JP5205718B2 - Fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システムの起動停止制御に関する。   The present invention relates to start / stop control of a fuel cell system.

燃料電池では、例えば、燃料には水素、酸化剤としては酸素を含む空気が用いられ、水素は燃料側電極の触媒の作用によって水素イオンと電子に別れ、水素イオンは電解質膜を通して酸化剤極に移動し、酸化剤側電極の触媒の作用で水素イオンと外部の負荷を回ってきた電子と酸素が結合して水が生成される。反応生成物の水は酸化剤としての空気と共に燃料電池の外部に排出されるが、生成された水の一部は、電解質膜を湿度雰囲気に保つため、加湿モジュールによって燃料電池入口に再循環するシステムが多く用いられている。このような燃料電池では、通常運転中には水素イオンは燃料側電極から電解質膜を通して酸化剤側電極に移動するが水素分子は酸化剤側電極には移動してこない。ところが、燃料電池を停止すると、停止時に燃料電池の中に残留している水素分子は電解質膜を通して酸化剤側電極に透過、滞留してくる（例えば、特許文献１参照）。酸化剤側電極には、酸化剤としての空気あるいは生成水を燃料電池の外部に排出する排気管が接続されているため、燃料電池の停止中に酸化剤側電極に透過して滞留した濃度の高い水素は燃料電池の起動時に排気管から燃料電池の外部に排出される。そこで空気供給管から燃料電池をバイパスして排気管に接続するバイパス管路を設けて、燃料電池の起動時には、酸素剤側電極に滞留している水素ガスを稀釈して大気に排出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。   In a fuel cell, for example, hydrogen is used as fuel and oxygen-containing air is used as an oxidant. Hydrogen is separated into hydrogen ions and electrons by the action of a catalyst on the fuel side electrode. It moves, and hydrogen and the electrons and oxygen that have traveled around the external load are combined by the action of the catalyst on the oxidant side electrode to produce water. The reaction product water is discharged to the outside of the fuel cell together with air as an oxidant, but a portion of the generated water is recirculated to the fuel cell inlet by the humidification module to keep the electrolyte membrane in a humid atmosphere. Many systems are used. In such a fuel cell, during normal operation, hydrogen ions move from the fuel side electrode through the electrolyte membrane to the oxidant side electrode, but hydrogen molecules do not move to the oxidant side electrode. However, when the fuel cell is stopped, hydrogen molecules remaining in the fuel cell at the time of the stop permeate and stay in the oxidant side electrode through the electrolyte membrane (see, for example, Patent Document 1). The oxidant side electrode is connected to an exhaust pipe that discharges air or generated water as the oxidant to the outside of the fuel cell. High hydrogen is discharged from the exhaust pipe to the outside of the fuel cell when the fuel cell is started. Therefore, there is a method of providing a bypass line that bypasses the fuel cell from the air supply pipe and connects to the exhaust pipe, and at the time of starting the fuel cell, dilutes the hydrogen gas remaining in the oxygen agent side electrode and discharges it to the atmosphere. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

一方、燃料電池内には、上記のように系統内部、および配管管路内に水分を含んでいる。したがって、氷点下以下の温度において燃料電池システムを長時間停止させた場合には、燃料電池内部で水分が凍結し、システムが起動できなくなるという問題がある。このため、燃料電池、及び加湿モジュールを保温、断熱材で囲み、加温、廃熱を効果的に組み合わせて低温環境下でのシステムの保護、起動時間の短縮を可能とする燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。   On the other hand, the fuel cell contains moisture in the system and in the pipe line as described above. Therefore, when the fuel cell system is stopped for a long time at a temperature below the freezing point, there is a problem that moisture freezes inside the fuel cell and the system cannot be started. For this reason, a fuel cell and a humidification module are insulated and surrounded by a heat insulating material, and a fuel cell system that can protect the system in a low temperature environment and shorten the startup time by effectively combining heating and waste heat is proposed (For example, refer to Patent Document 2).

特開２００４−１７２０２７号公報JP 2004-172027 A 特開２００３−１５１５９５号公報JP 2003-151595 A

しかし、特許文献２に開示された従来技術においては、燃料電池システムの大半を断熱材で囲むこととなるため、装置全体が大型化すること、断熱材で囲まれた領域以外の部分、例えば、接続配管やバルブなどについては、凍結防止となっておらず、周辺の弁類が凍結して燃料電池システムの起動が遅れる場合があるという問題がある。また、特許文献１に開示されている従来技術では、燃料電池システムの低温での凍結という問題について開示がなく、凍結が発生した場合にどのようにして水素ガスを稀釈して燃料電池システムを起動するかという点については、開示も記載もされていない。   However, in the prior art disclosed in Patent Document 2, since most of the fuel cell system is surrounded by a heat insulating material, the entire apparatus is enlarged, and a part other than the region surrounded by the heat insulating material, for example, Connection pipes and valves are not protected against freezing, and there is a problem that the startup of the fuel cell system may be delayed due to freezing of surrounding valves. The prior art disclosed in Patent Document 1 does not disclose the problem of freezing the fuel cell system at a low temperature, and how to start the fuel cell system by diluting hydrogen gas when freezing occurs. There is no disclosure or description of whether or not to do so.

本発明は、低温状態においても、効率的に起動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。また、本発明の他の目的は、低温状態からの起動においても効率的に排出水素ガス濃度を低下させることが出来る燃料電池システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a fuel cell system that can be efficiently started even in a low temperature state. Another object of the present invention is to provide a fuel cell system that can efficiently reduce the concentration of exhaust hydrogen gas even during startup from a low temperature state.

本発明に係る燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、前記酸化剤ガスを圧縮する圧縮機と、前記圧縮機と前記燃料電池とを接続し、前記圧縮機によって圧縮した酸化剤ガスを前記燃料電池に供給する酸化剤ガス供給流路と、前記燃料電池に接続され、反応後の酸化剤ガスを前記燃料電池から大気に排気する酸化剤ガス排気流路と、前記酸化剤ガス供給流路と前記酸化剤ガス排気流路とにそれぞれ設けられ、前記圧縮機によって圧縮された酸化剤ガスを動作ガスとする開閉駆動部によって開閉駆動される遮断弁と、前記圧縮機と前記開閉駆動部を接続する動作ガス供給流路と、前記動作ガス供給流路に設けられた動作ガス供給調整手段と、前記酸化剤ガス供給流路と前記酸化剤ガス排気流路とを、前記各遮断弁の前記燃料電池と反対側において接続し、前記圧縮機によって圧縮した酸化剤ガスを前記酸化剤ガス排気流路にバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられる開度調整可能なバイパス弁と、前記燃料電池の起動停止制御を行う制御部と、を含む燃料電池システムであって、前記制御部は、前記バイパス弁の開度を所定の開度に保持し、前記動作ガス供給調整手段によって酸化剤ガスを前記開閉駆動部に供給して前記遮断弁を開弁させた後に、前記バイパス弁を全開する燃料電池起動手段、を備えることを特徴とする。また、前記制御部は、更に、前記バイパス弁の開度を所定の開度とした状態で燃料電池を停止する燃料電池停止手段、を備えることとしても好適である。   A fuel cell system according to the present invention connects a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, a compressor that compresses the oxidant gas, the compressor and the fuel cell, An oxidant gas supply passage for supplying an oxidant gas compressed by the compressor to the fuel cell, and an oxidant gas exhaust connected to the fuel cell and exhausting the reacted oxidant gas from the fuel cell to the atmosphere. A shut-off valve that is provided in each of the flow path, the oxidant gas supply flow path, and the oxidant gas exhaust flow path and is opened and closed by an open / close drive unit that uses the oxidant gas compressed by the compressor as an operating gas An operating gas supply channel connecting the compressor and the opening / closing drive unit, an operating gas supply adjusting means provided in the operating gas supply channel, the oxidizing gas supply channel, and the oxidizing gas exhaust Flow path and A bypass passage connected to the opposite side of each shut-off valve to the fuel cell and bypassing the oxidant gas compressed by the compressor to the oxidant gas exhaust passage, and an opening provided in the bypass passage A fuel cell system including an adjustable bypass valve and a control unit that performs start / stop control of the fuel cell, wherein the control unit maintains an opening degree of the bypass valve at a predetermined opening degree, Fuel cell starting means for fully opening the bypass valve after the operating gas supply adjusting means supplies oxidant gas to the opening / closing drive section to open the shut-off valve. The control unit may further include a fuel cell stopping unit that stops the fuel cell in a state where the opening degree of the bypass valve is a predetermined opening degree.

更に、本発明に係る燃料電池システムにおいて、前記バイパス弁の所定の開度は、前記圧縮機によって圧縮された酸化剤ガス温度が通常運転時の酸化剤ガス温度よりも高くなるような開度であること、としても好適であるし、前記バイパス弁の所定の開度は、前記バイパス弁の最低保持開度であること、としても好適である。   Furthermore, in the fuel cell system according to the present invention, the predetermined opening degree of the bypass valve is such an opening degree that an oxidant gas temperature compressed by the compressor is higher than an oxidant gas temperature during normal operation. It is also preferable that the predetermined opening degree of the bypass valve is a minimum holding opening degree of the bypass valve.

本発明は、低温状態においても、燃料電池システムを効率的に起動することができるという効果を奏する。また、本発明は、低温状態からの起動においても効率的に排出水素ガス濃度を低下させることが出来るという効果を奏する。   The present invention has an effect that the fuel cell system can be efficiently started even in a low temperature state. In addition, the present invention has an effect that the exhaust hydrogen gas concentration can be efficiently reduced even at the start-up from a low temperature state.

本発明の好適な実施形態について、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の燃料電池システムに係る実施形態を示す概略系統図である。図１に示すように、本実施形態の燃料電池システムは酸化剤ガスとして酸素を含む空気を用い、燃料ガスとして水素を用いている。酸化剤ガスである空気は大気から吸気流量計１８や空気フィルタを介して空気吸込み管路１９から空気圧縮機１４に吸込まれ、空気圧縮機１４によって加圧された吐出空気は圧縮機吐出管路２０から燃料電池の空気供給管路２１に供給される。供給系統に入った空気は、加湿モジュール３７において燃料電池１１での反応で生成された水分を付加され、湿り空気となって空気供給管路２１から燃料電池１１に供給される。燃料電池１１の酸化剤極である空気側電極１２から燃料電池内に入った空気は、水素系統から供給された水素との発電反応によって酸素が減少する。そして反応の結果の生成水が水蒸気あるいは水滴として空気中に増えてくる。湿分の増加した空気は燃料電池１１の空気排気管路２３に排出される。排気された湿分を多く含む空気は、加湿モジュール３７でその湿分の一部を供給空気への付加湿分とするために除去される。湿分量が減少した排出空気は排気管路２３によって下流に流れて行く。一方、空気供給管路２１と空気排気管路２３との間には、燃料電池１１をバイパスして空気圧縮機１４の吐出空気の一部を空気供給管路２１から空気排気管路２３に流すバイパス管路２５が設けられている。バイパス管路２５には弁開度が調整可能なバイパス弁２７が取り付けられている。空気排気管路２３からの排気はこのバイパス管路２５を通ってきたバイパス空気と合流した後、大気放出管路２４からサイレンサ５３を通って大気放出口５５から大気に放出される。燃料電池１１への空気供給管路２１と空気排気管路２３には、燃料電池１１の停止時に外気が燃料電池１１の中に入り込んで、燃料電池１１の中に残留している水素と反応して触媒などの劣化を防止するように、停止時には閉状態とされる各遮断弁２９ａ，２９ｂが設けられている。空気供給管路２１には、空気入口遮断弁２９ａが設けられ、空気排気管路２３には空気出口遮断弁２９ｂが設けられている。各各遮断弁２９ａ，２９ｂは、遮断弁駆動部３１ａ，３１ｂによって開閉される。各遮断弁駆動部３１ａ，３１ｂは動作ガスによってダイヤフラムを上下に動作させて弁を開閉する空圧式駆動装置である。動作ガスは空気圧縮機１４によって圧縮された空気を用いている。動作ガスの空気は空気圧縮機１４の出口の圧縮機出口管路２０に接続された動作ガス供給管路３３から各遮断弁２９ａ，２９ｂの各動作ガス供給管路３３ａ，３３ｂによって供給される。各動作ガス供給管路３３ａ，３３ｂには、各遮断弁駆動部３１ａ，３１ｂへの動作ガスの供給を調節する各遮断弁動作ガス調節弁３５ａ，３５ｂが取り付けられている。燃料電池１１と空気出口遮断弁２９ｂとの間の空気排気管路２３には、燃料電池１１の空気側電極の中を流れる空気の圧力を調整する空気圧力調節弁２６が取り付けられている。バイパス管路２５は各遮断弁２９ａ，２９ｂの燃料電池１１と反対側において、燃料電池１１をバイパスするように配置されていれば良く、図１に示すように、空気供給管路２１の加湿モジュール３７の上流側と空気排気管路２３の加湿モジュール下流側とを接続するようにしても良いし、空気供給管路２１の加湿モジュール３７の下流側であって空気入口遮断弁２９ａの上流側と空気排気管路２３の加湿モジュール上流側であって空気出口遮断弁２９ｂの下流側とを接続するようにしてもよい。したがって、各遮断弁２９ａ，２９ｂの燃料電池側において、空気供給管路２１と空気排気管路２３とを接続することは含まない。また、各遮断弁駆動部３１ａ，３１ｂは空圧式の駆動装置であればダイヤフラム式に限らず、ピストン式など他の方式であってもよい。   A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic system diagram showing an embodiment of the fuel cell system of the present invention. As shown in FIG. 1, the fuel cell system of this embodiment uses air containing oxygen as the oxidant gas and hydrogen as the fuel gas. Air, which is an oxidant gas, is sucked into the air compressor 14 from the air through the air suction line 19 via the intake flow meter 18 and the air filter, and the discharge air pressurized by the air compressor 14 is discharged from the compressor. 20 is supplied to the air supply line 21 of the fuel cell. The air that has entered the supply system is added with moisture generated by the reaction in the fuel cell 11 in the humidification module 37, becomes humid air, and is supplied to the fuel cell 11 from the air supply line 21. In the air that has entered the fuel cell from the air-side electrode 12 that is the oxidant electrode of the fuel cell 11, oxygen is reduced by a power generation reaction with hydrogen supplied from the hydrogen system. Then, the product water as a result of the reaction increases in the air as water vapor or water droplets. The increased air moisture is discharged to the air exhaust line 23 of the fuel cell 11. The exhausted air containing a large amount of moisture is removed by the humidification module 37 so that a part of the moisture is added to the supply air. The exhaust air whose moisture content has decreased flows downstream through the exhaust pipe 23. On the other hand, between the air supply line 21 and the air exhaust line 23, the fuel cell 11 is bypassed and a part of the discharge air of the air compressor 14 is allowed to flow from the air supply line 21 to the air exhaust line 23. A bypass line 25 is provided. A bypass valve 27 whose valve opening is adjustable is attached to the bypass line 25. Exhaust gas from the air exhaust line 23 merges with the bypass air that has passed through the bypass line 25, and then is discharged from the atmospheric discharge line 24 through the silencer 53 to the atmosphere from the atmospheric discharge port 55. In the air supply line 21 and the air exhaust line 23 to the fuel cell 11, outside air enters the fuel cell 11 when the fuel cell 11 is stopped, and reacts with hydrogen remaining in the fuel cell 11. In order to prevent deterioration of the catalyst and the like, shut-off valves 29a and 29b that are closed when stopped are provided. The air supply conduit 21 is provided with an air inlet shut-off valve 29a, and the air exhaust conduit 23 is provided with an air outlet shut-off valve 29b. Each shut-off valve 29a, 29b is opened and closed by shut-off valve driving units 31a, 31b. Each shut-off valve drive unit 31a, 31b is a pneumatic drive device that opens and closes a valve by operating a diaphragm up and down with an operating gas. The working gas is air compressed by the air compressor 14. The working gas air is supplied from the working gas supply pipe 33 connected to the compressor outlet pipe 20 at the outlet of the air compressor 14 through the working gas supply pipes 33a and 33b of the shut-off valves 29a and 29b. The operating gas supply pipes 33a and 33b are provided with shut-off valve operating gas adjustment valves 35a and 35b for adjusting the supply of the operating gas to the shut-off valve driving units 31a and 31b. An air pressure adjusting valve 26 that adjusts the pressure of the air flowing in the air side electrode of the fuel cell 11 is attached to the air exhaust line 23 between the fuel cell 11 and the air outlet shutoff valve 29b. The bypass line 25 may be arranged so as to bypass the fuel cell 11 on the side opposite to the fuel cell 11 of each shut-off valve 29a, 29b. As shown in FIG. 1, the humidification module of the air supply line 21 is used. 37 may be connected to the downstream side of the humidification module of the air exhaust line 23, or downstream of the humidification module 37 of the air supply line 21 and upstream of the air inlet shut-off valve 29a. You may make it connect the humidification module upstream of the air exhaust duct 23, and the downstream of the air outlet cutoff valve 29b. Therefore, it does not include connecting the air supply conduit 21 and the air exhaust conduit 23 on the fuel cell side of the shutoff valves 29a and 29b. Each shut-off valve drive unit 31a, 31b is not limited to the diaphragm type as long as it is a pneumatic drive unit, and may be another type such as a piston type.

燃料ガスである水素ガスは水素ガスタンク４１に貯留されている。水素は水素ガスタンク４１から水素供給管路４３によって燃料電池の燃料側電極である水素側電極１３に供給される。燃料電池１１に供給された水素の一部は空気側電極１２に供給された酸化剤である空気中の酸素と反応して消費されるが、消費されなかった水素は水素側電極１３から排出された後、水素循環管路４５に設けられた水素循環ポンプ４７によって再度加圧されて燃料電池１１の水素側電極１３に供給される。そして発電によって消費された水素分は水素ガスタンク４１から水素供給管路４３によって補充される。補充される水素ガスの量は水素ガス供給調節弁４４によって調節される。水素系統は循環系統となっているので、長時間運転していると循環している水素ガス中に反応などによって発生する不純物や当初から水素ガス中に入っていた不純物が濃縮されてくる。そこで、このような不純物がある程度濃縮されてきた場合には、所定量の水素ガスを水素排気管路４６から外気に放出する。この場合は、高濃度の水素ガスを直接大気に放出することがないように、混合器４９によって排気空気と混合して、その濃度を下げてから大気に排出するようになっている。   Hydrogen gas as fuel gas is stored in a hydrogen gas tank 41. Hydrogen is supplied from a hydrogen gas tank 41 to a hydrogen side electrode 13 which is a fuel side electrode of the fuel cell through a hydrogen supply line 43. A part of the hydrogen supplied to the fuel cell 11 is consumed by reacting with oxygen in the air that is an oxidant supplied to the air side electrode 12, but the hydrogen that has not been consumed is discharged from the hydrogen side electrode 13. After that, it is pressurized again by the hydrogen circulation pump 47 provided in the hydrogen circulation line 45 and supplied to the hydrogen side electrode 13 of the fuel cell 11. The hydrogen content consumed by the power generation is replenished from the hydrogen gas tank 41 through the hydrogen supply line 43. The amount of hydrogen gas to be replenished is adjusted by a hydrogen gas supply control valve 44. Since the hydrogen system is a circulation system, the impurities generated by the reaction in the circulating hydrogen gas and impurities contained in the hydrogen gas from the beginning are concentrated when operated for a long time. Therefore, when such impurities have been concentrated to some extent, a predetermined amount of hydrogen gas is released from the hydrogen exhaust pipe 46 to the outside air. In this case, the high-concentration hydrogen gas is mixed with the exhaust air by the mixer 49 so as not to be directly released into the atmosphere, and the concentration is lowered before being discharged into the atmosphere.

燃料電池１１はその保護と低温での停止中の内部温度の低下による劣化の防止のために燃料電池ケース７１の中に収められている。この燃料電池ケース７１の中には燃料電池１１本体のみならず、直接燃料電池の制御に関係する空気圧力調節弁２６や図示していない水素系統の調節弁などが一緒に収納されている。   The fuel cell 11 is housed in a fuel cell case 71 in order to protect it and to prevent deterioration due to a decrease in internal temperature during stoppage at a low temperature. The fuel cell case 71 houses not only the main body of the fuel cell 11 but also the air pressure control valve 26 directly related to the control of the fuel cell, a hydrogen system control valve (not shown), and the like.

各計器、調節弁、燃料電池、空気圧縮機や循環ポンプのモータなどは、すべて制御部６１に接続されており、各計器からの計測値は制御部６１に入力され、制御部６１は各調節弁の開度指令、モータの回転数指令を出力して燃料電池システム１０全体の制御を行う。制御部６１はＣＰＵや記憶部を含みソフトウェアによって全体の制御を行うようになっていても良いし、電気回路を組み合わせて制御を行うようになっていても良い。また、制御部６１には車両の走行状態や必要要求付加など車両からのテータが入力されるようになっていても良い。   Each instrument, control valve, fuel cell, air compressor, circulation pump motor, etc. are all connected to the control unit 61, and the measured value from each instrument is input to the control unit 61. A valve opening command and a motor rotation speed command are output to control the entire fuel cell system 10. The control unit 61 includes a CPU and a storage unit, and may be configured to perform overall control by software, or may be configured to perform control by combining electric circuits. The controller 61 may be input with data from the vehicle such as the running state of the vehicle and the addition of necessary requirements.

本実施形態の燃料電池システム１０においては、空気圧縮機１４はスクロール型である。スクロール型の空気圧縮機１４は容積型の空気圧縮機の一種であり、主に回転数を調整することによって空気流量を調整することが出来るものである。この空気圧縮機１４の吐出空気流量と吐出圧力の関係を図２に示す。この図に示すように、空気圧縮機１４は吐出空気流量が少ないと吐出圧力は高く、吐出流量が多くなるにしたがって吐出圧力が低下してくる特性を持っている。燃料電池システム１０の通常運転中は、空気流量は空気圧縮機１４の回転数を調整することによって行い、圧力は燃料電池１１の空気側電極１２の出口の空気圧力調節弁２６によって調節している。空気圧縮機１４は必要圧力、流量の空気を燃料電池１１の空気側電極１２に供給できれば、スクロール式にかぎらずスクリュー式などでもよいし、遠心式のブロワのようなものであってもよい。   In the fuel cell system 10 of the present embodiment, the air compressor 14 is a scroll type. The scroll type air compressor 14 is a kind of positive displacement type air compressor, and the air flow rate can be adjusted mainly by adjusting the rotation speed. FIG. 2 shows the relationship between the discharge air flow rate and the discharge pressure of the air compressor 14. As shown in this figure, the air compressor 14 has a characteristic that the discharge pressure is high when the discharge air flow rate is small, and the discharge pressure decreases as the discharge flow rate increases. During normal operation of the fuel cell system 10, the air flow rate is adjusted by adjusting the rotational speed of the air compressor 14, and the pressure is adjusted by the air pressure control valve 26 at the outlet of the air side electrode 12 of the fuel cell 11. . The air compressor 14 may be a screw type or a centrifugal type blower as long as it can supply air of the necessary pressure and flow rate to the air side electrode 12 of the fuel cell 11.

以上述べた本実施形態の燃料電池システム１０の、低温状態における停止動作と起動動作について、図３を参照しながら説明する。低温状態であっても、通常運転中は燃料電池１１からの反応熱によって、燃料電池システム１０は適度な動作温度に保たれている。通常の動作状態では、燃料電池１１の出力は車両からの要求出力に従って燃料ガスである水素及び酸化剤ガスである空気の流量を制御することによって制御されている。空気側電極１２の空気入口遮断弁２９ａ、空気出口遮断弁２９ｂは共に開状態で酸化剤ガスである空気を燃料電池１１に供給、排気することが出来るようになっており、空気側電極１２に供給される空気圧力は制御部６１の指令によって空気圧力調節弁２６で制御され、空気流量は制御部６１からの指令によって空気圧縮機１４の回転数を調整することによって制御されている。燃料電池１１の運転中は発電反応によって生成された水分の一部は加湿モジュール３７によって供給空気に循環され、空気側電極１２の入口側の空気も湿り状態となっている。また生成水によって燃料電池１１と加湿モジュール３７との間の空気排気管路２３を流れる空気も湿り状態となっており、更に加湿モジュール３７の出口の空気排気管路２３を流れる空気も、湿度は加湿モジュール３７の入口側よりも低いものの、湿り状態の空気が流れている。通常運転中は、バイパス弁２７は全閉状態となっており、空気圧縮機１４によって圧縮された空気はすべて燃料電池１１の空気側電極１２に供給されるようになっている。バイパス弁２７の下流側は湿り空気が流れている空気排気管路２３に接続されていることから、バイパス弁２７の内部は湿り空気に接している状態となっている。湿り空気は大気放出管路２４からサイレンサ５３を通って大気放出口５５から大気に放出されている。   The stop operation and start operation in the low temperature state of the fuel cell system 10 of the present embodiment described above will be described with reference to FIG. Even in a low temperature state, the fuel cell system 10 is maintained at an appropriate operating temperature by the reaction heat from the fuel cell 11 during normal operation. In a normal operation state, the output of the fuel cell 11 is controlled by controlling the flow rates of hydrogen, which is a fuel gas, and air, which is an oxidant gas, according to a required output from the vehicle. Both the air inlet shut-off valve 29a and the air outlet shut-off valve 29b of the air side electrode 12 can supply and exhaust air, which is an oxidant gas, to the fuel cell 11 in an open state. The supplied air pressure is controlled by the air pressure control valve 26 according to a command from the control unit 61, and the air flow rate is controlled by adjusting the rotational speed of the air compressor 14 according to a command from the control unit 61. During the operation of the fuel cell 11, a part of the water generated by the power generation reaction is circulated to the supply air by the humidification module 37, and the air on the inlet side of the air side electrode 12 is also moistened. Further, the air flowing through the air exhaust line 23 between the fuel cell 11 and the humidifying module 37 is also moistened by the generated water, and the air flowing through the air exhaust line 23 at the outlet of the humidifying module 37 is also humid. Although it is lower than the inlet side of the humidification module 37, air in a wet state flows. During normal operation, the bypass valve 27 is fully closed, and all the air compressed by the air compressor 14 is supplied to the air side electrode 12 of the fuel cell 11. Since the downstream side of the bypass valve 27 is connected to the air exhaust pipe 23 through which humid air flows, the inside of the bypass valve 27 is in contact with the humid air. The humid air is discharged from the atmospheric discharge line 24 through the silencer 53 to the atmosphere from the atmospheric discharge port 55.

車両が停止し、燃料電池１１も停止すると、空気側電極１２の空気入口、出口の各遮断弁２９ａ，２９ｂは停止中に空気が燃料電池１１の空気側電極１２に進入しない様に全閉となる。そして、バイパス弁２７の開度は所定の微小開度に設定される。微小開度は、パイパス弁の最低保持開度、例えば３〜５％開度である。また、弁の種類によっては１０％程度でも良い。低温状態での停止であることから、燃料電池システム１０全体の温度は燃料電池システム１０の停止後すぐに低下を始める。そして燃料電池ケース７１に収納されていない湿り空気に接している機器は、温度の低下にしたがって凍結を始める。そして、空気入口、出口の遮断弁２９ａ，２９ｂ及び、バイパス弁２７の弁体は一晩程度の停止で微小な隙間となっている弁棒と弁体の間が凍結し、弁体が動作しなってしまい、弁が動作不能となってしまう。一方、燃料電池ケース７１に収納されている空気圧力調節弁２６は燃料電池１１の残熱のため一晩程度の燃料電池１１の停止では凍結しない。また、燃料電池１１が停止すると、停止時に燃料電池１１の水素側電極１３の中に残留した水素は電解質膜を透過して徐々に空気側電極１２に滞留してくる。   When the vehicle stops and the fuel cell 11 also stops, the air inlet and outlet shutoff valves 29a and 29b of the air side electrode 12 are fully closed so that air does not enter the air side electrode 12 of the fuel cell 11 during the stop. Become. The opening degree of the bypass valve 27 is set to a predetermined minute opening degree. The minute opening is a minimum holding opening of the bypass valve, for example, 3 to 5% opening. Depending on the type of valve, it may be about 10%. Since the operation is stopped at a low temperature, the temperature of the entire fuel cell system 10 starts to decrease immediately after the fuel cell system 10 is stopped. And the apparatus which contact | connects the humid air which is not accommodated in the fuel cell case 71 starts freezing as temperature falls. Then, the valve bodies of the air inlet and outlet shut-off valves 29a and 29b and the bypass valve 27 are frozen for a short period of time, and the space between the valve stem and the valve body is frozen. The valve becomes inoperable. On the other hand, the air pressure control valve 26 housed in the fuel cell case 71 does not freeze when the fuel cell 11 is stopped overnight because of the residual heat of the fuel cell 11. Further, when the fuel cell 11 is stopped, hydrogen remaining in the hydrogen side electrode 13 of the fuel cell 11 at the time of stopping permeates the electrolyte membrane and gradually stays in the air side electrode 12.

このように上記の各弁が凍結して動作しない状態であって、空気側電極１２に水素側電極から透過した水素が滞留している状態で燃料電池１１を起動する。停止時には、バイパス弁２７は微開状態として停止しているので、凍結後も微開状態となっている。一方、燃料電池１１の空気側電極１２の空気入口、出口の各遮断弁２９ａ，２９ｂは全閉状態のまま凍結しているので、空気を燃料電池の空気側電極１２に供給できない状態となっている。この状態で、燃料電池１１を起動する際には、制御部６１の指令によって、まず空気圧縮機１４を起動する。各遮断弁２９ａ，２９ｂが閉状態となっていることから、空気圧縮機１４の吐出空気は微開状態で凍結停止しているバイパス弁２７から空気排気管路２３に流れ、更に大気放出管路２４からサイレンサ５３を介して大気放出口５５から大気に放出される。ここで、空気圧縮機１４の回転数を上げると、空気圧縮機１４の吐出圧力が上昇すると共に、圧縮によって吐出空気温度も上昇してくる。例えば、吐出空気圧力を１００ｋＰａ程度にすると、空気圧縮機１４の吐出空気温度は７０℃程度となる。この７０℃程度の空気は微開状態となっているバイパス弁に流れ、その弁体及び弁棒を加温、解凍する。これによってバイパス弁２７は動作可能な状態となる。   Thus, the fuel cell 11 is started in a state where the above-mentioned valves are frozen and do not operate, and hydrogen permeated from the hydrogen side electrode is retained in the air side electrode 12. At the time of stop, since the bypass valve 27 is stopped in the slightly open state, it is in the slightly open state even after freezing. On the other hand, the shutoff valves 29a and 29b at the air inlet and outlet of the air side electrode 12 of the fuel cell 11 are frozen in the fully closed state, so that air cannot be supplied to the air side electrode 12 of the fuel cell. Yes. In this state, when the fuel cell 11 is started, the air compressor 14 is first started by a command from the control unit 61. Since each shut-off valve 29a, 29b is in a closed state, the discharge air of the air compressor 14 flows from the bypass valve 27, which has been frozen and stopped in a slightly open state, to the air exhaust line 23, and further to the atmospheric discharge line. 24 is emitted from the atmosphere discharge port 55 to the atmosphere via the silencer 53. Here, when the rotation speed of the air compressor 14 is increased, the discharge pressure of the air compressor 14 increases and the discharge air temperature also increases due to the compression. For example, when the discharge air pressure is about 100 kPa, the discharge air temperature of the air compressor 14 is about 70 ° C. The air of about 70 ° C. flows into the bypass valve that is in a slightly open state, and warms and thaws the valve body and the valve stem. As a result, the bypass valve 27 becomes operable.

一方、加温空気の流れない空気供給管路２１、空気排気管路２３に取り付けられている各遮断弁２９ａ，２９ｂは凍結状態のままであり、燃料電池１１に空気を通気することはできない状態となっている。しかし、バイパス弁２７が微開状態で保持されていることから、空気圧縮機１４の吐出圧力は先に述べたように、例えば１００ｋＰａ程度に保持されている。この圧縮機吐出圧力は、各遮断弁２９ａ，２９ｂの各駆動部３１ａ，３１ｂの動作ガス供給管路３３に掛かっている。遮断弁動作ガス調節弁３５ａ，３５ｂは湿り空気の進入してくる環境にないため、一晩程度の燃料電池１１の停止では凍結することはなく、制御部６１の指令によって開閉動作が可能な状況となっている。また、各遮断弁２９ａ，２９ｂは空圧式駆動部を有しているため、駆動ガス圧力が高い場合には、大きな駆動力を発生させることが出来る。例えば、本実施形態では、１００ｋＰａ程度の圧力であれば遮断弁駆動部に凍結状態でも弁を開とするのに十分大きな駆動力を発生させることが出来る大きさのダイヤフラムを備えているので、各遮断弁２９ａ，２９ｂが凍結している状態であっても開閉動作を行うことができる。   On the other hand, the shutoff valves 29a and 29b attached to the air supply pipe 21 and the air exhaust pipe 23 through which the heated air does not flow remain in a frozen state, and air cannot be vented to the fuel cell 11. It has become. However, since the bypass valve 27 is held in the slightly opened state, the discharge pressure of the air compressor 14 is held at about 100 kPa, for example, as described above. This compressor discharge pressure is applied to the working gas supply pipe 33 of each drive part 31a, 31b of each shut-off valve 29a, 29b. Since the shut-off valve operating gas control valves 35a and 35b are not in an environment where wet air enters, the fuel cell 11 is not frozen for about one night, and can be opened and closed by a command from the control unit 61. It has become. Moreover, since each shut-off valve 29a, 29b has a pneumatic drive unit, a large driving force can be generated when the driving gas pressure is high. For example, in the present embodiment, if the pressure is about 100 kPa, the shut-off valve drive unit includes a diaphragm that is large enough to generate a driving force large enough to open the valve even in a frozen state. Even when the shutoff valves 29a and 29b are frozen, the opening / closing operation can be performed.

そこで、燃料電池１１の起動において、バイパス弁２７の開度を微開とした状態で空気圧縮機１４を運転して吐出圧力を、例えば１００ｋＰａ程度に上昇させた状態を保持する。そして、制御部６１からの指令によって各遮断弁動作ガス調節弁３５ａ，３５ｂを開として、その圧力の動作ガスを動作ガス供給管路３３から各遮断弁２９ａ，２９ｂの各駆動部３１ａ，３１ｂに供給する。これによって、凍結状態の各遮断弁２９ａ，２９ｂを開とする。各遮断弁２９ａ，２９ｂを開とすると空気が燃料電池１１の空気側電極１２に流入することが出来る状態となる。   Therefore, when the fuel cell 11 is started, the air compressor 14 is operated with the opening of the bypass valve 27 slightly opened, and the discharge pressure is increased to, for example, about 100 kPa. Then, the shut-off valve operating gas regulating valves 35a and 35b are opened by a command from the control unit 61, and the operating gas at the pressure is supplied from the working gas supply pipe 33 to the drive units 31a and 31b of the shut-off valves 29a and 29b. Supply. Thus, the frozen shut-off valves 29a and 29b are opened. When the shutoff valves 29a and 29b are opened, the air can flow into the air side electrode 12 of the fuel cell 11.

各遮断弁２９ａ，２９ｂが開となった状態で、燃料電池ケース７１に収納されていて凍結していない状態の空気圧力調節弁２６によって空気側電極１２の空気圧力を調節して燃料電池１１の起動、発電を開始することが出来る状態となる。ところが、燃料電池１１の停止中には、先に述べたように、水素側電極１３から空気側電極１２に残留水素が浸透、滞留していることから、空気圧力調節弁２６によって空気圧力を調節して発電を開始する前に、滞留している水素を希釈してから排出することが必要となる。そこで、すでに温度の高い空気の流入によって解凍されて動作可能となっているバイパス弁２７を微小開度から全開開度として空気排気管路２３から大気放出管路２４に流れる空気流量を多くする。そして、空気流量が多い状態で、制御部６１によって燃料電池１１の空気圧力調節弁２６を制御して、徐々に空気を空気側電極１２に導入していく。すると、燃料電池１１の空気側電極１２に滞留している水素が徐々に空気排気管路２３から排出される。空気排気管路２３に排出された水素は、全開のバイパス弁２７を通って流入する大量の空気によって希釈され、大気放出管路２４からサイレンサ５３を経て大気に放出される。このように、燃料電池１１の起動時においても、排出される水素濃度を低くできることから、環境に対する影響を少なくすることができる。   With the shut-off valves 29a and 29b opened, the air pressure of the air-side electrode 12 is adjusted by the air pressure control valve 26 that is housed in the fuel cell case 71 and is not frozen. It will be in the state which can start and start electric power generation. However, while the fuel cell 11 is stopped, as described above, residual hydrogen permeates and stays from the hydrogen side electrode 13 to the air side electrode 12, so that the air pressure is adjusted by the air pressure control valve 26. Before starting power generation, it is necessary to dilute the remaining hydrogen and discharge it. Therefore, the flow rate of the air flowing from the air exhaust line 23 to the atmospheric discharge line 24 is increased from the minute opening degree to the full opening degree of the bypass valve 27 that has already been thawed by the inflow of hot air. Then, the air pressure control valve 26 of the fuel cell 11 is controlled by the control unit 61 in a state where the air flow rate is large, and air is gradually introduced into the air side electrode 12. Then, hydrogen staying in the air side electrode 12 of the fuel cell 11 is gradually discharged from the air exhaust pipe 23. The hydrogen discharged to the air exhaust line 23 is diluted by a large amount of air flowing through the fully open bypass valve 27 and is discharged from the atmospheric discharge line 24 through the silencer 53 to the atmosphere. In this way, even when the fuel cell 11 is started, the concentration of discharged hydrogen can be lowered, so that the influence on the environment can be reduced.

上記のように、バイパス弁２７を全開として大量の空気がバイパス管２５に流れるようにすると、図２の空気圧縮機１４の流量特性に示すように、空気圧縮機１４の吐出圧力は微小開度のときに比較して、例えば４０ｋＰａ程度まで低下してしまう。しかし、すでに、各遮断弁２９ａ，２９ｂは開となっていることから、各遮断弁２９ａ，２９ｂの動作ガスとしての高い空気圧力は必要なく、圧力が低い状態であっても、燃料電池１１の空気側電極１２に滞留した水素を排出するには十分な圧力であることから、問題なく空気側電極１２に滞留した水素を希釈、排出することができる。   As described above, when the bypass valve 27 is fully opened to allow a large amount of air to flow into the bypass pipe 25, the discharge pressure of the air compressor 14 is small as shown in the flow characteristics of the air compressor 14 in FIG. Compared to the time of, for example, it is reduced to about 40 kPa. However, since the shut-off valves 29a and 29b are already open, a high air pressure is not required as the operating gas of the shut-off valves 29a and 29b, and even if the pressure is low, the fuel cell 11 Since the pressure is sufficient to discharge the hydrogen staying at the air side electrode 12, the hydrogen staying at the air side electrode 12 can be diluted and discharged without any problem.

所定の時間、上記のように空気側電極１２に滞留した水素の排出運転を行った後、バイパス弁２７を全閉とする。これによって、空気側電極１２の空気圧力は空気圧力調節弁２６によって調整され、空気流量は空気圧縮機１４の回転数を制御することによって調整される通常の運転が行える状態となる。この後、燃料電池１１の出力は負荷要求に応じて上昇していく。   After performing the operation of discharging the hydrogen accumulated in the air-side electrode 12 as described above for a predetermined time, the bypass valve 27 is fully closed. As a result, the air pressure of the air side electrode 12 is adjusted by the air pressure control valve 26, and the air flow rate is in a state where a normal operation in which the air flow rate is adjusted by controlling the rotational speed of the air compressor 14 can be performed. Thereafter, the output of the fuel cell 11 rises according to the load demand.

上記の本実施形態では、バイパス弁２７を微小開度に保つことによって各遮断弁２９ａ，２９ｂの各駆動部３１ａ，３１ｂの供給される動作ガス圧力を高くして凍結状態の遮断弁２６ａ，２９ｂを開弁することで説明したが、バイパス弁２７の開度が空気圧縮機１４の吐出空気温度が通常運転時よりも高くなるように保持できる開度で空気圧縮機１４を起動し、バイパス弁２７を解凍して動作可能とした後、バイパス弁２７を絞って遮断弁２９ａ，２９ｂの各駆動部３１ａ，３１ｂの供給される動作ガス圧力を高くして、凍結状態の遮断弁２６ａ，２９ｂを開弁することしても良い。この場合、バイパス弁２７の開度は空気圧縮機１４の吐出温度を通常運転時の吐出空気温度よりも高くしてバイパス弁２７を解凍することがきる弁開度であれば、バイパス弁２７の所定の開度は最低弁開度に限られない。例えば２０〜３０％開度であっても良い。また、本実施形態では、空気側電極１２に滞留している水素を排出する際に、バイパス弁２７を全開とすることで説明したが、全開でなくとも、大気に排出可能な程度に弁開度を設定し、水素をパージしてもよい。   In the present embodiment described above, the bypass valve 27 is kept at a very small opening to increase the operating gas pressure supplied to the drive units 31a and 31b of the shut-off valves 29a and 29b, thereby freezing the shut-off valves 26a and 29b. As described above, the air compressor 14 is started at an opening that can maintain the opening of the bypass valve 27 so that the discharge air temperature of the air compressor 14 is higher than that during normal operation. 27, the bypass valve 27 is throttled to increase the operating gas pressure supplied to the drive units 31a and 31b of the shut-off valves 29a and 29b, so that the frozen shut-off valves 26a and 29b are The valve may be opened. In this case, if the opening degree of the bypass valve 27 is a valve opening degree that can defrost the bypass valve 27 by making the discharge temperature of the air compressor 14 higher than the discharge air temperature during normal operation, The predetermined opening is not limited to the minimum valve opening. For example, the opening may be 20 to 30%. Further, in the present embodiment, it has been described that the bypass valve 27 is fully opened when discharging the hydrogen remaining in the air-side electrode 12, but the valve is opened to the extent that it can be discharged to the atmosphere even if it is not fully opened. The degree of hydrogen may be set and purged with hydrogen.

以上述べたように、本実施形態では、燃料電池ケース７１に収納されていない周辺機器が凍結するような低温状態においても、バイパス弁２７を微開で停止することによって、空気圧縮機１４の出口温度、圧力を高い状態として起動でき、早い段階で高温空気によってバイパス弁２７を解凍し、開閉動作を可能とすることができる。そして、バイパス弁２７の動作を可能とすることによって空気側電極１２に滞留した残留水素を希釈して排出することができるという効果を奏する。更に、空気圧縮機１４の出口圧力を高く保った状態で起動できることから、各遮断弁２９ａ，２９ｂの各駆動部３１ａ，３１ｂに高い駆動圧力を供給でき、凍結状態であっても各遮断弁２９ａ，２９ｂを開状態とすることができるという効果を奏する。これによって、バイパス弁２７、各遮断弁２９ａ，２９ｂが凍結している状態であっても、燃料電池システムを効率的に起動することができるという効果を奏し、低温状態からの起動においても効率的に排出水素ガス濃度を低下させることが出来るという効果を奏する。   As described above, in the present embodiment, the outlet of the air compressor 14 is stopped by slightly opening the bypass valve 27 even in a low temperature state in which peripheral devices not stored in the fuel cell case 71 are frozen. The temperature and pressure can be started at a high state, and the bypass valve 27 can be thawed with high-temperature air at an early stage to enable the opening / closing operation. Further, by enabling the operation of the bypass valve 27, there is an effect that the residual hydrogen remaining in the air side electrode 12 can be diluted and discharged. Furthermore, since it can be started in a state where the outlet pressure of the air compressor 14 is kept high, it is possible to supply a high drive pressure to each drive unit 31a, 31b of each shut-off valve 29a, 29b, and each shut-off valve 29a even in a frozen state. , 29b can be opened. As a result, even if the bypass valve 27 and the shut-off valves 29a and 29b are in a frozen state, the fuel cell system can be efficiently started, and the startup is effective even from a low temperature state. In addition, there is an effect that the concentration of discharged hydrogen gas can be reduced.

本発明に係る燃料電池システムの実施形態の系統図である。1 is a system diagram of an embodiment of a fuel cell system according to the present invention. 本発明に係る燃料電池システムに使用される空気圧縮機の流量特性を示すグラフである。It is a graph which shows the flow characteristic of the air compressor used for the fuel cell system concerning the present invention. 本発明に係る燃料電池システムの停止、起動時の動作を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing operations at the time of stopping and starting the fuel cell system according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 燃料電池システム、１１ 燃料電池、１２ 空気側電極、１３ 水素側電極、１４ 空気圧縮機、１８ 吸気流量計、１９ 空気吸込み管路、２０ 圧縮機吐出管路、２１ 空気供給管路、２３ 空気排気管路、２４ 大気放出管路、２５ バイパス管路、２６ 空気圧力調節弁、２７ バイパス弁、２９ａ，２９ｂ 空気出口遮断弁、３１ａ，３１ｂ 遮断弁駆動部、３３，３３ａ，３３ｂ 動作ガス供給管路、３５ａ，３５ｂ 遮断弁動作ガス調節弁、３７ 加湿モジュール、４１ 水素ガスタンク、４３ 水素供給管路、４４ 水素ガス供給調節弁、４５ 水素循環管路、４６ 水素排気管路、４７ 水素循環ポンプ、４９ 混合器、５３ サイレンサ、５５ 大気放出口、６１ 制御部、７１ 燃料電池ケース。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel cell system, 11 Fuel cell, 12 Air side electrode, 13 Hydrogen side electrode, 14 Air compressor, 18 Intake flow meter, 19 Air suction line, 20 Compressor discharge line, 21 Air supply line, 23 Air Exhaust pipe, 24 Atmospheric discharge pipe, 25 Bypass pipe, 26 Air pressure control valve, 27 Bypass valve, 29a, 29b Air outlet shut-off valve, 31a, 31b Shut-off valve drive unit, 33, 33a, 33b Working gas supply pipe Passage, 35a, 35b shutoff valve operating gas control valve, 37 humidification module, 41 hydrogen gas tank, 43 hydrogen supply line, 44 hydrogen gas supply control valve, 45 hydrogen circulation line, 46 hydrogen exhaust line, 47 hydrogen circulation pump, 49 Mixer, 53 Silencer, 55 Air outlet, 61 Control unit, 71 Fuel cell case.

Claims (4)

燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記酸化剤ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機と前記燃料電池とを接続し、前記圧縮機によって圧縮した酸化剤ガスを前記燃料電池に供給する酸化剤ガス供給流路と、
前記燃料電池に接続され、反応後の酸化剤ガスを前記燃料電池から大気に排気する酸化剤ガス排気流路と、
前記酸化剤ガス供給流路と前記酸化剤ガス排気流路とにそれぞれ設けられ、前記圧縮機によって圧縮された酸化剤ガスを動作ガスとする開閉駆動部によって開閉駆動される遮断弁と、
前記圧縮機と前記開閉駆動部を接続する動作ガス供給流路と、
前記動作ガス供給流路に設けられた動作ガス供給調整手段と、
前記酸化剤ガス供給流路と前記酸化剤ガス排気流路とを、前記各遮断弁の前記燃料電池と反対側において接続し、前記圧縮機によって圧縮した酸化剤ガスを前記酸化剤ガス排気流路にバイパスするバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられる開度調整可能なバイパス弁と、
前記燃料電池の起動停止制御を行う制御部と、
を含む燃料電池システムであって、
前記制御部は、
前記バイパス弁の開度を所定の開度に保持し、前記動作ガス供給調整手段によって酸化剤ガスを前記開閉駆動部に供給して前記遮断弁を開弁させた後に、前記バイパス弁を全開する燃料電池起動手段、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas;
A compressor for compressing the oxidant gas;
An oxidant gas supply channel for connecting the compressor and the fuel cell, and supplying an oxidant gas compressed by the compressor to the fuel cell;
An oxidant gas exhaust passage connected to the fuel cell and exhausting the reacted oxidant gas from the fuel cell to the atmosphere;
A shut-off valve that is provided in each of the oxidant gas supply flow path and the oxidant gas exhaust flow path and is opened and closed by an open / close drive unit using the oxidant gas compressed by the compressor as an operating gas;
An operating gas supply channel connecting the compressor and the opening / closing drive unit;
Working gas supply adjusting means provided in the working gas supply flow path;
The oxidant gas supply channel and the oxidant gas exhaust channel are connected on the opposite side of the shutoff valve from the fuel cell, and the oxidant gas compressed by the compressor is supplied to the oxidant gas exhaust channel. A bypass flow path for bypassing,
A bypass valve provided in the bypass passage and adjustable in opening;
A control unit for performing start-stop control of the fuel cell;
A fuel cell system comprising:
The controller is
After the opening degree of the bypass valve is maintained at a predetermined opening degree, the operating gas supply adjusting means supplies the oxidant gas to the opening / closing drive unit to open the shutoff valve, and then fully opens the bypass valve. Fuel cell starting means,
A fuel cell system comprising: 請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、
前記制御部は、更に、前記バイパス弁の開度を所定の開度とした状態で燃料電池を停止する燃料電池停止手段、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 , wherein
The control unit further includes a fuel cell stop means for stopping the fuel cell in a state where the opening degree of the bypass valve is a predetermined opening degree,
A fuel cell system comprising: 請求項１または２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記バイパス弁の所定の開度は、前記圧縮機によって圧縮された酸化剤ガス温度が通常運転時の酸化剤ガス温度よりも高くなるような開度であること、
を特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 2 ,
The predetermined opening degree of the bypass valve is an opening degree such that the oxidant gas temperature compressed by the compressor is higher than the oxidant gas temperature during normal operation,
A fuel cell system. 請求項１または２に記載の燃料電池システムにおいて、
前記バイパス弁の所定の開度は、前記バイパス弁の最低保持開度であること、
を特徴とする燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 2 ,
The predetermined opening of the bypass valve is a minimum holding opening of the bypass valve;
A fuel cell system.
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