(57)【要約】【課題】燃料電池の耐久性を低下させることなく、アノード極内の残留水素を有効に活用することができる燃料電池システムおよびその制御方法を提供する。【解決手段】イグニッションがオフにされた場合には、遮断弁を閉じてアノード極を密閉するとともに、エアコンプレッサは運転を継続する。カソード圧からアノード圧を減算した極間差圧Ｐｓを算出し、この極間差圧Ｐｓに基づいて燃料電池からの発電電流の取り出しを制御、すなわち、極間差圧Ｐｓの増加に応じて発電電流の取り出しを小さくする。極間差圧Ｐｓが所定値を超えたときに発電電流の取り出しを停止する。【選択図】図２
2007141589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード極に燃料ガスが供給され、カソード極に酸化剤ガスが供給されて発電を行う燃料電池と、
前記アノード極内の圧力を検知するアノード極内圧力検知手段と、
前記アノード極内を密閉する密閉手段と、
前記燃料電池の発電停止時にカソード極を酸化剤ガスにより掃気する掃気手段と、
前記掃気時に前記アノード極内を密閉するとともに前記燃料電池の発電を継続させる発電継続手段と、を備え、
前記発電継続手段は、前記カソード極を掃気した状態で、少なくともアノード極内の圧力に応じて発電継続の可否を判断することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記カソード極内の圧力を検知するカソード極内圧力検知手段をさらに備え、
前記発電継続手段は、前記アノード極内と前記カソード極内との圧力差に応じて発電継続の可否を判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】
前記発電継続手段は、前記圧力差に応じて、前記燃料電池からの発電電流の取り出しを可変にすることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
アノード極に燃料ガスが供給され、カソード極に酸化剤ガスが供給されて発電を行う燃料電池を備え、前記燃料電池の発電停止時に、カソード極を酸化剤ガスにより掃気する燃料電池システムの制御方法において、
前記アノード極内を密閉するステップと、
前記アノード極内の圧力を検知するステップと、
前記掃気時に、少なくとも前記アノード極内の圧力に応じて前記燃料電池の発電継続の可否を判断するステップと、を備え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、燃料電池の発電停止時にカソード極を掃気する燃料電池システムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型の燃料電池を備えたシステムは、電解質膜の両面をアノード極とカソード極とで挟んだ膜電極接合体（ＭＥＡ；Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を有するセルを備え、アノード極に水素、カソード極に空気（酸素）がそれぞれ供給されることにより発電する。しかしながら、この種の燃料電池システムを冬季や寒冷地など氷点下の環境下で使用すると、発電停止後に発電中に生成された水が凍結して電解質膜などを傷めるおそれがあるため、発電停止時にカソード極にガスを供給して、残留水を燃料電池システムから取り除くこと（掃気処理）が行われる。
【０００３】
ところで、このような掃気処理では、発電停止時にアノード極に残留している水素を有効活用するために、発電停止指令時に発電をしばらく継続させ、燃料電池の電圧が低下したことを検知して、燃料電池の発電を停止することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平４−３３１１２号公報（第２頁右欄第１２行目〜１８行目）
【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、このような従来の燃料電池システムでは、アノード極内に水素が残っている限り発電が可能であり、一定の負荷をかけている場合には、電圧低下をなかなか検知できず、電圧低下を検知できたときには、すでにアノード極内の水素が極限まで減っていることが考えられる。このため、カソード極内のガス圧に比べてアノード極内のガス圧が極度に負圧になってしまい、燃料電池、特にＭＥＡの耐久性を低下させるという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、燃料電池の耐久性を低下させることなく、アノード極内の残留水素を有効に活用することができる燃料電池システムおよ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】
【０００６】
本発明の燃料電池システムは、アノード極に燃料ガスが供給され、カソード極に酸化剤ガスが供給されて発電を行う燃料電池と、前記アノード極内の圧力を検知するアノード極内圧力検知手段と、前記アノード極内を密閉する密閉手段と、前記燃料電池の発電停止時にカソード極を酸化剤ガスにより掃気する掃気手段と、前記掃気時に前記アノード極内を密閉するとともに前記燃料電池の発電を継続させる発電継続手段と、を備え、前記発電継続手段は、前記カソード極を掃気した状態で、少なくともアノード極内の圧力に応じて発電継続の可否を判断することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、発電継続を、アノード極の圧力低下に基づいて制御することにより、アノード極の圧力がカソード極の圧力に対して極度に負圧になることを防止できるので、燃料電池（特に、ＭＥＡ）にかかる圧力を許容範囲内に抑えることが可能になる。しかも、燃料ガスの残量低下も検知できるので、燃料ガスを十分に消費させることが可能になる。
【０００８】
また、前記カソード極内の圧力を検知するカソード極内圧力検知手段をさらに備え、
前記発電継続手段は、前記アノード極内と前記カソード極内との圧力差に応じて発電継続の可否を判断することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、カソード極内の圧力が変化したとしても、圧力差の要件を守ることができるため、燃料電池にかかる負荷を低減でき、燃料電池の耐久性の低下を防止できる。
【００１０】
また、前記発電継続手段は、前記圧力差に応じて、前記燃料電池からの発電電流の取り出しを可変にすることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、燃料電池からの発電電流の取り出しを一定にする場合と比べて、オーバーシュートを防止できる。
【００１２】
また、本発明の燃料電池システムの制御方法は、アノード極に燃料ガスが供給され、カソード極に酸化剤ガスが供給されて発電を行う燃料電池を備え、前記燃料電池の発電停止時に、カソード極を酸化剤ガスにより掃気する燃料電池システムの制御方法において、前記アノード極内を密閉するステップと、前記アノード極内の圧力を検知するステップと、前記掃気時に、少なくとも前記アノード極内の圧力に応じて前記燃料電池の発電継続の可否を判断するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、発電継続を、アノード極の圧力低下に基づいて制御することにより、燃料電池にかかる圧力を許容範囲内に抑えることができ、しかも、燃料ガスを十分に消費させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃料電池の耐久性を低下させることなく、しかもアノード極内に残留している燃料ガスを有効に活用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本実施形態の燃料電池システムを示す全体構成図、図２は発電停止時の処理を示すフローチャート、図３は極間差圧と発電電流指令値との関係を示すマップ、図４は発電停止時のタイミングチャートである。なお、以下の実施形態では、燃料電池自動車を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、船舶や航空機などの乗り物用の燃料電池システムに適用してもよい。
【００１６】
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ＦＣ、カソード系１０、アノード系２０、高電圧系３０、制御部４０などを備えて構成されている。
【００１７】
前記燃料電池ＦＣは、固体高分子型燃料電池であり、固体高分子電解質膜２の一面に触媒を含むカソード極（空気極）３が設けられ、他面に触媒を含むアノード極（水素極）４が設けられた膜電極接合体（ＭＥＡ）の両面を導電性のセパレータ（図示せず）でさらに挟んで構成された単セルを複数積層した構造を有している。なお、図１では、説明の便宜上、単セルの状態を模式的に示している。
【００１８】
前記カソード系１０は、前記燃料電池ＦＣのカソード極３に酸化剤ガスとしての空気を供給し且つカソード極３からカソードオフガス（主に空気と水）を排出するものであり、カソードガス供給配管１１、カソードオフガス配管１２、エアコンプレッサ（掃気手段）１３、背圧制御弁１４、圧力計（カソード極内圧力検知手段）１５などを備えて構成されている。
【００１９】
前記カソードガス供給配管１１は、その一端が燃料電池ＦＣのカソード極３の入口に接続され、他端がエアコンプレッサ１３に接続されている。前記カソードオフガス配管１２は、その一端がカソード極３の出口に接続されている。
【００２０】
前記エアコンプレッサ１３は、例えばモータにより駆動されるスーパーチャージャであり、外気を取り込んで圧縮した空気を、カソードガス供給配管１１を介して燃料電池ＦＣに供給するものである。なお、図示していないが、カソードガス供給配管１１上には、燃料電池ＦＣのカソード極３に供給される空気を加湿するための加湿器などが設けられている。
【００２１】
前記背圧制御弁１４は、カソードオフガス配管１２上に設けられ、燃料電池ＦＣのカソード極３の圧力などを制御するものである。
【００２２】
前記圧力計１５は、カソード極３内の圧力を検知するものであり、燃料電池ＦＣのカソード極３の出口近傍に設けられている。なお、圧力計１５の位置は、本実施形態に限定されるものではなく、カソード極３の入口側であってもよい。
【００２３】
前記アノード系２０は、燃料電池ＦＣのアノード極４に燃料ガスとしての水素を供給し且つアノード極４から水素を排出するものであり、アノードガス供給配管２１、アノードオフガス配管２２、高圧水素タンク２３、遮断弁２４、アノード循環系２５、水素パージ弁２８、圧力計（アノード極内圧力検知手段）２９などで構成されている。なお、本実施形態では、遮断弁２４と水素パージ弁２８とで、請求項１に記載の密閉手段が構成されている。
【００２４】
前記アノードガス供給配管２１は、その一端が燃料電池ＦＣのアノード極４の入口に接続され、他端が高圧水素タンク２３と接続されている。前記アノードオフガス配管２２は、その一端がアノード極４の出口に接続されている。
【００２５】
前記高圧水素タンク２３は、水素が例えば３５ＭＰａ（≒３５０気圧）の高い圧力で充填され、水素を燃料電池ＦＣのアノード極４に供給するためのものである。前記遮断弁２４は、アノードガス供給配管２１の高圧水素タンク２３の近傍に設けられている。なお、この遮断弁２４は、高圧水素タンク２３と一体に設けられたもの（インタンク式のもの）であってもよい。
【００２６】
前記アノード循環系２５は、エゼクタ２６およびアノードガス循環配管２７で構成され、エゼクタ２６がアノードガス供給配管２１上に設けられ、アノードガス循環配管２７の一端がエゼクタ２６に接続され、他端がアノードオフガス配管２２に接続されている。これにより、燃料電池ＦＣのアノード極４の出口側から排出されたアノードオフガス（水素）がアノード極４の入口側に戻るようにして循環するので、水素を有効利用できるようになっている。
【００２７】
前記水素パージ弁２８は、遮断弁であり、アノードオフガス配管２２のアノードガス循環配管２７の分岐部の下流側に設けられている。前記したアノード循環系２５により水素を循環利用していることから、燃料電池ＦＣの発電により、カソード極３に供給された空気中の窒素や、カソード極３で生成された水などが固体高分子電解質膜２を介してアノード極４に透過して、アノード極４の水素濃度が低下して発電性能が損なわれるという事象が発生する。そこで、必要に応じて水素パージ弁２８を開弁して窒素などの不純物を排出するとともに高圧水素タンク２３から水素を新たに燃料電池ＦＣに供給することにより、アノード極４の水素濃度が低下するのを防止するようになっている。
【００２８】
前記圧力計２９は、アノード極４内の圧力を検出するものであり、燃料電池ＦＣのアノード極４の出口近傍に設けられている。なお、圧力計２９の位置は、本実施形態に限定されるものではなく、アノード極４の入口側であってもよい。
【００２９】
前記高電圧系３０は、蓄電装置３１、電流制御器３２、駆動モータ３３、電流計３４、電圧計３５などで構成されている。
【００３０】
前記蓄電装置３１は、燃料電池ＦＣで発電された電気を貯めておき、燃料電池システム１の始動時などに利用するものであり、バッテリまたはキャパシタなどで構成されている。例えば、バッテリとしては、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池などであり、キャパシタとしては、電気二重層キャパシタや電解コンデンサなどである。
【００３１】
前記電流制御器３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータなどを備え、後記する制御部４０から出力される発電電流指令値つまり燃料電池ＦＣに対する発電指令に基づいて、燃料電池ＦＣから取り出す発電電流を制御している。
【００３２】
前記駆動モータ３３は、例えば永久磁石式の３相交流同期モータであり、燃料電池ＦＣおよび／または蓄電装置３１から供給される発電電流（電力）により燃料電池自動車の駆動輪を回転させる。
【００３３】
前記電流計３４は、燃料電池ＦＣから蓄電装置３１や駆動モータ３３などに出力される電流値を検出するものである。前記電圧計３５は、燃料電池ＦＣの総電圧値を検出するものである。
【００３４】
前記制御部４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリなどで構成され、エアコンプレッサ１３のモータの回転速度、背圧制御弁１４の開度、遮断弁２４および水素パージ弁２８の開閉動作を制御し、また、圧力計１５，２９からの圧力情報、電流計３４からの電流情報、電圧計３５からの電圧情報を取得して、適宜制御する。
【００３５】
次に、本実施形態の燃料電池システムの動作について図２および図３を参照（適宜、図１を参照）しながら説明する。
まず、燃料電池自動車に設けられたイグニッション（図示せず）がオン（ＯＮ）にされると、制御部４０は、蓄電装置３１に蓄積された電力を利用して、遮断弁２４を開くとともに、エアコンプレッサ１３を駆動する。遮断弁２４を開くことで、高圧水素タンク２３からアノードガス供給配管２１を介して燃料電池ＦＣのアノード極４に水素が供給され、エアコンプレッサ１３を駆動することで、カソードガス供給配管１１を介して加湿器（図示せず）によって加湿された空気が燃料電池ＦＣのカソード極３に供給される。これにより、燃料電池ＦＣにおいて水素と加湿空気中の酸素とが電気化学反応することにより発電が行われ、駆動モータ３３や補機類などの負荷に電力（発電電流）が供給される。
【００３６】
また、発電中においては、必要に応じて水素パージ弁２８を開いて、アノード極４に蓄積した窒素などの不純物を水素とともに排出する。水素パージ弁２８から排出された水素は、水素パージ弁２８の下流側に設けられた希釈器（図示せず）においてカソードオフガスと混合、希釈されて、所定値以下の水素濃度とされた後に排気管（図示せず）から大気中へ排出される。
【００３７】
図２に示すように、ステップＳ１０１において、イグニッション（ＩＧ）がオフ（ＯＦＦ）に切り替えられると、発電停止から次回起動までの間に、燃料電池システム１に残留している水が凍結するか否かを判断する。なお、ここでの凍結判断のフローについては、図示を省略する。残留水が凍結すると判断した場合には掃気を実行し、凍結せず掃気は必要ないと判断した場合には（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、遮断弁２４を閉じて水素の供給を遮断し（ステップＳ１０３）、エアコンプレッサ１３を停止する（ステップＳ１０９）。なお、燃料電池システム１内に残留している水が凍結するか否かの判断は、燃料電池自動車に搭載された外気温度センサ（図示せず）などを用いて判断することができる。
【００３８】
ステップＳ１０１でイグニッション（ＩＧ）オフした際、ステップＳ１０２で掃気が必要であると判断された場合には、ステップＳ１０４で遮断弁２４を閉じて高圧水素タンク２３からの燃料電池ＦＣへの水素の供給を遮断する。これにより、遮断弁２４と水素パージ弁２８とで構成される密閉手段によって、燃料電池ＦＣのアノード極４は、水素が残留した状態で密閉される。そして、ステップＳ１０５でエアコンプレッサ１３を継続運転することで、燃料電池ＦＣのカソード極３には、エアコンプレッサ１３から導入された空気が連続的に流通する。このとき、燃料電池ＦＣのアノード極４には水素が、カソード極３には酸素が存在するので発電が行われて、燃料電池ＦＣから取り出した発電電流がエアコンプレッサ１３などの補機類に供給される。
【００３９】
そして、制御部４０は、ステップＳ１０６で、圧力計１５からカソード極３内の圧力Ｐ１（カソード圧Ｐ１）と、圧力計２９からアノード極４内の圧力Ｐ２（アノード圧Ｐ２）とを検出して、カソード極３とアノード極４との固体高分子電解質膜２を挟んで形成される極間差圧Ｐｓ（Ｐ１−Ｐ２）を算出する。なお、この極間差圧Ｐｓが、本実施形態での圧力差に相当する。そして、ステップＳ１０７において、図３のマップに基づいて、ステップＳ１０６で算出した極間差圧Ｐｓに応じた発電電流指令値を、制御部４０から電流制御器３２に出力して、電流制御器３２が燃料電池ＦＣから前記発電電流指令値に基づく発電電流を取り出す。なお、図３のマップでは、燃料電池ＦＣ（特に、ＭＥＡ）の許容可能な所定値Ｐｍの要件を予め求めておき、極間差圧Ｐｓが所定値Ｐｍに至ったときに発電電流指令値が０になるように制御する。
【００４０】
このように、燃料電池ＦＣの発電停止時に、アノード極４を密閉した状態で、カソード極３への空気の供給を継続することにより、アノード極４に残留した水素と空気中の酸素との反応により発電が継続される。したがって、アノード極４に残留した水素を十分に消費することが可能になり、水素を有効活用することができる。本実施形態では、発電継続により、アノード極４内の圧力が徐々に減少するとともにカソード極３内の圧力が一定に保たれているので、図３に示すように、発電継続によって極間差圧Ｐｓが徐々に拡大し、制御部４０が、極間差圧Ｐｓが差圧要件である所定値Ｐｍに至ったことを検知したときに、発電電流指令値（＝０）を電流制御器３２に出力し、電流制御器３２が燃料電池ＦＣからの発電電流の取り出しを停止する。このように、極間差圧Ｐｓに基づいて発電電流指令値、すなわち燃料電池ＦＣからの発電電流の取り出しを制御することにより、ＭＥＡが所定の差圧要件を超えることがなくなるので、燃料電池ＦＣ、特にＭＥＡの耐久性が低下するのを防止できる。なお、本実施形態では、イグニッションオフ時にアノード圧Ｐ２がカソード圧Ｐ１よりも高く設定されているので、イグニッションオフ当初は極間差圧Ｐｓが負になり、その後、カソード圧Ｐ１がアノード圧Ｐ２より高くなって極間差圧Ｐｓが正になる。
【００４１】
そして、ステップＳ１０８において、掃気が完了したか否かを判断して、掃気が完了していないと判断された場合には（Ｎｏ）、掃気を継続し、掃気が完了したと判断された場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０９に移行してエアコンプレッサ１３を停止する。なお、このときの掃気完了の判断としては、例えばタイマー（時間）によって判断することができる。
【００４２】
さらに、本実施形態の燃料電池の発電停止時の処理について、図４のタイミングチャートに基づいて説明する。イグニッション（ＩＧ）がオフ（ＯＦＦ）にされると（時刻ａ）、カソード極３を流れる空気が大流量で流れるようにエアコンプレッサ１３を継続運転させた状態で、遮断弁２４を閉じて、アノード極４を密閉する。このとき発電が継続されて水素が消費されるので、アノード圧Ｐ２が徐々に低下するが、カソード極３には空気が連続的に供給されているので、カソード圧Ｐ１は一定となる。イグニッションオフ当初は、アノード圧Ｐ２がカソード圧Ｐ１よりも高く設定されているので、図３に示すように、極間差圧Ｐｓが負（マイナス）になる。そして、水素の消費によってアノード圧Ｐ２が、さらに低下してカソード圧Ｐ１と同圧になったときに極間差圧Ｐｓが０になり、さらにアノード圧Ｐ２が低下することにより、極間差圧Ｐｓが正（＋）になる。
【００４３】
本実施形態では、イグニッションをオフしたときに、エアコンプレッサ１３の出力を上げてカソード極３に流れる空気の流量（カソード流量）が大流量に設定されている（時刻ａ〜ｂ）。このようにカソード流量を大流量にすることにより、その圧力によってカソード極３に残留する水（液滴）を吹き飛ばすようにして除去することができる。さらに、本実施形態では、イグニッション（ＩＧ）オフから所定時間（Ｔ）経過後に、エアコンプレッサ１３の出力を下げてカソード流量を小流量に切り替えている（時刻ｂ〜ｄ）。この期間（時刻ｂ〜ｄ）では、カソード極３の乾燥が促進される。このようにカソード流量を、大流量から小流量に切り替えることで、エアコンプレッサ１３で消費されるエネルギーを低減することが可能になり、蓄電装置３１に、より多くの電力を残した状態で燃料電池システム１を停止することができ、燃料電池システム１の次回起動に備えることが可能になる。また、発電継続によってＭＥＡが温かい状態で掃気されるので、残留水の排水性が向上し、次回の起動性が高まる。
【００４４】
さらに、燃料電池ＦＣの発電が継続されてアノード圧Ｐ２が低下すると、極間差圧Ｐｓが徐々に拡大していき、時刻ｃにおいて、アノード圧Ｐ２が予め決められた圧力要件閾値に至ると、極間差圧Ｐｓが所定値Ｐｍとなって、発電電流（ＩＦＣ）が０Ａに設定される（時刻ｃ）。なお、図４において、カソード流量が掃気途中で大流量から小流量に切り替えられて極間差圧Ｐｓが一旦縮小しているが、このときの縮小変化は図４の発電電流（ＩＦＣ）には反映されて制御されていないが、反映されるように制御してもよい。
【００４５】
そして、掃気完了と判断されるまで、つまり所定時間（例えば、時刻ａ〜ｄ）が経過するまでエアコンプレッサ１３を継続運転し、所定時間経過したときにエアコンプレッサ１３を停止する。
【００４６】
ちなみに、図４のタイムチャート（ＶＦＣ）に示すように、発電停止時に発電が継続されて、アノード圧Ｐ２が低下して極間差圧Ｐｓが拡大したとしても、ＶＦＣ、つまり燃料電池ＦＣの電圧は低下せず、極間差圧Ｐｓが所定値Ｐｍに至ったときあるいは所定値Ｐｍ（時刻ｃ）を超えてから、徐々に低下し始めるので、従来技術での制御のように燃料電池ＦＣの電圧で電流の取り出しを制御していたのでは、極間差圧Ｐｓが所定値Ｐｍを超えてしまい（アノード圧Ｐ２が圧力要件閾値よりも低下してしまい）、燃料電池ＦＣの耐久性が低下することになる。しかし、本実施形態では、極間差圧Ｐｓに基づいて電流の取り出しを制御しているので、所定値Ｐｍ（アノード圧Ｐ２が圧力要件閾値）を超えて制御されることがなく、燃料電池ＦＣの耐久性が低下することがない。
【００４７】
また、前記した実施形態では、極間差圧Ｐｓに基づいて発電電流（ＩＦＣ）を制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、カソード流量を大流量から小流量に切り替えることはせずに、カソード流量を、イグニッションオフ（時刻ａ）からエアコンプレッサ１３の停止（時刻ｄ）まで一定にすることで、カソード圧Ｐ１は常に一定になるので、アノード圧Ｐ２のみを圧力計２９から検出して、アノード圧Ｐ２のみに基づいて発電電流（ＩＦＣ）を制御するようにしてもよい。これにより、圧力計２９を削減して、システムを簡略化できる。
【００４８】
図５は、発電停止時の別の処理を示すフローチャートである。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ２０９、Ｓ２１０は、図２のフローのステップＳ１０１〜Ｓ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１０９と同様であるので、その説明を省略し、以下ではステップＳ２０６〜Ｓ２０８について説明する。
【００４９】
ステップＳ２０６において、発電が継続されて水素が消費されると、図４と同様にしてアノード圧Ｐ２が低下していく。ステップＳ２０７で、極間差圧Ｐｓ（Ｐ１−Ｐ２）が所定値Ｐｍを超えたか否かが判断される。ステップＳ２０７で、極間差圧Ｐｓが所定値Ｐｍを超えていない場合には（Ｎｏ）、極間差圧Ｐｓが所定値Ｐｍを超えると判断されるまでステップＳ２０７の判定処理が継続され、極間差圧Ｐｓが所定値Ｐｍを超えたと判断された場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０８に移行して、制御部４０は、電流制御器３２に対して発電電流指令値（＝０）を発して、燃料電池ＦＣからの発電電流（ＩＦＣ）の取り出しを停止する。
【００５０】
このように、図５のフローに示す処理は、図２で説明した極間差圧Ｐｓに応じて発電電流（ＩＦＣ）を低下させるという処理ではなく、極間差圧Ｐｓが所定値となったときに初めて発電電流（ＩＦＣ）を一定から０にするものである。図５の処理の場合も、極間差圧Ｐｓに応じて発電を継続するか否かを判断するので、ＭＥＡに作用する圧力を許容範囲内に抑えることができ、ＭＥＡの耐久性の低下を防止できる。しかも、極間差圧Ｐｓ、つまりアノード圧Ｐ２に応じて判断しているので、残留水素を十分に消費することができ、エネルギーの有効活用が図れる。
【００５１】
なお、前者（図２のフロー）では、発電電流（ＩＦＣ）を可変にする実施形態について説明し、後者（図５のフロー）では、発電電流（ＩＦＣ）を一定にする実施形態について説明したが、前者のように、極間差圧Ｐｓに応じて発電電流（ＩＦＣ）が収束するように制御すると、後者に比べてオーバーシュートを防ぐ確率を高めることができる。
【００５２】
本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、燃料電池システム１の高電圧系３０にディスチャージ抵抗を設けて、イグニッション（ＩＧ）をオフしたときに、ディスチャージ抵抗（放電抵抗）を燃料電池ＦＣと接続して放電を行うようにしてもよい。この場合にも、極間差圧Ｐｓに基づいて、制御部４０から電流制御器３２にディスチャージ電流指令値を出力して、電流制御器３２が燃料電池ＦＣからディスチャージ抵抗に流れるディスチャージ電流を可変とするようにしてもよい。あるいは、極間差圧Ｐｓが所定値Ｐｍを超えるまで一定のディスチャージ電流とし、所定値Ｐｍを超えたと判断されたときに、燃料電池ＦＣとディスチャージ抵抗とを切り離して放電を停止するようにしてもよい。なお、この場合には、ディスチャージ抵抗が、請求項１に記載の発電継続手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態の燃料電池システムを示す全体構成図である。
【図２】発電停止時の処理を示すフローチャートである。
【図３】極間差圧と発電消費電流指令値との関係を示すマップである。
【図４】発電停止時のタイミングチャートである。
【図５】発電停止時の別の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１      燃料電池システム
２      固体高分子電解質膜
３      カソード極
４      アノード極
１３    エアコンプレッサ（掃気手段）
１５    圧力計（カソード極内圧力検知手段）
２４    遮断弁（密閉手段）
２８    水素パージ弁（密閉手段）
２９    圧力計（アノード極内圧力検知手段）
３２    電流制御器（発電継続手段）
４０    制御部
ＦＣ    燃料電池
Ｐｓ    極間差圧
【図１】
2007141589.tif 000003
【図２】
2007141589.tif 000004
【図３】
2007141589.tif 000005
【図４】
2007141589.tif 000006
【図５】
2007141589.tif 000007