CN102804469A - 燃料电池系统及燃料电池系统中的起动时控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够兼顾防止耐久性降低和防止起动性降低的燃料电池系统及该系统的起动控制方法。燃料电池系统(1)包括燃料电池堆叠体(2)、和将燃料气体向燃料电池堆叠体(2)供给的燃料气体配管系统(4)，在冰点以下起动时，能够选择性地实施一边使循环泵(24)旋转一边以比常温起动时低的空气化学计量比进行发电的快速预热运转，燃料电池系统包括：堵塞判定部(7)，其判定在燃料电池堆叠体(2)内的燃料气体流路或燃料气体配管系统(4)是否因冻结而产生堵塞，在产生堵塞时，在快速预热运转中使循环泵(24)停止，并根据堵塞量改变快速预热运转的结束条件。

Description

燃料电池系统及燃料电池系统中的起动时控制方法
技术领域
本发明涉及燃料电池系统及该系统中的起动时控制方法。本发明尤其涉及燃料电池堆叠体的温度为水的冻结温度以下(冰点以下)时的起动控制。
背景技术
在使燃料电池系统起动时，在检测到燃料电池堆叠体的温度为水的结冰温度以下(冰点以下)时，将通常起动用的控制映射变更为冰点以下起动用控制映射，沿着该冰点以下起动用映射使燃料电池起动。此时，有实施使发电部位快速升温、突破冰点以下温度的快速预热运转来提高起动性的技术。
快速预热运转(低效率发电)是指供给到燃料电池的反应气体比通常发电时少，且与通常发电相比电力损失大的发电，在缩小空气化学计量比(エアストイキ比)的状态下使燃料电池运转。通过如此特意将电力损失设定得大，能够对燃料电池快速预热。另一方面，在通常发电时，为了抑制电力损失而得到高发电效率，在将空气化学计量比设定为预定值以上的状态使燃料电池运转。
专利文献1：日本特开2007-128698号公报
专利文献2：日本特开2006-164736号公报
专利文献3：日本特开2007-184202号公报
发明内容
在以往的冰点以下起动时的快速预热运转中，为了发电的均匀化，在使阳极气体循环泵旋转的状态下进行起动。这是为了使燃料电池内的氢气分布均匀而提高耐久性。
但是，若在阳极流路存在冻结堵塞的单电池，则在被堵塞的单电池，从流入的气体逐渐消耗氢，因此最终堆积作为杂质的氮。因此，有时产生由于氢不足而单电池电压降低、不能起动的现象。
为了防止该问题而提高起动性，只要使阳极气体循环泵停止即可，但如上所述存在耐久性降低的问题。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够兼顾防止耐久性降低和防止起动性降低的燃料电池系统及该系统的起动时控制方法。
本发明的燃料电池系统，包括：接受燃料气体及氧化气体的供给、利用电化学反应发电的燃料电池堆叠体；将氧化气体向所述燃料电池堆叠体供给的氧化气体配管系统；和将燃料气体向所述燃料电池堆叠体供给的燃料气体配管系统，并且，所述燃料气体配管系统包括：供给路，从燃料气体供给源向所述燃料电池堆叠体供给的燃料气体在该供给路中流动；用于将从所述燃料电池堆叠体排出的燃料废气返回所述供给路的循环路；和将所述循环路内的燃料废气向所述供给路加压输送的循环泵，在冰点以下起动时，能够选择性地实施一边使所述循环泵旋转一边以比在常温起动时低的空气化学计量比进行发电的快速预热运转，其中，所述燃料电池系统包括：堵塞判定部，其在冰点以下起动时，判定在所述燃料电池堆叠体内的燃料气体流路或所述燃料气体配管系统是否因冻结而产生堵塞；和快速预热运转控制部，其在判定为产生了堵塞的情况下，在所述快速预热运转中使所述循环泵停止，并且根据堵塞的程度改变所述快速预热运转的结束条件。
如后所述，例如在燃料气体配管系统堵塞时和/或燃料电池堆叠体的大部分单电池堵塞时，以及仅燃料电池堆叠体的少数单电池堵塞时，改变快速预热运转的结束条件，例如在基于燃料电池温度进行结束判定时改变其判定基准值。由此，可以根据堵塞的程度将停止循环泵运转的时间最优化，也可以抑制起动性的降低。
所述快速预热运转控制部可以在所述堵塞的程度越大时，继续所述快速预热运转直到所述燃料电池堆叠体成为更高温。
可以将所述堵塞的程度分为至少2阶段的堵塞状态进行判定。
所述堵塞状态之一可以根据在对所述循环泵给予了旋转指令的情况下该循环泵的旋转是否正常进行判断。例如在指示转速与实际转速的旋转偏差、对指示转速的设想功耗超过预定的基准值时，由于对于旋转指令，实际转速没有按照指令上升，因此可以判断为在燃料气体配管系统、燃料电池堆叠体的大部分单电池产生了堵塞。
所述堵塞状态的另一个可以根据在进行了所述快速预热运转的情况下所述燃料电池堆叠体的单电池电压的降低进行判定。在预定时间内单电池电压降低而低于预定值时，可以判断为该单电池堵塞。或者，在单电池电压的降低梯度大于预定时，也能够判断为该单电池堵塞。
这些情况，与上述的在燃料气体配管系统、燃料电池堆叠体的大部分单电池发生堵塞的情况相比，堵塞的程度不显著，因此可判断为燃料电池堆叠体中的少数单电池堵塞，可以如上述那样改变(例如缓和)快速预热运转的结束条件。
所述快速预热运转控制部可以在所述循环泵停止期间限制所述燃料电池堆叠体的发热量、发电电流的绝对值及增加率。由于存在循环泵停止期间发电不均匀、温度分布变大，耐久性降低的危险，因此如上述这样设置限制来抑制向燃料电池堆叠体的燃料气体供给压力的上升，由此抑制耐久性的降低。
根据本发明，能够根据在燃料气体配管系统、燃料电池堆叠体内的堵塞状态将停止循环泵的时间最优化。因此，既能够抑制耐久性的降低，并能够提高起动性。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的燃料电池系统的结构图。
图2是表示本实施方式的起动时控制方法的顺序步骤的流程图。
图3是表示本实施方式的起动时控制方法的顺序步骤的流程图。
图4是表示用于判定阳极流路的堵塞的映射的图。
图5是表示本实施方式的起动时控制方法的顺序步骤的流程图。
图6是表示本实施方式的起动时控制方法的顺序步骤的流程图。
图7是表示本实施方式的起动时控制方法的顺序步骤的流程图。
图8是表示判定单电池的堵塞的映射的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的优选实施方式的燃料电池系统。另外，本实施方式的燃料电池系统可以搭载于燃料电池汽车(FCHV)等车辆，但本发明不限于该应用例，也可以应用于船舶、飞机、电车、步行机器人等所有移动体，也可应用于例如燃料电池作用建筑物(住宅、大厦等)用的发电设备的固定安置用发电系统。
图1所示的燃料电池系统1包括：燃料电池2、将作为氧化气体的空气(氧)供给到燃料电池2的氧化气体配管系统3、将作为燃料气体的氢气供给到燃料电池2的燃料气体配管系统4、向燃料电池2供给制冷剂来冷却燃料电池2的制冷剂配管系统5、对系统1的电力充放电的电力系统6、总括控制系统整体的控制部(堵塞判定部、快速预热运转控制部)7。
燃料电池2例如由固体高分子电解质型构成，包括层叠许多单电池而成的堆叠构造(单电池堆叠体)。单电池在由离子交换膜构成的电解质的一个面具有空气极(阴极)，在另一面具有燃料极(阳极)，并且以从两侧夹入空气极及燃料极的方式具有一对分隔件。氧化气体被供给到一个分隔件的氧化气体流路2a，燃料气体被供给到另一个分隔件的燃料气体流路2b。利用所供给的燃料气体及氧化气体的电化学反应，燃料电池2产生电力。
氧化气体配管系统3包括：供向燃料电池2供给的氧化气体流动的供给路11、供从燃料电池2排出的氧化废气流动的排出路12、供氧化气体绕过燃料电池2而流动的旁通路17。供给路11的下游端与氧化气体流路2a的上游端连通，排出路12的上游端与氧化气体流路2a的下游端连通。此外，氧化废气由于含有由燃料电池2的电池反应生成的水分而成为高湿润状态。
在供给路11设有经由空气过滤器13取入氧化气体(外部大气)的压缩机14(压缩机)、对由压缩机14向燃料电池2加压输送的氧化气体加湿的加湿器15。加湿器15在供给路11中流动的低湿润状态的氧化气体和排出路12中流动的高湿润状态的氧化废气之间进行水分交换，将向燃料电池2供给的氧化气体适度加湿。
向燃料电池2供给的氧化气体的背压由设于阴极出口附近的排出路12的调压阀16调压。在调压阀16的附近设有检测排出路12内的压力的压力传感器P1。氧化废气经调压阀16及加湿器15最终作为排气被排出到系统外的大气中。
燃料气体配管系统(阳极流路系统)4包括：氢供给源21、供从氢供给源21向燃料电池2供给的氢气流过的供给路22、用于将从燃料电池2排出的氢废气(燃料废气)返回到供给路22的合流点A的循环路23、将循环路23内的氢废气加压输送到供给路22的氢泵(气体循环泵)24、与循环路23分支连接的清除路25。通过打开主阀(元弁)26而从氢供给源21向供给路22流出的氢气经调压阀27、其他减压阀及断流阀28供给到燃料电池2。在清除路25设有用于将氢废气排出到氢稀释器(未图示)的清除阀33。
制冷剂配管系统5包括：与燃料电池2内的冷却流路2c连通的制冷剂流路41、设于制冷剂流路41的冷却泵42、将从燃料电池2排出的制冷剂冷却的散热器43、绕过散热器43的旁路流路44、设定冷却水向散热器43及旁路流路44的通流的切换阀45。制冷剂流路41包括设于燃料电池2的制冷剂入口附近的温度传感器46和设于燃料电池2的制冷剂出口附近的温度传感器47。
温度传感器47检测的制冷剂温度反映燃料电池2的内部温度(以下，称为FC温度。)。另外，温度传感器47也可以取代检测制冷剂温度(或除此之外还)检测燃料电池周边的部件温度(燃料电池的关联温度)、燃料电池周边的外部大气温度(燃料电池的关联温度)。此外，冷却泵42受电动机驱动而向燃料电池2循环供给制冷剂流路41内的制冷剂。
电力系统6包括：高压DC/DC转换器61，电池62、牵引变换器(inverter)63、牵引电动机64及各种的辅机变换器65、66、67。高压DC/DC转换器61是直流的电压变换器，具有调整从电池62输入的直流电压而向牵引变换器63侧输出的功能和调整从燃料电池2或牵引电动机64输入的直流电压而向电池(battery)62输出的功能。利用高压DC/DC转换器61的这些功能，实现电池62的充放电。此外，利用高压DC/DC转换器61控制燃料电池2的输出电压。
电池(蓄电器)62是可充放电的二次电池，例如由镍氢电池等构成。也可使用其他各种类型的二次电池。此外，也可取代电池62，使用二次电池以外的可充放电的蓄电池、例如电容器。
牵引变换器63将直流电流变换为三相交流，供给到牵引电动机64。牵引电动机64(动力发生装置)例如是三相交流电动机。牵引电动机64构成搭载燃料电池系统1的例如车辆100的主动力源，与车辆100的车轮101L、101R连结。辅机变换器65、66、67分别控制压缩机14、氢泵24、冷却泵42的电动机的驱动。
控制部7构成为内部具有CPU、ROM、RAM的微型计算机。CPU按照控制程序执行所希望的运算，进行通常运转的控制及后述的预热运转的控制等各种处理、控制。ROM存储在CPU处理的控制程序、控制数据。RAM主要作为控制处理用的各种作业区域使用。
计时器70、电压传感器72及电流传感器73与控制部7连接。计时器70测量为了控制燃料电池系统1的运转所需的各种时间。电压传感器72检测燃料电池2的输出电压(FC电压)。具体而言，电压传感器72检测燃料电池2的所有单电池各自发电的电压(以下，称为单电池电压。)。由此，掌握燃料电池2的各单电池的状态。电流传感器73检测燃料电池2的输出电流(FC电流)。
控制部7输入来自在气体系统(氧化气体配管系统3、燃料气体配管系统4)、制冷剂系统5所使用的压力传感器P1及温度传感器46、47、检测放置燃料电池系统1的环境的外部大气温度的外部气温传感器51、以及检测车辆100的加速踏板开度的加速踏板开度传感器等各种传感器的检测信号，向各结构要素(压缩机14、调压阀16及旁通阀18等)输出控制信号。此外，控制部7在预定的正时进行燃料电池2的水分诊断等，基于诊断结果进行燃料电池2的水分控制。
在本实施方式中，在燃料电池系统1起动时(例如冰点以下起动时)，根据需要实施低效率发电，使向燃料电池2供给的反应气体比通常发电时少且比通常发电时电力损失大，由此进行快速预热。在此，低效率发电是指向燃料电池2供给的反应气体(本实施方式中为氧化气体)比通常发电时少(换言之，至少比常温发电时少)，且与通常发电相比电力损失大的发电(换言之，至少比常温发电时电力损失大的发电)，例如在使空气化学计量比缩小为1.0附近(理论值)的状态下使燃料电池2运转。
如此，通过特意将电力损失设定得增大，能够对燃料电池2快速预热。另一方面，在至少包括常温时发电的通常发电时，为了抑制电力损失而得到高发电效率，在例如将空气化学计量比设定为2.0以上(理论值)的状态下使燃料电池2运转。控制部7作为根据需要执行向燃料电池2供给的反应气体比通常发电少且电力损失比通常发电大的低效率发电的发电控制部而发挥作用。
接着，说明阻抗测定等。
首先，控制部7判断是否到了应诊断燃料电池2的水分状态的正时(以下，称为诊断正时)。诊断正时是例如燃料电池系统1的运转结束时、起动时，除此之外在运转中也适当进行诊断。本实施方式的控制部7例如通过车辆100的驾驶员对点火开关的OFF操作等，检测到输入了燃料电池系统1的运转结束指令，判断为到了诊断正时。
控制部7进行燃料电池2的阻抗测定，基于测定结果诊断燃料电池2的水分状态。本实施方式的控制部7用预定的采样率对由电压传感器72检测的FC电压及由电流传感器73检测的FC电流进行采样，实施傅里叶变换处理(FFT运算处理、DFT运算处理)等。然后，控制部7将傅里叶变换处理后的FC电压信号除以傅里叶变换处理后的FC电流信号，等等，测定燃料电池2的阻抗。
然后，控制部7读出存储于内置的基准阻抗存储器的基准阻抗，比较读出的基准阻抗与测定的阻抗。
在此，基准阻抗是用于判断燃料电池2是否处于干燥状态的基准值，预先通过实验等而求得。具体而言，通过实验等求出用于判断燃料电池2是否处于干燥状态的阻抗，将其映射(map)化而存储于基准阻抗存储器。
此外，控制部7比较由温度传感器47检测的FC温度(以下，称为检测FC温度)与存储在内置的基准FC温度存储器中的基准FC温度。在此，基准FC温度是用于判断是否允许燃料电池2低效率发电的判定基准值，预先通过实验等而求得。具体而言，通过实验等求出用于判断是否允许低效率发电的FC温度，将其映射化而存储于基准FC温度存储器。
接着，说明本实施方式的燃料电池系统1的在寒冷时的起动时控制的具体例。
首先，判断是否在阳极循环配管管线或氢泵24内发生堵塞、或者是否燃料电池2的单电池堆叠体在多通道堵塞(例如，大致所有单电池堵塞)(以下，将该判定称为“阳极流路堵塞判定1”)。接着，判断是否燃料电池2的单电池堆叠体在少数通道堵塞(少数单电池堵塞)(以下，将该判定称为“阳极流路堵塞判定2”)。根据这些各判定状况，控制部7切换合适的起动运转。以下使用流程图表示该工序。
首先，使用图2说明阳极流路堵塞判定1。如该图的流程图所示，若用户起动车辆(步骤ST1)，在接下来的步骤ST2，控制部7判定能否常温起动。即，根据系统各部的温度推定外部大气温度，在小于某阈值T1时，判定为存在结冰的可能性。在此，也可以直接测定外部大气温度，在外部大气温度小于预定温度T2时判定为存在结冰的可能性。
在步骤ST2判定为没有结冰的可能性时，开始常温起动(通常的起动)(步骤ST3)。在判定为存在结冰的可能性时，首先，在步骤ST4对氢泵24发出用于使其以预定的转速X驱动的旋转指令，在步骤ST5确认实际的氢泵24的转速。
在氢泵24按照指令值无问题地旋转时，认为未发生在燃料气体配管系统4及燃料电池2内的燃料气体流路(以下，将这些统称为“阳极流路”。)的大堵塞等，因此阳极流路堵塞判定1判定为否(此时，接着图3的符号A进行阳极流路堵塞判定2)。进一步详细而言，该判定可以根据指示转速与实际转速的旋转偏差、或指示转速与功耗的关系来进行判定。
例如，控制部7预先保持图4所示的映射，在与指示转速相比功耗大于原来设定的规定值时，判定为氢泵24未正常旋转，视为堵塞显著，进入接下来的步骤(图5的流程图B)。
此外，作为阳极流路堵塞判定1的变形例，可以在氢导入后的Δt期间内单电池电压未上升到预定的OCV判定值时，判定为发生堵塞。如图8所示，由于在燃料气体流路有堵塞的单电池中单电池电压不充分上升，因此可判定堵塞的有无。这可按每个单电池进行判定。
图3是表示阳极流路堵塞判定2的流程图。在阳极流路堵塞判定1判定为在阳极流路未发生大堵塞时，接着进行如本流程图所示的阳极流路堵塞判定2。
首先，进行一边使氢泵24旋转一边在将空气化学计量比抑制在1.0附近的状态下使燃料电池2运转的、通常的冰点以下起动(快速预热)(步骤ST6)。然后，在直到经过预定的能否起动判定时间t1的期间，监视单电池电压，在单电池电压降低到负电压V1以下时，认为不可起动而显示警告(步骤ST7、ST8)。由此，判定在燃料电池2的入口侧堵塞。
接着，在直到经过预定的堵塞判定时间t2(t2＞t1)的期间，测定单电池电压。堵塞的单电池由于是氮多的状态，因此会产生负电压。据此，测定是否存在单电池电压降低到负电压V2以下的单电池，此时，判断为在单电池堆叠体的一部分产生堵塞(步骤ST9)。此时，接着图6的流程图C。
另一方面，若步骤ST9的判定为否，则认为在阳极流路未发生堵塞，开始通常的冰点以下起动。此时，接着图7的流程图D。
如此判定各状况，根据该状况，进行图5～图7所示的各流程图的起动。以下，分情况说明判定的各状况。
(B)在阳极流路堵塞判定1判定为在阳极流路发生大堵塞时(图5)：
该情况下，开始阳极无循环冰点以下起动(ST10)。即，在氢泵24设为停止状态、增加阳极压力(另外增大清除频度)的状态下进行快速预热运转。由此，利用压力和热消除结冰引起的阳极流路的大堵塞。
在达到认为是堵塞被某程度消除的温度时，即堆叠体温度成为预定的温度T3或氢泵温度成为预定的温度T4时，使氢泵24旋转(ST11)。
然后，在堆叠体温度进一步上升，成为预定的温度T5(T5＞T3)时，开始通常的运转(ST12)。
(C)在阳极流路堵塞判定2判定为在少数的单电池产生堵塞时(图6)：
该情况下也开始阳极无循环冰点以下起动(ST20)。即，在氢泵24为停止状态、增加阳极压力(另外增大清除频度)的状态下进行快速预热运转(继续)。由此，利用压力和热消除因结冰引起的少数单电池的堵塞。
在达到认为是堵塞被某程度消除的温度时，即堆叠体温度成为预定的温度T6(T6≤T3)或氢泵温度成为预定的温度T7(T7≤T4)时，使氢泵24旋转(ST21)。
然后，堆叠体温度进一步上升成为预定的温度T8(T8＞T6)时，开始通常的运转(ST22)。
(D)在未发生阳极流路堵塞2时(图7)：
该情况下，保持原样地继续在步骤ST6开始的通常的冰点以下起动(ST30)。
然后，在堆叠体温度上升而成为预定的温度T9时，将此前缩小为1.0附近的空气化学计量比设定为例如2.0以上，开始通常的运转(ST31)。
在上述中，开始通常运转的堆叠体温度T5、T8、T9为T5≥T8≥T9的关系。即，堵塞的程度越显著，继续进行预热运转直到燃料电池2成为越高的温度。
如此，在本实施方式中，根据堵塞状态改变移至通常运转的条件、换言之快速预热运转的结束条件，因此能够根据堵塞状态将使氢泵24的运转停止的时间最优化，使起动时间最短。因此，既能够抑制燃料电池2的耐久性降低并能够提高起动性。
另外，使氢泵24旋转的正时可以根据起动后的经过时间、基于堆叠体的发热量推定的推定温度、发电电流值、清除时的压力变化(堵塞被消除而压力正确降低)来判断。
此外，在上述中，在发生了阳极流路堵塞1及阳极流路堵塞2时在使氢泵24停止的状态下进行快速预热运转，因此可能存在在该期间发电不均匀、温度分布变大而不利于燃料电池2的耐久性的危险。因此，为了抑制耐久性的降低，也可以限制堆叠体发热量、发电电流的绝对值及增加率。
此外，在冰点以下起动时在阳极流路发生堵塞时，可以认为在上次(例如前一天)运转停止时进行的扫气运转不充分。在此，扫气运转是指进行如下处理：在燃料电池2的发电停止时将燃料电池2内的水分排出到外部，由此除去燃料电池2内的残留水分。例如，在向燃料电池2停止供给氢气的状态下将氧化气体从压缩机14供给到供给路11。
因此，在如上所述冰点以下起动时在阳极流路发生堵塞时，可以将接下来实施的运转停止时的扫气运转向使燃料电池2内更干燥的方向变化、为避免到下次起动为止的期间出现冻结而减少残余水。具体而言，可以采用以更长的时间进行扫气运转、根据阻抗测定残余水时改变阻抗的阈值等手段。
此外，这样进行扫气运转时，若二次电池的剩余容量不足则无法从二次电池得到扫气运转所必需的电力，可能出现扫气不足。
因此，在这种情况下，提高扫气运转前的燃料电池运转目标温度，提高结束时温度。在扫气运转时的燃料电池温度高时，干燥快，因此即使扫气电力量少，也能进行干燥扫气。
例如如下这样进行该处理。
首先，在运转停止前取得二次电池的温度和充电量。接着，根据取得的温度和充电量，参照映射等，计算出能够用于扫气运转的电力量(能扫气电力量)。
然后，根据能扫气电力量，能扫气电力量越小，则越提高通常运转时的目标温度(Tt1)。
此外，在发生二次电池的状况、例如由于发生问题而无法得到预定的输出等状况时，燃料电池输出受限，这时也会导致扫气不足。因此，进行以下的判定。
首先，根据二次电池温度取得能扫气电力。然后，根据能扫气电力，能扫气电力量越小，越提高通常运转时的目标温度(Tt2)。
对于如此计算出的运转目标温度Tt1、Tt2，将其中任一较大的温度作为实际的运转目标温度。
此外，可以取代使燃料电池2向目标温度运转，而提高燃料电池2的目标阻抗。即，与上述同样，取代使燃料电池温度上升，而在二次电池的充电量低时提高目标阻抗，由此即使在扫气电力量少时也能进行干燥扫气。
而且，可以取代使燃料电池2向目标温度运转，而降低燃料电池2的目标含水量。即，与上述同样，取代使燃料电池温度上升，而在二次电池的充电量低时降低目标含水量，即使扫气电力量少也能进行干燥扫气。燃料电池2的含水量基于阻抗及其他数值而综合算出。
附图标记说明
1...燃料电池系统，2...燃料电池，7...控制部(堵塞判定部、快速预热运转控制部、扫气控制部)，24...氢泵(阳极气体循环泵)

Claims (6)

1.一种燃料电池系统，包括：
接受燃料气体及氧化气体的供给、利用电化学反应发电的燃料电池堆叠体；
将氧化气体向所述燃料电池堆叠体供给的氧化气体配管系统；和
将燃料气体向所述燃料电池堆叠体供给的燃料气体配管系统，
并且，所述燃料气体配管系统包括：供给路，从燃料气体供给源向所述燃料电池堆叠体供给的燃料气体在该供给路中流动；用于将从所述燃料电池堆叠体排出的燃料废气返回所述供给路的循环路；和将所述循环路内的燃料废气向所述供给路加压输送的循环泵，
在冰点以下起动时，能够选择性地实施一边使所述循环泵旋转一边以比在常温起动时低的空气化学计量比进行发电的快速预热运转，其中，
所述燃料电池系统包括：堵塞判定部，其在冰点以下起动时，判定在所述燃料电池堆叠体内的燃料气体流路或所述燃料气体配管系统是否因冻结而产生堵塞；和
快速预热运转控制部，其在判定为产生了堵塞的情况下，在所述快速预热运转中使所述循环泵停止，并且根据堵塞的程度改变所述快速预热运转的结束条件。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述快速预热运转控制部，在所述堵塞的程度越大时，继续所述快速预热运转直到所述燃料电池堆叠体成为越高温。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，
将所述堵塞的程度分为至少2个阶段的堵塞状态进行判定。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述堵塞状态中的一个，根据在对所述循环泵给予了旋转指令的情况下该循环泵的旋转是否正常进行判断。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述堵塞状态中的另一个，根据在进行了所述快速预热运转的情况下所述燃料电池堆叠体的单电池电压的降低进行判定。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述快速预热运转控制部在所述循环泵的停止期间限制所述燃料电池堆叠体的发热量、发电电流的绝对值及增加率。
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