(57)【要約】【課題】燃料電池の初期性能を維持させつつ、燃料電池の触媒を活性化させることが可能な燃料電池システムを提供する。【解決手段】車両に搭載される燃料電池システム１０であって、燃料電池１１と、燃料電池１１の電位を下げて燃料電池１１の触媒を活性化させるリフレッシュ処理を実行させるＦＣＥＣＵ２１と、車両の目的地までの距離の情報を取得してＦＣＥＣＵ２１へ送信するカーナビＥＣＵ２２と、を備え、ＦＣＥＣＵ２１は、カーナビＥＣＵ２２から送信される距離の情報に基づいて、車両の目的地までの距離が予め設定された閾値を超える場合にリフレッシュ処理を実行し、車両の目的地までの距離が閾値以下である場合にリフレッシュ処理の実行を禁止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載される燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の電位を下げて前記燃料電池の触媒を活性化させるリフレッシュ処理を実行させる制御部と、
前記移動体の目的地までの距離の情報を取得して前記制御部へ送信する距離情報取得部と、
を備え、
前記制御部は、前記距離情報取得部から送信される距離の情報に基づいて、前記移動体の目的地までの距離が予め設定された閾値を超える場合に前記リフレッシュ処理を実行し、前記移動体の目的地までの距離が前記閾値以下である場合に前記リフレッシュ処理の実行を禁止する、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、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の電位を下げることで燃料電池の触媒の表面の酸化被膜を除去し、触媒の活性を回復させるリフレッシュ処理を行う燃料電池システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３２３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記燃料電池システムでは、短期的にみると、リフレッシュ処理により燃料電池の触媒の活性が回復する。しかし、長期的にみると、燃料電池の電位を低電位にするリフレッシュ処理が繰り返されることで、触媒粒子が粗大化して触媒の表面積が小さくなり、初期性能を発揮し得なくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、燃料電池の初期性能を維持させつつ、燃料電池の触媒を活性化させることが可能な燃料電池システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池システムは、
移動体に搭載される燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の電位を下げて前記燃料電池の触媒を活性化させるリフレッシュ処理を実行させる制御部と、
前記移動体の目的地までの距離の情報を取得して前記制御部へ送信する距離情報取得部と、
を備え、
前記制御部は、前記距離情報取得部から送信される距離の情報に基づいて、前記移動体の目的地までの距離が予め設定された閾値を超える場合に前記リフレッシュ処理を実行し、前記移動体の目的地までの距離が前記閾値以下である場合に前記リフレッシュ処理の実行を禁止する。
【０００７】
本発明の燃料電池システムによれば、移動体が目的地に到着し、燃料電池の発電が停止されると、次の始動までの間に燃料電池の電位が下がり、燃料電池の触媒が活性化する。したがって、移動体の目的地までの距離が閾値以下の場合にリフレッシュ処理を禁止することにより、リフレッシュ処理の回数を減らすことができる。そのため、初期性能を維持させつつ、触媒を活性化させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の燃料電池システムによれば、燃料電池の初期性能を維持させつつ、燃料電池の触媒を活性化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を説明するブロック図である。
【図２】ＦＣＥＣＵによるリフレッシュ処理の実行判断制御について説明するフローチャートである。
【図３】燃料電池の出力の電位を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る燃料電池システムの一実施の形態を説明する。以下、この燃料電池システムを燃料電池車両の車載発電システムに適用した場合について説明するが、本発明はこのような適用例に限らず、船舶，航空機，電車、歩行ロボット等のあらゆる移動体への適用も可能である。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を説明するブロック図である。
図１に示すように、燃料電池システム１０は、主に、燃料電池１１、ＦＤＣ１２、ＰＣＵ１３及びモータ１４を備えている。
【００１２】
燃料電池１１は、反応ガスである水素と空気に含まれる酸素とを電気化学反応させて発電する複数のセルを有している。燃料電池１１には、反応ガスとしての水素を貯留した水素タンク(図示略)から水素が供給され、エアコンプレッサ（図示略）により大気中の空気が圧縮され、反応ガスとしての酸素が供給される。
【００１３】
ＦＤＣ１２は、燃料電池１１からの出力を昇圧等するコンバータである。ＰＣＵ１３は、燃料電池１１からのモータ１４への電力量を制御する。モータ１４は、燃料電池システム１０を搭載している車両のタイヤを駆動させて、車両を走行させるモータである。
【００１４】
また、燃料電池システム１０は、ＦＣＥＣＵ（制御部）２１及びカーナビＥＣＵ（距離情報取得部）２２を備えている。ＦＣＥＣＵ２１は、燃料電池１１への水素及び空気の供給量等を調整することで、燃料電池１１の出力を制御する。カーナビＥＣＵ２２は、車両に搭載されたナビゲーションシステムの制御部であり、車両の位置及び入力された目的地の情報から車両の目的地までの距離の情報を取得してＦＣＥＣＵ２１へ送信する。
【００１５】
燃料電池システム１０では、ＦＣＥＣＵ２１が、所定のタイミングで燃料電池１１のセルの電位を還元電位（リフレッシュ電位）まで所定時間（リフレッシュ時間）引き下げることによって、燃料電池１１のカソードの触媒に生じる酸化被膜を分解、除去して触媒活性を回復させるリフレッシュ処理を実行する。このリフレッシュ処理が実行されることで、燃料電池１１の発電効率低下が抑制され、高い発電効率が得られる。
【００１６】
ところで、燃料電池１１は出力の電位を低電位にするリフレッシュ処理が繰り返されると、触媒粒子が粗大化して触媒の表面積が小さくなる。このため、リフレッシュ処理が実行され過ぎると、燃料電池１１の触媒が初期性能を発揮しなくなり、効率低下を招くおそれがある。
【００１７】
このため、本実施形態に係る燃料電池システム１０では、ＦＣＥＣＵ２１がリフレッシュ処理の実行を抑えるべく、リフレッシュ処理の実行判断制御を行う。
【００１８】
次に、ＦＣＥＣＵ２１によるリフレッシュ処理の実行判断制御について説明する。
図２は、ＦＣＥＣＵ２１によるリフレッシュ処理の実行判断制御について説明するフローチャートである。
【００１９】
燃料電池１１にリフレッシュ処理が必要か否かのリフレッシュ要否判定を行う（ステップＳＰ１）。このリフレッシュ要否判定（ステップＳＰ１）は、例えば、所定の電圧値を基準にして行われる。このリフレッシュ要否判定において、リフレッシュ処理が必要でなければ（ステップＳＰ１：ＮＯ）、リフレッシュ処理を実行せず（ステップＳＰ２）、リフレッシュ処理の実行判断制御を終了する。
【００２０】
リフレッシュ要否判定でリフレッシュ処理が必要と判定すると（ステップＳＰ１：ＹＥＳ）、予め定められた設定頻度のタイミングか否かの設定頻度タイミング判定を行う（ステップＳＰ３）。この設定頻度タイミング判定において、リフレッシュ処理の設定頻度のタイミングでなければ（ステップＳＰ３：ＮＯ）、リフレッシュ処理を実行せず（ステップＳＰ２）、リフレッシュ処理の実行判断制御を終了する。
【００２１】
設定頻度タイミング判定でリフレッシュ処理のタイミングであると判定すると（ステップＳＰ３：ＹＥＳ）、カーナビＥＣＵ２２から送信された距離の情報に基づいて、車両の目的地までの距離が所定の閾値を超えているか否かの残距離判定を行う（ステップＳＰ４）。この残距離判定において、ＦＣＥＣＵ２１は、車両の目的地までの距離と予め設定された閾値とを比較する。そして、車両の目的地までの距離が閾値以下である場合は（ステップＳＰ４：ＮＯ）、リフレッシュ処理を実行せず（ステップＳＰ２）、リフレッシュ処理の実行判断制御を終了する。
【００２２】
残距離判定で車両の目的地までの距離が閾値を越えていると判定すると（ステップＳＰ４：ＹＥＳ）、リフレッシュ処理を実行する（ステップＳＰ５）。
【００２３】
なお、予め設定された閾値は、例えば、最後に実行されたリフレッシュ処理から燃料電池１１のセルの触媒が十分に発電の性能を発揮し得る距離である。
【００２４】
次に、上記の燃料電池システム１０を搭載した燃料電池車両におけるリフレッシュ処理の実行例について説明する。
図３は、燃料電池の出力の電位を示すグラフである。
【００２５】
燃料電池システム１０を搭載した車両が目的地へ到達し、その後、再出発して他の目的地へ移動する場合、図３に示すように、燃料電池システム１０は、通常運転（図３中Ａで示す時間帯）から終了処理及び始動処理が行われ（図３中Ｂで示す時間帯）、その後、通常運転（図３中Ｃで示す時間帯）となる。
【００２６】
このように運転される燃料電池システム１０では、ＦＣＥＣＵ２１は、以下のような制御を行う。
【００２７】
通常運転（図３中Ａで示す時間帯）において、車両の目的地までの距離が閾値を越えている場合、予め設定されたタイミングＴｒで必要時にリフレッシュ処理が行われる。これにより、燃料電池１１のセル電位が設定されたタイミングＴｒで還元電位（リフレッシュ電位）まで引き下げられる。
【００２８】
これに対して、目的地までの距離が閾値以下となると、ＦＣＥＣＵ２１は、リフレッシュ処理の実行を禁止する。その後、車両が目的地に到達することで、燃料電池システム１０では、運転の終了処理がタイミングＴｅで実行される。すると、燃料電池１１は、運転の終了に伴ってセルの電位が還元電位（リフレッシュ電位）よりも下げられることとなる。これにより、燃料電池１１は、リフレッシュ処理が行われることなく、リフレッシュ処理と同等に触媒が活性化されることとなる。
【００２９】
燃料電池システム１０の運転の始動処理が行われて運転がタイミングＴｓで再開されて通常運転（図３中Ｃで示す時間帯）されることで、燃料電池１１のセルの電位が上げられる。その後、目的地までの距離が閾値を越えている場合は、予め設定されたタイミングＴｒで必要時にリフレッシュ処理が行われ、燃料電池１１のセルの電位が還元電位（リフレッシュ電位）まで引き下げられる。
【００３０】
このように、本実施形態に係る燃料電池システム１０によれば、車両が目的地に到着し、燃料電池１１の発電が停止されると、次の始動までの間に燃料電池１１の電位が下がり、燃料電池１１の触媒が活性化する。したがって、車両の目的地までの距離が閾値以下の場合にリフレッシュ処理を禁止することにより、リフレッシュ処理の回数を減らすことができる。つまり、車両が目的地に近付いた場合にリフレッシュ処理の頻度を抑えることで、燃料電池１１の触媒の劣化を抑制することができる。そのため、初期性能を維持させつつ、触媒を活性化させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  燃料電池システム
１１  燃料電池
２１  ＦＣＥＣＵ（制御部）
２２  カーナビＥＣＵ（距離情報取得部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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