JP7160025B2 - 燃料電池システム - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システムに関する。
燃料電池スタックに対する要求電力が所定電力以下の場合に、二次電池の電力を用いることで、燃料電池スタックの発電を一時休止させる間欠運転が知られている。間欠運転では、燃料電池スタックの電圧が予め定めた上限電圧及び下限電圧を超えないように燃料電池スタックに酸化剤ガスを供給する。燃料電池スタックへの酸化剤ガスの供給において、酸化剤ガスが流れるガス流路にコンプレッサとブロワーを設け、燃料電池スタックに対する要求電力に応じて使い分けることが知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００５－２５９６９２号公報
燃料電池スタックを発電させる発電運転と発電を一時休止させる間欠運転とでは、燃料電池スタックに供給する酸化剤ガスの供給量が異なる。発電運転においては燃料電池スタックで多くの酸化剤ガスが消費されることから吐出圧力の大きな吐出機を用いることが望ましい。一方、間欠運転においては消費電力の低減のために吐出圧力の小さな吐出機を用いることが望ましい。
特許文献１では、吐出圧力の異なる２つの吐出機としてコンプレッサとブロワーを用いるとともに、ブロワーを迂回するバイパス流路を設け且つバイパス流路にバイパス弁を設けている。バイパス流路が設けられていることで、コンプレッサが吸引及び吐出する酸化剤ガスがブロワーを流れることが抑制されてバイパス流路を流れるため、酸化剤ガスの供給が効率良く行われる。バイパス流路にバイパス弁が設けられていることで、ブロワーから吐出される酸化剤ガスがバイパス流路に逆流することが抑制されるため、酸化剤ガスの供給が効率良く行われる。しかしながら、バイパス流路を設けているため燃料電池システムが大型化してしまう。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、燃料電池システムの大型化を抑制しつつ、酸化剤ガスの供給を燃料電池の発電状態に応じて効率良く行うことを目的とする。
本発明は、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路の内部に設けられ、前記酸化剤ガスを吸引して前記燃料電池スタックに向けて前記酸化剤ガスを吐出する第１吐出機と、前記酸化剤ガスの流れに交差する方向で前記第１吐出機に並んで前記酸化剤ガス流路の内部に設けられ、前記酸化剤ガス流路のうちの前記第１吐出機の横の流路を開閉する開閉弁と、前記酸化剤ガスの流れに対して前記第１吐出機及び前記開閉弁よりも上流側又は下流側に設けられ、前記第１吐出機よりも吐出圧力が大きく、前記酸化剤ガス流路を介して前記酸化剤ガスを吸引し、前記酸化剤ガス流路を介して前記燃料電池スタックに向けて前記酸化剤ガスを吐出する第２吐出機と、前記燃料電池スタックの電圧を検出する電圧検出器と、前記第１吐出機及び前記第２吐出機を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記燃料電池スタックへの要求電力が所定電力よりも大きくて前記燃料電池スタックを発電させる発電運転において、前記開閉弁が開いた状態で前記第２吐出機を駆動させ、前記制御部は、前記発電運転から前記要求電力が前記所定電力以下である間欠運転に切り替わったときに前記第２吐出機を停止させ、前記間欠運転において前記燃料電池スタックの電圧が第１所定電圧以下になったときに前記開閉弁が閉じた状態で前記第１吐出機を駆動させる、燃料電池システムである。
発電運転において開閉弁が開いた状態で第２吐出機が駆動することで、第２吐出機が吸引及び吐出する酸化剤ガスが開閉弁を介して流れるため、要求電力に応じた多量の酸化剤ガスを燃料電池スタックに効率良く供給できる。間欠運転において開閉弁が閉じた状態で第１吐出機を駆動させることで、第１吐出機が吐出した酸化剤ガスが逆流することを抑制でき、酸化剤ガスを燃料電池スタックに効率良く供給できる。第１吐出機と開閉弁が酸化剤ガス流路の内部に並んで設けられていることで、燃料電池システムの大型化を抑制できる。
上記構成において、前記開閉弁は、回転自在に支持された弁体を有し、前記発電運転において前記第２吐出機が駆動して前記酸化剤ガスを吸引又は吐出することで生じる力により開き、前記間欠運転において前記第１吐出機が駆動して前記酸化剤ガスを吸引及び吐出することで生じる力により閉じる構成とすることができる。
上記構成において、前記開閉弁は前記制御部からの指令により開閉し、前記制御部は、前記発電運転から前記間欠運転に切り替わるときに前記第１吐出機を駆動させる前に前記開閉弁を閉じ且つ前記間欠運転から前記発電運転に切り替わるときに前記第２吐出機を駆動させる前に前記開閉弁を開くように前記開閉弁を制御する構成とすることができる。
上記構成において、前記制御部は、前記発電運転において前記第１吐出機を停止させる構成とすることができる。
上記構成において、前記第１吐出機と前記開閉弁は前記酸化剤ガスの流れに対して直交する方向に並んで前記酸化剤ガス流路の内部に設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記第１吐出機は、第１枠体と、前記第１枠体の内側に位置して回転する回転体と、を含み、前記開閉弁は、第２枠体と、前記第２枠体の内側に位置して回転自在に支持された弁体と、を含み、前記第１枠体及び前記第２枠体は前記酸化剤ガス流路の内壁に接している構成とすることができる。
上記構成において、前記第１枠体と前記第２枠体は互いに接している構成とすることができる。
上記構成において、前記制御部は、前記間欠運転において、前記燃料電池スタックの電圧が前記第１所定電圧以下の場合から前記第１所定電圧よりも大きい第２所定電圧以上になったときに前記開閉弁が閉じた状態で前記第１吐出機を停止させる構成とすることができる。
上記構成において、前記酸化剤ガス流路は、エアエレメントを内部に有するエアクリーナーケースを含んで形成され、前記第１吐出機及び前記開閉弁はエアクリーナーケースの内部に設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記第１吐出機及び前記開閉弁は、前記酸化剤ガスの流れに対して前記エアエレメントよりも下流側で前記エアクリーナーケースの内部に設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記第２吐出機は、前記酸化剤ガスの流れに対して前記エアエレメントよりも下流側に設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記第１吐出機はファンであり、前記第２吐出機はコンプレッサである構成とすることができる。
本発明によれば、燃料電池システムの大型化を抑制しつつ、酸化剤ガスの供給を燃料電池の運転状態に応じて効率良く行うことができる。
図１は、車両に搭載された実施例１に係る燃料電池システムの構成図である。 図２は、実施例１におけるエアクリーナーの分解斜視図である。 図３（ａ）は、実施例１におけるエアクリーナーの断面図、図３（ｂ）は、ファン及び開閉弁を空気の流れる方向から見たときの平面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、開閉弁の開閉について説明する断面図である。 図５は、実施例１におけるＥＣＵの間欠運転の制御の一例を示すフローチャートである。 図６は、実施例１におけるＥＣＵの間欠運転の制御の一例を示すタイミングチャートである。 図７（ａ）は、実施例１の変形例におけるエアクリーナーの断面図、図７（ｂ）は、ファン及び開閉弁を空気の流れる方向から見た平面図である。 図８は、車両に搭載された実施例２に係る燃料電池システムの構成図である。 図９は、実施例３におけるＥＣＵの間欠運転の制御の一例を示すフローチャートである。 図１０は、実施例３におけるＥＣＵの間欠運転の制御の一例を示すタイミングチャートである。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
［燃料電池システムの概略構成］
図１は、車両に搭載された実施例１に係る燃料電池システムの構成図である。図１を参照して、燃料電池システム１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０、燃料電池スタック（以下、ＦＣと称す）２０、二次電池（以下、ＢＡＴと称す）２２、酸化剤ガス系３０、燃料ガス系５０、電力系７０、及び冷却系８０を含む。また、車両は、走行用のモータ９０、変速機９１、車輪９２、及びアクセル開度センサ９３を備えている。車両は、ＦＣ２０及びＢＡＴ２２を電力源としてモータ９０を駆動させて走行する。
ＦＣ２０は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する。ＦＣ２０は、固体高分子電解質型の単セル２１を複数積層している。単セル２１は、電解質膜の両面に電極を配置した発電体である膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のセパレータと、を備える。電解質膜は、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂材料又は炭化水素系樹脂材料で形成された固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。電極は、カーボン担体と、スルホン酸基を有する固体高分子であって湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含んで構成されている。カーボン担体には、発電反応を促進させるための触媒（例えば白金又は白金－コバルト合金等）が担持されている。単セル２１には、反応ガス及び冷却水を流すためのマニホールドが設けられている。マニホールドを流れる反応ガスは、単セル２１に設けられたガス流路を介して、単セル２１の発電領域に供給される。
酸化剤ガス系３０は、酸化剤ガスとして酸素を含む空気をＦＣ２０に供給し、ＦＣ２０から排出された空気を外部に排気する。酸化剤ガス系３０は、ガス供給管３１、ガス排出管３２、バイパス管３３、エアクリーナー３４、エアコンプレッサ３５、インタークーラ３６、入口封止弁３７、調圧弁３８、及びバイパス弁３９を含む。
ガス供給管３１はＦＣ２０のカソード入口マニホールドに接続されている。ガス排出管３２はＦＣ２０のカソード出口マニホールドに接続されている。バイパス管３３はガス供給管３１及びガス排出管３２を連通している。バイパス弁３９はバイパス管３３に設けられている。バイパス弁３９はガス供給管３１とガス排出管３２との連通状態を切り替える。エアクリーナー３４、エアコンプレッサ３５、及びインタークーラ３６は、ガス供給管３１に酸化剤ガスの流れに対して上流側から順に配置されている。入口封止弁３７は、ガス供給管３１とバイバス管３３との接続部分よりも酸化剤ガスの流れに対して下流側でガス供給管３１に設けられている。調圧弁３８は、ガス排出管３２とバイパス管３３との接続部分よりも酸化剤ガスの流れに対して上流側でガス排出管３２に設けられている。
エアクリーナー３４は、エアクリーナーケース４４の内部にエアエレメント４１を備える。エアクリーナーケース４４の内部にはファン４２及び開閉弁４３も設置されている。ファン４２はモータを内蔵している。ファン４２は吐出圧力が１０ｋＰａ未満の吐出機である。ファン４２は、例えば軸流式であるが、遠心式であってもよい。ファン４２は空気を吸引し、ＦＣ２０に向けて吸引した空気を吐出する。エアコンプレッサ３５は、コンプレッサ本体４５とモータ４６とインバータ４７を備える。コンプレッサ本体４５はモータ４６によって駆動する。エアコンプレッサ３５は吐出圧力が１００ｋＰａ以上の吐出機である。モータ４６は、例えば回転数が１×１０５ｒｐｍ以上であり、空気軸受が採用されている。空気軸受を採用することで、回転数が１×１０５ｒｐｍ以上のような高回転にも対応することができる。エアコンプレッサ３５は、空気を吸引し、ＦＣ２０に向けて吸引した空気を吐出する。ＦＣ２０に多量の空気を供給するために、エアコンプレッサ３５は吐出圧力が１ＭＰａ以上であってもよいし、１０ＭＰａ以上であってもよい。ＦＣ２０に供給された空気はガス排出管３２を介して外部に排気される。インタークーラ３６は、ＦＣ２０に供給される空気を冷却する。入口封止弁３７は、ＦＣ２０への空気の流量を調整する。調圧弁３８は、ＦＣ２０のカソード側の背圧を調整する。
ＦＣ２０に供給される空気は、ガス供給管３１、エアクリーナー３４、エアコンプレッサ３５、及びインタークーラ３６を通ってＦＣ２０に供給されることから、これらはＦＣ２０に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路４０を形成する。エアコンプレッサ３５、入口封止弁３７、調圧弁３８、バイパス弁３９、及びファン４２の駆動は、ＥＣＵ１０により制御される。ＥＣＵ１０は、エアコンプレッサ３５及びファン４２を制御することにより、ＦＣ２０に供給される空気の流量を調整する。また、ＥＣＵ１０は、入口封止弁３７、調圧弁３８、及びバイパス弁３９の開度を制御することにより、ＦＣ２０に供給される空気の流量及びバイパスされる空気の流量を調整できる。
燃料ガス系５０は、燃料ガスとしての水素ガスをＦＣ２０に供給し、ＦＣ２０から排出された水素ガスをＦＣ２０に循環させる。燃料ガス系５０は、タンク６０、ガス供給管５１、ガス排出管５２、ガス循環管５３、タンク弁５４、調圧弁５５、インジェクタ５６、気液分離器５７、排水弁５８、及び循環ポンプ５９を含む。
タンク６０とＦＣ２０のアノード入口マニホールドは、ガス供給管５１により接続されている。タンク６０には、燃料ガスである水素ガスが貯留されている。ガス排出管５２は、ＦＣ２０のアノード出口マニホールドに接続されている。ガス循環管５３は、気液分離器５７とガス供給管５１とを連通している。タンク弁５４、調圧弁５５、及びインジェクタ５６は、ガス供給管５１に水素ガスの流れにおいて上流側から順に配置されている。タンク弁５４が開いた状態で、調圧弁５５の開度が調整され、インジェクタ５６は水素ガスを噴射する。これにより、ＦＣ２０に水素ガスが供給される。
ガス排出管５２には、気液分離器５７及び排水弁５８が水素ガスの流れに対して上流側から順に配置されている。気液分離器５７は、ＦＣ２０から排出された水素ガスから水分を分離して貯留する。気液分離器５７に貯留された水は、排水弁５８が開くことにより、ガス排出管５２を介して外部へと排出される。ガス循環管５３は、水素ガスをＦＣ２０へ還流させるための管であり、一端が気液分離器５７に接続され、他端がガス供給管５１に接続されている。ガス循環管５３には循環ポンプ５９が配置されている。ＦＣ２０から排出された水素ガスは、循環ポンプ５９によって適度に加圧されてガス供給管５１へ導かれる。タンク弁５４、調圧弁５５、インジェクタ５６、排水弁５８、及び循環ポンプ５９の駆動は、ＥＣＵ１０により制御される。
電力系７０は、燃料電池ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、ＦＤＣと称す）７１、バッテリＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、ＢＤＣと称す）７２、モータインバータ（以下、ＭＩＮＶと称す）７３、補機インバータ（以下、ＡＩＮＶと称す）７４、及び電圧センサ７５を含む。ＦＤＣ７１は、ＦＣ２０からの直流電力を調整してＭＩＮＶ７３及び／又はＡＩＮＶ７４に出力する。ＢＤＣ７２は、ＢＡＴ２２からの直流電流を調整してＭＩＮＶ７３及び／又はＡＩＮＶ７４に出力する。ＦＣ２０の発電電力は、ＢＡＴ２２に充電可能である。ＭＩＮＶ７３は、入力された直流電流を三相交流電力に変換してモータ９０に供給する。モータ９０は、変速機９１を介して車輪９２を回転させることで車両を走行させる。ＦＣ２０及びＢＡＴ２２の電力は、ＡＩＮＶ７４を介して負荷装置に供給可能である。負荷装置は、ＦＣ２０用の補機と車両用の補機とを含む。ＦＣ２０用の補機とは、上述したエアコンプレッサ３５、入口封止弁３７、調圧弁３８、バイパス弁３９、ファン４２、タンク弁５４、調圧弁５５、インジェクタ５６、排水弁５８、及び循環ポンプ５９を含む。車両用の補機は、例えば空調整備、照明装置、及びハザードランプ等を含む。
電圧センサ７５はＦＣ２０に取り付けられている。電圧センサ７５は例えばＦＣ２０全体の電圧を検出し、ＥＣＵ１０はその検出結果を取得する。ＥＣＵ１０は、電圧センサ７５から取得したＦＣ２０全体の電圧を単セルの枚数で割った平均セル電圧を算出してもよい。電圧センサ７５はＦＣ２０の運転を制御するために用いられる。例えば、電圧センサ７５の検出結果はＦＣ２０の間欠運転に用いられる。間欠運転とは、ＦＣ２０への要求電力が所定電力以下であってＦＣ２０の発電を一時的に休止させる運転モードである。一方、ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくてＦＣ２０を発電させる運転モードは発電運転である。電圧センサ７５は電圧検出器の一例である。なお、電圧センサ７５は、単セル１枚毎の電圧を検出してもよい。この場合、ＥＣＵ１０は各単セルの電圧を加算することでＦＣ２０全体の電圧を算出してもよいし、ＦＣ２０全体の電圧を単セルの枚数で割った平均セル電圧を算出してもよい。
冷却系８０は、冷却水を所定の経路を経て循環させることによりＦＣ２０を冷却する。冷却系８０は、供給管８１、排出管８２、ラジエータ８３、及びウォータポンプ８４を含む。供給管８１は、ＦＣ２０の冷却水供給マニホールドに接続されている。排出管８２は、ＦＣ２０の冷却水排出マニホールドに接続されている。ラジエータ８３は、供給管８１と排出管８２に接続されている。ウォータポンプ８４は供給管８１に配置されている。ウォータポンプ８４は、冷媒としての冷却水を、供給管８１及び排出管８２を介してＦＣ２０とラジエータ８３との間で循環させる。ラジエータ８３は、ＦＣ２０から排出された冷却水を外気と熱交換することにより冷却する。ウォータポンプ８４の駆動は、ＥＣＵ１０により制御される。
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ９３、エアコンプレッサ３５、入口封止弁３７、調圧弁３８、バイパス弁３９、ファン４２、タンク弁５４、調圧弁５５、インジェクタ５６、排水弁５８、循環ポンプ５９、ＦＤＣ７１、ＢＤＣ７２、及び電圧センサ７５に電気的に接続されている。ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ９３の検出値、上述した車両用の補機並びにＦＣ２０用の補機の駆動状態、及びＢＡＴ２２の蓄電電力等に基づいて、ＦＣ２０への要求電力Ｐを算出する。そして、ＥＣＵ１０は、ＦＣ２０への要求電力Ｐに応じて、エアコンプレッサ３５及びファン４２を制御してＦＣ２０に供給される空気の流量を制御し、インジェクタ５６及び／又は循環ポンプ５９を制御してＦＣ２０に供給される水素ガスの流量を制御する。なお、要求電力Ｐは、複数の単セル２１で構成されるＦＣ２０に要求される電力であり、ＢＡＴ２２等の燃料電池以外に要求される電力は含まない。
［エアクリーナー］
図２は、実施例１におけるエアクリーナーの分解斜視図である。図２を参照して、エアクリーナー３４は、上側エアクリーナーケース４４ａと下側エアクリーナーケース４４ｂとエアエレメント４１とを含む。上側エアクリーナーケース４４ａと下側エアクリーナーケース４４ｂとが結合されてエアクリーナーケース４４が形成され、このエアクリーナーケース４４の内部にエアエレメント４１が配置される。また、エアクリーナーケース４４の内部にはファン４２と開閉弁４３も配置される。酸化剤ガスとしての空気がエアクリーナーケース４４の内部を流れてエアエレメント４１を通過することで、空気に含まれる塵及び埃等の異物が取り除かれる。
図３（ａ）は、実施例１におけるエアクリーナーの断面図、図３（ｂ）は、ファン及び開閉弁を空気の流れる方向から見たときの平面図である。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）では、図の明瞭化のためにエアクリーナー３４を簡略化して図示し、図３（ｂ）では、開閉弁４３が閉じた状態を図示し且つ図の明瞭化のために各部品にクロスハッチングを付している。図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、ファン４２及び開閉弁４３は、エアクリーナーケース４４内を流れる空気４８の流れに対して交差する方向（直交する方向）に並んで、エアクリーナーケース４４の内部に設けられている。エアクリーナーケース４４の内部をＦＣ２０に供給される空気４８が流れることから、ＦＣ２０に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路４０（図１参照）は、エアエレメント４１を内部に有するエアクリーナーケース４４を含んで形成される。開閉弁４３は、ファン４２に並んで設けられていることから、酸化剤ガス流路４０のうちのファン４２の横に位置する流路を開閉する。
ファン４２は、枠体４２ａと回転するプロペラである回転体４２ｂを備える。回転体４２ｂは枠体４２ａの内側に配置されている。開閉弁４３は、枠体４３ａと弁棒４３ｂと弁体４３ｃを備える。開閉弁４３は、例えばオリフィン系エラストマー等の樹脂材料で形成されているが、その他の材料（絶縁材料又は金属材料）で形成されていてもよい。弁棒４３ｂは両端が枠体４３ａに回転自在に支持されている。弁体４３ｃは弁棒４３ｂを軸にして回転自在となって枠体４３ａに支持されている。開閉弁４３は、弁体４３ｃが弁棒４３ｂを軸に回転して開閉することで、ファン４２の横に位置する流路を開閉する。開閉弁４３が開いたときに、空気４８は開閉弁４３を通過して流れ易くなり、開閉弁４３が閉じたときには、空気４８は開閉弁４３を通過し難くなる。ファン４２及び開閉弁４３は、空気４８の流れに対してエアエレメント４１よりも下流側でエアクリーナーケース４４の内部に配置されている。
ファン４２の枠体４２ａ及び開閉弁４３の枠体４３ａはエアクリーナーケース４４の内壁に接して固定されている。また、ファン４２の枠体４２ａと開閉弁４３の枠体４３ａは互いに接して固定されている。したがって、ファン４２及び開閉弁４３は、空気４８の流れに対して直交する方向におけるエアクリーナーケース４４の断面全体にわたって設けられている。開閉弁４３は、空気４８の流れに対して直交する方向にエアクリーナーケース４４の断面のうちのファン４２が設けられていない領域の７０％以上にわたって設けられてもよいし、８０％以上にわたって設けられていてもよいし、９０％以上にわたって設けられていてもよい。また、開閉部４３は弁体４３ｃを１つ備える場合に限らず、２つ以上備えていてもよい。
［開閉弁の開閉］
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、開閉弁の開閉について説明する断面図である。図４（ａ）は、開閉弁４３が開いた状態を示し、図４（ｂ）は、開閉弁４３が閉じた状態を示している。図１で説明したように、エアコンプレッサ３５は、ファン４２及び開閉弁４３よりも空気４８の流れに対して下流側に設けられている。このため、ファン４２が停止し且つエアコンプレッサ３５が駆動することで、図４（ａ）のように、エアコンプレッサ３５による空気４８の吸引によってエアクリーナーケース４４内のファン４２及び開閉弁４３よりもエアコンプレッサ３５側に位置する空間１の圧力がファン４２及び開閉弁４３よりもエアコンプレッサ３５とは反対側に位置する空間２の圧力に対して低く（負圧）なる。これにより、開閉弁４３には弁体４３ｃが開く方向の力が生じて開閉弁４３は開く。
一方、エアコンプレッサ３５が停止し且つファン４２が駆動することで、図４（ｂ）のように、ファン４２による空気の吸引及び吐出によって空間１の圧力は空間２の圧力に対して高く（正圧）なる。よって、開閉弁４３には弁体４３ｃが閉じる方向の力が生じて開閉弁４３は閉じる。開閉弁４３が閉じることで、破線矢印のように、ファン４２から空間１に吐出された空気４８が空間２に逆流することが抑制される。
このように、開閉弁４３は、エアコンプレッサ３５が駆動して空気４８を吸引及び吐出することで生じる力により開き、ファン４２が駆動して空気４８を吸引及び吐出することで生じる力により閉じる。
［ＥＣＵの間欠運転の制御］
図５は、実施例１におけるＥＣＵの間欠運転の制御の一例を示すフローチャートである。図５の制御は、ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくてＦＣ２０を発電させている発電運転中に開始される。発電運転においては、エアコンプレッサ３５が駆動し且つファン４２は停止している。また、間欠運転とは、ＦＣ２０への要求電力が所定電力以下であってＦＣ２０の発電効率が低い低出力の場合に、ＢＡＴ２２の電力を用いることでＦＣ２０の発電を一時休止させる運転モードである。したがって、ここでの所定電力とは、ＦＣ２０の発電効率に基づき決定された値であり、発電効率の悪化が抑制されるように定められた閾値である。
図５を参照して、ＥＣＵ１０は、ＦＣ２０への要求電力が所定電力以下になるまで待機する（ステップＳ１０）。ＥＣＵ１０は、ＦＣ２０への要求電力が所定電力以下になったと判断した場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、発電運転から間欠運転に切り替え、エアコンプレッサ３５の運転を停止させる（ステップＳ１２）。間欠運転に切り替える際、ＦＤＣ７１に備わるスイッチ素子をオフにすること及び／又は掃引電流をゼロにすることが行われる。間欠運転では、燃費を向上させる点から、水素ガスの供給も停止することが好ましい。エアコンプレッサ３５の運転を停止させることで、ＦＣ２０の平均セル電圧は低下していく。ＦＣ２０の平均セル電圧が低下し過ぎると、単セル２１の性能劣化の原因となる。そこで、ＥＣＵ１０は、ＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧以下になったか否かを判断する（ステップＳ１４）。ここで、第１所定電圧とは、単セル２１の性能劣化が抑制されるか否かの閾値となる電圧値であり、例えば０．５５Ｖ以上０．６５Ｖ以下の電圧値である。ＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧以下になっていない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくなったか否かを判断する（ステップＳ１６）。
ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくなった場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、エアコンプレッサ３５を始動させて、要求電力に応じた量の空気がＦＣ２０に供給されるようにする（ステップＳ１８）。ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくなっていない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻る。
ステップＳ１４において、ＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧以下になった場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０はファン４２を始動させる（ステップＳ２０）。ファン４２が駆動することで、ＦＣ２０に空気が供給されるようになり、ＦＣ２０の平均セル電圧が上昇する。また、エアコンプレッサ３５が停止し且つファン４２が駆動することで、図４（ｂ）で説明したように、開閉弁４３が閉じて、ファン４２が吐出した空気が逆流することが抑制される。
次いで、ＥＣＵ１０は、ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくなったか否かを判断する（ステップＳ２２）。ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくなった場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、ファン４２の運転を停止し（ステップＳ２４）、その後、エアコンプレッサ３５を始動させて、要求電力に応じた量の空気がＦＣ２０に供給されるようにする（ステップＳ１８）。ファン４２が停止し且つエアコンプレッサ３５が駆動することで、図４（ａ）で説明したように、開閉弁４３は開いて、エアコンプレッサ３５は開閉弁４３を介して空気を吸引することができる。
ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくなっていない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、ＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧よりも高い第２所定電圧以上になったか否かを判断する（ステップＳ２６）。ファン４２が駆動してＦＣ２０に空気が供給されるとＦＣ２０の平均セル電圧が上昇するが、ＦＣ２０の平均セル電圧が高くなり過ぎると、単セル２１に備わる触媒が溶出することがある。したがって、ＦＣ２０の平均セル電圧が第２所定電圧以上になった場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、ファン４２の運転を停止させる（ステップＳ２８）。ファン４２の運転を停止することで、ＦＣ２０の平均セル電圧は低下していく。ここで、第２所定電圧とは、単セル２１に備わる触媒の溶出が抑制されるか否かの閾値となる電圧値であり、例えば０．８Ｖ以上０．９Ｖ以下の電圧値である。
ＦＣ２０の平均セル電圧が第２所定電圧以上になっていない場合は（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ステップＳ２２に戻る。また、ステップＳ２８においてファン４２の運転を停止させた後は、ステップＳ１４に戻る。
［タイミングチャート］
図６は、実施例１におけるＥＣＵの間欠運転の制御の一例を示すタイミングチャートである。図６には、ＦＣ２０への要求電力、ＦＣ２０の平均セル電圧、エアコンプレッサ３５の駆動状態、及びファン４２の駆動状態が示されている。図６を参照して、例えば運転者の操作によりアクセルペダルの開度が増大すると、ＦＣ２０への要求電力が増大する。ＦＣ２０への要求電力が所定電力Ｅｖよりも大きいときでは、ＥＣＵ１０からの指令によりエアコンプレッサ３５は駆動し且つファン４２は停止した状態となって発電運転が行われる。ファン４２が停止し且つエアコンプレッサ３５が駆動することで、図４（ａ）で説明したように、開閉弁４３は開いた状態となる。開閉弁４３が開くことで、エアコンプレッサ３５は開閉弁４３を介して空気を吸引することが可能となり、空気を吸引するにあたっての圧力損失が低く抑えられる。よって、ＦＣ２０への空気の供給を効率良く行うことができる。エアコンプレッサ３５によりＦＣ２０に供給される空気量はＦＣ２０への要求電力に応じた量であり、例えば２００Ｎｌ／ｍｉｎ～５０００Ｎｌ／ｍｉｎである。
例えば運転者の操作によりアクセルペダルの開度が小さくなると、ＦＣ２０への要求電力が減少する。ＦＣ２０への要求電力が所定電力Ｅｖ以下になると、間欠運転に切り替わり（時刻ｔ１）、ＥＣＵ１０からの指令によりエアコンプレッサ３５の運転が停止される。エアコンプレッサ３５が停止することで、ＦＣ２０の平均セル電圧が徐々に低下する。ＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧Ｖ１まで低下すると、ＥＣＵ１０からの指令によりファン４２の運転が開始される。エアコンプレッサ３５が停止し且つファン４２が駆動することで、図４（ｂ）で説明したように、開閉弁４３は閉じた状態となる。開閉弁４３が閉じることで、ファン４２から吐出された空気が開閉弁４３を介して逆流することが抑制される。よって、ＦＣ２０への空気の供給を効率良く行うことができる。ファン４２によりＦＣ２０に供給される空気量は例えば１０Ｎｌ／ｍｉｎ以下のような少量である。
ファン４２が駆動することで、ＦＣ２０の平均セル電圧は徐々に上昇する。ＦＣ２０の平均セル電圧が第２所定電圧Ｖ２まで上昇すると、ＥＣＵ１０からの指令によりファン４２の運転が停止される。ファン４２が停止することで、ＦＣ２０の平均セル電圧は徐々に低下する。
ＦＣ２０への要求電力が所定電力Ｅｖよりも大きくなるまで、ＦＣ２０の平均セル電圧が概ね第１所定電圧Ｖ１と第２所定電圧Ｖ２の間に収まるように、ＥＣＵ１０はファン４２の運転を制御する。ＦＣ２０への要求電力が所定電力Ｅｖよりも大きくなると、発電運転に切り替わり（時刻ｔ２）、ＥＣＵ１０からの指令によりファン４２の運転が停止され且つエアコンプレッサ３５の運転が開始される。
実施例１によれば、エアクリーナーケース４４（酸化剤ガス流路４０）の内部に、ファン４２と、空気４８（酸化剤ガス）の流れに交差する方向でファン４２に並んだ開閉弁４３と、が設けられている。開閉弁４３は、酸化剤ガス流路４０のうちのファン４２の横に位置する流路を開閉する。また、空気４８の流れに対してファン４２及び開閉弁４３よりも下流側にエアコンプレッサ３５が設けられている。ＥＣＵ１０は、発電運転においては、開閉弁４３が開いた状態でエアコンプレッサ３５を駆動させる。エアコンプレッサ３５は吐出圧力が大きいことからＦＣ２０への要求電力に応じた多量の空気をＦＣ２０に供給できる。また、開閉弁４３が開いていることからエアコンプレッサ３５で吸引する空気は開閉弁４３を介して流れ、ＦＣ２０への空気の供給を効率良く行うことができる。ＥＣＵ１０は、発電運転から間欠運転に切り替わったときにエアコンプレッサ３５を停止させ、間欠運転中にＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧以下になったときに開閉弁４３が閉じた状態でファン４２を駆動させる。ファン４２はエアコンプレッサ３５よりも吐出圧力が小さいことから、間欠運転での消費電力を低く抑えることができる。また、開閉弁４３が閉じていることからファン４２から吐出された空気が逆流することを抑制でき、ＦＣ２０への空気の供給を効率良く行うことができる。このように、ＦＣ２０の発電状態に応じて空気の供給を効率良く行うことができる。ファン４２及び開閉弁４３がエアクリーナーケース４４の内部に並んで設けられていることで、燃料電池システム１００の大型化を抑制できる。
開閉弁４３は、回転自在に支持された弁体４３ｃを有し、図４（ａ）のように、発電運転においてエアコンプレッサ３５が駆動して空気を吸引することで生じる力により開き、図４（ｂ）のように、間欠運転においてファン４２が駆動して空気を吸引及び吐出することで生じる力により閉じる。これにより、開閉弁４３を電気的に開閉させる場合に比べて、配線を用いずに済むため構成を簡素化することができ、また、消費電力を抑えることができる。
図３（ａ）及び図３（ｂ）のように、ファン４２と開閉弁４３は空気４８の流れに対して直交する方向に並んでエアクリーナーケース４４の内部に設けられている。これにより、ファン４２と開閉弁４３の設置スペースを小さく抑えることができる。また、開閉弁４３が閉じた状態でファン４２が駆動したときに、ファン４２から吐出される空気４８が逆流することを効果的に抑制できる。ファン４２から吐出された空気４８が逆流することを抑制する点から、ファン４２の枠体４２ａ及び開閉弁４３の枠体４３ａはエアクリーナーケース４４の内壁に接していることが好ましい。また、ファン４２の枠体４２ａと開閉弁４３の枠体４３ａは互いに接していることが好ましい。
ＥＣＵ１０は、図５及び図６のように、発電運転においてファン４２を停止させる。これにより、消費電力を低減することができる。
ＥＣＵ１０は、図５及び図６のように、間欠運転においてＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧以下の場合から第２所定電圧以上になったときに開閉弁４３が閉じた状態でファン４２を停止させる。これにより、ＦＣ２０に空気が供給されることを効果的に抑えられ、ＦＣ２０の平均セル電圧が高くなり単セル２１に備わる触媒が溶出することを効果的に抑制できる。
ファン４２及び開閉弁４３は、エアクリーナーケース４４の内部に設けられている場合を例に示したが、ガス供給管３１等のエアクリーナーケース４４以外の酸化剤ガス流路４０の内部に設けられていてもよい。エアクリーナーケース４４の内部はファン４２及び開閉弁４３を設けるスペースを確保し易く、ファン４２及び開閉弁４３を設けるための加工を最小限に抑えられることから、ファン４２及び開閉弁４３はエアクリーナーケース４４の内部に設けられる場合が好ましい。
ファン４２及び開閉弁４３は、図３（ａ）のように、空気４８の流れに対してエアエレメント４１よりも下流側でエアクリーナーケース４４の内部に設けられている。エアエレメント４１は主に塵及び埃を取り除くが、水分も取り除かれるため、水分が少ない空気がファン４２に吸引される。このため、ファン４２の耐水性への影響を抑えることができる。
エアコンプレッサ３５は、空気４８の流れに対してエアエレメント４１よりも下流側に設けられている。これにより、水分が少ない空気がエアコンプレッサ３５に吸引され、エアコンプレッサ３５の耐水性への影響を抑えることができる。
［実施例１の変形例］
図７（ａ）は、実施例１の変形例におけるエアクリーナーの断面図、図７（ｂ）は、ファン及び開閉弁を空気の流れる方向から見た平面図である。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）では、図の明瞭化のためにエアクリーナー３４を簡略化して図示し、図７（ｂ）では、開閉弁４３が閉じた状態を図示し且つ図の明瞭化のために各部品にクロスハッチングを付している。図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して、ファン４２と開閉弁４３の間にファン４２及び開閉弁４３が結合する連結壁４９が設けられている。ファン４２と開閉弁４３は空気４８の流れる方向で互いに前後して設けられている。図７（ａ）では、ファン４２が開閉弁４３よりも空気４８の流れる方向で下流側に位置する場合を図示しているが、ファン４２が開閉弁４３よりも空気４８の流れる方向で上流側に位置する場合でもよい。その他の構成は、実施例１の図３（ａ）及び図３（ｂ）と同じであるため説明を省略する。
実施例１の変形例のように、ファン４２と開閉弁４３の間にファン４２及び開閉弁４３が結合する連結壁４９が設けられ、ファン４２と開閉弁４３は空気４８の流れる方向で前後するように空気４８の流れに交差する方向で並んでいてもよい。また、連結壁４９が設けられている場合でも、ファン４２と開閉弁４３は空気４８の流れに対して直交する方向で並んで設けられていてもよい。
図８は、車両に搭載された実施例２に係る燃料電池システムの構成図である。図８を参照して、実施例２の燃料電池システム２００では、ガス供給管３１を流れる酸化剤ガスの流れに対して上流側からエアコンプレッサ３５、エアクリーナー３４、及びインタークーラ３６がこの順に配置されている。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。
実施例１では、エアコンプレッサ３５は酸化剤ガスの流れに対してファン４２及び開閉弁４３よりも下流側に設けられている場合を例に示したが、実施例２のように、エアコンプレッサ３５は酸化剤ガスの流れに対してファン４２及び開閉弁４３よりも上流側に設けられていてもよい。実施例２の場合でも、開閉弁４３は、発電運転においてエアコンプレッサ３５が駆動して空気を吐出することで生じる力により開き、間欠運転においてファン４２が駆動して空気を吸引及び吐出することで生じる力により閉じる。
実施例３では、開閉弁４３が電磁弁又は電動弁であり、制御部１０の指令により開閉弁４３の開閉が制御される点が実施例１と異なる。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。
［ＥＣＵの間欠運転の制御］
図９は、実施例３におけるＥＣＵの間欠運転の制御の一例を示すフローチャートである。図９の制御は、実施例１の図５と同じく、ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくてＦＣ２０を発電させている発電運転中に開始される。図９を参照して、ＥＣＵ１０は、実施例１の図５のステップＳ１０、Ｓ１２と同じステップＳ４０、Ｓ４２を実行する。ステップ４２の後、ＥＣＵ１０は、開閉弁４３に指令して開閉弁４３を閉じる（ステップＳ４４）。
次いで、ＥＣＵ１０は、ＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧以下になったか否かを判断する（ステップＳ４６）。ＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧以下になっていない場合（ステップＳ４６：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくなったか否かを判断する（ステップＳ４８）。ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくなった場合（ステップＳ４８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、開閉弁４３に指令して開閉弁４３を開き（ステップＳ５０）、エアコンプレッサ３５を始動させて要求電力に応じた量の空気がＦＣ２０に供給されるようにする（ステップＳ５２）。ＦＣ２０への要求電力が所定電力よりも大きくなっていない場合（ステップＳ４８：Ｎｏ）、ステップＳ４６に戻る。
ステップＳ４６において、ＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧以下になった場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、実施例１の図５のステップＳ２０からＳ２８と同じステップＳ５４からＳ６２を実行する。
［タイミングチャート］
図１０は、実施例３におけるＥＣＵの間欠運転の制御の一例を示すタイミングチャートである。図１０には、ＦＣ２０への要求電力、ＦＣ２０の平均セル電圧、エアコンプレッサ３５の駆動状態、ファン４２の駆動状態、及び開閉弁４３の開閉状態が示されている。図１０を参照して、ＦＣ２０への要求電力が所定電力Ｅｖよりも大きいときでは、ＥＣＵ１０からの指令によりエアコンプレッサ３５が駆動し、ファン４２が停止し、且つ開閉弁４３が開いた状態となって発電運転が行われる。
ＦＣ２０への要求電力が所定電力Ｅｖ以下になると、間欠運転に切り替わり（時刻ｔ１）、ＥＣＵ１０からの指令によりエアコンプレッサ３５の運転が停止され且つ開閉弁４３が閉じる。エアコンプレッサ３５が停止することで、ＦＣ２０の平均セル電圧が徐々に低下する。ＦＣ２０の平均セル電圧が第１所定電圧Ｖ１まで低下すると、ＥＣＵ１０からの指令によりファン４２の運転が開始される。ファン４２が駆動することで、ＦＣ２０の平均セル電圧は徐々に上昇する。ＦＣ２０の平均セル電圧が第２所定電圧Ｖ２まで上昇すると、ＥＣＵ１０からの指令によりファン４２の運転が停止される。ファン４２が停止することで、ＦＣ２０の平均セル電圧は徐々に低下する。
ＦＣ２０への要求電力が所定電力Ｅｖよりも大きくなるまで、ＦＣ２０の平均セル電圧が概ね第１所定電圧Ｖ１と第２所定電圧Ｖ２の間に収まるように、ＥＣＵ１０はファン４２の運転を制御する。ＦＣ２０への要求電力が所定電力Ｅｖよりも大きくなると、発電運転に切り替わり（時刻ｔ２）、ＥＣＵ１０からの指令によりファン４２の運転が停止され、開閉弁４３が開き、且つエアコンプレッサ３５の運転が開始される。
実施例３によれば、開閉弁４３はＥＣＵ１０からの指令により開閉する弁である。ＥＣＵ１０は、発電運転から間欠運転に切り替わるときにファン４２を駆動させる前に開閉弁４３を閉じる。これにより、ファン４２が始動するときには開閉弁４３が閉じているため、ファン４２から吐出される空気の逆流を効果的に抑制できる。また、ＥＣＵ１０は、間欠運転から発電運転に切り替わるときにエアコンプレッサ３５を駆動させる前に開閉弁４３を開く。これにより、エアコンプレッサ３５が始動するときには開閉弁４３が開いているため、ＦＣ２０への空気の供給を効率良く行うことができる。
開閉弁４３がＥＣＵ１０からの指令により開閉する弁である場合、実施例１のように開閉弁４３がエアコンプレッサ３５及びファン４２が駆動することで生じる力により開閉する場合に比べて、開閉弁４３の開閉をより確実に行うことができる。
実施例１から実施例３では、第１吐出機がファン４２で、第２吐出機がエアコンプレッサ３５である場合を例に示したが、第２吐出機の吐出圧力が第１吐出機の吐出圧力よりも大きければ、その他の場合でもよい。例えば、第１吐出機がブロワー（吐出圧力：１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ未満）で、第２吐出機がコンプレッサである場合でもよいし、第１吐出機がファンで、第２吐出機がブロワーである場合でもよいし、第１吐出機と第２吐出機が共にファン、ブロワー、又はコンプレッサである場合でもよい。しかしながら、ＦＣ２０の発電運転時に多量の酸化剤ガスをＦＣ２０に供給するために第２吐出機はコンプレッサである場合が好ましい。間欠運転時の消費電力を低く抑えるために第１吐出機はファンである場合が好ましい。
実施例１から実施例３の間欠運転の制御では、ＦＣ２０の平均セル電圧を所定電圧と比較する場合を例に示したが、平均セル電圧以外のＦＣ２０の電圧（例えばＦＣ２０全体の電圧等）を所定電圧と比較する場合でもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ ＥＣＵ（制御部）
２０ 燃料電池スタック
２１ 単セル
３０ 酸化剤ガス系
３１ ガス供給管
３２ ガス排出管
３３ バイパス管
３４ エアクリーナー
３５ エアコンプレッサ（第２吐出機）
３６ インタークーラ
３７ 入口封止弁
３８ 調圧弁
３９ バイパス弁
４０ 酸化剤ガス流路
４１ エアエレメント
４２ ファン（第１吐出機）
４２ａ 枠体
４２ｂ 回転体
４３ 開閉弁
４３ａ 枠体
４３ｂ 弁棒
４３ｃ 弁体
４４ エアクリーナーケース
４５ コンプレッサ本体
４６ モータ
４７ インバータ
４８ 空気
４９ 連結壁
５０ 燃料ガス系
７０ 電力系
７５ 電圧センサ（電圧検出器）
８０ 冷却系
１００、２００ 燃料電池システム

Claims (12)

  1. 燃料電池スタックと、
    前記燃料電池スタックに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路の内部に設けられ、前記酸化剤ガスを吸引して前記燃料電池スタックに向けて前記酸化剤ガスを吐出する第１吐出機と、
    前記酸化剤ガスの流れに交差する方向で前記第１吐出機に並んで前記酸化剤ガス流路の内部に設けられ、前記酸化剤ガス流路のうちの前記第１吐出機の横の流路を開閉する開閉弁と、
    前記酸化剤ガスの流れに対して前記第１吐出機及び前記開閉弁よりも上流側又は下流側に設けられ、前記第１吐出機よりも吐出圧力が大きく、前記酸化剤ガス流路を介して前記酸化剤ガスを吸引し、前記酸化剤ガス流路を介して前記燃料電池スタックに向けて前記酸化剤ガスを吐出する第２吐出機と、
    前記燃料電池スタックの電圧を検出する電圧検出器と、
    前記第１吐出機及び前記第２吐出機を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記燃料電池スタックへの要求電力が所定電力よりも大きくて前記燃料電池スタックを発電させる発電運転において、前記開閉弁が開いた状態で前記第２吐出機を駆動させ、
    前記制御部は、前記発電運転から前記要求電力が前記所定電力以下である間欠運転に切り替わったときに前記第２吐出機を停止させ、前記間欠運転において前記燃料電池スタックの電圧が第１所定電圧以下になったときに前記開閉弁が閉じた状態で前記第１吐出機を駆動させる、燃料電池システム。
  2. 前記開閉弁は、回転自在に支持された弁体を有し、前記発電運転において前記第２吐出機が駆動して前記酸化剤ガスを吸引又は吐出することで生じる力により開き、前記間欠運転において前記第１吐出機が駆動して前記酸化剤ガスを吸引及び吐出することで生じる力により閉じる、請求項１に記載の燃料電池システム。
  3. 前記開閉弁は前記制御部からの指令により開閉し、
    前記制御部は、前記発電運転から前記間欠運転に切り替わるときに前記第１吐出機を駆動させる前に前記開閉弁を閉じ且つ前記間欠運転から前記発電運転に切り替わるときに前記第２吐出機を駆動させる前に前記開閉弁を開くように前記開閉弁を制御する、請求項１に記載の燃料電池システム。
  4. 前記制御部は、前記発電運転において前記第１吐出機を停止させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
  5. 前記第１吐出機と前記開閉弁は前記酸化剤ガスの流れに対して直交する方向に並んで前記酸化剤ガス流路の内部に設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
  6. 前記第１吐出機は、第１枠体と、前記第１枠体の内側に位置して回転する回転体と、を含み、
    前記開閉弁は、第２枠体と、前記第２枠体の内側に位置して回転自在に支持された弁体と、を含み、
    前記第１枠体及び前記第２枠体は前記酸化剤ガス流路の内壁に接している、請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
  7. 前記第１枠体と前記第２枠体は互いに接している、請求項６に記載の燃料電池システム。
  8. 前記制御部は、前記間欠運転において、前記燃料電池スタックの電圧が前記第１所定電圧以下の場合から前記第１所定電圧よりも大きい第２所定電圧以上になったときに前記開閉弁が閉じた状態で前記第１吐出機を停止させる、請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
  9. 前記酸化剤ガス流路は、エアエレメントを内部に有するエアクリーナーケースを含んで形成され、
    前記第１吐出機及び前記開閉弁はエアクリーナーケースの内部に設けられている、請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
  10. 前記第１吐出機及び前記開閉弁は、前記酸化剤ガスの流れに対して前記エアエレメントよりも下流側で前記エアクリーナーケースの内部に設けられている、請求項９に記載の燃料電池システム。
  11. 前記第２吐出機は、前記酸化剤ガスの流れに対して前記エアエレメントよりも下流側に設けられている、請求項９または１０に記載の燃料電池システム。
  12. 前記第１吐出機はファンであり、
    前記第２吐出機はコンプレッサである、請求項１から１１のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
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