本發(fā)明涉及燃料電池系統(tǒng)。

背景技術：

作為以往的燃料電池系統(tǒng)，有根據(jù)將氫供給閥閉閥，停止對燃料電池氫供給期間的氫供給閥下游的陽極系統(tǒng)內(nèi)的壓力變化，計算從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的氣體量的系統(tǒng)(參照us20120156575a1)。

技術實現(xiàn)要素：

在燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)中，在清洗閥閉閥期間，從燃料電池的陰極電極經(jīng)由電解質(zhì)膜透過到陽極電極來的氮等被蓄積在陽極系統(tǒng)內(nèi)，陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度緩慢地降低。陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度降低時，擔心在燃料電池系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生電壓下降。

為了防止這樣的電壓下降，通過根據(jù)需要將清洗閥開閥，經(jīng)由清洗閥將包含氮或氫的排出氣體從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出，將陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度管理至不產(chǎn)生電壓下降的氫濃度以上。這時，為了判斷是否在適當?shù)毓芾黻枠O系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度，要求高精度地估計經(jīng)由清洗閥從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的排出氣體的量(清洗量)。這樣要求高精度地估計清洗量的理由，是因為陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度根據(jù)清洗量變化，清洗量越大就越高。

但是，在以前述的以往的方法算出的從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的排出氣體的量中，除了經(jīng)由清洗閥被清洗過的清洗氣體之外，還包含了從陽極系統(tǒng)內(nèi)泄漏出來的氣體的影響。從陽極系統(tǒng)內(nèi)泄漏出來的氣體主是從燃料電池的陽極電極經(jīng)由電解質(zhì)膜透過至陰極電極的氫。在氫從燃料電池的陽極電極透過至陰極電極時，陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度降低。

即，清洗氣體在提高陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度的方向有貢獻，而透過氫在陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度降低的方向上有貢獻。

因此，在根據(jù)前述以往的方法算出的從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的氣體量來管理氫濃度時，受到從陽極系統(tǒng)內(nèi)泄漏除了的氫的影響，氫濃度比預想低，擔心產(chǎn)生意外的電壓下降。

本發(fā)明是著眼于這樣問題點而完成的，目的是通過從清洗氣體排除清洗以外使陽極系統(tǒng)內(nèi)的壓力變化的因素的影響，特別是從陽極系統(tǒng)內(nèi)泄漏出來的氫的影響，高精度地估計經(jīng)由清洗閥從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的排出氣體的流量。

按照本發(fā)明的一個方式，提供將陽極氣體以及陰極氣體提供給燃料電池，根據(jù)負載使燃料電池發(fā)電的燃料電池系統(tǒng)。該燃料電池系統(tǒng)包括：向燃料電池系統(tǒng)的陽極系統(tǒng)內(nèi)供給陽極氣體的供給閥；將排出氣體從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的清洗閥；估計或者測量陽極系統(tǒng)內(nèi)的壓力的壓力檢測單元；以及根據(jù)至陽極系統(tǒng)內(nèi)的陽極氣體供給停止時的清洗閥開閥時的壓力降低和清洗閥閉閥時的壓力降低，估計通過清洗閥從陽極系統(tǒng)內(nèi)所排出的排出氣體的清洗流量的清洗流量估計單元。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一個實施方式的燃料電池系統(tǒng)的概略圖。

圖2是說明本發(fā)明的一個實施方式的清洗量的計算方法的圖。

圖3是說明氫供給閥的閉閥中的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體流入流出的圖。

圖4是說明本發(fā)明的一個實施方式的清洗控制的流程圖。

圖5是根據(jù)燃料電池堆的負載和堆溫度，計算基準占空比的圖。

圖6是說明清洗閥開閥要求信號生成處理的細節(jié)的流程圖。

圖7是說明清洗閥開閉處理的細節(jié)的流程圖。

圖8是說明清洗流量估計處理的細節(jié)的流程圖。

圖9是根據(jù)陽極壓力的降低量，計算在清洗閥開閥時從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的每運算周期的氣體量的圖。

圖10是根據(jù)輸出電流，計算在清洗閥開閥時由于發(fā)電而在燃料電池堆1內(nèi)被消耗的每運算周期的氫量的圖。

圖11是說明清洗流量的計算方法的圖。

圖12是表示清洗流量的閾值的圖。

圖13是說明高負載清洗處理的細節(jié)的流程圖。

圖14a是說明本發(fā)明的一個實施方式的氫供給閥的控制的流程圖。

圖14b是根據(jù)目標輸出電流，計算脈動上下限壓力的表。

圖15是運轉(zhuǎn)區(qū)域為通常區(qū)域、且清洗流量為閾值以上時的定時圖。

圖16是運轉(zhuǎn)區(qū)域為通常區(qū)域、且清洗流量不足閾值時的定時(timing)圖。

圖17是運轉(zhuǎn)區(qū)域為高負載區(qū)域、且清洗流量為閾值以上時的定時圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。

燃料電池通過陽極電極(燃料極)和陰極電極(氧化劑極)夾著電解質(zhì)膜，通過對陽極電極供給含有氫的陽極氣體(燃料氣體)、對陰極電極供給含有氧的陰極氣體(氧化劑氣體)來發(fā)電。在陽極電極以及陰極電極的兩電極中進行的電極反應如下。

陽極電極：2h2→4h⁺+4e^-…(1)

陰極電極：4h⁺+4e^-+o2→2h2o…(2)

通過該(1)(2)的電極反應，燃料電池產(chǎn)生1伏特左右的電動勢。

在將燃料電池作為汽車用動力源使用的情況下，所要求的電力很大，所以作為層積數(shù)百張的燃料電池的燃料電池堆使用。然后，構成對燃料電池堆供給陽極氣體以及陰極氣體的燃料電池系統(tǒng)，取出車輛驅(qū)動用的電力。

圖1是本發(fā)明的一個實施方式的燃料電池系統(tǒng)100的概略圖。

燃料電池系統(tǒng)100包括：燃料電池堆1；陰極氣體給排裝置2；陽極氣體給排裝置3；以及控制器4。

燃料電池堆1是層積了多張燃料電池的電池堆，接受陽極氣體以及陰極氣體的供給，發(fā)電對車輛的驅(qū)動所需要的電力。

陰極氣體給排裝置2包括：陰極氣體供給通路21；陰極氣體排出通路22；過濾器23；氣流傳感器24；陰極壓縮機25；陰極壓力傳感器26；水分回收裝置(waterrecoverydevice；以下稱為“wrd”。)27；以及陰極調(diào)壓閥28。陰極氣體給排裝置2對燃料電池堆1供給陰極氣體，將從燃料電池堆1排出的陰極排出氣體排出到外部大氣。

陰極氣體供給通路21是對燃料電池堆1供給的陰極氣體流動的通路。陰極氣體供給通路21的一端連接到過濾器23，另一端連接到燃料電池堆1的陰極氣體入口孔。

陰極氣體排出通路22是從燃料電池堆1排出的陰極排出氣體流動的通路。陰極氣體排出通路22的一端連接到燃料電池堆1的陰極氣體出口孔，另一端為開口端。陰極排出氣體是陰極氣體、和由于電極反應而產(chǎn)生的水蒸氣的混合氣體。

過濾器23將取入陰極氣體供給通路21的陰極氣體中的異物去除。

氣流傳感器24被設置在陰極壓縮機25上游的陰極氣體供給通路21中。氣流傳感器24檢測對陰極壓縮機25供給的、最終被提供給燃料電池堆1的陰極氣體的流量。

陰極壓縮機25被設置在陰極氣體供給通路21中。陰極壓縮機25經(jīng)由過濾器23將作為陰極氣體的空氣(外部大氣)取入陰極氣體供給通路21，提供給燃料電池堆1。

陰極壓力傳感器26被設置在陰極壓縮機25和wrd27之間的陰極氣體供給通路21中。陰極壓力傳感器26檢測對燃料電池堆1供給的陰極氣體的壓力(以下稱為“陰極壓力”。)。

wrd27分別連接到陰極氣體供給通路21以及陰極氣體排出通路22，回收流動在陰極氣體排出通路22的陰極排出氣體中的水分，通過該回收的水分加濕流動在陰極氣體供給通路21的陰極氣體。

陰極調(diào)壓閥28被設置在wrd27下游的陰極氣體排出通路22中。陰極調(diào)壓閥28通過控制器4進行開閉控制，調(diào)節(jié)對燃料電池堆1供給的陰極氣體的壓力。而且，在本實施方式中，基本上通過調(diào)整陰極壓縮機25的旋轉(zhuǎn)速度以及陰極調(diào)壓閥28的開度，將陰極壓力控制為希望的壓力(目標陰極壓力)。

陽極氣體給排裝置3對燃料電池堆1供給陽極氣體，同時將從燃料電池堆1排出的陽極排出氣體排出到陰極氣體排出通路22。陽極氣體給排裝置3包括：高壓氫罐31、陽極氣體供給通路32、氫供給閥33、陽極壓力傳感器34、陽極氣體排出通路35、以及清洗閥36。

高壓氫罐31將對燃料電池堆1供給的陽極氣體保持為高壓狀態(tài)來貯藏。

陽極氣體供給通路32是用于將從高壓氫罐31排出的陽極氣體提供給燃料電池堆1的通路。陽極氣體供給通路32的一端連接到高壓氫罐31，另一端連接到燃料電池堆1的陽極氣體入口孔。

氫供給閥33被設置在陽極氣體供給通路32中。氫供給閥33通過控制器4進行開閉控制，將對燃料電池堆1供給的陽極氣體的壓力調(diào)節(jié)為希望的壓力。而且，通過氫供給閥33被開閉控制，對燃料電池堆1供給的陽極氣體的流量也被控制。

陽極壓力傳感器34被設置在氫供給閥33下游的陽極氣體供給通路32中。陽極壓力傳感器34檢測氫供給閥33下游的陽極氣體供給通路32的壓力。在本實施方式中，將通過該陽極壓力傳感器34檢測的壓力，代用作為從氫供給閥33至清洗閥36的陽極系統(tǒng)內(nèi)的壓力(以下稱為“陽極壓力”。)。

陽極氣體排出通路35是從燃料電池堆1排出的陽極排出氣體流動的通路。陽極排出氣體是在電極反應中未被使用的余剩的氫(陽極氣體)、與從陰極電極側(cè)經(jīng)由電解質(zhì)膜透過至陽極電極側(cè)的氮和水蒸氣的混合氣體。陽極氣體排出通路35的一端連接到燃料電池堆1的陽極氣體出口孔，另一端連接到陰極氣體排出通路22。

排出到陰極氣體排出通路22的陽極排出氣體，在陰極氣體排出通路22內(nèi)與陰極排出氣體混合后被排出到燃料電池系統(tǒng)100的外部。在陽極排出氣體中包含電極反應中未使用的余剩的氫，所以通過使其與陰極排出氣體混合后排出到燃料電池系統(tǒng)100的外部，該排出氣體中的氫濃度為預先確定的規(guī)定濃度以下。

清洗閥36被設置在陽極氣體排出通路35中。清洗閥36通過控制器4進行開閉控制，控制從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出到陰極氣體排出通路22的陽極排出氣體的流量(以下稱為“清洗流量”。)。

控制器4由具有中央運算裝置(cpu)、只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)以及入輸出接口(i/o接口)的微計算機構成。

在控制器4中，除了輸入來自前述的氣流傳感器24等信號之外，還輸入來自檢測油門踏板的踏下量(以下稱為“油門操作量”。)的油門行程傳感器41、檢測冷卻燃料電池堆的冷卻水的溫度(以下稱為“堆溫度”。)的溫度傳感器42、檢測燃料電池堆的輸出電流的電流傳感器43等用于檢測燃料電池系統(tǒng)100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器的信號。

控制器4根據(jù)燃料電池系統(tǒng)100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，計算燃料電池堆1的目標輸出電流。具體地說，根據(jù)用于驅(qū)動車輛的行駛電機(未圖示)的要求電力或陰極壓縮機25等輔機類的要求電力、電池(未圖示)的充放電要求，計算燃料電池堆1的目標輸出電流。

而且，控制器4根據(jù)燃料電池系統(tǒng)100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，進行使陽極壓力周期性地升降壓的脈動運轉(zhuǎn)。在脈動運轉(zhuǎn)中，基本上在根據(jù)燃料電池堆1的目標輸出電流設定的脈動上限壓力以及脈動下限壓力的范圍內(nèi)使陽極壓力周期性地升降壓，使陽極壓力脈動。通過這樣的脈動運轉(zhuǎn)，在陽極壓力的升壓時將陽極系統(tǒng)內(nèi)的液態(tài)水排出到陽極系統(tǒng)外，從而確保排水性。

這里，在燃料電池堆1的發(fā)電中，氮或水蒸氣等經(jīng)由電解質(zhì)膜從陰極電極側(cè)透過到陽極電極側(cè)。因此，在保持關閉了清洗閥36時，氫在燃料電池堆1被消耗，另一方面，透過來的氮等不斷被蓄積在陽極系統(tǒng)內(nèi)。其結(jié)果，即使在將陽極系統(tǒng)內(nèi)的壓力(陽極壓力)控制為相同的壓力的情況下陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度緩慢地降低相當于氮等透過來的量。這樣，如果在陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度降低的狀態(tài)下進行發(fā)電，則即使將陽極壓力控制為目標值，燃料電池堆1內(nèi)發(fā)電所需要的氫也不足，擔心產(chǎn)生電壓下降。

另一方面，若將清洗閥36開閥，則因為在陽極系統(tǒng)內(nèi)蓄積的氮等作為陽極排出氣體從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出，所以陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度增加(恢復)。即，陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度根據(jù)通過清洗閥36從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的陽極排出氣體的量(以下稱為“清洗量”。)而改變，具體地說，清洗量越多，陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度越增加。

因此，在本實施方式中，預先通過實驗等求出可以根據(jù)燃料電池的負載，將陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度管理為不產(chǎn)生電壓下降的氫濃度(目標氫濃度；例如60％)的清洗流量(或者清洗量)的閾值。然后估計將清洗閥36開閥時的清洗流量，比較估計出的清洗流量和閾值。如果估計出的清洗流量為閾值以下，則判定為為了將陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度管理為目標氫濃度所需要的清洗量不足，以便實施追加清洗。

這里，作為估計清洗量的方法，例如考慮根據(jù)在氫供給閥的閉閥中將清洗閥36開閥的期間的陽極壓力的下降量來估計該期間內(nèi)從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的氣體量，將從該氣體量減去了該期間內(nèi)由于發(fā)電而消耗的氫量后的氣體量，估計作為通過清洗閥36從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的陽極排出氣體的量，即清洗量(若將該清洗量除以該期間則成為清洗流量)。

但是，除了通過清洗閥36流出的氣體(以下稱為“清洗氣體”。)或由于發(fā)電而消耗的氫之外，還存在氫供給閥33的閉閥中從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的氣體。例如是，從陽極電極側(cè)經(jīng)由電解質(zhì)膜透過到陰極電極側(cè)的氫(以下稱為“透過氫”。)或在陽極系統(tǒng)內(nèi)凝縮成為液態(tài)水的水蒸氣。即使在這當中，透過氫也在降低陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度的方向上產(chǎn)生貢獻。并且，由于氫的分子量也小，所以經(jīng)由電解質(zhì)膜透過來的量也不少。

這樣，清洗氣體在提高陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度的方向上產(chǎn)生貢獻，而透過氫在降低陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度的方向上產(chǎn)生貢獻。

因此，如果通過前述的估計方法估計出的清洗量中透過氫量的比例變大，則通常在清洗量增多時陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度應該恢復，但是該恢復量減少。因此，如果忽略該透過氫量而使其包含在清洗量中，則盡管清洗流量成為閾值以上，但實際的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度卻為比設想低的狀態(tài)，擔心產(chǎn)生不可預期的電壓下降。

因此，在本實施方式中，使得可以僅計算通過清洗閥36流出的氣體(清洗氣體)作為清洗量。以下，參照圖2以及圖3說明本實施方式的清洗量的計算方法。

圖2是說明本實施方式的清洗量的計算方法的圖。圖3是說明氫供給閥33的閉閥中的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體流入流出的圖。

在本實施方式中，根據(jù)在氫供給閥33的閉閥中將清洗閥36開閥期間的壓力降低、以及在氫供給閥33的閉閥中將清洗閥36閉閥期間的壓力降低，僅計算通過清洗閥36流出的氣體(清洗氣體)作為清洗量。

如圖2所示，在燃料電池堆1的發(fā)電中，如果在時刻t11的定時將氫供給閥33閉閥，停止對燃料電池堆1的陽極氣體的供給，則陽極壓力緩慢地降低。該陽極壓力的變化因為以下的因素而產(chǎn)生。

在圖2中，說明從時刻t11至時刻t13將清洗閥36開閥，從時刻13至時刻t14將清洗閥36閉閥，與清洗閥36的開閉狀態(tài)無關而成為使陽極壓力變化的因素。

首先，第一個因素是在氫供給閥33的閉閥中由于發(fā)電而消耗的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫。陽極壓力由于該發(fā)電消耗氫而降低。第二個因素是，在陽極系統(tǒng)內(nèi)液態(tài)水蒸發(fā)而成為水蒸氣，相反水蒸氣凝縮而成為液態(tài)水。陽極壓力由于該蒸發(fā)以及凝縮的平衡而變化。最后，第三個因素是從陽極電極側(cè)經(jīng)由電解質(zhì)膜透過到陰極電極側(cè)的氫(透過氫)、或相反地從陰極電極側(cè)經(jīng)由電解質(zhì)膜透過到陽極電極側(cè)的氮以及氧。陽極壓力由于這些透過氣體的收支平衡而變化。

因為從時刻t13至時刻14將清洗閥36閉閥，所以由于這三個因素，陽極壓力降低。

另一方面，因為從時刻t11至時刻t13將清洗閥36開閥，所以除了這三個因素，還由于通過清洗閥36流出的氣體(清洗氣體)，陽極壓力也降低。而且，在清洗閥36的結(jié)構上，在將清洗閥36開閥時，首先排出液態(tài)水，之后陽極排出氣體作為清洗氣體被排出，所以如圖2所示，從時刻t12陽極排出氣體被排出。

因此，在本實施方式中，在氫供給閥33的閉閥中根據(jù)將清洗閥36閉閥的清洗閥閉閥期間(時刻t13～時刻t14)的壓力降低，求在該期間由于上述三個因素而失去的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體量。若將該氣體量除以清洗閥閉閥期間，則可以計算由于上述三個因素所失去的每單位時間的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體量。

同樣，根據(jù)清洗閥開閥期間(時刻t11～時刻t13)的壓力降低，求在該期間除了上述三個因素外由于清洗所失去的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體量。然后，將該氣體量除以清洗閥開閥期間，計算在清洗閥開閥期間除了上述三個因素外由于清洗而失去的每單位時間的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體量。

這里，即使從時刻t11至時刻t13的清洗閥開閥期間中，也認為由于上述三個因素所失去的每單位時間的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體量與清洗閥閉閥期間相比基本不變。

因此，如果從清洗閥開閥期間除了上述三個因素之外由于清洗而失去的每單位時間的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體量減去在清洗閥閉閥期間由于上述三個因素而失去的每單位時間的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體量，則可以高精度地僅計算通過清洗閥36而流出的氣體(清洗氣體)的流量。

以下，參照圖4至圖13，說明本實施方式的清洗控制。

圖4是說明本實施方式的清洗控制的流程圖?？刂破?以規(guī)定的運算周期反復執(zhí)行本例程。

在步驟s100中，控制器4參照圖5的圖，根據(jù)燃料電池堆1的負載(輸出電流)和堆溫度，計算基準占空比?；鶞收伎毡仁?，在將清洗周期固定為某一定值(基準清洗周期；在本實施方式中設為5秒，但可適當變更)時，可以對每個負載穩(wěn)定地進行發(fā)電的清洗閥36的占空比，是預先通過實驗等求得的占空比。換言之，基準占空比是可以將陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度管理為目標氫濃度的清洗閥36的占空比。而且，基準占空比也可以僅根據(jù)燃料電池堆1的負載(輸出電流)進行計算。

在步驟s200中，控制器4根據(jù)基準占空比實施生成清洗閥36的開閥要求信號的處理。參照圖6在后敘述該清洗閥開閥要求信號生成處理的細節(jié)。

在步驟s300中，控制器4實施根據(jù)清洗閥開閥要求信號等，在氫供給閥33的閉閥時(陽極氣體供給停止時)實際地使清洗閥36開閉的處理。參照圖7在后敘述該清洗閥36開閉處理的細節(jié)。

在步驟s400中，控制器4實施根據(jù)在脈動降壓時(陽極氣體供給停止時)將清洗閥36開閥時和閉閥時的各自的壓力降低程度，估計清洗流量的處理。參照圖8在后敘述該清洗流量估計處理的細節(jié)。

圖6是說明清洗閥開閥要求信號生成處理的細節(jié)的流程圖。

在步驟s201中，控制器4判定將如后所述的清洗閥開閥要求信號開啟(on)的時間的累積值(以下稱為“清洗閥開閥要求開啟時間”。)除以預先確定的基準清洗周期所得的值是否大于基準占空比。即控制器4判定清洗閥開閥要求開啟時間在基準清洗周期中所占的比例是否大于了基準占空比。如果相除值為基準占空比以下，則控制器4進行步驟s202的處理，如果大于基準占空比，則控制器4進行步驟s203的處理。

在步驟s202中，控制器4將清洗閥開閥要求信號開啟(on)。

在步驟s203中，控制器4將清洗閥開閥要求信號關閉(off)。

在步驟s204中，控制器4累積清洗閥開閥要求信號開啟的時間，作為清洗閥開閥要求開啟時間進行計算。

在步驟s205中，控制器4判定是否經(jīng)過了基準清洗周期的1周期。即，例如在將基準清洗周期設定為5秒時，判定是否從開始基準清洗周期的計數(shù)起經(jīng)過了5秒。如果未經(jīng)過基準清洗周期的1周期，則控制器4結(jié)束本次的處理，如果經(jīng)過1周期，則控制器4進行步驟s206的處理。

在步驟s206中，控制器4將在步驟s204中算出的清洗閥開閥要求開啟時間重置為零，并且基準清洗周期的計數(shù)也重置為零。

圖7是說明清洗閥開閉處理的細節(jié)的流程圖。

在步驟s301中，控制器4與前述的步驟s204分別計算清洗閥開閥要求開啟時間。

在步驟s302中，控制器4判定氫供給閥33是否被開閥。在氫供給閥33被開閥時，即為陽極氣體供給時，控制器4進行步驟s303的處理。另一方面，在氫供給閥33被閉閥時，即為陽極氣體供給停止時，控制器4進行步驟s309的處理。進行步驟s302的判定，是因為在本實施方式中，基本上與陽極氣體供給停止時同時地進行清洗閥36的開閥。

在步驟s303中，控制器4判定燃料電池堆1的運轉(zhuǎn)區(qū)域是否為高負載區(qū)域。例如在輸出電流大于20a時，控制器4判定為高負載區(qū)域。如果燃料電池堆1的運轉(zhuǎn)區(qū)域為高負載區(qū)域，則控制器4進行步驟s600的處理，否則進行步驟s304的處理。

在步驟s600中，控制器4實施在高負載區(qū)域中所實施的清洗閥36的開閉處理。關于該高負載清洗處理的細節(jié)，參照圖13在后敘述，但如果簡單地說明，則在高負載區(qū)域中，陽極系統(tǒng)內(nèi)蓄積的液態(tài)水與通常區(qū)域相比增加。在清洗閥36的構造上，如果打開清洗閥36，則首先液態(tài)水從陽極系統(tǒng)內(nèi)被排出，之后陽極排出氣體被排出。因此，在高負載區(qū)域中，在脈動升壓時也可以將清洗閥36開閥，可靠地將陽極系統(tǒng)內(nèi)的液態(tài)水從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出，之后陽極排出氣體干凈地從陽極系統(tǒng)內(nèi)被排出。

另一方面，在上述步驟s303判定為運轉(zhuǎn)區(qū)域是高負載區(qū)域時，在步驟s304中，控制器4將清洗閥36閉閥。

在步驟s305中，控制器4判定清洗閥開閥繼續(xù)標記是否開啟(on)。若清洗閥開閥繼續(xù)標記為開啟，則控制器4進行步驟s306的處理，若為關閉(off)，則控制器4結(jié)束本次的處理。

清洗閥開閥繼續(xù)標記是，陽極氣體供給停止時的清洗閥開閥時間直至超過作為在陽極氣體供給停止時將清洗閥36實際地打開的時間而預先設定的第2規(guī)定值，被標記為開啟的標記。該清洗閥開閥繼續(xù)標記例如是在陽極氣體供給停止時打開清洗閥36，在經(jīng)過第2規(guī)定值前開始了陽極氣體供給的情況中，為了仍然繼續(xù)本次的清洗閥開閥時間而設定的標記。由此，下一次的陽極氣體供給停止時可以僅將清洗閥36打開剩余的時間(分割清洗)。

在步驟s306中，控制器4判定在步驟s301中算出的清洗閥開閥要求開啟時間是否為預先設定的第1規(guī)定值以上。如果清洗閥開閥要求開啟時間為第1規(guī)定值以上，則控制器4進行步驟s307的處理，如果不足第1規(guī)定值，則進行步驟s308的處理。

在步驟s307中，控制器4將清洗閥開閥指令設為開啟(on)。而且，清洗閥開閥指令的初始值被設定為關閉(off)。在清洗閥開閥指令為開啟的狀態(tài)下陽極氣體供給停止時，清洗閥36被實際地開閥。由此，可以與氫供給閥33的閉閥時聯(lián)動而將清洗閥36開閥。

這樣，在本實施方式中，從清洗閥開閥要求開啟時間(＝基準占空比的累積值)為第1規(guī)定值以上開始將清洗閥開閥指令設為開啟，允許清洗閥36的開閥。這是因為，在本實施方式中，在氫供給閥33的閉閥時確保某種程度的開閥清洗閥36時間，以便可靠地實施排水，在清洗閥開閥中，陽極排出氣體可靠地通過清洗閥36排出。

而且，通過這樣處理，輸出電流越低，基準占空比越小，所以輸出電流越低時，可以越加長至清洗閥開閥指令為開啟的時間。即，根據(jù)輸出電流變更發(fā)出清洗閥的開閥指令的間隔，使得在輸出電流越低時，從關閉清洗閥至打開的間隔(清洗間隔)越長。在輸出電流低時，陰極壓力也低，所以從陰極電極側(cè)透過來的氮等的量也少，所以即使將清洗間隔增長相當于該部分，陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度的降低也少。因此，通過輸出電流越低時，越加長清洗間隔，統(tǒng)一排出陽極排出氣體，使得在清洗閥36的開閥中，經(jīng)由該清洗閥36可靠地排出陽極排出氣體。

另一方面，在上述步驟s306中，判定為清洗閥開閥要求開啟時間不足第1規(guī)定值時，在步驟s308中，控制器4將清洗閥開閥指令設為關閉。

進而，在上述步驟s302中判定為氫供給閥33被閉閥(陽極氣體供給停止時)時，在步驟s309中，控制器4判定清洗閥開閥指令是否開啟。如果清洗閥開閥指令為關閉，則控制器4進行步驟s310的處理，如果開啟則進行步驟s311的處理。

在步驟s310中，控制器4將清洗閥36閉閥。這樣，在清洗閥開閥要求開啟時間為第1規(guī)定值以上之前，即使為陽極氣體供給停止時清洗閥36也不開閥。

另一方面，在步驟s311中，控制器4將清洗閥36開閥。

在步驟s312中，控制器4累積清洗閥36被開閥的時間，將其計算作為清洗閥開閥時間。

在步驟s313中，控制器4判定在步驟s312中算出的清洗閥開閥時間是否成為作為在陽極氣體供給停止時實際地打開清洗閥36的時間而被預先設定的第2規(guī)定值以上。這樣，在本實施方式中，在清洗閥開閥要求開啟時間為第1規(guī)定值以上后，僅將清洗閥36打開第2規(guī)定值。在本實施方式中，將第1規(guī)定值和第2規(guī)定值設定為相同的值，但是也可以設定為不同的值。第1規(guī)定值以及第2規(guī)定值分別作為可將陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度管理為目標氫濃度，并且可以高精度地實施清洗流量的估計的值(例如0.5秒)，可以通過預先實驗等來求。如果清洗閥開閥時間不足第2規(guī)定值，則控制器4進行步驟s314的處理，如果清洗閥開閥時間為第2規(guī)定值以上，則進行步驟s316的處理。

在步驟s314中，控制器4將清洗閥開閥繼續(xù)標記設為開啟。

在步驟s315中，控制器4將升壓中標記設為關閉。該升壓中標記是在高負載清洗處理中使用的標記。

另一方面，在上述步驟s313中判定為清洗閥開閥時間為第2規(guī)定值以上時，在步驟s316中，控制器4將在清洗閥開閉處理內(nèi)算出的清洗閥開閥時間重置為零。

在步驟s317中，控制器4將清洗閥開閥繼續(xù)標記設為關閉。

在步驟s318中，控制器4將清洗閥開閥指令設為關閉。之后，進至步驟s315，將升壓中標記設為關閉。

圖8是說明清洗流量估計處理的細節(jié)的流程圖。

在步驟s401中，控制器4判定氫供給閥33是否被閉閥。如果是在氫供給閥33的閉閥時，則控制器4為了獲取用于估計清洗流量的數(shù)據(jù)，進行步驟s402以后的處理。另一方面，在氫供給閥33的開閥時，控制器4為了根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)估計清洗流量，進行步驟s409以后的處理。

在步驟s402中，控制器4判定清洗閥36是否開閥。若清洗閥36開閥，則控制器4進行步驟s403的處理，在閉閥時進行步驟s406的處理。

在步驟s403中，控制器4根據(jù)陽極壓力的降低，計算在清洗閥開閥時從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的、每運算周期的氣體量，通過將該氣體量與前次值相加，計算清洗閥開閥時的流出氣體量。

在該清洗閥開閥時從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的每運算周期的氣體量，例如可以預先通過實驗等，作成將陽極壓力的降低量(陽極壓力的前次值－陽極壓力的本次值)、和從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的氣體量相關聯(lián)的圖9所示的圖，通過參照該圖，根據(jù)陽極壓力的降低量進行計算。在圖9中，按照堆溫度校正從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的氣體量，但是未必需要基于堆溫度的校正。而且，即使例如通過計算將陽極壓力的前次值等代入氣體的狀態(tài)方程式求得的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體的摩爾數(shù)、與代入陽極壓力的本次值等求得的陽極系統(tǒng)內(nèi)的氣體的摩爾數(shù)的變化，也可以求該氣體量。

在步驟s404中，控制器4根據(jù)電流傳感器43的檢測值(輸出電流)，計算在清洗閥開閥時由于發(fā)電在燃料電池堆1內(nèi)消耗的每運算周期的氫量，通過將該氫量與前次值相加，計算清洗閥開閥時的發(fā)電消耗氫量。

在該清洗閥開閥時由于發(fā)電而在燃料電池堆1內(nèi)被消耗的每運算周期的氫量，例如預先通過實驗等作成將輸出電流和消耗氫量相關聯(lián)的、如圖10所示的表，可以通過參照該表，根據(jù)輸出電流進行計算。而且，例如將輸出電流、運算周期以及燃料電池的張數(shù)代入使用了法拉第常數(shù)的運算式，計算被消耗的氫的摩爾質(zhì)量也可以求出。

在步驟s405中，控制器4與步驟s312單獨地計算清洗閥開閥時間。

另一方面，在步驟s402中判定為清洗閥36閉閥時，在步驟s406中，控制器4根據(jù)陽極壓力的降低，計算在清洗閥閉閥時從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的每運算周期的氣體量，通過將該氣體量與前次值相加，計算清洗閥閉閥時的流出氣體量。

在步驟s407中，控制器4根據(jù)電流傳感器43的檢測值(輸出電流)，計算在清洗閥閉閥時由于發(fā)電而在燃料電池堆1內(nèi)被消耗的每運算周期的氫量，通過將該氫量與前次值相加，計算清洗閥閉閥時的發(fā)電消耗氫量。

在步驟s408中，控制器4累積將清洗閥36開閥的時間，將其計算作為清洗閥閉閥時間。

進而，在上述步驟s401中判定為氫供給閥33開閥時，在步驟s409中，控制器4判定用于計算清洗流量的數(shù)據(jù)量是否足夠。具體地說，判定在步驟s405以及步驟s408中算出的清洗閥開閥時間以及清洗閥閉閥時間是否分別大于了預先設定的規(guī)定時間(例如0.5秒)。如果數(shù)據(jù)量足夠，則控制器4進行步驟s410的處理，如果不足夠，則結(jié)束本次的處理。因此，如果數(shù)據(jù)量不足夠，不僅根據(jù)相當于脈動1周期的數(shù)據(jù)，而是根據(jù)相當于脈動多個周期的壓力變化的數(shù)據(jù)估計清洗流量。

在步驟s410中，控制器4根據(jù)從步驟s403至步驟s408中獲取的數(shù)據(jù)，計算清洗流量。具體地說，實施圖11所示的計算，計算清洗流量。作為清洗流量的計算方法，參照圖2，如前述那樣，從清洗閥開閥時的流出氣體量除以清洗閥開閥時間后獲得的值(清洗閥開閥時的流出氣體流量)，減去清洗閥閉閥時的流出氣體量除以清洗閥閉閥時間后獲得的值(清洗閥閉閥時的流出氣體流量)，將相減后的值作為清洗流量，也可以如圖11所示，通過預先從清洗閥開閥時的流出氣體量減去清洗閥開閥時的發(fā)電消耗氫量，從清洗閥閉閥時的流出氣體量減去清洗閥閉閥時的發(fā)電消耗氫量，使清洗流量的估計精度進一步提高。這是因為，發(fā)電消耗氫量由于負載變動而變化，所以在清洗閥36的開閉中未必是固定的。

在步驟s411中，控制器4參照圖12的表，判定算出的清洗流量是否為預先設定的閾值以上。換言之，判定清洗量是否足夠?？刂破?在清洗流量為閾值以上時進行步驟s412的處理，在不足閾值時進行步驟s413的處理。

如圖12所示，閾值被校正，使得發(fā)出清洗閥開閥指令的間隔(從清洗閥開閥指令發(fā)出開始至下一次的清洗閥開閥指令發(fā)出為止的間隔。以下稱為“清洗間隔”。)越長，閾值越小。

這是因為，清洗間隔越長，從將清洗閥36開閥起至下一次開閥為止的期間越長，所以陽極系統(tǒng)內(nèi)蓄積的液態(tài)水量變多。因此，清洗間隔越長，將清洗閥36開閥時排出的清洗量相對地越少。在本實施方式中，與氫供給閥33的開閉狀態(tài)匹配地將清洗閥36開閥，所以至將清洗閥36開閥為止的間隔變化。在該情況下，與清洗間隔短的情況相比，在清洗間隔長時清洗量變少，其原因是由于清洗間隔變長，陽極系統(tǒng)內(nèi)的液態(tài)水量增多。因此，通過發(fā)出清洗閥開閥指令的間隔越長，越減小閾值，減少被判斷為清洗不足的頻率。

而且，為了將陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度管理為發(fā)電穩(wěn)定的氫濃度，基本上燃料電池堆1的負載越高，需要越增多清洗量。在圖12中，燃料電池堆1的負載越高閾值越減少，好像趨勢相反，這是由于在縱軸上取清洗流量，對清洗流量乘以對應于每負載的基準占空比的清洗閥36的開閥時間所得到的清洗量本身，燃料電池堆1的負載越高，清洗量越多。

在步驟s412中，控制器4從步驟s301中算出的清洗閥開閥要求開啟時間減去清洗閥開閥時間。

在步驟s413中，控制器4原樣保持在步驟s301中算出的清洗閥開閥要求開啟時間。這是因為在判斷為清洗流量不足閾值時，為了進行穩(wěn)定的發(fā)電，進一步需要執(zhí)行清洗，因此可以在下一次的處理中執(zhí)行追加清洗。

這樣，在清洗流量不足閾值時(清洗量不足時)，通過不從清洗閥開閥要求開啟時間減去清洗閥開閥時間，使清洗間隔比通常短，與清洗流量為閾值以上時(清洗量足夠時)相比，使清洗閥開閥要求開啟時間增加。由此，將清洗閥36開閥時間增加使清洗閥開閥要求開啟時間增加的量，即相當于不減去的量。

在步驟s414中，控制器4將從步驟s403至步驟s408的數(shù)據(jù)重置為零。

圖13是說明高負載清洗處理的細節(jié)的流程圖。

在步驟s601中，控制器4判定清洗閥開閥指令是否為開啟?？刂破?在清洗閥開閥指令為開啟時進行步驟s602的處理，在關閉時進行步驟s605的處理。

在步驟s602中，控制器4判定在步驟s312中算出的清洗閥開閥時間是否為零，或者升壓中開閥標記是否為開啟?？刂破?在其中一個成立時進行步驟s603的處理，在任意一個都不成立時進行步驟s605的處理。

在步驟s603中，控制器4將升壓中開閥標記設為開啟。

在步驟s604中，控制器4將清洗閥36開閥。

另一方面，在上述步驟s601中判定為清洗閥開閥指令關閉時，在步驟s605中，控制器4累積清洗閥36被開閥的時間，計算作為清洗閥開閥時間。

在步驟s606中，控制器4將升壓中開閥標記設為關閉。

在步驟s607中，控制器4將清洗閥36閉閥。

這樣，在高負載時，即使為氫供給閥33的開閥中，也將清洗閥36開閥。這是因為，在高負載時燃料電池堆1內(nèi)的液態(tài)水增加，所以通過從氫供給閥33的開閥時將清洗閥36開閥，可靠地進行液態(tài)水的排出。而且，在高負載時，由于發(fā)電而被消耗的氫量增多，所以氫供給閥33閉閥后的陽極壓力的降低速度也變快，降壓時間也變短。因此，通過在升壓中將清洗閥36開閥，提高液態(tài)水的排出效率，即使降壓時間變短，也可以在氫供給閥閉閥后經(jīng)由清洗閥36可靠地排出清洗氣體。因此，可以使清洗流量的估計精度提高。

圖14a是說明本實施方式的氫供給閥33的控制的流程圖。

在步驟s1中，控制器4參照圖14b的表，根據(jù)燃料電池堆1的目標輸出電流，設定陽極壓力的脈動上限壓力以及脈動下限壓力。

在步驟s2中，控制器4判定陽極壓力是否為脈動上限壓力以上。若陽極壓力為脈動上限壓力以上時，則控制器4為了使陽極壓降壓，進行步驟s3的處理。另一方面，若陽極壓力不足脈動上限壓力，則進行步驟s4的處理。

在步驟s3中，控制器4將目標陽極壓力設定為脈動下限壓力。

在步驟s4中，控制器4判定陽極壓力是否為脈動下限壓力以下。若陽極壓力為脈動下限壓力以下，則控制器4為了使陽極壓升壓，進行步驟s5的處理。另一方面，若陽極壓力高于脈動下限壓力，則進行步驟s6的處理。

在步驟s5中，控制器4將目標陽極壓力設定為脈動上限壓力。

在步驟s6中，控制器4將目標陽極壓力設定為與前次相同的目標陽極壓力。

在步驟s7中，控制器4在設定脈動下限壓力作為目標陽極壓力時，反饋控制氫供給閥33，使得陽極壓力為脈動下限壓力。該反饋控制的結(jié)果，通常氫供給閥33的開度全閉，從高壓氫罐31至燃料電池堆1的陽極氣體的供給被停止。其結(jié)果，由于發(fā)電導致的燃料電池堆1內(nèi)的陽極氣體的消耗等，陽極壓力降低。

另一方面，控制器4在設定脈動上限壓力作為目標陽極壓力時，反饋控制氫供給閥33，使得陽極壓力升壓至脈動上限壓力。該反饋控制的結(jié)果，氫供給閥33被打開至希望的開度，從高壓氫罐31向燃料電池堆1供給陽極氣體，陽極壓力上升。

圖15以及圖16是說明本實施方式的清洗控制的定時圖。圖15的定時圖是運轉(zhuǎn)區(qū)域為通常區(qū)域、清洗流量為閾值以上時的定時圖。另一方面，圖16的定時圖是運轉(zhuǎn)區(qū)域為通常區(qū)域、清洗流量不足閾值時的定時圖。

如圖15的(d)所示，通過清洗閥開閥要求信號生成處理，生成在基準清洗周期中，清洗閥開閥要求信號僅開啟基準占空比的清洗閥開閥要求信號。然后，如圖15的(e)所示，清洗閥開閥要求信號為開啟的時間被累積，被計算作為清洗閥開閥要求開啟時間。

在時刻t1，清洗閥開閥要求開啟時間為第1規(guī)定值以上時，在之后的時刻t2氫供給閥33被開閥時(圖15的(b))，清洗閥開閥指令開啟(圖15的(f))。

然后，在時刻t3中，在清洗閥開閥指令開啟的狀態(tài)下氫供給閥33被閉閥時，清洗閥36被開閥(圖15的(c))。在清洗閥36被開閥時，如圖15的(g)所示，清累積洗閥36被開閥的時間，計算作為清洗閥開閥時間。在時刻t4，清洗閥開閥時間為第2規(guī)定值以上時，清洗閥開閥指令關閉(圖15的(f))，清洗閥36被閉閥(圖15的(c))。

在從時刻t3至時刻t4的清洗閥開閥期間中，計算用于估計清洗流量的數(shù)據(jù)，即清洗閥開閥時的流出氣體量或發(fā)電消耗氫量。

然后，在從時刻t4至時刻t5的清洗閥閉閥期間中，計算用于估計清洗流量的數(shù)據(jù)，即清洗閥開閥時的流出氣體量和發(fā)電消耗氫量。

在時刻t5，在氫供給閥33被開閥時，如果數(shù)據(jù)量足夠，則根據(jù)取得的數(shù)據(jù)計算清洗流量(圖15的(i))。

如果該計算的清洗流量為閾值以上，則在時刻t6，將清洗閥開閥要求開啟時間減小清洗閥開閥時間(＝第2規(guī)定值)(圖15的(e))。由此，清洗閥開閥要求開啟時間低于第1規(guī)定值，即使在時刻t7氫供給閥33被閉閥，清洗閥36也不開閥。

另一方面，如圖16所示，如果清洗流量不足閾值，則在時刻t6中原樣保持清洗閥開閥要求開啟時間。因此，在時刻t6中，清洗閥開閥指令開啟，在時刻t7可以將清洗閥36開閥。這樣，如果清洗流量不足閾值，則可以在清洗流量估計后的氫供給閥33的閉閥時再度打開清洗閥36，實施追加清洗。由此，可以將陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度管理為發(fā)電穩(wěn)定的氫濃度。

圖17也是說明本實施方式的清洗控制的定時圖。圖17的定時圖是運轉(zhuǎn)區(qū)域為高負載區(qū)域、清洗流量為閾值以上時的定時圖。

如圖17所示，在時刻t21，清洗閥開閥要求開啟時間為第1規(guī)定值以上時(圖17的(d))，清洗閥開閥指令被開啟(圖17的(e))。這時，如果運轉(zhuǎn)區(qū)域為高負載區(qū)域，則通過高負載清洗處理，判定清洗閥開閥時間為零、或者升壓中開閥標記為開啟。在時刻t21中，由于清洗閥開閥時間為零，所以升壓中標記被開啟(圖17的(h))，在氫供給閥33的開閥中，將清洗閥36開閥(圖17的(b))。

這樣，在高負載時，通過在氫供給閥33的開閥中使清洗閥36開閥，可以可靠地排出液態(tài)水，在氫供給閥閉閥后建議清洗閥36使清洗氣體可靠地排出。由此，可以使清洗流量的估計精度提高。

在時刻t22，氫供給閥33被閉閥時，升壓中標記為關閉(圖17的(h))。然后，在時刻t23中，氫供給閥33被開閥，但是這時的清洗閥開閥時間尚未達到第2規(guī)定值(圖17的(f))。因此，清洗閥36在氫供給閥33的閉閥中一直保持被打開(圖17的(b))。而且，清洗閥開閥時間也不被重置(圖17的(f))，清洗閥開閥指令也仍為開啟(圖17的(e))。

其結(jié)果，在時刻t23，再次判定清洗閥開閥時間為零、或者升壓中開閥標記開啟。在時刻t23，由于不滿足任意一個條件，所以即使本次為高負載區(qū)域，在氫供給閥33的開閥中清洗閥36也被閉閥(圖17的(b))。

然后，在時刻t24，氫供給閥33被閉閥時，將清洗閥36開閥(圖17的(b))，再次增加清洗閥開閥時間(圖17的(f))。

在時刻t25將氫供給閥33開閥，清洗閥開閥時間仍然沒有達到第2規(guī)定值(圖17的(f))，所以清洗閥36從時刻t24開始一直保持被打開(圖17的(b))。而且，清洗閥開閥時間也不重置(圖17的(f))，清洗閥開閥指令也仍為開啟(圖17的(e))。

在時刻t26將氫供給閥33閉閥時，在時刻t27，第2規(guī)定值達到清洗閥開閥時間時(圖17的(f))，清洗閥開閥指令被關閉(圖17的(e))，清洗閥36被閉閥(圖17的(b))。

這樣，在高負載區(qū)域等，從將氫供給閥33閉閥至開閥為止的間隔變短時，有在1次的脈動降壓中清洗閥開閥時間達不到第2規(guī)定值的時候。這時，將清洗閥36的開閥分割進行，同時在氫供給閥33的開閥中僅進行最初的清洗。

以上說明的本實施方式的燃料電池系統(tǒng)100包括：控制至陽極系統(tǒng)內(nèi)的陽極氣體的供給的氫供給閥33(供給閥)；從陽極系統(tǒng)內(nèi)將排出氣體排出的清洗閥36；測量陽極系統(tǒng)內(nèi)的壓力的陽極壓力傳感器34(壓力檢測單元)；根據(jù)至陽極系統(tǒng)內(nèi)的陽極氣體供給停止時的清洗閥開閥時的壓力降低和清洗閥閉閥時的壓力降低，估計通過清洗閥36從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的排出氣體的清洗量的清洗量估計單元(控制器4)。

由此，可以根據(jù)陽極氣體供給停止時的清洗閥36的開閥時的壓力降低，估計從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的氣體量，可以根據(jù)陽極氣體供給停止時的清洗閥36的閉閥時的壓力降低，不依賴于清洗閥36的開閉狀態(tài)地估計從陽極系統(tǒng)內(nèi)泄漏出來的氣體量。因此，可以根據(jù)從這些陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的氣體量以及從陽極系統(tǒng)內(nèi)泄漏出來的氣體量，高精度地估計經(jīng)由清洗閥36從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的排出廢氣的流量。

清洗量估計單元具體地說包括：根據(jù)清洗閥開閥時的壓力降低估計在清洗閥開閥期間從所述陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的氣體量的第1估計單元；以及根據(jù)清洗閥閉閥時的壓力降低，不依賴于清洗閥的開閉狀態(tài)地估計從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的氣體量的第2估計單元，根據(jù)第1估計單元估計的氣體量和第2估計單元估計的氣體量估計清洗量。

由此，因為可以不依賴于清洗閥的開閉狀態(tài)地、由清洗閥閉閥時的壓力降低估計從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的氣體量，所以可以由該估計結(jié)果和在清洗閥開閥期間從陽極系統(tǒng)內(nèi)流出的氣體量，高精度地估計通過清洗閥36僅從陽極系統(tǒng)內(nèi)排出的排出廢氣的流量。

而且，按照本實施方式的燃料電池系統(tǒng)100包括：根據(jù)氫供給閥33的開閉狀態(tài)和燃料電池堆1的負載，將清洗閥36開閉的清洗閥控制單元(控制器4)。

清洗閥控制單元，具體地說，根據(jù)燃料電池堆1的負載變更發(fā)出清洗閥36的開閥指令的間隔，在開閥指令發(fā)出時的氫供給閥33的閉閥中，將清洗閥36開閥。

在燃料電池堆1的負載小時，清洗量也變少即可。因此，通過在燃料電池堆1的負載小時增長清洗間隔，可以不依賴于負載地將一次排出的清洗量大致固定。然后，通過與氫供給閥33的閉閥一起將清洗閥36開閥，可以在陽極氣體供給停止時可靠地建立清洗閥開閥狀態(tài)，同時確保清洗流量的估計所需要的清洗量，所以可以可靠地探測清洗閥開閥時的壓力降低。

而且，清洗閥控制單元在氫供給閥33的開閥中將清洗閥36閉閥，所以可以在陽極氣體供給停止時可靠制定清洗閥開閥狀態(tài)。另一方面，在燃料電池堆1的負載比規(guī)定負載高的情況下(處于高負載區(qū)域時)發(fā)出開閥指令時，在氫供給閥33的開閥中也將清洗閥36開閥，所以即使是液態(tài)水等增加的高負載區(qū)域，也可以可靠地將其從清洗閥36排出，可以可靠地探測清洗閥開閥時的壓力降低。

而且，清洗閥控制單元根據(jù)清洗閥36的開閥時間，在氫供給閥33的閉閥中將清洗閥36閉閥，所以可以在氫供給閥33的閉閥中的清洗閥開閥時間達到了規(guī)定時間(第2規(guī)定值)后將清洗閥36閉閥。因此，可以在氫供給閥33的閉閥中可靠地制定清洗閥閉閥狀態(tài)，可以可靠地探測清洗閥閉閥時的壓力降低。其結(jié)果，可以可靠地實施清洗流量的估計。

而且，本實施方式的燃料電池系統(tǒng)100包括：根據(jù)由清洗量估計單元估計的清洗量，判定清洗量是否不足的判定單元(控制器4)。然后，清洗閥控制單元在判定為清洗量不足時，使發(fā)出清洗閥36的開閥指令的間隔，比根據(jù)燃料電池堆1的負載設定的間隔短。

具體地說，清洗閥控制單元根據(jù)燃料電池堆1的負載計算清洗閥36的開閥要求時間(基準占空比)，在所述開閥要求時間的累積值(清洗閥開閥要求開啟時間)為第1規(guī)定值以上時發(fā)出清洗閥36的開閥指令，在判定為清洗量并非不足時，將開閥要求時間的累積值減去相當于清洗閥36的開閥時間，在判定為清洗量不足時，原樣保持開閥要求時間的累積值。

由此，在清洗量不足時，可以實施基于負載的清洗和另外追加的清洗，所以可以抑制陽極系統(tǒng)內(nèi)的氫濃度的降低，持續(xù)實施穩(wěn)定的發(fā)電。

以上，本說明發(fā)明的實施方式，但是上述實施方式只不過表示了本發(fā)明的適用例的一部分，沒有將本發(fā)明的技術的范圍限定于上述實施方式的具體的結(jié)構的意思。

例如，在上述的實施方式中，在氫供給閥33的閉閥的同時將清洗閥36開閥，但是也可以在氫供給閥33的閉閥后，在經(jīng)過規(guī)定時間(例如80ms)后將清洗閥36開閥。由此，可以減小氫供給閥33的響應延遲或陽極壓力傳感器34的檢測值的過沖等對清洗流量的估計產(chǎn)生的影響，可以使清洗流量的估計精度進一步提高。

而且，在上述的實施方式中，陽極壓力傳感器34的檢測值作為陽極系統(tǒng)內(nèi)的壓力進行了利用，但是例如也可以從氫供給閥33的開度等估計陽極系統(tǒng)內(nèi)的壓力。

而且，在上述的實施方式中，實施了使陽極壓力脈動的脈動運轉(zhuǎn)，但是也可以是根據(jù)燃料電池堆的負載，將陽極壓力固定的燃料電池系統(tǒng)。在該情況下，也可以在負載降低時的下降過渡時(陽極壓力降低時)進行清洗閥36的開閉。而且，也可以一次性地使陽極壓力脈動。

而且，在上述的實施方式中，清洗閥開閥時間在成為第2規(guī)定值之前，在氫供給閥33的閉閥中一直將清洗閥36開閥，在高負載時等分割而實施清洗。相對于此，也可以一邊在氫供給閥33的開閥前將清洗閥36閉閥，一邊在清洗閥開閥時間成為第2規(guī)定值之前分割而進行清洗。

而且，在上述的實施方式中，與氫供給閥33的閉閥時同步，將清洗閥36開閥，但是不一定使其同步。

本申請要求基于2014年10月28日向日本國專利局提出申請的特愿2014－219709號的優(yōu)先權，通過參照，該申請的全部內(nèi)容并入本說明書中。