JP2021180162A - 燃料電池システム - Google Patents

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Abstract

【課題】本明細書は、バッテリの残電力量が少ない場合でも燃料電池スタックから電流を取り出すことのできる燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池スタックの起動に用いられる燃料電池補助デバイスに電力を供給するバッテリを備える。燃料電池システムのコントローラは、燃料電池スタックの起動の際にバッテリの残電力量が電力量閾値を超えていたら、燃料電池スタック内の燃料濃度が所定の燃料濃度閾値に到達してから燃料電池スタックからの電流出力を開始する。コントローラは、燃料濃度を高めている間に残電力量が電力量閾値よりも下がったら、燃料電池スタック内の燃料濃度に関わらずに燃料電池スタックからの電流出力を開始する。バッテリの残電力量が低い場合でも燃料電池スタックから電流を取り出すことができる。【選択図】図１

Description

本明細書が開示する技術は、燃料電池システムに関する。
燃料電池システムは、燃料電池スタックを起動するのにいくつかの電気デバイスを使用する（例えば、特許文献１）。電気デバイスの例は、電磁バルブ、燃料電池スタックに空気を送り込む空気コンプレッサ、燃料電池スタックに高圧の燃料ガスを送り込むインジェクタ、それらを制御するコントローラなどである。本明細書では、燃料電池スタックを起動するのに用いられる電気デバイスを燃料電池補助デバイスと総称する。燃料電池システムはバッテリを備えており、燃料電池スタックを起動する際、バッテリが燃料電池補助デバイスへ電力を供給する。
特開２０１９−０７９６５６号公報
燃料電池スタックの発電効率を高めるには、燃料電池スタック内の燃料濃度（水素濃度）を所定の濃度閾値以上に高める必要がある。一方、空気コンプレッサやインジェクタなどのアクチュエータは消費電力が大きい。バッテリの残電力量が少ない場合、空気コンプレッサやインジェクタなどを十分に動かすことができず、燃料電池スタックの通常の起動条件（燃料の濃度条件）に達しない場合がある。
本明細書が開示する燃料電池システムは、燃料電池スタックと、燃料電池補助デバイスと、バッテリと、コントローラを備える。先に述べたように、燃料電池補助デバイスは、燃料電池スタックの起動に用いられる電気デバイスを意味する。バッテリは、燃料電池補助デバイスに電力を供給する。コントローラは、燃料電池スタックの起動の際にバッテリの残電力量が電力量閾値を超えていたら、燃料電池スタック内の燃料濃度が所定の燃料濃度閾値に到達してから燃料電池スタックからの電流出力を開始する。コントローラは、燃料濃度を高めている間に残電力量が電力量閾値よりも下がったら、燃料電池スタック内の燃料濃度に関わらずに燃料電池スタックからの電流出力を開始する。本明細書が開示する燃料電池システムは、バッテリの残電力量が少ない場合は、燃料濃度が燃料濃度閾値に達する前に電流出力を開始する。燃料電池補助デバイスの消費電力量が抑えられるのでバッテリの残電力量が少ない場合でも燃料電池スタックを起動する（電流を出力開始する）ことができる。
燃料電池システムが、燃料電池スタックから排出される燃料オフガスから残燃料ガスを分離する気液分離器と、気液分離器で分離された残燃料ガスを燃料電池スタックに戻すポンプを備える場合、コントローラは次の処理を実行するようにしてもよい。コントローラは、燃料濃度を高めている間に残電力量が前記電力量閾値よりも下がったら、ポンプを作動させることなく燃料電池スタックから電流を出力し始める。ポンプを使って残燃料ガスを燃料電池スタックへ戻すことで、通常は発電効率が高まる。しかし、燃料オフガスには不純物ガス（窒素ガス）が含まれる。ポンプを起動すると窒素ガスまで循環し、燃料電池スタック内の窒素ガスが増える。通常より燃料濃度が低いのに加えて不純物ガスが増えると発電効率がさらに下がってしまう。燃料電池スタック内の燃料濃度が低いときはポンプを起動しないことで、燃料濃度の低下を抑えることができる。
さらに、ポンプを起動しないことで、バッテリの残電力量が少ないときに消費電力を抑えることができる。燃料電池スタックから出力される電力でバッテリの残電力量が速やかに回復する。
コントローラは、燃料濃度が燃料濃度閾値を超えたらポンプを起動するとよい。燃料濃度が適正濃度に回復したらポンプを起動し、残燃料ガスを燃料電池スタックへ戻すことで発電効率が高まる。
コントローラは、バッテリの残電力量が少ないとき、燃料濃度だけでなく、酸素濃度にも関わりなく電流出力を開始するようにしてもよい。
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
実施例の燃料電池システムを含む燃料電池車のブロック図である。 燃料電池スタックの起動処理のフローチャートである。 燃料電池スタックの起動処理のフローチャートである（図２の続き）。
図面を参照して実施例の燃料電池システム２を説明する。燃料電池システム２は、燃料電池車１００に搭載されている。図１に、燃料電池システム２を含む燃料電池車１００のブロック図を示す。燃料電池車１００は、燃料電池システム２から電力を得て、電気モータ１０２で走行する。燃料電池スタック１０の出力電力は、昇圧コンバータ６２で昇圧された後にインバータ１０１で交流電力に変換され、走行用の電気モータ１０２に供給される。昇圧コンバータ６２の出力端にはメインバッテリ１０３も接続されている。燃料電池スタック１０で生成された電力のうち、電気モータ１０２で消費されなかった残りの電力はメインバッテリ１０３にチャージされる。燃料電池スタック１０は、出力電力の変化の時定数が長いため、電気モータ１０２へ供給する電力の変化の応答性を高めるのにメインバッテリ１０３の電力が用いられる。
昇圧コンバータ６２の出力端には降圧コンバータ６３も接続されている。降圧コンバータ６３の出力端にはサブバッテリ６４が接続されている。燃料電池スタック１０の出力電力の一部が降圧コンバータ６３で降圧され、サブバッテリ６４をチャージする。
メインバッテリ１０３の出力電圧は１００よりも高い。サブバッテリ６４の出力電圧は５０ボルトよりも低い。メインバッテリ１０３の電力は電気モータ１０２に供給される。サブバッテリ６４の電力は、５０ボルト未満の電圧で動作するデバイスに供給される。サブバッテリ６４の電力で動くデバイスには、各種のコントローラ（コンピュータ）、ナビゲーションシステムなどの小電力機器などがある。
サブバッテリ６４は、燃料電池システム２の燃料電池補助デバイスにも電力を供給する。燃料電池補助デバイスとは燃料電池スタックを起動／運転するのに用いられる電気デバイスの総称である。燃料電池補助デバイスには、弁４１ａ−４１ｄ、インジェクタ２２、ポンプ２６、空気コンプレッサ３４、コントローラ５０などが含まれる。それら燃料電池補助デバイスについては後述する。
燃料電池システム２は燃料電池スタック１０と燃料タンク２０を備えている。以下では、説明を簡略化するため、燃料電池スタック１０をＦＣスタック１０と表記する場合がある。
ＦＣスタック１０は、多数の燃料電池セルの集合体である。よく知られているように、それぞれの燃料電池セルは、電解質膜を挟んでアノード側とカソード側に分かれている。アノード側には、アノードガス入口１６ａを通じて燃料ガスが供給される。カソード側には、カソードガス入口１７ａを通じて空気が供給される。燃料ガスに含まれる水素がイオン化し、カソード側の空気に含まれる酸素と反応し、電気が生成される。燃料電池セル（ＦＣスタック１０）における化学反応は良く知られているので詳しい説明は省略する。
化学反応で余った燃料ガスと、化学反応で生成された不純物はアノードガス出口１６ｂから排出される。アノードガス出口１６ｂから排出されるガスは燃料オフガスと称されることがある。生成された水、および、余った空気（酸素）はカソードガス出口１７ｂから排出される。
燃料電池システム２における燃料ガス側の設備について説明する。燃料電池システム２は、ＦＣスタック１０のアノード側へ燃料ガスを送るための設備として、燃料供給管２１、インジェクタ２２、オフガス排出管２３、気液分離器２４、戻し管２５、ポンプ２６、排気排水弁２７を備えている。
燃料供給管２１は、燃料タンク２０とＦＣスタック１０を接続する。燃料供給管２１には２個の弁４１ａ、４１ｂ、インジェクタ２２、圧力センサ４２ａが接続されている。弁４１ａは主止弁であり、燃料電池システム２が停止している間、燃料タンク２０からの燃料ガスの放出を止める。弁４１ｂは調圧弁であり、インジェクタ２２に供給される燃料ガスの圧力を調整する。インジェクタ２２は、燃料ガスの圧力を高めてＦＣスタック１０に供給する。圧力センサ４２ａはインジェクタ２２と燃料電池スタック１０の間に備えられており、ＦＣスタック１０に供給される燃料ガスの圧力を計測する。
燃料供給管２１の一端はＦＣスタック１０のアノードガス入口１６ａに接続されており、燃料ガスをＦＣスタック１０のアノード側に供給する。アノードガス出口１６ｂにはオフガス排出管２３の一端が接続されており、オフガス排出管２３の他端は気液分離器２４のガス入口２４ａに接続されている。
気液分離器２４は、アノードガス出口１６ｂから排出される燃料オフガスを水素ガス（残燃料ガス）と不純物に分離する。気液分離器２４で分離される不純物の典型は、窒素ガスや水などである。窒素ガスは、カソード側に供給される空気に含まれている窒素が、電解質膜を通過してアノード側に達したものである。残燃料ガスはガス出口２４ｂから放出され、不純物は不純物排出口２４ｃから排出される。不純物ガス（窒素ガス）の一部は残燃料ガスとともにガス出口２４ｂから流出する。
戻し管２５の一端が気液分離器２４のガス出口２４ｂに接続しており、戻し管２５の他端は燃料供給管２１に接続している。戻し管２５にはポンプ２６が取り付けられている。ポンプ２６は、気液分離器２４で分離された残燃料ガスを、戻し管２５と燃料供給管２１を通じてＦＣスタック１０へ戻す。
気液分離器２４の不純物排出口２４ｃには、排気排水弁２７が接続されている。排気排水弁２７の出口には排気管３２が接続されている。排気排水弁２７が開くと、気液分離器２４にて燃料オフガスから分離された不純物が排気管３２に排出される。
燃料電池システム２の空気供給側の設備について説明する。燃料電池システム２は、ＦＣスタック１０のカソード側へ空気（酸素）を送るための設備として、空気供給管３１、空気コンプレッサ３４、弁４１ｃ、４１ｄを備えている。
空気供給管３１の一端がＦＣスタック１０のカソードガス入口１７ａに接続しており、他端は外気に開放されている。空気供給管３１の途中に空気コンプレッサ３４、弁４１ｃ、圧力センサ４２ｂが取り付けられている。空気コンプレッサ３４が外気を圧縮し、空気供給管３１を通じて空気をＦＣスタック１０のカソード側へ供給する。ＦＣスタック１０のカソードガス出口１７ｂには排気管３２が接続されている。排気管３２の途中に弁４１ｄが取り付けられている。弁４１ｃと弁４１ｄは調圧弁であり、それらの調圧弁により、ＦＣスタック１０に供給される空気の圧力が調整される。弁４１ｃと燃料電池スタック１０の間に圧力センサ４２ｂが接続されている。圧力センサ４２ｂは、ＦＣスタック１０へ供給される空気の圧力を計測する。
排気管３２は、排気排水弁２７の出口と、カソードガス出口１７ｂに接続されている。排気管３２は、ＦＣスタック１０のカソードガス出口１７ｂから排出される排出空気と、排気排水弁２７の出口から排出される不純物ガスとを混合して外気に放出する。排気管３２の下流側にはマフラ３５が接続されている。排出ガス（排出空気と不純物ガスの混合ガス）は、マフラ３５を通して外気に放出される。燃料電池スタック１０で生成された水も排気管３２とマフラ３５を通して車外へ排出される。
図示は省略したが、燃料電池システム２は、圧力センサ４２ａ、４２ｂのほか、各所に圧力センサや濃度センサ、あるいは流量センサを備えている。ＦＣスタック１０の出力端には、電圧センサ１８ａと電流センサ１９が取り付けられている。電流センサ１９は、ＦＣスタック１０から出力される電流を計測し、電圧センサ１８ａはＦＣスタック１０の出力電圧を計測する。それらのセンサの計測値はコントローラ５０に送られる。
コントローラ５０は、昇圧コンバータ６２の出力電圧を調整することによって、ＦＣスタック１０の出力電流と出力電圧を調整する。
ＦＣスタック１０の電極には、ＦＣリレー６１を介して昇圧コンバータ６２が接続されている。先に述べたように、ＦＣスタック１０（燃料電池システム２）が生成した電力は、昇圧コンバータ６２で昇圧され、インバータ１０１あるいはメインバッテリ１０３に供給される。また、ＦＣスタック１０の電力の一部は、降圧コンバータ６３で降圧され、サブバッテリ６４をチャージする。
インジェクタ２２、ポンプ２６、弁４１ａ−４１ｅ（電磁弁）、排気排水弁２７、空気コンプレッサ３４、ＦＣリレー６１、昇圧コンバータ６２、降圧コンバータ６３、インバータ１０１は、コントローラ５０が制御する。それらのデバイスとコントローラ５０は信号線で接続されているが、図１では信号線の図示は省略した。インジェクタ２２、ポンプ２６、弁４１ａ−４１ｅ、排気排水弁２７、空気コンプレッサ３４、ＦＣリレー６１、昇圧コンバータ６２、降圧コンバータ６３、コントローラ５０が、燃料電池補助デバイスに含まれる。それらの燃料電池補助デバイスは、サブバッテリ６４から電力供給を受ける。図１では、燃料電池補助デバイスとサブバッテリ６４を接続する電力線の図示も省略した。
ＦＣスタック１０の起動処理について説明する。コントローラ５０は、空気コンプレッサ３４を駆動し、ＦＣスタック１０へ空気を送る。コントローラ５０は、インジェクタ２２を駆動し、燃料ガス（水素ガス）をＦＣスタック１０へ送る。燃料（水素）と空気（酸素）がＦＣスタック１０に供給されると化学反応が始まり、アノード側に電子が生成される。コントローラ５０がＦＣリレー６１を閉じ、昇圧コンバータ６２を始動すると、ＦＣスタック１０から昇圧コンバータ６２を通じて電流が出力される。すなわち、昇圧コンバータ６２を起動することで、燃料電池システム２（ＦＣスタック１０）から電流が出力され始める。
電力を効率よく生成するため、コントローラ５０は、ＦＣスタック１０の中の燃料濃度と酸素濃度がそれぞれ閾値濃度に達してから電流出力を開始する。なお、燃料濃度は、ＦＣスタック１０に供給される燃料ガスの圧力と相関がある。コントローラ５０は、圧力センサ４２ａの計測値（すなわちＦＣスタック１０に供給される燃料ガスの圧力）に基づいて、ＦＣスタック１０の中の燃料濃度を推定する。また、酸素濃度は、ＦＣスタック１０に供給される空気の圧力と相関がある。コントローラ５０は、圧力センサ４２ｂの計測値（すなわちＦＣスタック１０に供給される空気の圧力）に基づいて、ＦＣスタック１０の中の酸素濃度を推定する。コントローラ５０は、推定した燃料濃度が所定の燃料濃度閾値に達し、推定した酸素濃度が酸素濃度閾値に達したら、昇圧コンバータ６２を起動し、電流を出力し始める。
インジェクタ２２によって燃料濃度が高められ、空気コンプレッサ３４によって酸素濃度が高められる。インジェクタ２２と空気コンプレッサ３４はアクチュエータであり、消費電力が大きい。先に述べたように、インジェクタ２２と空気コンプレッサ３４は、サブバッテリ６４から電力供給を受ける。サブバッテリ６４の残電力量が少ないと、インジェクタ２２と空気コンプレッサ３４を長時間動作させることができず、ＦＣスタック１０の中の燃料濃度と酸素濃度を濃度閾値まで高められないおそれがある。コントローラ５０は、燃料濃度を酸素濃度を高めている間にサブバッテリ６４の残電力量が所定の電力量閾値よりも下がったら、燃料濃度と酸素濃度の一方あるいは両方が濃度閾値に達していなくとも電流出力を開始する。
図２と図３に、コントローラ５０が実行するＦＣスタック１０の起動処理のフローチャートを示す。図２、図３を参照しつつ、起動処理を説明する。図２、図３の起動処理は、燃料電池車１００のスタートスイッチが入れられると開始される。
以下の説明、および、図２、図３では、サブバッテリ６４の残電力量を記号「ＳＯＣ」（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）で表す。燃料電池システム２は、サブバッテリ６４の出力電圧を計測する電圧センサ１８ｂを備えており（図１）、コントローラ５０は、電圧センサ１８ｂが計測するサブバッテリ６４の出力電圧から、サブバッテリ６４のＳＯＣを推定する。
燃料電池車１００のスタートスイッチが入れられると、コントローラ５０は、サブバッテリ６４のＳＯＣを電力量閾値と比較する（Ｓ１２）。起動処理を開始する前にサブバッテリ６４のＳＯＣが電力量閾値を下回っていると、起動処理が全く行えないので、コントローラ５０は、サブバッテリ６４のＳＯＣが低くてＦＣスタック１０を起動できない旨を示すエラーメッセージを表示して処理を終了する（ステップＳ１２：ＮＯ、Ｓ１７）。なお、コントローラ５０にはインストルメントパネル５１が接続されており（図１）、コントローラ５０は、インストルメントパネル５１を使ってエラーメッセージを表示する。
起動処理の始めにＳＯＣが電力量閾値を超えていた場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、コントローラ５０はＦＣリレー６１を閉じる（ステップＳ１３）。コントローラ５０がＦＣリレー６１を閉じると、ＦＣスタック１０がインバータ１０１や電気モータ１０２など、車の駆動系に接続される。
次にコントローラ５０は、デバイスの健全性を確認する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４におけるデバイスには、燃料電池補助デバイスと、走行に関わるデバイス（例えばインバータ１０１と電気モータ１０２）が含まれる。コントローラ５０は、それらのデバイスに異常がないか点検する。いずれかのデバイスで異常が検知されると、コントローラ５０は、異常検知を知らせるエラーメッセージを表示して処理を終了する（ステップＳ１５：ＮＯ、Ｓ１８）。
健全性がＯＫの場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、コントローラ５０は、弁４１ａを開くとともに、インジェクタ２２と空気コンプレッサ３４を始動する（ステップＳ１６）。このとき、コントローラ５０は、インジェクタ２２と空気コンプレッサ３４を最大出力で駆動するとともに、弁４１ｂ−４１ｄを調整し、燃料電池スタック１０の中の燃料濃度と酸素濃度を高めていく。
燃料電池スタック１０の中の燃料濃度が燃料濃度閾値を上回り、酸素濃度が酸素濃度閾値を上回ると、コントローラ５０は、ポンプ２６を起動するとともに、昇圧コンバータ６２を起動する（ステップＳ２２：ＹＥＳ、Ｓ２３）。昇圧コンバータ６２を起動すると、燃料電池スタック１０から電流が出力し始める。また、ポンプ２６を起動することで、燃料オフガスに含まれる残燃料ガスが燃料電池スタック１０に戻される。残燃料ガスを燃料電池スタック１０に戻すことで、発電効率が向上する。
燃料電池スタック１０の中の燃料濃度と酸素濃度を高めている間、コントローラ５０はサブバッテリ６４のＳＯＣをモニタする（ステップＳ２１）。燃料電池スタック１０の中の燃料濃度と酸素濃度を高めている間にＳＯＣが電力量閾値よりも低くなったら（ステップＳ２１：ＮＯ）、コントローラ５０は、燃料濃度と酸素濃度の少なくとも一方が濃度閾値に達していなくとも、昇圧コンバータ６２を起動し、燃料電池スタック１０からの電流出力を開始する（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４を実行するとき、コントローラ５０は、ポンプ２６を起動することなく、昇圧コンバータ６２を起動する。図示は省略するが、コントローラ５０は、ステップＳ２４にて昇圧コンバータ６２を起動した後も、燃料濃度と酸素濃度をモニタする。ポンプ２６を起動せずに昇圧コンバータ６２を起動した後、燃料濃度と酸素濃度がいずれも濃度閾値に達したら、コントローラ５０はポンプ２６を起動する。燃料濃度と酸素濃度がいずれも濃度閾値に達したら、コントローラ５０は、燃料濃度と酸素濃度がいずれも濃度閾値を超える値を保持するように、インジェクタ２２と空気コンプレッサ３４と弁４１ｂ−４１ｄを調整する。
昇圧コンバータ６２からの電流出力が開始されると、コントローラ５０は降圧コンバータ６３を起動し、燃料電池スタック１０の電力でサブバッテリ６４をチャージする。また、昇圧コンバータ６２から電流出力が開始されると、燃料電池車１００は走行が可能となる。
実施例の起動処理の利点を述べる。コントローラ５０は、燃料濃度と酸素濃度を高めている間にサブバッテリ６４のＳＯＣが電力量閾値を下回ると、燃料濃度と酸素濃度が濃度閾値に達していなくても昇圧コンバータ６２を起動し、電流の出力を開始する。それゆえ、サブバッテリ６４のＳＯＣが低くても燃料電池車１００は走行を開始できる。
コントローラ５０は、ＳＯＣが電力量閾値よりも低い場合、ポンプ２６を起動することなく、昇圧コンバータ６２を起動する。燃料オフガスには、燃料の他に窒素などの不純物ガスも含まれる。不純物は、気液分離器２４により分離されるが、一部は残燃料ガスとともに燃料電池スタック１０へ戻される。ＳＯＣが低いときには燃料濃度が低い状態で電流出力が開始される。通常より燃料濃度が低いのに加えて不純物ガスが増えると燃料濃度がさらに下がってしまう。燃料電池スタック１０の中の燃料濃度が低いときはポンプ２６を起動しないことで、燃料濃度のさらなる低下を抑えることができる。
また、ポンプ２６を起動しないことで、サブバッテリ６４の残電力量を節約することができる。
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。燃料電池システム２のコントローラ５０は、サブバッテリ６４のＳＯＣが電力量閾値を超えていたら、燃料電池スタック１０の中の燃料濃度と酸素濃度が所定の濃度閾値に到達してから電流出力を開始する。燃料濃度は、燃料電池スタック１０に供給される燃料ガスの圧力と相関し、酸素濃度は燃料電池スタック１０に供給される空気の圧力と相関する。それゆえ、実施例における「燃料濃度」は「燃料電池スタックに供給される燃料ガスの圧力」と等価であり、「酸素濃度」は、燃料電池スタックに供給される空気の圧力と等価である。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
２ ：燃料電池システム
１０ ：燃料電池スタック（ＦＣスタック）
１８ａ、１８ｂ：電圧センサ
１９ ：電流センサ
２０ ：燃料タンク
２１ ：燃料供給管
２２ ：インジェクタ
２３ ：オフガス排出管
２４ ：気液分離器
２５ ：戻し管
２６ ：ポンプ
２７ ：排気排水弁
３１ ：空気供給管
３２ ：排気管
３４ ：空気コンプレッサ
４１ａ−４１ｅ ：弁
４２ａ、４２ｂ ：圧力センサ
５０ ：コントローラ
５１ ：インストルメントパネル
６１ ：ＦＣリレー
６２ ：昇圧コンバータ
６３ ：降圧コンバータ
６４ ：サブバッテリ
１００：燃料電池車
１０１：インバータ
１０２：電気モータ
１０３：メインバッテリ

Claims (4)

  1. 燃料電池スタックと、
    前記燃料電池スタックの起動に用いられる燃料電池補助デバイスと、
    前記燃料電池補助デバイスに電力を供給するバッテリと、
    前記燃料電池スタックを起動するコントローラと、
    を備えており、
    前記コントローラは、
    前記燃料電池スタックの起動の際に前記バッテリの残電力量が電力量閾値を超えていたら、前記燃料電池スタック内の燃料濃度が所定の燃料濃度閾値に到達してから前記燃料電池スタックからの電流出力を開始し、前記燃料濃度を高めている間に前記残電力量が前記電力量閾値よりも下がったら、前記燃料濃度に関わらずに前記燃料電池スタックから電流を出力し始める、燃料電池システム。
  2. 前記燃料電池スタックから排出される燃料オフガスから残燃料ガスを分離する気液分離器と、
    前記気液分離器で分離された残燃料ガスを前記燃料電池スタックに戻すポンプと、
    を備えており、
    前記コントローラは、前記燃料濃度を高めている間に前記残電力量が前記電力量閾値よりも下がったら、前記ポンプを作動させることなく前記燃料電池スタックからの電流を出力し始める、
    請求項１に記載の燃料電池システム。
  3. 前記コントローラは、前記燃料濃度が前記燃料濃度閾値を超えたら前記ポンプを起動する、請求項２に記載の燃料電池システム。
  4. 前記燃料電池補助デバイスは、前記燃料電池スタックに燃料を送り込むインジェクタを含んでいる、請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
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