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公開番号2025101100
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023217698
出願日2023-12-25
発明の名称燃料電池システム
出願人愛三工業株式会社
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250630BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料供給を停止したときに燃料電池の内部に酸化剤が流れ込むことを抑制し、燃料電池の内部の酸化劣化を抑制すること。
【解決手段】水素とエアとの供給を受けて発電するFCスタック11を備え、DCDCコンバータを備えない燃料電池システム1は、FCスタック11に水素を供給する水素系21と、水素系21のインジェクタ53を制御する制御装置20とを備える。制御装置20は、FCスタック11が間欠停止するときに、水素系21のエジェクタ54の出口水素圧力を、所定の停止水素圧力より高い水素圧力に低下させるようにインジェクタ53を制御する。また、制御装置20は、出口水素圧力を、停止水素圧力より高い水素圧力に低下させる前に、一旦、停止水素圧力に低下させるようにインジェクタ53を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料と酸化剤との供給を受けて発電する燃料電池を備え、ＤＣＤＣコンバータを備えない燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池に燃料を供給するための燃料供給装置と、
前記燃料供給装置を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池が間欠停止するときに、前記燃料供給装置の出口の燃料圧力を、所定の停止燃料圧力より高い燃料圧力に低下させるように前記燃料供給装置を制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御装置は、前記出口の燃料圧力を、前記停止燃料圧力より高い燃料圧力に低下させる前に、一旦、前記停止燃料圧力に低下させるように前記燃料供給装置を制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の出力電流を測定するための電流計を更に備え、
前記制御装置は、前記出口の燃料圧力を前記停止燃料圧力に低下させてから前記停止燃料圧力より高い燃料圧力に調整するときは、前記電流計の測定値が所定の最適電流値を下回る場合は前記出口の燃料圧力を増加させ、前記電流計の測定値が前記最適電流値を上回る場合は前記出口の燃料圧力を減少させるように前記燃料供給装置を制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御装置は、前記出口の燃料圧力を、一旦、所定時間だけ前記停止燃料圧力に低下させた後、大気圧力より若干高い燃料圧力に変化させるように前記燃料供給装置を制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池に前記酸化剤を供給するための酸化剤供給装置を更に備え、
前記酸化剤供給装置は、前記燃料電池に前記酸化剤を圧送するための圧送機を含み、
前記燃料電池には、前記圧送機から前記酸化剤が直接供給され、前記燃料電池から前記酸化剤が直接排出されるように構成される
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御装置は、前記燃料電池が間欠停止するときに、前記酸化剤の供給を停止するために前記圧送機を停止制御する
ことを特徴とする燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書に開示される技術は、燃料と酸化剤との供給を受けて発電する燃料電池を備えた燃料電子システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される「空冷式燃料電池システム」が知られている。このシステムは、燃料ガス系からの燃料ガスと、酸化剤ガス系からの酸化剤ガスとの供給を受けて発電する燃料電池を備える。このシステムは、燃料電池とバッテリ、インバータ又はモータを備え、ＤＣＤＣコンバータを有しない簡易な燃料電池システムとして構成される。このシステムは、成り行き発電又は酸化剤バルブを閉じる間欠停止（ＦＣ電流を抑える）でバッテリの充電状態を制御するようになっている。そのために、このシステムは、酸化剤が欠乏したときに酸化剤ガスの供給を間欠的に停止する酸化剤バルブを、燃料電池のカソード側入口、出口に設けている。
【０００３】
ここで、ＤＣＤＣコンバータは、ＤＣ（直流）をＤＣ（直流）へ変換する機器であり、システムで使用される電圧を直流で変換するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１８５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載される燃料電池システムでは、燃料電池の間欠停止を行うために、二つの酸化剤バルブを閉じて酸化剤ガスを欠乏させていたが、酸化剤バルブを設けた分だけコストアップにつながっていた。また、燃料電池の間欠停止のために燃料ガスの供給を停止すると、燃料配管内が負圧になり、酸化剤ガスが燃料電池の内部に流れ込んで燃料電池が、特に内部に設けられる触媒等が、酸化劣化する懸念があった。
【０００６】
この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料の供給を停止したときに燃料電池の内部に酸化剤が流れ込むことを抑制し、燃料電池の内部の酸化劣化を抑制することを可能とした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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の技術は、燃料と酸化剤との供給を受けて発電する燃料電池を備え、ＤＣＤＣコンバータを備えない燃料電池システムにおいて、燃料電池に燃料を供給するための燃料供給装置と、燃料供給装置を制御する制御装置とを備え、制御装置は、燃料電池が間欠停止するときに、燃料供給装置の出口の燃料圧力を、所定の停止燃料圧力より高い燃料圧力に低下させるように燃料供給装置を制御することを趣旨とする。
【０００８】
上記技術の構成によれば、制御装置は、燃料電池が間欠停止するとき、すなわち、燃料電池を小電流発電にするときに、燃料供給装置の出口の燃料圧力を、所定の停止燃料圧力より高い燃料圧力に低下させるように燃料供給装置を制御する。従って、燃料電池が間欠停止するときに、出口の燃料圧力が停止燃料圧力にならないので、燃料配管内が負圧になることがない。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、制御装置は、出口の燃料圧力を、停止燃料圧力より高い燃料圧力に低下させる前に、一旦、停止燃料圧力に低下させるように燃料供給装置を制御することを趣旨とする。
【００１０】
上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、制御装置は、出口の燃料圧力を、停止燃料圧力より高い燃料圧力に低下させる前に、一旦、停止燃料圧力に低下させるように燃料供給装置を制御する。従って、出口の燃料圧力を、一旦、停止燃料圧力に低下させるので、出口の燃料圧力が、停止燃料圧力より高い燃料圧力に速やかに調整される。
（【００１１】以降は省略されています）

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