JP7832054B2 - 燃料電池システム - Google Patents

Description

本開示は、燃料電池システムに関する。

燃料電池システムは、燃料電池スタックと、封止弁と、を備える。燃料電池スタックは、アノード流路と、カソード流路と、を備える。封止弁は、カソード流路を封止する。燃料電池スタックは、アノード流路に供給されたアノードガスと、カソード流路に供給されたカソードガスによって発電を行う。特許文献１に開示されているように、燃料電池スタックの発電が停止すると、クロスリークが生じるおそれがある。クロスリークとは、カソード流路からアノード流路にカソードガスが透過し、アノード流路からカソード流路にアノードガスが透過することである。クロスリークが生じると、カソードガスがアノード流路に透過することによって燃料電池セルが酸化する。これにより、燃料電池スタックの発電性能が劣化するおそれがある。

燃料電池システムでは、クロスリークを抑制するため、封止弁を全閉することが行われている。燃料電池スタックの発電停止時に、カソード流路に残存したカソードガスとアノード流路に残存したアノードガスとが反応すると、カソード流路のカソードガスが消費される。この際、封止弁が全閉されていると、カソード流路に新たなカソードガスが流入しないため、クロスリークを抑制できる。

特開２０１４－２９３０号公報

封止弁として、バタフライ弁を用いている場合、封止弁は、モータと、ギヤと、弁体と、ストッパと、を備える。ギヤ及び弁体は、モータの駆動によって回転する。封止弁を全閉する際には、ギヤとストッパとが接触する。この際、ギヤとストッパとが接触した状態で弁体の開度が小さくなる方向にモータを駆動すると、ギヤとストッパへの負荷が大きくなることで封止弁の故障の原因になる。

上記課題を解決する燃料電池システムは、アノード流路に供給されるアノードガスとカソード流路に供給されるカソードガスとの反応によって発電を行う燃料電池スタックと、前記カソード流路を封止するバタフライ弁と、制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、前記バタフライ弁は、モータと、前記モータの駆動によって回転するギヤと、前記ギヤの回転によって回転することで開度を調整可能な弁体と、前記弁体をシールするシール部材と、前記開度を検出する開度センサと、前記開度が小さくなる方向への前記弁体の回転を、前記ギヤと接触することで停止させるストッパと、前記モータを駆動させる駆動装置と、を備え、前記制御装置は、前記バタフライ弁を全閉させる際に、前記駆動装置によって前記モータを駆動させることで前記弁体の開度を小さくしていき、前記開度センサによって検出される前記開度が予め定められた閾値未満になった場合、所定の設定時間、前記モータを駆動させることで、更に前記弁体の開度が小さくなるように制御を行った後に前記モータを停止させる。

制御装置は、開度センサによって検出される弁体の開度が予め定められた閾値未満になった場合、設定時間、モータを駆動させて弁体を閉じる。制御装置は、設定時間、モータを駆動させた後にモータを停止させるため、ギヤとストッパとが接触した状態で設定時間を超えて弁体を閉じようとすることが抑制される。確実にバタフライ弁を閉じつつ、ギヤとストッパに過剰に負荷が加わることが抑制される。

上記燃料電池システムについて、前記制御装置は、前記バタフライ弁を全閉させる際に、前記弁体の開度が０度になると予想される時点まで所定の設定角速度で前記弁体を閉じ、前記時点以降には、前記駆動装置が備えるスイッチング素子を所定のデューティでスイッチングすることによって前記開度センサによって検出される前記開度が前記閾値未満になるまで前記弁体を閉じてもよい。

本発明によれば、確実にバタフライ弁を閉じつつ、ギヤとストッパに過剰に負荷が加わることが抑制される。

燃料電池システムの概略構成図である。 封止弁の構造を模式的に示す断面図である。 制御装置が行う封止制御を示すフローチャートである。

燃料電池システムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、産業車両１０は、負荷１１と、電力変換部１２と、キースイッチ１３と、燃料電池システム２０と、を備える。産業車両１０は、例えば、フォークリフト又はトーイングトラクタである。

負荷１１は、電力によって駆動する装置である。負荷１１は、例えば、電力によって駆動する電動機である。この電動機の駆動によって産業車両１０は走行する。
電力変換部１２は、入力された電力を変換して出力する。電力変換部１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びインバータを含む。電力変換部１２から出力された電力は負荷１１に供給される。これにより負荷１１は駆動する。

キースイッチ１３は、産業車両１０のユーザによって操作される。ユーザによる操作によってキースイッチ１３は、オンとオフとが切り替えられる。以下の説明において、キースイッチ１３がオフされることをキーオフと称する場合がある。

＜燃料電池システム＞
燃料電池システム２０は、燃料電池スタック２１と、カソード系３０、アノード系６０と、希釈器６９と、制御装置８０と、を備える。

燃料電池スタック２１は、例えば、固体高分子形燃料電池である。燃料電池スタック２１は、複数の燃料電池セル２２を備える。燃料電池セル２２は、アノードガスが供給されるアノード極と、カソードガスが供給されるカソード極と、アノード極とカソード極との間に配置されている電解質膜と、を備える。燃料電池セル２２は、セパレータによって挟まれている。

燃料電池スタック２１は、カソード流路２３と、アノード流路２６と、を備える。カソード流路２３には、カソードガスが流れる。カソード流路２３は、例えば、カソード極に向かい合うセパレータに設けられている。アノード流路２６には、アノードガスが流れる。アノード流路２６は、例えば、アノード極に向かい合うセパレータに設けられている。カソード流路２３は、流入口２４と、流出口２５と、を備える。カソードガスは、流入口２４からカソード流路２３に流入し、流出口２５から流出する。アノード流路２６は、流入口２７と、流出口２８と、を備える。アノードガスは、流入口２７からアノード流路２６に流入し、流出口２８から流出する。燃料電池スタック２１は、アノード流路２６に供給されたアノードガスとカソード流路２３に供給されたカソードガスとの反応によって発電を行う。カソードガスは、酸化剤ガスである。酸化剤ガスとしては、例えば、空気中の酸素を挙げることができる。アノードガスは、燃料ガスである。燃料ガスとしては、例えば、水素ガスを挙げることができる。

カソード系３０は、カソードガス吸入口３１と、電動圧縮機３２と、インタークーラ３３と、カソード供給路３４と、カソード排出路３７と、２つの封止弁４０，４１と、を備える。

カソードガス吸入口３１は、燃料電池システム２０にカソードガスを吸入するための吸入口である。カソードガスとして空気中の酸素を用いる場合、カソードガス吸入口３１は大気に開放されていてもよい。カソードガス吸入口３１は、カソードガスを貯蔵するガスボンベに接続されていてもよい。

電動圧縮機３２は、電動モータによって駆動する。電動圧縮機３２は、燃料電池スタック２１にカソードガスを供給する。詳細には、電動圧縮機３２は、カソードガス吸入口３１から供給されるカソードガスを圧縮して燃料電池スタック２１に供給する。電動圧縮機３２から燃料電池スタック２１に供給されたカソードガスは、カソード流路２３を流れる。

インタークーラ３３には、電動圧縮機３２から吐出されたカソードガスが供給される。インタークーラ３３は、電動圧縮機３２から供給されたカソードガスを冷却する。燃料電池スタック２１に供給されるカソードガスは、インタークーラ３３によって冷却された後のカソードガスである。

カソード供給路３４は、電動圧縮機３２とカソード流路２３とを接続している。詳細にいえば、カソード供給路３４は、電動圧縮機３２とカソード流路２３の流入口２４とを接続している。カソード供給路３４は、第１供給路３５と、第２供給路３６と、を含む。第１供給路３５は、電動圧縮機３２とインタークーラ３３とを接続している。第２供給路３６は、インタークーラ３３とカソード流路２３とを接続している。

カソード排出路３７は、カソード流路２３と希釈器６９とを接続している。詳細にいえば、カソード排出路３７は、カソード流路２３の流出口２５と希釈器６９とを接続している。カソード排出路３７は、カソード排ガスが流れる通路である。カソード排ガスは、燃料電池スタック２１から排出されるカソードガスであって、生成水を含んだカソードガスである。生成水とは、燃料電池スタック２１での発電によって生成される水である。

２つの封止弁４０，４１は、第１封止弁４０と、第２封止弁４１と、を含む。第１封止弁４０は、カソード供給路３４に設けられている。本実施形態では、第２供給路３６、即ち、インタークーラ３３とカソード流路２３との間に第１封止弁４０が設けられている。第１封止弁４０は、第１供給路３５、即ち、インタークーラ３３と電動圧縮機３２との間に設けられていてもよい。第２封止弁４１は、カソード排出路３７に設けられている。

図２に示すように、封止弁４０，４１は、カソード流路２３を封止するノーマルクローズ型のバタフライ弁である。封止弁４０，４１は、ボディ４２と、シール部材４４と、弁体４８と、回転軸５１と、減速機構５２と、モータ５４と、駆動装置５５と、開度センサ５８と、ストッパ５９と、を備える。

ボディ４２は、ボディ４２を貫通する流路４３を備える。即ち、ボディ４２は、筒状である。
シール部材４４は、流路４３に設けられている。シール部材４４は、例えば、ゴム製である。シール部材４４は、円環状である。シール部材４４は、テーパ部４５を備える。テーパ部４５は、シール部材４４の軸線方向の第１端部４６から第２端部４７に向けて内径が小さくなっていく部分である。シール部材４４は、ボディ４２の内周面に沿って設けられている。

弁体４８は、流路４３に設けられている。弁体４８は、本体４９と、連結部５０と、を備える。本体４９は、円板状である。本体４９の直径は、テーパ部４５の最大の内径よりも小さく、かつ、テーパ部４５の最小の内径よりも大きい。

回転軸５１は、連結部５０に設けられている。回転軸５１の回転に伴い弁体４８は回転する。回転軸５１の回転に伴い弁体４８が回転することによって弁体４８の開度が調整される。封止弁４０，４１が全閉の場合、弁体４８がシール部材４４と密着する。これによって流路４３が封止される。シール部材４４は、弁体４８をシールする。

減速機構５２は、ギヤ５３を備える。このギヤ５３は、減速機構５２が備える複数のギヤの１つである。減速機構５２は、モータ５４の駆動力を、ギヤ５３を含む複数のギヤを介して回転軸５１に伝達する。これにより、回転軸５１が回転する。このように、ギヤ５３はモータ５４の駆動によって回転し、これにより弁体４８が回転する。封止弁４０，４１は、弁体４８を弁体４８が閉じる方向に付勢するスプリングを備える。モータ５４から回転軸５１に加わる力とスプリングからの力が釣り合う位置で、弁体４８は保持される。弁体４８の開度は、モータ５４を制御することによって調整可能といえる。モータ５４は、直流モータである。

駆動装置５５は、モータ５４を駆動させる。詳細にいえば、駆動装置５５は、モータ５４に印加される電圧を変化させることによってモータ５４の回転数を制御する。駆動装置５５は、パルス幅変調方式である。駆動装置５５は、スイッチング素子５６を備える。スイッチング素子５６は、モータ５４に直列接続される。駆動装置５５は、制御装置８０からのパルス波によってスイッチング素子５６のスイッチングを行う。パルス波は、オン信号とオフ信号とが周期的に切り替わる信号である。パルス波の１周期におけるオン信号の割合をデューティと称する。制御装置８０は、デューティを調整することによってモータ５４に印加される電圧を変化させる。モータ５４の電力源は、産業車両１０に搭載される二次電池である。

開度センサ５８は、弁体４８の開度を検出する。開度センサ５８としては、例えば、ホール素子を用いることができる。開度センサ５８としては、エンコーダを用いてもよい。
ストッパ５９は、ギヤ５３の回転を規制する。弁体４８が閉じる方向に回転軸５１を回転させていくと、ギヤ５３とストッパ５９とが接触する。ギヤ５３とストッパ５９とが接触することによって回転軸５１の回転も規制される。即ち、弁体４８が閉じる方向への弁体４８の回転は、ギヤ５３がストッパ５９に接触する位置で停止する。封止弁４０，４１の全閉とは、ギヤ５３がストッパ５９に接触する状態である。２つの封止弁４０，４１の両方が全閉することによってカソード流路２３は封止される。弁体４８が閉じる方向は、弁体４８の開度が小さくなる方向である。

図１に示すように、アノード系６０は、タンク６１と、アノードガス供給部６２と、供給路６３と、循環路６４と、気液分離器６５と、循環ポンプ６６と、排気排水弁６７と、圧力センサ６８と、を備える。

タンク６１は、アノードガスを貯留している。
アノードガス供給部６２には、タンク６１からアノードガスが供給される。アノードガス供給部６２は、燃料電池スタック２１に供給されるアノードガスの量を調整するための部材である。燃料電池スタック２１に供給されるアノードガスの量は、アノードガス供給部６２を制御することで調整可能である。アノードガス供給部６２としては、例えば、インジェクタなどの電磁弁を用いることができる。

供給路６３は、アノードガス供給部６２と、アノード流路２６と、を接続している。詳細にいえば、供給路６３は、アノードガス供給部６２と、アノード流路２６の流入口２７と、を接続している。アノードガス供給部６２から噴射されたアノードガスは、供給路６３を通じて燃料電池スタック２１に供給される。

循環路６４は、アノード流路２６と、供給路６３と、を接続している。詳細にいえば、循環路６４は、アノード流路２６の流出口２８と、供給路６３と、を接続している。循環路６４には、アノード排ガスが流れる。アノード排ガスは、未反応のアノードガスと、生成水と、を含む。循環路６４は、アノード排ガスに含まれる未反応のアノードガスを供給路６３に戻すための通路である。

気液分離器６５は、循環路６４に設けられている。気液分離器６５は、アノード排ガスをアノードガスと、生成水と、に分離する。アノード排ガスから分離された生成水は、気液分離器６５に貯留される。

循環ポンプ６６は、循環路６４に設けられている。循環ポンプ６６は、気液分離器６５によってアノード排ガスから分離されたアノードガスを供給路６３に供給する。これにより、アノードガスが循環する。

排気排水弁６７は、気液分離器６５に接続されている。排気排水弁６７は、開状態と閉状態に切り替えられる。排気排水弁６７が開状態になると、気液分離器６５から生成水が排出される。排気排水弁６７は、気液分離器６５に貯留される生成水の量が閾値を上回った場合に閉状態から開状態に切り替えられてもよい。排気排水弁６７は、所定の時間間隔毎に閉状態から開状態に切り替えられてもよい。

気液分離器６５は、希釈器６９に接続されている。排気排水弁６７が開状態になると、気液分離器６５に貯留された生成水、及びアノード排ガスが希釈器６９に供給される。希釈器６９は、カソード排ガスでアノード排ガスを希釈して大気中に排出する。

圧力センサ６８は、供給路６３に設けられている。圧力センサ６８は、供給路６３の圧力を検出する。
制御装置８０は、プロセッサ８１と、記憶部８２と、を備える。記憶部８２は、RAM（Random Access Memory）、及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部８２は、処理をプロセッサ８１に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部８２、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置８０は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置８０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

制御装置８０は、燃料電池システム２０の制御を行う。制御装置８０は、封止弁４０，４１の開度を調整することができる。詳細にいえば、制御装置８０は、モータ５４を駆動させることによって封止弁４０，４１の開度を調整することができる。

制御装置８０は、キースイッチ１３のオンとオフとを判定可能である。例えば、キースイッチ１３がオンになった場合、当該キースイッチ１３がオンになったことが産業車両１０に搭載された車両制御装置から制御装置８０に通知される。同様に、キースイッチ１３がオフになった場合、当該キースイッチ１３がオフになったことが産業車両１０に搭載された車両制御装置から制御装置８０に通知される。これにより、制御装置８０は、キースイッチ１３のオンとオフとを判定することができる。

制御装置８０は、産業車両１０がキーオフされると、アノードガスの供給、及びカソードガスの供給を停止することによって燃料電池スタック２１の発電を停止する。制御装置８０は、アノード流路２６を封止する。アノード流路２６の封止は、排気排水弁６７を閉状態に維持することで行われる。アノード流路２６が封止されることによってアノード流路２６は、アノードガスが充填された状態に維持される。また、制御装置８０は、以下の封止制御を行うことによってカソード流路２３の封止を行う。カソード流路２３の封止は、封止弁４０，４１を全閉することで行われる。

＜封止制御＞
図３に示すように、ステップＳ１において、制御装置８０は、フィードバック制御を行うことによって所定の設定角速度で弁体４８を閉じる。フィードバック制御は、例えば、ＰＩＤ制御である。制御装置８０は、開度センサ５８によって弁体４８の開度を検出しながら、設定角速度で弁体４８が閉じるようにスイッチング素子５６のデューティを調整する。設定角速度は、許容角速度以下の角速度である。許容角速度は、弁体４８とシール部材４４とが接触する際に弁体４８に許容される角速度である。弁体４８とシール部材４４とが接触する際には弁体４８及びシール部材４４に負荷が加わる。封止弁４０，４１の故障を抑制するため、封止弁４０，４１の製造者によって許容角速度が定められている。許容角速度は、例えば、３０～６０［°／ｓｅｃ］の範囲で設定されている。本実施形態において、設定角速度は、許容角速度と同一の値である。

次に、ステップＳ２において、制御装置８０は、開度指令が０°になったか否かを判定する。開度指令は、設定角速度で弁体４８を閉じた際に弁体４８の開度が０°になると予想される時点で０°になる。制御装置８０は、封止制御の開始時点で開度センサ５８によって検出された弁体４８の開度と、設定角速度とに基づき、弁体４８の開度が０°になると予想される時点で開度指令を０°にする。制御装置８０は、設定角速度で弁体４８を閉じた際に、封止制御の開始時点で開度センサ５８によって検出された弁体４８の開度から何ｍｓｅｃ後に弁体４８の開度が０°になるかを予想できる。弁体４８の開度が０°になる前に、弁体４８とシール部材４４とが接触する。シール部材４４は弾性力を有し、弁体４８とシール部材４４とが接触しても、シール部材４４の圧縮分、開度が小さくなる。そのため、開度指令が０°になった時点では弁体４８の実際の開度は０°よりも大きい。ステップＳ２の判定結果が否定の場合、制御装置８０はステップＳ１の処理を行う。即ち、制御装置８０は、弁体４８の開度が０度になると予想される時点まで設定角速度で弁体４８を閉じる。ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、制御装置８０は、ステップＳ３の処理を行う。

次に、ステップＳ３において、制御装置８０は、スイッチング素子５６を所定のデューティでスイッチングすることでモータ５４を駆動する。本実施形態において、所定のデューティは、予め定められた一定値である第１デューティである。ステップＳ２の判定結果が肯定になった後は、弁体４８とシール部材４４とが接触しているため、デューティを大きくしても、弁体４８の角速度が制限される。このため、制御装置８０は、予め定められた第１デューティによって弁体４８を閉じていく。第１デューティは、弁体４８とシール部材４４とが接触している状態であっても弁体４８を閉じることができるように設定されている。第１デューティは、例えば、２０％～５０％の範囲で設定される。

次に、ステップＳ４において、制御装置８０は、開度センサ５８によって検出される開度が予め定められた閾値未満か否かを判定する。閾値は、開度センサ５８の精度に基づいて設定されている。開度センサ５８の精度によって、開度センサ５８によって検出される開度と弁体４８の実際の開度には誤差が生じ得る。例えば、開度センサ５８の精度によって生じると想定される最大の誤差よりも若干大きい値に閾値は設定される。閾値は、０より大きい値である。例えば、開度センサ５８に生じる最大の誤差が１．０°～１．５°とした場合、閾値は、２．０°～２．５°の範囲で設定することができる。ステップＳ４の判定結果が否定の場合、制御装置８０は、ステップＳ３の処理を行う。制御装置８０は、弁体４８の開度が０度になると予想される時点以降には、開度センサ５８によって検出される開度が予め定められた閾値未満になるまで第１デューティで弁体４８を閉じるといえる。ステップＳ４の判定結果が肯定の場合、制御装置８０は、ステップＳ５の処理を行う。

ステップＳ５において、制御装置８０は、所定の設定時間、モータ５４を駆動させることで、更に弁体４８の開度が小さくなるように制御を行った後にモータ５４を停止させる。設定時間は、許容時間以下の時間である。許容時間は、ギヤ５３とストッパ５９とが接触した状態で弁体４８の開度が小さくなる方向にモータ５４を駆動させることが許容される時間である。設定時間としては、例えば、２００［ｍｓｅｃ］～４００［ｍｓｅｃ］の範囲で設定することができる。ギヤ５３とストッパ５９とが接触した状態で弁体４８を更に閉じようとすると、ギヤ５３及びストッパ５９に負荷が加わる。封止弁４０，４１の故障を抑制するため、封止弁４０，４１の製造者によって許容時間が定められている。ステップＳ５で弁体４８を閉じる際には、第２デューティで弁体４８を閉じる。第２デューティは、例えば、第１デューティと同じ値である。第２デューティは、第１デューティと異なる値であってもよい。

［本実施形態の作用］
制御装置８０は、燃料電池スタック２１の発電を停止する際に、封止弁４０，４１を全閉する。封止弁４０，４１を全閉した後には、アノード流路２６に残存しているアノードガスと、カソード流路２３に残存しているカソードガスとが反応する。封止弁４０，４１を全閉した後にカソード流路２３に残存しているカソードガスが消費した後には、カソード流路２３にカソードガスが流入しにくいため、クロスリークが生じることが抑制されている。

［本実施形態の効果］
（１）制御装置８０は、封止弁４０，４１を全閉させる際に、モータ５４を駆動させることで弁体４８の開度を小さくしていく。制御装置８０は、開度センサ５８によって検出される開度が閾値未満になった場合、設定時間、モータ５４を駆動させた後にモータ５４を停止させる。開度センサ５８によって検出される開度が閾値未満になった時点では、ギヤ５３とストッパ５９とが接触していない。ギヤ５３とストッパ５９とが接触した状態で設定時間を超えて弁体４８を閉じようとすることが抑制される。確実に封止弁４０，４１を閉じつつ、ギヤ５３とストッパ５９に過剰に負荷が加わることが抑制される。

設定時間の間に、弁体４８とシール部材４４は接触し、その後、ギヤ５３とストッパ５９とが接触する。弁体４８とシール部材４４は、接触した状態から圧縮されて、より確実に密着されて封止弁４０，４１をシールする。設定時間を設けることで、封止弁４０，４１を確実に閉じつつ、ギヤ５３とストッパ５９に過剰な負荷を加えることが抑制される。

特に、製造のバラツキや操作環境によって、開度指令を０°としても完全に封止できない場合がある。そのような場合であっても、ギヤ５３とストッパ５９に過剰な負荷を加えることなく、確実に封止することができる。

（２）制御装置８０は、開度指令が０°になるまで設定角速度で弁体４８を閉じる。設定角速度を超える角速度で弁体４８とシール部材４４とが接触することを抑制できる。弁体４８とシール部材４４に過剰に負荷が加わることが抑制される。

［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○燃料電池システム２０は、乗用車、船舶、鉄道などに搭載されていてもよい。
○燃料電池システム２０は、定置式の発電装置として用いられてもよい。
○封止制御は、キーオフが行われることに限られず、ユーザによる任意の操作によって行うことができる。例えば、燃料電池システム２０に設けられたレバー、スイッチ、押しボタン、タッチパネルなどの操作によって封止制御が行われるようにしてもよい。

○弁体４８とシール部材４４は、弁体４８の開度が閾値となった時点で、接触していてもよい。

２０…燃料電池システム、２１…燃料電池スタック、２３…カソード流路、２６…アノード流路、４０，４１…バタフライ弁である封止弁、４８…弁体、５３…ギヤ、５４…モータ、５５…駆動装置、５６…スイッチング素子、５８…開度センサ、５９…ストッパ、８０…制御装置。

Claims (2)

1. アノード流路に供給されるアノードガスとカソード流路に供給されるカソードガスとの反応によって発電を行う燃料電池スタックと、
   前記カソード流路を封止するバタフライ弁と、
   制御装置と、を備えた燃料電池システムであって、
   前記バタフライ弁は、
   モータと、
   前記モータの駆動によって回転するギヤと、
   円板状であり、前記ギヤの回転によって回転することで開度を調整可能な弁体と、
   弾性力を有し、前記カソード流路の内周面に沿って設けられて前記弁体をシールするシール部材と、
   前記開度を検出する開度センサと、
   前記開度が小さくなる方向への前記弁体の回転を、前記ギヤと接触することで停止させるストッパと、
   前記モータを駆動させる駆動装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記バタフライ弁を全閉させる際に、前記駆動装置によって前記モータを駆動させることで前記弁体の開度を小さくしていき、
   前記弁体が前記シール部材に接触して前記開度センサによって検出される前記開度が予め定められた閾値未満になった場合、所定の設定時間、前記モータを駆動させることで、更に前記弁体の開度が小さくなるように制御を行って前記ギヤと前記ストッパとが接触した後に前記モータを停止させる、燃料電池システム。
2. 前記制御装置は、
   前記バタフライ弁を全閉させる際に、前記弁体の開度が０度になると予想される時点まで所定の設定角速度で前記弁体を閉じ、
   前記時点以降には、前記駆動装置が備えるスイッチング素子を所定のデューティでスイッチングすることによって前記開度センサによって検出される前記開度が前記閾値未満になるまで前記弁体を閉じる、請求項１に記載の燃料電池システム。