特許 7192690 燃料電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】燃料電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04044 20160101AFI20221213BHJP

   H01M 8/10 20160101ALI20221213BHJP

   H01M 8/12 20160101ALI20221213BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20221213BHJP

   H01M 8/04225 20160101ALI20221213BHJP

   H01M 8/04302 20160101ALI20221213BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20221213BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20221213BHJP

   B60L 50/70 20190101ALN20221213BHJP

   B60L 58/31 20190101ALN20221213BHJP

   B60L 58/33 20190101ALN20221213BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04044

H01M8/10 101

H01M8/12 101

H01M8/04 J

H01M8/04225

H01M8/04302

H01M8/04537

H01M8/00 Z

B60L50/70

B60L58/31

B60L58/33

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019131753

(22)【出願日】2019-07-17

(65)【公開番号】P2021018841

(43)【公開日】2021-02-15

【審査請求日】2021-08-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山上 慶大

(72)【発明者】

【氏名】岡本 陽平

(72)【発明者】

【氏名】今西 啓之

【審査官】笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１３０４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１２３８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９２１４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ８／０４０４４

Ｈ０１Ｍ ８／１０

Ｈ０１Ｍ ８／１２

Ｈ０１Ｍ ８／０４

Ｈ０１Ｍ ８／０４２２５

Ｈ０１Ｍ ８／０４３０２

Ｈ０１Ｍ ８／０４５３７

Ｈ０１Ｍ ８／００

Ｂ６０Ｌ ５０／７０

Ｂ６０Ｌ ５８／３１

Ｂ６０Ｌ ５８／３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池を冷却する冷媒が流れ、ラジエータが設けられた第１冷媒回路と、
前記第１冷媒回路に設けられて、前記第１冷媒回路を流れる前記冷媒中のイオンを除去するイオン交換器と、
前記第１冷媒回路に接続可能であり、前記第１冷媒回路に比べて、冷媒の流れの停止中における冷媒中の平均イオン濃度が低い第２冷媒回路と、
前記第２冷媒回路を経由した前記冷媒が前記第１冷媒回路に流入する流通状態と、前記第２冷媒回路から前記第１冷媒回路への前記冷媒の流入が、前記流通状態よりも抑制された流通抑制状態と、を切り替える切替弁と、
前記流通状態のときに、前記第２冷媒回路内の前記冷媒を前記第１冷媒回路に流入させるポンプと、
前記燃料電池システムが停止してから前記燃料電池システムの始動の指示が入力されるまでの間の停止期間が、予め定めた基準期間を超えているときには、前記始動の指示の入力の後に、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動する制御部と、
を備える燃料電池システム。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記第１冷媒回路の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された前記燃料電池の絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出部を備え、
前記制御部は、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動した後に、前記絶縁抵抗検出部が検出した前記絶縁抵抗が、予め定めた第１基準値を上回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替える
燃料電池システム。

【請求項3】

請求項１に記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動して、前記第２冷媒回路から前記第１冷媒回路への前記冷媒の流入が開始された後に、前記第２冷媒回路を流れた前記冷媒の流量の積算値を導出する流量導出部を備え、
前記制御部は、前記流量導出部が導出した前記冷媒の流量の積算値が、予め定めた第２基準値を上回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替える
燃料電池システム。

【請求項4】

請求項１に記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記第１冷媒回路内の冷媒の導電率を測定する導電率センサ、または、前記第１冷媒回路内の冷媒のイオン濃度を測定するイオン濃度センサを備え、
前記制御部は、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動した後に、前記導電率センサが測定した前記導電率、または、前記イオン濃度センサが測定した前記イオン濃度が、前記導電率および前記イオン濃度の各々に応じて予め定めた第３基準値を下回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替える
燃料電池システム。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記停止期間が前記基準期間以下のときには、前記始動の指示の入力の後に、前記切替弁を前記流通抑制状態に設定する
燃料電池システム。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記第２冷媒回路は、該第２冷媒回路内の前記冷媒の熱を用いて暖房を行なう空調回路である
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、燃料電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池システムとして、燃料電池の内部に冷却水流路を設け、燃料電池とラジエータとの間で冷却液を循環させることにより燃料電池を冷却するシステムが知られている。このような燃料電池システムでは、ラジエータや冷却液配管からイオンが溶出することにより、冷却液の導電率が上昇する可能性がある。そのため、従来は、例えば特許文献１に記載されているように、冷却液配管にイオン交換器を設けて冷却液中に存在するイオンを除去することにより、冷却液中の導電率が低下させていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－１２３８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、冷却液配管に設けたイオン交換器を用いて冷却液中のイオンを除去するためには、冷却液配管内で冷却液を循環させる必要がある。そのため、燃料電池システムの停止中であって、冷却液配管内を冷却液が循環しないときには、ラジエータや冷却液配管から溶出したイオンをイオン交換器によって除去することができず、冷却液の導電率が望ましくない程度に上昇する可能性があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の第１の形態の燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池を冷却する冷媒が流れ、ラジエータが設けられた第１冷媒回路と、前記第１冷媒回路に設けられて、前記第１冷媒回路を流れる前記冷媒中のイオンを除去するイオン交換器と、前記第１冷媒回路に接続可能であり、前記第１冷媒回路に比べて、冷媒の流れの停止中における冷媒中の平均イオン濃度が低い第２冷媒回路と、前記第２冷媒回路を経由した前記冷媒が前記第１冷媒回路に流入する流通状態と、前記第２冷媒回路から前記第１冷媒回路への前記冷媒の流入が、前記流通状態よりも抑制された流通抑制状態と、を切り替える切替弁と、前記流通状態のときに、前記第２冷媒回路内の前記冷媒を前記第１冷媒回路に流入させるポンプと、前記燃料電池システムが停止してから前記燃料電池システムの始動の指示が入力されるまでの間の停止期間が、予め定めた基準期間を超えているときには、前記始動の指示の入力の後に、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動する制御部と、を備える。

【0006】

（１）本発明の一形態によれば、燃料電池システムが提供される。燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池を冷却する冷媒が流れる第１冷媒回路と、前記第１冷媒回路に設けられて、前記第１冷媒回路を流れる前記冷媒中のイオンを除去するイオン交換器と、前記第１冷媒回路に接続可能であり、前記第１冷媒回路に比べて、冷媒の流れの停止中における冷媒中の平均イオン濃度が低い第２冷媒回路と、前記第２冷媒回路を経由した前記冷媒が前記第１冷媒回路に流入する流通状態と、前記第２冷媒回路から前記第１冷媒回路への前記冷媒の流入が、前記流通状態よりも抑制された流通抑制状態と、を切り替える切替弁と、前記流通状態のときに、前記第２冷媒回路内の前記冷媒を前記第１冷媒回路に流入させるポンプと、前記燃料電池システムが停止してから前記燃料電池システムの始動の指示が入力されるまでの間の停止期間が、予め定めた基準期間を超えているときには、前記始動の指示の入力の後に、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動する制御部と、を備える。この形態の燃料電池システムによれば、燃料電池システムの停止期間が基準期間を超えるときには、燃料電池システムの始動の指示入力の後に、第２冷媒回路内の冷媒が第１冷媒回路に流入される。そのため、燃料電池システムの停止期間が基準期間よりも長いことにより、第１冷媒回路内の冷媒にイオンが溶出して冷媒のイオン濃度が高まる場合であっても、燃料電池システムの始動時に、第１冷媒回路内の冷媒のイオン濃度を、より速やかに低下させることができる。その結果、第１冷媒回路の冷媒の導電率を低下させることができる。
（２）上記形態の燃料電池システムは、さらに、前記第１冷媒回路の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された前記燃料電池の絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗検出部を備え、前記制御部は、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動した後に、前記絶縁抵抗検出部が検出した前記絶縁抵抗が、予め定めた第１基準値を上回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替えることとしてもよい。この形態の燃料電池システムによれば、第１冷媒回路の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された燃料電池の絶縁抵抗は、主として第１冷媒回路の冷媒の導電率によって変化するため、第１冷媒回路の冷媒の導電率が第１基準値に対応する値に低下するまで「流通状態」が維持される。その結果、第１冷媒回路における導電率が、絶縁抵抗に係る第１基準値に対応する値以上となっている状態で燃料電池が発電することを抑えることができる。
（３）上記形態の燃料電池システムは、さらに、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動して、前記第２冷媒回路から前記第１冷媒回路への前記冷媒の流入が開始された後に、前記第２冷媒回路を流れた前記冷媒の流量の積算値を導出する流量導出部を備え、前記制御部は、前記流量導出部が導出した前記冷媒の流量の積算値が、予め定めた第２基準値を上回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替えることとしてもよい。この形態の燃料電池システムによれば、切替弁を流通抑制状態に切り替えた後には、第２冷媒回路内の冷媒は第１冷媒回路に流入してイオン交換器を通過することがなく、イオン交換器内を流れ得る冷媒の量が削減される。すなわち、イオン交換器によるイオン濃度低減の対象となる冷媒量が削減される。その結果、第１冷媒回路内の冷媒の導電率を、イオン交換器を用いて、より速やかに低下させることができる。
（４）上記形態の燃料電池システムは、さらに、前記第１冷媒回路内の冷媒の導電率を測定する導電率センサ、または、前記第１冷媒回路内の冷媒のイオン濃度を測定するイオン濃度センサを備え、前記制御部は、前記切替弁が前記流通状態に切り替えられた状態で前記ポンプを駆動した後に、前記導電率センサが測定した前記導電率、または、前記イオン濃度センサが測定した前記イオン濃度が、前記導電率および前記イオン濃度の各々に応じて予め定めた第３基準値を下回ったときに、前記切替弁を前記流通抑制状態に切り替えることとしてもよい。この形態の燃料電池システムによれば、第１冷媒回路内の冷媒の導電率またはイオン濃度が第３基準値に低下するまで「流通状態」を維持することにより、第１冷媒回路における導電率が高い状態で燃料電池が発電することを抑えることができる。
（５）上記形態の燃料電池システムにおいて、前記制御部は、前記停止期間が前記基準期間以下のときには、前記始動の指示の入力の後に、前記切替弁を前記流通抑制状態に設定することとしてもよい。この形態の燃料電池システムによれば、停止期間が基準期間以下のときには、始動の指示の入力の後に、第１冷媒回路に影響されることなく第２冷媒回路を用いることができる。
（６）上記形態の燃料電池システムにおいて、前記第２冷媒回路は、該第２冷媒回路内の前記冷媒の熱を用いて暖房を行なう空調回路であることとしてもよい。このような構成とすれば、空調回路の冷媒を用いて、燃料電池システムの始動時に、燃料電池を冷却するための冷媒の導電率を低下させることができる。
本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能であり、例えば、燃料電池システムの制御方法、燃料電池システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】燃料電池システムの概略構成を模式的に示す説明図である。

【図2】燃料電池システムの絶縁抵抗検出部を表わす説明図である。

【図3】始動時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。

【図4】始動時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。

【図5】第１冷媒回路内の冷媒の導電率が低下する様子を概念的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
（Ａ－１）燃料電池車両の全体構成：
図１は、本発明の第１の実施形態としての燃料電池システム１５の概略構成を模式的に示す説明図である。燃料電池システム１５は、燃料電池６００と、燃料ガス供給系２００と、酸化ガス供給系３００と、排ガス系４００と、冷却系５００と、空調系７００と、絶縁抵抗検出部９１と、制御部９００と、を備える。本実施形態の燃料電池システム１５は、車両に搭載されて、車両の駆動用電源として用いられる。

【0009】

燃料電池６００は、単セルが複数積層されたスタック構成を有しており、水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する酸化ガスの供給を受けて発電する。本実施形態の燃料電池６００は、固体高分子形燃料電池である。燃料電池６００を構成する各単セルでは、電解質膜を間に介して、アノード側に燃料ガスが流れる流路（アノード側流路）が形成され、カソード側に酸化ガスが流れる流路（カソード側流路）が形成されている。また、燃料電池６００の内部には、燃料電池６００を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路が形成されている。なお、燃料電池６００としては、固体高分子形燃料電池に限らず、固体酸化物形燃料電池等、他種の燃料電池を採用してもよい。

【0010】

燃料ガス供給系２００は、燃料ガスタンク２１０と、燃料ガス供給管２２０と、燃料ガス還流管２３０と、水素ポンプ２９０と、を備える。燃料ガスタンク２１０は、燃料ガスとしての水素ガスが貯蔵される貯蔵装置であり、燃料ガス供給管２２０を介して燃料電池６００に接続されている。なお、燃料ガスタンク２１０から燃料電池６００へ供給される燃料ガスの流量は、燃料ガス供給管２２０に設けられた図示しない制御弁によって調節される。

【0011】

燃料ガス還流管２３０は、燃料電池６００と燃料ガス供給管２２０とに接続され、燃料電池６００から排出されたアノード排ガスを燃料ガス供給管２２０に循環させる。燃料ガス還流管２３０には、流路内で燃料ガスを循環させるための駆動力を発生して燃料ガスの流量を調節するために、既述した水素ポンプ２９０が設けられている。

【0012】

燃料ガス還流管２３０は、後述するパージ弁４４０を介して後述する燃料ガス排出管４３０に接続されている。アノード排ガスには、発電で消費されなかった水素と共に、窒素や水蒸気等の不純物が含まれる。パージ弁が開弁されることにより、上記不純物を含むアノード排ガスが、燃料ガス還流管２３０から燃料ガス排出管４３０へと排出される。

【0013】

酸化ガス供給系３００は、エアコンプレッサ３２０と、酸化ガス供給管３３０と、を備える。本実施形態の燃料電池６００は、酸化ガスとして、空気を用いる。エアコンプレッサ３２０は、燃料電池システム１５の外部から取り込んだ空気を圧縮し、酸化ガス供給管３３０を介して、燃料電池６００のカソード側流路に空気を供給する。

【0014】

排ガス系４００は、排ガス管４１０と、燃料ガス排出管４３０と、パージ弁４４０と、を備える。排ガス管４１０は、燃料電池６００からカソード排ガスが排出される流路である。燃料ガス排出管４３０は、既述したように、一端がパージ弁４４０を介して燃料ガス還流管２３０に接続されており、他端が排ガス管４１０に接続されている。これにより、パージ弁４４０を介して燃料ガス還流管２３０から排出されるアノード排ガス中の水素は、大気放出に先立ってカソード排ガスにより希釈される。

【0015】

冷却系５００は、冷媒供給管５１０と、冷媒排出管５１５と、冷媒バイパス管５５０と、冷媒ポンプ５２５と、ラジエータ５３０と、イオン交換器５４０と、分流弁５６５と、を備える。冷媒供給管５１０は、燃料電池６００に冷媒を供給するための管であり、冷媒供給管５１０には冷媒ポンプ５２５が配置されている。冷媒排出管５１５は、燃料電池６００から冷媒を排出するための管である。冷媒排出管５１５の下流部と冷媒供給管５１０の上流部の間には、冷媒を冷却するためのラジエータ５３０が設けられている。ラジエータ５３０には、ラジエータ５３０からの放熱を促進するラジエータファン５３５が設けられている。上記冷媒ポンプ５２５は、冷媒供給管５１０と、冷媒排出管５１５と、燃料電池６００内の冷媒流路と、を循環する冷媒の流量を調節する。冷却系５００が備える冷媒の配管、すなわち、燃料電池６００とラジエータ５３０との間で冷媒を循環させる配管を含む冷媒供給管５１０、冷媒排出管５１５、および冷媒バイパス管５５０によって構成される流路は、「第１冷媒回路５０５」とも呼ぶ。

【0016】

ラジエータ５３０は、冷媒中にイオン（例えば、カリウムイオンやフッ素イオン）を溶出させる。この原因としては例えば以下が挙げられる。すなわち、ラジエータ５３０の製造過程において、ラジエータ５３０の構成部材から酸化被膜を除去するための除去工程が行われる。酸化被膜を除去するために用いられる材料であるフラックスの成分が、ラジエータ５３０の表面に残留して、イオンとして冷媒中に溶出する。またこのような酸化被膜の除去工程を行わない場合にも、他の種類のイオンがラジエータ５３０から冷媒中に溶出する場合がある。

【0017】

冷媒バイパス管５５０は、冷媒供給管５１０と冷媒排出管５１５とを接続する流路である。冷媒バイパス管５５０には、イオン交換器５４０が設けられている。イオン交換器５４０は、内部にイオン交換樹脂を備えており、冷媒中に存在するイオンを、イオン交換樹脂に吸着させることによって除去する。

【0018】

冷媒排出管５１５と冷媒バイパス管５５０との接続部には、分流弁５６５が設けられている。分流弁５６５は、ラジエータ５３０を経由して流れる冷媒と、ラジエータ５３０をバイパスして流れる冷媒との割合を変更可能な弁であり、本実施形態ではロータリーバルブによって構成されている。分流弁５６５の開度が全開（開度が１００％）の場合は、分流弁５６５に流入した冷媒の全量が冷媒バイパス管５５０へ流入する。一方で分流弁の開度が全閉（開度が０％）の場合は、分流弁５６５に流入した全量がラジエータ５３０へ流入する。分流弁５６５は、開度を０％～１００％の間で変更できる。

【0019】

冷却系５００に含まれる冷媒流路には、アース接続されたアース接続部５７０が設けられている。アース接続部５７０は、上記冷媒流路の一部に設けられた金属配管によって構成されており、本実施形態では、アース接続部５７０は、冷媒排出管５１５に設けられている。すなわち、本実施形態では、冷媒排出管５１５に設けられた金属配管が、ボディアースに電気的に接続されている。

【0020】

冷却系５００が備える冷媒としては、例えば、エチレングリコールなどの不凍液や水を用いることができる。

【0021】

空調系７００は、燃料電池車両の暖房に用いられ、分岐管７４５と、切替弁７４０と、温水供給管７１０と、空調ポンプ７２５と、電気ヒータ７３０と、ヒータコア７２０と、温水排出管７１５と、温水還流管７３５と、を備える。分岐管７４５と温水排出管７１５とは、冷却系５００が備える既述した冷媒排出管５１５に接続されており、分岐管７４５、温水供給管７１０、および温水排出管７１５は、この順で接続されている。空調系７００が備える冷媒の配管、すなわち、分岐管７４５、温水排出管７１５、および温水還流管７３５によって構成される流路は、冷却系５００が備える既述した第１冷媒回路５０５の一部を迂回して冷媒が流れる冷媒流路である。このような空調系７００が備える冷媒流路を、「第２冷媒回路７０５」とも呼ぶ。第２冷媒回路７０５は、冷却系５００が備える第１冷媒回路５０５とは異なり、冷媒へのイオンの溶出量が特に多いラジエータ５３０等の構造を有しておらず、第１冷媒回路５０５に比べて、流路を流れる冷媒へのイオンの溶出量が少ない。そのため、第２冷媒回路７０５は、第１冷媒回路５０５に比べて、冷媒の流れの停止中における冷媒中の平均イオン濃度が低くなる。すなわち、第１冷媒回路５０５および第２冷媒回路７０５を、冷媒の循環を停止した状態で放置して、各々の冷媒流路内の冷媒中にイオンを溶出させると、第１冷媒回路５０５よりも第２冷媒回路７０５の方が、冷媒流路内の平均イオン濃度が低くなる。また、空調系７００が備える第２冷媒回路７０５は、当該冷媒流路内の冷媒の熱を用いて燃料電池車両の暖房を行なう「空調回路」である。

【0022】

空調系７００において、分岐管７４５と温水供給管７１０との接続部には、切替弁７４０が設けられている。また、温水還流管７３５は、温水排出管７１５と切替弁７４０との間を接続している。切替弁７４０は、三方弁として構成されている。この切替弁７４０は、空調系７００が備える第２冷媒回路７０５を経由した冷媒が、冷却系５００が備える第１冷媒回路５０５に流入する「流通状態」と、第２冷媒回路７０５から第１冷媒回路５０５への冷媒の流入が、上記「流通状態」よりも抑制された「流通抑制状態」と、を切り替える。本実施形態では、上記「流通抑制状態」においては、第１冷媒回路５０５と第２冷媒回路７０５との間の冷媒の流通が遮断されるが、少量の冷媒の流通を許容することとしてもよい。

【0023】

温水供給管７１０には、空調系７００の配管内を冷媒が流れるための駆動力を発生する空調ポンプ７２５と、温水供給管７１０を流れる冷媒を加熱するための電気ヒータ７３０とが設けられている。温水供給管７１０と温水排出管７１５との接続部には、空調系７００を流れる冷媒の熱を用いて空気を暖めるためのヒータコア７２０が設けられている。ヒータコア７２０で暖められた空気は、燃料電池車両の車内に送られて車内の暖房に用いられる。温水還流管７３５は、ヒータコア７２０から排出された冷媒を、温水供給管７１０に戻す。なお、空調ポンプ７２５は、冷媒流路の状態が既述した「流通状態」となるように切替弁７４０が切り替えられたときには、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させるポンプとして機能する。

【0024】

制御部９００は、マイクロコンピュータによって構成されており、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、入出力ポートと、を有する。制御部９００は、燃料電池システム１５の発電制御を行なうと共に、燃料電池車両全体の制御を行なう。制御部９００は、燃料電池車両の各部に設けられたセンサ（燃料電池システム１５の各部に設けたセンサ、アクセル開度センサ、ブレーキペダルセンサ、シフトポジションセンサ、および車速センサを含む）からの出力信号を取得する。そして、制御部９００は、燃料電池車両における発電や走行等に係る各部に駆動信号を出力する。具体的には、制御部９００は、例えば、エアコンプレッサ３２０や、水素ポンプ２９０、冷媒ポンプ５２５、および空調ポンプ７２５等のポンプ類や、既述した各種バルブ等に駆動信号を出力する。なお、上記した機能を果たす制御部９００は、単一の制御部として構成される必要はない。例えば、燃料電池システム１５の動作に係る制御部や、燃料電池車両の走行に係る制御部や、走行に関わらない車両補機の制御を行なう制御部など、複数の制御部によって構成し、これら複数の制御部間で、必要な情報をやり取りすることとしても良い。

【0025】

図２は、燃料電池システム１５が備える絶縁抵抗検出部９１について説明するための図である。絶縁抵抗検出部９１は、第１冷媒回路５０５の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された燃料電池６００の絶縁抵抗を検出する。具体的には、本実施形態の絶縁抵抗検出部９１は、第１冷媒回路５０５の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された燃料電池６００の絶縁抵抗を表わす値として、燃料電池システム１５全体の波高値Ｖｋを検出する。検出された波高値Ｖｋは制御部９００に送信される。以下では、絶縁抵抗検出部９１について、さらに詳しく説明する。

【0026】

図２に示す回路系９０は、燃料電池システム１５を構成する電気抵抗を有する要素を回路として示した図である。回路系９０の各抵抗Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｘは、燃料電池システム１５の要素（例えば、図１に示すエアコンプレッサ３２０や、ラジエータファン５３５のモータや、第１冷媒回路５０５）の抵抗である。

【0027】

絶縁抵抗検出部９１は、交流電源９４と、抵抗９３と、コンデンサ９２と、バンドパスフィルタ９５と、ピークホールド回路９６と、を含む。

【0028】

交流電源９４および抵抗９３は、ノードＮ１と接地ノードＧＮＤ（車両のシャシ又はボディー）との間に直列に接続される。コンデンサ９２は、ノードＮ１と回路系９０との間に接続される。

【0029】

交流電源９４は、低周波数の交流信号を出力する。交流信号は、絶縁抵抗検出用の信号である。本実施形態における交流信号の周波数は、２．５Ｈｚである。本実施形態における交流信号の電圧は、５Ｖである。交流信号は、コンデンサ９２を介して、回路系９０に入力される。従って、直流電源回路を構成している回路系９０は、絶縁抵抗検出部９１に対して直流的には分離されている。このため、回路系９０は、グラウンドに対して絶縁されている。

【0030】

バンドパスフィルタ９５は、ノードＮ１上の交流信号の入力を受ける。バンドパスフィルタ９５は、入力された交流信号から２．５Ｈｚの成分を抽出してピークホールド回路９６へ入力する。ピークホールド回路９６は、バンドパスフィルタ９５から入力された２．５Ｈｚの交流信号のピークをホールドし、そのホールドした波高値Ｖｋを制御部９００へ送信する。

【0031】

波高値Ｖｋは、絶縁抵抗の値が小さくなると小さくなり、絶縁抵抗の値が大きくなると大きくなる値である。既述したように、波高値Ｖｋは、第１冷媒回路５０５の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された燃料電池６００の絶縁抵抗を示す値である。ここで、回路系９０の各抵抗Ｒ１，Ｒ２・・・Ｒｘのうち、特に変動量が大きいのは、イオン溶出により冷媒導電率が上昇する第１冷媒回路５０５の冷媒の抵抗である。そのため、本実施形態では、波高値Ｖｋの値を、燃料電池６００からアース接続部５７０までの間の第１冷媒回路５０５の冷媒の絶縁抵抗を表わす値として用いている。

【0032】

（Ａ－２）システム始動時の動作：
図３は、制御部９００のＣＰＵにおいて実行される始動時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、燃料電池システム１５の始動の指示が入力されたとき、例えば、運転者によって燃料電池車両の図示しないスタートスイッチが押されたときに、起動されて実行される。

【0033】

本ルーチンが起動されると、制御部９００のＣＰＵは、燃料電池システム１５が停止してから燃料電池システム１５の始動の指示が入力されるまでの停止期間が、予め定めた基準期間ｔ_０を超えているか否かを判定する（ステップＳ１００）。停止期間は、具体的には、燃料電池車両のスタートスイッチがオフにされた後にオンにされるまでの期間であり、制御部９００のタイマーによって計測される。基準期間ｔ_０は、ラジエータ５３０等から冷媒中に溶出するイオンによって、第１冷媒回路５０５内の冷媒における平均イオン濃度が上昇して、第１冷媒回路５０５内の冷媒の導電率が、許容できない程度に高くなる可能性のある停止期間の下限値として予め設定されて、制御部９００のメモリ内に記憶されている。基準期間ｔ_０は、例えば、１週間（１６８時間）から２週間（３３６時間）までの範囲のいずれかの期間に設定することができる。

【0034】

ステップＳ１００において、停止期間が基準期間ｔ_０を超えている場合には（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、制御部９００は、切替弁７４０を駆動して、第２冷媒回路７０５内の冷媒が第１冷媒回路５０５に流入する「流通状態」となるように、切替弁７４０を切り替える（ステップＳ１１０）。なお、燃料電池システム１５の停止中において「流通状態」となっている場合には、ステップＳ１１０では、当該流通状態が維持される。

【0035】

その後、制御部９００のＣＰＵは、空調ポンプ７２５に対して駆動信号を出力して、空調ポンプ７２５を、最大回転数で動作させる（ステップＳ１２０）。最大回転数とは、例えば、空調ポンプ７２５のモータのカタログにおいて最大回転数として記載された値とすればよい。空調ポンプ７２５を最大回転数で動作させることで、空調ポンプ７２５による吐出流量は最大となる。ステップＳ１１０で切替弁７４０が切り替えられ、ステップＳ１２０で空調ポンプ７２５が駆動される結果、第２冷媒回路７０５内の冷媒が第１冷媒回路５０５に流入する。また、第１冷媒回路５０５内の冷媒が第２冷媒回路７０５に流入する。

【0036】

本実施形態では、始動時制御処理ルーチンが実行される際には、燃料電池６００において暖機運転が開始され、冷媒ポンプ５２５の駆動も開始される。これにより、第１冷媒回路５０５内で冷媒が循環する。また、このとき、分流弁５６５が調節されて、第１冷媒回路５０５を流れる冷媒が、ラジエータ５３０と冷媒バイパス管５５０との双方を通過するように流れる。上記のように冷媒がラジエータ５３０を経由することにより、ラジエータ５３０内で滞留していた比較的イオン濃度が高い冷媒が第１冷媒回路５０５内を循環する。このようにラジエータ５３０内で滞留していた冷媒を含むことにより、第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度が高まる。そして、イオン濃度が比較的高い状態の第１冷媒回路５０５内の冷媒は、第２冷媒回路７０５から流入する冷媒によって希釈される。また、冷媒が冷媒バイパス管５５０を経由することにより、イオン交換器５４０によって冷媒中のイオンが除去されて、第１冷媒回路５０５を流れる冷媒のイオン濃度が低減される。なお、第１冷媒回路５０５を流れる冷媒をラジエータ５３０に流す動作と、冷媒バイパス管５５０に流す動作は、同時に開始する必要はない。例えば、分流弁５６５を調節してラジエータ５３０に冷媒を流し、ラジエータ５３０内に滞留するイオンを第１冷媒回路５０５内に拡散させる動作を先に行なってもよい。

【0037】

その後、制御部９００のＣＰＵは、絶縁抵抗検出部９１が検出した波高値Ｖｋが、予め定めた第１基準値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。波高値Ｖｋは、既述したように、第１冷媒回路５０５における絶縁抵抗を表わす値である。ステップＳ１３０の判断で用いる第１基準値は、燃料電池６００が定常状態となって発電する際の第１冷媒回路５０５における絶縁抵抗として許容できる値として、予め定められて、制御部９００のメモリ内に記憶されている。燃料電池６００の定常状態とは、例えば、燃料電池６００が十分に昇温して最大出力で発電可能な状態とすることができる。燃料電池６００が定常状態であるときに、第１冷媒回路５０５における絶縁抵抗として許容できる値は、例えば、燃料電池システムや車両に係る法規による規定等を勘案して定めることができる。

【0038】

なお、燃料電池６００が定常状態になっているときには、燃料電池システム１５の始動時に比べて一般に冷媒温度は上昇しており、冷媒温度が高いほど、冷媒中のイオン濃度が同じであっても冷媒の導電率は上昇する。そして、第１冷媒回路５０５内の冷媒の導電率が上昇するほど、第１冷媒回路５０５における絶縁抵抗は小さくなる。そのため、上記第１基準値は、燃料電池６００が定常状態であるときに許容される絶縁抵抗に対して、冷媒の温度上昇分を考慮して、より大きな値に設定してもよい。

【0039】

ステップＳ１３０において波高値Ｖｋが第１基準値以下であると判定すると（ステップＳ１３０：ＮＯ）、制御部９００は、波高値Ｖｋが第１基準値を超えるまで、ステップＳ１３０の判断を繰り返す。

【0040】

ステップＳ１３０において波高値Ｖｋが第１基準値を上回ったと判定すると（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、制御部９００のＣＰＵは、空調ポンプ７２５の制御を、通常制御に変更する（ステップＳ１４０）。そして、制御部９００のＣＰＵは、第２冷媒回路７０５から第１冷媒回路５０５への冷媒の流入が「流通状態」よりも抑制された「流通抑制状態」となるように切替弁７４０を切り替えて（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。これにより、第１冷媒回路５０５と第２冷媒回路７０５とが遮断される。上記ステップＳ１３０で採用される空調ポンプ７２５に係る通常制御とは、燃料電池車両における暖房の状態に応じて空調ポンプ７２５を駆動する制御であり、例えば暖房を行なわない場合には、空調ポンプ７２５は停止すればよい。ステップＳ１３０の動作とステップＳ１４０の動作とは、同時に行なってもよく、上記とは逆の順序で行なってもよい。

【0041】

ステップＳ１００において、停止期間が基準期間ｔ_０以下の場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、制御部９００は、本ルーチンを終了する。本ルーチンを終了した後には、制御部９００は、例えば、燃料電池６００の暖機運転のための制御を開始する。このとき、例えば、燃料電池システム１５の停止中において「流通抑制状態」となっている場合には、制御部９００は上記「流通抑制状態」を維持すればよく、燃料電池システム１５の停止中において「流通状態」となっている場合には、制御部９００は切替弁７４０を「流通抑制状態」に切り替えることとすればよい。あるいは、燃料電池システム１５は、停止期間が基準期間ｔ_０以下の場合にも、切替弁７４０を「流通状態」に設定して、燃料電池６００で昇温した冷媒を第２冷媒回路７０５に流入させる運転モードを有していてもよい。このような運転モードは、空調ポンプ７２５を駆動してもよく、空調ポンプ７２５を駆動しなくてもよい。

【0042】

以上のように構成された本実施形態の燃料電池システム１５によれば、燃料電池システム１５の停止期間が基準期間ｔ_０を超えるときには、燃料電池システム１５を始動する指示入力の後に、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させる。そのため、燃料電池システム１５の停止期間が基準期間ｔ_０よりも長いことにより、ラジエータ５３０等からイオンが溶出して第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度が高まる場合であっても、燃料電池システム１５の始動時に、第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度を、より速やかに低下させることができる。その結果、第１冷媒回路５０５における絶縁抵抗を高めることができる。第１冷媒回路５０５内の冷媒は、高電圧機器である燃料電池６００と直接接触している。そのため、第１冷媒回路５０５における絶縁抵抗を、より高めることにより、燃料電池６００における漏電等の不具合の発生を、より十分に抑えることが可能になる。

【0043】

燃料電池システム１５の始動時に、本実施形態とは異なり、第２冷媒回路７０７内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させない場合であっても、イオン交換器５４０を用いることで、第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度を次第に低減させることは可能である。本実施形態によれば、第２冷媒回路７０７内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させることで、第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度を、より速やかに低減させることができる。そのため、例えば燃料電池システム１５の始動時に直ちに燃料電池６００を発電させる場合であっても、第１冷媒回路５０５の冷媒の導電率を容易に抑えることが可能になる。

【0044】

また、燃料電池システム１５において、第１冷媒回路５０５を構成する配管やラジエータ５３０を、イオン溶出量の極めて少ない材料を用いて構成し、燃料電池システム１５の停止時における冷媒へのイオンの溶出量を抑える構成も考えられる。しかしながら、このような場合には、第１冷媒回路５０５を構成する各部の製造条件が制約を受け、また、製造コストの上昇を引き起こし得る。あるいは、第１冷媒回路５０５を構成する上記各部の表面を、イオン溶出を妨げる樹脂等によりコーティングする構成も考えられる。しかしながら、このような場合には、製造工程が複雑化すると共に、製造コストの上昇を招き、上記コーティングが劣化したときには、冷媒へのイオンの溶出量が増加する。本実施形態によれば、これらの不都合を伴うことなく、燃料電池システム１５の始動時において、第１冷媒回路５０５の冷媒の導電率を容易に抑えることが可能になる。

【0045】

さらに、本実施形態の燃料電池システム１５によれば、第１冷媒回路５０５の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された燃料電池６００の絶縁抵抗が第１基準値に上昇したときには、「流通抑制状態」となるように切替弁７４０を切り替えている。このように、上記絶縁抵抗が第１基準値に上昇するまで「流通状態」を維持することにより、上記絶縁抵抗が第１基準値以下の状態で燃料電池６００が発電することを抑えることができる。

【0046】

Ｂ．第２実施形態：
図４は、本発明の第２実施形態としての燃料電池システム１５の制御部９００において実行される始動時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。第２実施形態の燃料電池システム１５は、第１実施形態と同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。

【0047】

図４の始動時制御処理ルーチンは、第１実施形態と同様に、燃料電池システム１５の始動の指示が入力たときに、起動されて実行される。図４において、図３と共通する工程には同じステップ番号を付して、詳しい説明は省略する。

【0048】

本実施形態では、第２冷媒回路７０５から第１冷媒回路５０５に冷媒を流入させる「流通状態」から、切替弁７４０を切り替えて「流通抑制状態」にするタイミングの判断の基準が、第１実施形態とは異なっている。第２実施形態では、第１実施形態のステップＳ１３０の代わりに、ステップＳ２３０およびステップＳ２３５が実行される。

【0049】

第２実施形態では、制御部９００のＣＰＵは、ステップＳ１２０において空調ポンプ７２５を最大回転数で駆動した後、空調系７００の冷媒流量、すなわち、第２冷媒回路７０５内を流れた冷媒の流量の積算値を取得する（ステップＳ２３０）。第２冷媒回路７０５における冷媒流量の積算値は、空調ポンプ７２５の駆動を開始してからの空調ポンプ７２５の動作時間と、空調ポンプ７２５の回転数（本実施形態では最大回転数）とを用いて算出される。このように、制御部９００は、切替弁７４０が流通状態に切り替えられた状態で空調ポンプ７２５を駆動して、第２冷媒回路７０５から第１冷媒回路５０５への冷媒の流入が開始された後に、第２冷媒回路７０５を流れた冷媒の流量の積算値を導出する「流量導出部」として機能する。

【0050】

その後、制御部９００のＣＰＵは、ステップＳ２３０で取得した冷媒流量の積算値と、空調系７００の冷媒量、すなわち、第２冷媒回路７０５内の冷媒量とを比較する（ステップＳ２３５）。第２冷媒回路７０５内の冷媒量とは、第２冷媒回路７０５を構成する冷媒配管の容積であり、予め制御部９００のメモリ内に記憶されている。ステップＳ２３５において、第２冷媒回路７０５内の冷媒流量の積算値が、第２冷媒回路７０５内の冷媒量以下であると判定すると（ステップＳ２３５：ＮＯ）、制御部９００は、上記積算値が第２冷媒回路７０５内の冷媒量を超えるまで、ステップＳ２３５の判断を繰り返す。

【0051】

ステップＳ２３５において、第２冷媒回路７０５内の冷媒流量の積算値が、第２冷媒回路７０５内の冷媒量を超えると判定すると（ステップＳ２３５：ＹＥＳ）、制御部９００のＣＰＵは、既述したステップＳ１４０およびステップＳ１５０を実行して、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ２３５において、上記冷媒流量の積算値が第２冷媒回路７０５内の冷媒量を超えたと判定されるときとは、第２冷媒回路７０５内に存在していた比較的イオン濃度が低い冷媒の全てが、第１冷媒回路５０５に流入して、第２冷媒回路７０５内の冷媒が入れ替わったときである。

【0052】

このような構成とすれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、燃料電池システム１５の停止期間が長いことに起因して第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度が高まる場合であっても、燃料電池システム１５の始動時に、第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度を、より速やかに低下させることができる。

【0053】

また、第２実施形態では、燃料電池システム１５の始動時に第２冷媒回路７０５内に存在していた比較的イオン濃度が低い冷媒の全てが、第１冷媒回路５０５に流入したときに、「流通抑制状態」となるように切替弁７４０を切り替えている。「流通抑制状態」となるように切替弁７４０を切り替えた後には、第２冷媒回路７０５内の冷媒は、第１冷媒回路５０５に流入してイオン交換器５４０を通過することがない。そのため、イオン交換器５４０を用いて冷媒中のイオン濃度を低減する動作を行なう際に、「流通抑制状態」となった後には、イオン交換器５４０によってイオン濃度低減処理が必要となる冷媒の総量は、第２冷媒回路７０５の冷媒容量分だけ少なくなる。その結果、第１冷媒回路５０５内の冷媒の導電率を、より速やかに低下させることができる。

【0054】

図５は、イオン交換器５４０を用いて第１冷媒回路５０５内の冷媒中のイオンを除去する動作を行なった時の、第１冷媒回路５０５内の冷媒における導電率が低下する様子を概念的に示す説明図である。グラフαは、ステップＳ１５０で切替弁７４０を「流通抑制状態」に切り替えたタイミングを時間０として、その後の第１冷媒回路５０５内の冷媒の導電率の低下の様子を示す。グラフβは、上記グラフαの時間０のタイミングにおいて、切替弁７４０を切り替えずに「流通状態」を継続したときの、その後の第１冷媒回路５０５内の冷媒の導電率の低下の様子を示す。切替弁７４０を「流通抑制状態」に切り替えた後は、第２冷媒回路７０５内の冷媒は第１冷媒回路５０５に流入しないので、イオン交換器５４０によるイオン濃度低減の対象となる冷媒量は、第２冷媒回路７０５の冷媒容量分だけ少なくなる。そのため、このような切り替えを行なうグラフαの場合には、切り替えを行なわないグラフβの場合に比べて、より速やかに、第１冷媒回路５０５内の冷媒の導電率が低下する。

【0055】

図５では、燃料電池６００が定常状態に達した後の、第１冷媒回路５０５内における冷媒の導電率の目標上限値を、導電率Ｃ_０として示している。燃料電池６００が定常状態であるときには、第１冷媒回路５０５内の冷媒の導電率が上記目標上限値を超えないように、すなわち、第１冷媒回路５０５における絶縁抵抗が上記導電率の目標上限値に対応する絶縁抵抗を下回らないように、冷媒の流通に係る制御が行なわれる。このような導電率の目標上限値は、例えば、燃料電池システムや車両に係る法規による規定等を勘案して定めることができる。第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度と第２冷媒回路７０５内の冷媒のイオン濃度との差が小さくなると、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させることにより第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度を低下させる効果が小さくなる。そのため、図５に示すように、適切なタイミングで切替弁７４０を「流通抑制状態」に切り替えることにより、第１冷媒回路５０５内の冷媒の導電率を、より速やかに、定常状態における目標上限値である導電率Ｃ_０以下にすることが可能になる。

【0056】

第２実施形態のステップＳ２３５では、第２冷媒回路７０５の冷媒流量の積算値と、第２冷媒回路７０５内の冷媒量とを比較したが、異なる構成としてもよい。すなわち、ステップＳ２３５において第２冷媒回路７０５の冷媒流量の積算値と比較する第２基準値としては、第２冷媒回路７０５内の冷媒量以外の値を用いてもよい。例えば、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させて、冷媒のイオン濃度を低減する効果が望ましい程度に得られるならば、第２基準値を、第２冷媒回路７０５内の冷媒量よりも小さい値としてもよい。この場合であっても、その後のイオン交換器５４０による第１冷媒回路５０５内の冷媒中のイオン濃度低減の速度を、速めることができる。

【0057】

Ｃ．他の実施形態：
（Ｃ１）上記各実施形態では、燃料電池システム１５の始動時に第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させる際に、第１冷媒回路５０５においては、ラジエータ５３０とイオン交換器５４０の双方に冷媒を流すと共に、燃料電池６００の暖機運転を開始したが、異なる構成としてもよい。

【0058】

例えば、始動時に第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させる際には、分流弁５６５の切り替えにより、ラジエータ５３０とイオン交換器５４０の一方のみに冷媒を流してもよい。上記各実施形態のように、ラジエータ５３０において冷媒へのイオンの溶出量が特に多い場合には、例えば、まずラジエータ５３０のみに冷媒を流して、第１冷媒回路５０５全体のイオン濃度を上昇させることで、その後にイオン交換器５４０に冷媒を流したときのイオン除去効率を高めることができる。あるいは、上記各実施形態とは異なり、ラジエータ５３０の材質等に起因してラジエータ５３０において冷媒へのイオンの溶出量が特に少ない場合には、燃料電池システム１５の始動時には、燃料電池６００の暖機が完了するまで、ラジエータ５３０に冷媒を流さないこととしてもよい。このようにすれば、ラジエータ５３０以外の冷媒のイオン濃度が高い箇所において、効率良く冷媒のイオン濃度を低減させることができると共に、燃料電池６００の暖機運転の効率を高めることができる。

【0059】

また、例えば、燃料電池システム１５の始動時の環境温度が氷点下の場合には、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させるのに先立って、燃料電池６００の暖機運転を行なってもよい。この場合には、暖機運転により第１冷媒回路５０５内の冷媒温度を０℃以上に昇温させた後に、切替弁７４０を「流通状態」に切り替えて、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させればよい。あるいは、氷点下始動時において、燃料電池６００の暖機運転と、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させる動作とを同時に行なう場合には、分流弁５６５を調節して、ラジエータ５３０を迂回して冷媒を流すこととすればよい。

【0060】

（Ｃ２）第１実施形態では、図２に示した絶縁抵抗検出部９１を用いて、波高値を絶縁抵抗として検出しているが、第１冷媒回路５０５の冷媒を含む絶縁経路によってグラウンドから絶縁された燃料電池６００の絶縁抵抗を検出するために、異なる手段を用いてもよい。あるいは、絶縁抵抗検出部９１に代えて、第１冷媒回路５０５内の冷媒の導電率を測定する導電率センサや、第１冷媒回路５０５内の冷媒のイオン濃度を測定するイオン濃度センサを設け、第１冷媒回路５０５を流れる冷媒の導電率やイオン濃度を測定してもよい。そして、ステップＳ１３０において、上記測定した導電率やイオン濃度が、導電率およびイオン濃度の各々に応じて予め定めた第３基準値を下回ったと判断された時に、切替弁７４０を流通抑制状態に切り替えることとしてもよい。

【0061】

（Ｃ３）燃料電池システム１５の始動時に、停止期間が基準期間を超えており、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させたときに、このような流入の動作を停止して「流通抑制状態」に切り替えるタイミングは、第１実施形態および第２実施形態とは異なるタイミングとしてもよい。異なるタイミングに「流通抑制状態」に切り替えても、これに先立って「流通状態」にすることで、第１冷媒回路５０５内における冷媒のイオン濃度を低減する同様の効果が得られる。

【0062】

（Ｃ４）上記各実施形態では、燃料電池システム１５の始動時に、停止期間が基準期間を超えているときに、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させる動作を行なう判断をしているが、冷媒へのイオン溶出量に影響を与えるさらに他の要因を考慮して判断してもよい。例えば、停止期間に加えて、さらに停止期間中の温度を考慮してもよい。一般に、温度が高いほど冷媒へのイオンの溶出量は多くなるためである。そのため、例えば、停止中の環境温度が高いほど、基準期間として、より小さい値を設定することとしてもよい。

【0063】

（Ｃ５）上記各実施形態では、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させるポンプとして空調ポンプ７２５を用いたが、異なる構成としてもよい。例えば、「流通状態」で冷媒ポンプ５２５のみを駆動することにより、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させることが可能であれば、第２冷媒回路７０５内の冷媒を第１冷媒回路５０５に流入させるポンプとして冷媒ポンプ５２５を用いてもよい。この場合には、ステップＳ１２０では、空調ポンプ７２５を駆動することなく冷媒ポンプ５２５のみを駆動すればよい。

【0064】

（Ｃ６）上記各実施形態では、燃料電池システム１５を車両の駆動用電源として用いたが、異なる構成としても良い。例えば、車両以外の移動体の駆動用電源としてもよく、また、燃料電池システム１５を、定置型電源として用いても良い。燃料電池を冷却する冷媒が流れる第１冷媒回路と、第１冷媒回路に接続可能な冷媒流路であって、第１冷媒回路に比べて、冷媒の流れの停止中における冷媒中の平均イオン濃度が低い第２冷媒回路と、を備える燃料電池システムであれば、各実施形態と同様の制御を行なうことで、燃料電池システムの始動時に、より速やかに、第１冷媒回路内の冷媒の導電率を低下させることができる。

【0065】

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0066】

１５…燃料電池システム、９０…回路系、９１…絶縁抵抗検出部、９２…コンデンサ、９３…抵抗、９４…交流電源、９５…バンドパスフィルタ、９６…ピークホールド回路、２００…燃料ガス供給系、２１０…燃料ガスタンク、２２０…燃料ガス供給管、２３０…燃料ガス還流管、２９０…水素ポンプ、３００…酸化ガス供給系、３２０…エアコンプレッサ、３３０…酸化ガス供給管、４００…排ガス系、４１０…排ガス管、４３０…燃料ガス排出管、４４０…パージ弁、５００…冷却系、５０５…第１冷媒回路、５１０…冷媒供給管、５１５…冷媒排出管、５２５…冷媒ポンプ、５３０…ラジエータ、５３５…ラジエータファン、５４０…イオン交換器、５５０…冷媒バイパス管、５６５…分流弁、５７０…アース接続部、６００…燃料電池、７００…空調系、７０５…第２冷媒回路、７１０…温水供給管、７１５…温水排出管、７２０…ヒータコア、７２５…空調ポンプ、７３０…電気ヒータ、７３５…温水還流管、７４０…切替弁、７４５…分岐管、９００…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】