(57)【要約】【課題】セパレータが損傷しアルコール系冷媒が漏洩した時に起こる発熱反応による燃料電池の劣化を防止する燃料電池システムを提供する。【解決手段】電流測定装置３と、電圧測定装置４と、冷媒流量センサ７と、冷媒入口温度センサ５と、冷媒出口温度センサ６と、制御部２０を備え、制御部２０は、燃料電池の冷媒出口における冷媒の温度を演算する冷媒出口温度演算部２１と、冷媒出口温度センサ６で測定された温度と冷媒出口温度演算部２１で演算された温度との比較に基づきセパレータの損傷の有無を判断する第１判定部２３を備える。【選択図】図１
2007220527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池のアノードに燃料ガスを供給する流路と、カソードに酸化剤ガスを供給する流路と、冷媒を供給する冷媒流路とを有するセパレータの冷媒流路にアルコール系冷媒が供給される燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の出力電流を測定する電流測定手段と、
前記燃料電池の出力電圧を測定する電圧測定手段と、
前記燃料電池に流れる冷媒の流量を測定する第１冷媒流量測定手段と、
前記燃料電池の冷媒入口における冷媒の温度を測定する第１冷媒入口温度測定手段と、
前記燃料電池の冷媒出口における冷媒の温度を測定する第１冷媒出口温度測定手段と、
制御部を備え、
前記制御部は、前記出力電流、前記出力電圧、前記冷媒の流量および前記燃料電池入口における冷媒の温度から、前記燃料電池の冷媒出口における冷媒の温度を演算する第１冷媒出口温度演算手段を備え、
前記第１冷媒出口温度測定手段で測定された温度と前記第１冷媒出口温度演算手段で演算された温度との比較に基づき前記セパレータの損傷の有無を判断する判定手段を備える
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１冷媒出口温度測定手段で測定された温度から前記第１冷媒出口温度演算手段で演算された温度を減算する減算値演算手段を備え、
前記減算値演算手段が減算した減算値が所定の判定値以上の時、前記判定手段は、前記セパレータが損傷していると判断する
ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記出力電流を調整する電流制御手段と、
前記冷媒の流量を調整する冷媒流量制御手段を備え、  前記制御部が、前記出力電流が所定の電流値になるよう前記電流制御手段を制御し、且つ、前記冷媒の流量が所定の流量になるよう前記冷媒流量制御手段を制御した後に、前記判定手段は、前記セパレータの損傷の有無を判断する
ことを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料電池の入口における冷媒の圧力を測定する冷媒入口圧力測定手段と、
前記燃料電池の入口における酸化剤ガス圧力を測定する酸化剤ガス入口圧力測定手段と、
前記冷媒の圧力を調整する冷媒圧力制御手段と、
前記酸化剤ガスの圧力を調整する酸化剤ガス圧力制御手段と、
前記酸化剤ガスの流量を調整する酸化剤ガス流量制御手段を備え、
前記制御部が、前記冷媒の圧力が所定の圧力になるよう前記冷媒圧力制御手段を制御し、前記酸化剤ガスの圧力が所定の圧力になるよう前記酸化剤ガス圧力制御手段を制御し、且つ、前記酸化剤ガスの流量が所定の流量になるよう前記酸化剤ガス流量制御手段制御した後に、前記判定手段は、前記セパレータの損傷の有無を判断する
ことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池の冷媒出口における冷媒の圧力を測定する冷媒出口圧力測定手段と、
前記燃料電池の酸化剤ガス出口における酸化剤ガス圧力を測定する酸化剤ガス出口圧力測定手段を備え、
前記判定手段は、前記冷媒の圧力と前記酸化剤ガス圧力が同時に変動する時に、前記セパレータが前記アノード側で損傷していると判断する
ことを特徴とする請求項１から４何れか一項記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記判定手段が、前記セパレータが損傷していると判断した時、
前記制御部は、前記酸化剤ガス圧力が前記冷媒の圧力より高くなるよう前記酸化剤ガス圧力制御手段および前記冷媒圧力制御手段を制御した後、前記燃料電池システムを停止する
ことを特徴とする請求項１から５何れか一項記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記酸化剤ガスの供給配管に水を供給する水供給手段を更に備え、
前記判定手段が、前記セパレータが損傷していると判断した時、
前記制御部は、前記供給配管に水を供給するよう水供給手段を制御した後、前記燃料電池システムを停止する
ことを特徴とする請求項１から６何れか一項記載の燃料電池システム。
【請求項８】
複数の単セルが積層されてなる燃料電池と、前記燃料電池のアノードに燃料ガスを供給する流路と、カソードに酸化剤ガスを供給する流路と、冷媒を供給する冷媒流路とを有するセパレータの冷媒流路にアルコール系冷媒が供給される燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の出力電流を測定する電流測定手段と、
前記単セルの電圧を測定するセル電圧測定手段と、
単セルに流れる前記冷媒の流量を測定する第２冷媒流量測定手段と、
前記単セルの冷媒入口における冷媒の温度を測定する第３温度測定手段と、
前記単セルの冷媒出口における冷媒の温度を測定する第４温度測定手段と、
制御部を備え、
前記制御部は、前記出力電流、前記セルの電圧、前記冷媒の流量および前記単セルの冷媒入口における冷媒の温度から、前記単セルの冷媒出口における冷媒の温度を演算する第２冷媒出口温度演算手段とを備え、
前記第４温度測定手段で測定された温度と前記第２冷媒出口温度演算手段で演算された温度との比較に基づき前記セパレータの損傷の有無を判断する判定手段を備える
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、燃料電池のセパレータの損傷を検知する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用燃料電池システムの燃料ガスの漏洩を検出する手段として、特許文献１の技術が公開されている。
【０００３】
特許文献１では、システム停止時に燃料電池の配管系統のガス圧力値を不揮発性メモリに記憶しておく。システムが起動すると、現在の配管系統のガス圧力値を検出し、これと不揮発性メモリに記憶されているガス圧力値を比較して圧力低下率を求める。この圧力低下率がシステム停止中の時間経過に対応する閾値よりも小さい場合に燃料ガス漏洩と判定する。
【特許文献１】特開２００４−１９２９１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、燃料電池システムの燃料ガスの圧力によってガス漏洩を判定する為、電解質膜の損傷とセパレータの損傷を区別することができない。従って、セパレータに冷媒の流路を設け、冷媒としてアルコール系冷媒を使用する燃料電池システムにおいては、セパレータが損傷しアルコール系冷媒が漏洩した場合、アルコール系冷媒と燃料ガスである酸素との発熱反応による熱により燃料電池が劣化する恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、燃料電池の出力電流を測定する電流測定手段と、燃料電池の出力電圧を測定する電圧測定手段と、冷媒の流量を測定する冷媒流量測定手段と、燃料電池の冷媒入口の冷媒温度を測定する冷媒入口温度測定手段と、燃料電池の冷媒出口の冷媒温度を測定する冷媒出口温度測定手段と、制御部とを備え、制御部は、燃料電池の出力電流、燃料電池の出力電圧、冷媒の流量および燃料電池の冷媒入口における冷媒の温度から、燃料電池の冷媒出口の冷媒温度を演算する冷媒出口温度演算手段と、冷媒出口温度測定手段で測定された温度と冷媒出口温度演算手段で演算された温度との比較に基づきセパレータの損傷の有無を判断する第１判定手段を備える燃料電池システムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、セパレータに設けられた冷媒流路にアルコール系冷媒が供給される燃料電池システムにおいて、セパレータの損傷の有無を判断できる。したがって、アルコール系冷媒が漏洩しアルコール系冷媒と燃料ガスである酸素との発熱反応により燃料電池が劣化することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一な符号を付している。
【０００８】
（第1実施形態）
図1を参照して、本発明の第１実施形態に係わる燃料電池システムの構成を説明する。第１実施形態の燃料電池システムは、燃料電池１と、燃料ガス供給配管１４と、アノード排出配管１５と、酸化剤ガス供給配管１２と、カソード排出配管１３と、エアコンプレッサ４６（酸化剤ガス流量制御手段）と、ラジエータ１１と、冷媒供給配管１６と、冷媒排出配管１７と、冷媒入口温度センサ（第１冷媒入口温度測定手段）５と、冷媒出口温度センサ（第１冷媒出口温度測定手段）６と、冷媒流量センサ（第１冷媒流量測定手段）７と、冷媒流量調整ポンプ（冷媒流量制御手段）１０制御部２０と、電流制御装置（電流制御手段）２および電気負荷３０を備える。
【０００９】
燃料ガス供給配管１４は、一端が燃料電池１の燃料ガス入口に接続され、他端が図示しない燃料ガスを貯蔵する燃料タンクに接続され、燃料電池１に供給される燃料ガスの流路となる。燃料タンクは、燃料電池１に供給される燃料ガスを高圧で貯蔵するものである。
【００１０】
アノード排出配管１５は、一端が燃料電池１の燃料ガス出口に接続され、他端が外部に接続され、燃料電池１から送り出されるオフガスの経路となる。
【００１１】
酸化剤ガス供給配管１２は、一端が燃料電池１の酸化剤ガス入口に接続され、他端がエアコンプレッサ４６に接続され、燃料電池１に供給される酸化剤ガスの経路となる。エアコンプレッサ４６は、燃料電池１に空気を供給する動力源となるものである。
【００１２】
カソード排出配管１３は、燃料電池１の酸化剤ガス出口と外部とを接続するものであり、燃料電池１から排出されるガスの経路である。
【００１３】
冷媒供給配管１６は、一端が燃料電池１の冷媒入口に接続され、他端がラジエータ１１の冷媒出口に接続され、ラジエータ１１で冷却された冷媒の通る流路となる。冷媒排出配管１７は、一端が燃料電池１の冷媒出口に接続され、他端がラジエータ１１の冷媒入口に接続され、ラジエータ１１で冷却する冷媒の通る流路となる。ラジエータ１１は、燃料電池１から送り出される冷媒を冷却する熱交換装置である。
【００１４】
冷媒入口温度センサ５は、冷媒供給配管１６に配置され、燃料電池１の冷媒入口における冷媒の温度を測定する。
【００１５】
冷媒出口温度センサ６は、冷媒排出配管１７に配置され、燃料電池１の冷媒出口における冷媒の温度を測定する
冷媒流量センサ７は、冷媒供給配管１６に配置され、燃料電池１に供給される冷媒の流量を測定する。
【００１６】
冷媒流量調整ポンプ１０は、冷媒供給配管１６に配置され、燃料電池１に供給する冷媒の流量を制御部２０の指令に従って制御する。
【００１７】
電流制御装置２は、燃料電池１に電気的に接続され、制御部２０の指令に従い燃料電池１の出力を制御する。また、電流制御装置２は、燃料電池１の出力電流を測定する電流測定部３と出力電圧を測定する電圧測定部４を備える。電流制御装置２としては、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ等がある。
【００１８】
制御部２０は、燃料電池１の冷媒出口における冷媒の温度を演算する冷媒出口温度演算部（第１冷媒出口温度演算手段）２１と、冷媒出口温度センサ６で測定された温度から冷媒出口温度演算部で演算された温度を減算する減算値演算部（減算値演算手段）２２と、セパレータの損傷の有無を判断する判定部（判定手段）２３を備える。
【００１９】
図１における燃料電池１のＡ−Ａ’断面の一部を図２に示す。図２のように、燃料電池１は、複数の単セル３１が積層され電気的に直列に接続されている。また、単セル３１は電解質である固体電解質膜３２を陽極（アノード）３３と陰極（カソード）３４とで狭持し、更に外側からアノード側セパレータ３５とカソード側セパレータ３６で挟み1対の電極を構成している。アノード側セパレータ３５は燃料ガス流路３７を、カソード側セパレータ３６は酸化剤ガス流路３８を備える。また、隣り合うアノード側セパレータ３５とカソード側セパレータ３６は接合され、内部には冷媒流路３９を備え、冷媒流路３９を流れる冷媒によりアノード３３およびカソード３４が冷却される。
【００２０】
ここで、燃料電池１の発熱量Ｗｆｃと冷媒に棄てられる熱量Ｗｃは、水素の燃料電池反応の標準起電力を１．２３Ｖ、燃料電池１を構成するセル数をＮ、燃料電池１の発電電圧をＶｆｃ、燃料電池１の出力電流をＩｆｃ、冷媒の流量をＬｃ、冷媒の比熱をＨｃ、燃料電池の冷媒入口から冷媒出口における冷媒の上昇温度を△Ｔ１とすると、次式で表すことができる。
【００２１】
Ｗｆｃ＝（１．２３Ｖ×Ｎ−Ｖｆｃ）×Ｉｆｃ・・・（１）
Ｗｃ ＝Ｌｃ×1000÷60×△Ｔ１・・・（２）
よって、（１）、（２）式より△Ｔ１は（３）式のようになる。
【００２２】
△Ｔ１＝（（１．２３Ｖ×Ｎ−Ｖｆｃ）×60×Ｉｆｃ）÷（Ｌｃ×1000×Ｈｃ）
・・・（３）
従って、燃料電池１の冷媒入口における冷媒測定温度をＴｉｎとすると、（３）式と用いて通常発電時の燃料電池１の冷媒出口における冷媒演算温度Ｔｃａｌは、（４）式となる。
【００２３】
Ｔｃａｌ＝Ｔｉｎ＋△Ｔ１
＝Ｔｉｎ＋（（１．２３Ｖ×Ｎ−Ｖｆｃ）×60×Ｉｆｃ）÷（Ｌｃ×1000×Ｈｃ）
・・・（４）
一方、セパレータが損傷し、カソード極の触媒とアルコール系冷媒が接触すると冷媒と酸化剤ガスの酸素との酸化反応が起こる。従って、酸化反応の反応熱による上昇温度△Ｔ２を考慮すると、実際に測定される燃料電池１の冷媒出口の冷媒測定温度Ｔｔｒｕは、（５）式となる。
【００２４】
Ｔｔｒｕ＝Ｔｃａｌ＋△Ｔ２・・・（５）
以上のことを踏まえ、第１実施形態における燃料電池システムの動作を図３のフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
まず、Ｓ０１で、冷媒入口温度センサ５が測定する燃料電池１の冷媒入口における冷媒測定温度Ｔｉｎと、冷媒出口温度センサ６が測定する燃料電池１の冷媒出口における冷媒測定温度Ｔｔｒｕと、冷媒流量センサ７が測定する冷媒の流量Ｌｃと、電流制御装置２が測定する出力電圧Ｖｆｃと出力電流Ｉｆｃを検出する。次に、Ｓ０２では、式（４）を用いて、冷媒出口温度演算部２１が燃料電池１の冷媒出口における冷媒演算温度Ｔｃａｌを演算する。Ｓ０３では、減算値演算部２２が、式（５）を用いて、Ｓ０１で検出した冷媒測定温度ＴｔｒｕとＳ０２で演算した冷媒演算温度Ｔｃａｌとから△Ｔ２を演算する。Ｓ０４において、Ｓ０３で演算した△Ｔ２と所定の判定値とを比較し、所定の判定値以上である時（Ｓ０４でＹＥＳ）、Ｓ０５へ進む。Ｓ０５では、判定部２３が、セパレータに損傷があると判断する。Ｓ０４において、△Ｔ２が所定の判定値より小さい時（Ｓ０４でＮＯ）、Ｓ０１へ戻る。
【００２６】
また、運転状況が刻々と変化している燃料電池システムにおける、実際に測定される燃料電池１の冷媒出口の冷媒測定温度Ｔｔｒｕと冷媒演算温度Ｔｃａｌの時間変化を図４に示す。冷媒測定温度Ｔｔｒｕと冷媒演算Ｔｃａｌの差△Ｔ２は、時間の経過と共に大きくなる。よって、△Ｔ２からセパレータの損傷を判断する場合、△Ｔ２に閾値を設け、一定時間経過後に△Ｔ２を判定することが好ましい。例えば、測定開始から５分以上経過後に、△Ｔ２が５℃以上となった場合に、セパレータ損傷していると判断する。
【００２７】
以上より本実施形態では、アルコール系冷媒が酸化剤触媒によって酸化剤ガスである酸素と酸化反応熱を起こした場合、冷媒の温度が上昇するので、温度上昇を検知することでセパレータが損傷したことを判断できる。
【００２８】
また、本実施形態では、燃料電池１を通過する事による冷媒の上昇温度△Ｔ２を演算し、上昇温度△Ｔ２と所定の判定値とを比較したが、燃料電池１の冷媒出口における冷媒測定温度Ｔｔｒｕと燃料電池１の冷媒出口における冷媒演算温度Ｔｃａｌとの比を演算し、本実施形態と異なる所定の判定値と比較してもよい。
【００２９】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態では、燃料電池１の出力電圧Ｖｆｃ、出力電流Ｉｆｃ、燃料電池１の冷媒入口の冷媒測定温度Ｔｉｎ、冷媒の流量Ｌｃを用いて燃料電池１の冷媒出口の冷媒演算温度Ｔｃａｌを演算し、Ｔｃａｌと燃料電池１の冷媒出口の冷媒測定温度Ｔｔｒｕとを比較しセパレータの損傷の有無を判断したが、単位セル毎に単セルの電圧、単セルの冷媒入口の冷媒温度、単セルに流れる冷媒流量を検出し、単セル毎に単セルの冷媒出口の冷媒温度を演算し、演算した単セルの冷媒出口の冷媒温度と検出した単セルの冷媒出口の冷媒温度とを比較し、セパレータの損傷の有無を判断をしても良い。このとき冷媒の流量は、単セル毎に測定しても良いが、燃料電池１の冷媒入口の冷媒流量を単セル数除することで求めてもよい。
【００３０】
これにより、各単セルにおける冷媒温度の上昇を検知するので、冷媒の漏れ量が少ない場合でも精度良くセパレータの損傷したことを判断できる。
【００３１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係わる燃料電池システムの構成を図５に示す。
【００３２】
第２実施形態は、第１実施形態の燃料電池システムの構成に対して、冷媒供給配管１６に配置され燃料電池１の冷媒出口における圧力を測定する冷媒出口圧力センサ（冷媒圧力制御手段）８と、冷媒圧力を調整する冷媒圧力調整弁（冷媒圧力制御手段）４１と、酸化剤ガス供給配管１２に配置され燃料電池１の酸化剤出口における酸化剤ガスの圧力を測定する酸化剤ガス出口圧力センサ（酸化剤ガス圧力制御手段）９と酸化剤ガス圧力を調整する酸化剤ガス圧力調整弁（酸化剤ガス圧力制御手段）４０とを更に備える。また、制御部２０は圧力調整部２４を更に備える。
【００３３】
第２実施形態では、第１実施形態におけるセパレータの損傷の有無の判断において、更に燃料電池１の冷媒出口および酸化剤出口での冷媒と酸化剤ガスの圧力変動を判定条件に加える。つまり、セパレータに損傷がある場合、冷媒が酸化剤ガス流路３８に進入し、酸化剤ガスが冷媒流路３９に進入する為、酸化剤ガス出口圧力および冷媒出口圧力に変動が起きる。
【００３４】
以上のことを踏まえ、第２実施形態における燃料電池システムの動作を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
Ｓ１０１からＳ１０４までの動作は図３におけるＳ０１からＳ０４の動作と同じであるので説明は省略する。
【００３６】
Ｓ１０５において、冷媒出口圧力センサ８が燃料電池１の冷媒出口での冷媒圧力を検出し、酸化剤ガス出口圧力センサ９が酸化剤出口での酸化剤ガスの圧力を検出する。次にＳ１０６において、Ｓ１０５で検出された冷媒圧力と酸化剤圧力を比較し、前記冷媒圧力と前記酸化剤圧力が同時に変動した場合（Ｓ１０６においてＹＥＳ）、Ｓ１０７へ進む。Ｓ１０７では、判定部２３がセパレータに損傷があると判断し、Ｓ１０８へ進む。Ｓ１０６において、前記冷媒圧力と前記酸化剤圧力が同時に変動しない場合（Ｓ１０６においてＮＯ）、Ｓ１０１へ戻る。
【００３７】
Ｓ１０８において、制御部２０がポンプ１０を停止し、Ｓ１０９へ進む。Ｓ１０９では、酸化剤ガス圧力が、冷媒圧力より高くなるように、圧力調整部２４が冷媒圧力調整弁４１と酸化剤ガス圧力調整弁４０を制御する。そして、Ｓ１１０にて燃料電池システムを停止する。
【００３８】
以上より第２実施形態によれば、セパレータが損傷した場合、冷媒が酸化剤ガスに流入する、または酸化剤ガスが冷媒に流入することで冷媒と酸化剤ガスの出口圧力が同時に変動するので、冷媒と酸化剤ガスの燃料電池出口圧力を測定することで、セパレータの損傷を判断する精度を更に上げることができる。
【００３９】
また、酸化剤ガスの圧力を冷媒の圧力より高くすることで、冷媒の酸化剤ガス側への漏れ量を少なくでる。更に、発熱量も少なくでき燃料電池の劣化を抑制することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係わる燃料電池システムの構成を図８に示す。
【００４１】
第３実施形態は、第２実施形態の燃料電池システムの構成に対して、カソード排出配管１３に配置されカソード排ガスから水分を回収するドレインタンク４２と、ドレインタンク４２から分岐し酸化剤ガス供給配管１２に接続する水供給配管４３と、水供給配管４３に配置されドレインタンク４２で回収された水を酸化剤供給配管１２に供給する為の動力源となる水循環ポンプ４４と、水供給配管４３に配置され水循環ポンプ４４の下流に配置された水供給弁４５を更に備える。
【００４２】
第３実施形態では、燃料電池１の冷媒出口における冷媒の温度を演算する時、燃料電池１の出力電流Ｉｆｃと、冷媒の流量Ｌｃを一定にし、セパレータが損傷しているかの判断をする。第３実施形態における燃料電池システムの動作を図８のフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
まず、Ｓ２０１にて、電流制御装置２が燃料電池１の出力電流Ｉｆｃを所定の電流値に制御し、冷媒流量調整ポンプ１０が冷媒の流量Ｌｃを所定の流量に制御する。次に、Ｓ２０２で、冷媒入口温度センサ５が測定する燃料電池１の冷媒入口における冷媒測定温度Ｔｉｎと、冷媒出口温度センサ６が測定する燃料電池１の冷媒出口における冷媒測定温度Ｔｔｒｕと、冷媒流量センサ７が測定する冷媒の流量Ｌｃと、電流制御装置２が測定する出力電圧Ｖｆｃと出力電流Ｉｆｃを検出する。Ｓ２０３では、冷媒出口温度演算部２１が、（４）式より燃料電池１の冷媒出口における冷媒演算温度Ｔｃａｌを演算する。そして、Ｓ２０４において、減算値演算部２２が、式（５）を用いて、Ｓ２０２で検出した冷媒測定温度ＴｔｒｕとＳ２０３で演算した冷媒演算温度Ｔｃａｌとから△Ｔ２を演算する。Ｓ２０５において、Ｓ２０４で演算した△Ｔ２と所定の判定値を比較し、所定の判定値以上である時（Ｓ２０５でＹＥＳ）、Ｓ２０６へ進む。Ｓ２０６では、判定部２３が、セパレータに損傷があると判断し、Ｓ２０７へ進む。Ｓ２０５において、△Ｔ２が所定の判定値より小さい時（Ｓ２０５でＮＯ）、Ｓ２０１へ戻る。このとき、冷媒の温度は冷媒の流量Ｌｃで一義的に決まる温度であるが、更に冷媒の温度を調整する装置を備え冷媒の温度を所定の温度に制御しても良い。Ｓ２０７では、制御部２０が、水供給弁４５を開き、Ｓ２０８にて、制御部２０は、水循環ポンプ４４を駆動しする。酸化剤ガス供給配管１２に水を流入することで、酸化剤ガス流路３８に混入した冷媒を希釈する。そして、Ｓ１０９にて燃料電池システムを停止する。
【００４４】
以上より第３実施形態によれば、燃料電池１の冷媒出口における冷媒の温度を演算する時、燃料電池１の出力電流Ｉｆｃと、冷媒の流量Ｌｃを一定にすることで、冷媒の温度変化に影響を及ぼす外乱がなくなり冷媒演算温度Ｔｃａｌが一定となるので、セパレータの損傷の有無を判断する△Ｔ２の所定の判定値を小さくする事ができ、短時間でセパレータが損傷したことを判断できる。
【００４５】
更に、酸化剤ガス側に混入した冷媒を水で希釈することで、冷媒の酸化反応による発熱を抑えることができ、燃料電池の劣化を抑制することができる。
【００４６】
（第３実施形態の変形例）
第３実施形態における燃料電池１の冷媒出口における冷媒の温度を演算する条件に対して、更に、冷媒供給配管１６に配置され燃料電池１の冷媒入口における冷媒の圧力を測定する冷媒入口圧力センサ（冷媒入口圧力測定手段）１８と、カソード供給配管１２に配置され燃料電池１の酸化剤入口における酸化剤ガスの圧力を測定する酸化剤ガス入口圧力センサ（酸化剤ガス入口圧力測定手段）１９とを更に備え、冷媒圧力調整弁４１が燃料電池１の冷媒入口における冷媒の圧力を所定の圧力に制御し、酸化剤ガス圧力調整弁４０が燃料電池１の酸化剤入口における酸化剤ガスの圧力を所定の圧力に制御し、且つ、エアコンプレッサ４６が酸化剤ガスの流量を所定の流量に制御した後に燃料電池出口の冷媒冷媒演算温度Ｔｃａｌを演算しても良い。
【００４７】
これにより、冷媒圧力と酸化剤ガス圧力及び酸化剤ガス流量が一定になるため第３実施形態よりセパレータの損傷の有無を判断する精度を更に高めることができる。
【００４８】
また、第３実施形態では、セパレータが損傷していると判断した後、酸化剤ガス配管１２のみに水を流入したが、同様な構成によって燃料ガス供給配管１４に水を流入し燃料ガス流路３７に混入している冷媒を希釈しても良い。これにより、冷媒の酸化反応による発熱を更に抑制することができ、燃料電池の劣化を抑制することができる。
【００４９】
上記のように、本発明は、第１〜第３の実施の形態及びその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施形態に係わる燃料電池システムの構成を表す図である。
【図２】図１における燃料電池を構成する単セルの断面を表す図である。
【図３】第１実施形態に係わる燃料電池システムの動作を表すフローチャートである。
【図４】燃料電池出口における冷媒温度の実測値と演算値の時間経過による変化を表す図である。
【図５】第２実施形態に係わる燃料電池システムの構成を表す図である。
【図６】第２実施形態に係わる燃料電池システムの動作を表すフローチャートである。
【図７】第３実施形態に係わる燃料電池システムの構成を表す図である。
【図８】第３実施形態に係わる燃料電池システムの動作を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１  燃料電池
２  電流制御装置（電流制御手段）
３  電流測定部（電流測定手段）
４  電圧測定部（電圧測定手段）
５  冷媒入口温度センサ（第１冷媒入口温度測定手段）
６  冷媒出口温度センサ（第１冷媒出口温度測定手段）
７  冷媒流量センサ（第１冷媒流量測定手段）
８  冷媒出口圧力センサ（冷媒出口圧力測定手段）
９  酸化剤ガス出口圧力センサ（酸化剤ガス出口圧力測定手段）
１０  冷媒流量調整ポンプ（冷媒流量制御手段）  
１８  冷媒入口圧力センサ（冷媒入口圧力測定手段）
１９  酸化剤ガス入口圧力センサ（酸化剤ガス入口圧力測定手段）
２０  制御部
２１  冷媒出口温度演算部（第１冷媒出口温度演算手段）
２２  減算値演算部（減算値演算手段）
２３  判定部（判定手段）
４０  酸化剤ガス圧力調整弁（酸化剤ガス圧力制御手段）
４１  冷媒圧力調整弁（冷媒圧力制御手段）
４６  エアコンプレッサ（酸化剤ガス流量制御手段）
【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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【図８】
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