JP2009009791A - 燃料電池システム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池内における水分の残存に起因した不具合に関する情報を利用者に適切に知らせることができ、利用者の適切な処置を促すことができる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１において、制御装置６は、燃料電池２の運転停止時における燃料電池２内の水分量を算出するとともに、算出した水分量に基づいて、燃料電池システム１の次回始動時間等の情報を表示装置７に表示する。制御装置６は、燃料電池２の運転停止時にバッテリ６２から供給される電力により燃料電池２内の水分を外部に排出する掃気処理を行い、バッテリ６２の充電量不足や温度低下に起因する掃気能力の低下により掃気処理が不十分となる場合には、その旨の情報を表示装置７に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システム及びその制御方法に関する。

現在、反応ガス（燃料ガス及び酸化ガス）の供給を受けて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムが提案され、実用化されている。かかる燃料電池システムで発電を行うと、電気化学反応により燃料電池の内部で水分が生成される。氷点下等の低温環境下では、燃料電池内に水分が滞留した状態で燃料電池を停止して放置すると、水分の凍結により次回始動時の始動性能が著しく低下する場合がある。

このような問題点を解決するため、燃料電池停止中に適宜保温運転を行って水分の凍結を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の燃料電池システムにおいては、保温運転（暖機運転）による燃料の浪費をできるだけ抑制するために、燃料電池内の温度が基準温度を下回る場合にその旨を利用者に報知するとともに、燃料電池内が凍結温度に至るまでの時間を予測して利用者に報知している。
特開２００５−１０８８３２号公報

ところで、近年においては、燃料電池内で生成した水分による不具合を解消するために、燃料電池内にガスを供給して燃料電池内の水分を外部に排出する技術（掃気処理技術）が提案されている。掃気処理により燃料電池内の水分が十分に除去されれば、低温環境でも凍結の可能性が少なくなる。すなわち、凍結可能性をより正確に報知するためには、燃料電池内の水分量（残水量）を勘案して報知を行う必要がある。

しかし、前記した特許文献１に記載されたような従来の技術においては、残水量に基づいた凍結予測がなされないため、利用者が適切な処置を講じることができない可能性があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、燃料電池内における水分の残存に起因した不具合に関する情報を利用者に適切に知らせることができ、利用者の適切な処置を促すことができる燃料電池システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池の運転停止時における燃料電池内の水分量を算出する水分量算出手段と、水分量算出手段で算出した水分量に基づいて所定の情報を報知する報知手段と、を備えるものである。

また、本発明に係る制御方法は、燃料電池を備える燃料電池システムの制御方法であって、燃料電池の運転停止時における燃料電池内の水分量を算出する水分量算出工程と、水分量算出工程で算出した水分量に基づいて所定の情報を報知する報知工程と、を備えるものである。

かかる構成及び方法によれば、利用者が、運転停止時における燃料電池内の水分量に基づいた所定の情報（例えば、燃料電池の次回始動処理に要する時間が通常より長くなる等の情報）を知ることができる。従って、利用者は、この情報に基づいて、燃料電池内における水分の残存に起因した不具合の発生を未然に防ぐための適切な処置を講じることができる。

前記燃料電池システムにおいて、水分量算出手段で算出した水分量が所定量よりも多い場合に、燃料電池の次回始動処理に要する時間が通常より長くなる旨の情報を報知する報知手段を採用することができる。

かかる構成を採用すると、利用者が、燃料電池の次回始動処理に要する時間が通常より長くなることを知ることができるので、次回始動処理に要する時間を短縮するための処置（掃気処理時間の延長等）を適切に講じることができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、水分量算出手段で算出した水分量に基づいて、燃料電池の次回始動処理に要する時間を報知する報知手段を採用することもできる。

かかる構成を採用すると、利用者は、燃料電池の次回始動処理に要する時間がどの程度の長さであるかを具体的に知ることができるので、次回始動処理に要する時間を短縮するための処置を精確に講じることができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、水分量算出手段で算出した水分量が所定量よりも多い場合に、燃料電池の運転継続を促す情報を報知する報知手段を採用することもできる。

かかる構成を採用すると、利用者は、燃料電池の運転停止時における燃料電池内の水分量が増大して燃料電池の運転を継続すべきであることを知ることができるので、燃料電池の運転を継続させて燃料電池内の水分量を低減させることができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、燃料電池の運転停止時に燃料電池内の水分を低減させる乾燥処理を行う乾燥手段を備えることができる。乾燥手段としては、燃料電池内にガスを供給して燃料電池内の水分を外部に排出する乾燥処理としての掃気処理を行う掃気手段を採用することができる。かかる場合において、乾燥手段による乾燥処理終了後の水分量を算出する水分量算出手段を採用するとともに、乾燥手段による乾燥処理終了後の水分量に基づいて所定の情報を報知する報知手段を採用することができる。

かかる構成を採用すると、利用者は、乾燥処理の実施後における燃料電池内の水分量についての情報を知ることができるので、これに基づいた適切な処置を講じることができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、乾燥手段による乾燥処理が中断した場合、又は、乾燥手段による乾燥処理が中断すると予測される場合に、所定の情報を報知する報知手段を採用することができる。

かかる構成を採用すると、利用者は、乾燥処理が不十分に終わったことや乾燥処理が不十分に終わる可能性があることを知ることができるので、乾燥処理後に燃料電池内に水分が残留することを想定して適切な処置を講じることができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、乾燥手段に電力を供給して乾燥手段を駆動する蓄電装置を備えることができる。かかる場合において、蓄電装置の電力供給能力が所定能力よりも低い状態で乾燥手段による乾燥処理が開始された場合に、十分な乾燥処理を行うことができない旨の情報を報知する報知手段を採用することができる。また、蓄電装置の温度が所定温度よりも低い状態で乾燥手段による乾燥処理が開始された場合に、十分な乾燥処理を行うことができない旨の情報を報知する報知手段を採用してもよい。

かかる構成を採用すると、利用者は、蓄電装置の電力供給能力不足や温度低下に起因して十分な乾燥処理を行うことができないことを知ることができるので、乾燥処理後に燃料電池内に水分が残留することを想定して、適切な処置（電源確保、燃料電池の運転時間延長、蓄電装置の加温等）を講じることができる。

また、前記燃料電池システムにおいて、燃料電池の運転停止前における蓄電装置の温度が所定の温度よりも低い場合に、十分な乾燥処理を行うことができなくなる旨の情報を燃料電池の運転停止前に報知する報知手段を採用することができる。

かかる構成を採用すると、利用者は、蓄電装置の温度低下に起因して十分な乾燥処理を行うことができないことを燃料電池の運転停止前に予め知ることができるので、燃料電池の運転停止前に適切な処置（燃料電池の運転時間延長等）を講じることができる。

本発明によれば、燃料電池内における水分の残存に起因した不具合に関する情報を利用者に適切に知らせることができ、利用者の適切な処置を促すことができる燃料電池システムを提供することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る燃料電池システム１について説明する。本実施形態においては、本発明を移動体としての燃料電池車両の車載発電システムに適用した例について説明する。

本実施形態に係る燃料電池システム１は、図１に示すように、反応ガス（酸化ガス及び燃料ガス）の供給を受けて電力を発生する燃料電池２と、燃料電池２に酸化ガスとしての空気を供給する酸化ガス配管系３と、燃料電池２に燃料ガスとしての水素ガスを供給する水素ガス配管系４と、システムの電力を充放電する電力系５と、システム全体を統合制御する制御装置６と、燃料電池２内の水分量に基づいて所定の情報を表示する表示装置７等を備えている。

燃料電池２は、例えば固体高分子電解質型で構成され、多数の単電池を積層したスタック構造を備えている。燃料電池２の単電池は、イオン交換膜からなる電解質の一方の面に空気極を有し、他方の面に燃料極を有し、さらに空気極及び燃料極を両側から挟みこむように一対のセパレータを有している。一方のセパレータの燃料ガス流路に燃料ガスが供給され、他方のセパレータの酸化ガス流路に酸化ガスが供給され、このガス供給により燃料電池２は電力を発生する。燃料電池２には、発電中の電流を検出する電流センサ２ａが取り付けられている。電流センサ２ａで検出された発電電流に係る情報は制御装置６に入力され、燃料電池２内の水分量の算出に用いられる。

酸化ガス配管系３は、燃料電池２に供給される酸化ガスが流れる空気供給流路１１と、燃料電池２から排出された酸化オフガスが流れる排気流路１２と、を有している。空気供給流路１１には、フィルタ１３を介して酸化ガスを取り込むコンプレッサ１４と、コンプレッサ１４により圧送される酸化ガスを加湿する加湿器１５と、が設けられている。排気流路１２を流れる酸化オフガスは、背圧調整弁１６を通って加湿器１５で水分交換に供された後、図示していない希釈器において水素オフガスと合流して水素オフガスを希釈し、最終的に排ガスとしてシステム外の大気中に排気される。コンプレッサ１４の動作は、制御装置６により制御される。

水素ガス配管系４は、水素供給源２１と、水素供給源２１から燃料電池２に供給される水素ガスが流れる水素供給流路２２と、燃料電池２から排出された水素オフガス（燃料オフガス）を水素供給流路２２の合流点Ａ１に戻すための循環流路２３と、循環流路２３内の水素オフガスを水素供給流路２２に圧送する水素ポンプ２４と、循環流路２３に分岐接続された排気排水流路２５と、を有している。

水素供給源２１は、例えば高圧タンクや水素吸蔵合金などで構成され、所定圧力（例えば３５ＭＰａ又は７０ＭＰａ）の水素ガスを貯留可能に構成されている。なお、炭化水素系の燃料から水素リッチな改質ガスを生成する改質器と、この改質器で生成した改質ガスを高圧状態にして蓄圧する高圧ガスタンクと、から水素供給源２１を構成してもよい。また、水素吸蔵合金を有するタンクを水素供給源２１として採用することもできる。

水素供給流路２２には、水素供給源２１からの水素ガスの供給を遮断又は許容する遮断弁２６と、水素ガスの圧力を調整するレギュレータ２７と、燃料電池２への水素ガスの供給圧力・流量等を調整する電磁駆動式の開閉弁２８と、が設けられている。遮断弁２６を開くと、水素供給源２１から水素供給流路２２に水素ガスが流出する。水素ガスは、レギュレータ２７や開閉弁２８により最終的に例えば２００ｋＰａ程度まで減圧されて、燃料電池２に供給される。遮断弁２６及び開閉弁２８の動作は制御装置６により制御される。

循環流路２３には、気液分離器３０及び排気排水弁３１を介して、排気排水流路２５が接続されている。気液分離器３０は、水素オフガスから水分を回収するものである。排気排水弁３１は、制御装置６からの指令によって作動することにより、気液分離器３０で回収した水分と、循環流路２３内の不純物を含む水素オフガス（燃料オフガス）と、を外部に排出（パージ）する。排気排水弁３１及び排気排水流路２５を介して排出される水素オフガスは、図示していない希釈器において排気流路１２内の酸化オフガス（空気）と合流して希釈される。

また、循環流路２３には、循環流路２３内の水素オフガスを加圧して水素供給流路２２側へ送り出す水素ポンプ２４が設けられている。水素ポンプ２４は、図示していないモータの駆動により、循環系内の水素ガスを燃料電池２に循環供給する。水素ガスの循環系は、水素供給流路２２の合流点Ａ１の下流側流路と、燃料電池２のセパレータに形成される燃料ガス流路と、循環流路２３と、によって構成されることとなる。

電力系５は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１、バッテリ６２、トラクションインバータ６３、トラクションモータ６４、図示していない各種の補機インバータ等を備えている。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、直流の電圧変換器であり、バッテリ６２から入力された直流電圧を調整してトラクションインバータ６３側に出力する機能と、燃料電池２又はトラクションモータ６４から入力された直流電圧を調整してバッテリ６２に出力する機能と、を有する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１のこれらの機能により、バッテリ６２の充放電が実現される。また、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ６１により、燃料電池２の出力電圧が制御される。

バッテリ６２は、図示していないバッテリコンピュータの制御により、余剰電力の充電やトラクションモータ６４及び補機類への電力供給を行うものであり、本発明における蓄電装置の一実施形態である。バッテリ６２は、急加速時や間欠運転時（燃料電池２の発電停止時）における電力アシストを行うとともに、燃料電池２の運転停止時にコンプレッサモータ等に電力を供給することにより、掃気処理（燃料電池２へのガス供給による燃料電池２内の水分の排出）を実現させる。バッテリ６２としては、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池を採用することができる。

また、本実施形態では、バッテリ６２の温度を検出する温度センサ６２ａが設けられている。温度センサ６２ａで検出されたバッテリ６２の温度に係る情報は、制御装置６に入力され、燃料電池システム１の運転制御に用いられる。

トラクションインバータ６３は、直流電流を三相交流に変換し、トラクションモータ６４に供給する。トラクションモータ６４は、例えば三相交流モータであり、燃料電池システム１が搭載される車両の主動力源を構成する。補機インバータは、各モータの駆動を制御する電動機制御部であり、直流電流を三相交流に変換して各モータに供給する。補機インバータは、例えばパルス幅変調方式のＰＷＭインバータであり、制御装置６からの制御指令に従って燃料電池２又はバッテリ６２から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換して、各モータで発生する回転トルクを制御する。

制御装置６は、図示していない車両のアクセル信号（要求負荷）等の制御情報を受けて、システム内の各種機器の動作を制御する。なお、制御装置６は、図示していないコンピュータシステムによって構成されている。かかるコンピュータシステムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、入出力インタフェース及びディスプレイ等を備えるものであり、ＲＯＭに記録された各種制御プログラムをＣＰＵが読み込んで実行することにより、各種制御動作が実現されるようになっている。

制御装置６は、コンプレッサ１４、遮断弁２６及び開閉弁２８を駆動制御して燃料電池２内にガス（酸化ガス及び水素ガス）を供給することにより、燃料電池２内の水分を外部に排出する掃気処理を実施する。すなわち、コンプレッサ１４、遮断弁２６、開閉弁２８及び制御装置６は、本発明における掃気手段及び乾燥手段の一実施形態を構成する。制御装置６は、掃気処理を実施する際には、加湿器１５による酸化ガスの加湿を一時的に抑制ないし停止する。

制御装置６は、燃料電池２の運転停止時（発電停止時）に掃気処理を実施する。例えば、制御装置６は、イグニッションスイッチのＯＦＦ操作等による運転停止信号の入力に基づいて燃料電池２の運転停止処理を行い、運転停止時には、所定時間にわたって自動的に掃気処理を行うことにより運転中に燃料電池２内に溜まった水分を外部に排出する。

表示装置７は、燃料電池車両の内部の所定位置（例えば、運転席前のインストルメンタルパネル）に備え付けられた液晶等のディスプレイユニットである。表示装置７は、運転席前の計器盤等に組み込まれていてもよく、また、計器盤とは別体で設けられていてもよい。表示装置７の表示態様は制御装置６により制御され、制御装置６で算出された燃料電池２内の水分量に基づいた所定の情報が表示される。

本実施形態に係る燃料電池システム１においては、燃料電池２の運転停止時（発電停止時）に掃気処理が実施されて水分が排出される。しかし、掃気不十分等により、燃料電池２の内部に水分が残留した状態で燃料電池２が停止した場合には、その後、燃料電池２が氷点下等の低温環境下におかれると、水分が凍結して始動性能が著しく低下する等の不具合が発生する恐れがある。

そこで、本実施形態においては、燃料電池２の運転停止時に燃料電池２内に残存している水分量（残水量）を算出し、この残水量に基づき、次回始動処理において始動性能が低下する等の不具合が予想される場合には、その情報を所定の方法で利用者（燃料電池車両の乗員）に報知する。例えば、運転停止時における燃料電池２内の残水量が所定の閾値よりも多く、外気温が氷点下であるために水分の凍結が予測される場合には、この状態で放置すると、次回始動処理に要する時間が通常よりも長くなる旨の警告表示を行う。

なお、燃料電池２の運転に伴って燃料電池２内に溜まる水分量Ｑ１と発電量Ｐとの間には、図２のマップに示すような所定の対応関係がある。マップの形状は、燃料電池２の運転時間（発電時間）や燃料電池２内の温度等のパラメータに応じて変化する。図２には、一例として、発電時間がそれぞれ異なる３種類のマップＭ１〜Ｍ３が示されている。発電時間の長さはＭ１が最も長く、Ｍ２、Ｍ３の順に短くなっている。このように、発電時間が長くなるほど水分量Ｑ１が大きくなる。

また、図３のマップは燃料電池２内に残存する水分量（残水量）Ｑ２と燃料電池システム１の次回始動時間Ｔとの対応関係を示すものである。制御装置６は、このマップを用いて、燃料電池２が運転停止（発電停止）した時の残水量Ｑ２に基づき、次回始動時間Ｔを求めることができる。従って、例えば、残水量Ｑ２について所定の閾値（所定量）Ａを設定し、残水量Ｑ２と閾値Ａとの比較判定を行うことにより、次回始動時間が閾値Ａに対応する次回始動時間Ｔａよりも短いか否かを判定することができる。

続いて、図４のフローチャートを用いて、燃料電池２内の水分量の算出及び乗員への報知を行うための燃料電池システム１の制御方法について説明する。なお、制御装置６は、燃料電池２の運転停止指令を受けて以下の制御を開始する。

まず、制御装置６は、電流センサ２ａで検出された電流に基づいて燃料電池２の発電量Ｐを算出すると共に、発電時間や燃料電池２内の温度等の情報を図示しないタイマやセンサ等から取得する（発電情報取得工程：Ｓ１）。そして、制御装置６は、これらの情報に基づいて、図２のマップを参照して燃料電池２内の水分量Ｑ１を求めるとともに、算出した水分量Ｑ１と掃気処理により除去される水分量とに基づいて、掃気終了後に燃料電池２内に残存する水分量（残水量）Ｑ２を算出する（水分量算出工程：Ｓ２）。すなわち、制御装置６は、本発明における水分量算出手段の一実施形態を構成する。

次いで、制御装置６は、図３に示すマップに基づき、残水量Ｑ２が所定の閾値Ａよりも多いか否かを判定することにより、燃料電池システム１の次回始動時間Ｔが所定始動時間Ｔａよりも長いか否かを判定する（始動時間判定工程：Ｓ３）。そして、制御装置６は、次回始動時間Ｔが所定始動時間Ｔａより長い（残水量Ｑ２が閾値Ａよりも多い）と判定した場合に、「次回始動時に時間がかかる場合があります」又は「次回始動できない可能性があります」との文字による警告情報を表示装置７に表示する（報知工程：Ｓ４）。すなわち、制御装置６及び表示装置７は、本発明における報知手段の一実施形態を構成する。一方、制御装置６は、始動時間判定工程Ｓ３において次回始動時間Ｔが所定始動時間Ｔａ以下である（残水量Ｑ２が閾値Ａ以下である）と判定した場合には、警告情報を表示することなく制御動作を終了する。

以上説明した実施形態に係る燃料電池システム１においては、マップを用いて発電量や掃気量等から運転停止時の燃料電池２内の水分量（残水量）を算出し、算出した残水量に基づいて、表示装置７に所定の情報（例えば、燃料電池２の次回始動の実現性に関する情報）を表示する。これにより、乗員は、次回始動処理に要する時間が通常と異なる場合にはそのことを知ることができるので、そのような状況を回避するための適切な処置（例えば、掃気運転の延長等）を講じることができる。

なお、前記実施形態においては、「次回始動時に時間がかかる」等のような警告情報を表示するのみで次回始動時間を具体的に表示していなかったが、図３のマップに基づいて水分量Ｑ２に対応する次回始動時間Ｔを具体的に算出し、「次回始動時にはReady OnまでＴ秒かかります」等のように、次回始動時間の長さを具体的に表示することもできる。このようにすれば、乗員は、次回始動時間がどれぐらいなのかを具体的に知ることができるので、より精確な処置を講じることができる。また、乗員は、報知された次回始動時間を容認する場合には、特に処置を行わない旨の選択を行うこともできるので、不必要な掃気処理によるエネルギーの浪費を抑制することができる。

また、前記実施形態において、制御装置６は、次回始動時間Ｔが所定始動時間Ｔａより長いと判定した場合に「次回始動時に時間がかかる」等の警告情報のみを表示したが、次回始動時の不具合を抑制するために、残存する水分をほぼ排出してから燃料電池２の運転を停止することができるように、燃料電池２の運転継続を促すような表示を行うこともできる。例えば、「あと３０分程度運転した後に停止してください」のように、具体的に運転継続時間を表示することもできる。また、「氷点環境下での長時間放置を避けてください」のように、他の不具合回避方法（凍結回避方法）を指示する警告表示を行ってもよい。このような警告表示があれば、燃料電池システム１の運転に不慣れな乗員でも燃料電池の運転継続の要否を知ることができ、適切な処置を講じることができる。

また、前記実施形態においては、次回始動時間Ｔが所定始動時間Ｔａより長いと判定した場合に、警告情報を表示装置７に表示した例を示したが、このような警告情報を外部のサービスセンターに送信するような通信システムを採用することもできる。このような通信システムを採用すると、各車両における次回始動の状況をサービスセンターが逸早く把握して迅速な処置を講じることができる。

また、前記実施形態においては、運転停止時には自動的に所定時間掃気処理を行うように設定されており、通常はこの自動掃気処理によって燃料電池２内の水分が十分に除去されることを想定しているため、制御装置６は、掃気による水分排出を勘案した燃料電池内の水分量を算出する。しかし、バッテリ６２の充電量不足（電力供給能力不足）や温度低下等に起因する掃気能力の低下により、運転停止時の掃気が十分に行われず、運転停止時に燃料電池２内に残存する水分量（残水量）Ｑ２が多くなる場合がある。そこで、制御装置６は、このような掃気能力の低下により十分な掃気が行われず燃料電池２内の水分を十分に除去できないと判定した場合に、燃料電池２の運転停止前に所定の警告表示を行うこともできる。

例えば、制御装置６は、バッテリの充電量を表すＳＯＣ（State of Charge）等をチェックし、バッテリ６２の電力により予め設定された量の掃気が完了可能か否かを判定する。何らかの原因によりバッテリ６２の充電量が低下している場合には、掃気不十分となるために、算出される水分量（残水量）Ｑ２が多くなる。かかる場合には、制御装置６は、「今停止すると、停止処理が不十分になります」又は「停止処理が十分に実施できないため、次回始動時に時間がかかる場合があります」等のような警告表示を燃料電池２の運転停止前に行うことができる。

また、前記実施形態におけるバッテリ６２は、その温度が低下するほど掃気能力が低下する。そこで、制御装置６は、バッテリ６２の温度を検出する温度センサ６２ａの検出情報に基づき、バッテリ６２により予め設定された量の掃気が完了可能か否かを判定する。そして、制御装置６は、バッテリ６２の温度が低温環境等により所定温度まで上昇しておらず、掃気能力が十分でないと判定した場合には、充電量低下の場合と同様に、「今停止すると、停止処理が不十分になります」又は「停止処理が十分に実施できないため、次回始動時に時間がかかる場合があります」等のような警告表示を行うことができる。

以上のように、ＳＯＣやバッテリ温度等の指標に基づいて、運転停止時に予め設定された量の掃気が完了可能か否かを判定し、掃気が不十分に終わる場合には、十分な停止処理（掃気処理）を行うことができない旨の表示を行う。これにより、乗員は、電源確保や運転延長などの適切な処理を行うことができる。なお、「始動に時間がかかる」等の警告情報と、次回始動時間に関する具体的な情報と、凍結回避方法に関する情報と、を適宜組み合わせて表示することもできる。

また、前記実施形態においては、水分量の算出及び乗員への報知を、燃料電池２の運転停止処理を開始する前に行っていた。すなわち、運転停止処理前に運転停止後の水分量を予測して事前に報知を行っていたが、水分量の算出及び乗員への報知を、運転停止処理中又は運転停止処理終了後に行ってもよい。

例えば、運転停止時の掃気運転を開始した後に、何らかの理由によりバッテリ６２の電圧が低下して掃気が中断した場合、又は、掃気が中断すると予測される状態になった場合に、「停止処理が十分に実施できないため、次回始動時に時間がかかる場合があります」等の警告表示を行うことができる。また、バッテリ６２の温度が所定温度まで上昇していない状態で掃気を開始した場合においても、同様の警告表示を行うことができる。また、あらかじめ設定された量の掃気を完了せずに掃気が停止した場合に、「停止処理が十分に実施できなかったため、次回始動時に時間がかかる場合があります」等の警告表示を行うことができる。このように、予測に基づく報知でなく掃気不十分となった場合に事後報知を行うことにより、乗員は、次回始動処理に要する時間についてより確実な情報を得ることができ、より適切な処置を行うことができる。

また、前記実施形態においては、乾燥手段の一例として、燃料電池２内にガスを供給して燃料電池２内の水分を外部に排出する掃気処理を行う掃気手段（コンプレッサ１４、遮断弁２６、開閉弁２８及び制御装置６）を採用した例を示したが、燃料電池２の運転停止時に燃料電池２内の水分を低減させる乾燥処理を実現可能な構成であれば、いかなる構成を乾燥手段として採用してもよい。

また、前記実施形態においては、表示装置７のディスプレイへの文字表示により報知を行ったが、文字表示でなく警告ランプの点灯や点滅により報知を行うこともできる。また、視覚による報知だけでなく、音声（警告音やアナウンス）による報知を行ってもよい。また、視覚表示と音声とを組み合わせて報知を行うこともできる。

また、前記実施形態においては、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両に搭載した例を示したが、燃料電池車両以外の各種移動体（例えばロボット、船舶、航空機、電車等）に本発明に係る燃料電池システムを搭載することもできる。また、本発明に係る燃料電池システムを、建物（例えば住宅、ビル、工場等）用の発電設備として用いられる定置用発電システムに適用してもよい。

本発明の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。 燃料電池の発電量と燃料電池内の水分量との関係を示すマップである。 燃料電池内の残水量と次回始動時間との関係を示すマップである 本発明の実施形態に係る燃料電池システムの制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１…燃料電池システム、２…燃料電池、６…制御装置（水分量算出手段、報知手段、掃気手段、乾燥手段）、７…表示装置（報知手段）、１４…コンプレッサ（掃気手段、乾燥手段）、２６…遮断弁（掃気手段、乾燥手段）、２８…開閉弁（掃気手段、乾燥手段）、６２…バッテリ（蓄電装置）。

Claims (11)

1. 燃料電池と、
   前記燃料電池の運転停止時における前記燃料電池内の水分量を算出する水分量算出手段と、
   前記水分量算出手段で算出した水分量に基づいて所定の情報を報知する報知手段と、
   を備える、
   燃料電池システム。
2. 前記報知手段は、前記水分量算出手段で算出した水分量が所定量よりも多い場合に、前記燃料電池の次回始動処理に要する時間が通常より長くなる旨の情報を報知するものである、
   請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記報知手段は、前記水分量算出手段で算出した水分量に基づいて、前記燃料電池の次回始動処理に要する時間を報知するものである、
   請求項１に記載の燃料電池システム。
4. 前記報知手段は、前記水分量算出手段で算出した水分量が所定量よりも多い場合に、前記燃料電池の運転継続を促す情報を報知するものである、
   請求項１から３の何れか一項に記載の燃料電池システム。
5. 前記燃料電池の運転停止時に前記燃料電池内の水分を低減させる乾燥処理を行う乾燥手段を備え、
   前記水分量算出手段は、前記乾燥手段による乾燥処理終了後の水分量を算出するものであり、
   前記報知手段は、前記乾燥手段による乾燥処理終了後の水分量に基づいて所定の情報を報知するものである、
   請求項１から４の何れか一項に記載の燃料電池システム。
6. 前記報知手段は、前記乾燥手段による乾燥処理が中断した場合、又は、前記乾燥手段による乾燥処理が中断すると予測される場合に、所定の情報を報知するものである、
   請求項５に記載の燃料電池システム。
7. 前記乾燥手段に電力を供給して前記乾燥手段を駆動する蓄電装置を備え、
   前記報知手段は、前記蓄電装置の電力供給能力が所定能力よりも低い状態で前記乾燥手段による乾燥処理が開始された場合に、十分な乾燥処理を行うことができない旨の情報を報知するものである、
   請求項５又は６に記載の燃料電池システム。
8. 前記乾燥手段に電力を供給して前記乾燥手段を駆動する蓄電装置を備え、
   前記報知手段は、前記蓄電装置の温度が所定温度よりも低い状態で前記乾燥手段による乾燥処理が開始された場合に、十分な乾燥処理を行うことができない旨の情報を報知するものである、
   請求項５又は６に記載の燃料電池システム。
9. 前記報知手段は、前記燃料電池の運転停止前における前記蓄電装置の温度が所定の温度よりも低い場合に、十分な乾燥処理を行うことができなくなる旨の情報を前記燃料電池の運転停止前に報知するものである、
   請求項８に記載の燃料電池システム。
10. 前記乾燥手段は、前記燃料電池内にガスを供給して前記燃料電池内の水分を外部に排出する前記乾燥処理としての掃気処理を行う掃気手段である、
    請求項５から９の何れか一項に記載の燃料電池システム。
11. 燃料電池を備える燃料電池システムの制御方法であって、
    前記燃料電池の運転停止時における前記燃料電池内の水分量を算出する水分量算出工程と、
    前記水分量算出工程で算出した水分量に基づいて所定の情報を報知する報知工程と、
    を備える、
    燃料電池システムの制御方法。

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