第一实施方式的燃料电池系统100的结构的概略图。该燃料电池系统100搭载于燃料电池车辆，根据来自作为使用者的驾驶者的要求，输出作为驱动力而使用的电力。燃料电池系统100具备操作部1、控制部15、燃料电池20、阴极气体供给部30、阳极气体供给部50。
[0064]操作部10设于燃料电池车辆的驾驶席，接受来自驾驶者的操作，并将表示其操作内容的信号向控制部15发送。操作部10经由驾驶座装备的油门踏板或制动踏板(图示省略)，接受对燃料电池车辆的行驶速度的操作作为对燃料电池系统100的输出要求。操作部1还具备排水开关11、排水通知部12。
[0065]排水开关11以使驾驶者在驾驶中能够按下的方式设于仪表板，接受来自驾驶者的排水处理(后述)的执行开始的指令即排水指令。在本实施方式中，排水开关11由按钮开关构成。排水通知部12以使驾驶者在驾驶中能够视觉辨认的方式设于仪表板，向驾驶者通知与排水处理的执行状态相关的信息。在本实施方式中，排水通知部12具有:通过点亮/熄灭来通知排水处理的执行状态的指示器12a;显示与排水处理相关的消息的显示部12b。指示器12a例如由LED灯构成。显示部12b例如由液晶显示器或LED显示器等构成。关于排水开关11的操作或排水通知部12的通知处理的详情，在后文叙述。
[0066]控制部15是处理器，由具备中央处理装置和主存储装置的微型计算机构成，通过向主存储装置上读入程序，而发挥各种功能。控制部15相当于本发明中的系统控制部的下位概念，对燃料电池系统100的各结构部进行控制，具有向燃料电池20发出与输出要求对应的电力的作为发电控制部的功能。控制部15还具有作为排水处理执行部16、含水量检测部18的功能。排水处理执行部16控制进行从燃料电池20的排水的排水处理的执行。排水处理执行部16相当于本发明中的排水处理控制部的下位概念。关于排水处理执行部16的排水控制，在后文叙述。含水量检测部18检测表示燃料电池20的内部存在的水分量的含水量，向排水处理执行部16输出(详情后述)。
[0067]燃料电池20是接受作为反应气体的氢(阳极气体)和空气(阴极气体)的供给而发电的固体高分子型燃料电池。燃料电池20具有将多个单电池21层叠而成的堆叠结构。各单电池21分别是即便为单体也能够发电的发电要素，具有在电解质膜的两面配置有电极的发电体即膜电极接合体;夹着膜电极接合体的2张隔板(未图示)。电解质膜是在内部包含水分的湿润状态时表现出良好的质子传导性的固体高分子薄膜。
[0068]阴极气体供给部30具有向燃料电池20供给阴极气体的功能、将从燃料电池20的阴极侧排出的排水和阴极废气向燃料电池系统100的外部排出的功能。阴极气体供给部30在燃料电池20的上游侧具备阴极气体配管31、空气压缩器32、气流计33、开闭阀34。阴极气体配管31与燃料电池20的阴极侧的气体流路的入口连接。空气压缩器32经由阴极气体配管31而与燃料电池20连接，将取入外部空气并进行了压缩后的空气作为阴极气体向燃料电池20供给。
[0069]气流计33在空气压缩器32的上游侧，计测空气压缩器32取入的外部空气的量，向控制部15发送。控制部15基于其计测值而驱动空气压缩器32，由此来控制空气向燃料电池20的供给量。开闭阀34设于空气压缩器32与燃料电池20之间。开闭阀34通常为关闭的状态，在从空气压缩器32将具有规定的压力的空气向阴极气体配管31供给时打开。
[0070]阴极气体供给部30在燃料电池20的下游侧还具备阴极废气配管41、调压阀43、压力计测部44。阴极废气配管41与燃料电池20的阴极侧的气体流路的出口连接，将排水及阴极废气向燃料电池系统100的外部引导。调压阀43调整阴极废气配管41的阴极废气的压力即燃料电池20的阴极侧的背压。压力计测部44设于调压阀43的上游侧，计测阴极废气的压力，并将其计测值向控制部15发送。控制部15基于压力计测部44的计测值来调整调压阀43的开度。
[0071]在通过排水处理执行部16的控制而执行的排水处理中，阴极气体供给部30向燃料电池20供给扫气气体，执行对燃料电池20的内部进行扫气(吹扫)的扫气处理。在本实施方式中，阴极气体供给部30相当于本发明中的扫气气体供给部的下位概念。在扫气处理中，在阳极气体向燃料电池20的供给停止的状态下，将由空气压缩器32取入的外部空气作为扫气气体，向阴极气体配管31、燃料电池20的内部、阴极废气配管41流动。通过扫气处理，包含燃料电池20的内部的阴极气体的流路内的水分向燃料电池系统100的外部排出。
[0072]阳极气体供给部50具有向燃料电池20供给阳极气体的功能、将从燃料电池20排出的阳极废气向燃料电池系统100的外部排出的功能、使阳极气体在燃料电池系统100内循环的功能。阳极气体供给部50在燃料电池20的上游侧具备阳极气体配管51、氢罐52、开闭阀53、调节器54、氢供给装置55、压力计测部56。在氢罐52填充有用于向燃料电池20供给的高压氢。氢罐52经由阳极气体配管51而与燃料电池20的阳极侧的气体流路的入口连接。
[0073]在阳极气体配管51，从作为上游侧的氢罐52侧依次设有开闭阀53、调节器54、氢供给装置55、压力计测部56。控制部15对开闭阀53的开闭进行控制，由此来控制从氢罐52向氢供给装置55的上游侧的氢的流入。调节器54是用于调整氢供给装置55的上游侧的氢的压力的减压阀，其开度由控制部15控制。氢供给装置55例如由电磁驱动式的开闭阀即喷射器构成。压力计测部56计测氢供给装置55的下游侧的氢的压力，向控制部15发送。控制部15基于压力计测部56的计测值，对氢供给装置55的驱动周期、即开闭周期进行控制，由此来控制向燃料电池20供给的氢量。
[0074]阳极气体供给部50在燃料电池20的下游侧还具备阳极废气配管61、气液分离部62、阳极气体循环配管63、氢循环用栗64、阳极排水配管65、排水阀66、压力计测部67。阳极废气配管61将燃料电池20的阳极侧的气体流路的出口与气液分离部62连接。在阳极废气配管61设有压力计测部67。压力计测部67在燃料电池20的氢歧管的出口附近，计测阳极废气的压力即燃料电池20的阳极侧的背压，向控制部15发送。压力计测部67可以省略。
[0075]气液分离部62与阳极气体循环配管63和阳极排水配管65连接。经由阳极废气配管61向气液分离部62流入的阳极废气由气液分离部62分离成气体成分与水分。在气液分离部62内，阳极废气的气体成分被导向阳极气体循环配管63，水分被导向阳极排水配管65。
[0076]阳极气体循环配管63连接在阳极气体配管51的比氢供给装置55靠下游处。在阳极气体循环配管63设有氢循环用栗64，通过该氢循环用栗64，在气液分离部62中分离的气体成分包含的氢向阳极气体配管51送出。在阳极排水配管65设有排水阀66。
[0077]排水阀66按照来自控制部15的指令进行开闭。控制部15通常将排水阀66关闭，在预先设定的规定的排水时机、阳极废气中的非活性气体的排出时机将排水阀66打开。阳极排水配管65的下游端与阴极废气配管41合流，以使阳极侧的排水和阳极废气能够与阴极侧的排水和阴极废气混合而排出(图示省略)。
[0078]燃料电池系统100还具备外部气温传感器80、阻抗计测部81。外部气温传感器80将表不燃料电池车辆外部的气温的外部气温的信号向控制部15发送。由外部气温传感器80检测的外部气温相当于表示配置燃料电池20的环境条件的环境信息的下位概念。外部气温传感器80的检测结果使用于排水处理执行部16的排水控制(后述)。
[0079]阻抗计测部81与燃料电池20的各单电池21连接。阻抗计测部81利用交流阻抗法，计测各单电池21的电阻即单电池电阻，向控制部15输出。单电池电阻受到各单电池21内存在的水分量的影响。含水量检测部18取得基于预先准备的单电池电阻与各单电池21内的水分量的关系而得到的推定值作为表示燃料电池20的当前的含水量的实测值。
[0080]此外，燃料电池系统100具备向燃料电池20供给制冷剂而控制燃料电池20的运转温度的制冷剂供给部，但其图示及详细的说明省略。而且，燃料电池系统100具备二次电池、DC/DC转换器(图示省略)。二次电池蓄积燃料电池20输出的电力或再生电力，与燃料电池20一起作为电力源发挥功能。DC/DC转换器能够控制二次电池的充放电或燃料电池20的输出电压。需要说明的是，上述的燃料电池系统100的各结构部使用二次电池的电力，由此在燃料电池20的运转停止后也能够进行驱动。
[0081 ][燃料电池系统的排水处理]
[0082 ]依次参照图2?图6，说明在本实施方式的燃料电池系统100中执行的排水处理。在本实施方式的燃料电池系统100中，