JP2023173654A

JP2023173654A - fuel cell system

Info

Publication number: JP2023173654A
Application number: JP2022086072A
Authority: JP
Inventors: 徹飼沼; Toru Kainuma
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-05-26
Filing date: 2022-05-26
Publication date: 2023-12-07

Abstract

To prevent an excessive load from being applied to a gear and a stopper, while surely closing a butterfly valve.SOLUTION: A fuel cell system includes a fuel cell stack, a sealing valve, and a control device. The sealing valve includes a motor, a gear, a valve body, an opening degree sensor, a stopper, and a driving device. When the sealing valve is fully closed, the control device gradually reduces the opening degree of the valve body by driving the motor by the driving device. When the opening degree which is detected by the opening degree sensor becomes smaller than a predetermined threshold value, the control device drives the motor for a set time of an allowable time or shorter, and then stops the motor. The allowable time is the time in which the motor is allowed to be driven in a direction in which the opening degree of the valve body decreases in a state in which the gear and the stopper are in contact with each other.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、燃料電池システムに関する。 The present disclosure relates to fuel cell systems.

燃料電池システムは、燃料電池スタックと、封止弁と、を備える。燃料電池スタックは、アノード流路と、カソード流路と、を備える。封止弁は、カソード流路を封止する。燃料電池スタックは、アノード流路に供給されたアノードガスと、カソード流路に供給されたカソードガスによって発電を行う。特許文献１に開示されているように、燃料電池スタックの発電が停止すると、クロスリークが生じるおそれがある。クロスリークとは、カソード流路からアノード流路にカソードガスが透過し、アノード流路からカソード流路にアノードガスが透過することである。クロスリークが生じると、カソードガスがアノード流路に透過することによって燃料電池セルが酸化する。これにより、燃料電池スタックの発電性能が劣化するおそれがある。 The fuel cell system includes a fuel cell stack and a sealing valve. The fuel cell stack includes an anode flow path and a cathode flow path. A sealing valve seals the cathode flow path. The fuel cell stack generates power using anode gas supplied to the anode flow path and cathode gas supplied to the cathode flow path. As disclosed in Patent Document 1, when power generation of the fuel cell stack stops, cross leakage may occur. Cross leak refers to the permeation of cathode gas from the cathode flow path to the anode flow path, and the permeation of anode gas from the anode flow path to the cathode flow path. When cross leakage occurs, cathode gas permeates into the anode flow path, causing oxidation of the fuel cell. This may cause the power generation performance of the fuel cell stack to deteriorate.

燃料電池システムでは、クロスリークを抑制するため、封止弁を全閉することが行われている。燃料電池スタックの発電停止時に、カソード流路に残存したカソードガスとアノード流路に残存したアノードガスとが反応すると、カソード流路のカソードガスが消費される。この際、封止弁が全閉されていると、カソード流路に新たなカソードガスが流入しないため、クロスリークを抑制できる。 In fuel cell systems, sealing valves are fully closed to suppress cross leakage. If the cathode gas remaining in the cathode flow path reacts with the anode gas remaining in the anode flow path when the fuel cell stack stops generating electricity, the cathode gas in the cathode flow path is consumed. At this time, if the sealing valve is fully closed, no new cathode gas will flow into the cathode flow path, so cross leakage can be suppressed.

特開２０１４－２９３０号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-2930

封止弁として、バタフライ弁を用いている場合、封止弁は、モータと、ギヤと、弁体と、ストッパと、を備える。ギヤ及び弁体は、モータの駆動によって回転する。封止弁を全閉する際には、ギヤとストッパとが接触する。この際、ギヤとストッパとが接触した状態で弁体の開度が小さくなる方向にモータを駆動すると、ギヤとストッパへの負荷が大きくなることで封止弁の故障の原因になる。 When a butterfly valve is used as the sealing valve, the sealing valve includes a motor, a gear, a valve body, and a stopper. The gear and the valve body are rotated by the drive of the motor. When the sealing valve is fully closed, the gear and the stopper come into contact. At this time, if the motor is driven in a direction that reduces the opening degree of the valve body while the gear and the stopper are in contact with each other, the load on the gear and the stopper will increase, causing failure of the sealing valve.

上記課題を解決する燃料電池システムは、アノード流路に供給されるアノードガスとカソード流路に供給されるカソードガスとの反応によって発電を行う燃料電池スタックと、前記カソード流路を封止するバタフライ弁と、制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、前記バタフライ弁は、モータと、前記モータの駆動によって回転するギヤと、前記ギヤの回転によって回転することで開度を調整可能な弁体と、前記弁体をシールするシール部材と、前記開度を検出する開度センサと、前記開度が小さくなる方向への前記弁体の回転を、前記ギヤと接触することで停止させるストッパと、前記モータを駆動させる駆動装置と、を備え、前記制御装置は、前記バタフライ弁を全閉させる際に、前記駆動装置によって前記モータを駆動させることで前記弁体の開度を小さくしていき、前記開度センサによって検出される前記開度が予め定められた閾値未満になった場合、所定の設定時間、前記モータを駆動させることで、更に前記弁体の開度が小さくなるように制御を行った後に前記モータを停止させる。 A fuel cell system that solves the above problems includes a fuel cell stack that generates electricity by a reaction between an anode gas supplied to an anode flow path and a cathode gas supplied to a cathode flow path, and a butterfly that seals the cathode flow path. A fuel cell system comprising a valve and a control device, wherein the butterfly valve includes a motor, a gear that rotates by driving of the motor, and an opening degree that can be adjusted by rotating with the rotation of the gear. a valve body, a sealing member that seals the valve body, an opening sensor that detects the opening degree, and stopping rotation of the valve body in a direction in which the opening degree becomes smaller by coming into contact with the gear. The control device includes a stopper and a drive device that drives the motor, and the control device reduces the opening degree of the valve body by driving the motor with the drive device when fully closing the butterfly valve. Then, when the opening degree detected by the opening degree sensor becomes less than a predetermined threshold value, the opening degree of the valve body is further reduced by driving the motor for a predetermined set time. After controlling the motor, the motor is stopped.

制御装置は、開度センサによって検出される弁体の開度が予め定められた閾値未満になった場合、設定時間、モータを駆動させて弁体を閉じる。制御装置は、設定時間、モータを駆動させた後にモータを停止させるため、ギヤとストッパとが接触した状態で設定時間を超えて弁体を閉じようとすることが抑制される。確実にバタフライ弁を閉じつつ、ギヤとストッパに過剰に負荷が加わることが抑制される。 When the opening degree of the valve body detected by the opening degree sensor becomes less than a predetermined threshold value, the control device drives the motor for a set time to close the valve body. Since the control device drives the motor for a set time and then stops the motor, attempts to close the valve body beyond the set time with the gear and the stopper in contact are suppressed. While reliably closing the butterfly valve, excessive loads are suppressed from being applied to the gear and stopper.

上記燃料電池システムについて、前記制御装置は、前記バタフライ弁を全閉させる際に、前記弁体の開度が０度になると予想される時点まで所定の設定角速度で前記弁体を閉じ、前記時点以降には、前記駆動装置が備えるスイッチング素子を所定のデューティでスイッチングすることによって前記開度センサによって検出される前記開度が前記閾値未満になるまで前記弁体を閉じてもよい。 In the fuel cell system, when fully closing the butterfly valve, the control device closes the valve body at a predetermined set angular velocity until the opening degree of the valve body is expected to reach 0 degrees, and Thereafter, the valve body may be closed by switching a switching element included in the drive device at a predetermined duty until the opening detected by the opening sensor becomes less than the threshold.

本発明によれば、確実にバタフライ弁を閉じつつ、ギヤとストッパに過剰に負荷が加わることが抑制される。 According to the present invention, while reliably closing the butterfly valve, excessive loads are suppressed from being applied to the gear and the stopper.

燃料電池システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system. 封止弁の構造を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a sealing valve. 制御装置が行う封止制御を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows sealing control performed by a control device.

燃料電池システムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、産業車両１０は、負荷１１と、電力変換部１２と、キースイッチ１３と、燃料電池システム２０と、を備える。産業車両１０は、例えば、フォークリフト又はトーイングトラクタである。 An embodiment of a fuel cell system will be described.
As shown in FIG. 1, the industrial vehicle 10 includes a load 11, a power converter 12, a key switch 13, and a fuel cell system 20. Industrial vehicle 10 is, for example, a forklift or a towing tractor.

負荷１１は、電力によって駆動する装置である。負荷１１は、例えば、電力によって駆動する電動機である。この電動機の駆動によって産業車両１０は走行する。
電力変換部１２は、入力された電力を変換して出力する。電力変換部１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びインバータを含む。電力変換部１２から出力された電力は負荷１１に供給される。これにより負荷１１は駆動する。 The load 11 is a device driven by electric power. The load 11 is, for example, an electric motor driven by electric power. The industrial vehicle 10 travels by driving this electric motor.
The power converter 12 converts input power and outputs the converted power. Power converter 12 includes a DC/DC converter and an inverter. The power output from the power converter 12 is supplied to the load 11. This drives the load 11.

キースイッチ１３は、産業車両１０のユーザによって操作される。ユーザによる操作によってキースイッチ１３は、オンとオフとが切り替えられる。以下の説明において、キースイッチ１３がオフされることをキーオフと称する場合がある。 The key switch 13 is operated by the user of the industrial vehicle 10. The key switch 13 is turned on and off by a user's operation. In the following description, turning off the key switch 13 may be referred to as key-off.

＜燃料電池システム＞
燃料電池システム２０は、燃料電池スタック２１と、カソード系３０、アノード系６０と、希釈器６９と、制御装置８０と、を備える。 <Fuel cell system>
The fuel cell system 20 includes a fuel cell stack 21, a cathode system 30, an anode system 60, a diluter 69, and a control device 80.

燃料電池スタック２１は、例えば、固体高分子形燃料電池である。燃料電池スタック２１は、複数の燃料電池セル２２を備える。燃料電池セル２２は、アノードガスが供給されるアノード極と、カソードガスが供給されるカソード極と、アノード極とカソード極との間に配置されている電解質膜と、を備える。燃料電池セル２２は、セパレータによって挟まれている。 The fuel cell stack 21 is, for example, a polymer electrolyte fuel cell. The fuel cell stack 21 includes a plurality of fuel cells 22. The fuel cell 22 includes an anode to which an anode gas is supplied, a cathode to which a cathode gas is supplied, and an electrolyte membrane disposed between the anode and the cathode. The fuel cell 22 is sandwiched between separators.

燃料電池スタック２１は、カソード流路２３と、アノード流路２６と、を備える。カソード流路２３には、カソードガスが流れる。カソード流路２３は、例えば、カソード極に向かい合うセパレータに設けられている。アノード流路２６には、アノードガスが流れる。アノード流路２６は、例えば、アノード極に向かい合うセパレータに設けられている。カソード流路２３は、流入口２４と、流出口２５と、を備える。カソードガスは、流入口２４からカソード流路２３に流入し、流出口２５から流出する。アノード流路２６は、流入口２７と、流出口２８と、を備える。アノードガスは、流入口２７からアノード流路２６に流入し、流出口２８から流出する。燃料電池スタック２１は、アノード流路２６に供給されたアノードガスとカソード流路２３に供給されたカソードガスとの反応によって発電を行う。カソードガスは、酸化剤ガスである。酸化剤ガスとしては、例えば、空気中の酸素を挙げることができる。アノードガスは、燃料ガスである。燃料ガスとしては、例えば、水素ガスを挙げることができる。 The fuel cell stack 21 includes a cathode flow path 23 and an anode flow path 26. A cathode gas flows through the cathode flow path 23 . The cathode channel 23 is provided, for example, in a separator facing the cathode. Anode gas flows through the anode flow path 26 . The anode flow path 26 is provided, for example, in a separator facing the anode pole. The cathode channel 23 includes an inlet 24 and an outlet 25. The cathode gas flows into the cathode channel 23 from the inlet 24 and flows out from the outlet 25 . The anode channel 26 includes an inlet 27 and an outlet 28 . The anode gas flows into the anode channel 26 from the inlet 27 and flows out from the outlet 28 . The fuel cell stack 21 generates electricity through a reaction between the anode gas supplied to the anode flow path 26 and the cathode gas supplied to the cathode flow path 23 . The cathode gas is an oxidant gas. As the oxidant gas, for example, oxygen in the air can be mentioned. Anode gas is fuel gas. Examples of the fuel gas include hydrogen gas.

カソード系３０は、カソードガス吸入口３１と、電動圧縮機３２と、インタークーラ３３と、カソード供給路３４と、カソード排出路３７と、２つの封止弁４０，４１と、を備える。 The cathode system 30 includes a cathode gas inlet 31, an electric compressor 32, an intercooler 33, a cathode supply path 34, a cathode discharge path 37, and two sealing valves 40 and 41.

カソードガス吸入口３１は、燃料電池システム２０にカソードガスを吸入するための吸入口である。カソードガスとして空気中の酸素を用いる場合、カソードガス吸入口３１は大気に開放されていてもよい。カソードガス吸入口３１は、カソードガスを貯蔵するガスボンベに接続されていてもよい。 The cathode gas inlet 31 is an inlet for inhaling cathode gas into the fuel cell system 20. When oxygen in the air is used as the cathode gas, the cathode gas inlet 31 may be open to the atmosphere. The cathode gas inlet 31 may be connected to a gas cylinder that stores cathode gas.

電動圧縮機３２は、電動モータによって駆動する。電動圧縮機３２は、燃料電池スタック２１にカソードガスを供給する。詳細には、電動圧縮機３２は、カソードガス吸入口３１から供給されるカソードガスを圧縮して燃料電池スタック２１に供給する。電動圧縮機３２から燃料電池スタック２１に供給されたカソードガスは、カソード流路２３を流れる。 The electric compressor 32 is driven by an electric motor. Electric compressor 32 supplies cathode gas to fuel cell stack 21 . Specifically, the electric compressor 32 compresses cathode gas supplied from the cathode gas inlet 31 and supplies it to the fuel cell stack 21 . Cathode gas supplied from the electric compressor 32 to the fuel cell stack 21 flows through the cathode flow path 23 .

インタークーラ３３には、電動圧縮機３２から吐出されたカソードガスが供給される。インタークーラ３３は、電動圧縮機３２から供給されたカソードガスを冷却する。燃料電池スタック２１に供給されるカソードガスは、インタークーラ３３によって冷却された後のカソードガスである。 The intercooler 33 is supplied with cathode gas discharged from the electric compressor 32. The intercooler 33 cools the cathode gas supplied from the electric compressor 32. The cathode gas supplied to the fuel cell stack 21 is the cathode gas that has been cooled by the intercooler 33.

カソード供給路３４は、電動圧縮機３２とカソード流路２３とを接続している。詳細にいえば、カソード供給路３４は、電動圧縮機３２とカソード流路２３の流入口２４とを接続している。カソード供給路３４は、第１供給路３５と、第２供給路３６と、を含む。第１供給路３５は、電動圧縮機３２とインタークーラ３３とを接続している。第２供給路３６は、インタークーラ３３とカソード流路２３とを接続している。 The cathode supply path 34 connects the electric compressor 32 and the cathode flow path 23. Specifically, the cathode supply path 34 connects the electric compressor 32 and the inlet 24 of the cathode flow path 23 . Cathode supply path 34 includes a first supply path 35 and a second supply path 36. The first supply path 35 connects the electric compressor 32 and the intercooler 33. The second supply path 36 connects the intercooler 33 and the cathode flow path 23.

カソード排出路３７は、カソード流路２３と希釈器６９とを接続している。詳細にいえば、カソード排出路３７は、カソード流路２３の流出口２５と希釈器６９とを接続している。カソード排出路３７は、カソード排ガスが流れる通路である。カソード排ガスは、燃料電池スタック２１から排出されるカソードガスであって、生成水を含んだカソードガスである。生成水とは、燃料電池スタック２１での発電によって生成される水である。 The cathode discharge path 37 connects the cathode flow path 23 and the diluter 69. Specifically, the cathode discharge path 37 connects the outlet 25 of the cathode flow path 23 and the diluter 69. The cathode discharge passage 37 is a passage through which cathode exhaust gas flows. The cathode exhaust gas is cathode gas discharged from the fuel cell stack 21, and is cathode gas containing produced water. The generated water is water generated by power generation in the fuel cell stack 21.

２つの封止弁４０，４１は、第１封止弁４０と、第２封止弁４１と、を含む。第１封止弁４０は、カソード供給路３４に設けられている。本実施形態では、第２供給路３６、即ち、インタークーラ３３とカソード流路２３との間に第１封止弁４０が設けられている。第１封止弁４０は、第１供給路３５、即ち、インタークーラ３３と電動圧縮機３２との間に設けられていてもよい。第２封止弁４１は、カソード排出路３７に設けられている。 The two sealing valves 40 and 41 include a first sealing valve 40 and a second sealing valve 41. The first sealing valve 40 is provided in the cathode supply path 34. In this embodiment, a first sealing valve 40 is provided between the second supply path 36, that is, the intercooler 33, and the cathode flow path 23. The first sealing valve 40 may be provided in the first supply path 35, that is, between the intercooler 33 and the electric compressor 32. The second sealing valve 41 is provided in the cathode discharge path 37.

図２に示すように、封止弁４０，４１は、カソード流路２３を封止するノーマルクローズ型のバタフライ弁である。封止弁４０，４１は、ボディ４２と、シール部材４４と、弁体４８と、回転軸５１と、減速機構５２と、モータ５４と、駆動装置５５と、開度センサ５８と、ストッパ５９と、を備える。 As shown in FIG. 2, the sealing valves 40 and 41 are normally closed butterfly valves that seal the cathode channel 23. The sealing valves 40 and 41 include a body 42, a seal member 44, a valve body 48, a rotating shaft 51, a deceleration mechanism 52, a motor 54, a drive device 55, an opening sensor 58, and a stopper 59. , is provided.

ボディ４２は、ボディ４２を貫通する流路４３を備える。即ち、ボディ４２は、筒状である。
シール部材４４は、流路４３に設けられている。シール部材４４は、例えば、ゴム製である。シール部材４４は、円環状である。シール部材４４は、テーパ部４５を備える。テーパ部４５は、シール部材４４の軸線方向の第１端部４６から第２端部４７に向けて内径が小さくなっていく部分である。シール部材４４は、ボディ４２の内周面に沿って設けられている。 The body 42 includes a flow path 43 passing through the body 42. That is, the body 42 is cylindrical.
The seal member 44 is provided in the flow path 43. The seal member 44 is made of rubber, for example. The seal member 44 has an annular shape. The seal member 44 includes a tapered portion 45 . The tapered portion 45 is a portion whose inner diameter decreases from the first end 46 to the second end 47 in the axial direction of the seal member 44 . The seal member 44 is provided along the inner peripheral surface of the body 42.

弁体４８は、流路４３に設けられている。弁体４８は、本体４９と、連結部５０と、を備える。本体４９は、円板状である。本体４９の直径は、テーパ部４５の最大の内径よりも小さく、かつ、テーパ部４５の最小の内径よりも大きい。 The valve body 48 is provided in the flow path 43. The valve body 48 includes a main body 49 and a connecting portion 50. The main body 49 has a disc shape. The diameter of the main body 49 is smaller than the maximum inner diameter of the tapered portion 45 and larger than the minimum inner diameter of the tapered portion 45 .

回転軸５１は、連結部５０に設けられている。回転軸５１の回転に伴い弁体４８は回転する。回転軸５１の回転に伴い弁体４８が回転することによって弁体４８の開度が調整される。封止弁４０，４１が全閉の場合、弁体４８がシール部材４４と密着する。これによって流路４３が封止される。シール部材４４は、弁体４８をシールする。 The rotating shaft 51 is provided in the connecting portion 50 . The valve body 48 rotates as the rotating shaft 51 rotates. The opening degree of the valve body 48 is adjusted by rotating the valve body 48 as the rotation shaft 51 rotates. When the sealing valves 40 and 41 are fully closed, the valve body 48 is in close contact with the sealing member 44. This seals the flow path 43. The seal member 44 seals the valve body 48.

減速機構５２は、ギヤ５３を備える。このギヤ５３は、減速機構５２が備える複数のギヤの１つである。減速機構５２は、モータ５４の駆動力を、ギヤ５３を含む複数のギヤを介して回転軸５１に伝達する。これにより、回転軸５１が回転する。このように、ギヤ５３はモータ５４の駆動によって回転し、これにより弁体４８が回転する。封止弁４０，４１は、弁体４８を弁体４８が閉じる方向に付勢するスプリングを備える。モータ５４から回転軸５１に加わる力とスプリングからの力が釣り合う位置で、弁体４８は保持される。弁体４８の開度は、モータ５４を制御することによって調整可能といえる。モータ５４は、直流モータである。 The speed reduction mechanism 52 includes a gear 53. This gear 53 is one of a plurality of gears included in the reduction mechanism 52. The speed reduction mechanism 52 transmits the driving force of the motor 54 to the rotating shaft 51 via a plurality of gears including the gear 53. As a result, the rotating shaft 51 rotates. In this way, the gear 53 is rotated by the drive of the motor 54, and thereby the valve body 48 is rotated. The sealing valves 40 and 41 include springs that bias the valve body 48 in a direction in which the valve body 48 closes. The valve body 48 is held at a position where the force applied from the motor 54 to the rotating shaft 51 and the force from the spring are balanced. It can be said that the opening degree of the valve body 48 can be adjusted by controlling the motor 54. Motor 54 is a DC motor.

駆動装置５５は、モータ５４を駆動させる。詳細にいえば、駆動装置５５は、モータ５４に印加される電圧を変化させることによってモータ５４の回転数を制御する。駆動装置５５は、パルス幅変調方式である。駆動装置５５は、スイッチング素子５６を備える。スイッチング素子５６は、モータ５４に直列接続される。駆動装置５５は、制御装置８０からのパルス波によってスイッチング素子５６のスイッチングを行う。パルス波は、オン信号とオフ信号とが周期的に切り替わる信号である。パルス波の１周期におけるオン信号の割合をデューティと称する。制御装置８０は、デューティを調整することによってモータ５４に印加される電圧を変化させる。モータ５４の電力源は、産業車両１０に搭載される二次電池である。 The drive device 55 drives the motor 54. Specifically, the drive device 55 controls the rotation speed of the motor 54 by changing the voltage applied to the motor 54. The drive device 55 is of a pulse width modulation type. The drive device 55 includes a switching element 56. Switching element 56 is connected in series to motor 54 . The drive device 55 switches the switching element 56 using pulse waves from the control device 80 . A pulse wave is a signal that periodically switches between an on signal and an off signal. The ratio of ON signals in one cycle of a pulse wave is called duty. The control device 80 changes the voltage applied to the motor 54 by adjusting the duty. The power source of the motor 54 is a secondary battery mounted on the industrial vehicle 10.

開度センサ５８は、弁体４８の開度を検出する。開度センサ５８としては、例えば、ホール素子を用いることができる。開度センサ５８としては、エンコーダを用いてもよい。
ストッパ５９は、ギヤ５３の回転を規制する。弁体４８が閉じる方向に回転軸５１を回転させていくと、ギヤ５３とストッパ５９とが接触する。ギヤ５３とストッパ５９とが接触することによって回転軸５１の回転も規制される。即ち、弁体４８が閉じる方向への弁体４８の回転は、ギヤ５３がストッパ５９に接触する位置で停止する。封止弁４０，４１の全閉とは、ギヤ５３がストッパ５９に接触する状態である。２つの封止弁４０，４１の両方が全閉することによってカソード流路２３は封止される。弁体４８が閉じる方向は、弁体４８の開度が小さくなる方向である。 The opening sensor 58 detects the opening of the valve body 48 . As the opening sensor 58, for example, a Hall element can be used. As the opening sensor 58, an encoder may be used.
Stopper 59 restricts rotation of gear 53. As the rotating shaft 51 is rotated in the direction in which the valve body 48 closes, the gear 53 and the stopper 59 come into contact. The rotation of the rotating shaft 51 is also restricted by the contact between the gear 53 and the stopper 59. That is, the rotation of the valve body 48 in the direction in which the valve body 48 closes is stopped at the position where the gear 53 contacts the stopper 59. Fully closing the sealing valves 40 and 41 is a state in which the gear 53 contacts the stopper 59. The cathode flow path 23 is sealed by fully closing both of the two sealing valves 40 and 41. The direction in which the valve body 48 closes is the direction in which the opening degree of the valve body 48 becomes smaller.

図１に示すように、アノード系６０は、タンク６１と、アノードガス供給部６２と、供給路６３と、循環路６４と、気液分離器６５と、循環ポンプ６６と、排気排水弁６７と、圧力センサ６８と、を備える。 As shown in FIG. 1, the anode system 60 includes a tank 61, an anode gas supply section 62, a supply path 63, a circulation path 64, a gas-liquid separator 65, a circulation pump 66, and an exhaust drain valve 67. , a pressure sensor 68.

タンク６１は、アノードガスを貯留している。
アノードガス供給部６２には、タンク６１からアノードガスが供給される。アノードガス供給部６２は、燃料電池スタック２１に供給されるアノードガスの量を調整するための部材である。燃料電池スタック２１に供給されるアノードガスの量は、アノードガス供給部６２を制御することで調整可能である。アノードガス供給部６２としては、例えば、インジェクタなどの電磁弁を用いることができる。 Tank 61 stores anode gas.
Anode gas is supplied from the tank 61 to the anode gas supply section 62 . The anode gas supply unit 62 is a member for adjusting the amount of anode gas supplied to the fuel cell stack 21. The amount of anode gas supplied to the fuel cell stack 21 can be adjusted by controlling the anode gas supply section 62. As the anode gas supply section 62, for example, a solenoid valve such as an injector can be used.

供給路６３は、アノードガス供給部６２と、アノード流路２６と、を接続している。詳細にいえば、供給路６３は、アノードガス供給部６２と、アノード流路２６の流入口２７と、を接続している。アノードガス供給部６２から噴射されたアノードガスは、供給路６３を通じて燃料電池スタック２１に供給される。 The supply path 63 connects the anode gas supply section 62 and the anode flow path 26 . Specifically, the supply path 63 connects the anode gas supply section 62 and the inlet 27 of the anode flow path 26 . The anode gas injected from the anode gas supply section 62 is supplied to the fuel cell stack 21 through the supply path 63.

循環路６４は、アノード流路２６と、供給路６３と、を接続している。詳細にいえば、循環路６４は、アノード流路２６の流出口２８と、供給路６３と、を接続している。循環路６４には、アノード排ガスが流れる。アノード排ガスは、未反応のアノードガスと、生成水と、を含む。循環路６４は、アノード排ガスに含まれる未反応のアノードガスを供給路６３に戻すための通路である。 The circulation path 64 connects the anode flow path 26 and the supply path 63. Specifically, the circulation path 64 connects the outlet 28 of the anode flow path 26 and the supply path 63. Anode exhaust gas flows through the circulation path 64 . The anode exhaust gas includes unreacted anode gas and produced water. The circulation path 64 is a path for returning unreacted anode gas contained in the anode exhaust gas to the supply path 63.

気液分離器６５は、循環路６４に設けられている。気液分離器６５は、アノード排ガスをアノードガスと、生成水と、に分離する。アノード排ガスから分離された生成水は、気液分離器６５に貯留される。 A gas-liquid separator 65 is provided in the circulation path 64. The gas-liquid separator 65 separates the anode exhaust gas into anode gas and produced water. The generated water separated from the anode exhaust gas is stored in the gas-liquid separator 65.

循環ポンプ６６は、循環路６４に設けられている。循環ポンプ６６は、気液分離器６５によってアノード排ガスから分離されたアノードガスを供給路６３に供給する。これにより、アノードガスが循環する。 A circulation pump 66 is provided in the circulation path 64. The circulation pump 66 supplies the anode gas separated from the anode exhaust gas by the gas-liquid separator 65 to the supply path 63. This circulates the anode gas.

排気排水弁６７は、気液分離器６５に接続されている。排気排水弁６７は、開状態と閉状態に切り替えられる。排気排水弁６７が開状態になると、気液分離器６５から生成水が排出される。排気排水弁６７は、気液分離器６５に貯留される生成水の量が閾値を上回った場合に閉状態から開状態に切り替えられてもよい。排気排水弁６７は、所定の時間間隔毎に閉状態から開状態に切り替えられてもよい。 The exhaust drain valve 67 is connected to the gas-liquid separator 65. The exhaust drain valve 67 is switched between an open state and a closed state. When the exhaust drain valve 67 is in the open state, generated water is discharged from the gas-liquid separator 65. The exhaust drainage valve 67 may be switched from the closed state to the open state when the amount of produced water stored in the gas-liquid separator 65 exceeds a threshold value. The exhaust drain valve 67 may be switched from a closed state to an open state at predetermined time intervals.

気液分離器６５は、希釈器６９に接続されている。排気排水弁６７が開状態になると、気液分離器６５に貯留された生成水、及びアノード排ガスが希釈器６９に供給される。希釈器６９は、カソード排ガスでアノード排ガスを希釈して大気中に排出する。 Gas-liquid separator 65 is connected to diluter 69. When the exhaust drain valve 67 is opened, the produced water stored in the gas-liquid separator 65 and the anode exhaust gas are supplied to the diluter 69. The diluter 69 dilutes the anode exhaust gas with the cathode exhaust gas and discharges it into the atmosphere.

圧力センサ６８は、供給路６３に設けられている。圧力センサ６８は、供給路６３の圧力を検出する。
制御装置８０は、プロセッサ８１と、記憶部８２と、を備える。記憶部８２は、RAM（Random Access Memory）、及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部８２は、処理をプロセッサ８１に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部８２、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置８０は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置８０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。 A pressure sensor 68 is provided in the supply path 63. Pressure sensor 68 detects the pressure in supply path 63.
The control device 80 includes a processor 81 and a storage section 82. The storage unit 82 includes a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory). The storage unit 82 stores program codes or instructions configured to cause the processor 81 to execute processes. Storage 82, or computer readable media, includes any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer. The control device 80 may be configured by a hardware circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array). The control device 80, which is a processing circuit, may include one or more processors that operate according to a computer program, one or more hardware circuits such as ASIC or FPGA, or a combination thereof.

制御装置８０は、燃料電池システム２０の制御を行う。制御装置８０は、封止弁４０，４１の開度を調整することができる。詳細にいえば、制御装置８０は、モータ５４を駆動させることによって封止弁４０，４１の開度を調整することができる。 The control device 80 controls the fuel cell system 20. The control device 80 can adjust the opening degrees of the sealing valves 40 and 41. Specifically, the control device 80 can adjust the opening degrees of the sealing valves 40 and 41 by driving the motor 54.

制御装置８０は、キースイッチ１３のオンとオフとを判定可能である。例えば、キースイッチ１３がオンになった場合、当該キースイッチ１３がオンになったことが産業車両１０に搭載された車両制御装置から制御装置８０に通知される。同様に、キースイッチ１３がオフになった場合、当該キースイッチ１３がオフになったことが産業車両１０に搭載された車両制御装置から制御装置８０に通知される。これにより、制御装置８０は、キースイッチ１３のオンとオフとを判定することができる。 The control device 80 can determine whether the key switch 13 is on or off. For example, when the key switch 13 is turned on, the vehicle control device mounted on the industrial vehicle 10 notifies the control device 80 that the key switch 13 has been turned on. Similarly, when the key switch 13 is turned off, the vehicle control device mounted on the industrial vehicle 10 notifies the control device 80 that the key switch 13 has been turned off. Thereby, the control device 80 can determine whether the key switch 13 is on or off.

制御装置８０は、産業車両１０がキーオフされると、アノードガスの供給、及びカソードガスの供給を停止することによって燃料電池スタック２１の発電を停止する。制御装置８０は、アノード流路２６を封止する。アノード流路２６の封止は、排気排水弁６７を閉状態に維持することで行われる。アノード流路２６が封止されることによってアノード流路２６は、アノードガスが充填された状態に維持される。また、制御装置８０は、以下の封止制御を行うことによってカソード流路２３の封止を行う。カソード流路２３の封止は、封止弁４０，４１を全閉することで行われる。 When the key of the industrial vehicle 10 is turned off, the control device 80 stops the power generation of the fuel cell stack 21 by stopping the supply of anode gas and the supply of cathode gas. Control device 80 seals anode channel 26 . The anode flow path 26 is sealed by keeping the exhaust and drain valve 67 closed. By sealing the anode flow path 26, the anode flow path 26 is maintained in a state filled with anode gas. Further, the control device 80 seals the cathode channel 23 by performing the following sealing control. The cathode channel 23 is sealed by fully closing the sealing valves 40 and 41.

＜封止制御＞
図３に示すように、ステップＳ１において、制御装置８０は、フィードバック制御を行うことによって所定の設定角速度で弁体４８を閉じる。フィードバック制御は、例えば、ＰＩＤ制御である。制御装置８０は、開度センサ５８によって弁体４８の開度を検出しながら、設定角速度で弁体４８が閉じるようにスイッチング素子５６のデューティを調整する。設定角速度は、許容角速度以下の角速度である。許容角速度は、弁体４８とシール部材４４とが接触する際に弁体４８に許容される角速度である。弁体４８とシール部材４４とが接触する際には弁体４８及びシール部材４４に負荷が加わる。封止弁４０，４１の故障を抑制するため、封止弁４０，４１の製造者によって許容角速度が定められている。許容角速度は、例えば、３０～６０［°／ｓｅｃ］の範囲で設定されている。本実施形態において、設定角速度は、許容角速度と同一の値である。 <Sealing control>
As shown in FIG. 3, in step S1, the control device 80 closes the valve body 48 at a predetermined set angular velocity by performing feedback control. Feedback control is, for example, PID control. The control device 80 adjusts the duty of the switching element 56 so that the valve body 48 closes at a set angular velocity while detecting the opening degree of the valve body 48 using the opening degree sensor 58. The set angular velocity is an angular velocity that is less than or equal to the allowable angular velocity. The allowable angular velocity is an angular velocity that is allowed for the valve body 48 when the valve body 48 and the seal member 44 are in contact with each other. When the valve body 48 and the seal member 44 come into contact, a load is applied to the valve body 48 and the seal member 44. In order to suppress failures of the sealing valves 40, 41, allowable angular velocities are determined by the manufacturers of the sealing valves 40, 41. The allowable angular velocity is set, for example, in the range of 30 to 60 [°/sec]. In this embodiment, the set angular velocity is the same value as the allowable angular velocity.

次に、ステップＳ２において、制御装置８０は、開度指令が０°になったか否かを判定する。開度指令は、設定角速度で弁体４８を閉じた際に弁体４８の開度が０°になると予想される時点で０°になる。制御装置８０は、封止制御の開始時点で開度センサ５８によって検出された弁体４８の開度と、設定角速度とに基づき、弁体４８の開度が０°になると予想される時点で開度指令を０°にする。制御装置８０は、設定角速度で弁体４８を閉じた際に、封止制御の開始時点で開度センサ５８によって検出された弁体４８の開度から何ｍｓｅｃ後に弁体４８の開度が０°になるかを予想できる。弁体４８の開度が０°になる前に、弁体４８とシール部材４４とが接触する。シール部材４４は弾性力を有し、弁体４８とシール部材４４とが接触しても、シール部材４４の圧縮分、開度が小さくなる。そのため、開度指令が０°になった時点では弁体４８の実際の開度は０°よりも大きい。ステップＳ２の判定結果が否定の場合、制御装置８０はステップＳ１の処理を行う。即ち、制御装置８０は、弁体４８の開度が０度になると予想される時点まで設定角速度で弁体４８を閉じる。ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、制御装置８０は、ステップＳ３の処理を行う。 Next, in step S2, the control device 80 determines whether the opening degree command has reached 0°. The opening degree command becomes 0° at the time when the opening degree of the valve body 48 is expected to be 0° when the valve body 48 is closed at the set angular velocity. The control device 80 determines when the opening degree of the valve body 48 is expected to reach 0° based on the opening degree of the valve body 48 detected by the opening degree sensor 58 at the start of the sealing control and the set angular velocity. Set the opening command to 0°. When the control device 80 closes the valve body 48 at a set angular velocity, the degree of opening of the valve body 48 is determined to be 0 after several milliseconds from the degree of opening of the valve body 48 detected by the degree of opening sensor 58 at the start of the sealing control. You can predict whether it will be °. The valve body 48 and the seal member 44 come into contact before the opening degree of the valve body 48 reaches 0°. The seal member 44 has elastic force, and even if the valve body 48 and the seal member 44 come into contact, the degree of opening is reduced by the amount of compression of the seal member 44. Therefore, when the opening command reaches 0°, the actual opening of the valve body 48 is greater than 0°. If the determination result in step S2 is negative, the control device 80 performs the process in step S1. That is, the control device 80 closes the valve body 48 at the set angular velocity until the point in time when the opening degree of the valve body 48 is expected to reach 0 degrees. If the determination result in step S2 is affirmative, the control device 80 performs the process in step S3.

次に、ステップＳ３において、制御装置８０は、スイッチング素子５６を所定のデューティでスイッチングすることでモータ５４を駆動する。本実施形態において、所定のデューティは、予め定められた一定値である第１デューティである。ステップＳ２の判定結果が肯定になった後は、弁体４８とシール部材４４とが接触しているため、デューティを大きくしても、弁体４８の角速度が制限される。このため、制御装置８０は、予め定められた第１デューティによって弁体４８を閉じていく。第１デューティは、弁体４８とシール部材４４とが接触している状態であっても弁体４８を閉じることができるように設定されている。第１デューティは、例えば、２０％～５０％の範囲で設定される。 Next, in step S3, the control device 80 drives the motor 54 by switching the switching element 56 at a predetermined duty. In this embodiment, the predetermined duty is a first duty that is a predetermined constant value. After the determination result in step S2 is affirmative, since the valve body 48 and the seal member 44 are in contact with each other, the angular velocity of the valve body 48 is limited even if the duty is increased. Therefore, the control device 80 closes the valve body 48 according to a predetermined first duty. The first duty is set so that the valve body 48 can be closed even when the valve body 48 and the seal member 44 are in contact with each other. The first duty is set, for example, in a range of 20% to 50%.

次に、ステップＳ４において、制御装置８０は、開度センサ５８によって検出される開度が予め定められた閾値未満か否かを判定する。閾値は、開度センサ５８の精度に基づいて設定されている。開度センサ５８の精度によって、開度センサ５８によって検出される開度と弁体４８の実際の開度には誤差が生じ得る。例えば、開度センサ５８の精度によって生じると想定される最大の誤差よりも若干大きい値に閾値は設定される。閾値は、０より大きい値である。例えば、開度センサ５８に生じる最大の誤差が１．０°～１．５°とした場合、閾値は、２．０°～２．５°の範囲で設定することができる。ステップＳ４の判定結果が否定の場合、制御装置８０は、ステップＳ３の処理を行う。制御装置８０は、弁体４８の開度が０度になると予想される時点以降には、開度センサ５８によって検出される開度が予め定められた閾値未満になるまで第１デューティで弁体４８を閉じるといえる。ステップＳ４の判定結果が肯定の場合、制御装置８０は、ステップＳ５の処理を行う。 Next, in step S4, the control device 80 determines whether the opening detected by the opening sensor 58 is less than a predetermined threshold. The threshold value is set based on the accuracy of the opening sensor 58. Depending on the accuracy of the opening sensor 58, an error may occur between the opening detected by the opening sensor 58 and the actual opening of the valve body 48. For example, the threshold value is set to a value slightly larger than the maximum error expected to occur due to the accuracy of the opening sensor 58. The threshold value is a value greater than zero. For example, if the maximum error occurring in the opening sensor 58 is 1.0° to 1.5°, the threshold value can be set in the range of 2.0° to 2.5°. If the determination result in step S4 is negative, the control device 80 performs the process in step S3. After the time when the opening degree of the valve body 48 is expected to reach 0 degree, the control device 80 operates the valve body at a first duty until the degree of opening detected by the opening degree sensor 58 becomes less than a predetermined threshold value. It can be said that 48 is closed. If the determination result in step S4 is affirmative, the control device 80 performs the process in step S5.

ステップＳ５において、制御装置８０は、所定の設定時間、モータ５４を駆動させることで、更に弁体４８の開度が小さくなるように制御を行った後にモータ５４を停止させる。設定時間は、許容時間以下の時間である。許容時間は、ギヤ５３とストッパ５９とが接触した状態で弁体４８の開度が小さくなる方向にモータ５４を駆動させることが許容される時間である。設定時間としては、例えば、２００［ｍｓｅｃ］～４００［ｍｓｅｃ］の範囲で設定することができる。ギヤ５３とストッパ５９とが接触した状態で弁体４８を更に閉じようとすると、ギヤ５３及びストッパ５９に負荷が加わる。封止弁４０，４１の故障を抑制するため、封止弁４０，４１の製造者によって許容時間が定められている。ステップＳ５で弁体４８を閉じる際には、第２デューティで弁体４８を閉じる。第２デューティは、例えば、第１デューティと同じ値である。第２デューティは、第１デューティと異なる値であってもよい。 In step S5, the control device 80 drives the motor 54 for a predetermined set time to further reduce the opening degree of the valve body 48, and then stops the motor 54. The set time is less than or equal to the allowable time. The permissible time is a time period in which the motor 54 is allowed to be driven in a direction in which the opening degree of the valve body 48 becomes smaller while the gear 53 and the stopper 59 are in contact with each other. The set time can be set, for example, in the range of 200 [msec] to 400 [msec]. If the valve body 48 is further closed in a state where the gear 53 and the stopper 59 are in contact with each other, a load is applied to the gear 53 and the stopper 59. In order to suppress the failure of the sealing valves 40, 41, the allowable time is determined by the manufacturer of the sealing valves 40, 41. When closing the valve body 48 in step S5, the valve body 48 is closed with the second duty. The second duty is, for example, the same value as the first duty. The second duty may be a different value from the first duty.

［本実施形態の作用］
制御装置８０は、燃料電池スタック２１の発電を停止する際に、封止弁４０，４１を全閉する。封止弁４０，４１を全閉した後には、アノード流路２６に残存しているアノードガスと、カソード流路２３に残存しているカソードガスとが反応する。封止弁４０，４１を全閉した後にカソード流路２３に残存しているカソードガスが消費した後には、カソード流路２３にカソードガスが流入しにくいため、クロスリークが生じることが抑制されている。 [Operation of this embodiment]
The control device 80 fully closes the sealing valves 40 and 41 when stopping the power generation of the fuel cell stack 21. After the sealing valves 40 and 41 are fully closed, the anode gas remaining in the anode flow path 26 and the cathode gas remaining in the cathode flow path 23 react with each other. After the cathode gas remaining in the cathode flow path 23 is consumed after the sealing valves 40 and 41 are fully closed, it is difficult for the cathode gas to flow into the cathode flow path 23, so that cross leakage is suppressed. There is.

［本実施形態の効果］
（１）制御装置８０は、封止弁４０，４１を全閉させる際に、モータ５４を駆動させることで弁体４８の開度を小さくしていく。制御装置８０は、開度センサ５８によって検出される開度が閾値未満になった場合、設定時間、モータ５４を駆動させた後にモータ５４を停止させる。開度センサ５８によって検出される開度が閾値未満になった時点では、ギヤ５３とストッパ５９とが接触していない。ギヤ５３とストッパ５９とが接触した状態で設定時間を超えて弁体４８を閉じようとすることが抑制される。確実に封止弁４０，４１を閉じつつ、ギヤ５３とストッパ５９に過剰に負荷が加わることが抑制される。 [Effects of this embodiment]
(1) When fully closing the sealing valves 40 and 41, the control device 80 reduces the opening degree of the valve body 48 by driving the motor 54. When the opening detected by the opening sensor 58 becomes less than the threshold, the control device 80 drives the motor 54 for a set time and then stops the motor 54. At the time when the opening degree detected by the opening degree sensor 58 becomes less than the threshold value, the gear 53 and the stopper 59 are not in contact with each other. It is suppressed that the valve body 48 is prevented from closing for more than a set time while the gear 53 and the stopper 59 are in contact with each other. While sealing valves 40 and 41 are reliably closed, excessive load on gear 53 and stopper 59 is suppressed.

設定時間の間に、弁体４８とシール部材４４は接触し、その後、ギヤ５３とストッパ５９とが接触する。弁体４８とシール部材４４は、接触した状態から圧縮されて、より確実に密着されて封止弁４０，４１をシールする。設定時間を設けることで、封止弁４０，４１を確実に閉じつつ、ギヤ５３とストッパ５９に過剰な負荷を加えることが抑制される。 During the set time, the valve body 48 and the seal member 44 come into contact, and then the gear 53 and the stopper 59 come into contact. The valve body 48 and the sealing member 44 are compressed from the contact state, and are brought into closer contact with each other to seal the sealing valves 40 and 41 more reliably. By providing the set time, it is possible to reliably close the sealing valves 40 and 41 while suppressing the application of excessive load to the gear 53 and the stopper 59.

特に、製造のバラツキや操作環境によって、開度指令を０°としても完全に封止できない場合がある。そのような場合であっても、ギヤ５３とストッパ５９に過剰な負荷を加えることなく、確実に封止することができる。 In particular, depending on manufacturing variations and operating environments, complete sealing may not be possible even if the opening command is set to 0°. Even in such a case, it is possible to reliably seal the gear 53 and the stopper 59 without applying an excessive load.

（２）制御装置８０は、開度指令が０°になるまで設定角速度で弁体４８を閉じる。設定角速度を超える角速度で弁体４８とシール部材４４とが接触することを抑制できる。弁体４８とシール部材４４に過剰に負荷が加わることが抑制される。 (2) The control device 80 closes the valve body 48 at the set angular velocity until the opening command reaches 0°. It is possible to suppress contact between the valve body 48 and the seal member 44 at an angular velocity exceeding the set angular velocity. Excessive load is suppressed from being applied to the valve body 48 and the seal member 44.

［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。 [Example of change]
The embodiment can be modified and implemented as follows. The embodiments and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

○燃料電池システム２０は、乗用車、船舶、鉄道などに搭載されていてもよい。
○燃料電池システム２０は、定置式の発電装置として用いられてもよい。
○封止制御は、キーオフが行われることに限られず、ユーザによる任意の操作によって行うことができる。例えば、燃料電池システム２０に設けられたレバー、スイッチ、押しボタン、タッチパネルなどの操作によって封止制御が行われるようにしてもよい。 - The fuel cell system 20 may be installed in a passenger car, a ship, a railway, etc.
- The fuel cell system 20 may be used as a stationary power generation device.
The sealing control is not limited to key-off, but can be performed by any operation by the user. For example, the sealing control may be performed by operating a lever, switch, push button, touch panel, etc. provided on the fuel cell system 20.

○弁体４８とシール部材４４は、弁体４８の開度が閾値となった時点で、接触していてもよい。 The valve body 48 and the seal member 44 may be in contact with each other when the opening degree of the valve body 48 reaches a threshold value.

２０…燃料電池システム、２１…燃料電池スタック、２３…カソード流路、２６…アノード流路、４０，４１…バタフライ弁である封止弁、４８…弁体、５３…ギヤ、５４…モータ、５５…駆動装置、５６…スイッチング素子、５８…開度センサ、５９…ストッパ、８０…制御装置。 20... Fuel cell system, 21... Fuel cell stack, 23... Cathode channel, 26... Anode channel, 40, 41... Sealing valve which is a butterfly valve, 48... Valve body, 53... Gear, 54... Motor, 55 ...Drive device, 56...Switching element, 58...Opening sensor, 59...Stopper, 80...Control device.

Claims

a fuel cell stack that generates electricity through a reaction between an anode gas supplied to an anode flow path and a cathode gas supplied to a cathode flow path;
a butterfly valve that seals the cathode flow path;
A fuel cell system comprising a control device,
The butterfly valve is
motor and
a gear rotated by the drive of the motor;
a valve body whose opening degree can be adjusted by rotating according to the rotation of the gear;
a sealing member that seals the valve body;
an opening sensor that detects the opening;
a stopper that stops rotation of the valve body in a direction in which the opening degree becomes smaller by contacting the gear;
A drive device that drives the motor,
The control device includes:
When fully closing the butterfly valve, the drive device drives the motor to reduce the opening degree of the valve body,
When the opening detected by the opening sensor becomes less than a predetermined threshold, control is performed so that the opening of the valve body is further reduced by driving the motor for a predetermined set time. A fuel cell system in which the motor is stopped after the motor is discharged.

The control device includes:
When fully closing the butterfly valve, closing the valve body at a predetermined set angular velocity until the opening degree of the valve body is expected to reach 0 degrees,
According to claim 1, after the time point, the valve body is closed by switching a switching element included in the drive device at a predetermined duty until the opening degree detected by the opening sensor becomes less than the threshold value. The fuel cell system described.