(57)【要約】【課題】燃料電池システムにおいて、次回起動用エネルギの確保とできるだけ長いアノード掃気時間の確保の両立を図り、より確実な低温起動を実現する。【解決手段】イグニッションスイッチ７６の発電停止信号ＩＧｏｆｆを検知したとき、アノード電極１１６に酸化剤ガスを供給してアノード掃気処理を開始するが、このアノード掃気処理の開始後に、キャパシタ１６の残容量を監視し、監視している残容量が閾値まで下がった場合には、アノード掃気処理を終了する。アノード掃気処理終了時に、閾値に等しい残容量が確保される。この閾値に等しい残容量により燃料電池システム１０の次回の確実な起動が確保され、かつ閾値に下がるまでアノード掃気処理を行うので、できるだけ長いアノード掃気時間が確保される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード電極に供給される燃料ガスとカソード電極に供給される酸化剤ガスにより発電する燃料電池と、この燃料電池の出力を補助する蓄電装置とを備える燃料電池システムの停止方法において、
発電停止信号を検知する工程と、
前記発電停止信号を検知したとき、前記アノード電極に酸化剤ガスを供給して掃気処理を開始する工程と、
前記掃気処理の開始後に、前記蓄電装置の残容量を監視する工程と、
監視している前記残容量が閾値まで下がった場合には、前記掃気処理を終了する掃気終了判定工程と
を備える燃料電池システムの停止方法。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムの停止方法において、
さらに、前記蓄電装置の残容量を監視する工程以前に、前記蓄電装置の温度を測定する工程を有し、
前記蓄電装置の残容量を監視する工程では、
測定した前記蓄電装置の温度をパラメータとして前記残容量を算出する
ことを特徴とする燃料電池システムの停止方法。
【請求項３】
請求項１又２記載の燃料電池システムの停止方法において、
さらに、前記発電停止信号を検知したとき、前記掃気処理を開始する工程の前に、前記燃料電池の発電を継続して、前記蓄電装置を前記燃料電池の発電電流により充電する工程
を備えることを特徴とする燃料電池システムの停止方法。
【請求項４】
アノード電極に供給される燃料ガスとカソード電極に供給される酸化剤ガスにより発電する燃料電池と、この燃料電池の出力を補助する蓄電装置とを備える燃料電池システムにおいて、
発電停止信号を検知する手段と、
前記発電停止信号を検知したとき、前記アノード電極に酸化剤ガスを供給して掃気処理を開始する手段と、
前記掃気処理の開始後に、前記蓄電装置の残容量を監視する手段と、
監視している前記残容量が閾値まで下がった場合には、前記掃気処理を終了する掃気終了判定手段と
を備える燃料電池システム。
【請求項５】
請求項４記載の燃料電池システムにおいて、
さらに、前記蓄電装置の残容量を監視する前に、前記蓄電装置の温度を測定する手段を有し、
前記蓄電装置の残容量を監視する手段は、
測定した前記蓄電装置の温度をパラメータとして前記残容量を算出する
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載の燃料電池システムにおいて、
さらに、前記発電停止信号を検知したとき、前記掃気処理を開始する前に、前記燃料電池の発電を継続して、前記蓄電装置を前記燃料電池の発電電流により充電する手段
を備え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】
この発明は、燃料電池と、この燃料電池の出力を補助するとともに、この燃料電池の発電電流により充電される蓄電装置とを備える燃料電池システムの停止方法及び燃料電池システムに関し、特に、燃料電池システムの発電停止時に、アノード系を空気により掃気して氷点下起動等の低温起動に備える燃料電池システムの停止方法及び燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側にそれぞれアノード電極（燃料極）及びカソード電極（酸化剤極）を設けた電解質膜・電極構造体を、一対のセパレータによって挟んで保持するとともに、アノード電極とセパレータとの間に燃料ガス流路が形成される一方、カソード電極とセパレータとの間に酸化剤流路が形成されている。この燃料電池は、通常、電解質膜・電極構造体及びセパレータを所定数だけ積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
燃料電池において、燃料ガス流路を介してアノード電極に供給された燃料ガス、例えば、水素含有ガスは、電極触媒上で水素イオン化され、適度に加湿された電解質膜を介してカソード電極へと移動し、その移動の間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。カソード電極には、酸化剤ガス流路を介して酸化剤ガス、例えば、空気等の酸素含有ガスが供給されているために、このカソード電極において、水素イオン、電子及び酸素ガスが反応して水が生成される。水分は、カソード側からの逆拡散あるいは燃料ガスの高湿化等を原因としてアノード電極にも貯留される。
【０００４】
水分がいずれかの電極において過多状態になると、水詰まり状態を起こすことがあり、そこで、このような燃料電池システムでは、燃料電池システムの起動時あるいは運転終了時に、カソード電極ばかりではなくアノード電極にも酸化剤ガスを流通させ、燃料電池内の電解質膜・電極構造体やセパレータに付着している生成水等を除去する、いわゆるアノード側酸化剤ガス掃気処理技術（単に、アノード掃気処理技術ともいう。）が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
このアノード掃気処理を行うためには、燃料電池以外のエネルギ源が必要であり、このため、燃料電池システムには、キャパシタやバッテリ等、燃料電池の出力を補助する蓄電装置が搭載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３３１８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、蓄電装置は、アノード掃気処理以外に、前記燃料電池システムの起動時のエネルギ源としても利用される。
【０００８】
しかしながら、燃料電池システムのシステム停止後に、外気温が下がり、燃料電池システムを氷点下等の低温時に起動する必要が生じた場合において、アノード掃気処理を行ったこと等を原因とする蓄電装置の残容量の低下のために、氷点下等の低温時に燃料電池システムを再起動することが困難になる場合があることが分かった。
【０００９】
また、上記したアノード掃気処理の時間は、長ければ長いほど、燃料電池の劣化が起こり難いことが分かった。
【００１０】
この発明は、上記した課題を考慮してなされたものであって、燃料電池システムの次回起動用のエネルギの確保と、できるだけ長いアノード掃気時間の確保を両立することを可能とする燃料電池システムの停止方法及び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】
【００１１】
この発明に係る燃料電池システムの停止方法及び燃料電池システムでは、発電停止信号を検知したとき、アノード電極に酸化剤ガスを供給して掃気処理を開始するが、この掃気処理の開始後に、蓄電装置の残容量を監視し、監視している残容量が閾値まで下がった場合には、掃気処理を終了するようにしているので、掃気処理終了時に、閾値に等しい残容量が確保される。
【００１２】
この閾値に等しい残容量により次回の確実な起動が確保され、かつ閾値に下がるまで掃気処理を行うので、できるだけ長い（最大限の）アノード掃気時間を確保することができる。
【００１３】
この場合、蓄電装置の温度を測定し、測定した蓄電装置の温度をパラメータとして残容量を算出するようにすることで、蓄電装置の温度に対応した所望の残容量を確保することができる。
【００１４】
なお、発電停止信号を検知したとき、掃気処理を開始する前に、燃料電池の発電を継続して、蓄電装置を燃料電池の発電電流により充電するようにすることで、より長い掃気時間を確保することができる。
【００１５】
蓄電装置としては、キャパシタあるいはバッテリを利用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、蓄電装置の残容量に基づいてアノード掃気処理終了の判定を行うようにしているので、できるだけ長いアノード掃気時間を確保することができ、かつアノード掃気処理後の残容量により燃料電池システムの次回の確実な起動が確保される。
【００１７】
このため、確実な氷点下起動等の次回の低温時起動を保証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、この発明の一実施形態が適用された燃料電池システム１０を備える燃料電池車両１２の概略構成図である。
【００２０】
この燃料電池車両１２は、基本的には、燃料電池１４と、この燃料電池１４の出力を補助するとともに、この燃料電池１４の発電電流Ｉｆにより充電される蓄電装置であるキャパシタ１６と、走行用の駆動モータ、補機（エアコンディショナ、ランプ等）等の負荷１８とから構成される。蓄電装置としては、キャパシタ１６以外にバッテリ代替することも可能であり、両方を用いることもできる。
【００２１】
燃料電池１４は、模式的断面を描いているように、電解質、例えば固体高分子電解質膜１１４の両側にそれぞれアノード電極１１６とカソード電極１１８を設けた電解質膜・電極構造体１２０を、一対のセパレータ１２２、１２４によって挟んで保持するとともに、アノード電極１１６とセパレータ１２４との間に燃料ガス流路１２６を形成する一方、カソード電極１１８とセパレータ１２２との間に酸化剤ガス流路１２８を形成し、さらに、セパレータ１２２とセパレータ１２４の間には冷却媒体流路１３０を形成した燃料電池セルを、複数積層させて一体化させたスタック構造になっている。
【００２２】
燃料電池１４には、この燃料電池１４の燃料ガス流路１２６を介してアノード電極１１６に、燃料ガス、例えば水素（Ｈ2）ガスを供給するための水素供給口２０と、燃料電池１４の燃料ガス流路１２６から排出される未使用の水素ガスを含む排ガスを排出するための水素排出口２２と、燃料電池１４の酸化剤ガス流路１２８を介してカソード電極１１８に、酸化剤ガス、例えば酸素（Ｏ2）を含む空気（エア）を供給するための空気供給口２４と、未使用の酸素を含む空気を燃料電池１４の酸化剤ガス流路１２８から排出するための空気排出口２６とが設けられている。
【００２３】
水素供給口２０には、水素供給流路２８が連通される。この水素供給流路２８には、エゼクタ４８が設けられ、このエゼクタ４８は、高圧水素を貯留する水素タンク４２から水素供給弁４４を通じて供給される水素ガスを、水素供給流路２８及び水素供給口２０を通じて燃料電池１４に供給するとともに、燃料電池１４で使用されなかった未使用の水素ガスを含む排ガスを水素排出口２２に連通する水素循環流路４６から吸引して燃料電池１４に再供給する。
【００２４】
水素循環流路４６には、アノード電極１１６に溜まった水やカソード電極１１８から電解質膜１１４を透過してアノード電極１１６に混入した窒素ガスを含む燃料ガスを水素パージ流路３２及び図示しない希釈ボックスを介して外部に排出して発電安定性を確保するため適宜開放される水素パージ弁３０が設けられる他、アノード電極１１６やセパレータ１２２に留まる水や残留燃料ガスをシステム停止時に実施されるアノード掃気処理時に、空気導入弁５４を通じて水素供給口２０から燃料電池１４の燃料ガス流路１２６に取り入れた空気とともに水素排出口２２から空気排出流路５８を通じて外気に排出するために開放される空気排出弁５６が設けられている。
【００２５】
なお、空気排出弁５６、空気導入弁５４、及び水素パージ弁３０は、それぞれオンオフ弁である。
【００２６】
一方、空気供給口２４には、空気供給流路３４が連通され、この空気供給流路３４には、大気からの空気を圧縮して供給するエアコンプレッサ用モータと一体となったエアコンプレッサ３６が接続される。
【００２７】
また、空気排出口２６には、エアコンプレッサ３６から空気供給流路３４及び空気供給口２４を通じて燃料電池１４の酸化剤ガス流路１２８に供給される空気の圧力を調整するための背圧制御弁３８が設けられ、燃料電池１４の空気排出口２６は、この背圧制御弁３８を介し空気排出流路４０を通じて大気に連通している。
【００２８】
さらに、燃料電池１４の水素供給流路２８と空気供給流路３４との間には、空気導入流路５３を介して水素供給口２０に圧縮空気を導入する、いわゆるアノード掃気処理時に開放（オン）される空気導入弁５４が設けられる。
【００２９】
さらに、燃料電池システム１０及びこの燃料電池システム１０を搭載する燃料電池車両１２には、制御装置７０が設けられ、この制御装置７０により、燃料電池システム１０及び燃料電池車両１２の全ての動作が制御される。
【００３０】
制御装置７０は、コンピュータにより構成され、各種入力に基づきメモリに記憶されているプログラムを実行することで各種の機能を実現する機能手段としても動作する。この実施形態において、制御装置７０は、発電停止信号検知手段、掃気処理開始手段、残容量監視手段、掃気終了判定手段等として機能する。なお、図１において、太い実線は電力線を示し、点線は制御線等の信号線を示す。また、二重線は、配管を示している。
【００３１】
燃料電池システム１０の通常発電運転時には、制御装置７０による弁制御により、基本的には、水素供給弁４４は開放され背圧制御弁３８が適量に開いた状態になっており、水素パージ弁３０は適宜開かれるが通常は閉じた状態となっており、さらに、空気導入弁５４及び空気排出弁５６は、閉じた状態になっている。
【００３２】
この通常発電運転時において、燃料電池１４のカソード電極１１８にエアコンプレッサ３６から空気（酸素）が供給される一方、アノード電極１１６に水素タンク４２から水素ガスが供給されると、アノード電極１１６側で水素がイオン化され、水素イオンが固体高分子電解質膜１１４を介してカソード電極１１８の方に移動する。この間に発生した電子が外部回路に発電電流Ｉｆとして取り出される。
【００３３】
このようにして、通常発電運転時に、燃料電池１４から取り出された発電電流Ｉｆは、燃料電池１４の電流・電圧センサ６０を介して負荷（電気負荷）１８及びエアコンプレッサ３６（のエアコンプレッサ用駆動モータ）に供給されるとともに、キャパシタ１６の電流・電圧センサ６２を介してキャパシタ１６に供給されキャパシタ１６が充電される。なお、キャパシタ１６の残容量は、電流・電圧センサ６２の出力に基づき制御装置７０により管理され、メモリに記憶される。
【００３４】
キャパシタ１６は、例えば電気二重層コンデンサとされ、制御装置７０の制御下に、燃料電池１４の発電電流Ｉｆで充電される。そして、燃料電池１４の出力を補助し、燃料電池１４の発電停止時に、キャパシタ１６に蓄えられたエネルギ（電力）が負荷１８及びエアコンプレッサ３６に供給されるとともに、次回の氷点下等の低温起動時のエネルギ源として使用される。なお、燃料電池車両１２の減速時に駆動輪から負荷１８である駆動用モータに駆動力が伝達されると、駆動モータは発電機として機能し、いわゆる回生制動力を発生する。これにより、車体の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができ、負荷１８側からキャパシタ１６に電気エネルギが回生（蓄電）される。
【００３５】
通常発電運転時に、この燃料電池システム１０を搭載する燃料電池車両１２において、制御装置７０は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量や車速等から必要電力を算出し、この算出した必要電力に基づいて燃料電池１４、負荷１８、エアコンプレッサ３６及び背圧制御弁３８等にそれぞれ制御信号を送出する等の各種制御を行う。また、制御装置７０は、負荷１８の制御及び氷点下起動制御等の低温時起動制御を確実に実施するために、電流・電圧センサ６０、６２、及びキャパシタ１６の温度センサ７２（蓄電装置温度検出手段）から、それぞれ、発電電流Ｉｆ、キャパシタ１６に流れ込む電流、キャパシタ１６の電圧（キャパシタ電圧）Ｖｃ、及びキャパシタ１６の温度（キャパシタ温度）Ｔｃの各信号を取り込む。これらの信号に基づき、制御装置７０は、キャパシタ１６の残容量及び必要残容量を、常時把握するようにしている。
【００３６】
さらに、制御装置７０には、燃料電池車両１２及び燃料電池システム１０の起動信号（始動信号）ＩＧｏｎ（オフ状態からオン状態に遷移し、オン状態を保持する信号）及び発電停止信号ＩＧｏｆｆ（オン状態からオフ状態に遷移し、オフ状態を保持する信号）を出力するイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）７６が接続されている。
【００３７】
基本的には、以上のように構成され、かつ動作する燃料電池システム１０及びこの燃料電池システム１０を搭載する燃料電池車両１２における燃料電池システム１０の動作について、図２のフローチャート及び図３のタイムチャートを参照して説明する。
【００３８】
ステップＳ１において、制御装置７０が燃料電池システム１０の起動信号であるイグニッションスイッチ７６の起動信号ＩＧｏｎを検出したとき、ステップＳ２において、上述した燃料電池１４の通常発電動作が実施される。
【００３９】
次に、ステップＳ３において、イグニッションスイッチ７６がオン状態からオフ状態に切り替えられたかどうかが発電停止信号ＩＧｏｆｆの発生の有無により判定される。
【００４０】
ステップＳ３において、イグニッションスイッチ７６がオン状態のままである場合にはステップＳ２の通常発電運転が継続される。その一方、ステップＳ３において、時点ｔ０に示すように、イグニッションスイッチ７６がオン状態からオフ状態に切り替えられて発電停止信号ＩＧｏｆｆを検知したとき、システムの停止処理が開始される。
【００４１】
このとき、まず、ステップＳ４において、現時点のキャパシタ電圧Ｖｃが所定の電圧閾値Ｖｔｈより大きいかどうかが判断され、小さい場合には、ステップＳ５において、キャパシタ１６の充電がなされ、電圧閾値Ｖｔｈになるまで充電が継続される。
【００４２】
なお、この電圧閾値Ｖｔｈは、次回の氷点下起動で必要なエネルギと、後の工程で所定時間のアノード掃気処理を実施するのに必要なエネルギとを合算したエネルギを供給するために、合算したエネルギ｛キャパシタ１６の静電容量値×（Ｖｔｈ）2／２｝に対応する電圧値閾値Ｖｔｈに設定されている。なお、キャパシタ１６の静電容量値は、後述するように、キャパシタ１６の温度によって変動する。例えば、常温２０［℃］に比較して、氷点下では静電容量値が低下する特性を有しているので、イグニッションスイッチ７６がオフ状態とされたとき、温度センサ７２によりキャパシタ温度Ｔｃを測定し、このキャパシタ温度Ｔｃに応じて、例えば、氷点下時には、常温での公称静電容量値に対応する電圧よりも高い電圧閾値Ｖｔｈに持ち替える（変更する）ようにしてもよい。
【００４３】
実際上、このステップＳ５の充電処理は、ステップＳ２の通常発電が所定時間以上継続された場合には、キャパシタ１６が十分充電されることに伴い、ステップＳ４の判定が肯定的とされ不必要とされる処理である（図３のタイムチャート中には、この処理時間を省略している。）。
【００４４】
そして、ステップＳ４の判定において、キャパシタ電圧Ｖｃが電圧閾値Ｖｔｈより大きい場合には、ステップＳ６において、時点ｔ０〜ｔ１期間までのカソード側掃気処理が行われる。
【００４５】
このカソード側掃気処理では、時点ｔ０以降に示すように、制御装置７０の制御下に、エアコンプレッサ３６から空気供給口２４を通じて燃料電池１４のカソード電極１１８側に供給される空気の流量が大きくされる。これにより、燃料電池１４のカソード電極１１８、酸化剤ガス流路１２８、及びセパレータ１２４に留まっている水分等が吹き飛ばされ、空気排出口２６、背圧制御弁３８及び空気排出流路４０を通じて外気に排出される。
【００４６】
なお、ステップＳ４の判定が成立したときに、水素供給弁４４は遮断状態とされるが、時点ｔ０〜ｔ１のカソード側掃気期間内では、燃料電池１４内の燃料ガス流路１２６に残留する水素と供給されている酸化剤ガスにより発電は継続され、その発電電流Ｉｆによりエアコンプレッサ３６等の補機を動作させることができるので、キャパシタ残容量Ｃｒｃは変動しない。
【００４７】
次に、ステップＳ７の時点ｔ１においてアノード掃気処理が開始される。アノード掃気処理期間では、キャパシタ１６の電力により駆動されるエアコンプレッサ３６からの圧縮空気をアノード電極１１６側にも導入するために、まず、空気導入流路５３に設けられている空気導入弁５４を開放し、水素供給口２０と空気供給口２４の両方から燃料電池１４のアノード電極１１６とカソード電極１１８に圧縮空気を導入する。圧縮空気は、燃料電池１４内の燃料ガス流路１２６と酸化剤ガス流路１２８を流通し、それぞれ、水素排出口２２及び空気排出口２６から排出される。このとき、水素パージ弁３０を一定時間開放して水素パージを行った後、水素パージ弁３０を閉じ、次いで、空気排出弁５６を開放し、導入した掃気用の空気により、燃料電池１４内の電解質膜・電極構造体１２０やセパレータ１２２、１２４に付着している生成水等を確実に除去する。この場合、上述したカソード電極側での掃気処理が継続されるとともに、アノード電極１１６側では、燃料電池１４内に留まっている水が水素排出口２２から空気排出弁５６及び空気排出流路５８を通じて掃気用の空気とともに外気に排出される。
【００４８】
このアノード掃気処理を行っている間に、ステップ８において、キャパシタ１６の残容量（キャパシタ残容量）Ｃｒｃが制御装置７０により所定時間毎に連続的に監視され、キャパシタ残容量Ｃｒｃが算出される。そして、算出されたキャパシタ残容量Ｃｒｃが、次回の氷点下起動で必要なエネルギに対応する所定の残容量閾値Ｃｔｈ以下（実際には、等しい値まで）となるかどうかが判定される。
【００４９】
そのため、このステップＳ８では、キャパシタ１６の電圧Ｖｃ［Ｖ］と、キャパシタ１６の電流Ｉｃ［Ａ］とが電流・電圧センサ６２を通じて制御装置７０により検出され、さらに、温度センサ７２によりキャパシタ１６の温度Ｔｃ［℃］が検出される。
【００５０】
この場合、キャパシタ１６の静電容量（容量値）Ｃ´［Ｆ］は、図４の特性２０２に示すように、キャパシタ温度Ｔｃの低下に応じて、特に氷点下温度０［℃］より低い温度になればなるほど低下する。また、キャパシタ１６の内部抵抗Ｒ´［Ω］は、図５の特性２０４に示すように、キャパシタ温度Ｔｃの低下に応じて、特に氷点下温度０［℃］より低い温度になればなるほど増加する。
【００５１】
制御装置７０は、メモリに記憶しているこの特性（マップ）２０２、２０４を参照し、現在キャパシタ温度Ｔｃをパラメータとして対応する静電容量Ｃ´と、内部抵抗Ｒ´を求める。
【００５２】
このとき、キャパシタ残容量Ｃｒｃは、次の（１）式により算出される。
Ｃｒｃ＝（１／２）×Ｃ´×（Ｖｃ−Ｉｃ×Ｒ´）2  …（１）
【００５３】
そして、ステップＳ８において、次の（２）式の判定が行われる。
Ｃｒｃ≦Ｃｔｈ                                    …（２）
【００５４】
（２）式が成立するまでの間、すなわち、現在のキャパシタ残容量Ｃｒｃが残容量閾値Ｃｔｈより大きい場合（Ｃｒｃ＞Ｃｔｈ）には、ステップＳ７のアノード掃気処理が継続される。上述したように、アノード掃気処理の時間は、長ければ長いほど、燃料電池１４の劣化が起こり難くなる。
【００５５】
このようにして、ステップＳ８の判定、すなわち（２）式（の等号）が成立したときに、ステップＳ９に示すようにアノード掃気処理を終了する。この終了時の時点ｔ２において、エアコンプレッサ３６の駆動が停止される。このとき、それぞれノーマルクローズ（電気が供給されないときに閉じているの意）の各弁５４、５６、３０、３８は閉じられる（ノーマルクローズの水素供給弁４４は、既に時点ｔ０で閉じられている。ノーマルクローズの水素パージ弁３０も時点ｔ１の直後に閉じられている。）。
【００５６】
このように上述した実施形態によれば、イグニッションスイッチ７６がオン状態からオフ状態に切り替えられることに伴い発生する発電停止信号ＩＧｏｆｆを検知したとき、カソード側掃気処理を行った後、アノード電極１１６にも酸化剤ガスを供給してアノード掃気処理を開始するが、このアノード掃気処理の開始後に、キャパシタ１６の残容量Ｃｒｃを監視し、監視している残容量Ｃｒｃが閾値Ｃｔｈまで下がった場合には、アノード掃気処理を終了するようにしているので、アノード掃気処理終了時に、閾値Ｃｔｈに等しい残容量Ｃｒｃ（Ｃｒｃ＝Ｃｔｈ）が確保される。
【００５７】
この閾値Ｃｔｈに等しい残容量Ｃｒｃにより燃料電池システム１０の次回の確実な氷点下起動等の低温時起動が確保され、かつタイマ等の計時手段を利用したアノード掃気処理ではなく、キャパシタ残容量Ｃｒｃが閾値Ｃｔｈに下がるまでアノード掃気処理を行うので、できるだけ長い（最大限の）アノード掃気時間が確保されて燃料電池１４の劣化を最小限に抑制することができる。
【００５８】
アノード掃気処理中に、キャパシタ温度Ｔｃを測定し、測定したキャパシタ温度Ｔｃをパラメータとして残容量Ｃｒｃを（１）式により算出するようにしているので、キャパシタ１６の温度Ｔｃに対応した所望のキャパシタ残容量Ｃｒｃを確保することができる。
【００５９】
なお、発電停止信号ＩＧｏｆｆを検知したとき、キャパシタ１６の電圧Ｖｃを測定して電圧閾値Ｖｔｈ以上であるかどうかを判定し、電圧Ｖｃが電圧閾値Ｖｔｈ以下（Ｖｃ≦Ｖｔｈ）であった場合には、カソード側掃気処理、アノード掃気処理を開始する前に、燃料電池１４の発電を継続して、キャパシタ１６を燃料電池１４の発電電流Ｉｆにより電圧閾値Ｖｔｈまで充電するように制御することで、より長いアノード掃気時間を確保することができる。
【００６０】
上述した実施形態においては蓄電装置としてキャパシタ１６を用いているが、このキャパシタ１６に代替してバッテリを利用することができる。バッテリを使用した場合、残容量は充電状態ＳＯＣ（State  Of  Charge）を監視して判定される。
【００６１】
以上説明したように、上述した実施形態によれば、キャパシタ１６の残容量Ｃｒｃに基づいてアノード掃気終了の判定を行うようにしているので、できるだけ長いアノード掃気時間を確保することができ、かつアノード掃気処理後の残容量Ｃｒｃにより燃料電池システム１０の次回の確実な起動が確保される。このため、確実な氷点下起動等の低温時起動を保証することができ、かつ燃料電池１４の劣化を最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の一実施形態が適用された燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】イグニッションスイッチオフ時のキャパシタ残容量監視処理等の動作説明に供されるフローチャートである。
【図３】イグニッションスイッチオフ時のキャパシタ残容量監視処理等の動作説明に供されるタイムチャートである。
【図４】キャパシタの静電容量の温度依存特性を示す説明図である。
【図５】キャパシタの内部抵抗の温度依存性を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…燃料電池システム                １２…燃料電池車両
１４…燃料電池                        １６…キャパシタ
７０…制御装置                        ７６…イグニッションスイッチ
１１６…アノード電極
【図１】
2006202520.tif 000003
【図２】
2006202520.tif 000004
【図３】
2006202520.tif 000005
【図４】
2006202520.tif 000006
【図５】
2006202520.tif 000007