(57)【要約】      （修正有）【課題】セル自身のポテンシャル低減と残留熱の開放を同時に実施できる燃料電池システムを提供する。【解決手段】高分子電解質膜１ｂをアノード１ａとカソード１ｃで狭持することにより形成した単位セル１ｄを備えた燃料電池１と、高分子電解質膜１のアノード１ａ側に水を供給する加湿水供給系１７ａを備える。また、燃料電池１の運転状態を検出または推定する運転状態検知手段としてアイドル検知手段１６を備える。さらに、燃料電池１の温度を検出または推定する温度検知手段１５を備える。燃料電池１の運転状態がアイドル状態であり、かつ、電池温度が所定温度よりも高い場合に、加湿水供給系１７ａから供給される水量を増大する水量制御手段を備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子電解質膜をアノードとカソードで狭持することにより形成した単位セルを備えた燃料電池と、
前記高分子電解質膜にアノード側から水を供給する水供給手段と、
前記燃料電池の運転状態を検出または推定する運転状態検知手段と、
前記燃料電池の温度を検出または推定する温度検知手段と、
前記燃料電池の運転状態がアイドル状態であり、かつ、電池温度が所定温度よりも高い場合に、前記水供給手段から供給される水量を増大する水量制御手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記水供給手段を、前記アノードに供給されるアノードガスに水を供給する手段とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記水供給手段として、前記アノード側を流れるアノードガスに多孔質材を介して隣接して流れる水の流路と、
前記水流路内の圧力と前記アノードガスとの圧力差を調整可能な圧力差調整手段と、を備え、
前記燃料電池の運転状態がアイドル状態であり、かつ、電池温度が所定温度より高い場合に、アノードガスと水の差圧を減少させることにより水量を増大させる請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記圧力差調整手段は、前記水流路内の水の圧力を変化させることにより差圧を変化させる請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記温度検知手段は、前記燃料ガスから排出されたアノードガス温度に基づいて前記燃料電池温度を検出する請求項１から４のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記運転状態検知手段と、前記温度検知手段として電流検出手段を備え、負荷電流値と負荷電流値履歴とに基づいて、前記燃料電池運転状態と温度を判断する請求項１から４のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料電池の温度の低下率が所定値より大きくなったら、前記水供給手段から供給される水量を増大するのを停止する請求項１から６のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
【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。特に、固体高分子型燃料電池における水管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池システムの高圧残留対策として、ダミーまたは放電抵抗といったエネルギ放出手段を備えたものが知られている。
【０００３】
例えば、単セルを多数枚積層してなる積層燃料電池と、低減電流レベルのダミー負荷と、放電抵抗と、単セルの電圧および温度を検出する手段と、不活性ガス置換手段とを有する燃料電池が知られている。作動温度で発電運転中の燃料電池に停止指令が出されたときには、ダミー負荷に切り替えて単セルの電圧を所定電圧に保持し、発電を継続して単セルの温度を所定温度まで低下させる。該所定温度に低下した時点で不活性ガスによる置換を開始すると同時にダミー抵抗を放電抵抗に切り替えて燃料電池の発生電力を消費した後、運転を停止する。前記所定電圧は定格電圧より高い電圧であり、また前記所定温度は前記作動温度より低い温度であり、さらに前記所定電圧の上限および前記所定温度の上限は触媒の粒子のシンタリングによる電池寿命への影響が実用上問題とならない電圧および温度に選定している（例えば、特許文献１、参照。）。
【０００４】
または、燃料電池の出力直流電力を交流電力に変換する直交変換装置の出力ラインに外部負荷が接続され、出力ラインと疑似負荷手段との接続状態を調整する調整手段が設けられたものが知られている。さらに、燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出手段が設けられ、その電圧検出手段の検出情報に基づいて、燃料電池の出力電圧が設定電圧値以下になるように、調整手段を制御する接続状態制御手段が設けられている（例えば、特許文献２、参照。）。
【特許文献１】特許第２６２１４３５号
【特許文献２】特開平７−４５２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記背景技術に示した従来の技術には、セル自身のエネルギ放出（ポテンシャル低減）手段としての抵抗を備えているものの、燃料電池に残留する熱に対する開放手段を備えていない。そのため、ダミー抵抗等を用いて電気エネルギを放出する際にも、電気エネルギが放出されるまでの間は、燃料電池が高温・高圧の状態となり、触媒にシンタリングが生じて反応効率が低下する可能性があった。
【０００６】
そこで本発明では、セル自身のポテンシャル低減と残留熱の開放を同時に実施することができる燃料電池システム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】
【０００７】
本発明は、高分子電解質膜をアノードとカソードで狭持することにより形成した単位セルを備えた燃料電池と、前記高分子電解質膜にアノード側から水を供給する水供給手段と、前記燃料電池の運転状態を検出または推定する運転状態検知手段と、を備える。また、前記燃料電池の温度を検出または推定する温度検知手段と、前記燃料電池の運転状態がアイドル状態であり、かつ、電池温度が所定温度よりも高い場合に、前記水供給手段から供給される水量を増大する水量制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
燃料電池の運転状態がアイドル状態であり、かつ、電池温度が所定温度よりも高い場合に、水供給手段から供給される水量を増大する。これにより、発電要求が低いが、事前の運転条件により高温となりやすいアイドル時に、水による潜熱冷却と、蒸発と、固体高分子膜中で水素イオンを伝達するためのアノード極側から固体高分子中に吸収される水により、燃料電池の冷却を行うことができる。また、アノードガスの含有水量が増加するので、触媒とアノードガスとの接触を抑制することができ、セル電圧の低下を図ることができる。この結果、セル自身のポテンシャル低減と残留熱の開放を同時に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の実施形態について説明する。ここでは、燃料電池システムを車両の駆動源として使用する場合について説明する。
【００１０】
先ず、従来用いられていた燃料電池システムの電気的構成を図１に示す。
【００１１】
発電反応により起電力を生じる燃料電池１に、直交変換装置２を接続し、さらに外部負荷３に接続する。また、擬似負荷手段６と、擬似負荷手段６の接続を切り替える調整手段５を備える。さらに、燃料電池１の電圧を検出する電圧検出手段４と、調整手段５の切り替えを制御する接続状態制御手段７を備える。
【００１２】
このような燃料電池システムにおいて、無負荷状態（または低負荷状態）となり、燃料電池１の運転がアイドル状態となった場合、燃料電池１のセル電圧が所定より高い状態で放置される可能性がある。この場合に燃料電池１の温度が高いと、触媒にシンタリングが生じて燃料電池１の反応効率が低下するという問題がある。そこで、電圧検出手段４からの出力が所定電圧以上となった場合には、接続状態制御手段７から調整手段５に擬似負荷手段６を接続するように指示する信号を出力することにより、電圧を開放させて燃料電池１のセル電圧を抑制するという制御が為されている。
【００１３】
ここで、電圧が所定より高い値で、燃料電池１が高温状態となった場合に、擬似負荷手段６を接続することにより電圧を低下させることはできるが、燃料電池１の含有する熱は放出されにくく高温状態が継続される。そのため、擬似負荷手段６により電圧が低下するまでの短時間ではあるが、燃料電池１が高温・高電圧状態となり、シンタリングが生じる可能性がある。特に、移動体用の燃料電池システムなど、アイドル状態と通常運転状態とが頻繁に繰り返される燃料電池システムにおいては、上述したような燃料電池１の高温・高電圧状態が繰り返され、燃料電池１の耐久性の劣化につながる可能性がある。
【００１４】
そこで本実施形態では、燃料電池システムの機械的構造を図２に示すように構成することにより、燃料電池１の電圧を低下させると同時に、温度を低下させることにより、触媒のシンタリングを抑制する。なお、ここには特に示さないが、燃料電池システムは、図１に示すような電気的構成を備えたものとしてもよい。
【００１５】
燃料電池システムの構成を図２に示す。ここでは、燃料電池１として固体高分子型燃料電池を用いる。
【００１６】
燃料電池１を複数の単位セル１ｄを積層することにより構成する。ここで、燃料電池１の単位セル１ｄの構成を図３に示す。
【００１７】
単位セル１ｄを、高分子電解質膜１ｂを一対の電極、アノード１ａとカソード１ｃとで狭持することにより構成する。各電極１ａ、１ｃは、高分子電解質膜１ｂに接触する面にそれぞれ配置した、触媒を担持したガス拡散電極１ｇとその外側に配置したセパレータ１ｓとから構成する。セパレータ１ｓには、反応ガスを流通する反応ガス流路１ｒを備え、この反応ガス流路１ｒを流通する反応ガスをガス拡散電極１ｇの触媒に供給することにより発電反応を生じる。なお、触媒とガス拡散層１ｇとを別々に形成し、組み立ての際に積層してもよい。または、触媒を高分子電解質膜１ｂ側に塗布してもよい。
【００１８】
また、図２に示すように、燃料電池１のアノード１ａに、燃料ガスを供給する燃料ガス供給系８を備える。燃料ガス供給系８では、図示しない燃料タンク等から燃料を取出し、これを燃料処理装置７を介してアノード１ａに供給する。アノード１ａには、水素ガスまたは水素含有ガスである燃料ガスが供給される。例えば、図示しない燃料タンクを高圧水素タンク等の水素貯蔵手段とした場合には、燃料処理装置７は水素ガスの圧力・流量を調整する装置となり、アノード１ａには水素ガスが供給される。または、図示しない燃料タンクを改質原料のタンクとした場合、燃料処理装置７は、改質反応により水素含有ガスを生じ、さらに水素含有ガス中のＣＯ等を低減する改質システムとなり、アノード１ａには水素含有ガスが供給される。
【００１９】
また、燃料電池１のカソード１ｃに、酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給系９を備える。ここでは、酸化剤ガスとして空気を用い、図示しないコンプレッサ等を用いて、カソード１ｃに空気を導入する。
【００２０】
さらに、燃料電池１に備えた高分子電解質膜１ｂを加湿するための加湿水供給系１７ａを構成する。燃料電池１において発電反応が生じると、アノード１ａからカソード１ｃに向かって高分子電解質膜１ｂ内をプロトンが移動する。このとき、高分子電解質膜１ｂのプロトン伝導性は、高分子電解質膜１ｂの加湿状態に依存するため、高分子電解質膜１ｂは常に湿潤された状態となるのが好ましい。
【００２１】
そこで、アノード１ａに供給される燃料ガスを加湿することにより高分子電解質膜１の加湿を行う加湿水供給系１７ａを備える。加湿水供給系１７ａには、加湿水を貯蔵する加湿水タンク１０、加湿水タンク１０中の加湿水を取出すポンプ１１、加湿水圧力を調整する圧力調整弁１２、燃料ガスに加湿水を噴射する加湿水噴射手段１３を備える。なお、加湿水噴射手段１３の替わりに、加湿器等を用いても良く、燃料ガスの加湿量を調整できる手段であればよい。
【００２２】
さらに、このような燃料電池システムを制御するコントローラ１４と、アノード１ａから排出された燃料排ガスの温度を検出する温度検知手段１５を備える。なお、この温度検知手段１５は、燃料電池１を代表する温度を検出、または、推定できる温度であればこれに限らない。さらに、燃料電池１の運転状態を検出または推定する運転状態検知手段を備える。ここでは、運転状態検知手段として、燃料電池１の運転がアイドル状態であるか否かを検知するアイドル検知手段１６を備える。アイドル状態であるか否かは、車両の状態を示す車速、車軸回転数や、運転手や他の制御の意思を示す要求負荷、スロットル開度等から検知する。なお、アイドル状態検知手段１６は、アイドル状態が予測されるか否かを判断する手段としてもよい。
【００２３】
このような燃料電池システムにおいて、アイドル時に燃料電池１が高温・高圧となることにより、触媒のシンタリングが生じるのを抑制するために、図４に示すようなシンタリングの防止制御を行う。車両運転時には、本フローを所定時間毎に繰り返し行うことにより、通常運転時にはアイドル状態であるか否かの監視を行い、アイドル状態が検知されたときにシンタリングの防止制御を行う。
【００２４】
ステップＳ１において、アイドル検知手段１６の出力を読み込む。ステップＳ２において、燃料電池１がアイドル状態であるか否かを判断する。または、他の制御でアイドル判定が行われている場合には、その結果をステップＳ２の判断に用いても良い。
【００２５】
ステップＳ２において、アイドル状態ではないと判断されたら、本フローを終了する。この場合には、燃料ガスに供給される加湿水の量は、通常運転時の制御に従う。一方、アイドル状態であると判断されたら、ステップＳ３に進み、温度検知手段１５の出力を読み込む。
【００２６】
ステップＳ４において、ステップＳ３で検知した温度の変化が上昇方向であるか否かを判断する。つまり、燃料電池１の温度が上昇しているか否かを判断する。温度上昇を判断する際には、所定時間温度をモニタして温度上昇率を求めてもよい。または、初回のみ所定時間モニタすることにより判断し、次回からは前回の計測値との比較を行っても良い。または、常時温度をモニタしている場合には、所定時間前の温度と比較しても良い。
【００２７】
なお一般的にはアイドル状態では燃料電池への出力要求が低いため発電反応により発生する熱量が小さいが、アイドル状態に移行する前の運転状態、例えば高速運転や登坂運転といった燃料電池に大きな出力を要求するような状態の後ではアイドル状態であっても燃料電池１の温度が上昇する可能性がある。温度が上昇していると判断された場合には、ステップＳ５に進み、検知された温度が所定温度より大きいか否かを判断する。例えば、所定温度を、燃料電池１内で触媒のシンタリングを避けることができる上限温度、またはそれより低い温度とする。所定温度より大きい場合にはシンタリングが生じる可能性があるので、ステップＳ６に進み、燃料ガスの加湿量を増大する。ここでは、圧力調整弁１２を用いて加圧することにより加湿水噴出手段１３から供給される加湿水流量を増大する。このように燃料ガスの加湿量を増大することで、アノード１ａ側で、水による潜熱冷却と、蒸発と、高分子電解質膜１ｂ中でプロトンを伝達するためにアノード１ａ側から高分子電解質膜１ｂに吸収される水による冷却により、燃料電池１の冷却が促進される。また、燃料ガスの含有水量が増大することで、アノード１ａ側のガス拡散層１ｇ内に液水が存在し、触媒と燃料ガスとが接触し難い状態となるので、発電反応を抑制して電圧を低下させることができる。その結果、燃料電池１が所定より高い電圧で放置されるのを避けるとともに、燃料電池１の有する熱を開放することができるので、シンタリングを避けることができる。このように加湿水の流量を調整したら、再びステップＳ１に戻る。
【００２８】
一方、ステップＳ５において、検知された温度が所定温度以下である場合には、シンタリングが生じる可能性は少ないと判断して現状を維持したままステップＳ１に戻る。
【００２９】
また、ステップ４において、検知された温度の変化方向が「上昇」ではない場合、つまり、燃料電池１の温度変化がゼロ、または温度が低下している場合には、ステップＳ７に進む。ステップＳ７において、温度の変化速度の絶対値、つまり温度低下率が所定値以上であるか否かを判断する。なお、この所定値は、予め実験等により求めておく。温度低下率が所定値より小さい場合には、その状態を維持しつつ、ステップＳ１に戻る。
【００３０】
一方、ステップＳ７において、燃料電池１の温度の低下速度が所定値以上となったら、過冷却となる可能性がある。そこで、加湿量を低減し、通常の水量に戻す。ここでは、ステップＳ８、Ｓ９において通常加湿制御時の水量に近いかもしくは少なくなるまで加湿量を低減する。圧力調整弁１２を用いて減圧することにより、加湿水噴射手段１３から供給される加湿水流量を低減する。このように燃料電池１の温度が所定温度より大きくならないように冷却しつつ、高電圧を解消したら、シンタリング防止制御を終了し、通常の加湿制御に移行する。
【００３１】
なお、上述した制御においては、車両がアイドル状態であるか否かを判断しているが、アイドル状態となるか否かを予測し、このアイドル予測結果からアイドル状態を判定しても良い。この場合には、応答性が向上するため、さらにシンタリングが生じるのを防ぐことができる。
【００３２】
次に、本実施形態の効果について説明する。
【００３３】
高分子電解質膜１ｂをアノード１ａとカソード１ｃで狭持することにより形成した単位セル１ｄを備えた燃料電池１と、高分子電解質膜１ｂのアノード１ａ側に水を供給する水供給手段を備える。ここでは、水供給手段を、アノード１ａ側に供給されるアノードガスに水を供給する手段として、加湿水供給系１７ａを備える。ただし、加湿水供給系１７ａは上述した構成に限らず、アノードガスに水を供給し、かつその水量を調整可能なものとする。また、燃料電池１の運転状態を検出または推定する運転状態検知手段としてアイドル検知手段１６を備える。さらに、燃料電池１の温度を検出または推定する温度検知手段１５を備える。燃料電池１の運転状態がアイドル状態であり、かつ、電池温度が所定温度よりも高い場合に、加湿水供給系１７ａから供給される水量を増大する水量制御手段（Ｓ６）を備える。
【００３４】
これにより、水による潜熱冷却と蒸発と高分子電解質膜１ｂ中で水素イオンを伝達するためのアノード１ａ側から高分子電解質膜１ｂに吸収される水の効果により、燃料電池１の冷却を行うことができる。また、アノードガスの含水量を増大することにより、アノード１ａ側のガス拡散層１ｇに液水を存在させ、触媒とアノードガスとの接触を低減できるので、セル電圧低下を図ることができる。その結果、燃料電池１の電圧低下と温度低下を同時に実現することができ、燃料電池１のシンタリングを抑制することができる。
【００３５】
また、温度検知手段１５は、燃料電池１から排出される燃料ガス温度に基づいて燃料電池１の温度を検出する。これにより、アノード１ａ側への供給水による潜熱冷却効果を確認でき、より細やかな制御を実施することができる。
【００３６】
また、燃料電池１の温度の低下率が所定値より大きくなったら、加湿水供給系１７ａから供給される水量を増大するのを停止する。これにより、例えば、温度に応じて停止する場合に比べて、前段階で冷却を抑制することができるので過冷却を抑制することができる。なお、アクセル動作やブレーキ動作、ハンドル操作のいずれかを検知して車速と組み合わせて判断してもよい。アクセル動作やブレーキ動作、ハンドル操作のいずれかと、車速から、車両が走行中で、短時間でアイドル状態が終了すると判断される場合には、温度低下率が増大した際に加湿水量の増大を停止することで、過冷却を避けることができる。その結果、アイドル状態が終了した際に、過冷却により燃料電池１の発電効率が低下して、十分な電力が得られないといったような事態を避けることができる。
【００３７】
次に、第２の実施形態について説明する。燃料電池システムの構成を図５に示す。以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３８】
燃料電池１を構成する単位セル１ｄの構成を図６に示す。単位セル１ｄを、高分子電解質膜１ｂと、これを狭持するアノード１ａ、カソード１ｃと、さらにアノード１ａに隣接して配置される冷却板１ｌを積層することにより構成する。高分子電解質膜１ｂを、ガス拡散電極１ｇと反応ガス流路１ｒを有するセパレータ１ｓで構成される電極１ａ、１ｃで狭持する。アノード１ａ側のセパレータ１ｓａを純水の透過性を有するポーラス材により構成する。
【００３９】
また、アノード側１ａのセパレータ１ｓａに隣接して冷却板１ｌを配置する。冷却板１ｌは、単位セル１ｄの温度を調整する冷却水を流通する冷却水流路１ｗを形成する層であり、ここでは加湿水透過板１ｊと冷却水流路形成板１ｋより構成する。セパレータ１ｓａに隣接して純水透過可能な加湿水透過板１ｊを配置し、さらに加湿水透過板１ｊに接する面に冷却水流路１ｗが設けられた冷却水流路形成板１ｋを配置する。冷却水としては純水を循環させる。
【００４０】
このように構成することで、燃料電池１の外部から供給された冷却水が冷却水流路１ｗを流通する際に、加湿水透過板１ｊを透過してアノード１ａに供給され、高分子電解質膜１ｂに供給される。つまり、燃料電池１を、高分子電解質膜１ｂを加湿するための加湿水供給手段を備えた内部加湿型の燃料電池とする。
【００４１】
このような燃料電池１内に設けた加湿手段と、これに冷却水を供給するための以下に説明するような手段をあわせて加湿水供給系１７ｂとする。
【００４２】
図５に示すように、燃料電池１に冷却水を供給する手段として、冷却水を貯蔵する冷却水タンク２１、冷却水タンク２１から冷却水を取出すポンプ２２を備える。また、燃料電池１の下流側に配置され、燃料電池１内での冷却水の圧力を調整する背圧調整弁２３、燃料電池１を冷却することにより高温となった冷却水の温度を調整する熱交換器２４を備える。
【００４３】
また、コントローラ２５を備え、ポンプ２２および背圧調整弁２３の調整を行う。
【００４４】
次に、このような燃料電池システムにおけるシンタリングの防止制御方法について説明する。
【００４５】
シンタリング防止制御を、第１の実施形態と同様に、図４のフローチャートに従って行う。ただし、ステップＳ６において、加湿量を増大する場合には、冷却水とアノードガスの差圧を低減する。ここでは、背圧調整弁２３を用いて燃料電池１内の冷却水を加圧することにより、冷却板１ｌからアノード１ａに透過する加湿水の量を増大する。これにより第１の実施形態におけるステップＳ６と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、ステップＳ８において、加湿量を低減する場合には、冷却水とアノードガスの差圧を増大する。ここでは、背圧調整弁２３を用いて燃料電池１内の冷却水を減圧することにより、冷却板１ｌからアノード１ａに透過する加湿水の量を低減する。これにより、第１の実施形態におけるステップＳ８と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
次に、本実施形態の効果を説明する。以下、第１の実施形態とは異なる効果のみを説明する。
【００４８】
水供給手段として、アノード１ａ側を流れるアノードガスに多孔質材（セパレータ１ｓａ、加湿水透過板１ｊ）を介して隣接して流れる冷却水流路１ｗと、冷却水流路１ｗ内の圧力とアノードガスとの圧力差を調整可能な背圧調整弁２３を備える。ここでは、水供給手段として、燃料電池１内の一部を含めた加湿水供給系１７ｂを備える。燃料電池１の運転状態がアイドル状態であり、かつ、電池温度が所定温度より高い場合に、アノードガスと水の差圧を減少させることにより加湿量を増大させる。これにより、セル面について、均一に加湿水を増大することができるので、降圧効果および冷却効果もセル面について均一に増大することができる。なお、加湿水供給系１７ｂは上述した構成に限らず、燃料電池１の内部加湿を行い、かつ、水とアノードガスとの差圧を調整可能なものであればよい。
【００４９】
ここでは、背圧調整弁２３は、冷却水流路１ｗ内の水の圧力を変化させることにより差圧を変化させる。このように、冷却水圧力を増減させるので、非圧縮流体の特徴を生かしてより応答性の速くかつ簡便な制御性を実施することができる。これにより、さらにシンタリングが発生するのを抑制することができる。
【００５０】
次に、第３の実施形態について説明する。燃料電池システムの構成を図７に示す。以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００５１】
燃料電池１および燃料ガス供給系８、酸化剤ガス供給系９、加湿水供給系１７ａを第１の実施形態と同様に構成する。このような燃料電池システムの制御を行う制御系として、燃料電池システムのコントローラ３４と、燃料電池１から取出される電流値を検出する電流検出手段３５を備える。ここでは電流検出手段３５を、直交変換装置２の上流側に配置する。
【００５２】
電流検出手段３５で検出された電流値の大小により、燃料電池１がアイドル状態であるか否かを判断することができる。また、電流検出手段３５を用いて電流値を常時モニタしておくことで、その履歴から燃料電池１の温度を推定する。つまり、電流検出手段３５は、アイドル検知手段１６としての役割と、温度検知手段１５の役割を担う。
【００５３】
なお、本実施形態においては、加湿水供給手段１７ａを用いた場合を示しているが、内部加湿型である加湿水供給手段１７ｂを用いた場合にも、同様に電流検出手段３５を用いて燃料電池１の運転状態及び温度を検出しても良い。
【００５４】
次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第１、２の実施形態と異なる効果のみを説明する。
【００５５】
アイドル検知手段１６および温度検知手段１５として電流検出手段３５を備え、負荷電流値と負荷電流値履歴とに基づいて、燃料電池の運転状態と温度を判断する。このように、負荷電流値から温度とアイドル状態を判断するので、検知手段を統一することができる。
【００５６】
なお、複数の単位セル１ｄを積層することにより構成した燃料電池１を用いた場合について説明したが、一つの単位セル１ｄよりなる燃料電池に適用することもできる。
【００５７】
このように、本発明は、上記発明を実施するための最良の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲内で様々な変更が為し得ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、電解質膜を加湿するためのシステムを有する固体高分子電解質型燃料電池システムに適用することができる。特に、アイドル状態と通常運転状態とが頻繁に繰り返される移動体用の燃料電池システムに適用することにより、著しい効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来の燃料電池システムの電気的構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に用いる燃料電池システムの概略構成図である。
【図３】第１の実施形態に用いる燃料電池の単位セルの概略構成図である。
【図４】第１の実施形態におけるシンタリング防止制御のフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に用いる燃料電池システムの概略構成図である。
【図６】第２の実施形態に用いる燃料電池の単位セルの概略構成図である。
【図７】第３の実施形態に用いる燃料電池システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    燃料電池
１ｗ  冷却水流路（水流路）
１ｓａ  セパレータ（多孔質材）
１ｊ  加湿水透過板（多孔質材）
１２  圧力調整弁
１３  加湿水噴出手段
１５  温度検知手段
１６  アイドル検知手段（運転状態検知手段）
１７  加湿水供給系（水供給手段）
２３  背圧調整弁（圧力差調整手段）
３５  電流検出手段
Ｓ６  水制御手段
【図１】
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【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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