JP2006172933A

JP2006172933A - 燃料電池システム

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Publication number: JP2006172933A
Application number: JP2004364540A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Takenawa; 亮史竹縄; Takahiro Kuriiwa; 貴寛栗岩; Hirokazu Kuwabara; 宏和桑原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-12-16
Also published as: JP4673618B2

Abstract

【課題】本発明では、ＭＨ再生中に高出力要求指令が出力されたとしても、燃料電池を高出力で稼動できる燃料電池システムおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】燃料電池システムＳは、燃料電池４と、高圧水素タンク７と、燃料電池４と高圧水素タンク７とを繋ぐ水素ガス供給路８の連通状態を切り替える中圧バルブ８１と、水素吸蔵合金３１を内蔵したＭＨタンク３と、中圧バルブ８１よりも下流側の部分とＭＨタンク３とを繋ぐＭＨ用流路３２と、ＭＨ用流路３２の連通状態を切り替えるＭＨ用遮断弁３３と、を備えている。さらに、燃料電池システムＳは、ＭＨ再生時に、中圧バルブ８１を閉状態、ＭＨ用遮断弁３３を開状態とする機能と、ＭＨ再生中において、燃料電池４に対して高出力要求指令が出力されたときに、中圧バルブ８１を開ける機能を有したＥＣＵ５を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水素吸蔵合金を利用して燃料電池の暖機を行う燃料電池システムに関するものである。

近年、燃料電池自動車の動力源などとして、クリーンでエネルギ効率の優れた燃料電池が注目されている。この燃料電池では、カソード側に酸素を含んだ空気を供給するとともにアノード側に水素を供給することで、これらの水素と酸素を反応させて電気を発生させている。

ところで、前記したような燃料電池は、ある温度でその発電性能を最大に発揮するようになっており、温度が低いと発電性能が低下するといった特性を有している。そのため、冬季や寒冷地で燃料電池を起動する場合は、燃料電池を暖機（所定温度まで加温）する必要がある。このような問題に対する技術としては、従来、燃料電池の起動時において、高圧水素タンクから燃料電池へ供給するための水素ガスを分流させて一時的に水素吸蔵合金に吸蔵させることで、この水素吸蔵合金を発熱させて燃料電池の暖機を行うとともに、暖機終了後には、水素吸蔵合金から水素ガスを放出させて燃料電池に供給することで水素ガスの再利用を図ることができる燃料電池システムが知られている（特許文献１参照）。

具体的に、特許文献１に記載された燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池に水素ガスを供給するための高圧水素タンクと、燃料電池と高圧水素タンクとを繋ぐ水素供給路と、この水素供給路の連通状態を切り替えるための遮断弁と、水素吸蔵合金を内蔵したＭＨタンクと、前記水素供給路とＭＨタンクとを繋ぐ一本の配管と、この配管の連通状態を切り替えるためのＭＨ用遮断弁とを備えて構成されている。この燃料電池システムでは、燃料電池を暖機する際には、遮断弁およびＭＨ用遮断弁を開けることで、ＭＨタンク内に水素ガスを供給し、また、暖機終了後にＭＨタンク内の水素吸蔵合金で吸蔵した水素ガスを放出させる際には、遮断弁を閉じることで、遮断弁よりも下流側の圧力を下げて、ＭＨタンクからの水素ガスの放出を促進させている。そして、この燃料電池システムは、水素吸蔵合金で吸蔵していた水素ガスを全て放出した後（ＭＨタンク内が空になった後）、ＭＨ用遮断弁を閉じ、かつ、遮断弁を開けることで、燃料電池の通常運転を開始させている。なお、以下の説明においては、便宜上、「水素吸蔵合金で吸蔵した水素ガスを放出させること」を「ＭＨ再生」ともいうこととする。

特開２００３−８６２１３号公報

ところで、前記したような燃料電池システムでは、水素吸蔵合金から放出される水素ガスの量は、高圧水素タンクから放出される水素ガスの量よりも少なくなっている。そのため、仮にＭＨ再生中において燃料電池に対して高出力要求指令を出力して、燃料電池を高出力で稼動させようとしても、水素吸蔵合金から放出される水素ガスのみでは燃料電池を高出力で稼動させることができないといった問題があった。

そこで、本発明では、ＭＨ再生中において燃料電池に対して高出力要求指令が出力された場合であっても、燃料電池を高出力で稼動させることができる燃料電池システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明のうち請求項１に記載の発明は、水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池と、前記燃料電池に高圧の水素ガスを供給する高圧水素供給手段と、前記燃料電池と前記高圧水素供給手段とを繋ぐ水素ガス供給路と、前記水素ガス供給路の連通状態を切り替える開閉弁と、水素吸蔵合金を内蔵したＭＨタンクと、前記水素ガス供給路のうちの前記開閉弁よりも下流側の部分と、前記ＭＨタンクとを繋ぐＭＨ用流路と、前記ＭＨ用流路の連通状態を切り替えるＭＨ用遮断弁と、を備えた燃料電池システムであって、前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給するときに、前記開閉弁を閉状態、前記ＭＨ用遮断弁を開状態とするＭＨ再生手段と、前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給している最中において、前記燃料電池に対して高出力要求指令が出力されたときに、前記開閉弁を開ける高出力稼動手段と、を備えたことを特徴とする。

ここで、「開閉弁を閉状態とする」とは、開閉弁の元の状態が閉まった状態であるときは、開閉弁をその状態に維持させることをいい、開閉弁の元の状態が開いた状態であるときは、開閉弁を閉めることをいう。同様に、「ＭＨ用遮断弁を開状態とする」とは、ＭＨ用遮断弁の元の状態が開いた状態であるときは、ＭＨ用遮断弁をその状態に維持させることをいい、ＭＨ用遮断弁の元の状態が閉まった状態であるときは、ＭＨ用遮断弁を開けることをいう。また、「高出力」とは、ＭＨタンクから供給される低圧の水素ガスでは燃料電池から取り出すことができない出力値（電流値）と同じ値もしくはそれ以上の値となる出力をいう。

請求項１に記載の発明によれば、ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを燃料電池に供給する（ＭＨ再生を行う）ときには、開閉弁が閉状態となり、ＭＨ用遮断弁が開状態となる。これにより、開閉弁の下流側の圧力が低下して、ＭＨ再生が促進されることとなる。そして、ＭＨ再生中において、燃料電池に対して高出力要求指令が出力されると、開閉弁が開けられる。これにより、高圧水素供給手段から燃料電池へ向けて高圧の水素ガスが供給されるため、燃料電池を高出力で稼動させることが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池システムであって、前記高出力稼動手段は、前記開閉弁を開ける際に、前記ＭＨ用遮断弁を閉じることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、ＭＨ再生中において、燃料電池に対して高出力要求指令が出力されると、開閉弁が開けられるとともに、ＭＨ用遮断弁が閉じられる。これにより、高圧水素供給手段から放出された水素ガスが、ＭＨタンクには供給されずに、燃料電池のみに供給されるため、燃料電池を高出力で稼動させることをより確実に実現することができる。

請求項３に記載の発明は、水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池と、前記燃料電池に高圧の水素ガスを供給する高圧水素供給手段と、前記燃料電池と前記高圧水素供給手段とを繋ぐ水素ガス供給路と、前記水素ガス供給路の連通状態を切り替える開閉弁と、水素吸蔵合金を内蔵したＭＨタンクと、前記水素ガス供給路と前記ＭＨタンクとを繋ぐＭＨ用流路と、前記水素ガス供給路のうちの前記開閉弁よりも下流側の部分と、前記ＭＨタンクとを繋ぐ排出用流路と、前記ＭＨ用流路の連通状態を切り替えるＭＨ用遮断弁と、前記排出用流路内において前記ＭＨタンクから前記水素ガス供給路への水素ガスの流れのみを許容する逆止弁と、を備えた燃料電池システムであって、前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給するときに、前記開閉弁と前記ＭＨ用遮断弁の両方を閉状態とするＭＨ再生手段と、前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給している最中において、前記燃料電池に対して高出力要求指令が出力されたときに、前記開閉弁を開ける高出力稼動手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、ＭＨ再生を行うときには、開閉弁とＭＨ用遮断弁の両方が閉状態となる。これにより、開閉弁の下流側の圧力が低下して、排出用流路からの水素ガスの放出が促進されることとなる。そして、ＭＨ再生中において、燃料電池に対して高出力要求指令が出力されると、開閉弁が開けられる。これにより、高圧水素供給手段から燃料電池へ向けて高圧の水素ガスが供給されるため、燃料電池を高出力で稼動させることが可能となる。なお、このとき、高圧水素供給手段から放出された水素ガスは、逆止弁によってＭＨタンクへの流入が禁止されて、燃料電池のみに供給されることとなるため、燃料電池を高出力で稼動させることをより確実に実現することができる。

請求項４に記載の発明は、水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池と、前記燃料電池に高圧の水素ガスを供給する高圧水素供給手段と、前記燃料電池と前記高圧水素供給手段とを繋ぐ水素ガス供給路と、前記水素ガス供給路の連通状態を切り替える開閉弁と、水素吸蔵合金を内蔵したＭＨタンクと、前記水素ガス供給路のうちの前記開閉弁よりも下流側の部分と、前記ＭＨタンクとを繋ぐＭＨ用流路と、前記ＭＨ用流路の連通状態を切り替えるＭＨ用遮断弁と、を備えた燃料電池システムであって、前記高圧水素供給手段から放出される水素ガスを減圧し、かつ、減圧後の圧力を任意に設定可能な１次可変レギュレータを、前記水素ガス供給路と前記ＭＨ用流路との接続部よりも上流側に設けるとともに、前記１次可変レギュレータで減圧された水素ガスをさらに減圧し、かつ、減圧後の圧力を任意に設定可能な２次可変レギュレータを、前記水素ガス供給路と前記ＭＨ用流路との接続部よりも下流側に設け、前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給するときに、前記開閉弁を開けたままで、前記１次可変レギュレータの下流側の圧力を、前記ＭＨタンク内の圧力よりも小さく、かつ、前記２次可変レギュレータの下流側の圧力以上に設定するとともに、前記ＭＨ用遮断弁を開状態とするＭＨ再生手段と、前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給している最中において、前記燃料電池に対して高出力要求指令が出力されたときに、前記開閉弁を開けたままで、前記１次可変レギュレータの下流側の圧力を、前記高出力要求指令に対応するＦＣ要求圧力以上に設定するとともに、前記２次可変レギュレータの下流側の圧力を、前記ＦＣ要求圧力に設定する高出力稼動手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、ＭＨ再生を行うときには、開閉弁が開いた状態のままで、１次可変レギュレータの下流側の圧力が、ＭＨタンク内の圧力よりも小さく、かつ、２次可変レギュレータの下流側の圧力以上に設定されるとともに、ＭＨ用遮断弁が開状態となる。これにより、１次可変レギュレータの下流側の圧力がＭＨタンク内の圧力よりも低下して、ＭＨタンクからの水素ガスの放出が促進され、この水素ガスが良好に燃料電池に供給されることとなる。そして、ＭＨ再生中において、燃料電池に対して高出力要求指令が出力されると、開閉弁が開いた状態のままで、１次可変レギュレータの下流側の圧力が、高出力要求指令に対応するＦＣ要求圧力以上に設定されるとともに、２次可変レギュレータの下流側の圧力が、ＦＣ要求圧力に設定される。これにより、高圧水素供給手段から燃料電池へ向けて高圧の水素ガスが供給されるため、燃料電池を高出力で稼動させることが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の燃料電池システムであって、前記高出力稼動手段は、前記１次可変レギュレータおよび前記２次可変レギュレータを制御する際に、前記ＭＨ用遮断弁を閉じることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、ＭＨ再生中において、燃料電池に対して高出力要求指令が出力されると、１次可変レギュレータおよび２次可変レギュレータが前記したように適宜制御されるとともに、ＭＨ用遮断弁が閉じられる。これにより、高圧水素供給手段から放出された水素ガスが、ＭＨタンクには供給されずに、燃料電池のみに供給されるため、燃料電池を高出力で稼動させることをより確実に実現することができる。

請求項１に記載の発明によれば、ＭＨ再生中において高出力要求指令が出力された場合には、開閉弁が開けられることによって高圧水素供給手段から燃料電池へ向けて高圧の水素ガスが供給されるので、ＭＨ再生中においても燃料電池を高出力で稼動させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、ＭＨ再生中において高出力要求指令が出力された場合には、開閉弁が開けられるとともに、ＭＨ用遮断弁が閉じられることによって、高圧水素供給手段から放出された水素ガスが燃料電池のみに供給されるため、燃料電池を高出力で稼動させることをより確実に実現することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ＭＨ再生中において高出力要求指令が出力されると、開閉弁が開けられるとともに、逆止弁が作用することによって、高圧水素供給手段から燃料電池のみへ高圧の水素ガスが供給されるため、燃料電池を高出力で稼動させることが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、ＭＨ再生中において高出力要求指令が出力されると、開閉弁が開いた状態のままで、１次可変レギュレータの下流側の圧力が、高出力要求指令に対応するＦＣ要求圧力以上に設定されるとともに、２次可変レギュレータの下流側の圧力が、ＦＣ要求圧力に設定されることによって、高圧水素供給手段から燃料電池へ向けて高圧の水素ガスが供給されるため、燃料電池を高出力で稼動させることが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、ＭＨ再生中において、燃料電池に対して高出力要求指令が出力されると、１次可変レギュレータおよび２次可変レギュレータが適宜制御されるとともに、ＭＨ用遮断弁が閉じられることによって、高圧水素供給手段から放出された水素ガスが、ＭＨタンクには供給されずに、燃料電池のみに供給されるため、燃料電池を高出力で稼動させることをより確実に実現することができる。

〔第１の実施形態〕
次に、本発明に係る第１の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は第１の実施形態に係る燃料電池システムを示す構成図であり、図２はＥＣＵの動作を示すフローチャートである。また、図３は燃料電池の暖機時における水素ガスの流れを示す構成図、図４はＭＨ再生時における水素ガスの流れを示す構成図、図５はＭＨ再生中に高出力要求指令が出力されたときの水素ガスの流れを示す構成図である。

図１に示すように、燃料電池システムＳは、空気供給系１と、水素供給系２と、ＭＨタンク３と、燃料電池４と、ＥＣＵ（制御部）５とで主に構成されている。

空気供給系１は、空気を圧縮して供給するコンプレッサ６と、このコンプレッサ６からの空気を燃料電池４に導く空気供給流路６１と、燃料電池４から排出される空気を外部に導く空気排出流路６２と、を主に備えている。なお、空気排出流路６２には、カソード極側の圧力（背圧）を制御する図示しない背圧弁が設けられている。

水素供給系２は、高圧水素タンク（高圧水素供給手段）７と、水素ガス供給路８と、循環流路９とを主に備えている。

高圧水素タンク７内には、高圧の水素ガスが充填されており、この水素ガスは、高圧水素タンク７に備えられた図示しない遮断弁や、後記する中圧バルブ８１が開放されることで、水素ガス供給路８を通って燃料電池４へ供給されるようになっている。また、この高圧水素タンク７内の水素ガスは、前記した遮断弁や中圧バルブ８１の他に後記するＭＨ用遮断弁３３が開放されることで、ＭＨタンク３内にも供給されるようになっている。なお、中圧バルブ８１は、特許請求の範囲にいう「開閉弁」に相当する。

水素ガス供給路８は、高圧水素タンク７と燃料電池４とを繋ぐ流路であり、その適所には、高圧水素タンク７側から順に１次レギュレータＲ１、中圧バルブ８１、２次可変レギュレータＣＲ２が設けられている。１次レギュレータＲ１および２次可変レギュレータＣＲ２は、ともに上流側から供給されてくる水素ガスの圧力を減圧させるための減圧弁であり、さらに２次可変レギュレータＣＲ２は、ＥＣＵ５で適宜制御されることによって、その下流側の圧力を適宜調整可能とする減圧弁である。そのため、高圧水素タンク７から燃料電池４までの圧力関係は、高圧水素タンク７から１次レギュレータＲ１までが最も高く、その次に１次レギュレータＲ１から２次可変レギュレータＣＲ２までが高く、２次可変レギュレータＣＲ２から燃料電池４までが最も低いといった関係になっている。なお、以下の説明においては、便宜上、高圧水素タンク７と１次レギュレータＲ１の間のラインを高圧水素ライン８ａ、１次レギュレータＲ１と２次可変レギュレータＣＲ２の間のラインを中圧水素ライン８ｂ、２次可変レギュレータＣＲ２と燃料電池４の間のラインを低圧水素ライン８ｃと呼ぶこととする。

中圧バルブ８１は、水素ガス供給路８の連通状態（遮断／連通）を切り替えるための弁であり、中圧水素ライン８ｂの適所（詳しくは、水素ガス供給路８と後記するＭＨ用流路３２との接続部８ｄと、１次レギュレータＲ１との間）に設けられている。そして、この中圧バルブ８１を燃料電池４の稼動中において閉じると、この中圧バルブ８１よりも下流側の中圧水素ライン８ｂおよび低圧水素ライン８ｃ内の水素ガスが燃料電池４で消費されることで、中圧水素ライン８ｂおよび低圧水素ライン８ｃ内が減圧されていくようになっている。

循環流路９は、燃料電池４から排出される未使用の水素ガスを再度燃料電池４に戻すべく、燃料電池４の出口４ｂと低圧水素ライン８ｃとに接続されている。なお、この循環流路９には、図示は省略するが、水素ガスを循環させるためのエゼクタまたはポンプが適宜設けられている。また、この循環流路９には、その内部に溜まっている水素ガス中の不純物や燃料電池４内で生成される水を含んだ水素ガスを図示せぬ希釈器へ排出するためのパージ水素配管９１が接続されている。なお、この循環流路９内の水素ガスは、パージ水素配管９１の適所に設けられたパージ弁９２がＥＣＵ５により適宜開閉されることで、燃料電池４から前記希釈器へ間欠的にパージ（排出）されるようになっている。

ＭＨタンク３は、水素吸蔵合金３１を内部に収容した容器であり、高圧水素タンク７から供給される水素ガスを水素吸蔵合金３１に吸蔵させることで発熱し、その熱が冷却水を介して燃料電池４に伝達されるようになっている。また、このＭＨタンク３は、燃料電池４の発電により発生する熱が冷却水を介して伝達されるようになっており、この熱によって水素吸蔵合金３１が加熱されることによって、水素吸蔵合金３１で吸蔵していた水素ガスを中圧水素ライン８ｂに戻すように構成されている。そして、前記したようなＭＨタンク３への水素ガスの導入や、ＭＨタンク３から中圧水素ライン８ｂへの水素ガスの排出は、一本のＭＨ用流路３２によって行われるようになっている。

水素吸蔵合金３１は、所定の温度（第一温度）まで冷却されることで周囲の水素ガスを吸蔵することが可能となり、また、前記第一温度よりも高い所定の温度（第二温度）まで加熱されることで吸蔵していた水素を水素ガスとして放出することが可能となる性質を有している。また、この水素吸蔵合金３１は、同じ温度条件下においては、その周囲の圧力が所定の圧力（放出圧）以下となると水素ガスを周囲に放出し、その周囲の圧力が前記放出圧よりも高い所定の圧力（吸蔵圧）以上になると周囲の水素ガスを吸蔵する性質を有している。

さらに、この水素吸蔵合金３１は、水素ガスを吸蔵する際に発熱し、かつ水素ガスを放出する際に吸熱する性質をも有している。なお、このような水素吸蔵合金３１としては、例えば以下のようなものを使用することができる。
ＡＢ₂型合金（ラーベス相合金）；ＴｉＣｒ₂、（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｎｉ，Ｍｎ，Ｖ，Ｆｅ）₂・・ＡＢ₅型合金；ＬａＮｉ₅、ＭｎＮｉ₅・・ＢＣＣ系合金；Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ、Ｔｉ−Ｖ−Ｍｎ・・その他；Ｍｇ系合金

ＭＨ用流路３２は、中圧水素ライン８ｂ（詳しくは中圧バルブ８１と２次可変レギュレータＣＲ２との間の部分）とＭＨタンク３とを繋ぐ流路であり、その適所にＭＨ用流路３２の連通状態を切り替えるためのＭＨ用遮断弁３３が設けられている。また、このＭＨ用遮断弁３３とＭＨタンク３との間には、ＭＨタンク３内の圧力を検出するための圧力センサＰＳが設けられている。

燃料電池４は、高圧水素タンク７に貯留された燃料となる水素ガスと、コンプレッサ６から供給される空気（酸化剤ガス）との電気化学反応により発電を行うものである。そして、燃料電池４のアノード側には、その入口４ａに水素ガス供給路８が接続され、その出口４ｂに循環流路９が接続されている。なお、この燃料電池４には、燃料電池４の温度を直接検出するための温度センサＴＳ１が設けられ、また、冷却水が通る流路には、燃料電池４で加熱された冷却水の温度を検出する温度センサＴＳ２が設けられている。

ＥＣＵ５は、燃料電池システムＳの各機器、主にコンプレッサ６、前記した背圧弁や遮断弁、中圧バルブ８１、ＭＨ用遮断弁３３、２次可変レギュレータＣＲ２、パージ弁９２などの制御を行っている。特に、このＥＣＵ５は、燃料電池４の起動時において、中圧バルブ８１やＭＨ用遮断弁３３を適宜制御することによって、ＭＨタンク３による燃料電池４の加熱（以下、「暖機」ともいう。）やＭＨタンク３から燃料電池４への水素ガスの排出（以下、「ＭＨ再生」ともいう。）を良好に行うように作動している。

具体的には、このＥＣＵ５は、図２に示すように、燃料電池４の起動指令であるイグニッションスイッチのＯＮ信号を受信したときに（ＩＧＯＮ）、まず、燃料電池（ＦＣ）４の温度が所定値Ｔ１よりも低くなっているか否かを判断することによって（ステップＳ１）、燃料電池４を暖機する必要があるか否かを判断する。ステップＳ１において、燃料電池４の温度が所定値Ｔ１以上である場合には（Ｎｏ）、ＥＣＵ５は、燃料電池４の暖機は必要ないと判断して、通常発電モードに移行する（ステップＳ２）。

また、ステップＳ１において、燃料電池４の温度が所定値Ｔ１未満である場合には（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５は、燃料電池４の暖機が必要と判断して、高圧水素タンク７の前記した遮断弁、中圧バルブ８１およびＭＨ用遮断弁３３を全て開放させる（ステップＳ３）。これにより、図３に示すように、高圧水素タンク７からＭＨタンク３に水素ガスが供給されて、ＭＨタンク３内の水素吸蔵合金３１が水素ガスの吸蔵に伴って発熱するので、その熱が冷却水を介して燃料電池４に伝達されて、燃料電池４の暖機が開始されることとなる。

そして、図２に示すように、ステップＳ３の後、ＥＣＵ５は、燃料電池４との熱交換を終えた後の冷却水（燃料電池４から出てくる冷却水）の温度が所定値Ｔ１よりも高くなったか否かを判断することによって（ステップＳ４）、燃料電池４の暖機が完了したか否かを判断する。ステップＳ４において、冷却水の温度が所定値Ｔ１以下である場合には（Ｎｏ）、ＥＣＵ５は、燃料電池４の暖機がまだ必要であると判断して、再度ステップＳ３，Ｓ４の処理を繰り返すことによって燃料電池４の暖機を継続させる。また、ステップＳ４において、冷却水の温度が所定値Ｔ１よりも高い場合には（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５は、燃料電池４の暖機が完了したと判断して、コンプレッサ６の駆動を開始するとともに燃料電池４から適宜電流を取り出すことによって燃料電池４による発電を開始させ（ステップＳ５）、その後ＭＨ再生モードに移行する（ステップＳ６）。

ＭＨ再生モードに移行すると、ＥＣＵ５は、まず、燃料電池４から取り出す電流値を決めるために利用者によって適宜出力される出力要求指令に基づいて、前記出力要求指令に対応する電流値を燃料電池４から取り出すために必要な水素ガスおよび空気の圧力（以下、「ＦＣ要求圧力」という。）を算出する（ステップＳ７）。ここで、「出力要求指令」としては、例えば、燃料電池４を搭載した車両においてはアクセルを踏むことによって出力されるアクセル信号が相当する。なお、ステップＳ７においてＦＣ要求圧力が算出されると、２次可変レギュレータＣＲ２が制御されて、その下流側の圧力がＦＣ要求圧力に設定されるようになっている。

そして、ステップＳ７においてＦＣ要求圧力を算出した後、ＥＣＵ５は、そのＦＣ要求圧力よりもＭＨタンク３内の圧力が高いか否かを判断することによって（ステップＳ８）、前記した出力要求指令が高い電流値を示しているものかどうか、すなわち高出力要求指令が出力されているか否かを判断する。ステップＳ８において、ＭＨタンク３内の圧力がＦＣ要求圧力よりも高い場合には（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５は、高出力要求指令が出力されていないと判断して、中圧バルブ８１を閉めるとともに、ＭＨ用遮断弁３３を開けたままの状態に維持する（ステップＳ９）。これにより、図４に示すように、中圧バルブ８１の下流側の圧力が低下して、ＭＨタンク３から燃料電池４への水素ガスの供給（ＭＨ再生）が良好に行われることとなる。ここで、ステップＳ９の処理を実行するＥＣＵ５が請求項１または請求項２における「ＭＨ再生手段」に相当する。

そして、図２に示すように、ステップＳ９の後、ＥＣＵ５は、燃料電池４から出てくる冷却水の温度が所定値Ｔ２よりも大きく、かつ、ＭＨタンク３内の圧力が所定値Ｐ１よりも低いか否かを判断することによって（ステップＳ１０）、水素吸蔵合金３１で吸蔵した水素ガスをほぼ全て放出したか否か、すなわちＭＨタンク３内が空になったか否かを判断する。ステップＳ１０において、冷却水の温度が所定値Ｔ２以下であるか、または、ＭＨタンク３内の圧力が所定値Ｐ１以上である場合には（Ｎｏ）、ＥＣＵ５は、ＭＨタンク３内にまだ水素ガスが残っていると判断して、再度ステップＳ７〜Ｓ１０の処理（ＭＨ再生）を繰り返す。

そして、このようなＭＨ再生中（ステップＳ７〜Ｓ１０）において、燃料電池４に対して高出力要求指令が出力された場合には、ＥＣＵ５は、ステップＳ８においてＮｏと判断して、中圧バルブ８１を開けるとともに、ＭＨ用遮断弁３３を閉じる（ステップＳ１１）。これにより、図５に示すように、高圧水素タンク７から燃料電池４のみへ向けて高圧の水素ガスが供給されるため、燃料電池４を高出力で稼動させることが可能となる。ここで、ステップＳ１１の処理を実行するＥＣＵ５が請求項２における「高出力稼動手段」に相当する。

なお、ステップＳ１１の処理は、前記したようにＭＨ再生中に高出力要求指令が出力された場合のみに行われるのではなく、ＭＨ再生モードが開始された直後に高出力要求指令が出力された場合（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８；Ｎｏ，Ｓ１１と進んだ場合）にも行われる。すなわち、ステップＳ９を経ることなく、いきなりステップＳ１１の処理がなされる場合があり、この場合は、ステップＳ３にて中圧バルブ８１およびＭＨ用遮断弁３３が開状態とされているため、ステップＳ１１では、ＭＨ用遮断弁３３のみが閉に切り替えられるようになっている。また、このようにステップＳ１１がステップＳ９よりも先に行われた場合は、ステップＳ９では、ステップＳ１１とは逆の動作、すなわち中圧バルブ８１が開から閉へ、ＭＨ用遮断弁３３が閉から開へというように両方とも切り替えられるようになっている。

なお、ステップＳ１１の後は、ステップＳ１０に進むことになるが、ステップＳ１１の処理がＭＨ再生中（ステップＳ７〜Ｓ１０）またはＭＨ再生前（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８；Ｎｏ）のときに行われる処理であるため、ステップＳ１０においては、常にＭＨタンク３内にまだ水素ガスが残っていると判断されて（Ｎｏ）、ステップＳ７，Ｓ８の処理に移行する。そして、ステップＳ８において、まだ高出力要求指令が出力されている場合は、ステップＳ１１に進んで燃料電池４を高出力で稼動させることが継続され、また、ステップＳ８において、高出力要求指令が出力されなくなっている場合は、ステップＳ９に進んでＭＨ再生が再開または開始されることとなる。

そして、ステップＳ１０において、冷却水の温度が所定値Ｔ２より大きく、かつ、ＭＨタンク３内の圧力が所定値Ｐ１未満である場合には（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５は、ＭＨタンク３が空になったと判断して、中圧バルブ８１を開けるとともに、ＭＨ用遮断弁３３を閉じる（ステップＳ１２）。これによって、ＭＨ再生処理が終了して（ＥＮＤ）、燃料電池４の通常運転が開始されることとなる。

以上によれば、第１の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
ＭＨ再生中において高出力要求指令が出力された場合には、中圧バルブ８１が開けられるとともに、ＭＨ用遮断弁３３が閉じられることによって高圧水素タンク７から燃料電池４のみへ向けて高圧の水素ガスが供給されるので、ＭＨ再生中においても燃料電池４を高出力で稼動させることができる。

〔第２の実施形態〕
以下に、本発明に係る燃料電池システムにおける第２の実施形態について説明する。この実施形態は第１の実施形態に係る燃料電池システムの一部を変更したものなので、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図６は第２の実施形態に係る燃料電池システムを示す構成図であり、図７はＥＣＵの動作を示すフローチャートである。また、図８は燃料電池の暖機時における水素ガスの流れを示す構成図、図９はＭＨ再生時における水素ガスの流れを示す構成図、図１０はＭＨ再生中に高出力要求指令が出力されたときの水素ガスの流れを示す構成図である。

図６に示すように、燃料電池システムＳ’には、第１の実施形態の構造に加え、中圧水素ライン８ｂの適所（詳しくは、水素ガス供給路８とＭＨ用流路３２との接続部８ｄと、２次可変レギュレータＣＲ２との間の部分）と、ＭＨタンク３とを繋ぐ排出用流路３４が設けられている。そして、この排出用流路３４には、ＭＨタンク３から水素ガス供給路８への水素ガスの流れのみを許容する逆止弁３５が設けられている。なお、本実施形態におけるＭＨ用流路３２は、ＭＨタンク３への水素ガスの導入のみに使用する流路であるため、中圧バルブ８１の上流側へ接続させるようにしてもよい。

また、本実施形態に係るＥＣＵ５’は、第１の実施形態のＥＣＵ５と多少異なるフローチャートに基づいて作動するようになっている。そのため、以下に示すＥＣＵ５’の動作の説明においては、第１の実施形態と同様のステップについては同一符号を付し、その説明を省略することとする。

図７に示すように、ＥＣＵ５’は、燃料電池４の起動指令であるイグニッションスイッチのＯＮ信号を受信すると（ＩＧＯＮ）、ステップＳ１において燃料電池４の暖機が必要か否かの判断を行い、暖機の必要があると判断した場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ３，Ｓ４の処理を繰り返すことで燃料電池４を暖機させる。なお、このときの水素ガスは、図８に示すように、高圧水素タンク７から水素ガス供給路８、ＭＨ用流路３２を経てＭＨタンク３へと供給される。そして、前記した暖機処理から抜けると、ＥＣＵ５’は、図７に示すように、燃料電池４の発電を開始して（ステップＳ５）、第１の実施形態とは多少異なるＭＨ再生モードに移行する（ステップＳ２０）。

ＭＨ再生モードに移行すると、ＥＣＵ５’は、ステップＳ７，Ｓ８の処理を経ることにより、利用者から高出力要求指令が出力されているか否かを判断し、出力されていない場合には（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、中圧バルブ８１およびＭＨ用遮断弁３３をともに閉じる（ステップＳ２１）。これにより、図９に示すように、中圧バルブ８１の下流側の圧力が低下して、ＭＨタンク３から排出用流路３４、水素ガス供給路８を経て燃料電池４へと良好に水素ガスが供給されることとなる。ここで、ステップＳ２１の処理を実行するＥＣＵ５’が請求項３における「ＭＨ再生手段」に相当する。なお、ステップＳ７においてＦＣ要求圧力が算出されると、２次可変レギュレータＣＲ２が制御されて、その下流側の圧力がＦＣ要求圧力に設定されるようになっている。

ステップＳ２１の後、ＥＣＵ５’は、ステップＳ１０においてＭＨタンク３が空になったと判断するまで、ＭＨ再生（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ２１，Ｓ１０）を継続させる。そして、このようなＭＨ再生中において、燃料電池４に対して高出力要求指令が出力された場合には、ＥＣＵ５’は、ステップＳ８においてＮｏと判断して、ステップＳ１１において中圧バルブ８１のみを開ける。これにより、図１０に示すように、高圧水素タンク７から燃料電池４のみへ向けて高圧の水素ガスが供給されるため、燃料電池４を高出力で稼動させることが可能となる。なお、このとき、高圧水素タンク７から放出された水素ガスは、ＭＨ用流路３２および排出用流路３４を通ってＭＨタンク３にも向かおうとするが、閉状態とされているＭＨ用遮断弁３３や逆止弁３５によって堰き止められるため、燃料電池４のみに流れていくこととなる。ここで、第２の実施形態に係るステップＳ１１の処理を実行するＥＣＵ５’が請求項３における「高出力稼動手段」に相当する。

なお、ＭＨ再生モードが開始された直後に高出力要求指令が出力された場合（ステップＳ２０，Ｓ７，Ｓ８；Ｎｏ，Ｓ１１と進んだ場合）は、第１の実施形態と同様に、ステップＳ１１では、ＭＨ用遮断弁３３のみが閉に切り替えられる。そして、このようにステップＳ１１がステップＳ２１よりも先に行われた場合は、ステップＳ２１では、ステップＳ１１で開のままにされている中圧バルブ８１のみが閉に切り替えられるようになっている。すなわち、ステップＳ２１、ステップＳ１１のどちらを先に経由したとしても、一旦ＭＨ用遮断弁３３が閉じられた後は、二度とＭＨ用遮断弁３３を開くことはないので、それ以降は中圧バルブ８１のみを制御すればよい。そのため、ＭＨ用遮断弁３３の制御を省ける分だけ、その制御に掛かる電力消費を抑えることができるようになっている。

そして、ステップＳ１０において、ＥＣＵ５’は、ＭＨタンク３が空であると判断すると（Ｙｅｓ）、中圧バルブ８１を開け、または、開けたままの状態に維持させる（ステップＳ２２）。これによって、ＭＨ再生処理が終了して（ＥＮＤ）、燃料電池４の通常運転が開始されることとなる。

以上によれば、第２の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
ＭＨ再生中において高出力要求指令が出力されると、中圧バルブ８１が開けられるとともに、逆止弁３５と閉状態のＭＨ用遮断弁３３が作用することによって、高圧水素タンク７から燃料電池４のみへ高圧の水素ガスが供給されるため、燃料電池４を高出力で稼動させることが可能となる。

〔第３の実施形態〕
以下に、本発明に係る燃料電池システムにおける第３の実施形態について説明する。この実施形態は第１の実施形態に係る燃料電池システムの一部を変更したものなので、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図１１は第３の実施形態に係る燃料電池システムを示す構成図であり、図１２はＥＣＵの動作を示すフローチャートである。また、図１３は燃料電池の暖機時における水素ガスの流れを示す構成図、図１４はＭＨ再生時における水素ガスの流れを示す構成図、図１５はＭＨ再生中に高出力要求指令が出力されたときの水素ガスの流れを示す構成図である。

図１１に示すように、燃料電池システムＳ”は、第１の実施形態における１次レギュレータＲ１の変わりに、その下流側の圧力を適宜調整可能な１次可変レギュレータＣＲ１を有している。また、本実施形態に係るＥＣＵ５”は、第１の実施形態のＥＣＵ５と多少異なるフローチャートに基づいて作動するようになっている。そのため、以下に示すＥＣＵ５”の動作の説明においては、第１の実施形態と同様のステップについては同一符号を付し、その説明を省略することとする。

図１２に示すように、ＥＣＵ５”は、燃料電池４の起動指令であるイグニッションスイッチのＯＮ信号を受信すると（ＩＧＯＮ）、ステップＳ１において燃料電池４の暖機が必要か否かの判断を行い、暖機の必要があると判断した場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ３，Ｓ４の処理を繰り返すことで燃料電池４を暖機させる。なお、このときの水素ガスは、図１３に示すように、高圧水素タンク７からＭＨタンク３へと供給される。そして、前記した暖機処理から抜けると、ＥＣＵ５”は、図１２に示すように、燃料電池４の発電を開始して（ステップＳ５）、第１の実施形態とは多少異なるＭＨ再生モードに移行する（ステップＳ３０）。

ＭＨ再生モードに移行すると、ＥＣＵ５”は、ステップＳ７，Ｓ８の処理を経ることにより、利用者から高出力要求指令が出力されているか否かを判断する。なお、ステップＳ７においてＦＣ要求圧力が算出されると、２次可変レギュレータＣＲ２が制御されて、その下流側の圧力がＦＣ要求圧力に設定されるようになっている。

ステップＳ８において、高出力要求指令が出力されていない場合には（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５”は、１次可変レギュレータＣＲ１を制御することで、その下流側の圧力を、ＭＨタンク３内の圧力よりも小さく、かつ、２次可変レギュレータＣＲ２の下流側の圧力以上となる圧力、例えば「〔ＭＨタンク３内の圧力〕―〔０．１ＭＰａ〕」となる圧力に設定する（ステップＳ３１）。さらに、このステップＳ３１において、ＥＣＵ５”は、ＭＨ用遮断弁３３を開状態に維持する、または、開ける制御も行う。これにより、図１４に示すように、１次可変レギュレータＣＲ１の下流側の圧力が低下して、ＭＨタンク３から燃料電池４へと良好に水素ガスが供給されることとなる。ここで、ステップＳ３１の処理を実行するＥＣＵ５”が請求項４または請求項５における「ＭＨ再生手段」に相当する。

図１２に示すように、ステップＳ３１の後、ＥＣＵ５”は、ステップＳ１０においてＭＨタンク３が空になったと判断するまで、ＭＨ再生（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ３１，Ｓ１０）を継続させる。そして、このようなＭＨ再生中において、燃料電池４に対して高出力要求指令が出力された場合には、ＥＣＵ５”は、ステップＳ８においてＮｏと判断して、１次可変レギュレータＣＲ１を制御することで、その下流側の圧力を、ＦＣ要求圧力以上の圧力、例えば「〔ＦＣ要求圧力〕＋〔０．３ＭＰａ〕」となる圧力に設定する（ステップＳ３２）。さらに、このステップＳ３２において、ＥＣＵ５”は、ＭＨ用遮断弁３３を閉じる制御も行う。これにより、図１５に示すように、高圧水素タンク７から燃料電池４のみへ向けて高圧の水素ガスが供給されるため、燃料電池４を高出力で稼動させることが可能となる。ここで、ステップＳ３２の処理を実行するＥＣＵ５”が請求項５における「高出力稼動手段」に相当する。

そして、ステップＳ１０において、ＥＣＵ５”は、ＭＨタンク３が空であると判断すると（Ｙｅｓ）、ＭＨ用遮断弁３３を閉じる、または、閉状態に維持させる（ステップＳ３３）。これによって、ＭＨ再生処理が終了して（ＥＮＤ）、燃料電池４の通常運転が開始されることとなる。

以上によれば、第３の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
ＭＨ再生中において、燃料電池４に対して高出力要求指令が出力されると、１次可変レギュレータＣＲ１および２次可変レギュレータＣＲ２が適宜制御されるとともに、ＭＨ用遮断弁３３が閉じられることによって、高圧水素タンク７から放出された水素ガスが、ＭＨタンク３には供給されずに、燃料電池４のみに供給されるため、燃料電池４を高出力で稼動させることができる。

また、第３の実施形態においては、燃料電池４の起動指令が出力されてから、暖機処理、ＭＨ再生処理、高出力稼動処理を経て燃料電池４の通常運転が開始されるまでの間、中圧バルブ８１は開いたままでいいので、中圧バルブ８１の制御に必要な電力を省くことができる。

なお、本発明は、前記各実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
前記各実施形態では、燃料電池４とＭＨタンク３との間で冷却水を循環させるようにしているが、本発明はこれに限定されず、冷却水をラジエータにも循環させるようにしてもよい。なお、この場合は、ＭＨタンクやラジエータ近傍に、これらを迂回するための迂回路を設けるのが望ましい。このように構成することにより、例えば通常運転時においては、ＭＨタンクを迂回させて、冷却水を燃料電池とラジエータとの間でのみ循環させることで、燃料電池を効率良く冷却することができ、また、暖機時においては、ラジエータを迂回させて、冷却水を燃料電池とＭＨタンクとの間でのみ循環させることで、燃料電池を効率良く暖機することができる。

前記各実施形態では、暖機終了後にＭＨ再生モードに移行させるようにしたが、本発明はこれに限定されず、ＭＨ再生モードを行うタイミングはいつでもよい。すなわち、例えばＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを燃料電池の停止時に使用する場合には、その際に前記各実施形態で示したＭＨ再生モードを行うようにしてもよい。

前記各実施形態では、燃料電池４の温度を直接する検出する温度センサＴＳ１と冷却水の温度を検出する温度センサＴＳ２を設けたが、本発明はこれに限定されず、例えば燃料電池４に流入していく冷却水の温度を検出する温度センサと、燃料電池４から出て行く冷却水の温度を検出する温度センサを設けることで、燃料電池４の温度と冷却水の温度を測定するようにしてもよい。

第３の実施形態では、１次可変レギュレータＣＲ１によってＭＨ再生時における中圧水素ライン８ｂの圧力を下げているので、第１，第２の実施形態において中圧水素ライン８ｂの圧力を下げるのに寄与している中圧バルブ８１は第３の実施形態においてはなくてもよい。なお、このように中圧バルブ８１をなくした場合は、高圧水素タンク７における図示せぬ遮断弁が、特許請求の範囲にいう「開閉弁」に相当することとなる。

第１の実施形態に係る燃料電池システムを示す構成図である。ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。燃料電池の暖機時における水素ガスの流れを示す構成図である。ＭＨ再生時における水素ガスの流れを示す構成図である。ＭＨ再生中に高出力要求指令が出力されたときの水素ガスの流れを示す構成図である。第２の実施形態に係る燃料電池システムを示す構成図である。ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。燃料電池の暖機時における水素ガスの流れを示す構成図である。ＭＨ再生時における水素ガスの流れを示す構成図である。ＭＨ再生中に高出力要求指令が出力されたときの水素ガスの流れを示す構成図である。第３の実施形態に係る燃料電池システムを示す構成図である。ＥＣＵの動作を示すフローチャートである。燃料電池の暖機時における水素ガスの流れを示す構成図である。ＭＨ再生時における水素ガスの流れを示す構成図である。ＭＨ再生中に高出力要求指令が出力されたときの水素ガスの流れを示す構成図である。

符号の説明

３ＭＨタンク
３１水素吸蔵合金
３２ＭＨ用流路
３３ＭＨ用遮断弁
３４排出用流路
３５逆止弁
４燃料電池
５ＥＣＵ
６コンプレッサ
７高圧水素タンク（高圧水素供給手段）
８水素ガス供給路
８１中圧バルブ（開閉弁）
９循環流路
９１パージ水素配管
９２パージ弁
ＣＲ１１次可変レギュレータ
ＣＲ２２次可変レギュレータ
Ｒ１１次レギュレータ
Ｓ燃料電池システム

Claims

水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池に高圧の水素ガスを供給する高圧水素供給手段と、
前記燃料電池と前記高圧水素供給手段とを繋ぐ水素ガス供給路と、
前記水素ガス供給路の連通状態を切り替える開閉弁と、
水素吸蔵合金を内蔵したＭＨタンクと、
前記水素ガス供給路のうちの前記開閉弁よりも下流側の部分と、前記ＭＨタンクとを繋ぐＭＨ用流路と、
前記ＭＨ用流路の連通状態を切り替えるＭＨ用遮断弁と、を備えた燃料電池システムであって、
前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給するときに、前記開閉弁を閉状態、前記ＭＨ用遮断弁を開状態とするＭＨ再生手段と、
前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給している最中において、前記燃料電池に対して高出力要求指令が出力されたときに、前記開閉弁を開ける高出力稼動手段と、を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記高出力稼動手段は、前記開閉弁を開ける際に、前記ＭＨ用遮断弁を閉じることを特徴とする燃料電池システム。
水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池に高圧の水素ガスを供給する高圧水素供給手段と、
前記燃料電池と前記高圧水素供給手段とを繋ぐ水素ガス供給路と、
前記水素ガス供給路の連通状態を切り替える開閉弁と、
水素吸蔵合金を内蔵したＭＨタンクと、
前記水素ガス供給路と前記ＭＨタンクとを繋ぐＭＨ用流路と、
前記水素ガス供給路のうちの前記開閉弁よりも下流側の部分と、前記ＭＨタンクとを繋ぐ排出用流路と、
前記ＭＨ用流路の連通状態を切り替えるＭＨ用遮断弁と、
前記排出用流路内において前記ＭＨタンクから前記水素ガス供給路への水素ガスの流れのみを許容する逆止弁と、を備えた燃料電池システムであって、
前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給するときに、前記開閉弁と前記ＭＨ用遮断弁の両方を閉状態とするＭＨ再生手段と、
前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給している最中において、前記燃料電池に対して高出力要求指令が出力されたときに、前記開閉弁を開ける高出力稼動手段と、を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池に高圧の水素ガスを供給する高圧水素供給手段と、
前記燃料電池と前記高圧水素供給手段とを繋ぐ水素ガス供給路と、
前記水素ガス供給路の連通状態を切り替える開閉弁と、
水素吸蔵合金を内蔵したＭＨタンクと、
前記水素ガス供給路のうちの前記開閉弁よりも下流側の部分と、前記ＭＨタンクとを繋ぐＭＨ用流路と、
前記ＭＨ用流路の連通状態を切り替えるＭＨ用遮断弁と、を備えた燃料電池システムであって、
前記高圧水素供給手段から放出される水素ガスを減圧し、かつ、減圧後の圧力を任意に設定可能な１次可変レギュレータを、前記水素ガス供給路と前記ＭＨ用流路との接続部よりも上流側に設けるとともに、
前記１次可変レギュレータで減圧された水素ガスをさらに減圧し、かつ、減圧後の圧力を任意に設定可能な２次可変レギュレータを、前記水素ガス供給路と前記ＭＨ用流路との接続部よりも下流側に設け、
前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給するときに、前記開閉弁を開けたままで、前記１次可変レギュレータの下流側の圧力を、前記ＭＨタンク内の圧力よりも小さく、かつ、前記２次可変レギュレータの下流側の圧力以上に設定するとともに、前記ＭＨ用遮断弁を開状態とするＭＨ再生手段と、
前記ＭＨタンク内に蓄えた水素ガスを前記燃料電池に供給している最中において、前記燃料電池に対して高出力要求指令が出力されたときに、前記開閉弁を開けたままで、前記１次可変レギュレータの下流側の圧力を、前記高出力要求指令に対応するＦＣ要求圧力以上に設定するとともに、前記２次可変レギュレータの下流側の圧力を、前記ＦＣ要求圧力に設定する高出力稼動手段と、を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
請求項４に記載の燃料電池システムであって、
前記高出力稼動手段は、前記１次可変レギュレータおよび前記２次可変レギュレータを制御する際に、前記ＭＨ用遮断弁を閉じることを特徴とする燃料電池システム。