JP2018160339A - 燃料電池及び温度調整方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】貯蔵容器の温度を適切に調整することにより、継続的な発電を可能にする燃料電池及び温度調整方法を提供する。【解決手段】燃料電池は、水素及び酸素を反応させて発電する発電部と、発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器と、貯蔵容器を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路と、熱媒体の温度を調整し、熱媒体流路に熱媒体を通流させることによって、貯蔵容器を加温する温度調整部とを備える。温度調整部は、熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、熱媒体の温度を第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、新たな貯蔵容器が装着された場合に、装着された貯蔵容器内の圧力又は温度に基づいて、第２温度調整モードを実施するか否かを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、水素吸蔵合金を収容する貯蔵容器を備え、水素を燃料として発電を行う燃料電池、及び燃料電池内部の温度を調整する方法に関する。
燃料電池には、水素と酸素とを反応させて発電を行うものがある。水素を貯蔵する方法として、水素吸蔵合金を用いる方法が知られている。水素吸蔵合金を利用する燃料電池は、水素吸蔵合金を収容した貯蔵容器を備えている。水素吸蔵合金が水素を放出する反応は吸熱反応であるので、発電に必要な水素を得るためには、貯蔵容器を加温する必要がある。また、水素と酸素とが反応して発電がおこなわれる反応は、発熱反応である。特許文献１には、発電時に発生する熱で貯蔵容器を加温する燃料電池が開示されている。具体的には、水素及び酸素を反応させて発電を行う燃料電池スタックと貯蔵容器との間で熱媒体を循環させることにより、貯蔵容器を加温する。
国際公開第２０１３／０６５０８３号公報
燃料電池において発電を継続的に行うためには、複数の貯蔵容器を備えておき、水素が消費された貯蔵容器を順次交換していく必要がある。ところが、未使用の貯蔵容器の温度は非常に低い場合がある。温度が非常に低い貯蔵容器を熱媒体を用いて加温しようとした場合は、熱媒体の温度が低下し、熱媒体が他の貯蔵容器を加温するための熱量が不足し、他の貯蔵容器の水素圧力が低下し、水素の放出量が不十分になる可能性がある。このため、燃料電池による継続的な発電が困難になる虞がある。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、貯蔵容器の温度を適切に調整することにより、継続的な発電を可能にする燃料電池及び温度調整方法を提供することにある。
本発明に係る燃料電池は、水素及び酸素を反応させて発電する発電部と、該発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器と、前記複数の貯蔵容器を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路と、前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路に前記熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器を加温する温度調整部とを備え、前記温度調整部は、前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、新たな貯蔵容器が装着された場合に、装着された貯蔵容器内の圧力又は温度に基づいて、前記第２温度調整モードを実施するか否かを判定することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池は、発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容した着脱可能な複数の貯蔵容器を備え、熱媒体流路に熱媒体を通流させ、熱媒体の温度を第１温度以上にすべく温度調整を行う第１温度調整モードを実施することによって、貯蔵容器を加温する。また、燃料電池は、熱媒体の温度を、第１温度よりも高温の第２温度以上にすべく温度調整を行う第２温度調整モードを実施することも可能である。燃料電池は、新たな貯蔵容器が装着された場合に、貯蔵容器の内部の圧力又は温度に基づいて、第２温度調整モードを実施するか否かを判定する。貯蔵容器の温度が低い場合、貯蔵容器内の圧力は低い。このため、圧力に基づいて、貯蔵容器の温度が低いことを推定することができる。新たに装着された貯蔵容器の温度が低い場合に第２温度調整モードを実施することにより、熱媒体の温度が高温に調整され、新たに装着された貯蔵容器の低い温度によって熱媒体の熱量が不足することを抑制する。
本発明に係る燃料電池は、水素及び酸素を反応させて発電する発電部と、該発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器と、前記複数の貯蔵容器を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路と、前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路に前記熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器を加温する温度調整部とを備え、前記温度調整部は、前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、新たな貯蔵容器が装着された場合に、前記第２温度調整モードを実施することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池は、新たな貯蔵容器が装着された場合に、第２温度調整モードを実施する。新たな貯蔵容器が装着されたことに応じて熱媒体の温度が高温に調整され、新たに装着された貯蔵容器の低い温度によって熱媒体の熱量が不足することを抑制する。
本発明に係る燃料電池は、水素及び酸素を反応させて発電する発電部と、該発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器と、前記複数の貯蔵容器を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路と、前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路に前記熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器を加温する温度調整部とを備え、前記温度調整部は、前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、前記複数の貯蔵容器の内に未使用の貯蔵容器がある場合、前記未使用の複数の貯蔵容器内の圧力又は温度に基づいて、前記第２温度調整モードを実施するか否かを判定することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池は、未使用の貯蔵容器がある場合に、貯蔵容器の内部の圧力又は温度に基づいて、第２温度調整モードを実施するか否かを判定する。圧力に基づいて、貯蔵容器の温度が低いことを推定することができる。未使用の貯蔵容器の温度が低い場合に第２温度調整モードを実施することにより、熱媒体の温度が高温に調整され、未使用の貯蔵容器の低い温度によって熱媒体の熱量が不足することを抑制する。
本発明に係る温度調整方法は、水素及び酸素を反応させて発電する発電部と、該発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器と、前記複数の貯蔵容器を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路とを用い、前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路に熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器を加温し、新たな貯蔵容器が装着された場合に、装着された貯蔵容器の加温を行わずに、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体の温度が前記第２温度以上になった後に、前記装着された貯蔵容器の加温を開始することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池は、熱媒体の温度を第１温度以上にすべく温度調整を行って、複数の貯蔵容器を加温する。燃料電池は、新たな貯蔵容器が装着された場合に、装着された貯蔵容器の加温を行わずに、熱媒体の温度を、より高温の第２温度以上にすべく温度調整を行う。また、燃料電池は、熱媒体の温度が第２温度以上になった後に、装着された貯蔵容器の加温を開始する。熱媒体の温度が高温に調整された後で新たに装着された貯蔵容器の加温を行うことにより、新たに装着された貯蔵容器の低い温度によって熱媒体の熱量が不足することを抑制する。
本発明にあっては、新たな貯蔵容器が装着された場合又は未使用の貯蔵容器がある場合に熱媒体の熱量が不足することが抑制され、他の貯蔵容器の温度が低下することが防止される。水素の圧力低下が防止され、燃料電池は、継続的な発電を実行することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
実施形態１に係る燃料電池の構成を示すブロック図である。 実施形態１における貯蔵容器を加温する処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態１における貯蔵容器を加温する処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態２における処理の一部の手順を示すフローチャートである。 実施形態３における処理の一部の手順を示すフローチャートである。
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る燃料電池１の構成を示すブロック図である。燃料電池１は、例えば固体高分子形燃料電池（polymer electrolyte fuel cell）等の燃料電池であり、水素と酸素とを反応させて発電を行う。燃料電池１は、電池本体１００及び水素供給部１１０を備えている。電池本体１００は、燃料電池スタック１０、制御部１１、水素通流路２、空気流路３、スタック冷却路４、ラジエータ通流路５、及び熱媒体流路６を備えている。水素通流路２は、水素供給路２ａ及び水素循環路２ｂを含んでいる。
制御部１１は、燃料電池１の各構成部に接続されている。制御部１１は、各構成部の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、燃料電池１の運転プログラムを記憶している記憶部とを備える。なお、図１において、制御部１１と各構成部との接続は省略している。
燃料電池スタック１０は、固体高分子電解質膜を負極と正極とで両側から挟んで膜電極接合体を形成し、この膜電極接合体の両側に一対のセパレータを配置して平板部状の単位セルを構成し、この単位セルを複数積層してパッケージ化したものである。負極に、水素通流路２を通じて流入した水素を含む燃料ガスが接触し、正極に空気等の酸素を含む酸化ガスが空気流路３から流入して接触することにより、両電極で電気化学反応が生じ、起電力が発生する。この電気化学反応において、負極側から固体高分子電解質膜を透過してきた水素イオンと酸化ガス中の酸素との反応により水が生じる。燃料電池スタック１０は、本発明における発電部に対応する。
また、電池本体１００は、圧力センサ２１、開閉弁２３、開閉弁２４、逆止弁２５、水素循環ポンプ２６、気液分離器２７、排気弁２６１、排気弁２６２、排水弁２７１及び排水弁２７２を備えている。水素供給路２ａは、水素供給部１１０から燃料電池スタック１０へ供給される水素が通流する通流路である。水素供給路２ａの一端部は水素供給部１１０に接続されており、他端部は、水素循環路２ｂの、燃料電池スタック１０の負極寄りの部分に接続されている。水素供給路２ａには、水素供給部１１０側から順に、圧力センサ２１、開閉弁２３、開閉弁２４、逆止弁２５が設けられている。水素循環路２ｂは、燃料電池スタック１０から排出された水素を燃料電池スタック１０へ循環させるための通流路である。水素循環路２ｂには水素循環ポンプ２６、及び気液分離器２７が設けられている。気液分離器２７には、排気弁２６１及び排気弁２６２と、排水弁２７１及び排水弁２７２とが連結されている。
開閉弁２３及び開閉弁２４を開いたとき、水素は、水素供給部１１０から開閉弁２３、開閉弁２４、及び逆止弁２５を通って水素供給路２ａを通流する。更に、水素は、水素循環ポンプ２６により、水素循環路２ｂを通流して、燃料電池スタック１０の負極側部分へ送出され、負極側部分内の通流路を通流する。当該通流路内を通流し、燃料電池スタック１０から排出された水素は、水素循環路２ｂを通流し、気液分離器２７へ送られる。気液分離器２７は、水素及び不純物を含むガスと水とを分離する。分離されたガスは、気液分離器２７から水素循環ポンプ２６へ送られ、循環する。気液分離器２７で分離された水は、所定量貯留された後、排水弁２７１及び排水弁２７２を開いて外部へ排出される。不純物を含むガスは、適宜のタイミングで、排気弁２６１及び排気弁２６２を開いて外部へ排出される。
また、電池本体１００は、エアポンプ３０、開閉弁３１及び開閉弁３２を備えている。空気流路３は、燃料電池スタック１０へ供給される空気が流れる流路である。空気流路３には、エアポンプ３０が設けられている。エアポンプ３０は、空気を取り込み、空気流路３を通じて空気を燃料電池スタック１０へ供給する。エアポンプ３０と燃料電池スタック１０との間に開閉弁３１が設けられている。燃料電池スタック１０から空気が流出する部分に、開閉弁３２が設けられている。開閉弁３１及び開閉弁３２を開いたとき、エアポンプ３０から送出された空気は、空気流路３を通流して開閉弁３１を通り、燃料電池スタック１０の正極側部分へ導入され、正極側部分の通流路を通流する。当該通流路内を通流した空気は、燃料電池スタック１０から排出され、開閉弁３２を通って外部へ排出される。
また、電池本体１００は、ポンプ４０、第１熱交換器４１、第２熱交換器４２、イオン交換樹脂４３及び導電率計４４を備えている。スタック冷却路４は、燃料電池スタック１０を冷却するための冷却水が通流し、循環する通流路である。なお、燃料電池スタック１０を冷却するために水以外の熱媒体を用いてもよい。ポンプ４０、第１熱交換器４１、第２熱交換器４２、イオン交換樹脂４３及び導電率計４４は、スタック冷却路４の途中に設けられている。ポンプ４０は、燃料電池スタック１０を冷却すべく、冷却水をスタック冷却路４に循環させる。スタック冷却路４を通流する冷却水は、ポンプ４０により、燃料電池スタック１０へ導入され、燃料電池スタック１０内の通流路を通流した後、排出される。排出された冷却水は、ポンプ４０から送り出され、第１熱交換器４１、第２熱交換器４２、イオン交換樹脂４３及び導電率計４４を通流し、再度燃料電池スタック１０へ導入される。イオン交換樹脂４３は、冷却水に含まれるイオンを除去する。導電率計４４は、冷却水の導電率を測定する。
また、電池本体１００は、ポンプ５０、ラジエータ５１及びファン５２を備えている。ラジエータ通流路５は、第１熱交換器４１を通過する冷却水の熱を放熱するための放熱液が通流し、循環する通流路である。ラジエータ通流路５は、第１熱交換器４１に連結されている。ラジエータ通流路５には、ポンプ５０及びラジエータ５１が設けられている。ポンプ５０は、第１熱交換器４１を通過する冷却水を放熱すべく、放熱液をラジエータ通流路５に循環させる。ポンプ５０から送出された放熱液は、第１熱交換器４１及びラジエータ５１を通流し、ポンプ５０へ戻る。放熱液として、例えばエチレングリコールを主成分とする不凍液が挙げられる。ラジエータ５１に近接してファン５２が設けられている。冷却水の熱は第１熱交換器４１において放熱液へ伝導する。ファン５２から送出される風がラジエータ５１に当たり、ラジエータ５１を通る放熱液が放熱される。このようにして、冷却水が放熱される。
また、電池本体１００は、ポンプ６０、ヒータ６１及び温度センサ６２を備えている。熱媒体流路６は、熱媒体が通流し、循環する通流路である。熱媒体は、流体であり、例えば水又は不凍液である。熱媒体流路６は、第２熱交換器４２に連結されている。熱媒体流路６には、ポンプ６０、ヒータ６１及び温度センサ６２が設けられている。また、熱媒体流路６は、電池本体１００及び水素供給部１１０の両方の内部を経由するように設けられている。熱媒体流路６は、複数の分流路６３と、夫々の分流路６３を開閉する開閉弁６４とを有している。分流路６３及び開閉弁６４は、水素供給部１１０に設けられている。ポンプ６０は、熱媒体を熱媒体流路６に循環させる。第２熱交換器４２において、冷却水から熱媒体へ熱が伝導する。また、ヒータ６１は、熱媒体を加熱する。温度センサ６２は、熱媒体の温度を測定する。
水素供給部１１０は、レギュレータ２２及び複数の水素貯蔵ユニット７０を備えている。レギュレータ２２は、水素供給路２ａの一端部が接続されている。複数の水素貯蔵ユニット７０には、水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容している複数の貯蔵容器７１が夫々収容されている。図１には、二個の水素貯蔵ユニット７０を備えた例を示しているが、水素供給部１１０は、三個以上の水素貯蔵ユニット７０を備えていてもよい。また、一つの水素貯蔵ユニット７０が複数の貯蔵容器７１を収容していてもよい。水素貯蔵ユニット７０は、水素供給部１１０に対して着脱可能になっている。水素貯蔵ユニット７０が着脱されることにより、貯蔵容器７１は水素供給部１１０に対して着脱される。貯蔵容器７１は、内部に水素吸蔵合金を収容している。貯蔵容器７１は、外部の熱を内部の水素吸蔵合金へ伝えるようになっている。複数の水素貯蔵ユニット７０は、複数の分流路６３に夫々近接、接触又は連結している。水素貯蔵ユニット７０は、分流路６３を通る熱媒体の熱を貯蔵容器７１へ伝えるように構成されている。例えば、水素貯蔵ユニット７０は、箱であり、近接、接触又は連結した分流路６３と貯蔵容器７１との間に伝熱材又は伝熱機構が設けられている。また例えば、水素貯蔵ユニット７０の内部を分流路６３が通っており、分流路６３が貯蔵容器７１に接触する。
貯蔵容器７１には、圧力センサ７２及び水素供給弁７３が連結されている。圧力センサ７２は、貯蔵容器７１内の圧力を測定する。圧力センサ７２は本発明における検出器に対応する。水素供給弁７３は、開閉弁であり、水素供給路７４に接続されている。水素供給路７４は、レギュレータ２２に接続されている。水素貯蔵ユニット７０が水素供給部１１０から離脱した状態では、水素供給弁７３は閉鎖されている。水素貯蔵ユニット７０が水素供給部１１０に装着された状態で、水素供給弁７３は開放される。水素供給弁７３が開放された状態で、貯蔵容器７１から水素供給路７４及びレギュレータ２２を通って電池本体１００へ水素の供給が可能となる。圧力センサ７２は、貯蔵容器７１から電池本体１００への水素の流れの中で、水素供給弁７３よりも上流側に位置している。圧力センサ７２及び水素供給弁７３は、水素供給路７４に固定されていてもよく、水素貯蔵ユニット７０に固定されており、水素貯蔵ユニット７０と共に水素供給部１１０に対して着脱可能であってもよい。
水素供給部１１０は、更に、複数の貯蔵容器７１の着脱を検出する着脱センサ７５を備えている。例えば、着脱センサ７５は、貯蔵容器７１と水素供給路７４との接続部分に設けられている図示しない開閉機構の動作を検出するセンサである。また、着脱センサ７５は、水素貯蔵ユニット７０の着脱を手作業で行うユーザが操作することによって、貯蔵容器７１の着脱を入力する入力スイッチであってもよい。
熱媒体は、第２熱交換器４２及びヒータ６１で加熱され、ポンプ６０により熱媒体流路６を通流させられる。開閉弁６４が開いた状態で、分流路６３を熱媒体が通流し、熱媒体から貯蔵容器７１へ熱が伝わり、貯蔵容器７１が加温される。いずれかの分流路６３を選択的に熱媒体が通流することにより、貯蔵容器７１が選択的に加温される。貯蔵容器７１が加温されることによって、貯蔵容器７１に収容された水素吸蔵合金が加温され、水素吸蔵合金から水素が放出される。放出された水素は、貯蔵容器７１から、水素供給路７４、レギュレータ２２及び水素通流路２を通って、燃料電池スタック１０へ供給される。レギュレータ２２により、水素の供給圧力が調整される。燃料電池スタック１０へ水素が供給されることによって、燃料電池スタック１０で発電が行われる。
本実施形態では、燃料電池１は、水素が消費された貯蔵容器７１を順次交換していくことによって、継続的に発電を行う。水素貯蔵ユニット７０を交換することによって貯蔵容器７１の交換が行われる。制御部１１は、継続的に発電が行われるように、貯蔵容器７１を加温する処理を行う。次に、貯蔵容器７１を加温する処理を説明する。以下では、燃料電池１の例として、二つの水素貯蔵ユニット７０を備えた燃料電池１を示す。二つの水素貯蔵ユニット７０の一方を水素貯蔵ユニット（Ａ）７０、他方を水素貯蔵ユニット（Ｂ）７０とする。貯蔵容器７１、圧力センサ７２、分流路６３及び開閉弁６４の一方を、貯蔵容器（Ａ）７１、圧力センサ（Ａ）７２、分流路（Ａ）６３及び開閉弁（Ａ）６４とし、他方を貯蔵容器（Ｂ）７１、圧力センサ（Ｂ）７２、分流路（Ｂ）６３及び開閉弁（Ｂ）６４とする。
図２及び図３は、実施形態１における貯蔵容器７１を加温する処理の手順を示すフローチャートである。制御部１１は、着脱センサ７５の検出結果に従って、新たな貯蔵容器７１の装着があったか否かを判定する（Ｓ１０１）。水素貯蔵ユニット７０が交換された場合は、貯蔵容器７１が交換され、新たな貯蔵容器７１の装着が検出される。新たな貯蔵容器７１の装着が検出されない場合は、水素貯蔵ユニット７０の交換は行われていない。
新たな貯蔵容器７１の装着が無い場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、制御部１１は、開閉弁（Ａ）６４が閉鎖されているか否かを判定する（Ｓ１０２）。開閉弁（Ａ）６４が閉鎖されている場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御部１１は、圧力センサ（Ａ）７２が測定した圧力Ｐ（Ａ）が所定の圧力Ｈ１以下であるか、又は温度センサ６２が測定した熱媒体の温度Ｔが所定の温度Ｔ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。開閉弁６４が閉鎖されている状態では、分流路６３を熱媒体が流れることによる貯蔵容器７１の加温は行われない。圧力Ｈ１は、貯蔵容器７１内の圧力がこの値を超過する場合は貯蔵容器７１内の水素圧力が十分であるとして、貯蔵容器７１の加温を行わないようにするための閾値である。例えば、圧力Ｈ１は１７０ｋＰａである。温度Ｔ１は、熱媒体の温度Ｔがこの値以下の場合は熱媒体の循環を行うようにするための閾値である。例えば、温度Ｔ１は４０℃である。
圧力Ｐ（Ａ）が圧力Ｈ１以下であるか、又は熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ１以下である場合は（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制御部１１は、開閉弁（Ａ）６４を開放する（Ｓ１０４）。分流路（Ａ）６３に熱媒体の通流が可能になり、貯蔵容器（Ａ）７１の加温が可能になる。制御部１１は、次に処理をＳ１０７へ進める。圧力Ｐ（Ａ）が圧力Ｈ１を超過し、かつ熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ１を超過する場合は（Ｓ１０３：ＮＯ）、制御部１１は、処理をＳ１０７へ進める。開閉弁（Ａ）６４は閉鎖されたままであり、分流路（Ａ）６３を熱媒体が流れることによる貯蔵容器（Ａ）７１の加温は行われない。
開閉弁（Ａ）６４が開放されている場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、制御部１１は、圧力Ｐ（Ａ）が所定の圧力Ｈ２以上であり、かつ熱媒体の温度Ｔが所定の温度Ｔ２以上であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。開閉弁６４が開放されている状態では、分流路６３を熱媒体が流れることによる貯蔵容器７１の加温が可能である。圧力Ｈ２は、貯蔵容器７１内の圧力がこの値未満である場合は貯蔵容器７１内の水素圧力が不十分であるとして、貯蔵容器７１の加温を行うようにするための閾値である。例えば、圧力Ｈ２は２００ｋＰａである。温度Ｔ２は、熱媒体の温度Ｔがこの値以上である場合は、熱媒体の循環を行わないようにするための閾値である。例えば、温度Ｔ２は４５℃である。
圧力Ｐ（Ａ）が圧力Ｈ２以上であり、かつ熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ２以上である場合は（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、制御部１１は、開閉弁（Ａ）６４を閉鎖する（Ｓ１０６）。分流路（Ａ）６３を熱媒体が流れることによる貯蔵容器（Ａ）７１の加温が行われなくなる。制御部１１は、次に処理をＳ１０７へ進める。圧力Ｐ（Ａ）が圧力Ｈ２未満であるか、又は熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ２未満である場合は（Ｓ１０５：ＮＯ）、制御部１１は、処理をＳ１０７へ進める。開閉弁（Ａ）６４は開放されたままであり、分流路（Ａ）６３を熱媒体が流れることによる貯蔵容器（Ａ）７１の加温が可能である。
制御部１１は、次に、開閉弁（Ｂ）６４が閉鎖されているか否かを判定する（Ｓ１０７）。開閉弁（Ｂ）６４が閉鎖されている場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、制御部１１は、圧力センサ（Ｂ）７２が測定した圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ１以下であるか、又は熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。
圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ１以下であるか、又は熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ１以下である場合は（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、制御部１１は、開閉弁（Ｂ）６４を開放する（Ｓ１０９）。分流路（Ｂ）６３に熱媒体が流れることが可能になり、貯蔵容器（Ｂ）７１の加温が可能になる。制御部１１は、次に処理をＳ１１２へ進める。圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ１を超過し、かつ熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ１を超過する場合は（Ｓ１０８：ＮＯ）、制御部１１は、処理をＳ１１２へ進める。開閉弁（Ｂ）６４は閉鎖されたままであり、分流路（Ｂ）６３を熱媒体が流れることによる貯蔵容器（Ｂ）７１の加温は行われない。
開閉弁（Ｂ）６４が開放されている場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、制御部１１は、圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ２以上であり、かつ熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ２以上であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ２以上であり、かつ熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ２以上である場合は（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、制御部１１は、開閉弁（Ｂ）６４を閉鎖する（Ｓ１１１）。分流路（Ｂ）６３を熱媒体が流れることによる貯蔵容器（Ｂ）７１の加温が行われなくなる。制御部１１は、次に処理をＳ１１２へ進める。圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ２未満であるか、又は熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ２未満である場合は（Ｓ１１０：ＮＯ）、制御部１１は、処理をＳ１１２へ進める。開閉弁（Ｂ）６４は開放されたままであり、分流路（Ｂ）６３を熱媒体が流れることによる貯蔵容器（Ｂ）７１の加温が可能になる。
制御部１１は、次に、開閉弁（Ａ）６４又は開閉弁（Ｂ）６４が開放されているか否かを判定する（Ｓ１１２）。開閉弁（Ａ）６４又は開閉弁（Ｂ）６４が開放されている場合は（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、制御部１１は、ポンプ６０を動作させる（Ｓ１１３）。既にポンプ６０が動作しているときはポンプ６０は動作を継続する。ポンプ６０の動作により、熱媒体が熱媒体流路６を循環する。開閉弁（Ａ）６４及び開閉弁（Ｂ）６４が閉鎖されている場合は（Ｓ１１２：ＮＯ）、制御部１１は、ポンプ６０を停止させる（Ｓ１１４）。既にポンプ６０が停止しているときはポンプ６０は停止し続ける。
Ｓ１１３又はＳ１１４が終了した後は、制御部１１は、熱媒体の温度Ｔが所定の温度Ｔ３以上であるか否かを判定する（Ｓ１１５）。温度Ｔ３は、熱媒体の温度Ｔがこの値未満である場合は、熱媒体を加熱するようにするための閾値である。例えば、温度Ｔ３は２３℃である。熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ３以上である場合は（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、制御部１１は、ヒータ６１を停止させる（Ｓ１１６）。既にヒータ６１が停止しているときはヒータ６１は停止し続ける。熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ３未満である場合は（Ｓ１１５：ＮＯ）、制御部１１は、ヒータ６１を動作させる（Ｓ１１７）。既にヒータ６１が動作しているときはヒータ６１は動作を継続する。ヒータ６１の動作により、熱媒体は加熱される。Ｓ１１６又はＳ１１７が終了した後は、制御部１１は、処理を終了する。制御部１１は、次に、Ｓ１０１から処理を繰り返す。
熱媒体は、燃料電池スタック１０から発生した熱を第２熱交換器４２で伝えられ、またヒータ６１で加熱される。Ｓ１０２〜Ｓ１１７の処理により、熱媒体の温度は所定の温度Ｔ３以上になるように調整される。温度Ｔ３は、本発明における第１温度に対応する。制御部１１、燃料電池スタック１０、第２熱交換器４２、ポンプ６０、ヒータ６１及び温度センサ６２は、本発明における温度調整部に含まれる。また、Ｓ１０２〜Ｓ１１７の処理は第１温度調整モードに対応する。開閉弁（Ａ）６４が開放されている場合は、分流路（Ａ）６３を熱媒体が通流し、貯蔵容器（Ａ）７１が加温される。開閉弁（Ｂ）６４が開放されている場合は、分流路（Ｂ）６３を熱媒体が通流し、貯蔵容器（Ｂ）７１が加温される。このようにして、貯蔵容器７１は加温され、貯蔵容器７１内の水素吸蔵合金が加熱され、水素が放出され、放出された水素は燃料電池スタック１０へ供給される。
燃料電池１が三個以上の貯蔵容器７１を備える形態であっても、制御部１１は、Ｓ１０１〜Ｓ１１７と同様の処理を行う。制御部１１は、Ｓ１０２〜Ｓ１０６の処理及びＳ１０７〜Ｓ１１１の処理と同様の処理を、夫々の貯蔵容器７１について実行する。また、Ｓ１１２〜１１４の処理では、制御部１１は、いずれかの開閉弁６４が開放されている場合にＳ１１３の処理を実行し、全ての開閉弁６４が閉鎖される場合にＳ１１４の処理を実行する。
新たな貯蔵容器７１の装着があった場合、制御部１１は、装着された貯蔵容器７１を加温するための処理を行う。水素が消費された貯蔵容器７１を収容した水素貯蔵ユニット７０を新たな水素貯蔵ユニット７０へ交換した場合、着脱センサ７５は、新たな貯蔵容器７１の装着があったことを検出する。また、着脱センサ７５は、新たに装着された貯蔵容器７１を特定する。ここで、水素貯蔵ユニット（Ａ）７０は交換されず、水素貯蔵ユニット（Ｂ）７０が交換されたとする。即ち、貯蔵容器（Ａ）７１は交換されておらず、貯蔵容器（Ｂ）７１が新たに装着されたものとする。
Ｓ１０１で新たな貯蔵容器７１の装着があった場合は（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御部１１は、圧力センサ（Ｂ）７２が測定した圧力Ｐ（Ｂ）が所定の圧力Ｈ３以上であるか否かを判定する（Ｓ２１）。圧力Ｈ３は、新たに装着された貯蔵容器７１内の圧力がこの値以上である場合は貯蔵容器７１内の水素圧力が十分であるとして、以降の熱媒体の温度を調整するための処理を行わないようにするための閾値である。例えば、圧力Ｈ３は１００ｋＰａである。圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ３以上である場合は（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部１１は、処理をＳ１０２へ進める。
圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ３未満である場合は（Ｓ２１：ＮＯ）、制御部１１は、開閉弁（Ｂ）６４を閉鎖する（Ｓ２２）。既に開閉弁（Ｂ）６４が閉鎖されているときは開閉弁（Ｂ）６４の閉鎖が継続される。制御部１１は、次に、開閉弁（Ａ）６４を開放する（Ｓ２３）。既に開閉弁（Ａ）６４が開放されているときは開閉弁（Ａ）６４の開放が継続される。制御部１１は、次に、ポンプ６０を動作させる（Ｓ２４）。既にポンプ６０が動作しているときはポンプ６０は動作を継続する。制御部１１は、次に、ヒータ６１を動作させる（Ｓ２５）。既にヒータ６１が動作しているときはヒータ６１は動作を継続する。分流路（Ｂ）６３に熱媒体が通流せず、分流路（Ａ）６３に熱媒体が通流する状態で、熱媒体が加熱される。
制御部１１は、次に、熱媒体の温度Ｔが所定の温度Ｔ４以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。温度Ｔ４は、分流路（Ｂ）６３に熱媒体が通流しない状態で熱媒体の温度Ｔをこの温度以上に調整するための目標温度である。温度Ｔ４は温度Ｔ３よりも高い温度である。例えば、温度Ｔ４は４０℃である。熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ４未満である場合は（Ｓ２６：ＮＯ）、制御部１１は、熱媒体の温度Ｔが所定の温度Ｔ４以上になるまでＳ２６の処理を繰り返す。熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ４以上である場合は（Ｓ２６：ＹＥＳ）、制御部１１は、処理をＳ１０２へ進める。
新たに装着された貯蔵容器（Ｂ）７１内の圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ３未満である状態は、貯蔵容器（Ｂ）７１がまだ加温されておらず、貯蔵容器（Ｂ）７１内の水素吸蔵合金の温度が低く、水素を十分に放出することができない状態である。Ｓ２１〜Ｓ２６の処理では、貯蔵容器（Ｂ）７１内の圧力Ｐ（Ｂ）が圧力Ｈ３未満である場合に、貯蔵容器（Ｂ）７１の加温は行われない。貯蔵容器（Ｂ）７１の加温が行われない状態で、熱媒体は加熱され、熱媒体の温度Ｔは温度Ｔ４以上になるように調整される。温度Ｔ４は、本発明における第２温度に対応する。またＳ２２〜Ｓ２６の処理は第２温度調整モードに対応する。熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ４以上になった後は、第２温度調整モードが終了し、Ｓ１０２以降の処理、即ち第１温度調整モードが実行される。このようにして、熱媒体の温度が温度Ｔ４以上の温度に調整された後で、新たに装着された貯蔵容器（Ｂ）７１の加温が行われる。
燃料電池１が三個以上の貯蔵容器７１を備える形態であっても、制御部１１は、Ｓ２１〜Ｓ２６と同様の処理を行う。Ｓ２３では、制御部１１は、新たに装着された貯蔵容器（Ｂ）７１に関係する開閉弁（Ｂ）６４以外の開閉弁６４を開放する。
以上詳述した如く、本実施形態では、燃料電池１は、熱媒体の温度Ｔを温度Ｔ３以上にすべく温度調整を行う第１温度調整モード（Ｓ１０２〜Ｓ１１７の処理）を実施することにより、複数の貯蔵容器７１を加温する。また、燃料電池１は、熱媒体の温度Ｔを、温度Ｔ３よりも高温の温度Ｔ４以上にすべく温度調整を行う第２温度調整モード（Ｓ２２〜Ｓ２６の処理）を実施することも可能である。燃料電池１は、新たな貯蔵容器７１が装着された場合に、装着された貯蔵容器７１の内部の圧力に基づいて、第２温度調整モードを実施するか否かを判定する。具体的には、燃料電池１は、装着された貯蔵容器７１の内部の圧力が圧力Ｈ３未満である場合に、第２温度調整モードを実施する。
新たに装着された貯蔵容器７１の温度は、他の貯蔵容器７１に比べて非常に温度が低い可能性がある。新たに装着された貯蔵容器７１の温度が非常に低い場合、熱媒体の温度が低下し、熱媒体が他の貯蔵容器７１を加温するための熱量が不足する。熱量の不足によって他の貯蔵容器７１の温度が低下し、水素吸蔵合金の温度が低下し、水素の圧力が低下し、燃料電池スタック１０での発電が困難になる虞がある。新たに装着された貯蔵容器７１の温度が低い場合、内部の水素吸蔵合金の温度も低く、貯蔵容器７１内の圧力は低い。このため、貯蔵容器７１内の圧力に基づいて、貯蔵容器７１の温度が低いことを推定することができる。装着された貯蔵容器７１内の圧力が圧力Ｈ３未満である場合は、貯蔵容器７１の温度が低い場合である。装着された貯蔵容器７１内の圧力が圧力Ｈ３未満である場合に第２温度調整モードを実施することにより、熱媒体の温度を温度Ｔ３を超過する温度に調整し、装着された貯蔵容器７１の低い温度によって熱媒体の温度が低下することを抑制する。熱媒体が他の貯蔵容器７１を加温するための熱量が不足することが抑制され、他の貯蔵容器７１の温度が低下することが防止される。このため、水素吸蔵合金の温度の低下及び水素圧力の低下が防止され、燃料電池スタック１０へは水素が安定的に供給される。従って、本実施形態に係る燃料電池１は、継続的な発電を実行することが可能である。
また、本実施形態では、燃料電池１は、第２温度調整モード（Ｓ２２〜Ｓ２６の処理）を実施して、熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ４以上になった場合に、第２温度調整モードを終了し、第１温度調整モード（Ｓ１０２〜Ｓ１１７の処理）を実施する。燃料電池１は、第２温度調整モードでは、新たに装着された貯蔵容器７１の加温を行わず、第１温度調整モードで、装着された貯蔵容器７１の加温を行う。即ち、燃料電池１は、熱媒体の温度Ｔを温度Ｔ４以上に調整した後に、新たに装着された貯蔵容器７１の加温を開始する。熱媒体の温度が温度Ｔ３を超過する温度Ｔ４に調整された後で、新たに装着された貯蔵容器７１の加温が開始されるので、装着された貯蔵容器７１の低い温度によって熱媒体の温度が低下し過ぎることが防止される。このため、他の貯蔵容器７１の温度が低下することが防止される。
また、本実施形態では、燃料電池１は、Ｓ２２〜Ｓ２６の処理では、新たに装着された貯蔵容器７１を加温するための分流路６３を開閉する開閉弁６４を閉鎖し、他の貯蔵容器７１を加温するための分流路６３を開閉する開閉弁６４を開放した状態で、第２温度調整モードを実施する。このようにすることにより、燃料電池１は、第２温度調整モードを実施する際に、新たに装着された貯蔵容器７１の加温を行わないようにする。また、他の貯蔵容器７１に関係する開閉弁６４は開放されるので、熱媒体は熱媒体流路６を循環し、第２熱交換器４２及びヒータ６１により熱媒体が全体的に温められる。
また、本実施形態では、燃料電池１は、圧力センサ７２を備え、圧力センサ７２が測定する貯蔵容器７１内の圧力に基づいて第２温度調整モードを実施するか否かを判定している。燃料電池１は、圧力センサ７２の測定結果に基づき、新たに装着された貯蔵容器７１の状態に応じて適切な熱媒体の温度調整方法を選択することができる。また、本実施形態では、圧力センサ７２は水素供給弁７３よりも上流側に配置されている。このため、水素供給弁７３が閉鎖され、貯蔵容器７１から水素が供給されていない状態であっても、圧力センサ７２は貯蔵容器７１内の圧力を測定することができる。
なお、本実施形態においては、検出器として圧力センサ７２を備えた形態を示したが、燃料電池１は、検出器として、貯蔵容器７１の温度を測定する温度センサを備えた形態であってもよい。この形態では、燃料電池１は、温度センサが測定する貯蔵容器７１の温度に基づいて、第２温度調整モードを実施するか否かを判定する。具体的には、温度センサは、新たに装着された貯蔵容器７１の温度を測定し、制御部１１は、Ｓ２１で、測定された温度が所定の温度Ｔ５以上である場合に、処理をＳ２２へ進め、測定された温度が温度Ｔ５未満である場合に、処理をＳ１０２へ進める。温度Ｔ５は、装着された貯蔵容器７１の温度がこの値未満である場合に第２温度調整モードを実施するための閾値である。燃料電池１は、装着された貯蔵容器７１の温度が低い場合に、第２温度調整モードを実施し、熱媒体の熱量が不足することを抑制し、他の貯蔵容器７１の温度が低下することを防止することができる。また、燃料電池１は、圧力センサ７２及び温度センサの両方を備え、圧力センサ７２及び温度センサの測定結果に基づいて第２温度調整モードを実施するか否かを判定する形態であってもよい。
また、本実施形態においては、制御部１１がポンプ６０、ヒータ６１及び開閉弁６４を直接に制御する形態を示したが、燃料電池１は、制御部１１とは別に、熱媒体の温度調整を行うための温度調整回路を備えた形態であってもよい。この形態では、制御部１１が温度調整回路を制御し、温度調整回路がポンプ６０、ヒータ６１及び複数の開閉弁６４を制御する。温度調整回路は、本発明における温度調整部に含まれる。また、燃料電池１は、熱媒体流路６にラジエータ等の放熱機構を更に設けている形態であってもよい。この形態では、制御部１１又は温度調整回路は、放熱機構を用いて熱媒体の熱を放熱することにより、第１温度調整モードにおいて熱媒体の温度を所定の上限温度以下に調整する処理を行ってもよい。放熱機構は、本発明における温度調整部に含まれる。
また、本実施形態においては、着脱センサ７５を用いた形態を示したが、燃料電池１は、着脱センサ７５を用いずに貯蔵容器７１の装着を検出する形態であってもよい。例えば、燃料電池１は、圧力センサ７２若しくは貯蔵容器７１の温度を測定する温度センサの測定結果が特定の値になること、又は測定結果の時間変化が特定の変化を示すことに基づいて、新たな貯蔵容器７１が装着されたことを検出する形態であってもよい。
（実施形態２）
実施形態２に係る燃料電池１の構成は、実施形態１と同様である。また、実施形態２に係る燃料電池１は、実施形態１と同様に、Ｓ１０１〜Ｓ１１７の処理を実行する。図４は、実施形態２における処理の一部の手順を示すフローチャートである。本実施形態においても、貯蔵容器（Ａ）７１は交換されておらず、貯蔵容器（Ｂ）７１が新たに装着されたものとして処理を説明する。Ｓ１０１で新たな貯蔵容器７１の装着があった場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御部１１は、開閉弁（Ｂ）６４を閉鎖する（Ｓ３１）。既に開閉弁（Ｂ）６４が閉鎖されているときは開閉弁（Ｂ）６４の閉鎖が継続される。制御部１１は、次に、開閉弁（Ａ）６４を開放する（Ｓ３２）。既に開閉弁（Ａ）６４が開放されているときは開閉弁（Ａ）６４の開放が継続される。制御部１１は、次に、ポンプ６０を動作させる（Ｓ３３）。既にポンプ６０が動作しているときはポンプ６０は動作を継続する。制御部１１は、次に、ヒータ６１を動作させる（Ｓ３４）。既にヒータ６１が動作しているときはヒータ６１は動作を継続する。分流路（Ｂ）６３に熱媒体が通流せず、分流路（Ａ）６３に熱媒体が通流する状態で、熱媒体が加熱される。
制御部１１は、次に、熱媒体の温度Ｔが所定の温度Ｔ４以上であるか否かを判定する（Ｓ３５）。熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ４未満である場合は（Ｓ３５：ＮＯ）、制御部１１は、熱媒体の温度Ｔが所定の温度Ｔ４以上になるまでＳ３５の処理を繰り返す。熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ４以上である場合は（Ｓ３５：ＹＥＳ）、制御部１１は、処理をＳ１０２へ進める。燃料電池１が三個以上の貯蔵容器７１を備える形態であっても、制御部１１は、Ｓ３１〜Ｓ３５と同様の処理を行う。Ｓ３２では、制御部１１は、新たに装着された貯蔵容器（Ｂ）７１に関係する開閉弁（Ｂ）６４以外の開閉弁６４を開放する。
本実施形態におけるＳ３１〜Ｓ３５の処理は、本発明における第２温度調整モードに対応する。本実施形態では、燃料電池１は、新たな貯蔵容器７１が装着された場合に、第２温度調整モードを実施する。新たに装着された貯蔵容器７１の温度は、他の貯蔵容器７１に比べて低い可能性が高い。熱媒体の温度を温度Ｔ３を超過する温度に調整する第２温度調整モードが直ぐに実施されることにより、装着された貯蔵容器７１の低い温度によって熱媒体の温度が低下することが抑制され、他の貯蔵容器７１を加温するための熱媒体の熱量が不足することが抑制される。このため、他の貯蔵容器７１の温度が低下することが防止され、水素吸蔵合金の温度の低下及び水素圧力の低下が防止され、燃料電池スタック１０へは水素が安定的に供給される。従って、本実施形態に係る燃料電池１は、継続的な発電を実行することが可能である。
また、本実施形態では、燃料電池１は、第２温度調整モード（Ｓ３１〜Ｓ３５の処理）を実施して、熱媒体の温度Ｔが温度Ｔ４以上になった場合に、第２温度調整モードを終了し、第１温度調整モード（Ｓ１０２〜Ｓ１１７の処理）を実施する。燃料電池１は、第２温度調整モードでは、新たに装着された貯蔵容器７１の加温を行わず、第１温度調整モードで、装着された貯蔵容器７１の加温を行う。即ち、燃料電池１は、第２熱媒体の温度Ｔを温度Ｔ４以上に調整した後に、新たに装着された貯蔵容器７１の加温を開始する。熱媒体の温度が温度Ｔ４に調整された後で、新たに装着された貯蔵容器７１の加温が開始されるので、装着された貯蔵容器７１の低い温度によって熱媒体の温度が低下し過ぎることが防止される。このため、他の貯蔵容器７１の温度が低下することが防止される。
また、本実施形態では、燃料電池１は、Ｓ３１〜Ｓ３５の処理では、新たに装着された貯蔵容器７１を加温するための分流路６３を開閉する開閉弁６４を閉鎖し、他の貯蔵容器７１を加温するための分流路６３を開閉する開閉弁６４を開放した状態で、第２温度調整モードを実施する。このようにして、燃料電池１は、新たに装着された貯蔵容器７１の加温を行わずに第２温度調整モードを実施する。また、他の貯蔵容器７１に関係する開閉弁６４を通って熱媒体は熱媒体流路６を循環し、熱媒体が全体的に加熱される。
（実施形態３）
実施形態３に係る燃料電池１の構成は、実施形態１と同様である。図５は、実施形態３における処理の一部の手順を示すフローチャートである。制御部１１は、複数の貯蔵容器７１の中に、未使用の貯蔵容器７１があるか否かを判定する（Ｓ４０１）。例えば、未使用の貯蔵容器７１は、水素貯蔵ユニット７０の交換によって新たに装着された貯蔵容器７１である。実施形態１と同様に、制御部１１は、着脱センサ７５の検出結果に従って、新たな貯蔵容器７１の装着があったか否かを判定する。また、例えば、未使用の貯蔵容器７１は、最初から燃料電池１に備えられており、水素の供給のためには一度も使用していない貯蔵容器７１である。このような未使用の貯蔵容器７１を初めて使用する場合に、制御部１１は、未使用の貯蔵容器７１があると判定する。
また例えば、水素供給部１１０が交換された場合に、交換された水素供給部１１０が備える水素貯蔵ユニット７０が収容する貯蔵容器７１は、未使用の貯蔵容器７１である。制御部１１は、水素供給部１１０が交換されたことを検出したことに応じて、未使用の貯蔵容器７１があると判定する。また例えば、熱媒体流路６の一部又は全部と一又は複数の水素貯蔵ユニット７０とを含んだ部分を交換した場合、交換された部分に含まれる貯蔵容器７１は、未使用の貯蔵容器７１である。制御部１１は、交換を検出したことに応じて、未使用の貯蔵容器７１があると判定する。また例えば、水素貯蔵ユニット７０、分流路６及び水素供給路７４が増設された場合に、増設された水素貯蔵ユニット７０が収容する貯蔵容器７１は、未使用の貯蔵容器７１である。制御部１１は、増設を検出したことに応じて、未使用の貯蔵容器７１があると判定する。
未使用の貯蔵容器７１が無い場合（Ｓ４０１：ＮＯ）、制御部１１は、実施形態１と同様に、Ｓ１０２〜Ｓ１１７の処理を実行する。Ｓ１１６又はＳ１１７の処理が終了した後は、制御部１１は、処理を終了する。制御部１１は、次に、Ｓ４０１から処理を繰り返す。未使用の貯蔵容器７１がある場合は（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、未使用の貯蔵容器７１を貯蔵容器（Ｂ）７１とし、他の貯蔵容器７１を貯蔵容器（Ａ）７１として、制御部１１は、実施形態１と同様に、Ｓ２１〜Ｓ２６の処理を実行する。
本実施形態では、燃料電池１は、未使用の貯蔵容器７１がある場合に、未使用の貯蔵容器７１の内部の圧力に基づいて、第２温度調整モードを実施するか否かを判定する。具体的には、燃料電池１は、未使用の貯蔵容器７１の内部の圧力が所定の圧力Ｈ３未満である場合に、第２温度調整モードを実施する。未使用の貯蔵容器７１の温度は、他の貯蔵容器７１に比べて非常に温度が低い可能性がある。未使用の貯蔵容器７１の温度が低い場合、貯蔵容器７１内の圧力は低い。このため、未使用の貯蔵容器７１内の圧力に基づいて、貯蔵容器７１の温度が低いことを推定することができる。未使用の貯蔵容器７１内の圧力が圧力Ｈ３未満である場合は、貯蔵容器７１の温度が低い場合である。未使用の貯蔵容器７１内の圧力が圧力Ｈ３未満である場合に第２温度調整モードを実施することにより、熱媒体の温度を温度Ｔ３を超過する温度に調整し、未使用の貯蔵容器７１の低い温度によって熱媒体の温度が低下することを抑制し、他の貯蔵容器７１を加温するための熱媒体の熱量が不足することを抑制する。このため、他の貯蔵容器７１の温度の低下が防止され、水素吸蔵合金の温度の低下及び水素圧力の低下が防止され、燃料電池スタック１０へは水素が安定的に供給される。従って、本実施形態に係る燃料電池１は、継続的な発電を実行することが可能である。
なお、燃料電池１は、圧力センサ７２の代わりに、貯蔵容器７１の温度を測定する温度センサを備えた形態であってもよい。この形態では、燃料電池１は、温度センサが測定する貯蔵容器７１の温度に基づいて、第２温度調整モードを実施するか否かを判定する。具体的には、温度センサは、未使用の貯蔵容器７１の温度を測定し、制御部１１は、Ｓ２１で、測定された温度が所定の温度Ｔ５以上である場合に、処理をＳ２２へ進め、測定された温度が温度Ｔ５未満である場合に、処理をＳ１０２へ進める。燃料電池１は、未使用の貯蔵容器７１の温度が低い場合に、第２温度調整モードを実施し、熱媒体の熱量が不足することを抑制し、他の貯蔵容器７１の温度が低下することを防止することができる。また、燃料電池１は、圧力センサ７２及び温度センサの両方を備え、圧力センサ７２及び温度センサの測定結果に基づいて第２温度調整モードを実施するか否かを判定する形態であってもよい。
また、燃料電池１は、未使用の貯蔵容器７１がある場合に（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、実施形態２と同様に、Ｓ３１〜Ｓ３５の処理を実行する形態であってもよい。この形態では、燃料電池１は、未使用の貯蔵容器７１がある場合に、第２温度調整モードを実施する。熱媒体の温度を温度Ｔ３を超過する温度に調整する第２温度調整モードが直ぐに実施されることにより、他の貯蔵容器７１を加温するための熱媒体の熱量が不足することが抑制され、他の貯蔵容器７１の温度が低下することが防止される。
以上のように、本発明に係る燃料電池１は、水素及び酸素を反応させて発電する発電部１０と、該発電部１０へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器７１と、前記複数の貯蔵容器７１を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路６と、前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路６に前記熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器７１を加温する温度調整部とを備え、前記温度調整部は、前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、新たな貯蔵容器７１が装着された場合に、装着された貯蔵容器７１内の圧力又は温度に基づいて、前記第２温度調整モードを実施するか否かを判定することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池１は、新たに装着された貯蔵容器７１の温度が低い場合に、熱媒体の温度を第１温度よりも高い第２温度以上にすべく、熱媒体の温度を調整することにより、他の貯蔵容器７１を加温するための熱量が不足することを抑制する。
本発明に係る燃料電池１は、前記温度調整部は、前記第２温度調整モードを実施して前記熱媒体の温度が前記第２温度以上になった後に、前記装着された貯蔵容器７１の加温を開始することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池１は、熱媒体の温度を第２温度以上に調整した後で、新たに装着された貯蔵容器７１の加温を開始するので、新たに装着された貯蔵容器７１の温度が低い場合であっても、熱媒体の温度は低下し過ぎることがない。
本発明に係る燃料電池１は、前記温度調整部は、前記第２温度調整モードを実施して前記熱媒体の温度が前記第２温度以上になった後に、前記第２温度調整モードを終了して前記第１温度調整モードを実施することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池１は、第２温度調整モードにより熱媒体の温度を第２温度以上に調整した後で、第２温度調整モードにより、新たに装着された貯蔵容器７１の加温を開始する。新たに装着された貯蔵容器７１の温度が低い場合であっても、熱媒体の温度は低下し過ぎることがない。
本発明に係る燃料電池１は、前記熱媒体流路６は、前記複数の貯蔵容器７１を加温するための複数の分流路６３と、該複数の分流路６３を開閉する複数の開閉弁６４とを有し、前記温度調整部は、前記装着された貯蔵容器７１を加温するための分流路６３の開閉弁６４を閉鎖し、他の貯蔵容器７１を加温するための分流路６３の開閉弁６４を開放した状態で、前記第２温度調整モードを実施することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池１は、第２温度調整モードを実施する際に、新たに装着された貯蔵容器７１以外の貯蔵容器７１を加温するための分流路６３の開閉弁６４を開放することにより、熱媒体を循環させ、熱媒体を全体的に温める。
本発明に係る燃料電池１は、前記複数の貯蔵容器７１の夫々の内部の圧力又は温度を検出する検出器を更に備え、前記温度調整部は、前記検出器が検出した前記装着された貯蔵容器７１の内部の圧力又は温度に基づいて、前記第２温度調整モードを実施するか否かを判定することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池１は、検出器が検出する圧力又は温度に基づいて第２温度調整モードを実施するか否かを判定するので、新たに装着された貯蔵容器７１の状態に応じて適切な熱媒体の温度調整方法を選択することができる。
本発明に係る燃料電池１は、前記複数の貯蔵容器７１から前記発電部１０へ供給される水素の流れを開閉する複数の水素供給弁７３を更に備え、前記検出器は、複数の圧力センサ７２を有し、夫々の圧力センサ７２は、夫々の水素供給弁７３よりも水素の流れの上流側に配置されていることを特徴とする。
本発明においては、圧力センサ７２が水素供給弁７３よりも上流側に配置されているので、貯蔵容器７１から水素が供給されていない状態であっても、圧力センサ７２は貯蔵容器７１内の圧力を測定することができる。
本発明に係る燃料電池１は、水素及び酸素を反応させて発電する発電部１０と、該発電部１０へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器７１と、前記複数の貯蔵容器７１を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路６と、前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路６に前記熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器７１を加温する温度調整部とを備え、前記温度調整部は、前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、新たな貯蔵容器７１が装着された場合に、前記第２温度調整モードを実施することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池１は、新たな貯蔵容器７１が装着された場合に、熱媒体の温度を第１温度よりも高い第２温度以上にすべく、熱媒体の温度を調整することにより、新たに装着された貯蔵容器７１の温度に影響されて他の貯蔵容器７１を加温するための熱量が不足することを抑制する。
本発明に係る燃料電池１は、水素及び酸素を反応させて発電する発電部１０と、該発電部１０へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器７１と、前記複数の貯蔵容器７１を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路６と、前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路６に前記熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器７１を加温する温度調整部とを備え、前記温度調整部は、前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、前記複数の貯蔵容器７１の内に未使用の貯蔵容器７１がある場合、前記未使用の複数の貯蔵容器７１内の圧力又は温度に基づいて、前記第２温度調整モードを実施するか否かを判定することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池１は、未使用の貯蔵容器７１の温度が低い場合に、熱媒体の温度を第１温度よりも高い第２温度以上にすべく、熱媒体の温度を調整することにより、他の貯蔵容器７１を加温するための熱量が不足することを抑制する。
本発明に係る温度調整方法は、水素及び酸素を反応させて発電する発電部１０と、該発電部１０へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器７１と、前記複数の貯蔵容器７１を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路６とを用い、前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路６に熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器７１を加温し、新たな貯蔵容器７１が装着された場合に、装着された貯蔵容器７１の加温を行わずに、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体の温度が前記第２温度以上になった後に、前記装着された貯蔵容器７１の加温を開始することを特徴とする。
本発明においては、燃料電池１は、新たな貯蔵容器７１が装着された場合に、熱媒体の温度を第１温度よりも高い第２温度以上に調整し、熱媒体の温度が第２温度以上になった後に、装着された貯蔵容器７１の加温を開始するので、新たに装着された貯蔵容器７１の温度が低い場合であっても、熱媒体の温度は低下し過ぎることがない。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１ 燃料電池
１０ 燃料電池スタック（発電部）
１００ 電池本体
１１０ 水素供給部
１１ 制御部
４２ 第２熱交換器
６ 熱媒体流路
６０ ポンプ
６１ ヒータ
６２ 温度センサ
６３ 分流路
６４ 開閉弁
７０ 水素貯蔵ユニット
７１ 貯蔵容器
７２ 圧力センサ（検出器）
７３ 水素供給弁
７４ 水素供給路
７５ 着脱センサ

Claims (12)

  1. 水素及び酸素を反応させて発電する発電部と、
    該発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器と、
    前記複数の貯蔵容器を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路と、
    前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路に前記熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器を加温する温度調整部とを備え、
    前記温度調整部は、
    前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、
    新たな貯蔵容器が装着された場合に、装着された貯蔵容器内の圧力又は温度に基づいて、前記第２温度調整モードを実施するか否かを判定すること
    を特徴とする燃料電池。
  2. 前記温度調整部は、
    前記第２温度調整モードを実施して前記熱媒体の温度が前記第２温度以上になった後に、前記装着された貯蔵容器の加温を開始すること
    を特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
  3. 前記温度調整部は、
    前記第２温度調整モードを実施して前記熱媒体の温度が前記第２温度以上になった後に、前記第２温度調整モードを終了して前記第１温度調整モードを実施すること
    を特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池。
  4. 前記熱媒体流路は、
    前記複数の貯蔵容器を加温するための複数の分流路と、
    該複数の分流路を開閉する複数の開閉弁とを有し、
    前記温度調整部は、
    前記装着された貯蔵容器を加温するための分流路の開閉弁を閉鎖し、他の貯蔵容器を加温するための分流路の開閉弁を開放した状態で、前記第２温度調整モードを実施すること
    を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の燃料電池。
  5. 前記複数の貯蔵容器の夫々の内部の圧力又は温度を検出する検出器を更に備え、
    前記温度調整部は、前記検出器が検出した前記装着された貯蔵容器の内部の圧力又は温度に基づいて、前記第２温度調整モードを実施するか否かを判定すること
    を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の燃料電池。
  6. 前記複数の貯蔵容器から前記発電部へ供給される水素の流れを開閉する複数の水素供給弁を更に備え、
    前記検出器は、複数の圧力センサを有し、
    夫々の圧力センサは、夫々の水素供給弁よりも水素の流れの上流側に配置されていること
    を特徴とする請求項５に記載の燃料電池。
  7. 水素及び酸素を反応させて発電する発電部と、
    該発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器と、
    前記複数の貯蔵容器を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路と、
    前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路に前記熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器を加温する温度調整部とを備え、
    前記温度調整部は、
    前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、
    新たな貯蔵容器が装着された場合に、前記第２温度調整モードを実施すること
    を特徴とする燃料電池。
  8. 前記温度調整部は、
    前記第２温度調整モードを実施して前記熱媒体の温度が前記第２温度以上になった後に、装着された貯蔵容器の加温を開始すること
    を特徴とする請求項７に記載の燃料電池。
  9. 前記温度調整部は、
    前記第２温度調整モードを実施して前記熱媒体の温度が前記第２温度以上になった後に、前記第２温度調整モードを終了して前記第１温度調整モードを実施すること
    を特徴とする請求項７又は８に記載の燃料電池。
  10. 前記熱媒体流路は、
    前記複数の貯蔵容器を加温するための複数の分流路と、
    該複数の分流路を開閉する複数の開閉弁とを有し、
    前記温度調整部は、
    装着された貯蔵容器を加温するための分流路の開閉弁を閉鎖し、他の貯蔵容器を加温するための分流路の開閉弁を開放した状態で、前記第２温度調整モードを実施すること
    を特徴とする請求項７乃至９のいずれか一つに記載の燃料電池。
  11. 水素及び酸素を反応させて発電する発電部と、
    該発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器と、
    前記複数の貯蔵容器を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路と、
    前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路に前記熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器を加温する温度調整部とを備え、
    前記温度調整部は、
    前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第１温度調整モードと、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整する第２温度調整モードとを実施可能であり、
    前記複数の貯蔵容器の内に未使用の貯蔵容器がある場合、前記未使用の複数の貯蔵容器内の圧力又は温度に基づいて、前記第２温度調整モードを実施するか否かを判定すること
    を特徴とする燃料電池。
  12. 水素及び酸素を反応させて発電する発電部と、
    該発電部へ供給するための水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容しており、夫々に着脱が可能な複数の貯蔵容器と、
    前記複数の貯蔵容器を加温するための熱媒体が通流する熱媒体流路とを用い、
    前記熱媒体の温度を所定の第１温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整し、前記熱媒体流路に熱媒体を通流させることによって、前記複数の貯蔵容器を加温し、
    新たな貯蔵容器が装着された場合に、装着された貯蔵容器の加温を行わずに、前記熱媒体の温度を前記第１温度よりも高い所定の第２温度以上にすべく前記熱媒体の温度を調整し、
    前記熱媒体の温度が前記第２温度以上になった後に、前記装着された貯蔵容器の加温を開始すること
    を特徴とする温度調整方法。
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