(57)【要約】      （修正有）【課題】通常のシステム停止が実行された場合に凍結条件の可能性が存在するか否かを決定し、凍結条件の可能性が存在する場合、反応ガス流れチャンネルのパージを実行する方法。【解決手段】燃料電池システムは、例えば周囲温度、地理的位置、日付、気象報告等の所定の入力に基づいてシステムが停止された後に凍結条件が存在する可能性を決定するための方法を用いる。システムが、凍結条件の可能性があり、凍結が起こりそうであると決定した場合、システムは、燃料電池システムのパージ停止を開始し、水が反応ガス流れチャンネルからパージされる。システムが凍結しそうもないと決定した場合、流れチャンネルのパージを行うことなく通常通りの停止処置を開始する。本システムは、諸条件が変化したか否かを周期的に決定し、次に凍結条件が可能となった場合には反応ガス流れチャンネルのパージを開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システム内で燃料電池スタックのパージを選択的に実行するための方法であって、
所定のパラメータに基づいて、燃料電池システム停止時に凍結条件の可能性が存在するか否かを決定し、
前記凍結条件の可能性が存在する場合、前記燃料電池スタック内の反応ガス流れチャンネルをパージし、
前記凍結条件の可能性が存在しない場合、反応ガス流れチャンネルのパージを行うことなく前記燃料電池システムを通常通りに停止させ、
前記通常の停止の後、通常のシステム停止が実行された場合に凍結条件の可能性が存在するか否かを周期的に決定し、
凍結条件の可能性が存在すると次に決定された場合、前記反応ガス流れチャンネルのパージを実行する、各工程を備える、方法。
【請求項２】
前記所定のパラメータは、周囲温度、冷却流体温度、スタック温度、地理的位置、ユーザーの使用法のプロフィール、日付及び気象報告のうち一つ以上を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
凍結条件の可能性が存在するか否かを周期的に決定する前記工程は、前記所定のパラメータに基づいて凍結条件の可能性が存在するか否かを決定するエンジンコントローラを周期的に起動するため起動タイマー回路を使用する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
凍結条件の可能性が存在するか否かを周期的に決定する前記工程は、凍結条件の可能性が存在するか否かを決定し、凍結条件の可能性が存在する場合には前記パージを実行するようにエンジンコントローラを起動するため、温度測定値を提供する温度センサと測定された温度を閾値温度と比較する比較デバイスとを有する起動チェック回路を使用する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パージを実行する前に、システムの停止後に凍結条件の可能性が存在すると決定された場合、暖め続ける計画を開始する工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
所定の基準に基づいて前記暖め続ける計画を実行するのに十分な燃料又はバッテリーエネルギーが存在するか否かを決定し、十分な燃料又はバッテリーエネルギーが存在しない場合には前記パージを実行する、工程を更に備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記所定の基準は、地理的情報、ユーザープロフィール情報及び燃料供給ステーションまでの距離からなる群から選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記燃料電池システムは車両上に搭載されている、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
燃料電池システムであって、
反応ガス流れチャンネルを備える燃料電池スタックと、
前記反応ガス流れチャンネルを通して空気を送り込むためのコンプレッサと、
前記燃料電池システムを制御するためのコントローラであって、該コントローラは、所定のパラメータに基づいて、燃料電池システム停止時に凍結条件の可能性が存在するか否かを決定し、前記凍結条件の可能性が存在する場合、前記コントローラに前記燃料電池スタック内の反応ガス流れチャンネルの通路をパージさせ、前記凍結条件の可能性が存在しない場合、反応ガス流れチャンネルのパージを行うことなく前記燃料電池システムを通常通りに停止させ、前記通常の停止の後、凍結条件の可能性が存在するか否かを周期的に決定し、凍結条件の可能性が存在すると次に決定された場合、前記反応ガス流れチャンネルの通路のパージを実行する、前記コントローラと、
を備える、燃料電池システム。
【請求項１０】
温度センサを更に備え、該温度センサは、前記凍結条件の可能性が存在するか否かを示す温度信号を前記コントローラに提供する、請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記凍結条件の可能性を示す無線信号を受信する受信器を更に備える、請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記所定のパラメータは、周囲温度、冷却流体温度、スタック温度、地理的位置、ユーザーの使用法のプロフィール、日付及び気象報告のうち一つ以上を含んでいる、請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
起動タイマー回路を更に備え、該起動タイマー回路は、前記所定のパラメータに基づいて凍結条件の可能性が存在するか否かを決定するためシステム停止後に前記コントローラを周期的に起動する、請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１４】
起動チェック回路を更に備え、該起動チェック回路は、温度を測定するための温度センサを更に備え、該起動チェック回路は、凍結条件の可能性が存在するか否かを決定するため、測定された温度を閾値温度と比較し、凍結条件の可能性が存在する場合には前記パージを実行するため前記コントローラを起動する、請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１５】
前記コントローラは、該コントローラが前記パージを実行する前に凍結条件の可能性が存在すると決定した場合、システムの停止後に暖め続ける計画を開始する、請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記暖め続ける計画を実行するのに十分な燃料又はバッテリーエネルギーが存在するか否かを決定し、十分な燃料又はバッテリーエネルギーが存在しない場合には前記パージを実行する、工程を更に備える、請求項１５に記載の燃料電池システム。
【請求項１７】
前記燃料電池システムは車両上に搭載されている、請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１８】
燃料電池システムであって、
反応ガス流れチャンネルを備える燃料電池スタックと、
前記反応ガス流れチャンネルを通して空気を送り込むためのコンプレッサと、
前記燃料電池システムを制御するためのコントローラであって、該コントローラは、所定のパラメータに基づいて、燃料電池システム停止時に凍結条件の可能性が存在するか否かを決定し、前記凍結条件の可能性が存在する場合、前記コントローラに前記反応ガス流れチャンネルをパージさせ、前記凍結条件の可能性が存在しない場合、反応ガス流れチャンネルのパージを行うことなく前記燃料電池システムを通常通りに停止させ、前記通常の停止の後、凍結条件の可能性が存在するか否かを周期的に決定し、凍結条件の可能性が存在すると次に決定された場合、前記反応ガス流れチャンネルのパージを実行し、前記コントローラが前記パージを実行する前に凍結条件の可能性が存在すると決定した場合、暖め続ける計画を開始する、前記コントローラと、
システムの停止後に前記パージを実行するため前記コントローラを起動するための起動回路と、
を備える、燃料電池システム。
【請求項１９】
温度センサを更に備え、該温度センサは、前記凍結条件の可能性が存在するか否かを示す温度信号を前記コントローラに提供する、請求項１８に記載の燃料電池システム。
【請求項２０】
前記凍結条件の可能性を示す無線信号を受信する受信器を更に備える、請求項１８に記載の燃料電池システム。
【請求項２１】
前記所定のパラメータは、周囲温度、冷却流体温度、スタック温度、地理的位置、日付及び気象報告のうち一つ以上を含んでいる、請求項１８に記載の燃料電池システム。
【請求項２２】
前記起動回路は起動タイマー回路であり、該起動タイマー回路は、前記所定のパラメータに基づいて凍結条件の可能性が存在するか否かを決定するためシステム停止後に前記コントローラを周期的に起動する、請求項１８に記載の燃料電池システム。
【請求項２３】
前記起動回路は起動チェック回路であり、該起動チェック回路は、温度を測定するための温度センサを更に備え、該起動チェック回路は、凍結条件の可能性が存在するか否かを決定するため、測定された温度を閾値温度と比較し、凍結条件の可能性が存在する場合には前記パージを実行するため前記コントローラを起動する、請求項１８に記載の燃料電池システム。
【請求項２４】
前記コントローラは、所定の基準に基づいて前記暖め続ける計画を実行するのに十分な燃料又はバッテリーエネルギーが存在するか否かを決定し、十分な燃料又はバッテリーエネルギーが存在しない場合には前記パージを実行する、請求項１８に記載の燃料電池システム。
【請求項２５】
前記所定の基準は、地理的情報、ユーザープロフィール情報及び燃料供給ステーションまでの距離からなる群から選択される、請求項２４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、概して、燃料電池スタック内の生成水がシステム停止後に凍結する可能性があるか否かを決定し、もし凍結するならば、スタックのパージを実行するためのアルゴリズムを用いる燃料電池システムに関し、より詳しくは、スタックパージを選択的に実行するようにシステム停止後に氷点下条件が存在し得るか否かを周期的に決定するためのアルゴリズムを用いる燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水素は、クリーンで燃料電池内に電気を効率的に生成するため使用することができるため、非常に魅力的な燃料である。水素燃料電池は、アノード及びカソードを備え、それらの間に電解質を備える電気化学式装置である。アノードは、水素ガスを受け取り、カソードは、酸素又は空気を受け取る。水素ガスは、自由な水素陽子及び電子を発生するためアノード内で分解される。陽子は、電解質を通ってカソードへと至る。水素陽子は、カソードにおいて、酸素及び電子と反応し、水を発生する。アノードからの電子は、電解質を通過することができず、よって、負荷を通るように差し向けられ、カソードに送られる前に仕事を実施する。
【０００３】
陽子交換膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）は、車両のための人気のある燃料電池である。ＰＥＭ燃料電池は、一般に、過フッ化スルホン酸等の固体ポリマー電解質陽子伝達膜を備えている。アノード及びカソードは、典型的には、通常ではプラチナ（Ｐｔ）等の細かく分割された触媒粒子を含んでおり、これらの粒子は、炭素粒子上に支持され、イオノマーと混合されている。触媒混合物は、膜の両側に配置されている。アノード触媒混合物、カソード触媒混合物及び膜の組み合わせは、膜電極アッセンブリ（ＭＥＡ）を形成する。膜電極アッセンブリは、製造する上で比較的高価であり、効率的な作動のため幾つかの条件を必要としている。
【０００４】
幾つかの燃料電池は、典型的には、所望の電力を発生させるため燃料電池内に結合されている。例えば、車両のための典型的な燃料電池スタックは、２百個以上も積み重ねられた燃料電池を持ち得る。燃料電池スタックは、カソード入力ガス、典型的には、コンプレッサによりスタックを通して流された空気の流れを受け取る。酸素の必ずしも全てが、スタックにより消費されるわけではなく、空気の中には、スタック副産物として水を含み得るカソード排気ガスとして出力されるものがある。燃料電池スタックは、アノード水素入力ガスを受け取り、該ガスは、スタックのアノード側部へと流れていく。
【０００５】
燃料電池スタックは、スタック中の幾つかのＭＥＡの間に配置された、一連の二極式プレートを備える。二極式プレート及び膜電極アッセンブリは２つの端部プレートの間に配置される。二極式プレートは、スタック内の隣接する燃料電池のためアノード側部及びカソード側部を備える。アノードガス流れチャンネルは、二極式プレートのアノード側部に設けられ、アノードガスが各々の膜電極アッセンブリへと流れることを可能にする。カソードガス流れチャンネルは、二極式プレートのカソード側部上に設けられ、カソードガスが各々の膜電極アッセンブリへと流れることを可能にする。一方の端部プレートはアノードガス流れチャンネルを備え、他方の端部プレートはカソードガス流れチャンネルを備えている。二極式プレート及び端部プレートは、例えばステンレス鋼又は導電性複合物等、導電性材料から作られている。端部プレートは、燃料電池により発生された電気をスタックから伝達する。二極式プレートは、流れチャンネルを更に備え、該流れチャンネルを通って、冷却流体が流れる。
【０００６】
当該技術分野で良く理解されているように、燃料電池は、効率的なスタック作動を提供するため燃料電池スタックの作動温度及びスタック内の圧力に基づいて一定の相対湿度で作動する。従って、燃料電池スタックが停止したとき、スタック内の膜電極アッセンブリが一定量の湿気を有する。燃料電池システムがたまたま氷点下零度の環境にある場合、この湿気は、凍結しかねず、膜電極アッセンブリ、拡散媒体、プレート及び／又はガスケットに損傷を及ぼし得る。従って、スタックが凍結の結果として損傷されることを防止するため、システムの停止時に、燃料電池スタック及びその内部の膜を乾燥することが知られている。
【０００７】
一つの既知の技術では、乾燥空気が、水のパージ及びスタック乾燥を提供するためコンプレッサによりスタックを通して送り込まれる。湿気のほとんどは、水が生成されるが故に、膜電極アッセンブリのカソード側部に存在するが、膜電極アッセンブリのアノード側部にも湿気が存在する。膜電極アッセンブリが湿っており、湿気がカソード側部からアノード側部まで膜電極アッセンブリを通って拡散するからである。従って、スタック乾燥技術では、乾燥目的のため、カソード空気をアノードチャンネルを通して差し向ける。様々な方法が、アノード流れチャンネル及び／又はカソード流れチャンネルのパージを提供するため当該技術分野では知られている。一つの既知の技術では、燃料電池スタックパワーが、空気のパージを提供するためコンプレッサを作動するため使用される。しかし、これは燃料がパワーを供給することを必要とする。代替例として、バッテリーエネルギーをパージを提供するため使用することができる。しかし、これは、バッテリーの蓄積エネルギーを減少させる。
【０００８】
スタック内の生成水が凍結しそうでない場合には、反応ガス流れチャンネルのパージを実行しないことが望ましい。パージが膜を乾燥しつくし、それらの寿命を減少させるおそれがあり、パージを提供するためエネルギーがコンプレッサを作動することを要するからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上により、車両が停止した後に車両が凍結条件を被るか否かを予測することができることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の教えによれば、燃料電池システムが開示され、該燃料電池システムは、例えば周囲温度、地理的位置、日付、気象報告等の所定の入力に基づいてシステムが停止された後に凍結条件が存在する可能性を決定するための方法を用いる。システムが、凍結条件の可能性があり、凍結が起こりそうであると決定した場合、システムは、燃料電池システムのパージ停止を開始し、水及び水蒸気が、アノード流れチャンネル及び／又はカソード流れチャンネルからパージされる。システムが凍結しそうもないと決定した場合、アノード流れチャンネル及び／又はカソード流れチャンネルのパージを行うことなく通常通りの停止処置を開始する。本システムは、諸条件が変化したか否かを周期的に決定し、次に凍結条件が可能となった場合には反応ガス流れチャンネルのパージを開始する。本システムが暖め続ける計画を備え且つ凍結条件が存在している場合、本システムは、前記暖め続ける計画を実行するのに十分な燃料又はバッテリーエネルギーが存在するか否かを決定し、十分な燃料又はバッテリーエネルギーが存在しない場合には前記流れチャンネルのパージを実行する。
【００１１】
本システムは、凍結条件の可能性が停止後に変化したか否かの決定をなすためエンジンコントローラを周期的に起動するための低出力の起動タイマー回路を備えることができる。代替として、本システムは、凍結条件の可能性が停止後に変化したか否かを決定するため、より高出力消費のエンジンコントローラを使用する代わりに、温度を決定する低出力の起動チェック回路を備えることができる。
【００１２】
本発明の追加の特徴は、添付図面と関連した次の説明及び添付した請求の範囲から明らかとなる。
【実施例】
【００１３】
燃料電池システムの停止後に凍結する可能性があるか否かを決定し、もし凍結するならば、反応ガス流れチャンネルのパージを実行するためのシステム及び方法に関する、本発明の実施例の次の説明は、その本質上単なる例示であり、本発明、その用途又は使用方法を限定することを意図したものではない。
【００１４】
図１は、凍結条件の可能性の故に燃料電池システム停止時にスタックのパージが必要となるか否かを決定し、その後、周期的に決定するための本発明の実施例に係るプロセスを示す、フローチャート図１０である。当該アルゴリズムは、車両停止の要求が判定ひし形ボックス１２でなされたか否かを決定する。停止の要求が判定ひし形ボックス１２でなされた場合、当該アルゴリズムは、現在のところ凍結条件が存在するか又はその可能性若しくは確率があるか否かを決定するためボックス１４で温度アルゴリズムを走らせる。任意の適切な温度アルゴリズムを、周囲温度、冷却流体温度、スタック温度又は他の適切な温度を提供する温度センサを読み取る等、この目的のために使用することができる。更には、当該アルゴリズムは、例えば、GMのオンスター（R）等のワイヤレス通信システムを使用するか、又は、GPS信号を受信することができる。GMのオンスター（R）の実施例では、当該アルゴリズムは、凍結条件の可能性を決定し、現在の気象情報さえも受信するため日付及び位置を同定することができる。例えば、真夏のフロリダにおける車両は、車両停止時に凍結条件の低い可能性を有し、ミシガン州の１月の車両は、凍結条件の高い可能性を有している。ＧＰＳの実施例では、本アルゴリズムは、凍結条件の可能性を決定するため日付及び位置を同定することができる。
【００１５】
本アルゴリズムは、判定ひし形ボックス１６に情報を提供し、可能な凍結条件が存在するか否かを決定する。可能な凍結条件が存在している場合、本アルゴリズムは、スタック内のアノード側部及び／又はカソード側部の反応ガスの流れチャンネルが圧縮空気を使用してパージされている場合、ボックス１８でパージの停止を開始する。カソード出口において水蒸気の輸送（ＷＶＴ）装置を迂回し、冷却流体流れを停止し、燃料電池スタックの圧力を低下させ、高いカソード化学量論係数を提供することを始めとした、幾つかの事象が、パージ停止の間に生じ得る。これらの工程の中には、システム圧力を低下させるなど、水が流れチャンネルからより容易に除去されるように、液体水を蒸発させるように変換するべく設計されているものがある。更には、冷却流体の流れを停止させることは、スタックがその温度を迅速に低下させないようにし、水蒸気が液体状態に戻ることを防止させる。システムの圧力は、カソード排気背圧バルブを開放することによって低下される。高いカソード化学量論係数を提供することは、コンプレッサから比較的高い空気の流れを提供する。コンプレッサを運転するため燃料電池スタックのパワーを使用することによって、バッテリーのエネルギーを節約することができる。しかし、少量の水が連続的に発生される。
【００１６】
本アルゴリズムが判定ひし形ボックス１６で凍結可能条件が存在しないと決定した場合、本アルゴリズムは、ボックス２２で通常の停止を開始し、次のシステム始動のため膜の湿度を可能な限り高く維持するように流れチャンネルのパージを実行しない。気象条件が如何に速く変化するか、車両を如何に長く停止するか、停止中に車両が移動するか否かは知られていないので、システム停止後に、凍結条件の可能性が変化したか否かを周期的に決定することが必要となる。従って、車両が所定の期間の後にオフとなった後、本アルゴリズムは車両の電子コントローラ又は他の装置を起動し、ボックス２４で気象条件が凍結条件を可能としているか否かを再び決定する。ボックス２４で凍結条件の可能性が存在しているかを決定するアルゴリズムは、例えば周囲温度センサ、ＧＰＳレシーバー等を使用した、ボックス１４で使用されたのと同じアルゴリズムであってもよい。ボックス２４で本アルゴリズムにより決定された情報に基づいて、本アルゴリズムは、判定ひし形ボックス２６で凍結条件の可能性が存在するか否かを決定する。
【００１７】
判定ひし形ボックス２６で凍結条件の可能性が存在していない場合、本アルゴリズムは、温度アルゴリズムを実行するためボックス２４で周期的に起動するプロセスを再び続行する。本アルゴリズムは、決定する際の時間インターバルが多数の因子に基づくように設計され、書き込まれている。凍結条件の決定をなす際のインターバルは、パージ停止がシステム停止時に最初にどのくらいの確率で実行されそうであるかに影響を及ぼす。換言すれば、システムは、比較的頻繁に凍結条件の決定をなす場合には、システム停止時にパージするための初期判定において、凍結条件の可能性が比較的高くないならばパージをしないことを決定する。一実施例では、決定工程は毎時間になされる。代替例として、例えばスタック及び周囲温度等、センサ入力に基づいて、モデルが適切な時間を推定することができる。
【００１８】
温度アルゴリズムが、判定ひし形ボックス２６で凍結条件の可能性があると決定した場合、本アルゴリズムは、判定ひし形ボックス２８で車両が「暖め続ける」計画を取っているか否かを決定する。燃料電池車両の中には、車両が停止したとき、燃料電池スタックが加熱して生成水がスタック内で凍結することを防止するように燃料電池スタックを作動するためのアルゴリズムを備えることができるものがある。車両が「暖め続ける」計画を取っていない場合、本システムは、ボックス１８でパージ停止を実行するためボックス３０で再始動する。
【００１９】
車両が判定ひし形ボックス２８で「暖め続ける」計画を取っている場合には、本アルゴリズムは、判定ひし形ボックス３２で、車両が「暖め続ける」計画を実行する上で十分な燃料及び／又はバッテリーエネルギーを持っているか否かを決定する。本アルゴリズムがどのくらい多くの燃料及び／又はバッテリーエネルギーが許容可能であるかを決定したとき、本アルゴリズムは、地理的及び／又はユーザーの使用方法のプロフィール情報を考慮することができる。例えば、本アルゴリズムは、燃料供給ステーションまでの距離に関する判定に基づくことができる。車両が十分な燃料及び／又はバッテリーエネルギーを持っていない場合、本アルゴリズムは、ボックス１８でパージ停止作業を実行するためシステム再始動ボックス３０へと移行する。車両が判定ひし形ボックス３２で十分な燃料及び／又はバッテリーエネルギーを持っている場合、本アルゴリズムは、ボックス３４で「暖め続ける」計画を実行し、所定期間の後、可能となる凍結条件が上述したように存在するか否かを決定するためボックス２４へと戻る。「暖め続ける」計画を実行するため、所定期間の間に燃料電池スタックを作動するか、又は、バッテリーエネルギーを使用して電気ヒーターを作動させてスタック、冷却流体及び／又は他の構成部品を所定の期間に亘って暖め続けることを始めとした、様々な技術が当該技術分野で知られている。
【００２０】
図２は、本発明の一実施例に係る、ボックス２４でシステム起動を提供するためのシステム４０の概略図である。システム４０は、起動タイマー回路４２とエンジンコントローラ４４とを備える。起動タイマー回路４２は、エンジンコントローラ４４の一部とすることができる。起動タイマー回路４２は、タイマー４６と、トランジスタスイッチ４８と、を備える。エンジンコントローラ４４が通常の条件の間に作動するとき、ハイ信号がライン５０上のトランジスタスイッチ４８のベースに印加され、トランジスタスイッチ４８を伝導させることを可能にする。ＡＮＤゲート６２の一つの入力部は、トランジスタスイッチ４８のコレクターターミナルに接続されている。ＡＮＤゲート６２の出力は、ライン５２上のタイマー可能化信号であり、トランジスタスイッチ４８が伝導しているときローとなり、かくしてタイマー４６を断絶させる。ＡＮＤゲート６２への他の入力は、一般にハイとなる、ラッチ回路６４への相補的な出力である。
【００２１】
エンジンコントローラ４４がシステム停止時に停止したとき、トランジスタスイッチ４８は、ＡＮＤゲート６２への両方の入力がハイであり、タイマー可能化ライン５２がハイとなってタイマー４６を作動させるように、伝導を停止する。タイマー４６がその予めセットされたカウント値をカウントしたとき、当該トランジスタスイッチは、ライン５４上でハイ信号を出力し、ラッチ回路５６を設定し、ライン５８上でエンジンコントローラ４４を起動し、トランジスタスイッチ４８を伝導させ、タイマー４６をオフにさせる。エンジンコントローラ４４は、適切なセンサ又は他の技術を使用して、上述したように、凍結条件の可能性を決定するプロセスを実行する。エンジンコントローラ４４は、凍結条件の可能性を決定するプロセスを実行した後、ライン６０上でラッチ回路５６をリセットする。
【００２２】
エンジンコントローラ４４が、上述したように、凍結条件の可能性が変化したが故にスイッチのパージが必要であると決定した場合、エンジンコントローラは、ラッチ回路６４を設定するためライン６６上でハイ信号を出力し、ラッチ回路６４の相補的出力をローにさせ、パージ及びエンジンコントローラ４４が停止した後にタイマー４６が停止するようにする。車両が発進したときラッチ回路６４がリセットされるように、ラッチ回路６４のリセットターミナルが車両の点火部に接続されている。従って、エンジンコントローラ４４は、周期的に作動されるだけであり、バッテリーからのパワーの引き出しを減少させる。起動タイマー回路４２は、最小のパワーを引き出し、ほとんど問題とはならない。
【００２３】
図３は、システム４０と類似したシステム７０の概略図であり、同様の構成要素が同じ参照番号によって同定されている。本実施例では、起動タイマー回路４２が起動チェック回路７２に置き換えられており、該起動チェック回路は、トランジスタスイッチ４８と、ＡＮＤゲート６２と、ラッチ回路６４とを備える。起動チェック回路７２は、エンジンコントローラ４４の一部であってもよい。起動チェック回路７２は、ライン５２上で可能化される温度回路７４も備えている。温度回路７４は、温度センサ７６と閾値回路７８とを備えている。温度センサ７６からの温度信号と閾値回路７８からの閾値信号は、例えばオペアンプ等の温度比較デバイス８０に適用される。温度が所定の閾値より下がる場合、温度比較回路８０は、パージを実行するためライン５８上でエンジンコントローラ４４を起動させる。温度比較デバイス８０の出力は、起動チェック回路７２が上述した態様でパージ後に断絶されるようにラッチ回路６４を設定する。なお、起動タイマー回路４２及び起動チェック回路７２は、結合された回路として提供することもできる。
【００２４】
本実施例では、エンジンコントローラ４４は、凍結条件の可能性が存在するときに起動されるだけであり、所定の時間インターバルで毎度に起動されるのではない。従って、起動チェック回路７２が、起動タイマー回路４２よりもほんの僅かにコストがかかり、ほんの僅かにパワーを消費したとしても、凍結条件の可能性が存在するか否かの判定をなすためエンジンコントローラ４４により使用されるパワー量において節約をなすことができる。なお、エンジンコントローラ４４は、一旦、温度比較回路８０により起動されたならば、凍結条件の可能性を検証することができる。温度センサ７６は、燃料電池スタック内のパイプ等の燃料電池システム内の任意の適切な構造に対して配置される熱電対ワイヤであってもよい。
【００２５】
前記した説明は、本発明の単なる例示としての実施例を開示し、記載したものである。当業者は、そのような説明並びに添付した図面及び請求の範囲から、請求の範囲で画定される本発明の精神及び範囲から逸脱すること無く、様々な変更、変形及び改良をなし得ることを容易に認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、凍結可能条件が、燃料電池システムの停止時に存在するか否かを決定し、存在する場合には反応ガス流れチャンネルパージを実行する、本発明の一実施例に係るプロセスを示す流れ図である。
【図２】図２は、システム停止後に、凍結可能条件が変化したか否かを決定するためエンジンコントローラに周期的に通知する起動タイマー回路の概略図である。
【図３】図３は、温度がエンジン停止後に所定の閾値温度より下がった場合、エンジンコントローラを起動する、本発明の別の実施例に係る起動チェック回路の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
2008010424000001.pdf