JP2021128909A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池内に含まれる水量のより正確な特定に関する技術を提供すること。【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池の反応ガスの流路と、燃料電池の温度を計測する温度センサと、燃料電池による発電電流値を計測する電流センサと、記憶部とを備える。記憶部は、燃料電池の温度と、燃料電池による発電電流値と、流路内及び燃料電池の電解質膜内の水分量との間の実験に基づく関係を示す情報である水分量マップを記憶する。【選択図】図４

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。

燃料電池内に含まれる液水の量を算出する技術が知られている。特許文献１には、発電電流値とアノードガスの温度とから燃料電池内の結露水の量を算出し、気液分離器への液水流入量を推定する技術が開示されている。

また、特許文献２には、燃料電池の発電により生成された液水の量から、各極における出入口水蒸気量の差と、各極から排出される液水量とを引いた値を燃料電池の含水量の変化量として算出する技術が開示されている。

特開２００６−１４７１６１号公報 特許５４８２８９７号 特開２０１４−２０３５６２号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術において、発電電流値とアノードガスの温度とから結露水量を算出し、算出された結露水量から気液分離器への液水流入量を推定すると、推定値と、実際のアノードガス流路内の液水量との間に誤差が生じる場合があり、推定精度に改善の余地がある。

また、特許文献２に開示の技術において、各極から排出される液水量は反応ガスの流量のみに依存することを前提としている。従って、温度の変化が考慮されていないため、算出された水量と実際の水量との間に誤差が生じる場合があり、算出精度に改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、燃料電池内に含まれる水量のより正確な特定に関する技術を提供することを目的とする。

本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池の反応ガスの流路と、前記燃料電池の温度を計測する温度センサと、前記燃料電池による発電電流値を計測する電流センサと、前記燃料電池の温度と、前記燃料電池による発電電流値と、前記流路内及び前記燃料電池の電解質膜内の水分量との間の実験に基づく関係を示す情報である水分量マップを記憶する記憶部とを備える。

本発明によれば、燃料電池内に含まれる水量のより正確な特定に関する技術を提供することができる。

一実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示す図である。 一実施形態に係る単位セルの概略構成を示す図である。 一実施形態における水分量の推定方法を説明するための概念図である。 一実施形態における気液分離器の貯水量の推定方法を説明するための概念図である。 一実施形態における水分量マップを概念的に示すグラフの例である。 一実施形態における水分量マップを概念的に示すグラフの例である。 一実施形態における気液分離器の貯水量と、時間との間の関係を示すグラフの例である。 一実施形態における気液分離器の貯水量の推定方法を説明するための概念図である。 一実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示す図である。 一実施形態における掃気時間マップを概念的に示すグラフの例である。 一実施形態における電流密度と全体含水量の関係を示すグラフの例である。 一実施形態における電流密度と掃気時間の関係を示すグラフの例である。 一実施形態における電流密度と全体含水量の関係を示すグラフの例である。 一実施形態における電流密度と、反応ガス流路及び電解質膜の含水量との間の関係を示すグラフの例である。 一実施形態における電流密度と全体含水量の関係を示すグラフの例である。 一実施形態における電流密度と掃気時間の関係を示すグラフの例である。 一実施形態における制御装置による処理の制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、発明の範囲をこれらに限定するものではない。

図１は、本実施形態に係る燃料電池システム１００の構成を示している。図１に示すように、燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１２、水素供給源１３、アノードガス供給流路１４、アノードガス排出流路１５、循環流路１６、気液分離器１７、カソードガス供給流路２０、カソードガス排出流路２１、電流計２２、電圧計２３、温度計３２、及び制御装置２４を備える。

燃料電池スタック１２は、複数の単位セル１１が積層されて構成される。単位セル１１は、例えば、供給された水素と酸素とを化学反応させることにより電気を発生させる発電体である。本実施形態において、単位セル１１又は燃料電池スタック１２を燃料電池とも称する。

図２を参照して、燃料電池スタック１２を形成する単位セル１１の構成を説明する。図２に示すように、単位セル１１の相対する面の一方には、アノードセパレータ６が積層され、他方の面には、カソードセパレータ７が積層されている。

単位セル１１において、電解質膜１を挟むようにアノード触媒層２及びカソード触媒層３が設けられている。また、アノード触媒層２における電解質膜１との積層面と相対する面には、アノード拡散層４が積層されている。カソード触媒層３における電解質膜１との積層面と相対する面には、カソード拡散層５が積層されている。

アノードセパレータ６において、アノード拡散層４の面にアノードガス流路８が積層されている。アノードガス流路８のアノード拡散層４の積層面と相対する面には、冷却水流路１０が積層されている。

カソードセパレータ７において、カソード拡散層５の面には、カソードガス流路９が積層されている。カソードガス流路９のカソード拡散層５の積層面と相対する面には、冷却水流路１０が積層されている。

図１に戻る。水素供給源１３、アノードガス供給流路１４、アノードガス排出流路１５、循環流路１６、及び気液分離器１７は、燃料電池システム１００のアノード側のガス供給及び排出系を構成する。水素供給源１３からアノードガス供給流路１４を介して燃料電池スタック１２にアノードガス（水素ガス）が供給される。また、燃料電池スタック１２からアノードガス排出流路１５を介して排出された水素ガスは、循環流路１６を介してアノードガス供給流路１４に再び戻される。アノードガス排出流路１５又は循環流路１６には、気液分離器１７が設けられている。気液分離器１７は、燃料電池スタック１２から排出された水素ガスから分離した液水を貯水する。気液分離器１７に貯水された液水は、アノードガス排出流路１５に設けられた排出弁１８を介して外部に放出される。

カソードガス供給流路２０及びカソードガス排出流路２１は、燃料電池システム１００のカソード側のガス供給及び排出系を構成する。カソードガス供給流路２０には、ターボコンプレッサ１９が設けられている。カソードガス供給流路２０は、ターボコンプレッサ１９を介して空気（カソードガス）を燃料電池スタック１２に供給する。カソードガス排出流路２１は、燃料電池スタック１２から排出される空気を外部に排出する。

制御装置２４は、インピーダンス測定装置２６、含水量推定部３０、貯水量推定部２５、排出弁制御部３１、及び記憶部３３を備える。制御装置２４は、図示しないが、制御装置２４における処理の実行を制御するプロセッサを備える。

インピーダンス測定装置２６は、重畳信号負荷部２７、計測部２８、及びインピーダンス算出部２９を備える。重畳信号負荷部２７は、燃料電池スタック１２の負荷に正弦波である重畳信号を付加する。計測部２８は、電流計２２（電流センサ）により測定された燃料電池スタック１２による発電電流値、電圧計２３により測定された燃料電池スタック１２の電圧値、及び温度計３２（温度センサ）により測定された燃料電池スタック１２の温度を取得する。インピーダンス算出部２９は、燃料電池スタック１２のインピーダンスを演算により算出する。

含水量推定部３０は、アノード及びカソードの各電極の反応ガスの流路、並びにＭＥＧＡ（Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly）などの電解質膜内に含まれる水分量を推定する。

図３を参照して、含水量推定部３０による水分量の推定方法を説明する。まず、実験により、燃料電池スタック１２における電解質膜１、及び反応ガスの流路（アノードガス流路８、及びカソードガス流路９）に含まれる水量が、燃料電池スタック１２による発電電流値ごと、及び燃料電池スタック１２の温度値ごとに導出される。導出された電解質膜１、アノードガス流路８、及びカソードガス流路９に含まれる水量の値と、発電電流値と、温度値との間の関係を示す情報であるセル内極間含水量分布マップ（水分量マップ情報）が記憶部３３に記憶される。

含水量推定部３０は、上記の水分量マップ情報を参照して、ある発電電流値及び温度値（電流計２２により測定された電流値及び温度計３２により測定された温度値）のときの燃料電池システム１００に含まれる水分量（液水の量）を推定することができる。推定される水分量は、電解質膜１、アノードガス流路８、及びカソードガス流路９に含まれる水分量を含む。

上記の実験で各流路及び電解質膜１に含まれる水量を導出することにより、発明者らは、発電電流値が大きいほど発電により生成される水量が多くなるが、ガス流量の影響を大きく受ける発電温度が存在し、実際にアノードガス流路８内に存在する水量は、発電電流値に比例しない場合があることを見出した。

また、発明者らは、温度が高くなるほど電解質膜１を透過して結露する水量は多くなるが、発電により生成される水量は少なくなるため、ガス温度が高い場合であっても、必ずしもアノード流路内の液水量が多くはならないことを見出した。

従って、上記の水分量マップ情報を参照して、所定の発電電流値及び温度値のときの水分量を推定することにより、精度よく含水量を推定することが可能である。

図１に戻る。貯水量推定部２５は、気液分離器１７に貯水された液水（水分）の量を演算により推定する。気液分離器１７の貯水量は、アノードガス排出流路１５から（燃料電池システム１００の各部から）気液分離器１７への液水排出量と、気液分離器１７からの液水の排出量とから算出される。

図４を参照して、貯水量推定部２５による気液分離器１７の貯水量の推定方法を詳細に説明する。貯水量推定部２５は、記憶部３３に記憶されたセル内極間含水量分布マップ（水分量マップ情報）を参照して、測定された燃料電池スタック１２の発電電流値及び温度に対応するアノードガス流路８に含まれる水分量を特定する。さらに、貯水量推定部２５は、特定された水分量及びアノードガスの流速等に基づいて、アノードガス排出流路１５から（燃料電池システム１００の各部から）気液分離器１７への液水排出速度を演算する。また、貯水量推定部２５は、気液分離器１７からの排水速度を演算する。

貯水量推定部２５は、演算された気液分離器１７への液水排出速度から、演算された気液分離器１７からの排水速度を減算することにより、気液分離器１７の貯水速度を演算する。貯水量推定部２５は、貯水速度に基づいて、気液分離器１７の貯水量の前回の推定時から現在までの時間Δｔにおける貯水増加量を演算する。貯水量推定部２５は、貯水増加量に前回推定された貯水量を加算することにより、現在の貯水量の推定値を演算する。

従来では、発電電流値が大きいほど生成される水の量も多くなり、さらに、ガス温度が高いほど電解質膜を透過して結露により生成される水の量が多くなり、その結果、気液分離器１７へ流入する液水量も多くなることを前提としている。

しかしながら、実際には、例えば、温度が低いときは電解質膜が保持できる水分量が多く、そのため、流路内の含水量はガス流量に大きく依存される。ガス流量の少ない低電流密度時では、電解質膜内でより多くの水分を保持できるため、電解質膜からアノードガス流路に移動する液水の量もより多くなる。その結果、アノードガス流路内に含まれる水分量は増える。

一方、ガス流量の多い高電流密度時では、反応ガスが多く流れることにより電解質膜内で多くの水分を保持できなくなるため、電解質膜からアノードガス流路に移動する水分量も少なくなる。その結果、アノードガス流路内に含まれる水分量も少ない。しかしながら、より高電流密度になると、生成される水の量が多いため、反応ガスの流量が多くても電解質膜内の水分は多く、アノードガス流路内に含まれる水分量も多くなる。

つまり、発電電流値が大きいほど生成される水の量が増えるが、アノードガス流路に含まれる水分量も増えるとは限らない。

図５Ａは、低温時における燃料電池スタック１２による発電電流に基づく電流密度と、アノードガス流路８（Ａｎ流路）、カソードガス流路９（Ｃａ流路）、及び電解質膜１（ＭＥＧＡ）内に含まれる水分量（含水量）との間の関係の例を示すグラフである。この関係は、実験に基づくものである。

図５Ａのグラフの中央付近から左側において、電流密度が下がるほど、カソードガス流路９に含まれる水分量が増えていることが示されている。また、グラフの中央付近から右側において、電流密度が上がるほど、カソードガス流路９に含まれる水分量が増えていることが示されている。

次に、温度が高いときについて説明する。温度が高いときは、水蒸気分圧の影響により電解質膜で保持できる水分量が少ない。そのため、電解質膜が保持する水分量は、反応ガスの流量によって影響を受けにくいため、反応ガスの流量が多いほど（すなわち、生成される水の量が多いほど）、アノードガス流路内に含まれる水分量も多くなる。しかしながら、電解質膜内で保持できる水分量が少ないときは、電解質膜からアノードガス流路へ移動する水分量も少ない。そのため、温度が高いほど、気液分離器へ流入する液水量もより多くなるとは限らない。

図５Ｂは、高温時における燃料電池スタック１２による発電電流に基づく電流密度と、アノードガス流路８（Ａｎ流路）、カソードガス流路９（Ｃａ流路）、及び電解質膜１（ＭＥＧＡ）内に含まれる水分量（含水量）との間の関係の例を示すグラフである。この関係は、実験に基づくものである。なお、図５Ａ及び図５Ｂに示すグラフを上述の水分量マップとして把握することもできる。

図５Ｂに示すように、電流密度が高いほど、水分量が増えている場合もあるが、含水量が増えていない場合もある。

従って、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明した例からも把握できるように、記憶部３３に記憶された上述の水分量マップ情報を使用することで、反応ガスの流量や温度による電解質膜１の可能水分保持量を考慮したアノードガス流路８内の水分量を算出できるため、精度よく気液分離器１７の貯水量を推定することが可能である。

図６は、気液分離器１７の貯水量の実測値（実測）、従来技術による推定方法（従来）、又は本実施形態による推定方法（本実施形態）のそれぞれについて、気液分離器１７の貯水量と、時間との間の関係の例をグラフで示している。貯水量の減少は、排出弁制御部３１の制御による排出弁１８を介した排水によるものである。

図６に示すように、従来技術による推定方法よりも、本実施形態による推定方法の方がより実測値に近い値となっている。

変形例として、反応ガスの流量及び温度に応じた電解質膜の可能水分保持量が考慮された方法であれば、気液分離器１７の貯水量の推定のために、水分量マップ情報が使用されなくてもよい。

また、本実施形態において、含水量を使用して作成した水分量マップ情報を貯水量の推定のために使用したが、総含水量における反応ガス流路の含水量と電解質膜の含水量の比率を示す比率マップ情報を使用して貯水量を推定してもよい。例えば、特許文献３に開示されているような含水量曲線マップ（含水量マップ）を使用して総含水量を算出し、算出された総含水量と、含水量の比率を示す比率マップを使用して貯水量を推定することができる。

図７には、含水量曲線マップと、セル内極間含水量分布マップ（比率マップ）を使用した貯水量の推定方法の例が概念的に示されている。この例によれば、含水量曲線マップを使用して総含水量を算出する。セル内極間含水量分布マップを使用して、総含水量における反応ガス流路の含水量と電解質膜の含水量の比率を特定する。

また、セル内が乾いているときは、含水量が増えるまでに時間を要する。さらに、発電開始後、電解質膜内及びカソードガス流路内の含水量が増加し、その後、アノードガス流路内の含水量が増加する。従って、含水量比率を遅れ演算により補正することで、より正確な含水量を算出することができる。

次に、各極（アノード及びカソード）の掃気時間の判定方法について説明する。

図８に示すように、制御装置２４は、掃気時間判定部４１、流量・掃気時間制御部４２、及び記憶部３３を備える。図８に示す制御装置２４は、図１の制御装置２４が有する他の構成も備える。

図３を参照して説明した方法により、水分量マップ情報を使用して、ある電流値及び温度に対応する電解質膜１、アノードガス流路８、及びカソードガス流路９の含水量を算出することができる。掃気時間判定部４１は、算出された含水量に基づいて、掃気時間を算出（判定）する。流量・掃気時間制御部４２は、掃気時間判定部４１により判定された掃気時間に基づいて、燃料電池システムの掃気を制御する。

発明者らは、実験的に各流路内及び電解質膜内の含水量を導出することにより、発電電流値が大きいほど生成水量は多くなるが、反応ガス流量の影響を大きく受ける発電温度が存在するため、実際に流路内に存在する液水量は、発電電流値に比例しない場合があることを見出した。

さらに発明者らは、温度が高いほど電解質膜が保持できる液水量が少なくなるため、セル全体の含水量と反応ガスの流量が同じでも、掃気時に含水量を低減可能な限界値は温度によって異なることを見出した。

つまり、セル内の含水量が多くても、電解質膜が保持できる水量（最適含水量）が多い場合、流路に含まれている液水量は少ない。そのため、この場合において、発明者らは、掃気時間は短くてもよいことを見出した。

従って、本実施形態では、水分量マップ情報と、実験とに基づいて、発電電流値及び温度ごとの最適な掃気時間を特定し、当該掃気時間と、発電電流値と、温度との関係を示す掃気時間マップを作成し、記憶部３３に記憶しておく。これにより、記憶部３３に記憶された掃気時間マップを使用して、発電電流値及び温度に基づく最適な掃気時間を算出することができる。

図９には、発電電流値（電流密度）及び温度と、最適な掃気時間（パージ時間）との関係を示す掃気時間マップを概念的にグラフで示している。図９の上のグラフは、カソード（Ｃａ）及びアノード（Ａｎ）のそれぞれについて、温度が低いときの電流密度と、掃気時間との間の関係を示すグラフである。図９の下のグラフは、カソード及びアノードのそれぞれについて、温度が高いときの電流密度と、掃気時間との間の関係を示している。図９に示す例によれば、温度により掃気時間マップのグラフの形状が異なることが把握できる。

このような掃気時間マップを用いることで、電解質膜が保持できる液水量も考慮することができ、各極の掃気時間の最適化を図ることができる。その結果、システム始動時の性能低下や残水による影響を抑制することができる。

全体含水量から掃気時間を算出すると、例えば、低い温度の時は全体含水量が多く、高い温度のときは、全体含水量が少ない場合がある。

図１０Ａは、温度が低いときと高いときにおける電流密度と全体含水量の関係の例をグラフで示している。図１０Ａが示すように、低温の場合、高温の場合と比較して、全体含水量が多い場合がある。

図１０Ｂは、図１０Ａのグラフが示す全体含水量に基づいて掃気時間（パージ時間）を決めたときの電流密度と、パージ時間との間の関係をグラフで示している。図１０Ａ及び図１０Ｂのグラフが示すように、全体含水量の増減と、掃気時間の増減が対応している。

次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、電解質膜が保持できる液水量も考慮して掃気時間を決定する場合について説明する。

図１１Ａは、温度が低いときと高いときにおける電流密度と全体含水量の関係の例をグラフで示している。

図１１Ｂは、全体含水量が図１１Ａに示すような状態にあるときにおける、電流密度と、電解質膜（ＭＥＧＡ）内、アノードガス流路（Ａｎ）内、及びカソードガス流路（Ｃａ）内の含水量との間の関係の例をグラフで示している。より詳細には、図１１Ｂは、温度が低いときと高いときにおける電流密度と、電解質膜内、アノードガス流路内、及びカソードガス流路内の含水量との間の関係の例をグラフで示している。

図１１Ｂが示すように、低温の場合、高温の場合と比較して、電解質膜内の含水量は、低温時の方が高温時よりもかなり多い。電解質膜内の含水量が多いときは、それに応じて、全体含水量に対して、アノードガス流路内、及びカソードガス流路内の含水量は少なくなる。逆に、電解質膜内の含水量が少ないときは、それに応じて、全体含水量に対して、アノードガス流路内、及びカソードガス流路内の含水量は多くなる。従って、電解質膜内の含水量を考慮して、アノード及びカソードの掃気時間を決定することにより、より適切に掃気時間を決定することができる。

図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して、より適切に決定された掃気時間について説明する。図１２Ａは、温度が低温のとき及び高温のときにおける電流密度と含水量の関係の例をグラフで示している。図１２Ａが示すように、低温の場合、高温の場合と比較して、全体含水量が多い場合がある。

図１２Ｂは、温度が低温のとき及び高温のときにおける電流密度と、各極の最適なパージ時間との間の関係を示している。図１２Ａ及び図１２Ｂに示されているように、低温の時の方が高温のときよりも全体含水量が多くても、温度が低温のときの方が高温のときよりもパージ時間が短い場合がある。

掃気時間は、全体含水量と、温度に応じて電解質膜で保持可能な含水量とを考慮して算出される必要がある。そのため、上記の掃気時間マップを使用して各極の掃気時間を決定することにより、掃気時間を最適化することができる。

図１３を参照して、燃料電池システム１００を搭載した車両における制御装置２４による各極の掃気処理の制御を説明する。

車両の停止（ステップＳ１１）の後、制御装置２４は、燃料電池スタック１２の発電電流値と、セル入り口温度値（冷却水温度値）を読み込む（ステップＳ１２）。制御装置２４は、掃気時間マップを参照して、ステップＳ１２で読み込んだ電流値及び温度値に基づいて、アノード及びカソードのそれぞれの掃気時間を算出する（ステップＳ１３）。

その後、制御装置２４は、カソードの掃気の開始（ステップＳ１４）と、アノードの掃気の開始（ステップＳ１６）を制御する。制御装置２４は、カソード及びアノードのそれぞれの掃気時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１５、Ｓ１７）。カソードの掃気時間が経過したとき（ステップＳ１５のＹｅｓ）、制御装置２４は、カソードの掃気を終了する（ステップＳ１８）。同様に、アノードの掃気時間が経過したとき（ステップＳ１７のＹｅｓ）、制御装置２４は、アノードの掃気を終了する（ステップＳ１８）。

以上のように本実施形態によれば、燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１２と、温度計３２と、電流計２２とを備える。燃料電池スタック１２は、複数の単位セル１１を積層して形成される。単位セル１１は、アノード電極（アノード触媒層２）、カソード電極（カソード触媒層３）、電解質膜１、反応ガス流路（アノードガス流路８及びカソードガス流路９）を有する単位セル１１を有する。燃料電池システム１００は、水分量マップを記憶する。水分量マップは、燃料電池（燃料電池スタック１２）の温度と、燃料電池による発電電流値と、反応ガス流路内及び燃料電池の電解質膜１内の水分量との間の実験に基づく関係を示す情報である。

従って、本実施形態によれば、燃料電池内に含まれる水量のより正確な特定に関する技術を提供できる。

本実施形態によれば、燃料電池システム１００は、燃料電池の燃料供給源（水素供給源１３）と、燃料ガスを燃料電池に供給する供給流路（例えば、アノードガス流路８）と、循環流路１６と、気液分離器１７と、制御装置２４と、アノードガス排出流路１５と、排出弁１８と、電流計２２と、温度計３２とを備える。制御装置２４は、気液分離器１７内に貯水された水分量を推定する。制御装置２４は、温度ごとのガス流量依存性（ガス流量に対する流路内の含水量の依存性）と温度による電解質膜１の可能水分保持量と、燃料電池による発電電流値に基づくアノードガス流路８内の水分量と、燃料電池システム１００内の結露速度と、気液分離器１７からの排水速度とに基づいて、気液分離器１７内に貯水された水分量を推定する。

本実施形態によれば、燃料電池内のアノードガス流路８内の水分量は、水分量マップから算出される。水分量マップは、燃料電池（燃料電池スタック１２）の温度と、燃料電池による発電電流値と、反応ガス流路内及び燃料電池の電解質膜１内の水分量との間の実験に基づく関係を示す情報である。

本実施形態によれば、制御装置２４は、温度ごとのガス流量依存性と、温度ごとの電解質膜１の可能水分保持量を考慮して、燃料電池内のアノードガス流路８、カソードガス流路９、及び電解質膜１に含まれる含水量を取得する。制御装置２４は、取得した含水量に基づいて、各ガス流路内の掃気時間を決定する。

本実施形態によれば、燃料電池内のアノードガス流路８、カソードガス流路９、及び電解質膜１に含まれる含水量は、水分量マップから算出される。水分量マップは、燃料電池（燃料電池スタック１２）の温度と、燃料電池による発電電流値と、反応ガス流路（アノードガス流路８及びカソードガス流路９のそれぞれ）内及び燃料電池の電解質膜１内の水分量との間の実験に基づく関係を示す情報である。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はかかる実施形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

１００ 燃料電池システム
１ 電解質膜
２ アノード触媒層
３ カソード触媒層
４ アノード拡散層
５ カソード拡散層
６ アノードセパレータ
７カソードセパレータ
８ アノードガス流路
９ カソードガス流路
１０ 冷却水流路
１１ 単位セル
１２ 燃料電池スタック
１３ 水素供給源
１４ アノードガス供給流路
１５ アノードガス排出流路
１６ 循環流路
１７ 気液分離器
１８ 排出弁
１９ ターボコンプレッサ
２０ カソードガス供給流路
２１ カソードガス排出流路
２２ 電流計
２３ 電圧計
２４ 制御装置
２５ 貯水量推定部
２６ インピーダンス測定装置
２７ 重畳信号負荷部
２８ 計測部
２９ インピーダンス算出部
３０ 含水量推定部
３１ 排出弁制御部
３２ 温度計
３３ 記憶部

Claims (1)

1. 燃料電池と、
   前記燃料電池の反応ガスの流路と、
   前記燃料電池の温度を計測する温度センサと、
   前記燃料電池による発電電流値を計測する電流センサと、
   前記燃料電池の温度と、前記燃料電池による発電電流値と、前記流路内及び前記燃料電池の電解質膜内の水分量との間の実験に基づく関係を示す情報である水分量マップを記憶する記憶部と
   を備える燃料電池システム。

Images