JP2010123335A - 燃料電池評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池の特性の評価において燃料電池内部や評価装置内の水分が突沸する可能性を低減できる技術を提供する。
【解決手段】燃料電池評価装置は、燃料電池の特性を評価するための装置である。この燃料電池評価装置は、燃料電池の運転条件を入力するための入力部と、燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、反応ガス供給部を制御して、供給される反応ガスの状態を運転条件に応じて制御する制御部と、反応ガスの状態に関する実測値であるガス状態値を検出するガス状態検出部とを備える。制御部は、反応ガスの状態が、燃料電池評価装置内の水分の突沸を引き起こす可能性が高い状態の領域として予め設定された突沸発生領域に入るか否かを、運転条件またはガス状態値を用いて判定する突沸判定処理を実行する。
【選択図】図２

Description

この発明は、燃料電池の特性評価に関する。

燃料電池では、電解質膜を湿潤状態に保持するために加湿された反応ガスが供給されるとともに、発電反応によってカソード側に水分が生成される。そのため、燃料電池の内部には、通常、多量の水分が存在し、その燃料電池を備える燃料電池システムにおいては、反応ガスの供給や排ガスの排出を担うガス系統内に水分が発生する場合がある。また、燃料電池評価装置は、通常、バブラー方式の加湿器を備えており、燃料電池評価装置内部にも多量の水分が存在している。そうした水分が存在する状態で、燃料電池に供給される反応ガスの状態が変化した場合には、当該水分が沸騰したり、突沸を引き起こす場合がある。すると、水蒸気圧の増大に伴う反応ガスの急激な圧力上昇が発生し、これにより、電解質膜や評価装置内のセンサ機器などが損傷をきたす可能性がある。このように、燃料電池システム及び燃料電池評価装置では、供給される反応ガスの状態を変化させることによって、燃料電池やシステム内の機器の劣化が引き起こされ、通常の運転の継続が困難となってしまう場合がある。これまで、燃料電池システム及び燃料電池評価装置におけるこうした劣化を回避して通常の運転を継続するための種々の技術が提案されてきた（特許文献１等）。

特開２００５−１８３２８１号公報 特表２００６−５２３９１８号公報

ところで、燃料電池の特性評価を行う燃料電池評価装置（燃料電池評価システム）では、通常、様々な燃料電池の運転条件を想定して、運転条件に応じて圧力や温度などが制御された反応ガスを燃料電池に供給する。従って、燃料電池の特性評価の際に設定された運転条件によっては、燃料電池の内部や当該燃料電池評価装置のガス系統内に存在する水分が突沸してしまい、評価対象である燃料電池や当該燃料電池評価装置内の機器が劣化する場合があった。これまで、こうした問題に対して十分な工夫がなされていなかったのが実情であった。

本発明は、燃料電池の特性評価において、評価対象である燃料電池の内部や燃料電池評価装置内に存在する水分が沸騰する可能性を低減できる技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
燃料電池の特性を評価するための燃料電池評価装置であって、前記燃料電池の運転条件を入力するための入力部と、前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、前記反応ガス供給部を制御して、供給される前記反応ガスの状態を運転条件に応じて制御する制御部と、前記反応ガスの状態に関する実測値であるガス状態値を検出するガス状態検出部とを備え、前記制御部は、前記反応ガスの状態が、前記燃料電池内の水分の突沸を引き起こす可能性が高い状態の領域として予め設定された突沸発生領域に入るか否かを、前記入力された運転条件または前記ガス状態値を用いて判定する突沸判定処理を実行する、燃料電池評価装置。
この燃料電池評価装置によれば、運転条件に従って燃料電池を運転する際に予め、または、燃料電池の運転継続中に、燃料電池内部や燃料電池評価装置内部において突沸が引き起こされる可能性について判定できる。そのため、燃料電池の特性評価において、評価対象である燃料電池の内部や燃料電池評価装置内に存在する水分が沸騰する可能性を低減できる。

［適用例２］
適用例１に記載の燃料電池評価装置であって、前記反応ガスの状態は、前記反応ガスの圧力と温度と露点温度とを含み、前記突沸発生領域は、前記反応ガスの温度に対する飽和水蒸気圧を用いて予め設定されており、前記突沸判定処理は、前記反応ガスの露点温度に対する前記反応ガスの飽和水蒸気圧を用いて判定する、燃料電池評価装置。
この燃料電池評価装置によれば、反応ガスの圧力及び温度と反応ガスの温度に対する飽和水蒸気圧との関係を用いて、反応ガスの温度と圧力とが、突沸発生領域に入るか否かを容易に判定できる。従って、燃料電池の特性評価において、評価対象である燃料電池の内部や燃料電池評価装置内に存在する水分が沸騰する可能性を低減できる。

［適用例３］
適用例１または適用例２のいずれかに記載の燃料電池評価装置であって、前記制御部は、前記突沸判定処理において、前記反応ガスの状態が前記突沸発生領域に入ると判定した場合に、突沸の発生を回避するための突沸回避処理を実行する、燃料電池評価装置。
この燃料電池評価装置によれば、突沸判定処理における判定結果に応じて、突沸発生を回避する処理を実行するため、評価対象である燃料電池の内部や燃料電池評価装置内に存在する水分が沸騰する可能性を低減できる。

［適用例４］
適用例３に記載の燃料電池評価装置であって、前記突沸回避処理は、前記入力された運転条件に従った運転を拒否する処理を含む、燃料電池評価装置。
この燃料電池評価装置によれば、突沸発生の可能性がある場合に、入力された運転条件に従った燃料電池の運転を拒否する。これによって、突沸の発生の可能性がある運転制御がなされることを回避でき、燃料電池の特性評価において、評価対象である燃料電池の内部や燃料電池評価装置内に存在する水分が沸騰する可能性を低減できる。

［適用例５］
適用例３または適用例４に記載の燃料電池評価装置であって、前記制御部は、前記燃料電池の運転継続中に前記突沸判定処理を実行し、前記突沸回避処理は、前記反応ガスの圧力を増大させる処理、または、前記反応ガスの温度を低下させる処理を含む、燃料電池評価装置。
この燃料電池評価装置によれば、燃料電池の運転継続中に、反応ガスの状態が、突沸を引き起こす可能性が高いと判定された場合に、供給される反応ガスの状態を変化させることによって突沸の発生を回避できる。従って、燃料電池の特性評価において、評価対象である燃料電池の内部や燃料電池評価装置内に存在する水分が沸騰する可能性を低減できる。

［適用例６］
適用例１ないし適用例５のいずれかに記載の燃料電池評価装置であって、さらに、前記反応ガスを加湿する加湿部を備える、燃料電池評価装置。
この燃料電池評価装置によれば、反応ガスの加湿量を調整できる。

［適用例７］
適用例６に記載の燃料電池評価装置であって、前記突沸回避処理は、前記反応ガスの圧力を増大させる処理、または、前記反応ガスの露点温度を低下させる処理を含む、燃料電池評価装置。
この燃料電池評価装置によれば、突沸を回避するために、反応ガスの圧力を増大させて、燃料電池内部の排水性を向上させたり、あるいは、反応ガスの露点温度を低下させて、燃料電池内部の水分を低下させる処理を実行する。即ち、突沸の発生する可能性が高い場合に、速やかに燃料電池内部の水分量を低下させる方向に制御するため、突沸の発生を抑制できる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池評価装置および燃料電池評価システム、燃料電池評価システムの制御方法および燃料電池評価システムの制御装置、それらの方法またはシステムの機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

A．第１実施例：
図１は本発明の一実施例としての燃料電池評価システムの構成を示すブロック図である。この燃料電池評価システム１０００は、入力された運転条件に応じて評価対象である固体高分子型燃料電池を運転し、その出力を測定して燃料電池の特性を評価するシステムである。燃料電池評価システム１０００は、ユーザインタフェース１００と、アノードガス供給部２００及びカソードガス供給部３００と、アノード排ガス排出部４００及びカソード排ガス排出部５００と、出力計測部６００と、制御部７００とを備えている。

ユーザインタフェース１００は、燃料電池評価システム１０００の操作者（ユーザ）と制御部７００とのやりとりを仲介する。ユーザインタフェース１００は、入力部１１０と表示部１２０とを備えている。入力部１１０は、例えば、キーボードやタッチパネルによって構成することができ、ユーザから評価対象である燃料電池ＦＣの運転条件（後述）の入力を受け付ける。表示部１２０は、例えば、モニタディスプレイにより構成され、制御部７００の指示により、ユーザに対して燃料電池ＦＣの特性に関する測定値やシステムの操作に関する情報などを表示する。

アノードガス供給部２００は、燃料電池ＦＣのアノード側に接続された供給配管２０１を介して燃料電池ＦＣに燃料ガス（水素）を供給する。供給配管２０１には、その上流側から、燃料ガス供給源２１０と、加湿部２２０と、入口側圧力計２３０とが接続されている。燃料ガス供給源２１０は、例えば、水素タンクによって構成でき、制御部７００の指示により、供給配管２０１に水素を導入する。燃料ガス供給源２１０は、燃料電池ＦＣの排出側に設けられた背圧調整弁４１０，５１０によって供給水素の圧力を、制御部７００の指示に応じて調整できる。なお、燃料電池ＦＣの入口側の水素の圧力は、入口側圧力計２３０によって計測され、その実測値が制御部７００へと送信される。

加湿部２２０は、制御部７００の指示に応じて燃料電池ＦＣに供給される水素を加湿する。加湿部２２０は、温度が制御された温水２２１に加湿対象であるガスを通過させて加湿するバブラー方式の加湿器により構成される。加湿部２２０には、温度検出部２２５が設けられており、温度検出部２２５は、加湿部２２０の温水２２１の温度（加湿温度）を測定し、その実測値を制御部７００へと送信する。なお、この加湿温度は、燃料電池ＦＣの入口側における反応ガスの露点温度に相当する。換言すれば、加湿部２２０を通過した反応ガスは、飽和水蒸気を含んでいる。

カソードガス供給部３００は、燃料電池ＦＣのカソード側に接続された供給配管３０１を介して燃料電池ＦＣに酸化ガス（酸素）を供給する。供給配管３０１には、その上流側から、酸化ガス供給源３１０と、加湿部３２０と、入口側圧力計３３０とが接続されている。酸化ガス供給源３１０は、例えば、エアコンプレッサによって構成され、制御部７００の指示により圧力制御された高圧空気を供給配管３０１に導入する。なお、燃料電池ＦＣの入口側の高圧空気の圧力は、入口側圧力計３３０によって計測され、その実測値が制御部７００へと送信される。加湿部３２０は、アノードガス供給部２００の加湿部２２０と同様な加湿器により構成され、温度制御された温水３２１により供給配管３０１の高圧空気を加湿する。また、加湿部３２０には、アノードガス供給部２００の温度検出部２２５と同様な温度検出部３２５が設けられており、その実測値を制御部７００に送信する。

アノード排ガス排出部４００及びカソード排ガス排出部５００はそれぞれ、燃料電池ＦＣのアノード側及びカソード側のそれぞれに接続された排出配管４０１，５０１を介して反応に供されることのなかった反応ガスを含む排ガスを燃料電池ＦＣの外部に排出する。なお、本明細書中において、以後、「反応ガス」と呼ぶときは、この排ガスも含むものとする。２つの排出配管４０１，５０１にはそれぞれ、制御部７００の指示に従って燃料電池ＦＣの排出側の反応ガスの圧力（背圧）を調整できる背圧調整弁４１０，５１０が設けられている。また、背圧調整弁４１０，５１０の上流側にはそれぞれ、背圧の実測値を計測するための出口側圧力計４２０，５２０が設けられている。なお、制御部７００は、入口側圧力計２３０，３３０の計測値と出口側圧力計４２０，５２０の計測値との差から燃料電池ＦＣにおける圧力損失を計測することが可能である。

ところで、２つのガス供給部２００，３００及び２つの排ガス排出部４００，５００を含む燃料電池評価システム１０００のガス系統の配管２０１，３０１，４０１，５０１にはそれぞれ、管内の反応ガスを加熱するためのヒータ（図示せず）が設けられている。この理由は、配管２０１，３０１，４０１，５０１内を流通する反応ガス中に含まれる水蒸気が、反応ガスの温度低下に伴って結露を発生することを抑制するためである。なお、燃料電池ＦＣ内部では、発電反応により大量の水分が発生しているため、一般に、供給側の配管２０１，３０１における加湿後の反応ガスより、排出側の配管４０１，５０１を流れる反応ガスの方が露点温度が高い。従って、各配管２０１，３０１，４０１，５０１を加熱するヒータは、反応ガスを、少なくとも加湿部２２０，３２０の加湿温度より高い温度となるように加熱することが好ましい。

出力計測部６００は、燃料電池ＦＣに電気的に接続されており、燃料電池ＦＣの出力電圧や出力電流を測定し、その測定値を制御部７００に送信する。制御部７００は、中央演算処理装置及び主記憶装置を備えるマイクロコンピュータによって構成することができる。制御部７００は、ユーザが入力部１１０を介して入力した運転条件に従って、上述のガス供給部２００，３００や排ガス排出部４００，５００を制御し、燃料電池ＦＣに供給される反応ガスの状態を変化させつつ、燃料電池ＦＣに発電させる。また、制御部７００は、４つの圧力計２３０，３３０，４２０，５２０や２つの温度検出部２２５，３２５から送信された実測値などのステータス情報や、出力計測部６００から送信された燃料電池ＦＣの出力結果などを表示部１２０に表示する。

図２は、燃料電池評価システム１０００における燃料電池ＦＣの特性の評価処理の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０では、制御部７００は、入力部１１０を介して、ユーザからの燃料電池ＦＣの運転条件の入力を受け付ける。本実施例においては、燃料電池ＦＣの運転条件として、燃料電池ＦＣの入口側における反応ガスの加湿温度と、反応ガスの背圧と、反応ガスの流量とを設定する。なお、これらの設定された値のうち、反応ガスの加湿温度を「設定温度Ｔｓ」と呼び、反応ガスの背圧を「設定圧力Ｐｓ」と呼ぶ。ステップＳ２０では、制御部７００は、入力された運転条件に従って燃料電池ＦＣの制御を開始する前に、予め、当該制御により燃料電池評価システム１０００内の水分が突沸する可能性があるか否かを判定する。以後、この判定処理を「突沸判定処理」と呼ぶ。

ここで、一般に、水と気体とが封入された空間内において、封入された気体がその温度に対する飽和水蒸気圧以下の圧力を有するときに水が沸騰する。また、その圧力条件下では、封入された水が沸騰していなくても、何かのきっかけで突沸する可能性がある。即ち、燃料電池ＦＣの内部において、供給される反応ガスの圧力が、その温度に対する飽和水蒸気圧以下の圧力まで低下する場合には、燃料電池ＦＣの内部に存在する水分が突沸する可能性がある。また、燃料電池評価システム１０００の反応ガスを供給するガス系統内に反応ガス中の水蒸気が結露した水分が存在する場合には、当該水分が突沸する可能性がある。こうした水分の突沸が発生した場合には、沸騰による水蒸気圧の増加に伴って反応ガスの圧力が急激に上昇し、燃料電池ＦＣの電解質膜やガス系統に設けられたセンサ機器などが損傷してしまう可能性がある。特に、電解質膜の損傷が著しく、電解質膜に裂傷が生じた場合には、反応ガスが供給された電極とは反対側の電極へと発電反応に供されることなくリークしてしまう、いわゆるクロスリークが発生する可能性がある。そこで、本実施例では、入力された運転条件を反映した燃料電池ＦＣの運転を開始する前に予め突沸判定処理を実行することにより、燃料電池ＦＣの運転中に燃料電池評価システム１０００の内部に存在する水分が突沸することを抑制する。

図３は、制御部７００が実行する突沸判定処理の処理手順を示すフローチャートである。制御部７００は、突沸判定処理をアノード側のガス系統とカソード側のガス系統とに対してそれぞれ同様に実行するが、以下においては、カソード側のガス系統に対する突沸判定処理を説明する。なお、アノード側のガス系統に対する突沸判定処理についてはカソード側のガス系統に対する突沸判定処理と同様であるため説明は省略する。

ステップＳ１００では、制御部７００は、温度検出部３２５によって加湿部３２０の現時点における加湿温度の実測値Ｔ₀を検出し、出口側圧力計４２０によって背圧の実測値Ｐ₀を検出する。続いて制御部７００は、ステップＳ１１０において、検出温度Ｔ₀が１００℃以上であり、かつ、反応ガスの減圧命令がなされたか否かを判定する。ここで、「検出温度Ｔ₀が１００℃以上」である場合には、燃料電池ＦＣ内部及びガス系統内における反応ガスの温度は少なくとも１００℃より高い場合であり、その飽和水蒸気圧も１気圧以上の場合である。また、「反応ガスの減圧命令」とは、制御部７００が供給される反応ガスの圧力を減圧する方向に制御するような運転条件をユーザが設定することを意味している。制御部７００は、背圧の実測値Ｐ₀より低い設定圧力Ｐｓが入力された場合に、ユーザにより供給反応ガスの減圧命令がなされたと判定する。即ち、このステップＳ１１０の条件に該当する場合には、反応ガスの減圧によって、燃料電池ＦＣ内部やガス系統の内部における反応ガスの圧力が反応ガスの温度に対する飽和水蒸気圧より低くなり、突沸が発生する可能性がある。そこで、この場合には、制御部７００は、ステップＳ１２０以降において、より具体的に突沸発生の可能性についての判定を実行する。

ステップＳ１２０では、突沸発生の可能性を判定するための判定条件値を設定する。具体的には、制御部７００は、加湿部３２０における検出温度Ｔ₀を判定に用いる第１の判定条件値Ｔｊとして設定し、設定圧力Ｐｓを第２の判定条件値Ｐｊとして設定する（Ｔｊ＝Ｔ₀，Ｐｊ＝Ｐｓ）。ステップＳ１３０では、制御部７００は、この設定された２つの判定条件値Ｔｊ，Ｐｊと、予め制御部７００に格納されている突沸の発生可能性を判定のためのマップ（以後、「突沸判定マップ」と呼ぶ）とを用いて突沸の発生可能性を判定する。

図４（Ａ）は、ステップＳ１３０における突沸判定マップを用いた制御部７００による突沸の発生可能性の判定方法を説明するための説明図である。この突沸判定マップＭＰは、反応ガスの温度と圧力とをそれぞれ縦軸と横軸とするマップであり、反応ガスの温度に対する飽和水蒸気圧を示す曲線グラフＧが判定のための指標として示されている。この曲線グラフＧは、実験式として知られる下記の式（１）に示す蒸気圧Ｐ_VAPに関する実験式（アントワン式）から得ることができる。
Ｐ_VAP＝１０^a-b/(T+c) … （１）
なお、ａ，ｂ，ｃは実数であり、Ｔは温度である。

ステップＳ１３０（図３）において、制御部７００は、突沸判定マップＭＰに判定条件値Ｔｊ，Ｐｊをそれぞれ横軸座標と縦軸座標とする点αをプロットする。制御部７００は、反応ガスの状態を表す点αが曲線グラフＧより下のハッチング領域ＨＡに入る場合には、燃料電池ＦＣ内やカソード側のガス系統に存在する水分が突沸する可能性があるものと判定する。以後、このハッチング領域ＨＡを「突沸発生領域ＨＡ」と呼ぶ。一方、点αが突沸発生領域ＨＡに入らない場合には、燃料電池ＦＣ内や燃料電池評価システム１０００内（特にカソード側のガス系統）に存在する水分が突沸する可能性は無いものと判定する。なお、図４（Ａ）には、点αに加えて、実測値Ｔ₀，Ｐ₀をそれぞれ横軸座標および縦軸座標とする点βを参考のために図示してあり、設定圧力Ｐｓへの減圧により突沸発生の可能性があると判定される例が示してある。

ここで、判定条件値Ｔｊは、燃料電池ＦＣより上流側における加湿後の反応ガスの露点温度Ｔ₀である。さらに、判定条件値Ｐｊ（背圧Ｐ₀）は、燃料電池ＦＣの下流で測定されているので、燃料電池ＦＣの内部及びその上流側における反応ガスの実際の圧力は、この背圧Ｐ₀よりも高い。即ち、反応ガスの背圧が、この露点温度Ｔｊに対する飽和水蒸気圧より低くなるように圧力制御された場合には、ガス系統内で反応ガス中の水蒸気が結露して水分が発生する可能性がある。また、反応ガスの圧力が、反応ガスの実際の温度（露点温度Ｔ₀より高い）に対する飽和水蒸気圧より低くなる可能性がある。そこで、このステップＳ１３０の判定では、反応ガスの露点温度に対する飽和水蒸気圧より、反応ガスの圧力が低くなる場合には、燃料電池ＦＣ内部やシステム内において突沸が発生する可能性があると判定する。但し、ステップＳ１２０〜Ｓ１３０における条件は、この点で余裕のある条件となっている。

ステップＳ１１０の条件に該当しなかった場合、または、ステップＳ１３０において突沸の発生可能性が無いと判定された場合には、制御部７００は、ステップＳ１５０以降の処理を実行する（図３）。ここで、上述のステップＳ１１０〜Ｓ１３０では、反応ガスが減圧制御される場合の突沸の発生可能性を判定していたが、以下に説明するステップＳ１５０〜Ｓ１７０では、加湿部３２０が昇温制御される場合の突沸発生の可能性を判定する。

ステップＳ１５０では、制御部７００は、ユーザにより供給反応ガスの加湿温度を１００℃以上に昇温する命令がなされたか否かを判定する。即ち、制御部７００は、設定温度Ｔｓが１００℃以上であるか否かを判定する。

即ち、ステップＳ１５０の条件に該当する場合とは、反応ガスが露点温度１００℃以上まで加湿されて、その水蒸気圧が１気圧以上に制御される場合である。また、背圧が大気圧近傍であるため、燃料電池ＦＣの内部やガス系統内のおける反応ガスの圧力が、反応ガスの露点温度に対する飽和水蒸気圧より低くなる可能性がある。即ち、ガス系統内において反応ガス中の水蒸気の結露が発生するとともに突沸が発生する可能性がある。そこで、制御部７００は、ステップＳ１５０の条件に該当する場合には、ステップＳ１６０以降の処理において、さらに具体的に突沸の発生可能性を判定する。ステップＳ１６０では、突沸の発生可能性を判定するための判定条件値を設定する。具体的には、制御部７００は、設定温度Ｔｓを判定に用いる第１の判定条件値Ｔｊとして設定する。また、制御部７００は、背圧の実測値Ｐ₀を第２の判定条件値Ｐｊとして設定する（Ｔｊ＝Ｔｓ，Ｐｊ＝Ｐ₀＝大気圧近傍の値）。

図４（Ｂ）は、ステップＳ１７０における突沸判定マップを用いた制御部７００による突沸の発生可能性の判定方法を説明するための説明図である。図４（Ｂ）は、プロットされている点α，βの位置が異なる点以外は、図４（Ａ）とほぼ同じである。このステップＳ１７０では、判定条件値Ｔｊ，Ｐｊと突沸判定マップＭＰとを用いて突沸発生の可能性をステップＳ１３０と同様な方法により実行する。図４（Ｂ）には、加湿温度を設定温度Ｔｓへ昇温することにより、点αが突沸発生領域ＨＡにプロットされ、突沸が発生する可能性があると判定される例を示してある。

制御部７００は、ステップＳ１３０またはステップＳ１７０（図３）で、反応ガスの状態が突沸発生領域ＨＡにあると判定された場合には、制御部７００は、ステップＳ１０で入力された運転条件を無効とする。即ち、この場合には、ステップＳ１０（図２）でユーザによって入力された運転条件に従った燃料電池ＦＣの運転が拒否される。また、制御部７００は、表示部１２０に突沸の発生可能性が高くなる運転条件が設定された旨とともに、その運転条件による運転を開始しない旨を表示し、ユーザに対して新たな運転条件の入力を促す（ステップＳ１０）。

一方、ステップＳ１５０（図３）の条件に該当しなかった場合や、ステップＳ１７０で突沸の発生可能性がほとんど無いと判定された場合には、制御部７００は、ユーザにより入力された運転条件に従った燃料電池ＦＣの運転を開始する（図２；ステップＳ３０）。具体的には、制御部７００は、加湿部２２０，３２０（図１）による加湿温度が設定温度Ｔｓとなるように制御し、反応ガスの背圧が設定圧力Ｐｓとなるように制御する。また、制御部７００は、出力計測部６００の計測結果を表示部１２０に表示させる（図２；ステップＳ４０）。

このように、本実施例の燃料電池評価システム１０００は、ユーザにより入力された運転条件に従って燃料電池ＦＣの特性評価のための運転を開始する前に、予め、燃料電池ＦＣ内部及びシステム内における突沸の発生可能性を判定する。また、この判定においては、運転条件に従った制御により、反応ガスの露点温度に対する飽和水蒸気圧より反応ガスの圧力が低くなる場合に、突沸が発生する可能性があると判定される。これにより、突沸が発生する可能性があるような燃料電池ＦＣの運転を回避でき、燃料電池の特性評価において突沸が発生する可能性を低減できる。

B．第２実施例：
図５は本発明の第２実施例としての燃料電池評価システムの構成を示すブロック図である。図５は、温度検出部２２５，３２５がない点と、４つの露点計２４０，３４０，４３０，５３０が追加されている点以外は図１とほぼ同じである。なお、この燃料電池評価システム１０００Ａは、燃料電池ＦＣの特性の評価処理を第１実施例と同様の処理手順で実行する（図２）。

燃料電池評価システム１０００Ａ（図５）の２つの入口側露点計２４０，３４０は、燃料電池ＦＣの入口側において反応ガスの露点温度を計測するためのものである。また、２つの出口側露点計４３０，５３０は、燃料電池ＦＣの出口側において排ガスの露点温度を計測するものである。水素用の入口側露点計２４０は、水素用の加湿部２２０と入口側圧力計２３０との間に設けられ、高圧空気用の入口側露点計３４０は、高圧空気用の加湿部３２０と入口側圧力計３３０との間に設けられている。また、水素用の出口側露点計４３０は、水素用の出口側圧力計４２０の上流側に設けられ、高圧空気用の出口側露点計５３０は、出口側圧力計５２０の上流側に設けられている。

４つの露点計２４０，３４０，４３０，５３０はそれぞれ、その計測値を制御部７００に送信する。即ち、この燃料電池評価システム１０００Ａでは、入口側の露点計２４０，３４０の計測値と、出口側の露点計４３０，５３０の計測値との差分から、燃料電池ＦＣの水収支に関する特性を評価することが可能である。

図６は、燃料電池評価システム１０００Ａにおける突沸判定処理の処理手順を示すフローチャートである。制御部７００は、ユーザから燃料電池ＦＣの運転条件の入力を受け付けた後に（図２；ステップＳ１０）、この突沸判定処理をカソード側のガス系統及びアノード側のガス系統についてそれぞれ実行する。以下には、カソード側のガス系統に対する突沸判定処理について説明するが、アノード側のガス系統に対する突沸判定処理についても同様であるためその説明は省略する。

ステップＳ２１０（図６）では、制御部７００は、ユーザによって反応ガスの減圧命令または加湿部３２０による加湿温度の昇温命令がされたか否かを判定する。即ち、現時点における出口側圧力計４２０，５２０の実測値Ｐ₀より設定圧力Ｐｓが低く設定されたか、または、現時点における入口側露点計４３０，５３０の実測値Ｔ₁より設定温度Ｔｓが高く設定されたかを判定する。制御部７００は、ステップＳ２１０において肯定的な判定をした場合には、ステップＳ２２０において、出口側露点計５３０の実測値Ｔ₂と設定圧力Ｐｓとをそれぞれ、判定条件値Ｔｊ，Ｐｊとして設定する。制御部７００は、続くステップＳ２３０において、第１実施例と同様に、この２つの判定条件値Ｔｊ，Ｐｊと突沸判定マップＭＰ（図４）とを用いて、運転条件に従って燃料電池ＦＣの運転を開始した場合の突沸の発生可能性を判定する。

ここで、ステップＳ２３０の判定処理において、判定条件値Ｔｊとして出口側露点計４３０の計測値Ｔ₂を用いるのは、以下の理由による。燃料電池ＦＣの排ガスの露点温度は、燃料電池ＦＣの入口側における加湿後の反応ガスに含まれる水蒸気量よりも、発電反応によってカソード側に発生した水分から発生した水蒸気が含まれる分だけ増加する。即ち、燃料電池ＦＣの出口側の反応ガスの露点温度は、燃料電池ＦＣの入口側の反応ガスの露点温度より、燃料電池ＦＣの発電状況に応じて高くなる。従って、燃料電池ＦＣの出口側の露点温度の実測値Ｔ₂を判定処理に用いることにより、燃料電池ＦＣの発電状況に応じて変動する水蒸気量を判定条件に加味できる。これによって、特に、燃料電池ＦＣ以下の下流側における突沸の発生可能性を適切に判定することができる。なお、燃料電池ＦＣより上流側における突沸発生の可能性の判定については、この点で余裕のある条件となっている。

制御部７００は、アノード側のガス系統とカソード側のガス系統のいずれか一方で突沸が発生する可能性があると判定した場合には、第１実施例で説明した図３のステップＳ１４０と同様の処理を実行する。即ち、ユーザが入力した運転条件を無効とし、ユーザに対してその旨を表示する（ステップＳ２４０）。また、制御部７００は、ユーザによる新たな運転条件の入力を促す（図２；ステップＳ１０）。

一方、ステップＳ２１０またはステップＳ２３０（図６）の判定処理において、否定的な判定がなされた場合には、制御部７００は、その運転条件に従って燃料電池ＦＣを運転し、その出力の計測結果を表示部１２０に表示する（図２；ステップＳ３０〜Ｓ４０）。なお、制御部７００は、燃料電池ＦＣの運転に際し、入口側露点計４３０，５３０の実測値Ｔ₁が運転条件中の設定温度Ｔｓに近付くように反応ガスの加湿温度を制御をする。

このように、第２実施例の燃料電池評価システム１０００Ａによれば、突沸判定処理を、燃料電池ＦＣの内部における反応ガスの状態の変化を第１実施例よりも反映して実行することができる。従って、より燃料電池の特性の評価において燃料電池内部の水分が突沸する可能性を低減できる。

C．第３実施例：
図７は、本発明の第３実施例としての燃料電池評価システムにおける突沸判定処理の処理手順を示すフローチャートである。図７は、ステップＳ２１０の判定処理がない点と、ステップＳ２２０の処理に換えてステップＳ２２０Ｂの処理が示されている点以外は図６とほぼ同じである。なお、第３実施例における燃料電池評価システムの構成及び燃料電池ＦＣの特性の評価処理の処理手順は、第２実施例と同じである（図５，図２）。

この第３実施例の燃料電池評価システムでは、第１実施例及び第２実施例の燃料電池評価システム１０００，１０００Ａと異なり、突沸判定処理において、背圧や露点温度などの反応ガスの状態に関連する実測値を用いない。即ち、制御部７００は、ステップＳ２２０Ｂにおいて、ユーザが入力した燃料電池ＦＣの運転条件（図２；ステップＳ１０）のうちの設定温度Ｔｓと設定圧力Ｐｓとを判定条件値Ｔｊ，Ｐｊとして設定する。そして、ステップＳ２３０において、その判定条件値Ｔｊ，Ｐｊと突沸判定マップＭＰ（図４）とを用いて燃料電池ＦＣにおける突沸の発生可能性を判定する。

このように、この第３実施例の構成によれば、ユーザによって入力された燃料電池ＦＣの運転条件のみを用いて、その運転条件に従って制御された反応ガスを燃料電池ＦＣに供給した場合に、燃料電池評価システム内で突沸が発生する可能性を判定できる。従って、より簡易な方法で、燃料電池の特性評価において突沸が発生することを抑制できる。

D．第４実施例：
図８は、本発明の第４実施例としての燃料電池評価システムにおける制御部の処理手順を示すフローチャートである。なお、この第４実施例における燃料電池評価システムの構成は第３実施例とほぼ同じである（図５）。ただし、この第４実施例の燃料電池評価システムでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）により燃料電池ＦＣの出力電圧が制御される。これにより、燃料電池ＦＣに一定電圧を出力する運転（一定電圧運転）を所定の時間継続させて、燃料電池ＦＣの出力電流値などをモニタしてその特性を評価する。

ステップＳ４１０では、制御部７００は、入力部１１０によってユーザから燃料電池ＦＣの運転条件の設定を受け付ける。具体的には、ユーザは運転条件として燃料電池ＦＣの出力電圧値と一定電圧運転の継続時間とを設定する。以後、この入力された出力電圧値を「設定電圧値Ｖｓ」と呼び、一定電圧運転の継続時間を「設定時間ｔｓ」と呼ぶ。ステップＳ４２０では、制御部７００は燃料電池ＦＣの運転を開始する。具体的には、制御部７００は、燃料電池ＦＣへの反応ガスの供給を開始し、燃料電池ＦＣの出力電圧が設定電圧値ＶｓとなるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。制御部７００は、出力計測部６００により燃料電池ＦＣの出力電流値を検出し、その検出結果を表示部１２０に表示する（ステップＳ４３０）。

ここで、燃料電池ＦＣの発電継続中に、ユーザによる運転条件の設定以外の原因で、反応ガスの状態が突沸の発生を引き起こす可能性が高い状態へと移行してしまう場合がある。具体的には、例えば、燃料電池ＦＣの起動時に乾燥していた電解質膜が、燃料電池ＦＣの発電を継続して湿潤状態となり、燃料電池ＦＣの発電効率が上昇し、その発電量（電流値）が増大する場合である。この場合には、発電反応により生成される水分が増大するため、燃料電池ＦＣの内部における水蒸気量が増大し、燃料電池ＦＣの出口側及び燃料電池評価システム内の燃料電池ＦＣの下流側（燃料電池ＦＣ後段側）において反応ガス中の水分量が上昇する。そのため、反応ガスの減圧命令などがされた場合には燃料電池評価システム内で突沸が発生する可能性が高くなる。また、加湿部２２０，３２０の故障などにより、燃料電池ＦＣに供給される反応ガスの加湿温度が、制御不能な状態で増大してしまうような場合にも、反応ガスの露点温度の上昇により、突沸が発生する可能性が増大する。そこで、本実施例の制御部７００は、燃料電池ＦＣの一定電圧運転の継続中に突沸判定処理を実行し、燃料電池ＦＣの内部状態が突沸が発生する可能性が高い状態へ移行していることを検出する（ステップＳ４４０）。

図９は、制御部７００の突沸判定処理の処理手順を示すフローチャートである。制御部７００は、この突沸判定処理をカソード側のガス系統及びアノード側のガス系統についてそれぞれ実行する。以下には、カソード側のガス系統に対する突沸判定処理について説明する。なお、アノード側のガス系統に対する突沸判定処理は、カソード側のガス系統に対する処理と同様であるため、その説明は省略する。

ステップＳ５１０では、制御部７００は、出口側露点計５３０の計測値が１００℃より大きいか否かを判定する。肯定的な判定結果である場合には、制御部７００はさらにステップＳ５２０以降の処理において、突沸判定マップを用いた判定処理を実行し、より具体的な突沸発生の可能性を判定する。具体的には、制御部７００は、ステップＳ５２０において、出口側露点計５３０の計測値Ｔ₁と出口側圧力計５２０の背圧の実測値Ｐ₀とをそれぞれ、判定条件値Ｔｊ，Ｐｊとして設定し、ステップＳ５３０において突沸判定マップＭＰによる判定処理を実行する。

図１０は、ステップＳ５３０における判定処理における判定方法を説明するための説明図である。図１０（Ａ），（Ｂ）にはそれぞれ、図４で説明したのと同様な突沸判定マップＭＰが図示されている。まず、制御部７００は、第１の判定条件値ＴｊにΔＴを加算した値を横軸座標とし、第２の判定条件値Ｐｊを縦軸座標として突沸判定マップＭＰに点α１をプロットする（図１０（Ａ））。さらに、制御部７００は、第１の判定条件値Ｔｊを横軸座標とし、第２の判定条件値ＰｊからΔＰを減算した値を縦軸座標として突沸判定マップＭＰに点α２をプロットする（図１０（Ｂ））。ここで、加算値ΔＴ及び減算値ΔＰは、予め任意に設定された実数値である。

制御部７００は、少なくとも点α１または点α２のいずれか一方が突沸発生領域ＨＡに位置する場合には、突沸が発生する可能性が高いと判定する。一方、点α１及び点α２の両方が突沸発生領域に位置する場合には、突沸が発生する可能性が低いと判定する。なお、制御部７００は、さらに、判定条件値Ｔｊ，ＰｊのそれぞれにΔＴ，ΔＰを加えて突沸の発生可能性を判定するものとしても良い。即ち、この第４実施例では、２つの実数値ΔＴ，ΔＰを用いることにより、反応ガスの状態が予め設定された突沸発生領域ＨＡにない場合であっても、突沸発生領域ＨＡにΔＴ，ΔＰの分だけ近付いている場合にも突沸発生の可能性が高いと判定される。

図１１は、ステップＳ５３０における判定処理について、他の判定方法を説明するための説明図である。この判定方法では、図１０の突沸発生領域ＨＡとは異なる新たな突沸発生領域を設定して判定に用いる。以下に、新たな突沸判定領域の設定方法を説明する。まず、突沸判定マップＭＰの曲線グラフＧを横軸のマイナス方向にΔＴだけ平行移動させて曲線グラフＧ_-ΔTを得る（図１１（Ａ））。次に、突沸判定マップＭＰの曲線グラフＧを縦軸のプラス方向にΔＰだけ平行移動させて曲線グラフＧ_+ΔPを得る（図１１（Ｂ））。突沸判定マップＭＰにおいて、上記の方法で得られた２つの曲線グラフＧ_-ΔT，Ｇ_+ΔPの下側の領域を突沸判定領域ＨＡ２とする（図１１（Ｃ））。突沸が発生する可能性の判定は、第１実施例の突沸発生領域ＨＡを用いた場合（図４）と同様に、判定条件値Ｔｊ，Ｐｊを座標とする点αをプロットすることにより行う。即ち、この判定処理においては、反応ガスの状態が、突沸発生領域ＨＡと同様な、予め設定された突沸発生領域ＨＡ２に入る場合に突沸が発生する可能性があると判定する。なお、この判定方法は、その判定結果が図１０を用いて説明した上述の判定方法と等しく、これら２つの判定方法は等価な判定方法である。なお、この判定方法において、２つの曲線Ｇ_-ΔT，Ｇ_+ΔPのうちいずれか一方のみを用いて突沸発生領域を設定するものとしても良い。

制御部７００は、ステップ５３０において、突沸の発生可能性が高いと判定した場合には、制御部７００は、燃料電池ＦＣの特性の評価のための一定電圧運転を中止し、突沸の発生を回避するための運転制御モードへと移行する（ステップＳ５４０）。具体的には、制御部７００は突沸の発生を回避するために以下の処理を実行する。即ち、制御部７００は、燃料電池ＦＣに供給される反応ガスの圧力を上昇させる。また、制御部７００は、加湿部２２０，３２０の温水の温度を低下させて反応ガスの露点温度を低下させる。さらに、制御部７００は、燃料電池ＦＣへの反応ガスの流量を増大させることにより、燃料電池ＦＣの排水量を増大させるものとしても良い。即ち、制御部７００は、燃料電池ＦＣ及びガス系統内の水蒸気量を低減する方向への制御を行う。また、制御部７００は、燃料電池ＦＣのセル電圧を増加させて燃料電池ＦＣの出力電流値を減少させる制御を行い、燃料電池反応による生成水の発生量を減少させる制御を行うものとしても良い。

他に、制御部７００は、突沸の発生を回避するために、燃料電池ＦＣの出力を制御するものとしても良い。例えば、制御部７００は、燃料電池ＦＣの出力電圧値を上昇させ、燃料電池ＦＣの出力電流量を低下させるものとしても良い。また、制御部７００は、表示部１２０に燃料電池ＦＣにおいて突沸が発生する可能性が高い状態にあることを表示してユーザに警告するものとしても良い。制御部７００は、ステップＳ５４０の処理を実行した後に、燃料電池評価処理（図８）を終了する。

ステップＳ５１０またはステップＳ５３０において判定結果が否定的なものである場合、即ち、突沸の発生可能性が低いと判定された場合には、制御部７００は、突沸判定処理を終了し、燃料電池ＦＣの特性評価処理に戻る（図８）。制御部７００は、一定電圧発電を開始してからの経過時間が設定時間ｔｓ内である場合には、ステップＳ４２０以降の処理を繰り返し、設定時間ｔｓが経過した場合には、燃料電池評価処理を終了する（ステップＳ４５０）。

このように、この第４実施例の構成によれば、燃料電池ＦＣの運転継続中に、ユーザによる運転条件の設定以外の原因で、燃料電池ＦＣにおける突沸発生の可能性が高くなったことを検出できる。従って、より燃料電池の特性の評価において燃料電池内部の水分が突沸する可能性を低減できる。

E．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。例えば、燃料電池評価システムを燃料電池評価装置として実施することも可能である。また、他に、次のような変形も可能である。

E1．変形例１：
上記実施例において、燃料電池評価システムの評価対象である燃料電池ＦＣは固体高分子型燃料電池であったが、他の種類の燃料電池を評価対象とするものとしても良い。また、上記実施例において、加湿部２２０，３２０はバブラー方式の加湿器により構成されていたが、他の方式を採用する加湿器によって構成されるものとしても良い。但し、反応ガスの露点温度をより安定して制御するために、加湿部２２０，３２０は、バブラー方式の加湿器であることが好ましい。

E2．変形例２：
上記実施例において、制御部７００は、突沸判定マップＭＰを用いて突沸の発生可能性の判定を実行していた。しかし、制御部７００は、突沸判定マップＭＰを用いることなく突沸の発生可能性を判定するものとしても良い。制御部７００は、反応ガスの状態が、燃料電池内の水分の突沸を引き起こす可能性が高い状態の領域として予め設定された突沸発生領域に入るか否かを、入力された運転条件または反応ガスの状態に関する値の実測値を用いて判定すれば良い。ここで、「反応ガスの状態」とは、上記実施例のように反応ガスの圧力や温度（露点温度を含む）などの状態値を含み、さらに、反応ガスの流量や、相対湿度など他の状態値を含むものとしても良い。また、「突沸発生領域」とは、例えば、上記実施例のようにマップ上の特定の領域としても良いし、反応ガスの状態を表す数値の特定の範囲であるものとしても良い。例えば、制御部７００は、反応ガスの加湿温度を昇温させる運転条件の設定がされた場合に、その昇温量が予め設定された閾値より大きい場合に、突沸の可能性があると判定するものとしても良い。

E3．変形例３：
上記実施例において、制御部７００は、圧力計２３０，３３０，４２０，５２０や温度検出部２２５，３２５、露点計２４０，３４０，４３０，５３０の実測値を反応ガスの状態に関する実測値として検出し、突沸判定処理に用いていた。しかし、制御部７００は、他の反応ガスの状態に関する実測値を検出して、突沸判定処理を実行するものとしても良い。例えば、反応ガスの温度や反応ガスの流量を検出して突沸判定処理に用いるものとしても良い。また、燃料電池ＦＣの動作温度を検出して、その計測値を用いるものとしても良い。

E4．変形例４：
上記実施例の突沸判定処理において、突沸の発生可能性が高いと判定した場合には、制御部７００は、突沸を回避するための処理を実行していた。しかし、突沸を回避するための処理は実行されなくとも良い。例えば、上記第１ないし第３実施例では、ユーザの入力した運転条件を無効とすることにより、燃料電池ＦＣの運転条件の変更を禁止していた（図３；ステップＳ１５０等）。しかし、制御部７００は、入力された運転条件を無効とすることなく、燃料電池ＦＣの運転を開始するものとしても良い。この場合には、制御部７００は、表示部１２０に燃料電池ＦＣが突沸の発生可能性のある状態で運転している旨を表示するものとしても良い。また、上記第４実施例では、反応ガスの圧力を増大させ、反応ガスの温度を低下させる等していた（図９；ステップＳ５４０）。しかし、制御部７００は、そうした処理を実行することなく、燃料電池ＦＣの運転を継続または中断するものとしても良い。なお、この場合には、ユーザに突沸発生の可能性を警告するものとしても良い。

E5．変形例５：
上記第１ないし第３実施例において、さらに、燃料電池ＦＣの運転継続中（ステップＳ３０〜Ｓ４０）に、第４実施例のように突沸判定処理が実行されるものとしても良い。この突沸判定処理には、例えば、圧力計４２０，５２０の実測値や露点計４３０，５３０の実測値などの反応ガスの状態に関する実測値が用いられるものとしても良い。また、燃料電池ＦＣの運転継続中に実行された突沸判定処理において突沸の発生可能性が高いと判定した場合には、制御部７００は、第４実施例のように、突沸の発生を回避するための処理（図９；ステップＳ５４０）を実行するものとしても良い。

E6．変形例６：
上記第４実施例では、制御部７００は、燃料電池ＦＣに一定電圧運転をさせていたが、制御部７００は、燃料電池ＦＣに一定電圧運転以外の運転をさせるものとしても良い。例えば、制御部７００は、ユーザが指定する増加率で出力電圧を増加させる運転をさせるものとしても良い。また、第４実施例では、ユーザは運転条件として設定電圧Ｖｓ及び設定時間ｔｓを設定していたが、他の条件を設定できるものとしても良い。

E7．変形例７：
上記第４実施例において、突沸判定マップＭＰを用いた判定処理の際に、２つの実数値ΔＴ，ΔＰを加算または減算していたが、ΔＴ，ΔＰの加算または減算は省略して、第１実施例と同様な判定処理を実行するものとしても良い。また、逆に、上記第１ないし第３実施例の突沸判定処理において、２つの実数値ΔＴ，ΔＰを条件判定値Ｔｊ，Ｐｊに加算または減算して判定に用いるものとしても良い。即ち、上記第１ないし第３実施例では、反応ガスの状態が突沸発生領域ＨＡに入るときに突沸発生の可能性が高いと判定していたが、反応ガスの状態が突沸発生領域ＨＡに近付いたときにも突沸発生の可能性が高いと判定されるものとしても良い。

第１実施例における燃料電池評価システムの構成を示す概略図。 第１実施例における燃料電池評価処理の処理手順を示すフローチャート。 第１実施例における突沸判定処理の処理手順を示すフローチャート。 突沸判定マップによる判定方法を説明するための説明図。 第２実施例における燃料電池評価システムの構成を示す概略図。 第２実施例における突沸判定処理の処理手順を示すフローチャート。 第３実施例における突沸判定処理の処理手順を示すフローチャート。 第４実施例における燃料電池評価処理の処理手順を示すフローチャート。 第４実施例における突沸判定処理の処理手順を示すフローチャート。 第４実施例における突沸判定マップによる判定方法を説明するための説明図。 第４実施例における突沸判定マップによる判定方法を説明するための説明図。

符号の説明

１００…ユーザインタフェース
１１０…入力部
１２０…表示部
２００…アノードガス供給部
２０１…供給配管
２１０…燃料ガス供給源
２２０…加湿部
２２１…温水
２２５…温度検出部
２３０…入口側圧力計
２４０…入口側露点計
３００…カソードガス供給部
３０１…供給配管
３１０…酸化ガス供給源
３２０…加湿部
３２１…温水
３２５…温度検出部
３３０…入口側圧力計
３４０…入口側露点計
４００…アノード排ガス排出部
４０１…排出配管
４１０…背圧調整弁
４２０…出口側圧力計
４３０…出口側露点計
５００…カソード排ガス排出部
５０１…排出配管
５２０…出口側圧力計
５３０…出口側露点計
６００…出力計測部
７００…制御部
１０００，１０００Ａ…燃料電池評価システム
ＦＣ…燃料電池
Ｇ…曲線グラフ（飽和水蒸気圧曲線）
ＨＡ，ＨＡ２…突沸発生領域
ＭＰ…突沸判定マップ

Claims (7)

1. 燃料電池の特性を評価するための燃料電池評価装置であって、
   前記燃料電池の運転条件を入力するための入力部と、
   前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
   前記反応ガス供給部を制御して、供給される前記反応ガスの状態を運転条件に応じて制御する制御部と、
   前記反応ガスの状態に関する実測値であるガス状態値を検出するガス状態検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記反応ガスの状態が、前記燃料電池内の水分の突沸を引き起こす可能性が高い状態の領域として予め設定された突沸発生領域に入るか否かを、前記入力された運転条件または前記ガス状態値を用いて判定する突沸判定処理を実行する、燃料電池評価装置。
2. 請求項１に記載の燃料電池評価装置であって、
   前記反応ガスの状態は、前記反応ガスの圧力と温度と露点温度とを含み、
   前記突沸発生領域は、前記反応ガスの温度に対する飽和水蒸気圧を用いて予め設定されており、
   前記突沸判定処理は、前記反応ガスの露点温度に対する前記反応ガスの飽和水蒸気圧を用いて判定する、燃料電池評価装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の燃料電池評価装置であって、
   前記制御部は、前記突沸判定処理において、前記反応ガスの状態が前記突沸発生領域に入ると判定した場合に、突沸の発生を回避するための突沸回避処理を実行する、燃料電池評価装置。
4. 請求項３に記載の燃料電池評価装置であって、
   前記突沸回避処理は、前記入力された運転条件に従った運転を拒否する処理を含む、燃料電池評価装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の燃料電池評価装置であって、
   前記制御部は、前記燃料電池の運転継続中に前記突沸判定処理を実行し、
   前記突沸回避処理は、前記反応ガスの圧力を増大させる処理、または、前記反応ガスの温度を低下させる処理を含む、燃料電池評価装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の燃料電池評価装置であって、さらに、
   前記反応ガスを加湿する加湿部を備える、燃料電池評価装置。
7. 請求項６に記載の燃料電池評価装置であって、
   前記突沸回避処理は、前記反応ガスの圧力を増大させる処理、または、前記反応ガスの露点温度を低下させる処理を含む、燃料電池評価装置。

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