CN114373966A - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的燃料电池系统具备燃料电池、设置于氧化气体供给流路的第1阀装置、设置于氧化废气排出流路的第2阀装置、设置于旁通流路的第3阀装置、检测异常的异常检测部、以及控制部。控制部构成为：当(i)在第1阀装置中检测到与打开异常不同的其他的异常的情况、(ii)在第2阀装置中检测到其他的异常的情况、以及(iii)在第3阀装置中检测到任意的异常的情况、中的任意一种情况下，使燃料电池执行失效安全发电，在执行该失效安全发电中，又在与检测有异常的阀装置不同的任意一个阀装置中检测到任意的异常的情况下，使燃料电池的发电停止。

Description

燃料电池系统
相关申请的交叉引用
本申请主张基于在2020年10月15日申请的申请编号2020-173665的日本专利申请的优先权，并将该公开的全部内容援引至本申请中以供参考。
技术领域
本公开涉及燃料电池系统。
背景技术
公知有燃料电池系统，该燃料电池系统设置有：氧化气体供给流路，用于向燃料电池供给氧化气体；氧化废气排出流路，用于从燃料电池排出氧化废气；以及旁通流路，将氧化气体供给流路与氧化废气排出流路连接以便绕过燃料电池。在这样的燃料电池系统中，提出了在配置于氧化废气排出流路的阀装置(调压阀)异常的情况下，进行执行燃料电池的输出限制运转、或者调整设置于旁通流路的阀装置的开度之类的失效安全处理(参照日本特开2008-60054号公报)。
在燃料电池系统中，除了在日本特开2008-60054号公报中假定的那样的配置于氧化废气排出流路的阀装置的单独异常以外，还可能产生配置于氧化气体供给流路的阀装置的单独异常、和配置于旁通流路的阀装置的单独异常。并且，也可能产生这3个阀装置中的任意的两个以上的阀装置的多重异常。而且，即使在产生了这些异常的情况下，也与产生了配置于氧化废气排出流路的阀装置的单独异常的情况相同，可能产生不能继续燃料电池的发电、或者空气压缩机、构成气体流路的配管等损伤之类的不良情况。
然而，以往，实际情况是对于发生了配置于氧化气体供给流路的阀装置的异常、配置于旁通流路的阀装置的异常、上述的3个阀装置中的两个以上的阀装置中的多重异常的情况的应对没有充分地研究。
发明内容
根据本公开的一个方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；氧化气体供给流路，用于向上述燃料电池供给氧化气体；氧化废气排出流路，用于从上述燃料电池排出氧化废气；旁通流路，将上述氧化气体供给流路与上述氧化废气排出流路连接；第1阀装置，设置于上述氧化气体供给流路，并调整向上述燃料电池供给的上述氧化气体的流量；第2阀装置，设置于上述氧化废气排出流路，并调整从上述燃料电池排出的上述氧化废气的流量；第3阀装置，设置于上述旁通流路，并调整在上述旁通流路中流动的上述氧化气体的流量；异常检测部，检测上述第1阀装置、上述第2阀装置以及上述第3阀装置中的异常；以及控制部，控制上述燃料电池的发电。上述控制部构成为：当(i)在上述第1阀装置中检测到与作为固定在最小开度不动的异常的打开异常不同的其他的异常的情况、(ii)在上述第2阀装置中检测到上述其他的异常的情况、以及(iii)在上述第3阀装置中检测到任意的异常的情况、中的任意一种情况下，使上述燃料电池执行在上述燃料电池的输出电流设置有限制的失效安全发电，在执行该失效安全发电中，又在上述第1阀装置、上述第2阀装置以及上述第3阀装置中的与检测到异常的阀装置不同的两个阀装置中的任意一个中检测到任意的异常的情况下，使上述燃料电池的发电停止。
附图说明
图1是表示作为本公开的一个实施方式的燃料电池系统的结构的框图。
图2是表示在燃料电池系统中执行的发电控制处理的概要顺序的流程图。
图3是表示对第1阀装置和第2阀装置分别执行的发电控制处理的顺序的流程图。
图4是表示对第3阀装置执行的发电控制处理的顺序的流程图。
具体实施方式
A.第1实施方式：
A1.系统结构：
图1是表示作为本公开的一个实施方式的燃料电池系统10的结构的框图。在本实施方式中，燃料电池系统10搭载于车辆，并对负载100供给电力。负载100除了未图示的牵引马达之外，还包括燃料电池系统10所包括的后述的空气压缩机33、氢泵84等辅机。
燃料电池系统10具备燃料电池20、氧化气体供给排出系统30、氢气供给排出系统70、二次电池90、DC/DC转换器91以及控制装置92。
在本实施方式中，燃料电池20是固体高分子型燃料电池，接受作为阳极反应气体的氢气、和作为氧化气体(也称为阴极反应气体)的空气的供给来发电。燃料电池20具有将多个单电池21层叠而成的堆叠结构。因此，燃料电池20也被称为燃料电池组。各单电池21具有在未图示的电解质膜的两面配置有电极的未图示的膜电极接合体、和夹持膜电极接合体的未图示的一对隔离件。构成燃料电池20的各单电池21具备电解质膜、和夹着电解质膜的阳极22和阴极23。将氢气向阳极22供给，将空气向阴极23供给。此外，在图1中，作为示意图示出了阳极22和阴极23。
氧化气体供给排出系统30将空气向燃料电池20供给，并从燃料电池20排出氧化废气(也称为阴极废气)。氧化废气包括未用于燃料电池20中的伴随着发电的电化学反应的空气、和由通过该电化学反应产生的生成水产生的水蒸气。
氧化气体供给排出系统30具备氧化气体供给流路31、空气压缩机33、氧化废气排出流路41、旁通流路51、第1阀装置61、第2阀装置62以及第3阀装置63。
氧化气体供给流路31的一端与燃料电池20连接，用于向燃料电池20供给空气(压缩空气)。空气压缩机33配置于氧化气体供给流路31，经由未图示的过滤器装置从大气中获取空气并压缩送出。氧化废气排出流路41的一端与燃料电池20连接，用于从燃料电池20中排出氧化废气。旁通流路51将氧化气体供给流路31与氧化废气排出流路41连接。旁通流路51在氧化气体供给流路31与空气压缩机33的下游侧连接。另外，旁通流路51与氧化废气排出流路41连接。由此，被空气压缩机33压缩后的空气旁通燃料电池20并被向氧化废气排出流路41供给。
第1阀装置61设置于氧化气体供给流路31，调整向燃料电池20供给的空气的流量。第1阀装置61具备未图示的阀体、驱动阀体的第1驱动马达61a、以及第1开度检测传感器61b。在本实施方式中，第1阀装置61构成为常闭式的阀装置。因此，在未向第1驱动马达61a供给驱动电力的状态下，氧化气体供给流路31的开度为最小开度“零”。此外，最小开度并不局限于“零”，也可以是比零大的任意的值。第1开度检测传感器61b检测氧化气体供给流路31的开度。例如，也可以由编码器检测第1驱动马达61a的转速，并根据该转速检测阀体的驱动量、即氧化气体供给流路31的开度。
第2阀装置62设置于氧化废气排出流路41，调整从燃料电池20排出的氧化废气的流量。另外，第2阀装置62也作为通过调整氧化废气的流量来调整阴极侧的排出压力的调压阀发挥功能。第2阀装置62具有与第1阀装置61相同的结构。即，第2阀装置62具备未图示的阀体、驱动阀体的第2驱动马达62a、以及第2开度检测传感器62b，构成为常闭式的阀装置。
第3阀装置63设置于旁通流路51，调整在旁通流路51中流动的空气(压缩空气)的流量。另外，第3阀装置63通过调整在旁通流路51中流动的空气的流量，从而也调整向燃料电池20供给的空气的流量。即，第3阀装置63将从空气压缩机33供给的压缩空气的流动分流为朝向燃料电池20的流动、和朝向氧化废气排出流路41的流动，并调整其分流比率。第3阀装置63具有与第1阀装置61及第2阀装置62相同的结构。即，第3阀装置63具备未图示的阀体、驱动阀体的第3驱动马达63a、以及第3开度检测传感器63b，构成为常闭式的阀装置。
氢气供给排出系统70将氢气向燃料电池20供给，并从燃料电池20中排出阳极废气。阳极废气除了未用于燃料电池20中的电化学反应的氢气之外，还包括由从阴极透过电解质膜并移动至阳极的水产生的水蒸气等。
氢气供给排出系统70具备氢气供给流路71、氢罐72、主截止阀装置73、调压阀装置74、喷射器75、阳极废气排出流路81、气液分离器82、循环流路83、氢泵84以及排气排水阀装置85。
氢气供给流路71将氢罐72与燃料电池20相互连接，用于将储藏于氢罐72的氢气向燃料电池20供给。氢罐72储藏高压的氢气。主截止阀装置73位于氢罐72的下游，实现氢气从氢罐72的供给执行和供给停止。调压阀装置74位于主截止阀装置73的下游侧，将从氢罐72供给的氢气的压力减压并向下游侧供给。喷射器75位于调压阀装置74的下游侧，根据基于控制装置92的控制内容、更具体而言根据喷射周期、喷射时间来将氢气向下游侧喷射。
阳极废气排出流路81的一端与燃料电池20连接，用于排出阳极废气。阳极废气排出流路81的另一端与氧化废气排出流路41连接。气液分离器82设置于阳极废气排出流路81，通过使从燃料电池20排出的阳极废气所包含的水蒸气冷凝为液体水而将阳极废气分离为气体成分和液体水。将被气液分离器82分离后的气体成分向循环流路83供给。另一方面，被气液分离器82作为液体水分离的水积存于气液分离器82的底部，在排气排水阀装置85开阀后，被从气液分离器82排出，并经由排气排水阀装置85向氧化废气排出流路41流入。循环流路83将阳极废气排出流路81与氢气供给流路71相互连接。循环流路83的一端在氢气供给流路71连接于比喷射器75靠下游侧的位置。在气液分离器82中分离了水蒸气后的气体成分以较高的含有率包含氢气，通过将该气体成分向氢气供给流路71供给(返回)而实现了燃烧效率提高。氢泵84配置于循环流路83，将从气液分离器82排出的气体成分向氢气供给流路71送出。
二次电池90是能够充放电的电池，在本实施方式中，由锂离子电池构成。此外，也可以代替锂离子电池而由镍氢电池等其他的任意的二次电池构成。二次电池90与燃料电池20一起或者代替燃料电池20来将电力向负载100供给，另外，构成为能够蓄积由燃料电池20发电的电力。DC/DC转换器91配置于燃料电池20与负载100之间和燃料电池20与二次电池90之间，调整燃料电池20的输出电压并向负载100或者二次电池90供给。此外，在DC/DC转换器91与作为负载100的未图示的牵引马达之间设置逆变器，通过该逆变器将直流电流变换为三相交流电流并向牵引马达供给。
控制装置92控制整个燃料电池系统10。控制装置92构成为具备CPU93和存储器94的计算机。CPU93通过执行预先存储于存储器94的控制程序而作为异常检测部95和控制部96发挥功能。
异常检测部95检测第1阀装置61、第2阀装置62以及第3阀装置63中的异常。在本实施方式中，异常检测部95通过比较对驱动各阀装置61、62、63的驱动马达发送的驱动指令、与由各开度检测传感器61b、62b、63b检测到的开度，从而检测各阀装置61、62、63中的异常。具体而言，例如，在对第1阀装置61发送的驱动指令是使开度增大的指令，却由第1开度检测传感器61b检测的开度的时间变化为零(无变化)的情况下，检测为是不能正常地打开阀的异常。与此相反，在对第1阀装置61发送的驱动指令是使开度减少的指令，却由第1开度检测传感器61b检测的开度的时间变化为零(无变化)的情况下，检测为是不能正常地关闭阀的异常。这样的不能打开、关闭阀的异常例如可能由在与驱动马达的轴连接的齿轮夹着异物、在齿轮产生锈、齿轮的齿折断产生。另外，在异物进入至支承阀体的轴、和轴的轴承部的情况下，也可能产生。如上述那样，各阀装置61、62、63都是常闭式的阀装置。而且，在本实施方式中，将在各阀装置61、62、63中阀在最小开度、即在本实施方式中开度为零的状态下固定不动而不能正常地打开阀的异常称为“打开异常”。
控制部96通过控制向燃料电池20供给的空气、氢气的流量来控制燃料电池20的发电。具体而言，通过控制各阀装置61、62、63的开度、空气压缩机33的转速来控制向燃料电池20供给的氧化气体(空气)的流量。另外，通过控制喷射器75中的氢气的喷射间隔、喷射时间、氢泵84的转速来控制向燃料电池20供给的氢气的流量。控制部96基于与从搭载于车辆的驾驶控制用的ECU(Electric Control Unit：电子控制单元)接收的要求电力量有关的信息，计算用于将该要求电力从燃料电池20输出的向燃料电池20供给的空气和氢气的流量。而且，控制部96控制各阀装置61、62、63的开度、空气压缩机33的转速等来使燃料电池20发电，使得实现该流量。此外，驾驶控制用的ECU基于加速器装置的踏入量、牵引马达的转速、来自燃料电池系统10所包括的各辅机的要求电力量、来自车辆具备的空调装置的要求电力量等来计算对燃料电池20的要求发电量。
如上述那样，在本实施方式中，将以基于要求发电量计算的流量将空气和氢气向燃料电池20供给而实现的发电称为“通常发电”。在本实施方式中，作为燃料电池20的发电形态，除了通常发电之外，还设定有后述的失效安全发电。控制部96以这各发电形态使燃料电池20执行发电。在失效安全发电中，对要求发电量(要求电流量)设定规定的上限值，以基于燃料电池20的发电量不超过该上限值的方式计算空气和氢气向燃料电池20的供给流量。而且，以实现该供给流量的方式控制各阀装置61、62、63的开度、空气压缩机33的转速等。在本实施方式中，上述的“规定的上限值”是“50％”。此外，并不局限于50％，也可以将比100％低的任意的值设定为上限值。
A2.发电控制处理：
图2是表示在燃料电池系统10中执行的发电控制处理的概要顺序的流程图。发电控制处理是指控制燃料电池20中的发电形态的处理。若车辆的启动开关接通，并开始燃料电池系统10的运转，则控制部96使燃料电池20进行通常发电。与该通常发电的开始一起执行发电控制处理。
首先，使用图2对发电控制处理的概要进行说明。在步骤S105中，异常检测部95进行各阀装置61、62、63的异常检测处理。在步骤S110中，异常检测部95判定是否检测到异常。如后述的那样，反复执行发电控制处理，在步骤S110中作为判断对象的异常除了在所有的阀装置61、62、63中都没有检测到异常的状态下初次检测到的异常之外，还指当在上次以前通过步骤S105的执行检测到异常并且该异常持续的状态下在与产生了该异常的阀装置不同的其他的两个阀装置中的任意一个产生的异常。在判定为未检测到异常的情况下(步骤S110：否)，处理返回至上述的步骤S105。
在判定为检测到异常的情况下(步骤S110：是)，在步骤S115中，异常检测部95判定所检测到的异常是否是与第1阀装置61的打开异常不同的其他的异常(以下，也简称为“其他的异常”)、第2阀装置62的其他的异常、以及第3阀装置63的任意的异常中的任意一个。上述的“任意的异常”除了打开异常之外，还指作为能够打开但比预料的变化量小或者大的开度变化的异常、完全不能关闭的异常、作为能够关闭但比预料的变化量小或者大的开度变化的异常等任意的种类的异常。
在判定为所检测到的异常不是第1阀装置61的其他的异常、第2阀装置62的其他的异常、以及第3阀装置63的任意的异常中的任意一个的情况下(步骤S115：否)，在步骤S120中，控制部96使燃料电池20的发电停止。具体而言，使空气压缩机33的动作停止来使空气向燃料电池20的供给停止，另外，使喷射器75和氢泵84的动作停止来使氢气向燃料电池20的供给停止。在本实施方式中，“判定为所检测到的异常不是第1阀装置61的其他的异常、第2阀装置62的其他的异常、以及第3阀装置63的任意的异常中的任意一个的情况”是指“发生了第1阀装置61的打开异常或者第2阀装置62的打开异常的情况”。在产生了第1阀装置61的打开异常的情况下，已经不能向燃料电池20供给空气，是不能继续燃料电池20的发电的状况。因此，在该情况下，通过使燃料电池20的发电停止，能够抑制氧化气体供给流路31内的压力的过度的上升，能够抑制构成氧化气体供给流路31的管的损伤等。除此之外，伴随着氧化气体供给流路31内的压力的过度的上升，空气压缩机33的负载也过度地上升，空气压缩机33的结构部件也可能损伤。例如，在空气压缩机33是涡轮式的压缩机的情况下，产生喘振现象而叶轮、马达等结构部件也可能破损。另外，不进行基于空气压缩机33的不必要的空气的供给即可，能够抑制向燃料电池20的空气供给所需要的电力消耗。另外，在产生了第2阀装置62的打开异常的情况下，是不能从燃料电池20排出阴极废气的状况。在该情况下，由于不能排出氧化废气，因此各单电池21的阴极侧的压力过度地变高，可能产生电解质膜、催化剂层等从阴极侧向阳极侧弯曲之类的燃料电池20的损伤。但是，在本实施方式中，在该情况下使燃料电池20的发电停止，因此能够抑制燃料电池20的结构部件的损伤。此外，在燃料电池20的发电停止的情况下，驾驶控制用的ECU例如也可以使车辆的驾驶模式移至从二次电池90对牵引马达供给电力的所谓的EV(Electric Vehicle：电动车)模式。
当在上述的步骤S115中判定为所检测到的异常是第1阀装置61的其他的异常、第2阀装置62的其他的异常、以及第3阀装置63的任意的异常中的任意一个的情况下(步骤S115：是)，在步骤S125中，控制部96判定燃料电池20当前是否正在执行失效安全发电中。
在判定为不在执行失效安全发电中的情况下(步骤S125：否)，在步骤S130中，控制部96使燃料电池20执行失效安全发电。当在第1阀装置61产生了打开异常以外的其他的异常的情况下，控制部96可能不能准确地控制向燃料电池20供给的空气的流量。具体而言，通过调整空气压缩机33的转速和第3阀装置63的开度(分流比)，也能够调整向燃料电池20供给的空气的流量。但是，即使是该情况，若第1阀装置61的开度不是规定的阈值范围内的值，则也可能产生向燃料电池20的供给空气流量的过量或不足。因此，在该情况下，执行失效安全发电，避免在各单电池21产生氧化气体的过量或不足。另外，当在第2阀装置62产生了打开异常以外的其他的异常的情况下，可能不能准确地控制从燃料电池20排出的氧化废气的流量。具体而言，通过调整向燃料电池20供给的空气流量，也能够调整所排出的氧化废气的流量。但是，即使是该情况，若第2阀装置62的开度不是规定的阈值范围内的值，则也能够在所排出的氧化废气的流量上产生过量或不足。因此，在本实施方式的燃料电池系统10中，在该情况下，执行失效安全发电，避免产生所排出的氧化废气的流量的过量或不足。另外，当在第3阀装置63产生了任意的异常的情况下，可能不能准确地控制向燃料电池20供给的空气的流量、从燃料电池20排出的氧化废气的流量。例如，当在为了补偿空气压缩机33的响应延迟而以预先供给比要求流量多的流量的压缩空气的方式使空气压缩机33动作并以使与要求流量的差值的流量向旁通流路51流动的方式使第3阀装置63动作的结构中在第3阀装置63产生了异常的情况下，不能补偿空气压缩机33的响应延迟，从而可能在氧化气体向燃料电池20的供给量上产生过量或不足。另外，可能由该氧化气体的供给量的过量或不足导致也在从燃料电池20排出的氧化废气的流量上产生过量或不足。除此之外，在燃料电池系统10中，借助通过旁通流路51的氧化气体将向阳极废气排出流路81排出的阳极废气所包含的氢气稀释并向外部排出，因此因第3阀装置63的异常而通过旁通流路51的氧化气体的流量减少，从而可能不能适当地进行上述的稀释。因此，在本实施方式的燃料电池系统10中，当在第3阀装置63检测到任意的异常的情况下，执行失效安全发电，避免在向燃料电池20供给的氧化气体的流量上产生过量或不足，另外，避免在所排出的氧化废气的流量上产生过量或不足，并且得以适当地稀释从燃料电池20排出的氢气。
当在上述的步骤S125中判定为是失效安全发电执行中的情况下(步骤S125：是)，执行上述的步骤S120，使燃料电池20的发电停止。在失效安全发电执行中、即在产生了第1阀装置61的其他的异常、第2阀装置62的其他的异常、以及第3阀装置63的任意的异常中的任意一个的状态下，又再次产生了第1阀装置61的其他的异常、第2阀装置62的其他的异常、以及第3阀装置63的任意的异常中的任意一个的情况下，停止发电。因此，在本实施方式中，执行(在步骤S130中执行)失效安全发电局限于产生了第1阀装置61的其他的异常、第2阀装置62的其他的异常、以及第3阀装置63的任意的异常中的任意一个并且在其他的阀装置61、62、63中未产生异常的情况。
如上述那样，在本实施方式中，执行失效安全发电是产生了第1阀装置61的其他的异常、第2阀装置62的其他的异常、以及第3阀装置63的任意的异常中的任意一个的情况。在该情况下，又再次产生了第1阀装置61的其他的异常、第2阀装置62的其他的异常、以及第3阀装置63的任意的异常的任意一个的情况下，即在产生了多重异常的情况下，与在第1阀装置61或者第2阀装置62产生了打开异常的情况相同，可能在管等氧化气体供给流路31的结构部件、燃料电池20的结构部件产生损伤。并且，可能也在旁通流路51的结构部件产生损伤。另外，可能进行基于空气压缩机33的不必要的空气供给。具体而言，例如，当在第1阀装置61产生了关闭速度比预料慢的异常的状况下，并且当在第2阀装置62产生了打开速度比预料慢的异常的情况下，向燃料电池20内过度地供给空气，并且，氧化废气的排出迟滞，因此在各单电池21中阴极侧的压力与阳极侧的压力相比过度地变大，从而可能产生电解质膜弯曲等损伤。另外，在各单电池21中，因过度的空气供给而电解质膜过度地干燥，电解质膜也可能损伤。另外，例如，当在第1阀装置61产生了打开速度比预料慢的异常的状况下，并且在产生了第3阀装置63的打开异常的情况下，氧化气体供给流路31和旁通流路51中的压力过度地上升，可能在构成这些流路31、51的管等结构部件产生损伤。另外，在该情况下，向各单电池21供给的空气的流量极端地减少，也可能变为所谓的空气欠缺而电解质膜损伤。另外，例如，当在第2阀装置62产生了打开速度比预料慢的异常的状况下，并且，当在第3阀装置63产生了打开异常的情况下，燃料电池20内的压力过度地上升，例如可能产生电解质膜弯曲等燃料电池20的结构部件的损伤。因此，在本实施方式的燃料电池系统10中，在这样的情况下，与产生了第1阀装置61的打开异常或者第2阀装置62的打开异常的情况相同，得以使燃料电池20的发电停止。
在上述的步骤S120或者步骤S130的执行后，处理返回至步骤S105。作为每个阀装置61、62、63的处理流程来实现以上说明的发电控制处理。即，控制部96对各阀装置61、62、63分别执行发电控制处理。以下，使用图3、4来进行说明。
图3是表示对第1阀装置61和第2阀装置62分别执行的发电控制处理的顺序的流程图。在第1阀装置61和第2阀装置62中，以相同的顺序执行发电控制处理。步骤S105和S110与上述的步骤S105、S110相同。即，对各阀装置61、62执行异常检测处理(步骤S105)，并执行是否检测到异常的判定(步骤S110)。当在步骤S110中判定为检测到异常的情况下(步骤S110：是)，控制部96判定所检测到的异常是否是打开异常(步骤S115a)。
在判定为所检测到的异常是打开异常的情况下(步骤S115a：是)，执行上述的步骤S120，停止燃料电池20的发电。因此，当在通常运转时在第1阀装置61或者第2阀装置62产生了打开异常的情况下燃料电池20的发电停止。同样，当在失效安全发电时在第1阀装置61或者第2阀装置62产生了打开异常的情况下燃料电池20的发电也停止。当在步骤S115a中判定为所检测到的异常不是打开异常的情况下(步骤S115a：否)，执行上述的步骤S125。
图4是表示对第3阀装置63执行的发电控制处理的顺序的流程图。针对第3阀装置63的发电控制处理的顺序在省略了步骤S115这一点上与图2所示的顺序不同，其他的顺序相同。即，关于第3阀装置63，在检测到异常的情况下(步骤S110：是)，与是否是打开异常无关地执行步骤S125，判定失效安全发电是否是执行中。而且，若失效安全发电不是执行中，则与异常的种类无关地执行失效安全发电。这是因为，若是第3阀装置63的单体的异常，则不是致命性的异常，因此不需要停止燃料电池20的发电。此外，“不是致命性的异常”是指是以下状况，即，对于空气的供给，通过调整空气压缩机33的转速和第1阀装置61的开度，能够在规定的流量范围内分别实现向燃料电池20供给的空气的要求流量、和从燃料电池20排出的氧化废气的要求流量。
根据以上说明的实施方式的燃料电池系统10，当在第1阀装置61中检测到与打开异常不同的其他的异常的情况、在第2阀装置62中检测到其他的异常的情况、以及在第3阀装置63中检测到任意的异常的情况中的任意一种情况下，使燃料电池20执行在燃料电池20的输出电流设置限制的失效安全发电，因此能够提高使发电继续的可能性。另外，在执行失效安全发电中，又在与已经检测到异常的阀装置不同的两个阀装置中的任意一个中检测到任意的异常的情况下，即在产生了多重异常的情况下，使燃料电池20的发电停止，因此能够抑制保持原样使发电继续而氧化气体供给流路31、旁通流路51的压力过度地变高。由此，能够抑制管等氧化气体供给流路31、旁通流路51的结构部件的损伤、由所供给的氧化气体量的过量或不足导致的燃料电池20本身(各单电池21本身)的损伤。
另外，在未检测到第3阀装置63的异常的状态下，即，在通常发电状态下，当在第1阀装置61与第2阀装置62中的任意一个检测到打开异常的情况下，燃料电池20的发电停止，因此能够避免尽管不能对燃料电池20供给氧化气体、或者不能将氧化废气从燃料电池20排出也对燃料电池20继续供给氧化气体。因此，能够抑制氧化气体供给流路31内的压力、燃料电池20内的压力的过度的上升，由此，能够抑制管等氧化气体供给流路31的结构部件的损伤、电解质膜等燃料电池20的结构部件的损伤。并且，不进行不必要的氧化气体的供给即可，从而能够抑制氧化气体供给所需的电力消耗、例如空气压缩机33中的消耗电力。
B.其他的实施方式：
(B1)在上述实施方式中，也可以构成为：对于第1阀装置61和第2阀装置62，也与针对图4所示的第3阀装置63的发电控制处理相同，与是否是打开异常无关，在检测到任意的异常的情况下进行失效安全发电，当在执行失效安全发电中检测到任意的异常的情况下，使燃料电池20的发电停止。在该结构中，与尽管在第1阀装置61和第2阀装置62产生了异常也进行通常发电的结构相比，也能够抑制构成氧化气体供给流路31、旁通流路51以及燃料电池20的部件的损伤，并且能够抑制不必要的空气供给来抑制消耗电力。
(B2)也可以构成为：在步骤S105的异常检测处理中，异常检测部95为了确定出各阀装置61、62、63的异常的有无而特意将特别的开度指令向各阀装置61、62、63发送。例如，也可以依次发送开度逐渐变大那样的多次的指令。另外，也可以与其相反地依次发送开度逐渐变小那样的多次的指令。根据这样的结构，能够更准确地检测各阀装置61、62、63的异常的有无。
(B3)在各实施方式中，可以将由硬件实现的结构的一部分置换为软件，也可以相反地将由软件实现的结构的一部分置换为硬件。例如也可以由集成电路、分立电路、或者将这些电路组合而成的模块实现异常检测部95和控制部96中的至少一个功能部。另外，在由软件实现本公开的功能的一部分或者全部的情况下，该软件(计算机程序)能够以储存于计算机可读取的记录介质的形式来提供。“计算机可读取的记录介质”并不局限于软盘、CD-ROM那样的便携式的记录介质，也包括各种RAM、ROM等计算机内的内部存储装置、硬盘等固定于计算机的外部存储装置。即，“计算机可读取的记录介质”具有包括能够非暂时地固定数据包的任意的记录介质的广泛的含义。
本公开并不局限于上述各实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，为了解决上述的课题的一部分或者全部，或者为了实现上述的效果的一部分或者全部，与在发明的概要栏中记载的各方式中的技术特征对应的各实施方式中的技术特征能够适当地进行替换、组合。另外，只要未说明为其技术特征在本说明书中是必须的，就能够适当地删除。例如，本公开也可以由以下说明的方式实现。
(1)根据本公开的一个方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；氧化气体供给流路，用于向上述燃料电池供给氧化气体；氧化废气排出流路，用于从上述燃料电池排出氧化废气；旁通流路，将上述氧化气体供给流路与上述氧化废气排出流路连接；第1阀装置，设置于上述氧化气体供给流路，并调整向上述燃料电池供给的上述氧化气体的流量；第2阀装置，设置于上述氧化废气排出流路，并调整从上述燃料电池排出的上述氧化废气的流量；第3阀装置，设置于上述旁通流路，并调整在上述旁通流路中流动的上述氧化气体的流量；异常检测部，检测上述第1阀装置、上述第2阀装置以及上述第3阀装置中的异常；以及控制部，控制上述燃料电池的发电。上述控制部构成为：当(i)在上述第1阀装置中检测到与作为固定在最小开度不动的异常的打开异常不同的其他的异常的情况、(ii)在上述第2阀装置中检测到上述其他的异常的情况、以及(iii)在上述第3阀装置中检测到任意的异常的情况、中的任意一种情况下，使上述燃料电池执行在上述燃料电池的输出电流设置限制的失效安全发电，在执行该失效安全发电中，又在上述第1阀装置、上述第2阀装置以及上述第3阀装置中的、与检测有异常的阀装置不同的两个阀装置中的任意一个中检测到任意的异常的情况下，使上述燃料电池的发电停止。
根据该方式的燃料电池系统，当在第1阀装置中检测到与打开异常不同的其他的异常的情况、在第2阀装置中检测到其他的异常的情况、以及在第3阀装置中检测到任意的异常的情况中的任意一种情况下，使燃料电池执行在燃料电池的输出电流设置有限制的失效安全发电，因此能够提高继续发电的可能性。另外，在执行该失效安全发电中，又在与已经检测有异常的阀装置不同的两个阀装置中的任意一个中检测到任意的异常的情况下，即，在产生了多重异常的情况下，使燃料电池的发电停止，因此起到以下的效果。即，当在第1阀装置中检测到其他的异常又在第2阀装置中检测到任意的异常的情况、和在第2阀装置中检测到其他的异常又在第1阀装置中检测到任意的异常的情况下，使燃料电池的发电停止，因此抑制不能准确地控制向燃料电池供给的氧化气体的流量而由所供给的氧化气体的流量的过量或不足导致燃料电池本身损伤。另外，当在第1阀装置或者第2阀装置中检测到其他的异常又在第3阀装置中检测到任意的异常的情况、和在第3阀装置中检测到任意的异常又在第1阀装置或者第2阀装置中检测到任意的异常的情况下，使燃料电池的发电停止，因此能够抑制氧化气体供给流路和旁通流路内的压力、燃料电池内的压力过度地变高，从而能够抑制构成这些流路的管等结构部件、燃料电池本身损伤。
(2)也可以构成为：在上述方式的燃料电池系统的基础上，当在未检测到上述第3阀装置的异常的状态下在上述第1阀装置与上述第2阀装置中的任意一个中检测到上述打开异常的情况下，上述控制部使上述燃料电池的发电停止。
根据该方式的燃料电池系统，当在未检测到第3阀装置的异常的状态下在第1阀装置与第2阀装置中的任意一个中检测到打开异常的情况下，燃料电池的发电停止，因此能够避免尽管对燃料电池完全不供给氧化气体或者仅能够供给极少量、或者完全不从燃料电池排出氧化废气或者仅能够排出极少量也对燃料电池继续地供给氧化气体。因此，能够抑制氧化气体供给流路内的压力、燃料电池内的压力的过度的上升，由此，能够抑制管等氧化气体供给流路的结构部件的损伤、燃料电池的结构部件的损伤。并且，不进行不必要的氧化气体的供给即可，从而能够抑制氧化气体供给所需的电力消耗。

Claims (2)

1.一种燃料电池系统，其中，
所述燃料电池系统具备：
燃料电池；
氧化气体供给流路，用于向所述燃料电池供给氧化气体；
氧化废气排出流路，用于从所述燃料电池排出氧化废气；
旁通流路，将所述氧化气体供给流路与所述氧化废气排出流路连接；
第1阀装置，设置于所述氧化气体供给流路，并调整向所述燃料电池供给的所述氧化气体的流量；
第2阀装置，设置于所述氧化废气排出流路，并调整从所述燃料电池排出的所述氧化废气的流量；
第3阀装置，设置于所述旁通流路，并调整在所述旁通流路中流动的所述氧化气体的流量；
异常检测部，检测所述第1阀装置、所述第2阀装置以及所述第3阀装置中的异常；以及
控制部，控制所述燃料电池的发电，
所述控制部构成为：当(i)在所述第1阀装置中检测到与固定在最小开度不动的异常亦即打开异常不同的其他的异常的情况、(ii)在所述第2阀装置中检测到所述其他的异常的情况、以及(iii)在所述第3阀装置中检测到任意的异常的情况、中的任意一种情况下，使所述燃料电池执行在所述燃料电池的输出电流设置限制的失效安全发电，在执行该失效安全发电中，又在所述第1阀装置、所述第2阀装置以及所述第3阀装置中的、与检测到异常的阀装置不同的两个阀装置中的任意一个中检测到任意的异常的情况下，使所述燃料电池的发电停止。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述控制部构成为：当在未检测到所述第3阀装置的异常的状态下在所述第1阀装置与所述第2阀装置中的任意一个中检测到所述打开异常的情况下，使所述燃料电池的发电停止。
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