JP6919322B2 - 燃料電池システム - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。

従来、この種の燃料電池システムとしては、原燃料供給路に設けられた燃料供給ポンプと、燃料供給ポンプから供給される原燃料（都市ガス）を改質して改質ガスを生成する改質器と、空気供給路に設けられた空気供給ポンプと、改質器から供給される改質ガスと空気供給ポンプから供給される空気との化学反応により発電する燃料電池とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この燃料電池システムでは、原燃料供給路に燃料流量計（流量センサ）が設けられ、原燃料の供給流量の目標値と燃料流量計により検出される原燃料の実際の供給流量との偏差に基づくフィードバック制御の実行により燃料供給ポンプを駆動制御している。

特開２０１６−５７８３７号公報

上述した燃料電池システムでは、原燃料（ガス）の流量制御に流量センサを必要とするため、設置スペースの確保やコストの増大を招いてしまう。

本発明の燃料電池システムは、流量センサを用いることなく、ガスの流量制御を適切に行なうことを主目的とする。

本発明の燃料電池システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の燃料電池システムは、
燃料ガスと酸化剤ガスとに基づいて発電する燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に向かう燃料系ガス流路と、
前記燃料系ガス流路に設けられた定容積形のガスポンプと、
前記ガスポンプを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、ガス温度とガス圧とを取得し、システムが要求する要求ガス流量で前記ガス流路内をガスが流れるよう該要求ガス流量と前記取得したガス温度とガス圧とに基づいてオープンループ制御によりデューティを設定して前記ガスポンプを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の第１の燃料電池システムでは、燃料系ガス流路に定容積形のガスポンプを設け、システムが要求する要求ガス流量でガス流路内をガスが流れるよう要求ガス流量とガス温度とガス圧とに基づいてオープンループ制御によりデューティを設定してガスポンプを制御する。定容積形のガスポンプはガス温度の変化やガス圧の変化に拘わらず単位ストロークあたりの吐出量が一定であるため、ガスの実流量（実ガス温度および実ガス圧における流量）はガスポンプのデューティに対して線形の関係をもつ。したがって、要求ガス流量とガス温度とガス圧とに基づいてオープンループ制御によりデューティを設定してガスポンプを制御することで、流量センサを用いることなく、ガスの流量制御を適切に行なうことができる。

こうした本発明の第１の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池システムの筐体の内部温度を検出する温度センサを備え、前記制御装置は、前記温度センサにより検出された温度に基づいて前記ガス温度を推定し、前記要求ガス流量と前記推定したガス温度と前記取得したガス圧とに基づいて前記デューティを設定してもよい。こうすれば、燃料系ガス流路内のガスの温度を検出するために専用の温度センサを設ける必要がない。

また、本発明の第１の燃料電池システムにおいて、前記ガス流路内の圧力を検出する圧力センサを備え、前記制御装置は、前記要求ガス流量と前記取得したガス温度と前記圧力センサにより検出されたガス圧とに基づいて前記デューティを設定してもよい。

本発明の第２の燃料電池システムは、
燃料ガスと酸化剤ガスとに基づいて発電する燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池に向かうガス流路と、
前記ガス流路に設けられた定容積形のガスポンプと、
前記ガス流路における前記ガスポンプの上流側に設けられ、ガス圧を所定圧に調整する圧力調整器と、
前記ガスポンプを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、ガス温度を取得し、システムが要求する要求ガス流量で前記ガス流路内をガスが流れるよう該要求ガス流量と前記取得したガス温度とに基づいてオープンループ制御によりデューティを設定して前記ガスポンプを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の第２の燃料電池システムでは、ガス圧は圧力調整器によって所定圧に調整されているから、所定圧を考慮して要求ガス流量とガス温度とに基づいてオープンループ制御によりデューティを設定することで、上記第１の燃料電池システムと同様に、流量センサを用いることなく、ガスの流量制御を適切に行なうことができる。

こうした本発明の第２の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池システムの筐体の内部温度を検出する温度センサを備え、前記制御装置は、前記温度センサにより検出された温度に基づいて前記ガス温度を推定し、前記要求ガス流量と前記推定したガス温度とに基づいて前記デューティを設定してもよい。こうすれば、燃料系ガス流路内のガスの温度を検出するために専用の温度センサを設ける必要がない。

本実施形態の燃料電池システム１０の構成の概略を示す構成図である。 原燃料ガスポンプ４５のＤｕｔｙと実流量との関係を示す説明図である。 ガスポンプ制御処理の一例を示すフローチャートである。 ガス温度推定用マップの一例を示す説明図である。 変形例の原燃料ガス供給装置１４０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のガスポンプ制御処理を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態について説明する。

図１は本実施形態の燃料電池システム１０の構成の概略を示す構成図である。本実施形態の燃料電池システム１０は、図１に示すように、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガス（エア）との供給を受けて発電する燃料電池スタック３６を有する発電ユニット２０と、発電ユニット２０の発電に伴って発生する熱を回収して給湯する貯湯タンク１０１を有する給湯ユニット１００と、システム全体を制御する制御装置８０と、を備える。

発電ユニット２０は、改質水を蒸発させて水蒸気を生成すると共に原燃料ガス（例えば天然ガスやＬＰガス）を予熱する気化器３２と、原燃料ガスと水蒸気とから水素を含む燃料ガス（改質ガス）を生成する改質器３３と、燃料ガスとエアとにより発電する燃料電池スタック３６とを含む発電モジュール３０と、気化器３２に原燃料ガスを供給する原燃料ガス供給装置４０と、燃料電池スタック３６にエアを供給するエア供給装置５０と、改質水を気化器３２に供給する改質水供給装置５５と、発電モジュール３０で発生した排熱を回収する排熱回収装置６０と、を備える。これらは、筐体２２に収容されている。

改質器３３は、セラミックなどの担体に改質触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が担持されて構成され、気化器３２から供給された原燃料ガスと水蒸気との混合ガスを水蒸気改質反応によって燃料ガス（改質ガス）に改質する。改質器３３の内部には、改質器３３の温度を検出するための温度センサ９１が設けられている。

気化器３２、改質器３３および燃料電池スタック３６は、断熱性材料により形成された箱型のモジュールケース３１内に収容されている。モジュールケース３１内には、燃料電池スタック３６の起動や、気化器３２における水蒸気の生成、改質器３３における水蒸気改質反応に必要な熱を供給するための燃焼部３４が設けられている。燃焼部３４には燃料電池スタック３６を通過した燃料オフガス（アノードオフガス）と酸化剤オフガス（カソードオフガス）とが供給され、これらの混合ガスを点火ヒータ３５により点火して燃焼させることにより、燃料電池スタック３６や気化器３２、改質器３３を加熱する。モジュールケース３１には、燃焼部３４の温度を検出するための温度センサ９２が設けられている。燃料オフガスおよび酸化剤オフガスの燃焼により生成される燃焼排ガスは、燃焼触媒３７を介して熱交換器６２へ供給される。燃焼触媒３７は、燃焼部３４で燃え残った燃料ガスを触媒によって再燃焼させる酸化触媒である。

排熱回収装置６０は、発電モジュール３０から燃焼排ガスが供給される熱交換器６２と貯湯水を貯蔵する貯湯タンク１０１とを接続して貯湯水の循環路を形成する循環配管６１を有する。循環配管６１には、循環ポンプ６３が設けられており、循環ポンプ６３を駆動することにより、熱交換器６２による貯湯水と燃焼排ガスとの熱交換により貯湯水を加温すると共に加温した貯湯水を貯湯タンク１０１へ貯湯する。熱交換器６２は凝縮水供給管６６を介して改質水タンク５７に接続されると共に排気ガス排出管６７を介して外気と接続されている。熱交換器６２に供給された燃焼排ガスは、貯湯水との熱交換により水蒸気成分が凝縮され、凝縮された水（凝縮水）が図示しない水精製器によって浄化されて改質水タンク５７に回収される。また、残りの排気ガス（ガス成分）は、排気ガス排出管６７を介して外気へ排出される。

原燃料ガス供給装置４０は、ガス供給源１と気化器３２とを接続する原燃料ガス供給管４１を有する。原燃料ガス供給管４１には、ガス供給源１側から順に、原燃料ガス供給弁（電磁弁）４２，４３、オリフィス４４、原燃料ガスポンプ４５、脱硫器４６が設けられており、原燃料ガス供給弁４２，４３を開弁した状態で原燃料ガスポンプ４５を駆動することにより、ガス供給源１からの原燃料ガスを脱硫器４６を通過させて気化器３２へ供給する。気化器３２へ供給された原燃料ガスは、気化器３２を経て改質器３３へ供給され、燃料ガスへと改質される。原燃料ガス供給弁４２，４３は、直列に接続された２連弁である。脱硫器４６は、原燃料ガスに含まれる硫黄分を除去するものであり、例えば、硫黄化合物をゼオライトなどの吸着剤に吸着させて除去する常温脱硫方式などを採用することができる。なお、脱硫方式は、常温脱硫方式に限られず、種々の方式を採用し得る。また、原燃料ガス供給管４１の原燃料ガス供給弁４３とオリフィス４４との間には、原料ガス供給管４１内の原燃料ガスの圧力（ガス圧Ｐｇ）を検出する圧力センサ４７が設けられている。

原燃料ガスポンプ４５は、定容積形のポンプであり、本実施形態では、図１に示すように、モータ駆動のダイヤフラムポンプとして構成されている。原燃料ガスポンプ４５のＤｕｔｙと実流量との関係を図２に示す。原燃料ガスポンプ４５は定容積形のポンプでありガス温度の変化やガス圧の変化に拘わらず単位ストロークあたりの吐出量が一定であるから、原燃料ガスポンプ４５の実流量（即ち実ガス温度および実ガス圧における流量）は、図２に示すように、原燃料ガスポンプ４５のデューティ（Ｄｕｔｙ）に対して線形の関係をもつ。また、定容積形の原燃料ガスポンプ４５は、圧力による流量変化が少なく、原燃料ガス供給管４１内の圧損のバラツキによる流量変化も生じにくい。なお、本実施形態では、原燃料ガスポンプ４５をダイヤフラムポンプとして構成するものとしたが、プランジャポンプなど、定容積形のポンプであれば、如何なるタイプのポンプであってもよい。

エア供給装置５０は、外気と連通するフィルタ５２と燃料電池スタック３６とを接続するエア供給管５１を有する。エア供給管５１には、エアブロワ５３が設けられており、エアブロワ５３を駆動することにより、フィルタ５２を介して吸入したエアを燃料電池スタック３６へ供給する。また、エア供給管５１には、エアブロワ５３の下流側に、エア供給管５１を流れるエアの単位時間当たりの流量を検出する流量センサ５４が設けられている。

改質水供給装置５５は、改質水を貯蔵する改質水タンク５７と気化器３２とを接続する改質水供給管５６を有する。改質水供給管５６には、改質水ポンプ５８が設けられており、改質ポンプ５８を駆動することにより、改質水タンク５７の改質水を気化器３２へ供給する。気化器３２へ供給された改質水は、気化器３２で水蒸気とされ、改質器３３における水蒸気改質反応に利用される。また、改質水タンク５７には、貯蔵される改質水を精製するための図示しない水精製器が設けられている。

燃料電池スタック３６は、酸素イオン伝導体からなる固体電解質と、固体電解質の一方の面に設けられたアノードと、固体電解質の他方の面に設けられたカソードとを備える固体酸化物燃料電池セルが積層されたものとして構成されており、アノードに供給される燃料ガス中の水素とカソードに供給されるエア中の酸素とによる電気化学反応によって発電する。燃料電池スタック３６の出力端子にはＤＣ／ＤＣコンバータとインバータとを含むパワーコンディショナ７１を介して商用電源２から負荷４への電力ライン３が接続されており、燃料電池スタック３６からの直流電力は、パワーコンディショナ７１による電圧変換および直流／交流変換を経て商用電源２からの交流電力に付加されて負荷４に供給される。パワーコンディショナ７１から分岐した電力ラインには電源基板７２が接続されている。電源基板８２は、原燃料ガス供給弁４２，４３や原燃料ガスポンプ４５、エアブロワ５３、改質水ポンプ５８、循環ポンプ６３、圧力センサ４７、流量センサ５４、温度センサ９１〜９３、可燃ガスセンサ９５などの補機類に直流電力を供給する直流電源として機能する。

筐体２２には、吸気口２２ａと排気口２２ｂとが設けられ、吸気口２２ａ付近には外気を取り込んで筐体２２の内部を換気するための換気ファン２４が設けられ、排気口２２ｂ付近には、可燃ガスの漏れを検出するための可燃ガスセンサ９５が設けられている。筐体２２の換気経路にはパワーコンディショナ７１や補機類が配置されており、吸気口２２ａから吸入された空気は、パワーコンディショナ７１を冷却した後、補機類等を通過してから、排気口２２ｂから排出されるようになっている。補機類が配置される補機室には、筐体２２の内部温度（システム内部温度Ｔｓ）を検出するための温度センサ９３が設けられている。

制御装置８０は、ＣＰＵ８１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ８１の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ８２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ８３と、図示しない入出力ポートと、を備える。制御装置８０には、圧力センサ４７や流量センサ５４、温度センサ９１〜９３、可燃ガスセンサ９５などからの各種検出信号が入力ポートを介して入力されている。また、制御装置８０からは、換気ファン２４のファンモータへの駆動信号や原燃料ガス供給弁４２，４３のソレノイドへの駆動信号、原燃料ガスポンプ４５のポンプモータへの駆動信号、エアブロワ５３のブロワモータへの駆動信号、改質水ポンプ５８のポンプモータへの駆動信号、循環ポンプ６３のポンプモータへの駆動信号、パワーコンディショナ７１のインバータやＤＣ／ＤＣコンバータへの制御信号、点火ヒータ３５への駆動信号、各種情報を表示する表示パネル９０への表示信号などが出力ポートを介して出力されている。

こうして構成された燃料電池システム１０では、システム要求値（要求出力）を入力し、入力したシステム要求値に応じて原燃料ガス供給装置４０とエア供給装置５０と改質水供給装置５５とを制御する。具体的には、原燃料ガス供給装置４０の制御は、入力したシステム要求値に基づいて原燃料ガス供給装置４０が供給すべき要求ガス流量を設定し、設定した要求ガス流量に基づいてオープンループ制御によりデューティを設定し、設定したデューティに基づいて原燃料ガスポンプ４５のポンプモータを制御することにより行なわれる。エア供給装置５０の制御は、原燃料ガスの要求ガス流量に対して所定の比（空燃比）となるようにエア供給装置５０が供給すべき要求エア流量を設定し、設定した要求エア流量と流量センサ５４により検出されるエアの流量との偏差に基づくフィードバック制御によりデューティを設定し、設定したデューティに基づいてエアブロワ５３のブロワモータを制御することにより行なわれる。改質水供給装置５５の制御は、入力したシステム要求値に基づいて改質水供給装置５５が供給すべき要求水量を設定し、設定した要求水量に基づいてデューティを設定して改質水ポンプ５８のポンプモータを制御することにより行なわれる。なお、本実施形態では、要求エア流量と流量センサ５４により検出されるエアの流量との偏差に基づくフィードバック制御によりエアブロワ５３を制御したが、これに限定されるものではなく、要求エア流量に基づいてオープンループ制御によりエアブロワ５３を制御してもよい。この場合、流量センサ５４を省略してもよい。

次に、原燃料ガスポンプ４５の制御について更に詳細に説明する。図３は、制御装置８０のＣＰＵ８１により実行される原燃料ガスポンプ制御処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、燃料電池システム１０の運転中に所定時間毎に繰り返し実行される。

原燃料ガスポンプ制御処理が実行されると、制御装置８０のＣＰＵ８１は、まず、システム要求値に基づいて要求ガス流量Ｖ（Ｌ／ｍｉｎ）を設定する（Ｓ１００）。要求ガス流量Ｖの設定は、本実施形態では、システム要求値（要求出力）と要求ガス流量Ｖとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ８２に記憶しておき、システム要求値が与えられると、マップから対応する要求エア流量Ｖを導出することにより行なわれる。この要求ガス流量Ｖは、標準状態、すなわち吸気温度が標準温度（２７３Ｋ）で大気圧が標準圧力（１ａｔｍ）の状態において要求されるガスの流量として設定される。続いて、温度センサ９３からのシステム内部温度Ｔｓと圧力センサ４７からのガス圧Ｐｇとを入力し（Ｓ１１０）、入力したシステム内部温度Ｔｓに基づいて原燃料ガス供給管４１内の原燃料ガスの温度（ガス温度Ｔｇ）を推定する（Ｓ１２０）。ガス温度Ｔｇの推定は、本実施形態では、システム内部温度Ｔｓとガス温度Ｔｇとの関係を予め求めてガス温度推定用マップとしてＲＯＭ８２に記憶しておき、システム内部温度Ｔｓが与えられると、マップから対応するガス温度Ｔｇを導出するものとした。ガス温度推定用マップの一例を図４に示す。

ガス温度Ｔｇを推定すると、ガス温度Ｔｇ（Ｋ）とガス圧Ｐｇ（ａｔｍ）とに基づいて要求ガス流量Ｖを補正した要求ガス流量Ｖ＊を設定する（Ｓ１３０）。式（１）中、Ｐは標準圧力（１ａｔｍ）を示し、Ｔは標準温度（２７３Ｋ）を示す。式（１）は、圧力×体積（流量）／温度＝一定の関係（ボイル−シャルルの法則）を用いて導き出すことができる。本実施形態では、補正後の要求ガス流量Ｖ＊を式（１）を用いて算出するものとしたが、要求ガス流量Ｖ＊と要求ガス流量Ｖとガス温度Ｔｇとガス圧Ｐｇとの関係を予め求めてマップとして記憶することにより、マップを用いて補正後の要求ガス流量Ｖ＊を導出するものとしてもよい。

V*=Tg・P・V/（T・Pg） …（１）

そして、要求ガス流量Ｖ＊に基づいて原燃料ガスポンプ４５のデューティを設定し（Ｓ１４０）、設定したデューティで原燃料ガスポンプ４５を駆動制御して（Ｓ１５０）、ガスポンプ制御処理を終了する。

以上説明した実施形態の燃料電池システム１０では、原燃料ガス供給管４１に定容積形の原燃料ガスポンプ４５を設け、システムが要求する要求ガス流量Ｖで原燃料ガス供給管４１内を原燃料ガスが流れるよう要求ガス流量Ｖとガス温度Ｔｇとガス圧Ｐｇとに基づいてオープンループ制御によりデューティを設定して原燃料ガスポンプ４５を制御する。これにより、流量センサを用いることなく、原燃料ガスの流量制御を適切に行なうことができる。しかも、筐体２２内に設けられた温度センサ９３からのシステム内部温度Ｔｓに基づいてガス温度Ｔｇを推定するから、ガス温度Ｔｇを検出するための専用の温度センサを設ける必要がない。

実施形態では、システム内部温度Ｔｓに基づいてガス温度Ｔｇを推定するものとしたが、原燃料ガス供給管４１内の温度を検出する温度センサを設け、ガス温度Ｔｇを直接検出するものとしてもよい。

実施形態では、原燃料ガス供給管４１内のガス圧Ｐｇを検出する圧力センサ４７を備え、要求ガス流量Ｖとガス温度Ｔｇと圧力センサ４７からのガス圧Ｐｇとに基づいて原燃料ガスポンプ４５のデューティを設定するものとした。しかしながら、図５に示す変形例の原燃料ガス供給装置１４０に示すように、原燃料ガス供給管４１における原燃料ガスポンプ４５の上流側に圧力調整器１４９を備える燃料電池システムにおいては、ガス圧Ｐｇが既知であるため、要求ガス流量Ｖとガス温度Ｔｇとに基づいて原燃料ガスポンプ４５のデューティを設定してもよい。圧力調整器１４９は、原燃料ガスの元圧を所定圧Ｐｓｅｔに調整するものであり、例えば、原燃料ガスの元圧を大気圧に調整するゼロガバナを用いることができる。この変形例の燃料ガス供給装置１４０を備える燃料電池システムでは、図３に代えて図６のガスポンプ制御処理が実行される。なお、図６のガスポンプ制御処理の各ステップのうち図３と同一のステップについては同一のステップ番号を付し、その説明は重複するから省略する。図６のガスポンプ制御処理では、Ｓ１００で要求ガス流量Ｖを設定した後、温度センサ９３からのシステム内部温度Ｔｓのみを入力する（Ｓ１１０Ｂ）。そして、要求ガス流量Ｖとシステム内部温度Ｔｓから推定されるガス温度Ｔｇとに基づいて次式（２）により要求ガス流量Ｖを補正した要求ガス流量Ｖ＊を設定する（Ｓ１３０Ｂ）。ここで、式（２）中、Ｐｓｅｔは、圧力調整器１４９により調整される所定圧（大気圧）であり、予め定められている。したがって、式（２）を用いて要求ガス流量Ｖとガス温度Ｔｇとに基づいて要求ガス流量Ｖ＊を算出することができる。変形例では、補正後の要求ガス流量Ｖ＊を式（２）を用いて算出するものとしたが、要求ガス流量Ｖ＊と要求ガス流量Ｖとガス温度Ｔｇとの関係を予め求めてマップとして記憶することにより、マップを用いて補正後の要求ガス流量Ｖ＊を導出するものとしてもよい。

V*=Tg・P・V/（T・Pset） …（２）

実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、原燃料ガス供給管４１が燃料系ガス流路に相当し、原燃料ガスポンプ４５がガスポンプに相当し、制御装置８０が制御装置に相当する。また、温度センサ９３が温度センサに相当する。また、圧力センサ４７が圧力センサに相当する。また、圧力調整器１４９が圧力調整器に相当する。

なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、燃料電池システムの製造産業などに利用可能である。

１ ガス供給源、２ 商用電源、３ 電力ライン、４ 負荷、１０ 燃料電池システム、２０ 発電ユニット、２２ 筐体、２２ａ 吸気口、２２ｂ 排気口、２４ 換気ファン、３０ 発電モジュール、３１ モジュールケース、３２ 気化器、３３ 改質器、３４ 燃焼部、３５ 点火ヒータ、３６ 燃料電池スタック、３７ 燃焼触媒、４０，１４０ 原燃料ガス供給装置、４１ 原燃料ガス供給管、４２，４３ 原燃料ガス供給弁、４４ オリフィス、４５ 原燃料ガスポンプ、４６ 脱硫器、４７ 圧力センサ、５０ エア供給装置、５１ エア供給管、５２ フィルタ、５３ エアブロワ、５４ 流量センサ、５５ 改質水供給装置、５６ 改質水供給管、５７ 改質水タンク、５８ 改質水ポンプ、６０ 排熱回収装置、６１ 循環配管、６２ 熱交換器、６３ 循環ポンプ、６６ 凝縮水供給管、６７ 排気ガス排出管、７１ パワーコンディショナ、７２ 電源基板、８０ 制御装置、８１ ＣＰＵ、８２ ＲＯＭ、８３ ＲＡＭ、９０ 表示パネル、９１〜９３ 温度センサ、９５ 可燃ガスセンサ、１００ 給湯ユニット、１０１ 貯湯タンク、１４９ 圧力調整器。

Claims (5)

1. 燃料ガスと酸化剤ガスとに基づいて発電する燃料電池を備える燃料電池システムであって、
   前記燃料電池に向かう燃料系ガス流路と、
   前記燃料系ガス流路に設けられた定容積形のガスポンプと、
   前記ガスポンプを制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、ガス温度とガス圧とを取得し、前記取得したガス温度とガス圧とに基づいてシステムが要求する要求ガス流量を標準状態に換算した要求ガス流量に補正し、前記補正した要求ガス流量に基づいてオープンループ制御によりデューティを設定して前記ガスポンプを制御する、
   燃料電池システム。
2. 請求項１記載の燃料電池システムであって、
   前記燃料電池システムの筐体の内部温度を検出する温度センサを備え、
   前記制御装置は、前記温度センサにより検出された温度に基づいて前記ガス温度を推定し、前記推定したガス温度と前記取得したガス圧とに基づいて前記要求ガス流量を標準状態に換算した要求ガス流量に補正する、
   燃料電池システム。
3. 請求項１または２記載の燃料電池システムであって、
   前記ガス流路内の圧力を検出する圧力センサを備え、
   前記制御装置は、前記取得したガス温度と前記圧力センサにより検出されたガス圧とに基づいて前記要求ガス流量を標準状態に換算した要求ガス流量に補正する、
   燃料電池システム。
4. 燃料ガスと酸化剤ガスとに基づいて発電する燃料電池を備える燃料電池システムであって、
   前記燃料電池に向かう燃料系ガス流路と、
   前記燃料系ガス流路に設けられた定容積形のガスポンプと、
   前記燃料系ガス流路における前記ガスポンプの上流側に設けられ、ガス圧を所定圧に調整する圧力調整器と、
   前記ガスポンプを制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、ガス温度を取得し、前記取得したガス温度に基づいてシステムが要求する要求ガス流量を標準状態に換算した要求ガス流量に補正し、前記補正した要求ガス流量に基づいてオープンループ制御によりデューティを設定して前記ガスポンプを制御する、
   燃料電池システム。
5. 請求項４記載の燃料電池システムであって、
   前記燃料電池システムの筐体の内部温度を検出する温度センサを備え、
   前記制御装置は、前記温度センサにより検出された温度に基づいて前記ガス温度を推定し、前記推定したガス温度に基づいて前記要求ガス流量を標準状態に換算した要求ガス流量に補正する、
   燃料電池システム。
   

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