JP4063507B2 - Fuel cell system - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に燃料ガス及び酸化剤ガスを供給して燃料電池の発電を開始する燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池システムとしては、発電源として、いわゆる燃料電池スタックを用いたものが知られている。燃料電池スタックは、固体高分子電解質膜を酸化剤極と燃料極とにより挟んで構成された燃料電池構造体が、セパレータを介して複数積層されてなる。この燃料電池システムでは、燃料電池スタックに水素を燃料ガスとして燃料極に供給すると共に、酸素を含んだ空気を空気極に供給することにより、水素と酸素とを電気化学的に反応させて直接発電するものである。
【０００３】
この燃料電池スタックでは、電解質膜内での物質移動速度や、燃料ガス及び酸化剤ガスの拡散状態に発電反応が影響される。したがって、従来の燃料電池システムでは、燃料電池スタックからの取り出し電力に対応する燃料ガス及び酸化剤ガスより多い量の燃料ガス及び酸化剤ガスを供給する必要があり、反応に寄与しない燃料ガスを廃棄していた。
【０００４】
これに対し、従来の燃料電池システムでは、燃料ガスの廃棄量を少なくするために、燃料電池スタックから排出された燃料ガスを再度燃料電池スタックの燃料極側に循環するエゼクタポンプを使用することにより燃料ガス循環系を構成し、無駄な燃料ガスの廃棄を抑制していた。
【０００５】
このような燃料ガス循環系を有する燃料電池システムは、燃料電池スタックの発電出力を安定させるために様々なものが提案されている。従来の燃料電池システムでは、燃料ガスの供給量と循環量との比を制御することはなく、循環した燃料ガス圧力のみによって供給量と循環量との比が決定されるため、燃料電池スタックの運転条件によって大きく変動してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、例えば特開平９−２１３３５３号公報では、燃料ガス循環系を構成する燃料ガス循環経路内に燃料ガスの流量を調整する燃料ガス流量調整弁を配設していた。このような燃料電池システムは、燃料電池スタックの負荷に応じて、燃料ガス循環経路の流量及び圧力を調整することで、常に安定した燃料電池スタックの運転を提案している。
【０００７】
従来の燃料電池システムの一例を図１３に示す。
【０００８】
この燃料電池システムは、燃料電池スタック１０１のアノード極（燃料極）に燃料ガスを供給する燃料ガス供給経路Ｌ１０１、燃料ガスを循環する燃料ガス循環経路Ｌ１０２、空気供給装置１１１から燃料電池スタック１０１のカソード極（酸化剤極）に空気を供給する空気供給経路Ｌ１０３、燃料電池スタック１０１に冷却媒体を供給する冷却媒体循環経路Ｌ１０４を備えて構成されている。
【０００９】
また、この燃料電池システムは、燃料電池スタック１０１内の空気圧力を調整する排圧調整弁１１２を備えると共に、複数の圧力センサ１１３を備えて構成されている。
【００１０】
このような燃料電池システムでは、燃料ガス供給装置１２１に蓄積した燃料ガスを供給圧調整弁１２２で調圧し、エゼクタポンプ１２３を介して燃料電池スタック１０１に供給すると共に、燃料電池スタック１０１から排出された燃料ガスを燃料ガス循環経路Ｌ１０２を介して再度エゼクタポンプ１２３により燃料電池スタック１０１に供給する。
【００１１】
この燃料電池システムにおいて、起動時、燃料ガス循環経路Ｌ１０２内に十分な燃料ガスを蓄積するためには、先ず、燃料ガス供給装置１２１から燃料ガスの供給を開始すると共に、燃料電池スタック１０１の燃料ガス排出側に設けられた開放弁１２４を開状態にする。これにより、起動前に燃料ガス循環経路Ｌ１０２に残っていた空気を燃料ガスに置換する。そして、開放弁１２４を閉状態にして発電準備完了となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アノード側にエゼクタポンプ１２３を使用した従来の燃料電池システムでは、起動時に燃料電池スタック１０１から電力を取り出す場合、まず電力が取り出され、消費された燃料ガス分だけ燃料電池スタック１０１内の圧力が低くなって初めて燃料供給流路Ｌ１０１からエゼクタポンプ１２３へ燃料ガスが流れ始めるため、エゼクタノズル部における流速が小さく、エゼクタノズル部近傍での圧力低下も急峻には発生しないため、十分なポンプ効果を得ることができない。
【００１３】
したがって、従来の燃料電池システムでは、起動時に十分な燃料ガス循環量を得ることができないことがある。したがって、従来の燃料電池システムでは、燃料電池スタック１０１の起動後に所望とする発電電力を安定して取り出すことができないという問題点があった。
【００１４】
また、これを解決するため、従来の燃料電池システムにおいて開放弁１２４を設け、起動時に燃料ガス循環経路Ｌ１０２の一部を外部に開放可能な構成にし、開放弁１２４を開状態で燃料ガスの供給を開始して、エゼクタノズル部での流速を確保し、燃料ガス循環経路Ｌ１０２に十分な燃料ガスが循環している状態で、燃料電池スタック１０１から発電電力の取り出しを開始するという手法も提案されているが、燃料ガス循環経路Ｌ１０２で十分な循環流量が得られ、電力の取り出しが安定してから開放弁１２４を閉じるため、それまでに相当量の燃料ガスを廃棄する必要があるという問題点がある。
【００１５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、燃料電池スタックの起動時に、速やかに安定した発電出力を得ることができる燃料電池システムを提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１に係る発明では、電解質膜を、酸化剤極と燃料極とにより挟んで構成され、上記酸化剤極側に酸化剤ガスが供給されると共に、上記燃料極側に燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、酸化剤ガス供給流路を介して上記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、燃料ガス供給流路を介して上記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、上記燃料ガス供給流路に配設され、上記燃料ガス供給手段から上記燃料電池に供給する燃料ガス圧力を制御する燃料ガス圧力制御弁と、上記燃料電池の燃料ガス排出口から排出された燃料ガスを、燃料ガス循環流路を介して上記燃料電池の燃料ガス供給口に循環する循環手段と、上記燃料電池の燃料ガス排出口近傍であって上記燃料ガス循環流路に配設され、上記燃料電池内の燃料ガス圧力を制御する第１循環制御弁と、上記燃料電池の燃料極から排出された燃料ガスを外部に排出する開放弁と、上記燃料電池を起動するに際して、上記第１循環制御弁及び上記開放弁を開状態に制御した後に、上記燃料ガス供給手段から上記燃料電池に燃料ガスを所定圧力で供給するように上記燃料ガス圧力制御弁を制御した後に、上記燃料電池内の燃料ガスが所定封入圧力となるように上記開放弁及び上記第１循環制御弁を閉状態にする制御をした後に、上記燃料電池の発電電力の取り出しを開始した後に、上記第１循環制御弁を開状態に制御する制御手段とを備え、前記所定封入圧力は、上記燃料電池の発電電力を取り出した直後での、上記燃料電池内の燃料ガス不足による上記燃料電池の出力電圧の低下を抑制する範囲に設定される。
【００１７】
請求項２に係る発明では、上記制御手段は、上記燃料電池の発電電力の取り出しを開始するのと同時に、上記燃料ガス供給手段から上記燃料電池に供給する燃料ガスの圧力を上記所定圧力より一時的に増加させた電力取出時圧力とするように上記燃料ガス圧力制御弁を制御し、所定時間経過後に上記第１循環制御弁の開度を大きくする制御をする。
【００１８】
請求項３に係る発明では、上記燃料電池の温度を検出する温度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記燃料電池を起動するときに上記温度検出手段で検出された上記燃料電池の温度に応じて、上記所定封入圧力、上記電力取出時圧力、上記燃料電池の発電電力の取り出し開始タイミングを設定する。
【００１９】
請求項４に係る発明では、上記制御手段は、上記燃料電池を停止するに際して上記第１循環制御弁を閉状態にして上記燃料電池内に燃料ガスを封入し、次に上記燃料電池を起動するに際して上記燃料電池内に残余している燃料ガスの圧力に応じて上記電力取出時圧力、及び上記燃料電池の発電電力の取り出し開始タイミングを設定する。
【００２０】
請求項５に係る発明では、上記燃料電池の状態を検出する状態検出手段と、上記状態検出手段で検出された上記燃料電池の状態に基づいて上記燃料ガス循環流路の循環流量を演算する循環流量演算手段と、上記循環流量演算手段で演算された循環流量に従って上記第１循環制御弁の開度を制御する循環流量制御手段とを更に備える。
【００２１】
請求項６に係る発明では、上記燃料電池の燃料ガス供給口近傍に設けられた第２循環制御弁を更に備え、上記制御手段は、上記燃料電池の起動前に、所定圧力で燃料ガスを供給した後に上記第１循環制御弁及び第２循環制御弁を閉状態にして上記燃料電池内に燃料ガスを所定封入圧力で封入する制御をし、上記所定封入圧力より高い所定封入圧力より高い圧力で燃料ガスの供給をするように上記燃料ガス圧力制御弁を制御し、上記燃料電池の発電電力の取り出しを開始するのと同時に、上記第２循環制御弁を開状態にし、所定時間経過後に上記第１循環制御弁の開度を大きくする制御をする。
【００２２】
請求項７に係る発明では、上記燃料電池の温度を検出する温度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記燃料電池を起動するときに上記温度検出手段で検出された上記燃料電池の温度に応じて、上記所定封入圧力、上記所定封入圧力より高い圧力、上記第１循環制御弁及び第２循環制御弁の制御タイミングを設定する。
【００２３】
請求項８に係る発明では、上記制御手段は、上記燃料電池を停止するに際して上記第１循環制御弁及び第２循環制御弁を閉状態にして上記燃料電池内に燃料ガスを封入し、次に上記燃料電池を起動するに際して上記燃料電池内に残余している圧力に応じて所定封入圧力より高い圧力、及び上記第１循環制御弁及び第２循環制御弁の制御タイミングを設定する。
【００２４】
請求項９に係る発明では、上記燃料電池の燃料ガス排出口側に設けられ、燃料ガスを外部に放出する開放弁と、パージ動作を行うに際して、上記第１循環制御弁の開度を小さくした後に、上記第２循環制御弁の開度を全開とすると共に上記開放弁を開状態にして、上記燃料電池内の燃料ガス流路及び燃料ガス循環流路のパージ動作をするパージ制御手段とを更に備える。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、燃料電池を起動するに際して、燃料電池に燃料ガスを所定圧力で供給すると共に、燃料電池内に燃料ガスを所定封入圧力で封入するように第１循環制御弁を閉状態にする制御をした後に、燃料電池の発電電力の取り出しを開始するので、予め高く設定した圧力で燃料電池入口流路及び循環流路に封入されていた燃料ガスが、発電開始とともに燃料電池入口側に一気に流入するため、出力に対して十分な燃料ガスが供給され、発電電力を取り出した直後での、燃料電池内の燃料ガス不足による燃料電池の出力電圧の急激な低下を抑制することができる。
【００２６】
したがって、請求項１に係る燃料電池システムによれば、発電電力の取り出し開始時に燃料電池に供給する燃料ガス流速を増加させ、循環手段としての効果を十分発揮して速やかに安定した出力電力を得ることができる。
【００２７】
請求項２に係る発明によれば、燃料電池の発電電力の取り出しを開始するのと同時に、燃料電池に供給する燃料ガスの圧力を所定圧力より一時的に増加させた電力取出時圧力とし、所定時間経過後に第１循環制御弁の開度を大きくする制御をするので、第１循環制御弁を開状態にしたときに燃料ガス循環流路から燃料電池の燃料ガス排出口への燃料ガスの逆流を防止すると共に、循環手段としての効果を更に十分発揮することができる。
【００２８】
請求項３に係る発明によれば、燃料電池を起動するときに、検出した燃料電池の温度に応じて、所定封入圧力、電力取出時圧力、燃料電池の発電電力の取り出し開始タイミングを設定するので、起動するときの燃料電池の冷機、暖機に拘わらず燃料電池の温度状態に応じた最適な出力電力を安定して取り出すことができる。
【００２９】
請求項４に係る発明によれば、燃料電池を停止するに際して第１循環制御弁を閉状態にして燃料電池内に燃料ガスを封入し、次に燃料電池を起動するに際して燃料電池内に残余している燃料ガスの圧力に応じて電力取出時圧力、及び燃料電池の発電電力の取り出し開始タイミングを設定するので、再起動時に流路内ガスの置換のためのパージ動作を不要として、再起動に要する時間を短縮することができる。
【００３０】
請求項５に係る発明によれば、燃料電池の状態に基づいて燃料ガス循環流路の循環流量を演算し、演算して得た循環流量に従って第１循環制御弁の開度を制御するので、第１循環制御弁により循環流量を適正に制御することで最適な燃料電池の運転状態を実現することができる。
【００３１】
請求項６に係る発明によれば、燃料電池の起動前に、所定圧力で燃料ガスを供給した後に第１循環制御弁及び第２循環制御弁を閉状態にして燃料電池内に燃料ガスを所定封入圧力で封入する制御をし、所定封入圧力より高い圧力で燃料ガスの供給をするように燃料ガス圧力制御弁を制御し、燃料電池の発電電力の取り出しを開始するのと同時に、第２循環制御弁を開状態にし、所定時間経過後に第１循環制御弁の開度を大きくする制御をするので、発電電力取り出し開始時に第１循環制御弁の下流から燃料電池に向かって流速の速い燃料ガスを供給することができ、起動時の発電電力を更に素早く安定させることができる。
【００３２】
請求項７に係る発明によれば、燃料電池を起動するときに温度検出手段で検出された燃料電池の温度に応じて、所定封入圧力、所定封入圧力より高い圧力、第１循環制御弁及び第２循環制御弁の制御タイミングを設定するので、起動するときの燃料電池の冷機、暖機に拘わらず燃料電池の温度状態に応じた最適な発電電力を安定して取り出すことができると共に、より素早く安定した発電電力を取り出すことができる。
【００３３】
請求項８に係る発明によれば、燃料電池を停止するに際して第１循環制御弁及び第２循環制御弁を閉状態にして燃料電池内に燃料ガスを封入し、次に燃料電池を起動するに際して燃料電池内に残余している圧力に応じて所定封入圧力より高い圧力、及び第１循環制御弁及び第２循環制御弁の制御タイミングを設定するので、燃料電池の発電電力の取り出しを停止した後であっても、より素早く安定した発電電力を取り出すことができる。
【００３４】
請求項９に係る発明によれば、パージ動作を行うに際して、第１循環制御弁の開度を小さくした後に、第２循環制御弁の開度を全開とすると共に開放弁を開状態にして、燃料電池内の燃料ガス流路及び燃料ガス循環流路のパージ動作をするので、パージ時に開放弁が開いた際、循環流路から直接開放弁へと流れる逆流を防止し、パージ後の循環流量を素早く安定させると共に、供給ガス流速を早めるて循環流路に蓄積された窒素や凝縮水を排出しやすくすることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３６】
本発明は、例えば図１に示すように構成された第１構成例の燃料電池システムに適用される。
【００３７】
［燃料電池システムの第１構成例］
この燃料電池システムは、図１に示すように、燃料電池スタック１のアノード極１ａに燃料ガスを供給する燃料ガス供給流路Ｌ１と、燃料電池スタック１のアノード極１ａから排出された燃料ガスを循環する燃料ガス循環流路Ｌ２と、燃料電池スタック１のカソード極１ｂに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給流路Ｌ３と、カソード極１ｂから排出された酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出流路Ｌ４と、冷却媒体を燃料電池スタック１内に循環させる冷却媒体循環流路Ｌ５とを備える。
【００３８】
また、この燃料電池システムは、システム全体を制御する制御部２１を備える。この制御部２１は、後述の各部に制御信号を出力することで燃料電池スタック１の運転開始及び停止などの制御をする。
【００３９】
燃料ガス供給流路Ｌ１には、燃料ガスを蓄積する燃料ガス供給装置２、供給圧制御弁３、エゼクタポンプ４が配設されている。また、この供給圧制御弁３では、供給圧制御弁３の開度を調整する第１アクチュエータ５と、供給圧制御弁３とエゼクタポンプ４との間に配設された第１圧力センサ６と、エゼクタポンプ４と燃料電池スタック１との間に配設された第２圧力センサ７とを備える。
【００４０】
この燃料電池システムでは、燃料電池スタック１を発電させるに際して、第１圧力センサ６及び第２圧力センサ７で検出したセンサ信号を制御部２１で参照しながら、供給圧制御弁３の開度を調整するように第１アクチュエータ５を制御部２１により制御してエゼクタポンプ４を介して燃料電池スタック１のアノード極１ａに燃料ガスを供給する。
【００４１】
燃料ガス循環流路Ｌ２には、燃料電池スタック１の燃料ガス排出口近傍に設けられた循環制御弁８と、循環制御弁８の開度を調整する第２アクチュエータ９と、燃料電池スタック１と循環制御弁８との間に配設された第３圧力センサ１０と、循環制御弁８とエゼクタポンプ４との間に配設された第４圧力センサ１１とを備える。
【００４２】
この燃料電池システムでは、燃料電池スタック１を発電させるに際して、第１圧力センサ６と第２圧力センサ７で検出したセンサ信号を制御部２１で参照しながら、供給圧制御弁３の開度を調整するように第１アクチュエータ５を制御部２１により制御して燃料電池スタック１への燃料ガス供給圧力を制御すると共に、第１圧力センサ６と第２圧力センサ７と第３圧力センサ１０と第４圧力センサ１１で検出したセンサ信号を制御部２１で参照しながら、循環制御弁８の開度を調整するように第２アクチュエータ９を制御部２１により制御して燃料電池スタック１に最適な燃料ガス流量を供給するように制御する。
【００４３】
酸化剤ガス供給流路Ｌ３には、例えば外部の空気を取り込んで酸化剤ガスとして燃料電池スタック１に供給する空気供給装置１２が配設される。
【００４４】
空気供給装置１２は、燃料電池スタック１を発電させるに際して、制御部２１からの制御信号により駆動量が制御されることで、外部から取り込む酸化剤ガス量が制御されて、酸化剤ガス供給流路Ｌ３に酸化剤ガスを供給する。
【００４５】
酸化剤ガス排出流路Ｌ４には、燃料電池スタック１の酸化剤ガス排出側に設けられた排圧制御弁１３と、排圧制御弁１３の開度を調整する第３アクチュエータ１４とが配設される。
【００４６】
この燃料電池システムは、燃料電池スタック１を発電させるに際して、排圧制御弁１３の開度を調整する制御信号を第３アクチュエータ１４に出力し、燃料電池スタック１への酸化剤ガス供給圧力を調整する。
【００４７】
冷却媒体循環流路Ｌ５には、図示しない冷却媒体循環装置が接続され、燃料電池スタック１を駆動させるに際して、燃料電池スタック１の温度を所定温度に保つように冷却媒体の流量が調整される。
【００４８】
また、燃料電池システムは、燃料電池スタック１のアノード極１ａから排出された燃料ガスを外部に排出する開放弁１５と、この開放弁１５の開度を調整する第４アクチュエータ１６とを備える。制御部２１は、燃料電池スタック１内及び燃料ガス循環流路Ｌ２内の凝縮した水分や窒素を外部に排出するパージ動作を行うに際して、開放弁１５を開状態にする制御信号を第４アクチュエータ１６に供給する。
【００４９】
制御部２１は、上述したように各圧力センサからのセンサ信号を入力とし、センサ信号に基づいて燃料電池スタック１の発電を制御すると共に、後述の各種処理をする。なお、この制御部２１の処理の詳細については後述する。
【００５０】
「第１構成例の燃料電池システムの起動制御処理」
図２に、起動制御処理をするときの制御部２１の処理手順を示す。
【００５１】
制御部２１は、外部からの燃料電池スタック１の発電を開始する旨の命令に従って、ステップＳ１以下の起動制御処理を開始する。
【００５２】
ステップＳ１において、制御部２１は、開放弁１５を開状態にするように第４アクチュエータ１６を制御すると共に、循環制御弁８を開状態にするように第２アクチュエータ９を制御する。
【００５３】
次のステップＳ２において、制御部２１は、燃料ガス供給装置２及び供給圧制御弁３を制御することで燃料電池スタック１に燃料ガスを供給すると共に、空気供給装置１２を制御して燃料電池スタック１に酸化剤ガスを供給する。これにより、燃料電池システムでは、燃料電池スタック１の起動前に燃料ガス供給流路Ｌ１及び燃料ガス循環流路Ｌ２内に残留していた残留ガスを外部に放出するパージ動作を行う。
【００５４】
次のステップＳ３において、制御部２１は、図示しない内部のタイマを動作させ、ステップＳ２において燃料ガス及び酸化剤ガスの供給を開始した時刻から所定時間が経過したか否かの判定をする。ここでの所定時間は、燃料電池スタック１及び燃料ガス循環流路Ｌ２内が残留ガスから燃料ガスに置換されるのに要する時間である。
【００５５】
制御部２１は、所定時間が経過していないと判定したときには燃料ガス及び酸化剤ガスの供給を継続する。一方、制御部２１は、所定時間が経過したと判定したときには、燃料電池スタック１及び燃料ガス循環流路Ｌ２内の残留ガスが排出されて燃料ガスに置換されたとしてステップＳ４に処理を進める。
【００５６】
ステップＳ４において、制御部２１は、燃料電池スタック１への燃料ガス及び酸化剤ガスの供給を停止するように燃料ガス供給装置２及び供給圧制御弁３、及び空気供給装置１２を制御すると共に、循環制御弁８及び開放弁１５を閉状態にするように第２アクチュエータ９及び第４アクチュエータ１６を制御する。
【００５７】
次のステップＳ５において、制御部２１は、供給圧制御弁３を制御することにより燃料電池スタック１内が所定封入圧力となるように燃料ガスを燃料電池スタック１に供給すると共に、排圧制御弁１３を制御することにより上記所定封入圧力と同じ圧力で酸化剤ガスを燃料電池スタック１に供給開始する。
【００５８】
ステップＳ４で循環制御弁８及び開放弁１５を閉状態としたことから、燃料ガス供給流路Ｌ１内、燃料電池スタック１と開放弁１５とを挿通する流路、及び燃料電池スタック１と循環制御弁８とを挿通する流路に燃料ガスを封入している状態となる。
【００５９】
次のステップＳ６において、制御部２１は、ステップＳ５で供給開始して、第３圧力センサ１０からのセンサ信号に基づいて燃料電池スタック１内の圧力が所定封入圧力に達したか否かの判定をする。制御部２１は、燃料電池スタック１内が所定封入圧力に達したと判定したときにはステップＳ７に処理を進め、達していないと判定したときには燃料ガスの燃料電池スタック１への供給を継続する。
【００６０】
ステップＳ７において、制御部２１は、内蔵のタイマを動作させることにより、ステップＳ６で達した所定封入圧力を所定の時間だけ保持する。
【００６１】
次のステップＳ８において、制御部２１は、燃料電池スタック１が発電することによる出力電力の取り出しを開始する。ここで、制御部２１は、燃料電池スタック１で発電して得た出力電力を図示しないバッテリや負荷に供給する制御をする。
【００６２】
次のステップＳ９において、制御部２１は、供給圧制御弁３を所定開度開くように第１アクチュエータ５を制御して燃料ガスを電力取出時圧力にし、同時に、空気供給装置１２及び排圧制御弁１３を制御して燃料電池スタック１への燃料ガス供給圧力の変化に追従するように酸化剤ガス供給圧力を制御する。
【００６３】
次のステップＳ１０において、制御部２１は、図示しない燃料電池スタック１に接続された電圧センサからのセンサ信号を取り込んで、燃料電池スタック１から取り込んでいる出力電圧値が、予め設定した警告下限電圧を下回っているか否かの判定をする。ここで、警告下限電圧とは、燃料ガス及び酸化剤ガスを供給している状態で正常に燃料電池スタック１が発電反応していると認められる出力電圧の下限値である。
【００６４】
制御部２１は、出力電圧が警告下限電圧を下回っていると判定したときには燃料電池スタック１が正常に発電反応をしていないとしてステップＳ１１に処理を進める。一方、制御部２１は、出力電力が警告下限電圧を下回っていないと判定したときには燃料電池スタック１が発電反応を正常に行っているとしてステップＳ１２に処理を進める。
【００６５】
ステップＳ１１において、制御部２１は、燃料電池スタック１が正常に発電反応をしていないとして燃料電池スタック１から出力電力の取り出しを停止して、ステップＳ１に処理を戻す。
【００６６】
ステップＳ１２において、制御部２１は、ステップＳ８で燃料電池スタック１からの出力電力の取り出しを開始してから所定時間が経過したか否かの判定をする。制御部２１は、所定時間経過したと判定したときにはステップＳ１３に処理を進め、所定時間経過していないと判定したときにはステップＳ１０に処理を戻す。これにより、制御部２１は、ステップＳ８で出力電力の取り出しを開始してから所定時間を経過した時点で出力電圧値が警告下限電圧を上回っていればステップＳ１３に処理を進める。
【００６７】
ステップＳ１３において、制御部２１は、循環制御弁８を開状態にするように第２アクチュエータ９を制御する。
【００６８】
次のステップＳ１４において、制御部２１は、循環制御弁８を開状態にした後の状態において、ステップＳ１０と同様に、燃料電池スタック１から取り込んでいる出力電圧値が所定の警告下限電圧を下回っているか否かの判定をし、下回っているときにはステップＳ１１に処理を戻し、下回っていないときにはステップＳ１５に処理を進めて燃料電池スタック１を通常運転させる。
【００６９】
このような処理をする燃料電池システムによれば、図３に示すように、ステップＳ５で供給圧制御弁３を開状態にして所定封入圧力で燃料ガスと封入して、時刻ｔ１（ステップＳ８）で燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを開始したときの燃料ガス循環量を増加させることができるので（ｂ）、時刻ｔ１直後での出力電圧の急激な低下を抑制することができる。
【００７０】
これにより、燃料電池システムは、出力電力の取り出し開始時にエゼクタポンプ４から燃料電池スタック１に燃料ガスを放出するエゼクタノズル部の燃料ガス流速を増加させ、エゼクタポンプ４のポンプ効果を十分に発揮させる状態とすることができ、燃料電池スタック１の起動時に、速やかに安定した発電状態を得ることができる。
【００７１】
これに対し、予め循環制御弁８により燃料ガスを封入状態にしない場合には、図３中の比較例で示すように、燃料電池スタックからの出力電力の取り出しを開始すると、燃料電池スタック１内で燃料ガスが消費されて発生する圧力低下によって燃料ガス出入口双方から燃料ガスが流れ込み、燃料ガス循環流路での逆流により、十分な循環流量、つまり十分な燃料ガスの供給量が得られないため（ｂ）、発電開始直後に急激に出力電圧が低下してしまう（ａ）。
【００７２】
また、上述の起動制御処理をする燃料電池システムによれば、ステップＳ８で出力電力の取り出しを開始してから所定時間を経過したらステップＳ１３で循環制御弁８を開状態とするように、出力電力の取り出し開始時刻から循環制御弁８を開状態とする時刻まで所定の時差を与えるので、発電開始時の燃料ガス出口への逆流を防止すると共に、正常な方向への循環流を発電開始直後から形成することができるので、十分な燃料ガスの供給流量を確保することができ、出力電圧の低下防止をより補強することができる。
【００７３】
また、この燃料電池システムによれば、パージ動作のまま発電を開始することで循環量を確保する必要がないため、無駄に燃料ガスを消費することがない。
【００７４】
「起動制御設定処理」
上述の燃料電池システムでは、燃料電池スタック１から取り出し可能な出力電力、ステップＳ６における判定の基準となる所定封入圧力、ステップＳ９の出力電力の取り出し開始時に供給圧制御弁３により供給する燃料ガス圧力、及びステップＳ１２で判定する所定時間が予め設定されていた場合について説明したが、図２におけるステップＳ１の前に、図４に示す起動制御設定処理を行うことが望ましい。
【００７５】
制御部２１は、外部からの燃料電池スタック１の発電を開始する旨の命令に従って、ステップＳ２１以下の起動制御設定処理を開始する。
【００７６】
図４によれば、先ず、ステップＳ２１において、制御部２１は、図示しない燃料電池スタック１の温度を検出する温度センサからのセンサ信号を入力して燃料電池スタック１の温度を得る。
【００７７】
次のステップＳ２２において、制御部２１は、ステップＳ２１で得た燃料電池スタック１の温度に応じて、図５に示すような出力補正マップを参照して、燃料電池スタック１から取り出し可能な出力電力値を演算する。
【００７８】
図５に示す出力補正マップは、燃料電池スタック１から取り出し可能な最大出力電力に対する電圧値を示す負荷割合［％］を横軸にし、温度に応じた燃料電池スタック１から取り出し可能な出力電力値を縦軸にして表現される。制御部２１は、内部のメモリに燃料電池スタック１の温度又は燃料ガス圧力によって変化する、負荷割合に対する取り出し可能な出力電力値をテーブルとして記憶している。そして、制御部２１は、ステップＳ２２において、ステップＳ２１で検出した燃料電池スタック１の温度に応じて負荷割合に対する取り出し可能な出力電力値を演算する。
【００７９】
次のステップＳ２３において、制御部２１は、ステップＳ２２で得た取り出し可能な出力電力に基づいて、ステップＳ６における判定の基準となる所定封入圧力、ステップＳ９の出力電力の取り出し開始時に供給圧制御弁３により供給する燃料ガスの電力取出時圧力、燃料ガス循環流路Ｌ２の配管容積及びエゼクタポンプ４の性能からステップＳ１２で判定する所定時間を演算し、図２のステップＳ１以降の処理を開始する。ここで、制御部２１は、ステップＳ１２で判定する所定時間を演算することで、ステップＳ１３での循環制御弁８の駆動タイミングを決定する。
【００８０】
このような起動制御設定処理を行う燃料電池システムによれば、起動時の燃料電池スタック１の温度に応じて起動時に取り出し可能な出力電力を演算し、取り出し可能な出力電力に応じて、ステップＳ６における所定封入圧力、ステップＳ９において供給する燃料ガスの電力取出時圧力、ステップＳ１３における循環制御弁８の駆動タイミングを変化させる。
【００８１】
これにより、燃料電池システムは、起動するときの燃料電池スタック１の冷機、暖機に拘わらず燃料電池スタック１の温度状態に応じた最適な出力電力を安定して取り出すことができる。
【００８２】
「システム再起動制御処理」
図６に、図１に示す燃料電池システムにおいて、システム再起動制御処理をするときの制御部２１の処理手順を示す。
【００８３】
制御部２１は、図２中のステップＳ１１において燃料電池スタック１の出力を停止させたことに応じて、ステップＳ３１以降のシステム再起動制御処理を開始する。
【００８４】
ステップＳ３１において、制御部２１は、所定の圧力で燃料ガスを封入するように供給圧制御弁３、循環制御弁８及び開放弁１５を制御すると共に、燃料ガスと同じ所定の圧力で酸化剤ガスを燃料電池スタック１内に封入するように空気供給装置１２及び排圧制御弁１３を制御する。
【００８５】
次のステップＳ３２において、制御部２１は、外部からの命令により燃料電池スタック１から出力電力を取り出す出力要求が入力されているか否かを判定する。制御部２１は出力要求があるときにはステップＳ３３に進んで、要求された出力電力に応じて燃料ガス及び酸化剤ガスを供給して出力電力を取り出す通常運転を行う。一方、制御部２１は出力要求がないと判定したときにはステップＳ３４に処理を進める。
【００８６】
ステップＳ３４において、制御部２１は、運転者に操作されるイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）がオフ状態であるか否かを判定する。制御部２１はイグニッションスイッチがオフ状態でないと判定したときにはステップＳ３２に処理を戻し、イグニッションスイッチがオフ状態であるときにはステップＳ３５に処理を進め、燃料電池システム全体を停止させる。
【００８７】
次のステップＳ３６において制御部２１は、燃料電池システム再起動を開始し、ステップＳ３７において、図示しない燃料電池スタック１の温度を検出する温度センサからのセンサ信号を入力して温度を認識すると共に、第３圧力センサ１０からのセンサ信号を入力することで燃料電池スタック１内に残余する燃料ガスによる残余封入圧力を検出する。
【００８８】
次のステップＳ３８において、制御部２１は、予め内部のメモリ内に格納しておいた残余封入圧力に対する燃料電池スタック１の取り出し可能な出力電力との関係を示す出力対圧力対応マップを読み出す処理をする。これにより、制御部２１は、ステップＳ３７で検出した残余封入圧力に対する出力電力を認識する。次いで、制御部２１は、認識した出力電力をステップＳ３７で検出した温度に応じて補正をする。
【００８９】
このようなシステム再起動制御処理をする制御部２１によれば、ステップＳ１１で燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを停止した後であっても、次のステップＳ８で取り出す出力電力を、残余封入圧力及び温度に従って決定することができる。
【００９０】
したがって、この燃料電池システムによれば、システムを停止するに際してステップＳ３１での処理を行うことで常に所定の圧力で燃料ガスを封入した状態にし、残余封入圧力に応じて取り出し可能な出力電力を演算し、演算して得た出力電力に対応させ、ステップＳ９において供給する燃料ガス圧力、ステップＳ１３における循環制御弁８の駆動タイミングを変化させる。
【００９１】
また、このような燃料電池システムによれば、燃料電池スタック１の出力を停止した後であっても、ステップＳ３１で燃料ガス及び酸化剤ガスを所定の圧力で燃料電池スタック１内に封入することにより、システム再起動時にステップＳ２で行うような開放弁１５によるパージ動作を不要として、直接ステップＳ８から処理を開始することができる。したがって、この燃料電池システムによれば、システム再起動に要する時間を短縮することができる。
【００９２】
「通常動作時における循環流量制御処理」
図７に、起動時外の通常動作時における循環流量制御処理を行うときの制御部２１の処理手順を示す。
【００９３】
制御部２１は、上述の図２におけるステップＳ１５以降において、ステップＳ４１以降の処理を行う。
【００９４】
ステップＳ４１において、制御部２１は、現在の燃料電池スタック１の状態を検出し、最適な燃料ガス循環流路Ｌ２での燃料ガス流量を演算する。ここで、制御部２１は、図示しない温度センサや電圧センサにより燃料電池スタック１の状態を検出し、検出した燃料電池スタック１の状態に対する必要な燃料ガス流量を演算することで、燃料ガス循環流路Ｌ２での最適な循環流量を演算する。
【００９５】
次のステップＳ４２において、制御部２１は、現在の燃料ガス循環流路Ｌ２の循環流量が、ステップＳ４１で演算して得た最適値であるか否かの判定をする。ここで、制御部２１は、例えば燃料ガス循環流路Ｌ２に設けられた流量センサなどの流量検出手段を使用して燃料ガス循環流路Ｌ２の循環流量を検出する。制御部２１は、現在の燃料ガス循環流路Ｌ２の循環流量が最適値であると判定したときにはステップＳ４１に処理を戻し、現在の燃料ガス循環流路Ｌ２の循環流量が最適値でないと判定したときにはステップＳ４３に処理を進める。
【００９６】
ステップＳ４３において、制御部２１は、ステップＳ４２で検出した現在の循環流量が、ステップＳ４１で演算した最適な循環流量よりも大きいか否かの判定をする。制御部２１は、現在の循環流量が最適な循環流量よりも大きいと判定したときにはステップＳ４４に処理を進め、現在の循環流量が最適な循環流量よりも大きくないと判定したときにはステップＳ４６に処理を進める。
【００９７】
ステップＳ４４において、制御部２１は、燃料ガス循環流路Ｌ２での現在の循環流量を小さくするために、循環制御弁８の開度を小さくするように第２アクチュエータ９を制御する。
【００９８】
次のステップＳ４５において、制御部２１は、外部から燃料電池スタック１を停止する命令が入力されたか否かを判定することで燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを停止するか否かの判定をする。制御部２１は、燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを停止すると判定したときには処理を終了し、燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを停止しないと判定したときにステップＳ４１に処理を戻す。
【００９９】
一方、ステップＳ４３で現在の循環流量が最適な循環流量よりも大きくないと判定したときのステップＳ４６において、制御部２１は、燃料ガス循環流路Ｌ２での現在の循環流量を大きくするために、循環制御弁８の開度を大きくするように第２アクチュエータ９を制御する。
【０１００】
次のステップＳ４７において、制御部２１は、外部から燃料電池スタック１を停止する命令が入力されたか否かを判定することで燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを停止するか否かの判定をする。制御部２１は、燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを停止すると判定したときには処理を終了し、燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを停止しないと判定したときにステップＳ４１に処理を戻す。
【０１０１】
このような燃料電池システムによれば、循環制御弁８が開度調整可能な構造を有する場合において、起動時のみならず通常運転時にも循環制御弁８の開度を調整して燃料ガス循環流路Ｌ２の循環流量或いは循環圧力を調整することにより、燃料電池スタック１の負荷や温度などの状態に応じて燃料ガスの利用率を制御することができる。
【０１０２】
［燃料電池システムの他の構成例］
つぎに、本発明を適用した燃料電池システムの第２構成例について説明する。なお、以下の説明において、上述の第１構成例の燃料電池システムと同じ部分については省略する。
【０１０３】
図８に、燃料電池システムの第２構成例を示す。この燃料電池システムは、エゼクタポンプ４及び第２圧力センサ７と燃料電池スタック１との間であって燃料電池スタック１の燃料ガス供給口近傍に配設された第２循環制御弁３１と、第２循環制御弁３１と燃料電池スタック１とを挿通する挿通管の燃料ガス圧力を検出する第５圧力センサ３２と、第２循環制御弁３１の開度を制御する第５アクチュエータ３３とを備える点で、図１に示す燃料電池システムと異なる。なお、以下の説明では、上述の循環制御弁８を、「第１循環制御弁８」と呼ぶ。
【０１０４】
「第２構成例の燃料電池システムの起動制御処理」
図９に、図８に示す燃料電池システムにおいて、起動制御処理をするときの制御部２１の処理手順を示す。
【０１０５】
制御部２１は、外部からの燃料電池スタック１の発電を開始する旨の命令に従って、ステップＳ５１以下の起動制御処理を開始する。
【０１０６】
ステップＳ５１において、制御部２１は、開放弁１５を開状態にするように第４アクチュエータ１６を制御すると共に、第２循環制御弁３１及び第１循環制御弁８を開状態にするように第５アクチュエータ３３及び第２アクチュエータ９を制御する。
【０１０７】
次のステップＳ５２において、制御部２１は、燃料ガス供給装置２及び供給圧制御弁３を制御することで燃料電池スタック１に燃料ガスを供給すると共に、空気供給装置１２を制御して燃料電池スタック１に酸化剤ガスを供給する。これにより、燃料電池システムでは、起動前に燃料電池スタック１及び燃料ガス循環流路Ｌ２内に残留していた残留ガスをパージする。
【０１０８】
次のステップＳ５３において、制御部２１は、図示しない内部のタイマを動作させ、ステップＳ５２において燃料ガス及び酸化剤ガスの供給を開始した時刻から所定時間が経過したか否かの判定をする。制御部２１は、所定時間が経過したと判定したときには、燃料電池スタック１及び燃料ガス循環流路Ｌ２内の残留ガスが排出されて燃料ガスに置換されたとしてステップＳ５４に処理を進める。
【０１０９】
ステップＳ５４において、制御部２１は、燃料電池スタック１への燃料ガス及び酸化剤ガスの供給を停止するように燃料ガス供給装置２、供給圧制御弁３、及び空気供給装置１２を制御すると共に、第１循環制御弁８及び開放弁１５を閉状態にするように第２アクチュエータ９及び第４アクチュエータ１６を制御する。
【０１１０】
ステップＳ５５において、制御部２１は、供給圧制御弁３を制御することにより燃料電池スタック１内が所定封入圧力となるように燃料ガスを燃料電池スタック１に供給すると共に、排圧制御弁１３を制御することにより上記所定圧力と同じ圧力で酸化剤ガスを燃料電池スタック１に供給開始する。
【０１１１】
ステップＳ５４で第１循環制御弁８及び開放弁１５が閉状態であることから、燃料ガス供給流路Ｌ１内、燃料電池スタック１と開放弁１５とを挿通する流路、及び燃料電池スタック１と第１循環制御弁８とを挿通する流路に燃料ガスを封入している状態となる。
【０１１２】
次のステップＳ５６において、制御部２１は、第５圧力センサ３２からのセンサ信号に基づいて、ステップＳ５５で供給開始したことにより燃料電池スタック１内の圧力が所定封入圧力に達したか否かの判定をする。制御部２１は、燃料電池スタック１内が所定封入圧力に達したと判定したときにはステップＳ５７に処理を進める。
【０１１３】
ステップＳ５７において、制御部２１は、第２循環制御弁３１を閉状態にするように第５アクチュエータ３３を制御すると共に、供給圧制御弁３により上記所定封入圧力より高い圧力となるように第１アクチュエータ５を制御して、燃料ガスを供給する。
【０１１４】
これにより、第２循環制御弁３１と第１循環制御弁８との間を上記所定封入圧力とすると共に、供給圧制御弁３と第２循環制御弁３１との間を上記所定封入圧力より高い圧力とする。
【０１１５】
次のステップＳ５８において、制御部２１は、ステップＳ５７で供給開始して、第２圧力センサ７からのセンサ信号に基づいて圧力が所定封入圧力より高い圧力に達したか否かの判定をする。制御部２１は、所定封入圧力より高い圧力に達したと判定したときにはステップＳ５９に処理を進める。
【０１１６】
次のステップＳ５９において、制御部２１は、燃料電池スタック１が発電することによる出力電力の取り出しを開始する。ここで、制御部２１は、燃料電池スタック１で発電して得た出力電力を図示しないバッテリや負荷に供給する制御をする。
【０１１７】
次のステップＳ６０において、制御部２１は、第２循環制御弁３１を開くように第５アクチュエータ３３を制御して燃料ガスを電力取出時圧力で供給し、同時に、空気供給装置１２及び排圧制御弁１３を制御して燃料電池スタック１への燃料ガス供給圧力変化に追従するように酸化剤ガス圧力を制御する。ここで、制御部２１は、燃料電池スタック１から取り出す出力電力に対応した圧力で燃料ガスを供給するように供給圧制御弁３を制御する。
【０１１８】
次のステップＳ６１において、制御部２１は、図示しない燃料電池スタック１に接続された電圧センサからのセンサ信号を取り込んで、燃料電池スタック１から取り込んでいる出力電力値が所定の警告下限電圧を下回っているか否かの判定をする。制御部２１は、出力電圧が警告下限電圧を下回っていると判定したときには燃料電池スタック１が正常に発電反応をしていないとしてステップＳ６２に処理を進める。一方、制御部２１は、出力電圧が警告下限電圧を下回っていないと判定したときには燃料電池スタック１が発電反応を正常に行っているとしてステップＳ６３に処理を進める。
【０１１９】
ステップＳ６２において、制御部２１は、燃料電池スタック１が正常に発電反応をしていないとして燃料電池スタック１からの出力電力の取り出しを停止して、ステップＳ５１に処理を戻す。
【０１２０】
ステップＳ６３において、制御部２１は、ステップＳ５９で燃料電池スタック１からの出力電力の取り出しを開始してから所定時間が経過したか否かの判定をする。制御部２１は所定時間経過したと判定したときにはステップＳ６４に処理を進め、所定時間経過していないと判定したときにはステップＳ６１に処理を戻す。これにより、制御部２１は、ステップＳ５９で出力電力の取り出しを開始してから所定時間を経過した時点で出力電力値が警告下限電圧を上回っていればステップＳ６４に処理を進める。
【０１２１】
ステップＳ６４において、制御部２１は、第１循環制御弁８を開状態にするように第２アクチュエータ９を制御する。
【０１２２】
次のステップＳ６５において、制御部２１は、第１循環制御弁８を開状態にした後の状態において、ステップＳ６１と同様に、燃料電池スタック１から取り込んでいる出力電力値が所定の警告下限電圧を下回っているか否かの判定をし、下回っているときにはステップＳ６２に処理を戻し、下回っていないときにはステップＳ６６に処理を進めて燃料電池スタック１を通常運転させる。
【０１２３】
このような処理を行う燃料電池システムによれば、第２循環制御弁３１と第１循環制御弁８との間の燃料ガス圧力より、供給圧制御弁３と第２循環制御弁３１との間の燃料ガス圧力を高くした状態で燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを開始し、第２循環制御弁３１を開状態にして、更に所定の時差で第１循環制御弁８を開状態とするので、第２循環制御弁３１の下流から燃料電池スタック１に向かって流速の速い燃料ガスを供給することができる。
【０１２４】
したがって、この燃料電池システムによれば、図１の燃料電池システムと比較して、出力電力の取り出し開始時にエゼクタポンプ４から燃料電池スタック１に燃料ガスを放出するエゼクタノズル部の燃料ガス流速を更に増加させ、エゼクタポンプ４のポンプ効果を十分に更に発揮させる状態とすることができ、起動時の出力電力を更に安定させることができる。
【０１２５】
「起動制御設定処理」
上述の燃料電池システムでは、図９におけるステップＳ１の前に、図１０に示す起動制御設定処理を行ってもよい。制御部２１は、外部からの燃料電池スタック１の発電を開始する旨の命令に従って、ステップＳ７１以下の起動制御設定処理を開始する。
【０１２６】
図１０によれば、先ず、ステップＳ７１及びステップＳ７２において、上述のステップＳ２１及びステップＳ２２と同じ処理をすることにより、燃料電池スタック１の温度を認識し、出力補正マップを参照して取り出し可能な出力電力値を演算する。
【０１２７】
次のステップＳ７３において、制御部２１は、ステップＳ７２で得た取り出し可能な出力電力に基づいて、ステップＳ５６における判定の基準となる所定封入圧力及びステップＳ５８における判定の基準となる所定封入圧力より高い圧力、ステップＳ６０の出力電力の取り出し開始時に供給圧制御弁３により供給する電力取出時圧力、燃料ガス循環流路Ｌ２の配管容積及びエゼクタポンプ４の性能からステップＳ６３で判定する所定時間を演算し、図９のステップＳ５１以降の処理を開始する。ここで、制御部２１は、ステップＳ６３で判定する所定時間を演算することで、ステップＳ６４での第１循環制御弁８の駆動タイミングを決定する。
【０１２８】
このような起動制御設定処理を行う燃料電池システムによれば、起動時の燃料電池スタック１の温度に応じて起動時に取り出し可能な出力電力を演算し、取り出し可能な出力電力に応じて、所定封入圧力及び所定封入圧力より高い圧力、ステップＳ６０における電力取出時圧力、ステップＳ６４における循環制御弁８の駆動タイミングを変化させる。
【０１２９】
これにより、燃料電池システムは、図１に示す燃料電池システムと同様に起動するときの燃料電池スタック１の冷機、暖機に拘わらず燃料電池スタック１の温度状態に応じた最適な出力電力を安定して取り出すことができると共に、図１に示す燃料電池システムよりもより素早く安定した出力電力を取り出すことができる。
【０１３０】
「システム再起動制御処理」
図１１に、図８に示す燃料電池システムにおいて、システム再起動制御処理をするときの制御部２１の処理手順を示す。
【０１３１】
図１１によれば、制御部２１は、上述のステップＳ３１〜ステップＳ３７で説明した処理と同様に、ステップＳ８１〜ステップＳ８７の処理を行ってステップＳ８８に処理を進める。
【０１３２】
ステップＳ８８において、制御部２１は、予め内部のメモリ内に格納しておいた残余封入圧力に対する燃料電池スタック１の取り出し可能な出力電力との関係を示す出力対圧力対応マップを読み出す処理をする。これにより、制御部２１は、ステップＳ８７で検出した残余封入圧力に対する出力電力を認識する。次いで、制御部２１は、認識した出力電力をステップＳ８７で検出した温度に応じて補正をすると共に、補正した出力電力を得るための所定封入圧力、所定封入圧力より高い圧力、第１循環制御弁８を開状態にする駆動タイミングを補正する。
【０１３３】
このようなシステム再起動制御処理をする制御部２１によれば、ステップＳ６２で燃料電池スタック１の出力電力の取り出しを停止した後であっても、図１に示す燃料電池システムと同様の効果を得ると共に、図１に示す燃料電池システムよりも素早く更に安定した出力電力を取り出すことができる。
【０１３４】
「通常動作時における循環流量制御処理」
図１２に、図８に示す燃料電池システムにおいて、起動時外の通常動作時における循環流量制御処理の制御部２１の処理手順を示す。
【０１３５】
燃料電池スタック１が通常動作しているとき、ステップＳ９１において、制御部２１は、燃料ガス循環流路Ｌ２の第１循環制御弁８を開状態にするパージ動作が必要であるか否かの判定をする。ここで、パージ動作を行うタイミングはシステムにより異なり、燃料ガス循環流路Ｌ２内に燃料ガスの加湿水が凝縮して滞留した場合、燃料電池スタック１内のガス流路で水詰まりが発生した場合、或いはカソード極１ｂから透過する微量な窒素が蓄積されることで燃料電池スタック１の運転効率を下げるような量に達した場合などを解消するために、所定時間ごとに実行される。制御部２１はパージ動作の必要があると判定したときにはステップＳ９２に処理を進める。
【０１３６】
ステップＳ９２において、制御部２１は、第２循環制御弁３１の開度を小さくするように第５アクチュエータ３３を制御すると共に、供給圧制御弁３を制御してエゼクタポンプ４への燃料ガス供給圧力を高くするように制御する。ここで、制御部２１は、燃料電池スタック１への供給燃料ガス流量及び圧力を変化させない程度に第２循環制御弁３１及び供給圧制御弁３を制御する。これにより、エゼクタポンプ４への供給圧力を上げ、かつエゼクタノズル部の流速を増加させる。
【０１３７】
次のステップＳ９３において、制御部２１は、第１循環制御弁８の開度を全開にするように第２アクチュエータ９を制御すると共に、内部タイマをスタートさせて開放弁１５を所定時間だけ開状態にするように第４アクチュエータ１６を制御する。これにより、燃料電池スタック１及び燃料ガス循環流路Ｌ２内の燃料ガス流速を速くしてパージ動作をする。
【０１３８】
次のステップＳ９４において、制御部２１は、図示しない電圧センサにより燃料電池スタック１のセル単位の出力電圧が下限電圧よりも小さいか否かを判定する。制御部２１は、いずれか一つのセル単位の出力電圧でも下限電圧よりも小さいと判定したときには燃料電池スタック１の異常が発生したとして燃料電池スタック１からの出力電力の取り出しを停止する。一方、制御部２１は、セル単位の出力電圧が下限電圧よりも小さくないと判定したときには、燃料電池スタック１が正常に発電反応をしているとしてステップＳ９５に処理を進める。
【０１３９】
ステップＳ９５において、制御部２１は、スタートさせたタイマで所定時間が終了したか否かを判定し、所定時間が経過したと判定したときにはステップＳ９１に処理を戻す。
【０１４０】
このような処理を行う図８に示す燃料電池システムによれば、パージ動作を行うに際して、燃料電池スタック１に供給する燃料ガス流量及び圧力を変化させずに、第２循環制御弁３１の開度を小さくし、エゼクタノズル部での流速が増し、燃料ガス循環流路Ｌ２内の凝縮水や窒素を排出しやすくすると共に、瞬間的に第１循環制御弁８から開放弁１５に向かって排出される循環流の流れを、パージ動作終了（開放弁１５閉後）時に正常の方向に復帰させやすくする。さらには、燃料ガス循環流路Ｌ２内の圧力がパージ動作直前に増加するので、それがより燃料ガス循環流量Ｌ２内の凝縮水や窒素を排出しやすくする。
【０１４１】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した燃料電池システムの第１構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した燃料電池システムにおいて、起動制御処理をするときの制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は燃料電池スタックを起動するときの燃料電池電圧の変化を説明するための図であり、（ｂ）は燃料電池スタックを起動するときの燃料ガス循環流路内の燃料ガス循環量の変化を説明するための図である。
【図４】本発明を適用した燃料電池システムにおいて、起動制御設定処理をするときの制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】起動制御設定処理を行うに際して参照する、燃料電池スタックの温度により変化する燃料電池スタックの負荷割合と取り出し可能な出力電力との関係を示す出力補正マップを説明するための図である。
【図６】本発明を適用した燃料電池システムにおいて、システム再起動制御処理をするときの制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明を適用した燃料電池システムにおいて、起動時外の通常動作時における循環流量制御処理を行うときの制御部２１の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明を適用した燃料電池システムの第２構成例を示すブロック図である。
【図９】第２構成例の燃料電池システムにおいて、起動制御処理をするときの制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２構成例の燃料電池システムにおいて、起動制御設定処理をするときの制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第２構成例の燃料電池システムにおいて、システム再起動制御処理をするときの制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】第２構成例の燃料電池システムにおいて、通常動作時における循環流量制御処理の制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】従来の燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 燃料電池スタック
２ 燃料ガス供給装置
３ 供給圧制御弁
４ エゼクタポンプ
５ 第１アクチュエータ
６ 第１圧力センサ
７ 第２圧力センサ
８ 循環制御弁（第１循環制御弁）
９ 第２アクチュエータ
１０ 第３圧力センサ
１１ 第４圧力センサ
１２ 空気供給装置
１３ 排圧制御弁
１４ 第３アクチュエータ
１５ 開放弁
１６ 第４アクチュエータ
２１ 制御部
３１ 第２循環制御弁
３２ 第５圧力センサ
３３ 第５アクチュエータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell system that supplies fuel gas and oxidant gas to a fuel cell and starts power generation of the fuel cell.
[0002]
[Prior art]
As a conventional fuel cell system, one using a so-called fuel cell stack as a power generation source is known. The fuel cell stack is formed by laminating a plurality of fuel cell structures each having a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between an oxidant electrode and a fuel electrode via a separator. In this fuel cell system, hydrogen is supplied to the fuel cell stack as fuel gas to the fuel electrode, and oxygen-containing air is supplied to the air electrode, thereby directly reacting hydrogen and oxygen to generate electricity. To do.
[0003]
In this fuel cell stack, the power generation reaction is affected by the mass transfer rate in the electrolyte membrane and the diffusion state of the fuel gas and the oxidant gas. Therefore, in the conventional fuel cell system, it is necessary to supply a larger amount of fuel gas and oxidant gas than the fuel gas and oxidant gas corresponding to the power taken out from the fuel cell stack, and the fuel gas that does not contribute to the reaction is discarded. Was.
[0004]
On the other hand, in the conventional fuel cell system, in order to reduce the amount of discarded fuel gas, by using an ejector pump that circulates the fuel gas discharged from the fuel cell stack again to the fuel electrode side of the fuel cell stack. A fuel gas circulation system was configured to suppress wasteful disposal of fuel gas.
[0005]
Various fuel cell systems having such a fuel gas circulation system have been proposed in order to stabilize the power generation output of the fuel cell stack. In a conventional fuel cell system, the ratio between the supply amount and the circulation amount is not controlled, and the ratio between the supply amount and the circulation amount is determined only by the circulating fuel gas pressure. There was a problem that it fluctuated greatly depending on operating conditions.
[0006]
Therefore, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-213353, a fuel gas flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate of the fuel gas is provided in the fuel gas circulation path constituting the fuel gas circulation system. Such a fuel cell system proposes always stable operation of the fuel cell stack by adjusting the flow rate and pressure of the fuel gas circulation path according to the load of the fuel cell stack.
[0007]
An example of a conventional fuel cell system is shown in FIG.
[0008]
This fuel cell system includes a fuel gas supply path L101 that supplies fuel gas to the anode electrode (fuel electrode) of the fuel cell stack 101, a fuel gas circulation path L102 that circulates fuel gas, and an air supply device 111 that connects the fuel cell stack 101 to the fuel cell stack 101. An air supply path L103 for supplying air to the cathode electrode (oxidant electrode) and a cooling medium circulation path L104 for supplying a cooling medium to the fuel cell stack 101 are provided.
[0009]
The fuel cell system includes an exhaust pressure adjustment valve 112 that adjusts the air pressure in the fuel cell stack 101 and a plurality of pressure sensors 113.
[0010]
In such a fuel cell system, the fuel gas accumulated in the fuel gas supply device 121 is regulated by the supply pressure adjusting valve 122, supplied to the fuel cell stack 101 via the ejector pump 123, and discharged from the fuel cell stack 101. The discharged fuel gas is supplied again to the fuel cell stack 101 by the ejector pump 123 via the fuel gas circulation path L102.
[0011]
In this fuel cell system, at the time of start-up, in order to accumulate sufficient fuel gas in the fuel gas circulation path L102, first, supply of fuel gas from the fuel gas supply device 121 is started and fuel in the fuel cell stack 101 is started. The release valve 124 provided on the gas discharge side is opened. As a result, the air remaining in the fuel gas circulation path L102 before startup is replaced with the fuel gas. Then, the release valve 124 is closed to complete the power generation preparation.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional fuel cell system using the ejector pump 123 on the anode side, when power is taken out from the fuel cell stack 101 at the time of startup, the power is first taken out, and the pressure in the fuel cell stack 101 is equal to the consumed fuel gas. Since the fuel gas begins to flow from the fuel supply flow path L101 to the ejector pump 123 only when the pressure becomes low, the flow velocity in the ejector nozzle portion is small, and the pressure drop near the ejector nozzle portion does not occur steeply. Can't get.
[0013]
Therefore, the conventional fuel cell system may not be able to obtain a sufficient amount of fuel gas circulation during startup. Therefore, the conventional fuel cell system has a problem that desired generated power cannot be stably taken out after the fuel cell stack 101 is started.
[0014]
In order to solve this problem, in the conventional fuel cell system, an open valve 124 is provided so that a part of the fuel gas circulation path L102 can be opened to the outside at the start, and the fuel gas is supplied with the open valve 124 open. A method is also proposed in which the flow rate at the ejector nozzle portion is secured, and the extraction of generated power from the fuel cell stack 101 is started in a state where sufficient fuel gas is circulating in the fuel gas circulation path L102. However, since a sufficient circulation flow rate is obtained in the fuel gas circulation path L102 and the take-off of the electric power is stabilized, the release valve 124 is closed, so that it is necessary to discard a considerable amount of fuel gas until then. There is.
[0015]
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and provides a fuel cell system that can quickly obtain a stable power generation output when a fuel cell stack is started.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problem, in the invention according to claim 1, the electrolyte membrane is sandwiched between the oxidant electrode and the fuel electrode, and the oxidant gas is supplied to the oxidant electrode side, A fuel cell for generating power by supplying fuel gas to the fuel electrode side, an oxidant gas supply means for supplying oxidant gas to the fuel cell via the oxidant gas supply channel, and a fuel gas supply channel A fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell; a fuel gas pressure control valve disposed in the fuel gas supply flow path for controlling the fuel gas pressure supplied from the fuel gas supply means to the fuel cell; Circulating means for circulating the fuel gas discharged from the fuel gas discharge port of the fuel cell to the fuel gas supply port of the fuel cell via a fuel gas circulation flow path, and in the vicinity of the fuel gas discharge port of the fuel cell And the above fuel gas circulation Disposed in the flow path, a first circulation control valve for controlling the fuel gas pressure in the fuel cell,An open valve for discharging the fuel gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the outside;When starting the fuel cell,After controlling the first circulation control valve and the release valve to the open state,The fuel gas pressure control valve is controlled so that fuel gas is supplied from the fuel gas supply means to the fuel cell at a predetermined pressure.AfterIn the fuel cellofFuel gasButPrescribed sealing pressureBecomelikeThe release valve andAfter taking control to close the first circulation control valve, start taking out the power generated by the fuel cell.After that, the first circulation control valve is controlled to be opened.And control meansThe predetermined sealing pressure is set in a range that suppresses a decrease in the output voltage of the fuel cell due to a shortage of fuel gas in the fuel cell immediately after the generated power of the fuel cell is taken out.
[0017]
In the invention according to claim 2, the control means starts taking out the generated power of the fuel cell, and at the same time, temporarily adjusts the pressure of the fuel gas supplied from the fuel gas supply means to the fuel cell from the predetermined pressure. The fuel gas pressure control valve is controlled so as to increase the pressure at the time of power extraction, and the opening degree of the first circulation control valve is increased after a predetermined time has elapsed.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, the fuel cell further comprises temperature detection means for detecting the temperature of the fuel cell, and the control means is configured to detect the temperature of the fuel cell detected by the temperature detection means when starting the fuel cell. In response, the predetermined sealing pressure, the power take-out pressure, and the take-out start timing of the generated power of the fuel cell are set.
[0019]
In the invention according to claim 4, when the fuel cell is stopped, the control means closes the first circulation control valve, encloses fuel gas in the fuel cell, and then starts the fuel cell. At this time, the pressure at the time of taking out the electric power and the start timing of taking out the generated electric power of the fuel cell are set according to the pressure of the fuel gas remaining in the fuel cell.
[0020]
In the invention according to claim 5, the state detecting means for detecting the state of the fuel cell, and the circulation for calculating the circulation flow rate of the fuel gas circulation channel based on the state of the fuel cell detected by the state detecting means The apparatus further comprises a flow rate calculation means and a circulation flow rate control means for controlling the opening degree of the first circulation control valve in accordance with the circulation flow rate calculated by the circulation flow rate calculation means.
[0021]
The invention according to claim 6 further includes a second circulation control valve provided in the vicinity of the fuel gas supply port of the fuel cell, wherein the control means supplies the fuel gas at a predetermined pressure before the fuel cell is started. After that, the first circulation control valve and the second circulation control valve are closed to control the fuel gas to be sealed in the fuel cell at a predetermined sealing pressure, and at a pressure higher than the predetermined sealing pressure higher than the predetermined sealing pressure. The fuel gas pressure control valve is controlled so as to supply fuel gas, and at the same time as the extraction of the generated power of the fuel cell is started, the second circulation control valve is opened, and the second circulation control valve is opened after a predetermined time has elapsed. 1 Control to increase the opening of the circulation control valve.
[0022]
The invention according to claim 7 further includes temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell, and the control means is configured to detect the temperature of the fuel cell detected by the temperature detecting means when starting the fuel cell. Accordingly, the predetermined sealing pressure, a pressure higher than the predetermined sealing pressure, and control timings of the first circulation control valve and the second circulation control valve are set.
[0023]
In the invention according to claim 8, when the fuel cell is stopped, the control means closes the first circulation control valve and the second circulation control valve and encloses fuel gas in the fuel cell. When the fuel cell is started, a pressure higher than a predetermined sealed pressure and control timings of the first circulation control valve and the second circulation control valve are set according to the pressure remaining in the fuel cell.
[0024]
The invention according to claim 9 is provided on the fuel gas discharge port side of the fuel cell, and an opening valve for releasing the fuel gas to the outside, and the opening degree of the first circulation control valve is reduced when performing the purge operation. And a purge control means for fully opening the second circulation control valve and opening the open valve to purge the fuel gas passage and the fuel gas circulation passage in the fuel cell. In addition.
[0025]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when starting the fuel cell, the first circulation control valve is configured so that the fuel gas is supplied to the fuel cell at a predetermined pressure, and the fuel gas is sealed in the fuel cell at a predetermined sealing pressure. After the control to close the fuel cell, the extraction of the generated power of the fuel cell is started. Therefore, the fuel gas sealed in the fuel cell inlet passage and the circulation passage at the pressure set in advance becomes the fuel at the start of power generation. Since it flows into the battery inlet side at once, sufficient fuel gas is supplied to the output, and immediately after the generated power is taken out, the rapid decrease in the output voltage of the fuel cell due to the shortage of fuel gas in the fuel cell is suppressed. be able to.
[0026]
Therefore, according to the fuel cell system of the first aspect, the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell is increased at the start of the extraction of the generated power, and the effect as the circulating means is sufficiently exerted to quickly obtain stable output power. be able to.
[0027]
According to the invention of claim 2, at the same time as the start of taking out the generated electric power of the fuel cell, the pressure of the fuel gas supplied to the fuel cell is set to the pressure at the time of electric power extraction that is temporarily increased from the predetermined pressure. Since the opening degree of the first circulation control valve is controlled to increase after a lapse of time, the backflow of the fuel gas from the fuel gas circulation channel to the fuel gas discharge port of the fuel cell when the first circulation control valve is opened. Can be prevented, and the effect as the circulation means can be further sufficiently exerted.
[0028]
According to the third aspect of the invention, when starting the fuel cell, the predetermined sealing pressure, the power extraction pressure, and the extraction start timing of the generated power of the fuel cell are set according to the detected temperature of the fuel cell. The optimum output power corresponding to the temperature state of the fuel cell can be stably taken out regardless of whether the fuel cell is cold or warm when starting up.
[0029]
According to the fourth aspect of the present invention, when the fuel cell is stopped, the first circulation control valve is closed to fill the fuel cell with the fuel gas, and then when the fuel cell is started up, the fuel cell remains in the fuel cell. The pressure at which the power is taken out and the start timing for taking out the generated power of the fuel cell are set according to the pressure of the fuel gas being used. The time required can be shortened.
[0030]
According to the invention of claim 5, since the circulation flow rate of the fuel gas circulation passage is calculated based on the state of the fuel cell, and the opening degree of the first circulation control valve is controlled according to the circulation flow rate obtained by the calculation, An optimal operating state of the fuel cell can be realized by appropriately controlling the circulation flow rate with the first circulation control valve.
[0031]
According to the sixth aspect of the present invention, before starting the fuel cell, after supplying the fuel gas at a predetermined pressure, the first circulation control valve and the second circulation control valve are closed to supply the fuel gas into the fuel cell. The second circulation is performed at the same time as the fuel gas pressure control valve is controlled so that the fuel gas is supplied at a pressure higher than the predetermined sealing pressure by controlling the sealing with the sealing pressure, and the fuel cell power generation is started to be taken out. Since the control valve is opened and control is performed to increase the opening of the first circulation control valve after a predetermined time has elapsed, the fuel gas having a high flow rate from the downstream of the first circulation control valve toward the fuel cell at the start of generation of generated power Can be supplied, and the generated power at the time of startup can be stabilized more quickly.
[0032]
According to the seventh aspect of the present invention, the predetermined sealing pressure, a pressure higher than the predetermined sealing pressure, the first circulation control valve, and the first number are determined according to the temperature of the fuel cell detected by the temperature detecting means when starting the fuel cell. 2 Since the control timing of the circulation control valve is set, it is possible to stably take out the optimal generated power according to the temperature state of the fuel cell regardless of whether the fuel cell is cold or warm when starting up, and more quickly Stable generated power can be extracted.
[0033]
According to the eighth aspect of the invention, when the fuel cell is stopped, the first circulation control valve and the second circulation control valve are closed, the fuel gas is enclosed in the fuel cell, and then the fuel cell is started. After stopping the extraction of the power generated by the fuel cell because the pressure higher than the predetermined sealing pressure and the control timing of the first circulation control valve and the second circulation control valve are set according to the pressure remaining in the fuel cell Even so, it is possible to take out the generated power more quickly and stably.
[0034]
According to the invention of claim 9, when performing the purge operation, after reducing the opening of the first circulation control valve, the opening of the second circulation control valve is fully opened and the open valve is opened, The purge operation of the fuel gas flow path and the fuel gas circulation flow path in the fuel cell is performed, so that when the open valve is opened during purging, the back flow that flows directly from the circulation flow path to the open valve is prevented, and the circulation flow rate after purging Can be quickly stabilized, and the supply gas flow rate can be increased to facilitate the discharge of nitrogen and condensed water accumulated in the circulation channel.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0036]
The present invention is applied to a fuel cell system of a first configuration example configured as shown in FIG. 1, for example.
[0037]
[First configuration example of fuel cell system]
As shown in FIG. 1, the fuel cell system includes a fuel gas supply channel L1 that supplies fuel gas to the anode electrode 1a of the fuel cell stack 1, and fuel gas discharged from the anode electrode 1a of the fuel cell stack 1. A circulating fuel gas circulation channel L2, an oxidizing gas supply channel L3 for supplying an oxidizing gas to the cathode electrode 1b of the fuel cell stack 1, and an oxidizing gas for discharging the oxidizing gas discharged from the cathode electrode 1b. A discharge passage L4 and a cooling medium circulation passage L5 for circulating the cooling medium into the fuel cell stack 1 are provided.
[0038]
The fuel cell system includes a control unit 21 that controls the entire system. The control unit 21 controls the start and stop of the operation of the fuel cell stack 1 by outputting a control signal to each unit described later.
[0039]
A fuel gas supply device 2, a supply pressure control valve 3, and an ejector pump 4 that accumulate fuel gas are disposed in the fuel gas supply flow path L1. Further, in the supply pressure control valve 3, a first actuator 5 that adjusts the opening degree of the supply pressure control valve 3, a first pressure sensor 6 disposed between the supply pressure control valve 3 and the ejector pump 4, And a second pressure sensor 7 disposed between the ejector pump 4 and the fuel cell stack 1.
[0040]
In this fuel cell system, when the fuel cell stack 1 is generated, the opening of the supply pressure control valve 3 is adjusted while referring to the sensor signals detected by the first pressure sensor 6 and the second pressure sensor 7 in the control unit 21. Thus, the first actuator 5 is controlled by the control unit 21 to supply the fuel gas to the anode electrode 1 a of the fuel cell stack 1 via the ejector pump 4.
[0041]
The fuel gas circulation channel L2 includes a circulation control valve 8 provided in the vicinity of the fuel gas discharge port of the fuel cell stack 1, a second actuator 9 for adjusting the opening degree of the circulation control valve 8, the fuel cell stack 1, A third pressure sensor 10 disposed between the circulation control valve 8 and a fourth pressure sensor 11 disposed between the circulation control valve 8 and the ejector pump 4 are provided.
[0042]
In this fuel cell system, when the fuel cell stack 1 is generated, the opening of the supply pressure control valve 3 is adjusted while referring to the sensor signal detected by the first pressure sensor 6 and the second pressure sensor 7 in the control unit 21. The first actuator 5 is controlled by the control unit 21 so as to control the fuel gas supply pressure to the fuel cell stack 1, and the first pressure sensor 6, the second pressure sensor 7, the third pressure sensor 10, and the fourth While referring to the sensor signal detected by the pressure sensor 11 with the control unit 21, the second actuator 9 is controlled with the control unit 21 so as to adjust the opening degree of the circulation control valve 8, and the optimum fuel gas for the fuel cell stack 1 Control to supply flow rate.
[0043]
In the oxidant gas supply flow path L3, for example, an air supply device 12 that takes in external air and supplies it to the fuel cell stack 1 as an oxidant gas is disposed.
[0044]
When the air supply device 12 generates power in the fuel cell stack 1, the drive amount is controlled by a control signal from the control unit 21, whereby the amount of oxidant gas taken in from the outside is controlled, and the oxidant gas supply flow path. An oxidant gas is supplied to L3.
[0045]
In the oxidant gas discharge flow path L4, a discharge pressure control valve 13 provided on the oxidant gas discharge side of the fuel cell stack 1 and a third actuator 14 for adjusting the opening degree of the discharge pressure control valve 13 are disposed. Is done.
[0046]
When the fuel cell stack 1 generates power, the fuel cell system outputs a control signal for adjusting the opening degree of the exhaust pressure control valve 13 to the third actuator 14 to adjust the oxidant gas supply pressure to the fuel cell stack 1. To do.
[0047]
A cooling medium circulation device (not shown) is connected to the cooling medium circulation passage L5, and when the fuel cell stack 1 is driven, the flow rate of the cooling medium is adjusted so as to keep the temperature of the fuel cell stack 1 at a predetermined temperature.
[0048]
The fuel cell system also includes an open valve 15 that discharges the fuel gas discharged from the anode 1 a of the fuel cell stack 1 to the outside, and a fourth actuator 16 that adjusts the opening degree of the open valve 15. The control unit 21 sends a control signal for opening the release valve 15 to the fourth actuator 16 when performing a purge operation for discharging the condensed moisture and nitrogen in the fuel cell stack 1 and the fuel gas circulation flow path L2 to the outside. To supply.
[0049]
As described above, the control unit 21 receives the sensor signal from each pressure sensor, controls the power generation of the fuel cell stack 1 based on the sensor signal, and performs various processes described later. Details of the processing of the control unit 21 will be described later.
[0050]
"Startup control processing of the fuel cell system of the first configuration example"
FIG. 2 shows a processing procedure of the control unit 21 when the activation control process is performed.
[0051]
The control unit 21 starts the activation control process after step S1 in accordance with an instruction to start power generation of the fuel cell stack 1 from the outside.
[0052]
In step S1, the control unit 21 controls the fourth actuator 16 so as to open the release valve 15, and controls the second actuator 9 so as to open the circulation control valve 8.
[0053]
In the next step S2, the control unit 21 controls the fuel gas supply device 2 and the supply pressure control valve 3 to supply fuel gas to the fuel cell stack 1, and also controls the air supply device 12 to control the fuel cell stack. 1 is supplied with an oxidant gas. Thus, in the fuel cell system, a purge operation is performed to release the residual gas remaining in the fuel gas supply flow path L1 and the fuel gas circulation flow path L2 before the fuel cell stack 1 is started.
[0054]
In the next step S3, the control unit 21 operates an internal timer (not shown), and determines whether or not a predetermined time has elapsed from the time when the supply of the fuel gas and the oxidant gas is started in step S2. The predetermined time here is the time required for the fuel cell stack 1 and the fuel gas circulation passage L2 to be replaced with the fuel gas from the residual gas.
[0055]
When it is determined that the predetermined time has not elapsed, the control unit 21 continues to supply the fuel gas and the oxidant gas. On the other hand, when it is determined that the predetermined time has elapsed, the control unit 21 proceeds to step S4 assuming that the residual gas in the fuel cell stack 1 and the fuel gas circulation passage L2 has been discharged and replaced with the fuel gas.
[0056]
In step S4, the control unit 21 controls the fuel gas supply device 2, the supply pressure control valve 3, and the air supply device 12 so as to stop the supply of the fuel gas and the oxidant gas to the fuel cell stack 1, and The second actuator 9 and the fourth actuator 16 are controlled so that the circulation control valve 8 and the release valve 15 are closed.
[0057]
In the next step S5, the control unit 21 controls the supply pressure control valve 3 to supply the fuel gas to the fuel cell stack 1 so that the inside of the fuel cell stack 1 has a predetermined sealed pressure, and the exhaust pressure control valve. 13 is controlled to start supplying the oxidant gas to the fuel cell stack 1 at the same pressure as the predetermined sealing pressure.
[0058]
Since the circulation control valve 8 and the release valve 15 are closed in step S4, the fuel gas supply passage L1, the passage through which the fuel cell stack 1 and the release valve 15 are inserted, and the fuel cell stack 1 and the circulation control. The fuel gas is sealed in the flow path passing through the valve 8.
[0059]
In the next step S6, the control unit 21 starts supplying in step S5, and determines whether or not the pressure in the fuel cell stack 1 has reached a predetermined sealed pressure based on the sensor signal from the third pressure sensor 10. do. When it is determined that the fuel cell stack 1 has reached the predetermined sealed pressure, the control unit 21 proceeds to step S7, and when it is determined that the fuel cell stack 1 has not reached the predetermined sealed pressure, the control unit 21 continues to supply fuel gas to the fuel cell stack 1.
[0060]
In step S7, the control unit 21 operates the built-in timer to hold the predetermined sealing pressure reached in step S6 for a predetermined time.
[0061]
In the next step S <b> 8, the control unit 21 starts taking out output power due to the power generation by the fuel cell stack 1. Here, the control unit 21 performs control to supply output power obtained by generating power with the fuel cell stack 1 to a battery or a load (not shown).
[0062]
In the next step S9, the control unit 21 controls the first actuator 5 so as to open the supply pressure control valve 3 by a predetermined degree of opening so that the fuel gas is brought into the power take-out pressure, and at the same time, the air supply device 12 and the exhaust pressure control. The oxidant gas supply pressure is controlled so as to follow the change in the fuel gas supply pressure to the fuel cell stack 1 by controlling the valve 13.
[0063]
In the next step S10, the control unit 21 takes in a sensor signal from a voltage sensor connected to the fuel cell stack 1 (not shown), and the output voltage value taken in from the fuel cell stack 1 becomes a preset warning lower limit voltage. It is judged whether it is below. Here, the warning lower limit voltage is a lower limit value of the output voltage at which it is recognized that the fuel cell stack 1 is normally generating and reacting in a state where fuel gas and oxidant gas are supplied.
[0064]
When it is determined that the output voltage is lower than the warning lower limit voltage, the control unit 21 determines that the fuel cell stack 1 is not normally generating power and proceeds to step S11. On the other hand, when the control unit 21 determines that the output power is not lower than the warning lower limit voltage, the control unit 21 proceeds to step S12 assuming that the fuel cell stack 1 is normally performing the power generation reaction.
[0065]
In step S11, the control unit 21 stops taking out the output power from the fuel cell stack 1, assuming that the fuel cell stack 1 is not normally generating power, and returns the process to step S1.
[0066]
In step S12, the control unit 21 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the start of taking out the output power from the fuel cell stack 1 in step S8. When it is determined that the predetermined time has elapsed, the control unit 21 proceeds to step S13, and when it is determined that the predetermined time has not elapsed, the control unit 21 returns the process to step S10. Thereby, the control part 21 will advance a process to step S13, if the output voltage value has exceeded the warning minimum voltage when the predetermined time passes after starting taking out of output power in step S8.
[0067]
In step S <b> 13, the control unit 21 controls the second actuator 9 so as to open the circulation control valve 8.
[0068]
In the next step S14, the control unit 21 sets the output voltage value taken from the fuel cell stack 1 below the predetermined warning lower limit voltage in the state after the circulation control valve 8 is opened, as in step S10. If it is below, the process returns to step S11. If not below, the process proceeds to step S15 to cause the fuel cell stack 1 to operate normally.
[0069]
According to the fuel cell system that performs such processing, as shown in FIG. 3, the supply pressure control valve 3 is opened in step S5 and sealed with fuel gas at a predetermined sealing pressure, and time t1 (step S8). Thus, the amount of fuel gas circulation when the extraction of the output power of the fuel cell stack 1 is started can be increased (b), so that a rapid decrease in the output voltage immediately after time t1 can be suppressed.
[0070]
As a result, the fuel cell system increases the fuel gas flow rate of the ejector nozzle part that discharges the fuel gas from the ejector pump 4 to the fuel cell stack 1 at the start of output power extraction, so that the pump effect of the ejector pump 4 is fully exhibited. Therefore, when the fuel cell stack 1 is started, a stable power generation state can be obtained quickly.
[0071]
On the other hand, when the fuel gas is not sealed by the circulation control valve 8 in advance, as shown in the comparative example in FIG. 3, when the extraction of the output power from the fuel cell stack is started, As the fuel gas is consumed, the fuel gas flows in from both the fuel gas inlet and outlet due to the pressure drop that occurs, and the reverse flow in the fuel gas circulation passage does not provide a sufficient circulation flow rate, that is, a sufficient fuel gas supply amount. (B) The output voltage suddenly decreases immediately after the start of power generation (a).
[0072]
Further, according to the fuel cell system that performs the start-up control process described above, the output power is set so that the circulation control valve 8 is opened in step S13 after a predetermined time has elapsed since the extraction of output power was started in step S8. Since a predetermined time difference is given from the take-out start time to the time when the circulation control valve 8 is opened, the reverse flow to the fuel gas outlet at the start of power generation is prevented, and the circulation flow in the normal direction is started immediately after the start of power generation. Since it can be formed, a sufficient supply flow rate of the fuel gas can be ensured, and the prevention of a decrease in output voltage can be further reinforced.
[0073]
Further, according to this fuel cell system, it is not necessary to ensure the circulation amount by starting the power generation with the purge operation, so that the fuel gas is not consumed unnecessarily.
[0074]
"Startup control setting process"
In the fuel cell system described above, the output power that can be taken out from the fuel cell stack 1, the predetermined sealing pressure that serves as a criterion for determination in step S6, and the fuel gas pressure that is supplied by the supply pressure control valve 3 at the start of taking out the output power in step S9 Although the case where the predetermined time determined in step S12 has been set in advance has been described, it is desirable to perform the activation control setting process shown in FIG. 4 before step S1 in FIG.
[0075]
The control unit 21 starts the activation control setting process after step S21 in accordance with an instruction to start power generation of the fuel cell stack 1 from the outside.
[0076]
According to FIG. 4, first, in step S21, the control unit 21 obtains the temperature of the fuel cell stack 1 by inputting a sensor signal from a temperature sensor that detects the temperature of the fuel cell stack 1 (not shown).
[0077]
In the next step S22, the control unit 21 refers to the output correction map as shown in FIG. 5 according to the temperature of the fuel cell stack 1 obtained in step S21, and the output power that can be extracted from the fuel cell stack 1 Calculate the value.
[0078]
The output correction map shown in FIG. 5 has the load ratio [%] indicating the voltage value with respect to the maximum output power that can be extracted from the fuel cell stack 1 as the horizontal axis, and the output power value that can be extracted from the fuel cell stack 1 according to the temperature. Is expressed on the vertical axis. The control unit 21 stores, as a table, output power values that can be taken out with respect to the load ratio, which vary depending on the temperature of the fuel cell stack 1 or the fuel gas pressure, in an internal memory. In step S22, the control unit 21 calculates an output power value that can be taken out with respect to the load ratio in accordance with the temperature of the fuel cell stack 1 detected in step S21.
[0079]
In the next step S23, the control unit 21 determines the supply pressure control valve at the start of extraction of the predetermined enclosed pressure, which is a determination criterion in step S6, and output power in step S9, based on the output power that can be extracted obtained in step S22. 2 calculates the predetermined time determined in step S12 from the pressure at the time of power extraction of the fuel gas supplied by No. 3, the piping volume of the fuel gas circulation passage L2, and the performance of the ejector pump 4, and starts the processing after step S1 in FIG. . Here, the control part 21 determines the drive timing of the circulation control valve 8 in step S13 by calculating the predetermined time determined in step S12.
[0080]
According to the fuel cell system that performs such startup control setting processing, the output power that can be taken out at the start-up is calculated according to the temperature of the fuel cell stack 1 at the start-up, and step S6 is executed according to the output power that can be taken out. In step S9, the pressure at the time of taking out the power of the fuel gas supplied in step S9, and the drive timing of the circulation control valve 8 in step S13 are changed.
[0081]
As a result, the fuel cell system can stably take out the optimum output power corresponding to the temperature state of the fuel cell stack 1 regardless of whether the fuel cell stack 1 is cold or warm when starting up.
[0082]
"System restart control process"
FIG. 6 shows a processing procedure of the control unit 21 when performing a system restart control process in the fuel cell system shown in FIG.
[0083]
In response to stopping the output of the fuel cell stack 1 in step S11 in FIG. 2, the control unit 21 starts the system restart control process after step S31.
[0084]
In step S31, the control unit 21 controls the supply pressure control valve 3, the circulation control valve 8 and the release valve 15 so as to enclose the fuel gas at a predetermined pressure, and at the same pressure as the fuel gas, the oxidant gas. The air supply device 12 and the exhaust pressure control valve 13 are controlled so as to be sealed in the fuel cell stack 1.
[0085]
In the next step S32, the control unit 21 determines whether or not an output request for extracting output power from the fuel cell stack 1 is input in accordance with an external command. When there is an output request, the control unit 21 proceeds to step S33, and performs a normal operation in which fuel gas and oxidant gas are supplied according to the requested output power to extract the output power. On the other hand, when the control unit 21 determines that there is no output request, the process proceeds to step S34.
[0086]
In step S34, the control unit 21 determines whether or not the ignition switch (IGN) operated by the driver is in an OFF state. When it is determined that the ignition switch is not in the off state, the control unit 21 returns the process to step S32, and when the ignition switch is in the off state, the process proceeds to step S35 to stop the entire fuel cell system.
[0087]
In the next step S36, the control unit 21 starts restarting the fuel cell system. In step S37, the controller 21 recognizes the temperature by inputting a sensor signal from a temperature sensor that detects the temperature of the fuel cell stack 1 (not shown). By inputting the sensor signal from the third pressure sensor 10, the residual sealing pressure due to the fuel gas remaining in the fuel cell stack 1 is detected.
[0088]
In the next step S38, the control unit 21 performs a process of reading an output-to-pressure correspondence map indicating the relationship between the remaining enclosed pressure stored in advance in the internal memory and the output power that can be taken out of the fuel cell stack 1. To do. Thereby, the control part 21 recognizes the output electric power with respect to the residual enclosure pressure detected by step S37. Next, the control unit 21 corrects the recognized output power according to the temperature detected in step S37.
[0089]
According to the control unit 21 that performs such a system restart control process, even after the output power output from the fuel cell stack 1 is stopped in step S11, the remaining output power is output in the next step S8. It can be determined according to pressure and temperature.
[0090]
Therefore, according to this fuel cell system, when the system is stopped, the process in step S31 is performed so that the fuel gas is always sealed at a predetermined pressure, and the output power that can be taken out is calculated according to the remaining sealed pressure. Then, the fuel gas pressure supplied in step S9 and the drive timing of the circulation control valve 8 in step S13 are changed in accordance with the output power obtained by the calculation.
[0091]
Further, according to such a fuel cell system, even after the output of the fuel cell stack 1 is stopped, the fuel gas and the oxidant gas are sealed in the fuel cell stack 1 at a predetermined pressure in step S31. As a result, the purge operation by the release valve 15 that is performed in step S2 when the system is restarted is unnecessary, and the process can be started directly from step S8. Therefore, according to this fuel cell system, the time required for system restart can be shortened.
[0092]
"Circulating flow control process during normal operation"
FIG. 7 shows a processing procedure of the control unit 21 when performing a circulation flow rate control process in a normal operation outside the startup time.
[0093]
The control unit 21 performs the processing after step S41 after step S15 in FIG.
[0094]
In step S41, the control unit 21 detects the current state of the fuel cell stack 1, and calculates the fuel gas flow rate in the optimum fuel gas circulation passage L2. Here, the control unit 21 detects the state of the fuel cell stack 1 with a temperature sensor or a voltage sensor (not shown), and calculates a necessary fuel gas flow rate for the detected state of the fuel cell stack 1 to thereby obtain a fuel gas circulation flow. The optimum circulation flow rate in the path L2 is calculated.
[0095]
In the next step S42, the control unit 21 determines whether or not the current circulation flow rate of the fuel gas circulation flow path L2 is the optimum value obtained by calculation in step S41. Here, the control unit 21 detects the circulation flow rate of the fuel gas circulation channel L2 using a flow rate detection means such as a flow rate sensor provided in the fuel gas circulation channel L2, for example. When it is determined that the current circulation flow rate of the fuel gas circulation passage L2 is the optimum value, the control unit 21 returns the process to step S41, and determines that the current circulation flow rate of the fuel gas circulation passage L2 is not the optimum value. Sometimes the process proceeds to step S43.
[0096]
In step S43, the control unit 21 determines whether or not the current circulating flow rate detected in step S42 is larger than the optimum circulating flow rate calculated in step S41. When it is determined that the current circulating flow rate is greater than the optimum circulating flow rate, the control unit 21 proceeds to step S44, and when it is determined that the current circulating flow rate is not greater than the optimum circulating flow rate, the process proceeds to step S46. Proceed.
[0097]
In step S44, the control unit 21 controls the second actuator 9 so as to reduce the opening degree of the circulation control valve 8 in order to reduce the current circulation flow rate in the fuel gas circulation flow path L2.
[0098]
In the next step S45, the control unit 21 determines whether to stop taking out the output power of the fuel cell stack 1 by determining whether an instruction to stop the fuel cell stack 1 is input from the outside. To do. The control unit 21 ends the process when it is determined to stop taking out the output power of the fuel cell stack 1, and returns to step S41 when it is determined not to stop taking out the output power of the fuel cell stack 1.
[0099]
On the other hand, in step S46 when it is determined in step S43 that the current circulation flow rate is not larger than the optimum circulation flow rate, the control unit 21 increases the current circulation flow rate in the fuel gas circulation flow path L2. The second actuator 9 is controlled so that the opening degree of the circulation control valve 8 is increased.
[0100]
In the next step S47, the control unit 21 determines whether or not to stop taking out the output power of the fuel cell stack 1 by determining whether or not an instruction to stop the fuel cell stack 1 is input from the outside. To do. The control unit 21 ends the process when it is determined to stop taking out the output power of the fuel cell stack 1, and returns to step S41 when it is determined not to stop taking out the output power of the fuel cell stack 1.
[0101]
According to such a fuel cell system, when the circulation control valve 8 has a structure capable of adjusting the opening degree, the opening degree of the circulation control valve 8 is adjusted not only at the start-up but also at the normal operation to thereby adjust the fuel gas circulation flow. By adjusting the circulation flow rate or the circulation pressure of the path L2, the utilization rate of the fuel gas can be controlled in accordance with the state of the fuel cell stack 1 such as the load and temperature.
[0102]
[Another configuration example of the fuel cell system]
Next, a second configuration example of the fuel cell system to which the present invention is applied will be described. In the following description, the same parts as those of the fuel cell system of the first configuration example described above are omitted.
[0103]
FIG. 8 shows a second configuration example of the fuel cell system. This fuel cell system includes a second circulation control valve 31 disposed between the ejector pump 4 and the second pressure sensor 7 and the fuel cell stack 1 and in the vicinity of the fuel gas supply port of the fuel cell stack 1, The second pressure sensor 32 includes a fifth pressure sensor 32 that detects a fuel gas pressure in an insertion pipe that passes through the two circulation control valve 31 and the fuel cell stack 1, and a fifth actuator 33 that controls the opening degree of the second circulation control valve 31. Thus, it is different from the fuel cell system shown in FIG. In the following description, the above-described circulation control valve 8 is referred to as a “first circulation control valve 8”.
[0104]
“Startup control process of fuel cell system of second configuration example”
FIG. 9 shows a processing procedure of the control unit 21 when the activation control process is performed in the fuel cell system shown in FIG.
[0105]
The control unit 21 starts the activation control process after step S51 in accordance with an instruction to start power generation of the fuel cell stack 1 from the outside.
[0106]
In step S51, the control unit 21 controls the fourth actuator 16 so as to open the release valve 15, and sets the second circulation control valve 31 and the first circulation control valve 8 to open. The actuator 33 and the second actuator 9 are controlled.
[0107]
In the next step S52, the control unit 21 controls the fuel gas supply device 2 and the supply pressure control valve 3 to supply fuel gas to the fuel cell stack 1, and also controls the air supply device 12 to control the fuel cell stack. 1 is supplied with an oxidant gas. Thereby, in the fuel cell system, the residual gas remaining in the fuel cell stack 1 and the fuel gas circulation flow path L2 before starting is purged.
[0108]
In the next step S53, the control unit 21 operates an internal timer (not shown), and determines whether or not a predetermined time has elapsed from the time when the supply of the fuel gas and the oxidant gas is started in step S52. When it is determined that the predetermined time has elapsed, the control unit 21 proceeds to step S54 assuming that the residual gas in the fuel cell stack 1 and the fuel gas circulation passage L2 has been discharged and replaced with the fuel gas.
[0109]
In step S54, the control unit 21 controls the fuel gas supply device 2, the supply pressure control valve 3, and the air supply device 12 so as to stop the supply of the fuel gas and the oxidant gas to the fuel cell stack 1, and The second actuator 9 and the fourth actuator 16 are controlled so that the first circulation control valve 8 and the release valve 15 are closed.
[0110]
In step S55, the control unit 21 controls the supply pressure control valve 3 to supply the fuel gas to the fuel cell stack 1 so that the inside of the fuel cell stack 1 has a predetermined sealed pressure, and the exhaust pressure control valve 13 is set. By controlling, the oxidant gas is started to be supplied to the fuel cell stack 1 at the same pressure as the predetermined pressure.
[0111]
Since the first circulation control valve 8 and the release valve 15 are closed in step S54, the fuel gas supply passage L1, the passage through which the fuel cell stack 1 and the release valve 15 are inserted, and the fuel cell stack 1 The fuel gas is sealed in the flow path passing through the first circulation control valve 8.
[0112]
In the next step S56, based on the sensor signal from the fifth pressure sensor 32, the control unit 21 determines whether or not the pressure in the fuel cell stack 1 has reached a predetermined sealed pressure by starting the supply in step S55. Make a decision. When it is determined that the fuel cell stack 1 has reached the predetermined sealed pressure, the control unit 21 proceeds to step S57.
[0113]
In Step S57, the control unit 21 controls the fifth actuator 33 so as to close the second circulation control valve 31, and the supply pressure control valve 3 controls the first pressure so that the pressure becomes higher than the predetermined sealed pressure. The actuator 5 is controlled to supply fuel gas.
[0114]
As a result, the gap between the second circulation control valve 31 and the first circulation control valve 8 is set to the predetermined sealing pressure, and the gap between the supply pressure control valve 3 and the second circulation control valve 31 is higher than the predetermined sealing pressure. Pressure.
[0115]
In the next step S58, the control unit 21 starts supplying in step S57, and determines whether or not the pressure has reached a pressure higher than a predetermined sealed pressure based on the sensor signal from the second pressure sensor 7. When it is determined that the control unit 21 has reached a pressure higher than the predetermined sealed pressure, the process proceeds to step S59.
[0116]
In the next step S59, the control unit 21 starts taking out the output power due to the power generation by the fuel cell stack 1. Here, the control unit 21 performs control to supply output power obtained by generating power with the fuel cell stack 1 to a battery or a load (not shown).
[0117]
In the next step S60, the control unit 21 controls the fifth actuator 33 so as to open the second circulation control valve 31 to supply the fuel gas at the power take-out pressure, and at the same time, the air supply device 12 and the exhaust pressure control. The oxidant gas pressure is controlled so as to follow the change in the fuel gas supply pressure to the fuel cell stack 1 by controlling the valve 13. Here, the control unit 21 controls the supply pressure control valve 3 so as to supply the fuel gas at a pressure corresponding to the output power extracted from the fuel cell stack 1.
[0118]
In the next step S61, the control unit 21 captures a sensor signal from a voltage sensor (not shown) connected to the fuel cell stack 1, and the output power value captured from the fuel cell stack 1 falls below a predetermined warning lower limit voltage. Judge whether or not. When it is determined that the output voltage is lower than the warning lower limit voltage, the control unit 21 determines that the fuel cell stack 1 is not normally generating power and proceeds to step S62. On the other hand, when it is determined that the output voltage is not lower than the warning lower limit voltage, the control unit 21 proceeds to step S63 assuming that the fuel cell stack 1 is normally performing the power generation reaction.
[0119]
In step S62, the control unit 21 stops taking out the output power from the fuel cell stack 1 on the assumption that the fuel cell stack 1 is not normally generating power, and returns the process to step S51.
[0120]
In step S63, the control unit 21 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the start of taking out the output power from the fuel cell stack 1 in step S59. When it is determined that the predetermined time has elapsed, the control unit 21 proceeds to step S64, and when it is determined that the predetermined time has not elapsed, the process returns to step S61. Thereby, the control part 21 will advance a process to step S64, if the output electric power value has exceeded the warning minimum voltage at the time of having passed predetermined time, after taking out output electric power by step S59.
[0121]
In step S64, the control unit 21 controls the second actuator 9 so as to open the first circulation control valve 8.
[0122]
In the next step S65, the control unit 21 sets the output power value taken from the fuel cell stack 1 to a predetermined warning lower limit voltage in the state after the first circulation control valve 8 is opened, as in step S61. The process is returned to step S62 when it is below, and the process proceeds to step S66 when it is not below and the fuel cell stack 1 is normally operated.
[0123]
According to the fuel cell system that performs such processing, the fuel gas pressure between the second circulation control valve 31 and the first circulation control valve 8 causes the gap between the supply pressure control valve 3 and the second circulation control valve 31. The extraction of the output power of the fuel cell stack 1 is started in a state where the fuel gas pressure is increased, the second circulation control valve 31 is opened, and the first circulation control valve 8 is opened at a predetermined time difference. Therefore, fuel gas having a high flow rate can be supplied from the downstream of the second circulation control valve 31 toward the fuel cell stack 1.
[0124]
Therefore, according to this fuel cell system, as compared with the fuel cell system of FIG. 1, the fuel gas flow rate of the ejector nozzle part that discharges the fuel gas from the ejector pump 4 to the fuel cell stack 1 at the start of output power extraction is further increased. It can be increased, and the pump effect of the ejector pump 4 can be sufficiently exerted, and the output power at startup can be further stabilized.
[0125]
"Startup control setting process"
In the fuel cell system described above, the activation control setting process shown in FIG. 10 may be performed before step S1 in FIG. The control unit 21 starts the activation control setting process after step S71 in accordance with an instruction to start power generation of the fuel cell stack 1 from the outside.
[0126]
According to FIG. 10, first, in steps S71 and S72, the same processing as in steps S21 and S22 described above is performed, so that the temperature of the fuel cell stack 1 can be recognized and retrieved with reference to the output correction map. Calculate the output power value.
[0127]
In the next step S73, the control unit 21 is higher than the predetermined sealing pressure serving as the determination criterion in step S56 and the predetermined sealing pressure serving as the determination criterion in step S58 based on the output power that can be taken out obtained in step S72. The predetermined time determined in step S63 is calculated from the pressure, the pressure at the time of power extraction supplied by the supply pressure control valve 3 at the start of output power output in step S60, the piping volume of the fuel gas circulation passage L2, and the performance of the ejector pump 4. Then, the processing after step S51 in FIG. 9 is started. Here, the control part 21 determines the drive timing of the 1st circulation control valve 8 in step S64 by calculating the predetermined time determined by step S63.
[0128]
According to the fuel cell system that performs such startup control setting processing, the output power that can be taken out at the start-up is calculated according to the temperature of the fuel cell stack 1 at the time of start-up, and the predetermined enclosure is performed according to the output power that can be taken out The pressure higher than the pressure and the predetermined sealed pressure, the power take-out pressure in step S60, and the drive timing of the circulation control valve 8 in step S64 are changed.
[0129]
As a result, the fuel cell system stably stabilizes the optimum output power according to the temperature state of the fuel cell stack 1 regardless of whether the fuel cell stack 1 is cold or warm when starting up in the same manner as the fuel cell system shown in FIG. The output power can be taken out more quickly and stably than the fuel cell system shown in FIG.
[0130]
"System restart control process"
FIG. 11 shows a processing procedure of the control unit 21 when performing a system restart control process in the fuel cell system shown in FIG.
[0131]
According to FIG. 11, the control part 21 performs the process of step S81-step S87 like the process demonstrated by the above-mentioned step S31-step S37, and advances a process to step S88.
[0132]
In step S88, the control unit 21 performs a process of reading an output-to-pressure correspondence map indicating a relationship between the remaining sealed pressure stored in advance in the internal memory and the output power that can be taken out of the fuel cell stack 1. Thereby, the control part 21 recognizes the output electric power with respect to the residual enclosure pressure detected by step S87. Next, the control unit 21 corrects the recognized output power according to the temperature detected in step S87, and at the same time, obtains the corrected output power, a predetermined sealing pressure, a pressure higher than the predetermined sealing pressure, the first circulation control valve. The drive timing for opening 8 is corrected.
[0133]
According to the control unit 21 that performs such a system restart control process, even after the output power output from the fuel cell stack 1 is stopped in step S62, the same effect as that of the fuel cell system shown in FIG. In addition, the output power can be extracted more quickly and more stably than the fuel cell system shown in FIG.
[0134]
"Circulating flow control process during normal operation"
FIG. 12 shows a processing procedure of the control unit 21 of the circulating flow rate control process in the normal operation other than the startup time in the fuel cell system shown in FIG.
[0135]
When the fuel cell stack 1 is operating normally, in step S91, the control unit 21 determines whether or not a purge operation for opening the first circulation control valve 8 of the fuel gas circulation passage L2 is necessary. do. Here, the timing for performing the purge operation differs depending on the system, and when the humidified water of the fuel gas condenses and stays in the fuel gas circulation passage L2, or when the water passage occurs in the gas passage in the fuel cell stack 1 Alternatively, it is executed every predetermined time in order to eliminate a case where the amount of nitrogen permeating from the cathode electrode 1b is accumulated to reach an amount that lowers the operation efficiency of the fuel cell stack 1. When the control unit 21 determines that the purge operation is necessary, the process proceeds to step S92.
[0136]
In step S92, the control unit 21 controls the fifth actuator 33 so as to reduce the opening degree of the second circulation control valve 31, and also controls the supply pressure control valve 3 to supply the fuel gas supply pressure to the ejector pump 4. Is controlled to be higher. Here, the control unit 21 controls the second circulation control valve 31 and the supply pressure control valve 3 so as not to change the flow rate and pressure of the fuel gas supplied to the fuel cell stack 1. As a result, the supply pressure to the ejector pump 4 is increased and the flow velocity of the ejector nozzle portion is increased.
[0137]
In the next step S93, the control unit 21 controls the second actuator 9 so that the opening degree of the first circulation control valve 8 is fully opened, and starts the internal timer to open the release valve 15 for a predetermined time. The fourth actuator 16 is controlled so that Thus, the purge operation is performed by increasing the fuel gas flow velocity in the fuel cell stack 1 and the fuel gas circulation passage L2.
[0138]
In the next step S94, the control unit 21 determines whether or not the output voltage for each cell of the fuel cell stack 1 is smaller than the lower limit voltage by a voltage sensor (not shown). When the control unit 21 determines that any one of the cell-unit output voltages is smaller than the lower limit voltage, the control unit 21 stops taking out the output power from the fuel cell stack 1 because an abnormality of the fuel cell stack 1 has occurred. On the other hand, when the control unit 21 determines that the output voltage in units of cells is not smaller than the lower limit voltage, the control unit 21 proceeds to step S95 assuming that the fuel cell stack 1 is normally generating power.
[0139]
In step S95, the control unit 21 determines whether or not the predetermined time has expired with the started timer, and when it is determined that the predetermined time has elapsed, the process returns to step S91.
[0140]
According to the fuel cell system shown in FIG. 8 that performs such processing, the opening degree of the second circulation control valve 31 is maintained without changing the flow rate and pressure of the fuel gas supplied to the fuel cell stack 1 when performing the purge operation. The flow rate at the ejector nozzle portion is increased, the condensed water and nitrogen in the fuel gas circulation passage L2 are easily discharged, and the first circulation control valve 8 is instantaneously discharged toward the release valve 15. This makes it easy to return the circulating flow to the normal direction when the purge operation ends (after the open valve 15 is closed). Furthermore, since the pressure in the fuel gas circulation flow path L2 increases immediately before the purge operation, it makes it easier to discharge condensed water and nitrogen in the fuel gas circulation flow rate L2.
[0141]
The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first configuration example of a fuel cell system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a control unit when performing start-up control processing in a fuel cell system to which the present invention is applied.
FIG. 3A is a diagram for explaining a change in fuel cell voltage when starting the fuel cell stack, and FIG. 3B is a diagram showing fuel in the fuel gas circulation flow path when starting the fuel cell stack. It is a figure for demonstrating the change of the amount of gas circulation.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a control unit when starting control setting processing is performed in a fuel cell system to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a diagram for explaining an output correction map showing a relationship between a load ratio of the fuel cell stack, which changes depending on the temperature of the fuel cell stack, and output power that can be taken out, which is referred to when performing the startup control setting process; .
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of a control unit when performing a system restart control process in the fuel cell system to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the control unit 21 when performing a circulation flow rate control process in a normal operation outside the startup time in the fuel cell system to which the present invention is applied.
FIG. 8 is a block diagram showing a second configuration example of the fuel cell system to which the present invention is applied.
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of a control unit when performing start-up control processing in the fuel cell system of the second configuration example.
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of a control unit when starting control setting processing is performed in the fuel cell system of the second configuration example.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure of a control unit when performing a system restart control process in the fuel cell system of the second configuration example.
FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of a control unit of a circulating flow rate control process during normal operation in the fuel cell system of the second configuration example.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a conventional fuel cell system.
[Explanation of symbols]
1 Fuel cell stack
2 Fuel gas supply device
3 Supply pressure control valve
4 Ejector pump
5 First actuator
6 First pressure sensor
7 Second pressure sensor
8 Circulation control valve (first circulation control valve)
9 Second actuator
10 Third pressure sensor
11 Fourth pressure sensor
12 Air supply device
13 Exhaust pressure control valve
14 Third actuator
15 Opening valve
16 Fourth actuator
21 Control unit
31 Second circulation control valve
32 5th pressure sensor
33 Fifth actuator

Claims (9)

電解質膜を、酸化剤極と燃料極とにより挟んで構成され、上記酸化剤極側に酸化剤ガスが供給されると共に、上記燃料極側に燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、
酸化剤ガス供給流路を介して上記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、
燃料ガス供給流路を介して上記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
上記燃料ガス供給流路に配設され、上記燃料ガス供給手段から上記燃料電池に供給する燃料ガス圧力を制御する燃料ガス圧力制御弁と、
上記燃料電池の燃料ガス排出口から排出された燃料ガスを、燃料ガス循環流路を介して上記燃料電池の燃料ガス供給口に循環する循環手段と、
上記燃料電池の燃料ガス排出口近傍であって上記燃料ガス循環流路に配設され、上記燃料電池内の燃料ガス圧力を制御する第１循環制御弁と、
上記燃料電池の燃料極から排出された燃料ガスを外部に排出する開放弁と、
上記燃料電池を起動するに際して、上記第１循環制御弁及び上記開放弁を開状態に制御した後に、上記燃料ガス供給手段から上記燃料電池に燃料ガスを所定圧力で供給するように上記燃料ガス圧力制御弁を制御した後に、上記燃料電池内の燃料ガスが所定封入圧力となるように上記開放弁及び上記第１循環制御弁を閉状態にする制御をした後に、上記燃料電池の発電電力の取り出しを開始した後に、上記第１循環制御弁を開状態に制御する制御手段とを備え、
前記所定封入圧力は、上記燃料電池の発電電力を取り出した直後での、上記燃料電池内の燃料ガス不足による上記燃料電池の出力電圧の低下を抑制する範囲に設定されることを特徴とする燃料電池システム。A fuel cell configured to sandwich an electrolyte membrane between an oxidant electrode and a fuel electrode, wherein an oxidant gas is supplied to the oxidant electrode side, and a fuel gas is supplied to the fuel electrode side to generate electric power;
An oxidant gas supply means for supplying an oxidant gas to the fuel cell via an oxidant gas supply channel;
Fuel gas supply means for supplying fuel gas to the fuel cell via a fuel gas supply flow path;
A fuel gas pressure control valve disposed in the fuel gas supply flow path for controlling the fuel gas pressure supplied from the fuel gas supply means to the fuel cell;
A circulation means for circulating the fuel gas discharged from the fuel gas discharge port of the fuel cell to the fuel gas supply port of the fuel cell via a fuel gas circulation channel;
A first circulation control valve disposed in the vicinity of the fuel gas discharge port of the fuel cell and in the fuel gas circulation flow path for controlling the fuel gas pressure in the fuel cell;
An open valve for discharging the fuel gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell to the outside;
When starting the fuel cell, the fuel gas pressure is controlled so that the fuel gas is supplied from the fuel gas supply means to the fuel cell at a predetermined pressure after controlling the first circulation control valve and the open valve. after controlling the control valve, after the control of the open valve and the first circulation control valve so that the fuel gas in the fuel cell becomes a predetermined gas pressure in the closed state, taken out of the generated power of the fuel cell after starting the, and a control means for controlling the first circulation control valve in an open state,
The predetermined sealing pressure is set to a range in which a decrease in output voltage of the fuel cell due to a shortage of fuel gas in the fuel cell is suppressed immediately after taking out the generated power of the fuel cell. Battery system. 上記制御手段は、上記燃料電池の発電電力の取り出しを開始するのと同時に、上記燃料ガス供給手段から上記燃料電池に供給する燃料ガスの圧力を上記所定圧力より一時的に増加させた電力取出時圧力とするように上記燃料ガス圧力制御弁を制御し、
所定時間経過後に上記第１循環制御弁の開度を大きくする制御をすることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。The control means starts taking out the generated power of the fuel cell, and at the same time the electric power is taken out by temporarily increasing the pressure of the fuel gas supplied from the fuel gas supply means to the fuel cell from the predetermined pressure. Controlling the fuel gas pressure control valve so as to achieve pressure,
2. The fuel cell system according to claim 1, wherein control is performed to increase the opening of the first circulation control valve after a predetermined time has elapsed. 上記燃料電池の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記燃料電池を起動するときに上記温度検出手段で検出された上記燃料電池の温度に応じて、上記所定封入圧力、上記電力取出時圧力、上記燃料電池の発電電力の取り出し開始タイミングを設定することを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。A temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell;
The control means starts to take out the predetermined sealing pressure, the power take-out pressure, and the generated power of the fuel cell according to the temperature of the fuel cell detected by the temperature detecting means when starting the fuel cell. The fuel cell system according to claim 2, wherein timing is set. 上記制御手段は、上記燃料電池を停止するに際して上記第１循環制御弁を閉状態にして上記燃料電池内に燃料ガスを封入し、
次に上記燃料電池を起動するに際して上記燃料電池内に残余している燃料ガスの圧力に応じて上記電力取出時圧力、及び上記燃料電池の発電電力の取り出し開始タイミングを設定することを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。The control means closes the first circulation control valve when stopping the fuel cell, and encloses fuel gas in the fuel cell,
Next, when starting up the fuel cell, the power take-out pressure and the start timing of taking out the generated power of the fuel cell are set according to the pressure of the fuel gas remaining in the fuel cell. The fuel cell system according to claim 2. 上記燃料電池の状態を検出する状態検出手段と、
上記状態検出手段で検出された上記燃料電池の状態に基づいて上記燃料ガス循環流路の循環流量を演算する循環流量演算手段と、
上記循環流量演算手段で演算された循環流量に従って上記第１循環制御弁の開度を制御する循環流量制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。State detecting means for detecting the state of the fuel cell;
A circulation flow rate calculation means for calculating a circulation flow rate of the fuel gas circulation channel based on the state of the fuel cell detected by the state detection means;
The fuel cell system according to claim 1, further comprising a circulation flow rate control means for controlling an opening degree of the first circulation control valve according to the circulation flow rate calculated by the circulation flow rate calculation means. 上記燃料電池の燃料ガス供給口近傍に設けられた第２循環制御弁を更に備え、
上記制御手段は、上記燃料電池の起動前に、所定圧力で燃料ガスを供給した後に上記第１循環制御弁及び第２循環制御弁を閉状態にして上記燃料電池内に燃料ガスを所定封入圧力で封入する制御をし、
上記所定封入圧力より高い圧力で燃料ガスの供給をするように上記燃料ガス圧力制御弁を制御し、
上記燃料電池の発電電力の取り出しを開始するのと同時に、上記第２循環制御弁を開状態にし、所定時間経過後に上記第１循環制御弁の開度を大きくする制御をすることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。A second circulation control valve provided near the fuel gas supply port of the fuel cell;
The control means supplies the fuel gas at a predetermined pressure before starting the fuel cell, and then closes the first circulation control valve and the second circulation control valve to close the fuel gas into the fuel cell. Control the sealing with
Controlling the fuel gas pressure control valve so as to supply fuel gas at a pressure higher than the predetermined sealing pressure;
Simultaneously with the start of taking out the generated power of the fuel cell, the second circulation control valve is opened, and the opening of the first circulation control valve is increased after a predetermined time has elapsed. The fuel cell system according to claim 1. 上記燃料電池の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記燃料電池を起動するときに上記温度検出手段で検出された上記燃料電池の温度に応じて、上記所定封入圧力、上記所定封入圧力より高い圧力、上記第１循環制御弁及び第２循環制御弁の制御タイミングを設定することを特徴とする請求項６記載の燃料電池システム。A temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel cell;
The control means includes the predetermined sealing pressure, a pressure higher than the predetermined sealing pressure, the first circulation control valve, and the temperature according to the temperature of the fuel cell detected by the temperature detecting means when starting the fuel cell. 7. The fuel cell system according to claim 6, wherein the control timing of the second circulation control valve is set. 上記制御手段は、上記燃料電池を停止するに際して上記第１循環制御弁及び第２循環制御弁を閉状態にして上記燃料電池内に燃料ガスを封入し、
次に上記燃料電池を起動するに際して上記燃料電池内に残余している圧力に応じて上記所定封入圧力より高い圧力、及び上記第１循環制御弁及び第２循環制御弁の制御タイミングを設定することを特徴とする請求項６記載の燃料電池システム。The control means closes the first circulation control valve and the second circulation control valve when stopping the fuel cell, and encloses fuel gas in the fuel cell,
Next, when the fuel cell is started, a pressure higher than the predetermined sealed pressure and control timings of the first circulation control valve and the second circulation control valve are set according to the pressure remaining in the fuel cell. The fuel cell system according to claim 6. 上記燃料電池の燃料ガス排出口側に設けられ、燃料ガスを外部に放出する開放弁と、
パージ動作を行うに際して、上記第１循環制御弁の開度を小さくした後に、上記第２循環制御弁の開度を全開とすると共に上記開放弁を開状態にして、上記燃料電池内の燃料ガス流路及び燃料ガス循環流路のパージ動作をするパージ制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項６記載の燃料電池システム。An open valve that is provided on the fuel gas outlet side of the fuel cell and discharges the fuel gas to the outside;
In performing the purge operation, after the opening degree of the first circulation control valve is reduced, the opening degree of the second circulation control valve is fully opened and the opening valve is opened, so that the fuel gas in the fuel cell is opened. 7. The fuel cell system according to claim 6, further comprising purge control means for purging the flow path and the fuel gas circulation flow path.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3815368B2 (en) * 2002-04-24 2006-08-30 日産自動車株式会社 Fuel cell system
JP4556375B2 (en) * 2002-06-26 2010-10-06 株式会社エクォス・リサーチ Fuel cell system
JP4561035B2 (en) * 2003-02-25 2010-10-13 株式会社エクォス・リサーチ Fuel cell system
JP4682512B2 (en) * 2003-12-03 2011-05-11 株式会社デンソー Fuel cell system
JP2005129312A (en) * 2003-10-22 2005-05-19 Denso Corp Fuel supply apparatus of fuel cell
JP4507584B2 (en) * 2003-12-15 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP4993241B2 (en) * 2004-03-17 2012-08-08 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
KR20060123776A (en) * 2004-03-17 2006-12-04 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 Fuel cell system
JP2005302539A (en) * 2004-04-13 2005-10-27 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system and starting method of the same
JP3989004B2 (en) 2004-11-26 2007-10-10 本田技研工業株式会社 Fuel cell system
KR101134876B1 (en) * 2005-01-24 2012-04-13 현대자동차주식회사 Hydrogen supply and vent apparatus of fuel cell system
JP4788945B2 (en) 2005-04-06 2011-10-05 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP4685643B2 (en) * 2006-01-24 2011-05-18 本田技研工業株式会社 Fuel cell system and fuel cell control method
JP2008166022A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Yamaha Motor Co Ltd Fuel cell system, and its operation method
JP4956489B2 (en) * 2008-06-13 2012-06-20 本田技研工業株式会社 Fuel cell system and operation method thereof
JP4945001B2 (en) * 2011-07-19 2012-06-06 本田技研工業株式会社 Control method of fuel cell system
JP5921465B2 (en) * 2013-03-06 2016-05-24 愛三工業株式会社 Fuel cell system
JP6409691B2 (en) * 2015-06-16 2018-10-24 トヨタ自動車株式会社 FUEL CELL SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR FUEL CELL SYSTEM
JP7476559B2 (en) 2020-02-17 2024-05-01 スズキ株式会社 Fuel Cell Systems
JP7327254B2 (en) * 2020-04-07 2023-08-16 トヨタ自動車株式会社 fuel cell system

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