專利名稱：固體電解質(zhì)型燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體電解質(zhì)型燃料電池。
背景技術(shù)：
固體電解質(zhì)型燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell 以下也稱為“SOFC”)是將氧化物離子導(dǎo)電性固體電解質(zhì)用作電解質(zhì)，在其兩側(cè)安裝電極，在一側(cè)供給燃料氣體，在另一側(cè)供給氧化劑(空氣、氧等)，并在較高的溫度下進(jìn)行動作的燃料電池。在該SOFC中，利用經(jīng)過氧化物離子導(dǎo)電性固體電解質(zhì)的氧離子和燃料的反應(yīng)生成水蒸氣或二氧化碳，產(chǎn)生電能及熱能。向SOFC外部取出電能，使用于各種電氣用途。另一方面，熱能用于使燃料、重整器、水及氧化劑等的溫度上升。而且，公知燃料電池單電池經(jīng)過長期間的使用會逐漸劣化。在日本國特開 2007-87756號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中記載有固體氧化物型燃料電池。在該燃料電池中記載有，通過調(diào)節(jié)燃料流量而使燃料電池單電池的劣化減少。而且，在日本國特開2003-217627號公報(bào)(專利文獻(xiàn)幻中記載有燃料供給量控制裝置、燃料供給量控制方法及電力供給系統(tǒng)。該燃料供給量控制裝置構(gòu)成為，當(dāng)由于燃料電池單電池劣化導(dǎo)致相對于規(guī)定的燃料供給量所能取出的電力降低時(shí)，補(bǔ)償燃料供給量。通常，劣化后的燃料電池單電池相對于一定的燃料供給量可取出的電力會降低。 因而，當(dāng)可取出的電力降低時(shí)，通過以使燃料供給量增加而進(jìn)一步提高燃料電池單電池溫度的方式補(bǔ)償燃料供給量，可延長能夠從燃料電池取出初期額定輸出電力的期間。專利文獻(xiàn)1 日本國特開2007-87756號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本國特開2003-217627號公報(bào)但是，由于劣化后的燃料電池單電池構(gòu)成為，在因劣化而變?yōu)楦邷貭顟B(tài)的基礎(chǔ)上， 進(jìn)一步對燃料供給量進(jìn)行增加補(bǔ)償從而取出初期的額定輸出電力，因此燃料的增加使燃料電池單電池處于更加高溫的狀態(tài)，因此促進(jìn)了劣化，由此，雖然可以延長能夠取出額定輸出電力的期間，但是另一方面存在如下問題，伴隨著劣化包括燃料電池單電池的燃料電池模塊的可使用期間反而縮短。而且，由于劣化加重后的燃料電池單電池會使燃料向電力的轉(zhuǎn)換效率降低，因此相對于劣化加重后的燃料電池單電池供給大量的燃料來保持額定輸出電力時(shí)，存在燃料電池的運(yùn)行成本變高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的在于提供一種固體電解質(zhì)型燃料電池，可抑制具備燃料電池單電池的燃料電池模塊的可使用期間縮短，并延長可保持初期額定輸出電力的期間。而且，本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種固體電解質(zhì)型燃料電池，可抑制運(yùn)行成本增大，并延長可保持初期額定輸出電力的期間。為了解決上述課題，本發(fā)明是一種固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，具有燃料電池模塊，具備多個(gè)固體電解質(zhì)型燃料電池單電池；燃料供給裝置，向該燃料電池模塊供給燃料；氧化劑氣體供給裝置，向燃料電池模塊供給氧化劑氣體；及控制器，控制從燃料供給裝置供給的燃料供給量，控制器具備劣化判定電路，判定燃料電池模塊的劣化；及燃料修正電路，根據(jù)該劣化判定電路的劣化判定來修正燃料供給量，燃料電池模塊的初期運(yùn)行開始后，在滿足規(guī)定的修正切換條件之前，由劣化判定電路判定燃料電池模塊已劣化時(shí)，燃料修正電路執(zhí)行使向燃料電池模塊供給的燃料供給量增加的修正，以保持從燃料電池模塊輸出的最大電力即額定輸出電力，另一方面，在燃料電池模塊的劣化加重，滿足了規(guī)定的修正切換條件后，燃料修正電路修正向燃料電池模塊供給的燃料供給量，以使燃料電池模塊的額定輸出電力降低。在如此構(gòu)成的本發(fā)明中，控制器控制燃料供給裝置及氧化劑氣體供給裝置，向燃料電池模塊供給燃料及氧化劑氣體。而且，控制器所具備的劣化判定電路判定燃料電池模塊的劣化，燃料修正電路在滿足規(guī)定的修正切換條件之前，判定燃料電池模塊已劣化時(shí)，執(zhí)行使向燃料電池模塊供給的燃料供給量增加的修正，以保持額定輸出電力。而且，在燃料電池模塊的劣化加重，滿足規(guī)定的修正切換條件之后，燃料修正電路執(zhí)行使燃料電池模塊的額定輸出電力降低的修正。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，在滿足規(guī)定的修正切換條件之前判定劣化時(shí)，以保持額定輸出電力的方式修正燃料供給量。而且，在劣化加重至滿足規(guī)定的修正切換條件的程度時(shí)，放棄保持燃料電池模塊的額定輸出電力而使額定輸出電力降低，進(jìn)行側(cè)重于延長燃料電池模塊的壽命的運(yùn)行。由此，可抑制燃料電池單電池過度地處于高溫狀態(tài)，抑制燃料電池模塊的可使用期間縮短，并延長可保持初期額定輸出電力的期間。而且，由于在劣化加重， 發(fā)電效率降低后使額定輸出電力降低，因此可抑制運(yùn)行成本增大，并在實(shí)用上可經(jīng)受的范圍內(nèi)保持電力供給，可在長期間內(nèi)持續(xù)使用燃料電池模塊。在本發(fā)明中，優(yōu)選燃料修正電路在滿足規(guī)定的修正切換條件之后，執(zhí)行使向燃料電池模塊供給的燃料供給量減少的修正，同時(shí)該修正中的燃料供給量的減少幅度為，后執(zhí)行的修正比先執(zhí)行的修正小。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，雖然在滿足修正切換條件之前，為了保持額定輸出電力而在燃料電池模塊上施加有負(fù)擔(dān)，但是在滿足修正切換條件之后，較大地使燃料供給量減少，從而減輕燃料電池模塊的負(fù)擔(dān)。另一方面，在減輕燃料電池模塊的負(fù)擔(dān)后，并未大幅度地減少燃料供給量，可防止輸出電力的大幅度降低。由此，可以使延長燃料電池模塊的耐用年數(shù)和保持輸出電力共存。在本發(fā)明中，優(yōu)選燃料修正電路在滿足規(guī)定的修正切換條件之后，修正向燃料電池模塊供給的燃料供給量，以避免使固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度上升。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，在滿足規(guī)定的修正切換條件之后，以避免固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度上升的方式進(jìn)行運(yùn)行。固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度存在隨著劣化加重而上升的傾向，有時(shí)由于過度的溫度上升而引起固體電解質(zhì)型燃料電池單電池?fù)p壞。根據(jù)本發(fā)明，可防止過度的溫度上升，避免劣化加重后的固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的負(fù)擔(dān)增加。由此，可以延長燃料電池模塊的耐用年數(shù)。在本發(fā)明中，優(yōu)選燃料修正電路在滿足規(guī)定的修正切換條件之后，修正向燃料電池模塊供給的燃料供給量，以使固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度降低。
根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，由于在滿足規(guī)定的修正切換條件之后，以使固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度降低的方式進(jìn)行運(yùn)行，因此積極地減輕了固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的負(fù)擔(dān)，可以更進(jìn)一步地延長燃料電池模塊的耐用年數(shù)。在本發(fā)明中，優(yōu)選規(guī)定的修正切換條件為固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度上升至規(guī)定的修正切換溫度以上；燃料供給量增加至規(guī)定的修正切換燃料供給量以上；燃料電池模塊的輸出電力降低至規(guī)定的修正切換電力以下；或燃料電池模塊的輸出電壓降低至規(guī)定的修正切換電壓以下。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，可以根據(jù)直接反映了燃料電池模塊劣化的固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度、可容易地檢測的燃料供給量、直接反映了燃料電池性能降低的輸出電力、或輸出電壓，來判定燃料電池模塊的劣化。在本發(fā)明中，優(yōu)選燃料修正電路在滿足上述規(guī)定的修正切換條件之后，執(zhí)行使燃料電池模塊的額定輸出電力降低的修正，另一方面，在使額定輸出電力降低至規(guī)定的下限電力以后，以保持額定輸出電力的方式執(zhí)行修正。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，能夠隨著劣化加重而使額定輸出電力降低，減輕燃料電池模塊的負(fù)擔(dān)而延長耐用年數(shù)，同時(shí)通過將額定輸出保持在下限電力以上，而防止喪失作為燃料電池的實(shí)用性。在本發(fā)明中，優(yōu)選還具備警報(bào)裝置，該警報(bào)裝置在即使燃料修正電路執(zhí)行修正也無法保持規(guī)定的下限電力時(shí)，報(bào)告燃料電池模塊無法再產(chǎn)生下限電力。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，由于報(bào)告燃料電池模塊無法再產(chǎn)生下限電力，因此可以敦促燃料電池模塊的維護(hù)、交換。而且，本發(fā)明是一種固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，具有燃料電池模塊， 具備多個(gè)固體電解質(zhì)型燃料電池單電池；燃料供給部件，向該燃料電池模塊供給燃料；氧化劑氣體供給部件，向燃料電池模塊供給氧化劑氣體；及控制部件，控制從燃料供給部件供給的燃料供給量，控制部件具備劣化判定部件，判定燃料電池模塊的劣化；及燃料修正部件，根據(jù)該劣化判定部件的劣化判定來修正燃料供給量，燃料電池模塊的初期運(yùn)行開始后， 在滿足規(guī)定的修正切換條件之前，由劣化判定部件判定燃料電池模塊已劣化時(shí)，燃料修正部件執(zhí)行使向燃料電池模塊供給的燃料供給量增加的修正，以保持從燃料電池模塊輸出的最大電力即額定輸出電力，另一方面，在燃料電池模塊的劣化加重，滿足了規(guī)定的修正切換條件后，燃料修正部件修正向燃料電池模塊供給的燃料供給量，以使燃料電池模塊的額定輸出電力降低。根據(jù)本發(fā)明的固體電解質(zhì)型燃料電池，能夠抑制燃料電池模塊的可使用期間縮短，并延長可保持初期額定輸出電力的期間。而且，根據(jù)本發(fā)明的固體電解質(zhì)型燃料電池，可抑制運(yùn)行成本增大，并延長可保持初期額定輸出電力的期間。


圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的燃料電池模塊的正面剖視圖。
圖3是沿圖2的III-III線的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的燃料電池單電池單元的局部剖視圖。圖5是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的燃料電池電堆的立體圖。圖6是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的框圖。圖7是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)起動時(shí)的動作的時(shí)間圖。圖8是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)運(yùn)行停止時(shí)的動作的時(shí)間圖。圖9是說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池的劣化判定的時(shí)間圖。圖10是表示輸入至控制部的要求發(fā)電量和為了生成要求發(fā)電量所需的燃料供給量的關(guān)系的一個(gè)例子的曲線圖。圖11是表示燃料供給量相對于要求發(fā)電量變更的時(shí)間變化的一個(gè)例子的曲線圖。圖12是表示劣化判定步驟的流程圖。圖13是表示基于燃料修正電路的燃料供給量的一個(gè)例子的時(shí)間圖。圖14是表示基于燃料修正電路的處理的流程圖。圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式的變形例的燃料電池單電池單元的作用的一個(gè)例子的時(shí)間圖。符號說明1-固體電解質(zhì)型燃料電池；2-燃料電池模塊；4-輔助設(shè)備單元；8-密封空間； 10-發(fā)電室；12-燃料電池單電池集合體；14-燃料電池電堆；16-燃料電池單電池單元(固體電解質(zhì)型燃料電池單電池)；18-燃燒室；20-重整器；22-空氣用換熱器；24-供水源； 26-純水箱；28-水流量調(diào)節(jié)單元(供水裝置、供水部件)；30-燃料供給源；38-燃料流量調(diào)節(jié)單元(燃料供給裝置、燃料供給部件)；40-空氣供給源；44-重整用空氣流量調(diào)節(jié)單元； 45-發(fā)電用空氣流量調(diào)節(jié)單元(氧化劑氣體供給裝置、氧化劑氣體供給部件)；46-第1加熱器；48-第2加熱器；50-溫水制造裝置；52-控制箱；54-逆變器；83-點(diǎn)火裝置；84-燃料電池單電池；110-控制部(控制器、控制部件)；IlOa-劣化判定電路(劣化判定部件)； IlOb-燃料修正電路(燃料修正部件)；112_操作裝置；114-顯示裝置；116-警報(bào)裝置； 126-電力狀態(tài)檢測傳感器；142-發(fā)電室溫度傳感器(溫度檢測部件)；150-外氣溫度傳感
ο
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)。圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的整體結(jié)構(gòu)圖。 如該圖1所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)I具備燃料電池模塊 2和輔助設(shè)備單元4。燃料電池模塊2具備殼體6，在該殼體6的內(nèi)部隔著絕熱材料(未圖示，但是絕熱材料不是必需的結(jié)構(gòu)，沒有也是可以的)形成有密封空間8。另外，也可以不設(shè)置絕熱材料。 在該密封空間8的下方部分即發(fā)電室10配置有利用燃料氣體和氧化劑(空氣)進(jìn)行發(fā)電反應(yīng)的燃料電池單電池集合體12。該燃料電池單電池集合體12具備10個(gè)燃料電池電堆 14 (參照圖5)，該燃料電池電堆14由16根燃料電池單電池單元16 (參照圖4)構(gòu)成。如此，燃料電池單電池集合體12具有160根燃料電池單電池單元16，這些燃料電池單電池單元16全部串聯(lián)連接。在燃料電池模塊2的密封空間8的上述發(fā)電室10的上方形成有燃燒室18，發(fā)電反應(yīng)中未使用的剩余的燃料氣體和剩余的氧化劑(空氣)在該燃燒室18內(nèi)燃燒，生成排放氣體。而且，在該燃燒室18的上方配置有對燃料氣體進(jìn)行重整的重整器20，利用前述剩余氣體的燃燒熱量將重整器20加熱至可進(jìn)行重整反應(yīng)的溫度。而且，在該重整器20的上方配置有用于接收燃燒熱量以加熱空氣的空氣用換熱器22。接下來，輔助設(shè)備單元4具備純水箱沈，貯存來自水管等供水源M的水并通過過濾器使其成為純水；及水流量調(diào)節(jié)單元觀(由電動機(jī)驅(qū)動的“水泵”等)，調(diào)節(jié)從該貯水箱供給的水的流量。而且，輔助設(shè)備單元4具備氣體截止閥32，截?cái)鄰某鞘忻簹獾鹊娜剂瞎┙o源30供給的燃料氣體；脫硫器36，用于從燃料氣體除去硫磺；及燃料流量調(diào)節(jié)單元 38 (由電動機(jī)驅(qū)動的“燃料泵”等)，調(diào)節(jié)燃料氣體的流量。輔助設(shè)備單元4還具備截?cái)鄰目諝夤┙o源40供給的氧化劑即空氣的電磁閥42、調(diào)節(jié)空氣流量的重整用空氣流量調(diào)節(jié)單元 44及發(fā)電用空氣流量調(diào)節(jié)單元45 (由電動機(jī)驅(qū)動的“空氣鼓風(fēng)機(jī)”等)、加熱向重整器20供給的重整用空氣的第1加熱器46及加熱向發(fā)電室供給的發(fā)電用空氣的第2加熱器48。上述第1加熱器46和第2加熱器48是為了高效地進(jìn)行起動時(shí)的升溫而設(shè)置的，但是也可以省略。接下來，在燃料電池模塊2上連接有溫水制造裝置50，向其供給排放氣體。向該溫水制造裝置50供給來自供水源M的自來水，該自來水利用排放氣體的熱量成為溫水，以供給未圖示的外部供熱水器的貯熱水箱。而且，在燃料電池模塊2上安裝有控制箱52，其用于控制燃料氣體的供給量等。而且，在燃料電池模塊2上連接有電力取出部(電力轉(zhuǎn)換部)即逆變器M，其用于向外部供給由燃料電池模塊發(fā)出的電力。接下來，根據(jù)圖2及圖3，說明本發(fā)明實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC) 的燃料電池模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖2是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池 (SOFC)的燃料電池模塊的正面剖視圖，圖3是沿圖2的III-III線的剖視圖。如圖2及圖3所示，在燃料電池模塊2的殼體6的密封空間8內(nèi)，如上所述，從下方依次配置有燃料電池單電池集合體12、重整器20、空氣用換熱器22。重整器20安裝有用于向其上游端側(cè)導(dǎo)入純水的純水導(dǎo)入管60和用于導(dǎo)入將要重整的燃料氣體和重整用空氣的被重整氣體導(dǎo)入管62，而且，在重整器20的內(nèi)部從上游側(cè)依次形成有蒸發(fā)部20a和重整部20b，在重整部20b填充有重整催化劑。導(dǎo)入該重整器20的混合有水蒸氣(純水)的燃料氣體及空氣通過填充在重整器20內(nèi)的重整催化劑而被重整。 作為重整催化劑適合使用在氧化鋁的球體表面賦予鎳的物質(zhì)，或在氧化鋁的球體表面賦予釕的物質(zhì)。
在該重整器20的下游端側(cè)連接有燃料氣體供給管64，該燃料氣體供給管64向下方延伸，進(jìn)而在形成于燃料電池單電池集合體12下方的分流器66內(nèi)水平延伸。在燃料氣體供給管64的水平部6 的下方面形成有多個(gè)燃料供給孔64b，從該燃料供給孔64b向分流器66內(nèi)供給重整后的燃料氣體。在該分流器66的上方安裝有用于支撐上述燃料電池電堆14的具備貫穿孔的下支撐板68，分流器66內(nèi)的燃料氣體被供給到燃料電池單電池單元16內(nèi)。接下來，在重整器20的上方設(shè)置有空氣用換熱器22。該空氣用換熱器22在上游側(cè)具備空氣匯集室70，在下游側(cè)具備2個(gè)空氣分配室72，這些空氣匯集室70和空氣分配室72通過6個(gè)空氣流路管74連接。在此，如圖3所示，3個(gè)空氣流路管74成為一組(74a、 74b、74c、74d、74e、74f)，空氣匯集室70內(nèi)的空氣從各組空氣流路管74流入各自的空氣分配室72。在空氣用換熱器22的6個(gè)空氣流路管74內(nèi)流動的空氣利用在燃燒室18燃燒而上升的排放氣體進(jìn)行預(yù)熱。在各個(gè)空氣分配室72上連接有空氣導(dǎo)入管76，該空氣導(dǎo)入管76向下方延伸，其下端側(cè)與發(fā)電室10的下方空間連通，向發(fā)電室10導(dǎo)入預(yù)熱后的空氣。接下來，在分流器66的下方形成有排放氣體室78。而且，如圖3所示，在沿殼體6 長度方向的面即前面6a和后面6b的內(nèi)側(cè)，形成有在上下方向上延伸的排放氣體通路80，該排放氣體通路80的上端側(cè)與配置有空氣用換熱器22的空間連通，下端側(cè)與排放氣體室78 連通。而且，在排放氣體室78的下面大致中央連接有排放氣體排出管82，該排放氣體排出管82的下游端連接于圖1所示的上述溫水制造裝置50。如圖2所示，用于使燃料氣體和空氣開始燃燒的點(diǎn)火裝置83設(shè)置于燃燒室18。下面，根據(jù)圖4對燃料電池單電池單元16進(jìn)行說明。圖4是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的燃料電池單電池單元的局部剖視圖。如圖4所示，燃料電池單電池單元16具備燃料電池單電池84和分別連接于該燃料電池單電池84的上下方向端部的內(nèi)側(cè)電極端子86。燃料電池單電池84是在上下方向上延伸的管狀結(jié)構(gòu)體，具備在內(nèi)部形成燃料氣體流路88的圓筒形內(nèi)側(cè)電極層90、圓筒形外側(cè)電極層92、位于內(nèi)側(cè)電極層90和外側(cè)電極層92之間的電解質(zhì)層94。該內(nèi)側(cè)電極層90是燃料氣體經(jīng)過的燃料極，為(-)極，另一方面，外側(cè)電極層92是與空氣接觸的空氣極，為(+)極。由于安裝在燃料電池單電池單元16的上端側(cè)和下端側(cè)的內(nèi)側(cè)電極端子86為相同結(jié)構(gòu)，所以在此具體地說明安裝于上端側(cè)的內(nèi)側(cè)電極端子86。內(nèi)側(cè)電極層90的上部90a具備相對于電解質(zhì)層94和外側(cè)電極層92露出的外周面90b和上端面90c。內(nèi)側(cè)電極端子86 隔著導(dǎo)電性密封材料96與內(nèi)側(cè)電極層90的外周面90b連接，而且，通過與內(nèi)側(cè)電極層90 的上端面90c直接接觸而與內(nèi)側(cè)電極層90電連接。在內(nèi)側(cè)電極端子86的中心部形成有與內(nèi)側(cè)電極層90的燃料氣體流路88連通的燃料氣體流路98。內(nèi)側(cè)電極層90例如由Ni和摻雜有從Ca或YJc等稀土類元素中選擇的至少一種元素的氧化鋯的混合體、Ni和摻雜有從稀土類元素中選擇的至少一種元素的二氧化鈰的混合體、Ni和摻雜有從Sr、Mg、Co、Fe、Cu中選擇的至少一種元素的鎵酸鑭的混合體中的至少一種形成。
電解質(zhì)層94例如由摻雜有從Y、Sc等稀土類元素中選擇的至少一種元素的氧化鋯、摻雜有從稀土類元素中選擇的至少一種元素的二氧化鈰、摻雜有從Sr、Mg中選擇的至少一種元素的鎵酸鑭中的至少一種形成。外側(cè)電極層92例如由摻雜有從Sr、Ca中選擇的至少一種元素的錳酸鑭、摻雜有從 Sr、Co、Ni、Cu中選擇的至少一種元素的鐵酸鑭、摻雜有從Sr、!^e、Ni、Cu中選擇的至少一種元素的鈷酸鑭、銀等中的至少一種形成。下面，根據(jù)圖5對燃料電池電堆14進(jìn)行說明。圖5是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的燃料電池電堆的立體圖。如圖5所示，燃料電池電堆14具備16根燃料電池單電池單元16，這些燃料電池單電池單元16的下端側(cè)及上端側(cè)分別被陶瓷制下支撐板68及上支撐板100支撐。在這些下支撐板68及上支撐板100上分別形成有內(nèi)側(cè)電極端子86可貫穿的貫穿孔68a及100a。而且，在燃料電池單電池單元16上安裝有集電體102及外部端子104。該集電體 102由與安裝于燃料極即內(nèi)側(cè)電極層90的內(nèi)側(cè)電極端子86電連接的燃料極用連接部10 和與空氣極即外側(cè)電極層92的外周面整體電連接的空氣極用連接部102b —體地形成?？諝鈽O用連接部102b由在外側(cè)電極層92的表面沿上下方向延伸的鉛垂部102c和從該鉛垂部102c沿外側(cè)電極層92的表面在水平方向上延伸的很多水平部102d形成。而且，燃料極用連接部10 從空氣極用連接部102b的鉛垂部102c朝向燃料電池單電池單元16的位于上下方向的內(nèi)側(cè)電極端子86，向斜上方或斜下方直線延伸。而且，在位于燃料電池電堆14 一端(圖5中左端的里側(cè)及跟前側(cè))的2個(gè)燃料電池單電池單元16的上側(cè)端及下側(cè)端的內(nèi)側(cè)電極端子86上分別連接有外部端子104。這些外部端子104與位于鄰接的燃料電池電堆14 一端的燃料電池單電池單元16的外部端子 104(未圖示)連接，如上所述，160根燃料電池單電池單元16全部串聯(lián)連接。下面，根據(jù)圖6對安裝于本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的傳感器類等進(jìn)行說明。圖6是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)的框圖。如圖6所示，固體電解質(zhì)型燃料電池1具備控制部110，該控制部110連接有操作裝置112，具備用于使用者操作的“開”、“關(guān)”等操作按鈕；顯示裝置114，用于顯示發(fā)電輸出值(瓦特?cái)?shù))等的各種數(shù)據(jù)；及警報(bào)裝置116，在異常狀態(tài)時(shí)等發(fā)出警報(bào)(warning)。另外， 該警報(bào)裝置116也可以是與位于遠(yuǎn)距離地點(diǎn)的管理中心連接，向該管理中心通知異常狀態(tài)的形式。接下來，向控制部110輸入來自以下說明的各種傳感器的信號。首先，可燃?xì)怏w檢測傳感器120是用于檢測氣體泄漏的元件，安裝于燃料電池模塊2及輔助設(shè)備單元4。CO檢測傳感器122是用于檢測原本經(jīng)過排放氣體通路80等向外部排出的排放氣體中的CO是否泄漏在覆蓋燃料電池模塊2及輔助設(shè)備單元4的外部殼體(未圖示)中的元件。熱水貯存狀態(tài)檢測傳感器IM是用于檢測未圖示的供熱水器的熱水溫度、水量等的元件。電力狀態(tài)檢測傳感器1 是用于檢測逆變器M及配電板(未圖示)的電流及電壓等的元件。
發(fā)電用空氣流量檢測傳感器1 是用于檢測向發(fā)電室10供給的發(fā)電用空氣的流量的元件。重整用空氣流量傳感器130是用于檢測向重整器20供給的重整用空氣的流量的元件。燃料流量傳感器132是用于檢測向重整器20供給的燃料氣體的流量的元件。水流量傳感器134是用于檢測向重整器20供給的純水(水蒸氣)的流量的元件。水位傳感器136是用于檢測純水箱26的水位的元件。壓力傳感器138是用于檢測重整器20的外部上游側(cè)的壓力的元件。排氣溫度傳感器140是用于檢測流入溫水制造裝置50的排放氣體的溫度的元件。如圖3所示，發(fā)電室溫度傳感器142設(shè)置在燃料電池單電池集合體12附近的前面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)?，是用于檢測燃料電池電堆14附近的溫度，從而推斷燃料電池電堆14(即燃料電池單電池84自身)的溫度的元件。燃燒室溫度傳感器144是用于檢測燃燒室18的溫度的元件。排放氣體室溫度傳感器146是用于檢測排放氣體室78的排放氣體的溫度的元件。重整器溫度傳感器148是用于檢測重整器20的溫度的元件，根據(jù)重整器20的入口溫度和出口溫度計(jì)算出重整器20的溫度。外氣溫度傳感器150是當(dāng)固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)配置在室外時(shí)用于檢測外氣溫度的元件。而且，也可以設(shè)置測定外氣濕度等的傳感器。來自這些傳感器類的信號發(fā)送至控制部110，控制部110根據(jù)基于這些信號的數(shù)據(jù)，向水流量調(diào)節(jié)單元觀、燃料流量調(diào)節(jié)單元38、重整用空氣流量調(diào)節(jié)單元44、發(fā)電用空氣流量調(diào)節(jié)單元45發(fā)送控制信號，以控制這些單元的各流量。而且，控制部110向逆變器M發(fā)送控制信號，以控制電力供給量。下面，根據(jù)圖7說明本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)起動時(shí)的動作。 圖7是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)起動時(shí)的動作的時(shí)間圖。最初，為了加熱燃料電池模塊2，在無負(fù)荷狀態(tài)，即，使包括燃料電池模塊2的電路在開路狀態(tài)下開始運(yùn)行。此時(shí)，由于電路中未流動電流，所以燃料電池模塊2不進(jìn)行發(fā)電。首先，從重整用空氣流量調(diào)節(jié)單元44經(jīng)由第1加熱器46向燃料電池模塊2的重整器20供給重整用空氣。而且，與此同時(shí)從發(fā)電用空氣流量調(diào)節(jié)單元45經(jīng)由第2加熱器 48向燃料電池模塊2的空氣用換熱器22供給發(fā)電用空氣，該發(fā)電用空氣到達(dá)發(fā)電室10及燃燒室18。隨后，還從燃料流量調(diào)節(jié)單元38供給燃料氣體，混合有重整用空氣的燃料氣體經(jīng)過重整器20及燃料電池電堆14、燃料電池單電池單元16，到達(dá)燃燒室18。之后，通過點(diǎn)火裝置83點(diǎn)火，使燃燒室18內(nèi)的燃料氣體和空氣(重整用空氣及發(fā)電用空氣)燃燒。通過該燃料氣體和空氣的燃燒生成排放氣體，利用該排放氣體加熱發(fā)電室10，而且，排放氣體在燃料電池模塊2的密封空間8內(nèi)上升時(shí)，在加熱重整器20內(nèi)的包含重整用空氣的燃料氣體的同時(shí)，還加熱空氣換熱器22內(nèi)的發(fā)電用空氣。此時(shí)，由于通過燃料流量調(diào)節(jié)單元38及重整用空氣流量調(diào)節(jié)單元44向重整器20 供給混合有重整用空氣的燃料氣體，所以在重整器20中，進(jìn)行式(1)所示的部分氧化重整反應(yīng)Ρ0Χ。由于該部分氧化重整反應(yīng)POX是發(fā)熱反應(yīng)，所以起動性良好。而且，該升溫后的燃料氣體通過燃料氣體供給管64向燃料電池電堆14的下方供給，由此，燃料電池電堆14 從下方被加熱，而且，由于燃燒室18也通過燃料氣體和空氣的燃燒而升溫，所以燃料電池電堆14還從上方被加熱，結(jié)果燃料電池電堆14可以大致均等地在上下方向上升溫。即使進(jìn)行該部分氧化重整反應(yīng)Ρ0Χ，在燃燒室18中也仍然持續(xù)保持燃料氣體和空氣的燃燒反應(yīng)。CmHn+x02 ^ aC02+bC0+cH2(1)部分氧化重整反應(yīng)POX開始后，當(dāng)通過重整器溫度傳感器148檢測出重整器20變?yōu)橐?guī)定溫度(例如600°C)時(shí)，通過水流量調(diào)節(jié)單元觀、燃料流量調(diào)節(jié)單元38及重整用空氣流量調(diào)節(jié)單元44向重整器20供給預(yù)先混合有燃料氣體、重整用空氣及水蒸氣的氣體。此時(shí)，在重整器20中，進(jìn)行并用有上述的部分氧化重整反應(yīng)POX和后述的水蒸氣重整反應(yīng)SR 的自熱重整反應(yīng)ATR。由于該自熱重整反應(yīng)ATR可取得熱量內(nèi)部平衡，所以在重整器20內(nèi)以熱量自足的狀態(tài)進(jìn)行反應(yīng)。即，當(dāng)氧(空氣)較多時(shí)，基于部分氧化重整反應(yīng)POX的發(fā)熱占支配地位，當(dāng)水蒸氣較多時(shí)，基于水蒸氣重整反應(yīng)SR的吸熱反應(yīng)占支配地位。由于在該階段中，已經(jīng)過起動的初期階段，發(fā)電室10內(nèi)已升溫至一定程度的溫度，所以即使吸熱反應(yīng)占支配地位也不會引起大幅度的溫度降低。而且，在自熱重整反應(yīng)ATR進(jìn)行中，在燃燒室 18中也仍然持續(xù)進(jìn)行燃燒反應(yīng)。式⑵所示的自熱重整反應(yīng)ATR開始后，當(dāng)通過重整器溫度傳感器146檢測出重整器20變?yōu)橐?guī)定溫度(例如700°C)時(shí)，在停止基于重整用空氣流量調(diào)節(jié)單元44的重整用空氣的供給的同時(shí)，增加基于水流量調(diào)節(jié)單元觀的水蒸氣的供給。由此，向重整器20供給不含空氣而僅包含燃料氣體和水蒸氣的氣體，在重整器20中，進(jìn)行式(3)的水蒸氣重整反應(yīng)SR。CmHn+x02+yH20 ^ aC02+bC0+cH2 (2)CmHn+xH20 ^ aC02+bC0+cH2(3)由于該水蒸氣重整反應(yīng)SR是吸熱反應(yīng)，所以與來自燃燒室18的燃燒熱量取得熱平衡并進(jìn)行反應(yīng)。由于該階段是燃料電池模塊2起動的最終階段，所以發(fā)電室10內(nèi)升溫至足夠高的溫度，因此，即使進(jìn)行吸熱反應(yīng)，也不會導(dǎo)致發(fā)電室10大幅度的溫度降低。而且， 即使進(jìn)行水蒸氣重整反應(yīng)SR，在燃燒室18中也仍然持續(xù)進(jìn)行燃燒反應(yīng)。如此，燃料電池模塊2通過點(diǎn)火裝置83點(diǎn)火后，通過依次進(jìn)行部分氧化重整反應(yīng) Ρ0Χ、自熱重整反應(yīng)ATR、水蒸氣重整反應(yīng)SR，使發(fā)電室10內(nèi)的溫度逐漸上升。之后，當(dāng)發(fā)電室10內(nèi)及燃料電池單電池84的溫度達(dá)到比使燃料電池模塊2穩(wěn)定地工作的額定溫度低的規(guī)定的發(fā)電溫度后，使包括燃料電池模塊2的電路閉路，開始基于燃料電池模塊2的發(fā)電， 由此，在電路中流過電流。通過燃料電池模塊2的發(fā)電，燃料電池單電池84自身也發(fā)熱，燃料電池單電池84的溫度也上升。結(jié)果使燃料電池模塊2工作的額定溫度達(dá)到例如600°C至 800 "C。此后，為了保持額定溫度，供給比燃料電池單電池84中消耗的燃料氣體及空氣的量多的燃料氣體及空氣，使燃燒室18中的燃燒持續(xù)。另外，在發(fā)電中以重整效率高的水蒸氣重整反應(yīng)SR進(jìn)行發(fā)電。下面，根據(jù)圖8說明本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)運(yùn)行停止時(shí)的動作。圖8是通過本實(shí)施方式表示固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)運(yùn)行停止時(shí)的動作的時(shí)間圖。
如圖8所示，進(jìn)行燃料電池模塊2的運(yùn)行停止時(shí)，首先，操作燃料流量調(diào)節(jié)單元38 及水流量調(diào)節(jié)單元觀，減少燃料氣體及水蒸氣對重整器20的供給量。而且，進(jìn)行燃料電池模塊2的運(yùn)行停止時(shí)，在減少燃料氣體及水蒸氣對重整器20 的供給量的同時(shí)，增大基于發(fā)電用空氣流量調(diào)節(jié)單元45的發(fā)電用空氣對燃料電池模塊2內(nèi)的供給量，利用空氣冷卻燃料電池單電池集合體12及重整器20，使它們的溫度降低。其后， 當(dāng)發(fā)電室的溫度降低至規(guī)定溫度例如400°C時(shí)，停止向重整器20供給燃料氣體及水蒸氣， 結(jié)束重整器20的水蒸氣重整反應(yīng)SR。該發(fā)電用空氣的供給持續(xù)至重整器20的溫度降低至規(guī)定溫度例如200°C，在變?yōu)樵撘?guī)定溫度時(shí)，停止從發(fā)電用空氣流量調(diào)節(jié)單元45供給發(fā)電用空氣。如此，在本實(shí)施方式中，由于進(jìn)行燃料電池模塊2的運(yùn)行停止時(shí)，并用基于重整器 20的水蒸氣重整反應(yīng)SR和基于發(fā)電用空氣的冷卻，所以能夠在較短的時(shí)間內(nèi)使燃料電池模塊的運(yùn)行停止。下面，參照圖9至14，說明本發(fā)明實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1的作用。首先，參照圖9至12，說明固體電解質(zhì)型燃料電池1的負(fù)荷跟蹤運(yùn)行及燃料電池模塊2的劣化判定。圖9是說明本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池的劣化判定的時(shí)間圖。圖10是表示輸入至控制部110的要求發(fā)電量和為了生成要求發(fā)電量所需的燃料供給量的關(guān)系的一個(gè)例子的曲線圖。圖11是表示燃料供給量相對于要求發(fā)電量變更的時(shí)間變化的一個(gè)例子的曲線圖。圖12是表示劣化判定步驟的流程圖。在圖9的時(shí)刻t0 tl，固體電解質(zhì)型燃料電池1進(jìn)行負(fù)荷跟蹤運(yùn)行，以得到與來自逆變器M(圖6)的要求發(fā)電量相應(yīng)的輸出電力。即，如圖6所示，控制器即控制部110根據(jù)來自逆變器M的要求發(fā)電量，向燃料供給裝置即燃料流量調(diào)節(jié)單元38、氧化劑氣體供給裝置即發(fā)電用空氣流量調(diào)節(jié)單元45及供水裝置即水流量調(diào)節(jié)單元觀發(fā)送信號，向燃料電池模塊2供給所需流量的燃料、空氣、水。由此，如圖9所示，固體電解質(zhì)型燃料電池1的輸出電力發(fā)生變化，以跟蹤來自逆變器M的要求發(fā)電量。在此，與要求發(fā)電量相對應(yīng)的輸出電力的響應(yīng)存在延遲，這是因?yàn)槭谷剂瞎┙o量等緩慢變化而致使輸出電力發(fā)生延遲變化， 而且，由于即使對于要求發(fā)電量的急劇變化，也較大地抑制燃料供給量的變化，因此輸出電力的跟蹤有所延遲。另外，控制部110、燃料流量調(diào)節(jié)單元38、發(fā)電用空氣流量調(diào)節(jié)單元45 及水流量調(diào)節(jié)單元觀分別作為控制部件、燃料供給部件、氧化劑氣體供給部件及供水部件發(fā)揮作用?？刂撇?10根據(jù)來自逆變器M的要求發(fā)電量，利用在圖10中表示一個(gè)例子的曲線來確定燃料供給量，并控制燃料流量調(diào)節(jié)單元38，向燃料電池模塊2供給確定了流量的燃料。在固體電解質(zhì)型燃料電池1初期的使用開始后到判定燃料電池模塊2已劣化的期間，控制部110按照圖10的曲線F0，確定相對于要求發(fā)電量的燃料供給量。如圖10所示， 雖然燃料供給量確定為隨著要求發(fā)電量的增大而單調(diào)增加，但是在要求發(fā)電量小于約200W 時(shí)燃料供給量為大致一定值。而且，由于要求發(fā)電量被變更時(shí)，如果使燃料供給量急劇地變化，則燃料電池單電池的溫度變化急劇地發(fā)生變化，因此會加快燃料電池模塊2的劣化，因此如圖11所示，為了使燃料供給量緩慢地變化而進(jìn)行漸增或漸減。但是如圖所示，雖然使燃料的增加極為緩慢，但是另一方面對于燃料的減少，由于延遲較大時(shí)會消耗不必要的燃料，因此減小使其緩慢的比率。圖11是表示要求發(fā)電量以階梯狀從500W變化至700W時(shí)的燃料供給量相對于時(shí)間的變化的一個(gè)例子的曲線圖。如圖11所示，理想上在時(shí)刻tlO，如果要求發(fā)電量從500W 急劇地變更至700W，則所需的燃料供給量也從對應(yīng)于500W輸出電力的供給量急劇地變化至對應(yīng)于700W的供給量。但是，控制部110控制燃料流量調(diào)節(jié)單元38，以便燃料供給量不會急劇地增加，如圖11中由假想線所示，燃料供給量平緩地增加。另外，在固體電解質(zhì)型燃料電池1的初期使用開始后到判定燃料電池模塊2已劣化之前的期間，控制部110以使跟蹤感度較高的特性進(jìn)行控制，按照圖11的線FlO使燃料供給量增加，以能夠盡快地跟蹤要求電力的變化。同樣，在時(shí)刻tll，要求發(fā)電量從700W變更至500W時(shí)，控制部110也按照圖11的
線FlO平緩地使燃料供給量減少，以使燃料供給量不會急劇地減少。另外，燃料供給量的變化率設(shè)定為，使供給量增加時(shí)比使供給量減少時(shí)平緩。這是如之前所說明的那樣，著眼于因?yàn)槿剂系臏p少側(cè)并不作用于使單電池的溫度升高的方向，因而單電池劣化的感度較低，考慮到抑制無用的燃料消耗，且燃料的減少不會導(dǎo)致過度的溫度下降而優(yōu)化的結(jié)果。另外，雖然圖10及11是關(guān)于燃料供給量的圖，但是空氣供給量、供水量也可根據(jù)要求發(fā)電量同樣地進(jìn)行變更。接下來，在圖9的時(shí)刻tl，內(nèi)置在控制部110中的劣化判定部件即劣化判定電路 110a(圖6)開始劣化判定模式的運(yùn)行。另外，劣化判定電路IlOa由微處理器、存儲器及使它們工作的程序(以上未圖示)等構(gòu)成。圖12是表示基于劣化判定電路IlOa的處理的流程圖。通過劣化判定電路IlOa每隔規(guī)定時(shí)間執(zhí)行圖12所示的流程圖。首先，在步驟Sl 中，判斷距上次劣化判定模式運(yùn)行的經(jīng)過時(shí)間。在距上次劣化判定模式運(yùn)行未經(jīng)過規(guī)定的劣化判定間隔即2周時(shí)，進(jìn)入步驟S9，結(jié)束該流程圖一次的處理。通過該處理，用于防止不必要地頻繁執(zhí)行劣化判定模式運(yùn)行，從而防止停止電力供給、無必要地浪費(fèi)燃料等。另外， 在本實(shí)施例中，雖然每隔2周來進(jìn)行，但是希望根據(jù)單電池的劣化狀況而進(jìn)行優(yōu)化，如果單電池的劣化以經(jīng)過數(shù)月單位而發(fā)生時(shí)，則希望以數(shù)月的單位來進(jìn)行，而且，如果燃料電池的使用期間較短時(shí)，則由于幾乎不發(fā)生劣化，因此可以說更加希望如下想法，隨著使用期間的增加，使劣化判定初期較長，而其后變?yōu)檩^短等。在距上次劣化判定模式運(yùn)行已經(jīng)過2周以上時(shí)，進(jìn)入步驟S2，為了減小劣化判定的誤差，判斷對單電池溫度變化產(chǎn)生影響的固體電解質(zhì)型燃料電池1的外部環(huán)境是否處于適合于劣化判定模式運(yùn)行的規(guī)定的劣化判定外氣狀態(tài)。具體為，判斷由外氣溫度傳感器 150(圖6)及外氣濕度傳感器(未圖示)檢測出的外氣溫度及外氣濕度是否適合于規(guī)定的條件。在本實(shí)施方式中，在外氣溫度為5 30°C、外氣濕度為30 70%時(shí)，則判斷為外部環(huán)境處于適合于劣化判定模式運(yùn)行的劣化判定外氣狀態(tài)。當(dāng)判斷為外部環(huán)境未處于劣化判定外氣狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入步驟S9，結(jié)束該流程圖一次的處理。在外部環(huán)境適合于劣化判定模式運(yùn)行時(shí)，進(jìn)入步驟S3，開始劣化判定模式的運(yùn)行。 而且，在步驟S4中，將燃料供給量、空氣供給量、供水量固定于與預(yù)先決定的規(guī)定的劣化判定發(fā)電量相對應(yīng)的值。即，在劣化判定模式運(yùn)行中，劣化判定電路IlOa與針對控制部110 的要求發(fā)電量無關(guān)，以使燃料流量調(diào)節(jié)單元38、發(fā)電用空氣流量調(diào)節(jié)單元45、水流量調(diào)節(jié)單元觀保持一定的供給量的方式控制這些調(diào)節(jié)單元。在本實(shí)施方式中，在圖9的時(shí)刻tl， 使劣化判定燃料供給量固定于3L/min，使劣化判定氧化劑氣體供給量固定于lOOL/min，使劣化判定供水量固定于SmL/min。對應(yīng)于這些劣化判定發(fā)電量的固定值是對應(yīng)于本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1的額定發(fā)電量即最大量700W的供給量。因而，在以固定值供給燃料、空氣、水的期間，固體電解質(zhì)型燃料電池1具有輸出700W電力的能力，但是由于在該判定期間內(nèi)輸出電力時(shí)，發(fā)電反應(yīng)發(fā)生變化，單電池的溫度不穩(wěn)定，無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的劣化判定，因此中止電力輸出，而不使用于發(fā)電反應(yīng)，由此燃料不使用于發(fā)電而在燃燒室18中全部燃燒。另外，雖然在本實(shí)施例中禁止電力輸出，但是只要是固定700W進(jìn)行輸出，向電力公司賣出供電所不需要的剩余電力，或者由輔助設(shè)備等進(jìn)行消耗而使電力以一定的狀態(tài)穩(wěn)定，則可以進(jìn)行變更。 關(guān)鍵是由于在跟蹤要求電力的進(jìn)行負(fù)荷跟蹤的狀態(tài)下發(fā)電反應(yīng)發(fā)生變化，因此單電池溫度較大地發(fā)生變化，因此，在劣化判定中不是優(yōu)選的狀態(tài)。接下來，在圖12的步驟S5中，開始基于固定值的運(yùn)行后，判斷是否已經(jīng)過足夠的時(shí)間而變?yōu)榉€(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，在開始基于固定值的運(yùn)行后經(jīng)過劣化判定時(shí)間即5小時(shí)后，判斷為運(yùn)行狀態(tài)(單電池的溫度穩(wěn)定)穩(wěn)定，滿足了規(guī)定的劣化判定運(yùn)行條件。在開始基于固定值的運(yùn)行后未經(jīng)過5小時(shí)的情況下，反復(fù)進(jìn)行步驟S5的處理。由此， 步驟S4中開始的基于固定值的運(yùn)行保持5個(gè)小時(shí)(圖9，時(shí)刻tl t2)?；诠潭ㄖ档倪\(yùn)行持續(xù)5小時(shí)后，在圖9的時(shí)刻t2，進(jìn)入步驟S6，判斷由溫度檢測部件即發(fā)電室溫度傳感器142測定的燃料電池模塊2的溫度是否為規(guī)定溫度以上。S卩，通過對比在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)行燃料電池模塊2的運(yùn)行結(jié)果即燃料電池模塊2的溫度和規(guī)定的劣化判定基準(zhǔn)值即基準(zhǔn)溫度，來判定燃料電池模塊2的劣化。本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1在初期狀態(tài)下進(jìn)行700W的額定輸出運(yùn)行時(shí)的燃料電池模塊2的基準(zhǔn)溫度 TO為約700°C，如果燃料電池模塊2的劣化加重，則該溫度上升。這起因于，由于固體電解質(zhì)型燃料電池單電池即燃料電池單電池單元16自身的劣化以及電連接各燃料電池單電池單元16的接點(diǎn)部分的劣化而導(dǎo)致燃料電池電堆14的內(nèi)部電阻增大所引起的焦耳熱等。在本實(shí)施方式中，劣化判定電路IlOa在由發(fā)電室溫度傳感器142測定的溫度Tl 比基準(zhǔn)溫度TO高30°C以上時(shí)，判定為燃料電池模塊2已劣化。當(dāng)燃料電池模塊2未劣化時(shí)，進(jìn)入步驟S10，結(jié)束該流程圖一次的處理，不進(jìn)行燃料供給量等運(yùn)行條件的變更。當(dāng)判定為燃料電池模塊2已劣化時(shí)，進(jìn)入步驟S7，開始劣化處理。在步驟S7中，由內(nèi)置在控制部Iio中的燃料修正部件即燃料修正電路IlOb(圖6)執(zhí)行燃料供給修正，變更相對于要求發(fā)電量的燃料供給量及燃料供給量的增益。即，燃料修正電路IlOb在固體電解質(zhì)型燃料電池1的使用開始后，初次判定燃料電池模塊2已劣化時(shí)，使相對于要求發(fā)電量的燃料供給量利用燃料供給修正從圖10的曲線FO變更至曲線Fl，以后使用曲線Fl來確定燃料供給量。而且，變更燃料供給量時(shí)的變化率從圖11的線FlO變更至更加平緩的線F11，以后通過該變化率來變更燃料供給量。通過燃料供給修正而變更的燃料供給量保持到判定燃料電池模塊2已進(jìn)一步劣化為止。另外，燃料修正電路IlOb由微處理器、存儲器及使它們工作的程序(以上未圖示)等構(gòu)成。由于燃料電池模塊2劣化時(shí)，相對于同一燃料供給量所輸出的電力降低，因此按照相對于曲線FO使燃料供給量增加了 10%的曲線Fl來確定燃料供給量，修正輸出電力的降低。而且，由于使已劣化的燃料電池模塊2的燃料供給量急劇地變化時(shí)，會導(dǎo)致使劣化進(jìn)一步加重，因此使燃料供給量的變化率變得更小。在本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1中，初次判定燃料電池模塊2已劣化時(shí)， 如上所述，執(zhí)行使燃料供給量增加的修正，以保持額定輸出電力。而且，當(dāng)判定燃料電池模塊2的劣化加重，燃料電池模塊2已進(jìn)一步劣化時(shí)，通過燃料修正電路IlOb根據(jù)后述的條件執(zhí)行修正。另外，當(dāng)燃料修正電路IlOb再一次對燃料供給量進(jìn)行增量修正時(shí)，燃料供給量從曲線Fl變更至曲線F2，當(dāng)又一次進(jìn)行增量修正時(shí)，從曲線F2變更至曲線F3。曲線F2相對于曲線FO增加了 18%的燃料供給量，曲線F3相對于曲線FO增加了 23%的燃料供給量。 如此，在第1次判定了劣化時(shí)，增加初期燃料供給量的10%的量，在第2次則進(jìn)一步增加初期燃料供給量的8%的量(合計(jì)18%的量)，在第3次則進(jìn)一步增加初期燃料供給量的5% 的量(合計(jì)23%的量)。如此，一次修正所引起的燃料供給量的增加量被限制在規(guī)定的上限值以下，而且，所執(zhí)行的燃料供給修正被設(shè)定為，越是后面執(zhí)行的修正則燃料的增加量越小。由此，防止對劣化正在加重的燃料電池模塊2施加過度的負(fù)擔(dān)。而且，燃料供給量的增益也在第2次執(zhí)行增量修正時(shí)從線Fl 1變更至線F12，在第3次執(zhí)行增量修正時(shí)從線F12變更至線F13。如此，在本實(shí)施方式中，執(zhí)行增量修正時(shí)的燃料供給量的增加量為預(yù)先設(shè)定的固定值。因此，例如與根據(jù)燃料電池模塊2的溫度上升計(jì)算燃料供給量的修正量，或根據(jù)輸出電力的降低量計(jì)算修正量時(shí)不同，可防止進(jìn)行較大誤差的修正。即，由于燃料電池模塊2的溫度、輸出電力被各種因素影響而使值發(fā)生變化，因此在因某種主要原因而測定了異常的溫度、輸出電力時(shí)，如果根據(jù)該值計(jì)算修正量，則變?yōu)閳?zhí)行異常的修正。在進(jìn)行了燃料供給量的修正后進(jìn)入步驟S8，在步驟S8中，由發(fā)電室溫度傳感器 142測定以修正后的燃料供給量使固體電解質(zhì)型燃料電池1運(yùn)行時(shí)的燃料電池模塊2的溫度T2。所測定的溫度T2作為新的基準(zhǔn)溫度TO而儲存在劣化判定電路IlOa的存儲器(未圖示)內(nèi)。該新的基準(zhǔn)溫度TO在下次劣化判定時(shí)作為基準(zhǔn)溫度而使用。優(yōu)選在執(zhí)行燃料供給量的修正后，使規(guī)定時(shí)間、燃料供給量一定地進(jìn)行運(yùn)行，其后，測定燃料電池模塊2的溫度T2。由此，可以測定排除了修正對燃料供給量變更的影響的正確的溫度。以上的劣化處理結(jié)束后，劣化判定電路IlOa使劣化判定模式運(yùn)行結(jié)束，控制部 110再次開始對應(yīng)于要求發(fā)電量的通常運(yùn)行(圖9，時(shí)刻t2)。下面，參照圖13及14，詳細(xì)說明基于燃料修正電路IlOb的燃料修正。圖13是表示基于燃料修正電路IlOb的燃料供給量的一個(gè)例子的時(shí)間圖。圖14是表示基于燃料修正電路IlOb的處理的流程圖。另外，雖然圖13是在橫軸上表示時(shí)間，在縱軸上表示輸出電力、燃料供給量及燃料電池單電池單元的溫度的時(shí)間圖，但是與圖9所示的時(shí)間圖相比，模式化表示非常長的期間的燃料電池的運(yùn)行狀態(tài)。而且，為了簡化時(shí)間圖，描畫為固體電解質(zhì)型燃料電池1始終以額定輸出電力運(yùn)行。而且，圖14所示的流程圖是從圖12所示的流程圖的步驟S7作為子程序而被調(diào)出的流程圖。首先，在圖13的時(shí)刻tlOO，開始固體電解質(zhì)型燃料電池1的初期使用。在該初期運(yùn)行時(shí)，通過以規(guī)定的燃料供給量使固體電解質(zhì)型燃料電池1運(yùn)行，得到固體電解質(zhì)型燃料電池的最大輸出電力即額定輸出電力，此時(shí)的溫度作為燃料電池單電池單元16初期的基準(zhǔn)溫度TO而被儲存在劣化判定電路IlOa中。固體電解質(zhì)型燃料電池1的使用期間變長時(shí)，燃料電池模塊2開始劣化，相對于同一燃料供給量的輸出電壓降低。燃料電池模塊2的輸出電壓降低時(shí)，為了得到額定輸出電力，需要增大從燃料電池模塊2取出的輸出電流。隨著該輸出電流的增大，燃料電池單電池單元16的溫度也上升(圖13的時(shí)刻tlOl tl02)。接下來，在時(shí)刻tl03，進(jìn)行劣化判定，執(zhí)行圖12所示的流程圖。由于在時(shí)刻tl03， 額定輸出運(yùn)行時(shí)的燃料電池單電池單元16的溫度比基準(zhǔn)溫度TO (時(shí)刻tlOO時(shí)的溫度)上升了 30°C以上，因此處理從圖12的步驟S6轉(zhuǎn)入步驟S7，調(diào)出圖14所示的子程序。在圖14的步驟SlOl中，判定切換標(biāo)志FLl的值。由于在固體電解質(zhì)型燃料電池 1的初期狀態(tài)中，設(shè)定為切換標(biāo)志FLl = 0，因此處理轉(zhuǎn)入步驟S102。在步驟S102中，判定時(shí)刻tl03時(shí)的燃料電池單電池單元16的溫度Tl。當(dāng)溫度Tl比規(guī)定的修正切換條件即修正切換溫度Tmax低時(shí)，進(jìn)入步驟S103，而在修正切換溫度Tmax以上時(shí)，進(jìn)入步驟S106。另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)定為修正切換溫度Tmax = 900°C。在步驟S103中，判定增量修正次數(shù)計(jì)數(shù)器的值。增量修正次數(shù)計(jì)數(shù)器是初期使用開始后，計(jì)數(shù)已執(zhí)行燃料供給量的增量修正的次數(shù)的計(jì)數(shù)器。在增量修正的次數(shù)小于3時(shí)進(jìn)入步驟S104，在3以上時(shí)進(jìn)入步驟S106。在步驟S104中，以不使從燃料電池模塊2取出的輸出電流過度增大，保持初期額定輸出電力的方式，對燃料供給量進(jìn)行增量修正(圖13的時(shí)刻tl03)，同時(shí)增量修正次數(shù)計(jì)數(shù)器加上1。即，燃料電池模塊2劣化時(shí)，相對于同一燃料供給量的輸出電壓降低。為了彌補(bǔ)該輸出電壓的降低而使輸出電流增大，但是輸出電流變得過大時(shí)，對燃料電池單電池單元16的負(fù)擔(dān)變大，會加快燃料電池模塊2劣化。因而，以輸出電流不會上升至預(yù)先設(shè)定的規(guī)定值以上的方式，對燃料供給量進(jìn)行增量修正。在此，在增量修正是第1次時(shí)，將確定燃料供給量的曲線從圖10的曲線FO變更至曲線F1，將增量修正次數(shù)計(jì)數(shù)器的值從0變更至 1。而且，燃料供給量的增量修正后的溫度(圖13的時(shí)刻tl04時(shí)的溫度)作為新的基準(zhǔn)溫度TO而被更新儲存(圖12的步驟S8)。通過該燃料供給量的增量修正，為了得到初期額定輸出電力所需的燃料電池模塊2的輸出電流的上升被抑制，同時(shí)燃料電池單電池單元16的溫度上升也被抑制(圖13的時(shí)刻tl04 tl05)。固體電解質(zhì)型燃料電池1的使用期間進(jìn)一步經(jīng)過時(shí)，燃料電池模塊2的劣化進(jìn)一步加重，相對于燃料供給量的輸出電壓降低。為了彌補(bǔ)該輸出電壓的降低，燃料電池模塊2 的輸出電流上升，同時(shí)燃料電池單電池單元16的溫度也上升(圖13的時(shí)刻tl06 tl07)。 接下來，在時(shí)刻tl07，進(jìn)行劣化判定。由于在時(shí)刻tl07，額定輸出運(yùn)行時(shí)的燃料電池單電池單元16的溫度比基準(zhǔn)溫度TO (時(shí)刻tl04時(shí)的溫度)上升了 30°C以上，因此從圖12的步驟S7調(diào)出圖14所示的流程圖。在時(shí)刻tl07，額定輸出運(yùn)行時(shí)的燃料電池單電池單元16的溫度超過了修正切換溫度Tmax = 900°C。因此，在圖14的流程圖中，依次執(zhí)行步驟S101、 S102、S106。在步驟S106中，將切換標(biāo)志FLl的值從0變更至1。切換標(biāo)志FLl是如下標(biāo)志， 即表示燃料修正電路IlOb是否處于以保持初期額定輸出電力的方式修正燃料供給量的狀態(tài)。切換標(biāo)志FLl的值為0的期間進(jìn)行燃料供給量的修正，以保持額定輸出電力，切換標(biāo)志 FLl的值切換為1以后，燃料修正電路IlOb執(zhí)行如下修正，使運(yùn)行固體電解質(zhì)型燃料電池的額定輸出電力降低。如此，燃料修正電路IlOb在超過作為上限溫度的修正切換溫度Tmax 時(shí)，不執(zhí)行可以保持額定輸出電力的修正，使額定輸出電力降低。另外，在圖13所示的時(shí)間圖中，雖然通過額定輸出運(yùn)行時(shí)的燃料電池單電池單元 16的溫度超過修正切換溫度，而將切換標(biāo)志FLl的值從0變更至1，但是在燃料供給量的增量修正過去已進(jìn)行3次時(shí)(圖14的步驟S103)，切換標(biāo)志FLl的值也從0變更至1，執(zhí)行使額定輸出電力降低的修正。接下來，在步驟S107中，使額定輸出電力降低，同時(shí)執(zhí)行燃料供給量的修正。艮口， 燃料修正電路IlOb以不使燃料電池單電池單元16的溫度過度上升的方式修正燃料供給量，同時(shí)使從燃料電池模塊2取出的額定電力降低。具體為，在圖13的時(shí)刻tl07，燃料修正電路IlOb使燃料供給量稍稍增加，同時(shí)使從燃料電池模塊2取出的額定電力降低(圖13 的時(shí)亥Ij tl07 tl08)。而且，在步驟S108中，判定新設(shè)定的額定輸出電力的值。在新的額定輸出電力比規(guī)定的下限電力Tmin大時(shí)，進(jìn)入步驟S109，結(jié)束圖14的流程圖的一次處理。以后，通過降低后的額定電力，使固體電解質(zhì)型燃料電池1運(yùn)行(圖13的時(shí)刻tl08 tllO)。在新的額定輸出電力為規(guī)定的下限電力Tmin以下時(shí)，進(jìn)入步驟S110。另外，在圖13所示的例子中，在時(shí)刻tl07燃料電池單電池單元16的溫度超過了修正切換溫度，但是在未超過修正切換溫度時(shí)，依次執(zhí)行圖14的步驟S101、S102、S103、 S104。而且，在增量修正是第2次時(shí)，將確定燃料供給量的曲線從圖10的曲線Fl變更至曲線F2，將增量修正次數(shù)計(jì)數(shù)器的值從1變更至2，進(jìn)一步對燃料供給量進(jìn)行增量修正。在固體電解質(zhì)型燃料電池1的使用期間進(jìn)一步經(jīng)過時(shí)，燃料電池模塊2的劣化進(jìn)一步加重，相對于燃料供給量的輸出電壓降低，同時(shí)燃料電池單電池單元16的溫度也上升 (圖13的時(shí)亥Ij tl09 tllO)。接下來，在時(shí)刻tllO，進(jìn)行劣化判定。由于在時(shí)刻tllO，切換標(biāo)志FLl的值變更至 1，因此在圖14的流程圖中，依次執(zhí)行步驟S101、S107。在時(shí)刻tlio，燃料修正電路IlOb進(jìn)行使燃料供給量降低的修正，同時(shí)使從燃料電池模塊2取出的額定電力進(jìn)一步降低(圖13 的時(shí)亥|J tllO ~ till) O接下來，在時(shí)刻tll3進(jìn)行劣化判定，當(dāng)判斷為燃料電池模塊2已進(jìn)一步劣化時(shí)，在圖14的流程圖中，依次執(zhí)行步驟S101、S107。在步驟S107中，燃料修正電路IlOb進(jìn)行使燃料供給量降低的修正，同時(shí)使從燃料電池模塊2取出的額定電力進(jìn)一步降低(圖13的時(shí)刻tll3 tll4)。時(shí)刻tll3 tll4中的燃料供給量的減少幅度比之前執(zhí)行的燃料供給量的減量修正(時(shí)刻tl 10 till)中的減少幅度小。而且，通過時(shí)刻tl 13 tl 14中的額定電力的降低，額定電力降低至預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的下限電力。接下來，在時(shí)刻tll5進(jìn)行劣化判定，當(dāng)判定為燃料電池模塊2已進(jìn)一步劣化時(shí)，在圖14的流程圖中，依次執(zhí)行步驟S101、S107。在步驟S107中，由于額定電力已經(jīng)降低至下限電力，因此燃料修正電路IlOb不執(zhí)行使額定電力降低的修正，而是以保持下限電力的方式執(zhí)行修正。即，燃料修正電路IlOb執(zhí)行使燃料供給量增加的修正，即使在燃料電池模塊 2已劣化的狀態(tài)下，也能夠保持下限電力。接下來，在時(shí)刻tll6，由于燃料電池模塊2的劣化，輸出電力已低于下限電力。如此，即使燃料修正電路IlOb執(zhí)行修正也無法保持下限電力時(shí)，控制部110向警報(bào)裝置116發(fā)送信號，向使用者報(bào)告固體電解質(zhì)型燃料電池1的制品壽命已臨近結(jié)束，同時(shí)停止燃料電池模塊2的運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1，在滿足規(guī)定的修正切換條件之前，判定劣化時(shí)修正燃料供給量，以保持額定輸出電力(圖13的時(shí)刻tl(X3)。而且，劣化加重至滿足規(guī)定的修正切換條件的程度時(shí)，放棄保持燃料電池模塊2的額定輸出電力而使額定輸出電力降低(圖13的時(shí)亥Ij tl07 tl08、tllO till、tll3 tll4)，進(jìn)行側(cè)重于延長燃料電池模塊2的壽命的運(yùn)行。由此，可抑制燃料電池單電池16過度地處于高溫狀態(tài)， 抑制燃料電池模塊2的可使用期間縮短，并延長可保持初期額定輸出電力的期間。而且，由于在劣化加重，發(fā)電效率降低后使額定輸出電力降低，因此可抑制運(yùn)行成本增大，并在實(shí)用上可經(jīng)受的范圍內(nèi)保持電力供給，可在長期間內(nèi)持續(xù)使用燃料電池模塊2。而且，根據(jù)本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1，由于在燃料電池單電池16的溫度上升至修正切換溫度以上時(shí)(圖13的時(shí)刻tl07)，執(zhí)行使額定輸出電力降低的修正，因此可防止促進(jìn)燃料電池單電池16劣化。而且，根據(jù)本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池，燃料修正電路1 IOb在滿足規(guī)定的修正切換條件后，執(zhí)行使向燃料電池模塊2供給的燃料供給量減少的修正(圖13的時(shí)刻 tllO till及tll3 tll4)，同時(shí)該修正中的燃料供給量的減少幅度為，后執(zhí)行的修正 (tll3 tll4)比先執(zhí)行的修正(tllO till)小。由于在滿足修正切換條件之前，為了保持額定輸出電力而在燃料電池模塊2上施加有負(fù)擔(dān)，因此在滿足修正切換條件之后，較大地使燃料供給量減少(tllO till)，從而減輕燃料電池模塊的負(fù)擔(dān)。另一方面，在減輕燃料電池模塊的負(fù)擔(dān)后，并未大幅度地減少燃料供給量(tll3 tll4)，可防止輸出電力的大幅度降低。由此，可以使延長燃料電池模塊的耐用年數(shù)和保持輸出電力共存。而且，根據(jù)本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1，在滿足規(guī)定的修正切換條件之后，以不使固體電解質(zhì)型燃料電池單電池16的溫度上升的方式進(jìn)行運(yùn)行(圖13的時(shí)刻 tllO till及tll3 tll4)。固體電解質(zhì)型燃料電池單電池16的溫度存在隨著劣化加重而上升的傾向，有時(shí)由于過度的溫度上升而引起固體電解質(zhì)型燃料電池單電池16損壞。 根據(jù)本實(shí)施方式，可防止過度的溫度上升，避免劣化加重后的固體電解質(zhì)型燃料電池單電池16的負(fù)擔(dān)增加。由此，可以延長燃料電池模塊的耐用年數(shù)。而且，根據(jù)本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1，燃料修正電路IlOb在滿足規(guī)定的修正切換條件后，修正向燃料電池模塊供給的燃料供給量，以使固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度降低(圖13的時(shí)刻tllO till及tll3 tll4)。由此，由于在滿足規(guī)定的修正切換條件后，以使固體電解質(zhì)型燃料電池單電池16的溫度降低的方式進(jìn)行運(yùn)行，因此積極地減輕了固體電解質(zhì)型燃料電池單電池16的負(fù)擔(dān)，能夠更進(jìn)一步地延長燃料電池模塊2的耐用年數(shù)。而且，根據(jù)本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1，燃料修正電路IlOb在滿足規(guī)定的修正切換條件后，執(zhí)行使燃料電池模塊的額定輸出電力降低的修正(圖13的時(shí)刻 tllO till及tll3 tll4)，另一方面，使額定輸出電力降低至規(guī)定的下限電力以后，以保持額定輸出電力的方式執(zhí)行修正(圖13的時(shí)刻tlK)。其結(jié)果，能夠隨著劣化加重而使額定輸出電力降低，減輕燃料電池模塊2的負(fù)擔(dān)而延長耐用年數(shù)，同時(shí)通過將額定輸出保持在下限電力以上，而防止喪失作為燃料電池的實(shí)用性。
而且，根據(jù)本實(shí)施方式的固體電解質(zhì)型燃料電池1，警報(bào)裝置在即使燃料修正電路 IlOb執(zhí)行修正也無法保持規(guī)定的下限電力時(shí)，報(bào)告燃料電池模塊無法再產(chǎn)生下限電力(圖 13的時(shí)刻tll7)。由此，由于報(bào)告燃料電池模塊2無法再產(chǎn)生下限電力，因此可以敦促燃料電池模塊2的維護(hù)、交換。而且，在上述實(shí)施方式中，雖然在燃料電池單電池單元的溫度上升至規(guī)定的修正切換溫度以上時(shí)，或者增量修正的次數(shù)超過3次時(shí)，從使燃料供給量增加的修正切換至使額定輸出電力降低的修正，但是作為變形例也可以如下構(gòu)成本發(fā)明，在燃料供給量增加至規(guī)定的修正切換燃料供給量時(shí)，切換至使額定輸出電力降低的修正。圖15是表示本變形例的燃料電池單電池單元的作用的一個(gè)例子的時(shí)間圖。在圖15的時(shí)間圖中，在時(shí)刻t201、t202、t203，判定燃料電池模塊已劣化。由此， 在各時(shí)刻進(jìn)行使燃料供給量分別按規(guī)定量增加的修正。由于通過在時(shí)刻t203所執(zhí)行的增量修正，燃料供給量增加至修正切換燃料供給量，因此在下次判定了劣化的時(shí)刻t204，燃料修正電路執(zhí)行使額定輸出電力降低的修正。根據(jù)本變形例，由于燃料供給量達(dá)到修正切換燃料供給量時(shí)，執(zhí)行使額定輸出電力降低的修正，因此可防止過度的燃料供給所引起的燃料浪費(fèi)。而且，在上述的實(shí)施方式中，雖然劣化判定電路通過燃料電池單電池單元的溫度來判定燃料電池模塊的劣化，但是作為變形例，劣化判定電路也可以根據(jù)燃料電池模塊以規(guī)定的劣化判定運(yùn)行條件運(yùn)行時(shí)的燃料電池模塊的輸出電力或輸出電壓，來判定燃料電池模塊的劣化。而且，在上述的實(shí)施方式中，雖然燃料修正電路在燃料電池單電池單元的溫度變?yōu)橐?guī)定的修正切換溫度以上時(shí)，以使額定電力降低的方式進(jìn)行修正，但是作為變形例，燃料修正電路也可以在規(guī)定的劣化判定運(yùn)行條件下的燃料電池單電池單元的輸出電力降低至規(guī)定的修正切換電力以下時(shí)，或者規(guī)定的劣化判定運(yùn)行條件下的燃料電池單電池單元的輸出電壓降低至規(guī)定的修正切換電壓以下時(shí)，執(zhí)行使額定電力降低的修正。根據(jù)本變形例，由于當(dāng)燃料電池模塊的輸出電力降低至修正切換電力以下，或者輸出電壓降低至規(guī)定的修正切換電壓以下時(shí)，執(zhí)行使額定輸出電力降低的修正，因此可防止因燃料電池單電池過度的溫度上升而促進(jìn)燃料電池單電池劣化。而且，通過根據(jù)燃料電池模塊的溫度及輸出電力來切換修正，可以更準(zhǔn)確地特定修正的切換時(shí)期。以上，說明了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，但是可以對上述的實(shí)施方式施加各種變更。 尤其是在上述的實(shí)施方式中，雖然固體電解質(zhì)型燃料電池構(gòu)成為根據(jù)要求電力來變更輸出電力，但是也可以將本發(fā)明應(yīng)用于始終輸出一定的額定輸出電力的固體電解質(zhì)型燃料電池。而且，也可以在達(dá)成規(guī)定的修正切換條件后，不進(jìn)行基于劣化判定電路的劣化判定，而是通過以使燃料電池單電池單元的溫度始終保持規(guī)定的上限溫度的方式控制燃料供給量，來執(zhí)行使額定輸出電力降低的修正。由此，由于達(dá)成規(guī)定的修正切換條件后，將上限溫度時(shí)的輸出電力作為額定輸出電力，進(jìn)行以后的控制，因此可避免超過上限溫度的運(yùn)行， 防止促進(jìn)燃料電池單電池劣化。
權(quán)利要求
1.一種固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，具有 燃料電池模塊，具備多個(gè)固體電解質(zhì)型燃料電池單電池； 燃料供給裝置，向該燃料電池模塊供給燃料；氧化劑氣體供給裝置，向上述燃料電池模塊供給氧化劑氣體； 及控制器，控制從上述燃料供給裝置供給的燃料供給量，上述控制器具備劣化判定電路，判定上述燃料電池模塊的劣化；及燃料修正電路，根據(jù)該劣化判定電路的劣化判定來修正燃料供給量，上述燃料電池模塊的初期運(yùn)行開始后，在滿足規(guī)定的修正切換條件之前，由上述劣化判定電路判定上述燃料電池模塊已劣化時(shí)，上述燃料修正電路執(zhí)行使向上述燃料電池模塊供給的燃料供給量增加的修正，以保持從上述燃料電池模塊輸出的最大電力即額定輸出電力，另一方面，在上述燃料電池模塊的劣化加重，滿足了上述規(guī)定的修正切換條件后，上述燃料修正電路修正向上述燃料電池模塊供給的燃料供給量，以使上述燃料電池模塊的額定輸出電力降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，上述燃料修正電路在滿足上述規(guī)定的修正切換條件之后，執(zhí)行使向上述燃料電池模塊供給的燃料供給量減少的修正，同時(shí)該修正中的燃料供給量的減少幅度為，后執(zhí)行的修正比先執(zhí)行的修正小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，上述燃料修正電路在滿足上述規(guī)定的修正切換條件之后，修正向上述燃料電池模塊供給的燃料供給量，以避免使上述固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度上升。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，上述燃料修正電路在滿足上述規(guī)定的修正切換條件之后，修正向上述燃料電池模塊供給的燃料供給量，以使上述固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，上述規(guī)定的修正切換條件為上述固體電解質(zhì)型燃料電池單電池的溫度上升至規(guī)定的修正切換溫度以上；燃料供給量增加至規(guī)定的修正切換燃料供給量以上；上述燃料電池模塊的輸出電力降低至規(guī)定的修正切換電力以下；或上述燃料電池模塊的輸出電壓降低至規(guī)定的修正切換電壓以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，上述燃料修正電路在滿足上述規(guī)定的修正切換條件之后，執(zhí)行使上述燃料電池模塊的額定輸出電力降低的修正，另一方面，在使額定輸出電力降低至規(guī)定的下限電力以后，以保持額定輸出電力的方式執(zhí)行修正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，還具備警報(bào)裝置，該警報(bào)裝置在即使上述燃料修正電路執(zhí)行修正也無法保持上述規(guī)定的下限電力時(shí)，報(bào)告上述燃料電池模塊無法再產(chǎn)生下限電力。
8.—種固體電解質(zhì)型燃料電池，其特征在于，具有 燃料電池模塊，具備多個(gè)固體電解質(zhì)型燃料電池單電池； 燃料供給部件，向該燃料電池模塊供給燃料；氧化劑氣體供給部件，向上述燃料電池模塊供給氧化劑氣體； 及控制部件，控制從上述燃料供給部件供給的燃料供給量，上述控制部件具備劣化判定部件，判定上述燃料電池模塊的劣化；及燃料修正部件，根據(jù)該劣化判定部件的劣化判定來修正燃料供給量，上述燃料電池模塊的初期運(yùn)行開始后，在滿足規(guī)定的修正切換條件之前，由上述劣化判定部件判定上述燃料電池模塊已劣化時(shí)，上述燃料修正部件執(zhí)行使向上述燃料電池模塊供給的燃料供給量增加的修正，以保持從上述燃料電池模塊輸出的最大電力即額定輸出電力，另一方面，在上述燃料電池模塊的劣化加重，滿足了上述規(guī)定的修正切換條件后，上述燃料修正部件修正向上述燃料電池模塊供給的燃料供給量，以使上述燃料電池模塊的額定輸出電力降低。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固體電解質(zhì)型燃料電池，可抑制運(yùn)行成本增大，并延長可保持初期額定輸出電力的期間。本發(fā)明是一種固體電解質(zhì)型燃料電池(1)，其特征在于，具有燃料電池模塊(2)，具備多個(gè)固體電解質(zhì)型燃料電池單電池；燃料供給裝置(38)；氧化劑氣體供給裝置(45)；及控制器(110)，控制燃料供給量，控制器具備判定劣化的劣化判定電路(110a)；及燃料修正電路(110b)，根據(jù)劣化判定修正燃料供給量，燃料修正電路在判定燃料電池模塊已劣化時(shí)，以保持額定輸出電力的方式執(zhí)行修正，在滿足規(guī)定的修正切換條件時(shí)，燃料修正電路執(zhí)行使燃料電池模塊的額定輸出電力降低的修正。
文檔編號H01M8/04GK102414899SQ20108001950
公開日2012年4月11日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者中野清隆, 土屋勝久, 大江俊春, 川村昌之, 重住司 申請人:Toto株式會社