(57)【要約】【課題】燃料電池スタックに液水が溜まることを抑制する燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池システム１であって、アノードオフガス排出通路４５、４６に設けられ、燃料電池スタック２における電極反応で生じる液水を外部に排出するパージ弁４９、５０と、燃料電池スタック２の発電電力に基づいてパージ弁４９、５０を制御するパージ弁制御手段７と、パージ弁の制御状態に基づいてカソードガス流量を制御するカソードガス流量制御手段７と、カソード供給系３の状態に応じてカソードガス流量を制限するカソードガス流量制限手段７と、カソードガス流量制限時にパージ弁４９、５０の開弁を制限するパージ弁制限手段７と、パージ弁制限時に燃料電池スタック２の発電電力を制限する発電電力制限手段７とを備える。【選択図】図１
2014089813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックを有する燃料電池システムであって、
カソードガスをカソードガス供給通路を介して前記燃料電池スタックへ供給するためのカソードガス供給機と、
前記燃料電池スタックのカソードオフガスが流れるカソードオフガス排出通路と、
前記カソードオフガス排出通路に合流すると共に、前記燃料電池スタックのアノードオフガスが流れるアノードオフガス排出通路と、
前記アノードオフガス排出通路に設けられ、前記燃料電池スタックにおける電極反応で生じる液水を外部に排出するパージ弁と、
要求負荷に基づいて前記燃料電池スタックの発電電力を制御する電力制御手段と、
前記燃料電池スタックの発電電力に基づいて前記パージ弁を制御するパージ弁制御手段と、
前記パージ弁の制御状態に基づいてカソードガス流量を制御するカソードガス流量制御手段と、
カソードガス供給系の状態に応じて前記カソードガス流量を制限するカソードガス流量制限手段と、
前記カソードガス流量制限手段によるカソードガス流量制限時に前記パージ弁の開弁を制限するパージ弁制限手段と、
パージ弁制限時に前記燃料電池スタックの発電電力を制限する発電電力制限手段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であって、
前記燃料電池スタックの湿潤状態を検知する湿潤検知手段を備え、
前記発電電力制限手段は、前記湿潤状態の検知ができない場合は、できる場合に比して前記燃料電池スタックの発電電力の制限量を大きく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または２に記載の燃料電池システムであって、
前記発電電力制限手段は、前記パージ弁制限手段によって制限された前記パージ弁の開弁状態に応じて前記燃料電池スタックの発電電力を制限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乃至３のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記アノードオフガス排出通路は、第１アノードオフガス排出通路と、第２アノードオフガス排出通路とによって構成され、
前記パージ弁は、前記第１アノードオフガス排出通路に設けられる第１パージ弁と、前記第２アノードオフガス排出通路に設けられる第２パージ弁とであり、
前記パージ弁制御手段は、前記燃料電池スタックの発電電力に基づいて前記第１パージ弁の開弁時間を設定し、前記開弁時間で前記第１パージ弁を開閉すると共に、前記第２パージ弁の開弁時間を設定し、前記開弁時間で前記第２パージ弁を開閉し、
前記カソードガス流量制御手段は、前記第１パージ弁と前記第２パージ弁とが両弁同時に開弁する状況では同時に開弁しない時に比べて前記カソードガス流量を増量し、
前記パージ弁制限手段は、前記カソードガス流量制限手段による前記カソードガス流量制限時に前記パージ弁が同時に開弁することを制限し、
前記発電電力制限手段は、前記パージ弁が同時に開弁することを制限された時に前記燃料電池スタックの発電電力を制限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】
本発明は燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を動作させるとカソード側からＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）を介してアノード内に電極反応により生じた生成水が透過し、混入する。アノード側の生成水が増えると生成水がＭＥＡへの水素の供給を阻害する可能性があるため、この生成水を排出する必要がある。そこで、アノード内に混入した生成水をアノードガスと共にパージすることで、生成水によって水素供給が阻害されることを抑制している。
【０００３】
一方で、生成水を燃料電池システムの外へパージする場合は、生成水と共に水素を含んだガスが排出されることになるので、排出されるガスの水素濃度を十分に低くする必要がある。そこで、排出するガスの水素濃度が所定濃度以下となるようにカソードオフガスを利用して、水素を含んだガスを希釈する燃料電池システムが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５６１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、要求負荷等に応じてカソード供給系に配置されたコンプレッサの流量を制御しているが、希釈要求時はコンプレッサの流量を増量することで水素を含んだガスをカソードオフガス、またはカソードガスによって希釈している。しかしながら、燃料電池システムの状況によってはパージ弁によって排出される水素を含むガスを希釈するために必要なカソードガスの流量をコンプレッサが流せない場合がある。例えばカソードガスを加湿するためのＷＲＤ（Water Recovery Device）の耐熱保護のためにコンプレッサの流量が制限された場合である。
【０００６】
このような場合、パージによって生成水などの不純物と共に排出されるガスの水素濃度を所定濃度以下とすることができない可能性があるので、パージ弁の開弁を制限することが考えられる。しかし、本来、パージ弁の開弁は上記するようにアノード内の生成水を排出するように生成水の量に合わせて設定されており、パージ弁の開弁を制限するとパージ弁から排出可能な生成水の量が減少し、アノード内に蓄積される生成水が増加し、燃料電池スタックで発電不良を生じることが懸念される。
【０００７】
そこで、本発明では、アノード内の生成水を排出するためのパージ弁の開弁が制限された場合であっても、生成水の増加による燃料電池スタックの発電不良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】
【０００８】
本発明のある態様に係る燃料電池システムは、燃料電池スタックを有する燃料電池システムである。燃料電池システムは、カソードガスをカソードガス供給通路を介して燃料電池スタックへ供給するためのカソードガス供給機と、燃料電池スタックのカソードオフガスが流れるカソードオフガス排出通路と、カソードオフガス排出通路に合流すると共に、燃料電池スタックのアノードオフガスが流れるアノードオフガス排出通路と、アノードオフガス排出通路に設けられ、燃料電池スタックにおける電極反応で生じる液水を外部に排出するパージ弁と、要求負荷に基づいて燃料電池スタックの発電電力を制御する電力制御手段と、燃料電池スタックの発電電力に基づいてパージ弁を制御するパージ弁制御手段と、パージ弁の制御状態に基づいてカソードガス流量を制御するカソードガス流量制御手段と、カソードガス供給系の状態に応じてカソードガス流量を制限するカソードガス流量制限手段と、カソードガス流量制限手段によるカソードガス流量制限時にパージ弁の開弁を制限するパージ弁制限手段と、パージ弁制限時に燃料電池スタックの発電電力を制限する発電電力制限手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
この態様によると、カソードガス流量制限時にパージ弁の開弁を制限し、パージ弁制限時に燃料電池スタックの発電電力を制限することで、パージ弁の開弁が制限された場合であっても、燃料電池スタックにおける生成水の増加を抑制し、生成水の増加による燃料電池スタックの発電不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】第１パージ弁及び第２パージ弁の開閉状態を説明する図である。
【図３】本実施形態の燃料電池システムを制御するための制御ブロック図である。
【図４】目標アノードガス圧設定部の制御ブロック図である。
【図５】目標アノードガス圧の設定方法を説明する図である。
【図６】目標カソードガス圧設定部の制御ブロック図である。
【図７】目標カソード流量設定部の制御ブロック図である。
【図８】パージ弁希望ＤＵＴＹ設定部の制御ブロック図である。
【図９】パージ弁ＤＵＴＹ設定部の制御ブロック図である。
【図１０】調圧ＤＵＴＹ設定部の制御ブロック図である。
【図１１】電流制限値設定部の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態の構成を図１を用いて説明する。図１はアノードガス非循環型の燃料電池システム１の概略構成図である。
【００１２】
燃料電池システム１は、燃料電池スタック２と、カソードガス給排装置３と、アノードガス給排装置４と、スタック冷却装置６と、コントローラ７と、を備える。
【００１３】
燃料電池スタック２は、複数枚の燃料電池１０を積層したものであり、アノードガス及びカソードガスの供給を受けて発電し、車両の駆動に必要な電力（例えばモータを駆動するために必要な電力）を発電する。
【００１４】
カソードガス給排装置３は、カソードガス供給通路３１と、フィルタ３２と、カソードコンプレッサ３３と、エアフローセンサ３４と、カソードガス排出通路３５と、バイパス通路３６と、流量制御弁３７と、圧力センサ３８と、空気圧力制御弁３９と、を備える。
【００１５】
カソードガス供給通路３１は、燃料電池スタック２のカソード側に供給するカソードガスが流れる通路である。カソードガス供給通路３１は、一端がフィルタ３２に接続され、他端が燃料電池スタック２のカソードガス入口孔２１に接続される。なお、カソードガス供給通路３１に、カソードガスを加湿するためのＷＲＤを設けてもよい。
【００１６】
フィルタ３２は、カソードガス供給通路３１に取り込むカソードガス中の異物を取り除く。
【００１７】
カソードコンプレッサ３３は、カソードガス供給通路３１に設けられる。カソードコンプレッサ３３は、フィルタ３２を介してカソードガスとしての空気（外気）をカソードガス供給通路３１に取り込み、燃料電池スタック２に供給する。
【００１８】
エアフローセンサ３４は、カソードコンプレッサ３３よりも上流のカソードガス供給通路３１に設けられる。エアフローセンサ３４は、カソードガス供給通路３１を流れるカソードガスの流量を検出する。
【００１９】
カソードガス排出通路３５は、燃料電池スタック２から排出されるカソードオフガス、及びバイパス通路３６を介してカソードガス供給通路３１から供給されるカソードガスが流れる通路である。カソードガス排出通路３５は、一端が燃料電池スタック２のカソードガス出口孔２２に接続され、他端が開口端となっている。
【００２０】
バイパス通路３６は、燃料電池スタック２をバイパスしてカソードガス供給通路３１とカソードガス排出通路３５とを接続する。バイパス通路３６は、カソードガス供給通路３１から燃料電池スタック２をバイパスしてカソードガスをカソードガス排出通路３５に供給可能である。
【００２１】
流量制御弁３７は、バイパス通路３６に設けられる。流量制御弁３７は連続的または段階的に開度を調整することができる電磁弁であり、その開度はコントローラ７によって制御される。流量制御弁３７を開くことで、燃料電池スタック２で必要なカソードガスの流量が少ない場合でも、後述するアノードオフガスを希釈するために必要なカソードガスを、バイパス通路３６を介してカソードガス排出通路３５に供給することができる。
【００２２】
圧力センサ３８は、バイパス通路３６が接続する箇所よりも下流側（燃料電池スタック２側）のカソードガス供給通路３１に設けられる。圧力センサ３８は、燃料電池スタック２に供給されるカソードガス供給通路３１の圧力を検出する。本実施形態では、この圧力センサ３８で検出した圧力を、燃料電池スタック２のカソード系全体の圧力として代用する。
【００２３】
空気圧力制御弁３９は、カソードガス排出通路３５の、バイパス通路３６の合流部より上流に設けられる。空気圧力制御弁３９は連続的または段階的に開度を調整することができる電磁弁であり、その開度はコントローラ７によって制御され、空気圧力制御弁３９の開度を小さくすることで、燃料電池スタック２のカソードガス圧力を上昇させることができる。
【００２４】
アノードガス給排装置４は、高圧タンク４１と、アノードガス供給通路４２と、調圧弁４３と、圧力センサ４４と、第１アノードガス排出通路４５と、第２アノードガス排出通路４６と、第１パージ通路４７と、第２パージ通路４８と、第１パージ弁４９と、第２パージ弁５０と、バッファタンク５１と、を備える。
【００２５】
高圧タンク４１は、燃料電池スタック２に供給するアノードガスを高圧状態に保って貯蔵する。
【００２６】
アノードガス供給通路４２は、高圧タンク４１から排出されたアノードガスを燃料電池スタック２のアノード側に供給するための通路であって、一端部が高圧タンク４１に接続され、他端部が燃料電池スタック２のアノードガス入口孔２３に接続される。
【００２７】
調圧弁４３は、アノードガス供給通路４２に設けられる。調圧弁４３は、高圧タンク４１から排出されたアノードガスを所望の圧力に調節して燃料電池スタック２に供給する。調圧弁４３は、連続的または段階的に開度を調節することができる電磁弁であり、その開度はコントローラ７によって制御される。
【００２８】
圧力センサ４４は、調圧弁４３よりも下流のアノードガス供給通路４２に設けられる。圧力センサ４４は、調圧弁４３よりも下流のアノードガス供給通路４２の圧力を検出する。本実施形態では、この圧力センサ４４で検出した圧力を、バッファタンク５１を含む燃料電池スタック２のアノード系全体の圧力として代用する。
【００２９】
第１アノードガス排出通路４５は、一端部が燃料電池スタック２の第１アノードガス出口孔２４に接続され、他端部がバッファタンク５１に接続される。第１アノードガス排出通路４５には、燃料電池スタック２の電極反応に使用されなかった余剰のアノードガスと、カソード側からアノード側へと透過してきた窒素や水蒸気などの不活性ガスとの混合ガス（以下「アノードオフガス」という。）や燃料電池スタック２の電極反応によって発生する生成水（以下、「液水」という。）が排出される。
【００３０】
第２アノードガス排出通路４６は、一端部が燃料電池スタック２の第２アノードガス出口孔２５に接続され、他端部がバッファタンク５１に接続される。第２アノードガス排出通路４６には、アノードオフガスや液水が排出される。
【００３１】
第１パージ通路４７は、一端部が第１アノードガス排出通路４５に接続され、他端部が空気圧力制御弁３９下流のカソードガス排出通路３５に接続される。
【００３２】
第２パージ通路４８は、一端部が第２アノードガス排出通路４６に接続され、他端部が空気圧力制御弁３９下流のカソードガス排出通路３５に接続される。
【００３３】
第１パージ弁４９は、第１パージ通路４７に設けられる。第１パージ弁４９は、開度を全開または全閉に調節することが可能な電磁弁であり、コントローラ７によって制御される。
【００３４】
第２パージ弁５０は、第２パージ通路４８に設けられる。第２パージ弁５０は、開度を全開または全閉に調節することが可能な電磁弁であり、コントローラ７によって制御される。
【００３５】
第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０を開閉することで、バッファタンク５１からパージ通路４７、４８を介して外気へ排出されるアノードオフガス、液水の量を調節し、バッファタンク５１内のアノードガス濃度を所望の濃度に調整すると同時に、アノード内に液水が蓄積することを防止する。バッファタンク５１内のアノードガス濃度（水素濃度）が低すぎると、バッファタンク５１内のアノードガスを用いて燃料電池スタック２で発電する際に電極反応に使用されるアノードガスが不足するので、発電不良が生じると共に、燃料電池スタック２が劣化するおそれがある。一方で、バッファタンク５１内のアノードガス濃度（水素濃度）が高すぎると、パージ通路４７、４８を介してアノードオフガス中の不活性ガスと共に外気へ排出されるアノードガスの量が多くなるので、燃費が悪化する。従って、バッファタンク５１内のアノードガス濃度は、発電効率及び燃費を考慮して適切な値に制御される。また、アノード内の液水量が多くなると、アノードにおけるＭＥＡへのアノードガスの供給が阻害されて燃料電池スタック２で発電不良が生じるおそれがある。従って、アノード内の液水を適宜排出する。
【００３６】
バッファタンク５１は、第１アノードガス排出通路４５及び第２アノードガス排出通路４６を通って流れてきたアノードオフガスを一旦蓄える。バッファタンク５１に溜められたアノードオフガスは、第１パージ弁４９または第２パージ弁５０が開かれたときに、第１パージ通路４７または第２パージ通路４８を通ってカソードガス排出通路３５に排出される。その結果、アノードオフガスとカソードオフガス及びカソードガスとの混合ガス（以下「外気排出ガス」という。）がカソードガス排出通路３５の開口端から外気へ排出される。このように、アノードオフガスをカソードオフガス及びカソードガスに混合させた上で外気に排出することで、外気排出ガス中のアノードガス濃度が所定の可燃濃度未満になるようにしている。バッファタンク５１のアノードオフガスは、調圧弁４３から供給されるアノードガスの圧力が小さくなると、燃料電池スタック２に流れ、アノードオフガス中のアノードガスが燃料電池スタック２の電極反応に使用される。なお、以下においては外気排出ガスを形成するカソードオフガス及びカソードガスを単にカソードオフガスとして説明する。
【００３７】
スタック冷却装置６は、燃料電池スタック２を冷却し、燃料電池スタック２を発電に適した温度に保つ装置である。スタック冷却装置６は、冷却水循環通路６１と、ラジエータ６２と、バイパス通路６３と、三方弁６４と、循環ポンプ６５と、電気ヒータ６６と、第１水温センサ６９と、第２水温センサ８０と、ラジエータファン８１と、を備える。
【００３８】
冷却水循環通路６１は、燃料電池スタック２を冷却するための冷却水が循環する通路であって、一端が燃料電池スタック２の冷却水入口孔２６に接続され、他端が燃料電池スタック２の冷却水出口孔２７に接続される。
【００３９】
ラジエータ６２は、冷却水循環通路６１に設けられる。ラジエータ６２は、燃料電池スタック２から排出され、ラジエータ６２の内部を流れる冷却水と、ラジエータファン８１などによってラジエータ６２の外部を流れる空気と間で熱交換を行い、冷却水を冷却する。
【００４０】
ラジエータファン８１は、コントローラ７によって回転速度が制御され、ラジエータ６２の外部を流れる空気流量を調整する。
【００４１】
バイパス通路６３は、ラジエータ６２をバイパスさせて冷却水を循環させることができるように、一端が冷却水循環通路６１に接続され、他端が三方弁６４に接続される。
【００４２】
三方弁６４は、ラジエータ６２よりも下流側の冷却水循環通路６１に設けられる。三方弁６４は、冷却水の温度に応じて冷却水の循環経路を切り替える。具体的には、冷却水の温度が相対的に高いときは、燃料電池スタック２から排出された冷却水が、ラジエータ６２を介して再び燃料電池スタック２に供給されるように冷却水の循環経路を切り替える。逆に、冷却水の温度が相対的に低いときは、燃料電池スタック２から排出された冷却水が、ラジエータ６２を介さずにバイパス通路６３を流れて再び燃料電池スタック２に供給されるように冷却水の循環経路を切り替える。
【００４３】
循環ポンプ６５は、三方弁６４よりも下流側の冷却水循環通路６１に設けられて、冷却水を循環させる。
【００４４】
電気ヒータ６６は、バイパス通路６３に設けられる。電気ヒータ６６は、燃料電池スタック２の暖機時などに通電されて、冷却水の温度を上昇させる。
【００４５】
第１水温センサ６９は、燃料電池スタック２の冷却水出口孔２７の近傍の冷却水循環通路６１に設けられる。第１水温センサ６９は、燃料電池スタック２から排出された冷却水の温度を検出する。
【００４６】
第２水温センサ８０は、燃料電池スタック２の冷却水入口孔２６の近傍の冷却水循環通路６１に設けられる。第２水温センサ８０は、燃料電池スタック２に供給される冷却水の温度を検出する。
【００４７】
コントローラ７は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００４８】
コントローラ７には、前述したエアフローセンサ３４や圧力センサ４４、第１水温センサ６９、第２水温センサ８０、第３水温センサ７１の他にも、燃料電池スタック２の出力電流を検出する電流センサ７２や燃料電池スタック２の出力電圧を検出する電圧センサ７３、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルストロークセンサ７４、大気圧を検出する大気圧センサ７５などの燃料電池システム１の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。
【００４９】
コントローラ７は、これらの入力信号に基づいて図示しない外部負荷などの要求負荷に応じて外部負荷などと燃料電池スタック２との間に設けた図示しないインバータを制御することで燃料電池スタック２の発電電力を制御する。また、コントローラ７は、これらの入力信号に基づいて調圧弁４３を周期的に開閉し、アノード圧を周期的に増減圧させる脈動運転を行う。また、コントローラ７は、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０を開閉してバッファタンク５１から外部へ排出するアノードオフガスの流量を調節し、バッファタンク５１内のアノードガス濃度を所望の濃度に保つ。さらに、コントローラ７は、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０を開閉してアノードから外気へ排出される液水の流量を調節し、燃料電池スタック２のアノード内への液水の蓄積を防止する。
【００５０】
第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の開閉は、図２に示すように所定周期で実行される。第１パージ弁４９は開時間が設定されると所定周期の始めから開き始めるように制御され、第２パージ弁５０は開時間が設定されると所定周期の終わりに開き終わるように制御される。第１パージ弁４９の開時間または第２パージ弁５０の開時間が長くなると、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０が同時に開く同時開弁が生じる。
【００５１】
次に本実施形態における燃料電池システム１を制御する制御システムについて図３の制御ブロック図を用いて説明する。以下において説明する制御は、コントローラ７によって実行される。
【００５２】
制御システムは、ＨＦＲ算出部１００と、目標アノードガス圧設定部１１０と、目標カソードガス圧設定部１２０と、目標カソードガス流量設定部１３０と、パージ弁希望ＤＵＴＹ設定部１５０と、パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７０と、調圧弁ＤＵＴＹ設定部１８０と、目標電流設定部１９０と、カソードガス制御信号設定部２００とから構成される。
【００５３】
ＨＦＲ算出部１００は、公知の交流インピーダンス法によって燃料電池スタック２のＨＦＲ（High Frequency Resistance）を算出する。燃料電池スタック２の内部抵抗は、燃料電池スタック２の電解質膜の湿潤状態によって変化することが知られている。そのため、燃料電池スタック２のＨＦＲを検知することで、燃料電池スタック２の電解質膜の湿潤状態を間接的に検知することができる。ＨＦＲが大きくなると電解質膜が乾燥していることを意味する。ＨＦＲ算出部１００は、燃料電池スタック２の出力電流に交流電流を重畳したときの燃料電池スタック２の電圧値を電圧センサ７３によって検出し、その電圧値に基づいて重畳した交流電流の電圧振幅を演算し、その電圧振幅を重畳した交流電流の電流振幅で割ることでＨＦＲを算出する。なお、ＨＦＲの算出方法は上記方法に限られず、例えば本出願人が出願した特開２０１２−０５４１５３号公報に記載された方法を用いてもよい。また、ＨＦＲ算出部１００は、ＨＦＲを算出できなかった場合には予め設定された固定値をＨＦＲとして算出する。固定値は、電解質膜が湿潤しているときのＨＦＲ、例えば電解質膜が最大湿潤状態となっているときのＨＦＲであり、ＨＦＲを算出できる場合よりも小さい。ＨＦＲを算出できなかった場合には、電解質膜が湿潤しているとみなして以下で説明する制御を行う。
【００５４】
目標アノードガス圧設定部１１０について図４の制御ブロック図を用いて説明する。
【００５５】
目標アノードガス圧設定部１１０は、脈動下限圧算出部１１１と、脈動幅算出部１１２と、脈動上限圧算出部１１３と、目標アノードガス圧算出部１１４とから構成される。
【００５６】
脈動下限圧算出部１１１は、圧力センサ３８によって検出した燃料電池スタック２の上流側のカソードガス圧と、圧力センサ３８の測定誤差と、圧力センサ３８の制御誤差とを加算して脈動下限圧を算出する。圧力センサ３８の測定誤差及び圧力センサ３８の制御誤差は予め設定された値である。具体的には、脈動下限圧算出部１１１は、予め設定されたマップからカソードガス圧に基づいて基本脈動下限圧を算出し、基本脈動下限圧に測定誤差及び制御誤差を加算して脈動下限圧を算出する。脈動下限圧は、燃料電池スタック２のカソードガス圧に応じて設定され、燃料電池スタック２のカソードガス圧が高くなると高くなる。
【００５７】
脈動幅算出部１１２は、予め設定したマップから要求電流とＨＦＲとに基づいて脈動幅を算出する。脈動幅は、要求電流が大きいほど大きくなり、ＨＦＲが大きいほど小さくなる。
【００５８】
脈動上限圧算出部１１３は、脈動幅と脈動下限圧とを加算して脈動上限圧を算出する。脈動上限圧は、脈動下限圧が高くなるほど高くなり、脈動幅が大きいほど高くなる。
【００５９】
目標アノードガス圧算出部１１４は、脈動下限圧と、脈動上限圧と、圧力センサ４４によって検出したアノードガス圧とに基づいて目標アノードガス圧を算出する。目標アノードガス圧算出部１１４は、アノードガス圧に基づいて脈動下限圧、または脈動上限圧を目標アノードガス圧として交互に設定される。具体的には、目標アノードガス圧算出部１１４は、燃料電池システム１が起動すると図５に示すように、まず目標アノードガス圧として脈動上限圧を設定する。そして、アノードガス圧が脈動上限圧になると、目標アノードガス圧算出部１１４は、目標アノードガス圧として脈動下限圧を設定する。さらに、アノードガス圧が脈動下限圧となると、目標アノードガス圧算出部１１４は、再び脈動上限圧を目標アノードガス圧として設定する。このように、目標アノードガス圧算出部１１４は、アノードガス圧が脈動上限圧と脈動下限圧との間で上昇、または下降するように目標アノードガス圧を脈動上限圧、または脈動下限圧に設定する。
【００６０】
目標カソードガス圧設定部１２０について図６の制御ブロック図を用いて説明する。
【００６１】
目標カソードガス圧設定部１２０は、予め設定したマップから要求電流と、大気圧センサ７５によって検出した大気圧とに基づいて目標カソードガス圧を算出する。目標カソードガス圧は、要求電流が大きいほど高くなり、大気圧が高くなるほど高くなる。
【００６２】
目標カソードガス流量設定部１３０について図７の制御ブロック図を用いて説明する。
【００６３】
目標カソードガス流量設定部１３０は、発電要求カソードガス流量算出部１３１と、希釈カソードガス流量算出部１３２と、希釈係数選択部１３３と、最終希釈カソードガス流量算出部１３４と、要求カソードガス流量選択部１３５と、カソードガス流量制限部１３６と、目標カソードガス流量選択部１３７と、目標カソードコンプレッサ流量選択部１３８と、同時開弁禁止フラグ選択部１３９とから構成される。
【００６４】
発電要求カソードガス流量算出部１３１は、予め設定したマップから要求電流に基づいて発電要求カソードガス流量を算出する。要求電流が大きくなるほど、発電要求カソードガス流量は増加する。発電要求カソードガス流量は、燃料電池スタック２による電極反応で必要なカソードガス流量である。
【００６５】
希釈カソードガス流量算出部１３２は、予め設定したマップから、圧力センサ４４によって検出したアノードガス圧と、大気圧センサ７５によって検出した大気圧とに基づいて第１パージ弁４９、または第２パージ弁５０を開いたときに排出されるアノードオフガスを希釈するために必要な希釈カソードガス流量を算出する。なお、希釈カソードガス流量は、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０が同時開弁しない場合の希釈カソードガス流量である。希釈カソードガス流量は、アノードガス圧が高いほど多くなり、大気圧が低いほど多くなる。
【００６６】
希釈係数選択部１３３は、同時開弁判定フラグに基づいて希釈係数を選択する。同時開弁判定フラグは、詳しくは後述するが、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０を同時開弁する必要がある場合に「１」となり、同時開弁する必要がない場合に「０」となる。希釈係数選択部１３３は、同時開弁判定フラグが「０」の場合には、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の同時開弁を行う必要がないので希釈係数として「１」を選択し、同時開弁判定フラグが「１」の場合には、同時開弁を行う必要があるので希釈係数として「２」を選択する。
【００６７】
最終希釈カソードガス流量算出部１３４は、希釈カソードガス流量と希釈係数とを乗算して最終希釈カソードガス流量を算出する。同時開弁判定フラグが「１」の場合、つまり同時開弁を行う必要がある場合には、希釈係数が「２」となっており、同時開弁を行う必要がある場合の最終希釈カソードガス流量は、同時開弁を行う必要がない場合の最終希釈カソードガス流量の２倍の流量となる。
【００６８】
要求カソードガス流量選択部１３５は、発電要求カソードガス流量と、最終希釈カソードガス流量とを比較して、多い方の流量を要求カソードガス流量として選択する。
【００６９】
カソードガス流量制限部１３６は、予め設定したマップからカソードコンプレッサ３３の制限状態に基づいてカソードガス制限流量を算出する。カソードコンプレッサ３３は、例えば、吸気したカソードガスの温度が高い場合には、カソードコンプレッサ３３自身の耐熱性や、カソードコンプレッサ３３よりも下流側の部品などの耐熱性のために流量が制限される場合がある。そのため、カソードガス流量制限部１３６は、カソードコンプレッサ３３が供給することが可能なカソードガス制限流量をカソードコンプレッサ３３の制限状態から算出する。カソードコンプレッサ３３の制限状態とは、例えばカソードガスの温度、カソードコンプレッサ３３の温度などによって求められ、例えばカソードガスの温度が高いほど大きくなる。カソードコンプレッサ３３の制限状態が大きくなるとカソードガス制限流量は小さくなる。
【００７０】
目標カソードガス流量選択部１３７は、要求カソードガス流量と、カソードガス制限流量とを比較し、少ない方の流量を目標カソードガス流量として選択する。目標カソードガス流量選択部１３７は、要求カソードガス流量がカソードガス制限流量よりも多い場合には、カソードガス流量を制限するためにカソードガス制限流量を目標カソードガス流量として選択する。例えば、同時開弁判定フラグが「１」であり、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の同時開弁を行う必要がある場合であっても、要求カソードガス流量がカソードガス制限流量よりも多い場合には、目標カソードガス流量選択部１３７は、カソードコンプレッサ３３の制限状態に合わせてカソードガス流量を制限するためにカソードガス制限流量を目標カソードガス流量として選択する。
【００７１】
目標カソードコンプレッサ流量選択部１３８は、目標カソードガス流量と、希釈カソードガス流量とを比較して、多い方の流量を目標カソードコンプレッサ流量として選択する。目標カソードガス流量選択部１３７によってカソードガス制限流量が目標カソードガス流量として選択された場合でも、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０を同時開弁せずに第１パージ弁４９または第２パージ弁５０から排出されたアノードオフガス中のアノードガス濃度が所定の可燃濃度未満となるようにカソードオフガスによってアノードオフガスを希釈しなければならない。そのため、目標カソードガス流量が希釈カソードガス流量よりも少ない場合には、目標カソードコンプレッサ流量選択部１３８は、希釈カソードガス流量を目標カソードコンプレッサ流量として選択する。
【００７２】
同時開弁禁止フラグ選択部１３９は、目標カソードコンプレッサ流量と、最終希釈カソードガス流量とを比較する。最終希釈カソードガス流量よりも目標カソードコンプレッサ流量が少ない場合には、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の同時開弁を行うと第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０から排出されるアノードオフガスをカソードオフガスによって十分に希釈することができないおそれがあるので、同時開弁禁止フラグ選択部１３９は同時開弁を禁止するために同時開弁禁止フラグとして「１」を選択する。一方、最終目標カソードガスが最終希釈カソードガス流量以上である場合には、カソードオフガスによってアノードオフガスを十分に希釈することができるので、同時開弁禁止フラグ選択部１３９は同時開弁禁止フラグとして「０」を選択する。なお、同時開弁判定フラグが「０」であり、同時開弁を行う必要がない場合には最終希釈カソードガス流量と希釈カソードガス流量とが等しく、目標カソードコンプレッサ流量選択部１３８において目標カソードコンプレッサ流量は希釈カソードガス流量以上の流量となる。そのため、最終希釈カソードガス流量と目標カソードコンプレッサ流量とを比較した場合には、最終希釈カソードガス流量よりも目標カソードコンプレッサ流量が少なくなることはない。つまり、同時開弁を行う必要がない場合には、同時開弁禁止フラグが「１」になることはない。
【００７３】
パージ弁希望ＤＵＴＹ設定部１５０について図８の制御ブロック図を用いて説明する。
【００７４】
パージ弁希望ＤＵＴＹ設定部１５０は、カソードガス透過量算出部１５１と、アノードオフガス排出量算出部１５２と、透過ガス排出要求ＤＵＴＹ算出部１５３と、アノード液水量算出部１５４と、偏差算出部１５５と、液水排出量算出部１５６と、液水排出要求ＤＵＴＹ算出部１５７と、第１パージ弁ＤＵＴＹ選択部１５８と、合計ＤＵＴＹ算出部１５９と、同時開弁判定フラグ選択部１６０とから構成される。
【００７５】
カソードガス透過量算出部１５１は、予め設定したマップから、圧力センサ３８によって検出したカソード圧と、燃料電池温度とに基づいてカソード側からアノード側へ透過するカソードガス透過量を算出する。燃料電池温度は、第１水温センサ６９によって検出した温度と、第２水温センサ８０によって検出した温度との平均値である。カソードガス透過量は、カソード圧が高くなるほど多くなり、燃料電池温度が高いほど多くなる。
【００７６】
アノードオフガス排出量算出部１５２は、予め設定したマップから、目標アノードガス圧と、大気圧センサ７５によって検出した大気圧とに基づいてアノードオフガス排出量を算出する。アノードオフガス排出量は、目標アノードガス圧が高いほど多くなり、大気圧が低いほど多くなる。
【００７７】
透過ガス排出要求ＤＵＴＹ算出部１５３は、カソードガス透過量をアノードオフガス排出量で除算することで、透過ガス排出要求ＤＵＴＹを算出する。
【００７８】
アノード液水量算出部１５４は、予め設定したマップから要求電流とＨＦＲとに基づいてアノード液水量を算出する。アノード液水量は、要求電流が大きくなるほど多くなり、ＨＦＲが小さく、電解質膜が湿っているほど多くなる。
【００７９】
偏差算出部１５５は、目標アノードガス圧と大気圧との偏差を算出する。
【００８０】
液水排出量算出部１５６は、予め設定したテーブルから偏差算出部１５５によって算出した偏差に基づいて液水排出量を算出する。液水排出量は、偏差が大きくなるほど多くなる。
【００８１】
液水排出要求ＤＵＴＹ算出部１５７は、アノード液水量を液水排出量で除算することで液水排出要求ＤＵＴＹを算出する。
【００８２】
第１パージ弁ＤＵＴＹ選択部１５８は、透過ガス排出要求ＤＵＴＹと、液水排出要求ＤＵＴＹとを比較し、大きい方のＤＵＴＹを第１パージ弁ＤＵＴＹとして選択する。ここで、透過ガス排出要求ＤＵＴＹと液水排出要求ＤＵＴＹとを比較するのは、例えば車両の傾き具合により液水が第１パージ弁４９、第２パージ弁５０のどちらから排出されるか不明であるためである。本実施形態では、液水を排出するためのＤＵＴＹである液水排出要求ＤＵＴＹが、アノードへの透過ガスを排出するためのＤＵＴＹである透過ガス排出要求ＤＵＴＹよりも大きい場合には、第１パージ弁ＤＵＴＹ選択部１５８は、液水を確実に排出するために第１パージ弁ＤＵＴＹとして液水排出要求ＤＵＴＹを選択する。なお、透過ガス排出要求ＤＵＴＹが液水排出要求ＤＵＴＹよりも大きい場合には、液水が第１パージ弁４９側にある場合でもアノードオフガスを排出するために第１パージ弁４９を透過ガス排出要求ＤＵＴＹに基づいて開くと、液水排出量算出部１５６によって算出された液水排出量の液水はアノードオフガスと共に第１パージ弁４９から排出される。
【００８３】
合計ＤＵＴＹ算出部１５９は、第１パージ弁ＤＵＴＹと液水排出要求ＤＵＴＹとを加算して合計ＤＵＴＹを算出する。本実施形態では、第１パージ弁４９と第２パージ弁５０との開閉が繰り返される所定周期は、合計ＤＵＴＹが１である場合に対応している。すなわち、合計ＤＵＴＹが１の場合には、所定周期の間に第１パージ弁４９が閉じると同時に第２パージ弁５０が開く。また、合計ＤＵＴＹが１よりも大きい場合には、所定周期の間に第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０が同時に開く同時開弁が生じる。
【００８４】
同時開弁判定フラグ選択部１６０は、合計ＤＵＴＹが１よりも大きい場合には、第１パージ弁ＤＵＴＹと液水排出要求ＤＵＴＹに基づいて第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０を開閉すると、同時開弁が生じるので、同時開弁判定フラグとして「１」を選択する。一方、同時開弁判定フラグ選択部１６０は、合計ＤＵＴＹが１よりも小さい場合には、第１パージ弁ＤＵＴＹと液水排出要求ＤＵＴＹに基づいて第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０を開閉しても、所定周期の間に同時開弁が生じないので、同時開弁判定フラグとして「０」を選択する。
【００８５】
パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７０について図９を用いて説明する。
【００８６】
パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７０は、同時開弁禁止実行フラグ選択部１７１と、最終第１パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７２と、最終第２パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７３とから構成される。
【００８７】
同時開弁禁止実行フラグ選択部１７１は、同時開弁判定フラグと、同時開弁禁止フラグとに基づいて同時開弁禁止実行フラグを選択する。同時開弁禁止実行フラグ選択部１７１は、同時開弁判定フラグが「１」であり、かつ同時開弁禁止フラグが「１」の場合に、同時開弁禁止実行フラグとして「１」を選択し、これ以外の場合には、同時開弁禁止実行フラグとして「０」を選択する。
【００８８】
最終第１パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７２は、同時開弁禁止実行フラグに基づいて最終第１パージ弁ＤＵＴＹを設定する。最終第１パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７２は、同時開弁禁止実行フラグが「１」の場合には最終第１パージ弁ＤＵＴＹを０．５に設定する。最終第１パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７２は、同時開弁禁止実行フラグが「０」の場合には最終第１パージ弁ＤＵＴＹを第１パージ弁ＤＵＴＹと同じ値に設定する。
【００８９】
最終第２パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７３は、同時開弁禁止フラグに基づいて最終第２パージ弁ＤＵＴＹを設定する。最終第２パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７３は、同時開弁禁止実行フラグが「１」の場合には最終第２パージ弁ＤＵＴＹを０．５に設定する。最終第２パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７３は、同時開弁禁止実行フラグが「０」の場合には最終第２パージ弁ＤＵＴＹを液水排出要求ＤＵＴＹと同じ値に設定する。
【００９０】
このようにパージ弁ＤＵＴＹ設定部１７０は、同時開弁禁止実行フラグが「１」の場合には、最終第１パージ弁ＤＵＴＹ及び最終第２パージ弁ＤＵＴＹを０．５とし、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０が同時開弁することを防止する。
【００９１】
最終第１パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７２によって算出した最終第１パージ弁ＤＵＴＹ、及び最終第２パージ弁ＤＵＴＹ設定部１７３によって算出した最終第２パージ弁ＤＵＴＹに基づいて第１パージ弁４９、第２パージ弁５０が開閉し、アノードオフガス及び液水をアノードから排出する。
【００９２】
調圧弁ＤＵＴＹ設定部１８０について図１０を用いて説明する。
【００９３】
調圧弁ＤＵＴＹ設定部１８０は、偏差算出部１８１と、調圧弁ＤＵＴＹ算出部１８２とから構成される。
【００９４】
偏差算出部１８１は、目標アノードガス圧と、圧力センサ４４によって検出したアノードガス圧との偏差を算出する。
【００９５】
調圧弁ＤＵＴＹ算出部１８２は、偏差に基づいたフィードバック制御により調圧弁ＤＵＴＹを算出する。
【００９６】
調圧弁ＤＵＴＹ算出部１８２によって算出された調圧弁ＤＵＴＹに基づいて調圧弁４３が作動し、燃料電池スタック２にアノードガスが供給される。
【００９７】
目標電流設定部１９０について図１１の制御ブロック図を用いて説明する。
【００９８】
目標電流設定部１９０は、液水排出係数選択部１９１と、排出液水算出部１９２と、電流制限値算出部１９３と、目標電流選択部１９４とから構成される。
【００９９】
液水排出係数選択部１９１は、同時開弁禁止実行フラグに基づいて液水排出係数を選択する。液水排出係数選択部１９１は、同時開弁禁止実行フラグが「１」の場合には液水排出係数として０．５を選択し、これ以外の場合には液水排出係数として１を選択する。
【０１００】
排出液水算出部１９２は、パージ弁希望ＤＵＴＹ設定部１５０内の、液水排出量算出部１５６によって算出した液水排出量に液水排出係数を乗算し、最終液水排出量を算出する。
【０１０１】
電流制限値算出部１９３は、予め設定したマップから最終液水排出量とＨＦＲとに基づいて電流制限値を算出する。電流制限値は、最終液水排出量が多いほど大きくなり、ＨＦＲが大きいほど大きくなる。電流制限値が大きいとは、燃料電池スタック２から供給可能な電流が大きいことを意味している。従って、ＨＦＲ算出部１００によってＨＦＲを算出できなかった場合には、ＨＦＲを算出できる場合に比べてＨＦＲが小さく、電流制限値はＨＦＲを算出できる場合に比べて小さくなり、燃料電池スタック２の発電電流の制限量が大きくなる。このように第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の同時開弁が禁止されると、禁止されていない場合よりも最終液水排出量が少なくなり、電流制限値は小さく、つまり発電電流の制限量は大きくなる。
【０１０２】
目標電流選択部１９４は、要求電流と電流制限値とを比較し、低い方の値を目標電流として選択する。なお、上記した電流制限値以外の制限値がある場合には、これらの制限値と要求電流とを比較して一番低いものを目標電流として選択してもよい。目標電流選択部１９４によって選択された目標電流に基づいてインバータなどが制御され、燃料電池スタック２から外部負荷などに電力が供給される。
【０１０３】
図３に戻り、カソードガス制御信号設定部２００は、目標カソードコンプレッサ流量、発電要求カソードガス流量、目標カソード圧、圧力センサ３８によって検出したカソードガス圧などに基づいてカソードコンプレッサ３３、流量制御弁３７などカソードガス給排装置３を制御する信号を設定する。例えば、目標カソードコンプレッサ流量が発電要求カソードガス流量よりも多い場合には、目標カソードコンプレッサ流量と発電要求カソードガス流量との偏差分の流量がバイパス通路３６を介してカソードガス排出通路３５に流れるように流量制御弁３７のＤＵＴＹが算出される。カソードガス制御信号設定部２００によって設定された信号に基づいてカソードガス給排装置３が作動する。
【０１０４】
上記するように、本実施形態の燃料電池システム１は、第１パージ弁４９、第２パージ弁５０を備え、所定周期で２つのパージ弁４９、５０の開閉を繰り返している。第１パージ弁４９は開弁周期の開始から開弁し、第２パージ弁５０は開弁周期の終わりを合わせるように開弁する。なお、２つのパージ弁４９、５０の開弁時間は、アノード内の液水の量に比例して長くなる。
【０１０５】
上記のパージ方法では、２つのパージ弁４９、５０の開閉周期を定めているために２つのパージ弁４９、５０の開弁時間が長くなると、２つのパージ弁４９、５０が同時に開く同時開弁が生じ、片弁ずつ開弁する場合に比べて排出されるアノードオフガス量は略２倍になる。そのため、カソード側では、１弁のみ開弁する時よりも多くのカソードオフガスをカソードガス排出通路３５に流すことで、外気排出ガスのアノードガス濃度を所定の可燃濃度以下とすることが必要になる。
【０１０６】
この希釈を行うためにカソードガス給排装置３に配置されるカソードコンプレッサ３３の流量を増量するのだが、燃料電池システム１の状態によっては第１パージ弁４９と第２パージ弁５０との同時開弁時に必要なカソードオフガスの流量をカソードコンプレッサ３３が流せない場合がある。例えば、カソードコンプレッサ３３よりも下流側の部品の耐熱保護のために、カソードコンプレッサ３３の流量が制限された場合である。
【０１０７】
この場合、アノードオフガスのアノードガス濃度を所定の可燃濃度以下とすることができない可能性があるので、２つのパージ弁４９、５０が同時開弁しないように第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の開き時間を制限する。しかし、２つのパージ弁４９、５０の開弁時間は上記するようにアノード内で生じる液水の量に合わせて設定されており、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の開弁を制限すると２つのパージ弁４９、５０から排出可能な液水の量が減少し、アノード内に蓄積される液水量が増加し、液水量の増加により燃料電池スタック２で発電不良を生じることが懸念される。
【０１０８】
本実施形態では、アノード内の液水を排出するための第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の開弁が制限された場合には、燃料電池スタック２の目標電流を制限することでアノード内の液水量の増加による燃料電池スタック２の発電不良を抑制する。
【０１０９】
本発明の実施形態の効果について説明する。
【０１１０】
アノード内の液水を外気へ排出するための第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の開弁が制限されると、アノードから排出される液水量が少なくなるが、本実施形態では燃料電池スタック２の目標電流を制限することで、燃料電池スタック２の発電電力に応じて発生する液水の増加を抑制する。これにより、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の開弁が制限されて液水量が増加する状況であっても、アノード内に溜まる液水量が増加することを抑制でき、燃料電池スタック２の発電不良を抑制できる。
【０１１１】
燃料電池スタック２の電解質膜の湿潤状態を検知できない場合には、アノード内の液水量を適切に把握できない。本実施形態では、このような場合には電解質膜が湿潤しているときの値をＨＦＲとして算出することで、湿潤状態の検知ができる場合に比して燃料電池スタック２の発電電流の制限量を大きくする。これにより、アノード内の液水量が増加することを抑制し、アノード内の液水量を把握できない場合であっても、燃料電池スタック２の発電不良を抑制できる。
【０１１２】
制限される第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の開弁状態（たとえば、開弁時間や開度）、に応じて電流制限値を算出し、燃料電池スタック２の発電電力を制限するので、燃料電池スタック２で発生する液水を最適な量に制限でき、燃料電池スタック２に溜まる液水量が増加することを防止し、燃料電池スタック２の発電不良を防止することができる。
【０１１３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１１４】
上記実施形態では、脈動幅算出部１１２などにおいてマップから脈動幅などを算出したが、計算によって算出してもよい。
【０１１５】
上記実施形態では、透過ガス排出要求ＤＵＴＹ算出部１５３においてカソードガス透過量をアノードオフガス排出量で除算することで透過ガス排出要求ＤＵＴＹを算出し、液水排出要求ＤＵＴＹ算出部１５７においてアノード液水量を液水排出量で除算することで第２パージ弁ＤＵＴＹを算出したが、除算した各値に基づいて透過ガス排出要求ＤＵＴＹ及び液水排出要求ＤＵＴＹを算出してもよい。例えばカソードガス透過量とアノードオフガス排出量とが等しい場合に透過ガス排出要求ＤＵＴＹが０．５となるようにしてもよい。
【０１１６】
上記実施形態では、第１パージ弁４９及び第２パージ弁５０の同時開弁を制限する場合に、最終第１パージ弁ＤＵＴＹ及び最終第２パージ弁ＤＵＴＹを制限したが、いずれか一方のＤＵＴＹを制限してもよい。
【０１１７】
上記実施形態では、第１パージ通路４７、第２パージ通路４８はカソードガス排出通路３５に合流しているが、流量制御弁３７よりも下流側のバイパス通路３６に合流してもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１      燃料電池システム
２      燃料電池スタック
３      カソードガス給排装置（カソードガス供給系）
７      コントローラ（電力制御手段、パージ弁制御手段、カソードガス流量制御手段、カソードガス流量制限手段、パージ弁制限手段、発電電力制限手段）
３３    カソードガスコンプレッサ（カソードガス供給機）
３５    カソードガス排出通路（カソードオフガス排出通路）
４７    第１パージ通路（第１アノードオフガス排出通路）
４８    第２パージ通路（第２アノードオフガス排出通路）
４９    第１パージ弁
５０    第２パージ弁
【図１】
2014089813.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014089813.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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