JP4877450B2 - Fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システムにかかり、より詳細には、燃料電池における燃料室に燃料ガスを供給し、燃料室の燃料ガスを循環路を介して燃料室に循環すると共に、循環路内の燃料ガスを、開閉弁により開放された排出路を介して外部に排出する燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, a fuel gas supplied to the fuel chamber of the fuel cell, the fuel chamber of the fuel gas through the circulation path to circulate the fuel chamber, the circulation path the fuel gas, relates to a fuel cell system for discharging to the outside through the discharge passage is opened by the opening and closing valve.

従来、高分子電解質膜を使用した燃料電池では、電解質膜を挟んで両側に燃料室及び酸素室が存在し、燃料室における燃料ガスが燃料極を介し、或いは、酸素室における酸化ガス(主として外気)が酸素極を介し、イオン化し、そのイオンを、電解質膜を介して取り出して電力を得ている。   Conventionally, in a fuel cell using a polymer electrolyte membrane, a fuel chamber and an oxygen chamber exist on both sides of the electrolyte membrane, and the fuel gas in the fuel chamber passes through the fuel electrode or the oxidizing gas (mainly outside air) in the oxygen chamber. ) Is ionized through the oxygen electrode, and the ions are taken out through the electrolyte membrane to obtain electric power.

燃料室の燃料ガス排出口は、燃料室に燃料ガスを供給する燃料ガス供給流路に接続された循環流路に接続され、循環流路には水素循環電磁弁及び循環ポンプが設けられている。燃料室の燃料ガスは、酸化ガスと反応した後、水素循環電磁弁が開放された状態で、循環ポンプにより吸引され、燃料ガス排出口を介して循環流路に排出され、更に循環ポンプにより燃料ガス供給流路に流入し、再度、燃料室に流入される。   The fuel gas discharge port of the fuel chamber is connected to a circulation passage connected to a fuel gas supply passage for supplying fuel gas to the fuel chamber, and a hydrogen circulation solenoid valve and a circulation pump are provided in the circulation passage. . After reacting with the oxidizing gas, the fuel gas in the fuel chamber is sucked by the circulation pump with the hydrogen circulation solenoid valve opened, discharged to the circulation passage through the fuel gas discharge port, and further fueled by the circulation pump. The gas flows into the gas supply channel and flows into the fuel chamber again.

ところで、燃料電池システムの発電停止時は、燃料電池スタック内の水素を空気と置換する。そのガス置換の際、空気と水素が緩和的に混合すると、局所的に水生成反応が生じ局部電池状態を発生させることになる。これにより、水素極側での水素濃度が低下し、電池自体の標準起電圧を上昇させ、この状態がカソード触媒の異常燃焼をもたらし、燃料電池自体の耐久性を著しく悪化させてしまう。これは、燃料電池劣化課題として非常に重要で深刻な課題となっていた。
そこで、燃料電池内を減圧し、外気を燃料電池に導入すると共に、循環路内の燃料ガスを、減圧電磁弁により開放された減圧排出路を介して外部に排出することにより、燃料電池スタック内のガスを停止時に急速に置換させ、水素と酸素が偏在する系の反応の素過程を抑制させる停止時劣化対策が既に提案されている(特許文献1)。
特開2004−79490号公報
By the way, when power generation of the fuel cell system is stopped, hydrogen in the fuel cell stack is replaced with air. When the gas is replaced, if air and hydrogen are relaxedly mixed, a water generation reaction occurs locally and a local battery state is generated. As a result, the hydrogen concentration on the hydrogen electrode side decreases, and the standard electromotive voltage of the battery itself increases, and this state causes abnormal combustion of the cathode catalyst, and the durability of the fuel cell itself is significantly deteriorated. This has become a very important and serious problem as a fuel cell deterioration problem.
Therefore, the inside of the fuel cell is depressurized, the outside air is introduced into the fuel cell, and the fuel gas in the circulation path is discharged to the outside through the reduced pressure discharge path opened by the pressure reducing solenoid valve. A countermeasure against deterioration at the time of stopping has been already proposed (Patent Document 1).
JP 2004-79490 A

しかし、燃料電池スタック内のガスを急速に置換させるためには、システムの各部分が正常に動作することが前提となっており、何れかの部分、特に減圧電磁弁に不具合が発生すると、ガスを急速に置換させることができない。   However, in order to replace the gas in the fuel cell stack rapidly, it is assumed that each part of the system operates normally. If any part, especially the vacuum solenoid valve, malfunctions, Cannot be replaced rapidly.

本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、開放弁の不具合を検知することの可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above facts, and an object thereof is to provide a fuel cell system capable of sensing the failure of the open valve.

以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。
(1)燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料室に接続され、燃料ガスを供給するための供給路と、
前記供給路に接続され、前記燃料室の燃料ガスを、前記供給路を介して前記燃料室に循環するための循環路と、
前記循環路に設けられ、前記燃料室の燃料ガスを、前記循環路を介して前記供給路に循環させる循環ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路内の燃料ガスを外部に排出するための排出路と、
前記排出路を開閉する開閉弁と、
前記開閉弁を開放するとともに前記循環ポンプを駆動して燃料室を減圧する減圧手段と、
開閉弁開放指示後の前記循環ポンプの駆動電流を所定時間毎に検出する電流検出手段と、
前記燃料電池の発電を停止する際に実行する前記燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理を行う前に、前記電流検出手段により検出された前記ポンプの駆動電流が所定の閾値以上でないことを連続して判定された回数をカウントし、該カウント数が所定値になった場合に、前記開閉弁が異常と判断する判断手段と、
を備えた燃料電池システム。
The present invention for solving the above problems has the following configuration.
(1) a fuel cell in which a fuel chamber into which a fuel gas is introduced and an oxidizing gas chamber into which an oxidizing gas is introduced are adjacent to each other via an electrolyte layer, and power is generated by a reaction between the fuel gas and the oxidizing gas;
A supply path connected to the fuel chamber for supplying fuel gas;
A circulation path connected to the supply path for circulating the fuel gas in the fuel chamber to the fuel chamber via the supply path;
A circulation pump that is provided in the circulation path and circulates the fuel gas in the fuel chamber to the supply path through the circulation path;
A discharge path connected to the circulation path for discharging the fuel gas in the circulation path to the outside;
An on-off valve for opening and closing the discharge path;
Decompression means for opening the on-off valve and driving the circulation pump to decompress the fuel chamber;
Current detecting means for detecting the driving current of the circulation pump after the opening / closing valve opening instruction every predetermined time ;
The pump drive current detected by the current detection means is not greater than or equal to a predetermined threshold before performing the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber, which is performed when the power generation of the fuel cell is stopped, with a replacement gas. A determination means for counting the number of times continuously determined, and determining that the on- off valve is abnormal when the count reaches a predetermined value ;
A fuel cell system comprising:

(2)燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料室に接続され、燃料ガスを供給するための供給路と、
前記供給路に接続され、前記燃料室の燃料ガスを、前記供給路を介して前記燃料室に循環するための循環路と、
前記循環路に設けられ、前記燃料室の燃料ガスを、前記循環路を介して前記供給路に循環させる循環ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路内の燃料ガスを外部に排出するための排出路と、
前記排出路を開閉する開閉弁と、
前記開閉弁を開放するとともに前記循環ポンプを駆動して燃料室を減圧する減圧手段と、
開閉弁開放指示後の前記供給路内の圧力を所定時間毎に検出する圧力検出手段と、
前記燃料電池の発電を停止する際に実行する前記燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理を行う前に、前記圧力検出手段により検出された前記所定時間毎の圧力から算出された変化率が閾値以下でないことを連続して判定された回数をカウントし、該カウント数が所定値になった場合に、前記開閉弁が異常と判断する判断手段と、
を備えた燃料電池システム。
(2) a fuel cell in which a fuel chamber into which fuel gas is introduced and an oxidant gas chamber into which oxidant gas is introduced are adjacent to each other via an electrolyte layer, and power is generated by a reaction between the fuel gas and the oxidant gas;
A supply path connected to the fuel chamber for supplying fuel gas;
A circulation path connected to the supply path for circulating the fuel gas in the fuel chamber to the fuel chamber via the supply path;
A circulation pump that is provided in the circulation path and circulates the fuel gas in the fuel chamber to the supply path through the circulation path;
A discharge path connected to the circulation path for discharging the fuel gas in the circulation path to the outside;
An on-off valve for opening and closing the discharge path;
Decompression means for opening the on-off valve and driving the circulation pump to decompress the fuel chamber;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the supply passage after the opening / closing valve opening instruction every predetermined time ;
The rate of change calculated from the pressure per predetermined time detected by the pressure detecting means before performing the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber, which is executed when the power generation of the fuel cell is stopped, with a replacement gas A determination unit that counts the number of times that it is continuously determined that is not less than or equal to a threshold value, and determines that the on-off valve is abnormal when the count reaches a predetermined value ;
A fuel cell system comprising:

(3)燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料室に接続され、燃料ガスを供給するための供給路と、
前記供給路に接続され、前記燃料室の燃料ガスを、前記供給路を介して前記燃料室に循環するための循環路と、
前記循環路に設けられ、前記燃料室の燃料ガスを、前記循環路を介して前記供給路に循環させる循環ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路内の燃料ガスを外部に排出するための排出路と、
前記排出路を開閉する開閉弁と、
前記開閉弁を開放するとともに前記循環ポンプを駆動して燃料室を減圧する減圧手段と、
開閉弁開放指示後の前記循環ポンプの駆動電流を所定時間毎に検出する電流検出手段と、
開閉弁開放指示後の前記供給路内の圧力を所定時間毎に検出する圧力検出手段と、
前記燃料電池の発電を停止する際に実行する前記燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理を行う前に、前記検出された前記ポンプの駆動電流が所定の閾値以上でないことを連続して判定された回数をカウントし、該カウント数が所定値になり、かつ前記検出された前記所定時間毎の圧力から算出された変化率が閾値以下でないことを連続して判定された回数をカウントし、該カウント数が所定値になった場合に、前記開閉弁が異常と判断する判断手段と、
を備えた燃料電池システム。
(3) a fuel cell in which a fuel chamber into which a fuel gas is introduced and an oxidizing gas chamber into which an oxidizing gas is introduced are adjacent to each other via an electrolyte layer, and power is generated by a reaction between the fuel gas and the oxidizing gas;
A supply path connected to the fuel chamber for supplying fuel gas;
A circulation path connected to the supply path for circulating the fuel gas in the fuel chamber to the fuel chamber via the supply path;
A circulation pump that is provided in the circulation path and circulates the fuel gas in the fuel chamber to the supply path through the circulation path;
A discharge path connected to the circulation path for discharging the fuel gas in the circulation path to the outside;
An on-off valve for opening and closing the discharge path;
Decompression means for opening the on-off valve and driving the circulation pump to decompress the fuel chamber;
Current detecting means for detecting the driving current of the circulation pump after the opening / closing valve opening instruction every predetermined time ;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the supply passage after the opening / closing valve opening instruction every predetermined time ;
Before performing the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber, which is performed when the power generation of the fuel cell is stopped, with a replacement gas, it is continuously determined that the detected drive current of the pump is not equal to or greater than a predetermined threshold. The number of times determined is counted, and the number of times that the number of times that the count value has reached a predetermined value and the rate of change calculated from the detected pressure per predetermined time is not less than or equal to the threshold value is counted. Determining means for determining that the on-off valve is abnormal when the count reaches a predetermined value ;
A fuel cell system comprising:

(4) 前記判断手段により前記開閉弁が異常と判断された場合に、前記開閉弁が異常あることを報知する報知手段を更に備えたことを特徴とする上記(1)乃至(3)の何れかに記載の燃料電池システム。 (4) When the on-off valve is determined to be abnormal by the determining means, wherein said opening and closing valve is characterized, further comprising an informing means for informing an abnormal (1) through (3) The fuel cell system according to any one of the above.

請求項1記載の発明によれば、循環ポンプの駆動電流に基づいて、開閉弁の状態を判断するので、開放弁の不具合を検知することができる。
請求項2記載の発明によれば、供給路内の圧力に基づいて、開閉弁の状態を判断するので、開放弁の不具合を検知することができる。
請求項3記載の発明によれば、循環ポンプの駆動電流及び供給路内の圧力に基づいて、開閉弁の状態を判断するので、開放弁の不具合をより精度よく検知することができる。
そして、請求項1〜3に記載の発明によれば、前記燃料電池の発電を停止する際に実行する前記燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理を行う前に、前記開閉弁の状態を判断するので、開閉弁に不具合があると判断された場合には、燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理しないようにすることができ、電力浪費を防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the state of the on-off valve is determined based on the driving current of the circulation pump, it is possible to detect a malfunction of the open valve.
According to the second aspect of the present invention, since the state of the on-off valve is determined based on the pressure in the supply path, a malfunction of the open valve can be detected.
According to the third aspect of the invention, since the state of the on-off valve is determined based on the driving current of the circulation pump and the pressure in the supply path, it is possible to detect the malfunction of the open valve with higher accuracy.
According to the first to third aspects of the present invention, the state of the on-off valve is set before the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber, which is performed when the power generation of the fuel cell is stopped, with the replacement gas. Therefore, when it is determined that there is a problem with the on-off valve, it is possible to avoid the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber with the replacement gas, and it is possible to prevent waste of electric power.

請求項記載の発明によれば、開閉弁が通常の動作状態でないと判断された場合に、開閉弁が通常の動作状態でないことを報知するので、利用者等に注意を促すことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when it is determined that the on-off valve is not in the normal operating state, the user is alerted that the on-off valve is not in the normal operating state.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
次にこの発明の好適実施形態について説明する。この実施形態は、電気自動車に搭載される燃料電池システムである。図1は、この発明の燃料電池システム1の構成を示すブロック図である。図1に示されているように、この燃料電池システム1は燃料電池スタック100、水素貯蔵タンク11を含む燃料供給系10、空気供給系12、水供給系50、負荷系7とに大略構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described. This embodiment is a fuel cell system mounted on an electric vehicle. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 is roughly configured by a fuel cell stack 100, a fuel supply system 10 including a hydrogen storage tank 11, an air supply system 12, a water supply system 50, and a load system 7. The

この燃料電池スタック100の構成について説明する。燃料電池スタック100は、燃料電池単位セル15と燃料電池セパレータ13とを交互に積層して構成されている。図2は、燃料電池用セパレータ13を示す全体正面図、図3は、燃料電池セパレータ13で構成された燃料電池スタック100の部分断面平面図(図2におけるA‐A断面図)、図4は、同じく部分断面側面図(図2及び図3におけるB−B断面図)、図5は、燃料電池セパレータ13の部分断面側面図(図2及び図3におけるC−C断面図)、図6は、燃料電池用セパレータ13の全体背面図である。   The configuration of the fuel cell stack 100 will be described. The fuel cell stack 100 is configured by alternately stacking fuel cell unit cells 15 and fuel cell separators 13. 2 is an overall front view showing the fuel cell separator 13, FIG. 3 is a partial cross-sectional plan view of the fuel cell stack 100 composed of the fuel cell separator 13 (AA cross-sectional view in FIG. 2), and FIG. FIG. 5 is a partial sectional side view (BB sectional view in FIGS. 2 and 3), FIG. 5 is a partial sectional side view of the fuel cell separator 13 (CC sectional view in FIGS. 2 and 3), and FIG. FIG. 3 is an overall rear view of the fuel cell separator 13.

セパレータ13は、単位セル15の電極に接触して電流を外部に取り出すための集電部材3、4と、各集電部材3、4の周端部に外装される枠体8、9とを備えている。集電板である集電部材3、4は金属で構成されている。構成金属は、導電性と耐食性を備えた金属で、例えば、ステンレス、ニッケル合金、チタン合金等に耐蝕導電処理を施したもの等が挙げられる。   The separator 13 includes current collecting members 3 and 4 for contacting the electrodes of the unit cell 15 and taking out current to the outside, and frame bodies 8 and 9 that are externally mounted on the peripheral ends of the current collecting members 3 and 4. I have. The current collecting members 3 and 4 that are current collecting plates are made of metal. The constituent metal is a metal having conductivity and corrosion resistance, and examples thereof include stainless steel, nickel alloy, titanium alloy and the like subjected to corrosion-resistant conductive treatment.

集電部材3は、単位セル15の燃料極に接触し、集電部材4は酸素極に接触する。集電部材3には、プレス加工によって、突出形成された複数の凸状部32が形成されている。
凸状部32は、板材の長辺とに沿って短辺方向へ向けて、等間隔で配列されている。長辺に沿って(図2における横方向)配置された凸状部32の間に形成された溝によって、凸状部32の間には水素流路301が形成され、凸状部32の裏側に形成された溝33によって、水素流路302が形成されている。この凸状部32の頂点部分の面は、燃料極が接触する当接部321となっている。集電部材3が網体であるため、当接部321が接触する部分においても、孔320を介して、燃料極は燃料ガスを供給することができる。また、水素流路301と水素流路302の間も、孔320を介して、水素ガスが相互に流通可能となる。
The current collecting member 3 is in contact with the fuel electrode of the unit cell 15, and the current collecting member 4 is in contact with the oxygen electrode. The current collecting member 3 is formed with a plurality of projecting convex portions 32 by pressing.
The convex portions 32 are arranged at equal intervals along the long side of the plate material in the short side direction. A hydrogen channel 301 is formed between the convex portions 32 by grooves formed between the convex portions 32 arranged along the long side (lateral direction in FIG. 2). A hydrogen flow path 302 is formed by the groove 33 formed in. The surface of the apex portion of the convex portion 32 is a contact portion 321 with which the fuel electrode contacts. Since the current collecting member 3 is a net, the fuel electrode can supply the fuel gas through the hole 320 even in the portion where the contact portion 321 contacts. In addition, hydrogen gas can flow between the hydrogen channel 301 and the hydrogen channel 302 via the holes 320.

集電部材3の両端部には、流通孔35が形成され、セパレータ13を積層した場合に、この流通孔35によって水素供給路が構成される。
集電部材4は、矩形の板材から成り、プレス加工によって、複数の凸状部42が形成されている。凸状部42は、板材の短辺に平行に直線状に連続して形成されており、等間隔で配置されている。凸状部42の間には、溝が形成されて、空気が流通する空気流路40が形成されている。この凸状部42の頂点部分の面は、酸素極が接触する当接部421となっている。また、凸状部42の裏側は溝状の中空部41となっており、中空部41の両端は、閉鎖されている。
Through holes 35 are formed at both ends of the current collecting member 3. When the separators 13 are stacked, the through holes 35 form a hydrogen supply path.
The current collecting member 4 is made of a rectangular plate material, and a plurality of convex portions 42 are formed by pressing. The convex portions 42 are continuously formed in a straight line parallel to the short sides of the plate material, and are arranged at equal intervals. A groove is formed between the convex portions 42 to form an air flow path 40 through which air flows. The surface of the apex portion of the convex portion 42 is an abutting portion 421 with which the oxygen electrode contacts. Further, the back side of the convex portion 42 is a groove-like hollow portion 41, and both ends of the hollow portion 41 are closed.

以上のような集電部材3、4は、各凸状部32と凸状部42が外側となるように重ね合わされて固定される。このとき、集電部材3の裏側面34と空気流路40の裏側面403が当接した状態となり、相互に通電可能な状態となる。また、空気流路40は、図3及び図5に示されているように、単位セル15に重ね合わされ、溝の開口部400を閉鎖することにより、管状の流路が構成され、空気流路40の内壁の一部が酸素極で構成される。この空気流路40から、単位セル15の酸素極に酸素と水が供給される。酸素極に供給される酸素は、空気流路40を通過する空気中に含有される酸素である。   The current collecting members 3 and 4 as described above are overlapped and fixed so that the convex portions 32 and the convex portions 42 are on the outside. At this time, the back side surface 34 of the current collecting member 3 and the back side surface 403 of the air flow path 40 are in contact with each other, so that they can be energized with each other. As shown in FIGS. 3 and 5, the air flow path 40 is overlapped with the unit cell 15, and a tubular flow path is formed by closing the groove opening 400. A part of the inner wall of 40 is composed of an oxygen electrode. Oxygen and water are supplied from the air flow path 40 to the oxygen electrode of the unit cell 15. The oxygen supplied to the oxygen electrode is oxygen contained in the air passing through the air flow path 40.

空気流路40の一端側開口部は、空気と水が流入する導入口43となり、他端の開口部は、空気と水が流出する導出口44となっている。この導入口43から導出口44までの空気流路40及びその集合体が、固体電解質膜に酸素を供給する酸素室(空気室)として機能する。   The opening on one end side of the air flow path 40 is an introduction port 43 through which air and water flow, and the opening at the other end is a discharge port 44 through which air and water flow out. The air flow path 40 and its aggregate from the inlet 43 to the outlet 44 function as an oxygen chamber (air chamber) for supplying oxygen to the solid electrolyte membrane.

また、中空部41の一端側開口部は、空気と水が流入する流入開放口45となり、他端の開口部は、空気と水が流出する流出開放口46となっている。以上のような構成において、空気流路40と中空部41は、交互に平行に配置され、相互に側壁47を挟んで隣接した構成となっている。   Moreover, the opening part of the one end side of the hollow part 41 becomes the inflow opening port 45 into which air and water flow in, and the opening part of the other end becomes the outflow opening port 46 through which air and water flow out. In the above configuration, the air flow paths 40 and the hollow portions 41 are alternately arranged in parallel and are adjacent to each other with the side wall 47 interposed therebetween.

集電部材3、4には、枠体8、9がそれぞれ重ねられる。図2に示されているように、集電部材3に重ねられる枠体8は、集電部材3と同じ大きさに構成され、中央には、凸状部32を収納する窓81が形成されている。また、両端部近傍には、集電部材3の流通孔35に合致する位置に孔83が形成されており、この孔83と窓81との間には、集電部材3に接触する側の平面に凹部が形成され、水素流通経路84が設けられている。また、集電部材3に接触する面に対して、反対側の平面には、輪郭が窓81に沿って形成された凹部が形成され、単位セル15が収納される収納部82が設けられている。この収納部82に収納された単位セル15の燃料極表面と、水素流路301、302と、窓81とによって、燃料室30が画成される。このように、燃料室は、燃料極に隣接して設けられ、酸素室は酸素極に隣接して設けられている。   Frame members 8 and 9 are overlaid on the current collecting members 3 and 4, respectively. As shown in FIG. 2, the frame 8 overlaid on the current collecting member 3 is configured to have the same size as the current collecting member 3, and a window 81 for accommodating the convex portion 32 is formed at the center. ing. Further, in the vicinity of both ends, a hole 83 is formed at a position matching the flow hole 35 of the current collecting member 3, and between the hole 83 and the window 81, the side in contact with the current collecting member 3 is formed. A recess is formed in the plane, and a hydrogen flow path 84 is provided. In addition, a concave portion whose contour is formed along the window 81 is formed on the plane opposite to the surface that contacts the current collecting member 3, and a storage portion 82 for storing the unit cell 15 is provided. Yes. The fuel chamber 30 is defined by the fuel electrode surface of the unit cell 15 housed in the housing portion 82, the hydrogen flow paths 301 and 302, and the window 81. Thus, the fuel chamber is provided adjacent to the fuel electrode, and the oxygen chamber is provided adjacent to the oxygen electrode.

集電部材4に重ねられる枠体9は、枠体8と同じ大きさに構成され、中央には、凸状部42を収納する窓91が形成されている。また、両端部近傍には、枠体8の孔83に合致する位置に孔93が形成されている。枠体8の集電部材4が重ねられる側の面には、枠体8の対向する一対の長辺に沿って溝が形成され、集電部材3、4に重ねることによって、空気流通路94、95が構成される構造となっている。空気流通路94の一端は、枠体8の長辺側の端面に形成された開口941に接続され、他端は空気流路40の導入口43に接続されている。   The frame body 9 overlaid on the current collecting member 4 is configured to have the same size as the frame body 8, and a window 91 for accommodating the convex portion 42 is formed at the center. Further, in the vicinity of both end portions, holes 93 are formed at positions corresponding to the holes 83 of the frame body 8. Grooves are formed along the pair of opposing long sides of the frame 8 on the surface of the frame 8 on which the current collecting member 4 is overlapped. By overlapping the current collecting members 3 and 4, the air flow passage 94 is formed. , 95 is configured. One end of the air flow passage 94 is connected to an opening 941 formed on the end surface on the long side of the frame body 8, and the other end is connected to the introduction port 43 of the air flow path 40.

上流側の空気流通路94は、開口941側から空気流路40側へ向けて横断面積が漸減するように、端部内壁がテーパー面942となっており、後述する空気マニホールド54から噴射される霧状水の取り入れを容易としている。一方、下流側の空気流通路95の一端は、空気流路40の導出口44に接続され、他端は、枠体8の長辺側端面に形成された開口951に接続されている。空気流通路95は、開口951側から空気流路40側へ向けて横断面積が漸減するように、端部内壁がテーパー面952となっている。燃料電池スタック100が傾いた際にも、このテーパー面952によって、水の排出が維持される。 また、枠体9の、集電部材4に接触する面に対して、反対側の平面には、輪郭が窓91に沿って形成された凹部が形成され、単位セル15が収納される収納部92が設けられている。   The upstream air flow passage 94 has an end inner wall that is a tapered surface 942 so that the cross-sectional area gradually decreases from the opening 941 side to the air flow path 40 side, and is injected from an air manifold 54 described later. It is easy to take in mist water. On the other hand, one end of the downstream air flow passage 95 is connected to the outlet 44 of the air flow path 40, and the other end is connected to an opening 951 formed on the long side end surface of the frame 8. The air flow passage 95 has an end inner wall as a tapered surface 952 so that the cross-sectional area gradually decreases from the opening 951 side toward the air flow path 40 side. Even when the fuel cell stack 100 is tilted, the tapered surface 952 maintains the discharge of water. In addition, a concave portion having a contour formed along the window 91 is formed on the plane opposite to the surface of the frame body 9 that contacts the current collecting member 4, and the storage unit in which the unit cell 15 is stored. 92 is provided.

図7は単位セル15の拡大断面図である。単位セル15は、固体高分子電解質膜15aと、該固体高分子電解質膜15aの両側面にそれぞれ重ねられた酸化剤極である酸素極15bと燃料極15cとを備えていて、固体高分子電解質膜15aは、酸素極15bと燃料極15cとで挟持されている。固体高分子電解質膜15aは、収納部82、92に合致した大きさに形成され、酸素極15bと燃料極15cは、窓91、81に合致した大きさに形成されている。単位セル15の厚さは、枠体8、9や集電部材3、4の厚さに比べると極めて薄いので、図面では、一体の部材として表示している。   FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the unit cell 15. The unit cell 15 includes a solid polymer electrolyte membrane 15a, and an oxygen electrode 15b and a fuel electrode 15c that are oxidant electrodes stacked on both side surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 15a, respectively. The membrane 15a is sandwiched between the oxygen electrode 15b and the fuel electrode 15c. The solid polymer electrolyte membrane 15 a is formed in a size that matches the storage portions 82 and 92, and the oxygen electrode 15 b and the fuel electrode 15 c are formed in a size that matches the windows 91 and 81. Since the thickness of the unit cell 15 is extremely thin compared to the thicknesses of the frame bodies 8 and 9 and the current collecting members 3 and 4, the unit cell 15 is shown as an integral member in the drawing.

空気流路40の内壁には、親水性処理が施されている。内壁表面と水の接触角が40°以下、好ましくは30°以下となるように表面処理が施されているとよい。処理方法としては、親水処理剤を、表面に塗布する方法が取られる。塗布される処理剤としては、ポリアクリルアミド、ポリウレタン系樹脂、酸化チタン(Ti O2)等が挙げられる。 The inner wall of the air flow path 40 is subjected to hydrophilic treatment. The surface treatment may be performed so that the contact angle between the inner wall surface and water is 40 ° or less, preferably 30 ° or less. As the treatment method, a method of applying a hydrophilic treatment agent to the surface is taken. Examples of the treating agent to be applied include polyacrylamide, polyurethane resin, titanium oxide (TiO 2 ), and the like.

以上のように構成された枠体8、9によって集電部材3、4を保持してセパレータ13が構成され、セパレータ13と単位セル15を交互に積層して、燃料電池スタック100が構成される。図8は燃料電池スタック100の部分平面図である。燃料電池スタック100の上面には、多数の導入口43が開口し、この導入口43に、後述するように、空気マニホールド54から空気が流入するとともに、空気マニホールド54内で、水噴射手段であるノズル55から噴射された水が同時に流入する。導入口43から流入した空気と水は、潜熱冷却により集電部材3、4を冷却する。   The separators 13 are configured by holding the current collecting members 3 and 4 by the frames 8 and 9 configured as described above, and the fuel cell stack 100 is configured by alternately stacking the separators 13 and the unit cells 15. . FIG. 8 is a partial plan view of the fuel cell stack 100. A large number of inlets 43 are opened on the upper surface of the fuel cell stack 100. As will be described later, air flows into the inlet 43 from the air manifold 54, and is a water injection means within the air manifold 54. Water sprayed from the nozzle 55 flows in simultaneously. The air and water flowing in from the introduction port 43 cool the current collecting members 3 and 4 by latent heat cooling.

次に、図1に示されている燃料電池システムの構成について説明する。
燃料供給系10の構成について、説明する。燃料ガスボンベである水素貯蔵タンク11には、燃料ガス供給流路201A、201Bを介して燃料電池スタック100のガス取入口201BINに接続されている。燃料ガス供給流路201Aには、水素元電磁弁18、一次センサS0、レギュレータ19、二次圧センサS1、並列接続された水素起動電磁弁20及び水素調圧弁21、ガス供給弁22、三次圧センサS2が順に設けられ、この燃料ガス供給流路201Aは、燃料ガス供給流路201Bに接続している。燃料ガス供給流路201Bには、リリー部弁31が設けられ、燃料ガス供給流路201Bは、燃料電池スタック100の上記ガス取入口201BINに接続されている。燃料電池スタック100のガス排出口202OUTには、ガス排出流路202の一端が接続され、その他端は、レベルセンサS11が取り付けられたトラップ24に接続されている。トラップ24には、循環流路204の一端と、ガス導出路203の一端がそれぞれ接続されている。ガス導出路203の他端は、減圧排出路205に接続され、最終的には後述する空気排出路124に接続されている。ガス導出路203には、排気電磁弁27が設けられている。
Next, the configuration of the fuel cell system shown in FIG. 1 will be described.
The configuration of the fuel supply system 10 will be described. A hydrogen storage tank 11 that is a fuel gas cylinder is connected to a gas inlet 201BIN of the fuel cell stack 100 via fuel gas supply channels 201A and 201B. The fuel gas supply channel 201A includes a hydrogen source solenoid valve 18, a primary sensor S0, a regulator 19, a secondary pressure sensor S1, a hydrogen start solenoid valve 20 and a hydrogen pressure regulating valve 21 connected in parallel, a gas supply valve 22, a tertiary pressure. The sensor S2 is provided in order, and the fuel gas supply channel 201A is connected to the fuel gas supply channel 201B. The fuel gas supply flow path 201B is provided with a lily valve 31, and the fuel gas supply flow path 201B is connected to the gas intake port 201BIN of the fuel cell stack 100. One end of the gas discharge channel 202 is connected to the gas discharge port 202OUT of the fuel cell stack 100, and the other end is connected to the trap 24 to which the level sensor S11 is attached. One end of the circulation flow path 204 and one end of the gas outlet path 203 are connected to the trap 24. The other end of the gas lead-out path 203 is connected to a decompression discharge path 205 and is finally connected to an air discharge path 124 described later. An exhaust solenoid valve 27 is provided in the gas outlet passage 203.

循環流路204の他端は、外気流入路206に接続されている。循環流路204には、循環ポンプ25と、循環電磁弁26が設けられており、循環ポンプ25と循環電磁弁26の間には、減圧排出路205の一端が接続されている。減圧排出路205の他端は、空気排出路124に開口し、減圧排出路205には、減圧電磁弁23が設けられている。外気流入路206の他端は、外部に開口し、開口側からフィルタ29、外気導入電磁弁28の順に設けられている。循環ポンプ25には、循環ポンプの駆動電流を検出する駆動電流検出センサS10が設けられている。
燃料ガス供給流路201、ガス排出流路202、循環流路204、外気導入電磁弁28により、ガスの循環経路が形成される。
The other end of the circulation channel 204 is connected to the outside air inflow channel 206. The circulation flow path 204 is provided with a circulation pump 25 and a circulation electromagnetic valve 26, and one end of a decompression discharge path 205 is connected between the circulation pump 25 and the circulation electromagnetic valve 26. The other end of the reduced pressure discharge path 205 opens to the air discharge path 124, and a reduced pressure electromagnetic valve 23 is provided in the reduced pressure discharge path 205. The other end of the outside air inflow path 206 opens to the outside, and the filter 29 and the outside air introduction electromagnetic valve 28 are provided in this order from the opening side. The circulation pump 25 is provided with a drive current detection sensor S10 that detects a drive current of the circulation pump.
A gas circulation path is formed by the fuel gas supply channel 201, the gas discharge channel 202, the circulation channel 204, and the outside air introduction electromagnetic valve 28.

次に空気供給系12について説明する。空気供給系12は、空気導入路123と、空気マニホールド54と、空気排出路124とを備えている。空気導入路123には、フィルタ121、外気温度センサS6、空気ファン122、ヒータH、空気入口温度センサS5、空気マニホールド54の順で流入方向に沿って設けられている。空気マニホールド54内には、冷却水を噴射するノズル55が設けられている。空気マニホールド54は、燃料電池スタック100の導入口43に空気を分割して流入させる。   Next, the air supply system 12 will be described. The air supply system 12 includes an air introduction path 123, an air manifold 54, and an air discharge path 124. In the air introduction path 123, a filter 121, an outside air temperature sensor S6, an air fan 122, a heater H, an air inlet temperature sensor S5, and an air manifold 54 are provided in this order along the inflow direction. In the air manifold 54, a nozzle 55 for injecting cooling water is provided. The air manifold 54 divides and flows the air into the inlet 43 of the fuel cell stack 100.

空気排出路124は、燃料電池スタック100の導出口44に接続され、導出口44から流出した空気を合流させ、外部へ導流する。空気排出路124には、ファンが取り付けられた凝縮器51及び凝縮器排気温センサS10が設けられ、続いてフィルタ125が接続されている。凝縮器51は、空気と水分を分離する。また、ノズル55から供給された水も、ここで、回収される。空気排出路124には、排気温度センサS9が設けられ、燃料電池スタック100の温度が間接的に検出される。   The air discharge path 124 is connected to the outlet 44 of the fuel cell stack 100, joins the air flowing out from the outlet 44, and guides it to the outside. The air exhaust path 124 is provided with a condenser 51 to which a fan is attached and a condenser exhaust temperature sensor S10, and then a filter 125 is connected thereto. The condenser 51 separates air and moisture. The water supplied from the nozzle 55 is also collected here. An exhaust temperature sensor S9 is provided in the air discharge path 124, and the temperature of the fuel cell stack 100 is indirectly detected.

次に、水供給系について説明する。水供給系50は、貯水手段である水タンク53と、凝縮器51で回収した水を水タンク53へ導く導水路52と、水タンク53の水をノズル55へ導く給水路56とを有する。導水路52には、回収ポンプ62が設けられている。給水路56には、フィルタ64、水供給手段である供給ポンプ61、水供給電磁弁63が順に設けられている。給水路56には、外気取入路54が接続され、該導入路54には、外気取入電磁弁65が設けられている。水タンク53には、水温センサS7と、貯水量検出手段であるタンク水位センサS8が設けられている。凝縮器51と、導水路52と、回収ポンプ62とによって、水回収手段が構成される。   Next, the water supply system will be described. The water supply system 50 includes a water tank 53 that is a water storage means, a water conduit 52 that guides the water collected by the condenser 51 to the water tank 53, and a water supply passage 56 that guides the water in the water tank 53 to the nozzle 55. A collection pump 62 is provided in the water conduit 52. In the water supply path 56, a filter 64, a supply pump 61 that is water supply means, and a water supply electromagnetic valve 63 are provided in this order. An outside air intake passage 54 is connected to the water supply passage 56, and an outside air intake electromagnetic valve 65 is provided in the introduction passage 54. The water tank 53 is provided with a water temperature sensor S7 and a tank water level sensor S8 which is a storage amount detection means. The condenser 51, the water conduit 52, and the recovery pump 62 constitute water recovery means.

水回収手段は、これに加えて、燃料電池スタック100の下側に設けられ、ノズル55から噴射された水や、燃料電池スタック100の生成水等を受ける水受回収手段としての水受トレーに溜まった水を回収する構成を加えてもよく、凝縮器51が設けられていない場合には、水受トレーにより水の回収が行われる。また、凝縮器51や水受トレー等を、水タンク53よりも、鉛直方向において、上方に配置することにより、水の回収を重力により行う構成とすることが可能となる。この場合には、回収ポンプ62は不要となるが、切換手段による水の回収動作を制御するために、回収ポンプの代りに電磁開閉弁を設ける。   In addition to this, the water collecting means is provided on the lower side of the fuel cell stack 100, and is provided in a water receiving tray as a water receiving and collecting means for receiving water injected from the nozzle 55, water generated by the fuel cell stack 100, and the like. A configuration for collecting the accumulated water may be added. When the condenser 51 is not provided, the water is collected by the water receiving tray. Further, by disposing the condenser 51, the water receiving tray, and the like in the vertical direction with respect to the water tank 53, the water can be collected by gravity. In this case, the recovery pump 62 is not required, but an electromagnetic on-off valve is provided in place of the recovery pump in order to control the water recovery operation by the switching means.

燃料電池スタック100には、負荷系7が接続されており、燃料電池スタック100で出力される電力は、この負荷系7に供給される。燃料電池スタック100の電極は、配線71を介してリレー72、72に接続され、さらに、リレー72、72は、インバータ73を介してモータ74に接続されている。また、インバータ73には、出力制御装置75を介して補助電源76が接続されている。   A load system 7 is connected to the fuel cell stack 100, and electric power output from the fuel cell stack 100 is supplied to the load system 7. The electrodes of the fuel cell stack 100 are connected to relays 72 and 72 via a wiring 71, and the relays 72 and 72 are further connected to a motor 74 via an inverter 73. In addition, an auxiliary power source 76 is connected to the inverter 73 via an output control device 75.

この負荷系7には、燃料電池スタック100の出力電圧を検出する電圧センサS4と、同じく出力電流を検出する電流センサS3が設けられている。
図9に示すように、燃料電池システム1の制御系は、各センサS0〜S10の検出値が入力され、レギュレータ19、各電磁弁18、20、22〜24、26〜28、63、65、各ポンプ25、62、61、ノズル55、ファン122、ヒータH、インバータ73、出力制御装置75を制御する制御装置(ECU)200を備えている。この制御装置200には、図示しないイグニッションスイッチが接続され、モータ74の駆動や停止の指示信号が入力される。
The load system 7 is provided with a voltage sensor S4 for detecting the output voltage of the fuel cell stack 100 and a current sensor S3 for detecting the output current.
As shown in FIG. 9, the control system of the fuel cell system 1 receives the detection values of the sensors S0 to S10, the regulator 19, the solenoid valves 18, 20, 22 to 24, 26 to 28, 63, 65, Each pump 25, 62, 61, nozzle 55, fan 122, heater H, inverter 73, and control device (ECU) 200 for controlling the output control device 75 are provided. An ignition switch (not shown) is connected to the control device 200, and an instruction signal for driving or stopping the motor 74 is input.

次に、本実施の形態における、減圧電磁弁23の状態を検知する原理を説明する。
燃料電池システムが停止動作に入った場合の燃料電池システム制御動作は、定常発電運転の際に開放していた水素元電磁弁18、ガス供給弁22、循環電磁弁26、排気電磁弁27を閉じ、減圧電磁弁23を開放する。そして、循環ポンプ25.の吸引動作を利用して、燃料電池スタック内の水素系の圧力を減圧させる。スタックおよび燃料ガス供給流路201B内の体積容最を置換できる程度の減圧に達すると、外気導入電磁弁28を開放し、負圧下した燃料電池スタック内に瞬間的に空気を流入させる。これにより、水素を外気に瞬間的に置換することができる。この場合、瞬時に燃料電池の電圧は時間経過に対して指数関数的に下降する。
Next, the principle of detecting the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 in the present embodiment will be described.
In the fuel cell system control operation when the fuel cell system enters the stop operation, the hydrogen source solenoid valve 18, the gas supply valve 22, the circulation solenoid valve 26, and the exhaust solenoid valve 27 that were opened during the steady power generation operation are closed. Then, the pressure reducing solenoid valve 23 is opened. Then, the pressure of the hydrogen system in the fuel cell stack is reduced using the suction operation of the circulation pump 25. When the pressure reaches a level at which the volume in the stack and the fuel gas supply channel 201B can be replaced, the outside air introduction electromagnetic valve 28 is opened, and air is instantaneously caused to flow into the fuel cell stack under a negative pressure. Thereby, hydrogen can be instantaneously replaced with outside air. In this case, the voltage of the fuel cell instantaneously decreases exponentially with time.

しかし、減圧電磁弁23が何らかの不具合により開放しない場合は諸種の問題が生じる。従来のシステムにおいて減圧電磁弁23の故障検知は、減圧電磁弁23を開放し、循環ポンプ25を利用してスタック内を負圧化している動作の時間規定超過による異常処理まで検知できなかった。この場合の異常検知は、循環ポンプ25の能力不足やスタック内ガスリークが発生している不具合事象に相応するものであって、減圧電磁弁23単独の故障を検知するものでない。   However, various problems occur when the pressure reducing solenoid valve 23 does not open due to some trouble. In the conventional system, the failure detection of the pressure reducing electromagnetic valve 23 could not be detected until the abnormal processing due to the time regulation exceeding the operation in which the pressure reducing electromagnetic valve 23 is opened and the circulation pump 25 is used to make the negative pressure in the stack. The abnormality detection in this case corresponds to a malfunction event in which the capacity of the circulation pump 25 is insufficient or a gas leak in the stack occurs, and does not detect a failure of the pressure reducing solenoid valve 23 alone.

減圧電磁弁23に不具合が発生した場合、この間に仕事をしない残存した水素がスタックに閉じ込めれ、それが時間経過とともにクロスリークし、電池アノード,カソードガスの混合により異常電位を発生させ燃料電池の劣化反応を進行させる可能性があり危険である。また、不具合が発生していることを認知できずに劣化対策を遂行しつづけることは燃料電池システム補機の電源となるキャパシタ電力を無駄に消費することにもなる。   When a malfunction occurs in the pressure reducing solenoid valve 23, the remaining hydrogen that does not work during this time is trapped in the stack, which cross leaks over time and generates an abnormal potential by mixing the cell anode and cathode gases, causing the fuel cell There is a possibility of causing a deterioration reaction, which is dangerous. In addition, continuing to take measures against deterioration without recognizing that a failure has occurred leads to wasteful consumption of capacitor power serving as a power source for the auxiliary fuel cell system.

このような問題を解決するため、減圧電磁弁23が開放していない早期検知手法を見出すことは非常に重要である。
そこで、本発明者は、燃料電池システムの発電停止動作に入った際に見られる循環ポンプ25の動作特性を見出し、この特性を用いることにより循環ポンプ25に不具合が発生しているか、していないのかを次のように見出した。
In order to solve such a problem, it is very important to find an early detection method in which the pressure reducing electromagnetic valve 23 is not opened.
Therefore, the present inventor has found the operating characteristics of the circulation pump 25 that is seen when the fuel cell system enters the power generation stop operation, and whether or not a malfunction has occurred in the circulation pump 25 by using this characteristic. I found out as follows.

即ち、図10に示すように、燃料電池システムの発電停止動作の際、減圧電磁弁23の開放指示(時刻t1)により減圧電磁弁23が正常に開放されると、燃料ガス供給流路201B内と外気圧力との差圧が発生するため爆発的に時刻t1近傍で循環ポンプ25の仕事が瞬間的に増加する。その結果として、循環ポンプ25の駆動電流(Pump Current)Zが増大していることが分かる。従って、燃料電池システムの発電停止動作に入り、減圧電磁弁23の開放指示を行ったときからの循環ポンプ25の駆動電流(Pump Current)Zが、図10に示すように、急激に変化し、即ち、一定時間経過後に所定値(後述する所定の閾値I0)以上となった場合には、減圧電磁弁23が正常に開放されたと判断でき、逆に、循環ポンプ25の駆動電流(Pump Current)Zが、急激に変化しなかった、即ち、一定時間経過後に所定値(後述する所定の閾値I0)未満のままである場合には、減圧電磁弁23に不具合が発生したと判断することができる。   That is, as shown in FIG. 10, when the decompression solenoid valve 23 is normally opened by the opening instruction (time t1) of the decompression solenoid valve 23 during the power generation stop operation of the fuel cell system, the fuel gas supply channel 201B Since the differential pressure between the air pressure and the outside air pressure is generated, the work of the circulation pump 25 increases instantaneously near the time t1 explosively. As a result, it can be seen that the drive current (Pump Current) Z of the circulation pump 25 is increased. Therefore, the drive current (Pump Current) Z of the circulation pump 25 from when the power generation stop operation of the fuel cell system is started and the decompression solenoid valve 23 is instructed to open changes rapidly as shown in FIG. That is, when a predetermined value (a predetermined threshold value I0 described later) becomes equal to or greater than a predetermined time, it can be determined that the pressure reducing electromagnetic valve 23 has been normally opened, and conversely, the driving current (Pump Current) of the circulation pump 25 If Z does not change rapidly, that is, if it remains below a predetermined value (predetermined threshold I0 described later) after a certain period of time, it can be determined that a malfunction has occurred in the pressure reducing solenoid valve 23. .

そこで、駆動電流検出センサS10により検出される循環ポンプ25の駆動電流に基づいて減圧電磁弁23に不具合が発生したかを判断することができるという上述の原理に基づいて、本実施の形態では、減圧電磁弁23に不具合を次のように判断している。   Therefore, in the present embodiment, based on the above-described principle that it is possible to determine whether a malfunction has occurred in the pressure reducing electromagnetic valve 23 based on the driving current of the circulation pump 25 detected by the driving current detection sensor S10. The malfunction of the pressure reducing solenoid valve 23 is determined as follows.

図11には、減圧電磁弁23の状態の検知処理を示す、減圧電磁弁の状態検知処理プログラムのフローチャートが示されている。なお、減圧電磁弁の状態検知処理プログラムは、減圧電磁弁23の開放指示を行ったときから所定時間毎に繰り返し実行される。   FIG. 11 shows a flowchart of the decompression solenoid valve state detection processing program showing the state detection process of the decompression solenoid valve 23. The decompression solenoid valve state detection processing program is repeatedly executed every predetermined time from when the decompression solenoid valve 23 is instructed to be opened.

本減圧電磁弁の状態検知処理プログラムがスタートすると、ステップ522で、本プログラムで使用する変数K、Cを0に初期化する。なお、本プログラムでは、減圧電磁弁23の状態を複数回判定するものであり、Cは、この判定回数をカウントするための変数である。また、本プログラムでは、減圧電磁弁23の状態が異常と判定されても、連続して所定回数異常と判定されたときに、減圧電磁弁23の状態が異常であると最終的に結論するものであり、Kは、減圧電磁弁23の状態が異常と連続判定された回数をカウントするための変数である。   When the decompression solenoid valve state detection processing program starts, variables K and C used in the program are initialized to 0 in step 522. In this program, the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is determined a plurality of times, and C is a variable for counting the number of determinations. Further, in this program, even if the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is determined to be abnormal, it is finally concluded that the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is abnormal when it is continuously determined to be abnormal for a predetermined number of times. And K is a variable for counting the number of times that the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is continuously determined to be abnormal.

ステップ524で、変数Cを1インクリメントし、ステップ526で、駆動電流検出センサS10により検出された循環ポンプ25の駆動電流Iを取り込み、ステップ528で、循環ポンプ25の駆動電流Iが所定の閾値I0以上か否かを判断する。
ここで、閾値I0は、上記図10を用いて説明した実験から得られた、燃料電池システムが発電動作しているときの循環ポンプ25の駆動電流の値から、該駆動電流の変動分を超えた値である。
In step 524, the variable C is incremented by 1. In step 526, the drive current I of the circulation pump 25 detected by the drive current detection sensor S10 is fetched. In step 528, the drive current I of the circulation pump 25 is set to a predetermined threshold value I0. It is determined whether or not this is the case.
Here, the threshold value I0 exceeds the fluctuation amount of the driving current from the value of the driving current of the circulation pump 25 obtained from the experiment described with reference to FIG. Value.

循環ポンプ25の駆動電流Iが所定の閾値I0以上(ステップ528:Y)と判断された場合には、減圧電磁弁23が正常に動作したと判断でき、ステップ530で、変数Kを0に初期化して、ステップ536で、変数Cが、予定される総判定回数C0となったか否かを判断する。なお、予定される総判定回数C0は次の通りである。即ち、上記のように、減圧電磁弁23の開放指示を行ったときからの循環ポンプ25の駆動電流(Pump Current)Zが、図10に示すように、急激に変化し、即ち、一定時間経過後に所定値(後述する所定の閾値I0)以上となった場合には、減圧電磁弁23が正常に開放された判断できるものである。また。本プログラムは上記のように所定時間毎に繰り返し実行されるものである。一定時間から所定時間を除算して得られた数よりも多い数である。
変数Cが、予定される総判定回数C0でない場合には、ステップ524に戻って、以上の処理(ステップ524〜536)を繰り返す。
If it is determined that the drive current I of the circulation pump 25 is equal to or greater than the predetermined threshold value I0 (step 528: Y), it can be determined that the pressure reducing solenoid valve 23 has operated normally. In step 530, the variable K is initialized to zero. In step 536, it is determined whether or not the variable C has reached the planned total number of determinations C0. The planned total number of determinations C0 is as follows. That is, as described above, the drive current (Pump Current) Z of the circulation pump 25 from when the decompression electromagnetic valve 23 is instructed to open changes rapidly as shown in FIG. If the pressure later becomes a predetermined value (a predetermined threshold I0 described later) or more, it can be determined that the pressure reducing electromagnetic valve 23 is normally opened. Also. As described above, this program is repeatedly executed every predetermined time. The number is larger than the number obtained by dividing the predetermined time from the predetermined time.
If the variable C is not the planned total number of determinations C0, the process returns to step 524 and the above processing (steps 524 to 536) is repeated.

一方、ステップ528で、循環ポンプ25の駆動電流Iが所定の閾値I0未満(ステップ528:N)と判断された場合には、減圧電磁弁23が正常に動作していないと判断でき、減圧電磁弁23が正常に動作していないことを連続してカウントするため、ステップ532で、変数Kを1インクリメントし、ステップ534で、変数Kが所定値Knとなったか否かを判断する。変数Kが所定値Knとなっていない場合には、減圧電磁弁23が正常に動作していないことを連続して所定値カウントしていないので、ステップ536に進む。
On the other hand, if it is determined in step 528 that the drive current I of the circulation pump 25 is less than the predetermined threshold value I0 (step 528: N 2 ), it can be determined that the pressure reducing solenoid valve 23 is not operating normally, and the pressure reducing electromagnetic valve In order to continuously count that the valve 23 is not operating normally, in step 532, the variable K is incremented by 1, and in step 534, it is determined whether or not the variable K has reached a predetermined value Kn. If the variable K is not the predetermined value Kn, it is not counted continuously that the pressure reducing solenoid valve 23 is not operating normally, so the routine proceeds to step 536.

しかし、変数Kが所定値Knとなった場合には、減圧電磁弁23が正常に動作していないことを連続して所定値カウントしたので、ステップ538で、異常停止モード(例えば、循環ポンプ25を停止する等)を実行して、安全に燃料電池を停止する。   However, when the variable K becomes the predetermined value Kn, since the predetermined value is continuously counted that the pressure reducing solenoid valve 23 is not operating normally, in step 538, the abnormal stop mode (for example, the circulation pump 25) is counted. To stop the fuel cell safely.

なお、上記ステップ536で、変数Cが、予定される総判定回数C0となった場合には、減圧電磁弁23の状態を総判定回数C0判定する内に、減圧電磁弁23が正常に動作していないことを連続して所定値カウントしていないので、減圧電磁弁23の状態は正常であると判定することができるので、本プログラムを終了する。   If the variable C reaches the planned total number of determinations C0 in step 536, the pressure reduction electromagnetic valve 23 operates normally while the state of the pressure reduction electromagnetic valve 23 is determined as the total number of determinations C0. Since the predetermined value is not counted continuously, it can be determined that the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is normal, and thus this program is terminated.

以上説明したように本実施の形態は、循環ポンプ25の駆動電流に基づいて減圧電磁弁23に不具合が発生したかを判断することができ、減圧電磁弁23の状態を簡易に判断することができる。
また、減圧電磁弁23の不具合を、減圧電磁弁23の開放指示を行ったときから所定時間毎に判断するので、これにより、減圧電磁弁23の異常の早期発見と、これに起因する燃料電池の危険予知が行える。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to determine whether a malfunction has occurred in the pressure reducing electromagnetic valve 23 based on the drive current of the circulation pump 25, and to easily determine the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23. it can.
Further, since the malfunction of the pressure reducing solenoid valve 23 is determined every predetermined time from when the opening instruction of the pressure reducing solenoid valve 23 is given, this allows early detection of an abnormality in the pressure reducing solenoid valve 23 and the fuel cell resulting therefrom. Can predict the danger.

また、前述した実施の形態では、異常を検知した場合には、上記異常停止モードを実行すると共に、警告ランプを更に備え、警告ランプを点灯させたり、ディスプレイを備え、ディスプレイに減圧電磁弁23に不具合が発生したことを警告表示したり、スピーカを備え、スピーカを介して減圧電磁弁23に不具合が発生したこと音声により報知したり、するようにしてもよい。これにより利用者等に注意を促すことができる。   In the above-described embodiment, when an abnormality is detected, the abnormal stop mode is executed, a warning lamp is further provided, the warning lamp is lit, a display is provided, and the pressure reducing electromagnetic valve 23 is provided on the display. A warning may be displayed that a failure has occurred, or a speaker may be provided, and a voice may be sent to notify that a failure has occurred in the pressure reducing electromagnetic valve 23 via the speaker. As a result, the user can be alerted.

次に、本発明の第2の実施の形態を説明する、本実施の形態は前述した第1の実施の形態と同様の構成であるので、その説明を省略し、作用を説明する。
本実施の形態では、減圧電磁弁23に不具合が発生したか否かを、センサS2に検出される燃料ガス供給流路201B内の圧力(3次圧力(3rd Pressure)N)に基づいて判断するが、以下、その原理を説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since this embodiment has the same configuration as the first embodiment described above, the description thereof will be omitted and the operation will be described.
In the present embodiment, whether or not a malfunction has occurred in the pressure reducing electromagnetic valve 23 is determined based on the pressure in the fuel gas supply channel 201B detected by the sensor S2 (third pressure (3rd Pressure) N). However, the principle will be described below.

即ち、図10に示すように、燃料電池システムの発電停止動作の際、減圧電磁弁23の開放指示(時刻t1)により減圧電磁弁23が正常に開放されると、燃料ガス供給流路201B内と外気圧力との差圧が発生するため爆発的に時刻t1近傍で循環ポンプ25の仕事が瞬間的に増加する。その結果として、燃料ガス供給流路201B内の圧力Nは急激に減少する。従って、燃料電池システムの発電停止動作に入り、減圧電磁弁23の開放指示を行ったときからの燃料ガス供給流路201B内の圧力Nが、図10に示すように、急激に減少変化(変化率ΔP0)した場合には、減圧電磁弁23が正常に開放されたと判断でき、逆に、燃料ガス供給流路201B内の圧力Nが、急激に減少変化しなかった場合には、減圧電磁弁23に不具合が発生したと判断することができる。   That is, as shown in FIG. 10, when the decompression solenoid valve 23 is normally opened by the opening instruction (time t1) of the decompression solenoid valve 23 during the power generation stop operation of the fuel cell system, the fuel gas supply channel 201B Since the differential pressure between the air pressure and the outside air pressure is generated, the work of the circulation pump 25 increases instantaneously near the time t1 explosively. As a result, the pressure N in the fuel gas supply channel 201B decreases rapidly. Accordingly, the pressure N in the fuel gas supply channel 201B from when the power generation stop operation of the fuel cell system is entered and the decompression electromagnetic valve 23 is instructed to open is rapidly decreased (changed) as shown in FIG. When the rate ΔP 0), it can be determined that the pressure reducing solenoid valve 23 has been normally opened. Conversely, when the pressure N in the fuel gas supply channel 201 B has not decreased sharply, the pressure reducing solenoid valve 23, it can be determined that a problem has occurred.

そこで、センサS2に検出される燃料ガス供給流路201B内の圧力Nに基づいて減圧電磁弁23に不具合が発生したかを判断することができるという上述の原理に基づいて、本実施の形態では、減圧電磁弁23に不具合を次のように判断している。   Therefore, in the present embodiment, based on the above-described principle that it is possible to determine whether or not a malfunction has occurred in the pressure reducing electromagnetic valve 23 based on the pressure N in the fuel gas supply channel 201B detected by the sensor S2. The malfunction of the pressure reducing solenoid valve 23 is determined as follows.

図12には、燃料ガス供給流路201B内の圧力に基づいて減圧電磁弁23の状態を検知する処理を示す、減圧電磁弁の状態検知処理プログラムのフローチャートが示されている。なお、減圧電磁弁の状態検知処理プログラムは、減圧電磁弁23の開放指示を行ったときから所定時間毎に繰り返し実行される。   FIG. 12 shows a flowchart of a decompression solenoid valve state detection processing program showing a process of sensing the state of the decompression solenoid valve 23 based on the pressure in the fuel gas supply channel 201B. The decompression solenoid valve state detection processing program is repeatedly executed every predetermined time from when the decompression solenoid valve 23 is instructed to be opened.

本減圧電磁弁の状態検知処理プログラムがスタートすると、ステップ620で、本プログラムで使用する変数L、Mを0に初期化する。なお、本プログラムでは、減圧電磁弁23の状態を複数回判定するものであり、Mは、この判定回数をカウントするための変数である。また、本プログラムでは、減圧電磁弁23の状態が異常と判定されても、連続して所定回数異常と判定されたときに、減圧電磁弁23の状態が異常であると最終的に結論するものであり、Lは、減圧電磁弁23の状態が異常と連続判定された回数をカウントするための変数である。   When the decompression solenoid valve state detection processing program starts, variables L and M used in the program are initialized to 0 in step 620. In this program, the state of the pressure reducing solenoid valve 23 is determined a plurality of times, and M is a variable for counting the number of determinations. Further, in this program, even if the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is determined to be abnormal, it is finally concluded that the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is abnormal when it is continuously determined to be abnormal for a predetermined number of times. L is a variable for counting the number of times that the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is continuously determined to be abnormal.

ステップ622で、変数Mを1インクリメントし、ステップ624で、センサS2に検出される燃料ガス供給流路201B内の圧力Pを取り込み、ステップ626で、圧力Pの変化率ΔPを算出する。なお、本実施の形態では、処理ループ(ステップ622〜636)において、今回検出された圧力P1から、前回のプログラムループが実行されて検出された圧力Pを減算し、この減算値を、本プログラムが繰り返し実行される上記所定時間で除算することにより算出される。つまり、変化率ΔPは、正常状態では、負の値となり、また、閾値である変化率ΔP0も、当然負の値となる。   In step 622, the variable M is incremented by 1. In step 624, the pressure P in the fuel gas supply channel 201B detected by the sensor S2 is taken in. In step 626, the rate of change ΔP of the pressure P is calculated. In the present embodiment, in the processing loop (steps 622 to 636), the pressure P detected by executing the previous program loop is subtracted from the pressure P1 detected this time, and this subtraction value is used as the program. Is calculated by dividing by the predetermined time repeatedly executed. That is, the change rate ΔP is a negative value in the normal state, and the change rate ΔP0 that is a threshold value is naturally a negative value.

ステップ628で、圧力Pの変化率ΔPが、上記実験で得られた変化率ΔP0以下であるか否か(或は、絶対値がΔP≧ΔP0であるか否か)を判断する。
圧力Pの変化率ΔPが、上記実験で得られた変化率ΔP0以下と判断された場合には、減圧電磁弁23が正常に動作したと判断でき、ステップ630で、変数Lを0に初期化して、ステップ636で、変数Mが、予定される総判定回数M0となったか否かを判断する。
In step 628, it is determined whether or not the change rate ΔP of the pressure P is equal to or less than the change rate ΔP0 obtained in the above experiment (or whether or not the absolute value is ΔP ≧ ΔP0).
If it is determined that the rate of change ΔP of the pressure P is equal to or less than the rate of change ΔP0 obtained in the above experiment, it can be determined that the pressure reducing solenoid valve 23 has operated normally. In step 630, the variable L is initialized to zero. In step 636, it is determined whether or not the variable M has reached the planned total number of determinations M0.

変数Mが、予定される総判定回数M0でない場合には、ステップ622に戻って、以上の処理ループ(ステップ622〜636)を繰り返す。
一方、ステップ628で、圧力Pの変化率ΔPが、上記実験で得られた変化率ΔP0以下と判断されなかった場合には、減圧電磁弁23が正常に動作していないと判断でき、減圧電磁弁23が正常に動作していないことを連続してカウントするため、ステップ632で、変数Lを1インクリメントし、ステップ634で、変数Lが所定値Lnとなったか否かを判断する。変数Lが所定値Lnとなっていない場合には、減圧電磁弁23が正常に動作していないことを連続して所定値カウントしていないので、ステップ536に進む。
If the variable M is not the planned total number of determinations M0, the process returns to step 622 and the above processing loop (steps 622 to 636) is repeated.
On the other hand, if it is determined in step 628 that the rate of change ΔP of the pressure P is not less than the rate of change ΔP 0 obtained in the above-described experiment, it can be determined that the pressure reducing solenoid valve 23 is not operating normally, In order to continuously count that the valve 23 is not operating normally, in Step 632, the variable L is incremented by 1, and in Step 634, it is determined whether or not the variable L has reached a predetermined value Ln. If the variable L is not equal to the predetermined value Ln, the fact that the pressure-reducing solenoid valve 23 is not operating normally has not been counted continuously, and the routine proceeds to step 536.

しかし、変数Lが所定値Lnとなった場合には、減圧電磁弁23が正常に動作していないことを連続して所定値カウントしたので、ステップ638で、異常停止モード(例えば、循環ポンプ25を停止する等)を実行して、安全に燃料電池を停止する。   However, when the variable L becomes the predetermined value Ln, since the predetermined value is continuously counted that the pressure reducing electromagnetic valve 23 is not operating normally, in step 638, an abnormal stop mode (for example, the circulation pump 25) is counted. To stop the fuel cell safely.

なお、上記ステップ636で、変数Mが、予定される総判定回数M0となった場合には、減圧電磁弁23の状態を総判定回数M0判定する内に、減圧電磁弁23が正常に動作していないことを連続して所定値カウントしていないので、減圧電磁弁23の状態は正常であると判定することができるので、本プログラムを終了する。   When the variable M reaches the planned total number of determinations M0 in step 636, the pressure reducing solenoid valve 23 operates normally while the state of the pressure reducing solenoid valve 23 is determined as the total number of determinations M0. Since the predetermined value is not counted continuously, it can be determined that the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is normal, and thus this program is terminated.

以上説明したように本実施の形態は、燃料ガス供給流路201B内の圧力に基づいて減圧電磁弁23に不具合が発生したかを判断することができ、減圧電磁弁23の状態を簡易に判断することができる。
また、減圧電磁弁23の不具合を、減圧電磁弁23の開放指示を行ったときから所定時間(10ミリ秒)毎が判断するので、これにより、減圧電磁弁23の異常の早期発見と、これに起因する燃料電池の危険予知が行える。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to determine whether or not a malfunction has occurred in the pressure reducing electromagnetic valve 23 based on the pressure in the fuel gas supply flow path 201B, and to easily determine the state of the pressure reducing electromagnetic valve 23. can do.
In addition, since the malfunction of the pressure reducing solenoid valve 23 is determined every predetermined time (10 milliseconds) from when the opening instruction of the pressure reducing solenoid valve 23 is issued, this enables early detection of an abnormality in the pressure reducing solenoid valve 23, This makes it possible to predict the danger of fuel cells caused by

また、前述した実施の形態では、異常を検知した場合には、上記異常停止モードを実行すると共に、警告ランプを更に備え、警告ランプを点灯させたり、ディスプレイを備え、ディスプレイに減圧電磁弁23に不具合が発生したことを警告表示したり、スピーカを備え、スピーカを介して減圧電磁弁23に不具合が発生したこと音声により報知したり、するようにしてもよい。これにより利用者等に注意を促すことができる。   In the above-described embodiment, when an abnormality is detected, the abnormal stop mode is executed, a warning lamp is further provided, the warning lamp is lit, a display is provided, and the pressure reducing electromagnetic valve 23 is provided on the display. A warning may be displayed that a failure has occurred, or a speaker may be provided, and a voice may be sent to notify that a failure has occurred in the pressure reducing electromagnetic valve 23 via the speaker. As a result, the user can be alerted.

次に、本発明の第3の実施の形態を説明する、本実施の形態は前述した第1の実施の形態と同様の構成であるので、その説明を省略し、作用を説明する。
図13には、減圧電磁弁23の状態を検知する処理を示す、減圧電磁弁の状態検知処理プログラムのフローチャートが示されている。なお、減圧電磁弁の状態検知処理プログラムは、減圧電磁弁23の開放指示を行ったときから所定時間毎に繰り返し実行される。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Since the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment described above, the description thereof will be omitted and the operation will be described.
FIG. 13 shows a flowchart of the decompression solenoid valve state detection processing program showing the process of sensing the state of the decompression solenoid valve 23. The decompression solenoid valve state detection processing program is repeatedly executed every predetermined time from when the decompression solenoid valve 23 is instructed to be opened.

ステップ722で、フラグF、Gを0にセットする。なお、フラグFは、後述するように循環ポンプ25の駆動電流に基づいて減圧電磁弁23の異常を判定する処理(駆動電流異常判定処理)において、減圧電磁弁23の異常と判定された場合には、1にセットするものである。フラグGは、後述するように燃料ガス供給流路201B内の圧力に基づいて減圧電磁弁23の異常を判定する処理(圧力異常判定処理)において、減圧電磁弁23の異常と判定された場合には、1にセットするものである。   In step 722, flags F and G are set to zero. Note that the flag F is determined when an abnormality of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is determined in a process of determining an abnormality of the pressure reducing electromagnetic valve 23 based on the drive current of the circulation pump 25 (drive current abnormality determining process) as described later. Is set to 1. The flag G is determined when an abnormality of the pressure reducing electromagnetic valve 23 is determined in a process of determining an abnormality of the pressure reducing electromagnetic valve 23 based on the pressure in the fuel gas supply channel 201B (pressure abnormality determining process) as will be described later. Is set to 1.

ステップ724で、駆動電流異常判定処理を実行する。なお、駆動電流異常判定処理は、前述した第1の実施の形態の減圧電磁弁の状態検知処理プログラム(図11参照)における、ステップ536以外のステップ522〜536を実行すると共に、ステップ534の判定が肯定判定となった場合に、フラグFを1にセットする。   In step 724, drive current abnormality determination processing is executed. The drive current abnormality determination process executes steps 522 to 536 other than step 536 in the above-described pressure-reducing solenoid valve state detection process program (see FIG. 11) of the first embodiment described above, and the determination of step 534. Is affirmative, the flag F is set to 1.

次にステップ726で、上記フラグFのセット状態(1又は0)に基づいて、燃料ガス供給流路201B内の圧力が正常であるか否かを判断し、正常の場合(F=0)、本プログラムを終了する。
循環ポンプ25の駆動電流が正常でない場合(F=1)には、直ちに異常停止モードに移行するのではなく、本実施の形態では、ステップ728で、圧力異常判定処理を実行する。なお、圧力異常判定処理は、前述した第2の実施の形態の減圧電磁弁の状態検知処理プログラム(図12参照)における、ステップ638以外のステップ620〜636を実行すると共に、ステップ634の判定が肯定判定となった場合に、フラグGを1にセットする。
Next, in step 726, based on the set state (1 or 0) of the flag F, it is determined whether or not the pressure in the fuel gas supply channel 201B is normal. If normal (F = 0), Exit this program.
When the drive current of the circulation pump 25 is not normal (F = 1), the pressure abnormality determination process is executed in step 728 in this embodiment instead of immediately shifting to the abnormal stop mode. In the pressure abnormality determination process, steps 620 to 636 other than step 638 are executed in the decompression solenoid valve state detection processing program (see FIG. 12) of the second embodiment described above, and the determination in step 634 is performed. If the determination is affirmative, the flag G is set to 1.

次にステップ730で、上記フラグGのセット状態(1又は0)に基づいて、燃料ガス供給流路201B内の圧力が正常であるか否かを判断し、正常の場合(F=0)、本プログラムを終了する。
一方、燃料ガス供給流路201B内の圧力が正常でない場合(G=1)には、ここで始めて、即ち、循環ポンプ25の駆動電流が異常と判断され、更に、燃料ガス供給流路201B内の圧力が異常と判断された場合に、ステップ732で、異常停止モードに移行する。
Next, in step 730, based on the set state (1 or 0) of the flag G, it is determined whether or not the pressure in the fuel gas supply channel 201B is normal. If normal (F = 0), Exit this program.
On the other hand, when the pressure in the fuel gas supply channel 201B is not normal (G = 1), it is determined that the drive current of the circulation pump 25 is abnormal for the first time, that is, in the fuel gas supply channel 201B. If the pressure is determined to be abnormal, the process proceeds to an abnormal stop mode at step 732.

このように本実施の形態では、循環ポンプ25の駆動電流が異常と判断され、更に、燃料ガス供給流路201B内の圧力が異常と判断された場合に、減圧電磁弁23が異常と判断して、異常停止モードに移行するので、誤判定が抑制され、より精度よく減圧電磁弁23の異常を判定することができる。また、3次圧センサS2が故障した場合においては、実際の停止動作にて、減圧電磁弁23が制御通り開放し、大気圧レベルに落ちたにも関わらず、正常である旨を判断することができない。この場合、本実施の形態では、3次圧センサS2の不具合であるか、減圧電磁弁23の不具合であるかを判断することができる。   As described above, in this embodiment, when the drive current of the circulation pump 25 is determined to be abnormal, and the pressure in the fuel gas supply flow path 201B is determined to be abnormal, the pressure reducing solenoid valve 23 is determined to be abnormal. Thus, since the operation shifts to the abnormal stop mode, erroneous determination is suppressed and abnormality of the pressure reducing electromagnetic valve 23 can be determined with higher accuracy. Also, when the tertiary pressure sensor S2 fails, it is determined in the actual stop operation that the pressure reducing solenoid valve 23 is opened as controlled and falls to the atmospheric pressure level, but is normal. I can't. In this case, in the present embodiment, it can be determined whether it is a malfunction of the tertiary pressure sensor S2 or a malfunction of the pressure reducing electromagnetic valve 23.

この他、本実施形態において、ステップ726で、正常でない場合には、ステップ732を実施し、正常である場合には、ステップ728を実施し、ステップ730で、正常である場合には、処理を終了し(エンド)、異常である場合には、ステップ732を実施する構成としてもよい。この場合には、循環ポンプ25の駆動電流又は、燃料ガス供給流路201B内の圧力のどちらか一方が異常と判断された場合には、減圧電磁弁23の異常を判定することができ、感度よく異常判定を行うことが可能となる。
また、減圧電磁弁23の不具合を、減圧電磁弁23の開放指示を行ったときから所定時間毎に判断するので、これにより、減圧電磁弁23の異常の早期発見と、これに起因する燃料電池の危険予知が行える。
In addition, in this embodiment, if it is not normal in step 726, step 732 is executed. If it is normal, step 728 is executed. If it is normal in step 730, the process is executed. If the process ends (end) and is abnormal, step 732 may be implemented. In this case, if either the driving current of the circulation pump 25 or the pressure in the fuel gas supply flow path 201B is determined to be abnormal, the abnormality of the pressure reducing electromagnetic valve 23 can be determined, and the sensitivity It is possible to perform abnormality determination well.
Further, since the malfunction of the pressure reducing solenoid valve 23 is determined every predetermined time from when the opening instruction of the pressure reducing solenoid valve 23 is given, this allows early detection of an abnormality in the pressure reducing solenoid valve 23 and the fuel cell resulting therefrom. Can predict the danger.

更に、前述した実施の形態では、異常を検知した場合には、上記異常停止モードを実行すると共に、警告ランプを更に備え、警告ランプを点灯させたり、ディスプレイを備え、ディスプレイに減圧電磁弁23に不具合が発生したことを警告表示したり、スピーカを備え、スピーカを介して減圧電磁弁23に不具合が発生したこと音声により報知したり、するようにしてもよい。これにより利用者等に注意を促すことができる。
なお、本実施の形態では、ステップ724、726と、ステップ728、730を入れ替えてもよい。
Further, in the above-described embodiment, when an abnormality is detected, the abnormal stop mode is executed and a warning lamp is further provided, the warning lamp is turned on, a display is provided, and the pressure reducing electromagnetic valve 23 is provided on the display. A warning may be displayed that a failure has occurred, or a speaker may be provided, and a voice may be sent to notify that a failure has occurred in the pressure reducing electromagnetic valve 23 via the speaker. As a result, the user can be alerted.
In the present embodiment, steps 724 and 726 and steps 728 and 730 may be interchanged.

さらに、他の実施の形態として、正常に停止動作が開始され、減圧電磁弁23が開放されると、燃料ガス供給流路201B内(3次圧領域)は、瞬間的に大気圧レベルに低下する。従って、3次圧センサS2の出力値が、所定時間以内に大気圧値まで減少した場合には、減圧電磁弁23が正常であると判断することができる。この場合には、閾値P0を大気圧とし、開放動作からの経過時間を計測するタイマーと、所定時間以内に閾値P0以下となったかを判断する判定手段により、本実施形態が構成される。この所定時間は、急激な圧力減少であることを判断するために、十分に短い時間である。
本明細書は以下の事項を開示する。
(1)燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料室に接続され、燃料ガスを供給するための供給路と、
前記供給路に接続され、前記燃料室の燃料ガスを、前記供給路を介して前記燃料室に循環するための循環路と、
前記循環路に設けられ、前記燃料室の燃料ガスを、前記循環路を介して前記供給路に循環させる循環ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路内の燃料ガスを外部に排出するための排出路と、
前記排出路を開閉する開閉弁と、
前記循環ポンプの駆動電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された前記ポンプの駆動電流に基づいて、前記開閉弁の状態を判断する判断手段と、
を備えた燃料電池システム。
(2)燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料室に接続され、燃料ガスを供給するための供給路と、
前記供給路に接続され、前記燃料室の燃料ガスを、前記供給路を介して前記燃料室に循環するための循環路と、
前記循環路に設けられ、前記燃料室の燃料ガスを、前記循環路を介して前記供給路に循環させる循環ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路内の燃料ガスを外部に排出するための排出路と、
前記排出路を開閉する開閉弁と、
前記供給路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段により検出された前記供給路内の圧力に基づいて、前記開閉弁の状態を判断する判断手段と、
を備えた燃料電池システム。
(3)燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料室に接続され、燃料ガスを供給するための供給路と、
前記供給路に接続され、前記燃料室の燃料ガスを、前記供給路を介して前記燃料室に循環するための循環路と、
前記循環路に設けられ、前記燃料室の燃料ガスを、前記循環路を介して前記供給路に循環させる循環ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路内の燃料ガスを外部に排出するための排出路と、
前記排出路を開閉する開閉弁と、
前記循環ポンプの駆動電流を検出する電流検出手段と、
前記供給路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記検出された前記ポンプの駆動電流及び前記検出された前記供給路内の圧力に基づいて、前記開閉弁の状態を判断する判断手段と、
を備えた燃料電池システム。
(4)さらに、前記判断手段は、前記燃料電池の発電を停止する際に実行する前記燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理を行う前に、前記開閉弁の状態を判断することを特徴とする上記(1)乃至(3)の何れかに記載の燃料電池システム。
(5)さらに、前記判断手段により前記開閉弁が通常の動作状態でないと判断された場合に、前記開閉弁が通常の動作状態でないことを報知する報知手段を更に備えたことを特徴とする上記(1)乃至(4)の何れかに記載の燃料電池システム。
(6)燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池における前記燃料室に供給路を介して燃料ガスを供給し、前記燃料室の燃料ガスを循環ポンプにより循環路及び供給路を介して前記燃料室に循環すると共に、循環路内の燃料ガスを、開閉弁により開放された排出路を介して外部に排出する燃料電池システムにおける開放弁の故障判定方法であって、
前記循環ポンプの駆動電流を検出し、
前記検出された前記ポンプの駆動電流に基づいて、前記開閉弁の状態を判断する
ことを特徴とする開放弁の故障判定方法。
(7)燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池における前記燃料室に供給路を介して燃料ガスを供給し、前記燃料室の燃料ガスを循環ポンプにより循環路及び供給路を介して前記燃料室に循環すると共に、循環路内の燃料ガスを、開閉弁により開放された排出路を介して外部に排出する燃料電池システムにおける開放弁の故障判定方法であって、
前記供給路内の圧力を検出し、
前記検出された前記供給路内の圧力に基づいて、前記開閉弁の状態を判断する
ことを特徴とする開放弁の故障判定方法。
(8)燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池における前記燃料室に供給路を介して燃料ガスを供給し、前記燃料室の燃料ガスを循環ポンプにより循環路及び供給路を介して前記燃料室に循環すると共に、循環路内の燃料ガスを、開閉弁により開放された排出路を介して外部に排出する燃料電池システムにおける開放弁の故障判定方法であって、
前記循環ポンプの駆動電流を検出すると共に、前記供給路内の圧力を検出し、
前記検出された前記ポンプの駆動電流及び前記検出された前記供給路内の圧力に基づいて、前記開閉弁の状態を判断する
ことを特徴とする開放弁の故障判定方法。
上記(1)記載の構成によれば、循環ポンプの駆動電流に基づいて、開閉弁の状態を判断するので、開放弁の不具合を検知することができる。
上記(2)記載の構成によれば、供給路内の圧力に基づいて、開閉弁の状態を判断するので、開放弁の不具合を検知することができる。
上記(3)記載の構成によれば、循環ポンプの駆動電流及び供給路内の圧力に基づいて、開閉弁の状態を判断するので、開放弁の不具合をより精度よく検知することができる。
上記(4)記載の構成によれば、前記燃料電池の発電を停止する際に実行する前記燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理を行う前に、前記開閉弁の状態を判断するので、開閉弁に不具合があると判断された場合には、燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理しないようにすることができ、電力浪費を防止することができる。
上記(5)記載の構成によれば、開閉弁が通常の動作状態でないと判断された場合に、開閉弁が通常の動作状態でないことを報知するので、利用者等に注意を促すことができる。
上記(6)記載の構成によれば、循環ポンプの駆動電流に基づいて、開閉弁の状態を判断するので、開放弁の不具合を検知することができる。
上記(7)記載の構成によれば、供給路内の圧力に基づいて、開閉弁の状態を判断するので、開放弁の不具合を検知することができる。
上記(8)記載の構成によれば、循環ポンプの駆動電流及び供給路内の圧力に基づいて、開閉弁の状態を判断するので、開放弁の不具合をより精度よく検知することができる。
Furthermore, as another embodiment, when the stop operation is started normally and the pressure reducing solenoid valve 23 is opened, the inside of the fuel gas supply flow path 201B (tertiary pressure region) instantaneously drops to the atmospheric pressure level. To do. Therefore, when the output value of the tertiary pressure sensor S2 decreases to the atmospheric pressure value within a predetermined time, it can be determined that the pressure reducing electromagnetic valve 23 is normal. In this case, the present embodiment is configured by a timer that measures the elapsed time from the opening operation with the threshold value P0 being atmospheric pressure, and a determination unit that determines whether the threshold value P0 is within a predetermined time. This predetermined time is a sufficiently short time to determine that the pressure is decreasing rapidly.
This specification discloses the following matters.
(1) a fuel cell in which a fuel chamber into which a fuel gas is introduced and an oxidizing gas chamber into which an oxidizing gas is introduced are adjacent to each other via an electrolyte layer, and power is generated by a reaction between the fuel gas and the oxidizing gas;
A supply path connected to the fuel chamber for supplying fuel gas;
A circulation path connected to the supply path for circulating the fuel gas in the fuel chamber to the fuel chamber via the supply path;
A circulation pump that is provided in the circulation path and circulates the fuel gas in the fuel chamber to the supply path through the circulation path;
A discharge path connected to the circulation path for discharging the fuel gas in the circulation path to the outside;
An on-off valve for opening and closing the discharge path;
Current detecting means for detecting a driving current of the circulation pump;
Determination means for determining the state of the on-off valve based on the drive current of the pump detected by the current detection means;
A fuel cell system comprising:
(2) a fuel cell in which a fuel chamber into which fuel gas is introduced and an oxidant gas chamber into which oxidant gas is introduced are adjacent to each other via an electrolyte layer, and power is generated by a reaction between the fuel gas and the oxidant gas;
A supply path connected to the fuel chamber for supplying fuel gas;
A circulation path connected to the supply path for circulating the fuel gas in the fuel chamber to the fuel chamber via the supply path;
A circulation pump that is provided in the circulation path and circulates the fuel gas in the fuel chamber to the supply path through the circulation path;
A discharge path connected to the circulation path for discharging the fuel gas in the circulation path to the outside;
An on-off valve for opening and closing the discharge path;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the supply path;
Determination means for determining the state of the on-off valve based on the pressure in the supply path detected by the pressure detection means;
A fuel cell system comprising:
(3) a fuel cell in which a fuel chamber into which a fuel gas is introduced and an oxidizing gas chamber into which an oxidizing gas is introduced are adjacent to each other via an electrolyte layer, and power is generated by a reaction between the fuel gas and the oxidizing gas;
A supply path connected to the fuel chamber for supplying fuel gas;
A circulation path connected to the supply path for circulating the fuel gas in the fuel chamber to the fuel chamber via the supply path;
A circulation pump that is provided in the circulation path and circulates the fuel gas in the fuel chamber to the supply path through the circulation path;
A discharge path connected to the circulation path for discharging the fuel gas in the circulation path to the outside;
An on-off valve for opening and closing the discharge path;
Current detecting means for detecting a driving current of the circulation pump;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the supply path;
Determination means for determining the state of the on-off valve based on the detected drive current of the pump and the detected pressure in the supply path;
A fuel cell system comprising:
(4) Furthermore, the determination means determines the state of the on-off valve before performing the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber, which is executed when the power generation of the fuel cell is stopped, with a replacement gas. The fuel cell system according to any one of (1) to (3), wherein the fuel cell system is characterized.
(5) The apparatus further comprises notification means for notifying that the on-off valve is not in a normal operating state when the determining means determines that the on-off valve is not in a normal operating state. (1) The fuel cell system according to any one of (4).
(6) A fuel chamber into which the fuel gas is introduced and an oxidizing gas chamber into which the oxidizing gas is introduced are adjacent to each other via an electrolyte layer, and the fuel chamber in the fuel cell that generates power by the reaction between the fuel gas and the oxidizing gas is disposed in the fuel chamber. Fuel gas is supplied via a supply path, and the fuel gas in the fuel chamber is circulated to the fuel chamber via a circulation path and a supply path by a circulation pump, and the fuel gas in the circulation path is opened by an on-off valve. A failure determination method for an open valve in a fuel cell system that discharges to the outside through a discharge path,
Detecting the drive current of the circulation pump;
Based on the detected driving current of the pump, the state of the on-off valve is determined.
The failure determination method of the open valve characterized by the above-mentioned.
(7) A fuel chamber into which fuel gas is introduced and an oxidizing gas chamber into which oxidizing gas is introduced are adjacent to each other via an electrolyte layer, and the fuel chamber in the fuel cell that generates power by reaction between the fuel gas and the oxidizing gas is disposed in the fuel chamber. Fuel gas is supplied via a supply path, and the fuel gas in the fuel chamber is circulated to the fuel chamber via a circulation path and a supply path by a circulation pump, and the fuel gas in the circulation path is opened by an on-off valve. A failure determination method for an open valve in a fuel cell system that discharges to the outside through a discharge path,
Detecting the pressure in the supply path;
Based on the detected pressure in the supply passage, the state of the on-off valve is determined.
The failure determination method of the open valve characterized by the above-mentioned.
(8) The fuel chamber in the fuel cell in which the fuel chamber into which the fuel gas is introduced and the oxidizing gas chamber into which the oxidizing gas is introduced are adjacent to each other via the electrolyte layer and power is generated by the reaction between the fuel gas and the oxidizing gas. Fuel gas is supplied via a supply path, and the fuel gas in the fuel chamber is circulated to the fuel chamber via a circulation path and a supply path by a circulation pump, and the fuel gas in the circulation path is opened by an on-off valve. A failure determination method for an open valve in a fuel cell system that discharges to the outside through a discharge path,
Detecting the driving current of the circulation pump and detecting the pressure in the supply path;
Based on the detected driving current of the pump and the detected pressure in the supply passage, the state of the on-off valve is determined.
The failure determination method of the open valve characterized by the above-mentioned.
According to the configuration described in (1) above, since the state of the on-off valve is determined based on the drive current of the circulation pump, it is possible to detect a malfunction of the open valve.
According to the configuration described in (2) above, since the state of the on-off valve is determined based on the pressure in the supply path, a malfunction of the open valve can be detected.
According to the configuration described in (3) above, since the state of the on-off valve is determined based on the drive current of the circulation pump and the pressure in the supply path, it is possible to detect the malfunction of the open valve more accurately.
According to the configuration described in (4) above, the state of the on-off valve is determined before performing the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber, which is executed when the power generation of the fuel cell is stopped, with the replacement gas. When it is determined that there is a problem with the on-off valve, it is possible not to perform the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber with the replacement gas, and it is possible to prevent waste of electric power.
According to the configuration described in the above (5), when it is determined that the on-off valve is not in a normal operation state, the user is alerted that the on-off valve is not in a normal operation state, so that the user can be alerted. .
According to the configuration described in (6) above, since the state of the on-off valve is determined based on the driving current of the circulation pump, it is possible to detect a malfunction of the open valve.
According to the configuration described in (7) above, since the state of the on-off valve is determined based on the pressure in the supply path, a malfunction of the open valve can be detected.
According to the configuration described in (8) above, since the state of the on-off valve is determined based on the driving current of the circulation pump and the pressure in the supply path, the malfunction of the open valve can be detected with higher accuracy.

この発明の燃料電池システム1を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a fuel cell system 1 of the present invention. 燃料電池用セパレータを示す全体正面図である。It is a whole front view which shows the separator for fuel cells. 燃料電池セパレータで構成された燃料電池スタックの部分断面平面図(A‐A断面図)である。It is a fragmentary sectional top view (AA sectional view) of the fuel cell stack comprised with the fuel cell separator. 燃料電池セパレータで構成された燃料電池スタックの部分断面側面図(B‐B断面図)である。It is a partial section side view (BB sectional view) of a fuel cell stack constituted with a fuel cell separator. 燃料電池セパレータの部分断面側面図(C‐C断面図)である。It is a partial cross section side view (CC sectional view) of a fuel cell separator. 燃料電池用セパレータの全体背面図である。1 is an overall rear view of a fuel cell separator. 単位セルの断面図である。It is sectional drawing of a unit cell. 燃料電池スタックの部分平面図である。It is a partial top view of a fuel cell stack. 燃料電池システム1の制御系のブロック図である。2 is a block diagram of a control system of the fuel cell system 1. FIG. 減圧電磁弁が正常に動作した場合の、循環ポンプの駆動電流と、二次圧センサ及び三次圧センサの出力電流と対比させて示すグラフである。It is a graph which compares the drive current of a circulation pump with the output current of a secondary pressure sensor and a tertiary pressure sensor when a pressure-reducing solenoid valve operates normally, and shows it. 第1の実施の形態における減圧電磁弁の状態検知処理プログラムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the state detection process program of the pressure reduction solenoid valve in 1st Embodiment. 第2の実施の形態における減圧電磁弁の状態検知処理プログラムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the state detection process program of the pressure-reducing solenoid valve in 2nd Embodiment. 第3の実施の形態における減圧電磁弁の状態検知処理プログラムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the state detection process program of the pressure reduction solenoid valve in 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池システム
11 水素貯蔵タンク(供給手段)
100 燃料電池スタック(燃料電池)
201A、201B 燃料ガス供給流路(供給路)
204 循環流路(循環路)
25 循環ポンプ
23 減圧電磁弁(開閉弁)
S2 三次圧センサ(圧力検出手段)
S10 駆動電流検出センサ(電流検出手段)
200 制御装置(判断手段)
1 Fuel cell system 11 Hydrogen storage tank (supply means)
100 Fuel cell stack (fuel cell)
201A, 201B Fuel gas supply channel (supply channel)
204 Circulation channel (circulation channel)
25 Circulating pump 23 Pressure reducing solenoid valve (open / close valve)
S2 Tertiary pressure sensor (pressure detection means)
S10 Drive current detection sensor (current detection means)
200 Control device (judgment means)

Claims (4)

燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料室に接続され、燃料ガスを供給するための供給路と、
前記供給路に接続され、前記燃料室の燃料ガスを、前記供給路を介して前記燃料室に循環するための循環路と、
前記循環路に設けられ、前記燃料室の燃料ガスを、前記循環路を介して前記供給路に循環させる循環ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路内の燃料ガスを外部に排出するための排出路と、
前記排出路を開閉する開閉弁と、
前記開閉弁を開放するとともに前記循環ポンプを駆動して燃料室を減圧する減圧手段と、
開閉弁開放指示後の前記循環ポンプの駆動電流を所定時間毎に検出する電流検出手段と、
前記燃料電池の発電を停止する際に実行する前記燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理を行う前に、前記電流検出手段により検出された前記ポンプの駆動電流が所定の閾値以上でないことを連続して判定された回数をカウントし、該カウント数が所定値になった場合に、前記開閉弁が異常と判断する判断手段と、
を備えた燃料電池システム。
A fuel cell in which a fuel chamber into which fuel gas is introduced and an oxidant gas chamber into which oxidant gas is introduced are disposed adjacent to each other via an electrolyte layer, and power is generated by a reaction between the fuel gas and the oxidant gas;
A supply path connected to the fuel chamber for supplying fuel gas;
A circulation path connected to the supply path for circulating the fuel gas in the fuel chamber to the fuel chamber via the supply path;
A circulation pump that is provided in the circulation path and circulates the fuel gas in the fuel chamber to the supply path through the circulation path;
A discharge path connected to the circulation path for discharging the fuel gas in the circulation path to the outside;
An on-off valve for opening and closing the discharge path;
Decompression means for opening the on-off valve and driving the circulation pump to decompress the fuel chamber;
Current detecting means for detecting the driving current of the circulation pump after the opening / closing valve opening instruction every predetermined time ;
The pump drive current detected by the current detection means is not greater than or equal to a predetermined threshold before performing the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber, which is performed when the power generation of the fuel cell is stopped, with a replacement gas. A determination means for counting the number of times continuously determined, and determining that the on- off valve is abnormal when the count reaches a predetermined value ;
A fuel cell system comprising:
燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料室に接続され、燃料ガスを供給するための供給路と、
前記供給路に接続され、前記燃料室の燃料ガスを、前記供給路を介して前記燃料室に循環するための循環路と、
前記循環路に設けられ、前記燃料室の燃料ガスを、前記循環路を介して前記供給路に循環させる循環ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路内の燃料ガスを外部に排出するための排出路と、
前記排出路を開閉する開閉弁と、
前記開閉弁を開放するとともに前記循環ポンプを駆動して燃料室を減圧する減圧手段と、
開閉弁開放指示後の前記供給路内の圧力を所定時間毎に検出する圧力検出手段と、
前記燃料電池の発電を停止する際に実行する前記燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理を行う前に、前記圧力検出手段により検出された前記所定時間毎の圧力から算出された変化率が閾値以下でないことを連続して判定された回数をカウントし、該カウント数が所定値になった場合に、前記開閉弁が異常と判断する判断手段と、
を備えた燃料電池システム。
A fuel cell in which a fuel chamber into which fuel gas is introduced and an oxidant gas chamber into which oxidant gas is introduced are disposed adjacent to each other via an electrolyte layer, and power is generated by a reaction between the fuel gas and the oxidant gas;
A supply path connected to the fuel chamber for supplying fuel gas;
A circulation path connected to the supply path for circulating the fuel gas in the fuel chamber to the fuel chamber via the supply path;
A circulation pump that is provided in the circulation path and circulates the fuel gas in the fuel chamber to the supply path through the circulation path;
A discharge path connected to the circulation path for discharging the fuel gas in the circulation path to the outside;
An on-off valve for opening and closing the discharge path;
Decompression means for opening the on-off valve and driving the circulation pump to decompress the fuel chamber;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the supply passage after the opening / closing valve opening instruction every predetermined time ;
The rate of change calculated from the pressure per predetermined time detected by the pressure detecting means before performing the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber, which is executed when the power generation of the fuel cell is stopped, with a replacement gas A determination unit that counts the number of times that it is continuously determined that is not less than or equal to a threshold value, and determines that the on-off valve is abnormal when the count reaches a predetermined value ;
A fuel cell system comprising:
燃料ガスが流入される燃料室と、酸化ガスが流入される酸化ガス室とを電解質層を介して隣接させ、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電する燃料電池と、
前記燃料室に接続され、燃料ガスを供給するための供給路と、
前記供給路に接続され、前記燃料室の燃料ガスを、前記供給路を介して前記燃料室に循環するための循環路と、
前記循環路に設けられ、前記燃料室の燃料ガスを、前記循環路を介して前記供給路に循環させる循環ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路内の燃料ガスを外部に排出するための排出路と、
前記排出路を開閉する開閉弁と、
前記開閉弁を開放するとともに前記循環ポンプを駆動して燃料室を減圧する減圧手段と、
開閉弁開放指示後の前記循環ポンプの駆動電流を所定時間毎に検出する電流検出手段と、
開閉弁開放指示後の前記供給路内の圧力を所定時間毎に検出する圧力検出手段と、
前記燃料電池の発電を停止する際に実行する前記燃料室内の燃料ガスを置換ガスに置換する処理を行う前に、前記検出された前記ポンプの駆動電流が所定の閾値以上でないことを連続して判定された回数をカウントし、該カウント数が所定値になり、かつ及び前記検出された前記所定時間毎の圧力から算出された変化率が閾値以下でないことを連続して判定された回数をカウントし、該カウント数が所定値になった場合に、前記開閉弁が異常と判断する判断手段と、
を備えた燃料電池システム。
A fuel cell in which a fuel chamber into which fuel gas is introduced and an oxidant gas chamber into which oxidant gas is introduced are disposed adjacent to each other via an electrolyte layer, and power is generated by a reaction between the fuel gas and the oxidant gas;
A supply path connected to the fuel chamber for supplying fuel gas;
A circulation path connected to the supply path for circulating the fuel gas in the fuel chamber to the fuel chamber via the supply path;
A circulation pump that is provided in the circulation path and circulates the fuel gas in the fuel chamber to the supply path through the circulation path;
A discharge path connected to the circulation path for discharging the fuel gas in the circulation path to the outside;
An on-off valve for opening and closing the discharge path;
Decompression means for opening the on-off valve and driving the circulation pump to decompress the fuel chamber;
Current detecting means for detecting the driving current of the circulation pump after the opening / closing valve opening instruction every predetermined time ;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the supply passage after the opening / closing valve opening instruction every predetermined time ;
Before performing the process of replacing the fuel gas in the fuel chamber, which is performed when the power generation of the fuel cell is stopped, with a replacement gas, it is continuously determined that the detected drive current of the pump is not equal to or greater than a predetermined threshold. Counts the number of times determined, and counts the number of times when the number of determinations is a predetermined value, and the rate of change calculated from the detected pressure per predetermined time is not less than or equal to a threshold value. Determining means for determining that the on-off valve is abnormal when the count reaches a predetermined value ;
A fuel cell system comprising:
前記判断手段により前記開閉弁が異常と判断された場合に、前記開閉弁が異常あることを報知する報知手段を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の燃料電池システム。 When the on-off valve is determined to be abnormal by the determining means, any one of claims 1 to 3, characterized in that further comprising informing means for informing that the on-off valve has abnormality The fuel cell system described in 1.
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