(57)【要約】【課題】蓄電装置の残量に対応して、燃料電池を暖機可能な燃料電池システム及びその起動方法を提供する。【解決手段】燃料電池１０と、電力を蓄える蓄電装置４６と、残量検出器４７と、起動時に燃料電池１０を暖機する必要がある場合、蓄電装置４６を電源として作動し、燃料電池１０を暖機する暖機手段と、燃料電池１０の暖機の有無に関わらず、起動時に蓄電装置４６を電源として作動し、燃料電池１０を発電可能な状態にする補機と、暖機手段を制御するＥＣＵ８０と、燃料電池１０が発電開始するまでに、補機が消費する補機消費電力量を算出するＥＣＵ８０と、を備える燃料電池システム１であって、ＥＣＵ８０は、蓄電装置４６の現在の残量Ｌ１１から、補機消費電力量に基づいて算出され暖機手段による暖機終了判定の基準となる燃焼終了判定残量Ｌ１を減じた値が、所定値以下でない場合、暖機手段による暖機を継続させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスが供給されることで発電する燃料電池と、
電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置の残量を検出する残量検出手段と、
起動時に前記燃料電池を暖機する必要がある場合、前記蓄電装置を電源として作動し、前記燃料電池を暖機する暖機手段と、
前記燃料電池の暖機の有無に関わらず、起動時に前記蓄電装置を電源として作動し、前記燃料電池を発電可能な状態にする補機と、
前記暖機手段を制御する制御手段と、
前記燃料電池が発電開始するまでに、前記補機が消費する補機消費電力量を算出する補機消費電力量算出手段と、
を備える燃料電池システムであって、
前記制御手段は、前記蓄電装置の現在の残量から、前記補機消費電力量に基づいて算出され前記暖機手段による暖機の終了判定基準となる暖機終了判定残量を減じた値が、所定値以下でない場合、前記暖機手段による暖機を継続させることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池は、反応ガスが供給される反応ガス流路を有しており、
前記補機は、起動時に前記蓄電装置を電源として作動し、前記反応ガス流路を、前記燃料電池が発電可能な濃度の反応ガスに置換する反応ガス置換手段を備えており、
前記補機消費電力量は、前記反応ガス置換手段が消費する反応ガス置換用消費電力量を含む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】
前記燃料電池の温度を検出する燃料電池温度検出手段を、さらに備え、
前記制御手段は、前記燃料電池の温度が過昇温防止温度以上である場合、前記暖機手段による暖機を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
反応ガスが供給されることで発電する燃料電池と、
電力を蓄える蓄電装置と、
起動時に前記燃料電池を暖機する必要がある場合、前記蓄電装置を電源として作動し、前記燃料電池を暖機する暖機手段と、
前記燃料電池の暖機の有無に関わらず、起動時に前記蓄電装置を電源として作動し、前記燃料電池を発電可能な状態にする補機と、
を備える燃料電池システムの起動方法であって、
前記燃料電池が発電開始するまでに、前記補機が消費する補機消費電力量を算出する補機消費電力量算出ステップと、
前記蓄電装置の現在の残量から、前記補機消費電力量に基づいて算出され前記暖機手段による暖機の終了判定基準となる暖機終了判定残量を減じた値が、所定値以下でない場合、前記暖機手段による暖機を継続させる暖機継続ステップと、
を含むことを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項５】
前記燃料電池は、反応ガスが供給される反応ガス流路を有しており、
前記補機は、起動時に前記蓄電装置を電源として作動し、前記反応ガス流路を、前記燃料電池が発電可能な濃度の反応ガスに置換する反応ガス置換手段を備えており、
前記補機消費電力量は、前記反応ガス置換手段が消費する反応ガス置換用消費電力量を含むことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システムの起動方法。
【請求項６】
前記燃料電池の温度が過昇温防止温度以上である場合、前記暖機手段による暖機を停止する過昇温防止ステップを、さらに含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の燃料電池システムの起動方法。
【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起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素（燃料ガス）がアノードに、酸素（酸化剤ガス）がカソードに、それぞれ供給されることで、電気化学反応が生じ発電する固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：ＰＥＦＣ）等の燃料電池の開発が盛んである。燃料電池は、その発電電力によって走行する燃料電池自動車や、家庭用電源等の広範囲で適用されつつあり、今後もその適用範囲の拡大が期待されている。
【０００３】
このような燃料電池を良好に発電させるには、アノード及びカソードにおける電極反応が良好に進むように、アノード及びカソードを構成する白金等の触媒の活性を高める方法がある。これに関連して、氷点下等の低温環境下でも良好に起動するように、水素（燃料ガス）と、空気（酸化剤ガス）とを燃焼器で燃焼し燃焼熱を発生させ、この燃焼熱を利用して燃料電池を暖機する燃料電池システムが提案されている（特許文献１参照）。因みに、暖機時は燃料電池の発電開始前であるので、燃焼器に空気を供給するコンプレッサは、燃料電池とは別の蓄電装置を電源として作動する。
【特許文献１】特開２００５−４４６０５号公報（段落番号０００９〜００２８）
【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、従来、暖機時間は、予め設定された時間（例えば、１０秒、３０秒）に従って実施されていたため、蓄電装置の残量（ＳＯＣ：State of charge、充電状態）に余裕があるにも関わらず、暖機を終了し、燃料電池の発電を開始させる場合があった。すなわち、発電開始時の発電特性（Ｉ−Ｖ特性）を高めるため、暖機を継続した方が好ましい場合もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、蓄電装置の残量に対応して、燃料電池を暖機可能な燃料電池システム、及び、その起動方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、反応ガスが供給されることで発電する燃料電池と、電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置の残量を検出する残量検出手段と、起動時に前記燃料電池を暖機する必要がある場合、前記蓄電装置を電源として作動し、前記燃料電池を暖機する暖機手段と、前記燃料電池の暖機の有無に関わらず、起動時に前記蓄電装置を電源として作動し、前記燃料電池を発電可能な状態にする補機と、前記暖機手段を制御する制御手段と、前記燃料電池が発電開始するまでに、前記補機が消費する補機消費電力量を算出する補機消費電力量算出手段と、を備える燃料電池システムであって、前記制御手段は、前記蓄電装置の現在の残量から、前記補機消費電力量に基づいて算出され前記暖機手段による暖機の終了判定基準となる暖機終了判定残量を減じた値が、所定値以下でない場合、前記暖機手段による暖機を継続させることを特徴とする燃料電池システムである。
【０００７】
ここで、「前記燃料電池の暖機の有無に関わらず、起動時に前記蓄電装置を電源として作動し、前記燃料電池を発電可能な状態にする補機」とは、後記するパージ弁等によって構成される反応ガス置換手段の他、水素タンクからの水素の供給を適宜に遮断する遮断弁、燃料電池に空気（反応ガス）を供給するためのコンプレッサ、これらを電子制御するＥＣＵ等である。
【０００８】
このような燃料電池システムによれば、蓄電装置の現在の残量から、補機消費電力量に基づいて算出され暖機手段による暖機の終了判定基準となる暖機終了判定残量を減じた値が、所定値以下でない場合、すなわち、所定値未満となるまで、蓄電装置の残量に対応して、暖機手段による暖機を継続させることができる。
因みに、燃料電池の発電が開始すれば、その発電電力を蓄電装置に充電できるので、前記所定値は、後記する実施形態のようにゼロ又は略ゼロであることが好ましい。
【０００９】
また、前記燃料電池は、反応ガスが供給される反応ガス流路を有しており、前記補機は、起動時に前記蓄電装置を電源として作動し、前記反応ガス流路を、前記燃料電池が発電可能な濃度の反応ガスに置換する反応ガス置換手段を備えており、前記補機消費電力量は、前記反応ガス置換手段が消費する反応ガス置換用消費電力量を含むことを特徴とする。
【００１０】
このような燃料電池システムによれば、反応ガス置換用消費電力量が補機消費電力量に含まれるので、反応ガス置換用消費電力量を考慮した上で、暖機を継続するか否かについて判定される。これにより、蓄電装置の残量に対応して燃料電池を暖機しつつ、反応ガス置換手段によって、燃料電池が発電可能な濃度の反応ガスに置換することができる。
因みに、後記する実施形態のように、暖機（燃焼モード）の後に、反応ガスの置換（ＯＣＶチェックモード）を実施する場合、暖機中の燃料電池及び／又はシステムの温度に基づいて、反応ガス置換用消費電力量を算出することが好ましい。
【００１１】
また、前記燃料電池の温度を検出する燃料電池温度検出手段を、さらに備え、前記制御手段は、前記燃料電池の温度が過昇温防止温度以上である場合、前記暖機手段による暖機を停止することを特徴とする。
【００１２】
ここで、「過昇温防止温度」は、燃料電池の暖機が完了したとされる温度（暖機完了温度）よりも高く、燃料電池の過剰な昇温を防止する温度（耐熱温度）であって、例えば、電解質膜の耐熱温度等に依存し、燃料電池の仕様に基づいて設定される。
このような燃料電池システムによれば、燃料電池の温度が過昇温防止温度以上である場合、燃料電池の暖機が停止される。これにより、燃料電池が過剰に昇温することは防止されるため、その耐久性は向上する。
【００１３】
また、前記課題を解決するための手段として、本発明は、反応ガスが供給されることで発電する燃料電池と、電力を蓄える蓄電装置と、起動時に前記燃料電池を暖機する必要がある場合、前記蓄電装置を電源として作動し、前記燃料電池を暖機する暖機手段と、前記燃料電池の暖機の有無に関わらず、起動時に前記蓄電装置を電源として作動し、前記燃料電池を発電可能な状態にする補機と、を備える燃料電池システムの起動方法であって、前記燃料電池が発電開始するまでに、前記補機が消費する補機消費電力量を算出する補機消費電力量算出ステップと、前記蓄電装置の現在の残量から、前記補機消費電力量に基づいて算出され前記暖機手段による暖機の終了判定基準となる暖機終了判定残量を減じた値が、所定値以下でない場合、前記暖機手段による暖機を継続させる暖機継続ステップと、を含むことを特徴とする燃料電池システムの起動方法である。
【００１４】
このような燃料電池システムの起動方法によれば、補機消費電力量を算出し（補機消費電力量算出ステップ）、そして、蓄電装置の現在の残量から、補機消費電力量に基づいて算出された暖機終了判定残量を減じた値が、所定値以下でない場合、暖機手段による暖機を継続させる（暖機継続ステップ）。これにより、蓄電装置の残量に対応して、燃料電池の暖機を継続、つまり、燃料電池を暖機することができる。
【００１５】
また、前記燃料電池は、反応ガスが供給される反応ガス流路を有しており、前記補機は、起動時に前記蓄電装置を電源として作動し、前記反応ガス流路を、前記燃料電池が発電可能な濃度の反応ガスに置換する反応ガス置換手段を備えており、前記補機消費電力量は、前記反応ガス置換手段が消費する反応ガス置換用消費電力量を含むことを特徴とする。
【００１６】
このような燃料電池システムの起動方法によれば、反応ガス置換用消費電力量が補機消費電力量に含まれるので、暖機継続ステップにおいて、反応ガス置換用消費電力量を考慮した上で、暖機を継続するか否かについて判定することができる。
【００１７】
また、前記燃料電池の温度が過昇温防止温度以上である場合、前記暖機手段による暖機を停止する過昇温防止ステップを、さらに含むことを特徴とする。
【００１８】
このような燃料電池システムの起動方法によれば、燃料電池の温度が過昇温防止温度以上である場合、燃料電池の暖機が停止される（暖機停止ステップ）。これにより、燃料電池が過剰に昇温することは防止される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、蓄電装置の残量に対応して、燃料電池を暖機可能な燃料電池システム、及び、その起動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照して説明する。
【００２１】
≪燃料電池システムの構成≫
図１に示す本実施形態に係る燃料電池システム１は、図示しない燃料電池自動車に搭載されている。燃料電池システム１は、燃料電池１０の出力端子（図示しない）に接続された走行モータ４５を備えている。走行モータ４５は燃料電池１０の発電電力によって駆動し、これにより、燃料電池自動車が走行するようになっている。
【００２２】
燃料電池システム１は、燃料電池１０と、燃料電池１０のアノード対して水素（燃料ガス、反応ガス）を供給及び排出するアノード系と、燃料電池１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス、反応ガス）を供給及び排出するカソード系と、燃料電池１０の発電電力を消費する電力消費系と、燃料電池１０に供給される水素及び空気を取り出して触媒燃焼させる触媒燃焼系と、ラジエータ液（熱交換流体）を流通させるラジエータ液流通系と、燃料電池システム１の起動スイッチであるＩＧ７１（イグニッション）と、これらを電子制御するＥＣＵ８０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を主に備えている。
【００２３】
＜燃料電池＞
燃料電池１０（燃料電池スタック）は、単セルが複数積層されることによって構成された固体高分子型燃料電池である。単セルは、電解質膜（固体高分子膜）の両面をアノード（燃料極）及びカソード（空気極）で挟んでなるＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、ＭＥＡを挟む一対のセパレータと、を主に備えている。各セパレータには、各単セルを構成するＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全単セルに水素、空気を導くための貫通孔等が形成されており、これら溝等がアノード流路１１、カソード流路１２（いずれも反応ガス流路）として機能している。
【００２４】
そして、アノード流路１１を介して各アノードに水素が供給され、カソード流路１２を介して各カソードに酸素を含む空気が供給されると、アノード、カソードに含まれる触媒（Ｐｔ等）上で電気化学反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、このように各単セルで電位差が発生した燃料電池１０に対して、走行モータ４５等の外部負荷から発電要求があり、電流が取り出されると燃料電池１０が発電するようになっている。
【００２５】
また、燃料電池１０は、暖機完了温度（例えば７０〜８０℃）、過昇温防止温度Ｔ２（例えば９０〜９５℃）を固有している。暖機完了温度とは、燃料電池１０の暖機が完了したとされる温度であり、この温度では、アノード及びカソードに含まれる触媒の活性が良好に高くなるため、前記電気化学反応が速やかに進むようになっている。そして、過昇温防止温度Ｔ２とは、暖機完了温度よりも高い温度であって、過剰な昇温による燃料電池１０の破損を防止するための温度であり、燃料電池１０の仕様、例えば、電解質膜の耐熱温度等に依存する。
さらに、前記セパレータには、ラジエータ液流通系から送られ、燃料電池１０と熱交換するラジエータ液が流通するラジエータ液流路１３が形成されている。
【００２６】
＜アノード系＞
アノード系は、水素が貯蔵された水素タンク２１と、遮断弁２２と、第１三方弁２３（切替手段）と、エゼクタ２４と、パージ弁２５とを主に備えている。
水素タンク２１は、配管２１ａ、遮断弁２２、配管２２ａ、第１三方弁２３、配管２３ａ、エゼクタ２４、配管２４ａを順に介して、アノード流路１１の入口に接続されている。第１三方弁２３は、配管２２ａ、配管２３ａ、及び、後記する配管５１ａの接続点（合流点）に配置されており、３つの配管間の連通を遮断すること（完全閉状態）、配管２２ａと配管２３ａとを連通させること（燃料電池１０側が開いた状態）、配管２２ａと配管５１ａとを連通させること（燃焼器５１側が開いた状態）、が適宜に切替可能となっている。すなわち、水素タンク２１からの水素が、遮断、又は、燃料電池１０若しくは燃焼器５１に供給されるようになっている。ただし、このように切替可能であれば第１三方弁２３に限定されず、例えば、配管２３ａ及び配管５１ａにそれぞれ開閉弁を設け、これらを適宜に開閉させる構成としてもよい。
また、遮断弁２２及び第１三方弁２３は、ＥＣＵ８０と接続されており、ＥＣＵ８０に制御される。さらに、配管２２ａには、図示しない減圧弁が設けられており、所定圧力に減圧された水素が、燃料電池１０又は燃焼器５１に供給されるようになっている。
【００２７】
アノード流路１１の出口は、配管２５ａ、パージ弁２５、配管２５ｂを順に介して、希釈器３３に接続されている。配管２５ａの途中は、配管２５ｃを介して、エゼクタ２４に接続されている。パージ弁２５は、例えばゲート弁等の開閉弁であって、通常は閉じており、このように閉じている場合、アノード流路１１から排出された未反応の水素を含むアノードオフガスが、エゼクタ２４に戻され、再び、燃料電池１０に供給されるようになっている。つまり、燃料電池システム１は、水素が循環する水素循環系を備えている。
一方、アノードオフガス中の水分等の不純物が増加した場合や、後記するＯＣＶチェックモードにおいてアノード流路１１内をガス置換する場合、ＥＣＵ８０によってパージ弁２５は適宜に開かれ、アノードオフガスが配管２５ｂを介して希釈器３３に送られ、希釈器３３で希釈された後、外部に排出されるようになっている。
【００２８】
アノード流路１１内のガス置換について、さらに説明すると、遮断弁２２が開いたまま、且つ、第１三方弁２３の燃料電池１０側が開いた状態で、ＥＣＵ８０によってパージ弁２５が適宜に開かれると、アノード流路１１内の水素が排出されると共に、水素タンク２１から高濃度の水素がアノード流路１１に流れ込むようになっている。そして、このように流れ込めば、アノード流路１１内は、燃料電池１０が良好に発電可能な、詳細には、アノードの触媒上で良好に電極反応が進む濃度の水素に置換されるようになっている。
【００２９】
すなわち、本実施形態において、反応ガス置換手段は、水素タンク２１と、燃料電池１０の発電前においては蓄電装置４６を電源として作動する遮断弁２２、第１三方弁２３、及び、パージ弁２５と、を主に備えて構成されている。そして、反応ガス置換手段を制御する制御手段は、ＥＣＵ８０によって構成されている。
【００３０】
＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ３１（スーパーチャージャ）と、第２三方弁３２（切替手段）と、希釈器３３と、水素センサ３４とを主に備えている。
コンプレッサ３１は、配管３１ａ、第２三方弁３２、配管３２ａを順に介して、カソード流路１２の入口に接続されている。第２三方弁３２は、配管３１ａ、配管３２ａ、及び、後記する配管５１ｂの接続点（合流点）に配置されており、３つの配管間の連通を遮断すること（完全閉状態）、配管３１ａと配管３２ａと連通させること（燃料電池１０側が開いた状態）、配管３１ａと配管５１ｂとを連通させること（燃焼器５１側が開いた状態）、が適宜に切替可能となっている。すなわち、コンプレッサ３１からの空気が、遮断、又は、燃料電池１０若しくは燃焼器５１に供給されるようになっている。ただし、このように切替可能であれば第２三方弁３２に限定されず、例えば、配管３２ａ及び配管５１ｂにそれぞれ開閉弁を設け、これらを適宜に開閉させる構成としてもよい。
また、コンプレッサ３１及び第２三方弁３２は、ＥＣＵ８０と接続されており、ＥＣＵ８０に制御される。さらに、配管３２ａには、加湿器（図示しない）が設けられており、燃料電池１０に供給される空気が適宜に加湿されるようになっている。
【００３１】
カソード流路１２の出口は、配管３３ａを介して、希釈器３３に接続されており、カソード流路１２から排出されたカソードオフガスが希釈器３３に供給されるようになっている。希釈器３３は、その内部に希釈空間を有しており、この希釈空間に、カソードオフガス、アノードオフガス、及び、燃焼器５１からの排気ガスが導入されるようになっている。そして、希釈空間において、アノードオフガス及び排気ガス中の水素が、カソードオフガスによって、所定水素濃度以下に希釈された後、配管３３ｂを通って、外部に排出されるようになっている。
【００３２】
水素センサ３４は、配管３３ｂに設けられており、希釈器３３から外部に排出されるガス中の水素濃度Ｃ１１を検出するようになっている。水素センサ３４はＥＣＵ８０と接続されており、ＥＣＵ８０は水素濃度Ｃ１１を監視するようになっている。そして、所定水素濃度以上の水素濃度Ｃ１１が検出された場合、ＥＣＵ８０は遮断弁２２を閉じるようになっている。
【００３３】
＜電力消費系＞
電力消費系は、電力を消費する系であり、出力検出器４１と、コンタクタ４２と、ＶＣＵ４３（Voltage Control Unit）と、ＰＤＵ４４（Power Drive Unit）と、走行モータ４５と、蓄電装置４６と、残量検出器４７（残量検出手段）と、コンバータ４８とを主に備えている。そして、燃料電池１０の出力端子（図示しない）から、出力検出器４１、コンタクタ４２、ＶＣＵ４３、ＰＤＵ４４、走行モータ４５が順に接続されている。蓄電装置４６及びコンバータ４８は、ＶＣＵ４３とＰＤＵ４４との間に、それぞれ接続されている。
【００３４】
出力検出器４１は、燃料電池１０（燃料電池スタック）全体の出力電流及び出力電圧を検出する機器であり、電流計及び電圧計を備えており、これらは適所に配置されている。また、出力検出器４１はＥＣＵ８０と接続されており、ＥＣＵ８０は出力電流、及び、ＯＣＶを含む出力電圧を監視するようになっている。
【００３５】
コンタクタ４２は、燃料電池１０とＶＣＵ４３との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。また、コンタクタ４２はＥＣＵ８０と接続されており、ＥＣＵ８０によってＯＦＦされると、燃料電池１０から電流の取り出しは不能となり、燃料電池１０が発電しない設定となっている。これに対し、ＥＣＵ８０によりコンタクタ４２がＯＮされると、燃料電池１０から電流の取り出しは可能、つまり、燃料電池１０が発電可能となる。
【００３６】
ＶＣＵ４３は、ＤＣ−ＤＣチョッパ回路等を備えて構成され、ＥＣＵ８０からの指令に従って、燃料電池１０の出力電流及び出力電圧、つまり、発電電力を制御する機器である。すなわち、コンタクタ４２のＯＮ状態で、ＶＣＵ４３が適宜に制御されると、燃料電池１０が発電するようになっている。
【００３７】
ＰＤＵ４４は、三相交流電流発生回路を備えている。そして、ＰＤＵ４４は、ＥＣＵ８０からの指令に従って、ＶＣＵ４３を介して出力される燃料電池１０の出力電流から、三相交流電流を発生させ、走行モータ４５に出力するようになっている。
【００３８】
走行モータ４５は、燃料電池自動車を走行させる電動モータであり、ＰＤＵ４４から電力の供給があると駆動するようになっている。
【００３９】
蓄電装置４６は、電力を充放電可能な装置であり、例えば、高圧バッテリや、キャパシタ等によって構成されている。そして、蓄電装置４６は、燃料電池１０の余剰電力を蓄えたり（充電）、システム起動時等において発電不足の燃料電池１０を補助するようになっている（放電）。
【００４０】
残量検出器４７は、蓄電装置４６のＳＯＣ（State of charge、充電状態）の一態様である残量Ｌ１１を検出する機器であり、例えば電圧計を備えており、現在の電圧に基づいて現在の残量Ｌ１１を算出するように構成されている。そして、残量検出器４７はＥＣＵ８０と接続されており、ＥＣＵ８０は残量Ｌ１１を監視するようになっている。
この他、ＥＣＵ８０が、蓄電装置４６の現在の電圧に基づいて、残量Ｌ１１を算出するようにしてもよい。
【００４１】
コンバータ４８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を備えて構成され、ＥＣＵ８０からの指令に従って、燃料電池１０及び蓄電装置４６の高電圧の出力を低下させて、遮断弁２２、第１三方弁２３、パージ弁２５、コンプレッサ３１、第２三方弁３２、及び、ポンプ６１に出力するようになっている。すなわち、遮断弁２２、第１三方弁２３、パージ弁２５、コンプレッサ３１、第２三方弁３２、及び、ポンプ６１は、電力消費系に含まれる。
【００４２】
＜触媒燃焼系＞
触媒燃焼系は、水素及び空気を触媒燃焼させることで熱エネルギを取得し、この熱エネルギによって、ラジエータ液流通系のラジエータ液を加熱する系である。このような触媒燃焼系は、燃焼反応を促進させる触媒を内蔵する燃焼器５１と、熱交換器５２とを主に備えている。
【００４３】
燃焼器５１は、配管５１ａを介して供給される水素と、配管５１ｂを介して供給される空気中の酸素とを、Ｐｔ等の触媒下で触媒燃焼して、高温の排気ガスを生成するものである。このような燃焼器５１は、水素、空気及び排気ガスが流通する複数の細孔を有するハニカム体を備えている。各細孔を取り囲む内壁面には触媒が担持されており、各細孔に水素及び空気が導入されると、触媒下で燃焼反応が起こり、高温の排気ガスが生成するようになっている。そして、この排気ガスは配管５１ｃを介して熱交換器５２に供給されるようになっている。因みに、この排気ガスには、未燃焼の水素が含まれている。
【００４４】
熱交換器５２は、燃焼器５１からの高温の排気ガスと、ラジエータ液との間で熱交換し、ラジエータ液を加熱する機器である。そして、熱交換後の排気ガスは、配管５２ａを介して、希釈器３３に供給されるようになっている。
【００４５】
＜ラジエータ液流通系＞
ラジエータ液流通系は、燃料電池１０と熱交換器５２とを経由するように、ラジエータ液を循環（流通）させる系であり、ポンプ６１と、温度センサ６２（燃料電池温度検出手段、システム温度検出手段）とを主に備えている。因みに、ラジエータ液は、例えば、エチレングリコール等を主成分とする不凍液から構成される。
そして、ラジエータ液流路１３の出口から、配管６１ａ、ポンプ６１、配管６１ｂ、熱交換器５２、配管６１ｃ、ラジエータ液流路１３の入口の順に接続されており、ＥＣＵ８０からの指令に従ってポンプ６１が作動すると、ラジエータ液が循環するようになっている。
【００４６】
したがって、熱交換器５２における熱交換によって加熱されたラジエータ液が循環、つまり、ラジエータ液流路１３を流通すれば、燃料電池１０が暖機されるようになっている。よって、本実施形態において、暖機手段は、燃焼器５１と、熱交換器５２と、燃料電池１０の発電前においては蓄電装置４６を電源として作動する遮断弁２２、第１三方弁２３、コンプレッサ３１、第２三方弁３２、及び、ポンプ６１と、を主に備えて構成されており、ＥＣＵ８０（制御手段）によって制御される。
【００４７】
温度センサ６２は、配管６１ａの燃料電池１０近傍に設けられており、配管６１ａ内の温度を、燃料電池１０及び燃料電池システム１の温度（燃料電池温度Ｔ１１）として検出するようになっている。また、温度センサ６２はＥＣＵ８０と接続されており、ＥＣＵ８０は燃料電池温度Ｔ１１を監視するようになっている。
【００４８】
＜ＩＧ＞
ＩＧ７１は、燃料電池自動車及び燃料電池システム１の起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、ＩＧ７１はＥＣＵ８０と接続されており、ＥＣＵ８０はＩＧ７１のＯＮ／ＯＦＦ信号を検知するようになっている。
【００４９】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ８０は、燃料電池システム１を電子制御する制御装置である。このようなＥＣＵ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。
【００５０】
＜ＥＣＵ−モード制御機能＞
このようなＥＣＵ８０（制御手段）は、前記したように、パージ弁２５等から構成される反応ガス置換手段と、第１三方弁２３、コンプレッサ３１、第２三方弁３２、及び、ポンプ６１等から構成される暖機手段と、を適宜に制御し、燃料電池システム１を、準備モード、燃焼モード、冷却モード、ＯＣＶチェック（反応ガス置換）モードで作動させる機能を備えている。
なお、燃料電池１０の暖機が必要な場合、準備モード、燃焼モード、冷却モード、ＯＣＶチェックモードが順に実施される。一方、燃料電池１０の暖機が不要な場合、準備モード、燃焼モード、及び、冷却モードは実施されず、ＯＣＶチェックモードのみが実施される。まず、各モードについて説明する。
【００５１】
準備モードとは、燃料電池１０を暖機するため、燃焼器５１への水素及び空気の供給等を準備するモードであり、本実施形態では、一定長さの時間ｔ１（図４参照）にて実施される。
燃焼モードとは、燃焼器５１で水素と空気とを燃焼させて高温の排気ガスを発生させ、この燃焼熱を循環するラジエータ液を介して燃料電池１０に伝達させ、燃料電池１０を暖機するモードである。
【００５２】
冷却モードとは、燃焼モードでの作動によって昇温した燃焼器５１を冷却すると共に、燃焼器５１及び熱交換器５２等内に残存する未燃焼の水素並びに燃焼によって生成した水分（水蒸気）を排出するモードである。本実施形態における冷却モードは、図３（ａ）、図４に示すように、一定長さの時間ｔ３にて実施される。よって、冷却モード時の消費電力量は一定値（固定値）となる。
【００５３】
ＯＣＶチェック（反応ガス置換）モードとは、アノード流路１１内のガスを、燃料電池１０が良好に発電可能な濃度の水素に置換することにより、所定のＯＣＶを発生させるモードである。ＯＣＶチェックモードを実施する時間ｔ４は、図３（ｂ）に示すように、燃料電池温度Ｔ１１が高くなると、短くなる。その結果として、ＯＣＶチェックモード時の消費電力量（反応ガス置換用消費電力量）は、燃料電池温度Ｔ１１が高くなると、小さくなる。
これは、燃料電池温度Ｔ１１が高くなると、アノード流路１１内の水素、カソード流路１２内の空気がそれぞれ膨張し、アノード及びカソードに含まれる触媒と良好に接触し、各電極反応が良好に進みやすくなるからと考えられる。
また、燃料電池温度Ｔ１１が過昇温防止温度Ｔ２以上の範囲では、燃料電池温度Ｔ１１が高くなっても、ＯＣＶチェックモードを実施する時間ｔ４と、その消費電力量は一定となる。これは、この範囲では、燃料電池温度Ｔ１１の上昇に伴う水素等の膨張による効果を得にくいからである。
【００５４】
したがって、図３（ｃ）のマップに示すように、冷却モード時の消費電力量と、ＯＣＶチェックモード時の消費電力量との和は、燃料電池温度Ｔ１１が過昇温防止温度Ｔ２以下の範囲では、燃料電池温度Ｔ１１が高くなると、小さくなる。一方、燃料電池温度Ｔ１１が過昇温防止温度Ｔ２以上の範囲では、一定値（固定値）となる。
【００５５】
＜ＥＣＵ−その他機能＞
また、ＥＣＵ８０は、システムの起動時であるＩＧ７１のＯＮ時に、システム温度としての燃料電池温度Ｔ１１と、その内部に記憶された暖機開始判定温度Ｔ１（例えば０℃）とに基づいて、燃料電池１０を暖機する必要があるか否かを判定する機能を備えている。
ただし、システム温度としては、燃料電池温度Ｔ１１に限定されず、例えば、外気温度であってもよい。
【００５６】
さらに、ＥＣＵ８０（補機消費電力量算出手段）は、燃焼モードの実施中における燃料電池温度Ｔ１１と、図３（ｃ）のマップとに基づいて、冷却モード時の消費電力量とＯＣＶチェックモード時の消費電力量（反応ガス置換量消費電力量）との和（補機消費電力量）を算出する機能を備えている。そして、ＥＣＵ８０は、この和に基づいて、燃焼モードの終了判定基準となる燃焼終了判定残量Ｌ１を算出する機能を備えている。また、ＥＣＵ８０は、現在の残量Ｌ１１と、燃料終了判定残量Ｌ１とに基づいて、燃焼モードを終了させるか否かを判定する機能を備えている。
【００５７】
また、ＥＣＵ８０は、燃料電池温度Ｔ１１と、過昇温防止温度Ｔ２とに基づいて、燃料電池１０が過剰に昇温していないか判定する機能を備えている。
【００５８】
≪燃料電池システムの動作≫
次に、燃料電池システム１の起動時の動作と共に、燃料電池システム１の起動方法を説明する。
本実施形態に係る燃料電池システム１の起動方法は、燃料電池温度Ｔ１１（システム温度）が暖機開始判定温度Ｔ１未満であるために、燃焼器５１等の暖機手段による燃料電池１０の暖機を開始した後、燃料電池１０が発電開始するまでに、暖機後の冷却モード及びＯＣＶチェックモード時において作動させるコンプレッサ３１、パージ弁２５等の補機が消費する補機消費電力量を算出する補機消費電力量算出ステップと、蓄電装置４６の現在の残量Ｌ１１が、補機消費電力量に基づく燃焼終了判定残量Ｌ１（暖機終了判定残量）以下でない場合、燃焼を継続させる燃焼（暖機）継続ステップと、を含んでいる。ここで、補機消費電力量は、アノード流路１１内を高濃度の水素に置換するために消費されるＯＣＶチェックモード時の消費電力量（反応ガス置換用消費電力量）を含んでいる。
また、燃料電池システム１の起動方法は、燃焼モードでの作動中（暖機中）において、燃料電池温度Ｔ１１が、過昇温防止温度Ｔ２以上である場合、燃焼器５１等の暖機手段による暖機を停止する過昇温防止ステップを含んでいる。
なお、初期状態において、遮断弁２２、第１三方弁２３、パージ弁２５、及び、第２三方弁３２は閉じており、コンプレッサ３１、ポンプ６１、及び、コンタクタ４２はＯＦＦ状態にある。
【００５９】
燃料電池自動車のＩＧ７１がＯＮされると、このＯＮ信号を検知したＥＣＵ８０は、起動時の各種処理を実行し、その結果として、図２に示すフローチャートがスタートする。
【００６０】
＜暖機判定＞
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ８０は、燃料電池１０の暖機が必要であるか否かを判定する。具体的には、現在の燃料電池温度Ｔ１１（システム温度）が暖機開始判定温度Ｔ１（所定システム温度）未満である場合、暖機は必要と判定し（Ｓ１０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８０の処理はステップＳ１０２に進む。一方、現在の燃料電池温度Ｔ１１が暖機開始判定温度Ｔ１未満でない場合、暖機は不要と判定し（Ｓ１０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ８０の処理はステップＳ１０８に進む。
【００６１】
＜準備モード＞
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ８０は、燃料電池システム１を準備モードで作動させる。更に説明すると、ＥＣＵ８０は、遮断弁２２を開くと共に、第２三方弁３２の燃焼器５１側を開く（配管３１ａ、５１ｂを連通）。また、ＥＣＵ８０は、ポンプ６１を作動させ、燃料電池１０と熱交換器５２との間で、ラジエータ液を循環させる。このような準備モードは、一定長さの時間ｔ１にて実施される（図４参照）。
【００６２】
＜燃焼モード（燃料電池１０の暖機）＞
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ８０は、燃料電池システム１を燃焼モードで作動させ、燃料電池１０の暖機を開始する。更に説明すると、ＥＣＵ８０は、第１三方弁２３の燃焼器５１側を開き（配管２２ａ、５１ａを連通）、燃焼器５１に水素を供給する。これに並行して、ＥＣＵ８０はコンプレッサ３１を作動させ、燃焼器５１側が開いた第２三方弁３２を介して、燃焼器５１に酸素を含む空気を供給する。
そうすると、燃焼器５１の触媒下において、水素と空気とが燃焼し、高温の排気ガスが生成する。排気ガスは、熱交換器５２でラジエータ液を加熱した後、希釈器３３を介して外部に排出される。一方、加熱されたラジエータ液が循環することで、燃料電池１０が暖機され、燃料電池温度Ｔ１１が上昇し始める。
【００６３】
＜燃焼終了判定残量Ｌ１の算出＞
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ８０は、燃焼モードを終了させるか否かの判定基準となる燃焼終了判定残量Ｌ１を、算出する。具体的には、現在の燃料電池温度Ｔ１１と図３（ｃ）のマップとに基づいて、この後に実施される冷却モード時の消費電力量と、ＯＣＶチェックモード時の消費電力量との和を算出する。次いで、この消費電力量和に対応した燃焼終了判定残量Ｌ１を算出する。なお、燃焼終了判定残量Ｌ１は、例えば、前記消費電力量和をコンプレッサ３１等の定格出力で除することによって求められる。
【００６４】
＜燃焼モードの終了判定＞
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ８０は、現在の蓄電装置４６の残量Ｌ１１と、ステップＳ１０４において算出された燃焼終了判定残量Ｌ１とに基づいて、燃焼モードを終了させるか否かを判定する。そして、現在の残量Ｌ１１が燃焼終了判定残量Ｌ１以下である場合、ＥＣＵ８０は燃焼モードを終了させると判定し（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８０の処理はステップＳ１０７に進む。一方、現在の残量Ｌ１１が燃焼終了判定残量Ｌ１以下でない場合、ＥＣＵ８０は燃焼モードを終了させない、つまり、燃焼モードを継続させると判定し（Ｓ１０５・Ｎｏ）、ＥＣＵ８０の処理はステップＳ１０６に進む。
すなわち、本実施形態では、現在の残量Ｌ１１から燃料終了判定残量Ｌ１を減じた値が、所定値であるゼロ以下でない場合（Ｓ１０５・Ｎｏ）、燃料電池１０の暖機を継続する場合を例示するが、前記所定値は、ゼロに限定されず、略ゼロであってもよい。
【００６５】
＜燃料電池の過昇温判定＞
燃焼モードが継続される場合に進むステップＳ１０６において、ＥＣＵ８０は、燃料電池１０が過剰に昇温しているか否かを、燃料電池温度Ｔ１１と過昇温防止温度Ｔ２とに基づいて、判定する。燃料電池温度Ｔ１１が過昇温防止温度Ｔ２以上である場合、燃料電池１０は過剰に昇温していると判定し（Ｓ１０６・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８０の処理はステップＳ１０７に進む。一方、燃料電池温度Ｔ１１が過昇温防止温度Ｔ２以上でない場合、燃料電池１０は過剰に昇温していないと判定し（Ｓ１０６・Ｎｏ）、ＥＣＵ８０の処理はステップＳ１０４に進む。なお、このようにして進むステップＳ１０４では、再度、上昇中の燃料電池温度Ｔ１１に基づいて、燃焼終了判定残量Ｌ１が算出される。
【００６６】
＜冷却モード＞
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ８０は、燃料電池システム１を、冷却モードで作動させる。更に説明すると、ＥＣＵ８０は、第１三方弁２３を閉じ（配管２２ａ、２３ａ、５１ａ間の連通を遮断）、燃焼器５１への水素供給を停止する。これにより、水素タンク２１の水素消費が抑えられ、その結果として、燃料電池自動車の燃費が向上する。
一方、ＥＣＵ８０は、コンプレッサ３１の作動を継続させ、燃焼器５１側が開いた第２三方弁３２を介して、燃焼器５１に空気を供給する。これにより、触媒燃焼により高温となった燃焼器５１が冷却される。これと共に、燃焼器５１及び熱交換器５２に残留する未燃焼の水素、水蒸気（水分）は、希釈器３３を介して外部に排出される。その結果として、燃焼器５１及び熱交換器５２の耐久性が高められる。また、このように水素が排出されるので、燃料電池システム１の安全性が確保されると共に、次回暖機時において、燃焼器５１等から水素が排出されることもなく、燃料電池システム１から外部に排出される水素濃度が極端に高くなることはない。
因みに、本実施形態において、冷却モードは、一定長さの時間ｔ３にて実施される（図３（ａ）、図４参照）。ただし、冷却モードの実施する時間ｔ３は一定に限定されず、例えば、燃焼モード終了時における燃焼器５１の温度やその内部の水分量等に基づいて、可変するようにしてもよい。この場合、冷却モード時の消費電力量は、時間ｔ３に対応して変動することになる。
【００６７】
＜ＯＣＶチェック（ガス置換）モード＞
その後、ステップＳ１０６において、ＥＣＵ８０は、燃料電池システム１をＯＣＶチェックモードで作動させる。更に説明すると、ＥＣＵ８０は、第１三方弁２３の燃料電池１０側を開き（配管２２ａ、２３ａを連通）、アノード流路１１に水素を供給し、第２三方弁３２の燃料電池１０側を開き（配管３１ａ、３２ａを連通）、カソード流路１２に空気を供給する。そして、ＥＣＵ８０は、コンタクタ４２がＯＦＦのまま、出力検出器４１を介して燃料電池１０のＯＣＶを検出する。次いで、ＥＣＵ８０は、燃料電池１０の発電を開始させてもよい所定ＯＣＶが発生するように、パージ弁２５を適宜に開いてアノード流路１１内のガスを置換し、アノード流路１１内を前記所定ＯＣＶが発生する水素濃度に高める。
このようなＯＣＶチェックモードを実施する時間ｔ４は、燃焼終了判定残量Ｌ１を算出した際の燃料電池温度Ｔ１１と、図３（ｂ）のマップとに基づいて算出される。
【００６８】
＜燃料電池の発電開始＞
次いで、ステップＳ１０７において、ＥＣＵ８０はコンタクタ４２をＯＮし、ＶＣＵ４３を燃料電池１０から電流を取り出すように制御する。これにより、燃料電池１０の発電が開始する。
【００６９】
≪燃料電池システムの効果≫
このような燃料電池システム１によれば、主に以下の効果を得ることができる。
（１）燃焼モード後の冷却・ＯＣＶチェックモードで消費されると予測される消費電力量に基づいて燃焼終了判定残量Ｌ１を算出し、現在の残量Ｌ１１が燃焼終了判定残量Ｌ１以下である場合（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、燃焼モードを終了させ、一方、現在の残量Ｌ１１が燃焼終了判定残量Ｌ１以下でない場合（Ｓ１０５・Ｎｏ）、燃焼モードを継続させるので、燃料電池１０の発電開始時において蓄電装置４６の残量Ｌ１１を大量に余らせることなく、つまり、蓄電装置４６を有効に利用して、燃料電池１０を暖機することができる。
（２）また、燃焼終了判定残量Ｌ１は、燃焼モード後に実施する冷却モード及びＯＣＶチェックモード（ガス置換）時の消費電力量を考慮して算出するので（Ｓ１０４）、蓄電装置４６が残量不足とならずに、冷却モードの実施によって燃焼器５１を冷却し、そして、ＯＣＶチェックモードの実施によってアノード流路１１内を高濃度の水素に置換し、好適なＯＣＶを発生させることができる。
（３）さらに、燃焼モードの継続中であっても、燃料電池温度Ｔ１１が過昇温防止温度Ｔ２以上の場合（Ｓ１０６・Ｙｅｓ）、燃料モードを終了し、燃料電池１０の暖機を停止するので、燃料電池１０の耐久性を高めることができる。
【００７０】
≪燃料電池システムの一動作例≫
次に、図４を参照して、燃料電池システム１の一動作例を説明する。なお、ここでは燃料電池１０の暖機が必要である場合を例示する。
【００７１】
ＩＧ７１のＯＮ後、燃料電池１０の必要であると判定され（Ｓ１０１・Ｙｅｓ）、燃料電池システム１は、準備モードに入り（Ｓ１０２）、一定の時間ｔ１の間、準備モードで作動する。準備モードに入ると、遮断弁２２が開かれ、第２三方弁３２の燃焼器５１側が開かれる。これに並行して、ポンプ６１が作動し、ラジエータ液が循環する。
【００７２】
次いで、燃料電池システム１は、燃焼モードに入る（Ｓ１０３）。燃焼モードに入ると、第１三方弁２３の燃焼器５１側が開かれ、コンプレッサ３１が作動する。そうすると、水素及び空気が供給される燃焼器５１では、燃焼反応が起こり、この燃焼熱によって燃料電池１０が暖機される。このように燃焼モードで作動すると、燃焼器５１から未燃焼の水素が排出されるので、水素センサ３４によって検出される水素濃度Ｃ１１が高くなる。そして、このように燃焼モードで作動する間、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６の処理を繰り返す。
【００７３】
現在の残量Ｌ１１が燃焼終了判定残量Ｌ１に下がると、燃焼モードは終了し（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、冷却モードに入り（Ｓ１０７）、一定の時間ｔ３の間、冷却モードで作動する。冷却モードに入ると、第１三方弁２３が閉じられる。一方、コンプレッサ３１は作動したままであるので、燃焼器５１には引き続いて空気が供給される。これにより、燃焼器５１が冷却されると共に、燃焼器５１及び熱交換器５２等内の未燃焼の水素、水分が排出される。
【００７４】
その後、燃料電池システム１は、ＯＣＶチェックモードに入り（Ｓ１０８）、時間ｔ４の間、ＯＣＶチェックモードで作動する。因みに、時間ｔ４は、ステップＳ１０４における燃焼終了判定残量Ｌ１の算出と共に、この算出時における燃料電池温度Ｔ１１と図３（ｂ）のマップとに基づいて算出される。このように、ＯＣＶチェックモードに入ると、第１三方弁２３、第２三方弁３２の燃料電池１０側が開かれ、燃料電池１０に水素及び空気が供給される。その後、所定のＯＣＶが発生するように、パージ弁２５が適宜に開かれる。
そして、所定のＯＣＶが発生したことにより、ＯＣＶチェックは完了し、コンタクタ４２がＯＮされ、燃料電池１０の発電が開始し（Ｓ１０９）、蓄電装置４６に充電される。ここで、残量Ｖ１１が多量に余らないように燃焼モードを終了させているので、燃料電池１０の発電開始時における残量Ｌ１１はゼロとなっている。すなわち、残量Ｌ１１に対応して燃焼モードが継続され（Ｓ１０５・Ｎｏ）、その結果として、燃料電池１０が良好に暖機されているので、燃料電池１０の出力は良好となる。
【００７５】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば以下のような変更をすることができる。
【００７６】
前記した実施形態では、本発明が、燃料電池自動車に搭載された燃料電池システム１に適用された場合について説明したが、これに限定されず、例えば、自動二輪車や列車等の他、家庭用の据え置き型の燃料電池システムや給湯システムに組み込まれた燃料電池システム等に、適用してもよい。
【００７７】
前記した実施形態では、燃料電池１０を暖機する暖機手段が、燃焼器５１、熱交換器５２、コンプレッサ３１、及び、ポンプ６１等によって構成された場合を例示したが、その他に例えば、蓄電装置４６を電源として作動する電熱ヒータ等であってもよい。
【００７８】
前記した実施形態では、燃料電池温度Ｔ１１を検出する温度センサ６２が、燃料電池１０から排出されたラジエータ液の温度を検出する場合を例示したが、温度センサ６２の位置はこれに限定されず、例えば、燃料電池１０の筐体に直接的に設けてもよいし、配管２５ａ、３３ａに設けてもよい。また、誤検出を防止するために、温度センサ６２を複数設けてもよい。
【００７９】
前記した実施形態では、ＩＧ７１のＯＮ時において、システム温度としての燃料電池温度Ｔ１１が、暖機開始判定温度Ｔ１未満である場合、暖機が必要であると判定するとしたが、その他に例えば、燃料電池システム１の停止中にシステム温度を連続的に検出しておき、ＩＧ７１のＯＮ時では暖機開始判定温度Ｔ１以上であったとしても、停止中に暖機開始判定温度Ｔ１未満を経験していた場合、暖機が必要であると判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図２】本実施形態に係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。
【図３】燃料電池温度Ｔ１１と各モードにおける消費電力量（実施時間）との関係を示すマップであり、（ａ）は冷却モード、（ｂ）はＯＣＶチェックモード、（ｃ）は冷却モードとＯＣＶチェックモードとを合わせたものである。
【図４】本実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１      燃料電池システム
１０    燃料電池
１１    アノード流路（反応ガス流路）
１２    カソード流路（反応ガス流路）
２１    水素タンク
２３    第１三方弁
２５    パージ弁（反応ガス置換手段）
３１    コンプレッサ（暖機手段）
３２    第２三方弁
４４    出力検出器
４５    蓄電装置
４６    残量検出器（残量検出手段）
５１    燃焼器（暖機手段）
５２    熱交換器（暖機手段）
６１    ポンプ（暖機手段）
６２    温度センサ（温度検出手段）
８０    ＥＣＵ（制御手段、補機消費電力算出手段）
Ｔ１    暖機開始温度
Ｔ２    過昇温防止温度
Ｔ１１  燃料電池温度
Ｌ１    燃焼終了判定残量（暖機終了判定残量）
Ｌ１１  残量
【図１】
2008059829.tif 000003
【図２】
2008059829.tif 000004
【図３】
2008059829.tif 000005
【図４】
2008059829.tif 000006