DE112006001772T5

DE112006001772T5 - Brennstoffbatteriesystem, Verfahren zum Erfassen eines Gaslecks in einem solchen System und mobiles Objekt

Info

Publication number: DE112006001772T5
Application number: DE112006001772T
Authority: DE
Inventors: Naohiro Toyota Yoshida
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2026-07-01
Also published as: WO2007004719A1; JP5013037B2; DE112006001772B4; JP2007012535A; KR100960971B1; US20090239105A1; KR20080019257A; US8173315B2; CN101213699B; CN101213699A

Abstract

Brennstoffbatteriesystem mit:
einer Brennstoffbatterie, der ein reaktives Gas zugeführt wird, um eine Energie zu erzeugen;
einem Gasdurchgang, der mit der Brennstoffbatterie kommuniziert;
einer Mehrzahl von Ventilen, die auf halbem Weg in dem Gasdurchgang angeordnet sind und die eine Mehrzahl von angrenzenden geschlossenen Räumen in dem Gasdurchgang bilden;
einem ersten Drucksensor, der einen Druck eines ersten geschlossenen Raums als ein Gasleckerfassungsziel misst;
einem zweiten Drucksensor, der einen Druck eines zweiten geschlossenen Raums, der an den ersten geschlossenen Raum auf einer Stromabwärtsseite angrenzt, misst; und
einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Gaslecks in dem ersten geschlossenen Raum basierend auf einem Druckmessungsresultat des ersten Drucksensors und einem Druckmessungsresultat des zweiten Drucksensors bei einem Zustand, bei dem der Druck des zweiten geschlossenen Raums unter den Druck des ersten geschlossenen Raums gesenkt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffbatteriesystem, ein Verfahren zum Erfassen eines Gaslecks in einem solchen System und ein mobiles Objekt.
Hintergrundtechnik
Ein Brennstoffbatteriesystem, das durch eine elektrochemische Reaktion eines reaktiven Gases (eines Brennstoffgases und eines oxidierenden Gases) eine Energie erzeugt, ist derzeit vorgeschlagen und in eine praktische Verwendung gebracht. Bei einem solchen Brennstoffbatteriesystem ist es sehr wichtig, ein Gasleck in einem Gasdurchgang für das reaktive Gas schnell und genau zu erfassen.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-308866 ist beispielsweise eine Technologie vorgeschlagen, bei der, wenn eine elektrische Last einer Brennstoffbatterie klein ist, eine Energieerzeugung der Brennstoffbatterie gestoppt wird, ein vorbestimmter geschlossener Raum in einem Gaszirkulationszufuhrsystem des Brennstoffbatteriesystems gebildet wird und ein Leck des Brennstoffgases basierend auf einem Druckzustand in diesem geschlossenen Raum erfasst wird.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-170321 ist außerdem eine Technologie vorgeschlagen, bei der ein Druck auf einer Stromaufwärtsseite eines geschlossenen Raums, der in dem Gaszirkulationszufuhrsystem des Brennstoffbatteriesystems gebildet ist, eingestellt ist, um größer als der des geschlossenen Raums zu sein, ein Druck auf einer Stromabwärtsseite des Raums eingestellt ist, um kleiner als der des geschlossenen Raums zu sein, und das Leck des Brennstoffgases bei diesem Zustand basierend auf einer Druckänderung des geschlossenen Raums erfasst wird.
Offenbarung der Erfindung
Bei der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-308866 beschriebenen Technologie wird das Gasleck basierend auf dem Druckzustand in dem geschlossenen Raum erfasst, selbst bei einem Fall, bei dem eine Energieerzeugung einer Brennstoffbatterie gestoppt ist, fließt jedoch für eine Weile ein reaktives Gas durch einen Gasdurchgang. Selbst wenn es kein Gasleck in dem Gasdurchgang gibt, könnte daher eine Druckänderung in dem geschlossenen Raum auftreten.
Bei der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-308866 beschriebenen Technologie ist es außerdem, wenn das Gasleck erfasst wird, notwendig, dass der geschlossene Raum in dem Gasdurchgang gebildet wird, dieser geschlossene Raum kann jedoch manchmal abhängig von dem System nicht sicher gebildet werden. Bei einem solchen Fall ändert sich, da ein Gas in den geschlossenen Raum als ein Erfassungsobjekt fließt, der Druckzustand in dem geschlossenen Raum als das Erfassungsobjekt, und die Erfassung des Gaslecks wird gestört.
Bei der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-170321 beschriebenen Technologie kann ferner, wenn ein Druck des geschlossenen Raums niedriger als ein vorbestimmter Druck wird, nicht spezifiziert werden, ob das Gasleck bei einem Ventil auf einer Stromabwärtsseite des geschlossenen Raums oder bei einem Rohr eines anderen geschlossenen Raums als das Ventil erzeugt wird.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, hat es bei einem Gasleckerfassungssystem, das auf dem einzigen Druckzustand in dem geschlossenen Raum basiert, ein Problem einer inkorrekten Erfassung und ein Problem, dass ein Leckabschnitt nicht spezifiziert werden kann, gegeben.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der im Vorhergehenden erwähnten Situation entwickelt, und eine Aufgabe besteht darin, eine Genauigkeit einer Gasleckerfassung bei einem Brennstoffbatteriesystem zu verbessern.
Um das im Vorhergehenden erwähnte Problem zu lösen, hat ein Brennstoffbatteriesystem gemäß der vorliegenden Erfindung: eine Brennstoffbatterie, der ein reaktives Gas zugeführt wird, um eine Energie zu erzeugen; einen Gasdurchgang, der mit der Brennstoffbatterie kommuniziert; eine Mehrzahl von Ventilen, die auf halbem Weg in dem Gasdurchgang angeordnet sind und die eine Mehrzahl von angrenzenden geschlossenen Räumen in dem Gasdurchgang bilden; einen ersten Drucksensor, der einen Druck eines ersten geschlossenen Raums als ein Gasleckerfassungsziel misst; einen zweiten Drucksensor, der einen Druck eines zweiten geschlossenen Raums, der an den ersten geschlossenen Raum auf einer Stromabwärtsseite angrenzt, misst; und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Gaslecks in dem ersten geschlossenen Raum basierend auf einem Druckmessungsresultat des ersten Drucksensors und einem Druckmessungsresultat des zweiten Drucksensors bei einem Zustand, bei dem der Druck des zweiten geschlossenen Raums unter den Druck des ersten geschlossenen Raums gesenkt ist.
Gemäß einem solchen Aufbau ist es, da nicht nur ein Druckabfall (eine Druckänderung) des ersten geschlossenen Raums als das Gasleckerfassungsziel, sondern auch ein Druckanstieg (eine Druckänderung) des zweiten geschlossenen Raums, der an den ersten geschlossenen Raum auf der Stromabwärtsseite angrenzt, als ein Gasleckmodus des ersten geschlossenen Raums gemessen werden kann, möglich, nicht nur das Gasleck (das äußere Leck) aufgrund eines Spalts einer Wandoberfläche eines Gasdurchgangsrohrs, das einen Teil des ersten geschlossenen Raums definiert, sondern auch ein Gasleck (ein inneres Leck) zu dem zweiten geschlossenen Raum aufgrund einer Ventilschließabnormalität (z. B. eines Abdichtungsdefekts) eines Ventils (einer Abdichtungseinrichtung) zum Bilden des ersten geschlossenen Raums in dem Gasdurchgang zu erfassen. Verglichen mit einem Fall, bei dem ein einziges herkömmliches Gasleckerfassungssystem, um das Gasleck basierend auf einem einzigen Druckzustand in dem ersten geschlossenen Raum zu erfassen, benutzt wird, kann daher eine Genauigkeit der Gasleckerfassung verbessert werden.
Es ist hier gemeint, dass das „reaktive Gas" nicht nur ein Brennstoffgas, das der Brennstoffbatterie zuzuführen ist, sondern auch ein oxidierendes Gas, das der Brennstoffbatterie zuzuführen ist, umfasst. Der „Gasdurchgang" ist mindestens entweder ein Gaszufuhrdurchgang, ein Gaszirkulationsdurchgang oder ein Gasentladedurchgang des reaktiven Gases, das der Brennstoffbatterie zuzuführen ist. Der Gasdurchgang als das Ziel der Gasleckerfassung ist mindestens entweder ein Gasdurchgang auf der Seite des Brennstoffgases oder ein Gasdurchgang auf der Seite des oxidierenden Gases oder kann diese beiden sein. Bei dem im Vorhergehenden erwähnten Aufbau bedeutet daher „das Gasleck in dem ersten geschlossenen Raum zu erfassen", dass das Gasleck in mindestens einem Teil eines Bereichs der Gasdurchgänge auf der Brennstoffgasseite und der Oxidierendes-Gas-Seite erfasst wird. Es sei bemerkt, dass das „Gasleck" bedeutet, dass das Gas aus dem Gasdurchgang hinsichtlich des ersten geschlossenen Raums infolge einer Abnormalität (z. B. eines Versagens) des Ventils, das entlang des Gasdurchgangs angeordnet ist, eines Schadens an dem Rohr oder dergleichen leckt.
Die Erfassungseinrichtung erfasst beispielsweise bei einem Fall, bei dem ein Druckreduzierungswert des ersten geschlossenen Raums ein vorbestimmter Schwellenwert oder größer ist und ein Druckanstiegswert des zweiten geschlossenen Raums ein vorbestimmter Schwellenwert oder größer ist, das Gasleck aus dem Ventil, das zwischen dem ersten geschlossenen Raum und dem zweiten geschlossenen Raum angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, dass das System ferner einen dritten Drucksensor hat, der in einem dritten geschlossenen Raum, der an den zweiten geschlossenen Raum auf der Stromabwärtsseite angrenzt, angeordnet ist. Bei diesem Fall erfasst die Erfassungseinrichtung bei einem Fall, bei dem der Druckreduzierungswert des ersten geschlossenen Raums ein vorbestimmter Schwellenwert oder größer ist und der Druckanstiegswert des zweiten geschlossenen Raums kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, das Gasleck aus dem anderen ersten geschlossenen Raum als das Ventil basierend auf einem Druckmessungsresultat eines neuen geschlossenen Raums, der den ersten geschlossenen Raum und den zweiten geschlossenen Raum umfasst, bei einem Zustand, bei dem der Druck des dritten geschlossenen Raums unter den Druck des zweiten geschlossenen Raums gesenkt ist.
Gemäß einem solchen Aufbau kann bei einem Fall, bei dem der Druck des zweiten geschlossenen Raums, der an den ersten geschlossenen Raum angrenzt, als das Gasleckerfassungsziel auf der Stromabwärtsseite ansteigt, da zwei geschlossenen Räumen erlaubt ist, miteinander zu kommunizieren, so dass das Gasleck (die Abnormalität) aus einem geschlossenen Raum erfasst werden kann, das Gasleck in dem gesamten System ohne weiteres und schnell erfasst werden.
Bei dem Brennstoffsystem ist außerdem die Erfassungseinrichtung konfiguriert, um das Gasleck des geschlossenen Raums, der mindestens ein Druckreduzierungsventil umfasst, zu erfassen.
Ein mobiles Objekt gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner das Brennstoffbatteriesystem auf.
Bei einem Fall, bei dem ein solcher Aufbau benutzt ist, kann, da das Brennstoffbatteriesystem mit einer hohen Genauigkeit einer Gasleckerfassung angeordnet ist, eine Sicherheit des mobilen Objekts verbessert werden.
Ein Verfahren zum Erfassen eines Gaslecks in einem Brennstoffbatteriesystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich ein Verfahren zum Erfassen eines Gaslecks in einem Brennstoffbatteriesystem, das eine Brennstoffbatterie, der ein reaktives Gas zugeführt wird, um eine Energie zu erzeugen, und einen Gasdurchgang, der mit der Brennstoffbatterie kommuniziert und in dem eine Mehrzahl von angrenzenden geschlossenen Räumen gebildet sind, umfasst, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: einen ersten Schritt eines Senkens eines Drucks eines anderen geschlossenen Raums, der an mindestens einen geschlossenen Raum angrenzt, als ein Gasleckerfassungsziel auf einer Stromabwärtsseite unter einen Druck des einen geschlossenen Raums; einen zweiten Schritt eines Entscheidens, ob ein Druckreduzierungswert in dem einen geschlossenen Raum für eine vorbestimmte Zeit ein vorbestimmter Schwellenwert oder größer ist oder nicht; und einen dritten Schritt eines Entscheidens, ob der Druck des anderen geschlossenen Raums angestiegen ist oder nicht, bei einem Fall, bei dem bei dem zweiten Schritt eine bejahende Entscheidung durchgeführt wird.
Gemäß einem solchen Verfahren bei einem Zustand, bei dem der Druck des anderen geschlossenen Raums, der an mindestens einen geschlossenen Raum angrenzt, als das Gasleckerfassungsziel auf der Stromabwärtsseite unter den Druck des einen geschlossenen Raums gesenkt ist, eine Entscheidung eines Druckzustands in dem einen geschlossenen Raum (eine Entscheidung, ob der Druckreduzierungswert für die vorbestimmte Zeit der vorbestimmte Schwellenwert oder größer ist oder nicht) und eine Entscheidung eines Druckzustands in dem anderen geschlossenen Raum (eine Entscheidung, ob der Druck angestiegen ist oder nicht), so dass das Gasleck in dem einen geschlossenen Raum ohne weiteres und sicher erfasst werden kann. Das heißt, wenn der Druckzustand des einen geschlossenen Raums eine Abnormalität hat (der Druckreduzierungswert für die vorbestimmte Zeit der vorbestimmte Schwellenwert oder größer ist) und der Druckzustand in dem anderen geschlossenen Raum, der an den einen geschlossenen Raum auf der Stromabwärtsseite angrenzt, normal ist (kein Druckanstieg), kann entschieden werden, dass das Gasleck aus dem Gasdurchgang infolge eines Spalts einer Wandoberfläche eines Gasrohrs in dem einen geschlossenen Raum oder dergleichen erzeugt ist. Wenn der Druckzustand in dem anderen geschlossenen Raum eine Abnormalität hat (der Druckanstieg), kann andererseits entschieden werden, dass das Gasleck von dem einen geschlossenen Raum zu dem anderen geschlossenen Raum aufgrund einer Ventilschließabnormalität eines Ventils (einer Abdichtungseinrichtung), das den geschlossenen Raum bildet, das heißt, das Gasleck in dem Gasdurchgang, auftritt. Die Genauigkeit der Gasleckerfassung kann daher verbessert werden.
Bei dem Verfahren zum Erfassen des Gaslecks in dem Brennstoffbatteriesystem wird bevorzugt, dass, wenn bei dem dritten Schritt eine bejahende Entscheidung durchgeführt wird, ein neuer geschlossener Raum aus dem einen geschlossenen Raum und dem anderen geschlossenen Raum eingerichtet wird, um den ersten bis dritten Schritt zu wiederholen.
Bei diesem Fall kann, wenn der Druckzustand in dem einen geschlossenen Raum eine Abnormalität hat (der Druckreduzierungswert für die vorbestimmte Zeit der Druckschwellenwert oder größer ist) und der Druckzustand in dem anderen geschlossenen Raum, der an den einen geschlossenen Raum auf der Stromabwärtsseite angrenzt, eine Abnormalität hat (es gibt einen Druckanstieg), zwei geschlossenen Räumen erlaubt werden, miteinander zu kommunizieren, so dass das Gasleck (die Abnormalität) aus einem geschlossenen Raum erfasst werden kann. Das Gasleck kann daher in dem gesamten System ohne weiteres und schnell erfasst werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Brennstoffbatteriesystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 zeigt eine Hauptroutine eines Systemsteuerkondensators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutine bei dem Start des Systems in der Systemsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine übliche Energieerzeugungs-Steuerroutine in der Systemsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine Lasttriebentscheidungs-Steuerroutine in der Systemsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 bis 25 zeigen eine Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutine in der Systemsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
26 und 27 zeigen eine Hilfsmaschinen-Steuerroutine in der Systemsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
28 zeigt eine Systemstopp-Verarbeitungsroutine in der Systemsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
29 zeigt eine Abnormalitätsstopp-Verarbeitungsroutine in der Systemsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
30 bis 34 zeigen eine Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutine in einer Systemsteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beste Weise zum Ausführen der Erfindung
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zum Ausführen der vorliegenden Erfindung wird als Nächstes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das folgende Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Konfiguration der vorliegenden Erfindung, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel begrenzt und ist anwendbar.
Ein Aufbau eines Brennstoffbatteriesystems 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird zuerst unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Es sei bemerkt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben wird, bei dem das Brennstoffbatteriesystem 10 als ein Energieerzeugungssystem, das an einem Brennstoffbatteriefahrzeug (engl.: fuel cell hybrid vehicle; FCHV) anzubringen ist, verwendet ist, das System kann jedoch als ein Energieerzeugungssystem, das an einem anderen mobilen Objekt (z. B. einem Schiff, einem Flugzeug, einem Roboter etc.) als das Fahrzeug anzubringen ist, oder ein stationäres Energieerzeugungssystem verwendet werden.
Das Brennstoffbatteriesystem 10 umfasst eine Brennstoffbatterie 20, ein Brennstoffgaszufuhrsystem und ein Zufuhrsystem eines oxidierenden Gases, die mit der Brennstoffbatterie 20 verbunden sind, und ein Kühlsystem, das die Brennstoffbatterie 20 kühlt. Die Brennstoffbatterie 20 umfasst eine Stapelstruktur, in der eine Mehrzahl von Zellen laminiert ist, und ist aus beispielsweise einer Festpolymerelektrolyt-Brennstoffbatterie oder dergleichen aufgebaut.
Das Brennstoffgaszufuhrsystem, das mit der Brennstoffbatterie 20 verbunden ist, bezieht sich allgemein auf Gasrohre, Ventile und dergleichen, die entlang eines Wegs angeordnet sind, um ein Brennstoffgas der Brennstoffbatterie 20 zuzuführen. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das System eine Brennstoffgaszufuhrquelle 30, einen Brennstoffgaszufuhrweg 31, einen Brennstoffgaszirkulationsweg 32 und einen Anodenabgasdurchgang 33. Mindestens ein Teil des Brennstoffgaszufuhrwegs 31, des Brennstoffgaszirkulationswegs 32 und des Anodenabgasdurchgangs 33 entspricht einem Ausführungsbeispiel eines Gasdurchgangs bei der vorliegenden Erfindung.
Die Brennstoffgaszufuhrquelle 30 ist aus einer Wasserstoffspeicherquelle, wie einem Hochdruckwasserstofftank oder einem Wasserstoffspeichertanks, einer Umbildungseinheit, die ein Umbildungsmaterial in ein wasserstoffreiches Gas und dergleichen umbildet bzw. reformiert, aufgebaut. Der Brennstoffgaszufuhrweg 31 ist ein Gasdurchgang zum Leiten des Brennstoffgases, das aus der Brennstoffgaszufuhrquelle 30 entladen wird, zu einem Anodenpol der Brennstoffbatterie 20. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Gasdurchgang mit einem Tankventil H201, einem Hochdruckregulierer H9, einem Niedrigdruckregulierer H10, einem Wasserstoffzufuhrventil H200 und einem BZ-Einlassventil H21 in einer Reihenfolge von einer Stromaufwärtsseite zu einer Stromabwärtsseite versehen. Ein Druck des Brennstoffgases, das zu einem Hochdruck komprimiert wird, wird in dem Hochdruckregulierer H9 zu einem Zwischendruck reduziert und wird ferner in dem Niedrigdruckregulierer H10 zu einem Niedrigdruck (einem üblichen Betriebsdruck) reduziert. Es sei bemerkt, dass der Hochdruckregulierer H9 und der Niedrigdruckregulierer H10 einem Ausführungsbeispiel eines Druckreduzierungsventils bei der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Der Brennstoffgaszirkulationsweg 32 ist ein Rückflussgasdurchgang zum Erlauben, dass ein Brennstoffgas in dem Anodenpol, das in keine Reaktion eingetreten ist, zu der Brennstoffbatterie 20 zurück fließt. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Durchgang mit einem BZ-Auslassventil H22, einer Wasserstoffpumpe 63 und einem Rückschlagventil H52 in einer Reihenfolge von der Stromaufwärtsseite zu der Stromabwärtsseite versehen. Das Niedrigdruckbrennstoffgas, das in keine Reaktion eingetreten ist und aus der Brennstoffbatterie 20 entladen wird, wird durch die Wasserstoffpumpe 63 geeignet mit Druck beaufschlagt und zu dem Brennstoffgaszufuhrweg 31 geleitet. Das Rückschlagventil H52 hemmt einen Gegenfluss des Brennstoffgases von dem Brennstoffgaszufuhrweg 31 zu dem Brennstoffgaszirkulationsweg 32. Der Anodenabgasdurchgang 33 ist ein Gasdurchgang zum Entladen eines Wasserstoffabgases, das aus der Brennstoffbatterie 20 entladen wird, zu dem Äußeren des Systems. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Durchgang mit einem Spülventil H51 versehen.
Das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200, das BZ-Einlassventil H21, das BZ-Auslassventil H22 und das Spülventil H51, die im Vorhergehenden beschrieben sind, sind Sperrventile zum Zuführen oder Sperren des Brennstoffgases hinsichtlich der Gasdurchgänge 31 bis 33 und der Brennstoffbatterie 20 und sind aus beispielsweise elektromagnetischen Ventilen aufgebaut. Als ein solches elektronisches Ventil ist beispielsweise ein Ein-/Aus-Ventil, ein lineares Ventil, bei dem ein Ventilöffnungsgrad unter einer PWM-Steuerung linear reguliert werden kann, oder dergleichen bevorzugt.
Es sei bemerkt, dass das BZ-Einlassventil H21, das BZ-Auslassventil H22 und das Rückschlagventil H52 weggelassen sein können. Das Wasserstoffzufuhrventil H200 kann weggelassen sein.
Das Brennstoffgaszufuhrsystem ist aus vier Abschnitten eines Hochdruckabschnitts (eines Abschnitts des Tankventils H201 bis zu dem Wasserstoffzufuhrventil H200), eines Niedrigdruckabschnitts (dem Wasserstoffzufuhrventil H200 bis zu dem BZ-Einlassventil H21), eines BZ-Abschnitts (dem Stapeleinlassventil H21 bis zu dem BZ-Auslassventil H22) und eines Zirkulierabschnitts (dem BZ-Auslassventil H22 bis zu dem Rückschlagventil H52) aufgebaut. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein geschlossener Raum für jeden Abschnitt (den Hochdruckabschnitt, den Niedrigdruckabschnitt, den BZ-Abschnitt und den Zirkulierabschnitt) gebildet, und eine Gasleckerfassung wird für jeden dieser geschlossenen Räume durchgeführt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist bei einem Fall, bei dem das Gasleck in einem gewissen geschlossenen Raum erfasst wird, angenommen, dass die Gasleckerfassung in einem neuen geschlossenen Raum durchgeführt wird, der aus dem geschlossenen Raum und einem geschlossenen Raum, der an den geschlossenen Raum angrenzt, aufgebaut ist.
Als ein anderes Ausführungsbeispiel kann außerdem der geschlossene Raum zwei Abschnitte des Hochdruckabschnitts und des Niedrigdruckabschnitts umfassen. Der Niedrigdruckabschnitt ist bei diesem Fall aus dem Niedrigdruckabschnitt (dem Wasserstoffzufuhrventil H200 bis zu dem BZ-Einlassventil H21), dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt des vorliegenden Ausführungsbeispiels aufgebaut.
Jeder Abschnitt ist mit Drucksensoren P6, P7, P9, P61, P5, P10 und P11, die einen Druck des Brennstoffgases messen, versehen. Der Drucksensor P6 misst einen Brennstoffgaszufuhrdruck der Brennstoffgaszufuhrquelle 30. Der Drucksensor P7 misst einen Sekundärdruck des Hochdruckregulierers H9. Der Drucksensor P9 misst einen Sekundärdruck des Niedrigdruckregulierers H10. Der Drucksensor P61 misst einen Druck des Niedrigdruckabschnitts des Brennstoffgaszufuhrwegs 31. Der Drucksensor P5 misst einen Druck eines Stapeleinlasses. Der Drucksensor P10 misst einen Druck der Wasserstoffpumpe 63 auf der Seite eines Eingangsanschluss (einer Stromaufwärtsseite). Der Drucksensor P11 misst einen Druck der Wasserstoffzirkulationspumpe 63 auf der Seite eines Ausgangsanschluss (der Stromabwärtsseite). Es sei bemerkt, dass Positionen und die Zahl der Drucksensoren abhängig von der Zahl der Ventile (der Zahl der geschlossenen Räume) geeignet geändert werden können.
Das Zufuhrsystem des oxidierenden Gases, das mit der Brennstoffbatterie 20 verbunden ist, bezieht sich allgemein auf Gasrohre, Ventile und dergleichen, die entlang eines Wegs angeordnet sind, um ein oxidierendes Gas der Brennstoffbatterie 20 zuzuführen. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das System einen Luftkompressor (eine Zufuhrquelle eines oxidierenden Gases) 40, einen Zufuhrweg 41 eines oxidierenden Gases und einen Kathodenabgaskanal 42.
Wie in 1 gezeigt ist, komprimiert der Luftkompressor 40 eine Luft, die aus einer Außenluft über einen Luftfilter 61 eingefangen wird, und führt die komprimierte Luft als das oxidierende Gas einem Kathodenpol der Brennstoffbatterie 20 zu. Ein Sauerstoffabgas, das einer Batteriereaktion der Brennstoffbatterie 20 unterworfen wird, fließt durch den Kathodenabgaskanal 42 und wird aus dem System entladen. Das Sauerstoffabgas enthält Wasser, das durch die Batteriereaktion in der Brennstoffbatterie 20 erzeugt wird, und hat daher einen höchst nassen Zustand. Ein Befeuchtungsmodul 62 führt einen Wassergehaltsaustausch zwischen einem wenig nassen oxidierenden Gas, das durch den Zufuhrweg 41 des oxidierenden Gases fließt, und einem höchst nassen Sauerstoffabgas durch, das durch den Kathodenabgaskanal 42 fließt, um das oxidierende Gas, das der Brennstoffbatterie 20 zuzuführen ist, geeignet zu befeuchten.
Wie in 1 gezeigt ist, wird ein Staudruck des oxidierenden Gases, das der Brennstoffbatterie 20 zuzuführen ist, durch ein Druckregulierungsventil A4, das um einen Kathodenauslass des Kathodenabgaskanals 42 angeordnet ist, reguliert. Der Kathodenabgaskanal 42 auf der Stromabwärtsseite kommuniziert mit einer Verdünnungseinheit 64, um das Sauerstoffabgas der Verdünnungseinheit 64 zuzuführen. Die Verdünnungseinheit 64 kommuniziert ferner mit dem Anodenabgaskanal 33 auf der Stromabwärtsseite und ist aufgebaut, um das Wasserstoffabgas mit dem Sauerstoffabgas zu mischen und zu verdünnen und dann das Gas aus dem System zu entladen.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein Kühlsystem, das die Brennstoffbatterie 20 kühlt, einen Kühlwasserweg 71, eine Zirkulationspumpe C1, einen Kühler C2, ein Umgehungsventil C3 und einen Wärmeaustauscher 70. Die Zirkulationspumpe C1 lässt ein Kältemittel, das durch die Brennstoffbatterie 20 über den Kühlwasserweg 71 fließt, zirkulieren. Der Kühlwasserweg 71 ist mit Umgehungskanälen 72, die das Kältemittel zu dem Wärmeaustauscher 70 leiten, ohne ein Kältemittel durch den Kühler C2 durchzulassen, versehen. Ein Lüfter C13 wird gedreht, um eine Temperatur des Kältemittels in dem Kühler C2 zu senken.
Der Wärmeaustauscher 70 umfasst einen Heizer 70a und nimmt eine Zufuhr einer Energie von der Brennstoffbatterie 20 auf, um den Heizer 70a zu heizen, wodurch die Temperatur des Kältemittels angehoben wird. Die Energiezufuhr von der Brennstoffbatterie 20 zu dem Wärmeaustauscher 70 kann durch Ein-/Ausschalten von Relais R1, R2 gesteuert werden. Der Kühler C2 auf der Stromaufwärtsseite ist mit dem Umgehungsventil C3 versehen, und es besteht ein Aufbau, dass ein Ventilöffnungsgrad des Umgehungsventils C3 reguliert wird, um eine Flussrate des Kältemittels, das zu dem Kühler C2 und dem Wärmeaustauscher 70 hin fließt, zu steuern, so dass die Kältemitteltemperatur reguliert werden kann.
Wie in 1 gezeigt ist, wird ein Druck eines Teils einer Gleichstromenergie, die in der Brennstoffbatterie 20 erzeugt wird, durch einen Gleich/Gleich-Wandler 53 gesenkt, und eine Batterie (eine Energieakkumulationsvorrichtung) 54 wird geladen. Ein Traktionswechselrichter 51 und ein Hilfswechselrichter 52 wandeln die Gleichstromenergie, die von der Brennstoffbatterie 20 und/oder der Batterie 54 zugeführt wird, in eine Wechselstromenergie um, um die Wechselstromenergie jeweils einem Traktionsmotor M3 und einem Hilfsmotor M4 zuzuführen. Der Hilfsmotor M4 bezieht sich allgemein auf einen Motor M2, der die Wasserstoffpumpe 63 antreibt, einen Motor M1, der den Luftkompressor 40 antreibt, und dergleichen. Es sei bemerkt, dass an Stelle der Batterie 54 verschiedene Sekundärbatterien (Lithiumionen, Nickelwasserstoff) und Kondensatoren als die Energieakkumulationsvorrichtung verwendet sein können.
Wie in 1 gezeigt ist, erhält ein Steuerabschnitt 50 eine für das System erforderliche Energie (die Summe einer Fahrzeugfahrenergie und einer Hilfsmaschinenenergie) basierend auf einem Beschleuniger- bzw. Gaspedalöffnungsgrad, der durch einen Beschleunigungssensor 55, der eine Beschleunigungsanfrage hinsichtlich eines Fahrzeugs erfasst, erfasst wird, einer Autogeschwindigkeit, die durch einen Autogeschwindigkeitssensor 56 erfasst wird, und dergleichen und steuert das Brennstoffbatteriesystem 10, so dass eine Ausgangsenergie der Brennstoffbatterie 20 mit einer Zielenergie übereinstimmt. Der Steuerabschnitt 50 reguliert insbesondere die Drehzahl des Motors M1, der den Luftkompressor 40 antreibt, um eine Menge des zuzuführenden oxidierenden Gases zu regulieren. Der Abschnitt steuert außerdem ein Öffnen/Schließen verschiedener Ventile des Brennstoffgaszufuhrsystems und reguliert die Drehzahl des Motors M2, der die Wasserstoffpumpe 63 antreibt, um eine Menge des zuzuführenden Brennstoffgases zu regulieren. Der Steuerabschnitt 50 steuert ferner den Gleich/Gleich-Wandler 53, um einen Betriebspunkt (eine Ausgangsspannung, einen Ausgangsstrom) der Brennstoffbatterie 20 zu regulieren, und führt die Regulierung durch, so dass die Ausgangsenergie der Brennstoffbatterie 20 mit einer Zielenergie übereinstimmt.
Der Steuerabschnitt 50 erfasst außerdem ein Brennstoffgasleck für jeden geschlossenen Raum, der in den Abschnitten (dem Hochdruckabschnitt, dem Niedrigdruckabschnitt, dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt) des Brennstoffgaszufuhrsystems gebildet ist. Bei diesem Fall erfasst der Steuerabschnitt 50 ein Gasleck eines geschlossenen Raums bei einem Zustand, bei dem ein Druck eines anderen geschlossenen Raums, der an mindestens den einen geschlossenen Raum angrenzt, als ein Gasleckerfassungsziel auf der Stromabwärtsseite gesenkt ist. Bei einem Fall, bei dem ein Druck des einen geschlossenen Raums als das Gasleckerfassungsziel auf der Stromabwärtsseite ansteigt, erfasst der Steuerabschnitt 50 ein Gasleck eines neuen geschlossenen Raums, der aus diesem einen geschlossenen Raum und dem anderen geschlossenen Raum, der an diesen einen geschlossenen Raum auf der Stromabwärtsseite angrenzt, aufgebaut ist. Das heißt, der Steuerabschnitt 50 funktioniert als ein Ausführungsbeispiel einer Erfassungseinrichtung bei der vorliegenden Erfindung.
Eine Systemsteuerung, die durch den Steuerabschnitt 50 des Brennstoffbatteriesystems 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auszuführen ist, wird als Nächstes unter Bezugnahme auf 2 bis 29 beschrieben.
Ein Überblick einer Systemsteuerung (eine Hauptroutine), die durch den Steuerabschnitt 50 des Brennstoffbatteriesystems 10 auszuführen ist, wird zuerst unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 2 beschrieben, und Unterroutinen werden danach unter Bezugnahme auf Flussdiagramme von 3 bis 29 beschrieben.
Wenn das Brennstoffbatteriesystem 10 startet (S101; JA), entscheidet zuerst der Steuerabschnitt 50 über ein Gasleck des Brennstoffgaszufuhrsystems (S102). Bei einem Fall, bei dem entschieden wird, dass es kein Gasleck gibt und dass die Energie normal erzeugt werden kann (S102; JA), wird hier eine übliche Energieerzeugungssteuerung durchgeführt (S104), und eine Lasttriebentscheidungssteuerung wird dann durchgeführt (S104'). Wenn ein üblicher Betrieb auf diese Art und Weise fortgesetzt wird und vorbestimmte Startbedingungen eines intermittierenden Betriebs erfüllt sind (S105; JA), wird eine Energieerzeugung gestoppt, und der Steuerabschnitt 50 entscheidet über das Gasleck des Brennstoffgaszufuhrsystems (S106). Ein intermittierender Betrieb ist hier ein Betriebsweise, bei der die Energieerzeugung der Brennstoffbatterie 20 zu einer Niedriglastbetriebszeit, wie in einer Leerlaufzeit, einer Niedriggeschwindigkeitsfahrzeit, einer Zeit eines regenerativen Bremsens oder dergleichen, vorübergehend angehalten wird und ein Fahren mit der Energie, die von der Batterie 54 zugeführt wird, durchgeführt wird.
Wenn die Brennstoffbatterie 20 eine überschüssige Menge der zu erzeugenden Energie hat, wird folgend eine Hilfsmaschinensteuerung durchgeführt, um einen Energieverbrauch von Hilfsmaschinen zu erhöhen (S107). Wenn ein Systemstopp durchgeführt wird (S108; JA), entscheidet dann der Steuerabschnitt 50 über das Gasleck des Brennstoffgaszufuhrsystems (S109) und führt ein Systemstoppverarbeiten durch (Silo). Wenn das Gasleck erfasst wird (S111; JA), wird ein Abnormalitätsstoppverarbeiten durchgeführt (S112). Es sei bemerkt, dass die Hilfsmaschinensteuerung von S107 nach der Lasttriebentscheidungssteuerung von S104' durchgeführt werden kann.
Die jeweiligen Unterroutinen werden als Nächstes beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das die Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutine (S102) bei dem Start des Systems zeigt. Wenn eine solche Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutine aufgerufen wird, öffnet der Steuerabschnitt 50 das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200, das BZ-Einlassventil H21 und das BZ-Auslassventil H22 und führt das Brennstoffgas durch den Brennstoffgaszufuhrweg 31 der Brennstoffbatterie 20 zu (S201).
Der Steuerabschnitt 50 entscheidet folgend, ob Druckwerte aller Drucksensoren P5 bis P6, die in dem Brennstoffgaszufuhrsystem angeordnet sind, vorbestimmte Druckwerte Pj1 bis Pj7 oder größer sind oder nicht (S202). Bei einem Fall, bei dem alle Drucksensoren P5 bis P6 die vorbestimmten Druckwerte Pj1 bis Pj7 oder größer erreichen und die Drücke des Brennstoffgaszufuhrwegs 31 und des Brennstoffgaszirkulationswegs 32 zu einem solchen Ausmaß ansteigen, dass die Gasleckentscheidung durchgeführt wird (S202; JA), schließt der Steuerabschnitt 50 das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200, das BZ-Einlassventil H21 und das BZ-Auslassventil H22 (S203). Solche Ventile werden geschlossen, wodurch die geschlossenen Räume in den Abschnitten (dem Hochdruckabschnitt, dem Niedrigdruckabschnitt, dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt) des Brennstoffgaszufuhrwegs 31 und des Brennstoffgaszirkulationswegs 32 gebildet werden.
Nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit t1 seit einer Zeit, zu der die geschlossenen Räume auf diese Art und Weise gebildet werden (S204), speichert der Steuerabschnitt 50 die Druckwerte der Drucksensoren P5 bis P6 als P5P bis P6P (S205). Bei einem Fall, bei dem eine vorbestimmte Zeit t2 verstreicht, nachdem die geschlossenen Räume gebildet sind (S206), berechnet ferner der Steuerabschnitt 50 Differentialdrücke ΔP5 bis ΔP6 zwischen den gespeicherten Druckwerten P5P bis P6P und den Druckwerten, die durch die Drucksensoren P5 bis P6 nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeit t2 gemessen werden (S207). Die erhaltenen Differentialdrücke ΔP5 bis ΔP6 entsprechen hier einer Druckabfallmenge in einer vorbestimmten Zeit (t2-t1).
Der Druckabschnitt 50 entscheidet, ob die jeweiligen Differentialdrücke ΔP5 bis ΔP6 vorbestimmte Druckwerte Pj8 bis Pj14 oder größer sind oder nicht (S208). Wenn alle Differentialdrücke ΔP5 bis ΔP6 die vorbestimmten Druckwerte Pj8 bis Pj14 oder kleiner sind (S208; NEIN), wird vermutet, dass es kein Gasleck gibt, und ein Systemstart wird daher beendet, um eine übliche Energieerzeugung zu starten (S209). Wenn einer der Differentialdrücke ΔP5 bis ΔP6 die vorbestimmten Druckwerte Pj8 bis Pj14 oder größer ist (S208; JA), entscheidet andererseits der Steuerabschnitt 50, dass das Gasleck auftritt (S210).
4 ist ein Flussdiagramm, das die übliche Energieerzeugungs-Steuerroutine (S104) zeigt. Wenn eine solche übliche Energieerzeugungs-Steuerroutine aufgerufen wird, öffnet der Steuerabschnitt 50 die Ventile (das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200, das BZ-Einlassventil H21 und das BZ-Auslassventil H22) des Brennstoffgaszufuhrsystems (S301). Der Steuerabschnitt berechnet folgend eine für das Fahrzeug erforderliche Energie (eine für das System erforderliche Energie) basierend auf einem Beschleunigeröffnungsgrad, einer Autogeschwindigkeit oder dergleichen (S302) und bestimmt ein Verhältnis zwischen der Ausgangsenergie der Brennstoffbatterie 20 und der Ausgangsenergie der Batterie 54 (S303). Der Steuerabschnitt 50 steuert die Drehzahl des Motors M1 unter Bezugnahme auf eine stöchiometrische Abbildung einer in einer Brennstoffbatterie erzeugten Energie und einer Luft, so dass das oxidierende Gas der Brennstoffbatterie 20 mit einer gewünschten Flussrate zugeführt wird (S304). Der Steuerabschnitt 50 steuert ferner verschiedene Ventile des Brennstoffgaszufuhrsystems und die Drehzahl des Motors M2 unter Bezugnahme auf eine stöchiometrische Abbildung einer in einer Brennstoffbatterie erzeugten Energie und eines Wasserstoffs, so dass das Brennstoffgas der Brennstoffbatterie 20 mit einer gewünschten Flussrate zugeführt wird (S305). Der Steuerabschnitt 50 steuert folgend ein Öffnen/Schließen des Spülventils H51 unter Bezugnahme auf eine Abbildung einer in einer Brennstoffbatterie erzeugten Energie und einer Brennstoffgasspülhäufigkeit (S306).
5 ist ein Flussdiagramm, das die Lasttriebentscheidungs-Steuerroutine (S104'), die nach Beenden der üblichen Energieerzeugungs-Steuerroutine auszuführen ist, zeigt. Wenn eine solche Lasttriebentscheidungs-Steuerroutine aufgerufen wird, berechnet der Steuerabschnitt 50 eine Menge (eine aus der Batterie entladbare Energie) W3 der Energie, die Lasten (z. B. Energieverbrauchsvorrichtungen, wie den Motoren M1, M2) durch die Batterie 54 zugeführt werden kann, unter Bezugnahme auf ein Erfassungssignal, das von einem Batteriesensor 57 zugeführt wird, und eine SOC- Batterie-Temperaturabbildung (S11a). Der Steuerabschnitt 50 berechnet folgend eine für das Fahrzeug erforderliche Energie (eine für das System erforderliche Energie) PPW basierend auf einem Beschleunigeröffnungsgrad, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen (S21) und entscheidet, ob die aus der Batterie entladbare Energie W3 die für das Fahrzeug erforderliche Energie PPW oder größer ist oder nicht (d. h., ob eine Energie, die nicht kleiner als die für das System erforderliche Energie ist, von der Batterie 54 der Last zugeführt werden kann oder nicht) (S31). Wenn der Steuerabschnitt 50 ein bejahendes Resultat erhalten kann (S31; JA), erlaubt der Abschnitt einen Wechsel von einem üblichen Betrieb zu einem intermittierenden Betrieb (S41) und startet eine solche Steuerung, um die Last mit lediglich der Batterie 54 zu treiben. Wenn der Steuerabschnitt 50 ein negatives Resultat erhalten kann (S31; NEIN), verbietet andererseits der Abschnitt den Wechsel von dem üblichen Betrieb zu dem intermittierenden Betrieb (S51) und treibt die Last durch eine Verwendung der Brennstoffbatterie 20 und der Batterie 54 zusammen. Die im Vorhergehenden erwähnten übliche Energieerzeugungs-Steuerroutine und Lasttriebentscheidungs-Steuerroutine werden in vorbestimmten Intervallen wiederholt ausgeführt.
6 bis 25 sind Flussdiagramme, die die Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutinen (S106, S109) während des intermittierenden Betriebs oder eines Systemstopps zeigen. Wenn eine solche Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutine aufgerufen wird, führt der Steuerabschnitt 50 eine Druckentscheidung des Hochdruckabschnitts durch (S401). Die Druckentscheidung besteht darin, zu entscheiden, ob der Druck von jedem Abschnitt einen Druck, der für die Gasleckentscheidung erforderlich ist, erreicht oder nicht. Wie in 6 gezeigt ist, öffnet zuerst der Steuerabschnitt 50 das Tankventil H201 (S402). Wenn der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, ein vorbestimmter Schwellenwert P6B oder größer ist und dieser Zustand über eine vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S403; JA), schließt der Abschnitt das Tankventil H201 (S404). Bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert P6B ist, oder bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist, der Zustand jedoch nicht über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S403; NEIN), wird andererseits das Tankventil H201 offen gelassen (S405).
Der Steuerabschnitt steuert folgend eine Druckentscheidung eines Abschnitts (eines Hoch-/Niedrigdruckabschnitts), der aus dem Hochdruckabschnitt und dem Niedrigdruckabschnitt aufgebaut ist (S406). Wie in 6 gezeigt ist, öffnet zuerst der Steuerabschnitt 50 das Tankventil H201 und das Wasserstoffzufuhrventil H200 (S407). Wenn der Druck, der durch den Drucksensor P6 erfasst wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist und der Zustand über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S408; JA), schließt der Abschnitt das Tankventil H201 (S409). Bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert P6B ist, oder bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist, der Zustand jedoch nicht über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S408; NEIN), wird andererseits das Tankventil H201 offen gelassen (S410).
Der Steuerabschnitt führt folgend die Druckentscheidung eines Abschnitts (eines Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts) durch, der aus dem Hochdruckabschnitt, dem Niedrigdruckabschnitt und dem BZ-Abschnitt aufgebaut ist (S411). Wie in 7 gezeigt ist, öffnet zuerst der Steuerabschnitt 50 das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200 und das BZ-Einlassventil H21 (S412). Wenn der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist und der Zustand über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S413; JA), schließt der Abschnitt das Tankventil H201 (S414). Bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert P6B ist, oder bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist, der Zustand jedoch nicht über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S413; NEIN), wird andererseits das Tankventil H201 offen gelassen (S415).
Der Steuerabschnitt führt folgend die Druckentscheidung eines Abschnitts (eines Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts) durch, der aus dem Hochdruckabschnitt, dem Niedrigdruckabschnitt, dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist (S416). Wie in 7 gezeigt ist, öffnet zuerst der Steuerabschnitt 50 das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200, das BZ-Einlassventil H21 und das BZ-Auslassventil H22 (S417). Wenn der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist und der Zustand über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S418; JA), schließt der Abschnitt das Tankventil H201 (S419). Bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert P6B ist, oder bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist, der Zustand jedoch nicht über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S418; NEIN), wird das Tankventil H201 offen gelassen (S420).
Der Steuerabschnitt entscheidet folgend die Druckentscheidung eines Abschnitts (eines Niedrigdruck-BZ-Abschnitts), der aus dem Niedrigdruckabschnitt und dem BZ-Abschnitt aufgebaut ist (S421). Wie in 8 gezeigt ist, öffnet zuerst der Steuerabschnitt 50 das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200 und das BZ-Einlassventil H21 (S422). Wenn der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist und der Zustand über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S423; JA), schließt der Abschnitt das Tankventil H201 und das Wasserstoffzufuhrventil H200 (S424). Bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert P6B ist, oder bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist, der Zustand jedoch nicht über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S423; NEIN), werden andererseits das Tankventil H201 und das Wasserstoffzufuhrventil H200 offen gelassen (S425).
Der Steuerabschnitt führt folgend die Druckentscheidung eines Abschnitts (eines Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts) durch, der aus dem Niedrigdruckabschnitt, dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist (S426). Wie in 8 gezeigt ist, öffnet zuerst der Steuerabschnitt 50 das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200, das BZ-Einlassventil H21 und das BZ-Auslassventil H22 (S427). Wenn der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist und der Zustand über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S428; JA), schließt der Abschnitt das Tankventil H201 und das Wasserstoffzufuhrventil H200 (S429). Bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert P6B ist, oder bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist, der Zustand jedoch nicht über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S428; NEIN), werden andererseits das Tankventil H201 und das Wasserstoffzufuhrventil H200 offen gelassen (S430).
Der Steuerabschnitt führt folgend die Druckentscheidung eines Abschnitts (eines BZ-Zirkulierabschnitts) durch, der aus dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist (S431). Wie in 9 gezeigt ist, öffnet zuerst der Steuerabschnitt 50 das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200, das BZ-Einlassventil H21 und das BZ-Auslassventil H22 (S432). Wenn der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist und der Zustand über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S433; JA), schließt der Abschnitt das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200 und das BZ-Einlassventil H21 (S434). Bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert P6B ist, oder bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der vorbestimmte Schwellenwert P6B oder größer ist, der Zustand jedoch nicht über die vorbestimmte Ventilöffnungszeit ta hinaus aufrechterhalten wird (S433; NEIN), werden das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200 und das BZ-Einlassventil H21 offen gelassen (S435).
Der Steuerabschnitt 50 führt folgend eine Spülentscheidung des Hochdruckabschnitts durch (S436). Die Spülentscheidung besteht darin, zu entscheiden, ob das Brennstoffgas zu spülen ist oder nicht. Wie in 10 gezeigt ist, berechnet zuerst der Abschnitt einen Brennstoffgasverbrauch, der zum Anpassen des Drucks des Hochdruckabschnitts an einen Zieldruck P6A erforderlich ist, basierend auf einem Differentialdruck zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, und dem Zieldruck P6A des Hochdruckabschnitts (S437). Der Abschnitt berechnet folgend einen Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus einem Verhältnis zwischen einer Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Spülzeit und einer Kapazität des Hochdruckabschnitts (S438). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Hochdruckabschnitts und dem Zieldruck P6A ΔPQ + ein vorbestimmter Wert (eine Toleranz) oder kleiner ist (S439; JA), fällt, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Hochdruckabschnitts unter den Zieldruck P6A ab, und das Spülen wird daher verboten (S440). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Hochdruckabschnitts und dem Zieldruck P6A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) überschreitet (S439; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Hochdruckabschnitts nicht der Zieldruck P6A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S441).
Der Steuerabschnitt führt folgend eine Spülentscheidung des Niedrigdruckabschnitts durch (S442). Wie in 10 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt zuerst den Brennstoffgasverbrauch, der zum Anpassen des Drucks des Niedrigdruckabschnitts an einen Zieldruck P61A erforderlich ist, basierend auf dem Differentialdruck zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor P61 gemessen wird, und dem Zieldruck P61A des Niedrigdruckabschnitts (S443). Der Abschnitt berechnet folgend den Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus dem Verhältnis zwischen der Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Zeit und einer Kapazität des Niedrigdruckabschnitts (S444). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Niedrigdruckabschnitts und dem Zieldruck P61A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) oder kleiner ist (S445; JA), fällt, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Niedrigdruckabschnitts unter den Zieldruck P61A ab, und das Spülen wird daher verboten (S446). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Niedrigdruckabschnitts und dem Zieldruck P61A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) überschreitet (S445; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Niedrigdruckabschnitts nicht der Zieldruck P61A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S447).
Der Steuerabschnitt führt folgend die Spülentscheidung des BZ-Abschnitts durch (S448). Wie in 11 gezeigt ist, berechnet der Abschnitt zuerst einen Brennstoffgasverbrauch, der zum Anpassen des Drucks des BZ-Abschnitts an einen Zieldruck P5A erforderlich ist, basierend auf einem Differentialdruck zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, und dem Zieldruck P5A des BZ-Abschnitts (S449). Der Abschnitt berechnet folgend den Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus dem Verhältnis zwischen der Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Zeit und einer Kapazität des BZ-Abschnitts (S450). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des BZ-Abschnitts und dem Zieldruck P5A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) oder kleiner ist (S451; JA), fällt, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des BZ-Abschnitts unter den Zieldruck P5A ab, und das Spülen wird daher verboten (S452). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des BZ-Abschnitts und dem Zieldruck P5A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) überschreitet (S451; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des BZ-Abschnitts nicht der Zieldruck P5A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S453).
Der Steuerabschnitt führt folgend die Spülentscheidung des Zirkulierabschnitts durch (S454). Wie in 11 gezeigt ist, verbietet zuerst der Steuerabschnitt die Energieerzeugung (S455). Bei einem Fall, bei dem der Abschnitt den Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus dem Verhältnis zwischen der Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Zeit und einer Kapazität des Zirkulierabschnitts berechnet (S456) und der Differentialdruck zwischen dem Druck des Zirkulierabschnitts und einem Zieldruck P10A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) oder kleiner ist (S457; JA), fällt dann, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Zirkulierabschnitts unter den Zieldruck P10A ab, und das Spülen wird daher verboten (S458). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Zirkulierabschnitts und dem Zieldruck P10A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) überschreitet (S457; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Zirkulierabschnitts nicht der Zieldruck P10A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S459).
Der Steuerabschnitt führt folgend die Spülentscheidung des Abschnitts (des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts) durch, der aus dem Hochdruckabschnitt und dem Niedrigdruckabschnitt aufgebaut ist (S460). Wie in 12 gezeigt ist, berechnet zuerst der Abschnitt einen Brennstoffgasverbrauch, der zum Anpassen des Drucks des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts an den Zieldruck P6A erforderlich ist, basierend auf einem Differentialdruck zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, und dem Zieldruck P6A des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts (S461). Der Abschnitt berechnet folgend den Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus einem Verhältnis zwischen der Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Zeit und der Kapazität des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts (S462). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts und dem Zieldruck P6A ΔPQ + ein vorbestimmter Wert (eine Toleranz) oder kleiner ist (S463; JA), fällt, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts unter den Zieldruck P6A ab, und das Spülen wird daher verboten (S464). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts und dem Zieldruck P6A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) überschreitet (S463; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts nicht der Zieldruck P6A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S465).
Der Steuerabschnitt führt dann die Spülentscheidung des Abschnitts (des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts) durch, der aus dem Hochdruckabschnitt, dem Niedrigdruckabschnitt und dem BZ-Abschnitt aufgebaut ist (S466). Wie in 12 gezeigt ist, berechnet der Steuerabschnitt zuerst den Brennstoffgasverbrauch, der zum Anpassen des Drucks des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts an einen Zieldruck P6A erforderlich ist, basierend auf dem Differentialdruck zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, und dem Zieldruck P6A des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts (S467). Der Abschnitt berechnet folgend den Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus einem Verhältnis zwischen der Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Zeit und einer Kapazität des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts (S468). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts und dem Zieldruck P6A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) oder kleiner ist (S469; JA), fällt, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts unter den Zieldruck P6A ab, und das Spülen wird daher verboten (S470). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts und dem Zieldruck P6A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) überschreitet (S469; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts nicht der Zieldruck P6A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S471).
Der Steuerabschnitt führt folgend die Spülentscheidung des Abschnitts (des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts) durch, der aus dem Hochdruckabschnitt, dem Niedrigdruckabschnitt, dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist (S472). Wie in 13 gezeigt ist, berechnet zuerst der Abschnitt einen Brennstoffgasverbrauch, der zum Anpassen des Drucks des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts an den Zieldruck P6A erforderlich ist, basierend auf einem Differentialdruck zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, und dem Zieldruck P6A des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts (S473). Der Abschnitt berechnet folgend den Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus einem Verhältnis zwischen der Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Zeit und der Kapazität des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts (S474). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts und dem Zieldruck P6A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) oder kleiner ist (S475; JA), fällt, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts unter den Zieldruck P6A ab, und das Spülen wird daher verboten (S476). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts und dem Zieldruck P6A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) überschreitet (S475; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts nicht der Zieldruck P6A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S477).
Der Steuerabschnitt führt dann die Spülentscheidung des Abschnitts (des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts) durch, der aus dem Niedrigdruckabschnitt und dem BZ-Abschnitt aufgebaut ist (S478). Wie in 13 gezeigt ist, berechnet zuerst der Steuerabschnitt den Brennstoffgasverbrauch, der zum Anpassen des Drucks des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts an den Zieldruck P61A erforderlich ist, basierend auf dem Differentialdruck zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor P61 gemessen wird, und dem Zieldruck P61A des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts (S479). Der Abschnitt berechnet folgend den Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus einem Verhältnis zwischen der Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Zeit und einer Kapazität des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts (S480). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts und dem Zieldruck P61A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) oder kleiner ist (S481; JA), fällt, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts unter den Zieldruck P61A ab, und das Spülen wird daher verboten (S482). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts und dem Zieldruck P61A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) überschreitet (S481; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts nicht der Zieldruck P61A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S483).
Der Steuerabschnitt führt folgend die Spülentscheidung des Abschnitts (des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts) durch, der aus dem Niedrigdruckabschnitt, dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist (S484). Wie in 14 gezeigt ist, berechnet zuerst der Abschnitt einen Brennstoffgasverbrauch, der zum Anpassen des Drucks des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts an den Zieldruck P61A erforderlich ist, basierend auf einem Differentialdruck zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor P61 gemessen wird, und dem Zieldruck P61A des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts (S485). Der Abschnitt berechnet folgend den Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus einem Verhältnis zwischen der Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Zeit und der Kapazität des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts (S486). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts und dem Zieldruck P61A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) oder kleiner ist (S487; JA), fällt, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts unter den Zieldruck P61A ab, und das Spülen wird daher verboten (S488). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts und dem Zieldruck P61A ΔPQ + den vorbestimmten Wert (die Toleranz) überschreitet (S487; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts nicht der Zieldruck P61A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S489).
Der Steuerabschnitt führt dann die Spülentscheidung des Abschnitts (des BZ-Zirkulierabschnitts) durch, der aus dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist (S490). Wie in 14 gezeigt ist, berechnet der Steuerabschnitt zuerst den Brennstoffgasverbrauch, der zum Anpassen des Drucks des BZ-Zirkulierabschnitts an den Zieldruck P5A erforderlich ist, basierend auf dem Differentialdruck zwischen dem Druck, der durch den Drucksensor P5 gemessen wird, und dem Zieldruck P5A des BZ-Zirkulierabschnitts (S491). Der Abschnitt berechnet folgend den Druckreduzierungsgrad ΔPQ aus einem Verhältnis zwischen der Spülmenge des Spülventils H51 zu einer Zeit und einer Kapazität des BZ-Zirkulierabschnitts (S492). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des BZ-Zirkulierabschnitts und dem Zieldruck P5A ΔPQ + der vorbestimmte Wert (die Toleranz) oder kleiner ist (S493; JA), fällt, wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des BZ-Zirkulierabschnitts unter den Zieldruck P5A ab, und das Spülen wird daher verboten (S494). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck zwischen dem Druck des BZ-Zirkulierabschnitts und dem Zieldruck P5A ΔPQ + den vorbestimmten Wert (die Toleranz) überschreitet (S493; NEIN), ist andererseits, selbst wenn das Brennstoffgas gespült wird, der Druck des BZ-Zirkulierabschnitts nicht der Zieldruck P5A oder kleiner, und das Spülen wird daher erlaubt (S495).
Wenn die Spülentscheidung von jedem Abschnitt endet, erhält, wie in 15 gezeigt ist, der Steuerabschnitt 50 die erzeugte Energie der Brennstoffbatterie 20 zum Verbrauchen des Brennstoffgases, das bei S437, S443, S449, S461, S467, S473, S479, S485 und S491 erhalten wird (S496). Der Abschnitt reguliert ferner die Drehzahl des Motors M1 unter Bezugnahme auf die stöchiometrische Abbildung einer in einer Brennstoffbatterie erzeugten Energie und einer Luft, so dass das oxidierende Gas, das zum Erhalten einer gewünschten erzeugten Energie erforderlich ist, der Brennstoffbatterie 20 zugeführt wird (S497). Wenn sich das Wasserstoffzufuhrventil H200 öffnet (S498; JA), reguliert dann der Steuerabschnitt 50 die Ventile des Brennstoffgaszufuhrsystems und die Drehzahl des Motors M2 unter Bezugnahme auf die stöchiometrische Abbildung einer in einer Brennstoffbatterie erzeugten Energie und eines Wasserstoffs, so dass die Brennstoffgasflussrate, die zum Erhalten der gewünschten erzeugten Energie erforderlich ist, der Brennstoffbatterie 20 zugeführt wird (S499). Der Steuerabschnitt 50 steuert ferner das Öffnen/Schließen des Spülventils H51 unter Bezugnahme auf die Abbildung einer in einer Brennstoffbatterie erzeugten Energie und einer Spülhäufigkeit (S500).
Wenn sich das Wasserstoffzufuhrventil H200 schließt (S498; NEIN), stoppt andererseits der Steuerabschnitt 50 die Wasserstoffpumpe 63 (S501) und steuert das Öffnen/Schließen des Spülventils H51 unter Bezugnahme auf die Abbildung einer in einer Brennstoffbatterie erzeugten Energie und einer Spülhäufigkeit (S502). Um das Spülventil H51 zu öffnen/schließen, wird die Spülmenge zu einer Zeit basierend auf einem Primärdruck, einem Sekundärdruck und der Ventilöffnungszeit des Spülventils H51 berechnet (S503). Der Primärdruck des Spülventils H51 kann hier gemäß einem Druckwert, der durch den Drucksensor P11 gemessen wird, erhalten werden. Der Sekundärdruck des Spülventils H51 kann gemäß einer Flussrate eines Sauerstoffabgases, das durch den Kathodenabgaskanal 42 fließt, erhalten werden.
Wenn ein Zustand einer Ladung (SOC) der Batterie 54 einen vorbestimmten Wert (z. B. 80% bis 90%) oder größer anzeigt (S504; JA), kann der Steuerabschnitt 50 in der Batterie 54 die Energie, die durch den Verbrauch des Brennstoffgases erzeugt wird, nicht ansammeln, und der Steuerabschnitt 50 verringert daher die erzeugte Energie der Brennstoffbatterie 20 und erhöht die Spülmenge des Brennstoffgases (S505). Wenn eine Spülhäufigkeit des Brennstoffgases größer als eine vorbestimmte Häufigkeit ist (S506; JA), erhöht sich eine Konzentration des Brennstoffgases, das aus dem System entladen wird. Die Drehzahl des Luftkompressors 40 wird daher erhöht, um die Konzentration des entladenen Brennstoffgases zu reduzieren, die Flussrate des Sauerstoffabgases, das durch den Kathodenabgaskanal 42 fließt, wird erhöht, und die Konzentration des entladenen Brennstoffgases, das durch die Verdünnungseinheit 64 zu verdünnen ist, wird reduziert (S507).
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, werden der Verbrauch des Brennstoffgases durch die Energieerzeugung und ein Spülbetrieb des Brennstoffgases ausgeführt (S496 bis S507), wobei der Druck von jedem Abschnitt des Brennstoffgaszufuhrsystems schnell gesenkt werden kann. Die Drücke des Hochdruckabschnitts, des Niedrigdruckabschnitts und des BZ-Abschnitts können insbesondere durch den Verbrauch des Brennstoffgases aufgrund der Energieerzeugung und den Spülbetrieb des Brennstoffgases gesenkt werden, und der Druck des Zirkulierabschnitts kann durch den Spülbetrieb des Brennstoffgases gesenkt werden. Es sei bemerkt, dass, um den Druck zu senken, der Spülbetrieb nicht durchgeführt wird, und der einzige Verbrauch des Brennstoffgases aufgrund der Energieerzeugung kann durchgeführt werden.
Die Gasleckentscheidung wird als Nächstes detailliert beschrieben. Bei der Gasleckentscheidung von jedem Abschnitt werden die Ventile, die in dem Brennstoffgaszufuhrsystem angeordnet sind, geschlossen, der geschlossene Raum (ein im Wesentlichen abgedichteter Raum) wird gebildet, und eine Druckabfalltoleranz des geschlossenen Raums wird gemessen, um die Entscheidung durchzuführen.
Die Gasleckentscheidung (S508) des Hochdruckabschnitts wird zuerst beschrieben. Wie in 16 gezeigt ist, schließt bei einem Fall, bei dem der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, der Zieldruck P6A oder kleiner ist (S509; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des Hochdruckabschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 das Wasserstoffzufuhrventil H200 (S510). Der Hochdruckabschnitt wird folglich in einen abgedichteten Zustand gebracht, um den geschlossenen Raum zu bilden. Der Steuerabschnitt 50 entscheidet dann, ob der Druck, der durch den Drucksensor P61, der auf der Stromabwärtsseite des Wasserstoffzufuhrventils H200 angeordnet ist, gemessen wird, unter einen vorbestimmten Druck PJA1 abfällt oder nicht (S511). Der vorbestimmte Druck PJA1 ist ein Druck zum Entscheiden, ob sich das Wasserstoffzufuhrventil H200 sicher schließt oder nicht. Wenn der gemessene Druck des Drucksensors P61 der vorbestimmte Druck PJA1 oder kleiner ist (S511; JA), wird, um die Gasleckentscheidung des Hochdruckabschnitts durchzuführen, entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t3 seit einer Zeit, zu der das Wasserstoffzufuhrventil H200 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S512). Wenn die vorbestimmte Zeit t3 verstreicht (S512; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P6 als P6P gespeichert (S513).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t4 seit einer Zeit, zu der das Wasserstoffzufuhrventil H200 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S514). Wenn die vorbestimmte Zeit t4 verstreicht (S514; JA), wird ein Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP6 zwischen dem gespeicherten Druck P6P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P6 berechnet (S515). Wenn der Differentialdruck ΔP6 ein vorbestimmter Druck Pj15 (der vorbestimmte Schwellenwert) oder größer ist (S516; JA), wird hier die Leckentscheidung des Abschnitts (des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts), der aus dem Hochdruckabschnitt und dem Niedrigdruckabschnitt aufgebaut ist, erlaubt (S517), und die Leckentscheidung des Hochdruckabschnitts wird verboten (S518). Wenn der Differentialdruck ΔP6 kleiner als der vorbestimmte Druck Pj15 ist (S516; NEIN), erlaubt andererseits der Steuerabschnitt 50 die Gasleckentscheidung des Niedrigdruckabschnitts (S519) und verbietet die Leckentscheidung des Hochdruckabschnitts (S518). Es sei bemerkt, dass, wenn der gemessene Druck des Drucksensors P61 den vorbestimmten Druck PJA1 überschreitet (S511; NEIN), wenn die vorbestimmte Zeit t3 seit einer Zeit, zu der das Wasserstoffzufuhrventil H200 geschlossen wurde, nicht verstrichen ist (S512; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t4 nicht verstrichen ist (S514; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu der nächsten Gasleckentscheidung des Niedrigdruckabschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S520) des Niedrigdruckabschnitts wird als Nächstes beschrieben. Wie in 17 gezeigt ist, schließt bei einem Fall, bei dem der Steuerabschnitt 50 entscheidet, dass der Druck, der durch den Drucksensor P61 gemessen wird, der Zieldruck P61A oder kleiner ist (S521; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des Niedrigdruckabschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 das BZ-Einlassventil H21 (S522). Der Niedrigdruckabschnitt wird folglich in den abgedichteten Zustand gebracht, um den geschlossenen Raum zu bilden. Der Steuerabschnitt entscheidet dann, ob die Drücke, die durch die Drucksensoren P5, P11, die auf der Stromabwärtsseite des BZ-Einlassventils H21 angeordnet sind, gemessen werden, jeweils unter vorbestimmte Drücke PJA2, PJA3 abfallen oder nicht (S523). Die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 sind Drücke zum Entscheiden, ob sich das BZ-Einlassventil H21 sicher schließt oder nicht. Wenn die gemessenen Drücke der Drucksensoren P5, P11 jeweils die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 oder kleiner sind (S523; JA), wird, um die Gasleckentscheidung des Niedrigdruckabschnitts durchzuführen, entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t5 seit einer Zeit, zu der das BZ-Einlassventil H21 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S524). Wenn die vorbestimmte Zeit t5 verstreicht (S524; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P61 als P61P gespeichert (S525).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t6 seit einer Zeit, zu der das BZ-Einlassventil H21 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S526). Wenn die vorbestimmte Zeit t6 verstreicht (S526; JA), wird ein Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP61 zwischen dem gespeicherten Druck P61P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P61 berechnet (S527). Wenn der Differentialdruck ΔP61 ein vorbestimmter Schwellendruck Pj16 oder größer ist (S528; JA), wird hier die Leckentscheidung des Abschnitts (des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts), der aus dem Niedrigdruckabschnitt und dem BZ-Abschnitt aufgebaut ist, erlaubt (S529), und die Leckentscheidung des Niedrigdruckabschnitts wird verboten (S530). Wenn der Differentialdruck ΔP61 kleiner als der vorbestimmte Druck Pj16 ist (S528; NEIN), erlaubt andererseits der Steuerabschnitt 50 die Gasleckentscheidung des BZ-Abschnitts (S531) und verbietet die Leckentscheidung des Niedrigdruckabschnitts (S530). Es sei bemerkt, dass, wenn die gemessenen Drücke der Drucksensoren P5, P11 die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 überschreiten (S523; NEIN), wenn die vorbestimmte Zeit t5 seit einer Zeit, zu der das BZ-Einlassventil H21 geschlossen wurde, nicht verstrichen ist (S524; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t6 nicht verstrichen ist (S526; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu der nächsten Gasleckentscheidung des BZ-Abschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S532) des BZ-Abschnitts wird als Nächstes beschrieben. Wie in 18 gezeigt ist, schließt bei einem Fall, bei dem der Steuerabschnitt 50 entscheidet, dass der Druck, der durch den Drucksensor P5 gemessen wird, der Zieldruck P5A oder kleiner ist (S533; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des BZ-Abschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 das BZ-Auslassventil H22 (S534). Der BZ-Abschnitt wird folglich in den abgedichteten Zustand gebracht, um den geschlossenen Raum zu bilden. Der Steuerabschnitt entscheidet dann, ob der Druck, der durch den Drucksensor P10, der auf der Stromabwärtsseite des BZ-Auslassventils H22 angeordnet ist, gemessen wird, unter einen vorbestimmten Druck PJA4 abfällt oder nicht (S535). Der vorbestimmte Druck PJA4 ist ein Druck zum Entscheiden, ob sich das BZ-Auslassventil H22 sicher schließt oder nicht. Wenn der gemessene Druck des Drucksensors P10 der vorbestimmte Druck PJA4 ist (S535; JA), wird, um die Gasleckentscheidung des BZ-Abschnitts durchzuführen, entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t7 seit einer Zeit, zu der das BZ-Auslassventil H22 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S536). Wenn die vorbestimmte Zeit t7 verstreicht (S536; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P5 als P5P gespeichert (S537).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t8 seit einer Zeit, zu der das BZ-Auslassventil H22 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S538). Wenn die vorbestimmte Zeit t8 verstreicht (S538; JA), wird ein Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP5 zwischen dem gespeicherten Druck P5P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P5 berechnet (S539). Wenn der Differentialdruck ΔP5 ein vorbestimmter Druck Pj17 oder größer ist (S540; JA), wird hier die Leckentscheidung des Abschnitts (des BZ-Zirkulierabschnitts), der aus dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist, erlaubt (S541), und die Leckentscheidung des BZ-Abschnitts wird verboten (S542). Wenn der Differentialdruck ΔP5 kleiner als der vorbestimmte Druck Pj17 ist (S540; NEIN), erlaubt andererseits der Steuerabschnitt 50 die Gasleckentscheidung des Zirkulierabschnitts (S543) und verbietet die Leckentscheidung des BZ-Abschnitts (S542). Es sei bemerkt, dass, wenn der gemessene Druck des Drucksensors P10 den vorbestimmten Druck PJA4 überschreitet (S535; NEIN), wenn die vorbestimmte Zeit t7 seit einer Zeit, zu der das BZ-Auslassventil H22 geschlossen wurde, nicht verstrichen ist (S536; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t8 nicht verstrichen ist (S538; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu der nächsten Gasleckentscheidung des Zirkulierabschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S544) des Zirkulierabschnitts wird als Nächstes beschrieben. Wie in 19 gezeigt ist, verbietet bei einem Fall, bei dem der Steuerabschnitt 50 entscheidet, dass der Druck, der durch den Drucksensor P10 gemessen wird, der Zieldruck P10A oder kleiner ist (S545; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des Zirkulierabschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 die Energieerzeugung (S546). Zu dieser Zeit wird das Öffnen des Spülventils verboten, um den Zirkulierabschnitt in den abgedichteten Zustand zu bringen, wobei dadurch ein geschlossener Raum gebildet wird. Um die Gasleckentscheidung des Zirkulierabschnitts durchzuführen, wird dann entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t9 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, verstrichen ist oder nicht (S547). Wenn die vorbestimmte Zeit t9 verstreicht (S547; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P10 als P10P gespeichert (S548).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t10 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, verstrichen ist oder nicht (S549). Wenn die vorbestimmte Zeit t10 verstreicht (S549; JA), wird ein Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP10 zwischen dem gespeicherten Druck P10P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P10 berechnet (S550). Wenn der Differentialdruck ΔP10 ein vorbestimmter Druck Pj18 oder größer ist (S551; JA), wird hier entschieden, dass das Gas aus dem Zirkulierabschnitt leckt (S552), und der Steuerabschnitt wechselt zu der nächsten Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts. Als Ursachen für das Gasleck sind Öffnungsschwierigkeiten des BZ-Auslassventils H22 und des Rückschlagventils H52, ein Bruch des Brennstoffgaszirkulationswegs 32 und dergleichen in Betracht gezogen. Wenn der Differentialdruck ΔP10 kleiner als der vorbestimmte Schwellendruck Pj18 ist (S551; NEIN), verbietet andererseits der Steuerabschnitt 50 die Gasleckentscheidung des Zirkulierabschnitts (S553) und wechselt zu der nächsten Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts. Es sei bemerkt, dass, wenn die vorbestimmte Zeit t9 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, nicht verstrichen ist (S547; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t10 nicht verstrichen ist (S549; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu der nächsten Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S554) des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts, der aus dem Hochdruckabschnitt und dem Niedrigdruckabschnitt aufgebaut ist, wird als Nächstes beschrieben. Wie in 20 gezeigt ist, schließt bei einem Fall, bei dem der Steuerabschnitt 50 entscheidet, dass der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, ein Zieldruck P6AB oder kleiner ist (S555; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 das BZ-Einlassventil H21 (S556). Der Hoch-/Niedrigdruckabschnitt wird folglich in den abgedichteten Zustand gebracht, um einen geschlossenen Raum zu bilden. Es wird dann entschieden, ob die Drücke, die durch die Drucksensoren P5, P11, die auf der Stromabwärtsseite des BZ-Einlassventils H21 angeordnet sind, gemessen werden, jeweils unter die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 abfallen oder nicht (S557). Wenn die gemessenen Drücke der Drucksensoren P5, P11 jeweils die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 oder kleiner sind (S557; JA), wird, um die Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts durchzuführen, entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t11 seit einer Zeit, zu der das BZ-Einlassventil H21 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S558). Wenn die vorbestimmte Zeit t11 verstreicht (S558; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P6 als P6P gespeichert (S559).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t12 seit einer Zeit, zu der das BZ-Einlassventil H21 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S560). Wenn die vorbestimmte Zeit t12 verstreicht (S560; JA), wird ein Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP6 zwischen dem gespeicherten Druck P6P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P6 berechnet (S561). Wenn der Differentialdruck ΔP6 ein vorbestimmter Schwellendruck Pj19 oder größer ist (S562; JA), wird hier entschieden, dass aus dem Wasserstoffzufuhrventil H200 Gas infolge eines Abdichtungsdefekts leckt (S563). Der Steuerabschnitt führt danach die Leckentscheidung des BZ-Abschnitts durch (S564) und verbietet die Leckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts (S565). Wenn der Differentialdruck ΔP6 den vorbestimmten Schwellendruck Pj19 überschreitet (S562; NEIN), führt andererseits der Steuerabschnitt 50 die Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts wie im Folgenden beschrieben durch (S566) und verbietet die Leckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts (S565). Es sei bemerkt, dass, wenn die gemessenen Drücke der Drucksensoren P5, P11 die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 überschreiten (S557; NEIN), wenn die vorbestimmte Zeit t11 seit einer Zeit, zu der das BZ-Einlassventil H21 geschlossen wurde, nicht verstrichen ist (S558; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t12 nicht verstrichen ist (S560; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu der nächsten Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S567) des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts, der aus dem Hochdruckabschnitt, dem Niedrigdruckabschnitt und dem BZ-Abschnitt aufgebaut ist, wird als Nächstes beschrieben. Wie in 21 gezeigt ist, verbietet bei einem Fall, bei dem der Steuerabschnitt 50 entscheidet, dass der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, ein Zieldruck P6AC oder kleiner ist (S558; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 die Energieerzeugung (S569) und schließt das BZ-Auslassventil H22 (S570). Der Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitt wird folglich in den abgedichteten Zustand gebracht, um den geschlossenen Raum zu bilden. Es wird dann entschieden, ob die Drücke, die durch die Drucksensoren P10, P11, die auf der Stromabwärtsseite des BZ-Auslassventils H22 angeordnet sind, gemessen werden, jeweils unter die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 abfallen oder nicht (S571). Wenn die gemessenen Drücke der Drucksensoren P10, P11 jeweils die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 oder kleiner sind (S571; JA), wird, um die Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts durchzuführen, entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t13 seit einer Zeit, zu der das BZ-Auslassventil H22 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S572). Wenn die vorbestimmte Zeit t13 verstreicht (S572; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P6 als P6P gespeichert (S573).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t14 seit einer Zeit, zu der das BZ-Auslassventil H22 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S574). Wenn die vorbestimmte Zeit t14 verstreicht (S574; JA), wird ein Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP6 zwischen dem gespeicherten Druck P6P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P6 berechnet (S575). Wenn der Differentialdruck ΔP6 ein vorbestimmter Schwellendruck Pj20 oder kleiner ist (S576; JA), wird hier entschieden, dass das Gas aus dem BZ-Einlassventilventil H21 infolge des Abdichtungsdefekts leckt (S577). Der Steuerabschnitt führt danach die Leckentscheidung des im Vorhergehenden beschriebenen Zirkulierabschnitts durch (S578) und verbietet die Leckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts (S573). Wenn der Differentialdruck ΔP6 den vorbestimmten Schwellendruck Pj20 überschreitet (S576; NEIN), führt andererseits der Steuerabschnitt 50 die Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts wie im Folgenden beschrieben durch (S580) und verbietet die Leckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts (S579). Es sei bemerkt, dass, wenn die gemessenen Drücke der Drucksensoren P10, P11 die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 überschreiten (S571; NEIN), wenn die vorbestimmte Zeit t13 seit einer Zeit, zu der das BZ-Auslassventil H22 geschlossen wurde, nicht verstrichen ist (S572; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t14 nicht verstrichen ist (S574; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu der nächsten Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S581) des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts, der aus dem Hochdruckabschnitt, dem Niedrigdruckabschnitt, dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist, wird als Nächstes beschrieben. Wie in 22 gezeigt ist, verbietet bei einem Fall, bei dem der Steuerabschnitt 50 entscheidet, dass der Druck, der durch den Drucksensor P6 gemessen wird, ein Zieldruck P6AD oder kleiner ist (S582; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 die Energieerzeugung (S583). Zu dieser Zeit wird das Öffnen des Spülventils verboten, und der Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitt wird in den abgedichteten Zustand gebracht, um den geschlossenen Raum zu bilden. Um die Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts durchzuführen, wird dann entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t15 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, verstrichen ist oder nicht (S584). Wenn die vorbestimmte Zeit t15 verstreicht (S584; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P6 als P6P gespeichert (S585).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t16 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, verstrichen ist oder nicht (S586). Wenn die vorbestimmte Zeit t16 verstreicht (S586; JA), wird der Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP6 zwischen dem gespeicherten Druck P6P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P6 berechnet (S587). Wenn der Differentialdruck ΔP6 ein vorbestimmter Schwellendruck Pj21 oder kleiner ist (S588; JA), wird hier entschieden, dass das Gas aus dem BZ-Auslassventil H22 infolge des Abdichtungsdefekts leckt (S589). Der Steuerabschnitt verbietet danach die Leckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts (S590). Wenn der Differentialdruck ΔP6 den vorbestimmten Schwellendruck Pj21 überschreitet (S588; NEIN), entscheidet andererseits der Steuerabschnitt 50, dass das Gas leckt (S591) und verbietet die Leckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts (S590). Als die Ursachen für das Gasleck sind Brüche des Brennstoffgaszufuhrwegs 31 und des Brennstoffgaszirkulationswegs 32 und dergleichen (andere Ursachen als Abdichtungsdefekte des Wasserstoffzufuhrventils H200, des BZ-Einlassventils H21 und des BZ-Auslassventils H22) in Betracht gezogen. Es sei bemerkt, dass, wenn die vorbestimmte Zeit t15 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, nicht verstrichen ist (S584; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t16 nicht verstrichen ist (S586; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu der nächsten Gasleckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S592) des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts, der aus dem Niedrigdruckabschnitt und dem BZ-Abschnitt aufgebaut ist, wird als Nächstes beschrieben. Wie in 23 gezeigt ist, verbietet bei einem Fall, bei dem der Steuerabschnitt 50 entscheidet, dass der Druck, der durch den Drucksensor P61 gemessen wird, ein Zieldruck P61AB oder kleiner ist (S593; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 die Energieerzeugung (S594) und schließt das BZ-Auslassventil H22 (S595). Der Niedrigdruck-BZ-Abschnitt wird folglich in den abgedichteten Zustand gebracht, um den geschlossenen Raum zu bilden. Um die Gasleckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts durchzuführen, wird dann entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t17 seit einer Zeit, zu der das BZ-Auslassventil H22 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S597). Wenn die vorbestimmte Zeit t17 verstreicht (S597; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P61 als P61P gespeichert (S598).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t18 seit einer Zeit, zu der das BZ-Auslassventil H22 geschlossen wurde, verstrichen ist oder nicht (S599). Wenn die vorbestimmte Zeit t18 verstreicht (S599; JA), wird ein Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP61 zwischen dem gespeicherten Druck P61P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P61 berechnet (S600). Wenn der Differentialdruck ΔP61 ein vorbestimmter Schwellendruck Pj22 oder kleiner ist (S601; JA), wird hier entschieden, dass das Gas aus dem BZ-Einlassventil H21 infolge des Abdichtungsdefekts leckt (S602). Der Steuerabschnitt führt danach die Leckentscheidung des im Vorhergehenden beschriebenen Zirkulierabschnitts durch (S603) und verbietet die Leckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts (S604). Wenn der Differentialdruck ΔP61 den vorbestimmten Schwellendruck Pj22 überschreitet (S601; NEIN), führt andererseits der Steuerabschnitt 50 die Gasleckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts wie im Folgenden beschrieben durch (S605) und verbietet die Leckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts (S604). Es sei bemerkt, dass, wenn die gemessenen Drücke der Drucksensoren P10, P11 die vorbestimmten Drücke PJA2, PJA3 überschreiten (S596; NEIN), wenn die vorbestimmte Zeit t17 seit einer Zeit, zu der das BZ-Auslassventil H22 geschlossen wurde, nicht verstrichen ist (S597; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t18 nicht verstrichen ist (S599; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu der nächsten Gasleckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S606) des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts, der aus dem Niedrigdruckabschnitt, dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist, wird als Nächstes beschrieben. Wie in 24 gezeigt ist, verbietet bei einem Fall, bei dem der Steuerabschnitt 50 entscheidet, dass der Druck, der durch den Drucksensor P61 gemessen wird, ein Zieldruck P61AC oder kleiner ist (S607; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 die Energieerzeugung (S608). Zu dieser Zeit wird das Öffnen des Spülventils verboten, und der Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitt wird in den abgedichteten Zustand gebracht, um den geschlossenen Raum zu bilden. Um die Gasleckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts durchzuführen, wird dann entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t19 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, verstrichen ist oder nicht (S609). Wenn die vorbestimmte Zeit t19 verstreicht (S609; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P61 als P61P gespeichert (S610).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t20 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, verstrichen ist oder nicht (S611). Wenn die vorbestimmte Zeit t20 verstreicht (S611; JA), wird der Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP61 zwischen dem gespeicherten Druck P61P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P61 berechnet (S612). Wenn der Differentialdruck ΔP61 ein vorbestimmter Schwellendruck Pj23 oder kleiner ist (S613; JA), wird hier entschieden, dass das Gas aus dem BZ-Auslassventil H22 infolge des Abdichtungsdefekts leckt (S614). Der Steuerabschnitt verbietet danach die Leckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts (S615). Wenn der Differentialdruck ΔP61 den vorbestimmten Schwellendruck Pj23 überschreitet (S613; NEIN), entscheidet andererseits der Steuerabschnitt 50, dass das Gas leckt (S616) und verbietet die Leckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts (S615). Als die Ursachen für das Gasleck sind Brüche des Brennstoffgaszufuhrwegs 31 und des Brennstoffgaszirkulationswegs 32 und dergleichen (die anderen Ursachen als Abdichtungsdefekte des Wasserstoffzufuhrventils H200, des BZ-Einlassventils H21 und des BZ-Auslassventils H22) in Betracht gezogen. Es sei bemerkt, dass, wenn die vorbestimmte Zeit t19 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, nicht verstrichen ist (S609; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t20 nicht verstrichen ist (S611; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu der nächsten Gasleckentscheidung des BZ-Zirkulierabschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S617) des BZ-Zirkulierabschnitts, der aus dem BZ-Abschnitt und dem Zirkulierabschnitt aufgebaut ist, wird als Nächstes beschrieben. Wie in 25 gezeigt ist, verbietet bei einem Fall, bei dem der Steuerabschnitt 50 entscheidet, dass der Druck, der durch den Drucksensor P5 gemessen wird, ein Zieldruck P5AB oder kleiner ist (S618; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des BZ-Zirkulierabschnitts den Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt 50 die Energieerzeugung (S619). Zu dieser Zeit wird das Öffnen des Spülventils verboten, um den BZ-Zirkulierabschnitt in den abgedichteten Zustand zu bringen, wobei dadurch der geschlossene Raum gebildet wird. Um die Gasleckentscheidung des BZ-Zirkulierabschnitts durchzuführen, wird dann entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t21 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, verstrichen ist oder nicht (S620). Wenn die vorbestimmte Zeit t21 verstreicht (S620; JA), wird der gemessene Druck des Drucksensors P5 als P5P gespeichert (S621).
Es wird ferner entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t22 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, verstrichen ist oder nicht (S622). Wenn die vorbestimmte Zeit t22 verstreicht (S622; JA), wird ein Differentialdruck (die Druckabfalltoleranz) ΔP5 zwischen dem gespeicherten Druck P5P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P5 berechnet (S623). Wenn der Differentialdruck ΔP5 ein vorbestimmter Schwellendruck Pj24 oder kleiner ist (S624; JA), wird hier entschieden, dass das Gas aus dem BZ-Auslassventil H22 infolge des Abdichtungsdefekts leckt (S625). Der Steuerabschnitt verbietet danach die Leckentscheidung des BZ-Zirkulierabschnitts (S626). Wenn der Differentialdruck ΔP5 den vorbestimmten Schwellendruck Pj24 überschreitet (S624; NEIN), entscheidet andererseits der Steuerabschnitt 50, dass das Gasleck auftritt (S627) und verbietet die Leckentscheidung des BZ-Zirkulierabschnitts (S626). Als Ursachen für das Gasleck sind die Brüche des Brennstoffgaszufuhrwegs 31 und des Brennstoffgaszirkulationswegs 32 und dergleichen (die anderen Ursachen als die Abdichtungsdefekte des BZ-Einlassventils H21 und des BZ-Auslassventils H22) in Betracht gezogen. Es sei bemerkt, dass, wenn die vorbestimmte Zeit t21 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, nicht verstrichen ist (S620; NEIN) oder wenn die vorbestimmte Zeit t22 nicht verstrichen ist (S622; NEIN), der Steuerabschnitt 50 zu dem nächsten Schritt wechselt.
26 und 27 sind Flussdiagramme, die eine Hilfsmaschinen-Steuerroutine (S107) zeigen. Wenn eine solche Hilfsmaschinen-Steuerroutine aufgerufen wird, berechnet, wie in 26 gezeigt ist, der Steuerabschnitt 50 eine ladbare Energie W2 hinsichtlich der Batterie 54 unter Bezugnahme auf eine SOC-Batterie-Temperaturabbildung (S701). Je kleiner der SOC der Batterie 54 ist, desto größer wird die ladbare Energie. Wenn die Batterietemperatur niedrig oder hoch ist, wird die ladbare Energie reduziert. Der Steuerabschnitt 50 berechnet dann einen Hilfsmaschinenverlust W3 basierend auf einer erzeugten Energie PA der Brennstoffbatterie 20 (S702). Es wird folgend entschieden, ob die erzeugte Energie PA die Summe der ladbaren Energie W2 und des Hilfsmaschinenverlusts W3 überschreitet oder nicht (S703). Wenn die erzeugte Energie PA die Summe der ladbaren Energie W2 und des Hilfsmaschinenverlusts W3 überschreitet (S703; JA), tendiert die erzeugte Energie PA dazu, überschüssig zu sein. Die Flussrate der Wasserstoffpumpe 63 wird daher erhöht, um eine Antriebslast (einen Energieverbrauch) der Wasserstoffpumpe 63 zu erhöhen, oder ein Ventilöffnungsgrad des Druckregulierungsventils A4 wird reduziert, um einen Fluidwiderstand des Kathodenabgaskanals 42 zu erhöhen, wodurch die Antriebslast (der Energieverbrauch) des Luftkompressors 40 erhöht wird (S704).
Der Steuerabschnitt 50 erfasst dann einen Temperaturzustand der Brennstoffbatterie 20 und entscheidet, ob eine gemessene Temperatur eines Temperatursensors T2 eine vorbestimmte Temperatur TH1 oder größer ist oder nicht oder ob eine gemessene Temperatur eines Temperatursensors T31 eine vorbestimmte Temperatur TH2 oder größer ist oder nicht (S705). Es ist bevorzugt, vorbestimmte Temperaturen TH1, TH2 auf solche Temperaturen einzustellen, dass die Brennstoffbatterie 20 dazu tendiert, auszutrocknen. Wenn die gemessene Temperatur des Temperatursensors T2 die vorbestimmte Temperatur TH1 oder größer ist oder wenn die gemessene Temperatur des Temperatursensors T31 die vorbestimmte Temperatur TH2 oder größer ist (S705; JA), reguliert der Steuerabschnitt die Drehzahl des Luftkompressors 40 unter Bezugnahme auf die stöchiometrische Abbildung einer in einer Brennstoffbatterie erzeugten Energie und einer Luft, um der Brennstoffbatterie 20 eine solche Flussrate eines oxidierenden Gases zuzuführen, dass die Brennstoffbatterie 20 nicht austrocknet (S706). Bei einem Fall, bei dem die gemessene Temperatur des Temperatursensors T2 kleiner als die vorbestimmte Temperatur TH1 ist und die gemessene Temperatur des Temperatursensors T31 kleiner als die vorbestimmte Temperatur TH2 ist (S705; NEIN), wird andererseits, selbst wenn die Flussrate des oxidierenden Gases, die der Brennstoffbatterie 20 zuzuführen ist, erhöht wird, in Betracht gezogen, dass die Brennstoffbatterie 20 nicht austrocknet. Die Drehzahl des Luftkompressors 40 wird daher angehoben, und die Antriebslast (der Energieverbrauch) des Luftkompressors 40 wird erhöht (S707).
Der Steuerabschnitt 50 erhöht dann die Antriebsenergie (den Energieverbrauch) der Zirkulationspumpe C1, um eine Kältemittelflussrate zu erhöhen, oder treibt den Kühlerlüfter C13 an, um einen Hilfsmaschinenverlust des Kühlsystems zu erhöhen (S708). Mehr überschüssige Energie kann folglich verbraucht werden, die Temperatur der Brennstoffbatterie 20 fällt jedoch manchmal unter eine übliche Betriebstemperatur ab. Der Steuerabschnitt 50 berechnet eine Temperaturabfalltoleranz ΔTC der Brennstoffbatterie 20 unter Bezugnahme auf eine Abbildung einer BZ-Kühlwasser-Auslasstemperatur T2, einer Hilfsmaschinenenergie und einer Außenlufttemperatur T_auß (eine dreidimensionale Abbildung) (S709). Diese dreidimensionale Abbildung sind Abbildungsdaten, in denen die Temperaturabfalltoleranz der Brennstoffbatterie 20 basierend auf der Kältemitteltemperatur der Brennstoffbatterie 20, einer Antriebslast einer Kühlhilfsmaschine (der Zirkulationspumpe C1, dem Kühlerlüfter C13) und einer Außenlufttemperatur T_auß im Voraus erhalten wird.
Wie in 27 gezeigt ist, schätzt folgend der Steuerabschnitt 50 eine Menge eines Kondenswassers, das in der Brennstoffbatterie 20 zu erzeugen ist, unter Bezugnahme auf eine Abbildung einer BZ-Kühlwasser-Auslasstemperatur T2, einer ΔTC und einer Kondenswassermengenschätzung (S710). Es ist in Betracht gezogen, dass die Brennstoffbatterie 20 auf der Anodenseite mit einem saturierten Wasserdampf beinahe gefüllt ist, wobei die Kondenswassermenge zu einem gewissen Grad aus der Temperaturabfalltoleranz ΔTC geschätzt werden kann. Der Steuerabschnitt 50 erhöht dann basierend auf der Kondenswassermenge unter Bezugnahme auf eine Abbildung einer Kondenswassermenge und einer Wasserstoffpumpenerhöhungsflussrate, eine Abbildung einer Kondenswassermenge und einer Luftkompressorerhöhungsflussrate und eine Abbildung einer Kondenswassermenge und einer Spülhäufigkeitserhöhung die Drehzahlen der Wasserstoffpumpe 63 und des Luftkompressors 40. Wenn sich die Kondenswassermenge erhöht, wird ein Zellenspannungsabfall aufgrund eines Überflutens beobachtet, und Mengen des Brennstoffgases und des oxidierenden Gases, die zuzuführen sind, werden daher erhöht. Um Wasser, das in dem Brennstoffgas enthalten ist, so viel wie möglich zu entladen, wird die Spülhäufigkeit des Spülventils H51 erhöht (S711).
Der Steuerabschnitt 50 erfasst dann einen Temperaturzustand der Brennstoffbatterie 20 und entscheidet, ob die gemessene Temperatur des Temperatursensors T2 eine vorbestimmte Temperatur TH3 oder kleiner ist oder nicht oder ob die gemessene Temperatur des Temperatursensors T31 eine vorbestimmte Temperatur TH4 oder kleiner ist oder nicht (S712). Es wird bevorzugt, dass die vorbestimmten Temperaturen TH3, TH4 eingestellt sind, so dass die Betriebstemperatur der Brennstoffbatterie 20 unter einer üblichen Betriebstemperatur ist. Wenn die gemessene Temperatur des Temperatursensors T2 die vorbestimmte Temperatur TH3 oder kleiner ist oder wenn die gemessene Temperatur des Temperatursensors T31 die vorbestimmte Temperatur TH4 oder kleiner ist (S712; JA), schließt, um die Kältemitteltemperatur anzuheben, der Steuerabschnitt 50 das Umgehungsventil C3, schaltet den Kühlerlüfter C13 ab und schaltet die Relais R1, R2 ein (S713). Das Kältemittel umgeht folglich den Kühler C2, um in den Wärmeaustauscher 70 zu fließen, und die Temperatur des Kältemittels wird mit dem Wärmeaustauscher 70 angehoben. Der Heizer 70a wird erregt, so dass die überschüssige Energie effizient verbraucht werden kann.
Der Steuerabschnitt 50 erfasst folgend die Temperatur des Hilfswechselrichters 52 und entscheidet, ob eine Wechselrichtertemperatur der Wasserstoffpumpe 63 oder eine Wechselrichtertemperatur des Luftkompressors 40 eine vorbestimmte Temperatur TH5 oder kleiner ist oder nicht (S714). Es ist bevorzugt, die vorbestimmte Temperatur TH5 auf eine Temperatur, bei der ein thermischer Verlust des Hilfswechselrichters 52 übermäßig groß ist, einzustellen. Wenn die Wechselrichtertemperatur der Wasserstoffpumpe 63 oder die Wechselrichtertemperatur des Luftkompressors 40 die vorbestimmte Temperatur TH5 oder kleiner ist (S714; JA), wird in Betracht gezogen, dass der thermische Verlust des Hilfswechselrichters 52 reduziert wird. Eine Wechselrichterfrequenz wird daher angehoben, um den thermischen Verlust zu vergrößern (S715). Wenn die Wechselrichtertemperatur der Wasserstoffpumpe 63 oder die Wechselrichtertemperatur des Luftkompressors 40 die vorbestimmte Temperatur TH5 oder größer ist (S714; NEIN), ist andererseits der thermische Verlust des Hilfswechselrichters 52 groß, und die Wechselrichterfrequenz wird daher bei einem üblichen Wert aufrechterhalten (S716).
28 ist ein Flussdiagramm, das die Systemstopp-Verarbeitungsroutine (S110) zeigt. Wenn eine solche Systemstopp-Verarbeitungsroutine aufgerufen wird, entscheidet der Steuerabschnitt 50, ob die Gasleckentscheidung des Zirkulierabschnitts beendet wurde oder nicht (S801). Wenn die Gasleckentscheidung des Zirkulierabschnitts beendet ist (S801; JA), öffnet der Steuerabschnitt 50 das BZ-Einlassventil H21 und das BZ-Auslassventil H22, um das verbleibende Brennstoffgas in den Brennstoffgaszufuhrweg 31 und den Brennstoffgaszirkulationsweg 32 zu der Brennstoffbatterie 20 zu leiten (S802). Der Steuerabschnitt 50 dreht gleichzeitig den Luftkompressor 40, um das oxidierende Gas der Brennstoffbatterie 20 zuzuführen. Das Brennstoffgas, das in die Brennstoffbatterie 20 eingeführt wird, wird durch die Energieerzeugung verbraucht. Der Steuerabschnitt 50 öffnet ferner das Spülventil H51 in einem geeigneten Zeitintervall, wodurch das Brennstoffgas gespült wird, um eine Verunreinigungskonzentration des Brennstoffgases, das durch die Brennstoffbatterie 20 zirkuliert, zu reduzieren. Es wird dann entschieden, ob der gemessene Druck des Drucksensors P5 unter einen Zieldruck P5AE abfällt oder nicht (S803). Es wird bevorzugt, den Zieldruck P5AE einzustellen, so dass das Brennstoffgas während eines Systemstopps nicht zu einer Kathodenseite quer leckt. Wenn der gemessene Druck des Drucksensors P5 unter den Zieldruck P5AE abfällt (S803; JA), schließt der Steuerabschnitt 50 das BZ-Einlassventil H21, das BZ-Auslassventil H22 und das Spülventil H51, stoppt den Luftkompressor 40 und die Wasserstoffpumpe 63 und stoppt eine Energieerzeugung (S804).
29 ist ein Flussdiagramm, das die Abnormalitätsstopp-Verarbeitungsroutine (S112) zeigt. Bei der im Vorhergehenden erwähnten Gasleckentscheidung (S102, S106 und S109) wird, wenn entschieden wird, dass das Gas leckt (S210, S552, S591, S616 und S627), die Abnormalitätsstopp-Verarbeitungsroutine aufgerufen. Wenn die Routine aufgerufen wird, schließt der Steuerabschnitt 50 alle Ventile, die in dem Brennstoffgaszufuhrsystem angeordnet sind, das heißt das Tankventil H201, das Wasserstoffzufuhrventil H200, das BZ-Einlassventil H21, das BZ-Auslassventil H22 und das Spülventil H51, und stoppt ferner den Luftkompressor 40 und die Wasserstoffpumpe 63, um eine Energieerzeugung zu stoppen (S901).
Bei dem Brennstoffbatteriesystem 10 gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird das Gasleck in einem geschlossenen Raum bei einem Zustand erfasst, bei dem der Druck des anderen geschlossenen Raums, der an mindestens den einen geschlossenen Raum (z. B. den geschlossenen Raum in dem Hochdruckabschnitt) angrenzt, als das Gasleckerfassungsziel auf der Stromabwärtsseite gesenkt ist. Das heißt, nicht nur der Druckabfall mindestens eines geschlossenen Raums als das Gasleckerfassungsziel, sondern auch ein Duckanstieg des anderen geschlossenen Raums, der an diesen einen geschlossenen Raum auf der Stromabwärtsseite angrenzt, kann erfasst werden. Es ist daher möglich, nicht nur das Gasleck (das äußere Leck) aufgrund eines Wandoberflächenspalts eines Gasdurchgangsrohrs, das einen Teil dieses einen geschlossenen Raums definiert, sondern auch das Gasleck (das innere Leck) zu dem anderen geschlossenen Raum aufgrund einer Ventilschließabnormalität (z. B. eines Abdichtungsdefekts) des Ventils zum Bilden dieses einen geschlossenen Raums in dem Gasdurchgang zu erfassen. Verglichen mit einem Fall, bei dem das herkömmliche Gasleckerfassungssystem lediglich benutzt wird, um das Gasleck basierend auf dem einzigen Druckzustand des einen geschlossenen Raums zu erfassen, kann daher die Genauigkeit der Gasleckerfassung verbessert werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein Brennstoffbatteriesystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird als Nächstes unter Bezugnahme auf 30 bis 34 beschrieben. Bei dem Brennstoffbatteriesystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Aufbau eines Steuerabschnitts eines Brennstoffbatteriesystems 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel geändert, und ein anderer Aufbau ist im Wesentlichen der gleiche, wie der des ersten Ausführungsbeispiels. Der geänderte Aufbau wird daher hauptsächlich beschrieben, und Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel gemeinsam sind, sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und eine Beschreibung derselben ist weggelassen.
Auf die gleiche Art und Weise, wie bei dem Steuerabschnitt 50 des ersten Ausführungsbeispiels, erhält ein Steuerabschnitt des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine für das System erforderliche Energie basierend auf einem Beschleunigeröffnungsgrad, der durch einen Beschleunigungssensor 55 erfasst wird, oder dergleichen und steuert das Brennstoffbatteriesystem, so dass eine Ausgangsenergie der Brennstoffbatterie 20 an eine Zielenergie angepasst ist. Der Abschnitt steuert außerdem einen Gleich/Gleich-Wandler 53, um einen Betriebspunkt der Brennstoffbatterie 20 zu regulieren, so dass die Ausgangsenergie der Brennstoffbatterie 20 an die Zielenergie angepasst ist. Der Steuerabschnitt 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels erfasst ein Brennstoffgasleck für jeden von geschlossenen Räumen, die in Abschnitten (einem Hochdruckabschnitt, einem Niedrigdruckabschnitt, einem BZ-Abschnitt und einem Zirkulierabschnitt) eines Brennstoffgaszufuhrsystems gebildet sind. Bei diesem Fall erfasst der Steuerabschnitt 50 das Gasleck eines geschlossenen Raums bei einem Zustand, bei dem ein Druck mindestens eines geschlossenen Raums als ein Gasleckerfassungsziel auf einer Stromabwärtsseite gesenkt ist, und der Abschnitt entscheidet bei einem Fall, bei dem der Druck des anderen geschlossenen Raums, der an diesen einen geschlossenen Raum auf der Stromabwärtsseite angrenzt, ansteigt, dass das Gasleck (insbesondere eine Ventilschließabnormalität eines Ventils) in diesem einen geschlossenen Raum erzeugt wurde. Wenn der Druck des anderen geschlossenen Raums, der an diesen einen geschlossenen Raum auf der Stromabwärtsseite angrenzt, nicht ansteigt, wird andererseits entschieden, dass das Gasleck aus einem Gasrohr infolge eines Wandoberflächenspalts des Gasrohrs des Brennstoffgaszufuhrsystems, das den einen geschlossenen Raum definiert, erzeugt wurde.
Eine Systemsteuerung, die durch den Steuerabschnitt des Brennstoffbatteriesystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auszuführen ist, wird als Nächstes unter Bezugnahme auf 30 bis 34 beschrieben. Bei der Systemsteuerung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Teil von Schritten (2; S106, S109), die die Gasleckentscheidung während eines intermittierenden Betriebs oder eines Systemstopps betreffen, in einer bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Hauptroutine geändert, und die anderen Schritte sind im Wesentlichen die gleichen, wie jene des ersten Ausführungsbeispiels. Die geänderten Schritte werden daher hauptsächlich beschrieben.
Die Hauptroutine wird zuerst beschrieben. Wenn das Brennstoffbatteriesystem auf die gleiche Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel (2) gestartet wird, führt der Steuerabschnitt eine Gasleckentscheidung (S102) des Brennstoffgaszufuhrsystems durch. Bei einem Fall, bei dem entschieden wird, dass es kein Gasleck gibt und dass eine Energie normal erzeugt werden kann, wird hier eine übliche Energieerzeugungssteuerung (S104) durchgeführt, und eine Lasttriebentscheidungssteuerung (S104') wird dann durchgeführt. Wenn der übliche Betrieb auf diese Art und Weise fortgesetzt wird und vorbestimmte Startbedingungen eines intermittierenden Betriebs erfüllt sind (S105; JA), stoppt der Steuerabschnitt die Energieerzeugung, um die Gasleckentscheidung des Brennstoffgaszufuhrsystems durchzuführen (S106). Eine Hilfsmaschinensteuerung wird folgend durchgeführt, um einen Energieverbrauch von Hilfsmaschinen zu erhöhen (S107). Wenn der Systemstopp durchgeführt wird, führt der Steuerabschnitt eine Gasleckentscheidung (S109) des Brennstoffgaszufuhrsystems durch und führt ein Systemstoppverarbeiten durch (S110). Wenn das Gasleck erfasst wird (S111; JA), wird ein Abnormalitätsstoppverarbeiten durchgeführt (S112).
Es sei bemerkt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutine bei dem Start des Systems, eine übliche Energieerzeugungs-Steuerroutine, eine Lasttriebentscheidungs-Steuerroutine, eine Hilfsmaschinen-Steuerroutine, eine Systemstopp-Verarbeitungsroutine und eine Abnormalitätsstopp-Verarbeitungsroutine im Wesentlichen die gleichen, wie jene des ersten Ausführungsbeispiels (3 bis 5 und 26 bis 29) sind, und eine Beschreibung derselben ist daher weggelassen.
Die Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutine während des intermittierenden Betriebs oder des Systemstopps wird als Nächstes beschrieben. Bei einer solchen Gasleckentscheidungs-Verarbeitungsroutine werden zuerst auf die gleiche Art und Weise, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, verschiedene Typen eines Verarbeitens (eine Druckentscheidung, eine Spülentscheidung und dergleichen bei jedem Abschnitt) vor dem Gasleckentscheidungsverarbeiten durchgeführt. Da diese verschiedenen Typen eines Verarbeitens vor dem Gasleckentscheidungsverarbeiten im Wesentlichen die gleichen, wie jene des ersten Ausführungsbeispiels (6 bis 15), sind, ist eine Beschreibung derselben weggelassen.
Nach einem Durchführen der Druckentscheidung, der Spülentscheidung und dergleichen, wie in 6 bis 15 gezeigt ist, führt folgend der Steuerabschnitt ein Ventilschließverarbeiten, wie in 30 gezeigt ist, vor der Gasleckentscheidung durch. Das Ventilschließverarbeiten ist ein Verarbeiten von Schließventilen, um einen geschlossenen Raum in einem Gasdurchgang zu bilden. Wie in 30 gezeigt ist, schließt bei einem Fall, bei dem ein gemessener Druck eines Drucksensors P6 ein Zieldruck P6A oder kleiner ist (S1001; JA), da angezeigt wird, dass der Druck des Hochduckabschnitts einen Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt ein Wasserstoffzufuhrventil H200 (S1002). Der Hochdruckabschnitt wird folglich in einen abgedichteten Zustand gebracht, und der geschlossene Raum wird gebildet. Bei einem Fall, bei dem ein gemessener Druck eines Drucksensors P61 ein Zieldruck P61 oder kleiner ist (S1003; JA), schließt folgend, da angezeigt wird, dass der Druck des Niedrigdruckabschnitts einen Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt ein BZ-Einlassventil H21 (S1004). Der Niedrigdruckabschnitt wird folglich in einen abgedichteten Zustand gebracht, und der geschlossene Raum wird gebildet. Bei einem Fall, bei dem ein gemessener Druck eines Drucksensors P5 ein Zieldruck P5A oder kleiner ist (S1005; JA), schließt folgend, da angezeigt wird, dass der Druck des BZ-Abschnitts einen Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt ein BZ-Auslassventil H22 (S1006). Der BZ-Abschnitt wird folglich in einen abgedichteten Zustand gebracht, und der geschlossene Raum wird gebildet. Bei einem Fall, bei dem ein gemessener Druck eines Drucksensors P10 ein Zieldruck P10A oder kleiner ist (S1007; JA), verbietet dann, da angezeigt wird, dass der Druck des Zirkulierabschnitts einen Druck, der für die Gasleckentscheidung passend ist, erreicht, der Steuerabschnitt eine Energieerzeugung (S1008). Zu dieser Zeit wird ein Öffnen des Spülventils verboten, um den Zirkulierabschnitt in einen abgedichteten Zustand zu bringen, und der geschlossene Raum wird gebildet.
Der Steuerabschnitt 50 führt folgend ein Gasleckentscheidungs-Startverarbeiten durch, wie in 31 gezeigt ist. Das Gasleckentscheidungs-Startverarbeiten ist ein vorbestimmtes Verarbeiten, das vor einem Starten der Gasleckentscheidung durchzuführen ist. Wie in 31 gezeigt ist, entscheidet der Steuerabschnitt, ob der gemessene Druck des Drucksensors P61, der auf der Stromabwärtsseite des Wasserstoffzufuhrventils H200 angeordnet ist, unter einen vorbestimmten Druck PJA1 abfällt oder nicht, ob gemessene Drücke der Drucksensoren P5 und P11, die auf der Stromabwärtsseite des BZ-Einlassventils H21 angeordnet sind, jeweils unter vorbestimmte Drücke PJA2, PJA3 abfallen oder nicht und ob der gemessene Druck des Drucksensors P10, der auf der Stromabwärtsseite des BZ-Auslassventils H22 angeordnet ist, unter einen vorbestimmten Druck PJA4 abfällt oder nicht (S1009). Die vorbestimmten Drücke PJA1 bis PJA4 sind Drücke zum Entscheiden, ob die Ventile sicher geschlossen sind oder nicht, und S1009 ist ein Ausführungsbeispiel eines ersten Schritts bei der vorliegenden Erfindung.
Bei einem Fall, bei dem die gemessenen Drücke der Drucksensoren P61 bis P10 jeweils die vorbestimmten Drücke PJA1 bis PJA4 oder kleiner sind (S1009; JA), wird dann entschieden, ob eine vorbestimmte Zeit t3 seit einer Zeit, zu der die Ventile vollständig geschlossen wurden und die Energieerzeugung verboten wurde, verstrichen ist oder nicht (S1010). Wenn die vorbestimmte Zeit t3 verstreicht (S1010; JA), werden die gemessenen Drücke der Drucksensoren P6, P61, P5 und P10 als P6P, P61P, P5P und P10P gespeichert (S1011). Differentialdrücke (Druckabfalltoleranzen) ΔP6, ΔP61, ΔP5 und ΔP10 zwischen den gespeicherten Drücken P6P bis P10P und den gemessenen Drücken der Drucksensoren P6 bis P10 werden dann berechnet (S1012). Es sei bemerkt, dass bei einem Fall, bei dem die gemessenen Drücke der Drucksensoren P61 bis P10 die vorbestimmten Drücke PJA1 bis PJA4 überschreiten (S10009; NEIN), oder bei einem Fall, bei dem die vorbestimmte Zeit t3 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung verboten wurde, nicht verstrichen ist (S1010; NEIN), der Steuerabschnitt die gemessenen Drücke nicht speichert oder die Differentialdrücke nicht berechnet und zu einer nächsten Gasleckentscheidung des Hochdruckabschnitts wechselt.
Die Gasleckentscheidung (S1013) des Hochdruckabschnitts wird als Nächstes beschrieben. Wie in 32 gezeigt ist, entscheidet der Steuerabschnitt, ob eine vorbestimmte Zeit t4 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung bei dem im Vorhergehenden erwähnten Ventilschließverarbeiten verboten wurde (S1008), verstrichen ist oder nicht, und entscheidet ferner, ob ein Differentialdruck (ein Druckreduzierungswert) ΔP6 zwischen dem gespeicherten Druck P6P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P6 einen vorbestimmten Druck Pj15 (einen vorbestimmten Schwellenwert) oder größer innerhalb dieser vorbestimmten Zeit t4 erreicht oder nicht (S1014). Der Schritt S1014 ist ein Ausführungsbeispiel eines zweiten Schritts bei der vorliegenden Erfindung. Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck ΔP6 den vorbestimmten Druck Pj15 oder größer innerhalb der vorbestimmten Zeit t4 erreicht (S1014; JA), entscheidet folgend der Steuerabschnitt, ob ein Differentialdruck ΔP61 zwischen dem gespeicherten Druck P61P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P61 ein vorbestimmter Druck PJB1 oder kleiner ist oder nicht (S1015). Als der vorbestimmte Druck PJB1 wird hier ein „negativer" Wert benutzt. Wenn der gemessene Druck des Drucksensors P61 höher als der gespeicherte Druck P61P ist und der Differentialdruck ΔP61 „negativ" ist (d. h., es gibt einen Druckanstieg) und der vorbestimmte Druck PJB1 oder kleiner ist (S1015; JA), wird die Gasleckentscheidung des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts erlaubt (S1016), und die Gasleckentscheidung des Hochdruckabschnitts wird dann verboten (S1017).
Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck ΔP6 den vorbestimmten Druck Pj15 oder größer innerhalb der vorbestimmten Zeit t4 erreicht (S1014; JA) und der Differentialdruck ΔP61 den vorbestimmten Druck PJB1 überschreitet (d. h., es gibt keinen Druckanstieg) (S1015; NEIN), wird andererseits entschieden, dass das Gasleck in dem Hochdruckabschnitt erzeugt wurde (S1018), und die Gasleckentscheidung des Hochdruckabschnitts wird verboten (S1017). Der Schritt S1015 ist ein Ausführungsbeispiel eines dritten Schritts der vorliegenden Erfindung. Als Ursachen für das Gasleck des Hochdruckabschnitts sind ein Öffnungsversagen des Tankventils H201 oder des Wasserstoffzufuhrventils H200, ein Bruch von Regulierern H9, H10 oder eines Brennstoffgaszufuhrwegs 31 und dergleichen in Betracht gezogen. Es sei bemerkt, dass, wenn der Differentialdruck ΔP6 kleiner als der vorbestimmte Druck Pj15 ist und die vorbestimmte Zeit t4 verstreicht (S1014; NEIN, S1019; JA), die Gasleckentscheidung des Hochdruckabschnitts verboten wird, ohne ein spezielles Verarbeiten durchzuführen (S1017). Selbst bei einem Fall, bei dem die vorbestimmte Zeit t4 nicht verstrichen ist (S1019; NEIN), wechselt der Steuerabschnitt zu der nächsten Gasleckentscheidung des Niedrigdruckabschnitts.
Die Gasleckentscheidung (S1020) des Niedrigdruckabschnitts wird als Nächstes beschrieben. Wie in 33 gezeigt ist, entscheidet der Steuerabschnitt, ob die vorbestimmte Zeit t4 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung bei dem im Vorhergehenden erwähnten Ventilschließverarbeiten verboten wurde (S1008), verstrichen ist oder nicht, und entscheidet ferner, ob ein Differentialdruck ΔP61 zwischen dem gespeicherten Druck P61P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P61 einen vorbestimmten Druck Pj16 oder größer innerhalb dieser vorbestimmten Zeit t4 erreicht oder nicht (S1021). Der Schritt S1021 ist ein Ausführungsbeispiel des zweiten Schritts bei der vorliegenden Erfindung. Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck ΔP61 den vorbestimmten Druck Pj16 oder größer innerhalb der vorbestimmten Zeit t4 erreicht (S1021; JA), entscheidet folgend der Steuerabschnitt, ob ein Differentialdruck ΔP5 zwischen dem gespeicherten Druck P5P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P5 ein vorbestimmter Druck PJB2 (ein negativer Wert) oder kleiner ist oder nicht (S1022). Wenn der Differentialdruck ΔP5 der vorbestimmte Druck PJB2 oder kleiner ist (es gibt einen Druckanstieg) (S1022; JA), wird die Gasleckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts erlaubt (S1023). Der Steuerabschnitt entscheidet danach, ob ein Differentialdruck ΔP11 zwischen dem gespeicherten Druck P11P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P11 ein vorbestimmter Druck PJB3 (ein negativer Wert) oder kleiner ist oder nicht (S1024). Wenn der Differentialdruck ΔP11 der vorbestimmte Druck PJB3 oder kleiner ist (es gibt einen Druckanstieg) (S1024; JA), wird die Gasleckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts erlaubt (S1025), und die Gasleckentscheidung des Niedrigdruckabschnitts wird verboten (S1026).
Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck ΔP61 den vorbestimmten Druck Pj16 oder größer innerhalb der vorbestimmten Zeit t4 erreicht (S1021; JA) und der Differentialdruck ΔP5 den vorbestimmten Druck PJB2 überschreitet (es gibt keinen Druckanstieg) (S1022; NEIN), wird andererseits die Gasleckentscheidung des Niedrigdruck-BZ-Abschnitts nicht durchgeführt, und es wird entschieden, ob ein Differentialdruck ΔP11 der vorbestimmte Druck PJB3 oder kleiner ist oder nicht (S1024). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck ΔP11 den vorbestimmten Druck PJB3 überschreitet (es gibt keinen Druckanstieg) (S1024; NEIN), wird dann entschieden, dass das Gasleck in dem Niedrigdruckabschnitt erzeugt wurde (S1027), und die Gasleckentscheidung des Niedrigdruckabschnitts wird verboten (S1026). Die Schritte S1022 und S1024 sind ein Ausführungsbeispiel des dritten Schritts der vorliegenden Erfindung. Als Ursachen für das Gasleck des Niedrigdruckabschnitts sind ein Öffnungsversagen des Wasserstoffzufuhrventils H200 oder des BZ-Einlassventils H21, ein Bruch des Brennstoffgaszufuhrwegs 31 und dergleichen in Betracht gezogen. Es sei bemerkt, dass, wenn der Differentialdruck ΔP61 kleiner als der vorbestimmte Druck Pj16 ist und die vorbestimmte Zeit t4 verstreicht (S1021; NEIN, S1028; JA), die Gasleckentscheidung des Niedrigdruckabschnitts verboten wird, ohne ein spezielles Verarbeiten durchzuführen (S1026). Selbst bei einem Fall, bei dem die vorbestimmte Zeit t4 nicht verstrichen ist (S1028; NEIN), wechselt der Steuerabschnitt zu der nächsten Gasleckentscheidung des BZ-Abschnitts.
Eine Gasleckentscheidung (S1029) des BZ-Abschnitts wird als Nächstes beschrieben. Wie in 34 gezeigt ist, entscheidet der Steuerabschnitt, ob die vorbestimmte Zeit t4 seit einer Zeit, zu der die Energieerzeugung bei dem im Vorhergehenden erwähnten Ventilschließverarbeiten verboten wurde (S1008), verstrichen ist oder nicht, und entscheidet ferner, ob ein Differentialdruck ΔP5 zwischen dem gespeicherten Druck P5P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P5 einen vorbestimmten Schwellendruck Pj17 oder größer innerhalb dieser vorbestimmten Zeit t4 erreicht oder nicht (S1030). Der Schritt S1030 ist ein Ausführungsbeispiel des zweiten Schritts bei der vorliegenden Erfindung. Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck ΔP5 den vorbestimmten Druck Pj17 oder größer innerhalb der vorbestimmten Zeit t4 erreicht (S1030; JA), entscheidet folgend der Steuerabschnitt, ob ein Absolutwert eines Differentialdrucks ΔP10 zwischen dem gespeicherten Druck P10P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P10 ein vorbestimmter Druck PJB4 (ein negativer Wert) oder kleiner ist oder nicht (S1031). Wenn der Absolutwert des Differentialdrucks ΔP10 der vorbestimmte Druck PJB4 oder kleiner ist (es gibt einen Druckanstieg) (S1031; JA), wird die Gasleckentscheidung des BZ-Zirkulierabschnitts erlaubt (S1032). Der Steuerabschnitt verbietet danach die Gasleckentscheidung des BZ-Abschnitts (S1033).
Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck ΔP5 den vorbestimmten Druck Pj17 oder größer innerhalb der vorbestimmten Zeit t4 erreicht (S1030; JA) und der Differentialdruck ΔP10 den vorbestimmten Druck PJB4 überschreitet (es gibt keinen Druckanstieg) (S1031; NEIN), wird andererseits entschieden, dass das Gasleck in dem BZ-Abschnitt erzeugt wurde (S1034), und die Gasleckentscheidung des BZ-Abschnitts wird verboten (S1033). Der Schritt S1031 ist ein Ausführungsbeispiel des dritten Schritts der vorliegenden Erfindung. Als Ursachen für das Gasleck des BZ-Abschnitts sind ein Öffnungsversagen des BZ-Einlassventils H21 oder des BZ-Auslassventils H22, ein Bruch des Brennstoffgaszufuhrwegs 31 oder des Brennstoffgaszirkulationswegs 32 und dergleichen in Betracht gezogen. Es sei bemerkt, dass, wenn der Differentialdruck ΔP5 kleiner als der vorbestimmte Druck Pj17 ist und die vorbestimmte Zeit t4 verstreicht (S1030; NEIN, S1035; JA), die Gasleckentscheidung des BZ-Abschnitts verboten wird, ohne ein spezielles Verarbeiten durchzuführen (S1033). Selbst bei einem Fall, bei dem die vorbestimmte Zeit t4 nicht verstrichen ist (S1035; NEIN), wechselt der Steuerabschnitt zu der nächsten Gasleckentscheidung des Zirkulierabschnitts.
Eine Gasleckentscheidung (S1036) des Zirkulierabschnitts wird folgend beschrieben. Wie in 34 gezeigt ist, entscheidet der Steuerabschnitt, ob ein Differentialdruck ΔP10 zwischen dem gespeicherten Druck P10P und dem gemessenen Druck des Drucksensors P10 einen vorbestimmten Schwellendruck Pj18 oder größer erreicht oder nicht (S1037). Bei einem Fall, bei dem der Differentialdruck ΔP10 den vorbestimmten Druck Pj18 oder größer erreicht (S1037; JA), entscheidet folgend der Steuerabschnitt, dass das Gasleck in dem Zirkulierabschnitt erzeugt wurde (S1038), und wechselt zu dem nächsten Schritt. Als Ursachen für das Gasleck sind ein Öffnungsversagen des BZ-Auslassventils H22 oder eines Rückschlagventils H52, ein Bruch des Brennstoffgaszirkulationswegs 32 und dergleichen in Betracht gezogen. Wenn der Differentialdruck ΔP10 kleiner als der vorbestimmte Schwellendruck Pj18 ist (S1037; NEIN), verbietet andererseits der Steuerabschnitt die Gasleckentscheidung des Zirkulierabschnitts (S1039) und wechselt zu dem nächsten Schritt.
Es werden folgend auf die gleiche Art und Weise, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, eine Gasleckentscheidung eines Hoch-/Niedrigdruckabschnitts, eine Gasleckentscheidung eines Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Abschnitts, eine Gasleckentscheidung eines Hoch-/Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts, eine Gasleckentscheidung eines Niedrigdruck-BZ-Abschnitts, eine Gasleckentscheidung eines Niedrigdruck-BZ-Zirkulierabschnitts und eine Gasleckentscheidung eines BZ-Zirkulierabschnitts durchgeführt. Da diese Gasleckentscheidungen des Hoch-/Niedrigdruckabschnitts bis zu dem BZ-Zirkulierabschnitt im Wesentlichen die gleichen wie jene des ersten Ausführungsbeispiels (20 bis 25) sind, ist eine Beschreibung derselben weggelassen.
Bei dem Brennstoffbatteriesystem gemäß dem im Vorhergehenden erwähnten Ausführungsbeispiel wird ein Gasleck eines neuen geschlossenen Raums, der aus einem geschlossenen Raum und einem anderen geschlossenen Raum (einem geschlossenen Raum, der den Niedrigdruckabschnitt betrifft), der an diesen einen geschlossenen Raum auf einer Stromabwärtsseite angrenzt, aufgebaut ist, bei einem Fall erfasst, bei dem ein Druck des anderen geschlossenen Raums, der an den einen geschlossenen Raum (z. B. einen geschlossenen Raum, der den Hochdruckabschnitt betrifft) angrenzt, als ein Gasleckerfassungsziel auf der Stromabwärtsseite ansteigt. Das heißt, zwei geschlossenen Räumen wird erlaubt, miteinander zu kommunizieren, wobei dadurch ein geschlossener Raum gebildet wird, so dass das Gasleck (die Abnormalität) erfasst werden kann. Die Gasleckerfassung kann daher in dem gesamten System ohne weiteres und schnell durchgeführt werden.
Es sei bemerkt, dass bei den im Vorhergehenden erwähnten Ausführungsbeispielen ein Beispiel dargestellt wurde, bei dem die vorliegende Erfindung auf das System zum Erfassen des Gaslecks des Gasdurchgangs des Brennstoffgases (der Öffnungsausfälle der Ventile, die entlang des Gasdurchgangs angeordnet sind, eines Lecks aus dem Gasdurchgang) angewandt ist, die vorliegende Erfindung ist jedoch auf ein System, das ein Gasleck eines Gasdurchgangs eines oxidierenden Gases erfasst, anwendbar.
Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist außerdem die Batterie als eine Lasttriebquelle dargestellt, die vorliegende Erfindung ist jedoch auf eine Energieakkumulationsvorrichtung, wie einen Kondensator, anwendbar. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Energieakkumulationsvorrichtung begrenzt und ist auf alle Lasttriebquellen, die getrennt von der Brennstoffbatterie angeordnet sind, anwendbar. Bei einem elektrischen Hybridauto, das einen Brennstofftank und eine Maschine zusätzlich zu der Brennstoffbatterie umfasst, kann beispielsweise eine Verbrennungseinheit, wie eine Maschine, als eine Lasttriebquelle verwendet sein. Bei einem Zug oder dergleichen, der eine Energieaufnahmeeinrichtung, die eine Zufuhr einer Energie über einen Energieversorgungsdraht oder dergleichen aufnimmt, zusätzlich zu der Brennstoffbatterie umfasst, kann die Energieaufnahmeeinrichtung als die Lasttriebquelle verwendet sein. Bei einem Flugzeug oder dergleichen, das eine Gasturbine zusätzlich zu der Brennstoffbatterie umfasst, kann ferner eine Gasturbine als die Lasttriebquelle verwendet sein. Bei einem U-Boot oder dergleichen, das einen Atombrennraum zusätzlich zu der Brennstoffbatterie umfasst, kann eine Atomenergieerzeugungseinrichtung, wie der Atombrennraum, als die Lasttriebquelle verwendet sein. Ein Energiegenerator (ein Wechselstromgenerators) oder dergleichen, der eine Energie mit einer Antriebskraft der Verbrennungsmaschine erzeugt, kann ferner als die Lasttriebquelle verwendet sein. Die Summe der Energie, die der Last von jeder dieser anderen Lasttriebquellen zugeführt werden kann, kann erhalten werden, um zu entscheiden, ob die erhaltene Summe eine für das System erforderliche Energie oder größer ist oder nicht (5; S11b bis S11e).
Komponenten S11b bis S11e von 5 werden beschrieben. Wenn der Steuerabschnitt die aus der Batterie entladbare Energie W3 berechnet, berechnet der Abschnitt die Verbrennungsmaschinenzufuhrenergie W4 basierend auf einem Erfassungssignal eines (nicht gezeigten) Verbrennungsmaschinenzustand-Erfassungssensors (S11a → S11b). Der Steuerabschnitt berechnet ähnlich eine aufnehmbare Energie W5, eine Gasturbinenzufuhrenergie W6 und eine Atomkraftzufuhrenergie W7 basierend auf jeweils einem Energieaufnahmezustand-Erfassungssensor, einem Gasturbinenzustand-Erfassungssensor, einem Atombrennraumzustand-Erfassungssensor und dergleichen (nicht gezeigt). Der Steuerabschnitt berechnet dann die für das Fahrzeug erforderliche Energie PPW basierend auf dem Beschleunigeröffnungsgrad, der Autogeschwindigkeit und dergleichen und entscheidet dann, ob die Summe der Energie, die durch diese anderen Antriebsquellen zugeführt werden kann, die für das Fahrzeug erforderliche Energie PPW oder größer ist oder nicht (S21 → S31). Da das folgende Verarbeiten dem des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnlich ist, ist die Beschreibung desselben weggelassen. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung auf nicht nur einen Fall, bei dem eine Lasttriebquelle, die getrennt von der Brennstoffbatterie angeordnet ist, anwesend ist, sondern auch einen Fall, bei dem eine Mehrzahl von Lasttriebquellen anwesend sind, anwendbar.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Genauigkeit einer Gasleckerfassung eines Brennstoffbatteriesystems verbessert werden.
Zusammenfassung
Brennstoffbatteriesystem, Verfahren zum Erfassen eines Gaslecks in einem solchen System und mobiles Objekt
Die Genauigkeit eines Erfassens eines Gaslecks in einem Brennstoffbatteriesystem wird verbessert. Ein Brennstoffbatteriesystem 10 umfasst eine Brennstoffbatterie 20, der ein reaktives Gas zugeführt wird, um eine Energie zu erzeugen, und einen Gasdurchgang (einen Brennstoffgaszufuhrweg 31 und einen Brennstoffgaszirkulationsweg 32), der mit dieser Brennstoffbatterie 20 verbunden ist, dieser Gasdurchgang ist mit einer Mehrzahl von angrenzenden geschlossenen Räumen versehen, und das System umfasst eine Erfassungseinheit (einen Steuerabschnitt 50), um ein Gasleck in einem geschlossenen Raum bei einem Zustand, bei dem mindestens ein Druck eines anderen geschlossenen Raums, der an den einen geschlossenen Raum angrenzt, als ein Gasleckerfassungsziel auf einer Stromabwärtsseite gesenkt ist, zu erfassen.

Claims

Brennstoffbatteriesystem mit: einer Brennstoffbatterie, der ein reaktives Gas zugeführt wird, um eine Energie zu erzeugen; einem Gasdurchgang, der mit der Brennstoffbatterie kommuniziert; einer Mehrzahl von Ventilen, die auf halbem Weg in dem Gasdurchgang angeordnet sind und die eine Mehrzahl von angrenzenden geschlossenen Räumen in dem Gasdurchgang bilden; einem ersten Drucksensor, der einen Druck eines ersten geschlossenen Raums als ein Gasleckerfassungsziel misst; einem zweiten Drucksensor, der einen Druck eines zweiten geschlossenen Raums, der an den ersten geschlossenen Raum auf einer Stromabwärtsseite angrenzt, misst; und einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Gaslecks in dem ersten geschlossenen Raum basierend auf einem Druckmessungsresultat des ersten Drucksensors und einem Druckmessungsresultat des zweiten Drucksensors bei einem Zustand, bei dem der Druck des zweiten geschlossenen Raums unter den Druck des ersten geschlossenen Raums gesenkt ist.
Brennstoffbatteriesystem nach Anspruch 1, bei dem die Erfassungseinrichtung bei einem Fall, bei dem ein Druckreduzierungswert des ersten geschlossenen Raums ein vorbestimmter Schwellenwert oder größer ist und ein Druckanstiegswert des zweiten geschlossenen Raums ein vorbestimmter Schwellenwert oder größer ist, das Gasleck aus dem Ventil, das zwischen dem ersten geschlossenen Raum und dem zweiten geschlossenen Raum angeordnet ist, erfasst.
Brennstoffbatteriesystem nach Anspruch 3, ferner mit: einem dritten Drucksensor, der in einem dritten geschlossenen Raum, der an den zweiten geschlossenen Raum auf der Stromabwärtsseite angrenzt, angeordnet ist, wobei die Erfassungseinrichtung bei einem Fall, bei dem der Druckreduzierungswert des ersten geschlossenen Raums ein vorbestimmter Schwellenwert oder größer ist und der Druckanstiegswert des zweiten geschlossenen Raums kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, das Gasleck aus dem anderen ersten geschlossenen Raum als das Ventil basierend auf einem Druckmessungsresultat eines neuen geschlossenen Raums, der den ersten geschlossenen Raum und den zweiten geschlossenen Raum umfasst, bei einem Zustand, bei dem der Druck des dritten geschlossenen Raums unter den Druck des zweiten geschlossenen Raums gesenkt ist, erfasst.
Brennstoffbatteriesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Erfassungseinrichtung das Gasleck des geschlossenen Raums, der mindestens ein Druckreduzierungsventil umfasst, erfasst.
Mobiles Objekt mit einem Brennstoffbatteriesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
Verfahren zum Erfassen eines Gaslecks in einem Brennstoffbatteriesystem, das eine Brennstoffbatterie, der ein reaktives Gas zugeführt wird, um eine Energie zu erzeugen, und einen Gasdurchgang, der mit der Brennstoffbatterie kommuniziert und in dem eine Mehrzahl von angrenzenden geschlossenen Räumen gebildet sind, umfasst, mit: einem ersten Schritt eines Senkens eines Drucks eines anderen geschlossenen Raums, der an mindestens einen geschlossenen Raum angrenzt, als ein Gasleckerfassungsziel auf einer Stromabwärtsseite unter einen Druck des einen geschlossenen Raums; einem zweiten Schritt eines Entscheidens, ob ein Druckreduzierungswert in dem einen geschlossenen Raum für eine vorbestimmte Zeit ein vorbestimmter Schwellenwert oder größer ist oder nicht; und einem dritten Schritt eines Entscheidens, ob der Druck des anderen geschlossenen Raums angestiegen ist oder nicht, bei einem Fall, bei dem bei dem zweiten Schritt eine bejahende Entscheidung durchgeführt wird.
Verfahren zum Erfassen des Gaslecks in dem Brennstoffbatteriesystem nach Anspruch 5, bei dem, wenn bei dem dritten Schritt eine bejahende Entscheidung durchgeführt wird, ein neuer geschlossener Raum, der den einen geschlossenen Raum und den anderen geschlossenen Raum umfasst, eingerichtet wird, um den ersten bis dritten Schritt zu wiederholen.