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JP7622659B2 - Fuel Cell Systems - Google Patents
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Description

本明細書が開示する技術は、燃料電池システムに関する。 The technology disclosed in this specification relates to a fuel cell system.

燃料電池システムは、燃料電池スタックと燃料タンクとの間に主止弁とインジェクタを備える。なお、説明の都合上、主止弁とインジェクタの間のガス流路を高圧系流路と称する。特許文献1には、主止弁の良否を調べる技術が開示されている。本明細書における主止弁の不良とは、主止弁を閉じる指令を送っても主止弁が完全に閉まらず、燃料タンクから高圧系流路へ燃料ガスが漏れることを意味する。 The fuel cell system is equipped with a main stop valve and an injector between the fuel cell stack and the fuel tank. For convenience of explanation, the gas flow path between the main stop valve and the injector is referred to as the high-pressure system flow path. Patent Document 1 discloses a technology for checking the quality of the main stop valve. In this specification, a defective main stop valve means that the main stop valve does not close completely even when a command to close the main stop valve is sent, causing fuel gas to leak from the fuel tank to the high-pressure system flow path.

特許文献1に開示されている主止弁のチェック処理は以下の通りである。インジェクタを閉じ、主止弁を開く。高圧系流路のガス圧が所定の第1圧に達したら主止弁を閉じる。次にインジェクタを開く。高圧系流路のガス圧が第2圧まで下がったらインジェクタを閉じる。インジェクタと主止弁の両方を閉じたまま一定時間待機する。一定時間後に高圧系流路のガス圧が「第2圧+許容差圧」を超えていたら、主止弁が完全に閉じていないと判断する。 The main stop valve check process disclosed in Patent Document 1 is as follows: Close the injector and open the main stop valve. When the gas pressure in the high-pressure line reaches a predetermined first pressure, close the main stop valve. Next, open the injector. When the gas pressure in the high-pressure line drops to a second pressure, close the injector. Wait for a fixed period of time with both the injector and the main stop valve closed. If the gas pressure in the high-pressure line exceeds "second pressure + allowable differential pressure" after the fixed period of time, it is determined that the main stop valve is not completely closed.

以下では、説明の便宜上、主止弁が完全に閉じるか否かを調べることを主止弁検査と称する。また、説明の便宜上、「燃料電池」を「FC」と表記する場合がある。「燃料電池システム」は「FCシステム」と表記し、「燃料電池スタック」は「FCスタック」と表記する場合がある。 For ease of explanation, below, checking whether the main stop valve closes completely will be referred to as a main stop valve inspection. Also, for ease of explanation, "fuel cell" may be written as "FC." "Fuel cell system" may be written as "FC system," and "fuel cell stack" may be written as "FC stack."

特開2019-149321号公報JP 2019-149321 A

主止弁の良否を調べる際、インジェクタを開くので、起動前のFCスタックに燃料ガスが流れる。FCシステムの規模が大きくなると、高圧系流路の容積も大きくなる。高圧系流路の容積が大きいと、良否チェックの間に大量の燃料ガスがFCスタックに流れる。起動前のFCスタックに多くの燃料ガスが流れ込むと、次の不都合を生じるおそれがある。(1)FCスタックの内圧が過度に高くなる。(2)起動前のFCスタックにおいて、燃料極から空気極へ多くの燃料ガスが漏れる。本明細書は、主止弁検査のときにFCスタックに多くの燃料ガスが滞留することを防止する技術を提供する。 When checking the quality of the main stop valve, the injector is opened, causing fuel gas to flow into the FC stack before startup. As the scale of the FC system increases, the volume of the high-pressure flow passage also increases. If the volume of the high-pressure flow passage is large, a large amount of fuel gas flows into the FC stack during the quality check. If a large amount of fuel gas flows into the FC stack before startup, the following problems may occur: (1) The internal pressure of the FC stack becomes excessively high. (2) In the FC stack before startup, a large amount of fuel gas leaks from the fuel electrode to the air electrode. This specification provides a technology that prevents a large amount of fuel gas from remaining in the FC stack during a main stop valve inspection.

本明細書が開示するFCシステムは、燃料タンク、FCスタック、主止弁、インジェクタ、燃料管、コンプレッサ、排ガス管、排ガス弁、制御器を備える。主止弁は、燃料タンクからの燃料ガスの流出を止める。インジェクタは、FCスタックに供給する燃料ガスの流量を調整する。燃料管は、主止弁とインジェクタを接続する。コンプレッサは、FCスタックへ空気を送る。排ガス管は、FCスタック内の燃料ガスを空気と混合して放出する。排ガス弁は、排ガス管を閉鎖する。制御器は、主止弁とインジェクタとコンプレッサと排ガス弁を制御する。制御器は、主止弁検査(主止弁を開閉した後にインジェクタを開閉し、燃料管内の圧力変化に基づいて主止弁の良否を判定すること)を実行する。制御器は、主止弁検査を実行する間、FCスタックの内圧が所定の閾値圧に達したら排ガス弁を開くとともに、排ガス管から放出される燃料の濃度が所定の上限濃度以下となるようにコンプレッサを駆動する。 The FC system disclosed in this specification comprises a fuel tank, an FC stack, a main stop valve, an injector, a fuel pipe, a compressor, an exhaust pipe, an exhaust valve, and a controller. The main stop valve stops the outflow of fuel gas from the fuel tank. The injector adjusts the flow rate of fuel gas supplied to the FC stack. The fuel pipe connects the main stop valve to the injector. The compressor sends air to the FC stack. The exhaust pipe mixes the fuel gas in the FC stack with air and releases it. The exhaust valve closes the exhaust pipe. The controller controls the main stop valve, the injector, the compressor, and the exhaust valve. The controller performs a main stop valve inspection (opening and closing the main stop valve, then opening and closing the injector, and determining whether the main stop valve is good or bad based on the pressure change in the fuel pipe). While performing the main stop valve inspection, the controller opens the exhaust gas valve when the internal pressure of the FC stack reaches a predetermined threshold pressure, and drives the compressor so that the concentration of fuel released from the exhaust gas pipe is below a predetermined upper limit concentration.

本明細書が開示する燃料電池システムによれば、主止弁検査の間にFCスタック内に多くの燃料ガスが滞留することが防止される。その上、制御器は、排ガスの燃料濃度が上限濃度を超えないようにコンプレッサを制御する。燃料が高濃度で含まれるガスが放出されることがない。 The fuel cell system disclosed in this specification prevents a large amount of fuel gas from accumulating in the FC stack during main stop valve inspection. In addition, the controller controls the compressor so that the fuel concentration in the exhaust gas does not exceed the upper limit concentration. Gas containing a high concentration of fuel is not released.

本明細書が開示するFCシステムは、コンプレッサからFCスタックを迂回して排ガス管へ空気を送るバイパス流路を備えていることも好適である。制御器は、主止弁検査を行う間、バイパス流路を使ってコンプレッサから排ガス管へ空気を送るようにしてもよい。起動前のFCスタック内部が過度に乾燥することが防止できる。 The FC system disclosed in this specification is also preferably equipped with a bypass flow path that sends air from the compressor to the exhaust gas pipe, bypassing the FC stack. The controller may use the bypass flow path to send air from the compressor to the exhaust gas pipe while performing a main stop valve inspection. This can prevent the inside of the FC stack from drying out excessively before startup.

主止弁検査の手順の一例は以下の通りである。制御器は、インジェクタを閉じ主止弁を開いて燃料管の内圧を第1圧まで上げ、次いで主止弁を閉じインジェクタを開いて内圧を下げる。制御器は、燃料管の内圧が下がる間のインジェクタの燃料ガス噴射量を特定する。制御器は、燃料管の内圧が第2圧へ下がるまでに燃料ガス噴射量が所定の噴射量閾値を超えたら主止弁が不良であると判定する。 An example of the procedure for inspecting the main stop valve is as follows: The controller closes the injector and opens the main stop valve to raise the internal pressure of the fuel pipe to a first pressure, then closes the main stop valve and opens the injector to lower the internal pressure. The controller determines the amount of fuel gas injected by the injector while the internal pressure of the fuel pipe is lowering. If the amount of fuel gas injected exceeds a predetermined injection amount threshold before the internal pressure of the fuel pipe drops to a second pressure, the controller determines that the main stop valve is defective.

前述した特許文献1の主止弁検査方法では、燃料管の内圧を第2圧まで下げた後、一定時間の経過を待ち、一定時間経過後に圧力が下がっていれば、主止弁が不良であると判定する。この方法では、良否の判定までに時間を要する。本明細書が開示するFCシステムでは、インジェクタの噴出量と燃料管の圧力変化に基づいて主止弁の良否を判定する。主止弁検査に要する時間を短くすることができる。 In the main stop valve inspection method of Patent Document 1 mentioned above, the internal pressure of the fuel pipe is lowered to the second pressure, and then a fixed time is waited for. If the pressure has dropped after the fixed time has elapsed, it is determined that the main stop valve is defective. With this method, it takes time to determine whether the main stop valve is good or bad. In the FC system disclosed in this specification, the quality of the main stop valve is determined based on the amount of fuel ejected from the injector and the pressure change in the fuel pipe. This makes it possible to shorten the time required for main stop valve inspection.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details and further improvements of the technology disclosed in this specification are explained in the "Description of Embodiments" below.

実施例のFCシステムのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an FC system according to an embodiment. 主止弁検査処理のフローチャートである。4 is a flowchart of a main stop valve inspection process. 主止弁検査処理のフローチャートである(図2の続き)。4 is a flowchart of the main stop valve inspection process (continuation of FIG. 2 ). FCスタック内圧監視処理のフローチャートである。4 is a flowchart of an FC stack internal pressure monitoring process.

図面を参照して実施例のFCシステム2を説明する。図1に、FCシステム2のブロック図を示す。FCシステム2は、FCスタック3と複数の燃料タンク4a、4b、コンプレッサ9を備える。燃料タンク4a、4bには燃料(水素)が貯蔵されている。FCシステム2は、燃料タンク4a、4bの燃料と空気中の酸素を反応させて電力を得る。燃料タンク4a、4bから気体の燃料(すなわち燃料ガス)がFCスタック3へ送られ、コンプレッサ9が空気をFCスタック3へ供給する。 An FC system 2 according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the FC system 2. The FC system 2 comprises an FC stack 3, multiple fuel tanks 4a, 4b, and a compressor 9. Fuel (hydrogen) is stored in the fuel tanks 4a, 4b. The FC system 2 generates electricity by reacting the fuel in the fuel tanks 4a, 4b with oxygen in the air. Gaseous fuel (i.e., fuel gas) is sent from the fuel tanks 4a, 4b to the FC stack 3, and the compressor 9 supplies air to the FC stack 3.

複数の燃料タンク4a、4bの夫々とFCスタック3は、燃料管7で接続されている。燃料管7には主止弁5a、5b、インジェクタ6が備えられている。主止弁5a、5bは燃料管7の上流側(燃料タンク4a、4bに最も近い側)に配置されており、燃料タンク4a、4bからの燃料ガスの流出を止める。FCスタック3が停止しているときには主止弁5a、5bが閉じられ、FCシステム2の安全が確保される。 The FC stack 3 is connected to each of the multiple fuel tanks 4a, 4b via a fuel pipe 7. The fuel pipe 7 is equipped with main stop valves 5a, 5b and an injector 6. The main stop valves 5a, 5b are located on the upstream side of the fuel pipe 7 (the side closest to the fuel tanks 4a, 4b) and stop the outflow of fuel gas from the fuel tanks 4a, 4b. When the FC stack 3 is stopped, the main stop valves 5a, 5b are closed, ensuring the safety of the FC system 2.

インジェクタ6は燃料管7の下流側(FCスタック3に最も近い側)に配置されており、FCスタック3へ供給する燃料ガスの流量を調整する。なお、インジェクタ6と主止弁5a、5bの間にガスレギュレータが取り付けられる場合もある。その場合は、インジェクタ6とガスレギュレータによって、FCスタック3へ供給する燃料ガスの流量が調整される。ただし、FCスタック3へ供給する燃料ガスの流量を最終的に調整するのはインジェクタ6である。 The injector 6 is located downstream of the fuel pipe 7 (closest to the FC stack 3) and adjusts the flow rate of fuel gas supplied to the FC stack 3. Note that a gas regulator may be installed between the injector 6 and the main stop valves 5a, 5b. In that case, the flow rate of fuel gas supplied to the FC stack 3 is adjusted by the injector 6 and the gas regulator. However, it is the injector 6 that ultimately adjusts the flow rate of fuel gas supplied to the FC stack 3.

燃料管7は、燃料タンク4a、4bとFCスタック3を連結しているが、説明の便宜上、燃料管7のうち、主止弁5a、5bとインジェクタ6を接続している部分を高圧燃料管7aと称し、FCスタック3とインジェクタ6を接続している部分を低圧燃料管7bと称する。 The fuel pipe 7 connects the fuel tanks 4a, 4b to the FC stack 3, but for ease of explanation, the portion of the fuel pipe 7 that connects the main stop valves 5a, 5b to the injector 6 is referred to as the high-pressure fuel pipe 7a, and the portion that connects the FC stack 3 to the injector 6 is referred to as the low-pressure fuel pipe 7b.

FCスタック3の燃料ガス出口には気液分離器15が接続されている。気液分離器15は、燃料ガス出口から排出されるガスの中から未反応の燃料ガスを分離する。分離された燃料ガスは還流路16で低圧燃料管7bに戻され、再利用される。還流路16にはポンプ14が備えられており、ポンプ14が未反応の燃料ガスを強制的に低圧燃料管7bに戻す。 A gas-liquid separator 15 is connected to the fuel gas outlet of the FC stack 3. The gas-liquid separator 15 separates unreacted fuel gas from the gas discharged from the fuel gas outlet. The separated fuel gas is returned to the low-pressure fuel pipe 7b via the return path 16 and is reused. The return path 16 is equipped with a pump 14, which forcibly returns the unreacted fuel gas to the low-pressure fuel pipe 7b.

気液分離器15のガス出口には排ガス管17が接続されており、排ガス管17の途中にはマフラ20が取り付けられている。気液分離器15で分離された不純物は、排ガス管17とマフラ20を通じて外部へ放出される。マフラ20には、コンプレッサ9から排空気管19を通じて空気も送られる。気液分離器15で分離される不純物の中にも少しの燃料ガスが残っている。制御器10は、マフラ20から外へ放出される排ガスの中の燃料の濃度を推定し、排ガスに含まれる燃料の濃度推定値が所定の上限濃度以下になるように、コンプレッサ9から空気が送られる。濃度の推定は、従来の技術を使えばよいため、濃度推定についての説明は割愛する。濃度は、濃度センサによって計測されてもよい。以下では、排ガスに含まれる燃料の濃度推定値を単に「燃料の濃度」と称する。 An exhaust gas pipe 17 is connected to the gas outlet of the gas-liquid separator 15, and a muffler 20 is attached to the middle of the exhaust gas pipe 17. The impurities separated by the gas-liquid separator 15 are discharged to the outside through the exhaust gas pipe 17 and the muffler 20. Air is also sent from the compressor 9 through an exhaust air pipe 19 to the muffler 20. A small amount of fuel gas remains in the impurities separated by the gas-liquid separator 15. The controller 10 estimates the concentration of fuel in the exhaust gas discharged to the outside from the muffler 20, and air is sent from the compressor 9 so that the estimated concentration value of the fuel contained in the exhaust gas is equal to or lower than a predetermined upper limit concentration. Since the concentration can be estimated using conventional technology, a description of the concentration estimation will be omitted. The concentration may be measured by a concentration sensor. Hereinafter, the estimated concentration value of the fuel contained in the exhaust gas is simply referred to as the "fuel concentration".

排ガス管17の途中には排ガス弁18が取り付けられている。排ガス弁18は、排ガス管17を閉鎖し、排ガスが外へ出ることを止める。 An exhaust gas valve 18 is installed midway through the exhaust gas pipe 17. The exhaust gas valve 18 closes the exhaust gas pipe 17, stopping exhaust gas from escaping to the outside.

コンプレッサ9とFCスタック3は空気管12で連結されている。空気管12と排空気管19はバイパス流路11で連結されている。空気管12には空気供給弁23が取り付けられており、FCスタック3の排空気出口には空気排出弁24が取り付けられている。バイパス流路11にはバイパス弁13が取り付けられている。バイパス弁13を閉じ、空気供給弁23を開き、コンプレッサ9を駆動すると、外の空気がFCスタック3へ送られる。FCスタック3を駆動する場合には、空気排出弁24も開く。空気供給弁23と空気排出弁24を閉じ、バイパス弁13を開き、コンプレッサ9を駆動すると、外の空気がコンプレッサ9からFCスタック3を迂回し、排空気管19を通じて排ガス管17へ送られる。 The compressor 9 and the FC stack 3 are connected by an air pipe 12. The air pipe 12 and the exhaust air pipe 19 are connected by a bypass flow path 11. An air supply valve 23 is attached to the air pipe 12, and an air exhaust valve 24 is attached to the exhaust air outlet of the FC stack 3. A bypass valve 13 is attached to the bypass flow path 11. When the bypass valve 13 is closed, the air supply valve 23 is opened, and the compressor 9 is driven, outside air is sent to the FC stack 3. When the FC stack 3 is driven, the air exhaust valve 24 is also opened. When the air supply valve 23 and the air exhaust valve 24 are closed, the bypass valve 13 is opened, and the compressor 9 is driven, outside air bypasses the FC stack 3 from the compressor 9 and is sent to the exhaust gas pipe 17 through the exhaust air pipe 19.

流路には圧力センサ31a、31bが備えられており、FCスタック3には温度センサ32が備えられている。圧力センサ31aは、高圧燃料管7aの内圧を計測する。圧力センサ31bは低圧燃料管7bの内圧を計測する。圧力センサ31a、31b、温度センサ32の計測値は制御器10へ送られる。FCシステム2には他にもいくつかの圧力センサと温度センサが備えられているが、それらの図示と説明は省略する。 The flow path is equipped with pressure sensors 31a and 31b, and the FC stack 3 is equipped with a temperature sensor 32. The pressure sensor 31a measures the internal pressure of the high-pressure fuel pipe 7a. The pressure sensor 31b measures the internal pressure of the low-pressure fuel pipe 7b. The measured values of the pressure sensors 31a, 31b and the temperature sensor 32 are sent to the controller 10. The FC system 2 is equipped with several other pressure sensors and temperature sensors, but illustrations and descriptions of these are omitted.

制御器10は、主止弁5a、5b、インジェクタ6、各種の弁(主止弁5a、5b、空気供給弁23、空気排出弁24、バイパス弁13、排ガス弁18)、コンプレッサ9、ポンプ14を制御する。制御器10は、不図示の上位制御器からの出力指令に基づいて、FCスタック3が所定の電力を出力するように、FCスタック3へ供給される燃料ガスの流量と空気の流量を調整する。制御器10は、インジェクタ6を制御することによってFCスタック3へ供給される燃料ガスの流量を調整し、コンプレッサ9を制御することによってFCスタック3へ供給される空気の量を調整する。 The controller 10 controls the main stop valves 5a, 5b, the injector 6, various valves (main stop valves 5a, 5b, air supply valve 23, air exhaust valve 24, bypass valve 13, exhaust gas valve 18), the compressor 9, and the pump 14. Based on an output command from a higher-level controller (not shown), the controller 10 adjusts the flow rate of fuel gas and the flow rate of air supplied to the FC stack 3 so that the FC stack 3 outputs a specified amount of power. The controller 10 adjusts the flow rate of fuel gas supplied to the FC stack 3 by controlling the injector 6, and adjusts the amount of air supplied to the FC stack 3 by controlling the compressor 9.

FCシステム2では、FCスタック3を起動するのに先立って、主止弁5a、5bの良否をチェックする。あるいは、FCスタック3を停止する際に主止弁5a、5bの良否をチェックする。主止弁5a、5bは、制御器10からの指令で開閉するソレノイドタイプの弁である。主止弁5a、5bが不良であるとは、制御器10から主止弁5a、5bに閉鎖指令を送っているにも関わらず、主止弁5a、5bが完全には閉鎖せず、燃料タンク4a、4bの中の燃料ガスが主止弁5a、5bを通じて高圧燃料管7aへ漏れることを意味する。 In the FC system 2, the main stop valves 5a and 5b are checked for quality before starting the FC stack 3. Alternatively, the main stop valves 5a and 5b are checked for quality when the FC stack 3 is stopped. The main stop valves 5a and 5b are solenoid-type valves that open and close according to commands from the controller 10. When the main stop valves 5a and 5b are defective, it means that the main stop valves 5a and 5b do not close completely despite a command to close them being sent from the controller 10, and fuel gas in the fuel tanks 4a and 4b leaks through the main stop valves 5a and 5b into the high-pressure fuel pipe 7a.

先に述べたように、主止弁5a、5bの良否を判定する処理を以下では主止弁検査処理と称する。主止弁検査処理の概要は次の通りである。制御器10は、インジェクタ6を閉じたまま主止弁5a、5bを開閉し、その後、主止弁5a、5bを閉じたままインジェクタ6を開閉する。制御器10は、インジェクタ6の開閉と主止弁5a、5bの開閉の間の高圧燃料管7aの内圧変化に基づいて主止弁5a、5bの良否を判定する。主止弁検査処理の具体的な手順を、図2ー4を用いて説明する。 As mentioned above, the process for determining whether the main stop valves 5a, 5b are in good condition is referred to as the main stop valve inspection process below. The main stop valve inspection process is outlined as follows. The controller 10 opens and closes the main stop valves 5a, 5b while keeping the injector 6 closed, and then opens and closes the injector 6 while keeping the main stop valves 5a, 5b closed. The controller 10 determines whether the main stop valves 5a, 5b are in good condition based on the change in internal pressure of the high-pressure fuel pipe 7a between the opening and closing of the injector 6 and the opening and closing of the main stop valves 5a, 5b. The specific steps of the main stop valve inspection process are explained using Figures 2-4.

図2、3は、主止弁検査処理のフローチャートである。図4は、主止弁検査処理と同時並列に実行されるFCスタック内圧監視処理のフローチャートである。 Figures 2 and 3 are flowcharts of the main stop valve inspection process. Figure 4 is a flowchart of the FC stack internal pressure monitoring process, which is executed simultaneously and in parallel with the main stop valve inspection process.

まず、制御器10は、FCスタック内圧監視処理を起動する(ステップS2)。FCスタック内圧監視処理については後述する。続いて制御器10は、インジェクタ6を閉じ、主止弁5a、5bを開く(ステップS3)。主止弁5a、5bを開くと燃料タンク4a、4bから高圧燃料管7aへ燃料ガスが流れ込む。制御器10は、圧力センサ31aの計測値(すなわち、高圧燃料管7aの内圧)をモニタしており、高圧燃料管7aの内圧が所定の第1圧に達したら主止弁5a、5bを閉じる(ステップS4:YES、S5)。 First, the controller 10 starts the FC stack internal pressure monitoring process (step S2). The FC stack internal pressure monitoring process will be described later. Next, the controller 10 closes the injector 6 and opens the main stop valves 5a and 5b (step S3). When the main stop valves 5a and 5b are opened, fuel gas flows from the fuel tanks 4a and 4b into the high-pressure fuel pipe 7a. The controller 10 monitors the measurement value of the pressure sensor 31a (i.e., the internal pressure of the high-pressure fuel pipe 7a), and closes the main stop valves 5a and 5b when the internal pressure of the high-pressure fuel pipe 7a reaches a predetermined first pressure (steps S4: YES, S5).

なお、図2のステップS5に記した「主止弁を閉じる」とは、正確には、制御器10が主止弁に対して閉鎖指令を送ることを意味する。主止弁5a、5bが正常であれば、制御器10の閉鎖指令に対して主止弁5a、5bは完全に閉じ、燃料タンク4a、4bと高圧燃料管7aは完全に遮断される。しかし、制御器10が閉鎖指令を送信しているにも関わらず主止弁5a及び/または主止弁5bが完全に閉じない場合には、燃料タンク4a及び/または燃料タンク4bから高圧燃料管7aへ燃料ガスが漏れ続けることになる。図2、3の処理は、そのような主止弁5a及び/または主止弁5bの閉鎖不良を検知する処理である。 Note that "closing the main stop valve" in step S5 of FIG. 2 means, more precisely, that the controller 10 sends a command to close the main stop valve. If the main stop valves 5a and 5b are normal, they will close completely in response to the command to close from the controller 10, and the fuel tanks 4a and 4b and the high-pressure fuel pipe 7a will be completely blocked. However, if the main stop valves 5a and/or 5b do not close completely even though the controller 10 has sent a command to close, fuel gas will continue to leak from the fuel tanks 4a and/or 4b to the high-pressure fuel pipe 7a. The process in FIGS. 2 and 3 is a process for detecting such a failure to close the main stop valves 5a and/or 5b.

次に制御器10は、インジェクタ6を開く(図3、ステップS12)。インジェクタ6を開くと高圧燃料管7aの中の燃料ガスが低圧燃料管7bへ流れる。制御器10は、インジェクタ6が噴射した燃料ガスの容量(噴射量)を算出する(ステップS13)。インジェクタ6が噴射する流量(単位時間当たりに噴射する燃料ガスの体積)は、温度と圧力に依存する。流量と温度/圧力の関係は既知である。FCスタック3に備えられた温度センサ32の計測値が噴射する燃料ガスの近似温度として利用できる。インジェクタ6におけるガス圧は、インジェクタ6の上流と下流に配置されている圧力センサ31a、31bの計測値から推定する。制御器10は、高圧燃料管7aに取り付けられている圧力センサ31aの計測値からインジェクタ6の上流におけるガス圧を得て、低圧燃料管7bに取り付けられている圧力センサ31bの計測値からインジェクタ6の下流におけるガス圧を得る。制御器10は、インジェクタ6の上流と下流のガス圧から、インジェクタ6の流量に相関するガス圧を推定する。ガス圧の推定についての説明は割愛する。温度センサ32と圧力センサ31a、31bの計測値から、インジェクタ6の流量が求まる。なお、インジェクタ6の流量を求める際に用いるセンサ計測値は、上記の例に限られない。例えば、インジェクタ6の上流または下流に流量センサを備えていれば、流量センサの計測値をそのままインジェクタ6の流量として用いることができる。 Next, the controller 10 opens the injector 6 (FIG. 3, step S12). When the injector 6 is opened, the fuel gas in the high-pressure fuel pipe 7a flows to the low-pressure fuel pipe 7b. The controller 10 calculates the volume (injection amount) of the fuel gas injected by the injector 6 (step S13). The flow rate (volume of fuel gas injected per unit time) injected by the injector 6 depends on temperature and pressure. The relationship between flow rate and temperature/pressure is known. The measurement value of the temperature sensor 32 provided in the FC stack 3 can be used as an approximate temperature of the injected fuel gas. The gas pressure in the injector 6 is estimated from the measurement values of the pressure sensors 31a and 31b arranged upstream and downstream of the injector 6. The controller 10 obtains the gas pressure upstream of the injector 6 from the measurement value of the pressure sensor 31a attached to the high-pressure fuel pipe 7a, and obtains the gas pressure downstream of the injector 6 from the measurement value of the pressure sensor 31b attached to the low-pressure fuel pipe 7b. The controller 10 estimates the gas pressure that correlates with the flow rate of the injector 6 from the gas pressures upstream and downstream of the injector 6. A description of the estimation of the gas pressure is omitted. The flow rate of the injector 6 is obtained from the measurement values of the temperature sensor 32 and the pressure sensors 31a and 31b. Note that the sensor measurement values used to obtain the flow rate of the injector 6 are not limited to the above example. For example, if a flow rate sensor is provided upstream or downstream of the injector 6, the measurement value of the flow rate sensor can be used as the flow rate of the injector 6 as is.

制御器10は、インジェクタ6を開いている間、インジェクタ6から噴射された燃料ガスの体積(噴射量)を繰り返し算出する(ステップS15、NO、S13)。噴射量は、インジェクタ6を開いたときからの時間と、インジェクタ6の流量から求まる。制御器10は、高圧燃料管7aの内圧が第2圧へ下がるまでに噴射量が所定の噴射量閾値を超えたら、主止弁5a、5bの少なくとも一方が不良であると判定する(ステップS14:NO)。別言すれば、制御器10は、高圧燃料管7aの内圧が第2圧へ下がる前に噴射量が所定の噴射量閾値を超えたら、主止弁5a、5bの少なくとも一方が不良であると判定する。 The controller 10 repeatedly calculates the volume (injection amount) of fuel gas injected from the injector 6 while the injector 6 is open (steps S15, NO, S13). The injection amount is calculated from the time since the injector 6 was opened and the flow rate of the injector 6. If the injection amount exceeds a predetermined injection amount threshold before the internal pressure of the high-pressure fuel pipe 7a drops to the second pressure, the controller 10 determines that at least one of the main stop valves 5a, 5b is defective (step S14: NO). In other words, if the injection amount exceeds a predetermined injection amount threshold before the internal pressure of the high-pressure fuel pipe 7a drops to the second pressure, the controller 10 determines that at least one of the main stop valves 5a, 5b is defective.

第1圧と第2圧は予め定められている。第2圧は第1圧よりも低い値に設定されている。噴射量閾値は、高圧燃料管7aの内圧を第1圧から第2圧まで下げるのに必要なガス体積に設定されている。従って、インジェクタ6の噴射量が噴射量閾値を超える前に高圧燃料管7aの内圧が第2圧まで下がったら、制御器10は、主止弁5a、5bは正常であると判定する(ステップS14:NO、S15:YES)。この場合、制御器10は、主止弁5a、5bが正常である旨の通知を上位制御器(不図示)に通知する(ステップS16)。そして、制御器10は、インジェクタ6を閉じ(ステップS18)、FCスタック内圧監視処理を終了し(ステップS19)、主止弁検査処理を終了する。 The first pressure and the second pressure are determined in advance. The second pressure is set to a value lower than the first pressure. The injection amount threshold is set to a gas volume required to reduce the internal pressure of the high-pressure fuel pipe 7a from the first pressure to the second pressure. Therefore, if the internal pressure of the high-pressure fuel pipe 7a drops to the second pressure before the injection amount of the injector 6 exceeds the injection amount threshold, the controller 10 determines that the main stop valves 5a and 5b are normal (step S14: NO, S15: YES). In this case, the controller 10 notifies the upper controller (not shown) that the main stop valves 5a and 5b are normal (step S16). Then, the controller 10 closes the injector 6 (step S18), ends the FC stack internal pressure monitoring process (step S19), and ends the main stop valve inspection process.

一方、インジェクタ6の噴射量が噴射量閾値を上回っているとき、主止弁5a、5bの少なくとも一方が完全に閉鎖しておらず、燃料タンク4a、4bから高圧燃料管7aへ燃料ガスが漏れていることが判明する。すなわち、制御器10は、主止弁5a、5bの少なくとも一方が閉鎖不良を生じていると判定する。この場合、制御器10は、主止弁5a、5bの不良を上位制御器(不図示)に通知する(ステップS17)。主止弁5aまたは5bの不良が検知された場合、制御器10は、内圧が第2圧まで下がらなくてもインジェクタ6を閉じる(ステップS18)。インジェクタ6を閉じた後、制御器10は、FCスタック内圧監視処理を終了し(ステップS19)、主止弁検査処理を終了する。 On the other hand, when the injection amount of the injector 6 exceeds the injection amount threshold, it is found that at least one of the main stop valves 5a, 5b is not completely closed and fuel gas is leaking from the fuel tanks 4a, 4b to the high-pressure fuel pipe 7a. That is, the controller 10 determines that at least one of the main stop valves 5a, 5b is defective. In this case, the controller 10 notifies a higher-level controller (not shown) of the defect in the main stop valves 5a, 5b (step S17). If a defect in the main stop valve 5a or 5b is detected, the controller 10 closes the injector 6 even if the internal pressure does not drop to the second pressure (step S18). After closing the injector 6, the controller 10 ends the FC stack internal pressure monitoring process (step S19) and ends the main stop valve inspection process.

ステップS16を経由して主止弁検査処理を終了した場合、上位制御器は、次の通常処理を実行する。主止弁検査処理がFCスタック3の起動前に実施された場合、主止弁が正常であれば、上位制御器は、次にFCスタック3の起動処理を実行する。主止弁検査処理がFCスタックの停止前に実施された場合、主止弁が正常であれば、上位制御器は、次にFCスタック3を停止する処理を実行する。 When the main stop valve inspection process is completed via step S16, the upper controller executes the next normal process. If the main stop valve inspection process is performed before starting up the FC stack 3, and if the main stop valve is normal, the upper controller then executes the startup process for the FC stack 3. If the main stop valve inspection process is performed before stopping the FC stack, and if the main stop valve is normal, the upper controller then executes the process to stop the FC stack 3.

一方、ステップS17を経由して主止弁検査処理を終了した場合、上位制御器は、主止弁不良に対応した処理(異常時対応処理)を実行する。主止弁5aまたは5bの不良が検知された場合、上位制御器は、例えばFCシステム2の表示装置に、主旨弁不良を示すメッセージを表示する。あるいは、上位制御器は、FCシステム2の警告ランプを点灯させる。 On the other hand, if the main stop valve inspection process is terminated via step S17, the upper controller executes a process corresponding to a main stop valve malfunction (abnormality response process). If a malfunction of the main stop valve 5a or 5b is detected, the upper controller displays a message indicating a main stop valve malfunction, for example, on the display device of the FC system 2. Alternatively, the upper controller turns on a warning lamp of the FC system 2.

図2、3の処理により、主止弁5a、5bが制御器10からの閉鎖指令に応じて完全に閉じるか否かが検査される。 The processing in Figures 2 and 3 checks whether the main stop valves 5a and 5b are completely closed in response to a closure command from the controller 10.

続いて、図4を参照してFCスタック内圧監視処理を説明する。図4の処理は、主止弁検査処理の間、繰り返し実行される。より正確には、主止弁検査処理においてインジェクタ6が開いている間、図4の処理が繰り返し実行される。 Next, the FC stack internal pressure monitoring process will be described with reference to FIG. 4. The process of FIG. 4 is repeatedly executed during the main stop valve inspection process. More precisely, the process of FIG. 4 is repeatedly executed while the injector 6 is open during the main stop valve inspection process.

制御器10は、FCスタック3の内圧を取得する(ステップS22)。低圧燃料管7bはFCスタック3に直結しているので、低圧燃料管7bの内圧を計測する圧力センサ31bの計測値がFCスタック3の内圧として用いられる。 The controller 10 acquires the internal pressure of the FC stack 3 (step S22). Since the low-pressure fuel pipe 7b is directly connected to the FC stack 3, the measurement value of the pressure sensor 31b that measures the internal pressure of the low-pressure fuel pipe 7b is used as the internal pressure of the FC stack 3.

制御器10は、FCスタック3の内圧を所定の閾値圧と比較する(ステップS23)。閾値圧は、FCスタック3を起動するのに適した圧力範囲の上限値に設定されている。図3のステップS12にてインジェクタ6を開くと同時にFCスタック3の内圧は上昇し始める。FCスタック3の内圧が閾値圧に達したら(ステップS23:YES)、制御器10はステップS24、S25の処理を実行する。すなわち、制御器10は、排ガス弁18を開き(ステップS24)、外気へ放出される排ガスに含まれる燃料の濃度が上限濃度以下となるようにコンプレッサ9を駆動する(ステップS25)。 The controller 10 compares the internal pressure of the FC stack 3 with a predetermined threshold pressure (step S23). The threshold pressure is set to the upper limit of the pressure range suitable for starting the FC stack 3. The internal pressure of the FC stack 3 starts to rise at the same time as the injector 6 is opened in step S12 of FIG. 3. When the internal pressure of the FC stack 3 reaches the threshold pressure (step S23: YES), the controller 10 executes the processes of steps S24 and S25. That is, the controller 10 opens the exhaust gas valve 18 (step S24) and drives the compressor 9 so that the concentration of fuel contained in the exhaust gas discharged to the outside air is equal to or lower than the upper limit concentration (step S25).

なお、FCスタック内圧監視処理の間、制御器10は、空気供給弁23と空気排出弁24を閉じ、バイパス弁13を開いた状態に保持する。バイパス弁13が開かれているので、コンプレッサ9からバイパス流路11を経由して空気が排ガス管17に送られる。FCスタック3の燃料ガスの一部は気液分離器15を経由して排ガス管17を流れる。排ガス管17の途中に取り付けられたマフラ20にて、FCスタック3から排出された燃料ガスは空気と混合され、外気へ放出される。 During the FC stack internal pressure monitoring process, the controller 10 closes the air supply valve 23 and air exhaust valve 24, and keeps the bypass valve 13 open. Because the bypass valve 13 is open, air is sent from the compressor 9 to the exhaust gas pipe 17 via the bypass flow path 11. A portion of the fuel gas from the FC stack 3 flows through the exhaust gas pipe 17 via the gas-liquid separator 15. The fuel gas exhausted from the FC stack 3 is mixed with air in the muffler 20 attached midway through the exhaust gas pipe 17, and is released to the outside air.

ステップS25にて、制御器10は、外気に放出される排ガスに含まれる燃料濃度が所定の上限濃度以下となるように、コンプレッサ9を駆動する。コンプレッサ9の出力を上げればマフラ20に供給される空気量が増え、燃料濃度が下がる。この制御により、規定値(上限濃度)を超える濃度の燃料を含んだ排ガスが放出されることが防止される。 In step S25, the controller 10 drives the compressor 9 so that the fuel concentration contained in the exhaust gas released into the outside air is equal to or lower than a predetermined upper limit concentration. Increasing the output of the compressor 9 increases the amount of air supplied to the muffler 20, decreasing the fuel concentration. This control prevents exhaust gas containing fuel with a concentration exceeding a specified value (upper limit concentration) from being released.

ステップS23の判断において、FCスタック3の内圧が閾値圧を超えない場合、制御器10は排ガス弁18を開くことなく、また、コンプレッサ9を駆動することなく、処理を終了する(ステップS23:NO、S26)。先に述べたように、制御器10は、図4の処理を繰り返し実行する。 If it is determined in step S23 that the internal pressure of the FC stack 3 does not exceed the threshold pressure, the controller 10 ends the process without opening the exhaust gas valve 18 or driving the compressor 9 (steps S23: NO, S26). As described above, the controller 10 repeatedly executes the process of FIG. 4.

実施例のFCシステム2における主止弁検査の利点について説明する。制御器10は、主止弁検査処理を行う間、FCスタック3の内圧が閾値圧に達したら排ガス弁18を開く。同時に制御器10は、排ガス管17から放出される燃料の濃度が上限濃度以下となるようにコンプレッサ9を駆動する。前者の処理により、主止弁検査の間にFCスタック3に多くの燃料ガスが滞留することが回避される。後者の処理により、主止弁検査の間、高濃度の燃料を含む排ガスが外に放出されることが回避される。 The advantages of the main stop valve inspection in the FC system 2 of the embodiment will be described. During the main stop valve inspection process, the controller 10 opens the exhaust gas valve 18 when the internal pressure of the FC stack 3 reaches a threshold pressure. At the same time, the controller 10 drives the compressor 9 so that the concentration of fuel released from the exhaust gas pipe 17 is equal to or lower than the upper limit concentration. The former process prevents a large amount of fuel gas from remaining in the FC stack 3 during the main stop valve inspection. The latter process prevents exhaust gas containing a high concentration of fuel from being released to the outside during the main stop valve inspection.

FCシステム2の規模が大きくなると(FCスタックに接続される燃料タンクの数が多くなると)、高圧燃料管7aの容量が大きくなる。高圧燃料管7aの容量が大きくなると、主止弁検査のときにFCスタック3へ流れ込む燃料ガスの量が多くなる。実施例のFCシステム2における主止弁検査処理は、そのような大規模なFCシステムに好適である。 As the scale of the FC system 2 increases (as the number of fuel tanks connected to the FC stack increases), the capacity of the high-pressure fuel pipe 7a increases. As the capacity of the high-pressure fuel pipe 7a increases, the amount of fuel gas that flows into the FC stack 3 during main stop valve inspection increases. The main stop valve inspection process in the FC system 2 of the embodiment is suitable for such large-scale FC systems.

実施例の主止弁検査処理では、高圧燃料管7aの内圧と、インジェクタ6を開いている間の噴射量に基づいて主止弁の良否を判定する。インジェクタ6の噴射量に基づくので、短時間で主止弁の良否判定が完了する。実施例の処理は、主止弁の良否を短時間で判定できる。 In the main stop valve inspection process of the embodiment, the quality of the main stop valve is judged based on the internal pressure of the high-pressure fuel pipe 7a and the injection volume while the injector 6 is open. Since it is based on the injection volume of the injector 6, the quality of the main stop valve is judged in a short time. The process of the embodiment can judge the quality of the main stop valve in a short time.

実施例のFCシステム2では、主止弁検査処理の間、FCスタック3の内圧が閾値圧を超えると燃料ガスを放出する。FCスタック3の内圧が過度に高まることが防止される。また、FCスタック3に残った燃料ガスを放出する際、制御器10とコンプレッサ9の働きによって燃料濃度が上限濃度以下になるように希釈される。さらには、燃料希釈用の空気はFCスタック3を迂回してコンプレッサ9から排ガス管17へ送られる。FCスタック3に過度な空気が送られることがないので、FCスタック3の乾燥も防ぐことができる。 In the FC system 2 of the embodiment, during the main stop valve inspection process, if the internal pressure of the FC stack 3 exceeds a threshold pressure, fuel gas is released. The internal pressure of the FC stack 3 is prevented from rising excessively. In addition, when the fuel gas remaining in the FC stack 3 is released, the controller 10 and compressor 9 work to dilute the fuel so that the fuel concentration is below the upper limit concentration. Furthermore, the air used to dilute the fuel is sent from the compressor 9 to the exhaust gas pipe 17, bypassing the FC stack 3. Since excessive air is not sent to the FC stack 3, the FC stack 3 can also be prevented from drying out.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。高圧燃料管7aが、主止弁5a、5bとインジェクタ6を接続する燃料管に相当する。実施例では、主止弁5a、5bを同時に開閉した。一方の主止弁を閉じたまま他方の主止弁を開閉して図2~4の処理を実行し、その後に他方の主止弁を閉じたまま一方の主止弁を開閉して図2~4の処理を実行してもよい。複数の主止弁の良否を個別に判定できる。インジェクタに接続される燃料タンク(主止弁)の数は、3個以上であってもよい。また、FCシステムは、複数の燃料タンクに対して一つの主止弁を備える構成であってもよい。 Notes regarding the technology described in the embodiment are as follows. The high-pressure fuel pipe 7a corresponds to the fuel pipe connecting the main stop valves 5a, 5b to the injector 6. In the embodiment, the main stop valves 5a, 5b are opened and closed simultaneously. One main stop valve may be closed while the other main stop valve is closed to execute the processes of Figures 2 to 4, and then one main stop valve may be opened and closed while the other main stop valve is closed to execute the processes of Figures 2 to 4. The quality of multiple main stop valves can be determined individually. The number of fuel tanks (main stop valves) connected to the injector may be three or more. The FC system may also be configured to have one main stop valve for multiple fuel tanks.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described above in detail, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and variations of the specific examples exemplified above. The technical elements described in this specification or drawings exert technical utility alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Furthermore, the technology exemplified in this specification or drawings can achieve multiple objectives simultaneously, and achieving one of those objectives is itself technically useful.

2:FCシステム 3:FCスタック 4a、4b:燃料タンク 5a、5b:主止弁 6:インジェクタ 7:燃料管 7a:高圧燃料管 7b:低圧燃料管 9:コンプレッサ 10:制御器 11:バイパス流路 12:空気管 13:バイパス弁 14:ポンプ 15:気液分離器 16:還流路 17:排ガス管 18:排ガス弁 19:排空気管 20:マフラ 23:空気供給弁 24:空気排出弁 31a、31b:圧力センサ 32:温度センサ 2: FC system 3: FC stack 4a, 4b: Fuel tank 5a, 5b: Main stop valve 6: Injector 7: Fuel pipe 7a: High pressure fuel pipe 7b: Low pressure fuel pipe 9: Compressor 10: Controller 11: Bypass flow path 12: Air pipe 13: Bypass valve 14: Pump 15: Gas-liquid separator 16: Return flow path 17: Exhaust gas pipe 18: Exhaust gas valve 19: Exhaust air pipe 20: Muffler 23: Air supply valve 24: Air exhaust valve 31a, 31b: Pressure sensor 32: Temperature sensor

Claims (3)

燃料タンクと、
燃料電池スタックと、
前記燃料タンクからの燃料ガスの流出を止める主止弁と、
前記燃料電池スタックに供給する前記燃料ガスの流量を調整するインジェクタと、
前記主止弁と前記インジェクタを接続する燃料管と、
前記燃料電池スタックへ空気を送るコンプレッサと、
前記燃料電池スタック内の前記燃料ガスを前記空気と混合して放出する排ガス管と、
前記排ガス管を閉鎖する排ガス弁と、
前記主止弁と前記インジェクタと前記コンプレッサと前記排ガス弁を制御する制御器と、
を備えており、
前記制御器は、前記主止弁を開閉した後に前記インジェクタを開閉し、前記燃料管内の圧力変化に基づいて前記主止弁の良否を判定する主止弁検査を行う間、前記燃料電池スタックの内圧が所定の閾値圧に達したら前記排ガス弁を開くとともに前記排ガス管から放出される燃料の濃度が所定の上限濃度以下となるように前記コンプレッサを駆動する、燃料電池システム。
A fuel tank;
A fuel cell stack;
a main stop valve for stopping the outflow of fuel gas from the fuel tank;
an injector for adjusting a flow rate of the fuel gas supplied to the fuel cell stack;
a fuel pipe connecting the main stop valve and the injector;
a compressor for delivering air to the fuel cell stack;
an exhaust gas pipe that mixes the fuel gas in the fuel cell stack with the air and discharges the mixture;
an exhaust gas valve for closing the exhaust gas pipe;
a controller that controls the main stop valve, the injector, the compressor, and the exhaust gas valve;
Equipped with
The controller opens and closes the injector after opening and closing the main stop valve, and while performing a main stop valve inspection to determine whether the main stop valve is good or bad based on pressure changes in the fuel pipe, opens the exhaust gas valve when the internal pressure of the fuel cell stack reaches a predetermined threshold pressure, and drives the compressor so that the concentration of fuel released from the exhaust gas pipe is below a predetermined upper limit concentration.
前記制御器は、前記主止弁検査において、
前記インジェクタを閉じ前記主止弁を開いて前記燃料管の内圧を第1圧まで上げ、次いで前記主止弁を閉じ前記インジェクタを開き、前記燃料管の内圧が第2圧へ下がるまでに前記インジェクタの燃料ガス噴射量が所定の噴射量閾値を超えたら前記主止弁が不良であると判定する、
請求項1に記載の燃料電池システム。
The controller, in the main stop valve inspection,
closing the injector and opening the main stop valve to raise the internal pressure of the fuel pipe to a first pressure, then closing the main stop valve and opening the injector, and if the amount of fuel gas injected by the injector exceeds a predetermined injection amount threshold before the internal pressure of the fuel pipe drops to a second pressure , it is determined that the main stop valve is defective.
The fuel cell system according to claim 1 .
前記コンプレッサから前記燃料電池スタックを迂回して前記排ガス管へ前記空気を送るバイパス流路を備えており、前記制御器は、前記主止弁検査を行う間、前記バイパス流路を使って前記コンプレッサから前記排ガス管へ前記空気を送る、請求項1または2に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 2, further comprising a bypass flow path that sends the air from the compressor to the exhaust gas pipe, bypassing the fuel cell stack, and the controller sends the air from the compressor to the exhaust gas pipe using the bypass flow path while performing the main stop valve inspection.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268178A (en) 2004-03-22 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2007035445A (en) 2005-07-27 2007-02-08 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2007257956A (en) 2006-03-22 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2008171623A (en) 2007-01-10 2008-07-24 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2013246984A (en) 2012-05-25 2013-12-09 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system and method for operating the same
JP2018097936A (en) 2016-12-08 2018-06-21 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and control method thereof
JP2019149321A (en) 2018-02-28 2019-09-05 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268178A (en) 2004-03-22 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2007035445A (en) 2005-07-27 2007-02-08 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2007257956A (en) 2006-03-22 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2008171623A (en) 2007-01-10 2008-07-24 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP2013246984A (en) 2012-05-25 2013-12-09 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system and method for operating the same
JP2018097936A (en) 2016-12-08 2018-06-21 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and control method thereof
JP2019149321A (en) 2018-02-28 2019-09-05 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system

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