JP2883789B2 - 水素燃料自動車 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水素を燃料として動力を
得る水素燃料自動車に関する。
得る水素燃料自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来構想されている水素燃料自動車を図
２のブロック図に示す。水素吸蔵タンク１００から放出
された水素ガスは水素空気式の燃料電池１０１に送ら
れ、燃料電池１０１は走行用モータ１０２や冷房用圧縮
機１０３やその他の車両用電気負荷（図示せず）に給電
する。燃料電池１０１の排熱は、ポンプ１０４により循
環される温水により水素吸蔵タンク１００に送られ、水
素放出時の吸熱熱量として消費される。
２のブロック図に示す。水素吸蔵タンク１００から放出
された水素ガスは水素空気式の燃料電池１０１に送ら
れ、燃料電池１０１は走行用モータ１０２や冷房用圧縮
機１０３やその他の車両用電気負荷（図示せず）に給電
する。燃料電池１０１の排熱は、ポンプ１０４により循
環される温水により水素吸蔵タンク１００に送られ、水
素放出時の吸熱熱量として消費される。
【０００３】圧縮機１０３は通常の車両用冷房装置と同
様にふっ化物ガスを冷媒とする通常の冷凍サイクル装置
として運転され、これにより蒸発器１０５で吸熱が、コ
ンデンサ１０６で放熱が行われる。
様にふっ化物ガスを冷媒とする通常の冷凍サイクル装置
として運転され、これにより蒸発器１０５で吸熱が、コ
ンデンサ１０６で放熱が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た装置では、以下の問題点が生じた。まず、水素吸蔵タ
ンク１００の水素ガス発生量は燃料電池１０１から水素
吸蔵タンク１００への輸送熱量に依存する一方、燃料電
池１０１の排熱量は発電量すなわち水素消費量に依存す
ることになるので、水素ガス発生量が燃料電池１０１の
温度状態に依存することになり、制御が容易でない。
た装置では、以下の問題点が生じた。まず、水素吸蔵タ
ンク１００の水素ガス発生量は燃料電池１０１から水素
吸蔵タンク１００への輸送熱量に依存する一方、燃料電
池１０１の排熱量は発電量すなわち水素消費量に依存す
ることになるので、水素ガス発生量が燃料電池１０１の
温度状態に依存することになり、制御が容易でない。
【０００５】例えば、車両走行開始時には、燃料電池１
０１は発熱を開始しておらず、開始してもしばらくは燃
料電池１０１からでる温水温度が低く、水素吸蔵タンク
１００は充分な水素ガスを放出できない。また、車両用
冷房装置として従来多用されているふっ化物ガスを冷媒
とする冷凍サイクル装置はフロンによる環境破壊の点で
その使用中止が強く期待されている。
０１は発熱を開始しておらず、開始してもしばらくは燃
料電池１０１からでる温水温度が低く、水素吸蔵タンク
１００は充分な水素ガスを放出できない。また、車両用
冷房装置として従来多用されているふっ化物ガスを冷媒
とする冷凍サイクル装置はフロンによる環境破壊の点で
その使用中止が強く期待されている。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、水素ガス発生量の制御性を向上できるとともに、
フロンを用いず構成が簡単な車両用冷房装置を実現可能
な水素燃料自動車を提供することを、その解決すべき技
術課題としている。
あり、水素ガス発生量の制御性を向上できるとともに、
フロンを用いず構成が簡単な車両用冷房装置を実現可能
な水素燃料自動車を提供することを、その解決すべき技
術課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の水素燃料自動車
は、熱交換器が付設されるとともに金属水素化物を収蔵
する３個以上の吸発熱槽と、水素ガスを圧縮する圧縮機
と、それぞれ弁を介して前記各吸発熱槽と前記圧縮機の
吸入口とを水素ガス移送可能に連結する吸入側移送管路
と、それぞれ弁を介して前記各吸発熱槽と前記圧縮機の
吐出口とを水素ガス移送可能に連結する吐出側移送管路
と、前記各弁を順次に開閉制御して前記各吸発熱槽と前
記両管路のどちらかとの連通を順次切替える制御手段
と、前記吐出側移送管路から弁を介して供給される加圧
水素ガスを燃料として動力を発生する動力源と、を備え
ることを特徴としている。
は、熱交換器が付設されるとともに金属水素化物を収蔵
する３個以上の吸発熱槽と、水素ガスを圧縮する圧縮機
と、それぞれ弁を介して前記各吸発熱槽と前記圧縮機の
吸入口とを水素ガス移送可能に連結する吸入側移送管路
と、それぞれ弁を介して前記各吸発熱槽と前記圧縮機の
吐出口とを水素ガス移送可能に連結する吐出側移送管路
と、前記各弁を順次に開閉制御して前記各吸発熱槽と前
記両管路のどちらかとの連通を順次切替える制御手段
と、前記吐出側移送管路から弁を介して供給される加圧
水素ガスを燃料として動力を発生する動力源と、を備え
ることを特徴としている。
【０００８】動力源として、水素燃料電池や水素エンジ
ンを採用することができる。
ンを採用することができる。
【０００９】
【作用】冷房運転時において、圧縮機が駆動され、圧縮
機は吸入側移送管路から吐出側移送管路へ水素ガスを圧
送する。一部の吸発熱槽は弁を通じて吸入側移送管路へ
水素ガスを放出し、この時生じる冷熱は熱交換器を通じ
て外部に輸送されて空調に供される。他の一部の吸発熱
槽は弁を通じて吐出側移送管路から水素ガスを吸蔵し、
この時生じる発熱は熱交換器を通じて外部に輸送され
る。
機は吸入側移送管路から吐出側移送管路へ水素ガスを圧
送する。一部の吸発熱槽は弁を通じて吸入側移送管路へ
水素ガスを放出し、この時生じる冷熱は熱交換器を通じ
て外部に輸送されて空調に供される。他の一部の吸発熱
槽は弁を通じて吐出側移送管路から水素ガスを吸蔵し、
この時生じる発熱は熱交換器を通じて外部に輸送され
る。
【００１０】制御手段は、各吸発熱槽を吸入側移送管路
及び吐出側移送管路に順次切り換える。動力源は、吐出
側移送管路から供給される水素ガスを燃料として動力を
発生する。冷房運転停止時の一例において、圧縮機が駆
動されて動力源へ水素ガスが供給される一方、水素ガス
を放出する吸発熱槽には外気又は動力源から熱が供給さ
れる。
及び吐出側移送管路に順次切り換える。動力源は、吐出
側移送管路から供給される水素ガスを燃料として動力を
発生する。冷房運転停止時の一例において、圧縮機が駆
動されて動力源へ水素ガスが供給される一方、水素ガス
を放出する吸発熱槽には外気又は動力源から熱が供給さ
れる。
【００１１】冷房運転停止時の一例において、圧縮機も
停止され、動力源へ加圧水素ガスを供給する吸発熱槽に
は動力源から熱が供給される。
停止され、動力源へ加圧水素ガスを供給する吸発熱槽に
は動力源から熱が供給される。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の水素燃料自
動車では、動力源が圧縮機加圧型水素吸蔵放出式空調装
置の吐出側移送管路から加圧水素ガスを供給される構成
を採用しているので、吸発熱槽からの水素ガス放出量が
燃料電池の排熱に依存する従来方式と比べて、以下の効
果を奏する。
動車では、動力源が圧縮機加圧型水素吸蔵放出式空調装
置の吐出側移送管路から加圧水素ガスを供給される構成
を採用しているので、吸発熱槽からの水素ガス放出量が
燃料電池の排熱に依存する従来方式と比べて、以下の効
果を奏する。
【００１３】第一に、圧縮機により吸発熱槽から水素ガ
スを吸引するので、動力源の排熱温度による水素ガス放
出量の変動を抑止でき、更に、吸発熱槽の温度が低くて
も充分な量の水素ガスを放出することができ、動力源に
供給する水素ガス流量の安定制御を実現することができ
る。例えば、走行開始時において動力源として採用した
燃料電池が低温の場合においても、圧縮機駆動により充
分な水素ガス供給が実現できる。
スを吸引するので、動力源の排熱温度による水素ガス放
出量の変動を抑止でき、更に、吸発熱槽の温度が低くて
も充分な量の水素ガスを放出することができ、動力源に
供給する水素ガス流量の安定制御を実現することができ
る。例えば、走行開始時において動力源として採用した
燃料電池が低温の場合においても、圧縮機駆動により充
分な水素ガス供給が実現できる。
【００１４】第二に、燃料供給圧縮機で、冷房装置など
の車両空調装置の圧縮機を共用することができる。第三
に、車両用空調装置としてふっ素化合物ガスを採用しな
いので、環境悪化を防止できる。第四に３個以上の吸発
熱槽を有するので燃料電池や水素エンジンの水素消費量
に関わらず吸発熱槽は安定して水素を放出することがで
き、冷房出力が安定化できる。
の車両空調装置の圧縮機を共用することができる。第三
に、車両用空調装置としてふっ素化合物ガスを採用しな
いので、環境悪化を防止できる。第四に３個以上の吸発
熱槽を有するので燃料電池や水素エンジンの水素消費量
に関わらず吸発熱槽は安定して水素を放出することがで
き、冷房出力が安定化できる。
【００１５】
【実施例】本発明の装置の一実施例を図１に示すブロッ
ク図を参照して説明する。１は走行用のモータであり、
燃料電池（本発明でいう動力源）２の出力端から電源ラ
インＬを通じて給電されている。燃料電池２の内部は多
数のセルが直列接続されて所要電圧が出力可能となって
いる。電源ラインＬは補助バッテリ３の高位端及びモー
タＭ１、Ｍ２に接続されており、モータＭ１は空気圧縮
機４を駆動し、モータＭ２は水素ガス圧縮用の圧縮機７
を駆動する。空気圧縮機４は外気を所要圧力（数気圧）
に加圧して燃料電池２の酸素室（図示せず）に供給す
る。この酸素室中にて酸素含有率が減少した空気は所定
の流量調整手段（図示せず）を通じて外気に排出され
る。
ク図を参照して説明する。１は走行用のモータであり、
燃料電池（本発明でいう動力源）２の出力端から電源ラ
インＬを通じて給電されている。燃料電池２の内部は多
数のセルが直列接続されて所要電圧が出力可能となって
いる。電源ラインＬは補助バッテリ３の高位端及びモー
タＭ１、Ｍ２に接続されており、モータＭ１は空気圧縮
機４を駆動し、モータＭ２は水素ガス圧縮用の圧縮機７
を駆動する。空気圧縮機４は外気を所要圧力（数気圧）
に加圧して燃料電池２の酸素室（図示せず）に供給す
る。この酸素室中にて酸素含有率が減少した空気は所定
の流量調整手段（図示せず）を通じて外気に排出され
る。
【００１６】５は水素ガス輸送用の吸入側移送管路であ
り、６は水素ガス輸送用の吐出側移送管路であり、７は
吸入側移送管路５から吸入した水素ガスを約１０気圧に
加圧して吐出側移送管路６に吐出する圧縮機である。４
０は流量調整弁又は圧力調整弁であり、その開度に応じ
て吐出側移送管路６から燃料電池２の水素室（図示せ
ず）に必要電力に応じた水素ガス流量が所要圧力（数気
圧）に減圧されて供給される。
り、６は水素ガス輸送用の吐出側移送管路であり、７は
吸入側移送管路５から吸入した水素ガスを約１０気圧に
加圧して吐出側移送管路６に吐出する圧縮機である。４
０は流量調整弁又は圧力調整弁であり、その開度に応じ
て吐出側移送管路６から燃料電池２の水素室（図示せ
ず）に必要電力に応じた水素ガス流量が所要圧力（数気
圧）に減圧されて供給される。
【００１７】８ａは水素ガスを各吸発熱槽１１〜１８に
個別に導入制御する電磁開閉弁（本発明でいう弁）であ
り、各吸発熱槽１１〜１８毎に付設されている。そし
て、吐出側移送管路６の水素ガスは弁８ａ及び弁８ａと
直列接続された逆止弁を通じて各吸発熱槽１１〜１８に
導入される。各吸発熱槽１１〜１８にはＬａＮｉ5 ・Ｍ
ｍＮｉ5 （Ｍｍはミツシュメタル）、ＦｅＴｉなどの金
属水素化物が収蔵されている。これらの金属水素化物
は、脱水素化反応により吸熱し、水素化反応により発熱
するものとして周知である。弁８ｂは各吸発熱槽１１〜
１８から放出された水素ガスを吸入側移送管路５に個別
に導出制御する電磁開閉弁（本発明でいう弁）であり、
各吸発熱槽１１〜１８毎に付設されている。そして、各
吸発熱槽１１〜１８は弁８ｂを通じて吸入側移送管路５
に水素を放出する。
個別に導入制御する電磁開閉弁（本発明でいう弁）であ
り、各吸発熱槽１１〜１８毎に付設されている。そし
て、吐出側移送管路６の水素ガスは弁８ａ及び弁８ａと
直列接続された逆止弁を通じて各吸発熱槽１１〜１８に
導入される。各吸発熱槽１１〜１８にはＬａＮｉ5 ・Ｍ
ｍＮｉ5 （Ｍｍはミツシュメタル）、ＦｅＴｉなどの金
属水素化物が収蔵されている。これらの金属水素化物
は、脱水素化反応により吸熱し、水素化反応により発熱
するものとして周知である。弁８ｂは各吸発熱槽１１〜
１８から放出された水素ガスを吸入側移送管路５に個別
に導出制御する電磁開閉弁（本発明でいう弁）であり、
各吸発熱槽１１〜１８毎に付設されている。そして、各
吸発熱槽１１〜１８は弁８ｂを通じて吸入側移送管路５
に水素を放出する。
【００１８】また、空調のために、冷却水ポンプＰ１と
冷水（又はブライン）ポンプＰ２とが配設されており、
冷却水ポンプＰ１は冷却水管路９１から吸入した冷却水
をラジエータ９２に送り、ラジエータ９２で冷却された
冷却水は冷却水管路９３に送られる。冷水ポンプＰ２は
冷水管路９４から吸入した冷水を電磁三方弁９５、蓄熱
槽９６、電磁三方弁９７を通じて冷却用空調器９８に送
り、空調器９８で加温された冷水は冷却水管路９９に送
られる。
冷水（又はブライン）ポンプＰ２とが配設されており、
冷却水ポンプＰ１は冷却水管路９１から吸入した冷却水
をラジエータ９２に送り、ラジエータ９２で冷却された
冷却水は冷却水管路９３に送られる。冷水ポンプＰ２は
冷水管路９４から吸入した冷水を電磁三方弁９５、蓄熱
槽９６、電磁三方弁９７を通じて冷却用空調器９８に送
り、空調器９８で加温された冷水は冷却水管路９９に送
られる。
【００１９】９ａは電磁三方弁であって、各吸発熱槽１
１〜１８毎に付設されており、各電磁三方弁９ａは管路
９３、９９の一方と各吸発熱槽１１〜１８に内蔵された
熱交換器１１ａ〜１８ａの流入口とを接続する。９ｂも
電磁三方弁であって、各吸発熱槽１１〜１８毎に付設さ
れており、各電磁三方弁９ｂは管路９１、９４の一方と
各吸発熱槽１１〜１８に内蔵された熱交換器１１ａ〜１
８ａの流出口とを接続する。
１〜１８毎に付設されており、各電磁三方弁９ａは管路
９３、９９の一方と各吸発熱槽１１〜１８に内蔵された
熱交換器１１ａ〜１８ａの流入口とを接続する。９ｂも
電磁三方弁であって、各吸発熱槽１１〜１８毎に付設さ
れており、各電磁三方弁９ｂは管路９１、９４の一方と
各吸発熱槽１１〜１８に内蔵された熱交換器１１ａ〜１
８ａの流出口とを接続する。
【００２０】２ａは燃料電池２に内蔵された熱交換器で
あって、電磁三方弁９ｃを通じて管路９３、９９に接続
され、電磁三方弁９ｄを通じて管路９１、９４に接続さ
れている。コントローラ（本発明でいう制御手段）１０
はマイコンを内蔵しており、走行モータ１、圧縮機７、
ポンプＰ１、Ｐ２などの回転機器の駆動制御、弁４０の
開度制御、各弁８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ、９ｃ，９ｄの
開閉制御を行う。
あって、電磁三方弁９ｃを通じて管路９３、９９に接続
され、電磁三方弁９ｄを通じて管路９１、９４に接続さ
れている。コントローラ（本発明でいう制御手段）１０
はマイコンを内蔵しており、走行モータ１、圧縮機７、
ポンプＰ１、Ｐ２などの回転機器の駆動制御、弁４０の
開度制御、各弁８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ、９ｃ，９ｄの
開閉制御を行う。
【００２１】以下、上記した空調−走行駆動系の各種動
作モードを以下に説明する。 （冷房−発電モード）ただし説明を簡単にするために、
コントローラ１０は、定期的に弁８ａ〜９ｄを開閉する
ものとし、圧縮機４、７、ポンプＰ１、Ｐ２は所望回転
数で駆動されているものとする。
作モードを以下に説明する。 （冷房−発電モード）ただし説明を簡単にするために、
コントローラ１０は、定期的に弁８ａ〜９ｄを開閉する
ものとし、圧縮機４、７、ポンプＰ１、Ｐ２は所望回転
数で駆動されているものとする。
【００２２】まず、冷房動作を説明する。ここでは、吸
発熱槽１１は水素吸蔵槽として作動し、吸発熱槽１２が
水素放出槽として作動するものとする。吸発熱槽１１に
付設の弁８ａと吸発熱槽１２に付設の弁８ｂが開弁さ
れ、他の各弁８ａ、８ｂは閉弁される。そして、吸発熱
槽１２に付設の弁９ａ、９ｂは熱交換器１２ａと冷水管
路９４、９９とを連通し、残りの各弁９ａ、９ｂは他の
熱交換器１１ａ、１３ａ〜１８ａと冷却水管路９１、９
３とを連通する。
発熱槽１１は水素吸蔵槽として作動し、吸発熱槽１２が
水素放出槽として作動するものとする。吸発熱槽１１に
付設の弁８ａと吸発熱槽１２に付設の弁８ｂが開弁さ
れ、他の各弁８ａ、８ｂは閉弁される。そして、吸発熱
槽１２に付設の弁９ａ、９ｂは熱交換器１２ａと冷水管
路９４、９９とを連通し、残りの各弁９ａ、９ｂは他の
熱交換器１１ａ、１３ａ〜１８ａと冷却水管路９１、９
３とを連通する。
【００２３】このようにすれば、吸発熱槽１２から吸入
側移送管路５へ水素ガスが放出され、圧縮機７はそれを
加圧して吐出側移送管路６に吐出し、吐出側移送管路６
の水素ガスは吸発熱槽１１に吸蔵される。吸発熱槽１２
の冷熱はポンプＰ２により蓄熱槽９６を通じて空調器９
８に送られて車室空気を冷却し、吸発熱槽１１の発熱は
ポンプＰ１によりラジエータ９２に送られて外気に放出
される。
側移送管路５へ水素ガスが放出され、圧縮機７はそれを
加圧して吐出側移送管路６に吐出し、吐出側移送管路６
の水素ガスは吸発熱槽１１に吸蔵される。吸発熱槽１２
の冷熱はポンプＰ２により蓄熱槽９６を通じて空調器９
８に送られて車室空気を冷却し、吸発熱槽１１の発熱は
ポンプＰ１によりラジエータ９２に送られて外気に放出
される。
【００２４】次に、発電動作について説明する。弁４０
は高圧（約１０気圧）の吐出側移送管路６から抽気し、
所望気圧まで減圧して燃料電池２に供給する。燃料電池
２は供給された水素ガス及び酸素ガスの電池反応により
発電した電力を走行モータ１に給電し、残余の電力を各
種車両用電気負荷及び補助バッテリ３に給電する。な
お、燃料電池２の負荷変動に伴う発電電力の制御は主と
して弁４０の開度調節にて行う。また、熱交換器２ａは
電磁三方弁９ｃ，９ｄを通じて管路９１、９３に連通
し、燃料電池２の発熱熱量はラジエータ９２に放熱され
る。
は高圧（約１０気圧）の吐出側移送管路６から抽気し、
所望気圧まで減圧して燃料電池２に供給する。燃料電池
２は供給された水素ガス及び酸素ガスの電池反応により
発電した電力を走行モータ１に給電し、残余の電力を各
種車両用電気負荷及び補助バッテリ３に給電する。な
お、燃料電池２の負荷変動に伴う発電電力の制御は主と
して弁４０の開度調節にて行う。また、熱交換器２ａは
電磁三方弁９ｃ，９ｄを通じて管路９１、９３に連通
し、燃料電池２の発熱熱量はラジエータ９２に放熱され
る。
【００２５】次に、吸発熱槽１２が空になった場合、吸
発熱槽１２に付設の弁８ｂが閉弁され、吸発熱槽１３に
付設の弁８ｂが開弁される。また、吸発熱槽１３付設の
弁９ａ、９ｂが熱交換器１３ａと冷水管路９４、９９と
を連通し、残りの各弁９ａ、９ｂは他の熱交換器１１
ａ、１２ａ、１４ａ〜１８ａと冷却水管路９１、９３と
を連通する。これにより、吸発熱槽１３が水素放出槽と
して作動する。なお、上記の空になったことの検出は槽
内温度又は圧力又は管路温度又は圧力又は水素ガス流量
の検出により実施できる。
発熱槽１２に付設の弁８ｂが閉弁され、吸発熱槽１３に
付設の弁８ｂが開弁される。また、吸発熱槽１３付設の
弁９ａ、９ｂが熱交換器１３ａと冷水管路９４、９９と
を連通し、残りの各弁９ａ、９ｂは他の熱交換器１１
ａ、１２ａ、１４ａ〜１８ａと冷却水管路９１、９３と
を連通する。これにより、吸発熱槽１３が水素放出槽と
して作動する。なお、上記の空になったことの検出は槽
内温度又は圧力又は管路温度又は圧力又は水素ガス流量
の検出により実施できる。
【００２６】次に、吸発熱槽１１へ水素ガスが満充填さ
れた場合、吸発熱槽１１に付設の弁８ａが閉弁され、吸
発熱槽１２に付設の弁８ａが開弁される。これにより、
吸発熱槽１２が水素吸蔵槽として作動する。なお、上記
の満充填の検出は槽内温度又は圧力又は管路温度又は圧
力又は水素ガス流量の検出により実施できる。次に、吸
発熱槽１２へ水素ガスが満充填された場合や、吸発熱槽
１３が空になった場合にも、上記と同様の手順で吸発熱
槽１３が水素吸蔵槽として作動し、吸発熱槽１４が水素
放出槽として作動する。以下、順次、各吸発熱槽１１〜
１８が順次水素吸蔵、水素放出を順次実施して冷熱発生
を行う。
れた場合、吸発熱槽１１に付設の弁８ａが閉弁され、吸
発熱槽１２に付設の弁８ａが開弁される。これにより、
吸発熱槽１２が水素吸蔵槽として作動する。なお、上記
の満充填の検出は槽内温度又は圧力又は管路温度又は圧
力又は水素ガス流量の検出により実施できる。次に、吸
発熱槽１２へ水素ガスが満充填された場合や、吸発熱槽
１３が空になった場合にも、上記と同様の手順で吸発熱
槽１３が水素吸蔵槽として作動し、吸発熱槽１４が水素
放出槽として作動する。以下、順次、各吸発熱槽１１〜
１８が順次水素吸蔵、水素放出を順次実施して冷熱発生
を行う。
【００２７】なお、蓄熱槽９６は吸発熱槽１１〜１８に
よる冷熱発生量と空調器９８の冷熱要求量との一時的な
不均衡を改善するために設けたものであるが、省略も可
能である。また、余剰冷熱の貯蔵又は不足冷熱の発生が
不要な場合は、電磁三方弁９５、９７の切替えにより蓄
熱槽９６を迂回して冷水を循環してもよい。 （冷暖房−非発電モード）次に、例えば走行モータ１の
停止時など、燃料電池２の発電停止時には、弁４０を閉
とし、圧縮機４を停止すればよい。
よる冷熱発生量と空調器９８の冷熱要求量との一時的な
不均衡を改善するために設けたものであるが、省略も可
能である。また、余剰冷熱の貯蔵又は不足冷熱の発生が
不要な場合は、電磁三方弁９５、９７の切替えにより蓄
熱槽９６を迂回して冷水を循環してもよい。 （冷暖房−非発電モード）次に、例えば走行モータ１の
停止時など、燃料電池２の発電停止時には、弁４０を閉
とし、圧縮機４を停止すればよい。
【００２８】（冷暖房停止−発電モードの一例）次に、
冷暖房停止時における発電動作の一例について説明す
る。この場合には、原則的にはポンプＰ１，Ｐ２は停止
され、各吸発熱槽１１〜１８の内、空でない槽から放出
された水素ガスが圧縮機７、吐出側移送管路６及び弁４
０を通じて燃料電池２に送られる。
冷暖房停止時における発電動作の一例について説明す
る。この場合には、原則的にはポンプＰ１，Ｐ２は停止
され、各吸発熱槽１１〜１８の内、空でない槽から放出
された水素ガスが圧縮機７、吐出側移送管路６及び弁４
０を通じて燃料電池２に送られる。
【００２９】このモードは燃料電池２が冷却状態の場合
などに好適である。 （冷暖房停止−発電モードの他例）次に、冷暖房停止時
における発電動作の他例について説明する。この場合に
は、ポンプＰ１を運転し、ポンプＰ２及び圧縮機７を停
止する。吸発熱槽１１〜１８のどれかから吐出側移送管
路６側に放出された水素ガスは弁４０を通じて燃料電池
２に供給される。燃料電池２で生じた発熱は熱交換器２
ａを通じてラジエータ９２に循環される。この時、水素
ガスを放出している上記吸発熱槽に内蔵の熱交換器は弁
９ａ、９ｂの切替により管路９１、９３に接続され、こ
れにより熱交換器２ａで受熱した熱量の一部は上記水素
放出槽に供給される。なお、この場合、ラジエータ９２
にもバイパス管路を追加し、このバイパス管路の流量を
制御することにより、熱交換器２ａで受熱した熱量をラ
ジエータ９２で放熱せず、なるべく上記水素放出槽に供
給することが好ましい。
などに好適である。 （冷暖房停止−発電モードの他例）次に、冷暖房停止時
における発電動作の他例について説明する。この場合に
は、ポンプＰ１を運転し、ポンプＰ２及び圧縮機７を停
止する。吸発熱槽１１〜１８のどれかから吐出側移送管
路６側に放出された水素ガスは弁４０を通じて燃料電池
２に供給される。燃料電池２で生じた発熱は熱交換器２
ａを通じてラジエータ９２に循環される。この時、水素
ガスを放出している上記吸発熱槽に内蔵の熱交換器は弁
９ａ、９ｂの切替により管路９１、９３に接続され、こ
れにより熱交換器２ａで受熱した熱量の一部は上記水素
放出槽に供給される。なお、この場合、ラジエータ９２
にもバイパス管路を追加し、このバイパス管路の流量を
制御することにより、熱交換器２ａで受熱した熱量をラ
ジエータ９２で放熱せず、なるべく上記水素放出槽に供
給することが好ましい。
【００３０】（暖房−発電モードの一例）この場合に
は、上記した冷暖房停止−発電モードの他例と同じく、
電磁三方弁９ｃ，９ｄを冷水管路９３、９４側に切り換
える。そして、ポンプＰ１を停止し、ポンプＰ２を運転
する。このようにすれば、熱交換器２の受熱量を空調器
９８及び水素放出槽に供給することができる。
は、上記した冷暖房停止−発電モードの他例と同じく、
電磁三方弁９ｃ，９ｄを冷水管路９３、９４側に切り換
える。そして、ポンプＰ１を停止し、ポンプＰ２を運転
する。このようにすれば、熱交換器２の受熱量を空調器
９８及び水素放出槽に供給することができる。
【００３１】（暖房−発電モードの他例）この場合に
は、上記した冷暖房停止−発電モードの一例と同じく、
各電磁三方弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの切替制御によ
り、熱交換器２の受熱量を空調器９８及び水素放出槽に
供給するとともに、水素吸蔵槽の発熱熱量も空調器に供
給する。ただこの場合、ポンプＰ１を運転するとともに
水素放出槽付設の弁９ａ，９ｂを管路９１、９３側に切
り換えて、水素放出槽の必要吸熱量をラジエータ９２を
通じて外気から吸熱できるようにする。なお、燃料電池
２及び水素吸蔵槽の発生熱量が余剰の場合はそれを利用
することもできる。
は、上記した冷暖房停止−発電モードの一例と同じく、
各電磁三方弁９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの切替制御によ
り、熱交換器２の受熱量を空調器９８及び水素放出槽に
供給するとともに、水素吸蔵槽の発熱熱量も空調器に供
給する。ただこの場合、ポンプＰ１を運転するとともに
水素放出槽付設の弁９ａ，９ｂを管路９１、９３側に切
り換えて、水素放出槽の必要吸熱量をラジエータ９２を
通じて外気から吸熱できるようにする。なお、燃料電池
２及び水素吸蔵槽の発生熱量が余剰の場合はそれを利用
することもできる。
【００３２】（暖房−発電停止モード）この場合には、
圧縮機７、ポンプＰ１、Ｐ２が運転され、各吸発熱槽１
１〜１８が水素吸蔵槽、水素放出槽として上記と同様に
順次切替え制御される。そして、水素放出槽の吸熱熱量
はラジエータ９２から供給され、水素吸蔵槽の発生熱量
は空調器９８に供給される。
圧縮機７、ポンプＰ１、Ｐ２が運転され、各吸発熱槽１
１〜１８が水素吸蔵槽、水素放出槽として上記と同様に
順次切替え制御される。そして、水素放出槽の吸熱熱量
はラジエータ９２から供給され、水素吸蔵槽の発生熱量
は空調器９８に供給される。
【００３３】以上説明したように本発明の水素燃料自動
車では、共通の装置構成で冷暖房システムと燃料電池発
電システムとを実現しているので、それらを別個に構成
した場合に比べて装置構成が簡単となり、しかも燃料電
池２への水素ガス供給量を安定制御することができ、ふ
っ素化合物ガスの使用を回避することもできる。
車では、共通の装置構成で冷暖房システムと燃料電池発
電システムとを実現しているので、それらを別個に構成
した場合に比べて装置構成が簡単となり、しかも燃料電
池２への水素ガス供給量を安定制御することができ、ふ
っ素化合物ガスの使用を回避することもできる。
【図１】本発明の装置の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】従来の装置を示すブロック図である。
２は燃料電池（本発明でいう動力源）、５は吸入側移送
管路、６は吐出側移送管路、７は圧縮機、８ａ、８ｂは
電磁開閉弁（本発明でいう弁）、９ａ，９ｂは電磁三方
弁、１０はコントローラ（本発明でいう制御手段）、１
１〜１８は吸発熱槽。
管路、６は吐出側移送管路、７は圧縮機、８ａ、８ｂは
電磁開閉弁（本発明でいう弁）、９ａ，９ｂは電磁三方
弁、１０はコントローラ（本発明でいう制御手段）、１
１〜１８は吸発熱槽。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｒ (72)発明者 三浦 正芳 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 藤田 信雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 青木 博史 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 三井 宏之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02B 43/10 F02M 21/02
Claims (1)
- 【請求項１】熱交換器が付設されるとともに金属水素化
物を収蔵する３個以上の吸発熱槽と、 水素ガスを圧縮する圧縮機と、 それぞれ弁を介して前記各吸発熱槽と前記圧縮機の吸入
口とを水素ガス移送可能に連結する吸入側移送管路と、 それぞれ弁を介して前記各吸発熱槽と前記圧縮機の吐出
口とを水素ガス移送可能に連結する吐出側移送管路と、 前記各弁を順次に開閉制御して前記各吸発熱槽と前記両
管路のどちらかとの連通を順次切替える制御手段と、 前記吐出側移送管路から弁を介して供給される加圧水素
ガスを燃料として動力を発生する動力源と、 を備えることを特徴とする水素燃料自動車。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5196514A JP2883789B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 水素燃料自動車 |
| US08/286,191 US5678410A (en) | 1993-08-06 | 1994-08-05 | Combined system of fuel cell and air-conditioning apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5196514A JP2883789B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 水素燃料自動車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749037A JPH0749037A (ja) | 1995-02-21 |
| JP2883789B2 true JP2883789B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=16359016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5196514A Expired - Fee Related JP2883789B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 水素燃料自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2883789B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4213267B2 (ja) | 1998-09-25 | 2009-01-21 | 株式会社豊田自動織機 | 水素吸蔵タンク装置 |
| AT407316B (de) * | 1999-03-23 | 2001-02-26 | Vaillant Gmbh | Verdichtersteuerung für eine brennstoffzellenanordnung |
| JP3220438B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2001-10-22 | 株式会社日立製作所 | 燃料電池発電システム |
| KR100644263B1 (ko) * | 2000-11-16 | 2006-11-10 | 한라공조주식회사 | 수소전지용 전기자동차의 공조장치 |
| KR100689335B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2007-03-08 | 주식회사 엘지이아이 | 연료전지를 이용한 냉난방 장치 |
| CN114962993A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-08-30 | 北京未来氢能科技有限公司 | 储氢燃料电池空调***及加氢设备 |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP5196514A patent/JP2883789B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0749037A (ja) | 1995-02-21 |
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