CN113140761B - 燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法，燃料电池系统具备：燃料电池，将单电池层叠而成；电压传感器，以1个或者多个单电池为单位来检测电压；以及控制部，决定燃料电池的动作点，并使燃料电池动作，在燃料电池的预热运转时，在效率比基准动作点低的低效率动作点使燃料电池动作，控制部在预热运转时计算电压传感器的检测电压为预先决定的第1基准电压以下的单电池的总块数，并使用总块数来计算排出氢浓度。

Description

燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法

技术领域

本公开涉及燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法。

背景技术

公知有在基于低效率运转的预热运转中，在阳极产生并移动至阴极的氢离子接受电子而产生泵浦氢。若泵浦氢的产生量增加，则阴极废气中的氢浓度(以下，称为排出氢浓度。)可能上升。在国际公开第2011/013226中公开有通过与燃料电池的电压对应的修正系数修正根据燃料电池的运转电流和单电池块数等导出的泵浦氢的理论产生量来推断泵浦氢的产生量的方法。

但是，对于排出氢浓度的推断，尚有提高推断精度的余地。

发明内容

本公开能够作为以下的方式来实现。

根据本公开的一个方式，提供一种燃料电池系统。燃料电池系统具备：燃料电池，将单电池层叠而成；电压传感器，构成为以1个或者多个上述单电池为单位来检测电压；以及控制部，构成为决定上述燃料电池的动作点，使上述燃料电池动作，并构成为在上述燃料电池的预热运转时在效率比基准动作点低的低效率动作点使上述燃料电池动作，上述控制部构成为：在上述预热运转时，计算上述电压传感器的检测电压为预先决定的第1基准电压以下的上述单电池的总块数，并使用上述总块数来计算排出氢浓度。根据该方式，通过使用单电池电压降低的电池的总块数，能够高精度地推断排出氢浓度。

也可以构成为，在上述方式的燃料系统的基础上，还具备：温度传感器，构成为检测上述燃料电池的温度；和存储装置，存储有按照上述燃料电池的每个启动时温度将修正系数与上述燃料电池的当前温度相关联的映射图，在上述映射图中，启动时温度越低，则修正系数的值越大，上述控制部构成为：存储在启动时从上述温度传感器取得的启动时温度，使用上述映射图，取得与上述启动时温度和从上述温度传感器取得的上述当前温度对应的上述修正系数，上述控制部构成为：使用在上述总块数上乘以上述修正系数而得的值，计算上述排出氢浓度。根据该方式，通过使用与启动时温度对应的修正系数，能够高精度地推断排出氢浓度。

也可以构成为，在上述方式的燃料系统的基础上，上述控制部构成为：在上述排出氢浓度高于预先决定的基准浓度的情况下，执行氢浓度减少处理。根据该方式，在高精度推断出的排出氢浓度高于基准浓度的情况下，能够减少排出氢浓度。

也可以构成为，在上述方式的燃料系统的基础上，上述电压传感器包括：第1电压传感器，构成为检测1块上述单电池的电压；和第2电压传感器，构成为检测两块上述单电池的电压，上述控制部构成为：在上述第1电压传感器的检测电压为上述第1基准电压以下的情况下，将为上述第1基准电压以下的上述单电池计数为1块，在上述第2电压传感器的检测电压为上述第1基准电压以下的情况下，将为上述第1基准电压以下的上述单电池计数为两块，在上述第2电压传感器的检测电压大于上述第1基准电压，并且为比上述第1基准电压大的预先决定的第2基准电压以下的情况下，将为上述第1基准电压以下的上述单电池计数为1块，以此计算上述总块数。根据该方式，即使在相对于两块单电池而具备一个电压传感器的情况下，也能够计算总块数。

根据本公开的一个方式，提供一种燃料电池系统。燃料电池系统具备：燃料电池，将单电池层叠而成；电压传感器，构成为以1个或者多个上述单电池为单位来检测电压；控制部，构成为计算上述多个电池中的上述电压传感器的检测电压为预先决定的第1基准电压以下的特定单电池的块数，并使用计算出的上述块数来使上述燃料电池动作；以及存储装置，存储为使排出氢浓度为基准浓度以下而将要求发热量与上述特定单电池的块数相关联的参照映射图，在上述参照映射图中，上述块数越多，则上述要求发热量越小，上述控制部构成为：使用上述检测电压来计算上述块数，使用上述参照映射图，取得与计算出的上述块数对应的上述要求发热量，并将取得的上述要求发热量作为目标值来使上述燃料电池动作。根据该方式，使用为使排出氢浓度为基准浓度而预先规定的参照映射图，将与计算出的总块数对应的要求发热量设定为目标值，由此能够进行排出氢浓度为基准浓度的燃料电池的控制。

根据本公开的一个方式，提供一种燃料电池系统。燃料电池系统具备：燃料电池，将单电池层叠而成；电压传感器，构成为以1个或者多个上述单电池为单位来检测电压；控制部，构成为计算所层叠的上述单电池中的上述电压传感器的检测电压为预先决定的第1基准电压以下的特定单电池的块数，并使用计算出的上述块数来使上述燃料电池动作；以及存储装置，存储为使排出氢浓度为基准浓度以下而将要求电流量与上述特定单电池的块数相关联的参照映射图，在上述参照映射图中，上述块数越多，则上述要求电流量越小，上述控制部构成为：使用上述检测电压来计算上述块数，使用上述参照映射图来取得与计算出的上述块数对应的上述要求电流量，并将取得的上述要求电流量作为目标值来使上述燃料电池动作。根据该方式，使用为使排出氢浓度为基准浓度而预先规定的参照映射图，将与计算出的总块数对应的要求电流量设定为目标值，由此能够进行排出氢浓度为基准浓度的燃料电池的控制。

根据本公开的另一方式，提供一种燃料电池系统的控制方法，上述燃料电池系统具备：燃料电池，将单电池层叠而成；和电压传感器，以1个或者多个上述单电池为单位来检测电压。该控制方法具备：在上述燃料电池的预热运转时，在效率比基准动作点低的低效率动作点使上述燃料电池动作；在上述预热运转时，计算上述电压传感器的检测电压为预先决定的第1基准电压以下的上述单电池的总块数，并使用上述总块数来计算排出氢浓度。

根据本公开的另一方式，提供一种燃料电池系统的控制方法，上述燃料电池系统具备：燃料电池，将单电池层叠而成；和电压传感器，以1个或者多个上述单电池为单位来检测电压。该控制方法具备：计算所层叠的上述单电池中的上述电压传感器的检测电压为预先决定的第1基准电压以下的特定单电池的块数；使用将要求发热量与上述特定单电池的块数相关联、且上述块数越多则上述要求发热量越小的参照映射图，取得与计算出的上述块数对应的上述要求发热量，并将取得的上述要求发热量作为目标值来使上述燃料电池动作。

根据本公开的另一方式，提供一种燃料电池系统的控制方法，上述燃料电池系统具备：燃料电池，将单电池层叠而成；和电压传感器，以1个或者多个上述单电池为单位来检测电压。该控制方法具备：计算所层叠的上述单电池中的上述电压传感器的检测电压为预先决定的第1基准电压以下的特定单电池的块数；使用将要求电流量与上述特定单电池的块数相关联、且上述块数越多则上述要求电流量越小的参照映射图，取得与计算出的上述块数对应的上述要求电流量，并将取得的上述要求电流量作为目标值来使上述燃料电池动作。

本公开能够通过各种方式实现，除了燃料电池系统之外，例如能够通过燃料电池系统的控制方法、用于使计算机执行该控制方法的计算机程序、记录有计算机程序的非暂时性的记录介质等方式实现。

以下参考附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

附图说明

图1是表示搭载于车辆的燃料电池系统的简要结构的说明图。

图2是第1实施方式所涉及的排出氢判定处理的流程图。

图3是第1实施方式所涉及的单电池块数计算处理的流程图。

图4是表示每个扫描电流的当前温度与第1电压阈值的关系的图。

图5是表示当前温度与修正系数的关系的图。

图6是表示扫描电流与第1电压阈值的关系的图。

图7是第2实施方式所涉及的单电池块数计算处理的流程图。

图8是表示第2实施方式所涉及的目标电流与第2电压阈值的关系的图。

图9是对用于决定第3实施方式所涉及的目标动作点的动作点映射图进行说明的图。

图10是表示第3实施方式所涉及的每个扫描电流的泵浦氢单电池数与排出氢浓度的相关关系的图。

图11是表示第3实施方式所涉及的每个排出氢浓度的发热量与泵浦氢单电池数的相关关系的图。

图12是第3实施方式所涉及的排出氢浓度控制处理的流程图。

图13是表示规定第3实施方式所涉及的泵浦氢单电池数与要求发热量的相关关系的参照映射图的图。

具体实施方式

A.第1实施方式：

图1是表示搭载于车辆的燃料电池系统100的简要结构的图。燃料电池系统100具备燃料电池10、氧化气体系统回路20、燃料气体系统回路40、冷却系统回路60、负载71、控制部80、电流传感器11、电压传感器12、温度传感器14、以及消声器52。燃料电池10使用燃料气体和氧化气体，通过电化学反应进行发电。燃料电池10具有将多个单电池90层叠而成的堆叠结构。单电池90具有由隔离件(未图示)夹持MEGA(Membrane Electrode and GasDiffusion Layer Assembly-膜电极和气体扩散层组件)(未图示)的构造。MEGA在MEA(Membrane Electrode Assembly-膜电极组件)(未图示)的两面具备气体扩散层(未图示)，上述MEA具备在电解质膜(未图示)的一个面作为阳极发挥功能的电极催化剂层(未图示)、和在另一面作为阴极发挥功能的电极催化剂层(未图示)。在本实施方式中，使用氢作为燃料气体，使用空气中的氧作为氧化气体。通过DC/DC转换器72将由燃料电池10发电的电力升压，将其向负载71供给，从而被消耗。在燃料电池10与负载71之间设置有检测燃料电池10的输出电流的电流传感器11。在本实施方式中，设置有以1块单电池90为单位来检测电压的电压传感器12。控制部80具备未图示的CPU(central processing unit)和存储装置81，并控制氧化气体系统回路20、燃料气体系统回路40、以及冷却系统回路60。在存储装置81存储有后述的排出氢判定处理的程序、规定在排出氢判定处理中使用的第1电压阈值Vs1的映射图等各映射图、传感器总数N等各值。电压传感器12、电流传感器11以及温度传感器14分别与控制部80连接。将电流传感器11、电压传感器12、以及温度传感器14检测出的检测值向控制部80发送。在电压传感器12分别标注有将设置于燃料电池10的两端部的任意一方的单电池90的电压传感器12设为1号的编号。控制部80特定从电压传感器12接收到的检测电压是从几号电压传感器12发送的检测电压。控制部80通过使用DC/DC转换器72来控制燃料电池10的输出电流，从而控制燃料电池10的输出电压。

氧化气体系统回路20是用于对燃料电池10的阴极供给空气的回路。氧化气体系统回路20具有氧化气体供给管21、空气净化器22、空气压缩机23、旁通管24、氧化废气排出管25、氧化气体供给阀26、旁通阀27、以及阴极废气排气阀28。氧化气体供给管21将空气净化器22、与燃料电池10的阴极、即氧化气体导入口(未图示)连接。氧化废气排出管25将燃料电池10的氧化废气排出口(未图示)与大气连通。在氧化废气排出管25配置有消声器52。空气压缩机23压缩通过空气净化器22除去了尘埃的空气，并经由氧化气体供给管21将压缩的空气向燃料电池10供给。氧化气体供给阀26配置于氧化气体供给管21，通过开闭氧化气体供给管21的流路而切断或者允许空气向燃料电池10的供给。阴极废气排气阀28配置于氧化废气排出管25，控制从燃料电池10的氧化废气排出口排出的阴极废气的排出量，调整燃料电池10的背压。旁通管24将氧化气体供给管21与氧化废气排出管25连接。旁通阀27配置于旁通管24，与空气压缩机23及阴极废气排气阀28配合来调整在燃料电池10中流动的空气的流量。

燃料气体系统回路40是用于对燃料电池10的阳极供给燃料气体的回路。燃料气体系统回路40具备燃料气体供给管41、作为燃料气体源的燃料气体罐42、主截止阀43、调压阀44、喷射器45、燃料排气管46、气液分离器47、排气排水阀48、回流管49以及回流泵50。燃料气体供给管41将燃料气体罐42、与燃料电池10的阳极、即燃料气体导入口(未图示)连接。燃料气体罐42存积高压氢气。在燃料气体供给管41，从燃料气体罐42朝向燃料电池10依次配置有主截止阀43、调压阀44、喷射器45。主截止阀43通过开闭燃料气体供给管41的流路来切断或者允许氢气从燃料气体罐42的供给。调压阀44使高压氢气的压力降低至预先决定好的氢压力。为了调整对燃料电池10的氢气的供给量而具备有喷射器45。喷射器45通过控制喷射间隔、即开口间隔来调整燃料气体的供给量(燃料气体量)。燃料排气管46将燃料电池10的燃料废气排出口(未图示)与氧化废气排出管25连接。在燃料排气管46，从燃料电池10朝向消声器52，依次配置有气液分离器47和排气排水阀48。回流管49将气液分离器47与喷射器45下游侧的燃料气体供给管41连接。从燃料电池10的燃料废气排出口排出的燃料废气被气液分离器47分离为气体成分和液体成分。排气排水阀48将燃料排气管46切换为连通和非连通。通过回流泵50将由气液分离器47分离出的燃料排气的气体成分向燃料气体供给管41回流。由此，再次利用燃料废气所包含的未反应的氢。若燃料废气中的氢气以外的气体成分的浓度变高，则将排气排水阀48开阀来排出液体成分和燃料废气。将在燃料排气管46中流动的燃料废气、和在氧化废气排出管25中流动的阴极废气混合，并经由消声器52将其排气。

冷却系统回路60是用于冷却燃料电池10的回路。冷却系统回路60具备制冷剂供给管61、散热器64、以及制冷剂泵65。在制冷剂供给管61中流动的制冷剂被散热器64冷却，并通过制冷剂泵65在燃料电池10内循环。在制冷剂供给管61设置有温度传感器14。从燃料电池10排出的制冷剂的温度与燃料电池10的温度几乎相等，因此能够将制冷剂的温度作为燃料电池10的温度。此外，也可以将温度传感器设置于燃料电池10。

对燃料电池10中的通常运转和预热运转进行说明。在通常运转中，供给将目标的输出电力发电所需的理论空气量以上的空气来进行发电。另一方面，在预热运转中，为了使运转效率降低，以低于在通常运转中供给的空气量的空气量进行发电。这里，将以低于在通常运转中供给的空气量的空气量进行发电的情况的动作点、亦即在预热运转中所控制的燃料电池10的动作点称为低效率动作点。在预热运转中，将实际上所供给的空气量相对于将目标的输出电力发电所需的理论空气量之比、亦即空气化学计量比例如设为1.0左右。通过在低效率动作点使燃料电池10运行，从而浓度过电压增大，通过自身发热将燃料电池10预热。在通常运转中，控制部80以从燃料消耗的观点出发成为适当的运转效率的方式决定燃料电池10的动作点并使燃料电池10动作。运转效率是通过向燃料电池10供给的燃料气体量和从燃料电池10输出的电力而求出的效率。在预热运转中，在燃料电池10的动作点中，在效率比成为基准的基准动作点低的低效率动作点运转。这里，基准动作点是用于供给将目标的输出电力发电所需的理论空气量以上的空气来将燃料电池10运转的动作点。在预热运转中，例如，根据燃料电池10的启动时温度设定目标发热量，并基于所设定的目标发热量，决定低效率动作点的目标值。

主要在外部空气温度为冰点下的情况下进行预热运转。在冰点下，有时残存于燃料电池10的水分等冻结，从而堵塞燃料电池10的氧化气体的流路。因此，氧化气体的压力损失增大，相对于目标的燃料气体供给量，实际的燃料气体供给量变少，相对于目标的单电池电压，实际的单电池电压降低。另外，若燃料气体供给量变少，则产生泵浦氢。泵浦氢是指移动至阴极的氢离子接受电子并产生的氢。氢离子向阴极的移动量与从燃料电池10扫描的电流量成比例，因此泵浦氢的产生量与扫描的电流量成比例。

参照图2对控制部80执行的排出氢判定处理进行说明。控制部80在起动后反复执行排出氢判定处理。控制部80在起动时将温度传感器14的检测温度作为燃料电池10启动时的启动时温度并存储于存储装置81。控制部80例如基于设置于氧化气体供给管21(图1)的检测外部空气温度的温度传感器(未图示)的检测值，判断是否需要预热运转，若判断为需要预热运转，则将预热运转标志切换为接通，并开始预热运转。详细而言，控制部80使氧化气体系统回路20开始对燃料电池10供给空气，使燃料气体系统回路40开始对燃料电池10供给燃料气体，从而使燃料电池10开始发电。另外，在结束预热运转的情况下，控制部80将预热运转标志切换为断开。控制部80在预热运转时在低效率动作点使燃料电池10动作。

控制部80若开始排出氢判定处理，则判断燃料电池10是否在预热运转中(步骤S10)。燃料电池10参照预热运转标志，在预热运转标志断开的情况下，燃料电池10判断为不在预热运转中(步骤S10：否)，并结束本处理程序。在预热运转标志接通的情况下(步骤S10：是)，控制部80执行单电池块数计算处理(步骤S20)。

参照图3对单电池块数计算处理进行说明。发明人们着眼于单电池电压降低的单电池90越多，则泵浦氢产生量越多这一情况。为了泵浦氢产生量的计算，在单电池块数计算处理中，对推断为产生了泵浦氢的单电池90的数量(以下，称为“泵浦氢单电池数”。)Nh进行计数。在单电池块数计算处理中，判断为在单电池电压为第1电压阈值Vs1以下的单电池90中产生了泵浦氢，并将它们特定为推断为产生了泵浦氢的单电池90(以下称为“泵浦氢产生单电池”。)。

图4是针对当前温度和扫描电流规定第1电压阈值Vs1的映射图。这里，扫描电流是指通过DC/DC转换器72从燃料电池10引出的电流。图4的横轴是燃料电池10的当前温度[℃]，纵轴是第1电压阈值Vs1[V]。按照每个扫描电流来规定第1电压阈值Vs1。输出电流越大，则燃料电池10的输出电压越小，因此燃料电池10的扫描电流越大，则将第1电压阈值Vs1设定得越小。特性线Lb1是与燃料电池10的当前温度无关地将第1电压阈值Vs1设定为恒定的特性线。燃料电池10的温度越低，则电解质膜的电阻越大，从而从单电池90输出的单电池电压降低。因此，也可以使用如特性线La1和特性线Lc1那样，反映当前温度越低则单电池电压越低的燃料电池10的特性的特性线。在本实施方式中，使用特性线La1。

控制部80若开始单电池块数计算处理(图3)，则将在本子程序中使用的表示电压传感器12的编号的传感器编号n设定为初始值的1，并将表示产生了泵浦氢的单电池90的总块数的产生单电池数m设定为初始值的零。控制部80参照图4所示的映射图，将目标电流作为扫描电流，取得与由温度传感器14检测到的当前温度和扫描电流对应的第1电压阈值Vs1(第1基准电压的一个例子)(步骤S100)。控制部80判断n号电压传感器12的检测电压是否为第1电压阈值Vs1以下(步骤S110)。控制部80若判断为检测电压为第1电压阈值Vs1以下(步骤S110：是)，则推断为在对象单电池产生了泵浦氢，在产生单电池数m上加1(步骤S120)，并移至步骤S130。控制部80若判断为检测电压不是第1电压阈值Vs1以下、即大于第1电压阈值Vs1(步骤S110：否)，则推断为没有在对象单电池产生泵浦氢，跳过步骤S120，并移至步骤S130。控制部80将下一个电压传感器12作为判断对象，因此在传感器编号n上加1(步骤S130)，并判断传感器编号n是否为电压传感器12的传感器总数N以上(步骤S140)。控制部80若判断为传感器编号n不是传感器总数N以上、即低于传感器总数N(步骤S140：否)，则对下一个电压传感器12进行判断，因此返回至步骤S110。控制部80若判断为传感器编号n为传感器总数N以上(步骤S140：是)，则结束所有的电压传感器12的判断，因此结束本子程序。

返回至图2，控制部80在执行步骤S20后，判断是否能够进行排出氢浓度推断(步骤S30)。具体而言，控制部80判断在作为后述的排出氢浓度的计算式的式(1)～(3)中使用的、总空气流量Va等各值是否妥当。条件的例示如(a)～(j)所示。使用(a)～(j)的项目的至少任意一个作为判断基准。对于所使用的1个以上的判断基准，在只要有一个符合的情况下，即判断为不能进行排出氢浓度的推断。

(a)单电池电压的绝对值为基准值以下的情况。

(b)单电池电压为指令电压值以下的情况。

(c)单电池电压相对于指令电压值没有在规定范围内推移的情况。

(d)当前温度为基准值以下的情况。

(e)空气流量的绝对值为基准值以下的情况。

(f)空气流量为指令流量值以下的情况。

(g)空气流量相对于指令流量值没有在规定范围内推移的情况。

(h)输出电流的绝对值为基准值以下的情况。

(i)输出电流为指令电流值以下的情况。

(j)输出电流相对于指令电流值没有在规定范围内推移的情况。

空气流量例如是根据空气压缩机23的转速和旁通阀27的开度推断的值。控制部80若判断为不能进行排出氢浓度的推断(步骤S30：否)，则结束本处理程序。控制部80若判定为能够进行排出氢浓度的推断(步骤S30：是)，则进入至步骤S40。

这里，对在之后的步骤S50、S60中使用的排出氢浓度Ch的计算式进行说明。发明人们着眼于泵浦氢产生量与泵浦氢单电池数及从燃料电池10扫描的电流成比例。视为相同的电流值的电流在各单电池90流动，使用以下的式(1)～(3)来计算排出氢浓度Ch。

Vh＝CF×I/(2×F)×22.4×60×Nh···式(1)

Vo＝I/(4×F)×22.4×60×(Na-Nh)···式(2)

Ch＝Vh/(Va-Vo+Vh)×100···式(3)

式(1)是所推断的泵浦氢的产生量(以下，称为“泵浦氢量”。)的计算式，式(2)是消耗氧量的计算式。式(3)是排出氢浓度Ch的计算式，代入通过式(1)、(2)计算出的泵浦氢量Vh和消耗氧量Vo。

式(1)～(3)中的参数的定义如下。

Vh：泵浦氢量[NL/min]

Vo：消耗氧量[NL/min]

Ch：排出氢浓度[％]

Va：总空气流量[NL/min]

CF：修正系数

I：扫描电流[A]

Nh：泵浦氢单电池数

Na：总单电池数

F：法拉第常数

“总单电池数”表示单电池90的总块数。式(1)中的数值“2”是两个氢离子在阴极变为一个氢分子时从阴极接受的电子的数量。式(2)中的数值“4”是一个氧分子在阴极变为水时从阴极接受的电子的数量。基于扫描电流I，估算向阴极供给的每1秒的电荷的量。例如，在式(1)中的泵浦氢量Vh的计算中，根据所估算的电荷的量，使用法拉第常数来计算产生的泵浦氢的分子数。使用标准状态下的每1mol气体的体积(22.4[L/mol])，将所计算的分子数换算为作为每1分钟产生的泵浦氢的体积的泵浦氢量Vh[NL/min]。

式(1)中的修正系数CF是用于将根据扫描电流I和泵浦氢单电池数Nh导出的泵浦氢产生量的理论值修正为实测值的系数，是通过实验等求出的值。

如上述那样，在单电池块数计算处理(图3)中，将单电池电压为第1电压阈值Vs1以下的单电池90判断为泵浦氢产生单电池。在判断时，在泵浦氢产生单电池、和被推断为没有产生泵浦氢的单电池90(以下，称为“泵浦氢未产生单电池”。)中，理想的是将单电池电压明确地分为2部分。但是，实际上，单电池电压的实测值从0V附近分布到目标的单电池电压附近。因此，根据第1电压阈值Vs1的值，产生将实际上未产生泵浦氢的单电池90作为泵浦氢产生单电池进行误计数，并将实际上产生了泵浦氢的单电池90作为泵浦氢未产生单电池进行误计数的情况。修正系数CF用于修正这样的错误的计数。

图5是按照每个启动时温度对当前温度规定修正系数CF的映射图。图5的横轴是燃料电池10的当前温度[℃]，纵轴是修正系数CF。特性线Ld1～Ld3与不同的启动时温度对应，按照特性线Ld1、特性线Ld2、特性线Ld3的顺序，启动时温度变低。关于启动时温度，在后文中叙述。

将实际上产生了泵浦氢的单电池90计数为泵浦氢未产生单电池的误计数容易在冰点下的燃料电池10的温度移至冰点以上时产生。在预热运转中，燃料电池10在相对于空气化学计量比的变化量的输出电压的变化量较大的动作区域中运转。在预热运转中，例如若与燃料电池10的冻结的水分的融解对应地燃料气体的供给量增加，则单电池电压大幅度地上升。因此，尽管产生了泵浦氢，实测值也大于第1电压阈值Vs1，从而将产生了泵浦氢的单电池90作为泵浦氢未产生单电池进行误计数。

相反，将实际上未产生泵浦氢的单电池90计数为泵浦氢产生单电池的误计数容易在相对于燃料电池10的温度的变化量的输出电压的变化量较小的扫描电流0A附近产生。图6是表示每个当前温度的扫描电流I、与第1电压阈值Vs1的关系的图。图6的横轴是扫描电流I[A]，纵轴是第1电压阈值Vs1[V]。特性线La1～La3分别与当前温度-10℃、-20℃、-30℃对应。在扫描电流0A附近，相对于燃料电池10的温度的变化量的输出电压的变化量较小。因此，即使是微小的检测误差，也容易导致误计数。例如，在相对于温度传感器14的检测温度对象的单电池90的温度较低的情况下，使用与比实际的当前温度高的当前温度对应的第1电压阈值Vs1来进行判断。在该情况下，将产生了泵浦氢的单电池90作为泵浦氢产生单电池进行误计数。

在将产生了泵浦氢的单电池90作为泵浦氢未产生单电池进行误计数的情况下，需要将所计数的单电池数修正为较大的值。相反，在将未产生泵浦氢的单电池90作为泵浦氢产生单电池进行误计数的情况下，需要将所计数的单电池数修正为较小的值。考虑上述的现象来设定修正系数CF。

接下来，对按照启动时温度规定修正系数CF的映射图的理由进行说明。发明人们发现了即使当前动作点相同，启动时温度越低，则也容易产生泵浦氢这一情况。这是因为，启动时温度越低，则预热所需的热量越大，从而越降低指令电压、即越减少空气的供给量。因此，通过使用启动时温度越低则修正系数CF越大的映射图，能够高精度地计算泵浦氢量。

返回至图2，控制部80若判定为能够推断排出氢浓度(步骤S30：是)，则参照图5所示的映射图，取得与作为温度传感器14的检测温度的当前温度和启动时温度对应的修正系数CF(步骤S40)。控制部80将作为电流传感器11的检测电流的当前电流代入于扫描电流I，将产生单电池数m的值代入于泵浦氢单电池数Nh，并基于上述的式(1)～(3)，计算排出氢浓度Ch(步骤S50)。将代入当前电流来计算的排出氢浓度Ch称为第1推断氢浓度Ca。控制部80将目标电流代入于扫描电流I，并基于上述的式(1)～(3)，计算排出氢浓度Ch(步骤S60)。将代入目标电流来计算的排出氢浓度Ch称为第2推断氢浓度Cb。控制部80控制为扫描电流成为目标电流，但例如在残存于燃料电池10的水分未完全融解之类的情况下，可能产生扫描电流与目标电流不一致的状态。存在第1推断氢浓度Ca与第2推断氢浓度Cb背离的情况。因此，计算第1推断氢浓度Ca与第2推断氢浓度Cb双方，并基于每一个进行浓度判定(步骤S70、S80)，由此能够可靠地执行排出氢浓度较高的情况下的氢浓度减少处理(步骤S90)。

控制部80判断第1推断氢浓度Ca是否为例如基于环境基准的浓度阈值(基准浓度的一个例子)以上(步骤S70)。控制部80若判断为第1推断氢浓度Ca为浓度阈值以上(步骤S70：是)，则降低排出氢浓度，因此移至步骤S90。控制部80若判断为第1推断氢浓度Ca不是浓度阈值以上、即低于浓度阈值(步骤S70：否)，则判断第2推断氢浓度Cb是否为浓度阈值以上(步骤S80)。控制部80若判断为第2推断氢浓度Cb为浓度阈值以上(步骤S80：是)，则降低排出氢浓度，因此移至步骤S90。控制部80若判断为第2推断氢浓度Cb不是浓度阈值以上、即低于浓度阈值(步骤S80：否)，则结束本处理程序。控制部80为了减少泵浦氢的产生，执行将燃料电池10的动作点变更为比当前的动作点效率好的高效率动作点的氢浓度减少处理(步骤S90)，并结束本处理程序。氢浓度减少处理只要减少氢浓度，也可以是任意的处理，例如是使目标电流值小于当前的设定值的处理。由此，减少排出氢浓度。

以上，根据已说明的排出氢判定处理，基于电压传感器12的检测电压，特定泵浦氢产生单电池，并基于泵浦氢单电池数Nh，计算排出氢浓度Ch，因此能够高精度地计算排出氢浓度Ch。在排出氢浓度Ch为浓度阈值以上的情况下执行氢浓度减少处理。在是否执行氢浓度减少处理的判断中，能够使用高精度计算的排出氢浓度Ch，因此抑制实际的排出氢浓度不是浓度阈值以上的情况下的氢浓度减少处理的执行。在排出氢浓度Ch为浓度阈值以上的情况下，将动作点向高效率侧移动。因此，在排出氢浓度Ch的计算精度较差的情况下，产生动作点的过度移动(振荡)。通过高精度地计算排出氢浓度Ch，能够抑制动作点的过度移动(振荡)。另外，在预热运转中，执行氢浓度减少处理，因此在移至通常运转之后，能够抑制伴随着扫描电流的增加的泵浦氢量的增加。发明人们发现了以下情况，即，若一旦产生泵浦氢，则作为阴极发挥功能的电极催化剂层的催化剂表面变为富含氢状态，阻碍向催化剂表面的氧供给，从而阻碍发电反应。若在催化剂表面为富含氢状态下移至通常运转，则增加燃料电池10的扫描电流，并与扫描电流的增加相应地也增加泵浦氢量。因此，通过在移至通常运转之前的预热运转中执行氢浓度减少处理，能够抑制泵浦氢量的增加。

B：第2实施方式

在第1实施方式中，在燃料电池系统100设置有以1块单电池90为单位来检测电压的电压传感器12。与此相对地，在第2实施方式中的燃料电池系统，对于所层叠的单电池90中的两端的多个单电池90，设置有以1块单电池90为单位来检测电压的电压传感器12(以下，称为“第1电压传感器”。)。对于除了两端的多个单电池90之外的中间的单电池90，设置有以两个单电池90为单位来检测电压的电压传感器12(以下，称为“第2电压传感器”。)。检测两个单电池90的电压的电压传感器12的检测电压为各单电池90的电压的总和。第2实施方式所涉及的产生单电池块数计算处理是在电压传感器12检测两个单电池90的电压的结构中，也能够进行泵浦氢产生单电池的特定的处理。对于第2实施方式所涉及的排出氢判定处理而言，单电池块数计算处理以外的处理与第1实施方式所涉及的排出氢判定处理相同，因此省略说明。

对于第2电压传感器而言，在作为检测对象的两个单电池90的仅任意一方的单电池电压降低的情况下，第2电压传感器的检测电压为两个单电池90的单电池电压都没有降低的情况下的检测电压、与两个单电池90的单电池电压都降低的情况下的检测电压之间的值。因此，使用比第1电压阈值Vs1大的第2电压阈值Vs2，特定两个单电池90的仅任意一方的单电池电压降低的第2电压传感器。图8是按照每个当前温度对目标电流规定第2电压阈值Vs2的映射图。图8的横轴是目标电流[A]，纵轴是第2电压阈值Vs2。特性线Le1～Le3与不同的当前温度对应，按照特性线Le1、特性线Le2、特性线Le3的顺序当前温度变低。未产生泵浦氢的单电池90的单电池电压为与燃料电池10的目标电压相应的值。因此，第2电压阈值Vs2为与目标电压相应的值。在第2实施方式所涉及的单电池块数计算处理中，在第2电压传感器的检测电压大于第1电压阈值并且为第2电压阈值Vs2以下的情况下，将泵浦氢产生单电池计数为1块。

控制部80若开始单电池块数计算处理(图7)，则与第1实施方式相同，将作为在本子程序中使用的变量的传感器编号n设定为初始值的1，将产生单电池数m设定为初始值的零。控制部80参照图6所示的映射图，取得与当前温度及电流传感器11的检测电流对应的第1电压阈值Vs1(步骤S210)。控制部80参照图8所示的映射图，取得与当前温度及目标电流对应的第2电压阈值Vs2(第2基准电压的一个例子)(步骤S220)。

控制部80将作为对象的n号电压传感器12检测的单电池90的块数设定为单电池块数Nc(步骤S230)。若是第1电压传感器，则将单电池块数Nc设定为1，若是第2电压传感器，则将单电池块数Nc设定为2。控制部80判断作为对象的n号电压传感器12的检测电压是否为第1电压阈值Vs1以下(步骤S240)。控制部80若判断为检测电压为第1电压阈值Vs1以下(步骤S240：是)，则推断为在对象单电池产生了泵浦氢，因此在产生单电池数m上加上单电池块数Nc(步骤S250)，并移至步骤S260。若是第1电压传感器，则在产生单电池数m上加1，若是第2电压传感器，则在产生单电池数m上加2。

控制部80若判断为检测电压不是第1电压阈值Vs1以下、即大于第1电压阈值Vs1(步骤S240：否)，则判断对象的电压传感器12检测的单电池90的检测块数是否为2块(步骤S280)。控制部80若判断为作为对象的电压传感器12是第1电压传感器，并且检测块数不是2块(步骤S280：否)，则移至步骤S260。控制部80若判断为检测块数是2块(步骤S280：是)，则判断作为对象的n号检测电压是否为第2电压阈值Vs2以下(步骤S290)。控制部80若判断为检测电压不是第2电压阈值Vs2以下、即大于第2电压阈值Vs2(步骤S290：否)，则移至步骤S260。控制部80若判断为检测电压为第2电压阈值Vs2以下(步骤S290：是)，则在产生单电池数m上加1(步骤S300)。

控制部80将下一个电压传感器12作为判断对象，因此在传感器编号n上加1(步骤S260)，并判断传感器编号n是否为电压传感器12的传感器总数N以上(步骤S270)。控制部80若判断为传感器编号n不是传感器总数N以上、即低于传感器总数N(步骤S270：否)，则对下一个电压传感器12进行判断，因此返回至步骤S230。控制部80若判断为传感器编号n为传感器总数N以上(步骤S270：是)，则结束所有的电压传感器12的判断，因此结束本子程序。

以上，根据已说明的第2实施方式所涉及的单电池块数计算处理，即使在电压传感器12包括以1块单电池90为单位的电压传感器、和以2块单电池90为单位的电压传感器的情况下，也能够高精度地计算泵浦氢单电池数Nh。

C.第3实施方式

在第3实施方式中，通过以排出氢浓度Ch变为基准浓度以下的方式预先规定的参照映射图的使用，燃料电池10在排出氢浓度Ch变为基准浓度以下的动作点进行控制。由此，能够将燃料电池10的排出氢浓度Ch维持于基准浓度以下。

图9是对用于决定燃料电池10的预热运转中的目标动作点的动作点映射图进行说明的图。此外，使用图9来决定的动作点是预热运转中的动作点，如上述那样，是效率比基准动作点低的低效率动作点。图9的横轴是燃料电池10的电流，纵轴是燃料电池10的电压。在图9中，示出了表示成为相同的发电量的动作点的等电力线PL、和表示成为相同的发热量的动作点的等Q线QL1、QL2。这里，发热量是指伴随着燃料电池10的发电而产生的每小时的热量。等Q线QL1、QL2的发热量相互不同，等Q线QL1的发电量是发热量qmax，等Q线QL2的发电量是发热量qa。发热量qmax是在预热运转中所设定的目标发热量的最大值，并且大于发热量qa。在通常运转中，根据要求发电量设定目标动作点。与此相对地，在预热运转中，决定目标发热量，并根据所决定的目标发热量决定目标动作点。详细而言，将目标发热量的等Q线、与目标发电量的等电力线的交点设定为目标动作点。在预热运转中，燃料电池10在相对于空气化学计量比的变化量的输出电压的变化量较大的动作区域进行运转等，因此将目标发电量固定于预先决定的值。即，将预热运转中的动作点设定为图9的等电力线PL上的动作点。另外，将空气压缩机23的转速固定于预先决定的值，从而将向燃料电池系统100供给的总空气流量Va固定于预先决定的值。在预热运转中，为了缩短预热运转时间，优选尽可能将目标发热量设定得较大。因此，对于预热运转而言，在与发热量qmax相应的目标动作点开始运转。详细而言，在作为发热量qmax的等Q线QL1与等电力线PL的交点亦即目标动作点OP1开始运转。此外，预热运转中的每小时的目标发电量例如是10.3kW。另外，发热量qmax例如每小时为56kW。

如在第1实施方式中说明的那样，排出氢浓度Ch能够使用泵浦氢单电池数Nh和扫描电流I等并使用式(3)来计算。这里，扫描电流I是指通过DC/DC转换器72从燃料电池10引出的电流。此外，排出氢浓度Ch详细而言是比氧化废气排出管25与旁通管24的连接点靠下游侧的氧化废气排出管25中的浓度。另外，总空气流量Va是固定值。总空气流量Va是从空气压缩机23向燃料电池系统100供给的空气的流量，详细而言，是向燃料电池10供给的空气流量与在旁通管24中流通的空气流量的合计量。这里，在第3实施方式中，使用以下的式(4)来计算代入于式(3)的泵浦氢量Vh。对于式(4)而言，没有式(1)所包含的修正系数CF这一点与式(1)不同。

Vh＝I/(2×F)×22.4×60×Nh···式(4)

如上述那样，在产生了泵浦氢的单电池90中，单电池电压降低。因此，在第1实施方式中，对单电池电压为作为比0V大的值的第1电压阈值Vs1以下的单电池90进行计数，并使用修正系数CF，修正例如将实际上未产生泵浦氢的单电池90计数为特定单电池的泵浦氢产生单电池等的误计数。这里，泵浦氢产生单电池的单电池电压典型地为负电压。因此，在本实施方式中，将第1电压阈值Vs1例如设定为0V，并将单电池电压为0V以下的单电池90计数为泵浦氢产生单电池。而且，不进行使用了修正系数CF的修正来计算泵浦氢量Vh。若将式(4)、(2)代入于式(3)并进行整理，则成为以下的式(5)。

Ch＝2Nh/(4F/I×Va/(22.4×60)-Na+3Nh)···式(5)

这里，发明人们着眼于以下情况，即，在将总空气流量Va设为固定值的情况下，排出氢浓度Ch能够基于泵浦氢单电池数Nh和扫描电流I来计算，因此能够按照每个排出氢浓度Ch，预先规定泵浦氢单电池数Nh与扫描电流I的相关关系。基于排出氢浓度Ch为基准浓度以下的泵浦氢单电池数Nh与扫描电流I的相关关系，在成为扫描电流I的动作点使燃料电池10动作，由此能够实现排出氢浓度Ch为基准浓度以下的燃料电池10的控制。以下进行详述。

图10是表示使用式(5)计算出的、每个扫描电流I的、泵浦氢单电池数Nh与排出氢浓度Ch的相关关系的图。对于特性线L1～L5而言，扫描电流I分别是i1～i5，并按照特性线L1、L2、L3、L4、L5的顺序，扫描电流I的电流值逐渐变大。如图10所示，在泵浦氢单电池数Nh相同的情况下，扫描电流I越大，则排出氢浓度Ch越高。另外，在扫描电流I相同的情况下，泵浦氢单电池数Nh越多，则排出氢浓度Ch越高。

图11是规定每个排出氢浓度的、发热量与泵浦氢单电池数Nh的相关关系的映射图。如后述那样，图11所示的映射图是包括在排出氢浓度控制处理中所使用的参照映射图在内的映射图。参照映射图是在等电力线上的动作点使燃料电池10发电的情况下的映射图，并且作为通过空气压缩机23向燃料电池系统100供给的空气量的总空气流量Va是固定值。如式(5)所示，在将总空气流量Va和总单电池数Na设为固定值的情况下，使用扫描电流I和泵浦氢单电池数Nh来计算排出氢浓度Ch。如上述那样，在本实施方式中，控制为：决定目标发热量，根据目标发热量决定目标动作点，并且燃料电池10在所决定的目标动作点进行动作。因此，图11所示的映射图中没有规定扫描电流I，而是规定了发热量与泵浦氢单电池数Nh的相关关系。在本实施方式中，在预热运转中，控制部80使燃料电池10在等电力线PL上的动作点进行动作，因此能够将扫描电流I与要求发热量一对一相关联。因此，能够预先规定发热量与泵浦氢单电池数Nh的相关关系。详细而言，例如能够使用图9所示的动作点映射图来进行从扫描电流I向发热量的换算。如图10所示，若决定泵浦氢单电池数Nh和排出氢浓度Ch，则唯一地决定扫描电流I。而且，如图9所示，若决定扫描电流I，则唯一地决定发热量。特性线CL1～CL6的排出氢浓度Ch分别是浓度c1～c6，按照特性线CL1、CL2、CL3、CL4、CL5、CL6的顺序排出氢浓度Ch逐渐变高。如图11所示，为了将排出氢浓度Ch例如设为浓度c3以下，只要将燃料电池10的动作点设定为泵浦氢单电池数Nh越多，则发热量越小的动作点即可。

参照图12对第3实施方式所涉及的排出氢浓度控制处理进行说明。与第1实施方式相同的步骤标注相同的附图标记，并适当地省略详细的说明。控制部80在起动后反复执行排出氢浓度控制处理。控制部80执行步骤S10、S20。如上述那样，在本实施方式中的步骤S20中，将第1电压阈值Vs1例如设定为0V。控制部80使用图13所示的参照映射图，取得在预先决定的基准浓度下与在步骤S20中计算出的泵浦氢单电池数Nh对应的要求发热量(步骤S400)。

在图13所示的参照映射图中示出了发热量qmax、和图11所示的特性线CL1～CL6中的、排出氢浓度Ch为浓度c3的特性线CL3。此外，图11与图13的轴不同，图13的横轴是泵浦氢单电池数Nh，纵轴是要求发热量[kW]。在本实施方式中，作为基准浓度，设定有预先固定的浓度，基准浓度是浓度c3。在存储装置81预先存储有排出氢浓度为浓度c3的参照映射图。通过使用排出氢浓度为浓度c3的参照映射图，控制部80能够取得成为基准浓度的与泵浦氢单电池数Nh对应的要求发热量。

控制部80在步骤S400(图12)的执行后执行将要求发热量设为目标值的速率处理(步骤S410)。速率处理是指在从与当前的目标发热量对应的动作点向与新的目标发热量对应的动作点变更的过程中，将作为发热量的每单位时间的变化量的变更速率设为预先决定的基准速率的处理。这里，基准速率的上升速率和下降速率例如都是12[kw/sec]。通过执行速率处理，能够抑制发热量的急剧的变化。详细而言，控制部80通过调整旁通阀27的开度，从而调整向燃料电池10的空气流量，并且例如通过使用DC/DC转换器72来使燃料电池10的扫描电流以与基准速率相应的速率变化，从而切换燃料电池10的动作点。例如，如图13所示，在泵浦氢单电池数Nh是块数na的情况下，在步骤S400中所取得的要求发热量是发热量qa。在该情况下，如图9所示，与新的目标发热量对应的动作点是目标动作点OP2。因此，在当前的动作点是目标动作点OP1的情况下，将动作点朝向新的目标动作点OP2沿着等电力线PL切换。在存在产生了泵浦氢的单电池90的情况下，通过切换为更高效率的动作点，从而减小扫描电流I，因此减少排出氢浓度Ch。另外，例如，在燃料电池10的温度上升并且泵浦氢单电池数Nh较少的情况下，将动作点例如从目标动作点OP2向目标动作点OP1切换。在该情况下，将排出氢浓度维持于基准浓度以下，并且进行变为更多的发热量的控制。这样，在预热运转中，通过执行步骤S20、S400、S410，将排出氢浓度维持于基准浓度以下，并且进行尽可能增多发热量的控制，因此能够缩短预热时间。

以上，根据说明的第3实施方式，通过使用以使由作为特定单电池的块数的泵浦氢单电池数Nh而高精度地计算的排出氢浓度Ch成为基准浓度以下的方式将要求发热量与作为特定单电池的块数的泵浦氢单电池数Nh相关联的参照映射图，来将与计算出的泵浦氢单电池数Nh对应的发热量设定为要求发热量，能够进行排出氢浓度Ch成为基准浓度的燃料电池10的控制。

D.其他的实施方式：

(D1)在上述第1实施方式所涉及的排出氢判定处理中，进行第1推断氢浓度Ca、和第2推断氢浓度Cb的计算，并将每一个与浓度阈值比较。与此相对地，也可以为以下处理内容，即，进行第1推断氢浓度Ca、与第2推断氢浓度Cb的任意一个的计算，在计算出的任意一个浓度为浓度阈值以上的情况下，执行氢浓度减少处理。由此，能够减少处理的步骤，并能够减少排出氢判定处理所涉及的负担。

(D2)上述第2实施方式所涉及的单电池块数计算处理是在设置有以2块单电池90为单位来检测电压的电压传感器12的燃料电池系统中对泵浦氢单电池数进行计数的处理。在设置有以3块以上的单电池90为单位来检测电压的电压传感器12的燃料电池系统中，也能够增加用于是否产生了泵浦氢的判断的基准电压，以与第2实施方式相同的方法来对泵浦氢单电池数进行计数。例如，在包括以3块单电池90为单位来检测电压的电压传感器12的结构的情况下，除了用于特定在检测的3块单电池90产生了泵浦氢的电压传感器12的第1基准电压之外，还使用用于特定在检测的3块单电池90中的2块单电池90产生了泵浦氢的电压传感器12的基准电压、和用于特定在3块单电池90中的1块单电池90产生了泵浦氢的电压传感器12的基准电压，由此能够对泵浦氢单电池数进行计数。

(D3)在上述第1实施方式中，根据启动时温度，应用不同的修正系数CF(参照图5)。与此相对地，也可以为与启动时温度无关地应用相同的修正系数的结构。由此，能够减少处理的负荷。

(D4)在上述第2实施方式中，根据当前温度，应用不同的第2电压阈值Vs2(参照图8)。与此相对地，也可以为与当前温度无关地应用相同的第2电压阈值Vs2的结构。由此，能够减少处理的负荷。

(D5)在上述第1实施方式中，在氢浓度减少处理中，将燃料电池10的动作点变更为效率比当前的动作点好的高效率动作点，减少泵浦氢的产生量来减少排出氢浓度。与此相对地，也可以构成为：在氢浓度减少处理中，执行使在旁通管24中流通的空气流量增加，不变更燃料电池10的动作点而使氢浓度降低的处理。

(D6)上述第1实施方式中的氢浓度减少处理例如是使目标电流值小于当前的设定值的处理。另外也可以构成为：作为氢浓度减少处理，使总空气流量Va增加，通过空气将从燃料电池10的阴极排出的阴极废气稀释，由此减少排出氢浓度Ch。

(D7)在上述第3实施方式中，使用规定了排出氢浓度为基准浓度的、要求发热量与泵浦氢单电池数Nh的相关关系的参照映射图，决定与泵浦氢单电池数Nh对应的发热量，并决定与所决定的发热量相应的动作点。与此相对地，也可以构成为：使用规定排出氢浓度为基准浓度的、扫描电流与泵浦氢单电池数Nh的相关关系的映射图，决定作为要求电流量的扫描电流，并决定与所决定的扫描电流相应的动作点。通过使用以排出氢浓度为基准浓度以下的方式将扫描电流与特定单电池的块数相关联的参照映射图来将与计算出的块数对应的扫描电流量设定为要求电流量，能够进行排出氢浓度成为基准浓度的燃料电池10的控制。

(D8)在上述第3实施方式中，预先决定了基准浓度。与此相对地，例如，也可以构成为：根据温度等而可变地设定基准浓度。在可变地设定该基准浓度的情况下，也可以为处理内容，即，使用按照每个基准浓度规定了要求发热量与泵浦氢单电池数Nh的相关关系的参照映射图，并使用变更后的基准浓度的参照映射图，决定与泵浦氢单电池数Nh对应的发热量，并决定与所决定的发热量相应的动作点。

(D9)在上述第3实施方式中，在预热运转中，固定总空气流量Va。与此相对地，也可以构成为可变地设定总空气流量Va。在可变地设定该总空气流量Va的情况下，通过使用按照每个总空气流量Va的、泵浦氢单电池数Nh与要求发热量的预先规定的相关关系，从而取得与变更后的总空气流量Va对应的要求发热量，并将取得的要求发热量作为目标值来使燃料电池10动作，由此能够将排出氢浓度Ch设为基准浓度以下。

(D10)在上述第3实施方式中，控制部80在预热运转中在一个等电力线PL上的动作点控制燃料电池10。与此相对地，也可以构成为可变地设定目标发电量。在可变地设定该目标发电量的结构的情况下，也可以为以下的处理内容，即，决定新的目标发电量，使用包括多个等电力线PL在内的参照映射图，将与新的目标发热量及新的要求发热量对应的动作点设定为变更后的动作点。

(D11)在上述第3实施方式中，在预热运转中执行排出氢浓度控制处理，但也可以在通常运转时执行排出氢浓度控制处理。例如，也可以构成为：在燃料电池系统100具备作为燃料电池系统100的电力源发挥功能的充电电池的情况并且不想限制充电电池的充放电量的情况下等，在使燃料电池10在低效率动作点动作的情况下，实施排出氢浓度控制处理。由此，能够限制输出电流，抑制多余的电力的发电，并且使排出氢浓度Ch为基准浓度以下。

(D12)在上述第3实施方式中，使用式(4)来计算泵浦氢量Vh。也可以构成为：不通过式(4)，而与第1实施方式相同地通过式(1)来计算泵浦氢量Vh。

(D13)在上述第3实施方式中，变更动作点的情况下的基准速率的上升速率和下降速率例如都是12[kw/sec]。基准速率并不限定于该值，另外，上升速率与下降速率也可以为不同的值。

(D14)在上述第3实施方式中，将空气压缩机23的转速固定于预先决定的值，并将向燃料电池系统100供给的总空气流量Va固定于预先决定的值。与此相对地，在预热运转中，也可以变更空气压缩机23的转速。在变更空气压缩机23的转速的情况下，总空气流量Va也变化。在变更空气压缩机23的转速来变更总空气流量Va的情况下，例如，应用以下的结构即可。预先在存储装置81存储按照每个总空气流量Va规定排出氢浓度Ch为基准浓度的、发热量与泵浦氢单电池数Nh的相关关系的映射图。通过对应于与变更后的空气压缩机23的转速相应的总空气流量Va的映射图，将与泵浦氢单电池数Nh对应的发热量设定为要求发热量。由此，能够进行排出氢浓度Ch为基准浓度的燃料电池10的控制。

本公开并不局限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够通过各种结构实现。例如，为了解决上述的课题的一部分或者全部，或者为了实现上述的效果的一部分或者全部，与在发明的概要栏中记载的各方式中的技术特征对应的实施方式的技术特征能够适当地进行替换、组合。另外，只要未说明为其技术特征在本说明书中是必须的，就能够适当地删除。

Claims (3)

1.一种燃料电池系统，其特征在于，

所述燃料电池系统具备：

燃料电池，将单电池层叠而成；

电压传感器，构成为以1个或者多个所述单电池为单位来检测电压；

控制部，构成为决定所述燃料电池的动作点，使所述燃料电池动作，所述控制部构成为在所述燃料电池的预热运转时在效率比基准动作点低的低效率动作点使所述燃料电池动作；

温度传感器，构成为检测所述燃料电池的温度；以及

存储装置，存储有按照所述燃料电池的每个启动时温度，将修正系数与所述燃料电池的当前温度相关联的映射图，在所述映射图中，启动时温度越低，则修正系数的值越大，

其中，所述控制部构成为：在所述预热运转时，计算所述电压传感器的检测电压为预先决定的第1基准电压以下的所述单电池的总块数，并使用所述总块数来计算排出氢浓度，

所述电压传感器包括：

第1电压传感器，构成为检测1块所述单电池的电压；和

第2电压传感器，构成为检测两块所述单电池的电压，

其中，所述控制部构成为：

在所述第1电压传感器的检测电压为所述第1基准电压以下的情况下，将为所述第1基准电压以下的所述单电池计数为1块，

在所述第2电压传感器的检测电压为所述第1基准电压以下的情况下，将为所述第1基准电压以下的所述单电池计数为两块，

在所述第2电压传感器的检测电压大于所述第1基准电压，并且为比所述第1基准电压大的预先决定的第2基准电压以下的情况下，将为所述第1基准电压以下的所述单电池计数为1块，

以此计算所述总块数，

其中，所述控制部构成为：存储在启动时从所述温度传感器取得的启动时温度，使用所述映射图，取得与所述启动时温度和从所述温度传感器取得的所述当前温度对应的所述修正系数，

所述控制部构成为：使用在所述总块数上乘以所述修正系数而得的值，计算所述排出氢浓度。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述控制部构成为：在所述排出氢浓度高于预先决定的基准浓度的情况下，执行氢浓度减少处理。

3.一种燃料电池系统的控制方法，所述燃料电池系统具备：燃料电池，将单电池层叠而成；电压传感器，以1个或者多个所述单电池为单位来检测电压；温度传感器，构成为检测所述燃料电池的温度；以及存储装置，存储有按照所述燃料电池的每个启动时温度，将修正系数与所述燃料电池的当前温度相关联的映射图，在所述映射图中，启动时温度越低，则修正系数的值越大，其中，所述电压传感器包括：第1电压传感器，构成为检测1块所述单电池的电压；和第2电压传感器，构成为检测两块所述单电池的电压，其特征在于，

所述燃料电池系统的控制方法具备：

在所述燃料电池的预热运转时，在效率比基准动作点低的低效率动作点使所述燃料电池动作；和

在所述预热运转时，计算所述电压传感器的检测电压为预先决定的第1基准电压以下的所述单电池的总块数，并使用所述总块数来计算排出氢浓度，

在燃料电池系统的控制方法中，

在所述第1电压传感器的检测电压为所述第1基准电压以下的情况下，将为所述第1基准电压以下的所述单电池计数为1块，

在所述第2电压传感器的检测电压为所述第1基准电压以下的情况下，将为所述第1基准电压以下的所述单电池计数为两块，

在所述第2电压传感器的检测电压大于所述第1基准电压，并且为比所述第1基准电压大的预先决定的第2基准电压以下的情况下，将为所述第1基准电压以下的所述单电池计数为1块，

以此计算所述总块数，

在燃料电池系统的控制方法中，

存储在启动时从所述温度传感器取得的启动时温度，使用所述映射图，取得与所述启动时温度和从所述温度传感器取得的所述当前温度对应的所述修正系数，

使用在所述总块数上乘以所述修正系数而得的值，计算所述排出氢浓度。