JP2017157283A - Tank shut-off valve control method - Google Patents

Tank shut-off valve control method Download PDF

Info

Publication number
JP2017157283A
JP2017157283A JP2016036725A JP2016036725A JP2017157283A JP 2017157283 A JP2017157283 A JP 2017157283A JP 2016036725 A JP2016036725 A JP 2016036725A JP 2016036725 A JP2016036725 A JP 2016036725A JP 2017157283 A JP2017157283 A JP 2017157283A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tank
valve
shut
fuel
tank shut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016036725A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
滋人 梶原
Shigeto Kajiwara
滋人 梶原
拓 齋藤
Hiroshi Saito
拓 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2016036725A priority Critical patent/JP2017157283A/en
Publication of JP2017157283A publication Critical patent/JP2017157283A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce current required to open a plurality of tank shut-off valve.SOLUTION: A fuel cell system comprises: a fuel cell; an n-number of fuel tanks; a confluent passage connected to a fuel cell; an n-number of branch passages branching from the confluent passage and connected to respective fuel tanks; an n-number of shut-off valves that shut off release of fuel from a corresponding fuel tank to the fuel cell; and a control device that controls opening/closing of the n-number of tank shut-off valves. In the fuel cell system, each tank shut-off valve is able to open the valve with force corresponding to current that becomes smaller as the difference between the upstream pressure and downstream pressure becomes smaller. When supply of fuel to the fuel cell is started, the control device opens a first tank shut-off valve by supplying first current required to open the first tank shut-off valve from a state in which the n-number of tank shut-off valves are all closed. After opening the first tank shut-off valve, the control device opens an n-th tank shut-off valve from the second tank shut-off valve by supplying current smaller than the first current.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、燃料電池システムにおいて、燃料タンクからの燃料の放出を遮断するタンク遮断弁の開閉を制御するタンク遮断弁制御方法に関する。   The present invention relates to a tank shutoff valve control method for controlling the opening and closing of a tank shutoff valve that shuts off the release of fuel from a fuel tank in a fuel cell system.

従来の燃料電池システムとして、特許文献1には、燃料電池に対して並列に接続された複数の燃料タンクと、燃料タンクごとに放出する燃料を遮断する複数のタンク遮断弁と、を備え、燃料電池に燃料を供給する際には、全ての遮断弁を同時に開弁する構成が開示されている。   As a conventional fuel cell system, Patent Document 1 includes a plurality of fuel tanks connected in parallel to the fuel cell, and a plurality of tank shut-off valves that shut off fuel released for each fuel tank. When fuel is supplied to the battery, a configuration is disclosed in which all the shutoff valves are opened simultaneously.

特開2008−128459号公報JP 2008-128459 A

タンク遮断弁として一般的に利用される電磁弁は、開弁のために要する通電電流(「起動(始動)電流」あるいは「突入電流」とも呼ばれる)の電流値と、開弁の状態を保持するために要する通電電流(「保持電流」と呼ばれる)の電流値とが異なっている。起動電流は、電磁弁の種類や使用環境等に応じて、保持電流の数倍〜10倍以上となる場合もある。従って、全てのタンク遮断弁を同時に開弁する場合、複数のタンク遮断弁の起動電流の発生が重なって、多くの電力が必要となってしまう、という問題がある。この問題は、燃料タンクの数が増加するほど顕著になる。   A solenoid valve that is generally used as a tank shut-off valve maintains the current value of the energization current (also called “starting (starting) current” or “rush current”) required to open the valve and the open state. Therefore, the current value of the energization current required for this (referred to as “holding current”) is different. The starting current may be several times to 10 times or more the holding current depending on the type of solenoid valve, the usage environment, or the like. Therefore, when all the tank shut-off valves are opened at the same time, there is a problem that a large amount of electric power is required due to the occurrence of start-up currents of a plurality of tank shut-off valves. This problem becomes more prominent as the number of fuel tanks increases.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、燃料電池と、n本(nは2以上の整数)の燃料タンクと、前記燃料電池に接続される集合流路と、前記集合流路から分岐して各燃料タンクに接続されるn本の分岐流路と、前記各分岐流路に介設され、対応する燃料タンクから前記燃料電池への燃料の放出を遮断するn個のタンク遮断弁と、前記n個のタンク遮断弁の開閉を制御する制御装置と、を有する燃料電池システムにおいて、前記制御装置が実行するタンク遮断弁制御方法が提供される。前記タンク遮断弁は、上流側と下流側の差圧が小さいほど小さな電流に応じた力で開弁可能である。このタンク遮断弁制御方法は、前記燃料電池への燃料の供給を開始する際に、1番目のタンク遮断弁を、前記n個のタンク遮断弁が全て閉の状態から前記1番目のタンク遮断弁を開弁するのに要する第1の電流を通電することにより開弁させる工程と、前記1番目のタンク遮断弁を開弁後、2番目からn番目のタンク遮断弁を、それぞれ、前記第1の電流よりも小さい電流を通電することにより開弁させる工程と、を備える。
n個のタンク遮断弁が全て閉の状態から1個以上のタンク遮断弁を開弁するには比較的大きな電流を要し、その後に他のタンク遮断弁を開弁するときには比較的小さな電流で開弁できる。
このタンク遮断弁制御方法によれば、1番目のタンク遮断弁のみを、全て閉の状態から1番目目のタンク遮断弁を開弁するのに要する第1の電流を通電して開弁させるので、n個のタンク遮断弁を開弁させるために第1の電流が重なって発生することを防止することができる。また、2番目からn番目のタンク遮断弁を、それぞれ、1番目のタンク遮断弁の開弁後に、第1の電流よりも小さい電流を通電することにより開弁させるので、2番目からn番目のタンク遮断弁を開弁するのに要する電流を低減することができる。従って、n個のタンク遮断弁を同時に開弁する場合に比べて、開弁に要する電力を低減することが可能である。
(1) According to one aspect of the present invention, a fuel cell, n fuel tanks (n is an integer of 2 or more), a collecting channel connected to the fuel cell, and a branch from the collecting channel N branch passages connected to each fuel tank, n tank shutoff valves interposed in each branch passage and shutting off the release of fuel from the corresponding fuel tank to the fuel cell, And a control device that controls opening and closing of the n tank shut-off valves. A tank shut-off valve control method executed by the control device is provided. The tank shut-off valve can be opened with a force corresponding to a smaller current as the differential pressure between the upstream side and the downstream side is smaller. In this tank shut-off valve control method, when the supply of fuel to the fuel cell is started, the first tank shut-off valve is changed from the state where all the n tank shut-off valves are closed to the first tank shut-off valve. A step of opening the first tank shut-off valve by applying a first current required to open the valve, and a second to n-th tank shut-off valve after opening the first tank shut-off valve, respectively. And opening the valve by applying a current smaller than the current of
A relatively large current is required to open one or more tank shut-off valves when all n tank shut-off valves are closed, and a relatively small current is required to open another tank shut-off valve thereafter. The valve can be opened.
According to this tank shut-off valve control method, only the first tank shut-off valve is opened by energizing the first current required to open the first tank shut-off valve from the fully closed state. In order to open the n tank shut-off valves, it is possible to prevent the first currents from overlapping each other. In addition, since the second to nth tank shut-off valves are opened by applying a current smaller than the first current after the first tank shut-off valve is opened, the second to nth tank shut-off valves are opened. The current required to open the tank shut-off valve can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the electric power required for valve opening compared with the case where n tank shut-off valves are simultaneously opened.

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、タンク遮断制御方法、タンク遮断制御装置、燃料電池システム、燃料電池システムの制御方法等の種々の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms. For example, the present invention can be realized in various forms such as a tank shutoff control method, a tank shutoff control device, a fuel cell system, and a fuel cell system control method.

本発明の一実施形態としての燃料電池システムの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the fuel cell system as one Embodiment of this invention. タンク制御部において実行される第1実施形態のタンク遮断弁の開弁制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the valve opening control of the tank cutoff valve of 1st Embodiment performed in a tank control part. 第1実施形態のタンク遮断弁の開弁制御の様子を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the mode of the valve opening control of the tank cutoff valve of 1st Embodiment. タンク制御部において実行される第2実施形態のタンク遮断弁の開弁制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the valve opening control of the tank cutoff valve of 2nd Embodiment performed in a tank control part. システム制御部において実行される開弁指令の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the valve opening instruction | command performed in a system control part. 第2実施形態のタンク遮断弁〜SVnの開弁制御の様子を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the mode of the valve opening control of the tank cutoff valve-SVn of 2nd Embodiment.

A.燃料電池システムの構成:
図1は、本発明の一実施形態としての燃料電池システム10の構成を示す概略図である。燃料電池システム10は、車両(「燃料電池車両」とも呼ぶ)等の各種移動体や定置型電源等の種々の装置に適用可能である。
A. Configuration of fuel cell system:
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a fuel cell system 10 as an embodiment of the present invention. The fuel cell system 10 can be applied to various mobile bodies such as vehicles (also referred to as “fuel cell vehicles”) and various devices such as stationary power sources.

燃料電池システム10は、燃料電池(FC:Fuel Cell)20と、燃料ガス供給系30と、酸化ガス供給系40と、負荷装置50と、システム制御部60と、タンク制御部70と、を備える。   The fuel cell system 10 includes a fuel cell (FC) 20, a fuel gas supply system 30, an oxidizing gas supply system 40, a load device 50, a system control unit 60, and a tank control unit 70. .

燃料電池20は、燃料ガス(「アノードガス」とも呼ぶ)としての水素と酸化ガス(「カソードガス」とも呼ぶ)としての空気(厳密には酸素)の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。燃料電池20は、複数の単セル21が積層されたスタック構造を有する。なお、燃料電池20には、反応ガス(燃料ガス及び酸化ガス)や冷媒のためのマニホールドが積層方向に沿った貫通孔として形成されるが、図示は省略する。   The fuel cell 20 is a solid polymer fuel that generates electric power by receiving supply of hydrogen as a fuel gas (also referred to as “anode gas”) and air (strictly oxygen) as an oxidizing gas (also referred to as “cathode gas”). It is a battery. The fuel cell 20 has a stack structure in which a plurality of single cells 21 are stacked. In the fuel cell 20, a manifold for a reaction gas (fuel gas and oxidizing gas) and a refrigerant is formed as a through hole along the stacking direction, but the illustration is omitted.

単セル21は、図示は省略するが、基本的に、発電体としての膜電極接合体(MEA:Membrane−Electrode Assembly)を、セパレータで挟持した構成を有している。MEAは、イオン交換膜からなる固体高分子型電解質膜(単に「電解質膜」とも呼ぶ)と、電解質膜のアノード側の面上に形成された触媒層及びガス拡散層からなるアノードと、電解質膜のカソード側の面上に形成された触媒層及びガス拡散層からなるカソードと、で構成される。また、セパレータとガス拡散層に接する面には、アノードガスやカソードガスを流す溝状のガス流路が形成されている。ただし、セパレータとガス拡散層との間に、ガス流路部が別途設けられる場合もある。   Although not shown, the unit cell 21 basically has a configuration in which a membrane-electrode assembly (MEA) as a power generator is sandwiched between separators. The MEA includes a polymer electrolyte membrane made of an ion exchange membrane (also simply called “electrolyte membrane”), an anode made of a catalyst layer and a gas diffusion layer formed on the anode side of the electrolyte membrane, and an electrolyte membrane. And a cathode composed of a catalyst layer and a gas diffusion layer formed on the surface on the cathode side. Further, a groove-like gas flow path for flowing an anode gas or a cathode gas is formed on the surface in contact with the separator and the gas diffusion layer. However, a gas flow path portion may be separately provided between the separator and the gas diffusion layer.

燃料ガス供給系30は、n本(nは2以上の整数)の燃料タンクTg1〜Tgnと、燃料タンクTg1〜Tgnと燃料電池20の燃料ガス供給用マニホールド(不図示)の入口とを接続した燃料ガス流路31と、を備えている。燃料ガス流路31は、燃料電池20に接続された集合流路CPと、集合流路CPからn股に分岐されて燃料タンクTg1〜Tgnに接続された分岐流路BP1〜BPnと、を有している。集合流路CPには、例えば、燃料電池20へ供給する燃料ガスの流量を調整するインジェクタ33及びインジェクタ33の上流側における燃料ガスの圧力を調整する減圧弁としてのレギュレータ32が設けられている。分岐流路BP1〜BPnは、燃料電池20に対して並列に配設され、対応する燃料タンクTg1〜Tgnに接続されている。分岐流路BP1〜BPnには、対応するタンク遮断弁SV1〜SVnが介設されている。タンク遮断弁SV1〜SVnには、上流側(燃料タンク側)と下流側(燃料電池側)の差圧が小さいほど小さな電流に応じた力で開弁可能な電気的駆動弁を用いることができる。具体的には、電磁弁、より具体的には、通電による電磁力によって開弁される電磁弁、いわゆるノーマルクローズ型の電磁弁を用いることができる。レギュレータ32による燃料ガスの圧力調整及びインジェクタ33による燃料ガスの流量調整は、後述するシステム制御部60によって制御される。タンク遮断弁SV1〜SVnの開閉は、後述するタンク制御部70によって制御される。タンク制御部70は「制御装置」に相当する。   The fuel gas supply system 30 connected n (n is an integer of 2 or more) fuel tanks Tg1 to Tgn, and the fuel tanks Tg1 to Tgn and an inlet of a fuel gas supply manifold (not shown) of the fuel cell 20. And a fuel gas flow path 31. The fuel gas flow path 31 includes a collective flow path CP connected to the fuel cell 20 and branch flow paths BP1 to BPn branched from the collective flow path CP into n crotches and connected to the fuel tanks Tg1 to Tgn. doing. In the collective flow path CP, for example, an injector 33 for adjusting the flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell 20 and a regulator 32 as a pressure reducing valve for adjusting the pressure of the fuel gas on the upstream side of the injector 33 are provided. The branch flow paths BP1 to BPn are arranged in parallel to the fuel cell 20 and are connected to corresponding fuel tanks Tg1 to Tgn. Corresponding tank cutoff valves SV1 to SVn are interposed in the branch flow paths BP1 to BPn. As the tank shut-off valves SV1 to SVn, electrically driven valves that can be opened with a force corresponding to a small current can be used as the differential pressure between the upstream side (fuel tank side) and the downstream side (fuel cell side) decreases. . Specifically, an electromagnetic valve, more specifically, an electromagnetic valve that is opened by an electromagnetic force by energization, a so-called normally closed electromagnetic valve can be used. The fuel gas pressure adjustment by the regulator 32 and the fuel gas flow rate adjustment by the injector 33 are controlled by a system control unit 60 described later. Opening and closing of the tank shut-off valves SV1 to SVn is controlled by a tank control unit 70 described later. The tank control unit 70 corresponds to a “control device”.

燃料電池20の燃料ガス排出用マニホールド(不図示)の出口には、燃料排ガス排出流路35が設けられている。燃料排ガス排出流路35は、発電反応に用いられることなく燃料電池20のアノードから排出される未反応ガス(水素や窒素など)や排水を含む燃料排ガス(「アノードオフガス」とも呼ぶ)の排出を行う。なお、気液分離部や、循環流路、循環用ポンプ、排水流路、排水弁等を有し、未反応ガスを循環させる循環系を備えるようにしてもよい。   A fuel exhaust gas discharge passage 35 is provided at the outlet of a fuel gas discharge manifold (not shown) of the fuel cell 20. The fuel exhaust gas discharge passage 35 discharges fuel exhaust gas (also referred to as “anode off-gas”) including unreacted gas (hydrogen, nitrogen, etc.) and drainage discharged from the anode of the fuel cell 20 without being used for power generation reaction. Do. In addition, you may make it have a circulation system which has a gas-liquid separation part, a circulation flow path, the pump for circulation, a drainage flow path, a drainage valve etc., and circulates unreacted gas.

酸化ガス供給系40は、酸化ガス流路41と、エアフロメータ42と、エアコンプレッサ43とを備える。酸化ガス流路41は、燃料電池20の酸化ガス供給用マニホールドの入口に接続された流路である。   The oxidizing gas supply system 40 includes an oxidizing gas passage 41, an air flow meter 42, and an air compressor 43. The oxidizing gas channel 41 is a channel connected to the inlet of the oxidizing gas supply manifold of the fuel cell 20.

エアコンプレッサ43は、酸化ガス流路41を介して燃料電池20と接続されている。エアコンプレッサ43は、外気を取り込んで圧縮した空気を、酸化ガスとして燃料電池20に供給する。エアフロメータ42は、エアコンプレッサ43の上流側において、エアコンプレッサ43が取り込む外気の量を計測し、システム制御部60に送信する。燃料電池20に対する酸化ガスの供給量は、エアフロメータ42の計測値に基づいて、システム制御部60によって制御される。   The air compressor 43 is connected to the fuel cell 20 via the oxidizing gas passage 41. The air compressor 43 supplies air compressed by taking in outside air to the fuel cell 20 as an oxidizing gas. The air flow meter 42 measures the amount of outside air taken in by the air compressor 43 on the upstream side of the air compressor 43 and transmits it to the system control unit 60. The supply amount of the oxidizing gas to the fuel cell 20 is controlled by the system control unit 60 based on the measured value of the air flow meter 42.

燃料電池20の酸化ガス排出用マニホールド(不図示)の出口には、酸化排ガス流路45が設けられている。酸化排ガス流路45は、発電反応に用いられることなく燃料電池20のカソードから排出される未反応ガス(酸素や窒素など)や排水を含む酸化排ガス(「カソードオフガス」とも呼ぶ)の排出を行う。なお、酸化排ガス流路45には、酸化排ガス流路45における酸化排ガスの圧力(燃料電池20のカソード側の背圧)を調整するための調圧弁(不図示)が設けられ、システム制御部60によって調圧弁の開度が制御されることにより酸化排ガスの圧力が調整される。   An oxidizing exhaust gas channel 45 is provided at the outlet of the oxidizing gas discharge manifold (not shown) of the fuel cell 20. The oxidation exhaust gas passage 45 discharges unreacted gas (oxygen, nitrogen, etc.) discharged from the cathode of the fuel cell 20 without being used for the power generation reaction, and oxidation exhaust gas (also referred to as “cathode off-gas”) including waste water. . The oxidation exhaust gas channel 45 is provided with a pressure regulating valve (not shown) for adjusting the pressure of the oxidation exhaust gas (back pressure on the cathode side of the fuel cell 20) in the oxidation exhaust gas channel 45, and the system control unit 60 Thus, the pressure of the oxidation exhaust gas is adjusted by controlling the opening degree of the pressure regulating valve.

なお、図示は省略するが、燃料電池20の冷媒供給用マニホールドの入口と、冷媒排出用マニホールドの出口との間には、冷媒循環流路と、冷媒循環流路に介設されたラジエータ及び冷媒循環用ポンプにより、燃料電池20を冷却するための冷媒を循環させる冷却系が設けられている。   Although not shown, a refrigerant circulation channel, a radiator interposed between the refrigerant circulation channel and the refrigerant are provided between the inlet of the refrigerant supply manifold of the fuel cell 20 and the outlet of the refrigerant discharge manifold. A cooling system for circulating a refrigerant for cooling the fuel cell 20 by a circulation pump is provided.

燃料電池20の出力端子には、燃料電池システム10を適用した装置に応じた負荷装置50が接続されており、燃料電池20で発電した電力は負荷装置50で消費される。例えば、燃料電池車両の場合には、車輪を駆動する駆動モータ及び駆動モータの駆動回路等が負荷装置50として接続される。   A load device 50 corresponding to a device to which the fuel cell system 10 is applied is connected to an output terminal of the fuel cell 20, and power generated by the fuel cell 20 is consumed by the load device 50. For example, in the case of a fuel cell vehicle, a drive motor that drives wheels, a drive circuit for the drive motor, and the like are connected as the load device 50.

システム制御部60は、燃料電池20の発電動作を制御する。具体的には、燃料ガス供給系30のレギュレータ32及びインジェクタ33による燃料ガスの供給量を制御するとともに、酸化ガス供給系40のエアコンプレッサ43による酸化ガスの供給量を制御し、また、負荷装置50の動作を制御して、燃料電池20の発電を制御する。タンク制御部70は、システム制御部60からの指示に従ってタンク遮断弁SV1〜SVnの開閉を制御する。具体的には、システム制御部60によって燃料電池20への反応ガスの供給や、燃料電池20による発電を開始するに際して、タンク制御部70は、燃料タンクTg1〜Tgnから燃料ガスの供給を開始するために、システム制御部60からの指示に従って、後述するタンク遮断弁制御を実行し、タンク遮断弁SV1〜SVnの開弁を制御する。以下では、タンク制御部70が実行するタンク遮断弁SV1〜SVnの制御について説明する。   The system control unit 60 controls the power generation operation of the fuel cell 20. Specifically, the supply amount of the fuel gas by the regulator 32 and the injector 33 of the fuel gas supply system 30 is controlled, the supply amount of the oxidizing gas by the air compressor 43 of the oxidizing gas supply system 40 is controlled, and the load device The power generation of the fuel cell 20 is controlled by controlling the operation of 50. The tank control unit 70 controls the opening and closing of the tank shut-off valves SV1 to SVn in accordance with instructions from the system control unit 60. Specifically, when the reaction gas is supplied to the fuel cell 20 by the system control unit 60 or the power generation by the fuel cell 20 is started, the tank control unit 70 starts to supply the fuel gas from the fuel tanks Tg1 to Tgn. Therefore, in accordance with an instruction from the system control unit 60, tank shut-off valve control described later is executed to control the opening of the tank shut-off valves SV1 to SVn. Below, control of the tank cutoff valves SV1-SVn which the tank control part 70 performs is demonstrated.

B.第1実施形態のタンク遮断弁開弁制御:
図2は、タンク制御部70において実行される第1実施形態のタンク遮断弁SV1〜SVnの開弁制御の手順を示すフローチャートである。
B. Tank shutoff valve opening control of the first embodiment:
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of valve opening control of the tank shut-off valves SV1 to SVn of the first embodiment executed in the tank control unit 70.

タンク制御部70は、ステップS102において、システム制御部60からタンク遮断弁SV1〜SVnの開弁指令が有るまで待機し、開弁指令を受けると、ステップS104において、1番目のタンク遮断弁SV1に起動電流Iocを通電して1番目のタンク遮断弁SV1を開弁させる。なお、起動電流Iocは、一つのタンク遮断弁の上流側(「一次側」とも呼ぶ)の圧力と下流側(「二次側」とも呼ぶ)の圧力の圧力差として許容される最大の圧力差の下で、そのタンク遮断弁を開弁するために要する電流であり、その仕様値にマージンを加えた値に設定されることが好ましい。こうすれば、n個のタンク遮断弁SV1〜SVnが全て閉の状態から1番目のタンク遮断弁SV1を確実に開弁させることができる。   In step S102, the tank control unit 70 stands by until there is a valve opening command for the tank cutoff valves SV1 to SVn from the system control unit 60. When the valve opening command is received, in step S104, the tank control unit 70 sets the first tank cutoff valve SV1. The starting current Ioc is energized to open the first tank shut-off valve SV1. The starting current Ioc is the maximum pressure difference allowed as the pressure difference between the pressure on the upstream side (also referred to as “primary side”) and the pressure on the downstream side (also referred to as “secondary side”). Is a current required to open the tank shutoff valve, and is preferably set to a value obtained by adding a margin to the specification value. In this way, the first tank cutoff valve SV1 can be reliably opened from the state where all the n tank cutoff valves SV1 to SVn are closed.

そして、タンク制御部70は、ステップS106において、起動電流Iocの通電による開弁開始から開弁時間tocが経過して1番目のタンク遮断弁SV1が開弁状態となるまで待機し、ステップS108において、1〜n番目のタンク遮断弁SV1〜SVnに保持電流Ihcを通電することにより、1番目のタンク遮断弁SV1の開弁状態を保持させるとともに、2〜n番目のタンク遮断弁SV2〜SVnを開弁させる。なお、1番目のタンク遮断弁SV1の開弁時間tocは、上記の許容最大圧力差の下での起動電流の仕様値の通電によりタンク遮断弁が開弁状態となるまでに要する応答時間の仕様値tresoに、マージンαoを加えた時間に設定されることが好ましい。保持電流Ihcは、開弁状態を保持するために要する電流であり、その仕様値にマージンを加えた値に設定されることが好ましい。保持電流の仕様値は、起動電流の仕様値の1/3〜1/10以下の小さな値である。なお、保持電流Ihcは、これに限定されるものではなく、保持電流の仕様値以上で起動電流Iocよりも小さな電流の範囲内の任意の値に設定可能である。あるいは、ステップS108では、保持電流Ihcよりも大きく起動電流Iocよりも小さい電流をタンク遮断弁SV1〜SVnに通電した後で、電流値を保持電流Ihcまで低下させるようにしてもよい。   In step S106, the tank control unit 70 waits until the first tank shut-off valve SV1 is opened after the valve opening time toc has elapsed from the start of valve opening due to the energization of the starting current Ioc, and in step S108. , By applying a holding current Ihc to the 1st to nth tank shutoff valves SV1 to SVn, the first tank shutoff valve SV1 is held open, and the 2nd to nth tank shutoff valves SV2 to SVn are Open the valve. The opening time toc of the first tank shut-off valve SV1 is a specification of the response time required for the tank shut-off valve to be opened by energizing the specification value of the starting current under the above-mentioned allowable maximum pressure difference. The time is preferably set to a value obtained by adding a margin αo to the value treso. The holding current Ihc is a current required to hold the valve open state, and is preferably set to a value obtained by adding a margin to the specification value. The specification value of the holding current is a small value of 1/3 to 1/10 or less of the specification value of the starting current. Note that the holding current Ihc is not limited to this, and can be set to any value within a current range that is equal to or larger than the holding current specification value and smaller than the starting current Ioc. Alternatively, in step S108, the current value may be decreased to the holding current Ihc after energizing the tank shut-off valves SV1 to SVn with a current that is larger than the holding current Ihc and smaller than the starting current Ioc.

ここで、1番目のタンク遮断弁SV1が開弁状態となると、1番目の燃料タンクTg1から燃料ガスが放出され、1番目のタンク遮断弁SV1の下流側の圧力、すなわち、分岐流路BP1〜BPn及びレギュレータ32の上流側の集合流路CPの圧力が、1番目のタンク遮断弁SV1の上流側の圧力にほぼ等しい状態となる。この場合、2〜n番目のタンク遮断弁SV2〜SVnのそれぞれの下流側の圧力は、それぞれが開弁状態の場合と同様に、それぞれの上流側の圧力とほぼ等しい状態となる。このため、2〜n番目のタンク遮断弁SV2〜SVnは、起動電流Iocよりも小さい電流を通電電流として通電させることによって開弁させることができる。なお、タンク遮断弁の上流側の圧力と下流側の圧力がほぼ等しい状態は、タンク遮断弁における圧損や、分岐流路における圧損、燃料タンク間の圧力差等に依存して発生する圧力差を含む状態である。   Here, when the first tank shut-off valve SV1 is opened, the fuel gas is released from the first fuel tank Tg1, and the pressure downstream of the first tank shut-off valve SV1, that is, the branch flow paths BP1 to BP1. The pressure of the BPn and the upstream collecting passage CP of the regulator 32 is substantially equal to the pressure of the upstream side of the first tank cutoff valve SV1. In this case, the respective downstream pressures of the 2 to n-th tank shut-off valves SV2 to SVn are substantially equal to the respective upstream pressures, as in the case of the open state. For this reason, the 2nd to n-th tank cutoff valves SV2 to SVn can be opened by energizing a current smaller than the starting current Ioc as an energization current. Note that when the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the tank shut-off valve are approximately equal, the pressure drop that occurs depending on the pressure drop in the tank shut-off valve, the pressure drop in the branch flow path, the pressure difference between the fuel tanks, etc. It is a state including.

そして、タンク制御部70は、ステップS110において全てのタンク遮断弁SV1〜SVnが開弁状態となるまで待機し、ステップS112において、システム制御部60に対して燃料ガスの消費を許可する。なお、開弁状態の判断は、通電による開弁開始の時刻から開弁時間thcが経過したか否かで判断することができる。開弁時間thcは、タンク遮断弁の上流側の圧力と下流側の圧力がほぼ等しい状態(許容する最小の圧力差を含む条件下)において、通電によってタンク遮断弁が開弁状態となるまでに要する応答時間の仕様値treshに、マージンαhを加えた時間に設定されることが好ましい。なお、開弁時間thcに代えて、起動電流Iocの通電による開弁時間tocを用いてもよい。   Then, the tank control unit 70 stands by until all the tank shut-off valves SV1 to SVn are opened in step S110, and permits the system control unit 60 to consume fuel gas in step S112. The determination of the valve opening state can be made based on whether or not the valve opening time thc has elapsed from the time of opening of the valve due to energization. The valve opening time thc is the time until the tank shut-off valve is opened by energization in a state where the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the tank shut-off valve are substantially equal (a condition including a minimum allowable pressure difference). It is preferable to set a time obtained by adding a margin αh to a required response time specification value tresh. Instead of the valve opening time thc, the valve opening time toc by energizing the starting current Ioc may be used.

なお、燃料ガスの消費が許可されたシステム制御部60は、レギュレータ32およびインジェクタ33を制御して、燃料ガスの供給を制御し、燃料タンクTg1〜Tgnに貯蔵された燃料タンクの消費を均等に行うことができる。また、負荷装置50の動作を制御し、燃料電池20による発電を開始することができる。   The system controller 60 permitted to consume the fuel gas controls the regulator 32 and the injector 33 to control the supply of the fuel gas, and evenly consumes the fuel tanks stored in the fuel tanks Tg1 to Tgn. It can be carried out. Further, the operation of the load device 50 can be controlled, and the power generation by the fuel cell 20 can be started.

図3は、第1実施形態のタンク遮断弁SV1〜SVnの開弁制御の様子を示すタイムチャートである。図3(a)に示すように、時刻t1において開弁指令が有ると、図3(c1)〜図3(cn)に示すように、1番目のタンク遮断弁SV1の通電電流Isv1のみが起動電流Iocとされる。これにより、図3(b1)〜図3(bn)に示すように、開弁開始の時刻t1から開弁時間tocが経過する時刻t2までの間に、1番目のタンク遮断弁SV1のみが開弁状態となる。そして、時刻t2において、図3(c1)に示すように、1番目のタンク遮断弁SV1の通電電流Isv1が起動電流Iocから保持電流Ihcに変更されて、図3(b1)に示すように、1番目のタンク遮断弁SV1の開弁状態が保持される。また、時刻t2において、図3(c2)〜図3(cn)に示すように、2〜n番目のタンク遮断弁SV2〜SVnの通電電流Isv2〜Isvnがそれぞれ0から保持電流Ihcとされて、図3(b2)〜図3(bn)に示すように、2〜n番目のタンク遮断弁SV2〜SVnが開弁される。また、図3(e)に示すように、時刻t2から開弁時間thcが経過した時刻t3において、燃料ガス消費が許可される。   FIG. 3 is a time chart showing the state of valve opening control of the tank cutoff valves SV1 to SVn of the first embodiment. As shown in FIG. 3 (a), when there is a valve opening command at time t1, as shown in FIGS. 3 (c1) to 3 (cn), only the energizing current Isv1 of the first tank shut-off valve SV1 is activated. The current is Ioc. As a result, as shown in FIGS. 3 (b1) to 3 (bn), only the first tank shut-off valve SV1 is opened between the valve opening start time t1 and the time t2 when the valve opening time toc elapses. It becomes a valve state. At time t2, as shown in FIG. 3 (c1), the energization current Isv1 of the first tank shut-off valve SV1 is changed from the starting current Ioc to the holding current Ihc, and as shown in FIG. 3 (b1). The open state of the first tank shut-off valve SV1 is maintained. At time t2, as shown in FIGS. 3 (c2) to 3 (cn), the energizing currents Isv2 to Isvn of the 2nd to nth tank shut-off valves SV2 to SVn are changed from 0 to the holding current Ihc, As shown in FIGS. 3 (b2) to 3 (bn), the 2nd to nth tank shut-off valves SV2 to SVn are opened. Further, as shown in FIG. 3E, fuel gas consumption is permitted at time t3 when the valve opening time thc has elapsed from time t2.

上記の第1実施形態の開弁制御では、1番目のタンク遮断弁SV1を起動電流Iocの通電により開弁後、2〜n番目のタンク遮断弁SV2〜SVnを起動電流Iocよりも小さい保持電流Ihcの通電により開弁させている。これにより、n個のタンク遮断弁SV1〜SVnを同時に開弁させる場合に発生する起動電流Iocの重なりを防止することができる。また、図3(d)に示すように、タンク遮断弁SV1〜SVnを開弁させるために消費する電流(通電電流の和ΣIsv)を、1番目のタンク遮断弁SV1を開弁させている時刻t1〜t2の間においては起動電流Iocとし、2〜n番目のタンク遮断弁SV2〜SVnの開弁させている時刻t2〜t3において、n倍の保持電流Ihcとすることができる。これにより、n個のタンク遮断弁SV1〜SVnを同時に開弁する場合に比べて、開弁に要する電力を低減することが可能である。また、タンク遮断弁SV1〜SVnに起動電流Iocや保持電流Ihcを通電させるための不図示の回路や接続配線等のサイズ、重量、コスト等の制約を抑制することが可能である。   In the valve opening control of the first embodiment described above, the first tank shut-off valve SV1 is opened by energizing the starting current Ioc, and then the second to n-th tank shut-off valves SV2 to SVn are held smaller than the starting current Ioc. The valve is opened by energizing Ihc. As a result, it is possible to prevent the start current Ioc from overlapping when the n tank cutoff valves SV1 to SVn are simultaneously opened. Further, as shown in FIG. 3D, the current consumed to open the tank cutoff valves SV1 to SVn (sum of energization currents ΣIsv) is the time when the first tank cutoff valve SV1 is opened. The starting current Ioc can be set between t1 and t2, and the holding current Ihc can be set to n times at the times t2 to t3 when the second to nth tank cutoff valves SV2 to SVn are opened. Thereby, compared with the case where n tank shut-off valves SV1-SVn are opened simultaneously, it is possible to reduce the electric power required for valve opening. In addition, it is possible to suppress restrictions on the size, weight, cost, and the like of a circuit (not shown) and connection wiring for energizing the tank cutoff valves SV1 to SVn with the starting current Ioc and the holding current Ihc.

また、n個の燃料タンクTg1〜Tgnを全て開弁させて、それぞれに貯蔵されている燃料ガスを均等に消費させるので、各燃料タンクTg1〜Tgn間の圧力はほほ同じ圧力となり、各タンク遮断弁SV1〜SV2の下流側(二次側)の圧力はほぼ同じ圧力となるため、各タンク遮断弁SV1〜SVnの上流側(一次側)の圧力と下流側(二次側)の圧力とがほぼ同じ圧力となり、タンク遮断弁SV1〜SVnに加わる機械的ストレスを低減することができる。   Further, since all the n fuel tanks Tg1 to Tgn are opened so that the fuel gas stored in each of them is evenly consumed, the pressure between the fuel tanks Tg1 to Tgn is almost the same, and each tank is shut off. Since the pressure on the downstream side (secondary side) of the valves SV1 and SV2 is substantially the same pressure, the pressure on the upstream side (primary side) and the pressure on the downstream side (secondary side) of each tank cutoff valve SV1 to SVn It becomes substantially the same pressure, and mechanical stress applied to the tank shut-off valves SV1 to SVn can be reduced.

なお、1番目のタンク遮断弁SV1の開弁に要する起動電流Iocが「第1の電流」に相当し、2〜n番目のタンク遮断弁SV2〜SVnの開弁に要する保持電流Ihcが「第2の電流」に相当する。   The starting current Ioc required for opening the first tank shut-off valve SV1 corresponds to the “first current”, and the holding current Ihc required for opening the second to n-th tank shut-off valves SV2 to SVn is “the first current”. 2 ".

C.第2実施形態のタンク遮断弁開弁制御:
図4Aは、タンク制御部70において実行される第2実施形態のタンク遮断弁SV1〜SVnの開弁制御の手順を示すフローチャートである。
C. Tank shutoff valve opening control of the second embodiment:
FIG. 4A is a flowchart showing a procedure of valve opening control of the tank shutoff valves SV1 to SVn of the second embodiment executed in the tank control unit 70.

タンク制御部70は、ステップS142において、開弁対象のタンク遮断弁を示す対象番号「i]を初期値「0」に設定する。そして、タンク制御部70は、ステップS144において、対象番号iに「1」を加算する。   In step S142, the tank control unit 70 sets the object number “i” indicating the tank shutoff valve to be opened to the initial value “0”. And the tank control part 70 adds "1" to the object number i in step S144.

次に、タンク制御部70は、ステップS146において、システム制御部60からi番目のタンク遮断弁SViの開弁指令が有るまで待機する。   Next, in step S146, the tank control unit 70 stands by until there is a valve opening command for the i-th tank cutoff valve SVi from the system control unit 60.

図4Bは、システム制御部60において実行される開弁指令の手順を示すフローチャートである。システム制御部60は、ステップS162において、開弁対象のタンク遮断弁を示す対象番号「i]を初期値「0」に設定する。そして、タンク制御部70は、ステップS164において、対象番号iに「1」を加算する。   FIG. 4B is a flowchart showing a procedure of a valve opening command executed in the system control unit 60. In step S162, the system control unit 60 sets the object number “i” indicating the tank shutoff valve to be opened to the initial value “0”. And the tank control part 70 adds "1" to the object number i in step S164.

次に、システム制御部60は、ステップS166において、i番目のタンク遮断弁SViの開弁指令を発生し、ステップS168において、i番目のタンク遮断弁SViが開弁状態となるまで待機する。なお、開弁状態の判断は、第1実施形態で説明した起動電流Iocの通電による開弁開始の時刻から開弁時間tocが経過したか否かで判断することができる。   Next, the system control unit 60 generates a valve opening command for the i-th tank shut-off valve SVi in step S166, and waits until the i-th tank shut-off valve SVi is opened in step S168. The determination of the valve opening state can be made based on whether or not the valve opening time toc has elapsed since the valve opening start time by energization of the starting current Ioc described in the first embodiment.

そして、システム制御部60は、1番目のタンク遮断弁SV1からn番目のタンク遮断弁SVnまでの開弁指令(ステップS166)を繰り返し実行する。   Then, the system control unit 60 repeatedly executes a valve opening command (step S166) from the first tank cutoff valve SV1 to the nth tank cutoff valve SVn.

以上のように、システム制御部60は、前のタンク遮断弁が開弁されるごとに次のタンク遮断弁の開弁指令を発生することにより、1番目のタンク遮断弁SV1からn番目のタンク遮断弁SVnまでの開弁指令を順に発生する。   As described above, the system control unit 60 generates the next tank shut-off valve opening command every time the previous tank shut-off valve is opened, so that the n-th tank from the first tank shut-off valve SV1 is generated. The valve opening command to the shut-off valve SVn is generated in order.

タンク制御部70は、i番目のタンク遮断弁SViの開弁指令を受けると、図4AのステップS148において、i番目のタンク遮断弁SViに起動電流Iocを通電してi番目のタンク遮断弁SViを開弁させる。そして、タンク制御部70は、ステップS150において、起動電流Iocの通電による開弁開始から開弁時間tocが経過してi番目のタンク遮断弁SViが開弁状態となるまで待機し、ステップS152において、i番目のタンク遮断弁SViの通電電流を起動電流Iocから保持電流Ihcに変更して、i番目のタンク遮断弁SViの開弁状態を保持させる。   When the tank control unit 70 receives a command to open the i-th tank shut-off valve SVi, in step S148 of FIG. 4A, the tank control unit 70 energizes the i-th tank shut-off valve SVi with the starting current Ioc and supplies the i-th tank shut-off valve SVi. Open the valve. Then, in step S150, the tank control unit 70 waits until the valve opening time toc elapses from the start of valve opening due to the energization of the starting current Ioc and the i-th tank shut-off valve SVi is opened, and in step S152. The energization current of the i-th tank shut-off valve SVi is changed from the starting current Ioc to the holding current Ihc, and the open state of the i-th tank shut-off valve SVi is held.

そして、タンク制御部70は、1番目のタンク遮断弁SV1からn番目のタンク遮断弁SVnまでの開弁および保持(ステップS148〜ステップS152)を繰り返し実行する。その後、タンク制御部70は、ステップS156において、全てのタンク遮断弁SV1〜SVnが開弁状態と判断されるまで待機し、ステップS158において、システム制御部60に対して燃料ガスの消費を許可する。全てのタンク遮断弁の開弁状態の判断は、起動電流Iocから保持電流Ihcへの変更の応答時間tohを考慮して、n番目のタンク遮断弁SVnの通電電流の変更開始の時刻から応答時間tohが経過したか否かで判断することができる。なお、ステップS150と同様に、n番目のタンク遮断弁SVnが起動電流Iocの通電による開弁開始の時刻から開弁時間tocが経過したか否かで判断するようにしてもよい。この場合、ステップS150において、既に開弁状態となるまで待機しているので、ステップS156の処理は全てのタンク遮断弁が開弁状態となっていることを確認するものとなる。従って、ステップS156の処理は必ずしも必要ではなく、省略することもできる。   Then, the tank control unit 70 repeatedly performs the opening and holding (steps S148 to S152) from the first tank cutoff valve SV1 to the nth tank cutoff valve SVn. Thereafter, the tank control unit 70 waits until all the tank shut-off valves SV1 to SVn are determined to be opened in step S156, and permits the system control unit 60 to consume fuel gas in step S158. . The determination of the open state of all tank shut-off valves takes into account the response time toh of the change from the starting current Ioc to the holding current Ihc, and the response time from the start time of the change in the energization current of the nth tank shut-off valve SVn It can be determined by whether or not toh has passed. Note that, similarly to step S150, the determination may be made based on whether or not the valve opening time toc has elapsed from the time when the nth tank shut-off valve SVn is opened by energization of the starting current Ioc. In this case, since the process waits until the valve is already opened in step S150, the process in step S156 confirms that all the tank shut-off valves are opened. Therefore, the process of step S156 is not necessarily required and can be omitted.

図5は、第2実施形態のタンク遮断弁SV1〜SVnの開弁制御の様子を示すタイムチャートである。図5(a1)に示すように、時刻t11において1番目のタンク遮断弁SV1の開弁指令が発生することにより、図5(c1)に示すように、1番目のタンク遮断弁SV1の通電電流Isv1が起動電流Iocとされる。これにより、図5(b1)に示すように、開弁開始の時刻t11から開弁時間tocが経過する時刻t12までの間に、1番目のタンク遮断弁SV1が開弁状態とされる。そして、時刻t12において、図5(c1)に示すように、1番目のタンク遮断弁SV1の通電電流Isv1が起動電流Iocから保持電流Ihcに変更されて、図5(b1)に示すように、1番目のタンク遮断弁SV1の開弁状態が保持されるとともに、図5(a2)に示すように、2番目のタンク遮断弁SV2の開弁指令が発生する。2番目のタンク遮断弁SV2の開弁指令が発生することにより、1番目のタンク遮断弁SV1と同様に、図5(c2)に示すように、2番目のタンク遮断弁SV2の通電電流ISV2が起動電流Iocとされる。これにより、図5(b2)に示すように、開弁開始の時刻t12から開弁時間tocが経過する時刻t13までの間に、2番目のタンク遮断弁SV2が開弁状態とされる。そして、時刻t13において、図5(c2)に示すように、2番目のタンク遮断弁SV2の通電電流Isv2が起動電流Iocから保持電流Ihcに変更されて、図5(b2)に示すように、2番目のタンク遮断弁SV2の開弁状態が保持されるとともに、図5(a3)に示すように、3番目のタンク遮断弁SV3の開弁指令が発生する。以降、同様に、図5(a3)〜図5(an)に示すように、3〜n番目のタンク遮断弁SV3〜SVnの開弁指令が順に発生し、図5(c3)〜図5(cn)に示すように、通電電流Isv1〜Isvnが、起動電流Iocとされ、起動電流Iocから保持電流Ihcに変更されることにより、図5(b3)〜図5(bn)に示すように、3〜n番目のタンク遮断弁SV3〜SVnが順に開弁される。そして、図5(e)に示すように、n番目のタンク遮断弁SVnが開弁状態となる時刻tn+1から通電電流変更の応答時間tohが経過した時刻t21において、燃料ガス消費が許可される。   FIG. 5 is a time chart showing a state of valve opening control of the tank shut-off valves SV1 to SVn of the second embodiment. As shown in FIG. 5 (a1), when a valve opening command for the first tank shut-off valve SV1 is generated at time t11, the energization current of the first tank shut-off valve SV1 is shown in FIG. 5 (c1). Isv1 is set as the starting current Ioc. As a result, as shown in FIG. 5 (b1), the first tank shut-off valve SV1 is opened between the valve opening start time t11 and the time t12 when the valve opening time toc elapses. At time t12, as shown in FIG. 5 (c1), the energizing current Isv1 of the first tank shut-off valve SV1 is changed from the starting current Ioc to the holding current Ihc, and as shown in FIG. 5 (b1). While the first tank shut-off valve SV1 is kept open, a command to open the second tank shut-off valve SV2 is generated as shown in FIG. 5 (a2). When the opening command for the second tank shut-off valve SV2 is generated, the energization current ISV2 of the second tank shut-off valve SV2 is changed as shown in FIG. 5 (c2) as in the case of the first tank shut-off valve SV1. The starting current is Ioc. As a result, as shown in FIG. 5 (b2), the second tank shutoff valve SV2 is opened between the valve opening start time t12 and the time t13 when the valve opening time toc elapses. At time t13, as shown in FIG. 5 (c2), the energization current Isv2 of the second tank cutoff valve SV2 is changed from the starting current Ioc to the holding current Ihc, and as shown in FIG. 5 (b2). While the open state of the second tank shut-off valve SV2 is maintained, as shown in FIG. 5 (a3), a valve open command for the third tank shut-off valve SV3 is generated. Thereafter, similarly, as shown in FIG. 5 (a3) to FIG. 5 (an), the opening instructions for the third to nth tank shut-off valves SV3 to SVn are sequentially generated, and FIG. 5 (c3) to FIG. As shown in FIG. 5 (b3) to FIG. 5 (bn), the energization currents Isv1 to Isvn are changed to the starting current Ioc and changed from the starting current Ioc to the holding current Ihc. The third to nth tank shut-off valves SV3 to SVn are sequentially opened. Then, as shown in FIG. 5 (e), fuel gas consumption is permitted at time t21 when the response time toh for changing the energization current has elapsed from time tn + 1 when the nth tank cutoff valve SVn is opened.

上記の第2実施形態の開弁制御では、起動電流Iocの通電による開弁と保持電流Ihcによる開弁状態の保持を、1番目のタンク遮断弁SV1からn番目のタンク遮断弁SVnまで1個ずつ順番に行なっている。これにより、n個のタンク遮断弁SV1〜SVnを同時に開弁させる場合に発生する起動電流Iocの重なりを防止することができる。また、図5(d)に示すように、タンク遮断弁SV1〜SVnを開弁させるために消費する電流(通電電流の和ΣIsv)を、最大でも起動電流Iocと(n−1)倍の保持電流Ihcの和とすることができる。従って、n個のタンク遮断弁SV1〜SVnを同時に開弁する場合に比べて、開弁に要する電力を低減することが可能である。また、タンク遮断弁SV1〜SVnに起動電流Iocや保持電流Ihcを通電させるための不図示の回路や接続配線等のサイズ、重量、コスト等の制約を抑制することが可能である。   In the valve opening control of the second embodiment, one valve opening by energizing the starting current Ioc and holding of the opened state by the holding current Ihc are performed from the first tank cutoff valve SV1 to the nth tank cutoff valve SVn. It is done in order. As a result, it is possible to prevent the start current Ioc from overlapping when the n tank cutoff valves SV1 to SVn are simultaneously opened. Further, as shown in FIG. 5 (d), the current consumed to open the tank shut-off valves SV1 to SVn (sum of energization currents ΣIsv) is maintained at (n−1) times the starting current Ioc at the maximum. The sum of the currents Ihc can be obtained. Therefore, it is possible to reduce the electric power required for valve opening compared with the case where n tank shut-off valves SV1 to SVn are simultaneously opened. In addition, it is possible to suppress restrictions on the size, weight, cost, and the like of a circuit (not shown) and connection wiring for energizing the tank cutoff valves SV1 to SVn with the starting current Ioc and the holding current Ihc.

また、n個の燃料タンクTg1〜Tgnを全て開弁させて、それぞれに貯蔵されている燃料ガスを均等に消費させるので、各燃料タンクTg1〜Tgn間の圧力はほほ同じ圧力となり、各タンク遮断弁SV1〜SV2の下流側(二次側)の圧力はほぼ同じ圧力となるため、各タンク遮断弁SV1〜SVnの上流側(一次側)の圧力と下流側(二次側)の圧力とがほぼ同じ圧力となり、タンク遮断弁SV1〜SVnに加わる機械的ストレスを低減することができる。   Further, since all the n fuel tanks Tg1 to Tgn are opened so that the fuel gas stored in each of them is evenly consumed, the pressure between the fuel tanks Tg1 to Tgn is almost the same, and each tank is shut off. Since the pressure on the downstream side (secondary side) of the valves SV1 and SV2 is substantially the same pressure, the pressure on the upstream side (primary side) and the pressure on the downstream side (secondary side) of each tank cutoff valve SV1 to SVn It becomes substantially the same pressure, and mechanical stress applied to the tank shut-off valves SV1 to SVn can be reduced.

なお、第2実施形態の開弁制御においては、1〜n番目のタンク遮断弁SV1〜SVnの開弁指令を順に発生させる制御(図4B)を、システム制御部60において実行するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、第1実施形態と同様に、システム制御部60から1〜n番目のタンク遮断弁SV1〜SVnの開弁指令を受けたタンク制御部70において実行するようにしてもよい。   In the valve opening control of the second embodiment, it has been described that the system control unit 60 executes the control (FIG. 4B) for sequentially generating the valve opening commands for the first to n-th tank cutoff valves SV1 to SVn. However, the present invention is not limited to this, and, as in the first embodiment, it is executed in the tank control unit 70 that has received a command to open the first to n-th tank cutoff valves SV1 to SVn from the system control unit 60. It may be.

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments and the modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

10…燃料電池システム
20…燃料電池
21…単セル
30…燃料ガス供給系
31…燃料ガス流路
32…レギュレータ
33…インジェクタ
35…燃料排ガス排出流路
40…酸化ガス供給系
41…酸化ガス流路
42…エアフロメータ
43…エアコンプレッサ
45…酸化排ガス流路
50…負荷装置
60…システム制御部
70…タンク制御部
BP1〜BPn…分岐流路
CP…集合流路
SV1〜SVn…タンク遮断弁
Tg1〜Tgn…燃料タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell system 20 ... Fuel cell 21 ... Single cell 30 ... Fuel gas supply system 31 ... Fuel gas flow path 32 ... Regulator 33 ... Injector 35 ... Fuel exhaust gas discharge flow path 40 ... Oxidation gas supply system 41 ... Oxidation gas flow path DESCRIPTION OF SYMBOLS 42 ... Air flow meter 43 ... Air compressor 45 ... Oxidation exhaust gas flow path 50 ... Load apparatus 60 ... System control part 70 ... Tank control part BP1-BPn ... Branch flow path CP ... Collective flow path SV1-SVn ... Tank shutoff valve Tg1-Tgn ... Fuel tank

Claims (1)

燃料電池と、n本(nは2以上の整数)の燃料タンクと、前記燃料電池に接続される集合流路と、前記集合流路から分岐して各燃料タンクに接続されるn本の分岐流路と、前記各分岐流路に介設され、対応する燃料タンクから前記燃料電池への燃料の放出を遮断するn個のタンク遮断弁と、前記n個のタンク遮断弁の開閉を制御する制御装置と、を有する燃料電池システムにおいて、前記制御装置が実行するタンク遮断弁制御方法であって、
前記タンク遮断弁は、上流側と下流側の差圧が小さいほど小さな電流に応じた力で開弁可能であり、
前記燃料電池への燃料の供給を開始する際に、
1番目のタンク遮断弁を、前記n個のタンク遮断弁が全て閉の状態から前記1番目のタンク遮断弁を開弁するのに要する第1の電流を通電することにより開弁させる工程と、
前記1番目のタンク遮断弁を開弁後、2番目からn番目のタンク遮断弁を、それぞれ、前記第1の電流よりも小さい電流を通電することにより開弁させる工程と、
を備える、タンク遮断弁制御方法。
A fuel cell, n fuel tanks (n is an integer equal to or greater than 2), a collecting channel connected to the fuel cell, and n branches branched from the collecting channel and connected to each fuel tank A flow path, n tank shut-off valves interposed in each branch flow path for shutting off the release of fuel from the corresponding fuel tank to the fuel cell, and controlling the opening and closing of the n tank shut-off valves. A fuel cell system having a control device, a tank cutoff valve control method executed by the control device,
The tank shut-off valve can be opened with a force corresponding to a small current as the differential pressure between the upstream side and the downstream side is small.
When starting the supply of fuel to the fuel cell,
Opening the first tank shut-off valve by energizing a first current required to open the first tank shut-off valve from a state in which the n tank shut-off valves are all closed;
After opening the first tank shut-off valve, the second to n-th tank shut-off valves are each opened by applying a current smaller than the first current;
A tank shutoff valve control method comprising:
JP2016036725A 2016-02-29 2016-02-29 Tank shut-off valve control method Pending JP2017157283A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016036725A JP2017157283A (en) 2016-02-29 2016-02-29 Tank shut-off valve control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016036725A JP2017157283A (en) 2016-02-29 2016-02-29 Tank shut-off valve control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017157283A true JP2017157283A (en) 2017-09-07

Family

ID=59809915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016036725A Pending JP2017157283A (en) 2016-02-29 2016-02-29 Tank shut-off valve control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017157283A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818009A (en) * 2017-11-20 2019-05-28 丰田自动车株式会社 Fuel cell system and its control method
DE102019119858A9 (en) 2018-09-14 2020-05-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A GAS SUPPLY SYSTEM, A FUEL CELL SYSTEM INCLUDING THE GAS SUPPLY SYSTEM, AND A CONTROL METHOD FOR THE GAS SUPPLY SYSTEM

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818009A (en) * 2017-11-20 2019-05-28 丰田自动车株式会社 Fuel cell system and its control method
JP2019096396A (en) * 2017-11-20 2019-06-20 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and control method therefor
JP7006168B2 (en) 2017-11-20 2022-02-10 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and its control method
DE102019119858A9 (en) 2018-09-14 2020-05-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A GAS SUPPLY SYSTEM, A FUEL CELL SYSTEM INCLUDING THE GAS SUPPLY SYSTEM, AND A CONTROL METHOD FOR THE GAS SUPPLY SYSTEM
US11502316B2 (en) 2018-09-14 2022-11-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Gas supply system, fuel cell system including gas supply system, and control method for gas supply system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101811107B1 (en) Fuel cell system and method for discharging fluid in the system
KR101109715B1 (en) Fuel cell system
US9093679B2 (en) Method of shutting down fuel cell system
JP4993293B2 (en) Fuel cell system and moving body
WO2006112427A1 (en) Fuel cell system, operation method thereof, and fuel cell vehicle
JP2017152253A (en) Method for detecting abnormality of pressure sensor and fuel cell system
JP2007184196A (en) Fuel cell system
JP2008140619A (en) Fuel cell system
JP6409691B2 (en) FUEL CELL SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR FUEL CELL SYSTEM
US8557464B2 (en) Fuel supply system having regulating device for supplying fuel gas to an anode
WO2008062805A1 (en) Fuel supply system
JP2017157283A (en) Tank shut-off valve control method
US10218014B2 (en) Anode-cathode supply device
JP2008112702A (en) Fuel cell system
JP2013232407A (en) Fuel cell system and fuel cell system purge control method
JP2014063664A (en) Method of starting fuel cell system
JP5583536B2 (en) Method for stopping operation of fuel cell system
JP2008196596A (en) Solenoid valve
JP2010262805A (en) Fuel cell system
JP2008218170A (en) Fuel cell system and scavenging treatment method therefor
JP5164020B2 (en) Fuel cell system and starting method thereof
JP2021182482A (en) Fuel cell system
US20240097164A1 (en) Fuel cell system
JP5480086B2 (en) Method for stopping operation of fuel cell system
JP2008071669A (en) Fuel cell system