通道3a的入口 3al侧。在阴极气体供给通道4的端部中安装有空气净化器。在阴极气体供给 通道4中布置有压缩机K，压缩机K用于馈送一定压力下的阴极气体并且将阴极气体提供给 堆叠组件3。在阴极气体供给通道4中压缩机K的上游安装有用于测量被提供为阴极气体的 空气的流率的流量计FM。
[0036]阴极废气排出通道6连接至堆叠组件3的阴极通道3a的出口 3a2侧。在阴极废气排 出通道6中布置有背压阀VI。背压阀VI调节阴极背压，即阴极气体供给通道4的压缩机K的下 游和阴极废气排出通道6的背压阀VI的上游的区域中的压力，该区域包括阴极通道3a。在阴 极废气排出通道6中，消音器被定位在背压阀VI的下游。当背压阀VI打开时，空气和水蒸汽 被排出。阴极通道3a的出口 3a2与背压阀VI之间安装有第一压力计P1。第一压力计P1测量堆 叠组件3中的空气压力。当背压阀VI打开时，第一压力计P1所测量的空气压力减小。
[0037]阳极供给通道9连接至堆叠组件3的阳极通道3b的入口 3bl侧。用作氢气供给源的 氢气罐10连接至阳极供给通道9的端部。在氢罐10中存储有高压氢气。在阳极供给通道9中 安装有用于调节氢气的压力的压力调节阀V2。排气管13连接至堆叠组件3的阳极通道3b的 出口 3b2侧。在排气管13的端部安装有气液分离器。在气液分离器中，排气管13分支成循环 通道14a和净化通道14b。在气液分离器中，将阳极废气中所包含的水分离。已经将水从其中 分离出的阳极废气被排向循环通道14a。另一方面，这样分离出的水被排向净化通道14b。循 环通道14a中安装有循环栗Pu。循环通道14a连接至阳极供给通道9,并且通过循环栗Pu的操 作，阳极废气再次被提供至阳极通道3b。在气液分离器中从排气管13分支出的净化通道14b 中安装有截止阀V3。当截止阀V3打开时，不要循环的阳极废气即氢气可以连同水蒸气一起 排出。在阳极供给通道9中，在循环通道14a和阳极通道3b的入口3bl之间安装有第二压力计 P2。此外，在排气管13中，在阳极通道3b的出口3b2与循环通道14a的分支点之间安装有第三 压力计P3。
[0038] 冷却剂循环通道17的一端连接至堆叠组件3的冷却剂通道3c的入口 3cl。此外，冷 却剂循环通道17的另一端连接至冷却剂通道3c的出口 3c2。在冷却剂循环通道17中安装有 用于循环冷却剂并且向堆叠组件3的内部提供冷却剂的水栗WP。此外，在冷却剂循环通道17 中安装有散热器18。散热器18包括风扇并且当风扇被驱动时空气被吹向散热器18。在散热 器18与冷却剂通道3c的出口 3c2之间安装有温度计(例如，水温计)T和第四压力计P4。
[0039] 燃料电池系统1包括电子控制单元(E⑶)2UE⑶21被配置成合并有CPU、R0M和RAM 的微型计算机，并且用作控制器。ECU 21存储有电流电压对应关系等。ECU 21执行输出设定 操作以设定燃料电池系统1的输出。即，在正常操作期间，ECU 21基于空气供给量、阴极背 压、氢气供给量、氢气压力、输出历史、电压、电流值对应关系等。
[0040] 此外，E⑶21可以与加速度传感器AS协作，以用作共振确定单元。压缩机K、流量计 FM、背压阀V1、压力调节阀V2、截止阀V3、第一压力计P1、第二压力计P2、第三压力计P3、第四 压力计P4、循环栗Pu、水栗WP和水温计T电连接至ECU 21。这些装置响应于用作控制器的EOT 21的命令来改变堆叠组件3的状况，并且在要改变堆叠组件3的固有频率时被使用。电连接 至燃料电池2的电池22电连接至E⑶21，并且可以向E⑶21通知电池22的充电状态。压缩机 K或循环栗Pu可以被视为本发明的气体供给装置。此外，循环栗Pu、压缩机K、水栗WP、稍后将 描述的致动器8a或稍后将描述的空气致动器16可以被视为本发明的固有频率控制装置。 [0041]以上已经对其一般配置进行了描述的燃料电池系统1通常在ECU 21的控制下操 作，使得控制空气和氢气的供给、排放等，以使燃料电池2能够根据所需来产生电力。当加速 度传感器AS和ECU 21彼此协作以确定堆叠组件3的振动处于共振区内时，燃料电池系统1改 变堆叠组件3的固有频率，使得堆叠组件3的振动处于共振区之外。
[0042]此外，将描述根据其来改变堆叠组件3的固有频率的原理。首先，将描述一般结构 的固有频率。固有频率(共振频率)可以由以下等式1表示。
(等式1)
[0044] fn:固有频率(共振点）
[0045] kn:常量
[0046] E:纵向弹性模量 [0047] I:面积惯性矩
[0048] A:截面积
[0049] p:密度
[0050] Lc:长度
[0051 ]因此，在一般的结构中，能够通过改变等式1中所包括的每个参数来改变固有频 率。如果将等式1应用于燃料电池系统1的堆叠组件3,则可以改变以上所指出的参数中的长 度Lc、纵弹性模量E和密度P。因此，在本实施方式的燃料电池系统1中，通过改变这些参数来 改变堆叠组件3的固有频率。如果在堆叠组件3的振动处于共振区内时改变堆叠组件3的固 有频率，则堆叠组件3的振动能够离开共振区。然而，要指出的是，等式1是用简单模型一般 化的等式，而实际的堆叠组件3是由以复杂形式集成的许多部件构成的结构。因此，如果将 等式1应用于实际的堆叠组件3,则参数可能会被彼此影响，并且难以唯一地计算固有频率。 在该实施方式中，不必精确地计算固有频率，但改变以上所指出的参数中的任何参数，以改 变堆叠组件3的固有频率并且使堆叠组件3的振动离开共振区。
[0052]在下文中，将描述执行用于改变各种参数的控制的【具体实施方式】。尽管每个控制 的内容根据要改变的参数而不同，但共同使用图1所示的燃料电池系统1作为燃料电池系统 1的基本配置。燃料电池系统1的控制主要由ECU 21执行。第一实施方式和第二实施方式是 其中要改变的参数是长度Lc的示例，第三实施实施方式是其中要改变的参数是纵向弹性模 量E的示例。第四实施方式至第六实施方式是其中要改变的参数是密度P的示例。当将等式1 应用于堆叠组件3时，长度Lc是如图2中所示在堆叠方向上测量的长度。此外，横截面是垂直 于堆叠方向的平面。
[0053]在第一实施方式和第二实施方式中，通过改变堆叠组件3的长度Lc来改变堆叠组 件3的固有频率。参照图3,由加速度传感器AS检测的加速度在某些频率处迅速地上升。由于 加速度被视为指示振幅的值，所以在其处加速度处于其峰值的频率可以被确定为共振点。 如从图3明显看出的，加速度在某些频率区域中迅速增加并且一旦其超过共振点则迅速减 小。因此，将共振点周围的区域设定为共振区，并且当堆叠组件3处于共振区时确定堆叠组 件3处于共振状况下。共振区不是唯一确定的，而是可以任意设定的。当堆叠组件3的长度Lc 增加时固有频率减小，当堆叠组件3的长度Lc减小时固有频率增加。因此，通过增加或减小 堆叠组件3的长度Lc，固有频率能够离开共振区。
[0054]首先，将参照图4所示的流程来描述第一实施方式。在第一实施方式中，E⑶21通 过提高或降低堆叠组件3的温度来改变堆叠组件3的长度Lc，以改变固有频率。即，通过利用 基于温度的堆叠组件3的长度改变来改变固有频率。因此，在第一实施方式中，改变堆叠组 件3的温度;更具体地，控制与堆叠组件3的温度相关的冷却剂温度Tw，从而改变堆叠组件3 的温度。在燃料电池系统的操作被启动时，例如在点火装置被置于0N位置时，执行第一实施 方式的控制。这一点也适用于其它实施方式。首先，在步骤S1中，E⑶21执行正常操作。即， ECU 21根据对电力生成的请求来对燃料电池2执行操作。然后，在步骤S1之后的步骤S2中， 确定堆叠组件3的振动是否处于共振区内。更具体地，确定由加速度传感器AS测量的加速度 是否处于共振区内。如果在步骤S2中得到否定结果（否），则ECU 21返回至步骤S1以继续正 常操作。另一方面，如果在步骤S2中得到肯定结果(是），则ECU 21进行至步骤S3。
[0055] 在步骤S3中，确定由水温计T测量的冷却剂温度Tw是否高于基准值Twl。冷却剂温 度的基准值Twl是在燃料电池2工作时可以取的值中任意设定的值或者选自燃料电池2工作 时可以取的值，并且冷却剂温度的基准值Twl是冷却剂温度Tw的下限值Tw2与冷却剂温度Tw 的上限值Tw3之间的值。如果冷却剂温度Tw位于下限值Tw2与上限值Tw3之间，则其原则上可 以被增加或降低。因此，在第一实施方式中，当冷却剂温度Tw高于基准值Twl时降低冷却剂 温度Tw，当冷却剂温度Tw低于基准值Twl时增加冷却剂温度Tw。以此方式，堆叠组件3离开共 振区。
[0056] 如果在步骤S3中得到肯定结果(是），则ECU 21进行至步骤S4。在步骤S4中，执行冷 却剂温度降低控制。更具体地，例如，增加水栗WP的转速以增加冷却剂的流率，使得增加从 堆叠组件3移除的热量。作为结果，堆叠组件3的温度降低，并且堆叠组件3的长度L随着温度 的降低而降低。在步骤S4之后的步骤S5中，再次确定堆叠组件3的振动是否处于共振区内。 如果在步骤S5中得到否定结果（否），即，当确定堆叠组件3的固有频率处于共振区之外时， 控制返回。另一方面，如果在步骤S5中得到肯定结果(是），则ECU 21进行至步骤S6。在步骤 S6中，确定冷却剂温度Tw是否高于下限值Tw2。可以鉴于堆叠组件3中包含的水的量来设定 下限值Tw2。即，如果冷却剂温度Tw被过度降低并且堆叠组件3的温度也过度降低，则变得难 以排出堆叠组件3中的水，并且堆叠组件3中包含的水量变得过大。根据该观点设定下限值 Tw2。如果在步骤S6中得到肯定结果(是），即，如果冷却剂温度Tw高于下限值Tw2并且存在进 一步降低冷却剂温度Tw的空间，则E⑶21返回至步骤S4,并且继续用于降低冷却剂温度Tw 的控制。如果在步骤S6中得到否定结果(否），则控制返回。
[0057] 如果在步骤S3中得到否定结果(否），则ECU 21进行至步骤S7。在步骤S7中，执行冷 却剂温度增加控制。更具体地，例如，减小水栗WP的转速，使得减小冷却剂的流率。