(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池の劣化度合いに応じて、加熱手段による暖気終了温度を変更することの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１は、反応ガスの反応により発電する燃料電池１０と、燃料電池を通って冷媒が循環可能な冷媒循環経路３１と、冷媒循環経路に設けられ冷媒を加熱する燃焼ヒータ３６と、を備える。さらに、燃料電池の劣化度合いを検出する燃料電池劣化検出部と、燃料電池の劣化度合いに基づいて燃焼ヒータ３６の運転を終了させる加熱終了閾値を変更する加熱終了閾値変更部と、を備える。そして、燃料電池の劣化度合いが高いほど加熱終了閾値を変更することにより燃焼ヒータ３６を長期間運転する。【選択図】図１
2010135246.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、
前記燃料電池を通って冷媒が循環可能な冷媒循環経路と、
前記冷媒循環経路に設けられ冷媒を加熱する加熱手段と、
を備え、前記燃料電池の低温起動時に前記加熱手段により前記冷媒を加熱し当該燃料電池の暖機を行った後に当該燃料電池の発電を開始する燃料電池システムであって、
前記燃料電池の劣化度合いを検出する燃料電池劣化検出手段と、
前記燃料電池の劣化度合いに基づいて前記加熱手段の運転を終了させる加熱終了閾値を変更する加熱終了閾値変更手段と、
をさらに備え、前記燃料電池の劣化度合いが高いほど前記加熱終了閾値を変更することにより前記加熱手段を長期間運転す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、
前記燃料電池劣化検出手段は、前記燃料電池の総発電時間に基づいて劣化度合いを判定す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２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池劣化検出手段は、前記燃料電池の起動回数に基づいて劣化度合いを判定す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から３のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池劣化検出手段は、前記燃料電池の前回の発電時の性能に基づいて劣化度合いを判定することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
反応ガスの反応により発電する燃料電池と、前記燃料電池を通って冷媒が循環可能な冷媒循環経路と、前記冷媒循環経路に設けられ冷媒を加熱する加熱手段と、を備え、前記燃料電池の低温起動時に前記加熱手段により前記冷媒を加熱し当該燃料電池の暖機を行った後に当該燃料電池の発電を開始する燃料電池システムの制御方法であって、
前記燃料電池の劣化度合いを検出して、
前記燃料電池の劣化度合いに基づいて前記加熱手段の運転を終了させる加熱終了閾値を変更して、
前記燃料電池の劣化度合いが高いほど前記加熱手段を長期間運転す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、燃料電池システムおよびその制御方法に関する。詳しくは、燃料電池を低温起動する場合に加熱手段を用いて燃料電池を暖機する燃料電池システムおよびその制御方法に関する。
【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、反応ガス流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（陽極）およびカソード電極（陰極）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】
ところで、燃料電池における固体高分子電解質膜には温度特性が存在し、低温では固体高分子電解質膜のイオン導電性が著しく低下することが確認されている。そのため、例えば氷点下などの低温から燃料電池を起動する際には、適宜の加熱手段を用いて燃料電池を暖機することが必要である。
【０００６】
そこで、燃料電池を低温起動する際に、燃料電池を通って循環される冷媒を加熱手段により加熱することで暖機を開始し、燃料電池スタックがあらかじめ決められた所定温度になった時点で加熱手段による加熱を終了していた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２９４３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、燃料電池は使用環境、使用回数等により劣化を起こし発電性能が低下するため、劣化の度合いによっては、所定温度まで暖機したとしても充分な発電性能を確保できないおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、燃料電池の劣化度合いに応じて、加熱手段による暖気終了温度を変更することのできる燃料電池システムおよびその制御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】
【０００９】
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）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、前記燃料電池を通って冷媒が循環可能な冷媒循環経路（例えば、後述の冷媒循環経路３１）と、前記冷媒循環経路に設けられ冷媒を加熱する加熱手段（例えば、後述の燃焼ヒータ３６）と、を備え、前記燃料電池の低温起動時に前記加熱手段により前記冷媒を加熱し当該燃料電池の暖機を行った後に当該燃料電池の発電を開始する燃料電池システムであって、前記燃料電池の劣化度合いを検出する燃料電池劣化検出手段（例えば、後述の燃料電池劣化検出部４２）と、前記燃料電池の劣化度合いに基づいて前記加熱手段の運転を終了させる加熱終了閾値を変更する加熱終了閾値変更手段（例えば、後述の加熱終了閾値変更部４３）と、をさらに備え、前記燃料電池の劣化度合いが高いほど前記加熱終了閾値を変更することにより前記加熱手段を長期間運転することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、燃料電池が劣化していても、劣化していない場合よりも温度特性上発電性能が高い温度域から発電を開始させることにより、燃料電池の起動性能を確保することができる。また、性能が低い状態で無理やり電流を引いてしまうことによるさらなる劣化を防止することができ、そのため燃料電池の耐久性を向上させることができる。
【００１１】
この場合、前記燃料電池劣化検出手段は、前記燃料電池の総発電時間に基づいて劣化度合いを判定することが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、総発電時間が長くなると燃料電池の発電性能も膜劣化等により低下するため、燃料電池の劣化度合いを正確に把握することができる。
【００１３】
この場合、前記燃料電池劣化検出手段は、前記燃料電池の起動回数に基づいて劣化度合いを判定することが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、燃料電池は起動または停止を繰り返すことによっても劣化が促進されるため、燃料電池の劣化度合いを正確に把握することができる。
【００１５】
この場合、前記燃料電池劣化検出手段は、前記燃料電池の前回の発電時の性能に基づいて劣化度合いを判定することが好ましい。
【００１６】
この発明によれば、燃料電池が劣化していると通常発電時の性能も低下するため、前回の発電時の性能を検出することにより、燃料電池の劣化度合いを正確に把握することができる。
【００１７】
本発明の燃料電池システムの制御方法は、反応ガスの反応により発電する燃料電池と、前記燃料電池を通って冷媒が循環可能な冷媒循環経路と、前記冷媒循環経路に設けられ冷媒を加熱する加熱手段と、を備え、前記燃料電池の低温起動時に前記加熱手段により前記冷媒を加熱し当該燃料電池の暖機を行った後に当該燃料電池の発電を開始する燃料電池システムの制御方法であって、前記燃料電池の劣化度合いを検出して、前記燃料電池の劣化度合いに基づいて前記加熱手段の運転を終了させる加熱終了閾値を変更して、前記燃料電池の劣化度合いが高いほど前記加熱手段を長期間運転することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、上述の効果と同様の効果がある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、燃料電池が劣化していても、劣化していない場合よりも温度特性上発電性能が高い温度域から発電を開始させることにより、燃料電池の起動性能を確保することができる。また、性能が低い状態で無理やり電流を引いてしまうことによるさらなる劣化を防止することができ、そのため燃料電池の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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、燃料電池１０を冷却する冷却装置３０と、これらを制御する制御装置４０と、記憶装置５０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。
【００２１】
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（陽極）およびカソード電極（陰極）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。
【００２２】
このような燃料電池１０は、アノード電極（陽極）側に水素ガスが供給され、カソード電極（陰極）側に酸素を含むエアが供給されると、電気化学反応により発電する。
燃料電池１０には、燃料電池で発電した電流値および電圧値を検出する電流センサ１０１および電圧センサ１０２が設けられる。
【００２３】
供給装置２０は、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２１と、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２５と、を備える。
【００２４】
水素タンク２１は、水素供給路２２を介して、燃料電池１０のアノード電極（陽極）側に水素ガスを供給する。水素供給路２２には、水素タンク２１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。
水素供給路２２には、水素タンク２１から燃料電池１０への水素ガスの供給を遮断可能な開閉弁２２１が設けられる。また、水素供給路２２には、開閉弁２２１の上流側から分岐した水素分岐路２３が設けられる。水素分岐路２３の先端側は、後述する燃焼ヒータ３６に接続される。水素分岐路２３には、水素分岐路２３を開閉する開閉弁２３１が設けられる。
【００２５】
エアコンプレッサ２５は、エア供給路２６を介して、燃料電池１０のカソード電極（陰極）側にエアを供給する。エア供給路２６には、エアコンプレッサ２５から燃料電池１０へのエアの供給を遮断可能な開閉弁２６１が設けられる。また、エア供給路２６には、開閉弁２６１の上流側から分岐したエア分岐路２７が設けられる。エア分岐路２７の先端側は、後述する燃焼ヒータ３６に接続される。エア分岐路２７には、エア分岐路２７を開閉する開閉弁２７１が設けられる。
【００２６】
冷却装置３０は、燃料電池１０を通って冷媒としての冷却水が循環可能な冷媒循環経路３１と、冷媒循環経路３１に設けられ冷却水を循環させる冷却水循環ポンプ３３と、冷媒循環経路３１に設けられ冷却水と外気との熱交換を行うラジエタ３４と、冷媒循環経路３１に設けられ冷却水を加熱する加熱手段としての燃焼ヒータ３６と、を備える。
【００２７】
冷媒循環経路３１は、冷却水が冷却水循環ポンプ３３からラジエタ３４を通りさらに燃料電池１０を通って循環可能なメイン経路３２と、ラジエタ３４の上流側でメイン経路３２から分岐されてラジエタ３４の下流側でメイン経路３２に合流する第１バイパス経路３５と、ラジエタ３４の上流側でメイン経路３２から分岐されてラジエタ３４の下流側でメイン経路３２に合流する第２バイパス経路３７と、を備える。
【００２８】
冷媒循環経路３１のメイン経路３２には、燃料電池１０の出口側における冷却水温度を検出する温度センサ３２１が設けられる。冷媒循環経路３１の第１バイパス経路３５には、燃焼ヒータ３６が設けられる。
【００２９】
燃焼ヒータ３６は、水素タンク２１から水素分岐路２３を通って供給される水素ガスおよび、エアコンプレッサ２５からエア分岐路２７を通って供給されるエアの燃焼反応によって発熱する。この熱を、第１バイパス経路３５を通る冷却水に熱交換により与えることで、冷却水の温度を上昇させて、燃料電池１０を暖機する。
【００３０】
ラジエタ３４の上流側で第１バイパス経路３５および第２バイパス経路３７の分岐点の下流側におけるメイン経路３２には、ラジエタ３４の上流側経路を開閉する開閉弁３２２が設けられる。燃焼ヒータ３６の上流側における第１バイパス経路３５には、燃焼ヒータ３６の上流側経路を開閉する開閉弁３５１が設けられる。第２バイパス経路３７には、第２バイパス経路３７を開閉する開閉弁３７１が設けられる。
【００３１】
図２は、制御装置４０の構成を示すブロック図である。
制御装置４０は、供給装置２０を駆動して燃料電池１０を発電させるほか、冷却装置３０を駆動して燃料電池１０を冷却する。また、制御装置４０は、供給装置２０を駆動して燃焼ヒータ３６を発熱させる。
【００３２】
制御装置４０は、加熱要否判定手段としての加熱要否判定部４１と、燃料電池劣化検出手段としての燃料電池劣化検出部４２と、加熱終了閾値変更手段としての加熱終了閾値変更部４３と、を備える。
【００３３】
加熱要否判定部４１は、温度センサ３２１で検出した燃料電池１０の出口側における冷却水温度を、記憶装置５０にあらかじめ記憶されている低温起動時の所定温度と比較する。そして、冷却水の温度が低温起動時の所定温度以下であれば、加熱手段による加熱が必要と判定する。
【００３４】
燃料電池劣化検出部４２は、燃料電池１０の劣化度合いを検出する。具体的には、例えば、記憶装置５０に記憶されている燃料電池１０の総発電時間に基づいて劣化度合いを検出する。
【００３５】
加熱終了閾値変更部４３は、燃料電池１０を暖機するために燃焼ヒータ３６を起動後、燃焼ヒータ３６による加熱を終了させる時点の閾値を変更する。具体的には、図３に示すように、横軸に燃料電池の総発電時間を取り、縦軸に暖機終了温度閾値を取ったグラフに基づく燃料電池劣化テーブルが作成されて、記憶装置５０にあらかじめ記憶されている。図３に示す燃料電池劣化テーブルにおいて、例えば、燃料電池の総発電時間がｔの場合、暖機終了温度閾値はＴとなる。加熱終了閾値変更部４３は、記憶装置５０に記憶されているこの燃料電池劣化テーブルに基づいて、その時点までの燃料電池１０の総発電時間に対応する暖機終了温度閾値を抽出し、この暖機終了温度閾値を燃焼ヒータ３６による加熱を終了させる加熱終了閾値として設定する。
【００３６】
制御装置４０は、以下の手順で燃料電池１０を暖機させる。
すなわち、開閉弁３２２，３７１を閉状態とし、開閉弁３５１を開状態とする。また、開閉弁２２１，２６１を閉状態とし、開閉弁２３１，２７１を開状態とする。この状態で、冷却水循環ポンプ３３を駆動させるとともに、水素タンク２１から水素ガスを供給し、エアコンプレッサ２５からエアを供給する。
【００３７】
これにより、冷媒循環経路３１内の冷却水は、冷却水循環ポンプ３３から開閉弁３５１を通って第１バイパス経路３５を流れ、さらに燃料電池１０を流れて冷却水循環ポンプ３３に至る閉回路を循環する。また、水素タンク２１から水素ガスが開閉弁２３１を通って燃焼ヒータ３６に供給されるとともに、エアコンプレッサ２５からエアが開閉弁２７１を通って燃焼ヒータ３６に供給される。そのため、燃焼ヒータ３６は運転を開始して発熱する。燃焼ヒータ３６に供給された水素ガスおよびエアは、発熱に供された後、排気される。
燃焼ヒータ３６の熱と、第１バイパス経路３５を流れる冷却水とが熱交換して冷却水は加熱され、温度が上昇する。この冷却水が燃料電池１０を循環することで、燃料電池１０は暖機される。燃料電池１０の出口側における冷却水温度は、温度センサ３２１によって常時監視され、温度センサ３２１により検出された冷却水の温度は制御装置４０に入力される。
【００３８】
制御装置４０は、燃料電池１０の暖機終了後、以下の手順で燃料電池１０を発電させる。
すなわち、開閉弁３５１を閉状態に切り替え、開閉弁３２２，３７１を開状態に切り替える。また、開閉弁２３１，２７１を閉状態に切り替え、開閉弁２２１，２６１を開状態に切り替える。開閉弁２３１，２７１が閉状態に切り替えられることにより、水素タンク２１から燃焼ヒータ３６への水素の供給が停止されるとともに、エアコンプレッサ２５から燃焼ヒータ３６へのエアの供給も停止される。そのため、燃焼ヒータ３６が運転を終了して発熱しなくなる。
【００３９】
一方、開閉弁２２１，２６１が開状態に切り替えられることにより、水素タンク２１から水素ガスが開閉弁２２１を通って燃料電池１０のアノード電極側に供給されるとともに、エアコンプレッサ２５からエアが開閉弁２６１を通って燃料電池１０のカソード電極側に供給される。これにより、燃料電池１０は運転を開始して発電する。燃料電池１０に供給された水素ガスおよびエアは、発電に供された後、排気される。
【００４０】
冷媒循環経路３１内の冷却水は、冷却水循環ポンプ３３から開閉弁３２２を通ってラジエタ３４を流れるとともに、開閉弁３７１を通って第２バイパス経路３７を流れ、さらに燃料電池１０を流れて冷却水循環ポンプ３３に至る閉回路を循環する。
この場合、冷媒循環経路３１内の冷却水の温度が、冷却を必要とするほど高温になっていない場合は、開閉弁３７１の開度を大きく開くとともに、開閉弁３２２の開度を小さく絞るかまたは閉じることで、ラジエタ３４による放熱効果を最少限に抑えるかまたは停止させながら燃料電池１０の発電を行わせることができる。
また、冷媒循環経路３１内の冷却水の温度が、冷却を必要とする温度に上昇した場合は、開閉弁３７１の開度を小さく絞るかまたは閉じるとともに、開閉弁３２２の開度を大きく開くことで、ラジエタ３４による放熱効果を最大にして燃料電池１０の発電を行わせることができる。
【００４１】
燃料電池１０の発電中、冷媒循環経路３１内の冷却水は、ラジエタ３４および燃料電池１０を交互に流れる。そのため冷却水は、ラジエタ３４を流れるとき外気と熱交換されることで放熱して温度が下がり、また、燃料電池１０を流れるとき燃料電池１０から吸熱して温度が上がる。これにより、発電にともなって温度上昇する燃料電池１０を、冷却水が効率よく冷却する。
【００４２】
図４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。
まず、ステップＳ１では、加熱要否判定部４１により加熱手段が必要か否かを判定する。すなわち、起動時の温度が低温起動時の所定温度以下であれば、加熱要否判定部４１が、燃焼ヒータ３６による加熱が必要と判定する。具体的には、温度センサ３２１から記憶装置５０に入力される燃料電池１０の出口における冷却水温度と、記憶装置５０に記憶されている低温起動時の所定温度との比較に基づいて、加熱要否判定部４１が、燃焼ヒータ３６による加熱が必要か否かを判定する。
この判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ２に移り、ＮＯの場合は、ステップＳ７に移る。
【００４３】
ステップＳ２では、燃料電池劣化検出部４２により燃料電池劣化度合いを検出する。すなわち、燃料電池劣化検出部４２が、燃料電池１０の劣化度合いを検出する。具体的には、記憶装置５０に記憶されている燃料電池１０の総発電時間に基づいて、燃料電池１０の劣化度合いを検出する。
【００４４】
ステップＳ３では、加熱終了閾値変更部４３により燃料電池劣化テーブルより加熱終了閾値を設定する。すなわち、加熱終了閾値変更部４３が、燃焼ヒータ３６による加熱を終了させる燃料電池１０の温度閾値を設定する。具体的には、記憶装置５０に記憶されている燃料電池劣化テーブルに基づいて、燃焼ヒータ３６による加熱を終了させる燃料電池１０の出口における冷却水温度の閾値を設定する。
【００４５】
ステップＳ４では、加熱手段の運転を開始する。すなわち、燃焼ヒータ３６による加熱を開始する。
【００４６】
ステップＳ５では、燃料電池温度が閾値以上であるか否かを判定する。すなわち、温度センサ３２１から入力される燃料電池１０の出口における冷却水温度を監視して、この出口における冷却水温度が、ステップＳ３で設定された温度閾値以上になるまで、ステップＳ５の判定を繰り返す。
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Ｓ５に戻る。
【００４７】
ステップＳ６では、加熱手段の運転を終了する。すなわち、燃焼ヒータ３６による加熱を終了する。
【００４８】
ステップＳ７では、燃料電池の運転を開始する。すなわち、燃料電池１０が運転を開始して発電を始める。
【００４９】
ステップＳ８では、イグニッションスイッチがオフにされたか否かを判定する。イグニッションスイッチがオフにされるまでこの判定を続行して、オフにされたら処理を終了する。すなわち、この判定がＮＯの場合は、ステップＳ８に戻り、ＹＥＳの場合は、処理を終了する。
【００５０】
図５は、上記実施形態に係る燃料電池システム１の暖機運転と、従来の燃料電池システムの暖機運転とを比較するタイミングチャートである。
【００５１】
時刻ｔ１でイグニッションスイッチがオンされると、時刻ｔ２で燃焼ヒータが運転を開始する。すると、時刻ｔ３で、燃料電池の出口水温があらかじめ決められた所定温度Ｔ１に達する。
ここで、従来の燃料電池システムでは、図５中破線で示すように、燃料電池の劣化の度合いにかかわらず、燃料電池の出口水温があらかじめ決められた所定温度Ｔ１に達した時刻ｔ３で、燃焼ヒータの運転を停止させるとともに、燃料電池の発電を開始させていた。
よって、燃料電池が劣化している場合には、発電性能が大きく低下し発電も安定しないなど起動性能を低下させるおそれがある。
【００５２】
これに対し、上記実施形態に係る燃料電池システム１では、図５中実線で示すように、燃料電池１０の出口水温があらかじめ決められた所定温度Ｔ１に到達しても、燃料電池が劣化している場合には、運転を継続し、時刻ｔ４で燃料電池１０の出口水温が目標温度Ｔ２に到達すると、燃焼ヒータ３６の運転を停止させるとともに、燃料電池１０の発電を開始させる。
よって、燃料電池が劣化している場合には、所定温度Ｔ１より高い温度Ｔ２で燃料電池１０の発電を開始するため、起動性能を確保することができて、良好で安定した発電性能を発揮することができる。
【００５３】
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の劣化度合いに応じて、燃料電池１０の発電を開始させるのに先立って燃料電池１０を暖機することができる。そのため、燃料電池１０が劣化していても、劣化していない場合よりも温度特性上発電性能が高い温度域から発電を開始させることができ、これにより、燃料電池１０の起動性能を確保することができる。
【００５４】
（２）燃料電池１０が劣化して、性能が低い状態で無理やり電流を引いてしまうことによるさらなる劣化を防止することができ、そのため燃料電池１０の耐久性を向上させることができる。
【００５５】
（３）燃料電池劣化検出部４２は、燃料電池１０の総発電時間に基づいて劣化度合いを検出する。総発電時間が長くなると燃料電池の発電性能も膜劣化等により低下するため、燃料電池１０の劣化度合いを正確に把握することができる。
【００５６】
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。
例えば、本実施形態では、加熱手段としての燃焼ヒータ３６を用いたが、これに限らない。すなわち、適宜の電気ヒータを加熱手段として用いることも可能である。
【００５７】
また、本実施形態では、燃料電池劣化検出部４２は、記憶装置５０に記憶されている燃料電池１０の総発電時間に基づいて劣化度合いを検出したが、これに限らない。すなわち、例えば、記憶装置５０に記憶されている燃料電池１０の起動回数に基づいて劣化度合いを検出することも可能である。このようにしても、燃料電池は起動または停止を繰り返すことによっても劣化が促進されるため、燃料電池１０の劣化度合いを正確に把握することができる。
【００５８】
また、例えば、記憶装置５０に記憶されている燃料電池１０の氷点下での発電回数や、高負荷での発電積算時間などに基づいて、燃料電池１０の劣化度合いを推定することも可能である。
【００５９】
さらに、例えば、記憶装置５０に記憶されている燃料電池１０の前回の発電時における発電性能に基づいて、劣化度合いを推定することも可能である。このようにしても、燃料電池が劣化していると通常発電時の性能も低下するため、前回の発電時の性能を検出することにより、燃料電池１０の劣化度合いを正確に把握することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、加熱終了閾値変更部４３が用いる燃料電池劣化テーブルは、横軸に燃料電池の総発電時間を取り、縦軸に暖機終了温度閾値を取ったグラフに基づいて作成されたが、これに限らない。すなわち、例えば、横軸に燃料電池の起動回数を取り、縦軸に暖機終了温度閾値を取ったグラフに基づいて、燃料電池劣化テーブルを作成することも可能である。
【００６１】
また、例えば、横軸に燃料電池の氷点下での発電回数や、高負荷での発電積算時間などを取り、縦軸に暖機終了温度閾値を取ったグラフに基づいて、燃料電池劣化テーブル作成することも可能である。
【００６２】
さらに、本実施形態では、加熱終了閾値変更部４３により、燃焼ヒータ３６による加熱を終了させる燃料電池１０の温度閾値として設定するが、これに限らない。すなわち、例えば、燃焼ヒータ３６による加熱を行う運転時間を閾値として設定することも可能である。
この場合、図４に示すフローチャートのステップＳ５の表記を、「加熱運転時間≧閾値」と変更すればよい。この場合は、制御装置４０に設けられるタイマ４４によって燃焼ヒータ３６による加熱運転時間を監視して、この加熱運転時間が、ステップＳ３で設定された時間閾値以上になるまで、ステップＳ５の判定を繰り返すことになる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池システム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制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記実施形態に係る燃料電池システムにおける燃料電池劣化テーブルに用いる燃料電池総発電時間と暖機終了温度閾値との相関の一例を示す図である。
【図４】上記実施形態に係る燃料電池システムにおける制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】上記実施形態に係る燃料電池システムの暖機運転と従来の燃料電池システムの暖機運転とを比較するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１…燃料電池システム
１０…燃料電池
２０…供給装置
２１…水素タンク
２２…水素供給路
２３…水素分岐路
２５…エアコンプレッサ
２６…エア供給路
２７…エア分岐路
３０…冷却装置
３１…冷媒循環経路
３２…メイン経路
３３…冷却水循環ポンプ
３４…ラジエタ
３５…第１バイパス経路
３６…燃焼ヒータ（加熱手段）
３７…第２バイパス経路
４０…制御装置
４１…加熱要否判定部（加熱要否判定手段）
４２…燃料電池劣化検出部（燃料電池劣化検出手段）
４３…加熱終了閾値変更部（加熱終了閾値変更手段）
５０…記憶装置
３２１…温度センサ
【図１】
2010135246.tif 000003
【図２】
2010135246.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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