(57)【要約】【課題】車両直下の路面（床面）の状況に応じて水の排出を適切に制御して、直下の人や物、車等に不用意に被害を与えることがないようにする。【解決手段】燃料電池スタック１内部の水通路２０に循環させる水が貯留される水タンク２１内の余剰の水を排出するための排水手段として、余剰の水を液水のまま排出する液水排出手段２６の他、余剰の水を気化させて水蒸気の状態で排出する水蒸気排出手段２７を設ける。そして、システムコントローラ４が当該燃料電池システムが搭載された車両直下の路面状況が液水での排水に適さないと判断した場合には、排水手段として水蒸気排出手段２７を選択し、水タンク２１の水位が上限を越えたときには余剰の水を水蒸気として車外に排出させる。【選択図】図１
2006099994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車載用の燃料電池システムであって、
燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、且つ内部に冷却あるいは加湿を行うための水通路を備える燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、
前記燃料電池スタックに酸化剤ガス供給する酸化剤ガス供給装置と、
前記燃料電池スタック内部の水通路に水を循環させるための水循環装置と、
前記水通路内に循環させる水を貯留するための水タンクと、
前記水タンクから余剰の水を車外に排出するための排水手段と、
前記排水手段による水の排水を制御する排水制御手段とを有し、
前記排水制御手段は、車両直下の路面状況が所定の路面状況であると推定される場合に、車外への液水の排出を行わないよう制御することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記排水手段は、余剰の水を液水で排出するための排水経路と併せて、前記水タンクに排出弁を介して接続され且つ前記水タンクから排出される余剰の水を一時的に貯留するためのバッファタンクと、当該バッファタンクに貯留された水を気化させるための加熱手段と、当該加熱手段で気化された水蒸気を排出するための排水蒸気経路とを有し、
前記排水制御手段は、車両直下の路面状況が液水での排水に適さない路面状況であると推定される場合に、前記水タンクから前記バッファタンクに必要量の水を排水させ、当該バッファタンクに貯留された水を前記加熱手段にて気化させて、前記排水蒸気経路から水蒸気として車外に排出するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
車両直下の路面までの距離を推定するための変位推定手段を有し、
前記排水制御手段は、前記変位推定手段で推定される車両直下の路面までの距離が継続的あるいは断続的に所定値よりも大きい場合に、車外への液水の排出を行わないよう制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記排水制御手段は、前記車両の走行速度が所定速度よりも低い場合に車両直下の路面状況に応じた排水制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
車両外部に設置された発信機から発信される排水禁止信号を受信する受信機を備え、
前記排水制御手段は、前記受信機が前記排水禁止信号を受信した場合に、車外への液水の排出を行わないよう制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
車両の乗員が任意に切替え操作可能なスイッチを有し、
前記排水制御手段は、車両の乗員により前記スイッチが操作されて車両直下の路面状況が液水での排水に適さない路面状況であることが指定された場合に、車外への液水の排出を行わないよう制御することを特徴とする請求項１又は２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、車両に搭載される車載用の燃料電池システムに関するものであり、特に、システム内の余剰な水を外部に適正に排出するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題、特に自動車等の排出ガスによる大気汚染や二酸化炭素による地球温暖化の問題等に対する対策として、クリーンな排気及び高エネルギ効率を可能とする燃料電池システムが注目を浴びている。燃料電池システムは、燃料となる水素及び空気を燃料電池スタックの水素極及び空気極に供給して電気化学反応を起こし、化学エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換システムである。燃料電池システムでは、前記電気化学反応によって生成されるのは水のみであって、有害物質を含む排気ガスや二酸化炭素が排出されることはない。
【０００３】
ところで、以上のような燃料電池システムにおいて、燃料電池スタックにおける電気化学反応により生成される生成水は、通常、燃料電池スタックの冷却あるいは加湿を行うために利用されるが、高負荷運転時等、燃料電池スタックで多量の水が生成される状況下ではシステム内の水の量が過剰となり、余剰な水を外部に排出する必要が生ずる。そこで、例えば特許文献１記載の発明等においては、燃料電池の発電時に生成された水を燃料流路から排出するに当たり、燃料ガス流路の下方に設けた貯留部に生成水を貯留するとともに、貯留部の水位を検出し、検出された水位が予め設定した上限水位を越えたとき、貯留部の生成水を下部から排出するという構成が採用されている。
【特許文献１】特開２００２−３１３４０３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、前記特許文献１記載の技術をはじめとする従来の技術においては、余剰の水を外部に排出する際に、外部の状況などについては考慮していないため、燃料電池システムを車両に搭載した場合には、不用意な排水によって車両周囲の人や車等に被害を及ぼす可能性がある。例えば、床面が網目状鉄板であるような立体駐車場や、ピット等の車両整備場等のように、車両直下に人、物、車等が立ち入ることができる空間が存在するような場所では、車両の移動中、あるいは停車中に前記のような生成水の排水が行われると、車両直下の空間に存在する人や物、車等に生成水が降りかかる可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の燃料電池システムが抱える不都合を解消するために提案されたものであり、車両直下の路面（床面）の状況に応じて水の排出を適切に制御して、直下の人や物、車等に不用意に被害を与えることのない車載用の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】
本発明の燃料電池システムは、車両に搭載される車載用の燃料電池システムである。その構成としては、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、且つ内部に冷却あるいは加湿を行うための水通路を備える燃料電池スタックと、燃料電池スタックに燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、燃料電池スタックに酸化剤ガス供給する酸化剤ガス供給装置と、燃料電池スタック内部の水通路に水を循環させるための水循環装置と、水通路内に循環させる水を貯留するための水タンクと、水タンクから余剰の水を車外に排出するための排水手段と、排水手段による水の排水を制御する排水制御手段とを有する。そして、本発明の燃料電池システムでは、排水制御手段が、車両直下の路面状況が所定の路面状況であると推定される場合に、車外への液水の排出を行わないよう制御するようにしている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の燃料電池システムによれば、例えば、床面が網目状鉄板で形成されている立体駐車場等のように、車両直下の路面状況が液水での排水に適さない路面状況であると推定される場合には、車外への液水の排出を行わないように制御できるので、車両直下の空間内に人や物、車等が存在する場合でも、不用意に排水を行ってこれらに水濡れ被害等を与えてしまうといった不都合を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した燃料電池システムの具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１に本実施形態の燃料電池システムの構成を示す。本実施形態の燃料電池システムは、車両の駆動動力源として車両に搭載される車載用の燃料電池システムであり、発電手段として固体高分子タイプの燃料電池スタック１を用いている。そして、本実施形態の燃料電池システムでは、この燃料電池スタック１のアノード極１ａに水素供給装置２から燃料ガスとしての水素を供給するとともに、燃料電池スタック１のカソード極１ｂに空気供給装置３から酸化剤ガスとしての空気を供給することで、燃料電池スタック１においてこれら水素と空気中の酸素とを電気化学的に反応させて発電を行う。この燃料電池システムにおける各種運転状態の制御は、システムコントローラ４からの指令に基づいて実行される。
【００１０】
燃料電池スタック１は、水素が供給されるアノード極１ａと酸素（空気）が供給されるカソード極１ｂとが電解質・電極触媒複合体を挟んで重ね合わされて発電セルが構成されるとともに、複数の発電セルが多段積層された構造を有し、電気化学反応により化学エネルギを電気エネルギに変換する。アノード極１ａでは、水素が供給されることで水素イオンと電子に解離し、水素イオンは電解質を通り、電子は外部回路を通って電力を発生させ、カソード極１ｂにそれぞれ移動する。カソード極１ｂでは、供給された空気中の酸素と前記水素イオン及び電子が反応して水が生成され、外部に排出される。
【００１１】
燃料電池スタック１の電解質としては、高エネルギ密度化、低コスト化、軽量化等を考慮して、固体高分子電解質膜が用いられる。固体高分子電解質膜は、例えばフッ素樹脂系イオン交換膜等、イオン（プロトン）伝導性の高分子膜からなるものであり、飽和含水することによりイオン伝導性電解質として機能する。
【００１２】
本実施形態の燃料電池システムでは、上述したように、水素供給装置２からの水素を水素供給配管５を通して燃料電池スタック１のアノード極１ａに、また空気供給装置３からの空気を空気供給配管６を通して燃料電池スタック１のカソード極１ｂにそれぞれ供給して発電させる。その際、アノード極１ａからは発電で消費されなかった余剰の水素を含むアノードオフガスが、またカソード極１ｂからは一部の酸素が消費され且つ発電により生成した生成水を含んだカソードオフガスがそれぞれ排出される。
【００１３】
アノードオフガスは、アノードオフガス循環装置７により水素循環配管８を介して水素供給配管５へと全量循環され、水素供給装置２から新たに供給される水素と混合されて、再度、燃料電池スタック１のアノード極１ａへと供給される。また、アノードオフガス循環装置７からは、水素排気配管９が分岐されており、この水素排気配管９に設けられたパージ弁１０を開放することで、不純物が蓄積したアノードオフガスがここから排気（パージ）される。
【００１４】
カソードオフガスは、カソード出口配管１１へと導かれ、燃料電池スタック１への供給空気を加湿する加湿装置１２を経由した後、排気配管１３から外部に排気される。加湿装置１２の下流位置にはカソード圧力調整弁１４が設けられており、このカソード圧力調整弁１４の開度を調整することにより空気圧力が制御される。
【００１５】
燃料電池スタック１は、当該燃料電池スタック１の温度管理を行うために、冷媒ポンプ１５により圧送される冷媒が内部を流通できるようにしてあり、燃料電池スタック１から流出した冷媒は冷媒通路切替弁１６を介してラジエータ１７に流入して比較的温度が低い外気と熱交換が行われて温度が低減された後に、冷媒ポンプ１５で圧送されて冷媒配管１８を介して再度燃料電池スタック１に流入する。
【００１６】
起動時等、燃料電池スタック１の温度が比較的低い場合には、冷媒通路切替弁１６を開度調整し、バイパス配管１９により冷媒をラジエータ１７をバイパスさせることにより、燃料電池スタック１の温度を短時間で所定温度に高めるよう制御される。
【００１７】
燃料電池スタック１の内部には、供給空気および供給水素を加湿する、あるいは発電に伴って生成された生成水を吸収するための水通路２０が設けられている。また、燃料電池スタック１の外部には、燃料電池スタック１に供給する水を所定量貯留するための水タンク２１が設置されている。そしてこれら燃料電池スタック１内部の水通路２０と外部の水タンク２１との間で、水ポンプ２２を作動させることにより水循環配管２３を介して水を循環させている。また水タンク２１には大気開放口２４が設けられており、水タンク２１内に貯留される生成水量が変化しても、内圧は大気圧を保つように構成されている。
【００１８】
なお、燃料電池スタック１の内部に設けられた水通路２０は、以上のような加湿の目的以外にも、燃料電池スタック１を冷却する目的で使用することも可能である。すなわち、燃料電池スタック１内部の水通路２０に冷却水を流通させることで、燃料電池１の温度を運転に最適な温度に維持することもできる。
【００１９】
燃料電池スタック１の発電中において、水の生成量に対してカソードオフガス中の水蒸気として車外に排出される水分量が多い場合には、水タンク２１内に貯留される生成水の量が減少して燃料電池スタック１内部の水通路２０への水供給が十分に行われ難くなり、その結果、燃料電池スタック１の電解質膜が乾燥することによる性能低下を生じる可能性がある。一方、水の生成量に対してカソードオフガス中の水蒸気として車外に排出される水分量が少ない場合には、水タンク２１に貯留される生成水の量は増加して最終的には水タンク２１が生成水で満たされ、水タンク２１内圧が大気圧よりも高くなることに伴って燃料電池スタック１内部の水通路２０内の圧力も高くなる。このため、生成水がカソード極１ｂ及びアノード極１ａのガス通路内に残留して反応面積を減少させ、燃料電池スタック１の性能低下を招く可能性がある。
【００２０】
そのため、水タンク２１には液面推定手段２５が設置され、この液面推定手段２５により推定される水タンク２１内の水位が所定範囲内を維持されるように制御されており、水位が所定値よりも低い場合には温度、圧力等の運転条件を変更して、車外に排出される水分量よりも水タンク２１に回収される生成水量を増やすようにし、逆に水位が所定値よりも高い場合には、水タンク２１に設けられた排水手段により水タンク２１内の水を車外に排出して、水位が所定範囲内に保たれるようにしている。
【００２１】
特に本実施形態の燃料電池システムでは、このような水タンク２１内の水を車外に排出するための排水手段として、水タンク２１から余剰の水を液水の状態で車外に排出するための液水排出手段２６と、余剰の水を気化させて水蒸気として車外に排出するための水蒸気排出手段２７とが設けられており、通常は、液水排出手段２６から水タンク２１内の余剰の水を液水のまま車外に排出するようにしている。
【００２２】
液水排出手段２６は、例えば遮断弁２８及び排出配管２９で構成されており、遮断弁２８の開弁時間を制御することで排出配管２９から液水の状態で排出される排水量を制御することが可能とされている。
【００２３】
一方、水蒸気排出手段２７は、水タンク２１に遮断弁３０を介してバッファタンク３１及び大気開放配管３２が接続され、且つバッファタンク３１には加熱手段として電気ヒータ３３が設置された構成とされている。そして、水蒸気排出手段２７では、水タンク２１から排出された余剰の水を一時的にバッファタンク３１に貯留し、バッファタンク３１に貯留された水を電気ヒータ３３で加熱して気化させ、大気開放配管３２から車外に水蒸気として排出することが可能となっている。
【００２４】
なお、本実施形態の燃料電池システムでは、燃料電池スタック１のアノード極１ａの入口及び出口、カソード極１ｂの入口及び出口、水通路２０の入口にそれぞれ圧力検出手段３４ａ〜３４ｅと温度検出手段３５ａ〜３５ｅとが設置されるとともに、水タンク２１には水タンク温度検出手段３６が設置され、また、水蒸気排出手段２７のバッファタンク３１出口には圧力検出手段３４ｆ及び絞り部３７が設置されている。
【００２５】
また、本実施形態の燃料電池システムは、上述したように車載用の燃料電池システムとして構成されているが、この燃料電池システムが搭載される車両には変位推定手段（ここでは非接触型変位センサ）３８が設けられており、この変位推定手段３８によって車両直下の路面までの距離が推定できるようになっている。そして、本実施形態の燃料電池システムでは、変位推定手段３８によって推定される車両直下の路面までの距離に基づき、システムコントローラ４が車両直下の路面状況を推定し、例えば図２に示すように、車両５０の直下に人５１や他の車両５２が存在し得る空間があることが想定される場合には、車外への液水の排出は行わないように、前記排水手段による水の排水を制御するようにしている。
【００２６】
以下、本実施形態の燃料電池システムにおいて特徴的なシステムコントローラ４による排水制御の詳細について、図３のフローチャートに沿って説明する。
【００２７】
本実施形態の燃料電池システムにおいて、システムコントローラ４は、先ず、車両に設置されている車速センサからの情報を読み込んで、車速が予め設定された所定速度以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１）。そして、車速が所定速度以下である場合には、変位推定手段３８を用いて車両直下の路面までの距離Ｌｍの推定を開始する（ステップＳ２）。そして、変位推定手段３８で推定される車両直下の路面までの距離Ｌｍが、予め定められた所定走行距離Ｌｗ以上にわたり、図４に示すように継続的に、あるいは図５に示すように断続的に、通常の路面の凹凸を考慮して予め設定される基準値Ｌｂよりも大きい値を示しているかどうか（つまりＬｍ＞Ｌｂとなっているか）を判定し（ステップＳ３）、所定走行距離Ｌｗ以上にわたって継続的あるいは断続的にＬｍ＞Ｌｂとなっている場合には、車両直下に比較的大きな空間が存在していると判断して、水タンク２１内の余剰の水が液水で車外に排出されることがないように、水タンク２１内の余剰の水を排出する排水手段として水蒸気排出手段２７を選択する（ステップＳ４）。
【００２８】
すなわち、本実施形態の燃料電池システムでは、図４に示すように、車両直下の路面までの距離Ｌｍが継続的に基準値Ｌｂより大きい場合には、車両整備場のピット等、車両直下に人が容易に存在できる空間がある可能性を想定し、また、図５に示すように、車両直下の路面までの距離が断続的に基準値Ｌｂより大きい場合には、床面が網目状鉄板で構成される立体駐車場等、車両直下に人や物や車が容易に存在できる空間がある可能性を想定して、それら人や物や車に液水で排出した水を浴びせることを避けるために、排出手段を水蒸気排出手段２７に切り替えて液水での排水が行われないようにしている。
【００２９】
また、車両直下に人や物や車が容易に存在できる空間がある状況では、車両速度を上げて運転する可能性は低いという観点から、本実施形態の燃料電池システムでは、車両直下に人や物や車が容易に存在できる空間がある場所での走行時に想定し得る最大の車速を予め定めておき、この車速以下の場合に限定して、変位推定手段３８を用いた車両直下の路面までの距離Ｌｍの推定を行うようにしている。これにより、路面状況の推定を行うシーンが低速時のみに限定されるため、制御システム構成の簡素化および変位推定手段３８の作動に要するエネルギを節約することができる。
【００３０】
ステップＳ４において水タンク２１内の余剰の水を排出する排水手段として水蒸気排出手段２７を選択したら、システムコントローラ４は、次に、液面推定手段２５の推定値をモニタリングしながら水タンク２１内の水位が上限値を超えたかどうかを判定し（ステップＳ５）、水タンク２１内の水位が上限値を超えたときには遮断弁３０を開放して水タンク２１内から余剰の水を排出し、バッファタンク３１へと一時貯留する（ステップＳ６）。そして、水タンク２１内からの水の排出を開始させてから所定時間経過した段階で（ステップＳ７）、遮断弁３０を閉じて水の排出を停止させるとともに、電気ヒータ３３の作動を開始させる（ステップＳ８）。
【００３１】
この電気ヒータ３３の作動によってバッファタンク３１内に貯留された水が気化して大気開放配管３２から水蒸気として車外に排出されることになるが、大気開放配管３２には上述したように絞り部３７が設置されているので、大気開放配管３２における絞り部３７の上流側およびバッファタンク３１内の圧力は、水蒸気の生成に伴って変化することになる。そこで、システムコントローラ４は、ステップＳ８で電気ヒータ３３の作動を開始させた後、バッファタンク３１出口に設置された圧力検出手段３４ｆの検出値をモニタリングして、バッファタンク３１内の圧力が水蒸気の生成に伴って予め設定された所定値Ｐｕ以上にまで上昇（ステップＳ９）した後、予め設定された所定値Ｐｄ以下にまで減少（ステップＳ１０）した段階で、バッファタンク３１内に貯留された水の気化が完了したと判断して、電気ヒータ３３の作動を停止させる（ステップＳ１１）。
【００３２】
以上の排水制御により、電気ヒータ３３に要するエネルギを必要最小限に抑えながら、バッファタンク３１内に貯留された水を確実に気化させて、水蒸気として車外に排出することができる。また、車外に排出される水は、バッファタンク３１内に一時的に貯留されてここで加熱および気化されるため、水タンク２１内の水の温度、ひいては燃料電池スタック１に供給する水の温度への影響は殆どなく、通常の運転を継続することができる。
【００３３】
以上は、車両直下の路面状況が液水での排水に適さないと判断されて、排水手段として水蒸気排出手段２７が選択された場合の排水制御を説明したが、前記ステップＳ１において車速が所定速度を超えていると判定した場合、あるいは前記ステップＳ３において車両直下の路面までの距離Ｌｍが所定走行距離Ｌｗ以上にわたって継続的あるいは断続的に基準値Ｌｂよりも大きい値を示していないと判定した場合には、システムコントローラ４は、水タンク２１内の余剰の水を液水で車外に排出しても問題ないと判断して、水タンク２１内の余剰の水を排出する排水手段として液水排出手段２６を選択する（ステップＳ１２）。
【００３４】
このように排水手段として液水排出手段２６を選択した場合には、システムコントローラ４は、次に、液面推定手段２５の推定値をモニタリングしながら水タンク２１内の水位が上限値を超えたかどうかを判定し（ステップＳ１３）、水タンク２１内の水位が上限値を超えたときには遮断弁２８を開放して、水タンク２１内の余剰の水を液水のまま排出配管２９を通じて車外に排出させる（ステップＳ１４）。そして、水タンク２１内からの水の排出を開始させてから所定時間経過した段階で（ステップＳ１５）、遮断弁２８を閉じて水の排出を停止させる（ステップＳ１６）。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の燃料電池システムによれば、変位推定手段３８を用いて車両直下の路面状況を推定し、車両直下に比較的大きな空間が存在している場合など、液水での排水に適さない路面状況であることが推定される場合には、水タンク２１内の余剰の水を排出する排水手段として水蒸気排出手段２７を選択して、車外への液水の排出を行わないようにしているので、例えば、車両直下の空間内に人や物、車等が存在するといった場合でも、不用意に排水を行ってこれらに水濡れ被害等を与えてしまうといった不都合を有効に防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態の燃料電池システムによれば、排水手段として余剰の生成水を液水で排出する液水排出手段２６と併せて水蒸気排出手段２７を有し、路面状況が液水での排水に適さないことが推定された状況下で排水を行う場合には、この水蒸気排出手段２７により水タンク２１内の余剰の水を気化させて水蒸気として車外に排出するようにしているので、液水の排出による周囲への被害及び悪影響を回避しながら、水タンク２１内の水位管理を適切に行って燃料電池システムの運転を継続することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態の燃料電池システムにおいては、変位推定手段３８により車両直下の路面までの距離を推定し、この距離が継続的ないしは断続的に所定値よりも大きい場合に、床面が網目状鉄板である立体駐車場や、ピット等の車両整備設備等、車両直下に人、物、車などが存在できる空間がある場所を車両が生成水の排出に適さない場所であると自動的に判断して、車外への液水の排出を行わないよう制御しているので、車両の移動中ないしは停車中の液水の排出により、車両直下の人、物、車などに生成水を浴びせて水濡れ被害を与える可能性を極力低減することができる。
【００３８】
さらにまた、本実施形態の燃料電池システムによれば、当該燃料電池システムが搭載された車両の車速が所定速度よりも低い場合にのみ路面状況の推定を行うようにしているので、制御システム構成の簡素化および変位推定手段３８の作動に要するエネルギを節約することができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、本発明を適用した第２の実施形態の燃料電池システムについて説明する。本実施形態の燃料電池システムは、図６及び図７に示すように、上述した第１の実施形態で路面状況の推定に用いていた変位推定手段３８に代えて排水禁止信号受信機３９を備える点に特徴を有するものである。なお、その他の基本的なシステム構成は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００４０】
排水禁止信号受信機３９は、車両外部の施設４０等に設置された発信機４１から発信される排水禁止信号を受信するものである。すなわち、本実施形態では、車両が移動できる床面の下方に人、物、車が存在できる空間がある施設４０などに、液水での排水を禁止する旨の排水禁止信号を発信する発信機４１を設置しておくようにしている。そして、本実施形態の燃料電池システムを搭載した車両が、この発信機４１に近付いて車載の排水禁止信号受信機３９にて発信機４１からの排水禁止信号を受信すると、システムコントローラ４が排水手段を水蒸気排出手段２７に切り替えて、車外への排水が必要な場合には液水ではなく水蒸気で排出されるようにしている。
【００４１】
図８は、本実施形態の燃料電池システムにおける排水制御の制御フローを示すものであり、図３に示した制御フロー（第１の実施形態）のステップＳ１〜ステップＳ３の代わりに、ステップＳ２０で排水禁止信号受信機３９が排水禁止信号を受信したか否かを判断するようにしている。そして、排水禁止信号を受信した場合にステップＳ４で排水手段として水蒸気排出手段２７を選択し、排水禁止信号を受信していなければステップＳ１２で液水排出手段２６を選択するようにしている。その他の処理は、図３に示した第１の実施形態での処理と同様である。
【００４２】
以上のように、本実施形態の燃料電池システムにおいては、床面の下方に人、物、車が存在できる空間がある施設４０などに設置された発信器４１からの排水禁止信号を受信機３９が受信したときに、水タンク２１内の余剰の水を排出するための排水手段を水蒸気排出手段２７に切り替えて車外への液水の排出を行わないように制御しているので、液水の排出に適さない場所を明確に判断でき、車外の人、物、車へ液水を滴下してしまう不都合を確実に回避することができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、本発明を適用した第３の実施形態の燃料電池システムについて説明する。本実施形態の燃料電池システムは、図９に示すように、上述した第１の実施形態で路面状況の推定に用いていた変位推定手段３８に代えて、車両の乗員が任意に切替え操作可能なスイッチ４２を備える点に特徴を有するものである。なお、その他の基本的なシステム構成は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００４４】
本実施形態の燃料電池システムでは、車両の乗員が車両直下の路面状況を目視などにより確認し、車両直下の路面状況が液水での排水に適さない路面状況であると判断した場合にスイッチ４２を切り替えることで、水タンク２１内の余剰の水を排出するための排水手段として水蒸気排出手段２７を選択できるようにしている。すなわち、本実施形態の燃料電池システムでは、システムコントローラ４がスイッチ４２の状態を監視して、このスイッチ４２の状態に応じて排水手段を切り替えるようにしている。
【００４５】
図１０は、本実施形態の燃料電池システムにおける排水制御の制御フローを示すものであり、図３に示した制御フロー（第１の実施形態）のステップＳ１〜ステップＳ３の代わりに、ステップＳ３０でスイッチ４２の状態を判定するようにしている。そして、スイッチ４２で水蒸気排出手段２７が指定されている場合にステップＳ４で排水手段として水蒸気排出手段２７を選択し、スイッチ４２で液水排出手段２６が指定されている場合には、ステップＳ１２で液水排出手段２６を選択するようにしている。その他の処理は、図３に示した第１の実施形態での処理と同様である。
【００４６】
以上のように、本実施形態の燃料電池システムにおいては、車両の乗員が任意に切替え操作可能なスイッチ４２を設けて、このスイッチ４２の操作により路面状況が液水での排水に適さないことが指定された場合に、水タンク２１内の余剰の水を排出するための排水手段を水蒸気排出手段２７に切り替えて車外への液水の排出を行わないよう制御しているので、システム構成を簡素化しつつ、車両の乗員の判断で状況に応じて臨機応変に最適な水の排出制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施形態の燃料電池システムの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の燃料電池システムを説明する図であり、路面状況を推定する様子を示す模式図である。
【図３】第１の実施形態の燃料電池システムにおける排水制御の詳細を示すフローチャートである。
【図４】変位推定手段において継続的な変位を検知した場合の作動状況を示す図である。
【図５】変位推定手段において断続的な変位を検知した場合の作動状況を示す図である。
【図６】第２の実施形態の燃料電池システムの構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態の燃料電池システムを説明する図であり、発信機からの排水禁止信号を受信している様子を示す模式図である。
【図８】第２の実施形態の燃料電池システムにおける排水制御の詳細を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施形態の燃料電池システムの構成を示す図である。
【図１０】第３の実施形態の燃料電池システムにおける排水制御の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１  燃料電池スタック
２  水素供給装置
３  空気供給装置
４  システムコントローラ
２０  水通路
２１  水タンク
２２  水ポンプ
２６  液水排出手段
２７  水蒸気排出手段
２８  遮断弁
２９  排出配管
３０  遮断弁
３１  バッファタンク
３２  大気開放配管
３３  電気ヒータ
３８  変位推定手段
３９  排水禁止信号受信機
４１  発信機
４２  スイッチ
【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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