(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池の発電性能の低下を抑制する技術を提供する。【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池が高温状態であると判定されたときに、燃料電池の発電性能の低下を抑制する性能低下抑制運転（ステップＳ３０〜Ｓ５０）の実行を開始する。制御部は、ステップＳ３０において、燃料電池における水素量の不足や電解質膜の著しい乾燥が検出されない場合には、一時的に燃料電池の電圧を低下させることにより、燃料電池の内部の生成水量を増大させる一時的電圧低下処理を実行する（ステップＳ５０）。ステップＳ３０において、水素不足や、電解質膜の著しい乾燥が検出された場合には、水素の流量を増大させる処理（ステップＳ４０）を実行した上で、一時的電圧低下処理を実行する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
前記燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出部と、
前記燃料電池と、前記反応ガス供給部とを制御し、前記燃料電池の運転状態に基づいて、前記燃料電池の発電性能の低下を抑制するための性能低下抑制運転を開始する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記性能低下抑制運転として、前記燃料電池に供給される反応ガスの状態を調整する準備処理を実行した上で、
前記燃料電池の電流−電圧特性に基づいて、一時的に前記燃料電池の出力電圧を低下させることにより、前記燃料電池の出力電流を増大させて、前記燃料電池内部の生成水量を増大させる一時的電圧低下処理を実行する、燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムであって、
前記準備処理は、前記反応ガスの流量を変更する処理、または、前記反応ガスの湿潤度を増大させる処理の少なくとも一方を含む、燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記性能低下抑制運転を開始する際に、前記燃料電池内部の反応ガスの量、または、前記燃料電池内部の湿潤度が、所定の閾値以上である場合には、前記準備処理を実行せずに、前記一時的電圧低下処理を実行する、燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池の運転状態は、前記燃料電池の運転温度と、前記燃料電池内部の湿潤状態と、前記燃料電池の発電特性の中の少なくとも１つである、燃料電池システム。
【請求項５】
請求項４記載の燃料電池システムであって、
前記反応ガスは、燃料ガスと酸化ガスであり、
前記燃料ガスと前記酸化ガスとは、前記燃料電池の運転中には、前記燃料電池の内部において電解質膜を挟んで互いに対向する方向に流され、
前記運転状態検出部は、前記燃料電池内部の湿潤状態として、前記燃料電池の発電部内における前記燃料ガスの下流側の局所的な領域の膜抵抗に関する値を計測することにより、前記局所的な領域の湿潤度を検出する局所的湿潤状態検出部を含み、
前記制御部は、前記局所的な領域における湿潤度が、所定の閾値より低い場合に、前記準備処理として、前記局所的な領域への前記燃料ガスの流入量を増大させる処理を実行する、燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、さらに、
前記燃料電池に接続され、前記燃料電池の排ガスを排出する排ガス配管を備え、
前記排ガス配管の途中には、前記排ガスを貯留する排ガス貯留部が設けられている、燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池の出力電力の供給を受ける外部負荷と、前記燃料電池との間に、前記一時的電圧低下処理を実行したときに発生するスパイク電流が前記外部負荷に流れることを抑制するための電流制限回路が設けられている、燃料電池システム。
【請求項８】
燃料電池システムを制御する方法であって、
（ａ）燃料電池の運転状態を検出する工程と、
（ｂ）前記燃料電池の運転状態に基づいて、前記燃料電池の発電性能の低下を抑制するための性能低下抑制運転を開始する工程と、
を備え、
前記性能低下抑制運転は、前記燃料電池に供給される反応ガスの状態を調整する準備処理を実行した上で、前記燃料電池の電流−電圧特性に基づいて、一時的に前記燃料電池の出力電圧を低下させることにより、前記燃料電池の出力電流を増大させて、前記燃料電池内部の生成水量を増大させる一時的電圧低下処理を実行する運転を含む、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両では、固体高分子形燃料電池（以下、単に「燃料電池」と呼ぶ）を電力源として搭載する。また、燃料電池車両では、その加速中や登坂中など、燃料電池に著しく高い出力電力が要求される高負荷運転が長期間に渡って継続される場合がある。燃料電池に高負荷運転を継続させると、その運転温度が上昇し、燃料電池の発電特性が変化し、燃料電池の発電性能が低下してしまう場合があった（下記特許文献１等）。この問題は、燃料電池車両等に限らず、燃料電池を備える燃料電池システムに共通の問題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２９２５２号公報
【特許文献２】特開２００４−０４７４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、燃料電池の発電性能の低下を抑制する技術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】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
燃料電池システムであって、燃料電池と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、前記燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出部と、前記燃料電池と、前記反応ガス供給部とを制御し、前記燃料電池の運転状態に基づいて、前記燃料電池の発電性能の低下を抑制するための性能低下抑制運転を開始する制御部と、を備え、前記制御部は、前記性能低下抑制運転として、前記燃料電池に供給される反応ガスの状態を調整する準備処理を実行した上で、前記燃料電池の電流−電圧特性に基づいて、一時的に前記燃料電池の出力電圧を低下させることにより、前記燃料電池の出力電流を増大させて、前記燃料電池内部の生成水量を増大させる一時的電圧低下処理を実行する、燃料電池システム。
この燃料電池システムによれば、一時的電圧低下処理の実行により、燃料電池の発電性能の低下が抑制される。また、反応ガスの状態を調整した上で、その一時的電圧低下処理を実行するため、一時的電圧低下処理に伴う反応ガス不足や急激な圧力変動などの不具合の発生を事前に抑制することができる。
【０００７】
［適用例２］
適用例１記載の燃料電池システムであって、前記準備処理は、前記反応ガスの流量を変更する処理、または、前記反応ガスの湿潤度を増大させる処理の少なくとも一方を含む、燃料電池システム。
この燃料電池システムによれば、一時的電圧低下処理の準備処理として、反応ガスの流量を変更する処理を実行することにより、一時的電圧低下処理に伴う反応ガス不足や圧力変動などを事前に抑制することができる。また、一時的電圧低下処理の準備処理として、反応ガスの湿潤度を増大させる処理を実行することにより、燃料電池内部の乾燥状態が著しい状態での一時的電圧低下処理の実行を回避できる。従って、一時的電圧低下処理において十分に電流を増大させることができずに、燃料電池の発電性能の低下の抑制効果が十分に得られなくなることを回避することができる。
【０００８】
［適用例３］
適用例１または適用例２記載の燃料電池システムであって、前記制御部は、前記性能低下抑制運転を開始する際に、前記燃料電池内部の反応ガスの量、または、前記燃料電池内部の湿潤度が、所定の閾値以上である場合には、前記準備処理を実行せずに、前記一時的電圧低下処理を実行する、燃料電池システム。
この燃料電池システムによれば、一時的電圧低下処理の実行に伴って不具合が発生する可能性がない場合には、一時的電圧低下処理のための準備処理が実行されない。従って、より効率的に、燃料電池の性能低下を抑制する性能抑制運転を実行することが可能となる。
【０００９】
［適用例４］
適用例１から３のいずれかに記載の燃料電池システムであって、前記燃料電池の運転状態は、前記燃料電池の運転温度と、前記燃料電池内部の湿潤状態と、前記燃料電池の発電特性の中の少なくとも１つである、燃料電池システム。
この燃料電池システムによれば、燃料電池の運転温度が著しく高いときや、燃料電池の内部において電解質膜が著しく乾燥しているとき、燃料電池の発電性能が低下しているときなどに、適宜、一時的電圧低下処理を実行する。従って、燃料電池の発電性能の低下が抑制される。
【００１０】
［適用例５］
適用例４記載の燃料電池システムであって、前記反応ガスは、燃料ガスと酸化ガスであり、前記燃料ガスと前記酸化ガスとは、前記燃料電池の運転中には、前記燃料電池の内部において電解質膜を挟んで互いに対向する方向に流され、前記運転状態検出部は、前記燃料電池内部の湿潤状態として、前記燃料電池の発電部内における前記燃料ガスの下流側の局所的な領域の膜抵抗に関する値を計測することにより、前記局所的な領域の湿潤度を検出する局所的湿潤状態検出部を含み、前記制御部は、前記局所的な領域における湿潤度が、所定の閾値より低い場合に、前記準備処理として、前記局所的な領域への前記燃料ガスの流入量を増大させる処理を実行する、燃料電池システム。
この燃料電池システムによれば、電解質膜が乾燥しやすい酸化ガスの上流側の領域、即ち、燃料ガスの下流側の領域において、電解質膜の著しい乾燥が検出された場合には、その乾燥領域へと水分が移動するように、燃料ガスの流量を増大させた上で、一時的電圧低下処理が実行される。従って、燃料電池の電解質膜が著しい乾燥状態にあるときに、一時的電圧低下処理が実行されてしまうことを抑制することができる。
【００１１】
［適用例６］
適用例１から５のいずれかに記載の燃料電池システムであって、さらに、前記燃料電池に接続され、前記燃料電池の排ガスを排出する排ガス配管を備え、前記排ガス配管の途中には、前記排ガスを貯留する排ガス貯留部が設けられている、燃料電池システム。
この燃料電池システムによれば、排ガス貯留部によって、一時的電圧低下処理を実行したときの燃料電池における急激な圧力変動が緩和される。従って、一時的電圧低下処理の実行に伴うスパイク電流の発生などの不具合が抑制される。
【００１２】
［適用例７］
適用例１から６のいずれかに記載の燃料電池システムであって、前記燃料電池の出力電力の供給を受ける外部負荷と、前記燃料電池との間に、前記一時的電圧低下処理を実行したときに発生するスパイク電流が前記外部負荷に流れることを抑制するための電流制限回路が設けられている、燃料電池システム。
この燃料電池システムによれば、電流制限回路によって、一時的電圧低下処理の実行に伴って発生したスパイク電流による不具合が抑制される。
【００１３】
［適用例８］
燃料電池システムを制御する方法であって、
（ａ）燃料電池の運転状態を検出する工程と、
（ｂ）前記燃料電池の運転状態に基づいて、前記燃料電池の発電性能の低下を抑制するための性能低下抑制運転を開始する工程と、
を備え、前記性能低下抑制運転は、前記燃料電池に供給される反応ガスの状態を調整する準備処理を実行した上で、前記燃料電池の電流−電圧特性に基づいて、一時的に前記燃料電池の出力電圧を低下させることにより、前記燃料電池の出力電流を増大させて、前記燃料電池内部の生成水量を増大させる一時的電圧低下処理を実行する運転を含む、制御方法。
【００１４】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。また、本発明は、燃料電池システムの制御方法、その制御方法を実行する制御装置やプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】燃料電池システムの構成を示す概略図。
【図２】燃料電池システムの電気的構成を示す概略図。
【図３】燃料電池システムの制御部によるシステム制御の制御手順を示す説明図。
【図４】通常運転の実行時における燃料電池システムの出力制御を説明するための説明図。
【図５】一時的電圧低下処理による燃料電池の発電性能の一時的回復を説明するための説明図。
【図６】一時的電圧低下処理が繰り返し実行されたときの燃料電池における電圧の時間変化と電流の時間変化の一例を示す説明図。
【図７】水素の流量の増大に伴う電解質膜の乾燥状態の解消を説明するための模式図。
【図８】第２実施例の燃料電池システムの電気的構成を示す概略図。
【図９】局所的インピーダンス計測部と燃料電池との電気的な接続状態を説明するための模式図。
【図１０】第３実施例の燃料電池システムの構成を示す概略図。
【図１１】第３実施例の燃料電池システムの電気的構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
A．第１実施例：
図１は本発明の一実施例としての燃料電池システムの構成を示す概略図である。この燃料電池システム１００は、燃料電池車両などに搭載され、運転者からの要求に応じて、駆動力として用いられる電力を出力する。燃料電池システム１００は、燃料電池１０と、制御部２０と、カソードガス供給部３０と、カソードガス排出部４０と、アノードガス供給部５０と、アノードガス循環排出部６０と、冷媒供給部７０とを備える。
【００１７】
燃料電池１０は、反応ガスとして水素（アノードガス）と空気（カソードガス）の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。燃料電池１０は、単セルとも呼ばれる複数の発電体１１が積層されたスタック構造を有する。各発電体１１は、電解質膜の両面に電極を配置した発電体である膜電極接合体（図示せず）と、膜電極接合体を狭持する２枚のセパレータ（図示せず）とを有する。
【００１８】
ここで、電解質膜は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜によって構成することができる。また、電極は、発電反応を促進させるための触媒が担持された導電性粒子によって構成することができる。触媒としては、例えば、白金（Ｐｔ）を採用することができ、導電性粒子としては、例えば、カーボン（Ｃ）粒子を採用することができる。
【００１９】
制御部２０は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成することができる。制御部２０は、出力電力の要求を受け付け、その要求に応じて、以下に説明する各構成部を制御し、燃料電池１０に発電させる。
【００２０】
カソードガス供給部３０は、カソードガス配管３１と、エアコンプレッサ３２と、エアフロメータ３３と、開閉弁３４と、加湿部３５とを備える。カソードガス配管３１は、燃料電池１０のカソード側に接続された配管である。エアコンプレッサ３２は、カソードガス配管３１を介して燃料電池１０と接続されており、外気を取り込んで圧縮した空気を、カソードガスとして燃料電池１０に供給する。
【００２１】
エアフロメータ３３は、エアコンプレッサ３２の上流側において、エアコンプレッサ３２が取り込む外気の量を計測し、制御部２０に送信する。制御部２０は、この計測値に基づいて、エアコンプレッサ３２を駆動することにより、燃料電池１０に対する空気の供給量を制御する。
【００２２】
開閉弁３４は、エアコンプレッサ３２と燃料電池１０との間に設けられており、カソードガス配管３１における供給空気の流れに応じて開閉する。具体的には、開閉弁３４は、通常、閉じた状態であり、エアコンプレッサ３２から所定の圧力を有する空気がカソードガス配管３１に供給されたときに開く。
【００２３】
加湿部３５は、エアコンプレッサ３２から送り出された高圧空気を加湿する。制御部２０は、電解質膜の湿潤状態を保持して良好なプロトン伝導性を得るために、加湿部３５によって、燃料電池１０に供給される空気の加湿量を制御し、燃料電池１０内部の湿潤状態を調整する。なお、加湿部３５は、カソード排ガス配管４１、アノード排水配管６５とに接続されており、カソード排ガス中の水分や、アノード排ガスから分離された水分を高圧空気の加湿に用いる。
【００２４】
カソードガス排出部４０は、カソード排ガス配管４１と、調圧弁４３と、圧力計測部４４とを備える。カソード排ガス配管４１は、燃料電池１０のカソード側に接続された配管であり、カソード排ガスを燃料電池システム１００の外部へと排出する。調圧弁４３は、カソード排ガス配管４１におけるカソード排ガスの圧力（燃料電池１０のカソード側の背圧）を調整する。圧力計測部４４は、調圧弁４３の上流側に設けられており、カソード排ガスの圧力を計測し、その計測値を制御部２０に送信する。制御部２０は、圧力計測部４４の計測値に基づいて調圧弁４３の開度を調整する。
【００２５】
アノードガス供給部５０は、アノードガス配管５１と、水素タンク５２と、開閉弁５３と、レギュレータ５４と、水素供給装置５５と、圧力計測部５６とを備える。水素タンク５２は、アノードガス配管５１を介して燃料電池１０のアノードと接続されており、タンク内に充填された水素を燃料電池１０に供給する。開閉弁５３と、レギュレータ５４と、水素供給装置５５と、圧力計測部５６とは、アノードガス配管５１に、この順序で、上流側（水素タンク５２側）から設けられている。
【００２６】
開閉弁５３は、制御部２０からの指令により開閉し、水素タンク５２から水素供給装置５５の上流側への水素の流入を制御する。レギュレータ５４は、水素供給装置５５の上流側における水素の圧力を調整するための減圧弁であり、その開度が制御部２０によって制御されている。
【００２７】
水素供給装置５５は、例えば、電磁駆動式の開閉弁であるインジェクタによって構成することができる。圧力計測部５６は、水素供給装置５５の下流側の水素の圧力を計測し、制御部２０に送信する。制御部２０は、圧力計測部５６の計測値に基づき、水素供給装置５５を制御することによって、燃料電池１０に供給される水素量を制御する。
【００２８】
アノードガス循環排出部６０は、アノード排ガス配管６１と、気液分離部６２と、アノードガス循環配管６３と、水素循環用ポンプ６４と、アノード排水配管６５と、排水弁６６と、圧力計測部６７とを備える。アノード排ガス配管６１は、燃料電池１０のアノードの出口と気液分離部６２とを接続する配管であり、発電反応に用いられることのなかった未反応ガス（水素や窒素など）を含むアノード排ガスを気液分離部６２へと誘導する。
【００２９】
気液分離部６２は、アノードガス循環配管６３と、アノード排水配管６５とに接続されている。気液分離部６２は、アノード排ガスに含まれる気体成分と水分とを分離し、気体成分については、アノードガス循環配管６３へと誘導し、水分についてはアノード排水配管６５へと誘導する。
【００３０】
アノードガス循環配管６３は、アノードガス配管５１の水素供給装置５５より下流に接続されている。アノードガス循環配管６３には、水素循環用ポンプ６４が設けられており、この水素循環用ポンプ６４によって、気液分離部６２において分離された気体成分に含まれる水素は、アノードガス配管５１へと送り出される。このように、この燃料電池システム１００では、アノード排ガスに含まれる水素を循環させて、再び燃料電池１０に供給することにより、水素の利用効率を向上させている。
【００３１】
アノード排水配管６５は、気液分離部６２において分離された水分を燃料電池システム１００の外部へと排出するための配管であり、カソードガス供給部３０の加湿部３５に接続されている。排水弁６６は、アノード排水配管６５に設けられており、制御部２０からの指令に応じて開閉する。制御部２０は、燃料電池システム１００の運転中は、通常、排水弁６６を閉じておき、予め設定された所定の排水タイミングや、アノード排ガス中の不活性ガスの排出タイミングで排水弁６６を開く。
【００３２】
アノードガス循環排出部６０の圧力計測部６７は、アノード排ガス配管６１に設けられている。圧力計測部６７は、燃料電池１０の水素マニホールドの出口近傍において、アノード排ガスの圧力（燃料電池１０のアノード側の背圧）を計測し、制御部２０に送信する。
【００３３】
冷媒供給部７０は、冷媒用配管７１と、ラジエータ７２と、三方弁７３と、冷媒循環用ポンプ７５と、２つの冷媒温度計測部７６ａ，７６ｂとを備える。冷媒用配管７１は、燃料電池１０を冷却するための冷媒を循環させるための配管であり、上流側配管７１ａと、下流側配管７１ｂと、バイパス配管７１ｃとで構成される。
【００３４】
上流側配管７１ａは、燃料電池１０に設けられた冷媒用の出口マニホールドとラジエータ７２の入口とを接続する。下流側配管７１ｂは、燃料電池１０に設けられた冷媒用の入口マニホールドとラジエータ７２の出口とを接続する。バイパス配管７１ｃは、一端が、三方弁７３を介して上流側配管７１ａと接続され、他端が、下流側配管７１ｂに接続されている。制御部２０は、三方弁７３の開閉を制御することにより、バイパス配管７１ｃへの冷媒の流入量を調整して、ラジエータ７２への冷媒の流入量を制御する。
【００３５】
ラジエータ７２は、冷媒用配管７１に設けられており、冷媒用配管７１を流れる冷媒と外気との間で熱交換させることにより、冷媒を冷却する。冷媒循環用ポンプ７５は、下流側配管７１ｂにおいて、バイパス配管７１ｃの接続箇所より下流側（燃料電池１０の冷媒入口側）に設けられており、制御部２０の指令に基づき駆動する。
【００３６】
２つの冷媒温度計測部７６ａ，７６ｂはそれぞれ、上流側配管７１ａと、下流側配管７１ｂとに設けられており、それぞれの計測値を制御部２０へと送信する。制御部２０は、各冷媒温度計測部７６ａ，７６ｂのそれぞれの計測値の差から燃料電池１０の運転温度を検出する。また、制御部２０は、検出した燃料電池１０の運転温度に基づき、冷媒循環用ポンプ７５の回転数を制御して、燃料電池１０の運転温度を調整する。
【００３７】
燃料電池システム１００は、さらに、燃料電池車両の車両情報を取得するための、外気温センサ１０１や、車速センサ１０２を備える。外気温センサ１０１は、燃料電池車両外部の気温を検出し、制御部２０に送信する。車速センサ１０２は、燃料電池車両の現在の速度を検出し、制御部２０に送信する。制御部２０は、これらのセンサから得られた情報を適宜、燃料電池１０の出力制御のために利用する。
【００３８】
図２は、燃料電池システム１００の電気的構成を示す概略図である。燃料電池システム１００は、二次電池８１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２と、ＤＣ／ＡＣインバータ８３とを備える。また、燃料電池システム１００は、セル電圧計測部９１と、電流計測部９２と、インピーダンス計測部９３と、ＳＯＣ検出部９４とを備える。
【００３９】
燃料電池１０は、直流配線ＤＣＬを介してＤＣ／ＡＣインバータ８３に接続されており、ＤＣ／ＡＣインバータ８３は、燃料電池車両の駆動力源であるモータ２００に接続されている。二次電池８１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２を介して、直流配線ＤＣＬに接続されている。
【００４０】
二次電池８１は、燃料電池１０とともに電力供給源として機能し、例えば充・放電可能なリチウムイオン電池で構成することができる。制御部２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２を制御することにより、燃料電池１０の電流・電圧と、二次電池８１の充放電とを制御し、直流配線ＤＣＬの電圧レベルを可変に調整する。
【００４１】
二次電池８１には、ＳＯＣ検出部９４が接続されている。ＳＯＣ検出部９４は、二次電池８１の充電状態であるＳＯＣ（State of Charge）を検出し、制御部２０に送信する。ここで、二次電池８１のＳＯＣとは、二次電池８１の充電容量に対する二次電池８１の充電残量（蓄電量）の比率を意味する。ＳＯＣ検出部９４は、二次電池８１の温度や電力、電流を計測することにより、二次電池８１のＳＯＣを検出する。
【００４２】
制御部２０は、ＳＯＣ検出部９４の検出値に基づき、二次電池８１のＳＯＣが所定の範囲内に収まるように、二次電池８１の充放電を制御する。具体的には、制御部２０は、ＳＯＣ検出部９４から取得した二次電池８１のＳＯＣが予め設定された下限値より低い場合には、燃料電池１０の出力する電力によって、二次電池８１を充電する。また、二次電池８１のＳＯＣが予め設定された上限値より高い場合には、二次電池８１に放電させる。
【００４３】
ＤＣ／ＡＣインバータ８３は、燃料電池１０と二次電池８１とから得られた直流電力を交流電力へと変換し、モータ２００に供給する。そして、モータ２００によって回生電力が発生する場合には、ＤＣ／ＡＣインバータ８３が、その回生電力を直流電力に変換する。直流電力に変換された回生電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２を介して二次電池８１に蓄電される。
【００４４】
セル電圧計測部９１は、燃料電池１０の各発電体１１と接続されており、各発電体１１の電圧（セル電圧）を計測する。セル電圧計測部９１は、その計測結果を制御部２０に送信する。なお、セル電圧計測部９１は、計測したセル電圧のうち、最も低いセル電圧のみを制御部２０に送信するものとしても良い。電流計測部９２は、直流配線ＤＣＬに接続されており、燃料電池１０の出力する電流値を計測し、制御部２０に送信する。
【００４５】
インピーダンス計測部９３は、燃料電池１０に接続されており、燃料電池１０に交流電流を印加することにより、燃料電池１０全体のインピーダンスを測定し、制御部２０へと送信する。制御部２０は、インピーダンス計測部９３の計測結果に基づき、電解質膜の湿潤度を表す膜抵抗を求め、燃料電池１０の電解質膜の湿潤状態を管理する。
【００４６】
図３は、燃料電池システム１００の制御部２０によるシステム制御の制御手順を示すフローチャートである。制御部２０は、燃料電池システム１００が起動すると、運転者からの燃料電池車両に対する駆動要求に基づいて燃料電池１０に発電させる通常運転の実行を開始する（ステップＳ１０）。
【００４７】
図４は、通常運転の実行時における燃料電池システム１００の出力制御を説明するための説明図である。図４には、燃料電池１０の電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を示すグラフＧI-Vと、電流−電力特性（Ｉ−Ｐ特性）を示すグラフＧI-Pとを、左右の縦軸をそれぞれ電圧と電力とし、横軸を電流として示してある。通常、燃料電池の発電特性は、Ｉ−Ｖ特性やＩ−Ｐ特性によって表される。燃料電池のＩ−Ｖ特性は、電流の増加に従って下降する横Ｓ字状のなだらかな曲線グラフとして表され、燃料電池のＩ−Ｐ特性は、上に凸の曲線グラフとして表される。
【００４８】
制御部２０は、燃料電池１０についてのＩ−Ｖ特性およびＩ−Ｐ特性などの発電特性を表す情報を、燃料電池１０の制御用情報として予め記憶している。なお、燃料電池１０のＩ−Ｖ特性およびＩ−Ｐ特性は、燃料電池１０の運転温度など、その運転条件に応じて変化するため、制御部２０は、それらの運転条件ごとの制御用情報を有していることが好ましい。
【００４９】
制御部２０は、燃料電池１０のＩ−Ｐ特性に基づいて、要求電力Ｐｔに対して燃料電池１０が出力すべき目標電流Ｉｔを取得する。そして、制御部２０は、燃料電池１０のＩ−Ｖ特性に基づいて、目標電流Ｉｔを出力するための燃料電池１０の目標電圧Ｖｔを取得する。制御部２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８２に直流配線ＤＣＬの電圧を目標電圧Ｖｔに設定させることにより、燃料電池１０および二次電池８１に要求電力Ｐｔを出力させる。
【００５０】
ここで、図４のグラフには、燃料電池１０の発電性能が低下しているときのＩ−Ｖ特性の一例を示すグラフｄＧI-Vを破線で図示してある。通常、燃料電池のＩ−Ｖ特性は、燃料電池の運転温度の上昇とともに、その特性をあらわす曲線グラフが下降する方向に変化する傾向にある。Ｉ−Ｖ特性を示すグラフが下降するほど、ある電流値に対して得られる電圧値の値が低下し、燃料電池の発電効率が低下した状態となる。
【００５１】
特に、このＩ−Ｖ特性の変化に伴う燃料電池の発電性能は、燃料電池が高温状態にあるときに著しく低下してしまうことが知られている。そして、そうした発電性能が著しく低下した高温状態での運転が継続されると、燃料電池に不可逆な劣化が生じてしまう可能性がある。
【００５２】
そこで、制御部２０は、通常運転の実行中に、所定の周期で、燃料電池１０が高温状態であるか否かの判定処理を実行する（図３のステップＳ２０）。具体的には、制御部２０は、燃料電池１０の運転温度が予め設定された閾値（例えば約８５℃）より高くなっている状態のときに、燃料電池１０が高温状態であると判定する。
【００５３】
制御部２０は、燃料電池１０が高温状態ではないと判定した場合には、通常運転を継続する（ステップＳ１０）。一方、燃料電池１０が高温状態であると判定した場合には、燃料電池の発電性能の低下を抑制するための性能低下抑制運転を実行する（ステップＳ３０〜Ｓ６０）。
【００５４】
ここで、性能低下抑制運転では、通常運転と同様な出力制御の間に、燃料電池１０の電圧を、燃料電池１０のＩ−Ｖ特性に基づいて一時的に低下させて、電流を一時的に増大させる一時的電圧低下処理が実行される（ステップＳ５０）。詳細は後述するが、この一時的電圧低下処理によれば、燃料電池１０の発電性能を一時的に回復させ、発電効率を一時的に上昇させることができ、燃料電池１０の昇温を抑制することが可能となる。一時的電圧低下処理は、燃料電池１０が高温状態である間、繰り返し実行される（ステップＳ６０）。
【００５５】
しかし、一時的電圧低下処理は、発電中の燃料電池１０に対して急激な電圧低下を強制する処理である。そのため、燃料電池１０の運転状態によっては、燃料電池１０の劣化や、その他の不具合の発生を引き起こす可能性がある。そこで、本実施例の燃料電池システム１００では、一時的電圧低下処理を実行する前に、そうした不具合の発生を抑制するための事前処理として、ステップＳ３０，Ｓ４０の処理を実行する。以下では、ステップＳ５０の一時的電圧低下処理について説明した後、ステップＳ３０，Ｓ４０の事前処理について説明する。
【００５６】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、一時的電圧低下処理による燃料電池の発電性能の一時的回復を説明するための説明図である。図５（Ａ），（Ｂ）のグラフは実験により得られたものである。図５（Ａ）は、燃料電池の電流の時間変化を示すグラフであり、図５（Ｂ）は、燃料電池の電圧の時間変化を示すグラフである。図５（Ａ），（Ｂ）のグラフはそれぞれ、時間軸を互いに対応させて図示してある。
【００５７】
この実験では、時刻ｔ1〜ｔ2の間に、燃料電池の電流を、Ｉ1からＩ2に増大させ、I2で一時的に保持した後、再びＩ1まで低下させた（図５（Ａ））。このとき、燃料電池の電圧は、電流の増大に伴って、Ｖ1からＶ2まで低下したが、電流を元の電流値Ｉ1に復帰させたとき（時刻ｔ2）には、元の電圧Ｖ1よりも高い電圧Ｖ3となり、その後も元の電圧Ｖ1より高い電圧がしばらく維持された（図５（Ｂ））。
【００５８】
図５（Ｃ）は、一時的に電圧を低下させた後の電圧の上昇を燃料電池のＩ−Ｖ特性によって説明するための説明図である。図５（Ｃ）には、時刻ｔ1（燃料電池の電圧を低下させる前）における燃料電池のＩ−Ｖ特性を示すグラフを破線で図示し、時刻ｔ2（燃料電池の電圧を回復させた後）における燃料電池のＩ−Ｖ特性を示すグラフを実線で図示してある。
【００５９】
図５（Ａ），（Ｂ）に示されたように、一時的に電流を増大させた後に、燃料電池の電流と電圧とが対応しなくなったのは、図５（Ｃ）に示すように、燃料電池のＩ−Ｖ特性を表す曲線グラフが一時的に上昇し、燃料電池の発電性能が回復したためである。このようなＩ−Ｖ特性の変化は、一時的な電流の増大によって、燃料電池内部の水分の増加がもたらされ、電解質膜の乾燥領域の減少や、触媒の酸化被膜の減少／活性化などが促進されるために生じる。
【００６０】
このように、燃料電池の電圧を一時的に低下させて、燃料電池の発電特性に応じた一時的な電流の増大を生じさせる一時的電圧低下処理により、燃料電池の発電性能の回復が可能である。ただし、この発電性能の回復変化による発電性能の向上は、あくまで一時的なものであり、燃料電池の電圧は、電流を一定に保持していても、時間の経過とともに次第に低下する。従って、発電効率の低下・燃料電池の昇温を確実に抑制し、燃料電池の劣化を回避するためには、一時的電圧低下処理は、本実施例の燃料電池システム１００のように、繰り返し実行されることが望ましい。
【００６１】
図６（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、一時的電圧低下処理が繰り返し実行されたときの燃料電池１０における電圧の時間変化と電流の時間変化の一例を模式的に示すグラフである。図６（Ａ），（Ｂ）にはそれぞれ、縦軸を電圧または電流とし、横軸を時間とするグラフが、互いの時間軸を対応させて図示してある。この例では、時刻ｔnにおいて、電圧をＶａからＶｂへと低下させることにより、電流がＩａからＩｂへと増大している。そして、電圧をＶｂで一時的に保持した後、時刻ｔn+1において、電圧をＶａよりも大きいＶｃまで一時的に上昇させ、電流をＩａに復帰させている。
【００６２】
その後、燃料電池１０の電流はＩａで保持されるが、電圧は一時的に向上していた燃料電池１０の発電性能の低下に伴いＶａに戻る。時刻ｔn+2では、再び電圧をＶａからＶｂへと低下させて、電流をＩａからＩｂへと増大させている。時刻ｔn+3では、時刻ｔn+1のときと同様に、電圧をＶｃまで上昇させて、電流をＩｂに復帰させている。
【００６３】
燃料電池システム１００では、燃料電池１０が高温状態である間、一時的電圧低下処理が、このように繰り返される。一時的電圧低下処理の周期的な繰り返しにより、燃料電池１０における生成水量は間欠的に増大することになるため、いわゆるフラッディングが発生してしまわない程度に、生成水量を増大させることができる。ここで、「フラッディング」とは、燃料電池内部の水分量が過剰になり、反応ガスの流れが当該水分によって阻害されてしまう状態を意味する。また、一時的電圧低下処理が繰り返されている間には、上述したように、燃料電池１０の発電性能が一時的に回復するため、発電効率が向上し、燃料電池１０の昇温が抑制される。
【００６４】
ところで、一時的電圧低下処理は、急激な電流の上昇、即ち、水素の急激な消費量の増加を伴う。そのため、燃料電池１０における水素の圧力の急激な変動をもたらし、図６（Ｂ）において破線で示したような、瞬間的な大電流Ｉｓ（以後、「スパイク電流Ｉｓ」とも呼ぶ）が発生する可能性がある。スパイク電流Ｉｓの発生は、燃料電池１０の劣化や、燃料電池１０の電流が流入する各構成部や外部負荷の劣化を引き起こす可能性がある。また、急激な水素の消費量の増大により、燃料電池１０の水素量が不足してしまう場合には、燃料電池１０の内部で、プロトンの不足を補うために、電極の酸化が促進され、燃料電池１０が劣化してしまう可能性がある。
【００６５】
さらに、一時的電圧低下処理は、前記したとおり、燃料電池１０が高温状態であるときに実行されるため、燃料電池１０の電解質膜における乾燥領域が著しく増加している場合がある。その場合には、一時的電圧低下処理において所望の電流の増大を得ることができず、燃料電池１０の発電性能の低下を十分に抑制できない可能性がある。
【００６６】
そこで、本実施例の燃料電池システム１００では、一時的電圧低下処理において不具合が発生する可能性があると判定される場合には、そうした不具合の発生を抑制するための処理を実行した上で、一時的電圧低下処理を実行する（図３のステップＳ３０，Ｓ４０）。具体的には、以下の通りである。
【００６７】
ステップＳ３０では、制御部２０は、燃料電池１０の運転状態に基づいて、上述した不具合の発生を回避しつつ一時的電圧低下処理を実行することが可能か否かの判定処理を実行する。即ち、制御部２０は、燃料電池１０に水素が十分に供給されているか、または、電解質膜が著しく乾燥した状態で無いかを判定する。具体的には、制御部２０は、以下のような判定処理を実行するものとしても良い。
【００６８】
制御部２０は、燃料電池１０内の水素供給量については、インピーダンス計測部９３によって検出された燃料電池１０のインピーダンスに基づいて、燃料電池１０の内部の水素量を求め、その水素量が所定量以上あるか否かを判定するものとしても良い。また、制御部２０は、予め準備されたマップなどに基づき、水素の供給量に対して所望の電流量が得られているか否かを判定し、燃料電池１０のアノードのガス流路が閉塞されることによる水素不足が生じていないかを判定するものとしても良い。
【００６９】
制御部２０は、電解質膜の乾燥状態については、燃料電池１０のインピーダンスに基づき、燃料電池１０における現在の膜抵抗を取得することにより、電解質膜の湿潤度が所定の閾値より高いか否かを判定するものとしても良い。また、制御部２０は、燃料電池１０の電圧と電流の計測値に基づき、現在の燃料電池のＩ−Ｖ特性を特定し、電解質膜の乾燥による発電性能の低下を検出するものとしても良い。さらに、制御部２０は、燃料電池１０の運転温度が所定の閾値（例えば９０℃）より高い場合には、電解質膜が著しく乾燥した状態であるものと判定するものとしても良い。
【００７０】
燃料電池１０における水素量が不足した状態であると判定された場合や、電解質膜が著しく乾燥していると判定された場合には、制御部２０は、そうした燃料電池１０の状態を解消するための準備処理を実行する（ステップＳ４０）。具体的には、制御部２０は、アノードガス供給部５０にアノードガスの流量を増大させて、燃料電池１０におけるアノードガスのストイキ比を増大させる処理を実行する。ここで、「ストイキ比」とは、燃料電池の発電量に対して理論的に必要な反応ガスの量（反応ガスの理論的消費量）に対する実際の反応ガスの供給量の比を意味する。
【００７１】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、水素の流量の増大に伴う電解質膜の乾燥状態の解消を説明するための模式図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）にはそれぞれ、燃料電池１０の膜電極接合体１５を面に沿った方向に見たときの模式図が、紙面上側をカソード２側とし、紙面下側をアノード３側として図示してある。
【００７２】
なお、本実施例の燃料電池１０では、反応ガスが膜電極接合体１５を挟んで互いに対向する方向に流れており、それぞれの流れ方向を、矢印ＣＦ，ＡＦとして図示してある。さらに、図７（Ａ）〜（Ｃ）では、膜電極接合体１５における水分循環を、一点鎖線の矢印ＷＦによって模式的に示してあり、膜電極接合体１５において乾燥状態にある部位については破線ＤＡで示してある。
【００７３】
図７（Ａ）は、通常運転が実行される運転温度（約６０℃〜８５℃程度）のときの燃料電池１０における理想的な水分の循環状態の一例を示している。この状態のときには、カソード２側の空気の上流側（紙面左側）において生成された水分が空気の流れによって下流側へと移動する。そして、カソード２側から電解質膜１を介してアノード３側へと移動した水分が、水素の流れによって、その下流側（紙面左側）へと移動する。これによって、水分の循環系路が膜電極接合体１５の全体にわたって形成される。
【００７４】
図７（Ｂ）は、膜電極接合体１５において乾燥領域ＤＡが形成されたときの水分の循環状態の一例を示している。膜電極接合体１５では、燃料電池１０の運転温度が高くなると、カソード２側において空気の流量が多い上流側ほど乾燥する傾向にある。そのため、カソード２側の上流側において膜電極接合体１５が乾燥状態となり、水分の循環経路は、空気の下流側（水素の上流側）に偏った領域に形成される。
【００７５】
図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）の状態のときに、水素の流量を増大させたときの水分の循環状態の一例を示している。水分の循環経路が水素の上流側に偏った領域に形成されているときに、水素の流量を増大させることにより、水素の上流側の水分を下流側へと移動させることができる。そのため、水素の下流側における膜電極接合体１５の湿潤状態を改善することができる。
【００７６】
このように、ステップＳ４０（図３）の処理によれば、水素の流量を増大させることにより、電解質膜の乾燥状態が改善された状態、かつ、燃料電池１０における水素量が十分に確保された状態で、ステップＳ５０の一時的電圧低下処理を実行することができる。従って、一時的電圧低下処理にとって適切な電解質膜の湿潤状態が確保され、一時的電圧低下処理の効果を十分に得ることが可能となり、水素不足による燃料電池１０の劣化が抑制される。また、一時的電圧低下処理における燃料電池１０内部での著しい圧力変動が緩和され、スパイク電流Ｉｓの発生が抑制される。
【００７７】
なお、ステップＳ４０では、さらに、電解質膜の乾燥状態の改善のために、カソードガス供給部３０の供給する空気の加湿量を増大させる処理が実行されるものとしても良い。また、電解質膜のカソード側において、空気の上流側の領域の乾燥を緩和するために、空気の流量を一時的に低下させる処理が実行されるものとしても良い。
【００７８】
以上のように、本実施例の燃料電池システム１００であれば、燃料電池１０が高温状態となったときに、一時的電圧低下処理を実行することにより、燃料電池１０の発電効率の著しい低下が抑制され、燃料電池１０の更なる昇温が抑制される。また、一時的電圧低下処理に先立って、反応ガスの状態を調整する準備処理を適宜実行するため、燃料電池１０の発電性能の低下を抑制する効果が十分に得られる状態、かつ、不具合の発生が抑制された状態で、一時的電圧低下処理を実行することが可能である。
【００７９】
B．第２実施例：
図８は本発明の第２実施例としての燃料電池システム１００Ａの電機構成を示す概略図である。図８はインピーダンス計測部９３に変えて、局所的インピーダンス計測部９３Ａが設けられている点以外は、図２とほぼ同じである。なお、第２実施例の燃料電池システム１００Ａの他の構成は、第１実施例の燃料電池システム１００の構成とほぼ同じである（図１）。また、第２実施例の燃料電池システム１００Ａの制御部２０が実行するシステム制御の手順は、以下に説明する点以外は、第１実施例で説明した手順と同様である（図３）。
【００８０】
図９は、局所的インピーダンス計測部９３Ａと燃料電池１０との電気的な接続状態を説明するための模式図である。図９には、燃料電池１０の膜電極接合体１５と、膜電極接合体１５における反応ガスの流れを示す矢印ＣＦ，ＡＦとが図７と同様に図示してある。膜電極接合体１５における水素の下流側（紙面左側）の端部には、カソード２およびアノード３とは絶縁された状態で、電解質膜１を狭持する２つの端子５ａ，５ｂが設けられている。
【００８１】
局所的インピーダンス計測部９３Ａは、燃料電池１０の各膜電極接合体１５と、これら２つの端子５ａ，５ｂを介して接続されている。これによって、局所的インピーダンス計測部９３Ａは、燃料電池１０の水素出口近傍における電解質膜１の膜抵抗を検出することが可能である。
【００８２】
第２実施例の燃料電池システム１００Ａでは、制御部２０は、システム制御のステップＳ３０（図３）において、局所的インピーダンス計測部９３Ａの検出結果を用いる。具体的には、制御部２０は、局所的インピーダンス計測部９３Ａの検出結果に基づき、燃料電池１０の水素出口近傍における電解質膜の湿潤度を取得する。そして、当該領域における電解質膜１の湿潤度が所定の閾値より低い場合には、ステップＳ４０において、準備処理として、水素の流量を増大させる処理を実行する。一方、当該領域における電解質膜１の湿潤度が所定の閾値以上である場合には、ステップＳ５０の一時的電圧低下処理を実行する。
【００８３】
以上のように、第２実施例の燃料電池システム１００Ａであれば、直接的に図７（Ｂ）で説明したような膜電極接合体１５の乾燥状態を検出することができる。従って、一時的電圧低下処理の準備処理を実行するか否かの判定処理を、より適切に行うことができる。
【００８４】
C．第３実施例：
図１０は、本発明の第３実施例としての燃料電池システム１００Ｂの構成を示す概略図であり、図１１は、第３実施例の燃料電池システム１００Ｂの電気的構成を示す概略図である。図１０は、アノードガス循環排出部６０に水素バッファタンク６８が設けられている点以外は、図１とほぼ同じである。図１１は、直流配線ＤＣＬに、電流制限回路８５が設けられている点以外は、図２とほぼ同じである。なお、第３実施例の燃料電池システム１００Ｂでは、第１実施例で説明したのと同様なシステム制御が実行される（図３）。
【００８５】
第３実施例の燃料電池システム１００では、アノードガス循環排出部６０のアノード排ガス配管６１に、水素を含むアノード排ガスを一時的に貯留しておくための水素バッファタンク６８が設けられている（図１０）。第３実施例の燃料電池システム１００Ｂは、この水素バッファタンク６８を有することにより、一時的電圧低下処理を実行したときに、燃料電池１０の内部における水素圧力の急激な変動の発生が抑制される。従って、一時的電圧低下処理においてスパイク電流Ｉｓ（図６（Ｂ））が発生してしまうことを抑制することができる。
【００８６】
また、第３実施例の燃料電池システム１００では、電流制限回路８５が、直流配線ＤＣＬにおいて、燃料電池１０とＤＣ／ＤＣコンバータ８２との間に設けられている（図１１）。電流制限回路８５は、コンデンサや抵抗を備え、所定の電流より高い電流が流れることを制限するための回路である。より具体的には、電流制限回路８５は、通常運転の際の燃料電池１０の電流はそのまま通し、一時的電圧低下処理において発生するスパイク電流Ｉｓのような大電流はカットする。
【００８７】
以上のように、第３実施例の燃料電池システム１００であれば、水素バッファタンク６８によって一時的電圧低下処理によって発生するスパイク電流Ｉｓの発生を抑制できる。また、電流制限回路８５によって、スパイク電流Ｉｓが燃料電池システムの各構成部や外部負荷へと流入することを抑制することができる。
【００８８】
D．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８９】
D1．変形例１：
上記実施例では、燃料電池１０が高温状態であることが検出されたときに、燃料電池１０の発電性能の低下を抑制するための性能低下抑制運転が実行されていた。しかし、性能低下抑制運転は、燃料電池１０が高温状態であることを検出した場合だけでなく、他の場合に実行されるものとしても良い。例えば、性能低下抑制運転は、燃料電池１０の所定の電圧に対する電流値が所定の閾値よりも低下し、発電性能の低下が検出されたときに、実行されるものとしても良い。また、性能低下抑制運転は、燃料電池１０の内部における湿潤状態が低下しているときに実行されるものとしても良い。さらに、性能低下抑制運転は、燃料電池システム１００の運転中や、モータ２００への燃料電池１０の出力の供給を停止している、燃料電池１０の待機中などに定期的に実行されるものとしても良い。
【００９０】
D2．変形例２：
上記実施例では、ステップＳ３０において、一時的電圧低下処理による不具合の発生の可能性を判定する処理が実行されていた。しかし、ステップＳ３０は省略されるものとしても良く、一時的電圧低下処理の実行を開始する際には、ステップＳ４０の処理が、常に、または、所定のタイミングで、実行されるものとしても良い。また、ステップＳ３０の判定処理においては、上記実施例で説明した以外の方法により、水素不足の判定や、電解質膜の乾燥状態の判定が実行されるものとしても良い。
【００９１】
D3．変形例３：
上記実施例では、一時的電圧低下処理の準備処理として、水素の流量を増大させて、水素のストイキ比を増大させる処理が実行されていた。しかし、一時的電圧低下処理の準備処理としては、他の反応ガスの状態を調整するための処理が実行されるものとしても良い。例えば、一時的電圧低下処理の準備処理としては、カソードガスとして供給される空気の湿潤度を増大させる処理が実行されても良いし、空気の流量を低下させて、水素上流側の電解質膜１の乾燥状態を緩和する処理が実行されるものとしても良い。
【００９２】
D4．変形例４：
上記第３実施例の燃料電池システム１００Ｂには、一時的電圧低下処理において発生するスパイク電流Ｉｓに対する対策として、水素バッファタンク６８と電流制限回路８５の両方が設けられていた。しかし、水素バッファタンク６８または電流制限回路８５のいずれか一方が省略されるものとしても良い。また、第３実施例の燃料電池システム１００Ｂでは、第１実施例や第２実施例の燃料電池システム１００，１００Ａと同様に、一時的電圧低下処理の前に準備処理が実行されるシステム制御が実行されていた（図３）。しかし、水素バッファタンク６８や、電流制限回路８５は、ステップＳ３０，４０の事前処理を実行することなく、ステップＳ５０の一時的電圧低下処理を実行する燃料電池システムに設けることも可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１…電解質膜
２…カソード
３…アノード
５ａ，５ｂ…端子
１０…燃料電池
１１…発電体
１５…膜電極接合体
２０…制御部
３０…カソードガス供給部
３１…カソードガス配管
３２…エアコンプレッサ
３３…エアフロメータ
３４…開閉弁
３５…加湿部
４０…カソードガス排出部
４１…カソード排ガス配管
４３…調圧弁
４４…圧力計測部
５０…アノードガス供給部
５１…アノードガス配管
５２…水素タンク
５３…開閉弁
５４…レギュレータ
５５…水素供給装置
５６…圧力計測部
６０…アノードガス循環排出部
６１…アノード排ガス配管
６２…気液分離部
６３…アノードガス循環配管
６４…水素循環用ポンプ
６５…アノード排水配管
６６…排水弁
６７…圧力計測部
６８…水素バッファタンク
７０…冷媒供給部
７１…冷媒用配管
７１ａ…上流側配管
７１ｂ…下流側配管
７１ｃ…バイパス配管
７２…ラジエータ
７３…三方弁
７５…冷媒循環用ポンプ
７６ａ，７６ｂ…冷媒温度計測部
８１…二次電池
８２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
８３…ＤＣ／ＡＣインバータ
８５…電流制限回路
９１…セル電圧計測部
９２…電流計測部
９３…インピーダンス計測部
９３Ａ…局所的インピーダンス計測部
９４…ＳＯＣ検出部
１００，１００Ａ，１００Ｂ…燃料電池システム
１０１…外気温センサ
１０２…車速センサ
２００…モータ
ＤＡ…乾燥領域
ＤＣＬ…直流配線
Ｉｓ…スパイク電流
【図１】
2013134866.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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