(57)【要約】【課題】簡単な構成によって燃料電池の内部の湿潤過多や湿潤不足を抑制できる燃料電池システムを提供する。【解決手段】循環通路２１から排出された燃料ガスを酸化剤ガスで希釈する希釈ボックス８を設け、循環通路２１と希釈ボックス８の間にパージ弁１２を設ける。希釈ボックス８の下流側に、燃料ガス濃度を検出する濃度センサ２４を設ける。パージ弁１２を開弁した後に、検出濃度が、燃料電池１内の湿潤過多と相関する下限閾値濃度よりも低い場合には、パージ弁１２からの燃料ガスの排出量を増加させる。また、パージ弁１２を開弁した後に、検出濃度が、燃料電池１内の湿潤不足と相関する上限閾値濃度よりも高い場合には、パージ弁１２からの燃料ガスの排出量を減少させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスを反応させて発電を行う燃料電池と、
この燃料電池のアノード極から排出された燃料ガスを酸化剤ガスで希釈する希釈手段と、
前記アノード極から希釈手段への燃料ガスの排出を調整する排出弁と、
前記希釈手段内または希釈手段の下流に設けられ燃料ガスの濃度を検出する濃度検出手段と、
前記排出弁を制御する制御手段と、を備えている燃料電池システムにおいて、
前記制御手段は、前記排出弁を開弁した後、前記濃度検出手段の検出濃度が、前記燃料電池内の湿潤過多と相関する閾値濃度よりも低い場合に、前記検出濃度に応じて燃料ガスの排出量を増加補正することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御手段は、燃料ガスの排出量を増加補正した後に、経過時間と、前記排出弁の開弁頻度と、燃料ガスの排出積算量のうちの少なくともいずれか一つが規定値を超えたときに、燃料ガスの排出量を元に戻すことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記増加補正は、燃料ガスの検出濃度と前記閾値濃度との差に応じて行うことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
燃料ガスと酸化剤ガスを反応させて発電を行う燃料電池と、
この燃料電池のアノード極から排出された燃料ガスを酸化剤ガスで希釈する希釈手段と、
前記アノード極から希釈手段への燃料ガスの排出を調整する排出弁と、
前記希釈手段内または希釈手段の下流に設けられ燃料ガスの濃度を検出する濃度検出手段と、
前記排出弁を制御する制御手段と、を備えている燃料電池システムにおいて、
前記制御手段は、前記排出弁を開弁した後、前記濃度検出手段の検出濃度が、前記燃料電池内の湿潤不足と相関する閾値濃度よりも高い場合に、前記検出濃度に応じて燃料ガスの排出量を減少補正することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御手段は、燃料ガスの排出量を減少補正した後に、経過時間と、前記排出弁の開弁頻度と、燃料ガスの排出積算量のうちの少なくともいずれか一つが規定値を超えたときに、燃料ガスの排出量を元に戻すことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記減少補正は、燃料ガスの検出濃度と前記閾値濃度との差に応じて行うことを特徴とする請求項４または５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記制御手段は、所定時間の間の、燃料電池の発電電流の変動幅または燃料電池に導入される酸化剤ガスの変動幅が規定幅よりも小さい場合に、請求項１または４に記載の制御を開始することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
前記制御手段は、燃料電池の発電電流が所定値以下の場合に、請求項１または４に記載の制御を開始することを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水素等の燃料ガスと酸素等の酸化剤ガスの電気化学反応によって発電を行う燃料電池システムに関し、とりわけ、排出される燃料ガスを希釈する機能を備えた燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムとして、燃料電池のアノード極に水素を含む燃料ガスが供給されるとともに、カソード極に空気等の酸化剤ガスが供給されるものがある。この燃料電池システムにおいては、燃料ガス中の水素がイオン化されて固体高分子電解質膜を介してカソード極に移動し、この間に生じた電子が外部回路に取り出される。
アノード極に接続される排出通路にはアノード極回りのガスを新鮮なガスに置き換えるためのパージ弁が設けられており、このパージ弁が所定のタイミングで開くことにより、水素を消費したアノードオフガスが外部に排出される。このアノードオフガス中には、燃料電池で完全に消費できなかった燃料ガス（水素）が残存するため、通常は、希釈ボックスで空気等の酸化剤ガスによって希釈された後にシステム外部に排出される。
【０００３】
ところで、このような燃料電池システムにおいては、希釈ボックスで燃料ガスを充分に希釈することが重要になるが、燃料電池側のアノードオフガス通路の燃料ガス濃度は燃料電池の運転環境等によって変化するため、例えば、定期的に一定時間パージ弁を開く場合には希釈ボックスに導入される燃料ガスの濃度が変化し、希釈ボックスによる安定した希釈が難しくなる状況が考えられる。
【０００４】
このため、これに対処する燃料電池システムとして、希釈ボックスに導入される燃料ガスの濃度を求め、その濃度に応じてパージ弁の開弁間隔等を制御するものが案出されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の燃料電池システムでは、パージ弁の開弁前と開弁後のガス圧の変化量を求め、そのガス圧変化量を基にして希釈ボックスに導入される燃料ガスの濃度を演算によって求めるようにしている。
【０００６】
また、特許文献２に記載の燃料電池システムでは、希釈ボックスの下流側に濃度センサを設置し、希釈ボックス内の燃料ガスの濃度を濃度センサによって直接検出するようにしている。
【特許文献１】特開平２００６−１６４５６２号公報
【特許文献２】特許第３８８０８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この従来の燃料電池システムは、希釈ボックスに導入される燃料ガスの濃度が規定値よりも高い場合に、パージ弁からの燃料ガスの排出量を制限するものであるため、例えば、燃料電池の内部に湿潤過多（フラッディング）が生じた場合には、これを抑制し得るものではなかった。そして、燃料電池の内部に湿潤過多が生じると、水分がアノード極の周囲に滞留して燃料ガスの反応が阻害され、燃料電池の発電が不安定になり易い。
また、逆に燃料電池の内部に湿潤不足が生じて場合には、固体高分子電解質膜上での水素のイオン化が阻害され、燃料電池の発電効率が低下する。このため、現在この点の改善も望まれている。
【０００８】
そこでこの発明は、簡単な構成によって燃料電池の内部の湿潤過多や湿潤不足を抑制できる燃料電池システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、燃料ガスと酸化剤ガスを反応させて発電を行う燃料電池（例えば、後述の実施形態における燃料電池１）と、この燃料電池のアノード極（例えば、後述の実施形態におけるアノード極３）から排出された燃料ガスを酸化剤ガスで希釈する希釈手段（例えば、後述の実施形態における希釈ボックス８）と、前記アノード極から希釈手段への燃料ガスの排出を調整する排出弁（例えば、後述の実施形態におけるパージ弁１２）と、前記希釈手段内または希釈手段の下流に設けられ燃料ガスの濃度を検出する濃度検出手段（例えば、後述の実施形態における濃度センサ２４）と、前記排出弁を制御する制御手段（例えば、後述の実施形態における制御装置１３）と、を備えている燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記排出弁を開弁した後、前記濃度検出手段の検出濃度が、前記燃料電池内の湿潤過多と相関する閾値濃度よりも低い場合に、前記検出濃度に応じて燃料ガスの排出量を増加補正することを特徴とする。
燃料電池の内部が湿潤過多になると、燃料ガス中に混在する水蒸気の分圧が高くなり、その結果、排出弁を通して希釈手段に排出される燃料ガスの濃度が低下する。したがって、希釈手段側の燃料ガスの濃度が閾値濃度よりも低い場合には、燃料電池内が湿潤過多の状態であるものと判断することができる。こうして、湿潤過多と判断されたときには、燃料ガスの排出量を増大させることによって燃料電池内の水分の排出を促すことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、燃料ガスの排出量を増加補正した後に、経過時間と、前記排出弁の開弁頻度と、燃料ガスの排出積算量のうちの少なくともいずれか一つが規定値を超えたときに、燃料ガスの排出量を元に戻すことを特徴とする。
経過時間、排出弁の開弁頻度、燃料ガスの排出積算量はいずれも燃料ガスの排出量に関係するパラメータであるため、これらの値に注目することによって燃料ガスの排出量を正確に把握することができる。したがって、燃料電池内の湿潤過多が充分解消されたところで、燃料ガスの排出量制御が元に戻されるようになる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の燃料電池システムにおいて、前記増加補正は、燃料ガスの検出濃度と前記閾値濃度との差に応じて行うことを特徴とする。
これにより、燃料ガスの排出量が燃料ガスの検出濃度と閾値濃度との差に応じて増加補正され、差が大きいほど増加補正量が増加する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、燃料ガスと酸化剤ガスを反応させて発電を行う燃料電池と、この燃料電池のアノード極から排出された燃料ガスを酸化剤ガスで希釈する希釈手段と、前記アノード極から希釈手段への燃料ガスの排出を調整する排出弁と、前記希釈手段内または希釈手段の下流に設けられ燃料ガスの濃度を検出する濃度検出手段と、前記排出弁を制御する制御手段と、を備えている燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記排出弁を開弁した後、前記濃度検出手段による燃料ガスの検出濃度が、前記燃料電池内の湿潤不足と相関する閾値濃度よりも高い場合に、前記検出濃度に応じて燃料ガスの排出量を減少補正することを特徴とする。
燃料電池の内部が湿潤不足になると、電池内部の電解質膜が乾燥することで燃料ガスがイオン化されにくくなる。このため、燃料電池での燃料ガスの消費量が減少し、その結果、排出弁から排出される燃料ガスの濃度が増加する。したがって、希釈手段側の燃料ガスの濃度が閾値濃度よりも高い場合には、燃料電池内が湿潤不足の状態であるものと判断することができる。こうして、湿潤不足と判断されたときには、燃料ガスの排出量を減少させることによって燃料電池内の水分の排出を抑制することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、燃料ガスの排出量を減少補正した後に、経過時間と、前記排出弁の開弁頻度と、燃料ガスの排出積算量のうちの少なくともいずれか一つが規定値を超えたときに、燃料ガスの排出量を元に戻すことを特徴とする。
これにより、アノード極側の湿潤不足が充分に解消されたところで、燃料ガスの排出量制御が元に戻されるようになる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の燃料電池システムにおいて、前記減少補正は、燃料ガスの検出濃度と前記閾値濃度との差に応じて行うことを特徴とする。
これにより、燃料ガスの排出量が燃料ガスの検出濃度と閾値濃度との差に応じて減少補正され、差が大きいほど減少補正量が増加する。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記制御手段は、所定時間の間の、燃料電池の発電電流の変動幅または燃料電池に導入される酸化剤ガスの変動幅が規定幅よりも小さい場合に、請求項１または４に記載の制御を開始することを特徴とする。
これにより、燃料電池の運転時等に発電電流や酸化剤ガスが大きく変動する場合には、燃料ガスの排出量補正の要否の判定や実際の補正の実行が行われなくなる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記制御手段は、燃料電池の発電電流が所定値以下の場合に、請求項１または４に記載の制御を開始することを特徴とする。
これにより、燃料電池の運転によって発電電流が大きくなる状況では、燃料ガスの排出量補正の要否の判定や実際の補正の実行が行われなくなる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、排出弁を開弁した後に、希釈手段側の燃料ガスの濃度を検出し、検出濃度が閾値濃度よりも低く燃料電池内が湿潤過多である場合には、検出濃度に応じて燃料ガスの排出量を増加補正するため、簡単な構成でありながら燃料電池の内部の湿潤過多を確実に解消することができる。したがって、燃料電池の安定的な発電を得ることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、燃料ガスの排出量に関係するパラメータである経過時間、排出弁の開弁頻度、燃料ガスの排出積算量のうちのいずれかを利用して燃料ガスの排出量を元に戻すタイミングを判断するため、燃料電池内の水分が充分に排出された適正タイミングで燃料ガスの排出量を元に戻すことができ、適正な湿潤状態に維持することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、燃料ガスの検出濃度と閾値濃度との差に応じて燃料ガスの排出量を増加補正するため、希釈手段内の燃料ガス濃度の不要な急増を招くことなく燃料電池の内部の湿潤過多を迅速に解消することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、排出弁を開弁した後に、希釈手段側の燃料ガスの濃度を検出し、検出濃度が閾値濃度よりも高く燃料電池内が湿潤不足である場合には、検出濃度に応じて燃料ガスの排出量を減少補正するため、簡単な構成でありながら燃料電池の内部の湿潤不足を確実に解消することができる。したがって、燃料電池の発電効率を向上させることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、燃料ガスの排出量に関係するパラメータである経過時間、排出弁の開弁頻度、燃料ガスの排出積算量のうちのいずれかを利用して燃料ガスの排出量を元に戻すタイミングを判断するため、燃料電池内が充分加湿された適正タイミングで燃料ガスの排出量を元に戻すことができ、適正な湿潤状態に維持することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、燃料ガスの検出濃度と閾値濃度との差に応じて燃料ガスの排出量を減少補正するため、アノード極側のパージ不足を招くことなく燃料電池の内部の湿潤不足を迅速に解消することができる。
【００２３】
請求項７，８に記載の発明によれば、燃料電池の運転時等に燃料ガスや酸化剤ガスの変動し易い状況では、燃料ガスの排出量補正の要否の判定や実際の補正の実行が行われないため、燃料電池内の湿潤の過不足に応じた適正な制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下で説明する実施形態の燃料電池システムは燃料電池車両に搭載される態様である。
図１は、燃料電池システムの概略構成図である。燃料電池１は、複数の電池セル（以下「セル」と呼ぶ）が積層されて成り、各セルは、固体高分子電解質膜２（以下、「電解質膜２」と呼ぶ）の両側にアノード極３とカソード極４が設けられ、アノード極３とカソード極４の外側に反応ガスを供給するためのガス通路（図示せず）が設けられている。なお、図１においては、セル内部の構造を把握できるように一つのセルのイメージを模式的に示している。
【００２５】
燃料電池１は、アノード極３に水素ガスを主成分とする燃料ガスが供給されるとともに、カソード極４に酸素を含む空気（酸化剤ガス）が供給される。燃料電池１のアノード極３では、触媒反応によって水素イオンが発生し、その水素イオンが電解質膜２を透過してカソード極４まで移動する。カソード極４では、水素イオンが酸素と電気化学反応を起こすことで電力を発生する。
【００２６】
空気は、酸化剤供給手段であるエアコンプレッサ５からエア供給路６を通して燃料電池１のカソード極４に供給される。カソード極４に供給された空気は、該空気中の酸素が酸化剤として供された後、燃料電池１からエア排出路７を通って後述する希釈ボックス８（希釈手段）に供給される。
【００２７】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給手段である燃料タンク９から燃料ガス供給路１０を通して燃料電池１のアノード極３に供給される。燃料ガス供給路１０には、燃料電池１のアノードオフガスを燃料ガス供給路１０に合流してアノード極３に戻すエゼクタ２０が設けられている。エゼクタ２０にはアノード極の排出側に接続される循環通路２１が接続され、循環通路２１には、循環通路２１内の不要なガスを外部に排出するパージ通路２２が設けられ、このパージ通路２２に希釈ボックス８が接続されている。パージ通路２２には、電磁式の開閉弁から成るパージ弁１２（排出弁）が設けられており、このパージ弁１２の開閉操作によって循環通路２１から希釈ボックス８へのアノードオフガス（燃料ガスを含む）の排出を調整するようになっている。パージ弁１２は、エアコンプレッサ５や他の弁類とともに制御装置１３（制御手段）によって制御される。
【００２８】
希釈ボックス８は、パージ通路２２から導入されたアノードオフガスを滞留させる滞留室が内部に設けられるとともに、その滞留室にエア排出路７が接続されている。パージ通路２２から滞留室に導入されたアノードオフガスは、エア排出路７から導入される空気（酸化剤ガス）によって希釈された後、排出通路２３からシステム外部に排出される。排出通路２３には、排出ガス中の燃料ガス濃度（水素濃度）を検出する濃度センサ２４（濃度検出手段）が設けられている。この濃度センサ２４によって検出された検出信号は制御装置１３に入力される。
なお、図１中１４は、燃料電池１で発電される電流を検出する電流センサである。
【００２９】
ところで、制御装置１３は、燃料電池１の運転中にパージ弁１２を一定間隔で、若しくは、予め設定されたタイミングで一定時間開弁するように制御する（以下、この制御によるパージ弁１２の開弁を「通常パージ」と呼ぶ）。
また、制御手段１３は、この通常パージを行う一方で、希釈ボックス８から排出されるガス中の燃料ガス濃度を濃度センサ２４を用いて監視する。そして、制御装置１３は、通常パージ後に濃度センサ２４によって検出される燃料ガス濃度が、燃料電池１内の湿潤過多と相関する下限閾値濃度Ｃ1よりも低い場合に、燃料ガスの排出量を増加させるようにパージ弁１２の開弁時間を延長補正する。ここで延長補正する時間は燃料ガスの検出濃度に応じた時間とする。
なお、下限閾値濃度Ｃ1とは、希釈ボックス８の燃料ガス濃度がその閾値濃度よりも低下したときに、燃料電池１内が湿潤過多となる濃度である。この下限閾値濃度は実験等によって求める。
【００３０】
また、制御装置１３は、濃度センサ２４による検出濃度が、燃料電池１内の湿潤不足と相関する上限閾値濃度Ｃ2よりも高い場合に、燃料ガスの排出量を減少させるようにパージ弁１２の開弁時間を短縮補正する。ここで短縮補正する時間は燃料ガスの検出濃度に応じた時間とする。
上限閾値濃度Ｃ2とは、希釈ボックス８の燃料ガス濃度がその閾値濃度よりも上昇したときに、燃料電池１内が湿潤不足となる濃度である。この上限閾値濃度Ｃ2は下限閾値濃度Ｃ1と同様に実験等によって求める。
【００３１】
つづいて、この燃料電池システムにおける具体的なパージ制御を、図３のタイミングチャートを参照つつ、図２のフローチャートに沿って説明する。なお、この燃料電池システムにおいては、このフローチャートの処理とは別に通常パージが実行される。また、図３のタイミングチャートは、燃料電池内が湿潤過多の場合の制御を示している。
ステップＳ１０１においては、電流センサ１４の検出値を基にして燃料電池１の発電電流の変動幅を調べ、所定時間Ｔ1（図３参照）の間の発電電流の変動幅が予め設定された規定幅Ｗ1を下回るか否かを判定する。ここで、ＹＥＳの場合、つまり燃料電池１の負荷変動が少なく安定状態である場合には、ステップＳ１０２に進み、ＮＯの場合には処理を終了して断続的な通常パージを継続する。
【００３２】
ステップＳ１０２においては、次の通常パージが完了し、その後に所定時間Ｔ2（図３参照）が経過したか否かを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０３に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４においては、検出される燃料ガス濃度の最大値Ｃmaxを更新し、つづくステップＳ１０５においては、検出される燃料ガス濃度の最小値Ｃminを更新した後にステップＳ１０２に戻る。したがって、所定時間Ｔ2が経過するまでは、燃料ガス濃度の最大値Ｃmaxと最小値Ｃminが更新されつづける。
【００３３】
ステップＳ１０３に進んだ場合には、燃料ガス濃度の最大値Ｃmaxが下限閾値濃度Ｃ1よりも小さいか否かを判定し、ここでＹＥＳの場合には、ステップＳ１０６に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ１０７へと進む。
ステップＳ１０７においては、燃料ガス濃度の最小値Ｃminが上限閾値濃度Ｃ2よりも大きいか否かを判定し、ここでＹＥＳの場合には、ステップＳ１０８に進み、ＮＯの場合には、処理を終了して断続的な通常パージを継続する。
【００３４】
ステップＳ１０６に進んだ場合（燃料電池１内が湿潤過多と判定した場合）には、燃料ガス濃度の最大値Ｃmaxと下限閾値濃度Ｃ1の差の絶対値を基にしてパージ補正量（パージ弁１２の開弁延長時間）を算出する。
つづくステップＳ１０９においては、通常パージの完了後に所定時間Ｔ3（図３参照）が経過したか否かを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ１１０に進んで算出したパージ補正量で補正してパージを実行する。このステップＳ１１０の処理は所定時間Ｔ3が経過するまで継続される。所定時間Ｔ3が経過した場合には、処理を終了して通常パージに戻る。
したがって、燃料電池１内が湿潤過多であると判定された場合には、燃料ガスの検出濃度に応じてパージ弁１２の開弁時間が延長補正され、開弁時間を補正したパージ処理（以下、「補正パージ処理」と呼ぶ）が所定時間Ｔ3の間実行される。この間、補正パージ処理によって循環通路２１からの燃料ガスの排出量が増加し、燃料電池１と循環通路２１内の水分が速やかに外部に排出され、燃料電池１内の湿潤過多が解消される。この結果、燃料電池１では安定的な発電が行われるようになる。
【００３５】
一方、ステップＳ１０８に進んだ場合（燃料電池１内が湿潤不足と判定した場合）には、燃料ガス濃度の最小値Ｃminと上限閾値濃度Ｃ2の差の絶対値を基にしてパージ補正量（パージ弁１２の開弁短縮時間）を算出する。
ステップＳ１１１においては、通常パージの完了後に所定時間Ｔ3が経過したか否かを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ１１２に進んで算出したパージ補正量で補正してパージを実行する。このステップＳ１１２の処理は所定時間Ｔ3が経過するまで継続される。所定時間Ｔ3が経過した場合には、処理を終了して通常パージに戻る。
したがって、燃料電池１内が湿潤不足であると判定された場合には、燃料ガスの検出濃度に応じてパージ弁１２の開弁時間が短縮補正され、開弁時間を補正したパージ処理（以下、「補正パージ処理」と呼ぶ）が所定時間Ｔ3の間実行される。この間、補正パージ処理によって循環通路２１からのアノードオフガスの排出量が減少し、燃料電池１と循環通路２１内に水分が滞留し易くなる。この結果、燃料電池１内の湿潤不足が解消され、燃料電池１の発電効率が向上する。
【００３６】
また、この燃料電池システムにおいては、ステップＳ１１０やステップＳ１１２で、補正パージ処理を開始した後に、予め設定した所定時間Ｔ3が経過したところで通常パージに戻すため、燃料電池１内の水分が充分に排出され、或いは、燃料電池１内が適度な湿潤状態にされた、適正タイミングで通常パージに早期に戻すことができる。
なお、この実施形態においては、補正パージ処理の開始後に経過時間（Ｔ3）を管理して通常パージに戻すようにしているが、補正パージ処理の開始後に排出弁の開弁頻度や、燃料ガスの排出積算量を管理して通常パージに戻すようにしても良い。これらのいずれの場合にも、燃料ガスの排出量に関係するパラメータを管理することになるため、適正タイミングで通常パージ処理に戻すことができる。
【００３７】
さらに、この燃料電池システムにおいては、燃料ガスの検出濃度と、上限閾値濃度Ｃ2や下限閾値濃度Ｃ2との差に応じて燃料ガスの排出量（パージ弁１２の開弁時間）を補正するため、排出燃料ガス濃度の急増やパージ不足を招くことなく、燃料電池１内の湿潤状態を迅速に調整することができる。
【００３８】
また、この燃料電池システムでは、ステップＳ１０１において、燃料電池１の発電電流の変動幅が規定幅Ｗ1よりも小さい場合にのみ、補正パージ処理の要否の判定や実行を行い、発電電流の変動幅が大きく排出燃料ガス濃度が変動し易い状況下で補正パージ処理の要否の判定や実行を行わないため、燃料電池１内の実際の湿潤状態に即した適切な制御を行うことができる。
この実施形態においては、燃料電池１の発電電流の変動幅が規定幅Ｗ1よりも小さい場合に、補正パージ処理の要否の判定や実行を行うようにしているが、燃料電池１に導入される酸化剤ガスの変動幅が規定幅よりも小さい場合や、燃料電池１の発電電流の絶対値が所定値よりも小さい場合に、補正パージ処理の要否の判定や実行を行うようにしても良い。
【００３９】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、濃度センサを希釈ボックスの下流側に設置したが、濃度センサは希釈ボックス内に設置するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施形態の燃料電池システムの概略構成図。
【図２】この発明の一実施形態のパージ処理の流れを示すフローチャート。
【図３】この発明の一実施形態のパージ処理を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４１】
１…燃料電池
３…アノード極
８…希釈ボックス（希釈手段）
１２…パージ弁（排出弁）
１３…制御装置（制御手段）
２４…濃度センサ（濃度検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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