(57)【要約】【課題】燃料電池を良好に暖機可能な燃料電池システムを提供する。【解決手段】カソードを有し、前記カソードに酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池スタック１０と、カソードに向かう空気（酸素）の供給量を制御することでストイキ比を制御するストイキ比制御手段と、燃料電池スタック１０の暖機が促進しているか否か判定する暖機促進判定手段と、を備え、システム起動時に所定条件が成立した場合に燃料電池スタック１０の暖機を促進させる暖機促進起動モードで起動する燃料電池システム１であって、暖機促進起動モード中、暖機促進判定手段が燃料電池スタック１０の暖機は促進していないと判定した場合、ストイキ比制御手段はストイキ比を小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードを有し、前記カソードに酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、
前記カソードに向かう酸化剤ガスの供給量を制御することでストイキ比を制御するストイキ比制御手段と、
前記燃料電池の暖機が促進しているか否か判定する暖機促進判定手段と、
を備え、
システム起動時に所定条件が成立した場合に前記燃料電池の暖機を促進させる暖機促進起動モードで起動する燃料電池システムであって、
前記暖機促進起動モード中、
前記暖機促進判定手段が前記燃料電池の暖機は促進していないと判定した場合、前記ストイキ比制御手段はストイキ比を小さくする
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料電池の温度を検出する温度検出手段と、
前記燃料電池を暖機するため、前記燃料電池の温度に基づいて前記燃料電池において発生させるべき目標発熱量を算出する目標発熱量算出手段と、
前記目標発熱量算出手段の算出した目標発熱量に基づいて、前記燃料電池の目標ＩＶ曲線を算出する目標ＩＶ曲線算出手段と、
前記燃料電池の実際ＩＶ曲線を算出する実際ＩＶ曲線算出手段と、
を備え、
前記暖機促進判定手段は、実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線よりも高い場合、前記燃料電池の暖機は促進していないと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線よりも高く、前記暖機促進判定手段が前記燃料電池の暖機は促進していないと判定した場合、
前記ストイキ比制御手段は、実際ＩＶ曲線と目標ＩＶ曲線との差が大きくなるにつれて、ストイキ比を小さくする
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記ストイキ比制御手段は、実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線以下である場合、ストイキ比を維持する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池を暖機するため、前記燃料電池の温度に基づいて前記燃料電池において発生させるべき目標発熱量を算出する目標発熱量算出手段と、
前記燃料電池の実際発熱量を算出する実際発熱量算出手段と、
を備え、
前記暖機促進判定手段は、実際発熱量が目標発熱量よりも小さい場合、前記燃料電池の暖機は促進していないと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
実際発熱量が目標発熱量よりも小さく、前記暖機促進判定手段が前記燃料電池の暖機は促進していないと判定した場合、
前記ストイキ比制御手段は、実際発熱量と目標発熱量との差が大きくなるにつれて、ストイキ比を小さくする
ことを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料電池の暖機を完了すべき目標暖機完了時刻までの残り時間を算出する残り時間算出手段を備え、
前記目標発熱量算出手段は、残り時間が短くなるにつれて、目標発熱量を大きくする
ことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項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。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池車等の電源として、水素（燃料ガス）及び酸素を含む空気（酸化剤ガス）が供給されることで発電する燃料電池が注目されている。このような燃料電池は、水素又は空気を電極反応させる触媒（Ｐｔ等）の種類に対応して、好適に発電する好適発電温度（例えば、ＰＥＦＣでは８０〜９０℃）を有している。
【０００３】
ところで、燃料電池の使用環境は大きく変化するので、起動時における燃料電池の温度は大きく変化し、例えば、氷点下（０℃以下）になることもある。そこで、燃料電池を早期に暖機する方法として、燃料電池に供給される空気（酸素）のストイキ比を小さくする方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
ストイキ比とは、酸素の余剰率を意味し、アノードに供給されている水素と過不足なく反応するのに必要な酸素（必要酸素）に対して、実際の酸素（実際酸素）がどの程度余剰であるかを示す比である。
【０００５】
そして、ストイキ比を小さくすると、水素と酸素との反応によって取り出せるエネルギのうちの熱損失（発電損失）が増大、つまり、燃料電池の発電に伴う自己発熱量が増加する。よって、ストイキ比を小さくし、酸素不足状態に近づけると、濃度過電圧及び自己発熱量が増加し、燃料電池の暖機が促進されることになる。なお、このようにストイキ比を小さくする運転は低効率運転と称される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２２６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、ストイキ比を小さくしても、燃料電池の暖機が予想通りに進まない場合がある。例えば、燃料電池の総使用時間（総発電時間）が短く、電極（カソード、アノード）を構成する触媒の活性が予想よりも高い場合である。このような場合、ストイキ比を小さくし、酸素量を減らしたとしても、カソードにおける電極反応が良好に進行するので、濃度過電圧及び自己発熱量が増加し難くなり、燃料電池の暖機が遅れてしまう。
【０００８】
また、燃料電池内に氷が存在する場合、燃料電池の暖機が予想通りに進まない虞がある。すなわち、ストイキ比を小さくすることで燃料電池の発熱量が増加したものの、この発熱量の一部が氷の融解に消費されてしまい、燃料電池の暖機が遅れてしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、燃料電池を良好に暖機可能な燃料電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、カソードを有し、前記カソードに酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、前記カソードに向かう酸化剤ガスの供給量を制御することでストイキ比を制御するストイキ比制御手段と、前記燃料電池の暖機が促進しているか否か判定する暖機促進判定手段と、を備え、システム起動時に所定条件が成立した場合に前記燃料電池の暖機を促進させる暖機促進起動モードで起動する燃料電池システムであって、前記暖機促進起動モード中、前記暖機促進判定手段が前記燃料電池の暖機は促進していないと判定した場合、前記ストイキ比制御手段はストイキ比を小さくすることを特徴とする燃料電池システムである。
【００１１】
このような構成によれば、暖機促進起動モードで運転中、暖機促進判定手段が燃料電池の暖機は促進していないと判定した場合、ストイキ比制御手段がストイキ比を小さくする。このようにストイキ比が小さくなると、燃料電池における発熱量が増加するので、燃料電池の暖機を促進できる。
【００１２】
また、前記燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の温度を検出する温度検出手段と、前記燃料電池を暖機するため、前記燃料電池の温度に基づいて前記燃料電池において発生させるべき目標発熱量を算出する目標発熱量算出手段と、前記目標発熱量算出手段の算出した目標発熱量に基づいて、前記燃料電池の目標ＩＶ曲線を算出する目標ＩＶ曲線算出手段と、前記燃料電池の実際ＩＶ曲線を算出する実際ＩＶ曲線算出手段と、を備え、前記暖機促進判定手段は、実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線よりも高い場合、前記燃料電池の暖機は促進していないと判定することが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、暖機促進判定手段は、実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線よりも高い場合、燃料電池の暖機は促進していないと判定できる。
すなわち、燃料電池の総使用時間（総発電時間）が短く、実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線よりも高く、発熱量が不足していたとしても、暖機促進判定手段が燃料電池の暖機は促進していないと判定した後、ストイキ比制御手段がストイキ比を小さくするので、燃料電池の暖機を促進できる。
【００１４】
また、前記燃料電池システムにおいて、実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線よりも高く、前記暖機促進判定手段が前記燃料電池の暖機は促進していないと判定した場合、前記ストイキ比制御手段は、実際ＩＶ曲線と目標ＩＶ曲線との差が大きくなるにつれて、ストイキ比を小さくすることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、ストイキ比制御手段が、実際ＩＶ曲線と目標ＩＶ曲線との差が大きくなるにつれて、ストイキ比を小さくするので、発熱量が大きくなる。これにより、燃料電池の不足発熱量（実際ＩＶ曲線と目標ＩＶ曲線との差）に対応して、発熱量を大きくできる。
【００１６】
また、前記燃料電池システムにおいて、前記ストイキ比制御手段は、実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線以下である場合、ストイキ比を維持することが好ましい。
【００１７】
このような構成によれば、ストイキ比制御手段が、実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線以下である場合、ストイキ比を維持する。これにより、カソードに供給される酸化剤ガスの流量は維持され、減少しない。したがって、カソードに滞留・付着する水分が増加することはなく、水分量に起因する燃料電池の安定性は維持される。
【００１８】
また、前記燃料電池システムにおいて、前記燃料電池を暖機するため、前記燃料電池の温度に基づいて前記燃料電池において発生させるべき目標発熱量を算出する目標発熱量算出手段と、前記燃料電池の実際発熱量を算出する実際発熱量算出手段と、を備え、前記暖機促進判定手段は、実際発熱量が目標発熱量よりも小さい場合、前記燃料電池の暖機は促進していないと判定することが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、暖機促進判定手段は、実際発熱量が目標発熱量よりも小さい場合、燃料電池の暖機は促進していないと判定できる。
すなわち、実際ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線と一致していた場合において、氷等の存在により、熱の一部が消失し、実際発熱量が目標発熱量よりも小さいとき、暖機促進判定手段が燃料電池の暖機は促進していないと判定した後、ストイキ比制御手段がストイキ比を小さくするので、燃料電池の暖機を促進できる。
【００２０】
また、前記燃料電池システムにおいて、実際発熱量が目標発熱量よりも小さく、前記暖機促進判定手段が前記燃料電池の暖機は促進していないと判定した場合、前記ストイキ比制御手段は、実際発熱量と目標発熱量との差が大きくなるにつれて、ストイキ比を小さくすることが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、ストイキ比制御手段が、実際発熱量と目標発熱量との差が大きくなるにつれて、ストイキ比を小さくするので、発熱量が大きくなる。これにより、燃料電池の不足発熱量（実際発熱量と目標発熱量との差）に対応して、発熱量を大きくできる。
【００２２】
また、前記燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の暖機を完了すべき目標暖機完了時刻までの残り時間を算出する残り時間算出手段を備え、前記目標発熱量算出手段は、残り時間が短くなるにつれて、目標発熱量を大きくすることが好ましい。
【００２３】
このような構成によれば、目標発熱量算出手段が、残り時間が短くなるにつれて、目標発熱量を大きくするので、目標暖機完了時刻までに燃料電池の暖機を完了できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、燃料電池を良好に暖機可能な燃料電池システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図２】本実施形態に係る燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】図２の目標ストイキ比の補正処理のサブフローチャートである。
【図４】燃料電池スタックの温度と、目標暖機完了時刻までの残り時間と、目標発熱量と、の関係を示すマップである。
【図５】目標発熱量と、目標スタック電流（目標セル電流）との関係を示すマップである。
【図６】目標スタック発熱量と、目標スタック電圧との関係を示すマップである。
【図７】目標ストイキ比と、濃度過電圧（目標スタック電圧）との関係を示すマップである。
【図８】スタック電流（セル電流）と、スタック電圧との関係を示すマップ（ＩＶ曲線マップ）である。
【図９】「実測ＩＶ曲線＞目標ＩＶ曲線」の場合において、ストイキ比を小さくしたときを示すグラフである。
【図１０】「実測ＩＶ曲線＝目標ＩＶ曲線」で発熱量が不足する場合において、ストイキ比を小さくしたときを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の一実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
【００２７】
≪燃料電池システムの構成≫
燃料電池システム１は、図示しない燃料電池車に搭載されており、燃料電池スタック１０（燃料電池）と、セル電圧モニタ１５と、燃料電池スタック１０のアノードに対して水素（燃料ガス、アノードガス）を給排するアノード系と、燃料電池スタック１０のカソードに対して空気（酸化剤ガス、カソードガス）を給排するカソード系と、燃料電池スタック１０を経由するように冷媒を循環させる冷媒系と、燃料電池スタック１０の出力する電力（スタック電流、スタック電圧）を制御する電力制御系と、これらを電子制御するＥＣＵ７０（Electronic Control Unit、制御手段）と、を備えている。
【００２８】
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１０は、複数（例えば２００〜４００枚）の固体高分子型の単セル１１（燃料電池）が積層して構成されたスタックであり、複数の単セル１１は電気的に直列で接続されている。単セル１１は、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜電極接合体）と、これを挟む２枚の導電性を有するセパレータと、を備えている。ＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜等からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノード及びカソード（電極）と、を備えている。
【００２９】
アノード及びカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体と、これに担持され、アノード及びカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔ、Ｒｕ等）と、を含んでいる。
【００３０】
各セパレータには、各ＭＥＡの全面に水素又は空気を供給するための溝や、全ての単セル１１に水素又は空気を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔がアノード流路１２（燃料ガス流路）、カソード流路１３（酸化剤ガス流路）として機能している。
【００３１】
そして、アノード流路１２を介して各アノードに水素が供給されると、式（１）の電極反応が起こり、カソード流路１３を介して各カソードに空気が供給されると、式（２）の電極反応が起こり、各単セルで電位差（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、開回路電圧）が発生するようになっている。次いで、燃料電池スタック１０とモータ５１等の外部回路とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１０が発電するようになっている。
【００３２】
２Ｈ２→４Ｈ＋＋４ｅ−  …（１）
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ  …（２）
【００３３】
また、各セパレータには、各単セル１１を冷却する冷媒が通流する溝や、全ての単セル１１に冷媒を給排するための貫通孔が形成されており、これら溝及び貫通孔が冷媒流路１４として機能している。
【００３４】
＜セル電圧モニタ＞
セル電圧モニタ１５は、複数の単セル１１毎のセル電圧を検出する機器であり、モニタ本体と、モニタ本体と各単セルとを接続するワイヤハーネスとを備えている。
【００３５】
モニタ本体は、所定周期で全ての単セル１１をスキャニングし、各単セル１１のセル電圧を検出し、平均セル電圧、最低セル電圧を算出するようになっている。そして、モニタ本体（セル電圧モニタ１５）は、平均セル電圧、最低セル電圧をＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００３６】
＜アノード系＞
アノード系は、水素タンク２１（燃料ガス供給手段）と、常閉型の遮断弁２２と、減圧弁２３（レギュレータ）と、エゼクタ２４と、常閉型のパージ弁２５と、を備えている。
【００３７】
水素タンク２１は、配管２１ａ、遮断弁２２、配管２２ａ、減圧弁２３、配管２３ａ、エゼクタ２４、配管２４ａを介して、アノード流路１２の入口に接続されている。そして、遮断弁２２がＥＣＵ７０によって開かれると、水素タンク２１の水素が配管２１ａ等を通ってアノード流路１２に供給されるようになっている。
よって、アノード流路１２に供給される燃料ガスが通流する燃料ガス供給流路は、配管２１ａ、配管２２ａ、配管２３ａ及び配管２４ａを備えて構成されている。
【００３８】
減圧弁２３は、カソード流路１３を通流する空気の圧力と等しくなるように、水素の圧力を減圧（調整）するものである。
エゼクタ２４は、配管２３ａからの水素をノズル（図示しない）で噴射することで負圧を発生させ、この負圧によって後記する水素を含むアノードオフガスを吸引し、水素を循環させる装置（真空ポンプ）である。
【００３９】
アノード流路１２の出口は、配管２４ｂ（水素循環ライン）を介してエゼクタ２４の吸気口に接続されている。そして、アノード流路１２から排出された未反応の水素を含むアノードオフガス（燃料オフガス）は、配管２４ｂを通ってエゼクタ２４に供給され、水素が循環するようになっている。
【００４０】
配管２４ｂは、配管２５ａ、パージ弁２５、配管２５ｂを介して、後記する希釈器３３に接続されている。そして、パージ弁２５が、ＥＣＵ７０によって所定の開弁時間にて開かれると、未反応の水素、不純物（水分（水蒸気）、窒素等）を含むアノードオフガスが希釈器３３に排出され、燃料電池スタック１０の発電性能が回復するようになっている。
【００４１】
なお、ＥＣＵ７０は、複数の単セル１１の電圧のうちの最低の電圧（最低セル電圧）が、所定セル電圧以下である場合、パージ弁２５を開く必要があると判断するように設定されている。
【００４２】
＜カソード系＞
カソード系は、コンプレッサ３１（酸化剤ガス供給手段、供給量（流量）制御手段）と、常開型の背圧弁３２（供給量（流量）制御手段）と、希釈器３３と、流量センサ３４と、を備えている。
【００４３】
コンプレッサ３１の吐出口は、配管３１ａ（酸化剤ガス供給流路）を介して、カソード流路１３の入口に接続されている。そして、コンプレッサ３１は、ＥＣＵ７０の指令に従って作動すると、酸素を含む空気（外気）を吸気して吐出し、この空気が配管３１ａを通ってカソード流路１３に供給されるようになっている。
【００４４】
また、コンプレッサ３１（ストイキ比制御手段）の回転速度が制御されると、カソード流路１３に供給（通流）する空気（酸素）の流量（供給量）が制御され、酸素のストイキ比が可変するようになっている。なお、コンプレッサ３１、後記する冷媒ポンプ４１は、燃料電池スタック１０及び／又はバッテリを電源としている。
【００４５】
カソード流路１３の出口には、配管３２ａ、背圧弁３２、配管３２ｂ、希釈器３３、配管３３ａが順に接続されている。そして、カソード流路１３から排出されたカソードオフガス（酸化剤オフガス）は、配管３２ａ等を通って車外に排出されるようになっている。
よって、カソード流路１３からの酸化剤オフガスを排出する酸化剤オフガス排出流路は、配管３２ａ、配管３２ｂ及び配管３３ａを備えて構成されている。
【００４６】
背圧弁３２は、カソード流路１３における空気の圧力を制御するための弁であり、例えばバタフライ弁で構成され、その開度はＥＣＵ７０によって制御される。
【００４７】
希釈器３３は、アノードオフガスとカソードオフガスとを混合し、アノードオフガスに含まれる水素を希釈する箱状容器であり、その内部に混合用（希釈用）の希釈空間を有している。そして、希釈後のガスは、配管３３ａを通って車外に排出されるようになっている。
【００４８】
流量センサ３４は、配管３１ａに取り付けられており、カソード流路１３に供給される空気（酸素）の流量を検出し、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００４９】
＜冷媒系＞
冷媒系は、冷媒流路１４を経由するように冷媒を循環させる系であり、冷媒を圧送する冷媒ポンプ４１と、冷媒の通流方向を切り替えるサーモスタット４２と、冷媒の熱を車外（外部）に放出するラジエータ４３（放熱器）と、温度センサ４４（温度検出手段）と、温度センサ４５（温度検出手段）と、を備えている。
【００５０】
冷媒ポンプ４１の吐出口から順に、配管４１ａ、冷媒流路１４、配管４２ａ、サーモスタット４２、配管４２ｂ、ラジエータ４３、配管４３ａが接続されており、配管４３ａの下流端は冷媒ポンプ４１の吸入口に接続されている。そして、ＥＣＵ７０の指令に従って冷媒ポンプ４１が作動すると、冷媒が冷媒流路１４及びラジエータ４３を経由して循環するようになっている。よって、冷媒流路１４を通流する冷媒の流量は、冷媒ポンプ４１の回転速度と比例関係である。
【００５１】
また、サーモスタット４２は、配管４２ｃ（ラジエータバイパス流路）を介して、配管４３ａに接続されている。サーモスタット４２は、システムの低温起動時等、冷媒の温度が低い場合に冷媒の通流方向を配管４２ｃ側に切り替える方向切替弁である。そして、このように切り替えられると、冷媒が配管４２ｃを通流し、ラジエータ４３をバイパスするようになっている。
【００５２】
温度センサ４４は、配管４１ａに取り付けられており、冷媒流路１４に流入する冷媒の温度Ｔ１を検出し、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００５３】
温度センサ４５は、配管４２ａに取り付けられており、冷媒流路１４から流出した直後の冷媒の温度Ｔ２を検出し、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。なお、冷媒の温度Ｔ２は、燃料電池スタック１０の温度と略等しい。
【００５４】
＜電力制御系＞
電力制御系は、モータ５１と、電力制御器５２と、コンタクタ５３と、出力検出器５４と、を備えている。モータ５１は、電力制御器５２、コンタクタ５３、出力検出器５４を介して、燃料電池スタック１０の出力端子に接続されている。
【００５５】
モータ５１は、燃料電池車を走行させるための駆動力を発生する電動機である。
なお、モータ５１と電力制御器５２との間には、ＥＣＵ７０の指令に従って、三相交流を発生させるＰＤＵ（Power Drive Unit、図示しない）が設けられている。
【００５６】
電力制御器５２は、ＥＣＵ７０の指令に従って、燃料電池スタック１０の出力（発電電力、スタック電流、スタック電圧）を制御する機能を備えている。このような電力制御器５２は、ＤＣ−ＤＣチョッパ回路等の各種電子回路を備えて構成されている。また、電力制御器５２にはバッテリ（図示しない）が接続されており、電力制御器５２はバッテリの充電／放電を制御する機能も備えている。
【００５７】
コンタクタ５３は、ＥＣＵ７０からの指令に従って、燃料電池スタック１０とモータ５１等の外部回路とを電気的にＯＮ（接続）／ＯＦＦ（遮断）するスイッチである。
【００５８】
出力検出器５４は、燃料電池スタック１０の出力するスタック電流値及びスタック電圧値を検出する機器であり、電流センサ及び電圧センサを備えている。出力検出器５４は、検出したスタック電流値及びスタック電圧値をＥＣＵ７０に出力するようになっている。
【００５９】
＜その他機器＞
ＩＧ６１は、燃料電池システム１（燃料電池車）の起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、ＩＧ６１はＥＣＵ７０と接続されており、ＥＣＵ７０はＩＧ６１のＯＮ信号（システム起動信号）、ＯＦＦ信号（システム停止信号）を検知するようになっている。
【００６０】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ７０は、燃料電池システム１を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行するようになっている。
【００６１】
＜ＥＣＵ−ストイキ比制御機能＞
ＥＣＵ７０は、コンプレッサ３１の回転速度を制御（可変）し、カソード流路１３に向かう空気（酸素）の流量（供給量）を制御（可変）することで、カソードに供給される酸素のストイキ比を制御する機能を備えている。
【００６２】
＜ＥＣＵ−暖機促進判定機能＞
ＥＣＵ７０は、低温起動モードでの運転中、（１）燃料電池スタック１０の実測ＩＶ曲線（実際ＩＶ曲線）と目標ＩＶ曲線とを比較して、又は、（２）燃料電池スタック１０の実際発熱量（実測発熱量）と目標発熱量とを比較して、燃料電池スタック１０の暖機が促進しているか否か判定する機能を備えている。
なお、ここでは、燃料電池スタック１０の実測電流（実際電流）と目標電流とを一致させた場合における実測（実際）スタック電圧と目標スタック電圧との比較が、燃料電池スタック１０の実測ＩＶ曲線と目標ＩＶ曲線との比較に対応している。
【００６３】
＜ＥＣＵ−温度検出機能＞
ＥＣＵ７０は、温度センサ４５を介して検出される冷媒の温度Ｔ２と、冷媒ポンプ４１の回転速度（冷媒の流量）とに基づいて、燃料電池スタック１０の温度を検出する機能を備えている。
【００６４】
＜ＥＣＵ−実際発熱量算出機能＞
ＥＣＵ７０は、温度センサ４４を介して検出される冷媒の温度Ｔ１と、温度センサ４５を介して検出される冷媒の温度Ｔ２と、冷媒ポンプ４１の回転速度（冷媒の流量）とに基づいて、燃料電池スタック１０の実測発熱量（実際発熱量）を算出（検出）する機能を備えている。
【００６５】
＜ＥＣＵ−残り時間算出機能＞
ＥＣＵ７０は、燃料電池の暖機を完了すべき目標暖機完了時刻までの残り時間を算出する機能を備えている。
【００６６】
＜ＥＣＵ−目標発熱量算出機能＞
ＥＣＵ７０は、温度センサ４５を介して検出される冷媒の温度Ｔ２と、目標暖機完了時刻までの残り時間とに基づいて、燃料電池スタック１０の目標発熱量を算出する機能を備えている。
【００６７】
＜ＥＣＵ−目標ＩＶ曲線算出機能＞
ＥＣＵ７０は、目標発熱量に基づいて、目標スタック電流及び目標スタック電圧を算出し、目標ＩＶ曲線を算出する機能を備えている。
【００６８】
＜ＥＣＵ−実測（実際）ＩＶ曲線算出機能＞
ＥＣＵ７０は、実測スタック電流及び実測スタック電圧に基づいて、実測ＩＶ曲線を算出する機能を備えている。
【００６９】
≪燃料電池システムの動作≫
次に、図２を参照して、燃料電池システム１の動作を説明する。
なお、初期状態（システム停止状態）において、燃料電池スタック１０は発電停止状態である。そして、ＥＣＵ７０がＩＧ６１のＯＮ信号を検知すると、図２の処理がスタートする。
【００７０】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ７０は、冷媒ポンプ４１をＯＮし、冷媒を循環させる。この場合において、通常、冷媒は低温であるので配管４２ｃを通流し、ラジエータ４３をバイパス（迂回）する。
【００７１】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７０は、アノード流路１２を水素に、カソード流路１３を空気（酸素）に置換する。
具体的には、ＥＣＵ７０は、遮断弁２２を開いた後、パージ弁２５を所定の開弁時間にて繰り返し開く。そうすると、アノード流路１２における水素への置換が進み、水素濃度が上昇する。これに並行して、ＥＣＵ７０は、コンプレッサ３１をＯＮし、カソード流路１３に空気を供給する。そうすると、カソード流路１３における空気への置換が進み、酸素濃度が上昇する。これにより、各単セル１１において、電極反応が進み、単セル１１のＯＣＶが上昇する。
【００７２】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７０は、単セル１１のＯＣＶ（平均セル電圧又は最低セル電圧）が、所定ＯＣＶ以上であるか否か判定する。所定ＯＣＶは、燃料電池スタック１０が発電開始可能と判断されるＯＣＶであり、事前試験等により求められ、ＥＣＵ７０に予め記憶されている。
【００７３】
ＯＣＶは所定ＯＣＶ以上であると判定した場合（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０４に進む。ＯＣＶは所定ＯＣＶ以上でないと判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０はステップＳ１０３の判定を繰り返す。したがって、ＩＧ６１のＯＮから「ステップＳ１０３・Ｙｅｓ」となるまでの時間が、システム起動時の状況（アノード流路１２における水素濃度等）に対応して、ばらつくことになる。
【００７４】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７０は、コンタクタ５３をＯＮする。
【００７５】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ７０は、燃料電池システム１を低温起動モード（氷点下起動モード）で運転（起動）する必要があるか否か判定する。低温起動モードとは、システム起動時における燃料電池スタック１０が低温であるため、通常起動モード（Ｓ１２１）に対して、発電に伴う燃料電池スタック１０の自己発熱量を増加させ、燃料電池スタック１０の暖機を促進するモードである。ここでは、温度センサ４５を介して検出される冷媒の温度Ｔ２（燃料電池スタック１０の温度）が、所定温度以下である場合、低温起動モードで運転する必要があると判定される。所定温度は燃料電池スタック１０の暖機促進が必要と判断される温度（例えば０〜５℃）であり、事前試験等により求められ、ＥＣＵ７０に予め記憶されている。
【００７６】
低温起動モードで運転する必要があると判定した場合（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０６に進む。なお、この場合が、システム起動時に所定条件が成立した場合である。低温起動モードで運転する必要がないと判定した場合（Ｓ１０５・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１２１に進む。
【００７７】
＜通常起動モード＞
ステップＳ１２１において、ＥＣＵ７０は、燃料電池システム１を通常起動モードで運転する。通常起動モードとは、燃料電池スタック１０に予め設定された通常流量・通常圧力で水素及び空気を供給しながら、燃料電池スタック１０を例えばアイドリング状態（無負荷状態）よりもやや高めの出力で発電させ、発電に伴う自己発熱によって、燃料電池スタック１０を通常に暖機するモードである。このような通常起動モードにおいて、カソード流路１３に供給される空気のストイキ比は、酸素が過剰となるようにやや高めに設定される。
【００７８】
ステップＳ１２２において、ＥＣＵ７０は、燃料電池スタック１０の暖機が完了したか否か判定する。ここでは、温度センサ４５を介して検出される冷媒の温度Ｔ２（燃料電池スタック１０の温度）が、所定暖機完了温度以上である場合、燃料電池スタック１０の暖機は完了したと判定される。所定暖機完了温度は、暖機用の通常起動モードを終了し、定常モードに移行したとしても、その後の自己発熱により燃料電池スタック１０の温度が定常運転温度（例えば、８０〜９０℃）に到達すると判断される温度（例えば、４０〜６０℃）に設定される。
【００７９】
燃料電池スタック１０の暖機は完了したと判定した場合（Ｓ１２２・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１２３に進む。燃料電池スタック１０の暖機は完了していないと判定した場合（Ｓ１２２・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０はステップＳ１２２の判定を繰り返す。
【００８０】
＜定常モード＞
ステップＳ１２３において、ＥＣＵ７０は、燃料電池システム１を定常モードで運転する。具体的には、ＥＣＵ７０は、アクセル開度等に基づいて算出される発電要求量（負荷要求量）に対応して、水素及び空気を供給しながら、燃料電池スタック１０を発電させる。
【００８１】
その後、ＥＣＵ７０の処理はＥＮＤに進み、一連の処理を終了する。
【００８２】
＜低温起動モード＞
次に、「ステップＳ１０５・Ｙｅｓ」となって実行する低温起動モードにおける処理を説明する。
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ７０は、目標発熱量を算出する。具体的には、ＥＣＵ７０は、温度センサ４５を介して検出される冷媒（燃料電池スタック１０）の温度Ｔ２と、暖機完了時刻までの残り時間と、図４のマップとに基づいて、目標発熱量を算出する（矢印Ａ１参照）。図４のマップは、事前試験等により求められ、ＥＣＵ７０に予め記憶されている。
【００８３】
目標発熱量は、今回制御周期の間（今回Ｓ１０６と次回Ｓ１０６との間）に発生させるべき発熱量であり、燃料電池スタック１０の温度Ｔ２が高くなるにつれて、目標発熱量が小さくなる関係となっている。その他に例えば、目標発熱量は、現在から燃料電池スタック１０の暖機が完了したと判断される時までに燃料電池スタック１０で発生させるべき発熱量、つまり、燃料電池スタック１０の温度が前記暖機完了温度に到達するまでに発生させるべき発熱量ともできる。
【００８４】
残り時間は、現在時刻から目標暖機完了時刻までの時間である。目標暖機完了時刻は、システムの起動毎に、ＩＧ６１のＯＮ時刻に、車両の商品性を考慮して設定された所定時間を加算することで設定される。そして、残り時間が短くなるにつれて、燃料電池スタック１０の暖機を急ぐ必要があるため、目標発熱量が大きくなる関係となっている。
【００８５】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ７０は、目標スタック電流、目標スタック電圧及び目標ストイキ比を算出する。目標スタック電流は、燃料電池スタック１０の出力する電流の目標値である。また、燃料電池スタック１０は、複数の単セル１１が電気的に直列で接続された構成であるので、目標スタック電流は目標セル電流（単セル１１を通流する電流の目標値）と等しくなる。一方、目標スタック電圧は目標セル電圧の総和である総電圧となる。
【００８６】
具体的には、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０６で算出した目標発熱量と、図５のマップとに基づいて、目標スタック電流を算出する（矢印Ａ２参照）。図５のマップは、事前試験等により求められ、ＥＣＵ７０に予め記憶されている。図５に示すように、目標発熱量が大きくなるにつれて、目標スタック電流が大きくなる関係となっている。
【００８７】
また、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０６で算出した目標発熱量と、図６のマップとに基づいて、目標スタック電圧を算出する（矢印Ａ３参照）。図６のマップは、事前試験等により求められ、ＥＣＵ７０に予め記憶されている。図６に示すように、目標発熱量が大きくなるにつれて、目標スタック電圧は、急激に低下した後、所定値に近づく関係となっている。
【００８８】
また、ＥＣＵ７０は、算出した目標スタック電圧と、図７のマップとに基づいて、目標ストイキ比を算出する（矢印Ａ４参照）。図７のマップは、事前試験等により求められ、ＥＣＵ７０に予め記憶されている。図７に示すように、目標スタック電圧が低くなるにつれて、濃度過電圧が大きくなるように、目標ストイキ比が小さくなる関係となっている。
【００８９】
このようにして算出された目標スタック電流及び目標スタック電圧に基づいて、ＥＣＵ７０に予め記憶されている複数のＩＶ曲線（ＩＶ特性）から、今回目標とすべき目標ＩＶ曲線が算出（選択）されることになる（図８、矢印Ａ５、矢印Ａ６参照）。
【００９０】
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０７で算出した目標スタック電流、目標スタック電圧及び目標ストイキ比に従って、燃料電池システム１を制御する。
具体的には、ＥＣＵ７０は、目標スタック電流を指令値として電力制御器５２に出力し、電力制御器５２はこれに従って燃料電池スタック１０が実際に出力する電流を制御する。この場合において、ＥＣＵ７０は、出力検出器５４を介して検出される実測スタック電流が、目標スタック電流となるように、フィードバックさせる。
【００９１】
また、ＥＣＵ７０は、目標ストイキ比となるように空気（酸素）の流量、つまり、コンプレッサ３１の回転速度を制御する。これに加えて又は代えて、背圧弁３２の開度を制御する構成としてもよい。
【００９２】
なお、ＥＣＵ７０がステップＳ１０８の処理を初めて実行する場合、ステップＳ１０８において、低温起動モードでの運転開始、つまり、低温起動モードにおいて燃料電池スタックが発電開始する。
【００９３】
ステップＳ２００において、ＥＣＵ７０は、目標ストイキ比を補正する。具体的な内容は後で説明する。
【００９４】
ステップＳ１０９において、ＥＣＵ７０は、補正後の目標ストイキ比に従って、コンプレッサ３１の回転速度を制御する。なお、後記するステップＳ２０５を経由していない場合、つまり、目標ストイキ比を補正していない場合、現状の目標ストイキ比を維持する。
【００９５】
ステップＳ１１０において、ＥＣＵ７０は、現在時刻から目標暖機完了時刻までの時間である残り時間が０であるか否か判定する。
【００９６】
残り時間は０であると判定した場合（Ｓ１１０・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１２１に進む。残り時間は０でないと判定した場合（Ｓ１１０・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１１１に進む。
【００９７】
ステップＳ１１１において、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１２２と同様に、燃料電池スタック１０の暖機が完了したか否か判定する。
【００９８】
燃料電池スタック１０の暖機は完了したと判定した場合（Ｓ１１１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１２３に進む。燃料電池スタック１０の暖機は完了していないと判定した場合（Ｓ１１１・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ１０６に進む。
【００９９】
＜目標ストイキ比補正処理Ｓ２００＞
次に、図３を参照して、目標ストイキ比補正処理（Ｓ２００）の内容を説明する。
【０１００】
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ７０は、セル電圧モニタ１５を介して検出され最低セル電圧が所定値よりも高いか否か判定する。所定値は、事前試験等により求められＥＣＵ７０に予め記憶されており、例えば、セル電圧が所定値以下になると、単セル１１が劣化・破損する虞のある値（フェールセーフ値）に設定される。
【０１０１】
最低セル電圧は所定値よりも高いと判定した場合（Ｓ２０１・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０２に進む。最低セル電圧は所定値よりも高くないと判定した場合（Ｓ２０１・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０３に進む。
【０１０２】
ステップＳ２０２において、ＥＣＵ７０は、目標ストイキ比の補正値として、減算側（発熱量増加側、マイナス側）の値を設定する。なお、この減算側の補正値で仮に補正された場合、目標ストイキ比が小さくなって酸素が少なくなり、濃度過電圧が大きくなり、そして、スタック電圧が低下すると共に発熱量が増加することになる。
【０１０３】
ステップＳ２０３において、ＥＣＵ７０は、目標ストイキ比の補正値として、加算側（発熱量増加側、プラス側）の値を設定する。なお、この加算側の補正値で仮に補正された場合、目標ストイキ比が大きくなって酸素が多くなり、濃度過電圧が小さくなり、そして、スタック電圧が上昇すると共に発熱量が低下することになる。
【０１０４】
ステップＳ２０４において、ＥＣＵ７０は、出力検出器５４を介して検出される燃料電池スタック１０の実際に出力する電圧である実測スタック電圧が、図２のステップＳ１０７で算出した目標スタック電圧よりも高いか否か判定する。なお、実測スタック電流と目標スタック電流とは一致している。
【０１０５】
実測スタック電圧は目標スタック電圧よりも高いと判定した場合（Ｓ２０４・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０５に進む。この場合は、例えば、燃料電池スタック１０の総使用時間（総発電時間）が短く、触媒の活性が高いため、ストイキ比が小さくてもカソードにおける電極反応が良好に進行し、燃料電池スタック１０の実際のＩＶ曲線（実測ＩＶ曲線）が目標ＩＶ曲線よりも高い場合である（図９参照）。なお、このように実測ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線よりも高いと、濃度過電圧が小さくなり、燃料電池スタック１０の発熱量が小さくなるので、燃料電池スタック１０の暖機が遅れる傾向となる。
【０１０６】
実測スタック電圧は目標スタック電圧よりも高くないと判定した場合（Ｓ２０４・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０６に進む。
【０１０７】
ステップＳ２０６において、ＥＣＵ７０は、実測発熱量が目標発熱量よりも小さいか否か判定する。実測発熱量は、今回制御周期（前回Ｓ２００〜今回Ｓ２００）において、燃料電池スタック１０で実際に発生し暖機に寄与した発熱量である。目標発熱量は、今回制御周期（前回Ｓ２００〜今回Ｓ２００）において、燃料電池スタック１０で生成しておくべき発熱量であり、図２のステップＳ１０６で算出された発熱量である。
ただし、発熱量を算出する期間は、今回制御周期に限定されず、その他に例えば、今回発電開始から現在としてもよい。
【０１０８】
＜実測発熱量の算出方法１＞
燃料電池スタック１０の温度は、（１）冷媒流路１４から流出し温度センサ４５を介して検出される冷媒の温度Ｔ２の上昇速度と、冷媒の流量とに基づいて算出される。これは、燃料電池スタック１０の温度の上昇速度が高くなるにつれて、また、冷媒の流量が小さくなるにつれて、冷媒の温度Ｔ２の上昇速度が大きくなるという関係を有しており、発電（暖機）開始前において、燃料電池スタック１０の温度は冷媒の温度と略等しいからである。冷媒の流量は、冷媒ポンプ４１の回転速度に基づいて算出される。
【０１０９】
そして、冷媒の温度Ｔ２の上昇速度と、冷媒の流量とに基づいて、燃料電池スタック１０の温度の上昇速度が算出される。そして、燃料電池スタック１０の温度の上昇速度と、今回制御周期の時間とに基づいて、今回制御周期における実測発熱量が算出される。
【０１１０】
＜実測発熱量の算出方法２＞
また、燃料電池スタックの温度は、（２）冷媒流路１４に流入し温度センサ４４を介して検出される冷媒の温度Ｔ１と、冷媒流路１４から流出し温度センサ４５を介して検出される冷媒の温度Ｔ２との温度差（ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１）と、冷媒の流量とに基づいて算出される。これは、燃料電池スタック１０の温度の上昇速度が高くなるにつれて、また、冷媒の流量が小さくなるにつれて、冷媒流路１４前後における冷媒の温度差ΔＴが大きくなるという関係を有しているからである。
【０１１１】
これにより、冷媒の温度差ΔＴと、冷媒の流量とに基づいて、燃料電池スタック１０の温度の上昇速度が算出される。そして、燃料電池スタック１０の温度の上昇速度と、今回制御周期の時間とに基づいて、今回制御周期における実測発熱量が算出される。
【０１１２】
＜実測発熱量の算出方法３＞
燃料電池スタック１０の温度は、冷媒流路１４から流出し温度センサ４５を介して検出される冷媒の温度Ｔ２と略等しいと考えることもできる。このように考える場合、発電（暖機）開始前及び現在における冷媒の温度Ｔ２（燃料電池スタック１０の温度）に基づいて、今回制御周期における実測発熱量が算出される。
【０１１３】
実測発熱量は目標発熱量よりも小さいと判定した場合（Ｓ２０６・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ７０の処理はステップＳ２０５に進む。この場合は、例えば、実測ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線と一致し、実測スタック電流が目標スタック電流と一致し、実測スタック電圧が目標スタック電流と一致しているにも関わらず（図１０参照）、燃料電池スタック１０内に多量の氷が存在するため、生成した熱が前記氷の融解で消失し、燃料電池スタック１０の暖機が遅れている場合である。
【０１１４】
実測発熱量は目標発熱量よりも小さくないと判定した場合（Ｓ２０６・Ｎｏ）、ＥＣＵ７０の処理はＥＮＤを経由して図２のステップＳ１０９に進む。
なお、ステップＳ２０３を経由している場合のみ、ステップＳ２０３で算出した補正値に従って目標ストイキ比を補正する構成としてもよい。このような構成にすれば、空気の流量が増加し、例えば、燃料電池スタック１０内の水が押し出され、燃料電池スタック１０の劣化を防止できる。
【０１１５】
ステップＳ２０５において、ＥＣＵ７０は、図１のステップＳ１０７で算出した現在の目標ストイキ比を、ステップＳ２０２又はステップＳ２０３で算出した補正値で補正する。
【０１１６】
すなわち、ステップＳ２０２を経由している場合、ＥＣＵ７０は、目標ストイキ比を減算側（熱増加側）の補正値で補正する。これにより、目標ストイキ比は小さくなり、図２のステップＳ１０９において、この補正後の目標ストイキ比に従ってコンプレッサ３１の回転速度が制御され、つまり、コンプレッサ３１の回転速度が低下すると、濃度過電圧が大きくなって、スタック電圧が低下し（図９、図１０参照）、燃料電池スタック１０の発熱量が増加し、燃料電池スタック１０の暖機がさらに進むことになる。
【０１１７】
また、ステップＳ２０３を経由している場合、ＥＣＵ７０は、目標ストイキ比を加算側（熱減少側）の補正値で補正する。これにより、目標ストイキ比は大きくなり、図２のステップＳ１０９において、この補正後の目標ストイキ比に従ってコンプレッサ３１の回転速度が制御され、つまり、コンプレッサ３１の回転速度が増加すると、空気の流量が増加し、例えば、燃料電池スタック１０内の水が押し出され、最低セル電圧が上昇し、燃料電池スタック１０の劣化を防止できる。
【０１１８】
その後、ＥＣＵ７０の処理は、ＥＮＤを経由して図２のステップＳ１０９に進む。
【０１１９】
≪燃料電池システムの効果≫
このような燃料電池システム１によれば次の効果を得る。
最低セル電圧が所定値よりも高く（Ｓ２０１・Ｙｅｓ）、実測スタック電流が目標スタック電流と一致している場合において、実測スタック電圧が目標スタック電圧よりも高いとき（Ｓ２０４・Ｙｅｓ）、つまり、実測ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線よりも高いとき、目標ストイキ比を小さくするので（Ｓ２０５）、燃料電池スタック１０における発熱量が増加し、燃料電池スタック１０を良好に暖機できる（図９、矢印Ａ７参照）。
【０１２０】
この場合において、実測スタック電圧と目標スタック電圧との差（実際ＩＶ曲線と目標ＩＶ曲線との差）が大きくなるにつれて、目標ストイキ比を小さくすることが好ましい。このようにすれば、燃料電池スタック１０の不足発熱量（実際ＩＶ曲線と目標ＩＶ曲線との差）に対応して、発熱量を大きくできる。
【０１２１】
実測スタック電流が目標スタック電流と一致している場合において、実測スタック電圧が目標スタック電圧以下（実測ＩＶ曲線が目標ＩＶ曲線以下）であり（Ｓ２０４・Ｎｏ）、実測発熱量が目標発熱量以上であるとき（Ｓ２０６・Ｎｏ）、目標ストイキ比を維持する。これにより、カソードに供給される空気（酸素）の流量は維持され、減少しない。したがって、カソード流路１３に滞留・付着する水分が増加することはなく、水分量に起因する燃料電池スタック１０の安定性が悪化することはない。
【０１２２】
最低セル電圧が所定値よりも高い場合において（Ｓ２０１・Ｙｅｓ）、実測スタック電流が目標スタック電流に一致し、実測スタック電圧が目標スタック電圧に一致していたとしても（Ｓ２０４・Ｎｏ）、実測発熱量が目標発熱量よりも小さいとき（Ｓ２０６・Ｙｅｓ）、目標ストイキ比を小さくするので（Ｓ２０５）、燃料電池スタック１０における発熱量が増加し、燃料電池スタック１０を良好に暖機できる（図１０、矢印Ａ８参照）。
【０１２３】
この場合において、実測発熱量と目標発熱量との差が大きくなるにつれて、目標ストイキ比を小さくすることが好ましい。このようにすれば、燃料電池スタック１０の不足発熱量に対応して、発熱量を大きくできる。
【０１２４】
目標暖機完了時刻までの残り時間が短くなるにつれて、目標発熱量を大きくするので（図４参照）、目標暖機完了時刻までに燃料電池スタック１０の暖機を完了できる。
【０１２５】
≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
【０１２６】
前記した実施形態では、図３のステップＳ２０１において、最低セル電圧に基づいて判定する構成を例示したが、その他に例えば、平均セル電圧や、平均セル電圧と最低セル電圧との電圧差（平均セル電圧−最低セル電圧）に基づいて判定する構成としてもよい。
【０１２７】
前記した実施形態では、ステップＳ２０４・Ｎｏの後、ステップＳ２０６の判定処理を実行する構成を例示したが、その他に例えば、ステップＳ２０６を省略する構成としてもよい。また、ステップＳ２０４を省略し、ステップＳ２０２、Ｓ２０３の後、ステップＳ２０６を実行する構成としてよい。また、ステップＳ２０２、Ｓ２０３の後、ステップＳ２０６を実行し、ステップＳ２０６・Ｎｏの後、ステップＳ２０４を実行する構成としてもよい。
【０１２８】
前記した実施形態では、本発明を、複数の単セル１１が直列に接続されてなる燃料電池スタック１０に適用した構成を例示したが、１つの単セル１１に適用してもよい。
【０１２９】
前記した実施形態では、燃料電池車に搭載された燃料電池システム１を例示したが、適用箇所はこれに限定されず、例えば、定置型の燃料電池システムでもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１      燃料電池システム
１０    燃料電池スタック（燃料電池）
１１    単セル（燃料電池）
１２    アノード流路
１３    カソード流路
３１    コンプレッサ（酸化剤ガス供給手段、ストイキ比制御手段）
３２    背圧弁（ストイキ比制御手段）
４４、４５  温度センサ（温度検出手段）
７０    ＥＣＵ（ストイキ比制御手段、暖機促進判定手段、目標発熱量算出手段、目標ＩＶ曲線算出手段、実際ＩＶ曲線算出手段、実際発熱量算出手段）
）
【図１】
2013206625.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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