(57)【要約】【課題】発電制御部及び燃料制御部間の通信に異常が生じた場合において、燃料部の異常を判断することができる燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池は、水素及び酸素を反応させて発電を行う発電ユニット１と、該発電ユニット１に水素を供給する燃料ユニット２と、該燃料ユニット２の動作を制御し、燃料ユニット２の異常を判断する燃料制御部２４と、前記発電ユニット１の動作を制御し、燃料制御部２４に対して通信を行い、燃料ユニット２の異常を判断する発電制御部１２とを備える。発電制御部１２は、燃料ユニット２が異常であると判断した場合、水素の供給の停止命令を燃料制御部２４に送信する。燃料制御部２４は、燃料ユニット２が異常であると判断した場合、水素の供給の停止を行う。【選択図】図１
2017162676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素及び酸素を反応させて発電を行う発電部と、
該発電部に水素を供給する燃料部と、
該燃料部の動作を制御し、前記燃料部の異常を判断する燃料制御部と、
前記発電部の動作を制御し、前記燃料制御部に対して通信を行い、前記燃料部の異常を判断する発電制御部とを備える
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記発電制御部は、所定間隔毎に前記燃料制御部に応答を要求する要求信号を送信し、
前記燃料制御部は、所定期間、前記要求信号を受信しない場合、水素の供給を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記燃料制御部は、前記所定期間が経過する前に、前記燃料部が異常であると判断した場合、水素の供給を停止する
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記発電制御部は、前記燃料部が異常であると判断した場合、前記発電部の動作の停止と、前記燃料部による水素の供給の停止とを行う
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の燃料電池。
【請求項５】
前記燃料部の異常に係る検出値を出力する検出部を備え、
前記発電制御部は、前記検出値が第１閾値以上である場合、前記燃料部が異常であると判断し、
前記燃料制御部は、前記検出値が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上である場合、前記燃料部が異常であると判断する
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の燃料電池。
【請求項６】
前記検出部は、水素センサ、水素圧力計、水素流量計又は温度センサであることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記発電制御部は、前記燃料部が異常であると判断した場合、外部電源からの電力の供給により前記発電部を駆動する
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記燃料制御部及び発電制御部に接続され、前記燃料制御部から前記発電制御部へ前記燃料部の異常を示す異常信号を送信するための異常信号線を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の燃料電池。
【請求項９】
複数の前記燃料部を備え、
前記発電制御部は、水素の供給を行っている前記燃料部に異常があると判断した場合、他の前記燃料部により水素の供給を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の燃料電池。
【請求項１０】
前記発電制御部は、異常があると判断した前記燃料部による水素の供給を停止する
ことを特徴とする請求項９に記載の燃料電池。
【請求項１１】
水素及び酸素を反応させて発電を行う発電部と、該発電部に水素を供給する燃料部と、該燃料部の動作を制御し、前記燃料部の異常を判断する燃料制御部と、前記発電部の動作を制御し、前記燃料制御部に対して通信を行い、前記燃料部の異常を判断する発電制御部とを備える燃料電池の前記燃料部による水素の供給を停止する停止方法であって、
前記発電制御部は、所定間隔毎に前記燃料制御部に応答を要求する要求信号を送信し、
前記燃料制御部は、所定期間、前記要求信号を受信しない場合、又は前記所定期間が経過する前に前記燃料部が異常であると判断した場合、水素の供給を停止する
ことを特徴とする停止方法。
【請求項１２】
水素及び酸素を反応させて発電を行う発電部と、該発電部に水素を供給する燃料部と、該燃料部の動作を制御し、前記燃料部の異常を判断する燃料制御部と、前記発電部の動作を制御し、前記燃料制御部に対して通信を行い、前記燃料部の異常を判断する発電制御部とを備える燃料電池の前記燃料制御部に、
所定間隔毎に前記発電制御部から送信され、応答が要求される要求信号を受信し、
所定期間、前記要求信号を受信しない場合、又は前記所定期間が経過する前に前記燃料部が異常であると判断した場合、水素の供給を停止する
処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、水素を酸素と反応させて発電する燃料電池、停止方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素を酸素と反応させて発電する燃料電池は、振動、騒音の発生が少なく、発電効率が高いという利点を有しており、家庭用発電システム、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電気自動車、鉄道、携帯電話の基地局、発電所等の広範な技術分野において電源として利用されている。燃料電池は、水素及び酸素を化学反応させることにより発電する発電部と、該発電部に水素を供給する燃料部とを備える。一方、燃料電池は、配線の簡略化のために、主制御部と、部位ごとに制御を行う副制御部とを設け、主制御部及び各副制御部間で通信を行い、全体の動作の制御を行う場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、例えば、燃料電池において、発電部は、発電部の動作を制御する発電制御部を主制御部として有し、燃料部は、燃料部の動作を制御する燃料制御部を副制御部として有する。ここで、燃料部において、水素漏洩又は温度異常等の異常が生じた場合、この場合、燃料電池は動作を停止する。したがって、従来、発電制御部は、燃料制御部から通信により燃料部に係る情報を取得し、燃料部の異常の判断を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４２３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発電制御部のみが異常を判断している場合、発電制御部及び燃料制御部間の通信に異常が生じたとき、燃料部の異常を判断できない場合がある。
【０００６】
本開示の実施形態は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発電制御部及び燃料制御部間の通信に異常が生じた場合において、燃料部の異常を判断することができる燃料電池、停止方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、水素及び酸素を反応させて発電を行う発電部と、該発電部に水素を供給する燃料部と、該燃料部の動作を制御し、前記燃料部の異常を判断する燃料制御部と、前記発電部の動作を制御し、前記燃料制御部に対して通信を行い、前記燃料部の異常を判断する発電制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本開示の一実施形態に係る停止方法は、水素及び酸素を反応させて発電を行う発電部と、該発電部に水素を供給する燃料部と、該燃料部の動作を制御し、前記燃料部の異常を判断する燃料制御部と、前記発電部の動作を制御し、前記燃料制御部に対して通信を行い、前記燃料部の異常を判断する発電制御部とを備える燃料電池の前記燃料部による水素の供給を停止する停止方法であって、前記発電制御部は、所定間隔毎に前記燃料制御部に応答を要求する要求信号を送信し、前記燃料制御部は、所定期間、前記要求信号を受信しない場合、又は前記所定期間が経過する前に前記燃料部が異常であると判断した場合、水素の供給を停止することを特徴とする。
【０００９】
本開示の一実施形態に係る燃料供給のコンピュータプログラムは、水素及び酸素を反応させて発電を行う発電部と、該発電部に水素を供給する燃料部と、該燃料部の動作を制御し、前記燃料部の異常を判断する燃料制御部と、前記発電部の動作を制御し、前記燃料制御部に対して通信を行い、前記燃料部の異常を判断する発電制御部とを備える燃料電池の前記燃料制御部に、所定間隔毎に前記発電制御部から送信され、応答が要求される要求信号を受信し、所定期間、前記要求信号を受信しない場合、又は前記所定期間が経過する前に前記燃料部が異常であると判断した場合、水素の供給を停止する処理を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の実施形態によれば、発電制御部及び燃料制御部の通信に異常が生じた場合において、燃料部の異常を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る燃料電池の概略構成を示すブロック図である。
【図２】発電制御部による燃料ユニットの異常の判断に係る処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】燃料制御部による燃料ユニットの異常の判断に係る処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】燃料制御部における通信異常の判断に係る処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態３に係る燃料電池の概略構成を示すブロック図である。
【図６】発電制御部による燃料ユニットの異常の判断に係る処理の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】
【００１２】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る燃料電池の概略構成を示すブロック図である。燃料電池は、水素及び酸素の反応により発電を行う発電ユニット１と、該発電ユニット１に水素を供給する燃料ユニット２とを備える。燃料電池は、例えば、データセンターにおける非常用電源として使用される。
【００１３】
発電ユニット１は、スタック１０と、補機１１と、発電制御部１２と、記憶部１３とを有する。スタック１０は、電解質を挟んで対向配置した正極板及び負極板を備える板状のセルを多数枚積層して形成される。補機１１は、スタック１０に空気を供給するエアポンプ、及びスタック１０の冷却を行う冷却水の循環用のポンプ等である。発電ユニット１においては、スタック１０における各セルの負極板に沿って流される水素と、同じく正極板に沿って流される酸素とが反応することにより、正極板と負極板との間において電気エネルギーが発生し、外部に取り出される。
【００１４】
発電制御部１２は、ＣＰＵ（central processing unit ）又はＭＰＵ（microprocessor unit ）等を備え、スタック１０及び補機１１の動作の制御を行い、発電ユニット１の動作の制御を行う。記憶部１３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。記憶部１３は、燃料電池における発電、燃料ユニットの異常の判断等を行うための発電ユニット用プログラム１３０、後述する水素濃度に係る第１閾値Ｘ等を記憶している。発電制御部１２は、記憶部１３に接続されており、記憶部１３に記憶された発電ユニット用プログラム１３０を読み出して、後述する動作を行う。また、記憶部１３は、発電制御部１２の演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。
【００１５】
なお、発電制御部１２は、発電ユニット用プログラム１３０を記憶している記憶媒体から発電ユニット用プログラム１３０を読み出し、記憶部１３に記憶させることとしてもよい。記憶媒体は、コンピュータでの読み取りが可能に記録された可搬式メディアであるＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）、ハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブ等である。
なお、通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから発電ユニット用プログラム１３０を取得し、記憶部１３に記憶させることにしてもよい。
【００１６】
発電ユニット１は、後述するデジタル信号線が接続されるデジタル信号線接続部１４と、後述する異常信号線が接続される異常信号線接続部１５とを有する。デジタル信号線接続部１４及び異常信号線接続部１５は、発電制御部１２に接続されている。
【００１７】
また、燃料電池は、外部電源６と接続されている。外部電源６は、例えば、燃料電池が用いられるシステム又は機器におけるバックアップ用のバッテリである。燃料電池は、前記システム又は機器において停電等が生じた場合において、前記バックアップ用バッテリにより駆動され、その後自身が発電した電力により駆動される。
【００１８】
燃料ユニット２は、複数のＭＨ（Metal Hydride ）ボンベ２０，２０，・・・（図では、４本）と、開閉弁２１と、補機２２と、検出部２３と、燃料制御部２４と、記憶部２５と、計時部２６とを有する。各ＭＨボンベ２０は、発電ユニット１のスタック１０に水素供給路３を介して接続されている。開閉弁２１は、水素供給路３において、スタック１０及びＭＨボンベ２０間に設けられている。開閉弁２１の開閉により、ＭＨボンベ２０からスタック１０への水素の供給及び供給の停止が行われる。補機２２は、ＭＨボンベ２０の温度を測定する温度計等である。検出部２３は、燃料ユニット２内の水素濃度を検出し、出力する水素センサである。なお、水素センサに代えて、水素圧力計又は水素流量計を用いてもよい。
【００１９】
燃料制御部２４には、開閉弁２１、補機２２、検出部２３、記憶部２５及び計時部２６が接続されている。燃料制御部２４は、ＣＰＵ又はＭＰＵ等を備え、開閉弁２１及び補機２２の動作の制御を行い、燃料ユニット２による発電ユニット１への水素の供給を行う。記憶部２５は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備え、水素の供給、燃料部の異常の判断等を行うための燃料ユニット用プロクラム２５０、後述する水素濃度に係る第２閾値Ｙ等を記憶している。ここで、第２閾値Ｙは、第１閾値Ｘよりも大きい値である。燃料制御部２４は、記憶部２５に接続されており、記憶部２５に記憶された燃料ユニット用プロクラム２５０を読み出して、後述する動作を行う。また、記憶部２５は、燃料制御部２４の演算処理によって生ずる各種データを一時記憶する。燃料制御部２４は、検出部２３が検出し、出力した水素濃度を取得し、計時部２６が計時した時間を取得する。
【００２０】
なお、燃料制御部２４は、発電ユニット用プログラム１３０と同様に、記憶媒体に記憶された燃料ユニット用プログラム２５０を読み出し、記憶部２５に記憶させることとしてもよい。また、通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから燃料ユニット用プログラム２５０を取得し、記憶部２５に記憶させることにしてもよい。
【００２１】
燃料ユニット２は、２つの第１接続部２７，２７及び２つの第２接続部２８，２８を有する。各第１接続部２７及び各第２接続部２８は、燃料制御部２４に接続されている。第１接続部２７には、燃料ユニット２の外部との通信を行うためのデジタル信号線が接続される。また、第２接続部２８には、燃料ユニット２の外部へ異常を示す異常信号を出力するための異常信号線が接続される。なお、第１接続部２７及び第２接続部２８の数は夫々、２個に限られず、３個以上であってもよい。
【００２２】
発電ユニット１のデジタル信号線接続部１４と、燃料ユニット２の一の第１接続部２７とはデジタル信号線４により接続されている。これにより、発電制御部１２及び燃料制御部２４は、互いに通信を行う。また、発電ユニット１の異常信号線接続部１５と、燃料ユニット２の一の第２接続部２８は異常信号線５により接続されている。これにより、燃料制御部２４は、燃料ユニット２の異常を示す異常信号を発電制御部１２に送信する。デジタル信号線４、異常信号線５の接続における規格は、ＲＳ４８５又はＣＡＮ等が使用される。異常信号は、例えば、ハイレベルである場合に燃料ユニットが異常であることを示すデジタル信号である。
【００２３】
発電ユニット１の発電制御部１２が記憶部１３から発電ユニット用プログラム１３０を読み出し、燃料制御部２４が記憶部２５から燃料ユニット用プログラム２５０を読み出すことにより燃料電池における発電が行われる。発電制御部１２は、発電ユニット用プログラム１３０に従い、エアポンプ等の補機１１を作動させる。また、発電制御部１２は、デジタル信号線４を介して、燃料制御部２４に水素の供給命令を送信する。水素の供給命令を受信した燃料制御部２４は、開閉弁２１を開き、ＭＨボンベ２０から水素をスタック１０に供給する。これにより、スタック１０による発電が行われる。
【００２４】
ここで、水素の供給に際して、燃料ユニット２において、水素の漏洩が生じる場合がある。この場合には、燃料電池は、燃料ユニット２の異常として、発電を停止する。したがって、発電制御部１２及び燃料制御部２４は夫々、燃料電池の起動時から所定間隔で以下に述べる処理を行い、燃料ユニット２の異常の判断を行う。
【００２５】
図２は、発電制御部１２による燃料ユニット２の異常の判断に係る処理の手順を示すフローチャートである。発電制御部１２は、検出部２３が検出し、燃料制御部２４が取得した水素濃度に係る検出値を、デジタル信号線４を介した通信により取得する（Ｓ１）。発電制御部１２は、取得した検出値が第１閾値Ｘ以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。発電制御部１２は、検出値が第１閾値Ｘ以上でないと判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理を終了する。
【００２６】
発電制御部１２は、検出値が第１閾値Ｘ以上であると判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、燃料ユニット２に異常が生じていると判断し、燃料電池の駆動電力の供給を外部電源６に切り替える（Ｓ３）。これにより、発電ユニット１及び燃料ユニット２は、外部電源６により駆動される。その後、発電制御部１２は、発電停止の処理を行い（Ｓ４）、デジタル信号線４を介して、水素の供給の停止命令を燃料制御部２４に送信する（Ｓ５）。なお、水素の供給の停止命令を送信した後、発電停止の処理を行ってもよい。発電停止の処理を停止命令の送信前に行った場合、水素の供給の停止前に発電を停止するので燃料電池に与える影響が少ない。また、逆の場合、より早く燃料ユニット２における異常に対処できる。
【００２７】
燃料制御部２４は、発電制御部１２からの水素の供給の停止命令を受信し（Ｓ６）、開閉弁２１を閉じて水素の供給を停止する（Ｓ７）。
【００２８】
図３は、燃料制御部２４による燃料ユニット２の異常の判断に係る処理の手順を示すフローチャートである。燃料制御部２４は、検出部２３が検出した水素濃度に係る検出値を取得する（Ｓ１１）。燃料制御部２４は、取得した検出値が第２閾値Ｙ以上であるか否かを判定する（Ｓ１２）。燃料制御部２４は、検出値が第２閾値Ｙ以上でないと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理を終了する。
【００２９】
燃料制御部２４は、検出値が第２閾値Ｙ以上であると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、燃料ユニット２が異常であると判断し、異常信号線５を介して燃料ユニット２の異常を示す異常信号を発電制御部１２に送信する（Ｓ１３）。燃料制御部２４は、開閉弁２１を閉じて水素の供給を停止する（Ｓ１４）。異常信号を受信した発電制御部１２は発電停止の処理を行う。
【００３０】
以上の構成によれば、発電制御部１２及び燃料制御部２４のいずれもが、燃料ユニット２の異常を判断し、燃料ユニット２による水素の供給の停止を行う。したがって、発電制御部１２及び燃料制御部２４の通信に異常が生じた場合において、燃料ユニット２の異常を判断し、燃料ユニット２の異常に対処することができる。
【００３１】
また、発電制御部１２は、燃料ユニット２が異常であると判断した場合、発電ユニットの発電を停止し、燃料ユニット２による水素の供給の停止を、燃料制御部に停止命令を送信して行う。これにより、燃料ユニット２からの水素の供給を停止して燃料ユニット２の異常に対処し、かつ、水素の供給が停止されているにもかかわらず、発電が行われるという事態を防止することができる。
【００３２】
第２閾値Ｙの方が第１閾値Ｘよりも高いので、発電制御部１２の方が燃料制御部２４よりも早く燃料部ユニット２の異常を判断でき、水素の供給の停止前に発電停止を行うことができる。したがって、水素の供給の停止が行われているにもかかわらず、発電ユニット１が駆動しているという事態を防止することができる。
【００３３】
更に、検出部２３が水素センサであるので、燃料ユニット２における水素漏洩に係る異常を判断することができる。なお、検出部として、水素圧力計又は水素流量計を用いた場合にも同様に水素漏洩に係る異常を判断することができる。
【００３４】
また、発電制御部１２は、燃料ユニット２が異常であると判断した場合、外部電源６に切り替えるので、発電停止後であっても発電ユニット１が駆動することにより、燃料ユニット２の異常に対して、外部への報知等の対処ができる。
【００３５】
更に、異常信号線５をデジタル信号線４と別に設けてあり、異常信号線５に異常信号のみを伝達させることにより、燃料制御部２４が燃料部２の異常を判断した場合に、燃料ユニット２の異常をより早く発電制御部１２に伝達することが可能となる。また、デジタル信号線４による発電制御部１２及び燃料制御部２４の通信に異常が生じた場合であっても、燃料ユニット２の異常を発電ユニット１に送信できる。
【００３６】
なお、上記の燃料電池の用途は、データセンターの非常用電源に限られず、携帯電話の基地局又は発電所等の他の用途に使用されてもよい。
また、燃料制御部２４による異常の判断及び異常信号の発電制御部１２への送信はハードウェアのみによって行われてもよい。これにより、燃料制御部２４が使用するソフトウェアに不具合が生じた場合であっても、燃料ユニット２の異常を発電制御部に伝達できる。
【００３７】
（変形例）
実施の形態１においては、検出部２３は水素センサであるのに対し、実施の形態１の変形例においては、検出部２３は温度センサである。変形例１に係る検出部２３は、温度センサであるので、燃料制御部２４は、検出した燃料ユニット２内の温度を取得し、燃料制御部２４は、燃料ユニット２における温度異常について判断できる。温度異常は、例えば燃料ユニット２が過度に高温であるという異常である。
【００３８】
発電制御部１２及び燃料制御部２４は、実施の形態１の図２及び図３に示す処理と同様に、燃料ユニット１における温度異常を判断する。このとき、第２閾値Ｙの値は、第１閾値Ｘの値よりも高いので、燃料ユニット１内の異常を判断する場合に燃料制御部２４よりも発電制御部１２の方が、より早く異常を検知することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
実施の形態２においては、発電制御部１２は、燃料制御部２４に応答要求信号を送信する。実施の形態２に係る燃料電池の構成について、実施の形態１と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４０】
発電制御部１２は、燃料電池の起動時から所定間隔で、一例として１秒ごとに応答要求信号を送信する。ここで、燃料制御部２４は、燃料電池の起動時から、以下の通信異常の判断に係る処理を行う。なお、所定間隔は１秒に限られず、１秒より短くてもよく、長くてもよい。
【００４１】
図４は、燃料制御部２４における通信異常の判断に係る処理の手順を示すフローチャートである。燃料制御部２４は、計時部２６に計時を開始させ（Ｓ３１）、発電制御部１２からの応答要求信号を受信したか否かを判定する（Ｓ３２）。燃料制御部２４は、発電制御部１２からの応答要求信号を受信したと判定した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、計時部２６に計時を終了させ（Ｓ３３）、計時をリセットし（Ｓ３４）、応答信号を送信する（Ｓ３５）。応答信号は、具体的には、燃料ユニット２の状態に係る情報等であり、例えば、水素濃度、温度及び異常の有無等を含む情報である。
【００４２】
燃料制御部２４は、発電制御部１２からの応答要求信号を受信していないと判定した場合（Ｓ３２：ＮＯ）、計時の開始から所定期間、一例として３秒経過したか否かを判定する（Ｓ３６）。燃料制御部２４は、３秒経過したと判定した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、水素の供給を停止する（Ｓ３７）。なお、所定時間は、３秒に限られず、３秒より短くてもよく、長くてもよい。
【００４３】
燃料制御部２４は、３秒経過していないと判定した場合（Ｓ３６：ＮＯ）、水素濃度に係る検出値を検出部２３から取得する（Ｓ３８）。燃料制御部２４は、取得した検出値が第２閾値Ｙ以上であるか否かを判定する（Ｓ３９）。燃料制御部２４は、取得した検出値が第２閾値Ｙ以上であると判定した場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、異常信号線５を介して、異常信号を発電制御部１２に送信し（Ｓ４０）、水素の供給を停止する（Ｓ３７）。燃料制御部２４は、取得した検出値が第２閾値Ｙ以上でないと判定した場合（Ｓ３９：ＮＯ）、処理をステップＳ３２に戻す。異常信号を受信した発電制御部１２は発電停止の処理を行う。
【００４４】
以上の構成によれば、発電制御部１２及び燃料制御部２４間の通信に異常が発生した場合において、燃料ユニット２による水素の供給を停止し、燃料ユニット２の異常に対処することができる。
【００４５】
また、燃料制御部２４が応答要求信号を受信しない場合において、計時の開始から３秒経過していないとき、燃料制御部２４は、燃料ユニット２の異常の判断を行う。したがって、燃料制御部２４が燃料ユニット２に異常が生じたと判断した場合であって、発電制御部１２による燃料制御部２４に対する水素の供給の停止命令が遅れたときであっても、水素の供給の停止を行うことができる。
【００４６】
（実施の形態３）
実施の形態３においては、発電ユニット１に接続される燃料ユニットの数が異なる。図５は、実施の形態３に係る燃料電池の概略構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る燃料電池の構成について、実施の形態１と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４７】
実施の形態３に係る燃料電池は、複数の燃料ユニット（図では３つを示す）として、第１燃料ユニット２ａ，第２燃料ユニット２ｂ，第３燃料ユニット２ｃ，・・・を備える。第１燃料ユニット２ａ，第２燃料ユニット２ｂ，第３燃料ユニット２ｃ，・・・は、実施の形態１における燃料ユニット２と同様の構成をなす。なお、図５においては、燃料ユニット用プログラム２５０の図示は省略している。また、発電ユニット１も実施の形態１と同様の構成をなすが、発電ユニット用プログラム１３０の図示は省略している。
【００４８】
また、第１燃料ユニット２ａは、実施の形態１における燃料ユニット２と同様に発電ユニット１に接続されている。したがって、第１燃料ユニット２ａの一の第１接続部２７は、発電ユニット１のデジタル信号線接続部１４にデジタル信号線４を介して接続されている。また、第１燃料ユニット２ａの一の第２接続部２８は、発電ユニット１の異常信号線接続部１５に異常信号線５を介して接続されている。
【００４９】
第１燃料ユニット２ａの他の第１接続部２７は、デジタル信号線４０を介して第２燃料ユニット２ｂの一の第１接続部２７に接続されている。また、第１燃料ユニット２ａの他の第２接続部２８は、異常信号線５０を介して、第２燃料ユニット２ｂの一の第２接続部２８に接続されている。
【００５０】
第２燃料ユニット２ｂの他の第１接続部２７は、デジタル信号線４１を介して第３燃料ユニット２ｃの一の第１接続部２７に接続されている。また、第２燃料ユニット２ｂの他の第２接続部２８は、異常信号線５１を介して、第３燃料ユニット２ｃの一の第２接続部２８に接続されている。
【００５１】
第３燃料ユニット２ｃの他の第１接続部２７は、デジタル信号線４２を介して第４燃料ユニット（不図示）の一の第１接続部に接続され、第３燃料ユニット２ｃの他の第２接続部２８は、異常信号線５２を介して、第４燃料ユニットの一の第２接続部に接続されている。他の燃料ユニットにおいても同様にデジタル信号線及び異常信号線が接続されている。
【００５２】
また、第１燃料ユニット２ａ，第２燃料ユニット２ｂ及び第３燃料ユニット２ｃの各ＭＨボンベ２０は、夫々の開閉弁２１を介して水素供給路３に接続されており、他の燃料ユニットのＭＨボンベも同様に水素供給路３に接続されている。
【００５３】
以上の構成において、例えば、第３燃料ユニット２ｃの燃料制御部２４は、デジタル信号線４１、第２燃料ユニット２ｂ、デジタル信号線４０、第１燃料ユニット２ａ、デジタル信号線４を介して、発電制御部１２と通信を行う。他の燃料ユニットの燃料制御部においても同様に発電制御部１２と通信を行う。
【００５４】
また、第３燃料ユニット２ｃの燃料制御部２４は、異常信号線５１、第２燃料ユニット２ｂ、異常信号線５０、第１燃料ユニット２ａ、異常信号線５を介して、異常信号を発電制御部１２に送信する。他の燃料ユニットの燃料制御部においても同様に発電制御部１２に異常信号を送信する。
【００５５】
発電制御部１２は、以下の処理により、燃料電池の起動時から燃料ユニットの異常の判断をして、発電停止及び水素の供給の停止を行う。
【００５６】
図６は、発電制御部１２による燃料ユニット２の異常の判断に係る処理の手順を示すフローチャートである。発電制御部１２は、使用中の燃料ユニットにおいて、検出部２３が検出し、燃料制御部２４が取得した水素濃度に係る検出値を、デジタル信号線４を介した通信により取得する（Ｓ５１）。ここで、使用中の燃料ユニットは、例えば第１燃料ユニット２ａである。発電制御部１２は、取得した検出値が第１閾値Ｘ以上であるか否かを判定する（Ｓ５２）。発電制御部１２は、検出値が第１閾値Ｘ以上でないと判定した場合（Ｓ５２：ＮＯ）、処理を終了する。
【００５７】
発電制御部１２は、検出値が第１閾値Ｘ以上であると判定した場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、第１燃料ユニット２ａに異常が生じていると判断し、デジタル信号線４を介して、第１燃料ユニット２ａによる水素の供給の停止命令及び他の燃料ユニットへの水素の供給命令を第１燃料ユニット２ａの燃料制御部２４に送信する（Ｓ５３）。ここで、他の燃料ユニットは、例えば第２燃料ユニット２ｂである。
【００５８】
第１燃料ユニット２ａの燃料制御部２４は、発電制御部１２からの水素の供給の停止命令及び第２燃料ユニット２ｂの水素の供給命令を受信する（Ｓ５４）。第１燃料ユニット２ａの燃料制御部２４は、開閉弁２１を閉じて水素の供給を停止し（Ｓ５５）、デジタル信号線４０を介して、第２燃料ユニット２ｂに水素の供給命令を送信する（Ｓ５６）。
【００５９】
第２燃料ユニット２ｂの燃料制御部２４は、水素の供給命令を受信し（Ｓ５７）、開閉弁２１を開放して、発電ユニット１への水素の供給を行う（Ｓ５８）。
【００６０】
以上の構成によれば、異常のある第１燃料ユニット２ａによる水素の供給を停止した場合において、第２燃料ユニット２ｂにより水素を供給し、発電ユニット１による発電を継続できる。
また、異常のある第１燃料ユニット２ａによる水素の供給を停止することにより、第１燃料ユニット２ａにおける異常の悪化を防止できる。
【００６１】
なお、第１燃料ユニット２ａからの異常信号に基づいて、第１燃料ユニット２ａによる水素の供給の停止及び第２燃料ユニット２ｂによる水素の供給を行ってもよい。また、第１燃料ユニット２ａに異常が生じた場合に次に用いられる燃料ユニットは第２燃料ユニット２ｂに限られない。また、異常のある燃料ユニットが第１燃料ユニット２ａ以外であっても、同様に対応できる。
また、発電ユニット１のデジタル信号線１４及び異常信号線接続部１５に接続される燃料ユニットは、第１燃料ユニット２ａに限られない。また、発電ユニット１のデジタル信号線１４及び異常信号線接続部１５夫々に別の燃料ユニットが接続される構成であってもよい。
【００６２】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、水素及び酸素を反応させて発電を行う発電部と、該発電部に水素を供給する燃料部と、該燃料部の動作を制御し、前記燃料部の異常を判断する燃料制御部と、前記発電部の動作を制御し、前記燃料制御部に対して通信を行い、前記燃料部の異常を判断する発電制御部とを備えることを特徴とする。
【００６３】
本開示の一実施形態によれば、発電制御部及び燃料制御部のいずれもが、燃料部の異常を判断する。したがって、発電制御部及び燃料制御部間の通信に異常が生じた場合において、燃料部の異常を判断することができる。
【００６４】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記発電制御部は、所定間隔毎に前記燃料制御部に応答を要求する要求信号を送信し、前記燃料制御部は、所定期間、前記要求信号を受信しない場合、水素の供給を停止することを特徴とする。
【００６５】
本開示の一実施形態によれば、発電制御部及び燃料制御部間の通信に異常が発生した場合において、燃料制御部が水素の供給の停止を行うことができる。
【００６６】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記燃料制御部は、前記所定期間が経過する前に、前記燃料部が異常であると判断した場合、水素の供給を停止することを特徴とする。
【００６７】
本開示の一実施形態によれば、燃料制御部が燃料部に異常が生じたと判断した場合であって、発電制御部による燃料制御部に対する異常に係る連絡が遅れたときであっても、水素の供給の停止を行うことができる。
【００６８】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記発電制御部は、前記燃料部が異常であると判断した場合、前記発電部の動作の停止と、前記燃料部による水素の供給の停止とを行うことを特徴とする。
【００６９】
本開示の一実施形態によれば、燃料部からの水素供給を停止して燃料部の異常に対処し、また、水素の供給が停止されているにもかかわらず、発電が行われるという事態を防止することができる。
【００７０】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記燃料部の異常に係る検出値を出力する検出部を備え、前記発電制御部は、前記検出値が第１閾値以上である場合、前記燃料部が異常であると判断し、前記燃料制御部は、前記検出値が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上である場合、前記燃料部が異常であると判断することを特徴とする。
【００７１】
本開示の一実施形態によれば、第２閾値の方が第１閾値よりも高いので、発電制御部の方が燃料制御部よりも早く燃料部の異常を判断でき、水素の供給の停止前に発電の停止を行うことができる。したがって、水素の供給の停止が行われたにもかかわらず、発電部が駆動しているという事態を防止することができる。
【００７２】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記検出部は、水素センサ、水素圧力計、水素流量計又は温度センサであることを特徴とする。
【００７３】
本開示の一実施形態によれば、燃料部における水素漏洩に係る異常又は温度異常を判断することができる。
【００７４】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記発電制御部は、前記燃料部が異常であると判断した場合、外部電源からの電力の供給により前記発電部を駆動することを特徴とする。
【００７５】
本開示の一実施形態によれば、発電停止後であっても発電部が駆動することにより、燃料部の異常に対して、外部への報知等の対処ができる。
【００７６】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記燃料制御部及び発電制御部に接続され、前記燃料制御部から前記発電制御部へ前記燃料部の異常を示す異常信号を送信するための異常信号線を備えることを特徴とする。
【００７７】
本開示の一実施形態によれば、異常信号を伝達する異常信号線を設けてあり、該異常信号線に異常信号のみを伝達させることにより、燃料制御部が燃料部の異常を判断した場合に、燃料部の異常をより早く伝達することができる。
【００７８】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、複数の前記燃料部を備え、前記発電制御部は、水素の供給を行っている前記燃料部に異常があると判断した場合、他の前記燃料部により水素の供給を行うことを特徴とする。
【００７９】
本開示の一実施形態によれば、異常のある燃料部による水素の供給を停止した場合であっても、他の燃料部により水素を供給し、発電部による発電を継続できる。
【００８０】
本開示の一実施形態に係る燃料電池は、前記発電制御部は、異常があると判断した前記燃料部による水素の供給を停止することを特徴とする。
【００８１】
本開示の一実施形態によれば、異常のある燃料部による水素の供給を停止することにより、該燃料部における異常の悪化を防止できる。
【００８２】
本開示の一実施形態に係る停止方法は、水素及び酸素を反応させて発電を行う発電部と、該発電部に水素を供給する燃料部と、該燃料部の動作を制御し、前記燃料部の異常を判断する燃料制御部と、前記発電部の動作を制御し、前記燃料制御部に対して通信を行い、前記燃料部の異常を判断する発電制御部とを備える燃料電池の前記燃料部による水素の供給を停止する停止方法であって、前記発電制御部は、所定間隔毎に前記燃料制御部に応答を要求する要求信号を送信し、前記燃料制御部は、所定期間、前記要求信号を受信しない場合、又は前記所定期間が経過する前に前記燃料部が異常であると判断した場合、水素の供給を停止することを特徴とする。
【００８３】
本開示の一実施形態によれば、発電制御部及び燃料制御部のいずれもが、燃料部の異常を判断する。したがって、発電制御部及び燃料制御部間の通信に異常が生じた場合において、燃料部の異常を判断することができる。
【００８４】
また、発電制御部及び燃料制御部間の通信に異常が発生した場合において、燃料制御部が水素の供給の停止を行うことができる。燃料制御部が燃料部に異常が生じたと判断した場合であって、発電制御部による燃料制御部に対する異常に係る連絡が遅れたときであっても、水素の供給の停止を行うことができる。
【００８５】
本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、水素及び酸素を反応させて発電を行う発電部と、該発電部に水素を供給する燃料部と、該燃料部の動作を制御し、前記燃料部の異常を判断する燃料制御部と、前記発電部の動作を制御し、前記燃料制御部に対して通信を行い、前記燃料部の異常を判断する発電制御部とを備える燃料電池の前記燃料制御部に、所定間隔毎に前記発電制御部から送信され、応答が要求される要求信号を受信し、所定期間、前記要求信号を受信しない場合、又は前記所定期間が経過する前に前記燃料部が異常であると判断した場合、水素の供給を停止する処理を実行させることを特徴とする。
【００８６】
本開示の一実施形態によれば、発電制御部及び燃料制御部のいずれもが、燃料部の異常を判断する。したがって、発電制御部及び燃料制御部間の通信に異常が生じた場合において、燃料部の異常を判断することができる。
【００８７】
また、発電制御部及び燃料制御部間の通信に異常が発生した場合において、燃料制御部が水素の供給の停止を行うことができる。燃料制御部が燃料部に異常が生じたと判断した場合であって、発電制御部による燃料制御部に対する異常に係る連絡が遅れたときであっても、水素の供給の停止を行うことができる。
【００８８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８９】
１  発電ユニット（発電部）
２、２ａ、２ｂ、２ｃ  燃料ユニット（燃料部）
５、５０、５１、５２  異常信号線
６  外部電源
１２  発電制御部
２３  検出部
２４  燃料制御部
２７  第１接続部
２８  第２接続部
Ｘ  第１閾値
Ｙ  第２閾値
【図１】
2017162676.tif 000003
【図２】
2017162676.tif 000004
【図３】
2017162676.tif 000005
【図４】
2017162676.tif 000006
【図５】
2017162676.tif 000007
【図６】
2017162676.tif 000008