[发明专利]燃料电池系统及其控制方法

说明书

向燃料电池堆(10)供给燃料气体和氧化剂气体来使燃料电池堆(10)发电的燃料电池系统(100)包括：罐(21)，其储存包括含氧燃料的水溶液；以及重整器(24)，其对水溶液气化得到的混合气体进行重整来生成燃料气体。燃料电池系统(100)还包括：燃料泵(22)，其向重整器(24)供给混合气体；排气控制阀(42)，其加热重整器(24)；传感器(51)，其估计或检测向重整器(24)供给的混合气体的浓度；以及控制器(50)，其控制燃料泵(22)和排气控制阀(42)以使燃料电池堆(10)发电。相比于含氧燃料气体的浓度低时，在该浓度高时，控制器(50)使由排气控制阀(42)对重整器(24)加热的加热量增加，或使由燃料泵(22)向重整器(24)供给的混合气体的供给量增加。

技术领域

本发明涉及一种将由重整器生成的燃料气体供给至燃料电池的燃料电池系统及其控制方法。

背景技术

在专利第5763405号公报中公开了如下一种燃料电池系统：将烃气和水蒸气混合，并且对混合所得到的混合气体进行重整，以生成向燃料电池供给的燃料气体。

发明内容

发明要解决的问题

在如上所述的燃料电池系统中，需要用于生成水蒸气的贮水罐、以及用于贮存如烃气这样的含氧燃料的燃料罐这两个罐。由于这样的理由，存在燃料电池系统的结构变得复杂这样的问题。

本发明是着眼于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种通过简单的结构生成燃料气体的燃料电池系统及其控制方法。

根据本发明的某个方式，向燃料电池供给燃料气体和氧化剂气体来使燃料电池发电的燃料电池系统包括：罐，其储存包括含氧燃料的水溶液；以及重整器，其对水溶液气化得到的混合气体进行重整来生成所述燃料气体。燃料电池系统还包括：致动器，其向所述重整器供给所述混合气体；加热装置，其加热所述重整器；检测部，其估计或检测向所述重整器供给的混合气体中的含氧燃料的浓度；以及控制器，其控制所述致动器和所述加热装置，以使所述燃料电池发电。相比于所述含氧燃料的浓度低时，在该浓度高时，所述控制器使由所述加热装置对所述重整器加热的加热量增加，或使由所述致动器向所述重整器供给的所述混合气体的供给量减少。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式中的燃料电池系统的结构例的图。

图2是例示重整器的流入气体中的含氧燃料的每个浓度下的重整器的运转温度与重整性能的关系的概念图。

图3是表示本实施方式中的控制重整器的运转温度的运转控制方法的一例的流程图。

图4是表示根据重整器的入出温度差来变更重整器的运转温度的运转控制方法的一例的时间图。

图5是例示重整器的流入气体中的含氧燃料的每个浓度下的重整器的运转温度与重整器的入出温度差的最佳值的关系的概念图。

图6是例示重整器的流入气体中的含氧燃料的浓度与燃料电池堆的输出的关系的概念图。

图7是表示本发明的第二实施方式中的基于燃料电池的输出的重整器的运转控制方法的一例的流程图。

图8是表示本发明的第三实施方式中的基于燃料罐的含氧燃料浓度的重整器的运转控制方法的一例的流程图。

图9是表示本发明的第四实施方式中的燃料电池系统的结构例的图。

图10是表示本实施方式中的利用加热器的重整器的运转控制方法的一例的流程图。

图11是表示本发明的第五实施方式中的变更向重整器的气体供给量的运转控制方法的一例的图。

图12是表示本实施方式中的控制向重整器的气体供给量的运转控制方法的一例的流程图。