本發明涉及(ji)(ji)一種使從燃(ran)料電池排出的氣體循環到(dao)燃(ran)料電池的燃(ran)料電池系(xi)統(tong)以及(ji)(ji)燃(ran)料電池系(xi)統(tong)的控制方法。

背景技術：

在日本JP2010-3493A中公開了如下一(yi)種燃(ran)料電(dian)池(chi)系(xi)統：當在燃(ran)料電(dian)池(chi)系(xi)統的(de)(de)停(ting)止過(guo)程中從燃(ran)料電(dian)池(chi)排出的(de)(de)負(fu)極(ji)(ji)排氣的(de)(de)溫度低于規定(ding)溫度時，掃除負(fu)極(ji)(ji)氣體的(de)(de)流(liu)路(lu)中的(de)(de)氣體。

技術實現要素：

搭載于車輛(liang)的(de)(de)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池系(xi)統根據使用燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池系(xi)統的(de)(de)環境(jing)不(bu)同，有時例如在負(fu)30℃的(de)(de)零下被啟動。在這種(zhong)情況下，在使負(fu)極(ji)排氣循環到(dao)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池的(de)(de)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池系(xi)統中，在從高壓罐供(gong)給的(de)(de)負(fu)極(ji)氣體與(yu)負(fu)極(ji)排氣合流時，負(fu)極(ji)排氣中的(de)(de)水蒸氣結冰(bing)而在流路內生成冰(bing)。

因(yin)此，即使如上所述那(nei)樣在(zai)燃料電(dian)(dian)池(chi)系統(tong)停止時(shi)掃除負極氣體(ti)的(de)(de)流路中的(de)(de)氣體(ti)，在(zai)流路內形(xing)成的(de)(de)冰(bing)(bing)也會殘(can)(can)留而(er)不(bu)被去除。當在(zai)殘(can)(can)留有冰(bing)(bing)的(de)(de)狀態下再(zai)次啟(qi)動(dong)燃料電(dian)(dian)池(chi)系統(tong)時(shi)，存在(zai)以下擔憂：在(zai)殘(can)(can)留的(de)(de)冰(bing)(bing)之上進一步(bu)生成冰(bing)(bing)，流路堵塞(sai)而(er)不(bu)再(zai)能(neng)夠向燃料電(dian)(dian)池(chi)供給氣體(ti)。

本發明是著眼于這種問題而完成的(de)，其目的(de)在于提供一種防止(zhi)在零下啟動時燃料電池中循環的(de)氣體的(de)流路凍結的(de)燃料電池系統以及燃料電池系統的(de)控制方法(fa)。

根(gen)據本發(fa)明(ming)的(de)(de)(de)(de)某個方(fang)式，向燃料電(dian)池(chi)(chi)供(gong)給負(fu)(fu)極氣體(ti)(ti)和正極氣體(ti)(ti)并且根(gen)據負(fu)(fu)載(zai)(zai)使燃料電(dian)池(chi)(chi)發(fa)電(dian)的(de)(de)(de)(de)燃料電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)(tong)包括使從燃料電(dian)池(chi)(chi)排出(chu)的(de)(de)(de)(de)負(fu)(fu)極氣體(ti)(ti)和正極氣體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)某一個排出(chu)氣體(ti)(ti)循環到(dao)(dao)燃料電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)(bu)件。該燃料電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)(tong)包括：發(fa)電(dian)控制部(bu)(bu)(bu)，其(qi)基(ji)(ji)于(yu)負(fu)(fu)載(zai)(zai)來控制燃料電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)發(fa)電(dian)狀態；凍(dong)(dong)結預(yu)(yu)測(ce)部(bu)(bu)(bu)，其(qi)基(ji)(ji)于(yu)燃料電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)來預(yu)(yu)測(ce)部(bu)(bu)(bu)件的(de)(de)(de)(de)凍(dong)(dong)結；以及運(yun)轉執(zhi)(zhi)行(xing)部(bu)(bu)(bu)，在(zai)(zai)預(yu)(yu)測(ce)出(chu)部(bu)(bu)(bu)件的(de)(de)(de)(de)凍(dong)(dong)結時，該運(yun)轉執(zhi)(zhi)行(xing)部(bu)(bu)(bu)在(zai)(zai)接收到(dao)(dao)燃料電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)停(ting)止指令時不進行(xing)燃料電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)停(ting)止，或者(zhe)，在(zai)(zai)停(ting)止燃料電(dian)池(chi)(chi)系統(tong)(tong)之后(hou)執(zhi)(zhi)行(xing)暖機運(yun)轉。

附圖說明

圖(tu)1是表示本發明的實(shi)施方式中的燃料電(dian)池系(xi)統的結構的圖(tu)。

圖2是表示對燃(ran)料電池系統(tong)進行控制(zhi)的控制(zhi)器的功能(neng)結構的框圖。

圖3是表(biao)示燃料電池系統(tong)的停止(zhi)方法的流(liu)程圖。

圖4是表(biao)示(shi)凍結防止處理的流程圖。

圖5是表示運算冰(bing)量的結構的框圖。

圖6是(shi)表示對向燃料電池堆(dui)供(gong)給的正極氣體的壓力進行控制的結構的框圖。

圖7是表示對(dui)從壓縮機噴出(chu)的(de)正極氣體的(de)流量進行控制的(de)結(jie)構的(de)框圖。

圖(tu)8是表(biao)示對向燃(ran)料電(dian)池堆(dui)供給的正極氣體的壓(ya)力進行控制(zhi)的結構的框圖(tu)。

圖(tu)9是(shi)表(biao)示干(gan)燥要求壓(ya)力對應(ying)表(biao)的(de)圖(tu)。

圖10是(shi)表示對加(jia)熱(re)燃料電池堆的(de)冷卻(que)水(shui)的(de)加(jia)熱(re)器的(de)輸出進行(xing)控制的(de)結(jie)構的(de)圖。

圖11是表示對燃料電池堆的(de)電力進行控(kong)制(zhi)的(de)結構的(de)框圖。

圖12是在燃料電池系統的停(ting)止(zhi)處理中執行干燥/暖(nuan)機運轉時的時序圖。

圖13是表示干燥(zao)/暖(nuan)機運轉中的(de)正(zheng)極氣體的(de)控制狀態的(de)時(shi)序圖。

圖14是本(ben)發明的第三實施(shi)方式中的在燃料電(dian)池系(xi)統停(ting)止后執行干燥/暖機運轉(zhuan)時(shi)的時(shi)序圖。

圖(tu)(tu)15是表示(shi)對(dui)噴(pen)射泵的(de)暖機(ji)完成(cheng)閾(yu)值進行校正的(de)對(dui)應表的(de)圖(tu)(tu)。

具體實施方式

下面，參照附圖來說明本發明的實施方式(shi)。

(第一實施方式)

圖1是表示本發明的實施方式中的燃(ran)料(liao)電池系統(tong)的結構例的圖。

燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池系統(tong)100構成從(cong)外部(bu)對(dui)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池供給發電所需的燃(ran)(ran)(ran)料(liao)氣體(ti)、根據(ju)電負載使(shi)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池發電的電源系統(tong)。燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池系統(tong)100由控制器101來控制。

燃料電(dian)池系統100包括(kuo)燃料電(dian)池堆(dui)1、蓄(xu)電(dian)池2、DC/DC轉換器3、電(dian)負(fu)(fu)(fu)載4、正(zheng)極(Cathode)氣(qi)體供排(pai)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)10、負(fu)(fu)(fu)極(Anode)氣(qi)體供排(pai)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)20、堆(dui)冷卻(que)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)30以及堆(dui)電(dian)阻測定裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)45。正(zheng)極氣(qi)體供排(pai)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)10、負(fu)(fu)(fu)極氣(qi)體供排(pai)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)20以及堆(dui)冷卻(que)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)30分別是為了使(shi)燃料電(dian)池堆(dui)1發(fa)電(dian)而使(shi)用的輔機。

蓄電池2是輔(fu)助燃(ran)料電池堆1的電源。蓄電池2例如輸出數百V的電壓(ya)。

DC/DC轉換(huan)(huan)器(qi)(qi)3是將(jiang)燃料電(dian)(dian)池(chi)堆1的電(dian)(dian)壓(ya)和蓄電(dian)(dian)池(chi)2的電(dian)(dian)壓(ya)相互調(diao)整(zheng)的雙向性的電(dian)(dian)壓(ya)變換(huan)(huan)器(qi)(qi)。DC/DC轉換(huan)(huan)器(qi)(qi)3連接(jie)于燃料電(dian)(dian)池(chi)堆1與蓄電(dian)(dian)池(chi)2之間(jian)。DC/DC轉換(huan)(huan)器(qi)(qi)3由控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)101來(lai)(lai)控(kong)制(zhi)，使(shi)用從蓄電(dian)(dian)池(chi)2輸(shu)出的電(dian)(dian)力來(lai)(lai)調(diao)整(zheng)燃料電(dian)(dian)池(chi)堆1的電(dian)(dian)壓(ya)。

例如，從(cong)電(dian)負(fu)載4要求的電(dian)力(li)越大，則DC/DC轉換(huan)器3使燃(ran)料(liao)電(dian)池堆(dui)1的電(dian)壓越低(di)使得從(cong)燃(ran)料(liao)電(dian)池堆(dui)1取(qu)出(chu)的輸出(chu)電(dian)流越大。

利(li)用(yong)從燃料電(dian)(dian)(dian)池堆(dui)1和蓄電(dian)(dian)(dian)池2供給的電(dian)(dian)(dian)力來驅(qu)動(dong)電(dian)(dian)(dian)負(fu)載4。作為電(dian)(dian)(dian)負(fu)載4，例如(ru)能夠(gou)列舉出對車(che)輛(liang)進行驅(qu)動(dong)的電(dian)(dian)(dian)動(dong)馬達、燃料電(dian)(dian)(dian)池堆(dui)1的輔機的一部分等。

在本實(shi)施方式中(zhong)，電(dian)(dian)負載4連接(jie)于將燃料電(dian)(dian)池堆1與(yu)DC/DC轉換(huan)器(qi)3之(zhi)間(jian)連接(jie)的電(dian)(dian)源(yuan)線。此(ci)外，也(ye)可以(yi)是以(yi)下(xia)結構：在燃料電(dian)(dian)池堆1與(yu)DC/DC轉換(huan)器(qi)3之(zhi)間(jian)的電(dian)(dian)源(yuan)線上連接(jie)電(dian)(dian)動馬(ma)達，在蓄電(dian)(dian)池2與(yu)DC/DC轉換(huan)器(qi)3之(zhi)間(jian)的電(dian)(dian)源(yuan)線上連接(jie)輔機的一部分。

燃料電(dian)(dian)池堆(dui)1是層(ceng)疊數百(bai)塊(kuai)電(dian)(dian)池單元而(er)成的，例如產生數百(bai)V(伏特(te))的直流電(dian)(dian)壓。

燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池由負(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(燃(ran)料(liao)(liao)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji))、正極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(氧化劑(ji)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji))以及夾在(zai)負(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)與正極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)之間的電(dian)(dian)(dian)解質膜構(gou)成。在(zai)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池中，負(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中含(han)氫的負(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)氣(qi)(qi)體(ti)(燃(ran)料(liao)(liao)氣(qi)(qi)體(ti))與正極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中含(han)氧的正極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)氣(qi)(qi)體(ti)(氧化劑(ji)氣(qi)(qi)體(ti))在(zai)電(dian)(dian)(dian)解質膜中發生電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)反應(ying)(發電(dian)(dian)(dian)反應(ying))。在(zai)負(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和正極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)處，進行以下的電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)反應(ying)。

負極電極：2H₂→4H⁺+4e^-…(1)

正極電極：4H⁺+4e^-+O₂→2H₂O…(2)

通過上(shang)述(1)和(2)所示的(de)(de)電(dian)(dian)化學反應，在產(chan)(chan)生(sheng)電(dian)(dian)動勢(shi)的(de)(de)同時生(sheng)成水(shui)。層(ceng)疊成燃料電(dian)(dian)池堆(dui)1的(de)(de)各(ge)燃料電(dian)(dian)池串(chuan)聯連(lian)接，因此各(ge)燃料電(dian)(dian)池所產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)單元電(dian)(dian)壓的(de)(de)總(zong)和即為燃料電(dian)(dian)池堆(dui)1的(de)(de)輸出電(dian)(dian)壓。

從正極(ji)氣體(ti)供排(pai)裝置(zhi)10向燃料電(dian)池堆(dui)1供給(gei)正極(ji)氣體(ti)，并且從負極(ji)氣體(ti)供排(pai)裝置(zhi)20向燃料電(dian)池堆(dui)1供給(gei)負極(ji)氣體(ti)。

正(zheng)(zheng)(zheng)極(ji)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體供(gong)排裝置10是(shi)向燃料(liao)電池堆1供(gong)給正(zheng)(zheng)(zheng)極(ji)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體、并且將從燃料(liao)電池堆1排出的正(zheng)(zheng)(zheng)極(ji)排氣(qi)(qi)(qi)(qi)排出到大氣(qi)(qi)(qi)(qi)的裝置。正(zheng)(zheng)(zheng)極(ji)排氣(qi)(qi)(qi)(qi)包(bao)括未(wei)被燃料(liao)電池堆1消耗的剩余的正(zheng)(zheng)(zheng)極(ji)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體、發電所伴有的生成水等雜質(zhi)。

正(zheng)極(ji)氣(qi)體(ti)供排(pai)(pai)裝置10具備(bei)正(zheng)極(ji)氣(qi)體(ti)供給通(tong)路(lu)(lu)11、壓縮機12、正(zheng)極(ji)氣(qi)體(ti)排(pai)(pai)出通(tong)路(lu)(lu)13、正(zheng)極(ji)壓力調節閥14、旁路(lu)(lu)通(tong)路(lu)(lu)15以及旁路(lu)(lu)閥16。

正(zheng)極(ji)(ji)氣體供(gong)給(gei)(gei)通路(lu)11是用于向燃料電(dian)池(chi)堆(dui)1供(gong)給(gei)(gei)正(zheng)極(ji)(ji)氣體的(de)(de)通路(lu)。正(zheng)極(ji)(ji)氣體供(gong)給(gei)(gei)通路(lu)11的(de)(de)一(yi)端與(yu)用于從外部大氣取入含(han)氧的(de)(de)空氣的(de)(de)通路(lu)連通，另(ling)一(yi)端與(yu)燃料電(dian)池(chi)堆(dui)1的(de)(de)正(zheng)極(ji)(ji)氣體入口孔(kong)連接(jie)。

壓縮(suo)機(ji)12設(she)置于正極(ji)氣(qi)體(ti)供給通路11。壓縮(suo)機(ji)12從(cong)外部大氣(qi)向正極(ji)氣(qi)體(ti)供給通路11取入(ru)空氣(qi)，將該空氣(qi)作為正極(ji)氣(qi)體(ti)供給到燃料電池(chi)堆1。壓縮(suo)機(ji)12由控(kong)(kong)制器101來(lai)控(kong)(kong)制。

正(zheng)極氣體排出通(tong)路13是用于(yu)從燃料電池(chi)堆(dui)1排出正(zheng)極排氣的(de)通(tong)路。正(zheng)極氣體排出通(tong)路13的(de)一端與(yu)燃料電池(chi)堆(dui)1的(de)正(zheng)極氣體出口孔連(lian)接，另一端成為開口。

正極(ji)壓(ya)力調(diao)節(jie)(jie)閥14設(she)置于正極(ji)氣(qi)體排(pai)出通路13。作為正極(ji)壓(ya)力調(diao)節(jie)(jie)閥14，在本實施方式中，使用能(neng)夠階段(duan)性地(di)變(bian)更閥的(de)開(kai)度的(de)電(dian)磁閥。正極(ji)壓(ya)力調(diao)節(jie)(jie)閥14由控制器101來控制開(kai)閉(bi)。通過該(gai)開(kai)閉(bi)控制來將向燃料電(dian)池堆1供給的(de)正極(ji)氣(qi)體的(de)壓(ya)力調(diao)節(jie)(jie)為期望的(de)壓(ya)力。

旁路通(tong)路15是用于將從壓縮機12噴出(chu)的正極氣體的一部分直接(jie)排(pai)(pai)出(chu)到正極氣體排(pai)(pai)出(chu)通(tong)路13而不供給(gei)到燃料電池(chi)堆(dui)1的通(tong)路。

旁路(lu)(lu)通(tong)路(lu)(lu)15的(de)一端連接(jie)于壓縮(suo)機(ji)(ji)12與(yu)燃料電池堆(dui)1之(zhi)間的(de)正(zheng)(zheng)極氣體供(gong)給(gei)通(tong)路(lu)(lu)11，另一端連接(jie)于比(bi)正(zheng)(zheng)極壓力調(diao)節閥(fa)14更(geng)靠(kao)(kao)上游(you)的(de)正(zheng)(zheng)極氣體排出通(tong)路(lu)(lu)13。即，旁路(lu)(lu)通(tong)路(lu)(lu)15從比(bi)壓縮(suo)機(ji)(ji)12更(geng)靠(kao)(kao)下游(you)的(de)正(zheng)(zheng)極氣體供(gong)給(gei)通(tong)路(lu)(lu)11分支(zhi)出來，與(yu)比(bi)正(zheng)(zheng)極壓力調(diao)節閥(fa)14更(geng)靠(kao)(kao)上游(you)的(de)正(zheng)(zheng)極氣體排出通(tong)路(lu)(lu)13合流(liu)。

旁(pang)路(lu)閥(fa)16設置于旁(pang)路(lu)通路(lu)15。作為旁(pang)路(lu)閥(fa)16，在本(ben)實(shi)施方(fang)式中，使(shi)用(yong)能(neng)夠階(jie)段性(xing)地變更閥(fa)的開度的電磁閥(fa)。旁(pang)路(lu)閥(fa)16由控制器101來(lai)控制。

例如，在稀釋(shi)從燃(ran)料電(dian)池堆(dui)1排出的(de)(de)氫所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)正極氣體的(de)(de)流(liu)量(以下稱(cheng)為“氫稀釋(shi)要求流(liu)量”。)變(bian)得(de)大于燃(ran)料電(dian)池堆(dui)1的(de)(de)發電(dian)所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)正極氣體的(de)(de)流(liu)量的(de)(de)情(qing)況下，旁路(lu)閥16被打(da)開。

或者，在避免壓縮機(ji)12中(zhong)產生(sheng)的(de)(de)浪(lang)涌所(suo)需的(de)(de)正(zheng)極氣體的(de)(de)流量(liang)(以下(xia)稱為“浪(lang)涌避免要求流量(liang)”。)變(bian)得大(da)于燃料電池堆1的(de)(de)發電所(suo)需的(de)(de)正(zheng)極氣體的(de)(de)流量(liang)的(de)(de)情況下(xia)，旁(pang)路閥16被打開(kai)。

此外，在(zai)燃料電池堆1的發(fa)電所需的正極氣體的流(liu)(liu)量(liang)大于(yu)氫稀釋要求流(liu)(liu)量(liang)、浪涌避免要求流(liu)(liu)量(liang)等的值(zhi)時，旁路(lu)閥16被閉合。

負極氣體(ti)(ti)供(gong)排(pai)(pai)裝(zhuang)置20是向燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池堆1供(gong)給負極氣體(ti)(ti)、并(bing)且(qie)使從燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池堆1排(pai)(pai)出的(de)負極排(pai)(pai)氣循(xun)環到(dao)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)池堆1并(bing)去除(chu)負極排(pai)(pai)氣中(zhong)的(de)雜質的(de)裝(zhuang)置。雜質是指(zhi)從正(zheng)極經由電(dian)(dian)解質膜(mo)向負極透(tou)過來的(de)空氣中(zhong)的(de)氮、發電(dian)(dian)所伴有的(de)生成水等。

負極(ji)(ji)(ji)氣(qi)體(ti)供排裝(zhuang)置20具備高(gao)壓罐21、負極(ji)(ji)(ji)氣(qi)體(ti)供給通(tong)(tong)路22、熱交換器(qi)23、負極(ji)(ji)(ji)壓力調節閥24、噴射泵25、負極(ji)(ji)(ji)氣(qi)體(ti)循環(huan)通(tong)(tong)路26、氣(qi)液(ye)分(fen)離裝(zhuang)置27、放氣(qi)通(tong)(tong)路28以及放氣(qi)閥29。

高壓罐(guan)21將要(yao)向燃(ran)料電池堆(dui)1供(gong)給(gei)的負(fu)極氣體保持(chi)為高壓狀態來(lai)貯存。

負極氣體供給(gei)通路22是用于向(xiang)燃料電池堆(dui)(dui)1供給(gei)高壓罐(guan)21中貯存的(de)(de)負極氣體的(de)(de)通路。負極氣體供給(gei)通路22的(de)(de)一端與高壓罐(guan)21連接，另(ling)一端與燃料電池堆(dui)(dui)1的(de)(de)負極氣體入口孔連接。

熱交(jiao)換(huan)器23設(she)置于(yu)比(bi)負(fu)極(ji)壓力調節(jie)閥(fa)24更靠(kao)上(shang)游的負(fu)極(ji)氣(qi)體(ti)供(gong)給通路(lu)22。熱交(jiao)換(huan)器23在被燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池堆1升溫的冷(leng)卻(que)水與從高壓罐21供(gong)給的負(fu)極(ji)氣(qi)體(ti)之間交(jiao)換(huan)熱。冷(leng)卻(que)水是用(yong)于(yu)冷(leng)卻(que)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池堆1的冷(leng)卻(que)介(jie)質(zhi)。

在燃料電池(chi)系統100低(di)溫啟(qi)動時，熱(re)交(jiao)換器(qi)23具有通過在燃料電池(chi)堆1中循(xun)環的(de)冷卻水來加熱(re)向(xiang)負(fu)極(ji)氣體供給通路22供給的(de)負(fu)極(ji)氣體的(de)功能。

負(fu)極(ji)壓力(li)調節閥24設置(zhi)于熱交換器23與噴射泵25之間(jian)的(de)負(fu)極(ji)氣(qi)體供給通路22。作(zuo)為負(fu)極(ji)壓力(li)調節閥24，在本實施方(fang)式中，使用(yong)能夠階段性(xing)地變更(geng)閥的(de)開(kai)(kai)度的(de)電(dian)磁閥。負(fu)極(ji)壓力(li)調節閥24由控(kong)制(zhi)器101來控(kong)制(zhi)開(kai)(kai)閉。通過該開(kai)(kai)閉控(kong)制(zhi)來調節向燃料電(dian)池堆(dui)1供給的(de)負(fu)極(ji)氣(qi)體的(de)壓力(li)。

在負極壓(ya)力調節閥24與噴(pen)射泵25之間的(de)負極氣(qi)體(ti)供(gong)給(gei)通(tong)路22上，設置有對從高(gao)壓(ya)罐21供(gong)給(gei)的(de)負極氣(qi)體(ti)的(de)溫度(以下稱(cheng)為“供(gong)給(gei)氣(qi)體(ti)溫度”。)進(jin)行(xing)檢(jian)測的(de)溫度傳感(gan)(gan)器(qi)41。溫度傳感(gan)(gan)器(qi)41將表示檢(jian)測出的(de)溫度的(de)檢(jian)測信號(hao)輸出到控制器(qi)101。

此外，在(zai)本實施方(fang)式中，溫(wen)度傳感(gan)器(qi)41設置于負(fu)極壓(ya)力(li)調(diao)節閥24與噴射(she)泵25之(zhi)間的負(fu)極氣(qi)體(ti)供給通路(lu)22，但是也可以設置于熱交換(huan)器(qi)23與負(fu)極壓(ya)力(li)調(diao)節閥24之(zhi)間的負(fu)極氣(qi)體(ti)供給通路(lu)22。

噴(pen)射(she)泵25設(she)置于負極壓力(li)調節閥24與(yu)燃料電池(chi)堆1之間的(de)(de)負極氣(qi)體供給通路22。噴(pen)射(she)泵25是(shi)使負極氣(qi)體循(xun)環通路26與(yu)負極氣(qi)體供給通路22合流的(de)(de)泵或引(yin)射(she)器。通過使用噴(pen)射(she)泵25，能(neng)夠以(yi)簡易的(de)(de)結構使負極排氣(qi)循(xun)環到燃料電池(chi)堆1。

噴射泵25通(tong)過加快由負極(ji)壓力調節閥24供給的(de)負極(ji)氣體的(de)流(liu)速來吸引從燃(ran)料電池(chi)(chi)堆1排(pai)出的(de)負極(ji)排(pai)氣從而使(shi)該負極(ji)排(pai)氣循環(huan)到燃(ran)料電池(chi)(chi)堆1。

噴(pen)(pen)射(she)泵(beng)25例如由噴(pen)(pen)嘴(zui)(Nozzle)和擴散(san)器(qi)(Diffuser)構成。噴(pen)(pen)嘴(zui)用于加快負(fu)極(ji)氣體(ti)的流速來向(xiang)擴散(san)器(qi)噴(pen)(pen)射(she)負(fu)極(ji)氣體(ti)。噴(pen)(pen)嘴(zui)形成為圓筒狀(zhuang)，開口隨著接近噴(pen)(pen)嘴(zui)的頂端部而變窄。因(yin)此，負(fu)極(ji)氣體(ti)的流速在(zai)頂端部變快而向(xiang)擴散(san)器(qi)噴(pen)(pen)射(she)負(fu)極(ji)氣體(ti)。

擴(kuo)散器用(yong)于利用(yong)從(cong)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)噴(pen)(pen)射(she)的(de)(de)負極氣(qi)(qi)體的(de)(de)流(liu)速(su)來吸引(yin)負極排(pai)氣(qi)(qi)。擴(kuo)散器使從(cong)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)噴(pen)(pen)射(she)的(de)(de)負極氣(qi)(qi)體與吸引(yin)到(dao)的(de)(de)負極排(pai)氣(qi)(qi)合流(liu)，將該(gai)合流(liu)后的(de)(de)氣(qi)(qi)體向(xiang)燃料(liao)電(dian)池堆1噴(pen)(pen)出。在擴(kuo)散器中在與噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)相同的(de)(de)軸(zhou)上形成(cheng)有合流(liu)通(tong)(tong)路。合流(liu)通(tong)(tong)路的(de)(de)開口形成(cheng)為隨著接近噴(pen)(pen)出口而(er)變(bian)大。擴(kuo)散器中形成(cheng)有從(cong)吸引(yin)口延伸(shen)至噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)的(de)(de)頂端部分(fen)的(de)(de)圓筒狀的(de)(de)吸引(yin)腔，吸引(yin)腔與合流(liu)通(tong)(tong)路連通(tong)(tong)。

在噴(pen)射泵25與燃料(liao)電(dian)池堆1之間的負極(ji)氣(qi)(qi)體供給通路22上(shang)設置(zhi)有(you)壓(ya)力(li)傳(chuan)感器42。壓(ya)力(li)傳(chuan)感器42對向燃料(liao)電(dian)池堆1供給的負極(ji)氣(qi)(qi)體的壓(ya)力(li)(以下稱為“堆入口氣(qi)(qi)體壓(ya)力(li)”。)進行檢測。壓(ya)力(li)傳(chuan)感器42將表(biao)示檢測出的壓(ya)力(li)的檢測信號輸(shu)出到(dao)控制器101。

負(fu)極氣(qi)體循環(huan)(huan)通(tong)路(lu)26是(shi)用于(yu)使從燃料電池堆(dui)1排出(chu)的負(fu)極排氣(qi)循環(huan)(huan)到負(fu)極氣(qi)體供給通(tong)路(lu)22的通(tong)路(lu)。負(fu)極氣(qi)體循環(huan)(huan)通(tong)路(lu)26的一(yi)端與(yu)(yu)燃料電池堆(dui)1的負(fu)極氣(qi)體出(chu)口(kou)孔連接，另一(yi)端與(yu)(yu)噴射泵25的吸引口(kou)(循環(huan)(huan)口(kou))連接。

氣(qi)液分離(li)裝置27設置于(yu)負(fu)極氣(qi)體循環通路26。氣(qi)液分離(li)裝置27將負(fu)極排(pai)氣(qi)所(suo)(suo)包(bao)含的生(sheng)成(cheng)水、氮氣(qi)等(deng)雜(za)質從剩余的負(fu)極氣(qi)體中分離(li)出來。氣(qi)液分離(li)裝置27使(shi)負(fu)極排(pai)氣(qi)所(suo)(suo)包(bao)含的水蒸氣(qi)凝結來使(shi)其(qi)成(cheng)為液態水。

經氣(qi)液(ye)分離裝置(zhi)27去除了雜(za)質(zhi)(zhi)的負(fu)極(ji)氣(qi)體通(tong)過負(fu)極(ji)氣(qi)體循(xun)環通(tong)路26后(hou)經由噴射泵(beng)25再次(ci)被供(gong)(gong)給(gei)到負(fu)極(ji)氣(qi)體供(gong)(gong)給(gei)通(tong)路22。另外，在(zai)氣(qi)液(ye)分離裝置(zhi)27的下部形(xing)成有將雜(za)質(zhi)(zhi)排(pai)(pai)出(chu)到放氣(qi)通(tong)路28的排(pai)(pai)出(chu)孔。

放氣通路28是用(yong)于排出(chu)由氣液分(fen)離(li)裝(zhuang)置27分(fen)離(li)出(chu)的(de)雜質的(de)通路。放氣通路28的(de)一(yi)端與(yu)氣液分(fen)離(li)裝(zhuang)置27的(de)排出(chu)孔連接(jie)，另一(yi)端與(yu)比正極(ji)壓力(li)調節閥(fa)14更靠下游(you)的(de)正極(ji)氣體(ti)排出(chu)通路13連接(jie)。

放氣(qi)閥(fa)29設置于(yu)放氣(qi)通(tong)路(lu)28。放氣(qi)閥(fa)29由控制器101來(lai)(lai)控制開閉。通(tong)過該開閉控制來(lai)(lai)向正極氣(qi)體排(pai)出通(tong)路(lu)13排(pai)出氮氣(qi)、液態水等雜質。

堆冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)裝置(zhi)30是使用作為(wei)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)介質的(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水來(lai)將(jiang)燃料電(dian)池堆1調整為(wei)適于發電(dian)的(de)溫(wen)度的(de)裝置(zhi)。堆冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)裝置(zhi)30包括(kuo)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水循環通路(lu)31、冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)水泵32、散熱(re)器(qi)33、旁路(lu)通路(lu)34、加熱(re)器(qi)35、恒溫(wen)器(qi)36、分支通路(lu)37、堆入口水溫(wen)傳感(gan)器(qi)43以及堆出口水溫(wen)傳感(gan)器(qi)44。

冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水循(xun)環通路(lu)(lu)31是用于使冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水循(xun)環到燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池堆(dui)1的(de)通路(lu)(lu)。冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水循(xun)環通路(lu)(lu)31的(de)一端與燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池堆(dui)1的(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水入口孔(kong)連接，另(ling)一端與燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池堆(dui)1的(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻水出(chu)口孔(kong)連接。

冷(leng)卻(que)水泵(beng)32設置(zhi)于冷(leng)卻(que)水循(xun)環通路31。冷(leng)卻(que)水泵(beng)32將(jiang)冷(leng)卻(que)水供給到燃料電池(chi)堆(dui)1和熱交換器23。冷(leng)卻(que)水泵(beng)32由控制器101來控制。

散熱(re)器33設置于冷(leng)卻水(shui)(shui)(shui)泵32的冷(leng)卻水(shui)(shui)(shui)吸入口側的冷(leng)卻水(shui)(shui)(shui)循環通路31。散熱(re)器33對(dui)被(bei)燃料電池堆1加熱(re)的冷(leng)卻水(shui)(shui)(shui)進行冷(leng)卻。

旁(pang)路(lu)通路(lu)34是繞過散熱器33的通路(lu)。旁(pang)路(lu)通路(lu)34的一端與燃(ran)料電(dian)池堆1的冷卻水出(chu)口(kou)側的冷卻水循環通路(lu)31連接，另一端與恒溫器36連接。

加(jia)(jia)熱(re)器35設(she)置于旁路通路34。加(jia)(jia)熱(re)器35在(zai)對(dui)燃(ran)料電池堆1進行暖機時被通電來對(dui)冷卻(que)水(shui)進行加(jia)(jia)熱(re)。在(zai)本實施方式中，通過(guo)DC/DC轉(zhuan)換器3從燃(ran)料電池堆1對(dui)加(jia)(jia)熱(re)器35供(gong)給電力來使加(jia)(jia)熱(re)器35發熱(re)。

恒(heng)溫(wen)器36設置(zhi)于旁路(lu)(lu)通路(lu)(lu)34與冷(leng)卻(que)水(shui)循環通路(lu)(lu)31合流的(de)部分(fen)處。恒(heng)溫(wen)器36是三通閥。恒(heng)溫(wen)器36根據在恒(heng)溫(wen)器36的(de)內部流動的(de)冷(leng)卻(que)水(shui)的(de)溫(wen)度來自動地開閉。

例如，恒溫器36在冷(leng)卻(que)水的(de)溫度低于規(gui)定(ding)的(de)開閥溫度時為關閉的(de)狀態，僅將經由(you)旁路(lu)通(tong)(tong)路(lu)34過來的(de)冷(leng)卻(que)水供給到燃(ran)料(liao)電池堆1。由(you)此，燃(ran)料(liao)電池堆1中(zhong)流通(tong)(tong)比經由(you)散熱器33過來的(de)冷(leng)卻(que)水高(gao)溫的(de)冷(leng)卻(que)水。

另一方(fang)面，當冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)的溫(wen)度變為開(kai)閥溫(wen)度以(yi)上(shang)時(shi)，恒(heng)溫(wen)器(qi)36開(kai)始逐漸打(da)開(kai)。然后，恒(heng)溫(wen)器(qi)36將經由(you)(you)旁路通路34過來的冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)與經由(you)(you)散(san)熱(re)器(qi)33過來的冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)混合(he)后供給(gei)到(dao)燃料(liao)電池堆(dui)1。由(you)(you)此，比經由(you)(you)旁路通路34過來的冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)低溫(wen)的冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)流到(dao)燃料(liao)電池堆(dui)1。

分支(zhi)(zhi)通(tong)(tong)路(lu)(lu)(lu)37從冷卻(que)水(shui)泵32與(yu)燃料電(dian)池堆1的冷卻(que)水(shui)入口(kou)孔之間的冷卻(que)水(shui)循(xun)環通(tong)(tong)路(lu)(lu)(lu)31分支(zhi)(zhi)，經由熱(re)交換(huan)器23來與(yu)比旁(pang)路(lu)(lu)(lu)通(tong)(tong)路(lu)(lu)(lu)34更靠上游(you)的冷卻(que)水(shui)循(xun)環通(tong)(tong)路(lu)(lu)(lu)31合流。

堆入(ru)口(kou)水溫(wen)(wen)傳感器(qi)43設置于位(wei)于燃(ran)料(liao)電池(chi)堆1的冷卻水入(ru)口(kou)孔的附近的冷卻水循環通(tong)路31。堆入(ru)口(kou)水溫(wen)(wen)傳感器(qi)43對(dui)向燃(ran)料(liao)電池(chi)堆1流入(ru)的冷卻水的溫(wen)(wen)度(以下稱為“堆入(ru)口(kou)水溫(wen)(wen)”。)進行檢(jian)測。堆入(ru)口(kou)水溫(wen)(wen)傳感器(qi)43將表示檢(jian)測出的溫(wen)(wen)度的檢(jian)測信號輸出到控制器(qi)101。

堆出口(kou)水(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)44設置于(yu)位于(yu)燃料電(dian)池堆1的(de)(de)冷(leng)(leng)卻水(shui)出口(kou)孔的(de)(de)附近的(de)(de)冷(leng)(leng)卻水(shui)循環(huan)通(tong)路(lu)31。堆出口(kou)水(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)44對從燃料電(dian)池堆1排出的(de)(de)冷(leng)(leng)卻水(shui)的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(以下稱為“堆出口(kou)水(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)”。)進行檢測(ce)。堆出口(kou)水(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)44將表示檢測(ce)出的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度的(de)(de)檢測(ce)信號輸出到控制(zhi)器(qi)(qi)101。

堆(dui)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)測(ce)定裝置45測(ce)定燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池堆(dui)1的(de)(de)內(nei)部(bu)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(HFR：High Frequency Resistance(高頻電(dian)(dian)(dian)阻(zu)))，以估計構成(cheng)層疊成(cheng)燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池堆(dui)1的(de)(de)燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)膜(mo)(mo)的(de)(de)濕(shi)潤(run)度。電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)膜(mo)(mo)的(de)(de)濕(shi)潤(run)度越小、即電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)膜(mo)(mo)中的(de)(de)水分越少(shao)而感(gan)覺(jue)越干，則(ze)內(nei)部(bu)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)越大。另一方面，電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)膜(mo)(mo)的(de)(de)濕(shi)潤(run)度越大、即電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)膜(mo)(mo)中的(de)(de)水分越多而感(gan)覺(jue)越濕(shi)，則(ze)內(nei)部(bu)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)越小。

例(li)如，堆電阻(zu)測定裝置45向燃料電池堆1的(de)正極(ji)(ji)端(duan)子提(ti)供交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電流(liu)(liu)(liu)，檢測交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電流(liu)(liu)(liu)所引起的(de)正極(ji)(ji)端(duan)子與負(fu)極(ji)(ji)端(duan)子之(zhi)間(jian)的(de)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電壓(ya)(ya)。然后，堆電阻(zu)測定裝置45通過將交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電壓(ya)(ya)的(de)振幅除(chu)以交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電流(liu)(liu)(liu)的(de)振幅來計算內(nei)部(bu)電阻(zu)，將計算出的(de)該內(nei)部(bu)電阻(zu)的(de)值、即(ji)HFR輸出到(dao)控制器101。

控制(zhi)器(qi)101由具備中央運算(suan)裝置(CPU)、只(zhi)讀存儲(chu)器(qi)(ROM)、隨(sui)機(ji)存取(qu)存儲(chu)器(qi)(RAM)以及輸入輸出接(jie)口(kou)(I/O接(jie)口(kou))的微型計算(suan)機(ji)構成。

從溫度傳(chuan)感(gan)器41、壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器42、堆入(ru)口(kou)水溫傳(chuan)感(gan)器43、堆出口(kou)水溫傳(chuan)感(gan)器44以(yi)及堆電阻測定裝置45輸(shu)出的檢測值被輸(shu)入(ru)到控制器101。

控(kong)制(zhi)器101基于所輸入(ru)的(de)值、對(dui)燃料(liao)電(dian)池堆(dui)1要求的(de)要求電(dian)力(li)以及(ji)針對(dui)輔機的(de)指令值來控(kong)制(zhi)壓(ya)縮機12、正極壓(ya)力(li)調節閥(fa)14、旁路閥(fa)16、負極壓(ya)力(li)調節閥(fa)24以及(ji)放氣閥(fa)29。由此，良好地維持燃料(liao)電(dian)池堆(dui)1的(de)發電(dian)狀態。

控制(zhi)器(qi)101在(zai)燃料電池(chi)系(xi)統(tong)100被啟動時，執行(xing)將(jiang)燃料電池(chi)堆1暖機(ji)(ji)到適于發電的溫度(du)的控制(zhi)(以(yi)下稱為“暖機(ji)(ji)運轉”)。

在暖機運(yun)轉中，控制(zhi)(zhi)器(qi)101對(dui)DC/DC轉換(huan)器(qi)3進行控制(zhi)(zhi)，使得從(cong)燃料電池堆1對(dui)壓(ya)縮機12、冷卻水泵32、加熱器(qi)35等輔機供給(gei)電力。

由此，利用燃料(liao)電(dian)池堆(dui)(dui)1發出驅動輔機所需的驅動電(dian)力，因(yin)此燃料(liao)電(dian)池堆(dui)(dui)1自身進一步發熱(re)(re)。除(chu)此以外，通過(guo)加熱(re)(re)器35的發熱(re)(re)(輸出)，燃料(liao)電(dian)池堆(dui)(dui)1的冷卻水被加熱(re)(re)而對燃料(liao)電(dian)池堆(dui)(dui)1進行加熱(re)(re)。

此(ci)時，使燃料電池(chi)堆(dui)1的(de)(de)發電量越大，則(ze)燃料電池(chi)堆(dui)1的(de)(de)發熱量越大，因此(ci)控制器101將(jiang)壓縮機(ji)12的(de)(de)轉速、加熱器35的(de)(de)輸出設定為可(ke)變范圍的(de)(de)上限值。由此(ci)，促進燃料電池(chi)堆(dui)1的(de)(de)暖機(ji)。

在如上所述(shu)的(de)燃料電(dian)池系統中，還設想以下的(de)情(qing)況：在零下的(de)溫度環境(jing)下啟動時，從(cong)高(gao)壓罐21向噴射(she)泵25供給的(de)負極氣體(ti)的(de)溫度變為負30℃。

在(zai)(zai)這(zhe)種狀況下，在(zai)(zai)向噴(pen)射(she)泵(beng)25供(gong)給的(de)(de)(de)負(fu)極(ji)氣體與由噴(pen)射(she)泵(beng)25吸引的(de)(de)(de)負(fu)極(ji)排(pai)(pai)氣合流(liu)的(de)(de)(de)部分處，負(fu)極(ji)排(pai)(pai)氣中(zhong)的(de)(de)(de)水(shui)蒸氣成(cheng)為液(ye)(ye)態(tai)水(shui)，該液(ye)(ye)態(tai)水(shui)結(jie)冰而(er)生成(cheng)冰。因此(ci)，直到負(fu)極(ji)氣體與負(fu)極(ji)排(pai)(pai)氣的(de)(de)(de)合流(liu)氣體的(de)(de)(de)溫(wen)度超過(guo)冰點為止，噴(pen)射(she)泵(beng)25中(zhong)形成(cheng)的(de)(de)(de)冰的(de)(de)(de)量(liang)增(zeng)加。

例如，在(zai)(zai)(zai)合流(liu)氣(qi)體(ti)達到冰(bing)點之(zhi)前(qian)停止燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)系統(tong)100時(shi)(shi)，噴(pen)射泵(beng)25內會(hui)保(bao)持為形成(cheng)(cheng)有冰(bing)的狀(zhuang)態。當在(zai)(zai)(zai)該狀(zhuang)態下(xia)再次啟動(dong)燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)系統(tong)100時(shi)(shi)，會(hui)在(zai)(zai)(zai)形成(cheng)(cheng)于噴(pen)射泵(beng)25內的冰(bing)之(zhi)上進一步生(sheng)成(cheng)(cheng)冰(bing)。因此，存在(zai)(zai)(zai)以下(xia)擔憂：在(zai)(zai)(zai)燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)系統(tong)100的運(yun)轉中(zhong)負(fu)極(ji)(ji)氣(qi)體(ti)與負(fu)極(ji)(ji)排(pai)氣(qi)的合流(liu)部分(fen)的流(liu)路(lu)堵塞(sai)，不再能夠(gou)向燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)堆1供給負(fu)極(ji)(ji)氣(qi)體(ti)。在(zai)(zai)(zai)此，將(jiang)流(liu)路(lu)因冰(bing)而(er)堵塞(sai)的情況(kuang)稱(cheng)為凍結。

因此(ci)，在(zai)本實施方式(shi)中，控制器101在(zai)接收到(dao)停止(zhi)燃料(liao)電(dian)池堆1的發電(dian)的停止(zhi)指(zhi)令時(shi)，執行燃料(liao)電(dian)池堆1的暖機運轉。

圖2是(shi)表示本(ben)(ben)發明的(de)第一實施方(fang)式中的(de)控制器(qi)101的(de)基(ji)本(ben)(ben)結(jie)構的(de)圖。

控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)101具備對燃料電(dian)池系(xi)統100進行(xing)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的系(xi)統控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)部(bu)102。系(xi)統控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)部(bu)102包括發電(dian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)部(bu)200、停止控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)部(bu)300以及(ji)指令部(bu)400。

發電(dian)(dian)(dian)控制(zhi)部(bu)200基(ji)于要(yao)求電(dian)(dian)(dian)力(li)來控制(zhi)燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)池堆1的發電(dian)(dian)(dian)狀態(tai)。要(yao)求電(dian)(dian)(dian)力(li)是指從電(dian)(dian)(dian)動馬(ma)達等(deng)電(dian)(dian)(dian)負載4對(dui)燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)池堆1要(yao)求的電(dian)(dian)(dian)力(li)。

例如，發(fa)電(dian)控制部200參照燃(ran)料電(dian)池堆(dui)1的電(dian)流(liu)(liu)電(dian)壓(IV)特性，基于要求電(dian)力來計算從燃(ran)料電(dian)池堆(dui)1取出的電(dian)流(liu)(liu)的目標值(以下稱為“目標電(dian)流(liu)(liu)”。)。

發電控制部200基于該目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)電流來計(ji)算向燃料電池(chi)堆(dui)(dui)1供(gong)(gong)給的(de)正極氣(qi)體(ti)(ti)的(de)目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)壓力和(he)目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)流量(liang)，并且基于目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)電流來計(ji)算向燃料電池(chi)堆(dui)(dui)1供(gong)(gong)給的(de)負極氣(qi)體(ti)(ti)的(de)目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)壓力。并且，發電控制部200基于目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)電流來計(ji)算向燃料電池(chi)堆(dui)(dui)1供(gong)(gong)給的(de)冷卻水(shui)的(de)目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)流量(liang)。

這樣，發(fa)電控制部200基于電負載4的(de)要求(qiu)電力來求(qiu)出正極氣體(ti)的(de)目標(biao)(biao)壓(ya)力及(ji)目標(biao)(biao)流量(liang)、負極氣體(ti)的(de)目標(biao)(biao)壓(ya)力以及(ji)冷卻水的(de)目標(biao)(biao)流量(liang)，使用這些參數來使燃料電池堆1發(fa)電。

停止控(kong)制(zhi)部300基于燃料電池系(xi)統100的(de)停止指(zhi)令來將燃料電池系(xi)統100控(kong)制(zhi)為預(yu)先決定的(de)停止狀態。

停止控制部(bu)300包括凍結預(yu)測處理(li)部(bu)310和運轉執行部(bu)311。

凍結預(yu)測(ce)處理部310構成基于燃(ran)料電(dian)池系統(tong)100的(de)溫度來預(yu)測(ce)噴射泵25的(de)凍結的(de)凍結預(yu)測(ce)部。

燃(ran)料電(dian)池系統100的(de)溫度(du)(du)是預測噴射(she)泵(beng)25的(de)凍結(jie)的(de)參數，例(li)如使用(yong)外部氣溫、燃(ran)料電(dian)池堆1的(de)溫度(du)(du)、被噴射(she)泵(beng)25循(xun)(xun)環(huan)(吸(xi)引(yin))的(de)負極(ji)排氣的(de)溫度(du)(du)(循(xun)(xun)環(huan)氣體溫度(du)(du))、供給氣體溫度(du)(du)等(deng)。

在接(jie)收到燃(ran)料(liao)(liao)電池系統100的(de)停止指令時，凍結(jie)(jie)預測處理(li)部310預測噴射泵25的(de)凍結(jie)(jie)，判(pan)斷(duan)是否需要將燃(ran)料(liao)(liao)電池堆1控制為預先決(jue)定的(de)狀(zhuang)態。

凍(dong)結預測處理(li)部(bu)310判(pan)斷(duan)是否需要(yao)將燃(ran)料電(dian)(dian)池堆(dui)1的電(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)膜控制為(wei)預先決定(ding)的干燥狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。在本實(shi)施方(fang)式中，凍(dong)結預測處理(li)部(bu)310基于從堆(dui)電(dian)(dian)阻測定(ding)裝置45輸出的內部(bu)電(dian)(dian)阻(HFR)的值，來(lai)判(pan)斷(duan)是否需要(yao)將電(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)膜控制為(wei)干燥狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。

另外，凍(dong)結預(yu)測處(chu)理部310基于燃料電池系(xi)統(tong)100的溫度(du)來判斷是否需(xu)要去除在噴射泵25內生成的冰。

在本實施(shi)方式中，凍結預測處(chu)理(li)部310基于燃(ran)料電池(chi)堆1的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(以下(xia)稱為“堆溫(wen)(wen)(wen)度”。)來(lai)判斷是否(fou)需要去(qu)(qu)除冰。例如(ru)，在堆溫(wen)(wen)(wen)度低于能夠去(qu)(qu)除噴(pen)射泵(beng)25內的(de)(de)冰的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度的(de)(de)情況(kuang)下(xia)，凍結預測處(chu)理(li)部310預測為噴(pen)射泵(beng)25凍結。

在本(ben)實施(shi)方式中，凍(dong)(dong)結(jie)預測處理部(bu)310估計噴射泵(beng)25內的冰量(liang)，基于該冰量(liang)來(lai)預測噴射泵(beng)25的凍(dong)(dong)結(jie)。

在通(tong)過(guo)凍(dong)(dong)結(jie)預測處理部(bu)310預測出噴(pen)射泵(beng)25的(de)凍(dong)(dong)結(jie)時，在接收到(dao)燃料電池系統100的(de)停止(zhi)指令的(de)情況下，運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)執(zhi)行部(bu)311不進行燃料電池系統100的(de)停止(zhi)而執(zhi)行暖(nuan)機運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)。運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)執(zhi)行部(bu)311包括(kuo)干燥(zao)運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)部(bu)320和(he)暖(nuan)機運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)部(bu)330。

在通過凍結預測處理部310判斷(duan)為(wei)需要將電解質膜(mo)控(kong)制(zhi)(zhi)為(wei)干(gan)(gan)燥狀態(tai)的(de)(de)情況下，干(gan)(gan)燥運轉部320執行以下的(de)(de)干(gan)(gan)燥運轉：以使電解質膜(mo)從濕的(de)(de)狀態(tai)變為(wei)預先(xian)決定的(de)(de)干(gan)(gan)燥狀態(tai)的(de)(de)方式(shi)控(kong)制(zhi)(zhi)燃料(liao)電池系統100。

例如，干燥運轉部320提高正極氣體的(de)(de)目標(biao)流量，降(jiang)低(di)正極氣體的(de)(de)目標(biao)壓力，以(yi)增加由(you)正極氣體從燃料電(dian)池堆1帶(dai)出的(de)(de)水蒸氣的(de)(de)排出量。

另外，在堆溫度低于冰點的(de)(de)情況(kuang)下，干燥運(yun)轉部320對燃料電池堆1進行暖機。由此(ci)，燃料電池堆1的(de)(de)溫度上升，燃料電池堆1內的(de)(de)飽(bao)和水蒸氣(qi)(qi)量(liang)增加，因此(ci)能夠(gou)增加由正極氣(qi)(qi)體(ti)帶出的(de)(de)水蒸氣(qi)(qi)的(de)(de)排出量(liang)。

通過像這樣執行(xing)干燥運轉，能夠避免(mian)以下(xia)事態：在燃料(liao)電池(chi)系統(tong)100停止之后燃料(liao)電池(chi)堆1被外部大氣冷(leng)卻(que)，保(bao)持于電解質膜(mo)的水凍結而電解質膜(mo)劣化。

另一(yi)方(fang)面，在通過凍結預(yu)測處理部(bu)310判斷為不需要將電(dian)解質膜控制為干(gan)燥(zao)狀態的(de)情況下，干(gan)燥(zao)運轉部(bu)320停止干(gan)燥(zao)運轉的(de)執(zhi)行。由此，能(neng)夠防止執(zhi)行無用的(de)干(gan)燥(zao)運轉。

在(zai)(zai)判斷為需要去除噴射(she)(she)泵25中(zhong)形(xing)成的冰的情況下(xia)、即在(zai)(zai)預(yu)測出噴射(she)(she)泵25的凍結(jie)時，暖(nuan)機(ji)運(yun)(yun)轉部330執行(xing)對燃(ran)料電池堆1進行(xing)暖(nuan)機(ji)的暖(nuan)機(ji)運(yun)(yun)轉。

暖機運(yun)轉部(bu)330對(dui)加(jia)熱(re)器(qi)35通電(dian)來(lai)(lai)對(dui)燃料(liao)電(dian)池堆(dui)1的冷卻水進(jin)行加(jia)熱(re)。除此以(yi)外，暖機運(yun)轉部(bu)330以(yi)使輔機的消耗(hao)電(dian)力變大(da)(da)的方式增大(da)(da)例(li)如壓縮機12的轉速(su)來(lai)(lai)使燃料(liao)電(dian)池堆(dui)1發電(dian)。由此，能夠使燃料(liao)電(dian)池堆(dui)1的溫度迅速(su)上升(sheng)。

具體(ti)(ti)地說(shuo)，暖機(ji)運轉部330基(ji)于用于對燃料(liao)電(dian)(dian)池堆1進(jin)行暖機(ji)的(de)輔機(ji)消耗電(dian)(dian)力(li)來計算目標(biao)(biao)電(dian)(dian)流，基(ji)于該目標(biao)(biao)電(dian)(dian)流來計算正(zheng)極(ji)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)目標(biao)(biao)壓力(li)及目標(biao)(biao)流量以及負極(ji)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)目標(biao)(biao)壓力(li)。

通(tong)過(guo)像(xiang)這樣(yang)執行(xing)暖機運(yun)轉，堆(dui)溫(wen)度上升，并且隨之被噴(pen)射泵(beng)25吸引的(de)負極排氣的(de)溫(wen)度上升，因此能夠融化噴(pen)射泵(beng)25內(nei)的(de)冰。

另一方面，在通過(guo)凍(dong)結(jie)預測(ce)處(chu)理(li)部(bu)(bu)310判斷為不(bu)需要去除噴(pen)射(she)泵25內的冰的情況下(xia)，暖機(ji)運轉(zhuan)部(bu)(bu)330停止暖機(ji)運轉(zhuan)的執行。即，凍(dong)結(jie)預測(ce)處(chu)理(li)部(bu)(bu)310在預測(ce)為噴(pen)射(she)泵25不(bu)凍(dong)結(jie)的情況下(xia)，限制暖機(ji)運轉(zhuan)的執行。由此，能夠(gou)防止執行無用的暖機(ji)運轉(zhuan)。

指(zhi)令(ling)部400基于從發(fa)電(dian)控制部200或(huo)停(ting)止(zhi)控制部300輸(shu)出的(de)參數，來(lai)向燃料電(dian)池系統(tong)100的(de)各控制部件輸(shu)出指(zhi)令(ling)信號。

例如，指(zhi)令(ling)(ling)部400基于正極氣體(ti)的(de)目標壓力及(ji)(ji)目標流量(liang)，來運算壓縮機(ji)12的(de)目標轉速以及(ji)(ji)正極壓力調節閥14的(de)目標開度。并且，指(zhi)令(ling)(ling)部400以使向燃(ran)料電池堆1供給的(de)正極氣體(ti)的(de)流量(liang)為(wei)目標流量(liang)的(de)方式運算旁(pang)路(lu)閥16的(de)目標開度。然后(hou)，指(zhi)令(ling)(ling)部400將表示運算結果的(de)指(zhi)令(ling)(ling)信號輸出到壓縮機(ji)12、正極壓力調節閥14以及(ji)(ji)旁(pang)路(lu)閥16。

并(bing)且，指令(ling)(ling)部(bu)400基(ji)于負(fu)(fu)極氣體的(de)目標(biao)壓(ya)力(li)來(lai)運算負(fu)(fu)極壓(ya)力(li)調節閥24的(de)開度，將指定該目標(biao)開度的(de)指令(ling)(ling)信號(hao)輸出到負(fu)(fu)極壓(ya)力(li)調節閥24。另外，指令(ling)(ling)部(bu)400基(ji)于加熱器35的(de)目標(biao)輸出來(lai)運算向(xiang)加熱器35供給(gei)的(de)電(dian)力(li)，根據該目標(biao)電(dian)力(li)來(lai)控制DC/DC轉換(huan)器3。

根據發(fa)(fa)明的(de)第一實施方式，燃料(liao)電(dian)池系統(tong)100具有使負(fu)極(ji)排氣循環到(dao)燃料(liao)電(dian)池堆1的(de)噴射泵25。而且，控制(zhi)器101包括基于(yu)要(yao)求(qiu)電(dian)力(li)來(lai)控制(zhi)燃料(liao)電(dian)池堆1的(de)發(fa)(fa)電(dian)狀態(tai)的(de)發(fa)(fa)電(dian)控制(zhi)部(bu)200以及基于(yu)燃料(liao)電(dian)池系統(tong)100的(de)溫度(du)來(lai)預測噴射泵25的(de)凍(dong)結的(de)凍(dong)結預測處理部(bu)310。

而且，在通過凍結預測(ce)處(chu)理部310預測(ce)出凍結時(shi)，運轉執行部311在燃(ran)料電池(chi)系(xi)統100的(de)停止(zhi)時(shi)或停止(zhi)后(hou)，對(dui)燃(ran)料電池(chi)堆(dui)1進(jin)行暖機。作為預測(ce)凍結的(de)參數，例如能夠(gou)列舉出與負極排氣(qi)的(de)溫度有相關(guan)性的(de)燃(ran)料電池(chi)堆(dui)1的(de)溫度、噴射泵(beng)25內的(de)冰(bing)量的(de)估(gu)計值(zhi)、燃(ran)料電池(chi)堆(dui)1的(de)HFR等。

像這樣在(zai)接(jie)收到(dao)停止指令之后，基于(yu)噴射泵25的凍結預測來對燃料電池堆1進行(xing)暖(nuan)機(ji)，由此能(neng)夠可(ke)靠地去(qu)除在(zai)負極氣(qi)體(ti)所循環的流路(lu)中形成的冰。

例如，還(huan)設想(xiang)了如下(xia)(xia)(xia)(xia)的(de)狀(zhuang)況：在(zai)(zai)(zai)如在(zai)(zai)(zai)負(fu)30℃的(de)零下(xia)(xia)(xia)(xia)啟(qi)動燃料(liao)(liao)(liao)電(dian)池系(xi)統(tong)100這(zhe)(zhe)樣的(de)環(huan)境下(xia)(xia)(xia)(xia)，在(zai)(zai)(zai)燃料(liao)(liao)(liao)電(dian)池堆1的(de)暖(nuan)機中(zhong)(zhong)在(zai)(zai)(zai)噴射泵(beng)25內(nei)形成冰(bing)，在(zai)(zai)(zai)該(gai)狀(zhuang)態下(xia)(xia)(xia)(xia)燃料(liao)(liao)(liao)電(dian)池系(xi)統(tong)100被停止。當在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)種狀(zhuang)況下(xia)(xia)(xia)(xia)再(zai)次(ci)啟(qi)動燃料(liao)(liao)(liao)電(dian)池系(xi)統(tong)100時，存在(zai)(zai)(zai)以(yi)下(xia)(xia)(xia)(xia)擔憂：在(zai)(zai)(zai)殘留于(yu)噴射泵(beng)25的(de)冰(bing)之上進一步逐漸堆積在(zai)(zai)(zai)暖(nuan)機中(zhong)(zhong)新生成的(de)冰(bing)，噴射泵(beng)25凍結，不(bu)再(zai)能(neng)夠向(xiang)燃料(liao)(liao)(liao)電(dian)池堆1供給負(fu)極氣(qi)體(ti)。

與此相對，在(zai)本實施方式中(zhong)，在(zai)接(jie)收到停止指(zhi)令之后對燃料電(dian)池堆1進行暖機，由此被噴(pen)射泵(beng)25吸引的(de)(de)(de)負極(ji)(ji)排(pai)氣(qi)的(de)(de)(de)溫度上(shang)升(sheng)，因(yin)此負極(ji)(ji)氣(qi)體與負極(ji)(ji)排(pai)氣(qi)的(de)(de)(de)合(he)流(liu)氣(qi)體的(de)(de)(de)溫度上(shang)升(sheng)到冰點(dian)。由此，噴(pen)射泵(beng)25內的(de)(de)(de)冰被融解，因(yin)此能夠防止當在(zai)零下再(zai)次(ci)啟動燃料電(dian)池系統100時負極(ji)(ji)氣(qi)體所循環的(de)(de)(de)流(liu)路因(yin)殘留的(de)(de)(de)冰的(de)(de)(de)原因(yin)而堵塞。

此(ci)外，作為負(fu)極(ji)氣(qi)體(ti)所(suo)循(xun)(xun)環(huan)(huan)的流路(lu)上設置的部(bu)件(jian)(jian)，除了噴射泵25以外，還有壓力傳(chuan)感器42、氣(qi)液分離裝置27等(deng)。另外，在負(fu)極(ji)氣(qi)體(ti)循(xun)(xun)環(huan)(huan)通路(lu)26上設置有循(xun)(xun)環(huan)(huan)泵的燃料電(dian)池系統中，循(xun)(xun)環(huan)(huan)泵符合所(suo)述部(bu)件(jian)(jian)。這種部(bu)件(jian)(jian)也有可能在暖機(ji)(ji)運(yun)轉(zhuan)中凍結，因此(ci)通過(guo)在停止(zhi)處(chu)理中執行暖機(ji)(ji)運(yun)轉(zhuan)，能夠(gou)去除這些部(bu)件(jian)(jian)的冰。

另外，本(ben)實施(shi)方式的(de)燃料(liao)(liao)電(dian)池系(xi)統100使負(fu)極排氣循(xun)環(huan)到燃料(liao)(liao)電(dian)池堆1，但是即使使正極排氣循(xun)環(huan)到燃料(liao)(liao)電(dian)池堆1也(ye)能夠得(de)到與(yu)本(ben)實施(shi)方式同(tong)樣的(de)作用效(xiao)果。

如以(yi)上(shang)那樣(yang)，在(zai)使負極排氣(qi)和正極排氣(qi)中的(de)至少(shao)一方(fang)的(de)排出氣(qi)體(ti)循環到燃(ran)料電池(chi)堆1的(de)燃(ran)料電池(chi)系統(tong)中，根據停止指(zhi)令時的(de)排出氣(qi)體(ti)所(suo)循環的(de)流路的(de)凍結狀(zhuang)態來執行暖(nuan)機運轉，由(you)此能夠防止在(zai)下一次(ci)啟動時流路凍結而堵塞。

(第二實施方式)

圖3是表示本發明的(de)(de)第二實(shi)施方式中的(de)(de)燃料電池系統的(de)(de)停止方法(fa)的(de)(de)流程圖。

本(ben)實施方式的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)系(xi)統(tong)與圖(tu)1所示的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)系(xi)統(tong)100之間基本(ben)結(jie)(jie)構相同。下面，對與燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)系(xi)統(tong)100相同的(de)結(jie)(jie)構標注(zhu)相同標記并省(sheng)略詳(xiang)細的(de)說明。

在步驟S101中，控制器101的(de)發(fa)電控制部(bu)200基于電負載4的(de)要(yao)求電力(li)來控制燃料(liao)電池堆1的(de)發(fa)電狀(zhuang)態。

在步驟(zou)S102中，控制器101的凍結預測處理部310判斷是否接收到(dao)停(ting)止(zhi)(zhi)燃(ran)料電池堆(dui)1的發電的停(ting)止(zhi)(zhi)指令(ling)。例(li)如在燃(ran)料電池系統(tong)100中設置的操作(zuo)開(kai)關從啟(qi)動(dong)狀態被設定為停(ting)止(zhi)(zhi)狀態時，對停(ting)止(zhi)(zhi)控制部300輸出停(ting)止(zhi)(zhi)指令(ling)。

在步驟S103中，凍結預測處(chu)理(li)部310在接收到(dao)燃(ran)料電(dian)池(chi)系統(tong)100的停(ting)止指令的情(qing)況下，判斷是否需要使(shi)燃(ran)料電(dian)池(chi)的電(dian)解質膜干燥。

在(zai)步(bu)驟(zou)S104中，凍結預測處(chu)理(li)部(bu)(bu)310在(zai)判斷為(wei)需要使電(dian)解(jie)質(zhi)膜干(gan)燥(zao)(zao)的(de)(de)情(qing)況下將干(gan)燥(zao)(zao)標志設(she)定(ding)為(wei)ON。在(zai)該(gai)情(qing)況下，運(yun)轉執行(xing)部(bu)(bu)311執行(xing)干(gan)燥(zao)(zao)運(yun)轉。在(zai)干(gan)燥(zao)(zao)運(yun)轉中，運(yun)轉執行(xing)部(bu)(bu)311增多向(xiang)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)堆1供給的(de)(de)正極氣體的(de)(de)流量(liang)、或(huo)降低(di)正極氣體的(de)(de)壓力、或(huo)在(zai)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)堆1的(de)(de)溫度(du)低(di)時對燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)堆1進(jin)行(xing)暖機，使得電(dian)解(jie)質(zhi)膜成為(wei)干(gan)燥(zao)(zao)狀態。

在步驟S105中，凍結預測處(chu)理部310在將干(gan)(gan)燥標(biao)志設定(ding)為(wei)ON的情況(kuang)下，將干(gan)(gan)燥要求溫(wen)度(du)(du)Td設定(ding)為(wei)暖機完成閾值Th_e。干(gan)(gan)燥要求溫(wen)度(du)(du)Td被設定(ding)為(wei)正極氣體中含有的水蒸氣變多的溫(wen)度(du)(du)、例如40℃。

在(zai)步驟S106中(zhong)，凍(dong)結預測處理部310在(zai)判斷為(wei)不需要使電(dian)解質膜干(gan)燥(zao)(zao)的(de)情況下，將干(gan)燥(zao)(zao)標志設定為(wei)OFF。在(zai)該(gai)情況下，停止控制部300不執行(xing)干(gan)燥(zao)(zao)運轉。

在(zai)步驟S107中(zhong)，凍結預(yu)(yu)測(ce)處理(li)部(bu)310基于形成于噴射泵25的內(nei)部(bu)的冰的量，來(lai)預(yu)(yu)測(ce)是否在(zai)燃料電池系統(tong)100再次(ci)啟動時(shi)噴射泵25凍結而堵塞(sai)。

在(zai)本實施方式中，凍結預(yu)測(ce)處理部310判斷噴射泵25內(nei)的冰量是否大于凍結防止閾值Th_j。

凍(dong)結防(fang)(fang)止閾(yu)值(zhi)Th_j是用于(yu)預測噴(pen)(pen)射泵(beng)(beng)(beng)(beng)25的(de)(de)凍(dong)結的(de)(de)閾(yu)值(zhi)，是考慮再次啟(qi)動燃料電(dian)池(chi)系(xi)統100時在(zai)噴(pen)(pen)射泵(beng)(beng)(beng)(beng)25內新生成(cheng)的(de)(de)冰(bing)量后為了使噴(pen)(pen)射泵(beng)(beng)(beng)(beng)25不堵塞而決定的(de)(de)。凍(dong)結防(fang)(fang)止閾(yu)值(zhi)Th_j被(bei)設定為噴(pen)(pen)射泵(beng)(beng)(beng)(beng)25堵塞的(de)(de)冰(bing)量的(de)(de)例如50％左右的(de)(de)值(zhi)。

在(zai)步驟S108中，凍結預測處理(li)部310在(zai)噴射泵(beng)25內的(de)冰(bing)量大于(yu)凍結防止閾值Th_j的(de)情況下(xia)，將暖(nuan)機(ji)(ji)標志設定(ding)為ON。在(zai)該情況下(xia)，運轉(zhuan)執行部311執行對燃料電池堆1進(jin)行暖(nuan)機(ji)(ji)的(de)暖(nuan)機(ji)(ji)運轉(zhuan)。

在步驟S109中(zhong)，凍結預測處理部310在將暖(nuan)機(ji)標志設定為(wei)ON的情況(kuang)下，將解凍要(yao)求(qiu)溫(wen)度Tw設定為(wei)暖(nuan)機(ji)完成閾值Th_e。解凍要(yao)求(qiu)溫(wen)度Tw被設定為(wei)能夠去除噴射泵25的冰的溫(wen)度，在本實施方式中(zhong)被設定為(wei)60℃。

在步驟S110中(zhong)，凍(dong)結(jie)預測處理部310在噴射(she)泵25內(nei)的(de)冰(bing)量為(wei)凍(dong)結(jie)防止(zhi)閾值Th_j以(yi)下(xia)的(de)情況下(xia)將暖(nuan)(nuan)機標(biao)志(zhi)設定為(wei)OFF。在該情況下(xia)，凍(dong)結(jie)預測處理部310預測為(wei)在下(xia)一次啟動(dong)時的(de)暖(nuan)(nuan)機運轉(zhuan)(zhuan)中(zhong)噴射(she)泵25不(bu)凍(dong)結(jie)，不(bu)執(zhi)行暖(nuan)(nuan)機運轉(zhuan)(zhuan)。

在步驟S120中，運轉執行(xing)部311根據干燥(zao)標(biao)志(zhi)和暖機(ji)標(biao)志(zhi)的(de)設定狀態來執行(xing)燃料電池系(xi)統100的(de)凍結防止處理。

在(zai)步驟(zou)S111中，停止(zhi)控制部300在(zai)凍結防止(zhi)處理完成(cheng)之(zhi)后將(jiang)連接于燃料(liao)電(dian)池堆1與電(dian)負(fu)載4之(zhi)間的切斷(duan)器(未圖示)設定為切斷(duan)狀態(tai)，停止(zhi)燃料(liao)電(dian)池系統100。

圖(tu)4是表(biao)示圖(tu)3的(de)步驟S120中執行的(de)凍結(jie)防止處理(li)的(de)處理(li)過程例的(de)流(liu)程圖(tu)。

在(zai)步驟S121中，運(yun)轉執行部311判(pan)斷暖機(ji)標(biao)志是否(fou)被設定為OFF。

在(zai)步(bu)(bu)驟S122中，運(yun)轉(zhuan)執(zhi)行(xing)(xing)(xing)部311在(zai)暖(nuan)(nuan)機(ji)(ji)標志(zhi)被設定為OFF的(de)(de)情況(kuang)(kuang)下(xia)，判斷干(gan)燥標志(zhi)是否被設定為OFF。運(yun)轉(zhuan)執(zhi)行(xing)(xing)(xing)部311在(zai)暖(nuan)(nuan)機(ji)(ji)標志(zhi)和干(gan)燥標志(zhi)均被設定為OFF的(de)(de)情況(kuang)(kuang)下(xia)，既不執(zhi)行(xing)(xing)(xing)暖(nuan)(nuan)機(ji)(ji)運(yun)轉(zhuan)也不執(zhi)行(xing)(xing)(xing)干(gan)燥運(yun)轉(zhuan)，進入步(bu)(bu)驟123的(de)(de)處理。

在步驟S123中，運轉(zhuan)(zhuan)執行(xing)部311執行(xing)燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)系統100的(de)(de)停止處理。例如，運轉(zhuan)(zhuan)執行(xing)部311執行(xing)以下處理：將燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)堆1的(de)(de)電(dian)(dian)壓降(jiang)低(di)至規(gui)定的(de)(de)值(zhi)以抑制電(dian)(dian)解質膜的(de)(de)高電(dian)(dian)位劣(lie)化，之后停止向燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)堆1供給負極氣(qi)體(ti)(ti)和正極氣(qi)體(ti)(ti)。

在步驟S124中，在步驟S121中暖機標志(zhi)被(bei)設(she)定為ON的(de)情況下，運轉(zhuan)執(zhi)行部311判斷干燥標志(zhi)是(shi)否被(bei)設(she)定為OFF。

在步驟S125中(zhong)，在暖機標志(zhi)被設定(ding)為ON且干燥標志(zhi)被設定(ding)為OFF的情況下(xia)，運轉執行(xing)部311執行(xing)暖機運轉。

在步(bu)驟(zou)S126中(zhong)，運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)執行部311判斷暖(nuan)機運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)是否已完(wan)成。例如，在堆溫(wen)(wen)度(du)變得高(gao)于暖(nuan)機完(wan)成閾(yu)值(zhi)(zhi)Th_e的(de)情況下，運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)執行部311判斷為暖(nuan)機運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)已完(wan)成，進入步(bu)驟(zou)S123的(de)處理。此外，暖(nuan)機完(wan)成閾(yu)值(zhi)(zhi)Th_e被設定(ding)為噴(pen)射泵25的(de)冰融解的(de)溫(wen)(wen)度(du)Tw。

作(zuo)為(wei)堆(dui)(dui)溫(wen)(wen)度(du)，使用在燃料電池堆(dui)(dui)1中(zhong)循環(huan)的(de)(de)冷卻(que)水(shui)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)。在本實(shi)施方式(shi)中(zhong)，將(jiang)冷卻(que)水(shui)的(de)(de)堆(dui)(dui)入(ru)口(kou)(kou)水(shui)溫(wen)(wen)與(yu)堆(dui)(dui)出(chu)(chu)口(kou)(kou)水(shui)溫(wen)(wen)的(de)(de)平均值用作(zuo)堆(dui)(dui)溫(wen)(wen)度(du)。此外(wai)，也(ye)(ye)可(ke)以(yi)(yi)將(jiang)堆(dui)(dui)入(ru)口(kou)(kou)水(shui)溫(wen)(wen)或堆(dui)(dui)出(chu)(chu)口(kou)(kou)水(shui)溫(wen)(wen)用作(zuo)堆(dui)(dui)溫(wen)(wen)度(du)。或者，也(ye)(ye)可(ke)以(yi)(yi)在燃料電池堆(dui)(dui)1中(zhong)直接(jie)設置溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)感器，使用從溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)感器輸出(chu)(chu)的(de)(de)檢(jian)測信號(hao)。

在(zai)步驟S127中，在(zai)通過步驟S124判斷(duan)為干(gan)燥(zao)(zao)標(biao)志被設(she)為ON的(de)情況(kuang)下(xia)(xia)、即在(zai)暖機(ji)標(biao)志和干(gan)燥(zao)(zao)標(biao)志均(jun)被設(she)定為ON的(de)情況(kuang)下(xia)(xia)，運(yun)轉(zhuan)執行部311執行暖機(ji)運(yun)轉(zhuan)和干(gan)燥(zao)(zao)運(yun)轉(zhuan)這雙方。

在步驟(zou)(zou)S128中(zhong)，運(yun)(yun)轉執(zhi)行(xing)(xing)部(bu)311判斷(duan)暖(nuan)機運(yun)(yun)轉是否(fou)已(yi)完成。例如(ru)，在堆(dui)溫度(du)低于(yu)暖(nuan)機完成閾值(zhi)Th_e的情況(kuang)下，運(yun)(yun)轉執(zhi)行(xing)(xing)部(bu)311判斷(duan)為暖(nuan)機運(yun)(yun)轉未完成，進入步驟(zou)(zou)S129的處理。

在暖機(ji)標志(zhi)被設定(ding)為(wei)ON的情況下，暖機(ji)完(wan)(wan)成(cheng)閾(yu)(yu)值Th_d被設定(ding)為(wei)解凍(dong)要求(qiu)溫度(du)Tw，在暖機(ji)標志(zhi)被設定(ding)為(wei)OFF的情況下干(gan)燥標志(zhi)被設定(ding)為(wei)ON時，暖機(ji)完(wan)(wan)成(cheng)閾(yu)(yu)值Th_d被設定(ding)為(wei)比解凍(dong)要求(qiu)溫度(du)Tw低的干(gan)燥要求(qiu)溫度(du)Td。

在(zai)步驟S129中，凍結預(yu)測(ce)處理部310判(pan)斷(duan)干(gan)燥運(yun)(yun)轉是(shi)否已完成。在(zai)本實施(shi)方式中，在(zai)由堆電阻測(ce)定裝置45測(ce)定出的(de)(de)HFR為(wei)預(yu)先(xian)決定的(de)(de)基準值以(yi)上(shang)的(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)下、即(ji)在(zai)電解(jie)質膜比規(gui)定的(de)(de)干(gan)燥狀態干(gan)的(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)下，運(yun)(yun)轉執行(xing)部311判(pan)斷(duan)為(wei)干(gan)燥運(yun)(yun)轉已完成，通過步驟S125來僅執行(xing)暖(nuan)機運(yun)(yun)轉。

另一方面(mian)，在HFR低(di)于(yu)基(ji)準值的(de)情(qing)況下、即(ji)在電解質(zhi)膜比規定(ding)的(de)干燥(zao)狀態濕的(de)情(qing)況下，運(yun)轉執(zhi)行部311返(fan)回(hui)到(dao)步驟S127的(de)處理，執(zhi)行暖機運(yun)轉和干燥(zao)運(yun)轉這雙方。

在步驟(zou)(zou)S130中(zhong)，在通(tong)過步驟(zou)(zou)S122判斷(duan)為(wei)干燥標志被設定(ding)為(wei)ON的情況下，運(yun)轉執行部(bu)311判斷(duan)堆溫(wen)度是否低于(yu)被設定(ding)為(wei)暖機完(wan)成閾(yu)值Th_e的干燥要求溫(wen)度Td。

然后(hou)，在(zai)堆溫度低于干燥(zao)要求(qiu)溫度Td的情況下，進(jin)入(ru)步(bu)驟(zou)S127的處理，在(zai)堆溫度為干燥(zao)要求(qiu)溫度Td以上的情況下，進(jin)入(ru)步(bu)驟(zou)S131的處理。

在(zai)步(bu)驟S131中，在(zai)通過步(bu)驟S128判斷為暖(nuan)機運(yun)(yun)轉(zhuan)已完成(cheng)的情況下、或者在(zai)通過步(bu)驟S130判斷為堆溫(wen)度為干燥要求溫(wen)度Td以(yi)上的情況下，運(yun)(yun)轉(zhuan)執行部311僅執行干燥運(yun)(yun)轉(zhuan)。

在步驟(zou)S132中，凍(dong)結預測處(chu)理部310判斷干(gan)燥(zao)運(yun)轉(zhuan)是(shi)否(fou)已完成。例如(ru)，在HFR低于(yu)目標(biao)值的情(qing)(qing)況下、即在電解(jie)質膜比規定的干(gan)燥(zao)狀態濕潤的情(qing)(qing)況下，運(yun)轉(zhuan)執行部311判斷為干(gan)燥(zao)運(yun)轉(zhuan)未完成，返(fan)回到步驟(zou)S131的處(chu)理來繼(ji)續干(gan)燥(zao)運(yun)轉(zhuan)。

運轉執行(xing)部311在(zai)判斷為干燥運轉已完成的情(qing)況下，在(zai)步驟S123中執行(xing)停(ting)止處理(li)，結束凍結防(fang)止處理(li)，返回(hui)到圖(tu)3所示的燃料電(dian)池系統100的停(ting)止方法(fa)。

接著，說明估計在噴射泵25內生成(cheng)的冰的量的方法。

圖5是表示本實施方式中(zhong)的(de)凍(dong)結(jie)預測(ce)處(chu)理部(bu)310的(de)結(jie)構的(de)一部(bu)分的(de)框圖。凍(dong)結(jie)預測(ce)處(chu)理部(bu)310具備運算噴射泵25內的(de)冰量的(de)冰量運算部(bu)340。

冰量(liang)(liang)運(yun)(yun)算(suan)(suan)部(bu)(bu)(bu)340包括供(gong)給氣(qi)體流量(liang)(liang)運(yun)(yun)算(suan)(suan)部(bu)(bu)(bu)341、循(xun)環氣(qi)體流量(liang)(liang)運(yun)(yun)算(suan)(suan)部(bu)(bu)(bu)342、合(he)流前(qian)供(gong)給氣(qi)體焓運(yun)(yun)算(suan)(suan)部(bu)(bu)(bu)343以及(ji)循(xun)環氣(qi)體焓運(yun)(yun)算(suan)(suan)部(bu)(bu)(bu)344。并且，冰量(liang)(liang)運(yun)(yun)算(suan)(suan)部(bu)(bu)(bu)340包括循(xun)環氣(qi)體體積(ji)比運(yun)(yun)算(suan)(suan)部(bu)(bu)(bu)345、合(he)流后氣(qi)體溫(wen)度運(yun)(yun)算(suan)(suan)部(bu)(bu)(bu)346以及(ji)冰量(liang)(liang)累計部(bu)(bu)(bu)347。

供給(gei)(gei)氣體(ti)流量(liang)運算部341基(ji)于燃(ran)料電池堆(dui)1的(de)目標電流來運算向燃(ran)料電池堆(dui)1供給(gei)(gei)的(de)負極(ji)氣體(ti)的(de)流量(liang)(以下稱為“供給(gei)(gei)氣體(ti)流量(liang)”。)。

目標電(dian)流(liu)是基于從電(dian)動(dong)馬達、輔(fu)機(ji)等負(fu)載要(yao)求(qiu)的電(dian)力而(er)計(ji)算出的。例如，加速踏板的踏下量越(yue)大，則從電(dian)動(dong)馬達要(yao)求(qiu)的電(dian)力越(yue)大，因此目標電(dian)流(liu)越(yue)大。

循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)體流(liu)量運算部(bu)342基于燃(ran)料電池堆1的目(mu)標電流(liu)和放(fang)氣(qi)(qi)流(liu)量來運算從(cong)燃(ran)料電池堆1向噴射(she)泵25循(xun)環(huan)的負(fu)極排(pai)氣(qi)(qi)的流(liu)量(以(yi)下稱為“循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)體流(liu)量”。)。此外，放(fang)氣(qi)(qi)流(liu)量是基于燃(ran)料電池堆1的目(mu)標電流(liu)、放(fang)氣(qi)(qi)閥29的開度而計算出的。

合(he)流(liu)前(qian)供(gong)給(gei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)焓(han)運算部(bu)343基于從高壓罐21向(xiang)(xiang)噴(pen)射泵(beng)25供(gong)給(gei)的(de)(de)(de)負(fu)極(ji)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)流(liu)量(以下稱為(wei)“合(he)流(liu)前(qian)供(gong)給(gei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)量”。)以及供(gong)給(gei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)來運算合(he)流(liu)前(qian)供(gong)給(gei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)焓(han)。合(he)流(liu)前(qian)供(gong)給(gei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)量是從供(gong)給(gei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)量減(jian)去循環氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)(de)氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)量而(er)得(de)到的(de)(de)(de)值(zhi)。供(gong)給(gei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)是向(xiang)(xiang)噴(pen)射泵(beng)25供(gong)給(gei)的(de)(de)(de)負(fu)極(ji)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)，是基于從溫(wen)度(du)(du)(du)(du)傳(chuan)感器41輸出(chu)的(de)(de)(de)檢測(ce)信號(hao)而(er)計(ji)算出(chu)的(de)(de)(de)。

循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)(qi)體焓運算部344基于循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)(qi)體流量和堆溫(wen)度(du)來運算被(bei)(bei)噴(pen)射泵25循(xun)環(huan)的(de)負(fu)極(ji)排氣(qi)(qi)(qi)(循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)(qi)體)的(de)焓。在此，堆溫(wen)度(du)被(bei)(bei)用(yong)作(zuo)被(bei)(bei)噴(pen)射泵25吸引的(de)負(fu)極(ji)排氣(qi)(qi)(qi)的(de)溫(wen)度(du)(堆出口氣(qi)(qi)(qi)體溫(wen)度(du))。

循(xun)環(huan)氣(qi)體體積比運算部345運算循(xun)環(huan)氣(qi)體中的氫氣(qi)、氮氣(qi)以(yi)及水蒸氣(qi)的體積比。

具體(ti)(ti)地(di)說，循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)體(ti)(ti)積比(bi)運(yun)算(suan)部345基于燃料電(dian)(dian)池堆(dui)(dui)1的(de)目標電(dian)(dian)流(liu)，根(gen)據預先決定的(de)對應表來(lai)(lai)(lai)(lai)運(yun)算(suan)循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)中的(de)氫氣(qi)(qi)(qi)的(de)體(ti)(ti)積比(bi)。另外，循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)體(ti)(ti)積比(bi)運(yun)算(suan)部345從(cong)堆(dui)(dui)入口氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)壓(ya)(ya)(ya)力(li)減(jian)去(qu)燃料電(dian)(dian)池堆(dui)(dui)1中的(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)損耗來(lai)(lai)(lai)(lai)計算(suan)堆(dui)(dui)出(chu)口氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)壓(ya)(ya)(ya)力(li)，從(cong)根(gen)據堆(dui)(dui)溫(wen)度求出(chu)的(de)飽(bao)和水蒸氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)力(li)減(jian)去(qu)堆(dui)(dui)出(chu)口氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)壓(ya)(ya)(ya)力(li)來(lai)(lai)(lai)(lai)運(yun)算(suan)水蒸氣(qi)(qi)(qi)的(de)體(ti)(ti)積比(bi)。然后(hou)，循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)體(ti)(ti)積比(bi)運(yun)算(suan)部345根(gen)據循(xun)環(huan)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)中的(de)氫氣(qi)(qi)(qi)和水蒸氣(qi)(qi)(qi)的(de)體(ti)(ti)積比(bi)來(lai)(lai)(lai)(lai)計算(suan)氮氣(qi)(qi)(qi)的(de)體(ti)(ti)積比(bi)。

合流后氣(qi)體溫(wen)度(du)運算(suan)部346運算(suan)在噴射(she)泵25中合流前供(gong)給氣(qi)體與循環氣(qi)體合流后的合流后氣(qi)體的溫(wen)度(du)。

具體(ti)地說，合流(liu)后氣(qi)體(ti)溫度運算部(bu)346將合流(liu)前供給氣(qi)體(ti)和循環氣(qi)體(ti)的焓相加來計(ji)算針對(dui)合流(liu)前氣(qi)體(ti)的總焓。

接著，合(he)(he)流(liu)(liu)后(hou)氣(qi)體(ti)(ti)溫(wen)度運算部(bu)346基(ji)于(yu)循(xun)(xun)(xun)環氣(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積比，對供給(gei)氣(qi)體(ti)(ti)流(liu)(liu)量與氫氣(qi)的(de)(de)(de)比熱(re)相乘(cheng)而得到的(de)(de)(de)熱(re)容(rong)、循(xun)(xun)(xun)環氣(qi)體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)氮(dan)氣(qi)流(liu)(liu)量與氮(dan)氣(qi)的(de)(de)(de)比熱(re)相乘(cheng)而得到的(de)(de)(de)熱(re)容(rong)以及循(xun)(xun)(xun)環氣(qi)體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)水蒸氣(qi)流(liu)(liu)量與水蒸氣(qi)比熱(re)相乘(cheng)而得到的(de)(de)(de)熱(re)容(rong)進行累(lei)計(ji)(ji)。合(he)(he)流(liu)(liu)后(hou)氣(qi)體(ti)(ti)溫(wen)度運算部(bu)346將合(he)(he)流(liu)(liu)前的(de)(de)(de)總(zong)焓除以該累(lei)計(ji)(ji)得到的(de)(de)(de)熱(re)容(rong)來(lai)計(ji)(ji)算合(he)(he)流(liu)(liu)后(hou)的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)(ti)溫(wen)度。

冰量累計部347使用合流前供給氣體流量Q₀、合流前供給氣體中的水蒸氣流量Q_{0_H2O}、循環氣體流量Q₁、循環氣體中的水蒸氣流量Q_{1_H2O}、合流后的飽和水蒸氣壓力P_{2_sat}以及合流后的壓力P₂，如(ru)下式(shi)那樣對(dui)噴射泵25內(nei)的冰(bing)量V進行累計(ji)。

[式1]

此外，循環氣體中的水蒸氣流量Q_{1_H2O}是基于循環氣體流量Q₁以及在循環氣體體積比運算部345中運算出的水蒸氣體積比而計算出的。合流后的飽和水蒸氣壓力P_{2_sat}是基于在合流后氣體溫度運算部346中運算出的合流后氣體溫度而計算出的。合流后壓力P₂是指由壓力傳感器42檢測出的堆入口壓力。另外，在本實施方式中，供給氣體中水蒸氣流量Q_{0_H2O}小(xiao)到能夠忽視(shi)的程(cheng)度，因此被設定為零。

這樣，冰量(liang)運(yun)算部340使用(yong)目標電流、供(gong)給(gei)氣體溫度、堆(dui)溫度、堆(dui)入口壓力等參數運(yun)算噴射泵25內的(de)冰量(liang)，來作為預(yu)測凍結的(de)參數。

接著，參照圖6至圖11的各附圖來說明本實施方式中的系統控制(zhi)部(bu)(bu)102的詳細結(jie)構。系統控制(zhi)部(bu)(bu)102包括堆流量(liang)控制(zhi)部(bu)(bu)500、壓縮機流量(liang)控制(zhi)部(bu)(bu)600、堆壓力控制(zhi)部(bu)(bu)700、加熱器輸出控制(zhi)部(bu)(bu)800以及(ji)堆電力控制(zhi)部(bu)(bu)900。

圖6是表示堆流量控制部500的詳細結構的一例的框圖。

堆流(liu)(liu)量控(kong)制部(bu)500對向燃料電池堆1供給的正極氣體的流(liu)(liu)量(以下稱為“堆流(liu)(liu)量”。)進(jin)行控(kong)制。

堆流(liu)量(liang)(liang)控制(zhi)部(bu)500包括(kuo)發電要(yao)求流(liu)量(liang)(liang)運算(suan)部(bu)200A、濕(shi)潤調(diao)整流(liu)量(liang)(liang)運算(suan)部(bu)200B、切換器310A、干燥要(yao)求流(liu)量(liang)(liang)保(bao)持部(bu)320A以及堆目(mu)標(biao)流(liu)量(liang)(liang)設定部(bu)510。

發電(dian)(dian)要求(qiu)流(liu)(liu)(liu)量(liang)運算部(bu)200A基于燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)(chi)堆(dui)1的目標電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)來運算燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)(chi)堆(dui)1的發電(dian)(dian)所需的堆(dui)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(以下稱為“發電(dian)(dian)要求(qiu)流(liu)(liu)(liu)量(liang)”。)。此外(wai)，發電(dian)(dian)要求(qiu)流(liu)(liu)(liu)量(liang)運算部(bu)200A構成圖2所示的發電(dian)(dian)控制(zhi)部(bu)200。

燃料(liao)(liao)電(dian)池堆1的目標(biao)電(dian)流(liu)越(yue)大，則發(fa)電(dian)要(yao)求流(liu)量(liang)運算部(bu)200A使發(fa)電(dian)要(yao)求流(liu)量(liang)越(yue)大，使得燃料(liao)(liao)電(dian)池堆1的發(fa)電(dian)量(liang)越(yue)多。

例如，發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)求流(liu)(liu)量(liang)運(yun)算部200A中預先(xian)存(cun)儲有表示燃料電(dian)(dian)(dian)池堆(dui)1的(de)(de)目(mu)標電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)與正(zheng)極氣體(ti)的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)求流(liu)(liu)量(liang)的(de)(de)關(guan)系的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)求對應表。然后，發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)求流(liu)(liu)量(liang)運(yun)算部200A當(dang)獲(huo)取到目(mu)標電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)時，參照發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)求對應表，將與該(gai)目(mu)標電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)相對應的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)求流(liu)(liu)量(liang)輸出到堆(dui)目(mu)標流(liu)(liu)量(liang)設定部510。

濕(shi)潤調整流(liu)量(liang)運算部(bu)200B基于燃(ran)料電池堆1的HFR(內部(bu)電阻)和目標電流(liu)，以使電解質膜的濕(shi)潤狀(zhuang)態(tai)成為目標狀(zhuang)態(tai)的方式運算堆流(liu)量(liang)(以下稱為“濕(shi)潤調整流(liu)量(liang)”。)。此外，濕(shi)潤調整流(liu)量(liang)運算部(bu)200B構成圖2所(suo)示的發電控(kong)制部(bu)200。

濕(shi)潤調整流量(liang)(liang)運算(suan)部200B根(gen)據HFR與預先決定的基(ji)準值之差(偏(pian)差)來計算(suan)濕(shi)潤調整流量(liang)(liang)。例如，在(zai)HFR小于基(ji)準值的情(qing)況(kuang)下、即在(zai)電解質膜處于比目標狀(zhuang)態濕(shi)的狀(zhuang)態的情(qing)況(kuang)下，濕(shi)潤調整流量(liang)(liang)運算(suan)部200B增(zeng)大(da)濕(shi)潤調整流量(liang)(liang)，以增(zeng)加由正極氣(qi)體帶出(chu)的水蒸氣(qi)的流量(liang)(liang)。

HFR的(de)(de)基(ji)準值被(bei)設(she)定(ding)成(cheng)(cheng)在電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)膜(mo)不(bu)劣化的(de)(de)范圍內使電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)膜(mo)的(de)(de)保水(shui)量(liang)變少。即，基(ji)準值被(bei)設(she)定(ding)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)膜(mo)處于(yu)比適于(yu)發電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)濕潤狀(zhuang)態干的(de)(de)狀(zhuang)態。由此(ci)，能夠防止(zhi)在燃料電(dian)(dian)(dian)池系統100停止(zhi)后保持于(yu)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)膜(mo)的(de)(de)水(shui)結冰而(er)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)膜(mo)凍結。

另外(wai)，燃料電池堆1的(de)(de)(de)目標(biao)(biao)電流(liu)越(yue)大(da)，則通過發電而(er)產生(sheng)的(de)(de)(de)水(shui)蒸氣的(de)(de)(de)產生(sheng)量(liang)越(yue)多而(er)電解質膜越(yue)容易變為濕(shi)(shi)的(de)(de)(de)狀態(tai)，因(yin)此濕(shi)(shi)潤(run)調整流(liu)量(liang)運(yun)算(suan)部200B使(shi)濕(shi)(shi)潤(run)調整流(liu)量(liang)越(yue)大(da)。另一方面，目標(biao)(biao)電流(liu)越(yue)小，則水(shui)蒸氣的(de)(de)(de)產生(sheng)量(liang)越(yue)少(shao)，因(yin)此濕(shi)(shi)潤(run)調整流(liu)量(liang)運(yun)算(suan)部200B使(shi)濕(shi)(shi)潤(run)調整流(liu)量(liang)越(yue)小。

例如(ru)，在濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)(run)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)量(liang)運算部200B中，按(an)預(yu)先(xian)決定(ding)的(de)目(mu)標(biao)電(dian)(dian)流(liu)而(er)預(yu)先(xian)存(cun)儲有表(biao)示HFR與濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)(run)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)量(liang)的(de)關系的(de)濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)(run)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)對(dui)應(ying)表(biao)。而(er)且，濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)(run)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)量(liang)運算部200B當(dang)接收到目(mu)標(biao)電(dian)(dian)流(liu)和HFR時，參(can)照根據該目(mu)標(biao)電(dian)(dian)流(liu)而(er)確定(ding)出(chu)的(de)濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)(run)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)對(dui)應(ying)表(biao)，計(ji)算與該HFR相關聯(lian)的(de)濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)(run)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)量(liang)。濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)(run)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)量(liang)運算部200B將該計(ji)算出(chu)的(de)濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)(run)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)流(liu)量(liang)輸出(chu)到堆目(mu)標(biao)流(liu)量(liang)設定(ding)部510。

干(gan)(gan)燥(zao)要求(qiu)(qiu)流(liu)量(liang)保(bao)持部(bu)320A在接(jie)收到燃料(liao)電池(chi)系統100的停止指令之(zhi)后保(bao)持為了使電解質膜干(gan)(gan)燥(zao)而(er)決定的堆(dui)流(liu)量(liang)(以下稱(cheng)為“干(gan)(gan)燥(zao)要求(qiu)(qiu)流(liu)量(liang)”。)。即，干(gan)(gan)燥(zao)要求(qiu)(qiu)流(liu)量(liang)保(bao)持部(bu)320A輸出干(gan)(gan)燥(zao)要求(qiu)(qiu)流(liu)量(liang)以執行(xing)干(gan)(gan)燥(zao)運轉(zhuan)。此外，干(gan)(gan)燥(zao)要求(qiu)(qiu)流(liu)量(liang)保(bao)持部(bu)320A構成圖(tu)2所示的干(gan)(gan)燥(zao)運轉(zhuan)部(bu)320。

干(gan)燥(zao)(zao)要求(qiu)流量(liang)被設定(ding)為比濕潤(run)調整流量(liang)大的值，使得由正極氣體(ti)帶出(chu)的水蒸氣的排出(chu)量(liang)增加。此外，干(gan)燥(zao)(zao)要求(qiu)流量(liang)不限(xian)于固(gu)定(ding)值，例(li)如也(ye)可以根(gen)據燃料電池(chi)堆1的溫度狀(zhuang)態而(er)變更。

切換(huan)器310A根據干燥(zao)標志(zhi)的設定狀態，將(jiang)輸(shu)入到堆目標流量設定部(bu)510的值切換(huan)為濕(shi)潤調整流量或(huo)干燥(zao)要求(qiu)流量。此外，切換(huan)器310A構成(cheng)圖2所(suo)示的凍(dong)結預(yu)測處理部(bu)310。

在(zai)干(gan)燥(zao)(zao)標志被設(she)(she)(she)(she)定為ON的情(qing)況(kuang)下、即在(zai)燃料電池系統100停(ting)止時執行(xing)干(gan)燥(zao)(zao)運轉的情(qing)況(kuang)下，切(qie)換器(qi)310A將干(gan)燥(zao)(zao)要求流量(liang)(liang)輸出到堆目(mu)標流量(liang)(liang)設(she)(she)(she)(she)定部510。另一(yi)方面(mian)，在(zai)干(gan)燥(zao)(zao)標志被設(she)(she)(she)(she)定為OFF的情(qing)況(kuang)下，即在(zai)不執行(xing)干(gan)燥(zao)(zao)運轉的情(qing)況(kuang)下，切(qie)換器(qi)310A將濕(shi)潤(run)調整流量(liang)(liang)輸出到堆目(mu)標流量(liang)(liang)設(she)(she)(she)(she)定部510。

堆(dui)目標流量(liang)(liang)設定部510將從發電要求(qiu)流量(liang)(liang)運(yun)算部200A輸出的(de)(de)值和從切換器(qi)310A輸出的(de)(de)值中(zhong)的(de)(de)較大一方的(de)(de)值作為堆(dui)目標流量(liang)(liang)輸出到指(zhi)令部400。

這樣，在燃料電池系統100停止時干(gan)燥(zao)標志被(bei)設定為ON的情況(kuang)下，從濕潤調(diao)整流(liu)量(liang)切(qie)換(huan)為干(gan)燥(zao)要求(qiu)流(liu)量(liang)，正極(ji)氣體(ti)的流(liu)量(liang)上升。由此，由正極(ji)氣體(ti)從燃料電池堆1帶出的水蒸氣的流(liu)量(liang)增加，因此能(neng)夠使燃料電池堆1的電解(jie)質膜迅速地干(gan)燥(zao)。

圖7是(shi)表示壓縮(suo)機流量(liang)控制部600的(de)詳細結構的(de)一例的(de)框圖。

壓縮(suo)機流(liu)(liu)量(liang)控(kong)制部600對從壓縮(suo)機12噴出的正極氣(qi)體的流(liu)(liu)量(liang)(以下稱(cheng)為“壓縮(suo)機流(liu)(liu)量(liang)”。)進行控(kong)制。

壓縮(suo)機流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)控(kong)制部(bu)(bu)600包括(kuo)發電要(yao)(yao)求流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)運算部(bu)(bu)200A、暖機解(jie)除信(xin)息保持部(bu)(bu)310B、切換器310C、暖機要(yao)(yao)求流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)保持部(bu)(bu)330A以(yi)及堆要(yao)(yao)求流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)設定部(bu)(bu)610。另外，壓縮(suo)機流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)控(kong)制部(bu)(bu)600包括(kuo)過干(gan)燥防止要(yao)(yao)求流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)運算部(bu)(bu)620、堆流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)限制部(bu)(bu)630、氫稀釋要(yao)(yao)求流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)運算部(bu)(bu)640以(yi)及壓縮(suo)機目標流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)設定部(bu)(bu)650。

發(fa)電要求流(liu)(liu)量運(yun)算部200A與圖6所示的(de)發(fa)電要求流(liu)(liu)量運(yun)算部200A結構相同，因(yin)此在此省(sheng)略說明。

暖(nuan)(nuan)機(ji)要求流(liu)(liu)量保(bao)(bao)持部(bu)330A在接收到(dao)燃(ran)料(liao)電(dian)池系統100的(de)停(ting)止指令之(zhi)后保(bao)(bao)持為(wei)了(le)對燃(ran)料(liao)電(dian)池堆(dui)1進行(xing)暖(nuan)(nuan)機(ji)而決定的(de)壓縮(suo)機(ji)流(liu)(liu)量(以下稱(cheng)為(wei)“暖(nuan)(nuan)機(ji)要求流(liu)(liu)量”。)。即，暖(nuan)(nuan)機(ji)要求流(liu)(liu)量保(bao)(bao)持部(bu)330A輸出暖(nuan)(nuan)機(ji)要求流(liu)(liu)量以執(zhi)行(xing)暖(nuan)(nuan)機(ji)運轉(zhuan)。此外，暖(nuan)(nuan)機(ji)要求流(liu)(liu)量保(bao)(bao)持部(bu)330A構成(cheng)圖(tu)2所示的(de)暖(nuan)(nuan)機(ji)運轉(zhuan)部(bu)330。

暖機要(yao)(yao)求(qiu)流量(liang)被(bei)設定為比發電要(yao)(yao)求(qiu)流量(liang)大(da)的(de)值(zhi)(zhi)，使得(de)由壓縮(suo)機12消(xiao)耗的(de)電力(li)變大(da)。例如，暖機要(yao)(yao)求(qiu)流量(liang)被(bei)設定為壓縮(suo)機12的(de)轉速的(de)上(shang)限值(zhi)(zhi)、即能夠利用(yong)壓縮(suo)機12噴出的(de)正極(ji)氣體(ti)流量(liang)的(de)最大(da)值(zhi)(zhi)。此外，暖機要(yao)(yao)求(qiu)流量(liang)不限于固定值(zhi)(zhi)，例如也可以根據燃料電池堆1的(de)溫度狀態而變更。

暖機解(jie)除(chu)信息保持部310B保持零來作為解(jie)除(chu)暖機運轉的值。

切換(huan)(huan)器(qi)310C根據暖機標志的設(she)(she)定(ding)狀態，將(jiang)輸(shu)出(chu)到堆要(yao)求流(liu)量設(she)(she)定(ding)部610的值切換(huan)(huan)為暖機要(yao)求流(liu)量或零。此(ci)外，切換(huan)(huan)器(qi)310C構成圖2所示的凍結(jie)預測處理(li)部310。

在暖(nuan)(nuan)機標志被設(she)(she)(she)定為(wei)ON的情況(kuang)下、即在燃料電池系統100停止時執(zhi)行暖(nuan)(nuan)機運(yun)轉的情況(kuang)下，切(qie)換器310C將暖(nuan)(nuan)機要求流(liu)(liu)量(liang)輸出(chu)到堆目標流(liu)(liu)量(liang)設(she)(she)(she)定部(bu)510。另(ling)一方(fang)面，在暖(nuan)(nuan)機標志被設(she)(she)(she)定為(wei)OFF的情況(kuang)下、即在不執(zhi)行暖(nuan)(nuan)機運(yun)轉的情況(kuang)下，切(qie)換器310C將零作為(wei)解除暖(nuan)(nuan)機運(yun)轉的值輸出(chu)到堆目標流(liu)(liu)量(liang)設(she)(she)(she)定部(bu)510。

堆(dui)要求流(liu)(liu)量(liang)(liang)設定部610將從發電要求流(liu)(liu)量(liang)(liang)運算部200A輸出的(de)值(zhi)(zhi)和從切換器310A輸出的(de)值(zhi)(zhi)中的(de)較大(da)一(yi)方(fang)的(de)值(zhi)(zhi)作為堆(dui)要求流(liu)(liu)量(liang)(liang)來輸出。

例如，在(zai)停止燃料電池系統100時暖機標(biao)(biao)志被設定為ON的情(qing)況下，堆目標(biao)(biao)流量設定部510將作為比發電要(yao)求(qiu)流量大的值的暖機要(yao)求(qiu)流量輸出到堆流量限制部630。

過干燥(zao)防止要(yao)(yao)求流量(liang)運(yun)算(suan)部620基于(yu)由堆電阻測定裝置45測定出的HFR來運(yun)算(suan)壓縮(suo)機流量(liang)(以下稱為(wei)“過干燥(zao)防止要(yao)(yao)求流量(liang)”。)，以防止電解質膜過于(yu)干燥(zao)。

HFR越(yue)大，則過(guo)干燥防(fang)止要求流量(liang)運算部620使過(guo)干燥防(fang)止要求流量(liang)越(yue)小，使得(de)由正極氣體從燃(ran)料(liao)電池堆(dui)1帶出的(de)水蒸氣的(de)流量(liang)越(yue)少(shao)。

在過干燥(zao)(zao)防(fang)止(zhi)要(yao)求流(liu)(liu)量運(yun)算部620中(zhong)預先存(cun)儲有表(biao)示HFR與過干燥(zao)(zao)防(fang)止(zhi)要(yao)求流(liu)(liu)量的關系的過干燥(zao)(zao)防(fang)止(zhi)對(dui)應表(biao)。過干燥(zao)(zao)防(fang)止(zhi)對(dui)應表(biao)是基(ji)于(yu)實驗數(shu)據等(deng)而(er)預先生成(cheng)的。過干燥(zao)(zao)防(fang)止(zhi)要(yao)求流(liu)(liu)量運(yun)算部620將運(yun)算結果(guo)輸出(chu)到堆流(liu)(liu)量限制部630。

堆流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)限(xian)制部(bu)(bu)630將堆要(yao)(yao)求(qiu)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)和過(guo)(guo)干(gan)燥(zao)防止(zhi)(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)中的(de)(de)較小一方(fang)的(de)(de)值作為堆流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)來輸出。例(li)如(ru)，在過(guo)(guo)干(gan)燥(zao)防止(zhi)(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)小于(yu)堆要(yao)(yao)求(qiu)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)情(qing)況下，堆流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)限(xian)制部(bu)(bu)630將過(guo)(guo)干(gan)燥(zao)防止(zhi)(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)輸出到壓縮機(ji)目標流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)設定部(bu)(bu)650。

氫(qing)稀(xi)(xi)(xi)釋(shi)要(yao)(yao)求(qiu)流量運(yun)算(suan)部640基于放(fang)氣(qi)流量來以使(shi)被正極(ji)氣(qi)體稀(xi)(xi)(xi)釋(shi)的負極(ji)氣(qi)體中的氫(qing)的濃度為(wei)規定值以下的方(fang)式(shi)運(yun)算(suan)壓縮機流量(以下稱為(wei)“氫(qing)稀(xi)(xi)(xi)釋(shi)要(yao)(yao)求(qiu)流量”。)。

放(fang)氣(qi)(qi)流量(liang)是指從(cong)放(fang)氣(qi)(qi)閥29放(fang)出(chu)的負極排(pai)氣(qi)(qi)的排(pai)出(chu)量(liang)。例如，放(fang)氣(qi)(qi)流量(liang)是基(ji)于放(fang)氣(qi)(qi)閥29的開(kai)度而(er)計算出(chu)的。

例(li)如，放氣流(liu)量(liang)(liang)越多(duo)，則氫(qing)稀釋(shi)要求(qiu)(qiu)流(liu)量(liang)(liang)運(yun)算(suan)部(bu)640使(shi)氫(qing)稀釋(shi)要求(qiu)(qiu)流(liu)量(liang)(liang)越大，使(shi)得(de)氫(qing)濃度(du)不超過規定(ding)值。氫(qing)稀釋(shi)要求(qiu)(qiu)流(liu)量(liang)(liang)運(yun)算(suan)部(bu)640將其運(yun)算(suan)結(jie)果(guo)輸出(chu)到壓縮機(ji)目標流(liu)量(liang)(liang)設定(ding)部(bu)650。

壓(ya)縮(suo)機目(mu)(mu)標流量設(she)定部(bu)650將(jiang)堆流量和氫(qing)稀(xi)釋(shi)要求流量中(zhong)的較大一方的值(zhi)作(zuo)為壓(ya)縮(suo)機目(mu)(mu)標流量來(lai)輸出(chu)。例(li)如，在氫(qing)稀(xi)釋(shi)要求流量大于堆流量的情況下(xia)，壓(ya)縮(suo)機目(mu)(mu)標流量設(she)定部(bu)650將(jiang)氫(qing)稀(xi)釋(shi)要求流量輸出(chu)到指(zhi)令部(bu)400。

像這樣在(zai)在(zai)暖機(ji)標志被(bei)設定(ding)(ding)為(wei)ON的情況下(xia)暖機(ji)要(yao)求(qiu)(qiu)流量(liang)小于過干燥防(fang)止要(yao)求(qiu)(qiu)流量(liang)且(qie)大(da)于氫稀釋要(yao)求(qiu)(qiu)流量(liang)時(shi)，暖機(ji)要(yao)求(qiu)(qiu)流量(liang)被(bei)設定(ding)(ding)為(wei)壓(ya)縮機(ji)目標流量(liang)。由此，在(zai)燃料電(dian)池(chi)堆1停止時(shi)從壓(ya)縮機(ji)12向(xiang)燃料電(dian)池(chi)堆1供給正極(ji)(ji)氣體，并(bing)通過負極(ji)(ji)壓(ya)力調節閥24向(xiang)燃料電(dian)池(chi)堆1供給負極(ji)(ji)氣體，因此能夠使燃料電(dian)池(chi)堆1發電(dian)來進行暖機(ji)。

圖8是(shi)表示堆壓(ya)力控制部700的詳細結構的一(yi)例的框圖。

堆(dui)(dui)壓(ya)力控制(zhi)部700對向燃料電池堆(dui)(dui)1供(gong)給的正極氣(qi)體(ti)的壓(ya)力(以下稱為(wei)“堆(dui)(dui)壓(ya)力”。)進行(xing)控制(zhi)。

堆(dui)壓力控制部(bu)700包(bao)括發電要(yao)求(qiu)(qiu)壓力運(yun)(yun)算部(bu)200C、濕潤(run)調整壓力運(yun)(yun)算部(bu)200D、切換(huan)(huan)器310D、暖機解除(chu)信息(xi)保持(chi)部(bu)310B、切換(huan)(huan)器310E、干燥要(yao)求(qiu)(qiu)壓力運(yun)(yun)算部(bu)320B以及(ji)暖機要(yao)求(qiu)(qiu)壓力保持(chi)部(bu)330B。并且，堆(dui)壓力控制部(bu)700包(bao)括堆(dui)目標壓力設(she)定部(bu)710。

發電(dian)(dian)(dian)要求(qiu)(qiu)壓(ya)力(li)運算(suan)(suan)部(bu)200C基于(yu)燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池堆1的(de)(de)目標電(dian)(dian)(dian)流來運算(suan)(suan)燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池堆1的(de)(de)發電(dian)(dian)(dian)所需的(de)(de)堆壓(ya)力(li)(以下稱為“發電(dian)(dian)(dian)要求(qiu)(qiu)壓(ya)力(li)”。)。此外，發電(dian)(dian)(dian)要求(qiu)(qiu)壓(ya)力(li)運算(suan)(suan)部(bu)200C構成圖2所示的(de)(de)發電(dian)(dian)(dian)控制部(bu)200。

目標電(dian)(dian)(dian)流越(yue)大，則發(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)壓(ya)(ya)力(li)(li)運(yun)算(suan)部200C使發(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)壓(ya)(ya)力(li)(li)越(yue)大，使得燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)池堆1的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)量越(yue)多。例如(ru)，在(zai)發(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)壓(ya)(ya)力(li)(li)運(yun)算(suan)部200C中預(yu)先存儲(chu)有表示目標電(dian)(dian)(dian)流與發(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)壓(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)關系的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)壓(ya)(ya)力(li)(li)對(dui)(dui)應表。發(fa)電(dian)(dian)(dian)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)壓(ya)(ya)力(li)(li)對(dui)(dui)應表是基于實(shi)驗(yan)數(shu)據等而設定的(de)(de)(de)。

另外，發電(dian)要求壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)運算(suan)部(bu)200C也可以根據正極氣(qi)(qi)體中的(de)水蒸氣(qi)(qi)、氮等雜質氣(qi)(qi)體的(de)分(fen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)變(bian)化來校正發電(dian)要求壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)。例(li)如，大氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)或堆(dui)溫度越高，則發電(dian)要求壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)運算(suan)部(bu)200C使發電(dian)要求壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)越高。發電(dian)要求壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)運算(suan)部(bu)200C將(jiang)其運算(suan)結果輸出到(dao)堆(dui)目(mu)標壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)設定部(bu)710。

濕潤(run)調(diao)整壓(ya)(ya)(ya)力(li)運算部(bu)200D基于燃料電(dian)池堆1的(de)HFR和(he)目(mu)標電(dian)流，以(yi)使電(dian)解質膜的(de)濕潤(run)狀態成(cheng)(cheng)為(wei)目(mu)標狀態的(de)方式運算堆壓(ya)(ya)(ya)力(li)(以(yi)下稱為(wei)“濕潤(run)調(diao)整壓(ya)(ya)(ya)力(li)”。)。此(ci)外，濕潤(run)調(diao)整壓(ya)(ya)(ya)力(li)運算部(bu)200D構(gou)成(cheng)(cheng)圖2所示的(de)發電(dian)控制部(bu)200。

濕(shi)(shi)(shi)潤(run)調整壓(ya)力(li)運算部200D根據(ju)HFR與預(yu)先決定(ding)的(de)基準值之(zhi)差來(lai)計算濕(shi)(shi)(shi)潤(run)調整壓(ya)力(li)。例(li)如，在(zai)HFR小于(yu)基準值的(de)情況(kuang)下、即在(zai)電解質(zhi)膜處于(yu)比目標的(de)濕(shi)(shi)(shi)潤(run)狀態濕(shi)(shi)(shi)的(de)狀態的(de)情況(kuang)下，濕(shi)(shi)(shi)潤(run)調整壓(ya)力(li)運算部200D使濕(shi)(shi)(shi)潤(run)調整壓(ya)力(li)小，使得由正極氣(qi)體帶出的(de)水蒸(zheng)氣(qi)的(de)排出量增加。

上(shang)述(shu)的(de)HFR的(de)基準(zhun)值(zhi)被設定成在(zai)(zai)電解質(zhi)膜不劣(lie)化的(de)范圍內使電解質(zhi)膜的(de)保水(shui)(shui)量變少。即，基準(zhun)值(zhi)被設定成電解質(zhi)膜處于比適于發電的(de)濕潤狀(zhuang)態干(gan)的(de)狀(zhuang)態。由此(ci)，能夠防止(zhi)在(zai)(zai)燃料電池系(xi)統100停止(zhi)后保持于電解質(zhi)膜的(de)水(shui)(shui)結冰而電解質(zhi)膜凍結。

另(ling)外(wai)，目標電(dian)流越(yue)大，則通過(guo)發電(dian)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)水蒸氣(qi)(qi)的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)量(liang)越(yue)多，因此濕(shi)潤調(diao)整(zheng)壓(ya)(ya)力(li)(li)運算(suan)部200D使(shi)濕(shi)潤調(diao)整(zheng)壓(ya)(ya)力(li)(li)越(yue)小(xiao)(xiao)，而目標電(dian)流越(yue)小(xiao)(xiao)，則水蒸氣(qi)(qi)的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)量(liang)越(yue)少，因此濕(shi)潤調(diao)整(zheng)壓(ya)(ya)力(li)(li)運算(suan)部200D使(shi)濕(shi)潤調(diao)整(zheng)壓(ya)(ya)力(li)(li)越(yue)大。

在(zai)濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)調(diao)(diao)(diao)整壓(ya)力運算(suan)部200D中，按預先(xian)(xian)決(jue)定的(de)目(mu)標電(dian)流而(er)預先(xian)(xian)存(cun)儲(chu)有表示HFR與濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)調(diao)(diao)(diao)整壓(ya)力的(de)關系(xi)的(de)濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)調(diao)(diao)(diao)整壓(ya)力對應表。而(er)且，濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)調(diao)(diao)(diao)整壓(ya)力運算(suan)部200D當(dang)接收到(dao)目(mu)標電(dian)流和(he)HFR時，參(can)照根據(ju)該目(mu)標電(dian)流而(er)確定出(chu)的(de)濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)調(diao)(diao)(diao)整壓(ya)力對應表，計算(suan)出(chu)與該HFR相關聯的(de)濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)調(diao)(diao)(diao)整壓(ya)力。濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)調(diao)(diao)(diao)整壓(ya)力運算(suan)部200D將該濕(shi)(shi)(shi)潤(run)(run)調(diao)(diao)(diao)整壓(ya)力輸出(chu)到(dao)堆目(mu)標壓(ya)力設(she)定部710。

干(gan)(gan)(gan)(gan)燥要(yao)(yao)求(qiu)壓(ya)力(li)運(yun)算(suan)(suan)部320B基于燃料電池堆(dui)1的(de)(de)HFR來運(yun)算(suan)(suan)向燃料電池堆(dui)1供給的(de)(de)正極氣體的(de)(de)壓(ya)力(li)(以下稱為“干(gan)(gan)(gan)(gan)燥要(yao)(yao)求(qiu)壓(ya)力(li)”。)，以使電解質膜為規定的(de)(de)干(gan)(gan)(gan)(gan)燥狀態。即，干(gan)(gan)(gan)(gan)燥要(yao)(yao)求(qiu)壓(ya)力(li)運(yun)算(suan)(suan)部320B輸出干(gan)(gan)(gan)(gan)燥要(yao)(yao)求(qiu)壓(ya)力(li)以執行干(gan)(gan)(gan)(gan)燥運(yun)轉。此外，干(gan)(gan)(gan)(gan)燥要(yao)(yao)求(qiu)壓(ya)力(li)運(yun)算(suan)(suan)部320B構成圖2所示的(de)(de)干(gan)(gan)(gan)(gan)燥運(yun)轉部320。

HFR越(yue)大、即電解質膜越(yue)接近(jin)規定的干(gan)燥狀態，則干(gan)燥要(yao)求壓(ya)力運算部320B使干(gan)燥要(yao)求壓(ya)力越(yue)大，使得由(you)正極氣(qi)體帶出的水蒸氣(qi)的排出量越(yue)少(shao)。

在(zai)本實施(shi)方式中，在(zai)干(gan)(gan)燥要求(qiu)壓力(li)(li)運算部320B中預先存儲(chu)有表示HFR與干(gan)(gan)燥要求(qiu)壓力(li)(li)的關(guan)系(xi)的干(gan)(gan)燥要求(qiu)壓力(li)(li)對應表。關(guan)于干(gan)(gan)燥要求(qiu)壓力(li)(li)對應表，參照圖9在(zai)后面敘述。

切換(huan)(huan)器(qi)310D根(gen)據干燥(zao)標志的設(she)(she)定(ding)狀態，將輸(shu)出到(dao)堆(dui)目(mu)標壓(ya)力設(she)(she)定(ding)部710的值切換(huan)(huan)為濕潤調整壓(ya)力或干燥(zao)要(yao)求壓(ya)力。此外(wai)，切換(huan)(huan)器(qi)310D構成圖(tu)2所(suo)示(shi)的凍(dong)結(jie)預測(ce)處理部310。

在(zai)干燥標志被設(she)定(ding)(ding)為ON的情(qing)況(kuang)下、即(ji)(ji)在(zai)燃料電池(chi)系統100停(ting)止時執行干燥運轉(zhuan)的情(qing)況(kuang)下，切換(huan)器310D將干燥要求壓(ya)力輸(shu)出到(dao)堆(dui)目標壓(ya)力設(she)定(ding)(ding)部(bu)710。另一方面，在(zai)干燥標志被設(she)定(ding)(ding)為OFF的情(qing)況(kuang)下、即(ji)(ji)在(zai)不執行干燥運轉(zhuan)的情(qing)況(kuang)下，切換(huan)器310D將濕潤調(diao)整壓(ya)力輸(shu)出到(dao)堆(dui)目標壓(ya)力設(she)定(ding)(ding)部(bu)710。

暖(nuan)機(ji)要(yao)(yao)(yao)求壓力保(bao)持(chi)(chi)(chi)(chi)部330B在接收到燃(ran)料電池(chi)系統100的(de)停止(zhi)指令之(zhi)后，保(bao)持(chi)(chi)(chi)(chi)燃(ran)料電池(chi)堆1的(de)暖(nuan)機(ji)所(suo)需的(de)正(zheng)極氣體的(de)壓力(以(yi)下稱(cheng)為“暖(nuan)機(ji)要(yao)(yao)(yao)求壓力”。)以(yi)融化(hua)噴(pen)射泵25中(zhong)形成(cheng)的(de)冰。即，暖(nuan)機(ji)要(yao)(yao)(yao)求壓力保(bao)持(chi)(chi)(chi)(chi)部330B輸出暖(nuan)機(ji)要(yao)(yao)(yao)求壓力以(yi)執行暖(nuan)機(ji)運(yun)轉。此外，暖(nuan)機(ji)要(yao)(yao)(yao)求壓力保(bao)持(chi)(chi)(chi)(chi)部330B構成(cheng)圖2所(suo)示的(de)暖(nuan)機(ji)運(yun)轉部330。

暖機(ji)要求壓(ya)(ya)力被設定(ding)(ding)成(cheng)使(shi)壓(ya)(ya)縮機(ji)12的(de)消耗電(dian)力變高，被設定(ding)(ding)為(wei)比干燥要求壓(ya)(ya)力大的(de)值(zhi)(zhi)(zhi)。此(ci)外(wai)，暖機(ji)要求壓(ya)(ya)力不(bu)限于固定(ding)(ding)值(zhi)(zhi)(zhi)，例如也可以設定(ding)(ding)成(cheng)燃料電(dian)池堆(dui)1的(de)溫度(du)越高則其值(zhi)(zhi)(zhi)越小(xiao)。

暖機解除(chu)信息保持部310B保持零來作為解除(chu)暖機運轉的值。

切(qie)換(huan)器310E根據暖(nuan)(nuan)機(ji)(ji)標(biao)志的設定狀(zhuang)態，將輸出到堆目標(biao)壓力設定部(bu)710的值(zhi)切(qie)換(huan)為暖(nuan)(nuan)機(ji)(ji)要求壓力或(huo)零。此外(wai)，切(qie)換(huan)器310E構(gou)成(cheng)圖2所示的凍結預測處理部(bu)310。

在(zai)(zai)暖(nuan)(nuan)機(ji)標(biao)(biao)志被(bei)設(she)(she)定為ON的(de)情況(kuang)(kuang)下、即在(zai)(zai)燃料電(dian)池系統100停止時(shi)執行暖(nuan)(nuan)機(ji)運轉的(de)情況(kuang)(kuang)下，切換(huan)器310E將暖(nuan)(nuan)機(ji)要(yao)求壓力(li)輸出(chu)到堆目(mu)標(biao)(biao)壓力(li)設(she)(she)定部710。另一方面(mian)，在(zai)(zai)暖(nuan)(nuan)機(ji)標(biao)(biao)志被(bei)設(she)(she)定為OFF的(de)情況(kuang)(kuang)下、即在(zai)(zai)不執行暖(nuan)(nuan)機(ji)運轉的(de)情況(kuang)(kuang)下，切換(huan)器310E將零作為暖(nuan)(nuan)機(ji)運轉的(de)解除值輸出(chu)到堆目(mu)標(biao)(biao)壓力(li)設(she)(she)定部710。

堆目標壓(ya)(ya)(ya)力設(she)定部710將發電要(yao)求壓(ya)(ya)(ya)力、從(cong)切換器310E輸出(chu)(chu)的濕潤調整壓(ya)(ya)(ya)力或干燥要(yao)求壓(ya)(ya)(ya)力以(yi)及從(cong)切換器310E輸出(chu)(chu)的暖機要(yao)求壓(ya)(ya)(ya)力或零(ling)中(zhong)的最(zui)大(da)的值(zhi)作為(wei)堆目標壓(ya)(ya)(ya)力輸出(chu)(chu)到指令部400。

例(li)如，在接(jie)收到停止指令時(shi)干(gan)燥標志(zhi)和暖機標志(zhi)均(jun)被(bei)設定為ON的情況下，堆(dui)目標壓(ya)力設定部710將比(bi)干(gan)燥要求壓(ya)力大的暖機要求壓(ya)力輸出到指令部400。即，優先執(zhi)行暖機運轉。

該理由(you)如下：在燃料(liao)電池堆1的(de)(de)溫(wen)度低于(yu)0℃時，燃料(liao)電池堆1內的(de)(de)飽和水(shui)蒸氣量(liang)極小，因此即使(shi)使(shi)正(zheng)極氣體的(de)(de)壓力降(jiang)低，由(you)正(zheng)極氣體帶出(chu)的(de)(de)水(shui)蒸氣的(de)(de)排(pai)出(chu)量(liang)也(ye)不怎么增加(jia)。

相反，通過使正極氣體的(de)壓力高(gao)，壓縮機12的(de)消耗電力變高(gao)而(er)(er)燃(ran)(ran)料(liao)電池(chi)(chi)(chi)堆1的(de)發(fa)電量增(zeng)加，因此(ci)(ci)能夠促進燃(ran)(ran)料(liao)電池(chi)(chi)(chi)堆1的(de)溫(wen)度上升。由(you)此(ci)(ci)，燃(ran)(ran)料(liao)電池(chi)(chi)(chi)堆1內的(de)飽和水蒸(zheng)氣量上升，因此(ci)(ci)與使正極氣體的(de)壓力降低(di)的(de)情況相比，能夠增(zeng)加水蒸(zheng)氣的(de)排出(chu)量，從而(er)(er)能夠使燃(ran)(ran)料(liao)電池(chi)(chi)(chi)盡(jin)快干燥。

圖(tu)9是表(biao)示(shi)干(gan)燥要(yao)求壓力運算部(bu)320B中設定的干(gan)燥要(yao)求壓力對應(ying)表(biao)的圖(tu)。在此，橫軸表(biao)示(shi)燃料電池堆1的HFR，縱軸表(biao)示(shi)干(gan)燥要(yao)求壓力。

在干燥要(yao)(yao)求(qiu)壓(ya)力(li)對應表(biao)中，HFR越(yue)小、即燃料(liao)電(dian)池的(de)(de)電(dian)解(jie)質(zhi)膜越(yue)濕，則干燥要(yao)(yao)求(qiu)壓(ya)力(li)被(bei)設定(ding)得越(yue)低(di)。由此，HFR越(yue)小，則由正極氣體(ti)從(cong)燃料(liao)電(dian)池堆1帶出(chu)的(de)(de)水(shui)蒸(zheng)氣的(de)(de)排出(chu)量越(yue)多。另外，干燥要(yao)(yao)求(qiu)壓(ya)力(li)被(bei)設定(ding)為比(bi)暖機要(yao)(yao)求(qiu)壓(ya)力(li)小的(de)(de)值。

圖10是表示加熱器(qi)輸出控制部800的詳細結構的一例(li)的框圖。

加熱(re)器(qi)輸出(chu)控制部800對(dui)從加熱(re)器(qi)35輸出(chu)的(de)發熱(re)量(以下稱為“加熱(re)器(qi)輸出(chu)”。)進行控制。

加(jia)熱器輸(shu)出(chu)控(kong)制(zhi)部(bu)800包括暖(nuan)機(ji)解除(chu)信息保持(chi)部(bu)310B、切換器310F、暖(nuan)機(ji)要(yao)求輸(shu)出(chu)保持(chi)部(bu)330C、部(bu)件保護要(yao)求輸(shu)出(chu)運(yun)算部(bu)810以及加(jia)熱器輸(shu)出(chu)限制(zhi)部(bu)820。

暖(nuan)機(ji)要求輸(shu)出(chu)保持(chi)部330C在接收到燃料電(dian)池(chi)系統100的(de)(de)停止(zhi)指令(ling)之(zhi)后，保持(chi)為了對(dui)燃料電(dian)池(chi)堆1進行(xing)暖(nuan)機(ji)而決定的(de)(de)加(jia)熱器輸(shu)出(chu)(以(yi)(yi)下稱(cheng)為“暖(nuan)機(ji)要求輸(shu)出(chu)”。)。即，暖(nuan)機(ji)要求輸(shu)出(chu)保持(chi)部330C輸(shu)出(chu)暖(nuan)機(ji)要求輸(shu)出(chu)以(yi)(yi)執行(xing)暖(nuan)機(ji)運轉。此外，暖(nuan)機(ji)要求輸(shu)出(chu)保持(chi)部330C構(gou)成圖2所(suo)示的(de)(de)暖(nuan)機(ji)運轉部330。

暖(nuan)機(ji)要(yao)求輸(shu)(shu)出例(li)如(ru)(ru)被設定為加(jia)熱器輸(shu)(shu)出的(de)可(ke)變范圍的(de)最大值(zhi)，以(yi)去(qu)除噴(pen)射(she)泵25的(de)冰。此外，暖(nuan)機(ji)要(yao)求輸(shu)(shu)出不限于固定值(zhi)，例(li)如(ru)(ru)也可(ke)以(yi)根(gen)據燃料電池堆1的(de)溫度(du)狀態而變更。

暖機(ji)解除信(xin)息(xi)保(bao)持(chi)部310B保(bao)持(chi)零來作(zuo)為解除暖機(ji)運轉的值。

切換(huan)(huan)器(qi)310F根據(ju)暖(nuan)機標(biao)志的設(she)定狀(zhuang)態，將輸出(chu)(chu)到(dao)加熱器(qi)輸出(chu)(chu)限制部(bu)820的值切換(huan)(huan)為暖(nuan)機要求輸出(chu)(chu)或零。此外，切換(huan)(huan)器(qi)310F構成(cheng)圖(tu)2所示的凍結預測處理(li)部(bu)310。

在(zai)(zai)暖機標(biao)志被設定為(wei)ON的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)、即在(zai)(zai)燃料電池系(xi)統100停止時執(zhi)行暖機運(yun)轉的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，切換器310F將暖機要求輸出輸出到加熱(re)器輸出限制部820。另(ling)一方面(mian)，在(zai)(zai)暖機標(biao)志被設定為(wei)OFF的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)、即不執(zhi)行暖機運(yun)轉的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，切換器310F將零作為(wei)暖機運(yun)轉的(de)解除值輸出到加熱(re)器輸出限制部820。

部(bu)件(jian)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)要(yao)求(qiu)(qiu)輸(shu)(shu)(shu)出運(yun)(yun)算部(bu)810運(yun)(yun)算用(yong)于保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)設置(zhi)于冷卻(que)水(shui)循環通(tong)路31的(de)部(bu)件(jian)免受(shou)冷卻(que)水(shui)的(de)過(guo)熱(re)的(de)傷害(hai)的(de)加(jia)熱(re)器輸(shu)(shu)(shu)出(以下稱為“部(bu)件(jian)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)要(yao)求(qiu)(qiu)輸(shu)(shu)(shu)出”。)。例(li)如，堆溫度越高，則(ze)部(bu)件(jian)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)要(yao)求(qiu)(qiu)輸(shu)(shu)(shu)出運(yun)(yun)算部(bu)810使(shi)部(bu)件(jian)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)要(yao)求(qiu)(qiu)輸(shu)(shu)(shu)出越小，使(shi)得不超過(guo)加(jia)熱(re)器35的(de)耐熱(re)溫度。部(bu)件(jian)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)要(yao)求(qiu)(qiu)輸(shu)(shu)(shu)出運(yun)(yun)算部(bu)810將運(yun)(yun)算結果輸(shu)(shu)(shu)出到加(jia)熱(re)器輸(shu)(shu)(shu)出限制部(bu)820。

加熱器(qi)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)限制部(bu)820將從切換器(qi)310F輸(shu)(shu)(shu)出(chu)的暖(nuan)機要(yao)求輸(shu)(shu)(shu)出(chu)或零以及部(bu)件保護要(yao)求輸(shu)(shu)(shu)出(chu)中的較小一方的值作為加熱器(qi)目標輸(shu)(shu)(shu)出(chu)來進行輸(shu)(shu)(shu)出(chu)。

例如，在(zai)暖機(ji)(ji)(ji)標志(zhi)被設定為ON的情(qing)況下暖機(ji)(ji)(ji)要求輸出(chu)小于部(bu)件保護要求輸出(chu)時，加熱(re)器輸出(chu)限制(zhi)部(bu)820將暖機(ji)(ji)(ji)要求輸出(chu)輸出(chu)到指令部(bu)400。由(you)此，在(zai)燃料電(dian)池(chi)堆(dui)1停止時對加熱(re)器35供給電(dian)力，因此能夠對燃料電(dian)池(chi)堆(dui)1進行暖機(ji)(ji)(ji)。

圖11是(shi)表(biao)示堆電力控制部900的詳細結構的一例(li)的框(kuang)圖。

堆電力控制部900對(dui)利(li)用蓄電池2來(lai)使燃料電池堆1發出(chu)的電力(以(yi)下稱為“堆電力”。)進行(xing)控制。

堆電(dian)力(li)控制部(bu)(bu)900包括(kuo)放電(dian)電(dian)力(li)設(she)定部(bu)(bu)911、切換器912及(ji)913、減法器921、目標(biao)(biao)充電(dian)電(dian)力(li)運(yun)算部(bu)(bu)922、充電(dian)電(dian)力(li)設(she)定部(bu)(bu)923、切換器924、堆電(dian)力(li)運(yun)算器931以及(ji)目標(biao)(biao)電(dian)流運(yun)算部(bu)(bu)932。

放電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)力設(she)定部911將蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池最(zui)大放電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)力和輔機(ji)消耗(hao)電(dian)(dian)(dian)(dian)力中的(de)較小一方的(de)值作為放電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)力輸出到切換器912。蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池最(zui)大放電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)力是基于蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池2的(de)SOC(State Of Charge(充電(dian)(dian)(dian)(dian)狀態))而(er)計算出的(de)。

輔(fu)機(ji)(ji)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)電(dian)(dian)力(li)(li)是基(ji)于(yu)壓(ya)(ya)縮(suo)機(ji)(ji)12的(de)(de)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)電(dian)(dian)力(li)(li)、加(jia)熱器(qi)(qi)(qi)35的(de)(de)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)電(dian)(dian)力(li)(li)以及其它輔(fu)機(ji)(ji)的(de)(de)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)電(dian)(dian)力(li)(li)而計算出(chu)的(de)(de)。壓(ya)(ya)縮(suo)機(ji)(ji)12的(de)(de)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)電(dian)(dian)力(li)(li)是基(ji)于(yu)壓(ya)(ya)縮(suo)機(ji)(ji)目(mu)(mu)(mu)標流量(liang)和(he)目(mu)(mu)(mu)標壓(ya)(ya)力(li)(li)而計算出(chu)的(de)(de)，加(jia)熱器(qi)(qi)(qi)35的(de)(de)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)電(dian)(dian)力(li)(li)是根據加(jia)熱器(qi)(qi)(qi)目(mu)(mu)(mu)標輸出(chu)而計算出(chu)的(de)(de)。例如，在暖機(ji)(ji)運(yun)轉(zhuan)時(shi)，壓(ya)(ya)縮(suo)機(ji)(ji)12和(he)加(jia)熱器(qi)(qi)(qi)35的(de)(de)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)電(dian)(dian)力(li)(li)均被設(she)定為最(zui)大值，在干燥(zao)運(yun)轉(zhuan)時(shi)，加(jia)熱器(qi)(qi)(qi)35的(de)(de)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)耗(hao)電(dian)(dian)力(li)(li)被切換為零。

切(qie)換(huan)器(qi)912根(gen)據從切(qie)換(huan)器(qi)913輸(shu)出(chu)的(de)控制信號，將輸(shu)出(chu)到(dao)堆(dui)(dui)電(dian)(dian)力(li)運算器(qi)931的(de)值切(qie)換(huan)為來自蓄(xu)電(dian)(dian)池2的(de)放電(dian)(dian)電(dian)(dian)力(li)或零。當從切(qie)換(huan)器(qi)913輸(shu)出(chu)H(High：高)電(dian)(dian)平的(de)控制信號時，切(qie)換(huan)器(qi)912將蓄(xu)電(dian)(dian)池2的(de)放電(dian)(dian)電(dian)(dian)力(li)輸(shu)出(chu)到(dao)堆(dui)(dui)電(dian)(dian)力(li)運算器(qi)931，當輸(shu)出(chu)L(Low：低)電(dian)(dian)平的(de)控制信號時，切(qie)換(huan)器(qi)912將零輸(shu)出(chu)到(dao)堆(dui)(dui)電(dian)(dian)力(li)運算器(qi)931。

切換器(qi)913根(gen)據暖機標志的設(she)(she)定(ding)(ding)狀態來切換輸出(chu)到切換器(qi)912的控制(zhi)信號的電(dian)平。在(zai)暖機標志被(bei)設(she)(she)定(ding)(ding)為ON的情況下，切換器(qi)913輸出(chu)L電(dian)平的控制(zhi)信號。

在暖機標(biao)志被(bei)(bei)設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)為(wei)OFF的(de)(de)情況下，切(qie)(qie)換器913輸出(chu)(chu)與干(gan)(gan)燥(zao)(zao)標(biao)志的(de)(de)設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)狀態相應的(de)(de)控(kong)制(zhi)信(xin)(xin)號(hao)。在暖機標(biao)志被(bei)(bei)設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)為(wei)OFF的(de)(de)情況下干(gan)(gan)燥(zao)(zao)標(biao)志被(bei)(bei)設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)為(wei)ON時，切(qie)(qie)換器913輸出(chu)(chu)H電平(ping)的(de)(de)控(kong)制(zhi)信(xin)(xin)號(hao)，在干(gan)(gan)燥(zao)(zao)標(biao)志被(bei)(bei)設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)為(wei)OFF時，切(qie)(qie)換器913輸出(chu)(chu)L電平(ping)的(de)(de)控(kong)制(zhi)信(xin)(xin)號(hao)。

即，在干燥標志被(bei)(bei)設定為ON時，從蓄電池2向(xiang)(xiang)輔(fu)機(ji)放出(chu)電力，在暖機(ji)標志被(bei)(bei)設定為ON的情況下，無論干燥標志的設定狀態如何，都停止從蓄電池2向(xiang)(xiang)輔(fu)機(ji)供給(gei)電力。

減(jian)法器921從在燃(ran)料電池(chi)堆1中循環的(de)冷卻水(shui)的(de)目(mu)標值(zhi)(目(mu)標冷卻水(shui)溫(wen)度(du))減(jian)去(qu)冷卻水(shui)溫(wen)度(du)的(de)檢測值(zhi)，由此(ci)計算冷卻水(shui)溫(wen)度(du)的(de)偏差ΔT。

目(mu)(mu)標(biao)充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)力運(yun)算部(bu)922基于HFR和冷卻水(shui)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)偏(pian)差(cha)ΔT，來運(yun)算從(cong)燃料電(dian)(dian)(dian)池堆1向蓄電(dian)(dian)(dian)池2的(de)(de)目(mu)(mu)標(biao)充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)力。HFR越(yue)(yue)大，則目(mu)(mu)標(biao)充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)力運(yun)算部(bu)922使目(mu)(mu)標(biao)充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)力越(yue)(yue)大。另外，冷卻水(shui)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)偏(pian)差(cha)ΔT越(yue)(yue)大，則目(mu)(mu)標(biao)充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)力運(yun)算部(bu)922使目(mu)(mu)標(biao)電(dian)(dian)(dian)力越(yue)(yue)大。

充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)設(she)定部923將蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)最(zui)大充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)和目標(biao)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)中的(de)較小一方的(de)值作(zuo)為(wei)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)設(she)定到切換器924。蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)最(zui)大充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)是基于蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)2的(de)SOC而計算出的(de)。

切換器924根據(ju)暖機標(biao)志的設(she)定(ding)狀態，將輸出到堆電(dian)力運(yun)算(suan)器931的值切換為來自充(chong)(chong)電(dian)電(dian)力設(she)定(ding)部923的充(chong)(chong)電(dian)電(dian)力或零。

在(zai)暖機標志(zhi)被設(she)定為(wei)ON的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，切(qie)換器924將由充電(dian)電(dian)力設(she)定部(bu)923設(she)定的(de)(de)充電(dian)電(dian)力輸(shu)出到堆電(dian)力運(yun)算器931，在(zai)暖機標志(zhi)被設(she)定為(wei)OFF的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，切(qie)換器924將零輸(shu)出到堆電(dian)力運(yun)算器931。

堆電(dian)力(li)(li)運算器(qi)931使輔機消(xiao)耗電(dian)力(li)(li)減去從切(qie)換器(qi)912輸出的(de)放電(dian)電(dian)力(li)(li)、并且加上從切(qie)換器(qi)924輸出的(de)充電(dian)電(dian)力(li)(li)，由此(ci)計算燃料電(dian)池堆1的(de)目(mu)標電(dian)力(li)(li)。

例如(ru)，在暖(nuan)機(ji)標(biao)志(zhi)(zhi)被設定(ding)為ON的(de)(de)(de)情況下，無論干燥標(biao)志(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)設定(ding)狀(zhuang)態如(ru)何(he)，堆電(dian)(dian)力(li)(li)運算器931都計算出輔(fu)機(ji)消(xiao)耗電(dian)(dian)力(li)(li)與充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)力(li)(li)相加而(er)得(de)到(dao)的(de)(de)(de)值來作(zuo)為燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池堆1的(de)(de)(de)目標(biao)電(dian)(dian)力(li)(li)。由此，在暖(nuan)機(ji)運轉(zhuan)中，不僅從(cong)燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池堆1對輔(fu)機(ji)供給(gei)電(dian)(dian)力(li)(li)、還從(cong)燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池堆1對蓄電(dian)(dian)池2供給(gei)電(dian)(dian)力(li)(li)，因此燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池堆1的(de)(de)(de)發電(dian)(dian)電(dian)(dian)力(li)(li)增加，能夠促進暖(nuan)機(ji)。

另外，在暖機標(biao)志被設定(ding)為(wei)OFF的情況下干(gan)燥標(biao)志被設定(ding)為(wei)ON時(shi)，堆電(dian)力運算器931計算出輔(fu)機消耗電(dian)力減去放電(dian)電(dian)力而得到(dao)的值(zhi)來(lai)作為(wei)燃料(liao)電(dian)池堆1的目標(biao)電(dian)力。由此，在干(gan)燥運轉中，從蓄電(dian)池2對輔(fu)機供給(gei)電(dian)力，因此能夠抑制與燃料(liao)電(dian)池堆1的發電(dian)相伴的水蒸氣的產生。

目標(biao)電(dian)(dian)流運(yun)算部932參照燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)堆(dui)1的IV特性，基于(yu)燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)堆(dui)1的目標(biao)電(dian)(dian)力來運(yun)算目標(biao)電(dian)(dian)流。

如以(yi)上那樣，在(zai)接收到(dao)停止(zhi)指令的情況下暖(nuan)機(ji)(ji)標志被設(she)定為ON時，通常(chang)，壓縮機(ji)(ji)目標流量、堆目標壓力(li)以(yi)及加熱器(qi)目標輸(shu)出被分(fen)別設(she)定為為了對(dui)燃料(liao)電池(chi)堆1進(jin)行暖(nuan)機(ji)(ji)而決定的暖(nuan)機(ji)(ji)要(yao)求值。另(ling)外，在(zai)蓄電池(chi)2的容量有余裕(yu)的情況下，從燃料(liao)電池(chi)堆1對(dui)輔(fu)機(ji)(ji)供給電力(li)并且還(huan)對(dui)蓄電池(chi)2充(chong)入電力(li)。這樣，燃料(liao)電池(chi)系統100執行暖(nuan)機(ji)(ji)運轉。

另外，在(zai)接收到(dao)停(ting)止指令(ling)的(de)情況下干(gan)燥(zao)標志被設定為ON時，堆目標流量通常被設定為為了使電解質膜(mo)干(gan)燥(zao)而決定的(de)干(gan)燥(zao)要求流量。由此，執(zhi)行干(gan)燥(zao)運轉。

并且，在(zai)接收到停止指令的情(qing)況下干(gan)燥標(biao)志和暖機(ji)(ji)標(biao)志均被設定(ding)為(wei)ON時，僅堆目(mu)標(biao)流(liu)量被設定(ding)為(wei)干(gan)燥要求流(liu)量，堆目(mu)標(biao)壓力、壓縮機(ji)(ji)目(mu)標(biao)流(liu)量以(yi)及加熱器目(mu)標(biao)輸出被分(fen)別設定(ding)為(wei)暖機(ji)(ji)要求值(zhi)。即，執(zhi)行干(gan)燥/暖機(ji)(ji)運轉(zhuan)。

接(jie)著，參照附圖(tu)來(lai)說明本實施方式(shi)中的(de)燃料電池(chi)系統100的(de)控制方法(fa)。

圖(tu)12是表(biao)示在停止燃(ran)料電池系統100時執行暖機(ji)運轉的控制方(fang)法的一例的時序圖(tu)。

圖(tu)12的(de)(de)(a)是(shi)(shi)表示(shi)燃料電池系統100的(de)(de)運轉狀態的(de)(de)變化的(de)(de)圖(tu)。圖(tu)12的(de)(de)(b)是(shi)(shi)表示(shi)噴(pen)射泵25中形成(cheng)的(de)(de)冰(bing)量(liang)的(de)(de)變化的(de)(de)圖(tu)。在圖(tu)12的(de)(de)(b)中，通過實線來(lai)表示(shi)在噴(pen)射泵25內形成(cheng)的(de)(de)冰(bing)量(liang)的(de)(de)運算結(jie)果，通過虛(xu)線來(lai)表示(shi)實際的(de)(de)冰(bing)量(liang)。

圖12的(de)(c)是表(biao)示循環到(dao)燃(ran)料(liao)電池堆1的(de)冷卻(que)水(shui)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)圖。冷卻(que)水(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)被用作燃(ran)料(liao)電池堆1的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，在本實施方式中是將堆入口水(shui)溫(wen)(wen)(wen)與堆出口水(shui)溫(wen)(wen)(wen)進行平均后(hou)得到(dao)的(de)值。圖12的(de)(d)是表(biao)示從噴(pen)(pen)射泵25噴(pen)(pen)出的(de)負極(ji)氣體的(de)噴(pen)(pen)出溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(合流后(hou)氣體溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du))的(de)變(bian)化的(de)圖。

圖12的(de)(de)(e)是表示(shi)(shi)(shi)由堆電(dian)阻測定裝置45測定的(de)(de)HFR的(de)(de)變化(hua)的(de)(de)圖。HFR是與電(dian)解質(zhi)膜的(de)(de)濕(shi)潤狀(zhuang)態有相(xiang)關性的(de)(de)參數。圖12的(de)(de)(f)是表示(shi)(shi)(shi)從燃(ran)料電(dian)池堆1輸出(chu)到負(fu)載的(de)(de)電(dian)流(堆輸出(chu)電(dian)流)的(de)(de)變化(hua)的(de)(de)圖。在圖12的(de)(de)(f)中，通過(guo)實線(xian)來表示(shi)(shi)(shi)堆輸出(chu)電(dian)流，通過(guo)虛線(xian)來表示(shi)(shi)(shi)蓄(xu)電(dian)池2的(de)(de)充放電(dian)。

圖(tu)12的(de)(g)是表(biao)示從(cong)加熱器35輸出的(de)發熱量的(de)變化的(de)圖(tu)。另外(wai)，圖(tu)12的(de)(a)至圖(tu)12的(de)(g)的(de)各附圖(tu)的(de)橫軸(zhou)是相互共同的(de)時間軸(zhou)。

在時刻(ke)t0，如圖(tu)12的(de)(c)所(suo)示，在冷卻水溫(wen)(wen)度(du)低于(yu)0℃的(de)溫(wen)(wen)度(du)環境下(xia)啟動燃料(liao)電(dian)池系統100。由此，向(xiang)燃料(liao)電(dian)池堆1供給負極氣體和正極氣體，如圖(tu)12的(de)(f)所(suo)示，燃料(liao)電(dian)池堆1發電(dian)，能(neng)夠(gou)從燃料(liao)電(dian)池堆1取出電(dian)流。

燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)池堆1的(de)溫度低于0℃，因此控(kong)制器(qi)101在發出從電(dian)(dian)(dian)動(dong)馬達(da)要(yao)求(qiu)的(de)電(dian)(dian)(dian)力的(de)同(tong)時，執行(xing)對燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)池堆1進行(xing)暖(nuan)(nuan)機的(de)暖(nuan)(nuan)機運轉(zhuan)。例如，控(kong)制器(qi)101將(jiang)壓縮機12的(de)轉(zhuan)速設(she)定為可(ke)(ke)變(bian)(bian)范(fan)圍(wei)的(de)上(shang)限(xian)值，并(bing)且將(jiang)加(jia)(jia)熱(re)器(qi)35的(de)輸(shu)出設(she)定為可(ke)(ke)變(bian)(bian)范(fan)圍(wei)的(de)上(shang)限(xian)值，以增加(jia)(jia)燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)池堆1的(de)發電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)來使自發熱(re)量(liang)(liang)增加(jia)(jia)。

另外(wai)，隨著燃料電(dian)池堆1的(de)(de)發(fa)電(dian)而生成水蒸(zheng)氣(qi)，因此(ci)如圖(tu)(tu)12的(de)(de)(f)所(suo)示，HFR變小。另外(wai)，通過(guo)自(zi)發(fa)熱和加(jia)熱器35的(de)(de)散(san)熱，如圖(tu)(tu)12的(de)(de)(c)所(suo)示，冷(leng)卻水溫度上升(sheng)(sheng)。隨之，被噴射泵(beng)25吸引的(de)(de)負(fu)極排(pai)氣(qi)的(de)(de)溫度上升(sheng)(sheng)，因此(ci)如圖(tu)(tu)12的(de)(de)(d)所(suo)示，噴射泵(beng)25的(de)(de)噴出溫度上升(sheng)(sheng)。

此(ci)時，如(ru)圖12的(d)所示，噴射泵25的噴出溫度(du)低于(yu)0℃。因此(ci)，被噴射泵25吸引的負極排氣中(zhong)的水蒸(zheng)氣在(zai)噴射泵25的內(nei)部結冰(bing)(bing)，如(ru)圖12的(b)所示，噴射泵25的冰(bing)(bing)量逐漸(jian)增加。

在(zai)時刻(ke)t1，輸出停(ting)(ting)(ting)止燃料電(dian)池(chi)堆1的(de)發電(dian)的(de)停(ting)(ting)(ting)止指令，執行用于停(ting)(ting)(ting)止燃料電(dian)池(chi)系(xi)統100的(de)停(ting)(ting)(ting)止處(chu)理。

此(ci)時，如圖12的(de)(b)所(suo)示，噴射泵25的(de)冰量比凍結防止(zhi)閾值Th_j少，因此(ci)暖機標志被(bei)設定為OFF。

另一方面，如圖(tu)12的(e)所示(shi)，HFR小于基準值(zhi)，電解質膜處于濕(shi)的狀態，因(yin)此干燥標志被設定為ON。另外，如圖(tu)12的(c)所示(shi)，冷卻水溫度超過了(le)干燥要(yao)求溫度Td，因(yin)此不執行用于干燥運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)的暖機運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)而僅執行干燥運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)。

在干(gan)燥運轉中，圖6所示的堆流量控制部500將干(gan)燥要求流量設(she)定為堆目標(biao)流量。同時，控制器101打開放(fang)氣閥29來從燃料(liao)電池堆1排出(chu)水(shui)蒸氣。由此(ci)，從燃料(liao)電池堆1帶出(chu)水(shui)蒸氣，電解質膜(mo)干(gan)燥。

另外，為了抑制發電(dian)(dian)所伴(ban)有的生成水的產生，圖11所示的堆電(dian)(dian)力(li)控制部900如圖12的(f)的虛線所示那樣，使蓄電(dian)(dian)池2放(fang)出(chu)壓縮機(ji)12的驅動(dong)電(dian)(dian)力(li)。

在時(shi)刻t2，如圖12的(e)所示，HFR增大到基準(zhun)值(zhi)，電(dian)解(jie)質(zhi)膜達到了規定(ding)的干燥狀態(tai)，因此(ci)控制器101閉合(he)正極壓(ya)力(li)調節(jie)閥(fa)14并且停止壓(ya)縮機12，將負極壓(ya)力(li)調節(jie)閥(fa)24和放(fang)氣(qi)閥(fa)29均閉合(he)。由此(ci)，燃料(liao)電(dian)池(chi)系(xi)統100成為停止狀態(tai)。

之后，燃料電池堆1被外部大氣冷卻，因(yin)此(ci)如圖12的(de)(de)(c)所示(shi)，冷卻水溫度與時刻t0時同(tong)樣地降低到低于冰(bing)點的(de)(de)溫度。因(yin)此(ci)，噴(pen)射泵25內的(de)(de)冰(bing)量不減少(shao)而(er)仍殘留。

接著在時(shi)(shi)刻t3，再(zai)次啟動燃(ran)料(liao)電(dian)池系統(tong)100，如圖(tu)12的(f)所示(shi)，燃(ran)料(liao)電(dian)池堆1發電(dian)而能(neng)夠從(cong)燃(ran)料(liao)電(dian)池堆1取出電(dian)流(liu)。隨著燃(ran)料(liao)電(dian)池堆1的發電(dian)，與時(shi)(shi)刻t0至時(shi)(shi)刻t1的期(qi)間(jian)同樣地，如圖(tu)12的(c)所示(shi)，冷(leng)卻水溫度上(shang)升，并且如圖(tu)12的(e)所示(shi)，HFR降(jiang)低。

在時刻t4，輸出燃料電(dian)池堆1的停(ting)止(zhi)指(zhi)令，執行用(yong)于停(ting)止(zhi)燃料電(dian)池系統100的停(ting)止(zhi)處理。

此(ci)時，如圖12的(b)所示，噴射泵25內的冰(bing)量(liang)比凍結防止閾值(zhi)Th_j多(duo)，因此(ci)暖機標志被設定為ON，并且如圖12的(e)所示，HFR比基準值(zhi)小，因此(ci)干燥(zao)標志被設定為ON。由此(ci)，執(zhi)行干燥(zao)/暖機運(yun)轉。

在干燥/暖(nuan)機(ji)(ji)(ji)運轉中，圖(tu)(tu)7所示的(de)壓(ya)縮機(ji)(ji)(ji)流(liu)量控(kong)制部(bu)600將(jiang)暖(nuan)機(ji)(ji)(ji)要求(qiu)流(liu)量設(she)定為(wei)壓(ya)縮機(ji)(ji)(ji)目標流(liu)量，圖(tu)(tu)8所示的(de)堆壓(ya)力控(kong)制部(bu)700將(jiang)暖(nuan)機(ji)(ji)(ji)要求(qiu)壓(ya)力設(she)定為(wei)堆目標壓(ya)力。同時(shi)，圖(tu)(tu)10所示的(de)加(jia)熱器輸出控(kong)制部(bu)800將(jiang)加(jia)熱器目標輸出設(she)定為(wei)暖(nuan)機(ji)(ji)(ji)要求(qiu)輸出。

由此，如(ru)圖(tu)12的(f)所(suo)(suo)示(shi)(shi)，燃(ran)料電(dian)池(chi)堆(dui)1發(fa)電(dian)而(er)發(fa)熱(re)，并且(qie)如(ru)圖(tu)12的(g)所(suo)(suo)示(shi)(shi)，燃(ran)料電(dian)池(chi)堆(dui)1還通(tong)過加(jia)熱(re)器35的發(fa)熱(re)被加(jia)熱(re)。因此，如(ru)圖(tu)12的(c)所(suo)(suo)示(shi)(shi)，冷(leng)卻水溫度上(shang)升，隨之如(ru)圖(tu)12的(d)所(suo)(suo)示(shi)(shi)，噴(pen)射(she)泵25的噴(pen)出溫度上(shang)升。然后，當噴(pen)出溫度變得高(gao)于0℃時，如(ru)圖(tu)12的(b)的虛線所(suo)(suo)示(shi)(shi)，噴(pen)射(she)泵25中形成的冰融化而(er)冰量減少。

另外，在干(gan)燥/暖機運轉中，圖6所示的堆(dui)流(liu)(liu)量(liang)控制部500將干(gan)燥要求流(liu)(liu)量(liang)設定(ding)為堆(dui)目標流(liu)(liu)量(liang)，并且控制器(qi)101打開放氣閥(fa)29來從(cong)燃料電(dian)池堆(dui)1排出(chu)水蒸氣。

由此(ci)，從燃料電(dian)池堆1帶出(chu)的(de)水蒸氣的(de)排出(chu)量增加，因(yin)此(ci)燃料電(dian)池的(de)電(dian)解質膜(mo)變為(wei)干燥的(de)狀(zhuang)態。因(yin)此(ci)，如圖12的(de)(e)所示，HFR上升(sheng)。

并且，在(zai)干(gan)燥(zao)/暖機運(yun)轉(zhuan)中，由(you)于蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)2的(de)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)量(liang)有余裕，因(yin)此如圖12的(de)(f)的(de)虛(xu)線所示，圖11所示的(de)堆(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)力控(kong)制部900不僅從燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)堆(dui)1對輔機供給電(dian)(dian)(dian)(dian)力，還(huan)對蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)2充(chong)入(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)力。由(you)此，燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)堆(dui)1的(de)發熱量(liang)增加，因(yin)此能夠促進燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)堆(dui)1的(de)暖機。

這樣(yang)，在對燃(ran)料電池堆1進行暖機(ji)的同時(shi)執行增加正極氣(qi)體的流量的干(gan)燥運轉，由此(ci)能夠高效地使電解質膜為干(gan)燥狀態，并且能夠盡快融化噴射(she)泵(beng)25內(nei)的冰。

在時(shi)刻t5，如圖12的(e)所示，HFR增(zeng)大(da)到(dao)基準值，干(gan)(gan)燥(zao)標志切換為(wei)(wei)OFF。隨之堆(dui)(dui)流量控制(zhi)部500將(jiang)堆(dui)(dui)目(mu)標流量從干(gan)(gan)燥(zao)要求(qiu)流量切換為(wei)(wei)濕潤(run)調整流量，并(bing)且堆(dui)(dui)壓力(li)控制(zhi)部700將(jiang)堆(dui)(dui)目(mu)標壓力(li)從干(gan)(gan)燥(zao)要求(qiu)壓力(li)切換為(wei)(wei)暖機要求(qiu)壓力(li)。因此(ci)，停止(zhi)干(gan)(gan)燥(zao)運轉，僅執(zhi)行暖機運轉。

通過從干燥/暖機運轉切換為暖機運轉，堆(dui)目標壓力(li)變高(gao)，因此由壓縮(suo)機12消耗的(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)變高(gao)，燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)堆(dui)1的(de)發電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)力(li)變大。因此，燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)堆(dui)1的(de)發熱量增(zeng)加(jia)，因此能夠使(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)堆(dui)1的(de)溫度更迅(xun)速地(di)上升。

在時刻t6，如圖12的(c)所(suo)示，冷卻水溫(wen)度(du)達到(dao)被設定為(wei)暖機(ji)完成閾值(zhi)Th_e的解凍要求(qiu)溫(wen)度(du)Tw，如圖12的(b)所(suo)示，噴射泵25的冰量變(bian)為(wei)零(ling)，因(yin)此停止暖機(ji)運(yun)轉，之后(hou)停止燃料電(dian)池系統100。

這樣(yang)，控制(zhi)器101在接收(shou)到燃(ran)料(liao)電池系統100的(de)停止指令的(de)情況(kuang)下噴射泵(beng)25的(de)冰量比凍結防止閾值Th_j多時(shi)，判(pan)斷為(wei)在再次啟動(dong)時(shi)噴射泵(beng)25的(de)流路(lu)有可能堵塞。此時(shi)，在燃(ran)料(liao)電池堆1的(de)暖(nuan)(nuan)機未完成(cheng)的(de)情況(kuang)下，控制(zhi)器101繼續燃(ran)料(liao)電池堆1的(de)暖(nuan)(nuan)機直(zhi)到冷(leng)卻水(shui)溫(wen)度達到暖(nuan)(nuan)機完成(cheng)閾值Th_e為(wei)止。

由此，噴射(she)泵25中形成的(de)冰被去除，因此能夠防(fang)止在下一次(ci)啟動(dong)時噴射(she)泵25凍(dong)結而流路堵塞。

另外，在接收到燃料電池(chi)系統100的(de)(de)停(ting)止(zhi)指令(ling)的(de)(de)情況下噴射泵25內的(de)(de)冰量未超過凍結防止(zhi)閾值(zhi)Th_j時，控制器101禁止(zhi)(停(ting)止(zhi))燃料電池(chi)堆1的(de)(de)暖機。由此，能夠減少(shao)在停(ting)止(zhi)燃料電池(chi)系統100時進行的(de)(de)暖機運(yun)轉(zhuan)的(de)(de)執(zhi)行次數。

圖(tu)(tu)13是表(biao)示執行圖(tu)(tu)12所示的控制時的正(zheng)極氣體的狀態(tai)的流程圖(tu)(tu)。

圖(tu)(tu)13的(de)(de)(h)是表(biao)示(shi)(shi)從(cong)壓縮(suo)機12噴出的(de)(de)正極(ji)氣體(ti)(ti)的(de)(de)流(liu)量(liang)(壓縮(suo)機流(liu)量(liang))的(de)(de)變化的(de)(de)圖(tu)(tu)。圖(tu)(tu)13的(de)(de)(i)是表(biao)示(shi)(shi)向(xiang)燃(ran)料(liao)電池(chi)堆1供給的(de)(de)正極(ji)氣體(ti)(ti)的(de)(de)流(liu)量(liang)(堆流(liu)量(liang))的(de)(de)變化的(de)(de)圖(tu)(tu)。圖(tu)(tu)13的(de)(de)(j)是表(biao)示(shi)(shi)向(xiang)燃(ran)料(liao)電池(chi)堆1供給的(de)(de)正極(ji)氣體(ti)(ti)的(de)(de)壓力(li)(堆壓力(li))的(de)(de)變化的(de)(de)圖(tu)(tu)。

圖(tu)(tu)13的(de)(de)(h)至圖(tu)(tu)13的(de)(de)(j)的(de)(de)各附(fu)圖(tu)(tu)的(de)(de)橫軸是與圖(tu)(tu)12的(de)(de)(a)至圖(tu)(tu)12的(de)(de)(g)的(de)(de)各附(fu)圖(tu)(tu)的(de)(de)橫軸相互共同的(de)(de)時間軸。

在(zai)時(shi)(shi)刻t1至時(shi)(shi)刻t2的期間(jian)，僅執行(xing)干燥運轉(zhuan)，因此(ci)如(ru)圖(tu)13的(i)所(suo)(suo)示，堆流量被設(she)(she)定(ding)(ding)為(wei)干燥要(yao)求(qiu)流量，并(bing)且如(ru)圖(tu)13的(j)所(suo)(suo)示，堆壓力(li)被設(she)(she)定(ding)(ding)為(wei)干燥要(yao)求(qiu)壓力(li)。

在(zai)時刻t4至時刻t5的期(qi)間，執(zhi)行干燥/暖機(ji)運轉，因此如(ru)圖(tu)(tu)(tu)13的(h)所(suo)示，壓(ya)(ya)縮機(ji)流(liu)量(liang)被(bei)設(she)定為(wei)(wei)暖機(ji)要(yao)(yao)求流(liu)量(liang)，如(ru)圖(tu)(tu)(tu)13的(i)所(suo)示，堆(dui)流(liu)量(liang)被(bei)設(she)定為(wei)(wei)干燥要(yao)(yao)求流(liu)量(liang)，如(ru)圖(tu)(tu)(tu)13的(j)所(suo)示，堆(dui)壓(ya)(ya)力被(bei)設(she)定為(wei)(wei)暖機(ji)要(yao)(yao)求壓(ya)(ya)力。

在此，如(ru)圖13的(de)(j)所示，堆(dui)(dui)壓(ya)力不是(shi)被(bei)設定(ding)(ding)為(wei)(wei)(wei)干燥(zao)要求(qiu)(qiu)壓(ya)力而是(shi)被(bei)設定(ding)(ding)為(wei)(wei)(wei)暖(nuan)機(ji)要求(qiu)(qiu)壓(ya)力。該理(li)由(you)如(ru)下(xia)：使壓(ya)縮機(ji)12的(de)消耗電(dian)力高來對燃料電(dian)池堆(dui)(dui)1進(jin)行暖(nuan)機(ji)的(de)話，正極(ji)氣(qi)體中的(de)水蒸氣(qi)量會增(zeng)加(jia)，因此與設定(ding)(ding)為(wei)(wei)(wei)干燥(zao)要求(qiu)(qiu)壓(ya)力的(de)情況相比，能夠使由(you)正極(ji)氣(qi)體帶出的(de)水蒸氣(qi)的(de)排出量增(zeng)加(jia)。

在時刻t5至時刻t6的(de)期間，僅執行暖(nuan)機運轉，因此如圖13的(de)(i)所示，堆流量從干燥要求流量被切換為濕潤(run)調(diao)整流量。此時，從旁路閥(fa)16向正極氣體排(pai)出(chu)通路13排(pai)出(chu)從干燥要求流量減去(qu)濕潤(run)調(diao)整流量而(er)得到的(de)流量。

根據(ju)本(ben)發明的(de)第(di)二實(shi)(shi)施(shi)方式(shi)，在接收到燃料電(dian)(dian)池(chi)系統100的(de)停(ting)止指令的(de)情況(kuang)下，運轉(zhuan)執行部311基于燃料電(dian)(dian)池(chi)堆1的(de)溫(wen)度來執行對燃料電(dian)(dian)池(chi)堆1進(jin)行暖機的(de)暖機運轉(zhuan)。在本(ben)實(shi)(shi)施(shi)方式(shi)中，與燃料電(dian)(dian)池(chi)堆1的(de)溫(wen)度有相關性(xing)的(de)冷(leng)卻水溫(wen)度被用作預測噴射泵(beng)25的(de)凍結(jie)的(de)參數(燃料電(dian)(dian)池(chi)系統100的(de)溫(wen)度)。

另外(wai)，在(zai)本實(shi)施方式(shi)中，在(zai)接收到(dao)(dao)停止指令的(de)(de)情況下，在(zai)冷(leng)卻水溫(wen)(wen)度(du)未上升(sheng)到(dao)(dao)暖(nuan)機(ji)完(wan)成(cheng)閾值Th_e時，凍(dong)結(jie)預(yu)測處理部310預(yu)測為(wei)噴射泵(beng)25凍(dong)結(jie)。因(yin)此，在(zai)接收到(dao)(dao)停止指令的(de)(de)情況下，在(zai)冷(leng)卻水溫(wen)(wen)度(du)未上升(sheng)到(dao)(dao)暖(nuan)機(ji)完(wan)成(cheng)閾值Th_e時，運轉執行(xing)部311執行(xing)繼續(xu)燃料電池(chi)堆(dui)1的(de)(de)暖(nuan)機(ji)的(de)(de)暖(nuan)機(ji)運轉。暖(nuan)機(ji)完(wan)成(cheng)閾值Th_e是能(neng)夠去除噴射泵(beng)25中生(sheng)成(cheng)的(de)(de)冰的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)，例(li)如被設定為(wei)60℃。

由此，能夠可靠地去除(chu)噴射(she)泵(beng)(beng)25內的冰(bing)，因(yin)(yin)此能夠避(bi)免(mian)以下(xia)(xia)事態：在下(xia)(xia)一次啟動時流路因(yin)(yin)噴射(she)泵(beng)(beng)25中生成(cheng)的冰(bing)而堵(du)塞，不再能夠向燃料(liao)電池堆1供給(gei)負極氣體。

另外，在(zai)本實施方式中，凍結預測(ce)處理部310基(ji)于(yu)燃料電池系(xi)統100的(de)(de)溫(wen)度來計算噴射(she)泵(beng)25中生成的(de)(de)冰的(de)(de)量。噴射(she)泵(beng)25內的(de)(de)冰量例如如圖(tu)5所示(shi)那(nei)樣，是基(ji)于(yu)燃料電池堆(dui)1的(de)(de)目(mu)標電流(liu)、供給氣體溫(wen)度、堆(dui)溫(wen)度、堆(dui)入口(kou)壓力等而計算出的(de)(de)。

而且，在計算出的(de)(de)冰量(liang)為(wei)規定(ding)的(de)(de)凍結防止(zhi)閾值Th_j以(yi)下(xia)的(de)(de)情況下(xia)，凍結預測處理(li)部310限制燃(ran)料(liao)電池堆1的(de)(de)暖機。

由此(ci)(ci)，削減了在燃料電池系統(tong)100的(de)(de)停止指令后進(jin)行(xing)的(de)(de)無(wu)用(yong)的(de)(de)暖機運轉的(de)(de)執行(xing)，因此(ci)(ci)能(neng)夠(gou)抑制負極氣體的(de)(de)無(wu)用(yong)的(de)(de)消耗。另外，使用(yong)對噴射泵25內的(de)(de)冰量進(jin)行(xing)運算而得(de)到的(de)(de)值來判斷是否需要暖機運轉，因此(ci)(ci)能(neng)夠(gou)準確地(di)限制暖機運轉。

另外，在本實施方式中，在接收到(dao)停止(zhi)指令的情況下，運轉執行部311對燃料電(dian)(dian)池堆1進行暖(nuan)(nuan)機使(shi)得燃料電(dian)(dian)池堆1成為規定的干燥(zao)狀態(tai)，之(zhi)后繼續(xu)燃料電(dian)(dian)池堆1的暖(nuan)(nuan)機直到(dao)燃料電(dian)(dian)池堆1的冷(leng)卻(que)水溫度上(shang)升到(dao)暖(nuan)(nuan)機完成閾值(zhi)Th_e為止(zhi)。

通過像這(zhe)樣一(yi)邊(bian)執(zhi)行(xing)暖機運轉(zhuan)(zhuan)一(yi)邊(bian)執(zhi)行(xing)干燥運轉(zhuan)(zhuan)，在使正極排氣(qi)中的(de)水蒸氣(qi)流(liu)量(liang)增(zeng)加的(de)同時增(zeng)加正極氣(qi)體(ti)的(de)流(liu)量(liang)，因此能夠從燃料(liao)電池堆1有效地排出水蒸氣(qi)。

并(bing)且，在(zai)本實施方式(shi)中，在(zai)接收到停(ting)止(zhi)指令(ling)的(de)情況下，在(zai)噴射泵25內的(de)冰量大(da)于凍結(jie)防(fang)止(zhi)閾值Th_j且冷卻水溫度低于暖機完成閾值Th_e時，運轉執(zhi)行(xing)部(bu)(bu)311對(dui)燃料電(dian)池堆1進行(xing)暖機。在(zai)暖機完成之后(hou)，停(ting)止(zhi)控(kong)制部(bu)(bu)300進行(xing)壓縮機12的(de)停(ting)止(zhi)和(he)(he)正極壓力調節閥(fa)14的(de)閉合、以及負極壓力調節閥(fa)24和(he)(he)放氣閥(fa)29的(de)閉合，使燃料電(dian)池系(xi)統100為停(ting)止(zhi)狀態(tai)。

這樣(yang)，不僅(jin)使用噴(pen)射(she)泵25內(nei)的冰量、還使用冷卻水溫度來判斷是否(fou)需要(yao)執行(xing)暖機運(yun)轉(zhuan)，因(yin)此能(neng)夠準確(que)地執行(xing)暖機運(yun)轉(zhuan)。

另外，在(zai)本實施方式中(zhong)，在(zai)執行暖機(ji)運轉時，暖機(ji)運轉部330通過使燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)堆1向蓄電(dian)(dian)池(chi)2充入電(dian)(dian)力(li)來增大目標電(dian)(dian)流從(cong)而(er)使燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)堆1發電(dian)(dian)。由此，能夠促(cu)進燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)堆1的暖機(ji)。

此外，在本實施(shi)方式中(zhong)，說明了(le)運(yun)算噴射泵25內的冰量(liang)、基于該冰量(liang)來執行暖(nuan)機運(yun)轉的例子，但是不限(xian)于此。

例(li)如(ru)，凍結預(yu)測處(chu)理部(bu)310也(ye)可以對在噴射泵(beng)25中(zhong)殘留有(you)冰的(de)狀態下停止燃料電池(chi)系(xi)統(tong)100的(de)次(ci)數(shu)(shu)進行計(ji)數(shu)(shu)。具(ju)體地說，凍結預(yu)測處(chu)理部(bu)310具(ju)備(bei)計(ji)數(shu)(shu)器，每(mei)當在與循環氣體溫度有(you)相(xiang)關性的(de)冷(leng)卻水溫度低(di)于冰點(dian)的(de)狀態下停止燃料電池(chi)系(xi)統(tong)100時使計(ji)數(shu)(shu)器增加1。在該計(ji)數(shu)(shu)得到的(de)次(ci)數(shu)(shu)超過規定的(de)值、例(li)如(ru)5次(ci)的(de)情況下，運轉(zhuan)執行部(bu)311執行暖機(ji)運轉(zhuan)。

通過像這樣估計噴射泵25內的(de)冰量(liang)，能夠省略冰量(liang)運算部340，因此能夠減(jian)(jian)少運算負荷并削減(jian)(jian)無用的(de)暖機運轉(zhuan)。

或(huo)者，凍結(jie)預(yu)測處(chu)理部310也可以對在噴射泵25內供給氣(qi)(qi)體與循環氣(qi)(qi)體合(he)流后(hou)(hou)的合(he)流后(hou)(hou)氣(qi)(qi)體的溫(wen)度低于規(gui)定的溫(wen)度、例如0℃時的時間進(jin)行(xing)累計。然后(hou)(hou)，在該累計時間經過了規(gui)定的時間、例如數(shu)分(fen)鐘(zhong)的情況下，運轉(zhuan)執(zhi)行(xing)部311執(zhi)行(xing)暖機運轉(zhuan)。

在(zai)該情況下，凍結(jie)預測處理部310也(ye)可(ke)以如下那(nei)樣(yang)校正：對(dui)燃料(liao)電池(chi)堆1要求的(de)要求電力(目標電流)越大，則燃料(liao)電池(chi)堆1的(de)升溫(wen)越快，因(yin)此使累計時間(jian)越短。

具體地說，在凍結(jie)預(yu)測(ce)處(chu)理部(bu)310中事先存儲(chu)以要求電力(li)越大則校(xiao)(xiao)正(zheng)量(liang)越大的方式生成的校(xiao)(xiao)正(zheng)對(dui)應表(biao)，凍結(jie)預(yu)測(ce)處(chu)理部(bu)310參照校(xiao)(xiao)正(zheng)對(dui)應表(biao)，運(yun)算與要求電力(li)相對(dui)應的校(xiao)(xiao)正(zheng)量(liang)，從累計時間減去校(xiao)(xiao)正(zheng)量(liang)。由(you)此，能夠高(gao)精(jing)度(du)地判定是否需要暖機運(yun)轉(zhuan)。

(第三實施方式)

接(jie)著，說明(ming)本(ben)發明(ming)的第三實(shi)施方(fang)式中(zhong)的燃料(liao)電池(chi)系統的結(jie)構(gou)。在本(ben)實(shi)施方(fang)式中(zhong)，燃料(liao)電池(chi)系統的結(jie)構(gou)與(yu)第二實(shi)施方(fang)式的結(jie)構(gou)基本(ben)相同(tong)。因此，對與(yu)第二實(shi)施方(fang)式的結(jie)構(gou)相同(tong)的結(jie)構(gou)標注相同(tong)的標記來進行說明(ming)。

在(zai)本實施方式中(zhong)，控制器101具備運轉執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)部311，該運轉執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)部311不是在(zai)剛(gang)接收到停(ting)(ting)止(zhi)指令(ling)后而是在(zai)停(ting)(ting)止(zhi)燃料電池(chi)系統100之后，監視作為預測凍結的參數的冷卻水溫(wen)度，在(zai)執(zhi)(zhi)(zhi)行(xing)干燥運轉時一并對燃料電池(chi)堆1進行(xing)暖機(ji)。

圖14是(shi)表示在(zai)燃料電池系統100停止之后執行暖機運轉的(de)方法(fa)的(de)時序圖。

圖(tu)14的(de)(de)(a)至圖(tu)14的(de)(de)(g)的(de)(de)各附(fu)圖(tu)的(de)(de)縱(zong)(zong)軸分別(bie)與圖(tu)12的(de)(de)(a)至圖(tu)12的(de)(de)(g)的(de)(de)各附(fu)圖(tu)的(de)(de)縱(zong)(zong)軸相(xiang)同。另外，圖(tu)14的(de)(de)(a)至圖(tu)14的(de)(de)(g)的(de)(de)各附(fu)圖(tu)的(de)(de)橫軸是相(xiang)互共同的(de)(de)時間軸。

時(shi)(shi)刻t10至(zhi)時(shi)(shi)刻t11與圖12的(a)至(zhi)圖12的(g)所示的時(shi)(shi)刻t0至(zhi)時(shi)(shi)刻t1的動作(zuo)相(xiang)同，因此在此省(sheng)略(lve)說明。

在時刻t11，輸出停(ting)止(zhi)(zhi)指令，在停(ting)止(zhi)(zhi)燃料電池堆(dui)1的(de)(de)發電之后停(ting)止(zhi)(zhi)燃料電池系統100。此時，如(ru)圖(tu)14的(de)(de)(b)所示(shi)，噴射泵25的(de)(de)冰量大于(yu)凍(dong)結防止(zhi)(zhi)閾值Th_j，因(yin)此暖機標志被設定為ON，如(ru)圖(tu)14的(de)(de)(e)所示(shi)，HFR小于(yu)基準值而電解(jie)質膜處于(yu)濕的(de)(de)狀(zhuang)態，因(yin)此干(gan)燥標志被設定為ON。

在本實施方式中，控制(zhi)器101在剛接收到停(ting)止(zhi)指令(ling)后不執行干燥運轉和(he)暖機運轉，而是停(ting)止(zhi)燃料(liao)電(dian)池系統100，之后對冷卻水溫度降低到凍結防止(zhi)閾值Th_s進行監視。

凍結防(fang)止閾值(zhi)(zhi)Th_s是基(ji)于冰點溫度而決定(ding)的值(zhi)(zhi)。凍結防(fang)止閾值(zhi)(zhi)Th_s例如(ru)被設定(ding)為大于0℃的值(zhi)(zhi)，以防(fang)止在燃料電池(chi)堆1的內部水蒸氣結冰。

在(zai)時刻t12，如圖14的(c)所示，冷卻(que)水溫度降(jiang)低到凍結防止閾值Th_s。此時，暖(nuan)機標(biao)志被設定為(wei)ON，因(yin)此控(kong)制器(qi)101執(zhi)行(xing)干燥/暖(nuan)機運轉。

在(zai)時刻t13，如圖14的(de)(e)所示(shi)，HFR增大到基準值，因(yin)此(ci)控制器101停止干燥運轉(zhuan)而(er)僅執(zhi)行(xing)暖(nuan)機運轉(zhuan)。然后，如圖14的(de)(d)所示(shi)，噴(pen)射(she)泵25的(de)噴(pen)出溫度(du)變(bian)得高于0℃，如圖14的(de)(b)所示(shi)，噴(pen)射(she)泵25的(de)冰(bing)量減少。

在時刻t14，如圖14的(c)所(suo)示，冷(leng)卻水溫度上(shang)升(sheng)到暖機完成(cheng)閾(yu)值Th_e。由此(ci)，如圖14的(b)所(suo)示，噴射泵(beng)25內的冰被去除。然后(hou)，停止控制部(bu)300停止暖機運轉，使燃料電池系統100為(wei)停止狀態(tai)。

根(gen)據本發明的(de)(de)第三(san)實施(shi)方式，在燃料(liao)電池(chi)系統100被停止(zhi)之后，在與燃料(liao)電池(chi)堆(dui)1的(de)(de)溫度有相關性的(de)(de)冷卻水溫度降低到凍結防止(zhi)閾(yu)值Th_s時，控制器101的(de)(de)干(gan)燥(zao)(zao)運(yun)轉部320執(zhi)行(xing)干(gan)燥(zao)(zao)運(yun)轉。而(er)且，在執(zhi)行(xing)干(gan)燥(zao)(zao)運(yun)轉時噴射泵(beng)25內的(de)(de)冰量比凍結防止(zhi)閾(yu)值Th_j多的(de)(de)情況下，暖機運(yun)轉部330對燃料(liao)電池(chi)堆(dui)1進行(xing)暖機。此外，用(yong)于(yu)燃料(liao)電池(chi)堆(dui)1的(de)(de)凍結防止(zhi)閾(yu)值Th_s不限(xian)于(yu)固定值，也(ye)可以根(gen)據預(yu)測凍結的(de)(de)參數而(er)變更。

通過像(xiang)這樣在燃料電池系統(tong)100停(ting)止(zhi)后的干燥運轉(zhuan)中執行暖機運轉(zhuan)，能夠(gou)防(fang)止(zhi)燃料電池的凍結，并且還(huan)防(fang)止(zhi)噴射(she)泵(beng)25的凍結。

另外，從熱交換(huan)器23向噴射泵25供(gong)給的(de)負極氣(qi)體(ti)(供(gong)給氣(qi)體(ti))的(de)溫(wen)度與冰(bing)點(dian)溫(wen)度相比越低，則在干燥運轉中(zhong)形成(cheng)于(yu)噴射泵25的(de)冰(bing)量越多。因此，也可(ke)以是，供(gong)給氣(qi)體(ti)的(de)溫(wen)度越低，則凍(dong)結(jie)預測處理部310將用于(yu)燃料電池的(de)凍(dong)結(jie)防(fang)止閾值Th_s設定(ding)得越高(gao)。

通過使用于燃料電池的凍(dong)結(jie)防止(zhi)閾值Th_s高(gao)，被噴射泵(beng)25吸引的循環(huan)氣體的溫(wen)度變(bian)高(gao)，因(yin)此(ci)在干燥(zao)運轉中新生成(cheng)的冰(bing)量變(bian)少。因(yin)而(er)，能夠避免在干燥(zao)運轉中噴射泵(beng)25凍(dong)結(jie)而(er)流路(lu)堵塞(sai)。

或者(zhe)，也可以是，在噴(pen)射(she)泵25內的(de)冰量比凍(dong)結(jie)防(fang)止(zhi)(zhi)閾(yu)值(zhi)Th_j少的(de)情況下，冰量與凍(dong)結(jie)防(fang)止(zhi)(zhi)閾(yu)值(zhi)Th_j之差(cha)越小，則凍(dong)結(jie)預測處理部310將燃料電池的(de)凍(dong)結(jie)防(fang)止(zhi)(zhi)閾(yu)值(zhi)Th_s設(she)定得越高。

在噴射(she)泵(beng)25內(nei)的冰(bing)量比凍結防止(zhi)閾值Th_j少的情況下(xia)，不執(zhi)行(xing)用(yong)于去除噴射(she)泵(beng)25內(nei)的冰(bing)的暖機運轉而僅執(zhi)行(xing)干(gan)燥運轉。即使(shi)處于這種運轉狀(zhuang)態(tai)，也會(hui)由于在干(gan)燥運轉中為(wei)了使(shi)燃料電池(chi)的電解質膜干(gan)燥而進行(xing)的燃料電池(chi)堆1的暖機而在噴射(she)泵(beng)25內(nei)新生成冰(bing)。隨之，噴射(she)泵(beng)25內(nei)的冰(bing)量變得比凍結防止(zhi)閾值Th_j多，噴射(she)泵(beng)25的流路有可能堵塞(sai)。

作為其對策，如上所述(shu)，在噴(pen)射(she)(she)泵25內的冰(bing)量比凍結(jie)防(fang)止(zhi)閾值(zhi)(zhi)Th_j少的情況(kuang)下，冰(bing)量越接近凍結(jie)防(fang)止(zhi)閾值(zhi)(zhi)Th_j，則將凍結(jie)防(fang)止(zhi)閾值(zhi)(zhi)Th_s設定(ding)得越高，由(you)此，在干燥(zao)運轉中(zhong)生成的冰(bing)量減少，因此能夠避免噴(pen)射(she)(she)泵25的堵塞。

以上(shang)，說明(ming)了(le)本發(fa)明(ming)的(de)實施方式(shi)，但是(shi)上(shang)述實施方式(shi)不過示出了(le)本發(fa)明(ming)的(de)應用例的(de)一部分，其宗旨并(bing)不是(shi)將(jiang)本發(fa)明(ming)的(de)保護(hu)范圍限定于上(shang)述實施方式(shi)的(de)具體(ti)結構。

例(li)如(ru)，在本(ben)實施方式(shi)中說明了使用固(gu)定值來作為噴(pen)射泵(beng)25的暖機(ji)完(wan)成閾值(解凍溫度)Th_j的例(li)子，但是也可以如(ru)下圖那樣使用閾值校(xiao)正對應表來變更暖機(ji)完(wan)成閾值Th_j。

圖(tu)15是表(biao)示(shi)對噴射泵25的暖機完(wan)成閾值(zhi)(zhi)Th_j進行校(xiao)正的方(fang)法(fa)的圖(tu)。在圖(tu)15中，示(shi)出(chu)了按噴射泵25中的合流后氣體溫度來表(biao)示(shi)冰(bing)量累計值(zhi)(zhi)與暖機完(wan)成閾值(zhi)(zhi)的關系的閾值(zhi)(zhi)校(xiao)正對應表(biao)。

冰(bing)量(liang)累計值越(yue)大，則冰(bing)完(wan)(wan)全融(rong)化(hua)(hua)越(yue)需要時間，因此(ci)暖(nuan)機完(wan)(wan)成閾(yu)值Th_j越(yue)高。另外，冰(bing)量(liang)累計值越(yue)大，合流后氣體溫度越(yue)低，則冰(bing)越(yue)難以融(rong)化(hua)(hua)，因此(ci)暖(nuan)機完(wan)(wan)成閾(yu)值Th_j越(yue)低。

通過(guo)像這樣使用閾值校正(zheng)對應表，能夠可靠地融解(jie)噴(pen)射泵25中形成的(de)全部冰。

另外(wai)，在本實(shi)施方式中(zhong)，基(ji)于(yu)噴射泵25內(nei)的(de)(de)冰量來判斷是否(fou)執行暖(nuan)機運(yun)轉(zhuan)，但是也可以對噴射泵25的(de)(de)供(gong)給氣(qi)體、循環氣(qi)體以及(ji)合流氣(qi)體的(de)(de)焓(han)的(de)(de)收支進行累(lei)計，基(ji)于(yu)該(gai)累(lei)計值來執行暖(nuan)機運(yun)轉(zhuan)。

另外，在本(ben)實施方式中，基于冷卻水溫(wen)度來判(pan)(pan)斷(duan)暖(nuan)機是否(fou)已完成，但是也可以使(shi)用負(fu)極排氣(qi)的溫(wen)度來代(dai)替冷卻水溫(wen)度。由(you)此，能夠(gou)更(geng)準(zhun)確地判(pan)(pan)斷(duan)是否(fou)需要(yao)暖(nuan)機。在該情(qing)況下，也可以在負(fu)極氣(qi)體循環(huan)通路26上設置(zhi)溫(wen)度傳(chuan)感器，使(shi)用從溫(wen)度傳(chuan)感器輸出的檢測(ce)信號，還可以使(shi)用通過運算而求出的估計值。

另外，作為燃料電(dian)池(chi)系統100的溫(wen)度(du)，也可(ke)(ke)以(yi)使用從噴(pen)(pen)(pen)射(she)(she)泵(beng)25噴(pen)(pen)(pen)出(chu)(chu)的合流后(hou)的氣(qi)體(ti)(ti)的溫(wen)度(du)(噴(pen)(pen)(pen)出(chu)(chu)氣(qi)體(ti)(ti)溫(wen)度(du))。在(zai)該情況下，例(li)如，能夠基(ji)于(yu)噴(pen)(pen)(pen)出(chu)(chu)氣(qi)體(ti)(ti)溫(wen)度(du)是否已超過(guo)0℃來預測噴(pen)(pen)(pen)射(she)(she)泵(beng)25的凍結(jie)。噴(pen)(pen)(pen)出(chu)(chu)氣(qi)體(ti)(ti)溫(wen)度(du)是基(ji)于(yu)循環氣(qi)體(ti)(ti)溫(wen)度(du)和供給氣(qi)體(ti)(ti)溫(wen)度(du)而計(ji)算出(chu)(chu)的。或者，也可(ke)(ke)以(yi)在(zai)噴(pen)(pen)(pen)射(she)(she)泵(beng)25與燃料電(dian)池(chi)堆1之間(jian)的負(fu)極氣(qi)體(ti)(ti)供給通路(lu)22上(shang)設(she)置(zhi)溫(wen)度(du)傳感器(qi)，使用從該溫(wen)度(du)傳感器(qi)輸出(chu)(chu)的檢測信號(hao)。

此外，上述實施方式(shi)能夠適當組(zu)合。

本(ben)(ben)申請(qing)基(ji)于2014年7月24日向日本(ben)(ben)專利局申請(qing)的(de)特(te)愿要求優先(xian)權，通過參照將這些申請(qing)的(de)全部內容引(yin)入(ru)本(ben)(ben)說明(ming)書中。