JP7155539B2

JP7155539B2 - fuel cell system

Info

Publication number: JP7155539B2
Application number: JP2018034831A
Authority: JP
Inventors: 富夫山中; 健司馬屋原; 貴史山田; 裕治村田; 亮介山田; 俊二郎木川; 忍大塚
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: JP2019149347A

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to fuel cell systems.

燃料電池の普及に伴って燃料電池システムの多様化が進み、燃料電池を含む燃料電池ユニットを複数備えた燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１）。この燃料電池システムは、第１の燃料電池サブシステムと第２の燃料電池サブシステムの二つの燃料電池ユニットを備え、各燃料電池ユニットは、燃料ガスタンクを含むガス供給系を共用している。 With the spread of fuel cells, the diversification of fuel cell systems has progressed, and fuel cell systems provided with a plurality of fuel cell units including fuel cells have been proposed (for example, Patent Document 1). This fuel cell system comprises two fuel cell units, a first fuel cell subsystem and a second fuel cell subsystem, and each fuel cell unit shares a gas supply system including a fuel gas tank.

特開２０１６－０８１７２４号公報JP 2016-081724 A

特許文献１で提案されたような複数の燃料電池ユニットを備えた燃料電池システムでは、それぞれの燃料電池ユニットは、ユニット単独で動作可能に構成されており、ガス供給を受けるガス供給系における水素ガスの漏洩を検知する機能を備える。水素ガスの漏洩検知は、水素ガスの圧力変動に基づいてなされる。このため、複数の燃料電池ユニットがガス供給系を共有する場合に、ガス供給系のガスの漏洩検知を適切に行う手法が求められていた。 In a fuel cell system provided with a plurality of fuel cell units as proposed in Patent Document 1, each fuel cell unit is configured to be operable by itself, and hydrogen gas in a gas supply system that receives gas is supplied. Equipped with a function to detect leakage of Hydrogen gas leak detection is performed based on pressure fluctuations of hydrogen gas. Therefore, when a plurality of fuel cell units share a gas supply system, there is a demand for a method of appropriately detecting leakage of gas in the gas supply system.

本発明は、上述の課題を踏まえて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。この携帯の燃料電池システムは、複数の燃料電池ユニットと、該複数の燃料電池ユニットへの燃料ガスの供給に共用される複数系統の燃料ガス供給系とを備え、前記複数の燃料電池ユニットのそれぞれは、前記複数系統のいずれかの前記燃料ガス供給系を当該燃料電池ユニットに付随の燃料ガス供給系と想定し、前記複数系統の燃料ガス供給系を共用したまま、該想定した前記燃料ガス供給系における燃料ガス漏洩を燃料ガスの圧力変動を用いて検知する漏洩検知部を備え、前記燃料電池ユニットごとの前記漏洩検知部は、前記複数の燃料電池ユニットの一の前記燃料電池ユニットの前記漏洩検知部による前記燃料ガス漏洩の検知の実行開始に同期して、前記燃料ガス漏洩の検知を実行する。 The present invention has been made in view of the above problems, and can be implemented as the following modes. This portable fuel cell system comprises a plurality of fuel cell units, and a plurality of fuel gas supply systems shared for supplying fuel gas to the plurality of fuel cell units. assumes that one of the fuel gas supply systems of the plurality of systems is a fuel gas supply system associated with the fuel cell unit, and the assumed fuel gas supply system is used while the fuel gas supply systems of the plurality of systems are shared. a leakage detection unit that detects fuel gas leakage in the system using pressure fluctuations of the fuel gas, and the leakage detection unit for each of the fuel cell units detects the leakage of one of the plurality of fuel cell units. The detection of the fuel gas leakage is executed in synchronization with the start of execution of the detection of the fuel gas leakage by the detection unit.

（１）燃料電池システムの一形態は、複数の燃料電池ユニットと、該複数の燃料電池ユニットへの燃料ガスの供給に共用される複数系統の燃料ガス供給系とを備え、前記複数の燃料電池ユニットのそれぞれは、前記複数系統のいずれかの前記燃料ガス供給系を当該燃料電池ユニットに付随の燃料ガス供給系と想定し、該想定した前記燃料ガス供給系における燃料ガス漏洩を燃料ガスの圧力変動を用いて検知する漏洩検知部を備え、前記燃料電池ユニットごとの前記漏洩検知部は、前記複数の燃料電池ユニットの一の前記燃料電池ユニットの前記漏洩検知部による前記燃料ガス漏洩の検知の実行開始に同期して、前記燃料ガス漏洩の検知を実行する。 (1) One form of a fuel cell system includes a plurality of fuel cell units and a plurality of fuel gas supply systems shared for supplying fuel gas to the plurality of fuel cell units. Each of the units assumes that one of the plurality of fuel gas supply systems is a fuel gas supply system associated with the fuel cell unit, and detects fuel gas leakage in the assumed fuel gas supply system as fuel gas pressure. a leakage detection unit that detects the fuel gas leakage by using the fluctuation, and the leakage detection unit for each of the fuel cell units detects the leakage of the fuel gas by the leakage detection unit of one of the plurality of fuel cell units. In synchronization with the start of execution, detection of the fuel gas leakage is executed.

この形態の燃料電池システムでは、燃料電池ユニットごとの燃料ガス漏洩の検知を同期させることで、一の燃料電池ユニットによる燃料ガスの漏洩検知に伴う燃料ガス供給系における圧力変動が他の燃料電池ユニットによる燃料ガスの漏洩検知に影響を及ぼすことを抑制できる。よって、この形態の燃料電池システムによれば、複数の燃料電池ユニットを有する燃料電池システムでの燃料ガスの漏洩検知の適正化が可能となる。 In this embodiment of the fuel cell system, by synchronizing the detection of fuel gas leakage for each fuel cell unit, pressure fluctuations in the fuel gas supply system caused by detection of fuel gas leakage by one fuel cell unit can be detected by other fuel cell units. It is possible to suppress the influence on fuel gas leakage detection due to Therefore, according to the fuel cell system of this embodiment, it is possible to optimize the fuel gas leakage detection in a fuel cell system having a plurality of fuel cell units.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、燃料ガスの漏洩検知方法等の形態で実現することができる。 It should be noted that the present invention can be implemented in various modes. For example, it can be implemented in the form of a fuel gas leakage detection method or the like.

実施形態に係る燃料電池システムの概略図である。1 is a schematic diagram of a fuel cell system according to an embodiment; FIG. 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ステム制御の全容を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an overview of system control executed by an integrated control unit in the fuel cell system; 統合制御部によって実行される漏洩検知制御を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing leak detection control executed by an integrated control unit; 漏洩検知制御における各制御部からの制御完了信号の入力状況と統合制御部からの制御指示との関係を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the relationship between the state of input of a control completion signal from each control unit and the control instruction from the integrated control unit in leak detection control. 漏洩検知制御において同期スキップが起きた場合の各制御部からの制御完了信号の入力状況と統合制御部からの制御指示との関係を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing the relationship between the state of input of control completion signals from each control unit and the control instruction from the integrated control unit when synchronization skip occurs in leakage detection control;

図１は、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、複数の燃料電池ユニットとして、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、燃料ガスである水素ガス（アノードガス）における水素と酸化剤ガスとしての空気（カソードガス）中の酸素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の燃料電池車両に搭載され、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、燃料電池車両に限らず、船舶、飛行機等の移動体、または、住宅、ビル等の定置設備に備えられても良い。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。 FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell system 10 according to an embodiment. The fuel cell system 10 includes a first subsystem 10A and a second subsystem 10B as a plurality of fuel cell units, and hydrogen in hydrogen gas (anode gas) as fuel gas and air ( It generates electricity by reaction with oxygen in the cathode gas). The two subsystems 10A and 10B have similar configurations and are operated in synchronization with each other under normal operating conditions. The fuel cell system 10 is mounted, for example, on a large fuel cell vehicle such as a fuel cell bus, and used as a power generation device that operates a drive motor and various auxiliary machines. In this embodiment, the fuel cell system 10 is mounted on a fuel cell vehicle, which is a fuel cell bus. It should be noted that the fuel cell system 10 is not limited to a fuel cell vehicle, and may be installed in a mobile object such as a ship or an airplane, or in a stationary facility such as a house or building. In addition to the fuel cell system 10, the fuel cell vehicle also includes a secondary battery (not shown) that stores power generated by the fuel cell system 10 and uses the stored power to operate a drive motor and various auxiliary devices. Prepare.

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、水素ガス貯蔵機構２００Ａ、２００Ｂと、水素ガス供給機構３００Ａ、３００Ｂと、酸化剤ガス供給排出機構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 respectively include fuel cell stacks 100A and 100B, hydrogen gas storage mechanisms 200A and 200B, hydrogen gas supply mechanisms 300A and 300B, oxidant gas supply and discharge mechanisms 400A and 400B, and refrigerant circulation mechanisms. 500A, 500B and control units 600A, 600B. The fuel cell stacks 100A and 100B have stack structures in which a plurality of fuel cell single cells (not shown) are stacked. In this embodiment, the fuel cell single cells forming the fuel cell stacks 100A and 100B are polymer electrolyte fuel cells that generate power through an electrochemical reaction between oxygen and hydrogen.

各水素ガス貯蔵機構２００Ａ、２００Ｂは、高圧タンク２１０Ａ、２１０Ｂと、バルブユニット２２０Ａ、２２０Ｂ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。 Each hydrogen gas storage mechanism 200A, 200B includes high-pressure tanks 210A, 210B, valve units 220A, 220B, supply branch channels 230A, 230B, supply side connection manifolds 240A, 240B, and filling branch channels 250A, 250B. , filling side connection manifolds 260A and 260B, and filling channels 270A and 270B.

高圧タンク２１０Ａ、２１０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに供給する水素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、２１０Ｂは、開閉弁であるシャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂと逆止弁２２６Ａ、２２６Ｂとを含むバルブユニット２２０Ａ、２２０Ｂを介して、供給分岐流路２３０Ａ、２３０Ｂおよび充填分岐流路２５０Ａ、２５０Ｂに連通状態で接続されている。 The high-pressure tanks 210A, 210B are tanks for storing hydrogen gas to be supplied to the fuel cell stacks 100A, 100B. Five high-pressure tanks 210A and 210B are provided for each of the subsystems 10A and 10B, and ten tanks in total are provided in the fuel cell system 10 as a whole. The high-pressure tanks 210A, 210B are connected to supply branch channels 230A, 230B and filling branch channels 250A, 250B via valve units 220A, 220B including shut valves 222A, 222B and check valves 226A, 226B. connected in communication with

供給分岐流路２３０Ａ、２３０Ｂは、それぞれの高圧タンク２１０Ａ、２１０Ｂと供給側接続マニホールド２４０Ａ、２４０Ｂとの間に接続され、供給側接続マニホールド２４０Ａ、２４０Ｂは、水素ガス供給流路３１０Ａ、３１０Ｂを介して水素ガス供給機構３００Ａ、３００Ｂに接続されている。水素ガス供給流路３１０Ａと水素ガス供給流路３１０Ｂとの間には、連通供給流路３１２が配設されている。よって、水素ガス貯蔵機構２００Ａの高圧タンク２１０Ａから供給分岐流路２３０Ａへと流入した水素ガスは、供給側接続マニホールド２４０Ａと水素ガス供給流路３１０Ａを経て燃料電池スタック１００Ａへと供給される他、供給側接続マニホールド２４０Ａと水素ガス供給流路３１０Ａを経た後に連通供給流路３１２を通過して水素ガス供給流路３１０Ｂに流れ込み、燃料電池スタック１００Ｂにも供給される。水素ガス貯蔵機構２００Ｂの高圧タンク２１０Ｂから供給分岐流路２３０Ｂへと流入した水素ガスも同様に、供給側接続マニホールド２４０Ｂと水素ガス供給流路３１０Ｂを経て燃料電池スタック１００Ｂへと供給される他、供給側接続マニホールド２４０Ｂと水素ガス供給流路３１０Ｂを経た後に連通供給流路３１２を通過して水素ガス供給流路３１０Ａに流れ込み、燃料電池スタック１００Ａにも供給される。こうしたガス供給から、水素ガス貯蔵機構２００Ａ、２００Ｂに含まれる高圧タンク２１０Ａ、２１０Ｂと供給分岐流路２３０Ａ、２３０Ｂと供給側接続マニホールド２４０Ａ、２４０Ｂおよび連通供給流路３１２は、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂへの水素ガスの供給に共用される複数系統の水素ガス供給系、即ち燃料ガス供給系を構成する。供給側接続マニホールド２４０Ａ、２４０Ｂには、水素ガスの供給圧力を検出するための圧力センサ２４２Ａ、２４２Ｂが設けられている。圧力センサ２４２Ａ、２４２Ｂは、水素ガスの供給圧力を検出するほか、シャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂの閉弁状況下においては、後述のインジェクタ３４０Ａ、３４０Ｂより上流側の水素ガス供給流路３１０Ａ、３１０Ｂの水素ガス圧を検出する。 The supply branch channels 230A, 230B are connected between the respective high pressure tanks 210A, 210B and the supply side connection manifolds 240A, 240B, and the supply side connection manifolds 240A, 240B are connected via the hydrogen gas supply channels 310A, 310B. are connected to the hydrogen gas supply mechanisms 300A and 300B. A communication supply channel 312 is arranged between the hydrogen gas supply channel 310A and the hydrogen gas supply channel 310B. Therefore, the hydrogen gas that has flowed from the high-pressure tank 210A of the hydrogen gas storage mechanism 200A into the supply branch channel 230A is supplied to the fuel cell stack 100A via the supply side connection manifold 240A and the hydrogen gas supply channel 310A. After passing through the supply-side connection manifold 240A and the hydrogen gas supply channel 310A, it passes through the communication supply channel 312 and flows into the hydrogen gas supply channel 310B, and is also supplied to the fuel cell stack 100B. The hydrogen gas that has flowed from the high pressure tank 210B of the hydrogen gas storage mechanism 200B into the supply branch channel 230B is similarly supplied to the fuel cell stack 100B through the supply side connection manifold 240B and the hydrogen gas supply channel 310B. After passing through the supply-side connection manifold 240B and the hydrogen gas supply channel 310B, it passes through the communication supply channel 312, flows into the hydrogen gas supply channel 310A, and is also supplied to the fuel cell stack 100A. From such gas supply, the high-pressure tanks 210A, 210B, the supply branch channels 230A, 230B, the supply side connection manifolds 240A, 240B, and the communication supply channel 312 included in the hydrogen gas storage mechanisms 200A, 200B are connected to the fuel cell stacks 100A, 100B. A plurality of hydrogen gas supply systems, that is, a fuel gas supply system, is configured to be shared for supplying hydrogen gas to the . The supply side connection manifolds 240A, 240B are provided with pressure sensors 242A, 242B for detecting the supply pressure of the hydrogen gas. The pressure sensors 242A and 242B detect the supply pressure of the hydrogen gas, and when the shut valves 222A and 222B are closed, the pressure sensors 242A and 242B detect the hydrogen gas in the hydrogen gas supply passages 310A and 310B upstream of the injectors 340A and 340B, which will be described later. Detect gas pressure.

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、バルブユニット２２０Ａ、２２０Ｂの逆止弁２２６Ａ、２２６Ｂを介在させて連通する流路である。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、水素ガスの充填のために、水素ステーション等の水素ガス充填ガンＧｎと接続されてガス充填を受けるレセプタクル２８０が取り付けられている。レセプタクル２８０側から充填される水素ガスは、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、水素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 branched filling flow paths 250A, 250B are flow paths that connect the respective high pressure tanks 210A, 210B and the filling flow paths 270A, 270B via the check valves 226A, 226B of the valve units 220A, 220B. The filling branch channels 250A, 250B and the filling channels 270A, 270B are connected via filling side connection manifolds 260A, 260B. A filling channel 270A provided in the first subsystem 10A and a filling channel 270B provided in the second subsystem 10B are connected so that the channels merge. The ends of the filling channels 270A and 270B opposite to the ends connected to the high-pressure tanks 210A and 210B are connected to a hydrogen gas filling gun Gn such as a hydrogen station for filling hydrogen gas. A receptacle 280 is installed for receiving gas filling. Hydrogen gas filled from the receptacle 280 side passes through filling flow paths 270A and 270B and filling branch flow paths 250A and 250B to fill high pressure tanks 210A and 210B. Pressure sensors 262A and 262B for detecting the filling pressure of hydrogen gas are provided on the filling side connection manifolds 260A and 260B.

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

水素ガス供給流路３１０Ａ、３１０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂへと供給される水素ガスを流通させ、水素ガスに付与される圧力を調整するための弁機構であるレギュレータ３２０Ａ、３２０Ｂとインジェクタ３４０Ａ、３４０Ｂとが配置されている。水素ガス貯蔵機構２００Ａ、２００Ｂにおけるシャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂの閉弁状況下でのインジェクタ３４０Ａ、３４０Ｂからのガス噴出により、インジェクタより上流側の水素ガス供給流路３１０Ａ、３１０Ｂの水素ガス圧を調整できる。水素ガス供給流路３１０Ａ、３１０Ｂには、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに供給される水素ガスに付与されている圧力を検出するための圧力センサ３３０Ａ、３３０Ｂ、３５０Ａ、３５０Ｂが配置されている。 The hydrogen gas supply passages 310A, 310B circulate the hydrogen gas supplied to the fuel cell stacks 100A, 100B, and regulators 320A, 320B and injectors 340A, which are valve mechanisms for adjusting the pressure applied to the hydrogen gas. , 340B are arranged. When the shut valves 222A and 222B in the hydrogen gas storage mechanisms 200A and 200B are closed, gas is ejected from the injectors 340A and 340B, thereby adjusting the hydrogen gas pressure of the hydrogen gas supply channels 310A and 310B on the upstream side of the injectors. . Pressure sensors 330A, 330B, 350A, 350B for detecting the pressure applied to the hydrogen gas supplied to the fuel cell stacks 100A, 100B are arranged in the hydrogen gas supply channels 310A, 310B.

水素ガス循環流路３６０Ａ、３６０Ｂは、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂに供給された水素ガスのうち未反応の水素ガスを回収し、回収した水素ガスを再び水素ガス供給流路３１０Ａ、３１０Ｂへと流入する。水素ガス循環流路３６０Ａ、３６０Ｂには、水素ガスを圧送するためのポンプ３８０Ａ、３８０Ｂが配置されている。水素ガス循環流路３６０Ａ、３６０Ｂには、水素ガスに含まれる液水を分離するための気液分離機３７０Ａ、３７０Ｂが配置されている。気液分離機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、水素ガス排出流路３９０Ａ、３９０Ｂとマフラー４７０Ａ、４７０Ｂを通って外部へと排出される。 The hydrogen gas circulation channels 360A and 360B recover unreacted hydrogen gas from the hydrogen gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B, and the recovered hydrogen gas again flows into the hydrogen gas supply channels 310A and 310B. do. Pumps 380A and 380B for pumping hydrogen gas are arranged in the hydrogen gas circulation channels 360A and 360B. Gas-liquid separators 370A and 370B for separating liquid water contained in the hydrogen gas are arranged in the hydrogen gas circulation channels 360A and 360B. The liquid water separated by the gas-liquid separators 370A, 370B is discharged to the outside through the hydrogen gas discharge passages 390A, 390B and the mufflers 470A, 470B by opening the on-off valves 375A, 375B. .

酸化剤ガス供給排出機構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。酸化剤ガス供給排出機構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内を流通する水素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、水素ガス排出流路３９０Ａ、３９０Ｂと合流し、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 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 oxidant gas supply channels 410A and 410B, oxidant gas discharge channels 420A and 420B, and bypass channels 430A and 430B. The oxidant gas supply channels 410A and 410B are channels connected to the fuel cell stacks 100A and 100B, and allow the oxidant gas supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B to flow. 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, 430B are flow paths connecting the oxidizing gas supply flow paths 410A, 410B and the oxidizing gas discharge flow paths 420A, 420B. The gas is allowed to flow into the oxidizing 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 amount of oxidant gas flowing into 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 oxidizing gas flowing through the fuel cell stacks 100A and 100B are arranged in the oxidizing gas discharge passages 420A and 420B. The oxidizing gas discharge passages 420A and 420B merge with the hydrogen gas discharge passages 390A and 390B, and the oxidizing gas flowing through the oxidizing gas discharge passages 420A and 420B is discharged to the outside through the mufflers 470A and 470B. be done.

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、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５５０Ａ、５５０Ｂ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ラジエータ５１０Ａ、５１０Ｂに流し込む。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またはラジエータ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。 Coolant circulation mechanisms 500A and 500B adjust fuel cell stacks 100A and 100B to appropriate temperatures by circulating a coolant (for example, water). The refrigerant circulation mechanisms 500A, 500B include radiators 510A, 510B that cool the refrigerant, refrigerant supply channels 520A, 520B, refrigerant recovery channels 530A, 530B, and refrigerant bypass channels 540A, 540B. The coolant supply channels 520A and 520B are connected to the fuel cell stacks 100A and 100B, and the coolant to be supplied to the fuel cell stacks 100A and 100B flows. Coolant pumps 550A and 550B are arranged in the coolant supply channels 520A and 520B to send the coolant to the fuel cell stacks 100A and 100B. The coolant recovery channels 530A, 530B are connected to the fuel cell stacks 100A, 100B, and flow the coolant discharged from the fuel cell stacks 100A, 100B into the radiators 510A, 510B. The refrigerant recovered by the refrigerant recovery channels 530A, 530B moves to the refrigerant supply channels 520A, 520B through the refrigerant bypass channels 540A, 540B or the radiators 510A, 510B. Three-way valves 560A, 560B for adjusting the amount of refrigerant flowing into the refrigerant bypass passages 540A, 540B are arranged at the connecting portions between the refrigerant recovery passages 530A, 530B and the refrigerant bypass passages 540A, 540B.

制御部６００Ａ、６００Ｂは、ＥＣＵを用いて構成され、燃料電池システム１０のそれぞれのサブシステム１０Ａ、１０Ｂに備えられた各種センサ（例えば、圧力センサ３３０Ａ、３３０Ｂ）より取得した情報を用いて、各種バルブ（例えば調圧弁４６０Ａ、４６０Ｂ等）の開閉やモータ（例えばポンプ３８０Ａ、３８０Ｂを駆動するモータ）の回転数等を制御する。第１の制御部６００Ａは、第１のサブシステム１０Ａに備えられたモータ等を制御する。この他、第１の制御部６００Ａは、高圧タンク２１０Ａや供給分岐流路２３０Ａ等を含む水素ガス貯蔵機構２００Ａを自己燃料電池ユニットたる燃料電池スタック１００Ａに付随の燃料ガス供給系と想定し、この燃料ガス供給系における水素ガス漏洩を、圧力センサ２４２Ａのセンサ出力から得た水素ガスの圧力変動を用いて検知する。制御部６００Ｂも同様であり、第２の制御部６００Ｂは、第２のサブシステム１０Ｂのモータ制御の他、水素ガス貯蔵機構２００Ｂを燃料電池スタック１００Ｂに付随の燃料ガス供給系と想定した水素ガス漏洩の検知を行う。つまり、制御部６００Ａ、６００Ｂは、所定のプログラムを実行することで、本発明における漏洩検知部を構成する。 The control units 600A and 600B are configured using an ECU, and use information acquired from various sensors (for example, pressure sensors 330A and 330B) provided in the respective subsystems 10A and 10B of the fuel cell system 10 to control various It controls opening and closing of valves (for example, pressure regulating valves 460A and 460B) and rotation speeds of motors (for example, motors for driving pumps 380A and 380B). The first control unit 600A controls the motors and the like provided in the first subsystem 10A. In addition, the first control unit 600A assumes that the hydrogen gas storage mechanism 200A including the high-pressure tank 210A, the supply branch flow path 230A, etc. Hydrogen gas leakage in the fuel gas supply system is detected using pressure fluctuations of hydrogen gas obtained from the sensor output of the pressure sensor 242A. The same applies to the control unit 600B. The second control unit 600B controls the motor of the second subsystem 10B, and also controls the hydrogen gas storage mechanism 200B as a fuel gas supply system attached to the fuel cell stack 100B. Perform leak detection. That is, the control units 600A and 600B constitute the leak detection unit in the present invention by executing a predetermined program.

本実施形態では、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、制御部付属のサブシステム１０Ａ、１０Ｂの各種駆動機器を、相互に同期された状態で制御可能なほか、サブシステムごとに個別に制御可能である。本実施形態において、第１の制御部６００Ａは、第１の制御部６００Ａと第２の制御部６００Ｂとからの各種の機器駆動信号等を受け取り、両制御部の各種制御を統合する統合制御部６１０としての機能を有する。なお、統合制御部６１０を、制御部６００Ａ、６００Ｂから独立して設け、両制御部とデータ送信可能に接続してもよい。 In this embodiment, the first control unit 600A and the second control unit 600B are connected so as to be able to communicate with each other. In addition to being able to control in a synchronized state, each subsystem can be controlled individually. In this embodiment, the first control unit 600A receives various device driving signals from the first control unit 600A and the second control unit 600B, and integrates various controls of both control units. 610 functions. Note that the integrated control unit 610 may be provided independently of the control units 600A and 600B and connected to both control units so that data can be transmitted.

図２は、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ステム制御の全容を示すフローチャートである。このシステム制御は、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ＯＮされることによって、燃料電池システム１０の運転が開始されると開始され、それ以降において所定時間ごとに繰り返される。 FIG. 2 is a flow chart showing the overall system control executed by the integrated control unit 610 in the fuel cell system 10. As shown in FIG. This system control is started when, for example, a passenger of a fuel cell vehicle (fuel cell bus) equipped with the fuel cell system 10 turns on a start switch to start the operation of the fuel cell system 10. After that, it is repeated every predetermined time.

図示するシステム制御では、まず、統合制御部６１０は、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）。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、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、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの発電が可能か否かの判定を行う（ステップＳ１０３）。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Ｓ１０３）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）の出力値に応じて判断される。温度センサの出力値に応じて判断される場合には、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、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される。燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂがいずれも発電不良であると判定すると、フェールセーフモード（ステップＳ１０４）に移行する。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Ｓ１０４）には、統合制御部６１０は、第１の制御部６００Ａおよび第２の制御部６００Ｂから発電運転のためにシャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂの開弁を指示された場合であっても、シャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂの開閉を実行しない。これにより、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、システム制御は一旦、終了する。 In the illustrated system control, first, the integrated control unit 610 confirms the communication state between the first control unit 600A and the second control unit 600B, and acquires input values from various sensors (step S101). . The integrated control unit 610 determines whether or not the communication state between the first control unit 600A and the second control unit 600B is normal according to the communication state confirmed in step S101 (step S102). If the communication state is not normal (step S102: No), it is determined whether power generation of the fuel cell stacks 100A and 100B is possible (step S103). The determination of whether power generation by fuel cell stacks 100A and 100B is possible (step S103) is made according to, for example, the output value of a temperature sensor (not shown) that acquires the temperature of fuel cell stacks 100A and 100B. be. When the determination is made according to the output value of the temperature sensor, for example, when the output value of the temperature sensor is equal to or greater than a predetermined value, power generation is impossible due to the abnormal temperature of the fuel cell stacks 100A and 100B. is determined. When it is determined that both fuel cell stacks 100A and 100B are defective in power generation, the system shifts to the fail-safe mode (step S104). The fail-safe mode is a process of stopping power generation by the fuel cell system 10 and operating the drive motor and the like using power supplied by a secondary battery mounted on the fuel cell vehicle. When the fail-safe mode is executed (step S104), integrated control unit 610 receives instructions from first control unit 600A and second control unit 600B to open shut valves 222A and 222B for power generation operation. Even if it is, the shut valves 222A and 222B are not opened or closed. This completes the stoppage of power generation by the fuel cell system 10 and initiates the fail-safe mode, thereby temporarily ending the system control.

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Ｓ１０３）の結果、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Ｓ１０３：Ｙｅｓ）には、非同期走行モード（ステップＳ１０９）での各種制御が実行される。非同期走行モードでの制御については後述する。 As a result of determining whether power generation by the fuel cell stacks 100A and 100B is possible (step S103), if power generation by the fuel cell stacks 100A and 100B is possible (step S103: Yes), the asynchronous running mode ( Various controls are executed in step S109). Control in the asynchronous running mode 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において取得した各種センサからの入力値に応じて、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Ｓ１０５）。本実施形態において、各サブシステム１０Ａ、１０Ｂに異常があるか否かの判定は、水素ガスの圧力に応じて判断される。例えば、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以上である場合に異常であると判定する。 If the communication state is normal (step S102: Yes), the integrated control unit 610 determines whether there is an abnormality in each of the subsystems 10A and 10B according to the input values from the various sensors acquired in step S101. is determined (step S105). In this embodiment, whether or not there is an abnormality in each of the subsystems 10A and 10B is determined according to the pressure of the hydrogen gas. For example, when the supply pressure acquired by the pressure sensors 242A and 242B is equal to or higher than a predetermined threshold value, it is determined to be abnormal.

サブシステム１０Ａ、１０Ｂの両サブシステムに異常がない場合には、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の発電運転モードを同期走行モードに設定する（ステップＳ１０６）。この同期走行モードは、後述する漏洩検知制御（ステップＳ２００）における各種の逐次処理を第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとにおいて同期して行う運転モードである。統合制御部６１０は、同期走行モードの設定に続き、燃料電池車両の走行が終了したか否かをアクセルセンサやスピードセンサ等の各種センサ出力に基づいて判定し（ステップＳ１０７）、車両走行が終了するまで、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。 When there is no abnormality in both subsystems 10A and 10B, integrated control unit 610 sets the power generation operation mode of first subsystem 10A and second subsystem 10B to the synchronous running mode (step S106). ). This synchronous running mode is an operation mode in which various sequential processes in leakage detection control (step S200), which will be described later, are performed in synchronization between the first subsystem 10A and the second subsystem 10B. After setting the synchronous running mode, the integrated control unit 610 determines whether the running of the fuel cell vehicle has ended based on the outputs of various sensors such as the accelerator sensor and the speed sensor (step S107), and the running of the vehicle ends. The process from step S101 is repeated until it does.

上記した各処理の繰り返しの過程でのステップＳ１０５において各サブシステム１０Ａ、１０Ｂに異常があると判定すると（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、統合制御部６１０は、各サブシステム１０Ａ、１０Ｂにおける後述の漏洩検知制御（ステップＳ２００）における各種の逐次処理の同期が可能かを、制御部６００Ａ、６００Ｂから入手した各種機器の駆動状況に関するセンシング結果に基づいて判定する（ステップＳ１０８）。ここで、同期制御が可能であると判定すると（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、統合制御部６１０は、ステップＳ１０６に移行して、同期走行モードを設定する。これにより、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとにおいては、後述の漏洩検知制御（ステップＳ２００）における各種の逐次処理が同期して実行される。一方、同期制御が可能ではないと判定すると（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、統合制御部６１０は、非同期モードを設定し（ステップＳ１０９）、システム制御を一旦、終了する。この非同期モードは、後述の漏洩検知制御（ステップＳ２００）における各種の逐次処理を、同期を取ることなくそれぞれのサブシステム１０Ａ、１０Ｂの制御部６００Ａ、６００Ｂにて、個別に実行する運転モードである。そして、この非同期モードの設定がなされると、後述の漏洩検知制御（ステップＳ２００）はスキップされることになる。 When it is determined that there is an abnormality in each subsystem 10A, 10B in step S105 in the process of repeating each process described above (step S105: No), the integrated control unit 610 performs leakage detection in each subsystem 10A, 10B, which will be described later. Whether synchronization of various sequential processes in control (step S200) is possible is determined based on the sensing results regarding the drive status of various devices obtained from the control units 600A and 600B (step S108). Here, if it is determined that synchronous control is possible (step S108: Yes), the integrated control unit 610 proceeds to step S106 and sets the synchronous running mode. As a result, in the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, various sequential processes in leakage detection control (step S200), which will be described later, are executed in synchronization. On the other hand, if it is determined that the synchronous control is not possible (step S108: No), the integrated control unit 610 sets the asynchronous mode (step S109), and once ends the system control. This asynchronous mode is an operation mode in which various sequential processes in leak detection control (step S200), which will be described later, are individually executed by the control units 600A and 600B of the respective subsystems 10A and 10B without synchronization. . When the asynchronous mode is set, leakage detection control (step S200), which will be described later, is skipped.

上記した各処理の繰り返しの過程でのステップＳ１０７において車両走行が終了したと判定すると（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、統合制御部６１０は、それ以降において漏洩検知制御（ステップＳ２００）に移行する。図３は、統合制御部６１０によって実行される漏洩検知制御を示すフローチャートである。なお、漏洩検知制御への移行に伴い、統合制御部６１０は、制御部６００Ａ、６００Ｂに、漏洩検知を開始する信号を出力し、それぞれの制御部６００Ａ、６００Ｂにあっても、漏洩検知に必要な機器制御を統合制御部６１０の指示に従いながら実行する。 When it is determined in step S107 in the process of repeating each process described above that the vehicle has finished running (step S107: Yes), the integrated control unit 610 shifts to leakage detection control (step S200) thereafter. FIG. 3 is a flow chart showing leakage detection control executed by the integrated control unit 610. As shown in FIG. With the transition to leakage detection control, the integrated control unit 610 outputs a signal to start leakage detection to the control units 600A and 600B. device control according to instructions from the integrated control unit 610 .

漏洩検知制御では、統合制御部６１０は、漏洩検知に必要な各種機器の状況、例えば圧力センサ２４２Ａ、２４２Ｂのセンシング状況、バルブ駆動不良のない状況等が確保される漏洩検知モードの移行準備（ステップＳ２０１）と、この漏洩検知モードの移行準備が全てのサブシステム、具体的には第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了したか否かの判定（ステップＳ２０２）とを順次行う。統合制御部６１０は、ステップＳ２０１の漏洩検知モードの移行準備に伴い、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとに、漏洩検知に必要な各種機器の状況を確保する旨の信号を出力する。また、ステップＳ２０２での移行準備の完了判定において、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とから漏洩検知モードの移行準備の開始と完了の信号を入力する。そして、統合制御部６１０は、ステップＳ２０１の漏洩検知モードの移行準備が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了であれば（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、両サブシステムでの漏洩検知モードの移行準備が予め規定した所定の遅延時間ｔ１（例えば、２～３秒）で完了したか否かの判定に移行する（ステップＳ２０３）。両サブシステムでの漏洩検知モードの移行準備が所定の遅延時間ｔ１で未完であれば（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、統合制御部６１０は、漏洩検知制御を一旦終了する。これにより、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとでは、漏洩検知モードの移行準備以降の漏洩検知制御がスキップされ、図２のシステム制御も一旦終了することになる。なお、漏洩検知モードの移行準備以降の漏洩検知制御がスキップされた場合、制御部６００Ａ、６００Ｂにより、漏洩検知モードの移行準備以降の漏洩検知制御を個別に実行したり、漏洩検知制御自体を中止してもよい。 In the leak detection control, the integrated control unit 610 prepares for transition to a leak detection mode (step S201) and determination of whether or not preparations for shifting to the leakage detection mode have been completed in all subsystems, specifically, the first subsystem 10A and the second subsystem 10B (step S202). conduct. The integrated control unit 610 sends a signal to the first subsystem 10A and the second subsystem 10B indicating that the status of various devices necessary for leak detection should be secured in preparation for transition to the leak detection mode in step S201. Output. Further, in determining the completion of transition preparation in step S202, integrated control unit 610 receives signals indicating the start and completion of preparation for transition to the leakage detection mode from first subsystem 10A and second subsystem 10B. Then, if the preparation for shifting to the leakage detection mode in step S201 has been completed in both the first subsystem 10A and the second subsystem 10B (step S202: Yes), the integrated control unit 610 detects the leakage in both subsystems. It is determined whether or not the preparation for transition to the detection mode has been completed within a predetermined delay time t1 (for example, 2 to 3 seconds) (step S203). If both subsystems have not completed preparations for transition to the leakage detection mode within the predetermined delay time t1 (step S203: No), the integrated control unit 610 once terminates the leakage detection control. As a result, in the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, the leakage detection control after the preparation for transition to the leakage detection mode is skipped, and the system control in FIG. 2 is once terminated. If the leakage detection control after preparation for transition to the leakage detection mode is skipped, the control units 600A and 600B individually execute the leakage detection control after preparation for transition to the leakage detection mode, or stop the leakage detection control itself. You may

漏洩検知モードの移行準備が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂの全てのサブシステムにおいて所定の遅延時間ｔ１で完了していれば（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、統合制御部６１０は、漏洩検知に備え、各種の補機の停止と燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂのカソードに残置している酸素の消費（ステップＳ２０４）と、この補機停止と酸素消費が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了したか否かの判定（ステップＳ２０５）とを順次行う。酸素消費は、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの劣化防止のためにスタック内に残留する酸素を水素と反応させて消費することでなされる。この酸素消費に際しては、車両走行の停止前における燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの発電運転状況から推定される酸素残置量の酸素の消費に必要な水素がアノードに供給されることでなされる。ステップＳ２０４の補機停止と酸素消費に伴い、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とに、補機停止と酸素消費を行う旨の信号を出力する。これにより、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂの両サブシステムでは、自己のサブユニットではない一のサブユニットでの補機停止と酸素消費の実行開始に同期して、補機停止と上記した酸素消費とが実行される。酸素消費における同期した具体的な機器制御は、酸化剤ガス供給排出機構４００Ａ、４００Ｂにおける三方弁４５０Ａ、４５０Ｂおよび調圧弁４６０Ａ、４６０Ｂの閉弁制御と、水素ガス貯蔵機構２００Ａ、水素ガス貯蔵機構２００Ｂにおけるシャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂの開弁下でのインジェクタ３４０Ａ、３４０Ｂの駆動制御である。酸化剤ガス供給排出機構４００Ａ、４００Ｂにおける閉弁制御により、スタックにおける酸化剤ガス供給系が閉鎖され、この状態でのシャットバルブ開弁とインジェクタ駆動により、酸素残置量の酸素の消費に必要な水素がアノードに供給される。なお、定量の水素をアノードに供給するようにしてもよい。 If preparations for transition to the leakage detection mode are completed in all the first subsystem 10A and the second subsystem 10B within the predetermined delay time t1 (step S203: Yes), the integrated control unit 610 In preparation for leak detection, various accessories are stopped and oxygen remaining in the cathodes of fuel cell stacks 100A and 100B is consumed (step S204). 2 (step S205) is sequentially performed. Oxygen is consumed by reacting oxygen remaining in the stacks with hydrogen to prevent deterioration of the fuel cell stacks 100A and 100B. This oxygen consumption is accomplished by supplying the anode with the hydrogen necessary for consuming the oxygen remaining amount estimated from the power generation operation status of the fuel cell stacks 100A and 100B before the vehicle stops running. Along with stopping the auxiliary machines and consuming oxygen in step S204, the integrated control unit 610 outputs a signal indicating that the auxiliary machines are to be stopped and oxygen is to be consumed to the first subsystem 10A and the second subsystem 10B. As a result, in both the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, in synchronism with the stopping of the auxiliary equipment and the start of oxygen consumption in one subunit that is not its own subunit, Shutdown and oxygen consumption as described above are performed. Synchronized specific device control for oxygen consumption includes valve closing control of three-way valves 450A and 450B and pressure regulating valves 460A and 460B in oxidant gas supply and discharge mechanisms 400A and 400B, and hydrogen gas storage mechanism 200A and hydrogen gas storage mechanism 200B. 2 is drive control of the injectors 340A and 340B with the shut valves 222A and 222B open. The oxidant gas supply system in the stack is closed by the valve closing control in the oxidant gas supply and discharge mechanisms 400A and 400B. In this state, the shut valve is opened and the injector is driven. is supplied to the anode. Alternatively, a fixed amount of hydrogen may be supplied to the anode.

ステップＳ２０５での補機停止と酸素消費の完了判定において、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とから補機停止と酸素消費の開始と完了の信号を入力する。そして、統合制御部６１０は、ステップＳ２０４の補機停止と酸素消費が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了であれば（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、両サブシステムでの補機停止と酸素消費が予め規定した所定の遅延時間ｔ２（例えば、３～５秒）で完了したか否かの判定に移行する（ステップＳ２０６）。両サブシステムでの補機停止と酸素消費が所定の遅延時間ｔ２で未完であれば（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、統合制御部６１０は、漏洩検知制御を一旦終了する。これにより、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとでは、補機停止と酸素消費以降における漏洩検知制御の逐次処理はスキップされ、図２のシステム制御も一旦終了することになる。なお、補機停止と酸素消費以降の漏洩検知制御がスキップされた場合、制御部６００Ａ、６００Ｂにより、補機停止と酸素消費以降の漏洩検知制御を個別に実行したり、漏洩検知制御自体を中止してもよい。 In step S205, in determining the completion of accessory stoppage and oxygen consumption, the integrated control unit 610 receives signals indicating the start and end of accessory stoppage and oxygen consumption from the first subsystem 10A and the second subsystem 10B. do. Then, if the stoppage of the auxiliary machine and the consumption of oxygen in step S204 are completed in both the first subsystem 10A and the second subsystem 10B (step S205: Yes), the integrated control unit 610 allows the auxiliary machine to stop in both subsystems. It is determined whether or not machine stoppage and oxygen consumption are completed within a predetermined delay time t2 (for example, 3 to 5 seconds) (step S206). If the auxiliary machine stoppage and oxygen consumption in both subsystems are not completed within the predetermined delay time t2 (step S206: No), the integrated control unit 610 once terminates the leakage detection control. As a result, in the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, the sequential processing of leakage detection control after auxiliary equipment stoppage and oxygen consumption is skipped, and the system control in FIG. 2 is once terminated. If the leakage detection control after auxiliary machine stoppage and oxygen consumption is skipped, the control units 600A and 600B individually execute the leakage detection control after auxiliary machine stoppage and oxygen consumption, or stop the leakage detection control itself. You may

補機停止と酸素消費が所定の遅延時間ｔ２で完了していれば（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、統合制御部６１０は、漏洩検知に備え、シャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂの閉弁（ステップＳ２０７）と、シャットバルブ閉弁が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了したか否かの判定（ステップＳ２０８）とを順次行う。統合制御部６１０は、ステップＳ２０７のシャットバルブ閉弁に伴い、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとに、シャットバルブ閉弁を行う旨の信号を出力する。これにより、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂの両サブシステムでは、自己のサブユニットではない一のサブユニットにおけるシャットバルブ閉弁の実行開始に同期して、シャットバルブ閉弁が実行される。この際、第１のサブシステム１０Ａは、水素ガス貯蔵機構２００Ａに含まれるシャットバルブ２２２Ａを自己システムに付随のシャットバルブと想定して閉弁制御し、第２のサブシステム１０Ｂは、水素ガス貯蔵機構２００Ｂに含まれるシャットバルブ２２２Ｂを自己システムに付随のシャットバルブと想定して閉弁制御する。 If the auxiliary machine stoppage and oxygen consumption are completed within the predetermined delay time t2 (step S206: Yes), the integrated control unit 610 closes the shut valves 222A and 222B (step S207) in preparation for leak detection, Determination (step S208) of whether or not the shut valve closing has been completed in the first subsystem 10A and the second subsystem 10B is sequentially performed. When the shut valve is closed in step S207, the integrated control unit 610 outputs a signal for closing the shut valve to the first subsystem 10A and the second subsystem 10B. As a result, in both the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, the shut valves are closed in synchronism with the start of closing the shut valves in one sub-unit that is not its own sub-unit. executed. At this time, the first subsystem 10A closes the shut valve 222A included in the hydrogen gas storage mechanism 200A by assuming that it is a shut valve attached to the self system, and the second subsystem 10B performs the hydrogen gas storage mechanism. The shut valve 222B included in the mechanism 200B is assumed to be a shut valve attached to the own system and is controlled to close.

ステップＳ２０８でのシャットバルブ閉弁の完了判定において、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とからシャットバルブ閉弁の開始と完了の信号を入力する。そして、統合制御部６１０は、ステップＳ２０７のシャットバルブ閉弁が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了であれば（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、両サブシステムでのシャットバルブ閉弁が予め規定した所定の遅延時間ｔ３（例えば、２～３秒）で完了したか否かの判定に移行する（ステップＳ２０９）。両サブシステムでのシャットバルブ閉弁が所定の遅延時間ｔ３で未完であれば（ステップＳ２０９：Ｎｏ）、統合制御部６１０は、漏洩検知制御を一旦終了する。これにより、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとでは、シャットバルブ閉弁以降の漏洩検知制御はスキップされ、図２のシステム制御も一旦終了することになる。なお、シャットバルブ閉弁以降の漏洩検知制御がスキップされた場合、制御部６００Ａ、６００Ｂにより、シャットバルブ閉弁以降の漏洩検知制御を個別に実行したり、漏洩検知制御自体を中止してもよい。 In determining the completion of shut valve closing in step S208, the integrated control unit 610 receives signals indicating the start and completion of shut valve closing from the first subsystem 10A and the second subsystem 10B. Then, if the shut valve closing in step S207 is completed in both the first subsystem 10A and the second subsystem 10B (step S208: Yes), the integrated control unit 610 closes the shut valves in both subsystems. It is determined whether or not the valve has been completed within a predetermined delay time t3 (for example, 2 to 3 seconds) (step S209). If the closing of the shut valves in both subsystems has not been completed within the predetermined delay time t3 (step S209: No), the integrated control unit 610 once terminates the leakage detection control. As a result, in the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, the leak detection control after the shut valve is closed is skipped, and the system control in FIG. 2 is once terminated. Note that when the leak detection control after the shut valve is closed is skipped, the control units 600A and 600B may individually execute the leak detection control after the shut valve is closed, or may stop the leak detection control itself. .

シャットバルブ閉弁が所定の遅延時間ｔ３で完了していれば（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、統合制御部６１０は、漏洩検知を行うための水素ガス供給流路３１０Ａ、３１０Ｂでの水素ガスの圧力変動をもたらすべく、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂのインジェクタ３４０Ａ、３４０Ｂを駆動して、インジェクタより下流側の水素ガス供給流路３１０Ａ、３１０Ｂの残存水素ガスを加圧し（ステップＳ２１０）、水素加圧が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了したか否かを判定する（ステップＳ２１１）。統合制御部６１０は、ステップＳ２１０の水素加圧に伴い、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとに、水素加圧を行う旨の信号を出力する。これにより、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂの両サブシステムでは、自己のサブユニットではない一のサブユニットにおける水素加圧の実行開始に同期して、水素加圧が実行される。この際、第１のサブシステム１０Ａは、水素ガス供給流路３１０Ａのインジェクタ３４０Ａを自己システムに付随のインジェクタと想定して駆動制御し、第２のサブシステム１０Ｂは、水素ガス供給流路３１０Ｂのインジェクタ３４０Ｂを自己システムに付随のインジェクタと想定して駆動制御する。 If the shut valve closing is completed within the predetermined delay time t3 (step S209: Yes), the integrated control unit 610 controls the pressure fluctuation of the hydrogen gas in the hydrogen gas supply channels 310A and 310B for leak detection. In order to bring about It is determined whether or not the first subsystem 10A and the second subsystem 10B are completed (step S211). Along with the hydrogen pressurization in step S210, the integrated control unit 610 outputs a signal indicating that hydrogen pressurization is to be performed to the first subsystem 10A and the second subsystem 10B. As a result, in both the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, hydrogen pressurization is performed in synchronization with the start of hydrogen pressurization in one subunit that is not its own subunit. be. At this time, the first subsystem 10A drives and controls the injector 340A of the hydrogen gas supply channel 310A assuming that it is an injector attached to its own system, and the second subsystem 10B controls the injector 340A of the hydrogen gas supply channel 310B. The injector 340B is assumed to be an injector attached to the self system and is driven and controlled.

ステップＳ２１１での水素加圧の完了判定において、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とから水素加圧の開始と完了の信号を入力する。そして、統合制御部６１０は、ステップＳ２１０の水素加圧が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了であれば（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、両サブシステムでの水素加圧が予め規定した所定の遅延時間ｔ４（例えば、２～３秒）で完了したか否かの判定に移行する（ステップＳ２１２）。両サブシステムでの水素加圧が所定の遅延時間ｔ４で未完であれば（ステップＳ２１２：Ｎｏ）、統合制御部６１０は、ステップＳ２１６でのシャットバルブ閉弁を経て、漏洩検知制御を一旦終了する。これにより、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとでは、水素加圧以降の漏洩検知制御はスキップされ、図２のシステム制御も一旦終了することになる。なお、水素加圧以降の漏洩検知制御がスキップされた場合、制御部６００Ａ、６００Ｂにより、水素加圧以降の漏洩検知制御を個別に実行したり、漏洩検知制御自体を中止してもよい。 In determining the completion of hydrogen pressurization in step S211, integrated control unit 610 receives signals indicating the start and completion of hydrogen pressurization from first subsystem 10A and second subsystem 10B. Then, if the hydrogen pressurization in step S210 is completed in the first subsystem 10A and the second subsystem 10B (step S211: Yes), the integrated control unit 610 determines that hydrogen pressurization in both subsystems is completed. It is determined whether or not the process is completed within a predetermined delay time t4 (for example, 2 to 3 seconds) (step S212). If the pressurization of hydrogen in both subsystems has not been completed within the predetermined delay time t4 (step S212: No), the integrated control unit 610 closes the shut valve in step S216, and once terminates the leak detection control. . As a result, in the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, the leak detection control after hydrogen pressurization is skipped, and the system control in FIG. 2 is once terminated. If the leak detection control after hydrogen pressurization is skipped, the control units 600A and 600B may individually execute the leak detection control after hydrogen pressurization or stop the leak detection control itself.

水素加圧が所定の遅延時間ｔ４で完了していれば（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）、統合制御部６１０は、燃料電池スタック１００Ａ、１００Ｂの圧力センサ３３０Ａ、３３０Ｂおよび圧力センサ３５０Ａ、３５０Ｂの検出した水素ガス供給流路３１０Ａ、３１０Ｂにおける水素ガス圧の変動による漏洩検知を行い（ステップＳ２１３）、漏洩検知が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了したか否かを判定する（ステップＳ２１４）。上記した各圧力センサの検出した水素ガス圧の変動により、レギュレータ３２０Ａ、３２０Ｂとタンクのシャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂとの間の高圧配管の圧力が上昇したと検知されると、シャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂのシール不良による内部水素漏れと判定できる。また、高圧配管の圧力が低下したと検知されると、レギュレータ３２０Ａ、３２０Ｂとタンクのシャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂとの間の高圧配管、或いは、レギュレータ３２０Ａ、３２０Ｂからインジェクタ３４０Ａ、３４０Ｂまでの中圧配管からの外部水素漏れと判定できる。そして、上記した各圧力センサの検出した水素ガス圧の変動が規定範囲内であれば、漏洩はないと判定できる。統合制御部６１０は、ステップＳ２１３の漏洩検知に伴い、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとに、漏洩検知を行う旨の信号を出力する。これにより、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂの両サブシステムでは、水素ガス圧の変動に基づいた漏洩検知が自己のサブユニットではない一のサブユニットにおける漏洩検知の実行開始に同期して実行される。この際、第１のサブシステム１０Ａは、水素ガス供給流路３１０Ａに配設された圧力センサ３３０Ａおよび圧力センサ３５０Ａを自己システムに付随の圧力センサと想定して漏洩検知を行い、第２のサブシステム１０Ｂは、水素ガス供給流路３１０Ｂに配設された圧力センサ３３０Ｂおよび圧力センサ３５０Ｂを自己システムに付随の圧力センサと想定して漏洩検知を行う。 If the hydrogen pressurization is completed within the predetermined delay time t4 (step S212: Yes), the integrated control unit 610 detects the hydrogen Leak detection is performed based on fluctuations in the hydrogen gas pressure in the gas supply channels 310A and 310B (step S213), and it is determined whether or not leak detection has been completed in the first subsystem 10A and the second subsystem 10B ( step S214). When it is detected that the pressure in the high-pressure piping between the regulators 320A, 320B and the shut valves 222A, 222B of the tank has risen due to fluctuations in the hydrogen gas pressure detected by the pressure sensors, the shut valves 222A, 222B It can be determined that internal hydrogen leakage is due to poor sealing. Further, when it is detected that the pressure in the high-pressure pipes has decreased, the high-pressure pipes between the regulators 320A, 320B and the tank shut valves 222A, 222B, or the medium-pressure pipes from the regulators 320A, 320B to the injectors 340A, 340B It can be determined that external hydrogen leaks from If the variation in the hydrogen gas pressure detected by each pressure sensor is within a specified range, it can be determined that there is no leakage. Integrated control unit 610 outputs a signal indicating that leakage detection is to be performed to first subsystem 10A and second subsystem 10B upon detection of leakage in step S213. As a result, in both the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, the leakage detection based on the fluctuation of the hydrogen gas pressure is executed to start leakage detection in one subunit that is not its own subunit. Executed synchronously. At this time, the first sub-system 10A performs leakage detection by assuming that the pressure sensor 330A and the pressure sensor 350A provided in the hydrogen gas supply flow path 310A are pressure sensors attached to the self-system. The system 10B performs leak detection by assuming that the pressure sensor 330B and the pressure sensor 350B provided in the hydrogen gas supply channel 310B are pressure sensors attached to the self system.

ステップＳ２１４での水素ガス圧の変動に基づいた漏洩検知の完了判定において、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とから漏洩検知の開始と完了の信号を入力する。そして、統合制御部６１０は、ステップＳ２１３の漏洩検知が第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂとで完了であれば（ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、漏洩検知制御および図２のシステム制御を一旦終了してもよい。 In step S214, in determining the completion of leakage detection based on the change in the hydrogen gas pressure, the integrated control unit 610 receives signals indicating the start and completion of leakage detection from the first subsystem 10A and the second subsystem 10B. do. Then, if the leakage detection in step S213 is completed in first subsystem 10A and second subsystem 10B (step S214: Yes), integrated control unit 610 performs leakage detection control and system control in FIG. You can finish once.

図４は、漏洩検知制御における各制御部６００Ａ、６００Ｂからの制御完了信号の入力状況と統合制御部６１０からの制御指示との関係を示すタイミングチャートである。図４では、紙面上段において、第１のサブシステム１０Ａにおける制御部６００Ａから紙面中段の統合制御部６１０への制御完了信号の入力状況と統合制御部６１０からの制御指示に基づく機器駆動の関係が示されている。紙面下段では、第２のサブシステム１０Ｂにおける制御部６００Ｂから紙面中段の統合制御部６１０への制御完了信号の入力状況と統合制御部６１０からの制御指示に基づく機器駆動の関係が示されている。 FIG. 4 is a timing chart showing the relationship between the state of input of the control completion signal from each of the control units 600A and 600B and the control instruction from the integrated control unit 610 in leak detection control. In FIG. 4, the relationship between the state of input of the control completion signal from the control unit 600A in the first subsystem 10A to the integrated control unit 610 in the middle of the page and the device drive based on the control instruction from the integrated control unit 610 is shown in the upper part of the page. It is shown. The lower part of the page shows the input status of the control completion signal from the control unit 600B in the second subsystem 10B to the integrated control unit 610 in the middle part of the page and the relationship between the device driving based on the control instruction from the integrated control unit 610. .

図示するように、時刻Ｔ１において制御部６００Ｂから漏洩検知モードの移行準備の完了信号が入力され、時刻Ｔ２において制御部６００Ａから漏洩検知モードの移行準備の完了信号が入力されている。この場合の完了信号の遅延は、図３のステップＳ２０３で説明した所定の遅延時間ｔ１に収まっているので、統合制御部６１０は、制御部６００Ａから漏洩検知モードの移行準備の完了信号を入力した時刻Ｔ２において、両サブシステムの補機停止と酸素消費とを同期して実行開始する。補機停止と酸素消費の同期実行は、統合制御部６１０が両サブシステムの関連機器を時刻Ｔ２において駆動制御するようにできるほか、統合制御部６１０から第１の制御部６００Ａと第２の制御部６００Ｂに時刻Ｔ２において駆動開始信号を出力し、制御部６００Ａ、６００Ｂが個別に関連機器を駆動制御してもよい。 As shown in the figure, at time T1, a signal indicating the completion of preparation for transition to the leakage detection mode is input from control section 600B, and at time T2, a signal indicating the completion of preparation for transition to the leakage detection mode is input from control section 600A. Since the delay of the completion signal in this case is within the predetermined delay time t1 described in step S203 of FIG. At time T2, both subsystems start synchronously stopping the auxiliary machines and consuming oxygen. Synchronous execution of auxiliary equipment stoppage and oxygen consumption can be performed by the integrated control unit 610 driving and controlling the related equipment of both subsystems at time T2. A driving start signal may be output to the unit 600B at time T2, and the control units 600A and 600B may individually drive and control the related devices.

補機停止と酸素消費とが時刻Ｔ２にて同期実行された後、時刻Ｔ３において制御部６００Ａから補機停止と酸素消費の完了信号が入力され、時刻Ｔ４において制御部６００Ｂから補機停止と酸素消費の移行準備の完了信号が入力されている。この場合の完了信号の遅延は、図３のステップＳ２０６で説明した所定の遅延時間ｔ２に収まっているので、統合制御部６１０は、制御部６００Ｂから補機停止と酸素消費の完了信号を入力した時刻Ｔ４において、両サブシステムのシャットバルブ閉弁を同期して実行開始する。シャットバルブ閉弁の同期実行は、統合制御部６１０が両サブシステムのシャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂを時刻Ｔ４において閉弁制御するようにできるほか、統合制御部６１０から第１の制御部６００Ａと第２の制御部６００Ｂに時刻Ｔ４においてシャットバルブの閉弁信号を出力し、制御部６００Ａ、６００Ｂが個別にシャットバルブを閉弁制御してもよい。 After the auxiliary machine stop and oxygen consumption are synchronously executed at time T2, a completion signal for auxiliary machine stop and oxygen consumption is input from control unit 600A at time T3, and the auxiliary machine stop and oxygen consumption completion signal is input from control unit 600B at time T4. A consumption transition preparation completion signal has been input. Since the delay of the completion signal in this case is within the predetermined delay time t2 described in step S206 of FIG. At time T4, the closing of the shut valves of both subsystems is started synchronously. The synchronous execution of shut valve closing can be performed by the integrated control unit 610 controlling the shut valves 222A and 222B of both subsystems to close at time T4. A shut valve closing signal may be output to the control unit 600B at time T4 so that the control units 600A and 600B individually control the shut valves to close.

シャットバルブの閉弁が時刻Ｔ４にて同期実行された後、時刻Ｔ５において制御部６００Ａからシャットバルブ閉弁の完了信号が入力され、時刻Ｔ６において制御部６００Ｂからシャットバルブ閉弁の完了信号が入力されている。この場合の完了信号の遅延は、図３のステップＳ２０９で説明した所定の遅延時間ｔ３に収まっているので、統合制御部６１０は、制御部６００Ｂからシャットバルブ閉弁の完了信号を入力した時刻Ｔ６において、両サブシステムの水素加圧を同期して実行開始する。水素加圧の同期実行は、統合制御部６１０が両サブシステムのシャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂを時刻Ｔ６において所定の開度で開弁制御するようにできるほか、統合制御部６１０から第１の制御部６００Ａと第２の制御部６００Ｂに時刻Ｔ６においてシャットバルブの開弁信号を出力し、制御部６００Ａ、６００Ｂが個別にシャットバルブを開弁制御してもよい。 After the closing of the shut valve is synchronously executed at time T4, a shut valve closing completion signal is input from the control unit 600A at time T5, and a shut valve closing completion signal is input from the control unit 600B at time T6. It is Since the delay of the completion signal in this case is within the predetermined delay time t3 described in step S209 of FIG. , the hydrogen pressurization of both subsystems is started synchronously. Synchronous execution of hydrogen pressurization can be performed by the integrated control unit 610 controlling the opening of the shut valves 222A and 222B of both subsystems at a predetermined degree of opening at time T6. A shut valve opening signal may be output to 600A and second control section 600B at time T6, and control sections 600A and 600B may individually control the opening of the shut valve.

水素加圧が時刻Ｔ６にて同期実行された後、時刻Ｔ７において制御部６００Ａから水素加圧の完了信号が入力され、時刻Ｔ８において制御部６００Ｂから水素加圧の完了信号が入力されている。この場合の完了信号の遅延は、図３のステップＳ２１２で説明した所定の遅延時間ｔ４に収まっているので、統合制御部６１０は、制御部６００Ｂから水素加圧の完了信号を入力した時刻Ｔ８において、両サブシステムの漏洩検知を同期して実行開始する。漏洩検知の同期実行は、統合制御部６１０が両サブシステムの圧力センサ２４２Ａ、２４２Ｂからの圧力変動の入手とこれに伴う漏洩検知の有無判定を時刻Ｔ８において開始するようにできるほか、統合制御部６１０から第１の制御部６００Ａと第２の制御部６００Ｂに時刻Ｔ８においてセンサからの圧力変動入手とこれに伴う漏洩検知の有無判定の開弁信号を出力し、制御部６００Ａ、６００Ｂが個別にセンサからの圧力変動入手とこれに伴う漏洩検知の有無判定を行うようにしてもよい。なお、図６に記した時刻Ｔ９と時刻Ｔ１０は、燃料電池スタック１００Ａでの漏洩検知の完了時刻と燃料電池スタック１００Ｂでの漏洩検知の完了時刻とを例示しているに過ぎない。 After hydrogen pressurization is synchronously executed at time T6, a hydrogen pressurization completion signal is input from the control unit 600A at time T7, and a hydrogen pressurization completion signal is input from the control unit 600B at time T8. Since the delay of the completion signal in this case is within the predetermined delay time t4 described in step S212 of FIG. , both subsystems start leak detection synchronously. Synchronous execution of leak detection is such that the integrated control unit 610 can start obtaining pressure fluctuations from the pressure sensors 242A and 242B of both subsystems and determining the presence or absence of leak detection associated therewith at time T8. At time T8, pressure fluctuations from the sensor are obtained from 610 and a valve opening signal for judging presence/absence of leak detection is output to the first control unit 600A and the second control unit 600B. It is also possible to obtain the pressure fluctuation from the sensor and determine the presence or absence of leakage detection associated therewith. Time T9 and time T10 shown in FIG. 6 merely exemplify the completion time of leakage detection in fuel cell stack 100A and the completion time of leakage detection in fuel cell stack 100B.

図５は、漏洩検知制御において同期スキップが起きた場合の各制御部６００Ａ、６００Ｂからの制御完了信号の入力状況と統合制御部６１０からの制御指示との関係を示すタイミングチャートである。 FIG. 5 is a timing chart showing the relationship between the input state of the control completion signal from each control section 600A and 600B and the control instruction from the integrated control section 610 when synchronization skip occurs in leakage detection control.

図示するように、所定の遅延時間ｔ１内での漏洩検知モードの移行準備と所定の遅延時間ｔ２内での補機停止と酸素消費とが完了して、時刻Ｔ４において両サブシステムのシャットバルブ閉弁を同期して実行開始した後、時刻Ｔ５において制御部６００Ａからシャットバルブ閉弁の完了信号が入力され、時刻Ｔ６において制御部６００Ｂからシャットバルブ閉弁の完了信号が入力されている。この場合の完了信号の遅延は、図３のステップＳ２０９で説明した所定の遅延時間ｔ３に収まっていないので、統合制御部６１０は、制御部６００Ｂからシャットバルブ閉弁の完了信号を入力した時刻Ｔ６以降において、シャットバルブ閉弁に続く水素加圧に関連する機器の同期制御、および漏洩検知に関連するセンサからの圧力変動とこれに伴う漏洩有無の判定をスキップする。よって、時刻Ｔ６以降において、水素加圧に関連する機器の同期制御、および漏洩検知に関連するセンサからの圧力変動とこれに伴う漏洩有無の判定がなされないまま、図３のステップＳ２１６によりシャットバルブ２２２Ａ、２２２Ｂが閉弁され、漏洩検知制御が終了する。 As shown in the figure, after completion of the preparation for transition to the leak detection mode within the predetermined delay time t1, the stoppage of the auxiliary machine and the consumption of oxygen within the predetermined delay time t2, the shut valves of both subsystems are closed at time T4. After synchronizing the valves and starting execution, a shut valve closing completion signal is input from the control unit 600A at time T5, and a shut valve closing completion signal is input from the control unit 600B at time T6. Since the delay of the completion signal in this case does not fall within the predetermined delay time t3 described in step S209 of FIG. In the following, the synchronous control of equipment related to hydrogen pressurization subsequent to the shut valve closing and the pressure fluctuation from the sensor related to leak detection and the associated leak determination will be skipped. Therefore, from time T6 onwards, the shutdown valve is performed in step S216 of FIG. 222A, 222B are closed and the leak detection control ends.

以上説明したように、本実施形態の燃料電池システム１０では、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂの各サブシステムごとの水素ガス漏洩の検知（ステップＳ２００）を同期させることで、第１のサブシステム１０Ａによる水素ガスの漏洩検知に伴うガス供給系における圧力変動が第２のサブシステム１０Ｂによる水素ガスの漏洩検知に影響を及ぼすことを抑制できる。よって、本実施形態の燃料電池システム１０によれば、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂを有する燃料電池システム１０での水素ガスの漏洩検知を適正に行うことができる。 As described above, in the fuel cell system 10 of the present embodiment, by synchronizing detection of hydrogen gas leakage (step S200) for each of the first subsystem 10A and the second subsystem 10B, It is possible to suppress pressure fluctuations in the gas supply system that accompany detection of hydrogen gas leakage by the first subsystem 10A from affecting detection of hydrogen gas leakage by the second subsystem 10B. Therefore, according to the fuel cell system 10 of this embodiment, hydrogen gas leak detection can be properly performed in the fuel cell system 10 having the first subsystem 10A and the second subsystem 10B.

本実施形態の燃料電池システム１０では、漏洩検知に関する各処理、具体的には漏れ検知モードへの移行準備（ステップＳ２０１）や、補機停止・酸素消費（ステップＳ２０４）、シャットバルブ閉弁（ステップＳ２０７）、水素加圧（ステップＳ２０１０）およびガス圧変動に基づいた漏洩検知（ステップＳ２１３）が、それぞれの処理ごとの所定の遅延時間ｔ１～ｔ５において、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂの両サブシステムで完了しないと、それ以降の漏洩検知をスキップする。上記した各処理が所定時間内に両サブシステムで完了すると言うことは、漏洩検知に関連する機器が正常駆動していることに起因する。よって、本実施形態の燃料電池システム１０によれば、漏洩検知の信頼性を高めることができる。 In the fuel cell system 10 of the present embodiment, each processing related to leakage detection, specifically, preparation for transition to leakage detection mode (step S201), auxiliary machine stop/oxygen consumption (step S204), shut valve closing (step S207), hydrogen pressurization (step S2010), and leakage detection based on gas pressure fluctuations (step S213) are performed between the first subsystem 10A and the second subsystem 10A at predetermined delay times t1 to t5 for each process. If not completed in both subsystems of system 10B, skip further leak detection. The fact that each of the processes described above is completed in both subsystems within a predetermined period of time is due to the fact that equipment related to leak detection is operating normally. Therefore, according to the fuel cell system 10 of this embodiment, it is possible to improve the reliability of leakage detection.

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 embodiments, and can be implemented in various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in the respective modes described in the Summary of the Invention column may be used to solve some or all of the above problems, or Substitutions and combinations may be made as appropriate to achieve part or all. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.

既述した実施形態では、漏洩検知制御における各処理（準備処理、補機停止・酸素消費、シャットバルブ閉弁、水素加圧、漏洩検知）がそれぞれの所定の遅延時間ｔ１～ｔ４において、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂの両サブシステムで完了しないと漏洩検知をスキップするようにしたが（図４参照）、これに限らない。具体的には、所定の遅延時間ｔ１～ｔ４での処理完了判定（ステップＳ２０３等）を削除し、漏洩検知に関する各処理が、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂの両サブシステムで完了するまで待機するようにしてもよい。この他、第１のサブシステム１０Ａと第２のサブシステム１０Ｂのいずれかのサブシステムで漏洩検知制御における各処理が最先になされた時点からの所定の経過時間の間に、他のサブシステムにおいても該当する処理が完了しないと漏洩検知をスキップするようにしてもよい。 In the above-described embodiment, each processing (preparation processing, auxiliary machine stop/oxygen consumption, shut valve closing, hydrogen pressurization, leak detection) in the leak detection control is performed at each predetermined delay time t1 to t4. Although leakage detection is skipped unless it is completed in both the first subsystem 10A and the second subsystem 10B (see FIG. 4), the present invention is not limited to this. Specifically, the process completion determination (step S203, etc.) at the predetermined delay times t1 to t4 is deleted, and each process related to leak detection is performed by both the first subsystem 10A and the second subsystem 10B. You can wait until it completes with . In addition, during a predetermined elapsed time from the time when each processing in leakage detection control was performed first in either the first subsystem 10A or the second subsystem 10B, other subsystems , the leakage detection may be skipped if the corresponding processing is not completed.

既述した実施形態では、漏洩検知制御（ステップＳ２００）を車両走行が終了した後に行ったが、車両走行前の状況、例えばイグニッションスイッチがオンされた直後に漏洩検知制御を行ってもよい。この場合において漏洩検知がスキップされたなら、サブシステム１０Ａ、１０Ｂの発電運転が可能であることを確認した上で、漏洩検知を行わないまま、車両走行のための発電運転を行えばよい。そして、車両走行の終了時において、改めて漏洩検知制御を実行すればよい。 In the above-described embodiment, the leakage detection control (step S200) is performed after the vehicle has finished running, but the leakage detection control may be performed before the vehicle runs, for example, immediately after the ignition switch is turned on. In this case, if the leak detection is skipped, it is sufficient to confirm that the subsystems 10A and 10B are capable of generating power, and then perform the power generating operation for running the vehicle without performing the leak detection. Then, at the end of the vehicle running, the leak detection control may be executed again.

既述した実施形態では、燃料電池システム１０を二つのサブシステム１０Ａ、１０Ｂと水素ガス貯蔵機構２００Ａ、２００Ｂを備えるものとしたが、燃料電池システム１０を三つ以上のサブシステムと水素ガス貯蔵機構を備えるものとしてもよい。 In the above-described embodiment, the fuel cell system 10 includes two subsystems 10A and 10B and the hydrogen gas storage mechanisms 200A and 200B, but the fuel cell system 10 may include three or more subsystems and hydrogen gas storage mechanisms. may be provided.

１０…燃料電池システム
１０Ａ…第１のサブシステム
１０Ｂ…第２のサブシステム
１００Ａ、１００Ｂ…燃料電池スタック
２００Ａ、２００Ｂ…水素ガス貯蔵機構
２１０Ａ、２１０Ｂ…高圧タンク
２２０Ａ、２２０Ｂ…バルブユニット
２２２Ａ、２２２Ｂ…シャットバルブ
２２６Ａ、２２６Ｂ…逆止弁
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…水素ガス供給機構
３１０Ａ、３１０Ｂ…水素ガス供給流路
３１２…連通供給流路
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…水素ガス循環流路
３７０Ａ、３７０Ｂ…気液分離機
３７５Ａ、３７５Ｂ…開閉弁
３８０Ａ、３８０Ｂ…ポンプ
３９０Ａ、３９０Ｂ…水素ガス排出流路
４００Ａ、４００Ｂ…酸化剤ガス供給排出機構
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
５５０Ａ、５５０Ｂ…冷媒ポンプ
５６０Ａ、５６０Ｂ…三方弁
６００Ａ…第１の制御部
６００Ｂ…第２の制御部
６１０…統合制御部
Ｇｎ…水素ガス充填ガン 10 Fuel cell system 10A First subsystem 10B Second subsystem 100A, 100B Fuel cell stack 200A, 200B Hydrogen gas storage mechanism 210A, 210B High pressure tank 220A, 220B Valve unit 222A, 222B Shut valves 226A, 226B Check valves 230A, 230B Supply branch flow paths 240A, 240B Supply side connection manifolds 242A, 242B Pressure sensors 250A, 250B Filling branch flow paths 260A, 260B Filling side connection manifolds 262A, 262B Pressure sensor 270A, 270B Filling channel 280 Receptacle 300A, 300B Hydrogen gas supply mechanism 310A, 310B Hydrogen gas supply channel 312 Communication supply channel 320A, 320B Regulator 330A, 330B Pressure sensor 340A, 340B Injectors 350A, 350B Pressure sensors 360A, 360B Hydrogen gas circulation channels 370A, 370B Gas-liquid separators 375A, 375B On-off valves 380A, 380B Pumps 390A, 390B Hydrogen gas discharge channels 400A, 400B Oxidation Oxidant gas supply/discharge mechanism 410A, 410B... Oxidant gas supply channel 420A, 420B... Oxidant gas discharge channel 430A, 430B... Bypass channel 440A, 440B... Air compressor 450A, 450B... Three-way valve 460A, 460B... Pressure regulating valve Refrigerant circulation mechanism 510A, 510B Radiator 520A, 520B Refrigerant supply channel 530A, 530B Refrigerant recovery channel 540A, 540B Refrigerant bypass channel 550A, 550B Refrigerant pump 560A, 560B Three-way valve 600A First control unit 600B Second control unit 610 Integrated control unit Gn Hydrogen gas filling gun

Claims

A fuel cell system,
a plurality of fuel cell units;
a plurality of fuel gas supply systems shared for supplying fuel gas to the plurality of fuel cell units;
each of the plurality of fuel cell units,
Assuming that one of the fuel gas supply systems of the plurality of systems is a fuel gas supply system associated with the fuel cell unit, and while the fuel gas supply systems of the plurality of systems are shared, the assumed fuel gas supply system Equipped with a leakage detection unit that detects fuel gas leakage using pressure fluctuations of fuel gas,
The leakage detection unit for each fuel cell unit,
A fuel cell system that detects the fuel gas leakage in synchronism with the start of detection of the fuel gas leakage by the leakage detector of one of the fuel cell units.