JP2002151117A

JP2002151117A - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP2002151117A
Application number: JP2000347109A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Danno; 喜朗団野; Hiroyasu Suzuki; 浩恭鈴木; Akio Shiratori; 彰男白鳥; Takahiro Nakajima; 隆裕中島; Hiroshi Konuma; 浩小沼; Hidetoshi Yoshinari; 秀稔吉成
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-11-14
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2002-05-24

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料電池スタックの負荷が急減した場合、改
質装置の応答が過渡状態にある間はシステム内に余剰ガ
スが生じるため、その処理に困却する。【解決手段】燃料電池システムは、改質装置４からガ
ス供給路３６を通じて燃料電池スタック６に燃料ガスを
供給する一方、排出された燃料ガスをガス回収路６０内
に回収する。これらガス供給路３６およびガス回収路６
０には分岐通路６４，６５を通じてガス貯蔵タンク６６
が接続されており、各分岐通路６４，６５にガスポンプ
６８，７０が介挿されている。燃料電池システムのＥＣ
Ｕ１０は、電流センサ８６からのセンサ信号に基づいて
発電量の減少を検出すると、ガスポンプ６８，７０を作
動させてガス貯蔵タンク６６に燃料ガスを貯蔵させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料の改質により
生成した燃料ガスを反応させて電力を発生させる燃料電
池システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の燃料電池システムに関する従来
技術は、例えば特開平９−３０６５３１号公報に記載さ
れている。この公知の燃料電池システムはその内部に緩
衝用タンクを備えており、その緩衝用タンクは、改質器
から燃料電池本体に向かうガス供給通路に介在して設け
られている。そして、公知の燃料電池システムはその燃
料電池の負荷が一時的に増大して必要な燃料ガス量が不
足すると、緩衝用タンク内の燃料ガスを利用して一時的
にガス供給量を増加させるものとしている。この場合、
燃料電池のガス要求量の増加に対して改質器のガス生成
能力の立ち上げが間に合わない状況にあっても、燃料ガ
スの不足分は緩衝用タンクから補償されるものと認めら
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公知の燃料電池システムは、その一時的なガス不足を
補償することのみに拘泥し、システム内での余剰ガスの
処理に関して特に有効な対策を有していない。具体的に
は、改質器の過渡特性はガス生成能力の立ち上がりに応
答遅れを有する反面、その低下の場合にも同様の応答遅
れを示す。このため、例えば燃料電池の負荷が急激に低
下した場合、改質器のガス生成能力が充分に低下するま
での間は燃料ガスの供給が過剰となり、多量の余剰ガス
が配管内に排出されることになる。このとき、公知の燃
料電池システムはその配管内の燃料ガスを還流させてガ
ス不足を補う機能しか有しないため、燃料ガスが余剰の
ときはそのまま改質器に戻す以外に方法がない。一方、
改質器はガス生成能力を低下させている途中であり、多
量の燃料ガスが戻されてきても、これを燃焼させて熱エ
ネルギに利用することができないばかりか、かえって廃
熱処理に困却する。

【０００４】そこで本発明では、システム内で燃料ガス
が余剰となった状況にあっても、これを有効に活用でき
る燃料電池システムの構築を課題としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、システム内で
余剰となる燃料ガスをも貯蔵可能とし、その貯蔵動作を
燃料電池の作動状態に基づいて制御することで上記の課
題を解決したものである。より具体的には、本発明の燃
料電池システム（請求項１）は、改質装置から燃料電池
に燃料ガスを供給する供給経路または燃料電池から回収
した燃料ガスをガス処理装置へ送る回収経路に接続され
たガス貯蔵装置を備えており、燃料電池の発電量の減少
が検出されたとき、ガス貯蔵装置に燃料ガスを貯蔵させ
るべくシステムの作動を制御するものとしている。なお
好ましいシステムの態様としては、上述したガス貯蔵装
置はタンクを含むものであってもよい。

【０００６】例えば、本発明の燃料電池システムにおい
て燃料電池の発電量が急激に減少したとき、改質装置の
ガス生成能力が充分に低下するまでの間は余剰ガスが供
給され、同時に燃料電池から未反応の燃料ガスが排出さ
れてシステム内に多量の余剰ガスが生じることとなる
が、これら余剰ガスは何れもガス貯蔵装置により貯蔵す
ることができるため、システム内での無駄がなくなる。

【０００７】より実用的には、本発明の燃料電池システ
ム（請求項２）は、そのシステム内で少なくとも改質装
置、燃料電池およびガス処理装置の何れか１つとガス貯
蔵装置とを接続する排出通路を有し、この排出通路を通
じてガス貯蔵装置に貯蔵された燃料ガスを排出可能とす
る排出装置を更に備えている。この場合、燃料電池の発
電量の増加が検出されたとき、ガス貯蔵装置から燃料ガ
スを排出させるべく制御することにより、貯蔵した燃料
ガスを有効に活用することができる。

【０００８】また、上述したガス貯蔵装置は回収経路に
接続されている態様が好ましい（請求項３）。回収経路
には、燃料電池での発電に寄与することなく未反応のま
ま排出された燃料ガスが流れているため、これを貯蔵す
る態様であれば、システム内での積極的な貯蔵を目的と
した余分な改質作業を行う必要がない。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の燃料電池システムは、一
例として車両に適用することができ、以下にその具体的
な実施の形態を説明する。ただし、本発明の適用を車両
のみに限定するものではない。図１は、本発明の燃料電
池システムを搭載した燃料電池車１を示している。この
燃料電池車１は走行用モータ２の駆動力により走行し、
その電力を主に燃料電池システムから得ることができ
る。

【００１０】具体的には、燃料電池車１のフロア下には
改質装置４、燃料電池スタック６、燃料タンク８、電子
制御ユニット（ＥＣＵ）１０等の機器類が搭載されてお
り、これら機器類を有機的に結合して本発明の燃料電池
システムの構成が具現されている。また、燃料電池車１
は、燃料電池システムの他に出力補助用として二次電池
１２を装備しており、この二次電池１２は充電制御装置
１３を備えている。

【００１１】上述した走行用モータ２の出力はモータ制
御装置１４により制御されており、燃料電池スタック６
および二次電池１２はそれぞれ、コンタクタ１５，１６
を介してモータ制御装置１４に接続されている。また、
燃料電池車１はそのフロントノーズ部にラジエータ１８
を備えており、このラジエータ１８は主に燃料電池スタ
ック６の冷却に使用される。その他、燃料電池車１は補
器１９をも装備している。

【００１２】図２は、燃料電池車１における燃料電池シ
ステムの構成をより具体的に示している。改質装置４は
蒸発部２０、改質部２２およびＣＯ処理部２４を一体的
に備えており、その蒸発部２０に対し燃料タンク８から
燃料供給路２６を通じて改質用燃料（例えばメタノー
ル）が供給される。なお、燃料供給路２６の途中には燃
料供給ポンプ２８が介挿されており、また、その出口に
は燃料噴射弁（図示していない）が設けられている。ま
た、蒸発部２０にはプロセス水供給路３０を通じてプロ
セス水が供給され、このプロセス供給路３０の出口にも
水噴射弁（図示していない）が設けられている。

【００１３】蒸発部２０で蒸発された燃料およびプロセ
ス水は、改質部２２で改質反応に供され、ここで燃料ガ
スとしての水素が生成される。なお、改質部２２には空
気供給路３２を通じて空気（酸素）が供給されており、
その空気は例えば、外気からエアポンプ３４により圧送
されている。また、改質部２２で生成された燃料ガスは
ＣＯ処理部２４にて一酸化炭素分を取り除く処理を受け
た後、ガス供給路３６を通じて燃料電池スタック６に供
給される。

【００１４】燃料電池スタック６は、その燃料極３８に
燃料ガスの供給を受ける一方、空気極４０には空気の供
給を受ける。上述した空気供給路３２中、空気極４０の
手前には加湿器４２が介挿されており、この加湿器４２
にもプロセス水供給路３０が分配して接続されている。
燃料電池スタック６により発電された電力は、その両極
３８，４０から上述したコンタクタ１５を通じてモータ
制御装置１４、二次電池１２等の電機系に向けて出力さ
れる。各セルで水素と酸素との反応により生成された水
は、水回収路４６を通じて集められ、水タンク４８に回
収される。回収された水は水タンク４８から水ポンプ５
０により圧送され、イオン交換樹脂５２を介して上述し
たプロセス水供給路３０に送出される。また、燃料電池
スタック６には上述したラジエータ１８を含む冷却水路
５４が接続されており、冷却水は冷却水ポンプ５６によ
り冷却水路５４を通じて循環されている。

【００１５】燃料電池スタック６の両極３８，４０に
は、それぞれガス回収路６０ａ，６０ｂが接続されてお
り、これらガス回収路６０ａ，６０ｂは例えば一系統に
合流し、集合のガス回収路６０を形成して改質装置４ま
で延びている。改質装置４には回収された燃料ガスを燃
焼させるための燃焼部６２が一体的に形成されており、
この燃焼部６２は燃焼触媒を有している。

【００１６】燃料電池スタック６において各セルでの反
応に供されず、燃料極３８から未反応のまま排出された
燃料ガスはガス回収路６０ａを通じて回収される。同様
に空気極４０を通過した酸素もまた、ガス回収路６０ｂ
を通じて回収される。本実施形態の燃料電池システムで
は、例えば燃料電池スタック６から回収した応燃料ガス
を燃焼部６２に供給して燃焼させることにより、改質装
置４でのガス生成に必要となる熱量を発生させるガス処
理を行っている（ガス処理装置）。なお、燃料ガスの処
理方法は燃焼のみに限られるものではない。

【００１７】また、ガス供給路３６およびガス回収路６
０には、それぞれ途中に分岐通路６４，６５を介してガ
ス貯蔵タンク６６が接続されている。分岐通路６４，６
５には、それぞれガスポンプ６８，７０が介挿されてお
り、また、これらガスポンプ６８，７０とガス貯蔵タン
ク６６との間にそれぞれ制御弁７２，７４が介挿されて
いる。ガスポンプ６８，７０はガス供給路３６またはガ
ス回収路６０中を流れる燃料ガスを分岐通路６４，６５
を通じて引き込み、ガス貯蔵タンク６６に向けて圧送す
る。ガス貯蔵タンク６６は圧送された燃料ガスをその内
部に圧縮して蓄えることができる（ガス貯蔵装置）。

【００１８】なお本実施形態では、ガス回収路６０中に
は燃料電池スタック６の空気極４０から排出された空気
（酸素）もまた混入しているため、その中から水素のみ
を分離するための水素分離装置７６が分岐通路６５の途
中に介挿されている。水素分離装置７６は例えば水素分
離膜を備えており、水素分離膜はガスポンプ７０により
圧送される燃料ガス中の水素のみを通過させ、これを純
水素化することができる。水素分離装置７６は水素を取
り除いた後のガスを通路７６ａ内に排出し、この排出ガ
スは通路７６ａを経てガス回収路６０に戻される。な
お、水素分離装置７６は分岐通路６５ではなく、その上
流のガス回収路６０に介挿されていてもよい。

【００１９】また分岐通路６５はガス回収路６０ａに接
続されていてもよく、この場合、水素分離装置を設けな
くてもよい。ただし水素分離装置を設けた場合はＣＯ₂
などが除去できるのでガス貯蔵タンク６６の効率的な利
用ができる。一方、ガス貯蔵タンク６６には複数の吐き
出し先が用意されており、具体的には、ガス貯蔵タンク
６６にはガス供給路３６やガス回収路６０にそれぞれ繋
がる排出通路８０，８２が接続されている。また、これ
ら排出通路８０，８２にはそれぞれ制御弁８４が介挿さ
れており、個々の制御弁８４により排出通路８０，８２
の開閉が切り換え可能となっている。なお排出通路８
０，８２はそれぞれ分岐通路６４，６５よりも下流側に
接続されている。

【００２０】ガス供給路３６への排出通路８０に代えて
改質装置４の改質部２２にガスを排出する通路７８を用
いてもよく、この場合も同様にガス貯蔵タンク６６から
排出された未反応水素はガス供給路３６に導かれて燃料
電池スタック６に供給される。このプロセスには水素が
改質装置４内を通ることでその温度や湿度が最適化され
るという利点がある。

【００２１】燃料電池システムの電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）１０は、システム内のガスポンプ６８，７０およ
び制御弁７２，７４，８４の作動を制御する機能を有し
ている。また図２には示されていないが、ＥＣＵ１０は
燃料供給ポンプ２８、エアポンプ３４、水ポンプ５０等
の作動を制御することもでき、また、燃料噴射弁および
水噴射弁の駆動を制御して蒸発部２２への燃料供給量お
よび水供給量を正確に制御することができる。

【００２２】燃料電池システムには各種のセンサ類が設
けられており、ＥＣＵ１０にはセンサ類からセンサ信号
が入力されている。センサ類には例えば、燃料電池スタ
ック６の作動状態として発電電流値を検出する電流セン
サ８６が含まれており、この電流センサ８６は検出した
発電電流値ＡｂをＥＣＵ１０に出力する。以上は本発明
の燃料電池システムを燃料電池車１に搭載した場合の実
施形態であるが、本システムのＥＣＵ１０は、燃料電池
車１の運転中においてガス貯蔵タンク６６への燃料ガス
の貯蔵とその排出を行うシステムの作動を制御すること
ができる。

【００２３】

【実施例】以下、燃料電池システムにおけるＥＣＵ１０
の制御機能について実施例を挙げて説明する。図３およ
び図４は、燃料電池車１の運転中にＥＣＵ１０が実行す
ることができる制御ルーチンのフローチャートを示して
いる。以下、図３の貯蔵制御ルーチンを第１実施例、図
４の排出制御ルーチンを第２実施例として説明する。

【００２４】先ず、第１実施例の貯蔵制御ルーチンのス
テップＳ１では、ＥＣＵ１０は上述した各種のセンサ類
から入力されるセンサ信号等の情報を読み込む。そし
て、次のステップＳ２では、読み込んだ情報に基づき燃
料電池スタック６の作動状態として、その発電量の変化
を検出する（検出手段）。ここで、第１実施例および後
述の第２実施例では、燃料電池スタック６の作動状態の
検出に関していくつかの好ましい態様が提供されてい
る。既に説明したように、本発明の燃料電池システムは
電流センサ８６を備えており、ＥＣＵ１０は電流センサ
８６にて検出した発電電流値Ａｂに基づいて燃料電池ス
タック６の発電量の変化を直接的に検出することができ
る。

【００２５】更に燃料電池システムは、燃料電池車１と
の協働関係においてその作動状態が変化することから、
システム外の状態量を検出することで燃料電池スタック
６の作動状態をも間接的に検出することができる。具体
的には、燃料電池車１にはアクセルポジションセンサ、
モータ電流センサ、モータ出力センサ（何れも図示され
ていない）等が装備されており、これらセンサ類からア
クセル開度ＡＰＳ、モータ駆動電流値Ａｍ、モータ出力
Ｐｍ等の信号が燃料電池システムのＥＣＵ１０に収集さ
れる。また、これら状態量は燃料電池スタック６の発電
量と機能的な関連があるため、燃料電池車１における状
態量の変化に基づいて燃料電池スタック６の発電量の変
化を検出することが可能である。

【００２６】ＥＣＵ１０は貯蔵制御ルーチンのステップ
Ｓ３に進むと、燃料電池スタック６の発電量が減少した
か否かを判断する。例えば、運転者がアクセルペダルの
踏み込みを解除して定常走行から減速走行に移行したと
き、その時点で燃料電池スタック６は無負荷となり、そ
の発電量は急減（＝０）する。このときＥＣＵ１０は、
発電量の減少を発電電流値Ａｂの変化から直接的に判断
してもよいし、あるいは、上述した各種の状態量の変化
に基づいて判断してもよい。

【００２７】ステップＳ３にて発電量の減少を検出する
と（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は次にステップＳ４に進み、
システム内のガス貯蔵タンク６６に燃料ガスを貯蔵させ
る。具体的には、ＥＣＵ１０はガスポンプ６８，７０を
作動させるとともに制御弁７２，７４を開弁させ、ガス
供給路３６およびガス回収路６０内を流れる燃料ガスを
ガス貯蔵タンク６６に向けて圧送する。なお、このとき
ＥＣＵ１０はガスポンプ７０のみを作動させ、ガス回収
路６０内の燃料ガスだけを貯蔵させる態様であってもよ
い。

【００２８】次にＥＣＵ１０はステップＳ５に進むと、
改質装置４での改質反応が定常状態に移行したか否かを
判断する。なお、ＥＣＵ１０は予め改質装置４において
改質反応が定常化するまでの所要時間を記憶しておくこ
とができ、その所要時間をカウントするまでは、改質反
応が過渡状態にあるものとして判断する。例えば車両の
減速時、改質装置４での改質反応が充分に沈静化するま
での間は引き続き燃料ガスが生成されるため、システム
内に余剰ガスが発生する。このため、改質反応が定常化
するまでステップＳ５での判断が否定（Ｎｏ）となり、
ＥＣＵ１０はステップＳ４を繰り返し実行して燃料ガス
を貯蔵させる。

【００２９】減速による発電負荷の変化が発生した後、
改質装置４が充分に沈静化するまでの間は改質装置４の
水素発生量が時間とともに変化するので、より望ましく
は、ガスポンプ６８，７０は可変能力形のものとし、時
間とともにその能力を変化させてもよい。このとき能力
の変化は予めプログラムされたパターンに従って制御さ
れるものでもよいし、改質装置４の運転状態と燃料電池
スタック６の発電負荷状態とを比較した結果に応じて制
御するものでもよい。

【００３０】この後、減速走行中に改質装置４での改質
反応が定常化すると、ステップＳ５での判断が肯定（Ｙ
ｅｓ）となり、ＥＣＵ１０はステップＳ６に進んで燃料
ガスの貯蔵を停止させる。この場合、ＥＣＵ１０はガス
ポンプ６８，７０の作動を停止させ、また、制御弁７
２，７４を閉弁させる。次に、第２実施例の排出制御ル
ーチンの実行について説明する。

【００３１】図４のステップＳ１〜Ｓ３は、上述した貯
蔵制御ルーチンの場合と同じ手順であり、この間、ＥＣ
Ｕ１０は第１実施例と同様の処理を行う。次のステップ
Ｓ７では、ＥＣＵ１０は燃料電池スタック６の発電量が
増加したか否かを判断する。例えば、減速走行または定
速走行の途中で運転者がアクセルペダルを踏み込み、燃
料電池車１が加速走行に移行すると、この場合はステッ
プＳ７での判断は肯定（Ｙｅｓ）となり、ＥＣＵ１０は
次にステップＳ８に進む。

【００３２】ステップＳ８では、ＥＣＵ１０は制御弁８
４を開弁させ、ガス貯蔵タンク６６内に貯蔵した燃料ガ
スを排出通路７８，８０，８２を通じて排出させる。こ
の結果、ガス貯蔵タンク６６から排出された燃料ガスは
改質部２２、燃料電池スタック６および燃焼部６２に供
給される。なお、このときＥＣＵ１０が燃料電池スタッ
ク６または燃焼部６２の何れに燃料ガスを供給するべき
かを判断し、対応する制御弁８４のみを選択的に開弁さ
せる態様も好ましい。具体的な態様としては、例えば以
下の例が挙げられる。

【００３３】加速走行への移行に伴う過渡期間にあって
は、燃料電池スタック６に大きな負荷が生じ、その発電
量は急増する。このとき、ガス貯蔵タンク６６内に貯蔵
された燃料ガスを燃焼部６２に供給すれば、改質装置４
での改質反応に利用される熱量を増大させてその生成能
力の立ち上げを促進することができる。また、加速時に
より多くの燃料ガスを燃料電池スタック６に供給すれ
ば、改質装置４でのガス生成能力が立ち上がるまでの間
に発電に必要な燃料ガスを補償することができる。

【００３４】次のステップＳ９もまた、第１実施例のス
テップＳ５の場合と同じである。この後、同様に改質装
置４での改質反応が定常状態となると、ステップＳ９で
の判断が肯定（Ｙｅｓ）となり、ＥＣＵ１０はステップ
Ｓ１０に進んで燃料ガスの排出を停止させる。この場
合、ＥＣＵ１０は今まで開かせていた制御弁８４を閉弁
させる。

【００３５】上述のように、燃料電池車１の走行状態の
変化に応じて燃料電池スタック６への負荷が増減変化す
る状況にあっては、改質装置４での改質反応が定常化す
るまでの間にシステム内に余剰ガスが生じると、ＥＣＵ
１０はこれをガス貯蔵タンク６６に貯蔵させることがで
きる（第１実施例のガス制御手段）。一方、システム内
でガス不足が生じると、ガス貯蔵タンク６６から燃料ガ
スを排出させて速やかに不足分を補償することができる
（第２実施例のガス制御手段）。

【００３６】なお、本実施形態では燃料電池スタック６
の下流側、つまり、ガス回収路６０から分岐通路６５を
通じて燃料ガスを貯蔵しているため、システム内で余剰
となる燃料ガスを効率的に貯蔵することができる。すな
わち、燃料電池システム内では通常、燃料電池スタック
６の故障を防止するため、その電池負荷に対応した必要
量よりも多めに燃料ガスが供給されている。このため、
供給された燃料ガスの一部は燃料電池スタック６での反
応に供されることなく排出されるので、特にシステム内
で積極的に貯蔵を目的とした余分な改質作業を行う必要
がなく、回収した余剰ガスを蓄えておくことで容易にガ
ス不足の補償に備えることができる。

【００３７】なお、図３および図４の各制御ルーチンは
一例としてのものであり、適宜にそのステップの内容や
手順を書き換えてＥＣＵ１０の制御機能を発揮させるこ
とも可能である。例えば、各制御ルーチンのステップＳ
３，Ｓ７での判断は、以下の好ましい態様により行うこ
とも可能である。図２に示されるように、ＥＣＵ１０に
は上述したセンサ信号の他に各種の信号が入力されてい
る。具体的には、車載の充電制御装置１３は二次電池１
２の充電状態を制御するため、ＥＣＵ１０に対して充電
受け入れ可否（イネーブル／ディスエーブル）の信号を
入力している。また、充電制御装置１３は二次電池１２
の充電管理上、コンタクタ１６の断接切り換えを制御し
ており、その断接位置（オン／オフ）信号をＥＣＵ１０
に対して入力している。

【００３８】この場合、ＥＣＵ１０は二次電池１２の充
電受け入れ許可（イネーブル）信号が入力されたとき、
燃料電池スタック６に対する要求発電量が増加したもの
と判断することができる。これに対し、充電受け入れ不
可（ディスエーブル）信号が入力されると、ＥＣＵ１０
は燃料電池スタック６に対する要求発電量が減少したも
のと判断することができる。また、コンタクタ１６の接
続（オン）信号が入力されたとき、ＥＣＵ１０は燃料電
池スタック６に対する要求発電量が増加したものと判断
でき、一方、切断（オフ）信号が入力されると、その要
求発電量が減少したものと判断できる。

【００３９】更に、図２の燃料電池システムは例えばガ
ス供給路３６およびガス回収路６０の両方または何れか
一方に排出ガスの状態（例えば水素濃度）を検出する水
素センサ（図示していない）を有しており、そのセンサ
信号をＥＣＵ１０に入力する態様であってもよい。この
場合、改質装置４の作動状態をガス供給路３６内の水素
濃度で検出でき、またガス回収路３６内の水素濃度の変
化（正確にはガス供給路３６内との水素濃度差）に基づ
いて燃料電池スタック６の発電量の増減変化を検出する
ことができる。

【００４０】その他、図２の燃料電池システムの通常の
制御においては、改質装置４の運転状態と燃料電池スタ
ック６の負荷状態との関係が既に明らかであるため、こ
れらの関係を予め理論的にマップ化しておき、そのマッ
プから燃料電池スタック６の負荷（発電電流値）の増減
を読みとる態様であってもよいし、このマップから上述
した水素濃度の変化を推定する態様であってもよい。こ
れら態様の場合、ＥＣＵ１０はマップ信号を参照して各
ステップＳ３，Ｓ７での判断を行うことができる。

【００４１】なお、図２の一実施形態では、ガス貯蔵装
置として容積圧縮型のガス貯蔵タンク６６を例示してい
るが、これに代えて例えば水素吸蔵合金を用いたり、あ
るいは、蓄圧容器中に活性炭等の水素吸着剤を備えたも
のを用いたりすることもできる。また、一実施形態では
未反応燃料ガスを純水素化するために水素分離装置７６
を使用しているが、例えば、回収したガスを燃料電池ス
タック６に供給しない態様の場合、特に水素分離装置７
６は不要である。

【００４２】その他、本発明の燃料電池システムは一実
施形態に限られず、個々の構成要素は各種の均等手段等
で置き換え可能であることはいうまでもない。

【００４３】

【発明の効果】本発明の燃料電池システム（請求項１）
は、余剰ガスを大気に放出したり、あるいは焼却処理す
るための負担が大幅に軽減される。また、貯蔵した燃料
ガスを再利用するように制御していれば（請求項２）、
改質装置の応答遅れに対して極めて相性のよいシステム
を構築できる。

【００４４】特に、燃料電池の下流側で燃料ガスを貯蔵
するものであれば（請求項３）、より効率的に燃料ガス
を貯蔵可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料電池システムを燃料電池車に搭載
した実施形態を表す概略図である。

【図２】燃料電池システムの具体的な構成を示した概略
図である。

【図３】第１実施例として実行される貯蔵制御ルーチン
のフローチャートである。

【図４】第２実施例として実行される排出制御ルーチン
のフローチャートである。

【符号の説明】

４改質装置６燃料電池スタック８燃料タンク１０ＥＣＵ３６ガス供給路３６（供給経路）６０ガス回収路（回収経路）６２燃焼部６６ガス貯蔵タンク６８，７０ガスポンプ７８，８０，８２排出通路（排出経路）８４制御弁８６電流センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木浩恭東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者白鳥彰男東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者中島隆裕東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者小沼浩神奈川県相模原市田名3000番地三菱重工業株式会社汎用機・特車事業本部内 (72)発明者吉成秀稔神奈川県相模原市田名3000番地三菱重工業株式会社汎用機・特車事業本部内Ｆターム(参考） 5H027 AA02 BA06 BA09 BA13 BA14 BA17 CC06 DD03 KK00 KK21 KK31 KK51 KK52 KK56 MM02 MM08 MM26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】改質装置により生成した燃料ガスを燃料
電池に供給し、前記燃料ガスの反応を通じて電力を発生
させる燃料電池システムにおいて、前記燃料電池から排出された燃料ガスを回収し、その処
理を行うガス処理装置と、前記改質装置から前記燃料電池へ燃料ガスを供給する供
給経路および前記燃料電池から排出された燃料ガスを前
記ガス処理装置へ送る回収経路の少なくとも一方に接続
され、その接続先から燃料ガスを導入して貯蔵可能なガ
ス貯蔵装置と、前記燃料電池の作動状態を検出する検出手段と、前記検出手段により発電量の減少が検出されたとき、前
記ガス貯蔵装置を働かせて燃料ガスを貯蔵させるガス制
御手段とを具備したことを特徴とする燃料電池システ
ム。
【請求項２】前記ガス貯蔵装置から少なくとも前記改
質装置、前記燃料電池および前記ガス処理装置の何れか
１つに接続された排出経路を有し、この排出経路を通じ
て前記ガス貯蔵装置に貯蔵された燃料ガスを排出可能と
する排出装置を更に備え、前記ガス制御手段は前記検出手段により発電量の増加が
検出されたとき、前記排出装置を働かせて前記ガス貯蔵
装置から燃料ガスを排出させることを特徴とする請求項
１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】前記ガス貯蔵装置は前記回収経路に接続
されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
燃料電池システム。