JP2010146749A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池内の乾燥を抑制する。
【解決手段】酸化ガス供給流路３２のコンプレッサ３１の下流側から分岐し、燃料電池２をバイパスして酸化オフガス排出流路３３に合流するバイパス流路３４と、バイパス流路３４にバイパスさせる酸化ガスの流量を調整するための調整弁３８と、酸化ガス供給流路３２および酸化オフガス排出流路３３のそれぞれ設けられ、燃料電池２への酸化ガスの供給を遮断または許容する遮断弁３５，３６と、バッテリ６２の残存容量がバッテリ６２への充電を制限するために設定された所定容量以上であって、回生動作の継続期間が、回生動作が必要な状況であると判定可能な所定期間以上に達した場合に、コンプレッサ３１を駆動させ、調整弁３８を開弁させ、遮断弁３５，３６を閉弁させる制御部７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。

燃料電池システムを搭載する燃料電池車両では、例えば、長い下り坂を走行しているときには、駆動モータを回生させてエンジンブレーキ相当のトルクを発生させるとともに、回生により生ずる回生電力を二次電池であるバッテリに充電させている。しかしながら、バッテリの充電容量には限界があるため、バッテリの充電容量を超えてもなおブレーキトルクを確保させようとすると、余剰の回生電力をどこかで消費させる必要がある。下記特許文献１には、このような余剰回生電力をエアコンプレッサで消費させる技術が開示されている。そして、この特許文献１の技術では、エアコンプレッサで酸化ガスを供給することによって生じ得るドライアップを防止するために、燃料電池に供給される酸化ガスの流量をバイパス弁と背圧弁によって制御している。
特開２００３−１８０００６号公報

ところで、背圧弁は、一般的にモータで弁開度を調整して圧力を調整する弁であるため、そのシール性は低くなる。特許文献１の技術では、回生時にエアコンプレッサから供給される酸化ガスが燃料電池内に流入しないように、バイパス弁の弁開度を制御している。しかしながら、余剰回生電力の増大に伴ってコンプレッサから供給される酸化ガスの流量が増大すると、シール性の低い背圧弁から酸化ガスが漏れ出してしまい、燃料電池内に必要以上に酸化ガスが流入してしまうことも考えられる。この場合には、燃料電池内が乾燥し、ドライアップになるおそれがある。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、燃料電池内の乾燥を抑制する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。

上述した課題を解決するため、本発明に係る燃料電池システムは、反応ガスの供給を受けて当該反応ガスの電気化学反応により電力を発生する燃料電池と、前記反応ガスのうちの前記酸化ガスを前記燃料電池に供給するための酸化ガス供給流路と、前記酸化ガス供給流路に設けられ、前記酸化ガスを前記燃料電池に供給するコンプレッサと、前記燃料電池から排出される酸化オフガスを排出するための酸化オフガス排出流路と、前記酸化オフガス排出流路に設けられ、前記燃料電池内の酸化ガスの圧力を調整するための背圧弁と、前記酸化ガス供給流路の前記コンプレッサの下流側から分岐し、前記燃料電池をバイパスして前記酸化オフガス排出流路に合流するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられ、前記酸化ガス供給流路から前記酸化オフガス排出流路に合流させる前記酸化ガスの流量を調整するための調整弁と、少なくとも、前記酸化ガス供給流路のうちの前記バイパス流路への分岐点よりも下流側または前記酸化オフガス排出流路のうちの前記バイパス流路との合流点よりも上流側のいずれか一方に設けられ、前記燃料電池への前記酸化ガスの供給を遮断または許容する遮断弁と、前記燃料電池の電力で駆動する駆動部による回生動作時に、前記コンプレッサを駆動させ、前記調整弁を開弁させ、前記遮断弁を閉弁させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、駆動部による回生動作が行われた場合に、コンプレッサを駆動させることで回生電力を消費させることができ、調整弁を開弁させることでコンプレッサから吐出される酸化ガスを、バイパス流路を介して酸化オフガス排出流路に排出させることができ、遮断弁を閉弁させることで燃料電池内への酸化ガスの流入を遮断することができる。それゆえに、回生動作を継続させつつ、ドライアップを防止することができる。

上記燃料電池システムにおいて、上記燃料電池において発電された発電電力および前記回生動作により生じた回生電力を充電可能な畜電部をさらに備え、前記制御手段は、前記蓄電部の残存容量が当該蓄電部への充電を制限するために設定された所定容量以上である場合に、前記コンプレッサを駆動させ、前記調整弁を開弁させ、前記遮断弁を閉弁させることができる。

これにより、回生動作が行われた場合に、蓄電部への充電が制限されるまでは、コンプレッサを停止させておき、調整弁を閉弁させ、遮断弁を開弁させておくことができるため、回生動作から通常動作に戻る際の応答遅れを防止することが可能となる。

上記燃料電池システムにおいて、上記制御手段は、前記蓄電部の残存容量が前記所定容量未満である場合には、前記回生電力を前記蓄電部に充電させることができる。

これにより、回生動作が行われた場合に、蓄電部への充電が制限されるまでは、回生電力を蓄電部に充電させることが可能となる。

上記燃料電池システムにおいて、上記制御手段は、前記回生動作の継続期間が、前記回生動作が必要な状況であると判定可能な所定期間以上に達した場合に、前記コンプレッサを駆動させ、前記調整弁を開弁させ、前記遮断弁を閉弁させることができる。

これにより、例えば、頻繁に負荷からの要求発電量が変動する等して一時的に回生動作に移行する場合であっても、コンプレッサや調整弁、遮断弁を通常動作に応じて駆動させることができるため、コンプレッサや調整弁、遮断弁の応答遅れを防止することが可能となる。

上記燃料電池システムにおいて、上記制御手段は、前記蓄電部の残存容量を用いて前記コンプレッサの目標消費電力を算出し、当該目標消費電力を用いて前記コンプレッサのモータの回転数および前記調整弁の弁開度を算出することができる。

これにより、例えば、蓄電部の残存容量が大きくなるほどコンプレッサの目標消費電力が大きくなるように、コンプレッサの目標消費電力を蓄電部の残存容量に応じて算出させることができるようになり、この算出した目標消費電力を達成可能なモータの回転数でコンプレッサを駆動させ、このコンプレッサから吐出される酸化ガスを酸化オフガス排出流路に排出可能な弁開度で調整弁を制御することが可能となる。

本発明によれば、燃料電池内の乾燥を抑制することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る燃料電池システムの好適な実施形態について説明する。実施形態では、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両（ＦＣＨＶ；Fuel Cell Hybrid Vehicle）の車載発電システムとして用いた場合について説明する。この燃料電池車両には、少なくとも１つの車輪の回転力を回生する駆動部が設けられており、この駆動部による回生動作時には、駆動部によって発生した回生電力が燃料電池車両の二次電池に充電される。

まず、図１を参照して、実施形態における燃料電池システムの構成について説明する。図１は、実施形態における燃料電池システムを模式的に示した構成図である。

同図に示すように、燃料電池システム１は、反応ガスである酸化ガスおよび燃料ガスの供給を受けて電気化学反応により電力を発生する燃料電池２と、酸化ガスとしての空気を燃料電池２に供給する酸化ガス配管系３と、燃料ガスとしての水素を燃料電池２に供給する水素ガス配管系４と、燃料電池２に冷却水を循環供給する冷却系５と、システムの電力を充放電する電力系６と、システム全体を統括制御する制御部７（制御手段）とを有する。

燃料電池２は、例えば、高分子電解質型燃料電池であり、多数の単セルを積層したスタック構造となっている。単セルは、イオン交換膜からなる電解質の一方の面にカソード極（空気極）を有し、他方の面にアノード極（燃料極）を有し、さらにカソード極およびアノード極を両側から挟み込むように一対のセパレータを有する構造となっている。この場合、一方のセパレータの水素ガス流路に水素ガスが供給され、他方のセパレータの酸化ガス流路に酸化ガスが供給され、これらの反応ガスが化学反応することで電力が発生する。

酸化ガス配管系３は、フィルタを介して取り込まれる空気を圧縮し、圧縮空気を酸化ガスとして送出するコンプレッサ３１と、酸化ガスを燃料電池２に供給するための酸化ガス供給流路３２と、燃料電池２から排出された酸化オフガスを排出するための酸化オフガス排出流路３３と、コンプレッサ３１から吐出された酸化ガスの一部を、燃料電池２をバイパスさせて酸化オフガス排出流路３３に合流させるためのバイパス流路３４とを有する。

コンプレッサ３１には、コンプレッサ３１のモータの回転数を測定する回転数センサＲが設けられている。酸化ガス供給流路３２のうちのバイパス流路３４への分岐点よりも下流側、および酸化オフガス排出流路３３のうちのバイパス流路３４との合流点よりも上流側には、燃料電池２への酸化ガスの供給を遮断または許容する遮断弁３５，３６がそれぞれ設けられている。酸化オフガス排出流路３３のうち、遮断弁３６よりも上流側には、燃料電池２内の酸化ガスの圧力を調整するための背圧弁３７が設けられている。なお、遮断弁３５，３６は、コンプレッサ３１によって出力され得る最大の酸化ガス圧にも耐え得るシール性を有することが好ましい。

バイパス流路３４は、酸化ガス供給流路３２のうちのコンプレッサ３１の下流側から分岐し、燃料電池２をバイパスして酸化オフガス排出流路３３に合流する流路である。バイパス流路３４には、酸化ガス供給流路３２から酸化オフガス排出流路３３に合流させる酸化ガスの流量を調整する調整弁３８が設けられている。調整弁３８は、制御部７に電気的に接続されており、調整弁３８の開度は、制御部７によって制御される。

水素ガス配管系４は、高圧の水素ガスを貯留した燃料供給源としての水素タンク４０と、水素タンク４０の水素ガスを燃料電池２に供給するための燃料ガス供給流路としての水素ガス供給流路４１と、燃料電池２から排出された水素オフガスを水素ガス供給流路４１に戻すための燃料循環流路としての水素循環流路４２とを有する。水素ガス供給流路４１には、水素ガスの圧力を予め設定した二次圧に調圧するレギュレータ４３が設けられている。水素循環流路４２には、水素循環流路４２内の水素オフガスを加圧して水素ガス供給流路４１側へ送り出す水素ポンプ４４が設けられている。

冷却系５は、冷却水を冷却するラジエータ５１と、冷却水を燃料電池２およびラジエータ５１に循環供給する冷却水循環流路５２と、冷却水を冷却水循環流路５２に循環させる冷却水循環ポンプ５３とを有する。

電力系６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１と、二次電池であるバッテリ６２（蓄電部）と、トラクションインバータ６３と、駆動部としてのトラクションモータ６４と、図示しない各種の補機インバータ等とを有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、直流の電圧変換器であり、バッテリ６２から入力された直流電圧を調整してトラクションインバータ６３側に出力する機能と、燃料電池２またはトラクションモータ６４から入力された直流電圧を調整してバッテリ６２に出力する機能と、を有する。このようなＤＣ／ＤＣコンバータ６１の機能により、バッテリ６２の充放電が実現される。

バッテリ６２は、バッテリセルが積層されて一定の高電圧を端子電圧とし、図示しないバッテリコンピュータの制御によって余剰電力を充電したり補助的に電力を供給したりすることが可能になっている。バッテリ６２には、バッテリ６２の残存容量（State of Charge）を検出するためのＳＯＣセンサＳが設けられている。トラクションインバータ６３は、直流電流を三相交流に変換し、トラクションモータ６４に供給する。トラクションモータ６４は、例えば三相交流モータであり、燃料電池システム１が搭載される燃料電池車両の主動力源を構成する。補機インバータは、各モータの駆動を制御する電動機制御部であり、直流電流を三相交流に変換して各モータに供給する。

制御部７は、燃料電池車両に設けられた加速操作部材（例えば、アクセル）の操作量を測定し、加速要求値（例えば、トラクションモータ６４等の電力消費装置からの要求発電量）等の制御情報を受けて、システム内の各種機器の動作を制御する。なお、電力消費装置には、トラクションモータ６４の他に、例えば、燃料電池２を作動させるために必要な補機装置（例えばコンプレッサ３１や水素ポンプ４４、冷却水循環ポンプ５３のモータ等）、車両の走行に関与する各種装置（変速機、車輪制御装置、操舵装置、懸架装置等）で使用されるアクチュエータ、乗員空間の空調装置（エアコン）、照明、オーディオ等が含まれる。

制御部７は、物理的には、例えば、ＣＰＵと、メモリ７１と、入出力インターフェースとを有する。メモリ７１には、例えば、ＣＰＵで処理される制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭや、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるＲＡＭが含まれる。これらの要素は、互いにバスを介して接続されている。入出力インターフェースには、回転数センサＲおよびＳＯＣセンサＳ等の各種センサが接続されているとともに、コンプレッサ３１、遮断弁３５，３６および調整弁３８等を駆動させるための各種ドライバが接続されている。

ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、入出力インターフェースを介して各種センサでの測定結果を受信し、ＲＡＭ内の各種データ等を用いて処理することで、後述する回生時制御処理等を実行する。また、ＣＰＵは、入出力インターフェースを介して各種ドライバに制御信号を出力することにより、燃料電池システム１全体を制御する。以下に、制御部７によって行われる回生時制御処理について説明する。

制御部７は、回生動作時において所定の条件を満たした場合に、コンプレッサ３１を駆動させ、調整弁３８を開弁させ、遮断弁３５，３６を閉弁させる回生時余剰電力消費処理を実行する。本実施形態では、燃料電池車両の運転中の動作状態として、回生動作と通常動作とを用いて説明する。回生動作とは、燃料電池車両の運転中に、燃料電池２およびバッテリ６２の出力が停止し、トラクションモータ６４の回生によって回生電力が発生しているときの動作状態をいう。通常動作とは、回生動作以外の動作状態をいい、例えば、燃料電池車両の運転中に、燃料電池２またはバッテリ６２から電力が出力されている状態が該当する。

回生時余剰電力消費処理におけるコンプレッサ３１の駆動および調整弁３８の開弁は、例えば、以下のように制御することができる。

最初に、制御部７は、ＳＯＣセンサＳにより測定された残存容量に対応するコンプレッサ３１の目標消費電力を、後述する消費電力マップを参照して決定する。続いて、制御部７は、決定した目標消費電力に対応するコンプレッサ３１のモータの回転数を、後述する回転数マップを参照して決定するとともに、目標消費電力に対応する調整弁３８の開度を、後述する弁開度マップを参照して決定する。続いて、制御部７は、決定した回転数をコンプレッサ３１の目標回転数に指定してコンプレッサ３１の駆動を制御するとともに、決定した開度を調整弁３８の目標開度に指定して調整弁３８の開度を制御する。

消費電力マップは、バッテリ６２の残存容量とコンプレッサ３１の目標消費電力との関係が設定されているテーブルであり、バッテリ６２の残存容量が大きくなるにしたがって、コンプレッサ３１の目標消費電力が大きくなるように設定されている。消費電力マップは、予め実験などにより求められ、製造出荷時などに制御部７のメモリ７１に格納される。

回転数マップは、コンプレッサ３１の目標消費電力とコンプレッサ３１のモータの回転数との関係が設定されているテーブルであり、コンプレッサ３１の目標消費電力が大きくなるにしたがって、コンプレッサ３１のモータの回転数が大きくなるように設定されている。回転数マップは、予め実験などにより求められ、製造出荷時などに制御部７のメモリ７１に格納される。

弁開度マップは、コンプレッサ３１の目標消費電力と調整弁３８の開度との関係が設定されているテーブルであり、コンプレッサ３１の目標消費電力が大きくなるにしたがって、調整弁３８の開度が大きくなるように設定されている。弁開度マップは、予め実験などにより求められ、製造出荷時などに制御部７のメモリ７１に格納される。

回生時余剰電力消費処理を開始する際の上記所定の条件は、必ずしも設ける必要はないが、設けることでメリットを有する場合もあるため、以下において、メリットを有する場合について説明する。

一つめは、バッテリ６２の残存容量が、バッテリ６２への充電を制限するために設定された所定容量以上である場合に、回生時余剰電力消費処理を開始させ、この条件を満たさない場合には、回生電力をバッテリ６２に充電させることである。これにより、残存容量がバッテリ６２の効率が良好な状態であると判定可能な所定容量未満である間は、回生電力をバッテリ６２に蓄電させることができる。

二つめは、回生動作の継続期間が、回生動作が必要な状況であると判定可能な所定期間以上に達した場合に、回生時余剰電力消費処理を開始させ、この条件を満たさない場合には、回生時余剰電力消費処理を待機させることである。これにより、一時的に回生動作に移行する場合には、回生時余剰電力消費処理の実行を禁止させることができる。一時的に回生動作に移行することは、例えば、街中で走行したとき等のように、頻繁に加減速が繰り返される状況下で出現し易い。

ここで、回生動作時に回生時余剰電力消費処理を実行してから通常動作に戻る場合には、コンプレッサ３１のモータの回転数や、調整弁３８および遮断弁３５，３６の開閉動作に応答遅れが生じ得る。したがって、一時的に回生動作に移行したときにまで回生時余剰電力消費処理を実行させると、コンプレッサ３１のモータの回転数や、調整弁３８および遮断弁３５，３６の開閉動作に生じ得る応答遅れが、通常動作に戻るたびに発生してしまうことも考えられる。それゆえに、一時的に回生動作に移行した状況であると判定した場合には、回生時余剰電力消費処理の実行を抑制することで、コンプレッサ３１のモータの回転数や、調整弁３８および遮断弁３５，３６の開閉動作の応答遅れが生ずる機会を極力低減させることが可能となる。

一方、回生動作の継続期間が、回生動作が必要な状況であると判定可能な所定期間以上継続した場合には、回生時余剰電力消費処理を実行させることができるため、回生時に発生し得る余剰回生電力を消費させて回生によるブレーキトルクを確保しつつ、酸化ガスの燃料電池内への流入を遮断してドライアップを抑制することができる。回生動作が必要な状況としては、例えば、長い下り坂を走行している状況が該当する。長い下り坂を走行しているときには、回生動作が継続して行われるため、余剰の回生電力が発生し易いうえ、エンジンブレーキに相当する回生ブレーキトルクが発生することにより得られる効果は大きい。したがって、回生動作が必要な状況である場合には、回生時余剰電力消費処理を実行させることで、回生ブレーキトルクによって得られる効果を継続して付与することが可能となる。

回生動作の継続期間は、例えば、回生継続カウンタを用いて計測することができる。例えば、回生動作が開始されてから、回生継続カウンタをカウントアップしていき、カウント値が所定値以上になった場合に、回生動作の継続期間が、上記所定期間以上に達したと判定することとしてもよい。

次に、図２に示すフローチャートを用いて、実施形態における回生時制御処理について説明する。この回生時制御処理は、例えば、イグニッションキーがＯＮされたときに開始され、運転が終了するまで繰り返し実行される。

最初に、制御部７は、回生継続カウンタをリセットする（ステップＳ１０１）。続いて、制御部７は、燃料電池システムが回生動作状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。この判定がＮＯである場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）に、制御部７は通常動作時の各種制御を行い（ステップＳ１０３）、処理を上記ステップＳ１０１に移行する。

一方、上記ステップＳ１０２の判定で、回生動作状態であると判定された場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）に、制御部７は、ＳＯＣセンサＳの測定値が所定容量以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。この判定がＮＯである場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）に、制御部７は回生電力をバッテリ６２に蓄電させ（ステップＳ１０５）、処理を上記ステップＳ１０２に移行する。

一方、上記ステップＳ１０４の判定で、ＳＯＣセンサＳの測定値が所定容量以上であると判定された場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）に、制御部７は、回生継続カウンタをカウントアップする（ステップＳ１０６）。

続いて、制御部７は、回生継続カウンタが所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。この判定がＮＯである場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）には、処理を上記ステップＳ１０２に移行する。

一方、上記ステップＳ１０７の判定で、回生継続カウンタが所定値以上であると判定された場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）に、制御部７は、コンプレッサ３１の目標消費電力を算出する（ステップＳ１０８）。続いて、制御部７は、上記ステップＳ１０８で算出した目標消費電力に基づいてコンプレッサ３１のモータの目標回転数を算出し（ステップＳ１０９）、上記ステップＳ１０８で算出した目標消費電力に基づいて調整弁３８の目標開度を算出する（ステップＳ１１０）。

続いて、制御部７は、上記ステップＳ１０９で算出した算出した目標回転数にしたがってコンプレッサ３１を駆動し（ステップＳ１１１）、遮断弁３５，３６を閉弁し（ステップＳ１１２）、上記ステップＳ１１０で算出した目標開度にしたがって調整弁３８を開弁する（ステップＳ１１３）。そして、処理を上記ステップＳ１０２に移行する。

なお、上述したステップＳ１１１〜ステップＳ１１３までの各処理の順番は、この順番に限定されず、どのような順番で処理を実行してもよい。また、各処理を並行して実行することとしてもよい。ただし、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１３の順に処理することで、応答速度の遅い順番に処理を実行することができるため、順次処理することとした場合の応答処理を短縮することに有効である。また、ステップＳ１１３、ステップＳ１１１、ステップＳ１１２の順に処理することで、酸化ガスを確実にバイパスさせてから遮断弁３５，３６を閉弁させることができるため、圧力の異常上昇を抑制することに重点を置く場合には最も有効である。

上述してきたように、本実施形態における燃料電池システム１によれば、回生動作が行われた場合に、コンプレッサ３１を駆動させることで回生電力を消費させることができ、調整弁３８を開弁させることでコンプレッサ３１から吐出される酸化ガスを、バイパス流路３４を介して酸化オフガス排出流路３３に排出させることができ、遮断弁３５，３６を閉弁させることで燃料電池２内への酸化ガスの流入を遮断させることができる。これにより、回生動作を継続させつつ、燃料電池内の乾燥を抑制することが可能となるため、回生ブレーキトルクを確保しつつ、ドライアップを防止することができる。

なお、上述した実施形態では、遮断弁３５，３６を二か所に設けているが、必ずしも二か所に設ける必要はなく、どちらか一方にのみ設けることとしてもよい。

また、上述した実施形態では、回生時余剰電力消費処理において、余剰電力を消費させるためにコンプレッサ３１を駆動させているが、余剰電力を消費させる方法はこれに限定さない。例えば、コンプレッサ３１に加え、冷却水循環ポンプ５３等を駆動させることとしてもよい。

また、上述した実施形態における燃料電池システム１には、燃料電池２に供給される酸化ガスを加湿するための加湿器が設けられていないが、加湿器をさらに設けることとしてもよい。具体的には、酸化ガス供給流路３２および酸化オフガス排出流路３３に、コンプレッサ３１から圧送された酸化ガスを燃料電池２から排出された酸化オフガスを用いて加湿する加湿器を設けることとしてもよい。

また、上述した実施形態においては、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両に搭載した場合について説明しているが、燃料電池車両以外の各種移動体（ロボット、船舶、航空機等）にも本発明に係る燃料電池システムを適用することができる。

実施形態における燃料電池システムを模式的に示す構成図である。 実施形態における回生時制御処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…燃料電池システム、２…燃料電池、３…酸化ガス配管系、４…水素ガス配管系、５…冷却系、６…電力系、７…制御部、３１…コンプレッサ、３２…酸化ガス供給流路、３３…酸化オフガス排出流路、３４…バイパス流路、３５，３６…遮断弁、３７…背圧弁、３８…調整弁、５３…冷却水循環ポンプ、６１…ＤＣ／ＤＣコンバータ、６２…バッテリ、６３…トラクションインバータ、６４…トラクションモータ、７１…メモリ、Ｒ…回転数センサ、Ｓ…ＳＯＣセンサ。

Claims (5)

1. 反応ガスの供給を受けて当該反応ガスの電気化学反応により電力を発生する燃料電池と、
   前記反応ガスのうちの前記酸化ガスを前記燃料電池に供給するための酸化ガス供給流路と、
   前記酸化ガス供給流路に設けられ、前記酸化ガスを前記燃料電池に供給するコンプレッサと、
   前記燃料電池から排出される酸化オフガスを排出するための酸化オフガス排出流路と、
   前記酸化オフガス排出流路に設けられ、前記燃料電池内の酸化ガスの圧力を調整するための背圧弁と、
   前記酸化ガス供給流路の前記コンプレッサの下流側から分岐し、前記燃料電池をバイパスして前記酸化オフガス排出流路に合流するバイパス流路と、
   前記バイパス流路に設けられ、前記酸化ガス供給流路から前記酸化オフガス排出流路に合流させる前記酸化ガスの流量を調整するための調整弁と、
   少なくとも、前記酸化ガス供給流路のうちの前記バイパス流路への分岐点よりも下流側または前記酸化オフガス排出流路のうちの前記バイパス流路との合流点よりも上流側のいずれか一方に設けられ、前記燃料電池への前記酸化ガスの供給を遮断または許容する遮断弁と、
   前記燃料電池の電力で駆動する駆動部による回生動作時に、前記コンプレッサを駆動させ、前記調整弁を開弁させ、前記遮断弁を閉弁させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする燃料電池システム。
2. 前記燃料電池において発電された発電電力および前記回生動作により生じた回生電力を充電可能な畜電部をさらに備え、
   前記制御手段は、前記蓄電部の残存容量が当該蓄電部への充電を制限するために設定された所定容量以上である場合に、前記コンプレッサを駆動させ、前記調整弁を開弁させ、前記遮断弁を閉弁させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
3. 前記制御手段は、前記蓄電部の残存容量が前記所定容量未満である場合には、前記回生電力を前記蓄電部に充電させることを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。
4. 前記制御手段は、前記回生動作の継続期間が、前記回生動作が必要な状況であると判定可能な所定期間以上に達した場合に、前記コンプレッサを駆動させ、前記調整弁を開弁させ、前記遮断弁を閉弁させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
5. 前記制御手段は、前記蓄電部の残存容量を用いて前記コンプレッサの目標消費電力を算出し、当該目標消費電力を用いて前記コンプレッサのモータの回転数および前記調整弁の弁開度を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。

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