KR20090097965A - 연료전지 시스템 - Google Patents

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Abstract

연료전지의 수분상태를 정밀도 좋게 검출함으로써, 당해 연료전지의 수분량을 적절하게 제어하는 것이 가능한 연료전지 시스템을 제공한다. FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)는, 온도센서에 의하여 검출되는 FC 출구 온도에 의거하여, 단위 시간에 있어서의 FC 출구 온도 변화 속도를 검출한다. FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)는, 검출된 FC 출구 온도 변화 속도가 메모리(153)에 저장되어 있는 변화 속도 기준값을 하회하고 있다고 판단되면, 임피던스 연산부(140)에 대하여 임피던스 측정 지령을 송출한다. 임피던스 연산부(140)는, FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)로부터 임피던스 측정 지령을 수취하면, 제 2회째의 임피던스 측정을 행한다. 이것에 의하여, 최소한의 임피던스 측정 횟수(예를 들면 2회)로, 연료전지(40)의 수분량을 적정하게 유지하는 소기 제어를 실현하는 것이 가능해진다.

Description

연료전지 시스템 {FUEL CELL SYSTEM}
본 발명은, 연료전지 시스템에 관한 것이다.
외부 온도가 낮은 경우에는, 연료전지 시스템의 정지 후에 그 내부에서 발생한 물이 동결하여, 배관이나 밸브 등이 파손된다는 문제가 있기 때문에, 시스템 정지시에 소기 처리를 행함으로써 연료전지 내부에 고인 수분을 외부로 배출하는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 시스템 정지시에 매회 소기 처리를 행하면, 원래, 필요없는 소기 처리가 행하여짐에 의하여 연료전지가 필요 이상으로 건조해져서, 오히려 기동성이 나빠지는 등의 문제가 생긴다.
이러한 문제를 감안하여, 연료전지 시스템의 운전을 정지할 때에, 연료전지의 임피던스를 측정함으로써, 연료전지의 수분상태(즉, 전해질막의 건조상태)를 검출하고, 검출 결과에 의거하여 소기 처리를 제어하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1]
일본국 특개2002-246053호 공보
여기서, 연료전지의 임피던스를 측정하기 위해서는 연료가스가 필요하게 되나, 당해 시스템에 정지명령이 입력되면, 연료전지에 대한 연료가스의 공급은 정지되고, 임피던스 측정에 필요한 연료가스의 사용은 제한된다. 따라서, 임피던스 측정의 회수를 가능한 줄이면서(또는 임피던스 측정을 행하지 않고), 연료전지의 수분상태를 정밀도 좋게 검출할 필요가 있으나, 이러한 방법을 실현하는 시스템은 아직 제안되어 있지 않다. ·
본 발명은 이상 설명한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 연료전지의 수분상태를 정밀도 좋게 검출함으로써, 당해 연료전지의 수분량을 적절하게 제어하는 것이 가능한 연료전지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 연료전지 시스템은, 연료전지의 관련 온도의 변화량을 검출하는 변화량 검출수단과, 변화량 기준값을 기억하는 기억수단과, 상기 관련 온도의 변화량과 상기 변화량 기준값의 비교 결과에 의거하여 상기 연료전지의 수분상태를 검출하는 수분상태 검출수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 연료전지의 관련 온도의 변화량과 설정된 변화량 기준값의 비교 결과에 의거하여 연료전지의 수분상태를 검출하기 때문에, 반복해서 임피던스 측정을 행하지 않아도, 당해 연료전지의 수분상태를 파악할 수 있다. 따라서, 최소한의 임피던스 측정 횟수(예를 들면 2회)로, 연료전지의 수분량을 적정하게 유지하는 제어가 가능해진다.
또, 본 발명에 관한 연료전지 시스템은, 연료전지의 임피던스를 측정하는 측정수단을 구비한 연료전지 시스템에 있어서, 소기 처리 개시시의 연료전지의 임피던스를 기억하는 메모리와, 소기 처리 개시 후에 있어서의 연료전지의 관련 온도를 검출하는 관련 온도센서와, 상기 관련 온도의 단위 시간당의 변화량을 검출하는 검출수단과, 변화량 기준값을 기억하는 제 1 기억수단과, 상기 관련 온도의 변화량과 상기 변화량 기준값의 비교 결과에 의거하여 상기 연료전지의 임피던스를 측정할지의 여부를 판단하는 판단수단과, 임피던스 기준값을 기억하는 제 2 기억수단과, 상기 측정수단에 의하여 상기 연료전지의 임피던스가 측정된 경우, 측정된 임피던스와 상기 임피던스 기준값의 비교 결과에 의거하여, 상기 소기 처리를 제어하는 소기 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 구성에서는, 상기 소기 제어수단은, 측정된 임피던스와 상기 임피던스 기준값의 비교 결과에 의거하여, 상기 소기 처리를 종료할지 계속할지를 판단하고, 판단 결과에 따른 제어를 행하는 형태가 바람직하다.
또, 상기 구성에서는, 상기 소기 제어수단은, 상기 소기 처리를 계속한다고 판단한 경우, 상기 메모리에 기억되어 있는 소기 처리 개시시의 연료전지의 임피던스와, 상기 측정수단에 의하여 측정된 임피던스를 사용하여 소기 완료시간을 추정하고, 추정한 소기 완료시간이 경과한 후에 상기 소기 처리를 종료하는 형태가 바람직하다.
또, 상기 구성에서는, 외기 온도를 검출하는 외기 온도센서와, 상기 외기 온도센서에 의하여 검출되는 외기 온도에 따라 상기 변화량 기준값을 보정하는 보정수단을 더 구비하고, 상기 판단수단은, 보정된 변화량 기준값과 상기 관련 온도의 변화량의 비교 결과에 의거하여 상기 연료전지의 임피던스를 측정할지의 여부를 판단하는 형태가 바람직하다.
또, 상기 구성에서는, 상기 관련 온도센서에 의하여 검출되는 관련 온도에 따라 상기 변화량 기준값을 보정하는 보정수단을 더 구비하고, 상기 판단수단은, 보정된 변화량 기준값과 상기 관련 온도의 변화량과의 비교 결과에 의거하여 상기 연료전지의 임피던스를 측정할지의 여부를 판단하는 형태가 바람직하다.
또, 상기 구성에서는, 상기 관련 온도의 변화량은, 상기 관련 온도의 변화 속도인 형태가 바람직하고, 상기 관련 온도는, 상기 연료전지를 순환하는 냉각수의 온도인 형태가 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연료전지의 수분상태를 정밀도 좋게 검출함으로써, 당해 연료전지의 수분량을 적절하게 제어하는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 연료전지 시스템의 구성을 나타내는 도,
도 2는, 상기 실시형태에 관한 제어유닛의 소기 제어기능을 설명하기 위한 도,
도 3a는, 상기 실시형태에 관한 소기시간과 FC 출구 온도의 관계를 예시한 도,
도 3b는, 상기 실시형태에 관한 소기시간과 FC 출구 온도 변화 속도의 관계를 예시한 도,
도 3c는, 상기 실시형태에 관한 소기시간과 측정 임피던스의 관계를 예시한 도,
도 4는, 상기 실시형태에 관한 소기 제어처리를 나타내는 플로우 차트,
도 5는, 변형예 2에 관한 외기 온도와 FC 출구 온도 변화 속도의 관계를 예시한 도,
도 6은 변형예 3에 관한 FC 출구 온도와 FC 출구 온도 변화 속도의 관계를 예시한 도면이다.
이하, 본 발명에 관한 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
A. 본 실시형태
<전체구성>
도 1은 본 실시형태에 관한 연료전지 시스템(100)을 탑재한 차량의 개략 구성이다. 또한, 이하의 설명에서는, 차량의 일례로서 연료전지 자동차(FCHV ; Fuel Cell Hybrid Vehicle)를 상정하나, 전기자동차나 하이브리드 자동차에도 적용 가능하다. 또, 차량뿐 아니라 각종 이동체(예를 들면, 선박이나 비행기, 로봇 등)에도 적용 가능하다.
이 차량은, 차륜(63L, 63R)에 연결된 동기모터(61)를 구동력원으로 하여 주행한다. 동기모터(61)의 전원은, 연료전지(40)나 배터리(20)이다. 이들 연료전지(40)나 배터리(20)로부터 출력되는 전력은, 인버터(60)에서 3상 교류로 변환되어, 동기모터(61)에 공급된다. 동기모터(61)는 제동시에 발전기로서도 기능할 수 있다.
연료전지(40)는, 공급되는 연료가스 및 산화가스로부터 전력을 발생하는 수단으로, 전해질막을 포함하는 MEA 등을 구비한 복수의 단셀을 직렬로 적층한 스택구조를 가지고 있다. 구체적으로는, 고체 고분자형, 인산형, 용융탄산염형 등 여러가지 타입의 연료전지를 이용할 수 있다.
냉각기구(70)는, 연료전지(40)를 냉각하는 장치이고, 냉각수를 가압하여 순환시키는 펌프, 냉각수의 열을 외부로 방열하는 열교환기(모두 도시 생략) 등을 구비하고 있다.
연료전지(40)에는, 공급되는 각 가스의 유량을 검출하는 유량센서(41), 연료전지측의 냉각수의 온도(FC 출구 온도)를 검출하는 온도센서(관련 온도센서)(43)가 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, FC 출구 온도를 상정하나, 연료전지 주위의 부품 온도 등, 연료전지(40)에 관련되는 온도(관련 온도)를 검출할 수 있는 것이면, 어떠한 온도센서이어도 된다.
배터리(20)는, 충방전 가능한 2차 전지이고, 예를 들면 니켈 수소 배터리 등에 의하여 구성되어 있다. 기타, 여러가지 타입의 2차 전지를 적용할 수 있다. 또, 배터리(20) 대신, 2차 전지 이외의 충방전 가능한 축전기, 예를 들면 커패시터를 사용하여도 된다. 이 배터리(20)는, 연료전지(40)의 방전 경로에 개재 삽입되어, 연료전지(40)와 병렬 접속되어 있다.
연료전지(40)와 배터리(20)는 인버터(60)에 병렬 접속되어 있고, 연료전지(40)에서 인버터(60)로의 회로에는, 배터리(20)로부터의 전류 또는 동기모터(61) 에서 발전된 전류가 역류하는 것을 방지하기 위한 다이오드(42)가 설치되어 있다.
이와 같이, 병렬 접속된 연료전지(40) 및 배터리(20)의 양쪽 전원의 적절한 출력 분배를 실현하기 위해서는 양쪽 전원의 상대적인 전압차를 제어할 필요가 있다. 이러한 전압차를 제어하기 위하여, 배터리(20)와 인버터(60)의 사이에는 DC/DC 컨버터(30)가 설치되어 있다. DC/DC 컨버터(30)는, 직류의 전압 변환기이고, 배터리(20)로부터 입력된 DC 전압을 조정하여 연료전지(40)측에 출력하는 기능, 연료전지(40) 또는 모터(61)로부터 입력된 DC 전압을 조정하여 배터리(20)측으로 출력하는 기능을 구비하고 있다.
배터리(20)와 DC/DC 컨버터(30)의 사이에는, 차량 보조기계(50) 및 FC 보조기계(51)가 접속되고, 배터리(20)는 이들 보조기계의 전원이 된다. 차량 보조기계(50)란, 차량의 운전시 등에 사용되는 여러가지 전력기기를 말하고, 조명기기, 공조기기, 유압펌프 등이 포함된다. 또, FC 보조기계(51)란, 연료전지(40)의 운전에 사용되는 여러가지 전력기기를 말하고, 연료가스나 개질 원료를 공급하기 위한 펌프, 개질기의 온도를 조정하는 히터 등이 포함된다.
상기한 각 요소의 운전은, 제어유닛(10)에 의하여 제어된다. 제어유닛(10)은, 내부에 CPU, RAM, ROM 등을 구비한 마이크로 컴퓨터로서 구성되어 있다. 제어유닛(10)은, 인버터(60)의 스위칭을 제어하여, 요구동력에 따른 3상 교류를 동기모터(61)로 출력한다. 또, 제어유닛(10)은, 요구동력에 따른 전력이 공급되도록, 연료전지(40) 및 DC/DC 컨버터(30)의 운전을 제어한다. 이 제어유닛(10)에는, 여러가지 센서 신호가 입력된다. 예를 들면, 액셀러레이터 페달센서(11), 배터리(20)의 충전상태(SOC)(State Of Charge)를 검출하는 SOC 센서(21), 유량센서(41), 온도센서(43), 외기 온도를 검출하는 외기 온도센서(44), 차속을 검출하는 차속센서(62) 등으로부터, 여러가지 센서 신호가 제어유닛(10)에 입력된다.
본 실시형태에서는, 입력되는 여러가지 센서 신호를 이용하여 FC 출구 온도의 변화 속도를 구하고, 구한 FC 출구 온도의 변화 속도로부터 연료전지(40)의 수분상태를 검지한다. 이것에 의하여, 최소한의 임피던스 측정 횟수(예를 들면 2회)로, 연료전지(40)의 수분량을 적정하게 유지하는 소기 제어를 실현한다. 이하, 본 실시형태에 관한 소기 제어기능에 대하여 설명한다.
<소기 제어기능의 설명>
도 2는, 제어유닛(10)의 소기 제어기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제어유닛(10)은, 임피던스 연산부(140), 임피던스 비교부(150), 소기 제어부(160), FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)를 구비하고 있다.
임피던스 연산부(측정수단)(140)는, 당해 시스템의 정지명령이 입력되면, 제 1회째의 임피던스 측정을 행하여, 소기 처리 개시 직전의 임피던스(제 1 측정 임피던스)와 소기시간의 쌍[도 3c에 나타내는 (t, in) = (t0, in0)]을 측정 메모리(152)에 저장한다. 한편, 소기 제어부(소기 제어수단)(160)는, 당해 시스템의 정지명령의 입력을 트리거로서 소기 처리를 개시한다. 그 후, 임피던스 연산부(140)는, FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)로부터 임피던스 측정 지령을 수취하면, 제 2회째의 임피던스 측정을 행하여, 측정결과로서의 제 2 측정 임피던스와 소기시 간의 쌍[도 3c에 나타내는 (t, in) = (t1, in1)]을 측정 메모리(152)에 저장한다. 그리고, 임피던스 연산부(140)는, 임피던스 비교부(150)에 대하여 임피던스 비교 지령을 송출한다(상세는 뒤에서 설명).
FC 출구 온도 변화 속도 검출부(변화량 검출수단, 검출수단)(180)는, 당해 시스템의 정지명령의 입력을 트리거로서 온도센서(43)에 의하여 검출되는 FC 출구 온도에 의거하여, 단위시간에 있어서의 FC 출구 온도의 변화 속도(이하, FC 출구 온도 변화 속도)를 검출한다.
도 3a는 소기시간과 FC 출구 온도의 관계, 도 3b는 소기시간과 FC 출구 온도 변화 속도의 관계, 도 3c는 소기시간과 측정 임피던스와의 관계를 각각 예시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 비교하여 분명하게 나타나는 바와 같이, 소기시간이 길어짐에 따라, FC 출구 온도는 서서히 저하하는 한편, FC 출구 온도 변화 속도의 절대값은 일단 상승한 후, 서서히 저하해 간다. FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)는, 검출되는 FC 출구 온도 변화 속도가, 메모리(제 1 기억수단)(153)에 저장되어 있는 변화 속도 기준값(Vs)(변화량 기준값 ; 도 3b 참조)을 하회하고 있는지의 여부를 판단한다. 이 변화 속도 기준값은, 연료전지(40)의 수분량이 적정한 값에 근접하고 있는지의 여부를 판단하기 위한 기준값으로, 미리 실험 등에 의하여 구해진다. FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)는, 검출되는 FC 출구 온도 변화 속도가 변화 속도 기준값을 하회하고 있다고 판단되면[도 3b에 나타내는 소기시간(t1) 참조], 임피던스 연산부(140)에 대하여 임피던스 측정 지령을 송출한다.
임피던스 비교부(수분상태 검출수단, 판단수단)(150)는, 임피던스 연산부(140)로부터 임피던스 측정 지령을 수취하면, 메모리(제 2 기억수단)(151)에 저장되어 있는 임피던스 기준값(소기 완료 목표 임피던스)을 참조한다. 임피던스 기준값은, 연료전지(40)의 수분량이 너무 저감하지 않도록(즉, 전해질막이 너무 건조하지 않도록) 설치한 기준값으로, 미리 실험 등에 의하여 구해진다.
그리고, 임피던스 비교부(150)는, 측정 메모리(152)에 저장되어 있는 제 2 측정 임피던스(측정된 임피던스)와 메모리(151)에 저장되어 있는 임피던스 기준값을 비교한다. 그리고, 임피던스 비교부(150)는, 제 2 측정 임피던스가 임피던스 기준값을 넘었는지의 여부를 판단한다. 임피던스 비교부(150)는, 제 2 측정 임피던스가 임피던스 기준값을 넘은 경우에는, 소기 처리를 종료해야 한다는 취지를 소기 제어부(160)에 통지한다.
한편, 임피던스 비교부(소기 제어수단)(150)는, 측정 임피던스가 임피던스 기준값을 하회하고 있는 경우에는, 이하에 나타내는 바와 같이 소기 완료시간을 추정한다. 구체적으로는, 임피던스 비교부(150)는, 제 1 측정 임피던스(in0)와, 제 2 측정 임피던스(in1)와, 임피던스 기준값(ins)과, 제 1 측정 임피던스의 소기시간(t1)을 하기 수학식 (1)에 대입함으로써, 소기 완료시간(ts)을 추정한다[도 3c에 나타내는 (t, in) = (ts, ins)]. 그 후, 임피던스 비교부(150)는, 추정한 소기 완료시간이 경과하였다고 판단되면, 소기 처리를 종료해야 한다는 취지를 소기 제어부(160)에 통지한다. 또한, 본 실시형태에서는, 측정되는 임피던스의 시간 변화를 이차함수(y = at2 + inO)로 가정하나, 지수함수 등 임의의 함수를 이용하여도 된다.
Figure 112009049213529-PCT00001
소기 제어부(소기 제어수단)(160)는, 당해 시스템의 정지명령의 입력을 트리거로서 소기 처리를 개시하는 한편, 임피던스 비교부(150)로부터의 통지에 따라 소기 처리를 종료한다. 소기 처리의 구체적인 제어는, 연료전지(40)에 공급하는 산화가스의 공급량, 바이패스 밸브(도시 생략)의 밸브 개방도 등을 조정함으로써 실현된다. 이상 설명한 구성에 의하여, 최소한의 임피던스 측정 횟수(예를 들면 2회)로, 연료전지(40)의 수분량을 적정하게 유지하는 소기 제어를 실현하는 것이 가능해진다.
이하, 본 실시형태에 관한 소기 제어처리에 대하여 설명한다.
<동작설명>
도 4는, 제어유닛(10)에 의하여 간헐적으로 실행되는 소기 제어처리를 나타내는 플로우 차트이다.
소기 제어부(160)는, 당해 시스템의 정지명령이 입력되면, 이 정지명령을 트리거로서 소기 처리를 개시한다(단계 S100). 한편, 임피던스 연산부(140)는, 당해 시스템의 정지명령이 입력되면, 제 1회째의 임피던스 측정을 행하여, 소기 처리 개시 직전의 제 1 측정 임피던스와 소기시간의 쌍[도 3c에 나타내는 (t, in) = (t0, in0)]을 측정 메모리(152)에 저장한다(단계 S110).
또, FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)는, 당해 시스템의 정지명령이 입력되면, 온도센서(43)에 의하여 검출되는 FC 출구 온도에 의거하여, 단위시간에 있어서의 FC 출구 온도 변화 속도를 검출한다(단계 S120 → 단계 S130).
그리고, FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)는, 검출되는 FC 출구 온도 변화 속도가, 메모리(153)에 저장되어 있는 변화 속도 기준값을 하회하고 있는지의 여부를 판단한다(단계 S140). 이 변화 속도 기준값은, 연료전지(40)의 수분량이 적정한 값에 근접하고 있는지의 여부를 판단하기 위한 기준값으로, 미리 실험 등에 의하여 구해진다. FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)는, 검출되는 FC 출구 온도 변화 속도가 변화 속도 기준값을 넘었다고 판단되면, 단계 S120로 되돌아가서, 상기한 일련의 처리를 반복하여 실행한다.
한편, FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)는, 검출된 FC 출구 온도 변화 속도가 변화 속도 기준값을 하회하고 있다고 판단되면[도 3b에 나타내는 소기시간(t1) 참조], 임피던스 연산부(140)에 대하여 임피던스 측정 지령을 송출한다.
임피던스 연산부(140)는, FC 출구 온도 변화 속도 검출부(180)로부터 임피던스 측정 지령을 수취하면, 제 2회째의 임피던스 측정을 행하여(단계 S150), 측정결과로서의 제 2 측정 임피던스와 소기시간의 쌍[도 3c에 나타내는 (t, in) = (t1, in1)]을 측정 메모리(152)에 저장한다. 그리고, 임피던스 연산부(140)는, 임피던스 비교부(170)에 대하여 임피던스 비교 지령을 송출한다.
임피던스 비교부(판단수단)(150)는, 임피던스 연산부(140)로부터 임피던스 비교 지령을 수취하면, 측정 메모리(152)에 저장되어 있는 제 2 측정 임피던스와 메모리(151)에 저장되어 있는 임피던스 기준값(소기 완료 목표 임피던스)을 비교한다. 그리고, 임피던스 비교부는, 제 2 측정 임피던스가 임피던스 기준값을 넘었는지의 여부를 판단한다(단계 S160).
임피던스 비교부(150)는, 측정 임피던스가 임피던스 기준값을 넘은 경우에는, 소기 처리를 종료해야 한다는 취지를 소기 제어부(160)에 통지한다(단계 S170). 소기 제어부(160)는, 임피던스 비교부(150)로부터의 통지에 따라 소기 처리를 종료한다.
한편, 임피던스 비교부(150)는, 측정 임피던스가 임피던스 기준값을 하회하고 있는 경우에는, 단계 S180로 진행하여, 제 1 측정 임피던스(in0)와, 제 2 측정 임피던스(in1)와, 임피던스 기준값(ins)과, 제 1 측정 임피던스의 소기시간(t1)을 상기한 수학식 (1)에 대입함으로써, 소기 완료시간(ts)을 추정한다[도 3c에 나타내는 (t, in) = (ts, ins)].
그 후, 임피던스 비교부(150)는, 추정한 소기 완료시간이 경과하였다고 판단되면(단계 S190 ; YES), 소기 처리를 종료해야 한다는 취지를 소기 제어부(160)에 통지한다(단계 S170). 소기 제어부(160)는, 임피던스 비교부(150)로부터의 통지에 따라 소기 처리를 종료한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, FC 출구 온도 변화 속도로부터 연료전지의 수분상태를 판단하기 때문에, 최소한의 임피던스 측정 횟수(예를 들면 2회)로, 연료전지(40)의 수분량을 적정하게 유지하는 소기 제어를 실현하는 것 이 가능해진다. 또한, 온도 변화 속도의 오차를 방지하기 위하여, FC 출구 온도 등에 대하여 과도적인 변화가 없는 것을 확인하고 나서 FC 출구 온도 변화 속도 등을 검출하도록 하여도 된다.
B. 변형예
<변형예 1>
메모리(151)에 저장되는 임피던스 기준값에 대하여, 연료전지(40)에 관계되는 온도(예를 들면, FC 출구 온도 등 ; FC 관련 온도)와 상관없이 항상 일정하게 하여도 되나, FC 관련 온도마다 설정하여도 된다. 예를 들면, 임피던스 비교부(150)는, 온도센서(43) 등에 의하여 검출되는 FC 관련 온도에 의거하여, 당해 온도에서의 임피던스 기준값을 메모리(151)로부터 판독한다. 그리고, 임피던스 비교부(150)는, 판독한 임피던스 기준값을 이용하여 제 2 측정 임피던스와의 비교를 행한다. 이러한 구성에 의하면, 더욱 정밀도 좋게 연료전지(40)의 수분상태를 판단하는 것이 가능해진다.
<변형예 2>
또, 메모리(153)에 저장되는 변화 속도 기준값에 대하여, 외기 온도에 따라 보정하도록 하여도 된다. 주지하는 바와 같이, 외기 온도의 저하에 따라 외부로의 방열은 증가하고, FC 출구 온도 변화 속도는 상승한다(도 5 참조). 따라서, FC 출구 온도 변화 속도 검출부(보정수단)(180)는, 외기 온도센서(44)에 의하여 검출되는 외기 온도에 따라 변화 속도 기준값을 보정하고, 보정한 변화 속도 기준값을 이용함으로써, 더욱 정밀도 좋게 연료전지(40)의 수분상태를 판단하는 것이 가능해진 다.
<변형예 3>
또한, 메모리(153)에 저장되는 변화 속도 기준값에 대하여, FC 출구 온도(연료전지의 관련 온도)에 따라 보정하도록 하여도 된다. 주지하는 바와 같이, FC 출구 온도의 저하에 따라 증발 속도는 저하하고, FC 출구 온도 변화 속도는 저하한다(도 6 참조). 따라서, FC 출구 온도 변화 속도 검출부(보정수단)(180)는, 온도센서(43)에 의하여 검출되는 FC 출구 온도에 따라 변화 속도 기준값을 보정하고, 보정한 변화 속도 기준값을 이용함으로써, 더욱 정밀도 좋게 연료전지(40)의 수분상태를 판단하는 것이 가능해진다.
<변형예 4>
상기한 실시형태에서는, 당해 시스템 정지명령이 입력된 후, 소기 처리 개시직전(소기 처리 개시 근방)에서 제 1회째의 임피던스 측정을 행하였으나, 소기 처리 개시 직후(소기 처리 개시 근방)에서 제 1회째의 임피던스 측정을 행하여도 된다. 또, 당해 시스템 정지명령이 입력되기 직전에 측정한 임피던스를, 제 1회째의 측정 임피던스로서 이용하여도 된다.
<변형예 5>
상기한 본 실시형태에서는, 소기 처리시에 연료전지에 공급하는 가스로서 산화가스를 예시하였으나, 연료가스(수소 등)나 질소가스 등, 임피던스 측정 가능한 모든 기체에 적용 가능하다.

Claims (8)

  1. 연료전지의 관련 온도의 변화량을 검출하는 변화량 검출수단과,
    변화량 기준값을 기억하는 기억수단과,
    상기 관련 온도의 변화량과 상기 변화량 기준값과의 비교 결과에 의거하여 상기 연료전지의 수분상태를 검출하는 수부 상태 검출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  2. 연료전지의 임피던스를 측정하는 측정수단을 구비한 연료전지 시스템에 있어서,
    소기 처리 개시시의 연료전지의 임피던스를 기억하는 메모리와,
    소기 처리 개시 후에 있어서의 연료전지의 관련 온도를 검출하는 관련 온도센서와,
    상기 관련 온도의 단위 시간당의 변화량을 검출하는 검출수단과,
    변화량 기준값을 기억하는 제 1 기억수단과,
    상기 관련 온도의 변화량과 상기 변화량 기준값의 비교 결과에 의거하여 상기 연료전지의 임피던스를 측정할지의 여부를 판단하는 판단수단과,
    임피던스 기준값을 기억하는 제 2 기억수단과,
    상기 측정수단에 의하여 상기 연료전지의 임피던스가 측정된 경우, 측정된 임피던스와 상기 임피던스 기준값의 비교 결과에 의거하여, 상기 소기 처리를 제어 하는 소기 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 소기 제어수단은, 측정된 임피던스와 상기 임피던스 기준값의 비교 결과에 의거하여, 상기 소기 처리를 종료할지 계속할지를 판단하고, 판단 결과에 따른 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 소기 제어수단은, 상기 소기 처리를 계속한다고 판단한 경우, 상기 메모리에 기억되어 있는 소기 처리 개시시의 연료전지의 임피던스와, 상기 측정수단에 의하여 측정된 임피던스를 사용하여 소기 완료시간을 추정하고, 추정한 소기 완료시간이 경과한 후에 상기 소기 처리를 종료하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    외기 온도를 검출하는 외기 온도센서와,
    상기 외기 온도센서에 의하여 검출되는 외기 온도에 따라 상기 변화량 기준값을 보정하는 보정수단을 더 구비하고,
    상기 판단수단은, 보정된 변화량 기준값과 상기 관련 온도의 변화량의 비교 결과에 의거하여 상기 연료전지의 임피던스를 측정할지의 여부를 판단하는 것을 특 징으로 하는 연료전지 시스템.
  6. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관련 온도센서에 의하여 검출되는 관련 온도에 따라 상기 변화량 기준값을 보정하는 보정수단을 더 구비하고,
    상기 판단수단은, 보정된 변화량 기준값과 상기 관련 온도의 변화량의 비교 결과에 의거하여 상기 연료전지의 임피던스를 측정할지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  7. 제 2항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관련 온도의 변화량은, 상기 관련 온도의 변화 속도인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 관련 온도는, 상기 연료전지를 순환하는 냉각수의 온도인 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
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