CN102414889B - 燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

一种具备燃料电池的燃料电池系统具备发电时气体供给部，该发电时气体供给部在燃料电池的发电时，对燃料电池的阳极供给含有氢的燃料气体，并对燃料电池的阴极供给含有氧的氧化气体。而且具备阳极电位上升信息取得部，该阳极电位上升信息取得部在由发电时气体供给部进行的燃料气体及氧化气体的供给停止后，取得表示燃料电池的阳极电位上升的状态的信息即阳极电位上升信息。还具备阳极形态变化量导出部，该阳极形态变化量导出部基于阳极电位上升信息，导出阳极具备的催化剂金属的形态变化的程度即阳极形态变化量。

Description

燃料电池系统

技术领域

本发明涉及燃料电池系统。 

背景技术

燃料电池的性能时效变化的主要原因之一可列举电极中的催化剂的形态变化。燃料电池用电极通常具备将铂等催化剂金属分散载持在碳粒子等载体上的催化剂载持粒子。电极催化剂的形态变化是指例如分散载持在上述载体上的催化剂金属微粒子凝集，作为电极整体而催化剂金属的表面积减少。作为此种电极催化剂的形态变化及其程度的一个检测方法，以往提出有基于周期伏安特性，检测电极催化剂的有效面积的方法(例如，参照专利文献1)。 

专利文献1：日本特开2008-218097号公报 

专利文献2：日本特开2009-140751号公报 

专利文献3：日本特开2009-259481号公报 

专利文献4：日本特开2010-80166号公报 

然而，利用周期伏安特性来检测电极催化剂的有效面积时，与燃料电池系统一起还需要设置用于测定周期伏安的测定器。而且，在未进行燃料电池的通常的发电及停止的动作时，需要特别设置周期伏安的测定的机会。 

发明内容

本发明用于解决上述以往的课题而作出，其目的在于简便地进行电极催化剂的形态变化及其程度的检测。而且，本发明的另一目的在于使用简便地检测出的电极催化剂的形态变化的程度，使燃料电池的 发电控制适当化。 

本发明为了解决上述的课题中的至少一部分而作出，能够作为以下的形态或适用例来实施。 

[适用例1] 

一种燃料电池系统，具备燃料电池，包括： 

发电时气体供给部，在所述燃料电池的发电时，对所述燃料电池的阳极供给含有氢的燃料气体，并对所述燃料电池的阴极供给含有氧的氧化气体； 

阳极电位上升信息取得部，在由所述发电时气体供给部进行的所述燃料气体及所述氧化气体的供给停止后，取得表示所述燃料电池的阳极电位上升的状态的信息即阳极电位上升信息；及 

阳极形态变化量导出部，基于所述阳极电位上升信息，导出所述阳极具备的催化剂金属的形态变化的程度即阳极形态变化量。 

根据适用例1所记载的燃料电池系统，由于进行阳极电位上升信息的取得，因此与直接检测阳极电位的情况相比，能够容易地检测伴随燃料电池的发电停止的阳极电位的上升。而且，如上所述基于导出的阳极电位上升来导出阳极形态变化量，因此无需直接检测阳极形态变化量，而能够容易且简便地得知阳极形态变化量。 

[适用例2] 

在适用例1记载的燃料电池系统中，所述阳极电位上升信息取得部取得的所述阳极电位上升信息是表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息。根据适用例2记载的燃料电池系统，基于表示燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的简便的信息，能够容易地导出阳极形态变化量。 

[适用例3] 

在适用例2记载的燃料电池系统中，还具备取得所述燃料电池的电压的电压取得部，表示所述燃料电池停止后的阳极电位上升发生了一次的信息是基于所述电压取得部取得的电压的变动模式而生成的信息。根据适用例3记载的燃料电池系统，通过检测燃料电池的电压的这一简便的结构，就能够取得阳极电位上升信息。 

[适用例4] 

在适用例3记载的燃料电池系统中，所述电压的变动模式是在所述燃料电池的发电停止后所述电压取得部取得的电压从下降的状态转变为上升而后再转变为下降的模式。根据适用例4记载的燃料电池系统，通过使发电停止后的燃料电池的电压从下降的状态转变为上升，然后再转变为下降，能够容易地取得阳极电位上升信息。 

[适用例5] 

在适用例2记载的燃料电池系统中，还具备取得所述燃料电池的发电停止后的经过时间的经过时间取得部，表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息，是所述经过时间取得部取得的所述经过时间经过基于阳极形态变化的发展状态而决定的第一基准时间时生成的信息。根据适用例5记载的燃料电池系统，通过检测燃料电池的发电停止后的经过时间这一简便的结构，就能够取得阳极电位上升信息。 

[适用例6] 

在适用例5记载的燃料电池系统中，所述第一基准时间是在所述燃料电池的发电停止后直至阳极电位上升而稳定为止所需的时间。根据适用例6记载的燃料电池系统，能够高精度地检测燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的情况。 

[适用例7] 

在适用例5记载的燃料电池系统中，所述第一基准时间是直至在 所述燃料电池的发电停止后发展的阳极形态变化的反应停止为止所需的时间。根据适用例7记载的燃料电池系统，能够进一步提高检测燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的动作的可靠性。 

[适用例8] 

在适用例2记载的燃料电池系统中，还具备氧分压导出部，用于导出在所述燃料电池内的阳极上形成的所述燃料气体的流路中的氧分压，表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息，是所述氧分压导出部导出的所述氧分压超过预先确定的基准分压时生成的信息。根据适用例8记载的燃料电池系统，能够高精度地检测燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的情况。 

[适用例9] 

在适用例2记载的燃料电池系统中，表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息是执行所述燃料电池的发电停止处理时生成的信息，其中，所述发电停止处理是伴随着由所述发电时气体供给部进行的所述燃料气体及所述氧化气体的供给停止的处理。根据适用例9记载的燃料电池系统，能够通过简便的动作取得阳极电位上升信息。 

[适用例10] 

在适用例9记载的燃料电池系统中，所述发电停止处理是对所述燃料电池内的燃料气体的流路供给空气的空气净化处理。根据适用例10记载的燃料电池系统，能够通过简便的动作取得阳极电位上升信息。 

[适用例11] 

在适用例2至10中任一适用例记载的燃料电池系统中，还具备阳极形态变化量存储部，用于对所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量进行存储，所述阳极形态变化量导出部，将作为因进行一次所述燃料电池的发电停止而伴随阳极电位上升发展的阳极形态 变化的量被导出的值加在上一次取得所述阳极电位上升信息时存储在所述阳极形态变化量存储部中的所述阳极形态变化量上，从而导出所述阳极形态变化量。根据适用例11记载的燃料电池系统，能够通过简便的动作导出阳极形态变化量。 

[适用例12] 

在适用例11记载的燃料电池系统中，还具备取得所述燃料电池的温度的燃料电池温度取得部，所述阳极形态变化量导出部基于所述燃料电池的温度导出因进行一次所述燃料电池的发电停止而伴随阳极电位上升发展的阳极形态变化的量。根据适用例12记载的燃料电池系统，能够提高导出阳极形态变化量的精度。 

[适用例13] 

在适用例1记载的燃料电池系统中，所述阳极电位上升信息取得部在判断为在所述燃料电池的发电停止后、阳极电位上升引起的阳极形态变化未被所述燃料电池的再起动所中断而发展时，取得表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息作为第一阳极电位上升信息，所述阳极电位上升信息取得部在判断为在所述燃料电池的发电停止后、阳极电位上升引起的阳极形态变化发展的中途进行了所述燃料电池的再起动时，取得表示直至所述燃料电池再起动为止所发展的阳极形态变化量的值作为第二阳极电位上升信息。根据适用例13记载的燃料电池系统，在燃料电池的发电停止后发展的阳极形态变化能够区别为通过燃料电池的再起动进行中断的情况和未通过燃料电池的再起动进行中断的情况，而导出阳极形态变化量。 

[适用例14] 

在适用例13记载的燃料电池系统中，在所述燃料电池的发电停止后，在没有所述燃料电池的再起动的状态下经过了基于阳极形态变化的发展状态决定的第一基准时间时，所述阳极电位上升信息取得部取得所述第一阳极电位上升信息，在所述燃料电池的发电停止后，在经 过了基于阳极形态变化的发展状态而以比所述第一基准时间早的时刻设定的第二基准时间、且在所述第一基准时间经过之前进行所述燃料电池再起动时，所述阳极电位上升信息取得部取得与进行所述燃料电池的再起动的时间有关的信息作为所述第二阳极电位上升信息。根据适用例14记载的燃料电池系统，通过使用时间的经过作为判断基准这一简便的结构，能够取得阳极电位上升信息。 

[适用例15] 

在适用例13或14记载的燃料电池系统中，还具备对所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量进行存储的阳极形态变化量存储部，所述阳极形态变化量导出部在取得所述第一阳极电位上升信息时，将作为因进行一次所述燃料电池的发电停止而伴随阳极电位上升发展的阳极形态变化的量被导出的值加在上一次取得所述阳极电位上升信息时存储在所述阳极形态变化量存储部中的所述阳极形态变化量上，从而导出所述阳极形态变化量，所述阳极形态变化量导出部在取得所述第二阳极电位上升信息时，基于所述第二阳极电位上升信息导出从所述燃料电池发电停止到再起动为止发展的阳极形态变化量，将导出的阳极形态变化量加在上一次取得所述阳极电位上升信息时存储在所述阳极形态变化量存储部中的所述阳极形态变化量上，从而导出所述阳极形态变化量。根据适用例15记载的燃料电池系统，能够高精度地导出阳极形态变化量。 

[适用例16] 

在适用例1至15中任一适用例记载的燃料电池系统中，还具备：负电压单电池检测部，在所述燃料电池的发电中检测构成所述燃料电池的单电池中成为因氢不足导致的负电压的单电池，并且检测成为该负电压的单电池的发电条件；负电压时阳极形态变化量导出部，基于所述发电条件，导出成为所述负电压的单电池中的阳极形态变化量；及发电时阳极形态变化量导出部，将所述负电压时阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量对于每个所述单电池进行累计，导出 在因氢不足导致的负电压的作用下发展的阳极形态变化量即发电时阳极形态变化量。根据适用例16记载的燃料电池系统，除了发电停止后发展的阳极形态变化量之外，还能够对于每个单电池导出在燃料电池的发电中发展的阳极形态变化的量。 

[适用例17] 

在适用例1至16中任一适用例记载的燃料电池系统中，还具备电压下降抑制部，该电压下降抑制部在所述燃料电池的发电时，基于所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量，变更与所述发电时气体供给部对所述阳极供给所述燃料气体有关的燃料气体供给控制，以抑制阳极形态变化所导致的电压下降。根据适用例17记载的燃料电池系统，即使在阳极形态变化发展时，也能够抑制燃料电池性能的下降。 

[适用例18] 

在适用例16记载的燃料电池系统中，还具备电压下降抑制部，该电压下降抑制部在所述燃料电池的发电时，变更与所述发电时气体供给部对所述阳极供给所述燃料气体有关的燃料气体供给控制，以抑制阳极形态变化所导致的电压下降，所述电压下降抑制部在所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量为第一基准值以上的情况下，基于所述阳极形态变化量变更所述燃料气体供给控制，所述电压下降抑制部在所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量小于所述第一基准值、且所述发电时阳极形态变化量导出部导出的所述发电时阳极形态变化量超过第二基准值的单电池存在的情况下，当所述发电时阳极形态变化量超过所述第二基准值的单电池的电压低于基准电压时，变更所述燃料气体供给控制。根据适用例18记载的燃料电池系统，在构成燃料电池的单电池中存在由于阳极形态变化发展而电压开始下降的单电池时，在燃料电池整体的电压下降之前，能够进行抑制电压下降的控制。因此，能够提高抑制燃料电池的性能下降的动作的可靠性。 

[适用例19] 

在适用例17或18记载的燃料电池系统中，作为用于抑制阳极形态变化所导致的电压下降的所述燃料气体供给控制的变更，所述电压下降抑制部使向所述阳极供给的所述燃料气体的压力上升。根据适用例19记载的燃料电池系统，通过使燃料气体的压力上升，而能够抑制燃料电池的电压下降。 

[适用例20] 

在适用例17或18记载的燃料电池系统中，作为用于抑制阳极形态变化所导致的电压下降的所述燃料气体供给控制的变更，所述电压下降抑制部使向所述阳极供给的所述燃料气体的流量增加。根据适用例20记载的燃料电池系统，通过使燃料气体的流量增加，能够抑制燃料电池的电压下降。 

[适用例21] 

在适用例17或18记载的燃料电池系统中，作为用于抑制阳极形态变化所导致的电压下降的所述燃料气体供给控制的变更，所述电压下降抑制部使向所述阳极供给的所述燃料气体的加湿量增加。根据适用例21记载的燃料电池系统，通过使燃料气体的加湿量增加，能够抑制燃料电池的电压下降。 

[适用例22] 

在适用例1至21中任一适用例记载的燃料电池系统中，还具备：高电位回避控制部，控制所述燃料电池的发电状态，以使所述燃料电池的输出电压不超过上限电压；阳极电位上升量导出部，基于所述阳极形态变化量导出部导出的阳极形态变化量，导出因阳极形态变化引起的所述阳极的电位上升量；及上限电压设定部，将从基准上限电压中减去所述阳极电位上升量导出部所导出的所述阳极的电位上升量后的值设定为所述上限电压，其中，所述基准上限电压是为了所述上限 电压而预先设定的电压。根据适用例22记载的燃料电池系统，能够抑制燃料电池的阴极成为不希望的程度的高电位的情况。 

[适用例23] 

在适用例1至22中任一适用例记载的燃料电池系统中，还具备：缺氢运转回避控制部，在对所述阳极的供给氢量不足导致所述燃料电池的电压成为下限电压以下时执行缺氢运转回避控制，该缺氢运转回避控制用于避免在氢不足的状态下继续发电；阳极电位上升量导出部，基于所述阳极形态变化量导出部所导出的阳极形态变化量，导出因阳极形态变化引起的所述阳极的电位上升量；及下限电压设定部，将从基准下限电压中减去所述阳极电位上升量导出部所导出的所述阳极的电位上升量后的值设定为所述下限电压，其中，所述基准下限电压是为了所述下限电压而预先设定的电压。根据适用例23记载的燃料电池系统，能够抑制过度地执行缺氢运转回避控制的情况。 

[适用例24] 

在适用例23记载的燃料电池系统中，所述缺氢运转回避控制部作为所述缺氢运转回避控制进行使向所述阳极供给的所述燃料气体的流量增加的控制。根据适用例24记载的燃料电池系统，通过可抑制过度的缺氢运转回避控制，能够抑制使燃料气体的流量增加所导致的燃料电池系统中的系统效率的下降。 

本发明能够通过上述以外的各种方式实现，例如能够通过阳极形态变化量的导出方法、燃料电池的输出下降抑制方法、燃料电池的高电位回避控制方法、或燃料电池的缺氢运转回避方法等方式实现。 

附图说明

图1是表示燃料电池系统10的简要结构的框图。 

图2是表示单电池70的分解立体图。 

图3是表示燃料电池的发电停止后的电压推移的情况的说明图。 

图4是与燃料电池电压的变化一起表示阳极电位变化的情况的说明图。 

图5是表示发电停止次数与阳极催化剂表面积之间的关系的说明图。 

图6是表示阳极形态变化量导出处理程序的流程图。 

图7是在不同的温度下发电停止时的阳极催化剂表面积的求法的说明图。 

图8是表示阳极电位上升判断处理程序的流程图。 

图9是表示发电停止后的电压变动的另一模式的一例的说明图。 

图10是表示发电停止后的经过时间与阳极上氧分压的关系的说明图。 

图11是表示阳极电位上升判断处理程序的流程图。 

图12是表示燃料电池系统110的简要结构的框图。 

图13是表示燃料电池系统210的简要结构的框图。 

图14是表示电动车90的简要结构的框图。 

图15是表示燃料电池输出与燃料电池效率及辅机动力的关系的说明图。 

图16是表示燃料电池输出与燃料电池系统效率的关系的说明图。 

图17是表示阳极电位上升判断处理程序的流程图。 

图18是表示经过时间与阳极形态变化速度的关系的说明图。 

图19是表示燃料电池发电停止次数与阳极催化剂表面积的关系的说明图。 

图20是表示发电时阳极形态变化量导出处理程序的流程图。 

图21是表示阳极形态变化的程度与燃料电池的性能下降量的关系的说明图。 

图22是表示燃料电池的IV特性的说明图。 

图23是表示形态变化影响抑制处理程序的流程图。 

图24是表示燃料气体压力上升量与性能提高量的关系的说明图。 

图25是表示形态变化影响抑制处理程序的流程图。 

图26是表示高电位回避控制处理程序的流程图。 

图27是表示高电位回避上限电压校正处理程序的流程图。 

图28是表示燃料电池的IV特性、以及电流与阴极电位的关系的说明图。 

图29是表示燃料电池的IV特性、以及电流与阴极电位的关系的说明图。 

图30是表示燃料电池电压及阴极电位的变动的情况的一例的说明图。 

图31是表示燃料电池电压及阴极电位的变动的情况的一例的说明图。 

图32是表示缺氢运转回避控制处理程序的流程图。 

图33是表示氢不足回避下限电压校正处理程序的流程图。 

具体实施方式

A.燃料电池系统10的整体结构： 

图1是表示作为本发明的第一实施例的燃料电池系统10的简要结构的框图。本实施例的燃料电池系统10具备燃料电池15、氢罐20、压缩机30、氢截止阀40、可变调压阀42、氢循环泵44、净化阀46、负载连接部51、电压传感器52、制冷剂循环泵60、散热器61、制冷剂温度传感器63、及控制部50。 

燃料电池15是固体高分子型的燃料电池，具有将作为发电体的单电池70层叠多个而成的堆叠结构。图2是表示构成燃料电池15的单电池70的分解立体图。单电池70具备MEA(膜-电极接合体、Membrane Electrode Assembly)71、气体扩散层72、73、及气体隔板74、75。在此，MEA71由电解质膜、形成在电解质膜的各个面上的电极即阳极及阴极构成。该MEA71由气体扩散层72、73夹持，由MEA71及气体扩散层72、73构成的夹层结构还从两侧被气体隔板74、75夹持(但是，由于气体扩散层72配置在气体扩散层73所配置的面的背面，因此在图2中未图示)。 

构成MEA71的电解质膜是通过固体高分子材料例如氟系树脂形成的质子传导性的离子交换膜，在湿润状态下示出良好的电子传导性。阴极及阳极是形成在电解质膜上的层，具备：载持进行电化学反应的催化剂金属(例如铂)的碳粒子；及具有质子传导性的高分子电解质。气体扩散层72、73由具有气体透过性及电子传导性的部件构成，例如能够通过发泡金属、金属筛网等金属制部件、或碳布、碳纸等碳制部件形成。 

气体隔板74、75通过气体不透过的导电性部件，例如压缩碳而形成为气体不透过的致密质碳等碳制部件、或冲压成形的不锈钢等金属制部件形成。气体隔板74、75是成为形成在与MEA71之间的反应气体(含有氢的燃料气体或含有氧的氧化气体)的流路的壁面的部件，所述隔板74、75的表面上形成有用于形成气体流路的凹凸形状。在表面形成有槽88的气体隔板74与MEA71之间形成有氧化气体的流路即电池内氧化气体流路。而且，在表面形成有槽89的气体隔板75与MEA71之间形成有燃料气体的流路即电池内燃料气体流路。组装单电池70时，在MEA71的外周配置密封部(未图示)，确保单电池70内的气体流路的密封性并将气体隔板74、75之间接合。 

在此，在气体隔板74、75中，在设有用于形成电池内气体流路的槽88、89的面的背面形成凹部87(但是，形成在气体隔板74的背面上的凹部87未图示)。这些凹部87在与在气体隔板74、75上配置有气体扩散层72、73的区域整体重叠的范围上形成，在相邻的单电池70之间形成制冷剂的流路即电池间制冷剂流路。电池间制冷剂流路也可以不是设置在各单电池70之间，而例如每层叠规定数目的单电池70而设置。 

气体隔板74、75在接近其外周的相互对应的位置上具备多个孔部。层叠多个单电池70而组装燃料电池时，设置在各隔板的对应的位置上的孔部互相重合，形成沿气体隔板的层叠方向贯通燃料电池内部的流 路。具体来说，孔部83形成向各电池内氧化气体流路分配氧化气体的氧化气体供给歧管，孔部84形成从各电池内氧化气体流路集合氧化气体的氧化气体排出歧管。而且，孔部85形成向各电池内燃料气体流路分配燃料气体的燃料气体供给歧管，孔部86形成从各电池内燃料气体流路集合燃料气体的燃料气体排出歧管。另外，孔部81形成向各电池间制冷剂流路分配制冷剂的制冷剂供给歧管，孔部82形成从各电池间制冷剂流路集合制冷剂的制冷剂排出歧管。 

如图1所示，本实施例的燃料电池15通过在层叠多个单电池70而成的层叠体的两端依次配置具备输出端子的集电板(接头)78、绝缘板(绝缘体)77、端板76而形成。燃料电池15通过未图示的保持部件(例如，通过螺栓与双方的端板76结合的张力板)保持成沿单电池70的层叠方向作用有紧固压力的状态。 

燃料电池系统10具备的氢罐20是贮藏作为燃料气体的氢气的贮藏装置，经由氢供给流路22与燃料电池15的氢供给歧管连接。在氢供给流路22上从氢罐20起依次设置氢截止阀40和可变调压阀42。可变调压阀42是能够调整从氢罐20向燃料电池15供给的氢压(氢量)的调压阀。氢罐20除了形成为贮藏高压的氢气的氢高压储气瓶之外，还可以形成为具备氢吸附合金而通过使氢由氢吸附合金吸附来贮存氢的罐。 

在燃料电池15的氢排出歧管上连接有氢排出流路24。在该氢排出流路24上设有净化阀46。而且，将氢供给流路22和氢排出流路24连接而设置连接流路25。连接流路25在可变调压阀42下游侧与氢供给流路22连接，且在净化阀46上游侧与氢排出流路24连接。在连接流路25上设置产生使氢在流路内循环时的驱动力的氢循环泵44。 

从氢罐20经由氢供给流路22供给的氢在燃料电池15中供于电化学反应，而排出至氢排出流路24。向氢排出流路24排出的氢经由连接 流路25再次被导向氢供给流路22。如此，在燃料电池系统10中，氢在氢排出流路24的一部分、连接流路25、氢供给流路22的一部分、以及形成在燃料电池15内的燃料气体的流路(将这些流路合在一起称为氢循环流路)中循环。在燃料电池15的发电时，通常净化阀46闭阀，但当循环的氢中的杂质(氮或水蒸气等)增加时适当打开净化阀46，由此，将杂质浓度增加了的氢气的一部分向系统的外部排出。而且，在由电化学反应的发展导致的氢的消耗、或由于净化阀46的开阀而氢循环流路内的氢量不足时，经由可变调压阀42从氢罐20向氢循环流路补充氢。 

压缩机30是用于从外部取入空气并进行压缩，作为氧化气体向燃料电池15供给的装置，并经由空气供给流路32与燃料电池15的氧化气体供给歧管连接。而且，在燃料电池15的氧化气体排出歧管上连接有空气排出流路34。从压缩机30经由空气供给流路32供给的空气在燃料电池15中供于电化学反应，并经由空气排出流路34向燃料电池15的外部排出。 

如上所述，在燃料电池15发电时，氢罐20、可变调压阀42及氢循环泵44对燃料电池15的阳极供给燃料气体，压缩机30对燃料电池15的阴极供给氧化气体。因此，这些各部分整体作为发电时气体供给部起作用，该发电时气体供给部在燃料电池发电时向燃料电池的阳极供给燃料气体并向阴极供给氧化气体。 

在燃料电池15的各集电板78上经由配线56连接有负载57。负载57例如可以为二次电池或电力消耗装置(电动机等)。而且，在该配线56上设有负载连接部51，该负载连接部51作为对燃料电池15与负载57之间的连接进行接通切断的开关。负载连接部51在燃料电池15发电时切换成将燃料电池15和负载57连接，并在燃料电池15发电停止时切换成将燃料电池15与负载57的连接切断。 

电压传感器52是能够检测燃料电池15的燃料电池电压Vf的传感器。而且，电压传感器52能够检测构成燃料电池15的各个单电池70的电压。 

散热器61设置于制冷剂流路62，对在制冷剂流路62内流动的制冷剂进行冷却。制冷剂流路62与燃料电池15的已述的制冷剂供给歧管及制冷剂排出歧管连接。而且，在制冷剂流路上设有制冷剂循环泵60，通过驱动制冷剂循环泵60，而使制冷剂在散热器61与燃料电池15之间循环，从而能够调节燃料电池15的内部温度。在制冷剂流路62中，在与燃料电池15的制冷剂排出歧管的连接部附近设有用于检测制冷剂的温度的制冷剂温度传感器63。 

控制部50作为以微型计算机为中心的逻辑电路构成，详细来说，具备CPU、ROM、RAM、输入输出接口等，该CPU根据预先设定的控制程序而执行规定的运算等，该ROM预先存储有通过CPU执行各种运算处理所需的控制程序或控制数据等，该RAM临时读写通过该CPU进行各种运算处理所需的各种数据，该输入输出接口输入输出各种信号。控制部50对压缩机30、氢截止阀40、可变调压阀42、负载连接部51、氢循环泵44、净化阀46、制冷剂循环泵60等输出驱动信号。而且，从电压传感器52或制冷剂温度传感器63等取得检测信号。而且，控制部50具有能够计测规定期间的时间的计时功能。 

在图1中，仅记载有燃料电池15作为燃料电池系统10对负载57供给电力的电源，但燃料电池系统10还具备未图示的二次电池作为电源。该二次电池能够与燃料电池15一起或单独对负载57即电动机等电力消耗装置进行电力供给。而且，该二次电池在残留容量下降时能够基于燃料电池15进行充电，在充电时对于燃料电池15来说成为负载57。进而，该二次电池在燃料电池15停止发电后，对以控制部50为首的燃料电池系统10的各部分供给电力。 

B.发电停止时的阳极的电位上升： 

在燃料电池系统10中，在其起动时开始燃料电池15的发电时，控制部50执行用于开始发电的处理。具体来说，控制部50接收到燃料电池系统10的起动的指示信号时，控制负载连接部51而将燃料电池15和负载57连接。而且，控制部50使氢截止阀40开阀并调整可变调压阀42，基于负载要求对压缩机30进行驱动控制，并驱动氢循环泵44及制冷剂循环泵60。由此，开始对燃料电池15供给燃料气体及氧化气体。然后，例如在负载57为电动机时，根据负载要求也对负载57输出用于驱动负载57的驱动信号。在燃料电池15发电时，控制部50还适当进行净化阀46的开阀控制。 

相对于此，在燃料电池15的发电停止时，例如燃料电池系统10接收到系统停止要求时，控制部50进行发电停止处理。具体来说，控制部50驱动负载连接部51，切断燃料电池15与负载57的连接。而且，控制部50使氢截止阀40闭阀，并驱动停止氢循环泵44及压缩机30，从而停止燃料气体及氧化气体向燃料电池15的供给。而且，在发电停止中，净化阀46维持为闭阀状态。由此，如下构成的燃料气体的流路(以下称为阳极侧流路)成为封入有氢的状态，所述燃料气体的流路由电池内燃料气体流路、燃料气体歧管、一端被氢截止阀40闭塞的氢供给流路22、一端被净化阀46闭塞的氢排出流路24、连接流路25构成。而且，如上所述，在压缩机30停止时，如下构成的氧化气体的流路(以下称为阴极侧流路)成为充满空气的状态，所述氧化气体的流路由电池内氧化气体流路、氧化气体歧管、空气排出流路34、一端被压缩机30闭塞的空气供给流路32构成。制冷剂循环泵60在系统停止时最终被驱动停止。然而，如下所述，在发电停止时进行基于燃料电池温度的控制的情况下，也可以在发电停止后的一段期间内继续驱动制冷剂循环泵60。 

以下，说明燃料电池15的发电停止后的燃料电池的电压上升及电极的电位上升。图3是表示燃料电池的发电停止后的电压推移的情况 的说明图。在图3中，横轴表示从燃料电池的发电停止时(进行气体供给的停止及切断与负载57的连接时)的经过时间，纵轴表示燃料电池15的电压。在系统停止时，停止燃料气体及氧化气体向燃料电池15的供给而停止发电时，如上所述，成为燃料气体(氢)被封入到阳极侧流路内而氧化气体(空气)充满在阴极侧流路内的状态。在这种状态下切断燃料电池15与负载57的连接时，燃料电池15的电压表示某程度的高值(刚停止之后对应于OCV的值)。然后，在各单电池70内，氢经由电解质膜从阳极侧向阴极侧扩散，扩散后的氢与阴极侧的空气(氧)在阴极上反应，而消耗电池内氧化气体流路内的氧。而且，经由电解质膜从阴极侧向阳极侧的氧的扩散也进展，由此，电池内氧化气体流路内的氧减少，燃料电池15的电压开始下降。封入到阳极侧流路的氢量足够多时，上述的阴极侧流路内的氧量减少，并且燃料电池15的电压下降，不久之后，成为稳定的低电压状态(例如大致0V)。 

如上所述，消耗电池内氧化气体流路内的氧时，阴极侧流路内的压力下降，从而外部气体(空气)从空气排出流路34的大气开放的端部向阴极侧流路内流入。由于此种空气的流入，燃料电池15的电压开始再上升。具体来说，如上所述，空气向阴极侧流路流入时，空气经由电解质膜从阴极侧向阳极侧扩散，从而在阳极上局部性地产生氢浓度高的区域和低的区域而形成内部电池。如此形成内部电池时，阴极的电位上升，燃料电池电压开始上升(图3中的时间T_A)。形成内部电池的状态是指不使电子在外部的电路中流动，而在MEA71面内的每个区域进行的反应期间进行电子的交换的状态。 

具体来说，在MEA71中，在阳极上的氢浓度高的区域中，进行与通常的电池反应同样的反应(从氢产生质子和电子的阳极的反应、或从氧、质子以及电子产生水的阴极的反应)。相对于此，在阳极上的氢浓度低的区域中，在阴极，进行阴极的构成要素尤其是催化剂载持载体(在本实施例中为碳粒子)的氧化。并且，在上述的反应间进行电子的交换。其结果是，由于催化剂载持载体的氧化，催化剂载持载 体的粒径、比面积发生变化，而阴极的形态变化发展。 

如图3所示，在燃料电池的电压再上升之后，燃料电池的电压再次下降。如上所述，成为内部电池的反应发展，消耗封入到阳极侧流路内的氢，电极的反应不进一步发生，从而引起此种电压下降。如上所述，即使在氢被消耗的期间，空气也继续从外部向阴极侧流路内流入，因此在不久之后，阳极侧流路内和阴极侧流路内都成为不含有氢的同样的气体组成。即，同样地成为由空气充满的状态。双方的气体流路同样地成为由空气充满的状态时，燃料电池15的电压再次成为稳定的低电压状态(例如大致0V)。 

在系统停止后，当燃料电池15的电压再上升时，如上所述，阴极成为高电位，但阳极的电位还上升。在通常的发电时，由于向阳极供给氢，因此阳极电位成为大致0V。燃料电池电压为阴极电位与阳极电位之差，因此燃料电池电压与阴极电位相等。相对于此，在伴随气体供给的停止的发电停止后，如上所述，氧向电池内燃料气体流路流入，从而阳极的电位开始上升。图4是表示图3所示的系统停止后的燃料电池15的电压的变化的情况并表示阳极电位的变化的情况的说明图。在图4中，通过实线表示燃料电池电压的变化的情况，并通过虚线表示阳极电位的变化的情况。如图4所示，在阴极侧流路内的氧被消耗而燃料电池15的电压下降至大致0V之前，在阳极侧流路内存在充分量的氢而几乎不存在氧，因此阳极电位成为大致0V。然后，在燃料电池15的电压再上升时，外部气体(空气)流入阴极侧流路内，流入的空气中的氧经由电解质膜向阳极侧扩散。如此，随着电池内燃料气体流路中的氧浓度上升，阳极电位上升。如上所述，阳极侧流路及阴极侧流路同样地由空气充满，而燃料电池15的电压再次成为稳定的低电压状态(大致0V)时，阳极电位成为与阴极电位同等的高电位状态。 

燃料电池15的电压再次成为稳定的低电压状态(大致0V)后，阳极电位和阴极电位成为同等的高电位的状态继续。然后，燃料电池 系统10下次起动且燃料气体及氧化气体开始对燃料电池15供给时，即氢开始对电池内燃料气体流路供给时，阳极电位下降至大致0V且燃料电池15的电压上升。 

如上所述，若在系统停止时燃料电池15的发电停止而阳极电位上升，则在阳极，电极催化剂的形态变化发展。电极电位成为某程度高电位时，载持在载体即碳粒子上的催化剂金属发生溶出，而且电极电位在高电位与低电位之间进行变动时，催化剂金属反复发生溶出和析出。如此，由于催化剂金属发生溶出或析出，而电极催化剂的形态变化发展。在阳极中，主要由于上述的发电停止时的高电位化而引起形态变化。如此，阳极电位成为高电位而催化剂金属发生溶出时，载持在载体上的催化剂金属减少，或发生凝集，而分散载持在载体上的催化剂金属微粒子的表面积减少。 

在燃料电池系统10的停止时，如上所述，成为高电位的阳极电位到下次起动时之前维持为该高电位状态。然而，伴随高电位化而电极催化剂的形态变化发展时，不久之后，由于在催化剂金属表面形成氧化被膜而催化剂金属的溶出停止，形态变化的发展也停止。因此，在阳极电位成为高电位期间，即与在燃料电池系统10停止后到下次起动之前的期间无关，而在每次燃料电池系统停止时，阳极的形态变化发展某规定量。 

在燃料电池系统10下次起动并开始对燃料电池15供给燃料气体时，形成在阳极的催化剂金属表面上的氧化被膜立即被还原而消灭，催化剂金属恢复作为催化剂的活性。 

C.发电停止时的阳极催化剂的形态变化量的导出的概要： 

图5是表示伴随着基于发电时气体供给部的燃料气体及氧化气体的供给的停止的燃料电池的发电停止次数与阳极催化剂的形态变化的程度具体来说阳极催化剂的表面积(作为阳极催化剂起作用的有效表 面积)的关系的说明图。如上所述，若在系统停止时阳极电位成为高电位，则形态变化进行至阳极的催化剂金属表面形成有氧化被膜为止。因此，能够按照形态变化开始时(燃料电池的发电停止时)的阳极催化剂表面积来确定之后阳极电位的高电位化发生了一次导致的阳极催化剂表面积的减少量。因此，如图5所示，能够确定燃料电池的发电停止次数与阳极催化剂表面积的关系。 

图6是表示在燃料电池系统10的控制部50中执行的阳极形态变化量导出处理程序的流程图。本程序在燃料电池系统10的起动时起动。本程序起动时，控制部50的CPU判断是否取得了阳极电位上升信息(步骤S100)。阳极电位上升信息是表示阳极的电位上升的状态的信息，例如，如上所述，能够形成为表示伴随着基于发电时气体供给部的气体供给的停止的燃料电池的发电停止进行了一次的信息。关于表示燃料电池的发电停止进行了一次的信息的取得所涉及的具体的动作，在后面进行详细说明。在步骤S100中，在取得阳极电位上升信息之前反复执行该判断。在步骤S100中，控制部50的CPU作为阳极电位上升信息取得部起作用。 

在步骤S100中，判断为取得了阳极电位上升信息时，控制部50的CPU基于取得的阳极电位上升信息，导出阳极形态变化的程度即阳极形态变化量，并存储导出的阳极形态变化量(步骤S110)。在本实施例中，在控制部50内存储图5所示的表示发电停止次数与阳极催化剂表面积的关系的映射。此外，在控制部50内存储表示到目前为止进行的发电停止次数及当前的阳极形态变化量的值。具体来说，表示当前的阳极形态变化量的值是当前的阳极催化剂表面积。 

在步骤S110中，在作为到目前为止的发电停止的次数存储的次数(例如n次)上再加上一次(n+1次)，而对发电停止次数的存储进行更新。并且，基于控制部50内存储的上述映射，导出发电停止次数为(n+1)次时的阳极催化剂表面积。在图5中表示如下情况，发电停止 进行了n次时的阳极催化剂表面积为值A，由于发电停止又进行一次，而阳极催化剂表面积减少为值B。在步骤S110中，控制部50的CPU作为阳极形态变化量导出部起作用。 

在图5中表示，阳极催化剂表面积根据发电停止次数一义地确定，但实际上，受到发电停止次数以外的环境要因、例如发电停止时的燃料电池15的温度(阳极的温度)的影响。阳极高电位化时，催化剂金属溶出的反应是化学反应，因此燃料电池15的温度越高，每一次发电停止的阳极形态变化量越多，燃料电池15的温度越低，每一次发电停止的阳极形态变化量越少。相对于某特定的温度条件下的每一次发电停止的阳极催化剂表面积的减少量，在不同的温度条件下进行一次发电停止时的阳极催化剂表面积减少量变化的程度(比例)能够按上述不同的温度条件预先确定。即，相对于图5所示的表示特定的温度条件(基准温度条件)下的发电停止次数与阳极催化剂表面积的关系的映射，按与上述基准温度不同的温度，预先确定并存储每一次发电停止的阳极催化剂面积减少量变化的比例即可。以下，相对于上述基准温度条件的每一次发电停止的阳极催化剂表面积减少量，将按上述不同的温度求出的每一次发电停止的阳极催化剂表面积减少量变化的比例称为温度灵敏度系数。 

图7是表示与控制部50存储的映射相对应的基准温度不同的温度下发电停止时的阳极催化剂表面积的求出方法的说明图。如上所述，到目前为止的发电停止次数为n次时，若在上述基准温度条件下进行第(n+1)次的发电停止，则阳极催化剂表面积从值A减少为值B。在图5及图7中，通过箭头α表示此种阳极催化剂表面积的减少的情况。相对于此，在比上述基准温度条件高的温度条件下进行第(n+1)次的发电停止时，阳极催化剂表面积从值A减少成比值B小的值C。在图7中，通过箭头β表示此种阳极催化剂表面积的减少的情况。在上述的高温度条件下进行第(n+1)次的发电停止时的阳极催化剂表面积的减少量能够通过对表示基准温度条件的阳极催化剂表面积的变化量的箭 头α的斜率乘以与上述的高温度条件相对应的温度灵敏度系数而求出。通过对箭头α的斜率乘以温度灵敏度系数来求出表示上述的高温度条件的阳极催化剂表面积的变化量的箭头β的斜率，根据变化前的阳极催化剂表面积即值A和箭头B的斜率，能够求出进行第(n+1)次的发电停止时的阳极催化剂表面积即值C。 

如上所述，基于发电停止时的燃料电池的温度来校正阳极形态变化量时，在步骤S110中，控制部50再取得燃料电池15的温度即可。例如取得燃料电池15的温度作为对从燃料电池15排出的制冷剂的温度进行检测的制冷剂温度传感器63的检测信号即可。为了提高检测燃料电池15的温度的精度，而希望在燃料电池15的发电停止时到步骤S110的动作结束之前继续驱动制冷剂循环泵60。或者也可以在燃料电池15中设置用于直接检测燃料电池15内的温度的温度传感器，而取得该温度传感器的检测信号。在任何情况下，只要能够直接或间接地检测表示燃料电池内的温度的值即可。 

如图7所示，对于控制部50存储的基准温度条件的映射进行基于温度灵敏度系数的校正，作为第(n+1)次的发电停止后的阳极催化剂表面积求出的值C在基准温度条件下相当于第m次的发电停止后的阳极催化剂表面积。因此，在此种情况下，控制部50在进行了第(n+1)次的发电停止后，将到目前为止进行的发电停止的次数(累计停止次数)不作为(n+1)次而校正为m次进行存储。然后，在下一次执行图6的阳极形态变化量导出处理程序时，在步骤S110中，从阳极催化剂表面积为值C的状态开始，作为进行第(m+1)次的发电停止，根据需要进行基于温度灵敏度系数的校正并进行阳极催化剂表面积的导出。 

在步骤S110中，进行阳极形态变化量的导出及存储时，控制部50的CPU判断本次的发电停止是否基于燃料电池系统10的停止(步骤S120)。在上述的说明中，说明了伴随着燃料电池系统10的停止的 燃料电池15的发电停止时的阳极电位上升，但在燃料电池系统10的停止时之外，也存在进行伴随着阳极电位上升的燃料电池15的发电停止的情况。在步骤S120中，判断为不是系统停止时的情况下，控制部50的CPU返回步骤S100。在步骤S120中，判断为系统停止时的情况下，控制部50的CPU结束本程序。在后面详细说明燃料电池系统10的停止时以外的与阳极电位上升相伴的燃料电池15的发电停止。 

在上述实施例中，为了求出阳极形态变化量(阳极催化剂表面积)，而将图7所示的映射存储在控制部50内，在步骤S110中进行参照，但也可以为不同的结构。例如，也可以取代图7所示的映射，预先求出表示图7的映射所示的发电停止次数与阳极催化剂表面积的关系的近似式，而存储在控制部50内。这种情况下，在步骤S110中，将在存储的累计停止次数(n次)上再加上一次后得到的次数(n+1次)代入上述近似式，求出阳极催化剂表面积即可。这种情况下，燃料电池温度与基准温度不同时，使用已述的温度灵敏度系数即可。具体来说，在如下所述得到的值上加上上述累计停止次数第n次的阳极催化剂表面积，从而能够导出累计停止次数第(n+1)次的实际的阳极催化剂表面积，所述值是通过在根据近似式求出的累计停止次数第n次的阳极催化剂表面积与累计停止次数第(n+1)次的阳极催化剂表面积之差上乘以温度灵敏度系数而得到。 

D.系统停止时的阳极单位上升信息的取得： 

D-1.基于燃料电池的电压的取得： 

在第一实施例的燃料电池系统10中，在图6的步骤S100中，基于燃料电池15的电压，进行与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的取得阳极电位上升信息的动作。如上所述，在进行与基于发电时气体供给部的气体供给的停止相伴的燃料电池的发电停止时，燃料电池电压暂时下降后再次上升，然后再次下降。并且，对应于此种燃料电池电压的变化的模式，阳极电位在规定的时间上升。具体来说，阳极电位对应于流入电池内燃料气体流路的氧量的增加而上 升，因此燃料电池电压从再上升时开始上升，在燃料电池电压再上升而取得最大值时，在上升了的状态稳定(参照图4)。如此，相对于燃料电池电压的变化的模式，阳极电位在一定的时间内上升，因此通过检测燃料电池电压，而能够推定进行了与燃料电池的发电停止相伴的阳极电位上升。以下，详细说明基于燃料电池电压而取得阳极电位上升信息的动作。 

图8是表示在第一实施例的燃料电池系统10中，控制部50的CPU在步骤S100中执行的阳极电位上升判断处理程序的流程图。本程序起动时，控制部50的CPU首先判断在负载连接部51中是否切断燃料电池15与负载57的连接(步骤S200)。在步骤S200中，为了判断是否进行了伴随着阳极电位上升的燃料电池的发电停止，而判断是否切断负载连接部51的连接。 

在步骤S200中，判断为切断负载连接部51的连接时，控制部50的CPU导出每单位时间的燃料电池电压的变化量即电压变化量ΔVFC(步骤S210)。具体来说，控制部50从电压传感器52以规定的微小的时间间隔ΔT取得燃料电池15的电压而存储在RAM中。然后，通过从本次检测出的燃料电池电压减去上一次检测出的燃料电池电压而算出上述微小的时间间隔之间的电压变化量。然后，通过将上述微小的时间间隔之间的电压变化量除以电压的检测间隔即时间ΔT，而算出每单位时间的燃料电池电压的变化量即电压变化量ΔVFC。 

算出电压变化量ΔVFC时，控制部50的CPU判断求出的电压变化量ΔVFC是否大于第一基准值ΔVst1(步骤S220)。该步骤S220是判断燃料电池电压在下降后是否转为上升的步骤。如图4所示，切断负载连接部51的连接而使燃料电池的发电停止时，燃料电池电压然后持续下降，在经过了时间T_A之后转为上升。因此，第一基准值ΔVst1是正值，并作为能够判断经过时间T_A而电压变化转为上升的值进行设定。 

在步骤S220中，判断为电压变化量ΔVFC为第一基准值ΔVst1以下时，控制部50的CPU返回步骤S210。然后，反复进行电压变化量ΔVFC的导出与第一基准值ΔVst1的比较的动作。 

在步骤S220中，判断为电压变化量ΔVFC大于第一基准值ΔVst1时，控制部50的CPU再次导出每单位时间的燃料电池电压的变化量即电压变化量ΔVFC(步骤S230)。该步骤S230的动作是与步骤S210同样的动作。然后，控制部50的CPU判断导出的电压变化量ΔVFC是否小于第二基准值ΔVst2(步骤S240)。该步骤S240是用于判断燃料电池电压是否在下降后转为上升然后再次开始下降的步骤。如图4所示，切断负载连接部51的连接而使燃料电池的发电停止时，燃料电池电压在下降后再次上升，超过峰值时再次下降。因此，第二基准值ΔVst2为负值，并作为能够判断燃料电池电压再次转为下降的值进行设定。 

在步骤S240中，判断为电压变化量ΔVFC为第二基准值ΔVst2以上时，控制部50的CPU返回步骤S230。然后，反复进行电压变化量ΔVFC的导出与第二基准值ΔVst2的比较的动作。 

在步骤S240中，判断为电压变化量ΔVFC小于第二基准值ΔVst2时，控制部50的CPU判断为与阳极电位上升相伴的发电停止进行了一次(步骤S250)，本程序结束。此时，在图6的阳极形态变化量导出处理程序的步骤S100中，控制部50的CPU判断为取得了与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次这种阳极电位上升信息。 

在图8的步骤S200中，在判断为负载连接部51的连接没有被切断时，控制部50的CPU判断为未进行与阳极电位上升相伴的发电停止(步骤S260)，结束本程序。此时，在图6的阳极形态变化量导出处理程序的步骤S100中，控制部50的CPU判断为未取得阳极电位上升 信息。 

D-2.基于燃料电池的发电停止后的经过时间的取得： 

在图6的步骤S100中，作为取得与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息的动作的另一具体例，可以列举有基于燃料电池15的发电停止后的经过时间的方法。以下，在燃料电池系统10中，作为第二实施例说明基于发电停止后的经过时间而取得阳极电位上升信息的动作。 

在切断负载连接部51的连接且停止燃料电池15的发电时，设从发电停止开始到阳极电位上升开始稳定为止的经过时间为经过时间T_B(参照图4)时，该经过时间T_B根据氧在发电停止后经由电池内氧化气体流路及电解质膜向电池内燃料气体流路流入所需的时间来决定。此种氧向电池内燃料气体流路流入而到阳极电位上升为止的经过时间T_B受到发电停止时封入到阳极侧流路内的氢量、发电停止时残留在阴极侧流路内的氧量、燃料电池具备的催化剂量、电池内燃料气体流路及电池内氧化气体流路的形状、一端向大气开放的空气排出流路34的形状等的影响，在每个燃料电池系统中取为大致一定的值。因此，燃料电池的发电停止后到阳极电位上升为止的经过时间T_B能够对每个使用的燃料电池系统预先求出。因此，在步骤S100中，基于燃料电池的发电停止后的经过时间而取得阳极电位上升信息时，计测与负载连接部51的连接的切断相伴的燃料电池的发电停止后的经过时间，并判断该经过时间是否到达如上所述预先决定而存储在控制部50内的基准经过时间即经过时间T_B即可。具体来说，在步骤S100中，控制部50的CPU使用控制部50内具备的计时器而取得从发电停止起的经过时间，并将取得的经过时间与预先存储的基准经过时间T_B进行比较即可。发电停止后的经过时间到达基准经过时间T_B时，在步骤S100中，控制部50的CPU判断为取得了与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息即可。 

在实施例的燃料电池系统10中，空气排出流路34的一端进行大气开放。因此，如上所述，在燃料电池的发电停止后残留在电池内燃料气体流路内的氧与氢进行反应而被消耗时，经由空气排出流路34的外部气体的侵入立即开始，燃料电池电压及阳极电位的上升开始。相对于此，也可以在空气排出流路34设置密封阀，在燃料电池的发电停止时关闭该密封阀，而抑制阴极侧流路与外部之间的空气的流通。而且，根据需要，也可以在空气供给流路32侧(例如压缩机30内)设置同样的密封阀，在发电停止时关闭该密封阀。若形成为此种结构，则在燃料电池的发电停止后，即使封入到阴极侧流路内的氧被消耗，也能抑制来自外部的空气的侵入，且使氧经由电池内氧化气体流路及电解质膜向电池内燃料气体流路的流入极慢。因此，在使燃料电池的发电停止后，能够使因空气的流入引起的燃料电池电压的上升及阳极电位的上升所需的经过时间极长。这种情况下，通过再考虑密封阀的密封能力等，能够求出到阳极电位上升为止的基准经过时间T_B，能够取得基于从发电停止起的经过时间的阳极电位上升信息。 

另外，根据燃料电池系统的结构，如图4所示，燃料电池的发电停止后的电压变动的模式存在未示出具有从下降转为上升后从上升转为下降这两个拐点的模式的情况。例如，在燃料电池的发电停止时封入到阳极侧流路内的氢压比较低(封入的氢量比较少)的情况下，在发电停止后，在阴极上基于与氢反应的氧的消耗速度变慢。这种情况下，残留在阴极侧流路内的氧被消耗期间，经由空气排出流路34的空气(氧)的流入逐渐发展，在燃料电池电压充分下降而成为低电压状态之前电压下降停滞，或者在成为低电压状态之前转为些许的电压上升，而表示高电压状态持续比较长的电压变动。此种电压变动的一例如图9所示。而且，在图9中示出还示出发电停止后的电压变动表示此种模式时的阳极电位上升的情况。即使为图9那样表示不同的电压变动模式的燃料电池系统，也能够同样地导出并存储到阳极电位的上升为止的基准经过时间T_B，通过将从发电停止起的经过时间与上述基准经过时间T_B相比较，能够取得步骤S100中的阳极电位上升信息。 如图9所示，电压变动模式未示出明确的拐点时，可能难以检测燃料电池电压，例如可能难以基于每单位时间的电压变化量而检测阳极电位上升，但通过基于经过时间，能够容易且高精度地取得阳极电位上升信息。 

虽然从燃料电池的发电停止到阳极电位上升所需的基准经过时间T_B如上所述由燃料电池系统的结构决定，但还受到发电停止时的燃料电池的温度的影响。这是因为在催化剂上进行的化学反应的速度受到温度的影响，因此若温度变化，则阴极上的氧的消耗速度等变化。因此，燃料电池系统的使用环境发生温度变化时，在发电停止后到阳极电位上升为止的基准经过时间T_B优选作为与发电停止时的燃料电池温度相对应的映射存储在控制部50内。并且，在图6的步骤100中，控制部50的CPU通过取得燃料电池的温度并参照上述映射，而求出本次停止时到阳极电位上升为止所需的基准经过时间T_B，并进行与实测的经过时间的比较即可。如上所述，燃料电池的温度根据制冷剂温度传感器63的检测信号、或为了检测燃料电池的内部温度而另外设置的温度传感器的检测信号取得即可。另外，在上述说明中，基于从发电停止起的经过时间，将用于取得与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的信息的基准经过时间作为了阳极电位上升到开始稳定的经过时间T_B，但也可以为不同的结构。只要是基于阳极形态变化的进行状态，以能够判断进行了发电停止一次量的阳极形态变化的方式预先决定的基准经过时间即可。例如，也可以将如下时间作为基准经过时间：在燃料电池的发电停止后，燃料电池电压暂时下降后再上升，而燃料电池电压到达峰值所需的时间。或者也可以将如下时间作为基准经过时间进行设定：燃料电池电压在发电停止后再上升，然后再下降，而大致成为所需的时间。 

另外，也可以将如下时间设定作为基准经过时间：在发电停止后，阳极形态变化发展，催化剂金属表面由氧化被膜覆盖而阳极形态变化的反应停止为止所需的时间(在图4中表示为基准经过时间T_C)。基 准经过时间T_C也可以对每个燃料电池系统预先导出。具体来说，通过时效地测定阳极形态变化量(阳极催化剂表面积下降量或阳极催化剂金属的溶出量)，导出基准经过时间T_C作为阳极形态变化结束为止所需的经过时间即可。若形成为此种结构，则检测与发电停止时的阳极电位上升相伴的一次量的阳极形态变化结束的情况，因此能够提高阳极形态变化量的推定的精度。不仅是阳极电位开始上升为止的经过时间，而且到催化剂金属表面由氧化被膜覆盖为止的经过时间也受温度的影响。因此，在基于基准经过时间T_C而取得阳极电位上升信息时，基准经过时间T_C作为与发电停止时的燃料电池温度相对应的映射进行存储，进而参照发电停止时的温度进行步骤S100的判断即可。 

D-3.基于阳极上的氧分压的取得： 

在图6的步骤S100中，作为取得与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息的动作的又一具体例，可以列举基于燃料电池15的发电停止后的电池内燃料气体流路的氧分压的方法。阳极电位根据阳极所设置于的环境中的氧分压、具体来说根据电池内燃料气体流路中的氧分压来决定。因此，通过导出电池内燃料气体流路内的氧分压，能够检测阳极电位的上升。以下，作为第三实施例说明基于电池内燃料气体流路内的氧分压而取得阳极电位上升信息的动作。 

第三实施例的燃料电池系统具有与已述的燃料电池系统10同样的结构，但还具有未图示的氧浓度传感器及压力传感器。氧浓度传感器设置在电池内燃料气体流路上，检测电池内燃料气体流路内的氧浓度。压力传感器设置在电池内燃料气体流路上，检测电池内燃料气体流路内的气体的整体压力。基于如上所述检测出的氧浓度和气体的整体压力，计算出电池内燃料气体流路的氧分压。 

图10是表示与基于发电时气体供给部的气体的供给停止相伴的燃料电池的发电停止后的经过时间和阳极上氧分压之间的关系的说明 图。图10所示的阳极上氧分压相对于经过时间的变化的变动与阳极电位相对于经过时间的变化的变动大体一致。因此，通过导出阳极上氧分压，而能够检测出阳极电位的上升。 

图11是表示在第三实施例的燃料电池系统10中，控制部50的CPU在步骤S100中执行的阳极电位上升判断处理程序的流程图。在图11中，对与图8共通的工序标注相同工序号码，对共通的工序省略详细说明。 

本程序起动时，控制部50的CPU首先判断在负载连接部51中是否切断燃料电池15与负载57的连接(步骤S200)。在步骤S200中，判断为切断负载连接部51的连接时，控制部50的CPU导出阳极上氧分压Pao(步骤S310)。具体来说，控制部50的CPU从氧浓度传感器取得电池内燃料气体流路的氧浓度，并从压力传感器取得电池内燃料气体流路的气体的整体压力。并且，控制部50的CPU基于测定出的氧浓度及气体的整体压力，导出电池内燃料气体流路内的氧分压即阳极上氧分压Pao。 

导出阳极上氧分压Pao时，控制部50的CPU判断求出的阳极上氧分压Pao是否大于基准氧分压Pst(步骤S320)。基准氧分压Pst作为用于判断对应的阳极电位是否充分升高至引起阳极形态变化的程度的值，预先决定并存储在控制部50内。 

在步骤S320中，判断为阳极上氧分压Pao为基准氧分压Pst以下时，控制部50的CPU返回步骤S310。并且，反复进行阳极上氧分压Pao的导出与基准氧分压Pst的比较的动作。 

在步骤S320中，判断为阳极上氧分压Pao大于基准氧分压Pst时，控制部50的CPU判断为与阳极电位上升相伴的发电停止进行了一次(步骤S250)，结束本程序。 

即使在一个单电池的电池内燃料气体流路中，氧浓度也不均一。例如，在位置上越接近氧化气体排出歧管的区域，氧浓度升高得越快，因此严格来说在阳极面内产生电位的不均一。而且，若对构成燃料电池15的各个单电池彼此进行比较，则例如越接近空气排出流路34的端部的单电池，电池内燃料气体流路的氧浓度升高得越快。因此，例如若在燃料电池15的大致中间配置的单电池内的、电池内燃料气体流路的大致中间的位置上设置氧浓度传感器，则能够检测燃料电池15整体平均的阳极上氧浓度。并且，若使用基于如此检测出的阳极上氧浓度而导出的平均的氧分压，则在燃料电池15整体的平均的时间，能够取得与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息。 

另外，最接近与空气排出流路34的连接部的端部电池的电池内燃料气体流路中的、接近氧化气体排出歧管的位置是在燃料电池15整体的电池内燃料气体流路内的氧浓度升高得最快的位置。因此，若使用在该位置设置氧浓度传感器而检测出的氧浓度，则能够最快地检测出阳极电位的上升。并且，基于燃料电池15整体中的阳极形态变化最快进行的位置的状态，能够取得阳极电位上升信息。而且，要测定阳极上氧浓度作为燃料电池15整体的平均值时，在燃料电池15中，也可以在距与空气排出流路34的连接部的距离不同的多个位置上配置的单电池内分别设置氧浓度传感器，而求出各个传感器的检测值的平均。 

导出阳极上氧分压时，只要能够直接或间接地取得阳极上氧浓度即可，也可以通过使用电池内燃料气体流路上设置的氧浓度传感器以外的方法，取得阳极上氧浓度。例如，也可以设置检测电池内燃料气体流路中存在的氧以外的气体的浓度的传感器，通过检测氧以外的气体的浓度而导出阳极上氧浓度。 

D-4.基于发电停止处理的执行的取得： 

在图6的步骤S100中，作为取得与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息的动作的又一具体例，可以列举基于燃料电池的发电停止时进行的特定的发电停止处理的执行的方法。以下，依次说明基于执行特定的发电停止处理的次数(执行特定的发电停止处理的事实)而取得阳极电位上升信息的各种动作。 

D-4-1.燃料电池系统10的停止处理： 

在第四实施例的燃料电池系统10中，控制部50的CPU执行发电停止处理，该发电停止处理包括：当取得系统停止的指示时，停止基于发电时气体供给部的燃料气体及氧化气体的供给的工序；及在负载连接部51中，将燃料电池15与负载57的连接切断的工序。因此，在第四实施例中，在图6的步骤S100中，判断是否进行了与燃料电池系统停止相伴的上述一连串的发电停止处理。并且，在进行了上述一连串的发电停止处理时，判断为取得了与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息。而且，在未进行上述一连串的处理时，在步骤S100中，判断为控制部50的CPU未取得阳极电位上升信息。 

D-4-2.燃料电池系统110的停止处理： 

根据燃料电池系统的结构，燃料电池系统的发电停止处理能够取得各种形态。图12是表示执行与燃料电池系统10不同的发电停止处理的第五实施例的燃料电池系统110的简要结构的框图。燃料电池系统110除了发电停止处理的结构以外还具有与燃料电池系统10同样的结构。在图12中，对与燃料电池系统10共通的部分标注相同的参照标号，以下，仅说明发电停止处理的结构。 

燃料电池系统110具备将空气供给流路32和氢供给流路连接22连接的排气流路136。该排气流路136在可变调压阀42下游的位置与氢供给流路22连接。而且，在燃料电池系统110中，在空气供给流路 32上、在与排气流路136的连接部下游的位置设置开闭阀137，并在排气流路136上设置开闭阀138。设置在上述空气供给流路32上的开闭阀137在燃料电池15发电时打开，在系统停止时关闭。而且，如下所述，设置在排气流路136上的开闭阀138在燃料电池15发电时关闭，并在系统停止时暂时打开。 

在燃料电池系统110中，控制部50的CPU取得系统停止的指示时，作为发电停止处理，进行使基于发电时气体供给部的气体供给停止的工序、负载连接部51的连接切断的工序、以及通过空气对阳极侧流路进行净化(阳极空气净化)的工序。具体来说，所谓阳极空气净化工序是指在使压缩机30的驱动继续的状态下，关闭开闭阀137并打开净化阀138。另外，打开氢排出流路24的净化阀46。由此，从压缩机30供给的空气不向阴极侧流路供给，而经由排气流路136向阳极侧流路流入。此时，净化阀46打开，因此通过使来自压缩机30的空气的供给持续一段时间，而用空气置换阳极侧流路内的气体。上述阳极空气净化工序开始后，经过作为用于利用空气置换阳极侧流路内的时间而设定的时间后，控制部50的CPU使压缩机30停止，关闭开闭阀138及净化阀46而结束阳极空气净化工序。在上述的阳极空气净化工序中，压缩机30的驱动继续，但空气向阴极侧流路的供给停止，燃料电池15的发电也停止。因此，在阳极空气净化工序中，将空气向阳极侧流路供给的压缩机30不构成“在燃料电池的发电时将燃料气体向燃料电池的阳极侧供给并将氧化气体向阴极供给的发电时气体供给部”。 

如上所述进行阳极空气净化时，电池内燃料气体流路的氧浓度急剧上升，阳极电位上升。并且，阴极侧流路和阳极侧流路都由空气充满，阴极和阳极都在高电位的状态下稳定。此时，在阴极及阳极中，形态变化进行直至催化剂金属的表面由氧化被膜覆盖为止。 

因此，在第五实施例的燃料电池系统110中，在图6的步骤S100中，判断是否进行作为燃料电池系统的停止时处理的上述一连串的发 电停止处理即可。并且，在进行上述一连串的发电停止处理时，取得与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息即可。进行与阳极空气净化相伴的系统停止时，通过使氧立刻流入阳极侧流路，而缩短从开始燃料电池的发电停止的处理到燃料电池的发电停止一次量的阳极形态变化进行为止的时间。然而，进行阳极空气净化时，由于在阳极上存在氢和氧，而能够使形成内部电池的期间极短，在系统停止时，能够抑制阴极电位极高的情况。 

D-4-3.燃料电池系统210的停止处理： 

图13是表示执行与燃料电池系统10、110不同的发电停止处理的第六实施例的燃料电池系统210的简要结构的框图。燃料电池系统210除了发电停止处理的结构以外还具有与燃料电池系统10同样的结构。在图13中，对与燃料电池系统10共通的部分标注相同的参照号码，以下，仅说明发电停止处理的结构。 

燃料电池系统210具备氮罐239，并且具备将氮罐239和氢供给流路22连接的排气流路236。该排气流路236在可变调压阀42下游的位置与氢供给流路22连接。而且，在排气流路236上的与氮罐239的连接部附近设置开闭阀238。开闭阀238在燃料电池15发电时关闭，并在系统停止时暂时打开。 

在燃料电池系统210中，控制部50的CPU取得系统停止的指示时，作为发电停止处理，进行使基于发电时气体供给部的气体供给停止的工序、负载连接部51的连接切断的工序、以及通过氮气对阳极侧流路进行净化(阳极氮净化)的工序。具体来说，所谓阳极氮净化工序是指打开开闭阀238并打开净化阀46，而将氮罐239内的氮经由排气流路236向阳极侧流路供给，并通过氮气置换阳极侧流路内的气体的工序。上述阳极氮净化工序开始后，经过作为用于利用氮气置换阳极侧流路内的时间而设定的时间后，控制部50的CPU关闭开闭阀238及净化阀46，而结束阳极氮净化工序。 

如上所述进行阳极氮净化时，不久，阳极电位维持大致0V的状态。在此种发电停止状态下，经由电解质膜而在电池内氧化气体流路与电池内燃料气体流路之间对应于浓度差产生气体的移动。即，氧从氧浓度高的电池内氧化气体流路向电池内燃料气体流路移动。而且，氮从氮浓度高的电池内燃料气体流路向电池内氧化气体流路移动。然后，最终电池内氧化气体流路和电池内燃料气体流路都成为由大致相同成分的气体(空气)充满的状态。如此，随着电池内燃料气体流路中的氧浓度上升而阳极电位上升，不久之后阳极电位在高电位状态下稳定。然后，在阳极中，形态变化进行直至催化剂金属的表面由氧化被膜覆盖为止。 

因此，在第六实施例的燃料电池系统210中，在执行图6的阳极形态变化量导出处理程序时，在步骤S100中，判断是否进行作为燃料电池系统的停止时处理的所述一连串的发电停止处理即可。并且，在进行上述一连串的发电停止处理时，取得与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息即可。与此种阳极氮净化工序相伴的发电停止处理也是在系统停止时用于抑制阴极电位变得极高的情况的系统停止方法。 

在燃料电池系统停止时，只要最终执行氧向电池内燃料气体流路流入的发电停止处理即可，作为发电停止处理，也可以进行与第四至第六实施例不同的处理。若最终氧流入电池内燃料气体流路中而阳极电位上升，则通过判断进行了此种发电停止处理，而取得与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息即可。 

另外，也可以不判断是否实际进行了作为发电停止处理的一连串的处理，而判断控制部50中是否存在用于进行上述发电停止处理的、系统停止的指示输入。或者也可以判断接受到系统停止的指示输入而 控制部50是否输出用于执行一连串的发电停止处理中至少一部分的驱动信号。这种情况下，存在系统停止的指示输入时或控制部50输出用于执行停止处理的一部分的驱动信号时，取得与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息即可。 

根据如上所述构成的第一至第六实施例的燃料电池系统，由于进行阳极电位上升信息的取得，因此不直接检测阳极电位，而能够检测出存在与燃料电池的发电停止相伴的阳极电位的上升的情况。即，通过检测燃料电池电压的变化的情况、从开始燃料电池的发电停止的处理起的经过时间、阳极上的氢浓度、系统停止时的发电停止处理的执行等，不用直接检测阳极电位，而能够检测与燃料电池的发电停止相伴的阳极电位的上升。如此，通过检测表示与阳极电位上升时具有一定关系的值且可比阳极电位容易、简便地检测的值，而能够容易推定阳极电位上升。 

另外，根据第一至第六实施例的燃料电池系统，由于基于如上所述导出的阳极电位上升而导出阳极形态变化量，因此无需直接检测阳极形态变化量，而能够容易且简便地知道阳极形态变化量。即，基于与阳极电位上升相伴的发电停止的次数和阳极形态变化量的关系而导出阳极形态变化量，因此能够在系统停止的动作的同时求出当前的阳极形态变化量。因此，例如使用周期伏安特性测定电极催化剂表面积时，无需准备特别的测定器，无需设置用于测定电极催化剂表面积的特别的机会。此外，基于此种阳极电位上升信息的阳极形态变化量的导出每当与阳极形态变化相伴的系统停止时，与系统停止时的处理一起进行，因此总是能够把握当前的阳极形态变化量。 

E.系统工作中的阳极电位上升信息的取得： 

在已述的说明中，说明了在为了使系统停止而停止燃料电池的发电时，取得阳极电位上升信息的动作，但即使在燃料电池系统的工作中停止燃料电池的发电，同样也会引起阳极电位上升。以下，作为第 七实施例说明在系统工作中的发电停止时取得阳极电位上升信息的结构。 

图14是表示搭载燃料电池系统10的第七实施例的电动车90的简要结构的框图。其中，电动车90中也可以取代燃料电池系统10而具备第五实施例的燃料电池系统110或第六实施例的燃料电池系统210。 

电动车90具备燃料电池15和二次电池91作为驱动用电源。在图14中，省略了关于燃料电池15以外的燃料电池系统10的结构要素的记载。在电动车90中具备辅机94和与驱动电动机95连接的驱动逆变器93作为从燃料电池15及二次电池91接受电力供给的负载。向驱动电动机95的输出轴98输出的动力传递给车辆驱动轴99。辅机94包含压缩机30、氢循环泵44、制冷剂循环泵60等燃料电池辅机、空调装置(空调器)等车辆辅机。燃料电池15、二次电池91及上述各负载经由配线56相互并联连接。而且，在配线56上设有用于切入与燃料电池15的连接的负载连接部51。而且，二次电池91经由DC/DC转换器92与配线56连接。在本实施例中，通过控制部50设定DC/DC转换器92的输出侧的目标电压值，从而调节配线56的电压，并能够控制燃料电池15的发电量及二次电池91的充放电状态。而且，DC/DC转换器92也作为控制二次电池91与配线56的连接状态的开关起作用，在二次电池91中无需进行充放电时，切断二次电池91与配线56的连接。 

通过形成为上述的结构，在电动车90中，能够从燃料电池15和二次电池91中至少一方对上述负载进行电力供给。而且，也可以进行基于燃料电池15的二次电池91的充电。进而，在电动车90的制动时，通过使驱动电动机95作为发电机起作用，而能够进行二次电池91的充电。在图14中，通过控制部50控制电动车90的各部分，但进行燃料电池系统10内的控制的控制部和控制电动车90的各部分的控制部可以一体，也可以分体。 

电动车90能够取得“发电运转模式”、“间歇运转模式”、“再生运转模式”作为运转状态。“发电运转模式”是通过将与负载要求相对应的电力中至少一部分从燃料电池15供给，而实现所希望的行驶状态的运转状态。“再生运转模式”是在电动车90的制动时，使驱动电动机95作为发电机动作，从而对二次电池91进行充电的运转状态。“间歇运转模式”是进行基于燃料电池15的电力供给时，在燃料电池系统10的能量效率下降到不希望的程度的情况下，使燃料电池15的发电停止，而从二次电池91得到必要的电力的运转状态。 

以下，进一步说明“间歇运转模式”。图15是表示燃料电池15的输出的大小与燃料电池15的能量效率及燃料电池辅机所需的动力之间的关系的说明图。而且，图16是表示燃料电池15的输出与燃料电池系统10整体的效率之间的关系的说明图。如图15所示，燃料电池15的输出越大，燃料电池15的能量效率就越逐渐下降。而且，燃料电池15的输出越大，辅机动力、即为了驱动燃料电池辅机而消耗的能量越大。在此，在电动车90中，燃料电池辅机的消耗电力的大小远小于驱动电动机95的消耗电力的大小。然而，燃料电池15的输出较小时，与通过发电得到的电力量相比，为了发电而燃料电池辅机消耗的电力量的比例增大。因此，基于图15所示的燃料电池能量效率和辅机动力，求出燃料电池系统10整体的能量效率(燃料电池系统效率)时，如图16所示，燃料电池系统效率在燃料电池15的输出为规定的值时成为最高。即，燃料电池15的输出较小时，燃料电池系统效率降低。在本实施例的电动车90中，在燃料电池系统效率变差的低负载时(燃料电池15的输出小于图16所示的P₀，而燃料电池系统的效率低于E₀时)，通过采用使燃料电池15停止而使用二次电池91的“间歇运转模式”，来防止燃料电池系统效率下降的情况。 

如上所述，采用“间歇运转模式”和“再生运转模式”时，燃料电池15的发电停止。并且，在“间歇运转模式”中，基于发电时气体供给部的燃料气体及氧化气体的供给也停止。因此，即使在燃料电池 系统10的工作中，在采用“间歇运转模式”时，也与系统停止时同样地能够引起阳极电位上升。在本实施例中，即使在燃料电池系统10工作中即“间歇运转模式”中，也与系统停止时同样地，进行阳极电位上升信息的取得。在“再生运转模式”中，在发电时由气体供给部进行的燃料气体及氧化气体的供给停止的情况下，在采用“再生运转模式”时，也可以进行阳极电位上升信息的取得。 

如上所述，图6的阳极形态变化量导出处理程序在燃料电池系统10起动后到系统停止为止持续执行。并且，控制部50的CPU在步骤S100中，即使在燃料电池系统工作中的燃料电池发电停止时，通过执行已述的任一种的阳极电位上升判断处理程序，也能够取得阳极电位上升信息。例如，通过执行图8的阳极电位上升判断处理程序，能够基于燃料电池电池而取得阳极电位上升信息。而且，也可以基于燃料电池15的发电停止后的经过时间而取得阳极电位上升信息，还可以如图11所示，基于阳极上的气体浓度而取得阳极电位上升信息。 

在步骤S100中，判断为取得了与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓的阳极电位上升信息时，控制部50的CPU即使在燃料电池系统工作中，也与系统停止时同样地，进行步骤S110中的阳极形态变化量的导出/存储的工序。即，根据存储的到目前为止的阳极形态变化量(阳极催化剂表面积)、累计发电停止次数及映射等，根据需要进行基于温度的校正并导出与阳极电位上升相伴的发电停止又进行了一次后的阳极形态变化量且进行存储。而且，更新并存储发电停止次数。此时，对于阳极形态变化量进行基于温度的校正时，基于导出的阳极形态变化量来校正并更新累计发电停止次数。 

在燃料电池系统工作中，如上所述在步骤S110中导出/存储有阳极形态变化量时，在步骤S120中，控制部50的CPU判断为不是系统停止时。因此，之后再次返回步骤S100。 

在燃料电池系统工作中，能够通过进行与采用“间歇运转模式”相伴的用于发电停止的一连串的处理而可判断步骤S100中的阳极电位上升信息的取得。然而，考虑有在“间歇运转模式”中发电停止时间缩短而不产生阳极电位上升的情况较多。因此，优选采用最终能够确认产生阳极电位上升的方法，即，基于燃料电池电压或经过时间或阳极上气体浓度等的方法。 

需要说明的是，即使在燃料电池系统工作中进行燃料电池的发电停止，在步骤S100中判断为取得了阳极电位上升信息为止的期间，也存在燃料电池15的发电再开始的情况。这种情况下，例如，在图8的步骤S200～S240的处理的执行中，连接有负载连接部51时，控制部50的CPU通过中断处理判断为未进行与阳极电位上升相伴的发电停止。即，在步骤S100中，判断为未取得阳极电位上升信息。并且，然后，再次重复步骤S100的判断。 

如上所述，并不限于燃料电池系统的停止时，只要是氧流入阳极侧流路的燃料电池的发电停止时，检测作为与阳极电位上升相伴的发电停止，通过导出阳极形态变化量，而能够提高阳极形态变化量导出的精度。 

燃料电池系统工作中的与发电停止相伴的阳极电位上升信息的取得即使在使用燃料电池系统作为电动车的驱动用电源的情况以外，也能够适用。只要是具有不使燃料电池系统停止而使燃料电池的发电停止的运转模式的燃料电池系统，就能够通过同样的动作进行燃料电池系统工作中的阳极电位上升信息的取得。 

F.考虑了阳极催化剂的形态变化进行中的发电开始的阳极电位上升信息的取得： 

即使在燃料电池系统的停止时使燃料电池发电停止的情况下、在燃料电池工作中使燃料电池发电停止的情况下，也存在在与阳极电位 上升相伴的阳极形态变化进行的中途，燃料电池的发电再开始的情况。例如，在对燃料电池系统进行了系统停止的指示后经过短时间之后，存在指示系统起动的情况。或者在系统工作中，“间歇运转模式”下的运转开始后经过短时间之后，负载要求增大，而存在运转控制向“发电运转模式”变更的情况。此种情况下，未进行与发电停止次数一次量相当的阳极形态变化。以下，作为第八实施例说明考虑了燃料电池的发电在与燃料电池的发电停止相伴的阳极形态变化进行中途再开始的情况后的阳极电位上升信息的取得的动作。以下，说明在燃料电池系统10中进行的动作，即，基于燃料电池15的发电停止后的经过时间而取得阳极电位上升信息的动作，但在燃料电池系统110、210等不同的系统中也能够进行同样的处理。 

图17是表示燃料电池系统10的控制部50的CPU在图6的步骤S100中取代图8的处理而执行的阳极电位上升判断处理程序的流程图。在图17中，对与图8共通的工序标注相同的工序号码，而对于共通的工序，省略详细说明。 

本程序起动时，控制部50的CPU首先判断在负载连接部51中是否切断燃料电池15与负载57的连接(步骤S200)。该负载连接部51的连接的切断可以是在系统停止时进行的动作，也可以是在系统工作时燃料电池的发电停止时的动作。在步骤S200中判断为切断负载连接部51的连接时，控制部50的CPU取得从燃料电池15的发电停止起的经过时间Tpas，判断经过时间Tpas是否到达第一基准经过时间T_B(步骤S405)。如上所述，第一基准经过时间T_B是作为阳极电位上升而开始稳定为止的经过时间所决定的值。在步骤S405中，使用上述第一基准经过时间T_B作为用于判断阳极形态变化开始进行的基准时间。 

在步骤S405中，判断为经过时间Tpas为第一基准经过时间T_B以上时，控制部50的CPU再次取得经过时间Tpas，判断经过时间Tpas是否达到第二基准经过时间T_C(步骤S410)。如上所述，第二基准经 过时间T_C是每一次发电停止的阳极形态变化结束为止所需的经过时间。 

在步骤S410中，在经过时间Tpas为第二基准经过时间T_C以上时，能够判断为阳极电位上升导致的阳极形态变化以不会由于燃料电池的再起动而中断的方式进行。因此，判断为经过时间Tpas为第二基准经过时间T_C以上时，控制部50的CPU判断为与阳极电位上升相伴的发电停止进行了一次(步骤S250)，结束本程序。此时，在图6的阳极形态变化量导出处理程序的步骤S100中，控制部50的CPU判断为取得了与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息。这种情况下，在图6的步骤S110中，如上所述，根据存储的到目前为止的阳极形态变化量(阳极催化剂表面积)、累计发电停止次数及映射等，根据需要进行基于温度的校正并导出与阳极电位上升相伴的发电停止又进行了一次后的阳极形态变化量而进行存储。 

在步骤S410中，判断为经过时间Tpas小于第二基准经过时间T_C时，控制部50的CPU判断是否应使燃料电池15开始发电(步骤S420)。例如，步骤S200的负载连接部51的切断若为伴随着系统停止，则在步骤S420中，控制部50的CPU基于是否进行系统起动的指示，在进行了起动的指示时判断为应开始发电即可。而且，步骤S200的负载连接部51的切断若在系统工作中进行，则在步骤S420中，控制部50的CPU基于是否进行从“间歇运转模式”等切换成“发电运转模式”的判断，在进行切换判断时判断为应开始发电即可。 

在步骤S420中，判断为燃料电池15应开始发电时，控制部50的CPU取得判断为应开始发电时的经过时间Tpas1作为阳极电位上升信息(步骤S425)，结束本程序。在上述经过时间Tpas1中，判断为应开始发电之后，在燃料电池15中，执行用于开始发电的一连串的处理，开始由发电时气体供给部进行的燃料气体及氧化气体的供给。 

在步骤S425中，取得判断为在从基准经过时间T_B起到基准经过时间T_C为止的期间应开始发电时的经过时间Tpas1作为阳极电位上升信息时，控制部50的CPU在图6的步骤S110中，基于上述经过时间Tpas1，导出与本次的发电停止相伴的阳极形态变化量(阳极催化剂表面积的减少量)。并且，将导出的本次的与发电停止相伴的阳极形态变化量加到存储的到目前为止的阳极形态变化量中，而导出作为累计值的阳极形态变化量并进行存储。 

以下，说明基于经过时间Tpas1的阳极形态变化量的导出。图18是表示从发电停止起的经过时间与引起阳极形态变化的反应进行的速度之间的关系的说明图。在图18中，一起表示阳极形态变化速度的变化的情况和对应于经过时间的阳极电位的变化的情况。如图18所示，阳极电位开始上升时，阳极形态变化速度从0逐渐上升。并且，阳极形态变化速度在阳极电位上升而经过了稳定的经过时间T_B之后达到峰值，在阳极的催化剂金属表面被氧化被膜覆盖的经过时间T_C，下降至大致0。此种从发电停止起的经过时间与阳极形态变化速度之间的关系能够对每个燃料电池预先确定。因此，与本次的发电停止相伴的阳极形态变化量ΔCa(阳极催化剂表面积的减少量)通过以时间对到上述经过时间Tpas1为止的阳极形态变化速度进行积分，而能够导出。在图18中，添加剖面线表示到经过时间Tpas1为止进行的阳极形态变化产生的阳极催化剂表面积的减少量ΔCa。 

在此，从上述发电停止起的经过时间与阳极形态变化速度之间的关系也受到发电停止时的燃料电池温度的影响。因此，在控制部50中，实际上，以从发电停止起的经过时间和发电停止时的燃料电池温度为参数，存储能够导出到经过时间Tpas1为止的阳极形态变化量Δca的映射。然后，在图6的步骤S110中，基于步骤S425中取得的经过时间Tpas1和发电停止时的温度，参照映射，导出阳极形态变化量ΔCa。 

图19是表示与阳极电位上升相伴的燃料电池的发电停止次数与阳极催化剂的形态变化的程度(阳极催化剂的表面积)之间的关系的说明图。在图19中，与图7同样地，表示发电停止次数为n次时的阳极催化剂表面积为值A的情况、以及与阳极催化剂表面积从值A减少了上述阳极催化剂表面积减少量ΔCa后的值D相对应的发电停止次数成为k次的情况。在步骤S110中，导出/存储上述的阳极催化剂表面积即值D，并且将发电停止次数不作为(n+1)次而作为k次，对存储进行更新。 

在步骤S420中，判断为燃料电池15的发电不应开始时，控制部50的CPU再次返回步骤S410。然后，取得经过时间Tpas，反复判断经过时间Tpas是否到达第二基准经过时间T_C。 

在步骤S405中，判断为经过时间Tpas小于第一基准经过时间T_B时，控制部50的CPU判断是否应使燃料电池15开始发电(步骤S415)。该步骤S415的动作是与已述的步骤S420同样的动作。 

在步骤S415中，判断为燃料电池15应开始发电时，控制部50的CPU判断为未进行与阳极电位上升相伴的发电停止(步骤S260)，结束本程序。此时，在图6的阳极形态变化量导出处理程序的步骤S100中，控制部50的CPU判断为未取得阳极电位上升信息。 

在步骤S415中，判断为不应进行燃料电池15的发电开始时，控制部50的CPU再次返回步骤S405。然后，取得经过时间Tpas，反复判断经过时间Tpas是否到达第一基准经过时间T_B。 

需要说明的是，在步骤S200中，判断为未切断负载连接部51的连接时，控制部50的CPU判断为未进行与阳极电位上升相伴的发电停止(步骤S260)，结束本程序。 

在以上的结构中，经过时间Tpas达到第二基准时间T_C时，取得与阳极电位上升相伴的发电停止进行了一次的所谓阳极电位上升信息，基于发电停止次数，导出发电停止后的阳极形态变化量(阳极催化剂表面积)。并且，若经过时间Tpas处于第一基准时间T_B与第二基准时间T_C之间时开始发电，则取得开始发电时的经过时间Tpas1作为阳极电位上升信息，基于经过时间Tpas1导出基于本次发电停止的阳极催化剂表面积减少量，求出发电停止后的阳极催化剂表面积。因此，与仅基于发电停止的次数导出阳极形态变化量的情况相比，能够提高阳极形态变化量的导出精度。 

在上述说明中，作为用于判断阳极形态变化开始的第一经过时间，使用阳极电位上升到开始稳定为止的经过时间T_B，但也可以为不同的结构。例如，也可以基于燃料电池电压暂时下降而再上升到达峰值为止所需的时间，设定第一基准经过时间。或者也可以使用比经过时间T_B短的经过时间、接近实际上阳极形态变化开始的时间的经过时间(例如实验上阳极催化剂的溶出或阳极催化剂表面积的下降的开始等检测出阳极形态变化的开始的经过时间)作为第一基准经过时间。 

另外，在上述说明中，基于以燃料电池的发电停止时为起算点的经过时间Tpas，判断阳极形态变化的发展的程度(开始或结束等)，但也可以为不同的结构。从燃料电池的发电停止开始起到氧经由电池内氧化气体流路及电解质膜向电池内燃料气体流路流入为止的时间，实际上由于发电停止时的环境条件等而会产生某种程度的误差。因此，也可以取代从燃料电池的发电停止起的经过时间Tpas，例如基于燃料电池电压从下降转为上升的已述的距经过时间T_A的经过时间，进行同样的判断。能够判断阳极电位上升而阳极形态变化发展的情况，若使用能够导出发展的阳极形态变化的程度的经过时间，则能够进行同样的处理。或者也可以基于燃料电池电压，而导出本次发电停止引起的阳极催化剂表面积减少量。在发电停止后下降，再上升，然后再下降的燃料电池电压的变动模式与阳极催化剂表面积减少量处于一定的对 应关系。因此，能够基于燃料电池电压，判断阳极形态变化的发展的程度(开始或结束、或进行到何种程度)，进行同样的处理。 

G.基于发电时的负电压履历的阳极催化剂形态变化量的导出： 

在已述的说明中，在燃料电池的发电停止时，说明了取得阳极电位上升信息的动作，但在燃料电池的发电中，也能产生阳极形态变化。以下，还考虑燃料电池的发电中产生的阳极电位上升，说明导出阳极形态变化量的结构作为第九实施例。第九实施例也说明作为燃料电池系统10的动作，但在燃料电池系统110、210等不同的系统中也能够进行同样的处理。 

燃料电池的发电中向阳极侧流路供给氢，因此阳极电位成为0。然而，例如由于水在电池内燃料气体流路中进行冷凝，而向阳极供给的氢量不足时，在产生了氢不足的单电池中，阳极的电位上升而燃料电池电压成为负电压，发生阳极形态变化。图20是表示用于导出此种发电中进行的阳极形态变化量的、发电时阳极形态变化量导出处理程序的流程图。本程序在燃料电池15的发电中与图6所示的阳极形态变化量导出处理程序并行地在控制部50的CPU中反复执行。 

本程序起动时，控制部50的CPU判断是否存在发生缺氢而成为负电压的单电池(步骤S130)。在燃料电池中，存在如下的情况，即，能够根据配置在燃料电池内的单电池的配置部位，来确定冷凝水容易滞留而容易发生基于缺氢的负电压化的单电池。在本实施例的步骤S130中，通过电压传感器52检测各个单电池的电压，并判断被检测出为负电压的单电池是否为如上所述预先确定的单电池。并且，在负电压电池与上述预先确定的单电池相当时，若该负电压电池的电压为基准值以下，则判断为存在发生缺氢的单电池。 

在步骤S130中，判断为存在缺氢电池时，控制部50的CPU按被检测出缺氢的单电池而导出发电时阳极形态变化量(步骤S140)。发 电时阳极形态变化量能够如图5所示的发电停止次数与阳极催化剂表面积之间的关系那样作为缺氢次数与阳极催化剂表面积的关系的映射求出。另外，发电时阳极形态变化量受到成为负电压的单电池的发电条件，具体来说，电压、电流、温度、成为负电压的时间的影响。所述各发电条件的、对于与缺氢次数为一次相对应的阳极催化剂表面积下降量的影响的程度作为按电压、电流、温度、时间而使每一次缺氢的阳极催化剂表面积减少量变化的比例，能够导出与已述的温度灵敏度系数同样的灵敏度系数。在步骤S140中，控制部50的CPU对缺氢次数进行累计，参照上述映射，导出本次的缺氢导致的阳极形态变化量。而且，按成为负电压的单电池来检测发电条件(电压、电流、温度、成为负电压的时间)，并使用上述各敏感度系数，通过校正本次的缺氢导致的阳极形态变化量，而最终导出发电时阳极形态变化量。 

在步骤S140中，导出本次的缺氢产生的发电时阳极形态变化量时，控制部50的CPU按被检测出负电压的单电池累计并存储发电时阳极形态变化量(步骤S150)，结束本程序。如此，在控制部50中，存储是哪个单电池的信息、以及各个单电池的发电时阳极形态变化量的累计值。发电停止时的阳极形态变化量在构成燃料电池15的哪个单电池中都被推定为同样的发展。相对于此，燃料电池的发电中的阳极形态变化量实际上对于阳极电位上升的各个单电池进行导出。 

在步骤S130中，在判断为不存在缺氢电池时，控制部50的CPU结束本程序。 

若为此种结构，不仅燃料电池15的发电停止时，而且也能够求出燃料电池15的发电中产生的阳极电位上升引起的阳极形态变化量。因此，能够更高精度地推定阳极的高电位化引起的阳极形态变化量。 

H.基于阳极催化剂的形态变化量的控制的变更： 

阳极形态变化发展时，通常的发电时的燃料电池的输出电压逐渐 下降，而燃料电池的性能下降。以下，进一步详细说明阳极形态变化引起的燃料电池的性能下降。 

阳极形态变化引起的燃料电池电压的下降以阳极形态变化为起因，由于发电中本来大致为0的阳极电位上升而产生。阳极形态变化引起而阳极电位上升的理由的至少一个考虑为如下情况。如上所述，阳极发生形态变化时，在阳极中，分散载持在载体上的催化剂金属微粒子的表面积减少。此种催化剂金属的表面积的减少会带来阳极反应即氢氧化反应进行的部位的减少，因此考虑会引起过电压的上升即阳极电位的上升。其结果是引起燃料电池的电压下降(燃料电池的性能下降)。 

图21是表示阳极形态变化的程度(与燃料电池15的制造当初相比较的阳极催化剂表面积下降量)与燃料电池的性能下降量(特定的发电条件下的电压下降量)的关系的说明图。特定的发电条件下的电压下降量表示将温度条件和气体供给条件确定为一定，以使输出电流成为特定的值的方式使燃料电池15发电时，电压下降多少。此种电压下降量越多，燃料电池15中的电流值与电压值的关系即IV特性越下降，而电池性能越下降。图22是表示燃料电池的IV特性的说明图。如图22中箭头所示，阳极催化剂表面积下降而阳极电位上升时，燃料电池电压下降而电池性能下降。 

如此，阳极形态变化量增加而燃料电池的电压下降时，基于电压下降量，变更燃料电池的发电的控制，从而能够实现控制的进一步适当化。以下，说明基于阳极形态变化引起的燃料电池电压的下降量而变更各种控制的结构。 

H-1.电压下降的控制： 

如图21所示，燃料电池的性能下降(电压下降)的程度在阳极催化剂表面积的下降发展到某程度之前，比较缓和地增加。然而，阳极 催化剂表面积的下降发展到某程度时，相对于阳极催化剂表面积的下降量的燃料电池的性能下降的程度逐渐增大。若燃料电池的电压下降，则例如已述那样通过燃料电池的电压来控制燃料电池的输出电力时，在进行与性能下降前同样的控制的情况下，无法从燃料电池得到所希望的电力。因此，阳极催化剂表面积的下降量增大了某程度时，为了抑制阳极催化剂表面积下降引起的电压下降，而优选变更燃料电池发电时的输出控制，更高地维持燃料电池的性能。以下，作为第十实施例说明阳极催化剂表面积下降时进行的用于更高地维持燃料电池电压的控制变更的结构。 

图23是表示在第十实施例的燃料电池系统10的控制部50的CPU中执行的形态变化影响抑制处理程序的流程图。本程序在燃料电池15发电时反复执行。需要说明的是，在燃料电池系统110或210中，也可以进行同样的动作。 

本程序起动时，控制部50的CPU判断阳极催化剂表面积下降量是否为基准值以上(步骤S500)。如图21所示，阳极催化剂表面积下降量与燃料电池电压下降量处于一定的关系。因此，通过确定ΔVd1作为电压下降量ΔVd的能够容许的极限值，而能够设定作为能够容许的阳极催化剂表面积下降量的极限值的基准阳极催化剂表面积下降量SA(参照图21)。控制部50预先存储如此确定的基准阳极催化剂表面积下降量SA。 

在步骤S500中，控制部50的CPU读入通过图6的阳极形态变化量导出处理程序导出/存储的最新的阳极形态变化量。然后，判断最新的阳极形态变化量是否为基准阳极催化剂表面积下降量SA以上。由于基于图6的阳极形态变化量的导出在燃料电池的发电停止时进行，因此在步骤S500中，读入上一次燃料电池15发电停止时导出的阳极形态变化量作为最新的阳极形态变化量。 

此外，在图6的步骤S110中，导出/存储阳极催化剂表面积作为表示阳极形态变化量的值时，在步骤S500中，基于存储的阳极催化剂表面积，导出与制造当初相比的阳极催化剂表面积下降量，并与上述基准阳极催化剂表面积下降量SA进行比较即可。或者也可以取代基准阳极催化剂表面积下降量SA，设定与ΔVd1对应的基准阳极催化剂表面积，在步骤S500的判断中使用。或者也可以在步骤S110中，导出/存储阳极催化剂表面积下降量作为阳极形态变化量。根据在步骤S110中导出的阳极形态变化发展的程度，能够判断电压下降量是否超过容许范围即可。 

在步骤S500中，判断为最新的阳极形态变化量为基准阳极催化剂表面积下降量SA以上时，控制部50的CPU决定用于抑制因阳极形态变化导致的燃料电池的电压下降的控制的变更量(步骤S510)。用于抑制因阳极形态变化导致的燃料电池的电压下降的控制的变更例如作为燃料气体压力的上升、燃料气体流量的增加(燃料气体的循环量的增加)、来自燃料气体的杂质(氮或水蒸气等)排出量增加、或燃料气体的加湿量的增加等进行即可。为了使燃料气体压力上升，只要变更调节可变调压阀42时的目标压力以提高从氢罐20向燃料电池15供给的氢压即可。为了增加燃料气体流量(增加燃料气体的循环量)，使氢循环泵44的驱动量增加即可。为了增加来自燃料气体的杂质排出量，通过延长净化阀46的每一次开阀的开阀时间，或缩短开阀间隔等，从而延长单位时间内的开阀时间即可。燃料气体的加湿量的增加通过在阳极侧流路中设置用于加湿燃料气体的未图示的加湿装置而增加该加湿装置产生的加湿量即可。通过进行此种控制变更，能够使燃料电池15的电压上升(使IV特性的下降量的至少一部分恢复)。需要说明的是，在燃料电池系统10中，如上所述使燃料气体在氢循环流路内循环，因此通常无需在阳极侧流路设置加湿装置。因此，增加加湿量引起的电压下降抑制的控制优选适用在不使燃料气体循环而具备用于预先加湿湿度比较低的燃料气体的加湿装置的燃料电池系统中。 

图24是表示作为用于抑制因阳极形态变化导致的燃料电池的电压下降的控制的变更，而进行燃料气体压力的上升时的燃料气体压力上升量与性能提高量(电压恢复量)之间的关系的说明图。控制部50只要预先存储表示图24所示的燃料气体压力上升量与性能提高量的关系的映射即可。此外，控制部50也预先存储表示图21所示的阳极催化剂表面积下降量与燃料电池的电压下降量ΔVd的关系的映射即可。在步骤S510中，控制部50的CPU参照上述映射，基于图21，导出与最近的阳极形态变化量相对应的电压下降量ΔVd，并基于图24，导出为了使导出的电压下降量ΔVd恢复所需的燃料气体压力上升量，作为控制的变更量进行决定。此外，如图24所示，燃料气体压力上升导致的电压上升量在燃料气体压力上升量达到值Pu时成为最大值ΔVmax，即使燃料气体压力进一步上升，电压上升量也不增加。因此，在本实施例中，与最新的阳极形态变化量相对应而求出的电压下降量ΔVd达到上述最大值ΔVmax后，也不会超过值Pu而决定燃料气体压力上升量。 

此外，在燃料电池中，燃料气体和氧化气体中的仅一方气体的压力升高时，在电解质膜的各个面上流动的气体的压力差增大，从而有可能损伤电解质膜。因此，作为用于抑制因阳极形态变化导致的燃料电池的电压下降的控制的变更，而进行燃料气体压力的上升时，优选使氧化气体压力也对应于燃料气体压力的上升量而上升。因此，在步骤S510中，导出燃料气体压力上升量，并对应于导出的燃料气体压力上升量地决定氧化气体压力上升量。氧化气体的压力上升能够通过增加压缩机30的驱动量来进行。 

在图24中，示出了燃料气体压力上升量与性能提高量(电压恢复量)之间的关系，但作为用于抑制因阳极形态变化导致的燃料电池的电压下降的控制的变更，在进行已述的另一控制变更时，控制变更量与性能提高量之间的关系成为同样。在此，上述的用于抑制燃料电池的电压下降的控制变更通常引起燃料电池系统中的能量效率的下降。 例如，作为上述控制变更，在进行燃料气体压力的上升时，压缩机30的驱动量也同时增加，从而系统整体的能量效率下降。而且，作为上述控制变更而增加燃料气体流量时，使氢循环泵44的驱动量增加，从而系统整体的能量效率下降。而且，作为上述控制变更，在增加来自燃料气体的杂质排出量时，通过打开净化阀46而与杂质排出同时地排出氢，因此系统整体的能量效率(燃料的利用效率)降低。而且，作为上述控制变更，在增加燃料气体的加湿量时，由于为了加湿而消耗能量，从而系统整体的能量效率下降。因此，作为图21所示的电压下降量ΔVd的能够容许的极限值，考虑使电压恢复的效果和为了电压恢复而产生的能量效率的下降导致的影响而适当设定ΔVd1即可。 

在步骤S510中，决定用于抑制因阳极形态变化导致的燃料电池的电压下降的控制的变更量时，控制部50的CPU为了实现决定的控制的变更量而向各部输出驱动信号(步骤S520)，结束本程序。即，根据控制变更的内容，而对可变调压阀42及压缩机30、氢循环泵44、净化阀46、加湿装置输出驱动信号。例如，通过燃料气体压力上升而进行控制量的变更时，为了实现在步骤S510中决定的燃料气体压力上升量，而变更可变调压阀42及压缩机30的驱动量。需要说明的是，在步骤S500中，判断为最新的阳极形态变化量小于基准阳极催化剂表面积下降量SA时，判断为性能下降量在容许范围内，因此控制部50的CPU结束本程序。 

用于抑制因阳极形态变化导致的燃料电池的电压下降的控制的变更也可以不是进行例示的多个控制变更中的任一种，而是将多个控制变更组合。具体来说，通过一个控制变更(例如，燃料气体压力上升)而实现性能恢复时，若电压上升量达到图24所示的最大值ΔVmax，则不会进一步进行燃料气体压力的上升，而为了应对进一步的燃料电池的性能下降，也可以进行不同的控制(例如燃料气体流量增加)。或者也可以将多个种类的控制的变更同时组合。 

根据以上的结构，不直接检测阳极形态变化量而基于简便且高精度地推定的阳极形态变化量，变更发电时的控制，从而能够抑制因阳极形态变化导致的燃料电池的性能下降。 

此外，因阳极电位上升导致的阳极形态变化量根据其导出方法，能够着眼于燃料电池15整体中的尤其是阳极形态变化容易发展的部分而导出。例如，基于燃料电池的电压而取得阳极电位上升信息时，不基于燃料电池整体的电压，而基于配置在氧向电池内燃料气体流路最早流入的部位上的单电池的电压，取得阳极电位上升信息即可。而且，基于燃料电池的发电停止后的经过时间而取得阳极电位上升信息时，着眼于氧向电池内燃料气体流路最早流入的部位上配置的单电池，预先设定用于判断的基准经过时间即可。而且，基于阳极上的氧浓度而取得阳极电位上升信息时，基于在氧向电池内燃料气体流路最早流入的部位上配置的单电池内的电池内燃料气体流路中的、氧最早开始流入的部位的氧浓度，取得阳极电位上升信息即可。如此，若使用着眼于阳极形态变化容易发展的部位而导出的阳极形态变化量进行上述控制变更，能够抑制性能下降最容易发展的部位的性能下降，而维持燃料电池的性能。 

H-2.考虑了发电时阳极形态变化的输出控制的校正： 

在图23中，基于图6的步骤S110中导出/存储的阳极形态变化量，进行了抑制因阳极形态变化导致的电压下降的控制，但还可以考虑图20中导出的发电时阳极形态变化量而进行抑制上述电压下降的控制。以下，作为第十一实施例说明考虑上述发电时阳极形态变化量而抑制电压下降的结构。图25是表示在控制部50的CPU中取代图23的形态变化影响抑制处理而执行的形态变化影响抑制处理程序的流程图。在本程序中，对与图23共通的处理工序附加相同参照号码，以下，说明与图23不同的处理。 

本程序起动时，控制部50的CPU判断阳极催化剂表面积下降量 是否为基准值以上(步骤S500)。在该步骤S500中，如上所述，读入通过图6的阳极形态变化量导出处理程序导出/存储的最新的阳极形态变化量，判断最新的阳极催化剂表面积下降量是否为基准阳极催化剂表面积下降量SA以上。即，在步骤S500中，作为发电停止时的阳极电位上升所导致的阳极形态变化量，基于以燃料电池整体为对象而推定的阳极催化剂表面积下降量，判断是否应进行用于抑制燃料电池整体的电压下降的控制。 

在步骤S500中，判断为最新的阳极催化剂表面积下降量小于基准阳极催化剂表面积下降量SA时，控制部50的CPU判断是否存在阳极形态变化发展的特定电池(步骤S530)。具体来说，控制部50的CPU在图20的发电时阳极形态变化量导出程序的步骤S150中，对于累计并存储发电时阳极形态变化量的各个单电池，将存储的发电时阳极形态变化量的值和图6的步骤S110中全部的单电池同样进行而导出的因发电停止导致的阳极形态变化量的值相加。然后，判断得到的阳极形态变化量总计值是否超过预先确定的基准形态变化量。基准形态变化量是当阳极形态变化量进一步发展时，作为因阳极形态变化导致的电压下降有可能成为电压下降不容许程度的值而预先设定的值，例如可以设为与步骤S500中使用的基准阳极催化剂表面积下降量SA相同的值。 

在步骤S530中，判断为阳极形态变化发展的特定电池存在时，控制部50的CPU判断该阳极形态变化发展的单电池的电压是否为基准电压以下(步骤S540)。在步骤S540中使用的基准电压是当燃料电池内的任一单电池的电压进一步下降时，作为可能引起燃料电池整体的性能下降的值而预先设定并存储在控制部50内的值。 

在步骤S540中，判断为阳极形态变化发展的单电池的电压为基准电压以下时，控制部50的CPU为了进行用于抑制因阳极形态变化导致的电压下降的控制变更而向各部输出驱动信号(步骤S520)，结束本 程序。用于抑制电压下降的控制变更例如对可变调压阀42及压缩机30的驱动量进行变更而使燃料气体压力上升即可。或者也可以变更氢循环泵44或净化阀46的驱动量而增加燃料电池流量。或者也可以增加燃料气体的加湿量。此时，对各部的驱动量进行变更的程度例如可以基于步骤S530中求出的阳极形态变化量总计值来决定。或者作为将驱动量变更预先确定的一定量的情况，也可以增加驱动量的变更量直至特定电池的电压下降状态消除。 

在步骤S540中，判断为阳极形态变化发展的单电池的电压高于基准电压时，控制部50的CPU判断为不需要特别的控制变更，结束本程序。而且，在步骤S530中，判断为阳极形态变化发展的特定电池不存在时，控制部50的CPU判断为不需要特别的控制变更，结束本程序。 

根据以上的结构，在特定的单电池中，即使在发电中因阳极电位上升导致的阳极形态变化发展而在该特定的单电池中发生电压下降时，也能够以抑制此种电压下降的方式进行控制变更。由此，能够抑制因该特定的单电池导致的燃料电池整体的性能下降。在燃料电池中，即使在单电池的一个中发生电压下降，作为燃料电池整体也能够进行充分的输出，从而燃料电池整体的电流值或电压值不会立即成为不优选的值。然而，当放置引起电压下降的单电池产生的状态时，不久之后，有可能给燃料电池整体的输出状态带来障碍。如上所述，在使用发电时阳极形态变化量，发电时阳极形态变化量的值大且实际存在电池电压下降的单电池时，即使燃料电池整体的输出状态没有异常也进行抑制电压下降的控制，从而也能够稳定地维持燃料电池的发电状态。 

H-3.高电位回避处理的上限电压值的校正： 

阳极催化剂表面积下降而燃料电池电压下降时，如上所述，发电时的阳极电位也从0V上升。因此，在燃料电池的发电中，进行基于燃料电池电压的运转控制时，优选考虑此种阳极电位上升而校正控制中使用的基准值。以下，作为第十二实施例说明考虑阳极电位上升而进 行高电位回避处理的结构。 

如图22所示，燃料电池的输出电压在输出电流越小时越高。由于燃料电池的输出电压较高时为阴极电位较高时，通过在燃料电池的输出电压中设定上限值而进行发电控制，从而能够抑制阴极暴露在不优选的程度的高电位下引起的阴极形态变化。具体来说，负载要求减小，而从燃料电池输出与负载要求相对应的电力时，在燃料电池的输出电压大于上限值时，以不超过上限值的方式设定燃料电池的输出电压并进行超过负载要求的发电，从而能够抑制阴极的过度的电位上升。 

以下，说明为了抑制阴极的过度的电位上升而执行的高电位回避处理的概要。在此，作为高电位回避处理的动作的一例，说明在搭载图1的燃料电池系统10的图14的电动车90中执行的高电位回避处理。图26是表示高电位回避控制处理程序的流程图。本程序在燃料电池系统10的控制部50的CPU中，在燃料电池15发电期间反复执行。 

本程序起动时，控制部50的CPU基于负载要求决定燃料电池15所要求的发电量(步骤S600)。负载要求例如可以作为基于在电动车90上设置的未图示的车速传感器的检测信号或油门开度传感器的检测信号导出的要求驱动动力而求出。或者也可以在要求驱动动力上再加上辅机94要求的能量，而导出负载要求。在步骤S600中，决定燃料电池15的要求发电量作为用于满足此种负载要求的发电量。 

决定燃料电池15的要求发电量时，控制部50的CPU导出与决定的要求发电量相对应的燃料电池15的输出电压V1(步骤610)。控制部50存储图22所示的IV特性，在步骤S610中，参照该IV特性，导出用于产生步骤S600中决定的要求发电量的运转要素(输出电流与输出电压的组合)。上述输出电压V1是如此求出的运转要素的输出电压。 

导出输出电压V1时，控制部50的CPU判断输出电压V1是否为 上限电压值Vth1以上(步骤S620)。上限电压值Vth1是为了避免阴极形态变化越发生而阴极电位变得过高而作为燃料电池电压的上限值所设定的值。在步骤S620中，判断为输出电压V1为上限电压值Vth1以上时，控制部50的CPU将相对于DC/DC转换器92的电压指令值不设定为用于得到要求发电量的电压V1，而设定为比电压V1低的上限电压值Vth1(步骤S630)。 

设定电压指令值时，控制部50的CPU向各部输出驱动信号(步骤S650)，结束本程序。具体来说，控制部50的CPU基于步骤S630中设定的电压指令值而对DC/DC转换器92输出驱动信号，并且为了消耗与负载要求相对应的电力而对驱动逆变器93或车辆辅机输出驱动信号。而且，为了使燃料电池15在与上限电压值Vth1相对应的运转要素下能够发电，而对燃料电池辅机输出驱动信号。由此，驱动电动机95及辅机94处于所希望的驱动状态。需要说明的是，此时，在步骤S630中通过将电压指令值设定为比电压V1低的上限电压值Vth1，而在燃料电池15中，基于负载要求而进行比步骤S600中决定的要求发电量更多的发电。比要求发电量多发电的电力用于二次电池91的充电。 

在步骤S620中，判断为输出电压V1小于上限电压值Vth1时，控制部50的CPU将相对于DC/DC转换器92的电压指令值设定为用于得到要求发电量的电压V1(步骤S640)。设定电压指令值时，控制部50的CPU向各部输出驱动信号(步骤S650)，结束本程序。具体来说，控制部50的CPU基于步骤S640中设定的电压指令值而对DC/DC转换器92输出驱动信号，并且为了消耗与负载要求相对应的电力而对驱动逆变器93或车辆辅机输出驱动信号。而且，为了使燃料电池15在与电压V1相对应的运转要素下能够发电，而对燃料电池辅机输出驱动信号。由此，驱动电动机95及辅机94处于所希望的驱动状态。 

通过进行此种高电位回避控制，而总是能够将燃料电池的输出电 压抑制成上限电压值Vth1以下，能够抑制因阴极电位变得过高导致的阴极形态变化。在本实施例中，进行上述高电位回避控制时，还考虑因阳极形态变化导致的阳极电位上升，进行上限电压值Vth1的校正。 

图27是表示通过控制部50的CPU执行的高电位回避上限电压校正处理程序的流程图。本程序在燃料电池系统10的控制部50的CPU中，在燃料电池15发电期间，与图26的高电位回避控制处理程序并行而反复执行。 

本程序起动时，控制部50的CPU判断最新的阳极催化剂表面积下降量是否为基准值以上(步骤700)。该步骤S700是与图23的步骤S500同样的工序。如上所述，阳极形态变化量(阳极催化剂表面积下降量)在某程度小的范围内，因阳极形态变化导致的燃料电池的电压下降量(阳极电位上升量)也小。因此，在步骤S700中，判断阳极催化剂表面积下降量是否增大到基于阳极电位上升量的校正所需要的程度。 

在步骤S700中，判断为最新的阳极形态变化量为基准值以上时，控制部50的CPU基于上述最新的阳极催化剂表面积下降量，导出阳极电位上升量ΔVan(步骤S710)。在此，因阳极形态变化导致的阳极电位上升量Δvan不是对应于阳极催化剂表面积下降量决定为单一的值，而是根据燃料电池15的输出电流进行变化。在步骤S710中，求出燃料电池15在稳定状态下进行发电时的、与已述的上限电压值Vth1对应的输出电流中的阳极电位上升量。 

图28、29是表示燃料电池的IV特性及电流与阴极电位的关系的说明图。在图28中，表示阳极形态变化发展前的电流与阴极电位之间的关系，在图29中，表示阳极形态变化发展后的电流与阴极电位的关系。在控制部50中存储有作为燃料电池15的输出电压的上限电压值的基准上限电压值Vmax。如图28所示，在燃料电池中，由于产生燃 料电池的构成部件整体具有的电阻导致的电压下降(电阻过电压)，因此阴极电位成为对燃料电池电压加上所述电阻产生的电压下降量后的值。上述基准上限电压值Vmax基于阴极不引起形态变化的阴极电位上限值Vh，考虑上述电阻产生的电压下降量，被决定作为阴极电位不超过上述阴极电位上限值Vh的值。 

另外，在控制部50中存储有基准上限电压值Vmax和在IV特性中与基准上限电压值Vmax相对应的基准输出电流Ist1。而且，在控制部50中存储有燃料电池的输出电流为基准输出电流Ist1时的、表示阳极催化剂表面积下降量与阳极电位上升量之间的关系的映射。表示该阳极催化剂表面积下降量与阳极电位上升量之间的关系的映射与图21所示的表示阳极催化剂表面积下降量与性能下降量(电压下降量)之间的关系的映射相同。在步骤S710中，参照该映射，基于最新的阳极催化剂表面积下降量，而导出输出电流为基准输出电流Ist1时的阳极电位上升量ΔVan。 

导出阳极电位上升量时，控制部50的CPU从已述的基准上限电压值Vmax减去在步骤S710中导出的阳极电位上升量ΔVan，设定成上限电压值Vth1(步骤S720)，结束本程序。在步骤S700中，判断为最新的阳极形态变化量小于基准值时，控制部50的CPU将基准上限电压值Vmax设定成上限电压值Vth1(步骤S730)，结束本程序。在步骤S720和S730中的任一步骤中，即使设定了上限电压值Vth1的情况下，在执行图26的高电位回避控制处理时，使用图27的处理中设定的最新的上限电压值Vth1。 

若形成为此种结构，则当由阳极形态变化量引起而阳极电位上升时，从基准上限电压值Vmax减去阳极电位上升量ΔVan而设定上限电压值Vth1，因此能够提高抑制阴极的高电位化的动作的可靠性。图30是表示当阳极形态变化发展时，使用图27的步骤S720中设定的电压值Vth1，进行图26的高电位回避控制处理时的燃料电池电压及阴极电 位的变动的情况的一例的说明图。在图30中，横轴表示电动车90的行驶距离。也可以取代行驶距离，而是作为起动燃料电池系统而开始电动车90的行驶后的经过时间(运行时间)。而且，在图30中，纵轴示出表示燃料电池电压的变动的图形的电压或表示阴极电位的变动的图形的电位。 

如图30所示，使用图27的步骤S720中设定的上限电压值Vth1而进行高电位回避控制时，即使伴随负载要求的变动而燃料电池电压发生变动，燃料电池电压也不会超过上限电压值Vth1。因此，即使在阳极电位上升阳极电位上升量ΔVan的情况下，阴极电位也不会超过阴极电位上限值Vh。如图29所示，阳极形态变化发展时，阴极电位成为对燃料电池电压加上电阻引起的电压下降量进而再加上因阳极形态变化导致的阳极电位上升量后得到的值。如上所述，从基准上限电压值Vmax减去阳极电位上升量ΔVan而设定上限电压值Vth1，因此能够抑制阴极电位超过阴极电位上限值Vh而上升的情况。因此，能够抑制因阴极的高电位化导致的阴极形态变化。 

相对于此，图31是表示当阳极形态变化发展时，不进行图27的高电位回避上限电压校正处理，总是使用基准上限电压值Vmax作为上限电压值Vth1而执行图26的高电位回避控制处理时的燃料电池电压及阴极电位的变动的情况的一例的说明图。在进行此种控制时，燃料电池电压不会超过基准上限电压值Vmax。然而，由于阳极电位上升了阳极电位上升量ΔVan，因此阴极电位成为(Vmax+ΔVan)，会产生超过阴极产生形态变化时的电位Vh的情况。如上所述，通过基于阳极电位上升量ΔVan而校正进行高电位回避控制处理时的上限电压值Vth1，即使阳极形态变化发展，也能够维持抑制阴极的过度的电位上升的状态。 

需要说明的是，在上述的说明中，用于满足负载要求的电力全部是通过燃料电池15发电，但也可以为不同的结构。例如也可以使用二 次电池91供给用于满足负载要求的电力的一部分。这种情况下，通过以将绕电池电压抑制成上限电压值Vth1以下的方式进行发电控制，从而能够抑制阴极电位上升所导致的阴极形态变化。此时，通过考虑阳极电位上升量ΔVan而校正上限电压值Vth1，从而能够使抑制阴极电位的过度上升的动作适当化。 

H-4.用于缺氢运转回避的下限电压值的校正： 

作为基于燃料电池电压的运转控制的另一例，能够列举基于电池电压的缺氢运转回避控制。如上所述，在燃料电池发电期间，例如在电池内燃料气体流路中由于冷凝水滞留而向阳极供给的氢量不足时，产生氢不足的单电池成为负电压，在产生了该氢不足的单电池中，产生阳极电位上升及阳极形态变化。因此，为了抑制此种不良情况，而检测出因氢不足导致的电压下降时，执行用于避免氢不足状态下的发电继续的缺氢运转回避控制即可。以下，作为第十三实施例说明考虑阳极电位上升而进行缺氢运转回避的处理的结构。 

图32是表示缺氢运转回避控制处理程序的流程图。本程序在燃料电池系统10的控制部50的CPU中，在燃料电池15的发电期间反复执行。 

本程序起动时，控制部50的CPU从电压传感器52取得构成燃料电池15的各个单电池70的电压(步骤S800)。并且，在各单电池70中，判断电压低于下限电压值Vth2的单电池是否存在(步骤S810)。下限电压值Vth2是当单电池的电压进一步下降时，作为用于判断为缺氢状态发展至无法容许的程度的基准值而预先设定的负值。 

在步骤S810中，判断为电压低于下限电压值Vth2的单电池存在时，控制部50的CPU执行氢不足消除处理(步骤S820)，结束本程序。作为步骤S820中执行的氢不足消除处理，例如能够列举增加燃料气体流量的处理。具体来说，增加燃料气体流量的处理例如在燃料电 池系统10中，进行增加氢循环泵44的驱动量的处理即可。或者，通过延长净化阀46的每一次开阀的开阀时间或缩短开阀间隔等，进行延长单位时间内的开阀时间的处理即可。进行此种处理，增加燃料气体流量，从而吹飞并除去电池内燃料气体流路中滞留的液体水，并能够消除缺氢状态。 

在步骤S810中，当电压低于下限电压值Vth2的单电池不存在时，控制部50的CPU判断为未产生应消除缺氢状态，结束本程序。 

通过进行此种缺氢运转回避控制，即使在燃料电池中产生因缺氢导致的电压下降(换极)，由于立即执行消除缺氢的处理，因此也能够抑制基于缺氢的换极引起的燃料电池发电效率的下降。进行此种缺氢运转回避控制时，考虑因阳极形态变化导致的阳极电位上升而进行下限电压值Vth2的校正时，能够抑制执行氢不足消除处理所导致的系统效率的下降。 

图33是表示在本实施例的控制部50的CPU中执行的氢不足回避下限电压校正处理程序的流程图。本程序在燃料电池系统10的控制部50的CPU中，在燃料电池15的发电期间，与图32的缺氢运转回避控制处理程序并行地反复执行。 

本程序起动时，控制部50的CPU判断最新的阳极催化剂表面积下降量是否为基准值以上(步骤S900)。该步骤S900是与图23的步骤S500同样的工序。如上所述，阳极形态变化量(阳极催化剂表面积下降量)在某程度小的范围内，因阳极形态变化导致的燃料电池的电压下降量(阳极电位上升量)也小。因此，在步骤S900中，判断阳极催化剂表面积下降量是否增大到基于阳极电位上升量的校正所需要的程度。 

在步骤S900中，判断为最新的阳极形态变化量为基准值以上时， 控制部50的CPU基于上述最新的阳极催化剂表面积下降量，导出阳极电位上升量ΔVan(步骤S910)。如上所述，因阳极形态变化导致的阳极电位上升量ΔVan与阳极催化剂表面积下降量一起由燃料电池的输出电流决定。在控制部50中，存储有以阳极催化剂表面积下降量和燃料电池的电流为参数而用于求出阳极电位上升量ΔVan的映射，在步骤S910中，基于最新的阳极催化剂表面积下降量和当前的输出电流值，参照上述映射，导出阳极电位上升量ΔVan。 

导出阳极电位上升量时，控制部50的CPU将从基准下限电压值Vmin减去步骤S910中导出的阳极电位上升量ΔVan后得到的值设定成下限电压值Vth2(步骤S920)，本程序结束。在此，基准下限电压值Vmin是在阳极形态变化未发展的初期(制造当初)的燃料电池中，作为用于判断是否为下限电压值Vth2即缺氢状态能够容许的范围的值而预先设定并存储在控制部50中的负值。 

在步骤S900中，判断为最新的阳极形态变化量小于基准值时，控制部50的CPU将基准下限电压值Vmin设定为下限电压值Vth2(步骤S930)，结束本程序。在步骤S920和S930中的任一步骤中，即使在设定下限电压值Vth2的情况下，在执行图32的缺氢回避运转回避控制处理时，使用图33的处理中设定的最新的下限电压值Vth2。 

若形成为此种结构，则当由阳极形态变化量引起而阳极电位上升时，从基准下限电压值Vmin减去阳极电位上升量ΔVan而设定下限电压值Vth2，因此能够充分地抑制在氢不足的状态下继续发电的情况，并能够抑制缺氢运转回避的控制引起的燃料电池系统效率的下降。在阳极形态变化发展时，通过使阳极电位上升，在由于氢不足而燃料电池成为负电压时，即使与阳极形态变化前的缺氢状态为同程度，电压也下降阳极电位上升量ΔVan。因此，即使将下限电压值Vth2设定成从基准下限电压值Vmin减去阳极电位上升量ΔVan后得到的值，当达到与阳极形态变化前作为判断的基准的缺氢状态同等的缺氢状态时， 也能够进行缺氢运转回避控制。 

此外，在阳极形态变化发展时，通过较低地校正下限电压值Vth2，能够更长地确保未进行氢不足消除处理的期间，从而能够抑制进行氢不足消除处理所导致的燃料电池系统效率的下降。具体来说，作为氢不足消除处理而进行增加氢循环泵44的驱动量的处理时，氢循环泵44消耗的能量增加，因而燃料电池系统中的能量效率下降。而且，作为氢不足消除处理，进行延长净化阀46中的单位时间内的开阀时间的处理时，由于向系统外部排出的氢量增加，因而燃料电池系统中的燃料的利用效率下降。因此，通过使氢不足消除处理的时间延迟，而能够抑制进行氢不足消除处理引起的上述的系统效率的下降。 

H-5.基于控制变更的效果： 

如以上说明所示，阳极形态变化量增加而电池性能下降(阳极电位上升)时，通过基于阳极形态变化量来变更燃料电池的发电的控制，而能够实现控制的进一步的适当化。而且，即使在阳极形态变化量增加而发生燃料电池的性能下降的情况下，也能够更长地将燃料电池性能维持成高状态。 

此外，如上所述，即使阳极形态变化发展也能够更长地将燃料电池性能维持成高状态，从而与以往相比，起到能够削减阳极具备的催化剂金属量的效果。 

在燃料电池中，阴极在系统停止时在燃料电池内部产生与形成已述的内部电池相伴的高电位化，此外即使在燃料电池发电中，在低输出时也有可能不优选程度地成为高电位，容易发生阴极的高电位化导致的阴极形态变化。而且，阴极的电极活性物质即氧与阳极的电极活性物质即氢相比，反应速度慢，进而作为氧化气体使用的空气中的氧浓度比较低，因此以往将阴极含有的催化剂金属量设定为具备充分的催化剂金属。 

相对于此，阳极将比氧的反应速度快的氢作为电极活性物质进行供给，而且燃料气体中的氢浓度通常高于空气中的氧浓度。因此，在阳极中，不使燃料电池性能下降，且与阴极相比，能够削减催化剂金属量。并且，一直以来，阳极的催化剂金属量通常设定为比阴极受到抑制。然而，以往设定电极的催化剂金属量时，在需要更多催化剂金属量的阴极中，将注意转向能够抑制多少催化剂金属量的方面，并未充分研究比阴极减少催化剂金属量即可的阳极的催化剂金属量。 

如上所述，在阳极中，与阴极相比，能够抑制催化剂金属量，但为了燃料电池的推广普及所需的进一步降低成本，而阳极的催化剂金属量也优选在能够维持电池性能的范围内进行充分抑制。即使产生已述的阳极形态变化所导致的阳极电位上升，只要阳极具备的催化剂金属量充分多，燃料电池的性能就需要极长的期间才会下降到实用上存在问题的程度。然而，若削减阳极的催化剂金属量，则在长期使用燃料电池系统期间，阳极形态变化所导致的阳极电位上升所带来的性能下降会达到无法忽视的程度。 

如第十至第十三实施例所示，当阳极形态变化某种程度发展时，通过对应于阳极形态变化的程度而进行控制变更，从而即使阳极形态变化发展，也能够更长地将燃料电池的性能维持成高状态。因此，若进行此种控制，则即使削减阳极的催化剂金属量，也不会降低燃料电池的性能，从而能够长期使用燃料电池。 

I.变形例： 

需要说明的是，本发明并不局限于上述的实施例或实施方式，在不脱离其宗旨的范围内能够以各种形态实施，例如也可以进行如下变形。 

I1.变形例1： 

在已述的实施例中，基于阳极电位上升信息，导出本次的发电停止所导致的发展的阳极形态变化量，将本次发展的阳极形态变化量加上已存储的阳极形态变化量上，而导出最新的阳极形态变化量，但还可以通过实际测量来校正存储的阳极形态变化量。例如，在搭载有燃料电池系统10的电动车90的维修时等与燃料电池系统的使用形态相对应的适当的时间，能够通过例如使用周期伏安特性，能够实际测量阳极催化剂表面积。如此，若实际测量阳极催化剂表面积来校正实施例那样基于推定所累计的阳极催化剂表面积，则能够提高长期使用燃料电池系统时的基于阳极催化剂表面积下降量的控制的可靠性。 

I2.变形例2： 

在实施例中，燃料电池15作为固体高分子燃料电池，但也可以为不同的种类的燃料电池。只要是在燃料电池的发电停止后，氧流入电池内燃料气体流路而产生阳极电位上升的燃料电池，就能够通过适用本发明而得到同样的效果。 

标号说明： 

10、110、210 燃料电池系统 

15 燃料电池 

20 氢罐 

22 氢供给流路 

24 氢排出流路 

25 连接流路 

30 压缩机 

32 空气供给流路 

34 空气排出流路 

40 氢截止阀 

42 可变调压阀 

44 氢循环泵 

46 净化阀 

50 控制部 

51 负载连接部 

52 电压传感器 

56 配线 

57 负载 

60 制冷剂循环泵 

61 散热器 

62 制冷剂流路 

63 制冷剂温度传感器 

70 单电池 

71 MEA 

72、73 气体扩散层 

74、75 气体隔板 

76 端板 

78 集电板 

81、82、83、84、85、86 孔部 

87 凹部 

88、89 槽 

90 电动车 

92 DC/DC转换器 

93 驱动逆变器 

94 辅机 

95 驱动电动机 

98 输出轴 

99 车辆驱动轴 

136 排气流路 

137、138、238 开闭阀 

236 排气流路 

239 氮罐 

Claims (23)

1.一种燃料电池系统，具备燃料电池，包括：

发电时气体供给部，在所述燃料电池的发电时，对所述燃料电池的阳极供给含有氢的燃料气体，并对所述燃料电池的阴极供给含有氧的氧化气体；

阳极电位上升信息取得部，在由所述发电时气体供给部进行的所述燃料气体及所述氧化气体的供给停止后，取得表示所述燃料电池的阳极电位上升的状态的信息即阳极电位上升信息；及

阳极形态变化量导出部，基于所述阳极电位上升信息，导出所述阳极具备的催化剂金属的形态变化的程度即阳极形态变化量，

所述阳极电位上升信息取得部取得的所述阳极电位上升信息是表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，

还具备取得所述燃料电池的电压的电压取得部，

表示所述燃料电池停止后的阳极电位上升发生了一次的信息是基于所述电压取得部取得的电压的变动模式而生成的信息。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，

所述电压的变动模式是在所述燃料电池的发电停止后所述电压取得部取得的电压从下降的状态转变为上升而后再转变为下降的模式。

4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，

还具备取得所述燃料电池的发电停止后的经过时间的经过时间取得部，

表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息，是所述经过时间取得部取得的所述经过时间经过基于阳极形态变化的发展状态而决定的第一基准时间时生成的信息。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中，

所述第一基准时间是在所述燃料电池的发电停止后直至阳极电位上升而稳定为止所需的时间。

6.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中，

所述第一基准时间是直至在所述燃料电池的发电停止后发展的阳极形态变化的反应停止为止所需的时间。

7.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，

还具备氧分压导出部，用于导出在所述燃料电池内的阳极上形成的所述燃料气体的流路中的氧分压，

表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息，是所述氧分压导出部导出的所述氧分压超过预先确定的基准分压时生成的信息。

8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，

表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息是执行所述燃料电池的发电停止处理时生成的信息，其中，所述发电停止处理是伴随着由所述发电时气体供给部进行的所述燃料气体及所述氧化气体的供给停止的处理。

9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中，

所述发电停止处理是对所述燃料电池内的燃料气体的流路供给空气的空气净化处理。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的燃料电池系统，其中，

还具备阳极形态变化量存储部，用于对所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量进行存储，

所述阳极形态变化量导出部，将作为因进行一次所述燃料电池的发电停止而伴随阳极电位上升发展的阳极形态变化的量被导出的值加在上一次取得所述阳极电位上升信息时存储在所述阳极形态变化量存储部中的所述阳极形态变化量上，从而导出所述阳极形态变化量。

11.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其中，

还具备取得所述燃料电池的温度的燃料电池温度取得部，

所述阳极形态变化量导出部基于所述燃料电池的温度导出因进行一次所述燃料电池的发电停止而伴随阳极电位上升发展的阳极形态变化的量。

12.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，

所述阳极电位上升信息取得部在判断为在所述燃料电池的发电停止后、阳极电位上升引起的阳极形态变化未被所述燃料电池的再起动所中断而发展时，取得表示所述燃料电池的发电停止后的阳极电位上升发生了一次的信息作为第一阳极电位上升信息，

所述阳极电位上升信息取得部在判断为在所述燃料电池的发电停止后、阳极电位上升引起的阳极形态变化发展的中途进行了所述燃料电池的再起动时，取得表示直至所述燃料电池再起动为止所发展的阳极形态变化量的值作为第二阳极电位上升信息。

13.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中，

在所述燃料电池的发电停止后，在没有所述燃料电池的再起动的状态下经过了基于阳极形态变化的发展状态决定的第一基准时间时，所述阳极电位上升信息取得部取得所述第一阳极电位上升信息，

在所述燃料电池的发电停止后，在经过了基于阳极形态变化的发展状态而以比所述第一基准时间早的时刻设定的第二基准时间、且在所述第一基准时间经过之前进行所述燃料电池再起动时，所述阳极电位上升信息取得部取得与进行所述燃料电池的再起动的时间有关的信息作为所述第二阳极电位上升信息。

14.根据权利要求12或13所述的燃料电池系统，其中，

还具备对所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量进行存储的阳极形态变化量存储部，

所述阳极形态变化量导出部在取得所述第一阳极电位上升信息时，将作为因进行一次所述燃料电池的发电停止而伴随阳极电位上升发展的阳极形态变化的量被导出的值加在上一次取得所述阳极电位上升信息时存储在所述阳极形态变化量存储部中的所述阳极形态变化量上，从而导出所述阳极形态变化量，

所述阳极形态变化量导出部在取得所述第二阳极电位上升信息时，基于所述第二阳极电位上升信息导出从所述燃料电池发电停止到再起动为止发展的阳极形态变化量，将导出的阳极形态变化量加在上一次取得所述阳极电位上升信息时存储在所述阳极形态变化量存储部中的所述阳极形态变化量上，从而导出所述阳极形态变化量。

15.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，还具备：

负电压单电池检测部，在所述燃料电池的发电中检测构成所述燃料电池的单电池中成为因氢不足导致的负电压的单电池，并且检测成为该负电压的单电池的发电条件；

负电压时阳极形态变化量导出部，基于所述发电条件，导出成为所述负电压的单电池中的阳极形态变化量；及

发电时阳极形态变化量导出部，将所述负电压时阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量对于每个所述单电池进行累计，导出在因氢不足导致的负电压的作用下发展的阳极形态变化量即发电时阳极形态变化量。

16.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，

还具备电压下降抑制部，该电压下降抑制部在所述燃料电池的发电时，基于所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量，变更与所述发电时气体供给部对所述阳极供给所述燃料气体有关的燃料气体供给控制，以抑制阳极形态变化所导致的电压下降。

17.根据权利要求15所述的燃料电池系统，其中，

还具备电压下降抑制部，该电压下降抑制部在所述燃料电池的发电时，变更与所述发电时气体供给部对所述阳极供给所述燃料气体有关的燃料气体供给控制，以抑制阳极形态变化所导致的电压下降，

所述电压下降抑制部在所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量为第一基准值以上的情况下，基于所述阳极形态变化量变更所述燃料气体供给控制，

所述电压下降抑制部在所述阳极形态变化量导出部导出的所述阳极形态变化量小于所述第一基准值、且所述发电时阳极形态变化量导出部导出的所述发电时阳极形态变化量超过第二基准值的单电池存在的情况下，当所述发电时阳极形态变化量超过所述第二基准值的单电池的电压低于基准电压时，变更所述燃料气体供给控制。

18.根据权利要求16或17所述的燃料电池系统，其中，

作为用于抑制阳极形态变化所导致的电压下降的所述燃料气体供给控制的变更，所述电压下降抑制部使向所述阳极供给的所述燃料气体的压力上升。

19.根据权利要求16或17所述的燃料电池系统，其中，

作为用于抑制阳极形态变化所导致的电压下降的所述燃料气体供给控制的变更，所述电压下降抑制部使向所述阳极供给的所述燃料气体的流量增加。

20.根据权利要求16或17所述的燃料电池系统，其中，

作为用于抑制阳极形态变化所导致的电压下降的所述燃料气体供给控制的变更，所述电压下降抑制部使向所述阳极供给的所述燃料气体的加湿量增加。

21.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，还具备：

高电位回避控制部，控制所述燃料电池的发电状态，以使所述燃料电池的输出电压不超过上限电压；

阳极电位上升量导出部，基于所述阳极形态变化量导出部导出的阳极形态变化量，导出因阳极形态变化引起的所述阳极的电位上升量；及

上限电压设定部，将从基准上限电压中减去所述阳极电位上升量导出部所导出的所述阳极的电位上升量后的值设定为所述上限电压，其中，所述基准上限电压是为了所述上限电压而预先设定的电压。

22.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，还具备：

缺氢运转回避控制部，在对所述阳极的供给氢量不足导致所述燃料电池的电压成为下限电压以下时执行缺氢运转回避控制，该缺氢运转回避控制用于避免在氢不足的状态下继续发电；

阳极电位上升量导出部，基于所述阳极形态变化量导出部所导出的阳极形态变化量，导出因阳极形态变化引起的所述阳极的电位上升量；及

下限电压设定部，将从基准下限电压中减去所述阳极电位上升量导出部所导出的所述阳极的电位上升量后的值设定为所述下限电压，其中，所述基准下限电压是为了所述下限电压而预先设定的电压。

23.根据权利要求22所述的燃料电池系统，其中，

所述缺氢运转回避控制部作为所述缺氢运转回避控制进行使向所述阳极供给的所述燃料气体的流量增加的控制。