JP6973173B2

JP6973173B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP6973173B2
Application number: JP2018032138A
Authority: JP
Inventors: 富夫山中; 健司馬屋原; 貴史山田; 裕治村田; 亮介山田; 忍大塚; 俊二郎木川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2038-02-26
Also published as: JP2019149247A

Description

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

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

特開２０１６−０８１７２４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-081724

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

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and can be realized as the following forms.

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

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

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

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

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

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

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

供給分岐流路２３０Ａ，２３０Ｂは、それぞれの高圧タンク２１０Ａ，２１０Ｂと燃料ガス供給機構３００Ａ，３００Ｂとを接続する流路である。各供給分岐流路２３０Ａ，２３０Ｂには、開閉によって高圧タンク２１０Ａ，２１０Ｂと燃料ガス供給機構３００Ａ，３００Ｂとを連通又は非連通にするシャットバルブ２２２Ａ，２２２Ｂが配置されている。供給分岐流路２３０Ａ，２３０Ｂと燃料ガス供給機構３００Ａ，３００Ｂとは、供給側接続マニホールド２４０Ａ，２４０Ｂを介して接続されている。高圧タンク２１０Ａ，２１０Ｂから供給分岐流路２３０Ａ，２３０Ｂへと流入した燃料ガスは、燃料電池スタック１００Ａ，１００Ｂへと供給される。供給側接続マニホールド２４０Ａ，２４０Ｂには、圧力センサ２４２Ａ，２４２Ｂが設けられている。圧力センサ２４２Ａ，２４２Ｂは、燃料ガスの供給圧力を検出する。 The supply branch flow paths 230A and 230B are flow paths that connect the high-pressure tanks 210A and 210B and the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B, respectively. Shut valves 222A and 222B are arranged in the supply branch flow paths 230A and 230B to communicate or not communicate between the high pressure tanks 210A and 210B and the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B by opening and closing. The supply branch flow paths 230A and 230B and the fuel gas supply mechanisms 300A and 300B are connected to each other via the supply side connection manifolds 240A and 240B. The fuel gas that has flowed from the high-pressure tanks 210A and 210B into the supply branch flow paths 230A and 230B is supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B. Pressure sensors 242A and 242B are provided on the supply side connection manifolds 240A and 240B. The pressure sensors 242A and 242B detect the supply pressure of the fuel gas.

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

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

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

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

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

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

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

本実施形態において、第１の制御部６００Ａは、第１の制御部６００Ａ及び第２の制御部６００Ｂからのシャットバルブ２２２Ａ，２２２Ｂへの開閉指示を統合する統合制御部６１０としての機能を有する。また、統合制御部６１０は、各制御部６００Ａ，６００Ｂから通知される各サブシステム１０Ａ，１０Ｂにおける異常の有無に応じて、燃料電池システム１０全体における異常の有無を判定する。 In the present embodiment, the first control unit 600A has a function as an integrated control unit 610 that integrates opening / closing instructions from the first control unit 600A and the second control unit 600B to the shut valves 222A and 222B. Further, the integrated control unit 610 determines whether or not there is an abnormality in the entire fuel cell system 10 according to the presence or absence of an abnormality in the subsystems 10A and 10B notified by the control units 600A and 600B.

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

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

通信状態が正常である場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）には、統合制御部６１０は、ステップＳ１０１において確認した異常の有無の判定の通知に応じて、各サブシステム１０Ａ，１０Ｂに異常があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。 When the communication state is normal (step S102: Yes), the integrated control unit 610 responds to the notification of the determination of the presence / absence of the abnormality confirmed in step S101, and whether or not each of the subsystems 10A and 10B has an abnormality. (Step S103).

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

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

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

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

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

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

図３は、第２の制御（ステップＳ１２０）における処理を示すフローチャートである。第２の制御（ステップＳ１２０）が開始されると、統合制御部６１０は、第１の制御部６００Ａと第２の制御部６００Ｂとのいずれか少なくとも一方が開弁を指示しているか否かを確認する（ステップＳ１２１）。第１の制御部６００Ａと第２の制御部６００Ｂとのいずれも開弁を指示していない場合（ステップＳ１２１：Ｎｏ）には、統合制御部６１０は、再び第１の制御部６００Ａと第２の制御部６００Ｂとのいずれか少なくとも一方が開弁を指示しているか否かを確認する（ステップＳ１２１）。第１の制御部６００Ａと第２の制御部６００Ｂとのいずれか少なくとも一方が開弁を指示している場合（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）には、全てのシャットバルブ２２２Ａ，２２２Ｂに開弁を指示する（ステップＳ１２２）。これにより、統合制御部６１０は、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとを同期を解除した状態で、シャットバルブ２２２Ａ，２２２Ｂの開弁を制御できる。 FIG. 3 is a flowchart showing the processing in the second control (step S120). When the second control (step S120) is started, the integrated control unit 610 determines whether or not at least one of the first control unit 600A and the second control unit 600B is instructing to open the valve. Confirm (step S121). When neither the first control unit 600A nor the second control unit 600B is instructed to open the valve (step S121: No), the integrated control unit 610 again performs the first control unit 600A and the second control unit 600A. It is confirmed whether or not at least one of the control unit 600B and the control unit 600B of the above indicates the valve opening (step S121). When at least one of the first control unit 600A and the second control unit 600B instructs to open the valve (step S121: Yes), all the shut valves 222A and 222B are instructed to open. (Step S122). As a result, the integrated control unit 610 can control the opening of the shut valves 222A and 222B in a state where the first subsystem 10A and the second subsystem 10B are out of synchronization.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations within a range not deviating from the gist thereof. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the column of the outline of the invention are for solving a part or all of the above-mentioned problems, or one of the above-mentioned effects. It is possible to replace or combine as appropriate to achieve the part or all. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be appropriately deleted.

１０…燃料電池システム
１０Ａ，１０Ｂ…サブシステム
１００Ａ，１００Ｂ…燃料電池スタック
２００Ａ，２００Ｂ…燃料ガス貯蔵機構
２１０Ａ，２１０Ｂ…高圧タンク
２２２Ａ，２２２Ｂ…シャットバルブ
２３０Ａ，２３０Ｂ…供給分岐流路
２４０Ａ，２４０Ｂ…供給側接続マニホールド
２４２Ａ，２４２Ｂ…圧力センサ
２５０Ａ，２５０Ｂ…充填分岐流路
２６０Ａ，２６０Ｂ…充填側接続マニホールド
２６２Ａ，２６２Ｂ…圧力センサ
２７０Ａ，２７０Ｂ…充填流路
２８０…レセプタクル
３００Ａ，３００Ｂ…燃料ガス供給機構
３１０Ａ，３１０Ｂ…主流路
３１２…接続流路
３２０Ａ，３２０Ｂ…レギュレータ
３３０Ａ，３３０Ｂ…圧力センサ
３４０Ａ，３４０Ｂ…インジェクタ
３５０Ａ，３５０Ｂ…圧力センサ
３６０Ａ，３６０Ｂ…燃料ガス循環流路
３７０Ａ，３７０Ｂ…気液分離器
３７５Ａ，３７５Ｂ…開閉弁
３８０Ａ，３８０Ｂ…ポンプ
３９０Ａ，３９０Ｂ…燃料ガス排出流路
４００Ａ，４００Ｂ…酸化剤ガス給排機構
４１０Ａ，４１０Ｂ…酸化剤ガス供給流路
４２０Ａ，４２０Ｂ…酸化剤ガス排出流路
４３０Ａ，４３０Ｂ…バイパス流路
４４０Ａ，４４０Ｂ…エアコンプレッサ
４５０Ａ，４５０Ｂ…三方弁
４６０Ａ，４６０Ｂ…調圧弁
４７０Ａ，４７０Ｂ…マフラー
５００Ａ，５００Ｂ…冷媒循環機構
５１０Ａ，５１０Ｂ…ラジエータ
５２０Ａ，５２０Ｂ…冷媒供給流路
５３０Ａ，５３０Ｂ…冷媒回収流路
５４０Ａ，５４０Ｂ…冷媒バイパス流路
５６０Ａ，５６０Ｂ…三方弁
６００Ａ，６００Ｂ…制御部
６１０…統合制御部 10 ... Fuel cell system 10A, 10B ... Subsystem 100A, 100B ... Fuel cell stack 200A, 200B ... Fuel gas storage mechanism 210A, 210B ... High pressure tank 222A, 222B ... Shut valve 230A, 230B ... Supply branch flow path 240A, 240B ... Supply side connection manifold 242A, 242B ... Pressure sensor 250A, 250B ... Filling branch flow path 260A, 260B ... Filling side connection manifold 262A, 262B ... Pressure sensor 270A, 270B ... Filling flow path 280 ... Receptor 300A, 300B ... Fuel gas supply mechanism 310A, 310B ... Main flow path 312 ... Connection flow path 320A, 320B ... Regulator 330A, 330B ... Pressure sensor 340A, 340B ... Injector 350A, 350B ... Pressure sensor 360A, 360B ... Fuel gas circulation flow path 370A, 370B ... Gas-liquid separator 375A, 375B ... On-off valve 380A, 380B ... Pump 390A, 390B ... Fuel gas discharge flow path 400A, 400B ... Oxidating agent gas supply / discharge mechanism 410A, 410B ... Oxidizing agent gas supply flow path 420A, 420B ... Oxidizing agent gas discharge flow path 430A, 430B ... Bypass flow path 440A, 440B ... Air compressor 450A, 450B ... Three-way valve 460A, 460B ... Pressure regulating valve 470A, 470B ... Muffler 500A, 500B ... Refrigerator circulation mechanism 510A, 510B ... Radiator 520A, 520B ... Refrigerator supply flow path 530A, 530B ... Fuel recovery flow path 540A, 540B ... Refrigerator bypass flow path 560A, 560B ... Three-way valve 600A, 600B ... Control unit 610 ... Integrated control unit

Claims

It ’s a fuel cell system.
With multiple subsystems
It is equipped with an integrated control unit that controls the plurality of subsystems.
Each of the above-mentioned multiple subsystems
A fuel cell stack that uses fuel gas to generate electricity,
A high-pressure tank for storing fuel gas supplied to the fuel cell stack, and
A fuel gas supply flow path that connects the fuel cell stack and the high-pressure tank,
A shut valve arranged in the fuel gas supply flow path, which connects or does not communicate with the fuel cell stack and the high-pressure tank by opening and closing.
A detector that detects the state of the subsystem, and
It is provided with a control unit for determining the presence or absence of an abnormality in the subsystem according to the state detected by the detection unit and instructing the integrated control unit to open / close the shut valve.
The fuel cell system further has a connecting flow path that allows the fuel gas supply flow paths provided in the plurality of subsystems to communicate with each other.
The integrated control unit
When it is determined that there is no abnormality in the plurality of subsystems, the valve opening is instructed by all of the control units, and then the shut valve of the plurality of subsystems is opened, and the valve opening is executed. After being instructed to close the valve by all of the above, the first control for executing the closing of the shut valve of the plurality of subsystems is performed.
When it is determined that there is an abnormality in at least one of the plurality of subsystems, the plurality of subsystems are instructed to open the valve by at least one of the control units. Second control is performed to open the shut valve of the above, and after being instructed to close the valve by all of the control units, execute the closing of the shut valve of the plurality of subsystems.
Fuel cell system.