(57)【要約】【課題】応答遅れがなく、かつ、燃料電池内の生成水による不具合をなくすことができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池システム１は、燃料電池１０への要求出力に応じて、燃料電池システム１を通過する流体のパラメータのうち少なくとも１つを制御する。燃料電池システム１は、燃料電池１０内の生成水の影響を考慮して、上記パラメータの少なくとも１つを制御する。【選択図】図１
2008243829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池への要求出力に応じて、燃料電池システムを通過する流体のパラメータのうち少なくとも１つを制御する燃料電池システムの運転方法において、
前記燃料電池内の生成水の影響を考慮して、前記パラメータの少なくとも１つを制御することを特徴とする、燃料電池システムの運転方法。
【請求項２】
前記パラメータとして前記燃料電池に供給される燃料ガス中の水蒸気量を制御する、請求項１に記載の燃料電池システムの運転方法。
【請求項３】
前記パラメータとして前記燃料電池に供給される酸素の圧力を制御する、請求項１に記載の燃料電池システムの運転方法。
【請求項４】
前記燃料電池システムは補助電池を有する、請求項１に記載の燃料電池システムの運転方法。
【請求項５】
前記燃料電池システムは、水蒸気改質と部分酸化改質とを利用する改質器を含む、請求項１に記載の燃料電池システムの運転方法。
【請求項６】
前記燃料電池への要求出力に応じて水蒸気改質と部分酸化改質との比率を制御する、請求項５に記載の燃料電池システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を含む燃料電池システムの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料が有しているエネルギーを電気エネルギーに変換する装置として燃料電池が知られている。燃料電池は、通常、電解質を挟むように配置された一対の電極を有している。一対の電極のうち一方の電極の表面に水素の反応ガス（燃料ガス）を接触させ、一対の電極のうち他方の電極の表面に酸素を含有する空気を接触させることにより、電気化学反応が発生する。燃料電池は、この電気化学反応を利用して、電極間から電気エネルギーを取り出すものである。
【０００３】
特許文献１は、燃料電池の目標出力を設定し、その出力を達成するように燃料ガスと酸素とを燃料電池に供給することを開示している。
特許文献２は、燃料電池の改質器への原料ガス供給量や投入熱量を燃料電池運転条件（平均出力）に応じて制御することを開示している。
【０００４】
特許文献３は、燃料電池運転状態（出力電圧とインピーダンス）に応じて改質ガスの水蒸気量を制御することを開示している。
【特許文献１】特開平７−７５２１４号公報
【特許文献２】特開平９−７６１８号公報
【特許文献３】特開平７−２２６２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の燃料電池システムでは、燃料電池内の生成水の影響は考慮されていない。このため、燃料電池内の生成水の影響を考慮した制御ができないという問題点があった。また、特許文献２および特許文献３に記載の燃料電池システムでは、過去の出力に基づく制御であるため、応答遅れが生じるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、応答遅れがなく、かつ、燃料電池内の生成水による不具合をなくすことができる燃料電池システム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】
【０００７】
本発明の燃料電池システムの運転方法は、燃料電池への要求出力に応じて、燃料電池システムを通過する流体のパラメータのうち少なくとも１つを制御する燃料電池システムの運転方法において、前記燃料電池内の生成水の影響を考慮して、前記パラメータの少なくとも１つを制御することを特徴とし、これにより、上記目的が達成される。
【０００８】
前記パラメータとして前記燃料電池に供給される燃料ガス中の水蒸気量を制御してもよい。
前記パラメータとして前記燃料電池に供給される酸素の圧力を制御してもよい。
【０００９】
前記燃料電池システムは補助電池を有していてもよい。
前記燃料電池システムは、水蒸気改質と部分酸化改質とを利用する改質器を含んでいてもよい。
【００１０】
前記燃料電池への要求出力に応じて水蒸気改質と部分酸化改質との比率を制御してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の燃料電池システムの運転方法によれば、燃料電池への要求出力に応じて、燃料電池システムを通過する流体のパラメータのうち少なくとも１つが制御される。燃料電池への要求出力に応じてパラメータが制御されるため、応答遅れがない。応答遅れがないことは、特に、応答性の低い改質器の制御に有効である。また、本発明の燃料電池システムの運転方法によれば、燃料電池内の生成水の影響を考慮して上記パラメータの少なくとも１つが制御される。これにより、燃料電池への要求出力に応じた制御によって発生する燃料電池内の生成水による不具合をなくすことができる。その結果、燃料電池の出力を確保することができる。
【００１２】
上記パラメータとして燃料電池に供給される燃料ガス中の水蒸気量を制御してもよい。この場合には、燃料電池内の生成水の影響を直接制御しながら、燃料電池の出力を制御することが可能になる。
【００１３】
上記パラメータとして燃料電池に供給される酸素の圧力を制御してもよい。この場合には、燃料電池内の生成水が排除される。これにより、燃料電池内の生成水の影響を受けることなく、燃料電池の出力を制御することが可能になる。
【００１４】
また、燃料電池システムが水蒸気改質と部分酸化改質とを利用する改質器を含む場合には、燃料電池への要求出力に応じて、水蒸気改質と部分酸化改質との比率を制御してもよい。この場合には、燃料電池への要求出力に応じた改質器温度に制御することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の燃料電池システム１の構成を示す。燃料電池システム１は、固体高分子型燃料電池（以下、ＰＥＦＣと略称する）１０を備えている。
【００１６】
ＰＥＦＣ１０には、酸素ガス供給管路１２を介して酸素含有ガスである空気が供給され、水素ガス供給管路１４を介して燃料ガスを水蒸気改質することにより得られた水素ガスが供給される。水素ガス供給管路１４には、水素ガス中の水蒸気混在量を調整するバッファータンク２８と、燃料ガスを水蒸気改質する改質器２６とが設けられている。燃料ガスとしては、例えば、メタノールが使用される。
【００１７】
ＰＥＦＣ１０は、固体高分子電解質膜を陽極と陰極とで挟持した構造を有している。陽極には空気が供給され、陰極には水素ガスが供給される。その結果、陽極と陰極のそれぞれにおいて以下に示す電極反応が進行する。
【００１８】
陰極（水素極）：
２Ｈ2 →４Ｈ+ ＋４ｅ- 
陽極（酸素極）：
４Ｈ+ ＋４ｅ- ＋Ｏ2 →２Ｈ2 Ｏ
ＰＥＦＣ１０は、上記電極反応によって得られる起電力により、配線１６、１８を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３２に電圧を供給する。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、ＰＥＦＣ１０からの電圧を所望の電圧に変換し、変換された電圧をインバータ３６を介してモータ３８に供給する。その結果、モータ３８が駆動される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２とインバータ３６との間には、モータ３８に補助電力を供給するバッテリ３４が接続されている。バッテリ３４は、補助電池として機能する。
【００２０】
改質器２６は、燃料タンク２２から圧送ポンプ２２ａにより燃料ガスの供給を受け、水タンク２４から圧送ポンプ２４ａにより水の供給を受ける。改質器２６は、燃料ガスと水との改質反応を所定の温度で進行させる。これにより、水素ガスが水蒸気と混在した状態で生成される。改質器２６によって生成された水素ガスは、バッファータンク２８に送られる。
【００２１】
バッファータンク２８は、電子制御装置４０からの制御信号に応じてバッファータンク２８の温度を調整する機能を有している。例えば、バッファータンク２８の冷却冷媒の流量を調整することにより、バッファータンク２８の温度を調整することができる。
【００２２】
電子制御装置４０は、ＰＥＦＣ１０への要求出力をインバータ３６から受け取る。電子制御装置４０は、インバータ３６からの要求出力に応じて、改質ガス中の水分量を決定する。改質ガス中の水分量の決定は、例えば、インバータ３６からの要求出力と改質ガス中の水分量との関係をマップの形式で電子制御装置４０内に持つことによりなされ得る。
【００２３】
電子制御装置４０は、決定された改質ガス中の水分量が得られるように、バッファータンク２８の温度を調整する。ＰＥＦＣ１０への要求出力が高いほど改質ガス中の水分量が少なくなるように、バッファータンク２８の温度が調整される。このような調整により、ＰＥＦＣ１０が高出力時に、凝縮水によってＰＥＦＣ１０内の流路が閉塞することを回避することができる。
【００２４】
このように、燃料電池システム１を通過する流体（改質ガス）のパラメータ（改質ガス中の水分量）が、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して制御される。これにより、ＰＥＦＣ１０への要求出力に応じた制御によって発生するＰＥＦＣ１０内の生成水による不具合をなくすことができる。その結果、ＰＥＦＣ１０の出力を確保することができる。
【００２５】
なお、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して、燃料電池システム１を通過する流体の２以上のパラメータを制御するようにしてもよい。例えば、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して、ＰＥＦＣ１０に供給される改質ガスの流量、圧力、温度、湿度のうち少なくとも１つのパラメータを制御するようにしてもよい。
【００２６】
なお、ＰＥＦＣ１０への燃料投入量（改質ガス量）を、ＰＥＦＣ１０の前数秒間の平均出力とバッテリ３４の充電状態（ＳＯＣ）とアクセル開度とに基づいて決定し、ＰＥＦＣ１０への燃料投入量に応じて改質ガス中の水分量を決定するようにしてもよい。ＰＥＦＣ１０の前数秒間の平均出力は、インバータ３６から電子制御装置４０に入力され得る。
【００２７】
例えば、アクセルが急激に開けられた場合には、ＰＥＦＣ１０の前数秒間の平均出力から決定される値に所定の値αを加算した値が燃料投入量として決定される。所定の値αは、アクセル開度の変位に応じて決定される。また、バッテリ３４の充電状態（ＳＯＣ）が基準の充電状態より低い場合には、ＰＥＦＣ１０の前数秒間の平均出力から決定される値に所定の値βを加算した値が燃料投入量として決定される。所定の値βは、バッテリ３４の充電状態（ＳＯＣ）に応じて決定される。
【００２８】
改質ガス中の水分量の決定は、例えば、ＰＥＦＣ１０への燃料投入量と改質ガス中の水分量との関係をマップの形式で電子制御装置４０内に持つことによりなされ得る。
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２の燃料電池システム２の構成を示す。図２において、図１に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。
【００２９】
酸素ガス供給管路１２には、エアーコンプレッサ５２が接続されている。エアーコンプレッサ５２は、酸素ガス供給管路１２を介して酸素含有ガスである空気をＰＥＦＣ１０に供給する。
【００３０】
ＰＥＦＣ１０からの空気出口には、加変圧力調整弁５４が設けられている。加変圧力調整弁５４は、ＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力を調整するために使用される。
電子制御装置４０は、ＰＥＦＣ１０への要求出力をインバータ３６から受け取る。電子制御装置４０は、インバータ３６からの要求出力に応じて、ＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力を決定する。ＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力の決定は、例えば、インバータ３６からの要求出力とＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力との関係をマップの形式で電子制御装置４０内に持つことによりなされ得る。
【００３１】
電子制御装置４０は、ＰＥＦＣ１０に決定された酸素の圧力が供給されるように、加変圧力調整弁５４の開度を制御する。
ＰＥＦＣ１０への要求出力が高いほどＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力が低くなるように、加変圧力調整弁５４の開度が調整される。このような調整により、ＰＥＦＣ１０が高出力時（生成水量が大の時）にＰＥＦＣ１０は低圧で運転されることになる。ＰＥＦＣ１０を低圧で運転することにより単位ガス量（モル数）あたりの水蒸気量を増やすことができる。また、ＰＥＦＣ１０を低圧で運転することによりガス流速が上昇するため凝縮水の排水性が向上する。これにより、凝縮水によってＰＥＦＣ１０内の流路が閉塞することを回避することができる。
【００３２】
このように、燃料電池システム２を通過する流体（酸素）のパラメータ（酸素供給圧）が、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して制御される。これにより、ＰＥＦＣ１０への要求出力に応じた制御によって発生するＰＥＦＣ１０内の生成水による不具合をなくすことができる。その結果、ＰＥＦＣ１０の出力を確保することができる。
【００３３】
なお、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して、燃料電池システム２を通過する流体の２以上のパラメータを制御するようにしてもよい。例えば、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して、ＰＥＦＣ１０に供給される酸素の流量、圧力、温度、湿度のうち少なくとも１つのパラメータを制御するようにしてもよい。
【００３４】
また、ＰＥＦＣ１０が高出力時（ガス流量が大の時）にＰＥＦＣ１０が低圧となり、ＰＥＦＣ１０が低出力時（ガス流量が小の時）にＰＥＦＣ１０が高圧となるため、エアーコンプレッサ５２の負荷を標準化することができる。その結果、エアーコンプレッサ５２の総合効率が向上する。
【００３５】
なお、ＰＥＦＣ１０への燃料投入量（改質ガス量）を、ＰＥＦＣ１０の前数秒間の平均出力とバッテリ３４の充電状態（ＳＯＣ）とアクセル開度とに基づいて決定し、ＰＥＦＣ１０への燃料投入量に応じてＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力を決定するようにしてもよい。ＰＥＦＣ１０の前数秒間の平均出力は、インバータ３６から電子制御装置４０に入力され得る。
【００３６】
例えば、アクセルが急激に開けられた場合には、ＰＥＦＣ１０の前数秒間の平均出力から決定される値に所定の値αを加算した値が燃料投入量として決定される。所定の値αは、アクセル開度の変位に応じて決定される。また、バッテリ３４の充電状態（ＳＯＣ）が基準の充電状態より低い場合には、ＰＥＦＣ１０の前数秒間の平均出力から決定される値に所定の値βを加算した値が燃料投入量として決定される。所定の値βは、バッテリ３４の充電状態（ＳＯＣ）に応じて決定される。
【００３７】
ＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力の決定は、例えば、ＰＥＦＣ１０への燃料投入量とＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力との関係をマップの形式で電子制御装置４０内に持つことによりなされ得る。
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３の燃料電池システム３の構成を示す。図３において、図１に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。
【００３８】
インバータ３６からの要求出力が急激に低下した場合、アノードオフガスバッファータンク６６から流量調整装置６４を介してバーナ６２に供給されるアノードオフガスが過剰になる。過剰なアノードオフガスがバーナ６２によって燃焼される結果、改質器２６の温度が急激に上昇する現象が起こり得る。
【００３９】
電子制御装置４０は、改質器２６の急激な温度上昇を防止するために以下のように動作する。
電子制御装置４０は、ＰＥＦＣ１０への要求出力をインバータ３６から受け取る。電子制御装置４０は、インバータ３６からの要求出力が急激に低下した場合には、部分酸化改質（ＰＯＸ）に比べて水蒸気改質（ＳＲ）の割合が増加するように水蒸気改質（ＳＲ）と部分酸化改質（ＰＯＸ）との割合を調整する。このような調整は、例えば、圧送ポンプ２４ａの出力を上昇させ、エアーコンプレッサ６８の出力を低下させることによって達成される。水蒸気改質（ＳＲ）は吸熱反応であり、部分酸化改質（ＰＯＸ）は発熱反応である。従って、過剰なアノードオフガスの燃焼によって生じる熱を水蒸気改質（ＳＲ）に利用することにより、改質器２６の急激な温度上昇を防止することができる。
【００４０】
水蒸気改質（ＳＲ）と部分酸化改質（ＰＯＸ）との割合は、改質器２６に供給される燃料と水と空気の量によって調整される。改質器２６に供給される燃料の量は、圧送ポンプ２２ａの出力によって調整される。改質器２６に供給される水の量は、圧送ポンプ２４ａの出力によって調整される。改質器２６に供給される空気の量は、エアーコンプレッサ６８の出力によって調整される。圧送ポンプ２２ａ、圧送ポンプ２４ａおよびエアーコンプレッサ６８は、電子制御装置４０によって制御される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１の燃料電池システム１の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２の燃料電池システム２の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態３の燃料電池システム３の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、２、３…燃料電池システム、１０…ＰＥＦＣ、１２…酸素ガス供給管路、１４…水素ガス供給管路、１６、１８…配線、２２…燃料タンク、２４…水タンク、２２ａ、２４ａ…圧送ポンプ、２６…改質器、２８…バッファータンク、３２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３４…バッテリ、３６…インバータ、３８…モータ、４０…電子制御装置、５２…エアーコンプレッサ、５４…加変圧力調整弁、６２…バーナ、６４…流量調整装置、６６…アノードオフガスバッファータンク、６８…エアーコンプレッサ。
【図１】
2008243829.tif 000003
【図２】
2008243829.tif 000004
【図３】
2008243829.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月23日(2008.6.23)
【手続補正１】
【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】
燃料電池への要求出力に応じて、燃料電池システムを通過する流体の量を制御する燃料電池システムの運転方法において、  前記燃料電池システムは、水蒸気改質と部分酸化改質とを利用する改質器を含み、  前記燃料電池への要求出力に応じて水蒸気改質と部分酸化改質との比率を制御することを特徴とする、燃料電池システムの運転方法。
【請求項２】
前記要求出力が低下したときには、部分酸化改質に比べ水蒸気改質の割合を増加させる、請求項１に記載の燃料電池システムの運転方法。
【請求項３】
水蒸気改質と部分酸化改質との比率を制御する際には、前記改質器に供給される燃料、水、及び空気の各量が制御される、請求項１または２に記載の燃料電池システムの運転方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】 ところで、上記特許文献１〜３に記載の燃料電池システムでは、燃料電池への要求出力に応じて、燃料電池システムを通過する流体の量を制御するようにしているが、燃料電池への要求出力が急激に低下した場合には、改質器の温度が急激に上昇するおそれがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】  本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、燃料電池への要求出力が変化したときの改質器の急激な温度上昇を抑えることができる燃料電池システムの運転方法を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】  本発明の燃料電池システムの運転方法は、燃料電池への要求出力に応じて、燃料電池システムを通過する流体の量を制御する燃料電池システムの運転方法において、前記燃料電池システムは、水蒸気改質と部分酸化改質とを利用する改質器を含み、前記燃料電池への要求出力に応じて水蒸気改質と部分酸化改質との比率を制御することを特徴とし、これにより、上記目的が達成される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】 前記要求出力が低下したときには、部分酸化改質に比べ水蒸気改質の割合を増加させるようにしてもよい。  また、水蒸気改質と部分酸化改質との比率を制御する際には、改質器に供給される燃料、水、及び空気の各量を制御するようにしてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【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】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】  本発明の燃料電池システムの運転方法によれば、燃料電池への要求出力に応じて、燃料電池システムを通過する流体の量が制御される。そして、燃料電池システムが水蒸気改質と部分酸化改質とを利用する改質器を備えており、燃料電池への要求出力に応じて、水蒸気改質と部分酸化改質との比率が制御される。これにより、燃料電池への要求出力が変化したときの改質器の急激な温度上昇を抑えることが可能になる。  上記要求出力が低下したときには、部分酸化改質に比べ水蒸気改質の割合を増加させることにより、改質器の急激な温度上昇を確実に抑えることができる。  また、水蒸気改質と部分酸化改質との比率を制御する際には、改質器に供給される燃料、水、及び空気の各量を制御することにより、そうした比率を制御することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【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１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】  以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。（実施の形態１）  図１は、本発明の実施の形態１の燃料電池システム１の構成を示す。燃料電池システム１は、固体高分子型の燃料電池（以下、ＰＥＦＣと略称する）１０を備えている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】  なお、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して、燃料電池システム１を通過する流体の２以上のパラメータを制御するようにしてもよい。例えば、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して、ＰＥＦＣ１０に供給される改質ガスの流量、圧力、温度、湿度のうち少なくとも１つのパラメータを制御するようにしてもよい。  ちなみに、上記パラメータとしてＰＥＦＣ１０に供給される燃料ガス中の水蒸気量を制御する場合には、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を直接制御しながら、ＰＥＦＣ１０の出力を制御することが可能になる。
【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】変更
【補正の内容】
【００２８】  改質ガス中の水分量の決定は、例えば、ＰＥＦＣ１０への燃料投入量と改質ガス中の水分量との関係をマップの形式で電子制御装置４０内に持つことによりなされ得る。  ところで、インバータ３６からの要求出力が急激に低下した場合、アノードオフガスバッファータンク６６から流量調整装置６４を介してバーナ６２に供給されるアノードオフガスが過剰になる。過剰なアノードオフガスがバーナ６２によって燃焼される結果、改質器２６の温度が急激に上昇する現象が起こり得る。  そこで、本実施形態における燃料電池システムでは、次のような運転が行われる。  電子制御装置４０は、ＰＥＦＣ１０への要求出力をインバータ３６から受け取る。電子制御装置４０は、インバータ３６からの要求出力が急激に低下した場合には、部分酸化改質（ＰＯＸ）に比べて水蒸気改質（ＳＲ）の割合が増加するように水蒸気改質（ＳＲ）と部分酸化改質（ＰＯＸ）との割合を調整する。  水蒸気改質（ＳＲ）と部分酸化改質（ＰＯＸ）との割合は、改質器２６に供給される燃料と水と空気の量によって調整される。改質器２６に供給される燃料の量は、圧送ポンプ２２ａの出力によって調整される。改質器２６に供給される水の量は、圧送ポンプ２４ａの出力によって調整される。改質器２６に供給される空気の量は、エアーコンプレッサ６８の出力によって調整される。圧送ポンプ２２ａ、圧送ポンプ２４ａおよびエアーコンプレッサ６８は、電子制御装置４０によって制御される。  そして、部分酸化改質（ＰＯＸ）に比べて水蒸気改質（ＳＲ）の割合が増加するように水蒸気改質（ＳＲ）と部分酸化改質（ＰＯＸ）との割合を調整する場合には、例えば、圧送ポンプ２４ａの出力を上昇させ、エアーコンプレッサ６８の出力を低下させることによってそうした調整が達成される。水蒸気改質（ＳＲ）は吸熱反応であり、部分酸化改質（ＰＯＸ）は発熱反応である。従って、過剰なアノードオフガスの燃焼によって生じる熱を水蒸気改質（ＳＲ）に利用することにより、改質器２６の急激な温度上昇を防止することができる。（実施の形態２）  上記実施の形態１では、燃料電池システムを通過する改質ガス中の水分量を、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して制御することにより、ＰＥＦＣ１０への要求出力に応じた制御によって発生するＰＥＦＣ１０内の生成水による不具合をなくし、その結果、ＰＥＦＣ１０の出力を確保することができるようにした。  一方、本実施の形態では、燃料電池システムを通過する酸素の供給圧を、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して制御することにより、ＰＥＦＣ１０への要求出力に応じた制御によって発生するＰＥＦＣ１０内の生成水による不具合をなくし、その結果、ＰＥＦＣ１０の出力を確保することができるようにしており、この点に関することのみが実施の形態１と異なっている。  そこで、以下では、実施の形態１との相違点を中心に、本実施の形態を説明する。  図２は、本発明の実施の形態２の燃料電池システム２の構成についてその一部を示す。なお、図２において、図１に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、説明を省略する。また、図示はしないが、この燃料電池システム２にも、上記バーナ６２、流量調整装置６４、ア���ードガスバッファータンク６６、及びエアーコンプレッサ６８が設けられており、改質器２６の急激な温度上昇を抑えるべく、実施の形態１と同一の制御、すなわち水蒸気改質（ＳＲ）と部分酸化改質（ＰＯＸ）との割合調整が行われる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】 図２に示すように、ＰＥＦＣ１０からの空気出口には、加変圧力調整弁５４が設けられている。加変圧力調整弁５４は、ＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力を調整するために使用される。  電子制御装置４０は、ＰＥＦＣ１０への要求出力をインバータ３６から受け取る。電子制御装置４０は、インバータ３６からの要求出力に応じて、ＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力を決定する。ＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力の決定は、例えば、インバータ３６からの要求出力とＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力との関係をマップの形式で電子制御装置４０内に持つことによりなされ得る。
【手続補正１６】
【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】  このように、燃料電池システム２を通過する流体（酸素）のパラメータ（酸素供給圧）が、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を考慮して制御される。これにより、ＰＥＦＣ１０への要求出力に応じた制御によって発生するＰＥＦＣ１０内の生成水による不具合をなくすことができる。その結果、ＰＥＦＣ１０の出力を確保することができる。  このように、上記パラメータとしてＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力を制御することにより、燃料電池内の生成水が排除され、これにより、ＰＥＦＣ１０内の生成水の影響を受けることなく、ＰＥＦＣ１０の出力を制御することが可能になる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】  ＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力の決定は、例えば、ＰＥＦＣ１０への燃料投入量とＰＥＦＣ１０に供給される酸素の圧力との関係をマップの形式で電子制御装置４０内に持つことによりなされ得る。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１の燃料電池システム１の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２の燃料電池システム２の構成についてその一部を示す図である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】  １、２、３…燃料電池システム、１０…ＰＥＦＣ（燃料電池）、１２…酸素ガス供給管路、１４…水素ガス供給管路、１６、１８…配線、２２…燃料タンク、２４…水タンク、２２ａ、２４ａ…圧送ポンプ、２６…改質器、２８…バッファータンク、３２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３４…バッテリ、３６…インバータ、３８…モータ、４０…電子制御装置、５２…エアーコンプレッサ、５４…加変圧力調整弁、６２…バーナ、６４…流量調整装置、６６…アノードオフガスバッファータンク、６８…エアーコンプレッサ。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008243829.tif 000006
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】削除
【補正の内容】