特開 2024-170096 燃料電池モジュールの制御装置、燃料電池モジュールの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024170096

(43)【公開日】2024-12-06

(54)【発明の名称】燃料電池モジュールの制御装置、燃料電池モジュールの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04858 20160101AFI20241129BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20241129BHJP

   H01M 8/04746 20160101ALI20241129BHJP

   H01M 8/0438 20160101ALI20241129BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20241129BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04858

H01M8/04 J

H01M8/04746

H01M8/0438

H01M8/04 H

H01M8/10 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023087063

(22)【出願日】2023-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】木村 匠

【テーマコード（参考）】

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H126BB06

5H127AA06

5H127AB04

5H127AB29

5H127BA02

5H127BA22

5H127BA33

5H127BA57

5H127BA58

5H127BA59

5H127BB02

5H127BB12

5H127BB37

5H127BB39

5H127CC07

5H127DB03

5H127DC02

5H127DC04

5H127DC56

(57)【要約】

【課題】供給配管の内圧を好適に低下させるとともに、循環流路から排気された水素ガスの濃度を低下させる。
【解決手段】診断ツール２００は、ラジエータファン７３を駆動させ、インジェクタ６２から水素ガスを噴射させた後にインジェクタ６２からの水素ガスの噴射を停止させ、インジェクタ６２からの水素ガスの噴射を停止させた状態で排気排水弁６７を開弁させることによって循環流路６４から水素ガスを排気させた後に排気排水弁６７を閉弁させて、供給配管６３の内圧を低下させる内圧低下処理を行い、内圧低下処理の後に供給配管６３の内圧が所定内圧以上であると、内圧低下処理を再び行い、内圧低下処理の後に供給配管の内圧が所定内圧未満であると、供給配管６３の内圧の低下が完了したと判定する内圧判定処理を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水素ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
水素ガスを噴射するインジェクタと、
前記インジェクタに一端が接続され、水素ガス供給部に他端が接続され、前記水素ガス供給部から供給された水素ガスを前記インジェクタに供給する供給配管と、
前記供給配管の内圧を検出する内圧センサと、
前記インジェクタから噴射された水素ガスを前記燃料電池スタックに循環させる循環流路と、
前記循環流路から水素ガスを排気させる排気排水弁と、を備えた燃料電池モジュールを制御する燃料電池モジュールの制御装置であって、
前記燃料電池モジュールは、前記排気排水弁を介して前記循環流路から排気された水素ガスを攪拌させるファンを備え、
前記制御装置は、
前記供給配管の内圧低下要求があった場合に行う処理であって、前記ファンを駆動させ、前記インジェクタから水素ガスを噴射させた後に前記インジェクタからの水素ガスの噴射を停止させ、前記インジェクタからの水素ガスの噴射を停止させた状態で前記排気排水弁を開弁させることによって前記循環流路から水素ガスを排気させた後に前記排気排水弁を閉弁させて、前記供給配管の内圧を低下させる内圧低下処理を行い、
前記内圧低下処理の後に前記内圧センサから検出された前記供給配管の内圧が所定内圧以上であると、前記内圧低下処理を再び行い、前記内圧低下処理の後に前記内圧センサから検出された前記供給配管の内圧が前記所定内圧未満であると、前記供給配管の内圧の低下が完了したと判定する内圧判定処理を行う、ことを特徴とする燃料電池モジュールの制御装置。

【請求項2】

前記燃料電池モジュールは、前記燃料電池スタックを冷却するための冷媒を空気と熱交換させるラジエータを備え、
前記ファンは、前記ラジエータに向けて送風することによって前記ラジエータに空気を供給するラジエータファンである、請求項１に記載の燃料電池モジュールの制御装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記内圧判定処理において、前記供給配管の内圧の低下が完了したと判定されずに前記内圧低下処理が行われた回数が所定回数以上であると、異常と判定する、請求項１又は請求項２に記載の燃料電池モジュールの制御装置。

【請求項4】

前記燃料電池モジュールは、前記インジェクタからの水素ガスの噴射と、前記排気排水弁の開閉と、を制御する制御部を備え、
前記制御装置は、前記制御部に接続された状態で前記制御部に前記供給配管の内圧低下要求を指令することで前記内圧低下処理を開始する診断ツールである、請求項１又は請求項２に記載の燃料電池モジュールの制御装置。

【請求項5】

水素ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
水素ガスを噴射するインジェクタと、
前記インジェクタに一端が接続され、水素ガス供給部に他端が接続され、前記水素ガス供給部から供給された水素ガスを前記インジェクタに供給する供給配管と、
前記供給配管の内圧を検出する内圧センサと、
前記インジェクタから噴射された水素ガスを前記燃料電池スタックに循環させる循環流路と、
前記循環流路から水素ガスを排気させる排気排水弁と、を備えた燃料電池モジュールを制御装置によって制御する燃料電池モジュールの制御方法であって、
前記燃料電池モジュールは、前記排気排水弁を介して前記循環流路から排気された水素ガスを攪拌させるファンを備え、
前記供給配管の内圧低下要求があった場合に行う処理であって、
前記制御装置が前記ファンを駆動させるステップと、
前記制御装置が前記インジェクタから水素ガスを噴射させた後に前記インジェクタからの水素ガスの噴射を停止させるステップと、
前記制御装置が前記インジェクタからの水素ガスの噴射を停止させた状態で前記排気排水弁を開弁させることによって前記循環流路から水素ガスを排気させた後に前記排気排水弁を閉弁させるステップと、を含み、前記供給配管の内圧を低下させる内圧低下処理を行い、
前記内圧低下処理の後に前記内圧センサから検出された前記供給配管の内圧が所定内圧以上であると、前記制御装置が前記内圧低下処理を再び行うステップと、
前記内圧低下処理の後に前記内圧センサから検出された前記供給配管の内圧が前記所定内圧未満であると、前記制御装置が前記供給配管の内圧の低下が完了したと判定するステップと、を含む内圧判定処理を行う、ことを特徴とする燃料電池モジュールの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池モジュールの制御装置、燃料電池モジュールの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の燃料電池モジュールは、水素ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、水素ガスを噴射するインジェクタと、水素ガス供給部から供給された水素ガスをインジェクタに供給する供給配管と、循環流路と、排気排水弁と、を備える。循環流路は、インジェクタから噴射された水素ガスを燃料電池スタックに循環させる。排気排水弁は、水素ガスを含む排ガスを循環流路の内部から排気させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－１７２０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

燃料電池モジュールから供給配管を取り外す場合などには、供給配管の内圧を低下させる必要がある。また、仮に供給配管の内部の水素ガスが循環流路を介して排気排水弁から排気されると、排気された水素ガスの濃度を低下させる必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する燃料電池モジュールの制御装置は、水素ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、水素ガスを噴射するインジェクタと、前記インジェクタに一端が接続され、水素ガス供給部に他端が接続され、前記水素ガス供給部から供給された水素ガスを前記インジェクタに供給する供給配管と、前記供給配管の内圧を検出する内圧センサと、前記インジェクタから噴射された水素ガスを前記燃料電池スタックに循環させる循環流路と、前記循環流路から水素ガスを排気させる排気排水弁と、を備えた燃料電池モジュールを制御する燃料電池モジュールの制御装置であって、前記燃料電池モジュールは、前記排気排水弁を介して前記循環流路から排気された水素ガスを攪拌させるファンを備え、前記制御装置は、前記供給配管の内圧低下要求があった場合に行う処理であって、前記ファンを駆動させ、前記インジェクタから水素ガスを噴射させた後に前記インジェクタからの水素ガスの噴射を停止させ、前記インジェクタからの水素ガスの噴射を停止させた状態で前記排気排水弁を開弁させることによって前記循環流路から水素ガスを排気させた後に前記排気排水弁を閉弁させて、前記供給配管の内圧を低下させる内圧低下処理を行い、前記内圧低下処理の後に前記内圧センサから検出された前記供給配管の内圧が所定内圧以上であると、前記内圧低下処理を再び行い、前記内圧低下処理の後に前記内圧センサから検出された前記供給配管の内圧が前記所定内圧未満であると、前記供給配管の内圧の低下が完了したと判定する内圧判定処理を行う、ことを特徴とする。

【0006】

上記課題を解決する燃料電池モジュールの制御方法は、水素ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、水素ガスを噴射するインジェクタと、前記インジェクタに一端が接続され、水素ガス供給部に他端が接続され、前記水素ガス供給部から供給された水素ガスを前記インジェクタに供給する供給配管と、前記供給配管の内圧を検出する内圧センサと、前記インジェクタから噴射された水素ガスを前記燃料電池スタックに循環させる循環流路と、前記循環流路から水素ガスを排気させる排気排水弁と、を備えた燃料電池モジュールを制御装置によって制御する燃料電池モジュールの制御方法であって、前記燃料電池モジュールは、前記排気排水弁を介して前記循環流路から排気された水素ガスを攪拌させるファンを備え、前記供給配管の内圧低下要求があった場合に行う処理であって、前記制御装置が前記ファンを駆動させるステップと、前記制御装置が前記インジェクタから水素ガスを噴射させた後に前記インジェクタからの水素ガスの噴射を停止させるステップと、前記制御装置が前記インジェクタからの水素ガスの噴射を停止させた状態で前記排気排水弁を開弁させることによって前記循環流路から水素ガスを排気させた後に前記排気排水弁を閉弁させるステップと、を含み、前記供給配管の内圧を低下させる内圧低下処理を行い、前記内圧低下処理の後に前記内圧センサから検出された前記供給配管の内圧が所定内圧以上であると、前記制御装置が前記内圧低下処理を再び行うステップと、前記内圧低下処理の後に前記内圧センサから検出された前記供給配管の内圧が前記所定内圧未満であると、前記制御装置が前記供給配管の内圧の低下が完了したと判定するステップと、を含む内圧判定処理を行う、ことを特徴とする。

【0007】

上記の構成および上記の方法によれば、内圧低下処理において、供給配管の内部の水素ガスをインジェクタによって循環流路に供給することで、供給配管の内圧を低下させることができる。内圧低下処理において、排気排水弁を開弁させることで、循環流路の内部の水素ガスを循環流路から排気させることができる。内圧判定処理において、内圧センサから検出された供給配管の内圧が所定内圧未満になるまで内圧低下処理が繰り返し行われる。これにより、内圧センサから検出された供給配管の内圧が所定内圧未満になるまで、インジェクタからの水素ガスの噴射による供給配管の内圧の低下と、排気排水弁の開弁による循環流路からの水素ガスの排気と、を繰り返し行える。したがって、供給配管の内圧を好適に低下させることができる。また、制御装置は、内圧低下処理において、ファンを駆動させる。これにより、ファンにて発生する送風によって、循環流路から排気された水素ガスを攪拌させることができる。したがって、循環流路から排気された水素ガスの濃度を低下させることができる。

【0008】

燃料電池モジュールの制御装置において、前記燃料電池モジュールは、前記燃料電池スタックを冷却するための冷媒を空気と熱交換させるラジエータを備え、前記ファンは、前記ラジエータに向けて送風することによって前記ラジエータに空気を供給するラジエータファンであってもよい。

【0009】

上記の構成によれば、排気排水弁を介して循環流路から排気された水素ガスを攪拌させるために、ラジエータファンとは別にファンを燃料電池モジュールに設ける場合と比較して、燃料電池モジュールに搭載される部品点数を低減できる。

【0010】

燃料電池モジュールの制御装置において、前記制御装置は、前記内圧判定処理において、前記供給配管の内圧の低下が完了したと判定されずに前記内圧低下処理が行われた回数が所定回数以上であると、異常と判定してもよい。

【0011】

上記の構成によれば、制御装置による異常との判定をうけて、作業者が燃料電池モジュールに異常が生じていることを認識できる。
燃料電池モジュールの制御装置において、前記燃料電池モジュールは、前記インジェクタからの水素ガスの噴射と、前記排気排水弁の開閉と、を制御する制御部を備え、前記制御装置は、前記制御部に接続された状態で前記制御部に前記供給配管の内圧低下要求を指令することで前記内圧低下処理を開始する診断ツールであってもよい。

【0012】

上記の構成によれば、内圧低下処理及び内圧判定処理の実行を、診断ツールを所持し且つ制御部に接続可能な特定の作業員のみに制限できる。

【発明の効果】

【0013】

この発明によれば、供給配管の内圧を好適に低下させることができるとともに、循環流路から排気された水素ガスの濃度を低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、燃料電池モジュールを示す模式図である。

【図2】図２は、制御装置が行う処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図3】図３は、制御装置が行う処理の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、燃料電池モジュールの制御装置および燃料電池モジュールの制御方法を具体化した実施形態を図面にしたがって説明する。本実施形態における燃料電池モジュールは、産業車両に搭載されている。なお、以下では、説明の都合上、燃料電池モジュールが搭載される産業車両についての説明を、燃料電池モジュールの説明よりも先に行う。

【0016】

＜燃料電池モジュールが搭載される産業車両＞
図１に示すように、産業車両１は、燃料電池モジュール１０と、筐体１１と、キースイッチ１５と、車両負荷９２と、を備えている。車両負荷９２は、電力によって駆動する装置である。車両負荷９２は、例えば、電力によって駆動する電動機である。この電動機の駆動によって産業車両１は走行する。産業車両１は、例えば、フォークリフト、又はトーイングトラクタである。

【0017】

キースイッチ１５は、産業車両１のユーザによって操作される。ユーザによる操作によって、キースイッチ１５のオンとオフとが切り替えられる。以下の説明において、キースイッチ１５がオンされることをキーオンと称し、キースイッチ１５がオフされることをキーオフと称する場合がある。

【0018】

筐体１１は、燃料電池モジュール１０を収容する。筐体１１の壁部には、通気孔が形成されている。通気孔は、筐体１１の壁部を貫通している。筐体１１の壁部に形成される通気孔は、１つであってもよいし、複数であってもよい。通気孔を介して、筐体１１の内部と外部とは連通されている。そのため、筐体１１の内部は密閉されていない空間である。

【0019】

＜燃料電池モジュール＞
燃料電池モジュール１０は、アノード系６０と、冷却系７０と、電気系９０と、希釈器６９と、を備える。燃料電池モジュール１０は、燃料電池スタック２１を備える。燃料電池スタック２１は、例えば、固体高分子形燃料電池である。燃料電池スタック２１は、複数の燃料電池セル２２を備える。燃料電池セル２２は、アノードガスとしての水素ガスが供給されるアノード極と、カソードガスが供給されるカソード極と、アノード極とカソード極との間に配置されている電解質膜と、を備える。燃料電池セル２２は、セパレータによって挟まれている。

【0020】

燃料電池モジュール１０は、図示しないカソード系を備えている。カソード系は、例えば、カソードガスが流れる図示しないカソード流路を備える。カソード流路は、例えば、燃料電池スタック２１におけるカソード極に向かい合うセパレータに設けられている。

【0021】

アノード系６０は、水素ガスが流れるアノード流路２６を備える。アノード流路２６は、例えば、燃料電池スタック２１におけるアノード極に向かい合うセパレータに設けられている。

【0022】

アノード流路２６を流れる水素ガスと、カソード流路を流れるカソードガスと、が反応することにより、燃料電池スタック２１は発電を行う。したがって、燃料電池スタック２１は、水素ガスを用いて発電を行う。なお、カソードガスは、酸素ガスである。

【0023】

カソード系は、図示しない供給流路を備えている。供給流路には、カソードガスを含む気体が流れる。カソードガスを含む気体は、例えば空気である。カソードガスを含む気体は、供給流路を介してカソード流路に供給される。これにより、カソードガスは燃料電池スタック２１に供給される。供給流路には、図示しない電動圧縮機が設けられている。

【0024】

カソード系は、図示しない排出流路を備えている。排出流路の一端はカソード流路の下流端に接続され、排出流路の他端は希釈器６９に接続されている。排出流路には、カソード流路からカソード排ガスが流入する。カソード排ガスは、未反応の酸素ガスと、生成水と、を含む。カソード排ガスは、排出流路を介して希釈器６９に供給される。

【0025】

アノード系６０は、水素タンク６１と、手動弁１２と、主止弁１３と、インジェクタ６２と、供給配管６３と、循環流路６４と、気液分離器６５と、循環ポンプ６６と、排気排水弁６７と、を備えている。すなわち、燃料電池モジュール１０は、インジェクタ６２と、供給配管６３と、循環流路６４と、排気排水弁６７と、を備えている。水素タンク６１は、水素ガス供給部に相当する。

【0026】

水素タンク６１には、水素ガスが貯留されている。インジェクタ６２は、水素ガスを噴射する。インジェクタ６２は、燃料電池スタック２１に供給される水素ガスの量を調整するための部材である。燃料電池スタック２１に供給される水素ガスの量は、インジェクタ６２が制御されることで調整される。

【0027】

供給配管６３の一端がインジェクタ６２に接続され、供給配管６３の他端が水素ガス供給部としての水素タンク６１に接続されている。手動弁１２及び主止弁１３は、供給配管６３に設けられている。主止弁１３は、供給配管６３のうち、手動弁１２が設けられた部分とインジェクタ６２に接続された端部との間に設けられている。手動弁１２は、供給配管６３のうち、水素タンク６１に接続された端部と主止弁１３が設けられた部分との間に設けられている。手動弁１２は、例えば、水素タンク６１と一体化されていてもよいし、水素タンク６１とは別体として水素タンク６１から離れていてもよい。

【0028】

手動弁１２は、作業者によって開閉可能な開閉弁である。手動弁１２が開弁状態にされると、供給配管６３における手動弁１２の上流側から下流側へと水素ガスが流れる。手動弁１２が閉弁状態にされると、供給配管６３における手動弁１２の上流側から下流側へと水素ガスが流れない。なお、手動弁１２は、作業者によって閉弁されない限り、開弁状態で維持される。手動弁１２は、例えば、燃料電池モジュール１０のメンテナンスを行う際に作業者によって閉弁され、燃料電池モジュール１０のメンテナンスが終了したら作業者によって開弁される。

【0029】

主止弁１３は電磁開閉弁である。主止弁１３が開弁状態にされると、供給配管６３における主止弁１３の上流側から下流側へと水素ガスが流れる。主止弁１３が閉弁状態にされると、供給配管６３における主止弁１３の上流側から下流側へと水素ガスが流れない。

【0030】

手動弁１２及び主止弁１３の両方が開弁状態にされることで、供給配管６３を介して水素タンク６１からインジェクタ６２に水素ガスが供給される。こうして、供給配管６３は、水素ガス供給部としての水素タンク６１から供給された水素ガスをインジェクタ６２に供給する。インジェクタ６２は、供給配管６３を介して水素タンク６１から供給された水素ガスを噴射する。

【0031】

循環流路６４は、第１循環流路６４ａと、第２循環流路６４ｂと、アノード流路２６と、を含む。第１循環流路６４ａの一端はインジェクタ６２に接続され、第１循環流路６４ａの他端はアノード流路２６の上流端に接続されている。第２循環流路６４ｂの一端はアノード流路２６の下流端に接続され、第２循環流路６４ｂの他端は第１循環流路６４ａの両端部の間に接続されている。

【0032】

第１循環流路６４ａには、インジェクタ６２から噴射された水素ガスが流入する。水素ガスは、第１循環流路６４ａを介してアノード流路２６に供給される。言い換えると、循環流路６４は、インジェクタ６２から噴射された水素ガスを燃料電池スタック２１に循環させる。

【0033】

第２循環流路６４ｂには、アノード流路２６からアノード排ガスが流入する。アノード排ガスは、未反応の水素ガスと、生成水と、を含む。生成水は、燃料電池スタック２１での発電によって生成される水である。アノード排ガスに含まれる未反応の水素ガスは、第２循環流路６４ｂを介して第１循環流路６４ａに戻される。こうして、水素ガスは、第１循環流路６４ａ、アノード流路２６、及び第２循環流路６４ｂの順で循環する。

【0034】

気液分離器６５は、第２循環流路６４ｂに設けられている。気液分離器６５は、アノード排ガスを水素ガスと生成水とに分離する。アノード排ガスから分離された生成水は、気液分離器６５に貯留される。循環ポンプ６６は、第２循環流路６４ｂに設けられている。循環ポンプ６６は、気液分離器６５によってアノード排ガスから分離された水素ガスを第１循環流路６４ａに供給する。

【0035】

排気排水弁６７は、気液分離器６５に接続されている。排気排水弁６７は、開状態と閉状態に切り替えられる。排気排水弁６７が開状態になると、気液分離器６５から生成水が排出される。排気排水弁６７は、気液分離器６５に貯留される生成水の量が閾値を上回った場合に閉状態から開状態に切り替えられてもよい。排気排水弁６７は、所定の時間間隔毎に閉状態から開状態に切り替えられてもよい。排気排水弁６７が開状態になると、気液分離器６５に貯留された生成水と共に、第２循環流路６４ｂ内のアノード排ガスが循環流路６４外に排気される。すなわち、排気排水弁６７は、循環流路６４から水素ガスを排気させる。

【0036】

気液分離器６５は、希釈器６９に接続されている。排気排水弁６７が開状態になると、気液分離器６５に貯留された生成水及びアノード排ガスが希釈器６９に供給される。希釈器６９は、気液分離器６５から供給されたアノード排ガスを、排出流路から希釈器６９に供給されたカソード排ガスによって希釈して排出する。

【0037】

希釈器６９には排出口３９が接続されている。排出口３９は、筐体１１内に開口している。希釈器６９にてカソード排ガスによって希釈されたアノード排ガスは、排出口３９を介して筐体１１内に排出される。

【0038】

冷却系７０は、冷媒循環路７１と、ラジエータ７２と、ラジエータファン７３と、冷媒ポンプ７４と、を備える。言い換えると、燃料電池モジュール１０は、ラジエータ７２と、ファンとしてのラジエータファン７３と、を備えている。

【0039】

冷媒循環路７１は、燃料電池スタック２１とラジエータ７２とを接続している。冷媒ポンプ７４は、冷媒循環路７１に冷媒を循環させる。冷媒としては、例えば、水、不凍液、及び空気のいずれかが用いられる。冷媒ポンプ７４は、図示しない電動モータによって駆動される。

【0040】

ラジエータ７２は、燃料電池スタック２１を冷却するための冷媒を空気と熱交換させる。ラジエータファン７３は、図示しない電動モータによって回転する。ラジエータファン７３は、例えば、ラジエータ７２に隣接する。ラジエータファン７３は、ラジエータ７２に向けて送風することによってラジエータ７２に空気を供給する。ラジエータファン７３からの送風によって、ラジエータ７２の内部の冷媒の冷却効率が高められる。ラジエータ７２にて冷却された冷媒が冷媒循環路７１を介して燃料電池スタック２１に供給されることにより、燃料電池スタック２１は冷却される。

【0041】

ファンとしてラジエータファン７３は、排気排水弁６７を介して循環流路６４から排気された水素ガスを攪拌させる。詳細には、カソード排ガスによって希釈されたアノード排ガスは、排出口３９から筐体１１内に排気された後、ラジエータファン７３からの送風によって攪拌される。これにより、筐体１１の内部におけるアノード排ガスの水素濃度が下げられる。水素濃度が下げられたアノード排ガスは、筐体１１に形成された通気孔を介して筐体１１の内部から外部へと排出される。なお、ラジエータファン７３と排出口３９との位置関係は、排出口３９から排気されたアノード排ガスにラジエータファン７３からの送風が作用する位置関係にある。例えば、ラジエータファン７３にて発生する送風の流れ方向において、ラジエータファン７３よりも下流側に排出口３９が設けられていてもよい。

【0042】

電気系９０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９１と、蓄電装置９６と、充電状態検出部９８と、を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ９１は、燃料電池スタック２１に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ９１は、燃料電池スタック２１の出力電圧を変圧して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ９１からの出力電力は、車両負荷９２に供給される。

【0043】

蓄電装置９６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９１に接続されている。蓄電装置９６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９１に対して補機９７と並列に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ９１からの出力電力が車両負荷９２及び補機９７の消費電力を上回っている場合、蓄電装置９６は余剰の電力によって充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ９１からの出力電力が車両負荷９２及び補機９７の消費電力を下回っている場合、蓄電装置９６は放電を行う。蓄電装置９６は、充放電可能であれば、どのようなものを用いてもよい。蓄電装置９６としては、例えば、二次電池及びキャパシタを挙げることができる。補機９７は、例えば、カソード系における電動圧縮機、循環ポンプ６６、主止弁１３、排気排水弁６７、及びインジェクタ６２を含む。

【0044】

充電状態検出部９８は、蓄電装置９６の充電状態を検出する。充電状態検出部９８は、例えば、バッテリマネジメントシステムである。充電状態検出部９８は、センサと、センサの検出結果から蓄電装置９６の状態を導出する導出部と、を含む。センサは、例えば、電流センサ及び電圧センサである。導出部は、センサの検出結果から蓄電装置９６の充電率を導出可能である。導出部は、蓄電装置９６の充電率として、充電電圧Ｖを導出する。充電率の導出手法としては、例えば、蓄電装置９６の開回路電圧を用いる手法、電流積算法、あるいは、これらの組み合わせを挙げることができる。

【0045】

燃料電池モジュール１０は、内圧センサとしての第１内圧センサ４１を備えている。第１内圧センサ４１は、供給配管６３の内圧を検出する。詳細には、第１内圧センサ４１は、供給配管６３のうち、主止弁１３が設けられる部分とインジェクタ６２に接続される端部との間の内圧を検出する。第１内圧センサ４１は、供給配管６３の内圧として第1内圧Ｐ１を検出する。

【0046】

燃料電池モジュール１０は、第２内圧センサ４２と、水素濃度センサ４３と、を備えている。第２内圧センサ４２は、循環流路６４の内圧を検出する。詳細には、第２内圧センサ４２は、第１循環流路６４ａのうち、インジェクタ６２に接続される端部と第２循環流路６４ｂが接続される部分との間の内圧を検出する。第２内圧センサ４２は、循環流路６４の内圧として第２内圧Ｐ２を検出する。

【0047】

水素濃度センサ４３は、筐体１１の内部の水素濃度である水素濃度Ｈを検出する。水素濃度センサ４３は、例えば、筐体１１の内部のうち、排出口３９の付近など、水素濃度が高くなりやすい箇所の水素濃度Ｈを検出するものであってもよい。

【0048】

＜制御部＞
燃料電池モジュール１０は、制御部８０を備えている。制御部８０は、プロセッサ８１と、記憶部８２と、を備える。記憶部８２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。記憶部８２は、処理をプロセッサ８１に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部８２、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御部８０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御部８０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

【0049】

制御部８０は、各種の検出部及び各種のスイッチからの出力に基づいて各種の制御を行う。上記の各種の検出部は、第１内圧センサ４１、第２内圧センサ４２、水素濃度センサ４３、及び充電状態検出部９８を含む。上記の各種のスイッチは、キースイッチ１５を含む。

【0050】

制御部８０は、燃料電池モジュール１０の制御を行う。例えば、制御部８０は、燃料電池スタック２１の出力電力［ｋＷ］を制御する。燃料電池スタック２１の出力電力は、燃料電池スタック２１に供給されるカソードガスの量と、燃料電池スタック２１に供給される水素ガスの量と、によって変化する。制御部８０は、インジェクタ６２からの水素ガスの噴射を制御する。これにより、燃料電池スタック２１への水素ガスの供給量を制御する。制御部８０は、カソード系における電動圧縮機を制御することで、燃料電池スタック２１へのカソードガスの供給量を制御する。制御部８０は、排気排水弁６７の開閉を制御する。制御部８０は、主止弁１３の開閉を制御する。制御部８０は、ラジエータファン７３の回転を制御する。

【0051】

制御部８０は、燃料電池スタック２１への水素ガスの供給とカソードガスの供給とを停止することにより、燃料電池スタック２１の発電を停止する。制御部８０は、例えば、キーオフされたことを条件に、燃料電池スタック２１の発電を停止する。燃料電池スタック２１の発電停止に際して、制御部８０は、例えば、インジェクタ６２からの水素ガスの噴射の停止、主止弁１３の閉弁、循環ポンプ６６の駆動停止、及び排気排水弁６７の閉弁を行う。さらに制御部８０は、燃料電池スタック２１の発電停止に際して、ラジエータファン７３の回転停止と、冷媒ポンプ７４の駆動停止と、を行ってもよい。燃料電池スタック２１の発電停止に際して、制御部８０は、例えば、カソード系における電動圧縮機の駆動停止を行う。さらに制御部８０は、燃料電池スタック２１の発電停止に際して、カソード系における供給流路及び排出流路の少なくとも一方に設けられた図示しない開閉弁を閉弁させてもよい。

【0052】

制御部８０は、燃料電池スタック２１への水素ガスの供給とカソードガスの供給とを行うことにより、燃料電池スタック２１の発電を行う。制御部８０は、例えば、キーオンされたことを条件に、燃料電池スタック２１の発電を開始する。燃料電池スタック２１の発電開始に際して、制御部８０は、例えば、インジェクタ６２からの水素ガスの噴射、主止弁１３の開弁、及び循環ポンプ６６の駆動を行う。さらに制御部８０は、燃料電池スタック２１の発電開始に際して、ラジエータファン７３の回転と、冷媒ポンプ７４の駆動と、を行ってもよい。燃料電池スタック２１の発電開始に際して、制御部８０は、例えば、カソード系における電動圧縮機の駆動を行う。さらに制御部８０は、燃料電池スタック２１の発電開始に際して、カソード系における供給流路及び排出流路の少なくとも一方に設けられた図示しない開閉弁を開弁させてもよい。

【0053】

＜診断ツール＞
制御部８０における図示しないポートには、診断ツール２００が接続可能である。診断ツール２００は、産業車両１の外部から制御部８０のポートに接続される。診断ツール２００は、産業車両１の異常状態を診断するためのツールである。診断ツール２００は、産業車両１における各種の検出部及び各種のスイッチからの出力結果、及び産業車両１の診断結果などを表示する表示部２００ａを備えている。表示部２００ａに表示された診断結果を確認することにより、作業者は診断結果に応じた処置を産業車両１に施すことができる。

【0054】

作業者は、産業車両１の異常状態を診断するに際して、産業車両１がキーオフされている状況下で制御部８０に診断ツール２００を接続させる。作業者は、産業車両１の異常状態の診断を終えたら、制御部８０から診断ツール２００を取り外す。

【0055】

診断ツール２００が制御部８０に接続された状態で、診断ツール２００が作業者によって操作されることにより、診断ツール２００から制御部８０に対して診断モードの設定が指示される。制御部８０が診断モードに設定されると、診断ツール２００は制御部８０を制御することで燃料電池モジュール１０を制御する。これにより産業車両１の各種の診断が行われる。そのため、インジェクタ６２からの水素ガスの噴射の停止、循環ポンプ６６の駆動停止、及び排気排水弁６７の閉弁、ラジエータファン７３の回転停止、及び冷媒ポンプ７４の駆動停止が行われた状態で、上記の各種の診断は開始される。本実施形態においては、燃料電池モジュール１０を診断ツール２００によって制御する。そのため、診断ツール２００が制御装置に相当する。

【0056】

上記の各種の診断は、供給配管６３の内圧が正常に低下したか否かを診断する供給配管６３の内圧診断を含む。供給配管６３の内圧診断は、例えば、主止弁１３が閉弁された状態で行われる場合と、主止弁１３が開弁され且つ手動弁１２が閉弁された状態で行われる場合と、がある。主止弁１３が閉弁された状態で供給配管６３の内圧診断が行われる場合、供給配管６３のうち、主止弁１３が設けられた部分とインジェクタ６２に接続された端部との間の内圧診断が行われる。なお、この場合の内圧診断に際しては、主止弁１３は閉弁状態で維持される。

【0057】

主止弁１３が開弁され且つ手動弁１２が閉弁された状態で供給配管６３の内圧診断が行われる場合、供給配管６３のうち、手動弁１２が設けられた部分とインジェクタ６２に接続された端部との間の内圧診断が行われる。なお、この場合の内圧診断に際しては、作業者によって手動弁１２が閉弁されるとともに、診断ツール２００による制御部８０の制御によって主止弁１３が開弁される。

【0058】

＜供給配管の内圧診断の一例＞
作業者による診断ツール２００の操作に伴って制御部８０が診断モードに設定された状態で、診断ツール２００によって供給配管６３の内圧診断が行われる。供給配管６３の内圧診断は、供給配管６３の内圧低下要求があった場合に行われる。本実施形態において、供給配管６３の内圧低下要求があった場合は、作業者による診断ツール２００の操作によって、診断ツール２００から制御部８０に供給配管６３の内圧低下要求がなされた場合である。

【0059】

診断ツール２００によって行われる供給配管６３の内圧診断の処理の一例を図２及び図３にしたがって説明する。なお、図２及び図３に示す処理は、作業者による診断ツール２００の操作によって開始される。また、図２に示す処理は、診断ツール２００によって制御部８０が制御されることで行われる。そのため、図２に示す処理は、診断ツール２００が行うものといえる。

【0060】

図２及び図３に示すように、供給配管６３の内圧診断が開始されると、診断に用いる各種部材に故障が生じていないか否かを判断する（ステップＳ１１０）。診断に用いる各種部材に故障が生じていないと判断すると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、ラジエータファン７３の駆動を開始させる（ステップＳ１２０）。その後、診断ツール２００は、蓄電装置９６の充電電圧Ｖが所定電圧Ｖｐ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３０）。蓄電装置９６の充電電圧Ｖが所定電圧Ｖｐ以上であると判断すると（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、第２内圧Ｐ２が第１所定内圧Ｐｔ１以上である、またはインジェクタ６２の噴射回数ＮＴが所定噴射回数ＮＴｐ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４０）。

【0061】

第２内圧Ｐ２が第１所定内圧Ｐｔ１未満であると判断するか、インジェクタ６２の噴射回数ＮＴが所定噴射回数ＮＴｐ未満であると判断すると（ステップＳ１４０：ＮＯ）、インジェクタ６２を噴射させた後に噴射を停止させる（ステップＳ１５０）。さらに、診断ツール２００は、第２内圧Ｐ２が所定昇圧量Ｐｔ以上昇圧したか否かを判断する（ステップＳ１６０）。第２内圧Ｐ２が所定昇圧量Ｐｔ以上昇圧したと判断すると（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、インジェクタ６２からの噴射が行われてから第１所定時間Ｔ１以上経過したか否かを判断する（ステップＳ１７０）。インジェクタ６２からの噴射が行われてから第１所定時間Ｔ１以上経過していないと判断する間は（ステップＳ１７０：ＮＯ）、診断ツール２００はステップＳ１７０の処理を繰り返し行う。インジェクタ６２からの噴射が行われてから第１所定時間Ｔ１以上経過したと判断すると（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、ステップＳ１４０の処理を再び行う。

【0062】

第２内圧Ｐ２が第１所定内圧Ｐｔ１以上であると判断するか、噴射回数ＮＴが所定噴射回数ＮＴｐ以上であると判断すると（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、水素濃度Ｈが所定濃度Ｈｐ未満であるか否かを判断する（ステップＳ１８０）。水素濃度Ｈが所定濃度Ｈｐ以上であると判断すると（ステップＳ１８０：ＮＯ）、診断ツール２００は、第２所定時間Ｔ２以上が経過したか否かを判断する（ステップＳ１９０）。第２所定時間Ｔ２以上が経過していないと判断すると（ステップＳ１９０：ＮＯ）、診断ツール２００は、ステップＳ１８０の処理を再び行う。

【0063】

水素濃度Ｈが所定濃度Ｈｐ未満であると判断すると（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、前回の排気排水弁６７の開弁から第３所定時間Ｔ３以上経過したか否かを判断する（ステップＳ２００）。前回の排気排水弁６７の開弁から第３所定時間Ｔ３以上経過していないと判断する間は（ステップＳ２００：ＮＯ）、診断ツール２００は、ステップＳ２００の処理を繰り返し行う。

【0064】

前回の排気排水弁６７の開弁から第３所定時間Ｔ３以上経過したと判断すると（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、排気排水弁６７を開弁させる（ステップＳ２１０）。その後、診断ツール２００は、第２内圧Ｐ２が第２所定内圧Ｐｔ２未満か否かを判断する（ステップＳ２２０）。第２内圧Ｐ２が第２所定内圧Ｐｔ２以上であると判断すると（ステップＳ２２０：ＮＯ）、診断ツール２００は、第４所定時間Ｔ４以上が経過したか否かを判断する（ステップＳ２３０）。第４所定時間Ｔ４以上が経過していないと判断すると（ステップＳ２３０：ＮＯ）、診断ツール２００は、ステップＳ２２０の処理を再び行う。

【0065】

第２内圧Ｐ２が第２所定内圧Ｐｔ２未満であると判断する（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、もしくは第４所定時間Ｔ４以上が経過したと判断すると（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、排気排水弁６７を閉弁させる（ステップＳ２４０）。その後、診断ツール２００は、第１内圧Ｐ１が第３所定内圧Ｐｔ３未満であるか否かを判断する（ステップＳ２５０）。第１内圧Ｐ１が第３所定内圧Ｐｔ３未満であると判断すると（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、正常判定を行う（ステップＳ２６０）。

【0066】

第１内圧Ｐ１が第３所定内圧Ｐｔ３以上であると判断すると（ステップＳ２５０：ＮＯ）、診断ツール２００は、処理回数Ｎに１を加算する（ステップＳ２７０）。その後、診断ツール２００は、処理回数Ｎが所定回数Ｎｐ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２８０）。処理回数Ｎが所定回数Ｎｐ未満であると判断すると（ステップＳ２８０：ＮＯ）、診断ツール２００は、ステップＳ１３０の処理を再び行う。処理回数Ｎが所定回数Ｎｐ以上であると判断すると（ステップＳ２８０：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、異常判定を行う（ステップＳ２９０）。

【0067】

診断に用いる各種部材に故障が生じていると判断すると（ステップＳ１１０：ＮＯ）、診断ツール２００は、ステップＳ２９０の処理を行う。蓄電装置９６の充電電圧Ｖが所定電圧Ｖｐ未満であると判断すると（ステップＳ１３０：ＮＯ）、診断ツール２００は、ステップＳ２５０の処理を行う。第２内圧Ｐ２が所定昇圧量Ｐｔ以上昇圧していないと判断すると（ステップＳ１６０：ＮＯ）、診断ツール２００は、ステップＳ２５０の処理を行う。第２所定時間Ｔ２以上が経過したと判断すると（ステップＳ１９０：ＹＥＳ）、診断ツール２００は、ステップＳ２５０の処理を行う。

【0068】

ステップＳ２６０の処理またはステップＳ２９０の処理を行った後、診断ツール２００は、表示部２００ａに判定結果を表示した後（ステップＳ３００）、本処理を終了する。
＜供給配管の内圧診断の詳細＞
ステップＳ１１０において、故障の有無が判断される各種部材は、例えば、内圧診断に用いられる各種センサ、リレー、コンタクタなどである。これら各種部材に故障が生じている場合、内圧診断を正常に行えないおそれがある。そのため、診断ツール２００は、ステップＳ１１０にてＮＯと判断すると、ステップＳ１２０～ステップＳ２８０の処理を行わずに、ステップＳ２９０にて異常判定を行う。これにより、診断ツール２００は、各種部材に故障が生じている場合に内圧診断が行われることを抑制している。診断ツール２００は、ステップＳ１１０にてＹＥＳと判断すると、ステップＳ１２０以降の処理を進める。これにより、診断ツール２００は、各種部材に故障が生じていない場合に内圧診断を行うことができる。

【0069】

ステップＳ１２０にて、診断ツール２００は、ラジエータファン７３の駆動を開始させる。これにより、ラジエータファン７３から発生する送風によって、筐体１１の内部の空気が攪拌される。

【0070】

ステップＳ１３０にて判断に用いられる所定電圧Ｖｐは、例えば、内圧診断の開始から終了までに必要な蓄電装置９６の充電電圧Ｖの電圧量に設定されている。所定電圧Ｖｐは、予め設定された設定値である。そのため、診断ツール２００は、ステップＳ１３０にてＮＯと判断すると、ステップＳ１４０～ステップＳ２４０の処理を行わずに、ステップＳ２５０にて第１内圧Ｐ１が第３所定内圧Ｐｔ３未満であるか否かを判断する。これにより、ステップＳ１５０におけるインジェクタ６２からの噴射、ステップＳ２１０における排気排水弁６７の開弁、及びステップＳ２４０における排気排水弁６７の閉弁が行われない。蓄電装置９６の充電電圧Ｖの電圧量が比較的低いため、排気排水弁６７の開閉とインジェクタ６２からの噴射とを正常に行えないおそれのある場合に、これら排気排水弁６７の開閉とインジェクタ６２からの噴射とを内圧診断から省略できる。一方、診断ツール２００は、ステップＳ１３０にてＹＥＳと判断すると、ステップＳ１４０に処理を進める。充電電圧Ｖが排気排水弁６７の開閉とインジェクタ６２からの噴射とを正常に行える電圧量である場合、ステップＳ１５０のインジェクタ６２の噴射、ステップＳ２１０の排気排水弁６７の開弁、及びステップＳ２４０の排気排水弁６７の閉弁が可能となる。

【0071】

ステップＳ１４０にて判断に用いられる第１所定内圧Ｐｔ１は、例えば、循環流路６４を構成する部材の圧力強度に基づいて設定された設定値である。ステップＳ１４０にて第２内圧Ｐ２が第１所定内圧Ｐｔ１以上であると判断されるとき、循環流路６４の内圧は、循環流路６４を構成する部材の性能低下が生じない圧力であって、かつ大気圧よりも上昇した圧力となっている。

【0072】

ステップＳ１４０にて判断に用いられるインジェクタ６２の噴射回数ＮＴは、内圧診断が開始されてからステップＳ１５０の処理を行うごとに１だけ加算される。すなわち、噴射回数ＮＴは、内圧診断が開始されてからステップＳ１５０の処理が行われた回数に相当する。なお、噴射回数ＮＴは、内圧診断が終了されると０（ゼロ）にリセットされる。所定噴射回数ＮＴｐは、例えば、インジェクタ６２の噴射回数ＮＴが所定噴射回数ＮＴｐ以上であるときに、循環流路６４の内圧が十分に上昇したと推定される値である。所定噴射回数ＮＴｐは、予め設定された設定値である。診断ツール２００は、ステップＳ１４０にてＹＥＳと判断すると、循環流路６４の内圧が十分に上昇しているとしてステップＳ１８０に処理を進める。一方、ステップＳ１４０にてＮＯと判断すると、診断ツール２００は、循環流路６４の内圧が十分に上昇していないとしてステップＳ１５０に処理を進める。

【0073】

ステップＳ１５０において、インジェクタ６２からは予め設定された一定量の水素ガス量が予め設定された一定時間だけ噴射された後、インジェクタ６２の噴射が停止される。ステップＳ１５０におけるインジェクタ６２からの噴射は、ステップＳ１６０およびステップＳ１７０の処理の後、ステップＳ１４０にて診断ツール２００がＹＥＳと判断するまで繰り返し行われる。そのため、ステップＳ１４０にて、第２内圧Ｐ２が第１所定内圧Ｐｔ１以上であると判断されるか、インジェクタ６２の噴射回数ＮＴが所定噴射回数ＮＴｐ以上であると判断されるまで、ステップＳ１５０にてインジェクタ６２からの噴射が行われる。インジェクタ６２からの水素ガスの噴射が行われる度に、第１内圧Ｐ１が低下するとともに第２内圧Ｐ２が上昇する。

【0074】

ステップＳ１６０にて行われる第２内圧Ｐ２が所定昇圧量Ｐｔ以上昇圧したか否かの判断は、直前に行われたステップＳ１５０の処理前の第２内圧Ｐ２と処理後の第２内圧Ｐ２との差圧が所定昇圧量Ｐｔ以上であるか否かを判断することで行われる。ステップＳ１６０にて用いられる所定昇圧量Ｐｔは、予め設定された設定値である。例えば、第１内圧Ｐ１が比較的高圧である状況下でステップＳ１５０にてインジェクタ６２の噴射が行われると、第２内圧Ｐ２は所定昇圧量Ｐｔ以上昇圧する。その一方で、第１内圧Ｐ１が比較的低圧である状況下でステップＳ１５０にてインジェクタ６２の噴射が行われると、第１内圧Ｐ１が比較的高圧である場合よりもインジェクタ６２から噴射される水素ガスの量が減る。これにより、第１内圧Ｐ１の値によっては、第２内圧Ｐ２の昇圧量が所定昇圧量Ｐｔ未満になることがある。そのため、ステップＳ１６０にて行われる判断は、インジェクタ６２の噴射による第２内圧Ｐ２の昇圧量に基づいて、供給配管６３の内圧を低下させる処理が必要か否かを判断するものである。

【0075】

診断ツール２００は、ステップＳ１６０にてＮＯと判断すると、ステップＳ１７０～ステップＳ２４０の処理を行わずに、ステップＳ２５０に処理を移行させる。これにより、ステップＳ１５０における２回目以降のインジェクタ６２からの噴射、ステップＳ２１０における排気排水弁６７の開弁、及びステップＳ２４０における排気排水弁６７の閉弁が行われない。したがって、供給配管６３の内圧が低いために、供給配管６３の内圧を低下させる処理が不要である場合には、排気排水弁６７の開閉と２回目以降のインジェクタ６２からの噴射とを内圧診断から省略できる。

【0076】

ステップＳ１７０におけるインジェクタ６２からの噴射が行われてから第１所定時間Ｔ１以上経過したか否かの判断は、直近に行われたステップＳ１５０における処理の実行から第１所定時間Ｔ１以上経過したか否かを判断することで行われる。ステップＳ１７０にて判断に用いられる第１所定時間Ｔ１は、予め設定された設定値である。診断ツール２００は、ステップＳ１７０にてＹＥＳと判断したら、ステップＳ１４０に処理を移行させる。これにより、インジェクタ６２の噴射間隔が第１所定時間Ｔ１以上に維持される。

【0077】

ステップＳ１８０にて判断に用いられる所定濃度Ｈｐは、例えば、水素濃度Ｈが所定濃度Ｈｐ未満であるときに、筐体１１の内部の水素ガスの濃度が十分に低下していると判断できる値に設定されている。ステップＳ１９０における第２所定時間Ｔ２以上が経過したか否かの判断は、例えば、今回の内圧診断が開始されて初めてステップＳ１９０の判断が行われてから第２所定時間Ｔ２以上経過したか否かを判断することで行われる。ステップＳ１９０にて判断に用いられる第２所定時間Ｔ２は、例えば、ラジエータファン７３を駆動させた状態で第２所定時間Ｔ２以上が経過したときに、筐体１１の内部の水素ガスが十分に攪拌されると想定される時間に設定されている。診断ツール２００がステップＳ１９０にてＮＯと判断する間は、ステップＳ１８０での判断が繰り返し行われる。これにより、ラジエータファン７３からの送風によって筐体１１の内部の水素ガスを攪拌させつつ、水素濃度Ｈが所定濃度Ｈｐ未満になるまで処理をステップＳ２００に進めずに待機させることができる。ステップＳ１８０にて水素濃度Ｈが所定濃度Ｈｐ未満であると判断されたら、筐体１１の内部の水素濃度Ｈが十分に低下したとして、ステップＳ２００に処理を進めることができる。

【0078】

診断ツール２００は、ステップＳ１９０にてＹＥＳと判断すると、ステップＳ２００～ステップＳ２４０の処理を行わずに、ステップＳ２５０に処理を移行させる。これにより、ステップＳ２１０における排気排水弁６７の開弁、及びステップＳ２４０における排気排水弁６７の閉弁が行われない。したがって、第２所定時間Ｔ２以上が経過しても筐体１１の内部の水素濃度Ｈが十分に低下されていないと判断される場合には、排気排水弁６７の開閉を内圧診断から省略できる。これにより、筐体１１の内部の水素濃度Ｈが比較的高い状況下で、排気排水弁６７の開弁により筐体１１の内部の水素濃度Ｈがさらに高まることを抑制できる。

【0079】

ステップＳ２００にて判断に用いられる第３所定時間Ｔ３は、例えば、前回の排気排水弁６７の開弁から第３所定時間Ｔ３以上経過したときに、筐体１１の内部の水素ガスの濃度が十分に低下していると判断できる値に設定されている。診断ツール２００は、ステップＳ２００にてＮＯと判断する間は、ステップＳ２００の判断を繰り返し行う。これにより、前回の排気排水弁６７の開弁から第３所定時間Ｔ３以上経過することで、筐体１１の内部の水素ガスの濃度が十分に低下したと想定される状況下で、ステップＳ２１０に処理を進めることができる。

【0080】

ステップＳ２１０にて排気排水弁６７が開弁されることにより、循環流路６４内の水素ガスが希釈器６９を介して排出口３９から筐体１１の内部に排出される。これにより、第２内圧Ｐ２が低下する。なお、循環ポンプ６６は駆動されていないものの、循環流路６４の内圧と筐体１１の内圧との差圧が十分にあるため、排気排水弁６７の開弁によって循環流路６４内の水素ガスを筐体１１の内部に排出できる。なお、ステップＳ２１０の処理の実行直前における循環流路６４の内圧は、例えばおおよそ２００ＫＰａである。筐体１１の内圧は、例えばおおよそ１００ＫＰａである。

【0081】

ステップＳ２２０にて判断に用いられる第２所定内圧Ｐｔ２は、例えば、第２内圧Ｐ２が第２所定内圧Ｐｔ２未満であるときに、循環流路６４の内部の水素ガスの量が十分に低下したと判断できる値に設定されている。なお、第２所定内圧Ｐｔ２は、例えば１１０ＫＰａである。ステップＳ２３０における第４所定時間Ｔ４以上が経過したか否かの判断は、直近に行われたステップＳ２１０における処理の実行から第４所定時間Ｔ４以上経過したか否かを判断することで行われる。ステップＳ２３０にて判断に用いられる第４所定時間Ｔ４は、例えば、排気排水弁６７が開弁されてから第４所定時間Ｔ４が経過したときに、循環流路６４の内部の水素ガスの量が十分に低下したと判断できる値に設定されている。診断ツール２００は、ステップＳ２２０にてＮＯと判断し、かつステップＳ２３０にてＮＯと判断する間は、ステップＳ２２０及びステップＳ２３０の判断を繰り返し行う。これにより、第２内圧Ｐ２が第２所定内圧Ｐｔ２未満になった、もしくは排気排水弁６７が開弁されてから第４所定時間Ｔ４が経過したことで、循環流路６４の内部の水素ガスの量が十分に低下したと想定される状況下で、ステップＳ２４０に処理を進められる。したがって、循環流路６４の内部の水素ガスの量が十分に低下したと想定される状況下で、ステップＳ２４０にて、診断ツール２００は排気排水弁６７を閉弁させることができる。

【0082】

ステップＳ２５０にて判断に用いられる第３所定内圧Ｐｔ３は、例えば、第１内圧Ｐ１が第３所定内圧Ｐｔ３未満であるときに、供給配管６３の内圧が十分に低下したと判断できる値に設定されている。なお、第３所定内圧Ｐｔ３は、例えば１１０ＫＰａである。第３所定内圧Ｐｔ３は、第２所定内圧Ｐｔ２と同じ値であってもよいし、第２所定内圧Ｐｔ２とは異なる値であってもよい。診断ツール２００がステップＳ２５０にてＹＥＳと判断すると、供給配管６３の内圧が十分に低下したと想定される状況下で、ステップＳ２６０に処理を進めることができる。ステップＳ２６０にて正常判定を行うことによって、診断ツール２００は、供給配管６３の内圧の低下が完了したと判定する。正常判定がされた旨の判定結果がステップＳ３００にて表示部２００ａに表示される。作業者は、この表示を確認することで、供給配管６３を燃料電池モジュール１０から取り外し可能であると認識できる。供給配管６３の内圧が十分に低下した状態で、作業者は供給配管６３を燃料電池モジュール１０から取り外すことができる。さらに、作業者は、制御部８０に対する診断ツール２００の接続を解除させる。

【0083】

診断ツール２００がステップＳ２５０にてＮＯと判断すると、ステップＳ２７０にて処理回数Ｎに１が加算される。これにより、ステップＳ２７０の処理が行われる度に処理回数Ｎが１ずつ加算される。なお、処理回数Ｎは、内圧診断が終了されると０（ゼロ）にリセットされる。ステップＳ２８０にて判断に用いられる所定回数Ｎｐは、例えば、処理回数Ｎが所定回数Ｎｐ以上であるときに、供給配管６３の内圧が正常に低下していないと判断できる値に設定されている。ステップＳ２８０にて診断ツール２００がＮＯと判断すると、ステップＳ１３０に処理が移行される。これにより、ステップＳ２５０にてＹＥＳと判断されるか、ステップＳ２８０にてＹＥＳと判断されるまでの間、ステップＳ１３０～ステップＳ２４０の処理が繰り返し行われる。仮に、ステップＳ１３０～ステップＳ２４０の処理が所定回数Ｎｐだけ繰り返し行われることで、インジェクタ６２からの噴射が所定回数Ｎｐ行われるとともに排気排水弁６７の開閉が所定回数Ｎｐ行われると、供給配管６３の内圧は十分に低下すると想定される。そのため、診断ツール２００がステップＳ２５０にてＮＯと判断し、且つステップＳ２８０にてＹＥＳと判断する場合、供給配管６３の内圧が正常に低下していないと想定される。なお、供給配管６３の内圧が正常に低下しない原因としては、例えば、手動弁１２及び主止弁１３の両方が開弁された状態で内圧診断が行われたことにより、内圧診断の実行中に水素タンク６１から供給配管６３への水素ガスの供給が継続された場合が挙げられる。

【0084】

診断ツール２００がステップＳ２８０にてＹＥＳと判断すると、ステップＳ２９０に処理を進めることができる。ステップＳ２９０にて異常判定が行われるとともに、異常判定がされた旨の判定結果がステップＳ３００にて表示部２００ａに表示される。作業者は、この表示を確認することで、供給配管６３の内圧が十分に低下していないおそれがあるため、供給配管６３を燃料電池モジュール１０から取り外しできないと認識できる。表示部２００ａに異常判定がされた旨の判定結果が表示されたことをもって、作業者は、燃料電池モジュール１０に生じている異常を解消するための作業を行ってもよい。この作業としては、例えば、手動弁１２及び主止弁１３のいずれか一方を閉弁させることが挙げられる。こうした作業を行ったうえで、作業者によって診断ツール２００が操作されることにより、内圧診断が再び行われてもよい。

【0085】

＜内圧低下処理＞
上記の内圧診断は、供給配管６３の内圧を低下させる内圧低下処理を含んでいる。すなわち、制御装置としての診断ツール２００は、内圧低下処理を行う。上述の通り、内圧診断は供給配管６３の内圧低下要求があった場合に行われる。そのため、内圧低下処理は、供給配管６３の内圧低下要求があった場合に行う処理であるといえる。制御装置としての診断ツール２００は、制御部８０に接続された状態で制御部８０に供給配管６３の内圧低下要求を指令することで内圧低下処理を開始する。

【0086】

内圧低下処理において、制御装置としての診断ツール２００は、ファンとしてのラジエータファン７３を駆動させる。すなわち、内圧低下処理は、制御装置としての診断ツール２００がファンとしてのラジエータファン７３を駆動させるステップを含む。このステップは、ステップＳ１２０に相当する。

【0087】

内圧低下処理において、制御装置としての診断ツール２００は、インジェクタ６２から水素ガスを噴射させた後にインジェクタ６２からの水素ガスの噴射を停止させる。すなわち、内圧低下処理は、制御装置としての診断ツール２００がインジェクタ６２から水素ガスを噴射させた後にインジェクタ６２からの水素ガスの噴射を停止させるステップを含む。このステップは、ステップＳ１５０に相当する。

【0088】

内圧低下処理において、制御装置としての診断ツール２００は、インジェクタ６２からの水素ガスの噴射を停止させた状態で排気排水弁６７を開弁させることによって循環流路６４から水素ガスを排気させた後に排気排水弁６７を閉弁させる。すなわち、内圧低下処理は、制御装置としての診断ツール２００がインジェクタ６２からの水素ガスの噴射を停止させた状態で排気排水弁６７を開弁させることによって循環流路６４から水素ガスを排気させた後に排気排水弁６７を閉弁させるステップを含む。このステップは、ステップＳ２１０及びステップＳ２４０に相当する。

【0089】

＜内圧判定処理＞
上記の内圧診断は内圧判定処理を含んでいる。すなわち、制御装置としての診断ツール２００は、内圧判定処理を行う。

【0090】

内圧判定処理において、制御装置としての診断ツール２００は、内圧低下処理の後に内圧センサとしての第１内圧センサ４１から検出された供給配管６３の内圧としての第１内圧Ｐ１が所定内圧としての第３所定内圧Ｐｔ３以上であると、内圧低下処理を再び行う。すなわち、内圧判定処理は、内圧低下処理の後に内圧センサとしての第１内圧センサ４１から検出された供給配管６３の内圧としての第１内圧Ｐ１が所定内圧としての第３所定内圧Ｐｔ３以上であると、診断ツール２００が内圧低下処理を再び行うステップを含む。このステップは、ステップＳ２５０、ステップＳ２７０、及びステップＳ２８０に相当する。

【0091】

内圧判定処理において、診断ツール２００は、内圧低下処理の後に第１内圧センサ４１から検出された供給配管６３の内圧としての第１内圧Ｐ１が所定内圧としての第３所定内圧Ｐｔ３未満であると、供給配管６３の内圧の低下が完了したと判定する。すなわち、内圧判定処理は、内圧低下処理の後に第１内圧センサ４１から検出された供給配管６３の第１内圧Ｐ１が所定内圧としての第３所定内圧Ｐｔ３未満であると、診断ツール２００が供給配管６３の内圧の低下が完了したと判定するステップを含む。このステップは、ステップＳ２５０、及びステップＳ２６０に相当する。

【0092】

制御装置としての診断ツール２００は、内圧判定処理において、供給配管６３の内圧の低下が完了したと判定されずに内圧低下処理が行われた回数としての処理回数Ｎが所定回数Ｎｐ以上であると、異常と判定する。すなわち、内圧判定処理は、供給配管６３の内圧が低下したと判定されずに内圧低下処理が行われた回数としての処理回数Ｎが所定回数Ｎｐ以上であると、制御装置としての診断ツール２００が異常と判定するステップを含む。このステップは、ステップＳ２８０、及びステップＳ２９０に相当する。

【0093】

［実施形態の作用及び効果］
上記実施形態によれば以下の作用及び効果を得ることができる。
（１）制御装置としての診断ツール２００は、供給配管６３の内圧を低下させる内圧低下処理と、内圧判定処理と、を行う。内圧低下処理において、診断ツール２００は、インジェクタ６２から水素ガスを噴射させた後にインジェクタ６２からの水素ガスの噴射を停止させる。内圧低下処理において、診断ツール２００は、インジェクタ６２からの水素ガスの噴射を停止させた状態で排気排水弁６７を開弁させることによって循環流路６４から水素ガスを排気させた後に排気排水弁６７を閉弁させる。内圧判定処理において、診断ツール２００は、内圧低下処理の後に内圧センサとしての第１内圧センサ４１から検出された供給配管６３の内圧としての第１内圧Ｐ１が所定内圧としての第３所定内圧Ｐｔ３以上であると、内圧低下処理を再び行う。内圧判定処理において、診断ツール２００は、内圧低下処理の後に第１内圧センサ４１から検出された供給配管６３の内圧としての第１内圧Ｐ１が所定内圧としての第３所定内圧Ｐｔ３未満であると、供給配管６３の内圧の低下が完了したと判定する。そのため、内圧低下処理において、供給配管６３の内部の水素ガスをインジェクタ６２によって循環流路６４に供給することで、供給配管６３の内圧を低下させることができる。内圧低下処理において、排気排水弁６７を開弁させることで、循環流路６４の内部の水素ガスを循環流路６４から排気させることができる。内圧判定処理において、内圧センサとしての第１内圧センサ４１から検出された供給配管６３の内圧としての第１内圧Ｐ１が所定内圧としての第３所定内圧Ｐｔ３未満になるまで内圧低下処理が繰り返し行われる。これにより、第１内圧センサ４１から検出された供給配管６３の第１内圧Ｐ１が第３所定内圧Ｐｔ３未満になるまで、インジェクタ６２の噴射による供給配管６３の内圧低下と、排気排水弁６７の開弁による循環流路６４からの水素ガスの排気と、を繰り返し行える。したがって、供給配管６３の内圧を好適に低下させることができる。また、制御装置としての診断ツール２００は、内圧低下処理において、ファンとしてのラジエータファン７３を駆動させる。これにより、ラジエータファン７３にて発生する送風によって、循環流路６４から排気された水素ガスを攪拌させることができる。したがって、循環流路６４から排気された水素ガスの濃度を低下させることができる。

【0094】

（２）ファンは、ラジエータ７２に向けて送風することによってラジエータ７２に空気を供給するラジエータファン７３である。そのため、排気排水弁６７を介して循環流路６４から排気された水素ガスを攪拌させるために、ラジエータファン７３とは別にファンを燃料電池モジュール１０に設ける場合と比較して、燃料電池モジュール１０に搭載される部品点数を低減できる。

【0095】

（３）制御装置としての診断ツール２００は、内圧判定処理において、供給配管６３の内圧の低下が完了したと判定されずに内圧低下処理が行われた回数としての処理回数Ｎが所定回数Ｎｐ以上であると、異常と判定する。そのため、制御装置としての診断ツール２００による異常との判定をうけて、作業者が燃料電池モジュール１０に異常が生じていることを認識できる。

【0096】

（４）燃料電池モジュール１０は、インジェクタ６２からの水素ガスの噴射と、排気排水弁６７の開閉と、を制御する制御部８０を備える。制御装置は、制御部８０に接続された状態で制御部８０に供給配管６３の内圧低下要求を指令することで内圧低下処理を開始する診断ツール２００である。そのため、内圧低下処理及び内圧判定処理の実行を、診断ツール２００を所持し且つ制御部８０に接続可能な特定の作業者のみに制限できる。

【0097】

［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。

【0098】

○ 第２内圧センサ４２が内圧を検出する箇所は、第１循環流路６４ａのうち、インジェクタ６２に接続される端部と第２循環流路６４ｂが接続される部分との間の部分に限らない。例えば、第２内圧センサ４２は、第１循環流路６４ａのうち、第２循環流路６４ｂが接続される部分よりも下流側の部分の内圧を検出してもよい。例えば、第２内圧センサ４２は、第２循環流路６４ｂの内圧を検出してもよい。

【0099】

○ 図２に示す処理からステップＳ１１０を省略してもよい。
○ 図２に示す処理において、ステップＳ１２０をステップＳ１３０以降に変更してもよい。この場合のステップＳ１２０はステップＳ２１０が行われる前に実行されることが好ましい。

【0100】

○ 充電電圧Ｖの低下が懸念されない場合には、図２に示す処理からステップＳ１３０を省略してもよい。
○ 図２に示す処理のステップＳ１４０において、第２内圧Ｐ２が第１所定内圧Ｐｔ１以上であるか否かと、インジェクタ６２の噴射回数ＮＴが所定噴射回数ＮＴｐ以上であるか否かと、のいずれか一方のみを判断してもよい。

【0101】

○ 図２に示す処理のステップＳ１６０は、図２に示す処理が開始されてから初回のインジェクタ６２の噴射時に限って行われてもよい。
○ 図２に示す処理からステップＳ１６０を省略してもよい。この場合、ステップＳ１５０の処理が行われると、ステップＳ１７０に処理が移行される。

【0102】

○ 図２に示す処理からステップＳ１７０を省略してもよい。この場合、ステップＳ１６０にてＹＥＳと判断されると、ステップＳ１４０に処理が移行される。
○ 図２に示す処理からステップＳ１９０を省略してもよい。この場合、例えば、ステップＳ１８０にてＮＯと判断されると、ステップＳ１８０の処理が再び実行されてもよい。さらに、図２に示す処理からステップＳ１８０を省略してもよい。この場合、例えば、ステップＳ１４０にてＹＥＳと判断されると、ステップＳ２００に処理が移行される。

【0103】

○ 図２に示す処理からステップＳ２００を省略してもよい。
○ 図３に示す処理からステップＳ２２０およびステップＳ２３０の少なくとも一方を省略してもよい。図３に示す処理からステップＳ２２０を省略する場合、例えばステップＳ２１０の処理が行われると、ステップＳ２３０に処理が移行されてもよい。図３に示す処理からステップＳ２３０を省略する場合、例えば、ステップＳ２２０にてＮＯと判断されると、ステップＳ２２０の処理が再び行われてもよい。図３に示す処理からステップＳ２２０およびステップＳ２３０の両方を省略する場合、ステップＳ２１０の処理が行われると、ステップＳ２４０に処理が移行される。

【0104】

○ 図３に示す処理からステップＳ２９０を省略してもよい。この場合、例えば、ステップＳ２８０にてＹＥＳと判断されると、ステップＳ３００を行わずに処理が終了されてもよい。

【0105】

○ 図３に示す処理からステップＳ２７０及びステップＳ２８０を省略してもよい。この場合、例えば、ステップＳ２５０にてＮＯと判断されると、ステップＳ１３０またはステップＳ１４０に処理が移行されてもよい。

【0106】

○ 図３に示す処理のステップＳ３００において、表示部２００ａでの表示以外の手段によって判定結果を作業者に知らせてもよい。この場合、判定結果を作業者に知らせる手段としては、例えば、音声による通知、及びライトの点滅などが挙げられる。

【0107】

○ 内圧低下処理および内圧判定処理は、診断ツール２００が制御部８０に接続されない状態で行われる処理であってもよい。この変更例においては、例えば、制御部８０に指令可能なウェブページがあり、作業者がタブレット端末からインターネットを経由して制御部８０を制御する。制御部８０がウェブページから供給配管６３の内圧低下要求を受けた場合に、制御部８０が内圧低下処理と内圧判定処理とを行ってもよい。この場合、制御部８０が制御装置に相当する。なお、制御部８０は通信端末等によってインターネットに接続されている。

【0108】

○ 供給配管６３の接続先は水素タンク６１に限らない。例えば、供給配管６３の端部は、水素ガスを供給可能なインフラ設備に接続されていてもよい。この場合の供給配管６３は、インフラ設備から供給された水素ガスをインジェクタ６２に供給するものである。なお、この変更例においては、インフラ設備が水素ガス供給部に相当する。

【0109】

○ 燃料電池モジュール１０は、乗用車、船舶、鉄道などに搭載されていてもよい。
○ 燃料電池モジュール１０は、定置式の発電装置として用いられてもよい。

【符号の説明】

【0110】

Ｎ…回数としての処理回数、Ｎｐ…所定回数、１０…燃料電池モジュール、２１…燃料電池スタック、４１…内圧センサとしての第１内圧センサ、６１…水素ガス供給部としての水素タンク、６２…インジェクタ、６３…供給配管、６４…循環流路、６７…排気排水弁、７２…ラジエータ、７３…ファンとしてのラジエータファン、８０…制御部、２００…制御装置としての診断ツール。

【図1】

【図2】

【図3】