KR101838781B1 - 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 저온 환경하에 있어서의 펌프의 기동성의 저하를 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
연료 전지 시스템은, 제어부와, 연료 전지와, 수소 펌프를 구비한다. 제어부는, 연료 전지의 운전을 정지하고 있는 동안에, 수소 펌프의 온도를 나타내는 파라미터로서, 연료 전지의 온도를 취득한다. 제어부는, 연료 전지의 검출 온도에 기초하여 수소 펌프의 온도가 빙점보다 낮은 소정의 범위 내에서 설정된 역치 이하인 것을 검출하였을 때, 수소 펌프의 로터를 회전시킨다.

Description

연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 제어 방법 {FUEL CELL SYSTEM AND FUEL CELL SYSTEM CONTROL METHOD}
본원은, 2014년 11월 14일에 출원된 일본 특허 출원 제2014-231961호의 일본 특허 출원에 기초하는 우선권을 주장하고, 그 개시 내용 전부가 참조에 의해 본원에 포함된다.
본 발명은, 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
고체 고분자형 연료 전지(이하, 단순히 「연료 전지」라고도 칭함)를 구비하는 연료 전지 시스템에서는, 연료 전지에 대한 반응 가스의 공급을 위해, 로터라고도 불리는 회전체를 구비하는 펌프가 사용되는 경우가 있다. 연료 전지의 애노드로부터 배출되는 수소를 연료 전지의 애노드에 순환시키기 위한 수소 펌프로서는, 일반적으로, 루트식 펌프가 사용된다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2009-138713호 공보, 일본 특허 공개 제2007-024015호 공보 등).
수소의 순환에 사용되는 수소 펌프 내에는, 연료 전지의 발전 반응에 의해 생성된 수분이 배기 가스와 함께 유입된다. 빙점하 등의 저온 환경하에서는, 수소 펌프의 회전체와, 회전체를 수용하는 케이싱인 하우징의 벽면 사이의 간극에, 수소 펌프 내에 잔류하고 있는 수분이 들어가 동결됨으로써, 회전체와 하우징이 고착되어 버리는 경우가 있다. 그로 인해, 연료 전지의 운전을 개시할 때, 수소 펌프의 기동이 곤란하게 되어 버린다고 하는 문제가 있었다. 이러한 과제는, 연료 전지 시스템에 있어서 수소의 순환에 사용되는 루트식 수소 펌프에 한정되지 않고, 연료 전지 시스템에 사용되는 회전체를 구비하는 펌프에 있어서 공통되는 과제이다.
본 발명은, 적어도, 회전체를 갖는 펌프에 있어서의 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.
[1] 본 발명의 제1 형태에 따르면, 연료 전지 시스템이 제공된다. 이 연료 전지 시스템은, 연료 전지와, 펌프와, 파라미터 취득부와, 제어부를 구비해도 된다. 상기 펌프는, 회전체와, 상기 회전체를 수용하는 하우징을 구비하고, 상기 연료 전지에 대한 반응 가스의 공급에 사용되어도 된다. 상기 파라미터 취득부는, 상기 펌프의 온도를 나타내는 파라미터를 취득해도 된다. 상기 제어부는, 상기 펌프의 구동을 제어해도 된다. 상기 제어부는, 상기 연료 전지의 운전이 정지되어 있는 동안에, 상기 파라미터에 기초하여 상기 펌프의 온도가 빙점보다 낮은 소정의 범위 내에 있어서 설정된 역치 이하인 것을 검출한 경우에, 소정의 기간, 상기 펌프의 상기 회전체를 회전시키는 회전체 구동 처리를 실행해도 된다. 이 형태의 연료 전지 시스템에 따르면, 펌프의 회전체의 동결에 의한 고착이 억제되어, 저온 환경하에 있어서 연료 전지 시스템의 기동성이 저하되어 버리는 것이 억제된다.
[2] 상기 형태의 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 역치는, 복수의 역치를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 회전체 구동 처리를 실행할 때마다, 상기 복수의 역치 중 전회의 역치보다도 작은 역치를 사용하여, 다음의 상기 회전체 구동 처리의 실행 가부를 판정해도 된다. 이 형태의 연료 전지 시스템에 따르면, 펌프 온도의 저하에 수반하여, 회전체 구동 처리가 복수회 실행되므로, 펌프의 회전체의 동결에 의한 고착이 보다 확실하게 억제된다.
[3] 상기 형태의 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회전체 구동 처리를 복수회 실행해도 된다. 이 형태의 연료 전지 시스템에 따르면, 펌프의 회전체의 동결에 의한 고착이 더욱 억제된다.
[4] 상기 형태의 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 파라미터 취득부는, 상기 연료 전지의 온도 계측값을 취득하고, 미리 준비되어 있는 상기 연료 전지의 온도와 상기 펌프의 온도의 관계를 이용함으로써, 상기 연료 전지의 온도 계측값에 대해 구해지는 상기 펌프의 온도를, 상기 파라미터로서 취득해도 된다. 이 형태의 연료 전지 시스템에 따르면, 펌프의 온도의 직접적인 계측을 생략할 수 있으므로, 간이한 제어에 의해 펌프의 회전체의 동결에 의한 고착을 억제할 수 있다.
[5] 상기 형태의 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회전체 구동 처리에 있어서, 상기 연료 전지의 운전 중에 있어서의 상기 펌프의 회전수보다 작은 회전수로 상기 회전체를 회전시켜도 된다. 이 형태의 연료 전지 시스템에 따르면, 연료 전지의 운전 정지 중에 있어서의 펌프의 구동에 의한 시스템 효율의 저하가 억제된다.
[6] 상기 형태의 연료 전지 시스템에 있어서, 상기 펌프는, 상기 연료 전지로부터 배출된 수소를 상기 연료 전지로 다시 송출하는 순환 펌프이면 된다. 이 형태의 연료 전지 시스템이면, 수소용 순환 펌프에 있어서, 펌프의 회전체의 동결에 의한 고착이 억제된다.
[7] 본 발명의 제2 형태에 따르면, 연료 전지 시스템의 제어 방법이 제공된다. 상기 연료 전지 시스템은, 연료 전지와, 펌프를 구비해도 된다. 상기 펌프는, 회전체와, 상기 회전체를 수용하는 하우징을 구비하고, 상기 연료 전지에 대한 반응 가스의 공급에 사용되어도 된다. 이 형태의 연료 전지 시스템의 제어 방법은, 파라미터 취득 공정과, 회전체 구동 공정을 구비해도 된다. 상기 파라미터 취득 공정은, 상기 연료 전지의 운전을 정지하고 있는 동안에, 상기 펌프의 온도를 나타내는 파라미터를 취득하는 공정이면 된다. 상기 회전체 구동 공정은, 상기 파라미터에 기초하여, 상기 펌프의 온도가 빙점보다 낮은 소정의 범위 내에 있어서 설정된 역치 이하인 것을 검출한 경우에, 소정의 기간, 상기 펌프의 상기 회전체를 회전시키는 공정이면 된다. 이 형태의 연료 전지 시스템에 따르면, 펌프의 회전체의 동결에 의한 고착이 억제되어, 저온 환경하에 있어서의 기동성의 저하가 억제된다.
상술한 본 발명의 각 형태가 갖는 복수의 구성 요소는 전부가 필수인 것은 아니며, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해, 혹은 본 명세서에 기재된 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해, 적절하게 상기 복수의 구성 요소의 일부 구성 요소에 대해, 그 변경, 삭제, 새로운 다른 구성 요소와의 교체, 한정 내용의 일부 삭제를 행하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해, 혹은 본 명세서에 기재된 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해, 상술한 본 발명의 일 형태에 포함되는 기술적 특징의 일부 또는 전부를 상술한 본 발명의 다른 형태에 포함되는 기술적 특징의 일부 또는 전부와 조합하여, 본 발명의 독립된 일 형태로 하는 것도 가능하다.
본 발명은, 연료 전지 시스템이나 그 제어 방법 이외의 다양한 형태로 실현하는 것도 가능하다. 예를 들어, 펌프의 제어 방법이나 제어 장치, 연료 전지 시스템의 제어 장치, 연료 전지 시스템이나 펌프의 제어 방법을 실현하는 컴퓨터 프로그램, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 일시적이지 않은 기록 매체 등의 형태로 실현할 수 있다.
도 1은 연료 전지 시스템의 구성을 도시하는 개략도.
도 2는 수소 펌프의 구성을 도시하는 개략도.
도 3은 수소 펌프의 동결 방지 처리의 플로우를 나타내는 설명도.
도 4는 잔류 수분의 동결에 기인하는 로터의 고착이 억제되는 메커니즘을 설명하기 위한 개략도.
도 5는 동결 방지 처리의 실행 중에 있어서의 수소 펌프의 구동 타이밍을 나타내는 설명도.
A. 실시 형태:
[연료 전지 시스템의 구성]
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태로서의 연료 전지 시스템(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 이 연료 전지 시스템(100)은, 연료 전지 차량에 탑재되고, 운전자로부터의 요구에 따라서, 구동력으로서 사용되는 전력을 출력한다. 연료 전지 시스템(100)은, 제어부(10)와, 연료 전지(20)와, 캐소드 가스 공급부(30)와, 애노드 가스 공급부(50)와, 냉매 공급부(70)를 구비한다.
제어부(10)는 중앙 처리 장치와 주 기억 장치를 구비하는 마이크로컴퓨터에 의해 구성되고, 주 기억 장치 상에 프로그램을 읽어들여 실행함으로써, 다양한 기능을 발휘한다. 제어부(10)는, 연료 전지 시스템(100)의 각 구성부를 제어하여, 연료 전지(20)에 출력 요구에 따른 전력을 발전시키는 연료 전지(20)의 운전 제어를 실행하는 기능을 갖는다. 제어부(10)는 또한, 연료 전지(20)의 운전 정지 중에 수소 펌프(64)의 동결을 방지하기 위한 동결 방지 처리를 실행하는 기능을 갖는다. 제어부(10)에 의한 수소 펌프(64)의 동결 방지 처리에 대해서는 후술한다.
연료 전지(20)는, 반응 가스로서 수소(애노드 가스)와 공기(캐소드 가스)의 공급을 받아 발전하는 고체 고분자형 연료 전지이다. 연료 전지(20)는, 복수의 단셀(21)이 적층된 스택 구조를 갖는다. 각 단셀(21)은, 각각이 단체라도 발전 가능한 발전 요소이며, 전해질막의 양면에 전극을 배치한 발전체인 막 전극 접합체와, 막 전극 접합체를 끼우는 2매의 세퍼레이터(도시하지 않음)를 갖는다. 전해질막은, 내부에 수분을 포함한 습윤 상태일 때에 양호한 프로톤 전도성을 나타내는 고체 고분자 박막에 의해 구성된다.
캐소드 가스 공급부(30)는, 연료 전지(20)에 캐소드 가스를 공급하는 기능과, 연료 전지(20)의 캐소드측으로부터 배출되는 배수와 캐소드 배기 가스를 연료 전지 시스템(100)의 외부로 배출하는 기능을 갖는다. 캐소드 가스 공급부(30)는, 연료 전지(20)의 상류측에, 캐소드 가스 배관(31)과, 에어 컴프레서(32)와, 에어 플로우 미터(33)와, 개폐 밸브(34)를 구비한다. 캐소드 가스 배관(31)은, 연료 전지(20)에 있어서의 캐소드측의 가스 유로의 입구에 접속되어 있다. 에어 컴프레서(32)는, 캐소드 가스 배관(31)을 통해 연료 전지(20)에 접속되어 있고, 외기를 도입하여 압축한 공기를, 캐소드 가스로서 연료 전지(20)에 공급한다.
에어 플로우 미터(33)는, 에어 컴프레서(32)의 상류측에 있어서, 에어 컴프레서(32)가 도입하는 외기의 양을 계측하여, 제어부(10)에 송신한다. 제어부(10)는, 이 계측값에 기초하여 에어 컴프레서(32)를 구동시킴으로써, 연료 전지(20)에 대한 공기의 공급량을 제어한다. 개폐 밸브(34)는 에어 컴프레서(32)와 연료 전지(20) 사이에 설치되어 있다. 개폐 밸브(34)는 통상 폐쇄된 상태이며, 에어 컴프레서(32)로부터 소정의 압력을 갖는 공기가 캐소드 가스 배관(31)에 공급되었을 때에 개방된다.
캐소드 가스 공급부(30)는, 연료 전지(20)의 하류측에, 캐소드 배기 가스 배관(41)과, 압력 조절 밸브(43)와, 압력 계측부(44)를 구비한다. 캐소드 배기 가스 배관(41)은, 연료 전지(20)에 있어서의 캐소드측의 가스 유로의 출구에 접속되어 있고, 배수 및 캐소드 배기 가스가 연료 전지 시스템(100)의 외부로 배출되도록 유도한다. 압력 조절 밸브(43)는, 캐소드 배기 가스 배관(41)에 있어서의 캐소드 배기 가스의 압력인 연료 전지(20)의 캐소드측의 배압을 조정한다. 압력 계측부(44)는, 압력 조절 밸브(43)의 상류측에 설치되어 있고, 캐소드 배기 가스의 압력을 계측하여, 그 계측값을 제어부(10)로 송신한다. 제어부(10)는, 압력 계측부(44)의 계측값에 기초하여 압력 조절 밸브(43)의 개방도를 조정한다.
애노드 가스 공급부(50)는, 연료 전지(20)에 애노드 가스를 공급하는 기능과, 연료 전지(20)로부터 배출되는 애노드 배기 가스를, 연료 전지 시스템(100)의 외부로 배출하는 기능과, 애노드 가스를 연료 전지 시스템(100) 내에 있어서 순환시키는 기능을 갖는다. 애노드 가스 공급부(50)는, 연료 전지(20)의 상류측에, 애노드 가스 배관(51)과, 수소 탱크(52)와, 개폐 밸브(53)와, 레귤레이터(54)와, 수소 공급 장치(55)와, 압력 계측부(56)를 구비한다. 수소 탱크(52)에는, 연료 전지(20)에 공급하기 위한 고압 수소가 충전되어 있다. 수소 탱크(52)는, 애노드 가스 배관(51)을 통해, 연료 전지(20)에 있어서의 애노드측의 가스 유로의 입구에 접속되어 있다.
애노드 가스 배관(51)에는, 개폐 밸브(53)와, 레귤레이터(54)와, 수소 공급 장치(55)와, 압력 계측부(56)가, 이 순서로, 상류측인 수소 탱크(52)측으로부터 설치되어 있다. 제어부(10)는, 개폐 밸브(53)의 개폐를 제어함으로써, 수소 탱크(52)로부터 수소 공급 장치(55)의 상류측으로의 수소의 유입을 제어한다. 레귤레이터(54)는, 수소 공급 장치(55)의 상류측에 있어서의 수소의 압력을 조정하기 위한 감압 밸브이며, 그 개방도가 제어부(10)에 의해 제어되어 있다. 수소 공급 장치(55)는, 예를 들어 전자 구동식 개폐 밸브인 인젝터에 의해 구성된다. 압력 계측부(56)는, 수소 공급 장치(55)의 하류측의 수소의 압력을 계측하여, 제어부(10)로 송신한다. 제어부(10)는, 압력 계측부(56)의 계측값에 기초하여, 수소 공급 장치(55)의 개폐 타이밍을 나타내는 구동 주기를 제어함으로써, 연료 전지(20)에 공급되는 수소량을 제어한다.
애노드 가스 공급부(50)는, 연료 전지(20)의 하류측에, 애노드 배기 가스 배관(61)과, 기액 분리부(62)와, 애노드 가스 순환 배관(63)과, 수소 펌프(64)와, 애노드 배수 배관(65)과, 배수 밸브(66)와, 압력 계측부(67)를 구비한다. 애노드 배기 가스 배관(61)은, 연료 전지(20)의 애노드측의 출구와 기액 분리부(62)를 접속하는 배관이다. 애노드 배기 가스 배관(61)에는, 압력 계측부(67)가 설치되어 있다. 압력 계측부(67)는, 연료 전지(20)에 있어서의 애노드측의 가스 유로의 출구 근방에 있어서, 애노드 배기 가스의 압력인 연료 전지(20)의 애노드측의 배압을 계측하여, 제어부(10)로 송신한다.
기액 분리부(62)는, 애노드 가스 순환 배관(63)과, 애노드 배수 배관(65)에 접속되어 있다. 애노드 배기 가스 배관(61)을 통해 기액 분리부(62)로 유입된 애노드 배기 가스는, 기액 분리부(62)에 의해 기체 성분과 수분으로 분리된다. 기액 분리부(62) 내에 있어서, 애노드 배기 가스의 기체 성분은 애노드 가스 순환 배관(63)으로 유도되고, 수분은 애노드 배수 배관(65)으로 유도된다.
애노드 가스 순환 배관(63)은, 애노드 가스 배관(51)의 수소 공급 장치(55)보다 하류에 접속되어 있다. 애노드 가스 순환 배관(63)에는, 수소 펌프(64)가 설치되어 있다. 수소 펌프(64)는 기액 분리부(62)에 있어서 분리된 기체 성분에 포함되는 수소를 애노드 가스 배관(51)으로 송출하는 순환 펌프로서 기능한다. 본 실시 형태에서는, 수소 펌프(64)는 루트식 펌프에 의해 구성되어 있다. 수소 펌프(64)의 구성의 상세는 후술한다.
애노드 배수 배관(65)에는 배수 밸브(66)가 설치되어 있다. 배수 밸브(66)는, 제어부(10)로부터의 지령에 따라서 개폐된다. 제어부(10)는, 통상 배수 밸브(66)를 폐쇄해 두고, 미리 설정된 소정의 배수 타이밍이나, 애노드 배기 가스 중의 불활성 가스의 배출 타이밍에 배수 밸브(66)를 개방한다. 애노드 배수 배관(65)의 하류 단부는, 애노드측의 배수와 애노드 배기 가스를, 캐소드측의 배수와 캐소드 배기 가스에 혼합하여 배출 가능하도록, 캐소드 배기 가스 배관(41)에 합류되어 있다(도시는 생략).
냉매 공급부(70)는, 냉매용 배관(71)과, 라디에이터(72)와, 순환 펌프(75)와, 2개의 온도 계측부(76a, 76b)를 구비한다. 냉매용 배관(71)은, 연료 전지(20)를 냉각하기 위한 냉매를 순환시키기 위한 배관이며, 상류측 배관(71a)과, 하류측 배관(71b)으로 구성된다. 상류측 배관(71a)은, 연료 전지(20) 내의 냉매 유로의 출구와 라디에이터(72)의 입구를 접속한다. 하류측 배관(71b)은, 연료 전지(20) 내의 냉매 유로의 입구와 라디에이터(72)의 출구를 접속한다.
라디에이터(72)는, 외기를 도입하는 팬을 갖고, 냉매용 배관(71)의 냉매와 외기 사이에서 열교환시킴으로써, 냉매를 냉각한다. 순환 펌프(75)는, 하류측 배관(71b)에 설치되어 있고, 제어부(10)의 지령에 기초하여 구동한다. 냉매는, 순환 펌프(75)의 구동력에 의해 냉매용 배관(71) 내를 흐른다.
제1 온도 계측부(76a)는 상류측 배관(71a)에 설치되고, 제2 온도 계측부(76b)는 하류측 배관(71b)에 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제어부(10)는 2개의 온도 계측부(76a, 76b)에 의해 각 배관(71a, 71b)에 있어서의 냉매 온도를 검출하고, 각 배관(71a, 71b)의 냉매 온도에 기초하여 연료 전지(20)의 운전 온도를 검출한다. 제어부(10)는, 제1 온도 계측부(76a)의 계측값에만 기초하여 연료 전지(20)의 운전 온도를 검출해도 된다. 제어부(10)는, 연료 전지(20)의 운전 온도에 기초하여 순환 펌프(75)의 회전수를 제어함으로써, 연료 전지(20)의 운전 온도를 제어한다.
그 밖에, 연료 전지 시스템(100)은, 2차 전지와, DC/DC 컨버터를 구비한다(도시는 생략). 2차 전지는, 연료 전지(20)가 출력하는 전력이나 회생 전력을 축전하고, 연료 전지(20)와 함께 전력원으로서 기능한다. DC/DC 컨버터는, 2차 전지의 충방전이나 연료 전지(20)의 출력 전압을 제어할 수 있다. 또한, 상술한 연료 전지 시스템(100)의 각 구성부는, 2차 전지의 전력을 사용함으로써, 연료 전지(20)의 운전 정지 후에 있어서도 구동하는 것이 가능하다.
[수소 펌프의 구성]
도 2는, 수소 펌프(64)의 구성을 도시하는 개략도이다. 도 2의 지면 좌측에는, 수소 펌프(64)의 로터(83, 84)의 회전축(RXa, RXb)의 축방향에 수직한 절단면에 있어서의 수소 펌프(64)의 개략 단면이 도시되어 있다. 또한, 도 2의 지면 우측에는, 수소 펌프(64)에 있어서의 2개의 로터(83, 84)의 회전축(RXa, RXb)을 포함하는 절단면에 있어서의 수소 펌프(64)의 개략 단면이 도시되어 있다. 수소 펌프(64)는, 로터 수용부(80)와, 로터 구동부(81)를 구비하고 있다. 로터 수용부(80)는, 수소 펌프(64)의 하우징에 상당하고, 내부에 밀폐 공간인 펌프실(82)을 갖는다. 펌프실(82)의 내부에는, 2개의 로터(83, 84)가 수용되어 있다. 2개의 로터(83, 84)는, 본 발명에 있어서의 회전체의 하위 개념에 상당한다. 각 로터(83, 84)는, 거의 동일한 형상을 갖고 있고, 이른바 단면 형상을 갖고 있다. 즉, 각 로터(83, 84)는, 대략 타원 형상의 장축(LX) 방향에 있어서의 중앙 부분을, 단축(SX)의 방향의 양측에 있어서 오목해지도록 만곡적으로 잘록하게 한 단면 형상을 갖고 있다. 각 로터(83, 84)는, 2회 대칭의 회전 대칭성을 갖고 있다.
제1 로터(83)의 중심에는 주 회전축(83x)이 연결되어 있고, 제2 로터(84)의 중심에는 종 회전축(84x)이 연결되어 있다. 로터 구동부(81)는, 모터(도시는 생략)를 구비하고 있고, 주 회전축(83x)을 통해 제1 로터(83)에 회전 구동력을 전달하여, 제1 로터(83)를 회전시킨다. 또한, 로터 구동부(81)는, 기어(도시는 생략)에 의해 종 회전축(84x)을 주 회전축(83x)에 종동하도록 회전시켜, 제2 로터(84)를 제1 로터(83)와 함께 회전시킨다. 제어부(10)(도 1)는, 로터 구동부(81)의 모터를 제어함으로써, 각 로터(83, 84)의 회전수를 제어 가능하다.
펌프실(82) 내에 있어서 2개의 로터(83, 84)는 이하의 위치 관계를 갖고 있다. 제1 로터(83)의 장축(LX)이 제2 로터(84)의 장축(LX)와 직교할 때, 제1 로터(83)의 장축(LX) 방향에 있어서의 단부(83t)가 제2 로터(84)의 장축(LX) 방향에 있어서의 중앙에 형성되어 있는 잘록부(84c)에 끼워 맞추어진다. 혹은, 제2 로터(84)의 장축(LX) 방향에 있어서의 단부(84t)가 제1 로터(83)의 잘록부(83c)에 끼워 맞추어진다.
펌프실(82)은, 주 회전축(83x)을 중심으로 하는 원(C1)과, 종 회전축(84x)을 중심으로 하는 원(C2)이 일부가 겹치도록 연결된 단면 형상을 갖고 있다(지면 좌측). 펌프실(82)에 있어서의 2개의 원(C1, C2)이 겹쳐 있는 중앙 부위에는, 흡입구(85)와 배출구(86)가, 로터(83, 84)를 사이에 두고 서로 반대측을 향해 개구되도록 설치되어 있다.
2개의 로터(83, 84)는 로터 구동부(81)의 회전 구동력에 의해, 화살표 R로 도시되어 있는 바와 같이, 동일한 회전 속도로 서로 반대의 방향으로 회전한다. 이에 의해, 흡입구(85)로부터의 기체의 흡입과, 압축 기체의 배출구(86)로부터의 배출이 반복된다.
여기서, 펌프실(82)의 내벽면(82s)과, 각 로터(83, 84)의 장축(LX) 방향에 있어서의 단부(83t, 84t) 사이의 거리 Da는, 20∼50㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 각 로터(83, 84)의 회전축(RXa, RXb)을 따른 방향에 있어서의 로터(83, 84)의 단부면(83p, 84p)과, 당해 단부면(83p, 84p)에 대향하는 펌프실(82)의 내벽면(82s) 사이의 거리 Db는, 10∼60㎛의 범위 내인 것이 바람직하다(지면 우측). 거리 Db는, 15∼25㎛의 범위 내인 것이, 보다 바람직하다. 이에 의해, 동결 방지 처리에 있어서, 펌프실(82) 내의 잔류 수분을, 내벽면(82s)을 따라 늘여진 동결 상태로, 보다 확실하게 유도할 수 있어, 저온 환경하에 있어서의 수소 펌프(64)의 고착을 억제할 수 있다(상세는 후술).
[수소 펌프의 동결 방지 처리]
도 3은, 제어부(10)가 실행하는 수소 펌프(64)의 동결 방지 처리의 플로우를 나타내는 설명도이다. 제어부(10)는, 연료 전지(20)의 운전을 종료시킬 때, 그 종료 처리로서, 애노드측의 소기 처리를 실행한다(스텝 S10). 이 소기 처리에서는, 제어부(10)는 수소 펌프(64)를 구동시켜, 연료 전지(20)에 잔류하고 있는 수소를 포함하는 가스를 퍼지 가스로서 순환시킨다. 그리고, 소정의 타이밍에 배수 밸브(66)를 개방하여, 기액 분리부(62)에 있어서 분리된 액수를 배수한다. 이에 의해, 연료 전지(20)나, 수소 펌프(64), 애노드측의 배관(51, 61, 63) 등에 잔류하고 있었던 수분량을 저감시킬 수 있다. 스텝 S10의 소기 처리에서는, 에어 컴프레서(32)를 구동시켜 캐소드측의 소기도 실행되어도 된다.
제어부(10)는, 연료 전지(20)의 운전 정지 중에, 소정의 주기로 기동시켜, 스텝 S20 이후의 처리를 실행한다. 스텝 S20에서는, 제어부(10)는 냉매 공급부(70)의 제1 온도 계측부(76a) 및 제2 온도 계측부(76b)로부터의 계측 온도에 기초하여 현재의 연료 전지(20)의 온도를 검출한다. 스텝 S30에서는, 제어부(10)는 스텝 S10에 있어서 취득한 연료 전지(20)의 온도에 기초하여, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값을, 수소 펌프(64)의 온도를 나타내는 파라미터로서 취득한다.
본 실시 형태에서는, 제어부(10)는, 미리 실험 등에 의해 얻어져 있는 운전 종료 후의 연료 전지(20)의 온도 변화와 수소 펌프(64)의 온도 변화가 일의적으로 대응지어진 관계가 나타내어져 있는 맵을 갖고 있다. 제어부(10)는, 그 맵을 참조하여, 연료 전지(20)의 온도에 대한 수소 펌프(64)의 온도의 추정값을 취득한다. 스텝 S20, S30의 처리는, 본 발명에 있어서의 파라미터 취득 공정의 하위 개념에 상당한다. 또한, 제어부(10)는 상기한 맵을 사용하는 방법 외에, 예를 들어 다음의 방법에 의해, 연료 전지(20)의 온도에 기초하여 수소 펌프의 온도의 추정값을 취득해도 된다. 우선, 연료 전지(20)의 출구 온도를 나타내는 제1 온도 계측부(76a)의 계측값을, 연료 전지(20)의 온도로서 취득하고, 그 온도에 소정의 계수를 승산하여 수소 펌프(64)가 갖는 제1 열량의 추정값을 취득한다. 다음으로, 외기온에 기초하여 수소 펌프(64)로부터 외부로 이동하는 제2 열량의 추정값을 취득한다. 그리고, 제1 열량으로부터 제2 열량을 감산함으로써, 수소 펌프(64)의 온도 변화량의 추정값을 취득하고, 현재의 수소 펌프(64)의 온도의 추정값을 취득한다.
여기서, 스텝 S30에 있어서 취득되는 수소 펌프(64)의 온도의 추정값은, 특히 수소 펌프(64)에 있어서의 로터(83, 84)의 온도, 혹은 수소 펌프(64)에 있어서의 펌프실(82)의 내벽면(82s)의 온도를 나타내고 있는 것이 바람직하다. 수소 펌프(64)의 온도의 추정값은, 수소 펌프(64)에 있어서의 로터(83, 84)의 온도를 나타내고 있는 쪽이 바람직하다. 이에 의해, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값과, 수소 펌프(64)에 잔류하고 있는 수분의 동결에 기인하는 로터(83, 84)의 고착 발생 가능성 사이의 관련성이 보다 높아진다. 수소 펌프(64)의 온도의 추정값은, 수소 펌프(64)에 있어서의 펌프실(82)의 온도를 나타내고 있는 쪽이 보다 바람직하다. 이에 의해, 펌프실(82)의 내벽면(82s)에, 펌프실(82) 내의 잔류 수분을 늘인 상태에서 동결시킬 수 있는 환경 조건이, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값에, 보다 적절하게 반영된다.
스텝 S35에서는, 제어부(10)는, 스텝 S50의 수소 펌프(64)의 회전 구동 처리의 실행 횟수를 나타내는 실행 플래그 F1∼F3에 기초하여, 스텝 S40의 판정 조건인 역치를 바꾸는 처리를 행한다. 본 실시 형태에서는, 후술하는 스텝 S50의 처리는 최대 3회 실행되므로, 3개의 실행 플래그 F1∼F3이 미리 설정되어 있다. 실행 플래그 F1∼F3은 초기값으로서 0이 설정되어 있다. 1회째의 스텝 S50의 처리가 실행되었을 때에는, 실행 플래그 F1이 1로 설정된다(스텝 S60). 마찬가지로, 2회째의 스텝 S50의 처리가 실행되었을 때에는, 실행 플래그 F2가 1로 설정되고, 3회째의 스텝 S50의 처리가 실행되었을 때에는, 실행 플래그 F3이 1로 설정된다.
제어부(10)는, 실행 플래그 F1이 0일 때, 즉, 스텝 S50의 실행 횟수가 0일 때에는, 스텝 S40의 판정 조건으로서, 제1 역치 Th1을 사용한다. 제어부(10)는 실행 플래그 F1이 1이고, 실행 플래그 F2가 0일 때, 즉, 스텝 S50의 실행 횟수가 1일 때에는, 스텝 S40의 판정 조건으로서, 제2 역치 Th2를 사용한다. 제어부(10)는 실행 플래그 F1, F2가 1이고, 실행 플래그 F3이 0일 때, 즉, 스텝 S50의 실행 횟수가 2일 때에는, 스텝 S40의 판정 조건으로서, 제3 역치 Th3을 사용한다. 또한, 제어부(10)는 실행 플래그 F3이 1인 경우에는, 스텝 S40∼S60의 처리 실행을 캔슬하고, 스텝 S50의 실행 반복을 종료한다. 이 경우에는, 제어부(10)는 다음 회의 연료 전지 시스템(100)의 기동시까지, 스텝 S20 이후의 처리를 캔슬하는 것으로 해도 된다.
스텝 S40에 있어서 사용되는 복수의 역치 Th1, Th2, Th3은 모두, 빙점보다도 낮은 소정의 온도 범위(예를 들어, -10℃ 이상, 0℃ 미만) 내에 있어서 설정된 값이며, Th1＞Th2＞Th3의 관계를 만족시키고 있다. 예를 들어, 제1 역치 Th1을 -1℃로 하고, 제2 역치 Th2를 -3℃로 하고, 제3 역치 Th3을 -5℃로 해도 된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 스텝 S50의 처리는 빙점보다 낮은 온도에 있어서 실행되고, 스텝 S50의 실행 횟수가 증가할수록 스텝 S40에서의 판정 역치가 저하된다. 이에 의해, 이하에 설명하는 바와 같이, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값이 빙점보다 낮은 온도에 있어서 저하되어 갈 때에는, 스텝 S50의 처리가 복수회 실행되게 된다.
스텝 S40에서는, 제어부(10)는, 스텝 S30에 있어서 취득한 수소 펌프(64)의 온도의 추정값에 기초하여, 수소 펌프(64)의 펌프실(82) 내에 잔류하고 있는 수분이 과냉각의 상태로 될 가능성이 있는 온도인지 여부를 판정한다. 제어부(10)는, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값이, 스텝 S50의 실행 횟수에 따른 역치(역치 Th1∼Th3 중 어느 하나) 이하일 때, 펌프실(82) 내의 잔류 수분이 과냉각의 상태로 될 가능성이 있다고 판정한다(스텝 S40의 "예"). 이 경우에는, 스텝 S50의 처리가 실행된다.
스텝 S50에서는, 제어부(10)는, 수소 펌프(64)를 구동시켜, 로터(83, 84)를 소정의 회전수(예를 들어, 200∼600rpm 정도)로 소정의 기간(예를 들어 10∼15초 정도)만큼 회전시킨다. 스텝 S50에 있어서의 수소 펌프(64)의 구동 처리가, 본 발명에 있어서의 회전체 구동 처리의 하위 개념에 상당하고, 그 실행 공정이 회전체 구동 공정의 하위 개념에 상당한다. 스텝 S50에 있어서의 로터(83, 84)의 소정 기간의 일시적인 회전 구동에 의해, 펌프실(82) 내에 잔류하고 있는 수분의 동결에 기인하여 로터(83, 84)가 고착되어 버리는 것이 억제된다. 그 메커니즘에 대해서는 후술한다.
제어부(10)는, 스텝 S40에 있어서, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값이 역치보다 큰 경우에는(스텝 S40의 "아니오"), 수소 펌프(64)의 펌프실(82) 내의 잔류 수분이 과냉각의 상태로 될 가능성은 없는 것으로 하여, 다음 기동 주기까지 대기 상태에 들어간다. 그리고, 소정의 주기에서의 연료 전지(20)의 온도의 검출과, 수소 펌프(64)의 온도의 판정을 반복한다(스텝 S20∼S40). 스텝 S50에 있어서, 수소 펌프(64)를 구동시킨 후, 제어부(10)는 상술한 바와 같이, 스텝 S50의 실행 횟수에 따라서, 실행 플래그 F1∼F3 중 어느 하나를 1로 설정한다(스텝 S60). 그 후, 제어부(10)는, 다음 기동 주기까지 대기 상태에 들어가고, 소정의 주기에서의 연료 전지(20)의 온도의 검출과, 수소 펌프(64)의 온도의 판정을 반복한다(스텝 S20∼S40).
도 4는, 스텝 S50에 있어서 잔류 수분(RL)의 동결에 기인하는 로터(83, 84)의 고착이 억제되는 메커니즘을 설명하기 위한 개략도이다. 연료 전지(20)의 운전 종료 후에, 수소 펌프(64)의 구동이 정지되어, 펌프실(82) 내에 수분이 잔류하고 있는 경우에는, 그 잔류 수분(RL)이 로터(83, 84)와 펌프실(82)의 내벽면(82s)의 사이에 들어가 있을 가능성이 있다. 수소 펌프(64)의 온도가 빙점보다 낮아져, 잔류 수분(RL)이 과냉각의 상태에 있을 때, 수소 펌프(64)를 구동시켜 로터(83, 84)를 회전시키면, 잔류 수분(RL)은 펌프실(82)의 내벽면(82s)을 따라 박막 형상으로 늘여진 상태로 된다. 저온 환경하에서는, 펌프실(82)의 내벽면(82s)은, 로터(83, 84)보다도 외측에 있어, 온도가 낮으므로, 늘여진 잔류 수분(RL)은, 내벽면(82s)에 있어서 동결로 유도된다. 이와 같이, 수소 펌프(64) 내의 잔류 수분(RL)이 과냉각인 경우에는, 수소 펌프(64)의 로터(83, 84)의 회전이 수소 펌프(64) 내의 잔류 수분(RL)의 동결의 계기로 되어, 온도가 낮은 내벽면(82s)측에 있어서만, 잔류 수분(RL)이 동결된다. 따라서, 내벽면(82s)과 로터(83, 84) 사이에 걸쳐 잔류 수분(RL)이 동결되어 버려, 로터(83, 84)가, 동결된 잔류 수분(RL)에 의해 내벽면(82s)에 연결된 상태에서 고착되어 버리는 것이 억제된다. 따라서, 로터(83, 84)의 회전 가능한 상태가 확보된다. 본 실시 형태와 같이, 수소 펌프(64)가 루트식인 경우에는, 로터(83, 84)의 단부면(83p, 84p)의 면적이 커, 당해 단부면(83p, 84p)과 내벽면(82s) 사이에 잔류 수분(RL)이 다량으로 존재한다. 이러한 경우라도, 저온 환경하에 있어서, 스텝 S50의 처리가 실행되면, 잔류 수분(RL)의 동결에 기인하는 로터(83, 84)의 고착을 억제하는 것이 가능하다.
스텝 S50(도 3)의 수소 펌프(64)의 구동 처리에서는, 수소 펌프(64)는 작은 회전수로 구동되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제어부(10)는, 수소 펌프(64)를 연료 전지(20)의 운전 중에 있어서의 수소 펌프(64)의 평균 회전수보다도 낮은 회전수로 구동되어도 된다. 제어부(10)는, 소기 처리를 포함하는 연료 전지 시스템(100)의 운전 제어 중에 있어서의 가장 작은 회전수로 수소 펌프(64)를 구동해도 되고, 수소 펌프(64)에 허용되어 있는 최소 회전수로 구동해도 된다. 이에 의해, 연료 전지(20)의 운전 정지 중의 수소 펌프(64)의 구동에 의한 에너지 소비가 억제되어, 시스템 효율의 저하가 억제된다.
여기서, 본 실시 형태의 연료 전지 시스템(100)에서는, 이하에 설명하는 바와 같이, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값이, 상술한 소정의 온도 범위에 있어서 계속해서 저하 경향에 있을 때, 스텝 S50의 수소 펌프(64)의 구동 처리가 복수회, 반복된다.
도 5는, 동결 방지 처리의 실행 중에 있어서의 수소 펌프(64)의 구동 타이밍을 나타내는 타이밍 차트의 일례를 나타내는 설명도이다. 도 5에서는, 연료 전지(20)의 온도의 시간 변화가 실선 그래프 Ga에 의해 도시되어 있고, 그것에 대한 수소 펌프(64)의 온도의 시간 변화가 일점 쇄선 그래프 Gb에 의해 도시되어 있다. 상기한 바와 같이 연료 전지(20)의 온도 TFC가 검출되면, 그 검출 온도 TFC에 대한 수소 펌프(64)의 온도의 추정값인 추정 온도 TP가 취득된다(스텝 S20∼S30). 처음에는, 실행 플래그 F1이 0이므로, 스텝 S40에 있어서, 추정 온도 TP가 빙점보다 낮은 소정의 제1 역치 Th1 이하로 된 것이 검출되었을 때, 1회째의 수소 펌프(64)의 구동 처리가 실행된다(스텝 S35∼S50).
1회째의 스텝 S50의 실행 후에, 실행 플래그 F1이 1로 설정된다(스텝 S60). 대기 상태를 거친 후, 수소 펌프(64)의 추정 온도 TP가 저하되었을 때에는, 실행 플래그 F1이 1이고, 실행 플래그 F2가 0이므로, 소정의 제2 역치 온도 Th2 이하로 되었을 때, 2회째의 수소 펌프(64)의 구동 처리가 실행된다(스텝 S35∼S50). 그리고, 실행 플래그 F2가 1로 설정된다(스텝 S60). 수소 펌프(64)의 추정 온도 TP가 더욱 저하되었을 때에는, 실행 플래그 F1, F2가 1이고, 실행 플래그 F3이 0이므로, 소정의 제3 역치 온도 Th3 이하로 되었을 때, 3회째의 수소 펌프(64)의 구동 처리가 실행된다(스텝 S35∼S50). 그리고, 실행 플래그 F3이 1로 설정된다(스텝 S60).
이와 같이, 수소 펌프(64)의 온도가 저하 경향에 있는 동안에, 복수회의 수소 펌프(64)의 구동 처리가 반복됨으로써, 잔류 수분의 동결에 기인하는 로터(83, 84)의 고착이 보다 확실하게 억제된다. 또한, 스텝 S50의 실행 횟수는 3회에 한정되지 않는다. 제어부(10)는, 잔류 수분에 과냉각이 발생할 가능성이 있는 소정의 온도 범위 내에서 더욱 작은 역치를 사용하여, 수소 펌프(64)의 구동 처리를 반복해도 된다. 또한, 제어부(10)는 수소 펌프(64)의 추정 온도 TP가 상기한 소정의 온도 범위 내에 있을 때에는, 그 이후의 온도 변화에 관계없이, 소정의 주기로 복수회, 수소 펌프(64)의 구동 처리를 반복해도 된다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 연료 전지 시스템(100)에 따르면, 수소 펌프(64) 내에 있어서 과냉각으로 되어 있는 잔류 수분에 대해, 로터(83, 84)의 회전에 의해 동결의 계기를 부여하여, 당해 잔류 수분을 온도가 낮은 펌프실(82)의 내벽면(82s)에 있어서 동결시킬 수 있다. 따라서, 수소 펌프(64) 내의 잔류 수분이 로터(83, 84)와 펌프실(82)의 내벽면(82s) 사이에 걸쳐 동결되는 것이 억제되어, 잔류 수분의 동결에 기인하여 수소 펌프(64)의 로터(83, 84)가 고착되어 버리는 것이 억제된다. 따라서, 저온 환경하에 있어서의 연료 전지 시스템(100)의 기동성의 저하가 억제된다.
B. 변형예:
B1. 변형예 1:
상기 실시 형태에서는, 수소 펌프(64)는, 누에고치형 로터(83, 84)를 갖는 루트식 펌프에 의해 구성되어 있다. 이에 대해, 수소 펌프(64)는, 이른바 3엽형 로터를 갖는 루트식 펌프에 의해 구성되어도 되고, 루트식 이외의 펌프에 의해 구성되어도 된다. 수소 펌프(64)는, 회전체를 구비하는 타입의 펌프이면 되고, 예를 들어 스크류식 펌프여도 된다. 본 발명은, 펌프 이외에, 에어 컴프레서에 적용되어도 된다.
B2. 변형예 2:
상기 실시 형태의 연료 전지 시스템(100)에서는, 제어부(10)는, 연료 전지(20)의 온도에 기초하여 수소 펌프(64)의 추정 온도를 취득하고 있다. 이에 대해, 수소 펌프(64)의 온도를 직접적으로 계측 가능한 온도 계측부를 설치하여, 제어부(10)가 수소 펌프(64)의 온도를 나타내는 파라미터로서, 수소 펌프(64)의 온도의 실측값을 취득해도 된다. 혹은, 제어부(10)는 외기온에 기초하여 수소 펌프(64)의 추정 온도를 취득해도 된다.
B3. 변형예 3:
상기 실시 형태에서는, 수소 펌프(64)의 온도를 나타내는 파라미터가, 펌프실(82) 내의 잔류 수분이 과냉각의 상태로 되어 있을 가능성이 있는 소정의 온도 범위에 있을 때, 스텝 S50의 수소 펌프(64)의 구동 처리가 실행되고 있다. 스텝 S50의 수소 펌프(64)의 구동 처리는, 수소 펌프(64)의 온도를 나타내는 파라미터가 빙점보다 낮은 온도를 나타내고 있을 때에 실행되면 된다.
B4. 변형예 4:
상기 실시 형태의 수소 펌프(64)의 동결 방지 처리에서는, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값이 저하되어 갈 때, 스텝 S50의 수소 펌프(64)의 구동 처리가 복수회 반복 실행되고 있다. 이에 대해, 동결 방지 처리에서는, 스텝 S50의 수소 펌프(64)의 구동 처리가 1회만 실행되어도 된다. 스텝 S50의 처리는, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값의 변화 형태에 관계없이, 수소 펌프(64)의 온도의 추정값이 빙점보다 낮은 소정의 온도 범위 내에 있어서, 복수회가 실행되는 구성이어도 된다.
B5. 변형예 5:
상기 실시 형태의 연료 전지 시스템(100)에서는, 수소 펌프(64)에 대해, 연료 전지(20)의 운전 정지 중에 로터(83, 84)를 회전시킴으로써, 로터(83, 84)의 동결에 의한 고착을 억제하는 동결 방지 처리가 실행되고 있다. 이에 대해, 상기 실시 형태의 동결 방지 처리는, 수소 펌프(64) 이외의 가스의 공급에 사용되는 펌프에 적용되어도 된다.
본 발명은, 상술한 실시 형태나 실시예, 변형예에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, [발명의 내용]의 란에 기재된 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시 형태, 실시예, 변형예 중의 기술적 특징은, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해, 혹은 상술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해, 적절하게 바꾸거나나 조합을 행하는 것이 가능하다. 또한, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절하게 삭제하는 것이 가능하다. 또한, 상기한 각 실시 형태 및 변형예에 있어서, 소프트웨어에 의해 실현되어 있는 기능 및 처리의 일부 또는 전부는, 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 또한, 하드웨어에 의해 실현되어 있는 기능 및 처리의 일부 또는 전부는, 소프트웨어에 의해 실현되어도 된다. 하드웨어로서는, 예를 들어 집적 회로, 디스크리트 회로, 그들 회로를 조합한 회로 모듈 등, 각종 회로를 사용할 수 있다.
10 : 제어부
20 : 연료 전지
21 : 단셀
30 : 캐소드 가스 공급부
31 : 캐소드 가스 배관
32 : 에어 컴프레서
33 : 에어 플로우 미터
34 : 개폐 밸브
41 : 캐소드 배기 가스 배관
43 : 압력 조절 밸브
44 : 압력 계측부
50 : 애노드 가스 공급부
51 : 애노드 가스 배관
52 : 수소 탱크
53 : 개폐 밸브
54 : 레귤레이터
55 : 수소 공급 장치
56 : 압력 계측부
61 : 애노드 배기 가스 배관
62 : 기액 분리부
63 : 애노드 가스 순환 배관
64 : 수소 펌프
65 : 애노드 배수 배관
66 : 배수 밸브
70 : 냉매 공급부
71(71a, 71b) : 냉매용 배관
72 : 라디에이터
75 : 순환 펌프
76a, 76b : 온도 계측부
80 : 로터 수용부
81 : 로터 구동부
82 : 펌프실
82s : 내벽면
83, 84 : 로터
83c, 84c : 잘록부
83t, 84t : 단부
83x : 주 회전축
84x : 종 회전축
85 : 흡입구
86 : 배출구
100 : 연료 전지 시스템

Claims (12)

  1. 연료 전지 시스템이며,
    연료 전지와,
    회전체와, 상기 회전체를 수용하는 하우징을 구비하고, 상기 연료 전지에 대한 반응 가스의 공급에 사용되는 펌프와,
    상기 펌프의 온도를 나타내는 파라미터를 취득하는 파라미터 취득부와,
    상기 펌프의 구동을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 연료 전지의 운전이 정지되어 있는 동안에, 상기 파라미터에 기초하여 상기 펌프의 온도가 빙점보다 낮은 소정의 범위 내에 있어서 설정된 역치 이하의 액수의 과냉각이 발생하는 온도인 것을 검출한 경우에, 소정의 기간, 상기 펌프의 회전체를 회전시키는 회전체 구동 처리를 실행하는, 연료 전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 역치는, 복수의 역치를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 회전체 구동 처리를 실행할 때마다, 상기 복수의 역치 중 전회의 역치보다도 작은 역치를 사용하여, 다음의 상기 회전체 구동 처리의 실행의 가부를 판정하는, 연료 전지 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 회전체 구동 처리를 복수회 실행하는, 연료 전지 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파라미터 취득부는, 상기 연료 전지의 온도의 계측값을 취득하고, 미리 준비되어 있는 상기 연료 전지의 온도와 상기 펌프의 온도의 관계를 이용함으로써, 상기 연료 전지의 온도의 계측값에 대해 구해지는 상기 펌프의 온도를, 상기 파라미터로서 취득하는, 연료 전지 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 회전체 구동 처리에 있어서, 상기 연료 전지의 운전 중에 있어서의 상기 펌프의 회전수보다 작은 회전수로 상기 회전체를 회전시키는, 연료 전지 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 펌프는, 상기 연료 전지로부터 배출된 수소를 상기 연료 전지로 다시 송출하는 순환 펌프인, 연료 전지 시스템.
  7. 연료 전지와,
    회전체와, 상기 회전체를 수용하는 하우징을 갖고, 상기 연료 전지에 대한 반응 가스의 공급에 사용되는 펌프를 구비하는 연료 전지 시스템의 제어 방법이며,
    상기 연료 전지의 운전을 정지하고 있는 동안에, 상기 펌프의 온도를 나타내는 파라미터를 취득하는 파라미터 취득 공정과,
    상기 파라미터에 기초하여, 상기 펌프의 온도가 빙점보다 낮은 소정의 범위 내에 있어서 설정된 역치 이하의 액수의 과냉각이 발생하는 온도인 것을 검출한 경우에, 소정의 기간, 상기 펌프의 상기 회전체를 회전시키는 회전체 구동 공정을 구비하는, 연료 전지 시스템의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 역치는, 복수의 역치를 포함하고,
    상기 회전체 구동 공정이 실행될 때마다, 상기 복수의 역치 중 전회의 역치보다도 작은 역치를 설정하는 역치 변경 공정을 구비하는, 연료 전지 시스템의 제어 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 회전체 구동 공정을 복수회 실행하는, 연료 전지 시스템의 제어 방법.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 파라미터 취득 공정은, 상기 연료 전지의 온도의 계측값을 취득하고, 미리 준비되어 있는 상기 연료 전지의 온도와 상기 펌프의 온도의 관계를 이용함으로써, 상기 연료 전지의 온도의 계측값에 대해 구해지는 상기 펌프의 온도를, 상기 파라미터로서 취득하는 공정인, 연료 전지 시스템의 제어 방법.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 회전체 구동 공정은, 상기 연료 전지의 운전 중에 있어서의 상기 펌프의 회전수보다도 작은 회전수로 상기 회전체를 회전시키는 공정인, 연료 전지 시스템의 제어 방법.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 펌프는, 상기 연료 전지로부터 배출된 수소를 상기 연료 전지로 다시 송출하는 순환 펌프인, 연료 전지 시스템의 제어 방법.
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