JP2010129245A

JP2010129245A - 燃料電池システム

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Publication number: JP2010129245A
Application number: JP2008300321A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Ueda; 健一郎上田; Junji Uehara; 順司上原; Hirotsugu Matsumoto; 裕嗣松本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: US8288047B2; US20100129692A1; JP4814930B2

Abstract

【課題】燃料電池の劣化を防止しつつ、アイドル停止可能な燃料電池システムを提供する。
【解決手段】反応ガスが供給されることで発電する燃料電池スタック１０と、所定条件が成立した場合、燃料電池スタック１０への反応ガスの供給を停止するアイドル停止手段と、燃料電池スタック１０の発電電流の受け入れ先となるバッテリ４６と、アイドル停止手段による反応ガスの供給の停止後、残存する反応ガスにより燃料電池スタック１０を発電し、その発電電流をバッテリ４６に供給するディスチャージ手段と、アイドル停止手段が反応ガスの供給を停止する直前における燃料電池スタック１０の発電状態を記憶する発電状態記憶手段と、発電状態記憶手段に記憶された燃料電池スタック１０の発電状態に基づいて、ディスチャージ手段による燃料電池スタック１０の初期電流値を設定する初期電流値設定手段と、を備える燃料電池システム１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。

固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：ＰＥＦＣ）等の燃料電池を搭載し、この燃料電池の発電電力によって、電動式の走行モータを駆動させて走行する燃料電池車（燃料電池移動体）の開発が急速に進められている。

このような燃料電池車において、その燃費を高めるため、つまり、燃料電池に供給される水素（反応ガス）の消費を抑えるため、例えば、信号待ちによってアイドル状態が継続し、所定条件が成立した場合、燃料電池への水素及び空気の供給を停止（これをアイドル停止という）させる技術が提案されている（特許文献１参照）。

そして、このようなアイドル停止後も、燃料電池の発電は継続、つまり、燃料電池をディスチャージ（放電）させ、内部に残存する水素及び空気を消費し、燃料電池が高電圧のまま放置されることを防止する技術が提案されている。

特開２００６−２９４３０４号公報

しかしながら、アイドル停止開始時において、ディスチャージさせる燃料電池の電流値を、アイドル停止前の燃料電池の発電状態に関わらず一定値にすると、電流値が大きく変化する場合があり、その結果、燃料電池の電圧値も大きく変化する場合がある。例えば、高い電流値で発電していた燃料電池をアイドル停止する場合において、低い電流値に大きく変化させると、燃料電池の電圧値が急激に高くなってしまう。

そして、このように燃料電池の電圧値が急激に変化してしまうと、例えば、燃料電池を構成する単セル内で内部回路が形成されてしまい、この内部回路を電流が通電し、燃料電池（電解質膜、電極、触媒等）が劣化する虞がある。

そこで、本発明は、燃料電池の劣化を防止しつつ、アイドル停止可能な燃料電池システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、反応ガスが供給されることで発電する燃料電池と、所定条件が成立した場合、前記燃料電池への反応ガスの供給を停止するアイドル停止手段と、前記燃料電池の発電電流の受け入れ先となる電流受手段と、前記アイドル停止手段による反応ガスの供給の停止後、残存する反応ガスにより前記燃料電池を発電し、その発電電流を前記電流受手段に供給するディスチャージ手段と、前記アイドル停止手段が反応ガスの供給を停止する直前における前記燃料電池の発電状態を記憶する発電状態記憶手段と、前記発電状態記憶手段に記憶された前記燃料電池の発電状態に基づいて、前記ディスチャージ手段による前記燃料電池の初期電流値を設定する初期電流値設定手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システムである。

このような燃料電池システムによれば、初期電流値設定手段が、発電状態記憶手段に記憶されている反応ガス供給の停止直前（アイドル停止直前）における燃料電池の発電状態に基づいて、ディスチャージ手段（放電手段）による燃料電池の初期電流値を設定する。次いで、ディスチャージ手段は、この設定された初期電流値に従って、燃料電池を発電させ、その発電電流を電流受手段に供給する。

このように、初期電流値が、アイドル停止直前の発電状態（電流値、電圧値等）に基づいて設定されるので、ディスチャージ開始時（アイドル停止開始時）における燃料電池の電流値が、大きく変化することはない。これにより、ディスチャージ開始時における燃料電池の電圧値が大きく変化することもない。よって、電圧変動による燃料電池の劣化を防止し、その耐久性を低下させずに、燃料電池システムをアイドル停止できる。
なお、反応ガスの供給が停止された状態で、ディスチャージが進行すると、燃料電池では反応ガス不足となり、そのＩＶ曲線が下がるので、電圧値も低下することになる（図３参照）。

また、前記ディスチャージ手段は、ディスチャージ中における前記燃料電池の電流値を、前記初期電流値から徐々に低下させることを特徴とする。

このような燃料電池システムによれば、ディスチャージ手段が、ディスチャージ中における燃料電池の電流値を、初期電流値から徐々に低下させるので、ディスチャージ終了時における燃料電池の電流値を小さくできる。
これにより、ディスチャージを終了し、電流値を０としても、ディスチャージ終了時における電圧値の変化量は小さくなる。よって、ディスチャージ終了時における電圧値の変化量も小さくなり、燃料電池の劣化を防止できる。

また、前記電流受手段は蓄電装置であり、前記ディスチャージ手段は、前記蓄電装置の蓄電可能量が少ないほど、ディスチャージ中に低下させる電流値の低下レート（単位時間当たりの低下割合）を大きくすることを特徴とする。

このような燃料電池システムによれば、蓄電装置の蓄電可能量が少ないほど、ディスチャージ手段が、ディスチャージ中に低下させる電流値の低下レートを大きくする。これにより、蓄電装置の蓄電量が上限値となった場合、つまり、蓄電装置が満タンとなり、ディスチャージを終了する場合における燃料電池の電流値を小さくできる。
したがって、ディスチャージを終了し、電流値を０としても、ディスチャージ終了時における電圧値の変化量は小さくなる。よって、ディスチャージ終了時における電圧値の変化量も小さくなり、燃料電池の劣化を防止できる。

また、前記ディスチャージ手段は、前記燃料電池の電圧値が所定電圧値に低下するまで、前記燃料電池を発電し、その発電電流を前記電流受手段に供給すると共に、前記初期電流値が高いほどディスチャージ中に低下させる電流値の低下レートを大きくすることを特徴とする。

このような燃料電池システムによれば、ディスチャージ手段が、ディスチャージ開始時における初期電流値が高いほど、ディスチャージ中において低下させる電流値の低下レートを大きくするので、ディスチャージ終了時における燃料電池の電流値を小さくできる。
したがって、ディスチャージを終了し、電流値を０としても、ディスチャージ終了時における電圧値の変化量は小さくなる。よって、ディスチャージ終了時における電圧値の変化量も小さくなり、燃料電池の劣化を防止できる。

また、燃料電池の内部に多量の反応ガスが残存しており、その後にディスチャージ可能であるにも関わらず、燃料電池の内部抵抗による電圧降下が大きい場合、燃料電池の電圧値が所定電圧値に低下するので、誤ってディスチャージを終了する虞がある。
しかしながら、このように、電流値の低下レートを大きくし、電流値を小さくするので、電圧降下によって燃料電池の電圧値が低くなることを防止できる。よって、ディスチャージによって残存する反応ガスを良好に消費しつつ、ディスチャージを適切に終了できる。

また、前記発電状態記憶手段は、前記アイドル停止手段が反応ガスの供給を停止する直前における前記燃料電池の電圧値を記憶し、前記初期電流値設定手段は、前記燃料電池の電圧値と、前記燃料電池の電流−電圧特性とに基づいて、前記初期電流値を設定することを特徴とする。

このような燃料電池システムによれば、初期電流値設定手段は、発電状態記憶手段に記憶されたアイドル停止直前に燃料電池の電圧値と、燃料電池の電流−電圧特性（ＩＶ特性）とに基づいて、ディスチャージ時における初期電流値を設定できる。

本発明によれば、燃料電池の劣化を防止しつつ、アイドル停止可能な燃料電池システムを提供することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。

≪燃料電池システムの構成≫
図１に示す本実施形態に係る燃料電池システム１は、図示しない燃料電池自動車（移動体）に搭載されている。燃料電池システム１は、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０のアノードに対して水素（燃料ガス、反応ガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス、反応ガス）を給排するカソード系と、燃料電池スタック１０の発電電力を消費等する電力消費系と、ブレーキペダル５１等と、これらを電子制御するＥＣＵ６０（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。

＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セルが積層して構成されたスタックであり、複数の単セルは直列で接続されている。単セルは、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟む２枚の導電性を有するセパレータと、を備えている。ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜等からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノード及びカソード（電極）とを備えている。

アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体から主に構成されると共に、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔ、Ｒｕ等）を含んでいる。

各セパレータには、各ＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全単セルに水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔がアノード流路１１（燃料ガス流路）、カソード流路１２（酸化剤ガス流路）として機能している。
そして、アノード流路１１を介して各アノードに水素が供給され、カソード流路１２を介して各カソードに空気が供給されると、電極反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、ＯＣＶが所定ＯＣＶ以上となった状態で、後記する電力制御器４３が制御され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１０が発電するようになっている。

なお、このような燃料電池スタック１０は、図３に示すような、ＩＶ特性（電流−電圧特性）を有している。また、水素及び空気の供給が停止されるアイドル停止後において、燃料電池スタック１０のディスチャージ（放電）が進むと、水素及び空気が不足した状態に近づくので、ＩＶ曲線は徐々に低くなる（矢印Ａ１参照）。

＜アノード系＞
アノード系は、水素タンク２１と、常閉型の遮断弁２２とを備えている。
水素タンク２１は、配管２１ａ、遮断弁２２、配管２２ａを介して、アノード流路１１の入口に接続されている。そして、ＥＣＵ６０からの指令によって遮断弁２２が開かれると、水素が、水素タンク２１から、遮断弁２２等を経由して、アノード流路１１に供給されるようになっている。

アノード流路１１の出口には、配管２２ｂが接続されている。そして、アノード流路１１から排出された未消費の水素を含むアノードオフガスは、配管２２ｂを介して、車外に排出されるようになっている。

＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ３１を備えている。
コンプレッサ３１は、配管３１ａを介して、カソード流路１２の入口に接続されている。そして、コンプレッサ３１は、ＥＣＵ６０の指令に従って作動すると、酸素を含む空気を取り込み、カソード流路１２に供給するようになっている。なお、コンプレッサ３１は、燃料電池スタック１０及び／又は後記するバッテリ４６を電源として作動する。また、配管３１ａには、カソード流路１２に向かう空気を加湿する加湿器（図示しない）が設けられている。

カソード流路１２の出口には、配管３１ｂが接続されている。そして、カソード流路１２から排出された多湿のカソードオフガスは、配管３１ｂを介して、車外に排出されるようになっている。

＜電力消費系＞
電力消費系は、モータ４１と、ＰＤＵ４２（Power Drive Unit）と、電力制御器４３と、電流センサ４４と、電圧センサ４５と、バッテリ４６（蓄電装置、電流受手段）と、ＳＯＣセンサ４７（蓄電量センサ）と、を備えている。そして、モータ４１は、ＰＤＵ４２、電力制御器４３を介して、燃料電池スタック１０の出力端子に接続されており、バッテリ４６はＰＤＵ４２と電力制御器４３との間に接続されている。

モータ４１は、燃料電池自動車の動力源となる電動モータである。ＰＤＵ４２は、ＥＣＵ６０からの指令に従って、直流電流を三相交流電流に変換し、モータ４１に供給するインバータである。電力制御器４３は、ＥＣＵ６０の指令に従って、燃料電池スタック１０の発電電力（電流値、電圧値）及びバッテリ４６の充放電を制御するものであり、ＤＣ／ＤＣチョッパ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電子回路を内蔵している。

また、燃料電池スタック１０への水素及び空気の供給が停止されるアイドル停止中においても、ＥＣＵ６０によって電力制御器４３が制御されることにより、燃料電池スタック１０は、内部に残存する水素、空気を消費して発電、つまり、ディスチャージ（放電）するようになっている。なお、アイドル停止中においてディスチャージする燃料電池スタック１０の発電電流は、バッテリ４６に供給される。

したがって、水素及び空気の供給の停止されるアイドル停止中において、残存する水素及び空気により燃料電池スタック１０を発電させ、その発電電流をバッテリ４６に供給するディスチャージ手段は、電力制御器４３と、これを制御するＥＣＵ６０とを備えて構成されている。

電流センサ４４は、燃料電池スタック１０の電流値を検出するセンサであり、検出した電流値をＥＣＵ６０に出力するようになっている。電圧センサ４５は、燃料電池スタック１０の電圧値を検出するセンサであり、検出した電圧値をＥＣＵ６０に出力するようになっている。

バッテリ４６は、燃料電池スタック１０の余剰発電電力や、モータ４１からの回生電力を蓄えたり、燃料電池スタック１０の発電電力が小さい場合、その充電電力を放電し燃料電池スタック１０をアシスト（補助）するものである。また、バッテリ４６は、アイドル停止中において、ディスチャージ（放電）する燃料電池スタック１０の発電電流の受け入れ先となる電流受手段でもある。このようなバッテリ４６は、例えば、複数のリチウムイオン型の二次電池を備えて構成される。

ＳＯＣセンサ４７は、バッテリ４６のＳＯＣ（State of charge、充電状態）を検出するセンサであり、バッテリ４６の電圧値を検出する電圧センサ（図示しない）を備えている。そして、ＳＯＣセンサ４７は、検出した電圧値に基づいてＳＯＣを算出し、この算出したＳＯＣをＥＣＵ６０に出力するようになっている。この他、ＥＣＵ６０が、バッテリ４６の電圧値に基づいて、バッテリ４６のＳＯＣを算出する構成でもよい。

＜ブレーキペダル等＞
ブレーキペダル５１は、燃料電池自動車を制動する場合、運転者が踏み込むペダルであり、運転席の足元に配置されている。そして、ブレーキペダル５１は、その踏み込み信号をＥＣＵ６０に出力するようになっている。
車速センサ５２は、燃料電池自動車の車速を検出するセンサである。そして、車速センサ５２は、検出した車速をＥＣＵ６０に出力するようになっている。

＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ６０は、燃料電池システム１を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行するようになっている。

＜ＥＣＵ−アイドル停止機能＞
ＥＣＵ６０（アイドル停止手段）は、所定条件が成立した場合、アイドル停止可能であると判定し、遮断弁２２を閉じて、水素の供給を停止すると共に、コンプレッサ３１を停止し、空気の供給を停止するアイドル停止機能を備えている。なお、所定条件が成立した場合とは、ここでは、ブレーキペダル５１が所定時間（例えば１０秒）継続して踏み込まれると共に、車速が前記所定時間継続して０である場合である。

＜ＥＣＵ−発電状態記憶機能＞
ＥＣＵ６０（発電状態記憶手段）は、電流センサ４４から入力される燃料電池スタック１０の電流値（発電状態）と、電圧センサ４５から入力される燃料電池スタック１０の電圧値（発電状態）とを、ＲＡＭに記憶する機能を備えている。すなわち、ＥＣＵ６０は、アイドル停止直前の電流値及び電圧値（発電状態）を記憶する発電状態記憶機能を備えている。

＜ＥＣＵ−初期電流値設定機能＞
ＥＣＵ６０（初期電流値設定手段）は、アイドル停止直前の電流値に基づいて、ディスチャージ開始時における初期電流値を設定する初期電流値設定機能を備えている。具体的には、アイドル停止直前の電流値を、ディスチャージ開始時の初期電流値として設定する。
この他、アイドル停止直前の電圧値と、燃料電池スタック１０のＩＶ特性（図３参照）とに基づいて、アイドル停止直前の電流値を算出し、これをディスチャージ開始時の初期電流値として設定する構成でもよい。

＜ＥＣＵ−ディスチャージ機能＞
ＥＣＵ６０（ディスチャージ手段）は、前記した所定条件が成立し、アイドル停止を開始した後、電力制御器４３を制御して、燃料電池スタック１０の電圧値が所定電圧値に低下するまで、燃料電池スタック１０をディスチャージ（放電）させ、その発電電流をバッテリ４６に供給する機能を備えている。なお、アイドル停止中、ＰＤＵ４２は制御されず、三相交流電流は発生しない。

また、ＥＣＵ６０は、電力制御器４３を制御し、ディスチャージ中における燃料電池スタック１０の電流値を、前記した初期電流値から徐々に低下させる機能を備えている。この場合において、ＥＣＵ６０は、初期電流値が高いほど、及び／又は、バッテリ４６のＳＯＣが高いほど（蓄電可能量が少ないほど）、ディスチャージ中に低下させる電流値の低下レート（Ａ／ｓ）を大きくする機能を備えている。

≪燃料電池システムの動作≫
次に、図２を参照して、燃料電池システム１の動作を、ＥＣＵ６０に設定されたプログラム（フローチャート）の流れと共に説明する。なお、初期状態において、燃料電池スタック１０は、アクセル開度等（発電要求量）に基づいて、通常に発電している。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ６０は、電流センサ４４を介して、通常発電する燃料電池スタック１０の電流値を検出し、そのＲＡＭに記憶する。
また、ＥＣＵ６０は、ＳＯＣセンサ４７を介して、バッテリ４６のＳＯＣを検出し、そのＲＡＭに記憶する。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ６０は、アイドル停止可能であるか否か、つまり、所定条件が成立しているか否か判定する。
所定条件が成立しており、アイドル停止可能であると判定した場合（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０の処理はステップＳ１０３に進む。一方、所定条件が成立しておらず、アイドル停止可能でないと判定した場合（Ｓ１０２・Ｎｏ）、ＥＣＵ６０の処理はステップＳ１０１に進み、燃料電池スタック１０は継続して通常発電する。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ６０は、アイドル停止を実行（開始）する。
具体的には、ＥＣＵ６０は、遮断弁２２を閉じ、アノード流路１１への水素の供給を停止する。これに並行して、ＥＣＵ６０は、コンプレッサ３１を停止し、カソード流路１２への空気の供給を停止する。これにより、無駄な水素の消費が停止され、燃費（水素の利用効率）が高められる。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ６０は、電力制御器４３を制御し、内部に残存する水素及び空気により、燃料電池スタック１０のディスチャージ（放電）を開始し、その発電電流（ディスチャージ電流）をバッテリ４６に供給する。

この場合において、ＥＣＵ６０は、そのＲＡＭに記憶されたアイドル停止直前における燃料電池スタック１０の電流値を、ディスチャージ開始時における初期電流値に設定し、この初期電流値でディスチャージを開始する。これにより、ディスチャージ開始時において、燃料電池スタック１０の電流値が変化することはなく、その電圧値も変化しない。よって、ディスチャージ開始時における電圧変動によって、燃料電池スタック１０が劣化することはなく、その耐久性が低下することもない。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ６０は、ディスチャージ中において、燃料電池スタック１０の電流値が徐々に低下するように、ディスチャージ開始時の初期電流値に基づいて、電流値の低下レートを算出する。なお、低下レートは、例えば、今回の初期電流値と、事前試験等により求められた図４のマップとに基づいて算出される。

さらに説明すると、図３、図４に示すように、アイドル停止前における電流値及び電圧値に関わらず、ディスチャージ開始から所定時間経過すると、燃料電池スタック１０の電圧値が所定電圧値（図３参照）に低下するように、初期電流値が高いほど、ディスチャージ中における電流値の低下レート（低下割合）が大きくなるよう設定される（図４参照）。

これにより、アイドル停止前における電流値及び電圧値に関わらず、ディスチャージ終了時における燃料電池スタック１０の電流値を小さくできる。したがって、ディスチャージ終了時において、電流値を０としても、電流値の変化量が小さくなる。よって、ディスチャージ終了時における電圧値の変化量も小さくなり、燃料電池の劣化を防止できる。

また、図４に示すように、ディスチャージ中における電流値の低下レートは、ディスチャージ開始後は大きく、その後、徐々に小さくなるように設定される。すなわち、ディスチャージ中の電流値が、ディスチャージ開始後は大きく低下し、その後、緩やかに低下した後、ディスチャージが終了するように設定される。

これにより、ディスチャージ終了直前における燃料電池スタック１０の電圧降下を小さくでき、燃料電池スタック１０の電圧値（電圧センサ４５の検出値）に基づいて、ディスチャージの終了を適切に判定可能となる。つまり、十分ディスチャージ可能な水素及び空気が残存したまま、ディスチャージが終了することが防止される。

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０１で検出・記憶したディスチャージ開始前（アイドル停止直前）のＳＯＣと、事前試験等により求められた図５のマップとに基づいて、ディスチャージ中にバッテリ４６のＳＯＣが所定ＳＯＣ（許容可能蓄電量、例えば７０％）以上、つまり、バッテリ４６が満タンとなり（ディスチャージ不能状態）、電流値が高い値から急に０とならないように、ステップＳ１０５で算出した電流値の低下レートを補正する。

具体的には、ディスチャージ開始前におけるバッテリ４６のＳＯＣが高く、その後の蓄電可能量が少ないほど、ディスチャージ開始からバッテリ４６が満タンとなるまでの時間が短くなるので、この短くなる時間の経過までに、ディスチャージ中の電流値が小さくなるように、低下レートを大きくする（図５参照）。

これにより、ディスチャージ中の電流値を大きく低下することができ、バッテリ４６が満タンとなった場合におけるディスチャージの終了時の電流値を小さくできる。したがって、ディスチャージ終了時において、電流値を０としても、電流値の変化量が小さくなる。よって、ディスチャージ終了時における電圧値の変化量も小さくなり、燃料電池の劣化を防止できる。

ステップＳ１０７において、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０５で算出し、ステップＳ１０７で補正した低下レートで、電流値を低下させつつ、燃料電池スタック１０をディスチャージする。そうすると、残存する水素及び空気は消費され、燃料電池スタック１０の電圧値が徐々に低下する（図３参照）。

ステップＳ１０８において、ＥＣＵ６０は、電圧センサ４５を介して検出される燃料電池スタック１０の電圧値が、所定電圧値以下に低下したか否か判定する（図３参照）。
燃料電池スタック１０の電圧値が所定電圧値以下であると判定した場合（Ｓ１０８・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０の処理はステップＳ１０９に進む。一方、燃料電池スタック１０の電圧値が所定電圧値以下でないと判定した場合（Ｓ１０８・Ｎｏ）、ＥＣＵ６０の処理はステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０９において、ＥＣＵ６０は、電力制御器４３の制御を停止し、燃料電池スタック１０のディスチャージを終了する。
その後、ＥＣＵ６０の処理は、ＥＮＤに進み、アイドル停止は継続される。なお、所定条件が成立し、アイドル停止後におけるステップＳ１０３〜Ｓ１０９の処理中に、例えば、ブレーキペダル５１がＯＦＦされ、アクセルペダル（図示しない）が踏み込まれた場合、アイドル停止は解除されると共に、ステップＳ１０３〜Ｓ１０９の処理は中止される。

≪燃料電池システムの効果≫
このような燃料電池システム１によれば、次の効果を得る。
図６に示すように、ディスチャージ開始時における燃料電池スタック１０の初期電流値を、アイドル停止直前の電流値とするので、ディスチャージ開始時において燃料電池スタック１０の電圧値が大きく変化することはない（実施例）。これにより、ディスチャージ開始時における燃料電池スタック１０の劣化を防止できる。
これに対し、ディスチャージ開始時の初期電流値を低下させてしまうと、初期電圧値が大幅に上昇してしまい、燃料電池スタック１０が劣化する虞がある（比較例）。

また、図４に示すように、ディスチャージ中において、燃料電池スタック１０の電流値を徐々に低下させるので、ディスチャージ終了時において電流値を０としても、ディスチャージ終了時における電流値の変化量が小さくなる。よって、ディスチャージ終了時における電圧値の変化量も小さくなり、燃料電池の劣化を防止できる（図３参照）。

さらに、初期電流値が高いほど、ディスチャージ中に低下させる電流値の低下レートを大きくするので、ディスチャージ終了時における電流値を小さくできる。
さらにまた、図５に示すように、ディスチャージ開始前のＳＯＣが高くなるほど、ディスチャージ中に低下させる電流値の低下レートを大きくするので、ディスチャージ終了時における電流値を小さくできる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。
前記した実施形態では、ディスチャージ中において燃料電池スタック１０の発電電流の受け入れ先となる電流受部が、バッテリ４６である構成を例示したが、その他に例えば、電流受手段が、発電電流を熱に変換する抵抗（ディスチャージ抵抗）である構成でもよい。

前記した実施形態では、燃料電池システム１が燃料電池自動車に搭載された場合を例示したが、その他に例えば、自動二輪車、列車、船舶等の燃料電池移動体に搭載された燃料電池システムでもよい。また、家庭用の据え置き型の燃料電池システムや、給湯システムに組み込まれた燃料電池システムに、本発明を適用してもよい。

本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。本実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。燃料電池スタックのＩＶ特性を示すグラフである。ディスチャージ中における燃料電池スタックの電流値を示すマップである。ディスチャージ中における燃料電池スタックの電流値を示すマップである。本実施形態に係る燃料電池システムの一動作例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１燃料電池システム
１０燃料電池スタック（燃料電池）
４３電力制御器（ディスチャージ手段）
４６バッテリ（蓄電装置、電流受手段）
６０ＥＣＵ（アイドル停止手段、ディスチャージ手段、発電状態記憶手段、初期電流値設定手段）

Claims

反応ガスが供給されることで発電する燃料電池と、
所定条件が成立した場合、前記燃料電池への反応ガスの供給を停止するアイドル停止手段と、
前記燃料電池の発電電流の受け入れ先となる電流受手段と、
前記アイドル停止手段による反応ガスの供給の停止後、残存する反応ガスにより前記燃料電池を発電し、その発電電流を前記電流受手段に供給するディスチャージ手段と、
前記アイドル停止手段が反応ガスの供給を停止する直前における前記燃料電池の発電状態を記憶する発電状態記憶手段と、
前記発電状態記憶手段に記憶された前記燃料電池の発電状態に基づいて、前記ディスチャージ手段による前記燃料電池の初期電流値を設定する初期電流値設定手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
前記ディスチャージ手段は、ディスチャージ中における前記燃料電池の電流値を、前記初期電流値から徐々に低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
前記電流受手段は蓄電装置であり、
前記ディスチャージ手段は、前記蓄電装置の蓄電可能量が少ないほど、ディスチャージ中に低下させる電流値の低下レートを大きくする
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
前記ディスチャージ手段は、前記燃料電池の電圧値が所定電圧値に低下するまで、前記燃料電池を発電し、その発電電流を前記電流受手段に供給すると共に、前記初期電流値が高いほどディスチャージ中に低下させる電流値の低下レートを大きくする
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の燃料電池システム。
前記発電状態記憶手段は、前記アイドル停止手段が反応ガスの供給を停止する直前における前記燃料電池の電圧値を記憶し、
前記初期電流値設定手段は、前記燃料電池の電圧値と、前記燃料電池の電流−電圧特性とに基づいて、前記初期電流値を設定する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。