JP7102993B2 - Fuel cell system and vehicle system equipped with the fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システム及び該燃料電池システムを備えた車両システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system and a vehicle system including the fuel cell system.

特許文献１には、水素含有ガスを用いて発電を行うセルスタックを含む発電部と、発電部を収容する筐体と、セルスタックのカソードに供給するための空気を筐体外から筐体内に導入する空気導入路と、を備える燃料電池システムが提案されている。特許文献１の燃料電池システムでは、ブロアを用いて筐体内の発電部を含む高温部に酸化剤としての空気を供給して冷却機構を備えている。 In Patent Document 1, a power generation unit including a cell stack that generates power using hydrogen-containing gas, a housing that houses the power generation unit, and air for supplying air to the cathode of the cell stack are introduced from outside the housing into the housing. A fuel cell system equipped with an air introduction path has been proposed. The fuel cell system of Patent Document 1 is provided with a cooling mechanism by supplying air as an oxidizing agent to a high temperature portion including a power generation portion in the housing by using a blower.

国際公開第２０１２／０９１０３１号公報International Publication No. 2012/091031

特許文献１の燃料電池システムでは冷却に空気を用いているが、空気の熱容量は水などと比較して小さいため、上記ブロアを適宜稼動させる必要がある。しかしながら、システムの緊急停止時など予期せずブロアが停止した場合にはブロアによる冷却性能を確保することが出来ず、筐体内に配置された部品の熱保護を確実に行うための一層の熱性能向上が望まれている。 In the fuel cell system of Patent Document 1, air is used for cooling, but since the heat capacity of air is smaller than that of water or the like, it is necessary to operate the blower appropriately. However, if the blower stops unexpectedly, such as during an emergency stop of the system, the cooling performance of the blower cannot be ensured, and further thermal performance is provided to ensure thermal protection of the parts arranged in the housing. Improvement is desired.

このような事情に鑑み、本発明の目的は、燃料電池システムにおいてより好適な冷却態様を実現することにある。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to realize a more suitable cooling mode in a fuel cell system.

本発明のある態様によれば、燃料を改質する改質器と、改質された燃料と空気の供給を受けて発電する固体酸化物形の燃料電池と、燃料電池からの排気を処理する排気装置と、所定の原燃料供給源から燃料配管を介して少なくとも改質器に空気よりも熱容量が大きい液体の原燃料を供給する原燃料供給装置と所定の空気供給源から空気配管を介して少なくとも燃料電池に空気を供給する空気供給装置と、燃料電池の発電電力を制御する電力制御装置と、改質器、燃料電池、排気装置、原燃料供給装置、空気供給装置、及び電力制御装置を収容する第１収容部と、を有する燃料電池システムが提供される。 According to an aspect of the present invention, a reformer that reforms fuel, a solid oxide fuel cell that generates power by receiving the supply of reformed fuel and air, and exhaust from the fuel cell are treated. An exhaust device and a raw material fuel supply device that supplies a liquid raw material fuel having a heat capacity larger than that of air to at least the reformer via a fuel pipe from a predetermined raw material fuel supply source and a predetermined air supply source via an air pipe. At least an air supply device that supplies air to the fuel cell, a power control device that controls the generated power of the fuel cell, a reformer, a fuel cell, an exhaust device, a raw fuel supply device, an air supply device, and a power control device. A fuel cell system comprising a first accommodating portion for accommodating is provided.

また、第１収容部の内部は、高温領域と低温領域に分割される。高温領域には、燃料電池、改質器、及び排気装置が配置される。さらに、低温領域には、原燃料供給装置、空気供給装置、及び電力制御装置が配置される。そして、燃料電池システムは、原燃料供給装置、空気供給装置、及び電力制御装置の内の少なくとも一つを収容する第２収容部を備える。特に、第２収容部の内部には、燃料配管に接続される燃料溜まり部が設けられる。 Further, the inside of the first accommodating portion is divided into a high temperature region and a low temperature region. A fuel cell, a reformer, and an exhaust device are arranged in the high temperature region. Further, a raw material fuel supply device, an air supply device, and a power control device are arranged in the low temperature region. The fuel cell system includes a second accommodating portion for accommodating at least one of a raw material fuel supply device, an air supply device, and a power control device. In particular, a fuel reservoir connected to the fuel pipe is provided inside the second accommodating portion.

これにより、燃料溜まり部内に貯留される原燃料により各装置の冷却を実行することができる。すなわち、燃料電池システムにおいて、より好適な冷却態様が実現される。 As a result, each device can be cooled by the raw fuel stored in the fuel reservoir. That is, a more suitable cooling mode is realized in the fuel cell system.

図１は、本発明による燃料電池システムが搭載された車両システムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle system equipped with a fuel cell system according to the present invention. 図２は、車両システムを搭載した車両のレイアウトを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a layout of a vehicle equipped with a vehicle system. 図３は、第１実施形態による燃料電池システムの構成を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a fuel cell system according to the first embodiment. 図４Ａは、調圧弁筐体の構成を説明する図である。FIG. 4A is a diagram illustrating a configuration of a pressure regulating valve housing. 図４Ｂは、噴射弁筐体の構成を説明する図である。FIG. 4B is a diagram illustrating a configuration of an injection valve housing. 図４Ｃは、電気部品筐体の構成を説明する図である。FIG. 4C is a diagram illustrating a configuration of an electric component housing. 図５Ａは、燃料電池システムの構成の変形例を説明する図である。FIG. 5A is a diagram illustrating a modified example of the configuration of the fuel cell system. 図５Ｂは、燃料電池システムの構成の変形例を説明する図である。FIG. 5B is a diagram illustrating a modified example of the configuration of the fuel cell system. 図５Ｃは、第２収容部の構成の変形例を説明する図である。FIG. 5C is a diagram illustrating a modified example of the configuration of the second accommodating portion. 図５Ｄは、第２収容部の構成の変形例を説明する図である。FIG. 5D is a diagram illustrating a modified example of the configuration of the second accommodating portion. 図６は、第２実施形態による燃料電池システムの構成を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a fuel cell system according to the second embodiment. 図７は、第３実施形態による燃料電池システムの構成を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a fuel cell system according to the third embodiment. 図８は、第４実施形態による燃料電池システムの構成を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a fuel cell system according to the fourth embodiment. 図９は、第５実施形態による車両システムの構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a vehicle system according to a fifth embodiment. 図１０は、第５実施形態による通常停止制御の流れを説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating a flow of normal stop control according to the fifth embodiment. 図１１は、第５実施形態による通常停止制御を説明するタイミングチャートである。FIG. 11 is a timing chart for explaining the normal stop control according to the fifth embodiment. 図１２は、第５実施形態の変形例による通常停止制御を説明するタイミングチャートである。FIG. 12 is a timing chart for explaining the normal stop control according to the modified example of the fifth embodiment. 図１３は、第６実施形態による通常停止制御を説明するタイミングチャートである。FIG. 13 is a timing chart for explaining the normal stop control according to the sixth embodiment. 図１４は、第７実施形態による緊急停止制御を説明するフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating emergency stop control according to the seventh embodiment. 図１５は、第７実施形態による緊急停止制御を説明するタイミングチャートである。FIG. 15 is a timing chart illustrating emergency stop control according to the seventh embodiment. 図１６は、第７実施形態の変形例による緊急停止制御を説明するタイミングチャートである。FIG. 16 is a timing chart illustrating emergency stop control according to a modified example of the seventh embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の第１～第７実施形態について説明する。先ず、第１～第７実施形態に共通する車両システム１００の構成について説明する。 Hereinafter, the first to seventh embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the vehicle system 100 common to the first to seventh embodiments will be described.

（車両システム１００の構成）
図１は、燃料電池システム１０が搭載された車両システム１００の構成を示す図である。図示のように、車両システム１００は、主に、燃料タンク２００と、空気ブロア３００と、燃料電池システム１０と、を備えている。 (Configuration of vehicle system 100)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle system 100 equipped with a fuel cell system 10. As shown, the vehicle system 100 mainly includes a fuel tank 200, an air blower 300, and a fuel cell system 10.

燃料タンク２００は、エタノール混合水等の液体の原燃料を貯留するタンクである。燃料タンク２００には、燃料配管２０に接続された燃料ポンプ２００ａが設けられている。燃料ポンプ２００ａは、燃料タンク２００内に貯留された原燃料を燃料配管２０を介して燃料電池システム１０内の要素（特に改質器５０）に圧送する。すなわち、燃料タンク２００及び燃料ポンプ２００ａは、原燃料供給源として機能する。 The fuel tank 200 is a tank for storing a liquid raw material fuel such as ethanol mixed water. The fuel tank 200 is provided with a fuel pump 200a connected to the fuel pipe 20. The fuel pump 200a pumps the raw fuel stored in the fuel tank 200 to the elements (particularly the reformer 50) in the fuel cell system 10 via the fuel pipe 20. That is, the fuel tank 200 and the fuel pump 200a function as raw material and fuel supply sources.

空気ブロア３００は、空気配管３０に接続される。そして、空気ブロア３００は、外部の空気を吸入し、空気配管３０を介して燃料電池システム１０内に圧送する。すなわち、空気ブロア３００は、空気供給源として機能する。 The air blower 300 is connected to the air pipe 30. Then, the air blower 300 sucks in external air and pumps it into the fuel cell system 10 via the air pipe 30. That is, the air blower 300 functions as an air supply source.

本実施形態の燃料電池システム１０は、第１収容部としてのシステム収容筐体Ｈ１及びこれに収容された後述する各要素により構成される。また、システム収容筐体Ｈ１は、上述の燃料配管２０、空気配管３０、及び排気配管４００が挿通されている。 The fuel cell system 10 of the present embodiment is composed of a system accommodating housing H1 as a first accommodating portion and each element accommodated therein, which will be described later. Further, the above-mentioned fuel pipe 20, air pipe 30, and exhaust pipe 400 are inserted into the system accommodating housing H1.

システム収容筐体Ｈ１は、金属材料等の比較的放熱性の高い材料で構成される。そして、システム収容筐体Ｈ１の内部は、高温領域ＨＡと低温領域ＬＡに分割されている。 The system housing housing H1 is made of a material having relatively high heat dissipation such as a metal material. The inside of the system accommodating housing H1 is divided into a high temperature region HA and a low temperature region LA.

高温領域ＨＡは、システム収容筐体Ｈ１内に設けられた断熱筐体４２に囲まれた空間として構成される。また、低温領域ＬＡは、システム収容筐体Ｈ１における断熱筐体４２の外の空間として構成される。 The high temperature region HA is configured as a space surrounded by a heat insulating housing 42 provided in the system housing housing H1. Further, the low temperature region LA is configured as a space outside the heat insulating housing 42 in the system housing housing H1.

高温領域ＨＡを画定する断熱筐体４２の内部には、改質器５０と、空気熱交換器５２と、燃料電池としての燃料電池スタック５４と、排気装置としての燃焼器５６と、を有している。 Inside the heat insulating housing 42 that defines the high temperature region HA, a reformer 50, an air heat exchanger 52, a fuel cell stack 54 as a fuel cell, and a combustor 56 as an exhaust device are provided. ing.

改質器５０は、燃料タンク２００から燃料配管２０を介して供給される原燃料を、燃料電池スタック５４に供給するために適切な状態とすべく改質する。例えば、改質器５０は、図示しない熱交換器等の加熱装置によって原燃料を気化させたガスを改質用触媒を用いて改質反応させることで、原燃料から水素を主成分とする燃料ガスを生成する。また、改質器５０には、燃料電池スタック５４のアノード極５４ａに繋がる燃料ガス通路６０が接続されている。したがって、改質器５０で生成された燃料ガスは、燃料ガス通路６０を介して燃料電池スタック５４に供給される。 The reformer 50 reforms the raw fuel supplied from the fuel tank 200 via the fuel pipe 20 so as to be in an appropriate state for supplying the fuel cell stack 54. For example, the reformer 50 is a fuel containing hydrogen as a main component from the raw fuel by subjecting a gas vaporized by a heating device such as a heat exchanger (not shown) to a reforming reaction using a reforming catalyst. Produces gas. Further, the reformer 50 is connected to a fuel gas passage 60 connected to the anode pole 54a of the fuel cell stack 54. Therefore, the fuel gas generated by the reformer 50 is supplied to the fuel cell stack 54 via the fuel gas passage 60.

空気熱交換器５２は、空気ブロア３００から空気配管３０を介して供給される空気を燃焼器５６で生成される燃焼ガスと熱交換させて加熱する装置である。また、空気熱交換器５２には、燃料電池スタック５４のカソード極５４ｂに繋がる空気供給通路６２が接続されている。空気熱交換器５２で加熱された空気は、空気供給通路６２を介して燃料電池スタック５４に供給される。 The air heat exchanger 52 is a device that heats the air supplied from the air blower 300 through the air pipe 30 by exchanging heat with the combustion gas generated by the combustor 56. Further, the air heat exchanger 52 is connected to an air supply passage 62 connected to the cathode pole 54b of the fuel cell stack 54. The air heated by the air heat exchanger 52 is supplied to the fuel cell stack 54 via the air supply passage 62.

なお、空気配管３０における空気熱交換器５２の上流に、当該空気熱交換器５２をバイパスするバイパス通路を設けるとともに、当該バイパス通路にバイパス弁（温度調整弁）を配置しても良い。これにより、バイパス弁の開度を調節することで、燃料電池スタック５４に供給する空気の内、燃焼器５６で生成される燃焼ガスと熱交換させる空気の量を調節できる。すなわち、バイパス弁の開度調節によって燃料電池スタック５４の温度を制御することができる。 A bypass passage for bypassing the air heat exchanger 52 may be provided upstream of the air heat exchanger 52 in the air pipe 30, and a bypass valve (temperature adjusting valve) may be arranged in the bypass passage. Thereby, by adjusting the opening degree of the bypass valve, the amount of air supplied to the fuel cell stack 54 to be heat-exchanged with the combustion gas generated by the combustor 56 can be adjusted. That is, the temperature of the fuel cell stack 54 can be controlled by adjusting the opening degree of the bypass valve.

燃料電池スタック５４は、複数の燃料電池又は燃料電池単位セルを積層して構成され、発電源である個々の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池（SOFC：Solid Oxide Fuel Cell）により構成される。 The fuel cell stack 54 is configured by stacking a plurality of fuel cells or fuel cell unit cells, and each fuel cell as a power source is composed of a solid oxide fuel cell (SOFC). ..

燃料電池スタック５４のアノード極５４ａの入口は、燃料ガス通路６０に接続される。また、アノード極５４ａの出口は、発電反応後のアノードオフガスを流すためのアノードオフガス通路６４に接続される。 The inlet of the anode pole 54a of the fuel cell stack 54 is connected to the fuel gas passage 60. Further, the outlet of the anode pole 54a is connected to the anode off-gas passage 64 for flowing the anode-off gas after the power generation reaction.

燃料電池スタック５４のカソード極５４ｂの入口は、空気供給通路６２に接続される。また、カソード極５４ｂの出口は、発電反応後のカソードオフガスを流すためのカソードオフガス通路６６に接続される。 The inlet of the cathode pole 54b of the fuel cell stack 54 is connected to the air supply passage 62. Further, the outlet of the cathode electrode 54b is connected to the cathode off gas passage 66 for flowing the cathode off gas after the power generation reaction.

さらに、燃料電池スタック５４の端子には、発電電力をシステム外部に出力する電力ライン６８が接続される。電力ライン６８は、低温領域ＬＡに設けられた制御コンポーネント１２を介してシステム収容筐体Ｈ１の外部に配置されるヒューズボックス５００に接続される。 Further, a power line 68 for outputting generated power to the outside of the system is connected to the terminal of the fuel cell stack 54. The power line 68 is connected to the fuse box 500 arranged outside the system accommodating housing H1 via the control component 12 provided in the low temperature region LA.

したがって、燃料電池スタック５４は、燃料ガス通路６０及び空気供給通路６２を介して供給された燃料ガス及び空気を電気化学反応させて発電を行い、発電電力を電力ライン６８によりヒューズボックス５００を介してシステム収容筐体Ｈ１の外部の電気機器（バッテリ及びインバータなど）に出力する。 Therefore, the fuel cell stack 54 generates electricity by electrochemically reacting the fuel gas and air supplied through the fuel gas passage 60 and the air supply passage 62, and the generated power is transmitted through the fuse box 500 by the power line 68. It is output to an external electric device (battery, inverter, etc.) of the system accommodating housing H1.

燃焼器５６は、例えば燃料配管２０から分岐させた図示しない配管を用いて燃料タンク２００から供給される原燃料、アノードオフガス通路６４を介して供給されるアノードオフガス、及びカソードオフガス通路６６を介して供給されるカソードオフガスを混合して触媒燃焼させて燃焼ガスを生成する。 The combustor 56 is provided via, for example, a raw fuel supplied from the fuel tank 200 using a pipe (not shown) branched from the fuel pipe 20, an anode off gas supplied through the anode off gas passage 64, and a cathode off gas passage 66. The supplied cathode off gas is mixed and catalytically burned to generate combustion gas.

また、燃焼器５６の燃焼室５６ａは、改質器５０及び空気熱交換器５２に亘って伸長し、燃焼ガスの流れ方向の下流端部に排気配管４００が接続されている。したがって、燃焼器５６で生成した燃焼ガスは、改質器５０及び空気熱交換器５２の加熱に用いられた後に、排気配管４００を介して排気される。 Further, the combustion chamber 56a of the combustor 56 extends over the reformer 50 and the air heat exchanger 52, and the exhaust pipe 400 is connected to the downstream end in the flow direction of the combustion gas. Therefore, the combustion gas generated by the combustor 56 is used for heating the reformer 50 and the air heat exchanger 52, and then is exhausted through the exhaust pipe 400.

次に、低温領域ＬＡについて説明する。低温領域ＬＡには、燃料配管２０を介した改質器５０への燃料供給流量、空気配管３０を介した空気熱交換器５２への空気供給流量、及び燃料電池スタック５４の発電電力を制御する電力制御装置などを含む制御コンポーネント１２が配置されている。制御コンポーネント１２は、高温領域ＨＡに配置された要素と比較して動作温度が低く、当該高温領域ＨＡから伝達される熱から保護すべき部品である。制御コンポーネント１２の構成については後述の実施形態ごとに説明する。 Next, the low temperature region LA will be described. In the low temperature region LA, the fuel supply flow rate to the reformer 50 via the fuel pipe 20, the air supply flow rate to the air heat exchanger 52 via the air pipe 30, and the generated power of the fuel cell stack 54 are controlled. A control component 12 including a power control device and the like is arranged. The control component 12 is a component whose operating temperature is lower than that of the element arranged in the high temperature region HA and should be protected from the heat transferred from the high temperature region HA. The configuration of the control component 12 will be described for each embodiment described later.

図２は、車両システム１００を搭載した車両Ｖのレイアウトの概要を説明する図である。図示のように、空気ブロア３００は車両Ｖの前方に設置され、燃料電池システム１０は車両後方に設置される。そして、燃料タンク２００は、燃料電池システム１０よりも前方で前後方向における後輪と略同じ位置に配置される。空気配管３０は、空気ブロア３００と燃料電池システム１０を接続するように、車両Ｖの前後方向に沿って伸長して設けられる。また、燃料配管２０は、燃料タンク２００と燃料電池システム１０を接続するように、車両Ｖの幅方向に延在して設けられる。 FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of the layout of the vehicle V equipped with the vehicle system 100. As shown, the air blower 300 is installed in front of the vehicle V and the fuel cell system 10 is installed in the rear of the vehicle. The fuel tank 200 is arranged in front of the fuel cell system 10 at substantially the same position as the rear wheels in the front-rear direction. The air pipe 30 is provided so as to extend along the front-rear direction of the vehicle V so as to connect the air blower 300 and the fuel cell system 10. Further, the fuel pipe 20 is provided so as to extend in the width direction of the vehicle V so as to connect the fuel tank 200 and the fuel cell system 10.

以下では、上記燃料電池システム１０に関する第１実施形態～第４実施形態の構成、及び車両システム１００に関する第５実施形態～第７実施形態の構成について説明する。 Hereinafter, the configurations of the first to fourth embodiments of the fuel cell system 10 and the configurations of the fifth to seventh embodiments of the vehicle system 100 will be described.

（第１実施形態）
図３は、第１実施形態による燃料電池システム１０の概略断面図である。 (First Embodiment)
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the fuel cell system 10 according to the first embodiment.

図示のように、低温領域ＬＡには、燃料配管２０が挿通される。そして、燃料配管２０における低温領域ＬＡ内の部分である低温領域内燃料配管２０ａには、第２収容部Ｈ２として機能する３つの筐体が介在されている。より具体的には、原燃料供給源である燃料ポンプ２００ａ側を上流として順に、調圧弁筐体Ｈ２１と、噴射弁筐体Ｈ２２と、電気部品筐体Ｈ２３と、が介在されている。 As shown in the figure, the fuel pipe 20 is inserted into the low temperature region LA. The fuel pipe 20a in the low temperature region, which is a portion of the fuel pipe 20 in the low temperature region LA, is interposed with three housings that function as the second accommodating portion H2. More specifically, the pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, and the electric component housing H23 are interposed in this order with the fuel pump 200a side, which is the raw material fuel supply source, as the upstream side.

特に、低温領域内燃料配管２０ａは、システム収容筐体Ｈ１（低温領域ＬＡ）の燃料配管入口７０と高温領域ＨＡの燃料配管入口７２を繋ぐように構成されている。より詳細には、本実施形態の低温領域内燃料配管２０ａは、燃料配管入口７０、調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、電気部品筐体Ｈ２３、噴射弁筐体Ｈ２２、及び高温領域ＨＡの燃料配管入口７２を順に通過するように構成されている。 In particular, the fuel pipe 20a in the low temperature region is configured to connect the fuel pipe inlet 70 of the system accommodating housing H1 (low temperature region LA) and the fuel pipe inlet 72 of the high temperature region HA. More specifically, the fuel pipe 20a in the low temperature region of the present embodiment includes the fuel pipe inlet 70, the pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, the electrical component housing H23, the injection valve housing H22, and the high temperature region HA. It is configured to pass through the fuel pipe inlet 72 of the above in order.

また、本実施形態の低温領域内燃料配管２０ａは、最上流部分となる燃料配管入口７０が、システム収容筐体Ｈ１の天井面に形成されている。したがって、低温領域内燃料配管２０ａは、低温領域ＬＡの入口である燃料配管入口７０に近い位置が相対的に高くなるように構成されることとなる。 Further, in the fuel pipe 20a in the low temperature region of the present embodiment, the fuel pipe inlet 70, which is the most upstream portion, is formed on the ceiling surface of the system accommodating housing H1. Therefore, the fuel pipe 20a in the low temperature region is configured so that the position near the fuel pipe inlet 70, which is the inlet of the low temperature region LA, is relatively high.

また、低温領域ＬＡには、空気配管３０が挿通される。空気配管３０における低温領域ＬＡ内の部分である低温領域内空気配管３０ａは、調圧弁筐体Ｈ２１を介して高温領域ＨＡの空気配管入口７６に挿通されている。すなわち、低温領域内空気配管３０ａは、低温領域ＬＡの空気配管入口７４と高温領域ＨＡの空気配管入口７６を繋ぐように構成されている。 Further, an air pipe 30 is inserted into the low temperature region LA. The low temperature region air pipe 30a, which is a portion of the air pipe 30 in the low temperature region LA, is inserted into the air pipe inlet 76 of the high temperature region HA via the pressure regulating valve housing H21. That is, the air pipe 30a in the low temperature region is configured to connect the air pipe inlet 74 in the low temperature region LA and the air pipe inlet 76 in the high temperature region HA.

そして、調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３は、それぞれ、空気熱交換器５２を介した燃料電池スタック５４への空気供給流量を調節する空気調圧弁１２ｂ、改質器５０への燃料供給流量（燃料噴射量）を調節する燃料噴射弁１２ａ、及び燃料電池スタック５４の発電電力を制御するＤＣＤＣコンバータ等の電力制御装置１２ｃを収容する金属材料等で構成される。 The pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, and the electrical component housing H23 are each modified with an air pressure regulating valve 12b that adjusts the air supply flow rate to the fuel cell stack 54 via the air heat exchanger 52. It is composed of a fuel injection valve 12a that adjusts the fuel supply flow rate (fuel injection amount) to the pawn 50, and a metal material or the like that houses a power control device 12c such as a DCDC converter that controls the generated power of the fuel cell stack 54. ..

すなわち、本実施形態の制御コンポーネント１２は、空気調圧弁１２ｂを収容する調圧弁筐体Ｈ２１、燃料噴射弁１２ａを収容する噴射弁筐体Ｈ２２、及び電力制御装置１２ｃを収容する電気部品筐体Ｈ２３により構成される。したがって、本実施形態では、低温領域内燃料配管２０ａにおいて、上流から順に、空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃが配置されることとなる。以下、調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３の構成について説明する。 That is, the control component 12 of the present embodiment includes a pressure regulating valve housing H21 accommodating the air pressure regulating valve 12b, an injection valve housing H22 accommodating the fuel injection valve 12a, and an electric component housing H23 accommodating the power control device 12c. Consists of. Therefore, in the present embodiment, the air pressure regulating valve 12b, the fuel injection valve 12a, and the power control device 12c are arranged in order from the upstream in the fuel pipe 20a in the low temperature region. Hereinafter, the configurations of the pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, and the electrical component housing H23 will be described.

図４Ａは、調圧弁筐体Ｈ２１の概略断面構造を示す図である。また、図４Ｂは、噴射弁筐体Ｈ２２の概略断面構造を示す図である。さらに、図４Ｃは、電気部品筐体Ｈ２３の概略断面構造を示す図である。 FIG. 4A is a diagram showing a schematic cross-sectional structure of the pressure regulating valve housing H21. Further, FIG. 4B is a diagram showing a schematic cross-sectional structure of the injection valve housing H22. Further, FIG. 4C is a diagram showing a schematic cross-sectional structure of the electric component housing H23.

調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３には、空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃに対して、各図の紙面直交方向において並列に隣接して燃料溜まり部２２が形成される。 The pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, and the electrical component housing H23 are adjacent to the air pressure regulating valve 12b, the fuel injection valve 12a, and the power control device 12c in parallel in the direction orthogonal to the paper in each drawing. Then, the fuel reservoir 22 is formed.

燃料溜まり部２２は、低温領域内燃料配管２０ａに連通するように接続され、当該低温領域内燃料配管２０ａの流路断面積よりも広い空間として構成されている。燃料溜まり部２２は、貯留された原燃料の冷熱によって空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃを冷却するいわゆるウォータージャケットとして機能する。これにより、低温領域内燃料配管２０ａを流れる原燃料は、当該燃料溜まり部２２において一定量貯留される。 The fuel reservoir 22 is connected so as to communicate with the fuel pipe 20a in the low temperature region, and is configured as a space wider than the flow path cross-sectional area of the fuel pipe 20a in the low temperature region. The fuel reservoir 22 functions as a so-called water jacket that cools the air pressure regulating valve 12b, the fuel injection valve 12a, and the power control device 12c by the cold heat of the stored raw material fuel. As a result, a certain amount of raw material and fuel flowing through the fuel pipe 20a in the low temperature region is stored in the fuel reservoir 22.

この構成により、燃料溜まり部２２内の原燃料によって、空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃの冷却することができる。すなわち、外気温（例えば２０℃）程度の比較的低温で保管された燃料タンク２００（図１参照）から供給される改質前の原燃料によって、各制御コンポーネント１２を好適に冷却することができる。特に、液体の状態である原燃料は、空気よりも熱容量が大きい。そのため、本実施形態における原燃料を用いた冷却によって、空気による冷却に比べてより高い冷却効果を得ることができる。結果として、ラジエータ等の冷却のための設備を設けることなく、各制御コンポーネント１２に対する好適な冷却が実現される。 With this configuration, the air pressure regulating valve 12b, the fuel injection valve 12a, and the power control device 12c can be cooled by the raw fuel in the fuel reservoir 22. That is, each control component 12 can be suitably cooled by the raw fuel before reforming supplied from the fuel tank 200 (see FIG. 1) stored at a relatively low temperature of about 20 ° C. (for example, 20 ° C.). .. In particular, raw materials and fuels in a liquid state have a larger heat capacity than air. Therefore, the cooling using the raw material and fuel in the present embodiment can obtain a higher cooling effect than the cooling by air. As a result, suitable cooling for each control component 12 is realized without providing equipment for cooling such as a radiator.

一方、ＳＯＦＣで構成される燃料電池スタック５４を作動させる燃料電池システム１０の高温領域ＨＡ内（断熱筐体４２内）は、熱源である改質器５０、空気熱交換器５２、燃料電池スタック５４、及び燃焼器５６の作動によって、例えば７００℃以上の高温となる。これに対して、低温領域ＬＡ内は、上記空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃ等の部品類に対する熱保護の観点から、例えば１４０℃程度の低温となっている。 On the other hand, in the high temperature region HA (inside the heat insulating housing 42) of the fuel cell system 10 that operates the fuel cell stack 54 composed of SOFC, the reformer 50, the air heat exchanger 52, and the fuel cell stack 54, which are heat sources, are located. , And the operation of the combustor 56 causes a high temperature of, for example, 700 ° C. or higher. On the other hand, the temperature inside the low temperature region LA is, for example, about 140 ° C. from the viewpoint of heat protection for parts such as the air pressure regulating valve 12b, the fuel injection valve 12a, and the power control device 12c.

したがって、このような燃料電池システム１０では、高温領域ＨＡ内と低温領域ＬＡ内の温度差に起因した熱勾配によって、高温領域ＨＡから断熱筐体４２を介して低温領域ＬＡ内に熱が伝達することがある。 Therefore, in such a fuel cell system 10, heat is transferred from the high temperature region HA to the low temperature region LA via the heat insulating housing 42 due to the heat gradient caused by the temperature difference between the high temperature region HA and the low temperature region LA. Sometimes.

これに対して、本実施形態では、燃料溜まり部２２に貯留された低温の原燃料による各制御コンポーネント１２の冷却に加えて、高温領域ＨＡからの熱を当該原燃料で吸収することができる。すなわち、燃料溜まり部２２に貯留される原燃料の温度は、低温領域ＬＡ内の温度と比較しても低く、且つ液体の原燃料は比較的高い熱容量を持つ。このため、高温領域ＨＡからの熱は、制御コンポーネント１２よりも燃料溜まり部２２に貯留された原燃料に優先的に伝達され、当該原燃料に吸収される。すなわち、低温且つ高い熱容量の原燃料の潜熱及び顕熱を用いて上記高温領域ＨＡからの熱を効果的に吸収することができる。結果として、高温領域ＨＡから制御コンポーネント１２への熱伝達を好適に抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment, in addition to cooling each control component 12 by the low-temperature raw fuel stored in the fuel reservoir 22, the heat from the high-temperature region HA can be absorbed by the raw fuel. That is, the temperature of the raw material stored in the fuel reservoir 22 is lower than the temperature in the low temperature region LA, and the liquid raw material has a relatively high heat capacity. Therefore, the heat from the high temperature region HA is preferentially transferred to the raw fuel stored in the fuel reservoir 22 rather than the control component 12, and is absorbed by the raw fuel. That is, the heat from the high temperature region HA can be effectively absorbed by using the latent heat and sensible heat of the raw material and fuel having a low temperature and a high heat capacity. As a result, heat transfer from the high temperature region HA to the control component 12 can be suitably suppressed.

さらに、上述のように、燃料溜まり部２２内の原燃料が高温領域ＨＡからの熱を吸収することで加熱される。一方で、加熱された後の原燃料は、最終的に高温領域ＨＡ内の改質器５０に供給されることとなる（図３参照）。ここで、改質器５０においては、燃焼器５６により生成される燃料ガスを用いて原燃料を改質処理に適した温度まで加熱されることとなる。したがって、燃料溜まり部２２内の原燃料が高温領域ＨＡからの熱を吸収することで加熱されても、後の改質器５０における改質処理を阻害しないか、或いは改質処理のための原燃料の加熱を助長することとなる。すなわち、原燃料の主要な用途（改質及び発電）を阻害することなく、燃料溜まり部２２内の原燃料を用いた冷却及び熱の吸収を実行することができる。 Further, as described above, the raw material fuel in the fuel reservoir 22 is heated by absorbing the heat from the high temperature region HA. On the other hand, the raw material fuel after being heated is finally supplied to the reformer 50 in the high temperature region HA (see FIG. 3). Here, in the reformer 50, the raw fuel is heated to a temperature suitable for the reforming process by using the fuel gas generated by the combustor 56. Therefore, even if the raw fuel in the fuel reservoir 22 is heated by absorbing the heat from the high temperature region HA, it does not hinder the reforming process in the reformer 50 later, or is the source for the reforming process. It will promote the heating of the fuel. That is, cooling and heat absorption using the raw fuel in the fuel reservoir 22 can be performed without interfering with the main uses of the raw fuel (reformation and power generation).

以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム１０によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the fuel cell system 10 of the present embodiment having the configuration described above, the following effects are obtained.

本実施形態の燃料電池システム１０は、燃料を改質する改質器５０と、改質された燃料と空気の供給を受けて発電する固体酸化物形の燃料電池である燃料電池スタック５４と、燃料電池スタック５４からの排気（オフガス）を処理する排気装置としての燃焼器５６と、所定の原燃料供給源である燃料タンク２００及び燃料ポンプ２００ａから燃料配管２０を介して少なくとも改質器５０に原燃料を供給する原燃料供給装置としての燃料噴射弁１２ａと、所定の空気供給源である空気ブロア３００から空気配管３０を介して少なくとも燃料電池スタック５４に空気を供給する空気供給装置としての空気調圧弁１２ｂと、燃料電池スタック５４の発電電力を制御する電力制御装置１２ｃと、改質器５０、燃料電池スタック５４、燃焼器５６、燃料噴射弁１２ａ、空気調圧弁１２ｂ、及び電力制御装置１２ｃを収容する第１収容部としてのシステム収容筐体Ｈ１と、を有する。 The fuel cell system 10 of the present embodiment includes a reformer 50 that reforms fuel, a fuel cell stack 54 that is a solid oxide fuel cell that generates power by receiving the supply of reformed fuel and air, and the fuel cell stack 54. From the combustor 56 as an exhaust device for processing the exhaust (off gas) from the fuel cell stack 54, the fuel tank 200 and the fuel pump 200a which are predetermined raw material and fuel supply sources, to at least the reformer 50 via the fuel pipe 20. Air as an air supply device that supplies air from a fuel injection valve 12a as a raw fuel supply device for supplying raw fuel and an air blower 300 that is a predetermined air supply source to at least the fuel cell stack 54 via an air pipe 30. The pressure regulating valve 12b, the power control device 12c for controlling the generated power of the fuel cell stack 54, the reformer 50, the fuel cell stack 54, the combustor 56, the fuel injection valve 12a, the air pressure regulating valve 12b, and the power control device 12c. It has a system accommodating housing H1 as a first accommodating portion for accommodating the fuel.

そして、システム収容筐体Ｈ１の内部は、高温領域ＨＡと低温領域ＬＡに分割される。高温領域ＨＡには、燃料電池スタック５４、改質器５０、及び燃焼器５６が配置される。低温領域ＬＡには、燃料噴射弁１２ａ、空気調圧弁１２ｂ、及び電力制御装置１２ｃが配置される。また、燃料電池システム１０は、燃料噴射弁１２ａ、空気調圧弁１２ｂ、及び電力制御装置１２ｃ（制御コンポーネント１２）をそれぞれ収容する第２収容部Ｈ２としての噴射弁筐体Ｈ２２、調圧弁筐体Ｈ２１、及び電気部品筐体Ｈ２３を備える。そして、調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３の内部には、燃料配管２０に接続される燃料溜まり部２２が設けられる。 Then, the inside of the system accommodating housing H1 is divided into a high temperature region HA and a low temperature region LA. A fuel cell stack 54, a reformer 50, and a combustor 56 are arranged in the high temperature region HA. A fuel injection valve 12a, an air pressure regulating valve 12b, and a power control device 12c are arranged in the low temperature region LA. Further, the fuel cell system 10 includes an injection valve housing H22 and a pressure control valve housing H21 as a second accommodating portion H2 for accommodating the fuel injection valve 12a, the air pressure regulating valve 12b, and the power control device 12c (control component 12), respectively. , And an electrical component housing H23. A fuel reservoir 22 connected to the fuel pipe 20 is provided inside the pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, and the electric component housing H23.

これにより、低温領域ＬＡに配置される各制御コンポーネント１２の冷却を、各第２収容部Ｈ２にそれぞれ設けられた燃料溜まり部２２に貯留された原燃料により実行することができる。すなわち、空気よりも熱容量の大きい液体の原燃料を用いて各制御コンポーネント１２の冷却を実行するため、空気を用いる場合に比べてより高い冷却効果を得ることができる。結果として、燃料電池システム１０にラジエータ等の冷却のための設備を別途設けることなく、各制御コンポーネント１２の冷却を行うことができる。特に、作動温度が比較的高温である固体酸化物形燃料電池を有するシステムの場合、冷却が不十分であると熱保護が要求される各種部品（低温部に配置される部品）への伝熱が懸念されるが、本実施形態の構成であれば。当該システムにおいても好適な冷却を実行することができる。 As a result, the cooling of each control component 12 arranged in the low temperature region LA can be executed by the raw fuel stored in the fuel reservoir 22 provided in each of the second accommodating portions H2. That is, since each control component 12 is cooled by using a liquid raw material fuel having a heat capacity larger than that of air, a higher cooling effect can be obtained as compared with the case where air is used. As a result, each control component 12 can be cooled without separately providing a cooling facility such as a radiator in the fuel cell system 10. In particular, in the case of a system having a solid oxide fuel cell having a relatively high operating temperature, heat transfer to various parts (parts arranged in a low temperature part) that require thermal protection due to insufficient cooling. However, if it is the configuration of this embodiment. Suitable cooling can also be performed in the system.

また、燃料電池システム１０の運転にともない、高温領域ＨＡ内からの熱が低温領域ＬＡ内に伝達してきた場合であって、当該熱を燃料溜まり部２２に貯留された原燃料で吸収することができる。すなわち、原燃料の潜熱及び顕熱を用いて上記高温領域ＨＡからの熱を効果的に吸収することができるので、高温領域ＨＡから各制御コンポーネント１２への熱伝達を好適に抑制して熱から保護することができる。 Further, when the heat from the high temperature region HA is transferred to the low temperature region LA with the operation of the fuel cell system 10, the heat can be absorbed by the raw fuel stored in the fuel reservoir 22. can. That is, since the heat from the high temperature region HA can be effectively absorbed by using the latent heat and sensible heat of the raw material and fuel, the heat transfer from the high temperature region HA to each control component 12 is suitably suppressed from the heat. Can be protected.

また、本実施形態の燃料電池システム１０では、低温領域ＬＡには、燃料配管２０の一部である低温領域内燃料配管２０ａが配置される。そして、低温領域内燃料配管２０ａは、該低温領域ＬＡの燃料配管入口７０と高温領域ＨＡの燃料配管入口７２を繋ぐように構成され、低温領域内燃料配管２０ａに調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３が介在される。 Further, in the fuel cell system 10 of the present embodiment, the fuel pipe 20a in the low temperature region, which is a part of the fuel pipe 20, is arranged in the low temperature region LA. The fuel pipe 20a in the low temperature region is configured to connect the fuel pipe inlet 70 in the low temperature region LA and the fuel pipe inlet 72 in the high temperature region HA, and the pressure regulating valve housing H21 and the injection valve are connected to the fuel pipe 20a in the low temperature region. A housing H22 and an electrical component housing H23 are interposed.

これにより、燃料タンク２００から改質器５０に原燃料を供給するための燃料配管２０の経路において、それぞれ、燃料溜まり部２２を有する調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３を配置するという簡易な構成で、上述した各制御コンポーネント１２の冷却機能及び熱保護機能を実現することができる。 As a result, in the path of the fuel pipe 20 for supplying the raw fuel from the fuel tank 200 to the reformer 50, the pressure regulating valve housing H21 having the fuel reservoir 22, the injection valve housing H22, and the electric component housing, respectively. With a simple configuration in which the body H23 is arranged, the cooling function and the heat protection function of each of the control components 12 described above can be realized.

さらに、本実施形態の燃料電池システム１０では、低温領域内燃料配管２０ａは、低温領域ＬＡの入口である燃料配管入口７０に近い領域が相対的に高くなるように構成される。 Further, in the fuel cell system 10 of the present embodiment, the fuel pipe 20a in the low temperature region is configured so that the region close to the fuel pipe inlet 70, which is the inlet of the low temperature region LA, is relatively high.

本実施形態の燃料電池システム１０の構成によれば、燃料溜まり部２２内の原燃料が高温領域ＨＡからの熱を受けて加熱されて自然対流又は気化することが想定される。 According to the configuration of the fuel cell system 10 of the present embodiment, it is assumed that the raw material fuel in the fuel reservoir 22 is heated by receiving heat from the high temperature region HA and is naturally convected or vaporized.

この場合に、低温領域内燃料配管２０ａが燃料配管入口７０に近いほど高く構成されることで、相対的に高温の気化した燃料を含むガス成分が上方の燃料配管入口７０から排出されやすくなる。したがって、低温領域内燃料配管２０ａ及び燃料溜まり部２２内に相対的に熱容量の低いガス成分が溜まることを好適に抑制することができる。結果として、燃料溜まり部２２内に貯留される原燃料による各制御コンポーネント１２に対する熱保護効果をより好適に発揮させることができる。 In this case, since the fuel pipe 20a in the low temperature region is configured to be higher as it is closer to the fuel pipe inlet 70, the gas component containing the vaporized fuel at a relatively high temperature is easily discharged from the upper fuel pipe inlet 70. Therefore, it is possible to preferably suppress the accumulation of gas components having a relatively low heat capacity in the fuel pipe 20a and the fuel reservoir 22 in the low temperature region. As a result, the thermal protection effect of the raw fuel stored in the fuel reservoir 22 on each control component 12 can be more preferably exhibited.

また、本実施形態の燃料電池システム１０では、空気調圧弁１２ｂは、低温領域内燃料配管２０ａにおいて、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃよりも上流に配置される。 Further, in the fuel cell system 10 of the present embodiment, the air pressure regulating valve 12b is arranged upstream of the fuel injection valve 12a and the power control device 12c in the fuel pipe 20a in the low temperature region.

本実施形態の燃料電池システム１０の構成では、空気調圧弁１２ｂには、空気配管３０を介して空気ブロア３００により圧縮された空気が送られてくる。このため、空気調圧弁１２ｂの運転温度は、原燃料の流量を調節する燃料噴射弁１２ａ、及び電気系部品である電力制御装置１２ｃよりも高くなる傾向にある。 In the configuration of the fuel cell system 10 of the present embodiment, the air compressed by the air blower 300 is sent to the air pressure regulating valve 12b via the air pipe 30. Therefore, the operating temperature of the air pressure regulating valve 12b tends to be higher than that of the fuel injection valve 12a that adjusts the flow rate of the raw material and the power control device 12c that is an electrical component.

これに対して、本実施形態の燃料電池システム１０では、燃料噴射弁１２ａ及び電力制御装置１２ｃに比べて保有熱量が高くなる空気調圧弁１２ｂが最も上流（上方）に配置される。特に、低温領域内燃料配管２０ａにおいて、運転温度の高い順に上流から順に、空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃが配置されている。 On the other hand, in the fuel cell system 10 of the present embodiment, the air pressure regulating valve 12b, which has a higher amount of heat possessed than the fuel injection valve 12a and the power control device 12c, is arranged at the most upstream (upper side). In particular, in the fuel pipe 20a in the low temperature region, the air pressure regulating valve 12b, the fuel injection valve 12a, and the power control device 12c are arranged in descending order of operating temperature.

したがって、空気調圧弁１２ｂが発する熱が、空気調圧弁１２ｂよりも下流に配置された相対的の低い運転温度の燃料噴射弁１２ａ及び電力制御装置１２ｃに伝達されることをより好適に抑制できる。 Therefore, it is possible to more preferably suppress the heat generated by the air pressure regulating valve 12b from being transferred to the fuel injection valve 12a and the power control device 12c having a relatively low operating temperature arranged downstream of the air pressure regulating valve 12b.

なお、燃料電池システム１０の構成及び運転の態様によって、燃料噴射弁１２ａの運転温度が空気調圧弁１２ｂの運転温度よりも高くなる傾向にある場合には、低温領域内燃料配管２０ａにおいて、燃料噴射弁１２ａを、空気調圧弁１２ｂ及び電力制御装置１２ｃより上流に配置するようにしても良い。すなわち、低温領域内燃料配管２０ａにおいて上流から順に、燃料噴射弁１２ａを、空気調圧弁１２ｂ、及び電力制御装置１２ｃを配置しても良い。 If the operating temperature of the fuel injection valve 12a tends to be higher than the operating temperature of the air pressure regulating valve 12b depending on the configuration and operation mode of the fuel cell system 10, fuel injection is performed in the fuel pipe 20a in the low temperature region. The valve 12a may be arranged upstream of the air pressure regulating valve 12b and the power control device 12c. That is, the fuel injection valve 12a, the air pressure regulating valve 12b, and the power control device 12c may be arranged in order from the upstream in the fuel pipe 20a in the low temperature region.

また、上記実施形態では、空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃのそれぞれを、燃料溜まり部２２を備えた調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３で収容する態様について説明した。しかしながら、空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃの少なくとも一つを、燃料溜まり部２２を備えた第２収容部Ｈ２で収容しても良い。 Further, in the above embodiment, each of the air pressure regulating valve 12b, the fuel injection valve 12a, and the electric power control device 12c is provided with a pressure regulating valve housing H21 having a fuel reservoir 22, an injection valve housing H22, and an electric component housing. The mode of accommodating in H23 has been described. However, at least one of the air pressure regulating valve 12b, the fuel injection valve 12a, and the power control device 12c may be accommodated in the second accommodating portion H2 provided with the fuel sump portion 22.

例えば、図５Ａに示すように、空気調圧弁１２ｂ及び燃料噴射弁１２ａをそれぞれ、燃料溜まり部２２を備えた調圧弁筐体Ｈ２１及び噴射弁筐体Ｈ２２に収容して、電力制御装置１２ｃを第２収容部Ｈ２に収容しない構成を採用しても良い。また、図５Ｂに示すように、空気調圧弁１２ｂのみを燃料溜まり部２２を備えた調圧弁筐体Ｈ２１に収容して、噴射弁筐体Ｈ２２及び電力制御装置１２ｃを第２収容部Ｈ２に収容しない構成を採用しても良い。 For example, as shown in FIG. 5A, the air pressure regulating valve 12b and the fuel injection valve 12a are housed in the pressure regulating valve housing H21 and the injection valve housing H22 having the fuel reservoir 22, respectively, and the power control device 12c is placed in the power control device 12c. 2 A configuration that is not accommodated in the accommodating portion H2 may be adopted. Further, as shown in FIG. 5B, only the air pressure regulating valve 12b is housed in the pressure regulating valve housing H21 provided with the fuel reservoir 22, and the injection valve housing H22 and the power control device 12c are housed in the second housing portion H2. It is also possible to adopt a configuration that does not.

さらに、図４により説明した調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３の構成も種々変更が可能である。 Further, the configurations of the pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, and the electric component housing H23 described with reference to FIG. 4 can be variously changed.

例えば、図５Ｃに示すように、燃料溜まり部２２と制御コンポーネント１２（図５Ｃでは代表して空気調圧弁１２ｂを示す）を上下方向に対して並列に隣接させて配置するように第２収容部Ｈ２を構成しても良い。また、図５Ｄに示すように、上下方向に対して並列に隣接させた態様で別体に構成された第２収容部Ｈ２のそれぞれの内部に、燃料溜まり部２２及び制御コンポーネント１２（図５Ｃでは代表して空気調圧弁１２ｂを示す）を配置する構成としても良い。 For example, as shown in FIG. 5C, the fuel reservoir 22 and the control component 12 (typically shown by the air pressure regulating valve 12b in FIG. 5C) are arranged adjacent to each other in parallel in the vertical direction. H2 may be configured. Further, as shown in FIG. 5D, a fuel reservoir 22 and a control component 12 (in FIG. 5C) are inside each of the second accommodating portions H2 which are separately configured in a manner of being adjacent in parallel in the vertical direction. As a representative, the air pressure regulating valve 12b) may be arranged.

さらに、燃料溜まり部２２が制御コンポーネント１２よりも高温領域ＨＡに近い側に配置されるように第２収容部Ｈ２を配置しても良い。これにより、高温領域ＨＡにより近く位置された燃料溜まり部２２に貯留される原燃料により、当該高温領域ＨＡからの熱をより好適に吸収することができる。 Further, the second accommodating portion H2 may be arranged so that the fuel reservoir 22 is arranged closer to the high temperature region HA than the control component 12. As a result, the raw fuel stored in the fuel reservoir 22 located closer to the high temperature region HA can more preferably absorb the heat from the high temperature region HA.

また、制御コンポーネント１２に対する熱保護機能をより高める観点から、調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３の少なくとも一つを断熱材料で構成するか、又はこれら筐体に別途断熱材を設けても良い。 Further, from the viewpoint of further enhancing the heat protection function for the control component 12, at least one of the pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, and the electrical component housing H23 is made of a heat insulating material, or the housing thereof. A heat insulating material may be provided separately.

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described. The same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図６は、第２実施形態による燃料電池システム１０の構成を示す図である。図示のように、本実施形態では、低温領域内燃料配管２０ａにおいて、上流から順に、調圧弁筐体Ｈ２１、電気部品筐体Ｈ２３、及び噴射弁筐体Ｈ２２が配置されている。すなわち、本実施形態の燃料電池システム１０は、第１実施形態に対して噴射弁筐体Ｈ２２と電気部品筐体Ｈ２３の上下流の位置関係が逆になっている。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the fuel cell system 10 according to the second embodiment. As shown in the figure, in the fuel pipe 20a in the low temperature region, the pressure regulating valve housing H21, the electric component housing H23, and the injection valve housing H22 are arranged in order from the upstream in the fuel pipe 20a in the low temperature region. That is, in the fuel cell system 10 of the present embodiment, the positional relationship between the upstream and downstream of the injection valve housing H22 and the electric component housing H23 is opposite to that of the first embodiment.

したがって、燃料噴射弁１２ａを収容した噴射弁筐体Ｈ２２が、低温領域内燃料配管２０ａにおいて最下流（最下方）に位置することとなる。 Therefore, the injection valve housing H22 accommodating the fuel injection valve 12a is located at the most downstream (lowermost) side of the fuel pipe 20a in the low temperature region.

以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム１０によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the fuel cell system 10 of the present embodiment having the configuration described above, the following effects are obtained.

燃料噴射弁１２ａは、低温領域内燃料配管２０ａにおいて、空気調圧弁１２ｂ、及び電力制御装置１２ｃよりも下流に配置される。より詳細には、低温領域内燃料配管２０ａにおいて、上流から順に、空気調圧弁１２ｂ、電力制御装置１２ｃ、及び燃料噴射弁１２ａが配置される。 The fuel injection valve 12a is arranged downstream of the air pressure regulating valve 12b and the power control device 12c in the fuel pipe 20a in the low temperature region. More specifically, in the fuel pipe 20a in the low temperature region, the air pressure regulating valve 12b, the power control device 12c, and the fuel injection valve 12a are arranged in this order from the upstream.

低温領域内燃料配管２０ａ又は燃料溜まり部２２内の原燃料が高温領域ＨＡからの熱を吸収すること気化してガス成分が発生した場合、相対的に高温の当該ガス成分は低温領域内燃料配管２０ａの上流（上方）に向かう傾向となる。そのため、低温領域内燃料配管２０ａにおいて最下流に位置する燃料噴射弁１２ａには、高温のガス成分が到達し難くなる。結果として、改質器５０への燃料供給流量を制御することを想定した燃料噴射弁１２ａにおいて、供給すべき燃料にガス成分が混じることに起因する制御性の低下を抑制することができる。 When the raw fuel in the low temperature region fuel pipe 20a or the fuel reservoir 22 absorbs heat from the high temperature region HA and vaporizes to generate a gas component, the relatively high temperature gas component is the low temperature region fuel pipe. It tends to go upstream (upward) of 20a. Therefore, it becomes difficult for the high temperature gas component to reach the fuel injection valve 12a located at the most downstream side of the fuel pipe 20a in the low temperature region. As a result, in the fuel injection valve 12a that is supposed to control the fuel supply flow rate to the reformer 50, it is possible to suppress a decrease in controllability due to mixing of a gas component with the fuel to be supplied.

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態又は第２実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Third Embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described. The same elements as those in the first embodiment or the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図７は、第３実施形態による燃料電池システム１０の構成を示す図である。図示のように、本実施形態では、調圧弁筐体Ｈ２１と噴射弁筐体Ｈ２２が一体の筐体に構成されている。より具体的には、調圧弁筐体Ｈ２１と噴射弁筐体Ｈ２２からなる一体の筐体は、図４、図５Ｃ、又は図５Ｄの形態で構成された空気調圧弁１２ｂを収容する調圧弁筐体Ｈ２１、及び図４、図５Ｃ、又は図５Ｄの形態で構成された燃料噴射弁１２ａを含む噴射弁筐体Ｈ２２が、低温領域内燃料配管２０ａにおける流路方向において相互に並列した状態で結合した構成をとる。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the fuel cell system 10 according to the third embodiment. As shown in the figure, in the present embodiment, the pressure regulating valve housing H21 and the injection valve housing H22 are integrally formed in the housing. More specifically, the integrated housing composed of the pressure regulating valve housing H21 and the injection valve housing H22 accommodates the air pressure regulating valve 12b configured in the form of FIG. 4, FIG. 5C, or FIG. 5D. The body H21 and the injection valve housing H22 including the fuel injection valve 12a configured in the form of FIG. 4, FIG. 5C, or FIG. 5D are coupled in a state of being parallel to each other in the flow path direction in the fuel pipe 20a in the low temperature region. Take the configuration.

以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム１０によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the fuel cell system 10 of the present embodiment having the configuration described above, the following effects are obtained.

本実施形態の燃料電池システム１０では、第２収容部Ｈ２としての調圧弁筐体Ｈ２１及び噴射弁筐体Ｈ２２は、燃料噴射弁１２ａ及び空気調圧弁１２ｂを収容するように一体に構成されている。これにより、低温領域内燃料配管２０ａの構成を簡素化することができる。 In the fuel cell system 10 of the present embodiment, the pressure regulating valve housing H21 and the injection valve housing H22 as the second accommodating portion H2 are integrally configured to accommodate the fuel injection valve 12a and the air pressure regulating valve 12b. .. This makes it possible to simplify the configuration of the fuel pipe 20a in the low temperature region.

なお、調圧弁筐体Ｈ２１と噴射弁筐体Ｈ２２を一体とする構成に代えて、調圧弁筐体Ｈ２１と電気部品筐体Ｈ２３を一体とする構成、噴射弁筐体Ｈ２２と電気部品筐体Ｈ２３を一体とする構成、又は調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３の全てを一体とする構成を採用しても良い。 Instead of the configuration in which the pressure regulating valve housing H21 and the injection valve housing H22 are integrated, the configuration in which the pressure regulating valve housing H21 and the electric component housing H23 are integrated, the injection valve housing H22 and the electric component housing H23 Or a configuration in which all of the pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, and the electric component housing H23 are integrated may be adopted.

なお、第２収容部Ｈ２における少なくとも２つの筐体を一体として構成しつつ、各第２収容部Ｈ２に、第１実施形態又は第２実施形態で説明した燃料溜まり部２２の容積よりも大きい容積（例えば２～３倍）とした一つの燃料溜まり部２２を当該一体とした筐体内に設けるようにしても良い。これにより、上述した低温領域内燃料配管２０ａの簡素化を実現しつつ、燃料溜まり部２２による熱の吸収能力及び各制御コンポーネント１２の冷却能力も好適に発揮することができる。 In addition, while at least two housings in the second accommodating portion H2 are integrally configured, each second accommodating portion H2 has a volume larger than the volume of the fuel reservoir 22 described in the first embodiment or the second embodiment. One fuel reservoir 22 (for example, 2 to 3 times) may be provided in the integrated housing. As a result, while realizing the simplification of the fuel pipe 20a in the low temperature region described above, the heat absorption capacity of the fuel reservoir 22 and the cooling capacity of each control component 12 can be suitably exhibited.

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について説明する。なお、第１～３実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Fourth Embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described. The same elements as those in the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図８は、第４実施形態による燃料電池システム１０の構成を示す図である。図示のように、本実施形態の燃料電池システム１０は、図２で説明した第１実施形態の燃料電池システム１０において、低温領域内燃料配管２０ａは、燃料配管入口７０から調圧弁筐体Ｈ２１までの第１管路２０ａ１と、調圧弁筐体Ｈ２１から噴射弁筐体Ｈ２２までの第２管路２０ａ２と、噴射弁筐体Ｈ２２から電気部品筐体Ｈ２３までの第３管路２０ａ３と、電気部品筐体Ｈ２３から噴射弁筐体Ｈ２２までの第４管路２０ａ４と、を有している。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the fuel cell system 10 according to the fourth embodiment. As shown in the figure, the fuel cell system 10 of the present embodiment is the fuel cell system 10 of the first embodiment described with reference to FIG. The first pipeline 20a1 of the above, the second pipeline 20a2 from the pressure regulating valve housing H21 to the injection valve housing H22, the third pipeline 20a3 from the injection valve housing H22 to the electrical component housing H23, and the electrical components. It has a fourth pipeline 20a4 from the housing H23 to the injection valve housing H22.

そして、それぞれの管路の径が、第４管路２０ａ４、第３管路２０ａ３、第２管路２０ａ２、及び第１管路２０ａ１の順で大きくなるように構成されている。すなわち、本実施形態の燃料電池システム１０では、低温領域内燃料配管２０ａは、上流の燃料配管入口７０に近づくにつれて流路断面積が大きくなる。 The diameter of each pipe is configured to increase in the order of the fourth pipe 20a4, the third pipe 20a3, the second pipe 20a2, and the first pipe 20a1. That is, in the fuel cell system 10 of the present embodiment, the flow path cross-sectional area of the low temperature region fuel pipe 20a increases as it approaches the upstream fuel pipe inlet 70.

以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム１０によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the fuel cell system 10 of the present embodiment having the configuration described above, the following effects are obtained.

低温領域内燃料配管２０ａは、低温領域ＬＡの入口である燃料配管入口７０に近づくにつれて流路断面積が大きくなるように構成される。 The fuel pipe 20a in the low temperature region is configured so that the cross-sectional area of the flow path increases as it approaches the fuel pipe inlet 70, which is the inlet of the low temperature region LA.

これにより、熱が比較的集まり易い上流の燃料配管入口７０に相対的に近い位置の低温領域内燃料配管２０ａの流路断面積が大きくなる。したがって、低温領域内燃料配管２０ａ又は燃料溜まり部２２内の原燃料が高温領域ＨＡからの熱を吸収することによって、自然滞留又は気化が発生した場合であっても、熱及びガス成分を燃料配管入口７０から好適に外部に放出することができる。また、燃料配管入口７０に近い相対的に上流の位置に配置される第２収容部Ｈ２（図８では調圧弁筐体Ｈ２１）の燃料溜まり部２２に貯留された原燃料によって、低温領域内燃料配管２０ａ内の相対的に下流の位置から伝達してきた熱を吸収することができる。結果として、低温領域ＬＡ内の温度が過剰に上昇することを抑制できるため、各制御コンポーネント１２に対する熱保護機能をより向上させることができる。 As a result, the cross-sectional area of the flow path of the fuel pipe 20a in the low temperature region located relatively close to the upstream fuel pipe inlet 70 where heat is relatively easily collected becomes large. Therefore, even if the raw material fuel in the low temperature region fuel pipe 20a or the fuel reservoir 22 absorbs the heat from the high temperature region HA and spontaneous retention or vaporization occurs, the heat and gas components are used in the fuel pipe. It can be preferably discharged to the outside from the inlet 70. Further, the fuel in the low temperature region is fueled by the raw fuel stored in the fuel reservoir 22 of the second accommodating portion H2 (pressure regulating valve housing H21 in FIG. 8) arranged at a position relatively upstream close to the fuel pipe inlet 70. It is possible to absorb the heat transferred from a relatively downstream position in the pipe 20a. As a result, it is possible to suppress an excessive rise in the temperature in the low temperature region LA, so that the thermal protection function for each control component 12 can be further improved.

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について説明する。なお、第１～４実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Fifth Embodiment)
Hereinafter, the fifth embodiment will be described. The same elements as those in the first to fourth embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図９は、第５実施形態による車両システム１００の構成を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the vehicle system 100 according to the fifth embodiment.

本実施形態の車両システム１００は、第１～４実施形態のいずれかの構成を有する燃料電池システム１０に対して、既に説明した原燃料供給源としての燃料タンク２００及び燃料ポンプ２００ａと、既に説明した空気供給源としての空気ブロア３００と、コントローラ８０と、を備えて構成される。 The vehicle system 100 of the present embodiment has already described the fuel tank 200 and the fuel pump 200a as the raw material and fuel supply sources already described with respect to the fuel cell system 10 having any of the configurations of the first to fourth embodiments. It is configured to include an air blower 300 as an air supply source and a controller 80.

コントローラ８０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたコンピュータ、特にマイクロコンピュータで構成される。そして、コントローラ８０は、本実施形態に係る各処理を実行可能となるようにプログラムされている。 The controller 80 is composed of a computer having a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface), particularly a microcomputer. The controller 80 is programmed so that each process according to the present embodiment can be executed.

本実施形態のコントローラ８０は、例えば、車両システム１００の全体を制御するＶＣＭ（Vehicle control module）の機能に組み込まれており、システム収容筐体Ｈ１の外部に配置される例を示している。しかしながら、コントローラ８０を、ＶＣＭとは装置として構成しても良い。また、このようにＶＣＭとは別に構成されたコントローラ８０を、システム収容筐体Ｈ１の内部の低温領域ＬＡ内に配置しても良い。 The controller 80 of the present embodiment is incorporated in, for example, a function of a VCM (Vehicle control module) that controls the entire vehicle system 100, and shows an example in which the controller 80 is arranged outside the system accommodating housing H1. However, the controller 80 may be configured as a device with the VCM. Further, the controller 80 configured separately from the VCM in this way may be arranged in the low temperature region LA inside the system accommodating housing H1.

また、コントローラ８０は一つのハードウェアにより構成されていても良いし、複数のハードウェアを用いて各制御を分散処理する態様で構成されていても良い。 Further, the controller 80 may be configured by one hardware, or may be configured by using a plurality of hardware to perform distributed processing of each control.

本実施形態のコントローラ８０は、燃料ポンプ２００ａ、燃料噴射弁１２ａ、空気ブロア３００をそれぞれ操作して、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力、改質器５０への燃料供給流量、及び空気熱交換器５２（燃料電池スタック５４）への空気供給流量をそれぞれ制御する。 The controller 80 of the present embodiment operates the fuel pump 200a, the fuel injection valve 12a, and the air blower 300, respectively, to control the fuel pressure in the fuel pipe 20a in the low temperature region, the fuel supply flow rate to the reformer 50, and the air heat. The air supply flow rate to the exchanger 52 (fuel cell stack 54) is controlled respectively.

特に、コントローラ８０は、例えば、車両のユーザー（ドライバ）によって所定の操作スイッチに対する操作に基づいた燃料電池システム１０の停止要求又はアイドルストップ指令信号（以下、「通常停止要求」とも記載する）を検出すると、予め定められた通常停止処理のプログラムにしたがう制御を実行する。通常停止処理では、燃料電池システム１０を好適に停止させる観点から各部の冷却を行うべく、空気ブロア３００を作動させて空気配管３０及び空気供給通路６２に空気を流す冷気運転を行う。以下、本実施形態の通常停止処理についてより詳細に説明する。 In particular, the controller 80 detects, for example, a stop request or an idle stop command signal (hereinafter, also referred to as “normal stop request”) of the fuel cell system 10 based on an operation on a predetermined operation switch by a vehicle user (driver). Then, the control according to the predetermined normal stop processing program is executed. In the normal stop processing, in order to cool each part from the viewpoint of suitably stopping the fuel cell system 10, the air blower 300 is operated to perform a cold air operation in which air flows through the air pipe 30 and the air supply passage 62. Hereinafter, the normal stop processing of the present embodiment will be described in more detail.

図１０は、本実施形態の燃料電池システム１０の通常停止制御の流れを説明するフローチャートである。なお、コントローラ８０は、本フローチャートに示す通常停止制御を、上述の通常停止要求を検出したことをトリガとして実行する。 FIG. 10 is a flowchart illustrating a flow of normal stop control of the fuel cell system 10 of the present embodiment. The controller 80 executes the normal stop control shown in this flowchart with the detection of the above-mentioned normal stop request as a trigger.

通常停止要求を検出すると、ステップＳ１１０において、コントローラ８０は、燃料噴射弁１２ａを閉塞する。すなわち、改質器５０への燃料供給を停止する。 When the normal stop request is detected, in step S110, the controller 80 closes the fuel injection valve 12a. That is, the fuel supply to the reformer 50 is stopped.

ステップＳ１２０において、コントローラ８０は、制御コンポーネント１２（空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃ）の温度と、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力と、を取得する。 In step S120, the controller 80 acquires the temperature of the control component 12 (air pressure regulating valve 12b, fuel injection valve 12a, and power control device 12c) and the fuel pressure in the fuel pipe 20a in the low temperature region.

ここで、制御コンポーネント１２の温度は、例えば、低温領域ＬＡ内の所定位置に設けた温度センサの検出値として取得する。特に、調圧弁筐体Ｈ２１、噴射弁筐体Ｈ２２、及び電気部品筐体Ｈ２３内にそれぞれ設けた温度センサの各検出値の代表値又は平均値などを制御コンポーネント１２の温度とみなして取得しても良い。 Here, the temperature of the control component 12 is acquired as, for example, a detection value of a temperature sensor provided at a predetermined position in the low temperature region LA. In particular, the representative value or the average value of each detection value of the temperature sensors provided in the pressure regulating valve housing H21, the injection valve housing H22, and the electric component housing H23 is acquired as the temperature of the control component 12. Is also good.

また、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力は、図示しない圧力センサの検出値として取得することができる。 Further, the fuel pressure in the fuel pipe 20a in the low temperature region can be acquired as a detection value of a pressure sensor (not shown).

次に、ステップＳ１３０において、コントローラ８０は、燃料圧力及び空気供給流量を設定する。 Next, in step S130, the controller 80 sets the fuel pressure and the air supply flow rate.

本実施形態において、コントローラ８０は、空気ブロア３００の出力、及び必要に応じて空気調圧弁１２ｂの開度を操作して空気供給流量を冷気運転における目標値に制御する。その一方で、本実施形態のコントローラ８０は、は、燃料圧力を通常停止要求の前（通常運転時）と同じ値に維持するように燃料ポンプ２００ａの出力を操作する。 In the present embodiment, the controller 80 controls the output of the air blower 300 and, if necessary, the opening degree of the air pressure regulating valve 12b to control the air supply flow rate to the target value in the cold air operation. On the other hand, the controller 80 of the present embodiment operates the output of the fuel pump 200a so as to maintain the fuel pressure at the same value as before the normal stop request (during normal operation).

そして、ステップＳ１４０において、コントローラ８０は、制御コンポーネント１２の温度が予め定められる温度（以下、「冷却完了判定温度」）よりも低いか否か判定する。なお、この冷却完了判定温度は、例えば、燃料電池システム１０の停止後において、制御コンポーネント１２の温度が熱保護の観点などから十分に冷却されているか否かを判断し得る閾値に定められる。 Then, in step S140, the controller 80 determines whether or not the temperature of the control component 12 is lower than a predetermined temperature (hereinafter, “cooling completion determination temperature”). The cooling completion determination temperature is set to, for example, a threshold value at which it can be determined whether or not the temperature of the control component 12 is sufficiently cooled from the viewpoint of thermal protection after the fuel cell system 10 is stopped.

コントローラ８０は、ステップＳ１４０の判定結果が否定的である場合にはステップＳ１３０の処理を継続する。そして、コントローラ８０は、ステップＳ１４０の判定結果が肯定的である場合に、ステップＳ１５０に移行する。 If the determination result in step S140 is negative, the controller 80 continues the process in step S130. Then, when the determination result in step S140 is positive, the controller 80 shifts to step S150.

ステップＳ１５０において、コントローラ８０は、燃料ポンプ２００ａ及び空気ブロア３００を停止する。その後、コントローラ８０は、燃料電池システム１０を停止させるための他の処理（電力系の停止など）を実行する。 In step S150, the controller 80 stops the fuel pump 200a and the air blower 300. After that, the controller 80 executes other processing (such as stopping the electric power system) for stopping the fuel cell system 10.

図１１は、本実施形態による燃料電池システム１０の通常停止制御を説明するタイミングチャートである。 FIG. 11 is a timing chart for explaining the normal stop control of the fuel cell system 10 according to the present embodiment.

図示のように、燃料電池システム１０の通常停止時において、コントローラ８０は、通常停止要求の検出（時刻ｔ１）において、燃料圧力を通常停止要求の前の通常運転時と同じ値に維持する。そして、制御コンポーネント１２の温度が冷却完了判定温度よりも低くなったとき（時刻ｔ２）に、燃料ポンプ２００ａを停止して後の停止処理に移行する。 As shown in the figure, when the fuel cell system 10 is normally stopped, the controller 80 maintains the fuel pressure at the same value as during normal operation before the normal stop request when detecting the normal stop request (time t1). Then, when the temperature of the control component 12 becomes lower than the cooling completion determination temperature (time t2), the fuel pump 200a is stopped and the process shifts to the subsequent stop process.

以上、説明した本実施形態の車両システム１００によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the vehicle system 100 of the present embodiment described above, the following effects are obtained.

本実施形態の車両システム１００は、第１～４実施形態のいずれかの構成を有する燃料電池システム１０と、原燃料供給源としての燃料ポンプ２００ａと、空気供給源としての空気ブロア３００と、燃料ポンプ２００ａ、燃料噴射弁１２ａ、及び空気ブロア３００をそれぞれ操作して、燃料配管２０としての低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力、改質器５０への燃料供給流量、及び燃料電池スタック５４への空気供給流量を制御するコントローラ８０と、を備える。 The vehicle system 100 of the present embodiment includes a fuel cell system 10 having any of the configurations of the first to fourth embodiments, a fuel pump 200a as a raw material fuel supply source, an air blower 300 as an air supply source, and fuel. By operating the pump 200a, the fuel injection valve 12a, and the air blower 300, respectively, the fuel pressure in the fuel pipe 20a in the low temperature region as the fuel pipe 20, the fuel supply flow rate to the reformer 50, and the fuel cell stack 54 are reached. A controller 80 for controlling the air supply flow rate of the fuel is provided.

これにより、第１～４実施形態のいずれかの構成を有する燃料電池システム１０において、制御コンポーネント１２に対する冷却を行う観点から、燃料圧力、燃料流量、及び空気流量を好適に制御し得る車両システム１００が提供されることとなる。 Thereby, in the fuel cell system 10 having any of the configurations of the first to fourth embodiments, the vehicle system 100 capable of suitably controlling the fuel pressure, the fuel flow rate, and the air flow rate from the viewpoint of cooling the control component 12. Will be provided.

特に、本実施形態の車両システム１００では、コントローラ８０は、燃料電池システム１０の停止要求である通常停止要求を検出すると、燃料流量をゼロに設定し（図１１の時刻ｔ１）、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力を、停止要求を検出する前の燃料圧力に設定する（図１１の時刻ｔ１～ｔ２）。 In particular, in the vehicle system 100 of the present embodiment, when the controller 80 detects the normal stop request which is the stop request of the fuel cell system 10, the fuel flow rate is set to zero (time t1 in FIG. 11), and the fuel in the low temperature region is fueled. The fuel pressure in the pipe 20a is set to the fuel pressure before the stop request is detected (time t1 to t2 in FIG. 11).

これにより、本来であれば改質器５０への燃料供給を停止する通常停止要求の検出後において、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力が維持される。このため、低温領域内燃料配管２０ａ内の原燃料による制御コンポーネント１２に対する冷却を通常停止要求の後に実行することができ、通常停止時における制御コンポーネント１２の好適な冷却が実現される。 As a result, the fuel pressure in the fuel pipe 20a in the low temperature region is maintained after the detection of the normal stop request for stopping the fuel supply to the reformer 50. Therefore, cooling of the control component 12 by the raw fuel in the fuel pipe 20a in the low temperature region can be executed after the normal stop request, and suitable cooling of the control component 12 at the time of normal stop is realized.

特に、本実施形態では、通常停止要求の検出後も低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力を維持することで、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料の飽和蒸気圧及び沸点を高い状態に維持することができる。このため、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料の気化が抑制されるので、通常停止要求の検出後であっても、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料による各制御コンポーネント１２の熱保護機能が好適に確保されることとなる。 In particular, in the present embodiment, the saturated vapor pressure and boiling point of the fuel in the low temperature region fuel pipe 20a are maintained in a high state by maintaining the fuel pressure in the low temperature region fuel pipe 20a even after the detection of the normal stop request. can do. Therefore, since the vaporization of the fuel in the fuel pipe 20a in the low temperature region is suppressed, the thermal protection function of each control component 12 by the fuel in the fuel pipe 20a in the low temperature region is provided even after the detection of the normal stop request is detected. It will be suitably secured.

なお、上述した燃料圧力を通常停止要求の前と同じ値に維持する制御に代えて、燃料圧力を通常停止要求の前よりも大きくする制御を採用しても良い。 Instead of the control for maintaining the fuel pressure at the same value as before the normal stop request, the control for increasing the fuel pressure to the value before the normal stop request may be adopted.

すなわち、図１２のタイミングチャートに示すように、コントローラ８０が通常停止要求を検出すると、燃料圧力が通常停止要求の検出前よりも大きくなるように燃料ポンプ２００ａの出力を調節する構成としても良い。これにより、通常停止要求の検出後における低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料の自然滞留及び気化を抑制する効果がより向上する。 That is, as shown in the timing chart of FIG. 12, when the controller 80 detects the normal stop request, the output of the fuel pump 200a may be adjusted so that the fuel pressure becomes higher than that before the detection of the normal stop request. As a result, the effect of suppressing the natural retention and vaporization of the fuel in the fuel pipe 20a in the low temperature region after the detection of the normal stop request is further improved.

また、コントローラ８０が通常停止要求を検出すると、上記ステップＳ１３０において、上述した冷気運転における目標値に関らず、空気ブロア３００を停止（空気供給流量をゼロに設定）する制御を採用しても良い。すなわち、上述した通常停止要求の検出前後において、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力を維持又は増加させる制御によって、低温領域内燃料配管２０ａ内又は燃料溜まり部２２内の原燃料により、空気を供給せずとも各制御コンポーネント１２の冷却効果を適切に得られる場合には、空気ブロア３００を停止することもできる。 Further, when the controller 80 detects a normal stop request, the control for stopping the air blower 300 (setting the air supply flow rate to zero) is adopted in step S130, regardless of the target value in the cold air operation described above. good. That is, before and after the detection of the above-mentioned normal stop request, air is blown by the raw fuel in the low temperature region fuel pipe 20a or the fuel reservoir 22 by controlling to maintain or increase the fuel pressure in the low temperature region fuel pipe 20a. The air blower 300 can also be stopped if the cooling effect of each control component 12 can be appropriately obtained without supplying the air blower 300.

（第６実施形態）
以下、第６実施形態について説明する。なお、第５実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (Sixth Embodiment)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described. The same elements as those in the fifth embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施形態では、特に、上記ステップＳ１３０において、コントローラ８０は、燃料圧力を通常停止要求の前と同じ値に維持するように燃料ポンプ２００ａの出力を調節しつつ、空気供給流量も通常停止要求の前と同じ値に維持するように空気ブロア３００の出力を調節する。 In the present embodiment, in particular, in step S130, the controller 80 adjusts the output of the fuel pump 200a so as to maintain the fuel pressure at the same value as before the normal stop request, and the air supply flow rate is also the normal stop request. Adjust the output of the air blower 300 to maintain the same value as before.

図１３は、本実施形態の燃料電池システム１０の通常停止の流れを説明するフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart illustrating a flow of normal shutdown of the fuel cell system 10 of the present embodiment.

図示のように、本実施形態では、時刻ｔ１の前後において、燃料圧力及び空気供給流量の双方が、通常停止要求の前と同じ値に維持されている。すなわち、本実施形態では、上述した冷気運転における目標値に関らず、空気供給流量が通常停止要求の前に設定されていた空気供給流量に維持されるように、空気ブロア３００の出力、及び必要に応じて空気調圧弁１２ｂの開度を操作する。 As shown in the figure, in the present embodiment, both the fuel pressure and the air supply flow rate are maintained at the same values as before the normal stop request before and after the time t1. That is, in the present embodiment, the output of the air blower 300 and the output of the air blower 300 are maintained so that the air supply flow rate is maintained at the air supply flow rate set before the normal stop request regardless of the target value in the cold air operation described above. The opening degree of the air pressure regulating valve 12b is operated as necessary.

以上、説明した本実施形態の車両システム１００によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the vehicle system 100 of the present embodiment described above, the following effects are obtained.

コントローラ８０は、通常停止要求を検出する前後において空気供給流量を維持する。 The controller 80 normally maintains the air supply flow rate before and after detecting the stop request.

これにより、通常停止要求を検出した後において、第２収容部Ｈ２内を供給される空気により冷却することができる。したがって、通常停止時において、当該供給される空気により低温領域内燃料配管２０ａ及び燃料溜まり部２２内の原燃料の温度上昇を抑え、当該原燃料の気化をより好適に抑制することができる。結果として、通常停止時において燃料溜まり部２２内に貯留された原燃料の燃料による各制御コンポーネント１２の熱保護機能をより確実に維持することができる。 As a result, after detecting the normal stop request, the inside of the second accommodating portion H2 can be cooled by the supplied air. Therefore, at the time of normal stop, the temperature rise of the raw material fuel in the fuel pipe 20a in the low temperature region and the fuel reservoir 22 can be suppressed by the supplied air, and the vaporization of the raw material fuel can be more preferably suppressed. As a result, it is possible to more reliably maintain the thermal protection function of each control component 12 by the fuel of the raw fuel stored in the fuel reservoir 22 at the time of normal stop.

なお、本実施形態では、通常停止要求の検出後において、燃料圧力及び空気供給流量の双方を通常停止要求の前と同じ値に維持する例を示した。一方で、これに限られず、図１２で説明した通常停止要求の後に燃料圧力を通常停止要求の前より大きく設定する場合において、図１３に示した空気供給流量を通常停止要求の前と同じ値に維持する制御を実行しても良い。 In this embodiment, an example is shown in which both the fuel pressure and the air supply flow rate are maintained at the same values as before the normal stop request after the detection of the normal stop request. On the other hand, not limited to this, when the fuel pressure is set higher after the normal stop request described in FIG. 12 than before the normal stop request, the air supply flow rate shown in FIG. 13 is the same value as before the normal stop request. Controls may be performed to maintain.

（第７実施形態）
以下、第７実施形態について説明する。なお、第５実施形態又は第６実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 (7th Embodiment)
Hereinafter, the seventh embodiment will be described. The same elements as those in the fifth embodiment or the sixth embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施形態のコントローラ８０は、例えば、車両システム１００及び燃料電池システム１０内の各種要素に何らかの異常の発生、及び車両のユーザーによる緊急停止スイッチへの操作等に基づく緊急停止指令を検出した場合に、燃料電池システム１０を速やかに停止させるために予め定められた緊急停止処理のプログラムにしたがう制御を実行する。以下、本実施形態の制御についてより詳細に説明する。 The controller 80 of the present embodiment detects, for example, an emergency stop command based on the occurrence of some abnormality in various elements in the vehicle system 100 and the fuel cell system 10, the operation of the emergency stop switch by the user of the vehicle, and the like. , The control according to a predetermined emergency stop processing program is executed in order to stop the fuel cell system 10 promptly. Hereinafter, the control of the present embodiment will be described in more detail.

図１４は、本実施形態の燃料電池システム１０の緊急停止制御の流れを説明するフローチャートである。なお、コントローラ８０は、本フローチャートに示す緊急停止制御を、上述の緊急停止指令を検出したことをトリガとして実行する。 FIG. 14 is a flowchart illustrating a flow of emergency stop control of the fuel cell system 10 of the present embodiment. The controller 80 executes the emergency stop control shown in this flowchart with the detection of the above-mentioned emergency stop command as a trigger.

ステップＳ２１０及びステップＳ２２０において、コントローラ８０は、燃料噴射弁１２ａを閉塞するとともに、空気ブロア３００を停止する。すなわち、緊急停止時には、通常停止時とは異なり、燃料電池システム１０をできるだけ安全に停止させる観点から強電部品である空気ブロア３００を、速やかに停止させるべく空気供給流量をゼロに設定する。このため、緊急停止時には、通常停止制御における空気ブロア３００によって空気を供給する冷気運転は実行されない。 In step S210 and step S220, the controller 80 closes the fuel injection valve 12a and stops the air blower 300. That is, at the time of emergency stop, unlike the case of normal stop, the air supply flow rate is set to zero so that the air blower 300, which is a high electric component, can be stopped promptly from the viewpoint of stopping the fuel cell system 10 as safely as possible. Therefore, at the time of emergency stop, the cold air operation of supplying air by the air blower 300 in the normal stop control is not executed.

そして、ステップＳ２３０において、コントローラ８０は、制御コンポーネント１２の温度と、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力と、を取得する。 Then, in step S230, the controller 80 acquires the temperature of the control component 12 and the fuel pressure in the fuel pipe 20a in the low temperature region.

ステップＳ２４０において、コントローラ８０は、燃料圧力を設定する。本実施形態において、コントローラ８０は、燃料圧力を緊急停止指令の前（通常運転時）と同じ値に維持するように燃料ポンプ２００ａの出力を調節する。 In step S240, the controller 80 sets the fuel pressure. In the present embodiment, the controller 80 adjusts the output of the fuel pump 200a so as to maintain the fuel pressure at the same value as before the emergency stop command (during normal operation).

そして、ステップＳ２５０において、コントローラ８０は、制御コンポーネント１２の温度が冷却完了判定温度よりも低いか否か判定する。 Then, in step S250, the controller 80 determines whether or not the temperature of the control component 12 is lower than the cooling completion determination temperature.

コントローラ８０は、ステップＳ２５０の判定結果が否定的である場合にはステップＳ２４０の処理を継続する。そして、コントローラ８０は、ステップＳ２５０の判定結果が肯定的である場合に、ステップＳ２６０に移行する。 If the determination result in step S250 is negative, the controller 80 continues the process in step S240. Then, the controller 80 shifts to step S260 when the determination result in step S250 is affirmative.

ステップＳ２６０において、コントローラ８０は、燃料ポンプ２００ａを停止する。その後、コントローラ８０は、燃料電池システム１０を緊急停止させるための他の処理（電力系の停止など）を実行する。 In step S260, the controller 80 stops the fuel pump 200a. After that, the controller 80 executes other processing (such as stopping the electric power system) for urgently stopping the fuel cell system 10.

図１５は、本実施形態による燃料電池システム１０の緊急停止を説明するタイミングチャートである。 FIG. 15 is a timing chart illustrating an emergency stop of the fuel cell system 10 according to the present embodiment.

図示のように、燃料電池システム１０の緊急停止時において、コントローラ８０は、緊急停止指令の検出（時刻ｔ１´）において、燃料電池スタック５４への空気供給を停止して、燃料圧力を緊急停止指令の前の通常運転時と同じ値に維持する。 As shown in the figure, at the time of emergency stop of the fuel cell system 10, the controller 80 stops the air supply to the fuel cell stack 54 at the detection of the emergency stop command (time t1'), and sets the fuel pressure to the emergency stop command. Maintain the same value as during normal operation before.

特に、本実施形態にかかる緊急停止時の場合には、緊急停止指令の検出タイミングで空気ブロア３００を停止させるため、第５実施形態又は第６実施形態で説明した冷気運転のように、冷却のための空気の供給を行うことができない。しかしながら、コントローラ８０が燃料圧力を緊急停止指令の前の通常運転時と同じ値に維持することによって、当該燃料による各制御コンポーネント１２の冷却機能及び熱保護機能が好適に維持される。 In particular, in the case of an emergency stop according to the present embodiment, in order to stop the air blower 300 at the detection timing of the emergency stop command, cooling is performed as in the cold air operation described in the fifth or sixth embodiment. Cannot supply air for. However, when the controller 80 maintains the fuel pressure at the same value as during normal operation before the emergency stop command, the cooling function and the heat protection function of each control component 12 by the fuel are preferably maintained.

以上、説明した本実施形態の車両システム１００によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the vehicle system 100 of the present embodiment described above, the following effects are obtained.

本実施形態の車両システム１００では、コントローラ８０は、燃料電池システム１０の緊急停止指令を検出すると、燃料供給流量及び空気供給流量をゼロに設定し（図１４のステップＳ２１０及びステップＳ２２０）、燃料圧力を、緊急停止要求を検出する前の燃料圧力に設定する（図１５の時刻ｔ１´～ｔ２´）。 In the vehicle system 100 of the present embodiment, when the controller 80 detects an emergency stop command of the fuel cell system 10, the fuel supply flow rate and the air supply flow rate are set to zero (steps S210 and S220 of FIG. 14), and the fuel pressure is set. Is set to the fuel pressure before the emergency stop request is detected (time t1'to t2' in FIG. 15).

これにより、燃料電池システム１０の緊急停止時においても、低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料圧力を維持して制御コンポーネント１２に対する熱保護機能を発揮させることができる。特に、緊急停止時において、燃料電池システム１０をできるだけ安全に停止させる観点などから空気ブロア３００を速やかに停止させることに起因して、各制御コンポーネント１２に対して空気による冷却（冷気運転）を実行しないシーンであっても、低温領域内燃料配管２０ａ内又は燃料溜まり部２２内の原燃料による各制御コンポーネント１２の冷却機能及び熱保護機能を好適に確保することができる。 As a result, even when the fuel cell system 10 is stopped in an emergency, the fuel pressure in the fuel pipe 20a in the low temperature region can be maintained and the heat protection function for the control component 12 can be exerted. In particular, in the event of an emergency stop, air cooling (cold air operation) is executed for each control component 12 due to the prompt stop of the air blower 300 from the viewpoint of stopping the fuel cell system 10 as safely as possible. Even in a scene where the temperature is not high, the cooling function and the heat protection function of each control component 12 by the raw fuel in the fuel pipe 20a in the low temperature region or the fuel reservoir 22 can be suitably secured.

なお、上述した燃料圧力を通常停止要求の前と同じ値に維持する制御に代えて、燃料圧力を通常停止要求の前よりも大きくする制御を採用しても良い。 Instead of the control for maintaining the fuel pressure at the same value as before the normal stop request, the control for increasing the fuel pressure to the value before the normal stop request may be adopted.

すなわち、図１６のタイミングチャートに示すように、コントローラ８０が通常停止要求を検出すると、燃料圧力が緊急停止指令の検出前よりも大きくなるように燃料ポンプ２００ａの出力を調節する構成としても良い。これにより、通常停止要求の検出後における低温領域内燃料配管２０ａ内の燃料の自然滞留及び気化を抑制する効果がより向上する。 That is, as shown in the timing chart of FIG. 16, when the controller 80 detects the normal stop request, the output of the fuel pump 200a may be adjusted so that the fuel pressure becomes higher than that before the detection of the emergency stop command. As a result, the effect of suppressing the natural retention and vaporization of the fuel in the fuel pipe 20a in the low temperature region after the detection of the normal stop request is further improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記各実施形態及び各変形例は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments and modifications show only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is defined as the specific configuration of the above-described embodiments. It is not intended to be limited to.

例えば、上記各実施形態及び各変形例の第２収容部Ｈ２は、低温領域ＬＡ内において、内部に燃料溜まり部２２を有し、空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃの少なくとも一つを個別に覆う態様をとっている。しかしながら、第２収容部Ｈ２を、システム収容筐体の壁部と断熱筐体４２の壁部の間の空間（すなわち、低温領域ＬＡ）と見立て、空気調圧弁１２ｂ、燃料噴射弁１２ａ、及び電力制御装置１２ｃの少なくとも一つの周辺において、原燃料を一定程度滞留させることのできる部分（例えば、螺旋状等の巻回形状）を低温領域内燃料配管２０ａに形成し、これを燃料溜まり部２２として構成して良い。 For example, the second accommodating portion H2 of each of the above-described embodiments and modifications has a fuel reservoir portion 22 inside in the low temperature region LA, and includes an air pressure regulating valve 12b, a fuel injection valve 12a, and a power control device 12c. At least one is individually covered. However, the second accommodating portion H2 is regarded as a space between the wall portion of the system accommodating housing and the wall portion of the heat insulating housing 42 (that is, the low temperature region LA), and the air pressure regulating valve 12b, the fuel injection valve 12a, and the electric power are used. A portion (for example, a wound shape such as a spiral shape) capable of retaining raw fuel to a certain extent is formed in the fuel pipe 20a in the low temperature region around at least one of the control devices 12c, and this is used as a fuel reservoir 22. It may be configured.

また、上記実施形態では、原燃料供給装置として改質器５０への燃料供給流量を調節する燃料噴射弁１２ａ、及び空気供給装置として空気熱交換器５２への空気供給圧力を調節する空気調圧弁１２ｂを採用し、これらを、燃料溜まり部２２を有する調圧弁筐体Ｈ２１及び噴射弁筐体Ｈ２２に収容する例を説明した。 Further, in the above embodiment, the fuel injection valve 12a for adjusting the fuel supply flow rate to the reformer 50 as the raw fuel supply device, and the air pressure regulating valve for adjusting the air supply pressure to the air heat exchanger 52 as the air supply device. An example in which 12b is adopted and these are housed in the pressure regulating valve housing H21 having the fuel reservoir 22 and the injection valve housing H22 has been described.

しかしながら、他の原燃料供給装置又は空気供給装置を、燃料溜まり部２２を有する第２収容部Ｈ２に収容しても良い。例えば、原燃料供給装置として燃焼器５６への燃料噴射弁、及び空気供給装置として空気バイパス弁（温度調節弁）を採用して、燃料溜まり部２２を有する第２収容部Ｈ２によりこれらを収容する構成としても良い。また、燃料電池システム１０が改質器５０へ空気を供給する系統を有する場合には、改質器５０に供給する空気の流量を調節する改質反応弁を空気供給装置として採用し、当該改質反応弁を燃料溜まり部２２を有する第２収容部Ｈ２により収容する構成としても良い。 However, another raw material fuel supply device or air supply device may be accommodated in the second accommodating portion H2 having the fuel sump portion 22. For example, a fuel injection valve to the combustor 56 is adopted as the raw material fuel supply device, and an air bypass valve (temperature control valve) is adopted as the air supply device, and these are accommodated by the second accommodating portion H2 having the fuel reservoir portion 22. It may be configured. Further, when the fuel cell system 10 has a system for supplying air to the reformer 50, a reforming reaction valve for adjusting the flow rate of the air supplied to the reformer 50 is adopted as the air supply device, and the modification is performed. The quality reaction valve may be accommodated by the second accommodating portion H2 having the fuel reservoir portion 22.

また、上記実施形態は適宜、組み合わせが可能である。 In addition, the above embodiments can be combined as appropriate.

１０ 燃料電池システム
１２ 制御コンポーネント
１２ａ 燃料噴射弁
１２ｂ 空気調圧弁
１２ｃ 電力制御装置
２０ 燃料配管
２０ａ 低温領域内燃料配管
２２ 燃料溜まり部
３０ 空気配管
３０ａ 低温領域内空気配管
４０ 第１収容部
４２ 断熱筐体
５０ 改質器
５２ 空気熱交換器
５４ 燃料電池スタック
５４ａ アノード極
５４ｂ カソード極
５６ 燃焼器
５６ａ 燃焼室
６０ 燃料ガス通路
６２ 空気供給通路
６４ アノードオフガス通路
６６ カソードオフガス通路
６８ 電力ライン
７０ 燃料配管入口
７２ 燃料配管入口
７４ 空気配管入口
７６ 空気配管入口
８０ コントローラ
１００ 車両システム
２００ａ 燃料ポンプ
２１２ 筐体Ｈ
３００ 空気ブロア
Ｈ１ システム収容筐体
Ｈ２ 第２収容部
Ｈ２１ 調圧弁筐体
Ｈ２２ 噴射弁筐体
Ｈ２３ 電気部品筐体 10 Fuel cell system 12 Control component 12a Fuel injection valve 12b Air pressure control valve 12c Power control device 20 Fuel piping 20a Low temperature region fuel piping 22 Fuel reservoir 30 Air piping 30a Low temperature region air piping 40 First accommodation 42 Insulation housing 50 Reformer 52 Air heat exchanger 54 Fuel cell stack 54a Anopole pole 54b Cathode pole 56 Combustor 56a Combustion chamber 60 Fuel gas passage 62 Air supply passage 64 Anodon off gas passage 66 Cathode off gas passage 68 Power line 70 Fuel pipe inlet 72 Fuel Piping inlet 74 Air piping inlet 76 Air piping inlet 80 Controller 100 Vehicle system 200a Fuel pump 212 Housing H
300 Air blower H1 System housing housing H2 Second housing unit H21 Pressure regulating valve housing H22 Injection valve housing H23 Electrical component housing

Claims (11)

燃料を改質する改質器と、
改質された燃料と空気の供給を受けて発電する固体酸化物形の燃料電池と、
前記燃料電池からの排気を処理する排気装置と、
所定の原燃料供給源から燃料配管を介して少なくとも前記改質器に空気よりも熱容量が大きい液体の原燃料を供給する原燃料供給装置と
所定の空気供給源から空気配管を介して少なくとも前記燃料電池に空気を供給する空気供給装置と、
前記燃料電池の発電電力を制御する電力制御装置と、
前記改質器、前記燃料電池、前記排気装置、前記原燃料供給装置、前記空気供給装置、及び前記電力制御装置を収容する第１収容部と、
を有する燃料電池システムであって、
前記第１収容部の内部は、高温領域と低温領域に分割され、
前記高温領域には、前記燃料電池、前記改質器、及び前記排気装置が配置され、
前記低温領域には、前記原燃料供給装置、前記空気供給装置、及び前記電力制御装置が配置され、
前記原燃料供給装置、前記空気供給装置、及び前記電力制御装置の内の少なくとも一つを収容する第２収容部を備え、
前記第２収容部の内部には、前記燃料配管に接続される燃料溜まり部が設けられる、
燃料電池システム。 A reformer that reforms fuel and
Solid oxide fuel cells that generate electricity by receiving the supply of reformed fuel and air,
An exhaust device that processes the exhaust from the fuel cell,
A raw material fuel supply device that supplies at least a liquid raw material fuel having a heat capacity larger than that of air to the reformer from a predetermined raw material fuel supply source via a fuel pipe, and at least the fuel from a predetermined air supply source via an air pipe. An air supply device that supplies air to the battery and
A power control device that controls the generated power of the fuel cell, and
A first accommodating unit accommodating the reformer, the fuel cell, the exhaust device, the raw material fuel supply device, the air supply device, and the power control device.
Is a fuel cell system with
The inside of the first accommodating portion is divided into a high temperature region and a low temperature region.
The fuel cell, the reformer, and the exhaust device are arranged in the high temperature region.
The raw material fuel supply device, the air supply device, and the power control device are arranged in the low temperature region.
A second accommodating unit for accommodating at least one of the raw material fuel supply device, the air supply device, and the electric power control device is provided.
Inside the second accommodating portion, a fuel reservoir portion connected to the fuel pipe is provided.
Fuel cell system. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記低温領域には、前記燃料配管の一部である低温領域内燃料配管が配置され、
前記低温領域内燃料配管は、該低温領域の燃料配管入口と前記高温領域の燃料配管入口を繋ぐように構成され、
前記低温領域内燃料配管に前記第２収容部が介在される、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1.
In the low temperature region, a fuel pipe in the low temperature region, which is a part of the fuel pipe, is arranged.
The fuel pipe in the low temperature region is configured to connect the fuel pipe inlet in the low temperature region and the fuel pipe inlet in the high temperature region.
The second accommodating portion is interposed in the fuel pipe in the low temperature region.
Fuel cell system. 請求項２に記載の燃料電池システムであって、
前記低温領域内燃料配管は、前記低温領域の入口に近い領域が相対的に高くなるように構成される、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2.
The fuel pipe in the low temperature region is configured so that the region near the inlet of the low temperature region is relatively high.
Fuel cell system. 請求項２又は３に記載の燃料電池システムであって、
前記空気供給装置は、前記低温領域内燃料配管において、前記原燃料供給装置及び前記電力制御装置よりも上流に配置される、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2 or 3.
The air supply device is arranged upstream of the raw material fuel supply device and the power control device in the fuel pipe in the low temperature region.
Fuel cell system. 請求項２に記載の燃料電池システムであって、
前記原燃料供給装置は、前記低温領域内燃料配管において、前記空気供給装置及び前記電力制御装置よりも下流に配置される、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 2.
The raw material fuel supply device is arranged downstream of the air supply device and the power control device in the fuel pipe in the low temperature region.
Fuel cell system. 請求項２～５のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
前記第２収容部が、前記原燃料供給装置、前記空気供給装置、及び前記電力制御装置の内の少なくとも２つを収容するように一体の筐体として構成された、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 2 to 5.
The second accommodating portion is configured as an integral housing so as to accommodate at least two of the raw material fuel supply device, the air supply device, and the power control device.
Fuel cell system. 請求項２～６のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
前記低温領域内燃料配管は、前記低温領域の入口に近づくにつれて流路断面積が大きくなるように構成される、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 2 to 6.
The fuel pipe in the low temperature region is configured so that the cross-sectional area of the flow path increases as it approaches the inlet of the low temperature region.
Fuel cell system. 請求項１～７のいずれか１項に記載の燃料電池システムと、
前記原燃料供給源としての燃料ポンプと、
前記空気供給源としての空気ブロアと、
前記燃料ポンプ、前記原燃料供給装置、前記空気ブロア、及び前記空気供給装置を操作して、前記燃料配管内の燃料圧力、前記改質器への燃料供給流量、及び前記燃料電池への空気供給流量を制御するコントローラと、を備える、
車両システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 7.
The fuel pump as the raw material and fuel supply source and
An air blower as the air supply source and
By operating the fuel pump, the raw material fuel supply device, the air blower, and the air supply device, the fuel pressure in the fuel pipe, the fuel supply flow rate to the reformer, and the air supply to the fuel cell are performed. Equipped with a controller to control the flow rate,
Vehicle system. 請求項８に記載の車両システムであって、
前記コントローラは、
燃料電池システムの停止要求を検出すると、前記燃料供給流量をゼロに設定し、
前記燃料配管内の燃料圧力を、前記停止要求を検出する前の燃料圧力以上に設定する、
車両システム。 The vehicle system according to claim 8.
The controller
When a fuel cell system stop request is detected, the fuel supply flow rate is set to zero.
The fuel pressure in the fuel pipe is set to be equal to or higher than the fuel pressure before the stop request is detected.
Vehicle system. 請求項９に記載の車両システムであって、
前記コントローラは、前記停止要求を検出する前後において前記空気供給流量を維持する、
車両システム。 The vehicle system according to claim 9.
The controller maintains the air supply flow rate before and after detecting the stop request.
Vehicle system. 請求項８～１０のいずれか１項に記載の車両システムであって、
前記コントローラは、燃料電池システムの緊急停止指令を検出すると、前記燃料供給流量及び前記空気供給流量をゼロに設定し、
前記燃料配管内の燃料圧力を、前記緊急停止指令を検出する前の燃料圧力以上に設定する、
車両システム。 The vehicle system according to any one of claims 8 to 10.
When the controller detects an emergency stop command for the fuel cell system, it sets the fuel supply flow rate and the air supply flow rate to zero.
The fuel pressure in the fuel pipe is set to be equal to or higher than the fuel pressure before the emergency stop command is detected.
Vehicle system.
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