(57)【要約】【課題】電源を収納するケースを備える電源システムにおいて、ケースに収納された電源の浸水を抑制する。【解決手段】電源システム１０００において、電源としての燃料電池１００は、ケース１１０に収納されている。そして、電源システム１０００の運転中、ケース１１０内に貯留した水の水位が所定値以上になったときに、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気をケース１１０内に供給するとともに排水弁１１４を開弁し、排水を行う。また、電源システム１０００の運転中、ケース１１０内の圧力が、常時、ケース１１０外の圧力よりも高くなるように、エアタンク２００に充填された高圧空気をケース１１０内に供給する。また、電源システム１０００の停止時には、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を、ケース１１０内に圧入した後に、電源システム１０００を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源システムであって、
電源と、
前記電源を収納するケースと、
前記ケースの内部に水が貯留した場合に、該貯留した水を、前記ケースの外部に排水するための排水弁と、
前記ケース内に該ケースの外部の圧力よりも高圧の高圧ガスを供給する高圧ガス供給部と、
前記ケースの内部に貯留した水が、所定水位以上となったか否かを検出する内部水位検出部と、
前記内部水位検出部によって、前記ケースの内部に貯留した水が、所定水位以上となったことが検出されたときに、前記高圧ガス供給部を制御して、前記ケース内に前記高圧ガスを供給するとともに、前記排水弁を開弁する制御部と、
を備える電源システム。
【請求項２】
請求項１記載の電源システムであって、
前記ケースには、排水管が接続されており、
前記排水管には、前記排水弁を開弁したときの前記ケースの外部から内部への水の浸入を防止するための逆止弁が配設されている、電源システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の電源システムであって、
前記制御部は、前記内部水位検出部によって、前記ケースの内部に貯留した水が、所定水位以上となったことが検出されたときに、さらに、前記ケース内に前記高圧ガスを間欠的に供給するように、前記高圧ガス供給部を制御するとともに、前記高圧ガスの間欠的な供給に同期して、前記ケースの内部に貯留した水を間欠的に前記ケースの外部に排水するように、前記排水弁の開閉動作を制御する、電源システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の電源システムであって、さらに、
前記ケース外に存在する水の水位を検出する外部水位センサを備え、
前記制御部は、さらに、前記外部水位センサによって検出された水位に基づいて、前記高圧ガス供給部を制御する、電源システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電源システムであって、さらに、
前記ケース内の圧力を検出する圧力センサを備え、
前記制御部は、さらに、前記圧力センサによって検出された圧力が、前記ケースの外部の圧力よりも高い所定の圧力以上になるように、前記高圧ガス供給部を制御する、電源システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の電源システムであって、
前記制御部は、さらに、前記電源の停止指示が入力されたときに、前記排水弁を閉弁するとともに、前記ケース内に前記高圧ガスを圧入して、前記電源を停止する、電源システム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の電源システムであって、
前記電源は、燃料電池、および、バッテリのうちの少なくとも一方を含む、電源システム。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の電源システムであって、
前記電源は、燃料電池を含み、
前記高圧ガス供給部は、
空気を圧縮するエアコンプレッサと、
前記エアコンプレッサによって圧縮された圧縮空気を、酸化剤ガスとして、前記燃料電池に供給するための空気供給配管と、
前記空気供給配管から分岐して接続され、前記圧縮空気を、前記高圧ガスとして、前記ケースに供給するバイパス配管と、
を備える電源システム。
【請求項９】
請求項８記載の電源システムであって、さらに、
前記バイパス配管上に、前記圧縮空気を貯蔵するリザーブタンクを備える、電源システム。
【請求項１０】
電源システムを搭載した車両であって、
前記電源システムとして、請求項１ないし９のいずれかに記載の電源システムを備える車両。
【請求項１１】
電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、
電源と、
前記電源を収納するケースと、
前記ケースの内部に水が貯留した場合に、該貯留した水を、前記ケースの外部に排水するための排水弁と、を備えており、
前記制御方法は、
前記ケースの内部に貯留した水が、所定水位以上となったか否かを検出する工程と、
前記ケースの内部に貯留した水が、所定水位以上となったことが検出されたときに、前記ケース内に該ケースの外部の圧力よりも高圧の高圧ガスを供給するとともに、前記排水弁を開弁する工程と、
を備える制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムに関し、詳しくは、電源システムに備えられた電源の浸水（水に浸ること）を抑制する技術に関するするものである。
【背景技術】
【０００２】
電源として、バッテリや、燃料電池を備える電源システムを搭載し、モータによって駆動する車両が開発されている。このような車両では、雨天走行時や、冠水路走行時に、電源の浸水を防止するために、電源システムにおいて、電源がケースに収納される場合がある。そして、従来、燃料電池を収納したケース内への水の浸入を防止するための種々の技術が提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、燃料電池発電装置において、燃料電池を収納したケースに、吸引換気ファンと、加圧換気ファンとを設け、両者の送風量を、ケースの内圧が陽圧となるように制御することによって、ケース内への雨水等の浸入を抑制する技術が記載されている。また、下記特許文献２には、燃料電池システムにおいて、燃料電池を収納したケースに、換気用ガスを供給する換気用ガス供給手段と、ケースから排出される換気用ガスをケースに再度循環させるリサイクル流路と、ケースの外部の水位を検出する水位検出手段とを設け、ケースに水が浸入する可能性があるときに、ケースから排出された換気用ガスを全てリサイクル流路に流し、換気用ガスの排出口を閉じることによって、ケース内への水の浸入を防止する技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９４４０９号公報
【特許文献２】特開２００４−１９２８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載された燃料電池発電装置を、例えば、車両等に搭載した場合、各ファンの送風量の制御を行っても、ケースの内圧を十分な陽圧に維持することができずに、ケース内への水の浸入を防止できない場合があった。また、ケースの内部に水が貯留するのは、水がケースの外部から浸入する場合に限られない。例えば、燃料電池をケースに収納した場合、燃料電池から漏れた冷却水や、ケース内で結露した結露水が、ケースの内部に貯留する場合がある。そして、上記特許文献１，２に記載された技術では、ケース内に貯留した水を排出することができなかった。このため、ケースに収納された燃料電池が浸水するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、電源を収納するケースを備える電源システムにおいて、ケースに収納された電源の浸水を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、以下の構成を採用した。すなわち、本発明の電源システムは、電源と、前記電源を収納するケースと、前記ケースの内部に水が貯留した場合に、該貯留した水を、前記ケースの外部に排水するための排水弁と、前記ケース内に該ケースの外部の圧力よりも高圧の高圧ガスを供給する高圧ガス供給部と、前記ケースの内部に貯留した水が、所定水位以上となったか否かを検出する内部水位検出部と、前記内部水位検出部によって、前記ケースの内部に貯留した水が、所定水位以上となったことが検出されたときに、前記高圧ガス供給部を制御して、前記ケース内に前記高圧ガスを供給するとともに、前記排水弁を開弁する制御部と、を備えることを要旨とする。
【０００８】
本発明において、高圧ガス供給部としては、例えば、高圧ガスを充填したタンクを用いるようにしてもよいし、ガスを圧縮するコンプレッサを用いるようにしてもよい。ガスとしては、例えば、空気や、窒素等の不活性ガスが挙げられる。また、内部水位検出部としては、例えば、接触式、あるいは、非接触式の水位センサや、フロートスイッチ等を適用可能である。また、「所定水位」は、電源が浸水しない範囲内で任意に設定可能である。
【０００９】
本発明では、内部水位検出部によって、ケースの内部に貯留した水が、所定水位以上となったことが検出されたときに、ケース内に高圧ガスを供給するとともに排水弁を開弁し、高圧ガスの圧力を利用して、ケース内に貯留した水を排水することができる。したがって、電源システムにおいて、ケースに収納された電源の浸水を抑制することができる。
【００１０】
上記電源システムにおいて、前記ケースには、排水管が接続されており、前記排水管には、前記排水弁を開弁したときの前記ケースの外部から内部への水の浸入を防止するための逆止弁が配設されているようにすることが好ましい。こうすることによって、ケースの外部に存在する水の水位がケースに設けられた排水口の位置よりも高い場合であっても、排水弁を開弁したときに、排水弁を介して、ケースの外部から内部へ水が浸入するのを確実に防止することができる。
【００１１】
上記いずれかの電源システムにおいて、前記制御部は、前記内部水位検出部によって、前記ケースの内部に貯留した水が、所定水位以上となったことが検出されたときに、さらに、前記ケース内に前記高圧ガスを間欠的に供給するように、前記高圧ガス供給部を制御するとともに、前記高圧ガスの間欠的な供給に同期して、前記ケースの内部に貯留した水を間欠的に前記ケースの外部に排水するように、前記排水弁の開閉動作を制御するようにしてもよい。本発明によれば、高圧ガスの供給と、排水弁の開閉弁とを適切なタイミングで行うことによって、ケース内における圧力脈動を生じさせ、ケース内に貯留した水を効率的に排水することができる。
【００１２】
上記いずれかの電源システムにおいて、さらに、前記ケース外に存在する水の水位を検出する外部水位センサを備え、前記制御部は、さらに、前記外部水位センサによって検出された水位に基づいて、前記高圧ガス供給部を制御するようにしてもよい。
【００１３】
ケースの外部に存在する水の水位がケースに設けられた排水口の位置よりも高い場合には、ケースの内部に貯留した水を排水するために、ケースの外部に存在する水の水位がケースに設けられた排水口の位置よりも低い場合、あるいは、ケースの外部に水が存在しない場合よりも高い圧力の高圧ガスをケース内に供給する必要がある。本発明によれば、ケース内に貯留した水を排水するためにケース内に供給すべき高圧ガスの圧力を適切に設定することができる。
【００１４】
上記いずれかの電源システムにおいて、さらに、前記ケース内の圧力を検出する圧力センサを備え、前記制御部は、さらに、前記圧力センサによって検出された圧力が、前記ケースの外部の圧力よりも高い所定の圧力以上になるように、前記高圧ガス供給部を制御するようにしてもよい。こうすることによって、さらに、ケース内の圧力を、常時、ケースの外部の圧力よりも高い圧力に維持することができるので、ケース内への水の浸入を抑制することができる。
【００１５】
上記いずれかの電源システムにおいて、前記制御部は、さらに、前記電源の停止指示が入力されたときに、前記排水弁を閉弁するとともに、前記ケース内に前記高圧ガスを圧入して、前記電源を停止するようにしてもよい。こうすることによって、電源システムの停止中であっても、ケース内の圧力を外部の圧力よりも高く維持することができるので、電源システムの停止中におけるケース内への水の浸入を抑制することができる。
【００１６】
なお、上記いずれかの電源システムにおいて、前記電源は、燃料電池、および、バッテリのうちの少なくとも一方を含むようにしてもよい。
【００１７】
また、上記いずれかの電源システムにおいて、前記電源は、燃料電池を含み、前記高圧ガス供給部は、空気を圧縮するエアコンプレッサと、前記エアコンプレッサによって圧縮された圧縮空気を、酸化剤ガスとして、前記燃料電池に供給するための空気供給配管と、前記空気供給配管から分岐して接続され、前記圧縮空気を、前記高圧ガスとして、前記ケースに供給するバイパス配管と、を備えるようにしてもよい。こうすることによって、エアコンプレッサを、酸化剤ガスとしての空気を燃料電池に供給するため、および、高圧ガスをケース内に供給するために共用することができる。なお、バイパス配管には、各種バルブが配設され、バイパス配管に流れる高圧ガスの圧力や、流量が制御される。
【００１８】
上記電源システムにおいて、さらに、前記バイパス配管上に、前記圧縮された空気を貯蔵するリザーブタンクを備えるようにしてもよい。こうすることによって、リザーブタンク内に、エアコンプレッサの駆動中に、適宜、エアコンプレッサによって圧縮された圧縮空気を貯蔵しておき、この圧縮空気を、必要に応じてケースに供給するようにすることができる。
【００１９】
本発明は、上述の電源システムとしての構成の他、上記電源システムを備える車両、電源システムの制御方法、車両の制御方法の発明として構成することもできる。また、これらを実現するコンピュータプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体、そのプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。
【００２０】
本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、電源システム、または、車両の動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。また、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．車両の構成：
図１は、本発明の第１実施例としての車両１０の概略構成を示す説明図である。この車両１０は、後述する電源システムを搭載しており、この電源システムは、電源として、燃料電池１００と、バッテリとを備えている。そして、車両１０は、燃料電池１００によって発電される電力や、バッテリから出力される電力によって、モータを駆動し、その動力によって、車輪を回転させて走行する。燃料電池１００によって発電された電力は、バッテリに蓄電することも可能である。
【００２２】
この車両１０において、燃料電池１００は、ケース１１０に収納されており、このケース１１０は、電磁ノイズの侵入を防止するため、電磁波シールド部材からなる。電磁シールド部材としては、例えば、金属板等、種々の部材を適用可能である。そして、ケース１１０は、車両１０の床下部に備えられている。本実施例では、図示するように、ケース１１０は、車両１０に備えられた座席シートの下部に設置されているものとした。なお、図示は省略しているが、車両１０の床下部や、居室の前部や後部の、居室以外の空間には、燃料電池システムを含む電源システムを構成する各種構成部品や、車輪を回転させるためのモータや、その他の電装部品等が配置されている。
【００２３】
Ａ２．電源システムの構成：
図２は、第１実施例の電源システム１０００の概略構成を示す説明図である。本実施例の電源システム１０００は、電源として、燃料電池１００、および、図示しないバッテリを備えており、燃料電池１００は、図示するように、ケース１１０に収納されている。そして、ケース１１０の底部には、ケース１１０の内部に貯留した水Ｗを排水するための排水口が設けられており、この排水口には、排水管１１２が接続されている。そして、この排水管１１２には、排水弁１１４、および、逆止弁１１６が配設されている。なお、本実施例では、ケース１１０の底部には、車両１０が坂路を走行中であっても、ケース１１０の内部に貯留した水Ｗを、排水口近傍に集水可能なように、３０度の傾斜が設けられている。この傾斜の角度は、任意に設定可能である。
【００２４】
ケース１１０内には、ケース１１０の内部に貯留した水の水位を検出するための水位センサ１２０と、ケース１１０内の圧力を検出するための圧力センサ１４０とが設置されている。また、ケース１１０外には、ケース１１０の外部に存在する水の水位を検出するための水位センサ１３０が設置されている。水位センサ１２０、および、水位センサ１３０は、それぞれ、接触式であってもよいし、非接触式であってもよい。水位センサ１２０、および、水位センサ１３０は、それぞれ、本発明における内部水位検出部、および、外部水位センサに相当する。
【００２５】
また、電源システム１０００は、大気圧よりも高い圧力の高圧空気が充填されたエアタンク２００を備えており、このエアタンク２００とケース１１０とは、配管２２０を介して接続されている。エアタンク２００に充填された高圧空気は、エアタンク２００の出口に設けられたシャットバルブ２１０、および、配管２２０に配設された調圧弁２３０によって、圧力、および、供給量が調整されて、ケース１１０内に供給される。エアタンク２００、シャットバルブ２１０、配管２２０、調圧弁２３０は、本発明における高圧ガス供給部に相当する。
【００２６】
また、電源システム１０００は、燃料電池１００によって発電を行う燃料電池システムの一部として、空気を圧縮するエアコンプレッサ３００と、このエアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を燃料電池１００に供給するための空気供給配管３１０とを備えている。また、空気供給配管３１０には、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気をケース１１０内に供給するためのバイパス配管３２０が分岐して接続されている。そして、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気は、バイパス配管３２０に配設されたバイパス弁３３０、および、調圧弁３４０によって、圧力、および、供給量が調整されて、ケース１１０内に供給される。エアコンプレッサ３００、空気供給配管３１０、バイパス配管３２０、バイパス弁３３０、調圧弁３４０も、本発明における高圧ガス供給部に相当する。
【００２７】
電源システム１０００の運転は、制御ユニット４００によって制御される。制御ユニット４００は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えるマイクロコンピュータとして構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、例えば、各種バルブや、エアコンプレッサの駆動等、システムの運転を制御する。制御ユニット４００は、本発明における制御部に相当する。以下、制御ユニット４００が実行する各種処理について説明する。
【００２８】
Ａ３．排水制御処理：
図３は、第１実施例における排水制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、電源システム１０００の運転中に、ケース１１０内に貯留した水を排水するために、制御ユニット４００のＣＰＵが、所定の時間間隔で繰り返し実行する処理である。なお、ここでは、燃料電池１００による発電が行われており、エアコンプレッサ３００が駆動している場合の排水制御処理について説明する。
【００２９】
まず、ＣＰＵは、水位センサ１２０、および、水位センサ１３０によって、ケース１１０内に存在する水の水位Ｈｗ１、および、ケース１１０外に存在する水の水位Ｈｗ２をそれぞれ検出する（ステップＳ１００）。そして、ＣＰＵは、ケース１１０内に存在する水の水位Ｈｗ１が、所定の閾値Ｈｗｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。閾値Ｈｗｔｈは、ケース１１０内に貯留した水によって燃料電池１００が浸水しない範囲内で任意に設定可能である。水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ未満である場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ＣＰＵは、排水制御処理を終了する。
【００３０】
一方、水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ以上である場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、水位Ｈｗ１、および、水位Ｈｗ２に基づいて、ケース１１０に供給すべき圧縮空気の供給圧力（エア供給圧力）を設定し（ステップＳ１２０）、バイパス配管３２０に配設された調圧弁３４０の開度を設定する（ステップＳ１３０）。本実施例では、ステップＳ１２０において、水位Ｈｗ１と水位Ｈｗ２との差に基づいて、エア供給圧力を設定するものとした。ケース１１０の外部に存在する水の水位がケース１１０に設けられた排水口の位置よりも高い場合には、ケース１１０の内部に貯留した水を排水するために、ケース１１０の外部に存在する水の水位がケース１１０に設けられた排水口の位置よりも低い場合、あるいは、ケース１１０の外部に水が存在しない場合よりも高い圧力の高圧ガスをケース１１０内に供給する必要があるからである。こうすることによって、ケース１１０内に貯留した水を排水するためのエア供給圧力を適切に設定することができる。なお、ＣＰＵは、ステップＳ１２０において決定されたエア供給圧力に応じて、エアコンプレッサ３００の出力の制御も行う。
【００３１】
そして、ＣＰＵは、バイパス配管３２０に配設されたバイパス弁３３０、および、排水管１１２に配設された排水弁１１４を、それぞれ間欠的に開閉し（ステップＳ１４０）、ケース１１０内に貯留した水の排水を行う。なお、バイパス弁３３０、および、排水弁１１４の開閉タイミングは、ケース１１０内における圧力脈動が生じるように設定されている。こうすることによって、ケース１１０内に貯留した水を効率的に排水することができる。
【００３２】
次に、ＣＰＵは、再度、水位センサ１２０によって、水位Ｈｗ１を検出し（ステップＳ１５０）、水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１６０）。水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ以上である場合には（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、ケース１１０内に貯留した水の排水を継続し、ステップＳ１４０に戻る。一方、水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ未満である場合には（ステップＳ１６０：ＮＯ）、ＣＰＵは、排水制御処理を終了する。
【００３３】
以上説明した排水制御処理によって、ケース１１０内に貯留した水を効率的に排水し、燃料電池１００の浸水を抑制することができる。
【００３４】
Ａ４．加圧制御処理：
図４は、第１実施例における加圧制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、電源システム１０００の運転中におけるケース１１０の内部への水の浸入を抑制するために、制御ユニット４００のＣＰＵが、所定の時間間隔で繰り返し実行する処理である。
【００３５】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ１４０によって、ケース１１０内の圧力Ｐを検出する（ステップＳ２００）。そして、ＣＰＵは、ケース１１０内の圧力Ｐが、所定の下限閾値Ｐｔｈｌ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。下限閾値Ｐｔｈｌは、ケース１１０に、例えば、微細な亀裂等が生じていても、ケース１１０内への水の浸入を抑制可能な範囲内で、任意に設定可能である。圧力Ｐが下限閾値Ｐｔｈｌよりも大きい場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、ＣＰＵは、加圧制御処理を終了する。
【００３６】
一方、圧力Ｐが下限閾値Ｐｔｈｌ以下である場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、シャットバルブ２１０を開弁し（ステップＳ２２０）、エアタンク２００に充填された高圧空気を、ケース１１０内に供給する。こうすることによって、ケース１１０内の圧力を、常時、ケース１１０外の圧力よりも高く維持することができるので、ケース１１０内への水の浸入を抑制することができる。
【００３７】
そして、ＣＰＵは、再度、圧力センサ１４０によって、ケース１１０内の圧力Ｐを検出し（ステップＳ２３０）、圧力Ｐが所定の上限閾値Ｐｔｈｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２４０）。上限閾値Ｐｔｈｈは、任意に設定可能である。圧力Ｐが所定の上限閾値Ｐｔｈｈ未満である場合には（ステップＳ２４０：ＮＯ）、ＣＰＵは、ケース１１０内への高圧空気の供給を継続する。一方、圧力Ｐが所定の上限閾値Ｐｔｈｈ以上である場合には（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、シャットバルブ２１０を閉弁し（ステップＳ２５０）、加圧制御処理を終了する。
【００３８】
以上説明した加圧制御処理によって、電源システム１０００の運転中におけるケース１１０の内部への水の浸入を抑制することができる。
【００３９】
Ａ５．運転停止制御処理：
図５は、第１実施例における運転停止制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、電源システム１０００の運転停止中におけるケース１１０の内部への水の浸入を抑制するために、制御ユニット４００のＣＰＵが実行する処理である。
【００４０】
電源システム１０００の電源スイッチがオフにされると、まず、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３００が駆動中であるか否かを判断する（ステップＳ３００）。エアコンプレッサ３００が停止中である場合には（ステップＳ３００：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３００を駆動して（ステップＳ３１０）、バイパス弁３３０を開弁し（ステップＳ３２０）、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を、ケース１１０内に供給する。一方、エアコンプレッサ３００が駆動中である場合には（ステップＳ３００：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、そのままステップＳ３２０に進む。
【００４１】
次に、ＣＰＵは、圧力センサ１４０によって、ケース１１０内の圧力Ｐを検出し（ステップＳ３３０）、圧力Ｐが所定の閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ３４０）。閾値Ｐｔｈは、任意に設定可能であり、ケース１１０の外部の圧力よりも十分に高い値が設定される。圧力Ｐが閾値Ｐｔｈ未満である場合には（ステップＳ３４０：ＮＯ）、ＣＰＵは、ケース１１０への圧縮空気の供給を継続し、ステップＳ３３０に戻る。
【００４２】
一方、圧力Ｐが閾値Ｐｔｈ以上である場合には（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、バイパス弁３３０を閉弁し（ステップＳ３５０）、エアコンプレッサ３００を停止して（ステップＳ３６０）、運転停止制御処理を終了する。
【００４３】
以上説明した運転停止制御処理によって、電源システム１０００の停止中であっても、ケース１１０内の圧力を外部の圧力よりも高く維持することができるので、電源システム１０００の停止中におけるケース１１０の内部への水の浸入を抑制することができる。
【００４４】
以上説明した第１実施例の車両１０によれば、電源システム１０００において、上述した排水制御処理や、加圧制御処理や、運転停止制御処理を行うので、ケース１１０の内部に貯留した水を、適宜、排水したり、ケース１１０内への水の浸入を抑制したりすることができる。この結果、ケース１１０に収納された燃料電池１００の浸水を抑制することができる。
【００４５】
Ｂ．第２実施例：
第２実施例の車両の構成は、電源システムの構成以外は、第１実施例の車両１０両と同じであり、図示、および、説明は省略する。
【００４６】
Ｂ１．電源システムの構成：
図６は、第２実施例の電源システム１０００Ａの概略構成を示す説明図である。本実施例の電源システム１０００Ａは、第１実施例の電源システム１０００と同様に、電源として、燃料電池１００、および、図示しないバッテリを備えており、燃料電池１００は、ケース１１０に収納されている。ケース１１０の構造は、図示するように、第１実施例におけるケース１１０と同じである。
【００４７】
なお、本実施例の電源システム１０００Ａは、第１実施例の電源システム１０００と異なり、ケース１１０の外部に存在する水の水位を検出するための水位センサや、第１実施例の電源システム１０００におけるエアタンク２００、シャットバルブ２１０、配管２２０、調圧弁２３０を備えていない。ただし、本実施例の電源システム１０００Ａでは、第１実施例の電源システム１０００におけるエアタンク２００の代わりに、バイパス配管３２０におけるバイパス弁３３０とケース１１０との間にエアリザーブタンク３５０が配設されており、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を、エアリザーブタンク３５０に貯蔵することができる。
【００４８】
エアリザーブタンク３５０の出口には、シャットバルブ３６０が設けられており、このシャットバルブ３６０を開弁することによって、エアリザーブタンク３５０に貯蔵された圧縮空気を、ケース１１０内に供給することができる。エアリザーブタンク３５０には、エアリザーブタンク３５０内の圧力を検出するための圧力センサ３７０が設置されている。
【００４９】
また、本実施例の電源システム１０００Ａは、第１実施例の電源システム１０００における制御ユニット４００の代わりに、制御ユニット４００Ａを備えており、電源システム１０００Ａの運転は、制御ユニット４００Ａによって制御される。以下、制御ユニット４００Ａが実行する各種処理について説明する。
【００５０】
Ｂ２．排水制御処理：
図７は、第２実施例における排水制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、電源システム１０００Ａの運転中に、ケース１１０内に貯留した水を排水するために、制御ユニット４００ＡのＣＰＵが、所定の時間間隔で繰り返し実行する処理である。
【００５１】
まず、ＣＰＵは、水位センサ１２０によって、ケース１１０内に存在する水の水位Ｈｗ１を検出する（ステップＳ４００）。そして、ＣＰＵは、ケース１１０内に存在する水の水位Ｈｗ１が、所定の閾値Ｈｗｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４１０）。閾値Ｈｗｔｈは、ケース１１０内に貯留した水によって燃料電池１００が浸水しない範囲内で任意に設定可能である。水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ未満である場合には（ステップＳ４１０：ＮＯ）、ＣＰＵは、排水制御処理を終了する。
【００５２】
一方、水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ以上である場合には（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、シャットバルブ３６０を開弁して（ステップＳ４２０）、エアリザーブタンク３５０に貯蔵された圧縮空気をケース１１０内に供給し、排水弁１１４を開弁して（ステップＳ４３０）、圧縮空気の圧力を利用して、ケース１１０内に貯留した水の排水を行う。
【００５３】
次に、ＣＰＵは、再度、水位センサ１２０によって、水位Ｈｗ１を検出し（ステップＳ４４０）、水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４５０）。水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ以上である場合には（ステップＳ４５０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、ケース１１０内に貯留した水の排水を継続し、ステップＳ４４０に戻る。一方、水位Ｈｗ１が閾値Ｈｗｔｈ未満である場合には（ステップＳ４５０：ＮＯ）、ＣＰＵは、排水制御処理を終了する。
【００５４】
以上説明した排水制御処理によって、ケース１１０内に貯留した水を効率的に排水し、燃料電池１００の浸水を抑制することができる。
【００５５】
Ｂ３．加圧制御処理：
図８は、第２実施例における加圧制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、電源システム１０００Ａの運転中におけるケース１１０の内部への水の浸入を抑制するために、制御ユニット４００ＡのＣＰＵが、所定の時間間隔で繰り返し実行する処理である。
【００５６】
まず、ＣＰＵは、圧力センサ１４０によって、ケース１１０内の圧力Ｐを検出する（ステップＳ５００）。そして、ＣＰＵは、ケース１１０内の圧力Ｐが、所定の下限閾値Ｐｔｈｌ以下であるか否かを判断する（ステップＳ５０５）。下限閾値Ｐｔｈｌは、ケース１１０内への水の浸入を抑制可能な範囲内で、任意に設定可能である。圧力Ｐが下限閾値Ｐｔｈｌよりも大きい場合には（ステップＳ５０５：ＮＯ）、ＣＰＵは、加圧制御処理を終了する。
【００５７】
一方、圧力Ｐが下限閾値Ｐｔｈｌ以下である場合には（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、圧力センサ３７０によって、エアリザーブタンク３５０内の圧力Ｐｔを検出し（ステップＳ５１０）、圧力Ｐｔが所定の上限閾値Ｐｔｔｈｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ５１５）。圧力Ｐｔが所定の上限閾値Ｐｔｔｈｈ以上である場合には（ステップＳ５１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、シャットバルブ３６０を開弁し（ステップＳ５２０）、エアリザーブタンク３５０に貯蔵されている圧縮空気をケース１１０に供給する。こうすることによって、ケース１１０内の圧力を、常時、ケース１１０外の圧力よりも高く維持することができるので、ケース１１０内への水の浸入を抑制することができる。
【００５８】
そして、ＣＰＵは、再度、圧力センサ１４０によって、ケース１１０内の圧力Ｐを検出し（ステップＳ５３０）、圧力Ｐが所定の上限閾値Ｐｔｈｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ５３５）。上限閾値Ｐｔｈｈは、任意に設定可能である。圧力Ｐが所定の上限閾値Ｐｔｈｈ未満である場合には（ステップＳ５３５：ＮＯ）、ＣＰＵは、ケース１１０内への圧縮空気の供給を継続する。一方、圧力Ｐが所定の上限閾値Ｐｔｈｈ以上である場合には（ステップＳ５３５：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、シャットバルブ３６０を閉弁するとともに、バイパス弁３３０を開弁し（ステップＳ５４０）、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を、エアリザーブタンク３５０内に再貯蔵する。
【００５９】
なお、ステップＳ５１５において、圧力Ｐｔが所定の上限閾値Ｐｔｔｈｈ未満である場合には（ステップＳ５１５：ＮＯ）、ＣＰＵは、ステップＳ５４０に進み、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を、エアリザーブタンク３５０内に貯蔵する。
【００６０】
次に、ＣＰＵは、圧力センサ３７０によって、エアリザーブタンク３５０内の圧力Ｐｔを検出し（ステップＳ５５０）、圧力Ｐｔが所定の上限閾値Ｐｔｔｈｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ５５５）。圧力Ｐｔが所定の上限閾値Ｐｔｔｈｈ未満である場合には（ステップＳ５５５：ＮＯ）、エアリザーブタンク３５０への圧縮空気の貯蔵を継続し、ステップＳ５５０に戻る。一方、圧力Ｐｔが所定の上限閾値Ｐｔｔｈｈ以上である場合には（ステップＳ５５５：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、バイパス弁３３０を閉弁し（ステップＳ５６０）、加圧制御処理を終了する。
【００６１】
以上説明した加圧制御処理によって、電源システム１０００Ａの運転中におけるケース１１０の内部への水の浸入を抑制することができる。
【００６２】
Ｂ４．運転停止制御処理：
図９は、第２実施例における運転停止制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、電源システム１０００Ａの運転停止中におけるケース１１０の内部への水の浸入を抑制するために、制御ユニット４００ＡのＣＰＵが実行する処理である。
【００６３】
電源システム１０００Ａの電源スイッチがオフにされると、まず、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３００が駆動中であるか否かを判断する（ステップＳ６００）。エアコンプレッサ３００が停止中である場合には（ステップＳ６００：ＮＯ）、ＣＰＵは、エアコンプレッサ３００を駆動して（ステップＳ６１０）、シャットバルブ３６０、および、バイパス弁３３０を開弁し（ステップＳ６２０）、エアリザーブタンク３５０に貯蔵されている圧縮空気、および、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を、ケース１１０内に供給する。一方、エアコンプレッサ３００が駆動中である場合には（ステップＳ６００：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、そのままステップＳ６２０に進む。
【００６４】
次に、ＣＰＵは、圧力センサ１４０によって、ケース１１０内の圧力Ｐを検出し（ステップＳ６３０）、圧力Ｐが所定の閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ６４０）。閾値Ｐｔｈは、任意に設定可能であり、ケース１１０の外部の圧力よりも十分に高い値が設定される。圧力Ｐが閾値Ｐｔｈ未満である場合には（ステップＳ６４０：ＮＯ）、ＣＰＵは、ケース１１０への圧縮空気の供給を継続し、ステップＳ６３０に戻る。一方、圧力Ｐが閾値Ｐｔｈ以上である場合には（ステップＳ６４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、シャットバルブ３６０を閉弁し（ステップＳ６５０）、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を、エアリザーブタンク３５０内に貯蔵する。
【００６５】
そして、ＣＰＵは、圧力センサ３７０によって、エアリザーブタンク３５０内の圧力Ｐｔを検出し（ステップＳ６６０）、圧力Ｐｔが所定の上限閾値Ｐｔｔｈｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ６７０）。圧力Ｐｔが所定の上限閾値Ｐｔｔｈｈ未満である場合には（ステップＳ６７０：ＮＯ）、エアリザーブタンク３５０への圧縮空気の貯蔵を継続し、ステップＳ６６０に戻る。一方、圧力Ｐｔが所定の上限閾値Ｐｔｔｈｈ以上である場合には（ステップＳ６７０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、バイパス弁３３０を閉弁し（ステップＳ６８０）、エアコンプレッサ３００を停止して（ステップＳ６９０）、運転停止制御処理を終了する。
【００６６】
以上説明した運転停止制御処理によって、電源システム１０００の停止中であっても、ケース１１０内の圧力を外部の圧力よりも高く維持することができるので、電源システム１０００Ａの停止中におけるケース１１０の内部への水の浸入を抑制することができる。
【００６７】
以上説明した第２実施例の車両によっても、第１実施例の車両１０と同様に、電源システム１０００Ａにおいて、ケース１１０に収納された燃料電池１００の浸水を抑制することができる。
【００６８】
Ｃ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【００６９】
Ｃ１．変形例１：
上記第１実施例では、排水制御処理、および、運転停止制御処理に、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を利用するものとしたが、この代わりに、エアタンク２００に充填された高圧空気を利用するものとしてもよい。つまり、バイパス配管３２０、バイパス弁３３０、調圧弁３４０を省略してもよい。
【００７０】
また、上記第１実施例では、加圧制御処理に、エアタンク２００に充填された高圧空気を利用するものとしたが、この代わりに、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を利用するものとしてもよい。つまり、エアタンク２００、シャットバルブ２１０、配管２２０、調圧弁２３０を省略してもよい。
【００７１】
Ｃ２．変形例２：
上記第１実施例では、電源システム１０００は、エアタンク２００を備えるものとしたが、この代わりに、高圧窒素を充填した窒素タンクを備えるものとしてもよい。また、他の不活性ガスを充填したタンクを備えるようにしてもよい。
【００７２】
Ｃ３．変形例３：
上記第１実施例では、排水制御処理において、ケース１１０内に存在する水の水位Ｈｗ１、および、ケース１１０外に存在する水の水位Ｈｗ２に基づいて、エア供給圧力を決定するものとしたが、本発明は、これに限られず、第２実施例における排水制御処理と同様に、水位センサ１３０を省略し、水位Ｈｗ２によらずに排水制御処理を行うものとしてもよい。
【００７３】
Ｃ４．変形例４：
上記第１実施例では、排水制御処理において、ケース１１０内に貯留した水を排水するために、圧力脈動を利用したが、本発明は、これに限られず、第２実施例における排水制御処理と同様に、圧力脈動を利用しないようにしてもよい。
【００７４】
Ｃ５．変形例５：
上記第２実施例では、バイパス配管３２０に、エアリザーブタンク３５０を接続するものとしたが、これを省略してもよい。ただし、バイパス配管３２０に、エアリザーブタンク３５０を接続することによって、エアリザーブタンク３５０内に、エアコンプレッサ３００の駆動中に、適宜、エアコンプレッサ３００によって圧縮された圧縮空気を貯蔵しておき、この圧縮空気を、必要に応じてケース１１０に供給するようにすることができる。
【００７５】
Ｃ６．変形例６：
上記第１、および、第２実施例では、電源システム１０００，１０００Ａにおいて、排水管１１２に、逆止弁１１６が配設されているものとしたが、本発明は、これに限られない。逆止弁１１６を省略してもよい。ただし、排水管１１２に逆止弁１１６を配設することによって、ケース１１０の外部に存在する水の水位がケース１１０に設けられた排水口の位置よりも高い場合であっても、排水弁１１４を開弁したときに、排水弁１１４を介して、ケース１１０の外部から内部へ水が浸入するのを確実に防止することができる。
【００７６】
Ｃ７．変形例７：
上記第１、および、第２実施例では、電源システム１０００，１０００Ａにおいて、ケース１１０内には、燃料電池１００が収納されているものとしたが、ケース１１０内に、バッテリを収納するようにしてもよい。また、ケース１１０内に、電源システム１０００，１０００Ａを構成する他の高電圧部品を収納するようにしてもよい。
【００７７】
Ｃ８．変形例８：
上記実施例では、内部水位検出部として、水位センサ１３０を用いるものとしたが、本発明は、これに限られない。内部水位検出部は、一般に、ケース１１０の内部に貯留した水Ｗが、所定水位以上となったか否かを検出可能であればよく、水位センサ１３０の変わりに、例えば、フロートスイッチ等を適用するようにしてもよい。
【００７８】
Ｃ９．変形例９：
上記第１、および、第２実施例の電源システム１０００，１０００Ａの構成や、各種制御の一部を、適宜、組み合わせるようにしてもよい。
【００７９】
Ｃ１０．変形例１０：
上記第１、および、第２実施例では、電源システム１０００，１０００Ａを、車両に搭載した場合について説明したが、本発明は、これに限られない。電源システム１０００，１０００Ａは、据え置き型としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施例としての車両１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例の電源システム１０００の概略構成を示す説明図である。
【図３】第１実施例における排水制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第１実施例における加圧制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第１実施例における運転停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２実施例の電源システム１０００Ａの概略構成を示す説明図である。
【図７】第２実施例における排水制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施例における加圧制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２実施例における運転停止制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１０…車両
１０００，１０００Ａ…電源システム
１００…燃料電池
１１０…ケース
１１２…排水管
１１４…排水弁
１１６…逆止弁
１２０，１３０…水位センサ
１４０…圧力センサ
２００…エアタンク
２１０…シャットバルブ
２２０…配管
２３０…調圧弁
３００…エアコンプレッサ
３１０…空気供給配管
３２０…バイパス配管
３３０…バイパス弁
３４０…調圧弁
３５０…エアリザーブタンク
３６０…シャットバルブ
３７０…圧力センサ
４００，４００Ａ…制御ユニット
【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】
2008234980.tif 000009
【図８】
2008234980.tif 000010
【図９】
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