(57)【要約】【課題】燃料電池の低温起動性を向上することができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】イグニッションオフ後、次回燃料電池１０を起動する際に低温起動するか否かを判断し、低温起動すると判断した場合には、まず燃料電池１０の冷媒流路Ｌ３内の冷媒を抜き取る処理を行い、冷媒抜き取り完了後さらに冷媒流路Ｌ３内を減圧する処理を行う。これにより、膜電極接合体から冷媒および空気から奪われる熱を低減することができ、膜電極接合体の自己発熱を促進することが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスの反応により発電する膜電極接合体と、この膜電極接合体を冷却する冷媒が流通する冷媒流路とを有する燃料電池と、
前記燃料電池の温度を検出する温度検出手段と、
前記燃料電池内部の冷媒を抜き取る冷媒除去手段と、
前記燃料電池内部の冷媒流路内を減圧する冷媒流路減圧手段と、
前記温度検知手段によって検知される燃料電池の温度に基づいて低温状態で前記燃料電池を起動するか否かを判定する低温起動判定手段と、を備え、
少なくとも前記低温起動判定手段が低温状態で前記燃料電池を起動すると判断したときに、前記燃料電池の起動前に前記冷媒除去手段により前記冷媒を抜き取り、その後前記冷媒流路減圧手段により前記冷媒流路内を減圧することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池の暖機が完了したか否かを判定する暖機完了判定手段をさらに備え、
前記暖機完了判定手段によって暖機が完了したと判断されるまで前記冷媒流路内の減圧を継続する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】
前記冷媒流路減圧手段は、前記燃料電池を発電させながら減圧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、燃料電池の低温始動性を向上させる燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は化学反応を利用した発電装置であるため、電気を取り出すためには、燃料電池の温度を上げて反応を促進させることが重要である。そのためには、燃料電池を所定の温度まで上げることが必要となる。一方、燃料電池は発熱反応であるため、燃料電池の温度が過度に高くなると発電性能が低下するため、冷媒を循環させて燃料電池を冷却することが行われている。
【０００３】
特に、低温時において、燃料電池を、温度が低い状態から起動させる場合には、発電によって発生した熱が冷媒に奪われてしまい、燃料電池（電極触媒）を所定温度まで上昇させるのに長い時間を要していた。したがって、電極触媒を効率よく反応させるには一定以上の温度が必要であり、その対策として、システムの運転停止時に燃料電池内の冷媒を抜き取り、比熱の小さな媒体（空気など）に置き換える手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５７４６０号公報（段落００４１〜００４３、図９）
【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、従来の燃料電池システムでは、空気など比熱の小さな媒体によって奪われる熱も無視することができないほど起動時の温度上昇に影響を与えるというという問題があった。このため、例えば自動車用の燃料電池として寒冷地で使用した場合に、起動に時間がかかって走行を開始できるまでに長い時間がかかり、商品性が損なわれるという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、燃料電池の低温起動性を向上することができる燃料電池システム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】
請求項１に係る発明は、反応ガスの反応により発電する膜電極接合体と、この膜電極接合体を冷却する冷媒が流通する冷媒流路とを有する燃料電池と、前記燃料電池の温度を検出する温度検出手段と、前記燃料電池内部の冷媒を抜き取る冷媒除去手段と、前記燃料電池内部の冷媒流路内を減圧する冷媒流路減圧手段と、前記温度検知手段によって検知される燃料電池の温度に基づいて低温状態で前記燃料電池を起動するか否かを判定する低温起動判定手段と、を備え、少なくとも前記低温起動判定手段が低温状態で前記燃料電池を起動すると判断したときに、前記燃料電池の起動前に前記冷媒除去手段により前記冷媒を抜き取り、その後前記冷媒流路減圧手段により前記冷媒流路内を減圧することを特徴とする。なお、冷媒流路減圧手段による冷媒流路内の減圧は、燃料電池の起動前に行ってもよく、燃料電池の起動後に行ってもよい。
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、燃料電池内の冷媒流路から冷媒を抜き取り、さらに冷媒流路内を減圧することにより、膜電極接合体から冷媒および空気によって奪われる熱量が減少し、膜電極接合体の自己発熱を促進させることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記燃料電池の暖機が完了したか否かを判定する暖機完了判定手段をさらに備え、前記暖機完了判定手段によって暖機が完了したと判断されるまで前記冷媒流路内の減圧を継続することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、暖機完了まで減圧を継続することで、膜電極接合体を発電効率のよい温度まですばやく上げることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記冷媒流路減圧手段は、前記燃料電池を発電させながら減圧することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、減圧しながら発電することで、冷媒流路内をより高い減圧状態にすることができ、膜電極接合体から奪われる熱を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃料電池の低温起動性を向上することができる燃料電池システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る燃料電池システムを示す全体構成図、図２は燃料電池の内部構造の一部を示す断面図、図３は低温起動時の処理を示すフローチャートである。なお、以下では、燃料電池自動車に適用した場合を例に挙げて説明するが、船舶や航空機などの他の乗り物に適用してもよい。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の燃料電池システム１は、燃料電池１０、アノード系２０、カソード系３０、冷却系４０、冷媒除去手段５０、冷媒流路減圧手段６０、制御部７０などを備えている。
【００１５】
図２に示すように、前記燃料電池１０は、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜（以下電解質膜と略記する）１１を、触媒を備えたアノード１２とカソード１３とで挟んでなる膜電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）ＭＥＡと、導電性のセパレータ１４，１５とで構成された単セルを複数積層した構造を有している。
【００１６】
前記セパレータ１４は、膜電極接合体ＭＥＡのアノード１２に対向する面が断面波形に形成され、水素（反応ガス）が流通する複数の凹状の流路からなるアノード流路Ｌ１が形成されている。また、セパレータ１５は、膜電極接合体ＭＥＡのカソード１３に対向する面が同様に断面波形に形成され、空気（反応ガス）が流通する複数の凹状の流路からなるカソード流路Ｌ２が形成されている。また、セパレータ１４とセパレータ１５との対向面間には、冷媒（例えば、エチレングリコールを主成分とする不凍液）が流通する複数の流路からなる冷媒流路Ｌ３が形成されている。
【００１７】
これにより、アノード１２では、触媒の作用によって、水素イオン（プロトン）が電解質膜１１を介してカソード１３に透過するとともに、電子が外部負荷を介してカソード１３に移動する。また、カソード１３では、触媒の作用によって、水素イオンおよび電子と、空気中の酸素とが反応して水が生成される。また、このとき、燃料電池１０では、電気エネルギーとともに熱エネルギーが発生する。
【００１８】
図１に示すように、前記アノード系２０は、燃料電池１０に水素を供給し、かつ、燃料電池１０から水素を排出する機能を有し、水素供給配管２１ａ、水素排出配管２１ｂ、水素循環配管２１ｃ、水素タンク２２、水素遮断弁２３、エゼクタ２４、温度センサ２５、パージ弁２６などで構成されている。
【００１９】
前記水素供給配管２１ａは、燃料電池１０に供給される水素が流通する流路であり、一端が水素タンク２２に接続され、他端が水素遮断弁２３およびエゼクタ２４を介して燃料電池１０のアノード１２のアノード流路Ｌ１の入口と接続されている。
【００２０】
前記水素排出配管２１ｂは、燃料電池１０から排出された水素が流通する流路であり、一端が燃料電池１０のアノード１２のアノード流路Ｌ１の出口に接続され、他端が車外に連通している。
【００２１】
前記水素タンク２２は、例えば高純度の水素が高圧で充填された容器である。
【００２２】
前記水素遮断弁２３は、例えば電磁作動式のものであり、後記する制御部７０からの制御信号によって開閉するようになっている。
【００２３】
前記エゼクタ２４は、燃料電池１０のアノード１２のアノード流路Ｌ１から排出された未反応の水素を、水素循環配管２１ｃを介して再び燃料電池１０に戻す機能を有し、水素タンク２２から燃料電池１０への水素の流れを利用して未反応の水素を吸引するようになっている。
【００２４】
前記温度センサ２５は、請求の範囲の温度検出手段として機能するものであり、燃料電池１０のアノード１２の出口側に設けられ、検出された温度情報が制御部７０に送られるようになっている。ここで検出された温度が、図３に示すフローチャートの膜電極接合体ＭＥＡの温度（以下、ＭＥＡ温度と略記する）として利用されるようになっている。
【００２５】
前記パージ弁２６は、水素循環配管２１ｃの接続部の下流側の水素排出配管２１ｂに設けられ、制御部７０からの制御信号によって開閉するようになっている。燃料電池１０では、カソード１３で生成された生成水や空気中の窒素などの不純物が電解質膜１１を介してアノード１２に透過すると水素濃度が低下するので、パージ弁２６を例えば定期的に開弁することで、アノード１２の水素濃度の低下を防止して、発電性能が低下するのを防止するようになっている。
【００２６】
前記カソード系３０は、燃料電池１０に空気を供給し、かつ、燃料電池１０から空気（生成水を含む）を排出する機能を有し、空気供給配管３１ａ、空気排出配管３１ｂ、エアコンプレッサ３２、加湿器３３、背圧弁３４などで構成されている。
【００２７】
前記空気供給配管３１ａは、燃料電池１０に供給される空気が流通する流路であり、その一端がエアコンプレッサ３２に接続され、他端が加湿器３３を介して燃料電池１０のカソード１３のカソード流路Ｌ２の入口に接続されている。
【００２８】
前記空気排出配管３１ｂは、燃料電池１０から排出される空気が流通する流路であり、その一端が燃料電池１０のカソード１３のカソード流路Ｌ２の出口に接続され、他端が加湿器３３および背圧弁３４を介して車外に連通している。
【００２９】
前記エアコンプレッサ３２は、モータにより駆動されるスーパーチャージャ（Ｓ／Ｃ）などで構成され、大気中の空気を取り込んで加圧する機能を有している。またエアコンプレッサ３２は、制御部７０からの制御信号によってモータの回転速度が制御されるようになっている。
【００３０】
前記加湿器３３は、水透過性の膜を有し、エアコンプレッサ３２から導入された空気を加湿する機能を有している。
【００３１】
前記背圧弁３４は、燃料電池１０のカソード１３に供給される空気の圧力を調整する機能を有し、制御部７０からの制御信号によってその弁開度が調整されるようになっている。
【００３２】
前記冷却系４０は、燃料電池１０を冷却する機能を有し、冷媒配管４１ａ，４１ｂ、ラジエータ４２、冷媒バイパス配管４３、循環ポンプ４４、サーモスタット弁４５などで構成されている。
【００３３】
前記冷媒配管４１ａは、燃料電池１０に供給される冷媒が流通する流路であり、その一端が燃料電池１０の冷媒流路Ｌ３の入口Ｃ１に接続され、他端がサーモスタット弁４５を介してラジエータ４２の出口に接続されている。なお、符号４１ａ１は、冷媒配管４１ａの一部を示すものであり、一端が冷媒流路Ｌ３の入口Ｃ１に接続され、他端が後記する三方弁Ｖ１に接続されている。
【００３４】
前記冷媒配管４１ｂは、燃料電池１０から排出される冷媒が流通する流路であり、その一端が燃料電池１０の冷媒流路Ｌ３の出口Ｃ２に接続され、他端が循環ポンプ４４を介してラジエータ４２の入口に接続されている。
【００３５】
前記ラジエータ４２は、燃料電池１０で暖められた冷媒を放熱する機能を有している。
【００３６】
前記冷媒バイパス配管４３は、ラジエータ４２をバイパスして冷媒を流通させる流路であり、一端が冷媒配管４１ｂに接続され、他端がサーモスタット弁４５を介して冷媒配管４１ａに接続されている。
【００３７】
前記循環ポンプ４４は、燃料電池１０に対して冷媒を循環させるいわゆるウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）であり、制御部７０からの制御信号によって駆動するようになっている。
【００３８】
前記サーモスタット弁４５は、冷媒の温度によって流路が切り替えられるものであり、冷媒が所定温度を超えている場合には冷媒がラジエータ４２を通るように切り替えられ、冷媒が所定温度以下の場合には冷媒が冷媒バイパス配管４３を通るように切り替えられる。
【００３９】
前記冷媒除去手段５０は、燃料電池１０を循環している冷媒を抜き取る機能を有し、配管Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、三方弁Ｖ１，Ｖ２、遮断弁Ｖ３、冷媒タンク５１、ウォータポンプ５２などで構成されている。
【００４０】
前記配管Ｒ１は、冷媒流路Ｌ３から抜き取った冷媒が流通する流路の一部であり、一端が燃料電池１０近傍の冷媒配管４１ａ１（４１ａ）に接続され、他端が三方弁Ｖ２と接続されている。
【００４１】
前記配管Ｒ２は、冷媒流路Ｌ３から抜き取った冷媒が流通する流路の他の一部であり、一端が三方弁Ｖ２と接続され、他端がウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）５２を介して冷媒タンク５１に接続されている。
【００４２】
前記三方弁Ｖ１は、冷媒流路Ｌ３の入口Ｃ１近傍の冷媒配管４１ａ（４１ａ１）に設けられ、制御部７０からの制御信号により流路が適宜切替えられるようになっている。
【００４３】
前記三方弁Ｖ２は、配管Ｒ１，Ｒ２と接続され、制御部７０からの制御信号により適宜流路が切り替わるようになっている。
【００４４】
前記遮断弁Ｖ３は、冷媒配管４１ｂの冷媒流路Ｌ３の出口Ｃ２近傍に設けられ、制御部７０からの制御信号により開閉動作するようになっている。
【００４５】
前記冷媒タンク５１は、抜き取った冷媒を溜めておく容器であり、少なくとも冷媒を溜めておくことができる容積（空間）を有している。
【００４６】
前記ウォータポンプ５２は、冷媒を抜き取る際に使用されるものであり、制御部７０からの制御信号によって駆動されることにより冷媒タンク５１に冷媒を溜めるようになっている。
【００４７】
前記配管Ｒ３は、冷媒タンク５１に溜められた冷媒を冷媒流路Ｌ３に戻すための流路であり、一端が冷媒タンク５１と接続され、他端が三方弁Ｖ１と接続されている。
【００４８】
前記冷媒流路減圧手段６０は、燃料電池１０の冷媒流路Ｌ３内を減圧する機能つまり真空にする機能を有し、配管Ｒ４、真空ポンプ６１などで構成されている。なお、配管Ｒ１、三方弁Ｖ１，Ｖ２および遮断弁Ｖ３は冷媒除去手段５０と共有して使用されるようになっている。
【００４９】
前記配管Ｒ４は、一端が三方弁Ｖ２と接続され、他端が真空ポンプ６１を介して車外と接続されている。
【００５０】
前記真空ポンプ６１は、モータで駆動される排気ポンプなどで構成されている。
【００５１】
前記制御部７０は、図示しない、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースなどで構成され、請求の範囲の低温起動判定手段および暖機完了判定手段を含んでいる。また、制御部７０は、イグニッションスイッチ７１と接続され、イグニッションオン信号およびイグニッションオフ信号を検知するようになっている。
【００５２】
次に、本実施形態の燃料電池システム１の動作について図３を参照（適宜、図１を参照）しながら説明する。まず、ステップＳ１００のイグニッションスイッチ７１がオフの状態（ＩＧ−ＯＦＦ）では、制御部７０は、水素遮断弁２３を閉弁し、エアコンプレッサ３２、循環ポンプ４４、ウォータポンプ５２および真空ポンプ６１をすべて停止し、三方弁Ｖ１が冷媒配管４１ａどうしを連通する位置に切り替え、三方弁Ｖ２が全閉となる位置に切り替え、遮断弁Ｖ３を開弁するように制御している。このようにイグニッションスイッチ７１がオフの状態では、冷媒流路Ｌ３や冷媒配管４１ａ，４１ｂなどに冷媒が残留している。
【００５３】
そして、ステップＳ１１０に進み、制御部７０は、温度センサ２５から得られる温度情報に基づいて、ＭＥＡ温度が例えば５℃より高いか否かを判断する。このステップＳ１１０が、燃料電池１０の次回起動時に低温起動するかどうかを判定する低温起動判定手段に相当し、制御部７０は、ＭＥＡ温度が５℃より高いと判断した場合には（Ｙｅｓ）、低温起動する必要はないと判断して、ステップＳ１２０に進み、イグニッションスイッチ７１がオン（ＩＧ−ＯＮ）されたか否かを判断する。
【００５４】
ステップＳ１２０において、制御部７０は、イグニッションスイッチ７１がオンされていないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１１０の処理に戻る。また、制御部７０は、イグニッションスイッチ７１がオンされたと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２００に進んで処理を終了し、その後、水素遮断弁２３を開弁して水素タンク２２から水素を燃料電池１０のアノード１２に供給し、エアコンプレッサ３２を駆動して空気を燃料電池１０のカソード１３に供給して、発電を開始し、通常制御に移行する。この通常制御では、例えば、発電電力（発電電流）は、走行モータ（図示せず）や各種補機などの外部負荷に供給される。
【００５５】
また、ステップＳ１１０において、制御部７０は、ＭＥＡ温度が５℃以下であると判断した場合には（Ｎｏ）、低温起動する必要があると判断して、ステップＳ１３０に進み、燃料電池１０の冷媒流路Ｌ３から冷媒を除去する処理を行う。このとき、制御部７０は、三方弁Ｖ１を全閉にし、三方弁Ｖ２を配管Ｒ１と配管Ｒ２とが連通するように切り替え、遮断弁Ｖ３を閉弁し、ウォータポンプ５２を駆動する。これにより、ウォータポンプ５２の吸引力によって、冷媒流路Ｌ３内の冷媒は、冷媒流路Ｌ３の入口Ｃ１から出て、冷媒配管４１ａ１、配管Ｒ１および配管Ｒ２を通って冷媒タンク５１に溜められる。冷媒流路Ｌ３からの冷媒抜き取りが完了した後は、ウォータポンプ５２を停止する。なお、冷媒抜き取り完了判断としては、所定時間の経過によって判断してもよく、冷媒タンク５１内に水位センサを設けることによって判断してもよい。
【００５６】
そして、ステップＳ１３０の処理に続いてステップＳ１４０に進み、冷媒流路Ｌ３内を減圧する処理を行う。このとき、制御部７０は、三方弁Ｖ１を全閉にし、三方弁Ｖ２を配管Ｒ１と配管Ｒ４とが連通するように切り替え、遮断弁Ｖ３を閉弁し、真空ポンプ６１を駆動する。これにより、真空ポンプ６１の吸引力によって、冷媒流路Ｌ３内に冷媒抜き取り後に残留している空気が、冷媒流路Ｌ３の入口Ｃ１から出て、冷媒配管４１ａ１（４１ａ）、配管Ｒ１および配管Ｒ４を通って車外に排出され、冷媒流路Ｌ３内が真空状態に設定される。なお、冷媒流路Ｌ３内の減圧処理の完了判断としては、減圧を開始してからの経過時間などで判断することができる。そして、減圧完了後、三方弁Ｖ２を全閉に切り替え、冷媒流路Ｌ３内の真空度を維持する。
【００５７】
そして、ステップＳ１５０に進み、制御部７０は、イグニッションスイッチ７１がオンされたか否かを判断する。制御部７０は、イグニッションスイッチ７１がオンされていないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１５０の処理を繰り返し、イグニッションスイッチ７１がオンされたと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１６０に進む。なお、（Ｓ１５０、Ｙｅｓ）における処理が、燃料電池１０の起動に相当する。
【００５８】
ステップＳ１６０では、電流印加、つまり燃料電池１０から発電電流を取り出して発電を開始する。このとき発電を開始することにより、燃料電池１０の膜電極接合体ＭＥＡでは、電気エネルギーとともに、自己発熱による熱エネルギーが発生する。これにより、燃料電池１０が暖機される。
【００５９】
そして、ステップＳ１７０に進み、温度センサ２５を用いてＭＥＡ温度を測定する。
【００６０】
そして、ステップＳ１８０に進み、制御部７０は、ステップＳ１７０で検出されたＭＥＡ温度が所定温度（例えば、０℃）を超えているか否かを判断する。ステップＳ１８０において、制御部７０は、ＭＥＡ温度が所定温度を超えていないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１７０の処理に戻り、ステップＳ１８０において、ＭＥＡ温度が所定温度を超えたと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１９０に進む。なお、このときの暖機完了判断条件としては、ＭＥＡ温度に基づいて暖機完了と判断されることに限定されるものではなく、燃料電池１０から取り出される発電電流値を検出する電流センサを設けて、この発電電流が所定値を超えることで暖機完了と判断してもよい。
【００６１】
ステップＳ１９０では、冷媒流路Ｌ３に、ステップＳ１３０において抜き取った冷媒を戻す処理を行う。このとき、制御部７０は、三方弁Ｖ１を配管Ｒ３と冷媒配管４１ａ１（４１ａ）とが連通するように切り替え、遮断弁Ｖ３を開弁するとともに、循環ポンプ４４を駆動する。これにより、循環ポンプ４４の吸引力によって、冷媒タンク５１に貯留された冷媒は、配管Ｒ３および冷媒配管４１ａ１を通って冷媒流路Ｌ３に戻される。なお、冷媒を冷媒流路Ｌ３に戻す際の空気抜きは適宜行われるようになっている。
【００６２】
冷媒を冷媒流路Ｌ３に戻した後、ステップＳ２００に進んで一連の処理を終了し、前記したように通常制御に移行する。通常制御では、例えば、燃料電池１０の温度が過度に高くなったと判断された場合には、循環ポンプ４４を駆動させることによって、燃料電池１０とラジエータ４２との間で冷媒を循環させることで、燃料電池１０が冷却される。
【００６３】
なお、前記した実施形態での、冷媒の抜き取り処理、減圧処理、冷媒の戻し処理は、一例であり、配管Ｒ１〜Ｒ４、三方弁Ｖ１，Ｖ２、遮断弁Ｖ３などの構成は適宜変更することができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態では、燃料電池１０の起動（ステップＳ１５０）前に、冷媒流路Ｌ３から冷媒を抜き取り（ステップＳ１３０）、さらに減圧すること（ステップＳ１４０）によって、燃料電池１０の起動時（ステップＳ１５０，Ｙｅｓ）に、膜電極接合体ＭＥＡから熱の持ち去り量が減少するので、膜電極接合体ＭＥＡの自己発熱を促進することができ、アノード１２やカソード１３に設けられた触媒を、発電効率のよい温度まですばやく昇温させることが可能になる。したがって、燃料電池１０の暖機を早期に完了することができ、燃料電池システム１を搭載した燃料電池自動車の商品性を向上できるようになる。
【００６５】
また、本実施形態では、三方弁Ｖ１および遮断弁Ｖ３を冷媒流路Ｌ３の近傍に配置することで、三方弁Ｖ１を全閉にし、かつ、遮断弁Ｖ３を閉弁して冷媒を抜き取る際に、冷媒の抜き取り量を少なくできるので、冷媒タンク５１の小型化や、ウォータポンプ５２の消費エネルギーの削減を図ることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、冷媒流路Ｌ３から冷媒を抜き取るだけでなく、冷媒流路Ｌ３内を冷媒流路減圧手段６０によって減圧したことにより、冷媒流路Ｌ３を断熱層として利用することができるので、燃料電池１０の自己発熱による熱エネルギーの損失を抑えることが可能となり、燃料電池１０内の保温性が向上する。
【００６７】
次に、本実施形態の燃料電池システム１の別の動作について図４を参照して説明する。図４は低温起動時の別の処理を示すフローチャートである。なお、図４のフローチャートと図３のフローチャートとの相違点は、図３では、イグニッションオン（燃料電池１０の起動）前に、冷媒除去処理（Ｓ１３０）と減圧処理（Ｓ１４０）の双方を行っているのに対して、図４では、イグニッションオン（燃料電池１０の起動）後に、減圧処理（Ｓ１６５）を行っている点である。
【００６８】
相違点についてさらに説明すると、図４では、ステップＳ１６０の電流印加後に冷媒流路Ｌ３内を減圧していることと、ＭＥＡ温度が所定温度を超えていない場合には（Ｓ１８５、Ｎｏ）減圧処理を継続していることである。なお、このステップＳ１８５が、請求の範囲の暖機完了判定手段が実行する処理に相当する。また、図３と同一の処理については、同一のステップ符号を付してその説明を省略する。
【００６９】
このように、イグニッションオンした（Ｓ１５０）後に、電流印加（Ｓ１６０）つまり発電させながら冷媒流路Ｌ３内を減圧することにより、冷媒流路Ｌ３内の真空度を高く維持することができ、膜電極接合体ＭＥＡからの熱エネルギーの損失をさらに抑えることが可能になり、膜電極接合体ＭＥＡの自己発熱をより促進させることができる。
【００７０】
また、ステップＳ１８５に示すように、ＭＥＡ温度が所定温度を超えるまで冷媒流路Ｌ３の減圧処理を継続することにより、膜電極接合体ＭＥＡを発電効率のよい温度まですばやく上げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池システムを示す全体構成図である。
【図２】燃料電池の内部構造の一部を示す断面図である。
【図３】低温起動時の処理を示すフローチャートである。
【図４】低温起動時の別の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１      燃料電池システム
１０    燃料電池
２５    温度センサ（温度検出手段）
５０    冷媒除去手段
５１    冷媒タンク
５２    ウォータポンプ
６０    冷媒流路減圧手段
６１    真空ポンプ
７０    制御部
ＭＥＡ  膜電極接合体
Ｌ３    冷媒流路
Ｒ１〜Ｒ４  配管
Ｖ１，Ｖ２  三方弁
Ｖ３    遮断弁
【図１】
2007273374.tif 000003
【図２】
2007273374.tif 000004
【図３】
2007273374.tif 000005
【図４】
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