(57)【要約】【課題】燃料電池の劣化を抑制すること。【解決手段】燃料電池システムであって、アノード、カソード、および、電解質膜を含む燃料電池セルを１つ以上備える燃料電池と、燃料電池セルのアノードに燃料ガスを給排するためのアノード系流路と、燃料電池セルのカソードに酸化ガスを給排するためのカソード系流路と、燃料電池の電圧を検出する電圧検出部と、燃料電池における通常発電の終了後において、通常発電時と比較して、アノード系流路およびカソード系流路に対する燃料ガスおよび酸化ガスの導入をそれぞれ抑制すると共に、アノード系流路およびカソード系流路からアノード系流路外部およびカソード系流路外部への燃料ガスおよび酸化ガスの導出をそれぞれ抑制する抑制状態を形成する抑制部と、抑制部により抑制状態が形成されてから、電圧検出部が検出した電圧の変化に基づいて、燃料電池システムの異常を検知する異常検知部と、を備える。【選択図】図４
2010080166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
アノード、カソード、および、電解質膜を含む燃料電池セルを１つ以上備える燃料電池と、
前記燃料電池セルの前記アノードに燃料ガスを給排するためのアノード系流路と、
前記燃料電池セルの前記カソードに酸化ガスを給排するためのカソード系流路と、
前記燃料電池の電圧を検出する電圧検出部と、
前記燃料電池における通常発電の終了後において、前記通常発電時と比較して、前記アノード系流路および前記カソード系流路に対する前記燃料ガスおよび前記酸化ガスの導入をそれぞれ抑制すると共に、前記アノード系流路および前記カソード系流路から前記アノード系流路外部および前記カソード系流路外部への前記燃料ガスおよび前記酸化ガスの導出をそれぞれ抑制する抑制状態を形成する抑制部と、
前記抑制部により前記抑制状態が形成されてから、前記電圧検出部が検出した前記電圧の変化に基づいて、前記燃料電池システムの異常を検知する異常検知部と、
を備えることを特徴とす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において、
前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、
前記異常検知部は、
前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が、０以上である電圧変化量第１判定値より大きくなった場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とす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において、
前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、
前記異常検知部は、
前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第２判定値より大きくなると共に、前記電圧検出部が検出した前記電圧が０以上である電圧第１判定値より大きくなった場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とす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において、
前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、
前記異常検知部は、
前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第３判定値となるまでの時間が、時間第１判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、
前記異常検知部は、
前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第４判定値より大きくなり、前記検出部が検出した前記電圧が０以上である電圧第２判定値より大きくなった後、前記電圧が降下し、電圧第３判定値より小さくなった場合において、前記電圧が前記電圧第２判定値より大きくなってから前記電圧第３判定値より小さくなるまでの時間が、時間第２判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、
前記異常検知部は、
前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第５判定値より大きくなり、前記電圧変化量が略０となった後、前記電圧検出部が検出した前記電圧が０以上である電圧第４判定値より小さくなった場合において、前記電圧変化量が前記電圧変化量第５判定値より大きくなってから前記電圧第４判定値より小さくなるまでの時間が、０以上である時間第３判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、
前記異常検知部は、
前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第６判定値より大きくなり、前記電圧変化量が略０となった場合において、前記電圧変化量が前記電圧変化量第６判定値より大きくなり、前記電圧変化量が略０となるまでの時間が、時間第４判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記異常検知部は、
前記電圧の変化に基づく前記燃料電池システムの異常検知を、前記アノード系流路における前記燃料ガスの容量が、容量第１判定値より大きい場合に実行することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記異常検知部は、
前記アノード系流路における前記燃料ガスの容量が、容量第２判定値より小さい場合には、前記抑制状態となってから、前記電圧検出部が検出した前記電圧が０以上である電圧第４判定値より小さくなるまでの時間が、時間第５判定値より大きい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記異常検知部は、
前記燃料電池の前記異常を検知する際において、前記抑制状態となってから所定期間の間における前記電圧検出部が検出した前記電圧の変化は、用いないことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池における前記通常発電の終了後であって、前記抑制部が前記抑制状態を形成する前において、少なくとも所定期間、電気的負荷と前記燃料電池とを接続することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記抑制部は、
前記アノード系流路に配置され、前記燃料電池セルの前記アノードから電気化学反応に供された後の燃料ガスを前記燃料電池の外部に導出することを抑制するアノード側導出抑制弁を備え、
前記抑制状態は、前記アノード側導出抑制弁が閉弁されている状態を含むことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記抑制部は、
前記カソード系流路に配置され、前記燃料電池セルの前記カソードに酸化ガスを供給するための酸化ガス供給ポンプを備え、
前記抑制状態は、前記酸化ガス供給ポンプが停止している状態を含むことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３に記載の燃料電池システムにおいて、
前記抑制部は、
前記アノード系流路に配置され、前記燃料電池セルの前記アノードへの前記燃料ガスの供給を遮断可能な燃料ガス遮断弁を備え、
前記抑制状態は、前記燃料ガス遮断弁が閉弁されている状態を含むことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記異常検知部は、
前記電圧検出部が検出した前記電圧の変化に基づいて、前記燃料電池システムにおける前記燃料電池の異常を検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記抑制部は、
前記カソード系流路に配置され、前記燃料電池セルの前記カソードから電気化学反応に供された後の酸化ガスを前記燃料電池の外部に導出することを抑制するカソード側導出抑制弁を備え、
前記抑制状態は、前記カソード側導出抑制弁が閉弁されている状態を含むことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記異常検知部は、
前記電圧検出部が検出した前記電圧の変化に基づいて、前記抑制部の異常を検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池は、複数の燃料電池セルが積層されて成る積層体を備え、
前記カソード系流路は、
前記積層体を、前記燃料電池セルを積層する積層方向に貫通し、各燃料電池セルの各カソードで電気化学反応に供された後の酸化ガスを収集し排出するための酸化ガス排出マニホールドと、
前記積層体の側面において、前記酸化ガス排出マニホールドと接続され、前記酸化ガス排出マニホールドから排出される前記酸化ガスを、前記カソード系流路外部に導出するための酸化ガス導出流路と、を備え、
前記抑制部は、
前記酸化ガス導出流路に配置され、前記酸化ガスを前記燃料電池の外部に導出することを抑制するカソード側導出抑制弁と、
各燃料電池セルにおいて、前記カソードから前記燃料電池セル外部に前記酸化ガスが漏洩することを抑制するシール部と、を備え、
前記電圧検出部は、前記積層体において、１つ以上の前記燃料電池セルから成る燃料電池セル群の電圧を測定し、
前記異常検知部は、
前記電圧検出部が検出した各燃料電池セル群の前記電圧の変化に基づいて、前記カソード側導出抑制弁、または、前記シール部の異常を検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の燃料電池システムにおいて、
前記異常検知部は、
前記積層体の前記側面付近の前記燃料電池セル群の前記電圧が、他の燃料電池セル群の前記電圧より高くなると共に、電圧第５判定値より高くなった場合に、前記カソード側導出抑制弁が異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９に記載の燃料電池システムにおいて、
前記異常検知部は、
前記積層体の前記側面付近以外の所定の燃料電池セル群のうち、前記電圧が、前記積層体の前記側面付近の前記燃料電池セル群より高くなった高電圧燃料電池セル群が生じ、前記高電圧燃料電池セル群の前記電圧が、前記電圧第６判定値より高くなった場合に、前記高電圧燃料電池セル群における前記シール部が異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２１】
請求項１ないし請求項２０のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記異常検知部が、前記異常を検知した場合に、前記異常を報知する報知部を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２２】
燃料電池システムの異常検知方法であって、
前記燃料電池システムは、
アノード、カソード、および、電解質膜を含む燃料電池セルを１つ以上備え、電気的負荷と接続可能な燃料電池と、
前記燃料電池セルの前記アノードに燃料ガスを給排するためのアノード系流路と、
前記燃料電池セルの前記カソードに酸化ガスを給排するためのカソード系流路と、
を有し、
前記燃料電池システムの異常検知方法は、
前記燃料電池の電圧を検出する電圧検出工程と、
前記燃料電池システムにおいて、前記燃料電池における通常発電の終了後であって、前記電気的負荷と前記燃料電池との接続を遮断し、前記通常発電時と比較して、前記アノード系流路および前記カソード系流路に対する前記燃料ガスおよび前記酸化ガスの導入をそれぞれ抑制すると共に、前記アノード系流路および前記カソード系流路から前記アノード系流路外部および前記カソード系流路外部への前記燃料ガスおよび前記酸化ガスの導出をそれぞれ抑制する抑制状態を形成する抑制状態形成工程と、
前記抑制状態形成工程により前記燃料電池システムが前記抑制状態となってから、前記電圧検出工程で検出された前記電圧の変化に基づいて、前記燃料電池システムの異常を検知する異常検知工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の燃料電池システムの異常検知方法において、
前記電圧検出工程は、
前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出工程を含み、
前記異常検知工程は、
前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出工程で検出された前記電圧変化量が、０以上である電圧変化量第１判定値より大きくなった場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【請求項２４】
請求項２２または請求項２３に記載の燃料電池システムの異常検知方法において、
前記電圧検知工程は、
前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出工程を含み、
前記異常検知工程は、
前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出工程で検出された前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第２判定値より大きくなると共に、前記電圧検出工程で検出された前記電圧が０以上である電圧第１判定値より大きくなった場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【請求項２５】
請求項２２ないし請求項２４のいずれかに記載の燃料電池システムの異常検知方法において、
前記電圧検知工程は、
前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出工程を含み、
前記異常検知工程は、
前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検工程で検出された前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第３判定値となるまでの時間が、時間第１判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【請求項２６】
請求項２２ないし請求項２５のいずれかに記載の燃料電池システムの異常検知方法において、
前記異常検知工程は、
前記電圧検出工程で検出された前記電圧の変化に基づいて、前記燃料電池システムにおける前記燃料電池の異常を検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【請求項２７】
請求項２２ないし請求項２６のいずれかに記載の燃料電池システムの異常検知方法において、
前記異常検知工程は、
前記電圧検出工程で検出された前記電圧の変化に基づいて、前記抑制部の異常を検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の燃料電池システムの異常検知方法において、
前記燃料電池は、複数の燃料電池セルが積層されて成る積層体を備え、
前記カソード系流路は、
前記積層体を、前記燃料電池セルを積層する積層方向に貫通し、各燃料電池セルの各カソードで電気化学反応に供された後の酸化ガスを収集し排出するための酸化ガス排出マニホールドと、
前記積層体の側面において、前記酸化ガス排出マニホールドと接続され、前記酸化ガス排出マニホールドから排出される前記酸化ガスを、前記カソード系流路外部に導出するための酸化ガス導出流路と、を備え、
前記抑制部は、
前記酸化ガス導出流路に配置され、前記酸化ガスを前記燃料電池の外部に導出することを抑制するカソード側導出抑制弁と、
各燃料電池セルにおいて、前記カソードから前記燃料電池セル外部に前記酸化ガスが漏洩することを抑制するシール部と、を備え、
前記電圧検出工程は、前記積層体において、１つ以上の前記燃料電池セルから成る燃料電池セル群の電圧を測定する工程を含み、
前記異常検知工程は、
前記電圧検出工程で検出された各燃料電池セル群の前記電圧の変化に基づいて、前記カソード側導出抑制弁、または、前記シール部の異常を検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を備える燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を備える燃料電池システムでは、燃料電池のアノードに燃料ガスを、カソードに酸化ガスを供給する。この燃料電池システムにおいて、燃料電池の通常発電終了時に、燃料ガスおよび酸化ガスの供給を停止させる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４６０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記燃料電池システムにおいて、燃料ガスおよび酸化ガスの供給を停止後には、例えば、アノードとカソード間でクロスリークが生じるなどして、アノードおよびカソードで、ガスの濃度分布が生じ、その結果、カソードにおいて、部分的に酸化反応がおこり、燃料電池が劣化するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、燃料電池システムにおいて、燃料電池の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
[適用例１]
燃料電池システムであって、アノード、カソード、および、電解質膜を含む燃料電池セルを１つ以上備える燃料電池と、前記燃料電池セルの前記アノードに燃料ガスを給排するためのアノード系流路と、前記燃料電池セルの前記カソードに酸化ガスを給排するためのカソード系流路と、前記燃料電池の電圧を検出する電圧検出部と、前記燃料電池における通常発電の終了後において、前記通常発電時と比較して、前記アノード系流路および前記カソード系流路に対する前記燃料ガスおよび前記酸化ガスの導入をそれぞれ抑制すると共に、前記アノード系流路および前記カソード系流路から前記アノード系流路外部および前記カソード系流路外部への前記燃料ガスおよび前記酸化ガスの導出をそれぞれ抑制する抑制状態を形成する抑制部と、前記抑制部により前記抑制状態が形成されてから、前記電圧検出部が検出した前記電圧の変化に基づいて、前記燃料電池システムの異常を検知する異常検知部と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
上記構成の燃料電池システムによれば、燃料電池が劣化することを抑制することができる。
【０００９】
[適用例２]
適用例１に記載の燃料電池システムにおいて、前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、前記異常検知部は、前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が、０以上である電圧変化量第１判定値より大きくなった場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００１０】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００１１】
[適用例３]
適用例１に記載の燃料電池システムにおいて、前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、前記異常検知部は、前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第２判定値より大きくなると共に、前記電圧検出部が検出した前記電圧が０以上である電圧第１判定値より大きくなった場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００１２】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００１３】
[適用例４]
適用例１に記載の燃料電池システムにおいて、前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、前記異常検知部は、前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第３判定値となるまでの時間が、時間第１判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００１４】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００１５】
[適用例５]
適用例１に記載の燃料電池システムにおいて、前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、前記異常検知部は、前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第４判定値より大きくなり、前記検出部が検出した前記電圧が０以上である電圧第２判定値より大きくなった後、前記電圧が降下し、電圧第３判定値より小さくなった場合において、前記電圧が前記電圧第２判定値より大きくなってから前記電圧第３判定値より小さくなるまでの時間が、時間第２判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００１６】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００１７】
[適用例６]
適用例１に記載の燃料電池システムにおいて、前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、前記異常検知部は、前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第５判定値より大きくなり、前記電圧変化量が略０となった後、前記電圧検出部が検出した前記電圧が０以上である電圧第４判定値より小さくなった場合において、前記電圧変化量が前記電圧変化量第５判定値より大きくなってから前記電圧第４判定値より小さくなるまでの時間が、０以上である時間第３判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００１８】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００１９】
[適用例７]  
適用例１に記載の燃料電池システムにおいて、前記電圧検出部が検出した前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出部を備え、前記異常検知部は、前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出部が検出した前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第６判定値より大きくなり、前記電圧変化量が略０となった場合において、前記電圧変化量が前記電圧変化量第６判定値より大きくなり、前記電圧変化量が略０となるまでの時間が、時間第４判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００２０】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００２１】
[適用例８]  
適用例２ないし適用例７のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記異常検知部は、前記電圧の変化に基づく前記燃料電池システムの異常検知を、前記アノード系流路における前記燃料ガスの容量が、容量第１判定値より大きい場合に実行することを特徴とする燃料電池システム。
【００２２】
このようにすれば、燃料電池システムが異常である場合に、誤検知を抑制することができる。
【００２３】
[適用例９]  
適用例１ないし適用例８のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記異常検知部は、前記アノード系流路における前記燃料ガスの容量が、容量第２判定値より小さい場合には、前記抑制状態となってから、前記電圧検出部が検出した前記電圧が０以上である電圧第４判定値より小さくなるまでの時間が、時間第５判定値より大きい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００２４】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００２５】
[適用例１０]  
適用例１ないし適用例９のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記異常検知部は、前記燃料電池の前記異常を検知する際において、前記抑制状態となってから所定期間の間における前記電圧検出部が検出した前記電圧の変化は、用いないことを特徴とする燃料電池システム。
【００２６】
このようにすれば、燃料電池システムが異常である場合に、誤検知を抑制することができる。
【００２７】
[適用例１１]  
適用例１ないし適用例１０のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池における前記通常発電の終了後であって、前記抑制部が前記抑制状態を形成する前において、少なくとも所定期間、電気的負荷と前記燃料電池とを接続することを特徴とする燃料電池システム。
【００２８】
このようにすれば、燃料電池の電圧を、素早く低電圧状態にすることができる。
【００２９】
[適用例１２]  
適用例１ないし適用例１１のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記抑制部は、前記アノード系流路に配置され、前記燃料電池セルの前記アノードから電気化学反応に供された後の燃料ガスを前記燃料電池の外部に導出することを抑制するアノード側導出抑制弁を備え、
前記抑制状態は、前記アノード側導出抑制弁が閉弁されている状態を含むことを特徴とする燃料電池システム。
【００３０】
このようにすれば、抑制状態を形成することができる。
【００３１】
[適用例１３]  
適用例１ないし適用例１２のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記抑制部は、前記カソード系流路に配置され、前記燃料電池セルの前記カソードに酸化ガスを供給するための酸化ガス供給ポンプを備え、前記抑制状態は、前記酸化ガス供給ポンプが停止している状態を含むことを特徴とする燃料電池システム。
【００３２】
このようにすれば、抑制状態を形成することができる。
【００３３】
[適用例１４]  
適用例１ないし適用例１３のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記抑制部は、前記アノード系流路に配置され、前記燃料電池セルの前記アノードへの前記燃料ガスの供給を遮断可能な燃料ガス遮断弁を備え、前記抑制状態は、前記燃料ガス遮断弁が閉弁されている状態を含むことを特徴とする燃料電池システム。
【００３４】
このようにすれば、抑制状態を形成することができる。
【００３５】
[適用例１５]  
適用例１ないし適用例１４のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記異常検知部は、前記電圧検出部が検出した前記電圧の変化に基づいて、前記燃料電池システムにおける前記燃料電池の異常を検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００３６】
このようにすれば、燃料電池が劣化することを抑制することができる。
【００３７】
[適用例１６]  
適用例１ないし適用例１５のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記抑制部は、前記カソード系流路に配置され、前記燃料電池セルの前記カソードから電気化学反応に供された後の酸化ガスを前記燃料電池の外部に導出することを抑制するカソード側導出抑制弁を備え、
前記抑制状態は、前記カソード側導出抑制弁が閉弁されている状態を含むことを特徴とする燃料電池システム。
【００３８】
このようにすれば、抑制状態を形成することができる。
【００３９】
[適用例１７]  
適用例１ないし適用例１５のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記異常検知部は、前記電圧検出部が検出した前記電圧の変化に基づいて、前記抑制部の異常を検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００４０】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を迅速に解決することができる。
【００４１】
[適用例１８]  
適用例１７に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池は、複数の燃料電池セルが積層されて成る積層体を備え、前記カソード系流路は、前記積層体を、前記燃料電池セルを積層する積層方向に貫通し、各燃料電池セルの各カソードで電気化学反応に供された後の酸化ガスを収集し排出するための酸化ガス排出マニホールドと、前記積層体の側面において、前記酸化ガス排出マニホールドと接続され、前記酸化ガス排出マニホールドから排出される前記酸化ガスを、前記カソード系流路外部に導出するための酸化ガス導出流路と、を備え、前記抑制部は、前記酸化ガス導出流路に配置され、前記酸化ガスを前記燃料電池の外部に導出することを抑制するカソード側導出抑制弁と、各燃料電池セルにおいて、前記カソードから前記燃料電池セル外部に前記酸化ガスが漏洩することを抑制するシール部と、を備え、前記電圧検出部は、前記積層体において、１つ以上の前記燃料電池セルから成る燃料電池セル群の電圧を測定し、前記異常検知部は、前記電圧検出部が検出した各燃料電池セル群の前記電圧の変化に基づいて、前記カソード側導出抑制弁、または、前記シール部の異常を検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００４２】
このようにすれば、燃料電池の劣化を抑制することができる。
【００４３】
[適用例１９]  
適用例１８に記載の燃料電池システムにおいて、前記異常検知部は、前記積層体の前記側面付近の前記燃料電池セル群の前記電圧が、他の燃料電池セル群の前記電圧より高くなると共に、電圧第５判定値より高くなった場合に、前記カソード側導出抑制弁が異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００４４】
このようにすれば、カソード側導出抑制弁の異常を正確に検知することができる。
【００４５】
[適用例２０]  
適用例１８または適用例１９いずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記異常検知部は、前記積層体の前記側面付近以外の所定の燃料電池セル群のうち、前記電圧が、前記積層体の前記側面付近の前記燃料電池セル群より高くなった高電圧燃料電池セル群が生じ、前記高電圧燃料電池セル群の前記電圧が、前記電圧第６判定値より高くなった場合に、前記高電圧燃料電池セル群における前記シール部が異常であると検知することを特徴とする燃料電池システム。
【００４６】
このようにすれば、高電圧燃料電池セル群におけるシール部の異常を正確に検知することができる。
【００４７】
[適用例２１]  
適用例１ないし適用例２０のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、前記異常検知部が、前記異常を検知した場合に、前記異常を報知する報知部を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【００４８】
このようにすれば、燃料電池の劣化を抑制することができる。
【００４９】
[適用例２２]  
燃料電池システムの異常検知方法であって、前記燃料電池システムは、アノード、カソード、および、電解質膜を含む燃料電池セルを１つ以上備え、電気的負荷と接続可能な燃料電池と、前記燃料電池セルの前記アノードに燃料ガスを給排するためのアノード系流路と、前記燃料電池セルの前記カソードに酸化ガスを給排するためのカソード系流路と、を有し、前記燃料電池システムの異常検知方法は、前記燃料電池の電圧を検出する電圧検出工程と、前記燃料電池システムにおいて、前記燃料電池における通常発電の終了後であって、前記電気的負荷と前記燃料電池との接続を遮断し、前記通常発電時と比較して、前記アノード系流路および前記カソード系流路に対する前記燃料ガスおよび前記酸化ガスの導入をそれぞれ抑制すると共に、前記アノード系流路および前記カソード系流路から前記アノード系流路外部および前記カソード系流路外部への前記燃料ガスおよび前記酸化ガスの導出をそれぞれ抑制する抑制状態を形成する抑制状態形成工程と、前記抑制状態形成工程により前記燃料電池システムが前記抑制状態となってから、前記電圧検出工程で検出された前記電圧の変化に基づいて、前記燃料電池システムの異常を検知する異常検知工程と、を備えることを要旨とする。
【００５０】
上記燃料電池システムの異常検知方法によれば、燃料電池の劣化を抑制することができる。
【００５１】
[適用例２３]
適用例２２に記載の燃料電池システムの異常検知方法において、前記電圧検出工程は、前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出工程を含み、前記異常検知工程は、前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出工程で検出された前記電圧変化量が、０以上である電圧変化量第１判定値より大きくなった場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【００５２】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００５３】
[適用例２４]
適用例２２または適用例２３に記載の燃料電池システムの異常検知方法において、前記電圧検知工程は、前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出工程を含み、前記異常検知工程は、前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検出工程で検出された前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第２判定値より大きくなると共に、前記電圧検出工程で検出された前記電圧が０以上である電圧第１判定値より大きくなった場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【００５４】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００５５】
[適用例２５]
適用例２２ないし適用例２４のいずれかに記載の燃料電池システムの異常検知方法において、前記電圧検知工程は、前記電圧に基づいて、所定時間ごとの電圧変化量を検出する電圧変化量検出工程を含み、前記異常検知工程は、前記抑制状態となってから、前記電圧変化量検工程で検出された前記電圧変化量が０以上である電圧変化量第３判定値となるまでの時間が、時間第１判定値より小さい場合に、前記燃料電池システムが異常であると検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【００５６】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を正確に検知することができる。
【００５７】
[適用例２６]
適用例２２ないし適用例２５のいずれかに記載の燃料電池システムの異常検知方法において、前記異常検知工程は、前記電圧検出工程で検出された前記電圧の変化に基づいて、前記燃料電池システムにおける前記燃料電池の異常を検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【００５８】
このようにすれば、燃料電池が劣化することを抑制することができる。
【００５９】
[適用例２７]
適用例２２ないし適用例２６のいずれかに記載の燃料電池システムの異常検知方法において、前記異常検知工程は、前記電圧検出工程で検出された前記電圧の変化に基づいて、前記抑制部の異常を検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【００６０】
このようにすれば、燃料電池システムの異常を迅速に解決することができる。
【００６１】
[適用例２８]
適用例２７に記載の燃料電池システムの異常検知方法において、前記燃料電池は、複数の燃料電池セルが積層されて成る積層体を備え、前記カソード系流路は、前記積層体を、前記燃料電池セルを積層する積層方向に貫通し、各燃料電池セルの各カソードで電気化学反応に供された後の酸化ガスを収集し排出するための酸化ガス排出マニホールドと、前記積層体の側面において、前記酸化ガス排出マニホールドと接続され、前記酸化ガス排出マニホールドから排出される前記酸化ガスを、前記カソード系流路外部に導出するための酸化ガス導出流路と、を備え、前記抑制部は、前記酸化ガス導出流路に配置され、前記酸化ガスを前記燃料電池の外部に導出することを抑制するカソード側導出抑制弁と、各燃料電池セルにおいて、前記カソードから前記燃料電池セル外部に前記酸化ガスが漏洩することを抑制するシール部と、を備え、前記電圧検出工程は、前記積層体において、１つ以上の前記燃料電池セルから成る燃料電池セル群の電圧を測定する工程を含み、前記異常検知工程は、前記電圧検出工程で検出された各燃料電池セル群の前記電圧の変化に基づいて、前記カソード側導出抑制弁、または、前記シール部の異常を検知する工程を含むことを特徴とする燃料電池システムの異常検知方法。
【００６２】
このようにすれば、カソード側導出抑制弁の異常を正確に検知することができる。
【００６３】
なお、本発明は、上記した燃料電池システムに限られず、例えば、異常検知装置など、他の装置発明の態様で実現することも可能である。また、上記した燃料電池システムの異常検知方法に限られず、例えば、異常検知方法など、他の方法発明の態様で実現することも可能である。また、それら方法や装置を構築するためのコンピュータプログラムとしての態様や、そのようなコンピュータプログラムを記録した記録媒体としての態様や、上記コンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など、種々の態様で実現することも可能である。
【００６４】
また、本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、上記装置の動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．燃料電池システム１０００の構成：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池システム１０００の構成を示すブロック図である。本実施例の燃料電池システム１０００は、抑制部Ｑを備えており、抑制状態を形成する。抑制部Ｑ、および、抑制状態については、後述する。本実施例の燃料電池システム１０００は、主に、水素タンク２０と、コンプレッサ３０と、水素遮断弁４０と、可変調圧弁５０と、負荷接続部６０と、カソード封止弁７０と、循環ポンプ８０と、パージ弁８５と、電圧センサ９０と、表示装置９９と、燃料電池１００と、制御回路４００と、を備えている。
【００６６】
水素タンク２０は、燃料ガスとしての高圧水素ガスが貯蔵される貯蔵装置であり、水素供給流路２２を介して燃料電池１００（後述の水素供給マニホールド）に接続されている。水素供給流路２２上において、水素タンク２０から近い順番に、水素遮断弁４０と、可変調圧弁５０とが設けられている。可変調圧弁５０は、水素タンク２０から燃料電池１００へ供給される水素圧（水素量）を調整可能な調圧弁である。
【００６７】
燃料電池１００（後述の水素排出マニホールド）は、水素排出流路２４と接続される。パージ弁８５は、水素排出流路２４上に設けられる。水素排出流路２４は、パージ弁８５と燃料電池１００との間において、水素循環流路２５と接続される。水素循環流路２５は、水素排出流路２４と接続される端部とは反対の端部が、水素供給流路２２において、可変調圧弁５０と燃料電池１００との間に接続される。循環ポンプ８０は、水素循環流路２５上に配置される。
【００６８】
水素タンク２０から水素供給流路２２を介して供給される水素は、燃料電池１００で電気的化学反応に供され、水素排出流路２４に排出される。水素排出流路２４に排出された水素は、循環ポンプ８０の作動によって、水素循環流路２５、水素供給流路２２を介して再び燃料電池１００に導かれる。このように、燃料電池１００から排出された水素は、水素排出流路２４の一部、水素循環流路２５、水素供給流路２２の一部、および、燃料電池１００から成る流路（後述のアノード流路２６）を循環する。なお、後述する制御回路４００は、発電時には、パージ弁８５を閉弁しているが、循環する水素中に含まれる不純物（窒素等）の増加に伴い、パージ弁８５を適宜開弁し、その不純物を水素排出流路２４を介して燃料電池システム１０００の外部に排出させる。
【００６９】
コンプレッサ３０は、酸化ガスとして、空気を燃料電池１００に供給するための装置であり、空気供給流路３２を介して燃料電池１００（後述の空気供給マニホールド）に接続される。コンプレッサ３０は、停止時において圧力損失が大きい。従って、コンプレッサ３０の停止時において、コンプレッサ３０を介して空気供給流路３２に空気が流入することが抑制される。
【００７０】
また、燃料電池１００（後述の空気排出マニホールド）は、空気排出流路３４と接続される。コンプレッサ３０から空気供給流路３２を介して供給される空気は、燃料電池１００で電気的化学反応に供され、空気排出流路３４を介して燃料電池１００の外部に排出される。
【００７１】
カソード封止弁７０は、空気排出流路３４上に配置され、燃料電池１００の通常発電終了後において、空気排出流路３４を介して空気が、燃料電池１００に流入することを抑制するための弁である。「通常発電」についての詳細は、後述する。
【００７２】
燃料電池１００は、固体高分子型の燃料電池であり、複数の燃料電池セル１０と、エンドプレート３００と、インシュレータ３３０と、ターミナル３４０と、を備えている。燃料電池セル１０は、インシュレータ３３０およびターミナル３４０を挟んで、２枚のエンドプレート３００によって挟持される。すなわち、燃料電池１００は、燃料電池セル１０が、複数個積層された層状構造を有している。また、燃料電池１００は、テンションプレート（図示せず）がボルト（図示せず）によって各エンドプレート３００に結合されることによって、各燃料電池セル１０を、積層方向に所定の力で締結する構造となっている。
【００７３】
図２は、燃料電池セル１０の概略構成を表わす断面模式図である。この燃料電池セル１０は、電解質膜１１と、電解質膜１１の両面に配置されるカソード１２およびアノード１３と、カソード１２の外側面に配置されるガス拡散層１４と、アノード１３の外側面に配置されるガス拡散層１５とから成る膜電極接合体５（以下では、ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）５と呼ぶ）を備える。電解質膜１１は、固体高分子材料、例えば、フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す。カソード１２、および、アノード１３は、触媒金属である白金（Ｐｔ）を担持したカーボン（以下では、白金担持カーボンとも呼ぶ）と、電解質とから構成される。ガス拡散層１４，１５は、導電性を有するカーボン製の多孔質部材であり、例えば、カーボンクロスやカーボンペーパによって形成される。
【００７４】
セパレータ６，７は、ガス不透過の導電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンや、プレス成形した金属板によって形成することができる。セパレータ６は、片面において凸部１８ａと凹部１８ｂとが交互に形成された凹凸形状を有している。そして、セパレータ６において、凸部１８ａは、ガス拡散層１４（カソード１２または電解質膜１１）を押圧し、凹部１８ｂは、ガス拡散層１４との間にガス拡散層１４（カソード１２）に対して酸化ガスを給排するためセル内空気流路１８を形成する。また、セパレータ７は、片面において凸部１９ａと凹部１９ｂとが交互に形成された凹凸形状を有している。セパレータ７において、凸部１９ａは、ガス拡散層１５（アノード１３または電解質膜１１）を押圧し、凹部１９ｂは、ガス拡散層１５との間にガス拡散層１５（アノード１３）に対して燃料ガスを給排するためセル内水素流路１９を形成する。
【００７５】
セパレータ６，７は、その外周近くの互いに対応する位置に、孔部１０３〜１０６を備えている。セパレータ６，７を、ＭＥＡ５およびガス拡散層１４，１５と共に積層して燃料電池１００を組み立てると、積層された各セパレータ６，７の対応する位置に設けられた孔部は、互いに重なり合って、積層方向に燃料電池１００内部を貫通する流路を形成する。具体的には、孔部１０３は、酸化ガス供給マニホールドを形成し、孔部１０４は、酸化ガス排出マニホールドを形成し、孔部１０５は、燃料ガス供給マニホールドを形成し、孔部１０６は、燃料ガス排出マニホールドを形成する。酸化ガス供給マニホールドは、セル内空気流路１８に酸化ガスを導入するための流路であり、酸化ガス排出マニホールドは、セル内空気流路１８から酸化ガスを排出するための流路である。燃料ガス供給マニホールドは、セル内水素流路１９に燃料ガスを導入するための流路であり、燃料ガス排出マニホールドは、セル内水素流路１９から燃料ガスを排出すための流路である。
【００７６】
燃料電池セル１０は、セル内空気流路１８、セル内水素流路１９、および、上記各マニホールドにおけるガスシール性を確保するためのシール部材７００が配設されている。
【００７７】
燃料電池１００において、発電中に水素が流通する流路、すなわち、各燃料電池セル１０におけるガス拡散層１５、セル内水素流路１９、水素供給マニホールド、および、水素排出マニホールドを、合わせてアノード流路２６とも呼ぶ。また、燃料電池１００において、発電中に空気が流通する流路、すなわち、各燃料電池セル１０におけるガス拡散層１４、セル内空気流路１８、空気供給マニホールド、および、空気排出マニホールドを、合わせてカソード流路３６とも呼ぶ。さらに、水素供給流路２２、アノード流路２６、水素排出流路２４においてパージ弁８５と燃料電池１００との間の流路、および、水素循環流路２５を総合して、アノード系流路ＡＲとも呼ぶ。空気供給流路３２、カソード流路３６、および、空気排出流路３４においてカソード封止弁７０と燃料電池１００との間の流路を総合して、カソード系流路ＣＲとも呼ぶ。
【００７８】
負荷接続部６０は、燃料電池１００の各ターミナル３４０とそれぞれ接続されている。また、負荷接続部６０は、燃料電池１００（ターミナル３４０）と、燃料電池システム１０００外部の電気的負荷５００との接続を切り換え可能な装置である。負荷接続部６０は、通常発電中において、燃料電池１００と電気的負荷５００とを接続している。なお、電気的負荷５００は、例えば、二次電池や、電力消費装置（モータなど）などである。
【００７９】
電圧センサ９０は、燃料電池１００の燃料電池電圧Ｖｆを検出するためのセンサである。
表示装置９９は、後述する異常検知処理において、燃料電池システム１０００が異常な場合に、異常である旨を表示により報知するための装置である。
【００８０】
また、本実施例の燃料電池システム１０００では、ラジエータ（図示せず）などからなる冷却系装置（図示せず）を備えており、その冷却系装置から、燃料電池１００において各燃料電池セル１０間に設けられる冷媒流路（図示せず）に冷媒が流され、燃料電池１００の内部温度を調節するようになっている。
【００８１】
制御回路４００は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵ（図示せず）と、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ（図示せず）と、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ（図示せず）と、各種信号を入出力する入出力ポート（図示せず）等を備える。制御回路４００は、コンプレッサ３０、水素遮断弁４０、可変調圧弁５０、負荷接続部６０、カソード封止弁７０、循環ポンプ８０、パージ弁８５、および、表示装置９９、と電気通信線を介して接続され、これらに対して種々の制御を行う。制御回路４００のＲＡＭには、後述の異常検知処理で用いられる異常検知フラグが記憶されている。また、制御回路４００は、所定期間の時間を計測可能なタイマ機能を有している。
【００８２】
制御回路４００は、燃料電池システム１０００の外部から電力要求を受信した場合には、燃料電池システム１０００において、燃料電池１００の通常発電運転を行う。具体的には、制御回路４００は、燃料電池システム１０００の外部から電力要求を受信すると、負荷接続部６０を制御して燃料電池１００と電気的負荷５００とを接続させる。そして、制御回路４００は、水素遮断弁４０を開弁させ、電力要求量に応じて、可変調圧弁５０を調整し、コンプレッサ３０を駆動制御すると共に、カソード封止弁７０を開弁制御する。なお、制御回路４００は、通常発電運転開始時には、所定期間、燃料電池１００の暖機運転を行う。
【００８３】
一方、制御回路４００は、燃料電池システム１０００において、運転停止要求（燃料電池１００の通常発電停止要求）を受信すると、通常発電運転を終了する通常発電終了処理を行う。具体的には、制御回路４００は、運転停止要求を受信すると、水素遮断弁４０を閉弁させ、循環ポンプ８０およびコンプレッサ３０を駆動停止させることにより、燃料電池１００への水素（燃料ガス）および空気（酸化ガス）の供給を停止させる。また、制御回路４００は、この通常発電終了処理の際、負荷接続部６０を制御して燃料電池１００と電気的負荷５００との接続を遮断させる。
【００８４】
その後、制御回路４００は、カソード封止弁７０を閉弁させる。これに伴い、燃料電池システム１０００において、アノード系流路ＡＲに対して水素の導入および導出が抑制され、カソード系流路ＣＲに対して、空気の導入および導出が抑制された状態（以下では、抑制状態とも呼ぶ）となる。この場合、少なくとも、水素遮断弁４０、カソード封止弁７０、コンプレッサ３０、パージ弁８５、および、各燃料電池セル１０のシール部材７００は、上記抑制状態を形成する抑制部Ｑとして機能する。抑制部Ｑは、水素遮断弁４０、カソード封止弁７０、コンプレッサ３０、パージ弁８５、および、各燃料電池セル１０のシール部材７００の少なくとも一つを備えていればよい。上記抑制状態は、燃料電池１００が次の通常発電運転を開始するまで継続される。
【００８５】
図３は、抑制状態形成後の燃料電池１００の電圧推移例を説明する説明図である。具体的には、図３（Ａ）は、燃料電池１００（各燃料電池セル１０）が正常である場合の抑制状態形成後の電圧推移例を示す。図３（Ｂ）は、アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的多い場合において、燃料電池１００（各燃料電池セル１０）が異常である場合の抑制状態形成後の電圧推移例を示す。図３（Ｃ）は、アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的少ない場合において、燃料電池１００（各燃料電池セル１０）が異常である場合の抑制状態形成後の電圧推移例を示す。
【００８６】
本実施例の燃料電池システム１０００において、抑制状態形成時には、アノード側には水素が残存し、カソード側には酸素が残存した状態であり、燃料電池１００（燃料電池セル１０）の電圧は、ある程度高電圧状態となっている。そして、燃料電池システム１０００において、抑制状態形成後、各燃料電池セル１０では、アノード側の水素が、電解質膜１１を介してカソード側にリークし、カソード１２において、カソード側の空気（酸素）と触媒反応を生じ消費される。また、カソード側の酸素は、アノード側に電解質膜１１を介してリークし拡散する。これらに伴い、カソード側の酸素が減少し、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、抑制状態形成後から徐々に燃料電池１００（各燃料電池セル１０）の電圧が降下し始める。
【００８７】
アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的多い場合には、リークにより、カソード１２における水素と酸素の触媒反応が活発に行われ、カソード系流路ＣＲの酸素容量が減少し、抑制状態形成後から徐々に燃料電池１００（各燃料電池セル１０）の電圧が降下し、低電圧状態（例えば、略０Ｖ）となる。
【００８８】
アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的多い場合であって、抑制部Ｑが正常に機能し、抑制状態が保たれている場合には、各燃料電池セル１０のカソード１２に酸素が流入することが抑制され、燃料電池１００（各燃料電池セル１０）の電圧が上昇することが抑制される。従って、この場合、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となった後は、電圧の変化（上昇）は小さく、低電圧状態で推移し、カソード１２において部分酸化反応（カーボン酸化反応）が生じることが抑制される。その結果、燃料電池１００は、正常状態に保たれる。言い換えれば、図３（Ａ）に示すように、アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的多い場合であって、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となった後、電圧の変化が比較的小さい場合には、燃料電池１００が正常であり、また、抑制部Ｑが正常に機能していると推定することができる。
【００８９】
アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的多い場合であって、抑制部Ｑに異常が生じ、抑制状態が保てない場合において、燃料電池１００の電圧は、当初、カソード１２における触媒反応によって酸素容量が減少するので低電圧状態となり、一時的にその状態が保たれるが、各燃料電池セル１０のカソード１２に酸素が流入することにより、再度、燃料電池１００の電圧が急上昇し高電圧状態となるおそれがある。それに伴い、高電圧状態中にカソード１２において部分酸化反応（カーボン酸化反応）が生じるおそれがあり、すなわち、燃料電池１００が異常状態となるおそれがある。言い換えれば、図３（Ｂ）に示すように、アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的多い場合であって、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となった後、電圧が急上昇した場合には、燃料電池１００が異常であり、また、抑制部Ｑに異常が生じていると推定することができる。なお、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となった後、電圧が急上昇した場合において、種々の要因により、電圧は、再び降下する。電圧が再び降下する要因としては、例えば、カソード１２に流入した酸素がアノード１３に拡散することで、カソード１２における酸素容量が減少することなどが考えられる。
【００９０】
また、アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的少ない場合において、抑制部Ｑが正常に機能し、抑制状態が保たれている場合には、各燃料電池セル１０のカソード１２に酸素が流入することが抑制されるので、カソード１２における触媒反応により酸素容量が減少し、抑制状態形成後から順調に燃料電池１００（各燃料電池セル１０）の電圧が降下し、比較的短時間で低電圧状態となる。従って、高電圧状態が比較的短い時間で済むので、カソード１２において部分酸化反応（カーボン酸化反応）が生じることが抑制される。その結果、燃料電池１００は、正常状態に保たれる。言い換えれば、アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的低い場合において、図３（Ａ）に示すように、燃料電池１００の電圧が抑制状態形成後から低電圧状態となるまでの時間が、比較的短時間である場合には、燃料電池１００が正常であり、また、抑制部Ｑが正常に機能していると推定することができる。
【００９１】
一方、アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的少ない場合であって、抑制部Ｑに異常が生じ、抑制状態が保てない場合には、燃料電池１００の電圧は、以下の挙動を示すおそれがある。すなわち、抑制状態形成後、カソード１２における水素と酸素の触媒反応が低下すると共に、徐々に各燃料電池セル１０のカソード１２に酸素が流入することにより、低電圧状態となる前に電圧低下が鈍化したり、または、低電圧状態となる前に若干の電圧上昇に転じたりして、高電圧状態が比較的長く継続するおそれがある。その結果、高電圧状態中に、カソード１２において部分酸化反応（カーボン酸化反応）が生じるおそれがあり、燃料電池１００が異常状態となるおそれがある。言い換えれば、図３（Ｃ）に示すように、アノード系流路ＡＲ内の水素容量が比較的少ない場合であって、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となるまでの時間が長い場合には、燃料電池１００が異常であり、また、抑制部Ｑに異常が生じていると推定することができる。
【００９２】
以上の考えを踏まえ、本実施例の燃料電池システム１０００において、制御回路４００は、燃料電池１００の電圧の変化に応じて、燃料電池システム１０００（具体的には、抑制部Ｑまたは燃料電池１００）の異常を検知する異常検知処理を実行する。この異常検知処理は、通常発電終了後であって、抑制部Ｑによって抑制状態が形成されると、それをトリガにして実行される。
【００９３】
Ａ２．異常検知処理：
図４および図５は、本実施例の燃料電池システム１０００が行う異常検知処理を示すフローチャートである。この異常検知処理は、再度、燃料電池システム１０００の外部から電力要求を受信するまで、言い換えれば、次回の燃料電池１００の通常発電運転開始まで継続して行われる。異常検知処理前において、ＲＡＭに記憶されている異常検知フラグは、ＯＦＦの状態となっている。
【００９４】
異常検知処理において、制御回路４００は、まず、アノード系流路ＡＲに残存する水素容量Ｈｆを検出する（図４：ステップＳ１０）。具体的には、制御回路４００は、通常発電終了時前において、可変調圧弁５０を制御して燃料電池１００に供給した水素量と、燃料電池１００の発電量とに基づいて、アノード系流路ＡＲに残存する水素容量Ｈｆを検出する。
【００９５】
制御回路４００は、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１より多いか否かを判断する（ステップＳ１４）。
【００９６】
制御回路４００は、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１より多い場合（すなわち、水素容量Ｈｆが比較的多い場合）には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、続いて、電圧センサ９０から燃料電池電圧Ｖｆを検出する（ステップＳ２０）。この場合、制御回路４００は、燃料電池電圧Ｖｆを検出する度にＲＡＭに記憶する。
【００９７】
制御回路４００は、単位時間あたりの燃料電池電圧の変化量を示す電圧変化量ΔＸｆを検出（算出）する（ステップＳ３０）。具体的には、制御回路４００は、今回検出した燃料電池電圧Ｖｆから前回検出した燃料電池電圧Ｖｆを引いた微少区間電圧変化ΔＶｆを算出する。そして、制御回路４００は、微少区間電圧変化ΔＶｆを、前回の燃料電池電圧Ｖｆの検出時から今回の燃料電池電圧Ｖｆの検出時までの間の時間ΔＴで除することにより、電圧変化量ΔＸｆを算出する。
【００９８】
制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ１（図３参照）より大きいか否かを判断する（ステップＳ４０）。制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ１より大きい場合（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）には、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となった後、電圧が急上昇したと考えられるので、燃料電池システム１０００において、燃料電池１００が異常であり、その要因として抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）する（ステップＳ５０）。
【００９９】
制御回路４００は、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）すると、ＲＡＭに記憶された異常検知フラグをＯＮにする（ステップＳ６０）。
【０１００】
そして、制御回路４００は、表示装置９９に燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じている旨を表示（報知）する（ステップＳ７０）。
【０１０１】
制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ１以下の場合（ステップＳ４０：Ｎｏ）には、燃料電池１００が低電圧状態に保たれており、燃料電池１００が正常であり、抑制部Ｑが正常に機能していると判断（検知）する（ステップＳ８０）。制御回路４００は、正常であると判断（検知）した後には、ステップＳ２０の処理にリターンする。
【０１０２】
制御回路４００が、ステップＳ２０の処理で燃料電池電圧Ｖｆを検出してから、ステップＳ８０の処理後、再び、ステップＳ２０の処理に戻り燃料電池電圧Ｖｆを検出するまでの時間ΔＴ、閾値Ｈｔ１、および、閾値Ｘｔ１は、本実施例の燃料電池システム１０００の具体的な設計等に基づいて適宜決定される。
【０１０３】
一方、制御回路４００は、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１以下の場合（すなわち、水素容量Ｈｆが比較的少ない場合）には（図４：ステップＳ１４：Ｎｏ）、まず、電圧センサ９０から燃料電池電圧Ｖｆを検出する（図５：ステップＳ２００）。
【０１０４】
制御回路４００は、検出した燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ１より小さいか否かを判断する（ステップＳ２１０）。
【０１０５】
制御回路４００は、検出した燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ１以上の場合には（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、まだ、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となっていないと判断し、ステップＳ２００の処理にリターンする。
【０１０６】
制御回路４００は、検出した燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ１より小さくなった場合には（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となったと判断し、この異常検知処理開始から、すなわち、抑制部Ｑによって抑制状態が形成されてから、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ１より小さくなるまでの時間Ｔｆ１を検出する（ステップＳ２２０）。
【０１０７】
制御回路４００は、時間Ｔｆ１が、閾値Ｔｔ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ２３０）。
【０１０８】
制御回路４００は、時間Ｔｆ１が、閾値Ｔｔ１より大きい場合（ステップＳ２３０：Ｙｅｓ）には、抑制状態形成後から高電圧状態が比較的長く継続していたと判断し、燃料電池システム１０００において、燃料電池１００が異常であり、その要因として抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）する（ステップＳ２４０）。
【０１０９】
制御回路４００は、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）すると、ＲＡＭに記憶された異常検知フラグをＯＮにする（ステップＳ２５０）。
【０１１０】
そして、制御回路４００は、表示装置９９に燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じている旨を表示（報知）する（ステップＳ２６０）。
【０１１１】
制御回路４００は、時間Ｔｆ１が、閾値Ｔｔ１以下の場合（ステップＳ２３０：Ｎｏ）には、抑制状態形成後から高電圧状態が比較的短かったと考えられるので、燃料電池１００が正常であり、抑制部Ｑが正常に機能していると判断（検知）する（ステップＳ２７０）。
【０１１２】
閾値Ｖｔ１、および、閾値Ｔｔ１は、０以上の値であり、本実施例の燃料電池システム１０００の具体的な設計等に基づいて適宜決定される。
【０１１３】
以上のように、本実施例の燃料電池システム１０００は、異常検知処理において、抑制部Ｑにより抑制状態が形成されてから、燃料電池電圧Ｖｆを検出し、燃料電池電圧Ｖｆの変化に応じて（図４：ステップＳ４０の処理参照）、燃料電池システム１０００における燃料電池１００、若しくは、抑制部Ｑが正常であるか、異常であるかを検知するようにしている。このようにすれば、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていた場合に、そのまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１１４】
本実施例の燃料電池システム１０００では、異常検知処理において、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１より多い場合（すなわち、水素容量Ｈｆが比較的多い場合）であって、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ１より大きくなった場合に、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしている。このようにすれば、電圧変化量ΔＸｆの増加に伴い、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となった後における電圧の急上昇を正確に検知することができ、従って、燃料電池１００、若しくは、抑制部Ｑの異常を正確に検知することができる。それに伴い、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１１５】
また、本実施例の燃料電池システム１０００では、異常検知処理において、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断した場合、すなわち、異常検知フラグがＯＮである場合には、表示装置９９に燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じている旨を表示するようにしている。このようにすれば、燃料電池システム１０００の管理者は、燃料電池システム１０００の異常を素早く認知することができ、燃料電池システム１０００の異常を迅速に解決することができる。
【０１１６】
本実施例の燃料電池システム１０００では、異常検知処理において、制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆに基づく燃料電池１００若しくは抑制部Ｑの異常検知を、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１より多い場合（すなわち、水素容量Ｈｆが比較的多い場合）に、実行するようにしている。このようにすれば、燃料電池１００若しくは抑制部Ｑが異常である場合に、誤検知を抑制することができる。
【０１１７】
本実施例の燃料電池システム１０００では、異常検知処理において、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１以下の場合であって、抑制部Ｑによって抑制状態が形成されてから、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ１より小さくなるまでの時間Ｔｆ１が、閾値Ｔｔ１より大きくなった場合に、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしている。このようにすれば、水素容量Ｈｆが比較的少ない場合において、抑制状態形成後からの高電圧状態の継続状況を正確に検知することができ、従って、燃料電池１００若しくは抑制部Ｑの異常を正確に検知することができる。それに伴い、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１１８】
本実施例の燃料電池システム１０００の異常検知処理において、制御回路４００は、抑制部Ｑに異常が生じていると判断した場合（ステップＳ５０、ｏｒ、ステップＳ２４０）、抑制部Ｑのうち、特に、カソード封止弁７０が異常であると判断してもよい。このようにすれば、カソード封止弁７０の異常を、漏れ検知センサ等を用いることなく、検知することが可能となる。
【０１１９】
本実施例において、水素遮断弁４０、パージ弁８５、カソード封止弁７０、コンプレッサ３０、および、シール部材７００は、特許請求の範囲における抑制部Ｑに該当し、カソード封止弁７０は、特許請求の範囲におけるカソード側導出抑制弁に該当し、水素遮断弁４０は、特許請求の範囲における燃料ガス遮断弁に該当し、コンプレッサ３０は、特許請求の範囲における酸化ガス供給ポンプに該当し、パージ弁８５は、特許請求の範囲におけるアノード側導出抑制弁に該当し、制御回路４００は、特許請求の範囲における電圧検出部、電圧変化量検出部、または、異常検知部に該当し、閾値Ｈｔ１は、特許請求の範囲における容量第１判定値若しくは容量第２判定値に該当し、閾値Ｘｔ１は、特許請求の範囲における電圧変化量第１判定値に該当し、閾値Ｖｔ１は、特許請求の範囲における電圧第４判定値に該当し、閾値Ｔｔ１は、特許請求の範囲における時間第５判定値に該当し、表示装置９９は、特許請求の範囲における報知部に該当する。
【０１２０】
Ｂ．第２実施例：
Ｂ１．燃料電池システムの構成：
第２実施例の燃料電池システムは、第１実施例の燃料電池システム１０００と同様の構成であり、同様の符号を付し、その説明を省略する。本実施例の燃料電池システムは、燃料電池システム１０００とは、処理の一部が若干異なる異常検知処理を行う。本実施例の異常検知処理は、第１実施例の異常検知処理と同様、燃料電池システムにおいて、通常発電終了後であって、抑制部Ｑによって抑制状態が形成されると、それをトリガにして実行される。
【０１２１】
Ｂ２．異常検知処理：
図６は、本実施例の燃料電池システムが行う異常検知処理を示すフローチャートである。この異常検知処理は、再度、燃料電池システムの外部から電力要求を受信するまで、言い換えれば、次回の燃料電池１００の通常発電運転開始まで継続して行われる。異常検知処理前において、ＲＡＭに記憶されている異常検知フラグは、ＯＦＦの状態となっている。本実施例の異常検知処理において、第１実施例の異常検知処理と同様の処理については、同様のステップ番号を付し、処理の説明を省略する。なお、この場合、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１以下の場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）以降の処理については、図示を省略しているが、第１実施例の異常検知処理におけるステップＳ２００〜ステップＳ２７０の処理（図５参照）と同様の処理を行っている。
【０１２２】
制御回路４００は、ステップＳ２０の処理で、燃料電池電圧Ｖｆを検出し、ステップＳ３０の処理で、単位時間あたりの燃料電池電圧の変化量を示す電圧変化量ΔＸｆを検出（算出）した後、検出した電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ２（図３参照）より大きいか否かを判断する（ステップＳ４２Ａ）。
【０１２３】
制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ２より大きい場合（ステップＳ４２Ａ：Ｙｅｓ）には、続いて、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ２（図３参照）より大きいか否かを判断する（ステップＳ４２Ｂ）。
【０１２４】
制御回路４００は、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ２より大きい場合（ステップＳ４２Ｂ：Ｙｅｓ）には、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となった後、電圧が急上昇したと考えられるので、燃料電池システム１０００において、燃料電池１００が異常であり、その要因として抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）する（ステップＳ５２）。
【０１２５】
制御回路４００は、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）すると、ＲＡＭに記憶された異常検知フラグをＯＮにする（ステップＳ６２）。
【０１２６】
そして、制御回路４００は、表示装置９９に燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じている旨を表示（報知）する（ステップＳ７２）。
【０１２７】
一方、制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ２以下の場合（ステップＳ４２Ａ：Ｎｏ）、若しくは、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ２以下の場合（ステップＳ４２Ｂ：Ｎｏ）には、燃料電池１００は低電圧状態が保たれていると考えられるので、燃料電池１００が正常であり、抑制部Ｑが正常に機能していると判断（検知）する（ステップＳ８２）。制御回路４００は、正常であると判断（検知）した後には、ステップＳ２０の処理にリターンする。
【０１２８】
閾値Ｘｔ２、および、閾値Ｖｔ２は、０以上の値であり、本実施例の燃料電池システムの具体的な設計等に基づいて適宜決定される。
【０１２９】
本実施例の燃料電池システム１０００では、異常検知処理において、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１より多い場合（すなわち、水素容量Ｈｆが比較的多い場合）であって、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ２より大きくなり、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ２より大きくなった場合に、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしている。このようにすれば、電圧変化量ΔＸｆが増加し、燃料電池電圧Ｖｆの上昇に伴い、燃料電池１００の電圧が低電圧状態となった後における電圧の急上昇を正確に検知することができ、従って、燃料電池１００、若しくは、抑制部Ｑの異常を正確に検知することができる。それに伴い、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１３０】
本実施例の燃料電池システムの異常検知処理において、制御回路４００は、抑制部Ｑに異常が生じていると判断した場合（ステップＳ５２、ｏｒ、ステップＳ２４０）、抑制部Ｑのうち、特に、カソード封止弁７０が異常であると判断してもよい。このようにすれば、カソード封止弁７０の異常を、漏れ検知センサ等を用いることなく、検知することが可能となる。
【０１３１】
本実施例において、水素遮断弁４０、パージ弁８５、カソード封止弁７０、コンプレッサ３０、および、シール部材７００は、特許請求の範囲における抑制部Ｑに該当し、カソード封止弁７０は、特許請求の範囲におけるカソード側導出抑制弁に該当し、水素遮断弁４０は、特許請求の範囲における燃料ガス遮断弁に該当し、コンプレッサ３０は、特許請求の範囲における酸化ガス供給ポンプに該当し、パージ弁８５は、特許請求の範囲におけるアノード側導出抑制弁に該当し、制御回路４００は、特許請求の範囲における電圧検出部、電圧変化量検出部、または、異常検知部に該当し、閾値Ｘｔ２は、特許請求の範囲における電圧変化量第２判定値に該当し、閾値Ｖｔ２は、特許請求の範囲における電圧第１判定値に該当し、表示装置９９は、特許請求の範囲における報知部に該当する。
【０１３２】
Ｃ．第３実施例：
Ｃ１．燃料電池システムの構成：
第３実施例の燃料電池システムは、第１実施例の燃料電池システム１０００と同様の構成であり、同様の符号を付し、その説明を省略する。本実施例の燃料電池システムは、燃料電池システム１０００とは、処理の一部が若干異なる異常検知処理を行う。本実施例の異常検知処理は、第１実施例の異常検知処理と同様、燃料電池システムにおいて、通常発電終了後であって、抑制部Ｑによって抑制状態が形成されると、それをトリガにして実行される。
【０１３３】
Ｃ２．異常検知処理：
図７は、本実施例の燃料電池システムが行う異常検知処理を示すフローチャートである。異常検知処理前において、ＲＡＭに記憶されている異常検知フラグは、ＯＦＦの状態となっている。本実施例の異常検知処理において、第１実施例の異常検知処理と同様の処理については、同様のステップ番号を付し、処理の説明を省略する。なお、この場合、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１以下の場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）以降の処理については、図示を省略しているが、第１実施例の異常検知処理におけるステップＳ２００〜ステップＳ２７０の処理（図５参照）と同様の処理を行っている。
【０１３４】
制御回路４００は、ステップＳ２０の処理で、燃料電池電圧Ｖｆを検出し、ステップＳ３０の処理で、単位時間あたりの燃料電池電圧の変化量を示す電圧変化量ΔＸｆを検出（算出）した後、検出した電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ３より大きくなったか否かを判断する（ステップＳ４４Ａ）。
【０１３５】
制御回路４００は、検出した電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ３以下の場合（ステップＳ４４Ａ：Ｎｏ）には、ステップＳ２０の処理にリターンする。
【０１３６】
制御回路４００は、検出した電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ３より大きくなった場合（ステップＳ４４Ａ：Ｙｅｓ）には、抑制部Ｑによって抑制状態が形成されてから、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ３より大きくなるまでの時間Ｔｆ２を検出する（ステップＳ４４Ｂ）。
【０１３７】
制御回路４００は、時間Ｔｆ２が、閾値Ｔｔ２より小さいか否かを判断する（ステップＳ４４Ｃ）。
【０１３８】
制御回路４００は、時間Ｔｆ２が、閾値Ｔｔ２より小さい場合（ステップＳ４４Ｃ：Ｙｅｓ）には、低電圧状態後、比較的短時間で電圧の上昇が生じていると考えられ、すなわち、抑制部Ｑを介してカソード１２に許容量以上の空気の流入が生じていると考えられるので、燃料電池システムにおいて、抑制部Ｑに異常が生じており、それに伴い燃料電池１００が異常であると判断（検知）する（ステップＳ５４）。
【０１３９】
制御回路４００は、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）すると、ＲＡＭに記憶された異常検知フラグをＯＮにする（ステップＳ６４）。
【０１４０】
そして、制御回路４００は、表示装置９９に燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じている旨を表示（報知）する（ステップＳ７４）。
【０１４１】
一方、制御回路４００は、時間Ｔｆ２が、閾値Ｔｔ２以上の場合（ステップＳ４４Ｃ：Ｎｏ）には、低電圧状態後、比較的長時間で電圧の上昇が生じていると考えられ、すなわち、カソード１２に対し抑制部Ｑを介して空気の流入があったにせよ、その流入量が許容量内であると考えられるので、抑制部Ｑが正常に機能しており、それに伴い燃料電池１００が正常であると判断（検知）する（ステップＳ８４）。
【０１４２】
閾値Ｘｔ３、および、閾値Ｔｔ２は、０以上の値であり、本実施例の燃料電池システムの具体的な設計等に基づいて適宜決定される。
【０１４３】
図８は、抑制状態形成後の燃料電池１００の電圧推移例を説明する説明図である。図８（Ａ）は、燃料電池１００（各燃料電池セル１０）が正常である場合の抑制状態形成後の電圧推移例を示す。図８（Ｂ）は、燃料電池１００（各燃料電池セル１０）が異常である場合の抑制状態形成後の電圧推移例を示す。本実施例の燃料電池システムでは、異常検知処理において、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１より多い場合であって、抑制部Ｑによって抑制状態が形成されてから、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ３より大きくなるまでの時間Ｔｆ２が、閾値Ｔｔ２より小さい場合に、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしている。このようにすれば、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電圧変化量ΔＸｆの変化に基づき、カソード１２に対して許容量以上の空気の流入状況を正確に検知することができ、従って、燃料電池１００、若しくは、抑制部Ｑの異常を正確に検知することができる。それに伴い、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１４４】
本実施例の燃料電池システムの異常検知処理において、制御回路４００は、抑制部Ｑに異常が生じていると判断した場合（ステップＳ５４、ｏｒ、ステップＳ２４０）、抑制部Ｑのうち、特に、カソード封止弁７０が異常であると判断してもよい。このようにすれば、カソード封止弁７０の異常を、漏れ検知センサ等を用いることなく、検知することが可能となる。
【０１４５】
本実施例において、水素遮断弁４０、パージ弁８５、カソード封止弁７０、コンプレッサ３０、および、シール部材７００は、特許請求の範囲における抑制部Ｑに該当し、カソード封止弁７０は、特許請求の範囲におけるカソード側導出抑制弁に該当し、水素遮断弁４０は、特許請求の範囲における燃料ガス遮断弁に該当し、コンプレッサ３０は、特許請求の範囲における酸化ガス供給ポンプに該当し、パージ弁８５は、特許請求の範囲におけるアノード側導出抑制弁に該当し、制御回路４００は、特許請求の範囲における電圧検出部、電圧変化量検出部、または、異常検知部に該当し、閾値Ｘｔ３は、特許請求の範囲における電圧変化量第３判定値に該当し、閾値Ｔｔ２は、特許請求の範囲における時間第１判定値に該当し、表示装置９９は、特許請求の範囲における報知部に該当する。
【０１４６】
Ｄ．第４実施例：
Ｄ１．燃料電池システムの構成：
第４実施例の燃料電池システムは、第１実施例の燃料電池システム１０００と同様の構成であり、同様の符号を付し、その説明を省略する。本実施例の燃料電池システムは、燃料電池システム１０００とは、処理の一部が若干異なる異常検知処理を行う。本実施例の異常検知処理は、第１実施例の異常検知処理と同様、燃料電池システムにおいて、通常発電終了後であって、抑制部Ｑによって抑制状態が形成されると、それをトリガにして実行される。
【０１４７】
Ｄ２．異常検知処理：
図９は、本実施例の燃料電池システムが行う異常検知処理を示すフローチャートである。この異常検知処理は、再度、燃料電池システムの外部から電力要求を受信するまで、言い換えれば、次回の燃料電池１００の通常発電運転開始まで継続して行われる。異常検知処理前において、ＲＡＭに記憶されている異常検知フラグは、ＯＦＦの状態となっている。本実施例の異常検知処理において、第１実施例の異常検知処理と同様の処理については、同様のステップ番号を付し、処理の説明を省略する。なお、この場合、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１以下の場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）以降の処理については、図示を省略しているが、第１実施例の異常検知処理におけるステップＳ２００〜ステップＳ２７０の処理（図５参照）と同様の処理を行っている。
【０１４８】
制御回路４００は、ステップＳ２０の処理で、燃料電池電圧Ｖｆを検出し、ステップＳ３０の処理で、単位時間あたりの燃料電池電圧の変化量を示す電圧変化量ΔＸｆを検出（算出）した後、検出した電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ４より大きいか否かを判断する（ステップＳ４６Ａ）。
【０１４９】
制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ４より大きい場合（ステップＳ４６Ａ：Ｙｅｓ）には、続いて、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ３より大きいか否かを判断する（ステップＳ４６Ｂ）。
【０１５０】
制御回路４００は、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ３より大きい場合（ステップＳ４６Ｂ：Ｙｅｓ）には、再度、電圧センサ９０から燃料電池電圧Ｖｆを検出し（ステップＳ４６Ｃ）、検出した燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ４より小さいか否かを判断する（ステップＳ４６Ｄ）。制御回路４００は、検出した燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ４以上の場合（ステップＳ４６Ｄ：Ｎｏ）には、ステップＳ４６Ｃの処理にリターンする。
【０１５１】
制御回路４００は、ステップＳ４６Ｃの処理で検出した燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ４より小さい場合（ステップＳ４６Ｄ：Ｙｅｓ）には、ステップＳ４６Ｂの処理において、燃料電池電圧Ｖｆが閾値Ｖｔ３より大きくなり、ステップＳ４６Ｄの処理において燃料電池電圧Ｖｆが閾値Ｖｔ４より小さくなるまでの時間Ｔｆ３を検出する（ステップＳ４６Ｅ）。
【０１５２】
制御回路４００は、時間Ｔｆ３が、閾値Ｔｔ３より小さいか否かを判断する（ステップＳ４６Ｆ）。
【０１５３】
制御回路４００は、時間Ｔｆ３が、閾値Ｔｔ３より小さい場合（ステップＳ４６Ｆ：Ｙｅｓ）には、低電圧状態後、比較的短時間で電圧が急変動していると考えられ、すなわち、抑制部Ｑを介してカソード１２に許容範囲以上の空気の流入があったと考えられるので、燃料電池システムにおいて、抑制部Ｑに異常が生じており、それに伴い燃料電池１００が異常であると判断（検知）する（ステップＳ５６）。
【０１５４】
制御回路４００は、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）すると、ＲＡＭに記憶された異常検知フラグをＯＮにする（ステップＳ６６）。
【０１５５】
そして、制御回路４００は、表示装置９９に燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じている旨を表示（報知）する（ステップＳ７６）。
【０１５６】
一方、制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ４以下の場合（ステップＳ４６Ａ：Ｎｏ）、若しくは、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ３以下の場合（ステップＳ４６Ｂ：Ｎｏ）には、燃料電池１００は低電圧状態が保たれており、燃料電池１００が正常であり、抑制部Ｑが正常に機能していると判断（検知）する（ステップＳ８６）。
【０１５７】
また、制御回路４００は、時間Ｔｆ３が、閾値Ｔｔ３以上の場合（ステップＳ４６Ｆ：Ｎｏ）には、電圧は、緩やかに変動していると考えられ、すなわち、カソード１２に対し抑制部Ｑを介して空気の流入があったにせよ、その流入量が許容範囲内であると考えられるので、抑制部Ｑが正常に機能しており、それに伴い燃料電池１００が正常であると判断（検知）する（ステップＳ８６）。制御回路４００は、正常であると判断（検知）した後には、ステップＳ２０の処理にリターンする。
【０１５８】
閾値Ｘｔ４、閾値Ｖｔ３、閾値Ｖｔ４、および、閾値Ｔｔ３は、０以上の値であり、本実施例の燃料電池システムの具体的な設計等に基づいて適宜決定される。
【０１５９】
図１０は、抑制状態形成後の燃料電池１００の電圧推移例を説明する説明図である。図１０（Ａ）は、燃料電池１００（各燃料電池セル１０）が正常である場合の抑制状態形成後の電圧推移例を示す。図１０（Ｂ）は、燃料電池１００（各燃料電池セル１０）が異常である場合の抑制状態形成後の電圧推移例を示す。本実施例の燃料電池システムでは、異常検知処理において、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１より多い場合であって、燃料電池電圧Ｖｆが閾値Ｖｔ３より大きくなってから、燃料電池電圧Ｖｆが閾値Ｖｔ４より小さくなるまでの時間Ｔｆ３が、閾値Ｔｔ３より小さい場合に、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしている。このようにすれば、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電圧変化量ΔＸｆの変化に基づき、カソード１２に対して許容量以上の空気の流入状況を正確に検知することができ、従って、燃料電池１００、若しくは、抑制部Ｑの異常を正確に検知することができる。それに伴い、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１６０】
本実施例の燃料電池システムの異常検知処理において、制御回路４００は、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）した場合（ステップＳ５６、ｏｒ、ステップＳ２４０）、抑制部Ｑのうち、特に、カソード封止弁７０が異常であると判断（検知）してもよい。このようにすれば、カソード封止弁７０の異常を、漏れ検知センサ等を用いることなく、検知することが可能となる。
【０１６１】
本実施例において、水素遮断弁４０、パージ弁８５、カソード封止弁７０、コンプレッサ３０、および、シール部材７００は、特許請求の範囲における抑制部Ｑに該当し、カソード封止弁７０は、特許請求の範囲におけるカソード側導出抑制弁に該当し、水素遮断弁４０は、特許請求の範囲における燃料ガス遮断弁に該当し、コンプレッサ３０は、特許請求の範囲における酸化ガス供給ポンプに該当し、パージ弁８５は、特許請求の範囲におけるアノード側導出抑制弁に該当し、制御回路４００は、特許請求の範囲における電圧検出部、電圧変化量検出部、または、異常検知部に該当し、閾値Ｘｔ４は、特許請求の範囲における電圧変化量第４判定値に該当し、閾値Ｖｔ３は、特許請求の範囲における電圧第２判定値に該当し、閾値Ｖｔ４は、特許請求の範囲における電圧第３判定値に該当し、閾値Ｔｔ３は、特許請求の範囲における時間第２判定値に該当し、表示装置９９は、特許請求の範囲における報知部に該当する。
【０１６２】
Ｅ．第５実施例：
Ｅ１．燃料電池システムの構成：
図１１は、本発明の第５実施例としての燃料電池システム１０００Ａの構成を示す概略図である。第５実施例の燃料電池システムは、基本的に第１実施例の燃料電池システム１０００と同様の構成であるが、以下の点で相違する。すなわち、本実施例の燃料電池システム１０００Ａは、燃料電池１００において、複数の燃料電池セル群（以下では、各燃料電池セル群を、それぞれ、セル群とも呼ぶ）に分割されている。各セル群は、それぞれ、３つの燃料電池セル１０で構成されている。図１１に示すように、セル群のうち、カソード流路３６（酸化ガス排出マニホールド）と、空気排出流路３４との接続部分に最も近いセル群をセル群１０ａとも呼び、その他のセル群をセル群１０ｂとも呼ぶ。また、燃料電池システム１０００Ａは、図１１に示すように、セル群１０ａ、および、各セル群１０ｂの電圧（以下では、セル群電圧とも呼ぶ）を検出するための電圧センサ９０Ａを備えている。以下では、電圧センサ９０Ａによって検出されるセル群１０ａの電圧および各セル群１０ｂを、それぞれ、セル群電圧Ｖｓ１およびセル群電圧Ｖｓ２とも呼ぶ。本実施例の燃料電池システム１０００Ａにおいて、第１実施例の燃料電池システム１０００と同様の構成部分については、同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０１６３】
本実施例の燃料電池システム１０００は、燃料電池システム１０００とは、異なる異常検知処理を行う。本実施例の異常検知処理は、第１実施例の異常検知処理と同様、燃料電池システムにおいて、通常発電終了後であって、抑制部Ｑによって抑制状態が形成されると、それをトリガにして実行される。
【０１６４】
Ｅ２．異常検知処理：
図１２は、本実施例の燃料電池システム１０００Ａが行う異常検知処理を示すフローチャートである。この異常検知処理は、再度、燃料電池システム１０００Ａの外部から電力要求を受信するまで、言い換えれば、次回の燃料電池１００の通常発電運転開始まで継続して行われる。異常検知処理前において、ＲＡＭに記憶されている異常検知フラグは、ＯＦＦの状態となっている。
【０１６５】
制御回路４００は、電圧センサ９０Ａからセル群電圧Ｖｓ１、および、各セル群電圧Ｖｓ２を検出する（ステップＳ３００）。
【０１６６】
制御回路４００は、セル群電圧Ｖｓ１が、各セル群電圧Ｖｓ２よりも大きいか否か、すなわち、セル群電圧のうち、セル群電圧Ｖｓ１が最も高電圧であるか否かを判断する（ステップＳ３１０）。
【０１６７】
制御回路４００は、セル群電圧Ｖｓ１が、各セル群電圧Ｖｓ２よりも大きい場合（ステップＳ３１０：Ｙｅｓ）には、続いて、セル群電圧Ｖｓ１が閾値Ｖｔ５より大きいか否かを判断する（ステップＳ３２０）。
【０１６８】
制御回路４００は、セル群電圧Ｖｓ１が閾値Ｖｔ５より大きい場合（ステップＳ３２０：Ｙｅｓ）には、セル群のうち、カソード封止弁７０に近いセル群１０ａが各セル群１０ｂよりも最も高い電圧であると共に、そのセル群電圧Ｖｓ１が高電圧状態であると考えられ、すなわち、カソード封止弁７０を介してセル群１０ａのカソード１２に許容量以上の空気が流入していると考えられるので、カソード封止弁７０が異常であると判断（検知）する（ステップＳ３３０）。
【０１６９】
制御回路４００は、カソード封止弁７０が異常であると判断（検知）すると、ＲＡＭに記憶された異常検知フラグをＯＮにする（ステップＳ３４０）。
【０１７０】
そして、制御回路４００は、表示装置９９にカソード封止弁７０が異常である旨を表示（報知）する（ステップＳ３５０）。
【０１７１】
一方、制御回路４００は、セル群電圧Ｖｓ１よりも大きいセル群電圧Ｖｓ２を示すセル群１０ｂ（以下では、セル群１０ｂｘとも呼ぶ）が存在する場合（ステップＳ３１０：Ｎｏ）には、そのセル群１０ｂｘのセル群電圧Ｖｓ２が、閾値Ｖｔ６より大きいか否かを判断する（ステップＳ３６０）。
【０１７２】
制御回路４００は、セル群１０ｂｘのセル群電圧Ｖｓ２が、閾値Ｖｔ６より大きい場合（ステップＳ３６０：Ｙｅｓ）には、セル群１０ｂｘにおいて、所定の燃料電池セル１０に許容量以上の空気が流入していると考えられるので、セル群１０ｂｘにおける所定の燃料電池セル１０のシール部材７００が異常であると判断（検知）する（ステップＳ３７０）。
【０１７３】
制御回路４００は、セル群１０ｂｘにおける所定の燃料電池セル１０のシール部材７００が異常であると判断（検知）すると、ＲＡＭに記憶された異常検知フラグをＯＮにする（ステップＳ３８０）。
【０１７４】
そして、制御回路４００は、表示装置９９にセル群１０ｂｘにおける所定の燃料電池セル１０のシール部材７００が異常である旨を表示（報知）する（ステップＳ３９０）。
【０１７５】
また、制御回路４００は、セル群１０ａのセル群電圧Ｖｓ１が閾値Ｖｔ５以下の場合（ステップＳ３２０：Ｎｏ）、または、セル群１０ｂｘのセル群電圧Ｖｓ２が、閾値Ｖｔ６以下の場合（ステップＳ３６０：Ｎｏ）には、各セル群電圧は低電圧状態が保たれていると考えられるので、カソード封止弁７０、および、各セル群における各燃料電池セル１０のシール部材７００は、正常に機能していると判断（検知）する（ステップＳ４００）。制御回路４００は、正常であると判断（検知）した後には、ステップＳ３００の処理にリターンする。
【０１７６】
閾値Ｖｔ５、および、閾値Ｖｔ６は、０以上の値であり、本実施例の燃料電池システムの具体的な設計等に基づいて適宜決定される。
【０１７７】
本実施例の燃料電池システム１０００Ａでは、異常検知処理において、セル群電圧Ｖｓ１が、各セル群電圧Ｖｓ２よりも大きい場合であって、セル群電圧Ｖｓ１が閾値Ｖｔ５より大きい場合に、カソード封止弁７０が異常であると判断（検知）するようにしている。このようにすれば、セル群電圧Ｖｓ１と、セル群電圧Ｖｓ２とに応じて、カソード封止弁７０を介する空気の流入を正確に検知することができ、従って、カソード封止弁７０の異常を正確に検知することができる。それに伴い、カソード封止弁７０に異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１７８】
また、本実施例の燃料電池システム１０００Ａでは、異常検知処理において、セル群電圧Ｖｓ１が、各セル群電圧Ｖｓ２以下の場合であって、セル群１０ｂｘが存在し、セル群１０ｂｘのセル群電圧Ｖｓ２が、閾値Ｖｔ６より大きい場合において、セル群１０ｂｘにおける所定の燃料電池セル１０のシール部材７００が異常であると判断（検知）するようにしている。このようにすれば、セル群１０ａにおけるセル群電圧Ｖｓ１と、セル群１０ｂｘにおけるセル群電圧Ｖｓ２とに応じて、セル群１０ｂｘにおける燃料電池セル１０のシール部材７００を介する空気の流入を正確に検知することができ、従って、シール部材７００の異常を正確に検知することができる。それに伴い、シール部材７００に異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１７９】
本実施例において、水素遮断弁４０、パージ弁８５、カソード封止弁７０、コンプレッサ３０、および、シール部材７００は、特許請求の範囲における抑制部Ｑに該当し、カソード封止弁７０は、特許請求の範囲におけるカソード側導出抑制弁に該当し、水素遮断弁４０は、特許請求の範囲における燃料ガス遮断弁に該当し、コンプレッサ３０は、特許請求の範囲における酸化ガス供給ポンプに該当し、パージ弁８５は、特許請求の範囲におけるアノード側導出抑制弁に該当し、制御回路４００は、特許請求の範囲における電圧検出部、または、異常検知部に該当し、閾値Ｖｔ５は、特許請求の範囲における電圧第５判定値に該当し、閾値Ｖｔ６は、特許請求の範囲における電圧第６判定値に該当し、セル群１０ａは、特許請求の範囲における積層体の側面付近の燃料電池セル群に該当し、セル群１０ｂｘは、特許請求の範囲における高電圧燃料電池セル群に該当し、表示装置９９は、特許請求の範囲における報知部に該当する。
【０１８０】
Ｆ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。
【０１８１】
Ｆ１．変形例１：
上記第４実施例の燃料電池システムでは、制御回路４００は、図９、図１０に示すように、異常検知処理（図９）において、燃料電池電圧Ｖｆが閾値Ｖｔ３より大きくなってから、燃料電池電圧Ｖｆが閾値Ｖｔ４より小さくなるまでの時間Ｔｆ３が、閾値Ｔｔ３より小さい場合に（図９：ステップＳ４６Ｆ）、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。
【０１８２】
例えば、制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆが閾値Ｘｔ５より大きくなり、電圧変化量ΔＸｆが略０となった後（燃料電池電圧Ｖｆが極大となった後）、電圧変化量ΔＸｆが負となって、燃料電池電圧Ｖｆが降下し、燃料電池電圧Ｖｆが閾値Ｖｔ５より小さくなった場合において、電圧変化量ΔＸｆが閾値Ｘｔ５より大きくなってから、燃料電池電圧Ｖｆが閾値Ｖｔ５より小さくなるまでの時間Ｔｆ４が、閾値Ｔｔ４より小さい場合に、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしてもよい。このようにすれば、電圧変化量ΔＸｆの変化に基づき、カソード１２に対して許容量以上の空気の流入状況を正確に検知することができ、従って、燃料電池１００、若しくは、抑制部Ｑの異常を正確に検知することができる。それに伴い、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１８３】
なお、閾値Ｘｔ５、閾値Ｖｔ５、および、閾値Ｔｔ４は、０以上の値であり、本実施例の燃料電池システムの具体的な設計等に基づいて適宜決定される。また、閾値Ｘｔ５は、特許請求の範囲における電圧変化量第５判定値に該当し、閾値Ｖｔ５は、特許請求の範囲における電圧第４判定値に該当し、閾値Ｔｔ４は、特許請求の範囲における時間第３判定値に該当する。
【０１８４】
また、制御回路４００は、電圧変化量ΔＸｆが閾値Ｘｔ６より大きくなり、電圧変化量ΔＸｆが略０となった場合において、電圧変化量ΔＸｆが閾値Ｘｔ６より大きくなってから、電圧変化量ΔＸｆが略０となるまでの時間Ｔｆ５が、閾値Ｔｔ５より小さい場合に、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしてもよい。このようにすれば、電圧変化量ΔＸｆの変化に基づき、カソード１２に対して許容量以上の空気の流入状況を正確に検知することができ、従って、燃料電池１００、若しくは、抑制部Ｑの異常を正確に検知することができる。それに伴い、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１８５】
なお、閾値Ｘｔ６、および、閾値Ｔｔ５は、０以上の値であり、本実施例の燃料電池システムの具体的な設計等に基づいて適宜決定される。また、閾値Ｘｔ６は、特許請求の範囲における電圧変化量第６判定値に該当し、閾値Ｔｔ５は、特許請求の範囲における時間第４判定値に該当する。
【０１８６】
Ｆ２．変形例２：
上記第２実施例の燃料電池システムでは、制御回路４００は、異常検知処理（図６）において、電圧変化量ΔＸｆが、閾値Ｘｔ２より大きくなり、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ２より大きくなった場合に、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、制御回路４００は、抑制部Ｑにより抑制状態が形成されてから、所定時間経過後、燃料電池電圧Ｖｆが、閾値Ｖｔ２より大きくなった場合に、燃料電池１００が異常であり、抑制部Ｑに異常が生じていると判断（検知）するようにしてもよい。このようにしても、上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【０１８７】
Ｆ３．変形例３：
上記第１ないし第４実施例の燃料電池システムでは、制御回路４００は、異常検知処理（図４、５、６、７、９）において、ステップＳ１４の処理で、水素容量Ｈｆが閾値Ｈｔ１より多いか否かを判断し、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１より多い場合には、ステップＳ２０以下の処理を、水素容量Ｈｆが、閾値Ｈｔ１以下の場合には、ステップＳ２００以下の処理を実行するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、制御回路４００は、水素容量Ｈｆにかかわらず、異常検知処理（図４、６、７、９）において、ステップＳ２０以下の処理を実行するようにしてもよい。このようにしても上記実施例と同様の効果を奏することができる。また、制御回路４００は、水素容量Ｈｆにかかわらず、異常検知処理（図５参照）において、ステップＳ２００以下の処理を実行するようにしてもよい。このようにしても上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【０１８８】
Ｆ４．変形例４：
上記第１実施例ないし第４実施例の燃料電池システムでは、制御回路４００は、各燃料電池セル１０の合計電圧である燃料電池電圧Ｖｆに基づいて、燃料電池システム１０００（燃料電池１００、または、抑制部Ｑ）の異常を検知するようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、制御回路４００は、１つ以上の燃料電池１００から構成されるセル群のセル群電圧を検出し、セル群電圧に基づいて、燃料電池システム１０００（燃料電池１００、または、抑制部Ｑ）の異常を検知するようにしてもよい。このようにしても、上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【０１８９】
Ｆ５．変形例５：
上記実施例の燃料電池システムにおいて、制御回路４００は、通常発電終了処理時に、負荷接続部６０を制御して燃料電池１００と電気的負荷５００との接続を遮断させるようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、制御回路４００は、通常発電終了後、抑制状態形成時までの間に負荷接続部６０を制御して燃料電池１００と電気的負荷５００との接続を遮断させるようにしてもよい。この場合、制御回路４００は、特に、抑制状態形成時の直前まで燃料電池１００と電気的負荷５００との接続を継続させ、抑制状態形成時において、燃料電池１００と電気的負荷５００との接続を遮断するようにもよい。このようにすれば、燃料電池１００において、カソード１２で、発電により迅速に酸素が消費されるので、燃料電池１００の電圧を、抑制状態形成後素早く低電圧状態にすることができる。
【０１９０】
Ｆ６．変形例６：
上記実施例の燃料電池システムにおいて、制御回路４００は、抑制状態の形成をトリガとして、異常検知処理を実行するようにしているが、本発明はこれに限られたものではない。例えば、制御回路４００は、抑制状態形成後、所定時間経過して、異常検知処理を実行するようにしてもよい。このようにすれば、種々の要因により、抑制状態形成直後において、燃料電池１００の電圧が一時的に上昇するような場合において、燃料電池システム（燃料電池１００、抑制部Ｑ）の異常を誤検知することを抑制することができる。なお、「抑制状態形成直後において、燃料電池１００の電圧が一時的に上昇するような場合」としては、例えば、抑制状態形成時において、燃料電池１００と電気的負荷５００との接続を遮断するような場合（上記変形例５参照）が考えられる。
【０１９１】
Ｆ７．変形例７：
上記実施例の燃料電池システムにおいて、制御回路４００は、上記第１実施例ないし第５実施例、および、上記変形例１ないし変形例４において、各異常検知処理（図４、図５、図６、図７、図９、図１２参照）のいずれかを並行して実行するようにしてもよい。また、制御回路４００は、上記第１実施例ないし第５実施例の異常検知処理、および、上記変形例１ないし変形例３において、各異常検知処理を並行して実行するようにしてもよい。このようにすれば、燃料電池１００、若しくは、抑制部Ｑの異常を精度よく検知することができる。
【０１９２】
Ｆ８．変形例８：
上記第５実施例の燃料電池システム１０００Ａにおいて、制御回路４００は、異常検知処理で、アノード流路２６と水素排出流路２４との接続部に最も近いセル群１０ｂのセル群電圧（以下では、セル群電圧Ｖｓ３とも呼ぶ）を検出し、セル群電圧Ｖｓ３が、セル群電圧Ｖｓ３を除く他のセル群電圧Ｖｓ２よりも大きい場合であって、セル群電圧Ｖｓ３が閾値Ｖｔ７より大きい場合に、パージ弁８５が異常であると判断（検知）するようにしてもよい。このようにすれば、アノード流路２６と水素排出流路２４との接続部に最も近いセル群１０ｂのセル群電圧Ｖｓ３と、セル群電圧Ｖｓ１とに応じて、パージ弁８５を介するアノード１３への空気の流入を正確に検知することができる。従って、パージ弁８５の異常を正確に検知することができ、パージ弁８５に異常が生じたまま放置されることを抑制することができ、燃料電池１００のカソード１２において、部分酸化反応が生じることを抑制することができる。その結果、燃料電池１００の劣化を抑制することができる。
【０１９３】
なお、燃料電池１００における各セル群のセル群電圧に基づき、コンプレッサ３０や、燃料電池１００と各流路（空気排出流路３４、空気供給流路３２、水素排出流路２４、水素供給流路２２）との接続部におけるシール部材の異常を検知するようにしてもよい。
【０１９４】
Ｆ９．変形例９：
上記実施例の燃料電池システムでは、制御回路４００は、通常発電終了処理において、水素遮断弁４０を閉弁させ、循環ポンプ８０およびコンプレッサ３０を駆動停止させることにより、燃料電池１００への水素（燃料ガス）および空気（酸化ガス）の供給を停止させるようにしているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、制御回路４００は、通常発電終了処理において、水素遮断弁４０を完全には閉弁させず、また、コンプレッサ３０を完全には駆動停止させず、若干量の水素および空気の供給を継続させるようにしてもよい。
【０１９５】
Ｆ１０．変形例１０：
上記第５実施例の燃料電池システムにおいて、セル群は、３つの燃料電池セル１０で構成されているが、本発明は、これに限られるものではなく、セル群は、１つ、２つ、若しくは、４つ以上の燃料電池セル１０で構成されていてもよい。このようにしても上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【０１９６】
Ｆ１１．変形例１１：
上記実施例の燃料電池システムにおいて、空気供給流路３２上に空気逆流遮断弁を配置するようにしてもよい。この場合、制御回路４００は、通常発電終了処理後、カソード封止弁７０と共に、この空気逆流遮断弁を閉弁させる。これに伴い、燃料電池システム１０００において、アノード系流路ＡＲに対して水素の導入および導出が抑制され、カソード系流路ＣＲに対して、空気の導入および導出が抑制された状態（以下では、抑制状態とも呼ぶ）となる。従って、空気逆流遮断弁は、抑制部Ｑに含まれる。このようにすれば、コンプレッサ３０を介してカソード系流路ＣＲに空気が流入することを抑制することができる。
【０１９７】
Ｆ１２．変形例１２：
上記実施例の燃料電池システムでは、燃料電池１００として、固体高分子型燃料電池を用いているが、本発明は、これに限られるものではなく、固体酸化物型燃料電池電解質型や溶融炭酸塩電解質型等、種々のタイプの燃料電池を用いることができる。
【０１９８】
Ｆ１３．変形例１３：
燃料ガスとして、水素を、酸化ガスとして、空気を用いているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、燃料ガスとして、改質ガスを用いてもよい。また、酸化ガスとして、空気を含んだガスであればよく、例えば、空気と酸素との混合ガスを用いても良い。
【０１９９】
Ｆ１４．変形例１４：
上記実施例の燃料電池１００は、複数の燃料電池セル１０を備えているが、本発明はこれに限られるものではなく、１つの燃料電池セル１０から構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２００】
【図１】本発明の第１実施例としての燃料電池システム１０００の構成を示すブロック図である。
【図２】燃料電池セル１０の概略構成を表わす断面模式図である。
【図３】抑制状態形成後の燃料電池１００の電圧推移例を説明する説明図である。
【図４】第１実施例の燃料電池システム１０００が行う異常検知処理を示すフローチャートである。
【図５】第１実施例の燃料電池システム１０００が行う異常検知処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施例の燃料電池システムが行う異常検知処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施例の燃料電池システムが行う異常検知処理を示すフローチャートである。
【図８】抑制状態形成後の燃料電池１００の電圧推移例を説明する説明図である。
【図９】本発明の第４実施例の燃料電池システムが行う異常検知処理を示すフローチャートである。
【図１０】抑制状態形成後の燃料電池１００の電圧推移例を説明する説明図である。
【図１１】本発明の第５実施例としての燃料電池システム１０００Ａの構成を示す概略図である。
【図１２】第５実施例の燃料電池システム１０００Ａが行う異常検知処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２０１】
５…ＭＥＡ
６，７…セパレータ
１０…燃料電池セル
１０ａ，１０ｂ，１０ｂｘ…セル群
１１…電解質膜
１２…カソード
１３…アノード
１４，１５…ガス拡散層
１８…セル内空気流路
１９…セル内水素流路
２０…水素タンク
２２…水素供給流路
２４…水素排出流路
２５…水素循環流路
２６…アノード流路
３０…コンプレッサ
３２…空気供給流路
３４…空気排出流路
３６…カソード流路
４０…水素遮断弁
５０…可変調圧弁
６０…負荷接続部
７０…カソード封止弁
８０…循環ポンプ
８５…パージ弁
９０，９０Ａ…電圧センサ
９９…表示装置
１００…燃料電池
１０３〜１０６…孔部
３００…エンドプレート
３３０…インシュレータ
３４０…ターミナル
４００…制御回路
５００…電気的負荷
７００…シール部材
１０００，１０００Ａ…燃料電池システム
Ｑ…抑制部
ＡＲ…アノード系流路
ＣＲ…カソード系流路
【図１】
2010080166.tif 000003
【図２】
2010080166.tif 000004
【図３】
2010080166.tif 000005
【図４】
2010080166.tif 000006
【図５】
2010080166.tif 000007
【図６】
2010080166.tif 000008
【図７】
2010080166.tif 000009
【図８】
2010080166.tif 000010
【図９】
2010080166.tif 000011
【図１０】
2010080166.tif 000012
【図１１】
2010080166.tif 000013
【図１２】
2010080166.tif 000014