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JP7465172B2 - Fuel Cell Systems - Google Patents

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JP7465172B2 JP2020129639A JP2020129639A JP7465172B2 JP 7465172 B2 JP7465172 B2 JP 7465172B2 JP 2020129639 A JP2020129639 A JP 2020129639A JP 2020129639 A JP2020129639 A JP 2020129639A JP 7465172 B2 JP7465172 B2 JP 7465172B2
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Description

本発明の実施の形態は、燃料電池システムに関する。 An embodiment of the present invention relates to a fuel cell system.

燃料電池は、水素等の燃料と空気等の酸化剤を電気化学的に反応させることにより、燃料の持つ化学エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置である。この燃料電池は、小型化が可能であり、電気エネルギーへの変更効率にも優れている。また、環境性に優れており、発電に伴う発熱を温水や蒸気として回収することにより、コージェネレーションシステムとしての適用も可能である。このため、工場や病院などの業務用、一般家庭用、自動車用、鉄道用、船舶用など、幅広い用途への採用が期待されている。 A fuel cell is a power generation device that converts the chemical energy of fuel into electrical energy by electrochemically reacting fuel such as hydrogen with an oxidant such as air. Fuel cells can be made compact and are highly efficient at converting energy into electrical energy. They are also environmentally friendly, and can be used as cogeneration systems by recovering the heat generated by power generation as hot water or steam. For these reasons, they are expected to be used in a wide range of applications, including commercial use in factories and hospitals, general households, automobiles, railways, and ships.

燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池スタックを備えているが、燃料電池スタックが設置された室内は、万一の燃料ガスの漏洩に備えて、換気が求められる。このため、燃料電池システムは、燃料電池スタックが設置された室内を換気する換気装置を備えている。燃料電池スタックの運転時（発電時）、換気装置は駆動され、燃料電池スタックが設置された室内は換気される。一方、燃料電池システムは、室内の燃料ガス濃度が所定濃度以上になったことを検知した場合、安全性を確保するために、燃料電池スタックの運転を緊急停止し、着火源となり得る補機への電力供給も停止させる場合がある。このような燃料電池スタックの緊急停止時にも、室内の燃料ガスを排出するために換気装置による換気の継続が求められる。また、燃料電池スタックの通常停止時にも、パージ操作や定期的な機器動作確認のために燃料ガスを使用する場合があり、換気装置による換気の継続が求められる。 A fuel cell system is equipped with a fuel cell stack that generates electricity using fuel gas and oxidant gas, but the room in which the fuel cell stack is installed must be ventilated in case of fuel gas leakage. For this reason, the fuel cell system is equipped with a ventilation device that ventilates the room in which the fuel cell stack is installed. When the fuel cell stack is operating (generating electricity), the ventilation device is activated and the room in which the fuel cell stack is installed is ventilated. On the other hand, when the fuel cell system detects that the fuel gas concentration in the room has reached a predetermined concentration or higher, in order to ensure safety, it may emergency stop the operation of the fuel cell stack and also stop the power supply to auxiliary equipment that may become a source of ignition. Even during such an emergency stop of the fuel cell stack, it is required to continue ventilation using the ventilation device to exhaust the fuel gas in the room. In addition, even during normal shutdown of the fuel cell stack, fuel gas may be used for purging operations and periodic equipment operation checks, and so continued ventilation using the ventilation device is required.

しかしながら、換気装置による換気を継続することができず、燃料電池スタックが設置された室内を換気装置により十分に換気することができない場合がある。 However, there are cases where ventilation using the ventilation device cannot be continued, and the ventilation device is unable to adequately ventilate the room in which the fuel cell stack is installed.

特開２０１４－３２７５３号公報JP 2014-32753 A

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、燃料電池スタックが設置された室内を換気装置により確実に換気することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these points, and aims to provide a fuel cell system that can reliably ventilate the room in which the fuel cell stack is installed using a ventilation device.

実施の形態による燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池スタックと、燃料電池スタックを動作させる補機と、補機を制御する燃料電池制御装置と、燃料電池スタックが設置された室内を換気する換気装置と、を備える。また、燃料電池システムは、電源装置と、電源装置から供給される電力を用いて換気装置の動作を制御する換気駆動装置と、換気駆動装置を制御する換気制御装置と、を備える。燃料電池制御装置も、換気駆動装置を制御可能に構成され、換気駆動装置は、換気制御装置からの制御指令および燃料電池制御装置からの制御指令に基づいて、換気装置の動作を制御する。 The fuel cell system according to the embodiment includes a fuel cell stack that generates electricity using fuel gas and oxidant gas, accessories that operate the fuel cell stack, a fuel cell control device that controls the accessories, and a ventilation device that ventilates the room in which the fuel cell stack is installed. The fuel cell system also includes a power supply device, a ventilation drive device that controls the operation of the ventilation device using power supplied from the power supply device, and a ventilation control device that controls the ventilation drive device. The fuel cell control device is also configured to be able to control the ventilation drive device, and the ventilation drive device controls the operation of the ventilation device based on a control command from the ventilation control device and a control command from the fuel cell control device.

本発明によれば、燃料電池スタックが設置された室内を換気装置により確実に換気することができる。 According to the present invention, the room in which the fuel cell stack is installed can be reliably ventilated by the ventilation device.

図１は、実施の形態による燃料電池システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell system according to an embodiment. 図２は、比較例による燃料電池システムの概略構成図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a fuel cell system according to a comparative example. 図３は、変形例による燃料電池システムの概略構成図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a fuel cell system according to a modified example. 図４は、変形例による燃料電池システムの概略構成図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a fuel cell system according to a modified example.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態による燃料電池システムについて説明する。 The following describes a fuel cell system according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
まずは、図１を用いて、第１の実施の形態による燃料電池システムについて説明する。 (First embodiment)
First, a fuel cell system according to a first embodiment will be described with reference to FIG.

図１に示すように、燃料電池システム１は、燃料電池スタック１０と、補機２０と、燃料電池制御装置３０と、換気装置４０と、電源装置５０と、換気駆動装置６０と、換気制御装置７０と、演算回路８０と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 includes a fuel cell stack 10, an auxiliary device 20, a fuel cell control device 30, a ventilation device 40, a power supply device 50, a ventilation drive device 60, a ventilation control device 70, and an arithmetic circuit 80.

燃料電池スタック１０は、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行うように構成されている。燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池セル（不図示）が積層されて構成されていてもよい。複数の燃料電池セルは、下記の化学式１で示す反応により発電を行う。より具体的には、燃料ガスは、例えば水素含有ガスである。燃料ガスは、燃料電池セル内の燃料ガス流路を流れて、燃料極反応をおこす。酸化剤ガスは、例えば空気（大気）である。酸化剤ガスは、燃料電池セル内の酸化剤ガス流路を流れて、酸化剤極反応をおこす。燃料電池スタック１０は、これらの電気化学反応を利用して、集電板に設けられた電極から電気エネルギーを取り出すことができるように構成されている。 The fuel cell stack 10 is configured to generate electricity using a fuel gas and an oxidant gas. The fuel cell stack 10 may be configured by stacking multiple fuel cell cells (not shown). The multiple fuel cell cells generate electricity through the reaction shown in the following chemical formula 1. More specifically, the fuel gas is, for example, a hydrogen-containing gas. The fuel gas flows through a fuel gas flow path in the fuel cell and causes a fuel electrode reaction. The oxidant gas is, for example, air (atmosphere). The oxidant gas flows through an oxidant gas flow path in the fuel cell and causes an oxidant electrode reaction. The fuel cell stack 10 is configured to be able to extract electrical energy from an electrode provided on a current collector plate by utilizing these electrochemical reactions.

（化学式１）
燃料極反応：Ｈ２ → ２Ｈ＋ ＋ ２ｅ－
酸化剤極反応：１／２Ｏ２ ＋ ２Ｈ＋ ＋２ｅ－ → Ｈ２Ｏ (Chemical Formula 1)
Anode reaction: H2 → 2H ++ 2e-
Oxidant electrode reaction: 1/ 2O2 + 2H ++ 2e- → H2O

燃料電池スタック１０は、燃料電池設置室９０内（室内）に設置されている。本実施の形態においては、後述する補機２０も、燃料電池設置室９０内に設置されている。 The fuel cell stack 10 is installed in the fuel cell installation chamber 90 (inside the room). In this embodiment, the auxiliary equipment 20, which will be described later, is also installed in the fuel cell installation chamber 90.

補機２０は、燃料電池スタック１０を動作させるように構成されている。補機２０は、後述する燃料電池制御装置３０からの制御指令により動作し、燃料電池スタック１０を動作させることができる。補機２０は、燃料ガス供給装置と、酸化剤ガス供給装置と、冷却水供給装置と、センサ群と、を含んでいる。これにより、補機２０は、燃料電池スタック１０に燃料ガスと酸化剤ガスとを供給して発電を行わせることができ、また、燃料電池スタック１０に冷却水を供給して発電に伴い発熱した燃料電池スタック１０を冷却することができる。また、センサ群により、燃料電池スタック１０内の温度や圧力、燃料電池スタック１０に供給される燃料ガスや酸化剤ガス、冷却水の流量、および燃料電池スタック１０の発電量等を測定することができる。 The auxiliary device 20 is configured to operate the fuel cell stack 10. The auxiliary device 20 operates according to control commands from the fuel cell control device 30 (described later) to operate the fuel cell stack 10. The auxiliary device 20 includes a fuel gas supply device, an oxidant gas supply device, a cooling water supply device, and a group of sensors. As a result, the auxiliary device 20 can supply fuel gas and oxidant gas to the fuel cell stack 10 to generate power, and can supply cooling water to the fuel cell stack 10 to cool the fuel cell stack 10 that generates heat as a result of power generation. The group of sensors can also measure the temperature and pressure within the fuel cell stack 10, the flow rates of the fuel gas, oxidant gas, and cooling water supplied to the fuel cell stack 10, and the amount of power generated by the fuel cell stack 10.

また、補機２０は、燃料ガス濃度検知装置を含んでいてもよい。これにより、補機２０は、燃料電池設置室９０内の燃料ガス濃度を検知することができる。 The auxiliary device 20 may also include a fuel gas concentration detection device. This allows the auxiliary device 20 to detect the fuel gas concentration in the fuel cell installation chamber 90.

燃料電池制御装置３０は、補機２０に電力を供給するとともに、補機２０を制御するように構成されている。上述したような補機２０の動作は、この燃料電池制御装置３０からの制御指令により行われる。すなわち、燃料電池制御装置３０は、補機２０を制御して、燃料電池スタック１０に燃料ガスと酸化剤ガスとを供給して発電を行わせることができる。また、燃料電池制御装置３０は、補機２０を制御して、燃料電池スタック１０に冷却水を供給して発電に伴い発熱した燃料電池スタック１０を冷却することができる。また、燃料電池制御装置３０は、補機２０を監視することにより、燃料電池設置室９０内の燃料ガス濃度を検知することができる。また、燃料電池制御装置３０は、補機２０により燃料電池設置室９０内の燃料ガス濃度が所定濃度以上になったことを検知した場合に、燃料電池スタック１０の運転を停止し、補機２０への電力供給を遮断することができる。 The fuel cell control device 30 is configured to supply power to the auxiliary device 20 and control the auxiliary device 20. The operation of the auxiliary device 20 as described above is performed by a control command from the fuel cell control device 30. That is, the fuel cell control device 30 can control the auxiliary device 20 to supply fuel gas and oxidant gas to the fuel cell stack 10 to generate power. The fuel cell control device 30 can also control the auxiliary device 20 to supply cooling water to the fuel cell stack 10 to cool the fuel cell stack 10 that has generated heat due to power generation. The fuel cell control device 30 can also detect the fuel gas concentration in the fuel cell installation chamber 90 by monitoring the auxiliary device 20. When the auxiliary device 20 detects that the fuel gas concentration in the fuel cell installation chamber 90 has reached a predetermined concentration or higher, the fuel cell control device 30 can stop the operation of the fuel cell stack 10 and cut off the power supply to the auxiliary device 20.

また、本実施の形態においては、燃料電池制御装置３０は、後述する換気駆動装置６０も制御可能に構成されている。燃料電池制御装置３０は、換気装置４０の動作を制御する制御指令Ｓ２を出力することができる。この制御指令Ｓ２には、換気装置４０の動作を指示する動作指令が含まれる。燃料電池制御装置３０から出力された制御指令Ｓ２は、後述する演算回路８０に送信される。 In addition, in this embodiment, the fuel cell control device 30 is also configured to be able to control the ventilation drive device 60, which will be described later. The fuel cell control device 30 can output a control command S2 that controls the operation of the ventilation device 40. This control command S2 includes an operation command that instructs the operation of the ventilation device 40. The control command S2 output from the fuel cell control device 30 is sent to the calculation circuit 80, which will be described later.

換気装置４０は、燃料電池設置室９０内を換気するように構成されている。換気装置４０は、例えば、換気ファン４０ａを含んでいてもよい。燃料電池設置室９０には、吸気口９２と排気口９４が設けられている。例えば、換気ファン４０ａは、排気口９４に設けられている。これにより、換気装置４０を動作させると、換気ファン４０ａにより、燃料電池設置室９０内の空気、および燃料ガスが漏洩している場合には燃料ガスを、排気口９４から外部に排出することができる。また、外部の空気を、吸気口９２から燃料電池設置室９０内に取り込むことができる。なお、燃料電池設置室９０が船舶内に設けられている場合、すなわち燃料電池システム１が船舶内に搭載されている場合には、吸気口９２に塩害対策フィルタ４２（耐塩フィルタ）が設けられていてもよい。塩害対策フィルタ４２は、塩分吸収層と撥水層とを有していてもよく、海塩粒子に対して高い捕集力を有していてもよい。これにより、海塩粒子による燃料電池スタック１０の劣化や故障等を防止することができる。換気装置４０の動作は、後述する換気駆動装置６０により制御される。 The ventilation device 40 is configured to ventilate the fuel cell installation chamber 90. The ventilation device 40 may include, for example, a ventilation fan 40a. The fuel cell installation chamber 90 is provided with an intake port 92 and an exhaust port 94. For example, the ventilation fan 40a is provided at the exhaust port 94. As a result, when the ventilation device 40 is operated, the ventilation fan 40a can exhaust the air in the fuel cell installation chamber 90, and the fuel gas when the fuel gas is leaking, to the outside from the exhaust port 94. In addition, the outside air can be taken into the fuel cell installation chamber 90 from the intake port 92. In addition, when the fuel cell installation chamber 90 is provided in a ship, that is, when the fuel cell system 1 is mounted in the ship, a salt damage prevention filter 42 (salt-resistant filter) may be provided at the intake port 92. The salt damage prevention filter 42 may have a salt absorption layer and a water-repellent layer, and may have a high collection power for sea salt particles. This makes it possible to prevent deterioration and failure of the fuel cell stack 10 due to sea salt particles. The operation of the ventilation device 40 is controlled by the ventilation drive device 60, which will be described later.

電源装置５０は、後述する換気駆動装置６０に電力を供給可能に構成されている。また、電源装置５０は、上述したように、燃料電池制御装置３０にも電力を供給可能に構成されていてもよい。すなわち、電源装置５０は、換気駆動装置６０の電源と燃料電池制御装置３０の電源とを兼ねていてもよい。電源装置５０は、交流電源であってもよく、交流電流を出力するように構成されていてもよい。 The power supply device 50 is configured to be capable of supplying power to the ventilation drive device 60 described below. Furthermore, as described above, the power supply device 50 may also be configured to be capable of supplying power to the fuel cell control device 30. In other words, the power supply device 50 may serve as both the power supply for the ventilation drive device 60 and the power supply for the fuel cell control device 30. The power supply device 50 may be an AC power supply and may be configured to output AC current.

換気駆動装置６０は、電源装置５０から供給される電力を用いて換気装置４０の動作を制御するように構成されている。本実施の形態においては、換気駆動装置６０は、インバータ装置６２で構成されている。インバータ装置６２は、電源装置５０から供給された交流電流の周波数を変更して換気装置４０に電力を供給し、換気装置４０を所定の換気量で動作させることができる。インバータ装置６２は、後述する換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に基づいて、換気装置４０の動作を制御するように構成されている。より具体的には、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２は、後述する演算回路８０に送信されて、演算処理が行われる。インバータ装置６２には、この演算処理による演算結果としての制御指令Ｓ３が送信される。インバータ装置６２は、この制御指令Ｓ３に基づいて、すなわち演算処理による演算結果に基づいて、換気装置４０の動作を制御する。インバータ装置６２が受信した制御指令Ｓ３が上述した動作指令を含む場合、インバータ装置６２は、換気装置４０に電力を供給して、換気装置４０を動作させる。インバータ装置６２は、この動作指令を含む制御指令Ｓ３を断続的に受信し続けることで、換気装置４０の動作を継続する。 The ventilation drive device 60 is configured to control the operation of the ventilation device 40 using the power supplied from the power supply device 50. In this embodiment, the ventilation drive device 60 is configured with an inverter device 62. The inverter device 62 changes the frequency of the AC current supplied from the power supply device 50 to supply power to the ventilation device 40, and can operate the ventilation device 40 at a predetermined ventilation volume. The inverter device 62 is configured to control the operation of the ventilation device 40 based on a control command S1 from the ventilation control device 70 and a control command S2 from the fuel cell control device 30, which will be described later. More specifically, the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30 are transmitted to the arithmetic circuit 80, which will be described later, and arithmetic processing is performed. A control command S3 is transmitted to the inverter device 62 as a calculation result of this arithmetic processing. The inverter device 62 controls the operation of the ventilation device 40 based on this control command S3, i.e., based on the calculation result of the arithmetic processing. If the control command S3 received by the inverter device 62 includes the above-mentioned operation command, the inverter device 62 supplies power to the ventilation device 40 to operate the ventilation device 40. The inverter device 62 continues to intermittently receive the control command S3 including this operation command, thereby continuing the operation of the ventilation device 40.

換気制御装置７０は、換気駆動装置６０を制御するように構成されている。換気制御装置７０は、換気装置４０の動作を制御する制御指令Ｓ１を出力することができる。この制御指令Ｓ１には、換気装置４０の動作を指示する動作指令が含まれる。換気制御装置７０から出力された制御指令Ｓ１は、後述する演算回路８０に送信される。 The ventilation control device 70 is configured to control the ventilation drive device 60. The ventilation control device 70 can output a control command S1 that controls the operation of the ventilation device 40. This control command S1 includes an operation command that instructs the operation of the ventilation device 40. The control command S1 output from the ventilation control device 70 is transmitted to the calculation circuit 80, which will be described later.

なお、換気制御装置７０は、換気駆動装置６０を制御する専用の装置であってもよいが、その他の機器を制御する制御システムの一部であってもよい。例えば、燃料電池システム１が船舶内に搭載されている場合には、換気制御装置７０は、当該船舶のエネルギーマネジメントシステムの一部であってもよく、バッテリや燃料供給システム等、他の機器を制御可能に構成されていてもよい。 The ventilation control device 70 may be a dedicated device for controlling the ventilation drive device 60, or it may be part of a control system that controls other equipment. For example, if the fuel cell system 1 is installed on a ship, the ventilation control device 70 may be part of the energy management system of the ship, and may be configured to control other equipment such as a battery or a fuel supply system.

演算回路８０は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に対して演算処理を行うように構成されている。演算回路８０には、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２が送信される。演算回路８０は、これらの制御指令Ｓ１、Ｓ２に対して演算処理を行い、その演算処理による演算結果としての制御指令Ｓ３を換気駆動装置６０に出力する。 The arithmetic circuit 80 is configured to perform arithmetic processing on the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30. The control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30 are transmitted to the arithmetic circuit 80. The arithmetic circuit 80 performs arithmetic processing on these control commands S1 and S2, and outputs a control command S3 as a calculation result to the ventilation drive device 60.

本実施の形態においては、演算回路８０は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に対して論理和演算を行う。より具体的には、演算回路８０は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２のうち少なくとも一方が動作指令を含む場合、当該動作指令を含む制御指令Ｓ３を演算結果として出力する。すなわち、演算回路８０は、換気制御装置７０および燃料電池制御装置３０のいずれかから動作指令が送信された場合に、換気駆動装置６０に換気装置４０を動作させるように指示する。 In this embodiment, the calculation circuit 80 performs a logical OR operation on the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30. More specifically, when at least one of the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30 includes an operation command, the calculation circuit 80 outputs a control command S3 including the operation command as the calculation result. In other words, when an operation command is transmitted from either the ventilation control device 70 or the fuel cell control device 30, the calculation circuit 80 instructs the ventilation drive device 60 to operate the ventilation device 40.

なお、演算回路８０は、換気駆動装置６０とは別の装置として設けられていてもよいが、換気駆動装置６０に組み込まれていてもよい。 The calculation circuit 80 may be provided as a separate device from the ventilation drive device 60, or may be incorporated into the ventilation drive device 60.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用効果について説明する。 Next, we will explain the effects of this embodiment.

燃料電池システム１が起動されると、電源装置５０から燃料電池制御装置３０に電力が供給される。また、燃料電池制御装置３０から補機２０に電力が供給されるとともに、燃料電池制御装置３０から補機２０に制御指令が送信される。これにより、補機２０は、燃料電池スタック１０に燃料ガスと酸化剤ガスとを供給して発電を行わせ、また、燃料電池スタック１０に冷却水を供給して発電に伴い発熱した燃料電池スタック１０を冷却する。 When the fuel cell system 1 is started, power is supplied from the power supply device 50 to the fuel cell control device 30. In addition, power is supplied from the fuel cell control device 30 to the auxiliary device 20, and the fuel cell control device 30 transmits a control command to the auxiliary device 20. As a result, the auxiliary device 20 supplies fuel gas and oxidant gas to the fuel cell stack 10 to generate power, and also supplies cooling water to the fuel cell stack 10 to cool the fuel cell stack 10 that generates heat as a result of power generation.

一方、換気制御装置７０は、換気装置４０の動作を指示する動作指令を含む制御指令Ｓ１を演算回路８０に送信する。また、燃料電池制御装置３０も、換気装置４０の動作を指示する動作指令を含む制御指令Ｓ２を演算回路８０に送信する。演算回路８０は、これらの制御指令Ｓ１、Ｓ２に対して演算処理を行う。より具体的には、演算回路８０は、論理和演算を行う。ここでは、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２のいずれもが動作指令を含んでいる。このため、演算回路８０は、当該動作指令を含む制御指令Ｓ３を演算結果として出力する。 Meanwhile, the ventilation control device 70 transmits a control command S1, which includes an operation command to operate the ventilation device 40, to the calculation circuit 80. The fuel cell control device 30 also transmits a control command S2, which includes an operation command to operate the ventilation device 40, to the calculation circuit 80. The calculation circuit 80 performs calculation processing on these control commands S1 and S2. More specifically, the calculation circuit 80 performs a logical OR operation. Here, both the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30 include an operation command. Therefore, the calculation circuit 80 outputs a control command S3, which includes the operation command, as the calculation result.

インバータ装置６２には、電源装置５０から電力が供給されるとともに、演算回路８０から演算結果としての制御指令Ｓ３が送信される。動作指令を含む制御指令Ｓ３を受信したインバータ装置６２は、電源装置５０から供給された交流電流の周波数を変更して換気装置４０に電力を供給し、換気装置４０を所定の換気量で動作させる。 The inverter device 62 is supplied with power from the power supply device 50, and the calculation circuit 80 transmits a control command S3 as a calculation result. The inverter device 62 receives the control command S3, which includes an operation command, and changes the frequency of the AC current supplied from the power supply device 50 to supply power to the ventilation device 40, thereby operating the ventilation device 40 at a predetermined ventilation volume.

燃料電池スタック１０の運転時（発電時）、換気制御装置７０および燃料電池制御装置３０は、換気装置４０の動作を指示する動作指令を含む制御指令Ｓ１、Ｓ２を演算回路８０に断続的に送信し続ける。演算回路８０も、これらの制御指令Ｓ１、Ｓ２に対する演算結果をインバータ装置６２に送信し続ける。これにより、燃料電池スタック１０の運転時には、換気装置４０による燃料電池設置室９０内の換気が継続される。このため、燃料電池スタック１０の運転時に燃料電池スタック１０から燃料ガスが漏洩した場合であっても、燃料電池設置室９０内の燃料ガスを排気口９４から外部に排出することができる。 When the fuel cell stack 10 is operating (generating power), the ventilation control device 70 and the fuel cell control device 30 continue to intermittently send control commands S1 and S2, including operation commands that instruct the operation of the ventilation device 40, to the calculation circuit 80. The calculation circuit 80 also continues to send the calculation results of these control commands S1 and S2 to the inverter device 62. As a result, when the fuel cell stack 10 is operating, ventilation of the fuel cell installation chamber 90 by the ventilation device 40 continues. Therefore, even if fuel gas leaks from the fuel cell stack 10 while the fuel cell stack 10 is operating, the fuel gas in the fuel cell installation chamber 90 can be exhausted to the outside from the exhaust port 94.

一方、補機２０が、燃料電池設置室９０内の燃料ガス濃度が所定濃度以上になったことを検知した場合、燃料電池制御装置３０は、燃料電池スタック１０の運転を緊急停止し、電源装置５０からの電力供給を遮断することで、補機２０への電力供給を遮断する。このとき、燃料電池制御装置３０自体の動作を停止してもよい。このような燃料電池スタック１０の緊急停止時にも、換気制御装置７０は、換気装置４０の動作を指示する動作指令を含む制御指令Ｓ１を演算回路８０に断続的に送信し続ける。演算回路８０も、演算結果を換気駆動装置６０に送信し続ける。これにより、燃料電池スタック１０の緊急停止時にも、換気装置４０による燃料電池設置室９０内の換気が継続される。このため、燃料電池設置室９０内の燃料ガスを排気口９４から外部に排出することができる。 On the other hand, when the auxiliary equipment 20 detects that the fuel gas concentration in the fuel cell installation chamber 90 has reached a predetermined concentration or higher, the fuel cell control device 30 performs an emergency stop of the operation of the fuel cell stack 10 and cuts off the power supply from the power supply device 50, thereby cutting off the power supply to the auxiliary equipment 20. At this time, the operation of the fuel cell control device 30 itself may be stopped. Even during such an emergency stop of the fuel cell stack 10, the ventilation control device 70 continues to intermittently transmit a control command S1 including an operation command instructing the operation of the ventilation device 40 to the calculation circuit 80. The calculation circuit 80 also continues to transmit the calculation result to the ventilation drive device 60. As a result, even during an emergency stop of the fuel cell stack 10, ventilation of the fuel cell installation chamber 90 by the ventilation device 40 continues. Therefore, the fuel gas in the fuel cell installation chamber 90 can be exhausted to the outside from the exhaust port 94.

また、燃料電池スタック１０の通常停止時で、換気制御装置７０が換気不要と判断している場合においては、燃料電池制御装置３０が、燃料電池スタック１０または補機２０の状態に応じて、換気装置４０の動作を指示する動作指令を含む制御指令Ｓ２を演算回路８０に断続的に送信し続ける。演算回路８０も、演算結果を換気駆動装置６０に送信し続ける。これにより、燃料電池スタック１０の通常停止時にも、燃料電池スタック１０や補機２０の状態により換気を要すると判断した場合には、換気装置４０による燃料電池設置室９０内の換気が実施される。このため、燃料電池スタック１０の通常停止時に燃料電池スタック１０から燃料ガスが漏洩した場合であっても、燃料電池設置室９０内の燃料ガスを排気口９４から外部に排出することができる。 In addition, when the fuel cell stack 10 is normally stopped and the ventilation control device 70 judges that ventilation is not required, the fuel cell control device 30 continues to intermittently transmit a control command S2 including an operation command to operate the ventilation device 40 to the calculation circuit 80 according to the state of the fuel cell stack 10 or the auxiliary equipment 20. The calculation circuit 80 also continues to transmit the calculation result to the ventilation drive device 60. As a result, even when the fuel cell stack 10 is normally stopped, if it is judged that ventilation is required due to the state of the fuel cell stack 10 or the auxiliary equipment 20, ventilation of the fuel cell installation chamber 90 is performed by the ventilation device 40. Therefore, even if fuel gas leaks from the fuel cell stack 10 when the fuel cell stack 10 is normally stopped, the fuel gas in the fuel cell installation chamber 90 can be discharged to the outside from the exhaust port 94.

ここで、図２を用いて、比較例による燃料電池システム１００について説明する。図２に示すように、比較例による燃料電池システム１００では、燃料電池制御装置３００は、補機２０を制御するように構成されているが、換気駆動装置６００（インバータ装置６２０）を制御可能には構成されていない。すなわち、燃料電池制御装置３００は、換気装置４０の動作を制御する制御指令Ｓ２を出力しない。また、この燃料電池システム１００には、演算回路８０も設けられていない。換気制御装置７０から出力された制御指令Ｓ１は、換気駆動装置６００に送信される。換気駆動装置６００は、この換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１に基づいて、換気装置４０の動作を制御する。 Here, a fuel cell system 100 according to a comparative example will be described with reference to FIG. 2. As shown in FIG. 2, in the fuel cell system 100 according to the comparative example, the fuel cell control device 300 is configured to control the auxiliary device 20, but is not configured to be able to control the ventilation drive device 600 (inverter device 620). In other words, the fuel cell control device 300 does not output a control command S2 that controls the operation of the ventilation device 40. In addition, the fuel cell system 100 does not include an arithmetic circuit 80. The control command S1 output from the ventilation control device 70 is transmitted to the ventilation drive device 600. The ventilation drive device 600 controls the operation of the ventilation device 40 based on the control command S1 from the ventilation control device 70.

しかしながら、この燃料電池システム１００では、換気制御装置７０の故障時や、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１の異常発生時、換気制御装置７０と換気駆動装置６００との通信機能の故障時等には、換気駆動装置６００に正常に制御指令Ｓ１が送信されないおそれがある。このため、換気装置４０による換気を継続することができず、換気装置４０により燃料電池設置室９０内を換気することができない場合がある。 However, in this fuel cell system 100, when the ventilation control device 70 fails, when an abnormality occurs in the control command S1 from the ventilation control device 70, or when the communication function between the ventilation control device 70 and the ventilation drive device 600 fails, there is a risk that the control command S1 will not be sent normally to the ventilation drive device 600. As a result, ventilation by the ventilation device 40 cannot be continued, and the ventilation device 40 may not be able to ventilate the fuel cell installation room 90.

これに対して本実施の形態によれば、燃料電池制御装置３０も、換気駆動装置６０を制御可能に構成されている。そして、換気駆動装置６０は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に基づいて、換気装置４０の動作を制御する。このことにより、換気制御装置７０の故障時や、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１の異常発生時、換気制御装置７０と換気駆動装置６０との通信機能の故障時等にも、換気駆動装置６０は、燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に基づいて、換気装置４０の動作を制御することができる。このため、換気装置４０による換気を継続することができる。この結果、燃料電池設置室９０内を換気装置４０により確実に換気することができる。 In contrast, according to the present embodiment, the fuel cell control device 30 is also configured to be able to control the ventilation drive device 60. The ventilation drive device 60 controls the operation of the ventilation device 40 based on the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30. As a result, even when the ventilation control device 70 fails, when an abnormality occurs in the control command S1 from the ventilation control device 70, or when the communication function between the ventilation control device 70 and the ventilation drive device 60 fails, the ventilation drive device 60 can control the operation of the ventilation device 40 based on the control command S2 from the fuel cell control device 30. Therefore, ventilation by the ventilation device 40 can be continued. As a result, the inside of the fuel cell installation room 90 can be reliably ventilated by the ventilation device 40.

また、本実施の形態によれば、燃料電池制御装置３０から換気装置４０の制御指令Ｓ２を送信している。燃料電池制御装置３０は、燃料電池スタック１０や補機２０の状態を容易に把握することができ、換気の要否を容易に判断することができる。このことにより、換気制御装置７０が燃料電池制御装置３０と連携して燃料電池スタック１０や補機２０の状態を把握し換気駆動装置６０を制御することを不要にすることができる。すなわち、換気制御装置７０と燃料電池制御装置３０との複雑な制御の連携を不要にすることができる。このため、燃料電池システム１を簡素化することができる。 In addition, according to this embodiment, the fuel cell control device 30 transmits a control command S2 to the ventilation device 40. The fuel cell control device 30 can easily grasp the state of the fuel cell stack 10 and the auxiliary equipment 20, and can easily determine whether ventilation is required. This makes it unnecessary for the ventilation control device 70 to cooperate with the fuel cell control device 30 to grasp the state of the fuel cell stack 10 and the auxiliary equipment 20 and control the ventilation drive device 60. In other words, it is unnecessary to cooperate in complex control between the ventilation control device 70 and the fuel cell control device 30. This makes it possible to simplify the fuel cell system 1.

また、本実施の形態によれば、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に対して演算処理を行う演算回路８０が設けられている。このことにより、複数の制御装置３０、７０からの制御指令Ｓ１、Ｓ２を、換気駆動装置６０に送信する前に、演算回路８０で適切に演算処理することができる。このため、換気駆動装置６０には、適切に演算処理された制御信号Ｓ３が送信される。これにより、換気駆動装置６０は、演算処理による演算結果に基づいて、換気装置４０の動作を適切に制御することができる。この結果、燃料電池設置室９０内を換気装置４０により確実に換気することができる。 In addition, according to this embodiment, a calculation circuit 80 is provided that performs calculation processing on the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30. This allows the control commands S1 and S2 from the multiple control devices 30, 70 to be properly processed by the calculation circuit 80 before being sent to the ventilation drive device 60. Therefore, a properly processed control signal S3 is sent to the ventilation drive device 60. This allows the ventilation drive device 60 to properly control the operation of the ventilation device 40 based on the calculation results from the calculation processing. As a result, the inside of the fuel cell installation room 90 can be reliably ventilated by the ventilation device 40.

また、本実施の形態によれば、演算回路８０は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２のうち少なくとも一方が動作指令を含む場合、動作指令を含む制御指令Ｓ３を演算結果として出力する。このことにより、換気制御装置７０の側および燃料電池制御装置３０の側のいずれか一方の側の故障時にも、換気駆動装置６０は、いずれかの動作指令に基づいて、換気装置４０の動作を継続することができる。このため、換気装置４０による換気を継続することができる。この結果、燃料電池設置室９０内を換気装置４０により確実に換気することができる。 In addition, according to this embodiment, when at least one of the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30 includes an operation command, the calculation circuit 80 outputs a control command S3 including an operation command as the calculation result. As a result, even when a failure occurs on either the ventilation control device 70 side or the fuel cell control device 30 side, the ventilation drive device 60 can continue to operate the ventilation device 40 based on either operation command. Therefore, ventilation by the ventilation device 40 can be continued. As a result, the inside of the fuel cell installation room 90 can be reliably ventilated by the ventilation device 40.

（第１の実施の形態の変形例）
上述した第１の実施の形態においては、換気駆動装置６０がインバータ装置６２で構成されている例について説明した。しかしながら、このことに限定されることはなく、換気駆動装置６０は、スイッチング装置やリレー装置で構成されていてもよい。以下、第１の実施の形態の変形例について、図３を用いて説明する。なお、図３において、図１に示す構成と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 (Modification of the first embodiment)
In the above-described first embodiment, an example has been described in which the ventilation drive device 60 is configured with an inverter device 62. However, the present invention is not limited to this, and the ventilation drive device 60 may be configured with a switching device or a relay device. A modified example of the first embodiment will be described below with reference to Fig. 3. In Fig. 3, the same parts as those shown in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図３に示す例においては、換気駆動装置６０は、リレー装置６４で構成されている。リレー装置６４は、電源装置５０と換気装置４０との間に配置されている。リレー装置６４は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２をそれぞれ受信することができる。リレー装置６４は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に基づいて、換気装置４０の動作を制御するように構成されている。例えば、リレー装置６４は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２のうち少なくとも一方が換気装置４０の動作を指示する動作指令を含む場合、電源装置５０からの電力を換気装置４０に供給して、換気装置４０を動作させる。 In the example shown in FIG. 3, the ventilation drive device 60 is configured with a relay device 64. The relay device 64 is disposed between the power supply device 50 and the ventilation device 40. The relay device 64 can receive a control command S1 from the ventilation control device 70 and a control command S2 from the fuel cell control device 30. The relay device 64 is configured to control the operation of the ventilation device 40 based on the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30. For example, when at least one of the control command S1 from the ventilation control device 70 and the control command S2 from the fuel cell control device 30 includes an operation command instructing the operation of the ventilation device 40, the relay device 64 supplies power from the power supply device 50 to the ventilation device 40 to operate the ventilation device 40.

このように換気駆動装置６０がスイッチング装置やリレー装置６４で構成されている場合であっても、換気制御装置７０の故障時等において、換気駆動装置６０は、燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に基づいて、換気装置４０の動作を制御することができる。このため、換気装置４０による換気を継続することができる。この結果、燃料電池設置室９０内を換気装置４０により確実に換気することができる。 Even if the ventilation drive device 60 is configured as a switching device or relay device 64 in this way, in the event of a failure of the ventilation control device 70, the ventilation drive device 60 can control the operation of the ventilation device 40 based on the control command S2 from the fuel cell control device 30. This allows ventilation by the ventilation device 40 to continue. As a result, the inside of the fuel cell installation room 90 can be reliably ventilated by the ventilation device 40.

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態による燃料電池システムについて説明する。 Second Embodiment
Next, a fuel cell system according to a second embodiment will be described.

第２の実施の形態においては、演算回路が、換気制御装置からの制御指令に含まれる指令換気量および燃料電池制御装置からの制御指令に含まれる指令換気量のうちいずれか一方の指令換気量で換気装置を動作させる制御指令を演算結果として出力する点が主に異なり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。 The second embodiment differs mainly in that the calculation circuit outputs, as a calculation result, a control command to operate the ventilation device at either the command ventilation volume contained in the control command from the ventilation control device or the command ventilation volume contained in the control command from the fuel cell control device; otherwise, the configuration is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1.

本実施の形態においては、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１に、換気装置４０への指令換気量Ｖ１が含まれる。すなわち、この制御指令Ｓ１には、換気装置４０を指令換気量Ｖ１で動作させる制御指令が含まれる。この指令換気量Ｖ１を含む制御指令を受信した換気駆動装置６０は、換気装置４０を指令換気量Ｖ１で動作させるように換気装置４０を制御する。より具体的には、インバータ装置６２は、電源装置５０から供給された交流電流の周波数を変更して換気装置４０に電力を供給し、換気装置４０の換気量がこの指令換気量Ｖ１になるように換気ファン４０ａの回転数を調整する。 In this embodiment, the control command S1 from the ventilation control device 70 includes a command ventilation volume V1 to the ventilation device 40. That is, the control command S1 includes a control command to operate the ventilation device 40 at the command ventilation volume V1. The ventilation drive device 60, which has received a control command including this command ventilation volume V1, controls the ventilation device 40 to operate at the command ventilation volume V1. More specifically, the inverter device 62 changes the frequency of the AC current supplied from the power supply device 50 to supply power to the ventilation device 40, and adjusts the rotation speed of the ventilation fan 40a so that the ventilation volume of the ventilation device 40 becomes the command ventilation volume V1.

また、本実施の形態においては、燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に、換気装置４０への指令換気量Ｖ２が含まれる。すなわち、この制御指令Ｓ２には、換気装置４０を指令換気量Ｖ２で動作させる制御指令が含まれる。この指令換気量Ｖ２を含む制御指令を受信した換気駆動装置６０は、換気装置４０を指令換気量Ｖ２で動作させるように換気装置４０を制御する。より具体的には、インバータ装置６２は、電源装置５０から供給された交流電流の周波数を変更して換気装置４０に電力を供給し、換気装置４０の換気量がこの指令換気量Ｖ２になるように換気ファン４０ａの回転数を調整する。 In addition, in this embodiment, the control command S2 from the fuel cell control device 30 includes a command ventilation volume V2 to the ventilation device 40. That is, this control command S2 includes a control command to operate the ventilation device 40 at the command ventilation volume V2. The ventilation drive device 60, which receives a control command including this command ventilation volume V2, controls the ventilation device 40 to operate at the command ventilation volume V2. More specifically, the inverter device 62 changes the frequency of the AC current supplied from the power supply device 50 to supply power to the ventilation device 40, and adjusts the rotation speed of the ventilation fan 40a so that the ventilation volume of the ventilation device 40 becomes the command ventilation volume V2.

指令換気量Ｖ１は、一定であってもよい。すなわち、燃料電池制御装置３０は、予め定められた指令換気量Ｖ１を含む制御指令Ｓ１を演算回路８０に送信してもよい。例えば、指令換気量Ｖ１は、換気装置４０の最大換気量Ｖ０の７０％の換気量であってもよい。 The command ventilation volume V1 may be constant. That is, the fuel cell control device 30 may transmit a control command S1 including a predetermined command ventilation volume V1 to the calculation circuit 80. For example, the command ventilation volume V1 may be 70% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40.

一方、指令換気量Ｖ２は、燃料電池スタック１０の発電状態に応じて可変であってもよい。すなわち、燃料電池制御装置３０は、燃料電池スタック１０の発電状態に基づいて決定した指令換気量Ｖ２を含む制御指令Ｓ２を演算回路８０に送信してもよい。例えば、発電量が多いほど指令換気量Ｖ２が大きくなるようにしてもよく、発電量に応じて、指令排気量Ｖ２を、換気装置４０の最大換気量Ｖ０の８０％、９０％、１００％というように変化させてもよい。また、例えば、燃料電池スタック１０の停止時の指令換気量Ｖ２を、換気装置４０の最大換気量Ｖ０の５０％の換気量にしてもよい。このように、燃料電池制御装置３０は、燃料電池スタック１０の停止時、燃料電池スタック１０の運転時の指令換気量よりも小さい指令換気量Ｖ２を含む制御指令Ｓ２を演算回路８０に送信してもよい。 On the other hand, the command ventilation volume V2 may be variable depending on the power generation state of the fuel cell stack 10. That is, the fuel cell control device 30 may transmit a control command S2 including the command ventilation volume V2 determined based on the power generation state of the fuel cell stack 10 to the calculation circuit 80. For example, the command ventilation volume V2 may be increased as the power generation amount increases, and the command exhaust volume V2 may be changed to 80%, 90%, or 100% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40 depending on the power generation amount. Also, for example, the command ventilation volume V2 when the fuel cell stack 10 is stopped may be set to a ventilation volume of 50% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40. In this way, the fuel cell control device 30 may transmit a control command S2 including a command ventilation volume V2 smaller than the command ventilation volume when the fuel cell stack 10 is operating when the fuel cell stack 10 is stopped to the calculation circuit 80.

なお、この例に限られず、指令換気量Ｖ１が、指令換気量Ｖ２と同様に、燃料電池スタック１０の発電状態に応じて可変であってよい。また、指令換気量Ｖ２が、指令換気量Ｖ１と同様に、一定であってもよい。 This example is not limited to this example, and the command ventilation volume V1 may be variable depending on the power generation state of the fuel cell stack 10, just like the command ventilation volume V2. Also, the command ventilation volume V2 may be constant, just like the command ventilation volume V1.

また、本実施の形態においては、演算回路８０は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１に含まれる指令換気量Ｖ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に含まれる指令換気量Ｖ２のうちいずれか一方の指令換気量で換気装置４０を動作させる制御指令Ｓ３を演算結果として出力する。本実施の形態においては、演算回路８０は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１に含まれる指令換気量Ｖ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に含まれる指令換気量Ｖ２に対して最大値演算を行う。より具体的には、演算回路８０は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１に含まれる指令換気量Ｖ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に含まれる指令換気量Ｖ２のうちいずれか大きい方の指令換気量で換気装置４０を動作させる制御指令Ｓ３を演算結果として出力する。すなわち、演算回路８０は、換気制御装置７０からの指令換気量Ｖ１および燃料電池制御装置３０からの指令換気量Ｖ２のうちいずれか大きい方の指令換気量で換気装置４０を動作させるように換気駆動装置６０に指示する。 In the present embodiment, the calculation circuit 80 outputs, as a calculation result, a control command S3 for operating the ventilation device 40 at either the command ventilation volume V1 included in the control command S1 from the ventilation control device 70 or the command ventilation volume V2 included in the control command S2 from the fuel cell control device 30. In the present embodiment, the calculation circuit 80 performs a maximum value calculation on the command ventilation volume V1 included in the control command S1 from the ventilation control device 70 and the command ventilation volume V2 included in the control command S2 from the fuel cell control device 30. More specifically, the calculation circuit 80 outputs, as a calculation result, a control command S3 for operating the ventilation device 40 at the larger command ventilation volume V1 included in the control command S1 from the ventilation control device 70 or the command ventilation volume V2 included in the control command S2 from the fuel cell control device 30. That is, the calculation circuit 80 instructs the ventilation drive device 60 to operate the ventilation device 40 at the larger command ventilation volume V1 from the ventilation control device 70 or the command ventilation volume V2 from the fuel cell control device 30.

本実施の形態において、燃料電池スタック１０の運転時、換気制御装置７０は、例えば、換気装置４０の最大換気量Ｖ０の７０％の指令換気量Ｖ１を含む制御指令Ｓ１を演算回路８０に送信する。また、燃料電池制御装置３０は、例えば、換気装置４０の最大換気量Ｖ０の１００％の指令換気量Ｖ２を含む制御指令Ｓ２を演算回路８０に送信する。演算回路８０は、これらの制御指令Ｓ１、Ｓ２に対して演算処理を行う。より具体的には、演算回路８０は、これらの指令換気量Ｖ１、Ｖ２に対して最大値演算を行う。ここでは、換気制御装置７０からの指令換気量Ｖ１が換気装置４０の最大換気量Ｖ０の７０％の換気量であり、燃料電池制御装置３０からの指令換気量Ｖ２が換気装置４０の最大換気量Ｖ０の１００％の換気量である。このため、演算回路８０は、換気装置４０の最大換気量Ｖ０の１００％の指令換気量で換気装置４０を動作させる制御指令Ｓ３を演算結果として出力する。 In this embodiment, when the fuel cell stack 10 is in operation, the ventilation control device 70 transmits a control command S1 including a command ventilation volume V1 of, for example, 70% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40 to the calculation circuit 80. The fuel cell control device 30 also transmits a control command S2 including, for example, a command ventilation volume V2 of, for example, 100% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40 to the calculation circuit 80. The calculation circuit 80 performs calculation processing on these control commands S1 and S2. More specifically, the calculation circuit 80 performs maximum value calculation on these command ventilation volumes V1 and V2. Here, the command ventilation volume V1 from the ventilation control device 70 is a ventilation volume of 70% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40, and the command ventilation volume V2 from the fuel cell control device 30 is a ventilation volume of 100% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40. Therefore, the calculation circuit 80 outputs a control command S3 as a calculation result to operate the ventilation device 40 at a command ventilation volume of 100% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40.

換気駆動装置６０（インバータ装置６２）には、電源装置５０から電力が供給されるとともに、演算回路８０から演算結果としての制御指令Ｓ３が送信される。当該指令換気量を含む制御指令Ｓ３を受信したインバータ装置６２は、電源装置５０から供給された交流電流の周波数を変更して換気装置４０に電力を供給し、換気装置４０を当該指令換気量、すなわち換気装置４０の最大換気量Ｖ０の１００％の換気量で動作させる。 The ventilation drive device 60 (inverter device 62) is supplied with power from the power supply device 50, and a control command S3 is sent from the calculation circuit 80 as a calculation result. The inverter device 62 receives the control command S3 including the command ventilation volume, changes the frequency of the AC current supplied from the power supply device 50, and supplies power to the ventilation device 40, causing the ventilation device 40 to operate at the command ventilation volume, i.e., a ventilation volume that is 100% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40.

一方、燃料電池スタック１０の停止時、換気制御装置７０は、例えば、換気装置４０の最大換気量Ｖ０の７０％の指令換気量Ｖ１を含む制御指令Ｓ１を演算回路８０に送信する。また、燃料電池制御装置３０は、例えば、換気装置４０の最大換気量Ｖ０の５０％の指令換気量Ｖ２を含む制御指令Ｓ２を演算回路８０に送信する。演算回路８０は、これらの制御指令Ｓ１、Ｓ２に対して演算処理を行う。より具体的には、演算回路８０は、これらの指令換気量Ｖ１、Ｖ２に対して最大値演算を行う。ここでは、換気制御装置７０からの指令換気量Ｖ１が換気装置４０の最大換気量Ｖ０の７０％の換気量であり、燃料電池制御装置３０からの指令換気量Ｖ２が換気装置４０の最大換気量Ｖ０の５０％の換気量である。このため、演算回路８０は、換気装置４０の最大換気量Ｖ０の７０％の指令換気量で換気装置４０を動作させる制御指令Ｓ３を演算結果として出力する。 On the other hand, when the fuel cell stack 10 is stopped, the ventilation control device 70 transmits a control command S1 including a command ventilation volume V1 of 70% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40 to the calculation circuit 80. Also, the fuel cell control device 30 transmits a control command S2 including a command ventilation volume V2 of 50% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40 to the calculation circuit 80. The calculation circuit 80 performs calculation processing on these control commands S1 and S2. More specifically, the calculation circuit 80 performs maximum value calculation on these command ventilation volumes V1 and V2. Here, the command ventilation volume V1 from the ventilation control device 70 is a ventilation volume of 70% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40, and the command ventilation volume V2 from the fuel cell control device 30 is a ventilation volume of 50% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40. Therefore, the calculation circuit 80 outputs a control command S3 as a calculation result to operate the ventilation device 40 at a command ventilation volume of 70% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40.

換気駆動装置６０（インバータ装置６２）には、電源装置５０から電力が供給されるとともに、演算回路８０から演算結果としての制御指令Ｓ３が送信される。当該指令換気量を含む制御指令Ｓ３を受信したインバータ装置６２は、電源装置５０から供給された交流電流の周波数を変更して換気装置４０に電力を供給し、換気装置４０を当該指令換気量、すなわち換気装置４０の最大換気量Ｖ０の７０％の換気量で動作させる。 The ventilation drive device 60 (inverter device 62) is supplied with power from the power supply device 50, and a control command S3 is sent from the calculation circuit 80 as a calculation result. The inverter device 62 receives the control command S3 including the command ventilation volume, changes the frequency of the AC current supplied from the power supply device 50, and supplies power to the ventilation device 40, causing the ventilation device 40 to operate at the command ventilation volume, i.e., a ventilation volume that is 70% of the maximum ventilation volume V0 of the ventilation device 40.

このように本実施の形態によれば、演算回路８０は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１に含まれる指令換気量Ｖ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２に含まれる指令換気量Ｖ２のうちいずれか一方の指令換気量で換気装置４０を動作させる制御指令Ｓ３を演算結果として出力する。このことにより、換気駆動装置６０は、燃料電池スタック１０の発電状態に応じた適切な換気量で換気装置４０を動作させるように換気装置４０を制御することができる。例えば、燃料電池スタック１０の発電量が多い場合には、燃料ガスの使用量が多いため、燃料ガスが漏洩した場合に漏洩量も多くなることが想定される。このため、比較的大きい換気量で換気装置４０を動作させることで、燃料ガスが漏洩した場合であっても、漏洩した燃料ガスを確実に希釈して外部に排出することができる。この結果、燃料電池設置室９０内を換気装置４０により確実に換気することができる。また、例えば、燃料電池スタック１０の発電量が少ない場合や燃料電池スタック１０の停止時には、燃料ガスの使用量が少ないため、燃料ガスが漏洩した場合に漏洩量は少なくなることが想定される。このため、比較的小さい換気量で換気装置４０を動作させることで、排気口９４からの空気の排出量を抑制することができる。この場合、吸気口９２からの外部の空気の取り込み量も抑制することができる。このため、吸気口９２に設けられた塩害対策フィルタ４２の消耗を抑制し、塩害対策フィルタ４２を長寿命化させることができる。この結果、燃料電池システム１の運用コストを低減することができる。また、換気装置４０の動力を抑制することができるとともに、換気装置４０の動作による騒音を低減させることもできる。 According to this embodiment, the calculation circuit 80 outputs the control command S3 as a calculation result to operate the ventilation device 40 at either the command ventilation volume V1 included in the control command S1 from the ventilation control device 70 or the command ventilation volume V2 included in the control command S2 from the fuel cell control device 30. As a result, the ventilation drive device 60 can control the ventilation device 40 to operate at an appropriate ventilation volume according to the power generation state of the fuel cell stack 10. For example, when the power generation volume of the fuel cell stack 10 is large, the fuel gas consumption is large, so it is assumed that the amount of leakage will be large if the fuel gas leaks. For this reason, by operating the ventilation device 40 at a relatively large ventilation volume, even if the fuel gas leaks, the leaked fuel gas can be reliably diluted and discharged to the outside. As a result, the inside of the fuel cell installation room 90 can be reliably ventilated by the ventilation device 40. Also, for example, when the power generation volume of the fuel cell stack 10 is low or when the fuel cell stack 10 is stopped, the fuel gas consumption is small, so it is assumed that the amount of leakage will be small if the fuel gas leaks. Therefore, by operating the ventilation device 40 at a relatively small ventilation volume, the amount of air discharged from the exhaust port 94 can be suppressed. In this case, the amount of outside air taken in from the intake port 92 can also be suppressed. This suppresses wear on the salt damage prevention filter 42 provided in the intake port 92, and extends the life of the salt damage prevention filter 42. As a result, the operating costs of the fuel cell system 1 can be reduced. In addition, the power of the ventilation device 40 can be suppressed, and the noise caused by the operation of the ventilation device 40 can also be reduced.

また、本実施の形態によれば、換気制御装置７０の側および燃料電池制御装置３０の側のいずれか一方の側の故障時にも、換気駆動装置６０は、いずれかの制御指令Ｓ１、Ｓ２に基づいて、換気装置４０の動作を継続することができる。このため、換気装置４０による換気を継続することができる。この結果、燃料電池設置室９０内を換気装置４０により確実に換気することができる。 In addition, according to this embodiment, even if a failure occurs on either the ventilation control device 70 side or the fuel cell control device 30 side, the ventilation drive device 60 can continue to operate the ventilation device 40 based on either the control command S1 or S2. Therefore, ventilation by the ventilation device 40 can be continued. As a result, the inside of the fuel cell installation room 90 can be reliably ventilated by the ventilation device 40.

また、本実施の形態によれば、燃料電池制御装置３０は、燃料電池スタック１０の発電状態に基づいて決定した指令換気量Ｖ２を含む制御指令Ｓ２を演算回路８０に送信する。このことにより、換気駆動装置６０は、燃料電池スタック１０の発電状態に応じた適切な換気量で換気装置４０を動作させるように換気装置４０を制御することができる。このため、例えば、燃料電池スタック１０の発電量が多い場合には、比較的大きい換気量で換気装置４０を動作させることで、燃料ガスが漏洩した場合であっても、漏洩した燃料ガスを確実に希釈して外部に排出することができる。この結果、燃料電池設置室９０内を換気装置４０により確実に換気することができる。また、燃料電池スタック１０の発電量が少ない場合には、排気口９４からの空気の排出量を抑制することで、吸気口９２からの外部の空気の取り込み量を抑制することができ、塩害対策フィルタ４２を長寿命化させることができる。この結果、燃料電池システム１の運用コストを低減することができる。また、換気装置４０の動力を抑制することができるとともに、換気装置４０の動作による騒音を低減させることもできる。 In addition, according to this embodiment, the fuel cell control device 30 transmits to the calculation circuit 80 a control command S2 including a command ventilation volume V2 determined based on the power generation state of the fuel cell stack 10. As a result, the ventilation drive device 60 can control the ventilation device 40 to operate at an appropriate ventilation volume according to the power generation state of the fuel cell stack 10. For this reason, for example, when the power generation amount of the fuel cell stack 10 is large, the ventilation device 40 can be operated at a relatively large ventilation volume, so that even if fuel gas leaks, the leaked fuel gas can be reliably diluted and discharged to the outside. As a result, the inside of the fuel cell installation room 90 can be reliably ventilated by the ventilation device 40. In addition, when the power generation amount of the fuel cell stack 10 is small, the amount of air discharged from the exhaust port 94 can be suppressed, thereby suppressing the amount of outside air taken in from the intake port 92, and the salt damage prevention filter 42 can be extended in life. As a result, the operating cost of the fuel cell system 1 can be reduced. In addition, the power of the ventilation device 40 can be suppressed, and the noise caused by the operation of the ventilation device 40 can also be reduced.

また、本実施の形態によれば、燃料電池制御装置３０は、燃料電池スタック１０の停止時、燃料電池スタック１０の運転時の指令換気量よりも小さい指令換気量Ｖ２を含む制御指令Ｓ２を演算回路８０に送信する。このため、燃料電池スタック１０の運転時には、比較的大きい換気量で換気装置４０を動作させることで、燃料ガスが漏洩した場合であっても、漏洩した燃料ガスを確実に希釈して外部に排出することができる。この結果、燃料電池設置室９０内を換気装置４０により確実に換気することができる。また、燃料電池スタック１０の停止時には、排気口９４からの空気の排出量を抑制することで、吸気口９２からの外部の空気の取り込み量を抑制することができ、塩害対策フィルタ４２を長寿命化させることができる。この結果、燃料電池システム１の運用コストを低減することができる。また、換気装置４０の動力を抑制することができるとともに、換気装置４０の動作による騒音を低減させることもできる。 In addition, according to this embodiment, when the fuel cell stack 10 is stopped, the fuel cell control device 30 transmits to the calculation circuit 80 a control command S2 including a command ventilation volume V2 smaller than the command ventilation volume when the fuel cell stack 10 is in operation. Therefore, when the fuel cell stack 10 is in operation, the ventilation device 40 is operated with a relatively large ventilation volume, so that even if fuel gas leaks, the leaked fuel gas can be reliably diluted and discharged to the outside. As a result, the inside of the fuel cell installation room 90 can be reliably ventilated by the ventilation device 40. In addition, when the fuel cell stack 10 is stopped, the amount of air discharged from the exhaust port 94 can be suppressed, thereby suppressing the amount of outside air taken in from the intake port 92, and the salt damage prevention filter 42 can be extended in life. As a result, the operating costs of the fuel cell system 1 can be reduced. In addition, the power of the ventilation device 40 can be suppressed, and the noise caused by the operation of the ventilation device 40 can also be reduced.

また、本実施の形態によれば、燃料電池制御装置３０が、可変の指令排出量Ｖ２を含む制御指令Ｓ２を送信している。燃料電池制御装置３０は、燃料電池スタック１０を動作させる補機２０を制御しているため、燃料電池スタック１０の運転状態を容易に把握することができる。このため、燃料電池制御装置３０からの指令排出量Ｖ２を可変にすることで、換気制御装置７０からの指令排出量Ｖ１を可変にする場合に比べて、制御系を単純化することができる。このため、燃料電池システム１を簡素化することができる。 Furthermore, according to this embodiment, the fuel cell control device 30 transmits a control command S2 including a variable command discharge amount V2. The fuel cell control device 30 controls the auxiliary equipment 20 that operates the fuel cell stack 10, and therefore can easily grasp the operating state of the fuel cell stack 10. Therefore, by making the command discharge amount V2 from the fuel cell control device 30 variable, the control system can be simplified compared to when the command discharge amount V1 from the ventilation control device 70 is made variable. This allows the fuel cell system 1 to be simplified.

（第２の実施の形態の変形例）
上述した第２の実施の形態においては、換気ファン４０ａの回転数を調整することで換気装置４０の換気量を変更する例について説明した。しかしながら、このことに限定されることはなく、ダンパ４０ｂの開度を調整することで換気装置４０の換気量を変更してもよい。以下、第２の実施の形態の変形例について、図４を用いて説明する。なお、図４において、図３に示す構成と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 (Modification of the second embodiment)
In the above-described second embodiment, an example has been described in which the ventilation volume of the ventilation device 40 is changed by adjusting the rotation speed of the ventilation fan 40a. However, the present invention is not limited to this, and the ventilation volume of the ventilation device 40 may be changed by adjusting the opening degree of the damper 40b. A modified example of the second embodiment will be described below with reference to Fig. 4. In Fig. 4, the same parts as those shown in Fig. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図４に示す例においては、換気装置４０は、換気ファン４０ａの下流側に設けられたダンパ４０ｂを含んでいる。ダンパ４０ｂは、換気装置４０の換気量（排気量）を調整可能に構成されている。換気装置４０は、ダンパ４０ｂを開閉することにより換気量を調整することができる。ダンパ４０ｂの開閉は、換気駆動装置６０’により制御される。 In the example shown in FIG. 4, the ventilation device 40 includes a damper 40b provided downstream of the ventilation fan 40a. The damper 40b is configured to be able to adjust the ventilation volume (exhaust volume) of the ventilation device 40. The ventilation device 40 can adjust the ventilation volume by opening and closing the damper 40b. The opening and closing of the damper 40b is controlled by a ventilation drive device 60'.

換気駆動装置６０’は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１’および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２’に基づいて、ダンパ４０ｂの開閉を制御するように構成されている。換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１’には、指令換気量Ｖ１が含まれる。また、燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２’には、指令換気量Ｖ２が含まれる。 The ventilation drive device 60' is configured to control the opening and closing of the damper 40b based on a control command S1' from the ventilation control device 70 and a control command S2' from the fuel cell control device 30. The control command S1' from the ventilation control device 70 includes a command ventilation volume V1. Furthermore, the control command S2' from the fuel cell control device 30 includes a command ventilation volume V2.

換気駆動装置６０’は、換気制御装置７０からの制御指令Ｓ１’に含まれる指令換気量Ｖ１および燃料電池制御装置３０からの制御指令Ｓ２’に含まれる指令換気量Ｖ２のうちいずれか一方の指令換気量で換気装置４０を動作させるようにダンパ４０ｂの開閉を制御する。例えば、換気駆動装置６０’は、換気制御装置７０からの指令換気量Ｖ１’および燃料電池制御装置３０からの指令換気量Ｖ２’のうちいずれか大きい方の指令換気量で換気装置４０を動作させるようにダンパ４０ｂの開閉を制御することができる。すなわち、換気駆動装置６０’は、換気装置４０の換気量が、換気制御装置７０からの指令換気量Ｖ１’および燃料電池制御装置３０からの指令換気量Ｖ２’のうちいずれか大きい方の指令換気量になるように、ダンパ４０ｂの開度を調整することができる。 The ventilation drive device 60' controls the opening and closing of the damper 40b so that the ventilation device 40 operates at either the command ventilation volume V1 included in the control command S1' from the ventilation control device 70 or the command ventilation volume V2 included in the control command S2' from the fuel cell control device 30. For example, the ventilation drive device 60' can control the opening and closing of the damper 40b so that the ventilation device 40 operates at the larger command ventilation volume V1' from the ventilation control device 70 or the command ventilation volume V2' from the fuel cell control device 30. That is, the ventilation drive device 60' can adjust the opening degree of the damper 40b so that the ventilation volume of the ventilation device 40 becomes the larger command ventilation volume V1' from the ventilation control device 70 or the command ventilation volume V2' from the fuel cell control device 30.

このようにダンパ４０ｂの開度を調整することで換気装置４０の換気量を変更する場合であっても、換気駆動装置６０’は、燃料電池スタック１０の発電状態に応じた適切な換気量で換気装置４０を動作させるように換気装置４０を制御することができる。 Even when the ventilation volume of the ventilation device 40 is changed by adjusting the opening degree of the damper 40b in this manner, the ventilation drive device 60' can control the ventilation device 40 to operate at an appropriate ventilation volume according to the power generation state of the fuel cell stack 10.

以上述べた実施の形態によれば、燃料電池スタックが設置された室内を換気装置により確実に換気することができる。 According to the embodiment described above, the room in which the fuel cell stack is installed can be reliably ventilated by the ventilation device.

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

１：燃料電池システム、１０：燃料電池スタック、２０：補機、３０：燃料電池制御装置、４０：換気装置、５０：電源装置、６０：換気駆動装置、７０：換気制御装置、８０：演算回路、９０：燃料電池設置室、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：制御指令 1: fuel cell system, 10: fuel cell stack, 20: auxiliary equipment, 30: fuel cell control device, 40: ventilation device, 50: power supply device, 60: ventilation drive device, 70: ventilation control device, 80: calculation circuit, 90: fuel cell installation room, S1, S2, S3: control command

Claims (5)

燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックを動作させる補機と、
前記補機を制御する燃料電池制御装置と、
前記燃料電池スタックが設置された室内を換気する換気装置と、
電源装置と、
前記電源装置から供給される電力を用いて前記換気装置の動作を制御する換気駆動装置と、
前記換気駆動装置を制御する換気制御装置と、を備え、
前記燃料電池制御装置も、前記換気駆動装置を制御可能に構成され、
前記換気制御装置からの制御指令および前記燃料電池制御装置からの制御指令に対して演算処理を行う演算回路を更に備え、
前記換気駆動装置は、前記演算処理による演算結果に基づいて、前記換気装置の動作を制御する、燃料電池システム。 a fuel cell stack that generates electricity using a fuel gas and an oxidant gas;
An auxiliary device that operates the fuel cell stack;
A fuel cell control device that controls the auxiliary machinery;
a ventilation device for ventilating a room in which the fuel cell stack is installed;
A power supply device;
a ventilation drive device that controls an operation of the ventilation device using power supplied from the power supply device;
A ventilation control device that controls the ventilation drive device,
The fuel cell control device is also configured to be able to control the ventilation drive device,
a calculation circuit that performs calculation processing on a control command from the ventilation control device and a control command from the fuel cell control device,
The ventilation drive device controls the operation of the ventilation device based on the calculation result of the arithmetic processing . 前記演算回路は、前記換気制御装置からの制御指令および前記燃料電池制御装置からの制御指令のうち少なくとも一方が前記換気装置の動作を指示する動作指令を含む場合、前記動作指令を含む制御指令を前記演算結果として出力する、請求項１に記載の燃料電池システム。 2. The fuel cell system of claim 1, wherein when at least one of the control command from the ventilation control device and the control command from the fuel cell control device includes an operation command instructing the operation of the ventilation device, the calculation circuit outputs a control command including the operation command as the calculation result. 前記演算回路は、前記換気制御装置からの制御指令に含まれる指令換気量および前記燃料電池制御装置からの制御指令に含まれる指令換気量のうちいずれか一方の指令換気量で前記換気装置を動作させる制御指令を前記演算結果として出力する、請求項１に記載の燃料電池システム。 The fuel cell system of claim 1, wherein the calculation circuit outputs, as the calculation result, a control command for operating the ventilation device at either a command ventilation volume contained in a control command from the ventilation control device or a command ventilation volume contained in a control command from the fuel cell control device. 前記燃料電池制御装置は、前記燃料電池スタックの発電状態に基づいて決定した指令換気量を含む制御指令を前記演算回路に送信する、請求項３に記載の燃料電池システム。 4. The fuel cell system according to claim 3 , wherein the fuel cell control device transmits a control command including a command ventilation amount determined based on a power generation state of the fuel cell stack to the arithmetic circuit. 前記燃料電池制御装置は、前記燃料電池スタックの停止時、前記燃料電池スタックの運転時の指令換気量よりも小さい指令換気量を含む制御指令を前記演算回路に送信する、請求項３または４に記載の燃料電池システム。 5. The fuel cell system according to claim 3 , wherein the fuel cell control device transmits to the arithmetic circuit, when the fuel cell stack is stopped, a control command including a command ventilation amount smaller than a command ventilation amount when the fuel cell stack is in operation.
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