JP2021176121A - 水素漏れ検知機構 - Google Patents

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Abstract

【課題】水素センサの数を抑えつつ、水素漏れを効率良く検出する。【解決手段】燃料電池システムの水素漏れを検知する水素漏れ検知機構は、燃料電池システムの少なくとも一部である水素流通部を収納する外殻部と、水素センサと、外殻部内の空間の少なくとも一部を区画するように配置されて水素を厚み方向に透過させる多孔質シートと、を備え、外殻部内において、多孔質シートよりも下方の領域に水素流通部が配置されると共に、多孔質シートよりも上方の領域に水素センサが配置される。【選択図】図１

Description

本開示は、燃料電池システムの水素漏れを検知する水素漏れ検知機構に関する。
車両のフロントルームのような閉じられた空間内に、燃料電池スタックのような燃料電池システムの一部を配置する場合には、燃料電池スタック等の水素が流通する部位で水素漏れが生じたときに、上記空間内の水素濃度が過度に高まる前に水素漏れを検知することが望まれる。このような水素漏れを検知するための構成として、燃料電池スタックの上方に、固定部材を介して車両駆動用補機を連結させると共に、固定部材は、車両搭載時に上方のみが開放された断面形状を備える構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、固定部材の下方における漏洩水素の滞留を抑えて、フロントルーム内に設けた水素センサによる水素漏れの検出を容易にしている。
特開２００５−１２４３５７号公報
しかしながら、燃料電池スタックから漏洩した水素が、固定部材等に妨げられることなく上方へ移動可能であっても、水素漏れの検知が遅れる場合があった。例えば、燃料電池スタックから水素が漏洩すると、漏洩した水素は上方に移動した後にフロントルーム内の上方内壁付近に滞留する。このとき、上記のように漏洩水素が上方に移動してフロントルーム内壁に達する箇所から離間した位置に水素センサが配置されている場合には、水素センサの周囲の水素濃度が検出限界以上に達するまでに長時間を要し、水素漏れの検知が遅れてしまう。水素漏れの検知の遅れを抑える方法としては、水素センサの数を増やす方法も考えられるが、水素センサの増加は抑制することが望ましい。このような課題は、燃料電池システムを車載する場合だけでなく、定置型の燃料電池システムにおいても同様に生じる。
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本開示の一形態によれば、燃料電池システムの水素漏れを検知する水素漏れ検知機構が提供される。この水素漏れ検知機構は、前記燃料電池システムの少なくとも一部であって、燃料電池と、前記燃料電池に供給する水素を貯蔵する水素タンクと、のうちの少なくとも一方の装置と、該装置に接続された水素配管を備える水素配管部と、を含む水素流通部を、収納する外殻部と、前記外殻部内に配置された水素センサと、前記外殻部内の空間の少なくとも一部を区画するように配置されて、水素を厚み方向に透過させる多孔質シートと、を備え、前記外殻部内において、前記多孔質シートよりも下方の領域に、前記水素流通部が配置されると共に、前記多孔質シートよりも上方の領域に、前記水素センサが配置されている。
この形態の水素漏れ検知機構によれば、外殻部内において、多孔質シートよりも下方の領域に、水素流通部が配置されると共に、多孔質シートよりも上方の領域に、水素センサが配置される。そのため、水素流通部で欠陥が生じて、水素流通部内の水素が欠陥箇所から噴出したときに、噴出した水素を多孔質シートに通過させることによって、水素センサにより検出可能な水素濃度となっている領域の範囲を広げることができる。その結果、水素センサによる水素漏れの検知を早めることができる。
（２）上記形態の水素漏れ検知機構において、前記外殻部内を鉛直方向に見たときに、前記水素流通部に含まれる水素の流路の接続部と、前記水素センサとが、前記多孔質シートと重なるように配置されていることとしてもよい。この形態の水素漏れ検知機構によれば、水素流通部に含まれる水素の流路の接続部で欠陥が生じて水素漏れが起こるときに、水素センサによる水素漏れの検知を早めることができる。
（３）上記形態の水素漏れ検知機構において、前記外殻部内を鉛直方向に見たときに、前記多孔質シートと重なるように配置されている前記接続部が、複数存在することとしてもよい。この形態の水素漏れ検知機構によれば、複数の接続部のいずれかで欠陥が生じて水素漏れが起こるときに、水素センサの数を抑えつつ、水素センサによる水素漏れの検知を早めることができる。
（４）上記形態の水素漏れ検知機構は、さらに、前記水素配管部に接続されて内部に水素が流れ、前記装置とは異なる他の装置を備え、前記接続部は、前記複数の水素配管のうちの隣り合う水素配管同士の接続部と、前記水素配管と前記装置との接続部と、前記水素配管と前記他の装置との接続部と、のうちのいずれか１つを含むこととしてもよい。この形態の水素漏れ検知機構によれば、水素漏れが生じる可能性が比較的高い接続部で水素漏れが生じたときに、速やかに水素漏れを検知することができる。
（５）上記形態の水素漏れ検知機構において、前記多孔質シートは、開口率が２０〜５０％である構成としてもよい。この形態の水素漏れ検知機構によれば、水素を厚み方向に透過させる効率を確保しつつ、配管接続部から噴出する水素を多孔質シートの表面に沿って広げる機能を高めることができる。
（６）上記形態の水素漏れ検知機構は、燃料電池車両に搭載されており、前記外殻部は、前記燃料電池車両のフロントコンパートメントであり、前記水素センサは、前記フロントコンパートメントの内壁面であって、前記フロントコンパートメントを開閉するフロントフードとは異なる部位に固定されていることとしてもよい。この形態の水素漏れ検知機構によれば、フロントフードとは異なる位置に水素センサを固定することにより、配線の引き回し等に制限されることなく、水素センサの配置の自由度を高めることができると共に、水素センサをこのような配置にしても、上方に移動中の水素を検出可能となることで、水素センサによる水素漏れの検知を早める効果を高めることができる。
本開示は、水素漏れ検知機構以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、水素漏れ検知機構と共に用いられる燃料電池システム、水素漏れ検知機構を搭載した燃料電池車両、水素漏れ検知機構と燃料電池システムとを備える定置型電源、あるいは、水素漏れ検知方法等の形態で実現することができる。
燃料電池車両の概略構成を表わす説明図。 燃料電池システムの概略構成を表わす説明図。 多孔質シートを表わす平面図。 フロントコンパートメント内の配置の一例を模式的に表わす説明図。 実施形態の水素漏れ検知機構のシミュレーション結果を表わす説明図。 比較例の水素漏れ検知機構のシミュレーション結果を表わす説明図。 水素センサの配置箇所における水素濃度の変化の様子を表わすグラフ。 実施形態の水素漏れ検知機構のシミュレーション結果を表わす説明図。 比較例の水素漏れ検知機構のシミュレーション結果を表わす説明図。 水素センサの配置箇所における水素濃度の変化の様子を表わすグラフ。 多孔質シートを表わす平面図。 多孔質シートを表わす平面図。
Ａ．第１実施形態：
図１は、本開示の第１実施形態としての水素漏れ検知機構１２を備える燃料電池車両１０の概略構成を表わす説明図である。なお、図１、および後述する図４には、相互に直交するＸＹＺ軸が示されている。＋Ｘ方向は、燃料電池車両１０の「左側」であり、−Ｘ方向は、燃料電池車両１０の「右側」である。＋Ｙ方向は、燃料電池車両１０の「上側」であり、−Ｙ方向は「下側」である。Ｙ方向は「鉛直方向」でもある。＋Ｚ方向は、燃料電池車両１０の進行方向の前方を示し、−Ｚ方向は、燃料電池車両１０の進行方向の後方を示す。Ｘ方向およびＺ方向は、「水平方向」でもある。
図２は、燃料電池車両１０が搭載する燃料電池システム１５の概略構成を表わす説明図である。以下では、まず、図２に基づいて燃料電池システム１５について説明する。
燃料電池システム１５は、燃料電池１１０と、燃料電池１１０に燃料ガスである水素を供給する動作に係る水素供給系２０と、燃料電池１１０に酸化ガスである空気を供給する動作に係る酸化ガス供給系３０と、燃料電池１１０に冷媒を流通させる動作に係る冷却系６０と、を備える。
燃料電池１１０は、発電体としての単セル７０を複数積層したスタック構造を有している。本実施形態では、燃料電池１１０は固体高分子形燃料電池としているが、他種の燃料電池を用いてもよい。
水素供給系２０は、水素タンク２１と、水素タンク２１と燃料電池１１０とを接続する水素供給流路２２と、燃料電池１１０に接続されて燃料電池１１０からアノードオフガスが排出される水素排出流路２４と、水素供給流路２２と水素排出流路２４とを接続して、アノードオフガスの少なくとも一部を水素供給流路２２に循環させる循環流路２５と、を備える。水素供給流路２２と水素排出流路２４と循環流路２５とは、それぞれ、複数の水素配管を備えており、「水素配管部」とも呼ばれる。水素供給系２０において、水素タンク２１に貯蔵された水素ガスは、水素供給流路２２の主止弁４０の流路開閉と、減圧バルブ４２での減圧を経て、インジェクタ４３から燃料電池１１０に供給される。循環流路２５を循環する水素の圧力は、水素ポンプ４４によって調節される。アノードオフガスの一部は、水素排出流路２４に設けられた気液分離器４５および開閉バルブ４６を経由して、大気放出される。これにより、循環流路２５内を循環する水素ガス中の水素以外の不純物（水蒸気や窒素など）を流路外に排出することができる。
酸化ガス供給系３０は、エアコンプレッサ３１と、酸化ガス供給管３２と、酸化ガス排出管３４とを備える。エアコンプレッサ３１は、空気を圧縮し、酸化ガス供給管３２を介して、燃料電池１１０に空気を供給する。燃料電池１１０から排出されるカソードオフガスは、酸化ガス排出管３４を介して、燃料電池システム１５の外部に排出される。
冷却系６０は、冷媒流路６２と、ラジエータ６１と、冷媒ポンプ６３と、を備える。冷媒流路６２は、その両端が、燃料電池１１０内に設けられた冷媒流路に接続されている。冷媒ポンプ６３は、冷媒流路６２に設けられており、冷媒ポンプ６３を駆動することにより、燃料電池１１０内の冷媒流路と冷媒流路６２との間で冷媒を循環させることができる。ラジエータ６１は、冷媒流路６２に設けられ、冷媒流路６２内を流れる冷媒を冷却する。
図１に戻り、燃料電池車両１０では、フロントフード７２に覆われたフロントコンパートメント７０内に、燃料電池１１０が配置されている。フロントコンパートメント７０は、燃料電池車両１０において、車室の前方部分に設けられた空間である。フロントコンパートメント７０は、「外殻部」とも呼ばれる。また、図１では、燃料電池車両１０の車室の床下空間に配置される水素タンク２１と、水素タンク２１と燃料電池１１０とを接続する水素供給流路２２とが、示されている。フロントコンパートメント７０内に収納される燃料電池システム１５の一部のうち、燃料電池１１０と、燃料電池１１０に接続される水素配管部と、を含む水素が流れる部位は、「水素流通部」とも呼ばれる。
フロントコンパートメント７０内には、さらに種々の装置が配置されるが、図１では、一例として燃料電池１１０上に高電圧ユニット１２０が配置される様子を示しており、フロントコンパートメント７０内の他の装置については記載を省略している。高電圧ユニット１２０は、例えば、燃料電池１１０の出力電圧を、図示しない車両駆動モータおよびエアコンプレッサ３１の駆動に適した電圧に昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータや、水素ポンプ４４および冷媒ポンプ６３のドライバとして機能するインバータを備えることができる。また、フロントコンパートメント７０内には、燃料電池補機の他、車両駆動モータや空調装置など、種々の機器や装置を配置することができる。
フロントコンパートメント７０内には、さらに、フロントフード７２から離間した位置に、水素センサ５０が設けられている。さらに、フロントコンパートメント７０内には、多孔質シート５２が配置されている。これらの水素センサ５０および多孔質シート５２は、後述する配管等の接続部（継手）と共に、本実施形態の水素漏れ検知機構１２を構成する。これらの部材の位置関係については、後に詳しく説明する。
図３は、本実施形態の多孔質シート５２を表わす平面図である。本実施形態の多孔質シート５２は、メッシュにより形成されており、水素を厚み方向に透過させることができる構造を有している。多孔質シート５２を平面視したときの開口率は、水素を厚み方向に透過させる効率を確保する観点から、１０％以上が好ましく、２０％以上がより好ましい。また、多孔質シート５２は、後述するように、配管等の接続部から漏れた水素が多孔質シート５２の表面に向かって流れたときに、水素を厚み方向に透過させつつ、水素流れを乱して水素流れを上記表面に沿って広げる機能を有する。そのため、多孔質シート５２の表面で上記のように水素流れを広げる機能を確保する観点から、多孔質シート５２の開口率は、６０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましい。ただし、多孔質シート５２の開口率は、１０％以下、あるいは、６０％以上とすることも可能である。なお、メッシュにより形成される多孔質シート５２の開口率、すなわち、メッシュ全体の面積に対する開口部の面積の割合は、メッシュの目開（線と線の間の距離）およびピッチを用いて（図３参照）、以下の（１）式により求めることができる。
開口率（％）＝（目開き÷ピッチ）２×１００ …（１）
このような多孔質シート５２の厚みは、ハンドリングに適した強度を確保する観点から、０．２ｃｍ以上が好ましく、０．５ｃｍ以上がより好ましい。また、多孔質シート５２の厚みは、多孔質シート５２が占めるスペースあるいは多孔質シート５２の重量を抑える観点から、２．０ｃｍ以下が好ましく、１．０ｃｍ以下がより好ましい。
多孔質シート５２を構成する材質としては、配管等の接続部に生じた欠陥から、配管等の内部の水素圧に応じた圧力で多孔質シート５２の表面に向かって水素が噴出する場合であっても、多孔質シート５２の構造が保持される強度と、多孔質シート５２の使用環境に耐える耐熱性、耐寒性、耐食性を有していれば、種々の材料選択可能である。例えば、ステンレス鋼、ニッケル合金、アルミニウム合金などの金属材料や、ポリエステル、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料を用いることができる。
多孔質シート５２は、図１に示すように、フロントコンパートメント７０内の空間の少なくとも一部を区画するように配置されている。また、フロントコンパートメント７０内を水平方向に見たときに（ＸＺ平面に平行な向きに見たときに）、多孔質シート５２よりも下方（−Ｙ方向）の領域に、燃料電池システム１５の少なくとも一部である水素流通部として、燃料電池１１０と、燃料電池１１０に接続される水素配管部（例えば、図１に示す水素供給流路２２の一部）と、を含む構造が配置される。図１では、多孔質シート５２よりも下方の領域を、領域７０ａとして示している。また、フロントコンパートメント７０内を水平方向に見たときに、多孔質シート５２よりも上方（＋Ｙ方向）の領域に、水素センサ５０が配置される。図１では、多孔質シート５２よりも上方の領域を、領域７０ｂとして示している。
さらに、本実施形態では、フロントコンパートメント７０内を鉛直方向（Ｙ方向）に見たときに、上記した燃料電池１１０に接続される既述した水素配管部を構成する水素配管同士の接続部、水素配管部を構成する水素配管と燃料電池１１０との接続部、水素配管部に接続されて内部に水素が流れる燃料電池１１０とは異なる他の装置と上記水素配管との接続部、のうちのいずれかである複数の接続部と、水素センサ５０とが、多孔質シート５２と重なるように配置されている。以下では、上記した３種類の接続部を合わせて「配管接続部」とも呼ぶ。
図４は、フロントコンパートメント７０内を鉛直方向（Ｙ方向）に見たときの様子の一例を模式的に表わす説明図である。図４では、燃料電池１１０に接続される水素配管部（水素供給流路２２、水素排出流路２４、および循環流路２５）を構成する複数の水素配管のうちの隣り合う水素配管同士の接続部の位置を、矢印Ｉにより示している。また、燃料電池１１０に接続される水素配管部を構成する水素配管と燃料電池１１０との接続部の位置を、矢印ＩＩにより示している。また、燃料電池１１０に接続される水素配管部に設けられて内部に水素が流れる燃料電池１１０とは異なる装置（図４では、水素ポンプ４４）と水素配管との接続部の位置を、矢印ＩＩＩにより示している。図４では、一例として、矢印Ｉで示した７つの接続部と、矢印ＩＩで示した２つの接続部と、矢印ＩＩＩで示した１つの接続部とが、水素センサ５０と共に、Ｙ方向に見たときに多孔質シート５２と重なるように配置される様子が示されている。
Ｙ方向に見たときに多孔質シート５２と重なる矢印Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩで位置を示した配管接続部（継手）は、それぞれ任意の数とすることができ、典型例では、配管接続部の合計が２以上である。「水素配管部に接続されて内部に水素が流れ、燃料電池１１０とは異なる他の装置」は、図４に示した水素ポンプ４４以外であってもよく、例えば、気液分離器４５や、開閉バルブ４６などの水素配管部に設けられたバルブとすることができる。
図４では、多孔質シート５２が配置された範囲を破線で囲んで示している。多孔質シート５２は、例えば、ねじ止めにより、フロントコンパートメント７０内に固定することができる。具体的には、高電圧ユニット１２０などのフロントコンパートメント７０内に配置される機器を構成する筐体の表面や、フロントコンパートメント７０の内壁面などの複数箇所（例えば、５〜６か所）に、ブラケットを取り付け、このブラケットに対して、多孔質シート５２をねじ止めすればよい。ただし、ねじ止め以外の方法により、多孔質シート５２をフロントコンパートメント７０内に固定してもよい。本実施形態では、多孔質シート５２は、フロントコンパートメント７０内におけるフロントフード７２から離間した箇所に、固定されている。
以上のように構成された本実施形態の水素漏れ検知機構１２を搭載する燃料電池車両１０によれば、フロントコンパートメント７０内において、多孔質シート５２よりも下方の領域に、水素流通部が配置されると共に、多孔質シート５２よりも上方の領域に、水素センサ５０が配置される。そして、フロントコンパートメント７０内を鉛直方向に見たときに、水素流通部に含まれる複数の配管接続部と水素センサ５０とが、多孔質シート５２と重なるように配置されている。そのため、上記した複数の配管接続部のいずれかの箇所で欠陥が生じて、水素流通部内の高圧の水素が欠陥箇所から噴出したときに、水素センサ５０による水素漏れの検知を早めることができる。その結果、水素漏れを停止させる等の対策をより早く行なうことが可能になり、安全性を高めることができる。
具体的には、上記した複数の配管接続部のいずれかの箇所で欠陥が生じると、この欠陥から多孔質シート５２に向かって、水素が上方に噴出する。フロントコンパートメント７０内には、既述したように燃料電池１１０および高電圧ユニット１２０の他、例えば、車両走行に係る機器や空調装置の一部を構成する機器等、種々の機器が配置される。そのため、上記欠陥における水素の噴出の向きが上方とは異なる向きであっても、周囲の上記機器に水素流が当たることにより、水素流れが上方に向かうように変更される。水素流が上方に流れて多孔質シート５２に当たると、水素は、多孔質シート５２の厚み方向に多孔質シート５２内を透過してさらに上方に流れつつ、水素流れが乱されて、多孔質シート５２の下方の表面に沿って水素流れの範囲が広げられる。燃料電池１１０に供給される燃料ガスは、純度の高い水素ガスであり、上記欠陥から噴出する水素は、水素センサ５０の検出限界に比べて極めて濃度が高い。そのため、水素流れが多孔質シート５２に当たって多孔質シート５２を透過することにより、多孔質シート５２よりも上方の領域では、下方の領域に比べて、水素センサ５０により検出可能な比較的高い水素濃度となっている領域の範囲が、広がる。
上記欠陥の鉛直上方に水素センサ５０が配置されている場合には、多孔質シート５２を設けない場合であっても、欠陥から噴出した水素が水素センサ５０に到達することにより、水素センサ５０によって速やかに水素漏れが検知される。しかしながら、本実施形態の多孔質シート５２を設けることなく、水素センサ５０と鉛直方向に重ならない箇所で水素漏れが生じた場合には、漏れた水素が上方に上昇してフロントフード７２の内側に一旦滞留し、その後、水素センサ５０の周囲の水素濃度が高まって水素センサ５０の検出限界を超えたときに初めて、水素センサ５０によって水素漏れが検知される。本実施形態によれば、欠陥箇所と水素センサ５０とが鉛直方向に重ならない場合であっても、多孔質シート５２を設けることにより、水素センサ５０の検出限界以上の濃度で水素が上昇する範囲を広げることができ、上昇途中の水素を検出することにより、水素漏れの検知のタイミングを早めることができる。
また、多孔質シート５２を設けて、水素センサ５０の検出限界以上の濃度で水素が上昇する範囲を広げることができることにより、水素漏れが生じる欠陥が生じやすい箇所（既述した配管接続部）が複数存在する場合であっても、単一の水素センサ５０により、複数の配管接続部における水素漏れの検知が可能になる。そのため、水素漏れ検知のために設けるべき水素センサ５０の数を抑制することができる。
水素センサ５０と鉛直方向に重ならない箇所で水素漏れが生じた場合に水素漏れ検知を早める効果を高めるためには、欠陥から噴出する水素流の予想流速や水素センサ５０の検出限界等に応じて、多孔質シート５２の開口率や、既述した複数の配管接続部と多孔質シート５２との距離や、多孔質シート５２と水素センサ５０との距離等を、適宜設定すればよい。
また、本実施形態では、多孔質シート５２を設けることによって上昇途中の水素の濃度が高い領域を水平方向に広げており、水素センサ５０は、上昇途中の水素を検出すればよいそのため、フロントコンパートメント７０の上端部を覆うフロントフード７２よりも下方の位置に、水素センサ５０を設けることができる。このように、開閉自在に構成されたフロントフード７２に水素センサ５０を設ける必要がないため、配線の引き回し等に制限されることなく、水素センサ５０の配置の自由度を高めることができる。
また、本実施形態によれば、多孔質シート５２を設けることにより、フロントフード７２を開けたときに、多孔質シート５２の下方に配置された高電圧ユニット１２０等の高電圧機器に、フロントフード７２を開けた作業者等が接触することを抑え、安全性を高めることができる。さらに、本実施形態によれば、多孔質シート５２を設けることにより、多孔質シート５２の下方の領域に配置された機器が何らかの理由で破損する場合であっても、破損した部品の飛散を多孔質シート５２によって抑えることができ、安全性を高めることができる。
図５は、本実施形態の水素漏れ検知機構１２の効果を確認するために行なったシミュレーション結果を表わす説明図であり、図６は、多孔質シート５２を有しない比較例におけるシミュレーション結果を図５と同様に示す説明図である。図５および図６は、水平方向にフロントコンパートメント７０内を見た様子を表わしており、燃料電池１１０の下方で引き回される配管の継手から水素が漏洩するときの、水素濃度の分布状態を表わしている。図５および図６は、多孔質シート５２の有無以外は同様の条件でシミュレーションした結果を表わしている。具体的には、図５および図６は、配管内の水素圧が２００ｋＰａ、配管内の水素流量が２５ＮＬ／ｍｉｎ、継手における水素の噴出方向が鉛直上方、継手から漏れた水素の濃度が１００％、配管における漏洩部位の大きさが直径１０ｍｍとなるように条件を設定してシミュレーションを行なった結果を示す。図５では、多孔質シート５２であるメッシュの開口率を３０％とした。また、図５および図６では、配管における漏洩部位は、鉛直上方に噴出した水素が燃料電池１１０の底面に当たる位置に設定しており、水素センサ５０の検出限界として水素濃度３．５％を想定した。
図５と図６とを比較すると、図５において多孔質シート５２が配置された位置よりも下方の領域である領域７０ａでは、水素濃度分布は図５と図６で同様となっている。図５および図６では、領域７０ａにおいて、漏洩部位からの鉛直方向の距離が同じである位置の、水素濃度が４％以上である範囲の一例を、矢印αによって示している。また、図５および図６では、多孔質シート５２が配置された位置よりも上方の領域である領域７０ｂにおいて、水素センサ５０と水平方向に重なる位置の、水素濃度が４％以上である範囲を、それぞれ、矢印β１、矢印β２によって示している。図５と図６とを比較すると、矢印αの長さ（水素濃度が４％以上である領域の幅）は、図５と図６とで同じであるが、図５の矢印βの長さの方が図６の矢印β２よりも長くなっている。そして、図５では、水素センサ５０は、水素濃度が４％以上の範囲に含まれるが、図６では、水素センサ５０は、水素濃度が４％の範囲外に位置している。図５と図６との比較により、多孔質シート５２を採用することで水素漏洩の検知が早くなることが理解される。
図７は、図５および図６に示したシミュレーション結果に関して、水素センサ５０が配置された箇所における水素濃度の変化の様子を示すグラフである。本実施形態に係る図５のシミュレーション結果に対応するグラフをグラフ（ａ）として示し、比較例に係る図６のシミュレーション結果に対応するグラフをグラフ（ｂ）として示す。図７では、配管継手において水素漏れが生じたタイミングを時間０として、水素センサ５０が配置された箇所における水素濃度の経時的な変化を示している。図７に示すように、多孔質シート５２を設ける場合には、多孔質シート５２を設けることにより水素濃度が高い範囲が広がった結果、水素センサ５０の周りの水素濃度が速やかに上昇して、水素漏洩の検知が早まることが確認された。これに対して、多孔質シート５２を設けない比較例では、水素センサ５０の周りの水素濃度の上昇が大きく遅れることが確認された。なお、比較例に対応するグラフ（ｂ）では、水素漏れが生じた直後に、水素センサ５０が配置された箇所の水素濃度が比較的高くなっている。これは、漏洩した水素が燃料電池１１０等の周囲の構造物にぶつかって、水素流れが乱れることにより、比較的水素濃度が高い範囲の塊が生じ、このような塊が上昇して水素センサ５０が配置された位置を通過したためと考えられる。
図８および図９は、図５〜図７とは異なる条件によるシミュレーション結果を、図５および図６と同様にして示す説明図である。図８は、多孔質シート５２を有する本実施形態に係る結果を示し、図９は、多孔質シート５２を有しない比較例に係る結果を示す。図８および図９に示すシミュレーション結果の条件は、水素の漏洩部位の配置以外の条件は、図５および図６とで同じである。図８および図９では、配管における漏洩部位は、鉛直上方に噴出した水素が、燃料電池１１０等の周囲の機器にぶつかることなく上方に流れる位置に設定されている。
図８および図９においても、図５および図６と同様に、多孔質シート５２が配置された位置よりも下方の領域である領域７０ａでは、多孔質シート５２の有無にかかわらず、水素濃度分布は同様となっている（図８および図９の矢印α参照）。そして、多孔質シート５２が配置された位置よりも上方の領域である領域７０ｂでは、水素濃度が４％以上である領域の幅は、図９に比べて図８の方が長くなっており（図８の矢印β１および図９の矢印β２参照）、図８では、図９とは異なり、水素センサ５０は、水素濃度が４％以上の範囲に含まれた。これにより、図８および図９に示す漏洩部位の配置であっても、多孔質シート５２を採用することにより、水素漏洩の検知が早くなることが理解される。
図１０は、図８および図９に示したシミュレーション結果に関して、水素センサ５０が配置された箇所における水素濃度の変化の様子を、図７と同様にして示すグラフである。本実施形態に係る図８のシミュレーション結果に対応するグラフをグラフ（ａ）として示し、比較例に係る図９のシミュレーション結果に対応するグラフをグラフ（ｂ）として示す。図１０に示すように、多孔質シート５２を設ける場合には、多孔質シート５２を設けることにより水素濃度が高い範囲が広がった結果、水素センサ５０の周りの水素濃度が速やかに上昇して、比較例に比べて水素漏洩の検知のタイミングが早まることが確認された。
Ｂ．第２実施形態：
図１１は、本開示の第２実施形態の多孔質シート１５２を表わす平面図である。第２実施形態の多孔質シート１５２は、第１実施形態の多孔質シート５２と同様にして用いられる。図１１に示すように、多孔質シート１５２は、多孔体により形成されている。多孔質シート１５２を構成する多孔体は、例えば、３次元網目構造を骨格として有する多孔質体や、発泡体とすることができる。多孔質シート１５２は、第１実施形態の多孔質シート５２と同様の金属材料や樹脂材料により形成することができる。
多孔質シート１５２は、多孔質シート５２と同様に、配管等の接続部から漏れた水素が多孔質シート５２の表面に向かって流れたときに、水素を厚み方向に透過させつつ、水素流れを乱して水素流れを上記表面に沿って広げる機能を有している。そのため、多孔質シート１５２の開口率は、多孔質シート５２と同様の理由により、１０％以上が好ましく、２０％以上がより好ましい。また、多孔質シート５２と同様の理由により、６０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましい。ただし、多孔質シート１５２の開口率は、１０％以下、あるいは、６０％以上とすることも可能である。多孔質シート１５２を平面視したときの開口率は、例えば、多孔質シート１５２の表面をカメラで撮像し、得られた画像を５倍に拡大し、画像処理により、画像中の特定範囲において、多孔質シート１５２全体の面積に対する、厚み方向に貫通する箇所の面積の合計の割合を算出して求めればよい。多孔質シート１５２の厚みは、多孔質シート５２と同様の理由により、０．２ｃｍ以上が好ましく、０．５ｃｍ以上がより好ましい。また、２．０ｃｍ以下が好ましく、１．０ｃｍ以下がより好ましい。
このような構成としても、水素漏れ検知機構１２において、多孔質シート１５２を第１実施形態の多孔質シート５２と同様の配置にすることにより、水素センサ５０による水素漏れの検知を早め、水素センサ５０の数を抑制することができ、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第２実施形態では、多孔質シート１５２を構成する多孔質体は、第１実施形態の多孔質シート５２を構成するメッシュに比べて、３次元的に入り組んだ構造を有している。そのため、配管接続部の欠陥から多孔質シート１５２の表面に向かって水素が流れたときに、水素流れを上記表面に沿って広げる機能を高めることができる。その結果、多孔質シート１５２よりも上方の領域において、水素濃度が水素センサ５０の検出限界以上となる範囲を広げて、水素センサ５０による水素漏れの検知を早める効果を高めることができる。
Ｃ．第３実施形態：
図１２は、本開示の第３実施形態の多孔質シート２５２を表わす平面図である。第３実施形態の多孔質シート２５２は、第１実施形態の多孔質シート５２と同様にして用いられる。図１２に示すように、多孔質シート２５２は、パンチングメタルにより形成されている。多孔質シート２５２は、第１実施形態の多孔質シート５２と同様の金属材料により形成することができる。
多孔質シート２５２は、多孔質シート５２と同様に、配管等の接続部から漏れた水素が多孔質シート５２の表面に向かって流れたときに、水素を厚み方向に透過させつつ、水素流れを乱して水素流れを上記表面に沿って広げる機能を有している。そのため、多孔質シート２５２の開口率は、多孔質シート５２と同様の理由により、１０％以上が好ましく、２０％以上がより好ましい。また、多孔質シート５２と同様の理由により、６０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましい。ただし、多孔質シート２５２の開口率は、１０％以下、あるいは、６０％以上とすることも可能である。多孔質シート２５２を平面視したときの開口率は、例えば、多孔質シート２５２の表面をカメラで撮像し、得られた画像を５倍に拡大し、画像処理により、画像中の特定範囲において、多孔質シート２５２全体の面積に対する、パンチングメタルの穴部の面積の合計の割合を算出して求めればよい。多孔質シート２５２の厚みは、多孔質シート５２と同様の理由により、０．２ｃｍ以上が好ましく、０．５ｃｍ以上がより好ましい。また、２．０ｃｍ以下が好ましく、１．０ｃｍ以下がより好ましい。
このような構成としても、水素漏れ検知機構１２において、多孔質シート２５２を第１実施形態の多孔質シート５２と同様の配置にすることにより、水素センサ５０による水素漏れの検知を早め、水素センサ５０の数を抑制することができ、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、多孔質シート２５２を構成するパンチングメタルは、一般に、メッシュ等に比べて、シートを透過した（パンチングメタルの穴部を通過した）ガス流れを大きく乱す。そのため、配管接続部から多孔質シート２５２の表面に向かって水素が流れたときに、水素流れを上記表面に沿って広げる機能を高め、多孔質シート１５２よりも上方の領域において、水素濃度が水素センサ５０の検出限界以上となる範囲を広げる効果を高めることができる。また、パンチングメタルを用いる場合には、パンチングメタルに設ける穴部の直径と、穴部を設ける間隔であるピッチとを変更することにより、多孔質シート２５２の開口率を所望の値に調節することが容易になる。さらに、パンチングメタルを用いる場合には、多孔質シートの厚みを抑えつつ多孔質シートの強度を確保することが容易になり、配管接続部から噴出する水素が多孔質シート２５２にぶつかっても、多孔質シート２５２の変形が抑えられる。
Ｄ．他の実施形態：
（Ｄ１）上記各実施形態では、多孔質シートは、水素センサ５０および複数の配管接続部から離間して配置されているが、異なる構成としてもよい。例えば、水素センサ５０の一部、例えば水素センサ５０の先端部が、多孔質シートに接していてもよい。あるいは、複数の配管接続部のうちの一部が、多孔質シートに接していてもよい。ただし、配管接続部に生じた欠陥から噴出した水素が多孔質シートに当たって水平方向に広がる効果を大きくするためには、複数の配管接続部のすべてが、多孔質シートから離間することが望ましい。
（Ｄ２）上記各実施形態では、水素漏れ検知機構１２は、単一の多孔質シートを備えることとしたが、異なる構成としてもよい。例えば、フロントコンパートメント７０内において、水平方向にずれて配置された複数の多孔質シートを設けてもよい。この場合には、少なくとも一つの多孔質シートを、フロントコンパートメント７０内の空間の少なくとも一部を区画するように配置して、上記少なくとも一つの多孔質シートと、複数の配管接続部と、水素センサ５０と、の位置関係を、各実施形態で説明した位置関係とすることで、各実施形態と同様の効果が得られる。
（Ｄ３）上記各実施形態では、燃料電池１１０と、燃料電池１１０に接続される水素配管部と、を含む水素流通部を収納する外殻部を、フロントコンパートメント７０としたが、異なる構成としてもよい。例えば、外殻部は、車室の床下空間や、車室より後ろのリアコンパートメントであってもよい。
（Ｄ４）上記各実施形態では、外殻部に収納されて多孔質シートの下方の領域に配置される水素流通部が、燃料電池１１０と、燃料電池１１０に接続される水素配管部と、を含むこととしたが、異なる構成としてもよい。燃料電池１１０に代えて、あるいは、燃料電池１１０に加えて、水素タンク２１を水素流通部に含めて、外殻部内に収納してもよい。燃料電池１１０と水素タンク２１とのうちの少なくとも一方の装置と、この装置に接続される水素配管部と、を含む水素流通部を外殻部内に配置し、外殻部内において、多孔質シートと複数の配管接続部と水素センサ５０との位置関係を、各実施形態で説明した位置関係とすることで、各実施形態と同様の効果が得られる。
（Ｄ５）上記各実施形態では、外殻部内を鉛直方向に見たときに、水素センサ５０と共に多孔質シートと重なるように配置される接続部を、既述した３種類の配管接続部のうちのいずれかとしたが、異なる構成としてもよい。多孔質シートと重なるように配置される複数の接続部は、既述した配管接続部とは異なる接続部を含んでいてもよく、水素流通部に含まれる水素の流路の接続部であればよい。
（Ｄ６）上記各実施形態では、外殻部内を鉛直方向に見たときに、水素センサ５０と共に多孔質シートと重なるように配置される接続部を複数設けているが、上記接続部は一つであってもよい。このような構成であっても、水素濃度が比較的高い領域が多孔質シートによって広げられることで、水素センサの配置箇所の自由度を確保しつつ、水素センサによる水素漏れの検知を早める効果が得られる。
（Ｄ７）上記各実施形態では、外殻部内を鉛直方向に見たときに、水素流通部に含まれる接続部と水素センサとが、多孔質シートと重なるように配置しているが、異なる構成としてもよい。外殻部内において、多孔質シートよりも下方の領域に水素流通部が配置されると共に、多孔質シートよりも上方の領域に水素センサが配置されていればよい。外殻部内を鉛直方向に見たときに、接続部と水素センサとが多孔質シートと重なっていなくても、水素流路部に生じた欠陥から噴出する水素が多孔質シートに向いている場合や、水素漏れ検知機構１２を搭載する車両が傾いている場合や、外殻部内に例えば走行風が流入して漏洩水素が多孔質シートに向かって流れる場合などには、水素濃度が比較的高い領域が多孔質シートによって広げられることで、水素センサによる水素漏れの検知を早める効果が得られる。
（Ｄ８）上記実施形態では、水素漏れ検知機構１２を燃料電池車両１０に搭載したが、異なる構成としてもよい。水素漏れ検知機構１２は、燃料電池を搭載する車両以外の移動体に搭載してもよく、あるいは、燃料電池を備える定置型の発電装置に適用してもよい。
本開示は、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。
１０…燃料電池車両、１２…水素漏れ検知機構、１５…燃料電池システム、２０…水素供給系、２１…水素タンク、２２…水素供給流路、２４…水素排出流路、２５…循環流路、３０…酸化ガス供給系、３１…エアコンプレッサ、３２…酸化ガス供給管、３４…酸化ガス排出管、４０…主止弁、４２…減圧バルブ、４３…インジェクタ、４４…水素ポンプ、４５…気液分離器、４６…開閉バルブ、５０…水素センサ、５２，１５２，２５２…多孔質シート、６０…冷却系、６１…ラジエータ、６２…冷媒流路、６３…冷媒ポンプ、７０…フロントコンパートメント、７２…フロントフード、８０…単セル、１１０…燃料電池、１２０…高電圧ユニット

Claims (6)

  1. 燃料電池システムの水素漏れを検知する水素漏れ検知機構であって、
    前記燃料電池システムの少なくとも一部であって、燃料電池と、前記燃料電池に供給する水素を貯蔵する水素タンクと、のうちの少なくとも一方の装置と、該装置に接続された水素配管を備える水素配管部と、を含む水素流通部を、収納する外殻部と、
    前記外殻部内に配置された水素センサと、
    前記外殻部内の空間の少なくとも一部を区画するように配置されて、水素を厚み方向に透過させる多孔質シートと、
    を備え、
    前記外殻部内において、前記多孔質シートよりも下方の領域に、前記水素流通部が配置されると共に、前記多孔質シートよりも上方の領域に、前記水素センサが配置されている
    水素漏れ検知機構。
  2. 請求項１に記載の水素漏れ検知機構であって、
    前記外殻部内を鉛直方向に見たときに、前記水素流通部に含まれる水素の流路の接続部と、前記水素センサとが、前記多孔質シートと重なるように配置されている
    水素漏れ検知機構。
  3. 請求項２に記載の水素漏れ検知機構であって、
    前記外殻部内を鉛直方向に見たときに、前記多孔質シートと重なるように配置されている前記接続部が、複数存在する
    水素漏れ検知機構。
  4. 請求項２または請求項３に記載の水素漏れ検知機構であって、さらに、
    前記水素配管部に接続されて内部に水素が流れ、前記装置とは異なる他の装置を備え、
    前記接続部は、
    前記複数の水素配管のうちの隣り合う水素配管同士の接続部と、
    前記水素配管と前記装置との接続部と、
    前記水素配管と前記他の装置との接続部と、
    のうちのいずれか１つを含む
    水素漏れ検知機構。
  5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の水素漏れ検知機構であって、
    前記多孔質シートは、開口率が２０〜５０％である
    水素漏れ検知機構。
  6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の水素漏れ検知機構であって、
    前記水素漏れ検知機構は、燃料電池車両に搭載されており、
    前記外殻部は、前記燃料電池車両のフロントコンパートメントであり、
    前記水素センサは、前記フロントコンパートメントの内壁面であって、前記フロントコンパートメントを開閉するフロントフードとは異なる部位に固定されている
    水素漏れ検知機構。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114566678B (zh) * 2022-01-12 2023-07-25 上海杰宁新能源科技发展有限公司 一种可检测氢燃料浓度的氢燃料电池氢气供气装置
US11774044B1 (en) * 2022-03-29 2023-10-03 Zhejiang University Composite pipeline for transporting hydrogen and method for monitoring hydrogen leakage

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006327396A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池自動車の水素センサ取り付け構造
JP2009063352A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Nissan Motor Co Ltd ガス物理量検出装置，燃料電池システム，車両
JP2009277594A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Honda Motor Co Ltd 燃料電池車両
JP2010012958A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Suzuki Motor Corp 車両用燃料ガス検出装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07105221B2 (ja) 1987-07-20 1995-11-13 日立マクセル株式会社 非水液体活物質電池の製造方法
JP3705994B2 (ja) 1999-05-13 2005-10-12 株式会社日本自動車部品総合研究所 水素センサ、電池の過充電・過放電検出装置および燃料電池の水素漏れ検出装置
JP4310735B2 (ja) 2003-10-20 2009-08-12 スズキ株式会社 燃料電池システムを搭載する車両
JP2007048578A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JP4618182B2 (ja) * 2006-03-30 2011-01-26 トヨタ自動車株式会社 車両用燃料ガス検出装置
CN101501400B (zh) * 2006-08-22 2011-08-10 松下电器产业株式会社 燃烧装置、燃料处理装置及燃料电池发电系统
JP5210008B2 (ja) * 2008-03-18 2013-06-12 本田技研工業株式会社 燃料電池自動車
FR2952232B1 (fr) * 2009-10-30 2011-12-16 Michelin Soc Tech Pile a combustible et procedure d'arret d'une pile a combustible.
US8196448B2 (en) 2010-01-20 2012-06-12 GM Global Technology Operations LLC Hydrogen sensor assembly
JP2012163341A (ja) * 2011-02-03 2012-08-30 Honda Motor Co Ltd 水素検出システム
JP6102888B2 (ja) * 2014-11-07 2017-03-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
JP6992414B2 (ja) 2017-11-06 2022-01-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車における配管構造
CN110323472B (zh) 2018-03-30 2023-01-17 本田技研工业株式会社 燃料电池车辆及燃料电池用燃料气体检测装置
JP7064924B2 (ja) 2018-03-30 2022-05-11 本田技研工業株式会社 燃料電池車両

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006327396A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池自動車の水素センサ取り付け構造
JP2009063352A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Nissan Motor Co Ltd ガス物理量検出装置，燃料電池システム，車両
JP2009277594A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Honda Motor Co Ltd 燃料電池車両
JP2010012958A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Suzuki Motor Corp 車両用燃料ガス検出装置

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