够用作装配于各种移动体(例如船舶、飞机等)、机器人等能够自动行驶的移动体的发电系统，进而也能够用作固定的发电系统。
[0038]图1是表示本实施方式的燃料电池系统100的主要部分结构的图。在本实施形态中，设想装配于燃料电池汽车(FCHV;Fuel Cell Hybrid Vehicle)、电动汽车、混合动力汽车等车辆中的燃料电池系统，但是不仅是车辆，还能够应用于各种移动体(例如，船舶、飞机、机器人等)、固定型电源。
[0039]燃料电池40是由供给的反应气体(燃料气体以及氧化气体)来产生电力的单元，能够应用固体高分子型等各种类型的燃料电池。燃料电池40具有电池组42，该电池组42是通过以串联的方式层叠具备MEGA等的多个单电池而成的。该燃料电池40的输出电压(以下，FC电压)以及输出电流(以下，FC电流)分别通过电压传感器140以及电流传感器150来检测。在燃料电池40的燃料极(阳极)，从燃料气体供给源10供给有氢气体等燃料气体，另一方面，在氧极(阴极)，从氧化气体供给源70供给有空气等氧化气体。
[0040]燃料气体供给源10例如由氢罐、各种阀等构成，通过调整阀开度、0N/0FF时间等来控制向燃料电池40供给的燃料气体量。氧化气体供给源70例如由空气压缩机、驱动空气压缩机的马达、逆变器等构成，通过调整该马达的转速等来调整向燃料电池40供给的氧化气体量。
[0041 ]蓄电池60是能够充放电的二次电池，例如由镍氢电池等构成。当然，也可以取代蓄电池60而设置二次电池以外的能够充放电的蓄电器(例如电容器)ο该蓄电池60经由DC/DC转换器130以并联的方式与燃料电池40连接。
[0042]逆变器110例如是脉冲宽度调制方式的PffM逆变器，根据从控制单元80给予的控制指令，将从燃料电池40或者蓄电池60输出的直流电力变换为三相交流电力，并向牵引马达115供给。牵引马达115是用于驱动车轮116L、116R的马达(即移动体的动力源)，该马达的转速被逆变器110控制。该牵引马达115以及逆变器110连接于燃料电池40侧。
[0043]DC/DC转换器130例如是由四个功率晶体管和专用的驱动器电路(均省略图示)构成的全桥式转换器。DC/DC转换器130具备将从蓄电池60输入的DC电压升压或者降压并向燃料电池40侧输出的功能、将从燃料电池40等输入的DC电压升压或者降压并向蓄电池60侧输出的功能。另外，通过DC/DC转换器130的功能能够实现蓄电池60的充放电。
[0044]在蓄电池60与DC/DC转换器130之间连接有车辆辅机、FC辅机等辅机类120。蓄电池60作为这些辅机类120的电源。此外，车辆辅机指的是在车辆行驶时等使用的各种电力设备(照明设备、空调设备、液压栗等)，FC辅机指的是燃料电池40的运转所使用的各种电力设备(用于供给燃料气体、氧化气体的栗等)。
[0045]控制单元(控制装置)80由CPU、R0M、RAM等构成，基于从电压传感器140、电流传感器150、检测燃料电池40的温度的温度传感器50、检测蓄电池60的充电状态的SOC传感器、检测油门踏板的开度的油门踏板传感器等输入的各传感器信号来中枢地控制该系统各部。另夕卜，本实施方式的控制单元80进行在系统停止时执行的扫气处理(低温对策用的控制)。
[0046]显示装置160由液晶显示装置、各种灯等构成，声音输出装置170由扬声器、放大器、过滤器等构成。控制单元80使用显示装置160以及声音输出装置将各种控制内容通知给用户。在该控制内容中也包含在系统停止时执行的扫气处理的控制内容(例如，扫气处理的结束消息的显示、至扫气处理结束为止所需的时间的运算、或者后述的达到目标输出所需时间等)。
[0047]图2是用于说明本实施方式的通知处理等的框图。控制单元80用于实现定时决定部18、阻抗测定部180、扫气结束预定时间推定部280、通知控制部380以及扫气控制部480的功能。
[0048]〈定时决定部18>
[0049]定时决定部18用于确定阻抗测定的开始定时。定时决定部18在检测到点火开关接通时，判断为应开始阻抗测定，将阻抗测定的开始命令向重叠信号生成部182发送。此外，在本实施方式中，以点火开关接通为契机来发送阻抗测定的开始命令，但是在何种定时下来发送阻抗测定的开始命令是任意的。
[0050]〈阻抗测定部180〉
[0051]阻抗测定部180具备目标电压决定部181、重叠信号生成部182、电压指令信号生成部183以及运算部184。
[0052]目标电压决定部181基于从油门踏板传感器、SOC传感器等输入的各传感器信号来确定输出目标电压，并将其向电压指令?目号生成部183输出。
[0053]重叠信号生成部182根据从定时决定部18发送的阻抗测定的开始命令来生成应与输出目标电压重叠的阻抗测定用信号(例如，振幅值2V的特定频率的正弦波等)，并将其向电压指令信号生成部183输出。此外，阻抗测定用信号的各参数(波形的种类、频率、振幅值)根据系统设计等适当地设定即可。
[0054]电压指令信号生成部183将阻抗测定用信号重叠于输出目标电压，并作为电压指令信号Vf cr向DC/DC转换器130输出。DC/DC转换器130基于所给予的电压指令信号Vf cr来进行燃料电池40等的电压控制。
[0055]运算部184以规定的采样率对由电压传感器140检测的燃料电池40的电压(FC电压)Vf以及由电流传感器150检测的燃料电池40的电流(FC电流)I f进行采样，实施傅立叶变换处理(FFT运算处理、DFT运算处理)等。运算部184将傅立叶变换处理后的FC电压信号除以傅立叶变换处理后的FC电流信号等，从而求出燃料电池40的阻抗。运算部184将如此求出的燃料电池40的阻抗(以下，电池组阻抗)向电池组残留水量运算部281输出。
[0056]〈扫气结束预定时间推定部280〉
[0057]扫气结束预定时间推定部280具备电池组残留水量运算部281、电池组水分减少量运算部282、推定部283以及残留水量比较部284。
[0058]图3是表示扫气结束预定时间的推定处理的一个例子的流程图。电池组残留水量运算部281基于从运算部184供给的电池组阻抗来运算电池组的残留水量(电池组残留水量或者电池组含水量)(步骤SP101)。在电池组残留水量运算部281中预先储存有表示电池组阻抗与电池组残留水量之间的关系的函数F。电池组残留水量运算部281通过将电池组阻抗代入该函数F来求出电池组残留水量。电池组残留水量运算部281将如此求出的电池组残留水量向残留水量比较部284输出(步骤SP102)。
[0059]残留水量比较部284比较从电池组残留水量运算部281供给的电池组残留水量Ws与预先设定的目标残留水量Wo，判断是否需要扫气处理(步骤SP103、SP104)。残留水量比较部284在电池组残留水量Ws为目标残留水量Wo以下的情况下，判断为无需扫气处理，将扫气处理的结束指令向通知控制部380发送(步骤SP105)。
[0060]另一方面，残留水量比较部284在电池组残留水量Ws超出目标残留水量Wo的情况下，判断为需要扫气处理，通过从电池组残留水量Ws减去目标残留水量Wo来求出应减少的水分量(以下，需要减少水分量)Wd，并将其向推定部283发送(步骤SP106)。
[0061]电池组水分减少量运算部282用于运算单位时间内的电池组水分减少量，其具备带走水量运算部282a、电池组生成水量运算部282b以及回收水量运算部282c。
[0062]推定部283使用从残留水量比较部284供给的需要减少水分量Wd以及从电池组水分减少量运算部282供给的单位时间内的电池组水分减少量，推定扫气处理所需的时间(以下，扫气所需时间)(步骤SP107)。
[0063]〈达到目标输出所需时间推定部300〉
[0064]达到目标输出所需时间推定部300基于燃料电池40内的含水量以及冰点下启动时的燃料电池40内的温度来推定达到目标输出所需时间，该达到目标输出所需时间是直到冰点下启动后的燃料电池40能够产生燃料电池系统I的用户希望或期待的预期输出或者与该预期输出对应的规定输出为止的时间。燃料电池40内的含水量以及燃料电池40内的温度分别根据电池组残留水量运算部281、检测燃料电池40内的规定位置(例如，燃料电池(FC)电池组的水出口)的温度的温度传感器2的检测结果而获得(参照图2)。
[0065]此外，上述的燃料电池系统I的用户希望或期待的预期输出指的是用户认为若是在而非冰点下的通常的状况可获得