JP2013253672A - 高圧ガスシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高圧ガスシステム10は、複数のガスタンク12のそれぞれに設けられ、ガス温度を検出して検出結果の温度信号を出力する温度センサ19と、各温度センサ19から出力される温度信号を受けて各ガスタンク12の主止弁13の開閉を制御する電子制御装置20と、を備える。電子制御装置20は、開弁要求に応じて複数の主止弁13を開弁した後、何れかの温度信号のガス温度が所定温度を超えた場合又は何れかの温度信号のガス温度の上昇率が所定上昇率を超えた場合に、該温度信号を出力する温度センサ19が設けられたガスタンク12の主止弁13を閉じる。
【選択図】図1
Description
これによって、高圧ガスタンク内のガスの温度の過度の上昇を防止し、ガスの温度を所定の保障温度範囲内に収め、高圧ガスシステムの所望の信頼性を確保することができる。
これによって、次回の開弁要求に対して、再び低圧側の高圧ガスタンクにおいてガスの温度が上昇することを防止しつつ、この低圧側の高圧ガスタンクからガスを供給することができる。
これによって、ガスの温度を所定の保障温度範囲内に収め、高圧ガスシステムの所望の信頼性を確保することができる。
高圧ガス流路14は、例えば、各主止弁13に接続された流路14a,…,14aを合流させる合流部14bを備え、全てのガスタンク12から供給される反応ガスを合流させて燃料電池スタック11へと通流させる。
そして、各ガスタンク12毎に設けられた主止弁13は、各ガスタンク12と流路14aとの間での反応ガスの流れを許容および遮断する。
中圧デバイス16は、例えば、高圧ガス流路14において1次減圧弁15と燃料電池スタック11との間に設けられている。
中圧センサ(P2)18は、例えば、高圧ガス流路14において1次減圧弁15と中圧デバイス16との間に設けられ、高圧ガス流路14内を流通する反応ガスの圧力を検出して検出結果の圧力信号を出力する。
例えば図2に示すステップS01においては、高圧ガスシステム10の起動時などにおいて発生する開弁要求に応じて各ガスタンク12の主止弁13を開弁し、この開弁後に各温度センサ19から逐次出力される温度信号に基づいて、各ガスタンク12内のガス温度を取得する。
この判定結果が「NO」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS03に進む。
次に、ステップS04においては、上述したステップS02の判定処理においてガス温度の温度上昇率が所定上昇率よりも大きい、あるいはガス温度が所定温度よりも高いと判定されたガスタンク12を高温側のガスタンク12とし、これら以外のガスタンク12を低温側のガスタンク12とする。そして、高圧ガスシステム10の次回の起動時などにおいて発生する開弁要求に対して、低温側のガスタンク12の主止弁13の開弁を許可し、高温側のガスタンク12の主止弁13の開弁を禁止し、エンドに進む。
そして、この圧力差に応じて、高圧側から低圧側へと反応ガスが通流し、例えば図3に示すように、第1温度センサ19aから出力されるガス温度T1が低下傾向に変化することに伴い、第2温度センサ19bから出力されるガス温度T2が増大傾向に変化する。
そして、高圧ガスシステム10の次回の起動時などにおいて発生する開弁要求に対して、第1温度センサ19aを備える第1ガスタンク12aの主止弁13の開弁は許可され、第2温度センサ19bを備える第2ガスタンク12bの主止弁13の開弁は禁止される。
そして、高圧ガスシステム10の次回の起動時などにおいて発生する開弁要求に対して、相対的にガス温度が低下した第1温度センサ19aを備える第1ガスタンク12aの主止弁13の開弁は許可され、相対的にガス温度が増大した第2温度センサ19bを備える第2ガスタンク12bの主止弁13の開弁は禁止される。
これにより、再びガスタンク12においてガス温度が過度に上昇することを防止しつつ、このガスタンク12から反応ガスを燃料電池スタック11へと供給することができる。または、次回の開弁要求に対して、すべての主止弁13の開弁を許可しないよう制御し、高圧ガスシステム10の利用者にメンテナンスを促すように動作させてもよい。
例えば図5に示すステップS11においては、高圧ガスシステム10の起動時などにおいて発生する開弁要求に応じて各ガスタンク12の主止弁13を開弁し、この開弁後に高圧センサ(P1)17または中圧センサ(P2)18から逐次出力される圧力信号に基づいて、高圧ガス流路14内を流通する反応ガスの圧力の指示値を取得する。
さらに、高圧ガス流路14内を流通する反応ガスの流量を検出する流量センサ(図示略)から逐次出力される流量の検出結果の流量信号を受けて、あるいは、燃料電池スタック11の出力電流および出力電圧を検出する各センサ(図示略)から逐次出力される検出結果の信号を受けて、燃料電池スタック11の発電量を把握する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS14に進み、このステップS14においては、各主止弁13は正常であると判定し、エンドに進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS15に進み、このステップS15においては、少なくとも何れかの主止弁13は異常、例えば意図されない閉弁状態となる閉弁不良であると判定し、ステップS16に進む。
これによって、ガス温度を所定の保障温度範囲内に収め、高圧ガスシステム10の所望の信頼性を確保することができる。
一方、燃料電池スタック11においては所望の発電量が確保されることから、高圧ガス流路14内を流通する反応ガスに対して、燃料電池スタック11の発電量に応じた所望の流量が維持される。
これらによって、例えば図6に示すように、高圧ガス流路14内を流通する反応ガスの圧力の指示値は、燃料電池スタック11の発電量に応じた反応ガスの流量から推定される圧力の推定値に比べて低下する。
これによって、ガス温度を所定の保障温度範囲内に収め、高圧ガスシステム10の所望の信頼性を確保することができる。
この場合には、例えば、上述したステップS02において、少なくとも何れかのガスタンク12内の圧力の圧力上昇率は所定上昇率よりも大きいか否か、あるいは、少なくとも何れかのガスタンク12内の圧力は所定圧力よりも高いか否かを判定する。
この場合には、例えば、上述したステップS11〜S13において、少なくとも何れかの組み合わせのガスタンク12同士の圧力差は所定値(例えば、5MPaなど)よりも大きいか否かを判定する。
例えば、ガスが流入する各ガスタンク12のうち、いずれかのガスタンク12内のガス温度の低下幅または温度低下率が所定値を超えた場合には、ガス温度が最も高いガスタンク12の主止弁13を閉鎖するようにしてもよい。この場合でも、ガス温度の過度の上昇を防止し、ガスの温度を所定の保障温度範囲内に収め、高圧ガスシステム10の所望の信頼性を確保することができる。
11 燃料電池スタック
12 ガスタンク
13 主止弁
14 高圧ガス流路
15 1次減圧弁
16 中圧デバイス
17 高圧センサ(P1)
18 中圧センサ(P2)
19 温度センサ
20 電子制御装置(ECU)
Claims (3)
- 複数の高圧ガスタンクと、
前記複数の高圧ガスタンクから供給されるガスを合流させて通流させる高圧ガス流路と、
各前記高圧ガスタンク毎に設けられ、各前記高圧ガスタンクと前記高圧ガス流路との間での前記ガスの流れを許容および遮断する遮断弁と、
各前記高圧ガスタンク毎に設けられ、前記ガスの温度を検出して検出結果の温度信号を出力する温度センサと、
各前記温度センサから出力される前記温度信号を受けて各前記遮断弁の開閉を制御可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
開弁要求に応じて複数の前記遮断弁を開弁した後、何れかの前記温度信号の前記温度が所定温度を超えた場合又は何れかの前記温度信号の前記温度の上昇率が所定値を超えた場合に、該温度信号を出力する前記温度センサが設けられた前記高圧ガスタンクの前記遮断弁を閉じることを特徴とする高圧ガスシステム。 - 前記制御手段は、何れかの前記温度信号の前記温度に応じて前記遮断弁を閉弁した後、再度、開弁要求を受けた場合に、該遮断弁の開弁を禁止することを特徴とする請求項1に記載の高圧ガスシステム。
- 複数の高圧ガスタンクと、
前記複数の高圧ガスタンクから供給されるガスを合流させて通流させる高圧ガス流路と、
各前記高圧ガスタンク毎に設けられ、各前記高圧ガスタンクと前記高圧ガス流路との間での前記ガスの流れを許容および遮断する遮断弁と、
前記高圧ガス流路に設けられ、前記ガスの圧力を検出して検出結果の圧力信号を出力する圧力センサと、
前記高圧ガス流路を流通した前記ガスの流量を把握する流量把握手段と、
前記圧力信号および前記流量把握手段により把握された前記流量の把握結果を受けて各前記遮断弁の開閉を制御可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
開弁要求に応じて複数の前記遮断弁を開弁した後、前記圧力信号の前記圧力と、前記把握結果の前記流量から得られる圧力との差が所定値を超える場合には、再度、開弁要求を受けたとしても前記遮断弁の開弁を禁止することを特徴とする高圧ガスシステム。
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