(57)【要約】【課題】  燃料電池システムから水や不純物を排出する際の水素ガス放出量を低減する【解決手段】  アノード２ｂに水素ガスが供給されカソード２ｃに空気が供給されて発電をする燃料電池２と、燃料電池２のアノード２ｂに水素ガスを供給するための水素供給通路２１と、燃料電池２のアノード２ｂから排出されるアノードオフガスを水素供給通路２１に戻し再びアノード２ｂに供給するためのアノードオフガス通路２２と、アノードオフガス通路２２との合流点よりも上流の水素供給通路２１に設けられ水素ガスの供給量を制御する水素供給制御弁Ｖ１と、アノードオフガス通路２２内のガスを排出するための排出弁Ｖ２と、を備えた燃料電池システム１の排出装置において、排出弁Ｖ２を開放することによりアノードオフガス通路２２内のガスを排出する前に、水素供給制御弁Ｖ１によって水素ガスの供給量を減少させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードに燃料ガスが供給されカソードに酸化剤ガスが供給されて発電をする燃料電池と、
前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給通路と、
前記燃料電池のアノードから排出されるアノードオフガスを前記燃料ガス供給通路に戻し再び前記アノードに供給するためのアノードオフガス通路と、
前記アノードオフガス通路との合流点よりも上流の前記燃料ガス供給通路に設けられ前記燃料ガスの供給量を制御する燃料ガス供給制御手段と、
前記アノードオフガス通路内のガスを排出するための排出弁と、
を備えた燃料電池システムの排出装置において、
前記排出弁を開放することにより前記アノードオフガス通路内のガスを排出する前に、前記燃料ガス供給制御手段によって前記燃料ガスの供給量を減少させることを特徴とする燃料電池システムの排出装置。
【請求項２】
前記燃料ガス供給制御手段による減少させた燃料ガスの供給量は、前記燃料電池が通常発電時に供給する燃料ガス量より少なくすることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の排出装置。
【請求項３】
前記排出弁を開放するのと略同時に、前記燃料ガス供給制御手段によって前記燃料ガスの供給量を減少前の供給量以上に増加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池の排出装置。
【請求項４】
アノードに燃料ガスが供給されカソードに酸化剤ガスが供給されて発電をする燃料電池と、前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給通路と、前記燃料電池のアノードから排出されるアノードオフガスを前記燃料ガス供給通路に戻し再び前記アノードに供給するためのアノードオフガス通路と、前記アノードオフガス通路との合流点よりも上流の前記燃料ガス供給通路に設けられ前記燃料ガスの供給量を制御する燃料ガス供給制御手段と、前記アノードオフガス通路内のガスを排出するための排出弁と、を備えた燃料電池システムの排出方法において、
前記排出弁を開放することにより前記アノードオフガス通路内のガスを排出する前に、前記燃料ガス供給制御手段によって前記燃料ガスの供給量を減少させることを特徴とする燃料電池システムの排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池システムの燃料ガス循環系から水や不純物（窒素等）を排出する排出装置および排出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両等に搭載される燃料電池には、固体高分子電解質膜の両側にアノードとカソードとを備え、アノードに燃料ガス（例えば水素ガス）を供給し、カソードに酸化剤ガス（例えば酸素あるいは空気）を供給して、これらガスの酸化還元反応にかかる化学エネルギを直接電気エネルギとして抽出するようにしたものがある。この燃料電池では、アノードで水素ガスがイオン化して固体高分子電解質中を移動し、電子は、外部負荷を通ってカソードに移動し、酸素と反応して水を生成する一連の電気化学反応による電気エネルギを取り出すことができるようになっている。
【０００３】
また、この種の燃料電池では、発電に供された後にアノードから排出されるガス、すなわちアノードオフガスには未反応の燃料ガスが含まれているので、燃料ガスの消費量節減を図るために、アノードオフガスをリサイクルさせ新鮮な燃料ガスと混合して燃料電池に再供給する燃料電池システム（以下、水素循環型燃料電池システムという）を組むことが多い。
【０００４】
ところで、前述したように、前記燃料電池での発電にはカソード側において水が生成されるが、カソード側の生成水の一部は固体高分子電解質膜を透過してアノード側に移動する。この生成水によって燃料電池内のアノード側ガス通路の一部が閉塞されると、燃料電池への燃料ガスの供給量が低下するため、発電性能に悪影響を及ぼすことがある。
【０００５】
また、水素循環型燃料電池システムで、水素以外に微量の不純物（例えば、酸素、塩素、アンモニア、窒素など）を含む燃料ガスを使用した場合には、アノードオフガスの循環によって前記不純物の濃度が増加し、燃料電池の発電状態が不安定になるなど発電性能に悪影響を及ぼすことがある。
そこで、特許文献１に開示されているように、燃料ガス循環通路に排出通路を接続しておき、必要に応じて排出通路の排出弁を開放して前記生成水や不純物をアノードオフガスの一部とともに排出することで、生成水による燃料電池内のガス通路閉塞を防止し、燃料ガス中の不純物濃度を低減するようにした燃料電池システムが考案されている。
【特許文献１】特開平９−２２７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように排出弁からアノードオフガスとともに生成水や不純物を排出すると、燃料としての水素も排出されるので、燃費に影響する。したがって、燃費向上のためには、排出弁から排出される水素量を極力低減する必要がある。この対処法として、従来は、排出部にオリフィスを設けたり、排出弁の開閉および開度を精密に制御するなどして、水素排出量を極小化している。
しかしながら、水や不純物を、水素を含むアノードオフガスとともに排出弁から排出する限り、原理的に水素排出量を限りなくゼロに近付けることはできず、排出すべき生成水や不純物の量に比較して排出水素量の方が相対的に多くなることは否めず、燃費向上の点から改善の余地があった。
【０００７】
かといって、燃費を上げるために排出弁からのアノードオフガスの排出頻度や排出量を制限すると、燃料電池の発電状態が不安定になり、燃料電池車両の駆動源（モータ）への電力供給を行う場合には、加速応答性や動力性能等に影響を及ぼしかねない。
そこで、この発明は、燃料電池システムから水や不純物を確実に排出して発電の安定性を確保しつつ、水素放出量を低減することができる燃料電池システムの排出装置および排出方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、アノード（例えば、後述する実施の形態におけるアノード２ｂ）に燃料ガス（例えば、後述する実施の形態における水素ガス）が供給されカソード（例えば、後述する実施の形態におけるカソード２ｃ）に酸化剤ガス（例えば、後述する実施の形態における空気）が供給されて発電をする燃料電池（例えば、後述する実施の形態における燃料電池２）と、前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給通路（例えば、後述する実施の形態における水素供給通路２１）と、前記燃料電池のアノードから排出されるアノードオフガスを前記燃料ガス供給通路に戻し再び前記アノードに供給するためのアノードオフガス通路（例えば、後述する実施の形態におけるアノードオフガス通路２２）と、前記アノードオフガス通路との合流点よりも上流の前記燃料ガス供給通路に設けられ前記燃料ガスの供給量を制御する燃料ガス供給制御手段（例えば、後述する実施の形態における水素供給制御弁Ｖ１）と、前記アノードオフガス通路内のガスを排出するための排出弁（例えば、後述する実施の形態における排出弁Ｖ２）と、を備えた燃料電池システム（例えば、後述する実施の形態における燃料電池システム１）の排出装置において、前記排出弁を開放することにより前記アノードオフガス通路内のガスを排出する前に、前記燃料ガス供給制御手段によって前記燃料ガスの供給量を減少させることを特徴とする。
このように構成することにより、排出弁を開放する前に一時的にアノードオフガス通路内の燃料ガスの濃度を通常運転時よりも低減することができ、この後で排出弁を開いたときに排出弁から排出される燃料ガスの量を減らすことができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記燃料ガス供給制御手段による減少させた燃料ガスの供給量は、前記燃料電池が通常発電時に供給する燃料ガス量より少なくすることを特徴とする。
このように構成することにより、燃料電池で消費された水素量に対する燃料電池に供給された水素量の比、すなわちストイキを「１」に近づけることができ、無駄に捨てられる燃料ガスの量をより減らすことができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記排出弁を開放するとの略同時に、前記燃料ガス供給制御手段によって前記燃料ガスの供給量を減少前の供給量以上に増加することを特徴とする。
このように構成することにより、燃料ガス供給量を減少させていたときにはアノードオフガス通路内の圧力が下がっているが、排出弁を開放するのと略同時に燃料ガス供給量を通常発電時よりも増加すると、一時的に燃料ガスの供給量が増大し、燃料電池のアノードを流れるガス流速を増大させることができるので、燃料電池のアノードに溜まっている生成水を燃料電池の外に確実且つ十分に排出することができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、アノードに燃料ガスが供給されカソードに酸化剤ガスが供給されて発電をする燃料電池と、前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給通路と、前記燃料電池のアノードから排出されるアノードオフガスを前記燃料ガス供給通路に戻し再び前記アノードに供給するためのアノードオフガス通路と、前記アノードオフガス通路との合流点よりも上流の前記燃料ガス供給通路に設けられ前記燃料ガスの供給量を制御する燃料ガス供給制御手段と、前記アノードオフガス通路内のガスを排出するための排出弁と、を備えた燃料電池システムの排出方法において、前記排出弁を開放することにより前記アノードオフガス通路内のガスを排出する前に、前記燃料ガス供給制御手段によって前記燃料ガスの供給量を減少させることを特徴とする。
このように構成することにより、排出弁を開放する前に一時的にアノードオフガス通路内の燃料ガスの濃度を通常運転時よりも低減することができ、この後で排出弁を開いたときに排出弁から排出される燃料ガスの量を減らすことができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、排出弁を開放する前に燃料ガスの供給量を減少させることにより、排出弁を開放する前に一時的にアノードオフガス通路内の燃料ガスの濃度を通常運転時よりも低減することができ、この後で排出弁を開いたときに排出弁から排出される燃料ガスの量を減らすことができるので、無駄に捨てられる燃料ガスの量を減らすことができる。したがって、燃料電池車両の駆動源に電力を供給する燃料電池システムに採用した場合には、燃費が向上する。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、燃料ガス供給量を通常発電時における燃料ガス供給量よりも少なくすることにより、ストイキを「１」に近づけることができ、無駄に捨てられる燃料ガスの量をより減らすことができる。
請求項３に係る発明によれば、前記排出弁を開放するのと略同時に、前記燃料ガス供給制御手段によって前記燃料ガスの供給量を減少前の供給量以上に増加することにより、一時的に燃料ガスの供給量が増大し、燃料電池のアノードを流れるガス流速を増大させることができるので、燃料電池のアノードに溜まっている生成水を燃料電池の外に確実且つ十分に排出することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、排出弁を開放する前に燃料ガスの供給量を減少させることにより、排出弁を開放する前に一時的にアノードオフガス通路内の燃料ガスの濃度を通常運転時よりも低減することができ、この後で排出弁を開いたときに排出弁から排出される燃料ガスの量を低減することができるので、無駄に捨てられる燃料ガスの量を減らすことができる。したがって、燃料電池車両の駆動源に電力を供給する燃料電池システムに採用した場合には、燃費が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明に係る燃料電池システムの排出装置および排出方法の実施の形態を図１から図５の図面を参照して説明する。なお、この実施の形態における燃料電池システムは、燃料電池車両に搭載された態様である。
図１は水素循環型の燃料電池システム１の概略構成図である。
燃料電池２は、固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜２ａをアノード２ｂとカソード２ｃとで両側から挟み込んで形成されたセルを複数積層して構成されたスタック（図１では単セルのみ示す）からなり、アノード２ｂに燃料ガスとして水素ガスを供給し、カソード２ｃに酸化剤としての酸素を含む空気を供給すると、アノード２ｂで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜２ａを通過してカソード２ｃまで移動して、カソード２ｃで酸素と電気化学反応を起こして発電し、水が生成される。生成された水の一部は、固体高分子電解質膜２ａを透過してアノード２ｂ側にも移動する。
燃料電池２は、各セルの電圧を検出するセル電圧検出手段８を備えている。
【００１６】
高圧水素タンク（燃料供給手段）３に収容された水素ガスは、水素供給通路（燃料ガス供給通路）２１を流通し、燃料電池２内のアノード側ガス通路２ｄを通って各セルのアノード２ｂに供給される。水素供給通路２１には、高圧水素タンク３に近い側から順に、水素供給制御弁Ｖ１、エゼクタ４が設けられている。
水素供給制御弁Ｖ１は、高圧水素タンク３から燃料電池２に供給する水素ガスの流量を制御するものであり、エゼクタ４は燃料電池２のアノード側ガス通路２ｄから排出されるアノードオフガスを水素供給通路２１に戻すためのものである。
【００１７】
燃料電池２のアノード２ｂに供給された水素ガスのうち発電に供されなかった水素ガス、すなわち未反応の水素は、燃料電池１からアノードオフガスとしてアノードオフガス通路２２に排出される。アノードオフガス通路２２には、水素循環ポンプ５と逆流防止弁６が設けられており、燃料電池２から排出されたアノードオフガスは水素循環ポンプ５によって昇圧された後、逆流防止弁６を通ってエゼクタ４に吸引され、高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素ガスと合流して再び燃料電池２のアノード２ｂに供給される。すなわち、燃料電池２から排出されるアノードオフガスは、アノードオフガス通路２２、およびエゼクタ４よりも下流の水素供給通路２１を通って、燃料電池２を循環する。なお、この実施の形態においては、エゼクタ４よりも下流の水素供給通路２１とアノードオフガス通路２２によって、燃料ガス循環通路２０が構成される。
【００１８】
アノードオフガス通路２２には、水素循環ポンプ５よりも上流側に、アノードオフガス通路２２内の水素圧力を検出するための圧力センサ１１が設置されている。なお、以下の説明において、圧力センサ１１で検出される圧力をポンプ入口圧と称す。
アノードオフガス通路２２から分岐された排出通路２３には排出弁Ｖ２が設けられている。この排出弁Ｖ２は通常は閉じており、後述するようにパージ要求があった時に開くように電子制御装置（ＥＣＵ）１０によって制御される。
【００１９】
一方、空気はエアコンプレッサ７により所定圧力に加圧され、空気通路３１を通り、燃料電池２内のカソード側ガス通路２ｅを通って各セルのカソード２ｃに供給される。燃料電池２に供給された空気は発電に供された後、燃料電池２からカソードオフガスとしてカソードオフガス通路３２に排出され、圧力制御弁Ｖ３を介して排出される。
圧力センサ１１、およびセル電圧検出手段８からの出力信号等はＥＣＵ１０に入力され、ＥＣＵ１０はこれら出力信号等に基づいて、水素供給制御弁Ｖ１、排出弁Ｖ２、圧力制御弁Ｖ３を制御する。
【００２０】
この燃料電池システム１においては、燃料電池２のセル電圧が所定値まで低下したときには、燃料電池２内のアノード側ガス通路２ｄに水分が溜まったか、あるいは、水素ガス中の不純物濃度が上昇したものと判断して、排出弁Ｖ２を開いて水分および不純物を系外に排出する（以下、これをパージと称す）。特に、この実施例では、排出弁Ｖ２の開弁の前後に燃料電池２への水素供給量を所定に制御することにより、排出弁Ｖ２を開いたときに水や不純物とともに排出される水素の量を極力ゼロに近づけることができるようにしている。
【００２１】
排出弁Ｖ２の開弁前後における水素供給量の制御方法と水素排出量低減の原理を、図２から図４の模式図を参照して説明する。なお、図２〜図４では、水素循環ポンプ５、逆流防止弁６を省略している。
図２〜図４は、水素流路各部を流れる流体中の水素、水蒸気、窒素（不純物）の質量比の一例を示す図であり、図２は通常発電時、図３は排出弁Ｖ２を開く直前、図４は排出弁Ｖ２を開いた直後をそれぞれ示している。
図２に示す通常発電時に、高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素量が「１０」、燃料電池２からアノードオフガス通路２２に排出されてエゼクタ４に吸引される水素量が「５」、燃料電池２で消費される水素量が「１０」であるとし、この時に燃料電池２から排出されるアノードオフガスに含まれる水蒸気量が「５」、窒素量が「２」であったとする。この場合、燃料電池２に供給される総水素量は「１５」であるので、燃料電池２で消費された水素量に対する燃料電池２に供給された水素量の比、すなわちストイキは、１５／１０＝１．５となる。
【００２２】
この通常発電運転中にパージ要求があった時には、排出弁Ｖ２を開く前に、高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素の供給量を減少させ、一時的にストイキを減少させる制御を行う。
例えば、図３に示すように、燃料電池２で消費される水素量を「１０」に維持しながら、高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素量を「５」に減少させると、通常発電時に燃料電池２から排出されアノードオフガス通路２２に残留する水素量「５」の水素がエゼクタ４に吸引されて燃料電池２に供給されるので、燃料電池２に供給される総水素量は「１０」となり、この時のストイキは「１．０」となる。但し、この場合、高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素量を「５」に減少させた後に燃料電池２からアノードオフガス通路２２に排出される水素量は「０」となる。また、アノードオフガスに含まれる水蒸気量と窒素量は通常発電時と同じであり、水蒸気量は「５」、窒素量は「２」となる。
このように、ストイキを低減することにより、排気弁Ｖ２を開く前におけるアノードオフガス通路２２内の水素量を限りなく「０」に近づけ、アノードオフガス通路２２内を水蒸気や窒素等の不純物だけにする。
【００２３】
この状態で、排気弁Ｖ２を開くことにより、アノードオフガス通路２２に充満している水蒸気や窒素等の不純物だけを排出することができ、排出弁Ｖ２から排出される水素の量を限りなく「０」に近づけることができる。そして、排出弁Ｖ２を開く際には、一時的に高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素の供給量を通常発電時よりも増大させて、ストイキを増大させる。これは、燃料電池２内を流れるガス流速を上げることにより、燃料電池２内に溜まっている生成水を確実且つ十分に燃料電池２から排出するためである。詳述すると、排出弁Ｖ２を開く前の水素供給量を減少させていたときには、アノードオフガス通路２２内の圧力が下がっている。ここで、排出弁Ｖ２を開放するのと略同時に水素供給量を通常発電時よりも増加すると、一時的に燃料電池２のアノード２ｂを流通する水素ガスの流速が増大するので、燃料電池２のアノード２ｂに溜まっている生成水を燃料電池２からアノードオフガス通路２２に確実に且つ十分に排出させることができる。
【００２４】
例えば、図４に示すように、燃料電池２で消費される水素量を「１０」に維持しながら、高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素量を「１２」に増大させると、排出弁Ｖ２を開いているのでアノードオフガス通路２２からエゼクタ４にガスは吸引されないので、燃料電池２に供給される総水素量は「１２」となり、この時のストイキは「１．２」となる。なお、逆流防止弁６の存在により、水素供給通路２１からエゼクタ４を介してアノードオフガス通路２２に水素が流れ込むことはない。この場合、高圧水素タンク３から供給される新鮮な水素量を「１２」に増加させた後に燃料電池２からアノードオフガス通路２２に排出される水素量は「２」となるが、図４では、排気弁Ｖ２から排出されるガスの水素量に注目してアノードオフガス通路２２における水素量を「０」と記している。
【００２５】
また、排気弁Ｖ２の開弁時間を長く保持し過ぎると、ストイキを「１．２」に増加した後に燃料電池２から排出される水素量「２」を含むガス（以下、説明の都合上、掃気ガスと称す）が排出弁Ｖ２から排出されてしまうので、この掃気ガスが排出弁Ｖ２に到達する直前に、排出弁Ｖ２を閉じるように制御するのが好ましい。
【００２６】
次に、燃料電池システム１のパージ処理制御の具体例を、図５のフローチャートに従って説明する。
図５のフローチャートに示されるパージ処理制御ルーチンは、ＥＣＵ１０によって一定時間毎に繰り返し実行される。
まず、ステップＳ１０１において、セル電圧検出手段８により検出された各セル電圧に基づき、予め設定した閾値よりも低下したセル電圧があるか否かを判定する。セル電圧が前記閾値よりも低下している場合には、燃料電池２のアノード側ガス通路２ｄに水分が溜まったか、あるいは、水素ガス中の不純物濃度が上昇したため、パージ要求ありと判断する。
【００２７】
ステップＳ１０１における判定結果が「ＮＯ」（パージ要求なし）である場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップＳ１０１における判定結果が「ＹＥＳ」（パージ要求あり）である場合は、ステップＳ１０２に進み、水素供給制御弁Ｖ１の開度を制御することにより燃料ガス（水素ガス）の供給量を低減し、ストイキの減少制御を実行する。
次に、ステップＳ１０３に進み、ストイキが「１」か否かを判定する。ストイキの算出方法としては、燃料電池２に供給される水素量と燃料電池２から排出される水素量を水素流量計で検出し、これに基づいて算出してもよいし、あるいは、燃料電池２から排出される水素量が低下するとアノードオフガス通路２２内の圧力が低下することから、圧力センサ１１で検出したポンプ入口圧の低下度合いに基づいてストイキを算出することも可能である。
【００２８】
ステップＳ１０３における判定結果が「ＮＯ」（ストイキ≠１）である場合は、ステップＳ１０２に戻り、燃料ガス供給量低減を継続する。
ステップＳ１０３における判定結果が「ＹＥＳ」（ストイキ＝１）である場合は、ステップＳ１０４に進み、水素供給制御弁Ｖ１の開度を制御することにより燃料ガス（水素ガス）の供給量を増大し、ストイキの増大制御を実行するとともに、排出弁Ｖ２を開く。
【００２９】
次に、ステップＳ１０５に進み、系内掃気が終了したか否かを判定する。系内掃気の終了点は、前述したように、掃気ガスが排出弁Ｖ２に到達する直前とするのが好ましく、この終了点を検出する手法としては、次の方法を例示することができる。
（１）排気弁Ｖ２から排出されるガス流量を流量計で計測し、その流量が、燃料電池２の出口から排出弁Ｖ２までの容積と、排出弁Ｖ２を開いている間に燃料電池２で消費される水素量の和に達した時を、系内掃気の終了点と判定する。
（２）掃気ガスがアノードオフガス通路２２に流入してくるとアノードオフガス通路２２内の圧力が上昇することから、圧力センサ１１で検出したポンプ入口圧の上昇度合いに基づいて、系内掃気の終了点か否かを判定する。
（３）予め実験によりパージ時間をストイキ値等との関係でマップ化しておき、このマップを参照してパージ処理条件に応じたパージ時間を求め、該パージ時間が経過した時を系内掃気の終了点と判定する。
【００３０】
ステップＳ１０５における判定結果が「ＮＯ」である場合は、系内掃気の終了点に達していないので、排出弁Ｖ２の開状態を保持し、系内掃気を続行する。
ステップＳ１０５における判定結果が「ＹＥＳ」である場合は、系内掃気の終了点に達したので、ステップＳ１０６に進み、排出弁Ｖ２を閉じて系内掃気を終了し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００３１】
この実施の形態の燃料電池システムの排出装置および排出方法によれば、排出弁Ｖ２を開放する前に水素ガスの供給量を減少させることにより、排出弁Ｖ２の開放前に一時的にアノードオフガス通路２２内の水素ガスの濃度を通常運転時よりも低減することができる。したがって、この後で排出弁Ｖ２を開いたときに排出弁Ｖ２から排出される水素ガスの量を減らすことができるので、無駄に捨てられる燃料ガスの量を減らすことができる。したがって、燃料電池車両の燃費が向上する。
【００３２】
特に、この実施の形態では、排出弁Ｖ２を開放する前に燃料ガス供給量を通常発電時における燃料ガス供給量よりも少なくし、ストイキをほぼ「１」になるまで水素ガスの供給量を減少させているので、アノードオフガス通路２２内の水素ガス量を限りなく「０」に近づけることができ、排出弁Ｖ２から排出される水素ガスの量を限りなく「０」に近づけることができる。したがって、燃料電池車両の燃費をより向上させることができる。
【００３３】
また、この実施の形態では、排出弁Ｖ２を開放すると略同時に、水素供給制御弁Ｖ２によって水素ガスの供給量を通常発電時の供給量以上に増加しているので、一時的に燃料電池２のアノードを流通する水素ガスの流速を増大させて、燃料電池２のアノードに溜まっている生成水を燃料電池２内からアノードオフガス通路２２に確実且つ十分に排出することができる。
【００３４】
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施の形態に限られるものではない。
例えば、前述した実施の形態では、燃料ガスの供給量を制御する燃料ガス供給制御手段を水素供給制御弁により構成したが、これに限るものではなく、アノードオフガスと合流する前の燃料ガスの供給量を制御することができる他の構成で代替することも可能である。
前述した実施の形態では、排出弁を開く前に燃料ガスの供給量を低減する場合のストイキの目標値を「１」としているが、これは理想値であり、少なくとも通常発電時のストイキ値よりも小さい値をストイキの目標値とすれば、特に「１」に限定されるものではない。
また、この発明は車載用以外の燃料電池システムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明に係る燃料電池システムの排出装置の構成図である。
【図２】この発明に係る燃料電池システムの排出方法による水素排出量低減の原理を説明するための図（その１）である。
【図３】この発明に係る燃料電池システムの排出方法による水素排出量低減の原理を説明するための図（その２）である。
【図４】この発明に係る燃料電池システムの排出方法による水素排出量低減の原理を説明するための図（その３）である。
【図５】この発明に係る燃料電池システムの排出方法を実施するためのパージ処理のフローチャートの一例である。
【符号の説明】
【００３６】
１  燃料電池システム
２  燃料電池
２ｂ  アノード
２ｃ  カソード
２ｄ  アノード側ガス通路
７  気液分離タンク
２１  水素供給通路（燃料ガス供給通路）
２２  アノードオフガス通路
Ｖ１  水素供給制御弁（燃料ガス供給制御手段）
Ｖ２  排出弁
【図１】
2005093232.tif 000003
【図２】
2005093232.tif 000004
【図３】
2005093232.tif 000005
【図４】
2005093232.tif 000006
【図５】
2005093232.tif 000007