(57)【要約】【課題】  燃料電池システムの運転停止後における低温環境下での循環ポンプの凍結固着を防止する。【解決手段】  燃料電池システムの運転停止後に、温度計３２によって測定された循環ポンプ２７内の温度が、０℃より高く且つ０℃近傍の第１の閾値以下となったことに応じて、システムコントローラ４０が、循環ポンプ２７を低速回転駆動させるよう制御し、０℃以下の第２の閾値以下となったことに応じて低速回転駆動させた循環ポンプ２７を停止させるよう制御することで実現する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックの燃料極に燃料ガスを循環ポンプにより循環させて供給する燃料ガス循環供給系を有する燃料電池システムにおいて、
前記循環ポンプ内の温度を測定する温度測定手段と、
当該燃料電池システムの運転停止後に、前記温度測定手段によって測定された前記循環ポンプ内の温度が、０℃より高く且つ０℃近傍の第１の閾値以下となったことに応じて、前記循環ポンプを低速回転駆動させるよう制御し、０℃以下の第２の閾値以下となったことに応じて低速回転駆動させた循環ポンプを停止させるよう制御する制御手段とを備えること
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池スタックから前記循環ポンプ内への湿潤ガスの流入を遮断する遮断手段を備え、
前記制御手段は、当該燃料電池システムが運転停止されたことに応じて、前記遮断手段を制御し、前記循環ポンプ内への湿潤ガスの流入を遮断すること
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】
前記燃料電池スタックの補助電源として低電圧電源を備え、
前記制御手段は、当該燃料電池システムが運転停止されたことに応じて、前記低電圧電源から供給される電力で、前記循環ポンプを低速回転駆動させるよう制御すること
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】
前記低電圧電源は、外部から充電可能な蓄電器であり、
前記低電圧電源の充電残量を検知する充電残量検知手段を備え、
前記制御手段は、前記充電残量検知手段によって検知される前記低電圧電源の充電残量に応じて、前記循環ポンプの低速回転駆動の開始又は停止を制御すること
を特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御手段は、当該燃料電池システムの運転停止後に、前記温度測定手段によって測定される循環ポンプ内の温度に応じて、前記循環ポンプの低速回転駆動を制御する専用の循環ポンプ制御装置であり、
前記循環ポンプ制御装置は、前記循環ポンプに直接電力供給をする電源を備え、
前記循環ポンプ制御装置は、前記当該燃料電池システムの運転停止後に、前記温度測定手段によって測定された前記循環ポンプ内の温度が、０℃より高く且つ０℃近傍の第１の閾値以下となったことに応じて、前記電源から供給される電力で前記循環ポンプを低速回転駆動させ、０℃以下の第２の閾値以下となったことに応じて、前記電源からの循環ポンプへの電力供給を中止して低速回転駆動を停止させることで、自己完結的な制御をすること
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６】
前記温度測定手段によって測定された前記循環ポンプ内の温度が、０℃より高く且つ０℃近傍の第１の閾値以下となったにも関わらず、前記制御手段により循環ポンプの低速回転駆動が正常に実行されなかった場合に、前記循環ポンプの低速回転駆動が正常に実行されなかった旨をエラー情報として記憶する記憶手段と、
前記循環ポンプを加熱する加熱手段とを備え、
前記制御手段は、当該燃料電池システムが一旦運転を停止され再び起動される際に、前記温度測定手段で測定される前記循環ポンプ内の温度が０℃以下であることに応じて、前記記憶手段を参照し、エラー情報が記憶されている場合には、循環ポンプを加熱するよう前記加熱手段を制御すると共に、前記循環ポンプ内の温度が０℃を超えるまで循環ポンプの回転駆動を停止させること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
燃料電池スタックの燃料極に燃料ガスを循環ポンプにより循環させて供給する燃料ガス循環供給系を有する燃料電池システムの凍結防止方法であって、
前記循環ポンプ内の温度を測定する温度測定工程と、
当該燃料電池システムの運転停止後に、前記温度測定工程によって測定された前記循環ポンプ内の温度が、０℃より高く且つ０℃近傍の第１の閾値以下となったことに応じて、前記循環ポンプを低速回転駆動させるよう制御し、０℃以下の第２の閾値以下となったことに応じて低速回転駆動させた循環ポンプを停止させるよう制御する制御工程とを備えること
を特徴とする凍結防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関し、低温環境下における燃料ガス循環供給系での凍結を防止する燃料電池システム及び凍結防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料の枯渇危機、並びに化石燃料の燃焼による大気汚染、地球温暖化の問題に対応すべく、圧縮された燃料ガスを消費することで走行する車両が考案されている。このように燃料ガスを消費することで走行する車両としては、例えば、燃料ガスとして水素ガスを用い、化学反応により発生させた電気エネルギーで走行する燃料電池車がある。
【０００３】
このような燃料電池車に搭載される燃料電池は、その発電原理上、常に当該燃料電池内部に水分が残留してしまう。このように燃料電池内部には、残留水分が存在することから気温が氷点下となった場合には、水分が凍結してしまい燃料電池システムが機能しなくなってしまう。
【０００４】
そこで、燃料電池の燃料極に燃料ガスを循環させて供給する燃料電池システムにおいて、燃料電池システムの停止時に、循環ポンプを所定の時間運転することで燃料電池内部の残留水分をパージ弁から排出させ、凍結の可能性を低減させるようにした燃料電池システムが開示されている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１７２０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で開示された手法では、燃料電池内部の残留水分を除去することはできても、循環ポンプ停止後に発生する結露水による循環ポンプの凍結固着を防止することができないため、最悪の場合、燃料電池システムを起動できない可能性があるといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、燃料電池スタックの燃料極に燃料ガスを循環ポンプで循環させて供給する燃料ガス循環供給系を有する燃料電池システムにおいて、残留水分、結露水などの凍結による循環ポンプの凍結固着を防止することができる燃料電池システム及び凍結防止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】
【０００７】
本発明の燃料電池システムは、燃料電池スタックの燃料極に燃料ガスを循環ポンプにより循環させて供給する燃料ガス循環供給系を有する燃料電池システムにおいて、前記循環ポンプ内の温度を測定する温度測定手段と、当該燃料電池システムの運転停止後に、前記温度測定手段によって測定された前記循環ポンプ内の温度が、０℃より高く且つ０℃近傍の第１の閾値以下となったことに応じて、前記循環ポンプを低速回転駆動させるよう制御し、０℃以下の第２の閾値以下となったことに応じて低速回転駆動させた循環ポンプを停止させるよう制御する制御手段とを備えることにより、上述の課題を解決する。
【０００８】
本発明の凍結防止方法は、燃料電池スタックの燃料極に燃料ガスを循環ポンプにより循環させて供給する燃料ガス循環供給系を有する燃料電池システムの凍結防止方法であって、前記循環ポンプ内の温度を測定する温度測定工程と、当該燃料電池システムの運転停止後に、前記温度測定工程によって測定された前記循環ポンプ内の温度が、０℃より高く且つ０℃近傍の第１の閾値以下となったことに応じて、前記循環ポンプを低速回転駆動させるよう制御し、０℃以下の第２の閾値以下となったことに応じて低速回転駆動させた循環ポンプを停止させるよう制御する制御工程とを備えることにより、上述の課題を解決する。
【発明の効果】
【０００９】
このようにして、本発明は、燃料電池システムの運転停止後において、循環ポンプ内の温度が０℃より高く且つ０℃近傍の第１の閾値以下へ推移したことに応じて、循環ポンプを低速回転させ、０℃以下の第２の閾値以下となったことに応じて、低速回転駆動された循環ポンプを停止させるよう制御することで、循環ポンプ内の残留水分、結露水が凍結することを防止できる。
【００１０】
これにより、循環ポンプの凍結固着が防止されるため、０℃以下の低温環境下において、燃料電池システムを起動させる場合に、凍結固着した循環ポンプの解凍処理といった煩わしく無駄な作業を実行することなく、瞬時に燃料電池システムを起動させることを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施の形態として示す燃料電池システムについて説明をする。
【００１３】
図１に示すように、燃料電池システムは、燃料電池本体である燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０の燃料極であるアノード１１に水素を供給する水素ガス循環供給系２０と、燃料電池スタック１０の酸化剤極であるカソード１２に酸化剤ガスである空気ガスを供給する図示しない空気ガス供給系と、当該燃料電池システムの運転を統括的に制御するシステムコントローラ４０とを備えている。
【００１４】
この燃料電池システムは、アノード１１に供給する水素ガスを循環させる循環ポンプの、当該燃料電池システムの運転停止時における凍結固着を防止する。
【００１５】
燃料電池スタック１０は、発電単位である単セルを複数積層することで構成され、アノード１１に燃料ガスとして供給される水素ガスと、カソード１２に供給される空気ガス中の酸素の化学反応により発電する。
【００１６】
例えば、燃料電池スタック１０は、電解質として高分子電解質膜を用いた高分子電解質形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer Electrolyte Fuel Cell）などであり、単セルの構造が、高分子電解質膜の両側に触媒層をそれぞれ設け、燃料極、酸化剤極が形成されたＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）として一体化されている。
【００１７】
水素ガス循環供給系２０は、燃料ガスである水素ガスを貯蔵する高圧水素タンクといった水素ガス供給源２１と、水素ガス圧力調整弁２２が設けられ、水素ガス供給源２１に貯蔵された水素ガスを燃料電池スタック１０のアノード１１に供給する水素ガス供給配管２３と、蒸気を凝縮して水分を分離する水分離器２５、パージ弁２４が設けられ、アノード１１の水素ガスに含まれる不純物ガスを排出する水素ガス排出配管２６と、水素ガスを循環させる循環ポンプ２７が設けられ、アノード１１の水素ガスを循環させる水素ガス循環配管２８とを備えている。
【００１８】
また、水素ガス循環配管２８には、循環ポンプ２７の上流である水素ガスの流入側にバルブ２９が設けられ、循環ポンプ２７の下流である水素ガスの流出側にバルブ３０が設けられている。バルブ２９、バルブ３０は、燃料電池システムの運転停止時に、燃料電池スタック１０から湿潤ガスが循環ポンプ２７へ流入するのを防止するために設けられている。
【００１９】
図１に示すように、水素ガス循環配管２８には、バルブ２９、バルブ３０を両方備えるようにしてもよいし、図示しないがどちらか一方のみを備えるようにしてもよい。
【００２０】
循環ポンプ２７は、システムコントローラ４０の指示に応じた循環ポンプコントローラ３１によって駆動制御される。循環ポンプ２７は、燃料電池システムの運転時には、燃料電池スタック１０で発電された電力を使用して駆動されるが、燃料電池システムの起動時及び燃料電池システムが停止され凍結固着防止処理がなされる際には、外部からの充電可能な燃料電池スタック１０の補助電源である蓄電器３４から供給される電力で駆動される。
【００２１】
蓄電器３４は、低電圧電源であり、例えば、燃料電池システムの運転時に燃料電池スタック１０によって発電される電力により充電される。蓄電器３４には、その充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出するＳＯＣ検出器３５が接続されている。ＳＯＣ検出器３５で検出されたＳＯＣ信号は、システムコントローラ４０に出力される。
【００２２】
また、循環ポンプ２７には、循環ポンプ２７内の温度を測定する温度計３２が設けられている。この温度計３２は、循環ポンプ２７内の中でも、燃料電池システムの運転停止時に凍結固着する可能性の高い箇所の温度を測定するように設置することが望ましい。また、温度計３２に代えて、循環ポンプ２７の下流に温度計３３を設けて、これを循環ポンプ２７内温度として用いることも可能である。
【００２３】
このような水素ガス循環供給系で２０は、水素ガス供給配管２３の水素ガス圧力に応じたシステムコントローラ４０の制御により、水素ガス圧力調整弁２２の開度を制御することで、水素ガス供給源２１から水素ガス供給配管２３を介して供給される水素ガスを、当該燃料電池システムが運転できる範囲で定められた所定の圧力に調節して、燃料電池スタック１０のアノード１１へ供給する。
【００２４】
また、水素ガス循環供給系２０では、システムコントローラ４０の制御により、燃料電池スタック１０のアノード１１に供給する水素ガス流量を、出力電流に相当する反応水素ガス流量より当量比を大きくすることで、複数のセルで構成される燃料電池スタック１０の各セルに、不足なく水素ガスが供給できるようにされている。
【００２５】
さらにまた、発電を継続するにつれて、燃料電池スタック１０のアノード１１には、水素ガス以外の不純物ガス、例えば窒素などが蓄積され、水素濃度を減少させてしまう。水素濃度が減少すると発電効率の低下、燃料電池スタック１０の劣化を招くので、システムコントローラ４０は、パージ弁２４の開度を制御することで、水素ガス排出配管２６を介して不純物ガスを排出するよう制御する。
【００２６】
一方、図示しない空気ガス供給系では、空気ガスを供給する空気供給配管の圧力に応じたシステムコントローラ４０の制御により、圧力調整弁の開度、空気を圧縮して空気ガスとして供給するコンプレッサの回転数を制御することで、空気供給配管を介して供給される空気を、当該燃料電池システムが運転できる範囲で定められた所定の圧力に調整して、燃料電池スタック１０のカソード１２へ供給する。
【００２７】
システムコントローラ４０は、燃料電池システムを統括的に制御する制御手段であり、上述したような燃料電池スタック１０のアノード１１の水素ガス圧力、カソード１２の空気ガス圧力を制御しながらの、アノード１１、カソード１２への水素ガス、空気ガスの供給制御に加えて、燃料電池システムの運転停止時における低温環境下での循環ポンプ２７の凍結固着を防止するよう制御を行う。循環ポンプ２７の凍結固着防止処理については、後で詳細に説明をする。
【００２８】
燃料電池スタック１０からの出力電力は、燃料電池システムで電力供給を担う負荷へと供給される。例えば、この燃料電池システムが車両に搭載されている場合、燃料電池スタック１０からの出力電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータにて電力調整がなされ、負荷である車両モータや空気ガス供給系のコンプレッサ、複数の補機を駆動する補機駆動モータなどに供給される。
【００２９】
続いて、図２に示すフローチャートを用いて燃料電池システムの運転停止時における循環ポンプ２７の凍結固着防止処理動作について説明をする。
【００３０】
ステップＳ１において、システムコントローラ４０は、ユーザの指示に応じて、燃料電池システムを停止する。
【００３１】
ステップＳ２において、システムコントローラ４０は、温度計３２又は温度計３３によって測定される循環ポンプ２７内の温度が第１の閾値以下となったかどうかを判定する。システムコントローラ４０は、循環ポンプ２７内の温度が第１の閾値以下となった場合には、ステップＳ３へと進み、第１の閾値よりも高い場合には待機状態を継続する。この第１の閾値は、水分の凍結開始温度である０℃よりも高く且つ０℃近傍の値である。
【００３２】
ステップＳ３において、システムコントローラ４０は、循環ポンプ２７が、燃料電池システムが運転されている通常時、高電圧電源で駆動されている場合には、ステップＳ４へと進め、燃料電池システムが運転されている通常時、低電圧電源で駆動されている場合には、ステップ５へと進める。
【００３３】
ステップＳ４において、システムコントローラ４０は、燃料電池システムが運転されている通常時、高電圧電源で駆動されている循環ポンプ２７を低電圧電源で駆動されるように切り替える。これにより、燃料電池システムの停止後の循環ポンプ２７の凍結固着防止処理を、低消費電力で良好に実行することができる。
【００３４】
本発明の第１の実施の形態として示す燃料電池システムにおいては、システムコントローラ４０によって、図１に示す低電圧電源である蓄電器３４が、凍結固着防止処理における循環ポンプ２７の駆動電源として切り替えられるものとする。
【００３５】
ステップＳ５において、システムコントローラ４０は、循環ポンプコントローラ３１に指示して循環ポンプ２７を低速回転で駆動させる。これにより、循環ポンプ２７内の温度が、水分の凍結が始まる０℃に近づいたことに応じて、循環ポンプ２７が低速回転で駆動するため、循環ポンプ２７の回転体の凍結固着を防止することができる。
【００３６】
システムコントローラ４０の指示に応じて、循環ポンプコントローラ３１で制御される循環ポンプ２７の回転数は、例えば、循環ポンプ２７の回転体の凍結固着防止に必要な最低回転数として消費電力を削減すると共に、回転駆動時の騒音を低減させる。
【００３７】
また、システムコントローラ４０が循環ポンプコントローラ３１を介して、循環ポンプ２７の回転体を回転させる回転制御パターンとしては、例えば、回転体を一定の回転数で継続的に回転させる回転制御パターン、回転時の惰性を利用することで回転数を鋸歯状に変化させる回転制御パターン、回転体を断続的に回転させる回転制御パターンなど、様々な回転制御パターンを利用することができる。
【００３８】
ステップＳ６において、システムコントローラ４０は、ＳＯＣ検出器３５から検出される蓄電器３４のＳＯＣ信号が、所定値以下であるかどうかを判断する。システムコントローラ４０は、ＳＯＣ信号が所定値以下となった場合には、ステップＳ８へと進み、ＳＯＣ信号が所定値よりも高い場合には、ステップＳ７へと進む。
【００３９】
ＳＯＣ検出器３５から検出されるＳＯＣ信号と比較される所定値は、停止された燃料電池システムにおいて、次回の燃料電池システムの起動時に必要となる最低電力値であり、凍結固着防止処理において、循環ポンプ２７を低速回転駆動させるのに蓄電器３４を使用する場合には、このＳＯＣ検出器３５によって検出されるＳＯＣ信号が所定値以下となるまで、蓄電器３４からの電力供給を許可することになる。
【００４０】
ステップＳ７において、システムコントローラ４０は、温度計３２又は温度計３３によって測定される循環ポンプ２７内の温度が第２の閾値以下となったかどうかを判定する。システムコントローラ４０は、循環ポンプ２７内の温度が第２の閾値以下となった場合には、ステップＳ８へと進み、第２の閾値よりも高い場合にはステップＳ５へと戻り、循環ポンプ２７の低速回転駆動を制御する。この第２の閾値は、０℃以下の値である。
【００４１】
ステップＳ８において、システムコントローラ４０は、循環ポンプ２７内の温度が第２の閾値以下となったことに応じて、循環ポンプ２７の凍結固着防止処理動作として行っている当該循環ポンプ２７の低速回転運転を停止させる。
【００４２】
一般に、０℃以下となった状態で、さらに外気温が低下した場合には、新たに氷が成長し氷結することがないため、循環ポンプ２７の低速回転運転を停止させる。
【００４３】
このようにして、本発明の第１の実施の形態として示す燃料電池システムは、当該燃料電池システムの運転停止後において、循環ポンプ２７内の温度が０℃近傍へ推移したことに応じて、システムコントローラ４０の制御により、循環ポンプ２７を低速回転させることで残留水分、結露水が凍結することを防止できる。これにより、循環ポンプ２７の凍結固着が防止されるため、０℃以下の低温環境下において、燃料電池システムを起動させる場合に、凍結固着した循環ポンプ２７の解凍処理といった煩わしく無駄な作業を実行することなく、瞬時に燃料電池システムを起動させることができる。
【００４４】
また、システムコントローラ４０は、循環ポンプ２７の凍結固着の可能性をさらに低減させるために、図２に示したフローチャートのステップＳ１で燃料電池システムが停止されたことに応じて、水素ガス循環配管２８に設けられたバルブ２９、バルブ３０の両方又はいずれか一方を閉じるよう制御する。
【００４５】
これにより、循環ポンプ２７に、燃料電池スタック１０から湿潤ガスが流入するのを防止することができ、燃料電池スタック１０よりも熱容量が小さく冷め易い循環ポンプ２７内において、結露した大量の結露水が凍結することを防止することができる。
【００４６】
ところで、以上、説明したような燃料電池システムの低温環境下における凍結固着防止処理が正常に機能せず、循環ポンプ２７の回転体が凍結固着してしまう可能性を残してしまうような場合、システムコントローラ４０は、図３に示すフローチャートのようにして、低温環境下で燃料電池システムを起動させる。
【００４７】
システムコントローラ４０は、図２で示した循環ポンプ２７の凍結固着防止処理を実行している際に、循環ポンプ２７内の温度が第１の閾値以下になったにも関わらず、循環ポンプ２７の低速回転駆動を正常に実行することができなかった場合、その旨を図示しないメモリ内にエラー情報として記憶しておく。
【００４８】
以上を前提として、図３に示すフローチャートを用いて、凍結固着防止処理後の燃料電池システムの起動処理動作について説明をする。
【００４９】
まず、ステップＳ１１において、システムコントローラ４０は、ユーザの指示に応じて、停止されていた燃料電池システムを起動する。
【００５０】
ステップＳ１２において、システムコントローラ４０は、温度計３２又は温度計３３によって測定される循環ポンプ２７内の温度が０℃よりも高いかどうかを判定する。システムコントローラ４０は、循環ポンプ２７内の温度が０℃よりも高くなった場合には、ステップＳ１３へと進み、０℃以下の場合には、ステップＳ１４へと進む。
【００５１】
ステップＳ１３において、システムコントローラ４０は、循環ポンプ２７内の温度が０℃よりも高くなったことに応じて循環ポンプ２７の運転を開始させる。
【００５２】
ステップＳ１４において、システムコントローラ４０は、循環ポンプ２７内の温度が０℃以下となったことに応じて、図示しないメモリ内を参照し、エラー情報から前回の凍結固着防止処理動作において、循環ポンプ２７が正常に低速回転駆動されていたかどうかを判断する。
【００５３】
システムコントローラ４０は、メモリを参照した結果、エラー情報がない場合には、前回の凍結固着防止処理動作において、循環ポンプ２７が正常に低速回転駆動されていたと判断してステップＳ１３へと進む。また、システムコントローラ４０は、メモリを参照した結果、エラー情報があった場合には、前回の凍結固着防止処理動作において、循環ポンプ２７が正常に低速回転駆動されていないと判断してステップＳ１５へと進む。
【００５４】
ステップＳ１５において、システムコントローラ４０は、前回の凍結固着防止処理において、循環ポンプ２７が正常に低速回転駆動されていないことに応じて循環ポンプ２７を加熱する。循環ポンプ２７の加熱は、循環ポンプ２７にあらかじめヒータを設置して加熱する手法や、循環ポンプ２７のモータを通電することで温度上昇させて加熱する手法などを適用することができる。
【００５５】
システムコントローラ４０は、ステップＳ１５が終了すると、ステップＳ１２へと戻り、循環ポンプ２７内の温度が０℃よりも高くなるまで加熱処理を継続する。
【００５６】
これにより、前回の凍結固着防止処理動作において、循環ポンプ２７を正常に低速回転駆動できずに、循環ポンプ２７が凍結固着してしまった可能性がある場合に、循環ポンプ２７のモータへ過度に電流を印加してしまうことによるモータの焼き付きといった循環ポンプ２７の破損の可能性を低減させることができる。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に、図４を用いて、本発明の第２の実施の形態として示す燃料電池システムについて説明をする。
【００５８】
図４に示すように、本発明の第２の実施の形態として示す燃料電池システムは、上述した第１の実施の形態として示す燃料電池システムの循環ポンプコントローラ３１に代えて、蓄電器３７を備えた循環ポンプコントローラ３６を設けた構成となっている。
【００５９】
また、循環ポンプコントローラ３６は、上述した第１の実施の形態として示す燃料電池システムでは、システムコントローラ４０によってなされていた低温環境下での循環ポンプ２７の凍結固着防止処理動作を制御することができるようになっている。
【００６０】
したがって、温度計３２又は温度計３３による循環ポンプ２７内の温度の測定値は、循環ポンプコントローラ３６に出力されるようになされており、循環ポンプコントローラ３６は、循環ポンプ２７内の温度の測定値に基づき、蓄電器３７から循環ポンプ２７へ電力を供給して、図２で示したフローチャートのように凍結固着防止処理を自己完結的に実行する。
【００６１】
なお、図４に、第２の実施の形態として示す燃料電池システムは、上述した第１の実施の形態として示す燃料電池システムの循環ポンプコントローラ３１、蓄電器３４を、循環ポンプコントローラ３６に代えただけであるので、それ以外の各機能部については同一符号を付し説明を省略する。
【００６２】
第２の実施の形態として示す燃料電池システムは、上述した図２のフローチャートを用いて説明した循環ポンプ２７の凍結固着防止処理、図３のフローチャートを用いて説明した凍結固着防止処理動作が遂行されなかった場合での燃料電池システムの起動処理を、いずれも実行することができる。
【００６３】
このように、第２の実施の形態として示す燃料電池システムは、燃料電池システムの停止時において、低温環境下での循環ポンプ２７の凍結固着防止処理を循環ポンプ２７への電力供給まで含め、循環ポンプコントローラ３６で自己完結的に実行することができる。したがって、燃料電池システムの動作を統括的に制御するシステムコントローラ４０を無駄に起動することがなく、またそれ以外のシステムも極力動作させる必要がないため、凍結固着防止処理に要する消費電力を大幅に削減することができる。
【００６４】
なお、上述したように、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態として示す燃料電池システムでは、循環ポンプ２７の凍結固着を防止する凍結固着防止処理を実行するにあたり、燃料電池システムの停止後も、常に循環ポンプ２７内の温度を、システムコントローラ４０又は循環ポンプコントローラ３６にて監視する必要がある。そこで、燃料電池システムの停止後に、凍結固着防止処理機能を非稼働とすることができる専用の入力スイッチなどを備えるようにする。
【００６５】
燃料電池システムを利用するユーザは、燃料電池システムを停止させた際に、燃料電池システムを使用している環境温度が０℃以下にならないことをあらかじめ分かっている場合、この入力スイッチを押下して、循環ポンプ２７内の温度監視動作を停止させ、凍結固着防止処理機能が作動しないようにする。これにより、無駄な電力消費をさらに削減することができる。
【００６６】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態として示す燃料電池システムの構成について説明するための図である。
【図２】循環ポンプの凍結固着防止処理動作について説明するためのフローチャートである。
【図３】凍結固着防止処理動作の実行後に燃料電池システムを再び起動させた際の動作について説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態として示す燃料電池システムの構成について説明するための図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  燃料電池スタック
２０  水素ガス循環供給系
２７  循環ポンプ
２８  水素ガス循環配管
２９  バルブ
３０  バルブ
３１  循環ポンプコントローラ
３２  温度計
３３  温度計
３４  蓄電器
３５  ＳＯＣ（State Of Charge）検出器
３６  循環ポンプコントローラ
３７  蓄電器
４０  システムコントローラ
【図１】
2007035517.tif 000003
【図２】
2007035517.tif 000004
【図３】
2007035517.tif 000005
【図４】
2007035517.tif 000006