JP2024037551A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池から排出されるガスを再び燃料電池に供給しつつ、タンクに貯留された水が燃料電池に供給されることを抑制することができる技術を提供する。【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池に燃料ガスを供給する第１通路と、燃料電池から排出されるガスと水をタンクに排出する第２通路と、タンクから排出されるガスを第１通路に供給する第３通路と、第２通路と第３通路に接続されており、第２通路からタンクを迂回して第３通路にガスを供給する第４通路と、第４通路を開閉する第１弁と、第３通路と第４通路との接続部分よりもタンク側の第３通路を開閉する第２弁と、車両の状態を検出する車両状態検出手段と、を備えてもよい。【選択図】図１

Description

本明細書に開示する技術は、燃料電池システムに関する。

特許文献１に車両に搭載される燃料電池システムが開示されている。特許文献１の燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池から排出される水を貯留するタンクと、燃料電池に燃料ガスを供給する第１通路と、燃料電池から排出されるガスと水をタンクに排出する第２通路と、タンクから排出されるガスを第１通路に供給する第３通路とを備えている。特許文献１の燃料電池システムでは、燃料電池から排出されるガスが、第２通路、タンク、第３通路、及び第１通路を通じて再び燃料電池に供給される。

特開２０１２－９９４４５

特許文献１の構成では、例えば、燃料電池システムが搭載されている車両が傾斜すると、それに伴いタンクも傾斜することにより、タンクに貯留されている水がタンクから流出してしまうことがある。そして、タンクから流出した水が、第３通路と第１通路を通じて再び燃料電池に供給されてしまうことがある。

本明細書は、燃料電池から排出されるガスを再び燃料電池に供給しつつ、タンクに貯留された水が燃料電池に供給されることを抑制することができる技術を提供する。

本技術の第１の態様では、車両に搭載される燃料電池システムが、燃料電池と、前記燃料電池から排出される水を貯留するタンクと、前記燃料電池に燃料ガスを供給する第１通路と、前記燃料電池から排出されるガスと水を前記タンクに排出する第２通路と、前記タンクから排出されるガスを前記第１通路に供給する第３通路と、前記第２通路と前記第３通路に接続されており、前記第２通路から前記タンクを迂回して前記第３通路にガスを供給する第４通路と、前記第４通路を開閉する第１弁と、前記第３通路と前記第４通路との接続部分よりも前記タンク側の前記第３通路を開閉する第２弁と、前記車両の状態を検出する車両状態検出手段と、制御部と、を備えてもよい。前記制御部は、前記車両状態検出手段により検出される前記車両の状態に基づいて、前記第１弁を開弁すると共に前記第２弁を閉弁する状態と、前記第２弁を開弁すると共に前記第１弁を閉弁する状態と、を切り換えてもよい。

この構成によれば、例えば、燃料電池システムが搭載されている車両が傾斜して、それに伴いタンクが傾斜することによりタンクに貯留された水がタンクから流出したとしても、第２弁を閉弁することにより、タンクから流出した水が第３通路を通じて第１通路に供給されることを抑制することができる。これにより、タンク内の水が第３通路と第１通路を通じて燃料電池に供給されることを抑制することができる。また、第２弁を閉弁したとしても、第１弁を開弁することにより、燃料電池から排出されるガスを、第２通路、第４通路、第３通路、及び第１通路を通じて再び燃料電池に供給することができる。よって、燃料電池から排出されるガスを再び燃料電池に供給しつつ、タンクに貯留された水が燃料電池に供給されることを抑制することができる。

第２の態様では、上記第１の態様において、燃料電池システムが、前記タンク内の水を外部に排出する排水通路と、前記排水通路を開閉する排水弁と、を更に備えてもよい。前記制御部は、前記車両状態検出手段により検出される前記車両の状態に基づいて、前記第１弁を開弁すると共に前記第２弁を閉弁した状態で、前記排水弁を開弁することにより前記タンク内の水を前記排水通路を通じて外部に排出し、その後に前記タンク内の水位が所定の下限水位未満になる場合に、前記第２弁を開弁すると共に前記第１弁を閉弁してもよい。

この構成によれば、例えばタンクが傾斜したとしても、タンク内の水を排出することにより、タンクから第３通路に水が流出することを抑制することができる。また、タンク内の水位が低下した後は、第１弁を閉弁することにより、燃料電池から排出される水が第２通路から第４通路を通じて第３通路に水が流入することを抑制することができる。また、第１弁を閉弁したとしても、第２弁を開弁することにより、燃料電池から排出されるガスを、第２通路、タンク、第３通路、及び第１通路を通じて再び燃料電池に供給することができる。

実施例の燃料電池システムの模式図。 実施例の排気排水弁開閉処理のフローチャート。 実施例の三方弁開閉処理のフローチャート。 変形例の三方弁開閉処理のフローチャート。

実施例の燃料電池システム２について図面を参照して説明する。図１は、実施例の燃料電池システム２の模式図である。図１に示すように、燃料電池システム２は、水素タンク１２と、燃料電池１０と、気液分離タンク１４と、制御部５０とを備えている。燃料電池システム２は、例えば、燃料電池車等の車両（不図示）に搭載される。燃料電池システム２は、車両の傾斜角度θを検出する角度センサ６０と、車両に生じる遠心力Ｆを検出する加速度センサ６２とを備えている。

水素タンク１２は、燃料電池１０に供給するための水素ガス（燃料ガス）を貯留している。水素タンク１２には水素供給通路３０が接続されている。水素供給通路３０は、その上流端が水素タンク１２に接続され、下流端が燃料電池１０に接続されている。水素供給通路３０は、水素タンク１２から燃料電池１０に水素ガスを供給する。

水素供給通路３０には電磁弁２２とエゼクタ１６が設けられている。電磁弁２２は、水素供給通路３０を開閉する。電磁弁２２が開弁すると水素供給通路３０を通じて燃料電池１０に水素ガスが供給される。電磁弁２２の開度は調節可能である。

エゼクタ１６は、電磁弁２２よりも下流側（燃料電池１０側）の水素供給通路３０に設けられている。エゼクタ１６には後述する循環通路３６の下流端が接続されている。エゼクタ１６は、水素供給通路３０を流れる水素ガスの圧力により循環通路３６を流れるガスを吸引して水素供給通路３０の下流側へ排出する器具である。

燃料電池１０について説明する。燃料電池１０には水素供給通路３０の他に、空気供給通路３２が接続されている。空気供給通路３２は、その上流端が空気供給源（不図示）に接続され、下流端が燃料電池１０に接続されている。空気供給通路３２を通じて空気供給源から燃料電池１０に空気が供給される。空気供給通路３２の上流端は外気に開放されていてもよい。空気供給通路３２には、燃料電池１０に向けて空気を圧送するポンプ１８が設けられている。

燃料電池１０は、水素供給通路３０により供給される水素と、空気供給通路３２により供給される空気に含まれる酸素とを用いて発電する。燃料電池１０は、例えば、容器の内部に積み重ねられた複数の電池セル（不図示）を備えており、各電池セルが、水素と酸素の化学反応により発電する。電池セルは、例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell））や固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ（Polymer Electrolyte Fuel Cell））であるが、これらに限定されない。燃料電池１０では、発電の際に水素と酸素の化学反応により水が発生する。また、燃料電池１０では、発電の際に未反応の水素ガスがオフガスとして排出される。燃料電池１０には、燃料電池１０の出力電流値を検出する電流センサ２４が電気的に接続されている。電流センサ２４により検出される燃料電池１０の出力電流値の情報は、制御部５０に送信される。

燃料電池１０には、水素排出通路３４の上流端が接続されている。水素排出通路３４の下流端は気液分離タンク１４に接続されている。水素排出通路３４は、燃料電池１０で発生する水を気液分離タンク１４に排出する。また、水素排出通路３４は、燃料電池１０から排出されるオフガス（水素ガス）を気液分離タンク１４に排出する。水素排出通路３４の上流端と下流端の間にはバイパス通路４２が接続されている。バイパス通路４２については後述する。

燃料電池１０には、更に、空気排出通路３８の上流端が接続されている。空気排出通路３８の下流端は空気の排出先（不図示）に接続されている。空気排出通路３８は、燃料電池１０から排出される空気を排出先に排出する。

気液分離タンク１４について説明する。気液分離タンク１４は、水素排出通路３４を通じて排出される水を貯留する。気液分離タンク１４には水位センサ５２が設けられている。また、気液分離タンク１４には、水素排出通路３４の他に、排気排水通路４０と循環通路３６が接続されている。気液分離タンク１４の上部に水素排出通路３４と循環通路３６が接続されており、気液分離タンク１４の底部に排気排水通路４０が接続されている。

水位センサ５２は、気液分離タンク１４に貯留されている水の水位を検出する。水位センサ５２としては、例えば、フロート式、超音波式、静電容量式のセンサを用いることができる。フロート式のセンサは、例えば、気液分離タンク１４内の水に浮かぶフロートを備えており、そのフロートの高さ位置に基づいて水位を検出する。超音波式のセンサは、例えば、気液分離タンク１４内の水の水面に向けて超音波を発信すると共に、水面で反射した超音波を受信する構成である。超音波式のセンサは、超音波の発信から受信までの時間に基づいて水位を検出する。静電容量式のセンサは、例えば、水の誘電率と空気の誘電率との差を利用して気液分離タンク１４内の水の水位を検出する。

排気排水通路４０は、気液分離タンク１４に貯留されている水を外部に排出するための通路である。排気排水通路４０の下流端は水の排出先（不図示）に接続されている。排気排水通路４０を通じて気液分離タンク１４から排出先に水が排出される。排気排水通路４０には、排気排水通路４０を開閉する排気排水弁２０が設けられている。排気排水弁２０が開弁すると排気排水通路４０を通じて水が排出される。また、気液分離タンク１４内のオフガスも水と共に排出される。

循環通路３６は、その上流端が気液分離タンク１４に接続されており、下流端がエゼクタ１６を介して水素供給通路３０に接続されている。水素供給通路３０を流れる水素ガスの圧力により、循環通路３６を流れるオフガス（水素ガス）がエゼクタ１６を介して水素供給通路３０に吸引される。これにより、気液分離タンク１４から循環通路３６を通じて水素供給通路３０にオフガスが供給される。このオフガスは、水素供給通路３０を通じて燃料電池１０に供給される。したがって、燃料電池１０から排出されたオフガス（水素ガス）が循環して再び燃料電池１０に供給される。

循環通路３６の上流端と下流端の間にはバイパス通路４２が接続されている。バイパス通路４２は、その上流端が水素排出通路３４に接続され、下流端が循環通路３６に接続されている。バイパス通路４２は、水素排出通路３４を流れるオフガスを循環通路３６に供給する。バイパス通路４２は、水素排出通路３４から気液分離タンク１４を迂回して循環通路３６にオフガスを供給する。

バイパス通路４２と循環通路３６との接続部分４４には三方弁２６が設けられている。三方弁２６は、バイパス通路４２から循環通路３６にオフガスが供給される状態（第１状態）と、バイパス通路４２から循環通路３６にオフガスが供給されずに、三方弁２６よりも上流側（気液分離タンク１４側）の循環通路３６から三方弁２６よりも下流側（エゼクタ１６側）の循環通路３６にオフガスが供給される状態（第２状態）と、に切り換え可能である。三方弁２６の第１状態では、三方弁２６よりも上流側（気液分離タンク１４側）の循環通路３６から三方弁２６よりも下流側（エゼクタ１６側）の循環通路３６にオフガスが供給されない。

三方弁２６は、バイパス通路４２を開閉する第１弁２６ａと、循環通路３６を開閉する第２弁２６ｂとを備えている。第２弁２６ｂは、バイパス通路４２と循環通路３６との接続部分４４よりも上流側（気液分離タンク１４側）の循環通路３６を開閉する。三方弁２６は、第１弁２６ａが開弁すると共に第２弁２６ｂが閉弁する状態（第１状態）と、第２弁２６ｂが開弁すると共に第１弁２６ａが閉弁する状態（第２状態）とに切り換え可能である。

燃料電池システム２の制御部５０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えており、所定のプログラムに従って燃料電池システム２に関する様々な制御や処理を実行する。制御部５０は、例えば、車両のＥＣＵ（Engine Control Unit）である。

角度センサ６０は、例えば、燃料電池システム２が搭載されている車両の走行中や停止中に、その車両の傾斜角度θを検出する。角度センサ６０により検出される傾斜角度θの情報は、制御部５０に送信される。加速度センサ６２は、例えば、燃料電池システム２が搭載されている車両がカーブを走行しているときに、その車両に生じる遠心力Ｆを検出する。加速度センサ６２は、例えば、直交する３方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）の加速度及び力を検出することができる。加速度センサ６２により検出される遠心力Ｆの情報は、制御部５０に送信される。

次に、燃料電池システム２の運転について説明する。上記の燃料電池システム２では、水素供給通路３０を通じて燃料電池１０に水素ガスが供給され、空気供給通路３２を通じて燃料電池１０に空気が供給される。これにより、燃料電池１０で発電が行われる。燃料電池１０の発電時の出力電流値は、電流センサ２４により検出される。

燃料電池１０では発電時に水が発生する。燃料電池１０で発生した水は、水素排出通路３４により気液分離タンク１４に排出され、気液分離タンク１４に貯留される。気液分離タンク１４内の水の水位は、水位センサ５２により検出される。

（排気排水弁開閉処理；図２）
次に、実施例の排気排水弁開閉処理について説明する。図２は、排気排水弁開閉処理のフローチャートである。排気排水弁開閉処理は、例えば、燃料電池システム２が搭載されている車両のスタートボタンが押されてスイッチがオンになると開始される。図２に示すように、排気排水弁開閉処理のＳ２では、制御部５０が、排気排水通路４０に設けられている排気排水弁２０が閉弁状態であるか否かを判断する。排気排水弁２０が閉弁状態である場合（Ｓ２でＹＥＳ）、処理はＳ４に進む。排気排水弁２０が閉弁状態である場合は、燃料電池１０から排出される水が気液分離タンク１４に貯留される。一方、排気排水弁２０が閉弁状態でなく、開弁状態である場合（Ｓ２でＮＯ）、処理はＳ８に進む。排気排水弁２０が開弁状態である場合は、気液分離タンク１４に貯留されている水が排気排水通路４０を通じて外部に排出される。

Ｓ２でＹＥＳの後のＳ４では、制御部５０が、気液分離タンク１４内の水位Ｗが所定の上限水位ＷＵ以上になるか否かを判断する。気液分離タンク１４内の水位Ｗは、電流センサ２４により検出される出力電流値に基づいて算出される。気液分離タンク１４内の水位Ｗが上限水位ＷＵ以上になる場合（Ｓ４でＹＥＳ）、処理はＳ６に進む。気液分離タンク１４内の水位Ｗが上限水位ＷＵ以上にならない場合（Ｓ４でＮＯ）、処理は待機する。Ｓ４でＹＥＳの後のＳ６では、制御部５０が、排気排水弁２０を開弁する。排気排水弁２０が開弁すると、気液分離タンク１４に貯留されている水が排気排水通路４０を通じて外部に排出される。その後、処理はＳ２に戻る。

Ｓ２でＮＯの後のＳ８では、制御部５０が、気液分離タンク１４内の水位Ｗが所定の下限水位ＷＬ以下になるか否かを判断する。気液分離タンク１４内の水位Ｗが下限水位ＷＬ以下になる場合（Ｓ８でＹＥＳ）、処理はＳ１０に進む。気液分離タンク１４内の水位Ｗが下限水位ＷＬ以下にならない場合（Ｓ８でＮＯ）、処理は待機する。Ｓ８でＹＥＳの後のＳ１０では、制御部５０が、排気排水弁２０を閉弁する。排気排水弁２０が閉弁すると、燃料電池１０から排出される水が気液分離タンク１４に貯留される。その後、処理はＳ２に戻る。排気排水弁開閉処理は、例えば、燃料電池システム２が搭載されている車両のストップボタンが押されてスイッチがオフになると終了する。

（三方弁開閉処理；図３）
次に、実施例の三方弁開閉処理について説明する。図３は、三方弁開閉処理のフローチャートである。三方弁開閉処理は、例えば、燃料電池システム２が搭載されている車両のスタートボタンが押されてスイッチがオンになると開始される。三方弁開閉処理は、例えば、上記の排気排水弁開閉処理（図２参照）と並行して実行される。三方弁開閉処理が開始される段階では、燃料電池システム２の三方弁２６の第１弁２６ａが閉弁しており、第２弁２６ｂが開弁している。図３に示すように、三方弁開閉処理のＳ１２では、制御部５０が、車両の傾斜角度θが所定の基準角度θｒ以上であるか否かを判断する。車両の傾斜角度θは、角度センサ６０により検出される。車両の傾斜角度θが基準角度θｒ以上である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、処理はＳ１４に進む。この場合、車両の傾斜に伴って気液分離タンク１４も基準角度θｒ以上に傾斜している。一方、車両の傾斜角度θが基準角度θｒ未満である場合（Ｓ１２でＮＯ）、処理はＳ１８に進む。

Ｓ１２でＹＥＳの後のＳ１４では、制御部５０が、気液分離タンク１４内の水位Ｗが所定の下限水位ＷＬ以上であるか否かを判断する。気液分離タンク１４内の水位Ｗが下限水位ＷＬ以上である場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、処理はＳ１６に進む。一方、気液分離タンク１４内の水位Ｗが下限水位ＷＬ未満である場合（Ｓ１４でＮＯ）、処理はＳ１８に進む。

Ｓ１４でＹＥＳの後のＳ１６では、制御部５０が、三方弁２６の第１弁２６ａを開弁し、第２弁２６ｂを閉弁する。また、制御部５０が、排気排水弁２０を開弁する。三方弁２６の第１弁２６ａが開弁すると、水素排出通路３４からバイパス通路４２を通じて循環通路３６にオフガスが流れる。このオフガスは、三方弁２６よりも下流側の循環通路３６と、エゼクタ１６と、水素供給通路３０とを通じて燃料電池１０に供給される。また、排気排水弁２０が開弁すると、気液分離タンク１４に貯留されている水が排気排水通路４０を通じて外部に排出される。

一方、三方弁２６の第２弁２６ｂが閉弁すると、三方弁２６よりも上流側の循環通路３６から三方弁２６よりも下流側の循環通路３６にオフガスが流れなくなる。また、気液分離タンク１４が傾斜することにより気液分離タンク１４内の水が仮に循環通路３６に流入したとしても、その水が三方弁２６よりも下流側の循環通路３６に流れなくなる。Ｓ１６の後、処理はＳ１４に戻る。

Ｓ１４でＮＯ（又は上記のＳ１２でＮＯ）後のＳ１８では、制御部５０が、三方弁２６の第１弁２６ａを閉弁し、第２弁２６ｂを開弁する（既に第１弁２６ａを閉弁しており、第２弁２６ｂを開弁している場合は、その状態を維持する。）。また、Ｓ１８では、制御部５０が、排気排水弁２０を閉弁する（既に閉弁している場合は、その状態を維持する。）。第１弁２６ａが閉弁すると、水素排出通路３４からバイパス通路４２を通じて循環通路３６にオフガスが流れなくなる。また、排気排水弁２０が閉弁すると、燃料電池１０から排出される水が気液分離タンク１４に貯留される。

一方、第２弁２６ｂが開弁すると、三方弁２６よりも上流側の循環通路３６から三方弁２６よりも下流側の循環通路３６にオフガスが流れるようになる。Ｓ１４でＮＯの場合は、気液分離タンク１４内の水位Ｗが下限水位ＷＬ未満なので、気液分離タンク１４が傾斜したとしても、気液分離タンク１４内の水が循環通路３６に流入し難い。また、Ｓ１２でＮＯの場合は、車両の傾斜角度θが基準角度θｒ未満なので、気液分離タンク１４内の水が循環通路３６に流入し難い。Ｓ１８の後、処理はＳ１２に戻る。三方弁開閉処理は、例えば、燃料電池システム２が搭載されている車両のストップボタンが押されてスイッチがオフになると終了する。

（効果）
以上、実施例の燃料電池システム２について説明した。以上の説明から明らかなように、燃料電池システム２は、水素排出通路３４から気液分離タンク１４を迂回して循環通路３６にオフガスを供給するバイパス通路４２と、バイパス通路４２を開閉する第１弁２６ａと、循環通路３６とバイパス通路４２との接続部分４４よりも上流側の循環通路３６を開閉する第２弁２６ｂとを備えている。また、燃料電池システム２は、車両の傾斜角度θを検出する角度センサ６０を備えている。制御部５０は、角度センサ６０により検出される車両の傾斜角度θに基づいて、第１弁２６ａを開弁すると共に第２弁２６ｂを閉弁する状態（第１状態）と、第２弁２６ｂを開弁すると共に第１弁２６ａを閉弁する状態（第２状態）と、を切り換える（図３のＳ１２、Ｓ１６、Ｓ１８参照）。

この構成によれば、燃料電池システム２が搭載されている車両が傾斜して、それに伴い気液分離タンク１４が傾斜することにより気液分離タンク１４に貯留された水が気液分離タンク１４から流出したとしても、三方弁２６の第２弁２６ｂを閉弁することにより、気液分離タンク１４から流出した水が循環通路３６を通じて水素供給通路３０に供給されることを抑制することができる。これにより、気液分離タンク１４内の水が循環通路３６と水素供給通路３０を通じて燃料電池１０に供給されることを抑制することができる。また、第２弁２６ｂを閉弁したとしても、第１弁２６ａを開弁することにより、燃料電池１０から排出されるオフガスを、水素排出通路３４、バイパス通路４２、循環通路３６、及び水素供給通路３０を通じて再び燃料電池１０に供給することができる。よって、燃料電池１０から排出されるオフガスを再び燃料電池１０に供給しつつ、気液分離タンク１４に貯留された水が燃料電池１０に供給されることを抑制することができる。

また、制御部５０は、角度センサ６０により検出される車両の傾斜角度θに基づいて、三方弁２６の第１弁２６ａを開弁すると共に第２弁２６ｂを閉弁した状態で、排気排水弁２０を開弁することにより気液分離タンク１４内の水を排気排水通路４０を通じて外部に排出し、その後に、気液分離タンク１４内の水位Ｗが下限水位ＷＬ未満になる場合に、第２弁２６ｂを開弁すると共に第１弁２６ａを閉弁する（図３のＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８参照）。

この構成によれば、例えば気液分離タンク１４が傾斜したとしても、気液分離タンク１４内の水を排出することにより、気液分離タンク１４から循環通路３６に水が流出することを抑制することができる。また、気液分離タンク１４内の水位が低下した後は、第１弁２６ａを閉弁することにより、燃料電池１０から排出される水が水素排出通路３４からバイパス通路４２を通じて循環通路３６に水が流入することを抑制することができる。また、第１弁２６ａを閉弁したとしても、第２弁２６ｂを開弁することにより、燃料電池１０から排出されるオフガスを、水素排出通路３４、気液分離タンク１４、循環通路３６、及び水素供給通路３０を通じて再び燃料電池１０に供給することができる。

（対応関係）
気液分離タンク１４が、「タンク」の一例である。水素供給通路３０が、「第１通路」の一例であり、水素排出通路３４が、「第２通路」の一例であり、循環通路３６が、「第３通路」の一例であり、バイパス通路４２が、「第４通路」の一例である。排気排水通路４０が、「排水通路」の一例であり、排気排水弁２０が、「排水弁」の一例である。角度センサ６０が、「車両状態検出手段」の一例である。角度センサ６０により検出される車両の傾斜角度が、車両状態検出手段により検出される「車両の状態」の一例である。

（変形例）
（１）上記の実施例では、車両状態検出手段の一例として角度センサ６０を用いていたが、この構成に限定されない。変形例では、車両状態検出手段の一例として加速度センサ６２を用いてもよい。この場合、三方弁開閉処理のＳ１２の処理（図３参照）に代えて、図４に示すように、Ｓ２２の処理が実行される。Ｓ２２では、制御部５０が、燃料電池システム２が搭載されている車両に生じる遠心力Ｆが所定の基準遠心力Ｆｒ以上であるか否かを判断する。車両に生じる遠心力Ｆは、加速度センサ６２により検出される。加速度センサ６２により検出される遠心力Ｆが、車両状態検出手段により検出される「車両の状態」の一例である。加速度センサ６２により検出される遠心力Ｆが基準遠心力Ｆｒ以上である場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、処理はＳ１４に進む。一方、加速度センサ６２により検出される遠心力Ｆが基準遠心力Ｆｒ未満である場合（Ｓ２２でＮＯ）、処理はＳ１８に進む。

この構成によれば、例えば、燃料電池システム２が搭載されている車両がカーブを走行することにより遠心力が生じ、その遠心力により気液分離タンク１４内の水が循環通路３６に流出したとしても、三方弁２６の第２弁２６ｂを閉弁することにより、気液分離タンク１４から流出した水が循環通路３６を通じて水素供給通路３０に供給されることを抑制することができる。これにより、気液分離タンク１４内の水が循環通路３６と水素供給通路３０を通じて燃料電池１０に供給されることを抑制することができる。

（２）更なる変形例では、車両状態検出手段の一例として車載カメラ（不図示）を用いてもよい。制御部５０は、車両の走行中に車載カメラにより取得される動画に基づいて車両の揺動状態を判断してもよい。制御部５０は、車両の揺動状態が所定の基準値以上である場合に、三方弁２６の第１弁２６ａを開弁し、第２弁２６ｂを閉弁してもよい（Ｓ１６参照）。制御部５０は、車両の揺動状態が所定の基準値未満である場合に、三方弁２６の第２弁２６ｂを開弁し、第１弁２６ａを閉弁してもよい（Ｓ１８参照）。この構成によれば、例えば、車両が走行中に揺動することにより気液分離タンク１４内の水が循環通路３６に流出したとしても、三方弁２６の第２弁２６ｂを閉弁することにより、気液分離タンク１４から流出した水が循環通路３６を通じて水素供給通路３０に供給されることを抑制することができる。これにより、気液分離タンク１４内の水が燃料電池１０に供給されることを抑制することができる。

（３）上記の実施例では、バイパス通路４２を開閉する第１弁２６ａと、循環通路３６を開閉する第２弁２６ｂとが、三方弁２６として一体で構成されていたが、この構成に限定されない。変形例では、第１弁２６ａと第２弁２６ｂが別体で構成されていてもよい。

（４）上記の実施例では、気液分離タンク１４内の水の水位が水位センサ５２により検出される構成であったが、この構成に限定されない。変形例では、制御部５０が、電流センサ２４により検出される燃料電池１０の出力電流値に基づいて、気液分離タンク１４内の水の水位を算出してもよい。例えば、燃料電池１０の出力電流値がＩアンペアである場合、燃料電池１０では単位時間当たり、Ｉ／２Ｆ×Ｎ（ｍｏｌ／ｓ）＝１８／１０００×Ｉ／２Ｆ×Ｎ（Ｌ／ｓ）の水が発生すると考えられる。Ｆは、ファラデー定数であり、Ｎは、燃料電池１０の電池セルの数である。制御部５０は、この値を時間積分することにより、気液分離タンク１４内の水の水位を算出してもよい。制御部５０は、燃料電池１０の出力電流値に基づいて算出した水位に応じて排気排水弁２０を開閉してもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：燃料電池システム、１０：燃料電池、１２：水素タンク、１４：気液分離タンク、１６：エゼクタ、１８：ポンプ、２０：排気排水弁、２２：電磁弁、２４：電流センサ、２６：三方弁、２６ａ：第１弁、２６ｂ：第２弁、３０：水素供給通路、３２：空気供給通路、３４：水素排出通路、３６：循環通路、３８：空気排出通路、４０：排気排水通路、４２：バイパス通路、４４：接続部分、５０：制御部、６０：角度センサ、６２：加速度センサ

Ｓ２でＹＥＳの後のＳ４では、制御部５０が、気液分離タンク１４内の水位Ｗが所定の上限水位ＷＵ以上になるか否かを判断する。気液分離タンク１４内の水位Ｗは、水位センサ５２により検出される。気液分離タンク１４内の水位Ｗが上限水位ＷＵ以上になる場合（Ｓ４でＹＥＳ）、処理はＳ６に進む。気液分離タンク１４内の水位Ｗが上限水位ＷＵ以上にならない場合（Ｓ４でＮＯ）、処理は待機する。Ｓ４でＹＥＳの後のＳ６では、制御部５０が、排気排水弁２０を開弁する。排気排水弁２０が開弁すると、気液分離タンク１４に貯留されている水が排気排水通路４０を通じて外部に排出される。その後、処理はＳ２に戻る。

Claims (2)

1. 車両に搭載される燃料電池システムであって、
   燃料電池と、
   前記燃料電池から排出される水を貯留するタンクと、
   前記燃料電池に燃料ガスを供給する第１通路と、
   前記燃料電池から排出されるガスと水を前記タンクに排出する第２通路と、
   前記タンクから排出されるガスを前記第１通路に供給する第３通路と、
   前記第２通路と前記第３通路に接続されており、前記第２通路から前記タンクを迂回して前記第３通路にガスを供給する第４通路と、
   前記第４通路を開閉する第１弁と、
   前記第３通路と前記第４通路との接続部分よりも前記タンク側の前記第３通路を開閉する第２弁と、
   前記車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記車両状態検出手段により検出される前記車両の状態に基づいて、前記第１弁を開弁すると共に前記第２弁を閉弁する状態と、前記第２弁を開弁すると共に前記第１弁を閉弁する状態と、を切り換える、燃料電池システム。
2. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
   前記タンク内の水を外部に排出する排水通路と、
   前記排水通路を開閉する排水弁と、を更に備え、
   前記制御部は、前記車両状態検出手段により検出される前記車両の状態に基づいて、前記第１弁を開弁すると共に前記第２弁を閉弁した状態で、前記排水弁を開弁することにより前記タンク内の水を前記排水通路を通じて外部に排出し、その後に前記タンク内の水位が所定の下限水位未満になる場合に、前記第２弁を開弁すると共に前記第１弁を閉弁する、燃料電池システム。

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