(57)【要約】【課題】燃料電池の出力を大きくすることができるようにする。【解決手段】燃料電池と、燃料電池から排出されたガス中の蒸気を凝縮させる凝縮器３１と、凝縮器３１に空気を供給し、凝縮器３１を冷却する冷却ファン３２と、燃料電池の運転を停止させる停止モードが選択されたかどうかを判断する運転モード判定処理手段と、停止モードが選択された場合に、水素ガスの供給を停止させる燃料供給停止処理手段と、燃料電池の燃料極に凝縮器３１の出口側の高温空気を供給する高温空気供給処理手段とを有する。停止モードが選択された場合に、水素ガスの供給が停止させられ、燃料電池の燃料極に凝縮器３１の出口側の高温空気が供給されるので、燃料電池と高温空気との温度差をなくすことができ、燃料供給路において水蒸気が凝縮することがなくなる。【選択図】図１
2008004324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）燃料電池と、
（ｂ）該燃料電池から排出されたガス中の蒸気を凝縮させる凝縮器と、
（ｃ）該凝縮器に空気を供給し、凝縮器を冷却する冷却ファンと、
（ｄ）前記燃料電池の運転を停止させる停止モードが選択されたかどうかを判断する運転モード判定処理手段と、
（ｅ）前記停止モードが選択された場合に、水素ガスの供給を停止させる燃料供給停止処理手段と、
（ｆ）前記燃料電池の燃料極に凝縮器の出口側の高温空気を供給する高温空気供給処理手段とを有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池の燃料極に高温空気を供給する前に、燃料電池の燃料供給路を排気し、水素ガスを除去する排気処理手段を有する請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
燃料電池から排出されたガス中の蒸気を凝縮し、凝縮器に空気を供給し、凝縮器を冷却し、前記燃料電池の運転を停止させる停止モードが選択されたかどうかを判断し、該停止モードが選択された場合に、水素ガスの供給を停止させ、前記燃料電池の燃料極に凝縮器の出口側の高温空気を供給することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システム及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池を搭載した車両（以下「燃料電池搭載車両」という。）においては、積層型の燃料電池によって発生させられた電流を駆動モータに供給し、該駆動モータを駆動することによってトルクを発生させるようにしている。
【０００３】
そのために、前記燃料電池搭載車両に燃料電池システムが配設され、該燃料電池システムは、液体水素が貯蔵された燃料タンク、該燃料タンクから水素ガスが供給されるとともに、空気が供給され、前記積層型の燃料電池を構成する燃料電池スタック、該燃料電池スタックから排出されたガス中の蒸気を凝縮させ、ガスと水滴とに分離させる凝縮器等を備える。
【０００４】
そして、前記燃料電池スタックにおいては、スタックケース内にモジュールが収容され、該モジュールは、燃料電池の要素を構成する複数のセルを互いに電気的に直列に接続することによって構成された集合体から成る。前記各セルは、電解質膜を挟んで、反応層及び拡散層を備えた燃料極並びに空気極を配設することによって形成された膜・電極接合体であるメンブレン・エレクトロード・アッセンブリ（ＭＥＡ）、及び該各メンブレン・エレクトロード・アッセンブリを分離させ、かつ、前記空気極に臨ませて空気供給路を、前記燃料極に臨ませて燃料供給路を形成するセパレータを備える。
【０００５】
そして、前記空気極はカソードとして、燃料極はアノードとして機能し、空気極に空気を、燃料極に水素ガスを供給し、空気極及び燃料極に前記セパレータを介して負荷装置、例えば、インバータを接続すると、燃料極において触媒反応が起こり、水素が水素イオン（プロトン）と電子とに分解され、水素イオンが、プロトン（Ｈ+ ）の形態で水分を含んだ電解質膜内を空気極側に移動し、空気中の酸素と結合して水を生成する。また、前記燃料極で発生した電子がインバータを介して空気極側に移動し、これに伴って電流が発生する。すなわち、水素と酸素とを反応させることによって電流が発生させられ、該電流を前記セパレータを介してインバータに供給することができる。
【０００６】
ところで、燃料電池システムを停止させる場合、燃料電池を停止させるために水素の供給が停止させられるが、この場合、燃料極側の水素ガスが少しずつ消費され続けるので、燃料極側の圧力が徐々に低くなる。そして、水素ガスの圧力が大気圧以下になると、空気極側の空気がメンブレン・エレクトロード・アッセンブリを透過して燃料極側に移動するので、該燃料極側は水素ガスと空気とが混合した状態になる。そして、燃料極側における酸素の濃度が一定値以上になると、メンブレン・エレクトロード・アッセンブリにおいて局部電池が発生し、１．２〔Ｖ〕以上の高電位状態になり、燃料極側において触媒粒子が溶出し、燃料電池の性能が低下してしまう。
【０００７】
そこで、燃料電池システムを停止させる場合、燃料極の燃料供給路を真空によって排気した後、燃料供給路に大気を導入し、燃料極側に水素が残留するのを防止するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−４８９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の燃料電池システムにおいては、運転を停止させる直前の燃料電池の温度は、各種の運転モードによって異なるが、４０〜６０〔℃〕程度の範囲にあり、しかも、メンブレン・エレクトロード・アッセンブリから温度に応じて水蒸気が発生するので、常温の大気が導入されると、燃料電池と大気との温度差によって水蒸気が凝縮ししまう。特に、燃料電池システムの起動及び停止を繰り返すと、水蒸気の凝縮が顕著になる。
【０００９】
したがって、燃料極に水滴が留まる状態になりやすく、燃料極が水滴で覆われるので、水素ガスが円滑に流れなくなり、十分に触媒反応が行われなくなる。その結果、燃料電池の出力が小さくなってしまう。
【００１０】
本発明は、前記従来の燃料電池システムの問題点を解決して、燃料電池の出力を大きくすることができる燃料電池システム及びその制御方法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】
そのために、本発明の燃料電池システムにおいては、燃料電池と、該燃料電池から排出されたガス中の蒸気を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器に空気を供給し、凝縮器を冷却する冷却ファンと、前記燃料電池の運転を停止させる停止モードが選択されたかどうかを判断する運転モード判定処理手段と、前記停止モードが選択された場合に、水素ガスの供給を停止させる燃料供給停止処理手段と、前記燃料電池の燃料極に凝縮器の出口側の高温空気を供給する高温空気供給処理手段とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃料電池システムにおいては、燃料電池と、該燃料電池から排出されたガス中の蒸気を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器に空気を供給し、凝縮器を冷却する冷却ファンと、前記燃料電池の運転を停止させる停止モードが選択されたかどうかを判断する運転モード判定処理手段と、前記停止モードが選択された場合に、水素ガスの供給を停止させる燃料供給停止処理手段と、前記燃料電池の燃料極に凝縮器の出口側の高温空気を供給する高温空気供給処理手段とを有する。
【００１３】
この場合、停止モードが選択された場合に、水素ガスの供給が停止させられ、燃料電池の燃料極に凝縮器の出口側の高温空気が供給されるので、燃料電池と高温空気との温度差をなくすことができ、燃料供給路において水蒸気が凝縮することがなくなる。
【００１４】
したがって、燃料極において、水素ガスが円滑に流れるようになるので、十分に触媒反応が行われる。その結果、燃料電池の出力を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態における燃料電池システムを示す図である。
【００１７】
図において、１１は積層型の燃料電池、本実施の形態においては、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）を構成する燃料電池スタックであり、該燃料電池スタック１１は、乗用車、バス、トラック、乗用カート、荷物用カート等の車両に、エネルギー供給源として搭載され、燃料電池搭載車両を構成する。この場合、該燃料電池搭載車両は、照明装置、ラジオ、パワーウインドウ等のように、燃料電池搭載車両を停車させている間においても電気エネルギーを消費する補機類を多数備え、しかも、多様な走行パターンで走行させられることが多い。
【００１８】
そこで、エネルギー供給源として、燃料電池スタック１１のほかに、補助蓄電装置としてのキャパシタ（コンデンサ）７１が配設され、該キャパシタ７１は、昇圧用・降圧用のＩＧＢＴ７２を介して燃料電池スタック１１に接続されるようになっている。
【００１９】
また、１２は該燃料電池スタック１１に媒体としての空気を供給する媒体供給系としての空気供給系、１３は前記燃料電池スタック１１から空気を排出するための媒体排出系としての空気排出系、１４は前記燃料電池スタック１１に燃料としての水素ガスを供給するための燃料供給系としての水素ガス供給系、１６は前記燃料電池スタック１１に冷却媒体としての水を供給するための冷却媒体供給部としての水供給系である。前記燃料電池スタック１１、空気供給系１２、空気排出系１３、水素ガス供給系１４及び水供給系１６によって車載燃料電池システムが構成される。
【００２０】
本実施の形態においては、燃料電池として固体高分子型燃料電池を使用しているが、該固体高分子型燃料電池に代えて、アルカリ水溶液型燃料電池（ＡＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）、ヒドラジン型燃料電池、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）等を使用することもできる。
【００２１】
前記燃料電池スタック１１は、筐（きょう）体としての図示されないスタックケース、及び該スタックケース内に収容されたスタックユニットを備える。そして、該スタックユニットは、複数のモジュール、該各モジュールを挟んで配設され、燃料電池の端子を構成する一対のターミナル、並びに前記モジュール及びターミナルを挟んで配設され、絶縁材料によって形成されたインシュレータを備える。
【００２２】
ところで、前記各モジュールにおいて、前記水素ガス供給系１４によって供給された水素ガスと、前記空気供給系１２によって酸化剤として供給された空気に含まれる酸素とが反応させられて水が生成されるとともに、反応に伴って電流が発生させられる。この場合、酸化剤として、空気に代えて酸素を供給することができる。そのために、前記モジュールは、燃料電池スタック１１の要素を構成する複数の薄い膜状のセルを積層し、互いに電気的に直列に接続することによって形成され、セルの集合体から成る。
【００２３】
前記各セルは、固体高分子から成り、イオン、本実施の形態においては、水素イオンを透過する固体電解質としての電解質膜を挟んで、反応層及び拡散層から成る燃料極（水素極）並びに空気極を配設することによって形成された膜、電極接合体であるメンブレン・エレクトロード・アッセンブリ、及び該各メンブレン・エレクトロード・アッセンブリを分離させ、かつ、前記空気極に臨ませて空気供給路を、前記燃料極に臨ませて燃料供給路を形成するセパレータを備える。
【００２４】
前記各反応層は、前記空気極及び燃料極における電解質膜と接触する面に配設され、水素と酸素との反応を促進するために、カーボンに、白金系触媒及び固体高分子を混合してペースト状とした物質がある程度の厚さで均一に分散させられることによって形成された、触媒層から成る。なお、前記空気極に代えて酸素極を使用し、媒体としての純酸素を燃料電池スタック１１に供給することもできる。
【００２５】
前記スタックケース内には、前記スタックユニットより上方に、空気供給系１２から供給された空気を各空気極に供給し、分配するための、空気供給部としての空気マニホルド２２が、スタックユニットより下方に、空気極内のガスを集め、空気排出系１３に排出するための、空気排出部としての空気排出ダクト２３が形成される。前記空気マニホルド２２及び空気排出ダクト２３は、前記空気供給路と連通させられ、燃料供給路と遮蔽（へい）される。そのために、前記セパレータにおける空気極と面する側には、垂直方向に延びる複数の溝が形成され、各溝によって前記空気供給路が構成される。空気は、空気マニホルド２２に供給された後、各空気供給路に分配され、該各空気供給路を下方に向けて流れ、空気排出ダクト２３に排出される。
【００２６】
また、前記セパレータにおける燃料極と面する側は、全周が、隣接するメンブレン・エレクトロード・アッセンブリに対して接着剤によって接着され、シールされる。したがって、シールされた部分の内側には、燃料極に水素ガスを供給するための複数の水平な燃料供給路が形成される。
【００２７】
前記空気供給系１２は、空気マニホルド２２に空気を供給するための供給管２０、該供給管２０に配設された第１の空気供給装置としてのシロッコファン等から成るファン２１、該ファン２１によって吸引される空気を濾（ろ）過するフィルタ２４等を備える。前記第１の空気供給装置として、ファン２１に代えて空気ボンベ、空気タンク、酸素ボンベ、酸素タンク等を使用することができる。したがって、前記ファン２１を作動させることによって、車外から取り込まれた空気を前記空気マニホルド２２に供給し、燃料電池スタック１１を冷却することができる。
【００２８】
また、前記空気排出系１３は、空気排出ダクト２３、該空気排出ダクト２３に配設された回収部材としての凝縮器３１、該凝縮器３１と対向させて配設された第２の空気供給装置としての冷却ファン３２等を備える。したがって、該冷却ファン３２を作動させることによって、車外から取り込まれた空気を前記凝縮器３１に送り、凝縮器３１を冷却することができる。そして、空気排出ダクト２３に排出されたガスは、凝縮器３１に供給され、該凝縮器３１において冷却され、ガス中の蒸気が凝縮されて水になる。また、水が回収された後のガスは外部に排出される。前記冷却ファン３２を回転させることによって、凝縮器３１の冷却能力を高くし、送風量を多くすることによって、蒸気の凝縮量を多くすることができる。
【００２９】
また、前記水素ガス供給系１４は、液体水素が貯蔵された燃料供給装置、かつ、水素供給装置としての燃料タンク４１、該燃料タンク４１に接続され、燃料タンク４１内の液体水素を水素ガスとして排出するための第１の燃料供給路５１、該第１の燃料供給路５１と前記燃料電池スタック１１との間を接続する第２の燃料供給路５２、該第２の燃料供給路５２と並列に形成され、第１の燃料供給路５１と前記燃料電池スタック１１との間を接続する燃料帰還路５３、該燃料帰還路５３に接続され、水素ガスを排出する燃料排出路５４等を備える。なお、前記第１、第２の燃料供給路５１、５２は、接続点ｑ１で互いに接続され、かつ、燃料帰還路５３と接続される。また、燃料帰還路５３と燃料排出路５４とは、ポンプ４７と弁４８との間の接続点ｑ２において接続される。
【００３０】
そして、前記第１の燃料供給路５１に、燃料タンク４１側から燃料電池スタック１１側にかけて、燃料タンク４１から燃料電池スタック１１への水素ガスの供給及び遮断を行う開閉弁４２、第１の燃料供給路５１に排出された水素ガスの圧力を検出する圧力検出部としての水素圧センサ（Ｐ）４３、前記第１の燃料供給路５１に排出された水素ガスの圧力を調整する燃料供給圧調整部としての調圧弁４４、及び水素ガスの燃料電池スタック１１への供給量を調整する燃料供給量調整部としての流量調整弁４５が配設される。
【００３１】
したがって、燃料タンク４１から水素ガスが排出されると、第１の燃料供給路５１において、水素ガスの圧力は、調圧弁４４によって調整され、燃料電池スタック１１に供給するのに適した圧力になり、水素ガスの供給量は、流量調整弁４５によって調整され、燃料電池スタック１１に供給するのに適した流量になり、第２の燃料供給路５２を介して燃料電池スタック１１に供給される。なお、本実施の形態において、前記調圧弁４４及び流量調整弁４５は、一つずつ配設されるようになっているが、水素ガスの圧力を段階的に低くするために二つ以上ずつ配設することができる。
【００３２】
また、燃料帰還路５３に、燃料電池スタック１１側から燃料タンク４１側にかけて、水素ガスを循環させたり、排出したりするためのポンプ４７、及び循環用の弁４８が配設され、該弁４８が前記第１、第２の燃料供給路５１、５２に接続される。そして、前記燃料帰還路５３におけるポンプ４７と弁４８との間に前記燃料排出路５４が接続され、該燃料排出路５４に排出用の弁５６が配設され、該弁５６に空気排出ダクト２３が接続される。
【００３３】
したがって、燃料極から燃料帰還路５３に排出された水素ガスの一部を、燃料排出路５４を介して間欠的に排気ガスとして空気排出ダクト２３に送り、大気中に排出することができる。この場合、燃料電池搭載車両の負荷が大きくなり、燃料電池スタック１１の負荷が大きくなると、燃料極に供給される水素ガスの量が多くされるので、燃料極から排出される水素ガスの量も多くなる。そこで、図示されない制御部は、燃料電池スタック１１の負荷に応じて間欠的に弁５６を開閉し、負荷が大きくなると、弁５６を開放する時間を長くする。また、前記燃料極から排出される水素ガスの残りは、燃料帰還路５３を流れた後、前記第１の燃料供給路５１に帰還させられる。前記弁５６を介して排出された水素ガスは、図示されない燃焼器において燃焼させられて水になり、大気中に排出される。なお、燃料極から排出された水素ガスのすべてを大気中に排出することもできる。
【００３４】
また、前記燃料タンク４１に代えて、水素ガスが充填（てん）された水素吸蔵合金を収容する水素吸蔵合金タンクを使用することもできる。その場合、前記水素吸蔵合金は、常温下で水素ガスを放出し、低温下で水素ガスを吸蔵する性質を有するので、調圧弁４４の開度を変えるだけで水素ガスの圧力を調整することができる。なお、例えば、寒冷地においては、燃料電池搭載車両が極めて低温の環境下に置かれることになるので、水素吸蔵合金は水素ガスを放出するのが困難になる。そこで、外気の温度が設定値より低くなると、図示されない加熱部としてのヒータが通電され、水素吸蔵合金が加熱される。
【００３５】
なお、改質装置によってメタノール、ガソリン等を改質して水素ガスを生成し、該水素ガスを燃料電池スタック１１に直接供給することもできるが、燃料電池スタック１１の高負荷走行時にも安定して十分な量の水素を供給することができるようにするためには、前記燃料タンク４１を使用するのが好ましい。
【００３６】
また、前記水供給系１６は、媒体供給源としての水タンク６１、フィルタ５９、水供給装置としてのポンプ６２、空気極冷却装置としての噴射装置（インジェクタ）６３、前記水タンク６１から排出された水を噴射装置６３に供給するための供給管６０、空気排出ダクト２３の下部に溜（た）まり、空気排出ダクト２３から排出された水、及び凝縮器３１において分離させられた水を回収し、水タンク６１に供給するための水帰還路６４、回収された水を水タンク６１に供給する水回収ポンプ６５等を備える。
【００３７】
前記制御部によって燃料電池スタック１１に加わる負荷を検出し、該負荷に対応させてポンプ６２に印加される電圧を調整することによって、噴射装置６３に供給される水の圧力を調整することができる。
【００３８】
また、前記凝縮器３１において空気から分離させられた水は、水帰還路６４を流れ、最終的に水タンク６１に排出され、水タンク６１に蓄えられる。該水タンク６１は、水位検出部としての水位センサ（ＬＧ）６６を備え、該水位センサ６６は、水タンク６１内の水のレベル、すなわち、水位を検出する。そして、水位があらかじめ設定された下限値以下になると、通知部材としての図示されないアラームが点滅し、水が不足していることを運転者に通知する。この場合、運転者は、例えば、前記凝縮器３１に配設された冷却ファン３２の回転速度を高くすることによって凝縮器３１の能力を高くし、水の回収量を多くする。
【００３９】
なお、水位があらかじめ設定された上限値以上になったときに、水が過剰であることを運転者に通知することもできる。その場合、運転者は、例えば、前記冷却ファン３２の回転速度を低くすることによって凝縮器３１の能力を低くし、水の回収量を少なくする。また、前記水位センサ６６及び冷却ファン３２を前記制御部に接続し、水位センサ６６によって検出された水位に対応させて自動的に冷却ファン３２の回転速度を変更することもできる。
【００４０】
ところで、前記空気極はカソードとして、燃料極はアノードとして機能し、空気極に空気を、燃料極に水素ガスを供給し、空気極及び燃料極に前記セパレータを介して負荷装置、例えば、インバータ７０を接続すると、燃料極において触媒反応が起こり、水素が水素イオンと電子とに分解され、水素イオンが、プロトンの形態で水分を含んだ電解質膜内を空気極側に移動し、空気中の酸素と結合して水を生成する。また、前記燃料極で発生した電子がインバータ７０を介して空気極側に移動し、これに伴って電流が発生する。すなわち、水素と酸素とを反応させることによって電流が発生させられ、該電流を前記セパレータを介してインバータ７０に供給することができる。そして、該インバータ７０は図示されない駆動モータに接続される。したがって、インバータ７０によってＵ相、Ｖ相及びＷ相の相電流を発生させ、相電流を駆動モータに供給することによって駆動モータを駆動することができる。
【００４１】
前記インバータ７０は、前記キャパシタ７１にも接続されるので、キャパシタ７１から供給された電流に基づいて相電流を発生させ、相電流を駆動モータに供給することによって駆動モータを駆動することもできる。
【００４２】
前記構成の燃料電池搭載車両において、長時間にわたって車両を停止させる場合等には、燃料電池システムを停止させるようにしている。その場合、燃料電池の駆動を停止させるために燃料電池スタック１１への水素の供給が停止させられるが、その後も、燃料極側の水素ガスが少しずつ消費され続けると、燃料極側の圧力が徐々に低くなる。そして、水素ガスの圧力が大気圧以下になると、酸素極側の空気がメンブレン・エレクトロード・アッセンブリを透過して燃料極側に移動するので、該燃料極側は水素ガスと空気とが混合した状態になる。そして、燃料極側における酸素の濃度が一定値以上になると、メンブレン・エレクトロード・アッセンブリにおいて局部電池が発生し、１．２〔Ｖ〕以上の高電位状態になり、燃料極側において触媒粒子が溶出し、燃料電池の性能が低下してしまう。
【００４３】
そこで、燃料電池を停止させる場合、燃料極の燃料供給路を真空によって排気した後、燃料供給路に大気を導入し、燃料極側に水素が残留するのを防止することが考えられる。
【００４４】
ところが、運転を停止させる直前の燃料電池の温度は、各種の運転モードによって異なるが、４０〜６０〔℃〕程度の範囲にあり、しかも、メンブレン・エレクトロード・アッセンブリから温度に応じて水蒸気が発生するので、常温の大気が導入されると、燃料電池と大気との温度差によって水蒸気が凝縮してしまう。
【００４５】
したがって、燃料極において、水素ガスが円滑に流れなくなり、十分に触媒反応が行われなくなる。その結果、燃料電池の出力が小さくなってしまう。
【００４６】
そこで、本実施の形態においては、燃料電池を停止させるに当たり、凝縮器３１を冷却することによって温度が上昇し、乾燥した空気（以下「高温空気」という。）を燃料極に供給するようにしている。
【００４７】
そのために、凝縮器３１の出口側の所定の位置に臨ませて、高温空気を取り込むための吸気配管７５が配設され、該吸気配管７５と前記燃料帰還路５３とが、接続点ｑ１と弁４８との間の接続点ｑ３で接続される。そして、前記吸気配管７５における凝縮器３１側から接続点ｑ３に向けて、高温空気を吸引し、燃料帰還路５３に送るための吸引ファン７６、高温空気を清浄化するフィルタ７７及び開閉弁７８が配設される。さらに、吸気配管７５と排気配管７９とが前記吸引ファン７６とフィルタ７７との間の接続点ｑ４で接続され、前記排気配管７９に開閉弁８１が配設される。
【００４８】
次に、高温空気を燃料極に供給するための燃料電池システムの制御回路について説明する。
【００４９】
図２は本発明の実施の形態における燃料電池システムの制御回路を示す図、図３は本発明の実施の形態における燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【００５０】
図において、８０は制御部であり、該制御部８０は、図示されないＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算装置、半導体メモリ等の記憶装置、入出力インタフェース等を備える。また、２１はファン、３２は冷却ファン、４２、７８、８１は開閉弁、４４は調圧弁、４５は流量調整弁、４８、５６は弁、６５は水回収ポンプ、６６は水位センサ、７０はインバータ、７２はＩＧＢＴ、７６は吸引ファンである。
【００５１】
前記構成の燃料電池システムにおいて、前記制御部８０の図示されない運転モード設定処理手段は、運転モード設定処理を行い、各種の条件に基づいて運転モードを選択し、選択された運転モードで燃料電池システムを運転する。次に、前記制御部８０の図示されない運転モード判定処理手段は、運転モード判定処理を行い、燃料電池を停止させる運転モード（以下「停止モード」という。）が選択されたかどうかを判断する。
【００５２】
停止モードが選択されると、制御部８０の図示されない燃料供給停止処理手段は、燃料供給停止処理を行い、流量調整弁４５及び弁４８を閉鎖し、水素ガスの燃料極への供給を停止させる。続いて、制御部８０の図示されない排気処理手段は、排気処理を行い、ポンプ４７（図１）を作動させ、弁５６を開放して、燃料供給路を排気し、水素ガスを除去する。
【００５３】
したがって、残留していた燃料極側の水素ガスが少しずつ消費され続けることがなくなるので、酸素極側の空気がメンブレン・エレクトロード・アッセンブリを透過して燃料極側に移動したとしても、メンブレン・エレクトロード・アッセンブリにおいて局部電池が発生することがなくなり、燃料極側において触媒粒子が溶出するのを防止することができ、燃料電池の性能を向上させることができる。
【００５４】
また、燃料供給路の排気に伴って、制御部８０の図示されない暖機処理手段は、暖機処理を行い、開閉弁８１を開放し、冷却ファン３２及び吸引ファン７６を作動させ、凝縮器３１の出口側の高温空気を吸引するとともに、吸気配管７５内の空気を排気配管７９を介して排気する。このようにして、高温空気を燃料極に供給するに当たり、暖機を開始する。
【００５５】
続いて、制御部８０の図示されない高温空気供給処理手段は、高温空気供給処理を行い、開閉弁８１を閉鎖し、開閉弁７８を開放して、高温空気を所定の時間、本実施の形態においては、１〜２分間、第２の燃料供給路５２を介して燃料極に供給する。そして、制御部８０の図示されない運転停止処理手段は、運転停止処理を行い、燃料電池の運転を停止させる。
【００５６】
この場合、凝縮器３１の温度は、燃料電池システムを運転している間の燃料電池の温度とほぼ等しいので、吸気配管７５に吸引された高温空気の温度も燃料電池の温度とほぼ等しくなる。
【００５７】
したがって、運転を停止させるのに伴ってメンブレン・エレクトロード・アッセンブリから水蒸気が発生しても、燃料電池の温度とほぼ等しい高温空気が燃料極に供給されるので、燃料電池と高温空気との温度差をなくすことができ、燃料供給路において水蒸気が凝縮することがなくなる。
【００５８】
その結果、燃料極において、水素ガスが円滑に流れるようになるので、十分に触媒反応が行われ、燃料電池の出力を大きくすることができる。
【００５９】
次に、フローチャートについて説明する。  
ステップＳ１  停止モードが選択されるのを待機し、停止モードが選択された場合はステップＳ２に進む。
ステップＳ２  水素の供給を停止する。
ステップＳ３−１  暖機を開始する。
ステップＳ３−２  燃料供給路の水素を排気する。
ステップＳ４  高温空気を供給する。
ステップＳ５  燃料電池システムを停止させ、処理を終了する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態における燃料電池システムを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における燃料電池システムの制御回路を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１１    燃料電池スタック
１２    空気供給系
１３    空気排出系
１４    水素ガス供給系
１６    水供給系
３１    凝縮器
３２    冷却ファン
８０    制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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