JP2001302201A - 水素貯蔵供給装置および燃料電池システム並びにこれらを搭載する移動体 - Google Patents
水素貯蔵供給装置および燃料電池システム並びにこれらを搭載する移動体Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のタイプの水素貯蔵タンクのいずれかが
空になることに伴って水素の供給が停止されるのを防止
すると共にエネルギ効率の向上を図る。 【解決手段】 起動時には低温型の水素吸蔵合金を内蔵
する起動用水素タンクＭＨ１から燃料電池１２０に水素
の供給を行ない、燃料電池１２０の熱を用いて高温型の
水素吸蔵合金を内蔵する運転用水素タンクＭＨ２を暖機
し、暖機終了時に運転用水素タンクＭＨ２からの水素の
供給に切り換える。システムの停止時には、水素充填バ
ルブ３４を開成して運転用水素タンクＭＨ２の水素を用
いて起動用水素タンクＭＨ１に水素を充填し、次の起動
時の適正使用の準備をする。水素の充填時には、燃料電
池１２０の熱を用いて運転用水素タンクＭＨ２を加温し
てその平衡圧が下がるのを抑制する。これらの結果、起
動用水素タンクＭＨ１を小型化・軽量化すると共にエネ
ルギ効率を向上させることができる。
空になることに伴って水素の供給が停止されるのを防止
すると共にエネルギ効率の向上を図る。 【解決手段】 起動時には低温型の水素吸蔵合金を内蔵
する起動用水素タンクＭＨ１から燃料電池１２０に水素
の供給を行ない、燃料電池１２０の熱を用いて高温型の
水素吸蔵合金を内蔵する運転用水素タンクＭＨ２を暖機
し、暖機終了時に運転用水素タンクＭＨ２からの水素の
供給に切り換える。システムの停止時には、水素充填バ
ルブ３４を開成して運転用水素タンクＭＨ２の水素を用
いて起動用水素タンクＭＨ１に水素を充填し、次の起動
時の適正使用の準備をする。水素の充填時には、燃料電
池１２０の熱を用いて運転用水素タンクＭＨ２を加温し
てその平衡圧が下がるのを抑制する。これらの結果、起
動用水素タンクＭＨ１を小型化・軽量化すると共にエネ
ルギ効率を向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素貯蔵供給装置
および燃料電池システム並びにこれらを搭載する移動体
に関し、詳しくは、水素の貯蔵および供給を行なう水素
貯蔵供給装置および燃料電池により発電する燃料電池シ
ステム並びに水素を燃料とする駆動装置を備える移動体
に関する。
および燃料電池システム並びにこれらを搭載する移動体
に関し、詳しくは、水素の貯蔵および供給を行なう水素
貯蔵供給装置および燃料電池により発電する燃料電池シ
ステム並びに水素を燃料とする駆動装置を備える移動体
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の水素貯蔵供給装置として
は、低温型の水素吸蔵合金を有する低温型水素タンクと
高温型の水素吸蔵合金を有する高温型水素タンクとを備
えるものが提案されている（例えば、特開平７−９４２
０２号公報など）。この装置では、起動時には、低温型
水素タンクから水素を供給しながら高温型水素タンクを
加温し、高温型水素タンクが水素の供給が良好に行なえ
る温度になったときに、水素の供給を低温型水素タンク
から高温型水素タンクに切り換えている。これにより起
動時から水素の良好な供給を行なうことができる、とさ
れている。
は、低温型の水素吸蔵合金を有する低温型水素タンクと
高温型の水素吸蔵合金を有する高温型水素タンクとを備
えるものが提案されている（例えば、特開平７−９４２
０２号公報など）。この装置では、起動時には、低温型
水素タンクから水素を供給しながら高温型水素タンクを
加温し、高温型水素タンクが水素の供給が良好に行なえ
る温度になったときに、水素の供給を低温型水素タンク
から高温型水素タンクに切り換えている。これにより起
動時から水素の良好な供給を行なうことができる、とさ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た水素貯蔵供給装置では、低温型水素タンクか高温型水
素タンクのいずれかのタンクが空になると、水素の供給
を行なうことができなくなってしまう。低温型水素タン
クが空になると起動そのものができなくなり、高温型水
素タンクが空になると定常運転を行なうことができな
い。こうした課題に対して低温型水素タンクだけを備え
るものとすることも考えられるが、現状の技術では、低
温型の水素吸蔵合金の単位体積当たりの水素吸蔵量は高
温型の水素吸蔵合金より小さいから、同量の水素を貯蔵
するのに低温型水素タンクだけを用いると装置が大型化
すると共に重量化してしまう。こうした装置の大型化や
重量化は、装置を限られたスペースに設置する場合、特
に車両などの移動体に搭載する場合には、大きな問題と
なる。
た水素貯蔵供給装置では、低温型水素タンクか高温型水
素タンクのいずれかのタンクが空になると、水素の供給
を行なうことができなくなってしまう。低温型水素タン
クが空になると起動そのものができなくなり、高温型水
素タンクが空になると定常運転を行なうことができな
い。こうした課題に対して低温型水素タンクだけを備え
るものとすることも考えられるが、現状の技術では、低
温型の水素吸蔵合金の単位体積当たりの水素吸蔵量は高
温型の水素吸蔵合金より小さいから、同量の水素を貯蔵
するのに低温型水素タンクだけを用いると装置が大型化
すると共に重量化してしまう。こうした装置の大型化や
重量化は、装置を限られたスペースに設置する場合、特
に車両などの移動体に搭載する場合には、大きな問題と
なる。
【０００４】本発明の水素貯蔵供給装置は、水素の供給
開始を円滑に行なうことを目的の一つとする。また、本
発明の水素貯蔵供給装置は、複数のタイプの水素貯蔵手
段のいずれかが空になることに伴って水素の供給が停止
されるのを防止することを目的の一つとする。本発明の
水素貯蔵供給装置は、水素の供給を効率よく行なうこと
を目的の一つとする。本発明の燃料電池システムは、エ
ネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。本発
明の移動体は、エネルギ効率の向上と起動性の向上とを
目的の一つとする。
開始を円滑に行なうことを目的の一つとする。また、本
発明の水素貯蔵供給装置は、複数のタイプの水素貯蔵手
段のいずれかが空になることに伴って水素の供給が停止
されるのを防止することを目的の一つとする。本発明の
水素貯蔵供給装置は、水素の供給を効率よく行なうこと
を目的の一つとする。本発明の燃料電池システムは、エ
ネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。本発
明の移動体は、エネルギ効率の向上と起動性の向上とを
目的の一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の水素貯蔵供給装置および燃料電池システム並びに
これらを搭載する移動体は、上述の目的の少なくとも一
部を達成するために以下の手段を採った。
発明の水素貯蔵供給装置および燃料電池システム並びに
これらを搭載する移動体は、上述の目的の少なくとも一
部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】本発明の水素貯蔵供給装置は、水素の貯蔵
および供給を行なう水素貯蔵供給装置であって、常温で
水素の供給が可能な第１水素貯蔵手段と、常温より高い
温度で水素の供給を行なう第２水素貯蔵手段と、該第２
水素貯蔵手段を加温する加温手段と、前記第１水素貯蔵
手段からの水素の供給と前記第２水素貯蔵手段からの水
素の供給とを切り換える水素供給切換手段と、前記第２
水素貯蔵手段からの水素を用いて前記第１水素貯蔵手段
に水素を充填可能な水素充填手段とを備えることを要旨
とする。
および供給を行なう水素貯蔵供給装置であって、常温で
水素の供給が可能な第１水素貯蔵手段と、常温より高い
温度で水素の供給を行なう第２水素貯蔵手段と、該第２
水素貯蔵手段を加温する加温手段と、前記第１水素貯蔵
手段からの水素の供給と前記第２水素貯蔵手段からの水
素の供給とを切り換える水素供給切換手段と、前記第２
水素貯蔵手段からの水素を用いて前記第１水素貯蔵手段
に水素を充填可能な水素充填手段とを備えることを要旨
とする。
【０００７】この本発明の水素貯蔵供給装置では、水素
供給切換手段により、常温では第１水素貯蔵手段から水
素を供給し、第２水素貯蔵手段からの水素の供給が可能
な状態になったときに第２水素貯蔵手段からの水素の供
給に切り換えることができる。しかも、水素充填手段を
第２水素貯蔵手段からの水素の供給が可能な状態のとき
に第２水素貯蔵手段からの水素を用いて第１水素貯蔵手
段に水素を充填するから、第１水素貯蔵手段や第２水素
貯蔵手段の一方が空になっても水素の供給を行なうこと
ができる。また、充填手段により繰り返し第１水素貯蔵
手段に水素を充填できるから、第１水素貯蔵手段を容量
の小さなものにすることができる。この結果、装置の小
型化と軽量化を図ることができる。
供給切換手段により、常温では第１水素貯蔵手段から水
素を供給し、第２水素貯蔵手段からの水素の供給が可能
な状態になったときに第２水素貯蔵手段からの水素の供
給に切り換えることができる。しかも、水素充填手段を
第２水素貯蔵手段からの水素の供給が可能な状態のとき
に第２水素貯蔵手段からの水素を用いて第１水素貯蔵手
段に水素を充填するから、第１水素貯蔵手段や第２水素
貯蔵手段の一方が空になっても水素の供給を行なうこと
ができる。また、充填手段により繰り返し第１水素貯蔵
手段に水素を充填できるから、第１水素貯蔵手段を容量
の小さなものにすることができる。この結果、装置の小
型化と軽量化を図ることができる。
【０００８】こうした本発明の水素貯蔵供給装置におい
て、前記第２水素貯蔵手段の温度を検出する温度検出手
段と、該検出された温度に基づいて前記第１水素貯蔵手
段からの水素の供給と前記第２水素貯蔵手段からの水素
の供給とが切り換えられるよう前記水素供給切換手段を
制御する切換制御手段とを備えるものとすることもでき
る。こうすれば、第２水素貯蔵手段の温度に基づいて第
１水素貯蔵手段からの水素の供給と第２水素貯蔵手段か
らの水素の供給とをより適切に切り換えることができ
る。
て、前記第２水素貯蔵手段の温度を検出する温度検出手
段と、該検出された温度に基づいて前記第１水素貯蔵手
段からの水素の供給と前記第２水素貯蔵手段からの水素
の供給とが切り換えられるよう前記水素供給切換手段を
制御する切換制御手段とを備えるものとすることもでき
る。こうすれば、第２水素貯蔵手段の温度に基づいて第
１水素貯蔵手段からの水素の供給と第２水素貯蔵手段か
らの水素の供給とをより適切に切り換えることができ
る。
【０００９】また、本発明の水素貯蔵供給装置におい
て、前記第２水素貯蔵手段の温度を検出する温度検出手
段と、水素の供給開始時に前記第１水素貯蔵手段から水
素が供給されるよう前記水素供給切換手段を制御し、前
記温度検出手段により検出された温度が所定温度以上に
なったときに前記第１水素貯蔵手段からの水素の供給を
前記第２水素貯蔵手段からの水素の供給に切り換えるよ
う前記水素供給切換手段を制御する起動時制御手段とを
備えるものとすることもできる。こうすれば、水素の供
給開始時の水素の供給をより適切に行なうことができ
る。
て、前記第２水素貯蔵手段の温度を検出する温度検出手
段と、水素の供給開始時に前記第１水素貯蔵手段から水
素が供給されるよう前記水素供給切換手段を制御し、前
記温度検出手段により検出された温度が所定温度以上に
なったときに前記第１水素貯蔵手段からの水素の供給を
前記第２水素貯蔵手段からの水素の供給に切り換えるよ
う前記水素供給切換手段を制御する起動時制御手段とを
備えるものとすることもできる。こうすれば、水素の供
給開始時の水素の供給をより適切に行なうことができ
る。
【００１０】さらに、本発明の水素貯蔵供給装置におい
て、前記第２水素貯蔵手段からの水素の供給が可能な所
定時に該第２水素貯蔵手段からの水素を用いて前記第１
水素貯蔵手段に水素が充填されるよう前記水素充填手段
を制御する充填制御手段を備えるものとすることもでき
る。この態様の本発明の水素貯蔵供給装置において、前
記充填制御手段は、水素の供給停止時を前記所定時とし
て前記第１水素貯蔵手段に水素を充填する手段であるも
のとすることもできる。こうすれば、水素の供給量を減
らしたり水素の供給を中断することなく第１水素貯蔵手
段に水素を充填することができる。
て、前記第２水素貯蔵手段からの水素の供給が可能な所
定時に該第２水素貯蔵手段からの水素を用いて前記第１
水素貯蔵手段に水素が充填されるよう前記水素充填手段
を制御する充填制御手段を備えるものとすることもでき
る。この態様の本発明の水素貯蔵供給装置において、前
記充填制御手段は、水素の供給停止時を前記所定時とし
て前記第１水素貯蔵手段に水素を充填する手段であるも
のとすることもできる。こうすれば、水素の供給量を減
らしたり水素の供給を中断することなく第１水素貯蔵手
段に水素を充填することができる。
【００１１】本発明の燃料電池システムは、燃料電池に
より発電する燃料電池システムであって、前記燃料電池
に水素を供給可能な各態様のいずれかの本発明の水素貯
蔵供給装置と、前記燃料電池を熱交換媒体を用いて冷却
する冷却手段とを備え、前記水素貯蔵供給装置が備える
加温手段は、前記冷却手段の熱交換媒体との熱交換によ
り前記第２水素貯蔵手段を加温する手段であることを要
旨とする。
より発電する燃料電池システムであって、前記燃料電池
に水素を供給可能な各態様のいずれかの本発明の水素貯
蔵供給装置と、前記燃料電池を熱交換媒体を用いて冷却
する冷却手段とを備え、前記水素貯蔵供給装置が備える
加温手段は、前記冷却手段の熱交換媒体との熱交換によ
り前記第２水素貯蔵手段を加温する手段であることを要
旨とする。
【００１２】この本発明の燃料電池システムでは、水素
貯蔵供給装置の加温手段は燃料電池の冷却手段の熱交換
媒体との熱交換により第２水素貯蔵手段を加温するか
ら、システム全体としての熱効率を向上させることがで
きる。もとより、本発明の水素貯蔵供給装置を備えるか
ら、本発明の水素貯蔵供給装置が奏する効果を奏するこ
とができる。
貯蔵供給装置の加温手段は燃料電池の冷却手段の熱交換
媒体との熱交換により第２水素貯蔵手段を加温するか
ら、システム全体としての熱効率を向上させることがで
きる。もとより、本発明の水素貯蔵供給装置を備えるか
ら、本発明の水素貯蔵供給装置が奏する効果を奏するこ
とができる。
【００１３】水素の供給停止時に第１水素貯蔵手段に水
素を充填する態様の本発明の燃料電池システムにおい
て、前記充填制御手段は、前記水素の充填が終了するま
で運転が停止された前記燃料電池の廃熱を用いて前記第
２水素貯蔵手段の加温が継続されるよう前記加温手段を
制御する手段であるものとすることもできる。こうすれ
ば燃料電池の廃熱を利用するから、熱効率をさらに向上
させることができる。
素を充填する態様の本発明の燃料電池システムにおい
て、前記充填制御手段は、前記水素の充填が終了するま
で運転が停止された前記燃料電池の廃熱を用いて前記第
２水素貯蔵手段の加温が継続されるよう前記加温手段を
制御する手段であるものとすることもできる。こうすれ
ば燃料電池の廃熱を利用するから、熱効率をさらに向上
させることができる。
【００１４】本発明の第１の移動体は、水素を燃料とす
る駆動装置を備える移動体であって、水素の貯蔵装置と
して各態様のいずれかの本発明の水素貯蔵供給装置を備
えることを要旨とする。
る駆動装置を備える移動体であって、水素の貯蔵装置と
して各態様のいずれかの本発明の水素貯蔵供給装置を備
えることを要旨とする。
【００１５】この本発明の第１の移動体では、本発明の
水素貯蔵供給装置を備えるから、駆動装置への水素の供
給を円滑に行なうことができる。しかも、起動時制御手
段を備える態様の本発明の水素貯蔵供給装置を備えるも
のとすれば、起動時における水素の供給を円滑に行なう
ことができる。移動体は起動と停止を頻繁に繰り返すか
ら、起動時の円滑な水素の供給を行なうことができると
共に第１水素貯蔵手段に水素を繰り返し充填することが
できるという本発明の水素貯蔵供給装置が奏する効果は
顕著な効果となる。また、第１水素貯蔵手段を小型化で
きるから、装置そのものを小型化・軽量化できるという
本発明の水素貯蔵供給装置の効果は移動体に対しては顕
著な効果となる。
水素貯蔵供給装置を備えるから、駆動装置への水素の供
給を円滑に行なうことができる。しかも、起動時制御手
段を備える態様の本発明の水素貯蔵供給装置を備えるも
のとすれば、起動時における水素の供給を円滑に行なう
ことができる。移動体は起動と停止を頻繁に繰り返すか
ら、起動時の円滑な水素の供給を行なうことができると
共に第１水素貯蔵手段に水素を繰り返し充填することが
できるという本発明の水素貯蔵供給装置が奏する効果は
顕著な効果となる。また、第１水素貯蔵手段を小型化で
きるから、装置そのものを小型化・軽量化できるという
本発明の水素貯蔵供給装置の効果は移動体に対しては顕
著な効果となる。
【００１６】本発明の第２の移動体は、水素を燃料とす
る駆動装置を備える移動体であって、前記駆動装置の少
なくとも一部に各態様のいずれかの燃料電池システムを
備えることを要旨とする。
る駆動装置を備える移動体であって、前記駆動装置の少
なくとも一部に各態様のいずれかの燃料電池システムを
備えることを要旨とする。
【００１７】この本発明の第２の移動体では、本発明の
燃料電池システムを駆動装置の一部として備えるから、
駆動装置の熱効率、即ちエネルギ効率を向上させること
ができる。もとより、本発明の水素貯蔵供給装置を備え
るから、本発明の第１の移動体が奏する効果と同様の効
果を奏することができる。
燃料電池システムを駆動装置の一部として備えるから、
駆動装置の熱効率、即ちエネルギ効率を向上させること
ができる。もとより、本発明の水素貯蔵供給装置を備え
るから、本発明の第１の移動体が奏する効果と同様の効
果を奏することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
水素貯蔵供給装置２０を有する燃料電池システム１１０
の構成の概略を示す構成図である。実施例の燃料電池シ
ステム１１０は、移動体としての車両に搭載された駆動
装置の一部として構成されており、図示するように、水
素を貯蔵すると共に供給する水素貯蔵供給装置２０と、
この水素貯蔵供給装置２０から水素の供給を受けて発電
する燃料電池１２０と、循環流路１３２熱交換媒体を流
して燃料電池１２０などの温度を調節する温度調節装置
１３０とを備える。駆動装置は、図示しないが、この燃
料電池システム１１０から電力の供給を受けて駆動軸に
動力を出力する電動機や燃料電池システム１１０からの
電力の供給と駆動軸への動力の出力との偏差を緩衝する
ための二次電池，電動機や二次電池を制御する制御装置
などを備える。駆動装置が備える燃料電池システム１１
０以外の機器やその制御は本発明の中核をなさないか
ら、これ以上の説明は省略する。
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
水素貯蔵供給装置２０を有する燃料電池システム１１０
の構成の概略を示す構成図である。実施例の燃料電池シ
ステム１１０は、移動体としての車両に搭載された駆動
装置の一部として構成されており、図示するように、水
素を貯蔵すると共に供給する水素貯蔵供給装置２０と、
この水素貯蔵供給装置２０から水素の供給を受けて発電
する燃料電池１２０と、循環流路１３２熱交換媒体を流
して燃料電池１２０などの温度を調節する温度調節装置
１３０とを備える。駆動装置は、図示しないが、この燃
料電池システム１１０から電力の供給を受けて駆動軸に
動力を出力する電動機や燃料電池システム１１０からの
電力の供給と駆動軸への動力の出力との偏差を緩衝する
ための二次電池，電動機や二次電池を制御する制御装置
などを備える。駆動装置が備える燃料電池システム１１
０以外の機器やその制御は本発明の中核をなさないか
ら、これ以上の説明は省略する。
【００１９】水素貯蔵供給装置２０は、常温で水素を放
出可能な低温型の水素吸蔵合金が充填された起動用水素
タンクＭＨ１と、常温より高温で水素を放出する高温型
の水素吸蔵合金が充填された運転用水素タンクＭＨ２
と、起動用水素タンクＭＨ１からの水素の供給と運転用
水素タンクＭＨ２からの水素の供給との切り換えを制御
する電子制御ユニット４０とを備える。
出可能な低温型の水素吸蔵合金が充填された起動用水素
タンクＭＨ１と、常温より高温で水素を放出する高温型
の水素吸蔵合金が充填された運転用水素タンクＭＨ２
と、起動用水素タンクＭＨ１からの水素の供給と運転用
水素タンクＭＨ２からの水素の供給との切り換えを制御
する電子制御ユニット４０とを備える。
【００２０】起動用水素タンクＭＨ１と運転用水素タン
クＭＨ２の流出入口は連絡管２２によって水素供給管２
４に接続されており、この水素供給管２４を介して燃料
電池１２０に水素の供給が行なえるようになっている。
連絡管２２には、起動用水素タンクＭＨ１からの水素の
供給を司る開閉バルブ２６と、運転用水素タンクＭＨ２
からの水素の供給を司る開閉バルブ２８とが取り付けら
れており、開閉バルブ２６，２８を開閉制御することに
より起動用水素タンクＭＨ１からの水素の供給と運転用
水素タンクＭＨ２からの水素の供給との切り換えを行な
うことができるようになっている。水素供給管２４には
圧力調節バルブ３０が取り付けられており、燃料電池１
２０に供給する水素の圧力が調節される。連絡管２２の
開閉バルブ２６，２８の上流側（タンク側）は、水素充
填管３２によって連絡されており、水素充填管３２には
水素充填バルブ３４と起動用水素タンクＭＨ１側から運
転用水素タンクＭＨ２側への水素の移動を規制するチェ
ック弁３６とが取り付けられている。
クＭＨ２の流出入口は連絡管２２によって水素供給管２
４に接続されており、この水素供給管２４を介して燃料
電池１２０に水素の供給が行なえるようになっている。
連絡管２２には、起動用水素タンクＭＨ１からの水素の
供給を司る開閉バルブ２６と、運転用水素タンクＭＨ２
からの水素の供給を司る開閉バルブ２８とが取り付けら
れており、開閉バルブ２６，２８を開閉制御することに
より起動用水素タンクＭＨ１からの水素の供給と運転用
水素タンクＭＨ２からの水素の供給との切り換えを行な
うことができるようになっている。水素供給管２４には
圧力調節バルブ３０が取り付けられており、燃料電池１
２０に供給する水素の圧力が調節される。連絡管２２の
開閉バルブ２６，２８の上流側（タンク側）は、水素充
填管３２によって連絡されており、水素充填管３２には
水素充填バルブ３４と起動用水素タンクＭＨ１側から運
転用水素タンクＭＨ２側への水素の移動を規制するチェ
ック弁３６とが取り付けられている。
【００２１】運転用水素タンクＭＨ２の内部には温度調
節装置１３０の循環流路１３２に接続された熱交換流路
３８が形成されており、この熱交換流路３８に熱交換媒
体（例えば、水など）を流すことにより運転用水素タン
クＭＨ２を加温したり冷却できるようになっている。
節装置１３０の循環流路１３２に接続された熱交換流路
３８が形成されており、この熱交換流路３８に熱交換媒
体（例えば、水など）を流すことにより運転用水素タン
クＭＨ２を加温したり冷却できるようになっている。
【００２２】電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中
心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処
理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータ
を記憶するＲＡＭ４６と、入出力ポート（図示せず）と
を備える。この電子制御ユニット４０には、起動用水素
タンクＭＨ１に取り付けられた温度センサ５０により検
出される起動用水素タンクＭＨ１内部の温度Ｔなどが入
力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニ
ット４０からは、開閉バルブ２６，２８のアクチュエー
タ２７，２９への駆動信号や水素充填バルブ３４のアク
チュエータ３５への駆動信号，圧力調節バルブ３０のア
クチュエータ３１への駆動信号などが出力ポートを介し
て出力されている。
心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処
理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータ
を記憶するＲＡＭ４６と、入出力ポート（図示せず）と
を備える。この電子制御ユニット４０には、起動用水素
タンクＭＨ１に取り付けられた温度センサ５０により検
出される起動用水素タンクＭＨ１内部の温度Ｔなどが入
力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニ
ット４０からは、開閉バルブ２６，２８のアクチュエー
タ２７，２９への駆動信号や水素充填バルブ３４のアク
チュエータ３５への駆動信号，圧力調節バルブ３０のア
クチュエータ３１への駆動信号などが出力ポートを介し
て出力されている。
【００２３】燃料電池１２０は、例えば固体高分子型燃
料電池として構成されており、水素供給管２４を介して
水素貯蔵供給装置２０から供給される水素とブロア１２
２により供給される空気中の酸素とによる電気化学反応
により発電する。なお、ブロア１２２は信号ラインによ
り電子制御ユニット４０に接続されており、電子制御ユ
ニット４０による駆動制御を受ける。燃料電池１２０の
内部には温度調節装置１３０の熱交換流路１２４が形成
されており、この熱交換流路１２４に熱交換媒体を流す
ことにより燃料電池１２０を冷却できるようになってい
る。
料電池として構成されており、水素供給管２４を介して
水素貯蔵供給装置２０から供給される水素とブロア１２
２により供給される空気中の酸素とによる電気化学反応
により発電する。なお、ブロア１２２は信号ラインによ
り電子制御ユニット４０に接続されており、電子制御ユ
ニット４０による駆動制御を受ける。燃料電池１２０の
内部には温度調節装置１３０の熱交換流路１２４が形成
されており、この熱交換流路１２４に熱交換媒体を流す
ことにより燃料電池１２０を冷却できるようになってい
る。
【００２４】温度調節装置１３０は、運転用水素タンク
ＭＨ２の温度調節や燃料電池１２０の温度調節を行なう
装置として構成されており、運転用水素タンクＭＨ２内
の熱交換流路３８や燃料電池１２０内の熱交換流路１２
４と共に熱交換媒体の流路をなす循環流路１３２と、熱
交換媒体を外気により冷却するラジエータ１３６とを備
える。循環流路１３２には、熱交換媒体を圧送する循環
ポンプ１３４と、燃料電池１２０の入口における熱交換
媒体の温度を検出する温度センサ１４０と、運転用水素
タンクＭＨ２の入口における熱交換媒体の温度を検出す
る温度センサ５２とが取り付けられている。循環ポンプ
１３４は信号ラインにより電子制御ユニット４０に接続
されており、二つの温度センサ５２，１４０により検出
される熱交換媒体の温度などに基づく電子制御ユニット
４０による駆動制御を受ける。循環流路１３２には、ラ
ジエータ１３６をバイパスするバイパス管１３７が取り
付けられており、バイパス管１３７との分岐部に取り付
けられた三方弁１３８の駆動により熱交換媒体のラジエ
ータ１３６のバイパスを切り換えることができるように
なっている。なお、三方弁１３８のアクチュエータ１３
９も信号ラインにより電子制御ユニット４０に接続され
ており、電子制御ユニット４０による駆動制御を受け
る。
ＭＨ２の温度調節や燃料電池１２０の温度調節を行なう
装置として構成されており、運転用水素タンクＭＨ２内
の熱交換流路３８や燃料電池１２０内の熱交換流路１２
４と共に熱交換媒体の流路をなす循環流路１３２と、熱
交換媒体を外気により冷却するラジエータ１３６とを備
える。循環流路１３２には、熱交換媒体を圧送する循環
ポンプ１３４と、燃料電池１２０の入口における熱交換
媒体の温度を検出する温度センサ１４０と、運転用水素
タンクＭＨ２の入口における熱交換媒体の温度を検出す
る温度センサ５２とが取り付けられている。循環ポンプ
１３４は信号ラインにより電子制御ユニット４０に接続
されており、二つの温度センサ５２，１４０により検出
される熱交換媒体の温度などに基づく電子制御ユニット
４０による駆動制御を受ける。循環流路１３２には、ラ
ジエータ１３６をバイパスするバイパス管１３７が取り
付けられており、バイパス管１３７との分岐部に取り付
けられた三方弁１３８の駆動により熱交換媒体のラジエ
ータ１３６のバイパスを切り換えることができるように
なっている。なお、三方弁１３８のアクチュエータ１３
９も信号ラインにより電子制御ユニット４０に接続され
ており、電子制御ユニット４０による駆動制御を受け
る。
【００２５】なお、水素貯蔵供給装置２０の説明として
電子制御ユニット４０を説明したが、上述したように、
電子制御ユニット４０は水素貯蔵供給装置２０のコント
ローラとしてのみ機能するものではなく、システム全体
のコントローラとしても機能する。
電子制御ユニット４０を説明したが、上述したように、
電子制御ユニット４０は水素貯蔵供給装置２０のコント
ローラとしてのみ機能するものではなく、システム全体
のコントローラとしても機能する。
【００２６】次に、こうして構成された燃料電池システ
ム１１０の動作、特にシステムの起動時における水素貯
蔵供給装置２０の動作とシステムの停止時における水素
貯蔵供給装置２０の動作について説明する。図２はシス
テムの起動時に水素貯蔵供給装置２０の電子制御ユニッ
ト４０により実行される起動時処理ルーチンの一例を示
すフローチャートであり、図３はシステムの停止時に同
じく電子制御ユニット４０により実行される停止時処理
ルーチンの一例を示すフローチャートである。まず、シ
ステムの起動時の動作について説明する。
ム１１０の動作、特にシステムの起動時における水素貯
蔵供給装置２０の動作とシステムの停止時における水素
貯蔵供給装置２０の動作について説明する。図２はシス
テムの起動時に水素貯蔵供給装置２０の電子制御ユニッ
ト４０により実行される起動時処理ルーチンの一例を示
すフローチャートであり、図３はシステムの停止時に同
じく電子制御ユニット４０により実行される停止時処理
ルーチンの一例を示すフローチャートである。まず、シ
ステムの起動時の動作について説明する。
【００２７】起動時処理ルーチンが実行されると、電子
制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、起動用水素タ
ンクＭＨ１から水素の供給を開始する処理を実行する
（ステップＳ１００）。この処理は、具体的には開閉バ
ルブ２６を開成する処理となり、この処理により燃料電
池１２０における発電が開始される。なお、この水素の
供給開始処理のときには開閉バルブ２８と水素充填バル
ブ３４は共に閉成されている。続いて、三方弁１３８を
ラジエータ１３６側が閉となるよう駆動して熱交換媒体
をバイパス管１３７に流れるようにし、循環ポンプ１３
４を駆動して運転用水素タンクＭＨ２の暖機を開始する
（ステップＳ１０２）。起動用水素タンクＭＨ１から水
素の供給が開始された燃料電池１２０は発電を開始して
いるから、発電に伴って燃料電池１２０に生じる熱を用
いて運転用水素タンクＭＨ２を加温するのである。
制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、起動用水素タ
ンクＭＨ１から水素の供給を開始する処理を実行する
（ステップＳ１００）。この処理は、具体的には開閉バ
ルブ２６を開成する処理となり、この処理により燃料電
池１２０における発電が開始される。なお、この水素の
供給開始処理のときには開閉バルブ２８と水素充填バル
ブ３４は共に閉成されている。続いて、三方弁１３８を
ラジエータ１３６側が閉となるよう駆動して熱交換媒体
をバイパス管１３７に流れるようにし、循環ポンプ１３
４を駆動して運転用水素タンクＭＨ２の暖機を開始する
（ステップＳ１０２）。起動用水素タンクＭＨ１から水
素の供給が開始された燃料電池１２０は発電を開始して
いるから、発電に伴って燃料電池１２０に生じる熱を用
いて運転用水素タンクＭＨ２を加温するのである。
【００２８】次に、温度センサ５０により検出される運
転用水素タンクＭＨ２の内部の温度Ｔを読み込み（ステ
ップＳ１０４）、温度Ｔが閾値Ｔｒ以上となるのを待つ
（ステップＳ１０６）。ここで、閾値Ｔｒは、運転用水
素タンクＭＨ２が良好に水素を放出できる温度として設
定されるものである。温度Ｔが閾値Ｔｒ以上となると、
起動用水素タンクＭＨ１からの水素の供給を運転用水素
タンクＭＨ２からの水素の供給に切り換えて（ステップ
Ｓ１０８）、本ルーチンを終了する。切り換え処理は、
具体的には、開閉バルブ２８を開成すると共に開閉バル
ブ２６を閉成することにより行なわれる。
転用水素タンクＭＨ２の内部の温度Ｔを読み込み（ステ
ップＳ１０４）、温度Ｔが閾値Ｔｒ以上となるのを待つ
（ステップＳ１０６）。ここで、閾値Ｔｒは、運転用水
素タンクＭＨ２が良好に水素を放出できる温度として設
定されるものである。温度Ｔが閾値Ｔｒ以上となると、
起動用水素タンクＭＨ１からの水素の供給を運転用水素
タンクＭＨ２からの水素の供給に切り換えて（ステップ
Ｓ１０８）、本ルーチンを終了する。切り換え処理は、
具体的には、開閉バルブ２８を開成すると共に開閉バル
ブ２６を閉成することにより行なわれる。
【００２９】図４は起動直後の起動用水素タンクＭＨ１
と運転用水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量との関
係の一例を示す説明図であり、図５は暖機終了後の起動
用水素タンクＭＨ１と運転用水素タンクＭＨ２の圧力と
水素の吸蔵量との関係の一例を示す説明図である。図
中、曲線Ａは起動用水素タンクＭＨ１の圧力と水素の吸
蔵量との関係を示し、曲線Ｂは運転用水素タンクＭＨ２
の圧力と水素の吸蔵量との関係を示す。また、図中、
「Ｐｒ」は燃料電池１２０に供給する水素の圧力の下限
値である。図４に示すように、起動直後は、運転用水素
タンクＭＨ２は暖機されていないから、内部の水素吸蔵
合金は水素の放出が良好に行なうことができず、燃料電
池１２０に水素を供給するのに十分な圧力にならない。
一方、起動用水素タンクＭＨ１は燃料電池１２０に水素
を供給するのに十分な圧力となっているから、起動用水
素タンクＭＨ１から燃料電池１２０へ水素を供給するこ
とができる。運転用水素タンクＭＨ２の暖機後は、運転
用水素タンクＭＨ２の内部の水素吸蔵合金は水素を良好
に放出することができるから、運転用水素タンクＭＨ２
は燃料電池１２０に水素を供給するのに十分な圧力とな
り、運転用水素タンクＭＨ２から燃料電池１２０に水素
を供給することができる。
と運転用水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量との関
係の一例を示す説明図であり、図５は暖機終了後の起動
用水素タンクＭＨ１と運転用水素タンクＭＨ２の圧力と
水素の吸蔵量との関係の一例を示す説明図である。図
中、曲線Ａは起動用水素タンクＭＨ１の圧力と水素の吸
蔵量との関係を示し、曲線Ｂは運転用水素タンクＭＨ２
の圧力と水素の吸蔵量との関係を示す。また、図中、
「Ｐｒ」は燃料電池１２０に供給する水素の圧力の下限
値である。図４に示すように、起動直後は、運転用水素
タンクＭＨ２は暖機されていないから、内部の水素吸蔵
合金は水素の放出が良好に行なうことができず、燃料電
池１２０に水素を供給するのに十分な圧力にならない。
一方、起動用水素タンクＭＨ１は燃料電池１２０に水素
を供給するのに十分な圧力となっているから、起動用水
素タンクＭＨ１から燃料電池１２０へ水素を供給するこ
とができる。運転用水素タンクＭＨ２の暖機後は、運転
用水素タンクＭＨ２の内部の水素吸蔵合金は水素を良好
に放出することができるから、運転用水素タンクＭＨ２
は燃料電池１２０に水素を供給するのに十分な圧力とな
り、運転用水素タンクＭＨ２から燃料電池１２０に水素
を供給することができる。
【００３０】以上説明した水素貯蔵供給装置２０によれ
ば、起動直後には、常温で水素の供給が可能な起動用水
素タンクＭＨ１から燃料電池１２０に水素を供給しなが
ら運転用水素タンクＭＨ２を暖機し、運転用水素タンク
ＭＨ２の暖機終了後は運転用水素タンクＭＨ２から水素
を燃料電池１２０に供給することができる。しかも、運
転用水素タンクＭＨ２の暖機を燃料電池１２０から生じ
る熱を用いるから、システムのエネルギ効率を高くする
ことができる。
ば、起動直後には、常温で水素の供給が可能な起動用水
素タンクＭＨ１から燃料電池１２０に水素を供給しなが
ら運転用水素タンクＭＨ２を暖機し、運転用水素タンク
ＭＨ２の暖機終了後は運転用水素タンクＭＨ２から水素
を燃料電池１２０に供給することができる。しかも、運
転用水素タンクＭＨ２の暖機を燃料電池１２０から生じ
る熱を用いるから、システムのエネルギ効率を高くする
ことができる。
【００３１】次にシステムの停止時の動作について説明
する。開閉バルブ２６，２８が共に閉成されて図３の停
止時処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４
０のＣＰＵ４２は、まず、三方弁１３８をラジエータ１
３６側が閉となるよう駆動して熱交換媒体をバイパス管
１３７に流れるようにし、循環ポンプ１３４を駆動して
燃料電池１２０の廃熱を用いて運転用水素タンクＭＨ２
の保温を開始する（ステップＳ２００）。燃料電池１２
０は運転を停止しても急には冷却せず、熱的には一種の
熱源として機能するから、燃料電池１２０を熱源として
運転用水素タンクＭＨ２の温度の低下を抑制するのであ
る。
する。開閉バルブ２６，２８が共に閉成されて図３の停
止時処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４
０のＣＰＵ４２は、まず、三方弁１３８をラジエータ１
３６側が閉となるよう駆動して熱交換媒体をバイパス管
１３７に流れるようにし、循環ポンプ１３４を駆動して
燃料電池１２０の廃熱を用いて運転用水素タンクＭＨ２
の保温を開始する（ステップＳ２００）。燃料電池１２
０は運転を停止しても急には冷却せず、熱的には一種の
熱源として機能するから、燃料電池１２０を熱源として
運転用水素タンクＭＨ２の温度の低下を抑制するのであ
る。
【００３２】次に、水素充填バルブ３４を開成して（ス
テップＳ２０２）、運転用水素タンクＭＨ２の水素を用
いる起動用水素タンクＭＨ１への水素の充填を開始し、
所定時間経過するのを待って（ステップＳ２０４）、水
素充填バルブ３４を閉成して水素の充填を終了し（ステ
ップＳ２０６）、本ルーチンを終了する。
テップＳ２０２）、運転用水素タンクＭＨ２の水素を用
いる起動用水素タンクＭＨ１への水素の充填を開始し、
所定時間経過するのを待って（ステップＳ２０４）、水
素充填バルブ３４を閉成して水素の充填を終了し（ステ
ップＳ２０６）、本ルーチンを終了する。
【００３３】図６は、停止時における起動用水素タンク
ＭＨ１と運転用水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量
との関係の変化を説明する説明図である。図中、曲線Ａ
は起動用水素タンクＭＨ１の圧力と水素の吸蔵量との関
係を示し、曲線Ｂ１は停止直後の運転用水素タンクＭＨ
２の圧力と水素の吸蔵量との関係を示し、曲線Ｂ２は水
素の充填終了時の運転用水素タンクＭＨ２の圧力と水素
の吸蔵量との関係を示す。曲線Ａ上のポイントＡＰ１は
停止時における起動用水素タンクＭＨ１の状態を示し、
ポイントＡＰ２は水素の充填終了時の起動用水素タンク
ＭＨ１の状態を示す。また、曲線Ｂ１上のポイントＢＰ
１は停止時における運転用水素タンクＭＨ２の状態を示
し、曲線Ｂ２上のポイントＢＰ２は水素の充填終了時の
運転用水素タンクＭＨ２の状態を示す。停止時直後で
は、起動用水素タンクＭＨ１はポイントＡＰ１の状態で
あり、水素の吸蔵量は棒グラフＣ１で示され、運転用水
素タンクＭＨ２はポイントＢＰ１の状態にあり、水素の
吸蔵量は棒グラフＤ１で示される。水素充填バルブ３４
が開成されて起動用水素タンクＭＨ１への水素の充填が
開始されると、運転用水素タンクＭＨ２は温度調節装置
１３０により保温されるものの時間の経過に伴って徐々
に温度を低下させる。水素の充填を終了する所定時間経
過後には、運転用水素タンクＭＨ２内の水素吸蔵合金は
曲線Ｂ２で表わされる特性曲線を描くようになり、起動
用水素タンクＭＨ１と運転用水素タンクＭＨ２とが圧力
平衡となるポイントＢＰ２の状態となる。運転用水素タ
ンクＭＨ２の水素の吸蔵量は、水素の充填により減少
し、棒グラフＤ２で示される量となる。一方、運転用水
素タンクＭＨ２と圧力平衡された起動用水素タンクＭＨ
１は、水素の充填によりその水素の吸蔵量は棒グラフＣ
２で示される量となる。こうして起動用水素タンクＭＨ
１に水素が充填されることにより、システムが次に起動
されたときに、起動用水素タンクＭＨ１から円滑に燃料
電池１２０に水素を供給することができるのである。
ＭＨ１と運転用水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量
との関係の変化を説明する説明図である。図中、曲線Ａ
は起動用水素タンクＭＨ１の圧力と水素の吸蔵量との関
係を示し、曲線Ｂ１は停止直後の運転用水素タンクＭＨ
２の圧力と水素の吸蔵量との関係を示し、曲線Ｂ２は水
素の充填終了時の運転用水素タンクＭＨ２の圧力と水素
の吸蔵量との関係を示す。曲線Ａ上のポイントＡＰ１は
停止時における起動用水素タンクＭＨ１の状態を示し、
ポイントＡＰ２は水素の充填終了時の起動用水素タンク
ＭＨ１の状態を示す。また、曲線Ｂ１上のポイントＢＰ
１は停止時における運転用水素タンクＭＨ２の状態を示
し、曲線Ｂ２上のポイントＢＰ２は水素の充填終了時の
運転用水素タンクＭＨ２の状態を示す。停止時直後で
は、起動用水素タンクＭＨ１はポイントＡＰ１の状態で
あり、水素の吸蔵量は棒グラフＣ１で示され、運転用水
素タンクＭＨ２はポイントＢＰ１の状態にあり、水素の
吸蔵量は棒グラフＤ１で示される。水素充填バルブ３４
が開成されて起動用水素タンクＭＨ１への水素の充填が
開始されると、運転用水素タンクＭＨ２は温度調節装置
１３０により保温されるものの時間の経過に伴って徐々
に温度を低下させる。水素の充填を終了する所定時間経
過後には、運転用水素タンクＭＨ２内の水素吸蔵合金は
曲線Ｂ２で表わされる特性曲線を描くようになり、起動
用水素タンクＭＨ１と運転用水素タンクＭＨ２とが圧力
平衡となるポイントＢＰ２の状態となる。運転用水素タ
ンクＭＨ２の水素の吸蔵量は、水素の充填により減少
し、棒グラフＤ２で示される量となる。一方、運転用水
素タンクＭＨ２と圧力平衡された起動用水素タンクＭＨ
１は、水素の充填によりその水素の吸蔵量は棒グラフＣ
２で示される量となる。こうして起動用水素タンクＭＨ
１に水素が充填されることにより、システムが次に起動
されたときに、起動用水素タンクＭＨ１から円滑に燃料
電池１２０に水素を供給することができるのである。
【００３４】図７は、運転用水素タンクＭＨ２の温度Ｔ
と、開閉バルブ２６，２８，水素充填バルブ３４の開閉
状態を時系列的に示す説明図である。図示するように、
起動時ｔ１には、運転用水素タンクＭＨ２の温度Ｔは閾
値Ｔｒより低いから起動用水素タンクＭＨ１から水素を
供給するよう開閉バルブ２６が開成され、開閉バルブ２
８は閉成される。運転用水素タンクＭＨ２の温度Ｔが閾
値Ｔｒに至る時刻ｔ２では運転用水素タンクＭＨ２から
の水素の供給に切り換えるために開閉バルブ２８が開成
されると共に開閉バルブ２６が閉成されて、定常運転状
態となる。一方、システムの停止時ｔ３には、開閉バル
ブ２８が閉成されると共に水素充填バルブ３４が開成さ
れて運転用水素タンクＭＨ２の水素を用いる起動用水素
タンクＭＨ１への水素の充填が開始される。時刻ｔ３か
ら所定時間経過後の時刻ｔ４では、水素充填バルブ３４
が閉成されて水素の充填を終了する。時刻ｔ３から時刻
ｔ４までは、温度調節装置１３０により燃料電池１２０
の廃熱を用いて運転用水素タンクＭＨ２を保温するか
ら、運転用水素タンクＭＨ２の温度は徐々にしか低下し
ない。
と、開閉バルブ２６，２８，水素充填バルブ３４の開閉
状態を時系列的に示す説明図である。図示するように、
起動時ｔ１には、運転用水素タンクＭＨ２の温度Ｔは閾
値Ｔｒより低いから起動用水素タンクＭＨ１から水素を
供給するよう開閉バルブ２６が開成され、開閉バルブ２
８は閉成される。運転用水素タンクＭＨ２の温度Ｔが閾
値Ｔｒに至る時刻ｔ２では運転用水素タンクＭＨ２から
の水素の供給に切り換えるために開閉バルブ２８が開成
されると共に開閉バルブ２６が閉成されて、定常運転状
態となる。一方、システムの停止時ｔ３には、開閉バル
ブ２８が閉成されると共に水素充填バルブ３４が開成さ
れて運転用水素タンクＭＨ２の水素を用いる起動用水素
タンクＭＨ１への水素の充填が開始される。時刻ｔ３か
ら所定時間経過後の時刻ｔ４では、水素充填バルブ３４
が閉成されて水素の充填を終了する。時刻ｔ３から時刻
ｔ４までは、温度調節装置１３０により燃料電池１２０
の廃熱を用いて運転用水素タンクＭＨ２を保温するか
ら、運転用水素タンクＭＨ２の温度は徐々にしか低下し
ない。
【００３５】以上説明した実施例の水素貯蔵供給装置２
０によれば、起動時には運転用水素タンクＭＨ２の温度
Ｔが閾値Ｔｒ以上となって水素の供給が良好にできるよ
うになるまで起動用水素タンクＭＨ１から燃料電池１２
０に水素を供給し、運転用水素タンクＭＨ２の温度Ｔが
閾値Ｔｒ以上となったときに起動用水素タンクＭＨ１か
らの水素の供給を運転用水素タンクＭＨ２からの水素の
供給に切り換えることができる。この結果、起動時に連
続して安定して水素を燃料電池１２０に供給することが
できる。
０によれば、起動時には運転用水素タンクＭＨ２の温度
Ｔが閾値Ｔｒ以上となって水素の供給が良好にできるよ
うになるまで起動用水素タンクＭＨ１から燃料電池１２
０に水素を供給し、運転用水素タンクＭＨ２の温度Ｔが
閾値Ｔｒ以上となったときに起動用水素タンクＭＨ１か
らの水素の供給を運転用水素タンクＭＨ２からの水素の
供給に切り換えることができる。この結果、起動時に連
続して安定して水素を燃料電池１２０に供給することが
できる。
【００３６】また、実施例の水素貯蔵供給装置２０によ
れば、停止時に運転用水素タンクＭＨ２の水素を用いて
起動用水素タンクＭＨ１に水素を充填するから、起動用
水素タンクＭＨ１か運転用水素タンクＭＨ２の一方が空
になって燃料電池１２０への円滑な水素の供給ができな
くなることを防止することができる。即ち、起動用水素
タンクＭＨ１が空になることによりシステムの起動を行
なうことができない状態を回避することができるのであ
る。起動用水素タンクＭＨ１への水素の充填は、停止時
に繰り返し行なわれるから、起動用水素タンクＭＨ１を
容量の小さなものとすることができる。この結果、起動
用水素タンクＭＨ１の小型化・軽量化を図ることができ
る。こうした起動用水素タンクＭＨ１の小型化・軽量化
は、水素貯蔵供給装置２０やこれを備える燃料電池シス
テム１１０を車両などの移動体に搭載するのに適したも
のとすることができる。
れば、停止時に運転用水素タンクＭＨ２の水素を用いて
起動用水素タンクＭＨ１に水素を充填するから、起動用
水素タンクＭＨ１か運転用水素タンクＭＨ２の一方が空
になって燃料電池１２０への円滑な水素の供給ができな
くなることを防止することができる。即ち、起動用水素
タンクＭＨ１が空になることによりシステムの起動を行
なうことができない状態を回避することができるのであ
る。起動用水素タンクＭＨ１への水素の充填は、停止時
に繰り返し行なわれるから、起動用水素タンクＭＨ１を
容量の小さなものとすることができる。この結果、起動
用水素タンクＭＨ１の小型化・軽量化を図ることができ
る。こうした起動用水素タンクＭＨ１の小型化・軽量化
は、水素貯蔵供給装置２０やこれを備える燃料電池シス
テム１１０を車両などの移動体に搭載するのに適したも
のとすることができる。
【００３７】実施例の燃料電池システム１１０によれ
ば、温度調節装置１３０により燃料電池１２０と運転用
水素タンクＭＨ２の温度を調節するから、別々の装置に
より各々温度を調節するものに比して装置を簡易化する
と共に小型化することができる。また、実施例の燃料電
池システム１１０では、起動時には燃料電池１２０の熱
を用いて運転用水素タンクＭＨ２を暖機するから、シス
テムのエネルギ効率を高くすることができる。さらに、
停止時には燃料電池１２０の廃熱を用いて運転用水素タ
ンクＭＨ２を保温して水素の充填を行なうことができ
る。
ば、温度調節装置１３０により燃料電池１２０と運転用
水素タンクＭＨ２の温度を調節するから、別々の装置に
より各々温度を調節するものに比して装置を簡易化する
と共に小型化することができる。また、実施例の燃料電
池システム１１０では、起動時には燃料電池１２０の熱
を用いて運転用水素タンクＭＨ２を暖機するから、シス
テムのエネルギ効率を高くすることができる。さらに、
停止時には燃料電池１２０の廃熱を用いて運転用水素タ
ンクＭＨ２を保温して水素の充填を行なうことができ
る。
【００３８】実施例の燃料電池システム１１０を備える
移動体によれば、移動体の始動から停止まで燃料電池シ
ステム１１０では水素貯蔵供給装置２０から燃料電池１
２０に円滑に水素を供給するから、駆動装置に必要な電
力を燃料電池１２０から円滑に得ることができる。しか
も、移動体は始動と運転停止を繰り返すから、始動性と
停止性に優れた水素貯蔵供給装置２０や燃料電池システ
ム１１０を駆動装置の一部として備えることにより、効
率のよいものとすることができる。
移動体によれば、移動体の始動から停止まで燃料電池シ
ステム１１０では水素貯蔵供給装置２０から燃料電池１
２０に円滑に水素を供給するから、駆動装置に必要な電
力を燃料電池１２０から円滑に得ることができる。しか
も、移動体は始動と運転停止を繰り返すから、始動性と
停止性に優れた水素貯蔵供給装置２０や燃料電池システ
ム１１０を駆動装置の一部として備えることにより、効
率のよいものとすることができる。
【００３９】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、停止
時に運転用水素タンクＭＨ２の水素を用いて起動用水素
タンクＭＨ１に水素を充填するものとしたが、運転用水
素タンクＭＨ２の暖機終了後であれば何時でも起動用水
素タンクＭＨ１に水素を充填するものとしてもよい。
時に運転用水素タンクＭＨ２の水素を用いて起動用水素
タンクＭＨ１に水素を充填するものとしたが、運転用水
素タンクＭＨ２の暖機終了後であれば何時でも起動用水
素タンクＭＨ１に水素を充填するものとしてもよい。
【００４０】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、運転
用水素タンクＭＨ２を一つだけ備えるものとしたが、運
転用水素タンクＭＨ２を二つ以上備えるものとしてもよ
い。例えば、図８の変形例の水素貯蔵供給装置２０Ｂの
一部に示すように、運転用水素タンクとして二つの運転
用水素タンクＭＨ２１と運転用水素タンクＭＨ２２とを
備え、いずれの運転用水素タンクからも水素供給管２４
を介して燃料電池１２０に水素を供給できるよう連絡管
２２Ｂに開閉バルブ２８ａ，２８ｂを設けると共にいず
れの運転用水素タンクからも起動用水素タンクＭＨ１に
水素を充填できるように水素充填バルブ３４ａ，３４ｂ
を有する水素充填管３２ａ，３２ｂを分岐するのであ
る。また、いずれの運転用水素タンクも温度調節装置１
３０により個別に温度調節できるように熱交換流路３８
ａ，３８ｂをその内部に備えると共に熱交換媒体の熱交
換流路３８ａ，３８ｂへの流入を規制する開閉バルブ３
９ａ，３９ｂを設けるのである。こうした変形例の水素
貯蔵供給装置２０Ｂでは、一方の運転用水素タンクから
燃料電池１２０へ水素を供給し、他方の運転用水素タン
クの水素を用いて起動用水素タンクＭＨ１に水素を充填
することができる。なお、変形例の水素貯蔵供給装置２
０Ｂでは、二つの運転用水素タンクを備えるものとした
が、三つ以上の運転用水素タンクを備えるものとしても
よい。
用水素タンクＭＨ２を一つだけ備えるものとしたが、運
転用水素タンクＭＨ２を二つ以上備えるものとしてもよ
い。例えば、図８の変形例の水素貯蔵供給装置２０Ｂの
一部に示すように、運転用水素タンクとして二つの運転
用水素タンクＭＨ２１と運転用水素タンクＭＨ２２とを
備え、いずれの運転用水素タンクからも水素供給管２４
を介して燃料電池１２０に水素を供給できるよう連絡管
２２Ｂに開閉バルブ２８ａ，２８ｂを設けると共にいず
れの運転用水素タンクからも起動用水素タンクＭＨ１に
水素を充填できるように水素充填バルブ３４ａ，３４ｂ
を有する水素充填管３２ａ，３２ｂを分岐するのであ
る。また、いずれの運転用水素タンクも温度調節装置１
３０により個別に温度調節できるように熱交換流路３８
ａ，３８ｂをその内部に備えると共に熱交換媒体の熱交
換流路３８ａ，３８ｂへの流入を規制する開閉バルブ３
９ａ，３９ｂを設けるのである。こうした変形例の水素
貯蔵供給装置２０Ｂでは、一方の運転用水素タンクから
燃料電池１２０へ水素を供給し、他方の運転用水素タン
クの水素を用いて起動用水素タンクＭＨ１に水素を充填
することができる。なお、変形例の水素貯蔵供給装置２
０Ｂでは、二つの運転用水素タンクを備えるものとした
が、三つ以上の運転用水素タンクを備えるものとしても
よい。
【００４１】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、起動
用水素タンクＭＨ１や運転用水素タンクＭＨ２に水素吸
蔵合金を充填するものとしたが、水素吸蔵合金を充填し
ないタイプの水素タンクとしてもよい。
用水素タンクＭＨ１や運転用水素タンクＭＨ２に水素吸
蔵合金を充填するものとしたが、水素吸蔵合金を充填し
ないタイプの水素タンクとしてもよい。
【００４２】実施例の燃料電池システム１１０では、水
素貯蔵供給装置２０を燃料電池１２０に水素を供給する
ものとして組み込んだが、燃料電池１２０以外の水素消
費機器、例えば水素エンジンなどに水素を供給するもの
としてもよい。その場合、温度調節装置１３０に代えて
運転用水素タンクＭＨ２を加温する加温装置を用いても
よいし、水素消費機器の温度調節装置を共用するものと
してもよい。
素貯蔵供給装置２０を燃料電池１２０に水素を供給する
ものとして組み込んだが、燃料電池１２０以外の水素消
費機器、例えば水素エンジンなどに水素を供給するもの
としてもよい。その場合、温度調節装置１３０に代えて
運転用水素タンクＭＨ２を加温する加温装置を用いても
よいし、水素消費機器の温度調節装置を共用するものと
してもよい。
【００４３】実施例の水素貯蔵供給装置２０やこれを備
える燃料電池システム１１０では、車両などの移動体の
駆動装置の一部として説明したが、移動体に搭載しない
ものとしても差し支えない。
える燃料電池システム１１０では、車両などの移動体の
駆動装置の一部として説明したが、移動体に搭載しない
ものとしても差し支えない。
【００４４】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の一実施例である水素貯蔵供給装置２
０を有する燃料電池システム１１０の構成の概略を示す
構成図である。
０を有する燃料電池システム１１０の構成の概略を示す
構成図である。
【図２】 システムの起動時に水素貯蔵供給装置２０の
電子制御ユニット４０により実行される起動時処理ルー
チンの一例を示すフローチャートである。
電子制御ユニット４０により実行される起動時処理ルー
チンの一例を示すフローチャートである。
【図３】 システムの停止時に同じく電子制御ユニット
４０により実行される停止時処理ルーチンの一例を示す
フローチャートである。
４０により実行される停止時処理ルーチンの一例を示す
フローチャートである。
【図４】 起動直後の起動用水素タンクＭＨ１と運転用
水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量との関係の一例
を示す説明図である。
水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量との関係の一例
を示す説明図である。
【図５】 暖機終了後の起動用水素タンクＭＨ１と運転
用水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量との関係の一
例を示す説明図である。
用水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量との関係の一
例を示す説明図である。
【図６】 停止時における起動用水素タンクＭＨ１と運
転用水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量との関係の
変化を説明する説明図である。
転用水素タンクＭＨ２の圧力と水素の吸蔵量との関係の
変化を説明する説明図である。
【図７】 運転用水素タンクＭＨ２の温度と、開閉バル
ブ２６，２８，水素充填バルブ３４の開閉状態を時系列
的に示す説明図である。
ブ２６，２８，水素充填バルブ３４の開閉状態を時系列
的に示す説明図である。
【図８】 変形例の水素貯蔵供給装置２０Ｂの一部の構
成の概略を示す部分構成図である。
成の概略を示す部分構成図である。
２０，２０Ｂ 水素貯蔵供給装置、２２，２２Ｂ 連絡
管、２４ 水素供給管、２６，２８，２８ａ，２８ｂ
開閉バルブ、２７，２９ アクチュエータ、３０ 圧力
調節バルブ、３１ アクチュエータ、３２，３２ａ，３
２ｂ 水素充填管、３４，３４ａ，３４ｂ 水素充填バ
ルブ、３５ アクチュエータ、３６ チェック弁、３
８，３８ａ，３８ｂ 熱交換流路、３９ａ，３９ｂ 開
閉バルブ、４０ 電子制御ユニット、４２ ＣＰＵ、４
４ ＲＯＭ、４６ ＲＡＭ、５０，５２ 温度センサ、
１１０ 燃料電池システム、１２０ 燃料電池、１２２
ブロア、１２４ 熱交換流路、１３０ 温度調節装
置、１３２ 循環流路、１３４循環ポンプ、１３６ ラ
ジエータ、１３７ バイパス管、１３８ 三方弁、１３
９ アクチュエータ、１４０ 温度センサ。
管、２４ 水素供給管、２６，２８，２８ａ，２８ｂ
開閉バルブ、２７，２９ アクチュエータ、３０ 圧力
調節バルブ、３１ アクチュエータ、３２，３２ａ，３
２ｂ 水素充填管、３４，３４ａ，３４ｂ 水素充填バ
ルブ、３５ アクチュエータ、３６ チェック弁、３
８，３８ａ，３８ｂ 熱交換流路、３９ａ，３９ｂ 開
閉バルブ、４０ 電子制御ユニット、４２ ＣＰＵ、４
４ ＲＯＭ、４６ ＲＡＭ、５０，５２ 温度センサ、
１１０ 燃料電池システム、１２０ 燃料電池、１２２
ブロア、１２４ 熱交換流路、１３０ 温度調節装
置、１３２ 循環流路、１３４循環ポンプ、１３６ ラ
ジエータ、１３７ バイパス管、１３８ 三方弁、１３
９ アクチュエータ、１４０ 温度センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｊ Ｘ 8/06 8/06 Ｒ
Claims (9)
- 【請求項１】 水素の貯蔵および供給を行なう水素貯蔵
供給装置であって、 常温で水素の供給が可能な第１水素貯蔵手段と、 常温より高い温度で水素の供給を行なう第２水素貯蔵手
段と、 該第２水素貯蔵手段を加温する加温手段と、 前記第１水素貯蔵手段からの水素の供給と前記第２水素
貯蔵手段からの水素の供給とを切り換える水素供給切換
手段と、 前記第２水素貯蔵手段からの水素を用いて前記第１水素
貯蔵手段に水素を充填可能な水素充填手段とを備える水
素貯蔵供給装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の水素貯蔵供給装置であっ
て、 前記第２水素貯蔵手段の温度を検出する温度検出手段
と、 該検出された温度に基づいて前記第１水素貯蔵手段から
の水素の供給と前記第２水素貯蔵手段からの水素の供給
とが切り換えられるよう前記水素供給切換手段を制御す
る切換制御手段とを備える水素貯蔵供給装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の水素貯蔵供給装置であっ
て、 前記第２水素貯蔵手段の温度を検出する温度検出手段
と、 水素の供給開始時に前記第１水素貯蔵手段から水素が供
給されるよう前記水素供給切換手段を制御し、前記温度
検出手段により検出された温度が所定温度以上になった
ときに前記第１水素貯蔵手段からの水素の供給を前記第
２水素貯蔵手段からの水素の供給に切り換えるよう前記
水素供給切換手段を制御する起動時制御手段とを備える
水素貯蔵供給装置。 - 【請求項４】 前記第２水素貯蔵手段からの水素の供給
が可能な所定時に該第２水素貯蔵手段からの水素を用い
て前記第１水素貯蔵手段に水素が充填されるよう前記水
素充填手段を制御する充填制御手段を備える請求項１な
いし３いずれか記載の水素貯蔵供給装置。 - 【請求項５】 前記充填制御手段は、水素の供給停止時
を前記所定時として前記第１水素貯蔵手段に水素を充填
する手段である請求項４記載の水素貯蔵供給装置。 - 【請求項６】 燃料電池により発電する燃料電池システ
ムであって、 前記燃料電池に水素を供給可能な請求項１ないし５いず
れか記載の水素貯蔵供給装置と、 前記燃料電池を熱交換媒体を用いて冷却する冷却手段と
を備え、 前記水素貯蔵供給装置が備える加温手段は、前記冷却手
段の熱交換媒体との熱交換により前記第２水素貯蔵手段
を加温する手段である燃料電池システム。 - 【請求項７】 請求項５の水素貯蔵供給装置を備える請
求項６記載の燃料電池システムであって、 前記充填制御手段は、前記水素の充填が終了するまで運
転が停止された前記燃料電池の廃熱を用いて前記第２水
素貯蔵手段の加温が継続されるよう前記加温手段を制御
する手段である燃料電池システム。 - 【請求項８】 水素を燃料とする駆動装置を備える移動
体であって、 水素の貯蔵装置として請求項１ないし５いずれか記載の
水素貯蔵供給装置を備える移動体。 - 【請求項９】 水素を燃料とする駆動装置を備える移動
体であって、 前記駆動装置の少なくとも一部に請求項６または７記載
の燃料電池システムを備える移動体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000114120A JP2001302201A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 水素貯蔵供給装置および燃料電池システム並びにこれらを搭載する移動体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000114120A JP2001302201A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 水素貯蔵供給装置および燃料電池システム並びにこれらを搭載する移動体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001302201A true JP2001302201A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18625977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000114120A Pending JP2001302201A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 水素貯蔵供給装置および燃料電池システム並びにこれらを搭載する移動体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001302201A (ja) |
Cited By (13)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007500666A (ja) * | 2003-07-31 | 2007-01-18 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | 水素供給装置 |
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- 2000-04-14 JP JP2000114120A patent/JP2001302201A/ja active Pending
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