(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの出力を制御した上で、外部の負荷に前記燃料電池スタックの発電電力を供給する出力制御部とを備え、
前記燃料電池スタックは、前記出力制御部による出力制御が可能な複数のスタック部位を有し、
前記出力制御部は、前記燃料電池スタックの発電運転中における前記スタック部位ごとの出力を制御し、前記発電運転中において前記燃料電池スタックの温度が所定温度を超える高温状態となると前記燃料電池スタックの発電電圧の一時的な低下が求められる電圧低下要請状況であるとして、前記スタック部位の少なくとも一つのスタック部位である特定スタック部位の出力を、発電電圧の一時的な低下を起こす側に制御する
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、
前記出力制御部は、前記電圧低下要請状況において、前記特定スタック部位を低電圧で高電流の発電電力の出力が得られるように制御して、発電電圧の一時的な低下を起こす
燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムであって、
更に、電力を充放電する２次電池を備え、
前記出力制御部は、前記スタック部位ごとの出力を制御した上で、前記負荷が要求する要求電力を、前記燃料電池スタックの発電電力と前記２次電池の充放電電力とで賄う
燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池スタックは、前記特定スタック部位での集電と電力出力を、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位での集電と電力出力と異なる系統とし、
前記出力制御部は、前記特定スタック部位についての出力制御を図る際の電流電圧特性と、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位についての出力制御を図る際の電流電圧特性とを変更でき、前記電圧低下要請状況での前記特定スタック部位についての前記電流電圧特性を、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位についての前記電流電圧特性より電圧低下側とする
燃料電池システム。
【請求項５】
前記特定スタック部位は、前記燃料電池スタックに供給される前記反応ガスの供給側部位とされている請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池スタックは、前記特定スタック部位と、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位とで、前記反応ガスの供給量を変更する流量調整機構を備え、
前記出力制御部は、前記流量調整機構を制御して、前記電圧低下要請状況での前記特定スタック部位についての前記反応ガスの供給量を、前記特定スタック部位の出力電圧が前記特定スタック部位以外の前記スタック部位の出力電圧より低くなる側に調整する
燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池システムを搭載し、該燃料電池システムの有する前記燃料電池スタックの発電電力を駆動力に用いる車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムとこれを搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムを構成する燃料電池スタックは、燃料ガスと酸素含有の酸化剤ガスの供給を受けて発電し、その発電電力を外部の負荷に出力する。こうした燃料システムでは、通常、外部の負荷が要求する要求電力に対応したガス量で上記の燃料ガスと酸素含有ガスが供給される。ところで、燃料電池システムの発電は、プロトン伝導性を有する電解質膜を介した燃料ガス中の燃料と酸化剤ガス中の酸素、例えば、水素と酸素の電気化学的な反応に基づいており、電解質膜は適宜な湿潤状態でプロトン伝導性を発揮する。このため、電解質膜の湿潤が維持されたまま燃料電池スタックが発電運転していることが望ましく、ガスの加湿や燃料電池スタックの冷却等により電解質膜の湿潤維持が図られている。しかしながら、高温乾燥環境下での継続運転や高負荷運転の継続等が強いられたりすると、電解質膜の乾燥を招き得るので、電解質膜の乾燥を抑制する手法が提案されている（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２９２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献では、燃料電池スタックの出力制御を図る上での電流電圧特性を電流が増加し電圧が低下する側に変更することで、生成水を増加させ、これにより電解質膜の乾燥を抑制している。生成水の増加をもたらす電流増加は、電気化学反応の進行状況、即ち電解質膜の両膜面のアノード・カソードへのガス供給の状況に左右され、このガス供給状況は燃料電池スタックの各部位で一律となり難い。よって、燃料電池スタック全体について発電電力の電圧低下を図ると、発電電力のより大きな低下を来し得る。燃料電池システムでは、通常、２次電池を併用して、こうした燃料電池スタックの出力低下を補うようにしている。ところが、２次電池には、その性能や耐久性等の都合上、電力の充放電に際しての電力量が制約されるため、燃料電池スタックの出力低下を補い得ない場合が起き得る。こうした場合、電流増加と電圧低下の程度を控えるようにすることも可能であるが、電気化学反応は燃料電池スタックにおいて一律に進行するとは言えないため、より複雑な制御が必要となることが危惧される。
【０００５】
本発明は、上記した課題を踏まえ、燃料電池スタックからの出力制御に際して、発電電力の出力の一時的な低下を簡便に補う手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の適用例として実施することができる。
燃料電池システムであって、
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの出力を制御した上で、外部の負荷に前記燃料電池スタックの発電電力を供給する出力制御部とを備え、
前記燃料電池スタックは、前記出力制御部による出力制御が可能な複数のスタック部位を有し、
前記出力制御部は、前記燃料電池スタックの発電運転中における前記スタック部位ごとの出力を制御し、前記発電運転中において前記燃料電池スタックの温度が所定温度を超える高温状態となると前記燃料電池スタックの発電電圧の一時的な低下が求められる電圧低下要請状況であるとして、前記スタック部位の少なくとも一つのスタック部位である特定スタック部位の出力を、発電電圧の一時的な低下を起こす側に制御する。
【０００７】
[適用例１：燃料電池システム]
燃料電池システムであって、
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの出力を制御した上で、外部の負荷に前記燃料電池スタックの発電電力を供給する出力制御部とを備え、
前記燃料電池スタックは、前記出力制御部による出力制御が可能な複数のスタック部位を有し、
前記出力制御部は、前記スタック部位ごとの出力を制御し、燃料電池スタックの発電電圧の一時的な低下が求められる電圧低下要請状況では、前記スタック部位の少なくとも一つのスタック部位である特定スタック部位の出力を、発電電圧の一時的な低下を起こす側に制御する
ことを要旨とする。
【０００８】
上記構成の適用例１の燃料電池システムは、燃料電池スタックの発電電圧の一時的な低下が求められる電圧低下要請状況では、燃料電池スタックにおける特定スタック部位については、その出力を、発電電圧の一時的な低下を起こす側に制御する。このため、この特定スタック以外のスタック部位は、電圧低下要請状況であっても、発電電圧の一時的な低下を起こすような出力制御を受けないので、燃料電池スタック全体としては、発電電圧の一時的な大きな低下を起こさない。これにより、電圧低下要請状況での発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を小さくできる。この結果、上記適用例１の燃料電池システムによれば、特定スタック部位について発電電圧の一時的な低下を図るだけで、電圧低下要請状況での発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を補う電力を小さくできることから、出力補填が簡便である。
【０００９】
上記した燃料電池システムは、次のような態様とすることができる。例えば、更に、電力を充放電する２次電池を備えた上で、前記出力制御部により、前記スタック部位ごとの出力を制御した上で、前記負荷が要求する要求電力を、前記燃料電池スタックの発電電力と前記２次電池の充放電電力とで賄うようにできる。こうすれば、２次電池からの電力放電にその電力量の制約が課されても、２次電池は、小さな出力低下の分の電力を賄えばよいことから、制約範囲でより確実に電力低下を補填できる。そして、この２次電池による電力補填を介して、負荷には要求電力を供給できる。
【００１０】
また、前記燃料電池スタックについては、前記特定スタック部位での集電と電力出力を、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位での集電と電力出力と異なる系統とし、前記出力制御部については、前記特定スタック部位についての出力制御を図る際の電流電圧特性と、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位についての出力制御を図る際の電流電圧特性とを変更でき、前記電圧低下要請状況での前記特定スタック部位についての前記電流電圧特性を、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位についての前記電流電圧特性より電圧低下側とするようにできる。こうすれば、特定スタック部位についての電流電圧特性を変更するだけで、この特定スタック部位について発電電圧の一時的な低下を図ることができ、簡便となる。
【００１１】
このように電流電圧特性の変更となる前記特定スタック部位を、前記燃料電池スタックに供給される前記反応ガスの供給側部位とできる。反応ガスの供給側は、ガス供給系における下流側よりも発電運転時の電圧上昇幅が大きい。よって、このガス供給側を特定スタック部位として既述したようの電流電圧特性を変更すれば、発電電圧の一時的な低下を確実に図ることができる。
【００１２】
この他、前記燃料電池スタックを、前記特定スタック部位と、前記特定スタック部位以外の前記スタック部位とで、前記反応ガスの供給量を変更する流量調整機構を備えるものとした上で、前記出力制御部については、これを、前記流量調整機構を制御して、前記電圧低下要請状況での前記特定スタック部位についての前記反応ガスの供給量を、前記特定スタック部位の出力電圧が前記特定スタック以外の前記スタック部位の出力電圧より低くなる側に調整するようにできる。こうすれば、特定スタック部位とこれ以外のスタック部位とでガス供給量を変更するだけで、特定スタック部位について発電電圧の一時的な低下を図ることができ、簡便となる。
【００１３】
[適用例２：燃料電池システム搭載車両]
上記したいずれかの燃料電池システムを搭載した車両であって、該燃料電池システムの有する前記燃料電池スタックの発電電力を駆動力に用いる
ことを要旨とする。
【００１４】
こうした適用例２の車両によれば、ドライバーのアクセル操作や搭載した燃料電池システムの燃料電池スタックの運転状態等によって、燃料電池スタックの発電電圧に一時的な低下が求められる状況となっても、燃料電池スタック全体としての大きな発電電圧の一時的な低下を起こさない。これにより、こうした発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を小さくできる。このため、燃料電池スタックと共に搭載した２次電池で電力補填を図る場合には、その出力制約範囲でより確実に電力低下を補填できる。そして、この２次電池による電力補填を介して、負荷には要求電力を供給できることから、ドライバビリティーの悪化を招きがたい。仮に２次電池を搭載しないのであれば、出力低下を小さくできるので、ドライバビリティーの悪化を抑制できる。
【００１５】
本発明は、燃料電池スタックの運転方法や、燃料電池システムを設置して燃料電池スタックを発電源とする定置式の発電システムとしても適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例としての燃料電池搭載車両２０を概略的に平面視して示す説明図である。
【図２】燃料電池スタック１００の概略構成をその構成単位である電池セルユニット３４０とスタック両端のターミナルプレートの構成と併せて示す説明図である。
【図３】燃料電池スタック１００とその発電電力の出力を図るＤＣ／ＤＣコンバーター１７４との接続系統を示す説明図である。
【図４】制御装置２００による燃料電池スタック１００の発電制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】燃料電池スタック１００の運転時における燃料電池スタック１００の出力制御を説明するための説明図である。
【図６】制御装置２００による２次電池１７２の放電電力制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】第２実施例の燃料電池スタック１００Ａの概略構成を図２相当に表した説明図である。
【図８】燃料電池スタック１００ＡとＤＣ／ＤＣコンバーター１７４との接続系統を示す説明図である。
【図９】第３実施例の燃料電池スタック１００Ｂの概略構成をその接続系統と併せて示す説明図である。
【図１０】第４実施例の燃料電池スタック１００Ｃの概略構成を説明するためのブロック図である。
【図１１】第５実施例の燃料電池スタック１００Ｄの概略構成を説明するためのブロック図である。
【図１２】燃料電池スタック１００Ｄの概略構成を断面視して示す説明図である。
【図１３】第６実施例の燃料電池スタック１００Ｅの概略構成を説明するためのブロック図である。
【図１４】燃料電池スタック１００Ｅの概略構成を断面視して示す説明図である。
【図１５】第７実施例の燃料電池スタック１００Ｆの概略構成を説明するためのブロック図である。
【図１６】燃料電池スタック１００Ｆの概略構成を断面視して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、その実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明の実施例としての燃料電池搭載車両２０を概略的に平面視して示す説明図である。
【００１８】
図示するように、この燃料電池搭載車両２０は、車体２２に、燃料電池システム３０を搭載する。この燃料電池システム３０は、燃料電池スタック１００と、水素ガスタンク１１０を含む水素ガス供給系１２０と、モーター駆動のコンプレッサ１３０を含む空気供給系１４０と、ラジエータ１５０およびファン１５２を含む冷却系１６０と、２次電池１７２と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４とを備える。燃料電池システム３０は、燃料電池スタック１００の発電電力、或いは２次電池１７２の充電電力を、前輪駆動用のモーター１７０を始めとする負荷に供給する。
【００１９】
燃料電池スタック１００は、後述の電池セルユニット３４０を積層して構成されたスタック構造とされ、前輪ＦＷと後輪ＲＷの間において車両床下に位置する。そして、燃料電池スタック１００は、後述の水素ガス供給系１２０と空気供給系１４０から供給された水素ガス中の水素と空気中の酸素との電気化学反応を各電池セルユニット３４０にて起こして発電し、その発電電力にてモーター１７０等の負荷を駆動する。燃料電池スタック１００の発電状態は電流センサー１０６にて計測され、その計測結果は電流センサー１０６から後述の制御装置２００に出力される。この場合、電池セルユニット３４０の積層数は、燃料電池スタック１００に要求される出力に応じて任意に設定可能である。なお、燃料電池スタック１００およびこれを構成する電池セルユニット３４０の構成については、後述する。
【００２０】
水素ガス供給系１２０は、水素ガスタンク１１０から燃料電池スタック１００に到る水素供給経路１２１と、未消費の水素ガス（アノードオフガス）を水素供給経路１２１に循環させる循環経路１２２と、アノードオフガスを大気放出するための放出経路１２３を備える。そして、この水素ガス供給系１２０は、水素供給経路１２１の開閉バルブ１２４の経路開閉と、減圧バルブ１２５での減圧を経て、水素ガスタンク１１０の水素ガスを燃料電池スタック１００（詳しくは、各電池セルユニット３４０のアノード１０２）に供給する。この際、水素ガス供給系１２０は、減圧バルブ１２５の下流の水素供給機器１２６にて調整した流量と、循環経路１２２の循環ポンプ１２７にて調整した循環流量との合算した流量の水素ガスを、燃料電池スタック１００のアノードに供給する。水素ガス供給量は、アクセル１８０の操作に基づいて、後述の制御装置２００にて定められ、燃料電池スタック１００に求められる負荷に応じた供給量となる。なお、水素ガス供給系１２０は、循環経路１２２から分岐した放出経路１２３の開閉バルブ１２９の開閉調整を経て、適宜、アノードオフガスを放出経路１４２を経て大気放出する。
【００２１】
空気供給系１４０は、コンプレッサ１３０を経て燃料電池スタック１００に到る酸素供給経路１４１と、未消費の空気（カソードオフガス）を大気放出する放出経路１４２とを備える。そして、この空気供給系１４０は、酸素供給経路１４１の開口端から取り込んだ空気を、コンプレッサ１３０にて流量調整した上で燃料電池スタック１００（詳しくは、各電池セルユニット３４０のカソード１０３）に、通常は酸素供給経路１４１を経て供給しつつ、放出経路１４２の排出流量調整バルブ１４３で調整された流量でカソードオフガスを放出経路１４２を経て大気放出する。このように空気供給系１４０にて空気供給とカソードオフガス排出とを行う場合、空気供給系１４０は、酸素供給経路１４１の排出流量調整バルブ１４３を所定開度にした上で、コンプレッサ１３０にて空気を供給する。この際の空気供給量にあっても、水素ガスと同様に、アクセル１８０の操作に基づいて制御装置２００にて定められ、燃料電池スタック１００に求められる負荷に応じた供給量となる。なお、排出流量調整バルブ１４３は、流量調整を経て、カソード側の背圧についてもこれを調整する。
【００２２】
また、空気供給系１４０は、酸素供給経路１４１と放出経路１４２とを、加湿装置１４５を経由するように備える。この加湿装置１４５は、燃料電池スタック１００からのカソードオフガスに含まれる水分を用いて酸素供給経路１４１の空気を加湿する。例えば、装置内部にガス供給流路とガス排出流路とを備え、この二つの流路間に加湿膜を配置した上で、ガス排出流路を通過するカソードオフガスの水分を流路間の加湿膜を介してガス供給流路のガス（空気）に移動させて、当該ガスを加湿する。
【００２３】
冷却系１６０は、ラジエータ１５０から燃料電池スタック１００への冷却媒体の循環を図る循環経路１６１と、バイパス経路１６２と、経路合流点の三方流量調整弁１６３と、循環ポンプ１６４と、温度センサー１６６を備える。そして、この冷却系１６０は、ラジエータ１５０にて熱交換した冷却媒体を循環経路１６１を経て燃料電池スタック１００の図示しないセル内循環経路に導き、燃料電池スタック１００を所定温度に冷却する。この場合、循環ポンプ１６４の駆動量、即ち冷却媒体の循環供給量や、三方流量調整弁１６３による調整流量は、温度センサー１６６の検出温度たる燃料電池温度（セル温度）や電流センサー１０６の検出した発電状態に基づいて、制御装置２００にて定められる。
【００２４】
２次電池１７２は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４を介して燃料電池スタック１００に接続されており、燃料電池スタック１００とは別の電力源として機能し、モーター１７０等に供給する電力源として燃料電池スタック１００と併用される。本実施例では、後述するように燃料電池スタック１００をアクセル１８０の踏込に応じた発電状態下で運転制御（通常制御）することを前提とするので、燃料電池スタック１００の運転停止状態において、２次電池１７２は、その充電電力をモーター１７０に供給する。２次電池１７２としては、例えば、鉛充電池や、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などを採用することができる。２次電池１７２には、容量検出センサー１７６が接続され、当該センサーは、２次電池１７２の充電状態を検出し、その検出充電量（電池容量）を制御装置２００に出力する。
【００２５】
ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、２次電池１７２の充・放電を制御する充放電制御機能を有しており、制御装置２００の制御信号を受けて２次電池１７２の充・放電を制御する。この他、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００の発電電力および２次電池１７２の蓄電電力の引出とモーター１７０への電圧印加とを、制御装置２００の制御下で行い、電力引出状態とモーター１７０に掛かる電圧レベルを可変に調整する。
【００２６】
制御装置２００は、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたいわゆるマイクロコンピュータで構成され、アクセル１８０等のセンサー入力を受けて燃料電池搭載車両２０の種々の制御を司る。例えば、制御装置２００は、アクセル１８０の操作状態に応じたモーター１７０への要求電力を求め、その要求電力が燃料電池スタック１００の発電で得られるよう、或いは、２次電池１７２の充電電力、もしくはこの両者で賄うよう、燃料電池スタック１００を発電制御して当該スタックからの発電電力の出力を制御しつつ、モーター１７０に電力を供給する。モーター１７０の要求電力を燃料電池スタック１００の発電で得る場合には、その要求電力に見合うよう水素ガス供給系１２０や空気供給系１４０でのガス供給量を制御（通常制御）する。また、制御装置２００は、モーター１７０への要求電力に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４を制御する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４と燃料電池スタック１００との接続の様子については、後述する。
【００２７】
この他、制御装置２００は、車速センサー１８２の検出した車速や、外気温センサー１８４の検出した外気温、水素ガス供給系１２０において流量センサー１２８が検出した水素ガス流量、空気供給系１４０において流量センサー１４７の検出したエアー流量、容量検出センサー１７６が検出した２次電池１７２の電池容量（以下、ＳＯＣ）等を、上記した制御を行う上での制御パラメータとして入力する。この制御装置２００は、既述した適用１の燃料電池システムにおける発電制御などを担う。
【００２８】
次に、燃料電池スタック１００の構成について説明する。図２は燃料電池スタック１００の概略構成をその構成単位である電池セルユニット３４０とスタック両端のターミナルプレートの構成と併せて示す説明図である。
【００２９】
燃料電池スタック１００は、電池セルユニット３４０の各コーナ周辺に締結シャフト１００ｓを配置して備える。締結シャフト１００ｓは、そのシャフト端においてボルトにてエンドプレート３１０ａに当接して固定されることで、上記した電池セルユニット３４０のそれぞれをスタック構造として一対のエンドプレート３１０ａの間において締結する。
【００３０】
燃料電池スタック１００は、電池セルユニット３４０を挟持するに当たり、エンドプレート３１０ａの側にそれぞれ絶縁板３２０ａと前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２とを介在させる。エンドプレート３１０ａは、剛性を確保するため、鋼等の金属によって形成されている。絶縁板３２０ａは、ゴムや、樹脂等の絶縁性部材によって形成されている。前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２は、緻密質カーボンや、銅板などのガス不透過な導電性のプレート材によって形成され、その一部領域、本実施例では、図２における上下を区画する領域に、絶縁体３６０を備える。この絶縁体３６０は、上記の前後のターミナルプレートを図における上下に電気的に絶縁して区画する。
【００３１】
前端側のエンドプレート３１０ａと絶縁板３２０ａおよび前端側ターミナルプレート３３１は、それぞれの電池セルユニット３４０に対応した空気供給口３１２ＩＮ、空気排気口３１２ＯＵＴ、水素供給口３１４ＩＮ、水素排気口３１４ＯＵＴ、冷却水供給口３１６ＩＮおよび冷却水排出口３１６ＯＵＴを備える。その一方、後端側のエンドプレート３１０ａと絶縁板３２０ａおよび後端側ターミナルプレート３３２は、これら給排口を備えない。これは、空気および水素を前端側のエンドプレート３１０ａからそれぞれの電池セルユニット３４０に供給しつつ、その余剰分とアノードオフガスおよびカソードオフガスを後端側ターミナルプレート３３２に接合した電池セルユニット３４０にて（詳しくは当該セルのセパレーターにて）折り返して前端側のエンドプレート３１０ａに戻すタイプの燃料電池であることによる。つまり、燃料電池スタック１００は、電池セルユニット３４０のスタック構造の端部の側、具体的には前端側のエンドプレート３１０ａにおいて、それぞれの電池セルユニット３４０へのガスの給排を行う。電池セルユニット３４０におけるガス給排については、後述する。冷却水についても、前端側のエンドプレート３１０ａからそれぞれの電池セルユニット３４０に供給されて折り返され、前端側のエンドプレート３１０ａに戻る。
【００３２】
前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２の両ターミナルプレートは、空気供給口３１２ＩＮ等の開口を有する点で相違するものの、共に、燃料電池スタック１００の前端側の電池セルユニット３４０或いは後端側の電池セルユニット３４０に接合して用いられ、燃料電池スタック１００の発電電力を外部に出力する。そして、上記の両ターミナルプレートは、絶縁体３６０にて絶縁分割された領域ごとに、前端上部端子３３３ｆと後端上部端子３３３ｂ、前端下部端子３３４ｆと後端下部端子３３４ｂを備え、これら端子から既述したＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に発電電力を出力する。この場合、上記の両ターミナルプレートは、絶縁体３６０により、その上部を、空気供給口３１２ＩＮと水素供給口３１４ＩＮとを含むガス供給側発電領域３６２とし、絶縁体下部を、空気排気口３１２ＯＵＴと水素排気口３１４ＯＵＴとを含むガス排気側発電領域３６４とする。なお、各端子からＤＣ／ＤＣコンバーター１７４への発電電力の出力の様子、即ち制御装置２００の制御下におけるＤＣ／ＤＣコンバーター１７４を介した発電電力の出力制御の様子は後述する。
【００３３】
燃料電池スタック１００を構成するそれぞれの電池セルユニット３４０は、電池セル３５０を対向するセパレーター３４１で挟持する。電池セル３５０は、図１の拡大模式図に示すように、電解質膜１０１の両側にアノード１０２とカソード１０３の両電極を備える。このアノード１０２とカソード１０３は、電解質膜１０１の両膜面に接合され電解質膜１０１と共に膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly／ＭＥＡ）を形成する。この他、電池セル３５０は、上記のＭＥＡを両側から挟持するアノード側ガス拡散層１０４とカソード側ガス拡散層１０５とを備え（図１参照）、両ガス拡散層は、対応する電極に接合されている。
【００３４】
電解質膜１０１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、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。アノード１０２およびカソード１０３は、触媒（例えば白金、あるいは白金合金）を備えており、これらの触媒を、導電性を有する担体（例えば、カーボン粒子）上に担持させることによって形成されている。アノード側ガス拡散層１０４とカソード側ガス拡散層１０５は、ガス透過性を有する導電性で多孔質な部材、例えば、カーボンペーパやカーボンクロスを多孔質基材として形成される。
【００３５】
セパレーター３４１は、この電池セル３５０ごとに反応ガス（水素ガスを含有する燃料ガス又は酸素を含有する酸化ガス）が流れるガス流路を形成する部材であって、水素透過性が低く導電性の良好な材料で形成される。例えば、樹脂に導電材料を混入して成形したプレート状の導電性複合材や金属鋼板などがセパレーター３４１の形成に用いられる。セパレーター３４１は、その外周近くの互いに対応する位置に、貫通孔３４４〜３４９を備えている。貫通孔３４４〜３４７は、電池セルユニット３４０をスタック構造に複数積層させた場合に、互いに重なり合って、電池セルユニット３４０の積層方向に沿って燃料電池内部を貫通するガス流路を形成する。貫通孔３４８〜３４９にあっては、電池セルユニット３４０をスタック構造に複数積層させた場合に、互いに重なり合って、電池セルユニット３４０の積層方向に沿って燃料電池内部を貫通する冷媒流路を形成する。そして、貫通孔３４４と貫通孔３４５は、セル内エアー流路３４２の両端に位置して、それぞれエンドプレート３１０ａの空気供給口３１２ＩＮと空気排気口３１２ＯＵＴに接合し、ガス給排マニホールドとして機能する。貫通孔３４６と貫通孔３４７にあっては、セル内水素ガス流路３４３の両端に位置して、それぞれエンドプレート３１０ａの水素供給口３１４ＩＮと水素排気口３１４ＯＵＴに接合し、ガス給排マニホールドとして機能する。貫通孔３４８と貫通孔３４９にあっては、図示しないセル内冷却流路の両端に位置して、それぞれエンドプレート３１０ａの冷却水供給口３１６ＩＮと冷却水排出口３１６ＯＵＴに接合し、冷却水給排マニホールドとして機能する。
【００３６】
セパレーター３４１は、上記した各マニホールドを介したガス給排を電池セルごとに行うべく、その表裏面に、セル内エアー流路３４２とセル内水素ガス流路３４３とを備える。本実施例では、この両流路は、セル面内（電極面内）において直交配列された流路とされ、セル内エアー流路３４２は図において上下に延びる多列の直線状流路とされ、流路上下流側で貫通孔３４４と貫通孔３４５に接続している。よって、電池セル３５０は、空気供給口３１２ＩＮを経て供給された空気を、貫通孔３４４からセル内エアー流路３４２に流入させ、当該流路軌跡に沿ってカソード１０３に空気を供給する。余剰の空気は、貫通孔３４５を経て空気排気口３１２ＯＵＴから排出される。水素についても同様である。
【００３７】
また、セパレーター３４１は、前端側ターミナルプレート３３１および後端側ターミナルプレート３３２の絶縁体３６０と重なる絶縁体３６０を備える。よって、電池セル３５０を挟持するセパレーター３４１にあっても、この絶縁体３６０により、その上下を電気的に絶縁して区画し、絶縁体３６０の上部および下部を、既述したガス供給側発電領域３６２とガス排気側発電領域３６４とする。この場合、電池セル３５０は、絶縁体３６０を有しないことから、供給された水素と酸素の電気化学反応を電極面の全域、即ちガス供給側発電領域３６２に対応した電極面とガス排気側発電領域３６４に対応した電極面とにおいてそれぞれ進行させて発電する。こうして得られた発電電力は、ガス供給側発電領域３６２については、これに属する前端上部端子３３３ｆと後端上部端子３３３ｂとで集電され、ガス排気側発電領域３６４については、これに属する前端下部端子３３４ｆと後端下部端子３３４ｂとで集電され、それぞれの発電領域から個別に出力可能となる。
【００３８】
次に、燃料電池スタック１００における各電池セルユニット３４０からの発電電力の出力系統について説明する。図３は燃料電池スタック１００とその発電電力の出力を図るＤＣ／ＤＣコンバーター１７４との接続系統を示す説明図である。
【００３９】
図示するように、燃料電池スタック１００は、ガス供給側発電領域３６２に属する前端上部端子３３３ｆと後端上部端子３３３ｂとをＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続し、ガス排気側発電領域３６４に属する前端下部端子３３４ｆと後端下部端子３３４ｂとについては、ガス供給側発電領域３６２とは異なる系統でＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続する。こうして上記の各端子に接続されたＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、制御装置２００からの制御信号を受けて、ガス供給側発電領域３６２に対応した電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力と、ガス排気側発電領域３６４に対応した電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力とを、個別に取り出し、その取り出した発電電力の出力を制御装置２００からの制御信号により制御する。この場合、燃料電池スタック１００における各電池セルユニット３４０において、空気は、図中の白抜き矢印に示すように、空気の供給側から排出側に向けて流れ、既述した電池セル３５０におけるアノード１０２とカソード１０３の並びにより、前端上部端子３３３ｆと前端下部端子３３４ｆが負極端子となり、後端上部端子３３３ｂと後端下部端子３３４ｂが正極端子となる。
【００４０】
次に、上記した構成を有する燃料電池搭載車両２０の制御装置２００が行う燃料電池スタック１００の発電制御について説明する。図４は制御装置２００による燃料電池スタック１００の発電制御の制御手順を示すフローチャートである。制御装置２００は、燃料電池システム３０が起動すると、ドライバーからの燃料電池搭載車両２０に対する駆動要求に基づいて燃料電池スタック１００を発ガス電制御する通常運転の実行を開始する（ステップＳ１００）。燃料電池搭載車両２０に対するドライバーからの駆動要求は、ドライバーによるアクセル１８０の踏込操作量やその踏込速度等から要求電力Ｐｔとして得ることができる。
【００４１】
図５は燃料電池スタック１００の運転時における燃料電池スタック１００の出力制御を説明するための説明図である。この図５には、燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性を示すグラフＧI-Vと、Ｉ−Ｐ特性を示すグラフＧI-Pとを、左右の縦軸をそれぞれ電圧（Ｖ）と電力（Ｐ）とし、横軸を電流（Ｉ）として示してある。通常、燃料電池のＩ−Ｖ特性は、電流の増加に従って下降する横Ｓ字状の曲線グラフとして表される。また、燃料電池のＩ−Ｐ特性は、上に凸の曲線グラフとして表される。
【００４２】
制御装置２００は、燃料電池スタック１００についてのＩ−Ｖ特性およびＩ−Ｐ特性を表す情報を、燃料電池スタック１００の制御用情報として予め記憶している。なお、燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性およびＩ−Ｐ特性は、燃料電池スタック１００の運転温度など、その運転条件に応じて変化するため、制御装置２００は、それらの運転条件ごとの制御用情報を有していることが好ましい。
【００４３】
制御装置２００は、燃料電池スタック１００のＩ−Ｐ特性に基づいて、要求電力Ｐｔに対して燃料電池スタック１００が出力すべき目標電流Ｉｔを取得する。そして、制御装置２００は、燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性に基づいて、目標電流Ｉｔを出力するための燃料電池スタック１００の目標電圧Ｖｔを取得する。制御装置２００は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に目標電圧Ｖｔに設定させることにより、燃料電池スタック１００および２次電池１７２に要求電力Ｐｔを出力させる。こうした取得した目標電流Ｉｔや目標電圧Ｖｔが得られるよう、制御装置２００は、水素および空気のガス供給量を算出して、図１における水素ガス供給系１２０の開閉バルブ１２４や循環ポンプ１２７、および空気供給系１４０のコンプレッサ１３０等を駆動制御する。
【００４４】
制御装置２００は、上記の要求電力Ｐｔに対する燃料電池スタック１００の目標電流Ｉｔの取得に際して、２次電池１７２からの放電電力制御をも実行する。図６は制御装置２００による２次電池１７２の放電電力制御の制御手順を示すフローチャートである。
【００４５】
制御装置２００は、上記の通常運転および後述の一時的電圧降下の際にあっても、図６に示す放電電力制御を繰り返して実行しており、まず、ドライバーによるアクセル１８０の踏込操作量やその踏込速度等から要求電力Ｐｔを算出する（ステップＳ２００）。次いで、既述した燃料電池スタック１００についての目標電流Ｉｔ目標電圧Ｖｔとから、燃料電池スタック１００の発電電力Ｆｖを算出し（ステップＳ２１０）、要求電力Ｐｔと発電電力Ｆｖとの差分を２次電池１７２に必要な放電電力Ｂｖとして算出する（ステップＳ２２０）。
【００４６】
次いで、この放電電力Ｂｖが２次電池１７２にその性能上許容される所定の放電電力量αを下回るか否かを判定し（ステップＳ２３０）、肯定判定すれば、制御装置２００は、２次電池１７２から放電電力Ｂｖでの放電を行い（ステップＳ２４０）、処理を一旦終了する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、制御装置２００の制御を受けて、燃料電池スタック１００の発電電力Ｆｖと２次電池１７２の放電電力Ｂｖとを、モーター１７０の駆動のために出力する。この放電電力量αは、２次電池１７２の性能や耐久性から予め定まり、制御装置２００に記憶済みである。
【００４７】
一方、制御装置２００は、ステップＳ２３０において否定判定すると、２次電池１７２から放電電力Ｂｖを放電電力量αに制限し、この放電電力量αで２次電池１７２からの放電を行い（ステップＳ２５０）、処理を一旦終了する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、制御装置２００の制御を受けて、燃料電池スタック１００の発電電力Ｆｖと２次電池１７２の放電電力Ｂｖ（＝放電電力量α）とを、モーター１７０の駆動のために出力する。なお、燃料電池スタック１００の通常運転であれば、燃料電池スタック１００の発電電力Ｆｃも安定していることから、２次電池１７２は、ステップＳ２４０を経てその放電電力Ｂｖを出力することになる。
【００４８】
制御装置２００は、通常運転の実行中に、所定の周期で、燃料電池スタック１００の発電電圧の一時的な低下をもたらすべき事象の有無を判定する（図４：ステップＳ１１０）。例えば、温度センサー１６６をスキャンして燃料電池スタック１００の温度を検出し、スタックが高温状態であると、燃料電池スタック１００の発電電圧の一時的な低下をもたらすべき事象が起きている、もしくは起きると判定する。そして、制御装置２００は、このステップＳ１１０で発電電圧の一時的な低下をもたらす事象が起きていないと判定すれば、通常運転の制御（ステップＳ１００）を再開する。
【００４９】
一般に、燃料電池スタック１００では、その有する各電池セルユニット３４０が高温状態での運転を継続すると、電池セル３５０の電解質膜１０１の乾燥が進む。また、アノード１０２やカソード１０３の電極触媒層では、触媒はアイオノマーにより被覆された状態にあるが、このアイオノマー周囲の水分が高温度に晒されて少なくなり、触媒の露出や露出表面の酸化を招き得る。こうなると、触媒性能が低下して、電池セル３５０や電池セルユニット３４０、延いては燃料電池スタック１００の発電性能の低下が危惧される。よって、例えば、既述した高温状態での運転継続により燃料電池スタック１００の発電電圧の一時的な低下をもたらすべき事象が起きている、もしくは起きると判定すると、生成水の増加を介して乾燥抑制や水分補充を図る一時的電圧低下運転を実行する（ステップＳ１２０）。
【００５０】
制御装置２００は、この一時的電圧低下運転を行うに当たり、図２〜図３に示したガス供給側発電領域３６２とガス排気側発電領域３６４とで、異なる出力制御を行う。まず、制御装置２００は、ガス供給側発電領域３６２については、前端上部端子３３３ｆと後端上部端子３３３ｂとで接続されたＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に対して、低電圧で高電流の発電電力の出力をする制御信号を出力する。これにより、ガス供給側発電領域３６２では、図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に比して、低電圧で高電流の運転ポイント（目標電流ＩｔＬ／目標電圧ＶｔＨ）での発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。その一方、ガス排気側発電領域３６４では、図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のままでの発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。この場合、ガス供給側発電領域３６２からの発電電力とガス排気側発電領域３６４からの発電電力は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４にて、合わせてモーター１７０に出力される。
【００５１】
制御装置２００は、上記した一時的電圧低下運転においても、図６に示した放電電力制御を繰り返して実行している。よって、この一時的電圧低下運転では、２次電池１７２は、要求電力Ｐｔと発電電力Ｆｖ（ガス供給側発電領域３６２の発電電力とガス排気側発電領域３６４の発電電力の和）との差分の放電電力Ｂｖを放電する。
【００５２】
以上説明したように、本実施例の燃料電池搭載車両２０に搭載した燃料電池システム３０は、例えば、高負荷での走行が継続等して燃料電池スタック１００が高温となると、燃料電池スタック１００の発電電圧を一時的に低下させる。この一時的な発電電圧低下を図るに当たり、本実施例の燃料電池システム３０は、燃料電池スタック１００におけるガス供給側発電領域３６２について、これを、Ｉ−Ｖ特性における運転ポイントを低電圧で高電流の運転ポイント（図５参照；目標電流ＩｔＬ／目標電圧ＶｔＨ）で発電させる。このため、ガス排気側発電領域３６４については、発電電圧の一時的な低下を起こすような出力制御を受けず、通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のまま発電するので、燃料電池スタック１００の全体としては、発電電圧の一時的な大きな低下を起こさない。これにより、燃料電池スタック１００の発電電圧を一時的に低下させることが要請される状況において、発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を小さくできる。この結果、本実施例の燃料電池システム３０によれば、ガス供給側発電領域３６２について発電電圧の一時的な低下を図るだけで、発電電圧の一時的な低下が要請される状況での発電電圧の一時的な低下に起因した出力低下を補う電力を小さくでき、簡便に出力を補填できる。
【００５３】
そして、発電電圧の一時的な低下を起こすガス供給側発電領域３６２では、電圧低下に伴って電流が増加するので、その分、生成水の生成量が増える。よって、ガス供給側発電領域３６２における電解質膜１０１の乾燥や触媒性能の低下を抑制できる。しかも、ガス供給側発電領域３６２は、ガスの供給側であるため、ガスの流れ方向の下流側であるガス排気側発電領域３６４には、ガス供給側発電領域３６２でその生成が増えた生成水がガスに運ばれる。このため、ガス排気側発電領域３６４における電解質膜１０１の乾燥抑制や触媒性能の低下抑制に有益となる。
【００５４】
また、本実施例の燃料電池システム３０は、ガス供給側発電領域３６２についての発電電圧の一時的な低下により、燃料電池スタック１００全体としての出力が低下すると、その出力低下を２次電池１７２で補って要求電力を賄う。この場合、既述したように燃料電池スタック１００全体としての出力低下は小さいので、２次電池１７２による補填電力も小さくなる。この結果、本実施例の燃料電池システム３０によれば、２次電池１７２からの放電電力量が電池性能等から制約されても、その制約範囲でより確実に２次電池１７２によって電力低下を補填できる。そして、この２次電池１７２による電力補填を介して、ドライバーの負荷要求に適う電力をモーター１７０に供給できる。加えて、２次電池１７２では、小さな出力低下を補えばよいことから、図６のステップＳ２３０において否定判定されがたくなるので、発電電圧を一時的に低下させる際でも、２次電池１７２の出力制限（ステップＳ２５０）の頻度を小さくできる。
【００５５】
また、本実施例の燃料電池システム３０では、発電電圧の一時的な低下を起こすガス供給側発電領域３６２は、ガスの供給側であることから、ガス下流側のガス排気側発電領域３６４よりも発電運転時の電圧上昇幅が大きい。よって、本実施例の燃料電池システム３０によれば、発電電圧の一時的な低下に伴う出力低下を既述したように小さくした上で、ガス供給側発電領域３６２における一時的な発電電圧を、確実に起こすことができる。
【００５６】
また、上記した燃料電池システム３０を搭載した燃料電池搭載車両２０によれば、燃料電池スタック１００の発電電圧に一時的な低下が求められる状況となっても、既述した出力低下を２次電池１７２にて補って、モーター１７０には要求電力を供給できる。よって、出力低下に起因するドライバビリティーの悪化を招き難くできる。
【００５７】
次に、他の実施例について説明する。図７は第２実施例の燃料電池スタック１００Ａの概略構成を図２相当に表した説明図、図８は燃料電池スタック１００ＡとＤＣ／ＤＣコンバーター１７４との接続系統を示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ａは、積層された一部の電池セルユニット３４０について、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。
【００５８】
図７に示すように、燃料電池スタック１００Ａは、既述した燃料電池スタック１００とほぼ同じ構成を備え、前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２には、絶縁体３６０と前端下部端子３３４ｆ、後端下部端子３３４ｂを備えない。また、前端側ターミナルプレート３３１の側に並んだ複数個、例えば、燃料電池スタック１００Ａにおけるセルスタック数の半分の数の電池セルユニット３４０（以下、これらユニットを前端側電池セルユニット群３４０Ｇとも称する）が絶縁体３６０を備える。そして、残りの電池セルユニットについては、絶縁体３６０を備えない電池セルユニット３４０Ａとされている。なお、図７では、電池セルユニット３４０Ａについての図示を省略しているが、その構成は、図示する電池セルユニット３４０から絶縁体３６０を除外したものである。
【００５９】
この燃料電池スタック１００Ａは、前端側電池セルユニット群３４０Ｇにおいて前端側ターミナルプレート３３１から最も離れた電池セルユニット３４０に、中央上部端子３３３ｍを有する。燃料電池スタック１００Ａにおける上記の端子は、図８に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４と接続される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、制御装置２００の制御を受けて、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス供給側発電領域３６２に対応した電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力を個別に取り出し、その取り出した発電電力の出力を制御する。また、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス排気側発電領域３６４に対応した電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力と、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに含まれない電池セルユニット３４０Ａの全電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力とを合わせて取り出し、その取り出した発電電力の出力を制御する。つまり、この実施例の燃料電池スタック１００Ａでは、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス供給側発電領域３６２が、他のスタック部位と異なる系統でＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続されることになる。
【００６０】
上記構成の燃料電池スタック１００Ａでの一時的電圧低下運転（図４；ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス供給側発電領域３６２については、前端上部端子３３３ｆと中央上部端子３３３ｍとで接続されたＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に対して、低電圧で高電流の発電電力の出力をする制御信号を出力する。これにより、上記のガス供給側発電領域３６２では、図５で説明したように、低電圧で高電流の運転ポイント（目標電流ＩｔＬ／目標電圧ＶｔＨ）での発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。その一方、前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属する各電池セルユニット３４０のガス排気側発電領域３６４および前端側電池セルユニット群３４０Ｇに属さない電池セルユニット３４０Ａ（以下、これらを便宜上、残余セルユニットと称する）では、図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のままでの発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。この場合、ガス供給側発電領域３６２からの発電電力と残余セルユニットの発電電力は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４にて、合わせてモーター１７０に出力される。
【００６１】
上記した第２実施例の燃料電池スタック１００Ａによっても、既述した効果を奏することができる。
【００６２】
図９は第３実施例の燃料電池スタック１００Ｂの概略構成をその接続系統と併せて示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ｂは、二つの燃料電池スタックを備え、その一方について、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。
【００６３】
図９に示すように、燃料電池スタック１００Ｂは、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２とを有する。この第１、第２の両燃料電池スタックは、図２に示した燃料電池スタック１００と次の点で相違する。第１、第２の両燃料電池スタックに含まれる電池セルユニットは、絶縁体３６０を有しない上記第２実施例の電池セルユニット３４０Ａと同一である。また、前端側ターミナルプレート３３１と後端側ターミナルプレート３３２にあっては、前端上部端子３３３ｆ１、３３３ｆ２と後端上部端子３３３ｂ１、３３３ｂ２を備え、絶縁体３６０と前端下部端子３３４ｆ、後端下部端子３３４ｂを備えない。
【００６４】
第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２の前端側ターミナルプレート３３１は、ターミナル間配線３７０で接続され、当該配線にはスイッチ３７２が配設されている。また、第１燃料電池スタック１００Ｂ１は、前端上部端子３３３ｆ１を正極配線３７４にてＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続し、後端上部端子３３３ｂ１を負極配線３７６にてＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続する。第２燃料電池スタック１００Ｂ２も同様であり、その前端上部端子３３３ｆ２を正極配線３８２にて、後端上部端子３３３ｂ２を負極配線３８４にてＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続する。第１燃料電池スタック１００Ｂ１の負極配線３７６にはスイッチ３８０が、と第２燃料電池スタック１００Ｂ２の正極配線３８２にはスイッチ３８６が配設されている。
【００６５】
上記のスイッチ３７２は、制御装置２００の制御を受けて回路の開閉・閉鎖を図るので、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２の前端側ターミナルプレート３３１は、スイッチ３７２により導通する。上記のスイッチ３８０とスイッチ３８６にあっても、制御装置２００の制御を受けて回路の開閉・閉鎖を図るので、第１燃料電池スタック１００Ｂ１の後端上部端子３３３ｂ１はスイッチ３８０により、第２燃料電池スタック１００Ｂ２の前端上部端子３３３ｆ２はスイッチ３８６により、それぞれ負極配線３７６或いは正極配線３８２にてＤＣ／ＤＣコンバーター１７４と導通する。
【００６６】
この第３実施例の燃料電池スタック１００Ｂでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、スイッチ３７２をオンに、スイッチ３８０とスイッチ３８６については、これらをオフとする。このため、通常運転では、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２は、それぞれの前端側ターミナルプレート３３１の導通により、一つの燃料電池スタックを構成する。そして、こうして構成された一つの燃料電池スタックとしては、正極側端子としての前端上部端子３３３ｆ１がＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続し、負極側端子としての後端上部端子３３３ｂ２がＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に接続される。これにより、通常運転では、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、第１燃料電池スタック１００Ｂ１を構成する各電池セルユニット３４０Ａの全電極面で進行したで進行した電気化学反応に基づく発電電力と、第２燃料電池スタック１００Ｂ２を構成する各電池セルユニット３４０Ａの全電極面で進行した電気化学反応に基づく発電電力とを合わせて取り出し、その取り出した発電電力の出力を制御する。制御装置２００は、上記の通常運転において、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）での運転制御を図る。このため、通常運転にあっては、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２は、上記の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のままでの発電電力に対応した発電を起こし、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、両スタックの発電電力をモーター１７０に出力する。
【００６７】
その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、スイッチ３７２をオフに、スイッチ３８０とスイッチ３８６については、これらをオンとする。このため、一時的電圧低下運転では、第１燃料電池スタック１００Ｂ１と第２燃料電池スタック１００Ｂ２とは、それぞれ異なる系統で個別にＤＣ／ＤＣコンバーター１７４と接続されることになる。そして、一時的電圧低下運転では、制御装置２００は、例えば、第１燃料電池スタック１００Ｂ１については、当該スタックと接続されたＤＣ／ＤＣコンバーター１７４に対して、低電圧で高電流の発電電力の出力をする制御信号を出力する。これにより、第１燃料電池スタック１００Ｂ１では、図５で説明したように、低電圧で高電流の運転ポイント（目標電流ＩｔＬ／目標電圧ＶｔＨ）での発電電力に対応した発電が起き、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。この場合、第２燃料電池スタック１００Ｂ２では、通常運転での運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）のままでの発電電力に対応した発電を起こし、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、その発電電力をモーター１７０に出力する。この場合、第１燃料電池スタック１００Ｂ１の発電電力と第２燃料電池スタック１００Ｂ２の発電電力は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４にて、合わせてモーター１７０に出力される。
【００６８】
上記した第３実施例の燃料電池スタック１００Ｂにあっても、この燃料電池スタック１００Ｂを構成する燃料電池スタック１００Ｂの各電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができる。
【００６９】
図１０は第４実施例の燃料電池スタック１００Ｃの概略構成を説明するためのブロック図である。この燃料電池スタック１００Ｃは、その有する電池セルユニットをグループ分けし、ガス供給量をグループごとに調整することで、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。
【００７０】
図１０に示すように、燃料電池スタック１００Ｃは、電池セルユニット３４０Ａの積層方向に三つのセルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３に区画する。この燃料電池スタック１００Ｃにおける電池セルユニット３４０Ａは、図におけるセル上端側でガス（エアー）の供給を受け、その供給を受けたエアーをセル下端側に送るよう構成されている。そして、燃料電池スタック１００Ｃは、エアー供給側において、セルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３ごとに可変絞り弁３９０〜３９４を有する。可変絞り弁３９０〜３９４は、制御装置２００の制御を受けて、下流側へのガス通過量を調整することから、燃料電池スタック１００Ｃは、これら絞り弁の調整を経て、セルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３ごとに、各セルグループに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ａへのエアー供給量を調整する。なお、セルグループ数は三つに限られるものではない。また、図１０では、可変絞り弁３９０〜３９４をガス供給側に設けたが、図におけるセル下端側のガス排気側に絞り弁を設ける構成や、ガス供給側と排気側の双方に絞り弁を設ける構成とできる。
【００７１】
この第４実施例の燃料電池スタック１００Ｃでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に適った供給量で、エアーと水素ガスを燃料電池スタック１００Ｃに供給する。この際、制御装置２００は、セルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３ごとのガス（エアー）の供給量がほぼ均等となるよう、可変絞り弁３９０〜３９４を調整する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００Ｃ全体での発電電力をモーター１７０に出力する。
【００７２】
その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、可変絞り弁３９０〜３９４の少なくともいずれかを制御して、セルグループ３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３の少なくとも一つのセルグループのガス供給量を他のセルグループより多くする。こうしてガス供給量が多くなったセルグループ、例えばスタック中央のセルグループ３４０Ｇ２に属する電池セルユニット３４０Ａでは、ガス流量の増加に伴って電流密度が大きくなることから、電流増加と電圧低下を引き起こす。つまり、本実施例の燃料電池スタック１００Ｃは、一時的電圧低下運転において、セルグループ３４０Ｇ２に属する電池セルユニット３４０Ａについてのガス供給量を、セルグループ３４０Ｇ２に属する電池セルユニット３４０Ａの出力電圧がセルグループ３４０Ｇ２以外のセルグループ３４０Ｇ１とセルグループ３４０Ｇ３に属する電池セルユニット３４０Ａの出力電圧より低くなる側に調整することになる。
【００７３】
上記した第４実施例の燃料電池スタック１００Ｃにあっても、この燃料電池スタック１００Ｃにおけるセルグループ３４０Ｇ２に属する電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができ、こうした効果を得るに当たっては、セルグループ３４０Ｇ２とこれ以外のセルグループ３４０Ｇ１およびセルグループ３４０Ｇ３でガス供給量を変更するだけでよく、簡便である。
【００７４】
図１１は第５実施例の燃料電池スタック１００Ｄの概略構成を説明するためのブロック図、図１２は燃料電池スタック１００Ｄの概略構成を断面視して示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ｄは、その有する電池セルユニットをグループ分けし、エアー供給量をグループごとにバイパス流路にて調整することで、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。
【００７５】
図１１に示すように、燃料電池スタック１００Ｄは、前端側ターミナルプレート３３１の側で並んだ複数の電池セルユニット３４０Ｂをバイパス流路セルグループ３４０ＢＧとする。この電池セルユニット３４０Ｂは、既述した電池セルユニット３４０Ａと図１２に示すパイパス流路４０２を有する点でその構成が相違する。本実施例では、図１２に示すように、電池セルユニット３４０Ａおよび電池セルユニット３４０Ｂは、共に、その有する電池セル３５０をシール部材４１０にて取り囲んで一体化させたシール部材一体型ＭＥＡとして備え、このシール部材一体型ＭＥＡをセパレーター３４１で挟持する。シール部材４１０は、電池セル３５０を支持するための部材であり、シリコーンゴムを用いて射出成形により形成されている。
【００７６】
電池セルユニット３４０Ｂは、電池セルユニット３４０Ａと同様、供給側のエアー流路となる貫通孔３４４や排気側のエアー流路となる貫通孔３４５を備えるほか、貫通孔３４４から分岐したパイパス流路４０２を有する。このパイパス流路４０２は、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに含まれて前端側ターミナルプレート３３１（図１１参照）から最も離れた電池セルユニット３４０Ｂにおいて、貫通孔３４４から分岐し、前端側ターミナルプレート３３１に到る。このパイパス流路４０２は、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属する電池セルユニット３４０Ｂの貫通孔３４４を流れようとするガス（エアー）をスタック外に持ち去ることで、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属する電池セルユニット３４０Ｂのガス供給量を低減させる。パイパス流路４０２は、セパレーター３４１において、水素ガスおよび空気の流路と干渉しないよう、形成されている。
【００７７】
パイパス流路４０２には、流量調整弁４００が配設され、この流量調整弁４００は、制御装置２００の制御を受けて、パイパス流路４０２を経て排出されるエアーバイパス流量を調整する。これにより、燃料電池スタック１００Ｄは、流量調整弁４００の調整を経て、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂへのエアー供給量を低減調整する。こうした流量調整弁４００の調整がなされても、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、調整以前とほぼ同じ供給量でエアーが供給される。
【００７８】
この第５実施例の燃料電池スタック１００Ｄでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、流量調整弁４００を閉弁制御した上で、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に適った供給量で、エアーと水素ガスを燃料電池スタック１００Ｄに供給する。よって、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂと、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａとには、ほぼ同等の供給量でガス（エアーおよび水素ガス）が供給され、それぞれの電池セルユニットは発電する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００Ｄ全体での発電電力をモーター１７０に出力する。
【００７９】
その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、流量調整弁４００を開弁した上でバイパスエアー流量を調整する。これにより、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂでは、パイパス流路４０２を経て排気される分だけ、エアー供給量が少なくなる。つまり、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについては、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂよりエアー供給量を多くする。こうしてエアー供給量が多くなった上記のそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、ガス流量の増加に伴って電流密度が大きくなることから、電流増加と電圧低下を引き起こす。つまり、本実施例の燃料電池スタック１００Ｄは、一時的電圧低下運転において、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについてのガス供給量を、これら電池セルユニット３４０Ａの出力電圧がバイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂの出力電圧より低くなる側に調整することになる。
【００８０】
上記した第５実施例の燃料電池スタック１００Ｄにあっても、この燃料電池スタック１００Ｄにおける上記の電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができ、こうした効果を得るに当たっては、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するそれぞれの電池セルユニット３４０Ｂについてのエアー供給量をパイパス流路４０２を介して変更するだけでよく、簡便である。
【００８１】
図１３は第６実施例の燃料電池スタック１００Ｅの概略構成を説明するためのブロック図、図１４は燃料電池スタック１００Ｅの概略構成を断面視して示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ｅは、上記の燃料電池スタック１００Ｄと同様、エアー供給量をバイパス流路にて調整することで、既述した一時的電圧低下を起こす。
【００８２】
図１３に示すように、燃料電池スタック１００Ｅは、スタックほぼ中央において、電池セルユニット３４０Ａをガスの流れに沿った上流側と下流側の電池セルユニット３４０Ｂで挟み、この電池セルユニット３４０Ｂを含む範囲をバイパス流路セルグループ３４０ＢＧとする。電池セルユニット３４０Ｂは、図１３〜図１４に示すように、スタック外に延びたパイパス流路４０４を有する点でその構成が相違する。本実施例では、図１４に示すように、電池セルユニット３４０Ｂにあっても、その有する電池セル３５０をシール部材４１０にて取り囲んで一体化させたシール部材一体型ＭＥＡとして備える。
【００８３】
上流側の電池セルユニット３４０Ｂは、電池セルユニット３４０Ａと同様、供給側のエアー流路となる貫通孔３４４や排気側のエアー流路となる貫通孔３４５を備えるほか、貫通孔３４４から分岐してスタック外に延び、下流側の電池セルユニット３４０Ｂの貫通孔３４４に合流するパイパス流路４０４を有する。このパイパス流路４０４は、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属する上流側の電池セルユニット３４０Ｂと下流側の電池セルユニット３４０Ｂまでの電池セルユニット３４０Ａ（以下、これら電池セルユニットをバイパス電池セルユニット３４０ＢＣと称する）の貫通孔３４４を流れようとするガス（エアー）を、下流側にバイパスさせて持ち去ることで、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣのガス供給量を低減させる。
【００８４】
パイパス流路４０４には、流量調整弁４００が配設され、この流量調整弁４００は、制御装置２００の制御を受けて、パイパス流路４０４を経て下流側に持ち去られるバイパスエアー流量を調整する。これにより、燃料電池スタック１００Ｅは、流量調整弁４００の調整を経て、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣへのエアー供給量を低減調整する。こうした流量調整弁４００の調整がなされても、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、調整以前とほぼ同じ供給量でエアーが供給される。また、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧより下流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、調整以前よりバイパス流量分だけエアー供給量が増えることになる。
【００８５】
この第６実施例の燃料電池スタック１００Ｅでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、流量調整弁４００を閉弁制御した上で、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に適った供給量で、エアーと水素ガスを燃料電池スタック１００Ｅに供給する。よって、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣと、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属さない上流側および下流側のそれぞれの電池セルユニット３４０Ａには、ほぼ同等の供給量でガス（エアーおよび水素ガス）が供給され、それぞれの電池セルユニットは発電する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００Ｅ全体での発電電力をモーター１７０に出力する。
【００８６】
その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、流量調整弁４００を開弁した上でバイパスエアー流量を調整する。これにより、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣでは、パイパス流路４０４を経て下流側にエアーがバイパスされる分だけ、エアー供給量が少なくなる。そして、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧより下流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについては、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣよりエアー供給量を多くする。こうしてエアー供給量が多くなった上記のそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、ガス流量の増加に伴って電流密度が大きくなることから、電流増加と電圧低下を引き起こす。つまり、本実施例の燃料電池スタック１００Ｅは、一時的電圧低下運転において、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧより下流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについてのガス供給量を、これら電池セルユニット３４０Ａの出力電圧がバイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣの出力電圧より低くなる側に調整することになる。
【００８７】
上記した第６実施例の燃料電池スタック１００Ｅにあっても、この燃料電池スタック１００Ｅにおける上記の電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができ、こうした効果を得るに当たっては、バイパス流路セルグループ３４０ＢＧに属するバイパス電池セルユニット３４０ＢＣについてのエアー供給量をパイパス流路４０４を介して変更するだけでよく、簡便である。
【００８８】
図１５は第７実施例の燃料電池スタック１００Ｆの概略構成を説明するためのブロック図、図１６は燃料電池スタック１００Ｆの概略構成を断面視して示す説明図である。この燃料電池スタック１００Ｆは、セル内に設けた流量調整弁４００にて、その上下流でのエアー供給量を調整することで、既述した一時的電圧低下を起こす点に特徴がある。
【００８９】
図１５に示すように、燃料電池スタック１００Ｆは、後端側ターミナルプレート３３２の側の電池セルユニット３４０Ｄに流量調整弁４００を備え、この電池セルユニット３４０Ｄから下流側を流量調整セルグループ３４０ＤＧとする。電池セルユニット３４０Ｄにあっても、その有する電池セル３５０をシール部材４１０にて取り囲んで一体化させたシール部材一体型ＭＥＡとして備える。
【００９０】
電池セルユニット３４０Ｄは、電池セルユニット３４０Ａと同様、供給側のエアー流路となる貫通孔３４４や排気側のエアー流路となる貫通孔３４５を備えるほか、は、図１６に示すように、その貫通孔３４４に流量調整弁４００を有する。この流量調整弁４００は、制御装置２００の制御を受けて、電池セルユニット３４０Ｄとその下流側の電池セルユニット３４０Ａ（以下、これら電池セルユニットを流調調整電池セルユニット３４０ＤＣと称する）の貫通孔３４４を流れようとするガス（エアー）のガス供給量を低減調整する。これにより、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、流量調整セルグループ３４０ＤＧへのエアー流量が低減される分だけエアー供給量が増えることになる。流量調整弁４００による調整前では、流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣと、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａとでは、ほぼ同じ供給量でエアーが供給される。
【００９１】
この第７実施例の燃料電池スタック１００Ｆでは、図４で説明した通常運転（ステップＳ１００）の間において、制御装置２００は、流量調整弁４００を開弁制御した上で、既述した図５の燃料電池スタック１００のＩ−Ｖ特性における通常運転の際の運転ポイント（目標電流Ｉｔ／目標電圧Ｖｔ）に適った供給量で、エアーと水素ガスを燃料電池スタック１００Ｆに供給する。よって、流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣと、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａには、ほぼ同等の供給量でガス（エアーおよび水素ガス）が供給され、それぞれの電池セルユニットは発電する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバーター１７４は、燃料電池スタック１００Ｅ全体での発電電力をモーター１７０に出力する。
【００９２】
その一方、図４で説明した一時的電圧低下運転（ステップＳ１２０）では、制御装置２００は、流量調整弁４００を流量低減側に制御し、流量調整セルグループ３４０ＤＧに流れようとするエアーの流量を低減調整する。これにより、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについては、流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣよりエアー供給量を多くする。こうしてエアー供給量が多くなった上記のそれぞれの電池セルユニット３４０Ａでは、ガス流量の増加に伴って電流密度が大きくなることから、電流増加と電圧低下を引き起こす。つまり、本実施例の燃料電池スタック１００Ｆは、一時的電圧低下運転において、流量調整セルグループ３４０ＤＧより上流側で当該セルグループに属さないそれぞれの電池セルユニット３４０Ａについてのガス供給量を、これら電池セルユニット３４０Ａの出力電圧が流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣの出力電圧より低くなる側に調整することになる。
【００９３】
上記した第７実施例の燃料電池スタック１００Ｆにあっても、この燃料電池スタック１００Ｆにおける上記の電池セルユニット３４０Ａについてだけ既述した一時的電圧低下を起こすようにできる。よって、既述した効果を第１実施例の燃料電池スタック１００と同様に奏することができ、こうした効果を得るに当たっては流量調整セルグループ３４０ＤＧに属する流調調整電池セルユニット３４０ＤＣについてのエアー供給量を流量調整弁４００を介して変更するだけでよく、簡便である。
【００９４】
以上、本発明の実施の形態を実施例にて説明したが、本発明は上記した実施例や変形例の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て実施することが可能である。
【符号の説明】
【００９５】
２０…燃料電池搭載車両
２２…車体
３０…燃料電池システム
１００、１００Ａ〜１００Ｆ…燃料電池スタック
１００ｓ…締結シャフト
１００Ｂ１…第１燃料電池スタック
１００Ｂ２…第２燃料電池スタック
１０１…電解質膜
１０２…アノード
１０３…カソード
１０４…アノード側ガス拡散層
１０５…カソード側ガス拡散層
１０６…電流センサー
１１０…水素ガスタンク
１２０…水素ガス供給系
１２１…水素供給経路
１２２…循環経路
１２３…放出経路
１２４…開閉バルブ
１２５…減圧バルブ
１２６…水素供給機器
１２７…循環ポンプ
１２８…流量センサー
１２９…開閉バルブ
１３０…コンプレッサ
１４０…空気供給系
１４１…酸素供給経路
１４２…放出経路
１４３…排出流量調整バルブ
１４５…加湿装置
１４７…流量センサー
１５０…ラジエータ
１５２…ファン
１６０…冷却系
１６１…循環経路
１６２…バイパス経路
１６３…三方流量調整弁
１６４…循環ポンプ
１６６…温度センサー
１７０…モーター
１７２…２次電池
１７４…ＤＣ／ＤＣコンバーター
１７６…容量検出センサー
１８０…アクセル
１８２…車速センサー
１８４…外気温センサー
２００…制御装置
３１０ａ…エンドプレート
３１２ＯＵＴ…空気排気口
３１２ＩＮ…空気供給口
３１４ＯＵＴ…水素排気口
３１４ＩＮ…水素供給口
３１６ＯＵＴ…冷却水排出口
３１６ＩＮ…冷却水供給口
３２０ａ…絶縁板
３３１…前端側ターミナルプレート
３３２…後端側ターミナルプレート
３３３ｂ…後端上部端子
３３３ｆ…前端上部端子
３３３ｍ…中央上部端子
３３３ｂ１…後端上部端子
３３３ｂ２…後端上部端子
３３３ｆ１…前端上部端子
３３３ｆ２…前端上部端子
３３４ｂ…後端下部端子
３３４ｆ…前端下部端子
３４０、３４０Ａ〜３４０Ｄ…電池セルユニット
３４０Ｇ…前端側電池セルユニット群
３４０Ｇ１〜３４０Ｇ３…セルグループ
３４０ＢＣ…バイパス電池セルユニット
３４０ＤＣ…流調調整電池セルユニット
３４０ＢＧ…バイパス流路セルグループ
３４０ＤＧ…流量調整セルグループ
３４１…セパレーター
３４４〜３４９…貫通孔
３５０…電池セル
３６０…絶縁体
３６２…ガス供給側発電領域
３６４…ガス排気側発電領域
３７０…ターミナル間配線
３７２…スイッチ
３７４…正極配線
３７６…負極配線
３８０…スイッチ
３８２…正極配線
３８４…負極配線
３８６…スイッチ
３９０…可変絞り弁
４００…流量調整弁
４０２…パイパス流路
４０４…パイパス流路
４１０…シール部材
ＦＷ…前輪
ＲＷ…後輪
【図１】
0005803686.tif 000002
【図２】
0005803686.tif 000003
【図３】
0005803686.tif 000004
【図４】
0005803686.tif 000005
【図５】
0005803686.tif 000006
【図６】
0005803686.tif 000007
【図７】
0005803686.tif 000008
【図８】
0005803686.tif 000009
【図９】
0005803686.tif 000010
【図１０】
0005803686.tif 000011
【図１１】
0005803686.tif 000012
【図１２】
0005803686.tif 000013
【図１３】
0005803686.tif 000014
【図１４】
0005803686.tif 000015
【図１５】
0005803686.tif 000016
【図１６】
0005803686.tif 000017