JP7442563B2 - 燃料電池システム - Google Patents

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Description

本発明は、移動体等の電力供給対象物に搭載される燃料電池システムに関する。
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能且つ先進的なエネルギへのアクセスを確保するために、エネルギの効率化に貢献する燃料電池（燃料電池スタック）に関する研究開発が行われている。
特許文献１には、移動体に搭載される燃料電池システムが開示される。この燃料電池システムは、燃料電池とバッテリとを有する。燃料電池システムの制御装置は、バッテリの起動が完了したこと、及び、走行機能の起動が完了したことの双方が満たされた場合に、移動体の走行を許可するように制御する。
特開２００８－２７１６５５号公報
特許文献１では、移動体の走行を許可するか否かの判定に関して、燃料電池の状態は考慮されていない。
本発明は上述した課題を解決することを目的とする。
本発明の態様は、電力供給対象物の動力源として使用される燃料電池及び二次電池と、前記電力供給対象物の駆動を制御する制御装置と、を備える燃料電池システムであって、前記制御装置は、前記燃料電池の起動に要する所定条件が満たされるか否かを判定し、前記所定条件が満たされる場合に、前記二次電池のみを用いて前記電力供給対象物を駆動可能とする電池駆動モードを許可し、前記所定条件が満たされない場合に、前記電池駆動モードを許可しない。
本発明によれば、必要時に燃料電池を起動することができる。このため、電力供給対象物が駆動した後のユーザの利便性を向上させることができる。
図１は、本発明に係る燃料電池システムの概略構成図である。 図２は、起動処理の手順を示すフローチャートである。 図３は、条件確認処理の手順を示すフローチャートである。 図４は、冷媒温度が高い場合に行われる処理の一例を示すタイムチャートである。 図５は、冷媒温度が低い場合に行われる処理の一例を示すタイムチャートである。
［１ 燃料電池システム１０の構成］
図１は、本発明に係る燃料電池システム１０の概略構成図である。燃料電池システム１０は、車両に設けられる。なお、燃料電池システム１０は、車両以外の移動体（船舶、航空機等）、産業機械等にも使用可能である。燃料電池システム１０は、エネルギの効率化に寄与する。
燃料電池システム１０は、燃料電池１２と、燃料ガス給排システム１４と、酸化剤ガス給排システム１６と、冷却システム１８と、電力システム２０と、１以上のＥＣＵ２２とを有する。
燃料電池１２は、複数の発電セルを積層した燃料電池スタックである。各々の発電セルは、固体高分子電解質膜とアノード電極とカソード電極とを有する。発電セルには、カソード電極に酸化剤ガスを供給するカソード流路が形成される。発電セルには、アノード電極に燃料ガスを供給するアノード流路が形成される。燃料電池１２は、燃料ガス（水素ガス）と酸化剤ガス（エア）との反応により発電する。
燃料ガス給排システム１４は、燃料電池１２のアノード電極に燃料ガスを供給するための各構成と、燃料電池１２のアノード電極から燃料オフガスを排出するための各構成とを有する。燃料ガス給排システム１４は、ガスタンク（ガス容器）２４を有する。また、燃料ガス給排システム１４は、供給流路（流路）２６と、排出流路２８と、循環流路３０と、第１ドレイン流路３２と、第２ドレイン流路３４とを有する。また、燃料ガス給排システム１４は、タンク弁３６と、インジェクタ３８と、エジェクタ４０と、気液分離器４２と、第１ドレイン弁４４と、第２ドレイン弁４６とを有する。
供給流路２６は、ガスタンク２４の排出口と燃料電池１２のアノード流路の入口とを接続する。供給流路２６には、上流（ガスタンク２４）から下流（燃料電池１２）に向かって、タンク弁３６とインジェクタ３８とエジェクタ４０とが、その順番で設けられる。ガスタンク２４は、高圧の燃料ガスを貯蔵する。ガスタンク２４には、圧力センサ４８が設けられる。圧力センサ４８は、タンクの内圧を検出する。圧力センサ４８は、検出値をＥＣＵ２２の制御装置６４に送信する。圧力センサ４８の検出値は、ガスタンク２４内の燃料ガスの残量と相関がある。なお、タンク弁３６は、電磁弁である。
排出流路２８は、燃料電池１２のアノード流路の出口と気液分離器４２の吸気口とを接続する。循環流路３０は、気液分離器４２の排気口とエジェクタ４０とを接続する。第１ドレイン流路３２は、気液分離器４２の排水口と希釈器（不図示）とを接続する。第１ドレイン流路３２には、第１ドレイン弁４４が設けられる。第１ドレイン弁４４は、電磁弁である。第２ドレイン流路３４は、燃料電池１２の排水口と希釈器（不図示）とを接続する。第２ドレイン流路３４には、第２ドレイン弁４６が設けられる。第２ドレイン弁４６は、電磁弁である。
酸化剤ガス給排システム１６は、燃料電池１２のカソード電極に酸化剤ガスを供給するための各構成と、燃料電池１２のカソード電極から酸化剤オフガスを排出するための各構成とを有する。
冷却システム１８は、燃料電池１２に冷媒を供給するための各構成と、燃料電池１２から冷媒を排出するための各構成とを有する。冷却システム１８には、温度センサ（温度取得装置）５０が設けられる。温度センサ５０は、燃料電池１２から排出される冷媒の温度を検出する。温度センサ５０は、検出値をＥＣＵ２２の制御装置６４に送信する。温度センサ５０の検出値は、燃料電池１２の内部温度と相関がある。
電力システム２０は、車両が備える１以上の負荷に電力を供給するための各構成を有する。電力システム２０は、モータ（電力供給対象物）５２と、インバータ５４と、バッテリ（二次電池）５６と、コンタクタ５８と、バッテリコンバータ６０と、ＦＣコンバータ６２とを有する。
モータ５２は、車両を走行させるための走行用モータである。モータ５２は、ＦＣコンバータ６２及びインバータ５４を介して燃料電池１２から供給される電力によって動作し得る。また、モータ５２は、コンタクタ５８、バッテリコンバータ６０及びインバータ５４を介してバッテリ５６から供給される電力によって動作し得る。
バッテリ５６は、高電圧の二次電池である。バッテリ５６は、燃料電池１２と同様に、モータ５２の動力源である。バッテリ５６は、モータ５２に電力を供給し得る。また、バッテリ５６は、モータ５２の発電電力又は燃料電池１２の発電電力によって充電し得る。
ＦＣコンバータ６２は、昇圧用のＤＣ／ＤＣコンバータである。バッテリコンバータ６０は、昇降圧用のＤＣ／ＤＣコンバータである。
１以上のＥＣＵ２２は、制御装置６４と記憶装置６６とを有する。制御装置６４は、処理回路を有する。処理回路は、ＣＰＵ等のプロセッサであってもよい。処理回路は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路であってもよい。プロセッサは、記憶装置６６に記憶されるプログラムを実行することによって各種の処理を実行可能である。制御装置６４は、ＦＣ制御部６８と、車両制御部７０として機能する。複数の処理のうちの少なくとも一部が、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって実行されてもよい。
ＦＣ制御部６８は、燃料電池１２の動作に関する制御を行う。例えば、ＦＣ制御部６８は、燃料ガス給排システム１４、酸化剤ガス給排システム１６、及び冷却システム１８のそれぞれを制御する。例えば、ＦＣ制御部６８は、タンク弁３６、第１ドレイン弁４４、第２ドレイン弁４６、インジェクタ３８の各々に制御信号を出力し、各々の動作を制御する。
車両制御部７０は、車両の走行に関する制御を行う。例えば、車両制御部７０は、電力システム２０を制御する。例えば、車両制御部７０は、インバータ５４の各スイッチ素子、コンタクタ５８、バッテリコンバータ６０の各スイッチ素子、ＦＣコンバータ６２の各スイッチ素子の各々に制御信号を出力し、各々の動作を制御する。
記憶装置６６は、揮発性メモリと不揮発性メモリとを有する。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ等が挙げられる。揮発性メモリは、プロセッサのワーキングメモリとして使用される。揮発性メモリは、処理又は演算に必要なデータ等を一時的に記憶する。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。不揮発性メモリは、保存用のメモリとして使用される。不揮発性メモリは、プログラム、テーブル、マップ等を記憶する。記憶装置６６の少なくとも一部が、上述したようなプロセッサ、集積回路等に備えられてもよい。
［２ 起動処理］
図２は、起動処理の手順を示すフローチャートである。制御装置６４は、車両の起動時に、図２で示される起動処理を行う。ユーザは、例えば、ブレーキペダルの踏み込み操作とスタート／ストップボタンの操作とを同時に行うことによって、車両を起動させる。制御装置６４は、車両が停止している状態で、ブレーキペダルの踏み込み操作とスタート／ストップボタンの操作とを検出する場合に、図２で示される起動処理を開始する。
車両制御部７０は、ブレーキペダルの踏み込み操作とスタート／ストップボタンの操作とを検出する場合に、走行のための準備を行う。例えば、車両制御部７０は、コンタクタ５８を接続する。また、車両制御部７０は、バッテリコンバータ６０とＦＣコンバータ６２が起動したことを確認する。車両制御部７０は、コンタクタ５８の接続後に、バッテリ走行モード（電池駆動モード）の要求を、ＦＣ制御部６８に出力する。
バッテリ走行モードとは、少なくとも燃料電池１２の電力が使用可能となるまでに、バッテリ５６の電力のみを使用して車両を走行可能にする走行モードである。車両の起動時等、燃料電池１２の状態を停止状態から運転状態に変化させる場合、燃料電池１２の電力が使用可能となるまでには時間を要する。このため、車両の起動直後に、車両は燃料電池１２の電力を使用して走行することができない。一方、バッテリ走行モードが許可されることによって、車両はより早く走行を始めることができる。
ステップＳ１において、ＦＣ制御部６８は、バッテリ走行モードの要求の有無を判定する。バッテリ走行モードの要求がある場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、バッテリ走行モードの要求がない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、処理はステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１からステップＳ２に移行すると、ＦＣ制御部６８は、条件確認処理を行う。ＦＣ制御部６８は、条件確認処理において、バッテリ５６を使用して車両を走行させてもよい１以上の条件（所定条件）を確認する。条件確認処理については、下記［３］にて説明する。ステップＳ２の実行後、処理はステップＳ３に移行する。
ステップＳ３において、ＦＣ制御部６８は、ステップＳ２の結果に基づいて、１以上の所定条件が満たされているかを判定する。１以上の所定条件が満たされている場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４に移行する。一方、１以上の所定条件が満たされていない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ７に移行する。
ステップＳ３からステップＳ４に移行すると、ＦＣ制御部６８は、タンク弁３６に開弁信号を出力する。タンク弁３６は、開弁信号に従い開弁動作を開始する。タンク弁３６が開弁動作を開始してから開弁が完了するまでには若干の時間を要する。タンク弁３６の開弁が完了すると、ガスタンク２４内の燃料ガスは、インジェクタ３８に向けて流れる。このため、インジェクタ３８から燃料電池１２に向けて燃料ガスの噴射が可能になる。
ステップＳ５において、ＦＣ制御部６８は、バッテリ走行モードを許可する。つまり、ＦＣ制御部６８は、バッテリ５６を使用した車両の走行を許可する。ＦＣ制御部６８は、例えば、車両制御部７０に、バッテリ５６を使用した走行が許可されたことを示す情報を出力する。また、ＦＣ制御部６８は、例えば、車両の運転室内に設けられる表示装置に、ユーザに対するメッセージ（準備完了等）を表示させる。なお、図２で示されるフローチャートでは、ステップＳ４の後にステップＳ５が行われるように示されるが、ステップＳ４とステップＳ５とは同時に行われる。つまり、ＦＣ制御部６８は、開弁信号の出力と、バッテリ走行モードの許可とを同時機に行う。ステップＳ４及びステップＳ５の実行後、処理はステップＳ６に移行する。
ステップＳ６において、ＦＣ制御部６８は、ＦＣ発電（燃料電池１２による発電）の要求の有無を判定する。車両制御部７０は、例えば、バッテリ５６のＳＯＣが所定値以下に低下した場合に、ＦＣ制御部６８にＦＣ発電を要求する。また、車両制御部７０は、例えば、大きな電力が必要な場合（ユーザがアクセルペダルを大きく踏み込む場合等）に、ＦＣ制御部６８にＦＣ発電を要求する。ＦＣ発電の要求がある場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０に移行する。一方、ＦＣ発電の要求がない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ６の処理が繰り返し実行される。つまり、ＦＣ制御部６８は、ＦＣ発電が必要になるまで、バッテリ走行モードを継続する。
ステップＳ３からステップＳ７に移行すると、ＦＣ制御部６８は、燃料電池１２を起動する準備をする。ステップＳ４と同様に、ＦＣ制御部６８は、タンク弁３６に開弁信号を出力する。また、ＦＣ制御部６８は、圧力センサ４８の検出値に基づいて、ガスタンク２４内の燃料ガスの残量を確認する。ステップＳ７の実行後、処理はステップＳ８に移行する。
ステップＳ８において、ＦＣ制御部６８は、燃料電池１２の起動準備が完了したかを判定する。ＦＣ制御部６８は、燃料電池１２を起動することができる状態、又は、燃料電池１２の電力を使用して車両を走行させてもよい状態を確認した場合に、起動準備が完了したと判定する。ＦＣ制御部６８は、例えば、タンク弁３６の開弁を確認した場合に、燃料電池１２を起動することができる状態と判定する。ＦＣ制御部６８は、例えば、ガス欠でないことを確認した場合に、燃料電池１２の電力を使用して車両を走行させてもよい状態と判定する。このような場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ９に移行する。一方、ＦＣ制御部６８は、燃料電池１２を起動することができない状態、又は、燃料電池１２の電力を使用して車両を走行させることが好ましくない状態を確認した場合に、起動準備が完了していない判定する。このような場合（ステップＳ８：ＮＯ）、処理はステップＳ１１に移行する。
ステップＳ８からステップＳ９に移行すると、ＦＣ制御部６８は、車両の走行を許可する。ＦＣ制御部６８は、例えば、車両制御部７０に、燃料電池１２を使用した走行が許可されたことを示す情報を出力する。また、ＦＣ制御部６８は、例えば、車両の運転室内に設けられる表示装置に、ユーザに対するメッセージ（準備完了等）を表示させる。ステップＳ９の実行後、処理はステップＳ１０に移行する。
ステップＳ６又はステップＳ９からステップＳ１０に移行すると、ＦＣ制御部６８は、燃料電池１２による発電を開始する。ＦＣ制御部６８は、燃料ガス給排システム１４の各装置を制御して、燃料電池１２への燃料ガスの供給と、燃料電池１２からの燃料オフガスの排出とを制御する。ＦＣ制御部６８は、酸化剤ガス給排システム１６の各装置を制御して、燃料電池１２への酸化剤ガスの供給と、燃料電池１２からの酸化剤オフガスの排出とを制御する。ＦＣ制御部６８は、冷却システム１８の各装置を制御して、燃料電池１２への冷媒の供給と、燃料電池１２からの冷媒の排出とを制御する。ステップＳ１０が実行されると、起動処理は終了する。
ステップＳ８からステップＳ１１に移行すると、ＦＣ制御部６８は、車両の走行を禁止（不許可）する。ＦＣ制御部６８は、例えば、車両制御部７０に、燃料電池１２を使用した走行が禁止されたことを示す情報を出力する。また、ＦＣ制御部６８は、例えば、車両の運転室内に設けられる表示装置に、ユーザに対するメッセージ（走行不可等）を表示させる。ステップＳ１１が実行されると、起動処理は終了する。
［３ 条件確認処理］
図３は、条件確認処理の手順を示すフローチャートである。ＦＣ制御部６８は、図２で示される起動処理のステップＳ２において、図３で示される条件確認処理を実行する。図３では、ＦＣ制御部６８が確認する所定条件として、３つの条件（ステップＳ２２、ステップＳ２３、ステップＳ２４）が示される。ＦＣ制御部６８は、このうちの１つのみを確認してもよい。また、ＦＣ制御部６８は、所定条件として、他の条件を確認してもよい。
ステップＳ２１において、ＦＣ制御部６８は、各種情報を取得する。ＦＣ制御部６８は、温度センサ５０から冷媒温度の検出値を取得する。ＦＣ制御部６８は、記憶装置６６からメンテナンス制御の履歴を取得する。ＦＣ制御部６８は、圧力センサ４８からガスタンク２４の内圧の検出値を取得する。ステップＳ２１が実行されると、処理はステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２において、ＦＣ制御部６８は、冷媒温度と所定値とを比較する。所定値は、記憶装置６６に記憶された冷媒温度の閾値である。冷媒温度が所定値以下である場合、燃料電池１２の暖気に時間を要する。つまり、燃料電池１２が使用可能になるまで（発電が安定するまで）時間を要する。この場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２６に移行する。一方、冷媒温度が所定値を上回る場合、燃料電池１２の暖気は短時間で終了する。つまり、燃料電池１２が使用可能になるまで時間がかからない。この場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、処理はステップＳ２３に移行する。
ステップＳ２２からステップＳ２３に移行すると、ＦＣ制御部６８は、メンテナンス制御の失敗履歴があるかを判定する。メンテナンス制御とは、燃料電池１２の停止中に行われる制御である。メンテナンス制御として、例えば、排水制御が挙げられる。ＦＣ制御部６８は、燃料電池１２の停止中に、燃料電池１２の温度を監視する。例えば、ＦＣ制御部６８は、温度センサ５０の検出値に基づいて、冷媒温度を監視する。ＦＣ制御部６８は、冷媒温度が所定の排水温度以下に低下した場合に、第２ドレイン弁４６を開ける。すると、燃料電池１２の内部に溜まった水は、第２ドレイン流路３４を流れて、燃料電池１２の外部に排水される。これにより、燃料電池１２内での水の凍結を防止する。ＦＣ制御部６８は、この排水制御の実行履歴及び実行結果（成功、失敗）を記憶装置６６に記憶させる。
排水制御の履歴に失敗履歴がある場合、燃料電池システム１０に何らかの異常がある可能性がある。この場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２６に移行する。一方、排水制御の履歴に失敗履歴がない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、処理はステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２３からステップＳ２４に移行すると、ＦＣ制御部６８は、圧力センサ４８の検出値に基づいて、ガスタンク２４内の燃料ガスの残量を確認する。ＦＣ制御部６８は、圧力センサ４８の検出値が所定圧以下である場合に、ガス欠と判定する。ガス欠の場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２６に移行する。一方、ガス欠でない場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、処理はステップＳ２５に移行する。
ステップＳ２４からステップＳ２５に移行すると、ＦＣ制御部６８は、所定条件が満たされると判定する。一方、ステップＳ２２、ステップＳ２３又はステップＳ２４のいずれか１つからステップＳ２６に移行すると、ＦＣ制御部６８は、所定条件が満たされないと判定する。ステップＳ２５又はステップＳ２６の実行後、処理は図２のステップＳ３に移行する。
なお、上述したように、ＦＣ制御部６８は、所定条件として、他の条件を確認してもよい。例えば、燃料電池１２の起動時間を予測し、起動時間が所定時間以下となる場合に、所定条件が満たされると判定してもよい。
［４ 処理例］
［４－１ 処理例１］
図４は、冷媒温度が高い場合に行われる処理の一例を示すタイムチャートである。図２及び図４を用いて、車両の起動時に行われる一部処理を時間経過とともに説明する。具体的には、図２のステップＳ１～ステップＳ６、ステップＳ１０の処理を時間経過とともに説明する。
時点ｔ０において、車両制御部７０は、ブレーキペダルの踏み込み操作とスタート／ストップボタンの操作とを検出する。車両制御部７０は、時点ｔ０から時点ｔ１の間に、走行のための準備を行う。
時点ｔ１において、車両制御部７０は、コンタクタ５８の接続を確認し、バッテリ走行モードの要求を、ＦＣ制御部６８に出力する（ステップＳ１）。ＦＣ制御部６８は、条件確認処理を行う（ステップＳ２）。この時点で、冷媒温度は所定値以上である。また、図示しないが、排水制御の失敗履歴はなく、また、ガス欠でもないとする。この場合、ＦＣ制御部６８は、所定条件が満たされると判定する（ステップＳ３：ＹＥＳ）。このため、バッテリ走行モードを許可するための処理が行われる。
時点ｔ２において、ＦＣ制御部６８は、バッテリコンバータ６０及びＦＣコンバータ６２の起動を確認する。この時点で、ＦＣ制御部６８は、タンク弁３６に開弁信号を出力する（ステップＳ４）。タンク弁３６は、開弁信号に従い開弁動作を開始する。また、ＦＣ制御部６８は、バッテリ走行モードを許可する（ステップＳ５）。時点ｔ２から時点ｔ３まで、車両は、バッテリ５６の電力によって走行可能である。
時点ｔ３において、タンク弁３６は開弁する。この時点で、車両は、燃料電池１２の電力によって走行可能である。
時点ｔ４において、例えば、ユーザがアクセルペダルを大きく踏み込む。すると、車両制御部７０は、ＦＣ制御部６８にＦＣ発電を要求する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。ＦＣ制御部６８は、バッテリ走行モードを解除し、燃料電池１２の発電制御を行う（ステップＳ１０）。
［４－２ 処理例２］
図５は、冷媒温度が低い場合に行われる処理の一例を示すタイムチャートである。図２及び図５を用いて、車両の起動時に行われる一部処理を時間経過とともに説明する。具体的には、図２のステップＳ１～ステップＳ３、ステップＳ７～ステップＳ９の処理を時間経過とともに説明する。
時点ｔ０において、車両制御部７０は、ブレーキペダルの踏み込み操作とスタート／ストップボタンの操作とを検出する。車両制御部７０は、時点ｔ０から時点ｔ１の間に、走行のための準備を行う。
時点ｔ１において、車両制御部７０は、コンタクタ５８の接続を確認し、バッテリ走行モードの要求を、ＦＣ制御部６８に出力する（ステップＳ１）。ＦＣ制御部６８は、条件確認処理を行う（ステップＳ２）。この時点で、冷媒温度は所定値を下回る。この場合、ＦＣ制御部６８は、所定条件が満たされないと判定する（ステップＳ３：ＮＯ）。ＦＣ制御部６８は、バッテリ走行モードを禁止する。車両制御部７０は、ＦＣ制御部６８にＦＣ発電を要求する。
時点ｔ２において、ＦＣ制御部６８は、バッテリコンバータ６０及びＦＣコンバータ６２の起動を確認する。この時点で、ＦＣ制御部６８は、タンク弁３６に開弁信号を出力する（ステップＳ７）。タンク弁３６は、開弁信号に従い開弁動作を開始する。
時点ｔ３において、タンク弁３６は開弁する。この時点で、車両は、燃料電池１２の電力によって走行可能である。ＦＣ制御部６８は、車両の走行を許可する（ステップＳ８：ＹＥＳ、ステップＳ９）。
［５ その他］
燃料電池１２の温度の低下に伴い、冷媒温度は低下する。図４の時点ｔ４で示されるように、冷媒温度が閾値以下に低下した場合に、ＦＣ制御部６８は、バッテリ走行モードを解除し、燃料電池１２の発電制御を行ってもよい。
［６ 実施形態から得られる発明］
上記実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。
本発明の態様は、電力供給対象物（５２）の動力源として使用される燃料電池（１２）及び二次電池（５６）と、前記電力供給対象物の駆動を制御する制御装置（６４）と、を備える燃料電池システム（１０）であって、前記制御装置は、前記燃料電池の起動に要する所定条件が満たされるか否かを判定し、前記所定条件が満たされる場合に、前記二次電池のみを用いて前記電力供給対象物を駆動可能とする電池駆動モードを許可し、前記所定条件が満たされない場合に、前記電池駆動モードを許可しない。
上記構成において、燃料電池の起動に要する所定条件が満たされるか否かを判定し、所定条件が満たされる場合に電池駆動モードが許可される。上記構成によれば、必要時に燃料電池を起動することができる。このため、電力供給対象物が駆動した後のユーザの利便性を向上させることができる。
本発明の態様の燃料電池システムは、前記燃料電池に供給される燃料ガスを貯蔵するガス容器（２４）と、前記ガス容器と前記燃料電池との間に位置する流路（２６）の開閉状態を調整する電磁弁（３６）と、を備え、前記制御装置は、前記所定条件が満たされる場合に、前記電磁弁に開弁を指示し、前記電磁弁の開弁が完了する前に、前記電池駆動モードを許可してもよい。
上記構成によれば、電池駆動モードが電磁弁の開弁完了前に設定可能となる。その結果、ユーザはより早く電力供給対象物を使用することが可能となる。このため、ユーザの利便性を向上させることができる。
本発明の態様において、前記制御装置は、前記燃料電池の起動時間が所定時間以下となる場合に、前記所定条件が満たされると判定してもよい。
燃料電池が起動していない状態で、二次電池が使用され続けると、二次電池のＳＯＣが大きく低下する虞がある。上記構成によれば、二次電池のＳＯＣが大きく低下することを抑制することができる。
本発明の態様の燃料電池システムは、前記燃料電池の温度を取得する温度取得装置（５０）を備え、前記制御装置は、前記温度が所定値以下である場合に、前記所定条件が満たされないと判定してもよい。
起動時の燃料電池の温度は、燃料電池の暖気時間に関係する。上記構成によれば、ユーザの違和感を低減することができる。
本発明の態様において、前記制御装置は、前記電力供給対象物が動作していない状況で前記燃料電池のメンテナンス制御を実行するとともに、制御履歴を記録し、前記電力供給対象物が動作していない状況で前記燃料電池の動作停止から起動する場合であって、且つ、前記制御履歴に失敗履歴がある場合に、前記所定条件が満たされないと判定してもよい。
本発明の態様において、前記制御装置は、前記電池駆動モードを許可した後に、前記燃料電池の発電要求を取得した場合に、前記電池駆動モードを解除するとともに、前記燃料電池の発電を制御してもよい。
電池駆動モードが長時間継続されると、二次電池のＳＯＣが大きく低下する虞がある。上記構成によれば、二次電池のＳＯＣが大きく低下することを抑制することができる。
１０…燃料電池システム １２…燃料電池
２４…ガスタンク（ガス容器） ２６…供給流路（流路）
３６…タンク弁（電磁弁） ５０…温度センサ（温度取得装置）
５２…モータ（電力供給対象物） ５６…バッテリ（二次電池） ６４…制御装置

Claims (5)

  1. 電力供給対象物の動力源として使用される燃料電池及び二次電池と、
    前記電力供給対象物の駆動を制御する制御装置と、
    を備える燃料電池システムであって、
    前記燃料電池の温度を取得する温度取得装置を更に備え、
    前記制御装置は、
    前記燃料電池の起動に要する所定条件が満たされるか否かを判定し、
    少なくとも、前記温度が所定値以下である場合に、前記所定条件が満たされないと判定し、
    前記所定条件が満たされる場合に、前記二次電池のみを用いて前記電力供給対象物を駆動可能とする電池駆動モードを許可し、
    前記所定条件が満たされない場合に、前記電池駆動モードを許可しない、
    燃料電池システム。
  2. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
    前記燃料電池に供給される燃料ガスを貯蔵するガス容器と、
    前記ガス容器と前記燃料電池との間に位置する流路の開閉状態を調整する電磁弁と、を備え、
    前記制御装置は、前記所定条件が満たされる場合に、前記電磁弁に開弁を指示し、前記電磁弁の開弁が完了する前に、前記電池駆動モードを許可する、
    燃料電池システム。
  3. 請求項１又は２に記載の燃料電池システムであって、
    前記制御装置は、前記燃料電池の起動時間が所定時間以下となる場合に、前記所定条件が満たされると判定する、
    燃料電池システム。
  4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
    前記制御装置は、
    前記電力供給対象物が動作していない状況で前記燃料電池のメンテナンス制御を実行するとともに、制御履歴を記録し、
    前記電力供給対象物が動作していない状況で前記燃料電池の動作停止から起動する場合であって、且つ、前記制御履歴に失敗履歴がある場合に、前記所定条件が満たされないと判定する、
    燃料電池システム。
  5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
    前記制御装置は、前記電池駆動モードを許可した後に、前記燃料電池の発電要求を取得した場合に、前記電池駆動モードを解除するとともに、前記燃料電池の発電を制御する、
    燃料電池システム。
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