CN101765937B - 燃料电池系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种燃料电池系统，具备：燃料电池；燃料气体系统，用于向燃料电池供给燃料气体并且使从燃料电池排出的气体循环；净化阀，用于从燃料气体系统排出气体；以及控制单元，控制净化阀的开闭动作。控制单元控制净化阀的开闭动作，以在全负载区域中使燃料气体系统内的杂质分压恒定。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料电池系统及其控制方法。
背景技术
目前，具备接受反应气体(燃料气体及氧化气体)的供给而进行发电的燃料电池的燃料电池系统正在实用化。公知的是在这样的燃料电池系统的燃料电池的内部及燃料废气的循环流路中，伴随发电而逐渐蓄积氮气等杂质。现在，提出有一种燃料电池系统，以使燃料电池的运转状态稳定化为目的，其在与循环流路连接的排出流路上设置有净化阀，并对净化阀进行开闭控制而将杂质排出到外部(进行放气)。
另外，近年来，提出有调整净化阀的开度以使燃料气体系统(燃料气体供给流路及循环流路)内的氮气浓度大致保持恒定的技术(例如参照日本特开2004-185974号公报)。采用这样的技术时，可以抑制与氮气同时排出的燃料气体的排出量。
但是，现有的燃料电池系统设计如下：伴随燃料电池的负载及燃料电池的运转温度等，燃料气体系统内的杂质分压(氮气及水蒸气的分压的总和)发生变化。在这种现有的燃料电池系统中，在负载变动时存在燃料气体的化学计量比出现不足而燃料电池的运转状态变得不稳定的可能性。在上述的日本特开2004-185974号公报记载的技术中，为了实现燃料电池的运转状态的稳定化而进行净化阀的控制，但由于没有考虑燃料气体系统内的饱和水蒸气，所以对于负载变动时的运转状态的稳定性仍有改善的余地。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种即使在负载变动时也能够维持燃料电池的稳定的运转状态的燃料电池系统。
为了实现所述目的，本发明提供一种燃料电池系统，具备：燃料电池；燃料气体系统，用于向该燃料电池供给燃料气体并且使从燃料电池排出的气体循环；净化阀，用于从该燃料气体系统排出气体；以及控制单元，控制该净化阀的开闭动作，其中，控制单元控制净化阀的开闭动作，以在全负载区域中使燃料气体系统内的杂质分压恒定。
另外，本发明提供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；燃料气体系统，用于向该燃料电池供给燃料气体并且使从燃料电池排出的气体循环；以及净化阀，用于从该燃料气体系统排出气体，其中，具备如下所述的工序：控制净化阀的开闭动作以在全负载区域中使燃料气体系统内的杂质分压恒定。
采用这样的构成及方法时，能够控制净化阀的开闭动作，以在全负载区域中(从低负载区域直至高负载区域)使燃料气体系统内的杂质分压恒定。因此，能够抑制由于伴随负载的变动引起的杂质分压的变动所导致的燃料气体的化学计量比不足。其结果，即使负载变动时也能够维持燃料电池的稳定的运转状态。
在所述燃料电池系统中，能够采用控制净化阀的开闭动作的控制单元，从而燃料电池的运转温度越上升越使从燃料气体系统排出的气体的排出量增大。
采用这样的构成时，即使在由于燃料电池的运转温度的上升而引起燃料气体系统内的水蒸气增加的情况下，也能够有效地排出该增加的水蒸气。
另外，在所述燃料电池系统中，可以采用具有用于使从燃料供给源供给的燃料气体流向燃料电池的燃料气体供给流路、以及用于使从燃料电池排出的气体循环到燃料气体供给流路的循环流路的燃料气体系统，并可以同时采用调整燃料气体供给流路的上游侧的气体压力而向下游侧供给的开闭阀、以及将在循环流路中流通的气体强制地向燃料气体供给流路输送的循环泵。在该情况下，可以采用设定从净化阀排出的气体的排出量、从开闭阀向燃料电池供给的燃料气体的压力、以及通过循环泵向燃料气体供给流路输送的气体的流量的控制单元，以使从燃料气体系统排出的燃料气体的排出量为最小。
采用这样的构成时，能够设定从净化阀排出的气体的排出量(放气量)、从开闭阀向燃料电池供给的燃料气体的压力(调压值)、通过循环泵向燃料气体供给流路输送的气体的流量(循环量)，以使从燃料气体系统排出的燃料气体的排出量为最小。因此，能够降低燃料气体的损失，从而能够节约燃料。
另外，在所述燃料电池系统中，可采用喷射器作为开闭阀。
所谓喷射器，是能够利用电磁驱动力以规定的驱动周期直接驱动阀芯而使其离开阀座从而调整气体状态(气体流量及气压)的电磁驱动式的开闭阀。规定的控制部驱动喷射器的阀芯而控制燃料气体的喷射时期及喷射时间，由此能够高精度地控制燃料气体的流量及压力。
根据本发明，可以提供一种即使在负载变动时也能够维持稳定的运转状态的燃料电池系统。
附图说明
图1是本发明实施方式的燃料电池系统的构成图；
图2是用于说明图1所示的燃料电池系统的映射的设计方法(常温：低负载区域)的流程图；
图3是用于说明图1所示的燃料电池系统的映射的设计方法(常温：低负载区域)的坐标图；
图4是用于说明图1所示的燃料电池系统的映射的设计方法(常温：中～高负载区域)的流程图；
图5A～图5G是用于说明图1所示的燃料电池系统的映射的设计方法(常温：中～高负载区域)的坐标图；
图6A是图1所示的燃料电池系统的控制参数的设定所使用的映射(表示负载和放气量之间的关系的映射)；
图6B是图1所示的燃料电池系统的控制参数的设定所使用的映射(表示负载和氢调压值之间的关系的映射)；
图6C是图1所示的燃料电池系统的控制参数的设定所使用的映射(表示负载和循环量之间的关系的映射)；
图7是表示图1所示的燃料电池系统的全负载区域的杂质分压的坐标图；
图8是用于说明图1所示的燃料电池系统的映射的设计方法(高温：全负载区域)的流程图；
图9是用于说明图1所示的燃料电池系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明实施方式的燃料电池系统1进行说明。在本实施方式中，对将本发明适用于燃料电池车辆的车载发电系统的例子进行说明。
首先，使用图1对本发明实施方式的燃料电池系统1的构成进行说明。
本实施方式的燃料电池系统1如图1所示，具备接受反应气体(氧化气体及燃料气体)的供给而产生电力的燃料电池2，燃料电池2连接有用于将作为氧化气体的空气向燃料电池2供给且从燃料电池2排出氧化废气的氧化气体系统3、将作为燃料气体的氢气向燃料电池2供给且使作为燃料废气的氢废气与氢气一起循环到燃料电池2内的燃料气体系统4。燃料气体系统4具有可将其内部的气体向外部排出的排气排水阀29，可将从排气排水阀29排出的气体(氢废气)在稀释部5与从氧化气体系统3排出的氧化废气(空气)混合而向外部排出。而且，通过控制部6总括控制系统全体。
燃料电池2例如具备由固体高分子电解质型构成且层叠多个单电池(cell)而成的电池组构造。燃料电池2的单电池(cell)在固体高分子电解质膜的一面具有空气极(阴极)，另一面具有燃料极(阳极)，而且具有将空气极及燃料极从两侧夹入的一对隔板。对阳极侧的隔板的流路供给燃料气体，同时对阴极侧的隔板的流路供给氧化气体，由此燃料电池2产生电力。在燃料电池2中设置有检测其运转温度的温度传感器2a。由温度传感器2a检测出的与燃料电池2的运转温度有关的信息被传递到控制部6，用于氢气循环系统的控制。
氧化气体系统3具有向燃料电池2供给的氧化气体流过的空气供给流路11和从燃料电池2排出的氧化废气流过的排气流路12。空气供给流路11具备取入氧化气体的压缩机14和将通过压缩机14压送的氧化气体加湿的加湿器15。排气流路12具备背压调整阀16，并且与加湿器15连接，流过废气流路12的氧化废气通过背压调整阀16，在加湿器15中供水分交换后，被移送至稀释部5。
燃料气体系统4具备：贮留高压的氢气的作为燃料供给源的氢罐21、用于将氢罐21的氢气向燃料电池10供给的作为燃料气体供给流路的氢供给流路22、以及用于使从燃料电池2排出的氢废气返回至氢供给流路22的循环流路23。另外，也可以代替氢罐21，采用从烃系燃料生成富氢的改性气体的改性器、和将用该改性器生成的改性气体设为高压状态而蓄压的高压气罐作为燃料供给源。此外，也可以采用具有储氢合金的罐作为燃料供给源。
在氢供给流路22上设有切断或允许从氢罐21的氢气的供给的切断阀24、调整氢气的压力的调节器25和喷射器26。另外，在喷射器26的下游侧且在氢供给流路22和循环流路23的合流部的上游侧，设有检测氢供给流路22内的氢气的压力的压力传感器27。由压力传感器27检测出的与氢气的压力有关的信息被传送到控制部6，用于氢气循环系统的控制。
调节器25是将其上游侧压力(一次压)调压为预先设定的二次压的装置。在本实施方式中，采用对一次压进行减压的机械式的减压阀作为调节器25。作为机械式的减压阀的构成，可以采用下述公知的构成：具有背压室和调压室隔着薄膜而形成的箱体，通过背压室内的背压在调压室内将一次压减压为规定的压力而形成二次压。
喷射器26是能够利用电磁驱动力以规定的驱动周期直接驱动阀芯而使其离开阀座从而调整气体流量及气压的电磁驱动式的开闭阀。在本实施方式中，如图1所示，在相比氢供给流路22和循环流路23的合流部靠上游一侧配置有喷射器26。喷射器26包括具有喷射氢气等气体燃料的喷射孔的阀座，并且，具备将该气体燃料供给引导直至喷射孔的喷嘴体、和可相对于喷嘴体沿轴线方向(气体流动方向)移动地被收容保持且开闭喷射孔的阀芯。在本实施方式中，喷射器26的阀芯通过电磁驱动装置即螺线管被驱动，通过向该螺线管供电的脉冲状励磁电流的通断，可将喷射孔的开口面积两阶段或多阶段地进行切换。通过从控制部6输出的控制信号控制喷射器26的气体喷射时间及气体喷射时期，由此高精度地控制氢气的流量及压力。喷射器26是利用电磁驱动力直接驱动阀(阀座及阀芯)开闭的装置，由于其驱动周期可控制到高响应的区域为止，故而具有高响应性。
喷射器26为了向其下游供给所要求的气体流量，通过变更喷射器26的气体流路上设置的阀的开口面积(开度)及开放时间的至少一个，而对向下游侧(燃料电池2侧)供给的气体流量(或氢摩尔浓度)进行调整。另外，通过喷射器26的阀的开闭调整气体流量，同时，由于向喷射器26下游供给的气压比喷射器26上游的气压低，因此，也可以将喷射器26解释为调压阀(减压阀、调节器)。另外，在本实施方式中，也可以解释为可变调压阀，其可根据气体要求在规定的压力范围中改变喷射器26的上游气压的调压量(减压量)以使其与要求压力一致。
经由气液分离器28及排气排水阀29，排出流路30连接于循环流路23。气液分离器28是从氢废气回收水分的装置。排气排水阀29根据来自控制部6的指令进行动作，由此将由气液分离器28回收的水分、包含循环流路23内的杂质的氢废气(燃料废气)排出(放气)到外部，作为本发明的净化阀的一种实施方式发挥作用。通过执行该放气，杂质分压降低，而向燃料电池2供给的氢气的浓度上升。另外，在循环流路23上设有将循环流路23内的氢废气加压而向氢供给流路22侧送出的循环泵31。另外，经由排气排水阀29及排出流路30排出的氢废气在稀释器5内与排气流路12内的氧化废气合流而被稀释。
控制部6检测设于车辆中的加速用的操作部件(油门等)的操作量，并接受加速要求值(例如来自牵引马达等负载装置的要求发电量)等控制信息，对系统内的各种机器的动作进行控制。另外，所谓负载装置，是指除牵引马达外，还包含为了使燃料电池2动作而需要的辅机装置(例如压缩机14的马达及循环泵31的马达等)、与车辆行驶相关的各种装置(变速器、车轮控制部、转向装置、悬架装置等)中使用的促动器、驾驶员空间的空调装置(空调)、照明、音响等的电力消耗装置的总称。
控制部6由未图示的计算机系统构成。这样的计算机系统具备CPU、ROM、RAM、HDD、输入输出接口及显示器等，CPU读入存储于ROM的各种控制程序而执行所期望的运算，由此进行后述的放气控制等各种处理及控制。
具体来说，控制部6根据负载(来自负载装置的要求发电量)，基于规定的映射(图6A～图6C)设定：从排气排水阀29排出的气体的排出量的目标值(放气量)、从喷射器26向燃料电池2供给的氢气的压力的目标值(氢调压值)、从循环流路23向氢供给流路22输送的气体流量的目标值(循环量)。此时，控制部6设定各控制参数(放气量、氢调压值及循环量)，以在全负载区域中(从低负载区域到高负载区域)使燃料气体系统4内的杂质分压恒定且从燃料气体系统4排出的氢气的排出量为最小。而且，控制部6根据设定的各控制参数对排气排水阀29、喷射器26及循环泵31的动作进行控制。即，控制部6作为本发明的控制单元的一种实施方式发挥作用。另外，控制部6设定放气量，从而燃料电池2的运转温度越上升越使从燃料气体系统4排出的气体的排出量增大，并基于该设定的放气量对排气排水阀29的开闭动作进行控制。
在此，使用图2～图8对本实施方式的燃料电池系统1的控制参数的设定所使用的映射(图6A～图6C)的设计方法进行说明。
<常温：低负载区域的设计>
首先，在燃料电池2的运转温度为常温(T1)的情况下，进行代表性的低负载区域(对燃料电池2的要求发电电流值AL)的设计。在低负载区域，如图2的流程图所示，首先设定氢化学计量比R(化学计量比设定工序：S1)。在此，所谓氢化学计量比是指供给氢气量和消耗氢气量之比(用消耗氢气量去除供给氢气量所得到的值)。在化学计量比设定工序S1中设定氢化学计量比R后，设定放气量EL以使放气时排出的氢气的浓度低于规定的环境基准值(放气量设定工序：S2)。
接着，在通过放气量设定工序S2设定的放气量EL中，设定氢气损失为最小的氢调压值(氢调压值设定工序：S3)。在此，所谓氢损失是指将交叉泄漏损失(将氢透过系数、阳极侧氢分压、单电池片数和电极面积相乘的值)、氢排出损失(将燃料电池2的出口的氢浓度与从排气排水阀29排出的气体排出量相乘的值)、循环泵动力损失(根据循环泵31的动力而推测的理论氢消耗量)相加的值。在低负载区域，氢压力(氢供给流路22内的氢气的供给压力)和氢气损失的关系如图3的坐标图所示形成大致线形。因此，将图3的坐标图的氢压力的最小值PL作为氢调压值进行设定。
接着，根据在化学计量比设定工序S1设定的氢化学计量比R、在放气量设定工序S2设定的放气量EL、在氢调压值设定工序S3设定的氢调压值PL对循环量CL进行设定(循环量设定工序：S4)。另外，氢化学计量比、放气量、氢调压值及循环量的各种参数是关于燃料电池系统1的氢循环系统的运转条件的参数，成为若决定任意三个参数则剩余一个参数自动被决定的关系。
接着，根据在化学计量比设定工序S1～循环量设定工序S4设定的各参数计算运转情况下的燃料电池2的出口的杂质分压PNH(杂质分压计算工序：S5)。在此，所谓杂质分压，意思是例如从氢罐21供给的氢气中含有的氮气、从氧化气体系统3透过固体高分子电解质膜而向燃料气体系统4供给的氮气、由于燃料电池2的发电产生的水蒸气等氢气以外的气体分压的总和。杂质分压可以氮气分压和水蒸气分压为主而计算出。氮气分压可主要根据从氢罐21供给的氢气中包含的氮成分、和从阴极侧向阳极侧透过的氮成分计算出，水蒸气分压可根据燃料电池2的温度的饱和水蒸气压计算出。
通过以上的步骤，完成常温时的代表性的低负载区域(对燃料电池2的要求发电电流值AL)的设计。在放气量设定工序S2中设定的放气量EL描绘在图6A的映射中，在氢调压值设定工序S3中设定的氢调压值PL描绘在图6B的映射中，在循环量设定工序S4中设定的循环量CL描绘在图6C的映射中。
<常温：中～高负载区域的设计>
接着，进行超过代表性的低负载区域的负载区域的设计，即，对燃料电池2的要求发电电流值经过相当于中负载区域的值AM1、AM2、……而达到相当于高负载区域的值AH的负载区域。在这些负载区域(中～高负载区域)中，如图4的流程图所示，首先设定放气量EM1、EM2、……、EH以维持在低负载区域的杂质分压计算工序S5中设定的杂质分压PNH(放气量设定工序：S11)。
接着，在放气量设定工序S11中设定的放气量EM1、EM2、……、EH中设定氢损失为最小的氢调压值(氢调压值设定工序：S12)。在中负载区域～高负载区域中，氢压力和氢损失的关系如图5A～图5G的坐标图所示，成为大致线形或非线形的关系。因此，在图5A～图5G的坐标图中，将氢损失为最小的氢压力(PM1、PM2、……、PH)作为氢调压值而设定。接着，根据在放气量设定工序S11中设定的放气量EM1、EM2、……、EH、在氢调压值设定工序S12中设定的氢调压值PM1、PM2、……、PH(另外还有在化学计量比设定工序S1中设定的氢化学计量比R)，对循环量CM1、CM2、……、CH进行设定(循环量设定工序：S13)。
通过以上的步骤，完成常温时的中～高负载区域的设计。在放气量设定工序S11中设定的放气量EM1、EM2、……、EH描绘在图6A的映射中，在氢调压值设定工序S3中设定的氢调压值PM1、PM2、……、PH描绘在图6B的映射中，在循环量设定工序S4中设定的循环量CM1、CM2、……、CH描绘在图6C的映射中，由此，完成全负载区域的映射的设计。另外，全负载区域的杂质分压PNH如图7的坐标图所示为恒定。
<高温：全负载区域的设计>
接着，进行燃料电池2的运转温度为比常温(T1)高的温度(T2)的情况下的设计。在这样的高温时，如图8的流程图所示，首先根据在常温时的代表性的低负载区域设定的各参数(放气量EL、氢调压值PL、循环量CL)计算出运转时的燃料电池2的出口的杂质分压PNH’(杂质分压计算工序：S21)。由于水蒸气分压增大燃料电池2的运转温度上升的量，因此，在高温时的杂质分压计算工序S21中计算出的杂质分压PNH’比在常温时的杂质分压计算工序S5中计算出的杂质分压PNH高。
接着，设定放气量EM1’、EM2’、……、EH’以维持在杂质分压计算工序S21中设定的杂质分压PNH’(放气量设定工序：S22)。其后，根据在放气量设定工序S22中设定的放气量EM1’、EM2’、……、EH’、氢调压值PM1、PM2、……、PH(另外还有在化学计量比设定工序S1中设定的氢化学计量比R)，对循环量CM1’、CM2’、……、CH’进行设定(循环量设定工序：S23)。另外，在本实施方式中为了设计的简单化，即使在高温时也采用常温时的氢调压值PM1、PM2、……、PH。
通过以上的步骤，完成高温时的全负载区域的设计。可知将在放气量设定工序S22中设定的放气量EM1’、EM2’、……、EH’描绘在图6A的映射中时，高温时的放气量(T2：虚线)相比常温时的放气量(T1：实线)增大。
接着，使用图9的流程图对本实施方式的燃料电池系统1的控制方法进行说明。
首先，燃料电池系统1的控制部6接受来自设置在车辆中的油门传感器等的信号，计算出燃料电池2的负载(要求发电电流值)(负载计算工序：S31)。另外，控制部6使用温度传感器2a，对燃料电池2的运转速度进行检测(温度检测工序S32)。
接着，控制部6根据在负载计算工序S31中计算出的负载、在温度检测工序S32中检测出的温度以及图6A～图6C的映射，对放气量、氢调压值、循环量进行设定(控制参数设定工序：S33)。例如，在计算出的负载为AM且检测出的温度为T1的情况下，如图6A～图6C所示，放气量设定为EM，氢调压值设定为PM，循环量设定为CM。另外，在计算出的负载为AM且检测出的温度为T2的情况下，如图6A所示，放气量设定为EM’。
接着，控制部6根据在控制参数设定工序S33中设定的各控制参数(放气量、氢调压值、循环量)控制喷射器26、排气排水阀29及循环泵31的动作(循环控制工序：S34)。在循环控制工序S34中，控制部6计算出从开放排气排水阀29的时点开始的气体排出量，并在该计算出的气体排出量达到设定的放气量的时点闭锁排气排水阀29。另外，在循环控制工序34中，控制部6计算出由压力传感器27检测出的氢气的压力值和设定的氢调压值的偏差，进行喷射器26的反馈控制以使该偏差降低。另外，在循环控制工序S34中，控制部6控制循环泵31的转速，以使从循环泵31输送到氢供给流路22的气体的流量成为设定的循环量。
在以上说明的实施方式的燃料电池系统1中，可控制排气排水阀29的开闭动作，以在全负载区域中使燃料气体系统4内的杂质分压恒定。因此，能够抑制由于伴随负载的变动引起的杂质分压的变动所导致的氢气的化学计量比不足。其结果，即使负载变动时也能够维持燃料电池2的稳定的运转状态。
另外，在以上说明的实施方式的燃料电池系统1中，可控制排气排水阀29的开闭动作，从而燃料电池2的运转温度越上升越使从燃料气体系统4排出的气体的排出量(放气量)增大。因此，即使在由于燃料电池的运转温度的上升导致燃料气体系统4内的水蒸气增加的情况下，也能够有效地排出该增加的水蒸气。
另外，在以上说明的实施方式的燃料电池系统1中，可设定从排气排水阀29排出的气体的排出量(放气量)、从喷射器26向燃料电池2供给的氢气的压力(氢调压值)、通过循环泵31向氢供给流路22输送的气体流量(循环量)，以使从燃料气体系统4排出的氢气的排出量为最小。因此，能够降低燃料气体的损失，从而能够节约燃料。
另外，在以上的实施方式中，表示了采用实现排气和排水两者的排气排水阀29作为净化阀，但也可以在气液分离器28中分别设置将回收的水分向外部排出的排水阀和用于将循环流路23内的气体向外部排出的排气阀(净化阀)，并用控制部6控制排气阀。
产业上的可利用性
本发明的燃料电池系统如以上的实施方式所示，可以装载于燃料电池车辆上，另外也可以装载于燃料电池车辆以外的各种移动体(机器人、船舶、飞行器等)上。另外，也可以将本发明的燃料电池系统适用于作为建筑物(住宅、大楼等)用的发电设备而使用的固定用发电系统。
Claims (4)
1.一种燃料电池系统，具备：燃料电池；燃料气体系统，用于向所述燃料电池供给燃料气体并且使从所述燃料电池排出的气体循环；净化阀，用于从所述燃料气体系统排出气体；以及控制单元，控制所述净化阀的开闭动作，
使所述燃料气体系统内的杂质分压在所述燃料电池的运转温度为高于常温的高温时比常温时高，其中，
所述控制单元控制所述净化阀的开闭动作，以在所述燃料电池的运转温度为常温的情况下，在全负载区域中使所述燃料气体系统内的杂质分压恒定，并且，在所述燃料电池的运转温度为高于常温的高温时，也在全负载区域中使所述燃料气体系统内的杂质分压恒定，
所述燃料电池系统的特征在于，
所述控制单元控制所述净化阀的开闭动作，从而所述燃料电池的运转温度越上升越使从所述燃料气体系统排出的气体的排出量增大。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料气体系统具有：燃料气体供给流路，用于使从燃料供给源供给的燃料气体流向所述燃料电池；以及循环流路，用于使从所述燃料电池排出的气体循环到所述燃料气体供给流路，
并且所述燃料气体系统具备：
开闭阀，调整所述燃料气体供给流路的上游侧的气体压力而向下游侧供给；以及
循环泵，将在所述循环流路中流通的气体强制地向所述燃料气体供给流路输送，
所述控制单元设定从所述净化阀排出的气体的排出量、从所述开闭阀向所述燃料电池供给的燃料气体的压力、以及通过所述循环泵向所述燃料气体供给流路输送的气体的流量，以使从所述燃料气体系统排出的燃料气体的排出量为最小。
3.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中，所述开闭阀为喷射器。
4.一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；燃料气体系统，用于向所述燃料电池供给燃料气体并且使从所述燃料电池排出的气体循环；以及净化阀，用于从所述燃料气体系统排出气体，
使所述燃料气体系统内的杂质分压在所述燃料电池的运转温度为高于常温的高温时比常温时高，其中，
具备如下所述的工序：控制所述净化阀的开闭动作，以在所述燃料电池的运转温度为常温的情况下，在全负载区域中使所述燃料气体系统内的杂质分压恒定，并且，
具备如下所述的工序：控制所述净化阀的开闭动作，以在所述燃料电池的运转温度为高于常温的高温时，也在全负载区域中使所述燃料气体系统内的杂质分压恒定，
燃料电池系统的控制方法的特征在于，还具备如下所述的工序：控制所述净化阀的开闭动作，从而所述燃料电池的运转温度越上升越使从所述燃料气体系统排出的气体的排出量增大。
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