JP2003257441A - 燃料電池式電気自動車 - Google Patents
燃料電池式電気自動車Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 燃料電池３１及び第１・第２のバッテリ
２１，２２を搭載し、これらの燃料電池３１及び第１・
第２のバッテリ２１，２２でモータ２３を駆動する電気
自動車において、第１・第２のバッテリ２１，２２のい
づれか若しくは双方を、モータ２１の始動用の電源と、
燃料電池３１で発生する水の凍結防止用の電源と、燃料
電池３１で発生する水蒸気からの水素分離のための分離
用の電源との、三つの用途に用いた。 【効果】 燃料電池で発生する水を貯溜する装置を凍結
防止用の電源で温めるとともに、燃料電池で発生する水
蒸気からの水素分離のための装置を分離用の電源で温
め、燃料電池から電気を二次電池に供給可能な安定状態
になるまで二次電池を使用することで、寒冷地等の低温
環境下においても良好な走行が可能になる。
２１，２２を搭載し、これらの燃料電池３１及び第１・
第２のバッテリ２１，２２でモータ２３を駆動する電気
自動車において、第１・第２のバッテリ２１，２２のい
づれか若しくは双方を、モータ２１の始動用の電源と、
燃料電池３１で発生する水の凍結防止用の電源と、燃料
電池３１で発生する水蒸気からの水素分離のための分離
用の電源との、三つの用途に用いた。 【効果】 燃料電池で発生する水を貯溜する装置を凍結
防止用の電源で温めるとともに、燃料電池で発生する水
蒸気からの水素分離のための装置を分離用の電源で温
め、燃料電池から電気を二次電池に供給可能な安定状態
になるまで二次電池を使用することで、寒冷地等の低温
環境下においても良好な走行が可能になる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池及び二次
電池を搭載し、これらの燃料電池及び二次電池で発電・
電動機を駆動する燃料電池式電気自動車に関する。 【０００２】 【従来の技術】燃料電池式電気自動車として、例えば特
開２０００−１４９９７０公報「電気自動車用発電シス
テム」が知られる。上記技術は、同公報の図１によれ
ば、燃料電池１へ供給する水を貯蔵する水タンク４と、
この水タンク４とは別に設けた補助タンク７と、この補
助タンク７を加熱及び保温するヒータ１１と、燃料電池
１の水の凝結の防止を図るヒータ１５と、これらのヒー
タ１１，１５に給電する補助電源１０（好ましくは、二
次電池）と、を備えた電気自動車用発電システムであ
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記の電気自動車用発
電システムは、始動時に、補助タンク７に貯溜した水を
燃料電池１に供給することで、寒冷地等の低温環境下に
おいても、安定して電気自動車を始動できるようにする
とともに、燃料電池１の水の凝結の防止を図ったもので
ある。しかし、電気自動車を始動するときには、補助電
源１０からヒータ１５に通電を行ない、予め補助タンク
７に貯溜した水を温める必要がある。これでは、電気自
動車を始動するときに時間がかかり、電気自動車の利便
性が損なわれる。すなわち、燃料電池式の電気自動車を
迅速に始動させることのできる技術が望まれる。 【０００４】そこで、本発明の目的は、寒冷地等の低温
環境下においても迅速に始動させることのできる燃料電
池式電気自動車を提供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の燃料電池式電気自動車は、燃料電池及び二
次電池を搭載し、これらの燃料電池及び二次電池で発電
・電動機を駆動する電気自動車において、二次電池を、
発電・電動機の始動用の電源と、燃料電池で発生する水
の凍結防止用の電源と、燃料電池で発生する水蒸気から
の水素分離のための分離用の電源との、三つの用途に用
いたことを特徴とする。 【０００６】二次電池を、発電・電動機の始動用の電源
として用いることで、寒冷地等の低温環境下においても
迅速に始動させることができる。また、一定距離の走行
中に、燃料電池で発生する水を貯溜する装置を凍結防止
用の電源で温めるとともに、燃料電池で発生する水蒸気
からの水素分離のための装置を分離用の電源で温め、燃
料電池から電気を二次電池に供給可能な安定状態になる
まで二次電池を使用する。 【０００７】すなわち、二次電池を、発電・電動機の始
動用の電源、水の凍結防止用の電源、燃料電池で発生す
る水蒸気からの水素分離のための分離用の電源の、三つ
の用途に用いることで、燃料電池式電気自動車の利便性
の向上を図ることができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る燃料電池式電動自動車
の側面図であり、燃料電池式電動自動車１０は、車両１
１のフロア１２廻りに配置した二次電池としての第１の
バッテリ２１及び第２のバッテリ２２と、車両１１を駆
動するとともに発電をする発電・電動機２３（以下、単
に「モータ２３」と略記する）と、エアコン又はカーナ
ビなどの電気機器２４と、運転情報を表示するための表
示装置２５と、空気中の酸素と発生させた水素を反応さ
せることで電気を発生させるために車両１１のフロア１
２に配置した燃料電池３１と、この燃料電池３１に冷却
水を供給するために燃料電池３１の上部に配置した水貯
蔵装置３３と、燃料電池３１に水素を供給するために水
から水素を発生させる水分解システム３４と、水貯蔵装
置３３を保温するための水貯蔵装置用ヒータ３５と、燃
料電池３１から発生する水の凍結防止をするための配管
凍結防止用ヒータ３６と、からなる。 【０００９】表示装置２４は、水貯蔵装置用ヒータ３５
及び配管凍結防止用ヒータ３６をコントロールするコン
トローラ３７を備える。また、図中、１３は前輪、１４
は後輪、１５はボンネット、１６,１７は車両用シート
を示す。 【００１０】燃料電池式電動自動車１０は、第1のバッ
テリ２１からモータ２３に電力を供給するとともに第１
のバッテリ２１にモータ２３で発電した電力を蓄え、第
1のバッテリから電気機器２４に電力を供給し、第１の
バッテリ２１から水分解システム３４に電力を供給し、
第１のバッテリ２１から水貯蔵装置用ヒータ３５及び配
管凍結防止用ヒータ３６に電力を供給し、燃料電池３１
で発生させた電力を第1・第２のバッテリ２１，２２に
供給し、第２のバッテリ２２からモータ２１に電力を供
給し、また、水貯蔵装置３３から燃料電池３１に水を供
給し、燃料電池３１から発生する水を水分解システム３
４に供給し、この水分解システム３４で発生させる水素
を燃料電池に供給するものである。 【００１１】すなわち、燃料電池式電気自動車１０は、
燃料電池３１及び第１・第２のバッテリ２１，２２を搭
載し、これらの燃料電池３１及び第１・第２のバッテリ
２１，２２でモータ２３を駆動する電気自動車におい
て、第１・第２のバッテリ２１，２２のいづれか若しく
は双方を、モータ２１の始動用の電源と、燃料電池３１
で発生する水の凍結防止用の電源と、燃料電池３１で発
生する水蒸気からの水素分離のための分離用の電源と
の、三つの用途に用いたものであると言える。 【００１２】例えば、燃料電池式電気自動車を、寒冷地
等の低温環境下においても迅速に始動させることができ
るとすれば好ましい。そこで、第１のバッテリ２１を、
モータ２３の始動用の電源として用いることで、寒冷地
等の低温環境下においても迅速に始動させることができ
る。また、一定距離の走行中に、燃料電池３１で発生す
る水を貯溜する装置を凍結防止用の電源で温めるととも
に、燃料電池３１で発生する水蒸気からの水素分離のた
めの装置を分離用の電源で温め、燃料電池３１から電気
を第１・第２のバッテリ２１，２２に供給可能な安定状
態になるまで第１・第２のバッテリ２１，２２を使用す
る。 【００１３】すなわち、第１・第２のバッテリ２１,２
２を、モータ２３の始動用の電源と、燃料電池３１で発
生する水の凍結防止用の電源と、燃料電池３１で発生す
る水蒸気からの水素分離のための分離用の電源との、三
つの用途に用いることで、燃料電池式電気自動車１０の
利便性の向上を図ることができる。以下、燃料電池式電
動自動車１０の詳細を述べる。 【００１４】図２は本発明に係る燃料電池式電動自動車
の発電システムを示すブロック図であり、水分解システ
ム３４は、キャリアガスを貯溜するキャリアタンク４５
と、このタンク５５からキャリアガスを供給するととも
に加熱することで水蒸気を発生する水蒸気発生装置４６
と、この水蒸気発生装置４６から水蒸気を供給すること
で水素を発生させるためにゼオライト（シリカ・アルミ
ナ系複合化合物）を充填した反応容器４７と、この反応
容器４７を加熱するために反応容器４７に配置したヒー
タ４８，４９と、から構成する燃料電池式電気自動車１
０（図１参照）は、第２のバッテリ２２を燃料電池３１
で発生する水蒸気からの水素分離のための分離用の電源
に用いたことを示す。 【００１５】図中、５２は水蒸気発生装置４６と反応容
器４７の間に設けた流量計、５３は反応容器５７の入口
に設けた入口弁、５４は反応容器４７の出口に設けた出
口弁、５５は反応容器４７と燃料電池３１の間に設けた
リリース弁、５６は圧力計、５７は水蒸気発生装置４６
と反応容器４７との間に設けたマスフロー、５８，５９
は温度センサである。 【００１６】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る燃料電
池式電動自動車の水貯蔵装置用ヒータ電力供給状態を示
す説明図である。 （ａ）において、起動時の電力供給状態を示し、第1の
バッテリ２１からモータ２３に電力を供給する。第１の
バッテリ２１を、モータ２３の始動用の電源として使用
することを示す。 （ｂ）において、通常走行時の電力供給状態を示し、燃
料電池３１からモータ２３に電力を供給する。 【００１７】（ｃ）において、停止時並びに減速時の電
力供給状態を示す。モータ２３は、発電機として作用
し、発電した電力を第２のバッテリ２２に蓄え、燃料電
池３１で発電した電力は、第１・第２のバッテリ２１，
２２に蓄える。 （ｄ）において、負荷走行時の電力供給状態を示す。負
荷走行時には第１・第２のバッテリ２１、２２の両方か
ら同時に電力を供給し、モータ２３に高トルクを発生さ
せる。 【００１８】図４は本発明に係る燃料電池式電動自動車
の凍結防止作用を示す制御ブロック図である。水貯蔵装
置３３に水貯蔵装置用ヒータ３５を備え、この水貯蔵装
置用ヒータ３５をコントロールするための温度センサ５
８を備え、燃料電池３１から水を排出するための配管に
配管凍結防止用ヒータ３６を設け、この配管凍結防止用
ヒータ３６をコントロールするために温度センサ５９を
備えた。図中、３８は水貯蔵装置用ヒータ３５をオン／
オフするための第１スイッチ、３９は配管凍結防止用ヒ
ータ３６をオン／オフするための第２スイッチであり、
これらの第１・第２スイッチ３８，３９を表示装置２５
（図１参照）に備えたコントローラ３７で制御する。燃
料電池式電気自動車１０は、第２のバッテリ２２を燃料
電池３１で発生する水の凍結防止用の電源として用いた
ことを示す。 【００１９】図５は本発明に係る燃料電池式電気自動車
の水分解システムの別実施例である。なお、水分解シス
テム３４（図２参照）に使用した部品と同一部品は同一
符号を用い詳細な説明は省略する。図中、２２は第２の
バッテリ、３１は燃料電池、３３は水貯蔵装置、４５は
キャリアタンク、４６は水蒸気発生装置、４７は反応容
器、４８，４９はヒータ、５２は流量計、５３は入力
弁、５４は出口弁、５５はリリース弁、５６は圧力計、
５７はマスフローを示し、水分解システム４４は、燃料
電池３１で発生する水を水蒸気発生装置４６に供給する
ようにしたシステムである。 【００２０】図６は本発明に係る第２実施の形態の燃料
電池式電気自動車の側面図である。なお、燃料電池式電
動自動車１０（図１参照）に使用した部品と同一部品は
同一符号を用い詳細な説明は省略する。図中、２１は第
１のバッテリ、２２は第２のバッテリ、２３はモータ、
２５は表示装、３７はコントローラ、３８，３９は第１
・第２スイッチであり、燃料電池式電動自動車６０は、
メタノールタンク６２から改質器６４にメタノールを供
給し、水タンク６３から水を改質器６４に供給し、これ
らのメタノールおよび水から改質器６１で水素を発生さ
せ、この水素を燃料電池６１に供給するとともに空気中
の酸素を燃料電池６１に取入れ、この燃料電池６１で水
素と酸素とを化学反応させることで電気を発生させるよ
うにしたものである。 【００２１】また、燃料電池式電動自動車６０は、起動
時に、第1のバッテリ２１からモータ２３に電力を供給
し、通常走行時に燃料電池６１からモータ２３に電力を
供給し、この時に、燃料電池６１に余剰電力がある場合
には第１・第２のバッテリに余剰電力を蓄え、減速時
に、モータ２３は発電機として作用して回生エネルギと
しての電力を第２のバッテリ２２に蓄える。負荷走行時
には、燃料電池６１及び第１・第２のバッテリ２１、２
２から同時に電力を供給し、モータ２３に高トルクを発
生させる。 【００２２】さらに、燃料電池式電動自動車６０は、水
タンク６３に水タンク用ヒータ６５を備え、この水タン
ク用ヒータ６５をコントロールするための温度センサ６
８を備え、燃料電池３１から水を排出するための配管６
７に配管凍結防止用ヒータ６６を設け、この配管凍結防
止用ヒータ６６をコントロールするために温度センサ６
９を備えた。 【００２３】図７は本発明に係る第２実施の形態の燃料
電池式電気自動車の制御ブロック図であり、燃料電池式
電動自動車６０（図６参照）は、寒冷地で使用する場合
などに、表示装置２５のコントローラ３７で第１スイッ
チ３８をＯＮさせることで、第２のバッテリ２２から水
タンク用ヒータ６５に通電し、水タンク６３を温めて凍
結防止を図るとともに改質器６４に温水を供給すること
で、改質器６４での化学反応（水及びメタノールから水
素を発生させる反応）を補助する役目をなす。また、コ
ントローラ３７で第２スイッチをＯＮさせることで、第
２のバッテリ２２から配管凍結防止用ヒータ６６に通電
し、配管６７内の水を温めて凍結防止を図る。 【００２４】また、水タンク６３は温度センサ６８を備
え、配管６７は温度センサ６９を備えるので、コントロ
ーラ３７での自動温度制御が可能である。 【００２５】図８本発明に係る第３実施の形態の燃料電
池式電気自動車の側面図である。なお、燃料電池式電動
自動車６０（図６参照）に使用した部品と同一部品は同
一符号を用い詳細な説明は省略する。図中、２１は第１
のバッテリ、２２は第２のバッテリ、２３はモータであ
り、燃料電池式電動自動車７０は、水素貯蔵装置７２か
ら直接、水素を燃料電池７１に供給し、空気中の酸素を
燃料電池７１に取入れ、この燃料電池７１で水素と酸素
とを化学反応させることで電気を発生させるようにした
ものである。また、電力の授受の関係は図６に示した燃
料電池式電動自動車６０と同一であり詳細な説明は省略
する。 【００２６】図９は本発明に係る燃料電池式電気自動車
に類似する水素エンジン自動車の側面図であり、水素エ
ンジン自動車８０は、車両８１のフロア８２廻りに配置
した二次電池としてのバッテリ９１と、車両８１を駆動
する水素エンジン９２と、水素エンジン９３に冷却水を
供給する水貯蔵装置８３と、水から水素を発生させる水
分解システム８４と、から構成する。なお、８５はバッ
テリ９１から電力の供給を受けるエアコン又はカーナビ
などの電気機器である。 【００２７】図１０本発明に係る燃料電池式電気自動車
に類似する水素エンジン自動車の水素供給の様子を示す
ブロック図である。水分解システム８４は、水分解シス
テム３４（図２参照）と同一のシステムであり、水素エ
ンジン９２で発生する水を水貯蔵装置８３に供給し、反
応容器４７で発生する水素を水素エンジン９２に供給す
るシステムである。図中、４５はキャリアタンク、４６
は水蒸気発生装置、４７は反応容器、４８，４９はヒー
タ、５２は流量計、５３は入力弁、５４は出口弁、５５
はリリース弁、５６は圧力計、５７はマスフローを示
す。 【００２８】図１１は本発明に係る燃料電池式電気自動
車に類似する水素エンジン自動車の水素供給の様子を示
す別実施例のブロック図である。水分解システム９４
は、水分解システム４４（図５参照）と同一のシステム
であり、水素エンジン９２で発生する水を水蒸気発生装
置４６に供給し、反応容器４７で発生する水素を水素エ
ンジン９２に供給するシステムである。 【００２９】尚、実施の形態では図１に示すように、二
次電池として第１のバッテリ２１及び第２のバッテリ２
２を用いたが、これに限るものではなく、二次電池の数
は１個又は３個以上であってもよい。 【００３０】 【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、二次電池を、発電・電動機の始動
用の電源と、燃料電池で発生する水の凍結防止用の電源
と、燃料電池で発生する水蒸気からの水素分離のための
分離用の電源との、三つの用途に用いたので、燃料電池
式電気自動車の利便性の向上を図ることができる。すな
わち、二次電池を、発電・電動機の始動用の電源として
用いることで、寒冷地等の低温環境下においても迅速に
始動させることができる。また、一定距離の走行中に、
燃料電池で発生する水を貯溜する装置を凍結防止用の電
源で温めるとともに、燃料電池で発生する水蒸気からの
水素分離のための装置を分離用の電源で温め、燃料電池
から電気を二次電池に供給可能な安定状態になるまで二
次電池を使用することで、寒冷地等の低温環境下におい
ても良好な走行が可能になる。
電池を搭載し、これらの燃料電池及び二次電池で発電・
電動機を駆動する燃料電池式電気自動車に関する。 【０００２】 【従来の技術】燃料電池式電気自動車として、例えば特
開２０００−１４９９７０公報「電気自動車用発電シス
テム」が知られる。上記技術は、同公報の図１によれ
ば、燃料電池１へ供給する水を貯蔵する水タンク４と、
この水タンク４とは別に設けた補助タンク７と、この補
助タンク７を加熱及び保温するヒータ１１と、燃料電池
１の水の凝結の防止を図るヒータ１５と、これらのヒー
タ１１，１５に給電する補助電源１０（好ましくは、二
次電池）と、を備えた電気自動車用発電システムであ
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記の電気自動車用発
電システムは、始動時に、補助タンク７に貯溜した水を
燃料電池１に供給することで、寒冷地等の低温環境下に
おいても、安定して電気自動車を始動できるようにする
とともに、燃料電池１の水の凝結の防止を図ったもので
ある。しかし、電気自動車を始動するときには、補助電
源１０からヒータ１５に通電を行ない、予め補助タンク
７に貯溜した水を温める必要がある。これでは、電気自
動車を始動するときに時間がかかり、電気自動車の利便
性が損なわれる。すなわち、燃料電池式の電気自動車を
迅速に始動させることのできる技術が望まれる。 【０００４】そこで、本発明の目的は、寒冷地等の低温
環境下においても迅速に始動させることのできる燃料電
池式電気自動車を提供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の燃料電池式電気自動車は、燃料電池及び二
次電池を搭載し、これらの燃料電池及び二次電池で発電
・電動機を駆動する電気自動車において、二次電池を、
発電・電動機の始動用の電源と、燃料電池で発生する水
の凍結防止用の電源と、燃料電池で発生する水蒸気から
の水素分離のための分離用の電源との、三つの用途に用
いたことを特徴とする。 【０００６】二次電池を、発電・電動機の始動用の電源
として用いることで、寒冷地等の低温環境下においても
迅速に始動させることができる。また、一定距離の走行
中に、燃料電池で発生する水を貯溜する装置を凍結防止
用の電源で温めるとともに、燃料電池で発生する水蒸気
からの水素分離のための装置を分離用の電源で温め、燃
料電池から電気を二次電池に供給可能な安定状態になる
まで二次電池を使用する。 【０００７】すなわち、二次電池を、発電・電動機の始
動用の電源、水の凍結防止用の電源、燃料電池で発生す
る水蒸気からの水素分離のための分離用の電源の、三つ
の用途に用いることで、燃料電池式電気自動車の利便性
の向上を図ることができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る燃料電池式電動自動車
の側面図であり、燃料電池式電動自動車１０は、車両１
１のフロア１２廻りに配置した二次電池としての第１の
バッテリ２１及び第２のバッテリ２２と、車両１１を駆
動するとともに発電をする発電・電動機２３（以下、単
に「モータ２３」と略記する）と、エアコン又はカーナ
ビなどの電気機器２４と、運転情報を表示するための表
示装置２５と、空気中の酸素と発生させた水素を反応さ
せることで電気を発生させるために車両１１のフロア１
２に配置した燃料電池３１と、この燃料電池３１に冷却
水を供給するために燃料電池３１の上部に配置した水貯
蔵装置３３と、燃料電池３１に水素を供給するために水
から水素を発生させる水分解システム３４と、水貯蔵装
置３３を保温するための水貯蔵装置用ヒータ３５と、燃
料電池３１から発生する水の凍結防止をするための配管
凍結防止用ヒータ３６と、からなる。 【０００９】表示装置２４は、水貯蔵装置用ヒータ３５
及び配管凍結防止用ヒータ３６をコントロールするコン
トローラ３７を備える。また、図中、１３は前輪、１４
は後輪、１５はボンネット、１６,１７は車両用シート
を示す。 【００１０】燃料電池式電動自動車１０は、第1のバッ
テリ２１からモータ２３に電力を供給するとともに第１
のバッテリ２１にモータ２３で発電した電力を蓄え、第
1のバッテリから電気機器２４に電力を供給し、第１の
バッテリ２１から水分解システム３４に電力を供給し、
第１のバッテリ２１から水貯蔵装置用ヒータ３５及び配
管凍結防止用ヒータ３６に電力を供給し、燃料電池３１
で発生させた電力を第1・第２のバッテリ２１，２２に
供給し、第２のバッテリ２２からモータ２１に電力を供
給し、また、水貯蔵装置３３から燃料電池３１に水を供
給し、燃料電池３１から発生する水を水分解システム３
４に供給し、この水分解システム３４で発生させる水素
を燃料電池に供給するものである。 【００１１】すなわち、燃料電池式電気自動車１０は、
燃料電池３１及び第１・第２のバッテリ２１，２２を搭
載し、これらの燃料電池３１及び第１・第２のバッテリ
２１，２２でモータ２３を駆動する電気自動車におい
て、第１・第２のバッテリ２１，２２のいづれか若しく
は双方を、モータ２１の始動用の電源と、燃料電池３１
で発生する水の凍結防止用の電源と、燃料電池３１で発
生する水蒸気からの水素分離のための分離用の電源と
の、三つの用途に用いたものであると言える。 【００１２】例えば、燃料電池式電気自動車を、寒冷地
等の低温環境下においても迅速に始動させることができ
るとすれば好ましい。そこで、第１のバッテリ２１を、
モータ２３の始動用の電源として用いることで、寒冷地
等の低温環境下においても迅速に始動させることができ
る。また、一定距離の走行中に、燃料電池３１で発生す
る水を貯溜する装置を凍結防止用の電源で温めるととも
に、燃料電池３１で発生する水蒸気からの水素分離のた
めの装置を分離用の電源で温め、燃料電池３１から電気
を第１・第２のバッテリ２１，２２に供給可能な安定状
態になるまで第１・第２のバッテリ２１，２２を使用す
る。 【００１３】すなわち、第１・第２のバッテリ２１,２
２を、モータ２３の始動用の電源と、燃料電池３１で発
生する水の凍結防止用の電源と、燃料電池３１で発生す
る水蒸気からの水素分離のための分離用の電源との、三
つの用途に用いることで、燃料電池式電気自動車１０の
利便性の向上を図ることができる。以下、燃料電池式電
動自動車１０の詳細を述べる。 【００１４】図２は本発明に係る燃料電池式電動自動車
の発電システムを示すブロック図であり、水分解システ
ム３４は、キャリアガスを貯溜するキャリアタンク４５
と、このタンク５５からキャリアガスを供給するととも
に加熱することで水蒸気を発生する水蒸気発生装置４６
と、この水蒸気発生装置４６から水蒸気を供給すること
で水素を発生させるためにゼオライト（シリカ・アルミ
ナ系複合化合物）を充填した反応容器４７と、この反応
容器４７を加熱するために反応容器４７に配置したヒー
タ４８，４９と、から構成する燃料電池式電気自動車１
０（図１参照）は、第２のバッテリ２２を燃料電池３１
で発生する水蒸気からの水素分離のための分離用の電源
に用いたことを示す。 【００１５】図中、５２は水蒸気発生装置４６と反応容
器４７の間に設けた流量計、５３は反応容器５７の入口
に設けた入口弁、５４は反応容器４７の出口に設けた出
口弁、５５は反応容器４７と燃料電池３１の間に設けた
リリース弁、５６は圧力計、５７は水蒸気発生装置４６
と反応容器４７との間に設けたマスフロー、５８，５９
は温度センサである。 【００１６】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る燃料電
池式電動自動車の水貯蔵装置用ヒータ電力供給状態を示
す説明図である。 （ａ）において、起動時の電力供給状態を示し、第1の
バッテリ２１からモータ２３に電力を供給する。第１の
バッテリ２１を、モータ２３の始動用の電源として使用
することを示す。 （ｂ）において、通常走行時の電力供給状態を示し、燃
料電池３１からモータ２３に電力を供給する。 【００１７】（ｃ）において、停止時並びに減速時の電
力供給状態を示す。モータ２３は、発電機として作用
し、発電した電力を第２のバッテリ２２に蓄え、燃料電
池３１で発電した電力は、第１・第２のバッテリ２１，
２２に蓄える。 （ｄ）において、負荷走行時の電力供給状態を示す。負
荷走行時には第１・第２のバッテリ２１、２２の両方か
ら同時に電力を供給し、モータ２３に高トルクを発生さ
せる。 【００１８】図４は本発明に係る燃料電池式電動自動車
の凍結防止作用を示す制御ブロック図である。水貯蔵装
置３３に水貯蔵装置用ヒータ３５を備え、この水貯蔵装
置用ヒータ３５をコントロールするための温度センサ５
８を備え、燃料電池３１から水を排出するための配管に
配管凍結防止用ヒータ３６を設け、この配管凍結防止用
ヒータ３６をコントロールするために温度センサ５９を
備えた。図中、３８は水貯蔵装置用ヒータ３５をオン／
オフするための第１スイッチ、３９は配管凍結防止用ヒ
ータ３６をオン／オフするための第２スイッチであり、
これらの第１・第２スイッチ３８，３９を表示装置２５
（図１参照）に備えたコントローラ３７で制御する。燃
料電池式電気自動車１０は、第２のバッテリ２２を燃料
電池３１で発生する水の凍結防止用の電源として用いた
ことを示す。 【００１９】図５は本発明に係る燃料電池式電気自動車
の水分解システムの別実施例である。なお、水分解シス
テム３４（図２参照）に使用した部品と同一部品は同一
符号を用い詳細な説明は省略する。図中、２２は第２の
バッテリ、３１は燃料電池、３３は水貯蔵装置、４５は
キャリアタンク、４６は水蒸気発生装置、４７は反応容
器、４８，４９はヒータ、５２は流量計、５３は入力
弁、５４は出口弁、５５はリリース弁、５６は圧力計、
５７はマスフローを示し、水分解システム４４は、燃料
電池３１で発生する水を水蒸気発生装置４６に供給する
ようにしたシステムである。 【００２０】図６は本発明に係る第２実施の形態の燃料
電池式電気自動車の側面図である。なお、燃料電池式電
動自動車１０（図１参照）に使用した部品と同一部品は
同一符号を用い詳細な説明は省略する。図中、２１は第
１のバッテリ、２２は第２のバッテリ、２３はモータ、
２５は表示装、３７はコントローラ、３８，３９は第１
・第２スイッチであり、燃料電池式電動自動車６０は、
メタノールタンク６２から改質器６４にメタノールを供
給し、水タンク６３から水を改質器６４に供給し、これ
らのメタノールおよび水から改質器６１で水素を発生さ
せ、この水素を燃料電池６１に供給するとともに空気中
の酸素を燃料電池６１に取入れ、この燃料電池６１で水
素と酸素とを化学反応させることで電気を発生させるよ
うにしたものである。 【００２１】また、燃料電池式電動自動車６０は、起動
時に、第1のバッテリ２１からモータ２３に電力を供給
し、通常走行時に燃料電池６１からモータ２３に電力を
供給し、この時に、燃料電池６１に余剰電力がある場合
には第１・第２のバッテリに余剰電力を蓄え、減速時
に、モータ２３は発電機として作用して回生エネルギと
しての電力を第２のバッテリ２２に蓄える。負荷走行時
には、燃料電池６１及び第１・第２のバッテリ２１、２
２から同時に電力を供給し、モータ２３に高トルクを発
生させる。 【００２２】さらに、燃料電池式電動自動車６０は、水
タンク６３に水タンク用ヒータ６５を備え、この水タン
ク用ヒータ６５をコントロールするための温度センサ６
８を備え、燃料電池３１から水を排出するための配管６
７に配管凍結防止用ヒータ６６を設け、この配管凍結防
止用ヒータ６６をコントロールするために温度センサ６
９を備えた。 【００２３】図７は本発明に係る第２実施の形態の燃料
電池式電気自動車の制御ブロック図であり、燃料電池式
電動自動車６０（図６参照）は、寒冷地で使用する場合
などに、表示装置２５のコントローラ３７で第１スイッ
チ３８をＯＮさせることで、第２のバッテリ２２から水
タンク用ヒータ６５に通電し、水タンク６３を温めて凍
結防止を図るとともに改質器６４に温水を供給すること
で、改質器６４での化学反応（水及びメタノールから水
素を発生させる反応）を補助する役目をなす。また、コ
ントローラ３７で第２スイッチをＯＮさせることで、第
２のバッテリ２２から配管凍結防止用ヒータ６６に通電
し、配管６７内の水を温めて凍結防止を図る。 【００２４】また、水タンク６３は温度センサ６８を備
え、配管６７は温度センサ６９を備えるので、コントロ
ーラ３７での自動温度制御が可能である。 【００２５】図８本発明に係る第３実施の形態の燃料電
池式電気自動車の側面図である。なお、燃料電池式電動
自動車６０（図６参照）に使用した部品と同一部品は同
一符号を用い詳細な説明は省略する。図中、２１は第１
のバッテリ、２２は第２のバッテリ、２３はモータであ
り、燃料電池式電動自動車７０は、水素貯蔵装置７２か
ら直接、水素を燃料電池７１に供給し、空気中の酸素を
燃料電池７１に取入れ、この燃料電池７１で水素と酸素
とを化学反応させることで電気を発生させるようにした
ものである。また、電力の授受の関係は図６に示した燃
料電池式電動自動車６０と同一であり詳細な説明は省略
する。 【００２６】図９は本発明に係る燃料電池式電気自動車
に類似する水素エンジン自動車の側面図であり、水素エ
ンジン自動車８０は、車両８１のフロア８２廻りに配置
した二次電池としてのバッテリ９１と、車両８１を駆動
する水素エンジン９２と、水素エンジン９３に冷却水を
供給する水貯蔵装置８３と、水から水素を発生させる水
分解システム８４と、から構成する。なお、８５はバッ
テリ９１から電力の供給を受けるエアコン又はカーナビ
などの電気機器である。 【００２７】図１０本発明に係る燃料電池式電気自動車
に類似する水素エンジン自動車の水素供給の様子を示す
ブロック図である。水分解システム８４は、水分解シス
テム３４（図２参照）と同一のシステムであり、水素エ
ンジン９２で発生する水を水貯蔵装置８３に供給し、反
応容器４７で発生する水素を水素エンジン９２に供給す
るシステムである。図中、４５はキャリアタンク、４６
は水蒸気発生装置、４７は反応容器、４８，４９はヒー
タ、５２は流量計、５３は入力弁、５４は出口弁、５５
はリリース弁、５６は圧力計、５７はマスフローを示
す。 【００２８】図１１は本発明に係る燃料電池式電気自動
車に類似する水素エンジン自動車の水素供給の様子を示
す別実施例のブロック図である。水分解システム９４
は、水分解システム４４（図５参照）と同一のシステム
であり、水素エンジン９２で発生する水を水蒸気発生装
置４６に供給し、反応容器４７で発生する水素を水素エ
ンジン９２に供給するシステムである。 【００２９】尚、実施の形態では図１に示すように、二
次電池として第１のバッテリ２１及び第２のバッテリ２
２を用いたが、これに限るものではなく、二次電池の数
は１個又は３個以上であってもよい。 【００３０】 【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、二次電池を、発電・電動機の始動
用の電源と、燃料電池で発生する水の凍結防止用の電源
と、燃料電池で発生する水蒸気からの水素分離のための
分離用の電源との、三つの用途に用いたので、燃料電池
式電気自動車の利便性の向上を図ることができる。すな
わち、二次電池を、発電・電動機の始動用の電源として
用いることで、寒冷地等の低温環境下においても迅速に
始動させることができる。また、一定距離の走行中に、
燃料電池で発生する水を貯溜する装置を凍結防止用の電
源で温めるとともに、燃料電池で発生する水蒸気からの
水素分離のための装置を分離用の電源で温め、燃料電池
から電気を二次電池に供給可能な安定状態になるまで二
次電池を使用することで、寒冷地等の低温環境下におい
ても良好な走行が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る燃料電池式電動自動車の側
面図 【図２】発明に係る燃料電池式電動自動車の発電システ
ムを示すブロック図 【図３】本発明に係る燃料電池式電動自動車の水貯蔵装
置用ヒータ電力供給状態を示す説明図 【図４】本発明に係る燃料電池式電動自動車の凍結防止
作用を示す制御ブロック図 【図５】本発明に係る燃料電池式電気自動車の水分解シ
ステムの別実施例 【図６】本発明に係る第２実施の形態の燃料電池式電気
自動車の側面図 【図７】図７は本発明に係る第２実施の形態の燃料電池
式電気自動車の制御ブロック図 【図８】本発明に係る第３実施の形態の燃料電池式電気
自動車の側面図 【図９】本発明に係る燃料電池式電気自動車に類似する
水素エンジン自動車の側面図 【図１０】本発明に係る燃料電池式電気自動車に類似す
る水素エンジン自動車の水素供給の様子を示すブロック
図 【図１１】本発明に係る燃料電池式電気自動車に類似す
る水素エンジン自動車の水素供給の様子を示す別実施例
のブロック図 【符号の説明】 １０，６０，７０…燃料電池式自動車、２１，２２…二
次電池（第１・第２のバッテリ）、２３…発電・電動機
（モータ）、３１，６１，７１…燃料電池。
面図 【図２】発明に係る燃料電池式電動自動車の発電システ
ムを示すブロック図 【図３】本発明に係る燃料電池式電動自動車の水貯蔵装
置用ヒータ電力供給状態を示す説明図 【図４】本発明に係る燃料電池式電動自動車の凍結防止
作用を示す制御ブロック図 【図５】本発明に係る燃料電池式電気自動車の水分解シ
ステムの別実施例 【図６】本発明に係る第２実施の形態の燃料電池式電気
自動車の側面図 【図７】図７は本発明に係る第２実施の形態の燃料電池
式電気自動車の制御ブロック図 【図８】本発明に係る第３実施の形態の燃料電池式電気
自動車の側面図 【図９】本発明に係る燃料電池式電気自動車に類似する
水素エンジン自動車の側面図 【図１０】本発明に係る燃料電池式電気自動車に類似す
る水素エンジン自動車の水素供給の様子を示すブロック
図 【図１１】本発明に係る燃料電池式電気自動車に類似す
る水素エンジン自動車の水素供給の様子を示す別実施例
のブロック図 【符号の説明】 １０，６０，７０…燃料電池式自動車、２１，２２…二
次電池（第１・第２のバッテリ）、２３…発電・電動機
（モータ）、３１，６１，７１…燃料電池。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3D035 AA01 AA03 AA06
5H027 AA02 BA01 BA13 DD03
5H115 PA08 PC06 PG04 PG10 PI14
PI16 PI18 PI29 PU02 QA01
QA04 QA10 QE01 QH01 SE06
TI10 TO05 TR19 TW10 UI35
UI40
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料電池及び二次電池を搭載し、これら
の燃料電池及び二次電池で発電・電動機を駆動する電気
自動車において、 前記二次電池は、前記発電・電動機の始動用の電源と、
前記燃料電池で発生する水の凍結防止用の電源と、前記
燃料電池で発生する水蒸気からの水素分離のための分離
用の電源との、三つの用途に用いたことを特徴とする燃
料電池式電気自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002055946A JP2003257441A (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | 燃料電池式電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002055946A JP2003257441A (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | 燃料電池式電気自動車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003257441A true JP2003257441A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28666657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002055946A Pending JP2003257441A (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-01 | 燃料電池式電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003257441A (ja) |
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-
2002
- 2002-03-01 JP JP2002055946A patent/JP2003257441A/ja active Pending
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