(57)【要約】【課題】遮断弁を開いたときの急激なガス圧の上昇による供給配管や供給配管に取り付けられた部品の耐久性低下を抑制できる技術を提供する。【解決手段】ガス供給システムは、ガスが充填されている複数のタンクと、前記複数のタンクのそれぞれに分岐接続され前記ガスが流通する供給配管と、前記複数のタンクのそれぞれと前記供給配管との接続を遮断する複数の遮断弁と、前記タンクのそれぞれの内部温度を計測する複数の温度計測部と、前記複数の遮断弁が閉じられた状態から前記ガスの供給を開始する際に、前記複数の遮断弁のうち最初に開弁する遮断弁を、前記ガスの供給を開始する際に前記タンクのそれぞれについて計測した内部温度を用いて決定する。【選択図】図２
2020047375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給システムであって、
圧縮されたガスが充填されている複数のタンクと、
前記複数のタンクのそれぞれに分岐接続され、供給先に供給するための前記ガスが流通する供給配管と、
前記複数のタンクのそれぞれと前記供給配管との接続を遮断する複数の遮断弁と、
前記複数のタンクのそれぞれの内部温度を計測する複数の温度計測部と、
前記複数の遮断弁を閉じた状態から、前記ガスの供給を開始する際に、前記複数の遮断弁のそれぞれを開く開弁制御を実行する制御部であって、前記開弁制御において、前記複数の遮断弁のうち最初に開弁する前記遮断弁を、前記ガスの供給を開始する際に前記複数のタンクのそれぞれについて計測した内部温度を用いて決定する制御部と、
を備える、ガス供給システム。
【請求項２】
請求項１記載のガス供給システムであって、さらに、
補充される前記ガスを前記複数のタンクのそれぞれに分岐流入させる補充配管を備え、
前記制御部は、前記複数の遮断弁を閉じた状態での前記補充配管を通じた前記複数のタンクのそれぞれに対する前記ガスの補充が完了した後、前記ガスの供給を開始する際の前記開弁制御において、
前記複数のタンクのそれぞれに対する前記ガスの補充が完了した際に、前記温度計測部によって、前記複数のタンクのそれぞれの内部温度を第１温度として計測し、
前記ガスの供給を開始する際に前記温度計測部によって、前記複数のタンクのそれぞれの内部温度を第２温度として計測し、
前記第１温度から前記第２温度を減算した内部温度の変化量が最も大きい前記タンクに対して設けられている前記遮断弁を最初に開弁する、ガス供給システム。
【請求項３】
請求項１記載のガス供給システムであって、
前記制御部は、前記開弁制御において、前記ガスの供給を開始する際に前記温度計測部によって計測された内部温度が最も低い前記タンクに対して設けられている前記遮断弁を最初に開弁する、ガス供給システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガス供給システムであって、
前記供給配管には、前記ガスが流通する際に前記ガスから圧力を受ける下流側部品が取り付けられており、
前記制御部は、前記開弁制御において、最初に開弁する候補となる前記遮断弁が複数ある場合に、候補となる前記遮断弁のうち、前記下流側部品までの前記ガスの流路長が最も小さい前記遮断弁を最初に開弁する、ガス供給システム。
【請求項５】
請求項２記載のガス供給システムであって、
前記制御部は、前記開弁制御において、前記内部温度の変化量が最も大きい前記タンクが複数ある場合に、前記内部温度の変化量が最も大きい前記タンクのうちで、前記第２温度が最も低い前記タンクに対して設けられている前記遮断弁を最初に開弁する、ガス供給システム。
【請求項６】
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池の反応ガスを供給する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス供給システムと、
を備える、燃料電池システム。
【請求項７】
ガス供給システムの制御方法であって、
複数のタンクのそれぞれに分岐接続され、供給先に供給するためのガスが流通する供給配管と前記複数のタンクのそれぞれとの接続を複数の遮断弁を閉じて遮断した状態から、供給先に対して前記供給配管を通じて前記複数のタンクのそれぞれからの前記ガスの供給を開始する際に、前記複数のタンクのそれぞれの内部温度を計測する工程と、
前記ガスの供給を開始するために、前記複数の遮断弁のうちで最初に開弁する前記遮断弁を、前記複数のタンクのそれぞれについて計測した前記内部温度を用いて決定する工程と、
を備える、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献１には、燃料電池システムにおいて燃料電池に燃料ガスを供給するガス供給システムが開示されている。特許文献１のガス供給システムは、複数のタンクのそれぞれに分岐流路を介して接続されている集合流路を通じて各タンクから燃料電池のアノードへと燃料ガスを供給する。各タンクへの燃料ガスの供給の開始と停止とは、分岐流路のそれぞれに設けられた主止弁である遮断弁の開閉を制御することによっておこなわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５７２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池システムで用いられるガス供給システムに限らず、複数のタンクから高圧ガスなどの圧縮されたガスを供給するガス供給システムには、各タンクから流入したガスを合流させて供給先に導く供給配管を備えるものがある。また、多くの場合、そうした供給配管には、例えば、圧力センサやバルブなどの部品が、供給配管を流通するガスの圧力を受ける状態で取り付けられる。こうした供給配管や供給配管に取り付けられる部品は、各タンクへのガスの補充後に、遮断弁が開かれて供給先へのガスの供給が開始されたときに、急激なガス圧の上昇により、著しく大きな衝撃を受ける場合がある。各タンクに対するガスの補充の度に、そうした衝撃が繰り返されると、供給配管や供給配管に取り付けられる部品の耐久性が著しく低下してしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の技術は、以下の形態として実現することが可能である。
［１］第１の形態は、ガス供給システムとして提供される。このガス供給システムは、圧縮されたガスが充填されている複数のタンクと、前記複数のタンクのそれぞれに分岐接続され、供給先に供給するための前記ガスが流通する供給配管と、前記複数のタンクのそれぞれと前記供給配管との接続を遮断する複数の遮断弁と、前記複数のタンクのそれぞれの内部温度を計測する複数の温度計測部と、前記複数の遮断弁を閉じた状態から、前記ガスの供給を開始する際に、前記複数の遮断弁のそれぞれを開く開弁制御を実行する制御部であって、前記開弁制御において、前記複数の遮断弁のうち最初に開弁する前記遮断弁を、前記ガスの供給を開始する際に前記複数のタンクのそれぞれについて計測した内部温度を用いて決定する制御部と、を備える。
この形態のガス供給システムによれば、遮断弁を開いて供給先へのガスの供給を開始する際に、各タンクの内部圧力と相関性がある各タンクの内部温度に基づいて、内部圧力が相対的に低いタンクを、遮断弁を最初に開弁するタンクとして容易に特定できる。よって、ガスの供給開始のために各タンクの遮断弁を開く際に供給配管や供給配管に取り付けられた部品が受けるガス圧による衝撃を緩和することができ、それらの耐久性の低下を抑制することができる。
［２］上記形態のガス供給システムは、さらに、補充される前記ガスを前記複数のタンクのそれぞれに分岐流入させる補充配管を備え、前記制御部は、前記複数の遮断弁を閉じた状態での前記補充配管を通じた前記複数のタンクのそれぞれに対する前記ガスの補充が完了した後、前記ガスの供給を開始する際の前記開弁制御において、前記複数のタンクのそれぞれに対する前記ガスの補充が完了した際に、前記温度計測部によって、前記複数のタンクのそれぞれの内部温度を第１温度として計測し、前記ガスの供給を開始する際に前記温度計測部によって、前記複数のタンクのそれぞれの内部温度を第２温度として計測し、前記第１温度から前記第２温度を減算した内部温度の変化量が最も大きい前記タンクに対して設けられている前記遮断弁を最初に開弁してよい。
この形態のガス供給システムによれば、補充配管を通じた各タンクへのガスの補充後における内部温度の低下によってガスの供給開始時に内部圧力が最も低くなっているタンクを、精度良く特定することができる。そのため、供給配管や供給配管に取り付けられた部品が、ガスの供給開始時のガス圧によって受ける衝撃を、より一層緩和させることができる。
［３］上記形態のガス供給システムにおいて、前記制御部は、前記開弁制御において、前記ガスの供給を開始する際に前記温度計測部によって計測された内部温度が最も低い前記タンクに対して設けられている前記遮断弁を最初に開弁してよい。
この形態のガス供給システムによれば、各タンクへのガスの補充後、ガスの供給開始時に、供給配管や供給配管に取り付けられた部品が急激な温度上昇による熱的負荷を受けることを抑制できる。よって、供給配管や供給配管に取り付けられた部品の耐久性の低下がより一層、抑制される。
［４］上記形態のガス供給システムにおいて、前記供給配管には、前記ガスが流通する際に前記ガスから圧力を受ける下流側部品が取り付けられており、前記制御部は、前記開弁制御において、最初に開弁する候補となる前記遮断弁が複数ある場合に、候補となる前記遮断弁のうち、前記下流側部品までの前記ガスの流路長が最も小さい前記遮断弁を最初に開弁してよい。
この形態のガス供給システムによれば、各タンクへのガスの補充後、ガスの供給開始時に、下流側部品がガスの衝突によって受ける衝撃を緩和させることができる。よって、下流側部品の耐久性の低下を抑制することができる。
［５］上記形態のガス供給システムにおいて、前記制御部は、前記開弁制御において、前記内部温度の変化量が最も大きい前記タンクが複数ある場合に、前記内部温度の変化量が最も大きい前記タンクのうちで、前記第２温度が最も低い前記タンクに対して設けられている前記遮断弁を最初に開弁してよい。
この形態のガス供給システムによれば、タンクに対するガスの補充後、ガスの供給開始時に、供給配管や供給配管に取り付けられた部品がガスから受ける衝撃や熱的負荷を緩和することができる。
［６］第２の形態は、燃料電池システムとして提供される。この形態の燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池の反応ガスを供給する上記形態のうちのいずれかのガス供給システムと、を備える。
この形態の燃料電池システムによれば、遮断弁を開いて燃料電池の発電を開始する際に、供給配管や供給配管に取り付けられた部品が受けるガス圧の急激な上昇による衝撃を緩和させることができる。よって、ガス供給システムにおける供給配管や供給配管に取り付けられた部品の耐久性の低下が抑制され、ガス供給システムの構成部品の劣化による燃料電池に対する反応ガスの供給不良の発生が抑制される。
本開示の技術は、ガス供給システム、ガス供給システムを備える燃料電池システム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ガス供給システムを搭載する車両や、ガス供給システムや燃料電池システム、車両の制御方法、それらの制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ガス供給システムを備える燃料電池システムの構成を示す概略図。
【図２】第１実施形態の開弁制御のフローを示す説明図。
【図３】第１実施形態の決定処理のフローを示す説明図。
【図４】タンクの内部圧力および内部温度の時間変化と遮断弁の開弁タイミングを例示する説明図。
【図５】第２実施形態の決定処理のフローを示す説明図。
【図６】第３実施形態の開弁制御のフローを示す説明図。
【図７】第３実施形態の決定処理のフローを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
１．第１実施形態：
図１は、第１実施形態におけるガス供給システム２０を備える燃料電池システム１００の構成を示す概略図である。燃料電池システム１００は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する燃料電池１０と、燃料電池１０の発電を制御する制御部１５と、を備える。また、燃料電池システム１００は、燃料電池１０に対する燃料ガスの供給および循環をおこなう第１実施形態のガス供給システム２０と、燃料電池１０に対する酸化剤ガスの供給および排出をおこなう酸化剤ガス給排部８０と、を備える。
【０００８】
第１実施形態では、燃料電池システム１００は、燃料電池車両に搭載される。燃料電池システム１００において燃料電池１０が発電する電力は、燃料電池車両の走行に用いられる他、燃料電池車両の補機類や電装品において消費される。燃料電池１０が発電する電力は、外部給電に用いられてもよい。
【０００９】
燃料電池１０は、反応ガスである燃料ガスと酸化剤ガスの電気化学反応によって発電する固体高分子形燃料電池である。第１実施形態では、燃料ガスは水素であり、酸化剤ガスは空気に含有される酸素である。燃料電池１０は、複数の単セル１１が積層されたスタック構造を有する。各単セル１１は、それぞれが単体でも発電可能な発電要素である。各単セル１１は、電解質膜の両面に電極を配置した発電体である膜電極接合体と、膜電極接合体を挟む２枚のセパレーターと、を有する。電解質膜は、内部に水分を包含した湿潤状態のときに良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜によって構成される。なお、前述の単セル１１の各構成要素についての図示は省略する。
【００１０】
燃料電池１０には、各単セル１１に反応ガスを流通させるための分岐流路であるマニホールドＭ１〜Ｍ４が設けられている。第１マニホールドＭ１は、各単セル１１のアノードの入口に連通しており、第２マニホールドＭ２は、各単セル１１のアノードの出口に連通している。また、第３マニホールドＭ３は、各単セル１１のカソードの入口に連通しており、第４マニホールドＭ４は、各単セル１１のカソードの出口に連通している。
【００１１】
燃料電池１０は、固体高分子形燃料電池に限定されることはない。他の実施形態では、燃料電池１０は、例えば固体酸化物形燃料電池をはじめとし、反応ガスの供給を受けて発電する種々のタイプの燃料電池を採用することが可能である。
【００１２】
制御部１５は、１つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）と主記憶装置とを備えるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）によって構成される。制御部１５は、ＣＰＵが主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令を実行することによって燃料電池１０の発電を制御するための種々の機能を発揮する。
【００１３】
第１実施形態では、制御部１５は、ガス供給システム２０の制御部としても機能し、後述するガス供給システム２０の種々の制御を実行する。制御部１５は、ガス供給システム２０の構成する構成要素のひとつである。なお、他の実施形態では、ガス供給システム２０の制御部は、燃料電池システム１００の制御部１５とは別に設けられてもよい。
【００１４】
ガス供給システム２０は、ガス供給システム２０の外部から補充されて貯蔵している燃料ガスを燃料電池１０に供給する。ガス供給システム２０は、燃料ガスの貯蔵と供給とを担う供給部３０と、燃料電池１０から発電に用いられることなく排出された燃料ガスを燃料電池１０に循環させる循環部４０と、供給部３０に燃料ガスを補充する補充部５０と、を備える。供給部３０は、燃料ガスが充填されている複数のタンク３１と、タンク３１のそれぞれと燃料電池１０とを接続する供給配管３２と、タンク３１にそれぞれひとつずつ対応して設けられている複数の遮断弁３３と、を備える。
【００１５】
各タンク３１は、圧縮された燃料ガスを貯蔵する。第１実施形態では、各タンク３１は、高圧ガスタンクによって構成される。各タンク３１は、３５ＭＰａ以上の耐圧性能を有することが望ましく、７０ＭＰａ以上の耐圧性能を有することがより望ましい。
【００１６】
第１実施形態では、供給部３０は、複数のタンク３１として、３つのタンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを備える。各タンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃはそれぞれ圧縮ガスを充填可能な容量が互いに異なっている。各タンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃに圧縮ガスを充填可能な容量は、第１タンク３１Ａ、第２タンク３１Ｂ、第３タンク３１Ｃの順で大きい。なお、以下の説明では、３つのタンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを特に区別する必要がない場合には、「タンク３１」と総称する。
【００１７】
なお、ガス供給システム２０が備えるタンク３１の数は３つには限定されない。他の実施形態では、ガス供給システム２０は任意の２以上のタンク３１を備えていてよい。また、他の実施形態では、タンク３１の圧縮ガスの充填可能な容量は、一部のタンク３１、または、全部のタンク３１において同じであってもよい。
【００１８】
タンク３１は、中空の容器によって構成されるタンク本体部３１１と、タンク本体部３１１の開口部を封止する口金部３１２と、タンク本体部３１１の内部に配置されている温度計測部３１３と、を備える。タンク本体部３１１は、樹脂ライナーの表層が強化繊維層に覆われた構成を有している。強化繊維層は、樹脂ライナーの表層に巻き付けられた炭素繊維に含浸されている熱硬化性樹脂を熱硬化させることによって形成される。なお、他の実施形態では、タンク本体部３１１は樹脂ライナーの代わりに金属製のライナーを備えていてもよい。
【００１９】
口金部３１２は、タンク本体部３１１の一端に設けられている図示されていない開口部に気密に取り付けられる金属部品である。口金部３１２には、遮断弁３３と後述の逆止弁５３とが一体的に取り付けられている。
【００２０】
温度計測部３１３は、温度センサによって構成される。温度計測部３１３は、タンク本体部３１１の内部空間に配置されて、タンク３１に充填される燃料ガスに曝される。温度計測部３１３は、タンク３１の内部温度を計測し、その計測結果を制御部１５に出力する。
【００２１】
供給配管３２の下流側は、燃料電池１０の第１マニホールドＭ１に接続されている。供給配管３２の上流側は、遮断弁３３を介して、各タンク３１に分岐接続されている。供給配管３２には、各タンク３１から燃料電池１０のアノードに供給される燃料ガスが流通する。
【００２２】
遮断弁３３は、各タンク３１の主止弁であり、制御部１５の制御下において開閉する。遮断弁３３は、対応するタンク３１と供給配管３２との間の接続を遮断する。制御部１５は、後述する開弁制御において、温度計測部３１３から取得した各タンク３１の内部温度の温度情報を用いて遮断弁３３の開弁順序を決定することによって、遮断弁３３の開弁に伴う供給配管３２での急激な圧力上昇を抑制する。
【００２３】
供給部３０は、さらに、供給配管３２を流れる燃料ガスの圧力を計測する圧力計測部３４と、供給配管３２の燃料ガスの圧力を調整する調圧弁３５と、燃料電池１０に向かって燃料ガスを噴射するインジェクタ３６と、を備える。圧力計測部３４と調圧弁３５とインジェクタ３６とは、タンク３１より下流側において、上流側からこの順で供給配管３２に設けられている。なお、以下では、圧力計測部３４や、調圧弁３５、インジェクタ３６など、各タンク３１より下流側において供給配管３２に取り付けられ、供給配管３２を流れるガスに曝される部品を「下流側部品」とも呼ぶ。
【００２４】
圧力計測部３４は計測結果を制御部１５に送信する。調圧弁３５は、圧力レギュレータであり、インジェクタ３６の上流側の圧力を調整する。調圧弁３５の開度は、制御部１５によって制御される。インジェクタ３６は、電磁駆動式の開閉弁である。インジェクタ３６の駆動周期は、制御部１５によって制御される。制御部１５は、燃料電池１０の発電の際に、圧力計測部３４の計測結果に基づいて、調圧弁３５の開度とインジェクタ３６の駆動周期とを制御して、燃料電池１０のアノードに対する燃料ガスの供給圧力や供給量を制御する。
【００２５】
循環部４０は、燃料電池１０に接続されているアノード排ガス配管４１と、アノード排ガス配管４１に接続されている気液分離部４２と、気液分離部４２に接続されている循環配管４３および排水配管４４と、を備える。循環部４０は、さらに、循環配管４３に設けられている循環ポンプ４５と、排水配管４４に設けられている排水弁４６と、を備える。
【００２６】
アノード排ガス配管４１は、燃料電池１０の第２マニホールドＭ２に接続されており、第２マニホールドＭ２を通じて燃料電池１０から排出されるアノード排ガスを気液分離部４２へと導く。アノード排ガスは、燃料電池１０のアノードから排出された燃料ガスや、不活性ガス、水分を含む。
【００２７】
気液分離部４２は、流入するアノード排ガスを気体成分と液体成分とに分離する。気体成分は、気液分離部４２から循環配管４３へと誘導される。液体成分は、気液分離部４２の貯留部４２ｓに、排水として貯留される。
【００２８】
循環配管４３は、供給配管３２におけるインジェクタ３６の上流側に接続されている。制御部１５は、燃料電池１０の発電の際に、循環ポンプ４５を駆動させて、循環配管４３を流れるアノード排ガスの気体成分を供給部３０の供給配管３２へと送り出す。これによって、アノード排ガスに含まれる燃料ガスが、供給部３０の供給配管３２を通じて燃料電池１０へと循環されるため、燃料ガスの利用効率が高められる。
【００２９】
排水配管４４は、気液分離部４２の貯留部４２ｓに接続されている。排水配管４４の排水弁４６は、制御部１５の制御下において開閉する。燃料電池１０の発電の際には、制御部１５は、予め決められた開弁周期が到達したときに排水弁４６を開き、気液分離部４２に貯留されていた排水を、排水配管４４を通じて排出する。第１実施形態では、排水配管４４は、後述するカソード排ガス配管８４に接続されており、気液分離部４２に貯留されていた排水は、カソード排ガス配管８４を通じて燃料電池システム１００の外部に排出される。
【００３０】
なお、他の実施形態では、ガス供給システム２０の循環部４０は省略されてもよい。この場合には、例えば、アノード排ガスは、第２マニホールドＭ２に接続されたアノード排ガス配管４１からそのまま燃料電池システム１００の外部へと排出されてもよい。
【００３１】
補充部５０は、補充される燃料ガスを受け入れるレセプタクル５１と、レセプタクル５１と各タンク３１とを接続する補充配管５２と、各タンク３１に対してひとつずつ設けられた複数の逆止弁５３と、を備える。また、補充部５０は、補充配管５２に設けられた補充圧力計測部５４と、タンク３１への燃料ガスの補充を検知する補充検知部５５と、を有する。
【００３２】
供給部３０の各タンク３１への燃料ガスの補充は、レセプタクル５１を通じておこなわれる。レセプタクル５１は、燃料電池車両の外部に向かって開口するように、燃料電池車両のボディに設けられている。レセプタクル５１は、燃料ガスの補充がおこなわれるとき以外は、通常、燃料電池車両のボディに回動可能に取り付けられているリッド２０１によって閉塞されている。
【００３３】
レセプタクル５１は、リッド２０１が開かれた状態で、燃料ガスの補給源が備える燃料ガスの噴射ノズルの接続を受け入れる。燃料ガスの補給源は、例えば、水素ステーションに設置されたディスペンサである。噴射ノズルから噴射された燃料ガスは、レセプタクル５１を通じて補充配管５２に流入する。レセプタクル５１の内部には、燃料ガスの外部への漏洩を防止するための入口逆止弁５１ｖが設けられている。
【００３４】
レセプタクル５１の近傍には、制御部１５が燃料ガスの補給源との通信をおこなうための通信部２０２が設けられている。通信部２０２は、例えば、赤外線通信装置によって構成される。
【００３５】
補充配管５２は、各タンク３１にひとつずつ対応して設けられている逆止弁５３を通じて各タンク３１に分岐接続されている。逆止弁５３は、上述したように、供給部３０の遮断弁３３とともに、各タンク３１の口金部３１２に一体的に取り付けられている。レセプタクル５１から補充される燃料ガスは、補充配管５２を通じて各タンク３１へと分岐流入する。逆止弁５３は、各タンク３１内部から補充配管５２に向かう燃料ガスの逆流を抑制する。これにより、後に図４を参照して説明するように、補充配管５２を通じて各タンク３１への燃料ガスの補充が完了した直後には、各タンク３１の内部圧力はほぼ等しい状態となる。
【００３６】
補充圧力計測部５４は、補充配管５２を流れる燃料ガスの圧力を計測して制御部１５に送信する。制御部１５は、各タンク３１への燃料ガスの補充の際には、通信部２０２を介して燃料ガスの補給源との通信を開始する。制御部１５は、補充圧力計測部５４による圧力の計測結果と、温度計測部３１３による各タンク３１の内部温度の計測結果と、を燃料ガスの補給源に送信する。それらの情報は、燃料ガスの補給源側において、燃料ガスの補充量の制御に用いられる。
【００３７】
補充検知部５５は、例えば、リッド２０１によるレセプタクル５１の開閉を電気的に検出するセンサによって構成される。制御部１５は、リッド２０１が開かれてレセプタクル５１が開放されたときに、各タンク３１に対する燃料ガスの補充開始を検出する。また、制御部１５は、リッド２０１によってレセプタクル５１が閉塞されたときに、各タンク３１に対する燃料ガスの補充完了を検出する。
【００３８】
他の実施形態では、補充検知部５５は、例えば、レセプタクル５１と燃料ガスの補給源の噴射ノズルとの接続を電気的に検出するセンサによって構成されてよい。この場合には、制御部１５は、噴射ノズルがレセプタクル５１に接続されたときに、各タンク３１に対する燃料ガスの補充開始を検出し、レセプタクル５１から噴射ノズルが取り外されたときに、各タンク３１に対する燃料ガスの補充完了を検出する。
【００３９】
また、他の実施形態では、補充検知部５５は、センサではなく、制御部１５の一機能部として実現されてもよい。制御部１５は、例えば、補充配管５２の補充圧力計測部５４によって、所定の圧力上昇を検出したときに、各タンク３１への燃料ガスの補充開始を検出し、その後、所定の圧力低下を検出したときに、各タンク３１への燃料ガスの補充完了を検出してもよい。あるいは、制御部１５は、燃料ガスの補給源との通信が開始されたときに、各タンク３１への燃料ガスの補充開始を検出し、燃料ガスの補給源との通信が終了したときに、各タンク３１への燃料ガスの補充完了を検出してもよい。
【００４０】
酸化剤ガス給排部８０は、燃料電池１０の第３マニホールドＭ３に接続されているカソードガス配管８１と、カソードガス配管８１に設けられたコンプレッサ８２と、カソードガス配管８１に設けられた開閉弁８３と、を備える。コンプレッサ８２は制御部１５の制御下において駆動する。制御部１５は、燃料電池１０の発電の際には、図示していないエアインテークを通じて取り込んだ外気をコンプレッサ８２によって圧縮してカソードガス配管８１を通じて燃料電池１０の各単セル１１のカソードに供給する。開閉弁８３は、通常は閉じた状態であり、コンプレッサ８２から予め決められた圧力以上の圧縮空気が送り出されてきたときに開弁する。
【００４１】
酸化剤ガス給排部８０は、さらに、燃料電池１０の第４マニホールドＭ４に接続されているカソード排ガス配管８４と、カソード排ガス配管８４に設けられた調圧弁８５と、を備える。カソード排ガス配管８４は、燃料電池１０のカソードから排出されたカソード排ガスを燃料電池システム１００の外部へと導く。カソード排ガスは、燃料電池１０のカソードで消費されなかった酸化剤ガスや、不活性ガス、燃料電池１０のカソード側に存在する水分を含む。制御部１５は、燃料電池１０の発電の際には、調圧弁８５の開度を制御して、カソード排ガス配管８４内の圧力、つまり、燃料電池１０のカソード側の背圧を制御する。
【００４２】
燃料電池システム１００は、その他に、燃料電池１０の各単セル１１の間に設けられた流路に冷媒を流通させて燃料電池１０の運転温度を制御する冷媒供給部を備えることが望ましい。本明細書では、冷媒供給部についての図示および詳細な説明は省略する。
【００４３】
図２は、第１実施形態のガス供給システム２０において実行される開弁制御のフローを示す説明図である。開弁制御は、供給先への燃料ガスの供給停止時に閉じられていた各遮断弁３３を、供給先への燃料ガスの供給を開始する際に開弁するために制御部１５が実行する制御である。この開弁制御では、補充部５０を通じて供給部３０の各タンク３１への燃料ガスの補充がされた後、供給部３０からの燃料ガスの供給を開始する際に、各タンク３１の遮断弁３３のうちで最初に開弁するものが決定される。また、第１実施形態では、複数の遮断弁３３の開弁順序が決定される。この開弁制御によって、供給配管３２を通じた燃料ガスの供給開始時に、供給配管３２における圧力が急激に上昇することによる不具合が抑制される。
【００４４】
制御部１５は、各タンク３１の遮断弁３３を閉じて、供給配管３２と各タンク３１との間の接続を遮断し、供給部３０による燃料ガスの供給を停止した後に、この開弁制御を開始する。開弁制御は、例えば、燃料電池車両の運転者が、燃料電池車両のイグニションオフの操作をおこなって、制御部１５が燃料電池１０の発電を停止すると開始される。
【００４５】
ステップＳ１０では、制御部１５は、補充検知部５５によって各タンク３１への燃料ガスの補充開始を検知する。ステップＳ１０のＮＯの矢印で示されているように、開弁制御は、補充検知部５５によって各タンク３１への燃料ガスの補充開始が検知されるまでの間、待機状態となる。制御部１５は、その待機状態の間に、例えば、運転者によるイグニションオンの操作など、燃料電池１０の発電を開始する指令を受け取った場合には、各タンク３１への燃料ガスの補充はおこなわれなかったものとして開弁制御を終了し、通常の燃料ガスの供給制御を開始する。
【００４６】
ステップＳ１０のＹＥＳの矢印で示されているように、各タンク３１への燃料ガスの補充開始を検知した後、制御部１５は、ステップＳ２０において、補充検知部５５によって各タンク３１への燃料ガスの補充完了を検知する。ステップＳ２０のＮＯの矢印で示されているように、開弁制御は、各タンク３１への燃料ガスの補充完了を検知するまでの間、つまり、補充部５０を通じて各タンク３１に燃料ガスが補充されている間、待機状態となる。ステップＳ２０のＹＥＳの矢印で示されているように、各タンク３１への燃料ガスの補充完了を検知した後、制御部１５は、ステップＳ３０において、温度計測部３１３によって、各タンク３１の内部温度を計測する。
【００４７】
ステップＳ４０では、制御部１５は、燃料ガスの供給開始を検知する。より具体的には、制御部１５は、燃料ガスの供給開始の指令を検知する。第１実施形態では、燃料ガスの供給開始の指令は、例えば、運転者によるイグニションオンの操作など、燃料電池１０の発電を開始する指令である。ステップＳ４０のＮＯの矢印で示されているように、開弁制御は、燃料ガスの供給開始の指令を検知するまでの間、待機状態となる。ステップＳ４０のＹＥＳの矢印で示されているように、燃料ガスの供給開始の指令を検知すると、制御部１５は、ステップＳ５０において、温度計測部３１３によって、各タンク３１の内部温度を計測する。
【００４８】
ステップＳ６０では、制御部１５は、ステップＳ５０で計測された燃料ガスの供給を開始する際の各タンク３１の内部温度を用いて、タンク３１ごとに設けられた複数の遮断弁３３のうちで最初に開弁する遮断弁３３を決定する決定処理を実行する。第１実施形態では、制御部１５は、ステップＳ５０で計測された各タンク３１の内部温度とともに、ステップＳ３０で燃料ガスの補充が完了した際に計測された各タンク３１の内部温度を用いて、最初に開弁する遮断弁３３を決定する。
【００４９】
図３は、開弁制御のステップＳ６０で実行される決定処理のフローを示す説明図である。ステップＳ６１では、制御部１５は、燃料ガスの補充が完了したときから燃料ガスの供給開始の指令が検知されるまでの間における各タンク３１の内部温度の変化量ΔＴを算出する。
【００５０】
ここで、図２に示す開弁制御のステップＳ３０で計測された温度、つまり、燃料ガスの補充が完了した際に温度計測部３１３によって計測された各タンク３１の内部温度を第１温度Ｔ１とする。また、図２に示す開弁制御のステップＳ５０で計測された温度、つまり、燃料ガスの供給を開始する際に温度計測部３１３によって計測された各タンク３１の内部温度を第２温度Ｔ２とする。ステップＳ６１では、制御部１５は、第１温度Ｔ１から第２温度Ｔ２を減算して内部温度の変化量ΔＴを算出する。通常、各タンク３１の内部温度は、燃料ガスの補充が完了したときが最も高くなるため、ΔＴは０より大きい正の値となる。
【００５１】
ステップＳ６３では、制御部１５は、内部温度の変化量ΔＴの大小判定を実行し、内部温度の変化量ΔＴが最も大きいタンク３１が複数個あるか否かを判定する。なお、制御部１５による内部温度の変化量ΔＴの大小判定では、ある程度の計測誤差の範囲内であれば、異なる値の内部温度の変化量ΔＴであっても実質的に等しいと判定される。例えば、制御部１５は、２つの内部温度の変化量ΔＴの間に±５％の差がある場合でも、両者は実質的に等しいと判定する。
【００５２】
内部温度の変化量ΔＴが最も大きいタンク３１が１つに特定される場合、制御部１５は、ステップＳ６５において、そのタンク３１に対して設けられている遮断弁３３を最初に開弁する遮断弁３３として決定する。内部温度の変化量ΔＴが最も大きいタンク３１が複数個ある場合には、最初に開弁する候補となる遮断弁３３は複数である。この場合には、制御部１５は、ステップＳ６７において、内部温度の変化量ΔＴが最も大きいタンク３１のうち、第２温度Ｔ２が最も低いタンク３１に対して設けられた遮断弁３３を最初に開弁する遮断弁３３として決定する。制御部１５は、内部温度の変化量ΔＴが最も大きいタンク３１が３つ以上ある場合には、第２温度Ｔ２が低いタンク３１に対して設けられた遮断弁３３から順に開弁されるように決定する。このような方法で最初に開弁する遮断弁３３を決定する理由については後述する。
【００５３】
図２を参照する。ステップＳ７０では、制御部１５は、残りの遮断弁３３について開弁順序を決定する。第１実施形態では、制御部１５は、ステップＳ５０で計測された燃料ガスの供給を開始する際のタンク３１の内部温度である第２温度Ｔ２が低いものの遮断弁３３ほど先に開弁されるように決定する。このようにすれば、燃料ガスの供給開始時に、供給配管３２を流れる燃料ガスの温度が急激に上昇することを抑制できる。そのため、供給配管３２や供給配管３２に取り付けられている下流側部品に熱的負荷を与えてしまうことが抑制される。なお、他の実施形態のステップＳ７０では、制御部１５は、内部温度の変化量ΔＴが大きいタンク３１に対して設けられた遮断弁３３ほど先に開弁されるように決定するようにしてもよい。
【００５４】
ステップＳ８０では、制御部１５は、ステップＳ６０〜Ｓ７０で決定された開弁の順序で、各タンク３１の遮断弁３３を開弁する開弁処理が実行される。各遮断弁３３の開弁タイミングの間隔は、例えば、１秒以下、あるいは、数秒程度としてよい。制御部１５は、開弁制御を終了し、燃料電池１０を発電させるための燃料ガスの供給制御を開始する。
【００５５】
図４には、開弁制御が実行されている間の各タンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの内部圧力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃおよび内部温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃの時間変化の一例を示すグラフが図示されている。また、図４には、各タンク３１の内部圧力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃと内部温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃのグラフに合わせて、各タンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの遮断弁３３が開閉するタイミングの一例を示すタイミングチャートが図示されている。
【００５６】
時刻ｔ０では、燃料ガスの補充のために、各タンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃに対して設けられた各遮断弁３３が閉弁されて、ガス供給システム２０による燃料電池１０への燃料ガスの供給が停止される。この時点では、各タンク３１の内部温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃにはばらつきが生じている。このばらつきは、各タンク３１の構成の相違やそれまでの使用環境の相違に応じて生じるものである。各タンク３１の内部温度のばらつきは、例えば、各タンク３１の容量に対する燃料ガスの流出量の差や、燃料電池１０などの熱源に対する各タンク３１の距離の差、各タンク３１の形状や配置位置による放熱性の相違などによって生じる。
【００５７】
時刻ｔ１〜ｔ２では、補充部５０の補充配管５２を通じて各タンク３１に燃料ガスが充填される。この期間では、燃料ガスは補充配管５２を通じて各タンク３１に分流するため、各タンク３１の内部圧力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃはほぼ等しく上昇し、時刻ｔ２での各タンク３１の内部圧力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃはほぼ等しい。これに対して、各タンク３１の内部温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは、時刻ｔ１〜ｔ２の期間に、タンク３１ごとに異なった変化をする。この変化の相違は、例えば、燃料ガスの補充開始時点での各タンク３１の内部温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃの差、各タンク３１の容量の差、燃料電池１０などの熱源に対する各タンク３１の距離の差、各タンク３１の形状や配置位置による放熱性の相違などに起因する。図２に示す開弁制御のステップＳ３０では、時刻ｔ２での各タンク３１の内部温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃが第１温度Ｔ１として計測される。
【００５８】
時刻ｔ２において各タンク３１への燃料ガスの補充が完了した後、時刻ｔ３において、制御部１５は、燃料電池１０の発電を開始する指令、つまり、ガス供給システム２０による燃料ガスの供給開始の指令を検知する。時刻ｔ２〜ｔ３の期間は、水素ステーションでの燃料ガスの補充作業が完了してから燃料電池車両が走行を開始するために起動するまでの時間に相当する。時刻ｔ２〜ｔ３の期間は、例えば、１分から数分程度の短い期間である。時刻ｔ２〜ｔ３の間に各タンク３１の内部温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは低下し、それに伴って、各タンク３１の内部圧力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃも低下する。時刻ｔ２〜ｔ３での内部温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃの低下量は、種々の条件に影響される。種々の条件とは、例えば、燃料ガスの補充完了時点での内部温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃや、各タンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの容量、熱源に対する各タンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの距離、各タンク３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの形状や配置位置による放熱性などである。
【００５９】
図２に示す開弁制御のステップＳ５０では、時刻ｔ３での各タンク３１の内部温度が第２温度Ｔ２として計測される。ステップＳ６０において最初に開弁する遮断弁３３を決定するために用いられる内部温度の変化量ΔＴは、図４での時刻ｔ２〜ｔ３の期間における各タンク３１の内部温度の低下量に相当し、上述したような各タンク３１に固有の種々の条件が反映された値である。燃料ガスの供給を開始する際の各タンク３１の内部圧力は、各タンク３１に対する燃料ガスの補充が完了した際の各タンク３１に共通の内部圧力から、タンク３１ごとに得られる内部温度の変化量ΔＴの大きさに応じて低くなる。よって、内部温度の変化量ΔＴが最大のタンク３１は、燃料ガスの供給を開始する際の内部圧力が最も低い。このように、各タンク３１に固有の種々の条件に応じて変化する内部温度の変化量ΔＴを用いれば、各タンク３１への燃料ガスの補充後、燃料ガスの供給を開始する際に内部圧力が最も低くなっているタンク３１を簡易、かつ、精度よく特定することができる。
【００６０】
図４の時刻ｔ３の後には、図２の開弁制御のステップＳ６０，Ｓ７０で決定された順序で各タンク３１の遮断弁３３が開弁される。図４に示す例では、変化量ΔＴが最も大きい第１タンク３１Ａの遮断弁３３が最初に開弁される。次に、第２温度Ｔ２が最も低い第３タンク３１Ｃの遮断弁３３が開弁され、最後に第２タンク３１Ｂの遮断弁３３が開弁されている。
【００６１】
以上のように、第１実施形態の開弁制御によれば、そうした内部温度の変化量ΔＴが最も大きく、燃料ガスの補充後に内部圧力が最も低下したタンク３１の遮断弁３３が最初に開弁される。そのため、供給先である燃料電池１０への燃料ガスの供給を開始する際に、供給配管３２やその下流側部品が受けるガス圧による衝撃が緩和される。よって、各タンク３１に対する燃料ガスの補充が完了した後、燃料ガスの供給が開始される度に、供給配管３２およびその下流側部品がガス圧による衝撃を繰り返し受けて劣化することが抑制される。そのため、それら供給配管３２や下流側部品の耐久性の低下が抑制される。
【００６２】
第１実施形態の開弁制御では、制御部１５は、最初に開弁する遮断弁３３の決定に、各タンク３１の内部温度の変化量ΔＴを用いている。図４を参照して説明したように、燃料ガスの補充完了後における各タンク３１の内部圧力は、燃料ガスの補充前における燃料ガスの供給状況の違いや、各タンク３１の容量・形状、の配置環境などの種々の条件に起因して、各タンク３１間でばらつきが生じる。内部温度の変化量ΔＴの差は、そうした各タンク３１のそれぞれに固有の条件によって生じる内部圧力の差を適切に表している。そのため、第１実施形態の開弁制御によれば、各タンク３１にその内部圧力を計測するための圧力センサを設けていなくても、燃料ガスの供給開始時に内部圧力が最も低くなっているタンク３１を、より精度よく、簡易に特定することができる。
【００６３】
第１実施形態の開弁制御によれば、内部温度の変化量ΔＴが最大のタンク３１が複数個あり、最初に開弁する候補となる遮断弁３３が複数ある場合には、燃料ガスの供給を開始する際に計測された内部温度である第２温度Ｔ２が最も低いタンク３１の遮断弁３３を最初に開弁するように決定している。これによって、より低温の燃料ガスを最初に供給配管３２へと流入させることができ、供給配管３２およびその下流側部品の熱劣化を抑制することができる。
【００６４】
第１実施形態の燃料電池システム１００によれば、そうしたガス供給システム２０を備えているため、供給配管３２やその下流側部品の劣化による燃料ガスの供給不良や漏洩が抑制される。その他に、第１実施形態のガス供給システム２０およびそれを備える燃料電池システム１００、ガス供給システム２０の制御方法によれば、第１実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００６５】
２．第２実施形態：
図５は、第２実施形態の開弁制御において実行される最初に開弁する遮断弁３３を決定する決定処理のフローを示す説明図である。第２実施形態の開弁制御を実行する第２実施形態のガス供給システムは、第１実施形態で説明した図１に示すガス供給システム２０と同じシステム構成を有している。第２実施形態の開弁制御は、ステップＳ６０における決定処理の内容が異なる点以外は、第１実施形態で説明したのと同様に実行される。第２実施形態での決定処理のフローは、第１実施形態で説明したステップＳ６７の処理の代わりに、第２実施形態のステップＳ６７ａの処理が実行される点以外は、第１実施形態で説明した図３の決定処理のフローとほぼ同じである。
【００６６】
第２実施形態の決定処理では、内部温度の変化量ΔＴが最大のタンク３１が複数個ある場合には、制御部１５は、ステップＳ６７ａにおいて、それら候補となる遮断弁３３のうち、下流側部品までのガスの流路長が最も小さいものを最初に開弁するものに決定する。「ガスの流路長」とは、タンク３１から下流側部品までの間の供給配管３２の長さを意味する。つまり、内部温度の変化量ΔＴが最大のタンク３１のうち、供給配管３２の最も下流側に接続されているタンク３１の遮断弁３３を最初に開弁すると決定する。制御部１５は、候補となる遮断弁３３が３つ以上ある場合には、下流側部品までのガスの流路長が小さい遮断弁３３から順に開弁されるように決定する。これによって、遮断弁３３が最初に開弁されたときに、供給配管３２の下流側部品が燃料ガスの衝突により受ける圧力を小さくすることができるため、下流側部品の経年的な損傷・劣化を抑制することができる。その他に、第２実施形態のガス供給システム２０およびそれを備える燃料電池システム１００、ガス供給システム２０の制御方法によれば、第１実施形態および本第２実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００６７】
３．第３実施形態：
図６は、第３実施形態の開弁制御のフローを示す説明図である。第３実施形態の開弁制御を実行する第３実施形態のガス供給システムは、第１実施形態で説明した図１に示すガス供給システム２０と同じシステム構成を有している。第３実施形態の開弁制御は、以下に説明する点以外は、第２実施形態の開弁制御とほぼ同じである。第３実施形態の開弁制御では、ステップＳ３０が省略されており、制御部１５は、各タンク３１に対する燃料ガスの補充完了後には、各タンク３１の内部温度を計測しなくてもよい。また、第３実施形態の開弁制御では、第２実施形態で説明した図５に示すステップＳ６０の決定処理に代えて、最初に開弁する遮断弁３３の決定条件が異なるステップＳ６０ｂの決定処理が実行される。
【００６８】
図７は、第３実施形態の開弁制御のステップＳ６０ｂにおいて実行される最初に開弁する遮断弁３３を決定する決定処理のフローを示す説明図である。第３実施形態の決定処理では、図６のステップＳ４０で燃料ガスの供給開始の指令が検知された後、ステップＳ５０において計測された燃料ガスの供給を開始する際における各タンク３１の内部温度を用いて、最初に開弁する遮断弁３３を決定する。
【００６９】
ステップＳ６３ｂでは、制御部１５は、各タンク３１の内部温度の高低判定を実行し、内部温度が最も低いタンク３１が複数個あるか否かを判定する。なお、制御部１５による内部温度の高低判定では、ある程度の計測誤差の範囲内であれば、異なる値の内部温度であっても等しいと判定される。例えば、制御部１５は、２つの内部温度の間に±５％の差がある場合でも、両者は等しいと判定する。
【００７０】
内部温度が最も低い１つのタンク３１を特定できる場合、制御部１５は、ステップＳ６５ｂにおいて、そのタンク３１に対して設けられた遮断弁３３を最初に開弁する遮断弁３３として決定する。内部温度が最も低いタンク３１が複数ある場合には、制御部１５は、ステップＳ６７ｂにおいて、内部温度が最も低いタンク３１の遮断弁３３のうち、供給配管３２の下流側部品までの流路長が最も小さいものを最初に開弁する遮断弁３３として決定する。制御部１５は、内部温度が最も低いタンク３１が３つ以上ある場合には、下流側部品までの流路長が小さい遮断弁３３から順に開弁されるように決定する。
【００７１】
第３実施形態の開弁制御によれば、内部温度が最も低いタンク３１の遮断弁３３が最初に開弁される。そのため、最初に遮断弁３３を開弁したときに最初から高温の燃料ガスが供給配管３２に流入して、供給配管３２および下流側部品の温度が急激に上昇することが抑制される。よって、各タンク３１に対する燃料ガスの補充が完了する度に、供給配管３２およびその下流側部品が、そうした急激な温度上昇による熱的負荷を繰り返し受けて劣化することが抑制される。また、内部温度が最も低いタンク３１では、その内部圧力が低い可能性が高い。そのため、燃料ガスの供給を開始する際に供給配管３２に流入する燃料ガスの圧力によって供給配管３２や下流側部品が衝撃を受けることを抑制できる。よって、各タンク３１に対する燃料ガスの補充が完了する度に、供給配管３２およびその下流側部品がガス圧による衝撃を繰り返し受けて劣化することを抑制される。
【００７２】
また、第３実施形態の開弁制御によれば、最初に開弁される候補となる遮断弁３３が複数個ある場合には、その候補となる遮断弁３３のうち、下流側部品に対する流路長が小さい遮断弁３３が最初に開弁される。よって、遮断弁３３が最初に開弁されたときに、供給配管３２の下流側部品が燃料ガスの衝突により受ける圧力を小さくでき、下流側部品の経年的な損傷・劣化を抑制することができる。その他に、第３実施形態のガス供給システム２０およびそれを備える燃料電池システム１００、ガス供給システム２０の制御方法によれば、第１実施形態、第２実施形態、および、本第３実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００７３】
４．他の実施形態：
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように改変することが可能である。以下に説明する他の実施形態はいずれも、上記の各実施形態と同様に、本開示の技術を実施するための形態の一例として位置づけられる。
【００７４】
（１）他の実施形態１：
上記の各実施形態のステップＳ６０，Ｓ６０ｂにおいて、内部温度の変化量ΔＴが最大のタンク３１、または、燃料ガスの供給が開始される際の内部温度が最小のタンク３１が複数個ある場合には、それら複数個のタンク３１に対して設けられた各遮断弁３３を同時に開弁してもよい。あるいは、予め決められている優先順位に従って、それら複数個のタンク３１に対して設けられた複数の遮断弁３３の中から、最初に開弁する遮断弁３３を決定してもよい。
【００７５】
（２）他の実施形態２：
上記の各実施形態の開弁制御におけるステップＳ７０では、制御部１５は、下流側部品に対する流路長が小さい遮断弁３３ほど先に開弁されるように決定するようにしてもよい。また、上記の各実施形態の開弁制御において、ステップＳ７０は省略されてもよい。この場合のステップＳ８０の開弁処理では、ステップＳ６０，Ｓ６０ｂにおいて最初に開弁することが決定された遮断弁３３が開弁された後、残りの遮断弁３３を、同時に、あるいは、予め決められている優先順位で、開弁するようにしてもよい。
【００７６】
（３）他の実施形態３：
上記の各実施形態において、ガス供給システム２０は、燃料電池１０から排出される排ガスの処理はおこなわず、燃料電池１０に対する燃料ガスの供給のみを実行してもよい。また、ガス供給システム２０は、燃料ガスの代わりに酸化剤ガスを燃料電池１０のカソードに供給するシステムとして適用されてもよい。この場合には、各タンク３１には酸化剤ガスが充填される。上記の各実施形態において、ガス供給システム２０は、燃料電池システム１００に組み込まれていなくてもよく、燃料電池１０以外の供給先にガスを供給してもよい。ガス供給システム２０は、例えば、水素エンジンに水素を供給してもよい。ガス供給システム２０は、供給先に、水素以外のガスを供給してもよい。ガス供給システム２０は、例えば、天然ガスを消費する燃焼システムに天然ガスを供給してもよい。
【００７７】
（４）他の実施形態４：
上記の各実施形態において、ガス供給システム２０は、各タンク３１への燃料ガスの補充完了後以外のときに、遮断弁３３が閉じられた状態から、ステップＳ６０，Ｓ６０ｂ〜Ｓ８０と同様な処理によって遮断弁３３を開弁して、燃料ガスの供給を開始してもよい。この場合には、制御部１５は、例えば、第３実施形態のように、燃料ガスの供給を開始する際に計測した内部温度が最小のタンク３１に設けられた遮断弁３３を最初に開弁するように決定してもよい。あるいは、制御部１５は、遮断弁３３が閉じられたときの各タンク３１の内部温度を計測して不揮発的に記憶しておき、その記憶された内部温度と、燃料ガスの供給を開始する際に計測した各タンク３１の内部温度と、を用いて、最初に開弁する遮断弁３３を決定してもよい。この場合には、制御部１５は、遮断弁３３が閉じられたときの各タンク３１の内部温度から燃料ガスの供給を開始する際における各タンク３１の内部温度を減算した内部温度の変化量が最も大きいタンク３１に対して設けられた遮断弁３３を最初に開弁してもよい。
【００７８】
５．その他：
上記実施形態において、ソフトウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウェアによって実現されてもよい。また、ハードウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウェアによって実現されてもよい。ハードウェアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いることができる。
【００７９】
本開示の技術は、上述の実施形態や実施例、変形例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、実施例、変形例中の技術的特徴は、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ではないと説明されているものに限らず、その技術的特徴が本明細書中に必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…燃料電池、１１…単セル、１５…制御部、２０…ガス供給システム、３０…供給部、３１…タンク、３１Ａ…第１タンク、３１Ｂ…第２タンク、３１Ｃ…第３タンク、３１１…タンク本体部、３１２…口金部、３１３…温度計測部、３２…供給配管、３３…遮断弁、３４…圧力計測部、３５…調圧弁、３６…インジェクタ、４０…循環部、４１…アノード排ガス配管、４２…気液分離部、４２ｓ…貯留部、４３…循環配管、４４…排水配管、４５…循環ポンプ、４６…排水弁、５０…補充部、５１…レセプタクル、５１ｖ…入口逆止弁、５２…補充配管、５３…逆止弁、５４…補充圧力計測部、５５…補充検知部、８０…酸化剤ガス給排部、８１…カソードガス配管、８２…コンプレッサ、８３…開閉弁、８４…カソード排ガス配管、８５…調圧弁、１００…燃料電池システム、２０１…リッド、２０２…通信部、Ｍ１…第１マニホールド、Ｍ２…第２マニホールド、Ｍ３…第３マニホールド、Ｍ４…第４マニホールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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