JP2019149247A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

To provide a technique for solving a problem, which may occur when opening/closing on-off valves provided in multiple tanks, in a fuel cell system including multiple subsystems.SOLUTION: A fuel cell system includes multiple subsystems, and an integrated control section, the multiple subsystems include a fuel cell stack, a high pressure tank, a fuel gas supply passage, a shut-down valve, and a control section, respectively. The fuel cell system also has a connection passage, and when a determination is made that there is no abnormality in the subsystems, the integrated control section executes valve opening of the shut-down valve after valve opening is instructed from all control sections, executes valve closing after valve closing is instructed from all control sections, and when a determination is made that there is an abnormality in at least any one subsystem, executes valve opening after valve opening is instructed from at least any one control section, and executes valve closing after valve closing is instructed from all control sections.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、燃料電池システムに関する。   The present disclosure relates to a fuel cell system.

従来、複数の燃料電池サブシステムを備える燃料電池システムが知られている(例えば、特許文献1)。この燃料電池サブシステムは、燃料電池と、燃料ガスを貯蔵するための複数のタンクと、タンクに貯蔵されている燃料ガスを燃料電池に供給する燃料ガス供給機構と、を有する。複数の燃料電池サブシステムに備えられた燃料ガス供給機構は互いに連通している。また、複数のタンクそれぞれには、燃料電池との連通状態を切り替える開閉弁が設けられている。この開閉弁は、燃料電池サブシステムからの要求に応じて開閉される。   Conventionally, a fuel cell system including a plurality of fuel cell subsystems is known (for example, Patent Document 1). The fuel cell subsystem includes a fuel cell, a plurality of tanks for storing fuel gas, and a fuel gas supply mechanism that supplies the fuel gas stored in the tank to the fuel cell. The fuel gas supply mechanisms provided in the plurality of fuel cell subsystems communicate with each other. Each of the plurality of tanks is provided with an on-off valve that switches the communication state with the fuel cell. This on-off valve is opened and closed in response to a request from the fuel cell subsystem.

特開2016−081724号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-081724

従来の技術では、燃料電池システムが複数の燃料電池サブシステムを備えていることに起因して、複数のタンクそれぞれに設けられた開閉弁の開閉を行う際に生じ得る課題が考慮されていない。例えば、従来の技術では、複数の燃料電池サブシステムからの開閉指示が異なっている場合において、どのように開閉弁の動作を制御するかという課題が生じ得る。   In the related art, due to the fact that the fuel cell system includes a plurality of fuel cell subsystems, problems that may occur when opening and closing the on-off valves provided in each of the plurality of tanks are not considered. For example, in the related art, when opening / closing instructions from a plurality of fuel cell subsystems are different, there is a problem of how to control the operation of the opening / closing valve.

本開示は、上述の課題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。   This indication is made in order to solve the above-mentioned subject, and can be realized as the following forms.

本開示の一形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、複数のサブシステムと、前記複数のサブシステムを制御する統合制御部と、を備え、前記複数のサブシステムは、それぞれ、燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックへと供給される燃料ガスを貯蔵する高圧タンクと、前記燃料電池スタックと前記高圧タンクとを連通させる燃料ガス供給流路と、前記燃料ガス供給流路に配置されているシャットバルブであって、開閉によって前記燃料電池スタックと前記高圧タンクとを連通又は非連通とするシャットバルブと、前記サブシステムの状態を検出する検出部と、前記検出部によって検出された状態に応じた前記サブシステムにおける異常の有無の判定と、前記統合制御部に対して前記シャットバルブの開閉の指示と、を行う制御部と、を備え、前記燃料電池システムは、さらに、前記複数のサブシステムに備えられた各前記燃料ガス供給流路を互いに連通させる接続流路を有し、前記統合制御部は、前記複数のサブシステムに異常がないと判定された場合には、前記各制御部の全てから開弁を指示された後に前記複数のサブシステムのシャットバルブの開弁を実行し、前記各制御部の全てから閉弁を指示された後に前記複数のサブシステムのシャットバルブの閉弁を実行する第1の制御を行い、前記複数のサブシステムの少なくともいずれか1つに異常があると判定された場合には、前記各制御部のうち少なくともいずれか1つの制御部によって開弁を指示された後に、前記複数のサブシステムのシャットバルブの開弁を実行し、前記各制御部の全てから閉弁を指示された後に前記複数のサブシステムのシャットバルブの閉弁を実行する第2の制御を行う。この形態の燃料電池システムによれば、統合制御部は、制御部が複数のサブシステムに異常がないと判定した場合には、第1の制御を行い、各制御部が複数のサブシステムの少なくともいずれか1つに異常がある場合には、第2の制御を行う。このため、この燃料電池システムは、一部のサブシステムのみから開弁を指示されている場合において、サブシステムに異常が検出されていない場合には開弁を実行せず、サブシステムに異常が検出されている場合には開弁を実行することができる。これにより、燃料電池システムにおいて発電を実行する際に、燃料電池スタックに燃料ガスが供給されないことを抑制できる。また、この燃料電池システムは、一部のサブシステムのみから閉弁を指示されている場合において、サブシステムに異常があるか否かに拘わらず、閉弁を実行しない。このため、一部のサブシステムが発電を実行している状態において、シャットバルブの閉弁が実行されることを抑制できる。また、統合制御部は、複数のサブシステムに備えられた各シャットバルブに開弁を実行させるので、シャットバルブのうち一部にのみ開弁を実行させることによって、開弁を実行していないシャットバルブに逆圧が付与されることを抑制できる。   According to one form of the present disclosure, a fuel cell system is provided. The fuel cell system includes a plurality of subsystems and an integrated control unit that controls the plurality of subsystems, and each of the plurality of subsystems includes a fuel cell stack that generates power using fuel gas, and A high-pressure tank for storing fuel gas supplied to the fuel cell stack, a fuel gas supply channel for communicating the fuel cell stack and the high-pressure tank, and a shut valve disposed in the fuel gas supply channel The shut-off valve that connects or disconnects the fuel cell stack and the high-pressure tank by opening and closing, the detection unit that detects the state of the subsystem, and the state corresponding to the state detected by the detection unit A control unit that determines whether or not there is an abnormality in the subsystem, and instructs the integrated control unit to open and close the shut valve; The fuel cell system further includes a connection flow path for communicating the fuel gas supply flow paths provided in the plurality of subsystems with each other, and the integrated control unit detects abnormality in the plurality of subsystems. If it is determined that there is no valve, the opening of the shut valves of the plurality of subsystems is executed after the opening of the valves is instructed by all of the controllers, and the closing of the valves is instructed from all of the controllers. The first control for closing the shut valves of the plurality of subsystems is performed, and if it is determined that there is an abnormality in at least one of the plurality of subsystems, the respective controls After opening of the shut valves of the plurality of subsystems is performed after instructed to open by at least any one of the control units, and after all of the control units are instructed to close the valves It performs a second control that performs the closing of the shut valve of the plurality of subsystems. According to the fuel cell system of this aspect, the integrated control unit performs the first control when the control unit determines that there is no abnormality in the plurality of subsystems, and each control unit includes at least one of the plurality of subsystems. If any one of them is abnormal, the second control is performed. For this reason, in this fuel cell system, when the valve opening is instructed only by some subsystems, if no abnormality is detected in the subsystem, the valve opening is not executed and the subsystem has an abnormality. If it is detected, the valve can be opened. Thus, it is possible to prevent fuel gas from being supplied to the fuel cell stack when power generation is performed in the fuel cell system. In addition, when the fuel cell system is instructed to close the valve only from some of the subsystems, the fuel cell system does not perform the valve closing regardless of whether or not the subsystem is abnormal. For this reason, it is possible to prevent the shut-off of the shut valve from being executed while some of the subsystems are generating power. Further, since the integrated control unit causes each shut valve provided in the plurality of subsystems to open, only a part of the shut valves performs the valve opening, so that the shut valve that is not performing the valve opening is not executed. Application of back pressure to the valve can be suppressed.

本開示は、上述した燃料電池システム以外の種々の形態で実現可能である。例えば、上述の燃料電池システムの制御方法やと燃料電池システムを備える燃料電池車両、船舶、飛行機等の移動体、または、住宅、ビル等の定置設備の形態で実現することができる。   The present disclosure can be realized in various forms other than the fuel cell system described above. For example, the present invention can be realized in the form of a control method for the fuel cell system described above and a mobile body such as a fuel cell vehicle, a ship, an airplane, or the like provided with the fuel cell system, or a stationary facility such as a house or a building.

第1実施形態に係る燃料電池システムの概略図。1 is a schematic diagram of a fuel cell system according to a first embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池システムにおける統合制御部によって実行されるシャットバルブの開閉制御を示すフローチャート。The flowchart which shows the opening / closing control of the shut valve performed by the integrated control part in the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment. 第2の制御における処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process in 2nd control. 第1の制御における各制御部の開閉指示とシャットバルブの開閉動作のタイミングチャート。The timing chart of the opening / closing instruction | indication of each control part and the opening / closing operation | movement of a shut valve in 1st control. 第2の制御における各制御部の開閉指示とシャットバルブの開閉動作のタイミングチャート。The timing chart of the opening / closing instruction | indication of each control part and the opening / closing operation | movement of a shut valve in 2nd control. 第2実施形態に係る燃料電池システムにおける統合制御部によって実行されるシャットバルブの開閉制御を示すフローチャート。The flowchart which shows the opening / closing control of the shut valve performed by the integrated control part in the fuel cell system which concerns on 2nd Embodiment.

A.第1実施形態
A1.燃料電池システムの概要
図1は、第1実施形態に係る燃料電池システム10の概略図である。燃料電池システム10は、第1のサブシステム10Aと第2のサブシステム10Bとを備え、燃料ガス(アノードガス)と酸化剤ガス(カソードガス)との反応によって発電する。2つのサブシステム10A,10Bは、互いに同様の構成を有し、通常の運転状態において、互いに同期された状態で運転されている。燃料電池システム10は、例えば、燃料電池バス等の大型車両(大型自動車)に搭載され、駆動用モータや各種補機を動作させる発電装置として用いられる。本実施形態において、燃料電池システム10は、燃料電池バスである燃料電池車両に搭載されている。なお、燃料電池システム10は、大型自動車に限らず、中型自動車や普通自動車等の大型自動車以外の自動車に搭載されてもよい。なお、燃料電池車両は、燃料電池システム10に加えて、燃料電池システム10によって発電された電力を蓄え、蓄えた電力を用いて駆動用モータや各種補機を動作させる二次電池(図示しない)を備える。
A. First Embodiment A1. Overview of Fuel Cell System FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell system 10 according to the first embodiment. The fuel cell system 10 includes a first subsystem 10A and a second subsystem 10B, and generates power by a reaction between a fuel gas (anode gas) and an oxidant gas (cathode gas). The two subsystems 10A and 10B have the same configuration as each other, and are operated in a synchronized state in a normal operation state. The fuel cell system 10 is mounted on a large vehicle (large vehicle) such as a fuel cell bus, and is used as a power generation device that operates a drive motor and various auxiliary machines. In the present embodiment, the fuel cell system 10 is mounted on a fuel cell vehicle that is a fuel cell bus. The fuel cell system 10 is not limited to a large vehicle, and may be mounted on a vehicle other than a large vehicle such as a medium-sized vehicle or a normal vehicle. In addition to the fuel cell system 10, the fuel cell vehicle stores power generated by the fuel cell system 10, and uses the stored power to operate a secondary motor (not shown) that operates a drive motor and various auxiliary machines. Is provided.

2つのサブシステム10A,10Bはそれぞれ、燃料電池スタック100A,100Bと、燃料ガス貯蔵機構200A,200Bと、燃料ガス供給機構300A,300Bと、酸化剤ガス給排機構400A,400Bと、冷媒循環機構500A,500Bと、制御部600A,600Bと、を備える。燃料電池スタック100A,100Bは、燃料電池単セル(図示しない)が複数積層されたスタック構造を有する。本実施形態において、燃料電池スタック100A,100Bを構成する燃料電池単セルは、酸素と水素の電気化学反応によって発電する固体高分子型の燃料電池である。   The two subsystems 10A and 10B include fuel cell stacks 100A and 100B, fuel gas storage mechanisms 200A and 200B, fuel gas supply mechanisms 300A and 300B, oxidant gas supply and discharge mechanisms 400A and 400B, and a refrigerant circulation mechanism, respectively. 500A, 500B and control units 600A, 600B. The fuel cell stacks 100A and 100B have a stack structure in which a plurality of fuel cell single cells (not shown) are stacked. In the present embodiment, the fuel cell single cells constituting the fuel cell stacks 100A and 100B are solid polymer fuel cells that generate electricity by an electrochemical reaction between oxygen and hydrogen.

各燃料ガス貯蔵機構200A,200Bは、高圧タンク210A,210Bと、シャットバルブ222A,222Bと、供給分岐流路230A,230Bと、供給側接続マニホールド240A,240Bと、充填分岐流路250A,250Bと、充填側接続マニホールド260A,260Bと、充填流路270A,270Bと、を備える。   Each of the fuel gas storage mechanisms 200A and 200B includes high-pressure tanks 210A and 210B, shut valves 222A and 222B, supply branch channels 230A and 230B, supply side connection manifolds 240A and 240B, and charge branch channels 250A and 250B. The filling side connection manifolds 260A and 260B and the filling flow paths 270A and 270B are provided.

高圧タンク210A,210Bは、燃料電池スタック100A,100Bへと供給する燃料ガスを貯蔵するためのタンクである。高圧タンク210A,210Bは、各サブシステム10A,10Bに5本ずつ備えられ、燃料電池システム10全体で合計10本備えられている。高圧タンク210Aは、供給分岐流路230A,230B及び充填分岐流路250A,250Bに連通状態で接続されている。   The high pressure tanks 210A and 210B are tanks for storing fuel gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B. Five high-pressure tanks 210A and 210B are provided for each of the subsystems 10A and 10B, and a total of ten high-pressure tanks 10A and 210B are provided. The high-pressure tank 210A is connected in communication with the supply branch channels 230A and 230B and the filling branch channels 250A and 250B.

供給分岐流路230A,230Bは、それぞれの高圧タンク210A,210Bと燃料ガス供給機構300A,300Bとを接続する流路である。各供給分岐流路230A,230Bには、開閉によって高圧タンク210A,210Bと燃料ガス供給機構300A,300Bとを連通又は非連通にするシャットバルブ222A,222Bが配置されている。供給分岐流路230A,230Bと燃料ガス供給機構300A,300Bとは、供給側接続マニホールド240A,240Bを介して接続されている。高圧タンク210A,210Bから供給分岐流路230A,230Bへと流入した燃料ガスは、燃料電池スタック100A,100Bへと供給される。供給側接続マニホールド240A,240Bには、圧力センサ242A,242Bが設けられている。圧力センサ242A,242Bは、燃料ガスの供給圧力を検出する。   The supply branch channels 230A and 230B are channels that connect the high-pressure tanks 210A and 210B and the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B, respectively. Shut valves 222A and 222B that connect or disconnect the high-pressure tanks 210A and 210B and the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B by opening and closing are disposed in the supply branch channels 230A and 230B. Supply branch flow paths 230A and 230B and fuel gas supply mechanisms 300A and 300B are connected via supply side connection manifolds 240A and 240B. The fuel gas that has flowed from the high-pressure tanks 210A and 210B into the supply branch channels 230A and 230B is supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B. Pressure sensors 242A and 242B are provided on the supply side connection manifolds 240A and 240B. The pressure sensors 242A and 242B detect the supply pressure of the fuel gas.

充填分岐流路250A,250Bは、それぞれの高圧タンク210A,210Bと充填流路270A,270Bとを連通状態で接続する流路である。充填分岐流路250A,250Bと充填流路270A,270Bとは、充填側接続マニホールド260A,260Bを介して接続されている。第1のサブシステム10Aに備えられた充填流路270Aと、第2のサブシステム10Bに備えられた充填流路270Bとは、流路が合流するように接続されている。充填流路270A,270Bのうち高圧タンク210A,210Bと接続された側の端部とは逆側の端部には、水素ステーション等の燃料ガス充填装置と接続し燃料ガスの充填を受けるためのレセプタクル280が取り付けられている。レセプタクル280側から充填される燃料ガスは、充填流路270A,270Bと、充填分岐流路250A,250Bと、を通って高圧タンク210A,210Bへと充填される。充填側接続マニホールド260A,260Bには、燃料ガスの充填圧力を検出するための圧力センサ262A,262Bが設けられている。   The filling branch channels 250A and 250B are channels that connect the high-pressure tanks 210A and 210B and the filling channels 270A and 270B in a communicating state. The filling branch flow paths 250A and 250B and the filling flow paths 270A and 270B are connected via filling side connection manifolds 260A and 260B. The filling flow path 270A provided in the first subsystem 10A and the filling flow path 270B provided in the second subsystem 10B are connected so that the flow paths merge. The end of the filling channels 270A and 270B opposite to the end connected to the high-pressure tanks 210A and 210B is connected to a fuel gas filling device such as a hydrogen station to receive fuel gas filling. A receptacle 280 is attached. The fuel gas filled from the receptacle 280 side is filled into the high-pressure tanks 210A and 210B through the filling passages 270A and 270B and the filling branch passages 250A and 250B. The filling side connection manifolds 260A and 260B are provided with pressure sensors 262A and 262B for detecting the filling pressure of the fuel gas.

燃料ガス供給機構300A,300Bは、主流路310A,310Bと、燃料ガス循環流路360A,360Bと、燃料ガス排出流路390A,390Bと、を備える。燃料ガス供給機構300A,300Bは、燃料電池スタック100A,100Bへの燃料ガスの供給と、供給された燃料ガスの循環や外部への排出を行う。   The fuel gas supply mechanisms 300A and 300B include main flow paths 310A and 310B, fuel gas circulation paths 360A and 360B, and fuel gas discharge paths 390A and 390B. The fuel gas supply mechanisms 300A and 300B supply fuel gas to the fuel cell stacks 100A and 100B, and circulate or discharge the supplied fuel gas to the outside.

主流路310A,310Bは、燃料電池スタック100A,100Bへと供給される燃料ガスを流通させる流路である。主流路310A,310Bには、レギュレータ320A,320Bとインジェクタ340A,340Bとが配置されている。レギュレータ320A,320Bとインジェクタ340A,340Bとは、それぞれ燃料ガスに付与される圧力を調整するための弁機構である。主流路310A,310Bには、圧力センサ330A,330B、350A,350Bが配置されている。圧力センサ330A,330Bは、レギュレータ320A,320Bとインジェクタ340A,340Bとの間に配置され、レギュレータ320A,320Bによって減圧された燃料ガスに付与されている圧力を検出する。圧力センサ350A,350Bは、インジェクタ340A,340Bと燃料電池スタック100A,100Bとの間に配置され、燃料電池スタック100A,100Bに供給される燃料ガスに付与される圧力を検出する。圧力センサ350A,350Bは、燃料電池システム10の燃料ガス供給機構300A,300Bにおける異常を検出するための検出部として機能する。第1のサブシステム10Aに備えられた主流路310Aと、第2のサブシステム10Bに備えられた主流路310Bと、は、レギュレータ320A,320Bの上流側で、接続流路312によって連通状態に接続されている。以上のように説明した、供給分岐流路230A,230Bと供給側接続マニホールド240A,240Bと主流路310A,310Bは、燃料電池スタック100A,100Bと高圧タンク210A,210Bとを連通させる燃料ガス供給流路を形成する。   The main flow paths 310A and 310B are flow paths through which the fuel gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B flows. Regulators 320A and 320B and injectors 340A and 340B are arranged in the main flow paths 310A and 310B. The regulators 320A and 320B and the injectors 340A and 340B are valve mechanisms for adjusting the pressure applied to the fuel gas, respectively. Pressure sensors 330A, 330B, 350A, 350B are disposed in the main flow paths 310A, 310B. The pressure sensors 330A and 330B are disposed between the regulators 320A and 320B and the injectors 340A and 340B, and detect the pressure applied to the fuel gas decompressed by the regulators 320A and 320B. The pressure sensors 350A and 350B are disposed between the injectors 340A and 340B and the fuel cell stacks 100A and 100B, and detect the pressure applied to the fuel gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B. The pressure sensors 350A and 350B function as detection units for detecting an abnormality in the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B of the fuel cell system 10. The main flow path 310A provided in the first sub-system 10A and the main flow path 310B provided in the second sub-system 10B are connected in a communication state by the connection flow path 312 upstream of the regulators 320A and 320B. Has been. The supply branch flow paths 230A and 230B, the supply side connection manifolds 240A and 240B, and the main flow paths 310A and 310B described above are the fuel gas supply flow that connects the fuel cell stacks 100A and 100B and the high pressure tanks 210A and 210B. Form a road.

燃料ガス循環流路360A,360Bは、燃料電池スタック100A,100Bに供給された燃料ガスのうち未反応の燃料ガスを回収し、再び主流路310A,310Bへと流入させる流路である。燃料ガス循環流路360A,360Bには、燃料ガスを圧送するためのポンプ380A,380Bが配置されている。燃料ガス循環流路360A,360Bには、燃料ガスに含まれる液水を分離するための気液分離器370A,370Bが配置されている。気液分離器370A,370Bによって分離された液水は、開閉弁375A,375Bが開弁されることによって、燃料ガスとともに燃料ガス排出流路390A,390Bとマフラー470A,470Bを通って外部へと排出される。   The fuel gas circulation channels 360A and 360B are channels that collect unreacted fuel gas from the fuel gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B and allow it to flow into the main channels 310A and 310B again. Pumps 380A and 380B for pumping the fuel gas are disposed in the fuel gas circulation channels 360A and 360B. Gas-liquid separators 370A and 370B for separating liquid water contained in the fuel gas are disposed in the fuel gas circulation channels 360A and 360B. The liquid water separated by the gas-liquid separators 370A and 370B is opened to the outside through the fuel gas discharge passages 390A and 390B and the mufflers 470A and 470B together with the fuel gas when the on-off valves 375A and 375B are opened. Discharged.

酸化剤ガス給排機構400A,400Bは、燃料電池スタック100A,100Bに酸化剤ガスである空気を供給すると共に、燃料電池スタック100A,100Bから排出される酸化剤ガスを外部に排出する機能を有する。酸化剤ガス給排機構400A,400Bは、酸化剤ガス供給流路410A,410Bと、酸化剤ガス排出流路420A,420Bと、バイパス流路430A,430Bと、を備える。酸化剤ガス供給流路410A,410Bは、燃料電池スタック100A,100Bに接続された流路であり、燃料電池スタック100A,100Bに供給される酸化剤ガスを流通させる。酸化剤ガス排出流路420A,420Bは、燃料電池スタック100A,100Bに接続された流路であり、酸化剤ガスを外部に排出する。バイパス流路430A,430Bは、酸化剤ガス供給流路410A,410Bと酸化剤ガス排出流路420A,420Bとを接続する流路であり、酸化剤ガス供給流路410A,410B内を流通する燃料ガスを燃料電池スタック100A,100Bを介することなく酸化剤ガス排出流路420A,420Bに流入させる。酸化剤ガス供給流路410A,410Bには、酸化剤ガスを圧送するエアコンプレッサ440A,440Bと、バイパス流路430A,430Bへの酸化剤ガスの流入量を調節する三方弁450A,450Bが配置されている。酸化剤ガス排出流路420A,420Bには、燃料電池スタック100A,100B内を流通する酸化剤ガスの圧力を調整するための調圧弁460A,460Bが配置されている。酸化剤ガス排出流路420A,420Bは、燃料ガス排出流路390A,390Bと合流する。酸化剤ガス排出流路420A,420B内を流通する酸化剤ガスは、マフラー470A,470Bを通って外部に排出される。   The oxidant gas supply / discharge mechanism 400A, 400B has a function of supplying air, which is an oxidant gas, to the fuel cell stacks 100A, 100B and discharging the oxidant gas discharged from the fuel cell stacks 100A, 100B to the outside. . The oxidant gas supply / discharge mechanisms 400A and 400B include oxidant gas supply channels 410A and 410B, oxidant gas discharge channels 420A and 420B, and bypass channels 430A and 430B. The oxidant gas supply channels 410A and 410B are channels connected to the fuel cell stacks 100A and 100B, and circulate the oxidant gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B. The oxidant gas discharge flow paths 420A and 420B are flow paths connected to the fuel cell stacks 100A and 100B, and discharge the oxidant gas to the outside. The bypass channels 430A and 430B are channels that connect the oxidant gas supply channels 410A and 410B and the oxidant gas discharge channels 420A and 420B, and the fuel that flows through the oxidant gas supply channels 410A and 410B. The gas is caused to flow into the oxidant gas discharge passages 420A and 420B without passing through the fuel cell stacks 100A and 100B. In the oxidant gas supply channels 410A and 410B, air compressors 440A and 440B that pump the oxidant gas and three-way valves 450A and 450B that adjust the amount of the oxidant gas flowing into the bypass channels 430A and 430B are arranged. ing. Pressure regulating valves 460A and 460B for adjusting the pressure of the oxidant gas flowing through the fuel cell stacks 100A and 100B are disposed in the oxidant gas discharge channels 420A and 420B. The oxidant gas discharge channels 420A and 420B merge with the fuel gas discharge channels 390A and 390B. The oxidant gas flowing through the oxidant gas discharge passages 420A and 420B is discharged to the outside through the mufflers 470A and 470B.

冷媒循環機構500A,500Bは、冷媒(例えば水)を流通させることによって、燃料電池スタック100A,100Bを適切な温度に調整する。冷媒循環機構500A,500Bは、冷媒を冷却するラジエータ510A,510Bと、冷媒供給流路520A,520Bと、冷媒回収流路530A,530Bと、冷媒バイパス流路540A,540Bと、を備える。冷媒供給流路520A,520Bは、燃料電池スタック100A,100Bに接続されている。冷媒回収流路530A,530Bには、燃料電池スタック100A,100Bに供給する冷媒が流通する。冷媒供給流路520A,520Bには、冷媒を燃料電池スタック100A,100Bへと送り出す冷媒ポンプが配置されている。冷媒回収流路530A,530Bは、燃料電池スタック100A,100Bに接続され、燃料電池スタック100A,100Bから排出された冷媒を回収する。冷媒回収流路530A,530Bによって回収された冷媒は、冷媒バイパス流路540A,540B又はラジエータ510A,510Bを通って、冷媒供給流路520A,520Bへと移動する。冷媒回収流路530A,530Bと冷媒バイパス流路540A,540Bとの接続部には、冷媒バイパス流路540A,540Bへと流入する冷媒の量を調整する三方弁560A,560Bが配置されている。   The refrigerant circulation mechanisms 500A and 500B adjust the fuel cell stacks 100A and 100B to appropriate temperatures by circulating a refrigerant (for example, water). The refrigerant circulation mechanisms 500A and 500B include radiators 510A and 510B for cooling the refrigerant, refrigerant supply channels 520A and 520B, refrigerant recovery channels 530A and 530B, and refrigerant bypass channels 540A and 540B. The refrigerant supply channels 520A and 520B are connected to the fuel cell stacks 100A and 100B. The refrigerant supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B flows through the refrigerant recovery channels 530A and 530B. Refrigerant pumps for sending the refrigerant to the fuel cell stacks 100A and 100B are arranged in the refrigerant supply channels 520A and 520B. The refrigerant recovery channels 530A and 530B are connected to the fuel cell stacks 100A and 100B, and recover the refrigerant discharged from the fuel cell stacks 100A and 100B. The refrigerant recovered by the refrigerant recovery passages 530A and 530B moves to the refrigerant supply passages 520A and 520B through the refrigerant bypass passages 540A and 540B or the radiators 510A and 510B. Three-way valves 560A and 560B for adjusting the amount of refrigerant flowing into the refrigerant bypass channels 540A and 540B are disposed at the connection between the refrigerant recovery channels 530A and 530B and the refrigerant bypass channels 540A and 540B.

制御部600A,600Bは、例えば、シャットバルブ222A,222Bの開閉を制御する。第1の制御部600Aは第1のサブシステム10Aに備えられたシャットバルブ222Aを制御し、第2の制御部600Bは第2のサブシステム10Bに備えられたシャットバルブ222Bを制御する。また、制御部600A,600Bは、例えば、圧力センサ350A,350Bによって取得された圧力値を用いて、各サブシステム10A,10Bにおける異常の有無を判定する。本実施形態において、制御部600A,600Bは、圧力センサ350A,350Bによって検出された圧力が予め定められた閾値以上である場合には、異常があると判定する。燃料電池スタック100A,100Bに供給される燃料ガスに付与される圧力が大きい場合には、例えば、レギュレータ320A,320Bの動作不良により、燃料電池スタック100A,100Bに供給する燃料ガスの量の調整が正常に行われていない恐れがある。また、燃料電池スタック100A,100Bに供給される燃料ガスに付与される圧力が大きい場合には、燃料電池スタック100A,100Bの損傷させる可能性がある。なお、第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとは、互いに通信可能に接続され、通常の使用状態において、相互に同期された状態で制御等を実行している。   For example, the control units 600A and 600B control opening and closing of the shut valves 222A and 222B. The first controller 600A controls the shut valve 222A provided in the first subsystem 10A, and the second controller 600B controls the shut valve 222B provided in the second subsystem 10B. Further, the control units 600A and 600B determine the presence / absence of an abnormality in each of the subsystems 10A and 10B using, for example, the pressure values acquired by the pressure sensors 350A and 350B. In the present embodiment, the controllers 600A and 600B determine that there is an abnormality when the pressure detected by the pressure sensors 350A and 350B is equal to or greater than a predetermined threshold. When the pressure applied to the fuel gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B is large, the amount of fuel gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B is adjusted due to, for example, malfunction of the regulators 320A and 320B. There is a risk that it is not done properly. Further, when the pressure applied to the fuel gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B is large, the fuel cell stacks 100A and 100B may be damaged. The first control unit 600A and the second control unit 600B are communicably connected to each other, and perform control and the like in a synchronized state in a normal use state.

本実施形態において、第1の制御部600Aは、第1の制御部600A及び第2の制御部600Bからのシャットバルブ222A,222Bへの開閉指示を統合する統合制御部610としての機能を有する。また、統合制御部610は、各制御部600A,600Bから通知される各サブシステム10A,10Bにおける異常の有無に応じて、燃料電池システム10全体における異常の有無を判定する。   In the present embodiment, the first controller 600A has a function as an integrated controller 610 that integrates opening / closing instructions to the shut valves 222A and 222B from the first controller 600A and the second controller 600B. In addition, the integrated control unit 610 determines whether there is an abnormality in the entire fuel cell system 10 according to whether there is an abnormality in each subsystem 10A, 10B notified from each control unit 600A, 600B.

図2は、第1実施形態に係る燃料電池システム10における統合制御部610によって実行されるシャットバルブ222A,222Bの開閉制御を示すフローチャートである。この開閉制御は、例えば、燃料電池システム10を搭載する燃料電池車両(燃料電池バス)の搭乗者によってスタートスイッチが押され、燃料電池システム10が起動された場合に、開始される。ここで、スタートスイッチは、燃料電池システム10の起動と停止とを切り替えるスイッチである。   FIG. 2 is a flowchart showing opening / closing control of the shut valves 222A and 222B executed by the integrated control unit 610 in the fuel cell system 10 according to the first embodiment. This opening / closing control is started, for example, when the start switch is pushed by a passenger of a fuel cell vehicle (fuel cell bus) on which the fuel cell system 10 is mounted and the fuel cell system 10 is activated. Here, the start switch is a switch that switches between starting and stopping of the fuel cell system 10.

開閉制御が開始されると、統合制御部610は、2つのサブシステム10A,10B間における通信状態と、第1の制御部600A及び第2の制御部600Bからの異常の判定の有無の通知と、を確認する(ステップS101)。統合制御部610は、ステップS101において確認した通信状態に応じて、2つのサブシステム10A,10B間における通信状態が正常か否かの判定を行う(ステップS102)。通信状態が正常でない場合(ステップS102:No)には、第2の制御(ステップS120)とフェールセーフモード(ステップS130)とのいずれかが実行される。第2の制御(ステップS120)及びフェールセーフモード(ステップS130)の詳細は、後述する。   When the opening / closing control is started, the integrated control unit 610 notifies the communication state between the two subsystems 10A and 10B and the notification of the presence / absence of abnormality determination from the first control unit 600A and the second control unit 600B. Are confirmed (step S101). The integrated control unit 610 determines whether or not the communication state between the two subsystems 10A and 10B is normal according to the communication state confirmed in step S101 (step S102). If the communication state is not normal (step S102: No), either the second control (step S120) or the failsafe mode (step S130) is executed. Details of the second control (step S120) and the fail-safe mode (step S130) will be described later.

通信状態が正常である場合(ステップS102:Yes)には、統合制御部610は、ステップS101において確認した異常の有無の判定の通知に応じて、各サブシステム10A,10Bに異常があるか否かを判定する(ステップS103)。   If the communication state is normal (step S102: Yes), the integrated control unit 610 determines whether there is an abnormality in each of the subsystems 10A and 10B in response to the notification of the presence / absence of the abnormality confirmed in step S101. Is determined (step S103).

サブシステム10A,10Bの両方に異常がない場合には、第1の制御(ステップS110)を実行する。第1の制御(ステップS110)が開始されると、統合制御部610は、第1の制御部600A及び第2の制御部600Bからの開弁指示の有無を確認する(ステップS111)。   If there is no abnormality in both subsystems 10A and 10B, the first control (step S110) is executed. When the first control (step S110) is started, the integrated control unit 610 checks whether or not there is a valve opening instruction from the first control unit 600A and the second control unit 600B (step S111).

第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとの両方から開弁が指示されていない場合(ステップS111:No)には、統合制御部610は、再び制御部600A,600B間の通信状態と、各制御部600A,600Bからの異常の判定の有無の通知と、を確認する(ステップS101)。第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとの両方から開弁が指示されている場合(ステップS111:Yes)には、シャットバルブ222A,222Bに開弁を指示する(ステップS112)。これにより、統合制御部610は、第1のサブシステム10Aと第2のサブシステム10Bとを同期した状態で、シャットバルブ222A,222Bの開弁を制御できる。   When valve opening is not instructed by both the first controller 600A and the second controller 600B (step S111: No), the integrated controller 610 again communicates between the controllers 600A and 600B. And notification of the presence / absence of abnormality determination from each of the control units 600A and 600B (step S101). When the valve opening is instructed from both the first control unit 600A and the second control unit 600B (step S111: Yes), the shut valves 222A and 222B are instructed to open (step S112). Accordingly, the integrated control unit 610 can control the opening of the shut valves 222A and 222B in a state where the first subsystem 10A and the second subsystem 10B are synchronized.

シャットバルブ222A,222Bに開弁を指示(ステップS112)した後に、統合制御部610は、第1の制御部600A及び第2の制御部600Bからの閉弁指示の有無を確認する(ステップS113)。第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとの両方から閉弁が指示されていない場合(ステップS113:No)には、統合制御部610は、再び第1の制御部600A及び第2の制御部600Bからの閉弁指示の有無を確認する(ステップS113)。第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとの両方から閉弁が指示されている場合(ステップS113:Yes)には、シャットバルブ222A,222Bに閉弁を指示する(ステップS114)。これにより、統合制御部610は、第1のサブシステム10Aと第2のサブシステム10Bとを同期した状態で、シャットバルブ222A,222Bの閉弁を制御できる。   After instructing the shut valves 222A and 222B to open (step S112), the integrated control unit 610 confirms whether or not there is a valve closing instruction from the first control unit 600A and the second control unit 600B (step S113). . When the valve closing is not instructed by both the first control unit 600A and the second control unit 600B (step S113: No), the integrated control unit 610 again performs the first control unit 600A and the second control unit 600A. The presence or absence of a valve closing instruction from the control unit 600B is confirmed (step S113). If the first controller 600A and the second controller 600B both instruct to close the valve (step S113: Yes), the shut valves 222A and 222B are instructed to close (step S114). Accordingly, the integrated control unit 610 can control the closing of the shut valves 222A and 222B in a state where the first subsystem 10A and the second subsystem 10B are synchronized.

シャットバルブ222A,222Bに閉弁を指示(ステップS114)した後に、統合制御部610は、燃料電池システム10の運転の終了が指示されているか否かを確認する(ステップS115)。運転終了の指示は、例えば、燃料電池システム10を搭載する燃料電池車両の搭乗者によってスタートスイッチがOFFにされることによって、実行される。燃料電池システム10の運転の終了が指示されていない場合(ステップS115:No)には、統合制御部610は、再び第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとの通信状態の確認と、各種センサからの入力値の取得を実行する(ステップS101)。燃料電池システム10の運転の終了が指示されている場合(ステップS115:Yes)には、開閉制御を終了する。   After instructing the shut valves 222A and 222B to close (Step S114), the integrated control unit 610 confirms whether or not the end of the operation of the fuel cell system 10 is instructed (Step S115). The operation end instruction is executed, for example, when the start switch is turned off by a passenger of the fuel cell vehicle on which the fuel cell system 10 is mounted. When the end of the operation of the fuel cell system 10 is not instructed (step S115: No), the integrated control unit 610 confirms the communication state between the first control unit 600A and the second control unit 600B again. The acquisition of input values from various sensors is executed (step S101). When the end of the operation of the fuel cell system 10 is instructed (step S115: Yes), the open / close control is ended.

第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとの通信状態が正常か否かの判定(ステップS102)の結果、通信状態が正常でない場合(ステップS102:No)には、燃料電池スタック100A,100Bによる発電が可能であるか否かの判定を行う(ステップS104)。燃料電池スタック100A,100Bによる発電が可能であるか否かの判定(ステップS104)は、各制御部600A,600Bから通知される情報に応じて行われる。各制御部600A,600Bは、例えば、燃料電池スタック100A,100Bの温度を取得する温度センサ(図示しない)の出力値に応じて、発電が可能であるか否かを判定する。温度センサの出力値に応じて判定を行う場合には、例えば、温度センサの出力値が予め定められた値以上である場合に、各制御部600A,600Bは、燃料電池スタック100A,100Bの温度異常によって発電が不可能であると判定する。また、統合制御部610によるシャットバルブ222A,222Bへの開閉指示を実行できない場合には、発電が不可能であると判定する。全ての燃料電池スタック100A,100Bによる発電が不可能である場合(ステップS104:No)には、フェールセーフモードを実行する(ステップS130)。本実施形態において、フェールセーフモードは、燃料電池システム10による発電を停止し、燃料電池車両に搭載された二次電池によって供給される電力を用いて駆動用モータ等を動作させる処理である。フェールセーフモードが実行された場合(ステップS130)には、統合制御部610は、第1の制御部600A及び第2の制御部600Bから開弁を指示された場合であっても、シャットバルブ222A,222Bの開弁を実行しない。燃料電池システム10による発電の停止が完了し、フェールセーフモードが開始されることによって、開閉制御は終了する。   If the communication state between the first control unit 600A and the second control unit 600B is normal (step S102) and the communication state is not normal (step S102: No), the fuel cell stack 100A. , 100B is determined whether or not power generation is possible (step S104). Whether or not power generation by the fuel cell stacks 100A and 100B is possible is determined (step S104) according to information notified from the control units 600A and 600B. Each control unit 600A, 600B determines whether or not power generation is possible, for example, according to the output value of a temperature sensor (not shown) that acquires the temperature of the fuel cell stacks 100A, 100B. When the determination is made according to the output value of the temperature sensor, for example, when the output value of the temperature sensor is equal to or greater than a predetermined value, each control unit 600A, 600B determines the temperature of the fuel cell stacks 100A, 100B. It is determined that power generation is impossible due to an abnormality. Further, when the integrated control unit 610 cannot execute the opening / closing instruction to the shut valves 222A and 222B, it is determined that power generation is impossible. When power generation by all the fuel cell stacks 100A and 100B is impossible (step S104: No), the fail safe mode is executed (step S130). In the present embodiment, the fail safe mode is a process of stopping power generation by the fuel cell system 10 and operating a drive motor or the like using electric power supplied by a secondary battery mounted on the fuel cell vehicle. When the fail-safe mode is executed (step S130), the integrated control unit 610 is configured to shut down the shut valves 222A, 222A, even when the first control unit 600A and the second control unit 600B are instructed to open the valves. The valve opening of 222B is not executed. When the stop of power generation by the fuel cell system 10 is completed and the fail-safe mode is started, the opening / closing control ends.

燃料電池スタック100A,100Bによる発電が可能であるか否かの判定(ステップS104)の結果、少なくともいずれか一方の燃料電池スタック100A,100Bによる発電が可能である場合(ステップS104:Yes)には、第2の制御(ステップS120)が実行される。   As a result of determining whether or not power generation by the fuel cell stacks 100A and 100B is possible (step S104), when power generation by at least one of the fuel cell stacks 100A and 100B is possible (step S104: Yes) Second control (step S120) is executed.

図3は、第2の制御(ステップS120)における処理を示すフローチャートである。第2の制御(ステップS120)が開始されると、統合制御部610は、第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとのいずれか少なくとも一方が開弁を指示しているか否かを確認する(ステップS121)。第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとのいずれも開弁を指示していない場合(ステップS121:No)には、統合制御部610は、再び第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとのいずれか少なくとも一方が開弁を指示しているか否かを確認する(ステップS121)。第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとのいずれか少なくとも一方が開弁を指示している場合(ステップS121:Yes)には、全てのシャットバルブ222A,222Bに開弁を指示する(ステップS122)。これにより、統合制御部610は、第1のサブシステム10Aと第2のサブシステム10Bとを同期を解除した状態で、シャットバルブ222A,222Bの開弁を制御できる。   FIG. 3 is a flowchart showing processing in the second control (step S120). When the second control (step S120) is started, the integrated control unit 610 determines whether at least one of the first control unit 600A and the second control unit 600B instructs opening of the valve. Confirmation (step S121). When neither the first control unit 600A nor the second control unit 600B instructs opening of the valve (step S121: No), the integrated control unit 610 again performs the first control unit 600A and the second control unit 600A. It is confirmed whether at least one of the controller 600B instructs opening of the valve (step S121). When at least one of the first control unit 600A and the second control unit 600B instructs opening of the valve (step S121: Yes), all the shut valves 222A and 222B are instructed to open. (Step S122). Accordingly, the integrated control unit 610 can control the opening of the shut valves 222A and 222B in a state where the synchronization between the first subsystem 10A and the second subsystem 10B is released.

シャットバルブ222A,222Bに開弁を指示(ステップS122)した後に、統合制御部610は、第1の制御部600A及び第2の制御部600Bからの閉弁指示の有無を確認する(ステップS123)。第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとの少なくともいずれか一方から閉弁が指示されていない場合(ステップS123:No)には、統合制御部610は、再び第1の制御部600A及び第2の制御部600Bからの閉弁指示の有無を確認する(ステップS123)。第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとの両方から閉弁が指示されている場合(ステップS123:Yes)には、シャットバルブ222A,222Bに閉弁を指示する(ステップS124)。これにより、統合制御部610は、第1のサブシステム10Aと第2のサブシステム10Bとを同期した状態で、シャットバルブ222A,222Bの閉弁を制御できる。シャットバルブ222A,222Bに閉弁を指示(ステップS114)した後に、統合制御部610は、シャットバルブ222A,222Bへの閉弁指示を実行(ステップS124)した後に、燃料電池システム10の運転の終了が指示されているか否かを確認する(ステップS125)。   After instructing the shut valves 222A and 222B to open (step S122), the integrated control unit 610 confirms whether there is a valve closing instruction from the first control unit 600A and the second control unit 600B (step S123). . When the valve closing is not instructed from at least one of the first control unit 600A and the second control unit 600B (step S123: No), the integrated control unit 610 again returns to the first control unit 600A. And the presence or absence of the valve closing instruction | indication from the 2nd control part 600B is confirmed (step S123). When closing is instructed by both the first control unit 600A and the second control unit 600B (step S123: Yes), the shut valves 222A and 222B are instructed to close (step S124). Accordingly, the integrated control unit 610 can control the closing of the shut valves 222A and 222B in a state where the first subsystem 10A and the second subsystem 10B are synchronized. After instructing the shut valves 222A and 222B to close (Step S114), the integrated control unit 610 issues a close instruction to the shut valves 222A and 222B (Step S124), and then ends the operation of the fuel cell system 10. Is instructed (step S125).

燃料電池システム10の運転の終了が指示されていない場合(ステップS125:No)には、統合制御部610は、再び第1の制御部600Aと第2の制御部600Bとのいずれか少なくとも一方が開弁を指示しているか否かを確認する(ステップS121)。燃料電池システム10の運転の終了が指示されている場合(ステップS125:Yes)には、第2の制御(ステップS120)を終了し、開閉制御(図2)を終了する。   When the end of the operation of the fuel cell system 10 is not instructed (step S125: No), the integrated control unit 610 again has at least one of the first control unit 600A and the second control unit 600B. It is confirmed whether or not the valve opening is instructed (step S121). When the end of the operation of the fuel cell system 10 is instructed (step S125: Yes), the second control (step S120) is ended, and the open / close control (FIG. 2) is ended.

図2に示す様に、各サブシステム10A,10Bに異常があるか否かの判定(ステップS103)の結果、各サブシステム10A,10Bの少なくとも一方に異常があった場合(ステップS103:No)には、統合制御部610は、サブシステム10A,10B間で同期が可能であるか否かを判定する(ステップS105)。同期が可能である場合(ステップS105:Yes)には、統合制御部610は、第1の制御(ステップS110)を実行する。同期が可能である場合(ステップS105:Yes)には、例えば、サブシステム10A,10Bに生じている異常が軽微なものであり、サブシステム10A,10Bにおけるシャットバルブ222A,222Bの開閉制御に影響を与えない場合が該当する。同期が不可能である場合(ステップS105:No)には、統合制御部610は、第2の制御(ステップS120)を実行する。   As shown in FIG. 2, when it is determined whether or not each subsystem 10A or 10B has an abnormality (step S103), at least one of the subsystems 10A and 10B has an abnormality (step S103: No). In step S105, the integrated control unit 610 determines whether synchronization is possible between the subsystems 10A and 10B. If synchronization is possible (step S105: Yes), the integrated control unit 610 executes the first control (step S110). When the synchronization is possible (step S105: Yes), for example, the abnormality occurring in the subsystems 10A and 10B is minor, which affects the opening / closing control of the shut valves 222A and 222B in the subsystems 10A and 10B. This is the case when no value is given. If synchronization is not possible (step S105: No), the integrated control unit 610 executes the second control (step S120).

図4は、第1の制御(ステップS110)における各制御部600A,600B、610の開閉指示とシャットバルブ222A,222Bの開閉動作のタイミングチャートである。図4では、紙面上側から、シャットバルブ222A,222Bの開閉動作と、統合制御部610の開閉指示と、第1の制御部600Aの開閉指示と、第2の制御部600Bの開閉指示と、の様子が示されている。時刻T10において、燃料電池システム10のスタートスイッチがONとなり、開閉制御が開始される。時刻T10以前において、燃料電池システム10のスタートスイッチがOFFであるため、各制御部600A,600B,610による開閉制御が実行されていない。開閉制御が実行されていない場合において、シャットバルブ222A,222Bは、閉弁状態である。時刻T10から時刻T11までの間では、全ての制御部600A,600B,610は閉弁を指示している。このため、時刻T10から時刻T11までの間において、シャットバルブ222A,222Bは、閉弁している。   FIG. 4 is a timing chart of the opening / closing instructions of the controllers 600A, 600B, 610 and the opening / closing operations of the shut valves 222A, 222B in the first control (step S110). In FIG. 4, the opening / closing operation of the shut valves 222A and 222B, the opening / closing instruction of the integrated control unit 610, the opening / closing instruction of the first control unit 600A, and the opening / closing instruction of the second control unit 600B from the upper side of the page. The situation is shown. At time T10, the start switch of the fuel cell system 10 is turned on, and opening / closing control is started. Before time T10, since the start switch of the fuel cell system 10 is OFF, the opening / closing control by the control units 600A, 600B, 610 is not executed. When the opening / closing control is not executed, the shut valves 222A and 222B are closed. From time T10 to time T11, all the control units 600A, 600B, 610 instruct to close the valves. Therefore, the shut valves 222A and 222B are closed between time T10 and time T11.

時刻T11において、第2の制御部600Bは閉弁の指示を維持し、第1の制御部600Aは閉弁の指示から開弁の指示へと切り替えている。この場合には、統合制御部610は、閉弁の指示を維持し、開弁の指示を実行しない。時刻T12において、第2の制御部600Bに加えて、第1の制御部600Aも閉弁の指示から開弁の指示へと指示を切り替えている。この場合には、統合制御部610は、閉弁の指示から開弁の指示へと切り替える。シャットバルブ222A,222Bは、統合制御部610によって開弁を指示されることにより、開弁動作を行う。開弁動作を実行させる際には、統合制御部610は、2つのサブシステム10A,10Bに備えられた全てのシャットバルブ222A,222Bに対して同時に開弁を行うように指示を行う。   At time T11, the second controller 600B maintains the valve closing instruction, and the first controller 600A switches from the valve closing instruction to the valve opening instruction. In this case, the integrated control unit 610 maintains the valve closing instruction and does not execute the valve opening instruction. At time T12, in addition to the second control unit 600B, the first control unit 600A also switches the instruction from the valve closing instruction to the valve opening instruction. In this case, the integrated control unit 610 switches from a valve closing instruction to a valve opening instruction. The shut valves 222 </ b> A and 222 </ b> B perform a valve opening operation when instructed to open by the integrated control unit 610. When executing the valve opening operation, the integrated control unit 610 instructs all the shut valves 222A and 222B provided in the two subsystems 10A and 10B to open the valves simultaneously.

時刻T13において、第1の制御部600Aは開弁の指示を維持し、第2の制御部600Bは閉弁の指示から閉弁の指示へと切り替えている。この場合には、統合制御部610は、開弁の指示を維持し、閉弁の指示を実行しない。時刻T14において、第1の制御部600Aに加えて、第2の制御部600Bも開弁の指示から閉弁の指示へと指示を切り替えている。この場合には、統合制御部610は、開弁の指示から閉弁の指示へと切り替える。統合制御部610によって閉弁を指示されることにより、シャットバルブ222A,222Bは、閉弁動作を行う。このため、時刻T12から時刻T14までの間において、シャットバルブ222A,222Bは、開弁している。   At time T13, the first controller 600A maintains the valve opening instruction, and the second controller 600B switches from the valve closing instruction to the valve closing instruction. In this case, the integrated control unit 610 maintains the valve opening instruction and does not execute the valve closing instruction. At time T14, in addition to the first control unit 600A, the second control unit 600B also switches the instruction from the valve opening instruction to the valve closing instruction. In this case, the integrated control unit 610 switches from a valve opening instruction to a valve closing instruction. When the integrated control unit 610 is instructed to close the valve, the shut valves 222A and 222B perform a valve closing operation. For this reason, the shut valves 222A and 222B are open from time T12 to time T14.

図5は、第2の制御(ステップS120)における各制御部600A,600B,610の開閉指示とシャットバルブ222A,222Bの開閉動作のタイミングチャートである。図5では、図4と同様に、紙面上側から、シャットバルブ222A,222Bの開閉動作と、統合制御部610の開閉指示と、第1の制御部600Aの開閉指示と、第2の制御部600Bの開閉指示と、の様子が示されている。時刻T20において、燃料電池システム10のスタートスイッチがONとなり、開閉制御が開始される。時刻T20から時刻T21までの間において、シャットバルブ222A,222Bは、閉弁している。   FIG. 5 is a timing chart of the opening / closing instructions of the controllers 600A, 600B, 610 and the opening / closing operations of the shut valves 222A, 222B in the second control (step S120). In FIG. 5, as in FIG. 4, the opening / closing operation of the shut valves 222 </ b> A and 222 </ b> B, the opening / closing instruction of the integrated control unit 610, the opening / closing instruction of the first control unit 600 </ b> A, and the second control unit 600 </ b> B The opening and closing instructions are shown. At time T20, the start switch of the fuel cell system 10 is turned on, and opening / closing control is started. Between time T20 and time T21, the shut valves 222A and 222B are closed.

時刻T21において、第2の制御部600Bは閉弁の指示を維持し、第1の制御部600Aは閉弁の指示から開弁の指示へと切り替えている。第2の制御では、開弁を実行する際にサブシステム10A,10B間で同期をしないため、統合制御部610は、開弁の指示を実行する。シャットバルブ222A,222Bは、統合制御部610によって開弁を指示されることにより、開弁動作を行う。時刻T22において、第1の制御部600Aも閉弁の指示から開弁の指示へと指示を切り替えているが、統合制御部610は、すでに開弁の指示を実行しているため、開弁の指示を維持する。   At time T21, the second control unit 600B maintains the valve closing instruction, and the first control unit 600A switches from the valve closing instruction to the valve opening instruction. In the second control, since the subsystems 10A and 10B are not synchronized when the valve opening is performed, the integrated control unit 610 executes the valve opening instruction. The shut valves 222 </ b> A and 222 </ b> B perform a valve opening operation when instructed to open by the integrated control unit 610. At time T22, the first control unit 600A also switches the instruction from the valve closing instruction to the valve opening instruction. However, since the integrated control unit 610 has already executed the valve opening instruction, Keep instructions.

時刻T23において、第1の制御部600Aは開弁の指示を維持し、第2の制御部600Bは閉弁の指示から閉弁の指示へと切り替えている。この場合には、統合制御部610は、開弁の指示を維持し、閉弁の指示を実行しない。時刻T24において、第1の制御部600Aに加えて、第2の制御部600Bも開弁の指示から閉弁の指示へと指示を切り替えている。この場合には、統合制御部610は、開弁の指示から閉弁の指示へと切り替える。シャットバルブ222A,222Bは、統合制御部610によって閉弁を指示されることにより、閉弁動作を行う。このため、シャットバルブ222A,222Bは、時刻T21から時刻T24までの間、開弁している。   At time T23, the first controller 600A maintains the valve opening instruction, and the second controller 600B switches from the valve closing instruction to the valve closing instruction. In this case, the integrated control unit 610 maintains the valve opening instruction and does not execute the valve closing instruction. At time T24, in addition to the first control unit 600A, the second control unit 600B also switches the instruction from the valve opening instruction to the valve closing instruction. In this case, the integrated control unit 610 switches from a valve opening instruction to a valve closing instruction. The shut valves 222 </ b> A and 222 </ b> B perform a valve closing operation when instructed to close by the integrated control unit 610. Therefore, the shut valves 222A and 222B are open from time T21 to time T24.

以上説明した第1実施形態によれば、統合制御部610は、開弁動作を実行させる際において、2つのサブシステム10A,10Bに備えられた全てのシャットバルブ222A,222Bに対して同時に開弁を行うように指示を行う。このため、シャットバルブ222A,222Bを開弁する際に、シャットバルブ222A,222Bを挟んで高圧タンク210A,210B側の圧力より供給分岐流路230A,230B側の圧力が大きくなることを抑制できる。これにより、開弁を実行する際に、高圧タンク210A,210B側から供給分岐流路230A,230B側に燃料ガスが流入しようとすることによって生じる圧力である逆圧がシャットバルブ222A,222Bに付与されるおそれを低減できる。したがって、逆圧によるシャットバルブ222A,222Bの劣化を抑制できる。なお、高圧タンク210A,210B側の圧力より供給分岐流路230A,230B側の圧力が大きくなる場合とは、例えば、複数のシャットバルブ222A,222Bの一部のみが開弁した場合に発生し得る。この場合には、開弁したシャットバルブ222A,222Bに接続された高圧タンク210A,210Bから燃料ガスが流出することよって、開弁していないシャットバルブ222A,222Bにおける供給分岐流路230A,230B側の圧力が上昇する。   According to the first embodiment described above, the integrated control unit 610 simultaneously opens all the shut valves 222A and 222B provided in the two subsystems 10A and 10B when performing the valve opening operation. Instruct to do. For this reason, when the shut valves 222A and 222B are opened, it is possible to suppress the pressure on the supply branch flow paths 230A and 230B from becoming larger than the pressure on the high pressure tanks 210A and 210B with the shut valves 222A and 222B interposed therebetween. As a result, when the valve opening is performed, a reverse pressure, which is a pressure generated when fuel gas tries to flow from the high pressure tanks 210A and 210B to the supply branch flow paths 230A and 230B, is applied to the shut valves 222A and 222B. The risk of being damaged can be reduced. Therefore, deterioration of the shut valves 222A and 222B due to the reverse pressure can be suppressed. The case where the pressure on the supply branch flow path 230A, 230B side becomes larger than the pressure on the high pressure tank 210A, 210B side can occur, for example, when only some of the plurality of shut valves 222A, 222B are opened. . In this case, the fuel gas flows out from the high-pressure tanks 210A and 210B connected to the opened shut valves 222A and 222B, so that the supply branch flow paths 230A and 230B in the shut valves 222A and 222B that are not opened The pressure increases.

また以上説明した第1実施形態によれば、燃料電池システム10は、サブシステム10A,10Bの異常が検出されていない場合には、第1の制御(ステップS110)を行う。また、燃料電池システム10は、サブシステム10A,10Bの少なくともいずれか一方に異常が検出されている場合には第2の制御(ステップS120)を行う。このため、サブシステム10A,10Bに異常が検出されていない場合には、燃料電池システム10は、両方のサブシステム10A,10Bから開弁を指示されている場合に、開弁を実行する。このため、両方のサブシステム10A,10Bにおいて異常が生じていないことを確認した後に開弁を実行することによって、燃料ガスの漏れ等の発生を抑制できる。また、サブシステム10A,10Bの少なくともいずれか一方に異常が検出されている場合には、一方のサブシステム10A,10Bのみから開弁を指示されている場合であっても、開弁を実行する。このため、異常が発生しているサブシステム10A,10Bと異常が発生していないサブシステム10A,10Bとで、開閉の指示が異なる場合であっても、シャットバルブ222A,222Bの開弁が可能である。したがって、燃料電池システム10が発電を実行する際に、シャットバルブ222A,222Bを開弁できないことによって、燃料電池スタック100A,100Bに燃料ガスが供給されないことを抑制できる。   Moreover, according to 1st Embodiment demonstrated above, the fuel cell system 10 performs 1st control (step S110), when abnormality of subsystem 10A, 10B is not detected. Further, the fuel cell system 10 performs the second control (step S120) when an abnormality is detected in at least one of the subsystems 10A and 10B. For this reason, when no abnormality is detected in the subsystems 10A and 10B, the fuel cell system 10 executes the valve opening when both subsystems 10A and 10B are instructed to open the valves. For this reason, the occurrence of fuel gas leakage or the like can be suppressed by performing valve opening after confirming that no abnormality has occurred in both subsystems 10A and 10B. Further, when an abnormality is detected in at least one of the subsystems 10A and 10B, the valve is opened even when only one of the subsystems 10A and 10B is instructed to open the valve. . Therefore, the shut valves 222A and 222B can be opened even when the subsystems 10A and 10B in which the abnormality has occurred and the subsystems 10A and 10B in which the abnormality has not occurred have different opening / closing instructions. It is. Therefore, when the fuel cell system 10 performs power generation, it is possible to prevent the fuel gas from being supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B because the shut valves 222A and 222B cannot be opened.

また以上説明した第1実施形態によれば、第1の制御(ステップS110)及び第2の制御(ステップS120)において、統合制御部610は、2つの制御部600A,600Bから閉弁を指示されている場合に、シャットバルブ222A,222Bに閉弁を指示する(ステップS114、ステップS124)。このため、燃料電池システム10は、サブシステム10A,10Bの異常が検出されているか否かに拘わらず、閉弁を実行する際に2つのサブシステム10A,10B間で同期できる。これにより、一方のサブシステムが発電を実行している状態において、シャットバルブ222A,222Bの閉弁が実行されることを抑制できる。したがって、燃料ガスの供給が停止した状態でサブシステム10A,10Bが燃料ガスを消費することによる燃料ガスの欠乏を抑制できる。   Further, according to the first embodiment described above, in the first control (step S110) and the second control (step S120), the integrated control unit 610 is instructed to close the valve by the two control units 600A and 600B. If so, the shut valves 222A and 222B are instructed to close (steps S114 and S124). For this reason, the fuel cell system 10 can synchronize between the two subsystems 10A and 10B when the valve closing is performed regardless of whether or not an abnormality of the subsystems 10A and 10B is detected. As a result, it is possible to prevent the shut valves 222A and 222B from being closed while one of the subsystems is generating power. Therefore, deficiency of fuel gas due to consumption of fuel gas by subsystems 10A and 10B while fuel gas supply is stopped can be suppressed.

B.第2実施形態
図6は、第2実施形態に係る燃料電池システム10における統合制御部610によって実行されるシャットバルブ222A,222Bの開閉制御を示すフローチャートである。第2実施形態は、シャットバルブ222A,222Bの開閉制御において、燃料電池システム10が正常であると判定(ステップS103:Yes)された後に、燃料ガスの漏れの有無の判定(ステップS201)と凍結の有無の判定(ステップS202)とが行われる点で、第1実施形態と異なる。以下において、第1実施形態と同様の構成については、同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。
B. Second Embodiment FIG. 6 is a flowchart showing opening / closing control of the shut valves 222A and 222B executed by the integrated control unit 610 in the fuel cell system 10 according to the second embodiment. In the second embodiment, in the open / close control of the shut valves 222A and 222B, after determining that the fuel cell system 10 is normal (step S103: Yes), it is determined whether or not there is a fuel gas leak (step S201) and freezing. This is different from the first embodiment in that the presence / absence determination (step S202) is performed. In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態における開閉制御では、統合制御部610は、燃料電池システム10が正常であると判定(ステップS103:Yes)した後に、まず燃料ガスの漏れの有無の判定が実行する(ステップS201)。統合制御部610による燃料ガスの漏れの有無の判定は、第1の制御部600A及び第2の制御部600Bからの燃料ガスの漏れの有無についての通知に応じて行われる。また、各制御部600A,600Bは、圧力センサ242A,242Bによって取得される供給圧力が予め定められた閾値未満である場合には、燃料ガスの漏れがあると判定する。燃料ガスの漏れが発生している場合(ステップS201:Yes)には、統合制御部610は、再び制御部600A,600B間の通信状態と、各制御部600A,600Bからの異常の判定の有無の通知と、を確認する(ステップS101)。   In the open / close control in the present embodiment, the integrated control unit 610 first determines whether or not there is a leak of fuel gas after determining that the fuel cell system 10 is normal (step S103: Yes) (step S201). The determination of the presence or absence of fuel gas leakage by the integrated control unit 610 is performed in response to the notification of the presence or absence of fuel gas leakage from the first control unit 600A and the second control unit 600B. Moreover, each control part 600A, 600B determines that there is a fuel gas leak when the supply pressure acquired by the pressure sensors 242A, 242B is less than a predetermined threshold value. If fuel gas leakage has occurred (step S201: Yes), the integrated control unit 610 again determines the communication status between the control units 600A and 600B and whether or not there is an abnormality from each of the control units 600A and 600B. Is confirmed (step S101).

燃料ガスの漏れが発生していない場合(ステップS201:No)には、統合制御部610は、凍結の有無の判定する(ステップS202)。ここで、本実施形態において、凍結とは、シャットバルブ222A,222Bの凍結を意味する。シャットバルブ222A,222Bが凍結している場合には、シャットバルブ222A,222Bが正常に動作しないおそれがある。例えば、一部のシャットバルブ222A,222Bが開弁の指示に応じて開弁が行えない場合には、逆圧による劣化等が生じる恐れがある。統合制御部610による凍結の有無の判定は、第1の制御部600A及び第2の制御部600Bからの凍結の有無の判定についての通知に応じて行われる。また、各制御部600A,600Bは、例えば、シャットバルブ222A,222Bの近傍に配置された温度センサ(図示しない)によって取得される温度に応じて、凍結の有無を判定する。凍結が発生している場合(ステップS202:Yes)には、統合制御部610は、再び制御部600A,600B間の通信状態と、各制御部600A,600Bからの異常の判定の有無の通知と、を確認する(ステップS101)。凍結が発生していない場合(ステップS202:No)には、第1の制御(ステップS110)を実行する。   If no fuel gas leakage has occurred (step S201: No), the integrated control unit 610 determines whether or not freezing has occurred (step S202). Here, in this embodiment, freezing means freezing of the shut valves 222A and 222B. When the shut valves 222A and 222B are frozen, the shut valves 222A and 222B may not operate normally. For example, when some of the shut valves 222A and 222B cannot be opened in response to a valve opening instruction, there is a possibility that deterioration due to back pressure or the like may occur. Determination of the presence or absence of freezing by the integrated control unit 610 is performed in response to a notification from the first control unit 600A and the second control unit 600B regarding the determination of the presence or absence of freezing. Moreover, each control part 600A, 600B determines the presence or absence of freezing according to the temperature acquired by the temperature sensor (not shown) arrange | positioned in the vicinity of shut valve 222A, 222B, for example. When the freezing has occurred (step S202: Yes), the integrated control unit 610 again notifies the communication state between the control units 600A and 600B and the notification of the presence or absence of abnormality from each control unit 600A and 600B. Are confirmed (step S101). If freezing has not occurred (step S202: No), the first control (step S110) is executed.

以上説明した第2実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の構成を有する点において、同様の効果を奏する。さらに、第2実施形態によれば、燃料ガスの漏れの有無の判定(ステップS201)と凍結の有無の判定(ステップS202)とが行われる。このため、燃料ガスの漏れやシャットバルブ222A,222Bの凍結が発生している場合には、統合制御部610は、開閉制御において、サブシステム10A,10B間での同期を行うか否かの判断を再度行うことができる。   According to the second embodiment described above, the same effects are achieved in that the configuration is the same as that of the first embodiment. Furthermore, according to the second embodiment, the determination of whether or not fuel gas has leaked (step S201) and the determination of whether or not there is freezing (step S202) are performed. Therefore, when fuel gas leaks or the shut valves 222A and 222B are frozen, the integrated control unit 610 determines whether or not to synchronize the subsystems 10A and 10B in the open / close control. Can be done again.

C.他の実施形態
C1.第1の他の実施形態
上記実施形態において、シャットバルブ222A,222Bへの開閉の指示は、統合制御部610によって行われているが、これに限定されない。例えば、統合制御部610は、各制御部600A,600Bに開閉の指示を行い、統合制御部610からの指示を受けた各制御部600A,600Bがシャットバルブ222A,222Bに開閉の指示を実行してもよい。
C. Other Embodiment C1. 1st other embodiment In the said embodiment, although the instruction | indication of opening / closing to shut valve 222A, 222B is performed by the integrated control part 610, it is not limited to this. For example, the integrated control unit 610 instructs the control units 600A and 600B to open and close, and the control units 600A and 600B receiving the instruction from the integrated control unit 610 execute the opening and closing instructions to the shut valves 222A and 222B. May be.

C2.第2の他の実施形態
上記実施形態において、第1の制御部600Aが統合制御部610として機能しているが、これに限定されない。例えば、第2の制御部600Bが統合制御部610として機能してもよく。また、第1の制御部600A及び第2の制御部600Bとは別に、統合制御部610が設けられていてもよい。
C2. Second Other Embodiment In the above embodiment, the first control unit 600A functions as the integrated control unit 610. However, the present invention is not limited to this. For example, the second control unit 600B may function as the integrated control unit 610. In addition, an integrated control unit 610 may be provided separately from the first control unit 600A and the second control unit 600B.

C3.第3の他の実施形態
上記実施形態において、燃料電池システム10は、燃料ガス供給機構300A,300Bにおける異常を検出するための検出部としての圧力センサ350A,350Bを備えているが、これに限定されない。例えば、燃料電池システム10は、燃料ガス供給機構300A,300Bにおける異常を検出するための検出部として、圧力センサ330A,330Bを用いてもよい。また、検出部は、圧力センサに限定されず、異なる種類のセンサであってもよい。例えば、燃料電池システム10は、燃料ガス供給機構300A,300Bにおける燃料ガスの流量を検出する流量計を検出部として有していてもよい。また、検出部は、燃料ガス供給機構300A,300Bにおける異常以外を検出してもよい。例えば、検出部は、酸化剤ガス給排機構400A,400Bの異常を検出するためのセンサ(例えばエアフロメータ)や、燃料電池スタック100A,100Bによる発電量を検出するためのセンサ(例えば電流計や電圧計)であってもよい。この場合であっても、検出部は、サブシステム10A,10Bの異常を検出することができる。
C3. Third Embodiment In the above embodiment, the fuel cell system 10 includes the pressure sensors 350A and 350B as detection units for detecting an abnormality in the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B. However, the present invention is not limited to this. Not. For example, the fuel cell system 10 may use pressure sensors 330A and 330B as detection units for detecting an abnormality in the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B. Further, the detection unit is not limited to the pressure sensor, and may be a different type of sensor. For example, the fuel cell system 10 may include a flow meter that detects the flow rate of the fuel gas in the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B as a detection unit. The detection unit may detect an abnormality other than the abnormality in the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B. For example, the detection unit includes a sensor (for example, an air flow meter) for detecting an abnormality in the oxidant gas supply / discharge mechanism 400A, 400B, or a sensor (for example, an ammeter Voltmeter). Even in this case, the detection unit can detect an abnormality in the subsystems 10A and 10B.

C4.第4の他の実施形態
上記実施形態において、フェールセーフモードは、燃料電池システム10による発電を停止し、燃料電池車両に搭載された二次電池によって供給される電力を用いて駆動用モータ等を動作させる処理であったが、これに限定されない。例えば、フェールセーフモードは、燃料電池システム10による発電量を予め定めた値以下に制限し、燃料電池システム10への負荷を低減する処理であってもよい。また、フェールセーフモードは、2つのサブシステム10A,10Bのうち一方のみによって発電を行う処理であってもよい。
C4. 4th other embodiment In the said embodiment, fail safe mode stops the electric power generation by the fuel cell system 10, and operates a drive motor etc. using the electric power supplied by the secondary battery mounted in the fuel cell vehicle. However, the present invention is not limited to this. For example, the fail safe mode may be a process of limiting the amount of power generated by the fuel cell system 10 to a predetermined value or less and reducing the load on the fuel cell system 10. Further, the fail safe mode may be a process of generating power by only one of the two subsystems 10A and 10B.

C5.第5の他の実施形態
上記実施形態の第1の制御において、一方の制御部600A,600Bのみが閉弁を指示している場合には、閉弁を指示している制御部600A,600Bを備えたサブシステム10A,10Bに備えられたインジェクタ340A,340Bを閉弁してもよい。この場には、閉弁を指示しているサブシステム10A,10Bにおける発電を停止できる。
C5. 5th other embodiment In 1st control of the said embodiment, when only one control part 600A, 600B is instruct | indicating valve closing, control part 600A, 600B instruct | indicating valve closing is carried out. The injectors 340A and 340B provided in the provided subsystems 10A and 10B may be closed. In this place, power generation in the subsystems 10A and 10B instructing valve closing can be stopped.

C6.第6の他の実施形態
第2実施形態における凍結の有無の判定(ステップS202)では、各制御部600A,600Bは、シャットバルブ222A,222Bの近傍に配置された温度センサを用いて、シャットバルブ222A,222Bの凍結の有無を判定しているが、これに限定されない。例えば、各制御部600A,600Bは、外気温センサを用いて、外気温によるシャットバルブ222A,222Bの凍結の危険性を判定してもよい。また、各制御部600A,600Bは、シャットバルブ222A,222B以外の弁機構が凍結した場合であっても、燃料電池システム10における燃料ガスの流通が正常に行われなくなる可能性があるため、シャットバルブ222A,222B以外の弁機構の凍結を判定してもよい。例えば、シャットバルブ222A,222Bに代えて、若しくは加えて、インジェクタ340A,340Bやレギュレータ320A,320Bの凍結を判定してもよい。また、気液分離器370A,370Bに備えられた開閉弁375A,375Bの凍結を判定してもよい。
C6. Sixth Other Embodiment In the determination of the presence or absence of freezing in the second embodiment (step S202), each control unit 600A, 600B uses a temperature sensor disposed in the vicinity of the shut valves 222A, 222B to shut the valve. Although the presence or absence of freezing of 222A and 222B is determined, it is not limited to this. For example, each control unit 600A, 600B may determine the risk of freezing of the shut valves 222A, 222B due to the outside air temperature using an outside air temperature sensor. Further, the control units 600A and 600B may shut down the fuel gas in the fuel cell system 10 even if the valve mechanisms other than the shut valves 222A and 222B are frozen. You may determine freezing of valve mechanisms other than valve 222A, 222B. For example, in place of or in addition to the shut valves 222A and 222B, the freezing of the injectors 340A and 340B and the regulators 320A and 320B may be determined. Further, it may be determined whether the on-off valves 375A and 375B provided in the gas-liquid separators 370A and 370B are frozen.

C7.第7の他の実施形態
上記実施形態において、燃料電池システム10は、燃料電池システム10の運転を停止する際に、燃料ガス貯蔵機構200A,200B及び燃料ガス供給機構300A,300Bにおける燃料ガスの漏れを検出する処理(漏れ検出処理)を行ってもよい。漏れ検出処理は、例えば、シャットバルブ222A,222B及びインジェクタ340A,340Bを閉弁し、シャットバルブ222A,222Bとインジェクタ340A,340Bとの間に形成される閉鎖空間における圧力値を用いて行われる。この場合には、圧力センサ242A,242Bによって取得される閉鎖空間内の圧力値の変動量が予め定めた閾値を超える場合に、制御部600A,600Bは燃料ガスの漏れがあると判定してもよい。例えば、閉鎖空間内における圧力値が上昇する場合には、シャットバルブ222A,222Bが正常に閉弁していないことによって燃料ガスの漏れが発生しているおそれがある。また例えば、閉鎖空間内における圧力値が低下する場合には、インジェクタ340A,340Bが正常に閉弁していないことによって燃料ガスの漏れが発生しているおそれがある。
C7. Seventh Other Embodiments In the above embodiment, when the fuel cell system 10 stops the operation of the fuel cell system 10, the fuel gas leaks in the fuel gas storage mechanisms 200A and 200B and the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B. A process of detecting (leak detection process) may be performed. The leak detection process is performed using, for example, the pressure value in the closed space formed between the shut valves 222A and 222B and the injectors 340A and 340B by closing the shut valves 222A and 222B and the injectors 340A and 340B. In this case, even when the amount of fluctuation in the pressure value in the enclosed space acquired by the pressure sensors 242A and 242B exceeds a predetermined threshold, the control units 600A and 600B determine that there is fuel gas leakage. Good. For example, when the pressure value in the closed space increases, there is a possibility that fuel gas leaks because the shut valves 222A and 222B are not normally closed. Further, for example, when the pressure value in the closed space decreases, there is a possibility that fuel gas leaks due to the injectors 340A and 340B not closing normally.

C8.第8の他の実施形態
上記実施形態において、シャットバルブ222A,222Bは、燃料ガス供給流路のうち各供給分岐流路230A,230Bに配置され、高圧タンク210A,210B毎に設けられているが、これに限定されない。例えば、シャットバルブ222A,222Bは、主流路310A,310Bのうち接続流路312の上流側に配置され、各サブシステム10A,10Bに1つ設けられていてもよい。この場合であっても、シャットバルブ222A,222Bは、開閉によって高圧タンク210A,210Bと燃料電池スタック100A,100Bとを連通または非連通に切り替えることができる。
C8. Eighth Other Embodiment In the above embodiment, the shut valves 222A and 222B are arranged in the supply branch passages 230A and 230B among the fuel gas supply passages, and are provided for the respective high pressure tanks 210A and 210B. However, the present invention is not limited to this. For example, the shut valves 222A and 222B may be arranged on the upstream side of the connection channel 312 in the main channels 310A and 310B, and one may be provided in each of the subsystems 10A and 10B. Even in this case, the shut valves 222A and 222B can switch the high pressure tanks 210A and 210B and the fuel cell stacks 100A and 100B to communication or non-communication by opening and closing.

C9.第9の他の実施形態
上記実施形態において、燃料電池システム10は、2つのサブシステム10A,10Bを備えるが、これに限定されない。例えば、燃料電池システム10は、3つ以上のサブシステム10A,10Bを備えてもよい。この場合において、統合制御部610は、複数のサブシステム10A,10Bの全てに異常がない場合には、第1の制御(ステップS110)を実行する。また、統合制御部610は、複数のサブシステム10A,10Bのうち少なくともいずれか1つに異常がある場合には、第2の制御(ステップS120)を実行する。第1の制御(ステップS110)において、統合制御部610は、全ての制御部600A,600Bから開弁が指示されている場合(ステップS111:Yes)に、全てのシャットバルブ222A,222Bに開弁を指示する(ステップS112)。また、統合制御部610は、全ての制御部600A,600Bから閉弁が指示されている場合(ステップS113:Yes)に、全てのシャットバルブ222A,222Bに閉弁を指示する(ステップS114)。一方、第2の制御(ステップS120)において、統合制御部610は、複数の制御部600A,600Bのうち少なくともいずれか1つから開弁が指示されている場合(ステップS121:Yes)に、全てのシャットバルブ222A,222Bに開弁を指示する(ステップS122)。また、統合制御部610は、全ての制御部600A,600Bから閉弁が指示されている場合(ステップS123:Yes)に、全てのシャットバルブ222A,222Bに閉弁を指示する(ステップS124)。
C9. Ninth Embodiment In the above embodiment, the fuel cell system 10 includes two subsystems 10A and 10B, but is not limited thereto. For example, the fuel cell system 10 may include three or more subsystems 10A and 10B. In this case, the integrated control unit 610 executes the first control (step S110) when there is no abnormality in all of the plurality of subsystems 10A and 10B. Further, the integrated control unit 610 executes the second control (step S120) when there is an abnormality in at least one of the plurality of subsystems 10A and 10B. In the first control (step S110), the integrated control unit 610 opens all the shut valves 222A and 222B when all the control units 600A and 600B are instructed to open the valve (step S111: Yes). Is instructed (step S112). In addition, when all the control units 600A and 600B are instructed to close the valve (step S113: Yes), the integrated control unit 610 instructs all the shut valves 222A and 222B to close (step S114). On the other hand, in the second control (step S120), the integrated control unit 610 is all in the case where the valve opening is instructed from at least one of the plurality of control units 600A and 600B (step S121: Yes). The shut valves 222A and 222B are instructed to open (step S122). In addition, when all the control units 600A and 600B are instructed to close the valve (step S123: Yes), the integrated control unit 610 instructs all the shut valves 222A and 222B to close (step S124).

本発明は、上述の実施形態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 embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or one of the above-described effects. In order to achieve part or all, replacement or combination can be appropriately performed. 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
10A,10B…サブシステム
100A,100B…燃料電池スタック
200A,200B…燃料ガス貯蔵機構
210A,210B…高圧タンク
222A,222B…シャットバルブ
230A,230B…供給分岐流路
240A,240B…供給側接続マニホールド
242A,242B…圧力センサ
250A,250B…充填分岐流路
260A,260B…充填側接続マニホールド
262A,262B…圧力センサ
270A,270B…充填流路
280…レセプタクル
300A,300B…燃料ガス供給機構
310A,310B…主流路
312…接続流路
320A,320B…レギュレータ
330A,330B…圧力センサ
340A,340B…インジェクタ
350A,350B…圧力センサ
360A,360B…燃料ガス循環流路
370A,370B…気液分離器
375A,375B…開閉弁
380A,380B…ポンプ
390A,390B…燃料ガス排出流路
400A,400B…酸化剤ガス給排機構
410A,410B…酸化剤ガス供給流路
420A,420B…酸化剤ガス排出流路
430A,430B…バイパス流路
440A,440B…エアコンプレッサ
450A,450B…三方弁
460A,460B…調圧弁
470A,470B…マフラー
500A,500B…冷媒循環機構
510A,510B…ラジエータ
520A,520B…冷媒供給流路
530A,530B…冷媒回収流路
540A,540B…冷媒バイパス流路
560A,560B…三方弁
600A,600B…制御部
610…統合制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell system 10A, 10B ... Subsystem 100A, 100B ... Fuel cell stack 200A, 200B ... Fuel gas storage mechanism 210A, 210B ... High-pressure tank 222A, 222B ... Shut valve 230A, 230B ... Supply branch flow path 240A, 240B ... Supply side connection manifold 242A, 242B ... Pressure sensor 250A, 250B ... Filling branch flow path 260A, 260B ... Filling side connection manifold 262A, 262B ... Pressure sensor 270A, 270B ... Filling flow path 280 ... Receptacle 300A, 300B ... Fuel gas supply mechanism 310A, 310B ... main flow path 312 ... connection flow path 320A, 320B ... regulator 330A, 330B ... pressure sensor 340A, 340B ... injector 350A, 350B ... pressure sensor 360A 360B ... Fuel gas circulation channel 370A, 370B ... Gas-liquid separators 375A, 375B ... On-off valve 380A, 380B ... Pump 390A, 390B ... Fuel gas discharge channel 400A, 400B ... Oxidant gas supply / discharge mechanism 410A, 410B ... Oxidation Agent gas supply channel 420A, 420B ... Oxidant gas discharge channel 430A, 430B ... Bypass channel 440A, 440B ... Air compressor 450A, 450B ... Three-way valve 460A, 460B ... Pressure regulating valve 470A, 470B ... Muffler 500A, 500B ... Refrigerant Circulation mechanism 510A, 510B ... Radiators 520A, 520B ... Refrigerant supply channel 530A, 530B ... Refrigerant recovery channel 540A, 540B ... Refrigerant bypass channel 560A, 560B ... Three-way valve 600A, 600B ... Control unit 610 ... Integrated control unit

Claims (1)

燃料電池システムであって、
複数のサブシステムと、
前記複数のサブシステムを制御する統合制御部と、を備え、
前記複数のサブシステムは、それぞれ、
燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックへと供給される燃料ガスを貯蔵する高圧タンクと、
前記燃料電池スタックと前記高圧タンクとを連通させる燃料ガス供給流路と、
前記燃料ガス供給流路に配置されているシャットバルブであって、開閉によって前記燃料電池スタックと前記高圧タンクとを連通又は非連通とするシャットバルブと、
前記サブシステムの状態を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された状態に応じた前記サブシステムにおける異常の有無の判定と、前記統合制御部に対して前記シャットバルブの開閉の指示と、を行う制御部と、を備え、
前記燃料電池システムは、さらに、前記複数のサブシステムに備えられた各前記燃料ガス供給流路を互いに連通させる接続流路を有し、
前記統合制御部は、
前記複数のサブシステムに異常がないと判定された場合には、前記各制御部の全てから開弁を指示された後に前記複数のサブシステムのシャットバルブの開弁を実行し、前記各制御部の全てから閉弁を指示された後に前記複数のサブシステムのシャットバルブの閉弁を実行する第1の制御を行い、
前記複数のサブシステムの少なくともいずれか1つに異常があると判定された場合には、前記各制御部のうち少なくともいずれか1つの制御部によって開弁を指示された後に、前記複数のサブシステムのシャットバルブの開弁を実行し、前記各制御部の全てから閉弁を指示された後に前記複数のサブシステムのシャットバルブの閉弁を実行する第2の制御を行う、
燃料電池システム。
A fuel cell system,
Multiple subsystems;
An integrated control unit for controlling the plurality of subsystems,
Each of the plurality of subsystems is
A fuel cell stack that generates power using fuel gas; and
A high-pressure tank for storing fuel gas supplied to the fuel cell stack;
A fuel gas supply channel for communicating the fuel cell stack and the high-pressure tank;
A shut valve disposed in the fuel gas supply channel, wherein the shut valve opens and closes the fuel cell stack and the high pressure tank to communicate with each other, and
A detection unit for detecting a state of the subsystem;
A controller that determines whether or not there is an abnormality in the subsystem according to the state detected by the detector, and instructs the integrated controller to open and close the shut valve;
The fuel cell system further includes a connection flow path for communicating the fuel gas supply flow paths provided in the plurality of subsystems with each other,
The integrated control unit
When it is determined that there is no abnormality in the plurality of subsystems, the opening of the shut valves of the plurality of subsystems is executed after instructed to open the valves by all the control units, and the control units Performing a first control to perform shut-off of the shut valves of the plurality of subsystems after being instructed to close the valve by all of
When it is determined that there is an abnormality in at least one of the plurality of subsystems, the plurality of subsystems are instructed to be opened by at least one of the controllers. Performing the second control of executing the closing of the shut valves of the plurality of subsystems after instructing the closing of the valves by all the control units.
Fuel cell system.
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