JP2000088196A - 車載用水素吸蔵合金システム - Google Patents
車載用水素吸蔵合金システムInfo
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- storage alloy
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- 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
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 現実の使用に足る車載用の水素吸蔵合金シス
テムを提供する。 【構成】 水素吸蔵合金へ水素を充填するときに要求さ
れる水素吸蔵合金の冷却が冷却手段を作動させることに
より実行される。また、水素吸蔵合金から水素を放出さ
せるときに要求される水素吸蔵合金の冷却は冷却手段を
作動させることにより実行される。よって、この水素吸
蔵合金を車輌に搭載したまま、即ちオンボードの状態で
水素吸蔵合金に水素を充填することができる。そして、
水素吸蔵合金の水素を燃料電池等へ放出する。
テムを提供する。 【構成】 水素吸蔵合金へ水素を充填するときに要求さ
れる水素吸蔵合金の冷却が冷却手段を作動させることに
より実行される。また、水素吸蔵合金から水素を放出さ
せるときに要求される水素吸蔵合金の冷却は冷却手段を
作動させることにより実行される。よって、この水素吸
蔵合金を車輌に搭載したまま、即ちオンボードの状態で
水素吸蔵合金に水素を充填することができる。そして、
水素吸蔵合金の水素を燃料電池等へ放出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は車載用水素吸蔵合金シ
ステムに関する。
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今、エコロジーの観点から燃料ガスと
して水素ガスを用いた燃料電池駆動の車輌の開発が望ま
れている。この水素ガスの貯蔵用タンクとして、容積に
対する水素ガスの充填量や安全性等の見地から水素吸蔵
合金を用いるものが提案されている。
して水素ガスを用いた燃料電池駆動の車輌の開発が望ま
れている。この水素ガスの貯蔵用タンクとして、容積に
対する水素ガスの充填量や安全性等の見地から水素吸蔵
合金を用いるものが提案されている。
【０００３】水素吸蔵合金は使用環境温度や周囲水素分
圧で可逆的に水素を放出する。水素吸蔵合金より水素を
放出する過程は吸熱反応であり、他方水素を吸蔵する過
程は発熱反応である。このような水素吸蔵合金を車輌用
の燃料電池システムの水素ガス源として利用する例が特
開平７―１９２７４３号公報に開示されている。上記の
特許公報に開示のシステムでは、水素吸蔵合金より水素
を効率よく放出させるために燃料電池の発電反応に伴う
熱を利用している。
圧で可逆的に水素を放出する。水素吸蔵合金より水素を
放出する過程は吸熱反応であり、他方水素を吸蔵する過
程は発熱反応である。このような水素吸蔵合金を車輌用
の燃料電池システムの水素ガス源として利用する例が特
開平７―１９２７４３号公報に開示されている。上記の
特許公報に開示のシステムでは、水素吸蔵合金より水素
を効率よく放出させるために燃料電池の発電反応に伴う
熱を利用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の特許公報に開示
のシステムによれば確かに水素吸蔵合金から効率よく水
素を放出することができる。しかし、このシステムで
は、水素吸蔵合金に水素を充填することについては何ら
注目していない。燃料電池駆動の実用的な車輌において
水素の消費量を想定した場合、水素吸蔵合金のタンクに
は相当の容積（重量）が必要になる。従って、水素吸蔵
合金タンクを着脱自在なカセット式として順次取り替え
ていくことは現実的でない。
のシステムによれば確かに水素吸蔵合金から効率よく水
素を放出することができる。しかし、このシステムで
は、水素吸蔵合金に水素を充填することについては何ら
注目していない。燃料電池駆動の実用的な車輌において
水素の消費量を想定した場合、水素吸蔵合金のタンクに
は相当の容積（重量）が必要になる。従って、水素吸蔵
合金タンクを着脱自在なカセット式として順次取り替え
ていくことは現実的でない。
【０００５】ガソリンエンジンを搭載した車輌と同様
に、水素吸蔵合金を有する貯蔵用のタンクを車輌に搭載
しておいて、水素残量が少なくなった時点でスタンド等
の外部水素源のあるところに立ち寄り、水素を補充する
方式が現実的である。しかるに、従来かかるオンボード
の水素吸蔵合金システムについて十分な検討がなされて
きていなかった。そこでこの発明は、現実の使用に足る
車載用の水素吸蔵合金システムを提供することを目的と
する。
に、水素吸蔵合金を有する貯蔵用のタンクを車輌に搭載
しておいて、水素残量が少なくなった時点でスタンド等
の外部水素源のあるところに立ち寄り、水素を補充する
方式が現実的である。しかるに、従来かかるオンボード
の水素吸蔵合金システムについて十分な検討がなされて
きていなかった。そこでこの発明は、現実の使用に足る
車載用の水素吸蔵合金システムを提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明はかかる目的を
達成すべきなされた車載用水素吸蔵合金システムであ
る。その構成は次のとおりである。車輌に搭載される水
素吸蔵合金と、該水素吸蔵合金に対し熱媒体を循環させ
て該熱媒体と前記水素吸蔵合金とで熱交換を行う熱媒体
循環系と、該熱媒体を冷却する冷却手段と、該熱媒体を
加熱する加熱手段と、を備え、前記水素吸蔵合金に水素
を充填するときに前記冷却手段を、前記水素吸蔵合金か
ら水素を放出させるときに前記加熱手段をそれぞれ選択
的に作動させる、車載用水素吸蔵合金システム。
達成すべきなされた車載用水素吸蔵合金システムであ
る。その構成は次のとおりである。車輌に搭載される水
素吸蔵合金と、該水素吸蔵合金に対し熱媒体を循環させ
て該熱媒体と前記水素吸蔵合金とで熱交換を行う熱媒体
循環系と、該熱媒体を冷却する冷却手段と、該熱媒体を
加熱する加熱手段と、を備え、前記水素吸蔵合金に水素
を充填するときに前記冷却手段を、前記水素吸蔵合金か
ら水素を放出させるときに前記加熱手段をそれぞれ選択
的に作動させる、車載用水素吸蔵合金システム。
【０００７】このように構成された水素吸蔵合金システ
ムによれば、水素吸蔵合金へ水素を充填するときに要求
される水素吸蔵合金の冷却が冷却手段を作動させること
により実行される。また、水素吸蔵合金から水素を放出
させるときに要求される水素吸蔵合金の加熱は加熱手段
を作動させることにより実行される。よって、この水素
吸蔵合金を車輌に搭載したまま、即ちオンボードの状態
で水素吸蔵合金に水素を充填することができる。そし
て、水素吸蔵合金の水素を燃料電池等へ放出する。実施
例では、水素吸蔵合金から放出された水素ガスを燃料電
池へ供給したが、この水素ガスを水素エンジンに供給す
ることも勿論可能である。
ムによれば、水素吸蔵合金へ水素を充填するときに要求
される水素吸蔵合金の冷却が冷却手段を作動させること
により実行される。また、水素吸蔵合金から水素を放出
させるときに要求される水素吸蔵合金の加熱は加熱手段
を作動させることにより実行される。よって、この水素
吸蔵合金を車輌に搭載したまま、即ちオンボードの状態
で水素吸蔵合金に水素を充填することができる。そし
て、水素吸蔵合金の水素を燃料電池等へ放出する。実施
例では、水素吸蔵合金から放出された水素ガスを燃料電
池へ供給したが、この水素ガスを水素エンジンに供給す
ることも勿論可能である。
【０００８】上記において、水素吸蔵合金は特に限定さ
れないが、例えば、Ｔｉ−Ｆｅ系、Ｍｇ系、Ｌａ−Ｎｉ
系等を用いることができる。
れないが、例えば、Ｔｉ−Ｆｅ系、Ｍｇ系、Ｌａ−Ｎｉ
系等を用いることができる。
【０００９】熱媒体も特に限定されないが、コスト等の
見地から水を用いることが好ましい。熱媒体を冷却する
手段として、当該熱媒体を循環させる熱交換器とこれを
強制的に冷却するファン等の冷却機が用いられる。その
他、車輌室内のエアコンの冷却機能を用いてこの熱媒体
を冷却することもできる（特開平７―１８６７１１号公
報参照）。熱媒体を加熱する手段として実施例では電熱
ヒータを用いた。冷却手段と同様に車輌室内のエアコン
の暖房機能を用いてこの熱媒体を加熱することとするこ
ともできる。
見地から水を用いることが好ましい。熱媒体を冷却する
手段として、当該熱媒体を循環させる熱交換器とこれを
強制的に冷却するファン等の冷却機が用いられる。その
他、車輌室内のエアコンの冷却機能を用いてこの熱媒体
を冷却することもできる（特開平７―１８６７１１号公
報参照）。熱媒体を加熱する手段として実施例では電熱
ヒータを用いた。冷却手段と同様に車輌室内のエアコン
の暖房機能を用いてこの熱媒体を加熱することとするこ
ともできる。
【００１０】外部より水素を水素吸蔵合金へ充填する作
業の効率を向上するため、水素吸蔵合金の接続口を外部
の水素源へ接続したとき自動的に冷却手段がオン（加熱
手段はオフ）となるように制御することが好ましい。
業の効率を向上するため、水素吸蔵合金の接続口を外部
の水素源へ接続したとき自動的に冷却手段がオン（加熱
手段はオフ）となるように制御することが好ましい。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図１はこの発明の実施例の水素吸蔵合金システム１の正
面図、図２は同じく平面図、図３は同じく側面図を示
す。実施例の水素吸蔵合金システム１は、水素吸蔵合金
本体部３、水素充填系１０、水素放出系２０及び水循環
系３０から大略構成される。
図１はこの発明の実施例の水素吸蔵合金システム１の正
面図、図２は同じく平面図、図３は同じく側面図を示
す。実施例の水素吸蔵合金システム１は、水素吸蔵合金
本体部３、水素充填系１０、水素放出系２０及び水循環
系３０から大略構成される。
【００１２】水素吸蔵合金本体部３は筐体４の中に水素
吸蔵合金（Ti−Cr系）を収納しており、その中には水循
環系３０に連通した冷却・加熱板（図示せず）が内臓さ
れている。図の符号６が熱媒体としての水の入り口であ
り、符号７がその出口である。
吸蔵合金（Ti−Cr系）を収納しており、その中には水循
環系３０に連通した冷却・加熱板（図示せず）が内臓さ
れている。図の符号６が熱媒体としての水の入り口であ
り、符号７がその出口である。
【００１３】水素充填系１０はその接続口１３を外部の
水素源（水素ボンベ１１）から延長した配管１２に接続
し、もって、水素を水素吸蔵合金中に導入する。水素充
填系１０には逆止弁１４が設けられており、接続口１３
が開放されているときに外部空気の進入を防止してい
る。水素放出系２０は燃料電池の燃料供給系などに接続
され、水素吸蔵合金から放出された水素を当該燃料供給
系へ供給する。水素放出系２０の開閉は図示されていな
い燃料供給系の開閉手段により制御される。
水素源（水素ボンベ１１）から延長した配管１２に接続
し、もって、水素を水素吸蔵合金中に導入する。水素充
填系１０には逆止弁１４が設けられており、接続口１３
が開放されているときに外部空気の進入を防止してい
る。水素放出系２０は燃料電池の燃料供給系などに接続
され、水素吸蔵合金から放出された水素を当該燃料供給
系へ供給する。水素放出系２０の開閉は図示されていな
い燃料供給系の開閉手段により制御される。
【００１４】水循環系３０はタンク３１、循環水ポンプ
３３、切替バルブ３５、熱交換器３７及びバイパス３９
を備えている。タンク３１は筐体４の下に設けられ、そ
の中にヒータ４１が挿入されている。符号４３はヒータ
の温度調節器であり、これによりタンク３１内の水を所
望の温度まで昇温する。循環水ポンプ３３はタンク３１
内の水を配管６１を介して吸い出し、配管６３を通して
循環水の入り口６へ送り込む。
３３、切替バルブ３５、熱交換器３７及びバイパス３９
を備えている。タンク３１は筐体４の下に設けられ、そ
の中にヒータ４１が挿入されている。符号４３はヒータ
の温度調節器であり、これによりタンク３１内の水を所
望の温度まで昇温する。循環水ポンプ３３はタンク３１
内の水を配管６１を介して吸い出し、配管６３を通して
循環水の入り口６へ送り込む。
【００１５】筐体４の循環水出口７から排出された水は
配管６５を通って切替バルブ３３に達する。切替バルブ
３３は、水素充填時には、配管６５と熱交換器３７とを
連通させる。他方、水素放出時には配管６５とバイパス
３９とを連通させる。熱交換器３７とバイパス３９は配
管６７にそれぞれ連結されており、配管６７はタンク３
１に連結されている。
配管６５を通って切替バルブ３３に達する。切替バルブ
３３は、水素充填時には、配管６５と熱交換器３７とを
連通させる。他方、水素放出時には配管６５とバイパス
３９とを連通させる。熱交換器３７とバイパス３９は配
管６７にそれぞれ連結されており、配管６７はタンク３
１に連結されている。
【００１６】次に、このように構成された水素吸蔵合金
システム１の動作について説明する。（水素の充填時）
接続口１３を水素ボンベ１１の配管１２へ接続し、水素
ボンベ１１のバルブを開放する。それと同時に切替バル
ブ３５を切り替えて配管６５と熱交換器３７とを連通さ
せ、冷却手段としての冷却ファン７０を駆動して熱交換
器３７を空冷する。これにより水循環系３０内の水はポ
ンプ３３の稼動に伴いタンク３１−配管６１−配管６３
−水素吸蔵合金の筐体４−配管６５−熱交換器３７−配
管６７−タンク３１と循環する。このとき、循環水が熱
交換器３７によって所望の温度（例えば４０℃以下）ま
で冷却される。水素吸蔵合金はこの循環水で冷却されて
水素を吸蔵することとなる。
システム１の動作について説明する。（水素の充填時）
接続口１３を水素ボンベ１１の配管１２へ接続し、水素
ボンベ１１のバルブを開放する。それと同時に切替バル
ブ３５を切り替えて配管６５と熱交換器３７とを連通さ
せ、冷却手段としての冷却ファン７０を駆動して熱交換
器３７を空冷する。これにより水循環系３０内の水はポ
ンプ３３の稼動に伴いタンク３１−配管６１−配管６３
−水素吸蔵合金の筐体４−配管６５−熱交換器３７−配
管６７−タンク３１と循環する。このとき、循環水が熱
交換器３７によって所望の温度（例えば４０℃以下）ま
で冷却される。水素吸蔵合金はこの循環水で冷却されて
水素を吸蔵することとなる。
【００１７】（水素の放出時）加熱手段としてのヒータ
４１をオンとするとともに切替バルブ３５を切り替えて
配管６５とバイパスとを連通させる。これにより、水循
環系３０内の水はポンプ３３の稼動に伴いタンク３１−
配管６１−配管６３−水素吸蔵合金の筐体４−配管６５
−バイパス３９−配管６７−タンク３１と循環する。水
循環系３０の温度が所定の温度（例えば−１０℃以上）
まで昇温された後、燃料電池の水素供給系に接続されて
いた水素放出系に配されている水素供給系の開閉手段を
を開放する。これにより、循環水で水素吸蔵合金が加熱
されてこれより水素が放出されることとなる。
４１をオンとするとともに切替バルブ３５を切り替えて
配管６５とバイパスとを連通させる。これにより、水循
環系３０内の水はポンプ３３の稼動に伴いタンク３１−
配管６１−配管６３−水素吸蔵合金の筐体４−配管６５
−バイパス３９−配管６７−タンク３１と循環する。水
循環系３０の温度が所定の温度（例えば−１０℃以上）
まで昇温された後、燃料電池の水素供給系に接続されて
いた水素放出系に配されている水素供給系の開閉手段を
を開放する。これにより、循環水で水素吸蔵合金が加熱
されてこれより水素が放出されることとなる。
【００１８】前記所望の温度は、使用する水素吸蔵合金
の特性や作動環境等の様々な因子により変わるものであ
り、特に上記の温度には制限されない。
の特性や作動環境等の様々な因子により変わるものであ
り、特に上記の温度には制限されない。
【００１９】この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【図１】図１はこの発明の一の実施例の水素吸蔵合金シ
ステムの構成を示す正面図である。
ステムの構成を示す正面図である。
【図２】図２は同じく平面図である。
【図３】図３は同じく側面図である。
１ 水素吸蔵合金システム ４ 水素吸蔵合金の筐体 １０ 水素充填系 １１ 水素ボンベ １３ 接続口 ２０ 水素放出系 ３０ 水循環系 ３３ ポンプ ３５ 切替バルブ ３７ 熱交換器 ３９ バイパス ４１ ヒータ ７０ 冷却ファン
Claims (4)
- 【請求項１】 車輌に搭載される水素吸蔵合金と、 該水素吸蔵合金に対し熱媒体を循環させて該熱媒体と前
記水素吸蔵合金とで熱交換を行う熱媒体循環系と、 該熱媒体を冷却する冷却手段と、 該熱媒体を加熱する加熱手段と、を備え、 前記水素吸蔵合金に水素を充填するときに前記冷却手段
を、前記水素吸蔵合金から水素を放出させるときに前記
加熱手段をそれぞれ選択的に作動させる、車載用水素吸
蔵合金システム。 - 【請求項２】 前記熱媒体循環系はタンクを有し、前記
加熱手段は該タンクに内臓されたヒータであり、前記冷
却手段は熱交換器と冷却ファンを備えてなり、 前記熱媒体の冷却時には、前記ヒータをオフとして前記
熱交換器に前記熱媒体を流通させて該熱交換器を前記フ
ァンで空冷し、 前記熱媒体の加熱時には、前記ファンをオフとして前記
熱媒体を前記熱交換器のバイパスに通して前記ヒータを
オンとする、ことを特徴とする請求項１に記載の車載用
水素吸蔵合金システム。 - 【請求項３】 前記ファンの風が前記水素吸蔵合金の周
囲を通過する、ことを特徴とする請求項２に記載の車載
用水素吸蔵合金システム。 - 【請求項４】 外部の水素源と前記水素吸蔵合金とを接
続する接続口が更に設けられ、該接続口が前記水素源へ
接続されたとき、前記冷却手段が選択的に作動する、こ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車載用
水素吸蔵合金システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10208877A JP2000088196A (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-24 | 車載用水素吸蔵合金システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20331398 | 1998-07-17 | ||
| JP10-203313 | 1998-07-17 | ||
| JP10208877A JP2000088196A (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-24 | 車載用水素吸蔵合金システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000088196A true JP2000088196A (ja) | 2000-03-31 |
Family
ID=26513865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10208877A Pending JP2000088196A (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-24 | 車載用水素吸蔵合金システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000088196A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6824903B2 (en) | 2001-02-23 | 2004-11-30 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogen supplying device for fuel cell |
| US6964821B2 (en) | 2000-06-08 | 2005-11-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell fuel supply system and mobile body |
| US7040109B2 (en) | 2003-03-17 | 2006-05-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method of storing hydrogen |
| US7323043B2 (en) | 2003-07-28 | 2008-01-29 | Deere & Company | Storage container associated with a thermal energy management system |
| US7921662B2 (en) | 2004-11-18 | 2011-04-12 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Hydrogen tank cooling device and cooling method in hydrogen fuel automobile, and hydrogen fuel automobile |
| JP2011181509A (ja) * | 2011-04-21 | 2011-09-15 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用燃料補給システムおよび移動体 |
| CN114883594A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-08-09 | 江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司 | 以带翅片的固态储氢罐为氢源的燃料电池叉车电源系统 |
-
1998
- 1998-07-24 JP JP10208877A patent/JP2000088196A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6964821B2 (en) | 2000-06-08 | 2005-11-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell fuel supply system and mobile body |
| USRE43219E1 (en) * | 2000-06-08 | 2012-02-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell fuel supply system and mobile body |
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| JP2011181509A (ja) * | 2011-04-21 | 2011-09-15 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用燃料補給システムおよび移動体 |
| CN114883594A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-08-09 | 江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司 | 以带翅片的固态储氢罐为氢源的燃料电池叉车电源系统 |
| CN114883594B (zh) * | 2022-04-19 | 2023-10-03 | 江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司 | 以带翅片的固态储氢罐为氢源的燃料电池叉车电源系统 |
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