CN115432162A - 燃料电池船 - Google Patents

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丸山刚广
平岩琢也
品川学
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Abstract

本发明的燃料电池船在航行中发生了燃料电池的故障的情况下，或者燃料电池达到设备寿命的情况下，也能够避免燃料电池船在航行中停止于海上的事态发生。燃料电池船具备：推进装置，该推进装置通过电力使船体产生推进力；供电部，该供电部向推进装置供给电力；以及调整劣化率的劣化率控制部。供电部具有通过燃料的电化学反应进行发电的多个燃料电池、和至少1个蓄电池。

Description

燃料电池船
技术领域
本发明涉及燃料电池船。
背景技术
以往，提出了一种燃料电池船，从燃料箱向燃料电池供给燃料气体(例如氢气)，通过在燃料电池产生的电力来驱动推进装置(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2018－92815号公报
然而，在专利文献1的结构中，由于燃料电池船搭载的燃料电池为1台，所以在燃料电池船的航行中当燃料电池发生故障时，或者燃料电池达到设备寿命时，有可能无法继续航行而在海上停止。
发明内容
本发明是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于提供一种燃料电池船，当在航行中发生了燃料电池的故障的情况下，或者燃料电池达到设备寿命，也能够避免燃料电池船在航行中的海上停止的事态发生。
本发明的一个侧面的燃料电池船具备：推进装置，该推进装置通过电力使船体产生推进力；以及供电部，该供电部向上述推进装置供给上述电力，在上述燃料电池船中，上述供电部具有通过燃料的电化学反应进行发电的多个燃料电池、和至少1个蓄电池。
根据上述结构，在燃料电池船的航行中，当发生了燃料电池的故障的情况下，或者燃料电池达到设备寿命的情况下，也能够避免燃料电池船在航行中的海上停止的事态发生。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的燃料电池船的简要结构的说明图。
图2是示意地表示上述燃料电池船的主要部分的结构的框图。
图3是示意地表示上述燃料电池船的其他结构的框图。
图4是示意地表示作为上述燃料电池船的运用计划的各燃料电池的更换计划的时序图。
图5是针对上述燃料电池的运转时间和单电池电压之间的关系而示出进行抑制了劣化的低负荷运转时、和进行促进了劣化的高负荷运转时得到的曲线图。
图6是表示每1台上述燃料电池的发电输出和劣化的发展速度之间的关系的曲线图。
图7是表示上述燃料电池的劣化率的调整流程的流程图。
图8是表示上述燃料电池船的电力负荷相对于时间经过的推移的一例的曲线图。
图9是示意地表示上述燃料电池相对于运转时间的劣化率的变化的曲线图。
图10是表示上述燃料电池的其他的劣化率的调整流程的流程图。
图11是示意地表示上述燃料电池船的内部构造的说明图。
附图标记说明：
1…船体；6…推进装置；12a…控制部(劣化率控制部、发电控制部)；31…燃料电池；41…燃料箱；41a…独立箱(燃料箱)；41b…独立箱(燃料箱)；51…蓄电池；100…供电部；SH…燃料电池船。
具体实施方式
针对本发明的实施方式，基于附图进行说明，如以下所述。此外，在本说明书中，如以下那样定义方向。首先，将从燃料电池船的船尾朝向船头的方向作为“前”，将从船头朝向船尾的方向作为“后”。而且，将与前后方向垂直的横向作为左右方向。此时，在燃料电池船前进时，从驾船者来看，将左侧作为“左”，将右侧作为“右”。并且，将与前后方向以及左右方向垂直的重力方向的上游侧作为“上”，将下游侧作为“下”。
〔1.燃料电池船的简要结构〕
首先，参照图1说明成为本实施方式的燃料电池船SH的前提的结构。图1是表示燃料电池船SH的简要结构的说明图。燃料电池船SH具备船体1和舱室2。舱室2配置于船体1的上表面。
燃料电池船SH还具备燃料电池系统3、燃料气体储存部4、蓄电池系统5、推进装置6、多个外围设备11、以及控制装置12。此外，在图1中，用实线表示控制信号或以高电压进行供电的供电线，用单点划线表示控制信号或以低电压进行供电的供电线。
燃料电池系统3作为主电源发挥功能。燃料电池系统3消耗燃料气体而产生电力(具体而言为直流电)。燃料气体是可燃气体。典型的是，燃料气体是氢气。燃料电池系统3将所产生的电力供给至推进装置6以及外围设备11。另外，燃料电池系统3也能够向蓄电池系统5供给电力来对蓄电池系统5进行充电。
燃料气体储存部4是储存向燃料电池系统3供给的燃料气体的燃料储存部。从燃料气体储存部4向燃料电池系统3的燃料气体的供给经由后述的燃料气体供给配管32(参照图11)进行。
蓄电池系统5作为将所蓄积的电力(具体而言为直流电)向推进装置6以及外围设备11供给的辅助电源发挥功能。这样，通过蓄电池系统5作为辅助电源发挥功能，能够弥补从燃料电池系统3向推进装置6等的电力供给不足。此外，蓄电池系统5也可以变换为适当的电压来向控制装置12供给电力。
推进装置6由从燃料电池系统3以及蓄电池系统5中的至少一方供给的电力驱动，使船体1产生推进力。即，燃料电池船SH具备通过电力使船体1产生推进力的推进装置6。
推进装置6具有电力变换装置6a、推进马达6b和螺旋桨6c。电力变换装置6a将从燃料电池系统3供给的电力变换为符合推进马达6b的规格的电力。例如，电力变换装置6a将直流电变换为交流电。在该情况下，电力变换装置6a例如具有逆变器。推进马达6b由从电力变换装置6a供给的电力(例如交流电)驱动。若推进马达6b被驱动，则推进马达6b的旋转力向螺旋桨6c传递。其结果是，螺旋桨6c旋转，在船体1产生推进力。此外，也可以构成为在推进马达6b与螺旋桨6c之间具有船用传动装置。
作为外围设备11，例如包括压缩机、电磁阀、泵等。此外，在外围设备11中也包括照明设备、空调设备等电气设备，但外围设备11的种类不特别限定。
控制装置12控制燃料电池系统3、燃料气体储存部4、蓄电池系统5、推进装置6和多个外围设备11。控制装置12例如由1个或2个以上的计算机构成。计算机例如是PLC(Programable Logic Controller：可编程逻辑控制器)，但也可以是ECU(ElectronicControl Unit：电子控制单元)。经由从未图示的电池(例如铅电池)或蓄电池系统5变换为适当的电压的装置向控制装置12供给电力。
控制装置12具有控制部12a和存储部12b。控制部12a包括CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)那样的处理器。存储部12b包括存储装置，存储数据和计算机程序。具体而言，存储部12b包括半导体存储器那样的主存储装置、半导体存储器、固态驱动器和/或硬盘驱动器那样的辅助存储装置。存储部12b也可以包括可移动介质。存储部12b相当于非暂时性计算机可读取存储介质的一例。
控制部12a的处理器通过执行存储于存储部12b的存储装置的计算机程序来控制燃料电池系统3、燃料气体储存部4、蓄电池系统5、推进装置6和多个外围设备11。
〔2.燃料电池船的主要部分的结构〕
图2是示意地表示本实施方式的燃料电池船SH的主要部分的结构的框图。此外，在该图中，虚线的路径表示燃料气体的供给路径，实线的路径表示电力的供给路径或者控制部12a输出的控制信号的供给路径。燃料电池船SH具备供电部100。供电部100向上述推进装置6供给电力。
供电部100包括燃料电池系统3。燃料电池系统3包括多个燃料电池31。燃料电池31通过燃料气体和氧化剂气体的电化学反应产生电力(具体为直流电)。燃料气体是从燃料气体储存部4的后述的燃料箱41向燃料电池31供给的燃料的一例。氧化剂气体是空气，氧化剂是氧。即，供电部100具有通过燃料的电化学反应进行发电的多个燃料电池31。
燃料电池31是由所层叠的多个单电池构成的燃料电池组。例如，燃料电池31的各单电池具有固体高分子电解质膜、阳极、阴极和一对隔板。阳极和阴极夹持固体高分子电解质膜。阳极是负极(燃料极)。阳极包括阳极催化剂层和气体扩散层。阴极是正极(空气极)。阴极包括阴极催化剂层和气体扩散层。阳极、固体高分子电解质膜和阴极构成膜－电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)。一对隔板夹持膜－电极接合体。各隔板具有多个槽。一方的隔板的各槽形成燃料气体的流路。另一方的隔板的各槽形成氧化剂气体的流路。
在燃料电池31的上述结构中，在阳极侧，燃料气体所包含的氢通过催化剂分解为氢离子和电子。氢离子透过固体高分子电解质膜向阴极侧移动。另一方面，电子通过外部电路向阴极侧移动。由此，产生电流(发电)。在阴极侧，氧化剂气体所包含的氧与流过了外部电路的电子和通过了固体高分子电解质膜的氢离子结合，生成水。所生成的水经由排出配管31a(参照图11)向船外排出。
燃料电池31将发出的电力向推进装置6以及外围设备11供给。此外，燃料电池31也可以将发出的电力经由DC/DC转换器等电路间接地向推进装置6以及外围设备11供给。
供电部100还包括蓄电池系统5。蓄电池系统5包括储备电力的蓄电池51。蓄电池51例如是锂二次电池，但也可以是镍－镉蓄电池、镍－氢蓄电池等。蓄电池51的个数不特别限定，可以为1个，也可以为多个。即，供电部100具有至少1个蓄电池51。
此外，蓄电池51的容量可以适当地设定。另外，在蓄电池51为多个的情况下，蓄电池51既可以串联连接，也可以并联连接。蓄电池51将所蓄积的电力向推进装置6以及外围设备11供给。
如上述所述，通过供电部100具有多个燃料电池31和至少1个蓄电池51，在燃料电池船SH的航行中，即便在多个燃料电池31中的任一个因某种原因发生了故障的情况下，或者达到设备寿命的情况下，也能够通过剩余的燃料电池31继续发电，将由该燃料电池31产生的电力供给至推进装置6来使推进装置6运行。另外，即便在全部燃料电池31中的发电因某种原因而停止的情况下，或者达到设备寿命而停止的情况下，也能够将储备于至少1个的蓄电池51的电力向推进装置6供给来使推进装置6运行。即，在燃料电池船SH的航行中，即便在至少任一燃料电池31发生了故障的情况下，或者达到设备寿命的情况下，也能够避免燃料电池船SH在航行中的海上停止的事态发生。
燃料电池船SH的燃料气体储存部4具有燃料箱41。燃料箱41收容作为向燃料电池31供给的燃料的燃料气体。在本实施方式中，燃料箱41设置有多个。即，燃料电池船SH具备收容燃料的多个燃料箱41。上述多个燃料电池31分别经由燃料气体供给配管32(参照图11)与至少1个燃料箱41连接。而且，从至少1个燃料箱41向各燃料电池31供给燃料气体。
这里，如图2所示，在燃料电池船SH例如设置有5个燃料箱41。为了便于说明，将各燃料箱41也称为独立箱41a～41e。即，多个燃料箱41包括收容燃料气体的多个独立箱41a～41e。
在本实施方式中，多个燃料箱41尤其是包括独立箱41a和41b。独立箱41a和41b与多个燃料电池31中的2个以上的相同的燃料电池31(在图2中例如为燃料电池31a和31b)连接。
在该结构中，在燃料电池船SH的航行中，即便在多个燃料电池31中的任一个(例如燃料电池31a)因某种原因发生了故障的情况下，或者达到设备寿命的情况下，也能够从独立箱41a和41b对剩余的燃料电池31(例如燃料电池31b)供给燃料气体来使其继续发电，从而使燃料电池船SH继续航行。因此，在该情况下，能够有效地利用收容于各独立箱41a和41b的燃料气体(能够为了驱动其他燃料电池31b而用尽)。
多个燃料箱41中的独立箱41c和41d分别与相同的燃料电池31c连接来向相同的燃料电池31c供给燃料气体。独立箱41e与1个燃料电池31d连接而仅向1个燃料电池31d供给燃料气体。
图3是示意地表示燃料电池船SH的其他结构的框图。此外，在该图中，为了方便，省略了在图2中示出的燃料气体储存部4的图示。如该图所示，在将推进装置6和供电部100组成1组而作为推进动力装置60时，燃料电池船SH既可以具有2组推进动力装置60，虽未图示但也可以具有3组以上推进动力装置60。即，燃料电池船SH可以具有多组由推进装置6和供电部100组成的组。此外，在需要特别区别各推进动力装置60的情况下，将各推进动力装置60称为推进动力装置60a和推进动力装置60b。推进动力装置60a和推进动力装置60b中的供电部100的结构与图2相同。
在该结构中，在燃料电池船SH的航行中，即便在任一组(例如推进动力装置60a)中因某种原因在燃料电池31或者推进装置6中产生了故障的情况下，也能构通过其他组(例如推进动力装置60b)的运行来继续燃料电池船SH的航行。其结果是，能够避免燃料电池船SH在航行中停止的事态发生。
〔3.燃料电池船的运用计划〕
接下来，说明燃料电池船SH的运用计划。此外，这里，作为例子，燃料电池船SH搭载有6台燃料电池31，将在燃料电池船SH的运用开始时刻所搭载的燃料电池31设为燃料电池A0、B0、C0、D0、E0和F0。
图4是示意地表示作为燃料电池船SH的运用计划的各燃料电池31的更换计划的时序图。各燃料电池31的更换典型的是在燃料电池船SH为了维护而进入船坞时实施。这里，中型船舶或大型船舶进入船坞的时期一般在1年～3年中为1次左右。在航行中途燃料电池31达到寿命时，仅为了更换燃料电池31而进入船坞会影响到船的运用计划，经济性显著受损。因此，优选燃料电池31的根据寿命更换的时机与基于预先设定的运用计划的燃料电池船SH进入船坞的时机(维护时期)一致。
在本实施方式中，如图4所示，以预先计划的每2年进入船坞的时机，更换2台或3台燃料电池31，并维持全部的燃料电池始终可以运转的状态。例如，燃料电池A0在从运用开始2年后更换为燃料电池A1，进而在4年后(在从运用开始6年后)更换为燃料电池A2。针对燃料电池B0，也相同地在从运用开始经过2年后更换为燃料电池B1，并进一步在4年后更换为燃料电池B2。燃料电池C0在从运用开始经过4年后更换为燃料电池C1，并进一步在4年后更换为燃料电池C2。针对燃料电池D0，也相同地在从运用开始经过4年后更换为燃料电池D1，并进一步在4年后更换为燃料电池D2。燃料电池E0在从运用开始经过4年后更换为燃料电池E1。燃料电池F0在从运用开始经过6年后更换为燃料电池F1。
此外，图中的“高负荷”表示促进燃料电池31的劣化的运转，即燃料电池31的劣化相对于运转时间的发展速度相对较快的运转(高负荷运转)。另一方面，“低负荷”表示抑制燃料电池31的劣化的运转，即燃料电池31的劣化相对于运转时间的发展速度相对较慢的运转(低负荷运转)。燃料电池31的劣化例如是指燃料电池31的电极(阳极、阴极)所包含的催化剂(例如铂)的劣化。
各燃料电池31的运转模式(高负荷运转/低负荷运转)基于燃料电池31的规格和燃料电池船SH的运用计划而预先设定。运转模式的设定根据每次维护所确认的实际的燃料电池31的劣化状态来更新。此外，也可以对燃料电池船SH的航行模式进行机器学习，控制部12a根据实际的燃料电池31的劣化状况而自动地判断最优的更换计划。
〔4.针对燃料电池的劣化率〕
在本实施方式中，将上述燃料电池31的劣化程度也称为“劣化率”。劣化率对应于在构成燃料电池31的组的单电池中每单位面积流过规定值的电流时的单电池电压，取0～100％的值。劣化率0％对应于燃料电池31处于初始状态下的上述单电池电压(没有劣化的状态)。劣化率100％对应于燃料电池31劣化而需要更换时的上述单电池电压。
图5示意地表示燃料电池31的运转时间T(hour)与单电池电压Vc(V)之间的关系。纵轴的单电池电压Vc表示燃料电池组的单电池的每单位面积流过0.6A的电流(即0.6A/cm2)时的每片单电池的电压。这里，在燃料电池31的初始状态(运转时间为0小时)下，Vc＝V0＝0.75V。即，表示单电池电压Vc为V0的燃料电池31的劣化率为0％。此外，上述电流值以及电压值等是例示，当然不限定于上述值。此外，在图5中，实线的曲线表示进行抑制了劣化的低负荷运转时得到的单电池电压的变化，虚线的曲线表示进行促进了劣化的高负荷运转时得到的单电池电压的变化。
随着运转时间变长，燃料电池31的劣化发展。而且，随着燃料电池31的劣化的发展，如图5所示，单电池电压V降低。这里，将单电池电压V到达从初始状态降低了10％的值(V＝VL＝0.67V)时的燃料电池31的状态设为劣化率100％。如上述所述，优选到达V＝VL的时机与维护日期时间一致。此外，劣化率成为100％的单电池电压的降低量以及单电池电压可以对应于燃料电池31的电极(催化剂)的材料以及表面积等而适当地设定，当然不限定于上述“10％”以及“0.67V”。
〔5.针对燃料电池的劣化率的调整(低输出侧)〕
图6表示每台燃料电池的发电输出P与劣化的发展速度Dv(％/h)之间的关系。劣化的发展速度Dv是指每单位时间的燃料电池31的劣化率的变化量(降低量)。
上述低负荷运转是指在图6的曲线中在燃料电池31的劣化的发展速度Dv较低的区域中使燃料电池31发电的情况。例如，由于在燃料电池31的发电输出P成为20kW以上110kW以下那样的运转中，燃料电池31的劣化的发展速度Dv成为规定值Dth以下，所以成为低负荷运转。此外，在燃料电池船SH完全停止，燃料电池31的发电输出P＝0(kW)时，燃料电池31的劣化的发展速度Dv成为最低的零。
另一方面，高负荷运转是指在图6的曲线中在燃料电池31的劣化的发展速度Dv较高的区域中使燃料电池31发电的情况。例如，由于在燃料电池31的发电输出P小于20kW的运转、或者发电输出P超过110kW的运转中，燃料电池31的劣化的发展速度Dv比规定值Dth大，所以成为高负荷运转。
另外，例如，即便燃料电池船SH完全停止，但仍以驱动照明设备等外围设备11为目的，在发电输出P成为0＜P≦20kW的范围内，继续进行燃料电池31的发电的情况下，根据图6，燃料电池31的劣化的发展速度Dv超过规定值Dth。在该状态下，燃料电池31成为高负荷运转，促进燃料电池31的劣化。并且，由于在频繁地反复进行燃料电池31的起动和停止中，继续进行发电输出P小于20kW那样的燃料电池31的运转，所以成为促进燃料电池31的劣化的高负荷运转。
这里，将燃料电池31的劣化的发展速度Dv成为规定值Dth时的燃料电池31的发电输出P定义为Pdeg。根据图6，发电输出Pdeg也可以说是燃料电池31的劣化的发展速度Dv收敛于规定值(规定值Dth)以下的燃料电池31的发电输出P的范围(20≦P≦110kW)的下限值(例如20kW)。
这里，如图6所示，在Pdeg＝20kW的情况下，在搭载有6台燃料电池31的燃料电池船SH中，如果船内消耗的电力(电力要求)为20kW×6＝120kW以下，在以该120kW以下的电力在6台燃料电池中被均等地分割的方式运转各燃料电池31时，在全部燃料电池31中促进了劣化。即，即便是以低负荷运转来运用的燃料电池31，也成为高负荷运转。在该情况下，需要更换以低负荷运转运用的燃料电池31的更换目标时期有可能比最初的更换预定时期(维护时期)提前。
另外，对于根据燃料电池船SH的停泊时间的长度而停止发电的情况，既有可能抑制劣化，也有可能促进劣化。例如，在燃料电池船SH的停泊时间较短时，从发电停止开始，会在短时间再次开始燃料电池31的发电。如上述所述，由于在反复进行燃料电池31的发电以及停止中，继续进行发电输出P小于20kW那样的燃料电池31的运转，所以促进燃料电池31的劣化。另一方面，在燃料电池船SH的停泊时间较长的情况下，由于燃料电池31的发电停止期间变长，所以燃料电池31的劣化的发展速度为零的时间变长，结果抑制了燃料电池31的劣化。
因此，在本实施方式中，在1台燃料电池31的发电输出P低于Pdeg时，停止至少任一个燃料电池31的发电来调整燃料电池31的劣化的发展速度Dv以及劣化率。由此，能够促进或抑制燃料电池31的劣化，使燃料电池31的更换目标时期与更换预定时期接近或一致。
上述本实施方式的控制部12a作为调整多个燃料电池31各自的劣化率的劣化率控制部发挥功能。即，本实施方式的燃料电池船SH具备作为劣化率控制部的控制部12a，该控制部12a调整表示多个燃料电池31各自的劣化程度的劣化率。
以下，具体地说明由控制部12a进行的对燃料电池31的劣化率的调整的顺序。图7是表示燃料电池31的劣化率的调整的流程的流程图。
首先，控制部12a判断由燃料电池船SH消耗的电力负荷W(kW)是否为第一阈值Wth1以下(S1)。这里，第一阈值Wth1是根据1台燃料电池的上述发电输出Pdeg(kW)和燃料电池31的搭载数量Nfc(个)而决定的值，具体而言，Wth1＝Pdeg×Nfc。
图8是表示燃料电池船SH的电力负荷W相对于时间经过而推移的曲线图。燃料电池船SH的电力负荷W是由燃料电池船SH消耗的电力负荷的总和，其中也包含由外围设备11消耗的电力。如该图所示，在变为W≦Wth1的时刻t1，控制部12a开始燃料电池31的劣化率的调整。此外，在S1中，在W＞Wth1的情况下，控制部12a不进行劣化率的调整而保持原样待机。
在S1中，在W≦Wth1的情况下，接下来，控制部12a判断燃料电池船SH是否处于停泊中(S2)。例如，在基于燃料电池船SH的运用计划而预测到船内所要求的电力在一定期间(例如48小时)内小于规定值的情况下，控制部12a能够判断为燃料电池船SH处于停泊中。另一方面，在无法进行上述预测的情况下，控制部12a能够判断为燃料电池船SH未处于停泊中。
在S2中，在判断为燃料电池船SH处于停泊中的情况下，控制部12a判断停泊预测时间Ts是否为规定时间T1(例如48小时)以上(S3)。上述停泊预测时间Ts既可以是驾船者预先操作输入部而设定的时间，也可以是通过基于燃料电池船SH的运用计划的机器学习而取得的时间。
在S3中，在Ts≧T1的情况下，控制部12a使欲抑制劣化的燃料电池31、即以低负荷运转运用的燃料电池31的发电停止(S4)。在该情况下，如上述所述，因为燃料电池31的发电停止期间较长，所以抑制了以低负荷运转运用的燃料电池31的劣化。另一方面，由于以高负荷运转运用的燃料电池31继续发电，所以劣化发展，结果是促进了劣化。在S2中，燃料电池船SH未处于停泊中的情况下，也进入S4。其结果是，针对以低负荷运转运用的燃料电池31，抑制了劣化，针对以高负荷运转运用的燃料电池31，促进了劣化。在以高负荷运转运用的燃料电池31存在多个的情况下，控制部12a将S1的电力负荷W均等地除以上述燃料电池31的台数，斌从上述燃料电池31输出分担后的电力(S5)。
另一方面，在S3中，在Ts＜T1的情况下，控制部12a使欲促进劣化的燃料电池31、即以高负荷运转运用的燃料电池31的发电停止(S6)。在该情况下，由于以高负荷运转运用的燃料电池31在发电停止后在短期间再次开始发电(是预定的)，所以结果是促进了劣化。另一方面，以低负荷运转运用的燃料电池31继续发电，但由于不反复进行在短期间的发电和停止，所以不会促进劣化，相对地抑制了劣化。在以低负荷运转运用的燃料电池31存在多个的情况下，控制部12a将S1的电力负荷W均等地除以上述燃料电池31的台数，并从上述燃料电池31输出分担后的电力(S7)。
图9示意地表示燃料电池31相对于运转时间T的劣化率D的变化。此外，图中的实线的曲线表示以抑制了劣化的低负荷运转运用的燃料电池31的劣化率D的变化，虚线的曲线表示以促进了劣化的高负荷运转运用的燃料电池31的劣化率D的变化。另外，用Dex表示适于燃料电池31的更换的劣化率D。在本实施方式中，Dex＝100％。
控制部12a通过如上述那样使规定的燃料电池31的发电停止，能够调整燃料电池31的劣化的发展速度Dv来调整劣化率D。由此，可以使以高负荷运转运用的燃料电池31的更换目标时期Tc1与进入船坞的时机即更换预定时期Tm1接近或一致，从而可以在该更换预定时期Tm1的维护时更换以高负荷运转运用的燃料电池31。另外，同样地，可以使以低负荷运转运用的燃料电池31的更换目标时期Tc2与进入船坞的时机即更换预定时期Tm2接近或一致，从而可以在该更换预定时期Tm2的维护时更换以低负荷运转运用的燃料电池31。
即，在将各燃料电池31的劣化率D到达各燃料电池31的因劣化而适合于更换的劣化率Dex的时期设为更换目标时期Tc，将预先设定的各燃料电池31的更换时期设为更换预定时期Tm时，作为劣化率控制部的控制部12a针对各燃料电池31的每一个，以使更换目标时期Tc与更换预定时期Tm接近或一致的方式(在上述例子中，以使Tc1与Tm1接近或一致，使Tc2与Tm2接近或一致的方式)，从运用开始在规定期间(例如10年)内，调整至少1个燃料电池31的劣化率D。由此，能够在燃料电池船SH进入船坞(维护)的时机进行各燃料电池31的更换作业，可以高效地运用燃料电池船SH。另外，也能够避免在燃料电池船SH的航行中途各燃料电池31劣化达到寿命而在航行中途需要更换各燃料电池31的事态发生。
另外，控制部12a在由燃料电池船SH消耗的电力负荷W成为根据燃料电池31的劣化的发展速度Dv成为规定值Dth以下的燃料电池31的发电输出P的下限值Pdeg和燃料电池31的搭载数Nfc所决定的第一阈值Wth1以下时，调整燃料电池31的劣化率(S1～S5)。并且，控制部12a根据第一阈值Wth1以下的状态持续的预测时间(停泊预测时间Ts)，而使劣化率的调整方法不同(S3、S4、S6)。
若在船内的电力负荷W成为第一阈值Wth1以下时，使各燃料电池31以均等的输出进行发电，则会促进全部燃料电池31的劣化。通过在W≦Wth1时进行劣化率调整，根据停泊预测时间Ts而使劣化率的调整方法不同，针对以低负荷运转运用的燃料电池31，能够抑制劣化，使其更换目标时期Tc2与更换预定时期Tm2接近或一致。另外，针对以高负荷运转运用的燃料电池31，能够保持原样地促进劣化，使其更换目标时期Tc1与更换预定时期Tm1接近或一致。
另外，多个燃料电池31包括基于燃料电池船SH的运用计划而以高负荷运转运用的燃料电池31和以低负荷运转运用的燃料电池31。而且，控制部12a判断燃料电池船SH是否是基于运用计划而预测停泊的状态(S2)，在上述停泊未被预测到的情况下，停止以低负荷运转运用的燃料电池31的发电(S4)。在该情况下，由于以低负荷运转运用的燃料电池31的劣化受到抑制，所以针对上述燃料电池，能够减少更换目标时期Tc2与更换预定时期Tm2的偏差较大的事态发生。
另外，控制部12a在燃料电池船SH的停泊预测时间Ts为根据运用计划而决定的规定时间T1以上的情况下，停止以低负荷运转运用的燃料电池31的发电(S3、S4)。通过长时间的发电停止，以低负荷运转运用的燃料电池31的劣化受到抑制。由此，针对上述燃料电池31，能够减少更换目标时期Tc2与更换预定时期Tm2的偏移较大的事态发生。
另外，控制部12a根据以高负荷运转运用的多个燃料电池31的台数而均等地分担燃料电池船SH的电力负荷W，并从以高负荷运转运用的各燃料电池31输出分担后的电力(S5)。在该情况下，能够使以高负荷运转运用的多个燃料电池31的劣化以相同程度发展，从而使上述各燃料电池31达到寿命的时机集中。由此，使得集中更换上述各燃料电池31的作业非常有效。
另外，控制部12a在燃料电池船SH的停泊预测时间Ts小于规定时间T1的情况下，停止以高负荷运转运用的燃料电池31的发电(S6)。在短期间的燃料电池31的发电停止以及起动反而成为使燃料电池31的劣化发展的重要因素。在Ts＜T1的情况下，预测到从以高负荷运转运用的燃料电池31的发电停止开始，在短期间(在停泊预测时间Ts到达规定时间T1之后)上述燃料电池31被起动。因在短期间的上述燃料电池31的停止以及起动所带来的劣化的促进，能够使以高负荷运转运用的燃料电池31的更换目标时期Tc1，与基于运用计划的适当的更换预定时期Tm1接近(或一致)，从而能够在适当的时机进行更换作业。
另外，控制部12a根据以低负荷运转运用的燃料电池31的台数而均等地分担燃料电池船SH的电力负荷W，并从以低负荷运转运用的各燃料电池31输出分担后的电力(S7)。在该情况下，能够使以低负荷运转运用的多个燃料电池31的劣化以相同程度发展，从而使上述各燃料电池31达到寿命的时机集中。由此，使得集中更换上述各燃料电池31的作业非常有效。
此外，在判断为以高负荷运转运用的燃料电池31的劣化进展到设想以上，比更换目标时期Tc1早到达寿命的情况下，也可以将上述燃料电池31暂时切换为低负荷运转来调整上述燃料电池31的劣化率。
〔6.针对燃料电池的劣化率的调整(高输出侧)〕
如在之前的说明中参照过的图6所示，即便燃料电池31的发电输出P变高，燃料电池31的劣化的发展速度Dv也会增大。这是因为在较多电流流过燃料电池31的各单电池时，即便通过冷却介质冷却了燃料电池31，燃料电池31的温度也会局部升高。因此，例如，若从以低负荷运转运用的燃料电池31输出超过额定输出Prated(kW)的电力，则尽管想要抑制劣化，但仍会促进劣化。
因此，在本实施方式中，在燃料电池船SH的电力负荷W较大的情况下，作为劣化率控制部的控制部12a进行以下的控制，由此抑制以低负荷运转运用的燃料电池31的劣化。以下，对该点进行说明。
图10是表示燃料电池31的其他的劣化率的调整流程的流程图。首先，控制部12a判断由燃料电池船SH消耗的电力负荷W是否为第二阈值Wth2以上(S11)。这里，第二阈值Wth2是根据1台燃料电池的额定输出Prated和燃料电池31的搭载数量Nfc(个)所决定的值，具体而言，Wth2＝Prated×Nfc。
此外，Prated例如为80(kW)(参照图6)，但不限定于该值，可以根据燃料电池31的电极的材料、表面积等来适当地进行设定。此外，在将燃料电池31的最大输出设为Pmax(kW)时，Prated＜Pmax。
在S11中，在W≧Wth2的情况下，控制部12a调整至少1个燃料电池31的劣化率(S12)。例如，控制部12a将欲抑制劣化的燃料电池31、即以低负荷运转运用的燃料电池31的发电输出Preq(kW)设定为额定输出Prated以下(S12)。换言之，使以低负荷运转运用的燃料电池31以满足Preq≦Prated的发电输出Preq运转。由此，由于以低负荷运转运用的燃料电池31的发电输出被抑制为Preq，所以上述燃料电池31的劣化受到抑制，其劣化率降低。此时，控制部12a也可以将以高负荷运转运用的燃料电池31的发电输出设定为额定输出Prated以上。在该情况下，能够增大以高负荷运转运用的燃料电池31的劣化率来促进其劣化。
这样，控制部12a在由燃料电池船SH消耗的电力负荷W成为根据燃料电池31的额定输出Prated和燃料电池31的搭载数量Nfc所决定的第二阈值Wth2以上时，调整(至少1个)燃料电池31的劣化率。由此，即便在燃料电池船SH的电力负荷W较大的情况下，针对以低负荷运转运用的燃料电池31，也能够降低劣化率来抑制劣化。因此，针对以低负荷运转运用的燃料电池31，能够避免尽管想要抑制劣化但还是促进了劣化的事态发生。另一方面，针对以高负荷运转运用的燃料电池31，能够如上述那样增大劣化率来促进劣化。
另外，控制部12a将多个燃料电池31中的以低负荷运转运用的燃料电池31、即成为抑制劣化的对象的燃料电池31的发电输出Preq设定为额定输出Prated以下(S12)。由此，即便在燃料电池船SH的电力负荷W较大的情况下，也能够可靠地抑制以低负荷运转运用的燃料电池31的劣化。
〔7.针对燃料电池船的内部构造〕
接下来，详细说明上述燃料电池船SH的内部构造。图11是示意地表示燃料电池船SH的内部构造的说明图。此外，在图11中，用虚线的箭头表示空气的流动。在图11中，将附图右侧作为船头侧，将附图左侧作为船尾侧，在此基础上，图示出各部件，但如果能够维持各部件的连接关系，各部件的位置不限定于在图11中示出的位置。
燃料电池船SH具备机关室13和燃料室14。机关室13和燃料室14配置于船体1的甲板1a的下部。换言之，机关室13和燃料室14配置于船体1的甲板1a与底板1b之间。此外，底板1b位于甲板1a与船底部1c(参照图1)之间。
机关室13相对于燃料室14位于船头侧。从船头侧朝向船尾侧，隔壁W1、W2和W3依次位于甲板1a的下部。机关室13由隔壁W1和W2从其他空间中分隔出。燃料室14由隔壁W2和W3从其他空间中分隔出。隔壁W1～W3例如由纤维强化塑料(FRP：Fiber ReinforcedPlastics)构成，但也可以是铁板。
(7－1.燃料电池系统的结构)
燃料电池船SH的燃料电池系统3位于机关室13内。燃料电池系统3具有上述燃料电池31、燃料气体供给配管32和燃料电池侧截止阀33。燃料电池侧截止阀33是外围设备11(参照图1)的一例。
燃料气体供给配管32是用于将收容于燃料气体储存部4的后述燃料箱41的燃料气体供给至燃料电池31的阳极的燃料供给配管。
燃料电池侧截止阀33是开放或关闭燃料气体供给配管32的流路的截止阀SV的一例。燃料电池侧截止阀33的开闭由控制部12a(参照图1)控制。具体而言，燃料电池侧截止阀33基于控制部12a的控制来切换燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给和供给停止。燃料电池侧截止阀33也可以在后述的燃料电池分区30内在燃料气体供给配管32仅设置有1个，也可以设置有2个以上。
燃料电池船SH还具备燃料电池分区30。燃料电池分区30是收容燃料电池31的收容体，配置于机关室13。此外，在图11中，为了方便，仅图示出1个燃料电池分区30，但本实施方式的燃料电池船SH如上述所述具有多个燃料电池31(参照图2等)，因此燃料电池分区30也对应于各燃料电池31而设置有多个。
燃料电池分区30具有中空形状。例如，燃料电池分区30具有中空的大致长方体形状。在该情况下，构成燃料电池分区30的外壁例如具有顶壁30a、底壁30b、正面壁(未图示)、背面壁(未图示)、侧壁30c和侧壁30d。其中，燃料电池分区30的顶面、底面、正面、背面和侧面能够任意定义。另外，燃料电池分区30的形状只要具有能够收容燃料电池31的空间，则不特别限定。燃料电池分区30也能够被视为是收容燃料电池31的容器、腔室或盒子。燃料电池分区30的外壁的材料例如是FRP，但也可以是铁板。
在燃料电池分区30的侧壁30d开口设置有电池分区供气口30e。电池分区供气口30e与后述电池分区供气管35连接。此外，电池分区供气口30e也可以在燃料电池分区30中设置于除侧壁30d以外的外壁。
另一方面，在燃料电池分区30的侧壁30c开口设置有电池分区排气口30f。电池分区排气口30f与后述管道分区90连通。此外，电池分区排气口30f也可以在燃料电池分区30中设置于除侧壁30c以外的外壁。
除电池分区供气口30e和电池分区排气口30f之外，燃料电池分区30在内部具有密闭的空间。
在燃料电池分区30内收容有上述燃料气体供给配管32的一部分和燃料电池侧截止阀33。另外，在燃料电池分区30内还收容有电池分区内部气体检测器34a和电池分区内部火灾检测器34b。
电池分区内部气体检测器34a是配置于燃料电池分区30的内部的燃料气体检测器。例如，在燃料气体是氢气的情况下，电池分区内部气体检测器34a由氢气检测传感器构成。
电池分区内部气体检测器34a配置于位于燃料电池分区30的上部的顶壁30a的内表面。作为燃料气体的氢气比空气轻而上升。因此，通过在燃料电池分区30的顶壁30a配置电池分区内部气体检测器34a，即便在燃料气体从燃料电池分区30内漏出的情况下，也能通过电池分区内部气体检测器34a可靠地检测漏出的燃料气体。此外，电池分区内部气体检测器34a的设置位置也可以构成为位于燃料气体在燃料电池分区30内漏出时上述燃料气体流动的流路的最靠下游侧。
当电池分区内部气体检测器34a在燃料电池分区30内检测出燃料气体时，该检测信号从电池分区内部气体检测器34a被送至控制部12a。由此，控制部12a能够控制设置于燃料气体供给配管32的燃料电池侧截止阀33，并停止燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给。
电池分区内部火灾检测器34b是配置于燃料电池分区30的内部的火灾检测器。电池分区内部火灾检测器34b例如包括检测烟的烟传感器、检测热的热传感器、检测火焰的火焰传感器中的1个以上的传感器。电池分区内部火灾检测器34b也可以由热电偶式的火灾检测器构成。
电池分区内部火灾检测器34b配置于位于燃料电池分区30的上部的顶壁30a的内表面。在燃料电池分区30的内部万一发生火灾时，电池分区内部火灾检测器34b检测该火灾，并将表示火灾发生的检测信号输出至控制部12a(参照图2)。在该情况下，控制部12a能够控制燃料电池侧截止阀33，停止燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给。由此，能够极力降低在燃料电池分区30中上述燃料气体的着火所引起的爆炸的危险性。
在燃料电池分区30连接有电池分区供气管35。电池分区供气管35从燃料电池分区30的电池分区供气口30e延伸至甲板1a，并从甲板1a的上表面露出。
在电池分区供气管35的甲板1a侧的端部配置有电池分区供气装置36和电池分区外部气体检测器37。电池分区供气装置36和电池分区外部气体检测器37位于甲板1a的上部。
电池分区供气装置36例如由廉价的非防爆型的供气风扇构成，但也可以由防爆型的供气风扇构成。电池分区供气装置36的驱动由控制部12a控制。也可以在电池分区供气装置36配置有1个以上的过滤器(未图示)。上述过滤器例如除去灰尘或海盐颗粒。
电池分区供气装置36经由电池分区供气管35和电池分区供气口30e将燃料电池分区30的外部的空气供给至燃料电池分区30的内部。燃料电池分区30的内部的空气经由电池分区排气口30f被排出至管道分区90。由此，对燃料电池分区30的内部进行换气。其结果是，能够抑制可燃气体(例如从燃料电池31漏出的燃料气体)在燃料电池分区30内滞留。
电池分区外部气体检测器37检测从燃料电池分区30的外部流入内部的可燃气体(例如漂浮在船体1的周围的氢气等)。电池分区外部气体检测器37例如是氢气传感器等可燃气体传感器。电池分区外部气体检测器37相对于电池分区供气装置36配置于与电池分区供气管35相反的一侧，即配置于从燃料电池分区30的外部朝向内部的空气流的上游侧。此外，电池分区外部气体检测器37也可以由检测除氢气以外的可燃气体的气体传感器构成。除氢气以外的可燃气体例如包括甲烷、乙烷、丙烷、一氧化碳等。
电池分区外部气体检测器37例如将表示可燃气体的浓度的检测信号输出至控制部12a。由此，控制部12a能够基于上述检测信号判断可燃气体的浓度是否为规格值以上。而且，控制部12a在上述浓度为规格值以上的情况下，能够控制燃料电池侧截止阀33来停止燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给。此外，上述规格值基于实验和/或经验来确定即可。
燃料电池船SH还具备冷却介质箱38和冷却介质配管39。冷却介质箱38储存用于冷却燃料电池31的冷却介质。冷却介质例如是导电率低的防冻液。防冻液例如是以规定比例混合了纯水和乙二醇的液体。冷却介质箱38密闭，但上部也可以开放。
冷却介质配管39是用于使冷却介质在燃料电池31与未图示的热交换器之间循环的配管。此外，在冷却介质配管39的中途也设置有未图示的循环泵。通过驱动循环泵，从热交换器经由冷却介质配管39将冷却介质供给至燃料电池31，对燃料电池31进行冷却。用于燃料电池31的冷却的冷却介质经由冷却介质配管39也被供给至冷却介质箱38，因此，冷却介质的伴随温度变化的容积变化被吸收，并且冷却介质的液量受到监视。
在冷却介质箱38内的上部设置有冷却箱内部气体检测器38a。冷却箱内部气体检测器38a是检测在冷却介质箱38内存在的燃料气体的燃料气体检测器。作为在冷却介质箱38内存在的燃料气体，例如可以考虑从燃料电池31泄漏并经由冷却介质配管39而侵入到冷却介质箱38内的燃料气体。由冷却箱内部气体检测器38a检测的燃料气体的检测结果(例如燃料气体的浓度的信息)被送至控制部12a。由此，控制部12a基于冷却箱内部气体检测器38a中的检测结果，判断在燃料电池31有无燃料气体的泄漏，在有泄漏的情况下，例如能够进行停止燃料电池31的发电的控制。
(7－2.燃料气体储存部的结构)
燃料电池船SH的燃料气体储存部4具有上述燃料箱41、气体填充配管42和箱侧截止阀43。箱侧截止阀43是外围设备11的一例。
燃料箱41收容作为供给至燃料电池31的燃料的燃料气体。在图11中，为了方便，仅图示出1个燃料箱41，但燃料箱41的个数不特别限定，也可以为多个(参照图2)。
气体填充配管42是用于向燃料箱41补给燃料气体或填充惰性气体的配管。气体填充配管42的一端侧与燃料箱41连接。气体填充配管42的另一端侧分支为2个，分别与燃料气体填充口82和惰性气体填充口84连接。燃料气体填充口82和惰性气体填充口84设置于后述管道分区90(特别是上部管道分区80)。
上述惰性气体例如是氮气。例如，在船坞(船渠)内进行燃料电池船SH的检查或修理等维护时，若在燃料箱41残留有燃料气体，则在因某种原因燃料气体着火时，存在发生爆炸的危险性。因此，在燃料电池船SH的维护时，向燃料箱41填充惰性气体，来从燃料箱41除去燃料气体。由此，能够避免上述爆炸的危险性。
上述燃料气体供给配管32中的与燃料电池31的连接侧的相反侧与燃料箱41连接。即，燃料箱41和燃料电池31经由燃料气体供给配管32连接。
箱侧截止阀43是开放或关闭燃料气体供给配管32的流路的截止阀SV的一例。箱侧截止阀43的开闭由控制部12a控制。具体而言，箱侧截止阀43基于控制部12a的控制而切换燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给和供给停止。箱侧截止阀43在后述的箱分区40内在燃料气体供给配管32仅设置有1个，但也可以设置有2个以上。
即，连接燃料箱41和燃料电池31的燃料气体供给配管32可以说是具有至少2个截止阀SV。上述至少2个截止阀SV包括燃料电池侧截止阀33和箱侧截止阀43。
燃料电池船SH还具备箱分区40。箱分区40是收容至少1个燃料箱41的收容体。箱分区40配置于燃料室14。箱分区40的个数不特别限定，既可以为1个，也可以为多个。
箱分区40具有中空形状。例如，箱分区40具有中空的大致长方体形状。在该情况下，构成箱分区40的外壁例如具有顶壁40a、底壁40b、正面壁(未图示)、背面壁(未图示)、侧壁40c和侧壁40d。但是，箱分区40的顶面、底面、正面、背面和侧面能够任意定义。另外，只要箱分区40的形状具有能够收容至少1个燃料箱41的空间，则不特别限定。箱分区40也能够被视为是收容燃料箱41的容器、腔室或盒子。箱分区40的外壁的材料例如是FRP，也可以是铁板。
在箱分区40的侧壁40c开口设置有箱分区供气口40e。箱分区供气口40e与后述箱分区供气管45连接。此外，箱分区供气口40e也可以设置于箱分区40中的除侧壁40c以外的外壁。
另一方面，在箱分区40的顶壁40a开口设置有箱分区排气口40f。箱分区排气口40f与通气管10连通。通气管10是用于将箱分区40的内部的空气导至船外的配管。此外，箱分区排气口40f也可以设置于箱分区40中的除顶壁40a以外的外壁。
除箱分区供气口40e和箱分区排气口40f之外，箱分区40在内部具有密闭的空间。
在箱分区40内收容有上述燃料气体供给配管32的一部分和箱侧截止阀43。另外，在箱分区40内还收容有箱分区内部气体检测器44a和箱分区内部火灾检测器44b。
箱分区内部气体检测器44a是配置于箱分区40的内部的燃料气体检测器。例如，在燃料气体是氢气的情况下，箱分区内部气体检测器44a由氢气检测传感器构成。
箱分区内部气体检测器44a配置于位于箱分区40的上部的顶壁40a中的接近箱分区排气口40f的位置或箱分区排气口40f的内部。在箱分区40内万一燃料气体从燃料箱41漏出的情况下，漏出的燃料气体通过箱分区排气口40f朝向通气管10流动。即，箱分区排气口40f位于在箱分区40内燃料气体漏出时上述燃料气体流动的流路的最靠下游侧。因此，通过在接近箱分区排气口40f的位置或箱分区排气口40f的内部配置箱分区内部气体检测器44a，即便在箱分区40内燃料气体向哪个位置漏出的情况下，也能够通过位于流路的最靠下游侧的箱分区内部气体检测器44a可靠地检测漏出的燃料气体。
当箱分区内部气体检测器44a在箱分区40内检测出燃料气体时，该检测信号从箱分区内部气体检测器44a被送至控制部12a。由此，控制部12a能够控制设置于燃料气体供给配管32的箱侧截止阀43和燃料电池侧截止阀33，来停止燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给，且能够通过开放放出阀72来排出在配管内部残留的高压氢。
箱分区内部火灾检测器44b是配置于箱分区40的内部的火灾检测器。箱分区内部火灾检测器44b例如包括检测烟的烟传感器、检测热的热传感器、检测火焰的火焰传感器中的1个以上的传感器。箱分区内部火灾检测器44b也可以由热电偶式的火灾检测器构成。
箱分区内部火灾检测器44b配置于位于箱分区40的上部的顶壁40a的内表面。箱分区内部火灾检测器44b在箱分区40的内部万一发生火灾时，检测该火灾，并将表示火灾发生的检测信号输出至控制部12a。在该情况下，控制部12a也能够控制箱侧截止阀43和燃料电池侧截止阀33，来停止燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给，且通过开放放出阀72来排出在配管内部残留的高压氢。由此，能够极力降低在箱分区40中上述燃料气体的着火所引起的爆炸的危险性。
在箱分区40连接有箱分区供气管45。箱分区供气管45从箱分区40的箱分区供气口40e延伸至甲板1a，并从甲板1a的上表面露出。
在箱分区供气管45的甲板1a侧的端部配置有箱分区供气装置46和箱分区外部气体检测器47。箱分区供气装置46和箱分区外部气体检测器47位于甲板1a的上部。
箱分区供气装置46例如由廉价的非防爆型的供气风扇构成，但也可以由防爆型的供气风扇构成。箱分区供气装置46的驱动由控制部12a控制。也可以在箱分区供气装置46配置1个以上的过滤器(未图示)。上述过滤器例如除去灰尘或海盐颗粒。
箱分区供气装置46经由箱分区供气管45和箱分区供气口40e将箱分区40的外部的空气供给至箱分区40的内部。箱分区40的内部的空气经由箱分区排气口40f被排出至通气管10。由此，对箱分区40的内部进行换气。其结果是，即便在箱分区40内燃料气体从燃料箱41漏出的情况下，也能够抑制该燃料气体的滞留。
箱分区外部气体检测器47检测从箱分区40的外部流入内部的可燃气体(例如漂浮在船体1的周围的氢气等)。箱分区外部气体检测器47例如是氢气传感器等可燃气体传感器。箱分区外部气体检测器47相对于箱分区供气装置46而配置于与箱分区供气管45相反的一侧，即配置于从箱分区40的外部朝向内部的空气流的上游侧。此外，箱分区外部气体检测器47也可以由检测除氢气以外的可燃气体的气体传感器构成。
箱分区外部气体检测器47例如将表示可燃气体的浓度的检测信号输出至控制部12a。由此，控制部12a能够基于上述检测信号判断可燃气体的浓度是否为规格值以上。而且，控制部12a在上述浓度为规格值以上的情况下，能够控制箱侧截止阀43和燃料电池侧截止阀33，来停止燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给，且能够通过开放放出阀72来排出在配管内部残留的高压氢。此外，上述规格值基于实验和/或经验确定即可。
(7－3.针对管道分区)
燃料电池船SH还具备下部管道分区70和上部管道分区80。这里，也将下部管道分区70和上部管道分区80统称为管道分区90。管道分区90是收容各种配管的收容体。例如，管道分区90收容燃料气体供给配管32的一部分。下部管道分区70的内部和上部管道分区80的内部经由管道连通部91连通。以下，详细说明下部管道分区70和上部管道分区80。
《7－3－1.下部管道分区》
下部管道分区70配置于甲板1a的下方。具体而言，下部管道分区70配置于机关室13。在机关室13内，下部管道分区70位于比燃料电池分区30靠船尾侧。即，下部管道分区70在甲板1a的下方位于燃料电池分区30与箱分区40之间。下部管道分区70收容燃料气体供给配管32的一部分，且收容气体填充配管42的一部分。
这里，下部管道分区70收容的“燃料气体供给配管32的一部分”是指燃料气体供给配管32中的位于燃料电池分区30与箱分区40之间的部分。另外，下部管道分区70收容的“气体填充配管42的一部分”是指气体填充配管42中的位于箱分区40与上部管道分区80之间的部分。
下部管道分区70的材料例如是FRP，但也可以是铁板。下部管道分区70具有中空形状。例如，下部管道分区70具有中空的大致长方体形状。在该情况下，构成下部管道分区70的外壁例如具有顶壁70a、底壁70b、正面壁(未图示)、背面壁(未图示)、侧壁70c和侧壁70d。但是，下部管道分区70的顶面、底面、正面、背面和侧面能够任意定义。另外，下部管道分区70的形状只要具有能够收容燃料气体供给配管32的一部分等的空间，则不特别限定。下部管道分区70也能够被视为是收容燃料气体供给配管32的一部分等的容器、腔室或盒子。
在下部管道分区70的侧壁70d开口设置有下部管道分区供气口70e。下部管道分区供气口70e与后述的下部管道分区供气管74连接。此外，下部管道分区供气口70e也可以设置于下部管道分区70中的除侧壁70d以外的外壁。
另一方面，在下部管道分区70的顶壁70a开口设置有下部管道分区连通口70f。下部管道分区连通口70f与上述管道连通部91连通。此外，下部管道分区连通口70f也可以设置于下部管道分区70中的除顶壁70a以外的外壁。
另外，在下部管道分区70的侧壁70d开口设置有电池分区连通口70g。电池分区连通口70g经由连通管92与上述燃料电池分区30的电池分区排气口30f连接。由此，燃料电池分区30的内部的空气经由电池分区排气口30f、连通管92和电池分区连通口70g在下部管道分区70内流动。此外，电池分区连通口70g也可以设置于下部管道分区70中的除侧壁70d以外的外壁。
此外，连通管92例如由内管和外管的双层管构成。内管例如由燃料气体供给配管32构成。外管位于内管的径向外侧。燃料电池分区30的内部的气体从电池分区排气口30f通过连通管92的内管与外管之间，朝向下部管道分区70的电池分区连通口70g流动。
除下部管道分区供气口70e、下部管道分区连通口70f和电池分区连通口70g之外，下部管道分区70在内部具有密闭的空间。
下部管道分区70收容燃料气体排出配管71的一部分。燃料气体排出配管71是从位于下部管道分区70内的燃料气体供给配管32分支设置的配管。例如，燃料气体排出配管71在2个截止阀SV之间从燃料气体供给配管32分支设置。
更具体而言，燃料气体排出配管71在箱分区40内的箱侧截止阀43与燃料电池分区30内的燃料电池侧截止阀33之间，从燃料气体供给配管32分支设置。燃料气体排出配管71从下部管道分区70的内部经由下部管道分区连通口70f和管道连通部91在上部管道分区80的内部延伸，进而与通气管10的内部连通。因此，下部管道分区70收容的“燃料气体排出配管71的一部分”是指燃料气体排出配管71中的位于与燃料气体供给配管32的分支部与上部管道分区80之间的部分。
下部管道分区70还收容有放出阀72。放出阀72是设置于燃料气体排出配管71来开放或关闭燃料气体排出配管71的流路的开闭阀。放出阀72是外围设备11的一例。放出阀72的开闭由控制部11控制。此外，放出阀72也可以设置于上部管道分区80。
下部管道分区70还收容有下部管道分区内部气体检测器73。下部管道分区内部气体检测器73是配置于下部管道分区70的内部的燃料气体检测器。例如，在燃料气体是氢气的情况下，下部管道分区内部气体检测器73由氢气检测传感器构成。
下部管道分区内部气体检测器73配置于位于下部管道分区70的上部的顶壁70a中的接近下部管道分区连通口70f的位置或下部管道分区连通口70f的内部。在下部管道分区70内万一燃料气体从燃料气体供给配管32漏出的情况下，漏出的燃料气体通过下部管道分区连通口70f朝向上部管道分区80流动。即，下部管道分区连通口70f位于在下部管道分区70内燃料气体漏出时上述燃料气体流动的流路的最靠下游侧。因此，通过在与下部管道分区连通口70f接近的位置或下部管道分区连通口70f的内部配置下部管道分区内部气体检测器73，即便在下部管道分区70内燃料气体在哪个位置漏出的情况下，也能够通过位于流路的最靠下游侧的下部管道分区内部气体检测器73可靠地检测漏出的燃料气体。
当下部管道分区内部气体检测器73在下部管道70内检测出燃料气体时，该检测信号从下部管道分区内部气体检测器73被送至控制部12a。由此，控制部12a能够控制设置于燃料气体供给配管32的截止阀SV，来停止燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给。
此外，下部管道分区70也可以进一步收容有检测在下部管道分区70的内部的火灾的火灾检测器。
在下部管道分区70连接有下部管道分区供气管74。下部管道分区供气管74从下部管道分区70的下部管道分区供气口70e延伸至甲板1a，并从甲板1a的上表面露出。
在下部管道分区供气管74的甲板1a侧的端部配置有下部管道分区供气装置75和下部管道分区外部气体检测器76。下部管道分区供气装置75和下部管道分区外部气体检测器76位于甲板1a的上部。
下部管道分区供气装置75例如由廉价的非防爆型的供气风扇构成，但也可以由防爆型的供气风扇构成。下部管道分区供气装置75的驱动由控制部12a控制。也可以在下部管道分区供气装置75配置1个以上的过滤器(未图示)。上述过滤器例如除去灰尘或海盐颗粒。
下部管道分区供气装置75将下部管道分区70(管道分区90)的外部的空气经由下部管道分区供气管74和下部管道分区供气口70e供给至下部管道分区70的内部。下部管道分区70的内部的空气经由下部管道分区连通口70f排出至上部管道分区80。由此，对下部管道分区70的内部进行换气。其结果是，即便在下部管道分区70内燃料气体从燃料气体供给配管32漏出的情况下，也能够抑制该燃料气体的滞留。
下部管道分区外部气体检测器76检测从管道分区90的外部流入内部的可燃气体(例如漂浮在船体1的周围的氢气等)。下部管道分区外部气体检测器76例如是氢气传感器等可燃气体传感器。下部管道分区外部气体检测器76相对于下部管道分区供气装置75配置于与下部管道分区供气管74相反的一侧，即配置于从管道分区90的外部朝向内部的空气流的上游侧。此外，下部管道分区外部气体检测器76也可以由检测除氢气以外的可燃气体的气体传感器构成。
下部管道分区外部气体检测器76例如将表示可燃气体的浓度的检测信号输出至控制部12a。由此，控制部12a能够基于上述检测信号判断可燃气体的浓度是否为规格值以上。而且，控制部12a在上述浓度为规格值以上的情况下，能够控制截止阀SV来停止燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给。此外，上述规格值基于实验和/或经验确定即可。
《7－3－2.上部管道分区》
上部管道分区80配置于甲板1a的上部。具体而言，上部管道分区80在甲板1a上以从下部管道分区70跨越至箱分区40的方式配置。上部管道分区80收容燃料气体排出配管71的一部分，且收容气体填充配管42的一部分。
这里，上部管道分区80收容的“燃料气体排出配管71的一部分”是指燃料气体排出配管71中的从下部管道分区70出来朝向通气管10延伸的部分。另外，上部管道分区80收容的“气体填充配管42的一部分”是指气体填充配管42中的从下部管道分区70出来延伸至后述燃料气体填充口82的部分。
上部管道分区80的材料例如是FRP，但也可以是铁板。上部管道分区80具有中空形状。例如，上部管道分区80具有中空的大致长方体形状。在该情况下，构成上部管道分区80的外壁例如具有顶壁80a、底壁80b、正面壁(未图示)、背面壁(未图示)、侧壁80c和侧壁80d。但是，上部管道分区80的顶面、底面、正面、背面和侧面能够任意定义。另外，上部管道分区80的形状只要具有能够收容燃料气体排出配管71的一部分等的空间，则不特别限定。上部管道分区80能够被视为是收容燃料气体排出配管71的一部分等的容器、腔室或盒子。
此外，如上述所述，燃料气体排出配管71与通气管10的内部连通。由此，在开放了放出阀72时，燃料气体排出配管71的内部的气体(例如燃料气体)从燃料气体排出配管71的端部71a向通气管10的内部流动，并从通气管10向船外排出。这里，优选燃料气体排出配管71的端部71a在通气管10的内部朝上，即以朝向通气管10的开放口侧的方式定位。在该情况下，从燃料气体排出配管71的端部71a排出的气体的排出方向朝上。
例如，若从燃料气体排出配管71的端部71a横向地排出燃料气体，则所排出的燃料气体碰到通气管10的内部的壁面而向下方流动，其结果是，箱分区40内的箱分区内部气体检测器44a有可能出现错误作动。通过如上述那样使燃料气体排出配管71的端部71a在通气管10的内部以朝上的方式定位，能够降低箱分区内部气体检测器44a因从端部71a排出的燃料气体而出现错误作动的可能性。
在上部管道分区80的底壁80b开口设置有上部管道分区供气口80e。上部管道分区供气口80e与管道连通部91连通。因此，上部管道分区80经由上部管道分区供气口80e、管道连通部91和下部管道连通口70f与下部管道分区70连通。此外，上部管道分区供气口80e也可以设置于上部管道分区80中的除底壁80b以外的外壁。
上部管道分区80具有通气管连通部81。通气管连通部81是连通上部管道分区80的内部和通气管10的配管。在图11中，通气管连通部81以从水平方向向上方弯曲的形状图示，但通气管连通部81的形状不限定于图11的形状。此外，通气管连通部81向上方弯曲的理由和燃料气体排出配管71的端部71a向上方弯曲的理由相同，是为了降低箱分区内部气体检测器44a因从通气管连通部81排出的后述燃料气体而出现错误作动的可能性。
通气管10从箱分区40向上方延伸，通过上部管道分区80的内部来进行定位。更详细而言，通气管10贯通上部管道分区80的底壁80b而进入通气管10的内部，并穿过顶壁80a来进行定位。上述通气管连通部81在上部管道分区80内贯通通气管10的侧壁来进行设置。由此，上部管道分区80经由通气管连通部81与通气管10连通。
因此，上部管道分区80的内部的空气经由通气管连通部81和通气管10向船外排出。由此，能够进行上部管道分区80的内部的换气。另外，即便在上部管道分区80内燃料气体从燃料气体排出配管71漏出的情况下，漏出的燃料气体也经由通气管连通部81和通气管10被排出至船外。由此，能够抑制漏出的燃料气体在上部管道分区80内滞留。
并且，上部管道分区80和下部管道分区70经由管道连通部91连通。由此，能够将(1)经由下部管道分区供气管74被引入下部管道70的内部的空气、(2)因某种原因从下部管道70内的燃料气体供给配管32漏出的燃料气体、(3)从燃料电池分区30经由连通管92被排出至下部管道分区70的空气或燃料气体，经由上部管道分区80和通气管10向船外放出。由此，能够抑制燃料气体在下部管道分区70的内部和燃料电池分区30的内部滞留。
在上部管道分区80设置有燃料气体填充口82和燃料气体止回阀83。燃料气体填充口82与气体填充配管42连接。燃料气体止回阀83设置于气体填充配管42。更详细而言，燃料气体止回阀83位于气体填充配管42和后述惰性气体配管87的分支部与燃料气体填充口82之间。
若从燃料气体填充口82供给燃料气体，则上述燃料气体经由燃料气体止回阀83通过气体填充配管42向箱分区40内的燃料箱41供给。由此，在燃料箱41填充、储存有燃料气体。设置燃料气体止回阀83是为了防止燃料气体从燃料箱41侧向燃料气体填充口82倒流。
在上部管道分区80还设置有惰性气体填充口84、开闭阀85、惰性气体止回阀86和惰性气体配管87。惰性气体填充口84与惰性气体配管87连接。惰性气体配管87在上部管道分区80内从气体填充配管42分支来进行设置。开闭阀85和惰性气体止回阀86设置于惰性气体配管87。在惰性气体配管87中，开闭阀85位于惰性气体填充口84与惰性气体止回阀86之间。
开闭阀85开放或关闭惰性气体配管87的流路。此外，在惰性气体止回阀86设置于惰性气体配管87的结构中，也可以省略设置开闭阀85。
若在未向燃料气体填充口82供给燃料气体的状态下，向惰性气体填充口84供给惰性气体，开闭阀85开放惰性气体配管87的流路，则上述惰性气体通过惰性气体止回阀86，经由惰性气体配管87和气体填充配管42被供给至箱分区40内的燃料箱41。并且，通过箱侧截止阀43开放燃料气体供给配管32的流路，燃料电池侧截止阀33关闭燃料气体供给配管32的流路，放出阀72开放燃料气体排出配管71的流路，使得在燃料箱41内残存的燃料气体经由燃料气体供给配管32和燃料气体排出配管71向通气管10排出。由此，能够从燃料箱41除去燃料气体(净化处理)。
此外，也可以存在从气体填充配管42直接和位于燃料箱41与箱侧截止阀43之间的燃料气体供给配管32相连的配管(箱方式)。在该结构中，在燃料箱41的惰性气体的净化处理时，在关闭了箱侧截止阀43的状态下向燃料箱41内填充惰性气体，之后，为了容易将惰性气体从燃料箱41排出，需要开放箱侧截止阀43。
此外，如上述所述，燃料气体填充口82和惰性气体填充口84设置于上部管道分区80。详细而言，燃料气体填充口82和惰性气体填充口84位于上部管道分区80的内外的边界面。即，“燃料气体填充口82和惰性气体填充口84设置于上部管道分区80”包括燃料气体填充口82和惰性气体填充口84设置于上部管道分区80的上述边界面的情况。
另外，在上部管道分区80内收容有上部管道分区内部气体检测器88。上部管道分区内部气体检测器88是配置于上部管道分区80的内部的燃料气体检测器。例如，在燃料气体是氢气的情况下，上部管道分区内部气体检测器88由氢气检测传感器构成。
上部管道分区内部气体检测器88配置于位于上部管道分区80的上部的顶壁80a。作为燃料气体的氢气比空气轻而上升。因此，即便在上部管道分区80内燃料气体漏出的情况下，也能通过上部管道分区内部气体检测器88可靠地检测漏出的燃料气体。此外，为了更可靠地检测在上部管道分区80内漏出的燃料气体，上部管道分区内部气体检测器88也可以配置于接近通气管连通部81的位置。
在上部管道分区内部气体检测器88在上部管道分区80内检测出燃料气体时，该检测信号从上部管道分区内部气体检测器88被送至控制部12a。由此，控制部12a能够控制设置于燃料气体供给配管32的截止阀SV，来停止燃料气体从燃料箱41向燃料电池31的供给。
此外，上部管道分区80也可以进一步收容检测在上部管道分区80的内部的火灾的火灾检测器。
(7－4.针对通气管的补充)
在通气管10的内部，在比通气管连通部81的排出口81a靠下游侧设置有通气管内部气体检测器10a。此外，上述下游侧是指箱分区40的内部的空气在通气管10的内部流动向船外排出时的空气的流动方向的下游侧。例如，在燃料气体是氢气的情况下，通气管内部气体检测器10a由扩散式或吸引式的氢气检测传感器构成。通气管内部气体检测器10a的检测信号被送至控制部12a。
例如，控制部12a在输出使放出阀72关闭的信号(闭合信号)的状态下，尽管箱分区内部气体检测器44a和上部管道分区内部气体检测器88未检测出燃料气体，但通气管内部气体检测器10a检测出燃料气体的情况下，能够判断为放出阀72未完全关闭燃料气体排出配管71的流路，即放出阀72发生故障。在该情况下，控制部12a例如通过向外部报告，能够促使维护人员进行放出阀72的检查、修理、更换等。此外，向外部的报告包括监视器显示、报警音的输出、向外部终端发送信息等。
〔8.针对基于异常检测的燃料电池的发电控制〕
如上述所述，本实施方式的燃料电池船SH具备多个燃料电池31，且具备多个收容燃料电池31的燃料电池分区30。因此，向燃料电池分区30内供气的电池分区供气装置36也对应于各燃料电池分区30而设置有多个。因此，本实施方式的燃料电池船SH也可以是以下结构。即，燃料电池船SH具备：多个燃料电池分区30，它们供多个燃料电池31分别单独设置；以及多个电池分区供气装置36，它们向多个燃料电池分区30各自的内部供气。
本实施方式的上述控制部12a也作为控制多个燃料电池31的发电的发电控制部发挥功能。特别是，在多个电池分区供气装置36中的至少1个已停止时，控制部12a使设置于由已停止的电池分区供气装置36供气的燃料电池分区30的燃料电池31的发电停止。
此外，判断电池分区供气装置36是否已停止能够通过控制部12a始终或定期地监视电池分区供气装置36在运行时输出的信号来进行。例如，在尽管燃料电池31正在运行(发电)但未接收到上述信号时，控制部12a能够判断为电池分区供气装置36因故障等而停止。即，控制部12a能够基于电池分区供气装置36在运行时输出的上述信号，来判断电池分区供气装置36是否已停止。
在该控制中，若电池分区供气装置36因某种原因(例如故障)而停止，则无法进行由已停止的电池分区供气装置36供气的燃料电池分区30内的换气，无法应对燃料电池分区30内的燃料气体漏出。因此，在电池分区供气装置36已停止时，作为发电控制部的控制部12a使由已停止的电池分区供气装置36供气的燃料电池分区30内的燃料电池31的发电停止。由此，能够尽可能地降低由上述燃料电池31的运行而引起的在上述燃料电池分区30内发生燃料气体漏出的危险性，从而努力确保安全。
另外，如上述所述，本实施方式的燃料电池船SH具备：至少1个箱分区40，该箱分区40供收容燃料气体的燃料箱41进行设置；以及箱分区供气装置46，该箱分区供气装置46向箱分区40的内部供气。在该结构中，控制部12a在箱分区供气装置46已停止时，使多个燃料电池31中的、从设置于由已停止的箱分区供气装置46供气的箱分区40的燃料箱41供给燃料气体的燃料电池31的发电停止。
例如，在图2所示的结构中，在向收容燃料箱41a的箱分区40内供气的箱分区供气装置46因故障已停止的情况下，作为发电控制部的控制部12a停止从燃料箱41a供给燃料气体的燃料电池31a和31b的发电。
此外，判断箱分区供气装置46是否已停止能够通过监视箱分区供气装置46的消耗电力、或者控制部12a始终或定期地监视在运行时输出的信号来进行。例如，在尽管燃料电池31正在运行(发电)但未接收到上述信号时，控制部12a能够判断为箱分区供气装置46因故障等而停止。即，控制部12a能够基于箱分区供气装置46在运行时输出的上述信号，来判断箱分区供气装置46是否已停止。
若箱分区供气装置46因某种原因(例如故障)而停止，则无法进行由已停止的箱分区供气装置46供气的箱分区40内的换气。在该情况下，无法应对上述箱分区40内的燃料气体漏出。因此，在箱分区供气装置46已停止时，控制部12a使多个燃料电池31中的、从由已停止的箱分区供气装置46供气的箱分区40内的燃料箱41供给燃料气体的燃料电池31的发电停止。由此，能够尽可能地降低由向上述燃料电池31供给燃料气体而引起在上述箱分区40内漏出上述燃料气体的可能性，从而努力确保安全。
如上述所述，本实施方式的燃料电池船SH具备多个燃料电池分区30。因此，电池分区内部气体检测器34a和电池分区外部气体检测器37也对应于各燃料电池分区30而设置有多个。即，燃料电池船SH具备：多个燃料电池分区30，它们供多个燃料电池31分别单独设置；多个电池分区内部气体检测器34a，它们分别配置于多个燃料电池分区30的内部，检测燃料气体；以及多个电池分区外部气体检测器37，它们分别配置于多个燃料电池分区30的外部，检测流入燃料电池分区30的内部的可燃气体。
作为本实施方式的发电控制部的控制部12a在多个电池分区内部气体检测器34a和多个电池分区外部气体检测器37中的至少任一个与燃料气体或可燃气体发生了反应或产生了故障时，使多个燃料电池31中的、配置有发生了反应或产生了故障的电池分区内部气体检测器34a或电池分区外部气体检测器37的燃料电池分区30内的燃料电池31的发电停止。
此外，判断电池分区内部气体检测器34a以及电池分区外部气体检测器37是否发生了故障能够通过控制部12a始终或定期地监视在运行时(在正常时)从电池分区内部气体检测器34a以及电池分区外部气体检测器37输出的信号来进行。例如，在尽管燃料电池31正在运行(发电)但未接收到上述信号时，控制部12a能够判断为电池分区内部气体检测器34a或电池分区外部气体检测器37发生了故障(停止)。即，控制部12a能够基于电池分区内部气体检测器34a以及电池分区外部气体检测器37在运行时输出的上述信号，来判断电池分区内部气体检测器34a或电池分区外部气体检测器37是否发生了故障(或停止)。
若电池分区内部气体检测器34a检测出燃料气体(若与燃料气体发生反应)，则在燃料电池分区30内发生燃料气体漏出的可能性变高。另外，若电池分区外部气体检测器37检测出可燃气体(若与可燃气体发生反应)，则可燃气体从燃料电池分区30的外部流入内部且在内部滞留的可能性变高。在这些情况下，为了确保安全，并不适宜驱动设置于上述燃料电池分区30的燃料电池31(存在因某种原因发生爆炸的危险性)。另外，在电池分区供气装置36不是防爆规格的情况下，存在在电池分区供气装置36发生爆炸的危险性。
并且，若电池分区内部气体检测器34a或电池分区外部气体检测器37发生故障，则无法检测出燃料气体在燃料电池分区30的内部的漏出、或可燃气体从燃料电池分区30的外部向内部的流入。因此，为了确保安全，并不适宜在该状态下驱动燃料电池31。
在多个电池分区内部气体检测器34a和多个电池分区外部气体检测器37中的至少任一个发生了反应或产生了故障时，作为发电控制部的控制部12a能够通过使多个燃料电池31中的、(在内部或外部)对应配置有发生了反应或产生了故障的电池分区内部气体检测器34a或电池分区外部气体检测器37的燃料电池分区30内的燃料电池31的发电停止，从而努力确保安全。
另外，如上述所述，本实施方式的燃料电池船SH具备：至少1个箱分区40，该箱分区40供收容燃料气体的燃料箱41设置；箱分区内部气体检测器44a，该箱分区内部气体检测器44a配置于箱分区40的内部，检测燃料气体；以及箱分区外部气体检测器47，该箱分区外部气体检测器47配置于箱分区40的外部，检测流入箱分区40的内部的可燃气体。在该结构中，在箱分区内部气体检测器44a和箱分区外部气体检测器47中的至少任一个与燃料气体或可燃气体发生了反应或产生了故障时，控制部12a使多个燃料电池31中的、从配置有发生了反应或产生了故障的箱分区内部气体检测器44a或箱分区外部气体检测器47的箱分区40内的燃料箱41供给燃料气体的燃料电池31的发电停止。
例如，在图2所示的结构中，在与收容燃料箱41c的箱分区40对应配置的箱分区内部气体检测器44a或箱分区外部气体检测器47与燃料气体或可燃气体发生了反应时，作为发电控制部的控制部12a停止从燃料箱41c供给燃料气体的燃料电池31c的发电。另外，例如，在与收容燃料箱41c的箱分区40对应配置的箱分区内部气体检测器44a或箱分区外部气体检测器47产生了故障时，控制部12a也停止从燃料箱41c供给燃料气体的燃料电池31c的发电。
此外，判断箱分区内部气体检测器44a以及箱分区外部气体检测器47是否产生了故障能够通过监视箱分区内部气体检测器44a以及箱分区外部气体检测器47的消耗电力、或者控制部12a始终或定期地监视在运行时(在正常时)从箱分区内部气体检测器44a以及箱分区外部气体检测器47输出的信号来进行。例如，在尽管燃料电池31正在运行(发电)但未接收到上述信号时，控制部12a能够判断为箱分区内部气体检测器44a或箱分区外部气体检测器47产生了故障(停止)。即，控制部12a能够基于箱分区内部气体检测器44a以及箱分区外部气体检测器47在运行时输出的上述信号，来判断箱分区内部气体检测器44a或箱分区外部气体检测器47是否产生了故障(或停止)。
若箱分区内部气体检测器44a检测出燃料气体(若与燃料气体发生反应)，则在箱分区40内发生燃料气体漏出的可能性变高。另外，若箱分区外部气体检测器47检测出可燃气体(若与可燃气体发生反应)，则可燃气体从箱分区40的外部流入内部并在内部滞留的可能性变高。在这些情况下，为了确保安全，并不适宜驱动从上述箱分区40供给燃料气体的燃料电池31(存在因某种原因发生爆炸的危险性)。另外，在箱分区供气装置46不是防爆规格的情况下，存在在箱分区供气装置46发生爆炸的危险性。
并且，若箱分区内部气体检测器44a或箱分区外部气体检测器47产生故障，则无法检测出燃料气体在箱分区40的内部的漏出、或可燃气体从箱分区40的外部向内部的流入。因此，为了确保安全，并不适宜在该状态下驱动燃料电池31。
在箱分区内部气体检测器44a和箱分区外部气体检测器47中的至少任一个发生了反应或产生了故障时，作为发电控制部的控制部12a能够通过使多个燃料电池31中的、从(在内部或外部)对应配置有发生了反应或产生了故障的箱分区内部气体检测器44a或箱分区外部气体检测器47的箱分区40内的燃料箱41供给燃料气体的燃料电池31的发电停止，来努力确保安全。
另外，在本实施方式中，管道分区90在燃料电池船SH的右舷侧和左舷侧设置有一对。在该结构中，在至少1个管道分区90中的下部管道分区内部气体检测器73、上部管道分区内部气体检测器88和下部管道分区外部气体检测器76中的至少任一个与燃料气体或可燃气体发生了反应或产生了故障时，优选控制部12a使多个燃料电池31中的、通过配置有发生了反应或产生了故障的下部管道分区内部气体检测器73、上部管道分区内部气体检测器88或下部管道分区外部气体检测器76的管道分区90从燃料箱41供给燃料气体的燃料电池31的发电停止。
若下部管道分区内部气体检测器73或上部管道分区内部气体检测器88检测出燃料气体(若与燃料气体发生反应)，则在管道分区90内发生燃料气体漏出的可能性变高。另外，若下部管道分区外部气体检测器76检测出可燃气体(若与可燃气体发生反应)，则可燃气体从管道分区90的外部流入内部并在内部滞留的可能性变高。在这些情况下，为了确保安全，并不适宜驱动通过上述管道分区90从箱分区40供给燃料气体的燃料电池31(存在因某种原因发生爆炸的危险性)。另外，在下部管道分区供气装置75不是防爆规格的情况下，存在在下部管道分区供气装置75发生爆炸的危险性。通过如上述那样停止成为对象的燃料电池31的发电，能够努力确保安全。
〔9.针对输入推进装置的电力的限制〕
如上所述，在搭载有多个燃料电池31的燃料电池船SH中，因在航行中在船体1内燃料气体泄漏等现象而至少1台燃料电池31进行了紧急停止的情况下，也能够通过从其他燃料电池31输出的电力和从蓄电池51供给的电力中的至少一方来驱动推进装置6，使燃料电池船SH继续航行。
这里，在燃料电池31紧急停止而向推进装置6的输入电力急剧降低的情况下，在来自蓄电池51的输出电力较低的状态下，燃料电池船SH的航行速度急剧降低，乘船者容易跌倒。这是因为在海上、河川上航行的燃料电池船SH欲在道路上行驶的车辆不同，在航行时从水面受到的阻力较大。
因此，如本实施方式那样，在搭载有多个燃料电池31、至少1个蓄电池51和推进装置6的燃料电池船SH中，控制部12a也可以监视蓄电池51的温度信息以及SOC(State OfCharge：充电率)数据，基于上述温度信息以及SOC数据计算能够从蓄电池51输出的电力，并将上述电力的上限值设定为向推进装置6输入的输入电力值(与转速和转矩中的至少一方成比例)的上限值。
例如，在图2所示的结构中，在收容燃料箱41b的箱分区40内检测出燃料气体漏出的情况下，如上述所述，控制部12a停止从上述燃料箱41b供给燃料气体的燃料电池31a和31b的发电。在该情况下，需要利用剩余的燃料电池31c、31d以及31e和蓄电池51供应运行推进装置6的电力。并且，在因某种原因燃料电池31c、31d以及31e已停止的情况下，需要仅通过蓄电池51供应运行推进装置6的电力。
因此，在通常运转(通常的航行)中，优选控制部12a将从各燃料电池31和蓄电池51中的至少任一个向推进装置6(特别是推进马达6b)输入的电力值的上限值设定为蓄电池51的输出上限值。在该情况下，例如，即便全部燃料电池31因某种原因而紧急停止，也不会急剧降低燃料电池船SH的航行速度，利用从蓄电池51输出的电力继续推进装置6的运行。即，即便在航行中燃料电池31已紧急停止的情况下，也能够防止航行速度的急剧降低。其结果是，能够降低在燃料电池31的紧急停止时乘船者跌倒的危险性。
〔10.其他〕
在本实施方式中，作为从燃料箱41供给至燃料电池31的燃料，使用了气体的燃料气体，但上述燃料不限定于气体，也可以是液体。在使用了液体燃料的情况下，若液体燃料从配管漏出，则漏出的液体燃料气化成为气体(燃料气体)。
在本实施方式中，说明了燃料电池船SH具有管道分区90的结构，但也可以不设置管道分区90。例如，如果与箱分区40和燃料电池分区30分别对应地设置通气管，则能够省略管道分区90的设置(因为无需确保从燃料电池分区30向通气管10的流路)。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明的范围不限定于此，在不脱离发明的主旨的范围，能够扩大或变更地实施。
【工业上的可利用性】
本发明例如能够利用于燃料电池船。

Claims (10)

1.一种燃料电池船，具备：
推进装置，该推进装置通过电力使船体产生推进力；以及
供电部，该供电部向所述推进装置供给所述电力，
所述燃料电池船的特征在于，
所述供电部具有通过燃料的电化学反应进行发电的多个燃料电池、和至少1个蓄电池。
2.根据权利要求1所述的燃料电池船，其特征在于，
具有多组由所述推进装置和所述供电部组成的组。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池船，其特征在于，
还具备收容所述燃料的多个燃料箱，
所述多个燃料箱包括与所述多个燃料电池中的2个以上的相同的燃料电池连接的多个独立箱。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃料电池船，其特征在于，
还具备对表示所述多个燃料电池的各自的劣化程度的劣化率进行调整的劣化率控制部，
在将各燃料电池的劣化率到达各燃料电池的因劣化而适合于更换的劣化率的时期设为更换目标时期，将预先设定的各燃料电池的更换时期设为更换预定时期时，所述劣化率控制部针对各燃料电池的每一个以使所述更换目标时期与所述更换预定时期接近或一致的方式，调整至少1个所述燃料电池的劣化率。
5.根据权利要求4所述的燃料电池船，其特征在于，
在由所述燃料电池船消耗的电力负荷成为根据所述燃料电池的劣化的发展速度成为规定值以下的所述燃料电池的发电输出的下限值和所述燃料电池的搭载数量所决定的第一阈值以下时，所述劣化率控制部调整所述燃料电池的劣化率，并且根据所述第一阈值以下的状态所持续的预测时间，而使劣化率的调整方法不同。
6.根据权利要求5所述的燃料电池船，其特征在于，
在由所述燃料电池船消耗的所述电力负荷成为根据所述燃料电池的额定输出和所述燃料电池的搭载数量所决定的第二阈值以上时，所述劣化率控制部调整所述燃料电池的劣化率，并且将所述多个燃料电池中的成为抑制劣化的对象的燃料电池的发电输出设定为所述额定输出以下。
7.根据权利要求1或2所述的燃料电池船，其特征在于，还具备：
多个燃料电池分区，它们供所述多个燃料电池分别单独设置；
多个电池分区供气装置，它们向所述多个燃料电池分区各自的内部供气；以及
发电控制部，该发电控制部控制所述多个燃料电池的发电，
在所述多个电池分区供气装置中的至少1个已停止时，所述发电控制部使设置于由已停止的所述电池分区供气装置供气的所述燃料电池分区的所述燃料电池的发电停止。
8.根据权利要求7所述的燃料电池船，其特征在于，还具备：
至少1个箱分区，该箱分区供收容所述燃料的燃料箱进行设置；以及
箱分区供气装置，该箱分区供气装置向所述箱分区的内部供气，
在所述箱分区供气装置已停止时，所述发电控制部使所述多个燃料电池中的、从设置于由已停止的所述箱分区供气装置供气的所述箱分区的所述燃料箱供给所述燃料的燃料电池的发电停止。
9.根据权利要求1或2所述的燃料电池船，其特征在于，还具备：
多个燃料电池分区，它们供所述多个燃料电池分别单独设置；
多个电池分区内部气体检测器，它们分别配置于所述多个燃料电池分区的内部，检测所述燃料的处于气体状态的燃料气体；
多个电池分区外部气体检测器，它们分别配置于所述多个燃料电池分区的外部，检测流入所述燃料电池分区的内部的可燃气体；以及
发电控制部，该发电控制部控制所述多个燃料电池的发电，
在所述多个电池分区内部气体检测器和所述多个电池分区外部气体检测器中的至少任一个与所述燃料气体或所述可燃气体发生了反应、或产生了故障时，所述发电控制部使所述多个燃料电池中的、配置有发生了反应或产生了故障的所述电池分区内部气体检测器或所述电池分区外部气体检测器的燃料电池分区内的燃料电池的发电停止。
10.根据权利要求9所述的燃料电池船，其特征在于，还具备：
至少1个箱分区，该箱分区供收容所述燃料的燃料箱进行设置；
箱分区内部气体检测器，该箱分区内部气体检测器配置于所述箱分区的内部，检测所述燃料的处于气体状态的燃料气体；以及
箱分区外部气体检测器，该箱分区外部气体检测器配置于所述箱分区的外部，检测流入所述箱分区的内部的可燃气体，
在所述箱分区内部气体检测器和所述箱分区外部气体检测器中的至少任一个与所述燃料气体或所述可燃气体发生了反应、或产生了故障时，所述发电控制部使所述多个燃料电池中的、从配置有发生了反应或产生了故障的所述箱分区内部气体检测器或所述箱分区外部气体检测器的所述箱分区内的所述燃料箱供给所述燃料的燃料电池的发电停止。
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