CN105609820B - 燃料电池系统及氢气泄漏检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池系统及氢气泄漏检测方法，防止在空气混入到氢气循环系统内的情况下产生的氢气泄漏的误检测。燃料电池系统具备：氢气循环系统，向燃料电池供给氢气，并且使从燃料电池排出的氢气与被供给的氢气合流；氢气供给阀，控制向氢气循环系统供给的氢气的供给量；压力检测部，检测氢气循环系统的内部的压力；初期加压部，在燃料电池的起动时，暂时打开氢气供给阀而对氢气循环系统进行加压；及再加压‑气体泄漏检测部，在初期加压部进行加压之后，在由压力检测部检测出的压力中观察到规定的下降时，打开氢气供给阀而再次对氢气循环系统进行加压，在加压后的规定的时机，基于由压力检测部检测出的压力，检测从氢气循环系统的氢气泄漏。

Description

燃料电池系统及氢气泄漏检测方法
本申请主张在2014年11月13日提出申请的申请番号2014-230633号的日本专利申请的优先权，并将其公开的全部通过参照而援引于本申请。
技术领域
本发明涉及燃料电池系统和氢气泄漏检测方法。
背景技术
在以往的燃料电池系统中，例如JP2010-238495A记载那样，在燃料电池的起动时，在对与燃料电池连接的氢气循环系统进行加压并密封的状态下，通过检测氢气的压力下降，来判定氢气的泄漏。
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，在所述现有技术中，在空气向氢气循环系统内混入的情况下，为了气体泄漏检测而放入氢气时，氢与空气中的氧化合而产生燃烧反应，氢气的压力下降。因此，在所述现有技术中，存在尽管氢气循环系统没有气体泄漏仍误检测为有气体泄漏的课题。作为空气混入到氢气循环系统内的情况，例如，将燃料电池系统放置长时间(例如20天以上)不运转的情况对应于此。这是因为，在放置期间，空气从空气系统透过燃料电池单电池而进入氢气循环系统。
【用于解决课题的方案】
本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，可以作为以下的方式来实现。
(1)本发明的一方式涉及具备燃料电池的燃料电池系统。燃料电池系统可以具备：氢气循环系统，向所述燃料电池供给氢气，并且使从所述燃料电池排出的氢气与所述被供给的氢气合流；氢气供给阀，控制向所述氢气循环系统供给的氢气的供给量；压力检测部，检测所述氢气循环系统的内部的压力；初期加压部，在所述燃料电池起动时，暂时打开所述氢气供给阀而对所述氢气循环系统进行加压；及再加压-气体泄漏检测部，在所述初期加压部进行加压之后，在由所述压力检测部检测出的压力中观察到规定的下降时，打开所述氢气供给阀而再次对所述氢气循环系统进行加压，在加压后的规定的时机，基于由所述压力检测部检测出的压力，检测从所述氢气循环系统的氢气泄漏。根据该结构的燃料电池系统，通过初期加压部对氢气循环系统加压，由此混入到氢气循环系统内的空气与氢气发生燃烧反应而被去除。然后，通过再加压-气体泄漏检测部，进行再加压，检测氢气泄漏。因此，能够防止空气混入到氢气循环系统内引起的氢气泄漏的误检测。
(2)在所述方式的燃料电池系统中，可以是，所述规定的时机是所述燃料电池的发电运转开始时。根据该燃料电池系统，能够在燃料电池的起动时，仅进行基于初期加压部的加压的预判定，在燃料电池的发电运转开始时，正式地进行气体泄漏检测。因此，不会发生由于气体泄漏检测而使燃料电池的发电运转开始延迟的情况。
(3)在所述方式的燃料电池系统中，可以是，所述氢气循环系统具备：氢气供给流路，用于使由所述氢气供给阀供给的所述氢气流向所述燃料电池；及循环流路，用于使从所述燃料电池排出的所述氢气循环到所述氢气供给流路。根据该燃料电池系统，能够检测从由氢气供给流路、燃料电池内的氢气流路及循环流路构成的氢气循环系统的气体泄漏。
(4)在所述方式的燃料电池系统中，可以具备：空气系统，包括用于向所述燃料电池供给空气的流路及阀；空气压缩机，向所述空气系统送入空气；空气压力检测部，检测所述空气系统的内部的压力；转速控制部，提高所述空气压缩机的转速，并将所述空气压缩机的转速在规定期间维持在规定转速；及故障检测部，基于由所述空气压力检测部检测出的压力的在所述规定期间的变动，来检测所述阀的故障。根据该燃料电池系统，在对于给压力传感器的检测结果造成影响而言充分的(即具有压力灵敏度的)空气量下，能够检测阀的故障检测，因此在空气系统中能够检测故障。
(5)本发明的另一方式涉及一种氢气泄漏检测方法，是燃料电池系统的氢气泄漏检测方法，所述燃料电池系统具备：燃料电池；氢气循环系统，向所述燃料电池供给氢气，并且使从所述燃料电池排出的氢气与所述被供给的氢气合流；氢气供给阀，控制向所述氢气循环系统供给的氢气的供给量；及压力检测部，检测所述氢气循环系统的内部的压力。氢气泄漏检测方法可以包括如下工序：在所述燃料电池起动时，暂时打开所述氢气供给阀而对所述氢气循环系统进行加压；及在所述加压后，在由所述压力检测部检测出的压力中观察到规定的下降时，打开所述氢气供给阀而再次对所述氢气循环系统进行加压，在加压后的规定的时机，基于由所述压力检测部检测出的压力，检测从所述氢气循环系统的氢气泄漏。根据该结构的氢气泄漏检测方法，与所述方式的燃料电池系统同样，能够防止空气向氢气循环系统内混入时的误检测。
本发明也可以通过燃料电池系统或氢气泄漏检测方法以外的各种方式实现。能够以具备燃料电池系统的车辆、用于实现与氢气泄漏检测方法的各工序对应的功能的计算机程序、记录有该计算机程序的非暂时性的记录介质(non-transitory storage medium)等方式实现。
附图说明
图1是表示作为本发明的一实施方式的燃料电池车辆的概略结构的说明图。
图2是表示氢气泄漏检测用的起动时处理的流程图。
图3是表示氢气泄漏检测用的发电运转开始时处理的流程图。
图4是表示起动时处理及发电运转开始时处理的执行时的各种状态或参数的时效变化的说明图。
图5是表示空气系统故障检测处理的执行时的各种状态或参数的时效变化的说明图。
【标号说明】
10…燃料电池
20…燃料电池车辆
30…燃料电池系统
40…燃料电池组
41…单电池
43…电压传感器
50…氢气供给排出机构
51…氢罐
52…氢气供给流路
53…氢气循环流路
54…氢气排出流路
55…喷射器
56…压力传感器
57…氢循环泵
58…流放阀
60…空气供给排出机构
61…空气供给路
62…空气压缩机
63…分流截止阀
65…压力传感器
66…空气排出路
67…压力调整截止阀
69…旁通路
70…冷却水循环机构
71…散热器
72…冷却水循环泵
80…电力供给机构
90…驱动机构
91…电动机
92…驱动轮
100…控制单元
102…初期加压部
104…再加压-气体泄漏检测部
110…起动开关
P…氢气压
Pair…空气压
P1…初期压力
P2…终期压力
F1…预判定标志
F2…正式判定标志
具体实施方式
接下来，说明本发明的实施方式。
A.整体结构：
图1是表示作为本发明的一实施方式的燃料电池车辆20的概略结构的说明图。燃料电池车辆20是四轮机动车，具备燃料电池系统30、电力供给机构80及驱动机构90。
燃料电池系统30具备燃料电池组40、氢气供给排出机构50、空气供给排出机构60、冷却水循环机构70及控制单元100。
燃料电池组40是通过氢与氧的电化学反应而发电的单元，层叠多个单电池41而形成。单电池41由阳极、阴极、电解质、隔板等构成。燃料电池组40能够应用各种类型，在本实施方式中，使用固体高分子型。
氢气供给排出机构50向燃料电池组40供给及排出氢气。氢气是指富含氢的气体，没有限定为纯氢。氢气供给排出机构50具备氢罐51、氢气供给流路52、氢气循环流路53、氢气排出流路54。
氢罐51贮存高压的氢气。氢气供给流路52是用于将氢罐51的氢气向燃料电池10供给的管路。氢气循环流路53是用于使未消耗而从燃料电池组40排出的氢气与氢气供给流路52合流的管路。氢气排出流路54是将氢气循环流路53与空气供给排出机构60具备的空气排出路66(后述)连结的管路。
在氢气供给流路52的比氢气循环流路53与氢气供给流路52的连接地点X靠上游侧处设有作为氢气供给阀的喷射器55。喷射器55为了向其下游侧供给要求的流量的氢气，通过变更阀的开口面积(开度)及开放时间的至少一方来调整向下游侧供给的气体流量(或氢摩尔浓度)。需要说明的是，通过喷射器55的阀的开闭来调整气体流量，并且向下游供给的气体压力与上游的气体压力相比被减压，因此也可以将喷射器55解释为调压阀(减压阀、调节器)。
氢气供给排出机构50具备作为压力检测部的压力传感器56。压力传感器56检测比连接地点X靠下游侧的氢供给流路52内的氢气的压力。
在氢气循环流路53的比氢气排出流路54与氢气循环流路53的连接地点Y靠下游侧设有氢循环泵57。通过氢循环泵57，进行氢气循环流路53中的氢气的循环。该氢气循环的路径、即氢供给流路52中的比连接地点X靠下游侧的部分、燃料电池组40内的氢气流路、及氢气循环流路53由喷射器55减压，因此以下将这些路径和该路径附带的部件(压力传感器56、氢循环泵57等)一并称为氢低压系统HL。该氢低压系统HL对应于“氢气循环系统”。
在氢气排出流路54的中途设有流放阀58。流放阀58在氢气循环流路53内的杂质增加时，为了将该杂质从空气排出路排出而打开。
向燃料电池组40进行作为氧化剂气体的空气的供给及排出的空气供给排出机构60具备空气供给路61、空气排出路66、旁通路69。空气供给路61及空气排出路66是将燃料电池组40与空气供给路61及空气排出路66分别具备的大气释放口连接的流路。在空气供给路61的大气释放口设有空气滤清器。旁通路69是将空气供给路61与空气排出路66连接的流路。
空气供给排出机构60具备空气压缩机62。空气压缩机62设置在空气供给路61的中途，从空气供给路61的大气释放口侧吸入空气进行压缩。设置空气压缩机62的位置是比空气供给路61与旁通路69的连接地点接近大气释放口的位置。
空气供给排出机构60具备分流截止阀63。分流截止阀63设置在空气供给路61与旁通路69的连接地点，使从空气压缩机62流来的压缩空气向空气供给路61的下游侧和旁通路69分流。这样的阀也称为三通阀。在此所说的“分流”包括向两方分配流量的情况和向任一方分配100％的流量的情况。在分流截止阀63的开度为100％时，从空气压缩机62流来的压缩空气的100％被送向燃料电池组40。
空气供给排出机构60具备压力传感器65。压力传感器65检测空气压缩机62与分流截止阀63之间的空气供给路61内的空气压。
空气供给排出机构60具备压力调整截止阀67。压力调整截止阀67设于空气排出路66，通过阀开度来调整空气排出路66的流路截面积。压力调整截止阀67具备在阀开度为零的状态下消除自身的上游与下游的压力差的先导阀。
通过了压力调整截止阀67的空气在通过了空气供给排出机构60与旁通路69之间的连接部位之后，从大气释放口向大气排出。
对燃料电池组40进行冷却的冷却水循环机构70具备散热器71及冷却水循环泵72。冷却水循环机构70为了控制单电池41的运转温度，而使冷却水在单电池41与散热器71之间循环。冷却水通过这样循环，执行单电池41处的吸热和散热器71处的散热。
电力供给机构80与燃料电池组40连接，将通过燃料电池组40发电的电力向电动设备供给。电动设备例如是对驱动机构90具备的驱动轮92进行驱动的电动机91、空气调节用的压缩机(未图示)等。
燃料电池系统30的运转由控制单元100控制。控制单元100是在内部具备CPU、RAM、ROM的微型计算机。控制单元100控制燃料电池系统30内的喷射器55的动作、各阀58、63、67的动作、泵57及空气压缩机62的动作等。为了进行这些控制，控制单元100被输入各种信号。这些信号包括例如从压力传感器56、65、检测燃料电池组40的发电电压的电压传感器43、用于使燃料电池组40起动的起动开关110输出的输出信号等。起动开关110设于车室内的操作部，由驾驶者操作。
控制单元100还具备初期加压部102和再加压-气体泄漏检测部104作为功能性的构成要素，从燃料电池组40的起动时到发电运转开始时为止检测前述的从氢低压系统HL的氢气泄漏。初期加压部102在燃料电池系统30的起动时，打开喷射器55而对氢低压系统HL进行加压。再加压-气体泄漏检测部104在初期加压部102的加压后，在由压力传感器56检测出的氢气压中观察到了规定的下降时，打开喷射器55而再次对氢低压系统HL进行加压，在发电运转开始时，基于由压力传感器56检测出的压力，检测从氢低压系统HL的氢气泄漏。关于各部102、104的结构，在下文详细说明。
B.氢气循环系统的控制：
图2是表示氢气泄漏检测用的起动时处理的流程图。图3是表示氢气泄漏检测用的发电运转开始时处理的流程图。起动时处理通过控制单元100在电源被接通之后执行。发电运转开始时处理通过控制单元100在接着起动时处理之后执行。
图4是表示起动时处理及发电运转开始时处理的执行时的各种状态或参数的时效变化的说明图。图中，分别示出燃料电池组40的状态、喷射器的开闭状态、氢气压P、预判定标志F1、强制检查要求的状态、正式判定标志F2。
接下来，参照图2及图4，对起动时处理进行说明。需要说明的是，在执行起动时处理之前，预判定标志F1及正式判定标志F2被清除为OFF状态(值＝0)。控制单元100当电源被接通时，如图2所示，首先，判定起动开关110是否接通(步骤S110)。在此，当判定为未被接通时，反复执行步骤S110，等待被接通。在步骤S110中，当判定为被接通时，燃料电池组40的状态向起动状态转变(图4的时刻t1)，控制单元100对氢低压系统HL进行加压(步骤S120)。即，将用于加压的喷射器55设为开状态(图4的时刻t1)。需要说明的是，在起动时，流放阀58为闭状态，因此仅通过将喷射器55设为开状态，就能对氢低压系统HL进行加压。
如图4所示，在时刻t1以后，氢低压系统HL的加压继续，通过压力传感器56检测的氢气压P逐渐升高。如图2所示，控制单元100判定氢气压P是否成为了第一气体压Pa以上(步骤S130)，在成为了第一气体压Pa以上时，将喷射器55设为闭状态而将氢低压系统HL密封(步骤S140及图4的时刻t2)。需要说明的是，在氢气压P未达到第一气体压Pa的情况下，控制单元100使处理返回步骤S120，使氢低压系统HL的加压继续。
在向氢低压系统HL供给氢气而进行了密封的状态下，在氢低压系统HL存在气体泄漏的情况，或者燃料电池车辆20被长期放置之后，如图4的从时刻t2到时刻t3期间所示，由压力传感器56检测的氢气压P逐渐下降。在燃料电池车辆20被长期放置之后，氢气压P降低是因为，在其放置期间，空气从空气供给排出机构60侧透过单电池进入氢低压系统HL，氢与空气中的氧化合而发生燃烧反应，从而氢被消耗的缘故。
因此，不通过氢低压系统HL存在气体泄漏的情况和燃料电池车辆20长期放置之后的情况对氢气压P的下降的要因进行区别，通过后述的步骤S150至S190，在氢气压P中观察到规定的下降时，暂时作为存在气体泄漏，将预判定标志F1设为ON状态。关于该处理，以下详细叙述。
在将氢低压系统HL密封之后，控制单元100算出由压力传感器56检测的氢气压P的下降速度Vp1(步骤S150)。详细而言，首先，取得由压力传感器56检测的氢气压P作为初期压力P1，接着，待机单位时间(例如1秒)，在该待机后，取得由压力传感器56检测的氢气压P作为终期压力P2，接着，从终期压力P2减去初期压力P1，算出下降压力ΔP，将该下降压力ΔP除以单位时间所得到的商作为下降速度Vp1。
控制单元100通过判定在步骤S150中求出的下降速度Vp1是否成为了规定值VA以上的情况(步骤S160)和氢气压P是否成为了第二气体压Pb以下的情况(步骤S170)，来判定氢气压P在规时机间内是否从第一气体压Pa下降为第二气体压Pb。步骤S160中的下降速度Vp1的阈值即规定值VA是考虑第一气体压Pa与第二气体压Pb的压力差、上述规时机间而设置的。压力差是考虑氢低压系统HL的容积而确定的值，对应于该容积量的空气燃烧所需的氢量。
通过步骤S160判定为氢气压P的下降速度Vp1低于规定值VA的情况下，认为在上述规时机间期间不会下降至第二气体压Pb，控制单元100将正式判定标志F2设为OFF状态(＝值0)(步骤S180)。即，作为正式的判定结果，正式判定标志F2成为表示没有气体泄漏的内容(即，正常的内容)的OFF状态。通过设为这样的方式，不用等待上述规时机间的实际的经过，而能够进行没有气体泄漏的内容的判定。在步骤S180的执行后，控制单元100结束该起动时处理。
另一方面，通过步骤S160判定为下降速度Vp1为规定值VA以上的情况下，控制单元100使处理进入步骤S170，判定氢气压P是否成为了第二气体压Pb以下。在此，当成为第二气体压Pb以下时(图4的时刻t3)，将预判定标志F1切换为ON状态(＝值1)(步骤S190)，并对氢低压系统HL进行加压(步骤S195)。即，如图4的时刻t3所示，作为临时的判定结果，预判定标志F1成为表示存在气体泄漏的内容(即，异常的内容)的ON状态，用于加压的喷射器55成为开状态。在步骤S195的执行后，控制单元100结束该起动时处理。如图4所示，在时刻t3当喷射器55成为开状态时，之后，氢气压P逐渐升高。需要说明的是，此时的氢气压P的上升速度比初期加压时t1-t2的上升速度低，但这是因为，对喷射器55的开度进行控制，与初期加压时的氢气的供给量相比减少了供给量的缘故。需要说明的是，关于再加压时的供给量，未必非要比初期加压时少，可以相同，也可以多。
接下来，参照图3及图4，说明发电运转开始时处理。控制单元100当图2的起动时处理结束时，开始图3的发电运转开始时处理。当发电运转开始时处理开始时，如图3所示，控制单元100首先判定燃料电池组40的发电运转是否开始(步骤S210)。详细而言，在将通过燃料电池组40发电的电力向负载供给之前，通过将由电压传感器43检测出的燃料电池组40的开路电压(OCV，Open Circuit Voltage)与基准值进行比较来判定燃料电池组40的发电运转是否开始。在此，当判定为发电运转未开始时，反复执行步骤S210，等待发电运转的开始。
需要说明的是，关于到发电运转开始之前的期间，在本实施方式中，继续执行在图2的步骤S195中进行的氢低压系统HL的再加压。也可以取代该结构，在步骤S195的执行后，在氢气压P超过了规定值的情况下，使喷射器55为闭状态而暂时将氢低压系统HL密封。
在步骤S210中，当判定为发电运转开始时，判定预判定标志F1是否为ON状态(步骤S220)。即，通过图2的起动时处理来判定预判定标志F1是否为ON。在此，在判定为预判定标志F1不是ON状态的情况下，由于通过图2的步骤S180已经将正式判定标志F2设为OFF状态(正常)，因此控制单元100结束该运转开始处理。
在步骤S220中判定为预判定标志F1为ON状态的情况下，控制单元100算出由压力传感器56检测的氢气压P的下降速度Vp2(步骤S230)。该算出处理是与图2的步骤S150同样地求出的处理，与步骤S150的不同之处在于，取代单位时间，将对氢气压P进行采样的时间间隔设为比单位时间长的规时机间(例如，2～5秒)这一点。延长时间间隔是为了提高气体泄漏的检查精度。需要说明的是，规时机间未必非要比单位时间长，可以与单位时间相同，也可以是比单位时间短的时间。
接下来，控制单元100判定通过步骤S230求出的下降速度Vp2是否为规定值VB以上。即使在没有从氢低压系统HL的氢气泄漏的情况下，由于燃料电池组40的阳极与阴极之间的交叉泄漏而氢气压P也会稍稍下降。以避免将交叉泄漏引起的下降误检测为氢气泄漏的方式确定规定值VB。
在燃料电池组40的起动时，如前面说明那样，作为氢气压P的下降的要因，有氢低压系统HL存在气体泄漏的情况和燃料电池车辆20长期放置之后的情况。相对于此，从图2的起动时处理的步骤S120进行初期加压起，由于长期放置而混入氢气循环系统的空气与导入的氢气发生燃烧反应，成为水而被排出。因此，在执行步骤S230的发电运转开始时，作为氢气压P的下降的要因，仅有氢低压系统HL存在气体泄漏的情况。因此，控制单元100在判定为通过步骤S230求出的下降速度Vp2为规定值VB以上的情况下，将正式判定标志F2设为ON状态(＝值1)(步骤S250)。即，作为正式的判定结果，正式判定标志F2成为表示氢低压系统HL存在气体泄漏的内容(即，异常的内容)的ON状态(图4的时刻t5的虚线)。
另一方面，在步骤S240中判定为氢气压P的下降速度Vp2低于规定值VB的情况下，将正式判定标志F2设为OFF状态(＝值0)(步骤S260)。这种情况下，预判定标志F1成为ON状态，但是可以认为仅仅是以长期放置为起因而成为ON状态，实际上氢低压系统HL没有气体泄漏。因此，作为正式的判定结果，正式判定标志F2维持表示氢低压系统HL没有气体泄漏的内容(即，正常的内容)的OFF状态(图4的时刻t5的实线)。在步骤S250或S260的执行后，控制单元100结束该发电运转开始时处理。
在正式判定标志F2成为了ON状态的情况下，通过其他例程，使燃料电池组40的发电运转停止(图4的时刻t5的虚线)。需要说明的是，可以伴随着发电运转的停止而通过声音或显示来发出警报，由此提醒驾驶者的注意。
图2的起动时处理中的步骤S110及S120的处理相当于初期加压部102(图1)起到的功能。图2的起动时处理中的步骤S150～S190的处理和图3的发电运转开始时处理的S120的处理相当于再加压-气体泄漏检测部104起到的功能。
C.氢气循环系统的控制的效果：
根据以上那样构成的燃料电池系统30，通过初期加压部102对氢低压系统HL加压，由此，因长期放置而混入到氢低压系统HL内的空气与氢气发生燃烧反应而被去除。然后，通过再加压-气体泄漏检测部104，进行再加压，检测氢气泄漏。因此，能够防止空气混入到氢低压系统HL内引起的氢气泄漏的误检测。而且，根据燃料电池系统30，在起动时仅进行预判定，在发电运转开始时进行正式的气体泄漏检测，因此不会发生由于气体泄漏检测而使发电运转开始延迟的情况。
D.空气系统的控制：
本实施方式的燃料电池车辆20具备与上述的检测氢气泄漏的结构不同的进行作为空气系统的空气供给排出机构60具备的分流截止阀63和压力调整截止阀67的故障检测的结构。以往，空气系统具备的部件在其故障时，在燃料电池系统30的通常的运转区域(运转状态)中，不会给压力传感器的检测结果造成大的影响。因此，以往并不容易进行空气系统具备的部件的故障检测。相对于此，在本实施方式中，在检测故障时，提升空气压缩机62的转速，增大向空气供给排出机构60流动的空气量，由此提高压力传感器灵敏度，从而能够进行空气供给排出机构60具备的分流截止阀63和压力调整截止阀67的故障检测。进行该故障检测的处理(以下，称为“空气系统故障检测处理”)由控制单元100执行。
图5是表示空气系统故障检测处理的执行时的各种状态或参数的时效变化的说明图。在图中，分别示出执行条件的成立与否、空气压缩机62的转速(严格来说是旋转速度)、压力调整截止阀67的开闭状态、分流截止阀63的开度、通过空气供给排出机构60具备的压力传感器65检测的空气压Pair。
“执行条件的成立与否”表示执行空气系统故障检测处理所需的条件是成立还是不成立。执行条件是在燃料电池组40起动而发电运转开始以后，满足下述的(a)～(c)中的至少一个的条件。
(a)换档杆(未图示)为“P”档或“N”档的情况。
(b)车速小于3km/h的情况。
(c)油门开度小于5％的清理。
参照图5，说明空气系统故障检测处理。空气系统故障检测处理通过控制单元100控制燃料电池系统30的各部来实现。如图所示，在执行条件成立时，控制单元100提高空气压缩机62的转速(时刻t11)。在此，“转速”是每单位时间的转速，严格来说是旋转速度。空气压缩机62的转速逐渐升高，接着，在时刻t12成为规定转速Na。在时刻t12以后，到后述的时刻t14为止期间，将空气压缩机62的转速维持为规定转速Na。规定转速Na是对于给压力传感器的检测结果造成影响而言供给充分的(即具有压力灵敏度的)空气量的转速。
在燃料电池组40的起动时，分流截止阀63的开度为100％(来自空气压缩机62的空气全部流向燃料电池组40侧的状态)，压力调整截止阀67为开状态。在空气压缩机62的转速成为规定转速Na时，控制单元100将压力调整截止阀67从开状态向闭侧进行控制(时刻t12)。在分流截止阀63的开度为100％的状态下，当将压力调整截止阀67从开状态向闭侧进行控制时，若压力调整截止阀67没有故障(正常)，则由压力传感器65检测的空气压Pair逐渐升高。另一方面，若压力调整截止阀67发生故障(异常)，则压力调整截止阀67未关闭而空气压Pair不会升高。因此，在时刻t12以后，根据由压力传感器65检测的空气压Pair是否升高，控制单元100能够判定压力调整截止阀67是正常(正常A)还是异常(异常A)(时刻t13)。
在时刻t13以后，控制单元100使压力调整截止阀67为半闭状态，使分流截止阀63的开度为0％(全部流向旁通路69侧的状态)(时刻t14)。在时刻t14以后，控制单元100使分流截止阀63的开度从0％开始升高。这样的话，若分流截止阀63没有故障(正常)，则由压力传感器65检测的空气压Pair逐渐升高。另一方面，若分流截止阀63发生故障(异常)，则分流截止阀63未打开而空气压Pair不会升高。因此，在时刻t14以后，根据由压力传感器65检测的空气压Pair是否升高，控制单元100能够判定流截止阀63是正常(正常B)还是异常(异常B)(时刻t15)。在时刻t14以后，使压力调整截止阀67为开状态，使分流截止阀63的开度为100％(时刻t16)。
如以上所述，通过利用空气系统故障检测处理控制空气压缩机62的转速、压力调整截止阀67的开闭状态及分流截止阀63的开度，控制单元100在燃料电池组40的发电运转开始以后，能够判定压力调整截止阀67的故障和分流截止阀63的故障。
以上说明的提高空气压缩机的转速而发挥在规定期间维持为规定转速的功能的控制单元100的功能部在本说明书中有时称为“转速控制部106”。而且，以上说明的基于所述规定期间的压力的变动来检测阀的故障的功能的控制单元100的功能部在本说明书中有时称为“故障检测部108”。
需要说明的是，上述的空气系统故障检测处理可以在乘员乘载于燃料电池车辆20时进行，但也可以取代于此，在燃料电池车辆20的制造工厂中的检查时、或者出厂后的修理工厂中的检查时进行。当提高空气压缩机62的转速时，产生噪音，会给乘员带来不快感，但是若在制造工厂中的检查时或出厂后的修理工厂中进行，则能够避免给乘员带来不快感的情况。
E.变形例：
·变形例1：
在所述实施方式中，正式的气体泄漏检测在发电运转开始时进行，但是正式的气体泄漏检测的执行时机可以不必为发电开始时。只要是通过再加压而氢气压P上升至规定的压力Pa之后即可，可以设为任意的时机。
·变形例2：
在所述实施方式中，控制单元100通过判定氢气压P的下降速度Vp1是否成为了规定值VA以上的情况(图2的步骤S160)、氢气压P是否成为了第二气体压Pb以下的情况(图2的步骤S170)，来判定在氢气压P中是否观察到规定的下降。然而，也可以基于从步骤S160和步骤S170的任一方观察到规定的下降的情况，来判定气体的压力是否发生了规定的下降。
在上述实施方式中，如图5所示，提高空气压缩机的转速，在规定期间维持为规定转速，基于该规定期间的压力的变动，来检测阀的故障。然而，也可以不进行这样的空气系统的故障检测，而设为进行氢气泄漏检测(例如，参照图2及图3)的方式。
在上述实施例中，通过软件实现的功能的一部分可以通过硬件(例如集成电路)实现，或者，通过硬件实现的功能的一部分可以通过软件实现。
本发明并不局限于上述的实施方式或变形例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，发明内容一栏记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式、变形例中的技术特征为了解决上述的课题的一部分或全部，或者为了实现上述的效果的一部分或全部，可以适当地进行更换、组合。而且，前述的实施方式及各变形例的构成要素中的独立权利要求记载的要素以外的要素是附加的要素，可以适当省略。

Claims (8)

1.一种燃料电池系统，具备燃料电池，其中，
所述燃料电池系统具备：
氢气循环系统，向所述燃料电池供给氢气，并且使从所述燃料电池排出的氢气与所述被供给的氢气合流；
氢气供给阀，控制向所述氢气循环系统供给的氢气的供给量；
压力检测部，检测所述氢气循环系统的内部的压力；
初期加压部，在所述燃料电池起动时，暂时打开所述氢气供给阀而对所述氢气循环系统进行加压；及
再加压-气体泄漏检测部，在所述初期加压部进行加压之后，在由所述压力检测部检测出的第一压力中观察到规定的下降时，打开所述氢气供给阀而再次对所述氢气循环系统进行加压，在加压后的规定的时机，由所述压力检测部检测出第二压力，不基于所述第一压力，而基于所述第二压力检测从所述氢气循环系统的氢气泄漏。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述规定的时机是所述燃料电池的发电运转开始时。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述氢气循环系统具备：
氢气供给流路，用于使由所述氢气供给阀供给的所述氢气流向所述燃料电池；及
循环流路，用于使从所述燃料电池排出的所述氢气循环到所述氢气供给流路。
4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，
所述氢气循环系统具备：
氢气供给流路，用于使由所述氢气供给阀供给的所述氢气流向所述燃料电池；及
循环流路，用于使从所述燃料电池排出的所述氢气循环到所述氢气供给流路。
5.根据权利要求1～权利要求4中任一项所述的燃料电池系统，还具备：
空气系统，包括用于向所述燃料电池供给空气的流路及阀；
空气压缩机，向所述空气系统送入空气；
空气压力检测部，检测所述空气系统的内部的压力；
转速控制部，提高所述空气压缩机的转速，并将所述空气压缩机的转速在规定期间维持在规定转速；及
故障检测部，基于由所述空气压力检测部检测出的压力的在所述规定期间的变动，来检测所述阀的故障。
6.一种氢气泄漏检测方法，是燃料电池系统的氢气泄漏检测方法，所述燃料电池系统具备：燃料电池；氢气循环系统，向所述燃料电池供给氢气，并且使从所述燃料电池排出的氢气与所述被供给的氢气合流；氢气供给阀，控制向所述氢气循环系统供给的氢气的供给量；及压力检测部，检测所述氢气循环系统的内部的压力，其中，
所述氢气泄漏检测方法包括如下工序：
在所述燃料电池起动时，暂时打开所述氢气供给阀而对所述氢气循环系统进行加压；及
在所述加压后，在由所述压力检测部检测出的第一压力中观察到规定的下降时，打开所述氢气供给阀而再次对所述氢气循环系统进行加压，在加压后的规定的时机，由所述压力检测部检测出第二压力，不基于所述第一压力，而基于所述第二压力检测从所述氢气循环系统的氢气泄漏。
7.根据权利要求6所述的氢气泄漏检测方法，其中，
所述规定的时机是所述燃料电池的发电运转开始时。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的氢气泄漏检测方法，其中，
所述燃料电池系统还具备：
空气系统，包括用于向所述燃料电池供给空气的流路及阀；
空气压缩机，向所述空气系统送入空气；及
空气压力检测部，检测所述空气系统的内部的压力，
所述氢气泄漏检测方法包括如下工序：
提高所述空气压缩机的转速，并将所述空气压缩机的转速在规定期间维持在规定转速；及
基于由所述空气压力检测部检测出的压力的在所述规定期间的变动，来检测所述阀的故障。
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