(57)【要約】【課題】起動動作や停止動作の際に水素希釈ファンの動作音が大きくなることを防止する。【解決手段】起動動作中又は停止動作中の際、ＥＣＵ９が、水素を系外に間欠的に排出するように水素パージ弁７を開閉制御し、起動動作中又は停止動作中の際に系外に排出される水素量を抑える。これにより、起動動作中又は停止動作中の際、水素希釈ファン８の回転数を下げることができるので、起動動作中又は停止動作中の際に水素希釈ファン８の動作音が大きくなることを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、
前記燃料電池から排出された燃料ガスを系外に排出する燃料ガス排出手段と、
前記燃料ガス排出手段から系外に排出される燃料ガスを拡散する燃料ガス拡散手段と、
起動時及び停止時、前記燃料ガスを間欠的に系外に排出するように前記燃料ガス排出手段を制御する燃料ガス排出制御手段と
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であって、
前記燃料ガス拡散手段から排出される燃料ガスの濃度を検出する燃料ガス濃度検出手段を備え、
前記燃料ガス排出制御手段は、前記燃料ガス濃度検出手段により検出された燃料ガスの濃度が所定値以上である場合、燃料ガスを間欠的に排出するように前記燃料ガス排出手段を制御すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料ガス拡散手段から排出される燃料ガスの濃度を検出する燃料ガス濃度検出手段を備え、
前記燃料ガス排出制御手段は、前記燃料ガス濃度検出手段により検出された燃料ガスの濃度が所定値以上になった場合、前記燃料ガス排出手段の制御を継続して行うこと
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料ガス排出制御手段は、前記燃料ガス濃度検出手段により検出された燃料ガスの濃度が低くなるのに応じて、前記燃料ガスを排出する時間を長くするように前記燃料ガス排出手段を制御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２乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池に供給される燃料ガスの圧力を制御する燃料ガス圧力制御手段を備え、
前記燃料ガス排出制御手段は、前記燃料ガス濃度検出手段により検出された燃料ガスの濃度が高くなるのに応じて、前記燃料電池に供給される燃料ガスの圧力を低くするように前記燃料ガス圧力制御手段を制御すること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料ガス排出制御手段は、前記燃料ガス拡散手段の操作量が所定の上限値に制限された場合、燃料ガスを間欠的に排出するように前記燃料ガス排出手段を制御することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料ガス圧力制御手段は、前記燃料ガス拡散手段の操作量が所定の上限値に制限された場合、前記燃料ガス濃度検出手段により検出された燃料ガスの濃度が高くなるのに応じて、前記燃料電池に供給される燃料ガスの圧力を低くすることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系外に排出される燃料ガスを拡散，希釈する水素希釈ファンを備える燃料電池システムに関し、より詳しくは、起動動作や停止動作の際に水素希釈ファンの動作音が大きくなることを防止するための技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料電池システムは、燃料電池が複数積層された燃料電池スタックの燃料極及び酸化剤極にそれぞれ燃料ガス及び酸化剤ガスを供給し、燃料ガスと酸化剤ガスの電気化学的な反応により発電を行う。そして、この燃料電池システムは、起動時、燃料極に燃料ガスを迅速に供給して起動動作に要する時間を短縮するために、燃料電池スタックから排出された未反応の燃料ガスを常時系外に排出する（例えば、特許文献１を参照）。また、停止時には、燃料電池システムは、燃料電池スタック内の圧力を迅速に降圧して停止動作に要する時間を短縮するために、燃料電池スタックから排出された燃料ガスを常時系外に排出する。
【特許文献１】特開２００３−３１７７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来までの燃料電池システムは、起動動作や停止動作の際、燃料ガスを常時系外に排出する構成になっているために、系外に排出される燃料ガスの濃度を拡散，希釈する水素希釈ファンがシステムに設けられている場合、水素希釈ファンの動作音が大きくなる。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、起動動作や停止動作の際に水素希釈ファンの動作音が大きくなることを防止可能な燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するために、本発明に係る燃料電池システムは、起動時及び停止時、燃料ガスを間欠的に系外に排出する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る燃料電池システムによれば、起動時及び停止時、燃料ガスを間欠的に系外に排出することにより、燃料ガスの排出量を抑えるので、起動動作や停止動作の際に燃料ガス拡散手段の動作音が大きくなることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態となる燃料電池システムの構成と動作について説明する。
【０００８】
〔燃料電池システムの構成〕
本発明の一実施形態となる燃料電池システムは、図１に示すように、水素及び空気の供給を受けて発電する燃料電池が複数積層された燃料電池スタック１を備える。なお、この実施形態では、燃料電池は固体高分子型燃料電池により構成され、そのアノード（燃料極）及びカソード（酸化剤極）における電気化学反応及び燃料電池全体としての電気化学反応は以下に示す式（１）〜（３）による。
【０００９】
〔アノード〕  Ｈ2 →  ２Ｈ+  ＋２ｅ-               …（１）
〔カソード〕  1/2 Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ-  → Ｈ2Ｏ     …（２）
〔全体〕      Ｈ2 ＋1/2 Ｏ2     → Ｈ2Ｏ           …（３）
〔水素系の構成〕
上記燃料電池システムの水素系は、水素タンク２及び水素圧力制御弁３を備え、水素タンク２内の高圧水素を水素圧力調整弁３によって運転条件に適した圧力まで低下させた後、燃料電池スタック１のアノードに水素を供給する。そして、燃料電池スタック１のアノードでは、図示しない純水系により加湿された水素が発電のための電気化学反応に使用される。また、燃料電池スタック１のアノードでの未使用の水素は、水素循環流路４及びエゼクタ５を介してアノードへ循環される。水素循環流路４及びエゼクタ５を設けたことにより、アノードで未使用の水素を再利用することが可能となり、燃料電池システムの燃費性能を向上させることができる。
【００１０】
また、水素循環流路４を介してアノードに戻る水素の循環流路には、カソードからリークした空気中の窒素やアルゴン等の不純物ガス、或いは、過剰な水分が液化した液水が蓄積することがある。そして、これらの不純物ガスは、循環流路内における水素の分圧を低下させて発電効率を低下させたり、循環ガスの平均分子量を上昇させ水素の循環を困難にする。また液水は水素の循環を妨げる。このため、アノードの出口側には、水素排出流路６と、水素排出流路６を開閉する水素パージ弁７と、水素排出流路６から外部に排出される水素を空気で拡散，希釈する水素希釈ファン８が設けられている。そして、不純物ガスや液水が蓄積した際には、ＥＣＵ９からの指示で水素パージ弁７を短時間開き、不純物ガスや液水をアノードから系外へ排出させるパージを行う。これにより、アノードを含む水素循環流路４内の水素分圧や循環性能を回復させることができる。なお、水素圧力制御弁３，水素パージ弁７，及び水素希釈ファン８はそれぞれ、本発明に係る燃料ガス圧力制御手段，燃料ガス排出手段，及び燃料ガス拡散手段として機能する。
【００１１】
〔空気系の構成〕
上記燃料電池システムの空気系は、空気を圧縮して供給するコンプレッサ１０を備え、コンプレッサ１０は圧縮した空気を空気供給流路１１を介して燃料電池スタック１のカソードへ供給する。燃料電池スタック１のカソードでは、供給された空気が図示しない純水系により加湿され、水蒸気を含んだ空気中の一部の酸素が発電のための電気化学反応に使用される。そして、燃料電池スタック１のカソードで未使用の空気は、空気圧力制御弁１２により圧力調整された後、排空気流路１３から系外へ排出される。
【００１２】
〔冷却系の構成〕
上記燃料電池システムの冷却系は、燃料電池スタック１に冷却液を循環させる冷却液循環ポンプ１４と、冷却液を冷却する熱交換器１５とを備える。そして、冷却液は、冷却液循環ポンプ１４によって燃料電池スタック１に圧送され、燃料電池スタック１により暖められた冷却液は、熱交換器１５によって冷却された後、再び冷却液循環ポンプ１４に戻る。
【００１３】
〔制御系の構成〕
上記燃料電池システムの制御系は、水素タンク２内の水素の温度及び圧力を検出する温度センサ２１及び圧力センサ２２と、燃料電池スタック１のアノード入口側における水素の温度及び圧力を検出する温度センサ２３及び圧力センサ２４と、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度を検出する水素濃度センサ２５とを備える。また、制御系は、燃料電池スタック１に供給される空気の流量を検出する流量センサ２６と、燃料電池スタック１のカソード入口側における空気の圧力を検出する圧力センサ２７と、燃料電池スタック１から排出された冷却液の温度を検出する温度センサ２８とを備える。また、制御系は、燃料電池スタック１の出力電流及び出力電圧を検出する電流センサ２９及び電圧センサ３０と、燃料電池スタック１からの取出電力量を制御する電流制御装置３１とを備える。そして、この制御系では、ＥＣＵ９が、これらのセンサの検出結果に従って、燃料電池システム全体の動作を制御する。なお、ＥＣＵ９及び水素濃度センサ２５はそれぞれ、本発明に係る燃料ガス排出制御手段及び燃料ガス濃度検出手段として機能する。
【００１４】
〔燃料ガス制御処理〕
このような構成を有する燃料電池システムは、起動動作や停止動作の際、以下に示す燃料ガス制御処理を実行することにより、起動動作や停止動作の際に水素希釈ファン８の動作音が大きくなることを防止する。以下、図２に示すフローチャートを参照して、この燃料ガス制御処理を実行する際の燃料電池システムの動作について説明する。
【００１５】
図２に示すフローチャートは、燃料電池システムが起動されるのに応じて開始となり、燃料ガス制御処理はステップＳ１の処理に進む。なお、この燃料ガス制御処理は、燃料電池システムが起動されてから１０［msec］等の所定時間周期毎に繰り返し実行される。
【００１６】
ステップＳ１の処理では、ＥＣＵ９が、水素濃度センサ２５を介して、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度を検出する。これにより、このステップＳ１の処理は完了し、燃料ガス制御処理はステップＳ１の処理からステップＳ２の処理に進む。
【００１７】
ステップＳ２の処理では、ＥＣＵ９が、ステップＳ１の処理より検出された水素濃度に従って水素希釈ファン８の目標回転数を算出し、算出された目標回転数で動作するように水素希釈ファン８を制御する。具体的には、ＥＣＵ９は、図３に示すような水素希釈ファン８の目標回転数と水素希釈ファン８の出口側における水素濃度の関係を示すマップから、ステップＳ１の処理により検出された水素濃度に対応する目標回転数を読み出し、読み出された目標回転数で動作するように水素希釈ファン８を制御する。なお、このマップにおける目標回転数のデータは、予め実験やシミュレーションによって算出され、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度が所定レベルになる値に設定されている。これにより、このステップＳ２の処理は完了し、燃料ガス制御処理はステップＳ２の処理からステップＳ３の処理に進む。
【００１８】
ステップＳ３の処理では、ＥＣＵ９が、水素パージ弁７を開けて水素を系外に排出する時間（開時間）と水素パージ弁７を閉じる時間（閉時間）を算出し、算出された開時間及び閉時間で開閉動作するように水素パージ弁７を制御する（燃料ガス排出制御処理）。なお、この燃料ガス排出制御処理の詳細については図４に示すフローチャートを参照して後述する。これにより、このステップＳ３の処理は完了し、燃料ガス制御処理はステップＳ３の処理からステップＳ４の処理に進む。
【００１９】
ステップＳ４の処理では、ＥＣＵ９が、圧力センサ２４を介して燃料電池スタック１のアノード入口側における水素の圧力を検出し、検出された水素の圧力が所定値になるように水素圧力制御弁３を制御する（燃料ガス圧力制御処理）。なお、この燃料ガス圧力制御処理の詳細については図６に示すフローチャートを参照して後述する。これにより、このステップＳ４の処理は完了し、一連の燃料ガス制御処理は終了する。
【００２０】
〔燃料ガス排出制御処理〕
次に、図４に示すフローチャートを参照して、上記燃料ガス排出制御処理を実行する際の燃料電池システムの動作について説明する。
【００２１】
図４に示すフローチャートは、上記ステップＳ２の処理が完了するのに応じて開始となり、燃料ガス排出制御処理はステップＳ１１の処理に進む。
【００２２】
ステップＳ１１の処理では、ＥＣＵ９が、燃料電池システムが、燃料電池スタック１への水素と空気の供給を開始してから発電準備が完了するまでの起動動作中、又は電気負荷に対する電力の供給を停止してから燃料電池スタック１への水素と空気の供給を停止するまでの停止動作中であるか否かを判別する。そして、判別の結果、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中である場合、ＥＣＵ９は、燃料ガス排出制御処理をステップＳ１２の処理に進める。一方、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中でない場合には、ＥＣＵ９は、燃料電池システムは電気負荷への電力供給中であると判断し、燃料ガス排出制御処理をステップＳ１３の処理に進める。
【００２３】
ステップＳ１２の処理では、ＥＣＵ９が、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中である場合の水素パージ弁７の開時間及び閉時間を算出し、算出結果に従って開閉動作するように水素パージ弁７を制御する。なお、この実施形態では、ＥＣＵ９は、開時間及び閉時間がそれぞれ５秒等、固定値になるように開時間と閉時間を設定する。これにより、このステップＳ１２の処理は完了し、燃料ガス排出制御処理はステップＳ１２の処理からステップＳ１１の処理に戻る。
【００２４】
ステップＳ１３の処理では、ＥＣＵ９が、燃料電池システムが電気負荷への電力供給中である場合の水素パージ弁７の開時間及び閉時間を算出し、算出結果に従って開閉動作するように水素パージ弁７を制御する。具体的には、ＥＣＵ９は、温度センサ２８を介して燃料電池スタック１から排出された冷却液の温度を検出し、図５に示すような開時間及び閉時間と冷却液の温度の関係を示すマップから、冷却液の温度に対応する開時間及び閉時間を読み出す。なお、このマップにおける開時間及び閉時間のデータは、予め実験やシミュレーションによって算出され、燃料電池スタック１の水素利用率が所定値になるように設定されている。これにより、このステップＳ１２の処理は完了し、燃料ガス排出制御処理はステップＳ１２の処理からステップＳ１１の処理に戻る。
【００２５】
〔燃料ガス圧力制御処理〕
次に、図６に示すフローチャートを参照して、上記燃料ガス圧力制御処理を実行する際の燃料電池システムの動作について説明する。
【００２６】
図６に示すフローチャートは、上記ステップＳ３の処理が完了するのに応じて開始となり、燃料ガス圧力制御処理はステップＳ２１の処理に進む。
【００２７】
ステップＳ２１の処理では、ＥＣＵ９が、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中であるか否かを判別する。そして、判別の結果、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中である場合、ＥＣＵ９は燃料ガス圧力制御処理をステップＳ２２の処理に進める。一方、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中でない場合には、ＥＣＵ９は、燃料電池システムは電気負荷への電力供給中であると判断し、燃料ガス圧力制御処理をステップＳ２３の処理に進める。
【００２８】
ステップＳ２２の処理では、ＥＣＵ９が、燃料電池システムが起動中又は停止中である場合のアノード入口側における水素の目標圧力を算出する。なお、ＥＣＵ９は固定値になるように水素の目標圧力を算出する。また、ＥＣＵ９は、実験やシミュレーション結果を参照して、燃料電池システムの起動動作中における水素の供給と燃料電池システムの停止動作中における水素の停止とを実行できる値に目標圧力を設定する。これにより、このステップＳ２２の処理は完了し、燃料ガス圧力制御処理はステップＳ２２の処理からステップＳ２４の処理に進む。
【００２９】
ステップＳ２３の処理では、ＥＣＵ９が、燃料電池システムが電気負荷への電力供給中である場合のアノード入口側における水素の目標圧力を算出する。具体的には、ＥＣＵ９は、電流センサ２９を介して燃料電池スタック１の出力電流を検出し、図７に示すような目標圧力と出力電流（取り出し電流）との関係を示すマップから、燃料電池スタック１の出力電流に対応する目標圧力を読み出す。なお、このマップにおける目標圧力のデータは、予め実験やシミュレーションによって算出され、燃料電池スタック１の発電効率を考慮した値に設定されている。これにより、このステップＳ２３の処理は完了し、燃料ガス圧力制御処理はステップＳ２３の処理からステップＳ２４の処理に進む。
【００３０】
ステップＳ２４の処理では、ＥＣＵ９が、アノード入口側における水素の圧力が算出された目標圧力になるように水素圧力制御弁３（水素調圧弁）を制御する。具体的には、ＥＣＵ９は、圧力センサ２４を介してアノード入口側における水素の圧力を検出し、検出された圧力と目標圧力の偏差に従って、水素圧力制御弁３の指令開度をフィードバック制御により決定する。なお、フィードバック制御はＰＩ制御やモデル規範型制御等の公知の技術により行うことができる。そして、ＥＣＵ９は水素圧力制御弁３の駆動回路に対して決定した指令開度を指示し、水素圧力制御弁３は指令開度に従って駆動される。これにより、このステップＳ２４の処理は完了し、燃料ガス圧力制御処理はステップＳ２４の処理からステップＳ２１の処理に戻る。
【００３１】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態となる燃料電池システムでは、起動動作中又は停止動作中の際、ＥＣＵ９が、水素を系外に間欠的に排出するように水素パージ弁７を開閉制御することにより、起動動作中又は停止動作中の際に系外に排出される水素量を抑える。従って、本発明の一実施形態となる燃料電池システムによれば、起動動作中又は停止動作中の際、水素希釈ファン８の回転数を下げることができるので、起動動作中又は停止動作中の際に水素希釈ファン８の動作音が大きくなることを防止できる。
【００３２】
なお、上記燃料ガス排出制御処理において、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中である場合、ＥＣＵ９は、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度が所定値（例えば、５０００［ｒｐｍ］）以上であるか否かを判別し、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度が所定値以上である場合において、図８に示すように、水素を系外に間欠的に排出するように水素パージ弁７を制御してもよい。このような処理によれば、起動動作中又は停止動作中の際に燃料電池システムから系外に排出される水素量を抑えることができる。また、このような処理によれば、水素濃度が所定値以上でない場合、水素は系外に継続的に排出されることになるので、燃料電池システムが起動動作中の場合、燃料電池スタック１の水素流路内のガスの水素への置換を促進させることができる。また、燃料電池システムが停止動作中の場合には、水素流路内の圧力低下を促進させることができる。そしてこの結果、燃料電池システムの起動動作及び停止動作に要する時間を短縮することができる。
【００３３】
また、上記燃料ガス排出制御処理において、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中である場合、ＥＣＵ９は、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度が所定値に達したか否かを判別し、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度が所定値に達した場合、図９に示すように、水素を系外に間欠的に排出する処理を継続的に行うように水素パージ弁７を制御してもよい。このような処理によれば、起動動作中又は停止動作中の際に燃料電池システムから系外に排出される水素量を継続的に抑えることができる。また、このような処理によれば、水素濃度が所定値に達しない場合、水素は系外に継続的に排出されることになるので、燃料電池システムが起動動作中の場合、燃料電池スタック１の水素流路内のガスの水素への置換を促進させることができる。また、燃料電池システムが停止動作中の場合には、水素流路内の圧力低下を促進させることができる。そしてこの結果、燃料電池システムの起動動作及び停止動作に要する時間を短縮することができる。
【００３４】
また、上記燃料ガス排出制御処理において、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中である場合、ＥＣＵ９は、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度に従って水素パージ弁７の開時間及び閉時間を決定してもよい。具体的には、この場合、ＥＣＵ９は、図１０に示すような水素パージ弁７の開時間及び閉時間と水素希釈ファン８の出口側における水素濃度の関係を示すマップから、水素濃度センサ２５により検出された水素濃度に対応する開時間及び閉時間を読み出し、読み出された開時間及び閉時間になるように水素パー弁７を開閉制御する。なお、このマップにおける開時間及び閉時間のデータは、実験やシミュレーション結果に従って起動動作中及び停止動作中の水素濃度が所定レベルに抑えられるように設定され、水素濃度が低い程、水素を系外に排出する時間が長くなるように設定されている。このような処理によれば、起動動作中又は停止動作中の際、水素希釈ファン８の出口側における水素の濃度を所定レベルに抑えることができるので、水素希釈ファン８の回転数を所定の大きさに抑え、起動中又は停止中の際に水素希釈ファン８の動作音が大きくなることを防止できる。
【００３５】
また、上記燃料ガス圧力制御処理において、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中である場合、ＥＣＵ９は、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度を検出し、検出された水素濃度に従って目標圧力を決定してもよい。具体的には、この場合、ＥＣＵ９は、図１１に示すような目標圧力と水素パージ弁７出口側の水素濃度の関係を示すマップから、水素濃度センサ２５により検出された水素濃度に対応する目標圧力を読み出す。なお、このマップにおける目標圧力のデータは、実験やシミュレーション結果に従って起動動作中及び停止動作中における水素希釈ファン８の出口側における水素濃度が所定レベルに抑えられるように設定され、水素濃度が高い程、目標圧力が低くなるように設定されている。このような処理によれば、起動動作中又は停止動作中の際、水素パージ弁７の開閉制御を行うことなく、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度を所定レベルに抑えることができるので、水素パージ弁７の制御構成を簡単な構成とした状態で、水素希釈ファン８の回転数を所定の大きさに抑え、起動動作中又は停止動作中の際に水素希釈ファン８の動作音が大きくなることを防止できる。
【００３６】
また、上記燃料ガス排出制御処理において、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中である場合、ＥＣＵ９は、ステップＳ２の処理により算出された水素希釈ファン８の目標回転数が所定の上限値に達したか否かを判別し、目標回転数が所定の上限値に達した場合、水素を系外に間欠的に排出するように水素パージ弁７を制御してもよい。なお、目標回転数の上限値は、水素希釈ファン８の動作音の大きさが許容範囲内になる値に設定されているものとする。このような処理によれば、起動動作中又は停止動作中の際に、水素希釈ファン８の目標回転数が所定の上限値に達した場合、水素を系外に間欠的に排出するように水素パージ弁７を制御するので、系外に排出される水素量を抑えることができる。また、水素希釈ファン８の目標回転数が上限値に達するまでは、水素を系外に間欠的に排出する制御を行わないので、燃料電池システムが起動動作中の場合、燃料電池スタック１の水素流路内のガスの水素への置換を促進させることができる。また、燃料電池システムが停止動作中の場合には、水素流路内の圧力低下を促進させることができる。そしてこの結果、燃料電池システムの起動動作及び停止動作に要する時間を短縮することができる。すなわち、このような処理によれば、水素希釈ファン８の動作音を許容範囲内に抑え、且つ、燃料電池システムの起動時間及び停止時間の増加を抑えながら、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度を低減させることができる。
【００３７】
また、上記燃料ガス圧力制御処理において、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中である場合、ＥＣＵ９は、水素希釈ファン８の目標回転数が所定の上限値に達したか否かを判別し、目標回転数が所定の上限値に達した場合、前述の図１１にマップを参照して、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度に基づいて目標圧力を算出してもよい。なお、水素希釈ファン８の目標回転数が上限値に達していない場合には、ＥＣＵ９は、燃料電池システムが起動動作中又は停止動作中の目標圧力を算出する。このような処理によれば、起動動作中又は停止動作中の際に、水素希釈ファン８の目標回転数が所定値に達した場合、水素パージ弁７を開閉制御することなく、水素パージ弁７出口側における水素の濃度を所定レベルに抑えることができる。従って、このような処理によれば、水素パージ弁７の制御構成を簡単な構成とした状態で、且つ、燃料電池システムの起動時間及び停止時間の増加を抑えながら、水素希釈ファン８の出口側における水素濃度を所定の大きさに抑えることができる。
【００３８】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態となる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態となる燃料ガス制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図３】水素希釈ファンの目標回転数と出口側における水素濃度の関係を示すマップ図である。
【図４】図２に示す燃料ガス排出制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】水素パージ弁の開時間及び閉時間と燃料電池スタックから排出される冷却液の温度の関係を示すマップ図である。
【図６】図２に示す燃料ガス圧力制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図７】アノード入口側における水素の目標圧力と燃料電池スタックからの取り出し電流の関係を示すマップ図である。
【図８】図４に示す燃料ガス排出制御処理の応用例を説明するための図である。
【図９】図４に示す燃料ガス排出制御処理の応用例を説明するための図である。
【図１０】水素パージ弁の開時間及び閉時間と水素希釈ファン出口側の水素濃度の関係を示すマップ図である。
【図１１】目標圧力と水素希釈ファン出口側の水素濃度の関係を示すマップ図である。
【符号の説明】
【００４０】
３：水素圧力制御弁
７：水素パージ弁
８：水素希釈ファン
９：ＥＣＵ
２５：水素濃度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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