(57)【要約】【課題】簡便に、燃料電池のセル群の温度差を抑制すること。【解決手段】複数のセルを含むセル群を複数有するＳＯＦＣの制御装置であって、各セル群に対応付けて設けられ、セル群の発電出力の第１出力レベルを、第１出力レベルと異なる第２出力レベルの発電出力に変換させるチョッパ３と、複数のセル群の中央に配置されるセル群に対して周囲方向の端部に配置される少なくとも一つのセル群の周囲方向の端部と該セル群の中央部との温度を検出する温度検出部と、温度検出部において検出された周囲方向の端部と中央部の温度に基づいて算出される各セル群間の温度差が所定値より小さくなるように、チョッパ３を制御する制御部５とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを含むセル群を複数有する燃料電池の制御装置であって、
前記セル群に対応付けて設けられ、前記セル群の発電出力の第１出力レベルを、前記第１出力レベルと異なる第２出力レベルの発電出力に変換させる発電出力変換手段と、
複数の前記セル群のうち、中央に配置される前記セル群に対して周囲方向の端部に配置される少なくとも一つの前記セル群における前記周囲方向の端部と該セル群における中央部との温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段において検出された前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値より小さくなるように、前記発電出力変換手段を制御する制御手段と
を具備する燃料電池の制御装置。
【請求項２】
前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値以上であると検出した場合に、
前記制御手段は、温度差が生じている前記セル群間における温度の低い前記セル群の発電出力を温度の高い前記セル群の発電出力より大きくする請求項１に記載の燃料電池の制御装置。
【請求項３】
要求電力値を取得し、前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値以上であると検出した場合に、
前記制御手段は、温度差が生じている前記セル群間において、温度の高い前記セル群の発電出力を温度の低い前記セル群の発電出力より小さくする請求項２に記載の燃料電池の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、複数の前記セル群の中央に配置される前記セル群に対して前記周囲方向の端部に配置される前記セル群を、前記周囲方向の端部に配置される前記セル群以外の前記セル群よりも先に温度が高くなるように発電出力を制御する請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料電池の制御装置。
【請求項５】
前記燃料電池の負荷変動時において、前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値以上であると検出した場合に、
前記制御手段は、温度が低い前記セル群は温度が高い前記セル群より発電出力を上げ、温度が高い前記セル群は温度が低い前記セル群より発電出力を下げるように制御する請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃料電池の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、昇温速度の遅い前記セル群を、昇温速度の速い前記セル群よりも先に温度が高くなるように制御する請求項１から請求項５のいずれかに記載の燃料電池の制御装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の制御装置と、
複数の前記セルを含む複数の前記セル群により構成される前記燃料電池と
を具備する燃料電池システム。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の制御装置と、
複数の前記セルを含む複数の前記セル群により構成される前記燃料電池と、
前記燃料電池から排出されたガスによって駆動する内燃機関と
を具備する複合発電システム。
【請求項９】
複数のセルを含む複数のセル群を複数有する燃料電池の制御方法であって、
前記セル群に対応付けて設けられ、前記セル群の発電出力の第１出力レベルを、前記第１出力レベルと異なる第２出力レベルの発電出力に変換させる第１過程と、
複数の前記セル群のうち、中央に配置される前記セル群に対して周囲方向の端部に配置される少なくとも一つの前記セル群における前記周囲方向の端部と該セル群における中央部との温度を検出する第２過程と、
検出された前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値より小さくなるように、前記第２出力レベルの前記発電出力を制御する第３過程と
を有する燃料電池の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の制御装置、それを備えた燃料電池システム及び複合発電システム並びに燃料電池の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電気化学反応による発電方式を利用した発電装置であり、燃料側の電極である燃料極と、空気（酸化剤）側の電極である空気極と、これらの間にありイオンのみを通す電解質とにより構成されており、電解質の種類によって様々な形式が開発されている。
【０００３】
このうち、例えば、固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：以下「ＳＯＦＣ」と呼ぶ）は、電解質としてジルコニアセラミックスなどのセラミックスが用いられ、都市ガス、天然ガス、石油、メタノール、石炭ガス化ガスなどを燃料として運転される燃料電池である。このＳＯＦＣは、イオン伝導率を高めるために作動温度が約７００〜１０００℃程度と高く、高効率な高温型燃料電池として知られている。このようなＳＯＦＣにおいては、発電室内の温度を検知して制御に反映させることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３４３４０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、燃料電池の発電時は、炉内燃焼による加熱とセルの発電による自己発熱によって発電室が昇温される。発電室内に複数のセル（セル群）を設ける場合、燃料電池を構成する中央領域と周辺領域とにおいて、放熱量や加熱量の違いにより温度差が生じやすい。温度差ができると燃料や空気の分配に偏差が生じ、偏差が大きい場合にはセルが燃料欠乏や空気欠乏となる。また、温度差が生じることで、負荷上げ速度が遅くなったり、燃料電池を構成するメタル部材にも温度差が生じることにより応力が発生したりするなどの問題が生じるため、発電室は管理値内の温度差にする必要があるという課題があった。
【０００６】
例えば、上記特許文献１では、放熱量が多い端部セルの電流密度を高く設定することにより、セル温度を均一化させることや、複数個の集電体の各部の電流量をチョッパ回路等によって個別に制御する技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献１の方法では、電流密度を高くすることにより端部セルの発熱量を多くすることが記載されているものの、燃料電池の温度は負荷等の条件に応じて都度変化するものであり、端部セルの発熱量が一定だと、状況が変化した場合に適切に対応できず必要な発熱量が得られないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、簡便に、燃料電池のセル群の温度差を抑制することができる燃料電池の制御装置、それを備えた燃料電池システム及び複合発電システム並びに燃料電池の制御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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、複数のセルを含むセル群を複数有する燃料電池の制御装置であって、前記セル群に対応付けて設けられ、前記セル群の発電出力の第１出力レベルを、前記第１出力レベルと異なる第２出力レベルの発電出力に変換させる発電出力変換手段と、複数の前記セル群のうち、中央に配置される前記セル群に対して周囲方向の端部に配置される少なくとも一つの前記セル群における前記周囲方向の端部と該セル群における中央部との温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段において検出された前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値より小さくなるように、前記発電出力変換手段を制御する制御手段とを具備する燃料電池の制御装置を提供する。
【０００９】
このような構成によれば、複数のセルを有するセル群を複数有する燃料電池において、複数のセル群の中央に配置されるセル群に対して周囲方向の端部に配置される少なくとも一つのセル群の周囲方向の端部と該セル群における中央部の温度が検出され、検出された周囲方向の端部と中央部の温度に基づいて算出される各セル群間の温度差が所定値より小さくなるように、セル群の発電出力の第１出力レベルが、第１出力レベルと異なる第２出力レベルに変換される。
燃料電池は、周囲が断熱材などで構成されるので周囲方向の端部のセル群は放熱しやすく、中央部分のセル群は放熱しにくく周囲方向の端部のセル群より温度が高くなる。そうすると、発電室内のセル群は、中央部と周囲方向の端部とで放熱量や加熱量の違いにより温度差が生じやすくなる。
【００１０】
本発明によれば、燃料電池の各セル群間に温度差が生じた場合であっても、温度差が所定値より小さくなるように制御されるので、温度差が大きくなることによるセルの燃料欠乏や空気欠乏を防止でき、温度差によって生じる負荷上げ速度が遅くなることや、燃料電池を構成するメタル部材の温度差による応力発生を抑制することができる。また、コスト削減、系統簡素化の理由により、燃料電池の炉内燃焼用の燃料流調機器がセルの数に対して少なく設けられている場合には各セル群間の温度差が生じやすくなることが懸念されるが、電力変換手段によって、温度差が所定値より小さくなるように制御されることにより、温度差を確実に抑制できる。
【００１１】
上記燃料電池の制御装置において、前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値以上であると検出した場合に、前記制御手段は、温度差が生じている前記セル群間における温度の低い前記セル群の発電出力を温度の高い前記セル群の発電出力より大きくすることとしてもよい。
【００１２】
燃料電池の炉内燃焼は高温部で燃焼が集中するが、本発明によれば、温度が低いセル群の発電出力を温度の高いセル群の発電出力より大きくすることにより、温度が低いセル群の電流を増加させて発熱量を上昇させ、温度の高いセル群との温度差を低減させることができるので、炉内燃焼の高温部での燃焼の集中を防ぐことができる。
【００１３】
上記燃料電池の制御装置は、要求電力値を取得し、前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値以上であると検出した場合に、前記制御手段は、温度差が生じている前記セル群間において、温度の高い前記セル群の発電出力を温度の低い前記セル群の発電出力より小さくすることとしてもよい。
【００１４】
電力系統と接続された場合など、要求電力値を取得した場合には、システム全体の発電量が要求電力で決まるが、温度の低いセル群の発電量を上げた分、温度が高いセル群の発電量を下げることにより、システム全体の発電量をバランスさせることができる。
【００１５】
上記燃料電池の制御装置は、前記制御手段は、複数の前記セル群の中央に配置されるセル群に対して周囲方向の端部に配置される前記セル群を、前記周囲方向の端部に配置される前記セル群以外の前記セル群よりも先に温度が高くなるように発電出力を制御することとしてもよい。
【００１６】
例えば、燃料電池の起動時（例えば、７００℃以上）は、複数のセル群の中央に配置されるセル群に対して周囲方向の端部（燃料電池の周囲領域）に設けられるセル群が、周囲方向の端部に設けられるセル群以外のセル群より温度が低いと想定されるので、周囲方向の端部のセル群の発電出力を先に制御することにより、燃料電池の起動にかかる時間を短縮することができる。
【００１７】
上記燃料電池の制御装置は、前記燃料電池の負荷変動時において、前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値以上であると検出した場合に、前記制御手段は、温度が低い前記セル群は温度が高い前記セル群より発電出力を上げ、温度が高い前記セル群は温度が低い前記セル群より発電出力を下げるように制御することとしてもよい。
【００１８】
発電負荷変動時であっても、温度差に応じてセル群の発電出力を上げ下げすることにより、電流を増減させることで発熱量を制御して、簡便に最適出力を得ることができる。
【００１９】
上記燃料電池の制御装置において、前記制御手段は、昇温速度の遅いセル群を昇温速度の速いセル群よりも先に温度が高くなるように制御することとしてもよい。
【００２０】
これにより、昇温速度の遅いセル群と昇温速度の速いセル群との温度差が速やかに縮まるので、燃料電池の発電室の昇温時間が短縮される。
【００２１】
本発明は、上記いずれかに記載の制御装置と、複数の前記セルを含む複数の前記セル群により構成される前記燃料電池とを具備する燃料電池システムを提供する。
【００２２】
本発明は、上記いずれかに記載の制御装置と、複数の前記セルを含む複数の前記セル群により構成される前記燃料電池と、前記燃料電池から排出されたガスによって駆動する内燃機関とを具備する複合発電システムを提供する。
【００２３】
本発明は、複数のセルを含む複数のセル群を複数有する燃料電池の制御方法であって、前記セル群に対応付けて設けられ、前記セル群の発電出力の第１出力レベルを、前記第１出力レベルと異なる第２出力レベルの発電出力に変換させる第１過程と、複数の前記セル群のうち、中央に配置される前記セル群に対して周囲方向の端部に配置される少なくとも一つの前記セル群における前記周囲方向の端部と該セル群における中央部との温度を検出する第２過程と、検出された前記周囲方向の端部と前記中央部との温度に基づいて算出される各前記セル群間の温度差が所定値より小さくなるように、前記第２出力レベルの前記発電出力を制御する第３過程とを有する燃料電池の制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、簡便に、燃料電池のセル群の温度差を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの概略構成を示した図である。
【図２】本発明に係る燃料電池の縦断面図である。
【図３】本発明に係る燃料電池の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係る燃料電池の制御装置、それを備えた燃料電池システム及び複合発電システム並びに燃料電池の制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
図１に示されるように、本実施形態に係る燃料電池システム１は、燃料の供給を受けて発電する複数のセルを含む複数のカートリッジにより構成されるサブモジュール（セル群）８を複数備える燃料電池２と、それぞれのサブモジュール８に対応付けられるチョッパ（発電出力変換手段）３と、制御部５と、インバータ４とを備えている。また、詳細は後述するがチョッパ３と制御部５とサブモジュール８に備えられる温度検出部（温度検出手段）１１ａ，１１ｂ（図２参照）は、制御装置１０を構成している。
【００２８】
この燃料電池２は、電解質としてジルコニアセラミックスなどのセラミックスを用い、都市ガス、天然ガス、石油、メタノール、石炭ガス化ガスなどを燃料として運転（発電）するものであり、イオン伝導率を高めるため、作動温度が約７００〜１０００℃程度と高く設定されている。また、燃料電池２を構成する中央領域と周辺領域とにおいて、放熱量や加熱量の違いにより温度差が生じやすい。温度差ができると燃料や空気の分配に偏差が生じ、偏差が大きい場合にはセルが燃料欠乏や空気欠乏となる。また、温度差が生じることで、負荷上げ速度が遅くなったり、燃料電池を構成するメタル部材にも温度差が生じることにより応力が発生したりするなどの問題が生じるため、発電室は管理値内の温度差にする必要がある。
【００２９】
図２は、本実施形態に係る燃料電池２の縦断面図である。図２に示されるように、本実施形態においては、燃料電池２は、複数のセルを有するカートリッジ７を１６個備えており、４個のカートリッジ７で１個のサブモジュール８を構成し、４個のサブモジュール８によって燃料電池２を構成している。
なお、燃料電池２に備えられるカートリッジ７の個数や、サブモジュール８を構成するカートリッジ７の個数や、燃料電池２を構成するサブモジュール８の個数は、特に限定されるものでない。また、燃料電池２が、複数のセルを含むセル群を複数設けて構成されるようにしてもよい。
【００３０】
各サブモジュール８の上部及び下部（図２参照）には、セルの固定及び燃料、空気を各セルへ分配して供給するためにメタル部材６が設けられている。また、燃料電池２は、複数のサブモジュール８のうち、中央に配置されるサブモジュール８に対して周囲方向の端部に配置される少なくとも一つのサブモジュール８の温度を検出する温度検出部１１ａ，１１ｂを備えており、本実施形態においては、図２における紙面左端と右端のサブモジュール８にそれぞれ温度検出部１１ａ，１１ｂが複数設けられている。以下、特に明記しない場合には、温度検出部は温度検出部１１と示す。
【００３１】
図２に示されるように、温度検出部１１ａは、複数のサブモジュール８の中央に配置されるサブモジュール８に対して周囲方向（燃料電池２の中央から外側へ向かう方向）の端部に配置されるサブモジュール８（例えば、複数のサブモジュール８が１列に並んでいる場合、その両端となるサブモジュール８）における周囲方向の端部のカートリッジ７の上部、中間部、下部の３箇所に設けられ、温度検出部１１ｂは、該端部に配置されるサブモジュール８の中央部のカートリッジ７の上部、中間部、下部の３箇所に設けられることが好ましい。
【００３２】
このように、端部のサブモジュール８の周囲方向の端部に温度検出部１１ａ、及び該サブモジュール８の中央部に温度検出部１１ｂを設けることにより、放熱量が大きく温度が低い周辺部分と放熱量が小さく温度が高い中央部分の温度を計測することができる。また、周囲方向の端部のサブモジュール８の中央部の温度を計測することで、図３に示されるような中央領域におけるサブモジュール８に含まれるセルの温度を算出することができる。なお、温度検出部１１の設けられる位置や個数はこれに限定されない。また、本実施形態においては、温度検出部１１を周囲方向の端部に配置されるサブモジュール８のみに配置されるようにしたが、各サブモジュール８それぞれに温度検出部１１ａ，１１ｂを配置するようにしても良い。
【００３３】
図３は、燃料電池２の斜視図であり、燃料電池２の上面が見えている。図３に示すように、燃料電池２を構成する中央領域と周辺領域とにおいて、放熱量や加熱量の違いによりサブモジュール８間の温度差が生じる。このため、事前に中央領域と周辺領域とにおいて温度分布の情報を計測して計測結果を制御部５等に格納しておくことで、複数のサブモジュール８のうち、中央に配置されるサブモジュール８に対して周囲方向の端部に配置されるサブモジュール８の周囲方向の端部と該サブモジュール８の中央部の温度差（前段で述べた温度検出部１１ａ，１１ｂによる計測値）と、制御部５に格納された温度分布の情報とに基づいて、各カートリッジ７の温度及び燃料電池２全体の温度分布を推定することができる。
【００３４】
チョッパ３は、サブモジュール８に対応付けて設けられ、サブモジュール８の発電出力の第１出力レベルを、第１出力レベルと異なる第２出力レベルの発電出力に変換させる。
なお、本実施形態の燃料電池システム１においては、４個のチョッパ３に対して、１個のインバータ４を備える構成としていたが、インバータ４は、チョッパ３に対してそれぞれ設ける構成としてもよい。
【００３５】
制御部５は、温度検出部１１ａにおいて検出された周囲方向の端部の温度と、温度検出部１１ｂにおいて検出された中央部との温度に基づいて算出される各サブモジュール８間の温度差が所定値より小さくなるように、チョッパ３を制御する。制御部５は、周囲方向の端部と中央部との温度に基づいて算出される各サブモジュール８間の温度差が所定値以上であると検出した場合に、温度差が生じているサブモジュール８間における温度の低いサブモジュール８の発電出力を温度の高いサブモジュール８の発電出力より大きくする。例えば、制御部５は、周辺領域のサブモジュール８の温度が、中央領域のサブモジュール８の温度より所定値以上低いと検出した場合に、周辺領域のサブモジュール８に対応するチョッパ３を制御し、周辺領域のサブモジュール８の電流値（反応）を増加させ、発熱量を増大させる。なお、この制御は、燃料電池２の起動時から定格運転までの期間に適用できる。
【００３６】
また、制御部５は、電力系統等から要求電力値を取得し、周囲方向の端部と中央部との温度に基づいて算出される各サブモジュール８間の温度差が所定値以上であると検出した場合に、温度差が生じているサブモジュール８間において、温度の高いサブモジュール８の発電出力を温度の低いサブモジュール８の発電出力より小さくして、全体の発電量をバランスさせる構成としてもよい。
また、低負荷運転時の炉内燃焼では高温部に燃焼が集中するので、所定値以下となるサブモジュール８においては通常運転時以上に発熱量を増加させるようにチョッパ３を制御することが好ましい。
【００３７】
以下に、本実施形態に係る制御装置１０の作用を説明する。
燃料電池２を起動し、発電する場合における各サブモジュール８の温度分布の計測結果が予め制御部５に格納される。燃料電池２が起動されると、温度検出部１１により計測された温度情報と、制御部５に格納されている温度分布の計測結果とが比較され、燃料電池２の各サブモジュール８の温度が推定され、各サブモジュール８間の温度差が所定値より小さいか否かが判定される。各サブモジュール８間の温度差が所定値より小さいと判定された場合には、チョッパ３による制御は行われず、本処理を終了する。
【００３８】
各サブモジュール８間の温度差が所定値以上であると判定された場合には、温度差が生じているサブモジュール８間における温度の低いサブモジュール８の発電出力が、温度の高いサブモジュール８の発電出力より大きくされる。これにより、温度の低いサブモジュール８で生じる電流値が温度の高いサブモジュール８の電流値より大きくなり、発熱量が増大して、温度の低いサブモジュール８の温度が上昇する。各サブモジュール８間の温度差が所定値より小さくなったと判定された場合には、本処理を終了する。
【００３９】
以上説明してきたように、本実施形態に係る燃料電池２の制御装置１０、それを備えた燃料電池システム１及び複合発電システム並びに燃料電池システム１の制御方法によれば、複数のセルを有するサブモジュール８を複数有する燃料電池２において、複数のサブモジュール８の中央に配置されるサブモジュール８に対して周囲方向の端部に配置される少なくとも一のサブモジュール８の温度が検出され、検出された温度に基づいて算出される各サブモジュール８間の温度差が所定値より小さくなるように、複数のカートリッジ７により構成されるサブモジュール８の発電出力の第１出力レベルを、第１出力レベルと異なる第２出力レベルに変換される。
燃料電池２は、周囲が断熱材などで構成されるので端部（周辺領域）のサブモジュール８またはカートリッジ７は放熱しやすく、端部でない部分（中央領域）のサブモジュール８またはカートリッジ７は、サブモジュール８またはカートリッジ７間に設置される分、放熱しにくく端部のサブモジュール８またはカートリッジ７より温度が高くなる。そうすると、発電室内のサブモジュール８は、中央領域と端部（周辺領域）とで放熱量や加熱量の違いにより温度差が生じやすくなる。
【００４０】
本実施形態によれば、燃料電池２の各サブモジュール８間に温度差が生じた場合であっても、温度差が所定値より小さくなるように制御されるので、温度差が大きくなることによるセルの燃料欠乏や空気欠乏を防止でき、温度差によって生じる負荷上げ速度が遅くなることや、燃料電池２を構成するメタル部材６の温度差による応力発生を抑制することができる。また、コスト削減、系統簡素化の理由により、燃料電池２の炉内燃焼用の燃料流調機器がセルの数に対して少なく設けられている場合には各サブモジュール８間の温度差が生じやすくなることが懸念されるが、チョッパ３によって、温度差が所定値より小さくなるように制御されることにより、温度差を確実に抑制できる。また、起動時（例えば、７００℃以上）においては、温度が低いサブモジュール８を速やかに昇温できるため、燃料電池２の起動にかかる時間を短縮することができる。
【００４１】
なお、本実施形態で示した燃料電池システム１は、燃料電池２のセル群（サブモジュール）間の温度差を抑制できるため、内燃機関（例えば、マイクロガスタービン）と連携させて運転する複合発電システムにおいて好適となる。具体的に、マイクロガスタービンは、圧縮機、燃焼器、タービンを有しており、圧縮機とタービンは、回転軸により一体回転可能に連結されている。燃料電池２から排出された排燃料ガス及び排出空気は燃焼器に導かれ、燃焼器の燃焼ガスによってタービンが駆動される。また、タービンの回転駆動によって同軸に連結された圧縮機が空気を圧縮し、その圧縮空気は燃料電池２に供給され、燃料電池２の発電に利用される。従って、本発明の適用により、燃料電池２のセル群間の温度差を抑制できるため、内燃機関の運転が燃料電池の設定圧力や温度の影響を受けにくくなり、高い効率を保ちながら安定した運転を実現できる。また、内燃機関から燃料電池２へ供給される空気温度および流量の調整が容易となり好適である。
【００４２】
〔変形例１〕
なお、本実施形態で記載した構成に加え、さらに、制御部５は、複数のサブモジュール８の中央に配置されるサブモジュール８に対して周囲方向の端部に設けられるサブモジュール８を、周囲方向の端部に配置されるサブモジュール８以外のサブモジュール８よりも先に温度が高くなるように発電出力を制御することとしてもよい。これにより、端部のサブモジュール温度と端部以外に設けられるサブモジュール温度との温度を均一化させることができ、燃料電池２の起動にかかる時間を短縮できる。
【００４３】
〔変形例２〕
また、制御部５は、昇温速度の遅いサブモジュール８を昇温速度の速いサブモジュール８よりも先に温度が高くなるように制御することとしてもよい。これにより、昇温速度の遅いサブモジュール８と昇温速度の速いサブモジュール８との温度を速やかに均一化させることができ、燃料電池２の起動にかかる時間を短縮できる。
【００４４】
〔変形例３〕
また、制御部５は、燃料電池２の負荷変動時において、周囲方向の端部と中央部との温度に基づいて算出される各サブモジュール８間の温度差が所定値以上であると検出した場合に、温度が低いサブモジュール８は温度が高いサブモジュール８より発電出力を上げ、温度が高いサブモジュール８は温度が低いサブモジュール８より発電出力を下げるように制御するようにしてもよい。
発電負荷変動時であっても、温度差に応じてサブモジュール８の発電出力を上げ下げすることにより、電流を増減させることで発熱量を制御して、簡便に最適出力を得ることができる。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  燃料電池システム
２  燃料電池
３  チョッパ
５  制御部
６  メタル部材
７  カートリッジ
８  サブモジュール
１０  制御装置
１１ａ，１１ｂ  温度検出部
【図１】
2015133205.tif 000003
【図２】
2015133205.tif 000004
【図３】
2015133205.tif 000005