(57)【要約】【課題】燃料電池システムにおいて、補機、補機を制御する制御装置、ならびに補機および制御装置に電源電圧を供給する電源部に異常が発生しても、システム全体を異常停止させることなく、正常に停止させる。【解決手段】  燃料電池システムは、燃料電池１１ｄに燃料および酸化剤ガスを供給する補機１５、補機１５を制御するシステム制御装置１７、並びに補機１５およびシステム制御装置１７に電力を供給する第１電源部３１からなる第１制御グループＧ１と、インバータ３３を制御するとともにシステム制御装置１７と互いに通信可能であるインバータ制御装置１６ｃ、およびインバータ制御装置１６ｃに電力を供給する第２電源部３２からなる第２制御グループＧ２と、第１制御グループＧ１または第２制御グループＧ２の一方を構成する何れかが異常であるとき、他方の制御装置の制御により燃料電池システムの運転を停止する運転停止手段を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記燃料および前記酸化剤ガスを供給するための補機と、
前記補機を制御する燃料電池システム制御装置と、
交流の系統電源と、
前記系統電源から出力される交流電力を入力し直流電力に変換して前記補機および前記燃料電池システム制御装置に出力する第１電源部と、
前記燃料電池から出力される直流電力を交流電力に変換して前記系統電源に接続されている電源ラインに出力するインバータと、
前記インバータを制御するとともに前記燃料電池システム制御装置と互いに通信可能であるインバータ制御装置と、
前記系統電源から出力される交流電力を入力し直流電力に変換して前記インバータ制御装置に出力する第２電源部と、
前記燃料電池システム制御装置、前記補機、および前記第１電源部からなる第１制御グループと、
前記インバータ制御装置、および前記第２電源部からなる第２制御グループと、を備えた燃料電池システムであって、
前記第１制御グループまたは前記第２制御グループの一方を構成する何れかが異常であるとき、他方の前記制御装置の制御により前記燃料電池システムの運転を停止する運転停止手段を備えた燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１において、前記運転停止手段は、前記第１制御グループを構成する前記燃料電池システム制御装置、前記補機、および前記第１電源部の何れかが異常であるとき、前記インバータ制御装置の制御により前記系統電源から前記補機への電力の供給を停止する電力供給停止手段を備えた燃料電池システム。
【請求項３】
請求項２において、前記系統電源と前記補機との間に設けられ、前記系統電源と前記補機との間を連通・遮断するスイッチをさらに備え、
前記電力供給停止手段は、前記補機、前記燃料電池システム制御装置、および前記第１電源部の何れかが異常であるとき、前記インバータ制御装置の制御により前記スイッチが前記系統電源と前記補機との間を遮断することで、前記系統電源から前記補機への電力の供給を停止する燃料電池システム。
【請求項４】
請求項２において、前記電力供給停止手段は、前記補機、前記燃料電池システム制御装置、および前記第１電源部の何れかが異常であるとき、前記インバータ制御装置の制御により前記第１電源部の駆動を停止させてその電力供給を停止させることで、前記系統電源から前記補機への電力の供給を停止する燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１において、前記運転停止手段は、前記第２制御グループを構成する前記インバータ制御装置、および前記第２電源部の何れかが異常であるとき、前記燃料電池システム制御装置の制御により前記補機を駆動させて前記燃料電池システムの運転を停止する燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項において、前記第１電源部が異常であるとき、前記第１電源部は自ら出力を停止する燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５の何れか一項において、前記第２電源部が異常であるとき、前記第２電源部は自ら出力を停止する燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、燃料電池システムは、供給された水素ガスと酸素ガスにより発電して直流電圧を出力する燃料電池１１と、天然ガスなどの燃料、水、空気から水素ガスを生成して燃料電池１１に供給する燃料生成系１２と、燃料生成系１２に燃料、水、空気を供給し燃料電池１１に水素ガスを供給するためのバルブ、ポンプなどの補機１３と、各圧力センサ、各温度センサ（何れも図示省略）などから入力された信号に基づいて補機１３を制御して、燃料生成系１２に燃料、水、空気を供給して水素ガスを生成したり、燃料電池１１に水素ガスを供給して発電させたりする制御装置１４と、交流電圧源１５から供給された交流電圧を直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータ１６と、燃料電池１１から入力した直流電圧を交流電圧に変換して交流電圧源１５に出力するＤＣ／ＡＣインバータ１７とから構成されている。
【０００３】
また、燃料電池システムの他の一形式として、特許文献２に示されているものが知られている。特許文献２の図２に示されているように、燃料電池システムは、燃料ガス１９と酸化剤ガス１４との電気化学的反応により発電する燃料電池１２と、燃料電池１２から出力される直流電圧を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力側に接続され、系統電源３６と連系するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０で変圧された直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２２と、系統電源３６から供給された交流電圧を直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣ安定化電源２４と、燃料電池１２用の補機３０、３１、３２に電力を供給する補機動力端子２５と、補機動力端子２５を、燃料電池１２の出力側とＤＣ／ＡＣインバータ２２の出力側との間で切り換える切換回路４４とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０８７４０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載されている燃料電池システムにおいては、補機１３および制御装置１４に必要な電源を一台のＡＣ／ＤＣコンバータ１６で供給しているが、補機１３、制御装置１４、およびＡＣ／ＤＣコンバータ１６の何れかに異常が発生した場合、その一つの異常により燃料電池システムが異常停止するおそれがあった（すなわち燃料電池システムを正常に停止させることができないおそれがあった）。
【０００６】
上述した特許文献２に記載されている燃料電池システムにおいても、メインコントロール部４２がＡＣ／ＤＣ安定化電源２４から電源電圧の供給を受けている場合には、補機３０，３１，３２およびメインコントロール部４２に必要な電源を一台のＡＣ／ＤＣ安定化電源２４で供給しているが、補機３０，３１，３２およびメインコントロール部４２およびＡＣ／ＤＣ安定化電源２４の何れかに異常が発生した場合、その一つの異常により燃料電池システムが異常停止するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、燃料電池システムにおいて、補機、補機を制御する制御装置、ならびに補機および制御装置に電源電圧を供給する電源部に異常が発生しても、システム全体を異常停止させることなく、正常に停止させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、燃料電池に燃料および酸化剤ガスを供給するための補機と、補機を制御する燃料電池システム制御装置と、交流の系統電源と、系統電源から出力される交流電力を入力し直流電力に変換して補機および燃料電池システム制御装置に出力する第１電源部と、燃料電池から出力される直流電力を交流電力に変換して系統電源に接続されている電源ラインに出力するインバータと、インバータを制御するとともに燃料電池システム制御装置と互いに通信可能であるインバータ制御装置と、系統電源から出力される交流電力を入力し直流電力に変換してインバータ制御装置に出力する第２電源部と、燃料電池システム制御装置、補機、および第１電源部からなる第１制御グループと、インバータ制御装置、および第２電源部からなる第２制御グループと、を備えた燃料電池システムであって、第１制御グループまたは第２制御グループの一方を構成する何れかが異常であるとき、他方の制御装置の制御により燃料電池システムの運転を停止する運転停止手段を備えている。
【０００９】
また請求項２に係る発明は、請求項１において、運転停止手段は、第１制御グループを構成する燃料電池システム制御装置、補機、および第１電源部の何れかが異常であるとき、インバータ制御装置の制御により系統電源から補機への電力の供給を停止する電力供給停止手段を備えている。
【００１０】
また請求項３に係る発明は、請求項２において、系統電源と補機との間に設けられ、系統電源と補機との間を連通・遮断するスイッチをさらに備え、電力供給停止手段は、補機、燃料電池システム制御装置、および第１電源部の何れかが異常であるとき、インバータ制御装置の制御によりスイッチが系統電源と補機との間を遮断することで、系統電源から補機への電力の供給を停止する。
【００１１】
また請求項４に係る発明は、請求項２において、電力供給停止手段は、補機、燃料電池システム制御装置、および第１電源部の何れかが異常であるとき、インバータ制御装置の制御により第１電源部の駆動を停止させてその電力供給を停止させることで、系統電源から補機への電力の供給を停止する。
【００１２】
また請求項５に係る発明は、請求項１において、運転停止手段は、第２制御グループを構成するインバータ制御装置、および第２電源部の何れかが異常であるとき、燃料電池システム制御装置の制御により補機を駆動させて燃料電池システムの運転を停止する。
【００１３】
また請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５の何れか一項において、第１電源部が異常であるとき、第１電源部は自ら出力を停止する。
【００１４】
また請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項５の何れか一項において、第２電源部が異常であるとき、第２電源部は自ら出力を停止する。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、第１制御グループは、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池に燃料および酸化剤ガスを供給するための補機と、補機を制御する燃料電池システム制御装置と、交流の系統電源から出力される交流電力を入力し直流電力に変換して補機および燃料電池システム制御装置に出力する第１電源部と、からなる。第２制御グループは、燃料電池から出力される直流電力を交流電力に変換して系統電源に接続されている電源ラインに出力するインバータを制御するとともに燃料電池システム制御装置と互いに通信可能であるインバータ制御装置と、系統電源から出力される交流電力を入力し直流電力に変換してインバータ制御装置に出力する第２電源部と、からなる。そして、運転停止手段は、第１制御グループまたは第２制御グループの一方を構成する何れかが異常であるとき、他方の制御装置の制御により燃料電池システムの運転を停止する。
【００１６】
これにより、第１制御グループを構成する補機、燃料電池システム制御装置および第１電源部の何れかに異常が発生した場合、第２制御グループのインバータ制御装置の制御により燃料電池システムの運転を停止することができる。よって、システム全体を異常停止させることなく、正常に停止させることができる。また、第２制御グループを構成するインバータ制御装置および第２電源部の何れかに異常が発生した場合、第１制御グループの燃料電池システム制御装置の制御により燃料電池システムの運転を停止することができる。よって、システム全体を異常停止させることなく、正常に停止させることができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１において、運転停止手段は、第１制御グループを構成する燃料電池システム制御装置、補機、および第１電源部の何れかが異常であるとき、インバータ制御装置の制御により系統電源から補機への電力の供給を停止する電力供給停止手段を備えている。これにより、電力供給停止手段がインバータ制御装置の制御により系統電源から補機への電力の供給を停止するため、燃料電池システムの運転を確実かつ正常に停止することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項２において、系統電源と補機との間に設けられ、系統電源と補機との間を連通・遮断するスイッチをさらに備え、電力供給停止手段は、補機、燃料電池システム制御装置、および第１電源部の何れかが異常であるとき、インバータ制御装置の制御によりスイッチが系統電源と補機との間を遮断することで、系統電源から補機への電力の供給を停止する。これにより、電力供給停止手段が、インバータ制御装置の制御により系統電源と補機との間のスイッチを連通・遮断制御することで系統電源から補機への電力の供給を停止するため、燃料電池システムの運転を確実かつ正常に停止することができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項２において、電力供給停止手段は、補機、燃料電池システム制御装置、および第１電源部の何れかが異常であるとき、インバータ制御装置の制御により第１電源部の駆動を停止させてその電力供給を停止させることで、系統電源から補機への電力の供給を停止する。これにより、電力供給停止手段が、インバータ制御装置の制御により第１電源部の駆動を停止することで系統電源から補機への電力の供給を停止するため、燃料電池システムの運転を確実かつ正常に停止することができる。
【００２０】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項１において、運転停止手段は、第２制御グループを構成するインバータ制御装置、および第２電源部の何れかが異常であるとき、燃料電池システム制御装置の制御により補機を駆動させて燃料電池システムの運転を停止する。これにより、第２制御グループを構成するインバータ制御装置、および第２電源部の何れかが異常であるときでも、燃料電池システムの運転を確実かつ正常に停止することができる。
【００２１】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、請求項１乃至請求項５の何れか一項において、第１電源部が異常であるとき、第１電源部は自ら出力を停止する。これにより、燃料電池システムの運転をより確実かつ正常に停止することができる。
【００２２】
上記のように構成した請求項７に係る発明においては、請求項１乃至請求項５の何れか一項において、第２電源部が異常であるとき、第２電源部は自ら出力を停止する。これにより、燃料電池システムの運転をより確実かつ正常に停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による燃料電池システムの一実施の形態の概要を示す概要図である。
【図２】図３に示す制御装置で実行される制御プログラムのフローチャートである。
【図３】本発明による燃料電池システムの他の実施の形態の概要を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明による燃料電池システムの一実施形態について図面を参照して説明する。図１は燃料電池システムの構成を示す構成ブロック図である。この燃料電池システムは、燃料電池モジュール１１、系統電源１２、電源ライン１３、補機１５、インバータ装置１６、燃料電池システム制御装置（以下、システム制御装置という。）１７、および貯湯槽２１を含んで構成されている。
【００２５】
燃料電池モジュール１１は、ケーシング１１ａ、蒸発部１１ｂ、改質部１１ｃおよび燃料電池１１ｄを備えている。ケーシング１１ａ内には、蒸発部１１ｂ、改質部１１ｃおよび燃料電池１１ｄが配設されている。このとき、蒸発部１１ｂ、改質部１１ｃが燃料電池１１ｄの上方に位置するように配設されている。
【００２６】
蒸発部１１ｂは、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部１１ｂは、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部１１ｃに供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰＧなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。
【００２７】
蒸発部１１ｂには、水タンク（図示省略）からの改質水が改質水ポンプ１５ａによって供給されるとともに、燃料供給源（図示省略）からの改質用原料が原料ポンプ１５ｂによって供給されている。
【００２８】
改質部１１ｃは、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部１１ｂから供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガスを生成して導出するものである。改質部１１ｃ内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素ガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気が反応して水素ガスと二酸化炭素とに変成するいわゆる一酸化炭素シフト反応が生じている。これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）は燃料電池１１ｄの燃料極に導出されるようになっている。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）を含んでいる。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応であり、一酸化炭素シフト反応は発熱反応である。
【００２９】
燃料電池１１ｄは、燃料極、空気極（酸化剤極）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル（図示省略）が積層されて構成されている。本実施の形態の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池１１ｄの燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。動作温度は例えば４００〜１０００℃程度である。セルの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路（図示省略）が形成されている。セルの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路（図示省略）が形成されている。空気流路には、カソードエアがカソードエアブロワ１５ｃ（またはカソードエアポンプ）によって供給されている。
【００３０】
燃料電池１１ｄにおいては、燃料極に供給された燃料と空気極に供給された酸化剤ガスによって発電が行われる。すなわち、燃料極では、下記化１および化２に示す反応が生じ、空気極では、下記化３に示す反応が生じている。すなわち、空気極で生成した酸化物イオン（Ｏ２−）が電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。したがって、燃料流路および空気流路からは、発電に使用されなかった改質ガスおよび酸化剤ガス（空気）が導出する。
（化１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
（化２）
ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ−
（化３）
１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−
【００３１】
そして、燃料流路および空気流路から導出した、発電に使用されなかった改質ガスは、燃料電池１１ｄと蒸発部１１ｂ（改質部１１ｃ）の間の燃焼空間１１ｅにて、発電に使用されなかった酸化剤ガス（空気）によって燃焼され、その燃焼ガスによって蒸発部１１ｂおよび改質部１１ｃが加熱される。さらには、燃料電池モジュール１１内を動作温度に加熱している。その後、燃焼ガスは、ケーシング１１ａの下部に設けられ燃焼排ガスが導出される導出口１１ａ１から燃料電池モジュール１１の外に排気される。
【００３２】
系統電源（または商用電源）１２は、該系統電源１２に接続された電源ライン１３を介して外部負荷１４に電力（交流電力）を供給するものである。燃料電池１１ｄはインバータ装置１６を介して電源ライン１３に接続されている。外部負荷１４は、当該燃料電池システムの外に配設されている電力負荷であり、例えば家庭内に配設されているテレビなどの家電製品である。
【００３３】
電源ライン１３には、系統電源１２に対する電力の入出力および電力量を検知する電力測定装置１３ａが設けられており、その検知結果がシステム制御装置１７に出力されている。
【００３４】
内部負荷の一つである補機１５は、蒸発部１１ｂに改質水、改質用原料を供給するためのモータ駆動の各ポンプ１５ａ，１５ｂおよび電磁式バルブ（図示省略）、燃料電池１１ｄにカソードエアを供給するためのモータ駆動のブロワ１５ｃおよび電磁式バルブ（図示省略）などから構成されている。この補機１５は直流電圧にて駆動されるものであり、その駆動電圧は補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈおよび補機電源部１６ｆから供給されるようになっている。補機１５は、燃料電池１１ｄに燃料（改質用原料）および酸化剤ガス（カソードエア）を供給するためのものであり、燃料電池システムを運転するためのものである。
【００３５】
インバータ装置１６は、燃料電池１１ｄから出力される直流電力（直流電圧）を所定の交流電力（交流電圧）に変換して系統電源１２に接続されている電源ライン１３に出力する機能（第１機能）と、電源ライン１３からの交流電力（交流電圧）を所定の直流電力（直流電圧）に変換して補機１５、システム制御装置１７および系統連系インバータ制御装置（以下、インバータ制御装置という。）１６ｃ（内部負荷）に出力する機能（第２機能）と、燃料電池１１ｄからの直流電力（直流電圧）を所定の直流電力（直流電圧）に変換して補機１５、システム制御装置１７およびインバータ制御装置１６ｃに出力する機能（第３機能）と、を有している。
【００３６】
具体的には、インバータ装置１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａ、ＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂ、インバータ制御装置１６ｃ、インバータ制御電源部１６ｄ、システム制御電源部１６ｅ、補機電源部１６ｆ、制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇ、および補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈを含んで構成されている。
【００３７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａは、燃料電池１１ｄから出力される直流電力（直流電圧、例えば４０Ｖ）を所定の直流電力（直流電圧、例えば３５０Ｖ）に変換するものである。ＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａから出力される直流電力（直流電圧）を交流電力（交流電圧、例えば２００Ｖ）に変換して電源ライン１３に出力するものである。
【００３８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａおよびＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂは、第３の電力供給ラインＬ３上に直列に設けられている。第３の電力供給ラインＬ３の一端が第２の電力供給ラインＬ２上であって燃料電池１１ｄと制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇおよび補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈとの間の部分に接続され、他端が第１の電力供給ラインＬ１上であって系統電源１２とインバータ制御電源部１６ｄ、システム制御電源部１６ｅおよび補機電源部１６ｆとの間の部分に接続されている。
【００３９】
インバータ制御装置１６ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａとＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂの駆動を制御するものである。このインバータ制御装置１６ｃは、システム制御装置１７と互いに通信可能に接続されており、システム制御装置１７の指示にしたがってＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａとＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂの駆動を制御する。
【００４０】
また、インバータ制御装置１６ｃは、電力測定装置１３ａによる系統電源１２の測定電圧に基づいて系統電源１２が停電状態であるか否かを判定することができる。インバータ制御装置１６ｃは、系統電源１２が停電状態であると判定すると、第３スイッチ１６ｋを開状態に切り換える。インバータ制御装置１６ｃは、系統電源１２が停電状態でない場合には第３スイッチ１６ｋを閉状態に切り換える。
【００４１】
インバータ制御装置１６ｃは、補機電源部１６ｆの駆動・停止を制御する。インバータ制御装置１６ｃは、システム制御電源部１６ｅの駆動・停止を制御する。インバータ制御装置１６ｃは、第１スイッチ１６ｉの連通・遮断を制御する。さらに、インバータ制御装置１６ｃは、電力測定装置１６ｐからシステム制御電源部１６ｅの出力電力（または出力電圧）を入力するとともに、電力測定装置１６ｑから補機電源部１６ｆの出力電力（または出力電圧）を入力する。
【００４２】
インバータ制御電源部１６ｄは、系統電源１２からの交流電力（交流電圧）を入力して所定の直流電力（直流電圧、例えば５Ｖ）に変換して、その電力をインバータ制御装置１６ｃに電源電圧（駆動電圧）として専用に供給するものである（すなわちＡＣ／ＤＣコンバータとして機能するものである）。
【００４３】
インバータ制御電源部１６ｄは、電圧監視、過電流監視および過熱監視をしており、異常を検出したとき（例えば電圧異常、過電流、過熱を検出したとき）自ら電源の供給を停止するように構成されている。このように、インバータ制御電源部１６ｄは、保護機能付きである。
【００４４】
インバータ制御電源部１６ｄは、第１の電力供給ラインＬ１の途中から分岐する分岐ラインＬ１ｃ上に設けられている。分岐ラインＬ１ｃの一端は第１の電力供給ラインＬ１に接続され、他端はインバータ制御装置１６ｃに接続されている。
【００４５】
システム制御電源部１６ｅは、系統電源１２からの交流電力（交流電圧）を入力して所定の直流電力（直流電圧、例えば５Ｖ）に変換して、その電力をシステム制御装置１７に電源電圧（駆動電圧）として専用に供給するものである（すなわちＡＣ／ＤＣコンバータとして機能するものである）。
【００４６】
システム制御電源部１６ｅも、インバータ制御電源部１６ｄと同様に、電圧監視、過電流監視および過熱監視をしており、異常を検出したとき（例えば電圧異常、過電流、過熱を検出したとき）自ら電源の供給を停止するように構成されている。このように、システム制御電源部１６ｅは、保護機能付きである。
【００４７】
さらに、システム制御電源部１６ｅは、インバータ制御装置１６ｃに接続されており、インバータ制御装置１６ｃからの指令により駆動・停止を制御されるようになっている。例えば、補機１５、システム制御装置１７、システム制御電源部１６ｅおよび補機電源部１６ｆの何れかが異常であるとき、インバータ制御装置１６ｃはシステム制御電源部１６ｅの駆動を停止させることで、系統電源１２からシステム制御装置１７への電力の供給を停止する。
【００４８】
補機電源部１６ｆは、系統電源１２からの交流電力（交流電圧）を入力して所定の直流電力（直流電圧、例えば２４Ｖ）に変換して、その電力を補機１５に電源電圧（駆動電圧）として専用に供給するものである（すなわちＡＣ／ＤＣコンバータとして機能するものである）。
【００４９】
補機電源部１６ｆも、インバータ制御電源部１６ｄと同様に、電圧監視、過電流監視および過熱監視をしており、異常を検出したとき（例えば電圧異常、過電流、過熱を検出したとき）自ら電源の供給を停止するように構成されている。このように、補機電源部１６ｆは、保護機能付きである。
【００５０】
さらに、補機電源部１６ｆは、インバータ制御装置１６ｃに接続されており、インバータ制御装置１６ｃからの指令により駆動・停止を制御されるようになっている。例えば、補機１５、システム制御装置１７、システム制御電源部１６ｅおよび補機電源部１６ｆの何れかが異常であるとき、インバータ制御装置１６ｃは補機電源部１６ｆの駆動を停止させることで、系統電源１２から補機１５への電力の供給を停止する。
【００５１】
システム制御電源部１６ｅおよび補機電源部１６ｆは、第１の電力供給ラインＬ１上に設けられている。第１の電力供給ラインＬ１の一端は電源ライン１３（ひいては系統電源１２）に接続されている。他端側は２つに分かれており、一方の分岐ラインＬ１ａにシステム制御電源部１６ｅが設けられ、他方の分岐ラインＬ１ｂに補機電源部１６ｆが設けられている。
【００５２】
制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇは、燃料電池１１ｄからの直流電圧（直流電力）を入力して所定の直流電圧（直流電力、例えば５Ｖ）に変換して、システム制御装置１７に電源電圧として供給するものである。制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇは、システム制御装置１７に接続されており、システム制御装置１７からの指令により駆動・停止を制御されるようになっている。
【００５３】
補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈは、燃料電池１１ｄからの直流電圧（直流電力）を入力して所定の直流電圧（直流電力、例えば２４Ｖ）に変換して、補機１５に電源電圧として供給するものである。補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈは、システム制御装置１７に接続されており、システム制御装置１７からの指令により駆動・停止を制御されるようになっている。例えば、待機時においてシステム制御装置１７からの停止指令により補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈは運転が停止される。これにより、待機時に補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈを停止させることで、待機電力を小さく抑制することができる。
【００５４】
制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇおよび補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈは、第２の電力供給ラインＬ２上に設けられている。第２の電力供給ラインＬ２の一端は燃料電池１１ｄに接続されている。他端側は分岐ラインＬ２ａと分岐ラインＬ２ｂの２つに分かれている。一方の分岐ラインＬ２ａは、分岐ラインＬ１ａであってシステム制御電源部１６ｅとシステム制御装置１７との間の部分に接続されている。分岐ラインＬ２ａ上に制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇが設けられている。他方の分岐ラインＬ２ｂは、分岐ラインＬ１ｂであって補機電源部１６ｆと補機１５との間の部分に接続されている。分岐ラインＬ２ｂ上に補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈが設けられている。
【００５５】
第１の電力供給ラインＬ１の分岐ラインＬ１ｂ上には、第１スイッチ１６ｉが設けられている。第１スイッチ１６ｉは、インバータ制御装置１６ｃの指示によって、系統電源１２と補機１５との間を連通・遮断するスイッチである。具体的には、補機１５、システム制御装置１７、システム制御電源部１６ｅおよび補機電源部１６ｆの何れかが異常であるとき、インバータ制御装置１６ｃの制御により第１スイッチ１６ｉが系統電源１２と補機１５との間を遮断することで、系統電源１２から補機１５への電力の供給を停止する。
【００５６】
本実施形態では、第１スイッチ１６ｉは、補機電源部１６ｆと補機駆動回路１７ａとの間に設けられている。なお、第１スイッチ１６ｉは、分岐ラインＬ１ｂ上であれば、補機電源部１６ｆより系統電源１２側に設けてもよく、補機駆動回路１７ａと補機１５との間に設けてもよい。
【００５７】
また、第２の電力供給ラインＬ２上には、第２スイッチ１６ｊが第２の電力供給ラインＬ２の分岐点より燃料電池１１ｄ側に設けられている。第２スイッチ１６ｊは、システム制御装置１７の指示によって、燃料電池１１ｄと制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇおよび補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈとの間を、起動運転時および停止運転時において遮断し、定常運転時において連通するスイッチである。
【００５８】
第３スイッチ１６ｋは、ＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂと系統電源１２（または電源ライン１３）との間に配設されている。具体的には、第３スイッチ１６ｋは、第３の電力供給ラインＬ３上であってＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂと第１の電力供給ラインＬ１との合流点との間の部分に設けられている。ＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂと系統電源１２とをインバータ制御装置１６ｃの指示によって連通・遮断するものである。インバータ制御装置１６ｃは、系統電源１２が停電状態であると判定すると、第３スイッチ１６ｋを開状態に切り換え、系統電源１２が停電状態でない場合には第３スイッチ１６ｋを閉状態に切り換える。
【００５９】
第１の電力供給ラインＬ１の分岐ラインＬ１ａ上には、第１整流素子１６ｌ（例えばダイオードで構成されている。）が第２の電力供給ラインＬ２の分岐ラインＬ２ａとの合流点とシステム制御電源部１６ｅとの間に設けられている。第１整流素子１６ｌは、システム制御電源部１６ｅからシステム制御装置１７に向けて流れる電流のみを許容する。
【００６０】
第２の電力供給ラインＬ２の分岐ラインＬ２ａ上には、第２整流素子１６ｍ（例えばダイオードで構成されている。）が第１の電力供給ラインＬ１の分岐ラインＬ１ａとの合流点と制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇとの間に設けられている。第２整流素子１６ｍは、制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇからシステム制御装置１７に向けて流れる電流のみを許容する。
【００６１】
第１の電力供給ラインＬ１の分岐ラインＬ１ｂ上には、第３整流素子１６ｎ（例えばダイオードで構成されている。）が第２の電力供給ラインＬ２の分岐ラインＬ２ｂとの合流点と補機電源部１６ｆとの間に設けられている。第３整流素子１６ｎは、補機電源部１６ｆから補機１５に向けて流れる電流のみを許容する。
【００６２】
第２の電力供給ラインＬ２の分岐ラインＬ２ｂ上には、第４整流素子１６ｏ（例えばダイオードで構成されている。）が第１の電力供給ラインＬ１の分岐ラインＬ１ｂとの合流点と補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈとの間に設けられている。第４整流素子１６ｏは、補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈから補機１５に向けて流れる電流のみを許容する。
【００６３】
第１の電力供給ラインＬ１の分岐ラインＬ１ａ上には、電力測定装置１６ｐが設けられている。電力測定装置１６ｐは、システム制御電源部１６ｅの出力電力（または出力電圧）を測定し、その測定結果をインバータ制御装置１６ｃに出力する。第１の電力供給ラインＬ１の分岐ラインＬ１ｂ上には、電力測定装置１６ｑが設けられている。電力測定装置１６ｑは、補機電源部１６ｆの出力電力（または出力電圧）を測定し、その測定結果をインバータ制御装置１６ｃに出力する。
【００６４】
さらに、燃料電池システムは、独自のブレーカ１８を備えている。ブレーカ１８は、電源ライン１３とインバータ装置１６とを接続する電源ラインに設けられている。ブレーカ１８は、ある量以上の電力を使ったり、異常電流が流れたりすると、回路を自動的に遮断して、ブレーカ１８からシステム内部側に電力が供給されるのを禁止する。
【００６５】
システム制御装置１７は、燃料電池システムの全体的な制御を一括集中して行うものであり、補機１５の駆動を制御したり、インバータ装置１６の駆動を制御したりする。システム制御装置１７はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、燃料電池システムの運転を実施している。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。システム制御装置１７は、補機１５を制御する制御用マイコン（制御用マイクロコンピュータ）である。
【００６６】
システム制御装置１７には、待機時でも運転時（起動運転時、定常運転時（発電運転時）および停止運転時を含む）でも常に電圧が供給されている。起動運転時は起動指令が出てから発電開始するまでの間であり、停止制御時は、停止指令が出てからシステムが停止するまでの間である。待機時は、燃料電池システムの発電停止状態のことであり、発電指示（スタートスイッチのオンなど）を待っている状態のことである。
【００６７】
システム制御装置１７は、補機駆動回路１７ａを備えている。補機駆動回路１７ａは、補機１５を駆動させる駆動信号（電圧信号）を補機１５に出力するものである。
【００６８】
貯湯槽２１は、燃料電池１１ｄの排熱によって加熱された貯湯水を貯めておくものである。貯湯槽２１と燃料電池１１ｄとの間には熱媒体循環路２１ａが設けられており、熱媒体循環路２１ａは燃料電池１１ｄの排熱を回収した熱媒体が図示しないポンプにより循環するものである。熱媒体と熱交換することにより貯湯槽２１の貯湯水が加熱される。
【００６９】
なお、上述したシステム制御電源部１６ｅおよび補機電源部１６ｆは、第１電源部３１を構成する。この第１電源部３１は、系統電源１２から出力される交流電力を入力し直流電力に変換して補機１５およびシステム制御装置１７に出力するものである。インバータ制御電源部１６ｄは第２電源部３２を構成する。この第２電源部３２は、系統電源１２から出力される交流電力を入力し直流電力に変換してインバータ制御装置１６ｃに出力する。
【００７０】
また、上述したＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａおよびＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂは、インバータ３３を構成する。インバータ３３は、燃料電池１１ｄから出力される直流電力を交流電力に変換して系統電源１２に接続されている電源ライン１３に出力する。
【００７１】
また、上述したシステム制御装置１７、補機１５、および第１電源部３１から第１制御グループＧ１が構成されており、インバータ制御装置１６ｃおよび第２電源部３２から第２制御グループＧ２が構成されている。システム制御装置１７およびインバータ制御装置１６ｃは、互い独立したマイクロコンピュータを備えている。システム制御装置１７はシステム制御電源部１６ｅを電源とし、インバータ制御装置１６ｃはインバータ制御電源部１６ｄを電源とし、互いに異なる電源電圧により駆動するようになっている。
【００７２】
このように構成された燃料電池システムの作動について説明する。燃料電池システムの運転時および待機時において、系統電源１２からの交流電圧がインバータ制御電源部１６ｄで直流電圧に変換され、インバータ制御装置１６ｃに供給される。よって、系統電源１２が停電するなど系統電源１２からの電力供給が停止される場合以外には、インバータ制御装置１６ｃには、インバータ制御電源部１６ｄからの電力が常に供給される。
【００７３】
また、燃料電池システムの運転時および待機時において、系統電源１２からの交流電圧がシステム制御電源部１６ｅで直流電圧に変換され、システム制御装置１７に供給される。よって、系統電源１２が停電するなど系統電源１２からの電力供給が停止される場合以外には、システム制御装置１７には、システム制御電源部１６ｅからの電力が常に供給される。
【００７４】
待機時においては、第１スイッチ１６ｉは、インバータ制御装置１６ｃの指令によって遮断状態（開状態）にされる。補機電源部１６ｆは、システム制御装置１７の指令によって駆動停止されている。よって、系統電源１２から補機１５への電力供給は停止されている。なお、第１スイッチ１６ｉを遮断状態にすること、および補機電源部１６ｆを駆動停止することのいずれかを行うようにしてもよい。
【００７５】
燃料電池システムの発電準備時（起動運転時）には、燃料電池１１ｄは暖機中であるため発電していないので、系統電源１２から燃料電池システムに電力が供給される。具体的には、ＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａの駆動が、システム制御装置１７の指令によって停止されている。また、第１スイッチ１６ｉは、インバータ制御装置１６ｃの指令によって連通状態（閉状態）にされている。補機電源部１６ｆは、システム制御装置１７の指令によって定常運転されている。これにより、系統電源１２からの交流電圧が補機電源部１６ｆで直流電圧に変換され、補機１５に供給される。
【００７６】
また、第２スイッチ１６ｊは、システム制御装置１７の指令によって遮断状態（開状態）にされる。第２スイッチ１６ｊは遮断状態であるので、燃料電池１１ｄからの突入電流を防止することができる。
【００７７】
システム制御装置１７は、ポンプ１５ａ，１５ｂ、ブロワ１５ｃなどの補機１５を制御して起動運転を実行する。
【００７８】
燃料電池システムの発電運転時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａおよびＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂが、インバータ制御装置１６ｃの指令によって駆動される。また、第３スイッチ１６ｋは、連通状態（閉状態）が維持されている。これにより、燃料電池１１ｄからの電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ａおよびＤＣ／ＡＣインバータ１６ｂを経て外部負荷１４に供給される。
【００７９】
また、第２スイッチ１６ｊは、連通状態（閉状態）にされている。加えて、制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇはシステム制御装置１７により駆動されるとともに、システム制御電源部１６ｅはインバータ制御装置１６ｃにより停止される。これにより、燃料電池１１ｄからの電力が制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇで降圧されてシステム制御装置１７に供給される。また、補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈはシステム制御装置１７により駆動されるとともに、補機電源部１６ｆはインバータ制御装置１６ｃにより停止される。これにより、燃料電池１１ｄからの電力が補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈで降圧されて補機１５に供給される。
【００８０】
システム制御装置１７は、ポンプ１５ａ，１５ｂ、ブロワ１５ｃなどの補機１５を制御して定常運転を実行する。
【００８１】
燃料電池システムの停止運転について図２を参照して説明する。燃料電池システムは全体として図２に示すフローチャートに沿った停止運転を実行する。停止指示があった場合、システム制御装置１７は、ステップ１０２で「ＹＥＳ」と判定し、停止運転を実行する（ステップ１０４）。停止指示は、図示しない停止スイッチが押されることによる停止指示や、予め設定されたスケジュールによる停止指示がある。また、停止運転は、ポンプ１５ａ，１５ｂ、ブロワ１５ｃなどの補機１５を制御して、燃料電池モジュール１１に対する改質水、燃料およびカソードエアの供給を停止する。また図示しないバルブが閉じられ燃料電池モジュール１１は密封される。この停止運転は予め決められた手順で行われる通常停止運転である。
【００８２】
停止指示なく、かつ、第１制御グループＧ１が異常である場合には、システム制御装置１７でなく、インバータ制御装置１６ｃは、ステップ１０２，１０８でそれぞれ「ＮＯ」、「ＹＥＳ」と判定し、停止運転を実行する（ステップ１１０）。
【００８３】
ステップ１０８において、第１制御グループＧ１を構成するシステム制御装置１７とインバータ制御装置１６ｃとの間の通信（シリアル通信）が異常である場合、インバータ制御装置１６ｃは、第１制御グループＧ１が異常である旨の判定を行う。また、インバータ制御装置１６ｃは電力測定装置１６ｐからの測定結果に基づいてシステム制御電源部１６ｅの異常を検出し、電力測定装置１６ｑからの測定結果に基づいて補機制御電源部１６ｆの異常を検出する。
【００８４】
例えば、システム制御装置１７が補機１５の何れかを作動させ、その作動させた補機１５が故障で過電流が発生した場合、補機電源部１６ｆのハードウエアで構成された過電流保護回路が作動し、電源電圧が低下する。その電圧をインバータ制御装置１６ｃ、又はシステム制御装置１７が検出し、第１スイッチ１６iを遮断させることにより、故障した補機１５の発熱による周辺の部品、過電流保護が作動し発熱した補機電源部１６ｆの熱を抑え保護する。また、作動させた補機１５の直後異常が発生した場合、システム制御装置１７は、その補機１５を故障と判定する。
【００８５】
ステップ１１０において、インバータ制御装置１６ｃは、第１スイッチ１６ｉを遮断状態（開状態）にされる。これにより、例えば、システム制御装置１７が異常であっても、電力供給が停止されるため補機１５が強制的に停止される。これにより、上述した通常停止運転のように予め決められた順番で停止運転は行われないものの、異常なシステム制御装置１７による異常な運転が行われるのを抑制し、燃料電池システムの停止運転を行うことができる。
【００８６】
なお、ステップ１１０において、インバータ制御装置１６ｃは、補機電源部１６ｆの駆動を停止するようにしてもよい。
【００８７】
停止指示なく、かつ、第２制御グループＧ２が異常である場合には、インバータ制御装置１６ｃでなく、システム制御装置１７は、ステップ１０２，１０８，１１２でそれぞれ「ＮＯ」、「ＮＯ」、「ＹＥＳ」と判定し、停止運転を実行する（ステップ１１４）。
【００８８】
ステップ１１２において、第２制御グループＧ２を構成するインバータ制御装置１６ｃとシステム制御装置１７との間の通信（シリアル通信）が異常である場合、システム制御装置１７は、第２制御グループＧ２が異常である旨の判定を行う。また、システム制御装置１７は図示しない電力測定装置からの測定結果に基づいてインバータ制御電源部１６ｄの異常を検出するようにしてもよい。
【００８９】
ステップ１１４において、システム制御装置１７は、上述した通常停止運転により燃料電池システムの停止運転を行うことができる。
【００９０】
上述した説明から明らかなように、本実施形態においては、第１制御グループＧ１は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池１１ｄに燃料および酸化剤ガスを供給するための補機１５と、補機１５を制御するシステム制御装置１７と、交流の系統電源１２から出力される交流電力を入力し直流電力に変換して補機１５およびシステム制御装置１７に出力する第１電源部３１と、からなる。第２制御グループＧ２は、燃料電池１１ｄから出力される直流電力を交流電力に変換して系統電源１２に接続されている電源ライン１３に出力するインバータ３３を制御するとともにシステム制御装置１７と互いに通信可能であるインバータ制御装置１６ｃと、系統電源１２から出力される交流電力を入力し直流電力に変換してインバータ制御装置１６ｃに出力する第２電源部３２と、からなる。そして、運転停止手段（システム制御装置１７、インバータ制御装置１６ｃ）は、第１制御グループＧ１または第２制御グループＧ２の一方を構成する何れかが異常であるとき、他方の制御装置の制御により燃料電池システムの運転を停止する。
【００９１】
これにより、第１制御グループＧ１を構成する補機１５、システム制御装置１７および第１電源部３１の何れかに異常が発生した場合、第２制御グループＧ２のインバータ制御装置１６ｃの制御により燃料電池システムの運転を停止することができる。よって、システム全体を異常停止させることなく、正常に停止させることができる。また、第２制御グループＧ２を構成するインバータ制御装置１６ｃおよび第２電源部３２の何れかに異常が発生した場合、第１制御グループＧ１のシステム制御装置１７の制御により燃料電池システムの運転を停止することができる。よって、システム全体を異常停止させることなく、正常に停止させることができる。
【００９２】
また、運転停止手段（インバータ制御装置１６ｃ）は、第１制御グループＧ１を構成するシステム制御装置１７、補機１５、および第１電源部３１の何れかが異常であるとき、インバータ制御装置１６ｃの制御により系統電源１２から補機１５への電力の供給を停止する電力供給停止手段（ステップ１０８，１１０）を備えている。これにより、電力供給停止手段がインバータ制御装置１６ｃの制御により系統電源１２から補機１５への電力の供給を停止するため、燃料電池システムの運転を確実かつ正常に停止することができる。
【００９３】
また、系統電源１２と補機１５との間に設けられ、系統電源１２と補機１５との間を連通・遮断する第１スイッチ１６ｉ（スイッチ）をさらに備え、電力供給停止手段（ステップ１０８，１１０）は、補機１５、システム制御装置１７、および第１電源部３１の何れかが異常であるとき、インバータ制御装置１６ｃの制御により第１スイッチ１６ｉが系統電源１２と補機１５との間を遮断することで、系統電源１２から補機１５への電力の供給を停止する。これにより、電力供給停止手段が、インバータ制御装置１６ｃの制御により系統電源１２と補機１５との間の第１スイッチ１６ｉを連通・遮断制御することで系統電源１２から補機１５への電力の供給を停止するため、燃料電池システムの運転を確実かつ正常に停止することができる。
【００９４】
また、電力供給停止手段（ステップ１０８，１１０）は、補機１５、システム制御装置１７、および第１電源部３１の何れかが異常であるとき、インバータ制御装置１６ｃの制御により補機電源部１６ｆ（第１電源部３１）の駆動を停止させてその電力供給を停止させることで、系統電源１２から補機１５への電力の供給を停止する。これにより、電力供給停止手段が、インバータ制御装置１６ｃの制御により補機電源部１６ｆの駆動を停止することで系統電源１２から補機１５への電力の供給を停止するため、燃料電池システムの運転を確実かつ正常に停止することができる。
【００９５】
また運転停止手段（システム制御装置１７）は、第２制御グループＧ２を構成するインバータ制御装置１６ｃ、および第２電源部３２の何れかが異常であるとき、システム制御装置１７の制御により補機１５を駆動させて燃料電池システムの運転を停止する。これにより、第２制御グループＧ２を構成するインバータ制御装置１６ｃ、および第２電源部３２の何れかが異常であるときでも、燃料電池システムの運転を確実かつ正常に停止することができる。
【００９６】
また、第１電源部３１が異常であるとき、第１電源部３１は自ら出力を停止する。これにより、燃料電池システムの運転をより確実かつ正常に停止することができる。
【００９７】
また、第２電源部３２が異常であるとき、第２電源部３２は自ら出力を停止する。これにより、燃料電池システムの運転をより確実かつ正常に停止することができる。
【００９８】
なお、上述した実施形態においては、２つの制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｇおよび補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｈを１つのＤＣ／ＤＣコンバータで置き換えるようにしてもよい。具体的には、そのＤＣ／ＤＣコンバータは、補機１５およびシステム制御装置１７にそれぞれ電力を供給するようになっている。そのＤＣ／ＤＣコンバータと補機１５との間には、ＤＣ／ＤＣコンバータと補機１５とをシステム制御装置１７の指示によって連通・遮断するスイッチが設けられている。そのスイッチは、待機時に遮断され、運転時に連通される。
【００９９】
また、上述した実施形態においては、燃料電池は固体酸化物形燃料電池であったが、本発明を高分子電解質形燃料電池に適用するようにしてもよい。具体的には、図３に示すように、燃料電池１１ｇ、系統電源１２、電源ライン１３、補機１５、インバータ装置１６、システム制御装置１７、貯湯槽２１、改質器４１、から構成されている。
【０１００】
燃料電池１１ｇは、燃料ガス（水素ガス）および酸化剤ガス（酸素を含む空気）が供給されて水素と酸素の化学反応により発電して直流電圧（例えば４０Ｖ）を出力するものである。燃料電池１１ｇの最大出力電力は１０００Ｗであり、最低出力電力は３００Ｗである。
【０１０１】
改質器４１は、燃料（改質用燃料）を水蒸気改質し、水素リッチな改質ガスを燃料電池１１ｇに供給するものであり、バーナ（燃焼部）、改質部、一酸化炭素シフト反応部（以下、ＣＯシフト部という）および一酸化炭素選択酸化反応部（以下、ＣＯ選択酸化部という）から構成されている。燃料としては天然ガス、ＬＰＧ、灯油、ガソリン、メタノールなどがある。
【０１０２】
バーナは、起動運転時に外部から燃焼用燃料および燃焼用空気が供給され、または定常運転時に燃料電池１１ｇの燃料極からアノードオフガス（燃料電池に供給され使用されずに排出された改質ガス）が供給され、供給された各可燃性ガスを燃焼して燃焼ガスを改質部に導出するものである。
【０１０３】
改質部は、外部から供給された燃料に蒸発器からの水蒸気（改質水）を混合した混合ガスを改質部に充填された触媒により改質して水素ガスと一酸化炭素ガスを生成している（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気を水素ガスと二酸化炭素とに変成している（いわゆる一酸化炭素シフト反応）。これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）はＣＯシフト部に導出される。
【０１０４】
ＣＯシフト部は、この改質ガスに含まれる一酸化炭素と水蒸気をその内部に充填された触媒により反応させて水素ガスと二酸化炭素ガスとに変成している。これにより、改質ガスは一酸化炭素濃度が低減されてＣＯ選択酸化部に導出される。
【０１０５】
ＣＯ選択酸化部は、改質ガスに残留している一酸化炭素と外部からさらに供給されたＣＯ浄化用の空気とをその内部に充填された触媒により反応させて二酸化炭素を生成している。これにより、改質ガスは一酸化炭素濃度がさらに低減されて（１０ｐｐｍ以下）燃料電池１１ｇの燃料極に導出される。
【０１０６】
改質器４１に供給される燃料（改質用燃料）、改質水（水）および空気（ＣＯ浄化用）は、それぞれ燃料ポンプ１４ｂ、改質水ポンプ１６ａおよび空気ポンプ１６ｃによって供給されており、その供給量はシステム制御装置１７の指令に基づいて制御されている。燃料ポンプ１４ｂ、改質水ポンプ１６ａおよび空気ポンプ１６ｃの供給量を制御することにより、改質器４１から供給される改質ガス（燃料ガス）の供給量は調整することができる。
【０１０７】
上述した改質器４１、燃料ポンプ１４ｂ、改質水ポンプ１６ａおよび空気ポンプ１６ｃから燃料ガス供給装置４０が構成されている。なお、燃料ガス供給装置４０は、水素ガスボンベ（水素ガスタンク、水素ガス供給管）と水素ガスボンベからの供給量を調整する調整弁とから構成するようにしてもよい。
【０１０８】
また、上述した実施形態において、システム制御装置１７から補機電源部１６ｆを制御するようにしてもよい。ただし、第２制御グループＧ２が異常であるときであって、システム制御装置１７が正常である場合に限る。
【０１０９】
また、上述した実施形態において、第１整流素子１６ｌおよび第２整流素子１６ｍを設ける代わりに、切り換えスイッチを設けるようにしてもよい。また、第３整流素子１６ｎおよび第４整流素子１６ｏを設ける代わりに、切り換えスイッチを設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１１…燃料電池モジュール、１１ａ…ケーシング、１１ｂ…蒸発部、１１ｃ…改質部、１１ｄ…燃料電池、１２…系統電源、１３…電源ライン、１４…電力負荷、１５…補機、１６…インバータ装置、１６ａ…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１６ｂ…ＤＣ／ＡＣインバータ、１６ｃ…インバータ制御装置（運転停止手段）、１６ｄ…インバータ制御電源部（第２電源部）、１６ｅ…システム電源部（第１電源部）、１６ｆ…補機電源部（第１電源部）、１６ｇ…制御用ＤＣ／ＤＣコンバータ、１６ｈ…補機用ＤＣ／ＤＣコンバータ、１６ｉ…第１スイッチ（スイッチ）、１６ｋ…電流測定装置、１７…システム制御装置（燃料電池システム制御装置、運転停止手段）、Ｇ１…第１制御グループ、Ｇ２…第２制御グループ。
【図１】
2012134060.tif 000003
【図２】
2012134060.tif 000004
【図３】
2012134060.tif 000005