(57)【要約】【課題】ガス経路の互いに離れた部分の間での圧力差を利用することなく、燃料電池内における残留水量を推定することである。【解決手段】燃料電池スタック１２に空気を供給するエアコンプレッサ１４と、燃料電池スタック１２を冷却する冷却水を流す冷却水経路３２とを設ける。冷却水経路３２における燃料電池スタック１２の入口側の入口温度を検出する入口温度センサ６０と、冷却水経路３２における燃料電池スタック１２の出口側の出口温度を検出する出口温度センサ６２とを設ける。制御部６４は、検出された入口温度と出口温度との間の入口出口温度差により燃料電池スタック１２内の残留水量を推定する手段と、推定された残留水量に基づいてエアコンプレッサ１４の作動状態を制御する手段と有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
燃料電池内に掃気ガスを供給する掃気ガス供給部と、
燃料電池を冷却する冷媒を流す冷媒経路と、
冷媒経路における燃料電池の入口側の入口温度を検出する入口温度センサと、
冷媒経路における燃料電池の出口側の温度を検出する出口温度センサと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、燃料電池の入口温度および出口温度の間の入口出口温度差により燃料電池内部の残留水量を推定する残留水量推定手段と、推定された残留水量により掃気ガスの掃気時間を含む掃気状態を決定し、掃気ガス供給部の作動状態を制御する掃気ガス供給制御手段とを有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、燃料電池の燃料ガス供給停止時に、残留水量推定手段は燃料電池内部の残留水量を推定し、掃気ガス供給制御手段は、掃気ガス供給部を作動させ、掃気ガス供給部の作動状態を制御する燃料電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、残留水量推定手段は、入口出口温度差の時間変化率が所定値以下になった後に、入口出口温度差により燃料電池内部の残留水量を推定する燃料電池システム。
【請求項４】
酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
燃料電池内に掃気ガスを供給する掃気ガス供給部と、
燃料電池を冷却する冷媒を流す冷媒経路と、
この冷媒経路の途中で燃料電池の入口側の温度を検出する入口温度センサと、
冷媒流路の途中で燃料電池の出口側の温度を検出する出口温度センサと、
燃料電池内の電解質膜の膜抵抗値を測定する膜抵抗測定手段と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、燃料電池の入口温度および出口温度の間の入口出口温度差と、膜抵抗値の大きさとにより燃料電池内部の残留水量を推定する残留水量推定手段と、推定された残留水量により掃気ガスの掃気時間を含む掃気状態を決定し、掃気ガス供給部の作動状態を制御する掃気ガス供給制御手段とを有する燃料電池システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、燃料電池の燃料ガス供給停止時に、膜抵抗測定手段は、燃料電池内の電解質膜の膜抵抗値を測定し、残留水量推定手段は燃料電池内部の残留水量を推定し、掃気ガス供給制御手段は、掃気ガス供給部を作動させ、掃気ガス供給部の作動状態を制御する燃料電池システム。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池システムにおいて、膜抵抗測定手段は、入口出口温度差の時間変化率が所定値以下になった後に、膜抵抗値を測定する燃料電池システム。
【請求項７】
請求項５に記載の燃料電池システムにおいて、膜抵抗測定手段は、入口出口温度差が所定値以下になった後に、膜抵抗値を測定する燃料電池システム。
【請求項８】
請求項５に記載の燃料電池システムにおいて、制御部は、複数の時点における膜抵抗値の測定結果により、燃料電池の将来の残留水量を予測し、この予測された将来の残留水量に基づいて、掃気ガス供給部の作動状態を制御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、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、この燃料電池の内部の残留水分を掃気する掃気ガス供給部とを備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは、例えばアノード側電極、電解質膜およびカソード側電極から成る膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）とセパレータとを１組の燃料電池セルとして、これを複数組積層することにより構成している。すなわち、各燃料電池セルは、高分子イオン交換膜から成る電解質膜の一方の面にアノード側電極を、他方の面にカソード側電極を、それぞれ配置して、さらに両側にセパレータを設けることにより構成している。そして、このような燃料電池セルを複数組積層し、さらに集電板、絶縁板およびエンドプレートで狭持することにより、高電圧を発生する燃料電池スタックを構成する。
【０００３】
このような燃料電池では、アノード側電極に燃料ガス、例えば水素を含むガスを供給すると共に、カソード側電極に、酸化ガス、例えば空気を供給する。これにより、燃料ガスおよび酸化ガスが電池反応に供されて、起電力を発生し、カソード側電極では、水が生成される。
【０００４】
従来から、燃料電池において、特許文献１、特許文献２に記載されているように、発電運転後に電解質膜が過剰の加湿状態になることにより電池性能が低下したり、カソード側電極側で過剰な水分が滞留して運転効率が低下すると言った問題があることが知られている。また、燃料電池を氷点下で始動しようとした場合に、燃料電池内の水分が凍結しやすく、燃料電池内で電気化学反応が行われにくいといった問題があることも知られている。
【０００５】
これに対して、特許文献１、２に記載された燃料電池システムの場合、燃料電池の内部のカソード側電極側の酸化ガス流路中の水分を掃気する掃気ガス供給手段を設けている。また、燃料電池の運転中、または発電停止時において、燃料電池内の残留水分が過剰である場合に、ガス流路内の残留水分を、加湿されていない空気により外部に排出するようにしている。
【０００６】
また、特許文献１、特許文献２に記載された燃料電池システムの場合には、燃料電池内部の残留水量を推定するために、燃料電池に供給する酸化ガスの、燃料電池の入口側の圧力を検出する入口圧力センサと、出口側の圧力を検出する出口圧力センサとを備えている。そして、入口圧力センサにより検出された入口圧力値ＰＡ、および出口圧力センサにより検出された出口圧力値ＰＢの間の入口出口圧力差Ｐdif（＝ＰＡ−ＰＢ）が所定の圧力差Ｐdif’以下（Ｐdif≦Ｐdif’）になっているか否かの判定を行っている。入口出口圧力差Ｐdifは、燃料電池セルを構成する酸化ガス流路内の残留水が多い場合に大きな値となり、残留水が少なくなるに従って小さな値になる。そして、入口出口圧力差Ｐdifが所定の圧力差Ｐdif’を超える場合に、酸化ガス流路内の残留水が過剰であると推定し、乾燥空気による掃気処理（パージ）を行う。これに対して、入口出口圧力差Ｐdifが所定の圧力差Ｐdif’以下である場合には、酸化ガス流路内に水が残留していないと推定し、掃気処理をしない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２０９６３４号公報
【特許文献２】特開２００４−２０９６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような特許文献１、特許文献２に記載された燃料電池システムの場合、酸化ガスの入口圧力値ＰＡと出口圧力値ＰＢとの間の入口出口圧力差Ｐdifを求めることにより、酸化ガス流路内の残留水が過剰か否かを推定している。このような燃料電池システムの場合、残留水量を精度よく推定できれば、燃料電池の内部を掃気し、適切な残留水の量にするまでの掃気時間を短くできる可能性はある。ただし、このような燃料電池システムで、残留水量の推定の精度を高くすることは難しい。すなわち、ガスが流れるガス経路中には水蒸気が含まれる場合があるため、酸化ガスの入口圧力値ＰＡと出口圧力値ＰＢとは、燃料電池の入口側と出口側とのそれぞれのガス経路中での水蒸気量が大きく関係してしまう。このため、入口出口圧力差Ｐdifも、燃料電池の入口側のガス中と、出口側のガス中とでそれぞれどれだけの量、水蒸気が存在しているかで大きく変化する。さらに、入口出口圧力差Ｐdifは、燃料電池の温度によっても変化する。したがって、入口出口圧力差Ｐdifを測定したのでは、燃料電池内の残留水の量を精度よく推定すること、言い換えれば、残留水の量の推定誤差を十分に小さくすることは難しい。
【０００９】
さらに、例えば燃料電池が小型の場合等、燃料電池内部を流れる酸化ガスの流量が少なくなるような場合には、酸化ガスの入口圧力値ＰＡと出口圧力値ＰＢとの大きさ自体がそれぞれ小さくなり、この場合には、入口出口圧力差Ｐdifの大きさも小さくなってしまう。したがって、入口出口圧力差Ｐdifから燃料電池内部の残留水の量を精度よく推定することがさらに難しくなる。
【００１０】
本発明の目的は、ガス経路の互いに離れた部分の間での圧力差を利用することなく、燃料電池内における残留水量を推定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】
【００１１】
本発明に係る燃料電池システムは、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、燃料電池内に掃気ガスを供給する掃気ガス供給部と、燃料電池を冷却する冷媒を流す冷媒経路と、冷媒経路における燃料電池の入口側の入口温度を検出する入口温度センサと、冷媒経路における燃料電池の出口側の温度を検出する出口温度センサと、制御部と、を備え、前記制御部は、燃料電池の入口温度および出口温度の間の入口出口温度差により燃料電池内部の残留水量を推定する残留水量推定手段と、推定された残留水量により掃気ガスの掃気時間を含む掃気状態を決定し、掃気ガス供給部の作動状態を制御する掃気ガス供給制御手段とを有する燃料電池システムである。
【００１２】
また、好ましくは、燃料電池の燃料ガス供給停止時に、残留水量推定手段は燃料電池内部の残留水量を推定し、掃気ガス供給制御手段は、掃気ガス供給部を作動させ、掃気ガス供給部の作動状態を制御するものとする。
【００１３】
また、好ましくは、残留水量推定手段は、入口出口温度差の時間変化率が所定値以下になった後に、入口出口温度差により燃料電池内部の残留水量を推定するものとする。
【００１４】
また、本発明に係る燃料電池システムは、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、燃料電池内に掃気ガスを供給する掃気ガス供給部と、燃料電池を冷却する冷媒を流す冷媒経路と、この冷媒経路の途中で燃料電池の入口側の温度を検出する入口温度センサと、冷媒流路の途中で燃料電池の出口側の温度を検出する出口温度センサと、燃料電池内の電解質膜の膜抵抗値を測定する膜抵抗測定手段と、制御部と、を備え、前記制御部は、燃料電池の入口温度および出口温度の間の入口出口温度差と、膜抵抗値の大きさとにより燃料電池内部の残留水量を推定する残留水量推定手段と、推定された残留水量により掃気ガスの掃気時間を含む掃気状態を決定し、掃気ガス供給部の作動状態を制御する掃気ガス供給制御手段とを有する燃料電池システムである。
【００１５】
また、好ましくは、燃料電池の燃料ガス供給停止時に、膜抵抗測定手段は、燃料電池内の電解質膜の膜抵抗値を測定し、残留水量推定手段は燃料電池内部の残留水量を推定し、掃気ガス供給制御手段は、掃気ガス供給部を作動させ、掃気ガス供給部の作動状態を制御するものとする。
【００１６】
また、好ましくは、膜抵抗測定手段は、入口出口温度差の時間変化率が所定値以下になった後に、膜抵抗値を測定するものとする。
【００１７】
また、好ましくは、膜抵抗測定手段は、入口出口温度差が所定値以下になった後に、膜抵抗値を測定するものとする。
【００１８】
また、好ましくは、制御部は、複数の時点における膜抵抗値の測定結果により、燃料電池の将来の残留水量を予測し、この予測された将来の残留水量に基づいて、掃気ガス供給部の作動状態を制御するものとする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る燃料電池システムによれば、入口出口温度差によって残留水量を推定するので、ガス経路の互いに離れた部分の間での圧力差を利用することなく、燃料電池内における残留水量を推定できる。
【００２０】
また、膜抵抗測定手段は、入口出口温度差の時間変化率が所定値以下になった後に、膜抵抗値を測定するものとする構成、および、膜抵抗測定手段は、入口出口温度差が所定値以下になった後に、膜抵抗値を測定する構成、および、制御部は、複数の時点における膜抵抗値の測定結果により、燃料電池の将来の残留水量を予測し、この予測された将来の残留水量に基づいて、掃気ガス供給部の作動状態を制御する構成によれば、膜抵抗値の抵抗測定の回数を少なくできる。このため、燃料不足が生じることを有効に防止できる。
【００２１】
すなわち、特許文献１、２に記載された燃料電池システムにおいては、電解質膜中の残留水の量を推定するために、電解質膜の膜抵抗値を測定している。抵抗測定には、インピーダンス測定方式、電流遮断方式等にかかわらず、燃料電池の燃料を消費する。このため、燃料電池の発電停止後において、燃料を供給しない場合、抵抗測定を数多く行ない、放電が多くなると、特に燃料電池の燃料ガスの排出部近くで、燃料不足を招くと言った問題がある。そして、燃料不足になると、燃料電池の劣化がかなり促進される可能性がある。
【００２２】
これに対して、本発明に係る燃料電池システムの、膜抵抗測定手段は、入口出口温度差の時間変化率が所定値以下になった後に、膜抵抗値を測定するものとする構成、および、膜抵抗測定手段は、入口出口温度差が所定値以下になった後に、膜抵抗値を測定する構成、および、制御部は、複数の時点における膜抵抗値の測定結果により、燃料電池の将来の残留水量を予測し、この予測された将来の残留水量に基づいて、掃気ガス供給部の作動状態を制御する構成によれば、膜抵抗値の抵抗測定の回数を少なくできるため、燃料不足が生じることを有効に防止できる。このため、電解質膜の劣化を有効に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１の発明の実施の形態］ 
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図３は、第１の発明の実施の形態を示している。図１は、本実施の形態の略構成図であり、図２は、同じくフローチャートであり、図３は、同じくタイムチャートである。
【００２４】
燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１２を有する。この燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池セルを積層すると共に、燃料電池スタック１２の積層方向両端部に、集電板と、エンドプレートとを設けている。そして、複数の燃料電池セルと集電板とエンドプレートとをタイロッド、ナット等で締め付けている。なお、集電板とエンドプレートとの間に絶縁板を設けることもできる。
【００２５】
各燃料電池セルの詳細図は省略するが、例えば、電解質膜をアノード側電極とカソード側電極とにより狭持して成る膜−アセンブリと、その両側のセパレータとを備えたものとする。また、アノード側電極には燃料ガスである水素ガスを供給可能とし、カソード側電極には酸化ガスである空気を供給可能としている。そして、アノード側電極で触媒反応により発生した水素イオンを、電解質膜を介してカソード側電極まで移動させ、カソード側電極で酸素と電池化学反応を起こさせることにより、水を生成する。アノード側電極からカソード側電極へ外部回路を通じて電子を移動させることにより起電力を発生する。すなわち、複数の燃料電池セルを積層した燃料電池スタック１２は、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する。
【００２６】
また、燃料電池スタック１２の内部で、セパレータの近くには、冷媒流路を設けている。この冷媒流路に冷媒である冷却水を流すことにより、燃料電池スタック１２の発電に伴う発熱により温度が上昇しても、その温度が過度に上昇しないようにしている。
【００２７】
また、酸化ガスである空気は、掃気ガス供給部でもあるエアコンプレッサ１４により加圧され、加湿器１６で加湿された後、燃料電池スタック１２のカソード側電極側の酸化ガス流路に供給される。また、空気を加湿器１６を通過させてから燃料電池スタック１２に供給する本経路１８とは別に、この本経路１８と並行にバイパス経路２０を設けている。このバイパス経路２０を通過する空気は、加湿器１６を通過せずに、燃料電池スタック１２に供給される。バイパス経路２０の途中には圧力制御弁２１を設けている。
【００２８】
燃料電池スタック１２に供給され、各燃料電池セルで電池化学反応に供された後の空気は、燃料電池スタック１２から排出され、加湿器１６を通過した後、圧力制御弁２２を介して大気に放出される。圧力制御弁２２は、燃料電池スタック１２に送られる空気の供給圧力が、燃料電池スタック１２の運転状態に応じた適切な圧力値になるように制御される。
【００２９】
加湿器１６は、燃料電池スタック１２から排出された後の空気から得た水分を、燃料電池スタック１２に供給される前の空気に与えて、加湿する役目を果たす。例えば、加湿器１６は、多数の中空糸膜の内側と外側とに水分含有量の異なるガスが供給された場合に、水分含有量の多いガス中の水分が中空糸膜を通過して、水分含有量の少ないガスに水分を与える。
【００３０】
また、燃料ガスである水素ガスは、燃料ガス供給装置である高圧水素タンク等の水素ガス供給装置から圧力制御弁である燃料制御弁２４を介して燃料電池スタック１２に供給される。燃料電池スタック１２のアノード側電極側の燃料ガス流路に供給され、電気化学反応に供された後の水素ガスは、燃料電池スタック１２から排出された後、気液分離機２６で水分を除去されてから、循環路２８を通り、水素ガス供給装置から供給された水素ガスと合流して、再び燃料電池スタック１２に供給される。燃料電池スタック１２に供給される水素ガスは、循環路２８中に設けられた水素ポンプ３０により昇圧される。
【００３１】
また、燃料電池スタック１２を冷却するための冷媒である冷却水は、冷却水経路３２を流れる。この冷却水経路３２は、燃料電池スタック１２内の内部冷却水流路３４と、燃料電池スタック１２の冷却水出口３６と分岐部３８とを結ぶ冷却水送り出し経路４０と、この分岐部３８から分岐した本経路４２およびバイパス経路４４とを備える。また、本経路４２とバイパス経路４４との合流部に三方弁４６を設け、三方弁４６と冷却水ポンプ４８とを中間経路５０により結んでいる。さらに、冷却水ポンプ４８と、燃料電池スタック１２の冷却水入口５２とを、冷却水送り込み経路５４により通じさせている。冷却水ポンプ４８は、吐出流量を変化させることができる。
【００３２】
冷却水は、冷却水ポンプ４８により昇圧され燃料電池スタック１２に供給された後で、燃料電池スタック１２の内部冷却水流路３４を通る際に、燃料電池スタック１２が発電運転により温度上昇している場合には、燃料電池スタック１２を冷却する。燃料電池スタック１２を通過した冷却水は本経路４２の途中に設けられたラジエータ５６に送られて、温度上昇時には放熱される。ラジエータ５６通過後の冷却水は三方弁４６を通過後、再び冷却水ポンプ４８に送られる。バイパス経路４４は、本経路４２とは別に、この本経路４２と並行に設けている。このバイパス経路４４を通過する冷却水は、燃料電池スタック１２から送り出された後、ラジエータ５６を通過せずに三方弁４６に送られる。
【００３３】
また、冷却水ポンプ４８から送り出された冷却水の一部はイオン交換樹脂５８を通過後、本経路４２とバイパス経路４４との分岐部３８に送られる。イオン交換樹脂５８を通過後の冷却水は、金属イオン等のイオンが取り除かれる。また、冷却水送り込み経路５４の途中で、冷却水入口５２付近には、冷却水の入口温度を検出する入口温度センサ（入口温度検出手段）６０を設けている。また、冷却水送り出し経路４０の途中で、冷却水出口３６付近には、冷却水の出口温度を検出する出口温度センサ（出口温度検出手段）６２を設けている。入口温度センサ６０および出口温度センサ６２は、制御部（ＥＣＵ）６４に接続されて、入口温度の測定値を表す信号および出口温度の測定値を表す信号を制御部６４に送る。
【００３４】
制御部６４は、燃料電池スタック１２の内部の残留水量推定手段と、エアコンプレッサ１４の回転数および回転時間である作動状態を制御するエアコンプレッサ制御手段、すなわち掃気ガス供給制御手段とを有する。また、制御部６４には、燃料電池システムのイグニッションスイッチとして機能する図示しない起動スイッチが接続されており、起動スイッチからＯＮ状態に対応する発電開始信号を受け取ることを条件に、発電開始処理がされ、ＯＦＦ状態に対応する発電停止信号を受け取ることを条件に、発電停止処理がされる。
【００３５】
また、制御部６４は、起動スイッチからの信号や、入口温度の測定値を表す信号、出口温度の測定値を表す信号等の、入力信号を与えられることに対応して、エアコンプレッサ１４の作動状態、圧力制御弁２１、２２、燃料制御弁２４、三方弁４６等の制御を行う。
【００３６】
制御部６４は、上記のように、燃料電池スタック１２の内部の残留水量推定手段を有するが、これは、入口温度センサ６０により検出した、燃料電池スタック１２の冷却水入口５２付近の冷却水温度（入口温度）ＴＡと、出口温度センサ６２により検出した、燃料電池スタック１２の冷却水出口３６付近の冷却水温度（出口温度）ＴＢとから、燃料電池スタック１２の内部の残留水量を推定するものである。これについて、本実施の形態のタイムチャートである、図３を用いて詳しく説明する。
【００３７】
図３は、横軸に時間を表しており、（Ａ）で燃料電池スタック１２内部の残留水量を、（Ｂ）で冷却水の出口温度ＴＢを、（Ｃ）で冷却水の入口温度ＴＡを表している。燃料電池スタック１２の発電運転を停止する（時間ｔ０）と、最初は入口温度ＴＡよりも出口温度ＴＢが高いが、入口温度ＴＡを一定と仮定すると、出口温度ＴＢは内部の残留水の蒸発により熱が奪われて急激に温度低下し、入口温度ＴＡ以下になる（ＴＢ≦ＴＡ）。そして、入口温度ＴＡから出口温度ＴＢを引いた入口出口温度差Ｔdif（＝ＴＡ−ＴＢ）が徐々に大きくなる。この場合には、燃料電池スタック１２が冷却水を温度低下させる冷却器のようになる。その後、燃料電池スタック１２内部の残留水量が所定値以下になると、蒸発できる水の量が減少し、入口出口温度差Ｔdifが徐々に小さくなる。このことから、入口出口温度差Ｔdifと、燃料電池スタック１２の内部の残留水量とが大きく相関関係を持っていることが分かる。また、冷却水入口付近の入口温度と、冷却水出口付近の出口温度とが、冷却水入口および冷却水出口のそれぞれでの水蒸気量の違いに大きく影響されることはない。
【００３８】
本実施の形態はこのような知見に基づいて発明したものであり、制御部６４に、入口温度センサ６０により検出した冷却水の入口温度ＴＡと、出口温度センサ６２により検出した冷却水の出口温度ＴＢとを表す信号がそれぞれ入力されることにより、制御部６４が、入口出口温度差Ｔdifを求める。また、制御部６４には、予め燃料電池システム１０の種類毎に異なる、入口出口温度差Ｔdifと残留水量との相関関係を記憶させておき、その相関関係と入口出口温度差Ｔdifとから、残留水量を推定する。制御部６４は、この残留水量の推定値に基づいて、目標となる残留水量を得るための乾燥空気等の空気の燃料電池スタック１２内への掃気流量である供給流量と、掃気残時間である供給残時間とを決定、すなわち算出し、エアコンプレッサ１４により燃料電池スタック１２に空気を送り込む際の掃気状態である供給状態が、上記の算出した掃気流量と掃気残時間とになるように、エアコンプレッサ１４の作動状態を制御する。
【００３９】
次に、図２に示すフローチャートを用いて、通常発電運転停止後の残留水の掃気方法を説明する。まず、ステップＳ１で、起動スイッチが停止される（ＯＦＦになる）と、制御部６４が燃料供給停止の指令を表す信号を受けて、発電停止処理が実行される。この場合、ステップＳ２において、水素ガス供給装置からの水素ガスの供給を制御する燃料制御弁２４が閉じられ、水素ガスの新たな供給が停止される。
【００４０】
次に、ステップＳ３で、制御部６４が、冷却水ポンプ４８による冷却水の吐出流量が一定の所定流量Ｑｃｗになり、エアコンプレッサ１４により燃料電池スタック１２内に供給する空気の供給流量が一定の所定流量Ｑｃａになるように、冷却水ポンプ４８とエアコンプレッサ１４とを制御する。そして、燃料電池スタック１２内の酸化ガス流路中に空気を供給して、掃気、すなわちパージする。この場合、エアコンプレッサ１４から送り出された空気は、加湿器１６を設けていないバイパス経路２０を通過させても、本経路１８を通過させてもよい。好ましくは、空気はバイパス経路２０を通過させる。なお、この場合の冷却水の吐出流量および空気の供給流量は、それぞれ一定の所定値になるように限定するものではなく、変化させることもできる。
【００４１】
なお、冷却水の冷却水経路３２に設ける三方弁４６は、冷却水がバイパス経路４４を通過するように弁の位置を制御する。これは、必要以上に燃料電池スタック１２を冷却することを防止して、燃料電池スタック１２の温度をある程度高く保つためである。燃料電池スタック１２が過度に冷却されてしまうと、燃料電池スタック１２内からの水分の持ち去りの時間が長くなり、掃気時間が過度に長くなってしまう可能性がある。冷却水をバイパス経路４４に通過させることにより、このような不都合をなくせる。
【００４２】
次に、ステップＳ４で、燃料電池スタック１２中における残留水量が目標残留水量であるか否かの判定処理を行う。この判定処理は、燃料電池システム１０の通常発電運転停止時に残留水を少なくする、またはほぼなくして、再起動時における起動性を良好に確保するために行う。すなわち、氷点下の環境でも、迅速な始動を行わせやすくできる。そして、残留水量が目標残留推量に達した場合には、冷却水の供給および酸化ガス流路への空気の供給を停止し、掃気、すなわちパージを停止する。
【００４３】
ステップＳ４では、冷却水の入口温度の検出値ＴＡから出口温度の検出値ＴＢを引いた、入口出口温度差Ｔdif（＝ＴＡ−ＴＢ）を求め、これに対応する残留水量を推定する。このために、まず、ステップＳ４ａで、現在の時間が図３に示す時間ｔ１を過ぎたか否かを判定する。この時間ｔ１を過ぎた後では、図３に示す入口出口温度差Ｔdifと、図３の（Ａ）で示す残留水量とが、１対１で対応するようになる。すなわち、時間ｔ１以前においては、入口出口温度差Ｔdifが残留水量に１対１では対応しないが、時間ｔ１以降では、そのようなことがなくなる。この時間ｔ１を過ぎたか否かの判定のために、入口出口温度差の時間微分ｄ（Ｔdif）／ｄｔを求め、この時間微分ｄ（Ｔdif）／ｄｔが０以下になっている｛ｄ（Ｔdif）／ｄｔ≦０｝か否かを判定する。
【００４４】
そして、ｄ（Ｔdif）／ｄｔ≦０の条件を満たしたならば、次に、ステップＳ４ｂで、残留水量を推定する。このために、ステップＳ４ｂでは、入口出口温度差Ｔdifが、目標残留水量に対応する目標温度差Ｔdif’以下か否かを判定する。
【００４５】
もしも、入口出口温度差Ｔdifが目標温度差Ｔdif’を超える場合には、燃料電池スタック１２中に水分が残留していると推定する。すなわち、残留水が多いと、この残留水の蒸発量も多くなるため、冷却水の出口温度ＴＢは入口温度ＴＡよりも大きく温度低下する。これに対して、残留水が少ないと、この残留水の蒸発量が少なくなるため、冷却水の出口温度ＴＢの入口温度ＴＡに対する温度低下分が小さくなり、徐々に入口出口温度差Ｔdifが小さくなる。本実施の形態は、このような関係を利用して、入口出口温度差Ｔdifから目標残留推量に対応する目標温度差Ｔdif’以下に達したか否かを判定する。もし目標温度差Ｔdif’以下に達していないと判定された場合には、冷却水の供給およびエアコンプレッサ１４による空気の供給をし続ける。これに対して、入口出口温度差Ｔdifが目標温度差Ｔdif’以下になったと判定された場合には、残留水量が目標残留水量に達したと推定して、ステップＳ５に移る。そして、ステップＳ５で、冷却水ポンプ４８およびエアコンプレッサ１４の作動を停止する。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、発電運転停止時に、燃料電池スタック１２内の残留水分量を推定できる。特に、本実施の形態の場合、冷却水の入口出口温度差Ｔdifを求めることで、残留水量を推定している。このため、ガス経路の互いに離れた部分の間での圧力差を利用することなく、燃料電池内における残留水量を精度よく推定できる。したがって、この残留水の量を適切にするまでの残留水の掃気時間を精度よく制御でき、掃気時間を短くできる。この結果、エネルギの無駄な消費を抑えることができる。また、本実施の形態によれば、燃料電池スタック１２の構造に応じて、冷却水ポンプ４８等により冷却水の燃料電池スタック１２への供給流量をある程度絞ることで入口出口温度差Ｔdifを大きくして、残留水量の推定の感度を高くすることを容易に行える。
【００４７】
また、本実施の形態の場合には、抵抗計測機器等の抵抗計測手段が不要となり、単純な構成で低コストのシステム構成とすることができる。また、燃料制御弁２４を閉じた後、掃気時に抵抗測定が不要となることから、燃料不足が生じることを有効に防止できる。さらに、水素ポンプ３０等の補機が燃料不足の状態で無理に駆動する等により損傷、劣化を招くような問題の発生を有効に防止できる。また、燃料電池セルの電解質膜の膜抵抗値の測定をせずに済むため、電解質膜の劣化を有効に防止できる。また、掃気時に燃料を消費しない、または消費するとしてもその消費量を十分に少なくできるため、燃料供給停止指令後の水素供給経路の水素圧力を所定の圧力に保ちやすくできる。
【００４８】
［第２の発明の実施の形態］ 
次に、図４から図８は、第２の発明の実施の形態を示している。本実施の形態の燃料電池システム１０の場合には、上記の図１に示した第１の発明の実施の形態において、燃料電池スタック１２の電解質膜の膜抵抗値を測定するための抵抗計測器（図示せず）と、抵抗計測用に燃料電池スタック１２に接続した負荷装置（図示せず）とを設けている。その他の燃料電池システムの構成は、上記の図１に示した構成と同様であるため、以下この図１の符号を用いて説明する。
【００４９】
制御部６４は、燃料電池スタック１２の内部の残留水量推定手段およびエアコンプレッサ１４の回転数および回転時間である作動状態を制御するエアコンプレッサ制御手段を有する。このうちの残留水量推定手段は、入口温度センサ６０により検出した冷却水の入口温度ＴＡと、出口温度センサ６２により検出した冷却水の出口温度ＴＢとの間の入口出口温度差Ｔdif（＝ＴＡ−ＴＢ）と、抵抗計測器により測定された膜抵抗値とから、燃料電池スタック１２の内部の残留水量を推定するものである。
【００５０】
そして、次のようにして、通常発電運転停止後の燃料電池スタック１２内の残留水の掃気を行う。まず、図４のステップＳ１で、起動スイッチが停止されると、制御部６４が燃料供給停止を表す信号を受けて、発電停止処理が実行される。この場合、ステップＳ２において、燃料制御弁２４が閉じられ、水素ガスの新たな供給が停止される。
【００５１】
次に、ステップＳ３で、抵抗計測器が電解質膜の膜抵抗値Ｒ０を測定する。なお、この膜抵抗値Ｒ０の測定は、起動スイッチの停止後、発電が停止される、すなわち、燃料制御弁２４が閉じられるまでの僅かな時間で行ってもよい。なお、予め運転中に電解質膜の膜抵抗値を計測しておき、その値でステップ３の膜抵抗値を代用してもよい。
【００５２】
次に、ステップＳ４で、冷却水の流量が一定の所定流量Ｑｃｗになり、エアコンプレッサ１４により送り出す空気の燃料電池スタック１２への供給流量が一定の所定流量Ｑｃａになるように、冷却水ポンプ４８およびエアコンプレッサ１４等を制御する。この場合、エアコンプレッサ１４から送り出された空気は、加湿器１６を設けないバイパス経路２０を通過させても、本経路１８を通過させてもよい。好ましくは、空気はバイパス経路２０を通過させる。なお、この場合の冷却水流量および空気の供給流量は、それぞれ一定の所定値になるように限定するものではなく、変化させることもできる。
【００５３】
次に、ステップＳ５で、燃料電池スタック１２中における残留水量が目標残留水量であるか否かの判定処理を行う。この判定処理では、燃料電池スタック１２の冷却水入口５２付近の入口温度の検出値ＴＡから冷却水出口３６付近の出口温度の検出値ＴＢを引いた、入口出口温度差Ｔdifを求め、これに対応する残留水量を推定する。このために、まず、ステップＳ５ａで、現在の時間が図６に示す時間ｔ１を過ぎたか否かを判定する。この時間ｔ１を過ぎた後では、図３で示す入口出口温度差Ｔdifと、図３の（Ａ）で示す残留水量とが、１対１で対応するようになる。本実施の形態の場合も、この時間ｔ１を過ぎたか否かの判定のために、入口出口温度差Ｔdifの時間微分ｄ（Ｔdif）／ｄｔを求め、この時間微分ｄ（Ｔdif）／ｄｔが０以下になっている｛ｄ（Ｔdif）／ｄｔ≦０｝か否かを判定する。
【００５４】
そして、時間ｔ１に達したと判定されたならば、ステップＳ５ｂで、抵抗計測器が、電解質膜の膜抵抗値Ｒ１を測定する。その後、ステップ５ｃで、求めた入口出口温度差Ｔdifが目標残留水量に対応する目標温度差Ｔdif’以下に達したか否かの判定を行い、目標温度差Ｔdif’以下に達したならば、ステップＳ５ｄで抵抗計測器が時間ｔ２で、電解質膜の膜抵抗値Ｒ２を測定する。次に、ステップＳ５ｅで、制御部６４は、測定した３点の膜抵抗値Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２から、時間と膜抵抗値との関数を算出する。この関数は時間を変数とした２次、３次等の、２次以上の関数とする。図６および図７に示すように、燃料電池スタック１２内の残留水量は電解質膜の膜抵抗値と大きく相関関係を持っている。すなわち、残留水量が少ないと、膜抵抗値は高くなるが、残留水量が多くなると、膜抵抗値は小さくなる。電解質膜は乾きすぎず、湿り過ぎない適度な湿り範囲とすることが好ましい。この理由は、電解質膜中の残留水量が多すぎると、ある温度以下で一部が凍る場合があり、残留水量が少なすぎると、発電性能が低下するためである。
【００５５】
また、ステップＳ５ｅでは、目標残留水量に対応する目標抵抗値ＲＴＡＲ  に達すると予測される時間ｔ３を求め、これから残りの掃気残時間ｔ３−ｔ２を求める。ステップＳ５ｆで、この掃気残時間ｔ３−ｔ２を経過した時点であることを判定したならば、目標残留水量に達したと推定し、ステップＳ６で、冷却水ポンプ４８およびエアコンプレッサ１４の運転を停止する。なお、図７に示すように、目標残留水量に幅を持たせて最適残留水量範囲とし、膜抵抗値の目標抵抗値をこの最適残留水量範囲に対応する最適抵抗範囲とすることもできる。
【００５６】
本実施の形態の場合、制御部６４は、入口温度センサ６０により検出された入口温度ＴＡ、および出口温度センサ６２により検出された出口温度ＴＢの間の入口出口温度差Ｔdifと、測定された膜抵抗値の大きさとにより燃料電池スタック１２内部の残留水量を推定する手段と、推定された残留水量に基づいて残留水の掃気時間を含む掃気状態を決定し、エアコンプレッサ１４の掃気状態を制御する手段とを有する。このため、上記の第１の実施の形態の場合よりも、燃料電池スタック１２内の残留水量、特に電解質膜中の残留水量を、より精度よく推定できる。
【００５７】
また、本実施の形態の場合、電解質膜の膜抵抗値Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２の測定回数が３回と少なくて済み、また、この測定のタイミングを適切にでき、時間と膜抵抗値との関数から必要な掃気残時間を求めることができる。このため、過度に抵抗測定を行う必要がなくなり、且つ、高精度で残留水量を制御できる。また、膜抵抗値の測定回数を低減できることにより、燃料不足が生じることを有効に防止でき、且つ、水素ポンプ３０等の補機が無理に駆動する等により損傷、劣化を招くような問題の発生を有効に防止できる。また、掃気時に燃料の消費を十分に少なくできるため、燃料供給停止指令後の水素供給経路内での水素圧力を所定の圧力に保ちやすくできる。
その他の構成および燃料電池システム１０の通常発電運転停止後の残留水の掃気方法は、上記の第１の実施の形態の場合と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００５８】
なお、図８は、掃気開始後の掃気時間に対応する膜抵抗値を３点ずつ測定（○印部分、×印部分）し、その他の部分をこの３点の測定結果から予測した、時間と膜抵抗値との関数を表す曲線（予測曲線）（図８の破線ａ、ｂ）と、実際に連続的にほぼすべての時点で測定した時間と膜抵抗値との関係を表す曲線（測定曲線）（実線ｃ、ｄ）とを示している。このような予測曲線ａ、ｂと、測定曲線ｃ、ｄとから、予測値が実際に測定した関係にほぼ近いことが分かる。なお、予測曲線ａおよび測定曲線ｃと、予測曲線ｂおよび曲線ｄとは、それぞれ同じ条件で求めた曲線である。
【００５９】
なお、図示は省略するが、本実施の形態において、膜抵抗値Ｒ１を測定する時間ｔ１の条件を、冷却水の入口出口温度差Ｔdifの時間微分ｄ（Ｔdif）／ｄｔが０以下になった｛ｄ（Ｔdif）／ｄｔ≦０｝ことを条件とせずに、時間ｔ０から所定時間経過した時間である、時間ｔ１、ｔ２で膜抵抗値Ｒ１、Ｒ２を測定することもできる。この場合、例えば、時間ｔ０において測定した膜抵抗値Ｒ０と、膜抵抗値Ｒ１、Ｒ２との３点の測定値を用いて、膜抵抗値と時間との関数を求める。そして、目標残留水量に対応する膜抵抗値ＲＴＡＲとなるまでの掃気残時間を求め、この掃気残時間に達した場合に、さらに求めた冷却水の入口出口温度差Ｔdifが目標残留水量に対応する目標温度差Ｔdif’以下に達したか否かを判定して、掃気を終了した場合でも、精度よく残留水量を推定し、残留水量を適切にするまでの掃気時間を精度よく制御できる。
また、精度は落ちるものの、膜抵抗値として膜抵抗値Ｒ０、Ｒ２を測定するのみで、目標残留水量に対応する膜抵抗値ＲＴＡＲとなるまでの掃気残時間を算出することもできる。この場合、予め掃気時の膜抵抗値と時間とのカーブをマッピングしておき、近いものを選択する。あるいは、掃気時のカーブの、膜抵抗値をＸとした、時間微分値（ｄＸ／ｄｔ）をマッピングしておき、相関式で推定する際に、Ｒ２における時間微分値（ｄＸ／ｄｔ）をマップより読み込み、カーブを推定してもよい。
【００６０】
［第３の発明の実施の形態］ 
次に、図９は、第３の発明の実施の形態を示している。本実施の形態の燃料電池システム１０の場合には、燃料電池の通常発電運転時において、燃料電池スタック１２内の残留水量を適切に調節すべく、この燃料電池スタック１２内に送る空気の流量を上げる、すなわち掃気する処理を行う。このような本実施の形態の燃料電池システム１０の構成自体は、上記の図１で、燃料電池スタック１２の電解質膜の膜抵抗値を測定するための図示しない抵抗計測器と、抵抗計測用に燃料電池スタック１２に接続した図示しない負荷装置とを設けた構成と同様である。このため、本実施の形態の説明においても、図１と同等部分には同一符号を付して説明する。
【００６１】
本実施の形態の場合、次のようにして、通常発電運転中における掃気を行う。まず、図９のステップＳ１で、起動スイッチが起動される（ＯＮ状態になる）と、ステップＳ２で、制御部６４がこれを検知して、通常発電運転処理が実行される。この場合には、水素ガス供給装置から水素ガスが燃料電池スタック１２の燃料ガス流路に送られ、同時にエアコンプレッサ１４により空気が取り込まれ、燃料電池スタック１２の酸化ガス流路へ送られる。また、燃料電池スタック１２を冷却するために、燃料電池スタック１２内部に冷却水を送り、循環させる。また、このような通常発電運転において、一定時間ごとに抵抗計測器により燃料電池スタック１２の膜抵抗値Ｒｉ（Ｒ１、Ｒ２・・・）を測定する。同時に、ステップＳ３として、この膜抵抗値Ｒｉが、所定膜抵抗値Ｒｉ’以下（Ｒｉ≦Ｒｉ’）か否かを判定する。この所定膜抵抗値Ｒｉ’として、例えば、上記の第２の実施の形態におけるＲ１を使用する。
【００６２】
膜抵抗値Ｒｉが所定膜抵抗値Ｒｉ’以下と判定されたならば、残留水量が適切量よりも多すぎると推定して、ステップＳ４で、制御部６４が、カソードストイキが所定値Ｓｔとなるように、エアコンプレッサ１４により送り出す空気の流量を増大させる。ここで、カソードストイキとは、アノード側に送る水素の量に対して、電池反応を起こさせるのに最も適した酸素の量をカソードストイキが１であるとして、その場合の酸素量に対する酸素量の比を言う。
【００６３】
燃料電池スタック１２内の掃気を開始すると、上記の各実施の形態の場合と同様に、燃料電池スタック１２の冷却水入口５２近くでの入口温度の検出値ＴＡから冷却水出口３６近くでの出口温度の検出値ＴＢを引いた入口出口温度差Ｔdifが、徐々に大きくなり、最大値を迎えた後、徐々に小さくなる。
【００６４】
次に、ステップＳ５で、燃料電池スタック１２内における残留水量が目標残留水量か否かの判定処理を行う。この判定処理では、入口温度の検出値ＴＡから出口温度の検出値ＴＢを引いた、入口出口温度差Ｔdifを求め、入口出口温度差Ｔdifが、目標残留水量に対応する目標温度差Ｔdif’以下か否かを判定する。入口出口温度差Ｔdifが、残留水量に対応することは、上記の各実施の形態で説明したとおりである。
【００６５】
そして、入口出口温度差Ｔdifが目標温度差Ｔdif’以下に達していないと判定された場合には、エアコンプレッサ１４による空気の供給流量を変化させない、すなわちカソードストイキＳｔに対応する流量のままとする。これに対して、入口出口温度差Ｔdifが目標温度差Ｔdif’以下になったと判定された場合には、残留水量が目標残留水量に達したと推定して、ステップＳ６に移る。そして、ステップＳ６で、制御部６４が、カソードストイキが通常発電運転の通常ストイキと同じになるように、エアコンプレッサ１４により送り出す空気の流量をステップＳ２の流量まで減少させる。
【００６６】
このような本実施の形態によれば、通常発電運転時において、酸化ガス流路中の残留水量を適切に調節できる。また本実施の形態では、残留水量と冷却水の入口出口温度差Ｔdifとの相関関係を用いて掃気終了判定を行うため、抵抗測定の回数を低減でき、燃費の悪化を抑えることができる。
【００６７】
また、このように燃料電池スタック１２内部の残留水量を調節することで、通常発電運転停止後における掃気時間の短縮を図れる。なお、上記ステップＳ４の掃気開始のタイミングを、膜抵抗値の測定によらずに、冷却水の入口出口温度差Ｔdifが所定温度差以上となることを条件に判定してもよい。所定温度差は負荷により与えられる値であり、ステップＳ４のタイミングは、膜抵抗値または入口出口温度差Ｔdifの判定条件を満たした後、所定時間経過することを条件としてもよい。
【００６８】
また、ステップＳ４のタイミングは、燃料電池スタック１２の空気を送り込む入口近くでの入口圧力が所定値であり、負荷により与えられる値以上となることを条件としてもよい。さらに、ステップＳ４のタイミングは、燃料電池スタック１２の空気を送り込む入口近くでの入口圧力と、燃料電池スタック１２の空気を送り出す出口近くでの出口圧力との間の入口出口圧力が所定値であり、負荷により与えられる値以上となることを条件としてもよい。
【００６９】
［本発明に関する参考例の１例］ 
次に、図１０から図１１は、本発明に関連する参考例の１例を示している。本参考例の場合には、上記の図４から図８に示した第２の実施の形態の燃料電池システム１０において、冷却水の入口温度を検出する入口温度センサ６０（図１参照）と、出口温度を検出する出口温度センサ６２（図１参照）とを省略した構成と同様である。このため、以下、図１の符号を用いて説明する。また、本参考例の燃料電池システム１０による燃料供給停止後の、燃料電池スタック１２内部の掃気方法は、図４および図５でステップＳ５ａおよびステップＳ５ｃを省略したものと同様である。すなわち、本参考例においては、上記の各実施の形態の場合と異なり、入口出口温度差から掃気終了のタイミングを判定しない。本参考例の場合には、燃料制御弁２４を閉じた時間ｔ０における電解質膜の膜抵抗値Ｒ０と、所定の時間経過後ｔ１、ｔ２での電解質膜の膜抵抗値Ｒ１、Ｒ２とをそれぞれ測定する。そして、時間と膜抵抗値との関数から目標残留水量に対応する目標膜抵抗値に達するまでの掃気残時間を計算し、この掃気残時間に達するまで燃料電池スタック１２内に空気を送り込む。
【００７０】
このような本参考例によっても、燃料電池スタック１２内における残留水の量を精度良く推定し、目標残留水量に精度よく調整することができる。また、電解質膜の膜抵抗値Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２の測定回数が３回と少なくて済むため、過度に抵抗測定を行う必要がなくなる。また、膜抵抗値の測定回数を低減できることにより、燃料不足が生じることを有効に防止でき、且つ、水素ポンプ等の補機が無理に駆動する等により損傷、劣化を招くような問題の発生を有効に防止できる。また、掃気時に燃料の消費を十分に少なくできるため、燃料供給停止指令後の水素供給経路の水素圧力を所定の圧力に保ちやすくできる。ただし、上記の第２の実施の形態のように、電解質膜の膜抵抗値を測定するだけでなく、冷却水の入口温度と出口温度とを測定し、膜抵抗値と入口出口温度差とから、掃気時間を含む掃気条件を決定するのが、より高精度に残留水量を推定し、より高精度に目標残留水量に調整する面からより好ましい。
その他の構成および通常発電運転停止後の掃気方法は、上記の第２の実施の形態の場合と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００７１】
なお、本発明は、燃料電池スタックの構造を限定するものではなく、従来から知られている構造等、いろいろな構造を採用できる。また、本発明においては、掃気ガスとして、窒素等の不活性ガスを使用して、燃料電池内にこの不活性ガスを供給し、残留水を掃気することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１の発明の実施の形態の燃料電池システムの基本構成を示す図である。
【図２】同じく通常発電運転停止後、燃料電池スタック内の残留水を掃気する方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】同じく残留水を掃気する場合の、冷却水供給流量と、空気の燃料電池スタックへの供給流量（エア流量）と、燃料電池スタック内部の残留水量と、冷却水の入口温度および出口温度とを示すタイムチャートである。
【図４】第２の発明の実施の形態における、通常発電運転停止後、燃料電池スタック内の残留水を掃気する方法を説明するためのフローチャートの前半部である。
【図５】同じくフローチャートの後半部である。
【図６】第２の発明の実施の形態における、通常発電運転停止後、燃料電池スタック内の残留水を掃気する場合の、残留水量と、冷却水の入口温度および出口温度と、膜抵抗値とを示すタイムチャートである。
【図７】同じく燃料電池スタック内部の残留水量と、冷却水の入口温度および出口温度の間の入口出口温度差と、膜抵抗値との関係を示す図である。
【図８】同じく膜抵抗値と時間との関係を表す測定曲線と予測曲線とを、異なる２条件で示す図である。
【図９】第３の発明の実施の形態での、通常発電運転時における、燃料電池スタック内部の残留水量を適切に調整する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明に関する参考例の１例での、通常発電運転停止後、燃料電池スタック内部の残留水を掃気する方法を説明するためのフローチャートの前半部である。
【図１１】同じくフローチャートの後半部である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  燃料電池システム、１２  燃料電池スタック、１４  エアコンプレッサ、１６  加湿器、１８  本経路、２０  バイパス経路、２１  圧力制御弁、２２  圧力制御弁、２４  燃料制御弁、２６  気液分離機、２８  循環路、３０  水素ポンプ、３２  冷却水経路、３４  内部冷却水流路、３６  冷却水出口、３８  分岐部、４０  冷却水送り出し経路、４２  本経路、４４  バイパス経路、４６  三方弁、４８  冷却水ポンプ、５０  中間経路、５２  冷却水入口、５４  冷却水送り込み経路、５６  ラジエータ、５８  イオン交換樹脂、６０  入口温度センサ、６２  出口温度センサ、６４  制御部。
【図１】
2007294166.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】
2007294166.tif 000010
【図９】
2007294166.tif 000011
【図１０】
2007294166.tif 000012
【図１１】
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