６９】
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１００は、高圧バッテリ７４の現在のＳＯＣが、ステップＳ１０７で設定した目標ＳＯＣ以下であるか否か判定する。
現在のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下であると判定した場合（Ｓ１１０・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ１１１に進む。
一方、現在のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下でないと判定した場合（Ｓ１１０・Ｎｏ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ１０９に進む。なお、このようにステップＳ１０９に進み、高圧バッテリ７４の放電を継続する場合、ステップＳ２００と同様の処理を実行し、放熱用デバイスを再度選択してもよい。
【００７０】
ステップＳ１１１において、ＥＣＵ１００は、コンタクタ７３をＯＦＦし、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２、８０を停止させる。
その後、ＥＣＵ１００の処理は、ステップＳ１０２に進む。
【００７１】
＜放電用デバイス選択処理Ｓ２００＞
次に、図４を参照して、放電用デバイス選択処理について説明する。
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ１００は、燃料電池スタック１０の現在の温度Ｔ１１が第１温度Ｔ１以上であるか否か判定する。
現在の温度Ｔ１１が第１温度Ｔ１以上であると判定した場合（Ｓ２０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ２０５に進む。そして、ステップＳ２０５において、ＥＣＵ１００は、放電用デバイスとして、燃料電池スタック１０の冷却用のラジエタファン４３及び冷媒ポンプ４１を選択した後、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ２０２に進む。
一方、現在の温度Ｔ１１が第１温度Ｔ１以上でないと判定した場合（Ｓ２０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ２０２に進む。
【００７２】
ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１００は、ＤＴ５１の現在の温度Ｔ１２が第２温度Ｔ２以上であるか否か判定する。
現在の温度Ｔ１２が第２温度Ｔ２以上であると判定した場合（Ｓ２０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ２０６に進む。そして、ステップＳ２０６において、ＥＣＵ１００は、放電用デバイスとして、ＤＴ５１の冷却用のラジエタファン６３及び冷媒ポンプ６１を選択した後、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ２０３に進む。
一方、現在の温度Ｔ１２が第２温度Ｔ２以上でないと判定した場合（Ｓ２０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ２０３に進む。
【００７３】
ステップＳ２０３において、ＥＣＵ１００は、高圧バッテリ７４の現在の温度Ｔ１３が第３温度Ｔ３以上であるか否か判定する。
現在の温度Ｔ１３が第３温度Ｔ３以上であると判定した場合（Ｓ２０３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ２０７に進む。そして、ステップＳ２０７において、ＥＣＵ１００は、放電用デバイスとして、高圧バッテリ７４の冷却用のファン７８を選択した後、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ２０４に進む。
一方、現在の温度Ｔ１３が第３温度Ｔ３以上でないと判定した場合（Ｓ２０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ１００の処理はステップＳ２０４に進む。
【００７４】
ステップＳ２０４において、ＥＣＵ１００は、放電用デバイスとして、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を選択する。
その後、ＥＣＵ１００の処理は、エンドを通って、図３のステップＳ１０８に進む。
【００７５】
≪燃料電池システムの効果≫
このような燃料電池システム１によれば、次の効果を得る。
燃料電池スタック１０の発電停止後、所定時間経過毎のシステム監視状態において、高圧バッテリ７４のＳＯＣが第１ＳＯＣ（例えば６５％）よりも高い場合（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３に基づいて適切に設定された目標ＳＯＣに低下するまで（Ｓ１１０・Ｙｅｓ）、放電用デバイスによって電力を消費する。これにより、高圧バッテリ７４が高いＳＯＣで長時間放置されず、高圧バッテリ７４の劣化を防止できる。
【００７６】
また、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３が第４温度（例えば４０℃）よりも高くない場合（Ｓ１０６・Ｎｏ）、その後に、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３が低下し、容量Ｃが小さくなったとしても、ＳＯＣは殆ど上昇せず、高圧バッテリ７４は劣化しないと判断し、高圧バッテリ７４の放電に関する処理を省略できる。
さらに、放熱用デバイスは、燃料電池スタック１０の温度Ｔ１１、ＤＴ５１の温度Ｔ１２、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３に基づいて、適切に選択される。
【００７７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。
【００７８】
前記した実施形態では、燃料電池スタック１０の温度Ｔ１１、ＤＴ５１の温度Ｔ１２、高圧バッテリ７４の温度Ｔ１３に基づいて、放電用デバイスを選択するとしたが（図４参照）、次のようにしてもよい。
ＥＣＵ１００は、例えば、作動音及び／又は振動がより小さい放電用デバイス（電力消費手段）を優先的に作動させ、優先して電力を消費させるようにしてもよい。本実施形態では、作動音及び／又は振動が小さい順に、（１）ＤＣ／ＤＣコンバータ８０、（２）高圧バッテリ７４の冷却用のファン７８、（３）ＤＴ５１の冷却用の冷媒ポンプ６１、ラジエタファン６３、（４）燃料電池スタック１０の冷却用の冷媒ポンプ４１、ラジエタファン４３となるので、（１）ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を優先的に作動させるとよい。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０のみを作動させると、高圧バッテリ７４の電力が、１２Ｖバッテリ８１に充電されることになる。
【００７９】
また、ＥＣＵ１００は、短時間で目標ＳＯＣに低下させるため、電力消費量の大きな放熱デバイス（例えば、ＦＣ冷却用の冷媒ポンプ４１、ラジエタファン４３）から優先的に選択してもよい。
【００８０】
前記した実施形態では、蓄電指標値がＳＯＣである構成を例示したが、その他に例えば、高圧バッテリ７４の電圧値である構成でもよい。
【００８１】
前記した実施形態では、高圧バッテリ７４の電圧値及び電流値に基づいて、ＳＯＣを算出し、温度Ｔ１３に基づいて目標ＳＯＣを設定する構成としたが、その他に例えば、電圧値及び電流値に基づいて算出されたＳＯＣを温度Ｔ１３に基づいて基準温度（例えば２０℃）に換算する構成とすれば、目標ＳＯＣを固定値とできる。
【００８２】
前記した実施形態では、燃料電池システム１が燃料電池車に搭載された場合を例示したが、その他に例えば、自動二輪車、列車、船舶に搭載された燃料電池システムでもよい。また、家庭用の定置型の燃料電池システムや、給湯システムに組み込まれた燃料電池システムに、本発明を適用してもよい。この場合において、定置型の燃料電池システムに適用された場合、放熱用デバイスとしては、例えば、水素を製造する改質装置に備えられるヒータ等が挙げられる。
【符号の説明】
【００８３】
１      燃料電池システム
１０    燃料電池スタック（燃料電池）
４１    ＦＣ冷却用の冷媒ポンプ（電力消費手段）
４２    ＦＣ冷却用のラジエタ（電力消費手段）
４３    ＦＣ冷却用のラジエタファン（電力消費手段）
４４    温度センサ
５１    ＤＴ（走行系）
６１    ＤＴ冷却用の冷媒ポンプ（電力消費手段）
６２    ＤＴ冷却用のラジエタ（電力消費手段）
６３    ＤＴ冷却用のラジエタファン（電力消費手段）
６４    温度センサ
７４    高圧バッテリ（第１エネルギストレージ）
７５    温度センサ
７６    電圧センサ（蓄電指標値検出手段）
７７    電流センサ（蓄電指標値検出手段）
７８    高圧バッテリ冷却用のファン（電力消費手段）
８１    １２Ｖバッテリ（第２エネルギストレージ）
１００  ＥＣＵ（制御手段）
Ｍ      モータ（走行系）
Ｔ１１  燃料電池スタックの温度
Ｔ１２  ＤＴの温度
Ｔ１３  高圧バッテリの温度
【図１】
2010238474.tif 000003
【図２】
2010238474.tif 000004
【図３】
2010238474.tif 000005
【図４】
2010238474.tif 000006
【図５】
2010238474.tif 000007