(57)【要約】【課題】消費電力をできる限り低減できる燃料電池システムの掃気処理装置および掃気処理方法を提供すること。【解決手段】燃料電池システム１の掃気処理装置４０は、燃料電池１０と、温度監視部４３と、燃料電池の周囲温度の閾値および内部温度の閾値を記憶する閾値記憶部４４と、燃料電池の周囲温度および内部温度を、周囲温度閾値および内部温度閾値と比較して、掃気を開始するか否かを判定する掃気開始判定部４５と、掃気処理部４６とを備える。閾値記憶部は、周囲温度閾値は、所定温度であり、内部温度閾値は、燃料電池の周囲温度が前記所定温度より低くなるに従って高くなるように記憶する。掃気開始判定部は、燃料電池の周囲温度が周囲温度閾値以下であり、かつ、燃料電池の内部温度が燃料電池の周囲温度に対応する内部温度閾値以下である場合に、掃気を開始すると判定する。【選択図】図１
2010170926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池の発電を停止した後、当該燃料電池の周囲温度および内部温度を監視する温度監視手段と、
前記燃料電池の周囲温度の閾値および内部温度の閾値を記憶する閾値記憶手段と、
前記温度監視手段により監視する前記燃料電池の周囲温度および内部温度を、前記閾値記憶手段に記憶した周囲温度閾値および内部温度閾値と比較して、掃気を開始するか否かを判定する掃気開始判定手段と、
前記掃気開始判定手段により掃気を開始すると判定された場合に、前記燃料電池の掃気処理を行う掃気処理手段と、
を備える燃料電池システムの掃気処理装置であって、
前記閾値記憶手段は、前記周囲温度閾値は、所定温度であり、前記内部温度閾値は、前記燃料電池の周囲温度が前記所定温度より低くなるに従って高くなるように記憶しており、
前記掃気開始判定手段は、前記燃料電池の周囲温度が前記周囲温度閾値以下であり、かつ、前記燃料電池の内部温度が前記燃料電池の周囲温度に対応する前記内部温度閾値以下である場合に、掃気を開始すると判定することを特徴とする燃料電池システムの掃気処理装置。
【請求項２】
反応ガスの反応により発電する燃料電池の発電を停止した後、当該燃料電池の周囲温度および内部温度を監視する工程と、
燃料電池の周囲温度の閾値および内部温度の閾値を記憶する工程と、
前記燃料電池の周囲温度および内部温度を周囲温度閾値および内部温度閾値と比較して、掃気を開始するか否かを判定する工程と、
掃気を開始すると判定された場合に、前記燃料電池の掃気処理を行う工程と、
を含む燃料電池システムの掃気処理方法であって、
前記周囲温度閾値は、所定温度であり、前記内部温度閾値は、前記燃料電池の周囲温度が前記所定温度より低くなるに従って高くなるように記憶して、
前記燃料電池の周囲温度が前記周囲温度閾値以下であり、かつ、前記燃料電池の内部温度が前記燃料電池の周囲温度に対応する前記内部温度閾値以下である場合に、掃気を開始すると判定することを特徴とする燃料電池システムの掃気処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムの掃気処理装置および掃気処理方法に関する。詳しくは、燃料電池の発電を停止した後に掃気処理を行う燃料電池システムの掃気処理装置および掃気処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の新たな動力源として燃料電池システムが注目されている。燃料電池システムは、例えば、反応ガスを化学反応させて発電する燃料電池と、反応ガス路を介して燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置とを備える。
【０００３】
燃料電池は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。ここで、各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成され、膜電極構造体は、アノード電極（陰極）及びカソード電極（陽極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。
【０００４】
この燃料電池のアノード電極に反応ガスとしての水素ガスを供給し、カソード電極に反応ガスとしてのエア（酸素を含む空気）を供給すると、電気化学反応により発電する。この発電時に生成されるのは、基本的に無害な水だけであるため、環境への影響や利用効率の観点から、燃料電池システムが注目されている。
【０００５】
このような燃料電池システムには、希釈器が設けられ、この希釈器により、燃料電池のアノード電極から排出された水素オフガスは、カソード電極から排出されたエアオフガスにより希釈されて、外部に排出される。
【０００６】
ところで、発電停止後、燃料電池や反応ガス路の内部等には、発電中に生成された水が残留する。外気温度が氷点下の環境に、発電停止後の燃料電池システムを放置すると、このような残留水が燃料電池や反応ガス路の内部で凍結してしまい、次回燃料電池システムを起動する際に、燃料電池の発電安定性を確保しにくくなるおそれがある。
【０００７】
そこで、燃料電池の停止期間中には、バッテリに蓄電した電力を利用して、これら燃料電池や反応ガス路の内部に掃気ガスを流通させて、残留水をシステム外部に排出する掃気処理を実行している。
ここで、掃気をするか否かの判断を、燃料電池の周囲温度と内部温度との両方に基づいて決定する。具体的には、例えば、燃料電池の周囲温度が０℃以下で、かつ、燃料電池の内部温度が５℃以下の場合に、掃気をすると判断する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１９０６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、燃料電池の周囲温度が０℃以下であっても、例えば、周囲温度が−２℃の場合と、周囲温度が−２０℃の場合とでは、掃気を開始する燃料電池の内部温度を異ならせる必要がある。
すなわち、燃料電池の周囲温度が低いと、燃料電池の内部の熱が急激に奪われるため、燃料電池の内部温度は急激に低下する。したがって、周囲温度としての外気温が−２℃の場合における内部温度の低下速度と、外気温が−２０℃の場合における内部温度の低下速度とでは、外気温が−２０℃の場合の方が急激になる。
【００１０】
そのため、外気温が−２０℃の場合は、燃料電池の内部温度が例えば５℃まで低下した時点で掃気を開始する必要がある。燃料電池の内部温度が５℃未満まで低下してから掃気を開始すると、掃気の実行中に内部温度がさらに低下するので、水分が凍結してしまい、水分を確実に除去できないおそれがある。
【００１１】
これに対し、外気温が−２℃の場合は、燃料電池の内部温度が５℃まで低下した時点で掃気を開始すると、バッテリの電力が無駄になるおそれがある。
つまり、外気温が−２℃の場合は、燃料電池の内部温度が例えば２℃まで低下した時点で掃気を開始しても、掃気の実行中に内部温度がそれほど低下しないので、水分を確実に除去できる。
ここで、燃料電池の内部温度が５℃から２℃まで低下する間に、イグニッションスイッチがオンされることがありうる。
この場合、掃気が不要となるが、従来では、内部温度が５℃まで低下した時点で、直ちにエアコンプレッサを作動して、掃気を開始し、バッテリの電力を引き出して消費するため、バッテリの電力消費が無駄になってしまう。
【００１２】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、消費電力をできる限り低減できる燃料電池システムの掃気処理装置および掃気処理方法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】
【００１３】
本発明の燃料電池システム（例えば、後述の燃料電池システム１）の掃気処理装置（例えば、後述の制御装置４０）は、反応ガスの反応により発電する燃料電池（例えば、後述の燃料電池１０）と、前記燃料電池の発電を停止した後、当該燃料電池の周囲温度および内部温度を監視する温度監視手段（例えば、後述の温度監視部４３）と、前記燃料電池の周囲温度の閾値および内部温度の閾値を記憶する閾値記憶手段（例えば、後述の閾値記憶部４４）と、前記温度監視手段により監視する前記燃料電池の周囲温度および内部温度を、前記閾値記憶手段に記憶した周囲温度閾値および内部温度閾値と比較して、掃気を開始するか否かを判定する掃気開始判定手段（例えば、後述の掃気開始判定部４５）と、前記掃気開始判定手段により掃気を開始すると判定された場合に、前記燃料電池の掃気処理を行う掃気処理手段（例えば、後述の掃気処理部４６）と、を備える燃料電池システムの掃気処理装置であって、前記閾値記憶手段は、前記周囲温度閾値は、所定温度であり、前記内部温度閾値は、前記燃料電池の周囲温度が前記所定温度より低くなるに従って高くなるように記憶しており、前記掃気開始判定手段は、前記燃料電池の周囲温度が前記周囲温度閾値以下であり、かつ、前記燃料電池の内部温度が前記燃料電池の周囲温度に対応する前記内部温度閾値以下である場合に、掃気を開始すると判定することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、内部温度閾値を、燃料電池の周囲温度が所定温度より低くなるに従って高くなるように設定した。よって、周囲温度が高くなるほど、内部温度が低くなるまで掃気を開始しないこととなり、掃気処理を無駄に実行するのを抑制して、消費電力をできる限り低減できる。
【００１５】
本発明の燃料電池システムの掃気処理方法は、反応ガスの反応により発電する燃料電池の発電を停止した後、当該燃料電池の周囲温度および内部温度を監視する工程と、燃料電池の周囲温度の閾値および内部温度の閾値を記憶する工程と、前記燃料電池の周囲温度および内部温度を周囲温度閾値および内部温度閾値と比較して、掃気を開始するか否かを判定する工程と、掃気を開始すると判定された場合に、前記燃料電池の掃気処理を行う工程と、を含む燃料電池システムの掃気処理方法であって、前記周囲温度閾値は、所定温度であり、前記内部温度閾値は、前記燃料電池の周囲温度が前記所定温度より低くなるに従って高くなるように記憶して、前記燃料電池の周囲温度が前記周囲温度閾値以下であり、かつ、前記燃料電池の内部温度が前記燃料電池の周囲温度に対応する前記内部温度閾値以下である場合に、掃気を開始すると判定することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、内部温度閾値を、燃料電池の周囲温度が所定温度より低くなるに従って高くなるように記憶する。よって、周囲温度が高くなるほど、内部温度が低くなるまで掃気を開始しないこととなり、掃気処理を無駄に実行するのを抑制して、消費電力をできる限り低減できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、内部温度閾値を、燃料電池の周囲温度が所定温度より低くなるに従って高くなるように設定した。よって、周囲温度が高くなるほど、内部温度が低くなるまで掃気を開始しないこととなり、掃気処理を無駄に実行するのを抑制して、消費電力をできる限り低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの掃気処理装置のブロック図である。
【図２】上記実施形態に係る燃料電池システムの掃気処理装置における閾値テーブルに用いる周囲温度と内部温度閾値との相関の一例を示す図である。
【図３】上記実施形態に係る燃料電池システムの掃気処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】上記実施形態に係る燃料電池システムの掃気処理装置において、掃気処理が実行されない場合の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】上記実施形態に係る燃料電池システムの掃気処理装置において、掃気処理が実行される場合の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る燃料電池システム１の掃気処理装置４０のブロック図である。
燃料電池システム１は、反応ガスとしての水素ガスおよびエア（空気）を反応させて発電する燃料電池１０と、燃料電池１０に水素ガスおよびエアを供給する供給装置２０と、これらを制御する掃気処理装置としての制御装置４０とを有する。この燃料電池システム１は、燃料電池１０により発電された電力を動力源とする図示しない燃料電池車両に搭載される。
【００２０】
燃料電池１０は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陰極）およびカソード電極（陽極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。
【００２１】
このような燃料電池１０は、アノード電極（陰極）側に形成されたアノード流路１３に水素ガスが供給され、カソード電極（陽極）側に形成されたカソード流路１４に酸素を含むエアが供給されると、これらの電気化学反応により発電する。
【００２２】
燃料電池１０の内部には、燃料電池１０の内部温度を測定する温度センサ１５が設けられている。
また、燃料電池１０の外側には、燃料電池１０の周囲温度を測定する温度センサ１６が設けられている。温度センサ１６は、燃料電池１０が搭載された燃料電池車両の外気温を測定する。
【００２３】
供給装置２０は、燃料電池１０のカソード電極側にエアを供給するエアコンプレッサ２１と、燃料電池１０のアノード電極側に水素ガスを供給する水素タンク３１およびエゼクタ３２とを備える。
【００２４】
エアコンプレッサ２１は、エア供給路２２を介して、燃料電池１０のカソード流路１４の一端側にエアを供給する。
燃料電池１０のカソード流路１４の他端側には、燃料電池１０から排出されるエアが流通するエア排出路２３が接続され、このエア排出路２３の先端側には、後述の希釈器５０が接続されている。また、エア排出路２３には、開度を調整可能な背圧弁２３１が設けられている。
【００２５】
さらに、エア供給路２２には、掃気ガス導入路２４が分岐して設けられている。掃気ガス導入路２４の先端側は、後述の水素供給路３３に接続されている。また、この掃気ガス導入路２４には、掃気ガス導入弁２４１が設けられている。この掃気ガス導入弁２４１を開いた状態では、エア供給路２２と水素供給路３３とは連通し、掃気ガス導入弁２４１を閉じた状態では、エア供給路２２と水素供給路３３との連通は遮断される。
【００２６】
水素タンク３１は、水素供給路３３を介して、燃料電池１０のアノード流路１３の一端側に水素ガスを供給する。この水素供給路３３には、エゼクタ３２が設けられている。また、水素供給路３３のうち水素タンク３１とエゼクタ３２との間には、水素タンク３１から供給される水素ガスを減圧する図示しない遮断弁およびレギュレータが設けられている。さらに、水素供給路３３のうち燃料電池１０の近傍には、水素供給路３３の圧力を測定する圧力センサ３３１が設けられている。
【００２７】
燃料電池１０のアノード流路１３の他端側には、燃料電池１０から排出される水素ガスが流通する水素還流路３４が接続される。この水素還流路３４の先端側は、エゼクタ３２に接続されている。エゼクタ３２は、水素還流路３４を流通する水素ガスを回収し、水素供給路３３に還流する。
【００２８】
また、この水素還流路３４には、水素排出路３５および掃気ガス排出路３６が、それぞれ分岐している。これら水素排出路３５と掃気ガス排出路３６の先端側は、希釈器５０に接続される。
【００２９】
水素排出路３５には、この水素排出路３５を開閉するパージ弁３５１が設けられている。このパージ弁３５１を開状態とすることにより、水素還流路３４を流通するガスを中流量で希釈器５０に排出可能である。
掃気ガス排出路３６には、この掃気ガス排出路３６を開閉する掃気ガス排出弁３６１が設けられている。この掃気ガス排出弁３６１を開状態とすることにより、水素還流路３４を流通するガスを大流量で希釈器５０に排出可能である。
【００３０】
希釈器５０は、エア排出路２３を介して導入されたエアオフガスを希釈ガスとして用いて、上述の水素排出路３５および掃気ガス排出路３６を介して導入された水素オフガスをこの希釈ガスで希釈して、燃料電池システム１の外部に放出する。
【００３１】
本実施形態では、アノード流路１３、水素供給路３３、水素還流路３４、水素排出路３５、および掃気ガス排出路３６により、水素ガス及び燃料電池１０から排出された水素オフガスが流通するアノードガス系が構成される。
また、カソード流路１４、エア供給路２２、エア排出路２３、および掃気ガス導入路２４により、エアおよび燃料電池１０から排出されたエアオフガスが流通するカソードガス系が構成される。また、この図１では、アノードガス系を白抜きの矢印で示し、カソードガス系を実線の矢印で示す。
【００３２】
上述のエアコンプレッサ２１、背圧弁２３１、掃気ガス導入弁２４１、遮断弁、パージ弁３５１、および掃気ガス排出弁３６１は、制御装置４０により制御される。
【００３３】
また、制御装置４０には、温度センサ１５，１６、圧力センサ３３１、イグニッションスイッチ４１、およびタイマ４２が接続されている。
イグニッションスイッチ４１は、燃料電池システム１が搭載された燃料電池車両の運転席に設けられており、運転者の操作に応じて、起動を指令するオン信号又は停止を指令するオフ信号を制御装置４０に送信する。制御装置４０は、イグニッションスイッチ４１から出力されたオン／オフ信号に従い、燃料電池１０の起動を開始したり、燃料電池１０の発電を停止したりする。
タイマ４２は、燃料電池１０の発電停止後からの経過時間を計測し、制御装置４０に出力する。
【００３４】
制御装置４０は、温度監視手段としての温度監視部４３と、閾値記憶手段としての閾値記憶部４４と、掃気開始判定手段としての掃気開始判定部４５と、掃気処理手段としての掃気処理部４６とを備える。
制御装置４０は、温度監視部４３、掃気開始判定部４５および掃気処理部４６を含む制御部と、閾値記憶部４４を含む記憶部とで構成される。
【００３５】
温度監視部４３は、イグニッションスイッチ４１から出力されたオフ信号により燃料電池１０の発電を停止した後、燃料電池１０の周囲温度および内部温度を監視する。
温度監視部４３は、燃料電池１０の周囲温度を測定する温度センサ１６、および燃料電池１０の内部温度を測定する温度センサ１５と接続される。温度監視部４３には、温度センサ１６から燃料電池１０の周囲温度の測定値が入力され、温度センサ１５から燃料電池１０の内部温度の測定値が入力される。
【００３６】
閾値記憶部４４は、燃料電池１０の周囲温度の閾値および内部温度の閾値を記憶する。
具体的には、燃料電池１０の周囲温度の閾値として、閾値記憶部４４は所定温度を記憶する。この所定温度は、ここでは０℃である。
燃料電池１０の内部温度の閾値として、閾値記憶部４４は内部温度の閾値テーブルを記憶する。
【００３７】
具体的には、図２に示すように、横軸に燃料電池１０の周囲温度をとり、縦軸に燃料電池１０の内部温度閾値をとったグラフに基づく閾値テーブルが作成されて、閾値記憶部４４にあらかじめ記憶されている。図２に示す閾値テーブルにおいて、例えば、燃料電池１０の周囲温度がＴｏの場合、燃料電池１０の内部温度閾値はＴｉとなる。
図２に示す閾値テーブルにおいて、燃料電池１０の周囲温度Ｔｏが所定温度としての０℃より低くなるに従って、対応する燃料電池１０の内部温度閾値Ｔｉは高くなる。例えば、燃料電池１０の周囲温度Ｔｏが−２℃の場合、対応する燃料電池１０の内部温度閾値Ｔｉは２℃である。また、燃料電池１０の周囲温度Ｔｏが−２０℃の場合、対応する燃料電池１０の内部温度閾値Ｔｉは５℃である。
逆に言えば、燃料電池１０の周囲温度が所定温度としての０℃より低温の領域において、燃料電池１０の周囲温度Ｔｏが高ければ高いほど、対応する燃料電池１０の内部温度閾値Ｔｉは低くなる。
【００３８】
掃気開始判定部４５は、温度監視部４３により監視する燃料電池１０の周囲温度および内部温度を、閾値記憶部４４に記憶された周囲温度閾値および内部温度閾値と比較して、掃気を開始するか否かを判定する。
【００３９】
すなわち、掃気開始判定部４５は、温度監視部４３により監視する燃料電池１０の周囲温度が閾値記憶部４４に記憶されている燃料電池１０の周囲温度閾値以下であり、かつ、燃料電池１０の内部温度が燃料電池１０の周囲温度に対応する閾値記憶部４４に記憶されている燃料電池１０の内部温度閾値以下である場合に、掃気を開始すると判定する。
具体的には、例えば、燃料電池１０の周囲温度Ｔｏが−２℃の場合、燃料電池１０の内部温度閾値Ｔｉが２℃以下である場合に、掃気を開始すると判定する。また、燃料電池１０の周囲温度Ｔｏが−２０℃の場合、燃料電池１０の内部温度閾値Ｔｉが５℃以下である場合に、掃気を開始すると判定する。
【００４０】
掃気処理部４６は、掃気開始判定部４５により掃気を開始すると判定された場合に、燃料電池１０の掃気処理を行う。掃気処理部４６は、カソード掃気部４６１と、アノード掃気部４６２とを備える。
【００４１】
カソード掃気部４６１は、カソード掃気処理を実行する。すなわち、掃気ガス導入弁２４１および背圧弁２３１を開状態とし、掃気ガス排出弁３６１を閉状態として、エアコンプレッサ２１によりエア供給路２２にエアを供給することで、カソードガス系を掃気する。
【００４２】
アノード掃気部４６２は、アノード掃気処理を実行する。すなわち、掃気ガス導入弁２４１および掃気ガス排出弁３６１を開状態とし、背圧弁２３１を閉状態として、エアコンプレッサ２１によりエア供給路２２にエアを供給することで、アノードガス系を掃気する。
【００４３】
図３は、燃料電池システム１における制御装置４０の動作を示すフローチャートである。  このフローチャートは、イグニッションスイッチ４１がオフにされたことにより開始する。
まず、ステップＳ１では、イグニッションスイッチ４１から出力されたオフ信号により燃料電池１０の発電を停止する。
【００４４】
ステップＳ２では、温度監視部４３により燃料電池１０の周囲温度および内部温度を監視する。すなわち、温度センサ１６により燃料電池１０の周囲温度を測定し、温度センサ１５により燃料電池１０の内部温度を測定する。
【００４５】
ステップＳ３では、掃気開始判定部４５により燃料電池１０の周囲温度が所定温度以下であるか否かを判定する。すなわち、温度センサ１６により測定する燃料電池１０の周囲温度が、閾値記憶部４４に記憶されている燃料電池１０の周囲温度閾値ここでは０℃以下であるか否かを判定する。
この判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ４に移り、ＮＯの場合は、ステップＳ８に移る。
【００４６】
ステップＳ４では、掃気開始判定部４５により、燃料電池１０の周囲温度に対応する燃料電池１０の内部温度閾値を閾値記憶部４４から抽出する。
【００４７】
ステップＳ５では、掃気開始判定部４５により、燃料電池１０の内部温度が抽出した燃料電池１０の内部温度閾値以下であるか否かを判定する。すなわち、温度センサ１５により測定する燃料電池１０の内部温度と、ステップＳ４で抽出した燃料電池１０の内部温度閾値とを比較して、燃料電池１０の内部温度が内部温度閾値以下であるか否かを判定する。
この判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ６に移り、ＮＯの場合は、ステップＳ８に移る。
【００４８】
ステップＳ６では、掃気処理部４６により燃料電池１０の掃気処理を行う。
すなわち、カソード掃気部４６１は、掃気ガス導入弁２４１および背圧弁２３１を開状態とし、掃気ガス排出弁３６１を閉状態として、エアコンプレッサ２１によりエア供給路２２にエアを供給することで、カソードガス系を掃気する。
また、アノード掃気部４６２は、掃気ガス導入弁２４１および掃気ガス排出弁３６１を開状態とし、背圧弁２３１を閉状態として、エアコンプレッサ２１によりエア供給路２２にエアを供給することで、アノードガス系を掃気する。
【００４９】
ステップＳ７では、掃気処理部４６により燃料電池１０の掃気処理が終了したか否かを判定する。
この判定がＹＥＳの場合は、終了し、ＮＯの場合は、ステップＳ７に戻る。
【００５０】
一方、ステップＳ５の判定がＮＯで、ステップＳ８に移った場合、ステップＳ８では、イグニッションスイッチ４１がオンであるか否かを判定する。
この場合は、燃料電池１０の周囲温度は所定温度以下であるが、燃料電池１０の内部温度は、燃料電池１０の周囲温度に対応する内部温度閾値まで低下していないため、掃気処理は実行されない。
【００５１】
また、ステップＳ３の判定がＮＯで、ステップＳ８に移った場合、ステップＳ８では、イグニッションスイッチ４１がオンであるか否かを判定する。
この場合は、燃料電池１０の周囲温度は所定温度まで低下していないため、掃気処理は実行されない。
ステップＳ８の判定がＹＥＳの場合は、終了し、ＮＯの場合は、ステップＳ２に戻る。
【００５２】
図４は、掃気処理が実行されない場合の一例を示すタイミングチャートである。図５は、掃気処理が実行される場合の一例を示すタイミングチャートである。
【００５３】
図４では、外気温が５℃である。よって、燃料電池１０の内部温度は、発電停止後、徐々に低下して５℃に近づいていく。
したがって、図３のフローチャートを参照すれば、燃料電池１０の周囲温度である外気温が０℃以下にならないので、ステップＳ３の判定は常にＮＯとなり、掃気処理は実行されない。
【００５４】
図５では、燃料電池１０の周囲温度としての外気温が−１０℃である。この場合、燃料電池１０の周囲温度−１０℃に対応する燃料電池１０の内部温度閾値を３℃とする。
燃料電池１０の内部温度は、発電停止後、徐々に低下して外気温の−１０℃に近づいていく。そして、時刻ｔ１で、燃料電池１０の内部温度は、内部温度閾値である３℃まで低下する。
【００５５】
したがって、図３のフローチャートを参照すれば、燃料電池１０の周囲温度である外気温が０℃以下であるため、ステップＳ３の判定は常にＹＥＳとなるが、時刻ｔ１になるまでは、燃料電池１０の内部温度が内部温度閾値である３℃を超えているため、ステップＳ５の判定がＮＯとなり、掃気処理は実行されない。
しかし、時刻ｔ１以降、燃料電池１０の内部温度が内部温度閾値である３℃以下となるので、ステップＳ５の判定がＹＥＳとなって、ステップＳ６により掃気処理が実行される。
【００５６】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）燃料電池１０の内部温度閾値を、燃料電池１０の周囲温度が所定温度より低くなるに従って高くなるように設定したことにより、燃料電池１０の周囲温度が高くなるほど、燃料電池１０の内部温度が低くなるまで掃気を開始しないこととなり、掃気処理を無駄に実行するのを抑制して、消費電力をできる限り低減できる。
例えば、燃料電池１０の周囲温度が−２℃の場合は、燃料電池１０の内部温度が５℃まで低下した時点では掃気を開始せず、内部温度が２℃まで低下してはじめて掃気を開始する。このように、燃料電池１０の周囲温度が−２℃の場合に、掃気を開始するタイミングを燃料電池１０の内部温度が５℃から２℃に低下するまで遅らせることにより、この間に例えばイグニッションスイッチ４１がオンされれば掃気を開始しないで済み、バッテリの無駄な電力消費を回避することができる。
【００５７】
（２）燃料電池１０の内部温度が５℃から２℃に低下する間にイグニッションスイッチ４１がオンされた場合、掃気を実行せずに車両を運転することができ、燃料電池１０の停止後、掃気制御のためにエアコンプレッサ２１を作動させることがなくなり、エアコンプレッサ２１の作動による作動音もなくなり、商品性が向上する。
【００５８】
（３）バッテリの無駄な電力消費を回避する一方、必要な掃気は確実に実行することで、発電停止後の残留水が燃料電池１０や反応ガス路の内部で凍結することを防止して、次回燃料電池システム１を起動する際に、燃料電池１０の発電安定性を確保することができる。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６０】
１…燃料電池システム
１０…燃料電池
４０…制御装置（掃気処理装置）
４３…温度監視部（温度監視手段）
４４…閾値記憶部（閾値記憶手段）
４５…掃気開始判定部（掃気開始判定手段）
４６…掃気処理部（掃気処理手段）
【図１】
2010170926.tif 000003
【図２】
2010170926.tif 000004
【図３】
2010170926.tif 000005
【図４】
2010170926.tif 000006
【図５】
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