KR101820209B1 - 연료 전지 시스템 - Google Patents

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Abstract

수소 펌프가 정지된 경우에도 수소계에 불순물이 저류되는 것을 억제할 수 있는 연료 전지 시스템을 제공한다.
이 연료 전지 시스템(100)은, 연료 전지(1)의 수소극(1a)의 출구측으로부터 배출되는 수소 오프 가스를 수소극(1a)의 입구측으로 순환시키는 수소 가스 순환 유로(3)에 설치되는 수소 펌프(4)와, 수소 가스 순환 유로(3) 내를 흐르는 수소 오프 가스를 수소 가스 순환 유로(3) 밖으로 배출시키는 배출 밸브(61)와, 수소 펌프(4)의 정지를 판정하는 판정부(81)와, 배출 밸브(61)의 개폐를 제어하는 제어부(80)를 구비하고, 판정부(81)에 의해 수소 펌프(4)의 정지가 판정된 경우에, 제어부(80)는 배출 밸브(61)로부터 배출되는 수소 오프 가스의 배출량을, 수소 펌프(4)가 가동되고 있다고 가정했을 때에 배출되는 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가시키도록 배출 밸브(61)의 개폐를 제어한다.

Description

연료 전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM}
본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
연료 전지 자동차 등에 적용되는 연료 전지 시스템이 알려져 있다. 연료 전지 시스템은, 연료 가스로서 수소가 공급되는 애노드극과, 공기가 공급되는 캐소드극을 구비하는 연료 전지 스택을 본체로 하여, 애노드극에 공급하는 수소 등의 연료 가스를 저장한 탱크나, 미사용 연료 가스를 포함하는 배기 가스를 원래의 애노드극으로 되돌리기 위한 수소 순환 기구(수소 펌프) 등이 부설된 시스템이다. 연료 전지 스택에서는, 수소와 공기에 포함되는 산소가 반응하여 전력이 생성된다.
여기서, 연료 전지에 있어서는 반응이 진행됨에 따라, 캐소드극으로부터 캐소드 가스(공기) 중의 질소나 반응에 의한 생성수 등이 전해질막을 통과하여 애노드극측으로 번져 나오는 것이 알려져 있다. 이에 의해, 애노드극에 있어서 질소 등(이하, 이들을 아울러 「불순물」이라고도 칭함)의 분압이 상승하여 연료 가스(수소)의 농도가 저하되어, 연료 전지의 발전 능력이 저하되어 버린다.
그로 인해, 일반적으로 상기 수소 순환 기구 등이 부설된 연료 전지 시스템에 있어서는, 애노드극측(이하, 「수소계」라고도 칭함)의 배출 유로에 설치된 배출 밸브를 개방하여, 미사용 수소나 불순물을 포함하는 가스를 배출하고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 연료 전지의 수소계의 압력과 당해 수소계 내의 수소 분압에 기초하여, 수소계 내의 불순물 농도를 추정하여, 당해 불순물 농도에 따라 배출 밸브를 개방하여 수소 오프 가스(애노드극으로부터 배출된 미사용 수소나 불순물을 포함하는 가스)를 배출하는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2005-327597호 공보
그런데, 수소계에 통상 허용되는 불순물은, 상기 수소 순환 기구가 가동하고 있는 것을 전제로 하여 정해져 있다. 이 수소 순환 기구가 예를 들어 동결 등에 의해 정지한 경우에는, 수소계의 배출 유로에 불순물이 저류되어 버릴 우려가 있었다. 불순물이 저류되어 버리면, 연료 전지로부터 배출되는 가스의 흐름이 저해되고, 나아가서는 연료 전지 셀면 내에서 발전이 불균일해져 버리는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 수소 펌프가 정지한 경우에도 수소계에 불순물이 저류되는 것을 억제할 수 있는 연료 전지 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 관한 연료 전지 시스템은, 애노드극 및 캐소드극에 각각 연료 가스와 산화 가스의 공급을 받아 발전하는 연료 전지를 구비하는 연료 전지 시스템이며, 상기 애노드극의 출구측으로부터 배출되는 수소 오프 가스를 상기 애노드극의 입구측으로 순환시키는 수소 가스 순환 유로에 설치되는 수소 펌프와, 상기 수소 가스 순환 유로 내를 흐르는 상기 수소 오프 가스를 상기 수소 가스 순환 유로 밖으로 배출시키는 배출 밸브와, 상기 수소 펌프의 정지를 판정하는 판정부와, 상기 배출 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 판정부에 의해 상기 수소 펌프의 정지가 판정된 경우에, 상기 제어부는, 상기 배출 밸브에 의한 상기 수소 오프 가스의 배출량을, 상기 수소 펌프가 가동되고 있다고 가정했을 때에 배출되는 상기 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가시키도록 상기 배출 밸브의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 연료 전지 시스템에서는, 판정부에 의해 수소 펌프의 정지가 판정된 경우에, 제어부는, 배출 밸브에 의한 수소 오프 가스의 배출량을, 수소 펌프가 가동되고 있다고 가정했을 때에 배출되는 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가시키도록 배출 밸브의 개폐를 제어한다. 수소 펌프가 정지한 경우에는, 수소계의 배출 유로(예를 들어 연료 전지의 하류측의 배관)에 불순물이 저류되기 쉬워져버리기 때문에, 이러한 상황에 있어서는, 수소 오프 가스의 배출량을, 수소 펌프가 가동되고 있다고 가정했을 때에 배출되는 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가시킬 수 있다. 그 결과, 불순물이 예를 들어 연료 전지의 하류측의 배관에 저류되는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는 연료 전지의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.
또한 본 발명에 관한 연료 전지 시스템에서는, 상기 제어부는, 연료 전지의 출력값 또는 연료 전지에의 요구값에 따라 상기 배출 밸브에 의한 상기 수소 오프 가스의 배출량을 증가시키도록 상기 배출 밸브의 개폐를 제어하는 것도 바람직하다.
이 바람직한 형태에서는, 연료 전지의 출력값 또는 연료 전지에의 요구값에 따라 수소 오프 가스의 배출량을 증가시킨다. 연료 전지의 출력값 또는 연료 전지에의 요구값이 증가하면 불순물이 증가되기 때문에, 이렇게 수소 오프 가스의 배출량을 증가시킴으로써, 불순물이 연료 전지의 하류측의 배관에 저류되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수소 펌프가 정지한 경우라도, 수소계에 불순물이 저류되는 것을 억제할 수 있는 연료 전지 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 연료 전지 시스템의 구성을 설명하는 시스템 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 연료 전지 시스템의 제어를 설명하는 흐름도이다.
이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 발명은 이하의 바람직한 실시 형태에 의해 설명되지만, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 많은 방법에 의해 변경을 행할 수 있고, 본 실시 형태 이외의 다른 실시 형태를 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위 내에 있어서의 모든 변경이 특허 청구 범위에 포함된다.
(연료 전지 시스템)
먼저, 본 발명의 실시 형태에 관한 연료 전지 시스템의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 연료 전지 시스템의 구성을 설명하는 시스템 구성도이다.
연료 전지 시스템(100)은, 연료 전지 자동차(이하, 간단히 「차량」이라고도 칭함) 등에 탑재되고, 연료 전지(연료 전지 스택)(1)에 대하여 다양한 제어를 행하는 시스템이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연료 전지 시스템(100)은, 연료 전지(1)와, 수소 가스 공급 유로(2a)와, 공급 밸브(21)와, 압력계(22)와, 산화 가스 공급 유로(2b)와, 수소 가스 순환 유로(3)와, 수소 펌프(4)와, 배출 유로(6)와, 배출 밸브(61)와, 유량계(62)와, 검출 장치(70)와, 제어부(80)와, 판정부(81)와, 전류 케이블(51)과, 전류 센서(52)를 구비한다.
연료 전지(1)는, 전해질막(1c)의 양면에, 가스가 확산 가능한 다공질막 등의 구조를 갖는 전극을 성막한 단셀을, 층간에 도전성의 세퍼레이터를 사이에 두고 적층한 것으로, 적층수에 따른 출력 전압을 취출할 수 있다. 도면 중에는, 설명의 편의를 위하여 전해질막(1c)면에 애노드극(수소극)(1a)과 캐소드극(산소극)(1b)이 형성된 단셀의 구조만을 나타내고 있다. 도시와 같이, 수소극(1a)에는 수소 가스 공급 유로(2a)로부터 수소(연료 가스)가 공급되고, 산소극(1b)에는 산화 가스 공급 유로(2b)로부터 공기(산화 가스)가 공급된다. 이렇게 연료 가스 및 산화 가스의 공급을 받아 연료 전지(1)는 발전하여, 전력이 생성된다. 또한, 연료 전지(1)의 발전 전압은, 전류 케이블(51)을 통하여, 예를 들어 차량 구동용 모터에 명령 토크 등에 따른 전류를 공급하는 인버터나, 차량에 탑재되는 다양한 보조 기기나, 이 보조 기기에의 급전용 이차 전지인 배터리(이들 모두를 포함하여 「부하(53)」라고 나타내고 있음)에 출력된다.
수소 가스 공급 유로(2a)는, 상기한 연료 전지(1)의 수소극(1a)의 입구측에 수소를 공급하는 유로이다. 산화 가스 공급 유로(2b)는, 산소극(1b)의 입구측에 공기를 공급하는 유로이다.
수소 가스 순환 유로(3)는, 수소극(1a)의 출구측으로부터 입구측으로 수소 가스를 순환시키는 유로이다. 수소 가스 순환 유로(3)에는 수소 펌프(4)가 배치되어 있다. 또한 수소 가스 순환 유로(3)에는 배출 유로(6)가 접속되고, 수소 가스 순환 유로(3)의 내부를 흐르는 불순물 등을 포함하는 가스를 배출 유로(6)로부터 수소 가스 순환 유로(3)의 외부로 배출하는 것이 가능하게 되어 있다.
수소 펌프(4)는 수소극(1a)의 출구측으로부터 배출되어 수소 가스 순환 유로(3)의 내부를 흐르는 불순물 등을 포함하는 가스를, 수소극(1a)의 입구측에 압송하는 장치이다. 바꾸어 말하면, 수소 펌프(4)는, 수소 순환 유로(3)의 내부를 흐르는 불순물 등을 포함하는 가스를 수소극(1a)의 출구측으로부터 입구측으로 순환시키기 위한 장치이다. 또한, 수소 펌프(4)로서는, 수소 가스 순환 유로(3) 내의 가스를 순환시키는 기능을 갖는 장치이면 되고, 펌프의 방식 등은 다양한 것을 선택하는 것이 가능하다.
배출 유로(6)는, 수소 가스 순환 유로(3)와 연통되어, 수소 가스 순환 유로(3) 내를 흐르는 불순물 등을 포함하는 가스를 수소 가스 순환 유로(3) 밖으로 배출하기 위한 유로이다. 배출 유로(6)에는 배출 밸브(61)와, 유량계(62)가 배치되어 있다. 배출 밸브(61)와 유량계(62)의 상세에 대해서는 후술하겠지만, 유량계(62)를 설치하지 않는 구성으로 하는 것도 가능하다.
여기서, 연료 전지 시스템(100)을 구성하는 각종 센서, 밸브에 대하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 수소 가스 공급 유로(2a)에는 공급 밸브(21)와, 압력계(22)가 배치되어 있다.
공급 밸브(21)는, 수소극(1a)에 공급하는 수소의 유량(수소량)을 조절하는 밸브이다. 공급 밸브(21)는 제어부(80)로부터의 제어 신호 S1에 의해 제어되어, 그의 개방도량이 조절된다.
압력계(22)는, 수소 가스 공급 유로(2a) 내의 압력, 즉 연료 전지(1)의 애노드극(1a)의 압력을 검출하는 장치이다. 즉, 압력계(22)는 연료 전지의 애노드극측(수소계)의 압력을 취득하는 기능을 갖는다. 압력계(22)가 검출한 압력에 대응하는 신호 S2는 제어부(80)에 출력된다.
연료 전지(1)에는 전류 케이블(51)이 접속되고, 당해 전류 케이블(51)에는 전류 센서(52)가 설치되어 있다. 전류 센서(52)는 연료 전지(1)가 발전한 전류값을 검출하는 센서이다. 전류 센서(52)가 검출한 전류값에 상당하는 신호 S5는 제어부(80)에 출력된다. 이 전류 센서(52)의 출력 신호 S5는 연료 전지(1)의 발전량에 대응한다. 본 실시 형태에서는, 후술하는 제어부(80)는 연료 전지(1)의 전류값에 따라 배출 밸브(61)에 의한 수소 오프 가스의 배출량(배기 빈도)이 증가되도록, 배출 밸브(61)의 개폐를 제어한다.
또한, 상기 전류 센서(52)가 검출한 전류값에 기초하여 연료 전지(1)의 출력값을 제어부(80)가 산출하고, 당해 제어부(80)는 연료 전지(1)의 출력값에 따라 배출 밸브(61)에 의한 수소 오프 가스의 배출량(배기 빈도)이 증가되도록 배출 밸브(61)의 개폐를 제어해도 된다. 또한, 제어부(80)는 연료 전지(1)에의 요구값에 따라 배출 밸브(61)에 의한 수소 오프 가스의 배출량(배기 빈도)이 증가되도록 배출 밸브(61)의 개폐를 제어해도 된다. 또한, 제어부(80)는 연료 전지(1)와 전류 케이블(51)을 통하여 접속되는 부하(53)에 따라 배출 밸브(61)에 의한 수소 오프 가스의 배출량(배기 빈도)이 증가되도록 배출 밸브(61)의 개폐를 제어해도 된다.
수소 가스 순환 유로(3)에 접속되는 배출 유로(6)에는 배출 밸브(61)와, 유량계(62)가 배치되어 있다. 배출 밸브(61)는 배출 유로(6)의 개방도량 또는 개방도 시간을 조절 가능한 밸브이며, 그 개방도를 제어함으로써 수소극(1a)으로부터 미사용 수소나 불순물(질소, 물 등)을 포함하는 가스를 외부로 배출할 수 있다. 배출 밸브(61)는 제어부(80)로부터의 제어 신호 S6에 의해 제어된다. 또한, 배출 밸브(61)로서는, 배출 유로(6)의 개방도량 또는 개방도 시간을 조절 가능한 밸브이면 어느 방식의 밸브이든 채용하는 것이 가능하다.
유량계(62)는, 배출 유로(6)를 통하여 배출되는 유체의 유량을 검출하는 장치이다. 즉, 유량계(62)가 검출하는 유량은, 수소극(1a)으로부터 배출된 미사용 수소나 불순물(질소, 물 등)을 포함하는 가스(수소 오프 가스)의 배출량에 상당한다. 유량계(62)가 검출한 유량에 대응하는 신호 S7은, 제어부(80)에 출력된다. 본 실시 형태에서는, 유량계(62)는 수소 펌프(4)의 가동 시의 배출 밸브(61)로부터 배출되는 수소 오프 가스의 유량(배출량)을 검출하고, 당해 검출된 유량에 대응하는 신호 S7을 제어부(80)에 출력한다.
또한, 유량계(62)를 설치하지 않는 구성으로 해도 되고, 예를 들어 배출 밸브(61)가 고정밀도로 개방도량의 조절 가능한 밸브이면, 배출 유로(6)의 유량을 검출하는 유량계(62)를 사용하지 않고, 배출 밸브(61)의 개방도량, 개방도 시간 또는 개폐 횟수로부터, 수소 오프 가스의 배출량을 조정하는 것도 가능하다. 또한, 연료 전지(1)의 운전 상황으로부터 수소 가스 순환 유로(3) 내의 압력을 제어부(80)가 산출하고, 당해 산출된 압력으로부터 배출 밸브(61)나 소정 시간 개방으로 되었을 때에 배출되는 양에 기초하여, 배출량을 조정하는 것도 가능하다.
검출 장치(70)는, 수소 펌프(4)의 예를 들어 회전수, 소비 전력 또는 소비 전류를 검출하고, 당해 검출된 정보에 대응하는 신호 S4를 제어부(80)에 출력하는 것이다. 검출 장치(70)가 검출한 정보에 대응하는 신호 S4가 제어부(80)에 출력되면, 판정부(81)는 당해 신호 S4에 대응하는 수소 펌프(4)의 가동 상태(예를 들어 수소 펌프(4)가 정지되어 있는지 여부)를 판정한다.
제어부(80)는, 도시하지 않은 CPU, ROM, RAM, A/D 변환기 및 입출력 인터페이스 등을 포함하여 구성된다. 제어부(80)는 상기한 바와 같이 압력계(22), 전류 센서(52), 유량계(62)로부터의 각각의 검출 신호 S2, S5, S7에 기초하여, 공급 밸브(21) 또는 배출 밸브(61)를 제어한다. 즉, 공급 밸브(21) 또는 배출 밸브(61)에 제어 신호 S1, S6을 송신한다. 본 실시 형태에서는, 제어부(80)는, 압력계(22)가 검출한 압력에 대응하는 신호 S2에 기초하여, 현재의 수소극(1a) 내의 수소 분압을 추정하고, 이 추정된 수소 분압에 기초하여 수소극(1a) 내의 불순물 농도(또는 불순물량)를 추정한다. 그리고, 제어부(80)는, 추정된 불순물 농도에 따라 배출 밸브(61)를 제어한다. 즉, 제어부(80)는, 추정된 불순물 농도에 기초하여, 배출 밸브(61)를 제어하여 수소극(1a)으로부터 배출되는 수소 오프 가스의 배출량을 증가시킨다.
또한 제어부(80)는 판정부(81)를 구비한다. 판정부(81)는 검출 장치(70)로부터의 검출 신호 S4에 기초하여, 수소 펌프(4)가 정지되었는지 여부를 판정한다. 판정부(81)에 의해 수소 펌프(4)의 정지가 판정된 경우에는, 제어부(80)는 배출 밸브(61)에 제어 신호 S6을 송신하여, 수소 펌프(4)가 가동되고 있다고 가정했을 때에 배출되는 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가되도록 배출 밸브(61)의 개폐를 제어한다. 또한, 수소 펌프(4)의 정지가 판정부(81)에 의해 판정된 경우에, 수소 펌프(4)가 가동되고 있다고 가정했을 때에 배출되는 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가시키는 양은, 수소 펌프(4)의 가동·정지 이외는 동일 조건 시에 있어서의 운전 상태에 기초하여 산출된다. 이 수소 펌프(4)의 가동·정지 이외는 동일 조건 시에 있어서의 운전 상태란, 수소 펌프(4)의 가동 시에 있어서의 수소 펌프(4) 이외의 장치(예를 들어 연료 전지(1) 등)의 운전 상태와, 수소 펌프(4)의 정지 시에 있어서의 수소 펌프(4) 이외의 장치(예를 들어 연료 전지(1) 등)의 운전 상태가, 동일한 조건에서 운전하고 있는 것을 포함한다. 이렇게 본 실시 형태에서는, 수소 펌프(4)의 정지 시에 증가시키는 수소 오프 가스의 배출량은, 수소 펌프(4) 이외의 장치가 동일한 조건에서 운전하고 있는 것을 전제로 한 후 조정된다. 또한, 배출 밸브(61)의 개폐 제어로서는, 예를 들어 배출 밸브(61)의 개방도량을 크게 하는 제어, 개방도 시간을 길게 하는 제어 또는 개폐 횟수를 많게 하는(퍼지 주기를 짧게 하는) 제어 등을 들 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 예를 들어 셀 전압 저하 시, 후술하는 수소 펌프 회전수 편차가 규정값 이상일 때에 제어부(80)는 퍼지 주기를 짧게 하는 제어를 행한다.
(연료 전지 시스템의 처리의 흐름)
이하에서는, 연료 전지 시스템(100)의 제어부(80)가 행하는 배출 밸브(61)의 제어 방법에 대하여 설명한다. 도 2는 제어부(80)가 행하는 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 또한, 이 처리는 연료 전지(1)의 사용 중에 소정의 주기로 반복 실행된다.
먼저, 스텝 S10에서는, 검출 장치(70)로부터의 검출 신호 S4에 기초하여, 판정부(81)는 수소 펌프(4)가 예를 들어 동결 등에 의해 정지되어 있는지 여부를 판정한다. 판정의 결과, 수소 펌프(4)가 가동되고 있다고 판정부(81)에 의해 판정된 경우에는(스텝 S10（"아니오"）), 계속하여 스텝 S10의 처리가 실행되고, 수소 펌프(4)가 정지되어 있다고 판정부(81)에 의해 판정된 경우에는(스텝 S10("예")), 스텝 S11로 진행된다. 또한, 스텝 S10에 있어서의 판정 조건으로서는, 예를 들어 펌프 회전수 편차가 규정값 이상인지 여부, 보다 상세하게는, 펌프 회전수 명령값보다도 펌프 회전수 측정값(실측값)이 낮은지 여부를 판정 조건으로 하는 것을 들 수 있다.
계속해서, 스텝 S11에서는, 제어부(80)는, 수소 오프 가스의 배기 빈도를 증가시키도록 제어한다. 구체적으로는, 검출 장치(70)에 의해 검출된 검출 신호 S4에 기초하여, 제어부(80)는 수소 펌프(4)가 가동되고 있다고 가정했을 때에 배출되는 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가되도록 배출 밸브(61)의 개폐 제어를 행한다. 바꾸어 말하면, 제어부(80)는 수소 펌프(4) 이외의 장치는 동일 조건의 운전 상태를 전제로 한 후, 수소 펌프(4)가 정지되었을 때 수소 펌프(4)의 가동 시에 배출되는 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가되도록 배출 밸브(61)의 개폐 제어를 행한다. 상술한 바와 같이, 배출 밸브(61)의 개폐 제어로서는, 예를 들어 배출 밸브(61)의 개방도량을 크게 하는 제어, 개방도 시간을 길게 하는 제어 또는 개폐 횟수를 많게 하는(퍼지 주기를 짧게 하는) 제어 등을 들 수 있다. 이렇게 배출 밸브(61)의 개폐 제어를 행함으로써, 수소 오프 가스의 배출량(배기량)을, 수소 펌프(4)의 가동 시의 동일 조건 시에 있어서의 배출량보다도 증가시키는 것이 가능해진다.
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 수소 펌프(4)의 정지를 판정하는 판정부(81)와, 배출 밸브(61)의 개폐를 제어하는 제어부(80)를 구비하고, 판정부(81)에 의해 수소 펌프(4)의 정지가 판정된 경우에, 배출 밸브(61)로부터 배출되는 수소 오프 가스의 배출량을, 수소 펌프(4)가 가동되고 있다고 가정했을 때에 배출되는 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가시키도록 배출 밸브(61)의 개폐를 제어한다. 수소 펌프(4)가 정지한 경우에는 불순물이 연료 전지(1)의 하류측의 배관(본 실시 형태에서는 수소 가스 순환 유로(3))에 저류되기 쉬워져 버리기 때문에, 이러한 경우에는, 배출 밸브(61)로부터의 수소 오프 가스의 배기 빈도(배출량)를, 수소 펌프(4)가 가동되고 있다고 가정했을 때의 수소 오프 가스의 배기 빈도(배출량)보다도 증가시킨다. 그 결과, 불순물이 연료 전지의 하류측의 배관에 저류되는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는 연료 전지(1)의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.
또한 본 실시 형태에서는, 연료 전지(1)의 출력값 또는 연료 전지(1)에의 요구값에 따라 배출 밸브(61)로부터 배출되는 수소 오프 가스의 배출량을 증가시키도록 배출 밸브(61)의 개폐를 제어한다. 연료 전지(1)의 출력값 또는 연료 전지(1)의 요구값이 증가되면 불순물의 발생량이 증가되기 때문에, 이렇게 불순물의 발생량이 증가되는 경우에는 수소 오프 가스의 배출량을 증가시키는 것으로 하고 있다. 그 결과, 불순물의 발생량이 증가되었다고 해도 불순물이 연료 전지(1)의 하류측의 배관에 저류되는 것을 억제할 수 있다.
이상, 구체예를 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 이들 구체예에, 당업자가 적절히 설계 변경을 가하는 것도, 본 발명의 특징을 갖추고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다. 전술한 각 구체예가 구비하는 각 요소 및 그의 배치, 조건 등은 예시한 것에 한정되는 것은 아니고 적절히 변경할 수 있다.
1: 연료 전지
1a: 수소 매우(애노드극)
1b: 산소극(캐소드극)
1c: 전해질막
2a: 수소 가스 공급 유로
2b: 산화 가스 공급 유로
3: 수소 가스 순환 유로
4: 수소 펌프
6: 배출 유로
21: 공급 밸브
22: 압력계
51: 전류 케이블
52: 전류 센서
53: 부하
61: 배출 밸브
62: 유량계
70: 검출 장치
80: 제어부
81: 판정부
100: 연료 전지 시스템

Claims (2)

  1. 애노드극 및 캐소드극에 각각 연료 가스와 산화 가스의 공급을 받아 발전하는 연료 전지를 구비하는 연료 전지 시스템이며,
    상기 애노드극의 출구측으로부터 배출되는 수소 오프 가스를 상기 애노드극의 입구측으로 순환시키는 수소 가스 순환 유로에 설치되는 수소 펌프와,
    상기 수소 가스 순환 유로 내를 흐르는 상기 수소 오프 가스를 상기 수소 가스 순환 유로 밖으로 배출시키는 배출 밸브와,
    상기 수소 펌프의 정지를 판정하는 판정부와,
    상기 배출 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 판정부에 의해 상기 수소 펌프의 정지가 판정된 경우에, 상기 제어부는, 상기 배출 밸브에 의한 상기 수소 오프 가스의 배출량을, 상기 수소 펌프가 가동되고 있다고 가정했을 때에 배출되는 상기 수소 오프 가스의 배출량보다도 증가시키도록 상기 배출 밸브의 개폐를 제어하고, 또한 상기 제어부는, 연료 전지의 출력값 또는 연료 전지에의 요구값에 따라 상기 배출 밸브에 의한 상기 수소 오프 가스의 배출량을 증가시키도록 상기 배출 밸브의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는, 연료 전지 시스템.
  2. 삭제
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