(57)【要約】【課題】熱交換器に水を散布する燃料電池システムにおいて、熱交換器に水を散布する必要がある場合に水を確保する。【解決手段】燃料電池１０と、燃料電池１０を冷却する冷却装置２２と、電気化学反応で発生した気体及び水を含む混合気体から水を分離する気液分離器３０と、気液分離器３０で分離した水を冷却装置２２に散布する散布装置３４、３５、３６と、燃料電池１０に供給される空気を加湿する加湿装置１４と、加湿装置１４による加湿量を制御する制御装置４０とを備える。制御装置４０は、散布装置３４、３５、３６による水を散布を行う必要がある場合に、加湿装置１４による加湿量を増大させる。【選択図】図１
2020068112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気に含まれる酸素と、水素とを電気化学反応させる燃料電池（１０）と、
熱媒体を用いて熱交換することで前記燃料電池を冷却する冷却装置（２２）と、
前記電気化学反応で発生した気体及び水を含む混合気体から水を分離する気液分離器（３０）と、
前記気液分離器で分離した水を前記冷却装置に散布する散布装置（３４、３５、３６）と、
前記燃料電池に供給される空気を加湿する加湿装置（１４）と、
前記加湿装置による加湿量を制御する制御装置（４０）と、
を備え、
前記制御装置は、前記散布装置による水を散布を行う必要がある場合に、前記加湿装置による加湿量を増大させる燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池に供給される空気が前記加湿装置をバイパスするためのバイパス通路（１５）を備え、
前記制御装置は、前記バイパス通路を通過する空気量を減少させることで、前記加湿装置に供給される空気量を増大させ、前記加湿装置による加湿量を増大させる請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
外気温を検出する外気温センサ（４１）を備え、
前記制御装置は、前記外気温センサで検出した外気温が所定温度を上回っている場合に、前記加湿装置による加湿量を増大させる請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記気液分離部で分離した水を貯蔵する貯水タンク（３１）と、
前記貯水タンクの貯水量を検出する貯水量センサ（３２）と、
を備え、
前記制御装置は、前記貯水量センサで検出した前記貯水タンクの貯水量が所定量を下回っている場合に、前記加湿装置による加湿量を増大させる請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
外気温を検出する外気温センサ（４１）と、
前記気液分離部で分離した水を貯蔵する貯水タンク（３１）と
前記貯水タンクの貯水量を検出する貯水量センサ（３２）と、
を備え、
前記制御装置は、前記外気温センサで検出した外気温が所定温度を上回っており、かつ、前記貯水量センサで検出した前記貯水タンクの貯水量が所定量を下回っている場合に、前記加湿装置による加湿量を増大させる請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記電気化学反応に用いられる空気を前記燃料電池に供給する空気供給装置（１３）を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池の内部でフラッディングが発生していると判定された場合に、前記空気供給装置による空気の供給量を増大させる請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料電池のインピーダンスを検出するインピーダンス検出部（４０ａ）を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池のインピーダンスが所定値を下回った場合に、前記燃料電池の内部でフラッディングが発生していると判定する請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料電池の電流及び電圧から電流電圧特性を取得する電流電圧特性取得部を備え、
前記制御装置は、前記電流電圧特性が所定の基準特性を下回った場合に、前記燃料電池の内部でフラッディングが発生していると判定する請求項６に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を冷却するための冷却装置に水を散布する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、燃料電池の排気ガスに含まれる水を気液分離器で回収し、回収した水を熱交換器からなる冷却装置に散布する燃料電池システムが提案されている。当該燃料電池システムは、冷却装置に散布された水の蒸発潜熱により、冷却装置の冷却性能を向上させている。
【０００３】
また、特許文献２では、加湿器で加湿された空気を燃料電池に供給する構成において、燃料電池の状態に応じて加湿器をバイパスする空気量を調整することで、燃料電池に供給される空気の湿度を最適にすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１３０５４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２０３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、気液分離器で回収できる水量が燃料電池の発電量に依存するため、冷却装置に水を散布する必要がある場合に、水が不足する可能性がある。また、特許文献２の構成では、燃料電池に供給される空気の湿度が最適値に制御されているため、燃料電池の排気ガスから回収可能な水量が少ない。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、燃料電池を冷却する冷却装置を備える燃料電池システムにおいて、冷却装置に散布する水を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気に含まれる酸素と、水素とを電気化学反応させる燃料電池（１０）と、熱媒体を用いて熱交換することで燃料電池を冷却する冷却装置（２２）と、電気化学反応で発生した気体及び水を含む混合気体から水を分離する気液分離器（３０）と、気液分離器で分離した水を冷却装置に散布する散布装置（３４、３５、３６）と、燃料電池に供給される空気を加湿する加湿装置（１４）と、加湿装置による加湿量を制御する制御装置（４０）とを備える。制御装置は、散布装置による水を散布を行う必要がある場合に、加湿装置による加湿量を増大させる。
【０００８】
これにより、燃料電池の排気ガス中の水分量が増大し、気液分離器による水の回収量を増大させることができる。この結果、冷却装置に散布する水を確保することができる。
【０００９】
なお、上記各構成要素の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の燃料電池システムの概念図である。
【図２】流量調整弁の制御マップを示す図である。
【図３】第１実施形態のバイパス流量制御を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態の燃料電池システムの概念図である。
【図５】第２実施形態のバイパス流量制御を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態の変形例を説明するための燃料電池の電流電圧特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態の燃料電池システムについて図面を用いて説明する。この燃料電池システムは、電気自動車の一種である、いわゆる燃料電池車両に適用されており、車両走行用電動モータ等の電気負荷に電力を供給する。
【００１３】
図１に示すように、燃料電池システムは、水素と酸素との電気化学反応を利用して電力を発生する燃料電池１０を備えている。燃料電池１０は、図示しないインバータ等の電気機器に電力を供給するように構成されている。インバータは、燃料電池１０から供給された直流電流を交流電流に変換して走行用モータ（負荷）に供給してモータを駆動する。
【００１４】
本第１実施形態では、燃料電池１０として固体高分子電解質型燃料電池を用いており、基本単位となるセルが複数積層されたスタック構造となっている。各セルは、電解質膜が一対の電極で挟まれた構成となっている。
【００１５】
燃料電池１０には、水素通路１１を介して水素が供給され、空気通路１２を介して酸素を含む空気が供給される。水素は、例えば図示しない高圧水素タンクから供給される。空気は、空気通路１２に設けられた空気供給装置１３によって供給される。本実施形態では、空気供給装置１３として空気圧縮機を用いており、加圧した空気を加圧吸気として燃料電池１０に供給している。空気供給装置１３は、圧縮機モータ（図示せず）と機械的に接続されている。
【００１６】
燃料電池１０では、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり電気エネルギが発生する。
【００１７】
（負極側）Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-
（正極側）２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ
この電気化学反応のためには、燃料電池１０内の電解質膜は、水分を含んだ湿潤状態となっている必要がある。このため、空気通路１２には、燃料電池１０に供給される空気を加湿する加湿装置１４が設けられている。加湿装置１４で加湿された空気が燃料電池１０に供給されることで、燃料電池１０内の電解質が加湿される。
【００１８】
上記電気化学反応に用いられなかった未反応の水素は、燃料電池１０から水素排ガスとして排出され、上記電気化学反応に用いられなかった未反応の酸素は、燃料電池１０から空気排ガスとして排出される。
【００１９】
燃料電池１０では電気化学反応により生成水が発生し、この水分は空気排ガスに含まれた状態で燃料電池１０から排出される。燃料電池１０から排出される空気排ガスは加湿装置１４を通過する。加湿装置１４では、空気排ガスに含まれる水蒸気によって、燃料電池１０に供給される空気が加湿される。
【００２０】
空気通路１２には、燃料電池１０に供給される空気が加湿装置１４をバイパスするためのバイパス通路１５が設けられている。バイパス通路１５には、流量調整弁１６が設けられている。流量調整弁１６は、弁開度を調整することでバイパス通路１５の空気流量を調整するバイパス流量調整部である。流量調整弁１６の開度制御は、後述する制御装置４０によって行われる。
【００２１】
流量調整弁１６の開度を調整することで、燃料電池１０に供給される空気流量に対するバイパス通路１５を通過する空気流量の比（以下、「バイパス流量比」という）を調整することができる。バイパス流量比は、加湿装置１４に供給される空気流量とバイパス通路１５を通過する空気流量の合計に占めるバイパス通路１５を通過する空気流量の割合である。
【００２２】
流量調整弁１６の開度を大きくすると、バイパス通路１５を通過する空気流量の割合が増大し、バイパス流量比が増大する。流量調整弁１６の開度を小さくすると、バイパス通路１５を通過する空気流量の割合が減少し、バイパス流量比が減少する。
【００２３】
バイパス流量比を調整することで、加湿装置１４を通過する空気流量を調整でき、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を調整できる。具体的には、バイパス流量比を減少させることで、空気の加湿量を増大させることができ、バイパス流量比を増大させることで、空気の加湿量を減少させることができる。本実施形態では、流量調整弁１６が燃料電池１０に供給される空気の加湿量を調整する加湿量調整部として機能する。
【００２４】
また、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を調整することで、燃料電池１０の空気排ガスに含まれる水分量を調整できる。具体的には、バイパス流量比を減少させ、空気の加湿量を増大させることで、空気排ガス中の水分量を増大させることができる。また、バイパス流量比を増大させ、空気の加湿量を減少させることで、空気排ガス中の水分量を減少させることができる。
【００２５】
空気通路１２における燃料電池１０の下流側には、背圧調整弁１７が設けられている。背圧調整弁１７は、弁開度を調整することで、燃料電池１０の空気背圧を調整することができ、燃料電池１０内の空気の圧力を調整することができる。
【００２６】
燃料電池１０は、出力が高くなると温度上昇して電解質が乾燥しやすくなり、発電状態が不安定になるおそれがある。このため、燃料電池１０の出力が高くなると、背圧調整弁１７によって空気背圧を高くし、電解質膜の乾燥を防止している。
【００２７】
燃料電池１０は発電の際、上記電気化学反応により熱が発生する。燃料電池１０は、発電効率のために運転中一定温度（例えば８０℃程度）に維持する必要がある。また、燃料電池１０内部の電解質膜は、所定の許容上限温度を超えると、高温により破壊されるため、燃料電池１０を許容温度以下に保持する必要がある。
【００２８】
燃料電池システムは、燃料電池１０に冷却水を循環供給する冷却水通路２０を備えている。冷却水としては、低温時の凍結を防止するために、例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。冷却水通路２０には、冷却水を循環させるための冷却水ポンプ２１が設けられている。
【００２９】
冷却水通路２０には、ラジエータ２２が設けられている。ラジエータ２２は、燃料電池１０により高温となった冷却水と、ファン２３により送風された外気とを熱交換させ、燃料電池１０で発生した熱を系外に放出する熱交換器である。つまり、ラジエータ２２は、熱媒体を用いて熱交換することで燃料電池１０を冷却する冷却装置である。ファン２３の回転は、後述の制御装置４０によって制御される。
【００３０】
冷却水通路２０における燃料電池１０の出口側には、燃料電池１０から流出した冷却水の温度を検出する水温センサ２４が設けられている。燃料電池１０から流出した冷却水の温度（つまり、燃料電池１０の出口温度）は、ラジエータ２２に流入する冷却水の温度（つまり、ラジエータ２２の入口温度）ということもできる。
【００３１】
空気通路１２における背圧調整弁１７の下流側には、燃料電池１０の空気排ガス中から水分を分離するための気液分離器３０が設けられている。気液分離器３０は、空気排ガスに含まれる水分を回収する水回収部である。
【００３２】
気液分離器３０の下方には、気液分離器３０で回収した水を貯蔵するための貯水タンク３１が設けられている。貯水タンク３１には、貯水タンク３１の貯水量を検出するための貯水量センサ３２が設けられている。
【００３３】
気液分離器３０と貯水タンク３１は水通路３３によって接続されている。気液分離器３０で回収された水は、水通路３３を介して貯水タンク３１に供給される。
【００３４】
貯水タンク３１には、散布用通路３４が接続されている。散布用通路３４には、貯水タンク３１の貯蔵水を散布用通路３４に圧送するための散布用ポンプ３５が設けられている。散布用通路３４には、散布用通路３４を流れる水の量を調整するための散布用弁３６が設けられている。これらの散布用通路３４、散布用ポンプ３５、散布用弁３６は、ラジエータ２２に水を散布する散布装置を構成している。
【００３５】
貯水タンク３１の貯蔵水は、散布用通路３４を介してラジエータ２２の表面に供給される。散布用通路３４の先端には、図示しない散布ノズルが設けられており、散布用通路３４を流れた水はラジエータ２２の表面に散布される。ラジエータ２２に散布された水は、ラジエータ２２の表面で蒸発する。この水の蒸発潜熱を利用してラジエータ２２の冷却能力を向上させることができる。
【００３６】
ラジエータ２２への水の散布は、ラジエータ２２の冷却能力が不足する場合に行われる。本実施形態では、外気温が高い場合にラジエータ２２の冷却能力が不足すると判断し、ラジエータ２２への水の散布が行われる。
【００３７】
図１に示すように、燃料電池システムには、制御装置４０が設けられている。制御装置４０は、燃料電池システムを構成する各制御対象機器の作動を制御する制御部である。制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
【００３８】
制御装置４０には、燃料電池１０から発電状態を示す情報が入力し、水温センサ２４から燃料電池１０の出口温度を示すセンサ値が入力し、貯水量センサ３２から貯水タンク３１の貯水量を示すセンサ値が入力する。また、制御装置４０には、外気温センサ４１から外気温を示すセンサ値が入力する。制御装置４０から、流量調整弁１６、背圧調整弁１７等の各制御対象機器に制御信号が出力される。制御装置４０は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づいて、各制御対象機器の作動を制御することができる。
【００３９】
ここで、制御装置４０による流量調整弁１６の開度制御について説明する。本実施形態では、図２に示す流量制御弁１６の制御マップを用いて流量制御弁１６の弁開度が制御される。図２に示す制御マップでは、燃料電池１０の発電量と流量制御弁１６の弁開度が関連付けられている。これらの制御マップは、例えば制御装置４０のＲＯＭに格納されている。
【００４０】
燃料電池１０の発電量が増大すると、電気化学反応による水の生成量が増大し、燃料電池１０の内部水分量が増大する。このため、燃料電池１０の発電量の増大に伴って、燃料電池１０の供給される空気の加湿量を低減する必要がある。図２に示す制御マップでは、燃料電池１０の発電量増大にしたがって、流量調整弁１６の開度が大きくなっており、バイパス流量比が大きくなっている。
【００４１】
本実施形態では、流量調整弁１６の制御マップが２種類設けられている。図２に示すように、通常制御マップと加湿量増大用マップが設けられている。
【００４２】
加湿量増大マップは、通常制御マップに比較して、燃料電池１０の発電量に対する流量制御弁１６の開度が小さくなっており、バイパス流量比が小さくなっている。加湿量増大マップを用いた場合には、通常制御マップを用いた場合よりも、加湿装置１４を通過する空気の割合が増大し、燃料電池１０に供給される空気の加湿量が増大する。このため、燃料電池１０の空気排ガス中の水分量が増大し、気液分離器３０での水の回収量が増大する。
【００４３】
加湿量増大用マップは、加湿装置１４による空気の加湿量を増大させる必要がある場合に用いられる。加湿装置１４による空気の加湿量を増大させる必要がある場合とは、ラジエータ２２に水を散布するために貯水タンク３１の貯水量を確保する必要がある場合である。本実施形態では、外気温が高く、かつ、貯水タンク３１の貯水量が少なくなっている場合に、加湿装置１４による空気の加湿量を増大させる必要があると判断される。
【００４４】
次に、本実施形態の燃料電池システムによるバイパス流量制御を図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００４５】
まず、Ｓ１０の処理で燃料電池システムの起動を行う。続いて、Ｓ１１の処理で外気温センサ４１のセンサ値及び貯水量センサ３２のセンサ値を取得する。
【００４６】
次に、Ｓ１２の処理で外気温センサ４１のセンサ値から特定される外気温が所定温度を上回っているか否かを判定する。所定温度は、ラジエータ２２に水を散布する必要性を判断するために基準となる温度であり、任意に設定することができる。
【００４７】
Ｓ１２の判定処理で外気温が所定温度を上回っていないと判定された場合には、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を増大させる必要がないと判断されるので、Ｓ１４でバイパス流量比が通常となるように、流量調整弁１６の開度を制御する。Ｓ１４の制御処理では、図２に示す通常制御マップを用いる。
【００４８】
一方、Ｓ１２の判定処理で外気温が所定温度を上回っていると判定された場合には、Ｓ１３で貯水タンク３１の貯水量が所定量を下回っているか否かを判定する。所定量は、ラジエータ２２に散布する水が貯水タンク３１に確保されているか否かを判断するために基準となる貯水量であり、任意に設定することができる。
【００４９】
Ｓ１３の判定処理で貯水タンク３１の貯水量が所定量を下回っていないと判定された場合には、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を増大させる必要がないと判断されるので、上述したＳ１４の処理を実行する。
【００５０】
一方、Ｓ１３の判定処理で貯水タンク３１の貯水量が所定量を下回っていると判定された場合には、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を増大させる必要があると判断されるのでＳ１５でバイパス流量比が低減されるように、流量調整弁１６の開度を制御する。Ｓ１５の制御処理では、図２に示す加湿量増大用マップを用いる。
【００５１】
これにより、外気温が高く、かつ、貯水タンク３１の貯水量が少なくなっている場合に、加湿装置１４による空気の加湿量が増大する。この結果、空気排ガス中の水分量が増大するため、気液分離器３０によって回収される水分量を増大させることができ、貯水タンク３１の貯水量を増大させることができる。
【００５２】
次に、Ｓ１６で燃料電池システムを停止させるか否かを判定する。Ｓ１６の判定処理で燃料電池システムを停止させないと判定された場合には、Ｓ１１の処理に戻る。一方、燃料電池システムを停止させると判定された場合には、バイパス流量制御処理を終了する。
【００５３】
以上説明した本実施形態によれば、外気温が高く、かつ、貯水タンク３１の貯水量が少なくなっている場合に、加湿装置１４による空気の加湿量を増大させている。これにより、燃料電池１０の排気ガス中の水分量が増大し、気液分離器３０による水の回収量が増大し、貯水タンク３１の貯水量が増大する。この結果、ラジエータ２２に水を散布する場合に水を確保することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態では、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５５】
上記第１実施形態では、ラジエータ２２に水を散布する必要性が高い場合に、加湿装置１４による空気の加湿量を増大させるようにした。このように、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を増大させると、燃料電池１０内のガス流路が水で閉塞するいわゆるフラッディングが発生する可能性がある。このため、本第２実施形態では、燃料電池１０でフラッディングが発生した場合に、燃料電池１０内から水分を排出するパージを行う。
【００５６】
図４に示すように、本第２実施形態の制御装置４０は、燃料電池１０のインピーダンスを検出するインピーダンス検出部４０ａとしての機能を備えている。制御装置４０は、例えば周知の交流インピーダンス法を用いて燃料電池１０のインピーダンスを検出することができる。
【００５７】
燃料電池１０の電解質膜は、水分量が増加すると、その膜抵抗（即ち、インピーダンス）が低下する傾向を示す。即ち、当該インピーダンスは、燃料電池１０の内部水分量と相関関係がある物理量である。このため、本第２実施形態では、燃料電池１０のインピーダンスに基づいて燃料電池１０の内部水分量を推定し、燃料電池１０でフラッディングが発生しているか否かを判断する。
【００５８】
次に、本第２実施形態の燃料電池システムによるバイパス流量制御を図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００５９】
本第２実施形態では、図５に示すように、Ｓ１５の処理でバイパス流量比が低減されるように流量調整弁１６の開度制御を行った後、Ｓ１７の処理で燃料電池１０でフラッディングが発生しているか否かを判定する。Ｓ１７では、インピーダンスが所定値を下回っている場合に、フラッディングが発生していると判定する。所定値は、燃料電池１０でフラッディングが発生しているか否かを判断するために基準となる値であり、任意に設定することができる。
【００６０】
Ｓ１７の判定処理でフラッディングが発生していないと判定された場合には、Ｓ１８の処理で空気供給装置１３から燃料電池１０に供給される空気流量を通常とする。一方、Ｓ１７の判定処理でフラッディングが発生していると判定された場合には、Ｓ１９でバイパス流量比が通常となるように、流量調整弁１６の開度を制御する。そして、Ｓ２０の処理で空気供給装置１３から燃料電池１０に供給される空気流量を増大させる。これにより、増大した空気流によって燃料電池１０の内部から余剰の水分を排出することができる。
【００６１】
以上説明した本第２実施形態によれば、燃料電池１０への供給空気の加湿量を増加させた結果、フラッディングが発生した場合に、燃料電池１０への空気供給量を増加させることで、燃料電池１０の内部から水分を排出でき、フラッディングを解消することができる。
【００６２】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
【００６３】
（１）上記第１実施形態では、本実施形態では、外気温が所定温度を上回っており、かつ、貯水タンク３１の貯水量が所定量を下回っている場合に、加湿装置１４による加湿量を増大させたが、これに限らず、いずれか一方の条件が成立した場合に加湿装置１４による加湿量を増大させてもよい。つまり、外気温が所定温度を上回っている場合に加湿装置１４による加湿量を増大させてもよく、または貯水タンク３１の貯水量が所定量を下回っている場合に加湿装置１４による加湿量を増大させてもよい。
【００６４】
（２）上記第１実施形態では、バイパス流量比を低減することで、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を増大させるようにしたが、これに限らず、加湿装置１４が空気への加湿量を調整可能となっている場合には、加湿装置１４による加湿量を増大させることで、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を増大させるようにしてもよい。
【００６５】
（３）上記第１実施形態では、外気温が所定温度を上回った場合に、ラジエータ２２に水を散布する必要があると判断するようにしたが、これに限らず、外気温以外の物理量に基づいてラジエータ２２への水散布の必要性を判断してもよい。例えば燃料電池１０が高負荷となった場合には、燃料電池１０の発熱量が増大してラジエータ２２の冷却能力が不足すると推測される。このため、燃料電池１０の発電量が所定値を上回った場合に、ラジエータ２２に水を散布する必要があると判断してもよい。
【００６６】
（４）上記第２実施形態では、燃料電池１０のインピーダンスに基づいてフラッディングの発生を判定するようにしたが、燃料電池１０のインピーダンスに限らず、燃料電池１０の内部水分量と相関関係がある物理量に基づいてフラッディング発生の判定を行うことができる。例えば、燃料電池１０の内部水分量と相関関係がある物理量として燃料電池１０の電流Ｉ及び電圧Ｖの関係である電流電圧特性（ＩＶ特性）を用い、電流電圧特性に基づいてフラッディングの発生を判定するようにしてもよい。
【００６７】
図６では、燃料電池１０の内部水分量が適正である場合の電流電圧特性を基準特性として示している。図６における斜線で示す部分は、燃料電池１０でフラッディングが発生していると判断されるフラッディング領域である。フラッディング領域では、燃料電池１０の電流電圧特性が基準特性よりも低下している。
【００６８】
制御装置４０は、燃料電池１０の電流値及び電圧値に基づいて電流電圧特性を取得する電流電圧特性取得部として機能する。基準特性は予め設定しておき、例えば制御装置４０のＲＯＭに格納しておけばよい。
【００６９】
燃料電池１０の内部水分量が過剰である場合は、燃料電池１０の内部水分量が適正である場合に比べて、燃料電池１０の発電効率が低下し、電流電圧特性が低下する。このため、燃料電池１０への供給空気の加湿量を増大させた後で燃料電池１０の電流及び電圧を取得し、この電流電圧特性が基準特性よりも下回っている場合に、燃料電池１０の内部水分量が過剰になっており、フラッディングが発生していると判断できる。
【符号の説明】
【００７０】
１０      燃料電池
１３      空気供給装置
１４      加湿装置
１５      バイパス通路
１６      流量調整弁
２２      ラジエータ（冷却装置）
３０      気液分離器
３１      貯水タンク
３２      貯水量センサ
３４      散布用通路（散布装置）
３５      散布用ポンプ（散布装置）
３６      散布用弁（散布装置）
４０      制御装置
４０ａ    インピーダンス検出部
４１      外気温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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