(57)【要約】【課題】燃料電池システムの低温始動性を向上する。【解決手段】燃料電池システムは、（イ）水素と空気が供給されて発電を行うセル２と、セル２に接して配置され該セル２の温度を調整する熱媒層３と、熱媒層３に接して配置され水素を触媒燃焼させて熱を発生させる燃焼層４とを積層して構成された燃料電池スタック１と、（ロ）セル２への水素供給流路５０上および空気供給流路６０上に設けられ、燃焼層４に接続された水素供給分岐流路５２および空気供給分岐流路６２に対し水素および空気を流量調整して流すことが可能な三方流量制御弁９，１０と、（ハ）熱媒層３へ熱媒を流量調整して送り込む熱媒ポンプ７１と、（ニ）セル２の運転状況に応じて三方流量制御弁９，１０と熱媒ポンプ７１を制御するＥＣＵ７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】
（イ）反応ガスが供給されて発電を行う燃料電池と、該燃料電池に接して配置され該燃料電池の温度を調整する熱媒層と、前記燃料電池または前記熱媒層に接して配置され前記反応ガスを燃焼させて熱を発生させる燃焼器とを積層して構成された燃料電池スタックと、
（ロ）前記燃料電池への反応ガス供給流路上に設けられ、前記燃焼器に接続された分岐流路に対し前記反応ガスを流量調整して流すことが可能な流量調整器と、
（ハ）前記熱媒層へ熱媒を流量調整して送り込む熱媒ポンプと、
（ニ）前記燃料電池の運転状況に応じて前記流量調整器と前記熱媒ポンプとを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃焼器が前記熱媒層のみに接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記熱媒の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサで検出した熱媒温度に基づいて前記運転状況を判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記燃料電池の始動時に前記反応ガスが前記燃焼器に供給されるように前記流量調整器を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記分岐流路上の前記燃焼器の近くには、前記反応ガスを前記燃焼器に供給する方向に流れるのを許容しその逆方向に流れるのを阻止する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
請求項４に記載の燃料電池システムの運転方法であって、前記燃料電池の始動の際に、前記熱媒ポンプを停止させた状態で前記流量調整器により前記反応ガスを前記燃焼器に供給して燃焼を開始する第１工程と、前記熱媒の温度または粘性に応じて前記熱媒ポンプの運転を開始する第２工程を、順に実施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７】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムの運転方法であって、前記熱媒ポンプの運転中、前記熱媒の温度または粘性に応じて前記流量調整器により前記反応ガスを前記燃焼器に供給することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料電池システムとその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
反応ガスが供給されて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムでは、一般に、燃料電池スタックに冷却水回路を介して冷却水（熱媒）を循環させて燃料電池の温度調整を行っており、さらに、低温始動性を向上させるために、前記燃料電池スタックの外部に熱交換器と燃焼器を設け、この熱交換器において前記燃焼器で発生させた加熱ガスと前記冷却水回路を流れる冷却水との間で熱交換させて冷却水を暖め、燃料電池スタックの暖機を行っている。
また、燃料電池スタックに燃焼器を内蔵させた燃料電池システムも開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−１８６５６５号公報
【特許文献２】
特開平９−２７３３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した燃料電池スタックの外部に熱交換器および燃焼器を備えた従来の燃料電池システムでは、熱交換器で冷却水が暖まってから燃料電池スタックが暖まるまでに時間遅れがあり、燃料電池スタックの早期暖機が困難であった。また、燃焼器および熱交換器における熱損失が大きく、非効率的であり、不経済であった。
【０００５】
また、熱交換器で冷却水を暖めながら冷却水ポンプで冷却水を循環させようとすると、冷却水ポンプの始動の際には未だ燃料電池スタック内の冷却水が暖まっていないため該冷却水の粘性が高く、燃料電池スタック内の細かい冷却水通路では非常に圧力損失が高くなるため、冷却水ポンプの負荷が過大になるという問題がある。そのため、燃料電池スタックの近傍に電気ヒーターなどを設けることも考えられたが、それでは燃料電池システムの複雑化を招くとともに、消費電力が増大するという問題が生じる。
【０００６】
また、燃料電池スタックに燃焼器を内蔵させた前記従来の燃料電池システムは、燃料電池のアノードおよびカソードから排出されるオフガスを燃焼器の燃料としているので、燃料電池運転前に燃料電池システムを暖機することはできない。
そこで、この発明は、熱媒ポンプの運転に先立って電力を消費せずに燃料電池スタック内の熱媒を暖められるようにすることにより、低温始動性に優れた燃料電池システムとその運転方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、（イ）反応ガスが供給されて発電を行う燃料電池（例えば、後述する実施の形態におけるセル２）と、該燃料電池に接して配置され該燃料電池の温度を調整する熱媒層（例えば、後述する実施の形態における熱媒層３）と、前記燃料電池または前記熱媒層に接して配置され前記反応ガスを燃焼させて熱を発生させる燃焼器（例えば、後述する実施の形態における燃焼層４）とを積層して構成された燃料電池スタック（例えば、後述する実施の形態における燃料電池スタック１）と、（ロ）前記燃料電池への反応ガス供給流路（例えば、後述する実施の形態における水素供給流路５０、空気供給流路６０）上に設けられ、前記燃焼器に接続された分岐流路（例えば、後述する実施の形態における水素供給分岐流路５２、空気供給分岐流路６２）に対し前記反応ガスを流量調整して流すことが可能な流量調整器（例えば、後述する実施の形態における三方流量制御弁９，１０）と、（ハ）前記熱媒層へ熱媒を流量調整して送り込む熱媒ポンプ（例えば、後述する実施の形態における熱媒ポンプ７１）と、（ニ）前記燃料電池の運転状況に応じて前記流量調整器と前記熱媒ポンプとを制御する制御部（例えば、後述する実施の形態におけるＥＣＵ７）と、を備えることを特徴とする燃料電池システムである。
このように構成することにより、流量調整器を介して燃焼器に所定流量の反応ガスを供給し、この反応ガスを燃焼器で燃焼させることによって、燃料電池スタック内の熱媒を暖めることができ、ひいては燃料電池スタックを暖めることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記燃焼器が前記熱媒層のみに接して配置されていることを特徴とする。
このように構成することにより、燃焼器で発生した熱を直接的に熱媒層に伝達することができ、まず最初に熱媒を暖めることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明おいて、前記熱媒の温度を検出する温度センサ（例えば、後述する実施の形態における温度センサ８）を備え、前記温度センサで検出した熱媒温度に基づいて前記運転状況を判断することを特徴とする。
このように構成することにより、熱媒温度に基づいて燃焼器および熱媒ポンプを制御することができる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記制御部は、前記燃料電池の始動時に前記反応ガスが前記燃焼器に供給されるように前記流量調整器を制御することを特徴とする。
このように構成することにより、燃料電池の始動時に反応ガスを燃焼器で燃焼させることができる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記分岐流路上の前記燃焼器の近くには、前記反応ガスを前記燃焼器に供給する方向に流れるのを許容しその逆方向に流れるのを阻止する逆止弁（例えば、後述する実施の形態における逆止弁１１，１２）が設けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、燃焼器に連通する流路内に保有される反応ガスの容量を極力少なくすることができる。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項４に記載の燃料電池システムの運転方法であって、前記燃料電池の始動の際に、前記熱媒ポンプを停止させた状態で前記流量調整器により前記反応ガスを前記燃焼器に供給して燃焼を開始する第１工程（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１０２）と、前記熱媒の温度または粘性に応じて前記熱媒ポンプの運転を開始する第２工程（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１０３）を、順に実施することを特徴とする燃料電池システムの運転方法である。
このように構成することにより、第１工程において素速く燃料電池スタック内の熱媒を暖めることができ、該熱媒が暖まって粘性が低下したときに第２工程で熱媒ポンプを運転して熱媒全体を暖めることができる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムの運転方法であって、前記熱媒ポンプの運転中、前記熱媒の温度または粘性に応じて前記流量調整器により前記反応ガスを前記燃焼器に供給することを特徴とする燃料電池システムの運転方法である。
このように構成することにより、燃料電池を所定温度に保持するのに熱媒から供給される熱量だけでは不足するときに、燃焼器で反応ガスを燃焼させて発生した熱で補うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る燃料電池システムとその運転方法の実施の形態を図１から図３の図面を参照して説明する。なお、この実施の形態における燃料電池システムは燃料電池自動車に搭載される態様である。
初めに、この燃料電池システムの構成を図１を参照して説明する。
燃料電池スタック１は、燃料電池の一単位を構成するセル２と、熱媒層３と、燃焼層（燃焼器）４を、複数積層して構成されている。なお、図１では、セル２と熱媒層３と燃焼層４をそれぞれ１つだけ示している。
セル２は、固体高分子電解質膜２ａをアノード２ｂとカソード２ｃとで両側から挟み込んでなり、アノード２ｂに水素を供給し、カソード２ｃに空気を供給することで発電が行われる。セル２の発電により得られた電力は走行用モータ（図示せず）等に供給される。
【００１５】
水素タンク５から供給される水素は、水素供給流路（反応ガス供給流路）５０を通って各セル２のアノード２ｂに供給され、アノード２ｂから排出される未反応の水素は、水素循環ポンプ５３により水素循環流路５１を介して水素供給流路５０に戻され、循環利用される。一方、空気はコンプレッサ６によって圧縮され、空気供給流路（反応ガス供給流路）６０を介して各セル２のカソード２ｃに供給され、カソード２ｃから排出される余剰の空気はカソードオフガス流路６１を介して大気に排出される。
【００１６】
熱媒層３はセル２に接して設けられており、この熱媒層３には、セル２を温度調整するための熱媒（例えば、水）を循環させる熱媒循環回路７０が接続されている。熱媒循環回路７０には熱媒の流量を調整可能な熱媒ポンプ７１が設けられており、熱媒ポンプ７１は電子制御装置（ＥＣＵ）７によって制御される。また、複数ある熱媒層３を代表する一つには、熱媒層３の熱媒温度を検出する温度センサ８が設けられている。
【００１７】
燃焼層４は熱媒層３に接して設けられており、水素を触媒燃焼させる触媒が担持されている。この燃焼層４には、水素タンク５からの水素とコンプレッサ６からの空気との混合ガスが供給可能にされている。
詳述すると、水素供給流路５０上には三方流量制御弁（流量調整器）９が設けられており、この三方流量制御弁９に水素供給分岐流路（分岐流路）５２が接続されている。また、空気供給流路６０上にも三方流量制御弁（流量調整器）１０が設けられており、この三方流量制御弁１０に空気供給分岐流路（分岐流路）６２が接続されている。水素供給分岐流路５２と空気供給分岐流路６２は混合ガス供給流路８０に合流し、この混合ガス供給流路８０が燃焼層４に接続されている。
【００１８】
三方流量制御弁９は、水素供給分岐流路５２に対し水素を流量調整して流すことが可能な流量調整器であり、水素供給分岐流路５２を閉塞して水素流量をゼロにすることも可能である。また、三方流量制御弁１０は、空気供給分岐流路６２に対し空気を流量調整して流すことが可能な流量調整器であり、空気供給分岐流路６２を閉塞して空気流量をゼロにすることも可能である。このような機能を有している限り、三方流量制御弁９，１０には、バタフライ型、ニードル型、ボール型等、種々の型式の弁が採用可能である。
【００１９】
水素供給分岐流路５２と空気供給分岐流路６２には、水素供給分岐流路５２と空気供給分岐流路６２が混合ガス供給流路８０に合流する合流点Ｇの直ぐ近くに、それぞれ逆止弁１１，１２が設けられている。逆止弁１１は、水素が水素供給分岐流路５２を燃焼層４に向かって流れるのを許容し、その逆方向に流れるのを阻止する。逆止弁１２は、空気が空気供給分岐流路６２を燃焼層４に向かって流れるのを許容し、その逆方向に流れるのを阻止する。このように逆止弁１１，１２を合流点Ｇの直ぐ近くに配置することにより、逆止弁１１，１２を燃焼層４の近くに配置することができ、燃焼層４に連通する流路、すなわち混合ガス供給流路８０に保有される混合ガスの容量を極力少なくすることができる。
燃焼層４では混合ガス供給流路８０から燃焼層４に供給された混合ガス中の水素が触媒燃焼し、その燃焼ガスが排気流路６３を介してカソードオフガス流路６１に排出され、大気に排出される。
温度センサ７の出力信号はＥＣＵ７に入力され、ＥＣＵ７は温度センサ７の出力信号に基づいて熱媒ポンプ７１と三方流量制御弁９，１０を制御する。この実施の形態において、ＥＣＵ７は制御部を構成する。
【００２０】
次に、図２の模式図を参照して燃料電池スタック１の内部構造を説明する。
三方流量制御弁９，１０、逆止弁１１，１２、水素供給分岐流路５２、空気供給分岐流路６２は、燃料電池スタック１の一方のエンドプレート１ａに内蔵されており、エンドプレート１ａの両端に三方流量制御弁９，１０を作動するためのアクチュエータ９ａ，１０ａが設けられ、このアクチュエータ９ａ，１０ａがＥＣＵ７によって制御される。
また、燃料電池スタック１の内部に、混合ガス供給流路８０と排気流路６３が設けられるとともに、水素供給流路５０の一部、水素循環流路５１の一部、空気供給流路６０の一部、カソードオフガス流路６１の一部、熱媒循環回路７０の一部が設けられている。
【００２１】
この実施の形態におけるセル２と熱媒層３と燃焼層４の積層形態は、エンドプレート１ａの側から他方のエンドプレート１ｂの側に向かって順に、セル２（２ａ，２ｂ，２ｃ）に熱媒層３を積層したセットを２セット積層した次の層に燃焼層４を積層し、この燃焼層４の次の層として熱媒層３を積層している。そして、この熱媒層３の次に再びセル２に熱媒層３を積層したセットを２セット積層し、さらにその次の層に燃焼層４を積層している。つまり、燃焼層４に接する両側には熱媒層３が積層された構造にされており、燃焼層４は熱媒層３のみに接して配置されている。
【００２２】
次に、この燃料電池スタック１の運転方法を説明する。
初めに、燃料電池スタック１の始動制御を図３のフローチャートに従って説明する。なお、この実施の形態において、燃料電池スタック１の停止時には、三方流量制御弁９，１０は水素供給分岐流路５２および空気供給分岐流路６２を閉塞させているものとする。
始動指令を受けたＥＣＵ７は、温度センサ８により検出された熱媒層３の熱媒温度が所定温度ｔ１以下か否かを判定し（ステップＳ１０１）、これによってセル２の運転状況を判定する。
ステップＳ１０１における判定結果が「ＹＥＳ」（熱媒温度≦ｔ１）である場合は、セル２の運転状況が「低温始動」と判定され、ステップＳ１０２に進み、三方流量制御弁９により水素供給分岐流路５２に水素が流れるようにするとともに、三方流量制御弁１０により空気供給分岐流路６２に空気が流れるようにし、水素と空気の混合ガスを混合ガス供給流路８０を介して各燃焼層４に導入する。なお、水素供給分岐流路５２に流す水素流量と空気供給分岐流路６２に流す空気流量は熱媒層３の熱媒温度に応じて決定され、熱媒温度が高くなるに従って水素流量及び空気流量とも減少するように制御する。また、この時点では、熱媒ポンプ７１は運転させない。
【００２３】
燃焼層４に混合ガスが流れると、混合ガス中の水素が燃焼層４に担持された触媒において触媒燃焼し、この燃焼によって生じた熱が、該燃焼層４の両側に接して設けられた熱媒層３，３を加熱する。前述したように、この段階では熱媒ポンプ７１が運転されていないので、熱媒層３内において熱媒は静止しており、したがって、熱媒層３内の熱媒を迅速に加熱することができる。
【００２４】
そして、熱媒層３の熱媒温度が所定温度ｔ１より高くなるまでステップＳ１０１，１０２の処理を繰り返し（第１工程）、熱媒温度が所定温度ｔ１よりも高くなると、ステップＳ１０１における判定結果が「ＮＯ」となって、ステップＳ１０３に進む。
熱媒層３の熱媒温度が上昇すると、熱媒の粘性が低下し、熱媒層３内における流体抵抗が低下する。したがって、熱媒温度が所定温度ｔ１よりも高くなったときには、熱媒ポンプ７に対する負荷が十分に許容できる大きさまで低下したと判断できるので、ステップＳ１０３において熱媒ポンプ７を運転する（第２工程）。
熱媒ポンプ７の運転により、熱媒が熱媒循環回路７０を循環するようになり、熱媒全体が暖められ、同時に、燃料電池スタック１が暖められるることになる。
【００２５】
そして、ステップＳ１０４において、熱媒温度が所定温度ｔ２以上か否かを判定する。ここで、所定温度ｔ２は所定温度ｔ１よりも高く設定されている（ｔ２＞ｔ１）。
ステップＳ１０４における判定結果が「ＮＯ」（熱媒温度＜ｔ２）である場合は、ステップＳ１０３に戻る。すなわち、熱媒温度が所定温度ｔ２以上になるまでは、燃焼層４への前記混合ガスの供給を継続し、混合ガス中の水素の燃焼による熱媒の加熱を続けながら、熱媒を熱媒循環回路７０で循環させる。
ステップＳ１０４における判定結果が「ＹＥＳ」（熱媒温度≧ｔ２）である場合は、ステップＳ１０５に進み、三方流量制御弁９により水素供給分岐流路５２を閉塞するとともに、三方流量制御弁１０により空気供給分岐流路６２を閉塞し、各燃焼層４への前記混合ガスの供給を停止して、本ルーチンの実行を一旦終了する。この後は、熱媒ポンプ７による熱媒流量制御によって燃料電池スタック１の温度制御が実行される。
【００２６】
なお、ＥＣＵ７が始動指令を受けた当初から熱媒温度が所定温度ｔ１よりも高い場合は、セル２の運転状況が「通常始動」と判定され、ステップＳ１０２を実行することなくステップＳ１０１からステップＳ１０３に進み、熱媒ポンプ７による熱媒流量制御によって燃料電池スタック１の始動暖機が実行される。この場合、ステップＳ１０５は実質的にパスされる。
【００２７】
このように、この燃料電池システムによれば、始動時に熱媒温度が所定温度ｔ１以下のときには、熱媒ポンプ７を運転するのに先だって、燃焼層４においてセル２（燃料電池）の反応ガスである水素を燃焼させて燃料電池スタック１内の熱媒を暖めることができるので、燃料電池スタック１内の熱媒の粘性が低くなり圧力損失が低下してから、熱媒ポンプ７を運転することができ、熱媒ポンプ７の負荷を低減することができる。
しかも、この実施の形態では、燃焼層４が熱媒層３のみに接して配置されているので、燃焼層４で発生した熱を直接的に熱媒層３に伝達して、まず最初に熱媒を暖めることができ、燃料電池スタック１内の熱媒をより迅速に暖めて、燃料電池システム全体の起動をより早めることができる。
【００２８】
そして、熱媒ポンプ７の運転前に混合ガス中の水素を燃焼層４で触媒燃焼させる第１工程を実行することにより、素速く燃料電池スタック１内の熱媒を暖めることができ、さらに燃料電池スタック１内の熱媒が暖まって粘性が低下したときに第２工程で熱媒ポンプを運転し熱媒全体を暖めることができるので、燃料電池スタック１を早期に始動暖機することができる。
しかも、燃焼層４は燃料電池スタック１に内蔵されているので、熱損失が少なく、熱交換効率が高く、燃料電池スタック１の早期暖機が可能になる。
また、セル（燃料電池）２の反応ガスである水素を燃焼層４で燃焼させた時に生じる熱を、始動時における熱媒の加熱源としているので、電力を消費しないで熱媒を加熱することができ、エネルギーマネージメント上、有利である。
また、燃料電池スタック１の外部に始動暖機用の電気ヒーターなどを設ける必要がないので、燃料電池システムを簡略化でき、小型にすることができる。
【００２９】
また、この燃料電池スタック１の運転方法としては、ステップＳ１０１〜１０５の一連の処理を実行した後、熱媒ポンプ７による熱媒流量制御によって燃料電池スタック１の温度制御に移行した後も、熱媒の温度が低くなったときには燃焼層４に前記混合ガスが供給されるように、三方流量制御弁９，１０を制御することもできる。このように燃料電池スタック１を運転すると、各セル２を所定温度に保持するのに熱媒循環回路７０を循環する熱媒から供給される熱量だけでは不足するときに、燃焼層４で水素を触媒燃焼させて発生した熱を補って、セル２を所定温度に保持することができ、セル２の温度制御性が向上する。
【００３０】
〔他の実施の形態〕
なお、この発明は前述した実施の形態に限られるものではない。
例えば、前述した実施の形態における始動制御のステップＳ１０１において、熱媒の温度で判定する代わりに、熱媒の粘性で判定してもよく、その場合には、熱媒の粘性が所定粘度以上のときにステップＳ１０２に進み、所定粘度より低いときにステップＳ１０３に進むようにする。
また、前述した実施の形態ではセル２および熱媒層３に対して燃焼層４を間引きして配置したが、セル２と熱媒層３と燃焼層４の積層形態はこれに限るものではなく、例えば、間引きせずに、セル２と熱媒層３と燃焼層４を積層したものを１セットとし、これを複数セット積層して構成してもよい。
さらに、燃焼層４はセル２に接して積層してもよく、このようにしても燃焼層４を熱媒層３に接して積層した場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明するように、請求項１に係る発明によれば、燃料電池スタック内の熱媒を暖めることができ、ひいては燃料電池スタックを暖めることができるので、燃料電池システムを早期に暖機することができて、低温始動性が向上する。また、燃焼器は電力を消費しないので、始動時の電力消費を低減しつつ、低温始動性を向上することができる。
また、始動時以外のときであっても、燃料電池を所定温度に保持するのに熱媒から供給される熱量だけでは不足するときに、燃焼器で反応ガスを触媒燃焼させて発生した熱を補うことができるので、燃料電池の温度制御性が向上する。
【００３２】
請求項２に係る発明によれば、燃焼器で発生した熱を直接的に熱媒層に伝達して、まず最初に熱媒を暖めることができ、燃料電池スタック内の熱媒をより迅速に暖めて、燃料電池システム全体の起動をより早めることができる。
請求項３に係る発明によれば、熱媒温度に基づいて燃焼器および熱媒ポンプを制御することができる。
請求項４に係る発明によれば、燃料電池の始動時に反応ガスを燃焼器で燃焼させることができるので、低温始動性が向上する。
請求項５に係る発明によれば、燃焼器に連通する流路内に保有される反応ガスの容量を極力少なくすることができる。
【００３３】
請求項６に係る発明によれば、第１工程において素速く燃料電池スタック内の熱媒を暖めることができ、該熱媒が暖まって粘性が低下したときに第２工程で熱媒ポンプを運転することができるので、始動時における熱媒ポンプの負荷を低減することができる。また、第２工程で熱媒ポンプを運転することにより熱媒全体を暖めることができるので、燃料電池スタックを早期に始動暖機することができるという優れた効果が奏される。
【００３４】
請求項７に係る発明によれば、燃料電池システムの始動時に限らず、燃料電池を所定温度に保持するのに熱媒から供給される熱量だけでは不足するときに、燃焼器で反応ガスを燃焼させて発生した熱で補うことができ、燃料電池の温度制御性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る燃料電池システムの一実施の形態の概略構成図である。
【図２】前記実施の形態における燃料電池スタックの内部構造を示す模式図である。
【図３】前記実施の形態における燃料電池システムの始動制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  燃料電池スタック
２  セル（燃料電池）
３  熱媒層
４  燃焼層（燃焼器）
７  ＥＣＵ（制御部）
８  温度センサ
９，１０  三方流量制御弁（流量調整器）
１１，１２  逆止弁
５０  水素供給流路（反応ガス供給流路）
５２  水素供給分岐流路（分岐流路）
６０  空気供給流路（反応ガス供給流路）
６２  空気供給分岐流路（分岐流路）
７１  熱媒ポンプ
Ｓ１０２  第１工程
Ｓ１０３  第２工程
【図１】
2004319363.tif 000003
【図２】
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【図３】
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