CN104396074B - 燃料电池系统及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

课题是在阴极侧的电极处每1cm2含有的铂催化剂的质量为0.2mg以下的燃料电池系统进行1.4A/cm2以上的电流密度的发电时，抑制燃料电池组的阳极的入口的干燥。为了解决该课题而执行如下的控制中的至少一个：将燃料电池组的温度控制成30℃以上且65℃以下、将阴极气体的化学计量比控制成1.0以上且1.5以下、将阳极气体的出口压力控制成100kPa以上且250kPa以下、及将阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且5以下。

Description

燃料电池系统及其运转方法
技术领域
本发明涉及燃料电池。
背景技术
一直以来，已知有燃料电池中的阴极的入口干燥这样的课题。阴极的入口是空气等阴极气体向构成燃料电池组的各单电池流入的入口。在现有技术中，通过使燃料气体的流量增加或者使燃料气体的压力下降来抑制阴极的入口的干燥(例如专利文献1)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2009-259758号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
本申请的发明者们根据今后的技术开发而预见到了阳极的入口的干燥容易发生这样的课题。阳极的入口是包含氢等的阳极气体向构成燃料电池组的各单电池流入的入口。该技术开发由于燃料电池组的小型化而带来电流密度变大(例如1.4～2.5A/cm2)，或者在阴极侧处电极的每单位面积的铂量进一步减少(例如0.2mg/cm2以下)等状况。
例如，在使用碳纳米管的情况下，当阴极侧的铂量减少时，气体扩散电阻增大。在气体扩散电阻增大的状态下增大电流密度时，氧分压高的阴极的面内位置、即阴极的入口附近的局部电流密度容易上升，而氧分压降低的阴极的面内位置、即阴极的出口附近的局部电流密度难以上升。局部电流密度难以上升的面内位置的水分的生成量减少。由此，阴极的出口附近容易干燥。其结果是，在阴极气体与阳极气体的流动的方向对向的情况下，从阴极的出口附近向阳极的入口附近供给的水分量减少。当向阳极的入口附近供给的水分量低于阳极的入口附近的水分的带走量(蒸发量)时，阳极的入口干燥。若阳极的入口干燥，则燃料电池整体的发电性能下降。本申请发明要解决的课题鉴于这样的状况。
另外，燃料电池系统有时搭载有加湿模块。加湿模块包括对阴极气体进行加湿的模块和对阳极气体进行加湿的模块。在未搭载对阴极气体进行加湿的加湿模块时，阴极气体作为无加湿气体被使用。在未搭载对阳极气体进行加湿的加湿模块时，阳极气体作为无加湿气体被使用。与阴极气体和阳极气体这双方被加湿的情况相比，阳极气体被加湿而阴极气体为无加湿气体时，会促进阳极的入口的干燥，在阴极气体和阳极气体这双方为无加湿气体时，会进一步促进阳极的入口的干燥。这样的情况下，上述课题变得更加深刻。
【用于解决课题的手段】
本发明用于解决上述的课题的至少一部分，作为以下的方式而能够实现。
(1)根据本发明的一方式，提供一种在阴极侧的电极处每1cm2含有的铂催化剂的质量为0.2mg以下的燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池组和干燥抑制部。燃料电池组以向阳极供给的阳极气体的流动的方向与向阴极供给的阴极气体的流动的方向相互对向的方式接受阳极气体和阴极气体的供给。干燥抑制部在以1.4A/cm2以上的电流密度进行发电时，执行如下的控制中的至少一个：将燃料电池组的温度控制成30℃以上且65℃以下、将阴极气体的化学计量比控制成1.0以上且1.5以下、将阳极气体的出口压力控制成100kPa以上且250kPa以下、以及将阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且5以下。
根据该燃料电池系统，即使在阴极侧的电极处每1cm2含有的铂催化剂的质量为0.2mg以下，在以1.4A/cm2以上的电流密度进行发电时也能够抑制阳极的入口的干燥。30℃以上且65℃以下的燃料电池组的温度多为以1.4A/cm2以上的电流密度进行发电时的通常条件下的燃料电池组的温度以下的值。即，干燥抑制部使燃料电池组的温度相比通常条件的情况下降。若燃料电池组的温度下降，则能抑制阳极的入口的干燥。1.0以上且1.5以下的阴极气体的化学计量比多为以1.4A/cm2以上的电流密度进行发电时的通常条件下的阴极气体的化学计量比以下的值。即，干燥抑制部使阴极气体的化学计量比与通常条件的情况相比下降。若阴极气体的化学计量比下降，则阴极气体从燃料电池组带走的水蒸气的量(蒸发量)减少。其结果是，尤其是阴极的出口湿润。由于阴极气体与阳极气体的流动彼此对向，因此若阴极的出口湿润，则阳极的入口湿润。由此，能抑制阳极的入口的干燥。化学计量比是向燃料电池供给的反应气体量除以基于要求的发电量的燃料电池的必要反应气体量而算出的比。100kPa以上且250kPa以下的阳极气体的出口压力多为通常条件下的阳极气体的出口压力以上的值。即，干燥抑制部使阳极气体的出口压力相比通常条件的情况上升。若阳极气体的出口压力上升，则阳极气体的流量减少。若阳极气体的流量减少，则通过阳极气体从阳极的入口带走的水分量减少。其结果是，能抑制阳极的入口的干燥。1.0以上且1.5以下的阳极气体的化学计量比多为通常条件下的阳极气体的化学计量比以下的值。即，干燥抑制部使阳极气体的化学计量比与通常条件的情况相比下降。若阳极气体的化学计量比下降，即，若阳极气体的流量减少，则通过阳极气体从阳极的入口带走的水分量减少。其结果是，能抑制阳极的入口的干燥。“以1.4A/cm2以上的电流密度进行发电时”是例如执行1.4A/cm2以上的电流密度的发电时、或预测到向1.4A/cm2以上的电流密度的发电的转移时等。在本申请中，压力是指绝对压力。
(2)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将燃料电池组的温度控制成30℃以上且65℃以下，并将阴极气体的化学计量比控制成1.0以上且1.5以下。根据该燃料电池系统，如前述那样，能够抑制阳极的入口的干燥。
(3)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将燃料电池组的温度控制成30℃以上且50℃以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(4)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将燃料电池组的温度控制成30℃以上且40℃以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(5)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将阴极气体的化学计量比控制成1.0以上且1.3以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(6)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将阴极气体的化学计量比控制成1.0以上且1.2以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(7)在上述方式的燃料电池系统中，具备目标温度设定部，该目标温度设定部将所述燃料电池组的目标温度设定为通常的运转条件下的值。干燥抑制部以如下方式控制燃料电池组的温度和阴极气体的化学计量比：使从由目标温度设定部设定的目标温度减去由干燥抑制部设定的目标温度而得到的差除以设定为目标值的阴极气体的化学计量比所算出的商成为8.3℃以上。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。使燃料电池组的温度下降的效果例如通过使燃料电池组的温度返回通常的条件(例如65℃)能够确认。
(8)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部以使商成为10℃以上的方式控制燃料电池组的温度和阴极气体的化学计量比。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(9)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部在实现了单体电池电压成为基准值以下时，结束燃料电池组的温度的控制。根据该燃料电池系统，通过适当的时机，能够返回通常条件。
(10)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部在实现了燃料电池组的温度成为目标值以下时，结束燃料电池组的温度的控制。根据该燃料电池系统，通过适当的时机，能够返回通常条件。
(11)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部在实现了单体电池电压成为基准值以下时，结束阴极气体的化学计量比的控制。根据该燃料电池系统，通过适当的时机，能够返回通常条件。
(12)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部在实现了阴极气体的化学计量比成为目标值以下时，结束阴极气体的化学计量比的控制。根据该燃料电池系统，通过适当的时机，能够返回通常条件。
(13)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将阳极气体的出口压力控制成100kPa以上且250kPa以下，并将阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且5以下。根据该燃料电池系统，如前述那样，能抑制阳极的入口的干燥。
(14)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将阳极气体的出口压力控制成150kPa以上且250kPa以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(15)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将阳极气体的出口压力控制成150kPa以上且200kPa以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。当阳极气体的流量过少时，阳极的出口干燥。由此，通过使阳极气体的出口压力收敛于适当的范围，能够抑制阳极的入口和出口的干燥。
(16)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且4以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(17)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且3以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(18)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且2以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(19)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部将阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且1.66以下。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(20)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部以使阳极气体的出口压力除以阳极气体的化学计量比所算出的商成为50kPa以上的方式，控制阳极气体的出口压力和阳极气体的化学计量比。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
(21)在上述方式的燃料电池系统中，干燥抑制部以使所述商成为83kPa以上的方式控制阳极气体的出口压力和阳极气体的化学计量比。根据该燃料电池系统，能够进一步抑制阳极的入口的干燥。
例如，在本发明的一方式中，该系统既可以具有前述的干燥抑制部，也可以不具有前述的干燥抑制部。别的方式中的干燥抑制部例如既可以控制燃料电池组的温度，也可以不控制燃料电池组的温度，既可以控制阴极气体的化学计量比，也可以不控制阴极气体的化学计量比，既可以控制阳极气体的出口压力，也可以不控制阳极气体的出口压力，既可以控制阳极气体的化学计量比，也可以不控制阳极气体的化学计量比。即，上述别的方式中的干燥抑制部只要控制4个参数中的至少1个即可。别的方式中的干燥抑制部例如可以满足将燃料电池组的温度控制为30℃以上且50℃以下的情况和将阴极气体的化学计量比控制成1.0以上且1.3以下的情况中的至少一方，也可以不满足。别的方式中的干燥抑制部例如可以满足将阳极气体的出口压力控制成150kPa以上且250kPa以下的情况和将阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且4以下的情况中的至少一方，也可以不满足。
别的方式中的干燥抑制部例如对于上述4个参数中的至少一个，可以基于不伴随数值限定而相对于通常条件使值升高或降低这样的技术思想，也可以不基于这样的技术思想。这样的系统例如可以作为燃料电池系统实现，也可以作为燃料电池系统以外的其他的系统实现。根据这样的方式，能够解决系统的小型化、低成本化、省资源化、制造的容易化、使用便利度的提高等各种课题中的至少1个。前述的燃料电池系统的各方式的技术特征的一部分或全部都能够适用于该系统。
本发明也可以通过上述以外的各种方式实现。例如，可以通过燃料电池系统的运转方法、用于实现该运转方法的程序、存储有该程序的非临时性的存储介质等方式实现。
附图说明
图1A是表示燃料电池机动车的概略结构的结构框图。
图1B是说明每单位面积的铂量的图。
图2是表示干燥抑制处理的流程图。
图3是表示阳极化学计量比控制处理的流程图。
图4是表示阴极化学计量比控制处理的流程图。
图5是表示冷却水温度控制处理的流程图。
图6是表示阳极压力控制处理的流程图。
图7是表示执行了阳极化学计量比控制处理及阳极压力控制处理时的单体电池电压和面积电阻的测定值的表。
图8是表示执行了阴极化学计量比控制处理及冷却水温度控制处理时的单体电池电压和面积电阻的测定值的表。
图9是表示单体电池电压的变化率的坐标图。
图10是表示面积电阻的变化率的坐标图。
图11是以阳极气体的出口压力为横轴来表示执行了阳极化学计量比控制处理及阳极压力控制处理时的单体电池电压和面积电阻的测定值的坐标图。
图12是以阳极气体的化学计量比为横轴来表示执行了阳极化学计量比控制处理及阳极压力控制处理时的单体电池电压和面积电阻的测定值的坐标图。
图13是以阴极气体的化学计量比为横轴来表示执行了阴极化学计量比控制处理及冷却水温度控制处理时的单体电池电压和面积电阻的测定值的坐标图。
图14是以冷却水温度为横轴来表示执行了阴极化学计量比控制处理及冷却水温度控制处理时的单体电池电压和面积电阻的测定值的坐标图。
图15是表示阳极气体的出口压力除以阳极气体的化学计量比所得到的值的变化产生的影响的坐标图。
图16是表示冷却水温度的降低值除以阴极气体的化学计量比所得到的值的变化产生的影响的坐标图。
图17是表示局部电流密度与面内位置的关系以及局部面积电阻与面内位置的关系的坐标图。
图18是表示单体电池电压与电流密度的关系以及面积电阻与电流密度的关系的坐标图。
具体实施方式
硬件结构(图1A)：
图1A是表示燃料电池机动车20的概略结构的结构框图。燃料电池机动车20是四轮机动车，如图1A所示，具备燃料电池系统30、电力供给机构80、驱动机构90及控制单元100。
燃料电池系统30采用固体高分子型燃料电池，通过氢与氧的反应进行发电。燃料电池系统30具备燃料电池组40、阳极气体供给排出机构50、阴极气体供给排出机构60及冷却水循环机构70。
燃料电池组40将多个单电池41层叠而形成。图1B是构成单电池41的膜电极接合体43的从阴极侧观察到的图。膜电极接合体43具有在电解质膜部45的两面上形成有电极涂敷部47的结构。阴极侧的电极涂敷部47包含载持于碳纳米管的低量的铂催化剂。低量是指例如在阴极侧的电极涂敷部47处为0.2mg/cm2以下。需要说明的是，在其他的实施方式中可以是任意的值，例如，可以为Xmg以下(X为包含于0.01～1的任意的值)。需要说明的是，作为催化剂，可以取代如上述那样载持于碳纳米管的铂而采用载持于碳黑的铂，也可以采用载持于碳黑的铂合金。该铂合金例如可以是铝、铬、锰、铁、钴、镍、锆、钼、钌、铑、钯、钒、钨、铱、钛及铅中的至少1个与铂的合金。
阳极气体供给排出机构50向燃料电池组40供给包含氢的阳极气体，并从燃料电池组40将阳极气体排出。阳极气体供给排出机构50具备氢罐51、调节器52、阳极气体循环泵53、排气阀54，排出路径55、阳极气体压力计56及喷射器57。
氢罐51贮藏氢。调节器52将贮藏于氢罐51的氢在减压成规定压力之后向喷射器57供给。喷射器57将从调节器52供给的氢在调整了流量和压力之后，作为阳极气体向各单电池41的阳极供给。阳极气体循环泵53将未消耗而从阳极排出的阳极气体向燃料电池组40再次供给。阳极气体压力计56计测阳极气体的出口压力。阳极气体的出口压力是阳极气体从燃料电池组40刚排出之后的压力。
排气阀54为了将从阳极排出的阳极气体经由排出路径55排出，根据需要而打开。排出路径55是将在阳极气体供给排出机构50中供阳极气体循环的路径与阴极气体供给排出机构60具备的阴极气体排出路66(后述)相连的路径。从排气阀54向排出路径55排出的阳极气体在被稀释之后，从阴极气体排出路66向大气排出。
阳极气体供给排出机构50通过上述的结构，以另行设定的目标值为目标而对阳极气体的出口压力和化学计量比进行控制。详细而言，阳极气体的出口压力和化学计量比的控制通过控制阳极气体循环泵53、排气阀54及喷射器57的动作来实现。化学计量比的控制将占据阳极气体的氢分压看作恒定来进行。也可以取代将氢分压看作恒定而使用实测值。
阴极气体供给排出机构60向燃料电池组40供给阴极气体，并从燃料电池组40将阴极气体排出。向单电池41分别供给的阴极气体的流动及阳极气体的流动彼此对向。阴极气体供给排出机构60具备阴极气体供给路61、空气压缩器62、空气流量计63、阴极气体排出路66、压力调整切断阀67、阴极气体压力计68。
阴极气体供给路61及阴极气体排出路66是将燃料电池组40与大气开放口连接的流路。在阴极气体供给路61的大气开放口设有空气滤清器(未图示)。空气压缩器62设置在阴极气体供给路61的中途，从阴极气体供给路61的大气开放口侧吸入空气并进行压缩。压缩后的空气作为阴极气体向燃料电池组40供给。空气流量计63计测由空气压缩器62吸入的空气的流量。
阴极气体压力计68设置在阴极气体排出路66的中途，计测从燃料电池组40刚排出之后的阴极气体的压力。压力调整切断阀67设置在阴极气体排出路66上，根据阀开度来调整阴极气体排出路66的流路截面积。阴极气体供给排出机构60通过上述的结构，以另行设定的目标值为目标而对阴极气体的化学计量比进行控制。详细而言，阴极气体的化学计量比的控制通过对空气压缩器62和压力调整切断阀67的动作进行控制来实现。化学计量比的控制将占据空气的氧分压看作恒定来进行。也可以取代将氧分压看作恒定而使用实测值。
冷却水循环机构70对燃料电池组40进行冷却。冷却水循环机构70具备散热器71、冷却水循环泵72、水温计73。冷却水循环机构70为了控制燃料电池组40的温度，而使冷却水在燃料电池组40与散热器71之间循环。通过该循环，进行燃料电池组40中的吸热和散热器71中的散热。水温计73计测从散热器71刚排出之后的冷却水温度。冷却水循环机构70通过这样的结构，能够控制从散热器71刚排出之后的冷却水温度，进而能够控制燃料电池组40的温度。冷却水温度的控制通过控制冷却水循环泵72产生的循环量和散热器71的冷却用风扇的动作来实现。
电力供给机构80向电动设备供给电力。电动设备是例如对驱动轮92进行驱动的马达91、空气压缩器62等。电力供给机构80监视燃料电池组40的发电。发电的监视例如是电流密度、单体电池电压、单体电池的面积电阻的计测。电流密度、单体电池电压、面积电阻的计测通过基于燃料电池组40整体的发电电流及/或发电电压的测定值的运算来进行。
控制单元100是在内部具备CPU、RAM、ROM、干燥抑制部110的ECU。控制单元100根据发电的要求，来控制到目前为止说明过的燃料电池系统30及电力供给机构80等。
干燥抑制处理(图2)：
图2是表示干燥抑制处理的流程图。干燥抑制处理的执行主体是控制单元100具备的干燥抑制部。干燥抑制处理的开始的契机是高负荷运转被要求规定时间以上。高负荷运转是例如进行1.4A/cm2以上的电流密度的发电的运转。干燥抑制处理的目的是，在要求高负荷运转时，通过抑制阳极的入口附近的干燥来提高发电性能。
当开始干燥抑制处理时，首先进行阳极化学计量比控制处理(参照图3)(步骤S300)。接着，进行阴极化学计量比控制处理(参照图4)(步骤S400)。接着，进行冷却水温度控制处理(参照图5)(步骤S500)。接着，进行阳极压力控制处理(参照图6)(步骤S600)，返回阳极化学计量比控制处理。但是，有时在执行上述4个作为副例程的全部处理之前会结束干燥抑制处理。
阳极化学计量比控制处理(图3)：
图3是表示阳极化学计量比控制处理的流程图。首先，将阳极气体的化学计量比的目标值变更为比通常条件低(步骤S310)。具体的数值在后文叙述。当降低阳极气体的化学计量比的目标值时，通过控制单元100进行的控制，阳极气体的化学计量比朝向目标值下降。该控制以抑制阳极的入口的干燥为主要目的而进行。当阳极的入口的干燥得到抑制时，单体电池电压容易升高，面积电阻容易降低。
以降低阳极气体的化学计量比的目标值的情况引起的上述变化为前提，接着，判定高负荷运转的要求是否在继续(步骤S320)。在判定为高负荷运转的要求在继续时(步骤S320为“是”)，判定单体电池电压是否成为目标电压V1以上(步骤S330)。在判定为单体电池电压不是目标电压V1以上时(步骤S330为“否”)，判定面积电阻是否成为目标电阻R1以下(步骤S340)。在判定为面积电阻不是目标电阻R1以下时(步骤S340为“否”)，判定化学计量比是否为目标值以下(步骤S350)。在判定为化学计量比不是目标值以下时(步骤S350为“否”)，返回步骤S320。
高负荷运转的要求是进行干燥抑制处理的前提。由此，若高负荷运转的要求未继续(步骤S320为“否”)，使变更的目标值(在此为阳极气体的化学计量比的目标值)返回原状(步骤S370)，结束干燥抑制处理。若高负荷运转的要求在继续(步骤S320为“是”)，则反复执行与单体电池电压、面积电阻、阳极气体的化学计量比相关的上述判定(步骤S330、340、350)。
当阳极的入口的干燥得以抑制时，如前述那样单体电池电压上升，面积电阻下降。其结果是，当单体电池电压成为目标电压V1以上(步骤S330为“是”)，或面积电阻成为目标电阻R1以下时(步骤S340为“是”)，推定为结束干燥抑制处理的暂时的条件满足，接着，判定是否继续干燥抑制处理(步骤S360)。当判定为不继续干燥抑制处理时(步骤S360为“否”)，执行前述的步骤S370，结束干燥抑制处理。
是否继续干燥抑制处理的判定(步骤S360)通过综合性地判定燃料电池机动车20的能量平衡来进行。例如，通过考虑燃油经济性或各部件的负荷等来进行。作为其一例，在后述的阳极压力控制处理中使阳极气体的出口压力上升时，上升的时间设有上限，在达到该上限时，判定为不继续干燥抑制处理。这样时间设有上限的目的是限制阳极气体供给排出机构50的负荷增大的时间。当使阳极气体的出口压力上升时，阳极气体供给排出机构50的负荷增大。
即使降低阳极气体的化学计量比的目标值而控制阳极气体的化学计量比，在单体电池电压和面积电阻都未达到目标值的状态下(步骤S330为“否”，步骤S340为“否”)，有时阳极气体的化学计量比也会达到目标值(步骤S350为“是”)。这种情况下，推定为通过阳极气体的化学计量比的下降控制而未充分实现阳极的入口的干燥抑制，在降低阳极气体的化学计量比的目标值的状态下进入干燥抑制处理的下一步骤。
阴极化学计量比控制处理(图4)：
图4是表示阴极化学计量比控制处理的流程图。首先，将阴极气体的化学计量比的目标值变更为比通常条件低(步骤S410)。当降低阴极气体的化学计量比的目标值时，在控制单元100的控制下，阴极气体的化学计量比朝向目标值下降。该控制以抑制阳极的入口的干燥和将阴极的催化剂生成的氧化皮膜除去为目的进行。另一方面，当阴极气体的化学计量比降低时，尤其是在阴极的出口附近阴极气体的氧分压下降。当阴极气体的氧分压下降时，单体电池电压降低。
接着，判定高负荷运转的要求是否在继续(步骤S420)。当判定为高负荷运转的要求在继续时(步骤S420为“是”)，判定单体电池电压是否成为目标值(例如0.4V)以下(步骤S430)。当判定为单体电池电压不是目标值以下时(步骤S430为“否”)，判定阴极气体的化学计量比是否成为变更后的目标值以下(步骤S450)。当判定为阴极气体的化学计量比不是目标值以下时(步骤S450为“否”)，返回步骤S420。
若高负荷运转的要求未继续(步骤S420为“否”)，使变更的目标值(在此为阴极气体和阳极气体的化学计量比的目标值)返回原状(步骤S470)，结束干燥抑制处理。若高负荷运转的要求在继续(步骤S420为“是”)，反复执行与单体电池电压、阴极气体的化学计量比相关的上述判定(步骤S430、450)。
当阴极气体的化学计量比下降时，如前述那样单体电池电压下降。其结果是，当判定为单体电池电压成为目标值以下(步骤S430为“是”)时，推定为能够得到阴极化学计量比控制处理的效果，使阴极气体的化学计量比的目标值返回通常条件的值(步骤S460)，进入干燥抑制处理的下一步骤。在本实施方式的情况下，进入冷却水温度控制处理(步骤S500)。在此所说的效果特别是促进阴极侧的催化剂金属(铂)表面生成的氧化皮膜的除去。
即使降低阴极气体的化学计量比的目标值而控制阴极气体的化学计量比，在单体电池电压未达到目标值的状态下(步骤S430为“否”)，阴极气体的化学计量比有时也会达到目标值(步骤S450为“是”)。即使在这种情况下，也推定为能够得到阴极化学计量比控制处理的效果，使阴极气体的化学计量比的目标值返回通常条件的值(步骤S460)，进入干燥抑制处理的下一步骤。在此所说的效果特别是抑制阳极的入口的干燥。
冷却水温度控制处理(图5)：
图5是表示冷却水温度控制处理的流程图。首先，将冷却水温度的目标值变更为比通常条件低(步骤S510)。接着，判定高负荷运转的要求是否在继续(步骤S520)。
当判定为高负荷运转的要求在继续时(步骤S520为“是”)，判定单体电池电压是否成为目标电压V2以下(步骤S530)。目标电压V2比目标电压V1小，例如为0.4V。当判定为单体电池电压不是目标电压V2以下时(步骤S530为“否”)，判定冷却水温度是否达到变更的目标值以下(步骤S550)。当判定为冷却水温度不是目标值以下时(步骤S550为“否”)，返回步骤S520。
另一方面，当判定为高负荷运转的要求未继续时(步骤S520为“否”)，使变更的目标值返回通常条件的值(步骤S570)，结束干燥抑制处理。在本实施方式的情况下，使阴极气体的化学计量比和冷却水温度的目标值返回通常条件的值。
另一方面，当判定为单体电池电压为目标电压V2以下(步骤S530为“是”)或冷却水温度为目标值以下(步骤S550为“是”)时，使冷却水温度的目标值返回通常条件的值(步骤S560)，进入干燥抑制处理的下一步骤。在本实施方式的情况下，进入阳极压力控制处理(步骤S600)。
在步骤S530中为“是”时，使冷却水温度的目标值返回通常条件的理由是推定为由于单体电池电压的下降而促进了氧化皮膜的除去。在步骤S550中为“是”时，使冷却水温度的目标值返回通常条件的理由是推定为由于燃料电池组40的温度下降而阳极的入口湿润。
阳极压力控制处理(图6)：
图6是表示阳极压力控制处理的流程图。首先，将阳极气体的出口压力的目标值变更为比通常条件高(步骤S610)。当升高阳极气体的出口压力的目标值时，通过控制单元100的控制而阳极气体的出口压力上升，能抑制阳极的入口的干燥。其结果是，单体电池电压升高，面积电阻降低。
接着，判定高负荷运转的要求是否在继续(步骤S620)。当判定为高负荷运转的要求在继续时(步骤S620为“是”)，判定单体电池电压是否成为目标电压V1以上(步骤S630)。当判定为单体电池电压不是目标电压V1以上时(步骤S630为“否”)，判定面积电阻是否为目标电阻R1以下(步骤S640)。
当判定为面积电阻不是目标电阻R1以下时(步骤S640为“否”)，判定阳极气体的出口压力是否变更后的目标值以上(步骤S650)。当判定为阳极气体的出口压力不是目标值以上时(步骤S650为“否”)，返回步骤S620。
另一方面，当判定为高负荷运转的要求未继续时(步骤S620为“否”)，使变更的目标值返回通常条件的值(步骤S670)，结束干燥抑制处理。在本实施方式的情况下，使阳极气体的化学计量比和阳极气体的出口压力的目标值返回通常条件的值。
另一方面，当判定为单体电池电压为目标电压V1以上(步骤S630为“是”)或面积电阻为目标电阻R1以下(步骤S640为“是”)时，判定是否继续干燥抑制处理(步骤S660)。当判定为不继续干燥抑制处理时(步骤S660为“否”)，执行前述的步骤S670，结束干燥抑制处理。
在步骤S630中为“是”或在步骤S640中为“是”时，判定是否结束干燥抑制处理的理由是推定为阳极气体的入口湿润。在步骤S650中为“是”时，在升高了阳极气体的出口压力的目标值的状态下，进入干燥抑制处理的下一步骤的理由是无论阳极气体的出口压力是否达到目标值，单体电池电压和面积电阻都未达到目标值。
另一方面，当判定为阳极气体的出口压力是目标值以上时(步骤S650为“是”)，进入干燥抑制处理的下一步骤。在本实施方式的情况下，执行阳极化学计量比控制处理(步骤S300)。
其他的实施方式：
以上说明的干燥抑制处理能够变更为各种方式。例如，执行阳极化学计量比控制处理、阴极化学计量比控制处理、冷却水温度控制处理及阳极压力控制处理的顺序可以任意更换。前述的实施方式中的顺序从响应性高的处理依次排列。此外，例如，若从效果大的处理依次执行，则可以按照冷却水温度控制处理、阴极化学计量比控制处理、阳极压力控制处理、阳极化学计量比控制处理的顺序执行。也可以不依次执行而同时执行任2个以上的处理。
阳极化学计量比控制处理、阴极化学计量比控制处理、冷却水温度控制处理及阳极压力控制处理只要执行至少一个即可。
在阳极化学计量比控制处理及/或阳极压力控制处理中，作为用于进行是否结束干燥抑制处理的判定的触发，可以是单体电池电压和面积电阻中的任一方。例如，在阳极化学计量比控制处理中，可以省略步骤S330和步骤S340中的任一个。
在阴极化学计量比控制处理及/或冷却水温度控制处理中，作为用于进行是否结束干燥抑制处理的判定的参数，可以在单体电池电压的基础上或者取代单体电池电压，而采用面积电阻。例如，在阴极化学计量比控制处理中，可以将步骤S430变更为“面积电阻是否为目标值以上？”。开始干燥抑制处理的时机考虑各种。例如，可以将电流密度急剧上升的情况作为干燥抑制处理的开始触发。
干燥抑制处理在对阴极气体进行加湿的加湿机构的废止、或者对阴极气体及阳极气体进行加湿的加湿机构的废止时在阴极侧采用了低量的铂催化剂的情况下，在进行高电流密的发电时，特别发挥效果。但是在虽然这些条件的至少1个不满足而阳极的入口附近及/或阴极的出口附近干燥时、或预想到干燥时，干燥抑制处理的执行有效。
实施例：
图7(A)是表示执行阳极化学计量比控制处理及阳极压力控制处理作为干燥抑制处理时的单体电池电压的测定值的表。图7(B)是表示执行阳极化学计量比控制处理及阳极压力控制处理作为干燥抑制处理时的面积电阻的测定值的表。关于阳极气体的化学计量比的目标值及阳极气体的出口压力的目标值，分别以多个值为对象进行了测定。
图8(A)是表示执行了阴极化学计量比控制处理及冷却水温度控制处理时的单体电池电压的测定值的表。图8(B)是表示执行了阴极化学计量比控制处理及冷却水温度控制处理时的面积电阻的测定值的表。关于阴极气体的化学计量比的目标值及冷却水温度的目标值，分别以多个值为对象进行了测定。
图7和图8所示的“平均”是一方的参数相同时的测定值的平均值。例如，阳极气体的化学计量比为5时的平均是阳极气体的化学计量比为5且阳极气体的出口压力为100、150、200或250kPa这4个条件下的测定值的平均。
图7和图8所示的“变化率”是表示上述的平均从基准值发生了何种程度的变化的值。阳极气体的化学计量比的基准值为5，阳极气体的出口压力的基准值为100kPa，阴极气体的化学计量的基准值为1.5，冷却水温度的基准值为65℃。这些基准值作为通常条件而使用。图7和图8所示的粗框表示优选的范围。其理由在后文叙述。
图7所示的各测定值可以使用作为干燥抑制处理中的目标电压V1。图8所示的各测定值可以使用作为干燥抑制处理的目标电阻R1。例如，在采用200kPa作为阳极气体的出口压力的目标值，采用1.25作为阳极气体的化学计量比的目标值时，目标电压V1采用0.498V，目标电阻R1采用77.88mΩ·cm2。也可以取代这些值，使用将这些值增大或减少规定比例后的值。
图9是以坐标图来表示图7(A)和图8(A)所示的单体电池电压的变化率的图。如图9所示，无论哪个参数，在基准值以外的情况下，与基准值的情况相比，单体电池电压均较大，因此比基准值的情况优选。作为更优选的数值范围，如图9所示，就阳极气体的出口压力而言，与250kPa相比，优选150～200kPa。如图9所示，就阳极气体的化学计量比而言，与4相比，优选1.25～3，更优选为1.25～2，进一步优选为1.25～1.4。如图9所示，就阴极气体的化学计量比而言，与1.3相比，优选为1～1.2。如图9所示，就冷却水温度而言，与50℃相比，优选为30～40℃。
如图9所示，冷却水温度产生的效果最为显著，接着，阴极气体的化学计量比产生的效果显著。其理由是推定为冷却水温度控制处理及阴极化学计量比控制处理除了使阳极的入口湿润之外，还有如前述那样将阴极侧的铂表面的氧化皮膜除去。阴极的氧化皮膜被除去的理由考虑的是通过冷却水温度控制处理及阴极化学计量比控制处理而引起单体电池电压的下降即阴极的电位的下降的情况、及阴极湿润的情况。阴极的水分具有将附着于阴极的铂表面的杂质除去的效果。杂质例如是磺酸基。磺酸基例如从电解质膜部45或离聚物游离。离聚物例如包含于电极涂敷部47。为了进一步增强该效果，优选在执行了冷却水温度控制处理之后，执行阴极化学计量比控制。对于阴极的铂表面的氧化皮膜和铂表面的杂质的除去有效。
另一方面，阳极气体的出口压力及化学计量比的控制与冷却水温度及阴极气体的化学计量比的控制不同，优点是单体电池电压不会暂时下降而能够迅速地得到效果。在执行阳极压力控制处理和阳极化学计量比控制处理时，优选在阳极压力控制处理的执行之后，执行阳极化学计量比控制处理。这是因为压力控制的响应性在化学计量比高(流量多)时良好。
图10是以坐标图来表示图7(B)和图8(B)所示的面积电阻的变化率的图。关于任意的参数，在基准值以外的情况下，与基准值的情况相比，面积电阻均较小，因此比基准值的情况优选。作为更优选的数值范围，如图10所示，就阳极气体的化学计量比而言，与4相比，优选1.25～3，更优选为1.25～2，进一步优选为1.25～1.66。若也考虑与图9一起说明的单体电池电压，则更优选1.25～1.4。关于其他的参数的优选的范围与单体电池电压的情况相同。如图10所示，冷却水温度的效果最为显著，接着，阳极气体的化学计量比的效果显著。
图11(A)是以坐标图来表示图7(A)所示的数值的图。该坐标图的纵轴是单体电池电压，横轴是阳极气体的出口压力。图11(B)是以坐标图来表示图7(B)所示的数值的图。该坐标图的纵轴是面积电阻，横轴是阳极气体的出口压力。坐标图中的各曲线上所标的数值表示阳极气体的化学计量比。
如图11(A)所示，在任意的阳极气体的化学计量比的情况下，与阳极气体的出口压力为100kPa时相比，150～250kPa时的单体电池电压较大。由此，阳极气体的出口压力优选为150～250kPa。
如图11(A)所示，在任意的阳极气体的化学计量比的情况下，与阳极气体的出口压力为250kPa时相比，150～200kPa时的单体电池电压较大。由此，阳极气体的出口压力优选为150～200kPa。
如图11(A)所示，单体电池电压相对于阳极气体的出口压力的增加并未单调增加。图11(A)表示2次函数的近似曲线。这些2次曲线的峰值收敛于191～201kPa。由此，在本实施方式中，阳极气体的出口压力优选为191～201kPa。
如图11(B)所示，在阳极气体的化学计量比为5的情况下，相对于阳极气体的出口压力的增加而面积电阻单调减少。由此，阳极气体的出口压力在阳极气体的化学计量比为5的情况下，优选为150～250kPa，更优选为200～250kPa。
如图11(B)所示，在阳极气体的化学计量比为1.25～1.66或4的情况下，与阳极气体的出口压力为100kPa时相比，150～200kPa时的面积电阻较小。由此，阳极气体的出口压力在阳极气体的化学计量比为1.25～1.66或4的情况下，优选为150～200kPa。
图12(A)是以坐标图来表示图7(A)所示的数值的图。该坐标图的纵轴是单体电池电压，横轴是阳极气体的化学计量比。图12(B)是以坐标图来表示图7(B)所示的数值的图。该坐标图的纵轴是面积电阻，横轴是阳极气体的化学计量比。坐标图中的各曲线上所标的数值表示阳极气体的出口压力。
如图12(A)所示，在阳极气体的出口压力为150～250kPa的情况下，与阳极气体的化学计量比为5时相比，1.25～4时的单体电池电压较大。由此，在阳极气体的出口压力为150～250kPa的情况下，阳极气体的化学计量比优选为1.25～4。
如图12(A)所示，在阳极气体的出口压力为150～200kPa的情况下，与阳极气体的化学计量比为4～5时相比，1.25～3时的单体电池电压较大。由此，在阳极气体的出口压力为150～200kPa的情况下，阳极气体的化学计量比优选为1.25～3。
如图12(A)所示，在阳极气体的出口压力为150～250kPa的情况下，与阳极气体的化学计量比为3～5时相比，阳极的化学计量比为1.25～2时的单体电池电压较大。由此，在阳极气体的出口压力为150～250kPa的情况下，阳极气体的化学计量比优选为1.25～2。
如图12(A)所示，在阳极气体的出口压力为200～250kPa的情况下，与阳极气体的化学计量比为2～5时相比，阳极的化学计量比为1.25～1.66时的单体电池电压较大。由此，在阳极气体的出口压力为200～250kPa的情况下，阳极气体的化学计量比优选为1.25～1.66。
如图12(B)所示，在阳极气体的出口压力为100～200kPa的情况下，与阳极气体的化学计量比为5时相比，阳极气体的化学计量比为1.25～4时的面积电阻较小。由此，在阳极气体的出口压力为100～200kPa的情况下，阳极气体的化学计量比优选为1.25～4。
如图12(B)所示，在阳极气体的出口压力为100～200kPa的情况下，与阳极气体的化学计量比为4～5时相比，阳极气体的化学计量比为1.25～3时的面积电阻较小。由此，在阳极气体的出口压力为100～200kPa的情况下，阳极气体的化学计量比优选为1.25～3。
如图12(B)所示，在阳极气体的出口压力为100～200kPa的情况下，与阳极气体的化学计量比为3～5时相比，阳极气体的化学计量比为1.25～2时的面积电阻较小。由此，在阳极气体的出口压力为100～200kPa的情况下，阳极气体的化学计量比优选为1.25～2。
如图12(B)所示，在阳极气体的出口压力为150kPa的情况下，与阳极气体的化学计量比为2～5时相比，阳极气体的化学计量比为1.25～1.66时的面积电阻较小。由此，在阳极气体的出口压力为150kPa的情况下，阳极气体的化学计量比优选为1.25～1.66。
图13(A)是以坐标图来表示图8(A)所示的数值的图。该坐标图的纵轴是单体电池电压，横轴是阴极气体的化学计量比。图13(B)是以坐标图来表示图8(B)所示的数值的图。该坐标图的纵轴是面积电阻，横轴是阴极气体的化学计量比。坐标图中的各曲线上所标的数值表示冷却水温度。
如图13(A)所示，在冷却水温度为30～40℃或65℃的情况下，与阴极气体的化学计量比为1.5时相比，1.0～1.3时的单体电池电压较大。由此，在冷却水温度为30～40℃或65℃的情况下，阴极气体的化学计量比优选为1.0～1.3。无论在任何冷却水温度的情况下，与阴极气体的化学计量比为1.3时相比，1.0～1.2时的单体电池电压均较大。由此，阴极气体的化学计量比优选为1.0～1.2。
如图13(B)所示，在冷却水温度为50～65℃的情况下，与阴极气体的化学计量比为1.5时相比，1.0～1.3时的面积电阻较小。由此，在冷却水温度为50～65℃的情况下，阴极气体的化学计量比优选为1.0～1.3。在冷却水温度为65℃的情况下，与阴极气体的化学计量比为1.3时相比，1.0～1.2时的面积电阻较小。由此，在冷却水温度为65℃的情况下，阴极气体的化学计量比优选为1.0～1.2。
图14(A)是以坐标图来表示图8(A)所示的数值的图。该坐标图的纵轴是单体电池电压，横轴是冷却水温度。图14(B)是以坐标图来表示图8(B)所示的数值的图。该坐标图的纵轴是面积电阻，横轴是冷却水温度。坐标图中的各曲线上所标的数值表示阴极气体的化学计量比。
如图14(A)所示，无论在任何的阴极气体的化学计量比的情况下，与冷却水温度为65℃时相比，30～50℃时的单体电池电压均较大。由此，冷却水温度优选为30～50℃。如图14(A)所示，无论在任何的阴极气体的化学计量比的情况下，与冷却水温度为50℃时相比，30～40℃时的单体电池电压的值较大。由此，冷却水温度优选为30～40℃。
如图14(B)所示，在阴极气体的化学计量比为1.2～1.5的情况下，与冷却水温度为65℃时相比，30～50℃时的面积电阻较小。由此，在阴极气体的化学计量比为1.2～1.5的情况下，冷却水温度优选为30～50℃。如图14(B)所示，在阴极气体的化学计量比为1.2～1.5的情况下，与冷却水温度为50℃时相比，30～40℃时的面积电阻较小。由此，在阴极气体的化学计量比为1.2～1.5的情况下，冷却水温度优选为30～40℃。
如图11～图14所示，若使一方的参数变化，则另一方的参数即使为通常条件，也会引起单体电池电压的上升及面积电阻的下降。这是指通过执行阳极化学计量比控制处理、阴极化学计量比控制处理、冷却水温度控制处理及阳极压力控制处理中的任一个，都能得到效果。
图15(A)是纵轴取为单体电池电压、横轴取为阳极气体的出口压力除以阳极气体的化学计量比而算出的商(以下称为“值α”)的坐标图。图15(B)是纵轴取为面积电阻、横轴取为值α的坐标图。
如图15(A)所示，在值α为83kPa以上的情况下，与值α小于83kPa的情况相比，单体电池电压的平均值升高，并且单体电池电压的变动减少。在值α为83kPa以上的情况下，单体电池电压的(平均值±标准偏差)是0.496±0.0016(V)。在值α小于83kPa的情况下，单体电池电压的(平均值±标准偏差)为0.492±0.0025(V)。由此，值α优选为83kPa以上。图7(A)的粗框表示满足值α为83kPa以上的范围。
如图15(B)所示，在值α为50kPa以上的情况下，与值α小于50kPa的情况相比，面积电阻的平均值降低，并且面积电阻的变动减少。在值α为50kPa以上的情况下，面积电阻的(平均值±标准偏差)是80.5±2.0(mΩ·cm2)。在值α小于50kPa的情况下，面积电阻的(平均值±标准偏差)为86.1±2.3(mΩ·cm2)。由此，值α优选为50kPa以上。图7(B)的粗框表示满足值α为50kPa以上的范围。
图16(A)是纵轴取为单体电池电压、横轴取为冷却水温度的降低值除以阴极气体的化学计量比而算出的商(以下称为“值β”)的坐标图。冷却水温度的降低值是变更后的冷却水温度的目标值与通常条件下的冷却水温度的目标值(65℃)之差。例如，若变更后的冷却水温度的目标值为30℃，则降低值为35℃。图16(B)是纵轴取为面积电阻、横轴取为值β的坐标图。
如图16(A)所示，在值β为8.3℃以上的情况下，与值β小于8.3℃的情况相比，单体电池电压的平均值升高，并且单体电池电压的变动减少。在值β为8.3℃以上的情况下，单体电池电压的(平均值±标准偏差)为0.565±0.008(V)。在值β小于8.3℃的情况下，单体电池电压的(平均值±标准偏差)为0.533±0.014(V)。由此，值β优选为8.3℃以上。图8(A)的粗框表示满足值β为8.3℃以上的范围。
如图16(B)所示，在值β为10℃以上的情况下，与值β小于10℃的情况相比，面积电阻的平均值降低，并且面积电阻的变动减少。在值β为10℃以上的情况下，面积电阻的(平均值±标准偏差)为66.1±0.0(mΩ·cm2)。在值β小于10℃的情况下，面积电阻的(平均值±标准偏差)为71.4±3.9(mΩ·cm2)。由此，值β优选为10℃以上。图8(B)的粗框表示满足值β为10℃以上的范围。
图17是表示局部电流密度与面内位置的关系、以及局部面积电阻与面内位置的关系的坐标图。该测定在燃料电池组40整体的电流密度为2.4A/cm2的条件下进行。该测定在2个条件下进行。2个条件是执行了干燥抑制处理的情况和通常条件的情况。在此所说的干燥抑制处理的执行是阴极化学计量比控制处理和冷却水温度控制处理的执行。阴极气体的化学计量比的目标值设定为1.0，冷却水温度的目标值设定为30℃。
执行了干燥抑制处理的情况下的局部电流密度与通常条件的情况下的局部电流密度相比，如图17所示，最大值与最小值之差较小。该差小是指局部电流密度被均衡化。如图17所示，执行了干燥抑制处理的情况下的局部面积电阻与通常条件的情况下的局部面积电阻相比，在任意的面内位置内，值都下降。尤其是在阳极入口附近，面积电阻显著下降。该下降推定为通过干燥抑制处理而抑制了阳极入口附近的干燥所引起。
图18是表示单体电池电压与电流密度的关系、以及面积电阻与电流密度的关系的坐标图。该测定在与图17中说明的相同的2个条件下进行。
如图18所示，在电流密度为0.8A/cm2以下，对于单体电池电压及面积电阻，执行了干燥抑制处理的情况与通常条件的情况的差均小。相对于此，在电流密度为1.4A/cm2以上，电流密度越增大，与通常条件的情况相比，执行了干燥抑制处理的情况越能够得到优选的值。其原因是，阳极入口附近的干燥在电流密度越大时越容易发展。由此，电流密度越大，越优选执行干燥抑制处理。尤其是在电流密度为1.4A/cm2以上时，优选执行干燥抑制处理。
本发明并不局限于上述的实施方式或实施例、变形例，在不脱离其宗旨的范围内能够通过各种结构实现。例如，发明内容一栏记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征为了解决上述的课题的一部分或全部，或为了实现上述的效果的一部分或全部，能够适当进行更换、组合。其技术特征只要在说明书中没有作为必须的结构进行说明，就可以适当删除。
【标号说明】
20…燃料电池机动车
30…燃料电池系统
40…燃料电池组
41…单电池
43…膜电极接合体
45…电解质膜部
47…电极涂敷部
50…阳极气体供给排出机构
51…氢罐
52…调节器
53…阳极气体循环泵
54…排气阀
55…排出路径
56…阳极气体压力计
57…喷射器
60…阴极气体供给排出机构
61…阴极气体供给路
62…空气压缩器
63…空气流量计
66…阴极气体排出路
67…压力调整切断阀
68…阴极气体压力计
70…冷却水循环机构
71…散热器
72…冷却水循环泵
73…水温计
80…电力供给机构
90…驱动机构
91…马达
92…驱动轮
100…控制单元
110…干燥抑制部

Claims (21)

1.一种燃料电池系统，在阴极侧的电极处每1cm2含有的铂催化剂的质量为0.2mg以下，所述燃料电池系统具备：
燃料电池组，以向阳极供给的阳极气体的流动的方向与向阴极供给的阴极气体的流动的方向相互对向的方式接受所述阳极气体和所述阴极气体的供给；以及
干燥抑制部，在以1.4A/cm2以上的电流密度进行发电时，将所述阳极气体的出口压力控制成100kPa以上且250kPa以下，并将所述阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且5以下。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述燃料电池组的温度控制成30℃以上且65℃以下，并将所述阴极气体的化学计量比控制成1.0以上且1.5以下。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述燃料电池组的温度控制成30℃以上且50℃以下。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述燃料电池组的温度控制成30℃以上且40℃以下。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述阴极气体的化学计量比控制成1.0以上且1.3以下。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述阴极气体的化学计量比控制成1.0以上且1.2以下。
7.根据权利要求2～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述燃料电池系统具备目标温度设定部，该目标温度设定部在所述干燥抑制部进行的温度控制结束之后，将所述燃料电池组的目标温度设定为通常的运转条件下的值，
所述干燥抑制部以如下方式控制所述燃料电池组的温度和所述阴极气体的化学计量比：使从由所述目标温度设定部设定的目标温度减去由所述干燥抑制部设定的目标温度而得到的差除以设定为目标值的阴极气体的化学计量比所算出的商成为8.3℃以上。
8.根据权利要求7所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部以使通过除以设定为所述目标值的阴极气体的化学计量比所算出的商成为10℃以上的方式控制所述燃料电池组的温度和所述阴极气体的化学计量比。
9.根据权利要求2～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部在实现了单体电池电压成为基准值以下时，结束所述燃料电池组的温度的控制。
10.根据权利要求2～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部在实现了所述燃料电池组的温度成为目标值以下时，结束所述燃料电池组的温度的控制。
11.根据权利要求2～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部在实现了单体电池电压成为基准值以下时，结束所述阴极气体的化学计量比的控制。
12.根据权利要求2～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部在实现了所述阴极气体的化学计量比成为目标值以下时，结束所述阴极气体的化学计量比的控制。
13.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述阳极气体的出口压力控制成150kPa以上且250kPa以下。
14.根据权利要求13所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述阳极气体的出口压力控制成150kPa以上且200kPa以下。
15.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且4以下。
16.根据权利要求15所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且3以下。
17.根据权利要求16所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且2以下。
18.根据权利要求17所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部将所述阳极气体的化学计量比控制成1.25以上且1.66以下。
19.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部以使所述阳极气体的出口压力除以所述阳极气体的化学计量比所算出的商成为50kPa以上的方式，控制所述阳极气体的出口压力和所述阳极气体的化学计量比。
20.根据权利要求19所述的燃料电池系统，其中，
所述干燥抑制部以使通过除以所述阳极气体的化学计量比所算出的商成为83kPa以上的方式控制所述阳极气体的出口压力和所述阳极气体的化学计量比。
21.一种燃料电池系统的运转方法，是权利要求1～20中任一项所述的燃料电池系统的运转方法。
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