JP7441877B2 - 燃料電池システム - Google Patents

Description

本発明は、移動体、産業機械等に電力を供給可能な燃料電池システムに関する。

近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギへのアクセスを確保するために、エネルギの効率化に貢献する燃料電池（燃料電池スタック）に関する研究開発が行われている。

燃料電池スタックには、酸化剤ガスと燃料ガスとが供給される。酸化剤ガスは、コンプレッサによって加圧された空気である。酸化剤ガスの流量は、コンプレッサの上流に設けられた流量センサ（例えばマスフローメータ）によって計測される。

特許文献１には、流量センサの異常を判定する技術が開示される。この技術は、圧力測定値と圧力算出値とを用いて、流量センサが異常であるかの判定を行う。圧力測定値は、コンプレッサの下流に設けられた圧力測定器（圧力センサ）によって検出される。

特開２０２０－１２６７９２号公報

コンプレッサの低回転領域においては、コンプレッサの吐出量の変化に対する昇圧比の変化率が小さい。このため、特許文献１の技術で使用される圧力測定値は、特にコンプレッサが低回転領域で回転する場合に、誤差が大きい。従って、圧力測定値、すなわち圧力センサを使用せずに流量センサの異常を判定する技術が望まれる。

本発明は上述した課題を解決することを目的とする。

本発明の態様に係る燃料電池システムは、酸化剤ガスと燃料ガスとにより発電する燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに供給される前記酸化剤ガスが流れる供給流路と、前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスが流れる排出流路と、前記供給流路と前記排出流路とを接続するバイパス流路と、前記供給流路に設けられ、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、前記供給流路を流れる前記酸化剤ガスの流量を計測する流量計測部と、前記バイパス流路に設けられ、開度の調整が可能なバイパス弁と、前記排出流路に設けられ、開度の調整が可能な封止弁と、前記バイパス弁の開度と、前記封止弁の開度と、前記酸化剤ガス供給部における前記酸化剤ガスの供給状態とに基づき、前記供給流路を流れる前記酸化剤ガスの流量を算出し、算出値と前記流量計測部の計測値とのずれが所定量以上である場合に、前記流量計測部の前記計測値が正常ではないと判定する制御部と、を備える。

本発明によれば、圧力測定値、すなわち圧力センサを使用せずに酸化剤ガスの流量を算出することができるため、流量計測部が正常であるかの判定を精度よく行うことができる。

図１は、本発明に係る燃料電池システムの概略構成図である。 図２は、バイパス弁の開度が小さい場合のＰ－Ｑ特性を示す図である。 図３は、バイパス弁の開度が大きい場合のＰ－Ｑ特性を示す図である。 図４は、マスフローメータの状態判定処理の手順を示すフローチャートである。 図５は、流量の範囲を算出する際に使用されるＰ－Ｑ特性を示す図である。

［１ 燃料電池システム１０の構成］
図１は、本発明に係る燃料電池システム１０の概略構成図である。燃料電池システム１０は、例えば、移動体（自動車、船舶、航空機等）、産業機械等に使用可能である。燃料電池システム１０は、エネルギの効率化に寄与する。

燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１２と、酸化剤ガス給排システム１４と、燃料ガス給排システム１６と、冷却システム１８と、制御装置２０とを有する。燃料電池スタック１２の出力（発電電力）は、１以上の負荷に供給され得る。また、燃料電池スタック１２の出力（発電電力）は、蓄電装置に供給され得る。

燃料電池スタック１２は、複数の発電セル２２を有する。各々の発電セル２２は、固体高分子電解質膜とアノード電極とカソード電極とを有する。発電セル２２には、カソード電極に酸化剤ガスを供給するカソード流路が形成される。発電セル２２には、アノード電極に燃料ガスを供給するアノード流路が形成される。燃料電池スタック１２は、酸化剤ガス（エア）と燃料ガス（水素）との反応により発電する。

酸化剤ガス給排システム１４は、燃料電池スタック１２のカソード流路に酸化剤ガスを供給するための各構成と、燃料電池スタック１２のカソード流路から酸化剤オフガスを排出するための各構成とを有する。酸化剤ガス給排システム１４は、各種流路として、供給流路２４と、排出流路２６と、バイパス流路２８とを有する。また、酸化剤ガス給排システム１４は、各種装置として、コンプレッサ（酸化剤ガス供給部）３０と、加湿器３２と、第１封止弁３４と、第２封止弁３６と、バイパス弁３８とを有する。また、酸化剤ガス給排システム１４は、各種センサとして、圧力センサ４０と、温度センサ４２と、マスフローメータ（流量計測部）４４と、第１開度センサ４８と、第２開度センサ５０とを有する。

供給流路２４は、酸化剤ガスの吸気口５２と燃料電池スタック１２のカソード流路の入口とを接続する。供給流路２４には、上流（吸気口５２）から下流（燃料電池スタック１２）に向かって、圧力センサ４０と、温度センサ４２と、マスフローメータ４４と、コンプレッサ３０と、第１封止弁３４と、加湿器３２の加湿流路３２Ａとが、その順番で設けられる。供給流路２４のうち、コンプレッサ３０と第１封止弁３４との間には、バイパス流路２８に接続される分岐部分２４Ｐがある。

排出流路２６は、燃料電池スタック１２のカソード流路の出口と希釈器５４とを接続する。排出流路２６には、上流（燃料電池スタック１２）から下流（希釈器５４）に向かって、加湿器３２の加湿流路３２Ｂと、第２封止弁３６とが、その順番で設けられる。排出流路２６のうち、第２封止弁３６の下流には、バイパス流路２８に接続される合流部分２６Ｐがある。

バイパス流路２８は、供給流路２４と排出流路２６とを接続する。バイパス流路２８は、供給流路２４の分岐部分２４Ｐと、排出流路２６の合流部分２６Ｐとを接続する。バイパス流路２８には、バイパス弁３８が設けられる。

圧力センサ４０は、吸気口５２から吸気される酸化剤ガスの圧力、すなわち大気圧を検出する。温度センサ４２は、吸気口５２から吸気される酸化剤ガスの温度、すなわち吸気温度を検出する。マスフローメータ４４は、吸気口５２から吸気される酸化剤ガスの流量、すなわちコンプレッサ３０に吸引される酸化剤ガスの流量を計測する。圧力センサ４０の検出値と、温度センサ４２の検出値と、マスフローメータ４４の計測値とは、制御装置２０に送信される。

コンプレッサ３０は、モータにより駆動される機械式の過給器等で構成される。コンプレッサ３０は、吸気口５２から酸化剤ガスを吸引して加圧し、加湿器３２を通じて燃料電池スタック１２に供給する。コンプレッサ３０の動作は、制御装置２０によって制御される。コンプレッサ３０には、モータの回転角度を検出する回転角度センサ４６が設けられる。回転角度センサ４６は、例えばレゾルバ、ロータリエンコーダ等である。

加湿器３２は、加湿流路３２Ａと加湿流路３２Ｂとを有する。加湿器３２の加湿流路３２Ａには、コンプレッサ３０から吐出される高温で乾燥した酸化剤ガスが流通する。加湿器３２の加湿流路３２Ｂには、燃料電池スタック１２から排出される高湿度の酸化剤オフガスが流通する。加湿器３２において、乾燥した酸化剤ガスは、高湿度の酸化剤オフガスによって加湿される。

第１封止弁３４は、分岐部分２４Ｐから加湿器３２までの供給流路２４の開度を調整可能である。第１封止弁３４は、背圧弁である。第２封止弁３６は、加湿器３２から合流部分２６Ｐまでの排出流路２６の開度を調整可能である。第２封止弁３６は、背圧弁である。バイパス弁３８は、バイパス流路２８の開度を調整可能である。第１封止弁３４と第２封止弁３６とバイパス弁３８の各々の開閉動作及び開度は、制御装置２０によって制御される。

第１開度センサ４８は、第２封止弁３６の開度を検出する。第２開度センサ５０は、バイパス弁３８の開度を検出する。第１開度センサ４８の検出値と、第２開度センサ５０の検出値とは、制御装置２０に送信される。

燃料ガス給排システム１６は、燃料電池スタック１２のアノード流路に燃料ガスを供給するための各構成と、燃料電池スタック１２のアノード流路から燃料オフガスを排出するための各構成とを有する。

冷却システム１８は、燃料電池スタック１２に冷媒を供給するための各構成と、燃料電池スタック１２から冷媒を排出するための各構成とを有する。

制御装置２０は、制御部５６と記憶部５８とを有する。制御部５６は、処理回路を有する。処理回路は、ＣＰＵ等のプロセッサであってもよい。処理回路は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路であってもよい。プロセッサは、記憶部５８に記憶されるプログラムを実行することによって各種の処理を実行可能である。複数の処理のうちの少なくとも一部が、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって実行されてもよい。

制御部５６は、燃料電池システム１０の動作制御を行う。例えば、制御部５６は、各種センサから送信される信号を受信する。制御部５６は、受信した各々の信号に基づいて、酸化剤ガス給排システム１４、燃料ガス給排システム１６及び冷却システム１８のそれぞれを制御する。例えば、制御部５６は、各弁、コンプレッサ３０等に動作指令値を示す信号を送信する。また、制御部５６は、後述する状態判定処理を行い、マスフローメータ４４の計測値が正常か否かを判定する。

記憶部５８は、揮発性メモリと不揮発性メモリとを有する。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ等が挙げられる。揮発性メモリは、プロセッサのワーキングメモリとして使用される。揮発性メモリは、処理又は演算に必要なデータ等を一時的に記憶する。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。不揮発性メモリは、保存用のメモリとして使用される。不揮発性メモリは、プログラム、テーブル、マップ６０等を記憶する。記憶部５８の少なくとも一部が、上述したようなプロセッサ、集積回路等に備えられてもよい。

［２ 本発明の原理］
図２は、バイパス弁３８の開度が小さい場合のＰ－Ｑ特性を示す図である。図３は、バイパス弁３８の開度が大きい場合のＰ－Ｑ特性を示す図である。図２及び図３のＰ－Ｑ特性は、酸化剤ガスの昇圧率と流量に関する。制御部５６は、マスフローメータ４４の計測値と、理論的な算出値とを比較し、マスフローメータ４４の計測値が正常か否かを判定する。制御部５６は、理論的な算出値を、燃料電池システム１０のＰ－Ｑ特性とコンプレッサ３０のＰ－Ｑ特性とを使用して算出する。以下では説明の便宜のために、燃料電池システム１０のＰ－Ｑ特性を「システムＰＱ」（システム特性）とも称する。また、コンプレッサ３０のＰ－Ｑ特性を「コンプレッサＰＱ」とも称する。図２及び図３において、特性６２はシステムＰＱであり、特性６４はコンプレッサＰＱである。

システムＰＱ、すなわち特性６２は、酸化剤ガス給排システム１４における酸化剤ガスの昇圧比（降圧比）と、酸化剤ガス給排システム１４における酸化剤ガスの流量との関係を示す。なお、酸化剤ガス給排システム１４の昇圧比（降圧比）は、コンプレッサ３０の出口におけるガス圧と、希釈器５４の入口におけるガス圧との比である。一方、コンプレッサＰＱ、すなわち特性６４は、コンプレッサ３０における酸化剤ガスの昇圧比と、コンプレッサ３０における酸化剤ガスの流量との関係を示す。特性６２と特性６４との交点の流量（Ｑ）は、流量の理論的な算出値に相当する。

酸化剤ガス給排システム１４内の圧損が一定である場合、システムＰＱは一義的に決まる。しかし、実際には、酸化剤ガス給排システム１４の圧損は一定でない。従って、酸化剤ガス給排システム１４の圧損の変化に伴い、システムＰＱは変化する。

例えば、酸化剤ガス給排システム１４内の圧損は、第２封止弁３６の開度の変化に伴い変化する。第２封止弁３６の開度が大きいほど、第２封止弁３６での圧損は小さい。第２封止弁３６の開度が小さいほど、第２封止弁３６での圧損は大きい。このため、図２及び図３の矢印７０で示されるように、システムＰＱとしての特性６２は、特性６６と特性６８との間で変化する。特性６６は、第２封止弁３６の開度が下限（開度最小）である場合のシステムＰＱである。特性６８は、第２封止弁３６の開度が上限（開度最大）である場合のシステムＰＱである。

また、酸化剤ガス給排システム１４内の圧損は、バイパス弁３８の開度の変化に伴い変化する。バイパス弁３８の開度が大きいほど、バイパス弁３８での圧損は小さい。バイパス弁３８の開度が小さいほど、バイパス弁３８での圧損は大きい。このため、例えば図２と図３との差異として示されるように、特性６２、特性６６及び特性６８は、バイパス弁３８の開度の変化に伴い変化する。

バイパス弁３８の開度が小さいほど、燃料電池スタック１２及び第２封止弁３６を流れる酸化剤ガスの比率が、バイパス流路２８を流れる酸化剤ガスの比率より大きくなる。このため、バイパス弁３８の開度が小さいほど、酸化剤ガス給排システム１４内の圧損に対する第２封止弁３６の開度の影響は大きい。別の見方をすると、バイパス弁３８を通る経路で圧損が支配的に決まらない。従って、図２と図３との差異として示されるように、バイパス弁３８の開度が小さいほど、第２封止弁３６の開度の変化量に対するシステムＰＱの変化量が大きい。つまり、バイパス弁３８の開度が小さいほど、上限値と下限値との差、すなわち特性６６と特性６８との間の範囲は大きくなる。

一方、バイパス弁３８の開度が大きいほど、燃料電池スタック１２及び第２封止弁３６を流れる酸化剤ガスの比率が、バイパス流路２８を流れる酸化剤ガスの比率より小さくなる。このため、バイパス弁３８の開度が大きいほど、酸化剤ガス給排システム１４内の圧損に対する第２封止弁３６の開度の影響は小さい。別の見方をすると、バイパス弁３８を通る経路で圧損が支配的に決まる。従って、図２と図３との差異として示されるように、バイパス弁３８の開度が大きいほど、第２封止弁３６の開度の変化量に対するシステムＰＱの変化量が小さい。つまり、バイパス弁３８の開度が大きいほど、上限値と下限値との差、すなわち特性６６と特性６８との間の範囲は小さくなる。

更に、図２と図３との差異として示されるように、バイパス弁３８の開度が小さいほど、システムＰＱの昇圧比及び昇圧比の変化率は大きい。また、図２と図３の各々で示されるように、第２封止弁３６の開度が小さいほど、システムＰＱの昇圧比及び昇圧比の変化率は大きい。

コンプレッサ３０の回転数（モータの回転数）が一定である場合、コンプレッサＰＱは一義的に決まる。しかし、実際には、コンプレッサ３０の回転数は、一定でない。例えば、コンプレッサ３０の回転数は、制御部５６からの指令値に応じて変化する。従って、図２及び図３の矢印７２で示されるように、コンプレッサＰＱとしての特性６４は、コンプレッサ３０の回転数の変化に伴い変化する。なお、コンプレッサ３０の回転数が大きいほど、昇圧比は大きい。

以上から、システムＰＱと、コンプレッサＰＱと、第２封止弁３６の開度と、バイパス弁３８の開度と、コンプレッサ３０の回転数とを用いることによって、上述した理論的な算出値を算出することが可能となる。但し、第２封止弁３６の開度の検出値と、バイパス弁３８の開度の検出値とには誤差が含まれる。誤差としては、例えば指令値に対する実際の開度の誤差、センサの誤差、計算の誤差等が挙げられる。このため、算出値の算出時には、誤差に対応した幅を設定することが好ましい。この幅も、バイパス弁３８の開度が小さいほど大きく、バイパス弁３８の開度が大きいほど小さい。

本実施形態において、記憶部５８は、システムＰＱとコンプレッサＰＱとを示す複数のマップ６０（図１）を記憶する。マップ６０は、バイパス弁３８の複数の開度範囲の各々に対して作成される。各々のマップ６０において、第２封止弁３６の開度によってシステムＰＱが定まり、コンプレッサ３０の回転数によってコンプレッサＰＱが定まる。なお、各々のマップ６０の間でシステムＰＱは異なる一方で、コンプレッサＰＱは同じである。制御部５６は、複数のマップ６０のうち、バイパス弁３８の開度に対応するマップ６０を使用して、流量の理論的な算出値を取得する。

［３ 状態判定処理］
図４は、マスフローメータ４４の状態判定処理の手順を示すフローチャートである。制御部５６は、任意のタイミングで、状態判定処理を実行する。例えば、制御部５６は、燃料電池システム１０の起動時に、状態判定処理を実行してもよい。また、制御部５６は、所定時間毎に、状態判定処理を実行してもよい。

ステップＳ１において、制御部５６は、ステップＳ２以降の処理で使用する各種情報を取得する。制御部５６は、第１開度センサ４８から第２封止弁３６の開度の検出値を取得する。制御部５６は、第２開度センサ５０からバイパス弁３８の開度の検出値を取得する。制御部５６は、回転角度センサ４６からコンプレッサ３０の回転数の検出値を取得する。なお、制御部５６は、各開度及び回転数として、各々の機器に送信する指令値を使用してもよい。制御部５６は、圧力センサ４０から吸気圧の検出値を取得する。制御部５６は、温度センサ４２から吸気温度の検出値を取得する。制御部５６は、マスフローメータ４４から流量の計測値を取得する。ステップＳ１の実行後、処理はステップＳ２に移行する。

ステップＳ２において、制御部５６は、記憶部５８に記憶される複数のマップ６０の中から、バイパス弁３８の開度に対応するマップ６０を選択する。制御部５６は、選択したマップ６０を、ステップＳ３で使用するＰ－Ｑ特性として設定する。ステップＳ２の実行後、処理はステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において、制御部５６は、ステップＳ２で設定したマップ６０を使用して、コンプレッサ３０の回転数と第２封止弁３６の開度とに対応する流量の上限値Ｑ－Ｕと下限値Ｑ－Ｌ、すなわち流量の範囲を算出する。図５を用いて、制御部５６がステップＳ３で行う処理を説明する。制御部５６は、マップ６０を使用して、第１開度センサ４８の検出値（第２封止弁３６の開度）に対応する特性６２（システムＰＱ）を特定する。特性６２は、特性６６と特性６８との間に位置する。ところで、第１開度センサ４８の検出値には誤差が含まれている可能性がある。制御部５６は、特性６２に誤差を加えた範囲７４を算出する。誤差及び範囲の決め方は、予め定められている。また、制御部５６は、マップ６０を使用して、コンプレッサ３０の回転数に対応する特性６４（コンプレッサＰＱ）を特定する。制御部５６は、範囲７４の小流量側の境界７４ａと特性６４との交点の流量値を、流量の下限値Ｑ－Ｌとする。また、制御部５６は、範囲７４の大流量側の境界７４ｂと特性６４との交点の流量値を、流量の上限値Ｑ－Ｕとする。ステップＳ３の実行後、処理はステップＳ４に移行する。

ステップＳ４において、制御部５６は、吸気圧と吸気温度とから、ステップＳ３で算出した流量の上下限値（Ｑ－Ｕ及びＱ－Ｌ）の各々を、実流量（算出値）の上下限値（Ｑ´－Ｕ及びＱ´－Ｌ）に変換する。変換式は、記憶部５８に記憶されている。ステップＳ４の実行後、処理はステップＳ５に移行する。

ステップＳ５において、制御部５６は、マスフローメータ４４の計測値と、ステップＳ４で取得された実流量（算出値）とのずれが所定量以上か否かを判定する。例えば、制御部５６は、計測値が実流量の範囲外、すなわち実流量の下限値Ｑ´－Ｌを下回るか又は実流量の上限値Ｑ´－Ｕを上回る場合に、ずれが所定量以上と判定する。又は、制御部５６は、実流量の上下限値（Ｑ´－Ｕ及びＱ´－Ｌ）の平均値を算出し、計測値と平均値との差が所定値以上である場合に、ずれが所定量以上と判定してもよい。ずれが所定量以上である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６に移行する。一方、ずれが所定量以上でない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、処理はステップＳ７に移行する。

ステップＳ５からステップＳ６に移行すると、制御部５６は、マスフローメータ４４の計測値が異常であると判定する。この場合、マスフローメータ４４が故障している可能性がある。制御部５６は、例えば、表示装置（不図示）に警告表示の指示信号を出力してもよい。又は、制御部５６は、他の制御装置（不図示）に故障を知らせるための信号を出力してもよい。ステップＳ６が実行されると、状態判定処理は終了する。

ステップＳ５からステップＳ７に移行すると、制御部５６は、マスフローメータ４４の計測値が正常であると判定する。ステップＳ７が実行されると、状態判定処理は終了する。

［４ 実施形態から得られる発明］
上記実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。

本発明の態様に係る燃料電池システム（１０）は、酸化剤ガスと燃料ガスとにより発電する燃料電池スタック（１２）と、前記燃料電池スタックに供給される前記酸化剤ガスが流れる供給流路（２４）と、前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスが流れる排出流路（２６）と、前記供給流路と前記排出流路とを接続するバイパス流路（２８）と、前記供給流路に設けられ、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部（３０）と、前記供給流路を流れる前記酸化剤ガスの流量を計測する流量計測部（４４）と、前記バイパス流路に設けられ、開度の調整が可能なバイパス弁（３８）と、前記排出流路に設けられ、開度の調整が可能な封止弁（３６）と、前記バイパス弁の開度と、前記封止弁の開度と、前記酸化剤ガス供給部における前記酸化剤ガスの供給状態とに基づき、前記供給流路を流れる前記酸化剤ガスの流量を算出し、算出値と前記流量計測部の計測値とのずれが所定量以上である場合に、前記流量計測部の前記計測値が正常ではないと判定する制御部（５６）と、を備える。

上記構成においては、バイパス弁の開度と封止弁の開度とに基づき、酸化剤ガスの適切な流量を算出する。上記構成によれば、圧力センサを使用せずに酸化剤ガスの流量を算出することができるため、流量計測部が正常であるかの判定を精度よく行うことができる。

本発明の態様において、前記制御部は、前記バイパス弁の開度が大きいほど、前記封止弁の上下限開度が小さくなるように燃料電池システムの圧力－流量特性（６２、６６、６８）を設定し、前記封止弁の前記上下限開度の範囲内で前記供給流路を流れる前記酸化剤ガスの流量を算出してもよい。

バイパス弁が開くほど、燃料電池システムの圧損においては、封止弁を通る経路の圧損よりバイパス弁を通る経路での圧損が支配的になる。このため、封止弁の開度誤差（指示値と実際の開度の差等）による流量への影響を小さくすることができる。結果として、算出値の精度を高くすることができる。

本発明の態様において、前記制御部は、前記酸化剤ガス供給部における前記酸化剤ガスの供給状態により設定される酸化剤ガス供給部の圧力－流量特性（６４）と、前記燃料電池システムの圧力－流量特性とに基づき、前記算出値の上限値（Ｑ´－Ｕ）と前記算出値の下限値（Ｑ´－Ｌ）とを取得し、前記流量計測部の前記計測値が、前記上限値と前記下限値との間の範囲から外れている場合に、前記流量計測部の前記計測値が正常ではないと判定してもよい。

上記構成によれば、精度よく燃料電池システムの流量特性を算出することができる。

本発明の態様において、前記制御部は、前記バイパス弁の開度と前記封止弁の開度とによって燃料電池システムの圧力－流量特性を設定し、前記酸化剤ガス供給部における前記酸化剤ガスの供給状態によって酸化剤ガス供給部の圧力－流量特性を設定し、前記燃料電池システムの圧力－流量特性と前記酸化剤ガス供給部の圧力－流量特性とを用いて前記算出値を取得してもよい。

１０…燃料電池システム １２…燃料電池スタック
２４…供給流路 ２６…排出流路
２８…バイパス流路
３０…コンプレッサ（酸化剤ガス供給部） ３６…第２封止弁（封止弁）
３８…バイパス弁
４４…マスフローメータ（流量計測部） ５６…制御部
６２、６６、６８…特性（燃料電池システムの圧力－流量特性）
６４…特性（酸化剤ガス供給部の圧力－流量特性）

Claims (4)

1. 酸化剤ガスと燃料ガスとにより発電する燃料電池スタックと、
   前記燃料電池スタックに供給される前記酸化剤ガスが流れる供給流路と、
   前記燃料電池スタックから排出される酸化剤オフガスが流れる排出流路と、
   前記供給流路と前記排出流路とを接続するバイパス流路と、
   前記供給流路に設けられ、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
   前記供給流路を流れる前記酸化剤ガスの流量を計測する流量計測部と、
   前記バイパス流路に設けられ、開度の調整が可能なバイパス弁と、
   前記排出流路に設けられ、開度の調整が可能な封止弁と、
   前記バイパス弁の開度と、前記封止弁の開度と、前記酸化剤ガス供給部における前記酸化剤ガスの供給状態とに基づき、前記供給流路を流れる前記酸化剤ガスの流量を算出し、算出値と前記流量計測部の計測値とのずれが所定量以上である場合に、前記流量計測部の前記計測値が正常ではないと判定する制御部と、
   を備える、燃料電池システム。
2. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
   前記制御部は、
   前記バイパス弁の開度が大きいほど、前記封止弁の上下限開度が小さくなるように燃料電池システムの圧力－流量特性を設定し、
   前記封止弁の前記上下限開度の範囲内で前記供給流路を流れる前記酸化剤ガスの流量を算出する、
   燃料電池システム。
3. 請求項２に記載の燃料電池システムであって、
   前記制御部は、
   前記酸化剤ガス供給部における前記酸化剤ガスの供給状態により設定される酸化剤ガス供給部の圧力－流量特性と、前記燃料電池システムの圧力－流量特性とに基づき、前記算出値の上限値と前記算出値の下限値とを取得し、
   前記流量計測部の前記計測値が、前記上限値と前記下限値との間の範囲から外れている場合に、前記流量計測部の前記計測値が正常ではないと判定する、
   燃料電池システム。
4. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
   前記制御部は、
   前記バイパス弁の開度と前記封止弁の開度とによって燃料電池システムの圧力－流量特性を設定し、
   前記酸化剤ガス供給部における前記酸化剤ガスの供給状態によって酸化剤ガス供給部の圧力－流量特性を設定し、
   前記燃料電池システムの圧力－流量特性と前記酸化剤ガス供給部の圧力－流量特性とを用いて前記算出値を取得する、
   燃料電池システム。

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