(57)【要約】【課題】燃料電池システムにおいて、運転停止時の燃料電池内の水素濃度及び酸素濃度の少なくとも一方の不均一を有効に小さく抑えて、炭素被毒による燃料電池の性能低下を有効に抑えることである。【解決手段】高電圧二次電池２６により駆動されるエアコンプレッサ２２及び水素ポンプ３８と、低電圧二次電池４８により駆動される酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４及び燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６と、燃料電池運転停止手段５４とを備える。エアコンプレッサ２２及び水素ポンプ３８は、通常運転時に酸化ガス経路１４及び燃料ガス経路１６にガス流を発生させ、各低流量吐出ポンプ４４，４６は、通常運転停止時に酸化ガス経路１４及び燃料ガス経路１６にガス流を発生させる。燃料電池運転停止手段５４は、通常運転停止後に低電圧二次電池４８により各低流量吐出ポンプ４４，４６を駆動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、
燃料電池に反応ガスを供給し、燃料電池から反応ガス系ガスを排出する反応ガス経路と、
反応ガス経路または反応ガス経路のガス上流側に設けられ、燃料電池の通常運転時に通常運転用蓄電部により反応ガス経路にガス流を発生させるために駆動される通常運転用ガス流発生装置と、
燃料ガス経路のガス上流側から燃料ガス経路への燃料ガスの供給を停止する通常運転停止後に、運転停止後用蓄電部により、反応ガス経路にガス流を発生させるために駆動される運転停止後用ガス流発生装置と、
燃料電池運転停止手段と、を備え、
燃料電池運転停止手段は、通常運転停止後に、運転停止後用蓄電部により運転停止後用ガス流発生装置を駆動させることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
運転停止後用蓄電部は、通常運転用蓄電部が供給する電力の電圧よりも低い電圧の電力を運転停止後用ガス流発生装置に供給することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、
反応ガス経路は、
燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給流路と、
燃料電池から燃料ガス系ガスを排出する燃料ガス系排出流路と、
燃料ガス系排出流路から排出された燃料ガスを燃料ガス供給流路に循環させる燃料ガス循環流路と、を有する燃料ガス経路と、
燃料電池に酸化ガスを供給する酸化ガス供給流路と、
燃料電池から酸化ガス系ガスを排出する酸化ガス系排出流路と、を有する酸化ガス経路とを備え、
通常運転用ガス流発生装置は、燃料ガス循環流路に設けられた燃料ガス循環ポンプと、酸化ガス供給流路のガス上流側に設けられたエアコンプレッサとであり、
運転停止後用ガス流発生装置は、酸化ガス経路に設けられた酸化ガス側ガス流発生装置と、燃料ガス経路に設けられた燃料ガス側ガス流発生装置と、を備え、
燃料電池運転停止手段は、通常運転停止後に予め定められた成立条件が成立するまで、酸化ガス側ガス流発生装置と燃料ガス側ガス流発生装置とを駆動させ続けることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の燃料電池システムにおいて、
燃料電池に、燃料電池内部の反応ガス内部流路とガスの流れに関して並列に接続され、運転停止後用ガス流発生装置が設けられた燃料電池並列流路と、
燃料電池の通常運転時には、燃料電池並列流路において、運転停止後用ガス流発生装置によるガス流の発生を不能とし、通常運転停止後には、燃料電池並列流路において、運転停止後用ガス流発生装置によるガス流の発生を可能とする弁と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の燃料電池システムにおいて、
反応ガス経路に、反応ガス経路とガスの流れに関して並列に接続され、運転停止後用ガス流発生装置が設けられたガス経路並列流路と、
燃料電池の通常運転時には、ガス経路並列流路において、運転停止後用ガス流発生装置によるガス流の発生を不能とし、通常運転停止後には、ガス経路並列流路において、運転停止後用ガス流発生装置によるガス流の発生を可能とする弁と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、燃料電池に反応ガスを供給し、燃料電池から反応ガス系ガスを排出する反応ガス経路とを備える燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは、例えばアノード側電極、電解質膜およびカソード側電極から成る膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）とセパレータとを１組の燃料電池セルとして、これを複数組積層することにより構成している。すなわち、各燃料電池セルは、高分子イオン交換膜から成る電解質膜の一方の面にアノード側電極を、他方の面にカソード側電極を、それぞれ配置して、さらに両側にセパレータを設けることにより構成している。そして、このような燃料電池セルを複数組積層し、さらに集電板、絶縁板およびエンドプレートで狭持することにより、高電圧を発生する燃料電池スタックを構成する。
【０００３】
このような燃料電池では、アノード側電極に燃料ガス、例えば水素ガス等の水素含有ガスを供給するとともに、カソード側電極に、酸化ガス、例えば空気を供給する。これにより、燃料ガスおよび酸化ガスが電気化学反応に供されて、起電力を発生し、カソード側電極では、水が生成される。
【０００４】
特許文献１には、燃料電池のアノード極に、アノードガス供給ラインから水素ガスを供給し、燃料電池のカソード側に、カソードガス供給ラインから空気を供給する燃料電池システムが記載されている。アノードガス供給ラインの出口管路に循環管路を接続するとともに、循環管路をアノードガス供給ラインの燃料電池の上流側に接続している。燃料電池の運転停止時には、アノードガス供給ラインに配置したブロアにより、アノード出口ガスを吸引して、燃料電池の上流側に循環させるとされている。また、カソードガス供給ラインの出口管路に循環通路を接続するとともに、循環通路をカソードガス供給ラインの入口管路に接続している。燃料電池の運転停止時には、カソード出口ガスを、カソードガス供給ラインに配置したブロアにより、カソード出口ガスを吸引して、燃料電池の上流側に循環させるとされている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来から考えられている燃料電池システムの場合、燃料電池の停止処理時に、燃料電池内に水素と酸素とが残留し、例えばアノード側の流路で水素濃度の不均一が大きくなると、各燃料電池セルの少なくとも一部で電圧差が生じて電流が流れる可能性がある。すなわち、燃料電池への水素及び酸素の供給を停止した後に、燃料電池のアノード極において、部分的に水素濃度が高い部分と低い部分とが生じて、その部分同士の間での水素濃度の不均一が大きくなる可能性がある。例えば、燃料電池を、複数の燃料電池セルの積層体により構成した場合、ガスを同時にすべての燃料電池セルに等量ずつ流すようにするように、燃料電池セル内に内部流路を設けることが考えられている。この場合、設計にもよるが、複数の内部流路でガスが不均一に流れる原因となりやすい。すなわち、ガスの流れが分散されると、各部の流量が低下して、少しの外乱の発生で水素濃度の不均一が大きくなる可能性がある。つまり、内部流路に外部からガスを送っても均等に流れない事態が発生し、運転終了時に不活性ガス等のガスを内部流路に供給する、いわゆる掃気処理を行っても、水素濃度の不均一が大きいままとなる可能性がある。同様に、燃料電池のカソード極においても、酸素濃度の不均一が大きくなる可能性がある。この場合、燃料電池は停止処理時でも、発電状態を保持し、すなわち、電圧差が生じて電流が流れ、電圧を均等にする作用が生じる。この場合、例えばアノード極側の水素濃度の低い部分に対応するカソード極では、電解質膜のカソード側で触媒を支持する炭素担体が劣化する、炭素被毒が生じる可能性がある。また、この状態は、燃料電池内の水素等が消費され、なくなるまで持続される。このような事情から、運転停止後の燃料電池内の水素濃度及び酸素濃度の不均一を小さくすることが求められている。
【０００７】
これに対して、特許文献１に記載された燃料電池システムでは、燃料電池の運転停止時に、燃料電池のカソード側およびアノード側への反応ガスの供給を遮断し、カソード側排ガスをカソード循環ラインから上流側に循環させるとともに、アノード側排ガスをアノード循環ラインから上流側に循環させるとされている。このため、運転停止後の燃料電池の水素濃度及び酸素濃度の不均一を小さくできる可能性がないとはいえない。
【０００８】
ただし、アノードガス供給ライン及びカソードガス供給ラインにそれぞれ配置し、運転停止時に駆動するブロアの駆動源である電源を、通常運転時と運転停止時とで変えることは考慮されていない。ブロアを通常運転時と同様に、高電圧電源により駆動しようとすると、ブロアのガス吐出流量を低流量で精度よく制御することが難しくなり、また、運転停止後のブロアの駆動音が大きくなるため、運転者や周囲にいる人に不快感を生じさせる原因となる。例えば、ブロアを高電圧電源により駆動する場合には、分単位で駆動状態を制御することが難しくなる。また、運転停止後のエネルギの消費も大きくなる。また、システムの運転停止後に運転者がいない状況で、高電圧電源からの電力により何らかの部品が駆動することとなり、システム故障時の対応手段を新たに設ける必要が生じて、安全性を有効に確保する面から改良の余地がある。また、高電圧電源により起動するシステムの運転停止のための手段を、起動スイッチとは別に設ける必要がある。すなわち、起動スイッチのオフだけで高電圧電源により起動するシステムを運転停止させようとしても、緊急時でも、ある程度の時間がかかってしまう可能性がある。緊急時にシステムを短時間で運転停止させるためには、高電圧電源と部品との接続を切り離すための、起動スイッチとは別の手段を設ける必要がある。また、運転停止時に通常運転時と同じ駆動源（例えば１２Ｖの二次電池）によりブロアを起動させようとすると、運転停止時の駆動源の電力使用により二次電池の場合には充電量が不足して、燃料電池システムの再起動を良好に行えなくなる可能性もある。
【０００９】
また、燃料電池の停止処理時に、ガス経路に封入したガスを強制的に排出することによりガス経路内を減圧したり、発電により強制的に水素等を使用、すなわち消費したりすることの、一方または両方を行うことも考えられるが、運転停止時の燃料電池内の水素濃度や酸素濃度の不均一を有効に小さく抑える面からは改良の余地がある。
【００１０】
本発明の目的は、燃料電池システムにおいて、運転停止時の燃料電池内の水素濃度及び酸素濃度の少なくとも一方の不均一を有効に小さく抑えて、炭素被毒による燃料電池の性能低下を有効に小さく抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る燃料電池システムは、反応ガスの電気化学反応により発電する燃料電池と、燃料電池に反応ガスを供給し、燃料電池から反応ガス系ガスを排出する反応ガス経路と、反応ガス経路または反応ガス経路のガス上流側に設けられ、燃料電池の通常運転時に通常運転用蓄電部により反応ガス経路にガス流を発生させるために駆動される通常運転用ガス流発生装置と、燃料ガス経路のガス上流側から燃料ガス経路への燃料ガスの供給を停止する通常運転停止後に、運転停止後用蓄電部により、反応ガス経路にガス流を発生させるために駆動される運転停止後用ガス流発生装置と、燃料電池運転停止手段と、を備え、燃料電池運転停止手段は、通常運転停止後に、運転停止後用蓄電部により運転停止後用ガス流発生装置を駆動させることを特徴とする燃料電池システムである。
【００１２】
また、好ましくは、運転停止後用蓄電部は、通常運転用蓄電部が供給する電力の電圧よりも低い電圧の電力を運転停止後用ガス流発生装置に供給する。
【００１３】
また、より好ましくは、反応ガス経路は、燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給流路と、燃料電池から燃料ガス系ガスを排出する燃料ガス系排出流路と、燃料ガス系排出流路から排出された燃料ガスを燃料ガス供給流路に循環させる燃料ガス循環流路と、を有する燃料ガス経路と、燃料電池に酸化ガスを供給する酸化ガス供給流路と、燃料電池から酸化ガス系ガスを排出する酸化ガス系排出流路と、を有する酸化ガス経路とを備え、通常運転用ガス流発生装置は、燃料ガス循環流路に設けられた燃料ガス循環ポンプと、酸化ガス供給流路のガス上流側に設けられたエアコンプレッサとであり、運転停止後用ガス流発生装置は、酸化ガス経路に設けられた酸化ガス側ガス流発生装置と、燃料ガス経路に設けられた燃料ガス側ガス流発生装置と、を備え、燃料電池運転停止手段は、通常運転停止後に予め定められた成立条件が成立するまで、酸化ガス側ガス流発生装置と燃料ガス側ガス流発生装置とを駆動させ続ける。
【００１４】
また、より好ましくは、燃料電池に、燃料電池内部の反応ガス内部流路とガスの流れに関して並列に接続され、運転停止後用ガス流発生装置が設けられた燃料電池並列流路と、燃料電池の通常運転時には、燃料電池並列流路において、運転停止後用ガス流発生装置によるガス流の発生を不能とし、通常運転停止後には、燃料電池並列流路において、運転停止後用ガス流発生装置によるガス流の発生を可能とする弁と、を備える。
【００１５】
また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、好ましくは、反応ガス経路に、反応ガス経路とガスの流れに関して並列に接続され、運転停止後用ガス流発生装置が設けられたガス経路並列流路と、燃料電池の通常運転時には、ガス経路並列流路において、運転停止後用ガス流発生装置によるガス流の発生を不能とし、通常運転停止後には、ガス経路並列流路において、運転停止後用ガス流発生装置によるガス流の発生を可能とする弁と、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る燃料電池システムによれば、通常運転停止後に、運転停止後用蓄電部により運転停止後用ガス流発生装置を駆動させるため、ガスが反応ガス経路に流れて、燃料電池内での水素濃度及び酸素濃度の少なくとも一方の不均一を小さくできる。このため、通常運転停止後に、燃料電池で電圧差が生じて電流が流れるのを抑えることができ、燃料電池のカソード側電極等で、炭素被毒が生じるのを抑えることができる。しかも、通常運転時に通常運転用蓄電部により駆動されるエアコンプレッサ及び水素ポンプとは別に、通常運転停止後に運転停止後用蓄電部により駆動される運転停止後用ガス流発生装置を備える。このため、運転停止後用ガス流発生装置として、通常運転用ガス流発生装置よりも低電圧で駆動可能で低流量のガスを吐出可能なものを使用することにより、運転停止後のガス流の流量を精度よく制御することを容易に行える。また、運転停止後用ガス流発生装置として低流量のガスを吐出可能なものを使用することにより、運転停止後のガス流発生装置の駆動音を小さくできるため、運転者や周囲にいる人に不快感を生じさせるのを抑制できる。また、運転停止後に、運転者が監視していない状況で、高電圧駆動のガス流発生装置を駆動させずに済むため、安全性をより有効に確保できる。また、起動スイッチをオフに切り替えるだけにより、高電圧で起動するシステムの運転を停止させることができる。このため、起動スイッチをオフに切り替えるだけで、緊急時に、高電圧で起動するシステムの運転を短時間で停止させることができ、システムの緊急停止のための特別な手段を設定する必要がない。また、運転停止後用ガス流発生装置の駆動のための制御を、燃料電池の通常運転のための制御から切り離し、燃料電池の通常運転を起動スイッチのオンオフに連動させ、運転停止後用ガス流発生装置を運転停止後用蓄電部の充電量の低下等により自動停止させることができる。このため、運転停止時における運転停止後用蓄電部の電力消費にかかわらず、燃料電池システムの再起動を良好に行える。この結果、運転停止時の水素濃度及び酸素濃度の少なくとも一方の不均一を有効に小さく抑えて、カソード側等の炭素被毒による燃料電池の性能低下を有効に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１の発明の実施の形態］
以下において、図面を用いて本発明に係る第１の実施の形態につき詳細に説明する。図１は、第１の実施の形態の燃料電池システムの基本構成を示す図である。図１に示すように、燃料電池システム１０は、例えば、燃料電池車に搭載して使用するもので、燃料電池スタック１２を有する。燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池セルを積層するとともに、燃料電池スタック１２の積層方向両端部に、集電板と、エンドプレートとを設けている。そして、複数の燃料電池セルと集電板とエンドプレートとをタイロッド、ナット等で締め付けている。なお、集電板とエンドプレートとの間に絶縁板を設けることもできる。
【００１８】
各燃料電池セルの詳細図は省略するが、例えば、電解質膜をアノード側電極とカソード側電極とにより狭持して成る膜−アセンブリと、その両側のセパレータとを備えたものとする。また、アノード側電極（以下、単に「アノード」という。）には燃料ガスであり、水素含有ガスである水素ガスを供給可能とし、カソード側電極（以下、単に「カソード」という。）には酸化ガスである空気を供給可能としている。そして、アノードで触媒反応により発生した水素イオン、すなわちプロトンＨ+を、電解質膜を介してカソードまで移動させ、カソードで酸素と電気化学反応を起こさせることにより、水を生成する。また、アノードからカソードへ外部回路を通じて電子を移動させることにより起電力を発生する。すなわち、図１に示す、複数の燃料電池セルを積層した燃料電池スタック１２は、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する。
【００１９】
燃料電池システム１０は、空気を燃料電池スタック１２に供給し、燃料電池スタック１２から電気化学反応に供された後の空気であり、酸化ガス系ガスである空気オフガスを排出するための酸化ガス経路１４と、水素ガスを燃料電池スタックに供給し、燃料電池スタックから電気化学反応に供された後の水素ガスであり、燃料ガス系ガスである水素オフガスを排出するための燃料ガス経路１６とを備える。酸化ガス経路１４は、空気を燃料電池スタックに供給するための酸化ガス供給流路１８と、燃料電池スタック１２から空気オフガスを排出するための酸化ガス系排出流路２０とを備える。また、酸化ガス供給流路１８の上流部に、通常運転用ガス流発生装置であるエアコンプレッサ２２を設けている。そして、エアコンプレッサ２２により加圧された空気が、加湿器２４で加湿された後、燃料電池スタック１２のカソード側の酸化ガス流路に供給されるようにしている。エアコンプレッサ２２は、通常運転用蓄電部である高電圧二次電池２６に接続され、高電圧二次電池２６から電力を供給されて駆動する。
【００２０】
燃料電池スタック１２に供給され、各燃料電池セルで電気化学反応に供された後の空気オフガスは、燃料電池スタック１２から酸化ガス系排出流路２０を通じて排出された後、加湿器２４を通過してから図示しない圧力制御弁を介して大気に放出される。加湿器２４は、燃料電池スタック１２から排出された後の空気オフガスから得た水分を、燃料電池スタック１２に供給される前の空気に与えて、加湿する役目を果たす。
【００２１】
また、燃料ガス経路１６は、水素ガスを燃料電池スタック１２に供給するための燃料ガス供給流路２８と、燃料電池スタック１２から水素オフガスを排出するための燃料ガス系排出流路３０と、燃料ガス循環流路３２とを備える。水素オフガスには、未反応の水素も含まれる。また、燃料ガス供給流路２８の上流部に、燃料ガス供給装置である、高圧水素タンク等の図示しない水素ガス供給装置を設けている。そして、水素ガス供給装置から電磁弁である燃料ガス供給弁３４を介して燃料電池スタック１２に水素ガスが供給されるようにしている。
【００２２】
燃料電池スタック１２に設けられたアノード側の燃料ガス内部流路に供給され、電気化学反応に供された後の水素オフガスは、燃料電池スタック１２から燃料ガス系排出流路３０を通じて排出される。燃料ガス循環流路３２は、燃料電池スタック１２から排出された、未反応の水素ガスを含む水素オフガスを、燃料ガス供給流路２８に戻すために設けている。また、燃料ガス循環流路３２に、通常運転用ガス流発生装置であり、燃料ガス循環ポンプである、水素ポンプ３８を設けている。水素ポンプ３８は、水素オフガスを、燃料ガス循環流路３２を通じて燃料ガス供給流路２８に戻し、水素ガス供給装置から送られる新たな水素ガスと合流させてから、再び燃料電池スタック１２に供給する。水素ポンプ３８は、高電圧二次電池２６に接続され、高電圧二次電池２６から電力を供給されて駆動する。水素ポンプ３８は、回転数を調節可能としている。
【００２３】
また、燃料ガス系排出流路３０のガス下流端に接続した排気排水流路４０に、電磁弁であるパージ弁４２を設けている。燃料ガス系排出流路３０と排気排水流路４０との接続部に設けられた図示しない気液分離器を介して、ガス下流側に送られたガスおよび水分は、酸化ガス系排出流路２０を通じて送られる空気オフガスと、図示しない希釈器で合流させ、水素濃度を十分に低下させてから外部に排出させるようにしている。
【００２４】
また、高電圧二次電池２６はニッケル水素電池またはリチウムイオン電池である。ただし、高電圧二次電池２６としては、ニッケルカドミウム電池等、すべての充電可能な電池を使用できる。また、高電圧二次電池２６を燃料電池スタック１２に接続しており、通常運転時に、燃料電池スタック１２で発電した電力の少なくとも一部を高電圧二次電池２６に充電できるようにしている。高電圧二次電池２６の電圧は、例えば１５０〜４００Ｖ程度の高電圧である。
【００２５】
また、酸化ガス供給流路１８の加湿器２４よりもガス下流側と、酸化ガス系排出流路２０の加湿器２４よりもガス上流側とに、それぞれ運転停止後用ガス流発生装置であり、酸化ガス側ガス流発生装置である、酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４を設けている。
【００２６】
また、燃料ガス供給流路２８の燃料ガス循環流路３２との合流部よりもガス下流側と、燃料ガス系排出流路３０の燃料ガス循環流路３２との接続部よりもガス上流側とに、それぞれ運転停止後用ガス流発生装置であり、燃料ガス側ガス流発生装置である、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を設けている。各酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４と、各燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６とは、運転停止後用蓄電部である低電圧二次電池４８に接続され、低電圧二次電池４８から電力を供給されて駆動する。低電圧二次電池４８も燃料電池スタック１２に接続され、通常運転時に、燃料電池スタック１２で発電した電力の少なくとも一部を低電圧二次電池４８に充電できるようにしている。低電圧二次電池４８の電圧は、例えば５〜１２Ｖ程度の低電圧である。すなわち、低電圧二次電池４８は、高電圧二次電池２６が供給する電力の電圧よりも低い電圧の電力を各低流量吐出ポンプ４４，４６に供給する。
【００２７】
また、各酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４のガス吐出流量は、エアコンプレッサ２２のガス吐出流量よりも少ない。また、各燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６のガス吐出流量は、水素ポンプ３８のガス吐出流量よりも少ない。
【００２８】
また、エアコンプレッサ２２、水素ポンプ３８、燃料ガス供給弁３４、各酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４、各燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６は、それぞれ制御部（ＥＣＵ）５０に接続している。制御部５０は、エアコンプレッサ２２、水素ポンプ３８、各酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４、各燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６に駆動を制御する制御信号を出力するとともに、燃料ガス供給弁３４の開閉を制御するための制御信号を出力する。また、制御部５０は、燃料電池運転手段５２と、燃料電池運転停止手段５４とを有する。
【００２９】
制御部５０には、燃料電池システム１０のイグニッションスイッチとして機能する図示しない起動スイッチが接続されており、起動スイッチからオン状態に対応する発電開始信号を受け取ることを条件に、発電開始処理が実行され、オフ状態に対応する発電停止信号を受け取ることを条件に、発電運転停止処理が実行される。
【００３０】
燃料電池運転手段５２は、発電開始処理実行時、及び、燃料電池スタック１２の通常運転時に、エアコンプレッサ２２を回転駆動させるとともに、燃料ガス供給弁３４を開弁し、燃料電池スタック１２に酸化ガス供給流路１８を通じて空気を供給し、同じく燃料ガス供給流路２８を通じて水素ガスを供給する。また、燃料電池運転手段５２は、通常運転時に水素ポンプ３８を駆動させる。この場合、低電圧二次電池４８は、燃料電池スタック１２により、充電量が予め任意に定められた十分な所定量となるまで充電される。また、各酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４及び各燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６は駆動停止のままとする。エアコンプレッサ２２及び水素ポンプ３８は、通常運転時に、高電圧二次電池２６より駆動され、酸化ガス経路１４及び燃料ガス経路１６にそれぞれガス流を発生させる機能も有する。
【００３１】
また、燃料電池運転停止手段５４は、起動スイッチのオフに対応する燃料電池スタック１２の発電運転停止指令を受け取ることを条件に、エアコンプレッサ２２の回転駆動を停止させて（オフさせて）、エアコンプレッサ２２から燃料電池スタック１２への空気の加圧供給を停止させるとともに、燃料ガス供給弁３４を閉じて、水素ガス供給装置から燃料電池スタック１２への水素ガスの供給を停止させる機能を有する。また、燃料電池運転停止手段５４は、発電運転停止指令を受け取ることを条件に、水素ポンプ３８の回転駆動を停止させて（オフさせて）、水素ポンプ３８による燃料ガス循環流路３２から燃料ガス供給流路２８への水素ガスの還流を停止させる機能を有する。
【００３２】
さらに、燃料電池運転停止手段５４は、燃料ガス供給流路２８のガス上流側から燃料ガス供給流路２８への水素ガスの供給を停止する、通常運転停止後に、低電圧二次電池４８により、各酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４及び各燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を駆動させる機能を有する。すなわち、各ガス流低流量吐出ポンプ４４，４６は、燃料電池運転停止手段５４により、通常運転停止後に、酸化ガス経路１４及び燃料ガス経路１６にガス流を発生させるために駆動される。燃料電池運転停止手段５４は、燃料電池スタック１２の通常運転停止後に予め定められた成立条件が成立するまで、酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４及び燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を駆動させ続ける。
【００３３】
ここで、予め定められた成立条件とは、低電圧二次電池４８の充電量が予め任意に定められた所定量まで低下すること、燃料電池スタック１２の両端間の電圧が予め定められた値まで低下すること、タイマー測定により起動スイッチのオフからの経過時間が予め定められた所定時間に達すること等の少なくともいずれかを満たすこととする。燃料電池運転停止手段５４は、上記の成立条件が成立するまで各低流量吐出ポンプ４４，４６を駆動させ続け、成立条件の成立により各低流量吐出ポンプ４４，４６の駆動を自動停止させる。
【００３４】
また、各低流量吐出ポンプ４４，４６と低電圧二次電池４８との間に図示しないリレー等のスイッチング素子を設け、スイッチング素子のオンまたはオフ、すなわち接続状態の切り替えにより、低電圧二次電池４８から各低流量吐出ポンプ４４，４６への電力の供給と供給停止とを切り替えるようにしている。スイッチング素子の駆動電源も、低電圧二次電池４８としている。低電圧二次電池４８の電圧が予め定められた所定電圧以下に低下すると、スイッチング素子はオフされる、すなわち、低電圧二次電池４８から各低流量吐出ポンプ４４，４６への電力の供給が停止されるようにしている。
【００３５】
このような本実施の形態の燃料電池システムによれば、燃料電池運転停止手段５４は、通常運転停止後に、低電圧二次電池４８により予め定められた成立条件が成立するまで、酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４及び燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を駆動させ続ける。このため、水素ガスまたは水素オフガスと、空気または空気オフガスとが燃料ガス経路１６及び酸化ガス経路１４にそれぞれ流れ続け、燃料電池スタック１２内での水素濃度及び酸素濃度の不均一を小さくできる。すなわち、燃料電池スタック１２のアノード側とカソード側とで、水素及び酸素をほぼ均等に消費しやすくできたり、またはアノード側とカソード側とで、水素濃度及び酸素濃度の不均一を抑えながら、徐々に消費しやすくできる。このため、通常運転終了後の、燃料電池スタック１２内での水素濃度及び酸素濃度の不均一を小さくできる。したがって、通常運転停止後に、燃料電池スタック１２で電圧差が生じて電流が流れるのを抑えることができ、燃料電池スタック１２のカソード側電極等で、炭素被毒が生じるのを抑えることができる。
【００３６】
なお、燃料電池スタック１２の運転停止処理時に、燃料電池スタック１２内から水素及び酸素を完全になくすことは難しいが、電極表面近くの水素濃度及び酸素濃度をほぼ０にする、または低下させることで、燃料電池スタック１２で電圧差が生じるのを抑えることができる。
【００３７】
しかも、通常運転時に高電圧二次電池２６により駆動されるエアコンプレッサ２２及び水素ポンプ３８とは別に、通常運転停止後に低電圧二次電池４８により駆動される酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４及び燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を備える。このため、本実施の形態のように、各低流量吐出ポンプ４４，４６として、エアコンプレッサ２２及び水素ポンプ３８よりも低電圧で駆動可能で低流量のガスを吐出可能なものを使用することにより、運転停止後のガス流の流量を精度よく制御することを容易に行える。また、各低流量吐出ポンプ４４，４６として低流量のガスを吐出可能なものを使用することにより、運転停止後の、各低流量吐出ポンプ４４，４６の駆動音を小さくできるため、運転者や周囲にいる人に不快感を生じさせるのを抑制できる。このように、通常運転停止後では、酸化ガス経路１４及び燃料ガス経路１６にガス流を発生させればよく、低流量吐出ポンプ４４，４６のガス吐出流量は少量で済む。
【００３８】
また、運転停止後に、運転者が監視していない状況で、高電圧駆動のガス流発生装置を駆動させずに済むため、安全性をより有効に確保できる。また、起動スイッチをオフに切り替えるだけにより、高電圧で起動するシステムの運転を停止させることができる。このため、起動スイッチをオフに切り替えるだけで、緊急時に、高電圧で起動するシステムの運転を短時間で停止させることができ、システムの緊急停止のための特別な手段を設定する必要がない。また、各低流量吐出ポンプ４４，４６の駆動のための制御を、燃料電池スタック１２の通常運転のための制御から切り離し、燃料電池スタック１２の通常運転を起動スイッチのオンオフに連動させ、各低流量吐出ポンプ４４，４６を低電圧二次電池４８の充電量の低下等により自動停止させることができる。また、運転停止時に高電圧二次電池２６の電力が過度に消費されるのを防止できる。このため、運転停止時における低電圧二次電池４８の電力消費にかかわらず、燃料電池システム１０の再起動を良好に行える。この結果、運転停止時の水素濃度及び酸素濃度の不均一を有効に小さく抑えて、カソード側等の炭素被毒による燃料電池スタック１２の性能低下を有効に抑えることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態において、各低流量吐出ポンプ４４，４６の代わりに、ガス流発生用の低吐出流量のガス流発生用ファンを使用することもできる。なお、酸化ガス経路１４側と燃料ガス経路１６側との一方に設ける運転停止後用ガス流発生装置を低流量吐出ポンプとし、他方に設ける運転停止後用ガス流発生装置をガス流発生用ファンとすることもできる。また、低流量吐出ポンプ４４，４６や、ガス流発生用ファンを使用する場合には、これらの代わりにコンプレッサを使用する場合と異なり、非作動時でもガスの流通が過度に妨げられることがない。
【００４０】
［第２の発明の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る燃料電池システム１０の電気回路図を示している。本実施の形態では、上記の第１の実施の形態において、補機用二次電池５６と、ガス流発生用二次電池５８とを備える。ガス流発生用二次電池５８が、上記の第１の実施の形態の低電圧二次電池４８（図１参照）に対応する。また、燃料電池スタック１２に、走行モータ用インバータ６０を介して、走行モータ６２を接続している。すなわち、走行モータ用インバータ６０は、燃料電池スタック１２に接続され、制御部５０（図１参照）からの駆動制御信号に基づいて走行モータ６２を駆動可能としている。
【００４１】
また、燃料電池スタック１２及び走行モータ用インバータ６０に、高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６４を介して１５０〜４００Ｖ程度の高電圧を発生する高電圧二次電池２６を接続している。また、高電圧二次電池２６の正極側と負極側とを、それぞれ複数（図示では２個）の補機用インバータ６６に接続している。補機用インバータ６６に図示しない補機がそれぞれ接続されており、高電圧二次電池２６からの電力により、それぞれの補機が駆動されるようにしている。
【００４２】
また、燃料電池スタック１２の正極側と負極側とを、高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６４、第１低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６８を介して、補機用二次電池５６に接続可能としている。各補機は、１２Ｖ程度の低電圧を発生する補機用二次電池５６から供給され、第１低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６８により昇圧された電圧によっても駆動可能としている。
【００４３】
また、ガス流発生専用回路７０を、第１低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６８に接続可能としている。ガス流発生専用回路７０は、第２低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７２と、リレー等のスイッチング素子７４と、５〜１２Ｖ程度の電圧を発生するガス流発生用二次電池５８と、酸化ガス側ポンプ用モータ７６及び燃料ガス側ポンプ用モータ７８とを備える。なお、図２では、各ポンプ用モータ７６，７８を１個ずつ設けたように図示しているが、燃料電池システム１０を上記の図１のように構成する場合には、酸化ガス側ポンプ用モータ７６及び燃料ガス側ポンプ用モータ７８を、それぞれ２個ずつ直列または並列に接続する。
【００４４】
スイッチング素子７４は、ガス流発生用二次電池５８の正極側を各ポンプ用モータ７６，７８に接続する「駆動側接続状態」と、同じく第２低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７２、第１低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６８、高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６４を介して燃料電池スタック１２に接続する「充電側接続状態」と、同じく各ポンプ用モータ７６，７８側へも燃料電池スタック１２側へも接続しない「無接続状態」との、３種類に切替可能としている。スイッチング素子７４の切り替えが駆動側接続状態となった場合には、酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４（図１参照）と燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６（図１参照）とに、ガス流発生用二次電池５８からの電圧が加わる。これに対して、スイッチング素子７４の切り替えが充電側接続状態となった場合には、ガス流発生用二次電池５８の正極側及び負極側が、燃料電池スタック１２に接続され、燃料電池スタック１２で発電した電力の少なくとも一部がガス流発生用二次電池５８に供給可能となり、充電可能状態となる。
【００４５】
スイッチング素子７４が充電側接続状態に切り替えられている場合に、ガス流発生用二次電池５８が予め定めた所定量まで十分に充電された満充電時には、スイッチング素子７４を無接続状態に切り替える。そして、システムの通常運転停止時には、スイッチング素子７４を駆動側接続状態に切り替えることにより、各ポンプ用モータ７６，７８をガス流発生用二次電池５８により駆動し、酸化ガス側低流量吐出ポンプ４４（図１参照）と燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６（図１参照）とを駆動可能とする。このようなスイッチング素子７４の切り替えは、制御部５０（図１参照）により行う。例えば、無接続状態から駆動側接続状態への切り替えは、燃料電池運転停止手段５４（図１参照）からの制御信号の出力により行う。
【００４６】
また、第２低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７２は、ガス流発生用二次電池５８の電圧に対応して設定している。このため、ガス流発生用二次電池５８の電圧が、補機用二次電池５６の電圧と同じ、例えば同じ１２Ｖである場合には、第２低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７２を省略できる。その他の構成及び作用については、上記の第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示及び説明を省略する。
【００４７】
［第３の発明の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る燃料電池システムの一部において、通常運転時の水素ガスの流れを示す略図であり、図４は、同じく通常運転停止時の水素ガスの流れを示す略図である。燃料電池スタック１２ａは、複数の燃料電池セルを積層することにより構成する積層体８０を２個並列に並べるとともに、燃料ガス供給流路２８の下流側で分岐した２本の分岐流路８２を通じて、２個の積層体８０内に水素ガスが供給されるように構成している。また、２個の積層体８０から２本の燃料ガス系排出流路３０を通じて排出された水素オフガスが、２本の燃料ガス系排出流路３０の合流部に接続した集合流路８４を通じて排出されるようにしている。また、各積層体８０の内部に、燃料ガス内部流路を設けている。
【００４８】
また、各積層体８０の積層方向片側（図３の右側）に、燃料ガス内部流路とガスの流れに関して並列に、燃料電池並列流路である、燃料ガス側外部流路８６をそれぞれ接続している。各燃料ガス側外部流路８６に燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を設けている。燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６は、燃料電池スタック１２の通常運転終了後に、低電圧二次電池４８（図１参照）により駆動され、通常運転中には駆動しない。燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６のガス吐出流量は、燃料ガス循環流路３２（図１参照）に設けた水素ポンプ３８（図１参照）のガス吐出流量よりも少なくする。
【００４９】
また、図３に示すように、各積層体８０内をガスが流れる場合の、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６よりもガスの流れ方向上流側に、逆止弁８８を設けている。逆止弁８８は、水素ガスが図３に矢印γで示すように燃料電池スタック１２ａ内を流れる場合に閉弁し、水素ガスが図４に矢印δで示すように燃料電池スタック１２ａ内と、燃料ガス側外部流路８６とを流れる場合に、開弁する機能を有する。逆止弁８８としては、例えばばね等の弾力付与手段を備えない、フラップ弁等の単純な構成を有するものを使用できる。ただし、逆止弁８８として、弾力付与手段により弁に一方向に弾力を付与し、閉弁するものを使用することもできる。この結果、各逆止弁８８は、燃料電池スタック１２ａの通常運転時には、燃料ガス側外部流路８６において、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６によるガス流の発生を不能とし、通常運転終了後には、燃料ガス側外部流路８６において、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６によるガス流の発生を可能とする。
【００５０】
このような本実施の形態の燃料電池システムによれば、通常運転時には、図３に示すように、水素ガスが燃料ガス側外部流路８６及び燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を流通しないようにできる一方、通常運転停止時には、図４に示すように、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６の駆動により、逆止弁８８が開弁した状態で、水素ガスが図４の矢印δ方向に流れて、燃料電池スタック１２ａ内と、燃料ガス供給流路２８及び燃料ガス系排出流路３０を含む燃料ガス経路１６ａとに流通する。このため、通常運転停止後に、燃料電池スタック１２ａ内での水素濃度の不均一を小さくできる。
【００５１】
また、燃料ガス側外部流路８６を、燃料電池スタック１２ａ内の燃料ガス内部流路と並列に設けているため、燃料電池システムが凍結温度で放置された場合に、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６及び逆止弁８８の一方または両方が凍結し、それぞれでガスの流通が不能となっている場合でも、主流路である燃料ガス内部流路が閉塞されない。このため、燃料電池スタック１２の再運転時に、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６及び逆止弁８８の凍結が発電性能に及ぼす影響はほとんどない。
【００５２】
なお、凍結部は、燃料電池スタック１２ａの発電に伴う排熱により解凍可能としたり、燃料ガス側外部流路８６を構成する管の径を十分に小さくし、熱容量を小さくすることにより、少量の熱が伝達されることでも解凍可能とすることができる。例えば、燃料電池スタック１２ａが発電すれば、逆止弁８８及び燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を、燃料ガス側外部流路８６を構成する管を介して加温できるようにする。また、別に図示しない加温装置を設けることにより、加温装置により凍結部を解凍することもできる。
【００５３】
また、本実施の形態において、酸化ガス流通側にも、燃料ガス流通側と同様に、燃料電池スタック１２ａに図示しない酸化ガス側外部流路を、燃料電池スタック１２ａ内の酸化ガス内部流路とガスの流れに関して並列に接続することもできる。また、酸化ガス側外部流路に酸化ガス側低流量吐出ポンプと逆止弁とを設けることもできる。なお、本実施の形態において、逆止弁８８の代わりに、電磁式開閉弁を使用して、水素ガスが図３に矢印γで示すように燃料電池スタック１２ａ内を流れる場合に閉弁させ、水素ガスが図４に矢印δで示すように燃料電池スタック１２ａ内と、燃料ガス側外部流路８６とを流れる場合に、開弁させることもできる。その他の構成及び作用については、上記の図１に示した第１の実施の形態または上記の図２に示した第２の実施の形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００５４】
［第４の発明の実施の形態］
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る燃料電池システムの一部において、通常運転時の水素ガスの流れを示す略図であり、図６は、同じく通常運転停止時の水素ガスの流れを示す略図である。本実施の形態では、上記の図３から図４に示した第３の実施の形態において、燃料ガス側外部流路８６にガスの流れ方向に関して、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を挟んで両側に、一対の逆止弁８８を設けている。各逆止弁８８は、水素ガスが図５に矢印γで示すように燃料電池スタック１２ｂ内を流れる場合に閉弁し、水素ガスが図６に矢印δで示すように燃料電池スタック１２ｂ内と、燃料ガス側外部流路８６とを流れる場合に、開弁する機能を有する。
【００５５】
また、酸化ガス流通側にも、燃料ガス流通側と同様に、燃料電池スタック１２ｂに図示しない酸化ガス側外部流路を、燃料電池スタック１２ｂ内の酸化ガス内部流路とガスの流れに関して並列に接続することもできる。また、酸化ガス側外部流路に酸化ガス側低流量吐出ポンプと逆止弁とを設けることもできる。なお、本実施の形態において、逆止弁８８の代わりに、電磁式開閉弁を使用することもできることは、上記の図３から図４に示した第３の実施の形態と同様である。その他の構成及び作用については、上記の図３から図４に示した第３の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５６】
［第５の発明の実施の形態］
図７は、本発明の第５の実施の形態に係る燃料電池システムの一部において、通常運転時の水素ガスの流れを示す略図であり、図８は、同じく通常運転停止時の水素ガスの流れを示す略図である。本実施の形態では、上記の図３から図４に示した第３の実施の形態において、燃料電池スタック１２に接続した燃料ガス側外部流路８６と、燃料ガス側外部流路８６に設けた燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６及び逆止弁８８とを省略している。その代わりに、燃料ガス供給流路２８に、燃料ガス供給流路２８とガスの流れ方向に関して並列に、ガス経路並列流路である、燃料ガス供給側並列流路９０を接続している。また、燃料ガス供給流路２８の、燃料ガス供給側並列流路９０の上流端接続部と下流端接続部との間に、第１逆止弁９２を設けている。また、燃料ガス供給側並列流路９０のガスの流れ方向中間部に、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を設けるとともに、燃料ガス供給側並列流路９０の燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を挟んでガスの流れ方向両側に、一対の第２逆止弁９４を設けている。
【００５７】
また、燃料ガス系排出流路３０の下流端に接続した集合流路８４に、集合流路８４とガスの流れ方向に関して並列に、ガス経路並列流路である燃料ガス系排出側並列流路９６を接続している。また、集合流路８４の、燃料ガス系排出側並列流路９６の上流端接続部と下流端接続部との間に、第３逆止弁９８を設けている。また、燃料ガス系排出側並列流路９６のガスの流れ方向中間部に、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を設けるとともに、燃料ガス系排出側並列流路９６の燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６を挟んでガスの流れ方向両側に、一対の第４逆止弁１００を設けている。各燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６は、燃料電池スタック１２の通常運転終了後に低電圧二次電池４８（図１参照）により駆動され、通常運転中には駆動しない。燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６のガス吐出流量は、燃料ガス循環流路３２（図１参照）に設けた水素ポンプ３８（図１参照）のガス吐出流量よりも少なくする。
【００５８】
また、第１逆止弁９２及び第３逆止弁９８は、水素ガスが図７に矢印ηで示すように燃料ガス供給流路２８と集合流路８４とを流れる場合に開弁し、水素ガスが図８に矢印ζで示すように集合流路８４と燃料ガス供給流路２８とを流れる場合に、閉弁する機能を有する。また、各第２逆止弁９４及び各第４逆止弁１００は、水素ガスが図７に矢印ηで示すように燃料ガス供給流路２８と集合流路８４とを流れる場合に閉弁し、水素ガスが図８に矢印ζで示すように燃料ガス系排出側並列流路９６と燃料ガス供給側並列流路９０とを流れる場合に、開弁する機能を有する。すなわち、通常運転時のガスの流れでは、第１逆止弁９２及び第３逆止弁９８は開弁するとともに、第２逆止弁９４及び第４逆止弁１００は閉弁し、逆に、通常運転時と逆方向にガスが流れる通常運転停止時には、第１逆止弁９２及び第３逆止弁９８は閉弁するとともに、第２逆止弁９４及び第４逆止弁１００は開弁する。なお、図７の状態では、各第２逆止弁９４及び各第４逆止弁１００のそれぞれで、ガスの流れに関して下流側の第２逆止弁９４及び第４逆止弁１００は、別の第２逆止弁９４及び第４逆止弁１００の側のガス圧力が高いため、開弁しない。
【００５９】
また、各逆止弁９２，９４，９８，１００としては、例えばばね等の弾力付与手段を備えない、フラップ弁等の単純な構成を有するものを使用できる。ただし、各逆止弁９２，９４，９８，１００として、弾力付与手段により弁に一方向に弾力を付与し、閉弁するものを使用することもできる。この結果、各逆止弁９２，９４，９８，１００は、燃料電池スタック１２の通常運転時には、燃料ガス供給側並列流路９０において、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６によるガス流の発生と、燃料ガス系排出側並列流路９６において、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６によるガス流の発生とを、それぞれ不能とし、通常運転終了後には、燃料ガス供給側並列流路９０において、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６によるガス流の発生と、燃料ガス系排出側並列流路９６において、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６によるガス流の発生とを、それぞれ可能とする。
【００６０】
このような本実施の形態の燃料電池システムによれば、通常運転時には、図７に示すように、水素ガスまたは水素オフガスが、燃料ガス供給側並列流路９０と燃料ガス系排出側並列流路９６と燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６とを流通しないようにできる一方、通常運転停止時には、図８に示すように、燃料ガス側低流量吐出ポンプ４６の駆動により、第２逆止弁９４及び第４逆止弁１００が開弁した状態で、水素ガスまたは水素オフガスが、図４の矢印η方向に流れて、燃料ガス供給流路２８及び燃料ガス系排出流路３０を含む燃料ガス経路１６ａに流通する。このため、通常運転停止後に、燃料電池スタック１２内での水素濃度の不均一を小さくできる。
【００６１】
また、酸化ガス流通側にも、燃料ガス流通側と同様に、酸化ガス供給側並列流路を設けるとともに、酸化ガス供給側並列流路に酸化ガス側低流量吐出ポンプと逆止弁とを設けることもできる。なお、本実施の形態において、逆止弁９２，９４，９８，１００の代わりに、電磁式開閉弁を使用することもできることは、上記の図３から図４に示した第３の実施の形態と同様である。その他の構成及び作用については、上記の図３から図４に示した第３の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００６２】
なお、図示は省略するが、上記の各実施の形態において、運転停止後用ガス流発生装置を駆動する蓄電部として、二次電池の代わりに、キャパシタ等を使用することもできる。キャパシタ等の蓄電部も、燃料電池スタック１２，１２ａ，１２ｂの通常運転時に充電可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池システムの基本構成を示す図である。
【図２】同じく第２の実施の形態に係る燃料電池システムの電気回路図である。
【図３】同じく第３の実施の形態に係る燃料電池システムの一部において、通常運転時の水素ガスの流れを示す略図である。
【図４】同じく通常運転停止時の水素ガスの流れを示す略図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る燃料電池システムの一部において、通常運転時の水素ガスの流れを示す略図である。
【図６】同じく通常運転停止時の水素ガスの流れを示す略図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る燃料電池システムの一部において、通常運転時の水素ガスの流れを示す略図である。
【図８】同じく通常運転停止時の水素ガスの流れを示す略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  燃料電池システム、１２，１２ａ、１２ｂ  燃料電池スタック、１４  酸化ガス経路、１６，１６ａ  燃料ガス経路、１８  酸化ガス供給流路、２０  酸化ガス系排出流路、２２  エアコンプレッサ、２４  加湿器、２６  高電圧二次電池、２８  燃料ガス供給流路、３０  燃料ガス系排出流路、３２  燃料ガス循環流路、３４  燃料ガス供給弁、３８  水素ポンプ、４０  排気排水流路、４２  パージ弁、４４  酸化ガス側低流量吐出ポンプ、４６  燃料ガス側低流量吐出ポンプ、４８  低電圧二次電池、５０  制御部（ＥＣＵ）、５２  燃料電池運転手段、５４  燃料電池運転停止手段、５６  補機用二次電池、５８  ガス流発生用二次電池、６０  走行モータ用インバータ、６２  走行モータ、６４  高電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、６６  補機用インバータ、６８  第１低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０  ガス流発生専用回路、７２  第２低電圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、７４  スイッチング素子、７６  酸化ガス側ポンプ用モータ、７８  燃料ガス側ポンプ用モータ、８０  積層体、８２  分岐流路、８４  集合流路、８６  燃料ガス側外部流路、８８  逆止弁、９０  燃料ガス供給側並列流路、９２  第１逆止弁、９４  第２逆止弁、９６  燃料ガス系排出側並列流路、９８  第３逆止弁、１００  第４逆止弁。
【図１】
2009140757.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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