(57)【要約】【課題】コストを増加させることなく簡易な回路構成により燃料電池の放電制御を行う。【解決手段】セル群２３（１）〜２３（ｎ）に接続されている各放電回路３３（１）〜３３（ｎ）内のスイッチング素子３８，４２（ｋ）には、対応するセル群２３（１）〜２３（ｎ）の出力電圧から生成された分圧電圧がオン／オフ信号として入力される。これにより、トランジスタ素子３８，４２（ｋ）の入力端と制御信号の出力端の間を電気的に絶縁するためのフォトカプラ等の高価な絶縁用素子を用いることなく、簡易な回路構成により燃料電池の放電制御を行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の電圧出力端子に接続された放電用抵抗素子と、
前記放電用抵抗素子に対し直列に接続されたスイッチング素子と、
前記燃料電池の出力電圧から生成した電圧をオン／オフ信号として前記スイッチング素子に与えることにより、前記スイッチング素子のオン／オフを制御する放電制御部と
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記スイッチング素子は、ディプレッション型トランジスタにより構成され、前記放電制御部は、燃料電池システムが動作している間は、前記燃料電池の出力電圧から生成した電圧を前記ディプレッション型トランジスタに与えることにより、ディプレッション型トランジスタをオフ状態にして燃料電池の放電を停止し、燃料電池システムが停止している間、又は、燃料電池システムから燃料電池の放電を指示された場合、前記ディプレッション型トランジスタへの電圧供給を遮断することにより、前記ディプレッション型トランジスタをオン状態にして燃料電池の放電を行うことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記スイッチング素子は、エンハンスメント型トランジスタにより構成され、前記放電制御部は、燃料電池システムが停止している間は、前記燃料電池の残電圧から生成した電圧を前記エンハンスメント型トランジスタに与えることにより、前記エンハンスメント型トランジスタをオン状態にして燃料電池の放電を行い、燃料電池システムが動作している間、又は、燃料電池システムから燃料電池の放電を指示された場合、前記エンハンスメント型トランジスタへの電圧供給を遮断することにより、前記エンハンスメント型トランジスタをオフ状態にして燃料電池の放電を停止す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乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池は、複数の燃料電池セルが直列に接続された構成を有し、前記放電用抵抗素子と前記スイッチング素子は、前記複数の燃料電池セルを複数のブロックに分割することにより形成した複数のセル群の電圧出力端子毎に設けられていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、
高電位側の前記セル群に接続された前記スイッチング素子はディプレッション型トランジスタにより構成され、低電位側の前記セル群に接続された前記スイッチング素子はエンハンスメント側トランジスタにより構成されていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の燃料電池システムにおいて、
各セル群の放電用抵抗素子及びスイッチング素子に対し並列に接続された第２の放電用抵抗素子を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料電池システムにおいて、
前記第２の放電用抵抗素子に対し直列に接続されたスイッチング素子を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
燃料電池の放電制御を行う燃料電池システムの制御方法であって、
前記燃料電池の出力電圧から生成した電圧を放電回路のオン・オフを制御するスイッチング素子のオン／オフ信号として与えることにより、燃料電池の放電のオン／オフを制御するステップを有す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、システム停止時に燃料電池の放電制御を行う燃料電池システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直列接続された複数の燃料電池セルを複数のセミブロックに分割し、各セミブロックに対し放電用抵抗素子とスイッチング素子の直列回路を並列に接続した燃料電池の放電回路が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２２３２４８号公報（段落［０００７］，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の放電回路では、セミブロック毎に設けられた放電制御装置が、セミブロックの出力電圧を測定し、測定された出力電圧値に応じてスイッチング素子をオン／オフ制御することにより、セミブロック単位で燃料電池の放電制御を行う。このため、従来の放電回路によれば、電圧測定用の素子等が必要になり、放電制御装置の回路構成が複雑になる。なおこのような問題を解決するために、複数のスイッチング素子のオン／オフ制御を一つの制御信号により制御する方法が考えられる。ところがこの方法を用いる場合、各放電制御装置のスイッチング素子間で電位が異なるために、スイッチング素子の入力端と制御信号の出力端の間を電気的に絶縁する必要がある。そしてスイッチング素子の入力端と制御信号の出力端の間を電気的に絶縁するためにはフォトカプラ等の絶縁用素子を用いる必要があることから、結果として放電回路のコストが増加する。また燃料電池システム内では放電制御回路は高温環境に曝されることから、高温環境下で使用可能なよりコストが高い絶縁用素子を用いる必要があり、さらにコストが増加する。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コストを増加させることなく簡易な回路構成により燃料電池の放電制御を行うことが可能な燃料電池システム及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明は、燃料電池の出力電圧から生成した電圧を放電回路のオン・オフを制御するスイッチング素子のオン／オフ信号として与えることにより、燃料電池の放電のオン／オフを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、燃料電池の出力電圧から生成した電圧を利用して放電回路を構成するスイッチング素子のオン／オフを制御するので、コストを増加させることなく簡易な回路構成により燃料電池の放電制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【０００８】
〔燃料電池システムの構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の実施形態となる燃料電池システムの構成について説明する。
【０００９】
本発明の実施形態となる燃料電池システム１は、図１に示すように、燃料極２及び酸化剤極３にそれぞれ水素及び空気の供給を受けて発電する燃料電池が複数積層された燃料電池スタック４を備える。燃料電池は、固体高分子型燃料電池により構成され、燃料極２側及び酸化剤極３側の触媒層とガス拡散電極により挟持された固体電解質膜とから成る膜電極接合体と、燃料極２及び酸化剤極３にそれぞれ水素及び空気を供給するためのガス流路を有し膜電極接合体を挟持するセパレータとを備える。燃料極２及び酸化剤極３における電気化学反応及び燃料電池全体としての電気化学反応は以下に示す式（１）〜（３）による。
【００１０】
〔燃料極〕  Ｈ2 →  ２Ｈ+  ＋２ｅ-               …（１）
〔酸化剤極〕  1/2 Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ-  → Ｈ2Ｏ     …（２）
〔全体〕      Ｈ2 ＋1/2 Ｏ2     → Ｈ2Ｏ           …（３）
〔水素系の構成〕
燃料電池システム１は、高圧水素タンク５及び水素調圧弁６を備え、水素調圧弁６によって高圧水素タンク５内の高圧水素を燃料電池スタック４の運転条件に適した圧力まで圧力低下させた後、水素供給配管７を介して燃料電池スタック４の燃料極２に水素を供給する。水素供給配管７には、燃料極２に供給する水素の流量を調整するための水素供給量調整弁８と、水素供給配管７を開閉する水素供給開閉弁９が設けられている。燃料極２の出口側には、燃料極２から排出された水素を系外に排出する水素排出配管１０と、水素排出配管１０を開閉する水素排出開閉弁１１が設けられている。
【００１１】
〔空気系の構成〕
燃料電池システム１は空気ブロアー１２を備え、空気ブロアー１２は空気供給配管１３を介して燃料電池スタック４の酸化剤極３に圧縮空気を供給する。空気供給配管１３には、酸化剤極３に供給する空気の流量を調整するための空気供給量調整弁１４と、空気供給配管１３を開閉する空気供給開閉弁１５が設けられている。酸化剤極３の出口側には、酸化剤極３から排出された空気を系外に排出する空気排出配管１６と、空気排出配管１６を開閉する空気排出開閉弁１７が設けられている。空気排出開閉弁１７の上流側は、バイパス配管１８を介して水素排出開閉弁１１の上流側と接続され、バイパス配管１８にはバイパス配管１８を開閉するバイパス配管開閉弁１９が設けられている。
【００１２】
〔制御系の構成〕
燃料電池システム１は、燃料電池スタック４の放電制御を行う放電制御部２１と、燃料電池システム１の動作を制御するＥＣＵ２２とを備える。本実施形態では、ＥＣＵ２２は、ＣＰＵ，プログラムＲＯＭ，作業用ＲＡＭ，及び入出力インタフェースを備えたマイクロプロセッサにより構成されている。
【００１３】
〔放電制御部の構成〕
次に、図２乃至図６を参照して、本発明の第１乃至第３の実施形態となる放電制御部２１の構成について説明する。
【００１４】
〔第１の実施形態〕
始めに、図２，図３を参照して、本発明の第１の実施形態となる放電制御部２１の構成について説明する。
【００１５】
本実施形態では、放電制御部２１は、図２に示すように、ｎ＋１個の電圧入力端子３１（０）〜３１（ｎ）を備え、各電圧入力端子は電気配線３２（０）〜３２（ｎ）を介して数個の燃料電池から構成されたｎ個のセル群２３（１）〜２３（ｎ）に接続されている。このｎ個のセル群２３（１）〜２３（ｎ）は直列接続されており、セル群２３（１）からセル群２３（ｎ）に向かって電位が増加している。放電制御部２１の内部には、各セル群毎に設けられたｎ個の放電回路３３（１）〜３３（ｎ）と、常閉リレー３４と、常開リレー３５と、燃料電池システム１から供給される電力を利用して常閉リレー３４及び常開リレー３５のオン／オフを制御する制御部３６が設けられている。
【００１６】
電位が一番低いセル群２３（１）に接続された放電回路３３（１）は、セル群２３（１）に対し直列に接続された放電用抵抗素子３７（１）と、エンハンスメント型ＦＥＴ（Field Effect Transistor）３８を備える。エンハンスメント型ＦＥＴ３８は、ゲートに電圧を印加した際にチャネルが形成されてソース・ドレイン間に電流が流れるもの（ノーマリオフ）である。本実施形態では、常閉リレー３４がオン状態である場合、エンハンスメント型ＦＥＴ３８のゲート端子には、セル群２３（１）の出力電圧から生成した電圧として、電圧入力端子３１（ｎ）と電圧入力端子３１（０）間の電圧を分圧抵抗素子３９（１），４０（１）で分圧した電圧（分圧電圧）が入力される。分圧抵抗素子３９（１），４０（１）の抵抗値は分圧電圧がソース・ゲート間の耐圧値以下になるように設定されている。なお分圧抵抗素子３９（１），４０（１）の代わりにツェナーダイオード等の一定電圧を生成する素子を用いてエンハンスメント型ＦＥＴ３８のゲート電圧を生成するよにしてもよい。
【００１７】
セル群２３（ｋ）（ｋ＝２〜ｎ）に接続された放電回路３３（ｋ）はそれぞれ、セル群２３（ｋ）に対し直列に接続された放電用抵抗素子３７（ｋ）とディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）を備える。ディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）は、ゲートに電圧を印加していない場合にチャネルが形成されてソース・ドレイン間に電流が流れるもの（ノーマリオン）である。本実施形態では、常開リレー３５がオン状態である場合に、ディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）のゲート端子には、セル群２３（ｋ）の出力電圧から生成した電圧として、電圧入力端子３１（ｘ）（ｘ＝１〜ｎ）と電圧入力端子３１（ｘ−１）間の電圧を分圧抵抗素子３９（ｋ），４０（ｋ）で分圧した電圧（分圧電圧）が入力される。分圧抵抗素子３９（ｋ），４０（ｋ）の抵抗値は、ディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）のソース・ゲート間に入力される分圧電圧の絶対値がソース・ゲート間の耐圧値以下、且つ、ドレイン電流を遮断するソース・ゲート間電圧以上になるように設定されている。本実施形態では、常開リレー３５がオフ状態である場合に、ディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）のゲート端子にセル群２３（ｋ）の出力電圧から生成した電圧が印加されないよう逆流防止用ダイオード４１（ｋ）が挿入されている。なお分圧抵抗素子３９（ｋ），４０（ｋ）の代わりにツェナーダイオード等の一定電圧を生成する素子を用いてディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）のゲート電圧を生成するよにしてもよい。
【００１８】
この放電制御部２１では、燃料電池スタック４の出力電圧（燃料電池電圧）が所定値以上であり発電動作をしている間（図３に示す時刻Ｔ＝０〜Ｔ１の間）は、制御部３６が、燃料電池システム１から供給される電力を利用して常閉リレー３４及び常開リレー３５それぞれのコイルに電流を流すことにより、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、常閉リレー３４及び常開リレー３５をそれぞれオフ状態及びオン状態に制御する。常閉リレー３４がオフ状態である場合、エンハンスメント型ＦＥＴ３８のゲート端子には分圧電圧が入力されないので、エンハンスメント型ＦＥＴ３８はオフ状態になり、ドレイン電流が流れずセル群２３（１）の放電は行われない。また常開リレー３５がオン状態である場合には、ディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）（ｋ＝２〜ｎ）のゲート端子に分圧電圧が入力されるので、ディプレッション型ＦＥＴ４２はオフ状態になり、ドレイン電流が流れずセル群２３（ｋ）の放電は行われない。
【００１９】
一方、燃料電池システム１が停止すると（図３に示す時刻Ｔ＝Ｔ１以後）、又は、燃料電池システムから燃料電池スタック４の放電を指示された場合、燃料電池システム１からの電力供給が停止するので、制御部３６は、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、常閉リレー３４及び常開リレー３５をそれぞれオン状態及びオフ状態に制御する。常閉リレー３４がオン状態である場合、エンハンスメント型ＦＥＴ３８のゲート端子にはセル群２３（１）の出力電圧から生成された分圧電圧が入力されるので、エンハンスメント型ＦＥＴ３８はオン状態になり、ドレイン電流が流れることによりセル群２３（１）の放電が行われる。また常開リレー３５がオフ状態である場合には、ディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）（ｋ＝２〜ｎ）のゲート端子にはセル群２３（ｋ）の出力電圧から生成された分圧電圧が入力されないので、ディプレッション型ＦＥＴ４２はオン状態になり、ドレイン電流が流れることによりセル群２３（ｋ）の放電が行われる。
【００２０】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態となる燃料電池システムによれば、セル群２３（１）〜２３（ｎ）に接続されている各放電回路３３（１）〜３３（ｎ）内のスイッチング素子３８，４２（ｋ）には、対応するセル群２３（１）〜２３（ｎ）の出力電圧から生成された分圧電圧がオン／オフ信号として入力されるので、トランジスタ素子３８，４２（ｋ）の入力端と制御信号の出力端の間を電気的に絶縁するためのフォトカプラ等の高価な絶縁用素子を用いることなく、簡易な回路構成により燃料電池の放電制御を行うことができる。
【００２１】
本発明の第１の実施形態となる燃料電池システムによれば、セル群２３（ｋ）に接続されている放電回路３３（ｋ）内のスイッチング素子はディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）により構成され、放電回路３３（ｋ）はディプレッション型ＦＥＴ４２への電圧供給を遮断することによりオン状態になるので、放電時の燃料電池の出力電圧に関係なく放電回路をオンにすることができる。
【００２２】
本発明の第１の実施形態となる燃料電池システムによれば、セル群２３（１）に接続されている放電回路３３（１）内のスイッチング素子はエンハンスメント型ＦＥＴ３８により構成されているので、ドレイン電流が大きなトランジスタ素子を選択することにより、大きな放電電流を流す放電回路を小型に構成すると共に、速やかに放電を行うことができる。
【００２３】
本発明の第１の実施形態となる燃料電池システムによれば、高電位側のセル群２３（ｋ）にはディプレッション型ＦＥＴ４２（ｋ）が接続されている。一般にディプレッション型ＦＥＴをオフ状態にするためには負電圧を入力する必要があるが、ディプレッション型ＦＥＴを高電位側のセル群２３（ｋ）に接続した場合、全てのディプレッション型ＦＥＴについて負電圧をより低い側の出力電圧から入力できるので、回路構成を簡易にすることができる。一方、低電位側のセル群２３（１）にはエンハンスメント型ＦＥＴ３８が接続されているので、その制御信号として入力する電圧を高く設定することができ、より低い電圧まで放電を行うことができる。
【００２４】
〔第２の実施形態〕
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施形態となる放電制御部の構成について説明する。
【００２５】
本実施形態では、図４に示すように、放電制御部は、第１の実施形態における放電制御部２１に加えて第２放電回路５０を備える。第２放電回路５０は電圧入力端子５１ａ，５１ｂを備え、電圧入力端子５１ａ，５１ｂはそれぞれ電気配線５２ａ，５２ｂを介して電気配線３２（ｎ），３２（０）に接続されている。第２放電回路５０の内部には、放電用抵抗素子５３と放電回路リレー５４の直列回路と、放電回路リレー５４のコイルに接続されたリレー駆動用ＦＥＴ５５と、リレー駆動用ＦＥＴ５５のゲート端子に接続された分圧抵抗素子５６ａ，５６ｂと、燃料電池システム１からの電力供給線がゲート端子に接続されたリレーオフ用ＦＥＴ５７が設けられている。リレー駆動用ＦＥＴ５５のゲート端子には電圧入力端子３１（ｎ）と電圧入力端子３１（０）間の電圧を分圧抵抗素子５６ａ，５６ｂで分圧した電圧（分圧電圧）が入力される。なお放電回路リレー５４とリレー駆動用ＦＥＴ５５を高耐圧の半導体スイッチング素子に置き換えてもよい。
【００２６】
この放電制御部では、燃料電池スタック４の出力電圧（燃料電池電圧）が所定値以上であり発電動作をしている間は、リレーオフ用ＦＥＴ５７のゲート端子に燃料電池システム１からの電力が印加されることによりリレーオフ用ＦＥＴ５７がオン状態となり、分圧電圧はゼロとなる。このため、リレー駆動用ＦＥＴ５５のゲート端子には分圧電圧が入力されないので、リレー駆動用ＦＥＴ５５はオフ状態になり、放電回路リレー５４のコイルには電流が流れない。これにより、放電回路リレー５４はオフ状態となり、放電用抵抗素子５３による放電動作は行われない。
【００２７】
一方、燃料電池システム１が停止すると、又は、燃料電池システムから燃料電池スタック４の放電を指示された場合、リレーオフ用ＦＥＴ５７のゲート端子に電圧が印加されなくなるので、リレーオフ用ＦＥＴ５７はオフ状態となり、分圧電圧は電圧入力端子３１（ｎ）と電圧入力端子３１（０）間の電圧を分圧抵抗素子５６ａ，５６ｂで分圧した値になる。このため、リレー駆動用ＦＥＴ５５のゲート端子には分圧電圧が入力され、リレー駆動用ＦＥＴ５５はオン状態になり、放電回路リレー５４のコイルには電流が流れるようになる。これにより、放電回路リレー５４はオン状態となり、放電用抵抗素子５３による放電動作が行われるようになる。なお放電制御部２１の放電動作については、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略した。
【００２８】
一般に、急速に放電を行いたい場合には、放電用抵抗素子の抵抗値を小さくして放電電流を大きくすると共に各放電回路に複数のスイッチング素子を設ける必要があるために、回路がおおきくなる。これに対して、本発明の第２の実施形態となる燃料電池システムによれば、放電制御部２１による放電動作に加えて放電用抵抗素子５３による放電動作を加えることにより、第１の実施形態となる燃料電池システムによる技術的効果に加えて、回路構成を大きくすることなく急速に放電を行うことができるという技術的効果を得ることができる。
【００２９】
本発明の第２の実施形態となる燃料電池システムによれば、放電用抵抗素子５３に対し直列にリレー駆動用ＦＥＴ５５が接続されているので、燃料電池スタック４の出力電圧に応じてリレー駆動用ＦＥＴ５５のオン／オフを切り換えることにより、第１の実施形態となる燃料電池システムによる技術的効果に加えて、燃料電池システムが動作中の間は電力を消費することなく、燃料電池スタック４を速やかに放電させることができるという技術的効果を得ることができる。
【００３０】
〔変形例〕
最後に、図５，６を参照して、上記第３の実施形態となる放電制御部の変形例の構成について説明する。
【００３１】
本変形例では、第２放電回路の内部構成が上記第２放電回路５０の内部構成と異なる。すなわち本変形例では、図５に示すように、第２放電回路５０は電圧入力端子５１ａ，５１ｂを備え、電圧入力端子５１ａ，５１ｂはそれぞれ電気配線５２ａ，５２ｂを介して電気配線３２（ｎ），３２（０）に接続されている。第２放電回路５０の内部には、放電用抵抗素子５３と放電回路リレー５４の直列回路と、放電回路リレー５４のコイルに接続されたリレー駆動用ＦＥＴ５５と、リレー駆動用ＦＥＴ５５のゲート端子に接続されたコンパレータ６０と、電源回路６１と、コンパレータ６０の＋端子に接続された分圧抵抗素子５６ａ，５６ｂと、コンパレータ６０の−端子に接続された分圧抵抗素子６２ａ，６２ｂと、燃料電池システム１からの電力供給線がゲート端子に接続されたリレーオフ用ＦＥＴ５７が設けられている。
【００３２】
コンパレータ６０の＋端子には電圧入力端子３１（ｎ）と電圧入力端子３１（０）間の電圧を分圧抵抗素子５６ａ，５６ｂで分圧した電圧（分圧電圧）が入力される。コンパレータ６０の−端子には電源回路６１が電圧入力端子３１（ｎ）と電圧入力端子３１（０）間の電圧から生成した一定電圧Ｖｏｕｔを分圧抵抗素子６２ａ，６２ｂで分圧した電圧が基準電圧Ｖｓｔｄとして入力される。コンパレータ６０は、分圧電圧が基準電圧Ｖｓｔｄより大きい場合、リレー駆動用ＦＥＴ５５のゲート端子にオン信号を入力する。なお分圧抵抗素子６２ａ，６２ｂの代わりにツェナーダイオード等の一定電圧を生成する素子を用いて基準電圧Ｖｓｔｄを生成するよにしてもよい。
【００３３】
この放電制御部では、燃料電池スタック４の出力電圧（燃料電池電圧）が所定値以上であり発電動作をしている間は、リレーオフ用ＦＥＴ５７のゲート端子に燃料電池システム１からの電力が印加されることによりリレーオフ用ＦＥＴ５７がオン状態となり、コンパレータ６０の＋端子に入力される分圧電圧Ｖｆｃはゼロとなる。このため、リレー駆動用ＦＥＴ５５のゲート端子にはオン信号が入力されないので、リレー駆動用ＦＥＴ５５はオフ状態になり、放電回路リレー５４のコイルには電流が流れない。これにより、放電回路リレー５４はオフ状態となり、放電用抵抗素子５３による放電動作は行われない。
【００３４】
一方、燃料電池システム１が停止すると、又は、燃料電池システムから燃料電池スタック４の放電を指示された場合、リレーオフ用ＦＥＴ５７のゲート端子に電圧が印加されなくなるので、リレーオフ用ＦＥＴ５７はオフ状態となり、コンパレータ６０の＋端子に入力される分圧電圧Ｖｆｃは電圧入力端子３１（ｎ）と電圧入力端子３１（０）間の電圧を分圧抵抗素子５６ａ，５６ｂで分圧した値になる。このため、分圧電圧Ｖｆｃがコンパレータ６０の−端子に入力される基準電圧Ｖｓｔｄより大きい間は、リレー駆動用ＦＥＴ５５のゲート端子にはオン信号が入力され、放電回路リレー５４のコイルには電流が流れるようになる。これにより、放電回路リレー５４はオン状態となり、放電用抵抗素子５３による放電動作が行われるようになる。その後、放電動作に伴い分圧電圧Ｖｆｃが低下し、分圧電圧Ｖｆｃがコンパレータ６０の−端子に入力される基準電圧Ｖｓｔｄより小さくなると、リレー駆動用ＦＥＴ５５のゲート端子にはオン信号が入力されなくなるので、リレー駆動用ＦＥＴ５５はオフ状態になり、放電回路リレー５４のコイルには電流が流れない。これにより、放電回路リレー５４はオフ状態となり、放電用抵抗素子５３による放電動作は停止する。
【００３５】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態となる燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態となる放電制御部の構成を示す回路図である。
【図３】図２に示す放電制御部による放電制御動作を示すタイミングチャート図である。
【図４】本発明の第２の実施形態となる放電制御部の構成を示す回路図である。
【図５】図４に示す放電制御部の変形例の構成を示す回路図である。
【図６】図５に示す放電制御部による放電制御動作を示すタイミングチャート図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：燃料電池システム
２：燃料極
３：酸化剤極
４：燃料電池スタック
５：高圧水素タンク
６：水素調圧弁
７：水素供給配管
８：水素供給量調整弁
９：水素供給開閉弁
１０：水素排出配管
１１：水素排出開閉弁
１２：空気ブロアー
１３：空気供給配管
１４：空気供給量調整弁
１５：空気供給開閉弁
１６：空気排出配管
１７：空気排出開閉弁
１８：バイパス配管
１９：バイパス配管開閉弁
２１：放電制御部
２２：ＥＣＵ
２３（１）〜２３（ｎ）：セル群
３１（０）〜３１（ｎ），５１ａ，５１ｂ：電圧入力端子
３２（０）〜３２（ｎ），５２ａ，５２ｂ：電気配線
３３（１）〜３３（ｎ）：放電回路
３４：常閉リレー
３５：常開リレー
３６：制御部
３７（１）〜３７（ｎ），５３：放電用抵抗素子
３８：エンハンスメント型ＦＥＴ（Field Effect Transistor）
３９（１）〜３９（ｎ），４０（１）〜４０（ｎ），５６ａ，５６ｂ，６２ａ，６２ｂ：分圧抵抗素子
４１（１）〜４１（ｎ）：ダイオード
４２（２）〜４２（ｎ）：ディプレッション型ＦＥＴ
５０：第２放電回路
５４：放電回路リレー
５５：リレー駆動用ＦＥＴ
５７：リレーオフ用ＦＥＴ
６０：コンパレータ
６１：電源回路
【図１】
2009064569.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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