(57)【要約】【課題】希釈時のエネルギ消費を良好に削減するとともに、経済的に起動を行うことを可能にする。【解決手段】燃料電池システム１０を構成するコントローラ２１は、アノードガス供給装置１６を介してアノードガス流路３６内の水素の置換を行うアノードガス置換装置８２と、燃料電池スタック１２の運転が停止されているソーク時間を検出するソーク時間検出装置８４と、前記アノードガス置換装置８２による前記水素の置換時に、カソードガス供給装置１４から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間に応じて変更させるカソードガス流量制御装置８６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードガス流路に供給されるカソードガス及びアノードガス流路に供給されるアノードガスの電気化学反応により発電する燃料電池、前記カソードガスを供給するカソードガス供給装置、前記アノードガスを供給するアノードガス供給装置、前記燃料電池の起動時に、前記アノードガス供給装置を介して前記アノードガス流路内の前記アノードガスの置換を行うアノードガス置換装置、及び、前記燃料電池から排出されるアノードオフガスを、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガスと混合して希釈する希釈装置を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池の運転が停止されているソーク時間を検出するソーク時間検出装置と、
前記アノードガス置換装置による前記アノードガスの置換時に、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間に応じて変更させるカソードガス流量制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムにおいて、前記カソードガス流量制御装置は、前記ソーク時間が短くなるのに従って前記カソードガス流量を増加させる制御マップを備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池システムにおいて、前記カソードガス流量制御装置は、ソーク中に前記アノードガス流路を前記カソードガスにより掃気した際、アノードガス置換時の前記カソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最低流量値に設定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１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記カソードガス流量制御装置は、前記ソーク時間が設定時間以上である際、アノードガス置換時の前記カソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最低流量値に設定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記載の燃料電池システムにおいて、前記カソードガス流量制御装置は、前記ソーク時間が短くなるのに従って前記カソードガス流量を減少させる制御マップを備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１又は５記載の燃料電池システムにおいて、前記カソードガス流量制御装置は、ソーク中に前記アノードガス流路を前記カソードガスにより掃気した際、アノードガス置換時の前記カソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最高流量値に設定することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１、５又は６のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記カソードガス流量制御装置は、前記ソーク時間が設定時間以上である際、アノードガス置換時の前記カソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最高流量値に設定することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前回停止時の前記燃料電池内に残存するアノードガス残量を検出する手段と、
前記アノードガス残量に基づいて、アノードガス置換時の前記カソードガス流量を補正する手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、起動時の前記燃料電池の温度を検出する手段と、
前記燃料電池の温度に基づいて、アノードガス置換時の前記カソードガス流量を補正する手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置を備えるとともに、
前記冷却媒体供給装置を構成する水ポンプと、前記カソードガス供給装置を構成するエアポンプとは、同軸駆動されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の燃料電池システムにおいて、前記エアポンプは、一定回転で駆動されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１２】
カソードガス流路に供給されるカソードガス及びアノードガス流路に供給されるアノードガスの電気化学反応により発電する燃料電池、前記カソードガスを供給するカソードガス供給装置、前記アノードガスを供給するアノードガス供給装置、前記燃料電池の起動時に、前記アノードガス供給装置を介して前記アノードガス流路内の前記アノードガスの置換を行うアノードガス置換装置、及び、前記燃料電池から排出されるアノードオフガスを、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガスと混合して希釈する希釈装置を備える燃料電池システムの起動方法であって、
前記燃料電池の運転が停止されているソーク時間を検出する工程と、
前記アノードガス置換装置による前記アノードガスの置換時に、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間に応じて変更させる工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の起動方法において、前記ソーク時間が短くなるのに従って前記カソードガス流量を増加させることを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３記載の起動方法において、ソーク中に前記アノードガス流路を前記カソードガスにより掃気した際、アノードガス置換時の前記カソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最低流量値に設定することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の起動方法において、前記ソーク時間が設定時間以上である際、アノードガス置換時の前記カソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最低流量値に設定することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の起動方法において、前記ソーク時間が短くなるのに従って前記カソードガス流量を減少させることを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項１７】
請求項１２又は１６記載の起動方法において、ソーク中に前記アノードガス流路を前記カソードガスにより掃気した際、アノードガス置換時の前記カソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最高流量値に設定することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項１８】
請求項１２、１６又は１７のいずれか１項に記載の起動方法において、前記ソーク時間が設定時間以上である際、アノードガス置換時の前記カソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最高流量値に設定することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項１９】
請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の起動方法において、前回停止時の前記燃料電池内に残存するアノードガス残量を検出する工程と、
前記アノードガス残量に基づいて、アノードガス置換時の前記カソードガス流量を補正する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項２０】
請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の起動方法において、起動時の前記燃料電池の温度を検出する工程と、
前記燃料電池の温度に基づいて、アノードガス置換時の前記カソードガス流量を補正する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池、カソードガス供給装置、アノードガス供給装置、アノードガス置換装置及び希釈装置を備える燃料電池システム及びその起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、アノードガス（主に水素を含有するガス）及びカソードガス（主に酸素を含有するガス）をアノード側電極及びカソード側電極に供給して電気化学的に反応させることにより、直流の電気エネルギを得るシステムである。
【０００３】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を設けた電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の発電セルは、通常、電解質膜・電極構造体及びセパレータを所定数だけ交互に積層することにより、燃料電池スタックとして、例えば、自動車等の車両に搭載して使用されている。
【０００４】
この種の燃料電池では、発電（運転）が停止されると、前記燃料電池へのアノードガス及びカソードガスの供給が停止されるものの、アノード側電極に前記アノードガスが残存する一方、カソード側電極に前記カソードガスが残存している。このため、燃料電池の停止中に、カソード側から電解質膜を透過したカソードガス（空気）がアノード側に移動し、カソード側電極及びアノード側電極にカソードガスが存在する状態になってしまう。
【０００５】
そこで、長時間の発電停止後も迅速に再起動することが可能な燃料電池装置の起動方法を提供するために、例えば、特許文献１に開示された燃料電池装置の起動方法が知られている。この特許文献１は、燃料電池本体と、この燃料電池本体に必要な水素を吸蔵する水素吸蔵ボンベと、この水素吸蔵ボンベから前記燃料電池本体へ供給する水素の圧力を制御する圧力制御部と、水素の流動を制御する水素制御弁と、前記燃料電池本体に燃料電池の発電に必要な酸素を供給するための送気手段と、この送気手段を制御する制御部と、前記燃料電池のアノード極側に設けられた排出バルブと、前記燃料電池本体からの外部出力を制御するスイッチと、前記燃料電池の出力電圧をモニタし前記排出バルブ及び前記スイッチを制御する制御部で構成される水素密閉式の燃料電池装置の起動方法に関するものである。
【０００６】
そして、燃料電池本体を起動させる際、水素吸蔵ボンベからの水素の流動を制御する水素制御弁を開け、続いて送気手段を制御する制御部からの信号で送気手段より空気を前記燃料電池本体に供給し、続いて排出バルブを開け、燃料電池出力電圧がある一定電圧以上になった後、前記排出バルブを制御する制御部からの信号で前記排出バルブを閉じ、外部出力を開始している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−０９７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記の従来技術では、水素制御弁を開けてアノード極側の圧力を上昇させた後、燃料電池に空気を供給し、続いて排出バルブを開けることで滞留していた反応に不活性なガスを排出している。その際、アノードガスである水素は、直接排出させることができず、カソードガスである空気により希釈しなければならない。
【０００９】
この場合、排出バルブを介して燃料電池から排出される水素量は、ソーク時間の変動等によって異なっている。停止時に化学反応によりアノードガスが消費される他、アウトリークやクロスリーク等によって残留水素量が減少するからである。
【００１０】
しかしながら、上記の従来技術では、燃料電池から排出される水素を希釈するための空気量が、残留水素量の変動に係わらず、希釈に必要とされる最大量に設定されている。これにより、水素を希釈する際に、必要以上の空気量を送ることになり、コンプレッサ（ポンプ）を駆動させるためのエネルギ消費が増大し、省エネに適さないという問題がある。
【００１１】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、希釈時のエネルギ消費を良好に削減するとともに、経済的に起動を行うことが可能な燃料電池システム及びその起動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、カソードガス流路に供給されるカソードガス及びアノードガス流路に供給されるアノードガスの電気化学反応により発電する燃料電池、前記カソードガスを供給するカソードガス供給装置、前記アノードガスを供給するアノードガス供給装置、前記燃料電池の起動時に、前記アノードガス供給装置を介して前記アノードガス流路内の前記アノードガスの置換を行うアノードガス置換装置、及び、前記燃料電池から排出されるアノードオフガスを、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガスと混合して希釈する希釈装置を備える燃料電池システムに関するものである。
【００１３】
この燃料電池システムは、燃料電池の運転が停止されているソーク時間を検出するソーク時間検出装置と、アノードガス置換装置によるアノードガスの置換時に、カソードガス供給装置から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間に応じて変更させるカソードガス流量制御装置とを備えている。
【００１４】
また、カソードガス流量制御装置は、ソーク時間が短くなるのに従ってカソードガス流量を増加させる制御マップを備えることが好ましい。
【００１５】
さらに、カソードガス流量制御装置は、ソーク中にアノードガス流路をカソードガスにより掃気した際、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ（開回路電圧）時に必要な最低流量値に設定することが好ましい。
【００１６】
さらにまた、カソードガス流量制御装置は、ソーク時間が設定時間以上である際、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最低流量値に設定することが好ましい。
【００１７】
また、カソードガス流量制御装置は、ソーク時間が短くなるのに従ってカソードガス流量を減少させる制御マップを備えることが好ましい。
【００１８】
さらに、カソードガス流量制御装置は、ソーク中にアノードガス流路をカソードガスにより掃気した際、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最高流量値に設定することが好ましい。
【００１９】
さらにまた、カソードガス流量制御装置は、ソーク時間が設定時間以上である際、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最高流量値に設定することが好ましい。
【００２０】
また、この燃料電池システムは、前回停止時の燃料電池内に残存するアノードガス残量を検出する手段と、前記アノードガス残量に基づいて、アノードガス置換時のカソードガス流量を補正する手段とを備えることが好ましい。
【００２１】
さらに、この燃料電池システムは、起動時の燃料電池の温度を検出する手段と、前記燃料電池の温度に基づいて、アノードガス置換時のカソードガス流量を補正する手段とを備えることが好ましい。
【００２２】
さらにまた、燃料電池システムは、燃料電池に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置を備えるとともに、前記冷却媒体供給装置を構成する水ポンプと、カソードガス供給装置を構成するエアポンプとは、同軸駆動されることが好ましい。また、エアポンプは、一定回転で駆動されることが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明は、カソードガス流路に供給されるカソードガス及びアノードガス流路に供給されるアノードガスの電気化学反応により発電する燃料電池、前記カソードガスを供給するカソードガス供給装置、前記アノードガスを供給するアノードガス供給装置、前記燃料電池の起動時に、前記アノードガス供給装置を介して前記アノードガス流路内の前記アノードガスの置換を行うアノードガス置換装置、及び、前記燃料電池から排出されるアノードオフガスを、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガスと混合して希釈する希釈装置を備える燃料電池システムの起動方法に関するものである。
【００２４】
この起動方法は、燃料電池の運転が停止されているソーク時間を検出する工程と、アノードガス置換装置によるアノードガスの置換時に、カソードガス供給装置から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間に応じて変更させる工程とを有している。
【００２５】
さらにまた、この起動方法は、ソーク時間が短くなるのに従ってカソードガス流量を増加させることが好ましい。
【００２６】
また、ソーク中にアノードガス流路をカソードガスにより掃気した際、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最低流量値に設定することが好ましい。
【００２７】
さらに、ソーク時間が設定時間以上である際、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最低流量値に設定することが好ましい。
【００２８】
さらにまた、この起動方法は、ソーク時間が短くなるのに従ってカソードガス流量を減少させることが好ましい。
【００２９】
また、ソーク中にアノードガス流路をカソードガスにより掃気した際、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最高流量値に設定することが好ましい。
【００３０】
さらに、ソーク時間が設定時間以上である際、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ時に必要な最高流量値に設定することが好ましい。
【００３１】
さらにまた、この起動方法は、前回停止時の燃料電池内に残存するアノードガス残量を検出する工程と、前記アノードガス残量に基づいて、アノードガス置換時のカソードガス流量を補正する工程とを有することが好ましい。
【００３２】
また、この起動方法は、起動時の燃料電池の温度を検出する工程と、前記燃料電池の温度に基づいて、アノードガス置換時のカソードガス流量を補正する工程とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明では、燃料電池の起動時に、ソーク時間に応じてカソードガス供給装置から供給されるカソードガス流量が変更されるため、前記燃料電池の内部に残存するアノードガス量の変動に応じて希釈可能な前記カソードガス流量が設定されている。
【００３４】
これにより、実際に燃料電池の内部に残存するアノードガスを良好に希釈し得るカソードガス流量に設定されるため、カソードガス供給装置を必要以上に駆動させることがない。従って、エネルギ消費を適切に制御することができ、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る起動方法を実施するための燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】前記起動方法を説明するフローチャートである。
【図３】ソーク時間とエア流量との制御マップである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る起動方法を実施するための燃料電池システムの概略構成図である。
【図５】ソーク時間とエア流量との制御マップである。
【図６】前記起動方法を説明するフローチャートである。
【図７】エア流量補正処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る起動方法を説明するフローチャートである。
【図９】ソーク時間とエア流量との制御マップである。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る起動方法を説明するフローチャートである。
【図１１】ソーク時間とエア流量との制御マップである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る起動方法を実施するための燃料電池システム１０の概略構成図である。
【００３７】
燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１２と、前記燃料電池スタック１２に酸素含有ガス等のカソードガス（以下、単に空気という）を供給するカソードガス供給装置１４と、前記燃料電池スタック１２に水素含有ガス等のアノードガス（以下、単に水素という）を供給するアノードガス供給装置１６と、前記燃料電池スタック１２に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置１８と、前記燃料電池スタック１２から排出されるアノードオフガスを、前記カソードガス供給装置１４から供給される空気と混合して希釈する希釈装置２０と、コントローラ２１とを備える。なお、希釈装置２０には、燃料電池スタック１２から排出されるカソードオフガスが導入されるが、アノードオフガスを希釈するために前記燃料電池スタック１２を迂回して直接空気を導入してもよい。
【００３８】
燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池２２を積層して構成される。各燃料電池２２は、固体高分子電解質膜２４をアノード側電極２６とカソード側電極２８とで挟持した電解質膜・電極構造体３０を備え、前記電解質膜・電極構造体３０を一対のセパレータ３２、３４で挟持する。
【００３９】
セパレータ３２には、アノード側電極２６に水素を供給するアノードガス流路３６が形成されるとともに、セパレータ３４には、カソード側電極２８に空気を供給するカソードガス流路３８が形成される。セパレータ３２、３４間には、温度調整用の冷却媒体流路４０が形成される。
【００４０】
燃料電池スタック１２の一端部には、空気を供給するためのカソードガス入口連通孔４２ａと、水素を供給するためのアノードガス入口連通孔４４ａとが形成される。燃料電池スタック１２の他端部には、空気を排出するためのカソードガス出口連通孔４２ｂと、水素を排出するためのアノードガス出口連通孔４４ｂとが形成される。
【００４１】
燃料電池スタック１２には、さらに純水やエチレングリコール等の冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔４６ａと、前記冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔４６ｂとが形成される。
【００４２】
カソードガス入口連通孔４２ａ及びカソードガス出口連通孔４２ｂは、各燃料電池２２のカソードガス流路３８に連通し、アノードガス入口連通孔４４ａ及びアノードガス出口連通孔４４ｂは、前記各燃料電池２２のアノードガス流路３６に連通する。冷却媒体入口連通孔４６ａ及び冷却媒体出口連通孔４６ｂは、各燃料電池２２の冷却媒体流路４０に連通する。
【００４３】
カソードガス供給装置１４は、大気からの空気を圧縮して供給するエアポンプ５０を備え、前記エアポンプ５０が空気供給通路５２に配設される。空気供給通路５２は、燃料電池スタック１２のカソードガス入口連通孔４２ａに連通する。カソードガス供給装置１４は、カソードガス出口連通孔４２ｂに連通する空気排出通路５４を備える。空気排出通路５４は、パージ弁５６を介して希釈装置２０に接続される。
【００４４】
アノードガス供給装置１６は、高圧水素（水素含有ガス）を貯留する水素タンクを有する水素供給部５８を備え、この水素供給部５８は、水素供給通路６０を介して燃料電池スタック１２のアノードガス入口連通孔４４ａに連通する。水素供給通路６０には、開閉弁６２が設けられるとともに、前記水素供給通路６０と空気供給通路５２とにバイパス通路６４が連結される。このバイパス通路６４には、開閉弁６６が配設される。
【００４５】
アノードガス供給装置１６は、アノードガス出口連通孔４４ｂに連通する水素排出通路６８を備える。水素排出通路６８は、パージ弁７０を介して希釈装置２０に接続される。
【００４６】
冷却媒体供給装置１８は、水ポンプ７２を備え、この水ポンプ７２は、冷却媒体循環通路７４を介して燃料電池スタック１２の冷却媒体入口連通孔４６ａ及び冷却媒体出口連通孔４６ｂに接続される。冷却媒体循環通路７４には、ラジエータ７６が配設される。
【００４７】
カソードガス供給装置１４を構成するエアポンプ５０及び冷却媒体供給装置１８を構成する水ポンプ７２は、単一のモータ７８に同軸的に連結され、同軸駆動される。燃料電池スタック１２には、発電時の電圧及び電流をモニタする電圧・電流モニタ８０が接続される。燃料電池スタック１２は、蓄電装置、例えば、バッテリ８１に接続されるとともに、このバッテリ８１は、モータ７８等に電力を供給可能である。
【００４８】
コントローラ２１は、アノードガス供給装置１６を介してアノードガス流路３６内の水素の置換を行うアノードガス置換装置８２と、燃料電池スタック１２の運転が停止されているソーク時間を検出するソーク時間検出装置８４と、前記アノードガス置換装置８２による前記水素の置換時に、カソードガス供給装置１４から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間に応じて変更させるカソードガス流量制御装置８６と、後述する制御マップ等を記憶する記憶装置８８とを備える。
【００４９】
このように構成される燃料電池システム１０の動作について、図２に示すフローチャートに沿って、以下に説明する。
【００５０】
運転が停止されている（すなわち、ソーク中の）燃料電池システム１０を起動させる際、先ず、ソーク中にアノードガス流路３６に対して空気（カソードガス）による掃気が行われた否かが判断される（ステップＳ１）。ソーク中にカソードガスによる掃気が行われていないと判断されると（ステップＳ１中、ＮＯ）、ステップＳ２に進んで、ソーク時間検出装置８４により、例えば、図示しないタイマを介してソーク時間が算出される。
【００５１】
さらに、ステップＳ３に進んで、算出されたソーク時間から起動時の目標エア流量（カソードガス流量）が算出される。コントローラ２１では、記憶装置８８にソーク時間とエア流量との制御マップが予め記憶されている。
【００５２】
第１の実施形態（第２の実施形態も同様）では、ＯＣＶパージの際、アノードガス流路系（アノードガス入口連通孔４４ａ、アノードガス流路３６及びアノードガス出口連通孔４４ｂ）内のガスを全てアノードガスに入れ替えている。
【００５３】
このため、制御マップでは、図３に示すように、ソーク時間が短くなるのに従ってエア流量を増加させるとともに、このソーク時間が一定時間Ｔ１（数時間）を超えると、前記エア流量は、ＯＣＶ時に必要な最低流量値Ｖ１に設定される。ソーク時間が短いと、アノードガス流路系に残存する水素量が多いため、ＯＣＶパージによるガス入れ替え時に排出される水素量が増大し、エア流量も増大させる必要があるからである。なお、最低流量値Ｖ１は、後述するように、ソーク中に掃気が行われた場合における所定値Ｖ１と同一である。
【００５４】
そこで、ステップＳ３において算出された目標エア流量に基づいて、カソードガス流量制御装置８６は、カソードガス供給装置１４を構成するエアポンプ５０を制御するとともに、アノードガス供給装置１６を構成する水素供給部５８を駆動させる（ステップＳ４）。
【００５５】
アノードガス供給装置１６では、図１に示すように、水素供給部５８から供給される水素が、開閉弁６２の開放作用下に水素供給通路６０を通って燃料電池スタック１２のアノードガス入口連通孔４４ａに供給される。アノードガス入口連通孔４４ａに供給された水素は、アノードガス流路３６に導入されて各燃料電池２２のアノード側電極２６の電極面に沿って移動した後、アノードガス出口連通孔４４ｂに排出される。
【００５６】
従って、燃料電池スタック１２のアノードガス流路系（アノードガス入口連通孔４４ａ、アノードガス流路３６及びアノードガス出口連通孔４４ｂ）の残存ガス（水素を含む）は、新たな水素に置換される。この残存ガス及び新たな水素（アノードオフガス）は、パージ弁７０の開放作用下に水素排出通路６８を介して希釈装置２０に導入される。
【００５７】
一方、カソードガス供給装置１４では、バッテリ８１からの電力によりモータ７８が回転され、エアポンプ５０が駆動を開始する。このエアポンプ５０から供給される圧縮空気は、空気供給通路５２を介して燃料電池スタック１２のカソードガス入口連通孔４２ａに供給される。
【００５８】
燃料電池スタック１２を構成する各燃料電池２２では、カソードガス入口連通孔４２ａに供給された空気は、カソードガス流路３８に導入されてカソード側電極２８の電極面に沿って移動した後、カソードガス出口連通孔４２ｂに排出される。そして、この空気（カソードオフガス）は、パージ弁５６の開放作用下に空気排出通路５４を通って、希釈装置２０に導入される。
【００５９】
この場合、第１の実施形態では、図３に示すように、ソーク時間とエア流量との関係が予め設定された制御マップを有しており、この制御マップに沿って、起動時における目標エア流量が設定されている。
【００６０】
その際、燃料電池スタック１２内では、ソーク時間が長くなると、化学反応によって水素が消耗されるとともに、アウトリークやクロスリーク等によって残存水素量が減少する。従って、ソーク時間が長くなるのに従って、起動時のエア流量を減少させることにより、実際に燃料電池スタック１２の内部に残存する水素を十分に希釈し得る適正量のエア流量が設定される。
【００６１】
このため、カソードガス供給装置１４を構成するエアポンプ５０を必要以上に駆動させることがない。これにより、エアポンプ５０を駆動するためのモータ７８に供給される電力が削減され、バッテリ８１のエネルギ消費を適切に制御することができ、経済的であるという効果が得られる。
【００６２】
なお、冷却媒体供給装置１８では、モータ７８の回転作用下に、水ポンプ７２がエアポンプ５０と同軸駆動される。水ポンプ７２を介して冷却媒体循環通路７４に供給された冷却媒体は、燃料電池スタック１２の冷却媒体入口連通孔４６ａから冷却媒体流路４０に導入される。冷却媒体は、各燃料電池２２を冷却した後、冷却媒体出口連通孔４６ｂから冷却媒体循環通路７４に排出される。
【００６３】
次いで、ステップＳ５に進んで、燃料電池スタック１２のＯＣＶが、電圧・電流モニタ８０を介して検出される。この電圧・電流モニタ８０により検出されたＯＣＶが設定値に至る際に、及び／又は燃料電池スタック１２の起動から所定時間経過した際に、前記燃料電池スタック１２の起動が完了したと判断される（ステップＳ６中、ＹＥＳ）。
【００６４】
一方、ステップＳ１において、ソーク中にアノードガス流路３６が空気により掃気されたと判断されると（ステップＳ１中、ＹＥＳ）、ステップＳ７に進んで、起動時の目標エア流量が所定値Ｖ１、すなわち、ＯＣＶ用の最低流量値Ｖ１に設定される。
【００６５】
ここで、アノードガス流路３６の空気による掃気は、開閉弁６２が閉塞される一方、開閉弁６６が開放されるとともに、パージ弁５６が閉塞される一方、パージ弁７０が開放される。この状態で、モータ７８を介してエアポンプ５０が駆動されると、外部空気は、空気供給通路５２からバイパス通路６４を通って、燃料電池スタック１２のアノードガス入口連通孔４４ａに供給される。このアノードガス入口連通孔４４ａから水素供給通路６０に供給された空気は、燃料電池スタック１２のアノードガス流路系に残存するガスを水素排出通路６８から希釈装置２０に排出する。
【００６６】
上記のように、アノードガス流路系が空気により掃気されるため、ステップＳ４におけるアノードガス置換時には、アノードガス流路系に残存する水素量が大幅に減少する。従って、少なくともＯＣＶチェック用の最低流量値Ｖ１のエア量だけを供給すればよく、エネルギ消費が有効に削減されるという利点がある。
【００６７】
また、第１の実施形態では、エアポンプ５０と水ポンプ７２とが、モータ７８を介して同軸駆動される。このため、例えば、ソーク時間が長く、エアポンプ５０の回転数が低下している場合には、水ポンプ７２の回転数も低下し、冷却媒体の流量が減少して燃料電池スタック１２の暖機が促進されるという利点がある。
【００６８】
さらに、エアポンプ５０は、回転数が一定に維持されるため、例えば、燃料電池スタック１２の発電前に前記エアポンプ５０の回転数が変動することによる騒音等を有効に低減することが可能になる。
【００６９】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る起動方法を実施するための燃料電池システム９０の概略構成図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池システム１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
燃料電池システム９０は、コントローラ９２を備える。このコントローラ９２は、前回停止時の燃料電池スタック１２の内部に残存する水素残量を検出する水素残量検出手段９４と、前記水素残量に基づいて制御マップ（エア流量）を補正する第１エア流量補正手段９６と、起動時の前記燃料電池スタック１２の温度を検出する燃料電池温度検出手段９８と、前記燃料電池スタック１２の温度に基づいて制御マップ（エア流量）を補正する第２エア流量補正手段１００とをさらに備える。なお、第１エア流量補正手段９６と第２エア流量補正手段１００とは、単一の手段で構成してもよい。
【００７１】
第１及び第２エア流量補正手段９６、１００は、図５に示すように、予め設定されているエア流量とソーク時間との一次関数を、エア流量を増加させる方向（傾斜線Ｌ１参照）、又はエア流量を減少させる方向（傾斜線Ｌ２参照）に補正する。
【００７２】
水素残量検出手段９４は、燃料電池スタック１２内の残留水素の圧力等によって水素残量を検出するとともに、燃料電池温度検出手段９８は、前記燃料電池スタック１２の温度を温度センサ等によって検出する。なお、燃料電池スタック１２の温度は、冷却媒体の温度、水素の温度、又は空気の温度から検出することができる他、前記燃料電池スタック１２自体の温度を直接検出してもよい。
【００７３】
このように構成される第２の実施形態の動作について、図６に示すフローチャートに沿って以下に説明する。
【００７４】
先ず、ステップＳ１１〜ステップＳ１３が、第１の実施形態のステップＳ１〜ステップＳ３と同様に行われた後、ステップＳ１４に進んで、エア流量の補正処理が行われる。
【００７５】
このエア流量補正処理では、図７に示すように、前回停止時の燃料電池スタック１２内に残存する水素残量を検出し（ステップＳ２１）、この検出された水素残量に基づいて、図５に示すエア流量の補正が行われる（ステップＳ２２）。すなわち、水素残量が多い程、エア流量を増加する必要があり、例えば、傾斜線Ｌ１側にエア流量の補正が行われる。
【００７６】
さらに、ステップＳ２３に進んで、起動時の燃料電池スタック１２の温度が検出され、この検出温度に基づいてエア流量の補正が行われる（ステップＳ２４）。ここで、起動時の燃料電池スタック１２の温度が高い程、前記燃料電池スタック１２を通過したときの空気の体積が増加する。このため、起動時の燃料電池スタック１２の温度が高い場合には、エアポンプ５０から導出されるエア流量を減少させるように、例えば、図５中、傾斜線Ｌ２側にエア流量の補正が行われる。
【００７７】
なお、エア流量補正処理は、上記の処理の他、停止時の燃料電池スタック１２の温度やソーク中の温度変化等からエア流量を補正してもよい。上記のエア流量補正処理が行われた後、ステップＳ１５〜ステップＳ１８が、第１の実施形態のステップＳ４〜ステップＳ７と同様に行われる。
【００７８】
これにより、第２の実施形態では、水素残量や燃料電池スタック１２の温度等に基づいて、エアポンプ５０の高精度な制御が遂行される。従って、水素希釈のためのエネルギ消費が有効に削減されるとともに、確実な希釈処理が遂行されるという効果が得られる。
【００７９】
次いで、本発明の第３の実施形態に係る起動方法について、図８に示すフローチャートに沿って以下に説明する。なお、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、燃料電池システム１０が使用される。
【００８０】
先ず、ステップＳ２１及びステップＳ２２が行われた後、ステップＳ２３に進んで、算出されたソーク時間から起動時目標ＯＣＶパージ量が算出される。そして、算出された起動時目標ＯＣＶパージ量から起動時目標エア流量が算出される（ステップＳ２４）。
【００８１】
その際、ソーク時間と起動時目標ＯＣＶパージ量との制御マップは、コントローラ２１に予め記憶されている。この制御マップでは、図９に示すように、ソーク時間が短くなるのに従ってエア流量を減少させるとともに、このソーク時間が一定時間Ｔ２（数時間）を超えると、前記エア流量は、ＯＣＶ時に必要な最高流量値Ｖ２に設定される。ソーク時間が短いと、アノードガス流路系内の水素濃度が比較的高いため、ＯＣＶパージで置換する水素量が少量となり、エア流量も少量でよいからである。なお、最大流量値Ｖ２は、ソーク中に掃気が行われた場合における所定値Ｖ２と同一である。
【００８２】
さらに、ステップＳ２５〜ステップＳ２８が、第１の実施形態のステップＳ４〜ステップＳ７と同様に行われる。
【００８３】
従って、第３の実施形態では、アノードガス流路系に残存する水素量に応じてエア流量が制御されるため、エネルギ消費が有効に削減される等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８４】
次に、本発明の第４の実施形態に係る起動方法について、図１０に示すフローチャートに沿って以下に説明する。なお、第４の実施形態では、第２の実施形態と同様に、燃料電池システム９０が使用される。
【００８５】
先ず、ステップＳ３１〜ステップＳ３４が、第３の実施形態のステップＳ２１〜ステップＳ２４と同様に行われた後、ステップＳ３５に進んで、エア流量の補正処理が行われる（図１１参照）。
【００８６】
これにより、第４の実施形態では、水素希釈のためのエネルギ消費が有効に削減されるとともに、確実な希釈処理が遂行される等、上記の第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００８７】
１０、９０…燃料電池システム          １２…燃料電池スタック
１４…カソードガス供給装置            １６…アノードガス供給装置
１８…冷却媒体供給装置                ２０…希釈装置
２１、９２…コントローラ              ２２…燃料電池
２４…固体高分子電解質膜              ２６…アノード側電極
２８…カソード側電極                  ３０…電解質膜・電極構造体
３２、３４…セパレータ                ３６…アノードガス流路
３８…カソードガス流路                ４０…冷却媒体流路
５０…エアポンプ                      ５６、７０…パージ弁
５８…水素供給部                      ７２…水ポンプ
７８…モータ                          ８１…バッテリ
８２…アノードガス置換装置            ８４…ソーク時間検出装置
８６…アノードガス流量制御装置        ８８…記憶装置
９４…水素残量検出手段                ９６、１００…エア流量補正手段
９８…燃料電池温度検出手段
【図１】
2010177210.tif 000003
【図２】
2010177210.tif 000004
【図３】
2010177210.tif 000005
【図４】
2010177210.tif 000006
【図５】
2010177210.tif 000007
【図６】
2010177210.tif 000008
【図７】
2010177210.tif 000009
【図８】
2010177210.tif 000010
【図９】
2010177210.tif 000011
【図１０】
2010177210.tif 000012
【図１１】
2010177210.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月26日(2010.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この燃料電池システムは、燃料電池の運転が停止されているソーク時間を検出するソーク時間検出装置と、アノードガス置換装置によるアノードガスを用いたアノードガス置換時に、カソードガス供給装置から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間が短くなるのに従って減少させる制御マップを備えるカソードガス流量制御装置とを備えている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、カソードガス流量制御装置は、ソーク中にアノードガス流路をカソードガスにより掃気した際、ソーク時間に関わらず、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ（開回路電圧）測定時に必要な最高流量値に設定することが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、この燃料電池システムは、前回停止時の燃料電池内に残存するアノードガス残量を検出する手段と、前記アノードガス残量に基づいて、アノードガス置換時のカソードガス流量を増加させる方向又は減少させる方向に補正する手段とを備えることが好ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
さらに、この燃料電池システムは、起動時の燃料電池の温度を検出する手段と、前記燃料電池の温度に基づいて、アノードガス置換時のカソードガス流量を増加させる方向又は減少させる方向に補正する手段とを備えることが好ましい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
この起動方法は、燃料電池の運転が停止されているソーク時間を検出する工程と、アノードガス置換装置によるアノードガスを用いたアノードガス置換時に、カソードガス供給装置から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間が短くなるのに従って減少させる工程とを有している。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、ソーク中にアノードガス流路をカソードガスにより掃気した際、ソーク時間に関わらず、アノードガス置換時のカソードガス流量をＯＣＶ測定時に必要な最高流量値に設定することが好ましい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
さらにまた、この起動方法は、前回停止時の燃料電池内に残存するアノードガス残量を検出する工程と、前記アノードガス残量に基づいて、アノードガス置換時のカソードガス流量を増加させる方向又は減少させる方向に補正する工程とを有することが好ましい。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、この起動方法は、起動時の燃料電池の温度を検出する工程と、前記燃料電池の温度に基づいて、アノードガス置換時のカソードガス流量を増加させる方向又は減少させる方向に補正する工程とを有することが好ましい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る起動方法を実施するための燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】本発明に関連する起動方法を説明するフローチャートである。
【図３】ソーク時間とエア流量との制御マップである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る起動方法を実施するための燃料電池システムの概略構成図である。
【図５】ソーク時間とエア流量との制御マップである。
【図６】本発明に関連する起動方法を説明するフローチャートである。
【図７】エア流量補正処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る起動方法を説明するフローチャートである。
【図９】ソーク時間とエア流量との制御マップである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る起動方法を説明するフローチャートである。
【図１１】ソーク時間とエア流量との制御マップである。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
このように構成される燃料電池システム１０において、本発明に関連する起動方法について、図２に示すフローチャートに沿って、以下に説明する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
この起動方法では、ＯＣＶパージの際、アノードガス流路系（アノードガス入口連通孔４４ａ、アノードガス流路３６及びアノードガス出口連通孔４４ｂ）内のガスを全てアノードガスに入れ替えている。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
この場合、本発明に関連する起動方法では、図３に示すように、ソーク時間とエア流量との関係が予め設定された制御マップを有しており、この制御マップに沿って、起動時における目標エア流量が設定されている。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
また、エアポンプ５０と水ポンプ７２とが、モータ７８を介して同軸駆動される。このため、例えば、ソーク時間が長く、エアポンプ５０の回転数が低下している場合には、水ポンプ７２の回転数も低下し、冷却媒体の流量が減少して燃料電池スタック１２の暖機が促進されるという利点がある。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
このように構成される第２の実施形態において、本発明に関連する起動方法について、図６に示すフローチャートに沿って以下に説明する。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
先ず、ステップＳ１１〜ステップＳ１３が、上記のステップＳ１〜ステップＳ３と同様に行われた後、ステップＳ１４に進んで、エア流量の補正処理が行われる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
なお、エア流量補正処理は、上記の処理の他、停止時の燃料電池スタック１２の温度やソーク中の温度変化等からエア流量を補正してもよい。上記のエア流量補正処理が行われた後、ステップＳ１５〜ステップＳ１８が、上記のステップＳ４〜ステップＳ７と同様に行われる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
これにより、水素残量や燃料電池スタック１２の温度等に基づいて、エアポンプ５０の高精度な制御が遂行される。従って、水素希釈のためのエネルギ消費が有効に削減されるとともに、確実な希釈処理が遂行されるという効果が得られる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
次いで、本発明の第１の実施形態に係る起動方法について、図８に示すフローチャートに沿って以下に説明する。なお、第１の実施形態では、燃料電池システム１０が使用される。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
さらに、ステップＳ２５〜ステップＳ２８が、ステップＳ４〜ステップＳ７と同様に行われる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
従って、第１の実施形態では、アノードガス流路系に残存する水素量に応じてエア流量が制御されるため、エネルギ消費が有効に削減される等、上記と同様の効果が得られる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る起動方法について、図１０に示すフローチャートに沿って以下に説明する。なお、第２の実施形態では、燃料電池システム９０が使用される。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
先ず、ステップＳ３１〜ステップＳ３４が、第１の実施形態のステップＳ２１〜ステップＳ２４と同様に行われた後、ステップＳ３５に進んで、エア流量の補正処理が行われる（図１１参照）。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
これにより、第２の実施形態では、水素希釈のためのエネルギ消費が有効に削減されるとともに、確実な希釈処理が遂行される等、上記と同様の効果が得られる。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードガス流路に供給されるカソードガス及びアノードガス流路に供給されるアノードガスの電気化学反応により発電する燃料電池、前記カソードガスを供給するカソードガス供給装置、前記アノードガスを供給するアノードガス供給装置、前記燃料電池の起動時に、前記アノードガス供給装置を介して前記アノードガス流路内の前記アノードガスの置換を行うアノードガス置換装置、及び、前記燃料電池から排出されるアノードオフガスを、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガスと混合して希釈する希釈装置を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池の運転が停止されているソーク時間を検出するソーク時間検出装置と、
前記アノードガス置換装置による前記アノードガスを用いたアノードガス置換時に、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間が短くなるのに従って減少させる制御マップを備えるカソードガス流量制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムにおいて、前記カソードガス流量制御装置は、ソーク中に前記アノードガス流路を前記カソードガスにより掃気した際、前記ソーク時間に関わらず、アノードガス置換時の前記カソードガス流量を、ＯＣＶ測定時に必要な最高流量値に設定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１又は２記載の燃料電池システムにおいて、前回停止時の前記燃料電池内に残存するアノードガス残量を検出する手段と、
前記アノードガス残量に基づいて、アノードガス置換時の前記カソードガス流量を増加させる方向又は減少させる方向に補正する手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、起動時の前記燃料電池の温度を検出する手段と、
前記燃料電池の温度に基づいて、アノードガス置換時の前記カソードガス流量を増加させる方向又は減少させる方向に補正する手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置を備えるとともに、
前記冷却媒体供給装置を構成する水ポンプと、前記カソードガス供給装置を構成するエアポンプとは、同軸駆動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記載の燃料電池システムにおいて、前記エアポンプは、一定回転で駆動されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
カソードガス流路に供給されるカソードガス及びアノードガス流路に供給されるアノードガスの電気化学反応により発電する燃料電池、前記カソードガスを供給するカソードガス供給装置、前記アノードガスを供給するアノードガス供給装置、前記燃料電池の起動時に、前記アノードガス供給装置を介して前記アノードガス流路内の前記アノードガスの置換を行うアノードガス置換装置、及び、前記燃料電池から排出されるアノードオフガスを、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガスと混合して希釈する希釈装置を備える燃料電池システムの起動方法であって、
前記燃料電池の運転が停止されているソーク時間を検出する工程と、
前記アノードガス置換装置による前記アノードガスを用いたアノードガス置換時に、前記カソードガス供給装置から供給されるカソードガス流量を、前記ソーク時間が短くなるのに従って減少させる工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項８】
請求項７記載の起動方法において、ソーク中に前記アノードガス流路を前記カソードガスにより掃気した際、前記ソーク時間に関わらず、アノードガス置換時の前記カソードガス流量をＯＣＶ測定時に必要な最高流量値に設定することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の起動方法において、前回停止時の前記燃料電池内に残存するアノードガス残量を検出する工程と、
前記アノードガス残量に基づいて、アノードガス置換時の前記カソードガス流量を増加させる方向又は減少させる方向に補正する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の起動方法において、起動時の前記燃料電池の温度を検出する工程と、
前記燃料電池の温度に基づいて、アノードガス置換時の前記カソードガス流量を増加させる方向又は減少させる方向に補正する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。