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公開番号2025140067
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024039229
出願日2024-03-13
発明の名称燃料電池システム
出願人愛三工業株式会社
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類H01M 8/043 20160101AFI20250919BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池システムがオープンカソード方式のシステムである場合において、間欠停止制御を行ってバッテリの充電を停止させるときに、燃料電池がオーバーヒートすることを抑制できる燃料電池システムを提供すること。
【解決手段】本開示の一態様は、燃料電池システム1において、制御部14は、バッテリ12のSOCが所定値V1以上である間欠停止要求時にて、ファン83を高回転数R1で作動させて、すなわち、ファン83の供給量をFCスタック11の発電時の量よりも多くして、FCスタック11を冷却する冷却制御を行った後に、ファン83を停止させる間欠停止制御を行う。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、
前記燃料ガス供給装置と前記酸化剤ガス供給装置を制御する制御部と、
を有する燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池システムは、
前記酸化剤ガスを前記燃料電池の冷却用のガスとして使用するオープンカソード方式のシステムであって、
かつ、前記燃料電池の出力電流が、前記燃料電池にて発電した電力を充電するバッテリの電圧に依存するシステムであり、
前記制御部は、
前記バッテリの充電率が第１所定値以上である間欠停止要求時にて、
前記酸化剤ガス供給装置の供給量を発電時の量よりも多くして前記燃料電池を冷却する冷却制御を行った後に、
前記酸化剤ガス供給装置を停止させる間欠停止制御を行うこと、
を特徴とする燃料電池システム。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
請求項１の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、
前記冷却制御を開始した後、
前記燃料電池の温度が第１所定温度以下になったときに、
または、前記バッテリの充電率が前記第１所定値よりも高い第２所定値以上になったときに、
前記冷却制御を終了して、前記間欠停止制御を行うこと、
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または２の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、
前記間欠停止制御を開始した後、
前記バッテリの充電率が前記第１所定値よりも低い第３所定値以下になったときに、
または、前記燃料電池の温度が第２所定温度以上になったときに、
前記燃料ガス供給装置の供給圧力を発電時の圧力に設定し、
前記間欠停止制御を終了して前記冷却制御を行い、
前記酸化剤ガス供給装置の供給量を発電時の量にし、
前記燃料電池の発電を再始動する再始動制御を行うこと、
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項３の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記再始動制御を行うときには、前記冷却制御を開始した後、前記燃料電池の温度が第１所定温度以下になったときに、前記冷却制御を終了して、前記酸化剤ガス供給装置の供給量を発電時の量にすること、
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１または２の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記間欠停止要求時にて、前記燃料電池の温度が第３所定温度よりも高い場合に、前記冷却制御を行うこと、
を特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、前記冷却制御を所定時間行うこと、
を特徴とする燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池を有する燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料ガス系からの燃料ガスの供給を受けて、かつ、酸化剤ガス系からの酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池を有する燃料電池システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１８５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池とバッテリとの間にＤＣＤＣコンバータが配置されていない燃料電池システム、すなわち、ＤＣＤＣコンバータレスの燃料電池システムでは、燃料電池は、発電時にバッテリ電圧に応じた成り行き発電を行う。そのため、燃料電池にて発電した電力がバッテリに充電され続けると、バッテリのＳＯＣ（すなわち、充電率）が高くなり過ぎるおそれがある。そこで、ＳＯＣが所定値よりも高くなったときには、燃料電池の発電を停止して、バッテリの充電を停止する間欠停止制御を行うこと、が考えられる。
【０００５】
しかしながら、この間欠停止制御を行うときに、燃料電池などに残存する燃料ガスと酸化剤ガスとが反応することにより、燃料電池にて僅かではあるが発電して小電流が流れることによって発熱するおそれがある。ここで、間欠停止制御を行うときには、酸化剤ガス供給装置を停止させて、燃料電池への酸化剤ガスの供給を停止させる。そして、このとき、燃料電池システムがオープンカソード方式のシステムである場合には、酸化剤ガス供給装置から燃料電池へ供給される酸化剤ガスによって燃料電池を冷却することも停止されることになる。そうすると、燃料電池の温度が上昇して、燃料電池がオーバーヒートするおそれがある。
【０００６】
ここで、特許文献１においては、このように燃料電池がオーバーヒートするおそれがあることに対する対策については、何ら開示されていない。
【０００７】
そこで、本開示は上記した課題を解決するためになされたものであり、燃料電池システムがオープンカソード方式のシステムである場合において、間欠停止制御を行ってバッテリの充電を停止させるときに、燃料電池がオーバーヒートすることを抑制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】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、前記燃料ガス供給装置と前記酸化剤ガス供給装置を制御する制御部と、を有する燃料電池システムにおいて、前記燃料電池システムは、前記酸化剤ガスを前記燃料電池の冷却用のガスとして使用するオープンカソード方式のシステムであって、かつ、前記燃料電池の出力電流が、前記燃料電池にて発電した電力を充電するバッテリの電圧に依存するシステムであり、前記制御部は、前記バッテリの充電率が第１所定値以上である間欠停止要求時にて、前記酸化剤ガス供給装置の供給量を発電時の量よりも多くして前記燃料電池を冷却する冷却制御を行った後に、前記酸化剤ガス供給装置を停止させる間欠停止制御を行うこと、を特徴とする。
【０００９】
この態様によれば、酸化剤ガス供給装置から燃料電池へ供給される酸化剤ガスによって燃料電池を冷却することが停止されてしまう間欠停止制御を行う前に、予め、冷却制御を行って燃料電池を冷却しておくことができる。そのため、間欠停止制御を行っているときに、燃料電池にて残存する燃料ガスと酸化剤ガスとが反応して発電することにより小電流が流れて発熱しても、燃料電池の温度の上昇を抑えることができる。そのため、燃料電池がオーバーヒートすることを抑制できる。
【００１０】
上記の態様においては、前記制御部は、前記冷却制御を開始した後、前記燃料電池の温度が第１所定温度以下になったときに、または、前記バッテリの充電率が前記第１所定値よりも高い第２所定値以上になったときに、前記冷却制御を終了して、前記間欠停止制御を行うこと、が好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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