JP6507667B2 - Fuel cell system and control method of fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell system and a control method of the fuel cell system.

燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、燃料電池スタック内に形成された酸化剤ガス通路の入口に連結された酸化剤ガス供給管と、酸化剤ガス供給管内に配置され、酸化剤ガスを圧送するターボコンプレッサと、酸化剤ガス通路の出口に連結されたカソードオフガス管と、カソードオフガス管内に配置され、酸化剤ガス通路の圧力を制御する調圧弁と、を備える、燃料電池システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。   A fuel cell stack generating electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, an oxidant gas supply pipe connected to an inlet of an oxidant gas passage formed in the fuel cell stack, an oxidant gas supply A turbo compressor disposed in the pipe and pumping the oxidant gas, a cathode off gas pipe connected to the outlet of the oxidant gas passage, and a pressure regulating valve disposed in the cathode off gas pipe and controlling the pressure in the oxidant gas passage; A fuel cell system is known, which comprises the following.

燃料電池スタックの温度が高くなると、燃料電池スタック内で気化する水分の量が多くなるので、酸化剤ガスによって燃料電池スタックから持ち去られる水分の量は多くなる。そうなると、燃料電池スタック内の水分が不足して、燃料電池スタック内の燃料電池単セルの膜電極接合体が乾燥してしまうおそれがある。特に、高負荷運転から低負荷運転に切り替えられた直後のように、燃料電池スタックの温度が高いことに加えて、燃料電池スタックの発電すべき電力が少なく、燃料電池スタックで生成される水分が少ない場合には、水分の持ち去りの影響は大きい。そこで、燃料電池システムでは、燃料電池スタックの温度が高く、かつ、燃料電池スタックの発電すべき電力が少ないとき、燃料電池スタック内の乾燥を防止するために、燃料電池スタック内の酸化剤ガスの圧力を高く設定し、水分の凝縮効果などにより、酸化剤ガスによって燃料電池スタックから持ち去さられる水分の量を少なくする、という方法で対処する場合がある。   As the temperature of the fuel cell stack rises, the amount of water vaporized in the fuel cell stack increases, so the amount of water carried away from the fuel cell stack by the oxidant gas increases. In such a case, the water content in the fuel cell stack is insufficient, and there is a possibility that the membrane electrode assembly of the fuel cell single cell in the fuel cell stack may be dried. In particular, just after switching from high load operation to low load operation, in addition to the high temperature of the fuel cell stack, the power to be generated by the fuel cell stack is small, and the moisture generated by the fuel cell stack is If the amount is small, the effect of water removal is large. Therefore, in the fuel cell system, when the temperature of the fuel cell stack is high and the power to be generated by the fuel cell stack is low, the oxidant gas in the fuel cell stack is used to prevent drying in the fuel cell stack. In some cases, the pressure may be set high, and the amount of water carried away from the fuel cell stack by the oxidant gas may be reduced by the effect of water condensation or the like.

特開２０１３−１９６７８２号公報JP, 2013-196782, A

上記されたように、燃料電池スタックの温度が高く、燃料電池スタックの発電すべき電力が少ない、すなわち酸化剤ガス流量が少ない場合には、燃料電池スタックが乾燥するおそれがあるため、燃料電池スタック内の酸化剤ガスの圧力は高く設定される必要がある。しかしながら、酸化剤ガス流量が少ないときに酸化剤ガスの圧力が高く設定されると、ターボコンプレッサから実際に吐出される酸化剤ガス流量及び酸化剤ガス供給管内の圧力がそれぞれ大きく振動する、いわゆるサージングが発生するおそれがある。ここで、詳しくは後述するが、ターボコンプレッサにおいてサージングが発生することを回避する方法として、ディフューザの流路面積を変更する技術が考えられる。すなわち、おおまかに言うと、酸化剤ガス流量が多く酸化剤ガスの圧力が低いときにはディフューザの流路面積が大きな第１の流路面積に設定され、酸化剤ガス流量が少なく酸化剤ガスの圧力が高いときには流路面積が小さな第２の流路面積に設定される。この場合、酸化剤ガス流量及び圧力に応じて、流路面積を第１の流路面積と第２の流路面積との間で切り換える必要がある。ところが、サージングの発生を確実に阻止しつつ流路面積を切り換えるのは必ずしも容易なことではない。酸化剤ガスの流量及び圧力を運転条件に応じて変更しつつ、サージングを発生させないようにターボコンプレッサの流路面積を変更可能な技術が望まれている。   As described above, when the temperature of the fuel cell stack is high and the power to be generated by the fuel cell stack is small, that is, the flow rate of the oxidant gas is small, the fuel cell stack may be dried. The pressure of the oxidant gas in the fuel needs to be set high. However, when the oxidant gas pressure is set high when the oxidant gas flow rate is small, the oxidant gas flow rate actually discharged from the turbo compressor and the pressure in the oxidant gas supply pipe vibrate largely, so-called surging May occur. Here, although the details will be described later, a technique of changing the flow passage area of the diffuser can be considered as a method of avoiding the occurrence of surging in the turbo compressor. That is, roughly speaking, when the oxidant gas flow rate is large and the pressure of the oxidant gas is low, the flow passage area of the diffuser is set to the large first flow passage area, the oxidant gas flow rate is small, and the pressure of the oxidant gas is small. When it is high, the flow passage area is set to a small second flow passage area. In this case, it is necessary to switch the flow passage area between the first flow passage area and the second flow passage area according to the oxidant gas flow rate and pressure. However, it is not always easy to switch the flow passage area while reliably preventing the occurrence of surging. There is a need for a technology capable of changing the flow area of the turbo compressor so as not to cause surging while changing the flow rate and pressure of the oxidant gas according to the operating conditions.

本発明の一の観点によれば、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、前記燃料電池スタック内に形成された酸化剤ガス通路の入口に連結された酸化剤ガス供給管と、前記酸化剤ガス供給管内に配置され、酸化剤ガスを圧送するターボコンプレッサと、前記酸化剤ガス通路の出口に連結されたカソードオフガス管と、前記カソードオフガス管内に配置され、前記酸化剤ガス通路の圧力を制御する調圧弁と、を備え、前記ターボコンプレッサは、ディフューザの流路面積を互いに異なる第１の流路面積及び第２の流路面積との間で切り替え可能であり、前記ターボコンプレッサの入口の圧力に対する出口の圧力の比である圧力比及び前記ターボコンプレッサからの酸化剤ガス流量により定まる前記ターボコンプレッサの動作点が属しうる領域内に、前記ディフューザの前記流路面積が前記第１の流路面積のときに前記ターボコンプレッサにサージングが生じない第１の非サージング領域及び前記ターボコンプレッサにサージングが生じうる第１のサージング領域が区画されると共に、前記ディフューザの前記流路面積が前記第２の流路面積のときに前記ターボコンプレッサにサージングが生じない第２の非サージング領域及び前記ターボコンプレッサにサージングが生じうる第２のサージング領域が区画されており、前記第１の非サージング領域が、前記第２の非サージング領域に重なっている重複領域と前記第２の非サージング領域に重なっていない第１の非重複領域とに区分されると共に、前記第２の非サージング領域が、前記第１の非サージング領域に重なっている前記重複領域と前記第１の非サージング領域に重なっていない第２の非重複領域とに区分されており、前記ターボコンプレッサの動作点が前記第１の非重複領域内に属するときには前記ディフューザの流路面積を前記第１の流路面積に設定し、前記ターボコンプレッサの動作点が前記第２の非重複領域内に属するときには前記ディフューザの流路面積を前記第２の流路面積に設定し、前記ターボコンプレッサの動作点が前記第１の非重複領域から前記重複領域を通って前記第２の非重複領域まで移動するとき、又は、前記第２の非重複領域から前記重複領域を通って前記第１の非重複領域まで移動するときには、前記ターボコンプレッサの動作点が前記重複領域内に属するときに前記ターボコンプレッサの前記ディフューザの前記流路面積を前記第１の流路面積と第２の流路面積との間で切り替える、燃料電池システムが提供される。   According to one aspect of the present invention, a fuel cell stack generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, and an inlet of an oxidant gas passage formed in the fuel cell stack An oxidant gas supply pipe, a turbo compressor disposed in the oxidant gas supply pipe and pumping the oxidant gas, a cathode off gas pipe connected to an outlet of the oxidant gas passage, and a cathode off gas pipe disposed in the cathode off gas pipe And a pressure regulating valve for controlling the pressure of the oxidant gas passage, wherein the turbo compressor can switch the flow passage area of the diffuser between a first flow passage area and a second flow passage area different from each other. The pressure ratio being the ratio of the pressure at the outlet to the pressure at the inlet of the turbocompressor and the oxidant gas flow rate from the turbocompressor The first non-surging region in which the turbo compressor does not surge when the flow passage area of the diffuser is the first flow passage area in the region where the operating point of the compressor can belong is the surging in the turbo compressor In the second non-surging area where the surging does not occur in the turbo compressor when the first surging area which may occur is partitioned and the flow path area of the diffuser is the second flow path area, and the turbo compressor A second surging area in which surging may occur is partitioned, and the first non-surging area is a non-overlapping area overlapping with the second non-surging area and a second non-surging area not overlapping with the second non-surging area Divided into one non-overlapping region, and the second non-surging region corresponds to the first non-surging region. And the second non-overlapping region not overlapping the first non-surging region, wherein the operating point of the turbo compressor is within the first non-overlapping region When it belongs, the flow passage area of the diffuser is set to the first flow passage area, and when the operating point of the turbo compressor belongs to the second non-overlapping region, the flow passage area of the diffuser is set to the second flow When the road area is set and the operating point of the turbo compressor moves from the first non-overlapping area to the second non-overlapping area through the overlapping area, or from the second non-overlapping area When moving to the first non-overlapping region through the overlapping region, when the operating point of the turbo compressor falls within the overlapping region, the de-compression of the turbo compressor is performed. A fuel cell system is provided in which the flow passage area of the diffuser is switched between the first flow passage area and the second flow passage area.

本発明の別の観点によれば、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、前記燃料電池スタック内に形成された酸化剤ガス通路の入口に連結された酸化剤ガス供給管と、前記酸化剤ガス供給管内に配置され、酸化剤ガスを圧送するターボコンプレッサと、前記酸化剤ガス通路の出口に連結されたカソードオフガス管と、前記カソードオフガス管内に配置され、前記酸化剤ガス通路の圧力を制御する調圧弁と、を備え、前記ターボコンプレッサは、ディフューザの流路面積を互いに異なる第１の流路面積及び第２の流路面積との間で切り替え可能であり、前記ターボコンプレッサの入口の圧力に対する出口の圧力の比である圧力比及び前記ターボコンプレッサからの酸化剤ガス流量により定まる前記ターボコンプレッサの動作点が属しうる領域内に、前記ディフューザの前記流路面積が前記第１の流路面積のときに前記ターボコンプレッサにサージングが生じない第１の非サージング領域及び前記ターボコンプレッサにサージングが生じうる第１のサージング領域が区画されると共に、前記ディフューザの前記流路面積が前記第２の流路面積のときに前記ターボコンプレッサにサージングが生じない第２の非サージング領域及び前記ターボコンプレッサにサージングが生じうる第２のサージング領域が区画されており、前記第１の非サージング領域が、前記第２の非サージング領域に重なっている重複領域と前記第２の非サージング領域に重なっていない第１の非重複領域とに区分されると共に、前記第２の非サージング領域が、前記第１の非サージング領域に重なっている前記重複領域と前記第１の非サージング領域に重なっていない第２の非重複領域とに区分されている燃料電池システムの制御方法であって、前記ターボコンプレッサの動作点が前記第１の非重複領域内に属するときには前記ディフューザの流路面積を前記第１の流路面積に設定し、前記ターボコンプレッサの動作点が前記第２の非重複領域内に属するときには前記ディフューザの流路面積を前記第２の流路面積に設定し、前記ターボコンプレッサの動作点が前記第１の非重複領域から前記重複領域を通って前記第２の非重複領域まで移動するとき、又は、前記第２の非重複領域から前記重複領域を通って前記第１の非重複領域まで移動するときには、前記ターボコンプレッサの動作点が前記重複領域内に属するときに前記ターボコンプレッサの前記ディフューザの前記流路面積を前記第１の流路面積と第２の流路面積との間で切り替える、燃料電池システムの制御方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, a fuel cell stack generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, and an inlet of an oxidant gas passage formed in the fuel cell stack. An oxidant gas supply pipe, a turbo compressor disposed in the oxidant gas supply pipe and pumping the oxidant gas, a cathode off gas pipe connected to an outlet of the oxidant gas passage, and a cathode off gas pipe disposed in the cathode off gas pipe And a pressure regulating valve for controlling the pressure of the oxidant gas passage, wherein the turbo compressor can switch the flow passage area of the diffuser between a first flow passage area and a second flow passage area different from each other. The pressure ratio being the ratio of the pressure at the outlet to the pressure at the inlet of the turbocompressor and the oxidant gas flow rate from the turbocompressor The first non-surging region in which the turbo compressor does not surge when the flow passage area of the diffuser is the first flow passage area in the region where the operating point of the compressor can belong is the surging in the turbo compressor In the second non-surging area where the surging does not occur in the turbo compressor when the first surging area which may occur is partitioned and the flow path area of the diffuser is the second flow path area, and the turbo compressor A second surging area in which surging may occur is partitioned, and the first non-surging area is a non-overlapping area overlapping with the second non-surging area and a second non-surging area not overlapping with the second non-surging area Divided into one non-overlapping region, and the second non-surging region corresponds to the first non-surging region. A control method of a fuel cell system divided into the overlapping area overlapping a fueling area and a second non-overlapping area not overlapping a first non-surging area, wherein the operating point of the turbo compressor is The flow passage area of the diffuser is set to the first flow passage area when it belongs to the first non-overlapping region, and when the operating point of the turbo compressor belongs to the second non-overlapping region, When the flow area is set to the second flow area, and the operating point of the turbo compressor moves from the first non-overlapping area to the second non-overlapping area through the overlapping area, or When moving from the second non-overlapping area to the first non-overlapping area through the overlapping area, the operating point of the turbo compressor belongs to the overlapping area There is provided a control method of a fuel cell system, wherein the flow passage area of the diffuser of the turbo compressor is switched between the first flow passage area and the second flow passage area.

酸化剤ガスの流量及び圧力を運転条件に応じて変更しつつ、サージングを発生させないようにターボコンプレッサの流路面積を変更できる。   The flow area of the turbo compressor can be changed so as not to generate surging while changing the flow rate and pressure of the oxidant gas according to the operating conditions.

燃料電池システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of a fuel cell system. 乾燥抑制のための酸化剤ガス通路内の目標圧力のマップを示す図である。It is a figure which shows the map of the target pressure in the oxidant gas channel for dryness suppression. ターボコンプレッサの構成を示す断面図である。It is a sectional view showing the composition of a turbo compressor. ターボコンプレッサの構成を示す断面図である。It is a sectional view showing the composition of a turbo compressor. ターボコンプレッサの構成を示す断面図である。It is a sectional view showing the composition of a turbo compressor. ターボコンプレッサの特性を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of a turbo compressor typically. ターボコンプレッサの特性を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of a turbo compressor typically. ターボコンプレッサの特性を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of a turbo compressor typically. ターボコンプレッサの特性を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of a turbo compressor typically. 動作点の移動を模式的に説明するグラフである。It is a graph which illustrates movement of an operating point typically. ターボコンプレッサの流路面積の切り替え方法を模式的に説明するグラフである。It is a graph which demonstrates typically the switching method of the flow-path area of a turbo compressor. ターボコンプレッサの流路面積の切り替え方法を模式的に説明するグラフである。It is a graph which demonstrates typically the switching method of the flow-path area of a turbo compressor. 酸化剤ガス供給制御ルーチンを示スフローチャートである。5 is a flowchart showing an oxidant gas supply control routine. 流路面積切り替え制御ルーチンを示スフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow passage area switching control routine. 重複領域制御ルーチンを示スフローチャートである。It is a flowchart showing an overlapping area control routine. 別の実施例の燃料電池システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel cell system of another Example. 別の実施例のターボコンプレッサの流路面積の切り替え方法を模式的に説明するグラフである。It is a graph which demonstrates typically the switching method of the flow-path area of the turbo compressor of another Example.

図１を参照すると、燃料電池システムＡは燃料電池スタック１０を備える。燃料電池スタック１０は積層方向に互いに積層された複数の燃料電池単セルを含む積層体を備える。積層体の各燃料電池単セルは膜電極接合体２０を含む。膜電極接合体２０は膜状の電解質と、電解質の一側に形成されたアノード極と、電解質の他側に形成されたカソード極とを備える。   Referring to FIG. 1, a fuel cell system A includes a fuel cell stack 10. The fuel cell stack 10 includes a stack including a plurality of fuel cell single cells stacked one on another in the stacking direction. Each fuel cell unit cell of the stack includes a membrane electrode assembly 20. The membrane electrode assembly 20 includes a membrane electrolyte, an anode electrode formed on one side of the electrolyte, and a cathode electrode formed on the other side of the electrolyte.

燃料電池単セルのアノード極は一側に隣接する他の燃料電池単セルのカソード極に、カソード極は他側に隣接する他の燃料電池単セルのアノード極にそれぞれ電気的に接続される。積層体の一端側の燃料電池単セルのアノード極と他端側の燃料電池単セルのカソード極とは燃料電池スタック１０の電極を構成する。燃料電池スタック１０の電極はＤＣ／ＤＣコンバータ１１を介してインバータ１２に電気的に接続され、インバータ１２はモータジェネレータ１３に電気的に接続される。また、燃料電池システムＡは蓄電器１４を備えており、この蓄電器１４はＤＣ／ＤＣコンバータ１５を介して上述のインバータ１２に電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は燃料電池スタック１０からの電圧を高めてインバータ１２に送るためのものであり、インバータ１２はＤＣ／ＤＣコンバータ１１又は蓄電器１４からの直流電流を交流電流に変換するためのものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５は燃料電池スタック１０又はモータジェネレータ１３から蓄電器１４への電圧を低くし、又は蓄電器１４からモータジェネレータ１３への電圧を高くするためのものである。なお、図１に示される燃料電池システムＡでは蓄電器１４はバッテリから構成される。   The anode of a single fuel cell is electrically connected to the cathode of another fuel cell adjacent to one side, and the cathode is electrically connected to the anode of another fuel cell adjacent to the other side. The anode of the single fuel cell and the cathode of the single fuel cell at one end of the stack constitute an electrode of the fuel cell stack 10. The electrodes of fuel cell stack 10 are electrically connected to inverter 12 via DC / DC converter 11, and inverter 12 is electrically connected to motor generator 13. Further, the fuel cell system A includes a storage battery 14, and the storage battery 14 is electrically connected to the above-described inverter 12 via a DC / DC converter 15. The DC / DC converter 11 is for raising the voltage from the fuel cell stack 10 and sending it to the inverter 12, and the inverter 12 is for converting direct current from the DC / DC converter 11 or the storage battery 14 into alternating current. It is. The DC / DC converter 15 is for reducing the voltage from the fuel cell stack 10 or the motor generator 13 to the storage battery 14 or for increasing the voltage from the storage battery 14 to the motor generator 13. In the fuel cell system A shown in FIG. 1, the storage battery 14 is composed of a battery.

また、燃料電池単セル内には、アノード極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流通路と、カソード極に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流通路と、燃料電池単セルに冷却水を供給するための冷却水流通路とがそれぞれ形成される。複数の燃料電池単セルの燃料ガス流通路を並列に接続し、複数の燃料電池単セルの酸化剤ガス流通路を並列に接続し、及び、複数の燃料電池単セルの冷却水流通路を並列に接続することにより、燃料電池スタック１０には燃料ガス通路３０、酸化剤ガス通路４０、及び、冷却水通路５０がそれぞれ形成される。   In addition, in the single fuel cell, a fuel gas flow passage for supplying a fuel gas to the anode, an oxidant gas flow passage for supplying an oxidant gas to the cathode, and a fuel cell single cell are cooled. A cooling water flow passage for supplying water is respectively formed. The fuel gas flow passages of a plurality of fuel cell single cells are connected in parallel, the oxidant gas flow passages of a plurality of fuel cell single cells are connected in parallel, and the cooling water flow passages of a plurality of fuel cell single cells are connected in parallel By connecting, a fuel gas passage 30, an oxidant gas passage 40, and a cooling water passage 50 are formed in the fuel cell stack 10, respectively.

燃料ガス通路３０の入口である燃料ガス供給口には燃料ガス供給管３１が連結され、燃料ガス供給管３１は燃料ガス源３２に連結される。図１に示される実施例では、燃料ガスは水素ガスから形成され、燃料ガス源３２は水素タンクから形成される。燃料ガス供給管３１内には上流側から順に、遮断弁３３と、燃料ガス供給管３１内の燃料ガスの圧力を調整するレギュレータ３４と、燃料ガス源３２からの燃料ガスを燃料電池スタック１０に供給するための燃料ガスインジェクタ３５と、が配置される。一方、燃料ガス通路３０の出口である燃料ガス排出口にはアノードオフガス管３６が連結される。遮断弁３３が開弁されかつ燃料ガスインジェクタ３５が開弁されると、燃料ガス源３２内の燃料ガスが燃料ガス供給管３１を介して燃料電池スタック１０内の燃料ガス通路３０内に供給される。このとき燃料ガス通路３０から流出するガス、すなわちアノードオフガスはアノードオフガス管３６内に流入する。アノードオフガス管３６内には上流側から順に、アノードオフガスを気液分離する気液分離器３７と、気液分離器３７に蓄積された液体の排出を制御する排出制御弁３８が配置される。気液分離器３７の上部には燃料ガス循環管８１の入口が連通され、燃料ガス供給管３１における燃料ガスインジェクタ３５よりも下流の箇所には燃料ガス循環管８１の出口が連通される。燃料ガス循環管８１内には、気液分離器３７内の気体、すなわち気液分離されたアノードオフガスを圧送する燃料ガス循環ポンプ３９が配置される。燃料ガス循環ポンプ３９が駆動されると、気液分離器３７に蓄積されたアノードオフガスが燃料ガス供給管３１へ循環される。   A fuel gas supply pipe 31 is connected to a fuel gas supply port, which is an inlet of the fuel gas passage 30, and the fuel gas supply pipe 31 is connected to a fuel gas source 32. In the embodiment shown in FIG. 1, the fuel gas is formed from hydrogen gas and the fuel gas source 32 is formed from a hydrogen tank. In the fuel gas supply pipe 31, the shutoff valve 33, the regulator 34 for adjusting the pressure of the fuel gas in the fuel gas supply pipe 31, and the fuel gas from the fuel gas source 32 to the fuel cell stack 10 sequentially from the upstream side. And a fuel gas injector 35 for supply. On the other hand, an anode off gas pipe 36 is connected to a fuel gas outlet which is an outlet of the fuel gas passage 30. When the shutoff valve 33 is opened and the fuel gas injector 35 is opened, the fuel gas in the fuel gas source 32 is supplied into the fuel gas passage 30 in the fuel cell stack 10 via the fuel gas supply pipe 31. Ru. At this time, the gas flowing out of the fuel gas passage 30, that is, the anode off gas flows into the anode off gas pipe 36. In the anode off gas pipe 36, a gas / liquid separator 37 for gas / liquid separation of the anode off gas and a discharge control valve 38 for controlling the discharge of the liquid accumulated in the gas / liquid separator 37 are disposed sequentially from the upstream side. The inlet of the fuel gas circulation pipe 81 is in communication with the upper portion of the gas-liquid separator 37, and the outlet of the fuel gas circulation pipe 81 is in communication with a location downstream of the fuel gas injector 35 in the fuel gas supply pipe 31. In the fuel gas circulation pipe 81, a fuel gas circulation pump 39 for pressure-feeding the gas in the gas-liquid separator 37, that is, the anode off gas separated from the gas-liquid is disposed. When the fuel gas circulation pump 39 is driven, the anode off gas accumulated in the gas-liquid separator 37 is circulated to the fuel gas supply pipe 31.

また、酸化剤ガス通路４０の入口である酸化剤ガス供給口には酸化剤ガス供給管４１が連結され、酸化剤ガス供給管４１は酸化剤ガス源４２に連結される。図１に示される実施例では、酸化剤ガスは空気から形成され、酸化剤ガス源４２は大気から形成される。酸化剤ガス供給管４１内には上流側から順に、ガスクリーナ４３と、酸化剤ガスを圧送するターボコンプレッサ４４と、ターボコンプレッサ４４から燃料電池スタック１０に送られる酸化剤ガスを冷却するためのインタークーラ４５と、が配置される。一方、酸化剤ガス通路４０の出口である酸化剤ガス排出口にはカソードオフガス管４６が連結される。ターボコンプレッサ４４が駆動されると、酸化剤ガス供給管４１におけるターボコンプレッサ４４よりも上流側の上流側酸化剤ガス供給管４１Ｕを介して吸入された酸化剤ガスが、酸化剤ガス供給管４１におけるターボコンプレッサ４４よりも下流側の下流側酸化剤ガス供給管４１Ｄを介して燃料電池スタック１０内の酸化剤ガス通路４０内に供給される。このとき酸化剤ガス通路４０から流出するガス、すなわちカソードオフガスはカソードオフガス管４６内に流入する。カソードオフガス管４６内には上流側から順に、カソードオフガス管４６内を流れるカソードオフガスの流量又は燃料電池スタック１０の酸化剤ガス通路４０内の圧力を制御する調圧弁４７と、マフラー８０とが配置される。アノードオフガス管３６の出口は、調圧弁４７とマフラー８０との間に連結される。アノードオフガス管３６の排出制御弁３８が例えば所定の周期で一時的に開弁されると、気液分離器３７に蓄積された液体、すなわち水分がアノードオフガスと共にアノードオフガス管３６からカソードオフガス管４６へ排出される。   Further, an oxidant gas supply pipe 41 is connected to an oxidant gas supply port which is an inlet of the oxidant gas passage 40, and the oxidant gas supply pipe 41 is connected to an oxidant gas source 42. In the embodiment shown in FIG. 1, the oxidant gas is formed from air and the oxidant gas source 42 is formed from the atmosphere. In the oxidant gas supply pipe 41, from the upstream side, a gas cleaner 43, a turbo compressor 44 for pumping the oxidant gas, and an intercalator for cooling the oxidant gas sent from the turbo compressor 44 to the fuel cell stack 10 in this order from the upstream side. A cooler 45 is disposed. On the other hand, a cathode off gas pipe 46 is connected to an oxidant gas outlet which is an outlet of the oxidant gas passage 40. When the turbo compressor 44 is driven, the oxidant gas sucked in via the upstream oxidant gas supply pipe 41 U on the upstream side of the turbo compressor 44 in the oxidant gas supply pipe 41 is sent to the oxidant gas supply pipe 41. The oxygen gas is supplied into the oxidant gas passage 40 in the fuel cell stack 10 via the downstream oxidant gas supply pipe 41 D downstream of the turbo compressor 44. At this time, the gas flowing out of the oxidant gas passage 40, that is, the cathode off gas flows into the cathode off gas pipe 46. A pressure regulating valve 47 for controlling the flow rate of the cathode off gas flowing in the cathode off gas pipe 46 or the pressure in the oxidant gas passage 40 of the fuel cell stack 10 and a muffler 80 are disposed in the cathode off gas pipe 46 sequentially from the upstream side. Be done. The outlet of the anode off gas pipe 36 is connected between the pressure regulating valve 47 and the muffler 80. When the discharge control valve 38 of the anode off gas pipe 36 is temporarily opened, for example, in a predetermined cycle, the liquid accumulated in the gas-liquid separator 37, that is, the moisture is mixed with the anode off gas from the anode off gas pipe 36 to the cathode off gas pipe 46. Discharged into

ターボコンプレッサ４４は遠心式又は軸流式のターボコンプレッサから構成される。小型化などの面から、遠心式のターボコンプレッサが好適に用いられる。ターボコンプレッサ４４はディフューザの流路面積を変更可能であり、すなわちターボコンプレッサでサージングが起こらない作動領域である非サージング領域を変更可能である。例えば、流路面積が小さくされると、酸化剤ガス流量がより少ない作動領域までサージングの発生が防止される。ターボコンプレッサ４４は、ディフューザの流路面積を変更するための駆動部４９に接続される。   The turbo compressor 44 is composed of a centrifugal or axial flow turbo compressor. From the viewpoint of downsizing and the like, a centrifugal turbo compressor is preferably used. The turbo compressor 44 can change the flow passage area of the diffuser, that is, can change the non-surging area which is an operation area where surging does not occur in the turbo compressor. For example, when the flow passage area is reduced, the occurrence of surging is prevented to the operation area where the oxidant gas flow rate is smaller. The turbo compressor 44 is connected to a drive unit 49 for changing the flow passage area of the diffuser.

また、冷却水通路５０の入口には冷却水供給管５１の一端が連結され、冷却水供給管５１の出口には冷却水供給管５１の他端が連結される。冷却水供給管５１内には冷却水を圧送する冷却水ポンプ５２と、ラジエータ５３とが配置される。ラジエータ５３上流の冷却水供給管５１と、ラジエータ５３下流であってラジエータ５３と冷却水ポンプ５２間の冷却水供給管５１とはラジエータバイパス管５４により互いに連結される。また、ラジエータバイパス管５４内を流れる冷却水量を制御するラジエータバイパス制御弁５５が設けられる。図１に示される燃料電池システムＡではラジエータバイパス制御弁５５は三方弁から形成され、ラジエータバイパス管５４の入口に配置される。また、冷却水ポンプ５２下流側の冷却水供給管５１にインタークーラ用水供給管５６の一端が連結され、インタークーラ４５にインタークーラ用水供給管５６の他端が連結される。また、インタークーラ４５にインタークーラ用水排出管５７の一端が連結され、ラジエータバイパス制御弁５５上流側の冷却水供給管５１にインタークーラ用水排出管５７の他端が連結される。冷却水ポンプ５２が駆動されると、冷却水ポンプ５２から吐出された冷却水は冷却水供給管５１を介して燃料電池スタック１０内の冷却水通路５０内に流入し、次いで冷却水通路５０を通って冷却水供給管５１内に流入し、ラジエータ５３又はラジエータバイパス管５４を介して冷却水ポンプ５２に戻る。また、冷却水供給管５１を流通する冷却水はインタークーラ用水供給管５６を介してインタークーラ４５内を流通し、インタークーラ用水排出管５７を介して冷却水供給管５１に戻る。   Further, one end of the cooling water supply pipe 51 is connected to the inlet of the cooling water passage 50, and the other end of the cooling water supply pipe 51 is connected to the outlet of the cooling water supply pipe 51. A cooling water pump 52 for pumping the cooling water and a radiator 53 are disposed in the cooling water supply pipe 51. The cooling water supply pipe 51 upstream of the radiator 53 and the cooling water supply pipe 51 downstream of the radiator 53 and between the radiator 53 and the cooling water pump 52 are mutually connected by a radiator bypass pipe 54. Further, a radiator bypass control valve 55 is provided to control the amount of cooling water flowing in the radiator bypass pipe 54. In the fuel cell system A shown in FIG. 1, the radiator bypass control valve 55 is formed of a three-way valve and is disposed at the inlet of the radiator bypass pipe 54. Further, one end of the intercooler water supply pipe 56 is connected to the cooling water supply pipe 51 on the downstream side of the cooling water pump 52, and the other end of the intercooler water supply pipe 56 is connected to the intercooler 45. Further, one end of the intercooler water discharge pipe 57 is connected to the intercooler 45, and the other end of the intercooler water discharge pipe 57 is connected to the cooling water supply pipe 51 on the upstream side of the radiator bypass control valve 55. When the cooling water pump 52 is driven, the cooling water discharged from the cooling water pump 52 flows into the cooling water passage 50 in the fuel cell stack 10 via the cooling water supply pipe 51 and then the cooling water passage 50 It flows into the cooling water supply pipe 51 and returns to the cooling water pump 52 via the radiator 53 or the radiator bypass pipe 54. Further, the cooling water flowing through the cooling water supply pipe 51 flows through the intercooler 45 through the intercooler water supply pipe 56 and returns to the cooling water supply pipe 51 through the intercooler water discharge pipe 57.

電子制御ユニット６０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス６１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）６２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６４、入力ポート６５及び出力ポート６６を具備する。下流側酸化剤ガス供給管４１Ｄには下流側酸化剤ガス供給管４１Ｄ内の圧力を検出する圧力センサ７０が取り付けられる。また、燃料電池スタック１０内の冷却水通路５０に隣接する冷却水供給管５１には冷却水の温度を検出する温度センサ７１が取り付けられる。圧力センサ７０及び温度センサ７１の出力信号は対応するＡＤ変換器６７を介して入力ポート６５に入力される。一方、出力ポート６６は対応する駆動回路６８を介して遮断弁３３、レギュレータ３４、燃料ガスインジェクタ３５、排出制御弁３８、燃料ガス循環ポンプ３９、ターボコンプレッサ４４、調圧弁４７、駆動部４９、冷却水ポンプ５２、及びラジエータバイパス制御弁５５に電気的に接続される。   The electronic control unit 60 comprises a digital computer, and is connected to a ROM (read only memory) 62, a RAM (random access memory) 63, a CPU (micro processor) 64, an input port 65 and an output port 66 connected to each other by a bidirectional bus 61. Equipped with A pressure sensor 70 for detecting the pressure in the downstream side oxidant gas supply pipe 41D is attached to the downstream side oxidant gas supply pipe 41D. Further, a temperature sensor 71 for detecting the temperature of the cooling water is attached to the cooling water supply pipe 51 adjacent to the cooling water passage 50 in the fuel cell stack 10. Output signals of the pressure sensor 70 and the temperature sensor 71 are input to the input port 65 through the corresponding AD converter 67. On the other hand, the output port 66 is connected via the corresponding drive circuit 68 to the shutoff valve 33, the regulator 34, the fuel gas injector 35, the discharge control valve 38, the fuel gas circulation pump 39, the turbo compressor 44, the pressure regulating valve 47, the drive unit 49, and cooling It is electrically connected to the water pump 52 and the radiator bypass control valve 55.

ところで、燃料電池スタック１０で発電すべきときには遮断弁３３及び燃料ガスインジェクタ３５が開弁され、水素ガスが燃料電池スタック１０に供給される。また、ターボコンプレッサ４４が駆動され、空気が燃料電池スタック１０に供給される。その結果、燃料電池単セルにおいて電気化学反応（Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−，（１／２）Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ）が起こり、電気エネルギが発生される。この発生された電気エネルギはモータジェネレータ１３に送られる。その結果、モータジェネレータ１３が車両駆動用の電気モータとして作動され、電動車両が駆動される。一方、例えば車両制動時にはモータジェネレータ１３が回生装置として作動し、このとき回生された電気エネルギは蓄電器１４に蓄えられる。 When the fuel cell stack 10 is to generate power, the shutoff valve 33 and the fuel gas injector 35 are opened to supply hydrogen gas to the fuel cell stack 10. In addition, the turbo compressor 44 is driven to supply air to the fuel cell stack 10. As a result, electrochemical reaction (H 2 → 2H + + 2e − , (1⁄2) O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O) occurs in the single fuel cell, and electric energy is generated. The generated electrical energy is sent to the motor generator 13. As a result, the motor generator 13 is operated as an electric motor for driving the vehicle, and the electric vehicle is driven. On the other hand, for example, at the time of vehicle braking, the motor generator 13 operates as a regeneration device, and the electric energy regenerated at this time is stored in the storage battery 14.

図１に示される燃料電池システムＡでは、発電すべきときには、例えばアクセルペダルの踏み込み量により表されるモータジェネレータ１３の負荷及び蓄電器１４の蓄電量に応じて燃料電池スタック１０の目標電流値が求められる。次いで、燃料電池スタック１０の出力電流値を目標電流値にするのに必要な燃料ガス流量及び酸化剤ガス流量、すなわち目標燃料ガス流量及び目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳが求められる。次いで、燃料電池スタック１０に送られる燃料ガス流量が目標燃料ガス流量となるようにレギュレータ３４及び燃料ガスインジェクタ３５が制御され、燃料電池スタック１０に送られる酸化剤ガス流量が目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳとなるようにターボコンプレッサ４４が制御される。   In the fuel cell system A shown in FIG. 1, when power is to be generated, the target current value of the fuel cell stack 10 is determined according to, for example, the load of the motor generator 13 represented by the depression amount of the accelerator pedal and the storage amount of the capacitor 14 Be Next, the fuel gas flow rate and the oxidant gas flow rate necessary to set the output current value of the fuel cell stack 10 to the target current value, that is, the target fuel gas flow rate and the target oxidant gas flow rate QOXS are determined. Next, the regulator 34 and the fuel gas injector 35 are controlled so that the fuel gas flow rate sent to the fuel cell stack 10 becomes the target fuel gas flow rate, and the oxidant gas flow rate sent to the fuel cell stack 10 becomes the target oxidant gas flow rate QOXS The turbo compressor 44 is controlled to be

ここで、例えば燃料電池スタック１０の運転が高負荷運転から低負荷運転に切り替えられた直後には、ターボコンプレッサ４４が目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳの酸化剤ガスを圧力を変更せずに供給すると、燃料電池スタック１０が乾燥するおそれがある。これは、燃料電池スタック１０の温度が比較的高く、また、低負荷運転時に燃料電池スタック１０で生成される水の量が少ないからである。そこで図１に示される燃料電池システムＡでは、燃料電池スタック１０の乾燥を抑制し、所定量以上の水分が確保されるようにする乾燥抑制制御が行われる。すなわち、調圧弁４７の開度が一時的に小さくされる。その結果、酸化剤ガス流量が減少して、カソードオフガスにより持ち去られる水の量が低減される。また、燃料電池スタック１０の酸化剤ガス通路４０内の圧力が高められ、酸化剤ガス通路４０内で凝縮する水の量が増大される。この乾燥抑制制御では、燃料電池スタック１０の酸化剤ガス通路４０内の圧力が目標とする圧力になるように調圧弁４７が調整される。ここで、乾燥抑制のための酸化剤ガス通路４０内の目標圧力ＰＢＡは、例えば燃料電池スタック１０の温度及び目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳの関数として予め求められており、図２に示されるマップの形でＲＯＭ６２内に予め記憶されている。したがって、乾燥抑制制御では、燃料電池スタック１０の温度及び目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳに基づいて図２に示されるマップから目標圧力ＰＢＡが取得され、酸化剤ガス通路４０内の圧力が目標圧力ＰＢＡになるように調圧弁４７の開度が制御される。ただし、燃料電池スタック１０の温度としては温度センサ７１で検出される冷却水の温度が用いられる。酸化剤ガス通路４０内の圧力としては圧力センサ７０で検出される下流側酸化剤ガス供給管４１Ｄ内の圧力が用いられる。一方、燃料電池スタック１０で乾燥抑制制御を行わない運転、すなわち通常運転では、調圧弁４７は例えば全開とされる。   Here, for example, immediately after the operation of the fuel cell stack 10 is switched from the high load operation to the low load operation, the turbo compressor 44 supplies the oxidant gas of the target oxidant gas flow rate QOXS without changing the pressure, The fuel cell stack 10 may be dried. This is because the temperature of the fuel cell stack 10 is relatively high, and the amount of water generated by the fuel cell stack 10 at the time of low load operation is small. Therefore, in the fuel cell system A shown in FIG. 1, drying suppression control is performed to suppress the drying of the fuel cell stack 10 and ensure that the water content of a predetermined amount or more is secured. That is, the opening degree of the pressure regulating valve 47 is temporarily reduced. As a result, the oxidant gas flow rate is reduced and the amount of water carried away by the cathode off gas is reduced. Also, the pressure in the oxidant gas passage 40 of the fuel cell stack 10 is increased, and the amount of water condensed in the oxidant gas passage 40 is increased. In this drying suppression control, the pressure regulating valve 47 is adjusted so that the pressure in the oxidant gas passage 40 of the fuel cell stack 10 becomes a target pressure. Here, the target pressure PBA in the oxidant gas passage 40 for suppressing the drying is previously obtained as a function of, for example, the temperature of the fuel cell stack 10 and the target oxidant gas flow rate QOXS, and the map shown in FIG. Are stored in advance in the ROM 62 in the form of FIG. Therefore, in the drying suppression control, the target pressure PBA is acquired from the map shown in FIG. 2 based on the temperature of the fuel cell stack 10 and the target oxidant gas flow rate QOXS, and the pressure in the oxidant gas passage 40 is set to the target pressure PBA. Thus, the opening degree of the pressure regulating valve 47 is controlled. However, the temperature of the cooling water detected by the temperature sensor 71 is used as the temperature of the fuel cell stack 10. As the pressure in the oxidant gas passage 40, the pressure in the downstream side oxidant gas supply pipe 41D detected by the pressure sensor 70 is used. On the other hand, in the operation in which the drying suppression control is not performed in the fuel cell stack 10, that is, in the normal operation, the pressure regulating valve 47 is fully opened, for example.

次に、図３及び図４を参照しながら、ターボコンプレッサ４４の構成について更に説明する。ただし、図３は図４のＢ３−Ｂ３断面図であり、図４は図３のＢ４−Ｂ４断面図である。   Next, the configuration of the turbo compressor 44 will be further described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 is a cross-sectional view taken along the line B3-B3 in FIG. 4, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B4-B4 in FIG.

図３及び図４に示される実施例では、ターボコンプレッサ４４は、遠心型のターボコンプレッサであり、ケーシング１０１とケーシング１０２とを図示しない接合手段により接合することにより構成される。ケーシング１０２は、円形のバックプレート１０６を備える。バックプレート１０６には、シール機能付の軸受１０５を介して回転軸１０４が回転可能に支持される。回転軸１０４にはインペラ１０３が固定される。回転軸１０４が軸心線Ｃを中心にして図示しない電気モータにより回転され、それによりインペラ１０３が回転する。インペラ１０３は、図３の上方から下方に向かって内径が拡がる湾曲周面上に均等な間隔で取り付けられた複数の翼１０３ａを含む。   In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the turbo compressor 44 is a centrifugal turbo compressor, and is configured by joining the casing 101 and the casing 102 by joining means not shown. The casing 102 comprises a circular back plate 106. The rotating shaft 104 is rotatably supported by the back plate 106 via a bearing 105 with a sealing function. The impeller 103 is fixed to the rotating shaft 104. The rotating shaft 104 is rotated by an electric motor (not shown) around the axial center line C, whereby the impeller 103 is rotated. The impeller 103 includes a plurality of vanes 103a attached at equal intervals on a curved circumferential surface whose inner diameter expands from the top to the bottom of FIG.

ケーシング１０１は内部に、図３の上方から下方に向かって、内径が単調に減少する吸入口１１０と、内径が概ね一定の流路１１１と、内径が単調に増加する漏斗状の空間１１２とを有し、吸入口１１０と流路１１１と空間１１２とはこの順に互いに連結する。空間１１２内にはインペラ１０３が配置される。また、空間１１２における流路１１１と反対側の、漏斗状の末広がり部分の外周部には、ディフューザ１１３が連通される。ディフューザ１１３は、軸心線Ｃに垂直な方向に放射状に延びる酸化剤ガスの流路である。ディフューザ１１３の外周側には連通空間１１４を介して蝸牛状のボリュート１１５が連通される。したがって、上流側酸化剤ガス供給管４１Ｕ内の酸化剤ガスは、インペラ１０３の回転により吸入口１１０から吸入され、インペラ１０３の遠心力により圧縮されながらディフューザ１１３へ供給されて、ディフューザ１１３によりさらに圧縮される。ディフューザ１１３により圧縮された酸化剤ガスは連通空間１１４及びボリュート１１５を介して吐出口（図示せず）から下流側酸化剤ガス供給管４１Ｄへ送出される。   The casing 101 internally has an inlet 110 whose inside diameter monotonously decreases from the top to the bottom of FIG. 3, a flow passage 111 whose inside diameter is substantially constant, and a funnel-like space 112 whose inside diameter monotonously increases. The suction port 110, the flow path 111 and the space 112 are connected to one another in this order. An impeller 103 is disposed in the space 112. Further, the diffuser 113 is in communication with the outer peripheral portion of the funnel-shaped diverging portion on the opposite side of the flow path 111 in the space 112. The diffuser 113 is a flow path of oxidant gas that radially extends in a direction perpendicular to the axial center line C. A cochleated volute 115 is in communication with the outer peripheral side of the diffuser 113 via the communication space 114. Therefore, the oxidant gas in the upstream oxidant gas supply pipe 41U is drawn from the suction port 110 by the rotation of the impeller 103, is compressed by the centrifugal force of the impeller 103, is supplied to the diffuser 113, and is further compressed by the diffuser 113. Be done. The oxidant gas compressed by the diffuser 113 is delivered from the discharge port (not shown) to the downstream side oxidant gas supply pipe 41 D via the communication space 114 and the volute 115.

バックプレート１０６は、ディフューザ１１３よりも内側の部分であり、インペラ１０３の下方に配置された内側バックプレート１０６ａと、ディフューザ１１３よりも外側の部分であり、ケーシング１０１と接合された外側バックプレート１０６ｂとで構成される。   The back plate 106 is a portion inside the diffuser 113, and is an inner back plate 106a disposed below the impeller 103, and a portion outside the diffuser 113 and an outer back plate 106b joined to the casing 101. It consists of

ディフューザ１１３は、上側のディフューザ壁１１６の一方の面と、ディフューザ壁１１６と対向する下側のディフューザ壁１０７の上面とによって区画される。ディフューザ壁１１６はケーシング１０１の一部であって、軸心線Ｃ方向に対して垂直な環状の壁面で構成される。ディフューザ壁１１６の他方の面によりボリュート１１５が区画される。ディフューザ壁１０７は軸心線Ｃ方向に対して垂直な環状の壁面で構成される。ディフューザ壁１０７は、軸心線Ｃ方向に移動可能である。ディフューザ壁１０７の内周部及び外周部には挟着板１２３によって固定された環状の可撓性部材１０８、１０９が設けられる。すなわち、可撓性部材１０８の外周部及び可撓性部材１０９の内周部はそれぞれ挟着板１２３によって、ディフューザ壁１０７に固定される。また、可撓性部材１０８の内周部は挟着板１２１によって内側バックプレート１０６ａに固定され、可撓性部材１０９の外周部は挟着板１２２によって外側バックプレート１０６ｂに固定される。したがって、ディフューザ壁１０７はバックプレート１０６に、可撓性部材１０８、１０９によって、軸心線Ｃ方向に移動可能に支持される。このとき、可撓性部材１０８、１０９は、ディフューザ壁１０７とともにディフューザ１１３の一側面を形成する。   The diffuser 113 is defined by one surface of the upper diffuser wall 116 and the upper surface of the lower diffuser wall 107 opposite to the diffuser wall 116. The diffuser wall 116 is a part of the casing 101 and is formed of an annular wall perpendicular to the axial center C direction. The volute 115 is defined by the other surface of the diffuser wall 116. The diffuser wall 107 is formed of an annular wall perpendicular to the axial center C direction. The diffuser wall 107 is movable in the axial center C direction. Annular flexible members 108 and 109 fixed by a clamping plate 123 are provided on the inner and outer peripheral portions of the diffuser wall 107. That is, the outer peripheral portion of the flexible member 108 and the inner peripheral portion of the flexible member 109 are fixed to the diffuser wall 107 by the sandwiching plate 123, respectively. Further, the inner peripheral portion of the flexible member 108 is fixed to the inner back plate 106 a by the holding plate 121, and the outer peripheral portion of the flexible member 109 is fixed to the outer back plate 106 b by the holding plate 122. Therefore, the diffuser wall 107 is movably supported on the back plate 106 by the flexible members 108 and 109 in the axial center C direction. At this time, the flexible members 108 and 109 form one side of the diffuser 113 together with the diffuser wall 107.

ケーシング１０２の下側にはディフューザ壁１０７を移動するための移動部１２４が設けられ、移動部１２４は移動部１２４を駆動する駆動部４９に接続される。移動部１２４及び駆動部４９は例えば油圧回路であり、移動部１２４にはディフューザ壁１０７を移動させるための作動油が充填され、駆動部４９は移動部１２４の作動油の圧力を制御する。図３に示す状態から、駆動部４９が移動部１２４の作動油に圧力を印加すると、作動油による挟着板１２３を下側から押し上げる力が働くことで、図５に示すように、ディフューザ壁１０７がディフューザ壁１１６に近づく。すなわちディフューザ１１３の流路面積が小さくなる。このとき、可撓性部材１０８、１０９は上方へ撓む。一方、図５に示す状態から、駆動部４９が作動油に印加した圧力を開放すると、作動油による挟着板１２３を下側から押し上げる力が働かなくなり、可撓性部材１０８、１０９が元の形状に戻るように下方へ撓むことで、図３に示すように、ディフューザ壁１０７がディフューザ壁１１６から離れる。すなわちディフューザの流路面積が大きくなる。図示しない別の実施例では、駆動部４９が作動油を吸引することで可撓性部材１０８、１０９が元の形状に戻るよう下方へ撓む。また、図示しない更に別の実施例では、移動部１２４及び駆動部４９は、油圧ではなく空気圧を用いる。また、図示しない更に別の実施例では、移動部１２４及び駆動部４９はそれぞれリンク機構及びそのリンク機構を駆動する駆動装置である。   A moving unit 124 for moving the diffuser wall 107 is provided below the casing 102, and the moving unit 124 is connected to a drive unit 49 that drives the moving unit 124. The moving unit 124 and the drive unit 49 are, for example, hydraulic circuits, and the moving unit 124 is filled with hydraulic fluid for moving the diffuser wall 107, and the drive unit 49 controls the pressure of the hydraulic fluid of the moving unit 124. From the state shown in FIG. 3, when the drive portion 49 applies pressure to the hydraulic oil of the moving portion 124, a force acts to push up the clamping plate 123 from the lower side by the hydraulic oil, as shown in FIG. 107 approaches the diffuser wall 116. That is, the flow passage area of the diffuser 113 is reduced. At this time, the flexible members 108 and 109 bend upward. On the other hand, when the pressure applied by the drive unit 49 to the hydraulic fluid is released from the state shown in FIG. 5, the force to lift the clamping plate 123 from the lower side by the hydraulic fluid does not work, and the flexible members 108 and 109 are original. By bending downwards back into shape, the diffuser wall 107 separates from the diffuser wall 116, as shown in FIG. That is, the flow passage area of the diffuser is increased. In another embodiment, not shown, the drive unit 49 sucks the hydraulic fluid to bend the flexible members 108 and 109 downward so as to return to the original shape. Further, in still another embodiment not shown, the moving unit 124 and the driving unit 49 use air pressure instead of oil pressure. Further, in still another embodiment not shown, the moving unit 124 and the drive unit 49 are respectively a link mechanism and a drive device for driving the link mechanism.

図３に示される状態は、駆動部４９が作動油に圧力を印加せず、可撓性部材１０８、１０９が通常の形状の状態であり、ディフューザ壁１０７がディフューザ壁１１６に対して離れた状態である。この場合、ディフューザ壁１０７とディフューザ壁１１６との距離ｄは長く、距離ｄ１となり、ディフューザ１１３の流路面積は大きくなる。一方、図５に示される状態は、駆動部４９が作動油に圧力を印加して、ディフューザ壁１０７がディフューザ壁１１６の向きに移動して、可撓性部材１０８、１０９が収縮した状態であり、ディフューザ壁１０７がディフューザ壁１１６に対して近づいた状態である。この場合、ディフューザ壁１０７とディフューザ壁１１６との距離ｄは短く、距離ｄ２となり、ディフューザ１１３の流路面積は小さくなる。   In the state shown in FIG. 3, the drive portion 49 applies no pressure to the hydraulic fluid, the flexible members 108 and 109 are in the normal shape, and the diffuser wall 107 is separated from the diffuser wall 116. It is. In this case, the distance d between the diffuser wall 107 and the diffuser wall 116 is long and is the distance d1, and the flow passage area of the diffuser 113 is large. On the other hand, in the state shown in FIG. 5, the drive portion 49 applies pressure to the hydraulic fluid, the diffuser wall 107 moves in the direction of the diffuser wall 116, and the flexible members 108 and 109 contract. , And the diffuser wall 107 approaches the diffuser wall 116. In this case, the distance d between the diffuser wall 107 and the diffuser wall 116 is short and becomes the distance d2, and the flow passage area of the diffuser 113 is small.

本発明による実施例では、図３〜図５のターボコンプレッサ４４は、ディフューザ壁１０７とディフューザ壁１１６との距離ｄ及びディフューザ１１３の流路面積が、図３に示される距離ｄ１で流路面積が大きい第１の流路面積である場合と、図５に示される距離がｄ２で流路面積が小さい第２の流路面積である場合とのいずれかを取るように、駆動部４９及び移動部１２４が制御されるものとする。その場合、乾燥抑制制御を行わない通常運転の状態にはターボコンプレッサ４４に対して図３に示される距離ｄ１（第１の流路面積）が設定され、サージングが発生するおそれがある状態にはターボコンプレッサ４４に対して図５に示される距離ｄ２（第２の流路面積）が設定されるものとする。言い換えると、ディフューザ壁１０７とディフューザ壁１１６との距離ｄ及びディフューザ１１３の流路面積は２段階で制御される。なお、別の実施例では、ディフューザ壁１０７とディフューザ壁１１６との距離ｄ及びディフューザ１１３の流路面積が、油圧を制御することで、２段階ではなく３段階以上、又は、連続的に制御される。この場合、上述の第１の流路面積及び第２の流路面積は、互いに異なる任意の２つの流路面積に設定される。例えば、第１の流路面積はディフューザ１１３がとりうる最大の流路面積に設定され、第２の流路面積はディフューザ１１３がとりうる最少の流路面積に設定される。   In the embodiment according to the present invention, in the turbo compressor 44 of FIGS. 3 to 5, the distance d between the diffuser wall 107 and the diffuser wall 116 and the flow passage area of the diffuser 113 are the flow passage area at the distance d1 shown in FIG. The driving unit 49 and the moving unit are configured to take either the large first flow passage area or the second flow passage area having a small flow passage area with the distance d2 shown in FIG. 5. It is assumed that 124 is controlled. In that case, the distance d1 (the first flow passage area) shown in FIG. 3 is set for the turbo compressor 44 in the normal operation state where the drying suppression control is not performed, and there is a possibility that surging may occur. It is assumed that the distance d2 (second flow passage area) shown in FIG. 5 is set for the turbo compressor 44. In other words, the distance d between the diffuser wall 107 and the diffuser wall 116 and the flow passage area of the diffuser 113 are controlled in two steps. In another embodiment, the distance d between the diffuser wall 107 and the diffuser wall 116 and the flow passage area of the diffuser 113 are controlled not by two steps but by three or more steps continuously by controlling the hydraulic pressure. Ru. In this case, the first flow passage area and the second flow passage area described above are set to any two flow passage areas different from each other. For example, the first flow passage area is set to the largest flow passage area that the diffuser 113 can take, and the second flow passage area is set to the smallest flow passage area that the diffuser 113 can take.

次に、図６及び図７を参照しながら、ディフューザ１１３の流路面積とターボコンプレッサ４４の圧力−流量曲線との関係について説明する。図６及び図７は、ターボコンプレッサ４４の特性を示す。縦軸はターボコンプレッサ４４の入口における圧力に対するターボコンプレッサ４４の出口における圧力の比である圧力比を示し、横軸はターボコンプレッサ４４から吐出される酸化剤ガス流量を示す。ただし、ターボコンプレッサ４４の出口における圧力は圧力センサ７０により検出されると共に、調圧弁４７により制御される酸化剤ガス通路４０内の圧力に応じて定まる。一方、ターボコンプレッサ４４の入口における圧力は大気圧と考えることができる。したがって、ターボコンプレッサ４４の出口における圧力が増加すると、圧力比も増加する。   Next, the relationship between the flow passage area of the diffuser 113 and the pressure-flow rate curve of the turbo compressor 44 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7 show the characteristics of the turbo compressor 44. FIG. The vertical axis represents a pressure ratio that is the ratio of the pressure at the outlet of the turbo compressor 44 to the pressure at the inlet of the turbo compressor 44, and the horizontal axis represents the flow rate of oxidant gas discharged from the turbo compressor 44. However, the pressure at the outlet of the turbo compressor 44 is detected by the pressure sensor 70 and is determined in accordance with the pressure in the oxidant gas passage 40 controlled by the pressure control valve 47. On the other hand, the pressure at the inlet of the turbo compressor 44 can be considered as atmospheric pressure. Thus, as the pressure at the outlet of the turbocompressor 44 increases, the pressure ratio also increases.

図６はディフューザ壁１０７がディフューザ壁１１６に対して離れた状態、すなわちディフューザ壁１０７とディフューザ壁１１６との距離は長くｄ１であり、ディフューザ１１３の流路面積が大きい第１の流路面積である場合を示す（図３）。図６を参照すると、圧力比及び酸化剤ガス流量により定まるターボコンプレッサ４４の作動状態領域に第１のサージング領域ＳＡ１と第１の非サージング領域ＮＳＡ１とが区画される。第１のサージング領域ＳＡ１は、圧力比が限界圧力比ＲＰＬ１よりも高い領域であり、ターボコンプレッサ４４の作動状態が第１のサージング領域ＳＡ１に属するときにはサージングが発生するおそれがある。一方、第１の非サージング領域ＮＳＡ１は、圧力比が限界圧力比ＲＰＬ１よりも低い領域であり、ターボコンプレッサ４４の作動状態が第１の非サージング領域ＮＳＡ１に属するときにはサージングが発生しない。なお、限界圧力比ＲＰＬ１は酸化剤ガス流量に応じて定まり、具体的には酸化剤ガス流量が多くなるにつれて高くなる。   FIG. 6 shows a state in which the diffuser wall 107 is separated from the diffuser wall 116, that is, the distance between the diffuser wall 107 and the diffuser wall 116 is long d1, which is a first flow passage area where the flow passage area of the diffuser 113 is large. The case is shown (Figure 3). Referring to FIG. 6, a first surging area SA1 and a first non-surging area NSA1 are defined in an operating state area of the turbo compressor 44 determined by the pressure ratio and the oxidant gas flow rate. The first surging area SA1 is an area where the pressure ratio is higher than the limit pressure ratio RPL1, and there is a possibility that surging may occur when the operating state of the turbo compressor 44 belongs to the first surging area SA1. On the other hand, the first non-surging area NSA1 is an area where the pressure ratio is lower than the limit pressure ratio RPL1 and no surging occurs when the operating state of the turbo compressor 44 belongs to the first non-surge area NSA1. The limit pressure ratio RPL1 is determined according to the oxidant gas flow rate, and specifically, increases as the oxidant gas flow rate increases.

すなわち、ターボコンプレッサ４４の作動状態がＥａで表されるとき、すなわち圧力比がＲＰａであり酸化剤ガス流量がＱＯＰａであるときには、ターボコンプレッサ４４の作動状態Ｅａは第１のサージング領域ＳＡ１内に属する。一方、ターボコンプレッサ４４の作動状態がＥｂで表されるとき、すなわち圧力比がＲＰｂであり酸化剤ガス流量がＱＯＰｂであるときには、ターボコンプレッサ４４の作動状態Ｅｂは第１の非サージング領域ＮＳＡ１内に属する。   That is, when the operating state of the turbo compressor 44 is represented by Ea, that is, when the pressure ratio is RPa and the oxidant gas flow rate is QOPa, the operating state Ea of the turbo compressor 44 belongs to the first surging area SA1. . On the other hand, when the operating state of the turbo compressor 44 is represented by Eb, that is, when the pressure ratio is RPb and the oxidant gas flow rate is QOPb, the operating state Eb of the turbo compressor 44 is in the first non-surging area NSA1. Belongs.

一方、図７はディフューザ壁１０７がディフューザ壁１１６に対して近づいた状態、すなわちディフューザ壁１０７とディフューザ壁１１６との距離ｄは短くｄ２であり、ディフューザ１１３の流路面積が小さい第２の流路面積である場合を示す（図５）。図７を参照すると、圧力比及び酸化剤ガス流量により定まるターボコンプレッサ４４の作動状態領域に第２のサージング領域ＳＡ２と第２の非サージング領域ＮＳＡ２とが区画される。第２のサージング領域ＳＡ２は、圧力比が限界圧力比ＲＰＬ２よりも高い領域であり、ターボコンプレッサ４４の作動状態が第２のサージング領域ＳＡ２に属するときにはサージングが発生するおそれがある。一方、第２の非サージング領域ＮＳＡ２は、圧力比が限界圧力比ＲＰＬ２よりも低い領域であり、ターボコンプレッサ４４の作動状態が第２の非サージング領域ＮＳＡ２に属するときにはサージングが発生しない。なお、限界圧力比ＲＰＬ２は酸化剤ガス流量に応じて定まり、具体的には酸化剤ガス流量が大きくなるにつれて高くなり、ピークを過ぎると酸化剤ガス流量が大きくなるにつれて低くなる。   On the other hand, FIG. 7 shows a state in which the diffuser wall 107 approaches the diffuser wall 116, that is, the distance d between the diffuser wall 107 and the diffuser wall 116 is short d2 and the flow passage area of the diffuser 113 is small. The case of an area is shown (FIG. 5). Referring to FIG. 7, a second surging area SA2 and a second non-surging area NSA2 are defined in the operating state area of the turbo compressor 44 determined by the pressure ratio and the oxidant gas flow rate. The second surging area SA2 is an area where the pressure ratio is higher than the limit pressure ratio RPL2, and there is a possibility that surging may occur when the operating state of the turbo compressor 44 belongs to the second surging area SA2. On the other hand, the second non-surging area NSA2 is an area in which the pressure ratio is lower than the limit pressure ratio RPL2, and no surging occurs when the operating state of the turbo compressor 44 belongs to the second non-surge area NSA2. The critical pressure ratio RPL2 is determined according to the flow rate of the oxidant gas, and specifically increases as the flow rate of the oxidant gas increases, and decreases as the flow rate of the oxidant gas increases after the peak.

すなわち、ターボコンプレッサ４４の作動状態がＥ１で表されるとき、すなわち圧力比がＲＰ１であり酸化剤ガス流量がＱＯＰ１であるときには、ターボコンプレッサ４４の作動状態Ｅ１は第２のサージング領域ＳＡ２内に属する。一方、ターボコンプレッサ４４の作動状態がＥ２で表されるとき、すなわち圧力比がＲＰ２であり酸化剤ガス流量がＱＯＰ２であるときには、ターボコンプレッサ４４の作動状態Ｅ２は第２の非サージング領域ＮＳＡ２内に属する。ただし、限界圧力比ＲＰＬ２は、図６の限界圧力比ＲＰＬ１よりも高圧力比側に存在している。   That is, when the operating state of the turbo compressor 44 is represented by E1, that is, when the pressure ratio is RP1 and the oxidant gas flow rate is QOP1, the operating state E1 of the turbo compressor 44 belongs to the second surging area SA2. . On the other hand, when the operating state of the turbo compressor 44 is represented by E2, that is, when the pressure ratio is RP2 and the oxidant gas flow rate is QOP2, the operating state E2 of the turbo compressor 44 is in the second non-surging area NSA2. Belongs. However, the limit pressure ratio RPL2 is present on the higher pressure ratio side than the limit pressure ratio RPL1 of FIG.

図８は、ディフューザ１１３が第１の流路面積である場合（図６）とディフューザ１１３が第２の流路面積である場合（図７）とを併せて示す。このとき、図８において、Ｅｓは、ターボコンプレッサ４４からの酸化剤ガス流量を上述した目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳに制御しつつ、圧力比をＲＰＳに設定した場合のターボコンプレッサ４４の作動状態を表す。図８に示される例ではターボコンプレッサ４４の作動状態Ｅｓは、ディフューザ１１３が第１の流路面積である場合、図６の作動状態Ｅａと同様に、第１のサージング領域ＳＡ１内に属している。この場合、ディフューザ１１３の流路面積を第２の流路面積に変更すると、ターボコンプレッサ４４の作動状態Ｅｓは、図７の作動状態Ｅ２と同様に、第２の非サージング領域ＮＳＡ２内に属することになる。すなわち、目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳの下で圧力比ＲＰＳを変更せずに、ディフューザ１１３の流路面積を小さくすることで、ターボコンプレッサ４４の作動状態Ｅｓを、サージング領域から非サージング領域に変更することができる。言い換えると、ターボコンプレッサ４４では、ディフューザ１１３の流路面積が変更可能であることで、ディフューザ１１３の流路面積が固定されている場合と比較して、非サージング領域が高圧力比側に拡張される、ということができる。なお、圧力比を一定とすれば非サージング領域が低酸化剤ガス流量側に拡張される、とみることもできる。それにより、ターボコンプレッサ４４では、高圧力比、低酸化剤ガス流量であっても、サージングの発生が抑制される。   FIG. 8 shows together the case where the diffuser 113 is the first flow passage area (FIG. 6) and the case where the diffuser 113 is the second flow passage area (FIG. 7). At this time, in FIG. 8, Es represents the operating state of the turbo compressor 44 when the pressure ratio is set to RPS while controlling the oxidant gas flow rate from the turbo compressor 44 to the above-described target oxidant gas flow rate QOXS. . In the example shown in FIG. 8, the operating state Es of the turbo compressor 44 belongs to the first surging area SA1 similarly to the operating state Ea of FIG. 6 when the diffuser 113 is the first flow passage area. . In this case, when the flow passage area of the diffuser 113 is changed to the second flow passage area, the operating state Es of the turbo compressor 44 belongs to the second non-surging area NSA2 as in the operating state E2 of FIG. become. That is, the operating state Es of the turbo compressor 44 is changed from the surging region to the non-surging region by reducing the flow passage area of the diffuser 113 without changing the pressure ratio RPS under the target oxidant gas flow rate QOXS. be able to. In other words, in the turbo compressor 44, the flow passage area of the diffuser 113 can be changed, so that the non-surging region is expanded to the high pressure ratio side as compared with the case where the flow passage area of the diffuser 113 is fixed. It can be said that If the pressure ratio is constant, it can be considered that the non-surging region is expanded to the low oxidant gas flow rate side. As a result, in the turbo compressor 44, the occurrence of surging is suppressed even at a high pressure ratio and a low oxidant gas flow rate.

以下では、ターボコンプレッサ４４の作動状態を動作点ともいう。このとき、図８のターボコンプレッサ４４の圧力−流量曲線を再掲した図９において、ターボコンプレッサ４４の圧力比及びターボコンプレッサ４４からの酸化剤ガス流量により定まるターボコンプレッサ４４の動作点が属しうる領域内では、第１の非サージング領域ＮＳＡ１が、第２の非サージング領域ＮＳＡ２に重なっている重複領域ＯＬＡと第２の非サージング領域ＮＳＡ２に重なっていない第１の非重複領域ＵＯＬＡ１とに区分されると共に、第２の非サージング領域ＮＳＡ２が、第１の非サージング領域ＮＳＡ１に重なっている重複領域ＯＬＡと第１の非サージング領域ＮＳＡ１に重なっていない第２の非重複領域ＵＯＬＡ２とに区分されている。更に、ターボコンプレッサ４４の動作点が属しうる領域内には、第１のサージング領域ＳＡ１と第２のサージング領域ＳＡ２とが重なる共通サージング領域ＣＳＡが区画される。図９に示す実施例では、動作点が第1の非重複領域ＵＯＬＡ１にあるときにはターボコンプレッサ４４の流路面積は第１の流路面積に制御され、動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２にあるときにはターボコンプレッサ４４の流路面積は第２の流路面積に制御される。ここで、ターボコンプレッサ４４の第１の非重複領域ＵＯＬＡ１、重複領域ＯＬＡ、第２の非重複領域ＵＯＬＡ２を示す図９のグラフのデータは、ＲＯＭ６２内に予め記憶されている。   Hereinafter, the operating state of the turbo compressor 44 is also referred to as an operating point. At this time, in FIG. 9 in which the pressure-flow rate curve of the turbo compressor 44 of FIG. 8 is shown again, within the region where the operating point of the turbo compressor 44 determined by the pressure ratio of the turbo compressor 44 and the oxidant gas flow rate from the turbo compressor 44 belongs. Then, the first non-surgery area NSA1 is divided into the overlap area OLA overlapping the second non-surgery area NSA2 and the first non-overlap area UOLA1 not overlapping the second non-surge area NSA2. The second non-surgery area NSA2 is divided into an overlap area OLA overlapping the first non-surgery area NSA1 and a second non-overlap area UOLA2 non-overlap with the first non-surgery area NSA1. Further, a common surging area CSA in which the first surging area SA1 and the second surging area SA2 overlap is defined in the area to which the operation point of the turbo compressor 44 can belong. In the embodiment shown in FIG. 9, when the operating point is in the first non-overlapping area UOLA1, the flow path area of the turbo compressor 44 is controlled to the first flow path area, and the operating point is in the second non-overlapping area UOLA2. In some cases, the flow passage area of the turbo compressor 44 is controlled to the second flow passage area. Here, the data of the graph of FIG. 9 showing the first non-overlap area UOLA1, the overlap area OLA, and the second non-overlap area UOLA2 of the turbo compressor 44 are stored in advance in the ROM 62.

ところで、一般に、ターボコンプレッサ４４からの実際の酸化剤ガス流量がＱＯＸｘ１のときに、目標酸化剤ガス流量が変更されそれにより酸化剤ガス流量がＱＯＸｘ２になるようにターボコンプレッサ４４が制御されると、実際の酸化剤ガス流量はＱＯＸｘ１からＱＯＸｘ２まで遅れをもって変化する。同様に、実際の圧力比がＲＰｘ１のときに、目標圧力が変更されそれにより酸化剤ガス通路４０内の圧力が目標圧力になるように調圧弁４７が制御されると、実際の圧力比はＲＰｘ１から目標圧力に対応するＲＰｘ２まで遅れをもって変化する。したがって、図１０に示されるように、動作点は、酸化剤ガス流量ＱＯＸｘ１及び圧力比ＲＰｘ１により定まる動作点Ｅｘ１から、目標酸化剤ガス流量ＱＯＸｘ２及び目標圧力に対応する圧力比ＲＰｘ２により定まる動作点Ｅｘ２まで、曲線Ｘ１に沿って、移動する。このため、目標酸化剤ガス流量及び目標圧力が新たな値に変更されてからしばらくの間は、実際の動作点は目標動作点に一致していない。   By the way, generally, when the actual oxidant gas flow rate from the turbo compressor 44 is QOXx1, the target oxidant gas flow rate is changed, and thereby the turbo compressor 44 is controlled such that the oxidant gas flow rate becomes QOXx2, The actual oxidant gas flow rate changes with a delay from QOXx1 to QOXx2. Similarly, when the pressure control valve 47 is controlled so that the target pressure is changed so that the pressure in the oxidant gas passage 40 becomes the target pressure when the actual pressure ratio is RPx1, the actual pressure ratio is RPx1. Changes with a delay to RPx 2 corresponding to the target pressure. Therefore, as shown in FIG. 10, from the operating point Ex1 determined by the oxidant gas flow rate QOXx1 and the pressure ratio RPx1, the operating point is determined by the target oxidizing gas flow rate QOXx2 and the pressure ratio RPx2 corresponding to the target pressure. Move along the curve X1 until Therefore, for a while after the target oxidant gas flow rate and the target pressure are changed to new values, the actual operating point does not match the target operating point.

以上に基づいて、図１に示される燃料電池システムＡでは、例えば、図１１に示すように、現在の動作点Ｅｓ１が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属し、すなわち現在の流路面積が第１の流路面積のとき、動作点を第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属する目標とする動作点Ｅｓ２へ移動させるには以下の制御が行われる。まず、現在の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１、第２の非重複領域ＵＯＬＡ２及び重複領域ＯＬＡのいずれに属するかが判別される。現在の動作点Ｅｓ１が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属する場合には、図９のグラフのデータに基づいて、目標圧力ＰＢＡに対応した圧力比と目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳとにより定まる、ターボコンプレッサ４４が目標とする動作点Ｅｓ２が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属するか否かが判別される。そして、目標とする動作点Ｅｓ２が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属すると判別されたときには、動作点は図１１の例では曲線Ｙ１に沿って、第１の非重複領域ＵＯＬＡ１、重複領域ＯＬＡ及び第２の非重複領域ＵＯＬＡ２を順次移動する。ここで、ターボコンプレッサ４４の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１の現在の動作点Ｅｓ１から重複領域ＯＬＡを通って第２の非重複領域ＵＯＬＡ２の目標とする動作点Ｅｓ２へ移動してゆく途中で、動作点が重複領域ＯＬＡに属する動作点Ｅｓ０１のときに、ディフューザ１１３の流路面積が第１の流路面積から第２の流路面積に切り替えられる。すなわち、ディフューザ壁１１６とディフューザ壁１０７との距離ｄが距離ｄ２に切り替えられる。その後、動作点は第２の非重複領域ＵＯＬＡ２の目標とする動作点Ｅｓ２へ移動する。言い換えると、ターボコンプレッサ４４の動作点が第２の非サージング領域ＮＳＡ２に入る。これに対し、ターボコンプレッサ４４が目標とする動作点Ｅｓ２が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属さないと判別されたときには、ディフューザ１１３の流路面積が第１の流路面積に維持される。   Based on the above, in the fuel cell system A shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 11, the current operating point Es1 belongs to the first non-overlapping area UOLA1, that is, the current flow area is the first In the case of the flow passage area of the above, in order to move the operating point to the target operating point Es2 belonging to the second non-overlapping area UOLA2, the following control is performed. First, it is determined which of the first non-overlapping area UOLA1, the second non-overlapping area UOLA2, and the overlapping area OLA the current operating point belongs to. When the current operating point Es1 belongs to the first non-overlapping area UOLA1, the turbo compressor is determined by the pressure ratio corresponding to the target pressure PBA and the target oxidant gas flow rate QOXS based on the data of the graph of FIG. It is determined whether the target operating point Es2 44 belongs to the second non-overlapping area UOLA2. Then, when it is determined that the target operating point Es2 belongs to the second non-overlapping area UOLA2, the operating point is the first non-overlapping area UOLA1, the overlapping area OLA, and the curve Y1 in the example of FIG. The second non-overlapping area UOLA2 is sequentially moved. Here, the operating point of the turbo compressor 44 is moving from the current operating point Es1 of the first non-overlapping area UOLA1 to the target operating point Es2 of the second non-overlapping area UOLA2 through the overlapping area OLA. The flow passage area of the diffuser 113 is switched from the first flow passage area to the second flow passage area when the operating point belongs to the overlapping area OLA. That is, the distance d between the diffuser wall 116 and the diffuser wall 107 is switched to the distance d2. After that, the operating point moves to the target operating point Es2 of the second non-overlapping area UOLA2. In other words, the operating point of the turbo compressor 44 enters the second non-surging area NSA2. On the other hand, when it is determined that the operation point Es2 targeted by the turbo compressor 44 does not belong to the second non-overlapping area UOLA2, the flow passage area of the diffuser 113 is maintained at the first flow passage area.

一方、例えば、図１２に示すように、現在の動作点Ｅｓ３が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属し、すなわち現在の流路面積が第２の流路面積のとき、動作点を第１の非重複領域ＵＯＬＡ１内に属する目標とする動作点Ｅｓ４へ移動させるには以下の制御が行われる。現在の動作点Ｅｓ３が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属する場合には、図９のグラフのデータに基づいて、目標圧力ＰＢＡに対応した圧力比と目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳとにより定まる、ターボコンプレッサ４４が目標とする動作点Ｅｓ４が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属するか否かが判別される。そして、目標とする動作点Ｅｓ４が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属すると判別されたときには、動作点は図１２の例では曲線Ｙ２に沿って、第２の非重複領域ＵＯＬＡ２、重複領域ＯＬＡ及び第１の非重複領域ＵＯＬＡ１を順次移動する。ここで、ターボコンプレッサ４４の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２の現在の動作点Ｅｓ３から重複領域ＯＬＡを通って第１の非重複領域ＵＯＬＡ１の目標とする動作点Ｅｓ４へ移動してゆく途中で、動作点が重複領域ＯＬＡに属する動作点Ｅｓ０２のときに、ディフューザ１１３の流路面積が第２の流路面積から第１の流路面積に切り替えられる。すなわち、ディフューザ壁１１６とディフューザ壁１０７との距離ｄが距離ｄ１に切り替えられる。その後、動作点は第１の非重複領域ＵＯＬＡ１の目標とする動作点Ｅｓ４へ移動する。言い換えると、ターボコンプレッサ４４の動作点が第１の非サージング領域ＮＳＡ１に入る。これに対し、ターボコンプレッサ４４が目標とする動作点Ｅｓ４が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属さないと判別されたときには、ディフューザ１１３の流路面積が第２の流路面積に維持される。   On the other hand, for example, as shown in FIG. 12, when the current operating point Es3 belongs to the second non-overlapping area UOLA2, that is, the current flow area is the second flow area, the operating point is the first non-overlapping area. The following control is performed to move to the target operating point Es4 belonging to the overlapping area UOLA1. When the current operating point Es3 belongs to the second non-overlapping area UOLA2, the turbo compressor is determined by the pressure ratio corresponding to the target pressure PBA and the target oxidant gas flow rate QOXS based on the data of the graph of FIG. It is determined whether the target operating point Es4 belongs to the first non-overlapping area UOLA1. Then, when it is determined that the target operating point Es4 belongs to the first non-overlapping area UOLA1, the operating point is the second non-overlapping area UOLA2, the overlapping area OLA and the second non-overlapping area along the curve Y2 in the example of FIG. The first non-overlapping area UOLA1 is sequentially moved. Here, the operating point of the turbo compressor 44 is moving from the current operating point Es3 of the second non-overlapping area UOLA2 to the target operating point Es4 of the first non-overlapping area UOLA1 through the overlapping area OLA. The flow passage area of the diffuser 113 is switched from the second flow passage area to the first flow passage area when the operating point belongs to the overlapping area OLA. That is, the distance d between the diffuser wall 116 and the diffuser wall 107 is switched to the distance d1. After that, the operating point moves to the target operating point Es4 of the first non-overlapping area UOLA1. In other words, the operating point of the turbo compressor 44 enters the first non-surging area NSA1. On the other hand, when it is determined that the target operating point Es4 of the turbo compressor 44 does not belong to the first non-overlapping region UOLA1, the flow passage area of the diffuser 113 is maintained at the second flow passage area.

また、現在の動作点が重複領域ＯＬＡの場合、目標の動作点に応じて直ちにディフューザ１１３の流路面積が変更される。すなわち、目標の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属する場合、流路面積が第１の流路面積に変更、又は第１の流路面積に維持される。また、目標の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属する場合、流路面積が第２の流路面積に変更、又は第２の流路面積に維持される。また、目標の動作点が重複領域ＯＬＡに属する場合、流路面積がその時の流路面積に維持される。   Further, when the current operating point is the overlap area OLA, the flow passage area of the diffuser 113 is immediately changed according to the target operating point. That is, when the target operating point belongs to the first non-overlapping area UOLA1, the flow passage area is changed to the first flow passage area or maintained at the first flow passage area. Further, when the target operating point belongs to the second non-overlapping area UOLA2, the flow passage area is changed to the second flow passage area, or is maintained at the second flow passage area. When the target operating point belongs to the overlapping area OLA, the flow passage area is maintained at the flow passage area at that time.

このように、本実施例では、ターボコンプレッサ４４の酸化剤ガス流量及び圧力で定まる動作点が、例えば、第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属する現在の動作点から重複領域ＯＬＡを通って第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属する目標の動作点へ移動するとき、動作点が重複領域ＯＬＡに属するときに、ターボコンプレッサ４４の流路面積を第１の流路面積から第２の流路面積へ変更している。このとき、流路面積の変更を重複領域ＯＬＡで行っているので、ターボコンプレッサ４４にサージングが発生することはない。動作点が、例えば、第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属する現在の動作点から重複領域ＯＬＡを通って第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属する目標の動作点へ移動するときも同様である。したがって、燃料電池スタック１０に供給する酸化剤ガスの流量及び圧力を、燃料電池スタック１０の運転条件に応じて変更しつつ、サージングを発生させないようにターボコンプレッサ４４の流路面積を変更することができる。   Thus, in the present embodiment, the operating point determined by the oxidant gas flow rate and pressure of the turbo compressor 44 is, for example, the second operating point from the current operating point belonging to the first non-overlap area UOLA1 through the overlap area OLA. When moving to the target operating point belonging to the non-overlapping area UOLA2, when the operating point belongs to the overlapping area OLA, the flow passage area of the turbo compressor 44 is changed from the first flow passage area to the second flow passage area ing. At this time, since the change of the flow passage area is performed in the overlapping area OLA, surging does not occur in the turbo compressor 44. The same applies when the operating point moves from, for example, the current operating point belonging to the second non-overlapping area UOLA2 through the overlapping area OLA to the target operating point belonging to the first non-overlapping area UOLA1. Therefore, while changing the flow rate and pressure of the oxidant gas supplied to the fuel cell stack 10 according to the operating conditions of the fuel cell stack 10, the flow passage area of the turbo compressor 44 is changed so as not to generate surging. it can.

ここで、例えば第１の非重複領域ＵＯＬＡ１から第２の非重複領域ＵＯＬＡ２へ動作点を移動するとき、動作点が重複領域ＯＬＡ以外の領域に属するときに流路面積を切り替えることは以下の点で不適切である。例えば目標とする動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属する場合であっても、実際の動作点が未だ第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属するときに流路面積を第１の流路面積から第２の流路面積に切り替えると、第２の流路面積のターボコンプレッサ４４にとって第１の非重複領域ＵＯＬＡ１は第２のサージング領域ＳＡ２であるため、ターボコンプレッサ４４にサージングが発生してしまうおそれがある。また、例えば動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属した後に流路面積を第１の流路面積から第２の流路面積に切り替えると、第１の流路面積のターボコンプレッサ４４にとって第２の非重複領域ＵＯＬＡ２は第１のサージング領域ＳＡ１であるため、動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に入ってから流路面積を切り替えるまでにターボコンプレッサ４４にサージングが発生してしまうおそれがある。ディフューザ１１３の動作遅れのことを考えると、サージングが発生している時間が長くなるおそれもある。このことは、第２の非重複領域ＵＯＬＡ２から第１の非重複領域ＵＯＬＡ１へ動作点を移動するとき、動作点が重複領域ＯＬＡ以外の領域に属するときに流路面積を切り替える場合にも同様に当てはまる。本実施例では、動作点が重複領域ＯＬＡに属するときに流路面積を切り替えることで、上記のようなサージングの発生を防止できる。それにより、動作点を移動させつつ、すなわち酸化剤ガスの流量及び圧力を変更しつつ、サージングを発生させないようにターボコンプレッサの流路面積を変更することができる。   Here, for example, when moving the operating point from the first non-overlapping area UOLA1 to the second non-overlapping area UOLA2, switching the channel area when the operating point belongs to an area other than the overlapping area OLA is as follows. Is inappropriate. For example, even when the target operating point belongs to the second non-overlapping area UOLA2, when the actual operating point still belongs to the first non-overlapping area UOLA1, the flow path area is determined from the first flow path area When switching to the second flow passage area, since the first non-overlapping region UOLA1 is the second surging region SA2 for the turbo compressor 44 of the second flow passage area, surging may occur in the turbo compressor 44 There is. Also, for example, when the flow passage area is switched from the first flow passage area to the second flow passage area after the operating point belongs to the second non-overlapping area UOLA2, the first turbo compressor 44 for the first flow passage area Since the second non-overlapping area UOLA2 is the first surging area SA1, surging may occur in the turbo compressor 44 before the operation point switches to the second flow area after entering the second non-overlapping area UOLA2. is there. Considering the operation delay of the diffuser 113, the time during which surging occurs may also be long. The same applies to the case where the flow path area is switched when the operating point belongs to an area other than the overlapping area OLA when moving the operating point from the second non-overlapping area UOLA2 to the first non-overlapping area UOLA1. apply. In the present embodiment, the occurrence of surging as described above can be prevented by switching the flow passage area when the operating point belongs to the overlapping area OLA. Thereby, it is possible to change the flow area of the turbo compressor so as not to generate surging while moving the operating point, that is, changing the flow rate and pressure of the oxidant gas.

また、非サージング領域を第１の非サージング領域ＮＳＡ１だけでなく第２の非サージング領域ＮＳＡ２まで実質的に拡張することができるので、乾燥抑制制御のために酸化剤ガス流量が少なく、酸化剤ガスの圧力が高い場合であってもターボコンプレッサ４４でのサージングの発生を抑制できる。   In addition, since the non-surging area can be substantially expanded not only to the first non-surgery area NSA1 but also to the second non-surgery area NSA2, the oxidant gas flow rate is small for drying suppression control, and the oxidant gas It is possible to suppress the occurrence of surging in the turbo compressor 44 even when the pressure is high.

図１３は図１の燃料電池システムＡにおける酸化剤ガス供給制御ルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。図１３を参照すると、ステップ１００では燃料電池スタック１０の温度が温度センサ７１により検出される。続くステップ１０１では目標電流値に基づいて、目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳが算出される。続くステップ１０２では燃料電池スタック１０の温度及び目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳに基づいて、図２に示されるマップを参照して、燃料電池スタック１０内の酸化剤ガス通路４０の目標圧力が決定される。続くステップ１０３では酸化剤ガス通路４０の目標圧力に基づいて圧力比が算出され、算出された圧力比及び目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳに基づいて、ターボコンプレッサ４４が目標とする動作点が決定される。続くステップ１０４では酸化剤ガス通路４０の目標圧力及び目標酸化剤ガス流量ＱＯＸＳになるようにターボコンプレッサ４４の酸化剤ガス流量と圧力が制御され、調圧弁４７の開度が制御される。   FIG. 13 shows an oxidant gas supply control routine in the fuel cell system A of FIG. This routine is executed by interruption every fixed time. Referring to FIG. 13, in step 100, the temperature of the fuel cell stack 10 is detected by the temperature sensor 71. In the subsequent step 101, the target oxidant gas flow rate QOXS is calculated based on the target current value. In the following step 102, based on the temperature of the fuel cell stack 10 and the target oxidant gas flow rate QOXS, the target pressure of the oxidant gas passage 40 in the fuel cell stack 10 is determined with reference to the map shown in FIG. . In the following step 103, the pressure ratio is calculated based on the target pressure of the oxidant gas passage 40, and the operating point targeted by the turbo compressor 44 is determined based on the calculated pressure ratio and the target oxidant gas flow rate QOXS. . In the following step 104, the oxidant gas flow rate and pressure of the turbo compressor 44 are controlled so that the target pressure of the oxidant gas passage 40 and the target oxidant gas flow rate QOXS are achieved, and the opening degree of the pressure regulating valve 47 is controlled.

図１４は、図１の燃料電池システムＡにおける流路面積切り替え制御ルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。ステップ２００では、図９のグラフを示すデータを参照して、現在の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属するか否かが判別される。現在の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属するときにはステップ２０１へ進み、目標の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属するか否かが判別される。目標の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属するときにはステップ２０２へ進み、動作点が重複領域ＯＬＡに属するまで待ち、動作点が重複領域ＯＬＡに属するようになったときにはステップ２０３へ進み、流路面積を第１の流路面積から第２の流路面積へ切り替える。ステップ２０１において目標の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属さないときには流路面積の切り替えは行わない。一方、ステップ２００において現在の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属さないときにはステップ２０４へ進み、現在の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属するか否かが判別される。現在の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属するときにはステップ２０５へ進み、目標の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属するか否かが判別される。目標の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属するときにはステップ２０６へ進み、動作点が重複領域ＯＬＡに属するまで待ち、動作点が重複領域ＯＬＡに属するようになったときにはステップ２０７へ進み、流路面積を第２の流路面積から第１の流路面積へ切り替える。ステップ２０５において目標の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属さないときには流路面積の切り替えは行わない。更に、ステップ２０４において現在の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属さないとき、すなわち重複領域に属するときにはステップ２０８進み、重複領域制御を行う。   FIG. 14 shows a flow passage area switching control routine in the fuel cell system A of FIG. This routine is executed by interruption every fixed time. In step 200, it is determined whether or not the current operating point belongs to the first non-overlapping area UOLA1 with reference to data representing the graph of FIG. When the current operating point belongs to the first non-overlapping area UOLA1, the routine proceeds to step 201, where it is judged if the target operating point belongs to the second non-overlapping area UOLA2. When the target operating point belongs to the second non-overlapping area UOLA2, the process proceeds to step 202, waits until the operating point belongs to the overlapping area OLA, and when the operating point belongs to the overlapping area OLA, the process proceeds to step 203. The passage area is switched from the first passage area to the second passage area. When the target operating point does not belong to the second non-overlapping area UOLA2 in step 201, switching of the flow path area is not performed. On the other hand, when it is determined in step 200 that the current operating point does not belong to the first non-overlapping area UOLA1, the process proceeds to step 204 to determine whether the current operating point belongs to the second non-overlapping area UOLA2. When the current operating point belongs to the second non-overlapping area UOLA2, the routine proceeds to step 205, where it is judged if the target operating point belongs to the first non-overlapping area UOLA1. When the target operating point belongs to the first non-overlapping area UOLA1, the process proceeds to step 206, waits until the operating point belongs to the overlapping area OLA, and when the operating point comes to belong to the overlapping area OLA, the process proceeds to step 207. The channel area is switched from the second channel area to the first channel area. When the target operating point does not belong to the first non-overlapping area UOLA1 in step 205, switching of the flow path area is not performed. Furthermore, when the current operating point does not belong to the second non-overlapping area UOLA2 in step 204, that is, when it belongs to the overlapping area, the process proceeds to step 208 and performs overlapping area control.

図１５は、図１４のステップ２０８で実行される重複領域制御ルーチンを示している。ステップ３００では、目標の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属するか否かが判別される。目標の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属するときにはステップ３０１へ進み、流路面積が第１の流路面積に変更される、又は、第１の流路面積に維持される。一方、ステップ３００において、目標の動作点が第１の非重複領域ＵＯＬＡ１に属さないときにはステップ３０２へ進み、目標の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属するか否かが判別される。目標の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属するときにはステップ３０３へ進み、流路面積が第２の流路面積に変更される、又は、第２の流路面積に維持される。更に、ステップ３０２において、目標の動作点が第２の非重複領域ＵＯＬＡ２に属さないとき、すなわち重複領域に属するときには流路面積がその時の流路面積に維持される。   FIG. 15 shows the overlapping area control routine executed in step 208 of FIG. In step 300, it is determined whether the target operating point belongs to the first non-overlapping area UOLA1. When the target operating point belongs to the first non-overlapping area UOLA1, the process proceeds to step 301, where the flow passage area is changed to the first flow passage area or maintained at the first flow passage area. On the other hand, when the target operating point does not belong to the first non-overlapping area UOLA1 in step 300, the process proceeds to step 302, where it is determined whether the target operating point belongs to the second non-overlapping area UOLA2. When the target operating point belongs to the second non-overlapping area UOLA2, the process proceeds to step 303, where the flow passage area is changed to the second flow passage area or is maintained at the second flow passage area. Furthermore, in step 302, when the target operating point does not belong to the second non-overlap area UOLA2, that is, when it belongs to the overlap area, the flow passage area is maintained at the flow passage area at that time.

次に、図１６を参照して別の実施例について説明する。図１に示される燃料電池システムＡは、燃料ガス通路３０の出口である燃料ガス排出口と燃料ガス供給管３１とがアノードオフガス管３６及び燃料ガス循環管８１で接続され、水素ガスを含むアノードオフガスが燃料ガス供給管３１へ循環されるシステム、すなわち燃料ガス循環式の燃料電池システムである。一方、図１６に示される燃料電池システムＡは、燃料ガス循環管８１及び燃料ガス循環ポンプ３９が除かれている。すなわち、図１６示される燃料電池システムＡは、燃料ガス通路３０の出口である燃料ガス排出口と燃料ガス供給管３１とが分離され、水素ガスを含むアノードオフガスが燃料ガス供給管３１へ循環されないシステム、すなわち燃料ガス非循環式の燃料電池システムである。   Next, another embodiment will be described with reference to FIG. In a fuel cell system A shown in FIG. 1, a fuel gas outlet at the outlet of a fuel gas passage 30 and a fuel gas supply pipe 31 are connected by an anode off gas pipe 36 and a fuel gas circulation pipe 81, and an anode containing hydrogen gas This is a system in which off gas is circulated to the fuel gas supply pipe 31, that is, a fuel cell system of fuel gas circulation type. On the other hand, in the fuel cell system A shown in FIG. 16, the fuel gas circulation pipe 81 and the fuel gas circulation pump 39 are removed. That is, in the fuel cell system A shown in FIG. 16, the fuel gas outlet at the outlet of the fuel gas passage 30 and the fuel gas supply pipe 31 are separated, and the anode off gas containing hydrogen gas is not circulated to the fuel gas supply pipe 31 The system is a fuel cell non-recirculating fuel cell system.

燃料ガス循環式の燃料電池システムではアノードオフガスと共に水分も燃料ガス供給管３１へ戻されるが、燃料ガス非循環式の燃料電池システムでは水分が燃料ガス供給管３１へ戻されないので、燃料電池スタック内が乾燥しやすい。本発明による実施例では、燃料ガス非循環式の燃料電池システムでも乾燥抑制が可能である。   In the fuel gas circulation type fuel cell system, the moisture is also returned to the fuel gas supply pipe 31 together with the anode off gas, but in the fuel gas non-circulation fuel cell system, the water is not returned to the fuel gas supply pipe 31. Is easy to dry. In the embodiment according to the present invention, the fuel gas non-recirculation type fuel cell system can suppress the drying.

この場合にも、図１に示される実施例の燃料電池システムＡと同様の効果を奏することができる。   Also in this case, the same effect as the fuel cell system A of the embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.

次に、図１７を参照して更に別の実施例について説明する。図１２に示す実施例では、第２の非重複領域ＵＯＬＡ２内の現在の動作点Ｅｓ３から第１の非重複領域ＵＯＬＡ１内の目標の動作点Ｅｓ４へ動作点が変更されるとき、動作点が曲線Ｙ２に沿って移動する途中で、重複領域ＯＬＡを経由しており、共通サージング領域ＣＳＡを経由していない。一方、図１７に示す実施例では、第２の非重複領域ＵＯＬＡ２内の現在の動作点Ｅｓ５から第１の非重複領域ＵＯＬＡ１内の目標の動作点Ｅｓ６へ動作点が変更されるとき、動作点が曲線Ｙ５に沿って移動すると、重複領域ＯＬＡを経由せず、共通サージング領域ＣＳＡを経由してしまう。そこで更に別の実施例では、まず重複領域ＯＬＡ内に仮の目標の動作点Ｅｓ０３を設定し、すなわち仮の目標の動作点Ｅｓ０３に対応する仮の目標酸化剤ガス流量及び仮の目標圧力を設定し、仮の目標の動作点Ｅｓ０３に向けて制御する。その結果、動作点は図１７の例では曲線Ｙ３に沿って移動する。そして、酸化剤ガス流量及び圧力がその仮の目標酸化剤ガス流量及び仮の目標圧力になった時点、すなわち動作点が重複領域ＯＬＡの動作点Ｅｓ０３になった時点で流路面積の切り替えを行う。その後、本来の目標の動作点Ｅｓ６へ移動すべく、酸化剤ガス流量及び圧力を本来の目標の動作点Ｅｓ６に対応する目標酸化剤ガス流量及び目標圧力に設定し、目標の動作点Ｅｓ６に向けて制御する。その結果、動作点は曲線Ｙ４に沿って移動し、すなわち酸化剤ガス流量及び圧力がその目標酸化剤ガス流量及び目標圧力へ向かって変化する。   Next, still another embodiment will be described with reference to FIG. In the embodiment shown in FIG. 12, when the operating point is changed from the current operating point Es3 in the second non-overlapping area UOLA2 to the target operating point Es4 in the first non-overlapping area UOLA1, the operating point is a curve While moving along Y2, it passes through the overlapping area OLA and does not pass through the common surging area CSA. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 17, when the operating point is changed from the current operating point Es5 in the second non-overlapping area UOLA2 to the target operating point Es6 in the first non-overlapping area UOLA1, the operating point Moves along the curve Y5, it does not pass through the overlapping area OLA, but passes through the common surging area CSA. Therefore, in yet another embodiment, the temporary target operating point Es03 is set in the overlapping area OLA, ie, the temporary target oxidant gas flow rate and the temporary target pressure corresponding to the temporary target operating point Es03 are set. Control toward the temporary target operating point Es03. As a result, the operating point moves along the curve Y3 in the example of FIG. Then, the flow path area is switched when the oxidant gas flow rate and pressure become the temporary target oxidant gas flow rate and temporary target pressure, that is, when the operating point becomes the operating point Es03 of the overlapping area OLA. . Thereafter, in order to move to the original target operating point Es6, the oxidant gas flow rate and pressure are set to the target oxidizing gas flow and target pressure corresponding to the original target operating point Es6, and the target operating point Es6 is set. Control. As a result, the operating point moves along the curve Y4, i.e. the oxidant gas flow and pressure change towards its target oxidant gas flow and target pressure.

この場合にも、流路面積の切り替えが重複領域で行われているので、ターボコンプレッサ４４の運転中にサージングが起きることとはなく、図１に示す実施例の燃料電池システムＡと同様の効果を奏することができる。また、現在の動作点Ｅｓ５と目標の動作点Ｅｓ６との間に共通サージング領域ＣＳＡがあり、動作点を曲線Ｙ５に沿って移動させると、サージングが起きる場合でも、仮の目標の動作点Ｅｓ０３を設定することで、その共通サージング領域ＣＳＡを迂回しつつ、流路面積の切り替えを行うことができる。   Also in this case, since switching of the flow passage area is performed in the overlapping region, surging does not occur during operation of the turbo compressor 44, and the same effect as the fuel cell system A of the embodiment shown in FIG. Can be played. In addition, there is a common surging area CSA between the current operating point Es5 and the target operating point Es6, and if the operating point is moved along the curve Y5, even if surging occurs, the temporary target operating point Es03 By setting, the flow path area can be switched while bypassing the common surging area CSA.

Ａ 燃料電池システム
１０ 燃料電池スタック
４０ 酸化剤ガス通路
４１ 酸化剤ガス供給管
４４ ターボコンプレッサ
４６ カソードオフガス管
４７ 調圧弁
１１３ ディフューザ A Fuel cell system 10 Fuel cell stack 40 Oxidizer gas passage 41 Oxidizer gas supply pipe 44 Turbo compressor 46 Cathode off gas pipe 47 Pressure control valve 113 Diffuser

Claims (10)

燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック内に形成された酸化剤ガス通路の入口に連結された酸化剤ガス供給管と、
前記酸化剤ガス供給管内に配置され、酸化剤ガスを圧送するターボコンプレッサと、
前記酸化剤ガス通路の出口に連結されたカソードオフガス管と、
前記カソードオフガス管内に配置され、前記酸化剤ガス通路の圧力を制御する調圧弁と、
を備え、
前記ターボコンプレッサは、ディフューザの流路面積を互いに異なる第１の流路面積及び第２の流路面積との間で切り替え可能であり、
前記ターボコンプレッサの入口の圧力に対する出口の圧力の比である圧力比及び前記ターボコンプレッサからの酸化剤ガス流量により定まる前記ターボコンプレッサの動作点が属しうる領域内に、前記ディフューザの前記流路面積が前記第１の流路面積のときに前記ターボコンプレッサにサージングが生じない第１の非サージング領域及び前記ターボコンプレッサにサージングが生じうる第１のサージング領域が区画されると共に、前記ディフューザの前記流路面積が前記第２の流路面積のときに前記ターボコンプレッサにサージングが生じない第２の非サージング領域及び前記ターボコンプレッサにサージングが生じうる第２のサージング領域が区画されており、
前記第１の非サージング領域が、前記第２の非サージング領域に重なっている重複領域と前記第２の非サージング領域に重なっていない第１の非重複領域とに区分されると共に、前記第２の非サージング領域が、前記第１の非サージング領域に重なっている前記重複領域と前記第１の非サージング領域に重なっていない第２の非重複領域とに区分されており、
前記ターボコンプレッサの動作点が前記第１の非重複領域内に属するときには前記ディフューザの流路面積を前記第１の流路面積に設定し、前記ターボコンプレッサの動作点が前記第２の非重複領域内に属するときには前記ディフューザの流路面積を前記第２の流路面積に設定し、
前記ターボコンプレッサの動作点が前記第１の非重複領域から前記第２の非重複領域まで移動するとき、又は、前記第２の非重複領域から前記第１の非重複領域まで移動するとき、前記ターボコンプレッサの動作点は前記重複領域を経由し、前記ターボコンプレッサの動作点が前記重複領域内に属するときに前記ターボコンプレッサの前記ディフューザの前記流路面積を前記第１の流路面積と第２の流路面積との間で切り替える、
燃料電池システム。 A fuel cell stack that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas;
An oxidant gas supply pipe connected to an inlet of an oxidant gas passage formed in the fuel cell stack;
A turbo compressor disposed in the oxidant gas supply pipe for pumping the oxidant gas;
A cathode off gas pipe connected to an outlet of the oxidant gas passage;
A pressure regulating valve disposed in the cathode off gas pipe and controlling the pressure of the oxidant gas passage;
Equipped with
The turbo compressor can switch the flow passage area of the diffuser between a first flow passage area and a second flow passage area which are different from each other.
The flow passage area of the diffuser is within a region to which the operating point of the turbo compressor which is determined by the pressure ratio which is the ratio of the outlet pressure to the inlet pressure of the turbo compressor and the oxidant gas flow rate from the turbo compressor. A first non-surging area in which surging does not occur in the turbo compressor when the first flow path area is defined and a first surging area in which surging may occur in the turbo compressor are partitioned, and the flow path of the diffuser A second non-surging area in which the turbo compressor does not generate surging when the area is the second flow path area and a second surging area in which the turbo compressor may generate surging are partitioned;
The first non-surging region is divided into an overlapping region overlapping the second non-sourcing region and a first non-overlapping region not overlapping the second non-sourcing region, and A non-surging area of the second non-surging area is divided into the overlapping area overlapping the first non-surging area and a second non-overlapping area not overlapping the first non-surging area;
When the operating point of the turbo compressor belongs to the first non-overlapping region, the flow passage area of the diffuser is set to the first flow passage area, and the operating point of the turbo compressor is the second non-overlapping region When it belongs to the inside, the flow passage area of the diffuser is set to the second flow passage area,
Movement when said operating point of the turbocompressor is moved to the first non-overlapping area or al before Symbol second non-overlapping region or to the second non-overlapping area or al before Symbol first non-overlapping region then-out, the operating point of the turbocompressor via the overlapping regions, the channel said area first flow path of the diffuser of the turbo compressor when the operating point of the turbo compressor belonging to the overlapping region Switch between the area and the second channel area,
Fuel cell system. 前記調圧弁は、前記酸化剤ガス通路内の圧力が、前記燃料電池スタックに供給すべき酸化剤ガスの流量としての目標酸化剤ガス流量と前記燃料電池スタックの温度とに基づいて定まる目標圧力になるように制御される、
請求項１に記載の燃料電池システム。 The pressure regulating valve is set to a target pressure determined based on a target oxidant gas flow rate as a flow rate of oxidant gas to be supplied to the fuel cell stack and a temperature of the fuel cell stack as a pressure in the oxidant gas passage. Controlled to be
The fuel cell system according to claim 1. 前記目標圧力は、前記目標酸化剤ガス流量と前記燃料電池スタックの温度とに基づいて、前記燃料電池スタック内の燃料電池単セルのカソード極側の水分量が所定量よりも低くならないように設定される、
請求項２に記載の燃料電池システム。 The target pressure is set based on the target oxidant gas flow rate and the temperature of the fuel cell stack so that the amount of water on the cathode side of the single fuel cell in the fuel cell stack does not become lower than a predetermined amount. To be
The fuel cell system according to claim 2. 前記第1の流路面積は、前記ディフューザの最大の流路面積であり、前記第２の流路面積は、前記ディフューザの最小の流路面積である、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 The first flow passage area is the largest flow passage area of the diffuser, and the second flow passage area is the smallest flow passage area of the diffuser.
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3. 前記ターボコンプレッサは、
前記ディフューザの流路を構成する一対のディフューザ壁と、
前記一対のディフューザ壁間の距離を変更することで、前記流路面積を変更可能な駆動部と、
を含む、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 The turbo compressor is
A pair of diffuser walls constituting a flow path of the diffuser;
A driving unit capable of changing the flow passage area by changing the distance between the pair of diffuser walls;
including,
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4. 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタック内に形成された酸化剤ガス通路の入口に連結された酸化剤ガス供給管と、
前記酸化剤ガス供給管内に配置され、酸化剤ガスを圧送するターボコンプレッサと、
前記酸化剤ガス通路の出口に連結されたカソードオフガス管と、
前記カソードオフガス管内に配置され、前記酸化剤ガス通路の圧力を制御する調圧弁と、
を備え、
前記ターボコンプレッサは、ディフューザの流路面積を互いに異なる第１の流路面積及び第２の流路面積との間で切り替え可能であり、
前記ターボコンプレッサの入口の圧力に対する出口の圧力の比である圧力比及び前記ターボコンプレッサからの酸化剤ガス流量により定まる前記ターボコンプレッサの動作点が属しうる領域内に、前記ディフューザの前記流路面積が前記第１の流路面積のときに前記ターボコンプレッサにサージングが生じない第１の非サージング領域及び前記ターボコンプレッサにサージングが生じうる第１のサージング領域が区画されると共に、前記ディフューザの前記流路面積が前記第２の流路面積のときに前記ターボコンプレッサにサージングが生じない第２の非サージング領域及び前記ターボコンプレッサにサージングが生じうる第２のサージング領域が区画されており、
前記第１の非サージング領域が、前記第２の非サージング領域に重なっている重複領域と前記第２の非サージング領域に重なっていない第１の非重複領域とに区分されると共に、前記第２の非サージング領域が、前記第１の非サージング領域に重なっている前記重複領域と前記第１の非サージング領域に重なっていない第２の非重複領域とに区分されている燃料電池システムの制御方法であって、
前記ターボコンプレッサの動作点が前記第１の非重複領域内に属するときには前記ディフューザの流路面積を前記第１の流路面積に設定し、前記ターボコンプレッサの動作点が前記第２の非重複領域内に属するときには前記ディフューザの流路面積を前記第２の流路面積に設定し、
前記ターボコンプレッサの動作点が前記第１の非重複領域から前記第２の非重複領域まで移動するとき、又は、前記第２の非重複領域から前記第１の非重複領域まで移動するとき、前記ターボコンプレッサの動作点は前記重複領域を経由し、前記ターボコンプレッサの動作点が前記重複領域内に属するときに前記ターボコンプレッサの前記ディフューザの前記流路面積を前記第１の流路面積と第２の流路面積との間で切り替える、
燃料電池システムの制御方法。 A fuel cell stack that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas;
An oxidant gas supply pipe connected to an inlet of an oxidant gas passage formed in the fuel cell stack;
A turbo compressor disposed in the oxidant gas supply pipe for pumping the oxidant gas;
A cathode off gas pipe connected to an outlet of the oxidant gas passage;
A pressure regulating valve disposed in the cathode off gas pipe and controlling the pressure of the oxidant gas passage;
Equipped with
The turbo compressor can switch the flow passage area of the diffuser between a first flow passage area and a second flow passage area which are different from each other.
The flow passage area of the diffuser is within a region to which the operating point of the turbo compressor which is determined by the pressure ratio which is the ratio of the outlet pressure to the inlet pressure of the turbo compressor and the oxidant gas flow rate from the turbo compressor. A first non-surging area in which surging does not occur in the turbo compressor when the first flow path area is defined and a first surging area in which surging may occur in the turbo compressor are partitioned, and the flow path of the diffuser A second non-surging area in which the turbo compressor does not generate surging when the area is the second flow path area and a second surging area in which the turbo compressor may generate surging are partitioned;
The first non-surging region is divided into an overlapping region overlapping the second non-sourcing region and a first non-overlapping region not overlapping the second non-sourcing region, and Control method of a fuel cell system in which a non-surging area of the fuel cell system is divided into the overlapping area overlapping the first non-surging area and a second non-overlapping area not overlapping the first non-surging area And
When the operating point of the turbo compressor belongs to the first non-overlapping region, the flow passage area of the diffuser is set to the first flow passage area, and the operating point of the turbo compressor is the second non-overlapping region When it belongs to the inside, the flow passage area of the diffuser is set to the second flow passage area,
Movement when said operating point of the turbocompressor is moved to the first non-overlapping area or al before Symbol second non-overlapping region or to the second non-overlapping area or al before Symbol first non-overlapping region then-out, the operating point of the turbocompressor via the overlapping regions, the channel said area first flow path of the diffuser of the turbo compressor when the operating point of the turbo compressor belonging to the overlapping region Switch between the area and the second channel area,
Control method of fuel cell system. 前記調圧弁を、前記酸化剤ガス通路内の圧力が、前記燃料電池スタックに供給すべき酸化剤ガスの流量としての目標酸化剤ガス流量と前記燃料電池スタックの温度とに基づいて定まる目標圧力になるように制御する、
請求項６に記載の燃料電池システムの制御方法。 The pressure regulating valve is set to a target pressure determined based on a target oxidant gas flow rate as a flow rate of oxidant gas to be supplied to the fuel cell stack and a temperature of the fuel cell stack as a pressure in the oxidant gas passage. Control to become
The control method of the fuel cell system according to claim 6. 前記目標圧力を、前記目標酸化剤ガス流量と前記燃料電池スタックの温度とに基づいて、前記燃料電池スタック内の燃料電池単セルのカソード極側の水分量が所定量よりも低くならないように設定する、
請求項７に記載の燃料電池システムの制御方法。 The target pressure is set based on the target oxidant gas flow rate and the temperature of the fuel cell stack so that the amount of water on the cathode side of the fuel cell single cell in the fuel cell stack does not become lower than a predetermined amount. Do,
The control method of the fuel cell system according to claim 7. 前記第1の流路面積は、前記ディフューザの最大の流路面積であり、前記第２の流路面積は、前記ディフューザの最小の流路面積である、
請求項６乃至８のいずれか一項に記載の燃料電池システムの制御方法。 The first flow passage area is the largest flow passage area of the diffuser, and the second flow passage area is the smallest flow passage area of the diffuser.
A control method of a fuel cell system according to any one of claims 6 to 8. 前記ターボコンプレッサは、
前記ディフューザの流路を構成する一対のディフューザ壁と、
前記一対のディフューザ壁間の距離を変更することで、前記流路面積を変更可能な駆動部と、
を含む、
請求項６乃至９のいずれか一項に記載の燃料電池システムの制御方法。 The turbo compressor is
A pair of diffuser walls constituting a flow path of the diffuser;
A driving unit capable of changing the flow passage area by changing the distance between the pair of diffuser walls;
including,
A control method of a fuel cell system according to any one of claims 6 to 9.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018152181A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 株式会社豊田自動織機 Fuel cell system
JP6972941B2 (en) * 2017-11-09 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and its control method
JP6911716B2 (en) 2017-11-09 2021-07-28 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and its control method
JP6992420B2 (en) 2017-11-09 2022-02-04 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and its control method
JP6992541B2 (en) * 2018-01-24 2022-02-04 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and fuel cell system control method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235093A (en) * 2003-01-31 2004-08-19 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2008163880A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Toyota Industries Corp Centrifugal compressor
CN103080500B (en) * 2010-09-06 2015-07-29 丰田自动车株式会社 The control gear of internal-combustion engine
JP6089420B2 (en) * 2012-03-15 2017-03-08 日産自動車株式会社 Fuel cell system
JP6088163B2 (en) * 2012-07-02 2017-03-01 本田技研工業株式会社 Fuel cell system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7367811B1 (en) 2022-07-25 2023-10-24 栗田工業株式会社 How to dispose of used sanitary products

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