JP4745603B2 - 燃料電池システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素と酸素との電気化学反応により電気エネルギを発生させる燃料電池を備える燃料電池システムに関するもので、車両、船舶及びポータブル発電機等の移動体用発電機、或いは家庭用発電機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池システムでは、固体電解質膜の含水量が不足すると電解質膜の導電率が低下して電解質膜の抵抗が増加するため、電池の出力が低下してしまう。
【０００３】
また、燃料極や空気極の各電極部位に過剰な水が存在する場合には、電極表面における電気化学反応が阻害されるため電池の出力が低下してしまう。
【０００４】
特に、燃料電池システムでは、燃料利用率を向上するために、燃料電池での未使用水素を再供給したり、燃料流路の出口側を閉塞して水素の放出を防止するようにすることが多い。一方、空気流路の出口側は開放状態で動作することが多い。このため、燃料極側には電解質膜を介して空気極側から水が拡散し拡散した水が蓄積しやすく、燃料極側に水が過剰に存在しやすくなる。
【０００５】
そこで、燃料極または燃料流路に設けられたバルブ等を開放してパージすることにより、燃料極の水の滞留を防止することで出力の低下を防止できるが、パージの際に大気中に水素が放出されるため、燃費の低下、安全性の低下等の問題が生じる。
【０００６】
以上の点から、電解質膜の含水量を適正に維持しつつ、電極部位での水の滞留を防止することが要求されている。
【０００７】
ところで、特開平１１−１９１４２３号公報に記載の燃料電池システムでは、燃料電池の特性に応じて、酸化ガスおよび燃料ガスへの水分供給量を制御し、電解質膜の含水量を調節するようにしている。しかしながら、上記公報に記載のシステムのように、単に酸化ガスおよび燃料ガスへの水分供給量を制御するだけでは、電解質膜の含水量を適正に維持しつつ、電極部位での水分が過剰になるのを防止することができないという問題や、電解質膜への含水を迅速に行えないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、電極部位での水の滞留や電解質膜の含水量の不足による電池の出力低下を防止することを第１の目的とし、電極部位の滞留水の排出や電解質膜への含水を迅速に行えるようにすることを第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、酸素を主成分とする酸化ガスと水素を主成分とする燃料ガスとの電気化学反応により電気エネルギを発生する固体高分子電解質型燃料電池（１０）と、燃料電池（１０）に酸化ガスを供給する空気流路（２０）と、燃料電池（１０）に燃料ガスを供給する燃料流路（３０）と、空気流路（２０）における酸化ガスの圧力を調整する第1圧力調整手段（２３）および燃料流路(３０)における燃料ガスの圧力を調整する第２圧力調整手段（３２）のうち少なくとも一方と、燃料電池（１０）の水分状態を診断する水分状態診断手段（４０）とを備え、燃料流路(３０)の下流側は、燃料ガスの放出を防止するように構成され、水分状態診断手段（４０）は、燃料電池（１０）の内部の水分が過剰であると診断されたときには、燃料極側の水が電解質膜を介して空気極側へ排出されるように、燃料ガスの圧力が酸化ガスの圧力に対して高くなるように水分状態診断手段（４０）の診断結果に応じて、酸化ガスの圧力と燃料ガスの圧力との圧力差を制御し、燃料電池(１０)の内部の水分が不足であると診断されたときには、空気極側の水が電解質膜を介して燃料極側へ移動するように、燃料ガスの圧力が酸化ガスの圧力に対して低くなるように酸化ガスの圧力と燃料ガスの圧力との圧力差を制御し、燃料電池（１０)の内部の水分が適正であると診断されたときには、燃料ガスの圧力と酸化ガスの圧力との圧力差を低減させることを特徴とする。
【００１０】
これによると、燃料電池（１０）の内部の水分が過剰であると診断されたときには、燃料ガスの圧力が酸化ガスの圧力に対して高くなるように圧力差を制御することにより、空気極側から電解質膜を介して燃料極側への水の拡散が抑制されるため、燃料極または燃料流路をパージしなくても、燃料極の電極部位での水の滞留を防止することができる。一方、燃料電池（１０）の内部の水分が不足であると診断されたときには、燃料ガスの圧力が酸化ガスの圧力に対して低くなるように圧力差を制御することにより、空気極側から燃料極側への水移動が促進されるため、電解質膜への含水を迅速に行うことができる。また、燃料電池の内部の水分が適正である状態を維持することができる。
【００１１】
したがって、水分状態診断手段の診断結果に応じて圧力差を制御することにより、電極部位での水の滞留や電解質膜の含水量の不足による電池の出力低下を防止することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、酸化ガスおよび燃料ガスの少なくとも一方の含水量を制御する水分量調整手段（２４）を有し、燃料ガスへの水透過が過剰であると診断されたときには、酸化ガスおよび燃料ガスの少なくとも一方の含水量を低減させることを特徴とする。これによると、水の排出を迅速に行うことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、酸化ガスおよび燃料ガスの少なくとも一方の含水量を制御する水分量調整手段（２４）を有し、燃料電池（１０）の内部が乾燥状態であると診断されたときには、酸化ガスおよび燃料ガスの少なくとも一方の含水量を増加させることを特徴とする。これによると、電解質膜への含水を迅速に行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明のように、診断結果に応じて一定時間のみ酸化ガスの圧力と燃料ガスの圧力との圧力差を制御することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明のように、水分状態診断手段（４０）は、燃料電池（１０）の発電電流の積算値が所定値を上回った場合に、燃料電池（１０）の水が過剰であると診断することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明のように、燃料電池（１０）は、多数のセルを有し、水分状態診断手段（４０）は、セル間の発生電圧のばらつき状態に基づいて燃料電池（１０）の水分状態を診断することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、水分状態診断手段（４０）は、燃料電池（１０）における酸化ガスの出入口および燃料ガスの出入口の少なくとも一ヶ所に、ガス中の水分量を測定する水分量測定手段（５１、５２）を有することを特徴とする。これによると、燃料電池の水分状態を診断することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、水分状態診断手段（４０）は、燃料電池（１０）の電解質膜の抵抗を測定する抵抗測定手段（６０）を有することを特徴とする。これによると、燃料電池の水分状態を診断することができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明では、燃料電池（１０）の内部における酸化ガスの入口圧力を測定する酸化ガス入口圧力測定手段（７１）と、燃料電池（１０）の内部における燃料ガスの出口圧力を測定する燃料ガス出口圧力測定手段（８２）とを有し、酸化ガス入口圧力測定手段および燃料ガス出口圧力測定手段の測定結果に基づいて、酸化ガスの圧力と燃料ガスの圧力を制御することを特徴とする。
【００２１】
これによると、燃料電池の内部全域において燃料ガスの圧力が酸化ガス圧力よりも高くなる制御を容易且つ確実に行うことができる。そして、このような圧力制御により、空気極側から電解質膜を介して燃料極側への水の拡散が抑制されるため、燃料極または燃料流路をパージしなくても、燃料極の電極部位での水の滞留を防止することができる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明では、燃料電池（１０）の内部における酸化ガスの入口圧力を測定する酸化ガス入口圧力測定手段（７１）と、燃料電池（１０）の内部における酸化ガスの出口圧力を測定する酸化ガス出口圧力測定手段（７２）と、燃料電池（１０）の内部における燃料ガスの入口圧力を測定する燃料ガス入口圧力測定手段（８１）と、燃料電池（１０）の内部における燃料ガスの出口圧力を測定する燃料ガス出口圧力測定手段（８２）とを有し、酸化ガスおよび燃料ガスのうち相対的に圧力を高く制御するガスの出口圧力と、酸化ガスおよび燃料ガスのうち相対的に圧力を低く制御するガスの入口圧力とに基づいて、酸化ガスの圧力と燃料ガスの圧力を制御することを特徴とする。
【００２３】
これによると、燃料電池の内部全域において燃料ガスの圧力が酸化ガス圧力よりも高くなる制御、或いは、燃料電池の内部全域において酸化ガスの圧力が燃料ガス圧力よりも高くなる制御を、容易且つ確実に行うことができる。そして、前者の圧力制御により、空気極側から電解質膜を介して燃料極側への水の拡散が抑制されるため、燃料極または燃料流路をパージしなくても、燃料極の電極部位での水の滞留を防止することができる。また、後者の圧力制御により、空気極側から燃料極側への水移動が促進されるため、電解質膜への含水を迅速に行うことができる。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は参考例としての第１実施形態に係る燃料電池システムを示す模式図で、この燃料電池システムは例えば電気自動車に適用される。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態の燃料電池システムは、水素と酸素との電気化学反応を利用して電力を発生する燃料電池１０を備えている。この燃料電池１０は、電気負荷１１や２次電池（図示せず）等の電気機器に電力を供給するものである。因みに、電気自動車の場合、車両走行用の電動モータが電気負荷１１に相当する。
【００２７】
本実施形態では燃料電池１０として固体高分子電解質型燃料電池を用いており、基本単位となる燃料電池セルが複数個積層され、且つ電気的に直列接続されている。燃料電池１０では、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり電気エネルギが発生する。
【００２８】
（負極側）Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^-
（正極側）２Ｈ⁺＋１／２Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｈ₂Ｏ
燃料電池システムには、燃料電池１０の空気極（正極）側に空気（酸素）を供給するための空気流路２０と、燃料電池１０の燃料極（負極）側に水素を供給するための燃料流路３０が設けられている。なお、空気は本発明の酸化ガスに相当し、水素は本発明の燃料ガスに相当する。
【００２９】
空気流路２０の最上流部には、大気中から吸入した空気を燃料電池１０に圧送するための空気ポンプ２１が設けられ、空気流路２０における空気ポンプ２１と燃料電池１０との間には、空気が燃料電池１０に流入する部位での空気の圧力を計測するための空気圧センサ２２が設けられ、空気流路２０における燃料電池１０の下流側には、燃料電池１０に供給される空気の圧力を調整するための空気調圧弁２３が設けられている。因みに、空気圧センサ２２を上記の位置に配置することにより、燃料電池１０の内部における空気の最高圧力を計測している。
【００３０】
空気ポンプ２１は回転数を電気的に変更可能なものであり、空気調圧弁２３は空気圧力の調整圧を電気的に変更可能なものである。なお、空気圧センサ２２は本発明の第１圧力計測手段に相当し、空気調圧弁２３は本発明の第１圧力調整手段に相当する。
【００３１】
燃料流路３０の最上流部には、水素が充填された水素ボンベ３１が設けられ、燃料流路３０における水素ボンベ３１と燃料電池１０との間には、燃料電池１０に供給される水素の圧力を調整するための水素調圧弁３２が設けられている。
【００３２】
燃料流路３０における燃料電池１０の下流側は、水素調圧弁３２の下流側に接続されて燃料流路３０が閉ループに構成されており、これにより燃料流路３０内で水素を循環させて、燃料電池１０での未使用水素を燃料電池１０に再供給するようにしている。
【００３３】
そして、燃料流路３０における燃料電池１０の下流側には、水素が燃料電池１０から流出する部位での水素の圧力を計測するための水素圧センサ３３と、燃料流路３０内で水素を循環させるための水素ポンプ３４とが設けられている。因みに、水素圧センサ３３を上記の位置に配置することにより、燃料電池１０の内部における水素の最低圧力を計測している。
【００３４】
水素ポンプ３４は回転数を電気的に変更可能なものであり、水素調圧弁３２は水素圧力の調整圧を電気的に変更可能なものである。なお、水素圧センサ３３は本発明の第２圧力計測手段に相当し、水素調圧弁３２は本発明の第２圧力調整手段に相当する。また、空気調圧弁２３と水素調圧弁３２とにより、本発明の圧力調整手段を構成している。
【００３５】
制御部（ＥＣＵ）４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されている。そして、燃料電池１０に発生させる電力の目標値である目標出力が図示しない他のＥＣＵにて演算され、制御部４０には、他のＥＣＵからの目標出力信号、空気圧センサ２２からの空気圧信号、水素圧センサ３３からの水素圧信号が入力される。また、制御部４０は、演算結果に基づいて、空気ポンプ２１、空気調圧弁２３、水素調圧弁３２、水素ポンプ３４に制御信号を出力する。
【００３６】
次に、上記構成の燃料電池システムの作動を、図１および図２に基づいて説明する。なお、図２は制御部４０にて実行される制御処理を示す流れ図である。
【００３７】
まず、他のＥＣＵで演算された目標出力の指令値をステップＳ１０１で入力し、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で入力した指令値に基づいて、ＲＯＭ内に予め記憶されているマップより燃料電池１０の運転電流の目標値を決定する。
【００３８】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で決定した目標値に基づいて、ＲＯＭ内に予め記憶されているマップより燃料電池１０に供給する空気の量を決定する。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で決定した目標値に基づいて、ＲＯＭ内に予め記憶されているマップより燃料電池１０に供給する水素の量を決定する。
【００３９】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３で決定した空気供給量となるように、空気ポンプ２１の回転数を制御する。ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で決定した水素供給量となるように、水素ポンプ３４の回転数を制御する。
【００４０】
ステップＳ１０７では、水素圧センサ３３からの水素圧信号を入力して、燃料電池１０の出口部での水素の圧力Ｐｈを測定する。ステップＳ１０８では、空気圧センサ２２からの空気圧信号を入力して、燃料電池１０の入口部での空気の圧力Ｐａを測定する。
【００４１】
ステップＳ１０９では、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐｈ−Ｐａ）を、正の値である設定値Ｐ１と比較する。そして、圧力差ΔＰが設定値Ｐ１以下の場合はステップＳ１０９がＮＯとなり、ステップＳ１１０に進んで、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを上げる制御を行う。
【００４２】
一方、圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐｈ−Ｐａ）が設定値Ｐ１を超える場合はステップＳ１０９がＹＥＳとなり、ステップＳ１２０に進んで、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを下げる制御を行う。
【００４３】
このように、ステップＳ１０９の判定結果に基づいて出口部水素圧力Ｐｈを調整することにより、出口部水素圧力Ｐｈは入口部空気圧力Ｐａよりも常に設定値Ｐ１以上高い圧力に制御される。換言すると、燃料電池１０の内部における水素の最低圧力は、燃料電池１０の内部における空気の最高圧力よりも、常に設定値Ｐ１以上高い圧力に制御される。すなわち、燃料電池１０の内部全域において水素圧力が空気圧力よりも高くなる。
【００４４】
そして、このような圧力制御により、空気極側から電解質膜を介して燃料極側への水の拡散が抑制されるため、燃料極または燃料流路３０をパージしなくても、燃料電極部位での水の滞留を防止することができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、ステップＳ１１０およびステップＳ１２０において、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを調整したが、空気調圧弁２３により入口部空気圧力Ｐａを調整するようにしてもよい。この場合、ステップＳ１１０では入口部空気圧力Ｐａを下げる制御を行い、ステップＳ１２０では入口部空気圧力Ｐａを上げる制御を行う。
【００４６】
また、ステップＳ１１０およびステップＳ１２０において、出口部水素圧力Ｐｈおよび入口部空気圧力Ｐａを共に調整するようにしてもよい。この場合、ステップＳ１１０では出口部水素圧力Ｐｈを上げると共に入口部空気圧力Ｐａを下げる制御を行い、ステップＳ１２０では出口部水素圧力Ｐｈを下げると共に入口部空気圧力Ｐａを上げる制御を行う。
【００４７】
また、本実施形態では、圧力差ΔＰと設定値Ｐ１との比較結果に基づいて水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを調整するようにしたが、以下述べるように、ＲＯＭ内に予め記憶させたマップに基づいて空気調圧弁２３および水素調圧弁３２の作動を制御することもできる。
【００４８】
すなわち、運転電流の目標値に基づいて決定した空気供給量および水素供給量と、空気調圧弁２３および水素調圧弁３２の開度とをパラメータとして、燃料電池１０の内部における水素の最低圧力および燃料電池１０の内部における空気の最高圧力との関係を予め実験にて調査し、常に燃料電池１０の内部における水素の最低圧力が燃料電池１０の内部における空気の最高圧力よりも高くなるような、空気調圧弁２３および水素調圧弁３２の開度を決定する。
【００４９】
そして、その決定した空気調圧弁２３および水素調圧弁３２の開度と、運転電流の目標値とを関連づけたマップを、ＲＯＭ内に記憶させ、マップに基づいて空気調圧弁２３および水素調圧弁３２の作動を制御する。これによれば、空気圧センサ２２および水素圧センサ３３が不要である。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図３、図４に基づいて説明する。本実施形態は、燃料電池１０の運転状態の診断結果に応じて、入口部空気圧力Ｐａ、出口部水素圧力Ｐｈ、空気への加湿量を制御するようにしたものである。なお、上記第１実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
図３は本実施形態の燃料電池システムの全体構成を示している。図３に示すように、空気への加湿を行う加湿器２４が空気流路２０における空気ポンプ２１と燃料電池１０との間に設けられ、また、燃料電池１０には、燃料電池１０を構成する各セルの出力電圧を検出するセルモニタ１２が設けられ、セルモニタ１２で検出したセル電圧信号が制御部４０に入力されるようになっている。なお、加湿器２４は本発明の水分量調整手段に相当する。
【００５２】
そして、制御部４０は、各セルの出力電圧に基づいて燃料電池１０の燃料極側での水の滞留状態や電解質膜の乾燥状態、すなわち燃料電池１０の運転状態を診断するようになっている。従って、制御部４０およびセルモニタ１２が本発明の水分状態診断手段に相当する。
【００５３】
なお、本実施形態では、上記第１実施形態における空気圧センサ２２および水素圧センサ３３は設けられていない。そのため、空気調圧弁２３の開度と入口部空気圧力Ｐａとを関連づけたマップ、および水素調圧弁３２の開度と出口部水素圧力Ｐｈとを関連づけたマップを、ＲＯＭ内に記憶させ、そのマップに基づいて入口部空気圧力Ｐａおよび出口部水素圧力Ｐｈを求めるようにしている。
【００５４】
次に、上記構成の燃料電池システムの作動を、図３および図４に基づいて説明する。なお、図４は制御部４０にて実行される制御処理を示す流れ図である。
【００５５】
まず、目標出力の指令値をステップＳ１０１で入力し、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で入力した指令値に基づいてマップより燃料電池１０の運転電流の目標値を決定する。
【００５６】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で決定した目標値に基づいて、マップより燃料電池１０に供給する空気の量を決定すると共に、ステップＳ１０３ａでは、ステップＳ１０２で決定した目標値に基づいて、マップより供給空気の基本圧力を決定する。
【００５７】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で決定した目標値に基づいて、マップより燃料電池１０に供給する水素の量を決定すると共に、ステップＳ１０４ａでは、ステップＳ１０２で決定した目標値に基づいて、マップより供給水素の基本圧力を決定する。
【００５８】
ステップＳ１０５ａでは、ステップＳ１０３ａで決定した空気圧力が実現される空気調圧弁２３の基本開度を決定する。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３で決定した空気供給量となるように、空気ポンプ２１の回転数を制御する。
【００５９】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で決定した水素供給量となるように、水素ポンプ３４の回転数を制御する。ステップＳ１０６ａでは、ステップＳ１０４ａで決定した水素圧力が実現される水素調圧弁３２の基本開度を決定する。
【００６０】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１０２で決定された運転電流目標値に基づいて、空気の基本加湿量を決定する。
【００６１】
次に、ステップＳ１４０では、燃料電池１０の燃料極側での水の滞留状態や電解質膜の乾燥状態、すなわち燃料電池１０の運転状態を診断する。具体的には、まず、各セルの出力電圧から、平均セル電圧、各セルの電圧の偏差、およびセル電圧の標準偏差を演算する。
【００６２】
そして、特定のセルの燃料極側に水が滞留する状況では、水素または空気への加湿が充分に行われていると推定されるため、その特定のセルを除いては正常に作動していて平均セル電圧はさほど低下せず、特定のセルのみ発生電圧が大きく低下する。従って、平均セル電圧が正常な範囲にあり、且つ偏差が異常に大きいセルが存在する場合は、燃料極側に水が滞留したセルがあると推定する。
【００６３】
また、電解質膜が乾燥する状況では、乾燥した空気が空気極に供給されていると推定されるため、全てのセルにおいて電解質膜が乾燥傾向になって平均セル電圧が大きく低下し、一方、乾燥した空気が供給されていれば凝縮水が発生しずらく、よって燃料極側に水が滞留しずらく、発生電圧が大きく低下するセルは存在しない。従って、平均セル電圧の低下が大きく、且ついずれのセルも偏差が小さい場合は、電解質膜が乾燥していると推定する。
【００６４】
次に、ステップＳ１５０では、燃料電池１０の内部の水分が過剰であるか否か、より詳細には燃料極側に水が滞留したセルがあるか否かを、ステップＳ１４０の診断結果に基づいて判定する。そして、燃料極側に水が滞留したセルがあると推定されている場合にはステップＳ１５０がＹＥＳとなり、ステップＳ１５１に進む。
【００６５】
ステップＳ１５１では、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐｈ−Ｐａ）が、正の値である第１設定値Ｐ１を超えるように、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを上げる制御を行う。このように、出口部水素圧力Ｐｈを入口部空気圧力Ｐａよりも高くすることにより、燃料極側の水を電解質膜を介して空気極側へ排出する作用が促進される。
【００６６】
次にステップＳ１５２に進み、ステップＳ１５２では、加湿器２４による空気への加湿量を低減する。このように、空気への加湿量を低減することにより、空気極側から電解質膜を介して燃料極側へ水が拡散するのを抑制することができる。そして、ステップＳ１５１およびステップＳ１５２の制御の実行により、燃料極側の水を迅速に排出することができる。
【００６７】
一方、ステップＳ１５０がＮＯの場合はステップＳ１６０に進む。このステップＳ１６０では、燃料電池１０の内部の水分が不足しているか否か、より詳細には電解質膜が乾燥しているか否かをステップＳ１４０の診断結果に基づいて判定する。そして、電解質膜が乾燥していると推定されている場合にはステップＳ１６０がＹＥＳとなり、ステップＳ１６１に進む。
【００６８】
ステップＳ１６１では、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差が、負の値である第２設定値Ｐ２未満になるように、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを下げる制御を行う。このように、出口部水素圧力Ｐｈを入口部空気圧力Ｐａよりも低くすることにより、空気極側から電解質膜を介して燃料極側へ水が移動するのを促進して、電解質膜への含水を迅速に行うことができる。
【００６９】
次にステップＳ１６２に進み、ステップＳ１６２では、加湿器２４による空気への加湿量を増加する。このように、空気への加湿量を増加することにより、空気極側から電解質膜への含水を迅速に行うことができる。
【００７０】
なお、燃料電池１０の内部の水分が適正である場合、より詳細には燃料極側に水が滞留しておらず、また電解質膜が乾燥していない場合には、ステップＳ１５０およびステップＳ１６０が共にＮＯとなり、ステップＳ１７０に進む。
【００７１】
ステップＳ１７０では、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差が小さくなるように、より詳細には、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差の絶対値が、正の値である第３設定値Ｐ３未満になるように、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを制御する。因みに、第３設定値Ｐ３の値は、第１設定値Ｐ１よりも小さく、また、第２設定値Ｐ２の絶対値よりも小さく設定されている。次にステップＳ１７１に進み、ステップＳ１７１では、加湿器２４による空気への加湿量を、ステップＳ１３０で決定された基本加湿量に制御する。ステップＳ１７０およびステップＳ１７１の制御の実行により、燃料電池１０の内部の水分が適正である状態を維持することができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、空気および水素のうち空気への加湿のみを行うようにしたが、水素への加湿を行うようにしてもよい。そして、水素への加湿を行う場合、ステップＳ１５２では水素への加湿量を低減し、ステップＳ１６２では水素への加湿量を増加する。
【００７３】
また、本実施形態では、燃料極側に水が滞留したセルがあると推定された場合に、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを上げる制御を行ったが、空気調圧弁２３により入口部空気圧力Ｐａを下げる制御を行うことにより、出口部水素圧力Ｐｈを入口部空気圧力Ｐａに比べて相対的に上昇させるようにしてもよい。
【００７４】
さらに、本実施形態では、電解質膜が乾燥していると推定された場合に、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを下げる制御を行ったが、空気調圧弁２３により入口部空気圧力Ｐａを上げる制御を行うことにより、出口部水素圧力Ｐｈを入口部空気圧力Ｐａに比べて相対的に低下させるようにしてもよい。
【００７５】
さらに、本実施形態では、ステップＳ１５０およびステップＳ１６０の判定結果に応じて、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差の制御、および加湿量の制御を行うようにしたが、ステップＳ１５２、１６２、１７１の加湿量の制御を中止し、圧力差の制御のみを行うようにしてもよい。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図５に基づいて説明する。本実施形態は、燃料電池１０の運転状態の診断結果に応じて、一定時間のみ出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差を制御するようにしたものである。なお、本実施形態の燃料電池システムの全体構成は第２実施形態と同一である。図５は制御部４０にて実行される制御処理を示す流れ図であり、図５においては、第２実施形態におけるステップＳ１０２〜ステップＳ１３０（図４参照）の図示を省略している。
【００７７】
図５において、ステップＳ１８０では、燃料電池１０の内部の水分が過剰であるか否か、より詳細には燃料極側に水が滞留したセルがあるか否かを、ステップＳ１４０の診断結果に基づいて判定する。そして、燃料極側に水が滞留したセルがあると推定されている場合には、後述するステップＳ１８３の圧力差制御が一定時間のみ実行される。
【００７８】
すなわち、ステップＳ１８１で、時間カウンタをリセットして時間ｔｃを０にし、ステップＳ１８２で、時間ｔｃが第１設定時間ｔ１を超えたか否かを判定し、時間ｔｃが第１設定時間ｔ１を超えていなければステップＳ１８３の制御を実行し、ステップＳ１８４で、時間ｔｃは一定時間Δｔを加算した値に更新される。そして、更新後の時間ｔｃが第１設定時間ｔ１を超えるとステップＳ１８２がＹＥＳとなり、ステップＳ１８３の圧力差制御が終了する。
【００７９】
因みに、ステップＳ１８３では、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐｈ−Ｐａ）が、正の値である第１設定値Ｐ１を超えるように、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを上げる制御を行う。このように、出口部水素圧力Ｐｈを入口部空気圧力Ｐａよりも高くすることにより、燃料極側の水を電解質膜を介して空気極側へ排出する作用が促進される。
【００８０】
一方、ステップＳ１８０がＮＯの場合はステップＳ１９０に進む。このステップＳ１９０では、燃料電池１０の内部の水分が不足しているか否か、より詳細には電解質膜が乾燥しているか否かをステップＳ１４０の診断結果に基づいて判定する。そして、電解質膜が乾燥していると推定されている場合には、後述するステップＳ１９３の圧力差制御が一定時間のみ実行される。
【００８１】
すなわち、ステップＳ１９１で、時間カウンタをリセットして時間ｔｃを０にし、ステップＳ１９２で、時間ｔｃが第２設定時間ｔ２を超えたか否かを判定し、時間ｔｃが第２設定時間ｔ２を超えていなければステップＳ１９３の制御を実行し、ステップＳ１９４で、時間ｔｃは一定時間Δｔを加算した値に更新される。そして、更新後の時間ｔｃが第２設定時間ｔ２を超えるとステップＳ１９２がＹＥＳとなり、ステップＳ１９３の圧力差制御が終了する。
【００８２】
因みに、ステップＳ１９３では、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差が、負の値である第２設定値Ｐ２未満になるように、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを下げる制御を行う。このように、出口部水素圧力Ｐｈを入口部空気圧力Ｐａよりも低くすることにより、空気極側から電解質膜を介して燃料極側へ水が移動するのを促進して、電解質膜への含水を迅速に行うことができる。
【００８３】
なお、燃料電池１０の内部の水分が適正である場合、より詳細には燃料極側に水が滞留しておらず、また電解質膜が乾燥していない場合には、ステップＳ１８０およびステップＳ１９０が共にＮＯとなり、ステップＳ２００に進む。
【００８４】
ステップＳ２００では、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差が小さくなるように、より詳細には、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差の絶対値が、正の値である第３設定値Ｐ３未満になるように、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを制御する。因みに、第３設定値Ｐ３の値は、第１設定値Ｐ１よりも小さく、また、第２設定値Ｐ２の絶対値よりも小さく設定されている。
【００８５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図６に基づいて説明する。本実施形態は、燃料電池１０の発電電流の積算値に基づいて、燃料電池１０の水分状態を診断するようにしたものである。なお、本実施形態の燃料電池システムの全体構成は第２実施形態と同一である。
【００８６】
図６は制御部４０にて実行される制御処理を示す流れ図である。まず、ステップＳ２１０では、燃料電池１０の発電電流Ｉを測定し、読み込む。ステップＳ２１１では、発電電流Ｉの積算値Ｉｓｕｍを更新する。具体的には、直前の発電電流積算値Ｉｓｕｍに発電電流Ｉと一定時間Δｔとの積を加算した値を、発電電流積算値Ｉｓｕｍとする。
【００８７】
ところで、発電に伴って発生する水の量は発電電流積算値Ｉｓｕｍに略比例する。そこで、ステップＳ２１２では、発電電流積算値Ｉｓｕｍが設定積算値Ｉｍａｘを超えたか否かを判定し、発電電流積算値Ｉｓｕｍが設定積算値Ｉｍａｘを超えた場合には（ステップＳ２１２がＹＥＳ）、燃料電池１０の内部の水分が過剰状態であると推定し、後述するステップＳ２１６の圧力差制御を一定時間のみ実行して、燃料極側の水を電解質膜を介して空気極側へ排出する。
【００８８】
すなわち、ステップＳ２１３で、発電電流積算値Ｉｓｕｍを０にし、ステップＳ２１４で、時間カウンタをリセットして時間ｔｃを０にし、ステップＳ２１５で、時間ｔｃが第１設定時間ｔ１を超えたか否かを判定し、時間ｔｃが第１設定時間ｔ１を超えていなければステップＳ２１６の制御を実行し、ステップＳ２１７で、時間ｔｃは一定時間Δｔを加算した値に更新され、ステップＳ２１８で、発電電流積算値Ｉｓｕｍは、直前の発電電流積算値Ｉｓｕｍに発電電流Ｉと一定時間Δｔとの積を加算した値に更新される。そして、更新後の時間ｔｃが第１設定時間ｔ１を超えるとステップＳ２１５がＹＥＳとなり、ステップＳ２１６の圧力差制御が終了する。
【００８９】
因みに、ステップＳ２１６では、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐｈ−Ｐａ）が、正の値である第１設定値Ｐ１を超えるように、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを上げる制御を行う。このように、出口部水素圧力Ｐｈを入口部空気圧力Ｐａよりも高くすることにより、燃料極側の水を電解質膜を介して空気極側へ排出する作用が促進される。
【００９０】
一方、発電電流積算値Ｉｓｕｍが設定積算値Ｉｍａｘ以下の場合には（ステップＳ２１２がＮＯ）、燃料電池１０の内部の水分が適正であると推定し、ステップＳ２１９に進む。
【００９１】
ステップＳ２１９では、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差が小さくなるように、より詳細には、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差の絶対値が、正の値である第３設定値Ｐ３未満になるように、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈを制御する。因みに、第３設定値Ｐ３の値は、第１設定値Ｐ１よりも小さく設定されている。
【００９２】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を図７に基づいて説明する。第２実施形態では、各セルの出力電圧から燃料電池１０の水分状態を診断したのに対し、本実施形態は、ガス中の水分量を測定して燃料電池１０の水分状態を診断するようにしたものである。図７は本実施形態の燃料電池システムの全体構成を示すものであり、第２実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９３】
図７において、空気流路２０における燃料電池１０の下流側、すなわち空気出口側には、燃料電池１０を通過した空気中の水分量を測定する第１水分量センサ５１が配置されている。また、燃料流路３０における燃料電池１０の下流側、すなわち水素出口側には、燃料電池１０を通過した水素中の水分量を測定する第２水分量センサ５２が配置されている。なお、第１水分量センサ５１および第２水分量センサ５２は、本発明の水分量測定手段に相当する。
【００９４】
第１水分量センサ５１および第２水分量センサ５２の信号は制御部４０に入力され、制御部４０は第１水分量センサ５１および第２水分量センサ５２の信号に基づいて、燃料電池１０の水分状態、より詳細には水の滞留状態や電解質膜の乾燥状態を診断する。そして、診断結果に応じて、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差の制御、および加湿量の制御を行うようになっている。
【００９５】
なお、本実施形態では、第１水分量センサ５１と第２水分量センサ５２とを用いたが、いずれか一方のみを用いて実施することもできる。また、第１水分量センサ５１は、空気流路２０における燃料電池１０の上流側、すなわち空気入口側に配置してもよい。さらに、第２水分量センサ５２は、燃料流路３０における燃料電池１０の上流側、すなわち水素入口側に配置してもよい。
【００９６】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態を図８に基づいて説明する。第２実施形態では、各セルの出力電圧から燃料電池１０の水分状態を診断したのに対し、本実施形態は、燃料電池１０の電解質膜の抵抗を測定して、燃料電池１０の水分状態を診断するようにしたものである。図８は本実施形態の燃料電池システムの全体構成を示すものであり、第２実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９７】
図８に示すように、燃料電池１０の電解質膜の抵抗を測定する抵抗測定器６０を備えている。この抵抗測定器６０は、本発明の抵抗測定手段に相当する。抵抗測定器６０の信号は制御部４０に入力され、制御部４０は抵抗測定器６０の信号に基づいて、燃料電池１０の水分状態、より詳細には水の滞留状態や電解質膜の乾燥状態を診断する。そして、診断結果に応じて、出口部水素圧力Ｐｈと入口部空気圧力Ｐａとの圧力差の制御、および加湿量の制御を行うようになっている。
【００９８】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態を図９、図１０に基づいて説明する。図９は本実施形態の燃料電池システムの全体構成を示すものであり、第２実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１０は制御部４０にて実行される制御処理を示す流れ図である。
【００９９】
図９において、空気流路２０における燃料電池１０の空気入口部近傍には、燃料電池１０の内部における空気入口側の空気圧力（以下、入口部空気圧力という）Ｐａｉｎを測定する第１空気圧センサ７１が配置され、空気流路２０における燃料電池１０の空気出口部近傍には、燃料電池１０の内部における空気出口側の空気圧力（以下、出口部空気圧力という）Ｐａｏｕｔを測定する第２空気圧センサ７２が配置されている。因みに、通気抵抗により、Ｐａｉｎ＞Ｐａｏｕｔとなる。
【０１００】
また、燃料流路３０における燃料電池１０の水素入口部近傍には、燃料電池１０の内部における水素入口側の水素圧力（以下、入口部水素圧力という）Ｐｈｉｎを測定する第１水素圧センサ８１が配置され、燃料流路３０における燃料電池１０の水素出口部近傍には、燃料電池１０の内部における水素出口側の水素圧力（以下、出口部水素圧力という）Ｐｈｏｕｔを測定する第２水素圧センサ８２が配置されている。因みに、通気抵抗により、Ｐｈｉｎ＞Ｐｈｏｕｔとなる。
【０１０１】
なお、第１空気圧センサ７１は本発明の酸化ガス入口圧力測定手段に相当し、第２空気圧センサ７２は本発明の酸化ガス出口圧力測定手段に相当し、第１水素圧センサ８１は本発明の燃料ガス入口圧力測定手段に相当し、第２水素圧センサ８２は本発明の燃料ガス出口圧力測定手段に相当する。
【０１０２】
次に、上記構成の燃料電池システムにおける、燃料電池１０の運転状態の診断結果に応じて水素圧力と空気圧力との圧力差を制御する際の作動を、図１０に基づいて説明する。
【０１０３】
まず、ステップＳ２２０では、燃料電池１０の内部の水分が過剰であるか否か、より詳細には燃料極側に水が滞留したセルがあるか否かを、燃料電池１０の運転状態診断結果（図４のステップＳ１４０参照）に基づいて判定する。
【０１０４】
そして、燃料極側に水が滞留したセルがあると推定されている場合には、ステップＳ２２１で出口部水素圧力Ｐｈｏｕｔを読み込み、ステップＳ２２２で入口部空気圧力Ｐａｉｎを読み込み、ステップＳ２２３に進む。ステップＳ２２３では、出口部水素圧力Ｐｈｏｕｔと入口部空気圧力Ｐａｉｎとの圧力差ΔＰ（ΔＰ＝Ｐｈｏｕｔ−Ｐａｉｎ）が、正の値である第１設定値Ｐ１を超えるように、水素調圧弁３２により出口部水素圧力Ｐｈｏｕｔを上げる制御を行う。
【０１０５】
このように、燃料電池１０内部の水素経路中で最も低圧になる出口部水素圧力Ｐｈｏｕｔが、燃料電池１０内部の空気経路中で最も高圧になる入口部空気圧力Ｐａｉｎよりも、相対的に高くなるように制御することにより、燃料電池１０の内部全域において水素の圧力が空気の圧力よりも高くなるため、燃料極側の水を電解質膜を介して空気極側へ排出する作用を確実に行わせることができる。
【０１０６】
一方、ステップＳ２２０がＮＯの場合はステップＳ２３０に進む。ステップＳ２３０で入口部水素圧力Ｐｈｉｎを読み込み、ステップＳ２３１で出口部空気圧力Ｐａｏｕｔを読み込み、ステップＳ２３２に進む。
【０１０７】
このステップＳ２３２では、燃料電池１０の内部の水分が不足しているか否か、より詳細には電解質膜が乾燥しているか否かを、燃料電池１０の運転状態診断結果（図４のステップＳ１４０参照）に基づいて判定する。そして、電解質膜が乾燥していると推定されている場合にはステップＳ２３３に進む。
【０１０８】
ステップＳ２３３では、入口部水素圧力Ｐｈｉｎと出口部空気圧力Ｐａｏｕｔとの圧力差が、負の値である第２設定値Ｐ２未満になるように、水素調圧弁３２により入口部水素圧力Ｐｈｉｎを下げる制御を行う。
【０１０９】
このように、燃料電池１０内部の水素経路中で最も高圧になる入口部水素圧力Ｐｈｉｎが、燃料電池１０内部の空気経路中で最も低圧になる出口部空気圧力Ｐａｏｕｔよりも、相対的に低くなるように制御することにより、燃料電池１０の内部全域において水素の圧力が空気の圧力よりも低くなるため、空気極側から電解質膜を介して燃料極側へ水が移動する作用を確実に行わせることができる。
【０１１０】
なお、燃料電池１０の内部の水分が適正である場合、より詳細には燃料極側に水が滞留しておらず、また電解質膜が乾燥していない場合には、ステップＳ２２０およびステップＳ２３２が共にＮＯとなり、ステップＳ２４０に進む。
【０１１１】
ステップＳ２４０では、入口部水素圧力Ｐｈｉｎと出口部空気圧力Ｐａｏｕｔとの圧力差が小さくなるように、より詳細には、入口部水素圧力Ｐｈｉｎと出口部空気圧力Ｐａｏｕｔとの圧力差の絶対値が、正の値である第３設定値Ｐ３未満になるように、水素調圧弁３２により入口部水素圧力Ｐｈｉｎを制御する。この制御の実行により、燃料電池１０の内部の水分が適正である状態を維持することができる。因みに、第３設定値Ｐ３の値は、第１設定値Ｐ１よりも小さく、また、第２設定値Ｐ２の絶対値よりも小さく設定されている。
【０１１２】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、空気流路２０および燃料流路３０にそれぞれ調圧弁２３、３２を設けたが、例えばどちらか一方の流路にのみ調圧弁を設けて、他方の流路は管径は固定として、その一方の流路にのみ設けられた調圧弁の開度を調整することで、酸化ガスの圧力と燃料ガスの圧力との圧力差を制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の燃料電池システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１の制御部４０にて実行される制御処理を示す流れ図である。
【図３】第２実施形態の燃料電池システムの全体構成を示す概略図である。
【図４】図３の制御部４０にて実行される制御処理を示す流れ図である。
【図５】第３実施形態の燃料電池システムにて実行される制御処理を示す流れ図である。
【図６】第４実施形態の燃料電池システムにて実行される制御処理を示す流れ図である。
【図７】第５実施形態の燃料電池システムの全体構成を示す概略図である。
【図８】第６実施形態の燃料電池システムの全体構成を示す概略図である。
【図９】第７実施形態の燃料電池システムの全体構成を示す概略図である。
【図１０】図９の制御部４０にて実行される制御処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０…燃料電池、２３…空気調圧弁（第１圧力調整手段）、３２…水素調圧弁（第２圧力調整手段）、４０…制御部４０（水分状態診断手段）。

Claims (10)

1. 酸素を主成分とする酸化ガスと水素を主成分とする燃料ガスとの電気化学反応により電気エネルギを発生する固体高分子電解質型燃料電池（１０）と、
   前記燃料電池（１０）に前記酸化ガスを供給する空気流路（２０）と、
   前記燃料電池（１０）に前記燃料ガスを供給する燃料流路（３０）と、
   前記空気流路（２０）における前記酸化ガスの圧力を調整する第1圧力調整手段（２３）および前記燃料流路(３０)における前記燃料ガスの圧力を調整する第２圧力調整手段（３２）のうち少なくとも一方と、
   前記燃料電池（１０）の水分状態を診断する水分状態診断手段（４０）とを備え、
   前記燃料流路(３０)の下流側は、前記燃料ガスの放出を防止するように構成
   され、
   前記水分状態診断手段（４０）は、
   前記燃料電池（１０）の内部の水分が過剰であると診断されたときには、燃料極側の水が電解質膜を介して空気極側へ排出されるように、前記燃料ガスの圧力が前記酸化ガスの圧力に対して高くなるように前記酸化ガスの圧力と前記燃料ガスの圧力との圧力差を制御し、
   前記燃料電池(１０)の内部の水分が不足であると診断されたときには、空気極側の水が電解質膜を介して燃料極側へ移動するように、前記燃料ガスの圧力が前記酸化ガスの圧力に対して低くなるように前記酸化ガスの圧力と前記燃料ガスの圧力との圧力差を制御し、
   前記燃料電池（１０)の内部の水分が適正であると診断されたときには、前記
   燃料ガスの圧力と前記酸化ガスの圧力との圧力差を低減させることを特徴とする燃料電池システム。
2. 前記酸化ガスおよび前記燃料ガスの少なくとも一方の含水量を制御する水分量調整手段（２４）を有し、
   前記燃料ガスへの水透過が過剰であると診断されたときには、前記酸化ガスおよび前記燃料ガスの少なくとも一方の含水量を低減させることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記酸化ガスおよび前記燃料ガスの少なくとも一方の含水量を制御する水分量調整手段（２４）を有し、
   前記燃料電池（１０）の内部が乾燥状態であると診断されたときには、前記酸化ガスおよび前記燃料ガスの少なくとも一方の含水量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
4. 診断結果に応じて一定時間のみ前記酸化ガスの圧力と前記燃料ガスの圧力との圧力差を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
5. 前記水分状態診断手段（４０）は、前記燃料電池（１０）の発電電流の積算値が所定値を上回った場合に、前記燃料電池（１０）の水が過剰であると診断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
6. 前記燃料電池（１０）は、多数のセルを有し、
   前記水分状態診断手段（４０）は、前記セル間の発生電圧のばらつき状態に基づいて前記燃料電池（１０）の水分状態を診断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
7. 前記水分状態診断手段（４０）は、前記燃料電池（１０）における前記酸化ガスの出入口および前記燃料ガスの出入口の少なくとも一ヶ所に、前記ガス中の水分量を測定する水分量測定手段（５１、５２）を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
8. 前記水分状態診断手段（４０）は、前記燃料電池（１０）の電解質膜の抵抗を測定する抵抗測定手段（６０）を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
9. 前記燃料電池（１０）の内部における前記酸化ガスの入口圧力を測定する酸化ガス入口圧力測定手段（７１）と、前記燃料電池（１０）の内部における前記燃料ガスの出口圧力を測定する燃料ガス出口圧力測定手段（８２）とを有し、
   前記酸化ガス入口圧力測定手段および前記燃料ガス出口圧力測定手段の測定結果に基づいて、前記酸化ガスの圧力と前記燃料ガスの圧力を制御することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
10. 前記燃料電池（１０）の内部における前記酸化ガスの入口圧力を測定する酸化ガス入口圧力測定手段（７１）と、前記燃料電池（１０）の内部における前記酸化ガスの出口圧力を測定する酸化ガス出口圧力測定手段（７２）と、前記燃料電池（１０）の内部における前記燃料ガスの入口圧力を測定する燃料ガス入口圧力測定手段（８１）と、前記燃料電池（１０）の内部における前記燃料ガスの出口圧力を測定する燃料ガス出口圧力測定手段（８２）とを有し、
    前記酸化ガスおよび前記燃料ガスのうち相対的に圧力を高く制御するガスの出口圧力と、前記酸化ガスおよび前記燃料ガスのうち相対的に圧力を低く制御するガスの入口圧力とに基づいて、前記酸化ガスの圧力と前記燃料ガスの圧力を制御することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の燃料電池システム。

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