傳感器V和檢測燃料電池的輸出電流的電流傳感器A。在燃料電池2的各單電池21設有檢測單電池21的電壓的單電池監測器(單電池電壓檢測部)170。
[0042]氧化氣體配管系統3具有:對經由過濾器取入的空氣進行壓縮,并將壓縮后的空氣作為氧化氣體送出的壓縮器31;將氧化氣體向燃料電池2供給的氧化氣體供給流路32;以及將從燃料電池2排出的氧化廢氣排出的氧化廢氣排出流路33。
[0043]在壓縮器31的出口側設有測定從壓縮器31排出的氧化氣體的流量的流量傳感器F。在氧化廢氣排出流路33設有調整燃料電池2內的氧化氣體的壓力的背壓閥34。在氧化廢氣排出流路33中的燃料電池2的出口側設有檢測燃料電池2內的氧化氣體的壓力的壓力傳感器P。
[0044]燃料氣體配管系統4具有:積存有高壓的燃料氣體的作為燃料供給源的燃料罐40;用于將燃料罐40的燃料氣體向燃料電池2供給的燃料氣體供給流路41;以及用于使從燃料電池2排出的燃料廢氣返回燃料氣體供給流路41的燃料循環流路42。在燃料氣體供給流路41設有將燃料氣體的壓力調整成預先設定的二次壓的調壓閥43。在燃料循環流路42設有對燃料循環流路42內的燃料廢氣進行加壓并向燃料氣體供給流路41側送出的燃料栗44。
[0045]冷卻系統5具有:對冷卻水進行冷卻的散熱器51;將冷卻水向燃料電池2及散熱器51循環供給的冷卻水循環流路52;使冷卻水循環至冷卻水循環流路52的冷卻水循環栗53。在散熱器51設有散熱器風扇54。在冷卻水循環流路52中的燃料電池2的出口側設有檢測冷卻水的溫度的溫度傳感器T。需要說明的是,設置溫度傳感器T的位置也可以是燃料電池2的入口側。
[0046]電力系統6具有DC/DC轉換器61、作為二次電池的電池62、牽引變換器63、作為電力消耗裝置的牽引電動機64、未圖示的各種輔機變換器等。DC/DC轉換器61是直流的電壓轉換器,具有對從電池62輸入的直流電壓進行調整而向牽引變換器63側輸出的功能和對從燃料電池2或牽引電動機64輸入的直流電壓進行調整而向電池6 2輸出的功能。通過這樣的DC/DC轉換器61的功能,實現電池62的充放電。
[0047]電池62將電池單電池層疊而將一定的高電壓設為端子電壓,通過未圖示的電池計算機的控制能夠將剩余電力充電或輔助性地供給電力。牽引變換器63將直流電流轉換成三相交流,并向牽引電動機64供給。牽引電動機64例如是三相交流電動機,構成供燃料電池系統I搭載的燃料電池車輛的主動力源。輔機變換器是對各電動機的驅動進行控制的電動機控制部,將直流電流轉換成三相交流而向各電動機供給。
[0048]而且,在燃料電池2上連接有測定每個單電池21的電壓的單電池監測器(輸出電壓傳感器)170。單電池監測器170的設置方式沒有特別限定,例如,在單電池總數為200的情況下,可以在每個單電池21設置單電池電壓端子,也可以在每多個單電池21設置I個單電池電壓端子,還可以是兩者混雜。作為一例,在每個單電池21設有單電池電壓端子的單電池監測器170能夠按每個單電池來監測單電池電壓,通過合計這些各單電池的電壓,能夠監測燃料電池2的總電壓。
[0049]控制部7測定設于燃料電池車輛的加速操作構件(例如,加速器)的操作量,接受加速要求值(例如,來自牽引電動機64等電力消耗裝置的要求發電量)等的控制信息,控制系統內的各種設備的動作。需要說明的是,電力消耗裝置除了包括牽引電動機64之外,還包括例如為了使燃料電池2工作所需的輔機裝置(例如壓縮器31和/或燃料栗44、冷卻水循環栗53的電動機等)、與車輛的行駛相關的各種裝置(變速器、車輪控制裝置、轉向裝置、懸架裝置等)所使用的致動器、乘員空間的空調裝置(空調)、照明、音頻設備等。
[0050]控制部7在物理上具有例如CPU、存儲器以及輸入輸出接口。在存儲器中包括例如存儲由CPU處理的控制程序和/或控制數據的ROM和/或主要被使用作為控制處理用的各種作業區域的RAM。這些要素相互經由總線而連接。在輸入輸出接口連接有電壓傳感器V、電流傳感器A、壓力傳感器P、溫度傳感器T及流量傳感器F等各種傳感器,并且連接有用于使壓縮器31、燃料栗44及冷卻水循環栗53等驅動的各種驅動器。
[0051 ] CPU按照存儲于ROM的控制程序,經由輸入輸出接口,接收各種傳感器的測定結果,使用RAM內的各種數據等進行處理,由此執行各種控制處理。而且,CPU通過經由輸入輸出接口向各種驅動器輸出控制信號,由此對燃料電池系統I整體進行控制。以下,對由第一實施方式的控制部7進行的含水狀態判定處理進行說明。需要說明的是,第一實施方式的含水狀態判定處理在通常運轉時執行。燃料電池的運轉狀態包括通常運轉和間歇運轉。間歇運轉是僅利用從電池62供給的電力使燃料電池車輛行駛的運轉模式,通常運轉是間歇運轉以外的運轉模式。
[0052]如圖2所示,控制部7在功能上具有輸出電流控制部71(輸出電流控制單元)、單電池電壓判定部72以及空氣流量增加處理部(含水量差減少單元)73。
[0053]輸出電流控制部71使燃料電池2的輸出電流暫時增加。
[0054]單電池電壓判定部72判定由單電池監測器檢測到的、平均電壓與最低單電池電壓Vb之差是否達到規定的閾值以上。
[0055]輸出電流控制部71在通過單電池電壓判定部72判定為上述電壓差為閾值以上的情況下,為了使燃料電池2內的含水量差減少而執行閾值以上的發電。
[0056]空氣流量增加處理部73在通過單電池電壓判定部72判定為上述電壓差為閾值以上的情況下,與發電量的增加同步地,為了高效率地減少燃料電池2內的含水量差而執行空氣流量的增加處理。
[0057]接下來,對在本實施方式的燃料電池系統中所執行的單電池電壓恢復處理(參照圖3?圖7)進行說明。本實施方式的燃料電池系統I通過作為單電池電壓下降檢測單元并且作為單電池電壓恢復單元發揮功能的控制部7,在滿足了規定的條件的情況下進行單電池電壓恢復處理。
[0058]圖3是表示層疊的各單電池的含水量存在差異的狀態的概略的圖,圖4是表示本實施方式的單電池電壓恢復處理后的各單電池的含水量的概略的圖。圖5是表示單電池電壓恢復處理時的平均單電池電壓Va、最低單電池電壓Vb以及各閾值等的坐標圖。圖6是表示單電池電壓恢復處理例的第一流程圖,圖7是表示單電池電壓恢復處理例的第二流程圖。需要說明的是,這些圖6及圖7所示的單電池電壓恢復處理是能夠并行地執行的處理,例如,在點火鑰匙為ON時開始,反復執行至運轉結束為止。
[0059]控制部7按照圖6所示的處理流程,首先算出由單電池監測器170檢測到的單電池電壓的平均值(平均單電池電壓Va)與最低單電池電壓Vb之差,并將其作為單電池電壓差ΔV (步驟SP1I)。接下來,判斷單電池電壓差△ V是否超過第一閾值(步驟SP102)。在此,第一閾值是滿足一部分的單電池21的含水量與其他的單電池21的含水量之差大于規定值的條件(第一條件)的值,更詳細而言,如下所述。
[0060]S卩,層疊多個單電池21而成的燃料電池組的端部單電池(位于單電池層疊方向的端部的多個單電池)21容易通過散熱而冷卻,因此水容易冷凝,單電池含水量容易增加(參照圖3)。當單電池含水量增加而變得過剩時,單電池電壓下降。而且,當單電池含水量增加時,壓損升高,因此即使吹氣也難以將過剩地蓄積在端部單電池21內的水充分排出,不僅如此,還有時空氣流向不太想要排出水的單電池(即,含水量為通常或比通常少的中央部單電池),將水過剩排出而容易干燥。考慮到以上情況,在本實施方式中,將與一部分的單電池21的含水量與其他的單電池21的含水量之差大于規定值的條件(第一條件)相符的電壓差設為第一閾值(參照圖5)。需要說明的是,根據圖5的記載內容可知,在此所說的“第一閾值”由電壓的幅度(以平均單電池電壓Va為基準的電壓差的大小)表示(關于后述的“第二閾值”也同樣