CN1998103A - 燃料电池系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池系统及其控制方法。该燃料电池系统设置有燃料电池(20)、估计装置(50)以及扫气装置(12)，所述燃料电池通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；估计装置用于在停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时估计是否存在发生化学短路的可能性；扫气装置用于在已估计到存在发生化学短路的可能性时向阴极侧供应扫气气体。

Description

燃料电池系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种通过燃料气体与氧化气体之间的化学反应发电的燃料电池系统以及一种用于该燃料电池系统的控制方法。更具体地，本发明涉及对燃料电池系统的运行效率的改进。
背景技术
氢燃料电池通过作为燃料气体的氢气和作为氧化气体的氧气之间的反应来发电。通过向燃料电池的氢电极(阳极)供应氢气，同时向氧电极(阴极)供应氧气，来使燃料电池开始运行，通过停止向燃料电池供应氢气和氧气使燃料电池停止运行。当燃料电池停止运行，并且燃料气体和氧化气体仍然停留在燃料电池内时，压差使得残留气体穿过氢电极与氧电极之间的电解质，因此产生化学反应，该反应将温度提高到可能损坏电解质(即化学短路)的水平。因此，当燃料电池停止运行时，通过向燃料电池内提供惰性气体对燃料电池内的残留气体进行扫气。此外，如JP-A-4-4570中所述，当燃料电池处于待机状态-其中燃料电池的运行停止较短时间，在此期间燃料电池不向负载供应电力(动力)-时，在此期间持续将少量的氢气和氧气供应到燃料电池以防止残留气体穿过燃料电池内的电解质。
但是，在当燃料电池停止时使用惰性气体来对残留气体进行扫气的情况下，不仅必须预先储存必要量的惰性气体，而且必须提供独立于燃料气体/氧化气体供应系统的扫气用的扫气机构以及容器(箱/罐)，从减小燃料电池的尺寸以及制造成本来看，这是所不期望的。此外，在具有这样的构造-其中即使在待机的状态下，仍持续地向燃料电池供应少量的氢气和氧气，并且气体在燃料电池中循环-的情况下，由于这样的事实：即使没有向负载供电时，辅机如压缩机仍在运行，所以燃料消耗效率下降。这对于获得车载(on-board)燃料电池等是所不期望的。
发明内容
鉴于前述问题，因此本发明提供一种燃料消耗效率提高的燃料电池系统以及一种用于此燃料电池系统的控制方法。该燃料电池系统可以防止化学短路发生或停止正在发生的化学短路(chemical short)。
本发明的第一方面涉及一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括：燃料电池，其通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；用于估计当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时在所述燃料电池中是否存在发生化学短路的可能性的估计装置；以及用于当估计到存在发生化学短路的可能性时向所述阴极侧供应扫气气体(扫气，scavenging gas)的扫气装置。
根据此结构，在燃料电池停止运行时估计是否存在发生化学短路的可能性。当存在发生化学短路的可能性时，短时间地供应扫气气体(如少量的空气)以将从阳极侧漏到阴极侧的氢气排到燃料电池的外部。因此，可以防止化学短路的发生或停止正在发生的化学短路。此外，因为扫气装置的运行时间也很短，所以扫气所需的能量消耗低。使用空气作为扫气气体使得可以使用常用的空气压缩机作为扫气装置。此外，通过使该空气压缩机低速运行，可以获得少量或极少量空气，因此进一步降低扫气的能量损失。
本发明的第二方面涉及一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括：燃料电池，其通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；用于检测所述燃料电池的阳极侧上燃料气体的气压的气压检测装置；用于在停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时封闭所述燃料电池的阳极侧的封闭装置；和扫气装置，用于在由所述封闭装置封闭阳极侧而密封在该阳极侧上的燃料气体的气压减少量大于参考值时，通过向所述阴极侧供应扫气气体对所述阴极侧的残留气体进行扫气。
根据此结构，从密封的燃料气体的减少量来估计是否存在发生化学短路的可能性。当存在发生化学短路的可能性时，短时间地供应扫气气体(如少量的空气)以将从阳极侧漏到阴极侧的氢气排到燃料电池的外部。因此，可以防止发生化学短路或停止正在发生的化学短路。此外，因为扫气装置的运行时间也很短，所以扫气所需的能量消耗低。使用空气作为扫气气体使得燃料电池系统中常用的空气压缩机可用作扫气装置。此外，通过使该空气压缩机以低速运行，可以获得少量或极少量的空气，因此进一步减少扫气的能量损失。
本发明的第三方面涉及一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括燃料电池，其通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；用于检测在所述阴极侧上的氧化气体的气体浓度的浓度检测装置；和扫气装置，当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时，在所述燃料电池的阴极侧上滞留的氧化气体的气体浓度低于参考值时，通过向所述阴极侧供应扫气气体对所述阴极侧上的残留气体进行扫气。
根据此结构，从残留氧化气体的气体浓度的降低来估计是否存在发生化学短路的可能性。当存在发生化学短路的可能性时，短时间地供应扫气气体(如少量的空气)以将从阳极侧漏到阴极侧的氢气排到燃料电池的外部。因此，可以防止发生化学短路或停止正在发生的化学短路。此外，因为扫气装置的运行时间也很短，所以扫气所需的能量消耗也低。使用空气作为扫气气体使得常用的空气压缩机可以用作扫气装置。此外，通过使该空气压缩机以低速运行，可以获得少量或极少量的空气，因此进一步减少扫气的能量损失。
本发明的第四方面涉及一种用于具有燃料电池的燃料电池系统的控制方法。所述燃料电池通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电。所述方法包括：当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时，估计是否存在发生化学短路的可能性；以及当已估计到存在发生化学短路的可能性时，向所述阴极侧供应扫气气体。通过监测例如密封在阳极侧的燃料气体的压力的下降趋势或阴极侧的氧化气体的浓度的下降等等来对是否存在发生化学短路的可能性做出估计。
优选地，燃料气体是氢气，氧化气体是空气，扫气气体是少量(或极少量)的空气。在该示例中少量是指与正常运行期间供应的量比较而言为少的量，并且取决于系统的具体结构。例如可能是大于化学计量值0并等于或小于1的量。
优选地，一旦判定存在燃料气体泄漏，再一次做出判定以确保第一判定的结果不是错误的。这样提高了判定的精确性，从而可以避免如由于例如EMI(电磁干扰)压力传感器检测错误的问题。
停止燃料电池的运行优选地包括停止处于间歇运行状态的燃料电池的运行。间歇运行指的是燃料电池的一种运行模式，其中当燃料电池的负载低时燃料电池停止运行，并且由已由燃料电池充电的二次电池向负载供电，直到需要再次运行燃料电池。间歇运行使得可以高燃料消耗效率地使用燃料电池，从而提高燃料电池的运行效率。当燃料电池正间歇运行时，利用在其中燃料电池停止运行的期间来判定是否存在例如氢气泄漏。当燃料电池停止时不局限于由二次电池向负载供电。可选地，可以由大容量的电容或商用电源等等供电。
因为判定了化学短路的可能性以及执行了扫气，所以仅将空气压缩机等驱动到防止化学短路等发生或停止正在发生的化学短路等必要的程度。因此，使得不必要地驱动空气压缩机所消耗的不必要的能量消耗等最小化，因此提高燃料消耗效率。
附图说明
参照附图从下列优选实施例的说明中可清楚地理解本发明的上述目的、特征以及优点，其中，相同的标记用作表示相同的元件，并且其中：
图1是根据本发明的第一示例性实施例的燃料电池系统的框图；
图2是针对化学短路的第一判定示例的流程图；
图3是针对化学短路的第二判定示例的流程图；
图4是针对化学短路的对策的流程图；
图5是根据本发明的第二示例性实施例的燃料电池系统的框图；
图6是针对化学短路的第三判定示例的流程图。
具体实施方式
根据本发明的一个示例性实施例，当燃料电池停止，例如在间歇运行期间的燃料电池停止或当它被强迫停止时，对燃料电池中是否在发生化学短路做出判定。例如，基于燃料电池中密封的氢气(既燃料气体)的泄漏程度或滞留在燃料电池中的空气内氧气(既氧化气体)的浓度的降低，来估计到存在发生化学短路的可能性。为了防止氢气泄漏的错误判定，在已判定一次存在泄漏后，再次做出判定。
一旦确定存在发生化学短路的很大可能性，少量(或极少量)空气作为扫气气体供应到燃料电池的阴极，从而将泄漏的氢气以及残留的空气一起从燃料电池排出(扫气)。通过控制空气压缩机的电机的开启和关闭(PWM控制)，使电机以低于正常的速度运行，从而使得可以向空气压缩机提供极少量空气。例如，当空气压缩机的电机以最小稳定速度运行时，通常350[NL/min]的空气量可以减小到20至80[NL/min]。
当使用空气执行扫气时，可以既防止发生化学短路或停止正在发生的化学短路，又阻止MEA(膜电极组件)由于产生的热而发生热疲劳。还可以防止由于下一次启动时氧气供应的滞后而导致电压下降。
为了如上所述以固定间隔时间判定氢气泄漏的可能性，当燃料电池的负载等于或小于预定值时，无论燃料电池是否处于间歇运行状态，燃料电池也可以被停止。在此情况下，所需要的电力可以由二次电池提供。
本发明的第一示例性实施例示于图1。在该第一示例性实施例中，当燃料电池停止运行时阳极气压被监测，并且基于阳极气压是否存在降低来估计是否存在燃料气体泄漏到阴极或是否发生化学短路的可能性。当存在发生化学短路的可能性时，向燃料电池供应少量的气体(空气)以对残留气体进行扫气，从而防止发生化学短路或停止正在发生的化学短路。此外，通过仅在有必要的时候才使空气压缩机运行以向燃料电池提供少量气体，从而尽可能地提高燃料效率。
如附图所示，通过空气供应通道71向燃料电池20的空气供应进口供应作为氧化气体的空气(外部空气)。在该空气供应通道71中设置有从空气中去除细微颗粒的空气过滤器11、压缩空气的压缩机12、检测供应空气压力的压力传感器51以及向空气添加所需量的水分的加湿器13。下文将说明的压缩机12和控制器50的控制程序可看作扫气手段。也可单独地提供可以供应少量气体的空气压缩机作为扫气装置。也在空气过滤器11中设置有空气流量计以检测空气流量。
从燃料电池20排出的空气废气(air off gas)通过排放通道72排放到外面。在排放通道72中设置有检测排气压力的压力传感器52、压力调节阀14以及加湿器13的换热器。压力调节阀(降压阀)14用作设定供应到燃料电池20的空气的压力(空气压力)的调压器。将来自压力传感器51、52的检测信号(未示出)送到控制器50。然后，控制器50通过调节压缩机12以及压力调节阀14设定供应空气压力以及供应空气量。
然后，将作为燃料气体的氢气从氢供应源31通过燃料供应通道75供应到燃料电池20的氢供应入口。在该燃料供应通道75中设置有检测氢供应源的压力的压力传感器54、调节供应到燃料电池20的氢气的供应压力的氢调节阀32、截止阀41、当燃料供应通道75中存在异常压力时打开的安全阀39、截止阀33以及检测氢气的进口压力的压力传感器55。压力传感器55可看作气体压力检测装置。将来自压力传感器54、55的检测信号(未示出)送到控制器50。
未由燃料电池20消耗的氢气作为氢废气排到氢循环通道76，该氢废气回到燃料供应通道75的截止阀41的下游侧。在氢循环通道76内设置有检测氢废气温度的温度传感器63、排放氢废气的截止阀34、从氢废气中回收水分的气体/液体分离器35、将回收的水回收到回收箱(未示出)的排水阀36、对氢废气加压的氢泵37以及回流防止阀40。截止阀33、34可看作用于封闭燃料电池的阳极侧的封闭装置。将来自温度传感器63的检测信号(未示出)送到控制器50。氢泵37的运行由控制器50控制。氢废气在燃料供应通道75内与氢气汇合，并被供应到燃料电池20重复使用。回流防止阀40防止燃料供应通道75内的氢气朝氢循环通道76回流。
氢循环通道76经由排气阀38通过排气流路77连接到排气通道72。排气阀38为电磁截止阀，该电磁截止阀响应来自控制器50的命令而运行以将氢废气释放(扫气)到外面。间歇地执行该扫气操作，使得可以防止由于氢废气的重复循环而造成燃料电极侧的氢气中杂质浓度增加，并且因此防止电池电压降低。
此外，在燃料电池20的冷却剂进口/出口处设有冷却剂在其中循环的冷却剂通道74。在该冷却剂通道74内设置有检测从燃料电池20排出的冷却剂的温度的温度传感器61、从冷却剂向外面辐射热量的散热器(换热器)21、对冷却剂加压和使冷却剂循环的泵22以及检测供应到燃料电池20的冷却剂的温度的温度传感器62。
控制器50接收由车辆等的加速器信号指示的要求负载(未示出)以及来自燃料电池系统等的各种传感器的控制信息，并且相应地控制各种阀和电机等的运行。控制器50为控制计算机系统(未示出)。该控制计算机系统可以是公知的可利用的系统。
下面，参照图2中所示的流程图说明控制器50的运行。
控制器50为如上所述的控制计算机，并且根据控制程序(未示出)对燃料电池系统的各部件的运行进行控制。
首先，当在燃料电池20上施加低负载时(其中燃料电池20的发电效率低)，控制器50停止燃料电池20的运行，并且从二次电池100提供电力。此外，当二次电池100的充电状态(SOC)为低时，控制器50也使燃料电池20运行，以便既向负载供电又对二次电池100进行充电。当二次电池100的充电完成时，燃料电池20停止运行，使用二次电池100向负载供电。无论什么时候在燃料电池20上施加低负载，控制器50重复此类间歇运行。
如上所述，即使在燃料电池20以间歇模式运行时，控制器50也工作。然后，当燃料电池20停止并且由二次电池100供电时，在预定周期或当指定事件发生时通过中断一独立的程序来执行图2中所示的化学短路判定程序(S20)。
首先，控制器50停止辅机如空气压缩机12、氢泵37以及截止阀41，并且停止供应氢气和空气(步骤S22)。控制器50也操纵截止阀33、34以使氢气流通道75、76相对燃料电池20封闭，因此，将氢气密封在燃料电池20内(步骤S24)。步骤S24和截止阀33、34两者都可看作密封手段。在预定时间t0-在该期间由于封闭供应氢气而产生的压力变动衰减-之后(步骤S26)，从压力计55的输出读出阳极侧氢气压力P1(步骤S28)。然后，在经过适于判定是否存在氢气的交叉泄漏(cross leak)的判定时间t1(步骤S30)之后，从压力计55的输出读出阳极侧氢气压力P2(步骤S32)。然后计算在判定期间t1期间氢气压力的减少量ΔP＝P1-P2(步骤S34)。
然后，判定该减少量ΔP是否大于基于实验结果或计算表达式等所获得的交叉泄漏的第一判定参考值Ps(步骤S36)。如果氢气压力的减少量ΔP不超过第一判定参考值Ps，则判定存在很少的氢气向氢气阴极(氧化电极)侧的移动(泄漏)(即在步骤S36中为否)。在该情况下，将泄漏标志1重置到OFF(步骤S40)，因为不会由于交叉泄漏发生问题，并且判定程序结束，被中断的独立程序从其被停止(中断)的继续(步骤S42)。另一方面，如果减少量ΔP超过第一判定参考值Ps，则控制器50判定氢气向氢气阴极(氧化电极)侧的移动(泄漏)很大(即在步骤S36中为是)。在该情况下，泄漏标志设置为ON-指示氢泄漏的可能性(步骤S38)。然后，判定程序结束，被中断的独立程序从其被停止(中断)的位置继续(步骤S42)。
当泄漏标志设置为ON时(步骤S38)，控制器50可以执行第二化学短路判定程序(步骤S50)以做出更精确的判定。因此，可以确定正确的判定不是压力计55由于例如EMI(电磁干扰)而产生的输出错误的结果。
首先，为了再次测量氢气泄漏，控制器50打开截止阀33、41，并且向燃料电池20的阳极侧供应氢气直到压力达到适合于测量泄漏的压力(步骤S52)。接着，控制器50关闭截止阀33、34、41，从而将氢气密封在燃料电池20内。在确定经过时间t0-其间通过关闭氢气供应造成的气压变动已稳定-之后(步骤S56)，控制器50读出压力计55的输出P3(步骤S58)。然后，在经过适合于判定是否存在氢气的交叉泄漏的判定期间t2后(步骤S60)，控制器50从压力计55的输出读出阳极侧氢气压力P4(步骤S52)。判定期间t2设置得比判定时间t1长。然后计算在判定期间t2期间的氢气压力的减少量ΔP＝P3-P4(步骤S64)。
然后，判定该减少量ΔP是否大于基于实验结果或计算表达式等所获得的交叉泄漏的第二判定参考值Pt。该第二判定参考值Pt设为小于第一判定参考值Ps的值，所以可以更精确地判定泄漏的可能性(步骤S66)。
如果氢气压力的减少量ΔP未超过第二判定参考值Pt，则判定存在很少的氢气向氢气阴极(氧化电极)侧的移动(泄漏)(即在步骤S66中为否)。在此情况下，判定源于交叉泄漏的问题的可能性小，所以泄漏标志2重置为OFF(步骤S70)，并且，判定程序结束，已中断的独立程序从其被停止(中断)的位置继续(步骤S72)。
另一方面，如果减少量ΔP未超过第二判定参考值Pt，则存在氢气向氢气阴极(氧化电极)侧的移动(泄漏)，所以控制器50判定很可能因此而发生化学短路(即在步骤S66中为是)。在该情况下，泄漏标志2设为ON-指示氢气泄漏有很大的可能性(步骤S68)。然后，判定程序结束，并且已中断的独立从其被停止(中断)的位置继续(步骤S72)。
当泄漏标志2设为ON时，控制器50可以通过开启氢泄漏警报指示器(未示出)和/或发出警报来提醒燃料电池车辆的操作员或负责燃料电池系统的人员。
此外，控制器50可具有一功能(步骤S100)-如图4中示出的，防止或停止由氢气与氧气之间的直接反应而引起的化学短路，并可以响应设为ON的泄漏标志2而执行该功能。向阴极侧提供极少量的空气可将从阳极侧漏到阴极侧的任何残留氢气排到外面。
当泄漏标志2设为ON(即在步骤S102中为是)，控制器50启动容纳在计算机系统内的计时器(未示出)。该计时器设定空气压缩机的运行时间(步骤S104)。控制器50使空气压缩机12以低速运行，从而向阴极侧提供极少量(甚至小于当燃料电池在怠速状态下发电时提供的量)的空气。因此，排走任何滞留在阴极侧的氢气，由此，冷却由化学短路所产生的热量，减少对MEA(膜电解质组件)的损害。此外，除去粘附在MEA上的由化学短路产生的水滴，因此激活(活性化)催化剂(步骤S106)。此时，由空气压缩机12供应的空气量例如为通常量的1/4到1/10，此空气量在空气压缩机12的通常运行范围之外。因此，通过例如PWM(占空比)控制调节空气压缩机12的电机速度，从而电机以低速运行，使得可以供应极少量所需空气。
当使用能够供应大量空气的空气压缩机12时，最低速度仍然很快，意味着多于必要的空气被供应到阴极，因而降低了效率。因此，除空气压缩机12之外还可以设置单独的小容量空气压缩机，并且可使用该空气压缩机。步骤S36，S66以及S106可看作扫气手段。
接下来，控制器50确认计时器的输出标志(步骤S108)。如果还没有经过(即，时间到)预定的时间(即，在步骤S108中为否)，则空气压缩机12持续以低速运行。控制器50使空气压缩机12运行预定的时间，并排放燃料电池20内的残留氢气(步骤S106到S108)。
当经过预定的时间时(即在步骤S108中为是)，停止空气压缩机12或单独设置的小容量空气压缩机(步骤S10)。然后，控制器50返回到原控制程序(步骤S112)。促使执行化学短路对策例程的泄漏标志可以在该例程结束后被重置为OFF。
如果在下一化学短路判定中再次将泄漏标志设为ON，则再次执行化学短路对策例程。但是，如果持续地重复此过程，可能指示燃料电池20中的异常，所以将执行单独的异常例程。
此外，在第一示例性实施例中，通过图2和图3中所示的两个判定而更可靠地进行判断化学短路的发生。但是，可选地，在仅由图2中所示的第一化学短路判定已判定化学短路之后，可以执行化学短路对策例程(图4)。
图5中示出本发明的第二示例性实施例。与图1中的部件相应的图5中的部件将由相同的参考标记指示，省略对其说明。
在第二示例性实施例中，检测从燃料电池20排放的空气废气中的氧浓度，并判定是否存在发生化学短路的可能性。因此，在燃料电池20的空气排出口附近的排放通道72内设置有氧浓度传感器53，如图2所示。氧浓度传感器53检测空气废气中的残留氧浓度，并将检测信号送到控制器50。另一结构与图1中所示的相同。
下面，参照图6中所示的流程图说明控制器50的运行。
首先，当施加在燃料电池20上的负载低时(在该情况下燃料电池20的发电效率低)，控制器50停止燃料电池20的运行，并由二次电池100供电。此外，当二次电池100的充电状态(SOC)为低时，控制器50使燃料电池20运行，以便既向负载供电，又对二次电池100充电。当完成二次电池100的充电时，燃料电池20停止运行，并且利用二次电池100向负载供电。只要施加在燃料电池20上的负载为低时，控制器50使燃料电池20重复此类间歇运行。
如上所述，即使在燃料电池20以间歇运行模式运行时，控制器50也运行。然后，当燃料电池20停止，由二次电池100供电时，在预定周期或当指定事件发生时，执行图6所示的化学短路判定程序(步骤S80)。在燃料电池20的间歇运行期间，控制器50停止辅机如空气压缩机12和氢泵37，并停止燃料电池20中的发电，如上所述。在该状态下，燃料电池20的阴极侧上的残留氧气浓度恒定。但是，由于氢气从MEA的阳极侧泄漏到阴极侧，或由于此泄漏而发生化学短路，所以氧气被消耗。因此，滞留在阴极侧上的空气中的氧气浓度下降。控制器50通过氧浓度传感器53的输出检测残留空气中的氧气浓度(步骤S82)。
然后，判定该氧气浓度是否小于通过实验或计算表达式等预先获得的参考值K(步骤S84)。如果氧气浓度低于参考值K(即在步骤S84中为是)，则判定可能(很可能)发生化学短路，所以泄漏标志3设为ON(步骤S86)。另一方面，如果氧气浓度大于参考值K(即在步骤S84中为否)，则控制器50判定不存在氢气泄漏，并将泄漏标志3重置为OFF(步骤S88)。在设定或重置泄漏标志3之后，控制器50结束该判定例程，并返回到原控制程序。
响应该化学短路判定的结果，执行化学短路对策例程(见图4)。
代替如上所述地采用氧浓度传感器53检测氧气浓度，可通过控制器50由第一示例性实施中所述的阳极的氢气中的压降计算所消耗的氧气量，并且当氧气降低预定量时，可对阴极侧的空气进行扫气。
如此，当可能(或当很可能)在燃料电池20的间歇运行期间发生化学短路时，给燃料电池20供应少量空气使得可以防止发生化学短路或停止正在发生的化学短路，而仅所需程度地使用空气压缩机12使得可以提高能效。

Claims (16)

1.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池，其通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；
用于估计当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时在所述燃料电池中是否存在发生化学短路的可能性的估计装置；以及
用于当估计到存在发生化学短路的可能性时向所述阴极侧供应扫气气体的扫气装置。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述估计装置设置有用于检测所述燃料电池的阳极侧上的燃料气体的气压的气压检测装置以及用于当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时封闭所述燃料电池的阳极侧的封闭装置；当估计到由所述封闭装置封闭阳极侧而密封在该阳极侧上的燃料气体的气压减少量大于第一参考值时，所述估计装置估计存在发生化学短路的可能性。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，在封闭所述燃料电池的阳极侧后经过第一预定时间后检测密封在该阳极侧的燃料气体的第一气体压力，在检测到第一气体压力后经过第二预定时间检测密封在该阳极侧的燃料气体的第二气体压力，所获得的所述第一气体压力和所述第二气体压力之间的差值作为所述气体压力减少量。
4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述估计装置设置有用于检测所述阴极侧上氧化气体的气体浓度的浓度检测装置，在停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时，当判定滞留在所述燃料电池的阴极侧上的氧化气体的气体浓度降低到小于第二参考值时，所述估计装置估计存在发生化学短路的可能性。
5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述估计装置设置有用于检测所述燃料电池的阳极侧上燃料气体的气压的气压检测装置以及用于在停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时封闭所述燃料电池的阳极侧的封闭装置；估计装置获得由所述封闭装置封闭阳极侧而密封在该阳极侧上的燃料气体的气压减少量，通过所获得的气压减少量估计阴极侧上的氧化气体的消耗量，并且当所估计的消耗量大于第三参考值时估计存在发生化学短路的可能性。
6.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，当估计到存在发生化学短路的可能性时，所述估计装置再次估计是否存在发生化学短路的可能性，当已再次估计到存在发生化学短路的可能性时，所述扫气装置向所述阴极侧供应扫气气体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料气体为氢气，所述氧化气体为空气，所述扫气气体为少量空气。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，当已估计到存在发生化学短路的可能性时，所述扫气装置向所述阴极侧供应一定量的氧化气体，该氧化气体的量少于当所述燃料电池怠速时供应到所述阴极侧的氧化气体的量。
9.一种车辆，包括：
用于驱动该车辆的能够充电和放电的蓄能装置；以及
根据权利要求1至8中任一项所述的燃料电池系统。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，当所述燃料电池在间歇运行状态下停止时，所述估计装置估计是否存在发生化学短路的可能性。
11.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池，其通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；
用于检测所述燃料电池的阳极侧上燃料气体的气压的气压检测装置；
用于在停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时封闭所述燃料电池的阳极侧的封闭装置；和
扫气装置，用于在由所述封闭装置封闭阳极侧而密封在该阳极侧上的燃料气体的气压减少量大于参考值时通过向所述阴极侧供应扫气气体对所述阴极侧的残留气体进行扫气。
12.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池，其通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；
用于检测在所述阴极侧上的氧化气体的气体浓度的浓度检测装置；和
扫气装置，当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时，在所述燃料电池的阴极侧上滞留的氧化气体的气体浓度低于参考值时，通过向所述阴极侧供应扫气气体对所述阴极侧上的残留气体进行扫气。
13.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池，其通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；
估计当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时在所述燃料电池中是否存在发生化学短路的可能性的估计装置；以及
当已估计到存在发生化学短路的可能性时向所述阴极侧供应扫气气体的扫气装置。
14.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池，其通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；
检测所述燃料电池的阳极侧上的燃料气体气压的气压检测器；
当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时封闭所述燃料电池的阳极侧的封闭装置；以及
扫气装置，当由所述封闭装置封闭阳极侧而密封在该阳极侧上的燃料气体的气压减少量大于参考值时通过向所述阴极侧供应扫气气体对该阴极侧上的残留气体进行扫气。
15.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池，其通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电；
检测所述阴极侧上的氧化气体的气体浓度的浓度检测器；以及
扫气装置，当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时，当滞留在所述燃料电池的阴极侧上的氧化气体的气体浓度低于参考值时，通过向所述阴极侧供应扫气气体对所述阴极侧上的残留气体进行扫气。
16.一种用于具有燃料电池的燃料电池系统的控制方法，所述燃料电池通过供应到该燃料电池的阳极侧的燃料气体与供应到该燃料电池的阴极侧的氧化气体之间的化学反应发电，所述方法包括：
当停止向所述燃料电池供应燃料气体和氧化气体时，估计在所述燃料电池中是否存在发生化学短路的可能性；以及
当已估计到存在发生化学短路的可能性时，向所述阴极侧供应扫气气体。
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