(57)【要約】【課題】燃料電池全体の含水量が適正な状況下で、セル群の一部のセルの含水量が過多のまま放置されるのを防止すること。【解決手段】セルを含む燃料電池２０に対して電圧センサ９７、電流センサ９８を用いてインピーダンスを測定し、このインピーダンスから燃料電池全体の含水量を測定し、燃料電池２０全体の含水量が適正であっても、単位セルのうち含水量が相対的に多くなり易い特定の端部セル１０２に対して電圧測定部１０１を用いて開回路電圧を測定し、特定の端部セル１０２の開回路電圧の低下速度を基に燃料電池２０の含水量の適否を判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルが積層された燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、
該セルのうち含水量が相対的に多くなり易い特定のセルについて開回路電圧を測定する電圧測定部と、
該電圧測定部の測定による開回路電圧の低下速度に基づいて、該燃料電池の含水量の適否を判断する判断部と、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、
前記判断部は、前記電圧測定部の測定による開回路電圧が基準値に達するまでの時間を基に前記開回路電圧の低下速度を求める、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において、
前記判断部から前記燃料電池の含水量が不適正であるとの判断結果が出力されたときに、前記燃料電池に掃気ガスを供給して外部に排出する掃気処理を実施する掃気駆動部を備える、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、
前記燃料電池全体の含水量を測定する含水量測定部を備え、
前記電圧測定部は、前記含水量測定部の測定結果が適正であることを条件に前記特定のセルについての開回路電圧を測定する、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、システム停止時に燃料電池の掃気処理を実施する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水素と酸素との電気化学反応を利用して発電する燃料電池としては、例えば、固体高分子型燃料電池がある。この固体高分子型燃料電池は、複数のセルを積層して構成されたスタックを備えている。スタックを構成するセルは、アノード（燃料極）とカソード（空気極）とを備えており、これらのアノードとカソードとの間には、イオン交換基としてスルフォンサン基を有する固体高分子電解質膜が介在している。
【０００３】
アノードには燃料ガス（水素ガスまたは炭化水素を改質して水素リッチにした改質水素）を含む燃料ガスが供給され、カソードには酸化剤として酸素を含むガス（酸化剤ガス）、一例として、空気が供給される。アノードに燃料ガスが供給されることで、燃料ガスに含まれる水素がアノードを構成する触媒層の触媒と反応し、これによって水素イオンが発生する。発生した水素イオンは固体高分子電解質膜を通過して、カソードで酸素と電気反応を起こす。この電気化学反応によって発電が行われる構成となっている。
【０００４】
ところで、固体高分子型燃料電池を動力源とする燃料電池システムにおいて、システムの運転を停止すると、燃料電池の温度が下がり、高温多湿の状態にあった燃料電池内部の水分が凝結して結露したり、凍結したりすることがある。このため、システムを停止する際に、掃気ガスを燃料電池に供給して掃気することが行われている。
【０００５】
この際、燃料電池に対する掃気が適正に行われたか否かを診断するために、セルの開回路電圧に基づいてセルの水分状態（含水量）を診断することが行われている。例えば、第１閾値電圧と、この第１閾値電圧よりも高い電圧値の第２閾値電圧とを設定し、セルの開回路電圧が第１閾値電圧以下のときはセル内が乾燥状態あると診断するとともに、セルの開回路電圧が第２閾値以上のときはセル内が水分過多状態にあると診断するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、燃料電池スタック全体に対する開回路電圧を測定する方法では平均値しか測定することができず、一部のセルの含水量が過多であっても、燃料電池全体の含水量は適正な状態にあると診断されることが危惧される。すなわち、燃料電池はその構造上、掃気ガスを用いて掃気を行っても、端部に配置された特定のセルから水分を十分に除去できないことがあり、一部のセルの含水量が多くなることがある。一部のセルの含水量が過多の状態で放置されると、燃料電池の始動ができない場合がある。
【０００８】
本発明は、前記従来技術に鑑みて為されたものであり、その目的は、燃料電池全体の含水量が適正な状況下で、セル群の一部のセルの含水量が過多のまま放置されるのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、セルが積層された燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、該セルのうち含水量が相対的に多くなり易い特定のセルについて開回路電圧を測定する電圧測定部と、該電圧測定部の測定による開回路電圧の低下速度に基づいて、該燃料電池の含水量の適否を判断する判断部と、を備えてなることを特徴とする燃料電池システムを構成したものである。
【００１０】
係る構成によれば、セル群のうち含水量が相対的に多くなり易い特定のセルについて開回路電圧を測定し、開回路電圧の低下速度に基づいて、燃料電池の含水量の適否を判断するようにしたため、燃料電池全体の含水量が適正な状況下にあっても、一部のセル（特定のセル）の含水量が過多のまま放置されるのを防止することができ、燃料電池の始動を確実に行うことが可能になる。
ここでそ「含水量が相対的に多くなり易い」とは、インピーダンス測定等で把握されるセル全体の含水量の平均値よりも含水量が多い傾向にあることで、そのような「特定のセル」とは例えば、スタックの端部に位置するセルである。
【００１１】
燃料電池システムを構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
好適には、前記判断部は、前記電圧測定部の測定による開回路電圧が基準値に達するまでの時間を基に前記開回路電圧の低下速度を求める。
【００１２】
係る構成によれば、特定のセルの開回路電圧が基準値に達する（低下する）までの時間を基に特定のセルの開回路電圧の低下速度を求めることができる。開回路電圧の低下速度が速いほど含水量が少ない傾向にあるところから、いずれのセルに対しても等しい開回路電圧から基準値までの経過時間の多少が低下速度に対応しており、そのような基準値までに低下する時間ｔを求めれば、例えば開回路電圧をＶＯＣ、基準値をＶｔｈとすれば、低下速度ｖは、ｖ＝（Ｖｔｈ−ＶＯＣ）／ｔ（負値）として求めることができる。
【００１３】
好適には、前記判断部から前記燃料電池の含水量が不適正であるとの判断結果が出力されたときに、前記燃料電池に掃気ガスを供給して外部に排出する掃気処理を実施する掃気駆動部を備える。
【００１４】
係る構成によれば、燃料電池の含水量が不適正であると判断されたときには、燃料電池に掃気ガスを供給して外部に排出する掃気処理を実施することで、燃料電池の含水量が不適正なままで放置されるのを防止することができる。
【００１５】
好適には、前記燃料電池全体の含水量を測定する含水量測定部を備え、前記電圧測定部は、前記含水量測定部の測定結果が適正であることを条件に前記特定のセルについての開回路電圧を測定する。
【００１６】
係る構成によれば、燃料電池全体の含水量が適正であることを条件に特定のセルの開回路電圧を測定することで、燃料電池全体の含水量が適正であっても、一部のセル（特定のセル）の含水量が過多のまま放置されるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、含水量が相対的に多くなり易い特定のセルについて開回路電圧を測定し、開回路電圧の低下速度に基づいて燃料電池の含水量の適否を判断するので、燃料電池全体の含水量が適正な状況下にあっても、特定のセルの含水量が過多のまま放置されるのを防止することができ、燃料電池の始動を確実に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明が適用された燃料電池システムのシステム構成図である。
図１において、燃料電池システム１０は、燃料電池２０に燃料ガス（水素ガス）を供給するための燃料ガス供給系統４と、燃料電池２０に酸化ガス（空気）を供給するための酸化ガス供給系統７と、燃料電池２０を冷却するための冷却液供給系統３と燃料電池２０からの発電電力を充放電する電力系統９とを備えて構成されている。
【００１９】
燃料電池２０は、フッ素系樹脂などにより形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜などから成る高分子電解質膜２１の両面にアノード極２２とカソード極２３をスクリーン印刷などで形成した膜・電極接合体２４を備えている。膜・電極接合体２４の両面は、燃料ガス、酸化ガス、冷却水の流路を有するセパレータ（図示せず）によってサンドイッチされ、このセパレータとアノード極２２およびカソード極２３との間に、それぞれ溝状のアノードガスチャンネル２５およびカソードガスチャンネル２６を形成している。アノード極２２は、燃料極用触媒層を多孔質支持層上に設けて構成され、カソード極２３は、空気極用触媒層を多孔質支持層上に設けて構成されている。これら電極の触媒層は、例えば、白金粒子を付着して構成されている。
【００２０】
アノード極２２では、次の（１）式の酸化反応が生じ、カソード極２３では、次の（２）式の還元反応が生じる。燃料電池２０全体としては、次の（３）式の起電反応が生じる。
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−・・・（１）
（１／２）Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ・・・（２）
Ｈ２＋（１／２）Ｏ２→Ｈ２Ｏ・・・（３）
【００２１】
なお、図１では説明の便宜上、膜・電極接合体２４、アノードガスチャンネル２５およびカソードガスチャンネル２６からなる単位セルの構造を模式的に図示しているが、実際には、上述したセパレータを介して複数の単位セル（セル群）が直列に接続したスタック構造を備えている。
【００２２】
本発明では、このような燃料電池の単位セルが複数スタックされている場合に、特定のセル、例えば端部に位置する単位セルにおいて、含水量が相対的に低くなる傾向にあることに鑑み、このような単位セルにおける開回路電圧の低下速度に基づき、含水量の適否を判断するものである。詳しくは後述する。
【００２３】
燃料電池システム１０の冷却液供給系統３には、冷却液を循環させる冷却路３１、燃料電池２０から排水される冷却液の温度を検出する温度センサ３２、冷却液の熱を外部に放熱するラジエータ（熱交換器）３３、ラジエータ３３へ流入する冷却液の水量を調整するバルブ３４、冷却液を加圧して循環させる冷却液ポンプ３５、燃料電池２０に供給される冷却液の温度を検出する温度センサ３６などが設けられている。
【００２４】
燃料電池システム１０の燃料ガス供給系統４には、燃料ガス供給装置４２からの燃料ガス（アノードガス）、例えば、水素ガスをアノードガスチャンネル２５に供給するための燃料ガス流路４０と、アノードガスチャンネル２５から排気される燃料オフガスを燃料ガス流路４０に循環させるための循環流路（循環経路）５１が配管されており、これらのガス流路によって燃料ガス循環系統が構成されている。
【００２５】
燃料ガス流路４０には、燃料ガス供給装置４２からの燃料ガス流出を制御する遮断弁（元弁）４３、燃料ガスの圧力を検出する圧力センサ４４、循環経路５１の燃料ガス圧力を調整する調整弁４５、燃料電池２０への燃料ガス供給を制御する遮断弁４６が設置されている。
【００２６】
燃料ガス供給装置４２は、例えば、高圧水素タンク、水素吸蔵合金、改質器などより構成される。循環流路５１には、燃料電池２０から循環流路５１への燃料オフガス供給を制御する遮断弁５２、燃料オフガスに含まれる水分を除去する気液分離器５３および排出弁５４、アノードガスチャンネル２５を通過する際に、圧力損失を受けた燃料オフガスを圧縮して適度なガス圧まで昇圧させて、燃料ガス流路４０に還流させる水素ポンプ（循環ポンプ）５５、燃料ガス流路４０の燃料ガスが循環流路５１側に逆流するのを防止する逆流阻止弁５６が設置されている。水素ポンプ５５をモータによって駆動することで、水素ポンプ５５の駆動による燃料オフガスは、燃料ガス流路４０で燃料ガス供給装置４２から供給される燃料ガスと合流した後、燃料電池２０に供給されて再利用される。なお、水素ポンプ５５には、水素ポンプ５５の回転数を検出する回転数センサ５７が設置されている。
【００２７】
また、循環流路５１には、燃料電池２０から排気された燃料オフガスを、希釈器（例えば水素濃度低減装置）６２を介して車外に排気するための排気流路６１が分岐して配管されている。排気流路６１にはパージ弁６３が設置されており、燃料オフガスの排気制御を行えるように構成されている。パージ弁６３を開閉することで、燃料電池２０内の循環を繰り返して、不純濃度が増加した燃料オフガスを外部に排出し、新規の燃料ガスを導入してセル電圧の低下を防止することができる。また、循環流路５１の内圧に脈動を起こし、ガス流路に蓄積した水分を除去することもできる。
【００２８】
一方、燃料電池システム１０の酸化ガス供給系統７には、カソードガスチャンネル２６に酸化ガス（カソードガス）を供給するための酸化ガス流路７１と、カソードガスチャンネル２６から排気されるカソードオフガスを排気するためのカソードオフガス流路７２が配管されている。酸化ガス流路７１には、大気からエアを取り込むエアクリーナ７４、および、取り込んだエアを圧縮し、圧縮したエアを酸化剤ガスとして、カソードガスチャンネル２６に送給するエアコンプレッサ７５が設定されており、エアコンプレッサ７５には、エアコンプレッサ７５の回転数を検出する回転数センサ７３が設置されている。酸化ガス流路７１とカソードオフガス流路７２との間には湿度交換を行う加湿器７６が設けられている。カソードオフガス流路７２には、カソードオフガス流路７２の排気圧力を調整する調圧弁７７、カソードオフガス中の水分を除去する気液分離器６４、カソードオフガスの排気音を吸収するマフラー６５が設けられている。気液分離器６４から排出されたカソードオフガスは分流され、一方は、希釈器６２に流れ込み、希釈器６２内に滞留する燃料オフガスと混合希釈され、また分流された他方のカソードオフガスは、マフラー６５にて吸音され、希釈器６２により混合希釈されたガスと混合されて、車外に排出される。
【００２９】
また、燃料電池システム１０の電力系統９には、一次側にバッテリ９１の出力端子が接続され、二次側に燃料電池２０の出力端子が接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ９０、二次電池として余剰電力を蓄電するバッテリ９１、バッテリ９１の充電状況を監視するバッテリコンピュータ９２、燃料電池２０の負荷または駆動対象となる車両走行用モータ９４に交流電力を供給するインバータ９３、燃料電池システム１０の各種高圧補機９６に交流電力を供給するインバータ９５、燃料電池２０の出力電圧を測定する電圧センサ９７、および出力電流を測定する電流センサ９８が接続されている。
【００３０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ９０は、燃料電池２０の余剰電力または車両走行用モータ９４への制動動作により発生する回生電力を電圧変換してバッテリ９１に供給して充電させる。また、車両走行用モータ９４の要求電力に対する、燃料電池２０の発電電力の不足分を補填するため、ＤＣ−ＤＣコンバータ９０は、バッテリ９１からの放電電力を電圧変換して二次側に出力する。
【００３１】
インバータ９３および９５は、直流電流を三相交流電流に変換して、車両走行用モータ９４および高圧補機９６にそれぞれ出力する。車両走行用モータ９４には、モータ９４の回転数を検出する回転数センサ９９が設置されている。モータ９４は、ディファレンシャルを介して車輪１００が機械的に結合されており、モータ９４の回転力を車両の推進力に変換可能となっている。
【００３２】
電圧センサ９７および電流センサ９８は、電力系統９に重畳された交流信号の電圧に対する電流の位相と振幅とに基づいて交流インピーダンスを測定するためのものである。交流インピーダンスは、燃料電池２０の含水量に対応している。この交流インピーダンス測定によって測定される含水量は燃料電池２０にスタックされている単位セル全体の平均的な含水量に対応している。
【００３３】
さらに、燃料電池システム１０には、燃料電池１２の発電を制御するための制御部８０が設置されている。制御部８０は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェイス回路などを備えた汎用コンピュータで構成されており、温度センサ３２、３６、圧力センサ４４、回転数センサ５７、７３、９９からのセンサ信号や電圧センサ９７、電流センサ９８、イグニッションスイッチ８２からの信号を取り込み、電池運転の状態、例えば、電力負荷に応じて各モータを駆動して、水素ポンプ５５およびエアコンプレッサ７５の回転数を調整し、さらに、各種の弁（バルブ）の開閉制御または弁開度の調整などを行うようになっている。
【００３４】
特に、制御部８０は、電圧センサ９７と電流センサ９８を含む含水量測定部に対して、燃料電池全体の含水量の測定を指令し、燃料電池全体の含水量が不適正なときには掃気駆動部に対して掃気駆動を指令する。さらに制御部８０は、燃料電池全体の含水量が適正であっても、電圧測定部１０１に対して、単位セルのうち含水量が相対的に多くなり易い特定の単位セルについて開回路電圧の測定を指令し、電圧測定部１０１の測定による開回路電圧の低下速度に基づいて、燃料電池２０の含水量の適否を判断する判断部として動作するように構成されている。
【００３５】
すなわち、エアコンプレッサ７５と水素ポンプ５５を含む掃気駆動部を用いて掃気ガスを燃料電池２０に供給して外部に排出する掃気処理を実施しても、燃料電池２０を構成する単位セルの一部には水分が除去されず、含水量が多い状態になることがある。
【００３６】
例えば、図２に本実施形態における燃料電池２０のスタック積層構造を示す。
図２に示すように、Ｎ個の単位セル１０２が、２列に分かれて配置され、一方の列に１チャネルの単位セル１０２からＮ／２チャネルの単位セル１０２までが配置され、他方の列に（Ｎ／２＋１）チャネルの単位セル１０２からＮチャネルの単位セル１０２までが配置されている。
【００３７】
図３に燃料電池２のセル毎の含水量の違いを示す。
上記のように積層された単位セル１０２に対して、エアコンプレッサ７５と水素ポンプ５５を用いて掃気ガスを供給して掃気処理を行っても、燃料電池２０全体の含水量は、図３に示すように、含水量基準値Ｑｔｈ以下にあって適正な状態にあるが、端部に配置される特定の単位セル、例えば、１チャネルやＮチャネルの単位セル１０２と、これらに近接して端部に配置された数個の単位セル１０２の含水量は含水量基準値Ｑｔｈ以上になることがある。
【００３８】
すなわち、スタック内に配置されたセル群のうち掃気ガス導入口から離れた位置となる、端部に配置された単位セルには、掃気ガスが十分に供給されないことがあるので、掃気ガス導入口から離れた端部に配置される単位特定のセル１０２の含水量が含水量基準値Ｑｔｈ以上になる。
【００３９】
このため、本実施形態では、燃料電池全体の含水量が適正な状況下にあっても、セルのうち含水量が相対的に多くなり易い特定のセル（端部に配置される一部の単位セル１０２）１０２について開回路電圧を測定することとした。そして制御部８０は、特定の単位セル１０２の開回路電圧が基準値に達するまでの時間を基に開回路電圧の低下速度を求め、開回路電圧の低下速度に基づいて、燃料電池２０の含水量の適否を判断することとしている。
【００４０】
図４に、開回路電圧（ＯＣＶ）と時間ｔとの関係から定まる開回路電圧低下曲線を示す。図４において、ｆＯＣＶ０は、含水量が含水量基準値Ｑｔｈのときの開回路電圧低下曲線を示し、このとき開回路電圧（ＯＣＶ）が基準値Ｖｔｈに達する時間が基準時間ｔｔｈとなる。ｆＯＣＶ１は含水量が含水量基準値Ｑｔｈ未満であって含水量が適正な範囲にあるときの開回路電圧低下曲線を示し、このとき開回路電圧（ＯＣＶ）が基準値Ｖｔｈに達する時間は基準時間ｔｔｈよりも長く、時間ｔ１となる。ｆＯＣＶ２は含水量が含水量基準値Ｑｔｈ以上であって、含水量が不適正な範囲にあるときの開回路電圧低下曲線を示し、このとき開回路電圧（ＯＣＶ）が基準値Ｖｔｈに達する時間は基準時間ｔｔｈよりも短く、時間ｔ２となる。
【００４１】
図４において、開回路電圧低下曲線ｆＯＣＶ０の開回路電圧低下曲線ｆＯＣＶ１側の領域Ａは含水量が少ない（小さい）領域を示し、開回路電圧低下曲線ｆＯＣＶ２の開回路電圧低下曲線ｆＯＣＶ０側の領域Ｂは含水量が多い（大きい）領域を示す。すなわち、図４から、開回路電圧低下曲線が領域Ｂに属すよりも領域Ａに属し、開回路電圧（ＯＣＶ）の低下速度が速いほど含水量が少ない傾向にあることが分かる。
【００４２】
次に、図５のフローチャートにしたがって、制御部８０の処理を説明する。
制御部８０は、処理を開始するとともにタイマを起動し、タイマの計測値から含水量タイミングか否かを判定し（Ｓ１０）、含水量測定タイミングでないときには（ＮＯ）このルーチンでの処理を終了し、含水量測定タイミングのときには（ＹＥＳ）含水量の測定を実施する（Ｓ１１）。例えば、制御部８０は、電圧センサ９７と電流センサ９８を含む含水量測定部を用いて、燃料電池２０全体のインピーダンスを求め、燃料電池２０全体のインピーダンスから燃料電池２０全体の含水量を測定する。
【００４３】
次に、制御部８０は、含水量測定部の測定結果を基に燃料電池２０全体の含水量が適正な範囲にあるか否かの判定を行い（Ｓ１２）、適正と判断したときには（ＹＥＳ）、さらに含水量が相対的に多くなり易い特定の単位セル、例えば、１チャネルの単位セル１０２やＮチャネルの単位セル１０２を含む端部セル１０２に対して、開回路電圧測定処理を実施する（Ｓ１３）。すなわち、制御部８０は、電圧測定部１０１に対して測定を指令し、端部セル１０２の開回路電圧（ＯＣＶ）を測定するとともに、開回路電圧（ＯＣＶ）が基準値Ｖｔｈに達するまでの時間を測定し、測定した時間を基に開回路電圧（ＯＣＶ）の低下速度を算出し、開回路電圧（ＯＣＶ）が適正の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１４）。
【００４４】
例えば、開回路電圧（ＯＣＶ）が基準値Ｖｔｈに達するまでの時間が基準時間ｔｔｈよりも長い場合には、制御部８０は、開回路電圧（ＯＣＶ）の低下速度が開回路電圧低下曲線ｆＯＣＶ０で規定される速度よりも遅く、開回路電圧（ＯＣＶ）が適正な範囲にあると判定し（ＹＥＳ）、含水量が含水量基準値Ｑｔｈよりも少なく、含水量が正常と判断し（Ｓ１５）、このルーチンでの処理を終了する。
【００４５】
一方、開回路電圧（ＯＣＶ）が基準値Ｖｔｈに達するまでの時間が基準時間ｔｔｈよりも短い場合には、制御部８０は、開回路電圧（ＯＣＶ）の低下速度が開回路電圧低下曲線ｆＯＣＶ０で規定される速度よりも速く、開回路電圧（ＯＣＶ）が不適正な範囲にあると判定し（ＮＯ）、含水量が含水量基準値Ｑｔｈよりも多く、含水量が異常と判断する。
【００４６】
ステップＳ１２で燃料電池全体の含水量が適正範囲ではないと判断したとき（ＮＯ）、およびステップＳ１４で含水量が異常と判断したとき（ＮＯ）には、制御部８０は、エアコンプレッサ７５と水素ポンプ５５を含む掃気駆動部に対して、掃気駆動を指令し、エアコンプレッサ７５と水素ポンプ５５の駆動による掃気ガスを燃料電池２０に供給して外部に排出する掃気処理を実施し（Ｓ１６）、このルーチンでの処理を終了する。
【００４７】
以上、本実施形態によれば、燃料電池２０に対して電圧センサ９７、電流センサ９８を用いてインピーダンスを測定し、このインピーダンスから燃料電池２０全体の含水量を測定し、燃料電池２０全体の含水量が適正であっても、単位セルのうち含水量が相対的に多くなり易い特定の端部セル１０２に対して、電圧測定部１０１を用いて開回路電圧（ＯＣＶ）を測定し、特定の端部セル１０２の開回路電圧（ＯＣＶ）の低下速度を基に燃料電池２０の含水量の適否を判断するようにしたため、燃料電池２０全体の含水量が適正な状況下にあっても、特定の端部セル１０２の含水量が過多のまま放置されるのを防止することができ、燃料電池２０の始動を確実に行うことが可能になる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、燃料電池２０の含水量が不適正であるときには、燃料電池２０に掃気ガスを供給して外部に排出する掃気処理を実施するようにしているため、燃料電池２０の含水量が不適正なままで放置されるのを防止することができる。
【００４９】
（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されることなく種々に変形して実行可能である。
例えば、上記実施形態では、制御部８０が単位セルの開回路電圧の低下速度に基づいて特定のセルの含水量を判定していたが、特定のセルの含水量に対応する物理量なら、開回路電圧の低下速度に限定されずに用いることが可能である。例えば、開回路電圧を用いる場合でも一定の基準値に達するまでの経過時間は開回路電圧の低下速度に直接対応しているため、低下速度を演算することなく測定された経過時間のみに従って特定のセルの含水量を判定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料電池システムのシステム構成図である。
【図２】単位セルを２列に分けたときの燃料電池スタックの構成図である。
【図３】単位セルを２列に分けたときの各列の単位セルと含水量との関係を説明するための特性図である。
【図４】時間と開回路電圧との関係から定まる開回路電圧低下曲線の特性図である。
【図５】制御部による処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１０  燃料電池システム、２０  燃料電池、４０  燃料ガス流路、５５  水素ポンプ、７１  酸化ガス流路、８０  制御部、１０１  電圧測定部、１０２  単位セル
【図１】
2008282616.tif 000003
【図２】
2008282616.tif 000004
【図３】
2008282616.tif 000005
【図４】
2008282616.tif 000006
【図５】
2008282616.tif 000007