(57)【要約】【課題】外部環境によらずに従来よりも安定して発電を行うことが可能な燃料電池システムを提供する。【解決手段】温度検出部３０によって検出された発電部１０の温度Ｔ１に基づいて、燃料ポンプ４２による液体燃料の供給量を調整することにより、発電部１０の温度Ｔ１が一定となるような制御を行う。これにより、従来と比べ、例えばクロスオーバー現象を回避したり、外部環境の変動に応じた燃料供給制御が容易となる。また、発電部１０の温度が安定化する。なお、発電部１０の温度Ｔ１に基づいて算出された燃料供給量ＰＰＩＤ（ｓ）と、燃料の利用率に基づいて算出された燃料供給量ＰＥ（ｓ）との両方を考慮して、最終的な燃料供給量Ｐ（ｓ）を決定するようにするのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料および酸化剤ガスの供給により発電を行う発電部と、
前記発電部側へ液体燃料を供給すると共に、この液体燃料の供給量が調節可能となっている燃料供給部と、
前記燃料供給部により供給された液体燃料を気化させることによって、気体燃料を前記発電部へ供給する燃料気化部と、
前記発電部の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された発電部の温度に基づいて、前記燃料供給部による液体燃料の供給量を調整することにより、前記発電部の温度が一定となるように制御する制御部と
を備えた燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記発電部の発電電圧または所定の設定電圧に基づいて、前記発電部におけるエネルギー変換効率を近似的に算出すると共に、算出したこのエネルギー変換効率を用いて、前記液体燃料の供給量を補正する
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記発電部の発電電圧または所定の設定電圧に加え、前記発電部の発電電流をも考慮して、前記発電部におけるエネルギー変換効率を算出する
請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記発電部の発電電流を検出する電流検出部を備え、
前記制御部は、
前記電流検出部により検出された発電電流に基づいて、前記発電部における燃料の利用率を算出すると共に、算出したこの燃料の利用率が一定となるように、前記液体燃料の供給量を算出し、
前記発電部の温度に基づいて算出された第１の燃料供給量と、前記燃料の利用率に基づいて算出された第２の燃料供給量とを考慮して、最終的な液体燃料の供給量を決定する
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１および第２の燃料供給量のうちの一方を選択することにより、前記最終的な液体燃料の供給量を決定する
請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１および第２の燃料供給量のうち、供給量値の小さいほうを選択することにより、前記最終的な液体燃料の供給量を決定する
請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記燃料の利用率の設定値を、定期的に更新する
請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記液体燃料の供給量を、設定温度と検出された発電部の温度との差分の時間積分値および時間微分値に対して比例させることにより、前記発電部の温度が一定となるように制御を行う
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記液体燃料の供給量を、設定温度と検出された発電部の温度との差分値に対して比例させることにより、前記発電部の温度が一定となるように制御を行う
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記液体燃料の供給量を、設定温度と検出された発電部の温度との差分の時間積分値に対して比例させることにより、前記発電部の温度が一定となるように制御を行う
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記制御部は、前記液体燃料の供給量を、設定温度と検出された発電部の温度との差分の時間微分値に対して比例させることにより、前記発電部の温度が一定となるように制御を行う
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記液体燃料を収容する燃料タンクを備えた
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
燃料電池システムを備え、
前記燃料電池システムは、
燃料および酸化剤ガスの供給により発電を行う発電部と、
前記発電部側へ液体燃料を供給すると共に、この液体燃料の供給量が調節可能となっている燃料供給部と、
前記燃料供給部により供給された液体燃料を気化させることによって、気体燃料を前記発電部へ供給する燃料気化部と、
前記発電部の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された発電部の温度に基づいて、前記燃料供給部による液体燃料の供給量を調整することにより、前記発電部の温度が一定となるように制御する制御部とを有する
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタノール等と酸化剤ガス（酸素）との反応により発電を行う燃料電池システムおよびそのような燃料電池システムを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池は、発電効率が高く、有害物質を排出しないため、産業用や家庭用の発電装置として、あるいは人工衛星や宇宙船などの動力源として実用化されてきた。また、近年では、乗用車、バス、トラック等の車両用の動力源としての開発が進んでいる。このような燃料電池は、アルカリ水溶液型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型および直接型メタノールなどの種類に分類される。中でも、ダイレクトメタノール固体高分子電解質型燃料電池（ＤＭＦＣ；Direct Methanol Fuel Cell）は、燃料水素源としてメタノールを用いることによって高エネルギー密度化することができ、また改質器が不要であり小型化が可能であることから、小型携帯用燃料電池向けに研究が進められている。
【０００３】
ＤＭＦＣでは、固体高分子電解質膜を２枚の電極で挟み、一体化させて接合した単位セルであるＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly；膜電極接合体）が使用される。そしてガス拡散電極の一方を燃料電極（負極）とすると共に、その表面に燃料としてのメタノールを供給すると、メタノールが分解されて水素イオン（プロトン）と電子とが生じ、水素イオンが固体高分子電解質膜を透過する。また、ガス拡散電極の他方を酸素電極（正極）とすると共に、その表面に酸化剤ガスとしての空気を供給すると、空気中の酸素と上記水素イオンおよび電子とが結合し、水が生成される。このような電気化学反応により、ＤＭＦＣから起電力が生じるようになっている。
【０００４】
ところで、モバイル用途で用いられる燃料電池では、室内、真冬の屋外、真夏の高温の車内、放熱が困難なバッグの中など、あらゆる環境にて安定に発電動作することが求められている。また、暖かい室内から極寒の屋外へ突然持ち出されるなど、急激な環境変化にも追随することも求められている。このように、燃料電池は、外部環境の温度や湿度によって適切な燃料供給量が異なるため、環境変動に応じたきめ細やかな燃料供給制御（燃料供給量に過不足が生じないような燃料供給制御）が求められている。
【０００５】
ここで、燃料の供給量が過剰になってしまった場合には、余った燃料が酸素電極にまで浸透して、クロスオーバーという現象が生じてしまう。このクロスオーバー現象は、余剰燃料が酸素電極上で直接燃焼してしまう現象であり、燃料の利用効率が低下して無駄となるばかりでなく、温度上昇によってユーザーに火傷を負わせてしまうおそれがある。また、逆に、燃料供給が不足になってしまった場合には、十分な出力を得ることができなくなり、燃料電池に接続された機器への電力供給がストップしてしまう可能性がある。
【０００６】
そこで、従来より、燃料供給量における過不足を抑えることを目的とした燃料供給量の制御方法が、提案されている（例えば特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２２７３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１における燃料供給制御では、電圧や電流に２つの閾値（上限値および下限値）を定め、上限値を超えたら燃料供給を停止する一方、下限値を下回ったら燃料供給を再開するようになっている。この制御方法によれば、定電流発電の際には電圧変動によって、また定電圧発電の際には電流変動によって、燃料供給を制御することができる。
【０００９】
ところが、この制御方法では、例えばクロスオーバー現象が発生した際に、それをより一層悪い状況にしてしまうという問題点があった。具体的には、例えば定電流制御の際に燃料が不足していると、電圧が下がって下限値を下回るが、クロスオーバー現象が生じたときも同様に電圧が下がるため、下限値を下回ってしまう。ここで、前者（燃料不足の場合）では燃料を供給しなければならないが、後者（クロスオーバー現象が生じた場合）では燃料供給を停止しなければならない。しかしながら、従来の燃料供給制御では、単に電圧しか見ていないため、これらの違いを区別できないという問題があった。
【００１０】
なお、上述したＤＭＦＣでは、燃料電極へメタノールを供給する方法として、液体供給型（液体燃料（メタノール水溶液）を、そのまま燃料電極へ供給するもの）と、気化供給型（液体燃料を気化した状態で、燃料電極へ供給するもの）とが提案されている。これらのうち、気化供給型では、液体供給型のような燃料の濃度に応じた燃料供給制御を行うことができず、燃料供給周期（燃料供給ポンプの動作タイミングや、シャッターの開閉タイミングなど）に応じた燃料供給制御となっている。そのため、特に気化供給型のＤＭＦＣでは、燃料供給量における過不足を抑えることにより、外部環境に依存しない安定した発電動作を実現することが望まれていた。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、外部環境によらずに従来よりも安定して発電を行うことが可能な燃料電池システム、およびそのような燃料電池システムを備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の燃料電池システムは、燃料および酸化剤ガスの供給により発電を行う発電部と、発電部側へ液体燃料を供給すると共にこの液体燃料の供給量が調節可能となっている燃料供給部と、この燃料供給部により供給された液体燃料を気化させることによって、気体燃料を発電部へ供給する燃料気化部と、発電部の温度を検出する温度検出部と、この温度検出部により検出された発電部の温度に基づいて燃料供給部による液体燃料の供給量を調整することにより、発電部の温度が一定となるように制御する制御部とを備えたものである。
【００１３】
本発明の電子機器は、上記燃料電池システムを備えたものである。
【００１４】
本発明の燃料電池システムおよび電子機器では、燃料気化部において、燃料供給部により供給された液体燃料が気化されることにより、気体燃料が発電部に供給される。そして発電部では、この気体燃料と酸化剤ガスとの供給により、発電が行われる。また、このような発電に応じた発電部の温度が、温度検出部により検出される。そして、検出された発電部の温度に基づいて、燃料供給部による液体燃料の供給量が調整されることにより、発電部の温度が一定となるように制御がなされる。ここで、燃料供給量と発電部の温度とは、互いに単調増加の関係であるため、従来のような発電電圧、発電電流または発電電力に基づく燃料供給制御と比べ、例えば、クロスオーバー現象を回避したり、外部環境の変動に応じた燃料供給制御が容易となる。また、発電部の温度が一定となるようなフィードバック制御であるため、燃料供給のオン（実行）・オフ（停止）による単純な制御と比べ、発電部の温度が安定化する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の燃料電池システムまたは電子機器によれば、検出された発電部の温度に基づいて、燃料供給部による液体燃料の供給量を調整することにより、発電部の温度が一定となるような制御を行うようにしたので、従来と比べ、例えばクロスオーバー現象を回避したり外部環境の変動に応じた燃料供給制御が容易となると共に、発電部の温度が安定化する。よって、外部環境によらずに従来よりも安定して発電を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池システム（燃料電池システム５）の全体構成を表すものである。燃料電池システム５は、負荷６を駆動するための電力を出力端子Ｔ２，Ｔ３を介して供給するものである。この燃料供給システム５は、燃料電池１と、温度検出部３０と、電流検出部３１と、電圧検出部３２と、昇圧回路３３と、二次電池３４と、制御部３５とから構成されている。
【００１８】
燃料電池１は、発電部１０と、燃料タンク４０と、燃料ポンプ４２とを含んで構成されている。なお、この燃料電池１の詳細構成については、後述する。
【００１９】
発電部１０は、メタノールと酸化剤ガス（例えば、酸素）との反応により発電を行う直接メタノール型の発電部であり、正極（酸素電極）および負極（燃料電極）を有する複数の単位セルを含んで構成されている。なお、この発電部１０の詳細構成については、後述する。
【００２０】
燃料タンク４０は、発電に必要な液体燃料（例えば、メタノールまたはメタノール水溶液）を内蔵するものである。なお、この燃料タンク４０の詳細構成については、後述する。
【００２１】
燃料ポンプ４２は、燃料タンク４０に収容された液体燃料を汲み上げて、発電部１０側へ供給（輸送）するためのポンプであり、燃料の供給量を調節することができるようになっている。また、このような燃料供給ポンプ４２の動作（液体燃料の供給動作）は、後述する制御部３５によって制御されるようになっている。なお、燃料ポンプ４２の詳細構成については、後述する。
【００２２】
温度検出部３０は、発電部１０の温度（具体的には、発電部１０の周辺部または近傍の温度）Ｔ１を検出するものであり、例えばサーミスタなどにより構成されている。
【００２３】
電流検出部３１は、接続ラインＬ１Ｈ上において、発電部１０の正極側と接続点Ｐ１との間に配置されており、発電部１０の発電電流Ｉ１を検出するものである。この電流検出部３１は、例えば抵抗器を含んで構成されている。なお、このような電流検出部３１を、接続ラインＬ１Ｌ上（発電部１０の負極側と接続点Ｐ２との間）に配置するようにしてもよい。
【００２４】
電圧検出部３２は、接続ラインＬ１Ｈ上の接続点Ｐ１と、接続ラインＬ１Ｌ上の接続点Ｐ２との間に配置されており、発電部１０の発電電圧Ｖ１を検出するものである。この電圧検出部３２は、例えば抵抗器を含んで構成されている。
【００２５】
昇圧回路３３は、接続ラインＬ１Ｈ上の接続点Ｐ１と、出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ３との間に配置されており、発電部１０の発電電圧Ｖ１（直流電圧）を昇圧して、直流電圧Ｖ２を生成する電圧変換部である。この昇圧回路３３は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータにより構成されている。
【００２６】
二次電池３４は、出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ３と、接地ラインＬＧ上の接続点Ｐ４との間に配置されており、昇圧回路３３により生成された直流電圧Ｖ２に基づいて蓄電を行うものである。この二次電池３４は、例えばリチウムイオン二次電池などにより構成されている。
【００２７】
制御部３５は、温度検出部３０により検出された発電部の温度（検出温度）Ｔ１と、電流検出部３１により検出された発電電流（検出電流）Ｉ１と、電圧検出部３２により検出された発電電圧（検出電圧）Ｖ１とに基づいて、燃料ポンプ４２による液体燃料の供給量を調整するものである。具体的には、本実施の形態では特に、温度検出部３０により検出された検出温度Ｔ１に基づいて燃料ポンプ４２による液体燃料の供給量を調整することにより、発電部１０の温度が一定（略一定、所定の範囲内）となるように制御を行うようになっている。この制御部３５は、例えばマイクロコンピュータなどにより構成されている。なお、制御部３５の詳細構成および詳細動作については、後述する。
【００２８】
次に、図２〜図４を参照して、燃料電池１の詳細構成について説明する。図２および図３は、燃料電池１内の発電部１０における単位セル１０Ａ〜１０Ｆの構成例を表すものであり、図２は、図３におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面構成に対応する。単位セル１０Ａ〜１０Ｆは、面内方向に例えば３行×２列に配置されると共に、複数の接続部材２０により電気的に直列に接続された平面積層構造とされている。単位セル１０Ｃ，１０Ｆには、接続部材２０の延長部分である端子２０Ａが取り付けられている。また、単位セル１０Ａ〜１０Ｆの下方には、燃料タンク４０と、燃料ポンプ４２と、ノズル４３と、燃料気化部４４とが設けられている。
【００２９】
単位セル１０Ａ〜１０Ｆは、それぞれ、電解質膜１１を間にして対向配置された燃料電極（負極、アノード電極）１２と酸素電極１３（正極、カソード電極）とを有している。
【００３０】
電解質膜１１は、例えば、スルホン酸基（−ＳＯ3 Ｈ）を有するプロトン伝導材料により構成されている。プロトン伝導材料としては、ポリパーフルオロアルキルスルホン酸系プロトン伝導材料（例えば、デュポン社製「Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）」）、ポリイミドスルホン酸などの炭化水素系プロトン伝導材料、またはフラーレン系プロトン伝導材料などが挙げられる。
【００３１】
燃料電極１２および酸素電極１３は、例えば、カーボンペーパーなどよりなる集電体に、白金（Ｐｔ）あるいはルテニウム（Ｒｕ）などの触媒を含む触媒層が形成された構成を有している。触媒層は、例えば、触媒を担持させたカーボンブラックなどの担持体をポリパーフルオロアルキルスルホン酸系プロトン伝導材料などに分散させたものにより構成されている。なお、酸素電極１３には図示しない空気供給ポンプが接続されていてもよいし、接続部材２０に設けられた開口（図示せず）を介して外部と連通し、自然換気により空気すなわち酸素が供給されるようになっていてもよい。
【００３２】
接続部材２０は、二つの平坦部２１，２２の間に屈曲部２３を有し、一方の平坦部２１において一つの単位セル（例えば、１０Ａ）の燃料電極１２に接し、他方の平坦部２２において隣接する単位セル（例えば、１０Ｂ）の酸素電極１３に接しており、隣接する二つの単位セル（例えば、１０Ａ，１０Ｂ）を電気的に直列に接続すると共に、各単位セル１０Ａ〜１０Ｆで発生した電気を集電する集電体としての機能も有している。このような接続部材２０は、例えば、厚みが１５０μｍであり、銅（Ｃｕ），ニッケル（Ｎｉ），チタン（Ｔｉ）またはステンレス鋼（ＳＵＳ）により構成され、金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等でめっきされていてもよい。また、接続部材２０は、燃料電極１２および酸素電極１３に燃料および空気をそれぞれ供給するための開口（図示せず）を有しており、例えば、エキスパンドメタルなどのメッシュ類や、パンチングメタルなどにより構成されている。なお、屈曲部２３は、予め単位セル１０Ａ〜１０Ｆの厚みに合わせて折曲加工されていてもよいし、接続部材２０が厚み２００μｍ以下のメッシュなど柔軟性を有している場合は製造工程においてたわむことにより形成されるようにしてもよい。このような接続部材２０は、例えば、電解質膜１１の周辺部に設けられたＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）あるいはシリコーンゴム等の封止材（図示せず）が接続部材２０にネジ締めされることにより、単位セル１０Ａ〜１０Ｆに接合されている。
【００３３】
燃料タンク４０は、例えば、液体燃料４１の増減によっても内部に気泡などが入らずに体積が変化する容器（例えばビニール袋など）と、この容器を覆う直方体形状のケース（構造体）とにより構成されている。この燃料タンク４０には、その中央付近の上方に、燃料タンク４０内の液体燃料４１を吸引してノズル４３から排出させるための燃料ポンプ４２が設けられている。
【００３４】
燃料ポンプ４２は、例えば、圧電体（図示せず）と、この圧電体を支持するための圧電体支持樹脂部（図示せず）と、燃料タンク４０からノズル４３までを接続する配管としての流路（図示せず）とを含んで構成されている。この燃料ポンプ４２は、例えば図４に示したように、１回の動作当りの燃料供給量または燃料供給周期Δｔの変化に応じて、燃料の供給量を調節することができるようになっている。なお、この燃料ポンプ４２が、本発明における「燃料供給部」の一具体例に対応する。
【００３５】
燃料気化部４４は、燃料ポンプ４２により供給された液体燃料を気化させることによって、気体燃料を発電部１０（各単位セル１０Ａ〜１０Ｆ）へ供給するものである。この燃料気化部４４は、例えばステンレス鋼、アルミニウムなどを含む金属や合金、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などの剛性の高い樹脂材料よりなるプレート（図示せず）上に、燃料の拡散を促進するための拡散部（図示せず）が設けられたものである。拡散部としては、アルミナ、シリカ、酸化チタンなどの無機多孔質材料や樹脂多孔質材料を用いることができる。
【００３６】
ノズル４３は、燃料ポンプ４２の流路（図示せず）によって輸送される燃料の噴出口であり、燃料気化部４４の表面に設けられた拡散部に向けて、燃料を噴出するようになっている。これにより、燃料気化部４４へ輸送された燃料が拡散気化され、発電部１０（各単位セル１０Ａ〜１０Ｆ）に向けて供給される。このノズル４３は、例えば直径０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの口径を有している。
【００３７】
次に、図５を参照して、制御部３５の詳細構成について説明する。図５は、制御部３５の詳細なブロック構成を表したものである。
【００３８】
制御部３５は、減算部（差分算出部）３５０と、ＰＩＤ制御部３５１と、発熱補正部３５２とから構成されている。
【００３９】
減算部３５０は、制御部３５内で予め設定され、あるいは外部から入力された目標温度（設定温度）Ｔｓｖ（ｓ）と、温度検出部３０により検出された発電部１０の温度（検出温度）Ｔ１（Ｔｐｖ（ｓ））との差分値（＝Ｔｓｖ（ｓ）−Ｔｐｖ（ｓ））を求め、この差分値をＰＩＤ制御部３５１へ出力するものである。
【００４０】
ＰＩＤ制御部３５１は、減算部３５０において求められた、目標温度Ｔｓｖ（ｓ）と検出温度Ｔｐｖ（ｓ）との差分値の時間積分値および時間微分値に対して比例させることにより、液体燃料の供給量（所望発熱量Ｈ（ｓ））を算出し、この所望発熱量Ｈ（ｓ）を発熱補正部３５２へ出力するものである。
【００４１】
このＰＩＤ制御部３５１は、具体的には、以下の（１）式および（２）式を用いて、所望発熱量Ｈ（ｓ）を算出するようになっている。
Ｈ（ｓ）＝ＫＰΔＴ（ｓ）＋ＴＩ∫ΔＴ（ｓ）ｄｓ＋ＴＤ｛ｄΔＴ（ｓ）／ｄｓ｝…（１）
ΔＴ（ｓ）＝Ｔｓｖ（ｓ）−Ｔｐｖ（ｓ）                                  …（２）
ここで、
Ｈ（ｓ）      ：所望発熱量
ＫＰ，ＴＩ，ＴＤ：ＰＩＤ定数
Ｔｓｖ（ｓ）  ：目標温度
ΔＴ（ｓ）    ：温度の差分
ｓ            ：時間
【００４２】
発熱補正部３５２は、電圧検出部３２により検出された発電電圧（検出電圧）Ｖ１および電流検出部３１により検出された発電電流（検出電流）Ｉ１に基づいて、発電部１０におけるエネルギー変換効率を算出すると共に、算出したこのエネルギー変換効率を用いて、燃料供給量Ｐ（ｓ）を算出する（ＰＩＤ制御部３５１において算出された液体燃料の供給量を補正する）ものである。この燃料供給量Ｐ（ｓ）の情報は、燃料電池１内の燃料ポンプ４２へ出力されるようになっている。これにより、詳細は後述するが、発電部１０の温度が一定となるようになっている。
【００４３】
この発熱補正部３５２は、具体的には、以下の（３）式および（４）式を用いて、燃料供給量Ｐ（ｓ）を算出するようになっている。なお、本実施の形態では、発電部１０の発電電圧Ｖ１に加えて発電部１０の発電電流Ｉ１をも考慮して、発電部１０におけるエネルギー変換効率ηを算出しているが、燃料の利用率Ｅがほぼ１であるという近似を行うことにより、発電部１０におけるエネルギー変換効率ηを近似的に算出する（η≒ＶＯ／ＶＴ）ようにしてもよい。実際の制御では、このように近似的な算出をしたとしても、制御動作にはほとんど影響がないからである。
Ｐ（ｓ）（＝ＰＰＩＤ（ｓ））＝Ｈ（ｓ）×（１−η）    ……（３）
η＝｛（ＶＯＩＯ）／（ＶＴＩＴ）｝＝（ＶＯ／ＶＴ）×Ｅ  ……（４）
ＩＴ：燃料供給量から見積もられる理論電流値
【００４４】
本実施の形態の燃料電池システム５は、例えば次のようにして製造することができる。
【００４５】
まず、上述した材料よりなる電解質膜１１を、上述した材料よりなる燃料電極１２および酸素電極１３の間に挟んで熱圧着することにより、電解質膜１１に燃料電極１２および酸素電極１３を接合し、単位セル１０Ａ〜１０Ｆを形成する。
【００４６】
次いで、上述した材料よりなる接続部材２０を用意し、図６および図７に示したように、６個の単位セル１０Ａ〜１０Ｆを３行×２列に配置し、接続部材２０により電気的に直列に接続する。なお、電解質膜１１の周辺部には上述した材料よりなる封止材（図示せず）を設け、この封止材を接続部材２０の屈曲部２３にネジ締めにより固定する。
【００４７】
そののち、連結された単位セル１０Ａ〜１０Ｆの燃料電極１２側に、液体燃料４１が収容されると共に燃料ポンプ４２およびノズル４３等が設けられた燃料タンク４０を配設することにより、燃料電池１を形成する。そしてこの燃料電池１に対し、上述した温度検出部３０、電流検出部３１、電圧検出部３２、昇圧回路３３、二次電池３４および制御部３５をそれぞれ、図１に示したように電気的に並列接続して取り付ける。以上により、図１〜図３に示した燃料電池システム５が完成する。
【００４８】
次に、本実施の形態の燃料電池システム５の作用および効果について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
【００４９】
この燃料電池システム５では、燃料タンク４０に収容される液体燃料が、燃料ポンプ４２によって汲み上げられ、流路（図示せず）を通って燃料気化部４４に到達する。この燃料気化部４４では、ノズル４３によって液体燃料が噴出すると、その表面に設けられた拡散部（図示せず）によって広範囲に拡散される。これにより、液体燃料が自然気化され、気体燃料が発電部１０（具体的には、各単位セル１０Ａ〜１０Ｆの燃料電極１２）に供給される。
【００５０】
一方、発電部１０の酸素電極１３へは、自然換気あるいは空気供給ポンプ（図示せず）によって空気（酸素）が供給される。すると、酸素電極１３では、以下の（５）式に示した反応が起こり、水素イオンと電子とが生成される。この水素イオンは電解質膜１１を通って燃料電極１２へ到達し、燃料電極１２では、以下の（６）式に示した反応が起こり、水と二酸化炭素が生成される。よって、燃料電池１全体としては、以下の（７）式に示した反応が生じ、発電が行われる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ → ＣＯ2＋６Ｈ＋＋６ｅ−      ……（５）
６Ｈ＋＋(３／２)Ｏ2＋６ｅ-→ ３Ｈ2Ｏ         ……（６）
ＣＨ3ＯＨ＋(３／２)Ｏ2→ ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ      ……（７）
【００５１】
これにより、液体燃料４１すなわちメタノールの化学エネルギーの一部が電気エネルギーに変換され、接続部材２０により集電されて、発電部１０から電流（発電電流Ｉ１）として取り出される。この発電電流Ｉ１に基づく発電電圧（直流電圧）Ｖ１は、昇圧回路３３によって昇圧（電圧変換）され、直流電圧Ｖ２となる。この直流電圧Ｖ２は、二次電池３４または負荷（例えば、電子機器本体）へ供給される。そして、二次電池３４へ直流電圧Ｖ２が供給された場合、この電圧に基づいて二次電池３４に蓄電がなされる一方、出力端子Ｔ２，Ｔ３を介して負荷６へ直流電圧Ｖ２が供給された場合、負荷６が駆動され、所定の動作がなされる。このとき、燃料ポンプ４２では、制御部３５による制御によって、１回の動作当りの燃料供給量または燃料供給周期Δｔの変化に応じて、燃料の供給量が調節される。
【００５２】
ここで、比較例１に係る従来の燃料供給制御では、上記した燃料供給周期Δｔが、常に一定となっている。この場合、「出力上昇→温度上昇→電解質膜１１の乾燥→出力低下→温度低下→電解質膜１１の湿潤→…」というループが、延々と繰り返えされてしまうことになる。したがって、例えば図８に示したように、燃料供給が一定間隔であるにも関わらず、発電出力や温度が大きく振動してしまうことになる。
【００５３】
また、比較例２に係る従来の燃料供給制御では、定電流発電制御時における発電電圧や、定電圧発電制御時における発電電流に２つの閾値（上限値および下限値）を定め、上限値を超えたら燃料供給を停止する一方、下限値を下回ったら燃料供給を再開するようになっている。ところが、燃料供給量と、発電電圧、発電電流およびそれらの積である発電出力とは、例えば図９に示したように、互いに単調な変化を示さず、燃料供給量の増加に応じて発電電圧等が極大値を持つ山なりの曲線を描くようになっている。したがって、例えば発電電圧が低かった場合、その時点で極大値（閾値）を超えているかどうかを知る術がないため、燃料供給を増やすべきか減らすべきかを、正しく判定することができないのである。具体的には、例えばクロスオーバー現象が発生した際に、それをより一層悪い状況にしてしまうことになる。すなわち、例えば定電流制御の際に燃料が不足していると、電圧が下がって下限値を下回るが、クロスオーバー現象が生じたときも同様に電圧が下がるため、下限値を下回ってしまう。ここで、前者（燃料不足の場合）では燃料を供給しなければならないが、後者（クロスオーバー現象が生じた場合）では燃料供給を停止しなければならない。しかしながら、この比較例２の燃料供給制御では、単に電圧しか見ていないため、これらの違いを区別できないことになる。
【００５４】
これに対して、本実施の形態の燃料電池システム５では、図１および図５に示したように、発電部１０の温度（検出温度）Ｔ１が、温度検出部３０により検出されると共に、この検出温度Ｔ１に基づいて、燃料ポンプ４２による液体燃料の供給量が、制御部３５により調整されるようになっている。ここで、燃料供給量と発電部の温度とは、上記した発電電圧等とは異なり、例えば図１０に示したように互いに単調増加の関係となっている。
【００５５】
これにより、比較例１のような発電電圧等に基づく燃料供給制御と比べ、例えば、クロスオーバー現象を回避したり、外部環境の変動に応じた燃料供給制御が容易となる（例えば図１０中に示したような閾値を定義しやすくなる）。具体的には、検出温度Ｔ１が高すぎるときには、常に燃料供給を少なくすればよく、逆に、検出温度Ｔ１が低すぎるときには、常に燃料供給を増やせばよい。この原則によれば破綻を来す状況が存在しないため、安定性の高い堅牢な発電を続けることが可能となる。
【００５６】
また、燃料電池はそもそも、化学反応によって発電している。燃料電極では燃料の酸化反応が進行し、酸素電極では酸化剤の還元反応が進行している。よって、発電を制御するということは、これらの化学反応そのものを制御することに他ならない。ここで、化学反応速度論によると、化学反応速度を決定するパラメーターは、頻度因子、活性化エネルギーおよび温度である。前者の２つがほぼ定数であることを考えると、燃料電池の化学反応を安定化させるには、温度を安定化させることが重要であることが分かる。したがって、このような観点からも、発電電流を決める根本の制御パラメーターである温度を安定化させることにより、安定な発電が実現されることになる。
【００５７】
ただし、検出温度Ｔ１に基づいて燃料供給を行う際、上限温度を超えたら燃料供給を停止する一方、下限温度を下回ったら燃料供給を再開する、という単純な制御は、好適とは言えない。この場合、バイメタルを用いたサーモスタットによる温度制御と同様に、例えば図１１（Ａ），図１１（Ｂ）に示した比較例３のように、温度が大きく振動してしまう可能性が高い。すなわち、上限温度を超えてから燃料供給を停止したのでは遅すぎ、発電部１０の温度Ｔ１はさらに上昇してしまい、逆に下限温度を下回ってから燃料供給を再開したのでも遅すぎ、発電部１０の温度Ｔ１はさらに低下してしまうことになる。
【００５８】
そこで、本実施の形態の燃料電池システム５では、図５に示したように、ＰＩＤ制御部３５１により、発電部１０の温度が一定となるようなフィードバック制御（具体的には、ＰＩＤ制御）がなされるようになっている。このＰＩＤ制御は、制御量を目標値に迅速に近づけかつ安定化させることができる古典的なフィードバック制御法の１つであり、スムーズに実際の目標値に近づけることを可能とする制御法である。
【００５９】
これにより、例えば図１２（Ａ），図１２（Ｂ）に示したように、発電部１０の温度におけるオーバーシュートおよびアンダーシュートが防止され、上記比較例３で説明した燃料供給のオン（実行）・オフ（停止）による単純な制御と比べ、発電部１０の温度が安定化する。したがって、例えば図１３に示したように、本実施の形態の燃料供給制御により、発電部１０において安定に発電動作がなされることが分かった。
【００６０】
また、例えば図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）に示した実施例では、算出された燃料供給量をそのまま供給するのではなく、計算結果にノイズを加えて発電試験を行っている（ノイズあり→ノイズなし→ノイズあり、と変化させたときの発電結果）。この図１４により、ノイズを加えても発電出力にはほとんど影響がなく、安定に発電が続くことが分かる。燃料供給手段として燃料ポンプを用いる燃料電池システムでは、燃料ポンプの経時劣化や外乱によって噴出量が変化する可能性がある。しかし、図１４に示した結果では、燃料ポンプの噴出量が不意に変化しても、発電が安定に続くことを示している。
【００６１】
また、例えば図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）に示した実施例は、燃料供給量を突然大幅に変化させた場合（ここでは、突然低下させた場合）のものである。この図１５により、燃料供給量を突然大幅に変化させても、ＰＩＤ制御によってその変動をほぼ吸収することが可能であることが分かる。
【００６２】
さらに、例えば図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）に示した実施例は、液体燃料に気泡を混入させた場合のものである。この図１６により、燃料電極に多少の空気が混入した場合であっても、ＰＩＤ制御によってその変動をほぼ吸収することが可能であることが分かる。
【００６３】
以上のように本実施の形態では、温度検出部３０によって検出された発電部１０の温度Ｔ１に基づいて、燃料ポンプ４２による液体燃料の供給量を調整することにより、発電部１０の温度Ｔ１が一定となるような制御を行うようにしたので、従来と比べ、例えばクロスオーバー現象を回避したり外部環境の変動に応じた燃料供給制御が容易となると共に、発電部１０の温度が安定化する。よって、外部環境（例えば、経時劣化や外乱）によらず、従来よりも安定して発電を行うことが可能となる。
【００６４】
具体的には、ＰＩＤ制御部３５１において、液体燃料の供給量を、目標温度Ｔｓｖ（ｓ）と検出温度Ｔ１（Ｔｐｖ（ｓ））との差分値の時間積分値および時間微分値に対して比例させることにより、発電部１０の温度が一定となるように制御を行うようにしたので、上記した効果を得ることが可能となる。
【００６５】
また、発熱補正部３５２において、電圧検出部３２により検出された発電電圧Ｖ１および電流検出部３１により検出された発電電流Ｉ１に基づいて、発電部１０におけるエネルギー変換効率ηを算出すると共に、算出したこのエネルギー変換効率ηを用いて液体燃料の供給量を補正するようにしたので、エネルギー変換効率ηを考慮した燃料供給制御が可能となり、従来よりもさらに安定した発電を行うことが可能となる。
【００６６】
さらに、外部環境に依存しない安定した発電動作が特に望まれていた気化供給型のＤＭＦＣにおいても、燃料供給量における過不足を抑えることにより、従来よりも安定して発電を行うことが可能となる。
【００６７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の燃料電池システムは、図１に示した第１の実施の形態の燃料電池システム５において、制御部３５の代わりに、後述する制御部３６を設けるようにしたものである。なお、第１の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６８】
図１７は、本実施の形態の制御部３６のブロック構成を表したものである。この制御部３６は、減算部（差分算出部）３５０と、ＰＩＤ制御部３５１と、発熱補正部３５２と、利用率制御部３６１と、最小値選択部３６２とから構成されている。すなわち、図５に示した第１の実施の形態の制御部３５において、利用率制御部３６１および最小値選択部３６２をさらに設けるようにしたものである。
【００６９】
利用率制御部３６１は、電流検出部３１により検出された発電電流（検出電流）Ｉ１に基づいて、発電部１０における燃料の利用率Ｅ（＝実際の発電電流値ＩＯ／燃料供給量から見積もられる理論電流値ＩＴ）を算出すると共に、算出したこの燃料の利用率Ｅが維持されるように（一定となるように）、液体燃料の供給量ＰＥ（ｓ）を算出するものである。なお、燃料の利用率Ｅとは、メタノール１分子当りで６ｅ−の電荷が取り出されることから、この関係に基づいて算出された、理論最大電流に対する実測電流（ここでは、検出電流Ｉ１）の比率を意味する。
【００７０】
この利用率制御部３６１は、具体的には、以下の（８）式を用いて、燃料供給量ＰＥ（ｓ）を算出するようになっている。
ＰＥ（ｓ）＝Ｋcell×Ｅｓｖ×Ｉｐｖ（ｓ）  ……（８）
（Ｋcell：比例定数、Ｅｓｖ：利用率の設定値、Ｉｐｖ（ｓ）：現在の発電電流値）
【００７１】
最小値選択部３６２は、ＰＩＤ制御部３５１および発熱補正部３５２において、発電部１０の温度Ｔ１に基づいて算出された燃料供給量ＰＰＩＤ（ｓ）（第１の燃料供給量）と、利用率制御部３６１において、燃料の利用率Ｅに基づいて算出された燃料供給量ＰＥ（ｓ）（第２の燃料供給量）とを考慮して、最終的な燃料供給量Ｐ（ｓ）を決定し、燃料電池１内の燃料ポンプ４２へ供給するものである。具体的には、これら燃料供給量ＰＰＩＤ（ｓ）および燃料供給量ＰＥ（ｓ）のうちの一方を選択することにより、最終的な燃料供給量Ｐ（ｓ）を決定するようになっている。より具体的には、これら燃料供給量ＰＰＩＤ（ｓ）および燃料供給量ＰＥ（ｓ）のうち、供給量値の小さいほうを選択することにより、最終的な燃料供給量Ｐ（ｓ）を決定するようになっている。
【００７２】
なお、最小値選択部３６における選択方式の代わりに、他の選択方式を用いるようにしてもよい。例えば、発電部１０における発電モードの種類などに応じて、燃料供給量ＰＰＩＤ（ｓ）および燃料供給量ＰＥ（ｓ）のうちの一方を選択することにより、最終的な燃料供給量Ｐ（ｓ）を決定するようにしてもよい。
【００７３】
次に、本実施の形態の燃料電池システムの作用および効果について、詳細に説明する。なお、燃料電池システムの基本動作は第１の実施の形態と同様であるので、制御部３６による燃料供給の制御動作についてのみ説明する。
【００７４】
まず、上記した第１の実施の形態の制御部３５では、例えば発電中の燃料電池１を突然冷却した場合などには、例えば図１８に示したように、大きな高発熱現象が生じてしまうことがありうる。これは、目標温度が常に一定であるため、外部から冷却され続けて目標温度に達せない場合には、過剰に燃料供給を行ってクロスオーバーを発生させてでも、目標温度に近づこうとしてしまうからである。すなわち、発電できない状況なのに、それを認識できていないことになる。
【００７５】
そこで、例えば図１９に示した制御部１０６（比較例４）のように、制御部１０６内に上記した利用率制御部３６１を設け、算出した燃料の利用率が一定となるように液体燃料の供給量ＰＥ（ｓ）を調整することが考えられる。これによれば、例えば突然の冷却等が生じた場合でも、環境変化に追随することが可能となると考えられるためである。
【００７６】
この比較例４の燃料供給制御では、例えば図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）に示したように、発電中に発電部１０の周囲に風を流して冷却させた場合（突然の冷却が生じた場合）でも、利用率が下がることなく（約５０％に維持され）、発電が続いていることが分かる。しかしながら、図２０（Ｃ）に示したように、発電部１０の温度が最高で６０℃近くまで上昇し、高温度現象が生じてしまっている。
【００７７】
これに対して、本実施の形態の制御部３６では、ＰＩＤ制御部３５１および発熱補正部３５２において、発電部１０の温度Ｔ１に基づいて算出された燃料供給量ＰＰＩＤ（ｓ）と、利用率制御部３６１において、燃料の利用率に基づいて算出された燃料供給量ＰＥ（ｓ）との両方を考慮して、最終的な燃料供給量Ｐ（ｓ）が決定されるようになっている。すなわち、発熱部１０の温度を一定とするＰＩＤ制御における利点と、発熱部１０の利用率を一定とする利用率制御における利点とが兼用され、お互いの欠点が相殺されるようになっている。
【００７８】
これにより、例えば突然の冷却等が生じた場合に、発電部１０の利用率Ｅが一定となることにより、ＰＩＤ制御の場合の高発熱現象が回避されると共に、発電部１０の温度に上限が設けられるため、利用率制御の場合の高温度現象が回避される。
【００７９】
したがって、例えば図２１（Ａ）〜図２１（Ｄ）に示したように、発電部１０の周りに風を流して冷却させた場合でも、クロスオーバーによる異常発熱が生じず、安全な発電がなされていることが分かる。また、例えば図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）に示したように、発電部１０の底を直接冷却した場合でも、同様にクロスオーバーによる異常発熱が生じず、安全な発電がなされていることが分かる。
【００８０】
以上のように本実施の形態では、ＰＩＤ制御部３５１および発熱補正部３５２において、発電部１０の温度Ｔ１に基づいて算出された燃料供給量ＰＰＩＤ（ｓ）と、利用率制御部３６１において、燃料の利用率Ｅに基づいて算出された燃料供給量ＰＥ（ｓ）との両方を考慮して、最終的な燃料供給量Ｐ（ｓ）を決定するようにしたので、ＰＩＤ制御の場合の高発熱現象や、利用率制御の場合の高温度現象を回避することができる。よって、第１の実施の形態と比べ、さらに様々な外部環境の変化の下でも、安定して発電を行うことが可能となる。
【００８１】
具体的には、最小値選択部３６２において、燃料供給量ＰＰＩＤ（ｓ）および燃料供給量ＰＥ（ｓ）のうちの供給量値の小さいほうを選択することによって、最終的な燃料供給量Ｐ（ｓ）を決定するようにしたので、上記したような効果を得ることが可能となる。
【００８２】
また、ＰＩＤ制御と利用率制御とを組み合わせることにより、発電部１０の温度の上限値（Ｔmax）と、利用率の下限値（Ｅmin）とを規定することができ、様々な外乱に対し、安全でロバストな発電動作を実現することが可能となる。
【００８３】
（第２の実施の形態の変形例）
なお、第２の実施の形態の燃料供給制御（ＰＩＤ制御と利用率制御との組み合わせ）では、利用率Ｅの下限値の設定が不適切である場合、十分な発電出力が得られなかったり、逆に無駄に燃料を消費してしまう可能性がある。なお、利用率Ｅの下限値の設定が不適切である場合とは、具体的には、利用率Ｅの下限値の設定が外部環境等に適合しなかった場合や、燃料供給系の不具合などに起因して、燃料ポンプ４２の一動作当りの燃料供給量が変動してしまった場合などが挙げられる。そこで、燃料の利用率Ｅの設定値（ここでは、下限値）を、制御部３６において、環境に応じて定期的に（ダイナミックに）更新するようにするのが好ましい。具体的には、例えば１０分ごとに燃料を完全消費させると共に、過去１０分間における燃料の利用率Ｅの実力値を、その都度計算するようにする。そして、その計算された利用率Ｅが、次の１０分間においても維持されるよう、利用率Ｅの下限値を自動更新するようにする。
【００８４】
このように構成した場合、例えば図２３（Ａ）〜図２３（Ｆ）に示したように、安全性だけでなく、エネルギー変換効率η（燃費）も最適化することが可能となる。
【００８５】
以上、第１〜第２の実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００８６】
例えば、上記実施の形態等では、液体燃料の供給量を、目標温度Ｔｓｖ（ｓ）と検出温度Ｔｐｖ（ｓ）との差分値の時間積分値および時間微分値に対して比例させることにより、発電部１０の温度が一定となるように制御を行う（ＰＩＤ制御を行う）場合について説明したが、例えば、Ｐ制御やＰＩ制御、ファジー制御、Ｈ∞制御などの他のフィードバック制御を用いて、発電部１０の温度が一定となるように制御を行うようにしてもよい。具体的には、液体燃料の供給量を、目標温度Ｔｓｖ（ｓ）と検出温度Ｔｐｖ（ｓ）との差分値に対して比例させることにより、発電部１０の温度が一定となるように制御を行う（Ｐ制御を行う）ようにしてもよい。また、液体燃料の供給量を、目標温度Ｔｓｖ（ｓ）と検出温度Ｔｐｖ（ｓ）との差分値の時間積分値に対して比例させることにより、発電部１０の温度が一定となるように制御を行う（ＰＩ制御を行う）ようにしてもよい。また、液体燃料の供給量を、目標温度Ｔｓｖ（ｓ）と検出温度Ｔｐｖ（ｓ）との差分値の時間微分値に対して比例させることにより、発電部１０の温度が一定となるように制御を行う（ＰＤ制御を行う）ようにしてもよい。
【００８７】
また、上記実施の形態等では、発熱補正部３５２が、電圧検出部３２により検出された発電電圧（検出電圧）Ｖ１を用いて発電部１０におけるエネルギー変換効率ηを算出する場合について説明したが、そのような発電電圧Ｖ１の代わりに予め設定された所定の電圧（設定電圧）を用いて、発電部１０におけるエネルギー変換効率ηを算出するようにしてもよい。
【００８８】
また、上記実施の形態等では、発電部１０が、互いに電気的に直列接続された６つの単位セルを含む場合について説明したが、単位セルの数はこれには限られない。例えば、発電部１０が１つの単位セルにより構成されていてもよく、また、２以上の任意の複数の単位セルにより構成されていてもよい。
【００８９】
また、上記実施の形態等では、酸素電極１３への空気の供給を自然換気とするようにしたが、ポンプなどを利用して強制的に供給するようにしてもよい。その場合、空気に代えて酸素または酸素を含むガスを供給するようにしてもよい。
【００９０】
また、上記実施の形態等では、液体燃料４１を収容する燃料タンク４０を燃料電池システム５内に内蔵させる場合で説明したが、そのような燃料タンクが、燃料電池システムに対して着脱可能な構成としてもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態等では、ダイレクトメタノール型の燃料電池システムについて説明したが、本発明は、これ以外の種類の燃料電池システムについても適用することが可能である。
【００９２】
本発明の燃料電池システムは、例えば、携帯電話、電子写真機、電子手帳またはＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯型の電子機器に好適に用いることが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池システムの全体構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示した発電部の構成例を表す断面図である。
【図３】図１に示した発電部の構成例を表す平面図である。
【図４】気化型の燃料供給方式の概要を説明するための特性図である。
【図５】図１に示した制御部の詳細構成を説明するためのブロック図である。
【図６】図１に示した発電部の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】図１に示した発電部の製造方法を説明するための平面図である。
【図８】比較例１に係る燃料供給制御による発電特性の一例を表す特性図である。
【図９】比較例２に係る燃料供給制御による発電特性について説明するための模式特性図である。
【図１０】第１の実施の形態に係る燃料供給制御による発電特性の概要について説明するための模式特性図である。
【図１１】比較例３に係る燃料供給制御による発電特性について説明するための模式特性図である。
【図１２】第１の実施の形態に係る燃料供給制御による発電特性の詳細について説明するための模式特性図である。
【図１３】第１の実施の形態に係る燃料供給制御による発電特性の一例を表す特性図である。
【図１４】第１の実施の形態に係る燃料供給制御による発電特性の他の例を表す特性図である。
【図１５】第１の実施の形態に係る燃料供給制御による発電特性の他の例を表す特性図である。
【図１６】第１の実施の形態に係る燃料供給制御による発電特性の他の例を表す特性図である。
【図１７】第２の実施の形態に係る制御部の詳細構成を説明するためのブロック図である。
【図１８】第１の実施の形態に係る燃料供給制御において生じ得る高発熱について説明するための特性図である。
【図１９】比較例４に係る制御部の詳細構成を説明するためのブロック図である。
【図２０】比較例４に係る燃料供給制御による発電特性の一例を表す特性図である。
【図２１】第２の実施の形態に係る燃料供給制御による発電特性の一例を表す特性図である。
【図２２】第２の実施の形態に係る燃料供給制御による発電特性の他の例を表す特性図である。
【図２３】第２の実施の形態の変形例に係る燃料供給制御による発電特性の一例を表す特性図である。
【符号の説明】
【００９４】
１…燃料電池、１０…発電部、１０Ａ〜１０Ｆ…単位セル、１１…電解質膜、１２…燃料電極、１３…酸素電極、２０…接続部材、２０Ａ…端子、３０…温度検出部、３１…電流検出部、３２…電圧検出部、３３…昇圧回路、３４…二次電池、３５，３６…制御部、３５０…減算部（差分算出部）、３５１…ＰＩＤ制御部、３５２…発熱補正部、３６１…利用率制御部、３６２…最小値選択部、４０…燃料タンク、４１…液体燃料、４２…燃料ポンプ、４３…ノズル、４４…燃料気化部、５…燃料電池システム、６…負荷、Ｖ１…発電電圧（検出電圧）、Ｖ２…直流電圧、Ｉ１…発電電流（検出電流）、Ｔ１（Ｔｐｖ（ｓ））…検出温度、Ｔｓｖ（ｓ）…目標温度、Ｈ（ｓ）…所望発熱量、Ｐ（ｓ），ＰＰＩＤ（ｓ），ＰＥ（ｓ）…燃料供給量（燃料噴出量）、Ｐ１〜Ｐ４…接続点、Ｔ２，Ｔ３…出力端子、Ｌ１Ｌ，Ｌ１Ｈ…接続ライン、ＬＯ…出力ライン、ＬＧ…接地ライン、Δｔ…燃料供給周期。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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