JPH0822834A - 燃料電池とその起動装置 - Google Patents
燃料電池とその起動装置Info
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- JPH0822834A JPH0822834A JP6180730A JP18073094A JPH0822834A JP H0822834 A JPH0822834 A JP H0822834A JP 6180730 A JP6180730 A JP 6180730A JP 18073094 A JP18073094 A JP 18073094A JP H0822834 A JPH0822834 A JP H0822834A
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- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【目的】 起動時の出力電圧の早期安定化を図り起動時
間を短縮する。 【構成】 燃料電池１０は、燃料電池セルから構成され
るＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎを直列に接続して
備え、起電力の給電対象である外部負荷１６と並列に、
且つ各ＰＥＦＣモジュールともそれぞれ並列にダミー抵
抗２０を備える。そして、燃料電池１０は、ダミー抵抗
２０に接続された切り換えスイッチ２２を選択的に切り
換えて、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎのうちの一
のＰＥＦＣモジュールとダミー抵抗２０とを選択的に接
続する。外部負荷起動スイッチがオンされると、まず、
切り換えスイッチ２２によりダミー抵抗２０とＰＥＦＣ
モジュール１０Ａとを所定時間接続し、その後、ダミー
抵抗２０と各ＰＥＦＣモジュールとを順次接続する。こ
のように、ダミー抵抗２０との接続を各ＰＥＦＣモジュ
ールについて順次繰り返し行ない、その後に外部負荷１
６と接続して給電する。
間を短縮する。 【構成】 燃料電池１０は、燃料電池セルから構成され
るＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎを直列に接続して
備え、起電力の給電対象である外部負荷１６と並列に、
且つ各ＰＥＦＣモジュールともそれぞれ並列にダミー抵
抗２０を備える。そして、燃料電池１０は、ダミー抵抗
２０に接続された切り換えスイッチ２２を選択的に切り
換えて、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎのうちの一
のＰＥＦＣモジュールとダミー抵抗２０とを選択的に接
続する。外部負荷起動スイッチがオンされると、まず、
切り換えスイッチ２２によりダミー抵抗２０とＰＥＦＣ
モジュール１０Ａとを所定時間接続し、その後、ダミー
抵抗２０と各ＰＥＦＣモジュールとを順次接続する。こ
のように、ダミー抵抗２０との接続を各ＰＥＦＣモジュ
ールについて順次繰り返し行ない、その後に外部負荷１
６と接続して給電する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、対向するアノードとカ
ソードで固体高分子電解質膜を挟持し該電極に供給され
る燃料ガスの電気化学反応を経て起電力を呈する燃料電
池と、この燃料電池を起動する起動装置に関する。
ソードで固体高分子電解質膜を挟持し該電極に供給され
る燃料ガスの電気化学反応を経て起電力を呈する燃料電
池と、この燃料電池を起動する起動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の燃料電池では、固体高分子電解
質膜を挟持して対向するアノードとカソードのそれぞれ
において、その極性に応じて以下に記す反応式で示され
る電気化学反応が進行する。 アノード（水素極）： Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- … カソード（酸素極）： ２Ｈ+＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ …
質膜を挟持して対向するアノードとカソードのそれぞれ
において、その極性に応じて以下に記す反応式で示され
る電気化学反応が進行する。 アノード（水素極）： Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- … カソード（酸素極）： ２Ｈ+＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ …
【０００３】アノードで式の反応により生成した水素
イオンは、Ｈ+ （xＨ2Ｏ）の水和状態で固体高分子電解
質膜（高分子イオン交換膜）を透過（拡散）し、膜を透
過した水素イオンは、カソードで式の反応に供され
る。この結果として、燃料電池は、起電力を呈しモータ
等の外部負荷にこの起電力を給電する。
イオンは、Ｈ+ （xＨ2Ｏ）の水和状態で固体高分子電解
質膜（高分子イオン交換膜）を透過（拡散）し、膜を透
過した水素イオンは、カソードで式の反応に供され
る。この結果として、燃料電池は、起電力を呈しモータ
等の外部負荷にこの起電力を給電する。
【０００４】これらの反応を連続的に行なって安定した
起電力を得るには、アノードに燃料ガスである水素をガ
ス状で連続的に供給すると共に水素イオンを固体高分子
電解質膜の膜中にスムーズに拡散させる必要がある。水
素イオンは固体高分子電解質膜の膜中の水と結合して上
記の水和状態となって固体高分子電解質膜の膜中を移動
するため、アノード付近の水が不足しないように、アノ
ード付近の固体高分子電解質膜に外部から水を補給する
必要がある。アノード付近の水が不足すると、固体高分
子電解質膜の膜中への水素イオンの拡散が阻害され、固
体高分子電解質膜の膜中の水素イオンが不足し、カソー
ドでの反応が妨げられるからである。よって、アノード
や膜中の水分を確保するために、アノードには水素ガス
を水蒸気で加湿して供給されている。
起電力を得るには、アノードに燃料ガスである水素をガ
ス状で連続的に供給すると共に水素イオンを固体高分子
電解質膜の膜中にスムーズに拡散させる必要がある。水
素イオンは固体高分子電解質膜の膜中の水と結合して上
記の水和状態となって固体高分子電解質膜の膜中を移動
するため、アノード付近の水が不足しないように、アノ
ード付近の固体高分子電解質膜に外部から水を補給する
必要がある。アノード付近の水が不足すると、固体高分
子電解質膜の膜中への水素イオンの拡散が阻害され、固
体高分子電解質膜の膜中の水素イオンが不足し、カソー
ドでの反応が妨げられるからである。よって、アノード
や膜中の水分を確保するために、アノードには水素ガス
を水蒸気で加湿して供給されている。
【０００５】ところで、固体高分子電解質膜のイオン導
電性は、膜中の含水量に依存して変化し、含水量が低け
れば高くなり、膜が乾燥状態にあると、十分な含水量が
確保されて膜が湿潤状態にある場合の抵抗値の数百〜数
千倍に達することが知られている。また、運転停止期間
に固体高分子電解質膜が乾燥するような事態が起きてい
ると、燃料電池の起動時には、膜の含水量が不十分とな
ったり当該含水量が膜において均一ではなくなる。この
ため、起動時に単に水蒸気を水素ガスと共に供給するだ
けでは、定常状態における起電力を起動当初から得るこ
とができず、給電対象である外部負荷をその接続当初に
おいては定格に駆動できない場合があった。このような
不具合を解消する一手法として、特開昭６４−６５５に
は、燃料電池起動時の開回路電圧を検出し当該検出電圧
がピーク値となるまで待機し、その後外部負荷を接続す
ることが提案されている。
電性は、膜中の含水量に依存して変化し、含水量が低け
れば高くなり、膜が乾燥状態にあると、十分な含水量が
確保されて膜が湿潤状態にある場合の抵抗値の数百〜数
千倍に達することが知られている。また、運転停止期間
に固体高分子電解質膜が乾燥するような事態が起きてい
ると、燃料電池の起動時には、膜の含水量が不十分とな
ったり当該含水量が膜において均一ではなくなる。この
ため、起動時に単に水蒸気を水素ガスと共に供給するだ
けでは、定常状態における起電力を起動当初から得るこ
とができず、給電対象である外部負荷をその接続当初に
おいては定格に駆動できない場合があった。このような
不具合を解消する一手法として、特開昭６４−６５５に
は、燃料電池起動時の開回路電圧を検出し当該検出電圧
がピーク値となるまで待機し、その後外部負荷を接続す
ることが提案されている。
【０００６】なお、乾燥した燃料ガスを停止期間中に供
給してしまうというように、燃料電池の運転停止期間の
ガスパージ方法が適正でない場合には、運転停止期間に
おける固体高分子電解質膜の乾燥が顕著となることがあ
る。
給してしまうというように、燃料電池の運転停止期間の
ガスパージ方法が適正でない場合には、運転停止期間に
おける固体高分子電解質膜の乾燥が顕著となることがあ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に提案された従来の技術では、外部負荷をその接続当
初から定格で起動できるものの、次のような問題が残さ
れている。即ち、燃料電池起動時においては、固体高分
子電解質膜に十分な水分が供給され当該膜が適正な湿潤
状態になるまでは、水素イオンの水和状態での透過が阻
害されて電気化学的反応が不安定となり燃料電池の出力
電圧特性（Ｖ−Ｉ特性）が安定しない。しかも、固体高
分子電解質膜における水分分布が著しく不均一であって
も、具体的には膜の一部でも水分不足がある場合にも水
素イオンの水和状態での透過が阻害されるので、燃料電
池の出力電圧特性（Ｖ−Ｉ特性）が安定しない。このた
め、膜の湿潤を経て当該特性が安定するまでに長時間を
要していた。
報に提案された従来の技術では、外部負荷をその接続当
初から定格で起動できるものの、次のような問題が残さ
れている。即ち、燃料電池起動時においては、固体高分
子電解質膜に十分な水分が供給され当該膜が適正な湿潤
状態になるまでは、水素イオンの水和状態での透過が阻
害されて電気化学的反応が不安定となり燃料電池の出力
電圧特性（Ｖ−Ｉ特性）が安定しない。しかも、固体高
分子電解質膜における水分分布が著しく不均一であって
も、具体的には膜の一部でも水分不足がある場合にも水
素イオンの水和状態での透過が阻害されるので、燃料電
池の出力電圧特性（Ｖ−Ｉ特性）が安定しない。このた
め、膜の湿潤を経て当該特性が安定するまでに長時間を
要していた。
【０００８】また、燃料電池は、通常、対向するアノー
ドとカソードで固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池
セルの集合体を直列に複数接続して構成されている。そ
して、その一つの集合体における燃料電池セルで水分不
足の状態であると、燃料電池全体としての出力電圧は当
該燃料電池セルの影響を受けて不安定なままであり、や
はり出力電圧が安定するまでに長時間を要していた。な
お、燃料電池自体の温度が低い場合には、より長時間を
要していた。
ドとカソードで固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池
セルの集合体を直列に複数接続して構成されている。そ
して、その一つの集合体における燃料電池セルで水分不
足の状態であると、燃料電池全体としての出力電圧は当
該燃料電池セルの影響を受けて不安定なままであり、や
はり出力電圧が安定するまでに長時間を要していた。な
お、燃料電池自体の温度が低い場合には、より長時間を
要していた。
【０００９】ところで、電気化学的反応が開始すれば、
既述したようにカソード側においては水が生成される。
よって、燃料電池の起動時において燃料電池に大きな負
荷源を接続して燃料電池の負荷を深くすれば、起動時に
多量の水をカソード側で生成することができる。しか
し、このようにしても固体高分子電解質膜は、カソード
側でしか生成水により湿潤化されるに過ぎず、アノード
側では依然水分不足の状態のままである。また、カソー
ド側では水分過多となって電極の細孔が閉塞されガスの
拡散が阻害される虞もある。このため、ただ単に起動時
に燃料電池の負荷を深くするだけでは、起動時において
燃料電池の出力電圧の早期安定化を図ることはできな
い。
既述したようにカソード側においては水が生成される。
よって、燃料電池の起動時において燃料電池に大きな負
荷源を接続して燃料電池の負荷を深くすれば、起動時に
多量の水をカソード側で生成することができる。しか
し、このようにしても固体高分子電解質膜は、カソード
側でしか生成水により湿潤化されるに過ぎず、アノード
側では依然水分不足の状態のままである。また、カソー
ド側では水分過多となって電極の細孔が閉塞されガスの
拡散が阻害される虞もある。このため、ただ単に起動時
に燃料電池の負荷を深くするだけでは、起動時において
燃料電池の出力電圧の早期安定化を図ることはできな
い。
【００１０】なお、燃料電池に供給する燃料ガスの供給
圧力を高めれば、燃料電池に大きな負荷源を接続した場
合と同様に、燃料電池の負荷を深くすることができる。
しかし、やはりカソード側での水分過多やアノード側で
の水分不足等の事態が起きるので、起動時において出力
電圧の早期安定化を図ることはできない。
圧力を高めれば、燃料電池に大きな負荷源を接続した場
合と同様に、燃料電池の負荷を深くすることができる。
しかし、やはりカソード側での水分過多やアノード側で
の水分不足等の事態が起きるので、起動時において出力
電圧の早期安定化を図ることはできない。
【００１１】本発明は、上記問題点を解決するためにな
され、燃料電池の起動時における出力電圧の早期安定化
と、適正な出力電圧を得るまでの起動時間の短縮化を図
ることをその目的とする。
され、燃料電池の起動時における出力電圧の早期安定化
と、適正な出力電圧を得るまでの起動時間の短縮化を図
ることをその目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの請求項１記載の燃料電池の起動装置で採用した手段
は、対向するアノードとカソードの電極で固体高分子電
解質膜を挟持し該電極に供給される燃料ガスの電気化学
反応を経て起電力を呈する燃料電池を起動する起動装置
であって、前記起電力の給電対象となる外部の外部負荷
に接続して該外部負荷を起動する起動接続に先立って、
前記電気化学反応の活性を変動させる起動時活性変動手
段を備えることをその要旨とする。
めの請求項１記載の燃料電池の起動装置で採用した手段
は、対向するアノードとカソードの電極で固体高分子電
解質膜を挟持し該電極に供給される燃料ガスの電気化学
反応を経て起電力を呈する燃料電池を起動する起動装置
であって、前記起電力の給電対象となる外部の外部負荷
に接続して該外部負荷を起動する起動接続に先立って、
前記電気化学反応の活性を変動させる起動時活性変動手
段を備えることをその要旨とする。
【００１３】また、請求項２記載の燃料電池で採用した
手段は、請求項１記載の起動装置で起動される燃料電池
であって、負荷抵抗を、前記起電力の給電対象となる外
部の外部負荷と並列に備えることをその要旨とする。
手段は、請求項１記載の起動装置で起動される燃料電池
であって、負荷抵抗を、前記起電力の給電対象となる外
部の外部負荷と並列に備えることをその要旨とする。
【００１４】請求項３記載の燃料電池では、前記負荷抵
抗を、前記燃料ガスの供給管路に設けられたガス加湿機
器における発熱抵抗として該ガス加湿機器に装着した。
抗を、前記燃料ガスの供給管路に設けられたガス加湿機
器における発熱抵抗として該ガス加湿機器に装着した。
【００１５】この場合、請求項４記載の燃料電池の起動
装置では、請求項２又は請求項３記載の燃料電池を起動
するための起動装置とし、前記起動時活性変動手段を、
前記負荷抵抗と電極との接続および開放を前記起動接続
に先立って繰り返すものとした。
装置では、請求項２又は請求項３記載の燃料電池を起動
するための起動装置とし、前記起動時活性変動手段を、
前記負荷抵抗と電極との接続および開放を前記起動接続
に先立って繰り返すものとした。
【００１６】請求項５記載の燃料電池では、前記負荷抵
抗をその抵抗値が可変の可変負荷抵抗とした。
抗をその抵抗値が可変の可変負荷抵抗とした。
【００１７】この場合、請求項６記載の燃料電池の起動
装置では、請求項５記載の燃料電池を起動するための起
動装置とし、前記起動時活性変動手段を、前記可変負荷
抵抗と電極との接続および開放を前記起動接続に先立っ
て繰り返すものとし、更に、前記可変負荷抵抗と前記電
極との接続ごとに、前記可変負荷抵抗の抵抗値を減少す
る抵抗値減少変更手段を備えるものとした。
装置では、請求項５記載の燃料電池を起動するための起
動装置とし、前記起動時活性変動手段を、前記可変負荷
抵抗と電極との接続および開放を前記起動接続に先立っ
て繰り返すものとし、更に、前記可変負荷抵抗と前記電
極との接続ごとに、前記可変負荷抵抗の抵抗値を減少す
る抵抗値減少変更手段を備えるものとした。
【００１８】請求項７記載の燃料電池の起動装置では、
前記起動時活性変動手段を、前記可変負荷抵抗と前記電
極とが接続されている間における前記可変負荷抵抗の抵
抗値を漸減する抵抗値漸減変更手段を備えるものとし
た。
前記起動時活性変動手段を、前記可変負荷抵抗と前記電
極とが接続されている間における前記可変負荷抵抗の抵
抗値を漸減する抵抗値漸減変更手段を備えるものとし
た。
【００１９】また、請求項８記載の燃料電池の起動装置
では、前記起動時活性変動手段を、前記外部負荷が起動
された後にも継続して前記可変負荷抵抗と前記電極とを
接続するものとし、更に、該継続して前記可変負荷抵抗
と前記電極とが接続されている間における前記可変負荷
抵抗の抵抗値を漸増する抵抗値漸増変更手段を備えるも
のとした。
では、前記起動時活性変動手段を、前記外部負荷が起動
された後にも継続して前記可変負荷抵抗と前記電極とを
接続するものとし、更に、該継続して前記可変負荷抵抗
と前記電極とが接続されている間における前記可変負荷
抵抗の抵抗値を漸増する抵抗値漸増変更手段を備えるも
のとした。
【００２０】また、請求項９記載の燃料電池の起動装置
では、前記起動時活性変動手段を、燃料電池に供給され
る燃料ガスの供給圧力を前記起動接続に先立って変動す
るものとした。
では、前記起動時活性変動手段を、燃料電池に供給され
る燃料ガスの供給圧力を前記起動接続に先立って変動す
るものとした。
【００２１】請求項１０記載の燃料電池の起動装置で
は、前記起動時活性変動手段を、前記電極に供給された
燃料ガスのガス排出路における排出ガス圧力の昇圧およ
び降圧を前記起動接続に先立って繰り返すものとした。
は、前記起動時活性変動手段を、前記電極に供給された
燃料ガスのガス排出路における排出ガス圧力の昇圧およ
び降圧を前記起動接続に先立って繰り返すものとした。
【００２２】請求項１１記載の燃料電池の起動装置で
は、前記燃料電池を、対向するアノードとカソードの電
極で固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池セルの集合
体を直列に複数接続して備え、該集合体ごとの各燃料電
池セルの電極に供給される燃料ガスの電気化学反応を経
て起電力を呈するものとし、前記起動時活性変動手段
を、前記起動接続に先立つ電気化学的反応の活性の変動
又は燃料ガスの供給圧力の変動若しくは前記排出ガス圧
力の昇圧および降圧の繰り返しを、前記燃料電池セルの
集合体ごとに行なうものとした。
は、前記燃料電池を、対向するアノードとカソードの電
極で固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池セルの集合
体を直列に複数接続して備え、該集合体ごとの各燃料電
池セルの電極に供給される燃料ガスの電気化学反応を経
て起電力を呈するものとし、前記起動時活性変動手段
を、前記起動接続に先立つ電気化学的反応の活性の変動
又は燃料ガスの供給圧力の変動若しくは前記排出ガス圧
力の昇圧および降圧の繰り返しを、前記燃料電池セルの
集合体ごとに行なうものとした。
【００２３】請求項１２記載の燃料電池の起動装置で
は、前記燃料電池を、対向するアノードとカソードの電
極で固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池セルの集合
体を直列に複数接続して備え、該集合体ごとの各燃料電
池セルの電極に供給される燃料ガスの電気化学反応を経
て起電力を呈すると共に、該起電力の給電対象となる外
部の外部負荷と並列に負荷抵抗を備えるものとし、前記
起動時活性変動手段を、前記起動接続に先立つ前記負荷
抵抗と前記燃料電池セルの集合体との接続および開放の
繰り返しを、前記燃料電池セルの集合体ごとに順次行な
うものとした。
は、前記燃料電池を、対向するアノードとカソードの電
極で固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池セルの集合
体を直列に複数接続して備え、該集合体ごとの各燃料電
池セルの電極に供給される燃料ガスの電気化学反応を経
て起電力を呈すると共に、該起電力の給電対象となる外
部の外部負荷と並列に負荷抵抗を備えるものとし、前記
起動時活性変動手段を、前記起動接続に先立つ前記負荷
抵抗と前記燃料電池セルの集合体との接続および開放の
繰り返しを、前記燃料電池セルの集合体ごとに順次行な
うものとした。
【００２４】請求項１３記載の燃料電池の起動装置で
は、前記燃料電池を、対向するアノードとカソードの電
極で固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池セルの集合
体を直列に複数接続して備え、該集合体ごとの各燃料電
池セルの電極に供給される燃料ガスの電気化学反応を経
て起電力を呈するものとし、前記起動時活性変動手段
を、前記起動接続に先立つ前記排出ガス圧力の昇圧およ
び降圧の繰り返しを前記燃料電池セルの集合体ごとに行
なうに当たり、一の燃料電池セルの集合体についての前
記排出ガス圧力の降圧と他の燃料電池セルの集合体につ
いての前記排出ガス圧力の昇圧とを同期して行なうもの
とした。
は、前記燃料電池を、対向するアノードとカソードの電
極で固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池セルの集合
体を直列に複数接続して備え、該集合体ごとの各燃料電
池セルの電極に供給される燃料ガスの電気化学反応を経
て起電力を呈するものとし、前記起動時活性変動手段
を、前記起動接続に先立つ前記排出ガス圧力の昇圧およ
び降圧の繰り返しを前記燃料電池セルの集合体ごとに行
なうに当たり、一の燃料電池セルの集合体についての前
記排出ガス圧力の降圧と他の燃料電池セルの集合体につ
いての前記排出ガス圧力の昇圧とを同期して行なうもの
とした。
【００２５】
【作用】上記構成を有する請求項１記載の燃料電池の起
動装置は、起動時活性変動手段により燃料電池における
電気化学的反応の活性を変動させた後に、外部負荷に接
続して該外部負荷を起動する。そして、この電気化学的
反応の活性の変動により、次のようにして燃料電池にお
ける固体高分子電解質膜の湿潤化および水分分布の均一
化を早期のうちに図る。
動装置は、起動時活性変動手段により燃料電池における
電気化学的反応の活性を変動させた後に、外部負荷に接
続して該外部負荷を起動する。そして、この電気化学的
反応の活性の変動により、次のようにして燃料電池にお
ける固体高分子電解質膜の湿潤化および水分分布の均一
化を早期のうちに図る。
【００２６】電気化学反応の活性を高めると電気化学的
反応が促進され、カソード側での電気化学的反応により
生成される水量が多くなる。しかも、アノード側での電
気化学的反応により生成された水素イオンのアノードか
らカソードに向けた水和状態での固体高分子電解質膜に
おける拡散が進んで、固体高分子電解質膜中に水素イオ
ンに付随して存在する水分子の数が多くなる。この状態
から電気化学反応の活性を低くすると、電気化学的反応
の抑制を通して、カソード側での水分生成と固体高分子
電解質膜における水素イオンの拡散とがその時点で抑制
される。よって、カソード側における水分過剰とアノー
ド側における水消費を経た水分不足が一旦緩和され、し
かも、固体高分子電解質膜における水分子の自然拡散が
進行し固体高分子電解質膜における水分不足や水分過多
の偏在を解消する。
反応が促進され、カソード側での電気化学的反応により
生成される水量が多くなる。しかも、アノード側での電
気化学的反応により生成された水素イオンのアノードか
らカソードに向けた水和状態での固体高分子電解質膜に
おける拡散が進んで、固体高分子電解質膜中に水素イオ
ンに付随して存在する水分子の数が多くなる。この状態
から電気化学反応の活性を低くすると、電気化学的反応
の抑制を通して、カソード側での水分生成と固体高分子
電解質膜における水素イオンの拡散とがその時点で抑制
される。よって、カソード側における水分過剰とアノー
ド側における水消費を経た水分不足が一旦緩和され、し
かも、固体高分子電解質膜における水分子の自然拡散が
進行し固体高分子電解質膜における水分不足や水分過多
の偏在を解消する。
【００２７】このため、燃料電池の起動時に電気化学反
応の活性の変動を経ることで、固体高分子電解質膜を早
期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にすることができ
る。そして、固体高分子電解質膜にとって好適な湿潤状
態への固体高分子電解質膜の円滑な移行を通して、出力
電圧を早期に安定化させる。
応の活性の変動を経ることで、固体高分子電解質膜を早
期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にすることができ
る。そして、固体高分子電解質膜にとって好適な湿潤状
態への固体高分子電解質膜の円滑な移行を通して、出力
電圧を早期に安定化させる。
【００２８】請求項２記載の燃料電池では、起電力の給
電対象となる外部の外部負荷と並列に備えた負荷抵抗と
の接続および開放を通して、燃料電池の負荷電流の浅い
・深いの繰り返しを可能とし、この負荷電流の変動によ
り電気化学反応の活性の変動をもたらすことが可能であ
る。
電対象となる外部の外部負荷と並列に備えた負荷抵抗と
の接続および開放を通して、燃料電池の負荷電流の浅い
・深いの繰り返しを可能とし、この負荷電流の変動によ
り電気化学反応の活性の変動をもたらすことが可能であ
る。
【００２９】請求項３記載の燃料電池では、燃料ガスの
供給管路に設けられたガス加湿機器に負荷抵抗を発熱抵
抗として装着したので、外部負荷との起動接続に先立つ
この負荷抵抗との接続を通して、電気化学反応の活性の
変動に加え、起動接続に先立つガス加湿機器の昇温を可
能とする。
供給管路に設けられたガス加湿機器に負荷抵抗を発熱抵
抗として装着したので、外部負荷との起動接続に先立つ
この負荷抵抗との接続を通して、電気化学反応の活性の
変動に加え、起動接続に先立つガス加湿機器の昇温を可
能とする。
【００３０】請求項４記載の燃料電池の起動装置では、
上記した負荷抵抗を備える燃料電池の当該負荷抵抗と電
極との接続および開放を、起動時活性変動手段により、
外部負荷の起動接続に先立って繰り返す。よって、負荷
抵抗接続時には負荷電流を流し開放時には負荷電流を流
さなくなり、燃料電池の負荷電流を変動させる。そし
て、この負荷電流の変動を通して、負荷電流の浅い・深
いの繰り返しを起動接続に先立ち燃料電池に起こす。
上記した負荷抵抗を備える燃料電池の当該負荷抵抗と電
極との接続および開放を、起動時活性変動手段により、
外部負荷の起動接続に先立って繰り返す。よって、負荷
抵抗接続時には負荷電流を流し開放時には負荷電流を流
さなくなり、燃料電池の負荷電流を変動させる。そし
て、この負荷電流の変動を通して、負荷電流の浅い・深
いの繰り返しを起動接続に先立ち燃料電池に起こす。
【００３１】こうして負荷電流が深くなると電気化学反
応の活性が高まり反応が促進され、一方、負荷電流が浅
くなると電気化学反応の活性が低下して反応が抑制され
る。従って、負荷電流の浅い・深いの繰り返し（負荷電
流の変動）により電気化学反応の活性を変動させ、燃料
電池における固体高分子電解質膜の湿潤化および水分分
布の均一化を早期のうちに図る。また、請求項４記載の
燃料電池の起動装置では、外部負荷との起動接続に先立
ってガス加湿機器の負荷抵抗を電極との接続を通して発
熱させ、起動接続に先立ってガス加湿機器を予め昇温す
ることができる。
応の活性が高まり反応が促進され、一方、負荷電流が浅
くなると電気化学反応の活性が低下して反応が抑制され
る。従って、負荷電流の浅い・深いの繰り返し（負荷電
流の変動）により電気化学反応の活性を変動させ、燃料
電池における固体高分子電解質膜の湿潤化および水分分
布の均一化を早期のうちに図る。また、請求項４記載の
燃料電池の起動装置では、外部負荷との起動接続に先立
ってガス加湿機器の負荷抵抗を電極との接続を通して発
熱させ、起動接続に先立ってガス加湿機器を予め昇温す
ることができる。
【００３２】請求項５記載の燃料電池では、負荷抵抗が
抵抗値可変の可変負荷抵抗なので、当該抵抗との接続お
よび開放を通して燃料電池の負荷電流の浅い・深いの繰
り返しを行なって電気化学反応の活性を変動させる際
に、抵抗値の変更により負荷電流の変動の程度、即ち電
気化学反応の活性の変動の程度を可変とすることを可能
とする。
抵抗値可変の可変負荷抵抗なので、当該抵抗との接続お
よび開放を通して燃料電池の負荷電流の浅い・深いの繰
り返しを行なって電気化学反応の活性を変動させる際
に、抵抗値の変更により負荷電流の変動の程度、即ち電
気化学反応の活性の変動の程度を可変とすることを可能
とする。
【００３３】請求項６記載の燃料電池の起動装置では、
上記した可変負荷抵抗と電極との接続および開放を起動
接続に先立って繰り返して燃料電池の負荷電流を変動す
る際に、この可変負荷抵抗と電極とを接続するごとに、
抵抗値減少変更手段により可変負荷抵抗の抵抗値を減少
する。よって、可変負荷抵抗と電極との接続により負荷
電流を流す際の負荷電流量を増大させて、燃料電池の負
荷電流の深くなる程度を可変負荷抵抗との接続ごとに高
める。このため、カソード側での生成水量と水和状態で
の水素イオンの拡散による固体高分子電解質膜中の水分
子数とを無理なく増大させて、固体高分子電解質膜をよ
り早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にすることが
できる。
上記した可変負荷抵抗と電極との接続および開放を起動
接続に先立って繰り返して燃料電池の負荷電流を変動す
る際に、この可変負荷抵抗と電極とを接続するごとに、
抵抗値減少変更手段により可変負荷抵抗の抵抗値を減少
する。よって、可変負荷抵抗と電極との接続により負荷
電流を流す際の負荷電流量を増大させて、燃料電池の負
荷電流の深くなる程度を可変負荷抵抗との接続ごとに高
める。このため、カソード側での生成水量と水和状態で
の水素イオンの拡散による固体高分子電解質膜中の水分
子数とを無理なく増大させて、固体高分子電解質膜をよ
り早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にすることが
できる。
【００３４】請求項７記載の燃料電池の起動装置では、
抵抗値漸減変更手段により可変負荷抵抗と電極とが接続
されている間において可変負荷抵抗の抵抗値を漸減する
ので、可変負荷抵抗との接続の間の負荷電流量を漸増さ
せて、燃料電池の負荷電流の深くなる程度を可変負荷抵
抗との接続の間に徐々に高める。よって、カソード側で
の生成水量と固体高分子電解質膜中の水分子数とを無理
なく増大させて固体高分子電解質膜をより早期のうちに
均一な水分分布の湿潤状態にすることができる。また、
可変負荷抵抗との接続当初に燃料電池に急激な負荷をか
けることがない。
抵抗値漸減変更手段により可変負荷抵抗と電極とが接続
されている間において可変負荷抵抗の抵抗値を漸減する
ので、可変負荷抵抗との接続の間の負荷電流量を漸増さ
せて、燃料電池の負荷電流の深くなる程度を可変負荷抵
抗との接続の間に徐々に高める。よって、カソード側で
の生成水量と固体高分子電解質膜中の水分子数とを無理
なく増大させて固体高分子電解質膜をより早期のうちに
均一な水分分布の湿潤状態にすることができる。また、
可変負荷抵抗との接続当初に燃料電池に急激な負荷をか
けることがない。
【００３５】請求項８記載の燃料電池の起動装置では、
可変負荷抵抗と前記電極との接続を起動時活性変動手段
により外部負荷起動後にも継続することで、当該起動後
にも可変負荷抵抗を介して燃料電池に外部負荷とは別の
負荷電流を流す。しかし、可変負荷抵抗を介したこの間
の負荷電流は、抵抗値漸増変更手段による可変負荷抵抗
の抵抗値の漸増により漸減することになり、外部負荷起
動後における負荷電流を急変させない。
可変負荷抵抗と前記電極との接続を起動時活性変動手段
により外部負荷起動後にも継続することで、当該起動後
にも可変負荷抵抗を介して燃料電池に外部負荷とは別の
負荷電流を流す。しかし、可変負荷抵抗を介したこの間
の負荷電流は、抵抗値漸増変更手段による可変負荷抵抗
の抵抗値の漸増により漸減することになり、外部負荷起
動後における負荷電流を急変させない。
【００３６】また、請求項９記載の燃料電池の起動装置
では、起動時活性変動手段により燃料ガスの供給圧力を
起動接続に先立って変動することで供給圧力の高低の繰
り返しを起こし、次のようにして燃料電池の電気化学的
反応の活性を変動させ、その後に、外部負荷に接続して
該外部負荷を起動する。
では、起動時活性変動手段により燃料ガスの供給圧力を
起動接続に先立って変動することで供給圧力の高低の繰
り返しを起こし、次のようにして燃料電池の電気化学的
反応の活性を変動させ、その後に、外部負荷に接続して
該外部負荷を起動する。
【００３７】燃料ガスの供給圧力が上昇すると、燃料電
池での電気化学的反応に供される燃料ガスが増えること
から、電気化学的反応の活性が高まり反応が促進され
る。このため、カソード側での電気化学的反応により生
成される水量が多くなると共に、アノード側での電気化
学的反応により生成された水素イオンのアノードからカ
ソードに向けた水和状態での固体高分子電解質膜におけ
る拡散が進んで、固体高分子電解質膜中に水素イオンに
付随して存在する水分子の数が多くなる。この状態から
燃料ガスの供給圧力を低下させると、燃料電池での電気
化学的反応に供される燃料ガスが少なくなることから、
電気化学的反応の活性が低下して反応が抑制されるた
め、カソード側での水分生成と固体高分子電解質膜にお
ける水素イオンの拡散とがその時点で抑制される。よっ
て、カソード側における水分過剰とアノード側における
水消費を経た水分不足が一旦緩和され、しかも、固体高
分子電解質膜における水分子の自然拡散が進行し固体高
分子電解質膜における水分不足や水分過多の偏在を解消
する。このため、燃料ガスの供給圧力の変動を通して燃
料電池の電気化学的反応の活性が変動し、固体高分子電
解質膜を早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にする
ことができる。
池での電気化学的反応に供される燃料ガスが増えること
から、電気化学的反応の活性が高まり反応が促進され
る。このため、カソード側での電気化学的反応により生
成される水量が多くなると共に、アノード側での電気化
学的反応により生成された水素イオンのアノードからカ
ソードに向けた水和状態での固体高分子電解質膜におけ
る拡散が進んで、固体高分子電解質膜中に水素イオンに
付随して存在する水分子の数が多くなる。この状態から
燃料ガスの供給圧力を低下させると、燃料電池での電気
化学的反応に供される燃料ガスが少なくなることから、
電気化学的反応の活性が低下して反応が抑制されるた
め、カソード側での水分生成と固体高分子電解質膜にお
ける水素イオンの拡散とがその時点で抑制される。よっ
て、カソード側における水分過剰とアノード側における
水消費を経た水分不足が一旦緩和され、しかも、固体高
分子電解質膜における水分子の自然拡散が進行し固体高
分子電解質膜における水分不足や水分過多の偏在を解消
する。このため、燃料ガスの供給圧力の変動を通して燃
料電池の電気化学的反応の活性が変動し、固体高分子電
解質膜を早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にする
ことができる。
【００３８】この場合、カソード側の燃料ガス或いはア
ノード側の燃料ガスの両燃料ガスについて供給圧力を変
動させることが望ましいが、一方の燃料ガスについての
み供給圧力を変動させてもよい。
ノード側の燃料ガスの両燃料ガスについて供給圧力を変
動させることが望ましいが、一方の燃料ガスについての
み供給圧力を変動させてもよい。
【００３９】請求項１０記載の燃料電池の起動装置で
は、起動時活性変動手段により燃料ガスの排出ガス圧力
の昇圧および降圧を起動接続に先立って繰り返すこと
で、燃料ガスの供給圧力の変動をもたらす。よって、請
求項１０記載の燃料電池の起動装置では、燃料ガスの排
出ガス圧力の昇圧および降圧の繰り返しを行なうだけ
で、供給圧力の変動を通して燃料電池の電気化学的反応
の活性を変動させ、固体高分子電解質膜を早期のうちに
均一な水分分布の湿潤状態にすることができる。
は、起動時活性変動手段により燃料ガスの排出ガス圧力
の昇圧および降圧を起動接続に先立って繰り返すこと
で、燃料ガスの供給圧力の変動をもたらす。よって、請
求項１０記載の燃料電池の起動装置では、燃料ガスの排
出ガス圧力の昇圧および降圧の繰り返しを行なうだけ
で、供給圧力の変動を通して燃料電池の電気化学的反応
の活性を変動させ、固体高分子電解質膜を早期のうちに
均一な水分分布の湿潤状態にすることができる。
【００４０】この場合、カソード側の燃料ガス或いはア
ノード側の燃料ガスの両燃料ガスについて排出ガス圧力
の昇圧および降圧の繰り返すことが望ましいが、一方の
燃料ガスについてのみ排出ガス圧力の昇圧および降圧を
繰り返してもよい。
ノード側の燃料ガスの両燃料ガスについて排出ガス圧力
の昇圧および降圧の繰り返すことが望ましいが、一方の
燃料ガスについてのみ排出ガス圧力の昇圧および降圧を
繰り返してもよい。
【００４１】請求項１１記載の燃料電池の起動装置で
は、起動接続に先立って、燃料電池の負荷電流の変動、
又は燃料ガスの供給圧力の変動若しくは排出ガス圧力の
昇圧および降圧の繰り返しを通した燃料電池の電気化学
的反応の活性の変動を、起動時活性変動手段により燃料
電池セルの集合体ごとに行なう。このため、起動接続に
先立つ固体高分子電解質膜の早期の均一な水分分布の湿
潤化を燃料電池セルの集合体ごとに実現する。そして、
固体高分子電解質膜にとって好適な湿潤状態への固体高
分子電解質膜の円滑な移行を燃料電池セルの集合体ごと
に図り、燃料電池全体としての出力電圧を安定化させる
と共に、出力電圧の円滑な上昇を図る。
は、起動接続に先立って、燃料電池の負荷電流の変動、
又は燃料ガスの供給圧力の変動若しくは排出ガス圧力の
昇圧および降圧の繰り返しを通した燃料電池の電気化学
的反応の活性の変動を、起動時活性変動手段により燃料
電池セルの集合体ごとに行なう。このため、起動接続に
先立つ固体高分子電解質膜の早期の均一な水分分布の湿
潤化を燃料電池セルの集合体ごとに実現する。そして、
固体高分子電解質膜にとって好適な湿潤状態への固体高
分子電解質膜の円滑な移行を燃料電池セルの集合体ごと
に図り、燃料電池全体としての出力電圧を安定化させる
と共に、出力電圧の円滑な上昇を図る。
【００４２】請求項１２記載の燃料電池の起動装置で
は、起動接続に先立って、負荷抵抗と燃料電池セルの集
合体との接続および開放の繰り返しを、起動時活性変動
手段により燃料電池セルの集合体ごとに行なう。このた
め、起動接続に先立って燃料電池の負荷電流を変動さ
せ、固体高分子電解質膜の早期の均一な水分分布の湿潤
化を燃料電池セルの集合体ごとに実現する。しかも、こ
の際に負荷抵抗との接続は燃料電池セルの集合体ごとに
図ればよいことから、単一の負荷抵抗を用いるだけで済
むと共に、抵抗値の小さな小型化の負荷抵抗で済む。
は、起動接続に先立って、負荷抵抗と燃料電池セルの集
合体との接続および開放の繰り返しを、起動時活性変動
手段により燃料電池セルの集合体ごとに行なう。このた
め、起動接続に先立って燃料電池の負荷電流を変動さ
せ、固体高分子電解質膜の早期の均一な水分分布の湿潤
化を燃料電池セルの集合体ごとに実現する。しかも、こ
の際に負荷抵抗との接続は燃料電池セルの集合体ごとに
図ればよいことから、単一の負荷抵抗を用いるだけで済
むと共に、抵抗値の小さな小型化の負荷抵抗で済む。
【００４３】請求項１３記載の燃料電池の起動装置で
は、起動接続に先立つ排出ガス圧力の昇圧および降圧の
繰り返しを燃料電池セルの集合体ごとに行なうに当た
り、起動時活性変動手段により、一の燃料電池セルの集
合体について排出ガス圧力を降圧するときには、他の燃
料電池セルの集合体については排出ガス圧力を昇圧させ
る。このため、一の燃料電池セルの集合体について降圧
により燃料電池の電気化学的反応の活性が低くされてい
るときには、他の燃料電池セルの集合体については昇圧
により燃料電池の電気化学的反応の活性を高くして、活
性の低下による出力電圧の低下を打ち消し、燃料電池全
体としての出力電圧をより安定化させると共に、出力電
圧の円滑な上昇を図る。
は、起動接続に先立つ排出ガス圧力の昇圧および降圧の
繰り返しを燃料電池セルの集合体ごとに行なうに当た
り、起動時活性変動手段により、一の燃料電池セルの集
合体について排出ガス圧力を降圧するときには、他の燃
料電池セルの集合体については排出ガス圧力を昇圧させ
る。このため、一の燃料電池セルの集合体について降圧
により燃料電池の電気化学的反応の活性が低くされてい
るときには、他の燃料電池セルの集合体については昇圧
により燃料電池の電気化学的反応の活性を高くして、活
性の低下による出力電圧の低下を打ち消し、燃料電池全
体としての出力電圧をより安定化させると共に、出力電
圧の円滑な上昇を図る。
【００４４】
【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について、
図面に基づき説明する。図１は、実施例の燃料電池１０
のブロック図である。
かにするために、以下本発明の好適な実施例について、
図面に基づき説明する。図１は、実施例の燃料電池１０
のブロック図である。
【００４５】図示するように実施例の燃料電池１０は、
図示しない固体高分子電解質膜をアノードとカソードで
挟持した燃料電池セルから構成される固体高分子型燃料
電池セルモジュール（以下、ＰＥＦＣモジュールと略称
する）を複数個（Ｎ個）備える。そして、燃料電池１０
は、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎを直列に接続
して開回路を形成し、この開回路の外部接続端子１２，
１４において、外部の外部負荷１６（例えば、電気自動
車用の駆動モータ等）とスイッチ１８により接続され
る。
図示しない固体高分子電解質膜をアノードとカソードで
挟持した燃料電池セルから構成される固体高分子型燃料
電池セルモジュール（以下、ＰＥＦＣモジュールと略称
する）を複数個（Ｎ個）備える。そして、燃料電池１０
は、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎを直列に接続
して開回路を形成し、この開回路の外部接続端子１２，
１４において、外部の外部負荷１６（例えば、電気自動
車用の駆動モータ等）とスイッチ１８により接続され
る。
【００４６】各ＰＥＦＣモジュールは、固体高分子電解
質膜をアノードとカソードで挟持した燃料電池セルを一
構成単位とし、一以上の燃料電池セルを持って構成され
ている。例えば、燃料電池１０として２００個の燃料電
池セルを有するのであれば、ＰＥＦＣモジュールを一個
の燃料電池セルから構成したり、ＰＥＦＣモジュールを
１００個の燃料電池セルから構成したりすることができ
る。この場合、前者の燃料電池１０は、２００のＰＥＦ
Ｃモジュールに分割されることになり、後者の燃料電池
１０は、二つのＰＥＦＣモジュールに分割されることに
なる。なお、ＰＥＦＣモジュールを構成する燃料電池セ
ルの個数はそれぞれのＰＥＦＣモジュールごとに同一で
ある必要はなく、ＰＥＦＣモジュールごとに異なってい
ても差し支えない。例えば、燃料電池１０が、１００個
の燃料電池セルからなるＰＥＦＣモジュールと、６０個
の燃料電池セルからなるＰＥＦＣモジュールと、４０個
の燃料電池セルからなるＰＥＦＣモジュールの３つのＰ
ＥＦＣモジュールに分割されたものであってもよい。
質膜をアノードとカソードで挟持した燃料電池セルを一
構成単位とし、一以上の燃料電池セルを持って構成され
ている。例えば、燃料電池１０として２００個の燃料電
池セルを有するのであれば、ＰＥＦＣモジュールを一個
の燃料電池セルから構成したり、ＰＥＦＣモジュールを
１００個の燃料電池セルから構成したりすることができ
る。この場合、前者の燃料電池１０は、２００のＰＥＦ
Ｃモジュールに分割されることになり、後者の燃料電池
１０は、二つのＰＥＦＣモジュールに分割されることに
なる。なお、ＰＥＦＣモジュールを構成する燃料電池セ
ルの個数はそれぞれのＰＥＦＣモジュールごとに同一で
ある必要はなく、ＰＥＦＣモジュールごとに異なってい
ても差し支えない。例えば、燃料電池１０が、１００個
の燃料電池セルからなるＰＥＦＣモジュールと、６０個
の燃料電池セルからなるＰＥＦＣモジュールと、４０個
の燃料電池セルからなるＰＥＦＣモジュールの３つのＰ
ＥＦＣモジュールに分割されたものであってもよい。
【００４７】また、燃料電池１０は、各ＰＥＦＣモジュ
ールで得られた起電力の給電対象である外部負荷１６と
並列に、且つ各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎとも
それぞれ並列にダミー抵抗２０を備える。そして、燃料
電池１０は、ダミー抵抗２０に接続された切り換えスイ
ッチ２２を選択的に切り換えて、ＰＥＦＣモジュール１
０Ａ〜１０Ｎのうちの一のＰＥＦＣモジュールとダミー
抵抗２０とを選択的に接続する。なお、切り換えスイッ
チ２２は、ダミー抵抗２０をいずれのＰＥＦＣモジュー
ルにも接続しない切り換え位置（初期位置）に、通常お
かれており、後述の電子制御装置３０からの制御信号を
受けて駆動する。
ールで得られた起電力の給電対象である外部負荷１６と
並列に、且つ各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎとも
それぞれ並列にダミー抵抗２０を備える。そして、燃料
電池１０は、ダミー抵抗２０に接続された切り換えスイ
ッチ２２を選択的に切り換えて、ＰＥＦＣモジュール１
０Ａ〜１０Ｎのうちの一のＰＥＦＣモジュールとダミー
抵抗２０とを選択的に接続する。なお、切り換えスイッ
チ２２は、ダミー抵抗２０をいずれのＰＥＦＣモジュー
ルにも接続しない切り換え位置（初期位置）に、通常お
かれており、後述の電子制御装置３０からの制御信号を
受けて駆動する。
【００４８】このほか、外部接続端子１２，１４の近傍
には、燃料電池１０の開回路電圧を測定するための電圧
計２４が設けられている。また、各ＰＥＦＣモジュール
には、その構成単位である各燃料電池セルのアノードに
燃料ガスである水素ガスを加湿供給するための図示しな
い水素ガス供給管路と、カソードに燃料ガスである酸素
ガス又は空気等の酸素含有ガスを加湿供給するための図
示しない酸素ガス供給管路と、各燃料電池のアノード，
カソードから余剰ガスを排出する図示しないガス排出管
路とが接続されている。
には、燃料電池１０の開回路電圧を測定するための電圧
計２４が設けられている。また、各ＰＥＦＣモジュール
には、その構成単位である各燃料電池セルのアノードに
燃料ガスである水素ガスを加湿供給するための図示しな
い水素ガス供給管路と、カソードに燃料ガスである酸素
ガス又は空気等の酸素含有ガスを加湿供給するための図
示しない酸素ガス供給管路と、各燃料電池のアノード，
カソードから余剰ガスを排出する図示しないガス排出管
路とが接続されている。
【００４９】また、これらガス管路のほか、アノード又
はカソードにそれぞれの燃料ガスを供給する構成につい
ても、本実施例の説明を簡略化するために図示を省略し
たが、次のような構成を適宜採用すればよい。例えば、
アノード側の燃料ガス供給としては、高圧水素ガスボン
ベを用いたガス供給や、メタノール改質法或いはメタン
改質法等による水素発生装置を用いたガス供給，水素貯
蔵合金からのガス供給，液体水素タンクからのガス供給
などを挙げることができる。カソード側の燃料ガス供給
としては、高圧酸素或いは高圧空気のガスボンベを用い
たガス供給や、コンプレッサによる大気加圧供給，液体
酸素或いは液体空気のタンクからのガス供給などを挙げ
ることができる。よって、メタノール改質法による水素
発生装置を用いたガス供給では、１００％の水素ガスで
はなく、水素を多量に含んだ改質ガス（水素７５％，二
酸化炭素２５％）がアノードに供給されることになる。
また、コンプレッサによる大気加圧供給では、１００％
の酸素ガスではなく、酸素を含んだ空気がカソードに供
給されることになる。
はカソードにそれぞれの燃料ガスを供給する構成につい
ても、本実施例の説明を簡略化するために図示を省略し
たが、次のような構成を適宜採用すればよい。例えば、
アノード側の燃料ガス供給としては、高圧水素ガスボン
ベを用いたガス供給や、メタノール改質法或いはメタン
改質法等による水素発生装置を用いたガス供給，水素貯
蔵合金からのガス供給，液体水素タンクからのガス供給
などを挙げることができる。カソード側の燃料ガス供給
としては、高圧酸素或いは高圧空気のガスボンベを用い
たガス供給や、コンプレッサによる大気加圧供給，液体
酸素或いは液体空気のタンクからのガス供給などを挙げ
ることができる。よって、メタノール改質法による水素
発生装置を用いたガス供給では、１００％の水素ガスで
はなく、水素を多量に含んだ改質ガス（水素７５％，二
酸化炭素２５％）がアノードに供給されることになる。
また、コンプレッサによる大気加圧供給では、１００％
の酸素ガスではなく、酸素を含んだ空気がカソードに供
給されることになる。
【００５０】電子制御装置３０は、ＣＰＵ３１，ＲＯＭ
３２，ＲＡＭ３３，タイマ３４を中心に論理演算回路と
して構成され、これらとコモンバス３５を介して相互に
接続された入出力ポート３６により外部との入出力を行
う。そして、この入出力ポート３６には、上記したスイ
ッチ１８や切り換えスイッチ２２，電圧計２４が接続さ
れている。
３２，ＲＡＭ３３，タイマ３４を中心に論理演算回路と
して構成され、これらとコモンバス３５を介して相互に
接続された入出力ポート３６により外部との入出力を行
う。そして、この入出力ポート３６には、上記したスイ
ッチ１８や切り換えスイッチ２２，電圧計２４が接続さ
れている。
【００５１】次に、上記した構成を備える本実施例の燃
料電池１０が行う種々制御のうち、その起動時における
起動制御と出力電圧監視制御とについて、図２，図３の
フローチャートに基づき説明する。
料電池１０が行う種々制御のうち、その起動時における
起動制御と出力電圧監視制御とについて、図２，図３の
フローチャートに基づき説明する。
【００５２】図２のフローチャートは起動制御（起動ル
ーチン）を示すものであり、当該起動ルーチンは、図示
しない外部負荷起動スイッチがオンされるとそのオン信
号を受けて開始され、後述の出力電圧監視制御（出力電
圧監視ルーチン）にて終了されるまで繰り返し実行され
る。図２に示すように、この起動ルーチンでは、処理が
開始されると、まず、切り換えスイッチ２２に制御信号
（ＰＥＦＣモジュール１０Ａ選択指令）を出力してダミ
ー抵抗２０とＰＥＦＣモジュール１０Ａとを接続する
（ステップＳ１００）。続いて、ＰＥＦＣモジュール１
０Ａを選択的に接続してからの経過時間を計時しこれが
所定のオン時間ＴONに達したか否かを判断し（ステップ
Ｓ１０５）、肯定判断されるまで待機する。これによ
り、ＰＥＦＣモジュール１０Ａには所定のオン時間ＴON
に亘って負荷電流が流れ、ＰＥＦＣモジュール１０Ａに
おける負荷電流が深くなる。
ーチン）を示すものであり、当該起動ルーチンは、図示
しない外部負荷起動スイッチがオンされるとそのオン信
号を受けて開始され、後述の出力電圧監視制御（出力電
圧監視ルーチン）にて終了されるまで繰り返し実行され
る。図２に示すように、この起動ルーチンでは、処理が
開始されると、まず、切り換えスイッチ２２に制御信号
（ＰＥＦＣモジュール１０Ａ選択指令）を出力してダミ
ー抵抗２０とＰＥＦＣモジュール１０Ａとを接続する
（ステップＳ１００）。続いて、ＰＥＦＣモジュール１
０Ａを選択的に接続してからの経過時間を計時しこれが
所定のオン時間ＴONに達したか否かを判断し（ステップ
Ｓ１０５）、肯定判断されるまで待機する。これによ
り、ＰＥＦＣモジュール１０Ａには所定のオン時間ＴON
に亘って負荷電流が流れ、ＰＥＦＣモジュール１０Ａに
おける負荷電流が深くなる。
【００５３】この場合、負荷電流を流すオン時間ＴON
は、燃料電池１０の備えるＰＥＦＣモジュールのモジュ
ール数やダミー抵抗２０の抵抗値等を考慮して、例えば
実験計画法等により定めればよい。
は、燃料電池１０の備えるＰＥＦＣモジュールのモジュ
ール数やダミー抵抗２０の抵抗値等を考慮して、例えば
実験計画法等により定めればよい。
【００５４】ステップＳ１０５で肯定判断すると、切り
換えスイッチ２２に制御信号（ＰＥＦＣモジュール１０
Ｂ選択指令）を出力してダミー抵抗２０とＰＥＦＣモジ
ュール１０Ｂとを接続し（ステップＳ１１０）、それま
でダミー抵抗２０と接続されていたＰＥＦＣモジュール
１０Ａを開放する。続いて、ＰＥＦＣモジュール１０Ｂ
を選択的に接続してからの経過時間を計時しこれが所定
のオン時間ＴONに達したか否かを判断し（ステップＳ１
１５）、肯定判断されるまで待機する。これにより、Ｐ
ＥＦＣモジュール１０Ｂには所定のオン時間ＴONに亘っ
て負荷電流が流れ、ＰＥＦＣモジュール１０Ｂにおける
負荷電流は深くなる。その一方で、ＰＥＦＣモジュール
１０Ａはダミー抵抗２０から開放されてダミー抵抗２０
による負荷電流は流れなくなるので、その負荷電流は浅
くなり、ＰＥＦＣモジュール１０Ａについては、負荷電
流の浅い・深いが起きることになる。
換えスイッチ２２に制御信号（ＰＥＦＣモジュール１０
Ｂ選択指令）を出力してダミー抵抗２０とＰＥＦＣモジ
ュール１０Ｂとを接続し（ステップＳ１１０）、それま
でダミー抵抗２０と接続されていたＰＥＦＣモジュール
１０Ａを開放する。続いて、ＰＥＦＣモジュール１０Ｂ
を選択的に接続してからの経過時間を計時しこれが所定
のオン時間ＴONに達したか否かを判断し（ステップＳ１
１５）、肯定判断されるまで待機する。これにより、Ｐ
ＥＦＣモジュール１０Ｂには所定のオン時間ＴONに亘っ
て負荷電流が流れ、ＰＥＦＣモジュール１０Ｂにおける
負荷電流は深くなる。その一方で、ＰＥＦＣモジュール
１０Ａはダミー抵抗２０から開放されてダミー抵抗２０
による負荷電流は流れなくなるので、その負荷電流は浅
くなり、ＰＥＦＣモジュール１０Ａについては、負荷電
流の浅い・深いが起きることになる。
【００５５】従って、ＰＥＦＣモジュール１０Ａを構成
する各燃料セルについては、負荷電流が深い間（ステッ
プＳ１０５での待機期間）において、電気化学的反応の
活性が高まり反応が促進するため、カソード側では生成
水量が増加し、アノード側で生成された水素イオンのア
ノードからカソードに向けた水和状態での固体高分子電
解質膜における拡散促進を通して、固体高分子電解質膜
中に水素イオンに付随して存在する水分子の数が多くな
る。そして、この状態からダミー抵抗２０との接続が断
たれてＰＥＦＣモジュール１０Ａの負荷電流が浅くなる
ので、ＰＥＦＣモジュール１０Ａを構成する各燃料電池
セルでは、電気化学的反応の活性が低下して反応が抑制
され、カソード側での水分生成と固体高分子電解質膜に
おける水素イオンの拡散とがその時点で抑制される。よ
って、カソード側における水分過剰とアノード側におけ
る水消費を経た水分不足が一旦緩和され、しかも、固体
高分子電解質膜における水分子の自然拡散が進行し固体
高分子電解質膜における水分不足や水分過多の偏在が解
消に向かう。
する各燃料セルについては、負荷電流が深い間（ステッ
プＳ１０５での待機期間）において、電気化学的反応の
活性が高まり反応が促進するため、カソード側では生成
水量が増加し、アノード側で生成された水素イオンのア
ノードからカソードに向けた水和状態での固体高分子電
解質膜における拡散促進を通して、固体高分子電解質膜
中に水素イオンに付随して存在する水分子の数が多くな
る。そして、この状態からダミー抵抗２０との接続が断
たれてＰＥＦＣモジュール１０Ａの負荷電流が浅くなる
ので、ＰＥＦＣモジュール１０Ａを構成する各燃料電池
セルでは、電気化学的反応の活性が低下して反応が抑制
され、カソード側での水分生成と固体高分子電解質膜に
おける水素イオンの拡散とがその時点で抑制される。よ
って、カソード側における水分過剰とアノード側におけ
る水消費を経た水分不足が一旦緩和され、しかも、固体
高分子電解質膜における水分子の自然拡散が進行し固体
高分子電解質膜における水分不足や水分過多の偏在が解
消に向かう。
【００５６】ステップＳ１１５で肯定判断すると、ＰＥ
ＦＣモジュール１０Ｃについてのダミー抵抗２０との選
択的接続（ステップＳ１２０），所定のオン時間ＴON待
機（ステップＳ１２５）、更にＰＥＦＣモジュール１０
Ｄ（図示省略）からＰＥＦＣモジュール１０Ｎまでの各
ＰＥＦＣモジュールについてのダミー抵抗２０との選択
的接続（ステップＳ１３０），所定のオン時間ＴON待機
（ステップＳ１３５）を実行し、その後はステップＳ１
００からの処理を繰り返す。つまり、ＰＥＦＣモジュー
ル１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールについて
順次ダミー抵抗２０との接続および開放を行なうと、再
度ＰＥＦＣモジュール１０Ａから、ダミー抵抗２０との
接続および開放を繰り返す。
ＦＣモジュール１０Ｃについてのダミー抵抗２０との選
択的接続（ステップＳ１２０），所定のオン時間ＴON待
機（ステップＳ１２５）、更にＰＥＦＣモジュール１０
Ｄ（図示省略）からＰＥＦＣモジュール１０Ｎまでの各
ＰＥＦＣモジュールについてのダミー抵抗２０との選択
的接続（ステップＳ１３０），所定のオン時間ＴON待機
（ステップＳ１３５）を実行し、その後はステップＳ１
００からの処理を繰り返す。つまり、ＰＥＦＣモジュー
ル１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールについて
順次ダミー抵抗２０との接続および開放を行なうと、再
度ＰＥＦＣモジュール１０Ａから、ダミー抵抗２０との
接続および開放を繰り返す。
【００５７】この一連の処理により、ＰＥＦＣモジュー
ル１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールについて
負荷電流の浅い・深いが起きることになる。よって、Ｐ
ＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジ
ュールの各燃料電池セルについても、負荷電流の浅い・
深いを経て、既述したように固体高分子電解質膜におけ
る水分子の自然拡散が進行し、固体高分子電解質膜にお
ける水分不足や水分過多の偏在が解消に向かう。
ル１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールについて
負荷電流の浅い・深いが起きることになる。よって、Ｐ
ＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジ
ュールの各燃料電池セルについても、負荷電流の浅い・
深いを経て、既述したように固体高分子電解質膜におけ
る水分子の自然拡散が進行し、固体高分子電解質膜にお
ける水分不足や水分過多の偏在が解消に向かう。
【００５８】次に、出力電圧監視ルーチンについて説明
する。この出力電圧監視ルーチンは、既述した起動ルー
チンと同様に、図示しない外部負荷起動スイッチがオン
されるとそのオン信号を受けて開始される。そして、図
３に示すように、この出力電圧監視ルーチンでは、処理
が開始されると、まず、電圧計２４から燃料電池１０に
おける開回路電圧（出力電圧）を読み込み（ステップＳ
２００）、読み込んだ出力電圧が外部負荷１６に給電す
るに適正なものか否かを判定する（ステップＳ２０
５）。そして、このステップＳ２０５で肯定判断するま
で、出力電圧の読み込み，その判定を繰り返す。なお、
ステップＳ２０５における判定は、出力電圧の値が定格
電圧であるかのみならず、電圧変動が所定の範囲のもの
であるかについても行なうよう構成されている。
する。この出力電圧監視ルーチンは、既述した起動ルー
チンと同様に、図示しない外部負荷起動スイッチがオン
されるとそのオン信号を受けて開始される。そして、図
３に示すように、この出力電圧監視ルーチンでは、処理
が開始されると、まず、電圧計２４から燃料電池１０に
おける開回路電圧（出力電圧）を読み込み（ステップＳ
２００）、読み込んだ出力電圧が外部負荷１６に給電す
るに適正なものか否かを判定する（ステップＳ２０
５）。そして、このステップＳ２０５で肯定判断するま
で、出力電圧の読み込み，その判定を繰り返す。なお、
ステップＳ２０５における判定は、出力電圧の値が定格
電圧であるかのみならず、電圧変動が所定の範囲のもの
であるかについても行なうよう構成されている。
【００５９】ステップＳ２０５で肯定判断すれば、外部
負荷１６に給電してこれを定格電圧で駆動できるとし
て、上記の起動ルーチンをその処理の状況に拘らず強制
的に終了すると共に、切り換えスイッチ２２に制御信号
（初期位置復帰指令）を出力して切り換えスイッチ２２
を初期位置に復帰させる（ステップＳ２１０）。よっ
て、これ以降は、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎま
での総てのＰＥＦＣモジュールとダミー抵抗２０との接
続が断たれ、それ以降には、各ＰＥＦＣモジュールでは
負荷電流の浅い・深い、即ち負荷電流の変動は起きな
い。ステップＳ２１０に続いては、スイッチ１８に制御
信号（外部負荷１６接続指令）を出力して、外部負荷１
６と燃料電池１０とを外部接続端子１２，１４において
接続し外部負荷１６への給電を開始し（ステップＳ２２
０）、本ルーチンを終了する。
負荷１６に給電してこれを定格電圧で駆動できるとし
て、上記の起動ルーチンをその処理の状況に拘らず強制
的に終了すると共に、切り換えスイッチ２２に制御信号
（初期位置復帰指令）を出力して切り換えスイッチ２２
を初期位置に復帰させる（ステップＳ２１０）。よっ
て、これ以降は、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎま
での総てのＰＥＦＣモジュールとダミー抵抗２０との接
続が断たれ、それ以降には、各ＰＥＦＣモジュールでは
負荷電流の浅い・深い、即ち負荷電流の変動は起きな
い。ステップＳ２１０に続いては、スイッチ１８に制御
信号（外部負荷１６接続指令）を出力して、外部負荷１
６と燃料電池１０とを外部接続端子１２，１４において
接続し外部負荷１６への給電を開始し（ステップＳ２２
０）、本ルーチンを終了する。
【００６０】以上説明したように本実施例の燃料電池１
０では、出力電圧監視ルーチンのステップＳ２０５で出
力電圧が適正とされるまでの間に亘って、起動時ルーチ
ンによるダミー抵抗２０との接続および開放を通して各
ＰＥＦＣモジュールの各燃料電池セルについて負荷電流
を変動させ、その浅い・深いを繰り返す。このため、Ｐ
ＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジ
ュールについて、各燃料電池セルにおける固体高分子電
解質膜の水分不足や水分過多の偏在を順次解消すること
ができる。よって、本実施例の燃料電池１０によれば、
各燃料電池セルの固体高分子電解質膜を早期のうちに均
一な水分分布で湿潤化させて、適正な出力電圧（起電
力）を起動時から短時間で得ることができる。
０では、出力電圧監視ルーチンのステップＳ２０５で出
力電圧が適正とされるまでの間に亘って、起動時ルーチ
ンによるダミー抵抗２０との接続および開放を通して各
ＰＥＦＣモジュールの各燃料電池セルについて負荷電流
を変動させ、その浅い・深いを繰り返す。このため、Ｐ
ＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジ
ュールについて、各燃料電池セルにおける固体高分子電
解質膜の水分不足や水分過多の偏在を順次解消すること
ができる。よって、本実施例の燃料電池１０によれば、
各燃料電池セルの固体高分子電解質膜を早期のうちに均
一な水分分布で湿潤化させて、適正な出力電圧（起電
力）を起動時から短時間で得ることができる。
【００６１】しかも、燃料電池１０によれば、ＰＥＦＣ
モジュール１０Ａ〜１０ＮまでのＮ個のＰＥＦＣモジュ
ールを有するにも拘らず、単一のダミー抵抗２０を用い
て出力電圧の早期安定化を図ることができる。このた
め、部品点数を低減することができる。また、ダミー抵
抗２０の抵抗値を各ＰＥＦＣモジュールの構成燃料電池
セル個数に応じて定めればよいので、燃料電池１０によ
れば、ダミー抵抗２０を抵抗値の小さな小型の抵抗とす
ることができ、燃料電池１０の小型化を図ることができ
る。加えて、抵抗値の小さな小型化の抵抗でよいことか
ら、ダミー抵抗２０の発熱量を少なくできダミー抵抗２
０からの放熱による周辺機器への悪影響を回避すること
ができる。
モジュール１０Ａ〜１０ＮまでのＮ個のＰＥＦＣモジュ
ールを有するにも拘らず、単一のダミー抵抗２０を用い
て出力電圧の早期安定化を図ることができる。このた
め、部品点数を低減することができる。また、ダミー抵
抗２０の抵抗値を各ＰＥＦＣモジュールの構成燃料電池
セル個数に応じて定めればよいので、燃料電池１０によ
れば、ダミー抵抗２０を抵抗値の小さな小型の抵抗とす
ることができ、燃料電池１０の小型化を図ることができ
る。加えて、抵抗値の小さな小型化の抵抗でよいことか
ら、ダミー抵抗２０の発熱量を少なくできダミー抵抗２
０からの放熱による周辺機器への悪影響を回避すること
ができる。
【００６２】更に、ダミー抵抗２０および切り換えスイ
ッチ２２を従来の燃料電池に追加し、切り換えスイッチ
２２を既述したように切り換え制御すればよいことか
ら、燃料電池１０によれば、既存の燃料電池を簡単な改
造を経るだけで出力電圧の早期安定化を図ることのでき
る優れた燃料電池とすることができる。換言すれば、既
存設備の有効利用を図ることができる。しかも、この際
に燃料電池の大型化を招かない。
ッチ２２を従来の燃料電池に追加し、切り換えスイッチ
２２を既述したように切り換え制御すればよいことか
ら、燃料電池１０によれば、既存の燃料電池を簡単な改
造を経るだけで出力電圧の早期安定化を図ることのでき
る優れた燃料電池とすることができる。換言すれば、既
存設備の有効利用を図ることができる。しかも、この際
に燃料電池の大型化を招かない。
【００６３】また、上記の第１実施例の燃料電池１０で
は、出力電圧監視ルーチンにより起動時ルーチンにおけ
る処理を強制的に終了するので、具体的には、起動時ル
ーチンおいてあるＰＥＦＣモジュールについてダミー抵
抗２０と接続中であり所定のオン時間ＴONの経過前であ
っても、その時点でダミー抵抗２０との接続を断つ。こ
のため、起動時ルーチンを早期のうちに終了して電子制
御装置３０の負荷を軽減することができる。
は、出力電圧監視ルーチンにより起動時ルーチンにおけ
る処理を強制的に終了するので、具体的には、起動時ル
ーチンおいてあるＰＥＦＣモジュールについてダミー抵
抗２０と接続中であり所定のオン時間ＴONの経過前であ
っても、その時点でダミー抵抗２０との接続を断つ。こ
のため、起動時ルーチンを早期のうちに終了して電子制
御装置３０の負荷を軽減することができる。
【００６４】次に、他の実施例について説明する。第２
実施例では、上記した第１実施例の燃料電池１０におけ
るダミー抵抗２０に替えて、図４に示すダミー抵抗４０
を用いる点で燃料電池１０とその構成が相違する。図示
するように、ダミー抵抗４０は、所定の抵抗値Ｒを有す
る抵抗（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…４１ｎ）を、回路を
開閉するスイッチ（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…４２ｎ）
を介在させてそれぞれ並列に接続して構成されている。
よって、電子制御装置３０により各スイッチ（４２ａ，
４２ｂ，４２ｃ…４２ｎ）が回路を開閉すると、その開
閉状態により、ダミー抵抗４０の抵抗値（合成抵抗値）
は、Ｒ，Ｒ／２，Ｒ／３…Ｒ／ｎと変化する。
実施例では、上記した第１実施例の燃料電池１０におけ
るダミー抵抗２０に替えて、図４に示すダミー抵抗４０
を用いる点で燃料電池１０とその構成が相違する。図示
するように、ダミー抵抗４０は、所定の抵抗値Ｒを有す
る抵抗（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…４１ｎ）を、回路を
開閉するスイッチ（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…４２ｎ）
を介在させてそれぞれ並列に接続して構成されている。
よって、電子制御装置３０により各スイッチ（４２ａ，
４２ｂ，４２ｃ…４２ｎ）が回路を開閉すると、その開
閉状態により、ダミー抵抗４０の抵抗値（合成抵抗値）
は、Ｒ，Ｒ／２，Ｒ／３…Ｒ／ｎと変化する。
【００６５】この第２実施例における燃料電池１０の起
動ルーチンは、図５に示すように、まず、ダミー抵抗４
０に制御信号（スイッチオン信号）を出力してスイッチ
４２ａをオンする（ステップＳ３００）。これにより、
ダミー抵抗４０の抵抗値はＲに一旦設定される。その後
は、第１実施例における起動ルーチンのステップＳ１０
０からステップＳ１３５までの一連の処理（ダミー抵抗
接続・開放処理）を順次実行する（ステップＳ３１
０）。つまり、抵抗値がＲとされたダミー抵抗４０との
接続および開放を、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎ
までの各ＰＥＦＣモジュールについて順次実行する。こ
れにより、各ＰＥＦＣモジュールでは、所定のオン時間
ＴONに亘るダミー抵抗４０との接続およびその後の開放
がされるので、各ＰＥＦＣモジュールについての負荷電
流の変動が抵抗値Ｒのダミー抵抗４０により起きる。な
お、この場合のオン時間ＴONも、燃料電池１０の備える
ＰＥＦＣモジュールのモジュール数等を考慮して適宜定
めればよい。
動ルーチンは、図５に示すように、まず、ダミー抵抗４
０に制御信号（スイッチオン信号）を出力してスイッチ
４２ａをオンする（ステップＳ３００）。これにより、
ダミー抵抗４０の抵抗値はＲに一旦設定される。その後
は、第１実施例における起動ルーチンのステップＳ１０
０からステップＳ１３５までの一連の処理（ダミー抵抗
接続・開放処理）を順次実行する（ステップＳ３１
０）。つまり、抵抗値がＲとされたダミー抵抗４０との
接続および開放を、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎ
までの各ＰＥＦＣモジュールについて順次実行する。こ
れにより、各ＰＥＦＣモジュールでは、所定のオン時間
ＴONに亘るダミー抵抗４０との接続およびその後の開放
がされるので、各ＰＥＦＣモジュールについての負荷電
流の変動が抵抗値Ｒのダミー抵抗４０により起きる。な
お、この場合のオン時間ＴONも、燃料電池１０の備える
ＰＥＦＣモジュールのモジュール数等を考慮して適宜定
めればよい。
【００６６】ステップＳ３１０に続いては、ダミー抵抗
４０に制御信号（スイッチオン信号）を出力してスイッ
チ４２ａとスイッチ４２ｂをオンする（ステップＳ３２
０）。これにより、ダミー抵抗４０の抵抗値はＲ／２に
変更される。その後は、上記した一連のダミー抵抗接続
・開放処理を実行する（ステップＳ３３０）。つまり、
抵抗値がＲ／２とされたダミー抵抗４０との接続および
開放を、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎまでの各Ｐ
ＥＦＣモジュールについて順次実行する。これにより、
各ＰＥＦＣモジュールについての負荷電流の変動が抵抗
値Ｒ／２のダミー抵抗４０により起きる。
４０に制御信号（スイッチオン信号）を出力してスイッ
チ４２ａとスイッチ４２ｂをオンする（ステップＳ３２
０）。これにより、ダミー抵抗４０の抵抗値はＲ／２に
変更される。その後は、上記した一連のダミー抵抗接続
・開放処理を実行する（ステップＳ３３０）。つまり、
抵抗値がＲ／２とされたダミー抵抗４０との接続および
開放を、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎまでの各Ｐ
ＥＦＣモジュールについて順次実行する。これにより、
各ＰＥＦＣモジュールについての負荷電流の変動が抵抗
値Ｒ／２のダミー抵抗４０により起きる。
【００６７】その後は、オンするダミー抵抗４０のスイ
ッチを一つずつ増やして（ステップＳ３４０，３６０）
ダミー抵抗４０の抵抗値を小さくし、抵抗値を低くした
都度にダミー抵抗接続・開放処理を実行して（ステップ
Ｓ３５０，３７０）、ダミー抵抗４０との接続および開
放を各ＰＥＦＣモジュールについて順次実行する。そし
て、第１実施例と同様に、出力電圧監視ルーチンにより
強制的にダミー抵抗４０との接続が断たれるまで上記し
た処理を繰り返す。
ッチを一つずつ増やして（ステップＳ３４０，３６０）
ダミー抵抗４０の抵抗値を小さくし、抵抗値を低くした
都度にダミー抵抗接続・開放処理を実行して（ステップ
Ｓ３５０，３７０）、ダミー抵抗４０との接続および開
放を各ＰＥＦＣモジュールについて順次実行する。そし
て、第１実施例と同様に、出力電圧監視ルーチンにより
強制的にダミー抵抗４０との接続が断たれるまで上記し
た処理を繰り返す。
【００６８】以上説明したように、この第２実施例の燃
料電池１０では、各ＰＥＦＣモジュールについてダミー
抵抗４０との接続および開放を通してその負荷電流を変
動する際に、ダミー抵抗４０とＰＥＦＣモジュールとを
接続するごとに、ダミー抵抗４０の抵抗値を減少する。
よって、図６に示すように、ダミー抵抗４０とそれぞれ
のＰＥＦＣモジュールとの接続により負荷電流を流す際
の負荷電流量を各ＰＥＦＣモジュールについて徐々に増
大させて、負荷電流の深くなる程度を各ＰＥＦＣモジュ
ールについてのダミー抵抗４０との接続ごとに徐々に高
める。
料電池１０では、各ＰＥＦＣモジュールについてダミー
抵抗４０との接続および開放を通してその負荷電流を変
動する際に、ダミー抵抗４０とＰＥＦＣモジュールとを
接続するごとに、ダミー抵抗４０の抵抗値を減少する。
よって、図６に示すように、ダミー抵抗４０とそれぞれ
のＰＥＦＣモジュールとの接続により負荷電流を流す際
の負荷電流量を各ＰＥＦＣモジュールについて徐々に増
大させて、負荷電流の深くなる程度を各ＰＥＦＣモジュ
ールについてのダミー抵抗４０との接続ごとに徐々に高
める。
【００６９】このため、第２実施例の燃料電池１０によ
れば、各ＰＥＦＣモジュールにおけるそれぞれの燃料電
池セルのカソード側での生成水量を無理なく徐々に増大
させて、固体高分子電解質膜をより早期のうちに均一な
水分分布の湿潤状態にすることができる。この結果、第
２実施例の燃料電池１０によれば、適正な出力電圧（起
電力）を起動時からより短時間で得ることができる。し
かも、第２実施例の燃料電池１０によれば、負荷電流の
深くなる程度の漸増を通して、燃料電池１０全体として
の起動時における出力変動を抑制でき、燃料電池１０の
起動時における出力電圧をほぼ時間に比例して上昇させ
ることができる。
れば、各ＰＥＦＣモジュールにおけるそれぞれの燃料電
池セルのカソード側での生成水量を無理なく徐々に増大
させて、固体高分子電解質膜をより早期のうちに均一な
水分分布の湿潤状態にすることができる。この結果、第
２実施例の燃料電池１０によれば、適正な出力電圧（起
電力）を起動時からより短時間で得ることができる。し
かも、第２実施例の燃料電池１０によれば、負荷電流の
深くなる程度の漸増を通して、燃料電池１０全体として
の起動時における出力変動を抑制でき、燃料電池１０の
起動時における出力電圧をほぼ時間に比例して上昇させ
ることができる。
【００７０】また、この第２実施例の燃料電池１０で
も、第１実施例の燃料電池１０と同様に、ダミー抵抗４
０を必要とするに過ぎないことから、部品点数の低減や
抵抗の小型化等を図ることができる。
も、第１実施例の燃料電池１０と同様に、ダミー抵抗４
０を必要とするに過ぎないことから、部品点数の低減や
抵抗の小型化等を図ることができる。
【００７１】次に、第３実施例の燃料電池１０について
説明する。この第３実施例の燃料電池１０では、上記し
た第２実施例の燃料電池１０と起動ルーチンにおける処
理内容が次のように異なる。つまり、それぞれのＰＥＦ
Ｃモジュールとダミー抵抗４０との接続および開放を行
なう際に、図７に示すように、最初の接続時にはオン時
間ＴONに亘ってダミー抵抗４０の抵抗値をＲとし、次回
の接続時以降には、このオン時間ＴONの間においてダミ
ー抵抗４０の抵抗値を漸減しつつダミー抵抗４０との接
続を図る。
説明する。この第３実施例の燃料電池１０では、上記し
た第２実施例の燃料電池１０と起動ルーチンにおける処
理内容が次のように異なる。つまり、それぞれのＰＥＦ
Ｃモジュールとダミー抵抗４０との接続および開放を行
なう際に、図７に示すように、最初の接続時にはオン時
間ＴONに亘ってダミー抵抗４０の抵抗値をＲとし、次回
の接続時以降には、このオン時間ＴONの間においてダミ
ー抵抗４０の抵抗値を漸減しつつダミー抵抗４０との接
続を図る。
【００７２】このため、この第３実施例の燃料電池１０
では、それぞれのＰＥＦＣモジュールとダミー抵抗４０
との接続の間においても負荷電流量を漸増させて負荷電
流の変動を図り、負荷電流の深くなる程度をダミー抵抗
４０との接続の間に徐々に高めることができる。よっ
て、各燃料電池セルのカソード側での生成水量を無理な
く徐々に増大させて各燃料電池セルの固体高分子電解質
膜をより早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にする
ことができる。この結果、第３実施例の燃料電池１０に
よれば、適正な出力電圧（起電力）を起動時からより短
時間で得ることができる。具体的には、第３実施例の燃
料電池１０では、燃料電池１０と外部負荷１６とを起動
時に即座に接続する従来の燃料電池のほぼ半分程度の時
間で適正な出力電圧を得ることができた。
では、それぞれのＰＥＦＣモジュールとダミー抵抗４０
との接続の間においても負荷電流量を漸増させて負荷電
流の変動を図り、負荷電流の深くなる程度をダミー抵抗
４０との接続の間に徐々に高めることができる。よっ
て、各燃料電池セルのカソード側での生成水量を無理な
く徐々に増大させて各燃料電池セルの固体高分子電解質
膜をより早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にする
ことができる。この結果、第３実施例の燃料電池１０に
よれば、適正な出力電圧（起電力）を起動時からより短
時間で得ることができる。具体的には、第３実施例の燃
料電池１０では、燃料電池１０と外部負荷１６とを起動
時に即座に接続する従来の燃料電池のほぼ半分程度の時
間で適正な出力電圧を得ることができた。
【００７３】しかも、第３実施例の燃料電池１０にあっ
ても、負荷電流の深くなる程度の漸増を通して、燃料電
池１０全体としての起動時における出力変動を抑制で
き、燃料電池１０の起動時における出力電圧をほぼ時間
に比例して上昇させることができる。また、第３実施例
の燃料電池１０によれば、各ＰＥＦＣモジュールとダミ
ー抵抗４０との接続当初に燃料電池セルに急激な負荷を
かけることがないので、燃料電池セルの固体高分子電解
質膜の損傷を回避することができると共に、その膜厚を
薄くして水素イオンの透過の円滑化を図り電池特性を向
上することができる。
ても、負荷電流の深くなる程度の漸増を通して、燃料電
池１０全体としての起動時における出力変動を抑制で
き、燃料電池１０の起動時における出力電圧をほぼ時間
に比例して上昇させることができる。また、第３実施例
の燃料電池１０によれば、各ＰＥＦＣモジュールとダミ
ー抵抗４０との接続当初に燃料電池セルに急激な負荷を
かけることがないので、燃料電池セルの固体高分子電解
質膜の損傷を回避することができると共に、その膜厚を
薄くして水素イオンの透過の円滑化を図り電池特性を向
上することができる。
【００７４】なお、ＰＥＦＣモジュールとダミー抵抗４
０との接続の間においてダミー抵抗４０の抵抗値を漸減
させるには、図７に示すように、オン時間ＴONの間にお
いてオンするダミー抵抗４０のスイッチを所定時間経過
ごとに一つずつ増やして行けばよい。
０との接続の間においてダミー抵抗４０の抵抗値を漸減
させるには、図７に示すように、オン時間ＴONの間にお
いてオンするダミー抵抗４０のスイッチを所定時間経過
ごとに一つずつ増やして行けばよい。
【００７５】次に、第４実施例の燃料電池１０について
説明する。この第４実施例の燃料電池１０では、上記し
た各実施例での起動時における起動ルーチン，出力電圧
監視ルーチンに加え、スイッチ１８により燃料電池１０
が外部負荷１６と接続された後に以下に説明する負荷電
流収束制御（負荷電流収束ルーチン）を行なう点で上記
した各実施例の燃料電池１０とその構成が異なる。
説明する。この第４実施例の燃料電池１０では、上記し
た各実施例での起動時における起動ルーチン，出力電圧
監視ルーチンに加え、スイッチ１８により燃料電池１０
が外部負荷１６と接続された後に以下に説明する負荷電
流収束制御（負荷電流収束ルーチン）を行なう点で上記
した各実施例の燃料電池１０とその構成が異なる。
【００７６】この負荷電流収束ルーチンは、出力電圧監
視ルーチンにより外部負荷１６が接続されると（ステッ
プＳ２２０：図３参照）その接続を受けて開始される処
理である。そして、処理が開始されると、図８のフロー
チャートに示すように、まず、外部負荷１６が接続され
たときにダミー抵抗４０と接続されているＰＥＦＣモジ
ュールについて、ダミー抵抗４０との接続状態を継続す
る（ステップＳ４００）。例えば、外部負荷１６の接続
時にＰＥＦＣモジュール１０Ｂが抵抗値がＲ／５のダミ
ー抵抗４０と接続されていれば、このＰＥＦＣモジュー
ル１０Ｂとダミー抵抗４０との接続およびダミー抵抗４
０におけるスイッチの開閉状態（抵抗値がＲ／５である
のでスイッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ
がオン）をそのまま継続する。なお、この第３実施例に
おける出力電圧監視ルーチンのステップＳ２１０（図３
参照）では、切り換えスイッチ２２の初期位置復帰はな
されず、ダミー抵抗４０とＰＥＦＣモジュールとは接続
されたままである。また、以下の説明においては、外部
負荷１６の接続時にはＰＥＦＣモジュール１０Ｂがダミ
ー抵抗４０（スイッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２
ｄ，４２ｅがオン）と接続されいることを想定して説明
することとする。
視ルーチンにより外部負荷１６が接続されると（ステッ
プＳ２２０：図３参照）その接続を受けて開始される処
理である。そして、処理が開始されると、図８のフロー
チャートに示すように、まず、外部負荷１６が接続され
たときにダミー抵抗４０と接続されているＰＥＦＣモジ
ュールについて、ダミー抵抗４０との接続状態を継続す
る（ステップＳ４００）。例えば、外部負荷１６の接続
時にＰＥＦＣモジュール１０Ｂが抵抗値がＲ／５のダミ
ー抵抗４０と接続されていれば、このＰＥＦＣモジュー
ル１０Ｂとダミー抵抗４０との接続およびダミー抵抗４
０におけるスイッチの開閉状態（抵抗値がＲ／５である
のでスイッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ
がオン）をそのまま継続する。なお、この第３実施例に
おける出力電圧監視ルーチンのステップＳ２１０（図３
参照）では、切り換えスイッチ２２の初期位置復帰はな
されず、ダミー抵抗４０とＰＥＦＣモジュールとは接続
されたままである。また、以下の説明においては、外部
負荷１６の接続時にはＰＥＦＣモジュール１０Ｂがダミ
ー抵抗４０（スイッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２
ｄ，４２ｅがオン）と接続されいることを想定して説明
することとする。
【００７７】ステップＳ４００に続いては、ダミー抵抗
４０との接続状態を継続してから所定のオン時間ＴEND
（＜ＴON）が経過したか否かを判断し（ステップＳ４０
５）、肯定判断されるまで待機する。これにより、外部
負荷１６の接続時にダミー抵抗４０と接続されているＰ
ＥＦＣモジュール１０Ｂには、外部負荷１６との接続後
にも所定のオン時間ＴEND に亘ってダミー抵抗４０（抵
抗値Ｒ／５）による負荷電流が継続して流れ、このＰＥ
ＦＣモジュール１０Ｂにおける負荷電流は維持される。
４０との接続状態を継続してから所定のオン時間ＴEND
（＜ＴON）が経過したか否かを判断し（ステップＳ４０
５）、肯定判断されるまで待機する。これにより、外部
負荷１６の接続時にダミー抵抗４０と接続されているＰ
ＥＦＣモジュール１０Ｂには、外部負荷１６との接続後
にも所定のオン時間ＴEND に亘ってダミー抵抗４０（抵
抗値Ｒ／５）による負荷電流が継続して流れ、このＰＥ
ＦＣモジュール１０Ｂにおける負荷電流は維持される。
【００７８】ステップＳ４０５で肯定判断すると、切り
換えスイッチ２２に制御信号を出力してダミー抵抗４０
と次順序のＰＥＦＣモジュール、この場合にはＰＥＦＣ
モジュール１０Ｃとを接続し（ステップＳ４１０）、そ
れまでダミー抵抗４０と接続されていたＰＥＦＣモジュ
ール１０Ｂを開放する。続いて、ＰＥＦＣモジュール１
０Ｃを選択的に接続してからの経過時間を計時しこれが
所定のオン時間ＴENDに達したか否かを判断し（ステッ
プＳ４１５）、肯定判断されるまで待機する。これによ
り、ＰＥＦＣモジュール１０Ｃには所定のオン時間ＴEN
D に亘って負荷電流が流れる。その一方で、ＰＥＦＣモ
ジュール１０Ｂはダミー抵抗４０から開放されてダミー
抵抗４０による負荷電流は流れなくなることになる。
換えスイッチ２２に制御信号を出力してダミー抵抗４０
と次順序のＰＥＦＣモジュール、この場合にはＰＥＦＣ
モジュール１０Ｃとを接続し（ステップＳ４１０）、そ
れまでダミー抵抗４０と接続されていたＰＥＦＣモジュ
ール１０Ｂを開放する。続いて、ＰＥＦＣモジュール１
０Ｃを選択的に接続してからの経過時間を計時しこれが
所定のオン時間ＴENDに達したか否かを判断し（ステッ
プＳ４１５）、肯定判断されるまで待機する。これによ
り、ＰＥＦＣモジュール１０Ｃには所定のオン時間ＴEN
D に亘って負荷電流が流れる。その一方で、ＰＥＦＣモ
ジュール１０Ｂはダミー抵抗４０から開放されてダミー
抵抗４０による負荷電流は流れなくなることになる。
【００７９】その後、総てのＰＥＦＣモジュールについ
て、順次ダミー抵抗４０との選択的な切り換え接続およ
びオン時間ＴEND の待機を行ない、最終順序のＰＥＦＣ
モジュール、この場合にはＰＥＦＣモジュール１０Ａと
の選択的接続（ステップＳ４２０）、オン時間ＴEND の
待機（ステップＳ４２５）を行なう。つまり、抵抗値が
Ｒ／５のダミー抵抗４０との接続および開放をＰＥＦＣ
モジュール１０Ｂ，１０Ｃ…１０ＮおよびＰＥＦＣモジ
ュール１０Ａの順に行ない、抵抗値がＲ／５のダミー抵
抗４０による負荷電流を各ＰＥＦＣモジュールについて
外部負荷１６の接続後にも継続して流す。なお、総ての
ＰＥＦＣモジュールについてのダミー抵抗４０との選択
的な切り換え接続およびオン時間ＴEND の待機の一連の
処理を、以下ダミー抵抗接続・開放継続処理（ステップ
Ｓ４３０）という。
て、順次ダミー抵抗４０との選択的な切り換え接続およ
びオン時間ＴEND の待機を行ない、最終順序のＰＥＦＣ
モジュール、この場合にはＰＥＦＣモジュール１０Ａと
の選択的接続（ステップＳ４２０）、オン時間ＴEND の
待機（ステップＳ４２５）を行なう。つまり、抵抗値が
Ｒ／５のダミー抵抗４０との接続および開放をＰＥＦＣ
モジュール１０Ｂ，１０Ｃ…１０ＮおよびＰＥＦＣモジ
ュール１０Ａの順に行ない、抵抗値がＲ／５のダミー抵
抗４０による負荷電流を各ＰＥＦＣモジュールについて
外部負荷１６の接続後にも継続して流す。なお、総ての
ＰＥＦＣモジュールについてのダミー抵抗４０との選択
的な切り換え接続およびオン時間ＴEND の待機の一連の
処理を、以下ダミー抵抗接続・開放継続処理（ステップ
Ｓ４３０）という。
【００８０】そして、ステップＳ４３０に続いては、ダ
ミー抵抗４０に制御信号（スイッチオフ信号）を出力し
てスイッチ４２ｅをオフする（ステップＳ４４０）。こ
れにより、ダミー抵抗４０の抵抗値はＲ／４に増大変更
される。その後は、上記した一連のダミー抵抗接続・開
放継続処理を実行し（ステップＳ４５０）、引き続いて
スイッチ４２ｄ，４２ｃ，４２ｂのオフ（ステップＳ４
６０，４８０）、並びにダミー抵抗接続・開放継続処理
を実行する（ステップＳ４７０，４９０）。これによ
り、ダミー抵抗４０の抵抗値がＲ／４，Ｒ／３，Ｒ／
２，Ｒと増大変更されるごとに、ＰＥＦＣモジュール１
０Ｂ，１０Ｃ…１０ＮおよびＰＥＦＣモジュール１０Ａ
の順にダミー抵抗４０との接続および開放がなされる。
ミー抵抗４０に制御信号（スイッチオフ信号）を出力し
てスイッチ４２ｅをオフする（ステップＳ４４０）。こ
れにより、ダミー抵抗４０の抵抗値はＲ／４に増大変更
される。その後は、上記した一連のダミー抵抗接続・開
放継続処理を実行し（ステップＳ４５０）、引き続いて
スイッチ４２ｄ，４２ｃ，４２ｂのオフ（ステップＳ４
６０，４８０）、並びにダミー抵抗接続・開放継続処理
を実行する（ステップＳ４７０，４９０）。これによ
り、ダミー抵抗４０の抵抗値がＲ／４，Ｒ／３，Ｒ／
２，Ｒと増大変更されるごとに、ＰＥＦＣモジュール１
０Ｂ，１０Ｃ…１０ＮおよびＰＥＦＣモジュール１０Ａ
の順にダミー抵抗４０との接続および開放がなされる。
【００８１】ステップＳ４９０に続いては、切り換えス
イッチ２２に制御信号（初期位置復帰指令）を出力して
切り換えスイッチ２２を初期位置に復帰させ（ステップ
Ｓ５００）、これ以降は総てのＰＥＦＣモジュールとダ
ミー抵抗４０との接続を断つ。
イッチ２２に制御信号（初期位置復帰指令）を出力して
切り換えスイッチ２２を初期位置に復帰させ（ステップ
Ｓ５００）、これ以降は総てのＰＥＦＣモジュールとダ
ミー抵抗４０との接続を断つ。
【００８２】以上説明したように、この第４実施例の燃
料電池１０では、あるＰＥＦＣモジュールについての起
動時からの負荷電流の変化の様子を表わす図９に示すよ
うに、外部負荷１６との接続後にも各ＰＥＦＣモジュー
ルに継続してダミー抵抗４０による負荷電流を流し、そ
の負荷電流をダミー抵抗４０の抵抗値を増大変更を通し
て徐々に減少させやがてゼロとする。この結果、第４実
施例の燃料電池１０によれば、外部負荷１６の接続直後
におして負荷電流を急変させないので、燃料電池セルの
固体高分子電解質膜の損傷を回避することができると共
に、その固体高分子電解質膜の薄膜化を通して水素イオ
ンの膜透過の円滑化を図り電池特性を向上することがで
きる。
料電池１０では、あるＰＥＦＣモジュールについての起
動時からの負荷電流の変化の様子を表わす図９に示すよ
うに、外部負荷１６との接続後にも各ＰＥＦＣモジュー
ルに継続してダミー抵抗４０による負荷電流を流し、そ
の負荷電流をダミー抵抗４０の抵抗値を増大変更を通し
て徐々に減少させやがてゼロとする。この結果、第４実
施例の燃料電池１０によれば、外部負荷１６の接続直後
におして負荷電流を急変させないので、燃料電池セルの
固体高分子電解質膜の損傷を回避することができると共
に、その固体高分子電解質膜の薄膜化を通して水素イオ
ンの膜透過の円滑化を図り電池特性を向上することがで
きる。
【００８３】次に、第５実施例の燃料電池１０について
説明する。この第５実施例の燃料電池１０では、負荷電
流収束ルーチンのステップＳ４０５，４１５，４２５等
における外部負荷接続後のオン時間ＴEND を外部負荷接
続前の起動時のオン時間ＴONと等しくした点でのみ、上
記の第４実施例と相違する。このように構成した第５実
施例の燃料電池１０によっても、あるＰＥＦＣモジュー
ルについての起動時からの負荷電流の変化の様子を表わ
す図１０に示すように、外部負荷１６の接続直後におし
て負荷電流を急変させないので、燃料電池セルの固体高
分子電解質膜の損傷を回避することができる。
説明する。この第５実施例の燃料電池１０では、負荷電
流収束ルーチンのステップＳ４０５，４１５，４２５等
における外部負荷接続後のオン時間ＴEND を外部負荷接
続前の起動時のオン時間ＴONと等しくした点でのみ、上
記の第４実施例と相違する。このように構成した第５実
施例の燃料電池１０によっても、あるＰＥＦＣモジュー
ルについての起動時からの負荷電流の変化の様子を表わ
す図１０に示すように、外部負荷１６の接続直後におし
て負荷電流を急変させないので、燃料電池セルの固体高
分子電解質膜の損傷を回避することができる。
【００８４】次に、第６実施例の燃料電池５０について
説明する。なお、以下の説明に当たっては、第１実施例
の燃料電池１０と同一の機能又は構成を有する部材につ
いては第１実施例と同一の符号を付してその説明を省略
し、異なる構成について詳述することとする。
説明する。なお、以下の説明に当たっては、第１実施例
の燃料電池１０と同一の機能又は構成を有する部材につ
いては第１実施例と同一の符号を付してその説明を省略
し、異なる構成について詳述することとする。
【００８５】図１１に示すように、燃料電池５０は、そ
の構成単位である図示しない燃料電池セルの各々のアノ
ードに水素ガスを供給する水素ガス供給管５２および過
剰水素ガスを電池外に排出する水素ガス排出管５４と、
燃料電池セルの各々のカソードに酸素ガスを供給する酸
素ガス供給管５６および過剰酸素ガスを電池外に排出す
る酸素ガス排出管５８とを備える。そして、各燃料ガス
の供給管には、その上流側から、管路を通過するガスの
圧力を調整する圧力調整バルブ６０，６２と、管路を通
過するガスの流量を調整する流量調整器（マスフローコ
ントローラ：略号ＭＦＣ）６４，６６と、管路を通過す
るガスをバブリングして加湿する加湿器６８，７０とが
設けられている。また、各燃料ガスの排出管には、管路
を通過するガスの圧力調整を通して管路のガス背圧を調
整する背圧調整バルブ７２，７４が設けられている。な
お、上記した圧力調整バルブ６０，６２、流量調整器６
４，６６、背圧調整バルブ７２，７４のそれぞれは、所
定の調整圧力又は流量に予め設定されている。
の構成単位である図示しない燃料電池セルの各々のアノ
ードに水素ガスを供給する水素ガス供給管５２および過
剰水素ガスを電池外に排出する水素ガス排出管５４と、
燃料電池セルの各々のカソードに酸素ガスを供給する酸
素ガス供給管５６および過剰酸素ガスを電池外に排出す
る酸素ガス排出管５８とを備える。そして、各燃料ガス
の供給管には、その上流側から、管路を通過するガスの
圧力を調整する圧力調整バルブ６０，６２と、管路を通
過するガスの流量を調整する流量調整器（マスフローコ
ントローラ：略号ＭＦＣ）６４，６６と、管路を通過す
るガスをバブリングして加湿する加湿器６８，７０とが
設けられている。また、各燃料ガスの排出管には、管路
を通過するガスの圧力調整を通して管路のガス背圧を調
整する背圧調整バルブ７２，７４が設けられている。な
お、上記した圧力調整バルブ６０，６２、流量調整器６
４，６６、背圧調整バルブ７２，７４のそれぞれは、所
定の調整圧力又は流量に予め設定されている。
【００８６】この第６実施例のは燃料電池５０は、外部
負荷１６と並列に二つのダミー抵抗７６，７８を備え、
このダミー抵抗７６，７８のそれぞれは、加湿器６８，
７０における発熱抵抗として当該加湿器６８，７０に装
着されている。また、ダミー抵抗７６，７８のそれぞれ
は、燃料電池５０から外部負荷１６への給電ラインにス
イッチ８０，８２を介して個別に接続されている。な
お、ダミー抵抗７６，７８の構成並びにガス加湿器への
装着の様子については後述する。
負荷１６と並列に二つのダミー抵抗７６，７８を備え、
このダミー抵抗７６，７８のそれぞれは、加湿器６８，
７０における発熱抵抗として当該加湿器６８，７０に装
着されている。また、ダミー抵抗７６，７８のそれぞれ
は、燃料電池５０から外部負荷１６への給電ラインにス
イッチ８０，８２を介して個別に接続されている。な
お、ダミー抵抗７６，７８の構成並びにガス加湿器への
装着の様子については後述する。
【００８７】このほか、燃料電池５０は、第１実施例の
燃料電池１０と同様に、スイッチ１８と電圧計２４と電
子制御装置３０とを備える。そして、電子制御装置３０
により、上記したスイッチ８０，８２やスイッチ１８の
開閉を行なう。
燃料電池１０と同様に、スイッチ１８と電圧計２４と電
子制御装置３０とを備える。そして、電子制御装置３０
により、上記したスイッチ８０，８２やスイッチ１８の
開閉を行なう。
【００８８】水素ガス供給管５２に設けられた加湿器６
８は、図１２に示すように、内部に加湿用の水を貯留す
る金属製の容器本体６８ａと、水素ガス供給管５２に接
続され容器本体６８ａに水素ガスを導入する導入管６８
ｂと、水素ガス供給管５２に接続され容器本体６８ａか
ら加湿済みの水素ガスを排出する排出管６８ｃとを備え
る。この導入管６８ｂは、その先端が容器本体６８ａの
貯留水中に位置し、貯留水中に水素ガスを導入してバブ
リングするよう設けられている。一方、排出管６８ｃ
は、その先端が貯留水に浸からないように位置し、バブ
リングされて貯留水水面から出てきた水素ガスを容器本
体６８ａから排出するよう設けられている。なお、酸素
ガス供給管５６に設けられた加湿器７０は、その構成が
加湿器６８と同一なのでその説明を省略する。
８は、図１２に示すように、内部に加湿用の水を貯留す
る金属製の容器本体６８ａと、水素ガス供給管５２に接
続され容器本体６８ａに水素ガスを導入する導入管６８
ｂと、水素ガス供給管５２に接続され容器本体６８ａか
ら加湿済みの水素ガスを排出する排出管６８ｃとを備え
る。この導入管６８ｂは、その先端が容器本体６８ａの
貯留水中に位置し、貯留水中に水素ガスを導入してバブ
リングするよう設けられている。一方、排出管６８ｃ
は、その先端が貯留水に浸からないように位置し、バブ
リングされて貯留水水面から出てきた水素ガスを容器本
体６８ａから排出するよう設けられている。なお、酸素
ガス供給管５６に設けられた加湿器７０は、その構成が
加湿器６８と同一なのでその説明を省略する。
【００８９】また、加湿器６８には、金属製の容器本体
６８ａの外周壁にダミー抵抗７６が装着されている。つ
まり、ダミー抵抗７６は、面状発熱体７６ａ〜７６ｎか
らなり、隣合う面状発熱体を直列に接続して構成され
る。各面状発熱体は、容器本体６８ａの外周壁に適宜な
方法、例えば接着，埋設等により固定されている。そし
て、面状発熱体７６ａは燃料電池５０における給電ライ
ンに、面状発熱体７６ｎはスイッチ８０にそれぞれ接続
されており（図１１参照）、スイッチ８０の開閉でダミ
ー抵抗７６の各面状発熱体７６ａ〜７６ｎに通電され
る。従って、加湿器６８は、スイッチ８０を介した通電
によるダミー抵抗７６の各面状発熱体７６ａ〜７６ｎの
発熱により、容器本体６８ａの外周壁を通して貯留水を
加温することができる。
６８ａの外周壁にダミー抵抗７６が装着されている。つ
まり、ダミー抵抗７６は、面状発熱体７６ａ〜７６ｎか
らなり、隣合う面状発熱体を直列に接続して構成され
る。各面状発熱体は、容器本体６８ａの外周壁に適宜な
方法、例えば接着，埋設等により固定されている。そし
て、面状発熱体７６ａは燃料電池５０における給電ライ
ンに、面状発熱体７６ｎはスイッチ８０にそれぞれ接続
されており（図１１参照）、スイッチ８０の開閉でダミ
ー抵抗７６の各面状発熱体７６ａ〜７６ｎに通電され
る。従って、加湿器６８は、スイッチ８０を介した通電
によるダミー抵抗７６の各面状発熱体７６ａ〜７６ｎの
発熱により、容器本体６８ａの外周壁を通して貯留水を
加温することができる。
【００９０】この面状発熱体７６ａと面状発熱体７６ｎ
とは、図示しない発熱用電源と、電子制御装置３０によ
り開閉駆動する図示しない発熱用開閉スイッチを介して
接続されている。このため、燃料電池５０の定常運転時
にあっては、各面状発熱体７６ａ〜７６ｎには電子制御
装置３０による発熱用開閉スイッチの開閉を介して通電
されるため、各面状発熱体７６ａ〜７６ｎの発熱を通し
て加湿器６８の貯留水は所定温度に維持される。
とは、図示しない発熱用電源と、電子制御装置３０によ
り開閉駆動する図示しない発熱用開閉スイッチを介して
接続されている。このため、燃料電池５０の定常運転時
にあっては、各面状発熱体７６ａ〜７６ｎには電子制御
装置３０による発熱用開閉スイッチの開閉を介して通電
されるため、各面状発熱体７６ａ〜７６ｎの発熱を通し
て加湿器６８の貯留水は所定温度に維持される。
【００９１】この実施例にあっては、ダミー抵抗７６を
面状発熱体７６ａ〜７６ｎに分割して構成したが、単一
の面状発熱体、例えばシリコーンラバーヒータの如く柔
軟性を備えた面状発熱体とすることもできることは勿論
である。具体的には、帯状のシリコーンラバーヒータを
容器本体６８ａの外周壁に巻き付け、当該ヒータを密着
固定すればよい。
面状発熱体７６ａ〜７６ｎに分割して構成したが、単一
の面状発熱体、例えばシリコーンラバーヒータの如く柔
軟性を備えた面状発熱体とすることもできることは勿論
である。具体的には、帯状のシリコーンラバーヒータを
容器本体６８ａの外周壁に巻き付け、当該ヒータを密着
固定すればよい。
【００９２】なお、加湿器６８は、各面状発熱体を容器
本体６８ａの外周壁に固定した状態で、図示しない断熱
容器に収納されている。また、加湿器６８には、貯留水
の温度を検出するための温度センサ（図示省略）や加湿
器内のガス圧を測定するための圧力センサ（図示省略）
等が必要に応じて備え付けられる。
本体６８ａの外周壁に固定した状態で、図示しない断熱
容器に収納されている。また、加湿器６８には、貯留水
の温度を検出するための温度センサ（図示省略）や加湿
器内のガス圧を測定するための圧力センサ（図示省略）
等が必要に応じて備え付けられる。
【００９３】上記した構成を備える第６実施例の燃料電
池５０では、図示しない外部負荷起動スイッチがオンさ
れると、次のようにしてスイッチ８０，８２をオン・オ
フし、燃料電池５０に、詳しくは燃料電池５０を構成す
る燃料電池セルに負荷電流の変動（負荷電流の浅い・深
い）を起こさせる。つまり、外部負荷起動スイッチがオ
ンされると、まず、電子制御装置３０によりスイッチ８
０をオンとして、アノード側の加湿器６８のダミー抵抗
７６（面状発熱体７６ａ〜７６ｎ）と燃料電池５０とを
接続する。続いて、燃料電池５０と加湿器６８のダミー
抵抗７６とを接続してからの経過時間を計時しこれが所
定のオン時間ＴONに達した時点で、スイッチ８０をオフ
として加湿器６８のダミー抵抗７６との接続を断つ。
池５０では、図示しない外部負荷起動スイッチがオンさ
れると、次のようにしてスイッチ８０，８２をオン・オ
フし、燃料電池５０に、詳しくは燃料電池５０を構成す
る燃料電池セルに負荷電流の変動（負荷電流の浅い・深
い）を起こさせる。つまり、外部負荷起動スイッチがオ
ンされると、まず、電子制御装置３０によりスイッチ８
０をオンとして、アノード側の加湿器６８のダミー抵抗
７６（面状発熱体７６ａ〜７６ｎ）と燃料電池５０とを
接続する。続いて、燃料電池５０と加湿器６８のダミー
抵抗７６とを接続してからの経過時間を計時しこれが所
定のオン時間ＴONに達した時点で、スイッチ８０をオフ
として加湿器６８のダミー抵抗７６との接続を断つ。
【００９４】次いで、ダミー抵抗７６との接続を断って
からの経過時間を計時しこれが所定のオフ時間ＴOFF に
達した時点でスイッチ８２をオンとして、カソード側の
加湿器７０のダミー抵抗７８（面状発熱体７８ａ〜７８
ｎ）と燃料電池５０とを接続する。その後は、燃料電池
５０とカソード側の加湿器７０のダミー抵抗７８との接
続をオン時間ＴONに亘って継続した後にスイッチ８２を
オフして当該接続を遮断し、オフ時間ＴOFF の経過後に
燃料電池５０とアノード側の加湿器６８のダミー抵抗７
６とを接続する。そして、それ以降は、上記したスイッ
チ８０およびスイッチ８２のオン・オフの繰り返しを介
して、オフ時間ＴOFF ごとにオン時間ＴONに亘って燃料
電池５０とダミー抵抗７６又はダミー抵抗７８のいずれ
かを交互に接続し、燃料電池５０との接続・開放が繰り
返される。
からの経過時間を計時しこれが所定のオフ時間ＴOFF に
達した時点でスイッチ８２をオンとして、カソード側の
加湿器７０のダミー抵抗７８（面状発熱体７８ａ〜７８
ｎ）と燃料電池５０とを接続する。その後は、燃料電池
５０とカソード側の加湿器７０のダミー抵抗７８との接
続をオン時間ＴONに亘って継続した後にスイッチ８２を
オフして当該接続を遮断し、オフ時間ＴOFF の経過後に
燃料電池５０とアノード側の加湿器６８のダミー抵抗７
６とを接続する。そして、それ以降は、上記したスイッ
チ８０およびスイッチ８２のオン・オフの繰り返しを介
して、オフ時間ＴOFF ごとにオン時間ＴONに亘って燃料
電池５０とダミー抵抗７６又はダミー抵抗７８のいずれ
かを交互に接続し、燃料電池５０との接続・開放が繰り
返される。
【００９５】従って、燃料電池５０には所定のオン時間
ＴONに亘ってダミー抵抗７６又はダミー抵抗７８のいず
れかにより負荷電流が流れ、燃料電池５０における負荷
電流が深くなる。一方、所定のオン時間ＴONの経過後の
オフ時間ＴOFF に亘っては、燃料電池５０は上記両ダミ
ー抵抗から開放されて当該ダミー抵抗による負荷電流は
流れなくなるので、その負荷電流は浅くなる。このた
め、燃料電池５０には、外部負荷１６に給電される以前
の起動時において負荷電流の浅い・深いが繰り返し起き
ることになる。
ＴONに亘ってダミー抵抗７６又はダミー抵抗７８のいず
れかにより負荷電流が流れ、燃料電池５０における負荷
電流が深くなる。一方、所定のオン時間ＴONの経過後の
オフ時間ＴOFF に亘っては、燃料電池５０は上記両ダミ
ー抵抗から開放されて当該ダミー抵抗による負荷電流は
流れなくなるので、その負荷電流は浅くなる。このた
め、燃料電池５０には、外部負荷１６に給電される以前
の起動時において負荷電流の浅い・深いが繰り返し起き
ることになる。
【００９６】上記したスイッチ８０およびスイッチ８２
のオン・オフを繰り返す一方で、燃料電池５０では、第
１実施例の燃料電池１０とほぼ同様の出力電圧監視制御
が行なわれている。つまり、外部負荷起動スイッチがオ
ンされると、電圧計２４からの出力電圧の読み込みを繰
り返し、読み込んだ出力電圧が適正であればスイッチ８
０およびスイッチ８２の両スイッチを共にオフとして、
それ以降の燃料電池５０とダミー抵抗７６，７８との接
続を断つ。そして、当該接続を断ってからスイッチ１８
をオンとして外部負荷１６と燃料電池５０とを接続し、
外部負荷１６に給電を開始する。従って、出力電圧が適
正となりスイッチ８０およびスイッチ８２の両スイッチ
が共にオフとされるまで、上記した負荷電流の浅い・深
いが繰り返されることになる。
のオン・オフを繰り返す一方で、燃料電池５０では、第
１実施例の燃料電池１０とほぼ同様の出力電圧監視制御
が行なわれている。つまり、外部負荷起動スイッチがオ
ンされると、電圧計２４からの出力電圧の読み込みを繰
り返し、読み込んだ出力電圧が適正であればスイッチ８
０およびスイッチ８２の両スイッチを共にオフとして、
それ以降の燃料電池５０とダミー抵抗７６，７８との接
続を断つ。そして、当該接続を断ってからスイッチ１８
をオンとして外部負荷１６と燃料電池５０とを接続し、
外部負荷１６に給電を開始する。従って、出力電圧が適
正となりスイッチ８０およびスイッチ８２の両スイッチ
が共にオフとされるまで、上記した負荷電流の浅い・深
いが繰り返されることになる。
【００９７】以上説明したように、第６実施例の燃料電
池５０にあっても、ダミー抵抗７６，７８による負荷電
流の浅い・深いの繰り返しを起こすことができるので、
既述したように、燃料電池５０を構成する各燃料電池セ
ルにおける固体高分子電解質膜の水分不足や水分過多の
偏在を順次解消することができる。よって、この第６実
施例の燃料電池５０によっても、各燃料電池セルの固体
高分子電解質膜を早期のうちに均一な水分分布で湿潤化
させて、適正な出力電圧（起電力）を起動時から短時間
で得ることができる。
池５０にあっても、ダミー抵抗７６，７８による負荷電
流の浅い・深いの繰り返しを起こすことができるので、
既述したように、燃料電池５０を構成する各燃料電池セ
ルにおける固体高分子電解質膜の水分不足や水分過多の
偏在を順次解消することができる。よって、この第６実
施例の燃料電池５０によっても、各燃料電池セルの固体
高分子電解質膜を早期のうちに均一な水分分布で湿潤化
させて、適正な出力電圧（起電力）を起動時から短時間
で得ることができる。
【００９８】しかも、この第６実施例の燃料電池５０で
は、起動時間短縮のための上記したダミー抵抗７６，７
８と燃料電池５０との接続により、電池起動時における
負荷電流のダミー抵抗への通電を通して両ダミー抵抗を
発熱させる。この結果、燃料電池５０によれば、アノー
ド側およびカソード側の両加湿器の貯留水を電池起動時
の間に加温し燃料ガスを加温・加湿するので、早期のう
ちに加湿燃料ガス温度を電池の定常運転時における温度
に近づけて供給でき運転効率を向上することができる。
は、起動時間短縮のための上記したダミー抵抗７６，７
８と燃料電池５０との接続により、電池起動時における
負荷電流のダミー抵抗への通電を通して両ダミー抵抗を
発熱させる。この結果、燃料電池５０によれば、アノー
ド側およびカソード側の両加湿器の貯留水を電池起動時
の間に加温し燃料ガスを加温・加湿するので、早期のう
ちに加湿燃料ガス温度を電池の定常運転時における温度
に近づけて供給でき運転効率を向上することができる。
【００９９】また、電池起動時における燃料電池５０か
らの負荷電流の通電によりダミー抵抗７６，７８を介し
て予め加湿器６８，７０の貯留水を加温するので、燃料
電池５０の定常運転時に加湿器６８，７０の貯留水温度
を所定温度に維持するための発熱用電源の容量の大型化
を必要としない。このため、燃料電池５０によれば、発
熱用電源の小型化を通した燃料電池５０全体の小型軽量
化やコスト低減、および燃料電池５０の搭載対象物、例
えば電気自動車等の軽量化を図ることができる。
らの負荷電流の通電によりダミー抵抗７６，７８を介し
て予め加湿器６８，７０の貯留水を加温するので、燃料
電池５０の定常運転時に加湿器６８，７０の貯留水温度
を所定温度に維持するための発熱用電源の容量の大型化
を必要としない。このため、燃料電池５０によれば、発
熱用電源の小型化を通した燃料電池５０全体の小型軽量
化やコスト低減、および燃料電池５０の搭載対象物、例
えば電気自動車等の軽量化を図ることができる。
【０１００】次に、第７実施例の燃料電池５０について
説明する。この第７実施例の５０は、上記した第６実施
例の燃料電池５０と、ダミー抵抗７６，７８の各面状発
熱体の接続の仕方が異なる。つまり、図１３に示すよう
に、第７実施例の燃料電池５０では、隣合う面状発熱体
はそれぞれ並列に接続されて給電ラインと接続されてお
り、各々の面状発熱体７６ａ〜７６ｎは、電子制御装置
３０によりオン・オフするスイッチ７７ａ〜７７ｎを介
在してスイッチ８０に接続されている。よって、電子制
御装置３０により上記各スイッチ７７ａ〜７７ｎが回路
を開閉すると、その開閉状態により、ダミー抵抗７６と
しての抵抗値（合成抵抗値）は、Ｒ，Ｒ／２，Ｒ／３…
Ｒ／ｎと変化する。
説明する。この第７実施例の５０は、上記した第６実施
例の燃料電池５０と、ダミー抵抗７６，７８の各面状発
熱体の接続の仕方が異なる。つまり、図１３に示すよう
に、第７実施例の燃料電池５０では、隣合う面状発熱体
はそれぞれ並列に接続されて給電ラインと接続されてお
り、各々の面状発熱体７６ａ〜７６ｎは、電子制御装置
３０によりオン・オフするスイッチ７７ａ〜７７ｎを介
在してスイッチ８０に接続されている。よって、電子制
御装置３０により上記各スイッチ７７ａ〜７７ｎが回路
を開閉すると、その開閉状態により、ダミー抵抗７６と
しての抵抗値（合成抵抗値）は、Ｒ，Ｒ／２，Ｒ／３…
Ｒ／ｎと変化する。
【０１０１】この第７実施例における燃料電池５０で
は、第２実施例又は第３実施例における燃料電池１０と
ほぼ同様の起動ルーチンが実行される。つまり、スイッ
チ８０と共にオンするスイッチ７７ａ〜７７ｎの数を順
次増加させて、燃料電池５０とダミー抵抗７６との接続
の都度の抵抗値を徐々に小さくし、抵抗値を低くした都
度に燃料電池５０とダミー抵抗７６との接続・開放を行
なって負荷電流の変動を起こす。或いは、スイッチ８０
をオンして燃料電池５０とダミー抵抗７６とを接続して
いる間に、オンするスイッチ７７ａ〜７７ｎの数を順次
増加させてダミー抵抗７６の抵抗値を徐々に小さくし、
負荷電流の変動を起こす。
は、第２実施例又は第３実施例における燃料電池１０と
ほぼ同様の起動ルーチンが実行される。つまり、スイッ
チ８０と共にオンするスイッチ７７ａ〜７７ｎの数を順
次増加させて、燃料電池５０とダミー抵抗７６との接続
の都度の抵抗値を徐々に小さくし、抵抗値を低くした都
度に燃料電池５０とダミー抵抗７６との接続・開放を行
なって負荷電流の変動を起こす。或いは、スイッチ８０
をオンして燃料電池５０とダミー抵抗７６とを接続して
いる間に、オンするスイッチ７７ａ〜７７ｎの数を順次
増加させてダミー抵抗７６の抵抗値を徐々に小さくし、
負荷電流の変動を起こす。
【０１０２】上記の第７実施例における燃料電池５０で
あっても、既述した実施例と同様に、適正な出力電圧
（起電力）を起動時からより短時間で得ることができる
と共に、加湿燃料ガスの早期昇温を通した運転効率の向
上や、発熱用電源および燃料電池５０全体の小型軽量化
やコスト低減，燃料電池搭載対象物（電気自動車等）の
軽量化を図ることができる。
あっても、既述した実施例と同様に、適正な出力電圧
（起電力）を起動時からより短時間で得ることができる
と共に、加湿燃料ガスの早期昇温を通した運転効率の向
上や、発熱用電源および燃料電池５０全体の小型軽量化
やコスト低減，燃料電池搭載対象物（電気自動車等）の
軽量化を図ることができる。
【０１０３】次に、ダミー抵抗２０，４０およびダミー
抵抗７６，７８を用いない他の実施例について説明す
る。まず、第８実施例の燃料電池９０について説明す
る。なお、以下の説明に当たっては、上記した各実施例
の燃料電池と同一の機能又は構成を有する部材について
は該当する実施例と同一の符号を付してその説明を省略
し、異なる構成について詳述することとする。
抵抗７６，７８を用いない他の実施例について説明す
る。まず、第８実施例の燃料電池９０について説明す
る。なお、以下の説明に当たっては、上記した各実施例
の燃料電池と同一の機能又は構成を有する部材について
は該当する実施例と同一の符号を付してその説明を省略
し、異なる構成について詳述することとする。
【０１０４】図１４に示すように、燃料電池９０は、燃
料電池セルから構成されるＰＥＦＣモジュールを複数個
（Ｎ個）備え、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎを
図示しない電気配線にて直列に接続して開回路を形成す
る。なお、図示しない外部負荷（例えば、電気自動車用
の駆動モータ等）は、図示しないスイッチにより燃料電
池９０と接続される。
料電池セルから構成されるＰＥＦＣモジュールを複数個
（Ｎ個）備え、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎを
図示しない電気配線にて直列に接続して開回路を形成す
る。なお、図示しない外部負荷（例えば、電気自動車用
の駆動モータ等）は、図示しないスイッチにより燃料電
池９０と接続される。
【０１０５】燃料電池９０は、各ＰＥＦＣモジュール１
０Ａ〜１０Ｎに分岐して配設された水素ガス供給管５２
と、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎから合流して
配設された水素ガス排出管５４を備える。そして、水素
ガス供給管５２には、圧力調整バルブ６０と流量調整器
６４と加湿器６８とが、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜
１０Ｎへの分岐点の上流に設けられており、分岐点下流
の各分岐管路には逆止弁９２がそれぞれ設けられてい
る。一方、水素ガス排出管５４側では、管路を通過する
ガスの圧力調整を通して管路のガス背圧を調整するアノ
ード側背圧調整バルブ９４Ａ〜９４Ｎと逆止弁９６と
が、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎの各分岐管路
にＰＥＦＣモジュール側から順に設けられている。この
各アノード側背圧調整バルブ９４Ａ〜９４Ｎは、各ＰＥ
ＦＣモジュールから排出される水素ガスの背圧を電子制
御装置３０からの制御信号に基づき変更する。なお、酸
素ガスの供給管路（酸素ガス供給管５６，酸素ガス排出
管５８）についても、水素ガスの供給管路と同様に構成
されており、酸素ガス排出管５８側には、管路のガス背
圧を調整するカソード側背圧調整バルブ９５Ａ〜９５Ｎ
（図示省略）が、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎ
の各分岐管路ごとに設けられている。
０Ａ〜１０Ｎに分岐して配設された水素ガス供給管５２
と、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎから合流して
配設された水素ガス排出管５４を備える。そして、水素
ガス供給管５２には、圧力調整バルブ６０と流量調整器
６４と加湿器６８とが、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜
１０Ｎへの分岐点の上流に設けられており、分岐点下流
の各分岐管路には逆止弁９２がそれぞれ設けられてい
る。一方、水素ガス排出管５４側では、管路を通過する
ガスの圧力調整を通して管路のガス背圧を調整するアノ
ード側背圧調整バルブ９４Ａ〜９４Ｎと逆止弁９６と
が、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎの各分岐管路
にＰＥＦＣモジュール側から順に設けられている。この
各アノード側背圧調整バルブ９４Ａ〜９４Ｎは、各ＰＥ
ＦＣモジュールから排出される水素ガスの背圧を電子制
御装置３０からの制御信号に基づき変更する。なお、酸
素ガスの供給管路（酸素ガス供給管５６，酸素ガス排出
管５８）についても、水素ガスの供給管路と同様に構成
されており、酸素ガス排出管５８側には、管路のガス背
圧を調整するカソード側背圧調整バルブ９５Ａ〜９５Ｎ
（図示省略）が、各ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０Ｎ
の各分岐管路ごとに設けられている。
【０１０６】このほか、燃料電池９０は、第１実施例の
燃料電池１０と同様に、電圧計２４と電子制御装置３０
とを備えると共に、各ＰＥＦＣモジュールのインピーダ
ンスを測定するインピーダンス計９８を備える。
燃料電池１０と同様に、電圧計２４と電子制御装置３０
とを備えると共に、各ＰＥＦＣモジュールのインピーダ
ンスを測定するインピーダンス計９８を備える。
【０１０７】次に、上記した構成を備える第８実施例の
燃料電池９０がその起動時に実施する起動制御（起動ル
ーチン）について、図１５のフローチャートに基づき説
明する。なお、この第８実施例の燃料電池９０における
起動ルーチンも、図示しない外部負荷起動スイッチがオ
ンされるとそのオン信号を受けて開始される。
燃料電池９０がその起動時に実施する起動制御（起動ル
ーチン）について、図１５のフローチャートに基づき説
明する。なお、この第８実施例の燃料電池９０における
起動ルーチンも、図示しない外部負荷起動スイッチがオ
ンされるとそのオン信号を受けて開始される。
【０１０８】図１５のフローチャートに示すように、こ
の起動ルーチンでは、処理が開始されると、まず、アノ
ード側背圧調整バルブ９４Ａおよびカソード側背圧調整
バルブ９５Ａに制御信号（背圧昇圧指令）を出力して当
該両バルブを昇圧調整しＰＥＦＣモジュール１０Ａの背
圧を、アノード側およびカソード側について、定常運転
時の基準背圧Ｐ0 から△Ｐだけ昇圧する（ステップＳ５
００）。なお、この場合、他のアノード側背圧調整バル
ブ９４Ｂ〜９４Ｎおよびカソード側背圧調整バルブ９５
Ａ〜９５Ｎについては、基準背圧Ｐ0 のままである。続
いて、ＰＥＦＣモジュール１０Ａの背圧を昇圧してから
の経過時間を計時しこれが所定の昇圧時間ＴUPに達した
か否かを判断し（ステップＳ５０５）、肯定判断される
まで待機する。これにより、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ
では、所定の昇圧時間ＴUPに亘ってその背圧が高くされ
る（Ｐ0 ＋△Ｐ）。
の起動ルーチンでは、処理が開始されると、まず、アノ
ード側背圧調整バルブ９４Ａおよびカソード側背圧調整
バルブ９５Ａに制御信号（背圧昇圧指令）を出力して当
該両バルブを昇圧調整しＰＥＦＣモジュール１０Ａの背
圧を、アノード側およびカソード側について、定常運転
時の基準背圧Ｐ0 から△Ｐだけ昇圧する（ステップＳ５
００）。なお、この場合、他のアノード側背圧調整バル
ブ９４Ｂ〜９４Ｎおよびカソード側背圧調整バルブ９５
Ａ〜９５Ｎについては、基準背圧Ｐ0 のままである。続
いて、ＰＥＦＣモジュール１０Ａの背圧を昇圧してから
の経過時間を計時しこれが所定の昇圧時間ＴUPに達した
か否かを判断し（ステップＳ５０５）、肯定判断される
まで待機する。これにより、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ
では、所定の昇圧時間ＴUPに亘ってその背圧が高くされ
る（Ｐ0 ＋△Ｐ）。
【０１０９】この場合、背圧を昇圧する昇圧時間ＴUP
は、燃料電池９０の備えるＰＥＦＣモジュールのモジュ
ール数や昇圧圧力（△Ｐ），固体高分子電解質膜の膜厚
等を考慮して、例えば実験計画法等により定めればよ
い。
は、燃料電池９０の備えるＰＥＦＣモジュールのモジュ
ール数や昇圧圧力（△Ｐ），固体高分子電解質膜の膜厚
等を考慮して、例えば実験計画法等により定めればよ
い。
【０１１０】ステップＳ５０５で肯定判断すると、アノ
ード側背圧調整バルブ９４Ｂ，カソード側背圧調整バル
ブ９５Ｂに制御信号（背圧昇圧指令）を出力して当該バ
ルブを昇圧調整しＰＥＦＣモジュール１０Ｂの背圧を、
基準背圧Ｐ0 から△Ｐだけ昇圧する（ステップＳ５１
０）。この際、アノード側背圧調整バルブ９４Ａ，カソ
ード側背圧調整バルブ９５Ａは、その調整背圧が基準背
圧Ｐ0 となるよう復帰制御される。続いて、ＰＥＦＣモ
ジュール１０Ｂの背圧を昇圧してからの経過時間を計時
しこれが所定の昇圧時間ＴUPに達したか否かを判断し
（ステップＳ５１５）、肯定判断されるまで待機する。
これにより、ＰＥＦＣモジュール１０Ｂでは、所定の昇
圧時間ＴUPに亘ってその背圧が高くされる（Ｐ0 ＋△
Ｐ）。その一方で、ＰＥＦＣモジュール１０Ａはその背
圧が基準背圧Ｐ0 に復帰されるので、ＰＥＦＣモジュー
ル１０Ａについては、△Ｐだけの背圧昇圧および背圧降
圧（基準背圧Ｐ0 への復帰降圧）が起きることになる。
ード側背圧調整バルブ９４Ｂ，カソード側背圧調整バル
ブ９５Ｂに制御信号（背圧昇圧指令）を出力して当該バ
ルブを昇圧調整しＰＥＦＣモジュール１０Ｂの背圧を、
基準背圧Ｐ0 から△Ｐだけ昇圧する（ステップＳ５１
０）。この際、アノード側背圧調整バルブ９４Ａ，カソ
ード側背圧調整バルブ９５Ａは、その調整背圧が基準背
圧Ｐ0 となるよう復帰制御される。続いて、ＰＥＦＣモ
ジュール１０Ｂの背圧を昇圧してからの経過時間を計時
しこれが所定の昇圧時間ＴUPに達したか否かを判断し
（ステップＳ５１５）、肯定判断されるまで待機する。
これにより、ＰＥＦＣモジュール１０Ｂでは、所定の昇
圧時間ＴUPに亘ってその背圧が高くされる（Ｐ0 ＋△
Ｐ）。その一方で、ＰＥＦＣモジュール１０Ａはその背
圧が基準背圧Ｐ0 に復帰されるので、ＰＥＦＣモジュー
ル１０Ａについては、△Ｐだけの背圧昇圧および背圧降
圧（基準背圧Ｐ0 への復帰降圧）が起きることになる。
【０１１１】従って、ＰＥＦＣモジュール１０Ａを構成
する各燃料セルについては、その背圧が昇圧されている
間（ステップＳ５０５での待機期間）において、電気化
学的反応の活性が高まり反応が促進される。このため、
カソード側での生成水量が増加すると共に、アノード側
で生成された水素イオンのアノードからカソードに向け
た水和状態での固体高分子電解質膜における拡散促進を
通して、固体高分子電解質膜中に水素イオンに付随して
存在する水分子の数が多くなる。そして、この状態から
背圧が降圧されて電気化学的反応の活性が低下して反応
が抑制されるため、カソード側での水分生成と固体高分
子電解質膜における水素イオンの拡散がその時点で抑制
される。よって、カソード側における水分過剰とアノー
ド側における水消費を経た水分不足が一旦緩和され、し
かも、固体高分子電解質膜における水分子の自然拡散が
進行し固体高分子電解質膜における水分不足や水分過多
の偏在が解消に向かう。
する各燃料セルについては、その背圧が昇圧されている
間（ステップＳ５０５での待機期間）において、電気化
学的反応の活性が高まり反応が促進される。このため、
カソード側での生成水量が増加すると共に、アノード側
で生成された水素イオンのアノードからカソードに向け
た水和状態での固体高分子電解質膜における拡散促進を
通して、固体高分子電解質膜中に水素イオンに付随して
存在する水分子の数が多くなる。そして、この状態から
背圧が降圧されて電気化学的反応の活性が低下して反応
が抑制されるため、カソード側での水分生成と固体高分
子電解質膜における水素イオンの拡散がその時点で抑制
される。よって、カソード側における水分過剰とアノー
ド側における水消費を経た水分不足が一旦緩和され、し
かも、固体高分子電解質膜における水分子の自然拡散が
進行し固体高分子電解質膜における水分不足や水分過多
の偏在が解消に向かう。
【０１１２】ステップＳ５１５で肯定判断すると、ＰＥ
ＦＣモジュール１０Ｃについてのアノード側およびカソ
ード側の背圧昇圧（ステップＳ５２０），所定の昇圧時
間ＴUP待機（ステップＳ５２５）、更にＰＥＦＣモジュ
ール１０ＤからＰＥＦＣモジュール１０Ｎまでの各ＰＥ
ＦＣモジュールについてのアノード側およびカソード側
の背圧昇圧（ステップＳ５３０），所定の昇圧時間ＴUP
待機（ステップＳ５３５）を実行し、その後はステップ
Ｓ５００からの処理を繰り返す。つまり、ＰＥＦＣモジ
ュール１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールにつ
いて、順次、その背圧の昇圧および昇圧後の降圧を行な
うと、再度ＰＥＦＣモジュール１０Ａから、背圧の昇圧
および昇圧後の降圧を繰り返す。
ＦＣモジュール１０Ｃについてのアノード側およびカソ
ード側の背圧昇圧（ステップＳ５２０），所定の昇圧時
間ＴUP待機（ステップＳ５２５）、更にＰＥＦＣモジュ
ール１０ＤからＰＥＦＣモジュール１０Ｎまでの各ＰＥ
ＦＣモジュールについてのアノード側およびカソード側
の背圧昇圧（ステップＳ５３０），所定の昇圧時間ＴUP
待機（ステップＳ５３５）を実行し、その後はステップ
Ｓ５００からの処理を繰り返す。つまり、ＰＥＦＣモジ
ュール１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールにつ
いて、順次、その背圧の昇圧および昇圧後の降圧を行な
うと、再度ＰＥＦＣモジュール１０Ａから、背圧の昇圧
および昇圧後の降圧を繰り返す。
【０１１３】この一連の処理により、ＰＥＦＣモジュー
ル１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールについて
アノード側，カソード側の背圧の昇圧および降圧の繰り
返しが起きることになる。よって、ＰＥＦＣモジュール
１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールの各燃料電
池セルについても、背圧の昇圧および降圧の繰り返しを
通した電気化学的反応の活性の変動を経て、既述したよ
うに固体高分子電解質膜における水分子の自然拡散が進
行し、固体高分子電解質膜における水分不足や水分過多
の偏在が解消に向かう。
ル１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールについて
アノード側，カソード側の背圧の昇圧および降圧の繰り
返しが起きることになる。よって、ＰＥＦＣモジュール
１０Ａ〜１０Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールの各燃料電
池セルについても、背圧の昇圧および降圧の繰り返しを
通した電気化学的反応の活性の変動を経て、既述したよ
うに固体高分子電解質膜における水分子の自然拡散が進
行し、固体高分子電解質膜における水分不足や水分過多
の偏在が解消に向かう。
【０１１４】上記したアノード側の背圧の昇圧および降
圧を繰り返す一方で、この第８実施例の燃料電池９０で
は、第１実施例の燃料電池１０とほぼ同様の出力電圧監
視制御が行なわれている。つまり、外部負荷起動スイッ
チがオンされると、電圧計２４からの出力電圧の読み込
みを繰り返し、読み込んだ出力電圧が適正であれば総て
のアノード側背圧調整バルブ９４Ａ〜９４Ｎおよびカソ
ード側背圧調整バルブ９５Ａ〜９５Ｎを、その調整背圧
が基準背圧Ｐ0 となるよう復帰させる。そして、基準背
圧Ｐ0 に復帰してから図示しないスイッチをオンとして
外部負荷と燃料電池９０とを接続し、外部負荷に給電を
開始する。従って、出力電圧が適正となるまで、上記し
たアノード側，カソード側の背圧の昇圧および降圧が繰
り返されることになる。
圧を繰り返す一方で、この第８実施例の燃料電池９０で
は、第１実施例の燃料電池１０とほぼ同様の出力電圧監
視制御が行なわれている。つまり、外部負荷起動スイッ
チがオンされると、電圧計２４からの出力電圧の読み込
みを繰り返し、読み込んだ出力電圧が適正であれば総て
のアノード側背圧調整バルブ９４Ａ〜９４Ｎおよびカソ
ード側背圧調整バルブ９５Ａ〜９５Ｎを、その調整背圧
が基準背圧Ｐ0 となるよう復帰させる。そして、基準背
圧Ｐ0 に復帰してから図示しないスイッチをオンとして
外部負荷と燃料電池９０とを接続し、外部負荷に給電を
開始する。従って、出力電圧が適正となるまで、上記し
たアノード側，カソード側の背圧の昇圧および降圧が繰
り返されることになる。
【０１１５】以上説明したように第８実施例の燃料電池
９０では、出力電圧が適正とされるまでの間に亘って、
起動時ルーチンによるアノード側，カソード側の背圧の
昇圧および降圧の繰り返しを通して各ＰＥＦＣモジュー
ルの各燃料電池セルについて電気化学的反応の活性を変
動させる。このため、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０
Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールについて、各燃料電池セ
ルにおける固体高分子電解質膜の水分不足や水分過多の
偏在を順次解消することができる。よって、本実施例の
燃料電池９０によれば、各燃料電池セルの固体高分子電
解質膜を早期のうちに均一な水分分布で湿潤化させて、
適正な出力電圧（起電力）を起動時から短時間で得るこ
とができる。
９０では、出力電圧が適正とされるまでの間に亘って、
起動時ルーチンによるアノード側，カソード側の背圧の
昇圧および降圧の繰り返しを通して各ＰＥＦＣモジュー
ルの各燃料電池セルについて電気化学的反応の活性を変
動させる。このため、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０
Ｎまでの各ＰＥＦＣモジュールについて、各燃料電池セ
ルにおける固体高分子電解質膜の水分不足や水分過多の
偏在を順次解消することができる。よって、本実施例の
燃料電池９０によれば、各燃料電池セルの固体高分子電
解質膜を早期のうちに均一な水分分布で湿潤化させて、
適正な出力電圧（起電力）を起動時から短時間で得るこ
とができる。
【０１１６】ここで、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０
Ｃまでの３つのＰＥＦＣモジュールを有する燃料電池９
０を例に採り、具体的に説明する。図１６に示すよう
に、起動時において最初に背圧の昇圧および降圧が行な
われるＰＥＦＣモジュール１０Ａでは、その背圧の昇圧
による電気化学反応の活性の高まりに基づいて出力電圧
Ｅの上昇が起き、その後の降圧による活性の低下に基づ
いて一旦出力電圧Ｅが低下する。このような出力電圧Ｅ
の上昇・低下は各ＰＥＦＣモジュールについて時間差を
持って順次繰り返し起きる。しかし、背圧の昇圧および
降圧により、各燃料電池セルの固体高分子電解質膜の均
一な水分分布と湿潤化は速まるので、出力低下後におけ
る出力電圧Ｅの上昇は加速される。なお、各ＰＥＦＣモ
ジュールについての出力電圧Ｅについてのグラフ中に一
点鎖線で示した軌跡は、燃料電池９０と外部負荷とを起
動時に即座に接続する従来の燃料電池で得られる出力電
圧Ｅのものである（最下段グラフ参照）。
Ｃまでの３つのＰＥＦＣモジュールを有する燃料電池９
０を例に採り、具体的に説明する。図１６に示すよう
に、起動時において最初に背圧の昇圧および降圧が行な
われるＰＥＦＣモジュール１０Ａでは、その背圧の昇圧
による電気化学反応の活性の高まりに基づいて出力電圧
Ｅの上昇が起き、その後の降圧による活性の低下に基づ
いて一旦出力電圧Ｅが低下する。このような出力電圧Ｅ
の上昇・低下は各ＰＥＦＣモジュールについて時間差を
持って順次繰り返し起きる。しかし、背圧の昇圧および
降圧により、各燃料電池セルの固体高分子電解質膜の均
一な水分分布と湿潤化は速まるので、出力低下後におけ
る出力電圧Ｅの上昇は加速される。なお、各ＰＥＦＣモ
ジュールについての出力電圧Ｅについてのグラフ中に一
点鎖線で示した軌跡は、燃料電池９０と外部負荷とを起
動時に即座に接続する従来の燃料電池で得られる出力電
圧Ｅのものである（最下段グラフ参照）。
【０１１７】このため、３つのＰＥＦＣモジュールのそ
れぞれにおいて勿論、燃料電池９０全体としても出力電
圧Ｅは早期のうちに適正なものとなる。換言すれば、本
実施例の燃料電池９０によれば、出力電圧が適正なもの
となるまでの起動時間を短縮することができる。この場
合には、従来の燃料電池に比べて７０％（ｔ１／ｔ２）
の時間で適正な出力電圧を得ることができた。
れぞれにおいて勿論、燃料電池９０全体としても出力電
圧Ｅは早期のうちに適正なものとなる。換言すれば、本
実施例の燃料電池９０によれば、出力電圧が適正なもの
となるまでの起動時間を短縮することができる。この場
合には、従来の燃料電池に比べて７０％（ｔ１／ｔ２）
の時間で適正な出力電圧を得ることができた。
【０１１８】しかも、３つのＰＥＦＣモジュールについ
て背圧の昇圧および降圧の実施タイミングがずれている
ので、燃料電池９０としては適正な出力電圧を得るまで
の電圧変動を抑制することができる。このため、燃料電
池９０によれば、下記のような利点がある。
て背圧の昇圧および降圧の実施タイミングがずれている
ので、燃料電池９０としては適正な出力電圧を得るまで
の電圧変動を抑制することができる。このため、燃料電
池９０によれば、下記のような利点がある。
【０１１９】一般に、出力電圧に基づいて種々の制御を
行なうシステム、例えば既述した出力電圧監視ルーチン
（図３参照）のように出力電圧を常時読み込みその値に
応じて何らかの処理をするシステムでは、出力電圧の不
規則な変動によりその都度当該処理が実行されたり中止
されたりしないよう、いわゆるヒステリシスを持たせて
いる。つまり、制御に安全マージンを設けている。よっ
て、燃料電池の総てのＰＥＦＣモジュールについて背圧
の昇圧および降圧を同時に行なった場合には、電圧変動
が大きいためにヒステリシス幅を広くして安全マージン
を大きく設定しなければならない。しかし、本実施例の
燃料電池９０では、背圧の昇圧および降圧を各ＰＥＦＣ
モジュールごとに順次行なって電圧変動を抑制している
ので、ヒステリシス幅を狭くして安全マージンを少なく
することができる。この結果、燃料電池９０では、精度
の高い制御を行なうことができる。また、何らかの原因
で出力電圧が不用意に急変しても、燃料電池９０では、
このような異常発生に対して速やかに対応することがで
きる。
行なうシステム、例えば既述した出力電圧監視ルーチン
（図３参照）のように出力電圧を常時読み込みその値に
応じて何らかの処理をするシステムでは、出力電圧の不
規則な変動によりその都度当該処理が実行されたり中止
されたりしないよう、いわゆるヒステリシスを持たせて
いる。つまり、制御に安全マージンを設けている。よっ
て、燃料電池の総てのＰＥＦＣモジュールについて背圧
の昇圧および降圧を同時に行なった場合には、電圧変動
が大きいためにヒステリシス幅を広くして安全マージン
を大きく設定しなければならない。しかし、本実施例の
燃料電池９０では、背圧の昇圧および降圧を各ＰＥＦＣ
モジュールごとに順次行なって電圧変動を抑制している
ので、ヒステリシス幅を狭くして安全マージンを少なく
することができる。この結果、燃料電池９０では、精度
の高い制御を行なうことができる。また、何らかの原因
で出力電圧が不用意に急変しても、燃料電池９０では、
このような異常発生に対して速やかに対応することがで
きる。
【０１２０】また、この第８実施例の燃料電池９０で
は、背圧の昇圧および降圧をＰＥＦＣモジュール１０Ａ
〜１０Ｎのうちの一つのＰＥＦＣモジュールについての
みで行ない、背圧の昇圧および降圧の対象となるＰＥＦ
Ｃモジュールを順次変えていく。このため、一つのＰＥ
ＦＣモジュールについてのみしか背圧の急変によりガス
流量が変化しない。よって、総てのＰＥＦＣモジュール
について同時に背圧の昇圧および降圧を行なう場合に比
べてガス流量の変化を小さくすることができる。この結
果、燃料電池９０によれば、第１に、各ＰＥＦＣモジュ
ール下流の水素ガス排出管５４，酸素ガス排出管５８の
分岐管路を小径のものとすることができ、第２に、当該
管路を容易に保温することができる。従って、燃料電池
９０自体はもとより、燃料電池９０が搭載される電気自
動車等の軽量化を図ることができる。加えて、燃料電池
９０では、ガス流量の変化が小さいので、ガス排出管の
排気口からの排気音変動を小さくすることができる。
は、背圧の昇圧および降圧をＰＥＦＣモジュール１０Ａ
〜１０Ｎのうちの一つのＰＥＦＣモジュールについての
みで行ない、背圧の昇圧および降圧の対象となるＰＥＦ
Ｃモジュールを順次変えていく。このため、一つのＰＥ
ＦＣモジュールについてのみしか背圧の急変によりガス
流量が変化しない。よって、総てのＰＥＦＣモジュール
について同時に背圧の昇圧および降圧を行なう場合に比
べてガス流量の変化を小さくすることができる。この結
果、燃料電池９０によれば、第１に、各ＰＥＦＣモジュ
ール下流の水素ガス排出管５４，酸素ガス排出管５８の
分岐管路を小径のものとすることができ、第２に、当該
管路を容易に保温することができる。従って、燃料電池
９０自体はもとより、燃料電池９０が搭載される電気自
動車等の軽量化を図ることができる。加えて、燃料電池
９０では、ガス流量の変化が小さいので、ガス排出管の
排気口からの排気音変動を小さくすることができる。
【０１２１】次に、第９実施例の燃料電池９０について
説明する。この第９実施例の燃料電池９０は、その起動
時に行なう起動ルーチンの処理の内容が上記した第８実
施例の燃料電池９０と異なる。即ち、既述した背圧昇圧
処理（ステップＳ５００，５１０，５２０，５３０）と
所定の昇圧時間ＴUPの経過判断処理（ステップＳ５０
５，５１５，５２５，５３５）の一連の処理単位が次の
ように異なる。
説明する。この第９実施例の燃料電池９０は、その起動
時に行なう起動ルーチンの処理の内容が上記した第８実
施例の燃料電池９０と異なる。即ち、既述した背圧昇圧
処理（ステップＳ５００，５１０，５２０，５３０）と
所定の昇圧時間ＴUPの経過判断処理（ステップＳ５０
５，５１５，５２５，５３５）の一連の処理単位が次の
ように異なる。
【０１２２】図１７に示すように、第９実施例の燃料電
池９０が行なう起動ルーチンでは、第８実施例の燃料電
池９０と同様に、まず、ある一つのＰＥＦＣモジュール
について背圧昇圧処理（ステップＳ６００）と所定の昇
圧時間ＴUPの経過判断処理（ステップＳ６０５）とを行
なう。そして、ステップＳ６０５で肯定判断した場合に
は、第８実施例の燃料電池９０にはない新たな処理を行
なう。
池９０が行なう起動ルーチンでは、第８実施例の燃料電
池９０と同様に、まず、ある一つのＰＥＦＣモジュール
について背圧昇圧処理（ステップＳ６００）と所定の昇
圧時間ＴUPの経過判断処理（ステップＳ６０５）とを行
なう。そして、ステップＳ６０５で肯定判断した場合に
は、第８実施例の燃料電池９０にはない新たな処理を行
なう。
【０１２３】つまり、ステップＳ６０５で肯定判断すれ
ば、それまで背圧を昇圧していたある一つのＰＥＦＣモ
ジュールについてアノード側，カソード側の背圧調整バ
ルブによりその背圧を基準背圧Ｐ0 から△Ｐだけ降圧す
る（ステップＳ６１０）。その後、電圧計２４から出力
電圧を読み込み（ステップＳ６２０）、読み込んだ出力
電圧に応じて残りのＰＥＦＣモジュールについて背圧を
基準背圧Ｐ0 から昇圧する（ステップＳ６３０）。次い
で、上記ある一つのＰＥＦＣモジュールについて背圧の
降圧を開始してからの経過時間を計時し所定の降圧時間
ＴDOWNに達したか否かを判断し（ステップＳ６３５）、
肯定判断されるまでステップＳ６２０，６３０を繰り返
す。そして、ステップＳ６３５で肯定判断すれば、背圧
の昇圧および降圧の実行対象となるＰＥＦＣモジュール
を他の一つのＰＥＦＣモジュールとし、この他の一つの
ＰＥＦＣモジュールについてステップＳ６００〜６３５
までの処理を行なう。
ば、それまで背圧を昇圧していたある一つのＰＥＦＣモ
ジュールについてアノード側，カソード側の背圧調整バ
ルブによりその背圧を基準背圧Ｐ0 から△Ｐだけ降圧す
る（ステップＳ６１０）。その後、電圧計２４から出力
電圧を読み込み（ステップＳ６２０）、読み込んだ出力
電圧に応じて残りのＰＥＦＣモジュールについて背圧を
基準背圧Ｐ0 から昇圧する（ステップＳ６３０）。次い
で、上記ある一つのＰＥＦＣモジュールについて背圧の
降圧を開始してからの経過時間を計時し所定の降圧時間
ＴDOWNに達したか否かを判断し（ステップＳ６３５）、
肯定判断されるまでステップＳ６２０，６３０を繰り返
す。そして、ステップＳ６３５で肯定判断すれば、背圧
の昇圧および降圧の実行対象となるＰＥＦＣモジュール
を他の一つのＰＥＦＣモジュールとし、この他の一つの
ＰＥＦＣモジュールについてステップＳ６００〜６３５
までの処理を行なう。
【０１２４】これにより、上記ある一つのＰＥＦＣモジ
ュールでは、所定の昇圧時間ＴUPに亘ってその背圧が昇
圧（Ｐ0 ＋△Ｐ）された後、所定の降圧時間ＴDOWNに亘
ってその背圧が降圧（Ｐ0 −△Ｐ）される。しかし、残
りのＰＥＦＣモジュールでは、上記ある一つのＰＥＦＣ
モジュールで背圧が降圧されている所定の降圧時間ＴDO
WNに亘っては、その背圧が昇圧され、その昇圧の程度は
読み込んだ出力電圧に応じて定められる。例えば、出力
電圧が高ければ昇圧程度は少なくされる。
ュールでは、所定の昇圧時間ＴUPに亘ってその背圧が昇
圧（Ｐ0 ＋△Ｐ）された後、所定の降圧時間ＴDOWNに亘
ってその背圧が降圧（Ｐ0 −△Ｐ）される。しかし、残
りのＰＥＦＣモジュールでは、上記ある一つのＰＥＦＣ
モジュールで背圧が降圧されている所定の降圧時間ＴDO
WNに亘っては、その背圧が昇圧され、その昇圧の程度は
読み込んだ出力電圧に応じて定められる。例えば、出力
電圧が高ければ昇圧程度は少なくされる。
【０１２５】ここで、ＰＥＦＣモジュール１０Ａ〜１０
Ｃまでの３つのＰＥＦＣモジュールを有する燃料電池９
０を例に採り、具体的に説明する。図１８に示すよう
に、ＰＥＦＣモジュール１０Ａについては、時刻ｔ１，
ｔ４において、背圧昇圧後の降圧が行なわれ（ステップ
Ｓ６１０）、ＰＥＦＣモジュール１０Ｂについては時刻
ｔ２，ｔ５において、ＰＥＦＣモジュール１０Ｃについ
ては時刻ｔ３，ｔ６において、背圧昇圧後の降圧がそれ
ぞれ行なわれる。このため、ある一のＰＥＦＣモジュー
ルについては、例えばＰＥＦＣモジュール１０Ａについ
ては時刻ｔ１，ｔ４において出力電圧Ｅの一時的な低下
が見られるが、残りの二つのＰＥＦＣモジュールについ
てはこの時刻ｔ１，ｔ４では、ステップＳ６３０による
背圧の昇圧により出力電圧Ｅは上昇する。つまり、ＰＥ
ＦＣモジュール１０Ａでの背圧の降圧による出力電圧の
低下を、残りのＰＥＦＣモジュール１０Ｂ，１０Ｃでの
背圧の昇圧による出力電圧の上昇により打ち消す。な
お、各ＰＥＦＣモジュールについての出力電圧Ｅについ
てのグラフ中に一点鎖線で示した軌跡は、燃料電池９０
と外部負荷とを起動時に即座に接続する従来の燃料電池
で得られる出力電圧Ｅのものである（最下段グラフ参
照）。
Ｃまでの３つのＰＥＦＣモジュールを有する燃料電池９
０を例に採り、具体的に説明する。図１８に示すよう
に、ＰＥＦＣモジュール１０Ａについては、時刻ｔ１，
ｔ４において、背圧昇圧後の降圧が行なわれ（ステップ
Ｓ６１０）、ＰＥＦＣモジュール１０Ｂについては時刻
ｔ２，ｔ５において、ＰＥＦＣモジュール１０Ｃについ
ては時刻ｔ３，ｔ６において、背圧昇圧後の降圧がそれ
ぞれ行なわれる。このため、ある一のＰＥＦＣモジュー
ルについては、例えばＰＥＦＣモジュール１０Ａについ
ては時刻ｔ１，ｔ４において出力電圧Ｅの一時的な低下
が見られるが、残りの二つのＰＥＦＣモジュールについ
てはこの時刻ｔ１，ｔ４では、ステップＳ６３０による
背圧の昇圧により出力電圧Ｅは上昇する。つまり、ＰＥ
ＦＣモジュール１０Ａでの背圧の降圧による出力電圧の
低下を、残りのＰＥＦＣモジュール１０Ｂ，１０Ｃでの
背圧の昇圧による出力電圧の上昇により打ち消す。な
お、各ＰＥＦＣモジュールについての出力電圧Ｅについ
てのグラフ中に一点鎖線で示した軌跡は、燃料電池９０
と外部負荷とを起動時に即座に接続する従来の燃料電池
で得られる出力電圧Ｅのものである（最下段グラフ参
照）。
【０１２６】このため、３つのＰＥＦＣモジュールのそ
れぞれにおいては勿論、燃料電池９０全体としても出力
電圧Ｅは早期のうちに適正なものとなる。換言すれば、
本実施例の燃料電池９０によれば、出力電圧が適正なも
のとなるまでの起動時間を短縮することができる。この
場合には、従来の燃料電池に比べて７０％（ｔ１’／ｔ
２’）の時間で適正な出力電圧を得ることができた。
れぞれにおいては勿論、燃料電池９０全体としても出力
電圧Ｅは早期のうちに適正なものとなる。換言すれば、
本実施例の燃料電池９０によれば、出力電圧が適正なも
のとなるまでの起動時間を短縮することができる。この
場合には、従来の燃料電池に比べて７０％（ｔ１’／ｔ
２’）の時間で適正な出力電圧を得ることができた。
【０１２７】しかも、一のＰＥＦＣモジュールでの背圧
の降圧による出力電圧の低下を、残りのＰＥＦＣモジュ
ールでの背圧の昇圧による出力電圧の上昇により打ち消
すので、燃料電池９０としては適正な出力電圧を得るま
での電圧変動をより一層抑制することができる。このた
め、第９実施例の燃料電池９０によれば、電圧変動が小
さいための既述した利点（ヒステリシス幅の狭小化に伴
う制御精度向上や異常発生時の速やかな対処，排気音変
動の抑制等）がより顕著となる。
の降圧による出力電圧の低下を、残りのＰＥＦＣモジュ
ールでの背圧の昇圧による出力電圧の上昇により打ち消
すので、燃料電池９０としては適正な出力電圧を得るま
での電圧変動をより一層抑制することができる。このた
め、第９実施例の燃料電池９０によれば、電圧変動が小
さいための既述した利点（ヒステリシス幅の狭小化に伴
う制御精度向上や異常発生時の速やかな対処，排気音変
動の抑制等）がより顕著となる。
【０１２８】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこの様な実施例になんら限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態
様で実施し得ることは勿論である。
本発明はこの様な実施例になんら限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態
様で実施し得ることは勿論である。
【０１２９】例えば、第１実施例の燃料電池１０では、
各ＰＥＦＣモジュールごとにダミー抵抗２０との接続お
よび開放を行なうよう構成したが、次のように構成する
こともできる。つまり、ダミー抵抗２０の接続対象とな
る接点をＰＥＦＣモジュール１０Ａの＋側接点とＰＥＦ
Ｃモジュール１０Ｎの−側接点とし、ＰＥＦＣモジュー
ル１０Ａ〜１０Ｎまでの総てのＰＥＦＣモジュールにつ
いてダミー抵抗２０との接続および開放を所定時間ごと
に繰り返すよう構成してもよい。このように構成して
も、各ＰＥＦＣモジュールについて同時に負荷電流を変
動させることができるので、この負荷電流の変動を通し
た負荷電流の浅い・深いを経て固体高分子電解質膜の適
正な湿潤化を図ることができる。よって、この場合で
も、出力電圧を早期のうちに安定化することができる。
各ＰＥＦＣモジュールごとにダミー抵抗２０との接続お
よび開放を行なうよう構成したが、次のように構成する
こともできる。つまり、ダミー抵抗２０の接続対象とな
る接点をＰＥＦＣモジュール１０Ａの＋側接点とＰＥＦ
Ｃモジュール１０Ｎの−側接点とし、ＰＥＦＣモジュー
ル１０Ａ〜１０Ｎまでの総てのＰＥＦＣモジュールにつ
いてダミー抵抗２０との接続および開放を所定時間ごと
に繰り返すよう構成してもよい。このように構成して
も、各ＰＥＦＣモジュールについて同時に負荷電流を変
動させることができるので、この負荷電流の変動を通し
た負荷電流の浅い・深いを経て固体高分子電解質膜の適
正な湿潤化を図ることができる。よって、この場合で
も、出力電圧を早期のうちに安定化することができる。
【０１３０】第１実施例の燃料電池１０では、その起動
時において出力電圧を監視する出力電圧監視ルーチンを
切り換えスイッチ２２を切り換え制御する起動時ルーチ
ンとは別個のルーチンとしたが、これに限るわけではな
い。つまり、起動時ルーチンにおける各ＰＥＦＣモジュ
ール１０Ａのダミー抵抗２０との接続切り換えの都度
に、電圧計２４からの出力電圧の読み込みとその適正判
定を行ない、出力電圧が不適正であれば次のＰＥＦＣモ
ジュールのダミー抵抗２０との接続および開放を行な
い、適正であればその時点でＰＥＦＣモジュールとダミ
ー抵抗２０との接続を開放し燃料電池１０を外部負荷１
６と接続するよう構成すればよい。
時において出力電圧を監視する出力電圧監視ルーチンを
切り換えスイッチ２２を切り換え制御する起動時ルーチ
ンとは別個のルーチンとしたが、これに限るわけではな
い。つまり、起動時ルーチンにおける各ＰＥＦＣモジュ
ール１０Ａのダミー抵抗２０との接続切り換えの都度
に、電圧計２４からの出力電圧の読み込みとその適正判
定を行ない、出力電圧が不適正であれば次のＰＥＦＣモ
ジュールのダミー抵抗２０との接続および開放を行な
い、適正であればその時点でＰＥＦＣモジュールとダミ
ー抵抗２０との接続を開放し燃料電池１０を外部負荷１
６と接続するよう構成すればよい。
【０１３１】第３ないし第５実施例の燃料電池１０にお
ける起動時のダミー抵抗４０の抵抗値減少および外部負
荷１６接続後の抵抗値増大（図７，図９，図１０参照）
を、階段状に行なうのではなく、２次関数的或いは指数
関数的に変更したりすることもできる。更に、抵抗値を
変更するに当たり、燃料電池１０の温度や燃料ガスの加
湿状態並びにその温度等に応じてダミー抵抗４０の抵抗
値を変更するよう構成することもできる。また、ダミー
抵抗４０としては、スライド式やロータリー式等の適宜
な可変抵抗を用いることができる。
ける起動時のダミー抵抗４０の抵抗値減少および外部負
荷１６接続後の抵抗値増大（図７，図９，図１０参照）
を、階段状に行なうのではなく、２次関数的或いは指数
関数的に変更したりすることもできる。更に、抵抗値を
変更するに当たり、燃料電池１０の温度や燃料ガスの加
湿状態並びにその温度等に応じてダミー抵抗４０の抵抗
値を変更するよう構成することもできる。また、ダミー
抵抗４０としては、スライド式やロータリー式等の適宜
な可変抵抗を用いることができる。
【０１３２】第６実施例の燃料電池５０では、ダミー抵
抗７６又はダミー抵抗７８のいずれかと交互に接続する
よう構成したが、次のようにすることもできる。つま
り、一方のダミー抵抗、例えばダミー抵抗７６について
は起動時から燃料電池５０と接続したままとし、所定時
間ごとにダミー抵抗７８を追加して燃料電池５０と接続
するよう構成する。このように構成すれば、所定時間ご
とのダミー抵抗７８の追加接続の都度にダミー抵抗の抵
抗値が変わるので、具体的にはダミー抵抗７６単一の場
合の抵抗値からダミー抵抗７６とダミー抵抗７８の合成
抵抗値に変化するので、燃料電池５０に負荷電流の変動
を起こすことができる。
抗７６又はダミー抵抗７８のいずれかと交互に接続する
よう構成したが、次のようにすることもできる。つま
り、一方のダミー抵抗、例えばダミー抵抗７６について
は起動時から燃料電池５０と接続したままとし、所定時
間ごとにダミー抵抗７８を追加して燃料電池５０と接続
するよう構成する。このように構成すれば、所定時間ご
とのダミー抵抗７８の追加接続の都度にダミー抵抗の抵
抗値が変わるので、具体的にはダミー抵抗７６単一の場
合の抵抗値からダミー抵抗７６とダミー抵抗７８の合成
抵抗値に変化するので、燃料電池５０に負荷電流の変動
を起こすことができる。
【０１３３】更に、ダミー抵抗７６とダミー抵抗７８と
を並列としたが（図１１参照）、切り換えスイッチ等を
用いて両者の抵抗の接続状態を並列と直列に切り換え可
能に構成することもできる。このように構成すれば、全
体としての抵抗値を、一方の抵抗単独，両抵抗の直列，
両抵抗の並列の３つの場合の抵抗値とすることができる
ので、燃料電池５０に負荷電流の変動を起こすことがで
きる。
を並列としたが（図１１参照）、切り換えスイッチ等を
用いて両者の抵抗の接続状態を並列と直列に切り換え可
能に構成することもできる。このように構成すれば、全
体としての抵抗値を、一方の抵抗単独，両抵抗の直列，
両抵抗の並列の３つの場合の抵抗値とすることができる
ので、燃料電池５０に負荷電流の変動を起こすことがで
きる。
【０１３４】また、第６実施例の燃料電池５０におい
て、出力電圧がある程度にまで（例えば、定格の７０
％）上昇した時点で、アノード側のダミー抵抗７６とカ
ソード側のダミー抵抗７８とを同時に接続・開放するよ
う構成することもできる。
て、出力電圧がある程度にまで（例えば、定格の７０
％）上昇した時点で、アノード側のダミー抵抗７６とカ
ソード側のダミー抵抗７８とを同時に接続・開放するよ
う構成することもできる。
【０１３５】更に、第６実施例の燃料電池５０におい
て、加湿器６８，７０の貯留水温度が低い方についての
ダミー抵抗７６又はダミー抵抗７８の接続頻度を、他方
のダミー抵抗より高めるよう構成することもできる。こ
のように構成すれば、電池起動時における両加湿器６
８，７０の貯留水温度差を低くして、燃料電池５０にほ
ぼ同じ温度で加湿済みの燃料ガス（水素ガスおよび酸素
ガス）を供給することができる。
て、加湿器６８，７０の貯留水温度が低い方についての
ダミー抵抗７６又はダミー抵抗７８の接続頻度を、他方
のダミー抵抗より高めるよう構成することもできる。こ
のように構成すれば、電池起動時における両加湿器６
８，７０の貯留水温度差を低くして、燃料電池５０にほ
ぼ同じ温度で加湿済みの燃料ガス（水素ガスおよび酸素
ガス）を供給することができる。
【０１３６】第８実施例の燃料電池９０では、各ＰＥＦ
Ｃモジュールについての背圧の昇圧および降圧を行なう
際に、基準背圧Ｐ0 から△Ｐだけ昇圧しその後やはり△
Ｐだけ降圧するよう構成したが、次のようにすることも
できる。つまり、背圧を基準背圧Ｐ0 から所定期間に亘
り△Ｐだけ昇圧（Ｐ0 ＋△Ｐ）した後には、背圧を基準
背圧Ｐ0 から所定期間に亘って△Ｐだけ降圧（Ｐ0 −△
Ｐ）し、その後基準背圧Ｐ0 に復帰するよう構成するこ
ともできる。このように構成すれば、背圧の変動量を大
きくできるため、固体高分子電解質膜のより一層の早期
湿潤化を通してより早期のうちに適正な起電力を得るこ
とができる。
Ｃモジュールについての背圧の昇圧および降圧を行なう
際に、基準背圧Ｐ0 から△Ｐだけ昇圧しその後やはり△
Ｐだけ降圧するよう構成したが、次のようにすることも
できる。つまり、背圧を基準背圧Ｐ0 から所定期間に亘
り△Ｐだけ昇圧（Ｐ0 ＋△Ｐ）した後には、背圧を基準
背圧Ｐ0 から所定期間に亘って△Ｐだけ降圧（Ｐ0 −△
Ｐ）し、その後基準背圧Ｐ0 に復帰するよう構成するこ
ともできる。このように構成すれば、背圧の変動量を大
きくできるため、固体高分子電解質膜のより一層の早期
湿潤化を通してより早期のうちに適正な起電力を得るこ
とができる。
【０１３７】また、第８，第９実施例の燃料電池９０で
は、各ＰＥＦＣモジュールについての背圧の昇圧および
降圧の繰り返しを行なうに当たり、アノード側とカソー
ド側について当該繰り返しを行なうよう構成したが、ア
ノード側又はカソード側の一方についてのみ背圧の昇圧
および降圧の繰り返しを行うよう構成することもでき
る。このように構成しても、アノード側での反応による
水素イオンの膜拡散および膜中自然拡散、或いはカソー
ド側での反応による生成水量増加および膜への自然拡散
が起きるので、膜の湿潤化を通して早期のうちに適正な
起電力を得ることができる。
は、各ＰＥＦＣモジュールについての背圧の昇圧および
降圧の繰り返しを行なうに当たり、アノード側とカソー
ド側について当該繰り返しを行なうよう構成したが、ア
ノード側又はカソード側の一方についてのみ背圧の昇圧
および降圧の繰り返しを行うよう構成することもでき
る。このように構成しても、アノード側での反応による
水素イオンの膜拡散および膜中自然拡散、或いはカソー
ド側での反応による生成水量増加および膜への自然拡散
が起きるので、膜の湿潤化を通して早期のうちに適正な
起電力を得ることができる。
【０１３８】また、第８，第９実施例の燃料電池９０で
は、各ＰＥＦＣモジュールについての背圧の昇圧および
降圧の繰り返しを行なうに当たり、アノード側背圧調整
バルブ９４，カソード側背圧調整バルブ９５を同時に駆
動して背圧調整するよう構成したが、背圧調整のための
駆動時期をアノード側背圧調整バルブ９４とカソード側
背圧調整バルブ９５とずらすよう構成することもでき
る。このように構成しても、ある一のＰＥＦＣモジュー
ルについて背圧の昇圧および降圧を行なう際にも、アノ
ード側又はカソード側の背圧調整バルブが順次駆動する
ので、適正な出力電圧を得るまでの電圧変動をより一層
抑制できる。よって、このような構成の場合でも、電圧
変動が小さいための既述した利点（ヒステリシス幅の狭
小化に伴う制御精度向上や異常発生時の速やかな対処，
排気音変動の抑制等）がより顕著となる。
は、各ＰＥＦＣモジュールについての背圧の昇圧および
降圧の繰り返しを行なうに当たり、アノード側背圧調整
バルブ９４，カソード側背圧調整バルブ９５を同時に駆
動して背圧調整するよう構成したが、背圧調整のための
駆動時期をアノード側背圧調整バルブ９４とカソード側
背圧調整バルブ９５とずらすよう構成することもでき
る。このように構成しても、ある一のＰＥＦＣモジュー
ルについて背圧の昇圧および降圧を行なう際にも、アノ
ード側又はカソード側の背圧調整バルブが順次駆動する
ので、適正な出力電圧を得るまでの電圧変動をより一層
抑制できる。よって、このような構成の場合でも、電圧
変動が小さいための既述した利点（ヒステリシス幅の狭
小化に伴う制御精度向上や異常発生時の速やかな対処，
排気音変動の抑制等）がより顕著となる。
【０１３９】更に、第８，第９実施例の燃料電池９０に
おいて、電圧計２４とインピーダンス計９８の出力から
ＰＥＦＣモジュール単位で固体高分子電解質膜の濡れ具
合を判定し、固体高分子電解質膜の濡れが不足している
ＰＥＦＣモジュールについての背圧の昇圧および降圧の
実行頻度を、他のＰＥＦＣモジュールより高めるよう構
成することもできる。このように構成すれば、電池起動
時において各ＰＥＦＣモジュールの固体高分子電解質膜
をより均一な湿潤状態（濡れ状態）にして、燃料電池９
０としての起動時間を短縮することができる。
おいて、電圧計２４とインピーダンス計９８の出力から
ＰＥＦＣモジュール単位で固体高分子電解質膜の濡れ具
合を判定し、固体高分子電解質膜の濡れが不足している
ＰＥＦＣモジュールについての背圧の昇圧および降圧の
実行頻度を、他のＰＥＦＣモジュールより高めるよう構
成することもできる。このように構成すれば、電池起動
時において各ＰＥＦＣモジュールの固体高分子電解質膜
をより均一な湿潤状態（濡れ状態）にして、燃料電池９
０としての起動時間を短縮することができる。
【０１４０】
【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載した
燃料電池の起動装置では、電気化学的反応の活性の変動
により、生成水量の増加並びに水素イオンの水和状態で
の固体高分子電解質膜への拡散と、固体高分子電解質膜
における水分子の自然拡散の進行を図り、固体高分子電
解質膜を早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にす
る。このため、請求項１に記載した燃料電池の起動装置
によれば、固体高分子電解質膜にとって好適な湿潤状態
への固体高分子電解質膜の円滑な移行を通して、出力電
圧を早期に安定化させ、適正な出力電圧を得るまでの起
動時間を短縮化することができる。
燃料電池の起動装置では、電気化学的反応の活性の変動
により、生成水量の増加並びに水素イオンの水和状態で
の固体高分子電解質膜への拡散と、固体高分子電解質膜
における水分子の自然拡散の進行を図り、固体高分子電
解質膜を早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にす
る。このため、請求項１に記載した燃料電池の起動装置
によれば、固体高分子電解質膜にとって好適な湿潤状態
への固体高分子電解質膜の円滑な移行を通して、出力電
圧を早期に安定化させ、適正な出力電圧を得るまでの起
動時間を短縮化することができる。
【０１４１】請求項２記載の燃料電池は、外部の外部負
荷と並列に備えた負荷抵抗を介して負荷電流を変動さ
せ、これにより電気化学反応の活性の変動をもたらすこ
とを可能とする。よって、請求項２記載の燃料電池によ
れば、出力電圧の早期安定化と起動時間の短縮化を図る
ための起動装置に適した燃料電池を提供することができ
る。
荷と並列に備えた負荷抵抗を介して負荷電流を変動さ
せ、これにより電気化学反応の活性の変動をもたらすこ
とを可能とする。よって、請求項２記載の燃料電池によ
れば、出力電圧の早期安定化と起動時間の短縮化を図る
ための起動装置に適した燃料電池を提供することができ
る。
【０１４２】請求項３記載の燃料電池は、燃料ガスの供
給管路のガス加湿機器に設けた負荷抵抗を発熱抵抗とす
ることで、この負荷抵抗の発熱を外部負荷との起動接続
に先立って起こすことを可能とする。よって、請求項３
記載の燃料電池によれば、出力電圧の早期安定化と起動
時間の短縮化のみならず、外部負荷との起動接続に先立
つガス加湿機器の昇温をも図るための起動装置に適した
燃料電池を提供することができる。
給管路のガス加湿機器に設けた負荷抵抗を発熱抵抗とす
ることで、この負荷抵抗の発熱を外部負荷との起動接続
に先立って起こすことを可能とする。よって、請求項３
記載の燃料電池によれば、出力電圧の早期安定化と起動
時間の短縮化のみならず、外部負荷との起動接続に先立
つガス加湿機器の昇温をも図るための起動装置に適した
燃料電池を提供することができる。
【０１４３】請求項４記載の燃料電池の起動装置では、
燃料電池の備える負荷抵抗と電極との接続および開放を
外部負荷の起動接続に先立って繰り返すことで、燃料電
池の負荷電流を変動させ、負荷電流の浅い・深いの繰り
返しを起動接続に先立ち燃料電池に起こす。そして、請
求項４記載の燃料電池の起動装置は、負荷電流の変動を
通して電気化学反応の活性の変動をもたらし、固体高分
子電解質膜を早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態に
する。このため、請求項４に記載した燃料電池の起動装
置によっても、出力電圧を早期に安定化させ、適正な出
力電圧を得るまでの起動時間を短縮化することができ
る。
燃料電池の備える負荷抵抗と電極との接続および開放を
外部負荷の起動接続に先立って繰り返すことで、燃料電
池の負荷電流を変動させ、負荷電流の浅い・深いの繰り
返しを起動接続に先立ち燃料電池に起こす。そして、請
求項４記載の燃料電池の起動装置は、負荷電流の変動を
通して電気化学反応の活性の変動をもたらし、固体高分
子電解質膜を早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態に
する。このため、請求項４に記載した燃料電池の起動装
置によっても、出力電圧を早期に安定化させ、適正な出
力電圧を得るまでの起動時間を短縮化することができ
る。
【０１４４】また、請求項４記載の燃料電池の起動装置
によれば、外部負荷との起動接続に先立ってガス加湿機
器の負荷抵抗を発熱させ、起動接続に先立ってガス加湿
機器を予め昇温することができる。
によれば、外部負荷との起動接続に先立ってガス加湿機
器の負荷抵抗を発熱させ、起動接続に先立ってガス加湿
機器を予め昇温することができる。
【０１４５】請求項５記載の燃料電池は、可変負荷抵抗
の抵抗値を変えることで、燃料電池の負荷電流の浅い・
深いの繰り返しにより電気化学反応の活性を変動させる
際に、電気化学反応の活性の変動の程度を変更可能とす
る。よって、請求項５記載の燃料電池によれば、出力電
圧の早期安定化と起動時間の短縮化をより推進するため
の起動装置に適した燃料電池を提供することができる。
の抵抗値を変えることで、燃料電池の負荷電流の浅い・
深いの繰り返しにより電気化学反応の活性を変動させる
際に、電気化学反応の活性の変動の程度を変更可能とす
る。よって、請求項５記載の燃料電池によれば、出力電
圧の早期安定化と起動時間の短縮化をより推進するため
の起動装置に適した燃料電池を提供することができる。
【０１４６】請求項６記載の燃料電池の起動装置では、
外部負荷との起動接続に先立つ可変負荷抵抗と電極との
接続により負荷電流を流す際の負荷電流量を増大させ
て、燃料電池の負荷電流の深くなる程度を可変負荷抵抗
との接続ごとに高める。このため、カソード側での生成
水量と固体高分子電解質膜中の水分子数とを無理なく増
大させて、固体高分子電解質膜をより早期のうちに均一
な水分分布の湿潤状態にする。この結果、請求項６記載
の燃料電池の起動装置によれば、出力電圧の早期安定化
を通して起動時間をより短縮化することができる。
外部負荷との起動接続に先立つ可変負荷抵抗と電極との
接続により負荷電流を流す際の負荷電流量を増大させ
て、燃料電池の負荷電流の深くなる程度を可変負荷抵抗
との接続ごとに高める。このため、カソード側での生成
水量と固体高分子電解質膜中の水分子数とを無理なく増
大させて、固体高分子電解質膜をより早期のうちに均一
な水分分布の湿潤状態にする。この結果、請求項６記載
の燃料電池の起動装置によれば、出力電圧の早期安定化
を通して起動時間をより短縮化することができる。
【０１４７】請求項７記載の燃料電池の起動装置では、
可変負荷抵抗と電極との接続の間において可変負荷抵抗
の抵抗値を漸減して負荷電流量を漸増させ、燃料電池の
負荷電流の深くなる程度を徐々に高める。このため、カ
ソード側での生成水量と固体高分子電解質膜中の水分子
数とを無理なく増大させて、固体高分子電解質膜をより
早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にすることがで
きる。また、可変負荷抵抗との接続当初に燃料電池に急
激な負荷をかけることがない。この結果、請求項７記載
の燃料電池の起動装置によれば、出力電圧の早期安定化
を通して起動時間をより短縮化することができると共
に、固体高分子電解質膜の不用意な損傷を回避すること
ができ起動の信頼性を向上させることができる。
可変負荷抵抗と電極との接続の間において可変負荷抵抗
の抵抗値を漸減して負荷電流量を漸増させ、燃料電池の
負荷電流の深くなる程度を徐々に高める。このため、カ
ソード側での生成水量と固体高分子電解質膜中の水分子
数とを無理なく増大させて、固体高分子電解質膜をより
早期のうちに均一な水分分布の湿潤状態にすることがで
きる。また、可変負荷抵抗との接続当初に燃料電池に急
激な負荷をかけることがない。この結果、請求項７記載
の燃料電池の起動装置によれば、出力電圧の早期安定化
を通して起動時間をより短縮化することができると共
に、固体高分子電解質膜の不用意な損傷を回避すること
ができ起動の信頼性を向上させることができる。
【０１４８】請求項８記載の燃料電池の起動装置では、
外部負荷起動後にも、負荷電流量を可変負荷抵抗の抵抗
値の漸増により漸減させつつ可変負荷抵抗を介して流
す。このため、請求項８記載の燃料電池の起動装置によ
れば、外部負荷起動後に燃料電池に負荷電流の急変を招
かないので、固体高分子電解質膜の不用意な損傷を回避
することができ起動の信頼性を向上させることができ
る。
外部負荷起動後にも、負荷電流量を可変負荷抵抗の抵抗
値の漸増により漸減させつつ可変負荷抵抗を介して流
す。このため、請求項８記載の燃料電池の起動装置によ
れば、外部負荷起動後に燃料電池に負荷電流の急変を招
かないので、固体高分子電解質膜の不用意な損傷を回避
することができ起動の信頼性を向上させることができ
る。
【０１４９】請求項９記載の燃料電池の起動装置では、
燃料ガスの供給圧力を起動接続に先立って変動させるこ
とで、燃料電池の電気化学的反応の活性を変動させる。
この結果、請求項９記載の燃料電池の起動装置によって
も、出力電圧を早期に安定化させ、適正な出力電圧を得
るまでの起動時間を短縮化することができる。
燃料ガスの供給圧力を起動接続に先立って変動させるこ
とで、燃料電池の電気化学的反応の活性を変動させる。
この結果、請求項９記載の燃料電池の起動装置によって
も、出力電圧を早期に安定化させ、適正な出力電圧を得
るまでの起動時間を短縮化することができる。
【０１５０】請求項１０記載の燃料電池の起動装置で
は、燃料ガスの排出ガス圧力の昇圧および降圧を起動接
続に先立って繰り返すだけで、燃料電池の電気化学的反
応の活性を変動させる。この結果、請求項１０記載の燃
料電池の起動装置によっても、出力電圧を早期に安定化
させ、適正な出力電圧を得るまでの起動時間を短縮化す
ることができる。しかも、排出ガス圧力の昇圧および降
圧は供給圧力を直接変動させることよりも簡単であるの
で、請求項１０記載の燃料電池の起動装置によれば、簡
単な構成で、出力電圧の早期安定化と起動時間の短縮化
を図ることができる。
は、燃料ガスの排出ガス圧力の昇圧および降圧を起動接
続に先立って繰り返すだけで、燃料電池の電気化学的反
応の活性を変動させる。この結果、請求項１０記載の燃
料電池の起動装置によっても、出力電圧を早期に安定化
させ、適正な出力電圧を得るまでの起動時間を短縮化す
ることができる。しかも、排出ガス圧力の昇圧および降
圧は供給圧力を直接変動させることよりも簡単であるの
で、請求項１０記載の燃料電池の起動装置によれば、簡
単な構成で、出力電圧の早期安定化と起動時間の短縮化
を図ることができる。
【０１５１】請求項１１記載の燃料電池の起動装置で
は、外部負荷との起動接続に先立つ負荷電流の変動、又
は燃料ガスの供給圧力の変動若しくは排出ガス圧力の昇
圧および降圧の繰り返しを通した電気化学的反応の活性
の変動を、燃料電池セルの集合体ごとに行なう。このた
め、燃料電池セルの集合体ごとに、起動接続に先立って
固体高分子電解質膜を好適な湿潤状態に円滑に移行させ
る。この結果、請求項１１記載の燃料電池の起動装置に
よれば、燃料電池セルの集合体ごとの出力電圧の早期安
定化を通して、燃料電池全体としての出力電圧をも早期
のうちに安定化させ、起動時間の短縮化を図ることがで
きる。
は、外部負荷との起動接続に先立つ負荷電流の変動、又
は燃料ガスの供給圧力の変動若しくは排出ガス圧力の昇
圧および降圧の繰り返しを通した電気化学的反応の活性
の変動を、燃料電池セルの集合体ごとに行なう。このた
め、燃料電池セルの集合体ごとに、起動接続に先立って
固体高分子電解質膜を好適な湿潤状態に円滑に移行させ
る。この結果、請求項１１記載の燃料電池の起動装置に
よれば、燃料電池セルの集合体ごとの出力電圧の早期安
定化を通して、燃料電池全体としての出力電圧をも早期
のうちに安定化させ、起動時間の短縮化を図ることがで
きる。
【０１５２】請求項１２記載の燃料電池の起動装置で
は、負荷電流の変動を燃料電池セルの集合体ごとに起こ
すための負荷抵抗との接続を、燃料電池セルの集合体ご
とに図ればよい。よって、請求項１２記載の燃料電池の
起動装置によれば、負荷電流の変動を通した出力電圧の
早期安定化等を図るために使用する負荷抵抗を、抵抗値
が小さくて小型の単一の負荷抵抗とすることができる。
また、請求項１２記載の燃料電池の起動装置によれば、
用いる負荷抵抗が小型で単一であるので、燃料電池を大
型とすることなく出力電圧の早期安定化、延いては起動
時間の短縮化を図ることができる。
は、負荷電流の変動を燃料電池セルの集合体ごとに起こ
すための負荷抵抗との接続を、燃料電池セルの集合体ご
とに図ればよい。よって、請求項１２記載の燃料電池の
起動装置によれば、負荷電流の変動を通した出力電圧の
早期安定化等を図るために使用する負荷抵抗を、抵抗値
が小さくて小型の単一の負荷抵抗とすることができる。
また、請求項１２記載の燃料電池の起動装置によれば、
用いる負荷抵抗が小型で単一であるので、燃料電池を大
型とすることなく出力電圧の早期安定化、延いては起動
時間の短縮化を図ることができる。
【０１５３】請求項１３記載の燃料電池の起動装置で
は、起動接続に先立って一の燃料電池セルの集合体につ
いて排出ガス圧力を降圧するときには、他の燃料電池セ
ルの集合体については排出ガス圧力を昇圧させる。この
ため、一の燃料電池セルの集合体について降圧により燃
料電池の電気化学的反応の活性が低くされているときに
は、他の燃料電池セルの集合体については昇圧により燃
料電池の電気化学的反応の活性を高くして、活性の低下
による出力電圧の低下を打ち消す。この結果、請求項１
３記載の燃料電池の起動装置によれば、燃料電池全体と
しての出力電圧をより一層早期に安定化させると共に、
出力電圧を円滑に上昇させて電圧変動を回避し電圧変動
に起因する不具合を招かない。
は、起動接続に先立って一の燃料電池セルの集合体につ
いて排出ガス圧力を降圧するときには、他の燃料電池セ
ルの集合体については排出ガス圧力を昇圧させる。この
ため、一の燃料電池セルの集合体について降圧により燃
料電池の電気化学的反応の活性が低くされているときに
は、他の燃料電池セルの集合体については昇圧により燃
料電池の電気化学的反応の活性を高くして、活性の低下
による出力電圧の低下を打ち消す。この結果、請求項１
３記載の燃料電池の起動装置によれば、燃料電池全体と
しての出力電圧をより一層早期に安定化させると共に、
出力電圧を円滑に上昇させて電圧変動を回避し電圧変動
に起因する不具合を招かない。
【図１】第１実施例の燃料電池１０を示すブロック図。
【図２】第１実施例の燃料電池１０がその起動時に行な
う起動ルーチンを示すフローチャート。
う起動ルーチンを示すフローチャート。
【図３】第１実施例の燃料電池１０がその起動時に行な
う出力電圧監視ルーチンを示すフローチャート。
う出力電圧監視ルーチンを示すフローチャート。
【図４】第２実施例における燃料電池で使用するダミー
抵抗４０の構成を説明するための説明図。
抵抗４０の構成を説明するための説明図。
【図５】第２実施例の燃料電池１０がその起動時に行な
う起動ルーチンを示すフローチャート。
う起動ルーチンを示すフローチャート。
【図６】第２実施例における起動ルーチンにより各ＰＥ
ＦＣモジュールでの負荷電流の変化の様子を説明する説
明図。
ＦＣモジュールでの負荷電流の変化の様子を説明する説
明図。
【図７】第３実施例における起動ルーチンにより各ＰＥ
ＦＣモジュールでの負荷電流の変化の様子を説明する説
明図。
ＦＣモジュールでの負荷電流の変化の様子を説明する説
明図。
【図８】第４実施例の燃料電池１０が外部負荷１６との
接続時に行なう負荷電流収束ルーチンを示すフローチャ
ート。
接続時に行なう負荷電流収束ルーチンを示すフローチャ
ート。
【図９】第４実施例の燃料電池１０におけるＰＥＦＣモ
ジュールについての負荷電流の変化の様子を起動時から
負荷電流収束ルーチンにより収束するまでに亘って表わ
した説明図。
ジュールについての負荷電流の変化の様子を起動時から
負荷電流収束ルーチンにより収束するまでに亘って表わ
した説明図。
【図１０】第５実施例の燃料電池１０におけるＰＥＦＣ
モジュールについての負荷電流の変化の様子を起動時か
ら負荷電流収束ルーチンにより収束するまでに亘って表
わした説明図。
モジュールについての負荷電流の変化の様子を起動時か
ら負荷電流収束ルーチンにより収束するまでに亘って表
わした説明図。
【図１１】第６実施例の燃料電池５０を中心とした構成
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図１２】第６実施例の燃料電池５０において加湿器６
８に装着したダミー抵抗７６の構成を示す加湿器６８の
概略斜視図。
８に装着したダミー抵抗７６の構成を示す加湿器６８の
概略斜視図。
【図１３】第７実施例の燃料電池５０において加湿器６
８に装着したダミー抵抗７６の構成を示す加湿器６８の
概略斜視図。
８に装着したダミー抵抗７６の構成を示す加湿器６８の
概略斜視図。
【図１４】第８実施例の燃料電池９０を示すブロック
図。
図。
【図１５】第８実施例の燃料電池９０がその起動時に行
なう起動ルーチンを示すフローチャート。
なう起動ルーチンを示すフローチャート。
【図１６】第８実施例の燃料電池９０における起動ルー
チンを実行した際に得られる出力電圧の様子を示すグラ
フ。
チンを実行した際に得られる出力電圧の様子を示すグラ
フ。
【図１７】第９実施例の燃料電池９０がその起動時に行
なう起動ルーチンを示すフローチャート。
なう起動ルーチンを示すフローチャート。
【図１８】第９実施例の燃料電池９０における起動ルー
チンを実行した際に得られる出力電圧の様子を示すグラ
フ。
チンを実行した際に得られる出力電圧の様子を示すグラ
フ。
１０…燃料電池 １０Ａ〜１０Ｎ…ＰＥＦＣモジュール １６…外部負荷 １８…スイッチ ２０…ダミー抵抗 ２２…切り換えスイッチ ２４…電圧計 ３０…電子制御装置 ４０…ダミー抵抗 ４１ａ〜４１ｎ…抵抗（抵抗値Ｒ） ４２ａ〜４２ｎ…スイッチ ５０…燃料電池 ５２…水素ガス供給管 ５４…水素ガス排出管 ５６…酸素ガス供給管 ５８…酸素ガス排出管 ６０，６２…圧力調整バルブ ６４，６６…流量調整器 ６８，７０…加湿器 ６８ａ…容器本体 ７２，７４…背圧調整バルブ ７６，７８…ダミー抵抗 ７６ａ〜７６ｎ…面状発熱体 ７７ａ〜７７ｎ…スイッチ ７８ａ〜７８ｎ…面状発熱体 ８０，８２…スイッチ ９０…燃料電池 ９４…アノード側背圧調整バルブ ９４Ａ〜９４Ｎ…アノード側背圧調整バルブ ９５…カソード側背圧調整バルブ ９５Ａ〜９５Ｎ…カソード側背圧調整バルブ ９８…インピーダンス計
Claims (13)
- 【請求項１】 対向するアノードとカソードの電極で固
体高分子電解質膜を挟持し該電極に供給される燃料ガス
の電気化学反応を経て起電力を呈する燃料電池を起動す
る起動装置であって、 前記起電力の給電対象となる外部の外部負荷に接続して
該外部負荷を起動する起動接続に先立って、前記電気化
学反応の活性を変動させる起動時活性変動手段を備える
ことを特徴とする燃料電池の起動装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の起動装置で起動される燃
料電池であって、 負荷抵抗を、前記起電力の給電対象となる外部の外部負
荷と並列に備えることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項３】 請求項２記載の燃料電池であって、 前記負荷抵抗は、前記燃料ガスの供給管路に設けられた
ガス加湿機器における発熱抵抗として該ガス加湿機器に
装着されている燃料電池。 - 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載の燃料電池を
起動する請求項１記載の起動装置であって、 前記起動時活性変動手段は、前記負荷抵抗と電極との接
続および開放を前記起動接続に先立って繰り返すもので
ある燃料電池の起動装置。 - 【請求項５】 請求項２記載の燃料電池であって、 前記負荷抵抗はその抵抗値が可変の可変負荷抵抗である
燃料電池。 - 【請求項６】 請求項５記載の燃料電池を起動する請求
項１記載の起動装置であって、 前記起動時活性変動手段は、前記可変負荷抵抗と電極と
の接続および開放を前記起動接続に先立って繰り返すも
のであり、 更に、 前記可変負荷抵抗と前記電極との接続ごとに、前記可変
負荷抵抗の抵抗値を減少する抵抗値減少変更手段を備え
る燃料電池の起動装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の燃料電池の起動装置であ
って、 前記起動時活性変動手段は、前記可変負荷抵抗と前記電
極とが接続されている間における前記可変負荷抵抗の抵
抗値を漸減する抵抗値漸減変更手段を備える燃料電池の
起動装置。 - 【請求項８】 請求項６又は請求項７記載の燃料電池の
起動装置であって、 前記起動時活性変動手段は、前記外部負荷が起動された
後にも継続して前記可変負荷抵抗と前記電極とを接続す
るものであり、 更に、 該継続して前記可変負荷抵抗と前記電極とが接続されて
いる間における前記可変負荷抵抗の抵抗値を漸増する抵
抗値漸増変更手段を備える燃料電池の起動装置。 - 【請求項９】 請求項１記載の燃料電池の起動装置であ
って、 前記起動時活性変動手段は、燃料電池に供給される燃料
ガスの供給圧力を前記起動接続に先立って変動するもの
である燃料電池の起動装置。 - 【請求項１０】 請求項９記載の燃料電池の起動装置で
あって、 前記起動時活性変動手段は、前記電極に供給された燃料
ガスのガス排出路における排出ガス圧力の昇圧および降
圧を前記起動接続に先立って繰り返すものである燃料電
池の起動装置。 - 【請求項１１】 請求項１，請求項９又は請求項１０の
いずれか記載の燃料電池の起動装置であって、 前記燃料電池は、対向するアノードとカソードの電極で
固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池セルの集合体を
直列に複数接続して備え、該集合体ごとの各燃料電池セ
ルの電極に供給される燃料ガスの電気化学反応を経て起
電力を呈する燃料電池であり、 前記起動時活性変動手段は、前記起動接続に先立つ電気
化学的反応の活性の変動又は燃料ガスの供給圧力の変動
若しくは前記排出ガス圧力の昇圧および降圧の繰り返し
を、前記燃料電池セルの集合体ごとに行なうものである
燃料電池の起動装置。 - 【請求項１２】 請求項４，請求項６又は請求項７のい
ずれかに記載の燃料電池の起動装置であって、 前記燃料電池は、対向するアノードとカソードの電極で
固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池セルの集合体を
直列に複数接続して備え、該集合体ごとの各燃料電池セ
ルの電極に供給される燃料ガスの電気化学反応を経て起
電力を呈すると共に、該起電力の給電対象となる外部の
外部負荷と並列に負荷抵抗を備える燃料電池であり、 前記起動時活性変動手段は、前記起動接続に先立つ前記
負荷抵抗と前記燃料電池セルの集合体との接続および開
放の繰り返しを、前記燃料電池セルの集合体ごとに順次
行なうものである燃料電池の起動装置。 - 【請求項１３】 請求項１０記載の燃料電池の起動装置
であって、 前記燃料電池は、対向するアノードとカソードの電極で
固体高分子電解質膜を挟持した燃料電池セルの集合体を
直列に複数接続して備え、該集合体ごとの各燃料電池セ
ルの電極に供給される燃料ガスの電気化学反応を経て起
電力を呈する燃料電池であり、 前記起動時活性変動手段は、前記起動接続に先立つ前記
排出ガス圧力の昇圧および降圧の繰り返しを前記燃料電
池セルの集合体ごとに行なうに当たり、一の燃料電池セ
ルの集合体についての前記排出ガス圧力の降圧と他の燃
料電池セルの集合体についての前記排出ガス圧力の昇圧
とを同期して行なうものである燃料電池の起動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180730A JPH0822834A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 燃料電池とその起動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180730A JPH0822834A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 燃料電池とその起動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822834A true JPH0822834A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=16088307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6180730A Pending JPH0822834A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 燃料電池とその起動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822834A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001119815A (ja) * | 1999-10-20 | 2001-04-27 | Toyota Motor Corp | 車両搭載用水素利用システム |
| US6329089B1 (en) | 1997-12-23 | 2001-12-11 | Ballard Power Systems Inc. | Method and apparatus for increasing the temperature of a fuel cell |
| US6410175B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-06-25 | Ballard Power Systems Inc. | Fuel cell system with improved starting capability |
| JP2006080092A (ja) * | 2002-06-12 | 2006-03-23 | Toshiba Corp | 直接型メタノール燃料電池システム、燃料カートリッジ及び燃料カートリッジ用メモリ |
| WO2007004732A1 (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システム及び交流インピーダンスの測定方法 |
| JP2007042452A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
| US7201981B2 (en) | 2002-11-18 | 2007-04-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack and method of warming up the same |
| JP2007097396A (ja) * | 2006-12-11 | 2007-04-12 | Toyota Motor Corp | 車両搭載用水素利用システム |
| JP2008027842A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Fujitsu Ltd | 燃料電池装置、その制御装置、制御方法及びプログラム |
| JP2008204672A (ja) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Yokogawa Electric Corp | 燃料電池の発電制御装置 |
| JP2008204673A (ja) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Yokogawa Electric Corp | 燃料電池の発電制御装置 |
| JP2008300177A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| JP2009054471A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池スタックの初期化方法及び初期化装置 |
| JP2011151043A (ja) * | 1999-09-27 | 2011-08-04 | Bdf Ip Holdings Ltd | 電気化学的燃料電池のコールドスタート能力を向上させる方法 |
| GB2522865A (en) * | 2014-02-06 | 2015-08-12 | Ge Aviat Systems Ltd | Fuel cell-based auxiliary power unit |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP6180730A patent/JPH0822834A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6329089B1 (en) | 1997-12-23 | 2001-12-11 | Ballard Power Systems Inc. | Method and apparatus for increasing the temperature of a fuel cell |
| US6410175B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-06-25 | Ballard Power Systems Inc. | Fuel cell system with improved starting capability |
| JP2011151043A (ja) * | 1999-09-27 | 2011-08-04 | Bdf Ip Holdings Ltd | 電気化学的燃料電池のコールドスタート能力を向上させる方法 |
| JP2001119815A (ja) * | 1999-10-20 | 2001-04-27 | Toyota Motor Corp | 車両搭載用水素利用システム |
| JP2006080092A (ja) * | 2002-06-12 | 2006-03-23 | Toshiba Corp | 直接型メタノール燃料電池システム、燃料カートリッジ及び燃料カートリッジ用メモリ |
| US7201981B2 (en) | 2002-11-18 | 2007-04-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell stack and method of warming up the same |
| WO2007004732A1 (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システム及び交流インピーダンスの測定方法 |
| JP2007018741A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及び交流インピーダンスの測定方法 |
| US8889309B2 (en) | 2005-07-05 | 2014-11-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and AC impedance measurement method |
| JP2007042452A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Seiko Instruments Inc | 燃料電池システム |
| JP2008027842A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Fujitsu Ltd | 燃料電池装置、その制御装置、制御方法及びプログラム |
| JP4737060B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2011-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | 車両搭載用水素利用システム |
| JP2007097396A (ja) * | 2006-12-11 | 2007-04-12 | Toyota Motor Corp | 車両搭載用水素利用システム |
| JP2008204673A (ja) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Yokogawa Electric Corp | 燃料電池の発電制御装置 |
| JP2008204672A (ja) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Yokogawa Electric Corp | 燃料電池の発電制御装置 |
| JP2008300177A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| WO2008149830A1 (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池システム |
| US8451006B2 (en) | 2007-05-31 | 2013-05-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| JP2009054471A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池スタックの初期化方法及び初期化装置 |
| GB2522865A (en) * | 2014-02-06 | 2015-08-12 | Ge Aviat Systems Ltd | Fuel cell-based auxiliary power unit |
| GB2522865B (en) * | 2014-02-06 | 2016-04-20 | Ge Aviat Systems Ltd | Fuel cell-based auxiliary power unit |
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