(57)【要約】【課題】常に（燃料電池本体の温度がかなり低くなっている状態でシステムが停止されても）、掃気処理に要する時間及び電力が少ない燃料電池システムを、提供する。【解決手段】燃料電池システムを、水素ガス遮断用のシャットバルブ２１と水素ガスの供給量調整用のインジェクタ２３との間に、アノードガスバッファ２２が設けられたシステムであって、システムの停止時に、燃料電池スタック１０のその時点の温度に応じた量の水素がアノードガスバッファ２２へ充填され、アノードガスバッファ２２内の水素のみを燃料とした発電動作により燃料電池スタック１０の温度が上昇され、その後、掃気処理が行われるシステムとして構成しておく。【選択図】図１
2009266408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池本体と、
アノードガスを貯蔵したアノードガスタンクと、
アノードガスを一時的に貯蔵しておくための、アノードガスの貯蔵量が可変なアノードガスバッファであって、シャットバルブを介して前記アノードガスタンクと接続され、前記燃料電池本体へのアノードガスの供給量を調整するための供給量調整手段を介して前記燃料電池本体と接続されたアノードガスバッファと、
カソードガスを前記燃料電池本体に供給するためのカソードガス供給手段と、
前記燃料電池本体内にガスを通過させることにより前記燃料電池本体内の水分量を低減するための水分量低減手段と、
前記燃料電池本体に発電動作を行わせるための制御手段であって、
その所定部分の温度が所定温度以下となっている状態で前記燃料電池本体が発電動作を行うように、前記シャットバルブ、前記供給量調整手段及び前記カソードガス供給手段を制御する発電制御機能、
前記燃料電池本体の動作を終了させるときに、前記燃料電池本体の発電動作により前記燃料電池本体の前記所定部分の温度が上昇するように、前記シャットバルブを閉じた状態で前記供給量調整手段及び前記カソードガス供給手段を制御する昇温制御処理を開始し、前記アノードガスバッファ内のアノードガス量が所定量以下となったときに、前記昇温制御処理を終了して前記水分量低減手段の動作を開始させる終了制御機能、及び、
前記燃料電池本体の前記所定部分の温度の測定結果から前記昇温制御処理が実行されることにより前記燃料電池本体の前記所定部分の温度が前記所定温度よりも高い温度となるアノードガスの量を求め、求めた量のアノードガスが前記アノードガスバッファ内に貯蔵されるように、前記シャットバルブ及び前記供給量調整手段を制御する貯蔵量調整機能
を有する制御手段と
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池本体を冷却するための冷却手段を、さらに、備え、
前記制御手段の前記発電制御機能が、
その所定部分の温度が所定温度以下となっている状態で前記燃料電池本体が発電動作を行うように、前記シャットバルブ、前記供給量調整手段、前記カソードガス供給手段及び冷却手段を制御する機能であり、
前記制御手段の前記終了制御機能が、
前記昇温制御処理として、前記供給量調整手段、前記カソードガス供給手段及び冷却手段を制御する処理を行う機能である
ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御手段が、
前記燃料電池本体内の水分量の検出機能を有する手段であり、
前記制御手段の前記終了制御機能が、
前記検出機能による前記燃料電池本体内の水分量の検出結果が所定水分量となったときに、前記水分量低減手段の動作を停止させる機能である
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池本体とその周辺機器とを含む燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池本体とその周辺機器（ガス供給用のポンプ等）とを含む燃料電池システムは、その動作原理上、単純に停止させると、システム内（燃料電池本体内や配管内）に比較的に多量の水が残ってしまうものとなっている。そして、燃料電池システムの再始動時にシステム内の水が凍っていると、燃料電池本体に発電動作を開始させることが困難になる。このため、氷点下で再始動出来ることが望まれる燃料電池システム（電気自動車用の燃料電池システム等）では、システムの停止時に、乾燥ガスを流すことによって燃料電池本体内の水分量を減少させる処理（以下、掃気処理と表記する）が行われている。
【０００３】
また、掃気処理による掃気速度（燃料電池本体内の水分量の減少速度）は、燃料電池本体の温度が高い方が早くなる。そして、掃気速度を早くできれば、掃気処理に要する時間及び電力をより少なくすることが出来る。このため、掃気処理の前に、冷却を止めた状態で燃料電池本体に発電動作を行わせるようにした燃料電池システム（特許文献１参照。）が提案されている。また、掃気処理に要する時間及び電力をより少なくするために、アイドリング状態となったときに、燃料電池本体の温度を上昇させておくこと（特許文献２参照。）も提案されている。
【０００４】
なお、上記技術以外の関連技術（燃料電池本体の温度を制御する技術）としては、燃料電池本体の始動時に、燃料ガスを燃焼させることによって燃料電池本体の温度を発電可能温度まで上昇させる技術（特許文献３参照。）が、知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１０５５２号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７２２４号公報
【特許文献３】特開平１１−１６２４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
掃気処理の前に、冷却を止めた状態で燃料電池本体に発電動作を行わせれば、燃料電池本体の温度が上昇する結果として、掃気処理に要する時間及び電力を低減できることになる。ただし、既存の、そのような制御が行われる燃料電池システム（特許文献１参照。）は、掃気性能向上用のアノードガス（掃気速度を上げることを目的として燃料電池本体の温度を上昇させるために使用するアノードガス）を、燃料電池本体のアノード圧力を上げることによってシステム内に用意した後、水素タンクからのアノードガスの供給を遮断した状態で燃料電池本体に発電動作を行わせるシステムとなっている。
【０００７】
このため、当該燃料電池システムでは、燃料電池本体の温度がかなり低くなっている状態でシステムが停止された場合、掃気処理に要する時間及び電力をさほど低減できないことになる。何故ならば、燃料電池本体の構成上、アノード圧力はさほど上げられないので、燃料電池本体の温度がかなり低くなっている状態で上記燃料電池システムが停止された場合、燃料電池本体の温度を十分に上昇させることが出来ないことになるためである。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、常に（燃料電池本体の温度がかなり低くなっている状態でシステムが停止されても）、掃気処理に要する時間及び電力が少ない燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、燃料電池本体と、アノードガスを貯蔵したアノードガスタンクと、アノードガスを一時的に貯蔵しておくための、アノードガスの貯蔵量が可変なアノードガスバッファであって、シャットバルブを介して前記アノードガスタンクと接続され、前記燃料電池本体へのアノードガスの供給量を調整するための供給量調整手段を介して前記燃料電池本体と接続されたアノードガスバッファと、カソードガスを前記燃料電池本体に供給するためのカソードガス供給手段と、前記燃料電池本体内にガスを通過させることにより前記燃料電池本体内の水分量を低減するための水分量低減手段と、前記燃料電池本体に発電動作を行わせるための制御手段であって、その所定部分の温度が所定温度以下となっている状態で前記燃料電池本体が発電動作を行うように、前記シャットバルブ、前記供給量調整手段及び前記カソードガス供給手段を制御する発電制御機能、前記燃料電池本体の動作を終了させるときに、前記燃料電池本体の発電動作により前記燃料電池本体の前記所定部分の温度が上昇するように、前記シャットバルブを閉じた状態で前記供給量調整手段及び前記カソードガス供給手段を制御する昇温制御処理を開始し、前記アノードガスバッファ内のアノードガス量が所定量以下となったときに、前記昇温制御処理を終了して前記水分量低減手段の動作を開始させる終了制御機能、及び、前記燃料電池本体の前記所定部分の温度の測定結果から前記昇温制御処理が実行されることにより前記燃料電池本体の前記所定部分の温度が前記所定温度よりも高い温度となるアノードガスの量を求め、求めた量のアノードガスが前記アノードガスバッファ内に貯蔵されるように、前記シャットバルブ及び前記供給量調整手段を制御する貯蔵量調整機能を有する制御手段とを備える。
【００１０】
すなわち、燃料電池本体の温度を掃気処理前に所望温度まで上げること自体は、アノードガスタンクからアノードガス（水素等）を供給するようにすれば実現可能である。しかしながら、安全上の観点からは、燃料電池本体の昇温時にアノードガスタンクからのアノードガスの供給が停止されるようにしておくことが望ましい。このため、本発明では、掃気性能向上用のアノードガスが、燃料電池本体内ではなく、シャットバルブと供給量調整手段との間に設けられているアノードガスバッファ内に充填される構成を採用することによって、システム内に掃気性能向上用のアノードガスをより大量に貯蔵できるようにしているのである。そして、システム内に掃気性能向上用のアノードガスをより大量に貯蔵できれば、燃料電池本体の温度がかなり低くなっている状態で、燃料電池本体の動作を終了させる場合にも、燃料電池本体の温度を掃気が早く行える温度まで上げることが出来る。従って、本発明の燃料電池システムは、常に（燃料電池本体の温度がかなり低くなっている状態でシステムが停止されても）、掃気処理に要する時間及び電力が少ないシステムとなっていることになる。
【００１１】
なお、本発明の燃料電池システムのアノードガスバッファとしては、アノードガスの貯蔵量が可変なものでありさえすれば、どのようなものでも採用することが出来る。例えば、アノードガスバッファとして、或る程度の圧力までガスを貯蔵できるタンク（一種の高圧タンク）や、内容積が可変なタンクを採用することが出来る。また、水分量低減手段は、カソードガス供給手段と全く異なる手段であっても良く、カソードガス供給手段と一部或いは全ての構成要素が共通する手段であっても良い。
【００１２】
さらに、制御手段の貯蔵量調整機能は、燃料電池本体の動作を終了させる直前にのみ働く機能であっても、周期的／定期的に働く機能（燃料電池本体の動作の終了が指示される前に、掃気性能向上用のアノードガスをアノードガスバッファ内に用意しておく機能）であっても良い。
【００１３】
また、本発明の燃料電池システムを実現するに際しては、燃料電池本体を冷却するため
の冷却手段を付加しておくと共に、制御手段を、発電制御機能、終了制御機能として、それぞれ、『その所定部分の温度が所定温度以下となっている状態で前記燃料電池本体が発電動作を行うように、前記シャットバルブ、前記供給量調整手段、前記カソードガス供給手段及び冷却手段を制御する機能』、『前記昇温制御処理として、前記供給量調整手段、前記カソードガス供給手段及び冷却手段を制御する処理を行う機能』を有する手段としておくことが出来る。
【００１４】
換言すれば、本発明の燃料電池システムを、燃料電池本体の温度調整が、燃料電池本体に供給するガス流量の制御等により行われるシステムとして実現しておくことも、燃料電池本体の温度調整が、冷却手段のＯＮ／ＯＦＦ制御や冷却手段による冷却の程度の調整により行われるシステムとして実現しておくことも出来る。
【００１５】
また、制御手段を、水分量低減手段の動作を開始させた後、一定時間が経過したときにその動作を停止させる手段としておくことも、燃料電池本体内の水分量を何らかの形でモニターし、当該水分量が所定水分量となったときに、水分量低減手段の動作を停止させる手段としておくことも出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、常に（燃料電池本体の温度がかなり低くなっている状態でシステムが停止されても）、掃気処理に要する時間及び電力が少ない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】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る燃料電池システムは、燃料電池自動車用のシステムとして開発されたものである。図１に示してあるように、本実施形態に係る燃料電池システムは、発電部４０とＥＣＵ(electronic control unit)４１とを備えている。
【００１９】
発電部４０は、燃料電池スタック１０、エアーコンプレッサ１１、圧力センサ１２、調圧バルブ１３、温度センサ１４、ＬＬＣ循環機構１５、カソードガス通路３１、カソードオフガス通路３２を備えている。さらに、発電部４０は、水素タンク２０、水素供給シャットバルブ２１、水素チャンバー２２、インジェクタ２３、圧力センサ２４及び２５、気液分離器２６、水素循環ポンプ２７、排気排水バルブ２８、アノードガス通路３３、アノードオフガス通路３４、水素循環用通路３５を備えている。
【００２０】
発電部４０が備える燃料電池スタック１０は、アノード（燃料極）及びカソード（空気極）からなる複数の固体高分子型燃料電池セルをセパレータを介して積層した電池（本発明の“燃料電池本体”に相当）である。この燃料電池スタック１０は、一般的な燃料電池スタックと同様に、カソードガス導入口、カソードオフガス排出口、アノードガス導入口、アノードオフガス排出口、ＬＬＣ（ロングライフクーラント）の導入口及び排出口を備えたものとなっている。
【００２１】
カソードガス通路３１は、燃料電池スタック１０のカソードガス導入口と接続されているガス通路である。このカソードガス通路３１には、システム外の空気をカソードガスとして燃料電池スタック１０へ供給するためのエアーコンプレッサ１１が取り付けられている。
【００２２】
なお、図示は省略してあるが、カソードガス通路３１とアノードガス通路３３（詳細は後述）とは、バルブを備えたガス通路により接続されている。そして、本燃料電池システ
ムは、掃気時（詳細は後述）には、当該バルブ（以下、掃気用バルブと表記する）が利用されて、エアーコンプレッサ１１からの空気が燃料電池スタック１０のアノード、カソードの双方に供給されるシステムとなっている。換言すれば、本実施形態に係る燃料電池システムは、エアーコンプレッサ１１が、ほぼ、本発明のカソードガス供給手段と水分量低減手段とに相当しているシステムとなっている。
【００２３】
カソードオフガス通路３２は、燃料電池スタック１０のカソードオフガス排出口と接続されているガス通路である。このカソードオフガス通路３２には、カソードオフガス通路３２内のガス圧を測定するための圧力センサ１２と、燃料電池スタック１０へのカソードガス（空気）の供給量を調整するための調圧バルブ１３とが取り付けられている。また、燃料電池スタック１０のカソードオフガス排出口には、当該部分の温度を測定するための温度センサ１４が取り付けている。
【００２４】
ＬＬＣ循環機構１５は、ＬＬＣを燃料電池スタック１０及び自機構内で循環させるため（燃料電池スタック１０を冷却するため）の、燃料電池スタック１０のＬＬＣの導入口及び排出口と接続された機構（本発明の冷却手段に相当）である。
【００２５】
水素タンク２０は、燃料電池スタック１０へアノードガスとして供給される水素を貯蔵したタンク（本発明のアノードガスタンクに相当）である。アノードガス通路３３は、水素タンク２０のガス出口と燃料電池スタック１０のアノードガス導入口とを接続するガス通路である。このアノードガス通路３３には、水素供給シャットバルブ２１、水素チャンバー２２、インジェクタ２３、圧力センサ２４が、この順で水素タンク２０側から取り付けられている。また、アノードガス通路３３の、インジェクタ２３よりも燃料電池スタック１０側の部分には、水素循環ポンプ２７を備えた水素循環用通路３５が接続されている。
【００２６】
アノードガス通路３３に取り付けられている水素供給シャットバルブ２１は、水素タンク２０から水素チャンバー２２への水素の供給をＯＮ／ＯＦＦするためのバルブ（本発明のシャットバルブに相当）である。この水素供給シャットバルブ２１は、水素流量（バルブの開度）を調整できるものとなっている。
【００２７】
水素チャンバー２２は、水素を一時的に貯蔵しておくための、一種の高圧タンク（本発明のアノードガスバッファに相当）である。この水素チャンバー２２には、水素チャンバー２２内の水素量（水素ガス圧）を検出するための圧力センサ２５が取り付けられている。インジェクタ２３は、燃料電池スタック１０へ供給する水素量を調整するための流体機器（一種のバルブ；本発明の供給量調整手段に相当）である。圧力センサ２４は、アノードガス通路３３内のガス圧を測定するためのセンサである。
【００２８】
アノードオフガス通路３４は、燃料電池スタック１０のアノードオフガス排出口と接続されているガス通路である。このアノードオフガス通路３４には、気液分離器２６を介して水素循環用通路３５が接続されている。そして、気液分離器２６には、アノードオフガス中の液体成分のみ、或いは、アノードオフガス自体をシステム外に排出するための排気排水バルブ２８を備えたガス・液体通路が接続されている。
【００２９】
要するに、気液分離器２６、水素循環ポンプ２７等からなる機構は、燃料電池スタック１０から排出されたアノードオフガス中の水素を、アノードガスとして再利用する（アノードガス通路３３を介して燃料電池スタック１０へ供給する）ことや、不純物が増えたアノードオフガスをシステム外に排出することが可能なものとなっている。
【００３０】
ＥＣＵ４１は、燃料電池システム内の各種センサ（温度センサ１４、圧力センサ２４等
）の出力や、他の情報に基づき、燃料電池システム内の各部を統合的に制御するユニット（本発明の制御手段に相当）である。なお、他の情報とは、燃料電池スタック１０の出力端子（図示せず）間の抵抗値、燃料電池スタック１０から電力が供給される負荷（モータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等からなる部分）の状態に関する情報、アクセル開度、イグニッションキーの状態を示す情報等のことである。
【００３１】
このＥＣＵ４１は、発電部４０から水素チャンバー２２を取り除いたものに相当する発電部を制御するための既存のＥＣＵ（以下、元ＥＣＵと表記する）をソフト的に改良したものである。また、ＥＣＵ４１は、燃料電池スタック１０の動作を終了させるとき（本実施形態では、イグニッションキーがＯＦＦとなったとき）に実行する終了処理の内容のみが、元ＥＣＵと異なるユニットとなっている。
【００３２】
このため、ＥＣＵ４１の通常時（イグニッションキーがＯＮであるとき）の動作内容についての詳細説明は省略するが、ＥＣＵ４１は、負荷に電力を供給する場合、燃料電池スタック１０を、内部の水分が乾燥しにくい温度で機能させるもの（燃料電池スタック１０の各部の温度が所定温度以下に維持されるように、ＬＬＣ循環機構１５等を制御するもの）となっている。なお、ＥＣＵ４１（及び元ＥＣＵ）が、そのようなユニットとして構成されているのは、発電部４０が、カソードガス／アノードガスに加湿できないものであるため、燃料電池スタック１０を内部の水分が乾燥しにくい温度で機能させておかないと、燃料電池スタック１０内の電解質膜（固体高分子膜）が乾燥し、その結果として電解質膜のプロトン伝導度が落ちてしまうことになるからである。
【００３３】
以下、ＥＣＵ４１が実行する終了処理の内容を説明する。
【００３４】
ＥＣＵ４１が実行する終了処理は、図２に示した手順の処理である。なお、ＥＣＵ４１（及び元ＥＣＵ）は、自システムが搭載されている車両が停止している場合、発電部４０の動作を停止させるもの（発電部４０内の各種バルブを閉じ、エアーコンプレッサ１１等の動作が停止させるもの）となっている。そして、イグニッションキーがＯＦＦとなるのは、車両の停止後であるため、この終了処理が開始されるのは、発電部４０の動作が停止しているとき（各種バルブが閉じられ、エアーコンプレッサ１１等の動作が停止しているとき）である。
【００３５】
図示してあるように、終了処理を開始したＥＣＵ４１は、まず、燃料電池スタック１０のカソードオフガス排出口の温度（以下、ＦＣ出口温度と表記する）の測定を行う（ステップＳ１０１）。要するに、このステップＳ１０１において、ＥＣＵ４１は、温度センサ１４によって検出されている温度を把握する処理を行う。
【００３６】
次いで、ＥＣＵ４１は、測定したＦＣ出口温度が、予め設定されている掃気目標温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
【００３７】
ＦＣ出口温度が掃気目標温度以上であった場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、ＥＣＵ４１は、燃料電池スタック１０内にガスを通過させることにより燃料電池スタック１０内の水分量を低減するための掃気制御処理（ステップＳ１０８）を行う。なお、本実施形態に係るＥＣＵ４１は、この掃気制御処理として、エアーコンプレッサ１１からの空気が燃料電池スタック１０のアノード、カソードの双方に供給されるように上記した掃気用バルブ等を制御した後、燃料電池スタック１０の出力端子間の抵抗値が所定抵抗値となるまで、エアーコンプレッサ１１を動作させる処理を行うものとなっている。
【００３８】
そのような掃気制御処理を終えたＥＣＵ４１は、この終了処理（図２の処理）を終了して、動作を停止する。
【００３９】
ＥＣＵ４１は、ＦＣ出口温度が掃気目標温度未満であった場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）には、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７の処理を開始して、まず、ＦＣ出口温度を掃気目標温度まで上昇させるのに必要な水素の量である必要水素量を求める処理（ステップＳ１０３；詳細は後述）を行う。
【００４０】
次いで、ＥＣＵ４１は、必要水素量の水素が水素チャンバー２２内に充填されるように、水素供給シャットバルブ２１を制御する（ステップＳ１０４）。より具体的には、ＥＣＵ４１は、このステップＳ１０４において、水素供給シャットバルブ２１を所定開度まで開けてから、圧力センサ２５により検出される水素ガス圧が必要水素量に相当する値となるのを監視し、水素ガス圧が必要水素量に相当する値となったときに、水素供給シャットバルブ２１を閉じる処理を行う。
【００４１】
その後、ＥＣＵ４１は、発電部４０に対する昇温制御処理を開始する（ステップＳ１０５）。ここで、発電部４０に対する昇温制御処理とは、水素供給シャットバルブ２１を開けることなく、各部の温度が上昇する条件で燃料電池スタック１０に発電動作を行わせる処理のことである。なお、本実施形態に係るＥＣＵ４１が実行する昇温制御処理は、ＬＬＣ循環機構１５によるＬＬＣの循環を停止させた状態（燃料電池スタック１０のＬＬＣによる冷却を停止している状態）で、燃料電池スタック１０に発電動作を行わせる（インジェクタ２３、水素循環ポンプ２７，エアーコンプレッサ１１等を機能させる）ものとなっている。
【００４２】
昇温制御処理を開始したＥＣＵ４１は、圧力センサ２４により検出されるガス圧Ｐａが予め定められているガス圧Ｐ１以下となるのを監視する処理（ステップＳ１０６）も開始する。そして、ＥＣＵ４１は、ガス圧Ｐａがガス圧Ｐ１以下となった場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）には、昇温制御処理を終了する（ステップＳ１０７）。
【００４３】
上記したステップＳ１０３の処理は、このステップＳ１０７の処理の終了時点におけるＦＣ出口温度を掃気目標温度とするために水素チャンバー２２内に充填しておくことが必要な水素量を、ＦＣ出口温度から求める処理となっている。より具体的には、本燃料電池システムの開発時には、ＦＣ出口温度と必要水素量との対応関係を調べるための実験（本実施形態では、掃気目標温度を固定した実験）が行われている。そして、ＥＣＵ４１のＲＯＭ内には、当該実験により得られた、ＦＣ出口温度と必要水素量との対応関係を示す情報が記憶されており、ステップＳ１０３の処理は、当該情報を利用して、ＦＣ出口温度から必要水素量を求める処理となっている。
【００４４】
ステップＳ１０３〜Ｓ１０７の処理を終えたＥＣＵ４１は、掃気制御処理（ステップＳ１０８）を開始する。そして、掃気制御処理を終えたＥＣＵ４１は、終了処理を終了して、動作を停止する。
【００４５】
以上、説明したように、本実施形態に係る燃料電池システムは、水素供給シャットバルブ２１とインジェクタ２３との間に、水素チャンバー２２（図１）を設け、当該水素チャンバー２２に、掃気性能向上用のアノードガス（掃気速度を上げることを目的として燃料電池本体の温度を上昇させるために使用するアノードガス）が貯蔵されるように構成したシステムとなっている。そして、どの程度、燃料電池スタック１０の温度を昇温できるかは、システム内に安全に貯蔵可能な掃気性能向上用のアノードガス量によって決まるのであるから、本実施形態に係る燃料電池システムは、常に（燃料電池本体の温度がかなり低くなっている状態でシステムが停止されても）、掃気処理に要する時間及び電力が少ないシステムとなっていると言うことが出来る。
【００４６】
《変形形態》
上記した燃料電池システムは、各種の変形を行うことが出来る。例えば、燃料電池システムを、ＬＬＣ循環機構１５を備えない、空気流量等の制御によって燃料電池スタック１０の温度制御が行われるシステム（例えば、終了処理時に、通常よりも少量の空気が燃料電池スタック１０に供給されるシステム）に変形しておくことが出来る。
【００４７】
また、ＥＣＵ４１を、掃気時に、燃料電池スタック１０内の水分量が所定水分量以下になる時間として予め定められている時間だけ、エアーコンプレッサ１１を動作させるユニット（燃料電池スタック１０の出力端子間の抵抗値をモニターしないユニット）に変形しておくことも出来る。
【００４８】
また、掃気が短時間で完了するようにするためには、燃料電池スタック１０の各部の温度が、或る程度の温度まで高くなりさえすれば良い。換言すれば、ステップＳ１０７の処理の完了時点におけるＦＣ出口温度が、常に（ステップＳ１０１の処理時点におけるＦＣ出口温度が何度であっても）、掃気目標温度と一致するようにしておく必要はない。このため、ステップＳ１０３の処理を、ステップＳ１０７の処理後の完了時点におけるＦＣ出口温度が、掃気目標温度近傍の温度となる水素量を求める処理としておくことも出来る。なお、そのような処理としては、以下の（１）式により必要水素量を求めるものが、考えられる。
【００４９】
必要水素量（mol）
＝ΔＴ・熱容量/(((理論電圧・セル枚数)−V1）*96500/セル枚数*２)    …(１)
この(１)式において、ΔＴは、掃気目標温度とＦＣ出口温度との差（掃気目標温度−ＦＣ出口温度）であり、V1は、燃料電池スタック１０の実際の出力電圧である。
【００５０】
燃料電池システムを、ステップＳ１０１，ステップＳ１０３及びＳ１０４の処理（図２参照）が周期的に行われるシステム（水素チャンバー２２内に、常に、掃気性能を向上するために必要な量のアノードガスが貯蔵されているシステム）に変形することも出来る。なお、燃料電池システムを、そのようなシステム（特に、上記処理が短周期で繰り返されるシステム）に変形する場合には、終了処理時に、ステップＳ１０１，ステップＳ１０３及びＳ１０４の処理が行われないようにしておくことも出来る。
【００５１】
また、燃料電池システムを、上記したものとは具体的な構成が異なる発電部４０（例えば、温度センサ１４の取り付け位置が異なる発電部４０，燃料電池スタック１０のカソード側のみが空気で掃気される発電部４０）を備えたシステムに変形することも出来る。さらに、燃料電池システムを、燃料電池自動車とは異なる装置／システム用のシステムに変形しても良いことなどは当然のことである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図２】実施形態に係る燃料電池システム内のＥＣＵが実行する終了処理の流れ図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０・・・燃料電池スタック
１１・・・エアーコンプレッサ
１２，２４，２５・・・圧力センサ
１３・・・調圧バルブ
１４・・・温度センサ
１５・・・ＬＬＣ循環機構
２１・・・水素供給シャットバルブ
２２・・・水素チャンバー
２３・・・インジェクタ
２６・・・気液分離器
２７・・・水素循環ポンプ
２８・・・排気排水バルブ
３１・・・カソードガス通路
３２・・・カソードオフガス通路
３３・・・アノードガス通路
３４・・・アノードオフガス通路
３５・・・水素循環用通路
４０・・・発電部
４１・・・ＥＣＵ
【図１】
2009266408.tif 000003
【図２】
2009266408.tif 000004