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公開番号2025086612
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-09
出願番号2023200704
出願日2023-11-28
発明の名称水素消費システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F17C 13/00 20060101AFI20250602BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】不具合を生じ難く、水素タンクの離脱時に放出音の発生を抑制することができる水素消費システムを提供する。
【解決手段】着脱可能な水素タンク、水素タンクからの水素を燃料とする燃料電池、水素タンクと燃料電池とを連結し、水素が流れる配管、配管に設けられた開閉弁、及び、制御装置を備え、水素タンクの離脱の際に、制御装置は、開閉弁を閉鎖し、配管内の圧力が1MPa未満になるまでの燃料電池の発電による消費水素量を算出し、消費水素量から燃料電池の電流要求値、及び、燃料電池の電流上限値を算出し、実際の電流値が、電流上限値よりも大きい場合は、電流要求値を前記電流上限値以下となるように変更する制御を行う。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
着脱可能な水素タンク、
前記水素タンクからの水素を燃料とする燃料電池、
前記水素タンクと前記燃料電池とを連結し、水素が流れる配管、
前記配管に設けられた開閉弁、及び、
制御装置を備え、
前記水素タンクの離脱の際に、前記制御装置は、
前記開閉弁を閉鎖し、前記配管内の圧力が１ＭＰａ未満になるまでの前記燃料電池の発電による消費水素量を算出し、
前記消費水素量から前記燃料電池の電流要求値、及び、前記燃料電池の電流上限値を算出し、
実際の電流値が、前記電流上限値よりも大きい場合は、前記電流要求値を前記電流上限値以下となるように変更する制御を行う、
水素消費システム。
続きを表示（約 130 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記燃料電池において水素の欠乏が生じる推定圧力と前記配管内の実際の圧力とを対比して、前記実際の圧力が前記推定圧力以下の場合に前記燃料電池による発電を停止する制御を行う、
請求項１に記載の水素消費システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は水素消費システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、システム停止までの時間を短縮し、迅速に漏れの判定を行うことができる燃料ガス消費システム、および燃料ガス消費システムのガス漏れ検出方法が開示されている。ここでは、高圧配管の水素を減圧するため、発電による燃料ガスの消費又は水素配管下流(排気排水弁)から排気して高圧配管の水素の減圧を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－１２１２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素消費システムから水素タンク（水素カートリッジタンク）を離脱する際に、水素タンクと配管との脱着部における配管に高圧の水素が残っていると音（放出音）が発生する。
水素量としては微量であっても、数１０ＭＰａの水素圧力が残っている場合の放出音は使用者に多大な違和感を与えることになる。これを解消するために水素タンクを離脱する際には脱着部の配管の水素圧力を規定値まで下げる必要がある。
【０００５】
ところが従来の技術では、放出音の発生を抑えることができるまで十分に減圧できなかった。一方、減圧すればよいといってむやみに水素を放出すれば、燃料の無駄や燃料電池の水素不足を生じてしまう。
【０００６】
本開示では上記問題を鑑み、水素タンクの離脱時において、不具合を生じ難く放出音の発生を抑制することができる水素消費システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願は、着脱可能な水素タンク、水素タンクからの水素を燃料とする燃料電池、水素タンクと燃料電池とを連結し、水素が流れる配管、配管に設けられた開閉弁、及び、制御装置を備え、水素タンクの離脱の際に、制御装置は、開閉弁を閉鎖し、配管内の圧力が１ＭＰａ未満になるまでの燃料電池の発電による消費水素量を算出し、消費水素量から燃料電池の電流要求値、及び、燃料電池の電流上限値を算出し、実際の電流値が、電流上限値よりも大きい場合は、電流要求値を電流上限値以下となるように変更する制御を行う、水素消費システムを開示する。
【０００８】
制御装置は、燃料電池において水素の欠乏が生じる推定圧力と配管内の実際の圧力とを対比して、実際の圧力が推定圧力以下の場合に燃料電池による発電を停止する制御を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、水素タンクの離脱の際に、配管内に残った水素の制御をしつつ配管内の減圧を行うので、燃料電池の発電による電力供給を継続しながら、燃料（水素）の無駄や不足を抑制した上で放出音を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は水素消費システム１０の構成を表す図である。
図２の（ａ）は水素タンク１１の外観、図２の（ｂ）は水素タンク１１の断面を表す図である。
図３は開閉弁１５及び接続装置２３を説明するための図である。
図４は制御装置５０を説明する図である。
図５はタンク離脱制御Ｓ１０の流れを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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