(57)【要約】【課題】燃料電池システムにおいて、燃料電池ケース内部の燃料ガス濃度が高くなることを抑制すること。【解決手段】燃料電池システムであって、燃料ガスおよび酸化ガスを用いて発電を行う燃料電池と、開口部を備え、燃料電池を内部に収納する燃料電池ケースと、開口部を塞ぐように配置され、気体を選択的に透過させる気体透過膜と、燃料電池ケース内の燃料ガス濃度を検知するための燃料ガス検知部と、燃料ガス濃度に基づいて、気体透過膜の気体透過機能が低下しているか否かを判断する判断部と、を備える。【選択図】図３
2010129262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
燃料ガスおよび酸化ガスを用いて発電を行う燃料電池と、
開口部を備え、前記燃料電池を内部に収納する燃料電池ケースと、
前記開口部を塞ぐように配置され、気体を選択的に透過させる気体透過膜と、
前記燃料電池ケース内の燃料ガス濃度を検知するための燃料ガス検知部と、
前記燃料ガス濃度に基づいて、前記気体透過膜の気体透過機能が低下しているか否かを判断する判断部と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池ケースは、前記開口部以外の部分で外部との気体のやりとりが抑制されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記判断部が、前記気体透過機能が低下していると判断した場合において、前記気体透過膜の前記気体透過機能の低下を報知する報知部を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池ケース内の前記燃料ガス濃度が所定の目標値となるように、前記燃料電池ケース内に前記燃料ガスを充填する燃料ガス充填部を備え、
前記判断部は、
前記燃料ガス充填部によって、前記燃料電池ケース内の前記燃料ガス濃度が前記目標値となってから、前記燃料ガス濃度の変化に基づいて、前記気体透過機能が低下しているか否かを判断することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、
前記判断部は、
前記燃料ガス充填部によって、前記燃料電池ケース内の前記燃料ガス濃度が前記目標値となってから、所定時間後の前記燃料ガス濃度に基づいて、前記気体透過機能が低下しているか否かを判断することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池ケース内に前記酸化ガスを充填可能な酸化ガス充填部を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料電池システムにおいて、
前記酸化ガス充填部は、
前記判断部が、前記気体透過機能が低下していると判断した場合に、前記燃料電池ケース内に前記酸化ガスを導入することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
車両であって、
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の燃料電池システムを備える車両。
【請求項９】
請求項８に記載の車両において、
前記判断部は、
前記車両の状態が所定条件を満たす場合において、前記燃料ガス濃度に基づき、前記気体透過機能が低下しているか否かを判断することを特徴とする車両。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両において、
前記所定条件は、前記車両の走行距離が第１所定値を超えたか否か、前記車両の製造後年数が第２所定値を超えたか否か、または、前記車両の走行速度が第３所定値より小さいか否かの少なくとも一つであることを特徴とする車両。
【請求項１１】
燃料電池を備える燃料電池システムの制御方法であって、
気体を選択的に透過させる気体透過膜で塞がれる開口部を備え、前記開口部を塞ぐ前記気体透過膜以外で外部との気体のやりとりが抑制される燃料電池ケースを用意する工程と、
前記燃料電池を前記燃料電池ケースに収納する工程と、
前記燃料電池ケース内の燃料ガス濃度を検知する工程と、
前記燃料ガス濃度に基づいて、前記気体透過機能が低下しているか否かを判断する工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムにおいて、燃料電池は、保護のために燃料電池ケースに収納される。燃料電池ケースは、開口部を備え、開口部に気体を選択的に透過する気体透過膜を取り付けている（下記特許文献参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４９７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、気体透過膜にゴミや水分等が付着した場合、気体透過膜の気体透過機能が低下し、燃料電池ケース内部の燃料ガス濃度（例えば、水素濃度）が高くなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、燃料電池システムにおいて、燃料電池ケース内部の燃料ガス濃度が高くなることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
[適用例１]
燃料電池システムであって、燃料ガスおよび酸化ガスを用いて発電を行う燃料電池と、開口部を備え、前記燃料電池を内部に収納する燃料電池ケースと、前記開口部を塞ぐように配置され、気体を選択的に透過させる気体透過膜と、前記燃料電池ケース内の燃料ガス濃度を検知するための燃料ガス検知部と、前記燃料ガス濃度に基づいて、前記気体透過膜の気体透過機能が低下しているか否かを判断する判断部と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
上記構成の燃料電池システムによれば、燃料電池ケース内部の燃料ガス濃度が高くなることを抑制することができる。
【０００９】
[適用例２]
適用例１に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池ケースは、前記開口部以外の部分で外部との気体のやりとりが抑制されることを特徴とする燃料電池システム。
【００１０】
このようにすれば、燃料電池ケース外部から燃料電池ケース内にゴミ等が流入することを抑制することができる。
【００１１】
[適用例３]
適用例１または適用例２に記載の燃料電池システムにおいて、前記判断部が、前記気体透過機能が低下していると判断した場合において、前記気体透過膜の前記気体透過機能の低下を報知する報知部を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【００１２】
このようにすれば、気体透過膜の気体透過機能が低下している場合に、素早くユーザに認知させることができ、その結果、燃料電池ケース内部の水素濃度が高くなることを抑制することができる。
【００１３】
[適用例４]
適用例１ないし適用例３のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池ケース内の前記燃料ガス濃度が所定の目標値となるように、前記燃料電池ケース内に前記燃料ガスを充填する燃料ガス充填部を備え、前記判断部は、前記燃料ガス充填部によって、前記燃料電池ケース内の前記燃料ガス濃度が前記目標値となってから、前記燃料ガス濃度の変化に基づいて、前記気体透過機能が低下しているか否かを判断することを特徴とする燃料電池システム。
【００１４】
このようにすれば、ユーザが意図するタイミングで、気体透過膜における気体透過機能の低下の有無を判断することが可能となる。
【００１５】
[適用例５]
適用例４に記載の燃料電池システムにおいて、前記判断部は、前記燃料ガス充填部によって、前記燃料電池ケース内の前記燃料ガス濃度が前記目標値となってから、所定時間後の前記燃料ガス濃度に基づいて、前記気体透過機能が低下しているか否かを判断することを特徴とする燃料電池システム。
【００１６】
このようにすれば、気体透過機能が低下しているか否かを正確に判断することができる。
【００１７】
[適用例６]
適用例１ないし適用例５のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池ケース内に前記酸化ガスを充填可能な酸化ガス充填部を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【００１８】
このようにすれば、燃料電池ケース内の圧力を高めて、気体透過膜を透過する気体（酸化ガス）を増加させることができ、気体透過膜に付着したゴミ（埃等）や水分等を除去することができる。その結果、気体透過膜の気体透過機能の低下を抑制することができる。
【００１９】
[適用例７]
適用例６に記載の燃料電池システムにおいて、前記酸化ガス充填部は、前記判断部が、前記気体透過機能が低下していると判断した場合に、前記燃料電池ケース内に前記酸化ガスを導入することを特徴とする燃料電池システム。
【００２０】
このようにすれば、気体透過膜に付着したゴミ（埃等）や水分等を効果的に除去することができ、気体透過膜の気体透過機能の低下を抑制することができる。
【００２１】
[適用例８]
車両であって、
適用例１ないし適用例７のいずれかに記載の燃料電池システムを備える車両。
【００２２】
上記構成の車両によれば、燃料電池ケース内部の燃料ガス濃度が高くなることを抑制することができる。
【００２３】
[適用例９]
適用例８に記載の車両において、前記判断部は、前記車両の状態が所定条件を満たす場合において、前記燃料ガス濃度に基づき、前記気体透過機能が低下しているか否かを判断することを特徴とする車両。
【００２４】
このようにすれば、所定条件を満たさない場合に、燃料電池ケース内部に燃料ガスを放出することを抑制することができる。
【００２５】
[適用例１０]
適用例９に記載の車両において、前記所定条件は、前記車両の走行距離が第１所定値を超えたか否か、前記車両の製造後年数が第２所定値を超えたか否か、または、前記車両の走行速度が第３所定値より小さいか否かの少なくとも一つであることを特徴とする車両。
【００２６】
このようにすれば、気体透過膜の気体透過機能が低下している蓋然性が高い場合に、気体透過機能が低下しているか否かを判断することができる。
【００２７】
[適用例１１]
燃料電池を備える燃料電池システムの制御方法であって、気体を選択的に透過させる気体透過膜で塞がれる開口部を備え、前記開口部を塞ぐ前記気体透過膜以外で外部との気体のやりとりが抑制される燃料電池ケースを用意する工程と、前記燃料電池を前記燃料電池ケースに収納する工程と、前記燃料電池ケース内の燃料ガス濃度を検知する工程と、前記燃料ガス濃度に基づいて、前記気体透過機能が低下しているか否かを判断する工程と、を備えることを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【００２８】
上記構成の燃料電池システムの制御方法によれば、燃料電池ケース内部の燃料ガス濃度が高くなることを抑制することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記した装置発明の態様に限ることなく、方法発明としての態様で実現することも可能である。さらには、それら方法や装置を構築するためのコンピュータプログラムとしての態様や、そのようなコンピュータプログラムを記録した記録媒体としての態様や、上記コンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など、種々の態様で実現することも可能である。
【００３０】
また、本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、上記装置の動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．実施例：
Ａ１．電気自動車ＨＲの構成：
図１は、本発明の一実施例としての電気自動車ＨＲの構成を示す図である。本実施例の電気自動車ＨＲは、搭乗者用シート９４０下であってフロアパネル９１５の下に、燃料電池システム１０００を備えている。
【００３２】
Ａ２．燃料電池システム１０００の構成：
図２は、本実施例における燃料電池システム１０００の構成を示すブロック図である。本実施例の燃料電池システム１０００は、主に、水素タンク１０と、水素インジェクタ１５と、調圧弁２０と、気液分離器３０と、パージ弁３５と、水素循環ポンプ４０と、水素充填弁４５と、希釈器５０と、マフラー５５と、クリーナー６０と、フローメータ６５と、コンプレッサ７０と、空気充填弁７５と、燃料電池１００と、燃料電池ケース２００と、気体透過膜２１０と、水素濃度センサ２２０と、表示装置３００と、制御回路４００と、を備えている。なお、図１では、表示装置３００は、燃料電池システム１０００の外部に位置するように記載されているが、表示装置３００は、燃料電池システム１０００の一部である。
【００３３】
燃料電池１００は、固体高分子型の燃料電池であり、燃料電池セル（図示せず）を複数積層したスタック構造を有している。燃料電池セルは、ＭＥＡ（膜電極接合体：Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ、図示せず）と、ＭＥＡの外側に形成されるガス拡散層（図示せず）と、ガス拡散層の外側に形成されるセパレータ（図示せず）と、を備えている。
【００３４】
水素タンク１０は、高圧の水素ガスが貯留されている装置であり、水素導入流路２４を介して燃料電池１００に接続されている。水素導入流路２４上において、水素タンク１０から近い順番に、水素インジェクタ１５と、調圧弁２０とが設けられている。なお、水素タンク１０に代えて、アルコール、炭化水素、アルデヒドなどを原料とする改質反応によって水素を生成し、燃料電池１００へ供給するものとしてもよい。
【００３５】
水素インジェクタ１５は、水素タンク１０に貯留される水素を、開弁により燃料ガスとして燃料電池１００に噴射・供給し、閉弁により供給を遮断する弁である。
【００３６】
調圧弁２０は、水素タンク１０から供給される水素の圧力が所定圧となるように調圧するための弁である。
【００３７】
燃料電池１００は、燃料オフガスを燃料電池１００から排出するための水素排出流路２６と接続され、この水素排出流路２６上には、燃料電池１００から近い順番に、気液分離器３０と、パージ弁３５と、が設けられている。水素排出流路２６は、希釈器５０と接続される。
【００３８】
気液分離器３０は、燃料電池から排出される燃料オフガスと水とを分離すると共に、その水を貯留するための装置である。
【００３９】
気液分離器３０と、水素導入流路２４とは、接続流路２７によって接続される。この接続流路２７上には、水素循環ポンプ４０が設けられる。水素循環ポンプ４０は、気液分離器３０に流入した燃料オフガスを水素導入流路２４に導入する。これにより、燃料オフガス中の水素は、燃料電池１００で発電に再利用される。
【００４０】
パージ弁３５は、燃料電池システム１０００の運転中において、定期的に開弁される。これにより、気液分離器３０に貯留される水や燃料オフガス（水素）は、定期的に、希釈器５０に導入される。
【００４１】
燃料電池１００は、空気導入流路３４と接続される。空気導入流路３４上において、燃料電池１００に近い順番に、コンプレッサ７０、フローメータ６５、クリーナー６０が設けられている。
【００４２】
コンプレッサ７０は、空気を圧縮し酸化ガスとして、空気導入流路３４を介して燃料電池１００に供給する。
【００４３】
クリーナー６０は、燃料電池１００に供給する空気中の不純物（例えば、埃等）を取り除き、綺麗にするための装置である。フローメータ６５は、燃料電池１００に供給する空気量を検出するための装置である。
【００４４】
燃料電池１００と希釈器５０とは、空気排出流路３６を介して接続される。燃料電池１００から排出される酸化オフガスは、空気排出流路３６を介して、希釈器５０に導入される。
【００４５】
希釈器５０は、水素排出流路２６および空気排出流路３６を介して、燃料オフガスおよび酸化オフガスがそれぞれ導入され、これらを混合して混合ガスを生成し、燃料オフガス中の水素濃度を希釈化するための装置である。希釈器５０は、混合ガス排出流路２９と接続され、混合ガスを混合ガス排出流路２９を介して燃料電池システム１０００の外部に排出する。
【００４６】
マフラー５５は、混合ガス排出流路２９上に設けられ、希釈器５０で混合された混合ガスの排気音を低減させるための装置である。
【００４７】
水素排出流路２６は、パージ弁３５と希釈器５０との間において、水素充填流路２８と接続される。水素充填流路２８上には、水素充填弁４５が設けられる。水素充填弁４５は、後述する燃料電池ケース２００内に燃料オフガス中の水素を充填するための弁である。
【００４８】
空気導入流路３４は、コンプレッサ７０と燃料電池１００との間において、空気充填流路３８と接続される。空気充填流路３８上には、空気充填弁７５が設けられる。空気充填弁７５は、燃料電池ケース２００内に空気を充填するための弁である。
【００４９】
燃料電池ケース２００は、内部に燃料電池１００、気液分離器３０、パージ弁３５、水素充填弁４５、希釈器５０、マフラー５５、および、空気充填弁７５が配置され、これら装置を保護するためのケースである。燃料電池ケース２００は、開口部２００Ａを備えており、開口部２００Ａ以外の部分では気密が高く、外部との気体・液体（水等）・固体（ゴミ等）のやりとりが抑制される構造となっている。
【００５０】
気体透過膜２１０は、液体や固体は透過させず、気体を選択的に透過させる膜であり、燃料電池ケース２００の開口部２００Ａを塞ぐように配置される。気体透過膜２１０は、以下の２つの機能を有している。すなわち、気体透過膜２１０は、燃料電池ケース２００の外部から燃料電池ケース２００内部にゴミや液体が侵入しないようにガードする機能と、燃料電池１００や、燃料ガスが流れる流路等から燃料電池ケース２００内に水素が漏れた場合に、開口部２００Ａを介して燃料電池ケース２００内部の水素を燃料電池ケース２００外部に導出させ、燃料電池ケース２００内部に水素が滞留することを抑制する機能と、を有している。
【００５１】
水素濃度センサ２２０は、燃料電池ケース２００の内部に配置され、燃料電池ケース２００内部の水素濃度を検知するためのセンサである。
【００５２】
表示装置３００は、図１に示すように、電気自動車ＨＲにおける運転席付近に配置され、燃料電池システム１０００の種々の情報を表示するための装置である。
【００５３】
燃料電池システム１０００は、燃料電池１００を冷却するための冷却機構（ラジエタ、冷媒循環ポンプ等）を備えているが、図示を省略している。
【００５４】
制御回路４００は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵ（図示せず）と、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ（図示せず）と、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ（図示せず）と、各種信号を入出力する入出力ポート（図示せず）等を備える。この制御回路４００は、水素インジェクタ１５、パージ弁３５、水素充填弁４５、コンプレッサ７０、表示装置３００等と信号回線を介して接続され、これらを制御し、燃料電池１００の発電を制御する。制御回路４００は、水素濃度センサ２２０から燃料電池ケース２００内部の水素濃度を検出することが可能である。
【００５５】
ところで、燃料電池ケース２００の開口部２００Ａに配置される気体透過膜２１０は、ゴミや液体（水分など）が付着して、気体（水素）透過機能が低下するおそれがあった。このように、気体透過膜２１０において、気体透過機能が低下すると、燃料電池ケース２００内部に水素が滞留するおそれがあった。そこで、本実施例では、制御回路４００は、気体透過膜異常検知処理を実行する。
【００５６】
Ａ３．気体透過膜異常検知処理：
図３は、電気自動車ＨＲが行う気体透過膜異常検知処理を示すフローチャートである。この気体透過膜異常検知処理は、所定間隔で定期的に行われている。この間隔は、電気自動車ＨＲの具体的な設計によって適宜決定される。
【００５７】
気体透過膜異常検知処理において、制御回路４００は、水素濃度センサ２２０から燃料電池ケース２００内部の水素濃度Ｗ１を検出する（ステップＳ３）
【００５８】
制御回路４００は、水素濃度Ｗ１が、閾値Ｗｔｈ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００５９】
制御回路４００は、水素濃度Ｗ１が、閾値Ｗｔｈ１より大きい場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）には、気体透過膜２１０において、気体透過性能が低下していると判断し、表示装置３００に、気体透過機能が低下している旨を報知させる（ステップＳ８０）。
【００６０】
制御回路４００は、水素濃度Ｗ１が、閾値Ｗｔｈ１以下の場合（ステップＳ５：Ｎｏ）には、続いて、以下の所定条件（１）〜（４）のうち少なくとも一つを満たしたか否かを判断する（ステップＳ１０）。
所定条件：
（１）電気自動車ＨＲの走行距離が、閾値Ｌｔｈを越えた。
（２）電気自動車ＨＲの製造後年数が閾値Ｓｔｈを越えた。
（３）予め定められた指定時間となった。
（４）ユーザから指示信号を検出した。
【００６１】
制御回路４００は、上記所定条件（１）〜（４）のうち一つも満たしていない場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）には、この気体透過膜異常検知処理を終了する。
【００６２】
制御回路４００は、上記所定条件（１）〜（４）のうち少なくとも一つを満たしている場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）には、電気自動車ＨＲの車速が閾値Ｖｔｈより小さいか否かを判断する（ステップＳ２０）。
【００６３】
制御回路４００は、電気自動車ＨＲの車速が閾値Ｖｔｈ以上の場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）には、この気体透過膜異常検知処理を終了する。
【００６４】
制御回路４００は、電気自動車ＨＲの車速が閾値Ｖｔｈより小さい場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）には、燃料電池ケース２００内の水素濃度が所定値Ｗ２となるように制御する（ステップＳ３０）。具体的には、制御回路４００は、水素インジェクタ１５の状態を確認し、水素インジェクタ１５が閉弁している場合には、開弁させる。そして、制御回路４００は、水素濃度センサ２２０から燃料電池ケース２００内部の水素濃度を検出しつつ、パージ弁３５および水素充填弁４５を開弁させ、気液分離器３０に導入された燃料オフガス（水素）を燃料電池ケース２００内部に導入（充填）し、水素濃度センサ２２０から検出した水素濃度が所定値Ｗ２となると、パージ弁３５および水素充填弁４５を閉弁する。制御回路４００は、燃料電池１００で発電を行っていない場合には、水素インジェクタ１５を閉弁する。
【００６５】
その後、制御回路４００は、所定時間Ｔ待機し（ステップＳ４０：Ｎｏ）、所定時間Ｔ経過すると（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、次に、水素濃度センサ２２０から水素濃度センサ２２０内部の水素濃度Ｗ３を検出する（ステップＳ５０）。
【００６６】
制御回路４００は、水素濃度Ｗ３が閾値Ｗｔｈ２より小さいか否かを判断する（ステップＳ６０）。
【００６７】
制御回路４００は、水素濃度Ｗ３が閾値Ｗｔｈ２より小さい場合（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）には、燃料電池ケース２００内部の水素が気体透過膜２１０を透過することにより燃料電池ケース２００外部に排出されているので、気体透過膜２１０において気体透過機能が低下していないと判断し、表示装置３００に、気体透過機能が低下していない旨を報知させる（ステップＳ７０）。その後、制御回路４００は、この気体透過膜異常検知処理を終了する。
【００６８】
制御回路４００は、水素濃度Ｗ３が閾値Ｗｔｈ２以上の場合（ステップＳ６０：Ｎｏ）には、燃料電池ケース２００内部の水素が気体透過膜２１０を透過することが抑制され、燃料電池ケース２００外部に排出されていないので、気体透過膜２１０において気体透過機能が低下していると判断し、表示装置３００に、気体透過機能が低下している旨を報知させる（ステップＳ８０）。
【００６９】
制御回路４００は、ステップＳ８０の処理で気体透過機能が低下している旨を報知させた後、燃料電池ケース２００内に所定量の空気を放出（充填）する（ステップＳ９０）。具体的には、制御回路４００は、コンプレッサ７０が駆動しているか否かを確認し、駆動していない場合には、コンプレッサ７０を駆動させる。そして、制御回路４００は、空気充填弁７５を所定時間開弁し、燃料電池ケース２００内部に所定量の空気を放出（充填）させる。その後、制御回路４００は、この気体透過膜異常検知処理を終了する。
【００７０】
なお、上記閾値Ｗｔｈ１、所定値Ｗ２、閾値Ｗｔｈ２、閾値Ｌｔｈ、閾値Ｓｔｈ、所定時間Ｔは、電気自動車ＨＲの具体的設計等により適宜決定される。
【００７１】
以上のように、本実施例の電気自動車ＨＲでは、気体透過膜異常検知処理において、制御回路４００は、燃料電池ケース２００内部の水素濃度Ｗ１に基づいて、気体透過膜２１０の気体透過機能が低下しているか否かを判断するようにしている。このようにすれば、気体透過膜２１０の気体透過機能が低下している場合に、そのことをユーザ（電気自動車ＨＲの運転者、または、電気自動車ＨＲの整備士等）に報知することができ、その結果、燃料電池ケース２００内部の水素濃度が高くなることを抑制することができる。
【００７２】
本実施例の電気自動車ＨＲでは、気体透過膜異常検知処理において、制御回路４００は、気体透過膜２１０の気体透過機能が低下している場合には、表示装置３００に、気体透過機能が低下している旨を報知させるようにしている。このようにすれば、気体透過膜２１０の気体透過機能が低下している場合に、素早くユーザに認知させることができ、その結果、燃料電池ケース２００内部の水素濃度が高くなることを抑制することができる。
【００７３】
本実施例の電気自動車ＨＲでは、気体透過膜異常検知処理において、制御回路４００は、燃料電池ケース２００内の水素濃度が所定値Ｗ２となるように制御し、水素濃度が所定値Ｗ２となってから、水素濃度Ｗ３を検出し、水素濃度Ｗ３に基づいて、気体透過膜２１０の気体透過機能が低下しているか否かを判断するようにしている（図３：ステップＳ３０〜Ｓ６０参照）。言い換えれば、制御回路４００は、燃料電池ケース２００内の水素濃度が所定値Ｗ２となるように制御し、水素濃度が所定値Ｗ２となってからの水素濃度の変化に基づいて、気体透過膜２１０の気体透過機能が低下しているか否かを判断するようにしている。このようにすれば、ユーザが意図するタイミングで、気体透過膜２１０における気体透過機能の低下の有無を判断することが可能となる。
【００７４】
本実施例の電気自動車ＨＲでは、気体透過膜異常検知処理において、制御回路４００は、燃料電池ケース２００内に所定量の空気を放出するようにしている。このようにすれば、燃料電池ケース２００内の圧力を高めて、気体透過膜２１０を透過する気体（空気）を増加させることができ、気体透過膜２１０に付着したゴミ（埃等）や水分等を除去することができる。その結果、気体透過膜２１０の気体透過機能の低下を抑制することができる。
【００７５】
本実施例の電気自動車ＨＲでは、気体透過膜異常検知処理において、制御回路４００は、電気自動車ＨＲの車速が閾値Ｖｔｈより小さい場合に、気体透過膜２１０の気体透過機能が低下したか否かを判断するようにしている。このようにすれば、電気自動車ＨＲの車速が閾値Ｖｔ以上の場合に、燃料電池ケース２００内部に水素を放出することを抑制することができる。
【００７６】
本実施例では、制御回路４００は、特許請求の範囲における燃料ガス検知部、判断部に該当し、表示装置３００は、特許請求の範囲における報知部に該当し、水素充填弁４５は、特許請求の範囲における燃料ガス充填部に該当し、空気充填弁７５は、特許請求の範囲における酸化ガス充填部に該当し、所定値Ｗ２は、特許請求の範囲における目標値に該当し、閾値Ｌｔｈは、特許請求の範囲における第１所定値に該当し、閾値Ｓｔｈは、特許請求の範囲における第２所定値に該当し、閾値Ｖｔｈは、特許請求の範囲における第３所定値に該当する。
【００７７】
Ｂ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。
【００７８】
Ｂ１．変形例１：
上記実施例の電気自動車ＨＲでは、気体透過膜異常検知処理において、制御回路４００は、水素濃度Ｗ３が閾値Ｗｔｈ２より小さいか否かで、気体透過膜２１０の気体透過機能が低下しているか否かを判断するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、制御回路４００は、燃料電池ケース２００内の水素濃度が所定値Ｗ２となるように制御後、燃料電池ケース２００内の水素濃度の降下速度に基づいて、気体透過膜２１０の気体透過機能が低下しているか否かを判断するようにしてもよい。この場合、例えば、制御回路４００は、降下速度が、閾値ΔＷｔｈ３よりも大きい場合には、気体透過膜２１０において気体透過機能が低下していないと判断し、降下速度が、閾値ΔＷｔｈ３以下の場合には、気体透過膜２１０において気体透過機能が低下していると判断する。このようにしても上記実施例の効果を奏することができる。
【００７９】
Ｂ２．変形例２：
上記実施例の電気自動車ＨＲでは、気体透過膜異常検知処理において、制御回路４００は、ステップＳ８０の処理で気体透過機能が低下している旨を報知させた後に、燃料電池ケース２００内に所定量の空気を放出（充填）するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、制御回路４００は、定期的に、燃料電池ケース２００内に所定量の空気を放出（充填）するようにしてもよい。このようにすれば、気体透過膜２１０に付着したゴミ（埃等）や水分等を定期的に除去することができ、気体透過膜２１０の気体透過機能の低下をより抑制することができる。
【００８０】
Ｂ３．変形例３：
上記実施例の燃料電池システム１０００は、電気自動車ＨＲに搭載されているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、燃料電池システム１０００は、定置式であってもよいし、所定の移動体（船舶、飛行機、電車、リニアモーターカ、ロボット、ロケット等）に搭載されていてもよい。このようにしても上記実施例の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施例としての電気自動車ＨＲの構成を示す図である。
【図２】上記実施例における燃料電池システム１０００の構成を示すブロック図である。
【図３】電気自動車ＨＲが行う気体透過膜異常検知処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１０…水素タンク
１５…水素インジェクタ
２０…調圧弁
２４…水素導入流路
２６…水素排出流路
２７…接続流路
２８…水素充填流路
２９…混合ガス排出流路
３０…気液分離器
３４…空気導入流路
３５…パージ弁
３６…空気排出流路
３８…空気充填流路
４０…水素循環ポンプ
４５…水素充填弁
５０…希釈器
５５…マフラー
６０…クリーナー
６５…フローメータ
７０…コンプレッサ
７５…空気充填弁
１００…燃料電池
２００…燃料電池ケース
２００Ａ…開口部
２１０…気体透過膜
２２０…水素濃度センサ
３００…表示装置
４００…制御回路
９１５…フロアパネル
９４０…搭乗者用シート
１０００…燃料電池システム
ＨＲ…電気自動車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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