JP2010282831A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To utilize energy generated by supply current before being connected to an external load of a fuel cell without useless waste. <P>SOLUTION: A fuel cell system equipped with the fuel cell which generates electric power by bringing hydrogen-containing gas and oxygen-containing gas into flow contact with an anode and a cathode of a solid oxide cell, respectively, includes: a current supply means B1 to supply current through an anode and a cathode before being connected to the external load 70 of the fuel cell 10; first heat-exchangeable auxiliaries 30 to 32 which are related to power generation of the fuel cell; heating elements 40 to 42 arranged and installed against the first auxiliaries 30 to 32 in a heat exchangeable manner; an operation situation-acquiring means B2 to acquire an operation situation of the fuel cell 10; and a power distribution means B3 to distribute and supply power to the heating elements 40 to 42 based on the acquired operation situation. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体酸化物型セルを用いた燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system using a solid oxide cell.

この種の背景技術として、固体酸化物形燃料電池の運転方法とした名称で特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された固体酸化物形燃料電池の運転方法は、空気極として、鉄をドープしたニッケル酸ランタン（ＬａＮｉ（Ｆｅ）Ｏ３）を、電解質として、スカンジア安定化ジルコニア（Ｚｒ（Ｓｃ）Ｏ２）もしくは金属酸化物をドープしたスカンジア安定化ジルコニア（（Ｚｒ（Ｓｃ，Ｙ）Ｏ２；ただしＹはＡｌ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｙ２Ｏ３のいずれか）を備えた固体酸化物形燃料電池の運転に先立ち、セル電圧が０．１〜０．２５Ｖで安定するまで段階的に電流を増加し定電流運転処理を施すことを内容としたものである。 As this type of background art, there is one described in Patent Document 1 under the name of a method for operating a solid oxide fuel cell.
The operation method of the solid oxide fuel cell described in Patent Document 1 is based on scandia-stabilized zirconia (Zr (Sc) as an air electrode, using iron-doped lanthanum nickelate (LaNi (Fe) O 3 ) as an electrolyte. ) O 2 ) or solid oxide with scandia-stabilized zirconia doped with metal oxide ((Zr (Sc, Y) O 2 ; Y is any of Al 2 O 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 )) Prior to the operation of the physical fuel cell, the current is increased stepwise until the cell voltage is stabilized at 0.1 to 0.25 V, and constant current operation processing is performed.

特開２００４‐２５９６４１号公報JP 2004-259541 A

しかしながら、上記特許文献１においては、例えばセルへの通電を少なくとも１．０Ａ／ｃｍ２以上で行うことができるとしているように、特性を向上させるため、莫大な電流(3A/cm2)を要する。 However, in Patent Document 1, an enormous current (3 A / cm 2 ) is required to improve the characteristics so that the current can be applied to the cell at at least 1.0 A / cm 2 or more. .

また、定常運転時(0.2A/cm2程度)に比べて改質器へ大量の熱供給が必要となるため、大電流で通電により、定常運転時の熱バランスが保てず全体効率が低下する。すなわち、通電時は定常運転時より多くの燃料、熱を要する。通常、この種の燃料電池システムは定常運転時に効率がよくなるように設計されているため、過度に定格運転から外れた通電時には効率が悪化する。
さらに、起動毎に大電流での通電処理が性能向上に効果的ではあるが、毎回起動毎に多くの通電用エネルギを消費するという問題が未解決のままである。 In addition, a large amount of heat must be supplied to the reformer compared to the steady operation (about 0.2 A / cm 2 ). To do. That is, when energized, more fuel and heat are required than during steady operation. Normally, this type of fuel cell system is designed to improve the efficiency during steady operation, and therefore the efficiency deteriorates when energized excessively out of rated operation.
Furthermore, although energization processing with a large current for each activation is effective for improving the performance, the problem of consuming a large amount of energizing energy for each activation remains unsolved.

そこで本発明は、燃料電池の外部負荷への接続前における通電によって生じるエネルギを無駄なく利用することにより、運転効率を高めることができる燃料電池システムの提供を目的としている。   In view of this, an object of the present invention is to provide a fuel cell system that can improve the operation efficiency by using energy generated by energization before connection of the fuel cell to an external load without waste.

上記目的を達成するための本発明は、固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、燃料電池の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類と、第一の補器類に対して熱交換可能に配設された発熱体と、燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、取得した運転状況に基づいて、発熱体に電力を分配供給する電力分配手段とを有している。   The present invention for achieving the above object is a fuel cell system comprising a fuel cell that generates power by flowing a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas into the anode and cathode of a solid oxide cell, respectively. Before connecting to the external load of the fuel cell, the energizing means for energizing the anode and cathode, the first auxiliary device capable of exchanging heat related to the power generation of the fuel cell, and the first auxiliary device On the other hand, it has a heating element arranged to be able to exchange heat, an operating status acquisition means for acquiring the operating status of the fuel cell, and an electric power distribution means for distributing power to the heating element based on the acquired operating status. is doing.

本発明によれば、燃料電池の外部負荷への接続前における通電によって生じるエネルギを無駄なく利用することにより、運転効率を高めることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the operation efficiency by using energy generated by energization before connection of the fuel cell to the external load without waste.

本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows schematic structure of the fuel cell system which concerns on one Embodiment of this invention. 同上の燃料電池システムの一部をなすコントロールユニットが有する機能を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the function which the control unit which makes a part of fuel cell system same as the above has. （Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す運転電圧と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the required heat quantity of the reformer shown on the vertical axis and the operating current of the fuel cell shown on the horizontal axis, and (B) is the required power of the blower shown on the vertical axis and the horizontal axis. A graph showing the relationship with the operating current of the fuel cell, (C) is a graph showing the relationship between the operating voltage shown on the vertical axis and the operating current of the fuel cell shown on the horizontal axis. （Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す運転電圧と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the required heat quantity of the reformer shown on the vertical axis and the operating voltage of the fuel cell shown on the horizontal axis, and (B) is the required power of the blower shown on the vertical axis and shown on the horizontal axis. A graph showing the relationship between the operating voltage of the fuel cell, (C) is a graph showing the relationship between the operating voltage shown on the vertical axis and the operating current of the fuel cell shown on the horizontal axis. （Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の温度との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の温度との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す燃料電池の運転温度と横軸に示す運転時間との関係を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the required heat quantity of the reformer shown on the vertical axis and the temperature of the fuel cell shown on the horizontal axis, and (B) is the required power of the blower shown on the vertical axis and the fuel shown on the horizontal axis. A graph showing the relationship with the temperature of the battery, (C) is a graph showing the relationship between the operating temperature of the fuel cell shown on the vertical axis and the operating time shown on the horizontal axis. （Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す燃料電池の電圧と横軸に示す運転電流との関係を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the required heat quantity of the reformer shown on the vertical axis and the operating voltage of the fuel cell shown on the horizontal axis, and (B) is the required power of the blower shown on the vertical axis and shown on the horizontal axis. The graph which shows the relationship with the operating voltage of a fuel cell, (C) is a graph which shows the relationship between the voltage of the fuel cell shown on a vertical axis | shaft, and the operating current shown on a horizontal axis. 同上の燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a fuel cell system same as the above.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの概念図、図２は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの一部をなすコントロールユニットが有する機能を示す説明図である。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing functions of a control unit that forms part of the fuel cell system according to an embodiment of the present invention. .

本発明の一実施形態に係る燃料電池システムＡは、図１に示すように、燃料電池１０、コントローラユニットＢ、ＤＣ‐ＤＣコンバータ２０及びバッテリ２１の他、蒸発器３０，改質器３１，加熱器３２，燃料ブロワ３３，空気ブロワ３４、発熱体４０〜４２、ＤＣ‐ＡＣインバータ５０，５１、接断スイッチ６０〜６２を有する構成されている。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system A according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell 10, a controller unit B, a DC-DC converter 20, a battery 21, an evaporator 30, a reformer 31, and heating. The heater 32, the fuel blower 33, the air blower 34, the heating elements 40 to 42, the DC-AC inverters 50 and 51, and the connection switches 60 to 62 are configured.

燃料電池１０は、固体酸化物型セルのアノードとカソード（いずれも図示しない）とに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行うものであり、例えばモータ等の外部負荷７０に接続されるようになっている。   The fuel cell 10 generates power by causing a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas to flow through an anode and a cathode (both not shown) of a solid oxide cell, for example, an external load such as a motor. 70 is connected.

上記の燃料電池１０には、図２に示すように、その燃料電池１０の運転状況を示すパラメータを取得するための温度計８０、電流計８１、電圧計８２及び酸素分圧計８３が配設されている。   As shown in FIG. 2, the fuel cell 10 is provided with a thermometer 80, an ammeter 81, a voltmeter 82, and an oxygen partial pressure meter 83 for obtaining parameters indicating the operating status of the fuel cell 10. ing.

温度計８０は、燃料電池１０の温度、具体的には、固体酸化物型セルの温度を測定するように配設されている。
電流計８１は、燃料電池１０の出力電流を測定するためのものであり、また、電圧計８２は、それの出力電圧を測定するためのものである。
酸素分圧計８３は、燃料電池１０のアノードの酸素分圧を測定するように配設されている。 The thermometer 80 is disposed so as to measure the temperature of the fuel cell 10, specifically, the temperature of the solid oxide cell.
The ammeter 81 is for measuring the output current of the fuel cell 10, and the voltmeter 82 is for measuring its output voltage.
The oxygen partial pressure gauge 83 is arranged to measure the oxygen partial pressure of the anode of the fuel cell 10.

また、上記の温度計８０、電流計８１、電圧計８２及び酸素分圧計８３は、コントロールユニット（図中、「Ｃ．Ｕ」と略記する。）Ｂの入力ポート側に接続されて、各取得した出力の測定値が入力されるようになっている。   The thermometer 80, the ammeter 81, the voltmeter 82, and the oxygen partial pressure gauge 83 are connected to the input port side of the control unit (abbreviated as “CU” in the figure) B, and each acquisition is performed. The measured value of the output is input.

外部負荷７０は、負荷接断スイッチを含む接続回路（いずれも図示しない）を介して燃料電池１０に接続されている。   The external load 70 is connected to the fuel cell 10 via a connection circuit (none of which is shown) including a load connection switch.

蒸発器３０、改質器３１及び加熱器３２は、燃料電池１０の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類であり、また、燃料ブロワ３３，空気ブロワ３４は、給電により機能する燃料電池１０の発電に関わる第二の補器類である。   The evaporator 30, the reformer 31, and the heater 32 are first auxiliary devices capable of exchanging heat related to the power generation of the fuel cell 10, and the fuel blower 33 and the air blower 34 are fuels that function by power supply. This is a second auxiliary device related to power generation of the battery 10.

蒸発器３０は、原燃料を蒸気化する機能を有するものである。
改質器３１は、改質ガスを生成する機能を有するものである。
加熱器３２は、燃料電池１０に送給させる酸素含有ガスを加熱する機能を有するものである。 The evaporator 30 has a function of vaporizing raw fuel.
The reformer 31 has a function of generating reformed gas.
The heater 32 has a function of heating the oxygen-containing gas to be supplied to the fuel cell 10.

図１に示すように、空気ブロワ３４、加熱器３２は酸素含有ガスの送給経路上であって、送給方向上流側から下流側に向けて配列され、また、燃料ブロワ３３、蒸発器３０、改質器３１は、水素含有ガスの送給経路上であって、送給方向上流側から下流側に向けて配列されている。   As shown in FIG. 1, the air blower 34 and the heater 32 are arranged on the oxygen-containing gas supply path from the upstream side to the downstream side in the supply direction, and the fuel blower 33 and the evaporator 30. The reformer 31 is arranged on the hydrogen-containing gas supply path from the upstream side to the downstream side in the supply direction.

発熱体４０〜４２は、後述する通電手段Ｂ１による通電によって発熱する電気抵抗器であり、蒸発器３０、改質器３１及び加熱器３２に対して熱交換可能に配設され、それらのそれぞれ必要な熱量を供給できるようにしている。以下、「発熱体」を「電気抵抗器」という。   The heating elements 40 to 42 are electric resistors that generate heat when energized by energization means B1 described later, and are disposed so as to be able to exchange heat with respect to the evaporator 30, the reformer 31, and the heater 32, respectively. The amount of heat can be supplied. Hereinafter, the “heating element” is referred to as “electric resistor”.

本実施形態において示す電気抵抗器４０〜４２は、蒸発器３０、改質器３１及び加熱器３２にそれぞれ必要な熱量を与えられる互いに異なる抵抗値を有するものとしているが、これに限らず、それらを同一の抵抗値のものとしてもよい。
ＤＣ‐ＡＣインバータ５０，５１は、燃料ブロワ３３と空気ブロワ３４とをそれぞれ駆動するためのものである。 The electric resistors 40 to 42 shown in the present embodiment are assumed to have different resistance values that can give the necessary amounts of heat to the evaporator 30, the reformer 31, and the heater 32, respectively. May have the same resistance value.
The DC-AC inverters 50 and 51 are for driving the fuel blower 33 and the air blower 34, respectively.

ＤＣ‐ＤＣコンバータ２０は、電気抵抗器４０〜４２、ＤＣ‐ＡＣインバータ５０、５１、バッテリ２１に印加する電圧を制御するものであり、コントロールユニットＢによって制御されるようになっている。   The DC-DC converter 20 controls the voltage applied to the electric resistors 40 to 42, the DC-AC inverters 50 and 51, and the battery 21, and is controlled by the control unit B.

接断スイッチ６０〜６２は、通電に供する回路に電気抵抗器４０〜４２を接断するためのものであり、コントロールユニットＢによって接断制御されるようになっている。   The connection switches 60 to 62 are for connecting and disconnecting the electrical resistors 40 to 42 to a circuit to be energized, and are controlled to be connected and disconnected by the control unit B.

コントロールユニットＢは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、インターフェース回路及び記憶部５（図２参照）等からなるものである。
記憶部５には、後述する電力分配マップ５ａの他、所要のプログラムが記憶されており、コントロールユニットＢは、その所要のプログラムの実行により次の各機能を発揮する。 The control unit B includes a CPU (Central Processing Unit), an interface circuit, a storage unit 5 (see FIG. 2), and the like.
The storage unit 5 stores a required program in addition to a power distribution map 5a described later, and the control unit B exhibits the following functions by executing the required program.

・燃料電池１０の外部負荷７０への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる機能。この機能を「通電手段Ｂ１」という。
アノードとカソードへの通電は、所定の時期毎に行うようにしている。例えば、固体酸化物型セルを製造した後、スタックとして構成する前や燃料電池を通常運転する前である。 A function of energizing the anode and cathode before connecting the fuel cell 10 to the external load 70. This function is referred to as “energizing means B1”.
Energization of the anode and the cathode is performed every predetermined time. For example, after manufacturing a solid oxide cell, before configuring as a stack and before operating a fuel cell normally.

・燃料電池１０の運転状況を取得する機能。この機能を「運転状況取得手段Ｂ２」という。
具体的には、温度計８０、電流計８１、電圧計８２及び酸素分圧計８３を介して、運転状況を示すパラメータを取得している。
なお、運転状況は、燃料電池の電圧、電流又は温度の組み合わせであってもよい。 A function for acquiring the operating status of the fuel cell 10. This function is referred to as “driving condition acquisition means B2.”
Specifically, a parameter indicating an operation state is acquired via a thermometer 80, an ammeter 81, a voltmeter 82, and an oxygen partial pressure meter 83.
The operating status may be a combination of the voltage, current or temperature of the fuel cell.

・取得した運転状況に基づいて、電気抵抗器４０〜４２、バッテリ２１、燃料ブロワ（ＤＣ‐ＡＣインバータ５０）３３、空気ブロワ（ＤＣ‐ＡＣインバータ５１）３４に電力を分配供給する機能。この機能を「電力分配手段Ｂ３」という。
本実施形態においては、取得した運転状況を示すパラメータと、コントロールユニットＢ内の記憶部５に記憶されている電力分配マップ５ａを参照比較することにより、電力を分配供給している。 A function of distributing and supplying electric power to the electric resistors 40 to 42, the battery 21, the fuel blower (DC-AC inverter 50) 33, and the air blower (DC-AC inverter 51) 34 based on the obtained operating state. This function is referred to as “power distribution means B3”.
In the present embodiment, power is distributed and supplied by comparing the acquired parameter indicating the driving situation with the power distribution map 5a stored in the storage unit 5 in the control unit B.

電力分配マップ５ａは、燃料電池１０の運転状況と、電力を分配する蒸発器３０、改質器３１、加熱器３２及びバッテリ２１への電力の分配供給量を最適な運転効率を示すように対応づけたものである。   The power distribution map 5a corresponds to the operation status of the fuel cell 10 and the distribution distribution amount of power to the evaporator 30, the reformer 31, the heater 32, and the battery 21 that distributes the power so as to show the optimum operation efficiency. It is attached.

本実施形態において示す「運転状況」を示すパラメータは、温度，電流，電圧，起動時からの運転経過時間等であり、それらは、上記した温度計８０、電流計８１、電圧計８２及び内蔵タイマ（図示しない）によって取得している。   The parameters indicating the “operation status” shown in the present embodiment are temperature, current, voltage, operation elapsed time from start-up, and the like, which are the above-described thermometer 80, ammeter 81, voltmeter 82, and built-in timer. (Not shown).

すなわち、電力分配マップ５ａを参照し、燃料電池１０の運転状況に応じて、各補器類にどの割合で電力を分配するのが最適かを判断している。
また、電力分配マップ５ａ上、定格運転からあまりにも外れすぎて効率が低下しすぎる電流値や、燃料電池１０が劣化してしまうような電流値にあると判断した際には、電流値を制限する機能も併有している。 That is, with reference to the power distribution map 5a, it is determined at what ratio the power is optimally distributed to each auxiliary device according to the operation state of the fuel cell 10.
Further, when it is determined on the power distribution map 5a that the current value is too far from the rated operation and the efficiency is too low, or the current value causes the fuel cell 10 to deteriorate, the current value is limited. It also has a function to do.

すなわち、通電電流を計測するための電流計と、通電電流値を制限するための電流リミッタを配設しておくとともに、その電流計により計測した通電電流値が所定の値以上となったか否かを判定する通電電流値判定手段Ｂ４と、通電電流値が所定の値以上になったと判定したときには、通電電流を制限する通電電流制限手段Ｂ５とを設けた構成にする。   In other words, an ammeter for measuring the energization current and a current limiter for limiting the energization current value are provided, and whether the energization current value measured by the ammeter exceeds a predetermined value. An energizing current value determining means B4 for determining the energizing current and an energizing current limiting means B5 for limiting the energizing current when it is determined that the energizing current value has reached a predetermined value or more are provided.

上記のような電力分配マップを参照して電力を分配することにより、最適な電力供給（エネルギ供給）を行えるとともに、高い値の通電によるセルの劣化や過渡応答にも対応することができる。   By distributing power with reference to the power distribution map as described above, optimal power supply (energy supply) can be performed, and cell degradation and transient response due to energization of a high value can be dealt with.

電力分配マップの具体例を図３〜６を参照して説明する。
＜電流制御を行うとき）＞
図３（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す運転電圧と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフである。なお、図中ｔ１〜ｔ４は経過時間である。 A specific example of the power distribution map will be described with reference to FIGS.
<When performing current control>
FIG. 3A is a graph showing the relationship between the required heat amount of the reformer shown on the vertical axis and the operating current of the fuel cell shown on the horizontal axis, and FIG. 3B is the required power of the blower shown on the vertical axis and the horizontal axis. (C) is a graph showing the relationship between the operating voltage shown on the vertical axis and the operating current of the fuel cell shown on the horizontal axis. In the figure, t1 to t4 are elapsed times.

電流制御を行うときは、一定電圧で通電する。
一定電圧で通電を行うと、通電時間の経過とともに燃料電池１０の性能が向上し、取り出せる電流が向上していく。 When current control is performed, power is supplied at a constant voltage.
When energization is performed at a constant voltage, the performance of the fuel cell 10 is improved with the passage of energization time, and the current that can be extracted is improved.

すなわち、第一の例に係る電力分配マップは、運転電流値と各補器類の要求エネルギ（電力）とを対応付けたものである。
換言すると、各時刻において、燃料電池１０が或る電流値のとき各補器類はどのくらいのエネルギ（電力）を要求するのか示すものであり、この電力分配マップに基づき、いずれの補器類にどの程度、燃料電池１０のエネルギ（電力）を分配すると効率がよいかを判断している。 That is, the power distribution map according to the first example associates the operating current value with the required energy (electric power) of each auxiliary device.
In other words, at each time, each auxiliary device indicates how much energy (electric power) is required when the fuel cell 10 has a certain current value. Based on this power distribution map, which auxiliary device It is determined how efficiently the energy (electric power) of the fuel cell 10 is distributed.

具体例を示すと、次のとおりである。
ｔ１：図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、起動時から通電初期においては、補器類の要求電力が低い。このときには、バッテリ２１を充電する。
ｔ２：ブロア３３，３４の要求電力が所定以上であるので、そのブロア３３，３４に電力を供給するとともに、余剰分はバッテリ２１に充電させるようにする。
ｔ３：改質器３１の要求電力が所定以上となっているので、ブロア３３，３４に電力を送給するとともに、改質器３１に配した電気抵抗器４１に電力を送給して発熱させることにより、その改質器３１を加熱する。
ｔ４：過電流であるので、回路抵抗を増加させることによって燃料電池１０の劣化防止を行う。
すなわち、本実施形態においては、通電に供される回路に、コントロールユニットＢから出力される制御信号によって、その抵抗値を増減できる抵抗体を設けている。
抵抗体は、通電に供される回路に流れる電流を低減させるためのものである。 A specific example is as follows.
t1: As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the required power of the auxiliary devices is low from the start-up to the initial energization. At this time, the battery 21 is charged.
t2: Since the required power of the blowers 33 and 34 is equal to or greater than a predetermined value, power is supplied to the blowers 33 and 34 and the battery 21 is charged with the surplus.
t3: Since the required power of the reformer 31 is equal to or greater than a predetermined value, power is supplied to the blowers 33 and 34 and power is supplied to the electric resistor 41 disposed in the reformer 31 to generate heat. As a result, the reformer 31 is heated.
t4: Since it is an overcurrent, deterioration of the fuel cell 10 is prevented by increasing the circuit resistance.
That is, in the present embodiment, a resistor that can increase or decrease the resistance value by a control signal output from the control unit B is provided in a circuit that is energized.
The resistor is for reducing a current flowing in a circuit to be energized.

＜電圧制御を行うとき）＞
図４（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す運転電圧と横軸に示す燃料電池の運転電流との関係を示すグラフである。なお、図中ｔ１〜ｔ４は経過時間である。 <When performing voltage control>
FIG. 4A is a graph showing the relationship between the required heat quantity of the reformer shown on the vertical axis and the operating voltage of the fuel cell shown on the horizontal axis, and FIG. 4B is the required power of the blower shown on the vertical axis and the horizontal axis. (C) is a graph which shows the relationship between the operating voltage shown on a vertical axis | shaft, and the operating current of the fuel cell shown on a horizontal axis | shaft. In the figure, t1 to t4 are elapsed times.

電圧制御を行うときは、一定電流で通電する。
一定電流で通電を行うと、通電時間の経過とともに燃料電池1０の性能が向上し、取り出せる電圧が向上していく。 When voltage control is performed, it is energized with a constant current.
When energization is performed at a constant current, the performance of the fuel cell 10 improves as the energization time elapses, and the voltage that can be extracted increases.

すなわち、第二の例に係る電力分配マップは、電圧値と各補器類の要求エネルギ（電力）とを対応付けたものである。
換言すると、各時刻において、燃料電池１０が或る電圧値のとき各補器類はどのくらいのエネルギ（電力）を要求するのかを示すものであり、この電力分配マップに基づき、どこにどの程度、燃料電池１０のエネルギ（電力）を分配すると効率がよいかを判断している。 That is, the power distribution map according to the second example associates the voltage value with the required energy (power) of each auxiliary device.
In other words, at each time, each auxiliary device indicates how much energy (electric power) is required when the fuel cell 10 is at a certain voltage value, and based on this power distribution map, where and how much fuel It is determined whether the efficiency is good when the energy (electric power) of the battery 10 is distributed.

ｔ１：図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、起動時から通電初期においては、補器類の要求電力が低い。このときには、バッテリ２１を充電する。
ｔ２：ブロア３３，３４の要求電力が所定以上であるので、そのブロア３３，３４に電力を供給するとともに、余剰分はバッテリ２１に充電させるようにする。
ｔ３：改質器３１の要求電力が所定以上となっているので、ブロア３３，３４に電力を送給するとともに、改質器３１に配した電気抵抗器４１に電力を送給して発熱させることにより、その改質器３１を加熱する。 t1: As shown in FIGS. 4A and 4B, the required power of the auxiliary devices is low from the start-up to the initial energization. At this time, the battery 21 is charged.
t2: Since the required power of the blowers 33 and 34 is equal to or greater than a predetermined value, power is supplied to the blowers 33 and 34 and the battery 21 is charged with the surplus.
t3: Since the required power of the reformer 31 is equal to or greater than a predetermined value, power is supplied to the blowers 33 and 34 and power is supplied to the electric resistor 41 disposed in the reformer 31 to generate heat. As a result, the reformer 31 is heated.

＜燃料電池の温度で制御を行うとき＞
図５（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の温度との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の温度との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す燃料電池の運転温度と横軸に示す運転時間との関係を示すグラフである。なお、図中ｔ１〜ｔ３は経過時間である。 <When controlling at the temperature of the fuel cell>
FIG. 5A is a graph showing the relationship between the required heat quantity of the reformer shown on the vertical axis and the temperature of the fuel cell shown on the horizontal axis, and FIG. 5B shows the required power of the blower shown on the vertical axis and the horizontal axis. The graph which shows the relationship with the temperature of the shown fuel cell, (C) is a graph which shows the relationship between the driving | running temperature of the fuel cell shown on a vertical axis | shaft, and the driving | running time shown on a horizontal axis. In the figure, t1 to t3 are elapsed times.

燃料電池１０の起動中（昇温中）、所定の温度（発電可能な温度）になった時点から通電を開始する。なお、「所定の温度」はあらかじめ実験で決定する。
（１）第三の例に係る電力分配マップは、起動中の燃料電池１０の温度と、その温度と補器類の要求電力を対応づけたものである。
すなわち、起動中の燃料電池１０の温度をモニタし、その温度と補器類の要求電力を関連付けたマップを作成しておき、その電力配分マップを参照しながら補器類に電力を供給制御する。 While the fuel cell 10 is starting up (during temperature rise), energization is started from a point of time when the fuel cell 10 reaches a predetermined temperature (a temperature at which power can be generated). The “predetermined temperature” is determined in advance by experiments.
(1) The power distribution map according to the third example is obtained by associating the temperature of the starting fuel cell 10 with the temperature and the required power of the auxiliary devices.
That is, the temperature of the activated fuel cell 10 is monitored, a map that associates the temperature with the required power of the auxiliary devices is created, and power is supplied to the auxiliary devices while referring to the power distribution map. .

図６（Ａ）は、縦軸に示す改質器の要求熱量と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｂ）は、縦軸に示すブロワの要求電力と横軸に示す燃料電池の運転電圧との関係を示すグラフ、（Ｃ）は、縦軸に示す燃料電池の電圧と横軸に示す運転電流との関係を示すグラフである。なお、図中ｔ１〜ｔ３は経過時間である。   FIG. 6A is a graph showing the relationship between the required heat quantity of the reformer shown on the vertical axis and the operating voltage of the fuel cell shown on the horizontal axis, and FIG. 6B is the required power of the blower shown on the vertical axis and the horizontal axis. (C) is a graph which shows the relationship between the voltage of the fuel cell shown on a vertical axis | shaft, and the operating current shown on a horizontal axis. In the figure, t1 to t3 are elapsed times.

（２）第四の例に係る電力分配マップは、あらかじめ燃料電池１０の温度と通電電流の関係を求めておき、燃料電池１０の温度をモニタし、前記関係から電流値を割り出した後、燃料電池１０の電流値と補器類の要求電力を対応付けたものである。
すなわち、当該電力配分マップを参照しながら補器類に電力を供給制御するのである。
なお、燃料電池の温度で制御を行うときには、電流、電圧どちらで制御してもよい。 (2) In the power distribution map according to the fourth example, the relationship between the temperature of the fuel cell 10 and the energization current is obtained in advance, the temperature of the fuel cell 10 is monitored, and the current value is calculated from the relationship, The current value of the battery 10 is associated with the required power of the auxiliary devices.
That is, power supply is controlled to the auxiliary devices while referring to the power distribution map.
In addition, when controlling by the temperature of a fuel cell, you may control by either an electric current or a voltage.

＜起動時からの経過時間によって制御を行うとき＞
第五の例に係る電力配分マップは、経過時間と、各補器類への配分量を対応付けたものである。
そして、上記電力分配マップを参照しながら、燃料電池１０の運転経過時間と各補器類への配分量に基づき、補器類に電力を供給制御する。 <When performing control based on the elapsed time from startup>
The power distribution map according to the fifth example associates the elapsed time with the distribution amount to each auxiliary device.
Then, with reference to the power distribution map, power supply to the auxiliary devices is controlled based on the elapsed operation time of the fuel cell 10 and the distribution amount to each auxiliary device.

具体例を示すと、次のとおりである。
運転開始〜ｔ１：バッテリ充電100%
ｔ１〜ｔ２：改質器３１の熱30%、バッテリ充電70%
ｔ２〜ｔ３：ブロア電力10% 改質器の熱70% バッテリ充電20%
ｔ３〜ｔ４：ブロア電力20% 改質器の熱80% A specific example is as follows.
Operation start-t1: Battery charge 100%
t1-t2: 30% heat of the reformer 31 and 70% battery charge
t2 to t3: Blower power 10% Reformer heat 70% Battery charge 20%
t3 to t4: Blower power 20% Reformer heat 80%

以上の構成からなる燃料電池システムの動作について、図７を参照して説明する。図７は、燃料電池システムの動作を示すフローチャートである。
ステップ１：通電を開始する。
ステップ２：電力の分配処理を行う。
すなわち、取得した燃料電池１０の運転状況（電流，電圧，温度）と、上述した電力分配マップとにより、バッテリ２１や第一，第二の補器類に電力を分配する処理を行う。
また、起動時からの運転経過時間と、これに対応付けたバッテリ２１や第一，第二の補器類の要求電力とから、バッテリ２１や第一，第二の補器類に電力を分配する処理を行う。
なお、図７においてはステップ１を「Ｓ１」と略記し、以下の各ステップについても同様に表記する。 The operation of the fuel cell system having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the fuel cell system.
Step 1: Energization is started.
Step 2: A power distribution process is performed.
That is, a process of distributing power to the battery 21 and the first and second auxiliary devices is performed based on the obtained operating status (current, voltage, temperature) of the fuel cell 10 and the above-described power distribution map.
Further, power is distributed to the battery 21 and the first and second auxiliary devices from the elapsed operation time from the startup and the required power of the battery 21 and the first and second auxiliary devices associated therewith. Perform the process.
In FIG. 7, step 1 is abbreviated as “S1”, and the following steps are also expressed in the same manner.

ステップ３：分配した電力をバッテリ２１や補器類に供給する。
ステップ４：燃料電池１０の電流値が所定値以上になったか否かを判定し、所定値未満であればステップ６に進み、そうでなければステップ５に進む。 Step 3: The distributed power is supplied to the battery 21 and auxiliary equipment.
Step 4: It is determined whether or not the current value of the fuel cell 10 is equal to or greater than a predetermined value. If the current value is less than the predetermined value, the process proceeds to Step 6;

ステップ５：通電に供される回路の抵抗値を高める処理を行う。
すなわち、本実施形態においては、通電に供される回路に、コントロールユニットＢから出力される制御信号によって、その抵抗値を増減できる抵抗体を設けている。
抵抗体は、通電に供される回路に流れる電流を低減させるためのものである。 Step 5: A process of increasing the resistance value of the circuit to be energized is performed.
That is, in the present embodiment, a resistor that can increase or decrease the resistance value by a control signal output from the control unit B is provided in a circuit that is energized.
The resistor is for reducing a current flowing in a circuit to be energized.

具体的には、測定した燃料電池１０の電流値が、予め設定した値以上になったと判定したときには、電流値を低減させるように抵抗体の抵抗値を変更する抵抗値変更手段を有している。
本実施形態においては、電流計で測定した電流値が低下するように抵抗値を高くすることにより、セルの劣化を防止できる。 Specifically, it has resistance value changing means for changing the resistance value of the resistor so as to reduce the current value when it is determined that the measured current value of the fuel cell 10 is equal to or greater than a preset value. Yes.
In the present embodiment, cell deterioration can be prevented by increasing the resistance value so that the current value measured by the ammeter decreases.

ステップ６：所定の通電処理を行ったか否かを判定し、所定の通電処理を行ったと判定されればステップ７に進み、そうでなければステップ２に戻る。
通電終了の判断は、所定時間の経過、電圧値、電圧増加率、電流値、電流増加率、抵抗値又は抵抗減少率がそれぞれ所定の値になったか否かによる。
このとき、時間経過は通電に必要な時間をあらかじめ実験で求め、また、電圧、電流、抵抗値、それらの各増加率及び減少率はあらかじめ実験で決めておく。
ステップ７：通電処理を終了する。
ステップ８：燃料電池１０の運転を開始する。 Step 6: It is determined whether or not a predetermined energization process has been performed. If it is determined that the predetermined energization process has been performed, the process proceeds to Step 7; otherwise, the process returns to Step 2.
The determination of the end of energization is based on whether a predetermined time has elapsed, whether the voltage value, the voltage increase rate, the current value, the current increase rate, the resistance value, or the resistance decrease rate has reached a predetermined value.
At this time, as for the passage of time, the time necessary for energization is obtained in advance by experiments, and the voltage, current, resistance value, and their respective increase and decrease rates are determined in advance by experiments.
Step 7: The energization process is terminated.
Step 8: The operation of the fuel cell 10 is started.

なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
次のような機能を設けて、燃料電池に供給する燃料の供給量を増減制御するようにしてもよい。
・酸素分圧計８３によって燃料電池１０のアノードの酸素分圧を測定する機能。この機能を「アノード酸素分圧測定手段Ｂ６」という。
・測定した燃料電池１０のアノードの酸素分圧が、予め設定した値以下か否かを判定する機能。この機能を「アノード酸素分圧判定手段Ｂ７」という。
「予め設定した値」は、燃料電池１０の燃料極材料が例えば酸化劣化が生じる酸素分圧である。この値は使用する材料によっても異なるが、例えばＮｉであれば１０−２０atm程度である。予め設定した値を「危険酸素分圧ＰＯ２−１」とする。
「危険酸素分圧ＰＯ２−１」は、本実施形態においては、上記した記憶部５ａに予め記憶させておく。
アノード酸素分圧測定手段は、記憶部５ａに記憶している危険酸素分圧ＰＯ２−１を参照して、この危険酸素分圧ＰＯ２−１として測定した燃料電池１０のアノードの酸素分圧とを比較することにより判定を行う。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be made.
The following function may be provided to increase / decrease the amount of fuel supplied to the fuel cell.
A function of measuring the oxygen partial pressure of the anode of the fuel cell 10 with the oxygen partial pressure gauge 83. This function is referred to as “anode oxygen partial pressure measuring means B6”.
A function for determining whether or not the measured oxygen partial pressure of the anode of the fuel cell 10 is equal to or less than a preset value. This function is referred to as “anode oxygen partial pressure determination means B7”.
The “preset value” is an oxygen partial pressure at which the fuel electrode material of the fuel cell 10 undergoes, for example, oxidative degradation. This value varies depending on the material used, but for example, it is about 10-20 atm for Ni. The value set in advance is defined as “dangerous oxygen partial pressure PO2-1”.
In the present embodiment, “dangerous oxygen partial pressure PO2-1” is stored in advance in the storage unit 5a.
The anode oxygen partial pressure measuring means refers to the dangerous oxygen partial pressure PO2-1 stored in the storage unit 5a, and calculates the oxygen partial pressure of the anode of the fuel cell 10 measured as the dangerous oxygen partial pressure PO2-1. Judgment is made by comparison.

・測定した燃料電池１０のアノードの酸素分圧が、予め設定した値以下でないと判定したときには、燃料電池１０のアノードの酸素分圧を低下させる機能。この機能を「アノード酸化防止手段Ｂ８」という。
本実施形態においては、アノードに送給する燃料流量を増大させて燃料電池１０の燃料極の酸素分圧を低下している。これにより、アノードの酸化劣化を防止することができる。 A function of reducing the oxygen partial pressure of the anode of the fuel cell 10 when it is determined that the measured oxygen partial pressure of the anode of the fuel cell 10 is not less than a preset value. This function is referred to as “anodic oxidation preventing means B8”.
In the present embodiment, the flow rate of fuel supplied to the anode is increased to reduce the oxygen partial pressure of the fuel electrode of the fuel cell 10. Thereby, the oxidative deterioration of the anode can be prevented.

上記した実施形態においては、燃料電池の運転状況を示すパラメータとして、燃料電池の電圧、電流及び温度を例として説明したが、それらの組み合わせであってもよい。   In the above-described embodiment, the fuel cell voltage, current, and temperature have been described as examples of the parameters indicating the operating state of the fuel cell. However, a combination thereof may be used.

上述した実施形態においては、バッテリ、第一の補器類、第二の補器類及び発熱体を有する構成を前提として、取得した運転状況に基づき、電力分配手段が、発熱体、バッテリ、第二の補器類に電力を分配供給する例として説明したが、次のような構成であっても適用できることは勿論である。
・第一の補器類と発熱体とを有する構成においては、電力分配手段は、取得した運転状況に基づいて、発熱体に電力を分配供給する。
・バッテリを有する構成においては、電力分配手段は、取得した運転状況に基づいて、バッテリに電力を分配供給する。 In the embodiment described above, on the premise of the configuration including the battery, the first auxiliary device, the second auxiliary device, and the heating element, the power distribution means includes the heating element, the battery, the first Although an example in which power is distributed and supplied to the two auxiliary devices has been described, it is needless to say that the following configuration can also be applied.
In the configuration including the first auxiliary devices and the heating element, the power distribution unit distributes and supplies power to the heating element based on the acquired operation state.
-In the structure which has a battery, an electric power distribution means distributes and supplies electric power to a battery based on the acquired driving | running condition.

・第二の補器類を有する構成においては、電力分配手段は、取得した運転状況に基づいて、第二の補器類電力を分配供給する。
・バッテリ、第一の補器類及び発熱体とを有する構成においては、電力分配手段は、取得した運転状況に基づいて、発熱体、及びバッテリに電力を分配供給する。 In the configuration having the second auxiliary devices, the power distribution means distributes and supplies the second auxiliary device power based on the acquired operation status.
-In the structure which has a battery, 1st auxiliary devices, and a heat generating body, an electric power distribution means distributes and supplies electric power to a heat generating body and a battery based on the acquired operating condition.

５ａ 電力分配マップ
１０ 燃料電池
２１ 蓄電体（バッテリ）
３０〜３２ 第一の補器類
３３，３４ 第二の補器類
４０〜４２ 発熱体（電気抵抗器）
７０ 外部負荷
８３ 酸素分圧計
Ａ 燃料電池システム
Ｂ１ 通電手段
Ｂ２ 運転状況取得手段
Ｂ３ 電力分配手段 5a Power distribution map 10 Fuel cell 21 Power storage unit (battery)
30 to 32 First auxiliary devices 33 and 34 Second auxiliary devices 40 to 42 Heating element (electric resistor)
70 External load 83 Oxygen partial pressure gauge A Fuel cell system B1 Energizing means B2 Operating condition obtaining means B3 Power distribution means

Claims (13)

固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
燃料電池の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類と、
通電手段による通電により発熱し、かつ、上記第一の補器類に対して熱交換可能に配設された発熱体と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、発熱体に電力を分配供給する電力分配手段とを有することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system including a fuel cell that generates power by flowing a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas into an anode and a cathode of a solid oxide cell, respectively,
Energization means for energizing the anode and cathode before connection to the external load of the fuel cell;
The first auxiliary equipment that can exchange heat related to the power generation of the fuel cell,
A heating element that generates heat when energized by the energizing means and is arranged to be capable of heat exchange with the first auxiliary devices;
An operating status acquisition means for acquiring the operating status of the fuel cell;
A fuel cell system comprising power distribution means for distributing and supplying power to the heating element based on the obtained operating state. 固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
上記通電手段の通電により蓄電する蓄電体と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、蓄電体に電力を分配供給する電力分配手段とを有することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system including a fuel cell that generates power by flowing a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas into an anode and a cathode of a solid oxide cell, respectively,
Energization means for energizing the anode and cathode before connection to the external load of the fuel cell;
A power storage unit that stores electricity by energization of the energizing means;
An operating status acquisition means for acquiring the operating status of the fuel cell;
A fuel cell system, comprising: power distribution means for distributing and supplying power to the power storage unit based on the obtained operating state. 固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
給電により機能する燃料電池の発電に関わる第二の補器類と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、第二の補器類に電力を分配供給する電力分配手段を有することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system including a fuel cell that generates power by flowing a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas into an anode and a cathode of a solid oxide cell, respectively,
Energization means for energizing the anode and cathode before connection to the external load of the fuel cell;
Second auxiliary equipment related to power generation of fuel cells that function by power supply,
An operating status acquisition means for acquiring the operating status of the fuel cell;
A fuel cell system comprising power distribution means for distributing and supplying electric power to the second auxiliary devices based on the obtained operating state. 固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
上記通電手段の通電により蓄電する蓄電体と、
燃料電池の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類と、
通電手段による通電により発熱し、かつ、上記第一の補器類に対して熱交換可能に配設された発熱体と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、発熱体と蓄電体に電力を分配供給する電力分配手段を有することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system including a fuel cell that generates power by flowing a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas into an anode and a cathode of a solid oxide cell, respectively,
Energization means for energizing the anode and cathode before connection to the external load of the fuel cell;
A power storage unit that stores electricity by energization of the energizing means;
The first auxiliary equipment that can exchange heat related to the power generation of the fuel cell,
A heating element that generates heat when energized by the energizing means and is arranged to be capable of heat exchange with the first auxiliary devices;
An operating status acquisition means for acquiring the operating status of the fuel cell;
A fuel cell system comprising power distribution means for distributing and supplying electric power to a heating element and a power storage body based on an obtained operating state. 固体酸化物型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることにより発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
燃料電池の外部負荷への接続前に、アノードとカソードに電流を通電させる通電手段と、
上記通電手段の通電により蓄電する蓄電体と、
燃料電池の発電に関わる熱交換可能な第一の補器類と、
通電手段による通電により発熱し、かつ、上記第一の補器類に対して熱交換可能に配設された発熱体と、
給電により機能する燃料電池の発電に関わる第二の補器類と、
燃料電池の運転状況を取得する運転状況取得手段と、
取得した運転状況に基づいて、発熱体、蓄電体、及び第二の補器類に電力を分配供給する電力分配手段を有することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system including a fuel cell that generates power by flowing a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas into an anode and a cathode of a solid oxide cell, respectively,
Energization means for energizing the anode and cathode before connection to the external load of the fuel cell;
A power storage unit that stores electricity by energization of the energizing means;
The first auxiliary equipment that can exchange heat related to the power generation of the fuel cell,
A heating element that generates heat when energized by the energizing means and is arranged to be capable of heat exchange with the first auxiliary devices;
Second auxiliary equipment related to power generation of fuel cells that function by power supply,
An operating status acquisition means for acquiring the operating status of the fuel cell;
A fuel cell system comprising power distribution means for distributing and supplying power to a heating element, a power storage unit, and second auxiliary devices based on the obtained operating state. 発熱体、蓄電体、第一，第二の補器類及び燃料電池の運転効率が高くなる電力分配を記憶した電力分配マップを有しており、
運転状況取得手段は、電力分配マップを参照して電力分配を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。 It has a power distribution map that stores power distribution that increases the operating efficiency of the heating element, power storage unit, first and second auxiliary devices, and fuel cell,
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein the operation status acquisition unit performs power distribution with reference to a power distribution map. 第一の補器類は、加熱器、蒸発器及び改質器を含むものであることを特徴とする請求項１，４、５，６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1, 4, 5, and 6, wherein the first auxiliary devices include a heater, an evaporator, and a reformer. 発熱体は電気抵抗器であることを特徴とする請求項１，４，５，６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1, 4, 5, and 6, wherein the heating element is an electrical resistor. 燃料電池の運転状況は、燃料電池の電圧、電流又は温度若しくはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池の運転方法。   9. The fuel cell operating method according to claim 1, wherein the operating state of the fuel cell is a voltage, current or temperature of the fuel cell or a combination thereof. 10. 燃料電池の運転状況は、燃料電池の起動時からの経過時間であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 8, wherein the operating state of the fuel cell is an elapsed time from the start of the fuel cell. 通電手段は、所定の時期毎に通電を行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 10, wherein the energization means energizes at predetermined times. 通電電流を計測するための電流計と、通電電流値を制限するための電流リミッタを配設しており、
電流計により計測した通電電流値が所定の値以上となったか否かを判定する通電電流値判定手段と、
通電電流値が所定の値以上になったと判定したときには、通電電流を制限する通電電流制限手段とを設けたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の燃料電池システム。 An ammeter for measuring the energizing current and a current limiter for limiting the energizing current value are provided.
Energizing current value determining means for determining whether the energizing current value measured by the ammeter is equal to or greater than a predetermined value;
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 11, further comprising an energizing current limiting unit that limits the energizing current when it is determined that the energizing current value is equal to or greater than a predetermined value. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載した燃料電池システムにおいて、アノードの酸素分圧を検知する酸素分圧計を備えており、
検知したアノードの酸素分圧に基づいて、燃料電池に供給する燃料の供給量を増減制御することを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 12, further comprising an oxygen partial pressure gauge for detecting an oxygen partial pressure of the anode,
A fuel cell system, wherein the supply amount of fuel supplied to the fuel cell is controlled to increase or decrease based on the detected oxygen partial pressure of the anode.
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