燃料電池システム
【課題】燃料電池１１の温度を一定の温度に保持し、且つ燃料改質効率を向上させることが可能な燃料電池システムを提供する。
【解決手段】アノード排ガスを燃料改質器１５ａに循環する循環量、燃料改質器１５ａに供給する空気量、及び燃料改質器１５ａに供給する燃料量を制御することにより、燃料改質器１５ａに供給する混合ガスのＳ／Ｃを一定に保持し、且つ、燃料改質器１５ａの温度を一定に保持した状態で改質装置１５、及び燃料電池１１を運転する。従って、燃料電池１１は要求される電力を出力することができ、且つ、燃料改質器１５ａでのカーボン析出を回避することができ、高効率の運転が可能となる。
【解決手段】アノード排ガスを燃料改質器１５ａに循環する循環量、燃料改質器１５ａに供給する空気量、及び燃料改質器１５ａに供給する燃料量を制御することにより、燃料改質器１５ａに供給する混合ガスのＳ／Ｃを一定に保持し、且つ、燃料改質器１５ａの温度を一定に保持した状態で改質装置１５、及び燃料電池１１を運転する。従って、燃料電池１１は要求される電力を出力することができ、且つ、燃料改質器１５ａでのカーボン析出を回避することができ、高効率の運転が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに係り、特にＳ／Ｃを一定に保持することによりシステム効率を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における燃料電池システムとして、例えば、特開２００８−１３５４０２号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。該特許文献１では、燃料電池の温度を一定に保持するために、燃料電池の温度が高くなった場合には、改質器に供給する酸素含有ガスの供給量を減少させ、且つ、改質器に供給する水の量を増加させる。また、燃料電池の温度が低くなった場合には、改質器に供給する酸素含有ガスの供給量を増加させ、且つ、改質器に供給する水の量を減少させることが開示されている。即ち、酸素含有ガスの供給量と水の供給量を変化させることにより、吸熱反応である水蒸気改質と、発熱反応である部分酸化改質とを適宜切り替えることにより、燃料電池の温度を一定に保持することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３５４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例では、燃料電池の温度が低下した場合には、水供給手段による水の供給を減少させるので、吸熱反応である水蒸気改質反応が停止し、これに変わり、酸素による部分酸化改質反応が進行する。ここで、部分酸化改質反応は、水蒸気改質反応と比較して水素（Ｈ2）及び一酸化炭素（ＣＯ）の生成量が少ないので、燃料改質効率が大幅に悪化するという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、燃料電池温度を一定の温度に保持すると共に、燃料改質効率を向上させることが可能な燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、供給される混合ガスから水素を含む改質ガスを生成する改質器と、アノード極に前記改質ガスが供給され、カソード極に空気が供給されて発電し、且つ、アノード極に水蒸気が発生する燃料電池と、前記燃料電池のアノード極より排出されるアノード排気ガスの一部を循環ガスとして前記改質器へ循環させる循環手段と、燃料供給手段、及び空気供給手段を含み、前記燃料供給手段より送出される燃料と、前記空気供給手段より送出される空気、及び前記循環ガスを混合して混合ガスを生成し、該混合ガスを前記改質器に供給する混合ガス供給手段と、前記改質器に供給される混合ガスの、水とカーボンの比率であるＳ／Ｃが一定となるように、前記燃料供給手段による燃料の供給量、前記空気供給手段による空気供給量、及び、前記循環手段による循環ガス量を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る燃料電池システムでは、燃料電池が要求される出力電力に基づいて、Ｓ／Ｃを一定に保持した状態で、燃料改質器の温度が一定となるように、燃料改質器への燃料供給量、空気供給量、及び循環ガス供給量を決定するので、要求される出力電力を満たしつつ、カーボン析出を回避した運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムにおける、燃料電池の出力電力と燃料改質器に供給する混合ガスのＡ／Ｆとの関係を示す特性図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムにおける、燃料改質器に供給する混合ガスのＡ／Ｆと、Ａ／Ｒとの関係を示す特性図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池システム１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、該燃料電池システム１００は、カソード極１１ａ及びアノード極１１ｂを備えた燃料電池１１と、燃料改質器１５ａ及び該燃料改質器１５ａを加熱する改質器加熱器１５ｂを備えた改質装置１５と、を備えている。
【００１０】
更に、燃料電池システム１００は、燃料電池１１のカソード極１１ａに空気を供給する第１空気ブロワ１２と、該第１空気ブロワ１２より送出される空気を加熱する空気加熱熱交換器１３と、アノード極１１ｂの出口側に設置されてアノード排気ガスを循環させる燃料循環ブロワ１６と、改質装置１５の燃料改質器１５ａに空気を供給する第２空気ブロワ１７（空気供給手段）と、燃料改質器１５ａに燃料を供給する燃料ポンプ１８（燃料供給手段）と、燃料循環ブロワ１６により送出されるアノード排気ガスの一部を分岐させて燃料改質器１５ａに供給する循環量調整バルブ１９（循環手段）と、該循環量調整バルブ１９により燃料改質器１５ａ側に分岐するガス流量を検出する循環ガス流量計２０と、を備えている。
【００１１】
そして、第２空気ブロワ１７より送出される空気、燃料ポンプ１８より送出される燃料ガス、及び循環量調整バルブ１９により分岐して循環するアノード排気ガスは、混合ガスとして燃料改質器１５ａに供給される。
【００１２】
また、燃料電池１１のカソード極１１ａより排出される排気ガス、及び燃料循環ブロワ１６により送出されて燃料改質器１５ａに循環されないアノード排気ガスは、排気ガス流路Ｌ１を経由して改質装置１５の改質器加熱器１５ｂに供給され、熱交換した後、空気加熱熱交換器１３に供給されて、第１空気ブロワ１２より送出される空気を加熱する。
【００１３】
燃料電池１１は、例えば、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ；Solid Oxide Fuel Cell）であり、アノード極１１ｂに供給される改質ガスと、カソード極１１ａに供給される空気により電力を発生させて、モータ等の電力需要設備に供給する。
【００１４】
改質装置１５は、例えば熱交換器型改質器であり、改質器加熱器１５ｂより供給される熱により加熱され、燃料ポンプ１８及びアノード排気ガスの循環ガスより供給される燃料を触媒反応を用いて改質し、改質後の燃料（水素ガスを含む改質ガス）を燃料電池１１のアノード極１１ｂに供給する。
【００１５】
また、第１空気ブロワ１２、第２空気ブロワ１７、燃料ポンプ１８、燃料循環ブロワ１６、循環量調整バルブ１９、循環ガス流量計２０は、それぞれ制御部３１（制御手段）に接続されている。更に、燃料改質器１５ａの出口付近には、改質装置１５の温度を測定するための温度センサ２１（改質器温度検出手段）が設置され、該温度センサ２１もやはり制御部３１に接続されている。なお、制御部３１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び各種の操作子等からなるマイコンにより構成することが可能であり、後述するように、燃料改質器１５ａに供給する空気量、燃料ガス量、及びアノード排気ガスの循環量を調整してＳ／Ｃを一定に保持した状態で、改質装置１５の温度を一定の温度に保持する制御を行う。
【００１６】
上述の構成において、燃料電池１１での発電に要する主な燃料と空気は、それぞれ燃料ポンプ１８、及び第１空気ブロワ１２から供給される。以下、燃料の流路、及び空気の流路での燃料、空気の流れについて詳細に説明する。
【００１７】
初めに、燃料電池１１のアノード極１１ｂに燃料を供給する流路について説明する。燃料ポンプ１８より送出される燃料は、第２空気ブロワ１７より送出される改質空気、及びアノード極１１ｂより排出される循環ガスと混合され、改質装置１５の燃料改質器１５ａに供給される。このとき、循環ガスは、燃料電池１１での発電により生成された水蒸気及び二酸化炭素を含む。
【００１８】
燃料改質器１５ａ内では、供給された燃料と改質空気中の酸素とによる部分酸化反応（発熱反応）、及び燃料と循環ガス中の水蒸気とによる水蒸気改質反応（吸熱反応）、及びこれらの反応により生成した一酸化炭素と水蒸気とによるシフト反応（発熱反応）が進行する。
【００１９】
そして、燃料改質器１５ａより出力される改質ガスは、燃料電池１１のアノード極１１ｂに供給される。供給された改質ガスに含まれる水素（Ｈ2）、及び一酸化炭素（ＣＯ）は、カソード極１１ａから電解質膜を介して供給される酸素イオンと電気化学反応を起こし、それぞれ水（Ｈ2Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ2）を生成する。このとき、電子が電極（外部回路側）に出力され、発電電力が発生する。
【００２０】
アノード極１１ｂより排出される排気ガスは、燃料循環ブロワ１６にて昇圧され、その一部が循環量調整バルブ１９を経由して燃料改質器１５ａを循環する。このとき、循環ガス流量計２０で測定される循環ガスの流量は、制御部３１に出力されるので、制御部３１では、循環ガス量、及び改質ガス循環率（アノード排気ガスを燃料改質器１５ａへ循環させる流量の割合）を認識することができる。
【００２１】
また、余剰のアノード排気ガスは、循環量調整バルブ１９から排気ガス流路Ｌ１を経由して、改質装置１５の改質器加熱器１５ｂに導入される。改質装置１５では、改質器加熱器１５ｂと燃料改質器１５ａが交互に積層され、全体で熱交換器型改質器を形成している。
【００２２】
改質器加熱器１５ｂでは、アノード排気ガス中に含まれる一酸化炭素及び水素を、カソード排気ガスに含まれる酸素と混合して燃焼させ、高温の加熱ガスを生成する。そして、この加熱ガスにより燃料改質器１５ａを加熱し、更に、該燃料改質器１５ａに導入される改質ガスを加熱する。このとき、改質装置１５の温度（燃料改質器１５ａの出口温度）は、改質反応に必要な所定の温度に維持する必要がある。そして、この改質装置１５の温度は、改質器加熱器１５ｂより導入される熱量、燃料改質器１５ａで進行する吸熱反応熱量、発熱反応熱量、及び入口ガスが持つエンタルピーと熱容量により決定する。
【００２３】
次に、燃料電池１１のカソード極１１ａに空気を供給する流路について説明する。第１空気ブロワ１２より導入される空気は、空気加熱熱交換器１３により昇温され、燃料電池１１のカソード極１１ａに導入される。カソード極１１ａに導入された空気中に含まれる酸素は、カソード極１１ａで電子と反応し、酸素イオンを生成する。電子は、アノード極１１ｂから外部負荷回路を介して供給される。カソード極１１ａで生成した酸素イオンは、電解質膜を介してアノード極１１ｂへ伝導する。
【００２４】
このとき、スタック（アノード極１１ｂ、及びカソード極１１ａ）の温度は、燃料電池反応（アノード反応／カソード反応）に必要な温度に維持する必要がある。アノード極１１ｂ、及びカソード極１１ａの温度は、それぞれの電極上で進行する反応熱量（電力として取り出されなかった排熱量）、導入される燃料ガス及び空気が持つエンタルピー、及びその熱容量に決定される。また、燃料ガスは、燃料電池１１の温度とほぼ同じ温度に制御されているため、実質的に、反応熱を空気に伝達させることで燃料電池１１の温度を制御することができる。
【００２５】
即ち、第１空気ブロワ１２より導入された空気は、空気加熱熱交換器１３を通過する際に、改質器加熱器１５ｂの排気ガスから熱を受け取って加熱される。このとき、空気加熱熱交換器１３の熱交換面積は、加熱後の空気温度が燃料電池１１の温度よりも低くなるように設計されている。
【００２６】
燃料電池１１の出口温度が低いときには、第１空気ブロワ１２による空気送出量を減少させることにより、反応熱の空気への伝達量を減少させる。一方、燃料電池１１の出口温度が高いときには、第１空気ブロワ１２による空気送出量を増加させることにより、反応熱の空気への伝達量を増加させる。
【００２７】
以上のような制御を行うことにより、燃料電池１１の温度制御が可能となる。目標燃料電池温度は、任意の場所で任意の温度に設定可能であり、予め行った実験等を基に一定に設定できる。本実施形態では、目標燃料電池温度をカソード極１１ａのガス出口温度を６５０℃としている。
【００２８】
次に、Ｓ／Ｃを一定に保持した状態で、燃料改質器１５ａの温度を一定に保持する制御について説明する。図２は、燃料改質器１５ａ或いは燃料電池１１の温度を一定に保持したときの、燃料電池１１の出力と、Ａ／Ｆとの関係を示す特性図である。ここで、Ａ／Ｆとは、燃料改質器１５ａに供給する新規の空気流量（第２空気ブロワ１７より供給される空気流量）と、燃料流量（燃料ポンプ１８より供給される燃料ガス量）との比率を示している。従って、燃料流量に対して空気流量が増加するとＡ／Ｆは大きくなり、燃料流量に対して空気流量が減少するとＡ／Ｆは小さくなる。また、Ｓ／Ｃは、水とカーボンの比率を示し、具体的には、水分子（Ｈ2Ｏ）のモル数と、原料炭化水素分子のＣ１モル数、ＣＯ2モル数、ＣＯモル数の合計のモル数との比率である。
【００２９】
そして、図２から理解されるように、比較的低出力側では、改質ガスと改質加熱ガスの持つエンタルピーに対し反応器および循環流路からの放熱量が大きいことから、放熱による改質ガス温度の低下が生じる。このため、Ａ／Ｆを高めに設定し、反応器温度を保つ必要がある。更に、比較的高出力側でも、Ａ／Ｆを高めに設定する必要が生じる。
【００３０】
これは、熱交換器型改質器の伝熱面積が一定であることから、改質器加熱器１５ｂに供給される排気ガスの流量が増加する高出力側で、改質器加熱器１５ｂの持つエンタルピーの中で燃料改質器１５ａへ伝わる伝熱量の割合が低下するためである。以上の理由により、燃料電池出力とＡ／Ｆの関係は比例関係にならず、下に凸の曲線関係となる。この関係は、改質系の放熱量や改質装置１５の熱交換能力によって決まるため、予め実験などで設定する。
【００３１】
また、燃料電池１１の温度や燃料改質器１５ａの温度が変化すると、燃料電池出力とＡ／Ｆとの関係も変化する。目標燃料電池温度や目標改質器温度を変化させる場合は、必要に応じて各温度における燃料電池出力とＡ／Ｆとの特性（例えば、図２の３つの特性曲線）を予め取得することで、燃料電池１１の温度、燃料改質器１５ａの温度に応じたＡ／Ｆを決定することができる。
【００３２】
また、図３は、燃料改質器１５ａの入口のＳ／Ｃを一定値としたときの、Ａ／ＦとＡ／Ｒとの関係を示す特性図（Ａ／ＦとＡ／Ｒの関係を示す対応マップ）である。ここで、Ａ／Ｒとは、燃料改質器１５ａに供給する新規の空気流量と、循環量調整バルブ１９により循環するアノード排気ガスの比率を示している。従って、循環流量に対して空気流量が増加するとＡ／Ｒは大きくなり、循環流量に対して空気流量が減少するとＡ／Ｒは小さくなる。そして、図３から理解されるように、Ａ／ＦとＡ／Ｒは、一次関数の関係（直線的に変化する関係）を有している。また、図３に示す特性図は、燃料電池１１の発電出力に関わらず一定の関係を有している。
【００３３】
従って、図３に示す特性曲線に対応するように、空気（第２空気ブロワ１７の流量）、燃料ガス（燃料ポンプ１８の流量）、及び循環量（循環ガス流量計２０で測定される循環ガス量）を決定すれば、Ｓ／Ｃを一定に保持した状態で、改質装置１５を運転することができる。また、図２に示したように、目標改質温度を一定値としてＡ／Ｆを決定しているので、燃料改質器１５ａの温度は一定に保たれることになる。
【００３４】
即ち、図２に示す特性曲線、及び図３に示す特性曲線に基づいて、空気、燃料ガス、及び循環量を決定することにより、燃料改質器１５ａの温度を一定に保持し、且つＳ／Ｃを一定に保持するように制御することができる。また、図３に示す特性曲線は、一次関数であるので、この関係式を記憶しておき、該関係式を演算することにより、Ａ／Ｒを求めるようにしても良い。なお、Ｓ／Ｃを一定にするとは、Ｓ／Ｃを一定値にするだけではなく、予め定めた範囲内にすることも含まれる。
【００３５】
次に、上記の原理に基づく制御部３１による処理手順を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、ステップＳ１１において、制御部３１は、上位機器より与えられる車両の出力要求に基づき、燃料電池１１による発電出力目標を決定する。
【００３６】
ステップＳ１２において、制御部３１は、発電出力目標に基づいて、目標とする改質器温度（或いは、燃料電池温度）、空気と燃料との比率（Ａ／Ｆ）、及び、改質ガス循環率を決定する。
【００３７】
その後、ステップＳ１３において、制御部３１は、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理で設定した要求出力、Ａ/Ｆ、改質ガス循環率に応じた、燃料供給量、改質空気供給量、及び循環量を算出し、これらを、燃料基本流量、改質空気基本流量、及び循環基本流量として設定する。
【００３８】
ステップＳ１４において、制御部３１は、ステップＳ１３にて設定した各基本流量となるように、第２空気ブロワ１７、燃料ポンプ１８、燃料循環ブロワ１６の運転を調整し、更に、循環量調整バルブ１９の開度を調整する。
【００３９】
ステップＳ１５において、制御部３１は、燃料電池１１による発電出力、燃料ポンプ１８による燃料供給量、第２空気ブロワ１７による改質空気供給量、温度センサ２１により検出される改質器温度、循環ガス流量計２０で検出されるアノード排気ガスの循環流量に関する信号を取得する。
【００４０】
ここで、燃料電池１１の発電出力信号は、燃料電池１１の電流、電圧を測定することにより取得することができる。設置場所は、外部に設置された出力コントローラ（図示省略）等が好適である。燃料供給量は、燃料ポンプ１８に設置した燃料インジェクタの出力信号により測定することができ、改質空気供給量は、第２空気ブロワ１７の回転数信号を測定することにより取得することができる。
【００４１】
アノード排気ガスの循環流量は、循環経路に設置した循環ガス流量計２０により検出することができ、該循環ガス流量計２０は、一例として、オリフィスを備え、該オリフィスの前後に生じる圧力差から流体流量を計算するオリフィス流量計等を用いることができる。
【００４２】
ステップＳ１６において、制御部３１は、ステップＳ１５の処理で求めた燃料流量、改質空気流量、及び循環流量と、ステップＳ１３で設定した各基本流量との差分を演算する。
【００４３】
ステップＳ１７において、制御部３１は、ステップＳ１６の処理で演算した差分がゼロとなるように、第２空気ブロワ１７、燃料ポンプ１８、及び燃料循環ブロワ１６の駆動を調整する。こうして、燃料改質器１５ａのＳ／Ｃを一定に保持した状態で、該燃料改質器１５ａの運転温度、及び燃料電池１１の運転温度が一定となるように制御することができるのである。
【００４４】
このようにして、本実施形態に係る燃料電池システム１００では、要求される電力出力に応じて、燃料基本流量、改質空気基本流量、及び循環基本流量を決定する際に、Ｓ／Ｃを一定に保持しながら燃料改質器１５ａの触媒温度を一定に制御するので、要求される電力出力を満たしつつ、カーボン析出を回避した運転制御を実現することが可能となる。
【００４５】
また、燃料電池１１に供給する空気流量が増大して水蒸気（Ｈ2Ｏ）が増大した場合には、循環率を減少させることにより、燃料改質器１５ａに供給される水蒸気の増大を相殺するので、Ｓ／Ｃを一定に保持することが可能となり、システム全体の効率を向上させることができ、要求出力を満足する高精度な運転が可能となる。
【００４６】
更に、要求される電力出力と、目標改質反応器温度、及び目標燃料電池温度に基づいてＡ／Ｆを決定するので、改質触媒温度を一定に維持することが可能となる。また、アノード排気ガスの循環率を、Ａ／Ｆに比例して決定することができるので、循環率の制御が容易であり、Ａ／Ｆを高精度に設定することができる。
【００４７】
更に、要求される電力出力と、目標改質反応器温度、及び目標燃料電池温度に応じて、予め設定した燃料基本流量、改質空気基本流量、及び循環基本流量を補正することにより、Ａ／Ｆ、Ｓ／Ｃをより高精度に制御することが可能となる。
【００４８】
以上、本発明の燃料電池システムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、燃料電池システムの改質器温度を一定に保持し、且つ効率を向上させることに利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１１ 燃料電池
１１ａ カソード極
１１ｂ アノード極
１２ 第１空気ブロワ
１３ 空気加熱熱交換器
１５ 改質装置
１５ａ 燃料改質器
１５ｂ 改質器加熱器
１６ 燃料循環ブロワ
１７ 第２空気ブロワ
１８ 燃料ポンプ
１９ 循環量調整バルブ
２０ 循環ガス流量計
２１ 温度センサ
３１ 制御部
１００ 燃料電池システム
Ｌ１ 排気ガス流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに係り、特にＳ／Ｃを一定に保持することによりシステム効率を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における燃料電池システムとして、例えば、特開２００８−１３５４０２号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。該特許文献１では、燃料電池の温度を一定に保持するために、燃料電池の温度が高くなった場合には、改質器に供給する酸素含有ガスの供給量を減少させ、且つ、改質器に供給する水の量を増加させる。また、燃料電池の温度が低くなった場合には、改質器に供給する酸素含有ガスの供給量を増加させ、且つ、改質器に供給する水の量を減少させることが開示されている。即ち、酸素含有ガスの供給量と水の供給量を変化させることにより、吸熱反応である水蒸気改質と、発熱反応である部分酸化改質とを適宜切り替えることにより、燃料電池の温度を一定に保持することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３５４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例では、燃料電池の温度が低下した場合には、水供給手段による水の供給を減少させるので、吸熱反応である水蒸気改質反応が停止し、これに変わり、酸素による部分酸化改質反応が進行する。ここで、部分酸化改質反応は、水蒸気改質反応と比較して水素（Ｈ2）及び一酸化炭素（ＣＯ）の生成量が少ないので、燃料改質効率が大幅に悪化するという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、燃料電池温度を一定の温度に保持すると共に、燃料改質効率を向上させることが可能な燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、供給される混合ガスから水素を含む改質ガスを生成する改質器と、アノード極に前記改質ガスが供給され、カソード極に空気が供給されて発電し、且つ、アノード極に水蒸気が発生する燃料電池と、前記燃料電池のアノード極より排出されるアノード排気ガスの一部を循環ガスとして前記改質器へ循環させる循環手段と、燃料供給手段、及び空気供給手段を含み、前記燃料供給手段より送出される燃料と、前記空気供給手段より送出される空気、及び前記循環ガスを混合して混合ガスを生成し、該混合ガスを前記改質器に供給する混合ガス供給手段と、前記改質器に供給される混合ガスの、水とカーボンの比率であるＳ／Ｃが一定となるように、前記燃料供給手段による燃料の供給量、前記空気供給手段による空気供給量、及び、前記循環手段による循環ガス量を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る燃料電池システムでは、燃料電池が要求される出力電力に基づいて、Ｓ／Ｃを一定に保持した状態で、燃料改質器の温度が一定となるように、燃料改質器への燃料供給量、空気供給量、及び循環ガス供給量を決定するので、要求される出力電力を満たしつつ、カーボン析出を回避した運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムにおける、燃料電池の出力電力と燃料改質器に供給する混合ガスのＡ／Ｆとの関係を示す特性図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムにおける、燃料改質器に供給する混合ガスのＡ／Ｆと、Ａ／Ｒとの関係を示す特性図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池システム１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、該燃料電池システム１００は、カソード極１１ａ及びアノード極１１ｂを備えた燃料電池１１と、燃料改質器１５ａ及び該燃料改質器１５ａを加熱する改質器加熱器１５ｂを備えた改質装置１５と、を備えている。
【００１０】
更に、燃料電池システム１００は、燃料電池１１のカソード極１１ａに空気を供給する第１空気ブロワ１２と、該第１空気ブロワ１２より送出される空気を加熱する空気加熱熱交換器１３と、アノード極１１ｂの出口側に設置されてアノード排気ガスを循環させる燃料循環ブロワ１６と、改質装置１５の燃料改質器１５ａに空気を供給する第２空気ブロワ１７（空気供給手段）と、燃料改質器１５ａに燃料を供給する燃料ポンプ１８（燃料供給手段）と、燃料循環ブロワ１６により送出されるアノード排気ガスの一部を分岐させて燃料改質器１５ａに供給する循環量調整バルブ１９（循環手段）と、該循環量調整バルブ１９により燃料改質器１５ａ側に分岐するガス流量を検出する循環ガス流量計２０と、を備えている。
【００１１】
そして、第２空気ブロワ１７より送出される空気、燃料ポンプ１８より送出される燃料ガス、及び循環量調整バルブ１９により分岐して循環するアノード排気ガスは、混合ガスとして燃料改質器１５ａに供給される。
【００１２】
また、燃料電池１１のカソード極１１ａより排出される排気ガス、及び燃料循環ブロワ１６により送出されて燃料改質器１５ａに循環されないアノード排気ガスは、排気ガス流路Ｌ１を経由して改質装置１５の改質器加熱器１５ｂに供給され、熱交換した後、空気加熱熱交換器１３に供給されて、第１空気ブロワ１２より送出される空気を加熱する。
【００１３】
燃料電池１１は、例えば、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ；Solid Oxide Fuel Cell）であり、アノード極１１ｂに供給される改質ガスと、カソード極１１ａに供給される空気により電力を発生させて、モータ等の電力需要設備に供給する。
【００１４】
改質装置１５は、例えば熱交換器型改質器であり、改質器加熱器１５ｂより供給される熱により加熱され、燃料ポンプ１８及びアノード排気ガスの循環ガスより供給される燃料を触媒反応を用いて改質し、改質後の燃料（水素ガスを含む改質ガス）を燃料電池１１のアノード極１１ｂに供給する。
【００１５】
また、第１空気ブロワ１２、第２空気ブロワ１７、燃料ポンプ１８、燃料循環ブロワ１６、循環量調整バルブ１９、循環ガス流量計２０は、それぞれ制御部３１（制御手段）に接続されている。更に、燃料改質器１５ａの出口付近には、改質装置１５の温度を測定するための温度センサ２１（改質器温度検出手段）が設置され、該温度センサ２１もやはり制御部３１に接続されている。なお、制御部３１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び各種の操作子等からなるマイコンにより構成することが可能であり、後述するように、燃料改質器１５ａに供給する空気量、燃料ガス量、及びアノード排気ガスの循環量を調整してＳ／Ｃを一定に保持した状態で、改質装置１５の温度を一定の温度に保持する制御を行う。
【００１６】
上述の構成において、燃料電池１１での発電に要する主な燃料と空気は、それぞれ燃料ポンプ１８、及び第１空気ブロワ１２から供給される。以下、燃料の流路、及び空気の流路での燃料、空気の流れについて詳細に説明する。
【００１７】
初めに、燃料電池１１のアノード極１１ｂに燃料を供給する流路について説明する。燃料ポンプ１８より送出される燃料は、第２空気ブロワ１７より送出される改質空気、及びアノード極１１ｂより排出される循環ガスと混合され、改質装置１５の燃料改質器１５ａに供給される。このとき、循環ガスは、燃料電池１１での発電により生成された水蒸気及び二酸化炭素を含む。
【００１８】
燃料改質器１５ａ内では、供給された燃料と改質空気中の酸素とによる部分酸化反応（発熱反応）、及び燃料と循環ガス中の水蒸気とによる水蒸気改質反応（吸熱反応）、及びこれらの反応により生成した一酸化炭素と水蒸気とによるシフト反応（発熱反応）が進行する。
【００１９】
そして、燃料改質器１５ａより出力される改質ガスは、燃料電池１１のアノード極１１ｂに供給される。供給された改質ガスに含まれる水素（Ｈ2）、及び一酸化炭素（ＣＯ）は、カソード極１１ａから電解質膜を介して供給される酸素イオンと電気化学反応を起こし、それぞれ水（Ｈ2Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ2）を生成する。このとき、電子が電極（外部回路側）に出力され、発電電力が発生する。
【００２０】
アノード極１１ｂより排出される排気ガスは、燃料循環ブロワ１６にて昇圧され、その一部が循環量調整バルブ１９を経由して燃料改質器１５ａを循環する。このとき、循環ガス流量計２０で測定される循環ガスの流量は、制御部３１に出力されるので、制御部３１では、循環ガス量、及び改質ガス循環率（アノード排気ガスを燃料改質器１５ａへ循環させる流量の割合）を認識することができる。
【００２１】
また、余剰のアノード排気ガスは、循環量調整バルブ１９から排気ガス流路Ｌ１を経由して、改質装置１５の改質器加熱器１５ｂに導入される。改質装置１５では、改質器加熱器１５ｂと燃料改質器１５ａが交互に積層され、全体で熱交換器型改質器を形成している。
【００２２】
改質器加熱器１５ｂでは、アノード排気ガス中に含まれる一酸化炭素及び水素を、カソード排気ガスに含まれる酸素と混合して燃焼させ、高温の加熱ガスを生成する。そして、この加熱ガスにより燃料改質器１５ａを加熱し、更に、該燃料改質器１５ａに導入される改質ガスを加熱する。このとき、改質装置１５の温度（燃料改質器１５ａの出口温度）は、改質反応に必要な所定の温度に維持する必要がある。そして、この改質装置１５の温度は、改質器加熱器１５ｂより導入される熱量、燃料改質器１５ａで進行する吸熱反応熱量、発熱反応熱量、及び入口ガスが持つエンタルピーと熱容量により決定する。
【００２３】
次に、燃料電池１１のカソード極１１ａに空気を供給する流路について説明する。第１空気ブロワ１２より導入される空気は、空気加熱熱交換器１３により昇温され、燃料電池１１のカソード極１１ａに導入される。カソード極１１ａに導入された空気中に含まれる酸素は、カソード極１１ａで電子と反応し、酸素イオンを生成する。電子は、アノード極１１ｂから外部負荷回路を介して供給される。カソード極１１ａで生成した酸素イオンは、電解質膜を介してアノード極１１ｂへ伝導する。
【００２４】
このとき、スタック（アノード極１１ｂ、及びカソード極１１ａ）の温度は、燃料電池反応（アノード反応／カソード反応）に必要な温度に維持する必要がある。アノード極１１ｂ、及びカソード極１１ａの温度は、それぞれの電極上で進行する反応熱量（電力として取り出されなかった排熱量）、導入される燃料ガス及び空気が持つエンタルピー、及びその熱容量に決定される。また、燃料ガスは、燃料電池１１の温度とほぼ同じ温度に制御されているため、実質的に、反応熱を空気に伝達させることで燃料電池１１の温度を制御することができる。
【００２５】
即ち、第１空気ブロワ１２より導入された空気は、空気加熱熱交換器１３を通過する際に、改質器加熱器１５ｂの排気ガスから熱を受け取って加熱される。このとき、空気加熱熱交換器１３の熱交換面積は、加熱後の空気温度が燃料電池１１の温度よりも低くなるように設計されている。
【００２６】
燃料電池１１の出口温度が低いときには、第１空気ブロワ１２による空気送出量を減少させることにより、反応熱の空気への伝達量を減少させる。一方、燃料電池１１の出口温度が高いときには、第１空気ブロワ１２による空気送出量を増加させることにより、反応熱の空気への伝達量を増加させる。
【００２７】
以上のような制御を行うことにより、燃料電池１１の温度制御が可能となる。目標燃料電池温度は、任意の場所で任意の温度に設定可能であり、予め行った実験等を基に一定に設定できる。本実施形態では、目標燃料電池温度をカソード極１１ａのガス出口温度を６５０℃としている。
【００２８】
次に、Ｓ／Ｃを一定に保持した状態で、燃料改質器１５ａの温度を一定に保持する制御について説明する。図２は、燃料改質器１５ａ或いは燃料電池１１の温度を一定に保持したときの、燃料電池１１の出力と、Ａ／Ｆとの関係を示す特性図である。ここで、Ａ／Ｆとは、燃料改質器１５ａに供給する新規の空気流量（第２空気ブロワ１７より供給される空気流量）と、燃料流量（燃料ポンプ１８より供給される燃料ガス量）との比率を示している。従って、燃料流量に対して空気流量が増加するとＡ／Ｆは大きくなり、燃料流量に対して空気流量が減少するとＡ／Ｆは小さくなる。また、Ｓ／Ｃは、水とカーボンの比率を示し、具体的には、水分子（Ｈ2Ｏ）のモル数と、原料炭化水素分子のＣ１モル数、ＣＯ2モル数、ＣＯモル数の合計のモル数との比率である。
【００２９】
そして、図２から理解されるように、比較的低出力側では、改質ガスと改質加熱ガスの持つエンタルピーに対し反応器および循環流路からの放熱量が大きいことから、放熱による改質ガス温度の低下が生じる。このため、Ａ／Ｆを高めに設定し、反応器温度を保つ必要がある。更に、比較的高出力側でも、Ａ／Ｆを高めに設定する必要が生じる。
【００３０】
これは、熱交換器型改質器の伝熱面積が一定であることから、改質器加熱器１５ｂに供給される排気ガスの流量が増加する高出力側で、改質器加熱器１５ｂの持つエンタルピーの中で燃料改質器１５ａへ伝わる伝熱量の割合が低下するためである。以上の理由により、燃料電池出力とＡ／Ｆの関係は比例関係にならず、下に凸の曲線関係となる。この関係は、改質系の放熱量や改質装置１５の熱交換能力によって決まるため、予め実験などで設定する。
【００３１】
また、燃料電池１１の温度や燃料改質器１５ａの温度が変化すると、燃料電池出力とＡ／Ｆとの関係も変化する。目標燃料電池温度や目標改質器温度を変化させる場合は、必要に応じて各温度における燃料電池出力とＡ／Ｆとの特性（例えば、図２の３つの特性曲線）を予め取得することで、燃料電池１１の温度、燃料改質器１５ａの温度に応じたＡ／Ｆを決定することができる。
【００３２】
また、図３は、燃料改質器１５ａの入口のＳ／Ｃを一定値としたときの、Ａ／ＦとＡ／Ｒとの関係を示す特性図（Ａ／ＦとＡ／Ｒの関係を示す対応マップ）である。ここで、Ａ／Ｒとは、燃料改質器１５ａに供給する新規の空気流量と、循環量調整バルブ１９により循環するアノード排気ガスの比率を示している。従って、循環流量に対して空気流量が増加するとＡ／Ｒは大きくなり、循環流量に対して空気流量が減少するとＡ／Ｒは小さくなる。そして、図３から理解されるように、Ａ／ＦとＡ／Ｒは、一次関数の関係（直線的に変化する関係）を有している。また、図３に示す特性図は、燃料電池１１の発電出力に関わらず一定の関係を有している。
【００３３】
従って、図３に示す特性曲線に対応するように、空気（第２空気ブロワ１７の流量）、燃料ガス（燃料ポンプ１８の流量）、及び循環量（循環ガス流量計２０で測定される循環ガス量）を決定すれば、Ｓ／Ｃを一定に保持した状態で、改質装置１５を運転することができる。また、図２に示したように、目標改質温度を一定値としてＡ／Ｆを決定しているので、燃料改質器１５ａの温度は一定に保たれることになる。
【００３４】
即ち、図２に示す特性曲線、及び図３に示す特性曲線に基づいて、空気、燃料ガス、及び循環量を決定することにより、燃料改質器１５ａの温度を一定に保持し、且つＳ／Ｃを一定に保持するように制御することができる。また、図３に示す特性曲線は、一次関数であるので、この関係式を記憶しておき、該関係式を演算することにより、Ａ／Ｒを求めるようにしても良い。なお、Ｓ／Ｃを一定にするとは、Ｓ／Ｃを一定値にするだけではなく、予め定めた範囲内にすることも含まれる。
【００３５】
次に、上記の原理に基づく制御部３１による処理手順を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、ステップＳ１１において、制御部３１は、上位機器より与えられる車両の出力要求に基づき、燃料電池１１による発電出力目標を決定する。
【００３６】
ステップＳ１２において、制御部３１は、発電出力目標に基づいて、目標とする改質器温度（或いは、燃料電池温度）、空気と燃料との比率（Ａ／Ｆ）、及び、改質ガス循環率を決定する。
【００３７】
その後、ステップＳ１３において、制御部３１は、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理で設定した要求出力、Ａ/Ｆ、改質ガス循環率に応じた、燃料供給量、改質空気供給量、及び循環量を算出し、これらを、燃料基本流量、改質空気基本流量、及び循環基本流量として設定する。
【００３８】
ステップＳ１４において、制御部３１は、ステップＳ１３にて設定した各基本流量となるように、第２空気ブロワ１７、燃料ポンプ１８、燃料循環ブロワ１６の運転を調整し、更に、循環量調整バルブ１９の開度を調整する。
【００３９】
ステップＳ１５において、制御部３１は、燃料電池１１による発電出力、燃料ポンプ１８による燃料供給量、第２空気ブロワ１７による改質空気供給量、温度センサ２１により検出される改質器温度、循環ガス流量計２０で検出されるアノード排気ガスの循環流量に関する信号を取得する。
【００４０】
ここで、燃料電池１１の発電出力信号は、燃料電池１１の電流、電圧を測定することにより取得することができる。設置場所は、外部に設置された出力コントローラ（図示省略）等が好適である。燃料供給量は、燃料ポンプ１８に設置した燃料インジェクタの出力信号により測定することができ、改質空気供給量は、第２空気ブロワ１７の回転数信号を測定することにより取得することができる。
【００４１】
アノード排気ガスの循環流量は、循環経路に設置した循環ガス流量計２０により検出することができ、該循環ガス流量計２０は、一例として、オリフィスを備え、該オリフィスの前後に生じる圧力差から流体流量を計算するオリフィス流量計等を用いることができる。
【００４２】
ステップＳ１６において、制御部３１は、ステップＳ１５の処理で求めた燃料流量、改質空気流量、及び循環流量と、ステップＳ１３で設定した各基本流量との差分を演算する。
【００４３】
ステップＳ１７において、制御部３１は、ステップＳ１６の処理で演算した差分がゼロとなるように、第２空気ブロワ１７、燃料ポンプ１８、及び燃料循環ブロワ１６の駆動を調整する。こうして、燃料改質器１５ａのＳ／Ｃを一定に保持した状態で、該燃料改質器１５ａの運転温度、及び燃料電池１１の運転温度が一定となるように制御することができるのである。
【００４４】
このようにして、本実施形態に係る燃料電池システム１００では、要求される電力出力に応じて、燃料基本流量、改質空気基本流量、及び循環基本流量を決定する際に、Ｓ／Ｃを一定に保持しながら燃料改質器１５ａの触媒温度を一定に制御するので、要求される電力出力を満たしつつ、カーボン析出を回避した運転制御を実現することが可能となる。
【００４５】
また、燃料電池１１に供給する空気流量が増大して水蒸気（Ｈ2Ｏ）が増大した場合には、循環率を減少させることにより、燃料改質器１５ａに供給される水蒸気の増大を相殺するので、Ｓ／Ｃを一定に保持することが可能となり、システム全体の効率を向上させることができ、要求出力を満足する高精度な運転が可能となる。
【００４６】
更に、要求される電力出力と、目標改質反応器温度、及び目標燃料電池温度に基づいてＡ／Ｆを決定するので、改質触媒温度を一定に維持することが可能となる。また、アノード排気ガスの循環率を、Ａ／Ｆに比例して決定することができるので、循環率の制御が容易であり、Ａ／Ｆを高精度に設定することができる。
【００４７】
更に、要求される電力出力と、目標改質反応器温度、及び目標燃料電池温度に応じて、予め設定した燃料基本流量、改質空気基本流量、及び循環基本流量を補正することにより、Ａ／Ｆ、Ｓ／Ｃをより高精度に制御することが可能となる。
【００４８】
以上、本発明の燃料電池システムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、燃料電池システムの改質器温度を一定に保持し、且つ効率を向上させることに利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１１ 燃料電池
１１ａ カソード極
１１ｂ アノード極
１２ 第１空気ブロワ
１３ 空気加熱熱交換器
１５ 改質装置
１５ａ 燃料改質器
１５ｂ 改質器加熱器
１６ 燃料循環ブロワ
１７ 第２空気ブロワ
１８ 燃料ポンプ
１９ 循環量調整バルブ
２０ 循環ガス流量計
２１ 温度センサ
３１ 制御部
１００ 燃料電池システム
Ｌ１ 排気ガス流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される混合ガスから水素を含む改質ガスを生成する改質器と、
アノード極に前記改質ガスが供給され、カソード極に空気が供給されて発電し、且つ、アノード極に水蒸気が発生する燃料電池と、
前記燃料電池のアノード極より排出されるアノード排気ガスの一部を循環ガスとして前記改質器へ循環させる循環手段と、
燃料供給手段、及び空気供給手段を含み、前記燃料供給手段より送出される燃料と、前記空気供給手段より送出される空気、及び前記循環ガスを混合して混合ガスを生成し、該混合ガスを前記改質器に供給する混合ガス供給手段と、
前記改質器に供給される混合ガスの、水とカーボンの比率であるＳ／Ｃが一定となるように、前記燃料供給手段による燃料の供給量、前記空気供給手段による空気供給量、及び、前記循環手段による循環ガス量を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記燃料電池の出力電力、及び前記改質器の温度に基づいて、前記空気供給手段より供給する空気量と、前記燃料供給手段より供給する燃料量と、の比率であるＡ／Ｆを設定し、
該Ａ／Ｆに基づいて、前記Ｓ／Ｃを一定とした条件下で、前記空気供給手段より供給する空気量と、前記循環手段による循環ガス量と、の比率であるＡ／Ｒを求め、
更に、前記Ａ／Ｆ、及びＡ／Ｒに基づいて、前記燃料供給手段による燃料供給量と、前記空気供給手段による空気供給量と、前記循環手段による循環ガス量と、を設定し、これらの設定となるように、前記燃料供給手段、前記空気供給手段、及び前記循環手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記混合ガス供給手段のＡ／Ｆを調整して、前記Ｓ／Ｃを一定に制御する際に、前記Ａ／Ｆを増加させる場合には、前記循環手段による前記アノード排気ガスの循環率を減少させ、前記Ａ／Ｆを減少させる場合には、前記循環手段による前記アノード排気ガスの循環率を増加させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記Ａ／Ｆと、前記Ａ／Ｒとの関係を示す関係式または対応マップを備え、前記関係式または対応マップに基づいて、前記Ａ／Ｆに対する前記Ａ／Ｒを求めることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
改質器の温度を測定する改質器温度測定手段を更に備え、
前記制御手段は、
前記Ａ／Ｆ、Ａ／Ｒに基づいて設定された燃料供給量を燃料基本流量とし、空気供給量を空気基本流量とし、循環ガス量を循環ガス基本流量とし、
前記改質器温度測定手段で測定される改質器温度に基づいて、前記燃料基本流量、空気基本流量、及び循環ガス基本流量を補正し、前記燃料供給量、空気供給量、及び循環ガス量が補正後の流量となるように調整することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１】
供給される混合ガスから水素を含む改質ガスを生成する改質器と、
アノード極に前記改質ガスが供給され、カソード極に空気が供給されて発電し、且つ、アノード極に水蒸気が発生する燃料電池と、
前記燃料電池のアノード極より排出されるアノード排気ガスの一部を循環ガスとして前記改質器へ循環させる循環手段と、
燃料供給手段、及び空気供給手段を含み、前記燃料供給手段より送出される燃料と、前記空気供給手段より送出される空気、及び前記循環ガスを混合して混合ガスを生成し、該混合ガスを前記改質器に供給する混合ガス供給手段と、
前記改質器に供給される混合ガスの、水とカーボンの比率であるＳ／Ｃが一定となるように、前記燃料供給手段による燃料の供給量、前記空気供給手段による空気供給量、及び、前記循環手段による循環ガス量を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記燃料電池の出力電力、及び前記改質器の温度に基づいて、前記空気供給手段より供給する空気量と、前記燃料供給手段より供給する燃料量と、の比率であるＡ／Ｆを設定し、
該Ａ／Ｆに基づいて、前記Ｓ／Ｃを一定とした条件下で、前記空気供給手段より供給する空気量と、前記循環手段による循環ガス量と、の比率であるＡ／Ｒを求め、
更に、前記Ａ／Ｆ、及びＡ／Ｒに基づいて、前記燃料供給手段による燃料供給量と、前記空気供給手段による空気供給量と、前記循環手段による循環ガス量と、を設定し、これらの設定となるように、前記燃料供給手段、前記空気供給手段、及び前記循環手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記混合ガス供給手段のＡ／Ｆを調整して、前記Ｓ／Ｃを一定に制御する際に、前記Ａ／Ｆを増加させる場合には、前記循環手段による前記アノード排気ガスの循環率を減少させ、前記Ａ／Ｆを減少させる場合には、前記循環手段による前記アノード排気ガスの循環率を増加させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記Ａ／Ｆと、前記Ａ／Ｒとの関係を示す関係式または対応マップを備え、前記関係式または対応マップに基づいて、前記Ａ／Ｆに対する前記Ａ／Ｒを求めることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
改質器の温度を測定する改質器温度測定手段を更に備え、
前記制御手段は、
前記Ａ／Ｆ、Ａ／Ｒに基づいて設定された燃料供給量を燃料基本流量とし、空気供給量を空気基本流量とし、循環ガス量を循環ガス基本流量とし、
前記改質器温度測定手段で測定される改質器温度に基づいて、前記燃料基本流量、空気基本流量、及び循環ガス基本流量を補正し、前記燃料供給量、空気供給量、及び循環ガス量が補正後の流量となるように調整することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１８５９１０（Ｐ２０１２−１８５９１０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６１５８（Ｐ２０１１−４６１５８）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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