(57)【要約】【課題】追加計測器を設置することなく、燃料電池スタックが加湿不足状態であることを推測できる燃料電池システムを提供する。【解決手段】アノード排ガス中の水蒸気を回収する液滴分離回収装置７と、液滴分離回収装置の内部の水位を計測する水位計測装置８と、水位変化率を演算する水位変化率演算部１６と、水位変化率が判定値Ｐ以下の場合燃料電池スタックが加湿不足であると推定する加湿不足判定部１７を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を含有する燃料ガスが供給されるアノードと酸化剤ガスが供給されるカソードで固体電解質膜を挟んで構成された単セルが複数積層された燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックから排出されるアノード排ガス中の水蒸気を回収する液滴分離回収手段と、
前記液滴分離回収手段の内部の水位を検出する水位計測手段と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記水位の変化から、水位変化率を演算する水位変化率演算手段と、
前記水位変化率が判定値以下の場合、前記燃料電池スタックは、加湿不足であると推定する加湿不足判定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】
前記制御部は、前記水変化率に応じて前記燃料電池スタックの出力電流を変化させる電流制御手段を更に備え、
前記電流制御手段は、前記水位変化率が判定値以下の場合、
前記出力電流の上限値を前記水位変化率が前記判定値より大きい時より小さくする、第１の処理、
前記出力電流の電流変化率の上限値を前記水位変化率が前記判定値より大きい時より小さくする、第２の処理、及び、
前記出力電流の出力開始時間と前記燃料ガス圧力の昇圧開始時間との時間差を前記水位変化率が前記判定値より大きい時より大きくする、第３の処理、のうち少なくとも何れか1つの処理を実行し、
前記水位変化率が前記判定値より大きい場合、前記出力電流の上限値、前記電流変化率の上限値および前記時間差は、予め前記制御部に記憶された所定の値であること
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】
前記出力電流の上限値、前記電流変化率の上限値、及び前記時間差は、前記燃料電池スタックの温度及び前記水位変化率の少なくとも一方に応じて変化すること
を特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料ガス及び前記酸化剤ガスの流量を制御するガス流量制御手段を更に備え、
前記制御部は、前記第１の処理、及び前記第２の処理、及び前記第３の処理を実行するとき、前記ガス流量制御手段は、前記燃料ガスの流量および前記酸化剤ガスの流量を所定の値に制御すること
を特徴とする請求項２又は３記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記所定の値は、前記固体電解質膜が乾燥状態とならない燃料電池スタックの温度にて、前記燃料電池スタックが安定発電可能な最低のガス流量であること
を特徴とする請求項４記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記判定値は、前記燃料電池スタックの温度が低下するに従って、小さくなることを特徴とする請求項２〜５何れか一項記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記判定値は、前記アノード排ガスの湿度から決定することを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。
【請求項８】
水素を含有する燃料ガスが供給されるアノードと酸化剤ガスが供給されるカソードで固体電解質膜を挟んで構成された単セルが複数積層された燃料電池スタックの加湿不足判定方法であって、
前記燃料電池スタックから排出されるアノード排ガス中の水蒸気を回収する液滴分離回収手段の内部の水位の変化から水位変化率を演算し、
前記水位変化率が判定値以下の場合、燃料電池スタックが加湿不足であると推定すること、
を特徴とする燃料電池スタックの加湿不足判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムを低負荷で長時間運転した場合の燃料電池システム関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、低負荷運転が長時間に及ぶ場合、燃料電池スタック内で生成される水の量より燃料電池スタックから排出される水の量が多いため、燃料電池スタック内部の残留水は徐々減少する。したがって、燃料電池スタック内部が十分湿潤している時と同じように電流を取り出すと、燃料電池システム系内部に残されている水分が少ないために、瞬間的にセル電圧の低下が生じてしまう。こうなった場合、瞬間的かつ局所的に固体電解質膜が乾燥し、燃料電池スタックが劣化してしまう。そのため、低負荷運転がある時間以上継続される場合、常に出力取りだしに制限をかける必要が生じる。
【０００３】
しかし、実際には、電圧低下を発生させずに負荷を取り出せる低負荷運転の継続時間は運転履歴によって変化するため、低負荷運転の継続時間から出力制限をかけることは困難である。
【０００４】
この問題を解決するための方法の1つとして、固体電解質膜の湿潤度を計測し、湿潤度に応じて負荷の取り出し方法を変更する方法がある。
【０００５】
特許文献１では、インピーダンス測定装置を燃料電池システムに備え、インピーダンスの値がある適正インピーダンスから外れればドライアップと判定する方法が示されている。
【０００６】
また、特許文献２によると、多数の単セルを積層して固定するための締結ボルトの軸力を計測する装置を備えて固体電解質膜の湿潤度を計測する方法が提示されている。
【特許文献１】特開２００４−２４１２３６号
【特許文献２】特開２００４−１２７８０９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、燃料電池システムにインピーダンス計測装置をつける必要があり、体積出力密度の低下、更には、コスト増となってしまう。
【０００８】
また、特許文献２に開示された技術でも、軸力を計測するための計測系を燃料電池システムに追加する必要があり、コスト増となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、アノード排ガス中の水蒸気を回収する液滴分離回収手段と、液滴分離回収手段の内部の水位を計測する水位計測手段と、水位から水位変化率を演算する水位変化率演算手段を備え、水位変化率が判定値以下の場合燃料電池スタックが加湿不足であると推定する加湿不足判定手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アノード排ガス中の水蒸気を回収する液滴分離回収手段の内部の水位変化率から、燃料電池スタックの加湿不足を推定できるので、追加計測器を備える必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。
【００１２】
（第1実施形態）
図1を参照して、本発明の実施形態に係わる燃料電池システムの構成を説明する。本実施形態の燃料電池システムは、燃料電池スタック１と、燃料ガス供給配管２と、アノード排出配管３と、水素タンク４、水素圧力調整弁５と、液滴分離回収装置７と、水位計測装置８と、循環経路９と、ガス循環ポンプ１０と、酸化剤ガス供給配管１１と、カソード排出配管１２と、空気供給装置１３と、酸化剤ガス流量調整弁１４と、制御部１５および制御部１５の指令に従い燃料電池スタック１の出力を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ２１を備える。
【００１３】
燃料電池スタック１は、水素を含有する燃料ガスが供給されるアノードと酸化剤ガスが供給されるカソードで固体電解質膜（不図示）を挟んで構成される単セルが複数積層されることによって構成される。
【００１４】
燃料ガス供給配管２は、一端が燃料電池スタック１のアノード側入口に接続され、他端が水素タンク４に接続されており、燃料電池スタック１のアノード側に供給される燃料ガスの経路となる。水素タンク４は、燃料電池スタック１のアノード側に供給する燃料ガスを高圧で蓄えるものである。水素圧力調整弁５は、燃料ガス供給配管２上で、水素タンク４と燃料電池スタック１の間配置され、水素タンク４から供給される燃料ガスの圧力を所望の圧力に調整する。
【００１５】
アノード排出管３は、一端が燃料電池スタック１のアノード側出口に接続され、他端が外部に連通されており、燃料電池スタック１から排出されるアノード排ガスの経路となる。アノード排出配管３の下流には、遮断弁６が配置され、遮断弁６開くことによって燃料電池スタック１で消費されなかった水素が、カソード極よりアノード極に透過してきた窒素等の不純物と共に外部に排出される。
【００１６】
液滴分離回収装置７は、アノード排出配管３上で、遮断弁６と燃料電池スタック１の間に配置される。液滴分離回収装置７は、アノード排ガス中の水蒸気を回収するものであり、燃料電池スタック１に循環する水の量が増加し、燃料電池スタック内部のアノード流路またはガス拡散層での水詰まりを防ぐものである。水位計測装置８は、液滴分離回収装置７の内部の水位を計測するものであり、液滴分離回収装置７に配置される。
【００１７】
循環配管９は、一端が遮断弁６と燃料電池スタック１の間でアノード排出管３に接続し、他端が水素圧力調整弁５と燃料電池スタック１の間で、燃料ガス供給配管２に接続する。循環配管９は、液滴分離回収装置７で水蒸気が回収されたアノード排ガスを燃料ガス供給配管２に循環し再度燃料ガスに混合する為の経路となる。燃料ガス循環配管９上には、アノード排ガスをアノード排出管３より引き出し、燃料ガス供給配管２に送り出す動力源となるガス循環ポンプ１０が配置される。
【００１８】
酸化剤ガス供給配管１１は、一端が燃料電池スタック１のカソード側入口に接続され、他端が空気供給装置１３に接続されており、燃料電池スタック１のカソード側に供給される酸化剤ガスの経路となる。空気供給装置１３は、外部の空気を圧縮し酸化剤ガス供給配管１１に供給する。空気供給装置としては、例えば、エアコンプレッサを用いることができる。
【００１９】
カソード排出配管１２は、一端が燃料電池スタック１のカソード側出口に接続され、他端が外部に接続されており、燃料電池スタック１から排出されるカソード排ガスの経路となる。酸化剤ガス流量調整弁１４は、酸化剤ガス供給配管１１の下流に接続され、酸化剤ガスの流量を所望の流量に制御する。酸化剤ガス流量調整手段１４として、例えば、開度を調整することにより気体流量を制御できる弁（スロットル）を用いることができる。
【００２０】
制御部１５は、水位計測装置８からの信号から水位変化率を演算する、水位変化率演算部１６（水位変化率演算手段）と、水位変化率の演算結果と制御部に記憶された判定値Ｐを比較し、燃料電池スタック１が加湿不足であるか推定する、加湿不足推定部１７（加湿不足推定手段）と、燃料電池スタック１の出力電流を制御する電流制御部１８（出力電流制御手段）と、燃料ガスおよび酸化剤ガス流量を制御するガス流量制御部１９（ガス流量制御手段）とを備える。
【００２１】
一般に、上記構成を持つ燃料電池システムにおける液滴分離回収装置７の内部の水位は、運転条件に基づき変化している。例えば、取り出し負荷が大きい時は、生成水量が多く、カソードからアノードへの逆拡散水量も多いため、液滴分離回収装置７の水位は増加する。一方、低負荷運転の時は生成水量が少なく、カソードからアノードへの逆拡散水量が減少するため、液滴分離回収装置７の水位の変化は殆どない。
【００２２】
従って、水位変化率と固体電解質膜の湿潤状態は図７のような相関があり、水位変化率が大きいほど、固体電解質膜が加湿過剰であり、水位変化率が小さいほど、固体電解質膜は加湿不足であると推定できる。
【００２３】
図２は運転条件によって、水位変化率（水位の変化の傾き）が変わる様子を示す。例えば、時刻Ｔで水位がゼロになるのは、液滴分離回収装置７内部に蓄積した水を外部に排出する為である。Ａ区間は負荷変動が大きい状態で連続運転している場合で、Ｂ、Ｃ区間は低負荷運転状態を表している。Ｂ区間に移行したとき、燃料循環系配管内、燃料電池スタック内部の燃料ガス流路、ガス拡散層には気水、液水が残留しているため、低負荷運転の開始と同時には液滴分離回収装置７の水位変化は減少せず、暫くの間水位は上がり続けるが、時間の経過と共に水位変化率が減少していく。Ｃ区間の様に、更に低負荷運転が１時間のような長時間継続した場合、固体電解質膜では生成水量がない為水位変化率はほとんどゼロとなる。
【００２４】
以上より、本発明は、低負荷運転時の水位変化率を計測し、水位変化率が判定値Ｐ以下の場合に、燃料電池スタック１が加湿不足であると推定することを特徴とする。また、燃料電池スタック１の加湿状態に適した出力の取り出し方をすることで、低負荷運転が長時間継続した場合にも出力制限を掛けずに運転を継続することができる。
【００２５】
次に本実施形態における燃料電池システムの動作を説明する。図２は、第１実施形態の動作を表すフローチャートである。
【００２６】
（イ）先ず、Ｓ０１で水位計測装置８によって、液滴分離回収装置７内部の水が計測される。Ｓ０２では、計測された水位から、水位変化率演算部１６が、液滴分離回収装置７内部の水位変化率を演算する。
【００２７】
（ロ）Ｓ０３において、加湿不足判定部１７が、Ｓ０２で演算された水位変化率と予め制御部１５に記憶されている判定値Ｐとを比較し、水位変化率が判定値Ｐ以下の場合（Ｓ０３にてＹＥＳ）、燃料電池スタック１が加湿不足であると判定しＳ０５へ進む。水位変化率が判定値Ｐより大きい場合（Ｓ０３にてＮＯ）、Ｓ０４へ進み予め制御部１５に記憶された所定の出力電流の上限電流で運転を継続する。ここで所定の上限電流値は、例えば、燃料電池システムの性能で決定される上限値である。
【００２８】
（ハ）水位変化率小さい程、つまり燃料電池スタック１が加湿不足である程、出力電流の上限値は小さくする必要がある。出力電流が小さくなれば、固体電解質膜にかかる圧力は小さくなり、劣化を防止できるからである。さらにここで、温度が高いほど固体電解質膜が乾燥傾向になる為、燃料電池スタック１の温度Ｔが高いほど出力電流の上限値を小さくする必要がある。従って、水位変化率と出力電流の上限値は図８のような関係になる。ここで、判定値Ｐは、温度Ｔが高いほど飽和蒸気圧が高い為に排出される水蒸気が多くなる為、図１１のように温度Ｔが高くなるに従い高くする必要がある。そして、水位変化率が判定値Ｐより大きい場合（加湿不足ではない場合）は、燃料電池スタック１の加湿不足はないので、燃料電池システムの性能より決まる所定の上限値となる。但し、本実施形態では、温度Ｔの変化に対する出力電流の上限値および判定値Ｐの変化は考慮していない。
【００２９】
Ｓ０５では、出力電流制御部１８は、Ｓ０２で演算した水位変化率が小さい程、小さい値となる出力電流の上限値を選択しＤＣ／ＤＣコンバータ２１に指令する。
【００３０】
（ニ）Ｓ０６では、ガス流量制御部１９が、燃料ガス流量と酸化剤ガス流量を制御部に予め記憶された所定の値まで減少させる。
【００３１】
従って、本実施形態では、液滴分離回収装置７の水位変化率を利用し燃料電池スタック１の加湿不足を推定できるので、追加計測器を備える必要がない。
【００３２】
また、液滴分離回収装置７の水位変化率が判定値Ｐ以下となったとき、燃料電池スタック１が加湿不足であると推定し出力電流を変化させるので、加湿不足により固体電解質膜が劣化し燃料電池スタック１の電圧が低下することを防止でき、燃料電池システムが停止する頻度を少なくできる。
【００３３】
また、本実施形態のように、出力電流の上限値を水位変化率に応じて変更することで、燃料電池システムの運転状態に適した上限値を指令できるので、加湿不足により固体電解質膜が劣化する事を防止でき、燃料電池システムの運転を更に継続できる。
【００３４】
また、水位変化率が判定値Ｐ以下となったとき、燃料ガス及び酸化剤ガスの流量を固体電解質膜が乾燥状態とならない燃料電池スタック１の温度である乾燥限界温度にて、燃料電池スタック１が安定発電可能な最低のガス流量（所定の値）に減少させることにより固体電解質膜の湿潤状態は乾燥しにくくなるので、燃料電池スタック１より出力する出力電流値の上限値を大きくすることができ、燃料電池システムの運転を更に継続できる。
【００３５】
本実施形態における判定値Ｐは、アノード排ガスの相対湿度から、予め実験によって求めておく事が好ましい。例えば、アノード排ガスの相対湿度が４０％以下となる水位変化率の場合を第１所定値としておくことで、燃料電池スタック１の湿潤状態が加湿不足であると正確に推定できる。
【００３６】
さらに、温度が高いほど固体電解質膜が乾燥傾向になる為、図８に示すように燃料電池スタック１の温度が高いほど出力電流の上限値を小さくする必要がある。従って、Ｓ０５において、出力電流制御部１８がＳ０２で演算した水位変化率のみならず、図８に示すように燃料電池スタック１の温度Ｔに応じて、燃料電池スタック１の出力電流の上限値をＤＣ／ＤＣコンバータ２１に指令しても構わない。そうする事により、燃料電池システムの運転状態に適した上限値を更に正確に指令できるので、加湿不足により固体電解質膜が劣化する事を防止でき、燃料電池システムの運転を更に継続できる。更に、水位変化率に係わらず、燃料電池スタック１の温度Ｔだけに応じて、出力電流の上限値を制御してもよい。
【００３７】
（第２実施形態）
第１実施形態では、判定値Ｐは制御部に記憶された固定値であったが、第２実施形態では、判定値Ｐを燃料電池スタック１の温度Tによって変化させる。また、第１実施形態では、水位変化率が判定値Ｐ以下の場合、出力電流の上限値を水位変化率に応じて変更したが、第２実施形態では、水位変化率が判定値Ｐ以下の場合、出力電流の電流変化率の上限値が水位変化率及び燃料電池スタック温度に応じて変化させる構成にした。
【００３８】
図４は、第２実施形態に係わる燃料電池システムの構成を表すブロック図である。第２実施形態では、第１実施形態の構成に対し、更に、燃料電池スタック１の温度Tを計測する温度計測装置２２と、制御部１５に温度計測装置２２にて計測された温度に基づき判定値Ｐを演算する判定値演算部２３を備える。
【００３９】
次に第２実施形態に係わる燃料電池システムの動作をフローチャート（図５）を用いて説明する。
【００４０】
Ｓ１１、Ｓ１２は図３におけるＳ０１、Ｓ０２と同じである。
【００４１】
（Ａ）Ｓ１３において、温度計測装置２２が燃料電池スタック１の温度Tを計測する。
【００４２】
（Ｂ）Ｓ１４では、判定値演算部２３がＳ１３で計測された温度に基づいて、判定値Ｐを演算する。
【００４３】
（Ｃ）Ｓ１５において、加湿不足判定部１７が、Ｓ１２で演算された水位変化率とＳ１４で演算された判定値Ｐとを比較し、水位変化率が判定値Ｐ以下の場合（Ｓ１５にてＹＥＳ）、燃料電池スタック１が加湿不足であると判定しＳ１７へ進む。水位変化率が判定値Ｐより大きい場合（Ｓ１５にてＮＯ）、Ｓ１６へ進み予め制御部１５に記憶された所定の電流変化率の上限値で運転を継続する。ここで所定の上限値は、例えば、燃料電池システムの性能で決定される上限値である。
【００４４】
（Ｄ）水位変化率小さい程、つまり燃料電池スタック１が加湿不足である程、電流変化率の上限値は小さくする必要がある。負荷をゆっくり上げる事で、固体電解質膜の劣化を防止できるからである。さらにここで、温度が高いほど固体電解質膜が乾燥傾向になる為、燃料電池スタック１の温度が高いほど電流変化率の上限値を小さくする必要がある。従って、水位変化率と電流変化率の上限値は図９のような関係になる。ここで、図１１の関係がある判定値Ｐは、温度Ｔが高くなるに従い高くなっている。そして、水位変化率が判定値Ｐより大きい場合（加湿不足ではない場合）は、燃料電池システムの性能より決まる一定の上限値である。Ｓ１７では、出力電流制御部１８は、Ｓ１２で演算された水位変化率が小さい程、且つＳ１３で計測された燃料電池スタック１の温度Tが高い程、小さい値となる電流変化率の上限値を選択しＤＣ／ＤＣコンバータ２１に指令する。
【００４５】
（Ｅ）Ｓ１８では、ガス流量制御部１９が、燃料ガス流量と酸化剤ガス流量を制御部に予め記憶された所定の値まで減少させる。
【００４６】
従って、第２実施形態では、第１実施形態の効果に加え、燃料電池スタック１の温度Tによって、判定値Ｐを変化させるので、燃料電池スタック１の温度Tが低い場合は、飽和蒸気圧が低い為に燃料電池スタックより排出される水蒸気が少ないので、固体電解質膜が湿潤状態であるにもかかわらず出力制限をすることがなくなる。
【００４７】
本実施形態では、電流変化率の上限値を燃料電池スタック１の温度Tと水位変化率に応じて変更することで、燃料電池システムの運転状態に適した電流変化率の上限値を指令できるので、加湿不足により固体電解質膜が劣化する事を防止でき、燃料電池システムの運転を更に継続できる。
【００４８】
なお、Ｓ１７において、出力電流制御部１８がＳ１２で演算した水位変化率のみに応じて電流変化率の上限値をＤＣ／ＤＣコンバータ２１に指令しても構わない。または、出力電流制御部１８がＳ１３で演算した燃料電池スタック１の温度Ｔのみに応じて電流変化率の上限値をＤＣ／ＤＣコンバータ２１に指令しても構わない。
【００４９】
（第３実施形態）
第１実施形態では、水位変化率が判定値Ｐ以下の場合、出力電流の上限値を水位変化率に応じて変更したが、第３実施形態では、水位変化率が判定値Ｐ以下の場合、燃料電池スタック１の出力電流の出力開始時間と燃料ガス圧力の昇圧開始時間の時間差を燃料電池スタック１の温度Tに応じて変化させる構成にした。
【００５０】
第３実施形態に係わる燃料電池システムの構成は図４と同一であるため、図示及び説明を省略する。
【００５１】
第３の実施形態に係わる燃料電池システムの動作をフローチャート（図６）を用いて説明する。
【００５２】
Ｓ２１〜Ｓ２６の動作は、図５におけるＳ１１〜Ｓ１６と同じである。
【００５３】
（ａ）水位変化率小さい程、つまり燃料電池スタック１が加湿不足である程、出力開始時間と燃料ガス圧力の昇圧開始時間の時間差は大きくする必要がある。出力開始時間を昇圧開始時間から遅らせる事で、ガス圧力が上がり、水が生成され固体電解質膜が湿潤傾向となるからである。さらにここで、温度が高いほど固体電解質膜が乾燥傾向になる為、燃料電池スタック１の温度が高いほど時間差を大きくする必要がある。従って、水位変化率と時間差は図１０のような関係になる。ここで、図１１の関係がある判定値Ｐは、温度Ｔが高くなるに従い高くなっている。そして、水位変化率が判定値Ｐより大きい場合（加湿不足ではない場合）は、燃料電池システムの性能より決まる一定の上限値である。Ｓ２７では、出力電流制御部１８は、Ｓ２２で演算された水位変化率が小さい程、Ｓ２３で計測された燃料電池スタック１の温度Tが高いほど、大きい値となる時間差を選択しＤＣ／ＤＣコンバータ２１に指令する。
【００５４】
（ｂ）Ｓ２８では、ガス流量制御部１９が、燃料ガス流量と酸化剤ガス流量を制御部に予め記憶された所定の値まで減少させる。
【００５５】
従って、第３実施形態では、第１実施形態の効果に加え、燃料電池スタック１の温度Tによって、判定値Ｐを変化させるので、燃料電池スタック１の温度Tが低い場合は、飽和蒸気圧が低い為に燃料電池スタックより排出される水蒸気が少ないので、固体電解質膜が湿状態であるにもかかわらず出力制限をすることがなくなる。
【００５６】
本実施形態では、出力開始時間と燃料ガス圧力の昇圧開始時間の時間差を燃料電池スタック！に温度Tと水位変化率に応じて変更することで、燃料電池システムの運転状態に適した時間差を指令できるので、加湿不足により固体電解質膜が劣化する事を防止でき、燃料電池システムの運転を更に継続できる。
【００５７】
なお、Ｓ１７において、出力電流制御部１８がＳ１２で演算した水位変化率のみに応じて出力開始時間と燃料ガス圧力の昇圧開始時間の時間差をＤＣ／ＤＣコンバータ２１に指令しても構わない。または、出力電流制御部１８がＳ１３で演算した燃料電池スタック１の温度Ｔのみに応じて出力開始時間と燃料ガス圧力の昇圧開始時間の時間差をＤＣ／ＤＣコンバータ２１に指令しても構わない。
【００５８】
上記のように、本発明は、第１乃至第３の実施形態およ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】
【００５９】
【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ブロック図である。
【図２】運転条件が変化した時の液滴分離回収装置内の水位変化を表すグラフである。
【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】第２実施形態に係わる燃料電池システムの構成を表すブロック図である。
【図５】第２実施形態に係わる燃料電池システムの動作を表すフローチャートである。
【図６】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。
【図７】固体電解質膜が湿潤から加湿不足へ変化するときの水位の時間変化を表すグラフである。
【図８】温度Tに対する出力電流の上限値と水位変化率の関係を表すグラフである。
【図９】温度Ｔに対する電流変化率の上限値と水位変化率の関係を表すグラフである。
【図１０】温度Tに対する出力開始時間と燃料ガス圧力の昇圧開始時間の時間差と水位変化率の関係を表すグラフである。
【図１１】判定値Ｐと温度Ｔの関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１  燃料電池スタック
２  燃料ガス供給配管
３  アノード排出配管
４  水素タンク
５  水素圧力調整弁
７  液滴分離回収装置
８  水位計測装置
９  燃料ガス循環配管
１０  燃料ガス循環ポンプ
１１  酸化剤ガス供給配管
１３  エアコンプレッサ
１５  制御部
１６  水位変化率演算部
１７  加湿不足判定部
１８  出力電流制御部
１９  ガス流量制御部
２２  温度計測装置
【図１】
2007227160.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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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