JP7207033B2 - 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、通信装置と通信可能に構成され、作動の制御を通信装置が行えるように構成されたシステムが知られている。例えば、特許文献１には、貯湯タンクに貯めた湯水を供給する給湯機と、給湯機と通信可能な通信装置とを備え、貯湯タンクの湯水を沸かす作動の停止や停止後の起動を通信装置が行うことが記載されている。

特開２００７－１２７３６２号公報

ところで、燃料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において、上述した特許文献１のシステムのように、作動の停止や起動を通信を介して指示するように構成することが考えられる。しかしながら、このような燃料電池は、燃料ガスと酸化剤ガスとの反応が比較的高温で行われて高温状態で作動することから、作動を停止した後の起動を常にコールドスタートで行うものとすると、暖機運転に時間を要するだけでなく省エネルギ性も低下してしまう。

本発明は、通信を介して燃料電池の作動の停止や起動が指示される構成において、より適切に燃料電池を起動させることを主目的とする。

本発明は、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可能な燃料電池を備え、管理サーバと通信可能に構成された燃料電池システムであって、
前記管理サーバから停止指示を受信した場合、通常停止指示であれば前記燃料電池を作動状態よりも温度を下げて停止させる通常停止処理を行い、強制停止指示であれば前記通常停止処理よりも高い温度で前記燃料電池を停止させる強制停止処理を行うように停止制御を実行し、前記通常停止処理による停止後は所定の低温状態からコールドスタートにより前記燃料電池を起動させ、前記強制停止処理による停止後は前記コールドスタートよりも高温状態からホットスタートにより前記燃料電池を起動可能な起動制御を実行する制御手段を備えることを要旨とする。

本発明の燃料電池システムでは、管理サーバから停止指示を受信した場合、通常停止指示であれば燃料電池を作動状態よりも温度を下げて停止させる通常停止処理を行い、強制停止指示であれば通常停止処理よりも高い温度で燃料電池を停止させる強制停止処理を行う。そして、通常停止処理による停止後はコールドスタートにより燃料電池を起動させ、強制停止処理による停止後はホットスタートにより燃料電池を起動可能な起動制御を実行する。これにより、強制停止処理後はホットスタートにより起動可能な場合があるため、常にコールドスタートで起動するものに比して暖機運転などにかかる時間を抑えて効率よく起動することができ、省エネルギ性を向上させることができる。したがって、管理サーバなどからの通信を介して燃料電池の作動の停止や起動が指示される構成において、より適切に燃料電池を起動させることができる。

本発明の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記強制停止処理による停止後に前記起動制御を実行する際、前記燃料電池の温度が所定温度以上の場合に前記ホットスタートにより前記燃料電池を起動させ、前記燃料電池の温度が前記所定温度未満の場合に前記コールドスタートにより前記燃料電池を起動させるものとしてもよい。こうすれば、強制停止処理による停止後の燃料電池の温度状態に応じて、ホットスタートかコールドスタートのいずれかで起動するから、燃料電池をさらに適切に起動させることができる。

本発明の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記管理サーバから通信により前記燃料電池システムの更新用のデータを受信可能であり、前記停止指示に基づいて前記燃料電池の作動を停止させると前記更新用のデータに基づく更新処理を実行するものとしてもよい。このようなシステムの更新は、停止指示の送信により燃料電池を停止させて行えるようにする必要性が高いことから、本発明を適用する意義が高い。

本発明の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記更新処理が完了すると前記管理サーバに更新通知を送信し、前記更新通知を受けた前記管理サーバから起動指示を受信すると前記起動制御を実行するものとしてもよい。こうすれば、管理サーバは更新処理が適切に完了したことを確認した上で、燃料電池の再起動を行うことができる。このため、更新時に何らかの不具合が生じた場合に適切に対応することが可能となる。

本発明の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記更新通知を送信してから所定時間が経過した場合には、前記起動指示の受信を待たずに前記起動制御を実行するものとしてもよい。こうすれば、何らかの理由により管理サーバから起動指示が送信されない場合でも、燃料電池を適切に起動することができる。

燃料電池システム１０の構成の概略を示す構成図である。 停止関連処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 起動関連処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 起動処理の一例を示すフローチャートである。 管理サーバＳとの通信と燃料電池システム１０のモードの時間変化の一例を示す説明図である。 変形例の起動関連処理ルーチンを示すフローチャートである。 変形例における管理サーバＳとの通信と燃料電池システム１０のモードの時間変化を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は燃料電池システム１０の構成の概略を示す構成図である。燃料電池システム１０は、図１に示すように、発電を行う発電ユニット２０や、発電ユニット２０からの熱により加熱された湯水を貯留する貯湯タンク８０、システム全体を制御する制御装置９０などを備える。なお、燃料電池システム１０は、発電ユニット２０により発電された電力を図示しない住宅の家電製品などに供給可能であり、貯湯タンク８０に貯留された湯水を住宅の浴槽などに供給可能である。また、住宅内には、居住者などが燃料電池システム１０の操作を行うための操作リモコン（リモートコントロール）１００が設置されている。

発電ユニット２０は、図１に示すように、発電モジュール３０と、原燃料ガス供給装置４０と、エア供給装置４５と、改質水供給装置５０と、排熱回収装置７０とを備える。

発電モジュール３０は、改質水を気化して水蒸気を生成する気化器３２と、天然ガスやＬＰガスなどの原燃料ガスを水蒸気改質により改質する改質器３４と、改質ガスと酸化剤ガスとの供給を受けて発電する燃料電池スタック３６などを有する。気化器３２と改質器３４と燃料電池スタック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３４における水蒸気改質反応に必要な熱を供給するために、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）とを燃焼させる燃焼部３８が設けられている。改質器３４には、改質器３４の温度（改質器温度）を検出するための温度センサ３５が設けられ、燃料電池スタック３６には、燃料電池スタック３６の温度（スタック温度）を検出するための温度センサ３７が設けられ、燃焼部３８には、燃焼部３８の温度（燃焼部温度）を検出するための温度センサ３９が設けられている。これらの温度センサ３５，３７，３９により検出された温度は、制御装置９０に入力される。

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である。燃料電池スタック３６は、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。

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、ガス供給弁４２やガスポンプ４３、脱硫器４４、図示しない流量センサなどが設けられており、ガス供給弁４２を開弁した状態でガスポンプ４３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して気化器３２へ供給する。

エア供給装置４５は、外気と連通するフィルタ４７と燃料電池スタック３６とを接続するエア供給管４６を有する。エア供給管４６には、エアブロワ４８が設けられており、エアブロワ４８を駆動することにより、フィルタ４７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。なお、エア供給管４６には、図示しない流量センサなどが設けられている。

改質水供給装置５０は、改質水を貯蔵する改質水タンク５３と気化器３２とを接続する改質水供給管５１を有する。改質水タンク５３には、改質水ポンプ５２が設けられており、改質水ポンプ５２を駆動することにより改質水タンク５３内の改質水を汲み上げて改質水供給管５１を介して気化器３２へ供給する。なお、改質水供給管５１には、図示しない流量センサなどが設けられている。

排熱回収装置７０は、循環ポンプ７２の駆動により貯湯タンク８０の貯湯水を循環させる循環配管７１と、循環配管７１内の貯湯水と燃焼部３８からの燃焼排ガスとの間で熱交換を行う熱交換器７３とを有する。燃焼部３８からの燃焼排ガスは、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）が凝縮水供給管７４を介して改質水タンク５３に回収される。凝縮水供給管７４には図示しない水精製器が設けられており、水精製器により精製（浄化）された水が改質水タンク５３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７５を介して外気へ排出される。

制御装置９０は、図示は省略するが、ＣＰＵを中心としたマイクロコンピュータであり、ＣＰＵの他に、ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマ，入出力ポートおよび通信ポートを含む。制御装置９０には、温度センサ３５，３７，３９や流量センサ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おり、図示は省略するが各部への駆動信号や制御信号などが出力ポートを介して出力されている。制御装置９０は、燃料電池システム１０に要求される要求電力により発電するように原燃料ガス供給装置４０とエア供給装置４５と改質水供給装置５０とを制御する。また、入力した要求電力によっては定格出力で定常運転するように運転制御する。具体的には、制御装置９０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を設定する。次に、設定した電流指令に基づいて目標ガス流量、目標エア流量および目標水量を設定する。続いて、制御装置９０は、目標ガス流量と、流量センサで計測されるガス流量との偏差に基づくフィードバック制御によりガスポンプ４３を駆動する。また、目標エア流量と、流量センサで計測されるエア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４８を駆動する。また、目標水量と、流量センサで計測される改質水量との偏差に基づくフィードバック制御により改質水ポンプ５２を駆動する。

操作リモコン１００は、居住者などのリモコン操作に基づく操作信号を有線または無線により制御装置９０に送信する。制御装置９０は、受信した操作信号に基づいて燃料電池システム１０を制御する。また、操作リモコン１００は、制御装置９０から燃料電池システム１０の作動情報などの各種情報を受信すると、操作リモコン１００の表示パネル上に表示する。本実施形態の操作リモコン１００は、インターネットなどのネットワークＮを介して管理サーバＳと接続されている。管理サーバＳは、例えば燃料電池システム１０の製造会社や販売会社、ガス供給会社などに設置されている。管理サーバＳは、燃料電池システム１０の各種ソフトウェアや各種パラメータなどの更新が必要な場合に、それらの更新用のデータを操作リモコン１００を介して制御装置９０に送信する。制御装置９０は、更新用のデータを受信するとＲＡＭなどに記憶しておき、燃料電池スタック３６の運転停止中などにそれらを読み出して更新する更新処理（システム更新）を行う。また、管理サーバＳは、操作リモコン１００に燃料電池システム１０の停止指示や起動指示などを送信可能である。操作リモコン１００は、管理サーバＳからの停止指示や起動指示を受信すると、リモコン操作による停止指示や起動指示とは区別可能に制御装置９０に送信する。

次に、こうして構成された燃料電池システム１０の動作、特に、運転停止する際の動作や、その後に起動する際の動作について説明する。図２は停止関連処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。この停止関連処理ルーチンでは、制御装置９０は、まず、操作リモコン１００から停止指示を受信したか否かを判定し（Ｓ１００）、停止指示を受信していないと判定すると、停止関連処理を終了する。一方、停止指示を受信したと判定すると、受信した停止指示が管理サーバＳからの停止指示であるか否かを判定し（Ｓ１１０）、管理サーバＳからの停止指示であると判定すると、さらに強制停止指示であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。Ｓ１１０で管理サーバＳからではなくリモコン操作による停止指示（操作信号）であると判定したり、Ｓ１２０で強制停止ではなく管理サーバＳからの通常停止指示であると判定すると、通常停止処理を実行する（Ｓ１３０）。一方、Ｓ１１０，Ｓ１２０で管理サーバＳからの強制停止指示であると判定すると、強制停止処理を実行する（Ｓ１４０）。

ここで、通常停止処理は、例えば、原燃料ガスと改質水とが少量供給されると共に燃料電池スタック３６を冷却するためのエアが最大量供給されるようにガスポンプ４３と改質水ポンプ５２とエアブロワ４８とを制御することで開始し、燃料電池スタック３６がアノードが酸化しにくい所定温度まで低下すると原燃料ガスと改質水との供給が停止されるようにガスポンプ４３と改質水ポンプ５２とを制御し、さらに温度が低下し所定の停止温度に到達するとエアの供給が停止されるようにエアブロワ４８を制御することにより行われる。燃料電池スタック３６の温度は、温度センサ３７により検出されるスタック温度を用いればよく、温度センサ３９により検出される燃焼部温度を用いてもよい。一方、強制停止処理は、原燃料ガスと改質水とエアとの供給が強制的に停止されるようにガスポンプ４３と改質水ポンプ５２とエアブロワ４８とを制御することにより行われる。即ち、通常停止処理は、比較的長い時間をかけて燃料電池スタック３６の温度を発電状態（作動状態）よりも下げながら停止させる処理であり、強制停止処理は、燃料電池スタック３６の温度を発電状態から下げることなく高温のままシャットダウンさせる即時停止処理である。

Ｓ１３０，Ｓ１４０で停止処理を行うと、燃料電池システム１０の停止が完了するのを待つ（Ｓ１５０）。そして、燃料電池システム１０の停止が完了したと判定すると、上述したソフトウェアやパラメータなどの更新処理が必要であるか否かを判定する（Ｓ１６０）。更新処理が必要であると判定すると、更新処理を開始して（Ｓ１７０）、停止関連処理を終了する。一方、更新処理が必要ないと判定すると、Ｓ１７０をスキップして、停止関連処理を終了する。

続いて、燃料電池システム１０の停止後の再起動について説明する。図３は起動関連処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。この起動関連処理ルーチンでは、制御装置９０は、まず、停止関連処理のＳ１７０で更新処理が開始されたか否かを判定し（Ｓ２００）、更新処理が開始されたと判定すると、その更新処理が完了するのを待つ（Ｓ２１０）。なお、更新処理は、更新内容によるが、数分程度で完了することが多い。Ｓ２１０で更新処理が完了したと判定すると、操作リモコン１００を介して更新処理が完了した旨の更新通知を送信する（Ｓ２２０）。また、Ｓ２００で更新処理が開始されていないと判定すると、Ｓ２１０，Ｓ２２０をスキップする。

次に、今回の起動が強制停止後の起動であるか否か（Ｓ２３０）、強制停止後の起動であれば所定のホットスタート条件が成立するか否か（Ｓ２４０）、をそれぞれ判定する。所定のホットスタート条件は、例えば、温度センサ３７により検出されるスタック温度が所定スタック温度（例えば２５０℃）以上であることと、温度センサ３５により検出される改質器温度が所定改質器温度（例えば１２０℃）以上であることの両方が成立する条件などとする。なお、所定のホットスタート条件は、それらのいずれか一方が成立する条件としてもよいし、燃焼部温度などの他の温度を含む条件としてもよい。上述したように、強制停止処理は、燃料電池スタック３６を高温状態のままシャットダウンするから、基本的には強制停止処理後は所定のホットスタート条件が成立する。ただし、システムの更新処理に長時間を要した場合など、所定のホットスタート条件が成立しないこともある。

Ｓ２３０で強制停止後ではなく通常停止後の起動であると判定したり、強制停止後であってもホットスタート条件が成立しないと判定すると、ホットスタートフラグをオフ即ちコールドスタートを設定し（Ｓ２５０）、起動処理を実行して（Ｓ２７０）、起動関連処理を終了する。一方、強制停止後の起動であってホットスタート条件が成立すると判定すると、ホットスタートフラグをオン即ちホットスタートを設定し（Ｓ２６０）、起動処理を実行して（Ｓ２７０）、起動関連処理を終了する。

Ｓ２７０の起動処理は、図４のフローチャートに基づいて実行される。この起動処理では、制御装置９０は、まず、ホットスタートフラグがオンであるか否かに基づいて今回の起動がホットスタートであるか否かを判定する（Ｓ３００）。ホットスタートではなくコールドスタートであると判定すると、所定の第１駆動時間を設定し、第１駆動時間でエアブロワ４８の初期駆動処理を実行する（Ｓ３１０）。次に、温度センサ３７により検出される燃料電池スタック３６のスタック温度がアノードが酸化されやすい所定温度領域内にあるか否かを判定する（Ｓ３２０）。スタック温度が所定温度領域内にあると判定すると、燃料吸着前にエアブロワ４８から供給されるエアにより冷却する吸着前冷却処理を行ってから（Ｓ３３０）、Ｓ３５０に進み、所定温度領域にないと判定すると、Ｓ３３０をスキップして、Ｓ３５０に進む。なお、Ｓ３３０は、スタック温度が所定温度領域から外れるまで行うものなどとすればよい。

一方、制御装置９０は、Ｓ３００でホットスタートであると判定すると、第１駆動時間よりも短い第２駆動時間を設定し、第２駆動時間でエアブロワ４８を駆動する初期駆動処理を実行して（Ｓ３４０）、Ｓ３５０に進む。なお、第１駆動時間は数秒から十数秒程度の時間に設定され、第２駆動時間は第１駆動時間よりも短い時間であればよく、０秒に設定されて実質的に初期駆動処理を省略するものとしてもよい。ホットスタートの場合は、エアブロワ４８の初期駆動処理の駆動時間がコールドスタートの場合よりも短く、吸着前冷却処理が実行されることもないから、速やかに起動処理を進めることができる。

続いて、制御装置９０は、脱硫器４４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（Ｓ３５０）、燃焼部３８のパージ処理（Ｓ３６０）、燃焼部３８におけるオフガスの着火処理（Ｓ３７０）、を順次実行する。そして、ホットスタートフラグがオンであるか否かに基づいて今回の起動がホットスタートであるか否かを判定し（Ｓ３８０）、ホットスタートではなくコールドスタートであると判定すると、温度センサ３９により検出される燃焼部温度の温度上昇量ΔＴが所定温度Ｔ１を超えたか否か（Ｓ３９０）、所定の判定時間が経過したか否か（Ｓ４００）、をそれぞれ判定する。所定の判定時間が経過する前に、燃焼部温度の温度上昇量ΔＴが所定温度Ｔ１を超えたと判定すると、正常に着火したと判定し、水蒸気改質処理を実行して（Ｓ４３０）、起動処理を終了する。また、温度上昇量ΔＴが所定温度Ｔ１を超える前に、所定の判定時間が経過したと判定すると、Ｓ３６０に戻りパージ処理や着火処理を再度行う。

一方、制御装置９０は、Ｓ３８０でホットスタートであると判定すると、温度センサ３９により検出される燃焼部温度の温度上昇量ΔＴが所定温度Ｔ２を超えるか否か（Ｓ４１０）、所定の判定時間が経過したか否か（Ｓ４２０）、をそれぞれ判定する。なお、所定温度Ｔ２は所定温度Ｔ１よりも低い温度に設定されており、例えば所定温度Ｔ１が３０～４０℃程度、所定温度Ｔ２が１０～２０℃程度の温度に設定されている。コールドスタートの場合は、一旦低温状態となっており暖機に時間がかかるため着火判定されにくいことがあるが、ホットスタートの場合は暖機が不要であり温度が上昇しやすいため、コールドスタートよりも着火判定されやすいものとなる。燃焼部温度の温度上昇量ΔＴが所定温度Ｔ２を超えると判定したり、温度上昇量ΔＴが所定温度Ｔ２を超える前に所定の判定時間が経過したと判定すると、正常に着火したと判定し、水蒸気改質処理を実行して（Ｓ４３０）、起動処理を終了する。このように、ホットスタートでは、所定の判定時間が経過してもパージ処理に戻ることなく着火と判定するから、コールドスタートに比べて速やかに起動処理を進めることができる。

ここで、図５は管理サーバＳとの通信と燃料電池システム１０のモードの時間変化の一例を示す説明図である。図５（ａ）は管理サーバＳから通常停止指示を受けた場合を示し、図５（ｂ）は管理サーバＳから強制停止指示を受けた場合を示す。図５（ａ）に示すように、時刻ｔ１１で通常停止指示を受けると、通常停止処理を行って更新処理を行う。そして、更新処理が完了した時刻ｔ１２からコールドスタートにより起動処理を行い、起動処理が完了した時刻ｔ１３から発電を行う。一方、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ２１で強制停止指示を受けると、強制停止処理を行って更新処理を行う。上述したように、強制停止処理では、燃料電池スタック３６をシャットダウンするから短時間で停止から更新まで完了させることができる。そして、更新処理が完了した時刻ｔ２２からホットスタートにより起動処理を行い、起動処理が完了した時刻ｔ２３から発電を行う。上述したように、ホットスタートでは、コールドスタートよりも短時間で起動が可能であるから、図５（ａ）よりも早期に発電開始することができる。このように、管理サーバＳからの強制停止指示に基づいて強制停止を行った場合、発電停止から再起動後の発電再開までを速やかに行うことができるから、コールドスタートの場合に比して、短時間で起動して省エネルギ性を確保することができる。

以上説明した燃料電池システム１０は、管理サーバＳから通常停止指示を受信すると通常停止処理で燃料電池スタック３６の作動を停止させ、管理サーバＳから強制停止指示を受信すると強制停止処理で燃料電池スタック３６の作動を停止させる。そして、通常停止処理後はコールドスタートにより燃料電池スタック３６を起動させ、強制停止処理後はホットスタートにより燃料電池スタック３６を起動可能である。したがって、燃料電池スタック３６が常にコールドスタートで起動するものに比して、速やかな起動を可能として省エネルギ性を向上させることができる。

また、強制停止処理後に起動する際、所定のホットスタート条件が成立する場合に燃料電池スタック３６をホットスタートにより起動させ、所定のホットスタート条件が成立しない場合にコールドスタートにより燃料電池スタック３６を起動させる。こうすれば、強制停止処理後の燃料電池スタック３６の温度状態に応じて、ホットスタートかコールドスタートを適切に選択して起動させることができる。このため、例えば、更新処理に時間がかかった場合など、強制停止処理後であっても低温状態となっているためにコールドスタートすべきである場合に適切な対応が可能となる。

また、管理サーバＳからの停止指示に基づいて燃料電池スタック３６の作動を停止させると更新用のデータに基づく更新処理を実行する。このような更新処理は、管理サーバＳからの遠隔操作で行えるようにする必要性が高いため、本発明を適用する意義が高い。

上述した実施形態では、管理サーバＳが燃料電池システム１０に停止指示を送信するものとしたが、停止指示に加えて停止後の起動指示を送信するものとしてもよい。図６は変形例の起動関連処理ルーチンを示すフローチャートであり、図７は変形例における管理サーバＳとの通信と燃料電池システム１０のモードの時間変化を示す説明図である。図６では図３と同じ処理には同じステップ番号を付して説明を省略する。図６に示すように、制御装置９０は、Ｓ２２０で更新通知を送信すると、管理サーバＳから起動指示を受信するか（Ｓ２２２）、所定の待機時間（所定時間）が経過するのを待つ（Ｓ２２４）。なお、所定の待機時間は、十数秒から数十秒程度の時間などに適宜定めることができる。管理サーバＳから起動指示を受信したと判定すると、Ｓ２３０以降の処理を実行する。図７（ａ）は起動指示の受信に基づいて再起動する様子を示す。図示するように、時刻ｔ３１で強制停止指示を受信し強制停止処理を行ってシステムの更新処理を行うと、時刻ｔ３２で更新通知を送信して起動指示を受信するのを待つ。そして、時刻ｔ３３で起動指示を受信したと判定すると、ホットスタートにより起動処理を行い、起動処理が完了した時刻ｔ３４から発電を行う。このように、変形例では、管理サーバＳから受信した起動指示に基づいて、起動処理を行うことができる。このため、管理サーバＳは燃料電池システム１０の更新処理が適切に完了したことを確認した上で、燃料電池スタック３６を再起動させることができるから、更新処理時に何らかの不具合が生じた場合に適切に対応することが可能となる。なお、起動指示を受信した際にホットスタート条件が成立していなければ、コールドスタートで起動処理を開始する。

また、制御装置９０は、管理サーバＳから起動指示を受信しなくても、Ｓ２２４で所定の待機時間が経過したと判定すると、Ｓ２３０以降の処理を実行する。図７（ｂ）は待機時間の経過に基づいて再起動する様子を示す。図示するように、時刻ｔ３２で更新通知を送信した後に所定の待機時間が経過した時刻ｔ３５からホットスタートにより起動処理を行う。このように、変形例では、管理サーバＳからの起動指示を受信しなくても、所定の待機時間が経過すれば起動処理を行うことができる。このため、通信エラーなどの何らかの理由により管理サーバＳから起動指示が送信されない場合でも、燃料電池スタック３６を適切に起動することができる。なお、所定の待機時間を経過した際にホットスタート条件が成立していなければ、コールドスタートで起動処理を開始する。

実施形態では、管理サーバＳからの停止指示に基づいて燃料電池スタック３６を起動すると、システムの更新処理を行うものとしたが、これに限られず、停止中に更新処理以外の処理を行うものなどとしてもよいし、停止中に特に処理を行わないものとしてもよい。

実施形態では、ホットスタートとコールドスタートで、初期駆動処理におけるエアブロワ４８の駆動時間と、吸着前冷却処理の実行有無と、着火判定とが異なるものとしたが、これらのいずれもが異なるものに限られず、これらのいずれかが異なるものとしてもよい。また、これらの違いは一例であり、これら以外に処理内容が異なるものとしてもよい。

実施形態では、強制停止処理後に燃料電池スタック３６を起動する際に、ホットスタート条件が成立するか否かを判定するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、強制停止処理による作動停止から所定時間が経過していなければ、常にホットスタートによる起動処理を行うものとしてもよい。あるいは、強制停止処理による作動停止後は、常にホットスタートによる起動処理を行うものなどとしてもよい。

本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。本実施形態では、燃料電池スタック３６が「燃料電池」に相当し、管理サーバＳが「管理サーバ」に相当し、燃料電池システム１０が「燃料電池システム」に相当し、制御装置９０が「制御手段」に相当する。なお、図２の停止関連処理ルーチンのＳ１００～Ｓ１４０が「停止制御」に相当し、図３の起動関連処理ルーチンのＳ２３０～Ｓ２７０が「起動制御」に相当する。

なお、本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、本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、本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、１０ 燃料電池システム、２０ 発電ユニット、３０ 発電モジュール、３１ モジュールケース、３２ 気化器、３４ 改質器、３５，３７，３９ 温度センサ、３６ 燃料電池スタック、３８ 燃焼部、４０ 原燃料ガス供給装置、４１ 原燃料ガス供給管、４２ ガス供給弁、４３ ガスポンプ、４４ 脱硫器、４５ エア供給装置、４６ エア供給管、４７ フィルタ、４８ エアブロワ、５０ 改質水供給装置、５１ 改質水供給管、５２ 改質水ポンプ、５３ 改質水タンク、７０ 排熱回収装置、７１ 循環配管、７２ 循環ポンプ、７３ 熱交換器、７４ 凝縮水供給管、７５ 排気ガス排出管、８０ 貯湯タンク、９０ 制御装置、１００ 操作リモコン（リモコン）、Ｎ ネットワーク、Ｓ 管理サーバ。

Claims (5)

1. 燃料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、管理サーバと通信可能に構成された燃料電池システムであって、
   前記管理サーバから停止指示を受信した場合、通常停止指示であれば前記燃料電池を作動状態よりも温度を下げて停止させる通常停止処理を行い、強制停止指示であれば前記通常停止処理よりも高い温度で前記燃料電池を停止させる強制停止処理を行うように停止制御を実行し、前記通常停止処理による停止後は所定の低温状態からコールドスタートにより前記燃料電池を起動させ、前記強制停止処理による停止後は前記コールドスタートよりも高温状態からホットスタートにより前記燃料電池を起動可能な起動制御を実行する制御手段を備える
   燃料電池システム。
2. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
   前記制御手段は、前記強制停止処理による停止後に前記起動制御を実行する際、前記燃料電池の温度が所定温度以上の場合に前記ホットスタートにより前記燃料電池を起動させ、前記燃料電池の温度が前記所定温度未満の場合に前記コールドスタートにより前記燃料電池を起動させる
   燃料電池システム。
3. 請求項１または２に記載の燃料電池システムであって、
   前記制御手段は、前記管理サーバから通信により前記燃料電池システムの更新用のデータを受信可能であり、前記停止指示に基づいて前記燃料電池の作動を停止させると前記更新用のデータに基づく更新処理を実行する
   燃料電池システム。
4. 請求項３に記載の燃料電池システムであって、
   前記制御手段は、前記更新処理が完了すると前記管理サーバに更新通知を送信し、前記更新通知を受けた前記管理サーバから起動指示を受信すると前記起動制御を実行する
   燃料電池システム。
5. 請求項４に記載の燃料電池システムであって、
   前記制御手段は、前記更新通知を送信してから所定時間が経過した場合には、前記起動指示の受信を待たずに前記起動制御を実行する
   燃料電池システム。

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