JP5299556B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池に空気を供給する流路中に設けられるバルブの制御技術に関する。
燃料電池システムは、システムの停止中に、燃料電池のカソード側に空気が流入すると、触媒が酸化して劣化する可能性があるという問題があった。このような問題に関して、例えば、特許文献1に記載の技術では、システムの停止時に、空気入口遮断弁と空気出口遮断弁とを閉じることで、システムの停止中における燃料電池内への空気の流入を抑制している。
このような燃料電池システムにおいて、システムの停止時に空気入口遮断弁と空気出口遮断弁とを閉じると、その後、燃料電池内に残留した酸素と水素との反応によって、カソード側の圧力が低下し、負圧になることがある。そのため、空気を遮断するための遮断弁としては、システムの停止中のカソード側の圧力状態が正圧であるか負圧であるかにかかわらず、閉状態を維持可能な弁を用いる必要がある。そのため、特許文献1では、遮断弁として、ダイヤフラムや複数の流出入口を有する比較的複雑な構造の弁を採用している。ところが、こうした複雑な構造の遮断弁は、燃料電池システムの小型化や低コスト化を妨げる要因となる場合があった。
このような問題を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、燃料電池システムの停止中における燃料電池内への空気の流入を、低コストな弁を用いて抑制可能な技術を提供することである。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]燃料電池システムであって、燃料電池と、前記燃料電池に空気を供給する空気供給流路と、前記空気供給流路に設けられ、前記燃料電池に向かって空気が流れる場合に開くリード弁と、前記燃料電池から排出された空気が流れる空気排出流路と、前記空気排出流路に設けられ、前記燃料電池に供給される空気の背圧を調整する調圧弁と、前記リード弁よりも上流側の前記空気供給流路と、前記空気排出流路と、を接続するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられ、該バイパス流路の開閉を行うバイパス弁と、前記燃料電池システムの停止時において、前記バイパス弁を閉弁させた状態で、前記空気供給流路を通じて前記燃料電池に空気を供給しながら前記調圧弁を絞ることで該調圧弁よりも上流側の空気の圧力を高める昇圧処理と、前記昇圧処理後に、前記バイパス弁を開くことで、前記リード弁付近の空気の流れを逆流させて前記リード弁を閉弁させる閉弁処理と、を実行する制御部と、を備える燃料電池システム。
このような構成の燃料電池システムでは、燃料電池システムの停止時に、バイパス弁を閉弁させた状態で、燃料電池に空気を供給しながら調圧弁を絞ることで、この調圧弁よりも上流側の空気の圧力を高める。そして、その後、バイパス弁を開いてリード弁周囲の空気の流れを逆流させるので、リード弁を確実に閉弁させることが可能になる。そのため、燃料電池システムの停止中における燃料電池内への空気の流入を、低コストなリード弁を採用しつつ抑制することが可能になる。
[適用例2]適用例1に記載の燃料電池システムであって、更に、前記燃料電池に供給する水素の圧力を調整する水素圧力調整部を備え、前記制御部は、前記昇圧処理時における前記空気の圧力の上昇に合わせて、前記水素圧力調整部を制御して、前記燃料電池に供給する水素の圧力を高める燃料電池システム。このような構成であれば、燃料電池内の極間差圧を低減することができるので、電解質膜やその周辺の部材に加わる物理的負荷を軽減することが可能になる。
[適用例3]適用例1または適用例2に記載の燃料電池システムであって、前記制御部は、前記昇圧処理時において前記燃料電池に供給する空気の流量を、前記燃料電池システムの動作中に供給する流量よりも低減する燃料電池システム。このような構成であれば、昇圧処理時において、燃料電池内の空気の圧力が急激に上昇することを抑制することが可能になる。
[適用例4]適用例1ないし適用例3のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、前記空気供給流路と前記バイパス流路との分岐部において、前記バイパス流路の流路断面積が、前記空気供給流路の流路断面積よりも大きい、燃料電池システム。このような構成であれば、バイパス弁を開弁させたときに、燃料電池側からバイパス流路に向けて空気が流れやすくなる。そのため、リード弁をより確実に閉弁させることが可能になる。
[適用例5]適用例1ないし適用例4のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、前記空気供給流路と前記バイパス流路との分岐部が、前記リード弁に近接している、燃料電池システム。このような構成によっても、バイパス弁を開弁させたときに、燃料電池側からバイパス流路に向けて空気が流れやすくなる。そのため、リード弁をより確実に閉弁させることが可能になる。
[適用例6]適用例1ないし適用例5のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、前記バイパス流路の入口と前記リード弁の入口とが、略対向している燃料電池システム。このような構成によっても、バイパス弁を開弁させたときに、燃料電池側からバイパス流路に向けて空気が流れやすくなる。そのため、リード弁をより確実に閉弁させることが可能になる。
[適用例7]適用例1ないし適用例6のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、前記リード弁と前記燃料電池との間に、前記空気供給流路よりも流路断面積が大きいバッファタンクが設けられている燃料電池システム。このような構成であれば、バイパス弁を開弁させたときに、燃料電池側の圧力が下がりにくくなる。そのため、リード弁をより確実に閉弁させることが可能になる。
[適用例8]燃料電池システムであって、燃料電池と、空気を加圧するエアコンプレッサと、前記エアコンプレッサから前記燃料電池に空気を供給する空気供給流路と、前記空気供給流路に設けられ、前記燃料電池に向かって空気が流れる場合に開くリード弁と、前記燃料電池から排出された空気が流れる空気排出流路と、前記空気排出流路に設けられ、前記燃料電池に供給される空気の背圧を調整する調圧弁と、前記燃料電池システムの停止時において、前記バイパス弁を閉弁させた状態で、前記空気供給流路を通じて前記燃料電池に空気を供給しながら前記調圧弁を絞ることで該調圧弁よりも上流側の空気の圧力を高める昇圧処理と、前記昇圧処理後、前記調圧弁を閉弁し、前記エアコンプレッサを停止させることで前記リード弁を閉弁させる閉弁処理と、を実行する制御部と、を備える燃料電池システム。
このような構成の燃料電池システムでは、燃料電池システムの停止時に、燃料電池に空気を供給しながら調圧弁を絞ることで、この調圧弁よりも上流側の空気の圧力を高める。そして、その後、調圧弁を閉弁し、エアコンプレッサを停止させることで、リード弁周囲の空気の流れを逆流させる。そのため、上記構成によっても、燃料電池システムの停止中における燃料電池内への空気の流入を、低コストなリード弁を採用しつつ抑制することが可能になる。
[適用例9]適用例8に記載の燃料電池システムであって、前記制御部は、前記閉弁処理において、前記エアコンプレッサの回転数または該エアコンプレッサによる空気の供給量が所定値以下になった場合に、前記調圧弁を閉弁する、燃料電池システム。このような構成によれば、昇圧処理時において、燃料電池内の空気の圧力が急激に上昇することを抑制することが可能になる。
本発明は、上述した燃料電池システムとしての構成のほか、例えば、燃料電池システムの制御方法や、制御プログラム、燃料電池システムを備えた車両などとしても構成することが可能である。
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。
A.第1実施例:
図1は、本発明の第1実施例としての燃料電池システム10の概略構成を示す説明図である。本実施例の燃料電池システム10は、燃料電池スタック100と、燃料電池スタック100に酸化ガスとしての空気を供給する空気供給系200と、燃料電池スタック100に燃料ガスとしての水素を供給する水素供給系300と、燃料電池システム10の運転制御を行う制御ユニット400とを備えている。本実施例の燃料電池システム10は、例えば、電動モータで駆動する車両等の移動体に電源として搭載される。
A.第1実施例:
図1は、本発明の第1実施例としての燃料電池システム10の概略構成を示す説明図である。本実施例の燃料電池システム10は、燃料電池スタック100と、燃料電池スタック100に酸化ガスとしての空気を供給する空気供給系200と、燃料電池スタック100に燃料ガスとしての水素を供給する水素供給系300と、燃料電池システム10の運転制御を行う制御ユニット400とを備えている。本実施例の燃料電池システム10は、例えば、電動モータで駆動する車両等の移動体に電源として搭載される。
燃料電池スタック100は、固体高分子型の燃料電池として構成された単セルを複数積層したスタック構造を有している。各単セルは、電解質膜を挟んで白金触媒等を含む水素極(以下、アノードと呼ぶ)と酸素極(以下、カソードと呼ぶ)とが配置された構成をとっている。各々の単セルのアノードに水素を供給し、カソードに酸素を含有する空気を供給することで電気化学反応が進行し、起電力が生じる。なお、燃料電池の形式は、固体高分子型に限らず、リン酸型燃料電池など種々の形式とすることができる。
空気供給系200は、燃料電池システム10の外部から導入した空気を燃料電池スタック100のカソードに供給する空気供給流路210と、燃料電池スタック100から排出された空気(カソードオフガス)を外部に排出する空気排出流路220とを備えている。
空気供給流路210中には、外部から導入した空気を加圧するエアコンプレッサ212と、リード弁214と、が備えられている。エアコンプレッサ212によって加圧された空気は、リード弁214を通り、燃料電池スタック100に供給される。リード弁214は、エアコンプレッサ212から燃料電池スタック100への空気の流れに応じて開き、逆の流れに対しては閉じるように構成されている。空気供給流路210中の、エアコンプレッサ212の上流には、燃料電池スタック100に供給する空気の流量を測定するエアフローメータ216が備えられている
空気排出流路220中には、燃料電池スタック100に供給される空気の背圧を調整するための調圧弁222が備えられている。また、調圧弁222の上流側には、空気の圧力を測定するための空気圧力センサ224が備えられている。空気排出流路220の調圧弁222よりも下流側と、空気供給流路210中のエアコンプレッサ212とリード弁214との間とは、バイパス流路230によって接続されている。バイパス流路230中には、空気供給流路210から空気排出流路220に向けてバイパス流路230中を流れる空気を遮断するためのバイパス弁232が備えられている。
水素供給系300は、水素タンク等から水素の供給を受けてこれを燃料電池スタック100に流す水素供給流路310と、燃料電池スタック100から排出された水素(アノードオフガス)を外部に排出する水素排出流路320とを備えている。
水素供給流路310中には、燃料電池システム10に供給する水素の圧力を調整する圧力調整器としてインジェクタ312が設けられている。このインジェクタ312の下流側には、インジェクタ312によって調整された水素の圧力を測定する水素圧力センサ314が備えられている。
水素排出流路320には、外部にアノードオフガスを排出するためのパージ弁322が備えられている。水素排出流路320のパージ弁322の上流側と、水素供給流路310のインジェクタ312よりも下流側とは、循環流路330によって接続されている。循環流路330中には、水素排出流路320から水素供給流路310にアノードオフガスを循環させるための循環ポンプ332が設けられている。
燃料電池システム10の運転中には、パージ弁322は、通常、閉弁されている。そのため、燃料電池システム10から排出された残留水素を含むアノードオフガスは、水素排出流路320および循環流路330を通り、循環ポンプ332によって加圧されて、再び水素供給流路310に導かれ、燃料電池スタック100に供給される。燃料電池システム10の運転中には、燃料電池スタック100内のカソード側からアノード側に、窒素や水蒸気等の不純物が透過する。そこで、制御ユニット400は、パージ弁322を所定のタイミングで開弁し、不純物をアノードオフガスとともに適宜外部に排出する。
制御ユニット400は、燃料電池システム10の運転制御を行うための装置であり、上述した各種センサ(エアフローメータ216、空気圧力センサ224、水素圧力センサ314)や各種アクチュエータ(エアコンプレッサ212、調圧弁222、バイパス弁232、インジェクタ312、循環ポンプ332、パージ弁322)が接続されている。制御ユニット400は、CPUやメモリ等から構成されており、CPUは、メモリに記憶された所定の制御プログラムに基づいて、燃料電池システム10の停止時に、後述する空気遮断処理を実行する。
図2は、リード弁214の周辺の概略構成を示す説明図である。図2に示すように、リード弁214は、固定された一端部を支点として内外の圧力差に応じて他端側がたわむ板状の弁体215を備えており、エアコンプレッサ212から燃料電池システム10に向かう空気の流れに対しては、その空気の圧力によって自ら開弁し、逆方向(燃料電池スタック100からエアコンプレッサ212への方向)の空気の流れに対しては、逆流する空気の圧力に応じて自ら閉弁する構造を有している。空気供給流路210は、リード弁214の固定端を外側としたときに、リード弁214の固定端を境にして、内側に斜め45°以内の角度に折れ曲がるように形成されている。このように空気供給流路210を折り曲げれば、リード弁214を介して空気が流れる際に、圧力損失が拡大することを抑制することが可能になる。
また、本実施例では、空気供給流路210とバイパス流路230の分岐部217は、リード弁214に近接して配置されており、更に、リード弁214の入口とバイパス流路230の入口とは、これらの入口面のなす角が45°以内の角度で対向するように配置されている。また、バイパス流路230の口径D1は、リード弁214の入口部分の空気供給流路210の口径D2よりも大きく形成されており、更に、分岐部217からバイパス弁232までの距離L1は、分岐部217からリード弁214までの距離L2よりも長く形成されている。つまり、本実施例では、分岐部217からバイパス弁232までの流路内の容積が、分岐部217からリード弁214までの容積よりも大きくなるように形成されている。口径D1、口径D2、距離L1、距離L2は、それぞれ、例えば、58mm、45mm、70mm、28mm、とすることができる。
図3は、燃料電池システム10の停止時に制御ユニット400によって実行される空気遮断処理のフローチャートである。以下、この処理を、図4に示すタイミングチャートを交えながら説明する。なお、この空気遮断処理の開始時には、バイパス弁232は閉弁されていることとする。
イグニションスイッチ等の操作に応じて、燃料電池システム10に対して停止指示がなされると、図4(a)のタイミングt0に示すように、制御ユニット400は、まず、エアフローメータ216によって空気の流量Qを監視しながらエアコンプレッサ212を制御して、燃料電池システム10に供給する空気の流量Qを低減し、最低流量付近とする(ステップS10)。そして、更に、制御ユニット400は、調圧弁222の開度を絞る(ステップS12)。この時、制御ユニット400は、調圧弁222の開度を、調圧弁222から流出する空気の流量が、ステップS10によって設定された流量Qよりも小さくなるように設定する。このように、空気の流量Qを低減させて調圧弁222の開度を絞ると、図4(c)に示すように、空気の圧力P1は、タイミングt0以降、徐々に高まることになる。
続いて、制御ユニット400は、図4(d)に示すように、空気の圧力P1を空気圧力センサ224によって監視しながら、その圧力P1の上昇に合わせて、インジェクタ312を制御し、水素供給系300内の水素の圧力P2を高める(ステップS14)。このように、空気の圧力P1の上昇に合わせて水素供給系300内の水素の圧力P2を高めれば、燃料電池スタック100内における極間差圧を低減できるので、電解質膜等に物理的な負荷が掛かることを抑制することができる。なお、図4(c)に示すように、タイミングt0以降、空気の圧力P1が一時的に低下しているのは、ステップS10において空気の流量Qを低減させたことにより、空気供給系200内の圧力が一時的に低下するためである。また、図4(d)に示すように、空気の圧力P1と同様に水素の圧力P2も低下するのは、空気の圧力P1の変動に同期するように、制御ユニット400が水素の圧力P2を調整するからである。
以上のようにして、空気の圧力P1を徐々に上昇させると、制御ユニット400は、上昇させた空気の圧力P1が所定の閾値Pthを超えたか否かを判断する(ステップS16)。制御ユニット400は、圧力P1が閾値Pthを超えていない場合には、圧力P1が閾値Pthを超えるまで待機し、圧力P1が閾値Pthを超えた場合には、図4(b)のタイミングt1に示すように、調圧弁222を閉弁させ(ステップS18)、その直後、図4(e)のタイミングt2に示すように、バイパス弁232を全開させる(ステップS20)。こうすることで、調圧弁222よりも上流側の空気が、バイパス流路230に流れ込むため、この空気の逆方向の流れによって、リード弁214が閉弁する(ステップS22)。リード弁214が閉弁すると、空気供給系200内の空気の圧力P1は低下するため、その低下量に応じて、制御ユニット400は、水素の圧力P2も低下させる。なお、ステップS16において空気の圧力P1と対比する閾値Pthは、リード弁214が完全に閉弁することが可能な空気の圧力を実験的に予め求めておくことで定めることができる。
リード弁214を閉弁させると、制御ユニット400は、最後に、図4(a)のタイミングt4に示すようにエアコンプレッサ212を停止させて(ステップS24)、処理を終了する。また、この時、制御ユニット400は、水素供給系300側のインジェクタ312やパージ弁322も閉弁させる。
以上で説明した本実施例の燃料電池システム10によれば、燃料電池システム10の停止後に、リード弁214と調圧弁222とを閉弁させることで、燃料電池スタック100内に空気が流入することを抑制することができる。そのため、燃料電池システム10の停止中に触媒が酸化して劣化してしまうこと抑制することができる。更に、本実施例では、上述した空気遮断処理を実行することによって、燃料電池システム10の停止時における燃料電池スタック100のカソード側の圧力を正圧にすることができるので、単純な構造のリード弁214を用いて空気の流入を遮断することができる。そのため、燃料電池システム10の小型化や低コスト化を図ることが可能になる。
また、本実施例では、燃料電池システム10の停止後に、燃料電池スタック100内のカソード側の空気の圧力だけではなく、アノード側の水素の圧力も高めるので、燃料電池スタック100内に極間差圧が生じることを抑制することができる。そのため、燃料電池システム10の停止中に、燃料電池スタック100内の電解質膜等に物理的な負荷がかかることを抑制することができる。また、このように、アノード側の水素の圧力を高めれば、燃料電池システム10の停止中に、アノード側からカソード側へ水素が透過することによって、カソード側で酸素と水素が反応し、カソード側に残存する酸素を消費することができる。そのため、触媒が酸化されることをより効果的に抑制することが可能になる。
更に、本実施例では、リード弁214を閉弁させる際に、調圧弁222の開度を絞り、空気の流量Qを低減させることで、燃料電池スタック100内の空気の圧力を徐々に上昇させることとした。そのため、空気の圧力の急激な上昇が抑えられるため、電解質膜やリード弁214への物理的な負担を抑制することが可能になる。また、このように、燃料電池スタック100内の空気の圧力を徐々に上昇させれば、アノード側の水素の圧力調整が容易になるため、極間差圧が大きくなることをより効果的に抑制することが可能になる。
また、本実施例では、空気供給流路210中のリード弁214の入口と、バイパス流路230の入口とを略対向させつつ近接して配置し、また、バイパス流路230の入口の口径D1をリード弁214の上流側の空気供給流路210の口径D2よりも大きく形成した。更に、空気供給流路210とバイパス流路230の分岐部217からバイパス弁232までの距離L1を、この分岐部217からリード弁214までの距離L2よりも長く形成することで、分岐部217からバイパス弁232までの流路内の容積が、分岐部217からリード弁214までの容積よりも大きくなるように形成した。これらの構成によれば、本実施例では、バイパス弁232を開弁させたときに、燃料電池スタック100側からバイパス流路230側に向けて空気が流れやすくなる。そのため、バイパス弁232を開弁させた際に、リード弁214をより確実に閉弁させることが可能になる。
B.第2実施例:
図5は、本発明の第2実施例としての燃料電池システム10bの概略構成を示す説明図である。この図5において、図1に示した第1実施例の燃料電池システム10と同じ構成要素には同じ符号を付している。図5に示すように、本実施例の燃料電池システム10bは、図1に示した燃料電池システム10から、バイパス流路230とバイパス弁232とを省いた構成になっている。
図5は、本発明の第2実施例としての燃料電池システム10bの概略構成を示す説明図である。この図5において、図1に示した第1実施例の燃料電池システム10と同じ構成要素には同じ符号を付している。図5に示すように、本実施例の燃料電池システム10bは、図1に示した燃料電池システム10から、バイパス流路230とバイパス弁232とを省いた構成になっている。
図6は、第2実施例において制御ユニット400が実行する空気遮断処理のフローチャートである。図6に示すように、本実施例において実行される処理は、図3に示した第1実施例における空気遮断処理と、ステップS18以降の処理が異なる。すなわち、第1実施例では、空気の圧力P1を閾値Pthまで上昇させた後に、調圧弁222を閉じ、バイパス弁232を開くことで、リード弁214を閉弁させた。これに対して、本実施例では、空気の圧力P1を閾値Pthまで上昇させた後に、調圧弁222を閉じ(ステップS18)、エアコンプレッサ212を停止させることで(ステップS20b)、リード弁214を閉弁させる(ステップS22b)。こうすることによっても、調圧弁222の上流側で圧力の高められた空気が、エアコンプレッサ212の停止後に、エアコンプレッサ212側に逆流しようとして、リード弁214を閉弁させることができる。
なお、本実施例において、調圧弁222を閉弁するタイミングは、エアコンプレッサ212に停止指示をした後、実際にエアコンプレッサ212の回転数あるいはエアコンプレッサ212によって供給される空気の流量Qが、所定値以下となった後としてもよい。こうすることで、調圧弁222の閉弁後に空気供給系内の空気の圧力P1が必要以上に高まることを抑制することが可能になる。なお、前述した所定値は、例えば、エアコンプレッサ212に停止指示を与えてから調圧弁222を閉弁させた場合に、リード弁214よりも下流側の圧力が、リード弁214を閉弁させることが可能な圧力状態になる回転数や空気の流量Qを予め実験して求めることで定めることができる。
以上、本発明のいくつかの実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。
例えば、図7に示すように、空気供給流路210中のリード弁214よりも下流側に、空気供給流路210の流路断面積よりも大きな流路断面積を有するバッファタンク218を設け、このバッファタンク218を通じて空気を燃料電池スタック100に供給することとしてもよい。このようなバッファタンク218を設ければ、上述した第1実施例や第2実施例の空気遮断処理においてバイパス弁232を全開させたり(図3のステップS20)、エアコンプレッサ212を停止させたりしても(図6のステップS20b)リード弁214よりも下流側(燃料電池スタック100側)の圧力が下がりにくくなる。そのため、リード弁214をより確実に閉弁させることが可能になる。
また、図7に示すように、空気排出流路220中には、調圧弁222とバイパス流路230との間に、遮断弁226を設けることとしてもよい。こうすることで、例えば、調圧弁222を主に調圧の用途に用い、遮断弁226を、空気排出流路220の開閉の用途に用いることができる。
10,10b…燃料電池システム
100…燃料電池スタック
200…空気供給系
210…空気供給流路
212…エアコンプレッサ
214…リード弁
215…弁体
216…エアフローメータ
217…分岐部
218…バッファタンク
220…空気排出流路
222…調圧弁
224…空気圧力センサ
226…遮断弁
230…バイパス流路
232…バイパス弁
300…水素供給系
310…水素供給流路
312…インジェクタ
314…水素圧力センサ
320…水素排出流路
322…パージ弁
330…循環流路
332…循環ポンプ
400…制御ユニット
100…燃料電池スタック
200…空気供給系
210…空気供給流路
212…エアコンプレッサ
214…リード弁
215…弁体
216…エアフローメータ
217…分岐部
218…バッファタンク
220…空気排出流路
222…調圧弁
224…空気圧力センサ
226…遮断弁
230…バイパス流路
232…バイパス弁
300…水素供給系
310…水素供給流路
312…インジェクタ
314…水素圧力センサ
320…水素排出流路
322…パージ弁
330…循環流路
332…循環ポンプ
400…制御ユニット
Claims (9)
- 燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池に空気を供給する空気供給流路と、
前記空気供給流路に設けられ、前記燃料電池に向かって空気が流れる場合に開くリード弁と、
前記燃料電池から排出された空気が流れる空気排出流路と、
前記空気排出流路に設けられ、前記燃料電池に供給される空気の背圧を調整する調圧弁と、
前記リード弁よりも上流側の前記空気供給流路と、前記空気排出流路と、を接続するバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられ、該バイパス流路の開閉を行うバイパス弁と、
前記燃料電池システムの停止時において、
前記バイパス弁を閉弁させた状態で、前記空気供給流路を通じて前記燃料電池に空気を供給しながら前記調圧弁を絞ることで該調圧弁よりも上流側の空気の圧力を高める昇圧処理と、
前記昇圧処理後に、前記バイパス弁を開くことで、前記リード弁付近の空気の流れを逆流させて前記リード弁を閉弁させる閉弁処理と、を実行する制御部と、
を備える燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムであって、
更に、前記燃料電池に供給する水素の圧力を調整する水素圧力調整部を備え、
前記制御部は、前記昇圧処理時における前記空気の圧力の上昇に合わせて、前記水素圧力調整部を制御して、前記燃料電池に供給する水素の圧力を高める、燃料電池システム。 - 請求項1または請求項2に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記昇圧処理時において前記燃料電池に供給する空気の流量を、前記燃料電池システムの動作中に供給する流量よりも低減する、燃料電池システム。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記空気供給流路と前記バイパス流路との分岐部において、前記バイパス流路の流路断面積が、前記空気供給流路の流路断面積よりも大きい、燃料電池システム。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記空気供給流路と前記バイパス流路との分岐部が、前記リード弁に近接している、燃料電池システム。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記バイパス流路の入口と前記リード弁の入口とが、略対向している、燃料電池システム。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記リード弁と前記燃料電池との間に、前記空気供給流路よりも流路断面積が大きいバッファタンクが設けられている、燃料電池システム。 - 燃料電池システムであって、
燃料電池と、
空気を加圧するエアコンプレッサと、
前記エアコンプレッサから前記燃料電池に空気を供給する空気供給流路と、
前記空気供給流路に設けられ、前記燃料電池に向かって空気が流れる場合に開くリード弁と、
前記燃料電池から排出された空気が流れる空気排出流路と、
前記空気排出流路に設けられ、前記燃料電池に供給される空気の背圧を調整する調圧弁と、
前記燃料電池システムの停止時において、
前記バイパス弁を閉弁させた状態で、前記空気供給流路を通じて前記燃料電池に空気を供給しながら前記調圧弁を絞ることで該調圧弁よりも上流側の空気の圧力を高める昇圧処理と、
前記昇圧処理後、前記調圧弁を閉弁し、前記エアコンプレッサを停止させることで前記リード弁を閉弁させる閉弁処理と、を実行する制御部と、
を備える燃料電池システム。 - 請求項8に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記閉弁処理において、前記エアコンプレッサの回転数または該エアコンプレッサによる空気の供給量が所定値以下になった場合に、前記調圧弁を閉弁する、燃料電池システム。
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