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公開番号2025106684
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-16
出願番号2024000127
出願日2024-01-04
発明の名称燃料電池システム及び産業車両
出願人株式会社豊田自動織機,トヨタ自動車株式会社
代理人インフォート弁理士法人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250709BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ソレノイドを有する遮断弁を備える燃料電池システムにおいて、燃料電池の発電制御中にソレノイドに一時的に電流が流れなくなる異常が発生しても、燃料電池の発電が停止することを抑制する。
【解決手段】ソレノイドL1に第1電流が流れることで閉弁状態から開弁状態に切り替わった後、ソレノイドL1に第2電流が流れているとき開弁状態に維持され、ソレノイドL1に電流が流れなくなると開弁状態から閉弁状態に切り替わる遮断弁SVと、制御部Cntとを備えて燃料電池システムFCSを構成し、制御部Cntは、燃料電池FCの発電制御中、ソレノイドL1に電流が流れているにもかかわらず遮断弁SVが閉弁状態であると判断すると、再度、ソレノイドL1に第1電流を流した後、ソレノイドL1に第2電流を流す。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池に供給される水素ガスを貯蔵する水素タンクを備える燃料電池システムであって、
前記水素タンクと前記燃料電池との間に設けられ、第１ソレノイドに第１電流が流れることで閉弁状態から開弁状態に切り替わった後、前記第１ソレノイドに前記第１電流より小さい第２電流が流れているとき開弁状態を維持し、前記第１ソレノイドに電流が流れなくなると開弁状態から閉弁状態に切り替わる遮断弁と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記燃料電池システムの起動時、前記第１ソレノイドに前記第１電流を流した後、前記第１ソレノイドに前記第２電流を流し、
前記燃料電池の発電制御中、前記第１ソレノイドに電流が流れているにもかかわらず前記遮断弁が閉弁状態であると判断すると、再度、前記第１ソレノイドに前記第１電流を流した後、前記第１ソレノイドに前記第２電流を流す
燃料電池システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
第２ソレノイドに第３電流が流れているとき、前記第１ソレノイドに電流を流すことを許可し、前記第２ソレノイドに前記第３電流が流れていないとき、前記第１ソレノイドに電流を流すことを禁止するコンタクタを備え、
前記制御部は、
前記燃料電池システムの起動時、前記第２ソレノイドに前記第３電流を流すとともに前記第１ソレノイドに前記第１電流を流した後、前記第２ソレノイドに前記第３電流を流すとともに前記第１ソレノイドに前記第２電流を流し、
前記燃料電池の発電制御中、前記第１ソレノイドに電流が流れているにもかかわらず前記遮断弁が閉弁状態であると判断すると、再度、前記第２ソレノイドに前記第３電流を流すとともに前記第１ソレノイドに前記第１電流を流した後、前記第２ソレノイドに前記第３電流を流すとともに前記第１ソレノイドに前記第２電流を流す
燃料電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記燃料電池の発電制御中、前記第１ソレノイドを含む第１電路及び前記第２ソレノイドを含む第２電路の少なくとも一方に電流が流れなくなってから所定時間経過するまでの間に前記第１及び第２電路に電流が再度流れると、前記第１ソレノイドに電流が流れているにもかかわらず前記遮断弁が閉弁状態であると判断する
燃料電池システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池システムであって、
前記制御部は、前記燃料電池の発電制御中、前記第１及び第２電路の少なくとも一方に電流が流れなくなってから前記所定時間経過するまでの間に前記第１及び第２電路に電流が再度流れ、かつ、前記遮断弁と前記燃料電池との間の水素ガスの状態を示す値が閾値以下になると、前記第１ソレノイドに電流が流れているにもかかわらず前記遮断弁が閉弁状態であると判断する
燃料電池システム。
【請求項５】
請求項３に記載の燃料電池システムであって、
前記第２電路は、ユーザにより操作されることで前記第２ソレノイドに電流が流れることを禁止する非常停止ボタンが設けられている
燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１～５の何れか１項に記載の燃料電池システムを備える産業車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムとして、水素タンクから燃料電池に供給される水素ガスの状態に基づいて水素タンクと燃料電池との間に設けられる遮断弁の異常を検出するものがある。関連する技術として、例えば、特許文献１がある。
【０００３】
ところで、遮断弁がソレノイドを有する電磁弁で構成される場合では、ソレノイドに比較的大きい電流が流れることで遮断弁が閉弁状態から開弁状態に切り替わり、その後、ソレノイドに比較的小さい電流が流れている間、遮断弁が開弁状態に維持され、ソレノイドに電流が流れなくなると、遮断弁が開弁状態から閉弁状態に切り替わる。このように構成される遮断弁では、ソレノイドを含む電路が断線するなどソレノイドに電流が流れなくなる異常が発生することで開弁状態から閉弁状態に切り替わった後、すぐに断線が復帰してソレノイドに再び電流が流れ始めても、遮断弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えるために必要な大きさの電流がソレノイドに流れない場合、遮断弁が閉弁状態のままとなってしまう。
【０００４】
そのため、上記燃料電池システムでは、遮断弁が電磁弁で構成される場合で、かつ、燃料電池の発電制御中に瞬間的な断線が生じてソレノイドに一時的に電流が流れなくなる異常が発生する場合、遮断弁が閉弁状態のままとなり燃料電池に水素ガスが供給されず燃料電池の発電が停止してしまうという懸念がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００６－２１００５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一側面に係る目的は、ソレノイドを有する遮断弁を備える燃料電池システムにおいて、燃料電池の発電制御中にソレノイドに一時的に電流が流れなくなる異常が発生しても、燃料電池の発電が停止することを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一つの形態である燃料電池システムは、燃料電池に供給される水素ガスを貯蔵する水素タンクを備える燃料電池システムであって、前記水素タンクと前記燃料電池との間に設けられ、第１ソレノイドに第１電流が流れることで閉弁状態から開弁状態に切り替わった後、前記第１ソレノイドに前記第１電流より小さい第２電流が流れているとき開弁状態を維持し、前記第１ソレノイドに電流が流れなくなると開弁状態から閉弁状態に切り替わる遮断弁と、制御部とを備える。
【０００８】
前記制御部は、前記燃料電池システムの起動時、前記第１ソレノイドに前記第１電流を流した後、前記第１ソレノイドに前記第２電流を流し、前記燃料電池システムの起動後、前記第１ソレノイドに電流が流れているにもかかわらず前記遮断弁が閉弁状態であると判断すると、再度、前記第１ソレノイドに前記第１電流を流した後、前記第１ソレノイドに前記第２電流を流す。
【０００９】
これにより、燃料電池の発電制御中に第１ソレノイドに一時的に電流が流れなくなる異常が発生しても、遮断弁を開弁状態に戻すことができるため、水素タンクから燃料電池への水素ガスの供給を復帰させることができ、燃料電池の発電が停止することを抑制することができる。
【００１０】
また、上記燃料電池システムは、第２ソレノイドに第３電流が流れているとき、前記第１ソレノイドに電流を流すことを許可し、前記第２ソレノイドに前記第３電流が流れていないとき、前記第１ソレノイドに電流を流すことを禁止するコンタクタを備え、前記制御部は、前記燃料電池システムの起動時、前記第２ソレノイドに前記第３電流を流すとともに前記第１ソレノイドに前記第１電流を流した後、前記第２ソレノイドに前記第３電流を流すとともに前記第１ソレノイドに前記第２電流を流し、前記燃料電池の発電制御中、前記第１ソレノイドに電流が流れているにもかかわらず前記遮断弁が閉弁状態であると判断すると、再度、前記第２ソレノイドに前記第３電流を流すとともに前記第１ソレノイドに前記第１電流を流した後、前記第２ソレノイドに前記第３電流を流すとともに前記第１ソレノイドに前記第２電流を流すように構成してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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