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公開番号2025032679
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023138100
出願日2023-08-28
発明の名称燃料電池システム
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250305BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】要求発電出力に対応しつつ、燃焼部で規定濃度以上の有害物質が発生するのを防止する。
【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池と共に断熱性のケースに収容され、燃料電池からの未利用のオフガスを燃焼させる燃焼部と、燃料電池で発電した電力を消費する電力消費機器と、燃料電池の発電出力が閾値以下である場合、燃料電池が閾値を超える発電出力で発電するように燃料電池を運転制御すると共に燃料電池システムに要求される要求発電出力を超える超過分が消費されるように電力消費機器を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池と共に断熱性のケースに収容され、前記燃料電池からの未利用のオフガスを燃焼させる燃焼部と、
前記燃料電池で発電した電力を消費する電力消費機器と、
前記燃料電池の発電出力が閾値以下である場合、前記燃料電池システムに要求される要求発電出力を超えて前記燃料電池が発電するように前記燃料電池を運転制御すると共に、前記要求発電出力を超える余剰電力が消費されるように前記電力消費機器を制御する制御部と、
を備える燃料電池システム。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記燃料電池の現在の発電出力が低いほど大きくなるように前記余剰電力の目標値である目標余剰電力を設定し、前記要求発電出力に前記目標余剰電力を上乗せした電力に基づいて発電するように前記燃料電池を運転制御すると共に、前記目標余剰電力に基づいて電力を消費するように前記電力消費機器を制御する、
燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記燃焼部の温度を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記燃料電池の現在の発電出力が低いほど高くなるように前記燃焼部の基準温度を設定し、前記検出部により検出される燃焼部の温度と前記基準温度との差分に基づいて前記余剰電力の目標値である目標余剰電力を設定し、前記要求発電出力に前記目標余剰電力を上乗せした電力に基づいて発電するように前記燃料電池を運転制御すると共に、前記目標余剰電力に基づいて電力を消費するように前記電力消費機器を制御する、
燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
前記燃焼部は、ハウジングと、前記ハウジング内にオフガスを供給する供給部と、を有するバーナー式燃焼器である、
燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、燃料電池システムについて開示する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、燃料の着火特性を調整することで有害物質（特にＮＯｘ）の放出を低減するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１９－５０１３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池と燃焼部とを備える燃料電池システムにおいては、燃焼部で燃料電池からのオフガスを燃焼させることで、当該燃料電池の温度を適正温度に維持する。しかし、燃焼部に供給されるオフガスの量が多くなり過ぎると、燃焼部の温度が過剰に上昇し、ＮＯｘといった有害物質が多量に発生するおそれが生じる。特に、例えばバーナーなどのように燃焼部分が一箇所に集約されると、燃焼部が局所的に高温となり、有害物質が発生し易くなる。
【０００５】
本開示の燃料電池システムは、要求発電出力に対応しつつ、燃焼部で規定濃度以上の有害物質が発生するのを防止することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示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。
【０００７】
本開示の燃料電池システムは、燃料電池を備える燃料電池システムであって、前記燃料電池と共に断熱性のケースに収容され、前記燃料電池からの未利用のオフガスを燃焼させる燃焼部と、前記燃料電池で発電した電力を消費する電力消費機器と、前記燃料電池の発電出力が閾値以下である場合、前記燃料電池システムに要求される要求発電出力を超えて前記燃料電池が発電するように前記燃料電池を運転制御すると共に、前記要求発電出力を超える余剰電力が消費されるように前記電力消費機器を制御する制御部と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本開示の燃料電池システムでは、燃料電池の発電出力が閾値以下である場合、要求発電出力を超えて燃料電池が発電するように燃料電池を運転制御すると共に要求発電出力を超える余剰電力が消費されるように電力消費機器を制御する。燃料電池は発電出力が低下すると、燃料利用率（燃料電池に供給した燃料に対する発電に利用された燃料の割合）が低下し、燃焼部に供給されるオフガスの量が多くなる。このため、オフガスの燃焼によって燃焼部の温度が過剰に上昇し、規定濃度以上の有害物質（ＮＯｘ）が発生する場合が生じる。本開示では、燃料電池の発電出力が閾値未満である場合に要求発電出力を超えて燃料電池が発電するように燃料電池を運転制御するから、燃焼部に供給されるオフガスの量を適量にして、燃焼部の過剰な温度上昇を抑制することができる。また、要求発電出力を超える余剰電力は電力消費機器で消費されるから、燃料電池システムから要求発電出力に見合う電力を供給することができる。これらの結果、要求発電出力に対応しつつ、燃焼部で規定濃度以上の有害物質が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態の燃料電池システムの概略構成図である。
改質器と燃焼器とを含むユニットの概略構成図である。
発電制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
目標余剰電力設定処理の一例を示すフローチャートである。
余剰電力基本値設定用マップと目標余剰電力ΔＰの一例を示す説明図である。
燃焼部基準温度設定用マップと温度差αの一例を示す説明図である。
発電電力と燃焼部温度Ｔ７との関係の一例を示す説明図である。
発電電力とＮＯｘ濃度との関係の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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