JP6958078B2 - Fuel cell system - Google Patents

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裕記 大河原
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Description

本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.

従来、この種の燃料電池システムとしては、システムの寿命を判定するものが知られている。例えば、特許文献1には、燃料電池ユニットの累積発電時間、累積発電量および累積通電時間の少なくとも一つの値が予め定められる閾値を超えると、寿命に達したと判断して燃料電池ユニットを停止するものが開示されている。また、特許文献2には、燃料電池本体の累積運転時間が予め設定された第1の所定の値に達すると、燃料電池システムを停止し、燃料電池本体の累積運転回数が予め設定された第2の所定の値に達すると、燃料電池システムを次回起動させないようにするものが開示されている。 Conventionally, as a fuel cell system of this type, a system for determining the life of the system has been known. For example, in Patent Document 1, when at least one value of the cumulative power generation time, the cumulative power generation amount, and the cumulative energization time of the fuel cell unit exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the life has been reached and the fuel cell unit is stopped. What to do is disclosed. Further, in Patent Document 2, when the cumulative operating time of the fuel cell main body reaches a preset first predetermined value, the fuel cell system is stopped and the cumulative operating number of the fuel cell main body is preset. It is disclosed that the fuel cell system is not started next time when the predetermined value of 2 is reached.

特開2014−72163号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-721163 特開2005−63903号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-63903

燃料電池スタックの発電量によって劣化速度が異なるシステムにおいては、上述した累積発電時間や累積通電時間、累積運転時間、累積運転回数によってシステムの寿命を判定すると、運転の仕方によって大きな誤差が生じてしまう。一方、累積発電量によってシステムの寿命を判定すると、発電量の変化に起因する誤差を少なくすることはできるが、システムの経年使用に伴って燃料電池スタックの出力電圧が変化すると、同じ発電量を得るために必要な出力電流が変化し、原燃料ガスの流量や改質水の流量も変化するため、これらの流量によって劣化速度が異なる場合には、正確な寿命判定を行なうことは困難である。 In a system in which the deterioration rate differs depending on the amount of power generated by the fuel cell stack, if the life of the system is determined based on the above-mentioned cumulative power generation time, cumulative energization time, cumulative operation time, and cumulative number of operations, a large error will occur depending on the operation method. .. On the other hand, if the life of the system is determined by the cumulative power generation amount, the error caused by the change in the power generation amount can be reduced, but if the output voltage of the fuel cell stack changes with the aging of the system, the same power generation amount is generated. Since the output current required for obtaining the power changes, and the flow rate of the raw material fuel gas and the flow rate of the reforming water also change, it is difficult to accurately determine the life when the deterioration rate differs depending on these flow rates. ..

本発明の燃料電池システムは、寿命判定の精度を高めることを主目的とする。 The main purpose of the fuel cell system of the present invention is to improve the accuracy of life determination.

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。 The fuel cell system of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明の燃料電池システムは、
改質ガスと酸化剤ガスとに基づいて発電可能な燃料電池を備える燃料電池システムであって、
改質水を用いて原燃料ガスを前記改質ガスに改質して前記燃料電池へ供給する改質部と、
前記原燃料ガスを前記改質部に供給する原燃料ガス供給装置と、
前記改質水を前記改質部に供給する改質水供給装置と、
前記燃料電池が要求電力により発電するよう該燃料電池の電流指令を設定し、該設定した電流指令に基づいて前記原燃料ガス供給装置と前記改質水供給装置とを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池の出力電流を積算し、前記出力電流の積算値が閾値に達すると、寿命と判定する、
ことを要旨とする。
The fuel cell system of the present invention
A fuel cell system including a fuel cell capable of generating electricity based on a reforming gas and an oxidant gas.
A reforming unit that reforms the raw fuel gas into the reformed gas using reformed water and supplies it to the fuel cell.
A raw material fuel gas supply device that supplies the raw material fuel gas to the reforming unit, and
A reforming water supply device that supplies the reforming water to the reforming unit,
A control device that sets a current command for the fuel cell so that the fuel cell generates electricity with the required power, and controls the raw material fuel gas supply device and the reformed water supply device based on the set current command.
With
The control device integrates the output current of the fuel cell, and when the integrated value of the output current reaches a threshold value, determines that the life is reached.
The gist is that.

この本発明の燃料電池システムは、燃料電池が要求電力により発電するよう燃料電池の電流指令を設定し、設定した電流指令に基づいて原燃料ガス供給装置と改質水供給装置とを制御するものにおいて、燃料電池の出力電流を積算し、出力電流の積算値が閾値に達すると、寿命と判定する。これにより、原燃料ガスの流量や改質水の流量によって劣化速度が変化するシステムにおいて、寿命判定を適切に行なうことができる。また、燃料電池システムの経年使用により燃料電池が要求電力で発電するのに必要な出力電流が変化するものとしても、その電流変化を寿命判定に反映させることができるから、寿命判定の精度を高めることができる。なお、燃料電池システムが寿命に達したと判定すると、システムの運転を停止させたり、次回起動させないようにしたりすることができる。 In the fuel cell system of the present invention, a fuel cell current command is set so that the fuel cell generates electricity with the required power, and the raw fuel gas supply device and the reformed water supply device are controlled based on the set current command. In, the output current of the fuel cell is integrated, and when the integrated value of the output current reaches the threshold value, it is determined that the life is reached. As a result, in a system in which the deterioration rate changes depending on the flow rate of the raw material fuel gas and the flow rate of the reforming water, the life can be appropriately determined. Further, even if the output current required for the fuel cell to generate power with the required power changes due to the aged use of the fuel cell system, the change in the current can be reflected in the life determination, so that the accuracy of the life determination is improved. be able to. When it is determined that the fuel cell system has reached the end of its life, the operation of the system can be stopped or the system can be prevented from being started next time.

こうした本発明の燃料電池システムにおいて、前記制御装置は、システム起動時において前記原燃料ガス供給装置により供給される原燃料ガスの流量を前記出力電流に換算して該出力電流を積算するものとしてもよい。システム起動時に供給される原燃料ガスの流量も考慮して燃料電池システムの寿命判定を行なうことにより、寿命判定の精度をより高めることができる。 In such a fuel cell system of the present invention, the control device may convert the flow rate of the raw material fuel gas supplied by the raw material fuel gas supply device at the time of system startup into the output current and integrate the output current. good. By determining the life of the fuel cell system in consideration of the flow rate of the raw fuel gas supplied when the system is started, the accuracy of the life determination can be further improved.

また、本発明の燃料電池システムにおいて、前記制御装置は、システム停止時において前記原燃料ガス供給装置により供給される原燃料ガスの流量を前記出力電流に換算して該出力電流を積算するものとしてもよい。システム停止時に供給される原燃料ガスの流量も考慮して燃料電池システムの寿命判定を行なうことにより、寿命判定の精度をさらに高めることができる。 Further, in the fuel cell system of the present invention, the control device converts the flow rate of the raw fuel gas supplied by the raw material fuel gas supply device into the output current and integrates the output current when the system is stopped. May be good. By determining the life of the fuel cell system in consideration of the flow rate of the raw fuel gas supplied when the system is stopped, the accuracy of the life determination can be further improved.

さらに、本発明の燃料電池システムにおいて、前記原燃料ガス供給装置における原燃料ガスの供給流路に設けられ、前記原燃料ガスに含まれる硫黄分を除去する脱硫器を備えるものとしてもよい。脱硫器が寿命の律速となる場合、燃料電池システムの寿命判定を適切に行なうことができる。 Further, the fuel cell system of the present invention may be provided with a desulfurizer provided in the raw fuel gas supply flow path of the raw material fuel gas supply device to remove sulfur contained in the raw material fuel gas. When the desulfurizer has a rate-determining life, the life of the fuel cell system can be appropriately determined.

また、本発明の燃料電池システムにおいて、前記改質水供給装置により前記改質部に供給される改質水を蓄える水タンクと、前記燃料電池を通過した改質ガスを燃焼させる燃焼部と、前記改質ガスの燃焼により生成された燃焼排気ガスの冷却により生成された凝縮水を前記水タンクに供給する凝縮水流路と、前記凝縮水流路に設けられ、前記凝縮水を精製する水精製器と、を備えるものとしてもよい。水精製器が寿命の律速となる場合、燃料電池システムの寿命判定を適切に行なうことができる。 Further, in the fuel cell system of the present invention, a water tank for storing the reformed water supplied to the reforming unit by the reforming water supply device, a combustion unit for burning the reformed gas that has passed through the fuel cell, and a combustion unit. A condensed water flow path for supplying condensed water generated by cooling the combustion exhaust gas generated by combustion of the reforming gas to the water tank, and a water purifier provided in the condensed water flow path for purifying the condensed water. And may be provided. When the life of the water purifier is the rate-determining factor, the life of the fuel cell system can be appropriately determined.

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。It is a block diagram which shows the outline of the structure of the fuel cell system 10 of this embodiment. 寿命判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the life determination routine. スタック電流積算処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a stack current integration process. ガス流量Qgとスタック電流Iの換算値との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the gas flow rate Qg and the conversion value of a stack current I.

本発明を実施するための形態について説明する。 A mode for carrying out the present invention will be described.

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。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the fuel cell system 10 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 10 of the present embodiment includes a power generation unit 20 having a fuel cell stack 36 that generates power by being supplied with a fuel gas containing hydrogen and an oxidizing agent gas (air) containing oxygen. The hot water supply unit 100 has a hot water storage tank 101 that recovers and supplies hot water generated by the power generation of the power generation unit 20, and a control device 80 that controls the entire system.

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、改質水タンク57内の改質水を気化器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。 The power generation unit 20 has a vaporizer 32 that evaporates reformed water to generate water vapor and preheats a raw material fuel gas (for example, natural gas or LP gas), and a fuel gas containing hydrogen from the raw material fuel gas and water vapor (modified). A power generation module 30 including a reformer 33 for generating (quality gas), a fuel cell stack 36 for generating power by fuel gas and air, a raw fuel gas supply device 40 for supplying raw fuel gas to the vaporizer 32, and a raw fuel gas supply device 40. The air supply device 50 that supplies air to the fuel cell stack 36, the reforming water supply device 55 that supplies the reforming water in the reforming water tank 57 to the vaporizer 32, and the exhaust heat generated by the power generation module 30 are recovered. The exhaust heat recovery device 60 is provided.

筐体22には、吸気口22aと排気口22bとが設けられている。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93が設けられている。 The housing 22 is provided with an intake port 22a and an exhaust port 22b. A ventilation fan 24 for taking in outside air and ventilating the inside of the housing 22 is provided near the intake port 22a, and a combustible gas sensor 93 for detecting leakage of combustible gas is provided near the exhaust port 22b. There is.

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。 The reformer 33 is configured by supporting a reforming catalyst (for example, a Ru or Ni-based catalyst) on a carrier such as ceramic, and steam reforms a mixed gas of raw fuel gas and steam supplied from the vaporizer 32. It reforms into fuel gas (reforming gas) by a quality reaction.

発電モジュール30を構成する気化器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。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。 The vaporizer 32, the reformer 33, and the fuel cell stack 36 constituting the power generation module 30 are housed in a box-shaped module case 31 formed of a heat insulating material. The module case 31 is provided with a combustion unit 34 for starting the fuel cell stack 36, generating steam in the vaporizer 32, and supplying heat required for the steam reforming reaction in the reformer 33. Fuel off gas (anode off gas) and oxidant off gas (cathode off gas) that have passed through the fuel cell stack 36 are supplied to the combustion unit 34, and the mixed gas is ignited by the ignition heater 35 and burned to burn the fuel cell. The stack 36, the vaporizer 32, and the reformer 33 are heated. The combustion exhaust gas generated by the combustion of the fuel off gas and the oxidant off gas is supplied to the heat exchanger 62 via the combustion catalyst 37. The combustion catalyst 37 is an oxidation catalyst that reburns the fuel gas left unburned in the combustion unit 34 by the catalyst.

排熱回収装置60は、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を駆動して貯湯水を循環させることにより、熱交換器62にて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って冷却されて水蒸気成分が凝縮され、凝縮水供給管66を介して改質水タンク57に回収される。凝縮水供給管66には水精製器68が設けられており、燃焼排気ガスの凝縮水は、水精製器68によって不純物が除去されてから改質水タンク57へ供給される。また、残りの排気ガスは、排気ガス排出管67を介して外気へ排出される。 The exhaust heat recovery device 60 has a circulation pipe 61 that connects the heat exchanger 62 and the hot water storage tank 101 that stores the hot water storage water to form a circulation path for the hot water storage water. A circulation pump 63 is provided in the circulation pipe 61. By driving the circulation pump 63 to circulate the stored hot water, the heat exchanger 62 heats the stored hot water by exchanging heat with the combustion exhaust gas. The heated hot water is stored in the hot water storage tank 101. The heat exchanger 62 is connected to the reforming water tank 57 via the condensed water supply pipe 66 and is connected to the outside air via the exhaust gas discharge pipe 67. The combustion exhaust gas supplied to the heat exchanger 62 is cooled by heat exchange with the hot water to condense the water vapor component, and is recovered in the reformed water tank 57 via the condensed water supply pipe 66. A water purifier 68 is provided in the condensed water supply pipe 66, and the condensed water of the combustion exhaust gas is supplied to the reformed water tank 57 after impurities are removed by the water purifier 68. Further, the remaining exhaust gas is discharged to the outside air through the exhaust gas discharge pipe 67.

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42,43(2連弁)、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。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。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、当該原料ガス供給管41内の原燃料ガスの圧力を検出する圧力センサ47が設けられ、オリフィス44と原燃料ガスポンプ45との間には、原料ガス供給管41を流れる原燃料ガスの単位時間当たりの流量(ガス流量Qg)を検出する流量センサ48が設けられている。 The raw fuel gas supply device 40 has a raw fuel gas supply pipe 41 that connects the gas supply source 1 and the vaporizer 32. The raw fuel gas supply pipe 41 is provided with raw fuel gas supply valves 42, 43 (double valves), an orifice 44, a raw fuel gas pump 45, and a desulfurizer 46 in this order from the gas supply source 1 side. By driving the raw material fuel gas pump 45 with the gas supply valves 42 and 43 opened, the raw material fuel gas from the gas supply source 1 is passed through the desulfurizer 46 and supplied to the vaporizer 32. The raw fuel gas supplied to the vaporizer 32 is supplied to the reformer 33 via the vaporizer 32 and reformed into the fuel gas. The desulfurization device 46 removes the sulfur content contained in the raw material fuel gas, and for example, a room temperature desulfurization method for removing the sulfur compound by adsorbing it on an adsorbent such as zeolite can be adopted. Further, a pressure sensor 47 for detecting the pressure of the raw material gas in the raw material gas supply pipe 41 is provided between the raw material gas supply valve 43 of the raw material gas supply pipe 41 and the orifice 44, and the orifice 44 and the orifice 44 are provided. A flow sensor 48 for detecting the flow rate (gas flow rate Qg) per unit time of the raw fuel gas flowing through the raw material gas supply pipe 41 is provided between the raw material gas pump 45 and the raw material gas pump 45.

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、当該エア供給管51を流れるエアの単位時間当たりの流量(エア流量Qa)を検出する流量センサ54が設けられている。 The air supply device 50 has an air supply pipe 51 that connects the filter 52 that communicates with the outside air and the fuel cell stack 36. The air supply pipe 51 is provided with an air blower 53, and by driving the air blower 53, air sucked through the filter 52 is supplied to the fuel cell stack 36. Further, the air supply pipe 51 is provided with a flow rate sensor 54 on the downstream side of the air blower 53 to detect the flow rate (air flow rate Qa) of the air flowing through the air supply pipe 51 per unit time.

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。 The reformed water supply device 55 has a reformed water supply pipe 56 that connects the reformed water tank 57 for storing the reformed water and the vaporizer 32. The reforming water supply pipe 56 is provided with a reforming water pump 58, and by driving the reforming pump 58, the reformed water in the reforming water tank 57 is supplied to the vaporizer 32. The reformed water supplied to the vaporizer 32 is converted into steam by the vaporizer 32 and used for the steam reforming reaction in the reformer 33.

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。燃料電池スタック36の出力端子に接続された電力ラインには、当該燃料電池スタック36の出力電流(スタック電流I)を検出する電流センサ91が設けられ、燃料電池スタック36の出力端子間には、当該燃料電池スタック36の端子間電圧(スタック電圧V)を検出する電圧センサ92が設けられている。 The fuel cell stack 36 includes a solid oxide fuel cell having a solid electrolyte composed of an oxygen ion conductor, an anode provided on one surface of the solid electrolyte, and a cathode provided on the other surface of the solid electrolyte. It is configured as a laminated structure, and generates electricity by an electrochemical reaction between hydrogen in the fuel gas supplied to the anode and oxygen in the air supplied to the cathode. A power line 3 from the commercial power source 2 to the load 4 is connected to the output terminal of the fuel cell stack 36 via a power conditioner 71 including a DC / DC converter and an inverter, and DC power from the fuel cell stack 36. Is added to the AC power from the commercial power source 2 through voltage conversion and DC / AC conversion by the power conditioner 71, and is supplied to the load 4. A current sensor 91 for detecting the output current (stack current I) of the fuel cell stack 36 is provided in the power line connected to the output terminal of the fuel cell stack 36, and between the output terminals of the fuel cell stack 36, A voltage sensor 92 for detecting the voltage between terminals (stack voltage V) of the fuel cell stack 36 is provided.

また、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72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48,54、表示パネル90、電流センサ91、電圧センサ92、可燃ガスセンサ93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。 Further, the power supply board 72 is connected to the power line branched from the power conditioner 71. The power supply board 72 includes a raw fuel gas supply valve 42, 43, a raw fuel gas pump 45, an air blower 53, a reforming water pump 58, a circulation pump 63, a pressure sensor 47, a flow rate sensor 48, 54, a display panel 90, and a current sensor 91. It functions as a DC power source that supplies DC power to auxiliary machinery such as the voltage sensor 92 and the combustible gas sensor 93.

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、書き換え可能な不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ84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48,54、電流センサ91、電圧センサ92、可燃ガスセンサ93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。 The control device 80 is configured as a microprocessor centered on the CPU 81, and in addition to the CPU 81, a ROM 82 for storing a processing program, a RAM 83 for temporarily storing data, and a flash memory as a rewritable non-volatile memory. It includes 84 and an input / output port (not shown). Various detection signals from the pressure sensor 47, the flow rate sensors 48, 54, the current sensor 91, the voltage sensor 92, the combustible gas sensor 93, and the like are input to the control device 80 via the input port. Further, from the control device 80, a drive signal to the fan motor of the ventilation fan 24, a drive signal to the solenoids of the raw fuel gas supply valves 42 and 43, a drive signal to the pump motor of the raw fuel gas pump 45, and a blower motor of the air blower 53. Drive signal to the pump motor of the reforming water pump 58, drive signal to the pump motor of the circulation pump 63, control signal to the inverter and DC / DC converter of the power conditioner 71, to the ignition heater 35. A drive signal, a display signal to the display panel 90 displaying various information, and the like are output via the output port.

次に、こうして構成された燃料電池システム10の動作、即ちシステム起動、発電およびシステム停止の各動作について説明する。 Next, the operation of the fuel cell system 10 thus configured, that is, each operation of system start, power generation, and system stop will be described.

システム起動は、対応する補機類を順次制御し、脱硫器46に燃料成分を吸着させて混合ガスの空燃比ずれを抑制する燃料吸着処理や、燃焼部34のパージ処理、燃焼部34におけるオフガスの着火処理、水蒸気改質処理などを順次実行することにより行なわれる。 To start the system, the corresponding auxiliary machinery is sequentially controlled, and the fuel component is adsorbed on the desulfurizer 46 to suppress the air-fuel ratio deviation of the mixed gas, the fuel adsorption process, the purge process of the combustion unit 34, and the off gas in the combustion unit 34. It is carried out by sequentially executing the ignition treatment and the steam reforming treatment.

発電は、システムに要求される要求電力により発電するよう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とを制御することにより行なわれる。具体的には、制御装置80のCPU81は、まず、上記要求電力と燃料電池スタック36の発電電力との偏差に基づいてフィードバック制御により燃料電池スタック36が出力すべき出力電流である電流指令I*を設定する。なお、燃料電池スタック36の発電電力は、電流センサ91により検出されるスタック電流Iと電圧センサ92により検出されるスタック電圧Vとの積により計算することができる。続いて、設定した電流指令I*に基づいて目標ガス流量Qg*、目標エア流量Qa*および目標水量Qw*を設定する。そして、目標ガス流量Qg*で原燃料ガス供給装置40から原燃料ガスが供給されるよう原燃料ガスポンプ45を制御し(原燃料ガス供給制御)、目標エア流量Qa*でエア供給装置50からエアが供給されるようエアブロワ53を制御し(エア供給制御)、目標水量Qw*で改質水供給装置55から改質水が供給されるよう改質水ポンプ58を制御する(改質水供給制御)。原燃料ガス供給制御は、目標ガス流量Qg*と流量センサ48により検出されるガス流量Qg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比を設定し、設定したデューティ比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。エア供給制御は、目標エア流量Qa*と流量センサ54により検出されるエア流量Qa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比を設定し、設定したデューティ比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。改質水供給制御は、目標水量Qw*に基づいてデューティ比を設定し、設定したデューティ比に基づいて改質水ポンプ58のポンプモータを制御することにより行なわれる。 Power generation is performed by controlling the raw material fuel gas supply device 40, the air supply device 50, and the reforming water supply device 55 so as to generate power with the required power required for the system. Specifically, the CPU 81 of the control device 80 first receives a current command I * which is an output current to be output by the fuel cell stack 36 by feedback control based on the deviation between the required power and the generated power of the fuel cell stack 36. To set. The generated power of the fuel cell stack 36 can be calculated by multiplying the stack current I detected by the current sensor 91 and the stack voltage V detected by the voltage sensor 92. Subsequently, the target gas flow rate Qg *, the target air flow rate Qa *, and the target water amount Qw * are set based on the set current command I *. Then, the raw fuel gas pump 45 is controlled so that the raw material fuel gas is supplied from the raw material fuel gas supply device 40 at the target gas flow rate Qg * (raw material fuel gas supply control), and air is aired from the air supply device 50 at the target air flow rate Qa *. (Air supply control), and the reforming water pump 58 is controlled so that the reforming water supply device 55 supplies the reforming water at the target water amount Qw * (reforming water supply control). ). In the raw fuel gas supply control, the duty ratio is set by feedback control based on the deviation between the target gas flow rate Qg * and the gas flow rate Qg detected by the flow rate sensor 48, and the pump of the raw fuel gas pump 45 is pumped based on the set duty ratio. It is done by controlling the motor. In the air supply control, the duty ratio is set by feedback control based on the deviation between the target air flow rate Qa * and the air flow rate Qa detected by the flow rate sensor 54, and the blower motor of the air blower 53 is controlled based on the set duty ratio. It is done by. The reformed water supply control is performed by setting a duty ratio based on the target water amount Qw * and controlling the pump motor of the reformed water pump 58 based on the set duty ratio.

システム停止は、原燃料ガスの流量(ガス流量Qg)を徐減させる原燃料ガス徐減処理と、燃料電池スタック36の温度が所定温度未満となるまで燃料電池スタック36にエアを供給して冷却する冷却処理と、を実行することにより行なわれる。 The system is stopped by a gradual reduction process of the raw material fuel gas that gradually reduces the flow rate of the raw material fuel gas (gas flow rate Qg), and by supplying air to the fuel cell stack 36 to cool it until the temperature of the fuel cell stack 36 falls below a predetermined temperature. It is performed by executing the cooling process to be performed.

次に、燃料電池システム10の寿命を判定する動作について説明する。図2は、制御装置80のCPU81により実行される寿命判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。 Next, the operation of determining the life of the fuel cell system 10 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a life determination routine executed by the CPU 81 of the control device 80. This routine is repeatedly executed at predetermined time intervals.

寿命判定ルーチンが実行されると、制御装置80のCPU81は、まず、スタック電流Iを積算するスタック電流積算処理を行なう(S100)。スタック電流積算処理は、図3に例示するスタック電流積算処理により行なうことができる。図3のスタック電流積算処理では、CPU81は、まず、発電中であるか否か(S200)、システム起動中であるか否か、システム停止中であるか否か(S210)、をそれぞれ判定する。発電中、システム起動中およびシステム停止中のいずれでもないと判定すると、そのままスタック電流積算処理を終了する。一方、発電中であると判定すると、電流センサ91からのスタック電流Iを入力し(S220)、入力したスタック電流Iを積算してスタック電流累積値ΣIを算出し、フラッシュメモリ84に記憶して(S230)、スタック電流積算処理を終了する。システム起動中かシステム停止中のいずれかであると判定すると、流量センサ47からのガス流量Qを入力し(S240)、入力したガス流量Qgをスタック電流Iに換算する(S250)。ここで、ガス流量Qgのスタック電流Iへの換算は、ガス流量Qgとスタック電流Iの換算値との関係を予め求めて換算用マップとしてROM82に記憶しておき、ガス流量Qgが与えられると、マップから対応するスタック電流Iの換算値を導出することにより行なうものとした。図4に換算用マップを示す。なお、ガス流量Qgのスタック電流Iへの換算は、図4の換算用マップを用いて行なうものとしたが、換算係数を用いて演算により行なうものとしてもよい。スタック電流Iに換算すると、換算したスタック電流Iを積算してスタック電流累積値ΣIを算出し、フラッシュメモリ84に記憶して(S260)、スタック電流積算処理を終了する。 When the life determination routine is executed, the CPU 81 of the control device 80 first performs a stack current integration process for integrating the stack current I (S100). The stack current integration process can be performed by the stack current integration process illustrated in FIG. In the stack current integration process of FIG. 3, the CPU 81 first determines whether or not power generation is in progress (S200), whether or not the system is starting up, and whether or not the system is stopped (S210). .. If it is determined that the system is not generating power, the system is starting up, or the system is stopped, the stack current integration process is terminated as it is. On the other hand, when it is determined that power is being generated, the stack current I from the current sensor 91 is input (S220), the input stack current I is integrated to calculate the stack current cumulative value ΣI, and the stack current cumulative value ΣI is stored in the flash memory 84. (S230), the stack current integration process is completed. When it is determined that either the system is starting or the system is stopped, the gas flow rate Q from the flow rate sensor 47 is input (S240), and the input gas flow rate Qg is converted into the stack current I (S250). Here, when the gas flow rate Qg is converted to the stack current I, the relationship between the gas flow rate Qg and the conversion value of the stack current I is obtained in advance and stored in the ROM 82 as a conversion map, and the gas flow rate Qg is given. , The conversion value of the corresponding stack current I was derived from the map. FIG. 4 shows a conversion map. Although the conversion of the gas flow rate Qg to the stack current I is performed using the conversion map of FIG. 4, it may be performed by calculation using the conversion coefficient. When converted to the stack current I, the converted stack current I is integrated to calculate the cumulative stack current value ΣI, which is stored in the flash memory 84 (S260), and the stack current integration process is completed.

CPU81は、こうしてスタック電流累積値ΣIを算出すると、算出したスタック電流累積値ΣIが閾値Iref以上であるか否かを判定する(S110)。ここで、閾値Irefは、燃料電池システム10の寿命を判定するための閾値であり、燃料電池システム10の仕様に基づいて予め定められる。閾値Irefは、例えば、脱硫器46が燃料電池システム10の寿命の律速である場合、脱硫器46の仕様に基づいて定めることができ、水精製器68が燃料電池システム10の寿命の律速である場合、水精製器68の仕様に基づいて定めることができる。スタック電流累積値ΣIが閾値Iref未満であると判定すると、燃料電池システム10の寿命は到来していないと判断して、寿命判定ルーチンを終了する。一方、スタック電流累積値ΣIが閾値Iref以上であると判定すると、燃料電池システム10の停止させると共に(S120)、燃料電池システム10の寿命が到来した旨とシステムの交換やメンテナンスが必要である旨とを表示パネル90に表示させて(S130)、寿命判定ルーチンを終了する。 When the stack current cumulative value ΣI is calculated in this way, the CPU 81 determines whether or not the calculated stack current cumulative value ΣI is equal to or greater than the threshold value Iref (S110). Here, the threshold value Iref is a threshold value for determining the life of the fuel cell system 10, and is predetermined based on the specifications of the fuel cell system 10. The threshold Iref can be determined based on the specifications of the desulfurizer 46, for example, when the desulfurizer 46 is the rate-determining of the life of the fuel cell system 10, and the water purifier 68 is the rate-determining of the life of the fuel cell system 10. In this case, it can be determined based on the specifications of the water purifier 68. If it is determined that the cumulative stack current ΣI is less than the threshold value Iref, it is determined that the life of the fuel cell system 10 has not reached, and the life determination routine is terminated. On the other hand, if it is determined that the cumulative stack current value ΣI is equal to or higher than the threshold value Iref, the fuel cell system 10 is stopped (S120), the life of the fuel cell system 10 has expired, and the system needs to be replaced or maintained. Is displayed on the display panel 90 (S130), and the life determination routine is terminated.

以上説明した実施形態の燃料電池システム10は、燃料電池スタック36が要求電力により発電するよう燃料電池スタック36の電流指令I*を設定し、設定した電流指令I*に基づいて原燃料ガス供給装置40と改質水供給装置55とを制御するものにおいて、スタック電流Iを積算してスタック電流累積値ΣIを算出し、スタック電流累積値ΣIが閾値Iref以上となると、システムに寿命が到来したと判断して、システムを停止する。これにより、原燃料ガスの流量や改質水の流量によって劣化速度が変化するシステムにおいて、寿命判定を適切に行なうことができる。また、燃料電池システム10の経年使用により燃料電池スタック36が要求電力で発電するのに必要なスタック電流が変化するものとしても、その電流変化を寿命判定に反映させることができ、寿命判定の精度を高めることができる。 In the fuel cell system 10 of the embodiment described above, the current command I * of the fuel cell stack 36 is set so that the fuel cell stack 36 generates power by the required power, and the raw fuel gas supply device is based on the set current command I *. In the device that controls 40 and the reforming water supply device 55, the stack current I is integrated to calculate the stack current cumulative value ΣI, and when the stack current cumulative value ΣI becomes equal to or greater than the threshold fuel, the system has reached the end of its life. Judge and shut down the system. As a result, in a system in which the deterioration rate changes depending on the flow rate of the raw material fuel gas and the flow rate of the reforming water, the life can be appropriately determined. Further, even if the stack current required for the fuel cell stack 36 to generate power with the required power changes due to the aged use of the fuel cell system 10, the change in the current can be reflected in the life determination, and the accuracy of the life determination can be determined. Can be enhanced.

また、実施形態の燃料電池システム10は、システム起動中やシステム停止中に供給した原燃料ガスの流量(ガス流量Qg)をスタック電流Iに換算し、換算したスタック電流Iを積算してスタック電流累積値ΣIを算出するから、寿命判定の精度をさらに高めることができる。 Further, in the fuel cell system 10 of the embodiment, the flow rate of the raw fuel gas (gas flow rate Qg) supplied while the system is started or stopped is converted into the stack current I, and the converted stack current I is integrated to integrate the stack current. Since the cumulative value ΣI is calculated, the accuracy of the life determination can be further improved.

上述した実施形態では、電流センサ91により検出された燃料電池スタック36の出力電流(スタック電流I)を積算してスタック電流累積値ΣIを算出し、算出したスタック電流積算値ΣIに基づいてシステムの寿命を判定するものとしたが、燃料電池スタック36の電流指令I*を積算してスタック電流累積値ΣIを算出してもよい。 In the above-described embodiment, the output current (stack current I) of the fuel cell stack 36 detected by the current sensor 91 is integrated to calculate the stack current cumulative value ΣI, and the system is based on the calculated stack current integrated value ΣI. Although the life is determined, the stack current cumulative value ΣI may be calculated by integrating the current command I * of the fuel cell stack 36.

上述した実施形態では、燃料電池システム10の寿命判定に、システム起動中およびシステム停止中の動作も考慮に入れるものとしたが、システム起動中およびシステム停止中のいずれか一方または両方の動作を考慮に入れないものとしてもよい。 In the above-described embodiment, the operation during system startup and system shutdown is also taken into consideration in the life determination of the fuel cell system 10, but the operation during system startup and / or system shutdown is considered. It may not be put in.

上述した実施形態では、スタック電流累積値ΣIが閾値Iref以上となると、システムを停止するものとしたが、システムの運転を継続するものとし、一旦システムが停止された以降は次回起動させないようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the system is stopped when the cumulative stack current ΣI is equal to or higher than the threshold value Iref. However, the operation of the system is continued, and the system is not started next time after the system is stopped. May be good.

上述した実施形態では、燃料電池システム10の燃料電池として、固体酸化物形燃料電池を用いるものとしたが、例えば固体高分子形燃料電池など、如何なるタイプの燃料電池を用いてもよい。なお、上述したシステム起動中やシステム停止中に供給した原燃料ガスの流量をスタック電流Iに換算してスタック電流累積値ΣIを算出し、システムの寿命を判定する手法は、例えば、固体高分子形燃料電池を備える電動車両のように、システム起動およびシステム停止が頻繁に行なわれる燃料電池システムにおいて特に有効なものとなる。 In the above-described embodiment, the solid oxide fuel cell is used as the fuel cell of the fuel cell system 10, but any type of fuel cell such as a solid polymer fuel cell may be used. The above-mentioned method of converting the flow rate of the raw material fuel gas supplied while the system is starting up or stopping the system into the stacking current I to calculate the cumulative stacking current value ΣI and determining the life of the system is, for example, a solid polymer. It is particularly effective in a fuel cell system in which the system is frequently started and stopped, such as an electric vehicle equipped with a fuel cell.

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、燃料電池スタック36が燃料電池に相当し、改質器33が改質部に相当し、原燃料ガス供給装置40が原燃料ガス供給装置に相当し、改質水供給装置55が改質水供給装置に相当し、制御装置80が制御装置に相当する。また、脱硫器46が脱硫器に相当する。また、改質水タンク57が水タンクに相当し、燃焼部34が燃焼部に相当し、凝縮水配管66が凝縮水流路に相当し、水精製機68が水精製機に相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the fuel cell stack 36 corresponds to the fuel cell, the reformer 33 corresponds to the reformer, the raw fuel gas supply device 40 corresponds to the raw fuel gas supply device, and the reformed water supply device 55 It corresponds to the reformed water supply device, and the control device 80 corresponds to the control device. Further, the desulfurizer 46 corresponds to a desulfurizer. Further, the reformed water tank 57 corresponds to a water tank, the combustion unit 34 corresponds to a combustion unit, the condensed water pipe 66 corresponds to a condensed water flow path, and the water purifier 68 corresponds to a water purifier.

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。 Regarding the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for the embodiment to solve the problem is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the embodiment is the invention described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete example.

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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above using the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are used without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be done.

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。 The present invention can be used in the manufacturing industry of fuel cell systems and the like.

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 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、48 流量センサ、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、59 流量センサ、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、68 水精製器、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、84 フラッシュメモリ、85 タイマ、90 表示パネル、91 電流センサ、92 電圧センサ、93 可燃ガスセンサ、100 給湯ユニット、101 貯湯タンク。 1 gas supply source, 2 commercial power supply, 3 power line, 4 load, 10 fuel cell system, 20 power generation unit, 22 housing, 22a intake port, 22b exhaust port, 24 ventilation fan, 30 power generation module, 31 module case, 32 Vaporizer, 33 reformer, 34 combustion part, 35 ignition heater, 36 fuel cell stack, 37 combustion catalyst, 40 raw fuel gas supply device, 41 raw fuel gas supply pipe, 42, 43 raw fuel gas supply valve, 44 orifice , 45 Raw fuel gas pump, 46 desulfurizer, 47 pressure sensor, 48 flow sensor, 50 air supply device, 51 air supply pipe, 52 filter, 53 air blower, 54 flow sensor, 55 reformed water supply device, 56 reformed water supply Pipe, 57 reformed water tank, 58 reformed water pump, 59 flow sensor, 60 exhaust heat recovery device, 61 circulation pipe, 62 heat exchanger, 63 circulation pump, 66 condensed water supply pipe, 67 exhaust gas discharge pipe, 68 Water Purifier, 71 Power Conditioner, 72 Power Board, 80 Controller, 81 CPU, 82 ROM, 83 RAM, 84 Flash Memory, 85 Timer, 90 Display Panel, 91 Current Sensor, 92 Voltage Sensor, 93 Combustible Gas Sensor, 100 Hot water supply unit, 101 hot water storage tank.

Claims (4)

改質ガスと酸化剤ガスとに基づいて発電可能な燃料電池を備える燃料電池システムであって、
改質水を用いて原燃料ガスを前記改質ガスに改質して前記燃料電池へ供給する改質部と、
前記原燃料ガスを前記改質部に供給する原燃料ガス供給装置と、
前記改質水を前記改質部に供給する改質水供給装置と、
前記燃料電池が要求電力により発電するよう該燃料電池の電流指令を設定し、該設定した電流指令に基づいて原燃料ガスの目標流量を設定して前記原燃料ガス供給装置を制御すると共に前記改質水供給装置を制御する制御装置と、
前記燃料電池の出力電流を検出する電流センサと、
を備え、
前記制御装置は、発電中の場合には前記電流センサにより検出される前記燃料電池の出力電流を積算し、システム起動中の場合には原燃料ガスの流量と出力電流との関係として予め定められた関係を用いて当該システム起動中に前記原燃料ガス供給装置により供給される原燃料ガスの流量を前記出力電流に換算して該出力電流を積算し、前記出力電流の積算値が閾値に達すると、寿命と判定する、
燃料電池システム。
A fuel cell system including a fuel cell capable of generating electricity based on a reforming gas and an oxidant gas.
A reforming unit that reforms the raw fuel gas into the reformed gas using reformed water and supplies it to the fuel cell.
A raw material fuel gas supply device that supplies the raw material fuel gas to the reforming unit, and
A reforming water supply device that supplies the reforming water to the reforming unit,
The current command of the fuel cell is set so that the fuel cell generates electricity with the required power, the target flow rate of the raw fuel gas is set based on the set current command, the raw fuel gas supply device is controlled, and the modification is performed. a control device for controlling the quality water supply equipment,
A current sensor that detects the output current of the fuel cell and
With
The control device integrates the output current of the fuel cell detected by the current sensor when power is being generated, and is predetermined as the relationship between the flow rate of raw fuel gas and the output current when the system is running. Using the above relationship, the flow rate of the raw fuel gas supplied by the raw material fuel gas supply device during the system startup is converted into the output current, the output current is integrated, and the integrated value of the output current reaches the threshold value. Then, it is judged that it has reached the end of its life.
Fuel cell system.
改質ガスと酸化剤ガスとに基づいて発電可能な燃料電池を備える燃料電池システムであって、
改質水を用いて原燃料ガスを前記改質ガスに改質して前記燃料電池へ供給する改質部と、
前記原燃料ガスを前記改質部に供給する原燃料ガス供給装置と、
前記改質水を前記改質部に供給する改質水供給装置と、
前記燃料電池が要求電力により発電するよう該燃料電池の電流指令を設定し、該設定した電流指令に基づいて原燃料ガスの目標流量を設定して前記原燃料ガス供給装置を制御すると共に前記改質水供給装置を制御する制御装置と、
前記燃料電池の出力電流を検出する電流センサと、
を備え、
前記制御装置は、発電中の場合には前記電流センサにより検出される前記燃料電池の出力電流を積算し、システム停止中の場合には原燃料ガスの流量と出力電流との関係として予め定められた関係を用いて当該システム停止中に前記原燃料ガス供給装置により供給される原燃料ガスの流量を前記出力電流に換算して該出力電流を積算し、前記出力電流の積算値が閾値に達すると、寿命と判定する、
燃料電池システム。
A fuel cell system including a fuel cell capable of generating electricity based on a reforming gas and an oxidant gas.
A reforming unit that reforms the raw fuel gas into the reformed gas using reformed water and supplies it to the fuel cell.
A raw material fuel gas supply device that supplies the raw material fuel gas to the reforming unit, and
A reforming water supply device that supplies the reforming water to the reforming unit,
The current command of the fuel cell is set so that the fuel cell generates electricity with the required power, the target flow rate of the raw fuel gas is set based on the set current command, the raw fuel gas supply device is controlled, and the modification is performed. A control device that controls the quality water supply device and
A current sensor that detects the output current of the fuel cell and
With
The control device integrates the output current of the fuel cell detected by the current sensor when power is being generated, and is predetermined as the relationship between the flow rate of raw fuel gas and the output current when the system is stopped. Using the above relationship, the flow rate of the raw fuel gas supplied by the raw material fuel gas supply device is converted into the output current and the output current is integrated while the system is stopped, and the integrated value of the output current reaches the threshold value. Then, it is judged that it has reached the end of its life.
Fuel cell system.
請求項1または2に記載の燃料電池システムであって、
前記原燃料ガス供給装置における原燃料ガスの供給流路に設けられ、前記原燃料ガスに含まれる硫黄分を除去する脱硫器を備える、
燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1 or 2.
A desulfurizer provided in the raw material gas supply flow path of the raw material fuel gas supply device and for removing sulfur contained in the raw material fuel gas is provided.
Fuel cell system.
請求項1ないしいずれか1項に記載の燃料電池システムであって、
前記改質水供給装置により前記改質部に供給される改質水を蓄える水タンクと、
前記燃料電池を通過した改質ガスを燃焼させる燃焼部と、
前記改質ガスの燃焼により生成された燃焼排気ガスの冷却により生成された凝縮水を前記水タンクに供給する凝縮水流路と、
前記凝縮水流路に設けられ、前記凝縮水を精製する水精製器と、
を備える燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3.
A water tank for storing the reformed water supplied to the reforming unit by the reforming water supply device, and
A combustion unit that burns the reformed gas that has passed through the fuel cell,
A condensed water flow path that supplies condensed water generated by cooling the combustion exhaust gas generated by combustion of the reformed gas to the water tank, and
A water purifier provided in the condensed water flow path for purifying the condensed water,
Fuel cell system with.
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