本公开涉及燃料电池系统及燃料电池系统中的氢泄漏判定方法。
背景技术：
作为向燃料电池供给氢和氧进行发电的燃料电池系统，已知有判定向燃料电池的阳极供给的氢气的泄漏(以下，称为氢泄漏)的系统。例如，专利文献1公开了一种如下的系统：在燃料电池停止时，关闭用于切断从氢罐向氢供给流路供给氢的阀，在对氢供给流路内的氢进行了减压之后，进行氢泄漏判定。
专利文献1：日本特开2007-035445号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
在专利文献1记载的系统中，在氢泄漏判定之后，为了开始燃料电池的发电而打开阀时，氢流向被减压的氢供给流路内，因此有时会产生较大的声音。因此，在燃料电池停止时进行氢泄漏判定的系统中，希望一种能够降低在氢泄漏判定后打开截止阀时的声音的技术。
用于解决课题的方案
本公开为了解决上述的课题而作出，可以作为以下的方式实现。
(1)根据本公开的一方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池；贮存氢的氢罐；将所述氢罐与所述燃料电池连接的氢供给流路；通过关闭而切断氢从所述氢罐向所述氢供给流路的供给的阀芯；检测所述氢供给流路内的压力值的压力传感器；对所述氢供给流路内进行减压的减压部；及在所述燃料电池的发电停止时判定所述燃料电池系统有无氢泄漏的控制部，所述控制部使所述阀芯关闭并通过所述减压部将所述氢供给流路内减压至第一压力值，在减压至所述第一压力值之后，利用从所述压力传感器取得的压力值的变化来判定有无氢泄漏的嫌疑，在判定为所述氢泄漏的嫌疑存在时，通过所述减压部将所述氢供给流路内减压至比所述第一压力值低的第二压力值，在减压至所述第二压力值之后，利用从所述压力传感器取得的压力值的变化来判定有无氢泄漏。
根据这样的燃料电池系统，氢罐与氢供给流路内的压力差在氢供给流路内减压成第一压力值之后判定为氢泄漏的嫌疑不存在时，与氢供给流路内减压成第二压力值之后判定有无氢泄漏时相比减小，因此在下次的燃料电池的起动时打开阀芯之际，能够降低由于压力差而产生的声音。
(2)在上述方式中，可以是，所述控制部利用从所述压力传感器取得的压力值的变化，来判定所述氢泄漏的嫌疑是否为从所述阀芯向所述氢供给流路的氢泄漏即内部泄漏的嫌疑，在判定为是所述内部泄漏的嫌疑时，通过所述减压部将所述氢供给流路内的压力值减压至所述第二压力值。
在内部泄漏存在时，可认为氢供给流路内的压力上升，但是根据该方式，在内部泄漏的嫌疑存在时，将氢供给流路内减压至第二压力值之后判定有无氢泄漏，因此能够增大在有无氢泄漏的判定中使用的压力值的变化，能够提高氢泄漏的判定精度。
(3)在上述方式中，可以是，所述控制部利用从将所述氢供给流路内减压至所述第一压力值起到经过第一判定时间为止的从所述压力传感器取得的压力值的变化，来判定有无所述氢泄漏的嫌疑，利用从将所述氢供给流路内减压至所述第二压力值起到经过比所述第一判定时间长的第二判定时间为止的从所述压力传感器取得的压力值的变化，来判定有无氢泄漏。
根据该方式，第二判定时间比第一判定时间长，因此在氢泄漏存在时，第二判定时间的压力值的变化比第一判定时间的压力值的变化大。因此，能够使氢供给流路内减压成第二压力值之后的氢泄漏的判定精度比减压成第一压力值之后的判定精度高。而且，在减压成第一压力值之后判定为氢泄漏嫌疑不存在时，能够缩短到氢泄漏判定结束为止的时间。
(4)在上述方式中，可以是，在第一氢泄漏流量与传感器误差相当流量相加的值到经过所述第一判定时间为止成为预先规定的值以下时，所述控制部判定为所述氢泄漏的嫌疑不存在，其中，所述第一氢泄漏流量利用从将所述氢供给流路内减压至所述第一压力值起到所经过的时间为止的从所述压力传感器取得的压力值的变化量的绝对值及所述压力传感器检测压力值的所述氢供给流路的容积来算出，所述传感器误差相当流量利用与所述压力传感器的误差相当的压力值的绝对值及所述容积来算出，在所述第一氢泄漏流量与所述传感器误差相当流量相加的值到经过所述第一判定时间为止未成为所述预先规定的值以下时，所述控制部判定为所述氢泄漏的嫌疑存在，在第二氢泄漏流量与所述传感器误差相当流量相加的值到经过所述第二判定时间为止成为所述预先规定的值以下时，所述控制部判定为氢泄漏不存在，其中，所述第二氢泄漏流量利用从将所述氢供给流路内减压至所述第二压力值起到所经过的时间为止的从所述压力传感器取得的压力值的变化量的绝对值及所述容积来算出，在所述第二氢泄漏流量与所述传感器误差相当流量相加的值到经过所述第二判定时间为止未成为所述预先规定的值以下时，所述控制部判定为氢泄漏存在。
根据该方式，无论传感器误差、进行氢泄漏判定的区域的大小如何都能够判定氢泄漏，因此能够提高判定的精度。因此，能够减小将氢供给流路内减压至第一压力值时的减压的程度，因此能够进一步减小氢罐与氢供给流路的压力差，在减压成第一压力值之后判定为氢泄漏的嫌疑不存在的情况下，在下次的燃料电池的起动时打开阀芯之际，能够进一步降低由于压力差而产生的声音。
(5)在上述方式中，可以是，所述燃料电池系统具备切断部，所述切断部设于比所述压力传感器靠所述燃料电池侧的所述氢供给流路而切断向所述燃料电池供给的氢，所述控制部判定从所述氢罐至所述切断部的所述氢供给流路内的氢泄漏。
根据该方式，由于能够排除燃料电池中的氢的交叉泄漏的影响而判定氢泄漏，因此能够提高判定的精度。因此，能够减小将氢供给流路内减压至第一压力值时的减压的程度，因此能够进一步减小氢罐与氢供给流路的压力差，在减压成第一压力值之后判定为氢泄漏的嫌疑不存在的情况下，在下次的燃料电池的起动时打开阀芯之际，能够进一步降低由于压力差而产生的声音。
(6)在上述方式中，可以是，在判定为所述氢泄漏的嫌疑存在时，所述控制部利用从所述压力传感器取得的压力值的变化的正负，来判定所述氢泄漏的嫌疑是所述内部泄漏的嫌疑还是从所述氢供给流路向所述氢供给流路外部的氢泄漏即外部泄漏的嫌疑，在判定为是所述外部泄漏的嫌疑时，进行打开所述阀芯而将所述氢供给流路内加压至第三压力值的加压处理，在所述加压处理后，利用从所述压力传感器取得的压力值的变化，来判定有无氢泄漏。
在外部泄漏存在时，可认为氢供给流路内的压力下降，但是根据该方式，在外部泄漏的嫌疑存在时，在将氢供给流路内的压力加压至第三压力值之后判定有无氢泄漏，因此能够增大在氢泄漏的判定中使用的压力值的变化，能够提高氢泄漏的判定精度。而且，在进行了加压处理之后判定为氢泄漏不存在时，通过加压处理而氢罐与氢供给流路的压力差比进行加压处理之前小，因此在下次的燃料电池的起动时打开阀芯之际，能够进一步降低由于压力差而产生的声音。
(7)在上述方式中，可以是，在判定为是所述外部泄漏的嫌疑时，判定从所述压力传感器取得的压力值是否比所述第三压力值低，在比所述第三压力值低时，进行所述加压处理。
根据该方式，在外部泄漏的嫌疑存在且氢供给流路内比第三压力值低时进行加压处理，因此能够抑制氢供给流路内的不必要的加压。
(8)在上述方式中，可以是，利用从将所述氢供给流路内减压至所述第一压力值起到经过第一判定时间为止的从所述压力传感器取得的压力值的变化，来判定有无所述氢泄漏的嫌疑，利用从将所述氢供给流路内加压至所述第三压力值起到经过比所述第一判定时间长的第三判定时间为止的从所述压力传感器取得的压力值的变化，来判定有无氢泄漏。
根据该方式，第三判定时间比第一判定时间长，因此在氢泄漏存在时，第三判定时间的压力值的变化比第一判定时间的压力值的变化大。因此，能够使氢供给流路内加压至第三压力值之后的氢泄漏的判定精度比减压成第一压力值之后的判定精度高。而且，在减压成第一压力值之后判定为氢泄漏嫌疑不存在时，能够缩短到氢泄漏判定结束为止的时间。
(9)在上述方式中，可以是，在第一氢泄漏流量与传感器误差相当流量相加的值到经过所述第一判定时间为止成为预先规定的值以下时，所述控制部判定为所述氢泄漏的嫌疑不存在，其中，所述第一氢泄漏流量利用从将所述氢供给流路内减压至所述第一压力值起到所经过的时间为止的从所述压力传感器取得的压力值的变化量的绝对值及所述压力传感器检测压力值的所述氢供给流路的容积来算出，所述传感器误差相当流量利用与所述压力传感器的误差相当的压力值的绝对值及所述容积来算出，在所述第一氢泄漏流量与所述传感器误差相当流量相加的值到经过所述第一判定时间为止未成为所述预先规定的值以下时，所述控制部判定为氢泄漏的嫌疑存在，在第三氢泄漏流量与所述传感器误差相当流量相加的值到经过所述第三判定时间为止成为所述预先规定的值以下时，所述控制部判定为氢泄漏不存在，其中，所述第三氢泄漏流量利用从将所述氢供给流路内加压至所述第三压力值起到所经过的时间为止的从所述压力传感器取得的压力值的变化量的绝对值及所述容积来算出，在所述第三氢泄漏流量与所述传感器误差相当流量相加的值未成为所述预先规定的值以下时，所述控制部判定为氢泄漏存在。
根据该方式，无论传感器误差、进行氢泄漏判定的区域的大小如何都能够判定氢泄漏，因此能够提高判定的精度。因此，能够减小将氢供给流路内减压至第一压力值时的减压的程度，因此能够进一步减小氢罐与氢供给流路的压力差，在减压成第一压力值之后判定为氢泄漏的嫌疑不存在的情况下，在下次的燃料电池的起动时打开阀芯之际，能够进一步降低由于压力差而产生的声音。
(10)在上述方式中，可以是，所述燃料电池系统具备多个所述氢罐和分别切断氢从多个所述氢罐分别向所述氢供给流路的供给的多个所述阀芯，所述控制部在判定了有无氢泄漏之后，在所述燃料电池起动时，在打开了多个所述阀芯中的一个所述阀芯之后，打开其他所述阀芯。
在判定为氢泄漏的嫌疑存在而减压成第二压力值之后，与在第一压力值下判定为氢泄漏的嫌疑不存在的情况相比，氢罐与氢供给流路的压力差大，下次的燃料电池的起动时产生的声音也增大。然而，根据该方式，通过打开一个阀芯而一个氢罐与氢供给流路内的压力差减小之后打开其他阀芯，因此与多个阀芯同时打开的情况相比，能够降低由于氢罐与氢供给流路内的压力差而产生的声音。
(11)根据本公开的另一方式，提供一种具备燃料电池的燃料电池系统中的氢泄漏判定方法。该方法中，在所述燃料电池的发电停止时，使贮存氢的氢罐的阀芯关闭并将连接所述氢罐与所述燃料电池的氢供给流路内减压至第一压力值，在减压至所述第一压力值之后，利用所述氢供给流路内的压力值的变化来判定有无氢泄漏的嫌疑，在判定为所述氢泄漏的嫌疑存在时，将所述氢供给流路内减压至比所述第一压力值低的第二压力值，在减压至所述第二压力值之后，利用所述氢供给流路内的压力值的变化来判定有无氢泄漏。
(12)在上述方式的方法中，可以是，利用所述氢供给流路内的压力值的变化，判定所述氢泄漏的嫌疑是否为从所述阀芯向所述氢供给流路的氢泄漏即内部泄漏的嫌疑，在判定为是所述内部泄漏的嫌疑时，将所述氢供给流路内的压力值减压至所述第二压力值。
(13)在上述方式的方法中，可以是，利用从将所述氢供给流路内减压至所述第一压力值起到经过第一判定时间为止的所述氢供给流路内的压力值的变化，来判定有无所述氢泄漏的嫌疑，利用从将所述氢供给流路内减压至所述第二压力值起到经过比所述第一判定时间长的第二判定时间为止的所述氢供给流路内的压力值的变化，来判定有无氢泄漏。
(14)在上述方式的方法中，可以是，在第一氢泄漏流量与误差相当流量相加的值到经过所述第一判定时间为止成为预先规定的值以下时，判定为所述氢泄漏的嫌疑不存在，其中，所述第一氢泄漏流量利用从将所述氢供给流路内减压至所述第一压力值起到所经过的时间为止的氢供给流路内的压力值的变化量的绝对值及所述氢供给流路的容积来算出，所述误差相当流量利用与所述氢供给流路内的压力值的检测误差相当的压力值的绝对值及所述容积来算出，在所述第一氢泄漏流量与所述误差相当流量相加的值到经过所述第一判定时间为止未成为所述预先规定的值以下时，判定为所述氢泄漏的嫌疑存在，在第二氢泄漏流量与所述误差相当流量相加的值到经过所述第二判定时间为止成为所述预先规定的值以下时，判定为氢泄漏不存在，其中，所述第二氢泄漏流量利用从将所述氢供给流路内减压至所述第二压力值起到所经过的时间为止的所述氢供给流路内的压力值的变化量的绝对值及所述容积来算出，在所述第二氢泄漏流量与所述误差相当流量相加的值到经过所述第二判定时间为止未成为所述预先规定的值以下时，判定为氢泄漏存在。
(15)在上述方式的方法中，可以是，在判定为所述氢泄漏的嫌疑存在时，利用所述氢供给流路内的压力值的变化的正负，来判定所述氢泄漏的嫌疑是所述内部泄漏的嫌疑还是从所述氢供给流路向所述氢供给流路外部的氢泄漏即外部泄漏的嫌疑，在判定为是所述外部泄漏的嫌疑时，进行打开所述阀芯而将所述氢供给流路内加压至第三压力值的加压处理，在所述加压处理后，利用所述氢供给流路内的压力值的变化，来判定有无氢泄漏。
(16)在上述方式的方法中，可以是，在判定为是所述外部泄漏的嫌疑时，判定所述氢供给流路内的压力值是否比所述第三压力值低，在比所述第三压力值低时，进行所述加压处理。
(17)在上述方式的方法中，可以是，利用从将所述氢供给流路内减压至所述第一压力值起到经过第一判定时间为止的所述氢供给流路内的压力值的变化，来判定有无所述氢泄漏的嫌疑，利用从将所述氢供给流路内加压至所述第三压力值起到经过比所述第一判定时间长的第三判定时间为止的所述氢供给流路内的压力值的变化，来判定有无氢泄漏。
(18)在上述方式的方法中，可以是，在第一氢泄漏流量与误差相当流量相加的值到经过所述第一判定时间为止成为预先规定的值以下时，判定为所述氢泄漏的嫌疑不存在，其中，所述第一氢泄漏流量利用从将所述氢供给流路内减压至所述第一压力值起到所经过的时间为止的所述氢供给流路内的压力值的变化量的绝对值及所述氢供给流路的容积来算出，所述误差相当流量利用与所述氢供给流路内的压力值的检测误差相当的压力值的绝对值及所述容积来算出，在所述第一氢泄漏流量与所述误差相当流量相加的值到经过所述第一判定时间为止未成为所述预先规定的值以下时，判定为氢泄漏的嫌疑存在，在第三氢泄漏流量与所述误差相当流量相加的值到经过所述第三判定时间为止成为所述预先规定的值以下时，判定为氢泄漏不存在，其中，所述第三氢泄漏流量利用从将所述氢供给流路内加压至所述第三压力值起到所经过的时间为止的所述氢供给流路内的压力值的变化量的绝对值及所述容积来算出，在所述第三氢泄漏流量与所述误差相当流量相加的值未成为所述预先规定的值以下时，判定为氢泄漏存在。
(19)在上述方式的方法中，可以是，所述燃料电池系统具备多个所述氢罐和分别切断氢从多个所述氢罐分别向所述氢供给流路的供给的多个所述阀芯，在判定了有无氢泄漏之后，在所述燃料电池起动时，在打开了多个所述阀芯中的一个所述阀芯之后，打开其他所述阀芯。
本公开能够以上述的燃料电池系统以外的各种方式实现。例如，能够以基于燃料电池系统的氢泄漏判定方法、用于实现该方法的计算机程序、存储有该计算机程序的非暂时性的存储介质等方式实现。
附图说明
图1是表示作为本公开的一实施方式的燃料电池系统的概略结构的图。
图2是表示由燃料电池系统执行的氢泄漏判定处理的工序图。
图3是表示氢泄漏判定处理的形象的时间图。
图4是表示氢泄漏流量与时间的关系的图。
图5是表示第二判定中的氢泄漏流量与时间的关系的图。
图6是表示第二实施方式中的氢泄漏判定处理的工序图。
图7是表示外部泄漏的嫌疑存在时燃料电池系统执行的处理的工序图。
图8是表示第三实施方式的燃料电池系统的概略结构的图。
图9是表示压力值的变化量与时间的关系的图。
附图标记说明
5…电源开关
20、20d…燃料电池系统
30…空气供给排出机构
31…压缩器
33…空气供给流路
34…分流阀
36…调压阀
37…旁通流路
38…空气排出流路
40…燃料电池组
50…氢供给排出机构
51…调节器
52…溢流阀
54…喷射器
55…氢泵
56…气液分离部
57…排水切断阀
58…排出流路
60…氢供给流路
70、70d、70e…氢罐
71、71d、71e…阀芯
80…冷却水循环机构
81…散热器
82…冷却水泵
83…冷却水排出流路
84…冷却水供给流路
90、90d…控制部
hs…高压系
ms…中压系
ls…低压系
δp…压力变化量
p1…高压系压力传感器
p2…中压系压力传感器
p3…低压系压力传感器
perr…传感器误差相当压力值
pn…直线
q1a、q1b、q2c、q2d、qerr…流量
qth…阈值
v…容积
t1…第一判定时间
t2…第二判定时间
t3…第三判定时间
具体实施方式
a.第一实施方式：
a1.燃料电池系统的结构：
图1是表示作为本公开的一实施方式的燃料电池系统20的概略结构的图。燃料电池系统20例如搭载于车辆，根据来自驾驶者的要求而输出成为车辆的动力源的电力。燃料电池系统20具备：具备多个燃料电池的燃料电池组40；氢供给排出机构50；空气供给排出机构30；冷却水循环机构80；及控制部90。燃料电池系统20通过电源开关5的接通操作而起动，通过断开操作而停止。电源开关5相当于发动机汽车中的点火开关，是用于切换燃料电池系统20的停止状态与起动状态的输入接口。
相对于燃料电池组40的阳极进行氢的供给及排出的氢供给排出机构50具备氢罐70、阀芯71、氢供给流路60、调节器51、氢泵55、气液分离部56、排水切断阀57、排出流路58、喷射器54、溢流阀52、53、高压系压力传感器p1、中压系压力传感器p2及低压系压力传感器p3。将氢供给排出机构50中的氢罐70与调节器51之间也称为“高压系hs”，将调节器51与喷射器54之间也称为“中压系ms”，将从喷射器54至燃料电池组40侧也称为“低压系ls”。
氢罐70贮存氢。在氢罐70贮存具有几十mpa的高压的氢气。氢供给流路60是将氢罐70与燃料电池组40连接的配管。阀芯71是切断氢从氢罐70向氢供给流路60的供给的阀，也称为主断流阀。阀芯71由控制部90控制其开闭。当通过控制部90的控制而阀芯71打开时，从氢罐70通过氢供给流路60向燃料电池组40供给氢气，当阀芯71关闭时，氢气的供给被切断。
调节器51通过控制部90的控制，来调整贮存于氢罐70的氢的压力。喷射器54按照控制部90的控制，将由调节器51调整了压力的氢向阳极喷射。在阀芯71为闭状态的情况下，当喷射器54向阳极喷射氢时，氢供给流路60内的氢的压力下降。将喷射器54也称为“减压部”。而且，喷射器54通过控制部90的控制而停止喷射，由此，切断由喷射器54从氢罐70侧的氢供给流路60向燃料电池组40供给的氢。将喷射器54也称为“切断部”。
气液分离部56将从阳极排出的气体与液体分离。氢泵55将由气液分离部56分离后的气体向燃料电池组40再次供给。通过气液分离部56分离后的气体主要是未被消耗而排出的氢、经由燃料电池具备的膜电极接合体从阴极侧透过的氮、未由气液分离部56分离的水分。排出流路58是将气液分离部56与设于空气供给排出机构30的空气排出流路38(后述)连接的配管。排水切断阀57设置在排出流路58上。排水切断阀57为了排出由气液分离部56分离的液体和氮而打开。通过喷射器54和排水切断阀57的控制，来调整氢向燃料电池组40的供给量。
高压系压力传感器p1检测高压系hs的氢供给流路60中的氢的压力。中压系压力传感器p2计测中压系ms的氢供给流路60中的氢的压力。低压系压力传感器p3计测低压系ls的氢供给流路60中的压力(供给压)。溢流阀52、53通过控制部90的控制而开阀，将氢向大气放出。
相对于燃料电池组40的阴极进行空气的供给及排出的空气供给排出机构30具备压缩器31、空气供给流路33、分流阀34、调压阀36、旁通流路37及空气排出流路38。
空气供给流路33是将燃料电池组40与空气供给流路33的大气开放口连接的配管。空气排出流路38是将燃料电池组40与空气排出流路38的大气开放口连接的配管。旁通流路37是从空气供给流路33的比燃料电池组40靠上游侧的位置分支而与空气排出流路38连接的配管。压缩器31设置在空气供给流路33的中途，从空气供给流路33的大气开放口侧吸入空气进行压缩。设置压缩器31的位置是比空气供给流路33与旁通流路37的连接部位接近大气开放口的位置。
分流阀34在空气供给流路33中，在压缩器31的下游侧、即压缩器31与燃料电池组40之间，设置于空气供给流路33与旁通流路37的连接部位。分流阀34将从压缩器31流来的空气的流动的方向切换为燃料电池组40侧和旁通流路37侧中的任一者。这样的分流阀34也称为三通阀。旁通流路37是将分流阀34与空气排出流路38连接的配管。调压阀36在空气排出流路38中，设置在比空气排出流路38与旁通流路37的连接部位靠燃料电池组40侧的位置。调压阀36根据开度来调整空气排出流路38的流路截面积。通过了调压阀36的空气在通过了与旁通流路37的连接部位之后，从大气开放口向大气排出。
对燃料电池组40进行冷却的冷却水循环机构80具备散热器81、冷却水泵82、冷却水排出流路83及冷却水供给流路84。
冷却水供给流路84是将散热器81与燃料电池组40之间连接的流路，是用于向燃料电池组40供给冷却水的配管。冷却水排出流路83是将燃料电池组40与散热器81连接的流路，是用于从燃料电池组40排出冷却水的配管。冷却水泵82设置于散热器81与燃料电池组40之间的冷却水供给流路84，通过冷却水泵82使冷却水循环。
控制部90构成为具备cpu、ram、rom的计算机，具体而言是ecu(electroniccontrolunit)。控制部90输出用于控制燃料电池系统20的动作的信号。控制部90接受发电要求，对燃料电池系统20的各部进行控制而使燃料电池组40发电。而且，控制部90对燃料电池系统20的各部进行控制，取得各压力传感器p1～p3检测的氢的压力值，利用取得的压力值的变化进行后述的氢泄漏判定处理。
需要说明的是，虽然省略图示、详细的说明，但是搭载于车辆的燃料电池系统20还具备二次电池、对燃料电池组40的输出电压、二次电池的充放电进行控制的dc/dc转换器。二次电池蓄积燃料电池组40输出的电力、再生电力，与燃料电池组40一起作为电力源发挥功能。
a2.氢泄漏判定处理：
图2是表示由燃料电池系统20执行的氢泄漏判定处理的工序图。氢泄漏判定处理是在燃料电池组40的发电停止时判定燃料电池系统20中有无氢泄漏的处理。在本实施方式中，当从电源开关5向控制部90输入使燃料电池系统20停止的信号时，执行氢泄漏判定处理。在本实施方式中，燃料电池系统20进行高压系hs及中压系ms的氢泄漏判定。
在氢泄漏判定处理中，首先，控制部90将氢供给流路60内减压至第一压力值(图2，步骤s10)。具体而言，控制部90将阀芯71关闭并控制喷射器54，对高压系hs及中压系ms的氢供给流路60内进行了减压之后，使喷射器54的喷射停止而切断向燃料电池组40供给的氢。第一压力值是例如氢罐70与高压系hs的氢供给流路60的压力差成为约2mpa的值。
接下来，控制部90利用从压力传感器p1、p2取得的压力值的变化，进行判定有无氢泄漏的嫌疑的第一判定(步骤s20)。
图3是表示氢泄漏判定处理的形象的时间图。图3示出阀芯71的开闭状态、喷射器54的开闭状态、压力传感器p1、p2的压力值。控制部90关闭阀芯71，使喷射器54喷射，由此，压力值在时间t0成为第一压力值。在未发生氢泄漏的情况下，压力值在下降至第一压力值之后，几乎不变化。在发生氢泄漏的情况下，压力值从第一压力值上升或下降。例如，在从阀芯71向氢供给流路60的氢泄漏即内部泄漏发生的情况下，压力值上升。而且，在从氢供给流路60向氢供给流路60外部的氢泄漏即外部泄漏发生的情况下，压力值下降。图3示出下降至第一压力值之后到经过时间tn为止的压力值的上升量δp、压力值的下降量δp。以下，将δp也称为“压力值的变化量”。
在本实施方式中，控制部90利用从压力传感器p1、p2取得的氢供给流路60内的压力值的变化量δp，算出由以下的式(1)表示的氢泄漏流量q。
q＝0.6×δp×v(z/t)····式(1)
在此，q是氢泄漏流量(l/min)，δp是减压至第一压力值之后的氢供给流路60内的压力值的变化量(kpa)，v是压力传感器p1、p2检测压力值的氢供给流路60的容积(l)，z是压缩系数，t是时间(min)。控制部90在流量q成为了预先规定的阈值qth以下时，判定为氢泄漏不存在。阈值qth是例如1.4(nl/min)。在本实施方式中，控制部90通过利用压力值的变化量δp而由上述的式(1)表示的氢泄漏流量q的绝对值，来判定有无氢泄漏。需要说明的是，通过氢泄漏流量q的绝对值来判定有无氢泄漏的情况也是利用压力值的变化量δp的绝对值来判定有无氢泄漏的情况。
根据式(1)可知，在泄漏流量q相同时，容积v越大，则压力值的变化量δp越小。通常，由于压力传感器具有测定误差，因此在压力值的变化量δp小时，难以判定压力值的变化是由于传感器误差而产生的，还是由于氢泄漏而产生的。因此，在本实施方式中，为了避免受到压力传感器的误差的影响而通过以下的概念进行氢泄漏判定。
图4是表示氢泄漏流量q与时间t的关系的图。在图4中，为了简便起见而示出泄漏流量q的绝对值。图4所示的时间t0是氢供给流路60内成为第一压力值的时间。图4所示的传感器误差相当流量qerr通过以下的式(2)算出。
qerr＝0.6×perr×v(z/t)····式(2)
在此，qerr是传感器误差相当流量(l/min)，perr是传感器误差(kpa)，v是压力传感器p1、p2检测压力值的氢供给流路60的容积(l)，z是压缩系数，t是时间(min)。
根据式(2)可知，传感器误差相当流量qerr随着时间的经过而减少，因此如果达到传感器误差相当流量qerr成为阈值qth以下的时间，则不会受到压力传感器的误差的影响，由此能够进行氢泄漏判定。因此，控制部90算出从压力传感器p1、p2取得压力值的氢供给流路60内的压力减压至第一压力值起到经过的时间t为止的利用上述式(1)算出的第一氢泄漏流量q1与传感器误差相当流量qerr相加的值(以下，称为流量合计值q1+qerr)。并且，该流量合计值q1+qerr到经过第一判定时间t1为止成为了阈值qth以下时，判定为氢泄漏的嫌疑不存在。
在本实施方式中，控制部90在减压至第一压力值之后，在经过了传感器误差相当流量qerr到达阈值qth的时间te之后，通过利用图4说明的判定方法，进行判定有无氢泄漏的嫌疑的第一判定(图2，步骤s20)。控制部90在减压至第一压力值之后到经过第一判定时间t1为止流量合计值q1+qerr成为了阈值qth以下时，判定为氢泄漏的嫌疑不存在(图2，步骤s30为“是”)。第一判定时间t1是例如3秒～8秒之间的时间。如果流量合计值q1+qerr在经过第一判定时间t1之前收敛为阈值qth以下，则控制部90不等待第一判定时间t1的经过而在该时刻结束氢泄漏判定处理。因此，在未发生氢泄漏而第一氢泄漏流量q1为0时，在时间te，氢泄漏判定处理结束。
图4所示的流量合计值q1a+qerr在经过第一判定时间t1之前的时间ta收敛于阈值qth。在这种情况下，控制部90在时间ta判定为氢泄漏的嫌疑不存在(图2，步骤s30为“是”)，结束氢泄漏判定处理。图4所示的流量合计值q1b+qerr到经过第一判定时间t1为止未收敛于阈值qth。在这种情况下，控制部90判定为氢泄漏的嫌疑存在(图2，步骤s30为“否”)。
返回图2，控制部90在氢泄漏的嫌疑存在时，对喷射器54进行控制，将氢供给流路60内减压至比第一压力值低的第二压力值(步骤s50)。控制部90使喷射器54喷射以使氢供给流路60内下降至第一压力值之后，停止喷射器54的喷射，由此切断向燃料电池组40供给的氢。第二压力值是例如氢罐70与高压系hs的氢供给流路60的压力差成为约10mpa的值。
接下来，控制部90利用从压力传感器p1、p2取得的压力值的变化量，进行判定有无氢泄漏的第二判定(图2，步骤s60)。控制部90通过与利用图4说明的判定方法同样的概念，进行第二判定。
图5是表示第二判定中的氢泄漏流量q与时间t的关系的图。在图5中，为了简便起见而示出泄漏流量q的绝对值。图5所示的时间t0是氢供给流路60内成为第二压力值的时间。控制部90算出从将氢供给流路60内减压至第二压力值起到经过的时间t为止的利用上述式(1)算出的第二氢泄漏流量q2与传感器误差相当流量qerr的流量合计值q2+qerr。并且，该流量合计值q2+qerr到经过比第一判定时间t1长的第二判定时间t2为止成为阈值qth以下时，判定为氢泄漏不存在(图2，步骤s70为“是”)，结束氢泄漏判定处理。即，如果流量合计值q2+qerr在经过第二判定时间t2之前收敛于阈值qth以下，则控制部90在该时刻结束氢泄漏判定处理。第二判定时间t2是例如9秒～15秒之间的时间。图5所示的流量合计值q2c+qerr在经过第二判定时间t2之前的时间tc收敛于阈值qth。在这种情况下，控制部90在时间tc判定为氢泄漏不存在(图2，步骤s70为“是”)，结束氢泄漏判定处理。图5所示的流量合计值q2d+qerr到经过第二判定时间t2为止未收敛于阈值qth。在这种情况下，控制部90判定为氢泄漏存在(图2，步骤s70为“否”)，通过向仪表板的警告显示、警报音的产生等来报知发生了氢泄漏(图2，步骤s80)，结束氢泄漏判定处理。
a3.效果：
根据本实施方式的燃料电池系统20，氢罐70与氢供给流路60内的压力差在氢供给流路60内减压成第一压力值之后判定为氢泄漏的嫌疑不存在时，与在氢供给流路60内减压成第二压力值之后判定有无氢泄漏时相比减小，因此在下次的燃料电池的起动时打开阀芯71之际，能够降低由于压力差而产生的声音。
另外，根据本实施方式，第二判定时间t2比第一判定时间t1长，因此在发生氢泄漏的情况下，第二判定时间t2的压力值的变化比第一判定时间t1的压力值的变化大。因此，能够使氢供给流路60内减压成第二压力值之后的氢泄漏的判定精度比减压成第一压力值之后的判定精度高。而且，在减压成第一压力值之后判定为氢泄漏嫌疑不存在时，能够缩短到氢泄漏判定结束为止的时间。
另外，根据本实施方式，无论传感器误差、进行氢泄漏判定的区域的大小如何都能够判定氢泄漏，因此能够提高判定的精度。因此，能够减小氢供给流路60内减压至第一压力值时的减压的程度，因此能够进一步减小氢罐70与氢供给流路60的压力差，在减压成第一压力值之后判定为氢泄漏的嫌疑不存在的情况下，在下次的燃料电池的起动时打开阀芯71之际，能够进一步降低由于压力差而产生的声音。
另外，根据本实施方式，控制部90通过喷射器54，设置于比压力传感器p1、p2靠燃料电池组40侧的氢供给流路60而切断向燃料电池供给的氢，判定从氢罐70至喷射器54的氢供给流路60内的氢泄漏，因此能够排除燃料电池的氢的交叉泄漏的影响而判定氢泄漏，因此能够提高判定的精度。因此，能够减小第一压力值的氢供给流路60的减压的程度，因此能够进一步减小氢罐70与氢供给流路60的压力差，在第一压力值下判定为氢泄漏的嫌疑不存在的情况下，在下次的燃料电池的起动时打开阀芯71之际，能够进一步降低由于压力差而产生的声音。
a4.第一实施方式的变形例：
控制部90在第二判定中，可以利用从压力传感器p1、p2取得的压力值的变化的正负，来判定氢泄漏是内部泄漏还是外部泄漏。例如，控制部90可以在经过了第二判定时间t2时的压力值比第二压力值大的情况下，判定为是内部泄漏，在经过了第二判定时间t2时的压力值比第二压力值小的情况下，判定为是外部泄漏。
b.第二实施方式：
b1.氢泄漏判定处理：
图6是表示第二实施方式中的氢泄漏判定处理的工序图。图6所示的氢泄漏判定处理的步骤s10a～s30a及步骤s50a～s80a的处理与图2所示的第一实施方式中的氢泄漏判定处理的步骤s10～s30及步骤s50～s80相同，因此省略说明。
在本实施方式中，控制部90在氢泄漏的嫌疑存在时(图6，步骤s30a为“否”)，利用取得的压力值的变化，来判定氢泄漏的嫌疑是否为内部泄漏的嫌疑(图6，步骤s40a)。内部泄漏的嫌疑的情况例如通过经过了第一判定时间t1时的压力值的变化量δp为正的情况能够判定。
另一方面，控制部90在压力值的变化量δp为负时，判定为氢泄漏的嫌疑是外部泄漏的嫌疑(步骤s40a为“否”)。
图7是表示在外部泄漏的嫌疑存在时燃料电池系统20执行的处理的工序图。控制部90判定氢供给流路60内是否比第三压力值低(步骤s110a)。第三压力值是能够判定外部泄漏的压力值，是预先规定的值。在本实施方式中，第三压力值是具有范围的值，例如是约40mpa以上且氢罐70的压力值以下的范围内的值。
控制部90在氢供给流路60内比第三压力值低时(步骤s110a为“是”)，进行控制阀芯71而向氢供给流路60内供给氢来将氢供给流路60内加压至第三压力值的加压处理(步骤s120a)。具体而言，控制部90打开阀芯71而将高压系hs的氢供给流路60内加压至第三压力值之后关闭阀芯71。通过进行加压而氢罐70与高压系hs的氢供给流路60的压力差减小。
当氢供给流路60内的压力值为第三压力值以上时(步骤s110a为“否”)，或进行加压处理时(步骤s120a)，控制部90利用从压力传感器p1、p2取得的压力值的变化量，进行判定有无氢泄漏的第三判定(步骤s160a)。控制部90通过与上述的第二判定同样的概念，判定有无氢泄漏。
在第三判定中，控制部90算出从成为第三压力值起到经过的时间t为止的利用上述式(1)算出的第三氢泄漏流量q3与传感器误差相当流量qerr相加的流量合计值q3+qerr。并且，控制部90从成为第三压力值起，到经过比第一判定时间t1长的第三判定时间t3为止流量合计值q3+qerr成为阈值qth以下时，判定为氢泄漏不存在(步骤s170a为“是”)，结束氢泄漏判定处理。如果流量合计值q3+qerr在经过第三判定时间t3之前收敛于阈值qth以下，则控制部90在该时刻结束氢泄漏判定处理。第三判定时间t3是例如9秒～15秒之间的时间。流量合计值q3+qerr在经过第三判定时间t3之前未收敛于阈值qth以下时，控制部90判定为氢泄漏存在(步骤s170a为“否”)，通过向仪表板的警告显示、警报音的产生等来报知发生了氢泄漏(步骤s180a)，结束氢泄漏判定处理。需要说明的是，控制部90在步骤s80a中进行报知时，可以报知氢泄漏为内部泄漏，在步骤s180a中进行报知时，可以报知氢泄漏为外部泄漏。
b2.效果：
在内部泄漏存在时可认为氢供给流路内的压力上升，但是根据本实施方式，控制部90在内部泄漏的嫌疑存在时，在将氢供给流路60内减压至第二压力值之后判定有无氢泄漏，因此能够增大在有无氢泄漏的判定中使用的压力值的变化，能够提高氢泄漏的判定精度。
另外，在外部泄漏存在时，可认为氢供给流路60内的压力下降，但是根据本实施方式，在外部泄漏的嫌疑存在时，控制部90在将氢供给流路60内的压力加压至第三压力值之后判定有无氢泄漏，因此能够增大在氢泄漏的判定中使用的压力值的变化量，能够提高氢泄漏的判定精度。
另外，根据本实施方式，在进行了加压处理之后判定为氢泄漏不存在时，通过加压处理，氢罐70与氢供给流路60的压力差比进行加压处理之前小，因此在下次的燃料电池的起动时打开阀芯71之际，能够进一步降低由于压力差而产生的声音。
另外，根据本实施方式，控制部90在外部泄漏的嫌疑存在且氢供给流路60内比第三压力值低时，通过加压使氢供给流路60内的压力上升，因此能够抑制氢供给流路60内的不必要的加压。
另外，根据本实施方式，由于第三判定时间t3比第一判定时间t1长，因此在氢泄漏发生时，第三判定时间t3的压力值的变化比第一判定时间t1的压力值的变化大。因此，能够使加压至第三压力值之后的氢泄漏的判定精度比减压成第一压力值之后的判定精度高。而且，在减压成第一压力值之后判定为氢泄漏嫌疑不存在时，能够缩短至氢泄漏判定结束为止的时间。
另外，根据本实施方式，无论传感器误差、进行氢泄漏判定的区域的大小如何都能够判定内部泄漏或/及外部泄漏，因此能够提高判定的精度。因此，能够减小将氢供给流路60内减压至第一压力值时的减压的程度，因此能够进一步减小氢罐70与氢供给流路60的压力差，在减压成第一压力值之后判定为氢泄漏的嫌疑不存在的情况下，在下次的燃料电池的起动时打开阀芯之际，能够进一步降低由于压力差而产生的声音。
b3.第二实施方式的变形例：
在第二实施方式中，控制部90通过压力值的变化量δp为正来判定氢泄漏的嫌疑为内部泄漏的嫌疑，但是也可以通过经过了第一判定时间t1时的压力值比第一压力值大来判定。而且，控制部90通过压力值的变化量δp为负来判定氢泄漏的嫌疑为外部泄漏的嫌疑，但也可以通过经过了第一判定时间t1时的压力值比第一压力值小来判定。而且，控制部90可以通过利用压力值的变化量δp算出的由上述的式(1)表示的流量q的正负，来判定氢泄漏的嫌疑是内部泄漏的嫌疑还是外部泄漏的嫌疑。
在第二实施方式中，控制部90在判定为氢泄漏的嫌疑不是内部泄漏的嫌疑时(图6，步骤s40a为“否”)，判定氢供给流路60内是否比第三压力值低(图7，步骤s110a)。相对于此，控制部90也可以在判定为不是内部泄漏的嫌疑时，省略判定是否比第三压力值低的工序而进行加压处理。
c.第三实施方式：
图8是表示第三实施方式中的燃料电池系统20d的概略结构的图。本实施方式中的燃料电池系统20d具备多个氢罐70d、70e、多个阀芯71d、71e。控制部90d在氢泄漏判定处理中，判定出有无氢泄漏之后(图2，步骤s70)，在下次的燃料电池的起动时，在打开了一个阀芯71d之后，打开其他阀芯71e。需要说明的是，燃料电池系统20d可以具备2个以上的氢罐70e，在各个氢罐70e设置阀芯71e。燃料电池系统20d的其他结构与上述的实施方式的燃料电池系统20相同，因此省略说明。
在氢泄漏判定处理中的第二压力值下，氢供给流路60内比第一压力值减压，因此与在第一压力值下判定为氢泄漏的嫌疑不存在的情况相比，氢罐70与氢供给流路60的压力差大，在下次的燃料电池的起动时产生的声音也增大。然而，根据本实施方式的燃料电池系统20d，通过打开一个阀芯71d而一个氢罐70d与氢供给流路60内的压力差减小之后，打开其他阀芯71e，与将多个阀芯71d、71e同时打开的情况相比，能够降低由于氢罐70d、70e与氢供给流路60内的压力差而产生的声音。
d.其他变形例：
d1.变形例1：
上述各种实施方式中的氢泄漏判定处理可以在燃料电池系统20起动而燃料电池起动之前的燃料电池的发电停止时进行。需要说明的是，在具备燃料电池系统20、20d的车辆中，如果在电源开关5为断开而基于燃料电池组40的发电的停止后进行，则能够延长第二判定时间t2及第三判定时间t3而提高判定精度，并抑制由于氢泄漏判定处理而发电开始延迟的情况。
d2.变形例2：
在上述各种实施方式中，控制部90通过利用压力值的变化量δp而由上述的式(1)表示的氢泄漏流量q的绝对值，来判定有无氢泄漏。相对于此，控制部90也可以通过压力值的变化来判定有无氢泄漏。控制部90例如在减压成第一压力值之后，可以在从压力传感器p1、p2取得的压力值比第一压力值上升时判定为氢泄漏的嫌疑存在，可以在比第一压力值加上传感器误差相当压力值perr所得到的值上升时，判定为氢泄漏存在。而且，控制部90在减压成第一压力值之后，可以在从压力传感器p1、p2取得的压力值比第一压力值下降时，判定为氢泄漏存在，可以在比从第一压力值减去传感器误差相当压力值perr所得到的值下降时，判定为氢泄漏的嫌疑存在。
d3.变形例3：
在上述各种实施方式中，控制部90通过利用压力值的变化量δp而由上述的式(1)表示的氢泄漏流量q的绝对值，来判定有无氢泄漏。相对于此，控制部90也可以不算出氢泄漏流量q，通过压力值的变化量δp来判定有无氢泄漏。
图9是表示压力值的变化量δp与时间的关系的图。在图9中，为了简便起见而示出压力值的变化量δp的绝对值。图9示出传感器误差相当压力值perr的绝对值和表示压力变化量的阈值的直线pn。控制部90例如在第一压力值下，在经过时间te之后，到经过第一判定时间t1为止，可以在压力值的变化量δp为阈值以下时判定为氢泄漏的嫌疑不存在(图2，步骤s30为“是”)，可以在比阈值大时判定为氢泄漏的嫌疑存在(图2，步骤s30为“否”)。
d4.变形例4：
在上述的实施方式中，对氢供给流路60中进行减压的减压部是喷射器54。相对于此，减压部可以是设于氢供给流路60的阀，燃料电池系统20可以通过打开阀而对氢供给流路60中进行减压。
d5.变形例5：
在上述的实施方式中，设置于燃料电池侧的氢供给流路60而切断向燃料电池供给的氢的切断部是喷射器54。相对于此，切断部可以是氢供给流路60中的阀，燃料电池系统20可以通过关闭阀来切断向燃料电池组40供给的氢。
d6.变形例6：
在上述的实施方式中，控制部90进行高压系hs及中压系ms的氢泄漏判定。相对于此，控制部90可以关闭排水切断阀57，通过压力传感器p3取得低压系ls的压力值，进行氢供给流路60的氢泄漏判定。在这种情况下，可以利用排水切断阀57作为减压部。在这种情况下，控制部90可以利用从压力传感器p1、p2、p3取得的压力值的变化量的合计值进行上述各种判定。
d7.变形例7：
在上述的实施方式中，第二判定时间t2及第三判定时间t3比第一判定时间t1长。相对于此，第一判定时间t1也可以为第二判定时间t2及第三判定时间t3以上。
本公开并不局限于上述的实施方式或变形例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，与公开的发明内容一栏记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、变形例中的技术特征为了解决上述的课题的一部分或全部，或者为了实现上述的效果的一部分或全部，可以适当进行更换、组合。而且，前述的实施方式及各变形例的结构要素之中的独立权利要求记载的要素以外的要素是附加性的要素，可以适当省略。