[发明专利]燃料电池系统和燃料电池系统的控制方法

说明书

提供一种燃料电池系统，具备：燃料电池；燃料处理部，其用于对原燃料进行处理，来生成燃料电池的燃料气体；氧化剂气体加热部，其用于对燃料电池的氧化剂气体进行加热；燃烧器，其用于使原燃料燃烧，来生成用于对燃料处理部和氧化剂气体加热部进行加热的燃烧气体；供给控制部，其在燃料电池的暖机时，控制针对燃料处理部和燃烧器的原燃料的供给；以及发电控制部，其控制燃料电池的暖机时的发电状态。在燃料电池达到了其可发电温度的情况下，通过发电控制部使燃料电池进行发电，通过供给控制部向燃料处理部和燃烧器双方供给原燃料。

技术领域

本发明涉及一种具备燃烧器以用于燃料电池的暖机的燃料电池系统及其控制方法。

背景技术

JP2016-154067中公开了如下内容：在燃料电池系统启动时，将原燃料的供给目的地在启动用燃烧器与重整器之间进行切换(第0032、0033段)。具体地说，设置用于向启动用燃烧器供给重整前的燃料即原燃料的第一燃料供给流路以及用于向重整器供给原燃料的第二燃料供给流路，在重整器的温度低于可重整温度的期间，通过第一燃料供给流路向启动用燃烧器供给原燃料，并利用燃烧气体的热量来对燃料电池进行加热，另一方面，在重整器的温度达到可重整温度之后，通过第二燃料供给流路向重整器供给原燃料，并利用通过发电而产生的热量来实现燃料电池的进一步升温。

发明内容

在具备固体氧化物型燃料电池等动作温度高的燃料电池的系统中，在启动时，需要产生相比于低温动作型的燃料电池而言更大的热量以进行燃料电池的暖机。在此，在想要缩短燃料电池的暖机所需的时间的情况下，需要使原燃料的供给流量增大。对此，如果仅单纯地将原燃料的供给目的地在启动用燃烧器与重整器之间进行切换，则为了应对燃料流量的增大，需要进行不仅以针对启动用燃烧器的启动时的燃料流量为前提、而且也以针对重整器的启动时的燃料流量为前提的设计，在提高系统整体的效率上是不利的。

并且，在JP2016-154067中，完全没有提及变为能够利用燃料电池进行发电之后的控制。

本发明的目的在于提供一种考虑到以上问题的燃料电池系统以及燃料电池系统的控制方法。

在本发明的一个方式中提供一种燃料电池系统。本方式所涉及的燃料电池系统具备：燃料电池；燃料处理部，其用于对原燃料进行处理，来生成燃料电池的燃料气体；氧化剂气体加热部，其用于对燃料电池的氧化剂气体进行加热；燃烧器，其用于使原燃料燃烧，来生成用于对燃料处理部和氧化剂气体加热部进行加热的燃烧气体；供给控制部，其在燃料电池的暖机时，控制针对燃料处理部和燃烧器的原燃料的供给；以及发电控制部，其控制燃料电池的暖机时的发电状态。而且，在燃料电池达到了其可发电温度的情况下，通过发电控制部使燃料电池进行发电，通过供给控制部向燃料处理部和燃烧器双方供给原燃料。

附图说明

图1是概念性地示出本发明的一个实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的说明图。

图2是示出上述燃料电池系统的具体结构的说明图。

图3是示出上述燃料电池系统的启动控制的流程的流程图。

图4是示出发电加热模式下的处理的流程的流程图。

图5是示出燃料电池堆的电流与电压之间的同温度相应的关系的说明图。

图6是示出燃料电池堆的电流与发热量之间的关系的说明图。

图7是示出燃料电池堆的温度与目标发电量之间的关系的说明图。

图8是示出系统停止时及发电时的主燃料流量与副燃料流量之间的关系的说明图。

图9是示出燃料电池堆的发电量与主燃料流量之间的关系的说明图。

图10是启动控制的动作说明图(PRD1)。

图11是启动控制的动作说明图(PRD4)。