專利名稱：燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷方法、從燃料電池中被排出的液態(tài)水量的推斷方法、燃料 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池。
背景技術(shù)：
固體高分子類型的燃料電池(以下，也簡(jiǎn)稱為“燃料電池”)作為發(fā)電體而具備在電解質(zhì)膜的兩表面上配置了電極的膜電極接合體。為了使電解質(zhì)膜在濕潤(rùn)狀態(tài)下顯示出良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性，從而在燃料電池中，期望內(nèi)部的水分被適當(dāng)保持在能夠確保電解質(zhì)膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性的程度。另一方面，當(dāng)燃料電池內(nèi)部的水分明顯增多時(shí)，有可能會(huì)產(chǎn)生燃料電池內(nèi)部的反應(yīng)氣體的流道被水分堵塞等的不良情況。因此，期望燃料電池內(nèi)部的水分被適當(dāng)?shù)嘏懦?。目前為止，提出了?duì)燃料電池內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)燃料電池內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行控制的各種技術(shù)(下述專利文獻(xiàn)I等)。但是，為了適當(dāng)?shù)貙?duì)燃料電池內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行控制，現(xiàn)有的、燃料電池內(nèi)部的水分狀態(tài)的檢測(cè)精度并不足夠。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-052936號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-257606號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明的目的在于，提供一種提高燃料電池內(nèi)部的水分狀態(tài)的檢測(cè)精度的技術(shù)。用于解決課題的方法 本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而實(shí)施的發(fā)明，其能夠作為以下的方式或應(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。[應(yīng)用例I]一種逐次取得運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷值的方法，具備:(a)取得前次的推斷值的工序；(b)根據(jù)所述前次的推斷值、和表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值，來(lái)取得系數(shù)的工序；(C)通過(guò)對(duì)所述系數(shù)和取得所述推斷值的周期進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值的工序；(d)根據(jù)在所述工序(C)中所取得的值，來(lái)取得此次的推斷值的工序。根據(jù)該方法，能夠反映出從前次起的燃料電池的含水量的變動(dòng)量根據(jù)前次的燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量(以下，也稱為“燃料電池的含水量”)而發(fā)生變化的情況，從而取得當(dāng)前的燃料電池的含水量的推斷值。因此，能夠以更高的精度而對(duì)燃料電池內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
[應(yīng)用例2]本方法為，在應(yīng)用例I所記載的方法中，所述系數(shù)為排水速度，所述排水速度為，每單位時(shí)間內(nèi)從所述燃料電池中被排出的液態(tài)水的量，影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值為排水推斷量，所述排水推斷量表示從前次到此次之間從所述燃料電池中被排出的液態(tài)水量。根據(jù)該方法，能夠根據(jù)前次的推斷值、和當(dāng)前的燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量，而以較高的精度對(duì)在此次的周期內(nèi)從燃料電池中被排出的液態(tài)水的量進(jìn)行推斷，從而能夠提高燃料電池的含水量的推斷精度。[應(yīng)用例3]本方法為，在應(yīng)用例2所記載的方法中，所述工序(b)為如下的工序，S卩，根據(jù)所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量與所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量之間的預(yù)定的關(guān)系，使用所述前次的推斷值、和所述表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值，來(lái)取得所述排水速度，所述預(yù)定的關(guān)系為如下的關(guān)系，即，對(duì)于每個(gè)所述反應(yīng)氣體的流量，以不同的變化程度，所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量以描繪出向下凸起的曲線的方式而進(jìn)行時(shí)間變化的關(guān)系，且為所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量以收斂至排水臨界值的方式而進(jìn)行時(shí)間變化的關(guān)系，其中，所述排水臨界值為，對(duì)于每個(gè)所述反應(yīng)氣體的流量而不同的預(yù)定的值。根據(jù)該方法，能夠根據(jù)基于實(shí)驗(yàn)的、燃料電池的含水量、和燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量之間的預(yù)定的關(guān)系，以更高的精度來(lái)取得從燃料電池中被排出的液態(tài)水的量。因此，能夠提高燃料電池的含水量的推斷精度。[應(yīng)用例4]本方法為，在應(yīng)用例2或應(yīng)用例3所記載方法中，所述工序(d)為如下的工序，即，利用所述排水推斷量、流入到所述燃料電池中的水蒸汽量、從所述燃料電池中流出的水蒸汽量、以及通過(guò)所述燃料電 池的發(fā)電而生成的生成水量，來(lái)取得此次的推斷值。根據(jù)該方法，能夠取得含水量的推斷值，所述含水量的推斷值反映出基于燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的水分狀態(tài)的變化。因此，能夠以更高的精度對(duì)燃料電池的含水量進(jìn)行推斷。[應(yīng)用例5]本方法為，在應(yīng)用例4所記載的方法中，所述燃料電池具備被第一電極和第二電極夾持的電解質(zhì)膜，在所述工序(d)中，還利用所述第一電極和所述第二電極之間的水分的移動(dòng)量，來(lái)取得此次的推斷值，所述第一電極和所述第二電極之間的水分的移動(dòng)量根據(jù)與所述電解質(zhì)膜中所包含的液態(tài)水量相關(guān)聯(lián)的值而決定。根據(jù)該方法，能夠取得如下的含水量的推斷值，所述含水量的推斷值反映出燃料電池內(nèi)部的第一電極和第二電極之間的水移動(dòng)量。因此，能夠以更高的精度對(duì)燃料電池的含水量進(jìn)行推斷。[應(yīng)用例6]本方法為，在應(yīng)用例I至應(yīng)用例3中的任意一項(xiàng)所記載的方法中，還具備:(e)對(duì)所述燃料電池內(nèi)部的預(yù)定的干燥狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的工序；(f)當(dāng)檢測(cè)出所述預(yù)定的干燥狀態(tài)時(shí)，廢棄在所述工序(d)中所取得的所述此次的推斷值，而將預(yù)定的值設(shè)定為此次的推斷值的工序。根據(jù)該方法，能夠以燃料電池內(nèi)部處于干燥時(shí)作為基準(zhǔn)，而對(duì)燃料電池的含水量的推斷值進(jìn)行修正。因此，能夠提高燃料電池的含水量的推斷精度。[應(yīng)用例7]本方法為，在應(yīng)用例2至應(yīng)用例6中的任意一項(xiàng)所記載的方法中，所述工序(C)還具備工序(c 1)，所述工序(Cl)為，在前次到此次之間，當(dāng)檢測(cè)出存在所述反應(yīng)氣體的流量與預(yù)定量相比而暫時(shí)降低了的時(shí)間區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述時(shí)間區(qū)域的長(zhǎng)度而對(duì)所述排水推斷量進(jìn)行補(bǔ)正。根據(jù)該方法，能夠反映出對(duì)于燃料電池的反應(yīng)氣體的供給量發(fā)生預(yù)定的變化時(shí)的、從燃料電池中被排出的液態(tài)水量的變化，從而對(duì)燃料電池的含水量進(jìn)行推斷，進(jìn)而提高其推斷精度。[應(yīng)用例8]本方法為，在應(yīng)用例3至應(yīng)用例7中的任意一項(xiàng)所記載的方法中，還具備:(A)取得所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的基準(zhǔn)值的工序；(B)取得與前次的推斷值和在所述工序(A)中所取得的所述基準(zhǔn)值之間的差相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)正值，并使用所述補(bǔ)正值而對(duì)在所述工序(b)中所使用的所述預(yù)定的關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)正的工序。根據(jù)該方法，由于能夠?qū)ν茢嘀岛突鶞?zhǔn)值之間的差進(jìn)行反饋，從而實(shí)施燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷，因此能夠提高其推斷精度。[應(yīng)用例9]本方法為，在應(yīng)用例8所記載的方法中，所述工序(A)以及所述工序(B)在于冰點(diǎn)下啟動(dòng)所述燃料電池時(shí)被執(zhí)行，所述工序(A)為如下的工序，S卩，根據(jù)所述燃料電池的啟動(dòng)時(shí)的、基于所述燃料電池的內(nèi)部 的水分量的狀態(tài)變化，來(lái)取得所述基準(zhǔn)值。

此處，在燃料電池于冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)，能夠?qū)εc燃料電池內(nèi)部的水分量相對(duì)應(yīng)的燃料電池的固有的狀態(tài)變化進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)該方法，能夠根據(jù)該固有的狀態(tài)變化而容易地取得含水量的基準(zhǔn)值，從而能夠提高燃料電池的含水量的推斷精度。[應(yīng)用例10]本方法為，在應(yīng)用例9所記載的方法中，所述工序(A)為如下的工序，即，根據(jù)在所述燃料電池的啟動(dòng)時(shí)，在持續(xù)向所述燃料電池輸出預(yù)定的電壓時(shí)所檢測(cè)出的電流的最大值，來(lái)取得所述基準(zhǔn)值。根據(jù)該方法，能夠根據(jù)燃料電池的冰點(diǎn)下啟動(dòng)中的電流變化，而容易地取得作為基準(zhǔn)值的燃料電池內(nèi)部的水分量。[應(yīng)用例11]本方法為，在應(yīng)用例9所記載的方法中，所述工序(A)為如下的工序，即，根據(jù)在所述燃料電池的啟動(dòng)時(shí)，所述燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度從所述啟動(dòng)時(shí)至進(jìn)行了預(yù)定的溫度變化之間的時(shí)間，來(lái)取得所述基準(zhǔn)值。根據(jù)該方法，能夠根據(jù)燃料電池的冰點(diǎn)下啟動(dòng)中的溫度變化，而容易地取得作為基準(zhǔn)值的燃料電池內(nèi)部的水分量。[應(yīng)用例12]本方法為，在應(yīng)用例9至應(yīng)用例11中的任意一項(xiàng)所記載的方法中，所述工序(B)為如下的工序，即，在所述預(yù)定的關(guān)系中，將能夠相對(duì)于所述反應(yīng)氣體的流量而求出的所述排水臨界值作為補(bǔ)正的基準(zhǔn)，并使用所述補(bǔ)正值，而對(duì)所述預(yù)定的關(guān)系的整體進(jìn)行補(bǔ)正，所述反應(yīng)氣體的流量相當(dāng)于此次啟動(dòng)時(shí)之前的所述燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的反應(yīng)氣體的流量。根據(jù)該方法，由于將排水臨界值作為基準(zhǔn)而進(jìn)行補(bǔ)正，因此能夠獲得更適宜的排水速度，從而提高燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷精度，其中，所述排水臨界值為，對(duì)用于獲得排水速度的預(yù)定的關(guān)系賦予特征的要素。[應(yīng)用例13]本方法為，在應(yīng)用例8至應(yīng)用例12中的任意一項(xiàng)所記載的方法中，所述工序(B)為如下的工序，即，將所述補(bǔ)正值設(shè)定為小于所述前次的推斷值和所述基準(zhǔn)值之間的差的值，以便通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次的補(bǔ)正而逐漸消除推斷值的誤差。根據(jù)該方法，即使在基準(zhǔn)值存在誤差的情況下，也能夠緩和該誤差的影響。[應(yīng)用例14]一種取得在預(yù)定的期間內(nèi)從運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池中被排出的液態(tài)水量的推斷值的方法，具備:(a)取得緊前值的工序，所述緊前值為，表示在所述預(yù)定的期間的緊前時(shí)存在于所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量；(b)根據(jù)所述緊前值、和表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值，來(lái)取得系數(shù)的工序；(C)通過(guò)對(duì)所述系數(shù)和所述預(yù)定的期間進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得所述推斷值的工序。根據(jù)該方法，能夠以較高的精度對(duì)從燃料電池中被排出的液態(tài)水量進(jìn)行推斷。[應(yīng)用例15]一種燃料電池內(nèi)部液態(tài)水量推斷裝置，其逐次取得運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷值，所述燃料電池內(nèi)部液態(tài)水量推斷裝置具備:前次值存儲(chǔ)部，其對(duì)前次的推斷值進(jìn)行存儲(chǔ)；氣體流量取得 部，其取得氣體流量，所述氣體流量為，表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值；推斷值取得部，其根據(jù)所述前次值存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的所述前次的推斷值、和所述反應(yīng)氣體流量取得部所取得的氣體流量而取得系數(shù)，并通過(guò)對(duì)所述系數(shù)和取得所述推斷值的周期進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得變動(dòng)影響值，并且根據(jù)所述變動(dòng)影響值，來(lái)取得此次的推斷值，其中，所述變動(dòng)影響值為，影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值。根據(jù)該裝置，能夠以較高的精度對(duì)燃料電池的含水量進(jìn)行推斷。[應(yīng)用例16]一種燃料電池系統(tǒng)，具備:燃料電池；反應(yīng)氣體供給部，其向所述燃料電池供給反應(yīng)氣體；液態(tài)水量取得部，其逐次取得運(yùn)轉(zhuǎn)中的所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷值；控制部，其使用由所述液態(tài)水量取得部所取得的所述液態(tài)水量的推斷值，而對(duì)所述燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制，所述液態(tài)水量取得部根據(jù)前次的推斷值、和表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值而取得系數(shù)，并通過(guò)對(duì)所述系數(shù)和取得所述推斷值的周期進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值，并且根據(jù)影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值，而取得并輸出此次的推斷值。根據(jù)該燃料電池系統(tǒng)，能夠根據(jù)燃料電池的含水量的推斷值，而適當(dāng)?shù)貙?duì)燃料電池內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行管理。另外，本發(fā)明能夠以各種方式實(shí)現(xiàn)，例如，能夠以如下的方式實(shí)現(xiàn)，即，對(duì)從燃料電池的液態(tài)水排出量進(jìn)行推斷的方法以及對(duì)從燃料電池的液態(tài)水排出量進(jìn)行推斷的裝置、對(duì)燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量進(jìn)行推斷的方法以及對(duì)燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量進(jìn)行推斷的推斷裝置、具備這些方法或裝置的功能的燃料電池系統(tǒng)、用于實(shí)現(xiàn)這些方法或裝置的功能的計(jì)算機(jī)程序、以及保存了該計(jì)算機(jī)程序的記錄媒介等。


圖1為表示燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖2為表示燃料電池系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)的概要圖。圖3為用于對(duì)由第一實(shí)施例的含水量推斷部所實(shí)施的含水量的推斷方法的概要進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。圖4為表示第一實(shí)施例的含水量推斷部所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的說(shuō)明圖。

圖5為表不由掃氣引起的燃料電池的含水量的時(shí)間變化的說(shuō)明圖。圖6為用于對(duì)用于取得排水速度的映射圖進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。圖7為表示第二實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖8為用于對(duì)由第二實(shí)施例的含水量推斷部所實(shí)施的含水量的推斷方法的概要進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。圖9為表示第二實(shí)施例的含水量推斷部所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的說(shuō)明圖。圖10為表示水的擴(kuò)散系數(shù)和電解質(zhì)膜的含水率之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。圖11為表示水收支和陽(yáng)極排水比例之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。圖12為表示電池內(nèi)阻和陽(yáng)極排水比例之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。圖13為表示第三實(shí)施例的含水量推斷部所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的說(shuō)明圖。圖14為表示隨著反應(yīng)氣體的供給流量的急劇變動(dòng)而引起的液態(tài)水的排出量的變化的說(shuō)明圖。圖15為表示用于取得液態(tài)水排出量的補(bǔ)正系數(shù)的映射圖的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。圖16為表示第四實(shí)施例的含水量推斷部所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的說(shuō)明圖。圖17為表示第四實(shí)施例中的排水速度映射圖的補(bǔ)正處理的處理步驟的說(shuō)明圖。圖18為表示燃料電池于冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)的電流的時(shí)間變化的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。圖19為用于對(duì)燃料電池于冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)的1-V特性的變化進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。圖20為表示用于取得基準(zhǔn)含水量的映射圖的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。圖21為表不補(bǔ)正值取得用映射圖的一個(gè)不例的說(shuō)明圖、和用于對(duì)排水速度映射圖的補(bǔ)正進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。圖22為用于對(duì)用于檢驗(yàn)排水速度映射圖的補(bǔ)正處理的效果的模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。圖23為表示第五實(shí)施例中的排水速度映射圖的補(bǔ)正處理的處理步驟的說(shuō)明圖。圖24為表示用于取得第五實(shí)施例中的標(biāo)準(zhǔn)含水量的映射圖的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。圖25為表示第六實(shí)施例的含水量推斷部所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的說(shuō)明圖。圖26為表示運(yùn)轉(zhuǎn)中的映射圖補(bǔ)正處理的處理步驟的說(shuō)明圖。圖27為用于對(duì)基于阻抗的燃料電池的含水量的計(jì)測(cè)處理進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。圖28為表示第七實(shí)施例的含水量推斷部所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的說(shuō)明圖。圖29為表示前次值的修正處理的處理步驟的說(shuō)明圖。圖30為表示電池內(nèi)阻和燃料電池的含水量之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。圖31為表示前次值的修正處理被執(zhí)行時(shí)的陰極側(cè)的含水量的推斷值的時(shí)間變化的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式A.第一實(shí)施例:圖1為表示作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。該燃料電池系統(tǒng)100被搭載于燃料電池車輛中，并根據(jù)來(lái)自駕駛員的要求，而輸出被用作驅(qū)動(dòng)力的電力。燃料電池系統(tǒng)100具備:燃料電池10、控制部20、陰極氣體供給部30、陰極氣體排出部40、陽(yáng)極氣體供給部50、陽(yáng)極氣體循環(huán)排出部60、以及制冷劑供給部70。燃料電池10為，作為反應(yīng)氣體而接受氫氣(陽(yáng)極氣體)和空氣(陰極氣體)的供給并進(jìn)行發(fā)電的固體高分子類 型的燃料電池。燃料電池10具有由也被稱為單電池的多個(gè)發(fā)電體11層疊而成的電池組結(jié)構(gòu)。各個(gè)發(fā)電體11具有:膜電極接合體(未圖示)，其為在電解質(zhì)膜的兩面上配置了電極的發(fā)電體；和對(duì)膜電極接合體進(jìn)行夾持的兩個(gè)分離器(未圖示)。燃料電池10的電解質(zhì)膜可以由固體高分子薄膜構(gòu)成，所述固體高分子薄膜在內(nèi)部包含有水分的濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)表現(xiàn)出良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性。此外，電極可以由導(dǎo)電性粒子構(gòu)成，所述導(dǎo)電性粒子負(fù)載有用于促進(jìn)發(fā)電反應(yīng)的催化劑。作為催化劑，例如可以采用鉬(Pt)，作為導(dǎo)電性粒子，例如可以采用碳(C)粒子。另外，也可以采用如下方式，即，膜電極接合體的電極被構(gòu)成為，具有在如前文所述的負(fù)載有催化劑的催化劑電極上，層疊有用于使反應(yīng)氣體遍及整個(gè)電極的氣體擴(kuò)散部件的多層結(jié)構(gòu)。控制部20由具備中央處理裝置和主存儲(chǔ)裝置的微型電子計(jì)算機(jī)構(gòu)成。控制部20具備作為發(fā)電控制部的功能，所述發(fā)電控制部接受輸出電力的要求，并根據(jù)該要求而對(duì)以下進(jìn)行說(shuō)明的各個(gè)結(jié)構(gòu)部進(jìn)行控制，以使燃料電池10發(fā)電。此外，控制部20具備作為含水量推斷部21的功能。含水量推斷部21以預(yù)定的周期逐次取得運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池10的內(nèi)部的液態(tài)水量、即含水量的推斷值。關(guān)于由含水量推斷部21所實(shí)施的含水量的推斷方法在后文敘述?？刂撇?0根據(jù)含水量推斷部21所輸出的推斷值，而對(duì)燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制。具體而言，控制部20對(duì)以下進(jìn)行說(shuō)明的各個(gè)構(gòu)成部30、40、50、60、70進(jìn)行控制，從而對(duì)被供給至燃料電池10的反應(yīng)氣體的化學(xué)計(jì)量比、燃料電池10中的反應(yīng)氣體的壓力、以及燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度等進(jìn)行控制。此外，也可以采用如下方式，即，控制部20根據(jù)含水量推斷部21所輸出的推斷值，而適當(dāng)?shù)貓?zhí)行使燃料電池10的內(nèi)部的水分減少的掃氣處理。如此，根據(jù)本實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100，能夠適當(dāng)?shù)貙?duì)燃料電池10的水分狀態(tài)進(jìn)行管理，以使得燃料電池10的電解質(zhì)膜不會(huì)明顯干燥，并且反應(yīng)氣體的流動(dòng)不會(huì)被水分所阻礙。
陰極氣體供給部30具備:陰極氣體配管31、空氣壓縮機(jī)32、空氣流量計(jì)33、開閉閥34以及供給氣體信息檢測(cè)部35。陰極氣體配管31為，與燃料電池10的陰極側(cè)的供給用歧管(未圖示)連接的配管?？諝鈮嚎s機(jī)32經(jīng)由陰極氣體配管31而與燃料電池10連接，并將汲取外部氣體并壓縮后的空氣作為陰極氣體而向燃料電池10供給。空氣流量計(jì)33在空氣壓縮機(jī)32的上游側(cè)，對(duì)空氣壓縮機(jī)32所汲取的外部氣體的量進(jìn)行計(jì)測(cè)，并向控制部20發(fā)送該計(jì)測(cè)結(jié)果?？刂撇?0通過(guò)根據(jù)該計(jì)測(cè)值而對(duì)空氣壓縮機(jī)32進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而對(duì)針對(duì)燃料電池10的供給空氣的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。開閉閥34被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)32和燃料電池10之間，并根據(jù)陰極氣體配管31中的供給空氣的流動(dòng)而進(jìn)行開閉。具體而言，開閉閥34通常處于關(guān)閉的狀態(tài)，并在具有預(yù)定的壓力的空氣從空氣壓縮機(jī)32被供給至陰極氣體配管31時(shí)打開。 供給氣體信息檢測(cè)部35被設(shè)置在開閉閥34的下游側(cè)。供給氣體信息檢測(cè)部35對(duì)與燃料電池10的空氣供給用的歧管的入口附近的供給空氣的狀態(tài)相關(guān)的信息(以下，簡(jiǎn)稱為“供給氣體信息”)進(jìn)行檢測(cè)，并發(fā)送至控制部20。供給氣體信息檢測(cè)部35具備:壓力計(jì)、溫度計(jì)、露點(diǎn)計(jì)以及流量計(jì)等，并取得被供給至燃料電池10的空氣的溫度、壓力、流量以及水蒸汽分壓，以作為陰極側(cè)的供給氣體信息。陰極氣體排出部40具備:陰極廢氣配管41、廢氣信息檢測(cè)部43以及調(diào)壓閥44。陰極廢氣配管41為，與燃料電池10的陰極側(cè)的排出用歧管(未圖示)連接的配管，并將陰極側(cè)的廢氣(以下，簡(jiǎn)稱為“陰極廢氣”)向燃料電池系統(tǒng)100的外部排出。廢氣信息檢測(cè)部43對(duì)與燃料電池10的廢氣用的歧管的出口附近的陰極廢氣的狀態(tài)有關(guān)的信息(以下，簡(jiǎn)稱為“廢氣信息”)進(jìn)行檢測(cè)，并發(fā)送至控制部20。廢氣信息檢測(cè)部43具備:壓力計(jì)、溫度計(jì)、露點(diǎn)計(jì)以及流量計(jì)等，并取得陰極廢氣的溫度、壓力、流量以及水蒸汽分壓，以作為陰極側(cè)的廢氣信息。

調(diào)壓閥44被設(shè)置在與廢氣信息檢測(cè)部43相比靠下游側(cè)的位置處，并對(duì)陰極廢氣的壓力(燃料電池10的陰極側(cè)的背壓)進(jìn)行調(diào)節(jié)?？刂撇?0根據(jù)廢氣信息檢測(cè)部43所檢測(cè)出的陰極廢氣的壓力的計(jì)測(cè)值，而對(duì)調(diào)壓閥44的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。陽(yáng)極氣體供給部50具備:陽(yáng)極氣體配管51、氫氣罐52、開閉閥53、調(diào)節(jié)器54、氫氣供給裝置55以及入口壓力計(jì)測(cè)部56。氫氣罐52經(jīng)由陽(yáng)極氣體配管51而與燃料電池10的陽(yáng)極側(cè)的供給用歧管(未圖示)連接，并向燃料電池10供給被填充至罐內(nèi)的氫氣。開閉閥53被設(shè)置在氫氣罐52的下游側(cè)，并根據(jù)來(lái)自控制部20的指令而進(jìn)行開閉，從而對(duì)從氫氣罐52向氫氣供給裝置55的上游側(cè)的氫氣的流入進(jìn)行控制。調(diào)節(jié)器54被設(shè)置在開閉閥53和氫氣供給裝置55之間，且為用于對(duì)氫氣供給裝置55的上游側(cè)的氫氣的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的減壓閥。調(diào)節(jié)器54的開度是通過(guò)控制部20而被控制。氫氣供給裝置55例如可以通過(guò)作為電磁驅(qū)動(dòng)式的開閉閥的噴射器而構(gòu)成。入口壓力計(jì)測(cè)部56被設(shè)置在氫氣供給裝置55的下游側(cè)，且對(duì)燃料電池10的氫氣供給用歧管的入口附近的氫氣的壓力進(jìn)行計(jì)測(cè)，并發(fā)送至控制部20。控制部20根據(jù)入口壓力計(jì)測(cè)部56的計(jì)測(cè)值，而對(duì)氫氣供給裝置55進(jìn)行控制，從而對(duì)被供給至燃料電池10的氫氣量進(jìn)行控制。陽(yáng)極氣體循環(huán)排出部60具備:陽(yáng)極廢氣配管61、氣液分離部62、陽(yáng)極氣體循環(huán)配管63、氫氣循環(huán)用泵64、陽(yáng)極排水配管65、排水閥66以及出口壓力計(jì)測(cè)部67。陽(yáng)極廢氣配管61為，對(duì)燃料電池10的陽(yáng)極側(cè)的排出用歧管(未圖示)和氣液分離部62進(jìn)行連接的配管。陽(yáng)極廢氣配管61將包括發(fā)電反應(yīng)中未被使用的氫氣在內(nèi)的陽(yáng)極側(cè)的廢氣(以下，簡(jiǎn)稱為“陽(yáng)極廢氣”)向氣液分離部62進(jìn)行引導(dǎo)。氣液分離部62與陽(yáng)極氣體循環(huán)配管63和陽(yáng)極排水配管65連接。氣液分離部62對(duì)陽(yáng)極廢氣中所含的氣體成分和水分進(jìn)行分離，對(duì)于氣體成分而言，向陽(yáng)極氣體循環(huán)配管63進(jìn)行引導(dǎo)，對(duì)于水分而言，向陽(yáng)極排水配管65進(jìn)行引導(dǎo)。陽(yáng)極氣體循環(huán)配管63被連接在與陽(yáng)極氣體配管51的氫氣供給裝置55相比靠下游側(cè)的位置處。在陽(yáng)極氣體循環(huán)配管63中設(shè)置有氫氣循環(huán)用泵64，通過(guò)該氫氣循環(huán)用泵64，從而使在氣液分離部62中被分離出的氣體成分中所包含的氫氣向陽(yáng)極氣體配管51進(jìn)行再循環(huán)。陽(yáng)極排水配管65為，用于將在氣液分離部62中被分離出的水分向燃料電池系統(tǒng)100的外部排出的配管。排水閥66被設(shè)置在陽(yáng)極排水配管65中，并根據(jù)來(lái)自控制部20的指令而進(jìn)行開閉?？刂撇?0在燃料電池系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)中，通常預(yù)先關(guān)閉排水閥66，而在預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的排水正時(shí)·、或陽(yáng)極廢氣中的惰性氣體的排出正時(shí)，將排水閥66打開。出口壓力計(jì)測(cè)部67被設(shè)置在陽(yáng)極廢氣配管61中。出口壓力計(jì)測(cè)部67在燃料電池10的陽(yáng)極側(cè)的排出用歧管的出口附近，對(duì)陽(yáng)極廢氣的壓力(燃料電池10的陽(yáng)極側(cè)的背壓)進(jìn)行計(jì)測(cè)，并發(fā)送至控制部20。制冷劑供給部70具備:制冷劑用配管71、散熱器72、三通閥73、制冷劑循環(huán)用泵75以及兩個(gè)制冷劑溫度計(jì)測(cè)部76a、76b。制冷劑用配管71為，用于使制冷劑進(jìn)行循環(huán)的配管，且由上游側(cè)配管71a、下游側(cè)配管71b以及旁通配管71c構(gòu)成，其中，所述制冷劑用于對(duì)燃料電池10進(jìn)行冷卻。上游側(cè)配管71a對(duì)被設(shè)置在燃料電池10上的制冷劑用的出口歧管(未圖示)、和散熱器72的入口進(jìn)行連接。下游側(cè)配管71b對(duì)被設(shè)置在燃料電池10上的制冷劑用的入口歧管(未圖示)、和散熱器72的出口進(jìn)行連接。旁通配管71c的一端經(jīng)由三通閥73而與上游側(cè)配管71a連接，而另一端與下游側(cè)配管71b連接?？刂撇?0通過(guò)對(duì)三通閥73的開閉進(jìn)行控制，從而對(duì)朝向旁通配管71c的制冷劑的流入量進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對(duì)朝向散熱器72的制冷劑的流入量進(jìn)行控制。散熱器72被設(shè)置在制冷劑用配管71上，通過(guò)使在制冷劑用配管71中流動(dòng)的制冷劑和外部氣體之間進(jìn)行熱交換，從而對(duì)制冷劑進(jìn)行冷卻。制冷劑循環(huán)用泵75被設(shè)置在，下游側(cè)配管71b中的、與旁通配管71c的連接位置相比靠下游側(cè)(燃料電池10的制冷劑入口偵D處，并根據(jù)控制部20的指令而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)制冷劑溫度計(jì)測(cè)部76a、76b分別被設(shè)置在上游側(cè)配管71a和下游側(cè)配管71b中，并將各自的計(jì)測(cè)值發(fā)送至控制部20。控制部20根據(jù)各個(gè)制冷劑溫度計(jì)測(cè)部76a、76b的各自的計(jì)測(cè)值的差而對(duì)燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)。此外，控制部20根據(jù)所檢測(cè)出的燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，而對(duì)制冷劑循環(huán)用泵75的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行控制，從而對(duì)燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖2為，表示燃料電池系統(tǒng)100的電氣結(jié)構(gòu)的概要圖。燃料電池系統(tǒng)100具備:二次電池81、DC / DC轉(zhuǎn)換器82以及DC / AC逆變器83。此外，燃料電池系統(tǒng)100具備:電池電壓計(jì)測(cè)部91、電流計(jì)測(cè)部92、阻抗計(jì)測(cè)部93以及SOC (State of charge:充電狀態(tài))檢測(cè)部94。燃料電池10經(jīng)由直流配線DCL而與DC / AC逆變器83連接，DC / AC逆變器83與作為燃料電池車輛的驅(qū)動(dòng)力源的電機(jī)200連接。二次電池81經(jīng)由DC / DC轉(zhuǎn)換器82而與直流配線DCL連接。二次電池81作為燃料電池10的輔助電源而發(fā)揮功能，例如可以由能夠進(jìn)行充電和放電的鋰離子電池構(gòu)成。控制部20通過(guò)對(duì)DC / DC轉(zhuǎn)換器82進(jìn)行控制，從而對(duì)燃料電池10的電流及電壓、和二次電池81的充放電進(jìn)行控制，進(jìn)而以可變的方式對(duì)直流配線DCL的電壓電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。在二次電池81上連接有SOC檢測(cè)部94。SOC檢測(cè)部94對(duì)二次電池81的充電狀態(tài)(S0C:State of Charge)進(jìn)行檢測(cè)，并發(fā)送至控制部20?？刂撇?0根據(jù)SOC檢測(cè)部94的檢測(cè)值而對(duì)二次電池81的充放電進(jìn)行控制，以將二次電池81的SOC收斂在預(yù)定的范圍內(nèi)。DC / AC逆變器83將從燃料電池10和二次電池81所獲得的直流電力向交流電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并供給至電機(jī)200。而且，當(dāng)通過(guò)電機(jī)200而產(chǎn)生再生電力時(shí)，DC / AC逆變器83將該再生電力轉(zhuǎn)換為直流電力。被轉(zhuǎn)換為直流電力的再生電力經(jīng)由DC / DC轉(zhuǎn)換器82而被蓄電至二次電池81中。電池電壓計(jì)測(cè)部91與燃料電池10的各個(gè)發(fā)電體11相連接，并對(duì)各個(gè)發(fā)電體11的電壓(電池電壓)進(jìn)行計(jì)測(cè)。電池電壓計(jì)測(cè)部91將該計(jì)測(cè)結(jié)果發(fā)送至控制部20?？刂撇?0根據(jù)電池電壓計(jì)測(cè)部91的計(jì)測(cè)結(jié)果，來(lái)取得燃料電池10所輸出的電壓。電流計(jì)測(cè)部92與直流配線DCL連接，且對(duì)燃料電池10所輸出的電流值進(jìn)行計(jì)測(cè)，并發(fā)送至控制部20。阻抗計(jì)測(cè)部93與燃料電池10連接，且通過(guò)向燃料電池10施加交流電流，從而對(duì)燃料電池10整體的阻抗進(jìn)行測(cè)量，并向控制部20發(fā)送。控制部20能夠根據(jù)阻抗計(jì)測(cè)部93的計(jì)測(cè)結(jié)果，來(lái)取得燃料電池10的各個(gè)發(fā)電體11的電阻(電池內(nèi)阻)，并根據(jù)該電池內(nèi)阻而對(duì)電解質(zhì)膜的干燥狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。此處，如前文所述，在本實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100中，控制部20根據(jù)通過(guò)含水量推斷部21而周期性地取得的、燃料電池10的含水量的推斷值，而對(duì)燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制。具體而言，含水量推斷部21以如下方式對(duì)燃料電池10的含水量進(jìn)行推斷。圖3為，用于對(duì)由本實(shí)施例的含水量推斷部21所實(shí)施的含水量的推斷方法的概要進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。在圖3中，圖示了燃料電池10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的模式圖。如前文所述，燃料電池10的各個(gè)發(fā)電體11具備在電解質(zhì)膜I的兩側(cè)設(shè)置了電極(陰極2、陽(yáng)極3)的膜電極接合體5。此外，膜電極接合體5被配置在陰極2側(cè)的陰極分離器7和配置在陽(yáng)極3側(cè)的陽(yáng)極分離器8夾持。在兩個(gè)分離器7、8上，在與陰極2或陽(yáng)極3相接的一側(cè)的面上分別設(shè)置有用于反應(yīng)氣體的流道7p、8p。另外，也可以采用如下結(jié)構(gòu)，即，流道7p、8p通過(guò)被設(shè)置在兩個(gè)分離器7、8的外表面上的槽等的凹凸而構(gòu)成。具體而言，可以采用如下方式，即，流道7p、8p以通過(guò)彎曲加工或沖壓加工而使作為分離器7、8的基材的板狀部件產(chǎn)生凹凸的方式而形成?；蛘撸部梢圆捎萌缦路绞?，即，通過(guò)沖壓 加工、切削加工、蝕刻加工等，而在板狀部件的表面上形成凹部，從而形成流道7p、8p。此外，也可以采用如下方式，即，流道7p、8p通過(guò)被配置在兩個(gè)分離器7、8的表面的其他部件(例如，所謂的膨脹合金或沖孔金屬)而被構(gòu)成。此處，本說(shuō)明書中的“燃料電池10的含水量”是指，包括在電解質(zhì)膜1、陰極2以及陽(yáng)極3中所包含的液態(tài)水的量(S卩，浸潰于膜電極接合體5中的液態(tài)水的量)、和存在于各個(gè)流道7p、8p中的液態(tài)水的量的量。燃料電池10的含水量在燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)中，根據(jù)燃料電池10的發(fā)電反應(yīng)中的生成水的量、與反應(yīng)氣體一起被供給的水蒸汽的量、與廢氣一起被排出的水蒸汽的量、以及從燃料電池10中被排出的液態(tài)水的量而發(fā)生變動(dòng)。因此，在本實(shí)施例的含水量推斷部21中，通過(guò)以預(yù)定的周期T而取得預(yù)定的期間At內(nèi)的燃料電池10的含水量的變化量AC，從而逐次地輸出燃料電池10的含水量的推斷值。預(yù)定的期間At內(nèi)的燃料電池10的含水量的變化量AC能夠以如下的方式進(jìn)行計(jì)算。另外，關(guān)于燃料電池10中的水分(包含水蒸汽和液態(tài)水的雙方)的流入流出量，與陽(yáng)極3側(cè)相比陰極2側(cè)明顯較大。因此，在本實(shí)施例中，忽略燃料電池10的陽(yáng)極3側(cè)的水分的流入流出量，而認(rèn)為燃料電池10的含水量的變化量AC與燃料電池10的陰極2側(cè)的含水量的變化量ACc相等(AC = Λ Ce)。

此處，以如下方式表示影響燃料電池10的含水量的變化量AC的變動(dòng)的值。 燃料電池10的發(fā)電反應(yīng)中的生成水的量(生成水量)…ACg.與供給空氣一起流入到陰極2的水蒸汽量(入口側(cè)水蒸汽量)…ACvcin.與廢氣一起從陰極2被排出的水蒸汽量(出口側(cè)水蒸汽量)…ACvctjut 陰極2的出口側(cè)水蒸汽量ACvctjut和入口側(cè)水蒸汽量Λ Cvcin之間的差(陰極水蒸汽收支)…ACvc.從陰極2被排出的液態(tài)水量(液態(tài)水排出量)…AClc此時(shí)，燃料電池10的含水量的變化量AC能夠通過(guò)以下的式(I)來(lái)表示。AC= Δ Cg — Δ Cvc — Δ Clc...(I)本實(shí)施例的含水量推斷部21根據(jù)上述的式(1)，以預(yù)定的周期T而逐次地求出燃料電池10的含水量的變化量AC，并將該變化量AC反映到在前次的周期中所取得的含水量推斷值上，從而取得當(dāng)前的燃料電池10的含水量的推斷值。以下，對(duì)其具體的步驟進(jìn)行說(shuō)明。圖4為，表示本實(shí)施例中的含水量推斷部21所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的流程圖。含水量推斷部21在燃料電池系統(tǒng)100啟動(dòng)的同時(shí)，開始執(zhí)行該處理。在步驟SlO中，含水量推斷部21讀取運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量，所述運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量為，在前次的燃料電池系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)，被存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)部(未圖示)中的含水量推斷值。在步驟S20中，含水量推斷部21取得運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信息，所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信息表示此次的周期中的預(yù)定的期間At之內(nèi)的燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。具體而言，含水量推斷部21取得燃料電池10的發(fā)電量、供給氣體信息以及廢氣信息，以作為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信息。另外，以下，將供給氣體信息和廢氣信息結(jié)合起來(lái)，簡(jiǎn)稱為“氣體信息”。在步驟S30中，含水量推斷部21取得在前次的周期內(nèi)所取得的含水量推斷值(前次值)。另外，當(dāng)處于燃料電池系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)開始后的初次的周期時(shí)，含水量推斷部21取得在步驟SlO中所取得的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量，以作為前次值。在步驟S40中，取得預(yù)定的期間At內(nèi)的液態(tài)水排出量AClc。具體而言，首先，使用預(yù)先準(zhǔn)備的映射圖，根據(jù)在步驟S30中所取得的前次值、和當(dāng)前的燃料電池10中的供給空氣的流量，來(lái)取得每單位時(shí)間的液態(tài)水排出量(以下、也稱為“排水速度”)dr。而且，通過(guò)對(duì)該排水速度dr和Δ t進(jìn)行乘法運(yùn)算,從而取得液態(tài)水排出量AClc( Δ Clc = dr X At)。此處，在步驟S40中所使用的映射圖為，以下進(jìn)行說(shuō)明的、根據(jù)通過(guò)本發(fā)明的發(fā)明人所實(shí)施的實(shí)驗(yàn)而得到的關(guān)系來(lái)設(shè)定的圖表。圖5為，通過(guò)本發(fā)明的發(fā)明人所實(shí)施的實(shí)驗(yàn)而獲得的曲線圖，且為將縱軸設(shè)定為燃料電池10的含水量、將橫軸設(shè)定為掃氣時(shí)間，來(lái)表示由掃氣而引起的燃料電池10的含水量的時(shí)間變化的曲線圖。本發(fā)明的發(fā)明人針對(duì)內(nèi)部被設(shè)為滿水狀態(tài)的燃料電池10，使非加濕的掃氣氣體經(jīng)由燃料電池10的歧管而以固定的流量流入，從而針對(duì)每個(gè)掃氣氣體的流量而對(duì)燃料電池10的含水量的變化進(jìn)行研究。曲線圖中的含水量Cmax為燃料電池10的滿水時(shí)的含水量，且為根據(jù)流道7p、8p(圖3)內(nèi)的空間體積、以及膜電極接合體5的最大含水量等燃料電池10的結(jié)構(gòu)而決定的值。燃料電池10的含水量從滿水時(shí)的含水量Cmax起，根據(jù)掃氣時(shí)間，以描繪出向下凸出的平滑的曲線的方式而逐漸減少。與掃氣時(shí)間相對(duì)應(yīng)的燃料電池10的含水量的變化的程度，在掃氣氣體為任意的流量時(shí)，均為掃氣時(shí)間越短則變化的程度越大，且隨著掃氣時(shí)間增長(zhǎng)而變?yōu)槠骄?，在到達(dá)某一含水量Clim之后，含水量變?yōu)椴辉侔l(fā)生變化。此外，掃氣氣體的流量越小，則與掃氣時(shí)間相對(duì)應(yīng)的燃料電池10的含水量的變化的程度越平緩，含水量變?yōu)椴话l(fā)生變化的含水量的收斂值Clim為，掃氣氣體的流量越小則越大的值。此實(shí)驗(yàn)中的掃氣氣體的掃氣時(shí)間相當(dāng)于在運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池10中反應(yīng)氣體所流通的時(shí)間，燃料電池10的含水量的降低量相當(dāng)于從運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池10的液態(tài)水排出量。由此，關(guān)于預(yù)定的期間At內(nèi)的燃料電池10的液態(tài)水排出量，本發(fā)明的發(fā)明人得到了以下的見解。(a)存在于燃料 電池10中的含水量越多，則預(yù)定的期間At內(nèi)的燃料電池10的液態(tài)水排出量越多。(b)反應(yīng)氣體的流量越大，則預(yù)定的期間At內(nèi)的燃料電池10的液態(tài)水排出量越多。即，反應(yīng)氣體的流量越大，則排水速度越大。(c)關(guān)于燃料電池10的含水量，存在無(wú)法通過(guò)反應(yīng)氣體的流動(dòng)而使之更大程度地降低的臨界值，反應(yīng)氣體的流量越大，則該臨界值越小。以下，也將該臨界值稱為“排出臨界值”。此外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)圖5的曲線圖，在將燃料電池10的含水量設(shè)為y，將在燃料電池10中流動(dòng)有反應(yīng)氣體的時(shí)間設(shè)為X來(lái)表示時(shí)，能夠通過(guò)以下的式(2)，而對(duì)反應(yīng)氣體的任意的流量q時(shí)的y與X之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定。y = (Clim-CmaX) Xb/ (x_b) + Clim...(2)Cmax為前文所述的燃料電池10的滿水時(shí)的含水量。Clim為前文所述的排出臨界值，且為根據(jù)反應(yīng)氣體的流量q而決定的值。b為對(duì)y的變化的程度進(jìn)行規(guī)定的常數(shù)，且為根據(jù)反應(yīng)氣體的流量q而決定的值。圖6為，將縱軸設(shè)定為y、將橫軸設(shè)定為X來(lái)表示上述的式(2)的雙曲線曲線圖的一個(gè)示例。此處，當(dāng)燃料電池10的含水量為Ct時(shí)，S卩，y = Ct時(shí)的、該曲線圖上的點(diǎn)的切線t的斜率表示了燃料電池10的含水量為Ct時(shí)的排水速度。即，排水速度能夠通過(guò)在上述的式(2)中，用X對(duì)y進(jìn)行微分而得到的下述的式(3)來(lái)表示。f = (Cmax — Clim) Xb / (X — b) 2...(3)因此，通過(guò)將前次的推斷值代入到上述的式(2)的j中來(lái)求出X，并將該X的值代入到上述的式(3)，從而能夠得到前次的推斷值所表示的燃料電池10的含水量時(shí)的排水速度dr ο如此，排水速度dr為，能夠根據(jù)前次的推斷值、和當(dāng)前的燃料電池10中的反應(yīng)氣體的流量而毫無(wú)疑義地求出的值。在步驟S40 (圖4)中，使用如上所述的表示了排水速度dr、前次的推斷值、以及當(dāng)前的燃料電池10中的反應(yīng)氣體的流量之間的關(guān)系的映射圖(以下，也稱為“排水速度映射圖”)。另外，排水速度dr能夠被解釋為如下的系數(shù)，即，根據(jù)前次的推斷值、和表示當(dāng)前的燃料電池10中的反應(yīng)氣體的流量的值而發(fā)生變化的系數(shù)。即，步驟S40能夠被解釋為如下的工序，即，取得根據(jù)前次的推斷值、和表示當(dāng)前的燃料電池10中的反應(yīng)氣體的流量的值而發(fā)生變化的系數(shù)，并根據(jù)該系數(shù)和取得推斷值的周期T，來(lái)取得液態(tài)水排出量AClc的工序。在步驟S50中，含水量推斷部21使用在步驟S20中所取得的燃料電池狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)信息，來(lái)取得生成水量ACg和陰極水蒸汽收支ACvc。具體而言，能夠根據(jù)以下的式(4)、(5)，來(lái)取得生成水量Λ Cg和陰極水蒸汽收支ACvc。生成水量ACg = (IXMh2q / FX2) X At...(4)陰極水蒸汽收支ACvc = (PcvoutXQcout / Pcout X 22.4) — (PcvinXQcin /PcinX22.4)…(5)1:在此次的周期的預(yù)定的期間Λ t中燃料電池10所輸出的電流水的分子量F:法拉第常數(shù)Pcvout:陰極廢氣中的水蒸汽分壓Qcout:陰極廢氣的流量Pcout:陰極廢氣的壓力Pcvin:供給空氣中的水蒸汽分壓Qcin:供給空氣的流量Pctjut:供給空氣的壓力而且，在步驟S50中，根據(jù)上述的式(1)，使用生成水量ACg、陰極水蒸汽收支八0(:、以及在步驟540中所得到的液態(tài)水排出量AClc，來(lái)求出陰極側(cè)的含水量的變化量ACc。而且，將該變化量ACc反映到前次值上，從而求出此次的燃料電池10的含水量的推斷值。含水量推斷部21以預(yù)定的周期T而反復(fù)執(zhí)行步驟S20 S50的處理，直至燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束為止(步驟S60)。另外，在燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)，將最終所取得的燃料電池10的含水量的推斷值作為運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量而存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)部中(步驟S70)。如上所述，在本實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100中，含水量推斷部21使用基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)定的關(guān)系來(lái)取得排水速度，所述排水速度根據(jù)燃料電池10的含水量和反應(yīng)氣體的流量而發(fā)生變化 。由此，含水量推斷部21能夠根據(jù)該排水速度而以較高的精度取得燃料電池10的液態(tài)水排出量的推斷值，從而能夠以較高的精度取得燃料電池10的含水量的推斷值。因此，在本實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100中，能夠以更高的精度對(duì)燃料電池10內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行燃料電池10的內(nèi)部的水分狀態(tài)的控制。B.第二實(shí)施例:圖7為，表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100A的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖7除如下內(nèi)容之外與圖1大致相同，所述內(nèi)容為，在陽(yáng)極氣體供給部50A中設(shè)置有供給氣體信息檢測(cè)部57以代替入口壓力計(jì)測(cè)部56這一點(diǎn)、和在陽(yáng)極氣體循環(huán)排出部60A中設(shè)置有廢氣信息檢測(cè)部68以代替出口壓力計(jì)測(cè)部67這一點(diǎn)。另外，第二實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100A的電氣結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100相同(圖2)。如上所述，在第一實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100中，忽略燃料電池10的陽(yáng)極側(cè)的水分的流入流出量，而對(duì)燃料電池10的含水量進(jìn)行了推斷(圖3)。與之相對(duì)，在該第二實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100A中，還考慮到燃料電池10的陽(yáng)極側(cè)的水分的流入流出量而對(duì)燃料電池10的含水量進(jìn)行推斷。具體而言如下文所述。圖8為，用于對(duì)由第二實(shí)施例的含水量推斷部21所實(shí)施的含水量的推斷方法的概要進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。圖8除如下內(nèi)容之外與圖3大致相同，所述內(nèi)容為，追加了表示陽(yáng)極3側(cè)的水分的移動(dòng)的箭頭標(biāo)記、和用于使陽(yáng)極3側(cè)的水分的流入流出量反映出的含水量的推斷的數(shù)學(xué)式等這一點(diǎn)。在燃料電池10的各個(gè)發(fā)電體中，通過(guò)發(fā)電反應(yīng)而在陰極2側(cè)產(chǎn)生的生成水的一部分經(jīng)由電解質(zhì)膜I而向陽(yáng)極3側(cè)進(jìn)行移動(dòng)。此外，在陽(yáng)極3側(cè)，水分也以水蒸汽的形式流入/流出。而且，在陽(yáng)極3側(cè)，液態(tài)水也與廢氣一起被排出到外部。如此，在燃料電池10中，除陰極2側(cè)的含水量的變化之外，在陽(yáng)極3側(cè)其含水量也發(fā)生變化。因此，在第二實(shí)施例的燃料 電池系統(tǒng)100A中，含水量推斷部21求出預(yù)定的期間At內(nèi)的、對(duì)于陰極2側(cè)和陽(yáng)極3側(cè)而言各自的含水量的變化量ACc、ACa，從而取得陰極2側(cè)和陽(yáng)極3側(cè)的含水量的推斷值Ce、Ca。此處，在下文中，將在預(yù)定的期間At內(nèi)從陰極2側(cè)向陽(yáng)極3側(cè)移動(dòng)了的液態(tài)水的移動(dòng)量稱為“陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量ACt”。此時(shí)，陰極2側(cè)的含水量的變化量ACc通過(guò)以下的式(1A)來(lái)表不。Δ Ce = Δ Cg — Δ Cvc — AClc — Δ Ct...(IA)關(guān)于該式(IA)的右邊，除被減去了陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量Λ Ct這一點(diǎn)之外，與在第一實(shí)施例中所說(shuō)明的式(I)相同。而且，在下文中，以如下的方式表示除陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量ACt之外的、與陽(yáng)極3側(cè)的含水量相關(guān)的值。.與氫氣一起流入到陽(yáng)極3的水蒸汽量(入口側(cè)水蒸汽量)…ACvain.與廢氣一起從陽(yáng)極3被排出的水蒸汽量(出口側(cè)水蒸汽量)…ACvatjut.陽(yáng)極3的出口側(cè)水蒸汽量ACvarat和入口側(cè)水蒸汽量Λ Cvain之間的差(陽(yáng)極水蒸汽收支)…ACva.從陽(yáng)極3被排出的液態(tài)水量(排出液態(tài)水量)…ACla此時(shí)，燃料電池10的陽(yáng)極3側(cè)的含水量的變化量ACa能夠通過(guò)以下的式(IB)來(lái)表不。
Δ Ca = Δ Ct - Δ Cva - Δ Cla …(IB)第二實(shí)施例的含水量推斷部21根據(jù)上述的式(ΙΑ)、(1Β)，以預(yù)定的周期T而逐次地求出兩個(gè)含水量的變化量Λ Ce、Λ Ca。而且，將各個(gè)變化量Λ Ce、Λ Ca反映到在前次的周期內(nèi)所取得的陰極2側(cè)和陽(yáng)極3側(cè)的各自的含水量推斷值上，從而取得當(dāng)前的燃料電池10的含水量的推斷值Ce、Ca。以下，對(duì)其具體的步驟進(jìn)行說(shuō)明。圖9為，表示第二實(shí)施例中的含水量推斷部21所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的流程圖。圖9除追加了步驟S35這一點(diǎn)之外，與圖4大致相同。在步驟SlO中，與在第一實(shí)施例中所說(shuō)明的內(nèi)容相同地，含水量推斷部21取得被存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)部中的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量。另外，在該第二實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量中，包括陰極側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量和陽(yáng)極側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量。在步驟S20中，含水量推斷部21取得運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信息，所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信息表示此次的周期中的預(yù)定的期間At之內(nèi)的、燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。具體而言，含水量推斷部21取得燃料電池10的發(fā)電量、和陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)各自的氣體信息，以作為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信息。在步驟S30中，含水量推斷部21取得在前次的周期內(nèi)所取得的陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)各自的含水量推斷值(前次值)。另外，當(dāng)處于燃料電池系統(tǒng)100Α的運(yùn)轉(zhuǎn)開始后的初次的周期時(shí)，含水量推斷部21將在步驟SlO中所取得的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量作為前次值而取得。在步驟S35中，含水量推斷部21根據(jù)電解質(zhì)膜中的水分狀態(tài)來(lái)取得陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量ACt。此處，陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量ACt根據(jù)水的擴(kuò)散系數(shù)而發(fā)生變動(dòng)。此外，燃料電池10的膜電極接合體5中的水的擴(kuò)散系數(shù)根據(jù)在電解質(zhì)膜中所包含的水分量而發(fā)生變動(dòng)。圖10為，通過(guò)本發(fā)明的發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)而得到的、表示水的擴(kuò)散系數(shù)和電解質(zhì)膜的含水率之間的關(guān)系的曲線圖。此處，“電解質(zhì)膜的含水率”為，能夠通過(guò)以下的式(6)而求出的值。 電解質(zhì)膜的含水率Wr = (Mmwet / Mmdry — I) X 100...(6)Mmfcy…干燥狀態(tài)下的電解質(zhì)膜的重量Mmwet…置于濕潤(rùn)狀態(tài)后的電解質(zhì)膜的重量電解質(zhì)膜的含水率為，表示在電解質(zhì)膜中所含的水分量的值。水的擴(kuò)散系數(shù)隨著電解質(zhì)膜的含水率而增大至最大值Dm，并在達(dá)到最大值Dm之后緩慢地降低，從而描繪出向上凸起的曲線。如此，根據(jù)在電解質(zhì)膜中所含的水分量，從而與陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量ACt具有相關(guān)關(guān)系的水的擴(kuò)散系數(shù)發(fā)生變化。因此，陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量ACt能夠根據(jù)在電解質(zhì)膜中所含的水分量而取得。此處，將通過(guò)以下的式(7)而表示的值(以下，稱為“水收支”)定義為，表示在燃料電池10的電解質(zhì)膜中所包含的水分量的指標(biāo)。水收支Wb = Δ Cg — Δ Cvc — Δ Cva...(7)該水收支Wb為如下的值，即，在相當(dāng)于燃料電池10中所生成的生成水量的水分通過(guò)反應(yīng)氣體的流動(dòng)而以水蒸汽的形式被帶走時(shí)，成為“O”的值。水收支Wb在其值為負(fù)時(shí)，表示電解質(zhì)膜處于干燥傾向，在其值為正時(shí)，表示電解質(zhì)膜處于濕潤(rùn)傾向。圖11為，通過(guò)本發(fā)明的發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)而得到的、表示水收支和陽(yáng)極排水比例之間的關(guān)系的曲線圖。此處，“陽(yáng)極排水比例”是指，表示在生成水量ACg中陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量Λ Ct所占的比例(下述的式(8))。
陽(yáng)極排水比例ADR= ACt / ACg...(8)本發(fā)明的發(fā)明人設(shè)定為，在發(fā)電中的燃料電池10中，從陰極向陽(yáng)極進(jìn)行移動(dòng)的液態(tài)水量的全部以液態(tài)水或水蒸汽的形式從陽(yáng)極被排出，針對(duì)每個(gè)水收支而對(duì)來(lái)自陽(yáng)極的水分的排出總量進(jìn)行計(jì)測(cè)，從而對(duì)陽(yáng)極排水比例進(jìn)行計(jì)測(cè)。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，作為陽(yáng)極排水比例和水收支之間的關(guān)系，得到了該曲線圖以水收支為零的點(diǎn)作為對(duì)象點(diǎn)而成為點(diǎn)對(duì)稱的形狀的關(guān)系。如圖11的曲線圖所示，在使水收支向負(fù)值側(cè)降低時(shí)，在水收支為零的附近而言陽(yáng)極排水比例顯著降低之后，其變化的斜率變得平緩。另一方面，在使水收支向正值側(cè)增加時(shí)，在水收支為零的附近而言陽(yáng)極排水比例顯著增大之后，其變化的斜率變得平緩。由于水收支和陽(yáng)極排水比例相互具有毫無(wú)疑義的關(guān)系，因此通過(guò)預(yù)先取得該關(guān)系，從而能夠根據(jù)水收支來(lái)取得陽(yáng)極排水比例。第二實(shí)施例的含水量推斷部21將在圖11的曲線圖中所圖示的關(guān)系作為映射圖而預(yù)先存儲(chǔ)。在步驟S35 (圖9)中，含水量推斷部21使用該映射圖，相對(duì)于根據(jù)生成水量ACg、陰極水蒸汽收支Λ Cvc、以及陽(yáng)極水蒸汽收支ACva而得到的水收支Wb，來(lái)取得陽(yáng)極排水比例ADR。而且，根據(jù)上述的式(8)，使用陽(yáng)極排水比例ADR和生成水量ACg，來(lái)取得陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量ACt ( ACt = ADRX ACg)。在步驟S40中，含水量推斷部21取得陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)各自的液態(tài)水排出量Λ Clc、ACla0此處，關(guān)于用圖5進(jìn)行了說(shuō)明的掃氣時(shí)間和燃料電池的含水量之間的關(guān)系，通過(guò)相對(duì)于置于滿水的燃料電池，執(zhí)行僅陰極側(cè)的掃氣或僅陽(yáng)極側(cè)的掃氣，從而能夠得到關(guān)于陰極側(cè)的關(guān)系和關(guān)于陽(yáng)極側(cè)的關(guān)系這兩個(gè)關(guān)系。第二實(shí)施例的含水量推斷部21預(yù)先存儲(chǔ)了基于上述兩個(gè)關(guān)系的、關(guān)于陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)各自的排水速度映射圖。在步驟S40中，使用上述兩個(gè)種類的排水速度映射圖，而取得陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)各自的排水速度，并根據(jù)這些排水速度，來(lái)取得液態(tài)水排出量Λ Clc、ACla0
在步驟S50中，根據(jù)上述的式(1A)、(1B)，來(lái)取得陰極側(cè)的含水量的變化量ACc和陽(yáng)極側(cè)的含水量的變化量Λ Ca。而且，將各個(gè)含水量的變化量Λ Ce、Λ Ca反映到前次值上，從而求出此次的陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)的含水量的推斷值Ce、Ca。另外，陽(yáng)極水蒸汽收支ACva能夠通過(guò)與上述的式(5)同樣的下述式(5a)而求出。陽(yáng)極水蒸汽收支ACva = (PavoutXQaout / Paout X 22.4) — (PavinXQain /PainX 22.4)...(5a)Pavout:陽(yáng)極廢氣中的水蒸汽分壓Qaout:陽(yáng)極廢氣的流量Paout:陽(yáng)極廢氣的壓力Pavin:供給氫氣中的水蒸汽分壓Qain:供給氫氣的流量Patjut:供給氫氣的壓力含水量推斷部21以預(yù)定的周期T而反復(fù)執(zhí)行步驟S20 S50的處理，直至燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束(步驟S60)。另外，在燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)，將最終取得的兩個(gè)含水量的推斷值Ce、Ca作為運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量而存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)部中(步驟S70)。另外，在第二實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100A中，取得了陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)各自的含水量的推斷值Ce、Ca。也可以采用如下方式，即，控制部20僅使用陰極側(cè)的含水量的推斷值Ce，來(lái)實(shí)施燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)控制。在這種情況下，由于陰極側(cè)的含水量的推斷值Ce成為了反映出向陽(yáng)極側(cè)移動(dòng)了的水分量的、精度更高的值，因此與第一實(shí)施例相比，能夠更恰當(dāng)?shù)貙?duì)燃料電池10內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行管理。此外，也可以采用如下方式，即，控制部20使用陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)的含水量的推斷值Cc、Ca，而對(duì)陽(yáng)極側(cè)和陰極側(cè)各自的水分狀態(tài)進(jìn)行控制。例如，可以采用如下方式，即，控制部20在執(zhí)行燃料電池10內(nèi)部的掃氣處理時(shí)，根據(jù)陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)的含水量的推斷值Ce、Ca，而對(duì)陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)各自的掃氣氣體的流量進(jìn)行設(shè)定并執(zhí)行掃氣處理。如上所述，在第二實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100A中，含水量推斷部21取得從陰極向陽(yáng)極進(jìn)行了移動(dòng)的水分量，并且關(guān)于陽(yáng)極側(cè)，也取得其含水量的推斷值Ca。因此，與第一實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100相比，能夠以更高的精度對(duì)燃料電池10的內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠更恰當(dāng)?shù)貙?duì)燃料電池10的內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行管理。B1.第二實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)例:在上述的第二實(shí)施例中，作為表示在電解質(zhì)膜中所包含的水分量的指標(biāo)，使用了水收支。但是，作為表示在電解質(zhì)膜中所包含的水分量的指標(biāo)，也可以使用與在電解質(zhì)膜中所包含的水分量具有相關(guān)關(guān)系的其他的值，來(lái)代替水收支。圖12為，通過(guò)本發(fā)明的發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)而得到的、表示電池內(nèi)阻和陽(yáng)極排水比例之間的關(guān)系的曲線圖。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)根據(jù)交流阻抗法而對(duì)電池內(nèi)阻進(jìn)行計(jì)測(cè)，并對(duì)相對(duì)于電池內(nèi)阻的陽(yáng)極排水比例進(jìn)行計(jì)測(cè)，從而得到了該曲線圖。如此，電池內(nèi)阻和陽(yáng)極排水比例相互具有毫無(wú)疑義的關(guān)系。也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21預(yù)先存儲(chǔ)了如圖12所示的表示電池內(nèi)阻和陽(yáng)極排水比例之間的關(guān)系的映射圖，并使用該關(guān)系，相對(duì)于根據(jù)阻抗計(jì)測(cè)部93的計(jì)測(cè)值而取得的電池內(nèi)阻Re，來(lái)取得陽(yáng)極排水比例ADR。C.第三實(shí)施例:圖13為，表示在作為本發(fā)明的第三實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)中，含水量推斷部21所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的流程圖。圖13除追加了步驟S25、S45這一點(diǎn)之外，與圖9大致相同。另外，第三實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)100A相同(圖2、圖7)。此處，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了如下情況，S卩，在對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池10的反應(yīng)氣體的供給流量，例如在被暫時(shí)停止之后再次恢復(fù)等反復(fù)進(jìn)行了急劇降低和增大時(shí)，之后從燃料電池10中被排出的液態(tài)水量將增大。因此，第三實(shí)施例的含水量推斷部21在根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信息而檢測(cè)出反應(yīng)氣體的供給被暫時(shí)停止時(shí)，為了取得含水量的推斷值而對(duì)所求出的液態(tài)水排出量AClc、Λ Cla進(jìn)行補(bǔ)正。圖14 (A)、(B)為，通過(guò)本申請(qǐng)發(fā)明的發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)而得到的、表示隨著反應(yīng)氣體的供給流量的急劇變動(dòng)而引起的液態(tài)水的排出量的變化的說(shuō)明圖。圖14 (A)為，表示在該實(shí)驗(yàn)中，實(shí)施了對(duì)于燃料電池的反應(yīng)氣體的供給(開啟)/停止(關(guān)閉)的正時(shí)的時(shí)序圖。本發(fā)明的發(fā)明人以圖14(A)所示的周期間隔(3秒、5秒、10秒、20秒、30秒、40秒)而反復(fù)實(shí)施如下處理，即，對(duì)于燃料電池，在使固定流量的反應(yīng)氣體的供給持續(xù)預(yù)定的期間(約20秒)之后使之停止的處理。另外，在 圖14 (A)中，持續(xù)預(yù)定的期間的反應(yīng)氣體的供給的各個(gè)步驟PO Ρ6被表示為向上凸起的脈沖。
圖14 (B)為，表示持續(xù)預(yù)定的期間的反應(yīng)氣體的供給的每個(gè)步驟PO P6中的、燃料電池中的壓力的時(shí)間變化的曲線圖。壓力損失在任意一個(gè)步驟PO P6中，都在暫時(shí)增大之后緩慢降低。此外，在初次的步驟PO之后的步驟Pl P4中，壓力損失的最大值依次增大，在步驟P5、P6中，壓力損失的變化大致收斂至固定的變化。該各個(gè)步驟PO P6中的燃料電池的壓力損失的變化與從燃料電池中被排出的液態(tài)水量具有相關(guān)關(guān)系。具體而言，壓力損失的最大值越大的步驟，則從燃料電池中被排出的液態(tài)水量越多。更具體而言，在初次的步驟PO時(shí)被排出的液態(tài)水量最多，在之后的步驟Pl P4中，每個(gè)步驟所排出的液態(tài)水量增多，在步驟P5、P6中，與步驟P4大致相同程度的液態(tài)水量被排出。認(rèn)為在步驟Pl P4中液態(tài)水的排出量依次增多的原因在于，由于各個(gè)步驟Pl P4之前的反應(yīng)氣體的供給停止時(shí)間依次增長(zhǎng)，因此從膜電極接合體向氣體流道移動(dòng)的液態(tài)水的量增多。而且，認(rèn)為在步驟P4 P6中液態(tài)水的排出量成為大致相同的程度的原因在于，向氣體流道的液態(tài)水的移動(dòng)在達(dá)到某一預(yù)定的量時(shí)停止。如此，當(dāng)反應(yīng)氣體的流量暫時(shí)降低時(shí)，將產(chǎn)生向氣體流道的液態(tài)水的移動(dòng)，從而在反應(yīng)氣體的流量恢復(fù)時(shí)燃料電池的液態(tài)水的排出量將增大。而且，該液態(tài)水的排出量增大的程度，在達(dá)到某一排出量之前，根據(jù)反應(yīng)氣體的流量降低的期間的長(zhǎng)度而增大。第三實(shí)施例的含水量推斷部21在步驟S20 (圖13)中，取得燃料電池10的發(fā)電量和陰極側(cè)以及陽(yáng)極側(cè)的氣體信息，以作為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信息。而且，在步驟S25中，當(dāng)根據(jù)供給氣體信息中與供給空氣或氫氣的流量相關(guān)的信息而檢測(cè)出供給空氣或氫氣的暫時(shí)的供給停止時(shí)，取得該供給停止時(shí)間。在步驟S30 S40中，含水量推斷部21執(zhí)行與在上述第二實(shí)施例中所說(shuō)明的處理相同的處理。含水量推斷部21在于步驟S40中取得液態(tài)水排出量AClc、ACla之后，在步驟S45中，對(duì)液態(tài)水排出量AClc、ACla進(jìn)行補(bǔ)正。具體而言，含水量推斷部21首先根據(jù)預(yù)定的映射圖，來(lái)取得用于對(duì) 液態(tài)水排出量AClc、Λ Cla進(jìn)行補(bǔ)正的補(bǔ)正系數(shù)。圖15為，表示本發(fā)明的發(fā)明人根據(jù)實(shí)驗(yàn)而設(shè)定的、用于取得液態(tài)水排出量AClc、ACla的補(bǔ)正系數(shù)的映射圖的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。如在圖14中所說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的發(fā)明人以對(duì)將反應(yīng)氣體的供給暫時(shí)停止的時(shí)間(氣體供給停止時(shí)間)進(jìn)行改變的方式而實(shí)施如下運(yùn)轉(zhuǎn)，即，反復(fù)進(jìn)行某固定流量q下的針對(duì)燃料電池的反應(yīng)氣體的供給、和該供給的暫時(shí)停止。而且，在每個(gè)氣體供給停止時(shí)間內(nèi)，對(duì)之后的反應(yīng)氣體的供給重新開始時(shí)的、每單位時(shí)間內(nèi)從燃料電池被排出的液態(tài)水的排出量Ea進(jìn)行了計(jì)測(cè)。此外，本發(fā)明的發(fā)明人在將反應(yīng)氣體不暫時(shí)停止的條件下以固定的流量q持續(xù)供給，并將與上述的計(jì)測(cè)值Eb的計(jì)測(cè)周期相對(duì)應(yīng)的周期內(nèi)的每單位時(shí)間內(nèi)的液態(tài)水的排出量作為基準(zhǔn)排出量Eb而獲得。使用每個(gè)氣體供給停止時(shí)間內(nèi)的各個(gè)計(jì)測(cè)值Ea、和與之相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)排出量Eb，而將每個(gè)氣體供給停止時(shí)間內(nèi)的補(bǔ)正系數(shù)Y作為Y =Eb / Ea(Y > I)來(lái)獲得。由此，能夠得到如下關(guān)系，即，如圖5的曲線圖所示的那樣，隨著氣體供給停止時(shí)間增大，補(bǔ)正系數(shù)Y以描繪出向上凸起的曲線的方式逐漸增大，并收斂至最大值
V
° max ο第三實(shí)施例的含水量推斷部21針對(duì)供給空氣和氫氣各自的供給流量中的每一個(gè)，而預(yù)先存儲(chǔ)了設(shè)定有如圖15所示的關(guān)系的映射。在步驟S45中，讀取與當(dāng)前的供給空氣或氫氣的流量相對(duì)應(yīng)的映射，從而取得相對(duì)于在步驟S25中所檢測(cè)出的供給停止時(shí)間ts的補(bǔ)正系數(shù)Y。而且，將在步驟S40中所得到的液態(tài)水排出量AClc、ACla乘以所取得的補(bǔ)正系數(shù)Y，從而對(duì)液態(tài)水排出量AClc、ACla進(jìn)行補(bǔ)正。如上所述，在第三實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)中，當(dāng)檢測(cè)出反應(yīng)氣體的供給被暫時(shí)停止時(shí)，使用通過(guò)與該停止時(shí)間相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)正系數(shù)Y而被補(bǔ)正后的液態(tài)水排出量AClc、ACla，來(lái)計(jì)算出含水量的推斷值Ce、Ca。因此，能夠以更高的精度，對(duì)燃料電池10的內(nèi)部的水分狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。D.第四實(shí)施例:圖16為，表示在作為本發(fā)明的第四實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)中，含水量推斷部21所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的流程圖。圖16除如下內(nèi)容之外與圖13大致相同，所述內(nèi)容為，追加了步驟S 15、S21這一點(diǎn)、和設(shè)置有步驟S71來(lái)代替步驟S70這一點(diǎn)。另外，第四實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)相同(圖2、圖7)。第四實(shí)施例的含水量推斷部21在于步驟SlO中讀取了運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量之后，執(zhí)行對(duì)在步驟S40中所使用的排水速度映射圖進(jìn)行補(bǔ)正的補(bǔ)正處理(步驟S15)。此處，如在第二實(shí)施例中所說(shuō)明的那樣，含水量推斷部21具備陰極用和陽(yáng)極用的兩個(gè)種類的排水速度映射圖。但是，在步驟S15的補(bǔ)正處理中，僅將陰極用的排水速度映射圖作為補(bǔ)正的對(duì)象。另外，關(guān)于步驟S15的補(bǔ)正處理的內(nèi)容在后文敘述。在步驟S21中，含水量推斷部21在每個(gè)周期內(nèi)，對(duì)在步驟S20中所取得的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信息所包含的供給氣體信息中的供給空氣的流量的信息進(jìn)行存儲(chǔ)。在步驟S71中，含水量推斷部21根據(jù)在步驟S25中所存儲(chǔ)的供給空氣的流量的信息，而對(duì)燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)中的供給空氣的流量的時(shí)間平均(平均氣體流量)進(jìn)行計(jì)算。而且，將該平均氣體流量與運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量一起存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)部中。含水量推斷部21在之后的燃料電池系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)所執(zhí)行的步驟15的補(bǔ)正處理中，讀取該平均氣體流量，并應(yīng)用于補(bǔ)正處理。圖17為，表示在步驟S15中所執(zhí)行的排水速度映射圖的補(bǔ)正處理的處理步驟的流程圖。在步驟SllO中，含水量推斷部21根據(jù)由制冷劑溫度計(jì)測(cè)部76a、76b所檢測(cè)出的燃料電池10的當(dāng)前的溫度，而對(duì)燃料電池10是否開始了于冰點(diǎn)下的啟動(dòng)進(jìn)行判斷。當(dāng)燃料電池10的溫度為高于冰點(diǎn)的溫度時(shí)，含水量推斷部21結(jié)束該補(bǔ)正處理，并返回至含水量推斷處理(圖16)，且執(zhí)行步驟SlO之后的處理。另一方面，當(dāng)燃料電池10的溫度為冰點(diǎn)下時(shí)，含水量推斷部21對(duì)在燃料電池10的啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的暫時(shí)性的電流增大中的、電流的最大值(以下，稱為“啟動(dòng)時(shí)峰值電流”)進(jìn)行檢測(cè)(步驟S120)。此外，含水量推斷部21對(duì)檢測(cè)出啟動(dòng)時(shí)峰值電流時(shí)的燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)。圖18為，表示燃料電池于冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)的電流的時(shí)間變化的一個(gè)示例的曲線圖。在燃料電池中，當(dāng)在于冰點(diǎn)下的啟動(dòng)時(shí)將電壓控制為預(yù)定的固定值時(shí)，能夠觀察到如下的電流變化，即，電流從剛剛啟動(dòng)之后起以大致固定的斜率增大至最大值Ip (時(shí)刻h 時(shí)刻ti)，之后降低。產(chǎn)生這種電流的暫時(shí)性增大的原因在于，如以下所說(shuō)明的那樣，因于冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)的燃料電池的I一 V特性的變化而引起的。圖19 (A)、(B)為，用于對(duì)燃料電池于冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)的I 一 V特性的變化進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。圖19 (A)的曲線示了燃料電池的含水量相同而溫度不同時(shí)的I 一 V特性的變化。在圖19 (A)的曲線圖中，燃料電池的溫度越高，則I 一 V特性越向發(fā)電効率提高的方向變化。這是由于，燃料電池的溫度越高，則電解質(zhì)膜以及催化劑層中的質(zhì)子的移動(dòng)電阻越降低。另一方面，圖19 (B)圖示了燃料電池的溫度相同而含水量不同時(shí)的I 一 V特性的變化。在圖19(B)的曲線圖中，燃料電池的含水量越少，則I 一 V特性越向發(fā)電效率提高的方向變化。這是由于，燃料電池的含水量越少，則催化劑層中的反應(yīng)氣體的擴(kuò)散電阻越小。在冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)將燃料電池的電壓控制為固定時(shí)，在剛剛啟動(dòng)之后，由于伴隨于燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度的上升而引起的I 一 V特性的變化，因而電流將增加(圖19 (A))。但是，當(dāng)電流增大時(shí)，在燃料電池中生成水量將增加，從而其含水量將增大。因此，在某時(shí)間點(diǎn)，由于伴隨于燃料電池的含水量的增大而引起的I 一 V特性的變化，因而電流開始降低(圖 19 (B))。即，于冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)的電流的最大值、即啟動(dòng)時(shí)峰值電流為，根據(jù)燃料電池的溫度和燃料電池的含水量而決定的值。因此，如果預(yù)先取得啟動(dòng)時(shí)峰值電流、燃料電池的溫度、以及燃料電池的含水量之間的關(guān)系，則能夠在燃料電池于冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)對(duì)燃料電池的溫度和啟動(dòng)時(shí)峰值電流進(jìn)行計(jì)測(cè)，從而根據(jù)該關(guān)系，來(lái)求出燃料電池的含水量。在步驟S130 (圖17)中，含水量推斷部21根據(jù)在步驟S120中所取得的啟動(dòng)時(shí)峰值電流、和燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，使用設(shè)定有前文所述的關(guān)系的預(yù)定的映射圖，從而取得當(dāng)前的燃料電池10的含水量。另外，此時(shí)所取得的含水量在之后的處理中，被用作用于補(bǔ)正的基準(zhǔn)值。以下，將該含水量稱為“基準(zhǔn)含水量”。圖20為，將橫軸設(shè)定為啟動(dòng)時(shí)峰值電流、將縱軸設(shè)定為基準(zhǔn)含水量，來(lái)表示用于在步驟S130中取得基準(zhǔn)含水量所使用的映射圖的一個(gè)示例的曲線圖。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)針對(duì)每個(gè)燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度和含水量而對(duì)啟動(dòng)時(shí)峰值電流進(jìn)行計(jì)測(cè)，從而得到該映射圖。在該映射圖中，針對(duì)燃料電池的每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度而設(shè)定了如下的關(guān)系，S卩，啟動(dòng)時(shí)峰值電流越低，則基準(zhǔn)含水量越 以指數(shù)函數(shù)的方式而增大。此外，在該映射圖中，設(shè)定有如下的關(guān)系，即，即使為相同的啟動(dòng)時(shí)峰值電流，但燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度越低，則得到越低的基準(zhǔn)含水量。另外，在圖20中，僅圖示了運(yùn)轉(zhuǎn)溫度T1、T2、T3 (Tl > Τ2 > Τ3)時(shí)的曲線圖，而省略了其他的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度下的曲線圖。此外，在圖20中，用虛線箭頭標(biāo)記模式化地圖示了如下內(nèi)容，即，根據(jù)該關(guān)系，當(dāng)燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度為Tl，啟動(dòng)時(shí)峰值電流為Ip時(shí)，作為基準(zhǔn)含水量而能夠取得Cs。在步驟S135 (圖17)中，含水量推斷部21將基準(zhǔn)含水量Cs、和在圖16的步驟SlO中取得的陰極側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量Cp之間的差，乘以系數(shù)β(0 < β < 1)，從而得到基準(zhǔn)補(bǔ)正量dC (下述式(9))?；鶞?zhǔn)補(bǔ)正量dC = β X (Cs - Cp)…(9)關(guān)于系數(shù)β的功能在后文敘述。在步驟S140中，含水量推斷部21讀取在步驟S71中被存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)部中的平均氣體流量9<在步驟S145中，利用平均氣體流量qavg和基準(zhǔn)補(bǔ)正量dC，根據(jù)以下所說(shuō)明的映射圖而取得用于對(duì)液態(tài)水排水速度映射圖進(jìn)行補(bǔ)正的補(bǔ)正系數(shù)α。圖21 (A)為，表示為了取得補(bǔ)正系數(shù)α而使用的映射圖(以下，稱為“補(bǔ)正值取得用映射圖”)的一個(gè)示例的曲線圖。如利用圖5、圖6所進(jìn)行的說(shuō)明那樣，在基于排水速度映射圖的關(guān)系中，針對(duì)每個(gè)反應(yīng)氣體的流量，而存在無(wú)法通過(guò)反應(yīng)氣體的流動(dòng)而降低含水量的排出臨界值Clim。在補(bǔ)正值取得用映射圖中，設(shè)定有基于該關(guān)系的、供給空氣的流量q和排出臨界值Clim之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。具體而言，在補(bǔ)正值取得用映射圖中，設(shè)定有如下關(guān)系，即，供給空氣的流量q越小，則排出臨界值Clim越以描繪出向下凸起的方式而降低。含水量推斷部21根據(jù)補(bǔ)正值取得用映射圖，來(lái)取得相對(duì)于在步驟S140中所取得的平均氣體流量qavg的排出臨界值Clim avg。而且，將該相對(duì)于平均氣體流量qavg的排出臨界值Clinuavg代入到下述的式(10)中，從而取得補(bǔ)正系數(shù)α。a =(Climavg + dC) / Climav^..(10)在步驟S150 (圖17)中，含水量推斷部21將該補(bǔ)正系數(shù)α乘以補(bǔ)正值取得用映射圖的全部的排出臨界值Clim。由此，對(duì)補(bǔ)正值取得用映射圖中所表現(xiàn)出的、反應(yīng)氣體流量q和排出臨界值Clim之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了補(bǔ)正。另外，在圖21 (A)中，通過(guò)用實(shí)線對(duì)表示補(bǔ)正前的對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線圖進(jìn)行圖示，用虛線對(duì)表示補(bǔ)正后的對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線圖進(jìn)行圖示，從而模式化地圖示了補(bǔ)正值取得用映射圖被補(bǔ)正的情況。在步驟S150中，還對(duì)排水速度映射圖的排出臨界值Clim進(jìn)行補(bǔ)正。具體而言，可以采用如下方式，即，將針對(duì)每個(gè)反應(yīng)氣體的流量而被規(guī)定的上述式(3)中的Clim乘以補(bǔ)正系數(shù)α。圖21 (B)為，用于對(duì)伴隨于補(bǔ)正系數(shù)α對(duì)排出臨界值Clini的補(bǔ)正而進(jìn)行的排水速度映射圖的補(bǔ)正進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。在圖21 (B)中，關(guān)于與圖6同樣的、表示式(2)的雙曲線曲線圖，以實(shí)線圖示了補(bǔ)正前的狀態(tài)，以虛線圖示了補(bǔ)正后的狀態(tài)。當(dāng)對(duì)排出臨界值Clim進(jìn)行補(bǔ)正時(shí)，表示式(2)的雙曲線的變化的程度發(fā)生變化，從而在排水速度映射圖中所表示的關(guān)系(上述式(3))也發(fā)生變化。即，在該補(bǔ)正處理中設(shè)定為，在運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束后的燃料電池10中，存在相當(dāng)于以前次的燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平均氣體流量進(jìn)行掃氣時(shí)的、排出限界量Clinuavg的含水 量，并以該含水量作為基準(zhǔn)，而對(duì)排水速度映射圖進(jìn)行補(bǔ)正。圖22為，表示用于對(duì)排水速度映射圖的補(bǔ)正處理的效果進(jìn)行驗(yàn)證的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)示例的說(shuō)明圖，且為用于對(duì)上述的式(9)中的系數(shù)β的功能進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。本發(fā)明的發(fā)明人為了對(duì)上述的排水速度映射圖的補(bǔ)正處理的效果進(jìn)行驗(yàn)證，而實(shí)施了如下的模擬實(shí)驗(yàn)，即，在作為基準(zhǔn)含水量而依次輸入偏差較大的值的同時(shí)，反復(fù)執(zhí)行含水量推斷處理。在圖22的上層中，圖示了將縱軸設(shè)定為基準(zhǔn)含水量的輸入值，將橫軸設(shè)定為含水量推斷處理的執(zhí)行次數(shù)的、表示輸入值的偏差(分布)的曲線圖。在圖22的下層中，以與上半段的曲線圖相對(duì)應(yīng)的方式，圖示了將橫軸設(shè)定為含水量推斷處理的執(zhí)行次數(shù)，將縱軸設(shè)定為含水量的推斷值的、表示含水量推斷處理的執(zhí)行結(jié)果的變化的曲線圖。此處，作為基準(zhǔn)含水量而得到的燃料電池10的含水量的計(jì)測(cè)值，實(shí)際上由于誤差等的影響，而存在作為具有偏差的值而被取得的可能性。因此，在上述的補(bǔ)正處理中，如果將基準(zhǔn)含水量與運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量之間的差就此作為補(bǔ)正量，則該偏差的影響將被反映到補(bǔ)正上，反而會(huì)成為燃料電池10的含水量的推斷值精度降低的原因。因此，在第四實(shí)施例的含水量推斷部21中，在上述的式(9)中，使用系數(shù)β，以使基準(zhǔn)補(bǔ)正量dC的值小于運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量Cp和基準(zhǔn)含水量Cs之間的差。由此，通過(guò)重復(fù)進(jìn)行補(bǔ)正處理，從而對(duì)補(bǔ)正的程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得補(bǔ)正的精度逐漸增高。因此，當(dāng)在基準(zhǔn)含水量和運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)含水量之間產(chǎn)生了顯著的差時(shí)，如圖22的下層所示，作為含水量推斷處理的執(zhí)行結(jié)果，在經(jīng)過(guò)了初期階段中補(bǔ)正的精度逐漸增高的收斂期間Ct之后，能夠得到穩(wěn)定的值。如此，上述的式(9)的系數(shù)β具有對(duì)基準(zhǔn)含水量的偏差的影響進(jìn)行緩沖的功能。如上所述，在第四實(shí)施例的含水量推斷部21中，將通過(guò)基于排水速度的含水量的推斷方法以外的方法而取得的燃料電池10的含水量作為基準(zhǔn)值，來(lái)對(duì)用于取得排水速度的映射圖進(jìn)行補(bǔ)正。因此，進(jìn)一步提高了基于排水速度的含水量的推斷方法的推斷精度。Ε.第五實(shí)施例:圖23為，表示在作為本發(fā)明的第五實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)中，含水量推斷部21所執(zhí)行的排水速度映射圖的補(bǔ)正處理的處理步驟的流程圖。圖23除如下內(nèi)容之外與圖17大致相同，所述內(nèi)容為，設(shè)置有步驟S121來(lái)代替步驟S120這一點(diǎn)。另外，第五實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與第四實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)相同(圖2、圖7)。此外，第四實(shí)施例中的含水量推斷處理的處理步驟與在第三實(shí)施例中所說(shuō)明的處理步驟相同(圖16)。此處，冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)的燃料電池10的含水量越多，則燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度的上升越緩慢。因此，燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度變?yōu)楦哂诒c(diǎn)之前的時(shí)間(以下，稱為“冰點(diǎn)突破時(shí)間”)是由燃料電池10的啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度、和燃料電池10的含水量而決定的。在第五實(shí)施例中，含水量推斷部21在步驟S121中，對(duì)燃料電池10的啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度、和冰點(diǎn)突破時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)。而且，在步驟S130中，含水量推斷部21利用預(yù)先準(zhǔn)備的映射圖，來(lái)取得基準(zhǔn) 含水量，所述映射圖表示了燃料電池10的啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度、冰點(diǎn)突破時(shí)間、以及燃料電池10的含水量之間的關(guān)系。圖24為，將橫軸設(shè)定為冰點(diǎn)突破時(shí)間、將縱軸設(shè)定為基準(zhǔn)含水量，來(lái)表示為了在步驟S130中取得基準(zhǔn)含水量而使用的映射圖的一個(gè)示例的曲線圖。在該映射圖中，針對(duì)每個(gè)燃料電池的啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度而設(shè)定了如下的關(guān)系，即，冰點(diǎn)突破時(shí)間越長(zhǎng)，則基準(zhǔn)含水量越以描繪出向下凸起的曲線的方式而增大。此外，在該映射圖中，還設(shè)定了如下的關(guān)系，即，即使為相同的冰點(diǎn)下突破時(shí)間，但燃料電池的啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度越低，則得到越低的基準(zhǔn)含水量。另外，在圖24中，僅圖示了燃料電池10的啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度為Tl、Τ2、Τ3 (Tl >Τ2 > Τ3)時(shí)的曲線圖，而省略了關(guān)于其他的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度的曲線圖。此外，在圖24中，以虛線箭頭標(biāo)記模式化地圖示了如下情況，即，在燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度為Tl，冰點(diǎn)突破時(shí)間為時(shí)，作為基準(zhǔn)含水量而能夠取得Cs。在步驟S130中，含水量推斷部21利用該映射圖來(lái)取得基準(zhǔn)含水量。而且，在步驟S135 S150中，與在第四實(shí)施例中所說(shuō)明的內(nèi)容同樣地，通過(guò)對(duì)限界排出量Clim進(jìn)行補(bǔ)正從而執(zhí)行排水速度映射圖的補(bǔ)正。如上所述，即使為第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，也與第四實(shí)施例同樣地，能夠提高基于排水速度的含水量的推斷方法的推斷精度。F.第六實(shí)施例:圖25為，表示在作為本發(fā)明的第六實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)中，含水量推斷部21所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的流程圖。圖25除追加了步驟S55這一點(diǎn)之外與圖16大致相同。另外，第六實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與第五實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)相同(圖2、圖 7)。在上述第四實(shí)施例和第五實(shí)施例中，含水量推斷部21在冰點(diǎn)下啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行了排水速度映射圖的補(bǔ)正處理(步驟S15)。與之相對(duì)，第六實(shí)施例的含水量推斷部21在燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)中也執(zhí)行排水速度映射圖的補(bǔ)正處理。具體而言，第六實(shí)施例的含水量推斷部21在于步驟S50中取得燃料電池10的含水量的推斷值Ce、Ca之后，執(zhí)行以陰極用的排水速度映射圖為對(duì)象的排水速度映射圖的補(bǔ)正處理(步驟S55 )。圖26為，表示步驟S55的排水速度映射圖的補(bǔ)正處理(以下，也稱為“運(yùn)轉(zhuǎn)中映射圖補(bǔ)正處理”)的處理步驟的流程圖。在步驟S210中，含水量推斷部21取得阻抗計(jì)測(cè)部93(圖2)的計(jì)測(cè)結(jié)果。在步驟S220中，對(duì)是否能夠?qū)嵤┗谠撟杩沟挠?jì)測(cè)值Zm的、燃料電池10的含水量的計(jì)測(cè)進(jìn)行判斷。圖27為，表示燃料電池的阻抗和燃料電池的含水量之間的關(guān)系的曲線圖。如該曲線圖所表示的那樣，燃料電池的含水量越多，則燃料電池的阻抗越以指數(shù)函數(shù)的方式而減少。因此，當(dāng)燃料電池的含水量顯著較多時(shí)，則阻抗的變動(dòng)量將顯著減小。因此，當(dāng)燃料電池的內(nèi)部處于比較濕潤(rùn)的狀態(tài)時(shí)，基于燃料電池的阻抗的含水量的計(jì)測(cè)將變得較為困難。在步驟S220中，含水量推斷部21對(duì)預(yù)先設(shè)定的阻抗的閾值Zth、和在步驟SlO中所取得的阻抗的計(jì)測(cè)值Zm進(jìn)行比較。而且，當(dāng)阻抗的計(jì)測(cè)值Zm為閾值Zth以上時(shí)，判斷為能夠?qū)嵤┗谧杩沟挠?jì)測(cè)值Zm的、燃料電池10的含水量的計(jì)測(cè)。另一方面，當(dāng)阻抗的計(jì)測(cè)值Zm小于閾值Zth時(shí)，判斷為難以實(shí)施基于阻抗的計(jì)測(cè)值Zm的、燃料電池10的含水量的計(jì)測(cè)，并結(jié)束補(bǔ)正處理，返回至含水量推斷處理(圖25)。此處，含水量推斷部21預(yù)先存儲(chǔ)了設(shè)定有如圖27所示的關(guān)系的映射圖。在步驟S230中，含水量推斷部21利用該映射圖，來(lái)取得相對(duì)于阻抗的計(jì)測(cè)值Zm的、燃料電池10的當(dāng)前的含水量Cz，以作為成為補(bǔ)正的基準(zhǔn)的基準(zhǔn)含水量。在步驟S240 中，取得含水量Cz、和在含水量推斷處理(圖25)的步驟S50中所取得的此次的推斷值Ce之間的差，并將該差乘以系數(shù)β，從而取得基準(zhǔn)補(bǔ)正量dC (下述的式
(11))。另外，系數(shù)β與在第四實(shí)施例中所說(shuō)明的式(9)的系數(shù)β相同?；鶞?zhǔn)補(bǔ)正量dC = β X (Cz - Ce)…(11)在步驟S250中，利用基準(zhǔn)補(bǔ)正量dC和當(dāng)前的供給氣體的供給流量，并利用與在第四實(shí)施例中所說(shuō)明的補(bǔ)正處理(圖17)的步驟145中所說(shuō)明的同樣的映射圖(圖21 (A))，來(lái)取得補(bǔ)正系數(shù)α。而且，在步驟S260中，與在第四實(shí)施例中所說(shuō)明的補(bǔ)正處理的步驟150的處理同樣地，對(duì)補(bǔ)正值取得用映射圖和排水速度映射圖進(jìn)行補(bǔ)正。如上所述，根據(jù)第六實(shí)施例的含水量推斷部21，由于能夠在燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)排水速度映射圖進(jìn)行補(bǔ)正，因此能夠以更高的精度而對(duì)燃料電池10的含水量進(jìn)行推斷。G.第七實(shí)施例:圖28為，表示在作為本發(fā)明的第七實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)中，含水量推斷部21所執(zhí)行的含水量推斷處理的處理步驟的流程圖。圖28除追加了步驟S32這一點(diǎn)之外與圖16大致相同。另外，第七實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與第四實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)相同(圖
2、圖 7)。第七實(shí)施例的含水量推斷部21在于步驟S30中取得了前次值之后，在檢測(cè)出該前次值的修正的必要性時(shí)，執(zhí)行該修正(步驟S32)。另外，在步驟S32中成為對(duì)象的前次值為，陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)雙方的含水量的推斷值的前次值。具體而言，步驟S35的處理的具體處理內(nèi)容如下所述。圖29為，表示在步驟32中含水量推斷部21所執(zhí)行的前次值的修正處理的處理步驟的流程圖。在步驟S310中，含水量推斷部21根據(jù)阻抗計(jì)測(cè)部93 (圖2)的計(jì)測(cè)結(jié)果，來(lái)取得各個(gè)發(fā)電體11的電池內(nèi)阻，從而根據(jù)該電池內(nèi)阻，而對(duì)燃料電池10的電解質(zhì)膜的干燥狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。圖30為，表示電池內(nèi)阻和燃料電池的含水量之間的關(guān)系的曲線圖的一個(gè)示例。如該曲線圖所示，燃料電池的含水量越少，則電池內(nèi)阻越以指數(shù)函數(shù)的方式而增大。而且，在燃料電池的電解質(zhì)膜越干燥從而燃料電池的含水量越減少的狀態(tài)時(shí)，電池內(nèi)阻將顯著增大。在步驟S310 (圖29)中，含水量推斷部21將預(yù)先設(shè)定的電池內(nèi)阻的閾值Rcth作為基準(zhǔn)，當(dāng)電池內(nèi)阻的計(jì)測(cè)值大于閾值Rcth時(shí)，判斷為燃料電池10的電解質(zhì)膜處于干燥狀態(tài)，并執(zhí)行步驟S320的處理。另一方面，當(dāng)電池內(nèi)阻的計(jì)測(cè)值在閾值Rcth以下時(shí)，設(shè)定為電解質(zhì)膜并非干燥狀態(tài)，并返回至含水量推斷處理(圖28)，重新開始步驟S35之后的處理。在步驟S320中，將陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)各自的前次值與預(yù)定的閾值Ctl進(jìn)行比較并判斷是否為容許范圍內(nèi)的值。作為預(yù)定的閾值Ctl，例如可以使用根據(jù)如圖30所示的電池內(nèi)阻和燃料電池的含水量之間的關(guān)系，相對(duì)于電池內(nèi)阻的閾值Rcth而求出的含水量。另外，作為前次值的容許范圍，例如也可以設(shè)定為相對(duì)于閾值Ctl在±10%程度的范圍。當(dāng)在步驟S320中，判斷為陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)的前次值中的任意一方也從容許范圍偏離時(shí)，在步驟S330中，將該從容許范圍偏離的一方的前次值設(shè)定為預(yù)定的初始值。作為預(yù)定的初始值，例如也可以為與在步驟S320中所使用的預(yù)定的閾值Ctl相同的值。而且，含水量推斷部21使用該修正后的前次值，而重新開始含水量推斷處理(圖28)的步驟S35之后的處理。另一方面，當(dāng)陰極側(cè)和陽(yáng)極側(cè)的前次值都在容許范圍內(nèi)時(shí)，在不對(duì)前次值進(jìn)行修正的條件下，重新開始含水量推斷處理的步驟S35之后的處理。圖31為，表示步驟S32的前次值的修正處理被執(zhí)行時(shí)的、陰極側(cè)的含水量的推斷值Ce的時(shí)間變化的一個(gè)示例的曲線圖。另外，為了方便，省略關(guān)于陽(yáng)極側(cè)的含水量的推斷值Ca的說(shuō)明。在該曲線圖中，在時(shí)刻td，執(zhí)行步驟S32的前次值的修正處理，含水量的推斷值Ce被變更為預(yù)定的初始值Ctl,從而含水量的推斷值Ce的時(shí)間變化的軌跡成為不連續(xù)。如上所述，第七實(shí)施例的含水量推斷部21在燃料電池10的電解質(zhì)膜處于干燥狀態(tài)時(shí)，以所預(yù)先取得的、當(dāng)時(shí)的燃料電池10的含水量作為基準(zhǔn)，來(lái)對(duì)前次值進(jìn)行修正。因此，能夠避免在含水量的推斷值發(fā)生錯(cuò)誤的條件下繼續(xù)進(jìn)行推斷處理，而導(dǎo)致誤差以累積的方式擴(kuò)大的情況，進(jìn)而能夠提高燃料電池10的含水量的推斷精度。H.改變例:另外，該發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施例以及實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以在各種方式中實(shí)施，例如可以進(jìn)行如下的改變。Hl.改變例 I:在上述實(shí)施例中，含水量 推斷部21利用排水速度映射圖，來(lái)取得燃料電池10的預(yù)定的期間內(nèi)的液態(tài)水排出量，并利用與液態(tài)水排出量、生成水量、陰極水蒸汽收支、陽(yáng)極水蒸汽收支、以及陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量等的燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的值，而取得燃料電池10的含水量的推斷值。但是，也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21在取得燃料電池10的含水量的推斷值時(shí)，不利用生成水量、陰極水蒸汽收支、陽(yáng)極水蒸汽收支、陽(yáng)極移動(dòng)液態(tài)水量等的值。含水量推斷部21只需至少利用通過(guò)在上述實(shí)施例中所說(shuō)明的方法而取得的液態(tài)水排出量來(lái)取得燃料電池10的含水量的推斷值即可。H2.改變例 2:在上述實(shí)施例中，為了取得包含在供給氣體以及廢氣中的水蒸汽量，通過(guò)供給氣體信息檢測(cè)部35、57和廢氣信息檢測(cè)部43、68，從而取得了供給氣體以及廢氣中的水蒸汽分壓。但是，也可以采用如下方式，即，供給氣體信息檢測(cè)部35、57和廢氣信息檢測(cè)部43、68不對(duì)水蒸汽分壓進(jìn)行計(jì)測(cè)。供給氣體中所包含的水蒸汽量也可以根據(jù)外部氣體的水蒸汽分壓而進(jìn)行計(jì)算，廢氣中所包含的水蒸汽量也可以設(shè)定為廢氣的水蒸汽圧為飽和水蒸汽圧而進(jìn)行計(jì)算。同樣地，關(guān)于在上述實(shí)施例中所取得的其他計(jì)測(cè)值，也可以使用控制值、或基于預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值或限 定值的值等，來(lái)代替直接通過(guò)計(jì)測(cè)單元而取得的值。H3.改變例 3:在上述第二實(shí)施例中，根據(jù)水收支等、電解質(zhì)膜的含水量、以及與電解質(zhì)膜中的水的擴(kuò)散系數(shù)具有相關(guān)關(guān)系的值，而取得了從陰極朝向陽(yáng)極的水的移動(dòng)量。但是，從陰極朝向陽(yáng)極的水的移動(dòng)量也可以通過(guò)其他的方式而取得。H4.改變例 4:在上述第三實(shí)施例中，含水量推斷部21在檢測(cè)出反應(yīng)氣體的供給被暫時(shí)停止時(shí)，執(zhí)行了步驟S45的液態(tài)水排出量的補(bǔ)正處理。但是，也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21在檢測(cè)出關(guān)于反應(yīng)氣體的供給流量的預(yù)定的流量的變化(例如，流量的急劇降低等)時(shí)，執(zhí)行步驟S45的液態(tài)水排出量的補(bǔ)正處理。在這種情況下，也可以采用如下方式，即，根據(jù)反應(yīng)氣體的供給流量發(fā)生了預(yù)定的變化的期間而對(duì)液態(tài)水排出量進(jìn)行補(bǔ)正。H5.改變例 5:在上述第四實(shí)施例中，含水量推斷部21僅對(duì)陰極用的排水速度映射圖進(jìn)行了補(bǔ)正。但是，也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21通過(guò)與陰極用的排水速度映射圖的補(bǔ)正同樣的方法，而對(duì)陽(yáng)極用的排水速度映射圖進(jìn)行補(bǔ)正。H6.改變例 6:在上述第四實(shí)施例中，在排水速度映射圖的補(bǔ)正時(shí)，將相對(duì)于平均氣體流量的排出臨界值Clim avg作為基準(zhǔn)而執(zhí)行了補(bǔ)正處理。但是，也可以采用如下方式，即，在該補(bǔ)正處理中，使用相對(duì)于平均氣體流量以外的其他預(yù)定的流量的排出臨界值Climavg來(lái)作為基準(zhǔn)。在該補(bǔ)正處理中，優(yōu)選為，將相對(duì)于如下流量的排出臨界值Clim avg作為基準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行補(bǔ)正處理，所述流量相當(dāng)于前次的燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的反應(yīng)氣體的流量。H7.改變例 7:在上述第五實(shí)施例中，含水量推斷部21根據(jù)從冰點(diǎn)下啟動(dòng)后到燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度變得高于冰點(diǎn)的時(shí)間、即冰點(diǎn)突破時(shí)間，而取得了基準(zhǔn)含水量。但是，也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21根據(jù)其他的與燃料電池10的溫度變化相關(guān)的參數(shù)，來(lái)取得基準(zhǔn)含水量，以代替冰點(diǎn)突破時(shí)間。例如，也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21根據(jù)到燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度上升預(yù)定的溫度幅度為止的時(shí)間，來(lái)取得基準(zhǔn)含水量。
H8.改變例 8:在上述第五實(shí)施例以及第六實(shí)施例中，在對(duì)基準(zhǔn)補(bǔ)正量dC進(jìn)行計(jì)算時(shí)，為了緩和基準(zhǔn)含水量的誤差的影響，將其乘以系數(shù)β。但是，也可以采用如下方式，即，在式(9)、
(11)中，系數(shù)β被省略。此外，也可以采用如下方式，即，在對(duì)基準(zhǔn)補(bǔ)正量dC進(jìn)行計(jì)算時(shí)，通過(guò)乘以系數(shù)β以外的方法，而減小所取得的基準(zhǔn)補(bǔ)正量。Η9.改變例 9:在上述第六實(shí)施例中，含水量推斷部21根據(jù)燃料電池10的阻抗的計(jì)測(cè)值而取得了基準(zhǔn)含水量。但是，也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21通過(guò)其他的方法，來(lái)取得燃料電池10的含水量，并將其用作基準(zhǔn)含水量。Η10.改變例 10: 在上述第七實(shí)施例中，含水量推斷部21根據(jù)燃料電池10的電池內(nèi)阻，而對(duì)電解質(zhì)膜的干燥狀態(tài)進(jìn)行了檢測(cè)。但是，也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21通過(guò)其他的方法，而對(duì)電解質(zhì)膜的干燥狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。例如也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21在檢測(cè)出預(yù)定的I 一 V特性的變化時(shí)，判斷為電解質(zhì)膜處于干燥狀態(tài)。Hll.改變例 11:在上述第七實(shí)施例中，含水量推斷部21在前次值處于容許范圍外時(shí)，執(zhí)行了將前次值設(shè)定為預(yù)定的值的處理(圖29的步驟S320、S330)。但是，也可以采用如下方式，即，含水量推斷部21省略步驟S320的判斷處理，在檢測(cè)出電解質(zhì)膜的干燥狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行直接將前次值修正為預(yù)定的值的處理。Hl2.改變例 12 :雖然在上述實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)100被搭載于燃料電池車輛中，但燃料電池系統(tǒng)100也可以被搭載于燃料電池車輛以外的移動(dòng)體中，還可以被設(shè)置于移動(dòng)體以外的、住宅以及設(shè)施等的建筑物中。Hl3.改變例 13:在上述實(shí)施例中，控制部20作為含水量推斷部21而發(fā)揮功能，并取得燃料電池10的含水量的推斷值，且根據(jù)該推斷值，而對(duì)燃料電池系統(tǒng)100的各個(gè)結(jié)構(gòu)部進(jìn)行控制，從而對(duì)燃料電池10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行了控制。但是，也可以采用如下方式，即，控制部20根據(jù)在上述實(shí)施例的步驟S40中所取得的從燃料電池10中被排出的液態(tài)水量的推斷值，而對(duì)燃料電池系統(tǒng)100的各個(gè)結(jié)構(gòu)部進(jìn)行控制。具體而言，可以采用如下方式，即，控制部20根據(jù)從燃料電池10排出的液態(tài)水量的推斷值，而對(duì)打開陽(yáng)極氣體循環(huán)排出部60的排水閥66的正時(shí)進(jìn)行控制。另外，在上述實(shí)施例中，控制部20可以被理解為，執(zhí)行如下處理的、作為液態(tài)水排出量推斷部而發(fā)揮功能的部件，其中，所述處理為，取得在預(yù)定的期間內(nèi)從燃料電池10中被排出的液態(tài)水量的推斷值的處理，并具備:Ca)取得緊前值的工序，所述緊前值表示在預(yù)定的期間的緊前時(shí)的燃料電池10的含水量；(b)根據(jù)該緊前值、和當(dāng)前的燃料電池10中的反應(yīng)氣體的流量，來(lái)取得系數(shù)的工序；(c)通過(guò)對(duì)該系數(shù)和預(yù)定的期間進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得所述推斷值的工序。符號(hào)說(shuō)明I…電解質(zhì)膜；2…陰極；3…陽(yáng)極；3…陰極；5…膜電極接合體；7…陰極分離器；7p…流道；8…陽(yáng)極分離器;8p…流道;10…燃料電池;11…發(fā)電體;20…控制部;21…含水量推斷部；30…陰極氣體供給部；31...陰極氣體配管；32…空氣壓縮機(jī)；33…空氣流量計(jì)；34…開閉閥；35...供給氣體信息檢測(cè)部；40...陰極氣體排出部；41…陰極廢氣配管；43...廢氣信息檢測(cè)部；44…調(diào)壓閥；50、50A…陽(yáng)極氣體供給部；51…陽(yáng)極氣體配管；52…氫氣罐；53…開閉閥；54…調(diào)節(jié)器；55…氫氣供給裝置；56…入口壓力計(jì)測(cè)部；57…供給氣體信息檢測(cè)部；60、60A...陽(yáng)極氣體循環(huán)排出部；61...陽(yáng)極廢氣配管；62…氣液分離部；63...陽(yáng)極氣體循環(huán)配管；64…氫氣循環(huán)用泵；65…陽(yáng)極排水配管；66…排水閥；67…出口壓力計(jì)測(cè)部；68…廢氣信息檢測(cè)部；70…制冷劑供給部；71…制冷劑用配管；71a…上游側(cè)配管；71b…下游側(cè)配管；71c…旁通配管；72…散熱器；73...三通閥；75…制冷劑循環(huán)用泵；76a、76b…制冷劑溫度計(jì)測(cè)部；81...二次電池；82 "DC / DC轉(zhuǎn)換器；83...DC / AC逆變器；91…電池電壓計(jì)測(cè)部；92...電流計(jì)測(cè)部；93…阻抗計(jì)測(cè)部；94...S0C檢測(cè)部；100、IOOA…燃料電池系統(tǒng)；200…電機(jī)；DCL...直 流配線。
權(quán)利要求
1.一種逐次取得運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷值的方法，具備: Ca)取得前次的推斷值的工序； (b)根據(jù)所述前次的推斷值、和表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值，來(lái)取得系數(shù)的工序； (C)通過(guò)對(duì)所述系數(shù)和取得所述推斷值的周期進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值的工序； (d)根據(jù)在所述工序(C)中所取得的值，來(lái)取得此次的推斷值的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述系數(shù)為排水速度，所述排水速度為，每單位時(shí)間內(nèi)從所述燃料電池中被排出的液態(tài)水的量， 影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值為排水推斷量，所述排水推斷量表示從前次到此次之間從所述燃料電池中被排出的液態(tài)水量。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中， 所述工序(b)為如下的工序，S卩，根據(jù)所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量與所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量之間的預(yù)定的關(guān)系，使用所述前次的推斷值、和所述表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流 量的值，來(lái)取得所述排水速度， 所述預(yù)定的關(guān)系為如下的關(guān)系，即，對(duì)于每個(gè)所述反應(yīng)氣體的流量，以不同的變化程度，所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量以描繪出向下凸起的曲線的方式而進(jìn)行時(shí)間變化的關(guān)系，且為所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量以收斂至排水臨界值的方式而進(jìn)行時(shí)間變化的關(guān)系，其中，所述排水臨界值為，對(duì)于每個(gè)所述反應(yīng)氣體的流量而不同的預(yù)定的值。
4.如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的方法，其中， 所述工序(d)為如下的工序，即，利用所述排水推斷量、流入到所述燃料電池中的水蒸汽量、從所述燃料電池中流出的水蒸汽量、以及通過(guò)所述燃料電池的發(fā)電而生成的生成水量，來(lái)取得此次的推斷值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中， 所述燃料電池具備被第一電極和第二電極夾持的電解質(zhì)膜， 在所述工序(d)中，還利用所述第一電極和所述第二電極之間的水分的移動(dòng)量，來(lái)取得此次的推斷值， 所述第一電極和所述第二電極之間的水分的移動(dòng)量根據(jù)與所述電解質(zhì)膜中所包含的液態(tài)水量相關(guān)聯(lián)的值而決定。
6.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中的任意一項(xiàng)所述的方法，還具備: Ce)對(duì)所述燃料電池內(nèi)部的預(yù)定的干燥狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的工序； (f)當(dāng)檢測(cè)出所述預(yù)定的干燥狀態(tài)時(shí)，廢棄在所述工序(d)中所取得的所述此次的推斷值，而將預(yù)定的值設(shè)定為此次的推斷值的工序。
7.如權(quán)利要求2至權(quán)利要求6中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中， 所述工序(C)還具備工序(Cl)，所述工序(Cl)為，在前次到此次之間，當(dāng)檢測(cè)出存在所述反應(yīng)氣體的流量與預(yù)定量相比而暫時(shí)降低了的時(shí)間區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述時(shí)間區(qū)域的長(zhǎng)度而對(duì)所述排水推斷量進(jìn)行補(bǔ)正。
8.如權(quán)利要求3至權(quán)利要求7中的任意一項(xiàng)所述的方法，還具備:(A)取得所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的基準(zhǔn)值的工序； (B)取得與前次的推斷值和在所述工序(A)中所取得的所述基準(zhǔn)值之間的差相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)正值，并使用所述補(bǔ)正值而對(duì)在所述工序(b)中所使用的所述預(yù)定的關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)正的工序。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中， 所述工序(A)以及所述工序(B)在于冰點(diǎn)下啟動(dòng)所述燃料電池時(shí)被執(zhí)行， 所述工序(A)為如下的工序，S卩，根據(jù)所述燃料電池的啟動(dòng)時(shí)的、基于所述燃料電池的內(nèi)部的水分量的狀態(tài)變化，來(lái)取得所述基準(zhǔn)值。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中， 所述工序(A)為如下的工序，S卩，根據(jù)在所述燃料電池的啟動(dòng)時(shí)，在持續(xù)向所述燃料電池輸出預(yù)定的電壓時(shí)所檢測(cè)出的電流的最大值，來(lái)取得所述基準(zhǔn)值。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中， 所述工序(A)為如下的工序，S卩，根據(jù)在所述燃料電池的啟動(dòng)時(shí)，所述燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度從所述啟動(dòng)時(shí)至進(jìn)行了預(yù)定的溫度變化之間的時(shí)間，來(lái)取得所述基準(zhǔn)值。
12.如權(quán)利要求9至權(quán)利要求11中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中， 所述工序(B)為如下的工序，S卩，在所述預(yù)定的關(guān)系中，將能夠相對(duì)于所述反應(yīng)氣體的流量而求出的所述排水臨界值作為·補(bǔ)正的基準(zhǔn)，并使用所述補(bǔ)正值，而對(duì)所述預(yù)定的關(guān)系的整體進(jìn)行補(bǔ)正，所述反應(yīng)氣體的流量相當(dāng)于此次啟動(dòng)時(shí)之前的所述燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的反應(yīng)氣體的流量。
13.如權(quán)利要求8至權(quán)利要求12中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中， 所述工序(B)為如下的工序，S卩，將所述補(bǔ)正值設(shè)定為小于所述前次的推斷值和所述基準(zhǔn)值之間的差的值，以便通過(guò)反復(fù)進(jìn)行多次的補(bǔ)正而逐漸消除推斷值的誤差。
14.一種取得在預(yù)定的期間內(nèi)從運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池中被排出的液態(tài)水量的推斷值的方法，具備: (a)取得緊前值的工序，所述緊前值為，表示在所述預(yù)定的期間的緊前時(shí)存在于所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量； (b)根據(jù)所述緊前值、和表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值，來(lái)取得系數(shù)的工序； (C)通過(guò)對(duì)所述系數(shù)和所述預(yù)定的期間進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得所述推斷值的工序。
15.一種燃料電池內(nèi)部液態(tài)水量推斷裝置，其逐次取得運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷值，所述燃料電池內(nèi)部液態(tài)水量推斷裝置具備: 前次值存儲(chǔ)部，其對(duì)前次的推斷值進(jìn)行存儲(chǔ)； 氣體流量取得部，其取得氣體流量，所述氣體流量為，表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值； 推斷值取得部，其根據(jù)所述前次值存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的所述前次的推斷值、和所述反應(yīng)氣體流量取得部所取得的氣體流量而取得系數(shù)，并通過(guò)對(duì)所述系數(shù)和取得所述推斷值的周期進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得變動(dòng)影響值，并且根據(jù)所述變動(dòng)影響值，來(lái)取得此次的推斷值，其中，所述變動(dòng)影響值為，影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值。
16.一種燃料電池系統(tǒng)，具備:燃料電池； 反應(yīng)氣體供給部，其向所述燃料電池供給反應(yīng)氣體； 液態(tài)水量取得部，其逐次取得運(yùn)轉(zhuǎn)中的所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷值；控制部，其使用由所述液態(tài)水量取得部所取得的所述液態(tài)水量的推斷值，而對(duì)所述燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制， 所述液態(tài)水量取得部根據(jù)前次的推斷值、和表示當(dāng)前的所述燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值而取得系數(shù)，并通過(guò)對(duì)所述系數(shù)和取得所述推斷值的周期進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值，并且根據(jù)影響所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的變動(dòng)的值， 而取得并輸出此次的推斷值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷方法、從燃料電池中被排出的液態(tài)水量的推斷方法、燃料電池內(nèi)部液態(tài)水量推斷裝置以及燃料電池系統(tǒng)。在所述燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷方法中，通過(guò)以下的工序(a)～(d)，每隔預(yù)定的期間而逐次取得運(yùn)轉(zhuǎn)中的燃料電池內(nèi)部的液態(tài)水量的推斷值，進(jìn)而提高燃料電池內(nèi)部的水分狀態(tài)的檢測(cè)精度。(a)取得前次的推斷值。(b)根據(jù)前次的推斷值、和表示當(dāng)前的燃料電池中的反應(yīng)氣體的流量的值，來(lái)取得排水速度，所述排水速度為，每單位時(shí)間內(nèi)從燃料電池中被排出的液態(tài)水的量。(c)通過(guò)對(duì)排水速度、和取得推斷值的周期進(jìn)行乘法運(yùn)算，從而取得在預(yù)定的期間內(nèi)從燃料電池中被排出的液態(tài)水量。(d)使用在預(yù)定的期間內(nèi)從燃料電池中被排出的液態(tài)水量，來(lái)取得此次的推斷值。
文檔編號(hào)H01M8/04GK103250291SQ20118002093
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者小川朋宏, 荒木康, 濱田仁, 竹內(nèi)弘明 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社