(57)【要約】  燃料電池システムの発電効率を向上させる。燃料電池２およびＦＣコンバータ３は、相互に熱が伝導するように一体化して組付けられ、同一筐体内に納められている。制御部８は、燃料電池２の温度が燃料電池２の出力に応じた許容温度範囲の下限値よりも低い場合に、ＦＣコンバータ３に含まれる昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをソフトスイッチングモードからハードスイッチングモードに切り替える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスおよび酸化ガスの供給を受けて当該燃料ガスおよび酸化ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池からの電力を消費する電力消費装置と、
前記燃料電池と熱伝導可能に構成され、前記燃料電池の出力電圧を昇圧して前記電力消費装置に供給する電圧変換部と、
前記燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲の下限値よりも低い場合に、前記電圧変換部に含まれる昇圧用スイッチング素子のスイッチングモードをハードスイッチングモードにする制御手段と、を備え、
前記スイッチングモードには、ソフトスイッチングモードとハードスイッチングモードとが含まれることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御手段は、低温起動時に、前記スイッチングモードをハードスイッチングモードにすることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記スイッチングモードがハードスイッチングモードであり、かつ、上昇している前記燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲内に到達する前に、前記スイッチングモードをハードスイッチングモードからソフトスイッチングモードに切り換えることを特徴とする請求項１または２燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲内であって、前記スイッチングモードがソフトスイッチングモードであるときに、前記燃料電池の温度が所定の上限低下率を超えて低下している場合に、前記スイッチングモードをソフトスイッチングモードからハードスイッチングモードに切り換えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池と前記電圧変換部とを一体化して組付けることで、前記燃料電池と前記電圧変換部との熱伝導を可能にすることを特徴とする請求項１〜４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】
下記特許文献１には、燃料電池と電圧変換部であるＤＣ−ＤＣコンバータとを一体化させた燃料電池システムが開示されている。この燃料電池システムでは、燃料電池とＤＣ−ＤＣコンバータとを一体化することで、燃料電池の各単セルの状態を監視し易くし、監視している各単セルの状態に応じて発電電流を制御している。また、ＤＣ−ＤＣコンバータに含まれる昇圧用スイッチと燃料電池との間にプリント回路基板を配置することで、昇圧用スイッチのオン抵抗が燃料電池の熱によって増加してしまうことを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０７５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池システムでは、効率的な運転を実現するために、燃料電池の温度変動をできる限り抑えることが要求されている。しかしながら、例えば、外気等の影響を受けて燃料電池の温度が低下してしまうことがある。このような場合には、燃料電池内で結露が発生する等して発電効率が低下するおそれがある。【０００５】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、発電効率を向上させ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】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る燃料電池システムは、燃料ガスおよび酸化ガスの供給を受けて当該燃料ガスおよび酸化ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、燃料電池からの電力を消費する電力消費装置と、燃料電池と熱伝導可能に構成され、燃料電池の出力電圧を昇圧して電力消費装置に供給する電圧変換部と、燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲の下限値よりも低い場合に、電圧変換部に含まれる昇圧用スイッチング素子のスイッチングモードをハードスイッチングモードにする制御手段と、を備え、上記スイッチングモードには、ソフトスイッチングモードとハードスイッチングモードとが含まれることを特徴とする。【０００７】
この発明によれば、燃料電池の温度が燃料電池の出力に応じた許容温度よりも低い場合には、昇圧用スイッチング素子のスイッチングモードをハードスイッチングモードにすることができるため、昇圧用スイッチング素子で発生する熱を利用して燃料電池を温めることが可能となる。【０００８】
上記燃料電池システムにおいて、上記制御手段は、低温起動時に、スイッチングモードをハードスイッチングモードにすることとしてもよい。【０００９】
このようにすることで、低温起動時に、昇圧用スイッチング素子で発生する熱を利用して燃料電池を温めることが可能となる。【００１０】
上記燃料電池システムにおいて、上記制御手段は、スイッチングモードがハードスイッチングモードであり、かつ、上昇している燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲内に到達する前に、スイッチングモードをハードスイッチングモードからソフトスイッチングモードに切り換えることとしてもよい。【００１１】
このようにすることで、燃料電池の温度が上昇し過ぎてオーバーシュートしてしまうことを防止することが可能となる。【００１２】
上記燃料電池システムにおいて、上記制御手段は、燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲内であって、スイッチングモードがソフトスイッチングモードであるときに、燃料電池の温度が所定の上限低下率を超えて低下している場合に、スイッチングモードをソフトスイッチングモードからハードスイッチングモードに切り換えることとしてもよい。【００１３】
このようにすることで、燃料電池の温度が低下し過ぎることを防止することが可能となる。【００１４】
上記燃料電池システムにおいて、上記前記燃料電池と前記電圧変換部とを一体化して組付けることで、前記燃料電池と前記電圧変換部との熱伝導を可能にすることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態における燃料電池システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】実施形態におけるスイッチングモード制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図３】変形例における起動時用のスイッチングモード制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る燃料電池システムの好適な実施形態について説明する。実施形態では、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両（ＦＣＨＶ；Fuel Cell Hybrid Vehicle）の車載発電システムとして用いた場合について説明する。なお、本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池車両以外の各種移動体（ロボット、船舶、航空機等）にも適用することができ、さらに、建物（住宅、ビル等）用の発電設備として用いられる定置用発電システムにも適用することができる。
【００１８】
まず、図１を参照して、実施形態における燃料電池システムの構成について説明する。図１は、実施形態における燃料電池システムを模式的に示した図である。
【００１９】
同図に示すように、燃料電池システム１は、反応ガスである酸化ガスと燃料ガスの電気化学反応により電力を発生する燃料電池２と、燃料電池用のＤＣ／ＤＣコンバータであるＦＣコンバータ３（電圧変換部）と、二次電池としてのバッテリ４と、バッテリ用のＤＣ／ＤＣコンバータであるＢａｔコンバータ５と、負荷としてのトラクションインバータ６、トラクションモータ７（電力消費装置）と、システム全体を統括制御する制御部８（制御手段）とを有する。燃料電池２およびＦＣコンバータ３は、相互に熱が伝導するように一体化して組付けられ、同一筐体内に納められている。なお、燃料電池２とＦＣコンバータ３とは、必ずしも同一筐体内に納める必要はない。例えば、燃料電池２とＦＣコンバータ３とを別筐体に納め、両筐体間で熱交換できる仕組みを設けて結合することとしてもよい。
【００２０】
燃料電池２は、例えば、高分子電解質型燃料電池であり、多数の単セルを積層したスタック構造となっている。単セルは、イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面に空気極を有し、他方の面に燃料極を有し、さらに空気極および燃料極を両側から挟み込むように一対のセパレータを有する構造となっている。この場合、一方のセパレータの水素ガス通路に水素ガスが供給され、他方のセパレータの酸化ガス通路に酸化ガスが供給され、これらの反応ガスが化学反応することで電力が発生する。
【００２１】
ＦＣコンバータ３は、直流の電圧変換器であり、燃料電池２から出力された直流電圧を昇圧してトラクションインバータ６およびトラクションモータ７に出力する機能を有する。ＦＣコンバータ３によって燃料電池２の出力電圧が制御される。
【００２２】
ＦＣコンバータ３は、例えば、燃料電池２から入力された直流電圧を平滑化する平滑用コンデンサＣ１と、直流電圧を昇圧するための昇圧用コイルＬ１および昇圧用スイッチＳ１（昇圧用スイッチング素子）と、共振回路を構成する共振用コンデンサＣ２および共振用コイルＬ２と、共振回路をＯＮ／ＯＦＦする共振用スイッチＳ２と、ＦＣコンバータ３の出力電圧を平滑化する平滑用コンデンサＣ３と、を含んで構成される。本実施形態では、共振回路を設けることで昇圧用スイッチＳ１のソフトスイッチングを実現している。ソフトスイッチングの詳細については後述する。
【００２３】
バッテリ４は、バッテリセルが積層されて一定の高電圧を端子電圧とし、図示しないバッテリコンピュータの制御によって燃料電池２の余剰電力を充電したり補助的に電力を供給したりすることが可能になっている。Ｂａｔコンバータ５は、直流の電圧変換器であり、バッテリ４から出力された直流電圧を調整（昇圧）してトラクションインバータ６およびトラクションモータ７に出力する機能と、燃料電池２またはトラクションモータ７から出力された直流電圧を調整（降圧）してバッテリ４に出力する機能と、を有する。このようなＢａｔコンバータ５の機能により、バッテリ４の充放電が実現される。
【００２４】
トラクションインバータ６は、直流電流を三相交流に変換し、トラクションモータ７に供給する。トラクションモータ７は、例えば三相交流モータであり、燃料電池システム１が搭載される燃料電池車両の主動力源を構成する。
【００２５】
制御部８は、燃料電池車両に設けられた加速操作部材（例えば、アクセル）の操作量を検出し、加速要求値（例えば、トラクションモータ７等の電力消費装置からの要求発電量）等の制御情報を受けて、システム内の各種機器の動作を制御する。なお、電力消費装置には、トラクションモータ７の他に、例えば、燃料電池２を作動させるために必要な補機装置（例えばコンプレッサや水素ポンプのモータ等）、車両の走行に関与する各種装置（変速機、車輪制御装置、操舵装置、懸架装置等）で使用されるアクチュエータ、乗員空間の空調装置（エアコン）、照明、オーディオ等が含まれる。
【００２６】
制御部８は、物理的には、例えば、ＣＰＵと、メモリと、入出力インターフェースとを有する。メモリは、ＣＰＵで処理される制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭと、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるＲＡＭとを有する。これらの要素は、互いにバスを介して接続されている。入出力インターフェースには、電圧センサ等の各種センサが接続されているとともに、トラクションモータ７等を駆動させるための各種ドライバが接続されている。
【００２７】
ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、入出力インターフェースを介して各種センサでの検出結果を受信し、ＲＡＭ内の各種データ等を用いて処理することで、燃料電池システム１における各種制御処理を実行する。また、ＣＰＵは、入出力インターフェースを介して各種ドライバに制御信号を出力することにより、燃料電池システム１全体を制御する。
【００２８】
制御部８は、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードを設定し、設定したスイッチングモードにしたがって、昇圧用スイッチＳ１のスイッチング制御を行う。昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードには、ハードスイッチングモードとソフトスイッチングモードとがある。ハードスイッチングモードとは、電圧や電流の値にかかわらず、制御指示にしたがって昇圧用スイッチＳ１をオン／オフさせるモードである。ソフトスイッチングモードとは、スイッチ端子間の電位差を０にして端子間に電流が流れないようにしてから昇圧用スイッチＳ１をオン／オフさせるモードである。
【００２９】
以下に、ソフトスイッチングモード時に、制御部８によって行われるソフトスイッチングの手順について説明する。本実施形態におけるソフトスイッチングは、昇圧用スイッチＳ１のオン／オフ時に発生するスイッチング損失を解消するために行われるものである。
【００３０】
まず、昇圧用スイッチＳ１をオンからオフに切り換える場合、昇圧用スイッチＳ１をオンからオフに徐々に切り換える（手順１）。これにより、昇圧用スイッチＳ１に流れる電流が減少し、ダイオードＤ３および共振用コンデンサＣ２側に電流が集中することになる。
【００３１】
その後、昇圧用スイッチＳ１に流れる電流が０になった後に、昇圧用スイッチＳ１をオンからオフに完全に切り換える（手順２）。これにより、昇圧用スイッチＳ１に電流が流れていないときに昇圧用スイッチＳ１をオフにすることができるため、スイッチング損失を０にすることができる。
【００３２】
一方、電流が共振用コンデンサＣ２に流れ込むことによって、共振用コンデンサＣ２には電荷が蓄積されていくことになる。
【００３３】
続いて、共振用コンデンサＣ２に蓄積された電荷を放出するために、共振用スイッチＳ２をオフからオンに切り換える（手順３）。これにより、共振用コンデンサＣ２から共振用コイルＬ２およびダイオードＤ２を介して平滑用コンデンサＣ１に電流が流れ込み、平滑用コンデンサＣ１に電荷が蓄積されていくことになる。つまり、共振回路から平滑用コンデンサＣ１に電流が流れ込み、平滑用コンデンサＣ１に電荷が蓄積されていくことになる。
【００３４】
その後、共振用コンデンサＣ２から全ての電荷が放出され、共振用コンデンサＣ２の電圧が０になると、ダイオードＤ３および共振用コンデンサＣ２からなる直列回路の両端の電位差も０となり、昇圧用スイッチＳ１の両端の電位差も０になる。
【００３５】
昇圧用スイッチＳ１の両端の電位差が０になった後に、昇圧用スイッチＳ１をオフからオンに切り換える（手順４）。これにより、昇圧用スイッチＳ１に電流が流れないときに昇圧用スイッチＳ１をオンにすることができるため、スイッチング損失を０にすることができる。
【００３６】
制御部８は、例えば、以下の（１）、（２）の各条件がそれぞれ成立する場合に、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをハードスイッチングモードに設定する。すなわち、スイッチングモードをソフトスイッチングモードからハードスイッチングモードに切り替える。
【００３７】
（１）燃料電池２の温度が燃料電池２の出力に応じた許容温度範囲の下限値よりも低い場合。燃料電池２の温度としては、例えば、燃料電池２の温度を測定する温度センサの検出値や、燃料電池２を冷却する冷却水の温度を測定する温度センサの検出値を用いることができる。燃料電池２の出力に応じた許容温度範囲は、例えば、燃料電池２の出力ごとに、その出力に応じた性能を発揮していると判定可能な燃料電池２の温度として取り得る値の範囲を、実験等で求めることによって得られる。得られた許容温度範囲は、燃料電池２の出力に対応付けてマップに記憶させ、メモリに格納される。
【００３８】
（２）燃料電池２の温度が燃料電池２の出力に応じた許容温度範囲内であり、かつ、燃料電池２の温度が所定の上限低下率を超えて低下している場合。所定の上限低下率としては、例えば、燃料電池２の温度が現時点の低下率で低下し続けたとしても上記許容温度範囲の下限値に到達したときにハードスイッチングモードに切り替えれば、発電効率を低下させることなく運転を継続することが可能な低下率の上限値を設定することができる。
【００３９】
制御部８は、燃料電池２の温度が燃料電池２の出力に応じた許容温度範囲内であり、かつ、上記（２）に該当しない場合に、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをソフトスイッチングモードに設定する。すなわち、スイッチングモードをハードスイッチングモードからソフトスイッチングモードに切り替える。なお、制御部８は、燃料電池２の温度が燃料電池２の出力に応じた許容温度範囲よりも高い場合には、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをソフトスイッチングモードに設定する。
【００４０】
次に、図２に示すフローチャートを用いて、本実施形態におけるスイッチングモード制御処理について説明する。このスイッチングモード制御処理は、例えば、イグニッションキーがＯＮされてから、運転が停止するまで繰り返し行われる。
【００４１】
最初に、制御部８は、燃料電池２の温度が、燃料電池２の出力に応じた許容温度範囲の下限値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１０１）。この判定がＹＥＳである場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）に、制御部８は、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをハードスイッチングモードに設定する（ステップＳ１０４）。
【００４２】
一方、上記ステップＳ１０１の判定で燃料電池２の温度が、燃料電池２の出力に応じた許容温度範囲の下限温度以上であると判定された場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）に、制御部８は、燃料電池２の温度の低下率が上限低下率を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。この判定がＹＥＳである場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）に、制御部８は、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをハードスイッチングモードに設定する（ステップＳ１０４）。
【００４３】
一方、上記ステップＳ１０２の判定で燃料電池２の温度の低下率が上限低下率以下であると判定された場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）に、制御部８は、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをソフトスイッチングモードにする（ステップＳ１０３）。
【００４４】
上述してきたように、本実施形態における燃料電池システム１によれば、燃料電池２の温度が燃料電池２の出力に応じた許容温度よりも低い場合には、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをハードスイッチングモードにすることができるため、昇圧用スイッチＳ１で発生する熱を利用して燃料電池２を温めることが可能となる。それゆえに、燃料電池システム１の発電効率を向上させることが可能となる。
【００４５】
また、燃料電池２の温度が燃料電池２の出力に応じた許容温度に達した場合には、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをソフトスイッチングモードにすることができるため、昇圧用スイッチＳ１のオン／オフ時に発生するスイッチング損失を解消することができる。
【００４６】
また、燃料電池の温度が燃料電池２の出力に応じた許容温度の範囲内であって、スイッチングモードがソフトスイッチングモードであるときに、燃料電池２の温度が所定の上限低下率を超えて低下している場合に、スイッチングモードをソフトスイッチングモードからハードスイッチングモードに切り換えることができるため、燃料電池２の温度が低下し過ぎることを防止することが可能となる。
【００４７】
なお、上述した実施形態では、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモード制御処理を燃料電池システムの運転中に繰り返し行っているが、これに限定されない。例えば、燃料電池システムの起動時に、後述する起動時用のスイッチングモード制御処理を行うこととしてもよい。この起動時用のスイッチングモード制御処理は、実施形態におけるスイッチングモード制御処理と併せて行うこととしてもよいし、この起動時用のスイッチングモード制御処理のみを行うこととしてもよい。
【００４８】
図３に示すフローチャートを用いて、本変形例にける起動時用のスイッチングモード制御処理について説明する。この起動時用スイッチングモード制御処理は、例えば、イグニッションキーがＯＮされたときに１回実行される。
【００４９】
最初に、制御部８は、暖機が必要であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。暖機が必要であるか否かは、例えば、暖機を行わなければ燃料電池の生成水が凍結するほど外気温が低いか否かにより判定することができる。この判定がＮＯである場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）に、制御部８は、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをソフトスイッチングモードに設定し（ステップＳ２０７）、通常起動処理を実行する（ステップＳ２０８）。一方、上記ステップＳ２０１の判定で暖機が必要であると判定された場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）に、制御部８は、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをハードスイッチングモードに設定し（ステップＳ２０２）、暖機起動処理を実行する（ステップＳ２０３）。
【００５０】
続いて、制御部８は、暖機が終了したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。この判定がＮＯである場合（ステップＳ２０４；ＮＯ）に、制御部８は、この判定処理を繰り返し実行する。一方、上記ステップＳ２０４の判定で暖機が終了したと判定された場合（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）に、制御部８は、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをソフトスイッチングモードに設定する（ステップＳ２０５）。
【００５１】
これにより、暖機が必要となる低温起動時に、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをハードスイッチングモードにすることができるため、昇圧用スイッチＳ１のオン／オフ時に発生する熱を利用して燃料電池２を温めることが可能となる。また、暖機が終了して燃料電池が温まった場合には、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをソフトスイッチングモードにすることができるため、昇圧用スイッチＳ１のオン／オフ時に発生するスイッチング損失を解消することができる。
【００５２】
また、上述した実施形態では、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをハードスイッチングモードからソフトスイッチングモードに切り替える際に、燃料電池２の温度が燃料電池２の出力に応じた許容温度範囲内であることを条件にしているが、必ずしも燃料電池２の温度が上記許容温度範囲内であることを条件にする必要はない。例えば、燃料電池２の温度が上記許容温度範囲の下限値よりも低い場合であっても、燃料電池２の温度が上昇中であり、かつ、ハードスイッチングモードに切り替えても燃料電池２の温度が上記許容温度範囲に到達すると想定される場合には、燃料電池２の温度が上記許容温度範囲に到達する前に、昇圧用スイッチＳ１のスイッチングモードをソフトスイッチングモードに設定することとしてもよい。これにより、燃料電池２の温度が上昇し過ぎてオーバーシュートしてしまうことを防止することができる。ここで、燃料電池２の温度が上記許容温度範囲に到達するか否かは、例えば、現時点の燃料電池の温度や温度上昇率、昇圧用スイッチＳ１からの発熱量等を用いて判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る燃料電池システムは、発電効率を向上させることに適している。
【符号の説明】
【００５４】
１…燃料電池システム、２…燃料電池、３…ＦＣコンバータ、４…バッテリ、５…Ｂａｔコンバータ、６…トラクションインバータ、７…トラクションモータ、８…制御部、Ｃ１，Ｃ３…平滑用コンデンサ、Ｃ２…共振用コンデンサ、Ｌ１…昇圧用コイル、Ｌ２…共振用コイル、Ｓ１…昇圧用スイッチ、Ｓ２…共振用スイッチ。
【図１】
2010146689.tif 000003
【図２】
2010146689.tif 000004
【図３】
2010146689.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月12日(2011.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスおよび酸化ガスの供給を受けて当該燃料ガスおよび酸化ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池からの電力を消費する電力消費装置と、
前記燃料電池と熱伝導可能に構成され、前記燃料電池の出力電圧を昇圧して前記電力消費装置に供給する電圧変換部と、
前記燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲の下限値よりも低い場合に、前記電圧変換部に含まれる昇圧用スイッチング素子のスイッチングモードをハードスイッチングモードにする制御手段と、を備え、
前記スイッチングモードには、ソフトスイッチングモードとハードスイッチングモードとが含まれ、
前記制御手段は、前記スイッチングモードがハードスイッチングモードであり、かつ、上昇している前記燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲内に到達する前に、前記スイッチングモードをハードスイッチングモードからソフトスイッチングモードに切り換える、ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲内であって、前記スイッチングモードがソフトスイッチングモードであるときに、前記燃料電池の温度が所定の上限低下率を超えて低下している場合に、前記スイッチングモードをソフトスイッチングモードからハードスイッチングモードに切り換えることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
燃料ガスおよび酸化ガスの供給を受けて当該燃料ガスおよび酸化ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池からの電力を消費する電力消費装置と、
前記燃料電池と熱伝導可能に構成され、前記燃料電池の出力電圧を昇圧して前記電力消費装置に供給する電圧変換部と、
前記燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲の下限値よりも低い場合に、前記電圧変換部に含まれる昇圧用スイッチング素子のスイッチングモードをハードスイッチングモードにする制御手段と、を備え、
前記スイッチングモードには、ソフトスイッチングモードとハードスイッチングモードとが含まれ、
前記制御手段は、前記燃料電池の温度が当該燃料電池の出力に応じた許容温度の範囲内であって、前記スイッチングモードがソフトスイッチングモードであるときに、前記燃料電池の温度が所定の上限低下率を超えて低下している場合に、前記スイッチングモードをソフトスイッチングモードからハードスイッチングモードに切り換える、ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御手段は、低温起動時に、前記スイッチングモードをハードスイッチングモードにすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池と前記電圧変換部とを一体化して組付けることで、前記燃料電池と前記電圧変換部との熱伝導を可能にすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【国際調査報告】
2010146689.tif 000006
2010146689.tif 000007
2010146689.tif 000008
2010146689.tif 000009