JP2005011639A

JP2005011639A - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP2005011639A
Application number: JP2003173613A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Shimada; 一秀島田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】燃焼器の過熱を防止する燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池１と、この燃料電池から排出される排燃料ガスと排酸化剤ガスとを混合して燃焼する燃焼器７と、前記燃焼器を冷却する冷却手段３と、前記燃料電池と前記燃焼器と前記冷却手段とを制御するコントローラ９と、を備えた燃料電池システムにおいて、前記燃焼器に流入する燃料ガスの流量を推定する手段Ｓ２２と、前記燃焼器に流入する酸化剤ガスの流量を推定する手段Ｓ２２と、を備え、前記コントローラ９は、前記推定された燃料ガスと酸化剤ガスの流量に基づき、前記燃焼器での発熱量を演算する発熱量演算手段Ｓ２２と、演算された発熱量に基づいて燃焼器の冷却時間を演算する冷却時間演算手段Ｓ１２とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼器を備える燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池車両は、圧縮水素ボンベなど水素貯蔵装置を車両に搭載し、貯蔵装置供給される水素と酸素を含む大気を燃料電池に供給して電気化学反応を生じさせ、燃料電池から取り出された電気エネルギで駆動輪につながるモータを駆動する車両である。
【０００３】
ここで燃料電池の水素は、燃費を良くするために燃料電池から一度排出された水素を再度燃料ガスとして用いるための水素循環路を形成するのが一般的である。しかし、化学反応の過程で水素循環路への窒素混入や、燃料電池の反応面に生成水が付着することによる電気化学反応の阻害が発生する。このような場合に、水素循環路から水素を排出することで、窒素の排出や燃料電池の状態を回復させる技術が知られている。
【０００４】
水素を排出する際に水素を直接大気中に排出させないために、燃料電池から排出される水素と空気によって燃焼する燃焼器を有する方法が有効である。
【０００５】
しかしながら、燃料電池の運転条件によって燃焼器が過熱する恐れがあり、燃焼器の過熱防止の参考技術として、以下のような改質器の過熱を防止する技術がある（特許文献１参照。）。この技術は、改質器の燃焼室が燃焼中に過熱することを回避するために、燃料電池に対する出力指令と酸素濃度検出器で検出された燃焼室から排出された酸素濃度と温度検出器で検出された燃焼室の出口温度に基づき、改質器燃焼空気流量調整弁の開度を増加させ、かつその開度に対応させて燃焼室への空気流量を増やして改質器の燃焼室の温度を低下させる技術である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−７８０３０号公報
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては燃焼室の過熱を防止するために空気流量を増加させる構成となっているので、燃焼を終了した後では空気流量の増加が停止してしまい、燃焼室の触媒温度や燃焼室自体が長時間にわたり過熱状態となり、燃焼触媒の劣化や燃焼器周辺に配置された機器の耐久性を損なう可能性があるという問題点があった。
【０００８】
また、燃焼器や改質器の過熱を防止するに当り、これらの温度を検出することが必要となるが、場所によって温度が異なり、検出温度を用いての制御の精度が低下したり、複数の温度センサを設置するためコストが上昇するという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、燃料電池車両の運転状態によらず、燃焼器の過熱を精度よく防止することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃焼器に流入する燃料ガスおよび酸化剤ガスの流量を推定し、推定された燃料ガスと酸化剤ガスの流量に基づき、燃焼器での発熱量を演算し、演算された発熱量に基づいて燃焼器の冷却時間を演算することを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、推定した燃焼器に流入する燃料ガスおよび酸化剤ガスの流量から燃焼器の発熱量を演算し、発熱量に基づいて燃焼器の冷却時間を演算するので、燃焼器の温度を測定するための温度検出手段を用いることなく、精度よく燃焼器温度を推定し、燃焼器の過熱を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の燃料電池システムの構成図である。カソード１ａとアノード１ｂを備えた燃料電池１と、カソード１ａへの空気（酸化剤ガス）の流量を制御するコンプレッサ２と、燃料電池１から排出された排空気の流量を制御するスロットル弁３と、図示しない水素供給源から燃料電池１に供給される水素（燃料ガス）の流量を制御する可変弁４と、水素供給源からの水素と燃料電池１から排出された排水素とを燃料電池１の上流で混合するエジェクタ５と、燃料電池１から排出された排水素を燃焼器７に放出するパージ弁６とを備える。パージ弁６には、その開度を検出するための開度センサ１０が設けられており、その出力はコントローラ９に送信される。
【００１３】
さらに燃料電池システムは、燃料電池１から排出された排空気および排水素を燃焼させる燃焼器７を備える。燃焼器７は、排空気と排水素とを混合するミキサ部７ａと、空気と水素との混合ガスを燃焼させる触媒を収装した燃焼室７ｂとからなる。燃焼室７ｂには燃焼室７ｂの温度を検出するための温度センサ８が設置され、温度センサ８の出力はコントローラ９に送られ、コントローラ９は燃焼室７ｂの温度や燃料電池１への出力要求等に基づいて、コンプレッサ２、スロットル弁３、可変弁４およびパージ弁６を制御する。
【００１４】
燃料電池１は、コンプレッサ２により所定圧力に調整された空気と可変弁４により所定圧力に調整された水素とが燃料電池１のカソード１ａとアノード１ｂとに供給されて発電を行う。アノード１ｂから排出された排水素は、循環流路を通じてエジェクタ５に戻されて図示しない水素供給源から供給された水素と混合されて再利用され、燃料電池システムの発電効率を向上する。
【００１５】
パージ弁６が開くと排水素は、燃焼器７のミキサ部７ａでカソード１ａから排出された排空気と混合されて燃焼室７ｂに送られ燃焼触媒の作用により燃焼し、外部に排出される。この時の燃焼熱により燃焼器７は加熱される。
【００１６】
図２は、コントローラ９の燃焼器７の燃焼熱による過剰な昇温（燃焼器７の許容以上の温度であり、以下、過熱という。）を防止する制御を行うための制御ブロック図であり、温度センサ８等を用いて推定／検出した燃焼室７ｂの温度と開度センサ１０により検出されるパージ弁６の開閉状態を入力して燃焼器８の冷却必要性を判断する燃焼器冷却判断部９ａと、燃料電池１に供給する目標空気流量Ｑｔを演算する目標空気流量演算部９ｂと、燃焼器８の過熱を防止するために必要な空気の増量分を演算する増量空気流量演算部９ｃと、燃焼器冷却判断部９ａと目標空気流量演算部９ｂと増量空気流量演算部９ｃの出力に基づいて燃料電池１に供給する目標補正空気流量Ｑを演算する目標補正空気流量演算部９ｄと、演算された目標補正空気流量Ｑとなるようにコンプレッサ２を制御して燃料電池１に空気を供給する空気流量制御部９ｅとから構成される。
【００１７】
図３は、コントローラ９が実施する燃焼器７の過熱を防止する制御内容を説明するためのフローチャートである。この制御は、一定間隔、例えば１０ｍｓｅｃごとに実施される。
【００１８】
まずステップ１で、温度センサ８を用いて燃焼室７ｂの温度を検出し、検出値Ｔｃａｔを読み込む。燃焼室７ｂの温度は、温度センサ８を用いて検出しても、燃焼器７に流入する水素流量と空気流量とを推定／検出して、推定／検出した流量から発熱量を求め、発熱量から燃焼室７の温度を推定してもよい。
【００１９】
ステップ２で、燃焼室７ｂの冷却の必要性を判定する。この判定の条件としては、パージ弁６が閉状態（つまり、燃焼室７ｂで燃焼が行われていない状態）で、かつ検出した温度Ｔｃａｔが所定温度Ｔｔｈを越えた場合に燃焼室７ｂの冷却が必要と判定する。この場合にはステップ３に進み、目標補正空気流量Ｑを下式から算出する。
【００２０】
Ｑ＝Ｑｔ＋Ｑｐｚ
ここで、Ｑｔ：燃料電池１が目標発電量を達成するために必要とする目標空気量、Ｑｐｚ：増量空気流量保持値であり、燃焼中に燃焼器７の過熱を防止するために増量する増量空気流量Ｑｐを後述のステップ６で格納する。
【００２１】
このように燃焼器７を冷却する必要がある場合には、燃料電池１のカソード１ａに供給する空気流量を、燃料電池１の目標発電量に必要な空気量に燃焼器７の燃焼室７ｂを冷却するための空気流量を加算した流量とすることで、燃焼室７の過熱を防止するとともに、燃焼器７の冷却時間を設けて燃焼器７を急速に冷却して燃焼器７の高温状態を短縮し、燃焼器７およびその周辺機器の耐久性の低下を抑制することができる。
【００２２】
ステップ２で冷却の必要がないと判定された場合にはステップ４に進み、開度センサ１０の出力に基づいてパージ弁６の開閉状態を判定し、開いていればステップ５に進み、閉じていればステップ６に進む。
【００２３】
ステップ５では、パージ弁６が開いて、燃焼器７が燃焼状態にあるため、燃焼室７ｂの過熱を防止するための増量空気分である増量空気流量Ｑｐを増量空気流量保持値Ｑｐｚに格納し、目標補正空気流量Ｑを下式から算出し、制御をステップ１に戻す。
【００２４】
Ｑ＝Ｑｔ＋Ｑｐ
このように燃焼器７が燃焼状態にあるときに燃料電池１に供給する空気流量を増量することで制御とすることで、燃焼室７ｂの過熱を防止し、燃焼器７の加熱による耐久性の低下を防ぐことができる。
【００２５】
一方、ステップ６では、燃焼器７は燃焼状態になく、温度Ｔｃａｔも所定温度Ｔｔｈ以下のため燃焼室７ｂの冷却は必要でなく、燃料電池１に供給する空気流量を燃料電池１の目標空気流量Ｑｔとなるように、下式から増量空気流量保持値Ｑｐｚを徐々に一定量ごとに減少させ、ステップ３に進む。
【００２６】
Ｑｐｚ＝Ｑｐｚ−Ｑｍ
ここで、Ｑｍ：増量空気量の減少量であり、コンプレッサ２の運転条件の急変に伴う運転音の違和感を許容できる量とする値をあらかじめ実験等により計測し、記憶しておく。なお、増量空気流量保持値Ｑｐｚは最終的には０になるが、負の値になることはない。またステップ５での空気流量増量制御においても、燃焼器７への空気の増加率を一定変化率となるように制御してもよい。このように燃焼器７へ供給する空気の増量制御あるいは減量制御を一定変化率となるように制御することで、コンプレッサ２の運転音の急変を防止するとともに、不必要な温度交番（上昇／下降）を燃焼器７に与えることがなく、燃焼器自体への熱衝撃を緩和することが可能となる。
【００２７】
図４は、第１の実施形態の制御内容を説明するためのタイミングチャートである。
【００２８】
時刻ｔ１まではパージ弁６が開かれ、排水素ならびに排空気が燃焼器７に導入され、燃焼器７内で燃焼反応が発生している。このとき、燃焼器７の過熱を防ぐために増量空気流量Ｑｐが燃料電池１の運転状態に応じて決定される目標空気流量Ｑｔに加算され、加算値である目標補正空気流量Ｑに基づいて燃料電池１の空気流量が制御される。
【００２９】
時刻ｔ１においてパージ弁６が閉じると、燃焼器７での燃焼反応が停止する。
このため、燃焼器７が過熱する恐れがなくなるので、増量空気流量Ｑｐは０となる。パージ弁６が閉じられ、かつ、燃焼室７ｂ内の温度ＴｃａｔがＴｔｈを上回る場合には、前述のステップ３を実行してパージ弁６が開いていたときの増量空気流量Ｑｐと同じ値の保持値Ｑｐｚを目標空気流量Ｑｔに足して目標補正空気流量Ｑとする。つまり、パージ弁６の開いていた時の空気増量分がパージ弁６を閉じても継続することになり、燃焼器７の温度が下がる。
【００３０】
時刻ｔ２になったときに、燃焼室温度ＴｃａｔがＴｔｈを下回ると、ステップ６が適用され、空気流量保持値Ｑｐｚが所定量Ｑｍずつ一定量ずつ減少する。この結果、コンプレッサ２の負荷が急激に変化することがなくなり、コンプレッサ２の運転音の急変を防止することで、運転者等の違和感を軽減できる。Ｑｐｚは０よりも小さくなることはないので、最終的には時刻ｔ３においてＱ＝Ｑｔとなる。
【００３１】
ここで時刻ｔ１において、目標補正空気流量Ｑを目標空気流量Ｑｔとした（燃焼器７の冷却を行わない）場合には空気流量が激減するので、燃焼器温度は図中破線で示す▲１▼線の軌跡をたどり、燃焼室７ｂの温度は高温状態を長時間維持することになる。
【００３２】
以上の結果により、パージ弁６を閉じてからも空気の増量を行うことで燃焼器７の冷却時間を生じさせることができ、燃焼室７ｂの温度Ｔｃａｔは冷却時間を設けなかった場合の▲１▼線に対してすみやかに温度を下げることができる。したがって、燃焼器７の燃焼終了後（時刻ｔ１）の高温状態を短縮することができ、燃焼器７およびその周辺機器の耐久性の低下を抑制することができる。
【００３３】
本実施例ではパージ弁６が開いている際の空気流量を燃焼器７の過熱を防止するための空気増量分をそのまま継続する形で増量を行ったが、パージ弁６が閉じた段階でシステムの許容しうる最大量まで増量しても良い。増量空気流量Ｑｐを演算しない構成のシステムでも同様である。このことは以下の実施例についても同様である。
【００３４】
図５は、第２の実施形態としてのコントローラ９が実施する燃焼器７の過熱を防止する制御内容を説明するためのフローチャートである。この制御は、一定間隔、例えば１０ｍｓｅｃごとに実施される。なお、燃料電池システムの構成は、第１の実施形態の構成を同じである。
【００３５】
この実施形態の制御内容は、図３に示す第１の実施形態に対して燃焼器７の冷却時間を設定する点が異なっている。
【００３６】
まずステップ１で、温度センサ１０を用いて燃焼室７ｂの温度を検出し、検出値Ｔｃａｔを読み込む。
【００３７】
ステップ１で燃焼室７の温度Ｔｃａｔを検出後、ステップ１１では、燃焼器７の燃焼状態が終了したかどうかを、パージ弁６が開状態から閉状態に切り換わったかどうかで判定する。パージ弁６が開から閉に切り換わった場合には燃焼器７の燃焼が停止したと判定して、ステップ１２に進み、それ以外の状態の場合には、ステップ１３に進む。
【００３８】
ステップ１２では、検出した燃焼室温度Ｔｃａｔから図６に示すようなマップから燃焼器７の冷却時間を設定する。このマップは、予め実験等により燃焼室温度と冷却時間の関係を計測して作成しておく。
【００３９】
ステップ１３では、燃焼器７の冷却の必要性を判定する。この時の判定条件としては、ステップ１２で設定した冷却時間が正（つまり、燃焼器７の冷却時間が残っている場合）で、かつパージ弁６が閉状態の場合に、冷却が必要と判定し、冷却時間をカウントして（たとえば１０ｍｓｅｃ短縮して）ステップ３に進み、ステップ１２で設定した冷却時間だけさらに燃焼器７を冷却するように制御する。またステップ１２で冷却時間が０もしくは負、またはパージ弁６が開状態の場合に燃焼器７の冷却は不要と判定し、ステップ４に進む。
【００４０】
ステップ３では、目標補正空気流量Ｑを算出する。一方、ステップ１３で冷却の必要がないと判定された場合にはステップ４に進み、開度センサ１０の出力に基づいてパージ弁６の開閉状態を判定し、開いていればステップ５に進み、閉じていればステップ６に進む。
【００４１】
ステップ５では、燃焼器７が燃焼状態にあるため、燃焼室７ｂの過熱を防止するための増量空気分である増量空気流量Ｑｐを増量空気流量保持値Ｑｐｚに格納し、目標補正空気流量Ｑを算出し、制御をステップ１に戻す。
【００４２】
一方、ステップ６では、燃焼器７は燃焼状態になく、温度Ｔｃａｔも所定温度Ｔｔｈ以下のため燃焼室７ｂの冷却は必要でなく、燃料電池１に供給する空気流量を燃料電池１の目標空気流量Ｑｔとなるように、増量空気流量保持値Ｑｐｚを徐々に減少させ、ステップ３に進む。
【００４３】
なお、このフローチャートはステップ１１から１３を除き図３に示すフローチャート同じ制御内容である。
【００４４】
このように、燃焼器７の燃焼停止後、燃焼器７の燃焼室７ｂの温度に応じて、燃焼器７の冷却時間を設定し、この冷却時間が経過するまで燃料電池へ供給する空気流量を増量補正し、確実に燃焼器７の温度を低下させることができる。
【００４５】
図７は、第３の実施形態の燃料電池システムの構成図を示す。本実施形態の構成上の特徴は、第１の実施形態の構成に対し、燃焼室の温度を検出する温度センサ８を設置していない点である。
【００４６】
図８はコントローラ９の制御ブロックの構成である。
【００４７】
図２に示す第１の実施形態の制御ブロックと異なる点は、燃焼器冷却判定の方法が異なる点である。新たな燃焼器冷却判断部９ｆは、燃料電池の目標発電量等から燃料電池に供給する水素の目標圧力を設定する目標水素圧力演算部９ｇから燃料電池１の目標水素圧力と、パージ弁６の開閉を判断するパージ弁判断部９ｈからパージ弁開閉情報と、目標補正空気流量演算部９ｄから燃料電池１に供給される目標補正空気流量とが入力され、これら入力値に基づき燃焼器７の冷却を行うかどうかの判定を行い、その判定結果を目標補正空気流量演算部９ｄに出力する。
【００４８】
図９にコントローラ９が実施する本実施形態の制御内容を説明するためのフローチャートを示す。この処理は、たとえば１０ｍｓｅｃごとに実施される。
【００４９】
図５に示す第２実施形態の制御内容との相違は、燃焼室７の温度検出を削除して演算により推定する点である。
【００５０】
まず、ステップ１１で、燃焼器７の燃焼状態が終了したかどうかを、パージ弁６が開状態から閉状態に切り換わったかどうかで判定する。パージ弁６が開から閉に切り換わった場合にはステップ２２に進み、それ以外の状態の場合にはステップ２１に進む。
【００５１】
ステップ２１では燃料電池に流入する目標水素圧力と水素流量との関係を示す図１０のマップを用いて、目標水素流量から水素流量Ｑｈ２を算出してステップ１３に進む。このマップは、あらかじめ実験や机上検討から設定し、記憶しておく。
【００５２】
ステップ２２では、燃料電池に流入する目標水素流量Ｑｈ２を燃焼器７に流入する水素流量として、また燃料電池に流入する目標補正空気流量を燃焼器７に流入する空気流量Ｑとして、水素流量Ｑｈ２と目標補正空気流量前回値Ｑｚとを読み込み、燃焼室７ｂの温度Ｔｃａｔを図１１に示すマップから算出する。このマップは、あらかじめ実験や机上検討から設定し、記憶しておく。これは、水素流量と空気流量が決まると、燃焼器７の燃焼反応で発生する発熱量が分かり、この発熱量から燃焼室７ｂの温度が求められる。
【００５３】
続くステップ１２では、温度センサ８の出力を読み込み、検出した燃焼室温度Ｔｃａｔから図６に示すようなマップから燃焼器７の冷却時間を設定してステップ１３に進む。このマップは、予め実験等により燃焼室温度と冷却時間の関係を計測して作成しておく。
【００５４】
ステップ１３では、燃焼器７の冷却の必要性を判定する。この時の判定条件としては、ステップ１２で設定した冷却時間が正（つまり、燃焼器７の冷却時間が残っている場合）で、かつパージ弁６が閉状態の場合に冷却が必要と判定し、冷却時間をカウントして（たとえば１０ｍｓｅｃ短縮して）、ステップ３に進み、ステップ１２で設定した冷却時間だけ燃焼器７を冷却するように制御する。またステップ１３で冷却時間が０もしくは負、またはパージ弁６が開状態の場合に燃焼器７の冷却は不要と判定し、ステップ４に進む。
【００５５】
ステップ３では、目標補正空気流量Ｑを算出し、ステップ２３に進む。一方、ステップ１３で冷却の必要がないと判定された場合にはステップ４に進み、開度センサ１０の出力に基づいてパージ弁６の開閉状態を判定し、開いていればステップ５に進み、閉じていればステップ６に進む。
【００５６】
ステップ５では、燃焼器７が燃焼状態にあるため、燃焼室７ｂの過熱を防止するための増量空気分である増量空気流量Ｑｐを増量空気流量保持値Ｑｐｚに格納し、目標補正空気流量Ｑを算出し、ステップ２３に進む。
【００５７】
一方、ステップ６では、燃焼器７は燃焼状態になく、温度Ｔｃａｔも所定温度Ｔｔｈ以下のため燃焼室７ｂの冷却は必要でなく、燃料電池１に供給する空気流量を燃料電池１の目標空気流量Ｑｔとなるように、増量空気流量保持値Ｑｐｚを徐々に減少させ、ステップ３に進む。
【００５８】
ステップ２３では、ステップ２２で使用する目標補正空気流量前回値Ｑｚを目標補正空気流量Ｑに格納する。
【００５９】
このように、燃焼器７に流入する水素流量と空気流量を演算し、演算された水素流量と空気流量とに基づいて燃焼室７ｂの温度設定することにより、燃焼器７内の温度分布が均一でない場合であっても燃焼器７内の温度を算出でき、燃焼器７の燃焼停止後の高温状態を短縮し、また温度検出のための高価な温度センサを設ける必要がない。
【００６０】
本実施形態では、目標水素圧力から目標水素流量を演算して計算に用いたが、燃焼器７の入口に水素流量計をつけて流量を検出してもよい。空気に関しても同様である。
【００６１】
なお、これまで説明した実施形態では燃料電池１から排出された空気を燃焼器７へ送り込む構成で説明したが、燃料電池１から排出された空気ではなく、燃料電池１入口から燃焼器７入口への空気流路と、その空気流路に流量調整弁を設けた構成にして、これらによって空気を燃焼器７へ送っても良い。あるいは、この構成に燃料電池１から排出された空気を併せて燃焼器７に入れられるような構成でも良い。
【００６２】
また、燃焼器７を冷却するためにコンプレッサ２からの空気を用いたが、燃焼器２を冷却するための独自の装置（例えば、燃焼器７専用のコンプレッサや燃焼室７ｂ内へ水を供給できるようなインジェクタ）を持つような構成でも良い。
【００６３】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する燃料電池システムの構成図である。
【図２】コントローラの制御ブロック図である。
【図３】コントローラの制御内容を説明するフローチャートである。
【図４】制御内容を説明するタイミングチャートである。
【図５】第２の実施形態の制御内容を説明するフローチャートである。
【図６】燃焼室温度と燃焼器冷却時間の関係を示すマップである。
【図７】第３の実施形態の燃料電池システムの構成図である。
【図８】コントローラの制御ブロック図である。
【図９】コントローラの制御内容を説明するフローチャートである。
【図１０】水素圧力と水素流量の関係を示すマップである。
【図１１】水素流量と空気流量と燃焼室温度の関係を示すマップである。
【符号の説明】
１燃料電池
２コンプレッサ
３スロットル弁
４可変弁
５エジェクタ
６パージ弁
７燃焼器
７ａミキサ部
７ｂ燃焼室
８温度センサ
９コントローラ
１０開度センサ

Claims

燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、
この燃料電池から排出される排燃料ガスと排酸化剤ガスとを混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器を冷却する冷却手段と、
前記燃料電池と前記燃焼器と前記冷却手段とを制御するコントローラと、
を備えた燃料電池システムにおいて、
前記燃焼器に流入する燃料ガスの流量を推定する手段と、
前記燃焼器に流入する酸化剤ガスの流量を推定する手段と、を備え、
前記コントローラは、
前記推定された燃料ガスと酸化剤ガスの流量に基づき、前記燃焼器での発熱量を演算する発熱量演算手段と、
演算された発熱量に基づいて燃焼器の冷却時間を演算する冷却時間演算手段とを備えたことを特徴とする燃料電池システム。
前記コントローラは、
前記燃料電池に供給する燃料ガスの流量を演算する手段と、
前記燃料電池に供給する酸化剤ガスの流量を演算する手段とを備え、
前記燃焼器に流入する燃料ガスと酸化剤ガスの流量は、演算された燃料電池に供給される燃料ガスと酸化剤ガスの流量を用いて導出され、前記燃焼器の発熱量が演算されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
前記燃料電池から排出される燃料ガスの外部への排出を制御する制御弁を備え、
前記コントローラは、前記制御弁が開状態から閉状態に切り換わった時から前記冷却時間の間、前記燃焼器の供給する酸化剤ガスの流量を増量して、前記燃焼器を冷却することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
前記燃焼器の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記冷却時間は、検出された前記燃焼器の温度が所定温度以下になるまでの時間であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
前記燃焼器の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記冷却時間は、前記制御弁が閉じた時の前記燃焼器の温度に応じて設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の燃料電池システム。
前記制御弁を開状態から閉状態へ切り換え後の前記酸化剤ガス供給量の増加率、および前記燃焼器の冷却時間終了後の前記酸化ガス剤供給量の減少率を、それぞれ一定の変化率にすることを特徴とする請求項１または３に記載の燃料電池システム。