JP2002141078A - 移動電源車 - Google Patents

移動電源車

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JP2002141078A
JP2002141078A JP2000338010A JP2000338010A JP2002141078A JP 2002141078 A JP2002141078 A JP 2002141078A JP 2000338010 A JP2000338010 A JP 2000338010A JP 2000338010 A JP2000338010 A JP 2000338010A JP 2002141078 A JP2002141078 A JP 2002141078A
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power supply
vehicle
mobile power
drive motor
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Naoki Kato
直樹 加藤
Tatsuya Hasegawa
達也 長谷川
Seiichi Muroyama
誠一 室山
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NTT Power and Building Facilities Inc
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型軽量で、低騒音で、排出ガスがクリーン
な移動電源車を提供する。 【解決手段】 車両に搭載された発電装置から外部に電
源を供給する移動電源車において、前記発電装置とし
て、燃料である水素と、空気中の酸素とを電気化学反応
させて発電を行う燃料電池4を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載された
発電装置から外部に電源を供給する移動電源車に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の移動電源車の構成を図9に示し、
構成要素の役割と発電動作について説明する。移動電源
車は、車両部101と発電部102より構成されてい
る。車両部101には走行用の車両エンジン103を搭
載している。また、発電部102には、ディーゼル機関
104と発電機105を搭載しており、ディーゼル機関
104へ、軽油を燃料タンク106より供給するととも
に、空気を吸気ダクト107内の吸気ファン107aよ
り供給する。ディーゼル機関104は、まず、圧縮行程
で、空気のみ圧縮し、その圧縮により高温を得る。次
に、軽油を噴射すると、軽油は、その熱によって自然着
火し、燃焼するエネルギーを利用してディーゼル機関1
04は回転運動を行う。発電機105は、ディーゼル機
関104の回転エネルギーを交流電力に変換する。排気
ダクト(消音器)108は、ディーゼル機関104の排
気ガスを大気中に放出するとともに、発電時の排気音を
消音する。ラジエータ109は、ディーゼル機関104
から発生する熱を冷却する。配電制御盤110は、ディ
ーゼル機関104および発電機105の運転・停止、運
転速度コントロール、外部出力開閉器の投入、開放によ
る送電開始および送電停止等を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
移動電源車においては、次のような問題がある。第1の
問題は、移動電源車が、走行のための動力用エンジン
と、外部発電用のディーゼル機関発電機との2つの動力
源を持つため、移動電源車の体積および重量が大きくな
り、コストも高くなるということである。第2の問題
は、ディーゼル機関および発電機が発生する機械音と爆
発音を、消音器で十分に除去できないため、騒音レベル
が高いということである。第3の問題は、ディーゼル機
関では燃料の軽油を燃焼させて発電することから、排出
ガス中に窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害物質が含まれ
ているということである。
【0004】本発明の目的は、小型軽量で、低騒音で、
排出ガスがクリーンな移動電源車を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、車両に搭載された発電装置から外部に電源を供給す
る移動電源車において、前記発電装置として、燃料であ
る水素と、空気中の酸素とを電気化学反応させて発電を
行う燃料電池を用いたことを特徴とする移動電源車であ
る。上記構成によれば、燃料電池が、水素と酸素とを電
気化学的に反応させて発電するので、低騒音で、有害な
ガスの発生が無い移動電源車を提供できる。
【0006】請求項2に記載の発明は、車両を走行させ
る車両駆動モータを有し、前記燃料電池を、外部への電
源供給用と、前記車両駆動モータへの電源供給用との両
方に兼用したことを特徴とする請求項1に記載の移動電
源車である。上記構成によれば、1台の燃料電池を、走
行用と、外部への電源供給用との両方に使用できるの
で、移動電源車の小型軽量化を実現できる。
【0007】請求項3に記載の発明は、前記燃料電池の
出力を、外部に送るか、前記車両駆動モータに送るかの
いずれか一方を選択する切替スイッチを有することを特
徴とする請求項2に記載の移動電源車である。上記構成
によれば、切替スイッチによって、外部に電源を供給す
るか、車両駆動モータに電源を供給するかのいずれか一
方を選択できる。
【0008】請求項4に記載の発明は、前記燃料電池の
出力が足りない場合に、この出力を補うバックアップ用
蓄電池を有することを特徴とする請求項3に記載の移動
電源車である。上記構成によれば、燃料電池の出力が足
りない場合に、バックアップ用蓄電池が、燃料電池の出
力を補う。
【0009】請求項5に記載の発明は、前記車両駆動モ
ータは、走行中の車両を減速させる場合に、発電機とし
て動作し、前記バックアップ用蓄電池は、前記車両駆動
用モータが、走行中の車両を減速させる場合に、発電し
た電力を充電することを特徴とする請求項4に記載の移
動電源車である。上記構成によれば、走行中の車両を減
速させる場合に、車両駆動用モータが発電機として動作
し、この車両駆動用モータが発電した電力がバックアッ
プ用蓄電池に充電されるので、車両の減速時に発生する
エネルギーが有効に利用される。
【0010】請求項6に記載の発明は、前記燃料電池と
外部の間に、直流を交流に変換する定電圧インバータを
有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに
記載の移動電源車である。上記構成によれば、直流を発
生する燃料電池を用いて、外部に交流を供給することが
できる。
【0011】請求項7に記載の発明は、前記燃料電池と
車両駆動モータの間に、直流を交流に変換する定電圧イ
ンバータを有することを特徴とする請求項1ないし6の
いずれかに記載の移動電源車である。上記構成によれ
ば、車両駆動モータとして交流モータを用いた場合であ
っても、この車両駆動モータを駆動することができる。
【0012】請求項8に記載の発明は、前記燃料電池に
供給する燃料を改質する改質装置を有することを特徴と
する請求項1ないし7のいずれかに記載の移動電源車で
ある。上記構成によれば、燃料が純水素でなくても、改
質装置が燃料を改質するので、この燃料を燃料電池に用
いることができる。
【0013】請求項9に記載の発明は、前記改質装置を
一定の温度に保つため、水素を燃焼するバーナを有し、
このバーナには、前記燃料電池における発電で未反応の
水素が送られることを特徴とする請求項8に記載の移動
電源車である。上記構成によれば、燃料電池における発
電で未反応の水素がバーナに送られ、このバーナが、送
られた水素を燃焼し、改質装置を一定の温度に保つの
で、燃料電池における発電で未反応の水素が有効に利用
される。
【0014】本発明においては、燃料の水素と空気中の
酸素との電気化学反応により発電する燃料電池を自動車
に搭載し、走行用の電源と外部への発電用の電源を1台
の燃料電池で兼用する。
【0015】本発明の移動電源車は、燃料電池、燃料タ
ンク、電力変換装置、制御装置、切替スイッチ等を車両
に搭載したもので、停電時や非常時等に予備電源装置と
して使用するものである。この移動電源車は、スイッチ
の切替えにより、1台の燃料電池を、走行用と、外部へ
の電源供給用との両方に使用できるという特徴を持つ。
従って、従来の走行用電源と外部発電用電源とを別々に
2台搭載する移動電源車に比べ、小型軽量化を実現でき
る。
【0016】また、燃料電池は水素と酸素とを電気化学
的に反応させて発電することから、低騒音で、有害なガ
スの発生も無く、ディーゼルエンジンを外部発電用電源
とした従来の移動電源車とは異なり、住宅街や夜間でも
問題なく使用できる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の移動電源車は、車両に燃
料電池を搭載して、移動電源車の走行用の電源と外部へ
供給するための電源を1台の燃料電池で兼用して使用す
ることを主要な特徴とし、従来の移動電源車とは、発電
部がディーゼル機関ではなく燃料電池が外部供給用の電
源となること、および走行用の電源を別にもたず、1台
の燃料電池が走行用の電源も兼ねることが異なる。これ
により、従来の移動電源車に比べ、小型軽量化を実現で
きる。また、燃料電池で発電を行うため、低騒音で、排
気ガス中に窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害ガスを含ま
ないクリーンな発電を実現できる。
【0018】更に、本発明の移動電源車では、燃料電池
からの出力が定格出力に比べて著しく小さい場合でも、
バックアップ用蓄電池が出力をバックアップするので、
燃料電池の発電効率の低下を防ぐことができ、燃料を有
効に利用できる。
【0019】図1に本発明の第1の実施形態における移
動電源車の構成を示し、構成要素の役割と発電動作につ
いて説明する。メタノール、ガソリン、軽油、重油、天
然ガス、LPガス等の燃料が、燃料タンク1から改質装
置2に供給され、さらに一酸化炭素変成器・除去器3を
通され、水素を主成分とした改質ガスに変成され、燃料
電池4に供給される。燃料電池4は、燃料の水素と、空
気中の酸素とを電気化学的に反応させ、直流電圧を発電
し、この直流電圧を車両駆動モータ5に供給する。切替
スイッチ6によって、車両駆動モータ5を選択すること
により、燃料電池移動電源車は、走行可能となる。ま
た、切替スイッチ6を、定電圧インバータ7側に切り替
えることにより、定電圧インバータ7は、燃料電池4か
ら供給される直流電圧を交流三相200Vや交流単相1
00V等の所定の交流電圧に変換し、配電線ケーブル8
を介して配電箱9の給電端子10に給電する。
【0020】燃料電池4は、電気化学反応で発電するた
め、燃料電池移動電源車で騒音が発生する要因は、ポン
プやファンの回転音であり、ディーゼルエンジンの運転
時に発生する機械音・爆発音等の騒音と比較して、低騒
音である。また、定電圧インバータ7は、電子部品で構
成されているため、従来の発電機から発生する騒音と比
較して、低騒音を実現できる。
【0021】また、燃料電池4の排出ガスは、水蒸気と
二酸化炭素であり、窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害ガ
スを排出しないクリーンな電源を実現できる。
【0022】さらに、本発明の移動電源車は、車両に燃
料電池を搭載して、走行用の電源と外部供給用の電源を
1台の燃料電池で兼用することにより、移動電源車の小
型軽量化を実現できる。
【0023】次に、本実施形態の動作を説明する。本実
施形態における移動電源車は、概略、次のように動作す
る。すなわち、燃料が改質装置2で水素を主成分とした
ガスに改質され、燃料電池4に供給され、燃料電池4
は、その直流出力で車両駆動モータ5を駆動する。
【0024】次に、本実施形態の動作を詳細に説明す
る。まず、燃料電池4のセル、改質装置2、一酸化炭素
変成器・除去器3を、それぞれ反応に適した温度に昇温
させ、改質装置2に、燃料タンク1からは燃料を、純水
タンク11からは純水を供給して、水素を主成分とした
改質ガスを生成させる。この改質ガスは、改質の過程で
生成した一酸化炭素を含み、一酸化炭素の濃度を低減す
る一酸化炭素変成器・除去器3で、水素と二酸化炭素に
変成される。なお、一酸化炭素の濃度を低減するのは、
高い濃度の一酸化炭素を、そのまま燃料電池4に供給す
ると、一酸化炭素が、燃料極板上の反応触媒に含まれる
白金に吸着して、電気化学反応を妨げ、出力電圧低下を
招くからである。
【0025】また、改質装置2の反応は吸熱反応である
ので、改質を開始し、燃料電池4に改質ガスが供給され
た後は、燃料電池4において発電後の未反応水素が改質
装置2のバーナ2aに供給され、これが燃焼されて改質
反応に必要な温度が維持される。
【0026】次に、改質装置2および一酸化炭素変成器
・除去器3を通って水素が主成分となった改質ガスと、
吸気ダクト12を経由して吸気ファン13より取り入れ
た空気とが燃料電池4に供給され、燃料電池4は、電気
化学反応で直流電圧を発電する。この直流電圧が車両駆
動モータ5に供給される。
【0027】移動電源車は、切替スイッチ6で車両駆動
モータ5を選択することにより走行可能となる。車両走
行中に加速した場合には、燃料電池4の出力に加え、バ
ックアップ用蓄電池からも車両駆動モータ5に電気が供
給される。また、車両の外部へ発電した電気を供給する
場合には、目的地で移動電源車を停止させて、燃料電池
4の運転を継続したまま、配電箱9の給電端子10に配
電線ケーブル8を接続し、切替スイッチ6を定電圧イン
バータ7側に切り替えた後、配電制御盤14内の外部出
力開閉器を閉じることにより、配電線ケーブル8を経由
して、配電箱9の給電端子10に交流三相200Vや交
流単相100V等の所定の出力が得られる。なお、急激
に燃料電池4の負荷が増加した場合には、バックアップ
用蓄電池15から定電圧インバータ7に必要量の電気が
供給される。
【0028】次に、図2に示すタイムチャートを参照
し、本実施形態の移動電源車に搭載されている燃料電池
4の動作を説明する。移動電源車の運転席内で運転キー
を差し込み、起動信号を燃料電池4に与えると、燃料電
池4の始動用蓄電池16の放電により、燃料電池セルヒ
ーターに電気が通電され、燃料電池4のセルの昇温が開
始される。燃料電池4が反応に必要な温度まで昇温し、
燃料電池4が発電を開始した後は、燃料電池4の始動用
蓄電池16の放電が停止され、燃料電池4の発電反応に
伴う発熱が利用され、燃料電池4のセルが一定の温度に
保たれる。
【0029】また、始動用蓄電池16の放電により、発
電可能な温度まで昇温される前に、燃料電池4に空気を
供給するために、吸気ダクト12内の吸気ファン13が
運転される。
【0030】改質装置2および一酸化炭素変成器・除去
器3は、燃料タンク1内の燃料がバーナ2aに供給さ
れ、着火後、昇温が開始される。改質装置2および一酸
化炭素変成器・除去器3が所定の温度まで昇温すると、
燃料タンク1から燃料、純水タンク11から純水が改質
装置2に供給される。改質装置2に供給された燃料は、
改質装置2内に充填された触媒上で分離した後、水素を
主成分とした改質ガスに変成する。ただし、改質反応に
より、一酸化炭素もまた、改質装置2内で生成されるた
め、生成された一酸化炭素は、一酸化炭素変成器・除去
器3で、水素と二酸化炭素に変成された後に、燃料電池
4に供給される。改質装置2の反応は、吸熱反応であ
り、燃料電池4で発電後の未反応水素が、改質装置2の
バーナ2aに供給され、燃焼されて、改質反応に必要な
温度が維持される。
【0031】燃料である水素と、空気中の酸素とは、燃
料電池4内での電気化学反応により、直流電圧を発電す
る。発電時に生成された水蒸気は、凝縮され、純水タン
ク11に戻されることにより、純水の有効利用が図られ
る。燃料電池4で発電された直流電圧が、車両駆動モー
タ5に切替スイッチ6を経由して給電される。
【0032】切替スイッチ6を車両駆動モータ5側に切
り替えると、車両駆動モータ5が駆動可能となる。運転
席で運転者がアクセルを踏み込むと、移動電源車は、走
行を開始し、目的地まで燃料電池4の発電を継続しなが
ら走行する。車両走行中に加速する場合には、燃料電池
4から車両駆動モータ5に電気が供給されると共に、バ
ックアップ用蓄電池15からも車両駆動モータ5に電気
が供給される。また、減速や停止のためにブレーキを踏
んだ場合には、車両駆動モータ5が発電機として利用さ
れ、車両駆動モータ5の回転で得られるエネルギーが電
気エネルギーに変換され、バックアップ用蓄電池15に
充電される。目的地に到着したら、移動電源車を停車し
た後、移動電源車のブレーキをロックして固定する。燃
料電池4の運転を継続しながら、移動電源車から配電線
ケーブル8を引き出し、電源供給対象である配電箱9の
給電端子10に接続する。
【0033】さらに燃料電池4の運転を継続しながら、
切替スイッチ6を定電圧インバータ7側に切り替える。
すると、燃料電池4が出力する直流電圧は、定電圧イン
バータ7で、交流三相200Vや交流単相100V等の
所定の交流電圧に変換される。配電制御盤14内の外部
出力開閉器を閉じることにより、配電箱9の給電端子1
0に交流電圧が給電される。なお、急激に燃料電池4の
負荷が増加した場合には、バックアップ用蓄電池15か
ら定電圧インバータ7に必要量の電気が供給される。
【0034】次に、図3に示す構成図を参照し、本発明
の第2の実施形態を説明する。本実施形態の基本構成は
上記の第1の実施形態とほぼ同じであるが、本実施形態
においては、水素の供給方法をさらに工夫している。図
中の燃料タンク1には、水素が充填されている。充填方
法は、燃料タンク1を高圧容器とし、この高圧容器に気
体としての水素を充填する方法、液体水素をタンクに充
填する方法、水素吸蔵合金を燃料タンク1内に充填する
方法の3つの方法がある。
【0035】本実施形態の移動電源車における燃料電池
は、次の動作により発電を行う。まず、燃料タンク1内
に充填された水素と、吸気ダクト12を経由して吸気フ
ァン13より取り入れた空気を燃料電池4に供給して、
燃料電池4に、電気化学反応で直流電圧を発電させる。
次に、切替スイッチ6を車両駆動モータ5側に切り替え
ると、移動電源車は走行可能となる。車両走行中に加速
する場合には、燃料電池4の出力に加え、バックアップ
用蓄電池15の出力もまた車両駆動モータ5に供給され
る。
【0036】移動電源車は、目的地に到着すると、配電
箱9の給電端子10に配電線ケーブル8で接続される。
燃料電池4の運転を継続したまま、切替スイッチ6を定
電圧インバータ7側に切り替え、その後、配電制御盤1
4内の外部出力開閉器を閉じることにより、配電線ケー
ブル8を経由して配電箱9の給電端子10に、交流三相
200Vや交流単相100V等の所定の出力が供給され
る。また、急激に負荷が増加した場合には、バックアッ
プ用蓄電池15から定電圧インバータ7に必要量の電気
が供給される。
【0037】次に、図4に示すタイムチャートを参照
し、本実施形態の移動電源車に搭載されている燃料電池
4の動作を説明する。図4において、移動電源車の運転
席内で運転者が運転キーを差し込み、起動信号を燃料電
池4に与えると、燃料電池4の始動用蓄電池16の放電
により、燃料電池4のセルヒーターに電気が通電され、
燃料電池4のセルの昇温が開始される。始動用蓄電池1
6の放電により、発電可能な温度まで昇温されたら、燃
料電池4に空気を供給するために、吸気ダクト12内の
吸気ファン13が運転される。同時に、燃料タンク1内
に充填された水素が、燃料電池4に供給される。
【0038】燃料である水素と、空気中の酸素とは、燃
料電池4内で電気化学反応し、これにより、燃料電池4
は、直流電圧を発電する。発電時に生成された水蒸気
は、凝縮させられ、純水タンクに戻され、純水の有効利
用が図られる。発電された直流電圧が、車両駆動モータ
5に切替スイッチ6を経由して給電される。
【0039】切替スイッチ6を車両駆動モータ5側に切
り替えると、車両駆動用モータ5が駆動可能となる。運
転者が運転席でアクセルを踏み込むと、移動電源車は走
行を開始し、目的地まで燃料電池の発電を継続しながら
走行する。車両走行中に加速する場合には、燃料電池4
の出力に加え、バックアップ用蓄電池15の出力もま
た、車両駆動モータ5に供給される。また、運転者が、
移動電源車の減速や停止のために、ブレーキを踏んだ場
合には、車両駆動モータ5が発電機として利用され、車
両駆動モータ5の回転で得られるエネルギーが電気エネ
ルギーに変換され、これがバックアップ用蓄電池15に
充電される。目的地に到着すると、運転者は、移動電源
車のブレーキをロックして固定する。燃料電池4の運転
を継続しながら、移動電源車から配電線ケーブル8を引
き出し、電源供給対象である配電箱9の給電端子10に
接続する。
【0040】さらに、燃料電池4の運転を継続しなが
ら、切替スイッチ6を定電圧インバータ7側に切り替え
る。燃料電池4の出力は、定電圧インバータ7で、交流
三相200Vや交流単相100V等の所定の電圧に変換
される。配電制御盤14内の外部出力開閉器を閉じるこ
とにより、配電箱9の給電端子10に電圧が給電され
る。また、急激に負荷が増加した場合には、バックアッ
プ用蓄電池15から定電圧インバータ7に必要量の電気
が供給される。
【0041】このように、本実施形態では、燃料電池4
の燃料に純水素を使用しているので、改質装置や一酸化
炭素変成器・除去器による水素生成過程を必要とせず、
短時間で燃料電池4の運転が可能になる。
【0042】図5は、本発明の第3の実施形態における
移動電源車の構成図である。本実施形態の移動電源車に
おいては、燃料を改質装置2で水素を主成分としたガス
に改質し、燃料電池4に供給して、燃料電池4の直流出
力を定電圧インバータ7aで交流に変換し、この交流で
車両駆動モータ(交流モータ)5aを駆動する。本実施
形態の移動電源車は、次の動作により発電を行う。
【0043】まず、燃料電池4のセル、改質装置2、一
酸化炭素変成器・除去器3を、それぞれ反応に適した温
度まで昇温させ、改質装置2に、燃料タンク1からは燃
料を、純水タンク11からは純水を供給し、水素を主成
分とした改質ガスを生成させる。この改質ガス中には、
改質の過程で生成された一酸化炭素が含まれており、こ
の一酸化炭素を、一酸化炭素の濃度を低減する一酸化炭
素変成器・除去器3で、水素と二酸化炭素に変成する。
なお、一酸化炭素の濃度を低減するのは、高い濃度の一
酸化炭素を、そのまま燃料電池4に供給すると、一酸化
炭素が、燃料極板上の反応触媒に含まれる白金に吸着し
て、電気化学反応を妨げ、燃料電池4の出力電圧低下を
招くからである。
【0044】また、改質装置2内での反応は、吸熱反応
であるので、改質を開始し、燃料電池4に改質ガスを供
給した後は、燃料電池4における発電後の未反応水素が
改質装置2のバーナ2aに供給され、バーナ2aは、供
給された未反応水素を燃焼して、改質反応に必要な温度
を維持する。
【0045】次に、改質装置2および一酸化炭素変成器
・除去器3を通って水素が主成分となった改質ガスと、
吸気ダクト12を経由して吸気ファン13より取り入れ
られた空気とが、燃料電池4に供給され、燃料電池4
は、電気化学反応により直流電圧を発電する。この直流
電圧は、定電圧インバータ7aで交流に変換され、車両
駆動モータ5aに供給される。
【0046】移動電源車は、切替スイッチ6を車両駆動
モータ5側に切り替えることにより走行可能となる。車
両走行中に加速する場合には、燃料電池4の出力に加
え、バックアップ用蓄電池15の出力が、定電圧インバ
ータ7aに供給される。運転者が移動電源車の減速や停
止のためにブレーキを踏んだ場合には、車両駆動モータ
5が発電機として利用され、車両駆動モータ5の回転で
得られるエネルギーが電気エネルギーに変換され、バッ
クアップ用蓄電池15に充電される。
【0047】外部への電源の供給を行う場合には、目的
地で移動電源車を停止させて、燃料電池4の運転を継続
したまま、配電箱9の給電端子10に配電線ケーブル8
を接続する。そして、切替スイッチ6を定電圧インバー
タ7側に切り替えた後に、配電制御盤14内の外部出力
開閉器を閉じることにより、配電線ケーブル8を経由し
て配電箱9の給電端子10に、交流三相200Vや交流
単相100V等の所定の出力が供給される。なお、急激
に負荷が増加した場合には、バックアップ用蓄電池15
から定電圧インバータ7に必要量の電気が供給される。
【0048】次に、図6に示すタイムチャートを参照
し、本実施形態の移動電源車に搭載されている燃料電池
4の動作を説明する。移動電源車の運転席内で運転者が
運転キーを差し込み、起動信号を燃料電池4に与える
と、燃料電池4の始動用蓄電池16の放電により、燃料
電池4のセルヒーターに電気が通電され、燃料電池4の
セルの昇温が開始される。燃料電池4が反応に必要な温
度まで昇温し、燃料電池4が発電を開始した後は、燃料
電池4の始動用蓄電池16の放電は停止され、燃料電池
4内での発電反応に伴う発熱を利用して、燃料電池4の
セルが一定の温度に保たれる。
【0049】なお、始動用蓄電池16の放電により発電
可能な温度まで昇温される前に、燃料電池4に空気を供
給するために、吸気ダクト12内の吸気ファン13が運
転される。
【0050】改質装置2および一酸化炭素変成器・除去
器3は、燃料タンク1内の燃料がバーナ2aに供給され
て着火後、昇温を開始する。改質装置2および一酸化炭
素変成器・除去器3が所定の温度まで昇温されると、燃
料タンク1からは燃料、純水タンク11からは純水が、
改質装置2に供給される。改質装置2に供給された燃料
は、充填された触媒上で分離された後、水素を主成分と
した改質ガスに変成される。ただし、改質反応により、
一酸化炭素も、改質装置2内で生成されるため、生成さ
れた一酸化炭素は、一酸化炭素変成器・除去器3で、水
素と二酸化炭素に変成される。その後、改質ガスは、燃
料電池4に供給される。改質装置2内での反応は、吸熱
反応であり、燃料電池4における発電後の未反応水素
が、改質装置2のバーナ2aに供給されて燃焼され、改
質反応に必要な温度が維持される。
【0051】燃料である水素と、空気中の酸素とは、燃
料電池4内での電気化学反応により直流電圧を発電す
る。発電時に生成された水蒸気は、凝縮され、純水タン
クに戻されることにより、純水の有効利用が図られる。
燃料電池4で発電された直流電圧が、切替スイッチ6を
経由して定電圧インバータ7aに供給され、この定電圧
インバータ7aで交流電圧に変換された後、車両駆動モ
ータ5aに給電される。
【0052】切替スイッチ6を車両駆動モータ5a側に
切り替えると、車両駆動モータ5aが駆動可能となる。
運転席で運転者がアクセルを踏み込むと、移動電源車は
走行を開始し、目的地まで燃料電池4の発電を継続しな
がら走行する。車両走行中に加速する場合には、燃料電
池4の出力に加え、バックアップ用蓄電池15の出力
が、定電圧インバータ7aに供給される。また、運転者
が移動電源車の減速や停止のためにブレーキを踏んだ場
合には、車両駆動モータ5aは発電機として利用され、
車両駆動モータ5aの回転で得られるエネルギーが電気
エネルギーに変換され、バックアップ用蓄電池15に充
電される。目的地に到着すると、移動電源車を停車した
後、移動電源車のブレーキをロックして固定する。燃料
電池4の運転を継続しながら、移動電源車から配電線ケ
ーブル8を引き出し、電源供給対象である配電箱9の給
電端子10に接続する。
【0053】さらに燃料電池4の運転を継続しながら、
切替スイッチ6を定電圧インバータ7側に切り替える。
燃料電池4の出力は、定電圧インバータ7で、交流三相
200Vや交流単相100V等の所定の電圧に変換され
る。配電制御盤14内の外部出力開閉器を閉じることに
より、配電箱の給電端子10に電圧が給電される。な
お、急激に負荷が増加した場合には、バックアップ用蓄
電池15から定電圧インバータ7に必要量の電気が供給
される。
【0054】図7は、本発明の第4の実施形態における
移動電源車の構成図である。本実施形態の移動電源車に
おいては、純水素を燃料電池4に供給し、燃料電池4の
直流出力を定電圧インバータ7aで交流に変換して、こ
の交流で車両駆動モータ5aを駆動する。本実施形態の
移動電源車は、次の動作により発電を行う。
【0055】まず、燃料タンク1内に充填された水素
と、吸気ダクト12を経由して吸気ファン13より取り
入れられた空気とが、燃料電池4に供給され、燃料電池
4は、電気化学反応により直流電圧を発電する。切替ス
イッチ6を車両駆動モータ5a側に切り替えると、定電
圧インバータ7aが、直流電圧を交流電圧に変換し、移
動電源車は走行可能となる。車両走行中に加速する場合
には、燃料電池4の出力に加え、バックアップ用蓄電池
15の出力が、定電圧インバータ7aに供給される。
【0056】移動電源車は、外部への電源の供給を行う
ための目的地に到着すると、配電箱9の給電端子10に
配電線ケーブル8が接続される。燃料電池4の運転を継
続したまま、切替スイッチ6を定電圧インバータ7側に
切り替えた後、配電制御盤14内の外部出力開閉器を閉
じることにより、配電線ケーブル8を経由して配電箱9
の給電端子10に、交流三相200Vや交流単相100
V等の所定の出力が供給される。なお、急激に負荷が増
加した場合には、バックアップ用蓄電池15から定電圧
インバータ7に、必要量の電気が供給される。
【0057】次に、図8に示すタイムチャートを参照
し、本実施形態の移動電源車に搭載されている燃料電池
4の動作を説明する。移動電源車の運転席内で運転者が
運転キーを差し込み、起動信号を燃料電池4に与える
と、燃料電池4の始動用蓄電池16の放電により、燃料
電池4のセルヒーターに電気が通電され、燃料電池4の
セルの昇温が開始される。始動用蓄電池16の放電によ
り、発電可能な温度まで昇温されたら、燃料電池4に空
気を供給するために、吸気ダクト12内の吸気ファン1
3が運転される。同時に、燃料タンク1内に充填された
水素が、燃料電池4に供給される。
【0058】燃料である水素と、空気中の酸素とは、燃
料電池4内での電気化学反応により、直流電圧を発電す
る。発電時に生成された水蒸気は、凝縮され、純水タン
ク11に戻されることにより、純水の有効利用が図られ
る。燃料電池4で発電された直流電圧は、切替スイッチ
6を経由して定電圧インバータ7aに供給され、この定
電圧インバータ7aで交流電圧に変換された後に、車両
駆動モータ5aに給電される。
【0059】切替スイッチ6を車両駆動モータ5a側に
切り替えると、車両駆動モータ5aが駆動可能となる。
運転席で運転者がアクセルを踏み込むと、移動電源車は
走行を開始し、目的地まで燃料電池4の発電を継続しな
がら走行する。車両走行中に加速する場合には、燃料電
池4の出力に加え、バックアップ用蓄電池15の出力
が、定電圧インバータ7aに供給される。また、運転者
が移動電源車の減速や停止のためにブレーキを踏んだ場
合には、車両駆動モータ5aは発電機として利用され、
車両駆動モータ5aの回転で得られるエネルギーが電気
エネルギーに変換され、バックアップ用蓄電池15に充
電される。目的地に到着すると、運転者は、移動電源車
のブレーキをロックして固定する。燃料電池4の運転を
継続しながら、移動電源車から配電線ケーブル8を引き
出し、電源供給対象である配電箱9の給電端子10に接
続する。
【0060】さらに、燃料電池4の運転を継続しなが
ら、切替スイッチ6を定電圧インバータ7側に切り替え
る。燃料電池4の出力は、定電圧インバータ7で、交流
三相200Vや交流単相100V等の所定の電圧に変換
される。配電制御盤14内の外部出力開閉器を閉じるこ
とにより、配電箱9の給電端子10に電圧が給電され
る。なお、急激に負荷が増加した場合には、バックアッ
プ用蓄電池15から定電圧インバータ7に必要量の電気
が供給される。
【0061】
【発明の効果】本発明によれば、有害なガスの発生が無
い移動電源車を提供できる。また、1台の燃料電池を、
走行用と、外部への電源供給用との両方に使用すれば、
移動電源車の小型軽量化を実現できる。また、燃料電池
の出力が足りない場合に、この出力を補うバックアップ
用蓄電池を設ければ、燃料電池の出力が足りない場合
に、バックアップ用蓄電池によって燃料電池の出力を補
うことができる。また、走行中の車両を減速させる場合
に、車両駆動用モータが発電機として動作し、この車両
駆動用モータが発電した電力がバックアップ用蓄電池に
充電される構成とすれば、車両の減速時に発生するエネ
ルギーを有効に利用することができる。また、燃料電池
と外部の間に、直流を交流に変換する定電圧インバータ
を設ければ、直流を発生する燃料電池を用いて、外部に
交流を供給することができる。また、燃料電池と車両駆
動モータの間に、直流を交流に変換する定電圧インバー
タを設ければ、車両駆動モータとして交流モータを用い
た場合であっても、この車両駆動モータを駆動すること
ができる。また、前記燃料電池に供給する燃料を改質す
る改質装置を設ければ、燃料が純水素でなくても、改質
装置が燃料を改質するので、この燃料を燃料電池に用い
ることができる。また、水素を燃焼するバーナを設け、
このバーナに、燃料電池における発電で未反応の水素を
送れば、このバーナが、送られた水素を燃焼し、改質装
置を一定の温度に保つので、燃料電池における発電で未
反応の水素を有効に利用することができる。
【0062】本発明の燃料電池移動電源車は、燃料電
池、燃料タンク、電力変換装置、制御装置、切替スイッ
チ等を自動車に搭載したもので、停電時や非常時等に予
備電源装置として使用するものである。この燃料電池移
動電源車は、スイッチの切替えにより、1台の燃料電池
を、走行用と、外部への電源供給用との両方に使用でき
るという特徴を持つ。すなわち、従来の走行用電源と外
部発電用電源とを別々に2台搭載する移動電源車に比
べ、本発明によれば、自動車に搭載した1台の燃料電池
が、走行用の電源と、外部への給電のための電源とを兼
用するため、小型軽量な移動電源車を実現できる。
【0063】また、燃料電池は水素と酸素とを電気化学
的に反応させて発電することから、低騒音で、有害物質
(窒素酸化物や硫黄酸化物等)の発生も無く、排気がク
リーンであり、ディーゼルエンジンを外部発電用電源と
した従来の移動電源車とは異なり、市街地や住宅街で、
昼夜を問わず使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態における移動電源車
の構成図。
【図2】 本発明の第1の実施形態の移動電源車に搭載
されている燃料電池4の動作を説明するためのタイムチ
ャート。
【図3】 本発明の第2の実施形態における移動電源車
の構成図。
【図4】 本発明の第2の実施形態の移動電源車に搭載
されている燃料電池4の動作を説明するためのタイムチ
ャート。
【図5】 本発明の第3の実施形態における移動電源車
の構成図。
【図6】 本発明の第3の実施形態の移動電源車に搭載
されている燃料電池4の動作を説明するためのタイムチ
ャート。
【図7】 本発明の第4の実施形態における移動電源車
の構成図。
【図8】 本発明の第4の実施形態の移動電源車に搭載
されている燃料電池4の動作を説明するためのタイムチ
ャート。
【図9】 従来の移動電源車の構成図。
【符号の説明】
1 燃料タンク 2 改質装置 2a バーナ 3 一酸化炭素変成器
・除去器 4 燃料電池 5、5a 車両駆動モ
ータ 6 切替スイッチ 7、7a 定電圧イン
バータ 8 配電線ケーブル 9 配電箱 10 給電端子 11 純水タンク 12 吸気ダクト 13 吸気ファン 14 配電制御盤 15 バックアップ用
蓄電池 16 始動用蓄電池 101 車両部 102 発電部 103 車両エンジン 104 ディーゼル機
関 105 発電機 106 燃料タンク 107 吸気ダクト 107a 吸気ファン 108 排気ダクト(消音器) 109 ラジエータ 110 配電制御盤
───────────────────────────────────────────────────── 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 G H02J 15/00 H02J 15/00 G D (72)発明者 室山 誠一 東京都港区芝浦三丁目4番1号 株式会社 エヌ・ティ・ティファシリティーズ内 Fターム(参考) 3D035 AA01 AA06 5H027 AA02 BA01 BA09 DD01 DD03 MM26 5H115 PA13 PC06 PG04 PG10 PI13 PI16 PI18 PI29 PI30 PO02 PO06 PO09 PU08 PV09 QA10 QI04

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に搭載された発電装置から外部に電
    源を供給する移動電源車において、 前記発電装置として、燃料である水素と、空気中の酸素
    とを電気化学反応させて発電を行う燃料電池を用いたこ
    とを特徴とする移動電源車。
  2. 【請求項2】 車両を走行させる車両駆動モータを有
    し、 前記燃料電池を、外部への電源供給用と、前記車両駆動
    モータへの電源供給用との両方に兼用したことを特徴と
    する請求項1に記載の移動電源車。
  3. 【請求項3】 前記燃料電池の出力を、外部に送るか、
    前記車両駆動モータに送るかのいずれか一方を選択する
    切替スイッチを有することを特徴とする請求項2に記載
    の移動電源車。
  4. 【請求項4】 前記燃料電池の出力が足りない場合に、
    この出力を補うバックアップ用蓄電池を有することを特
    徴とする請求項3に記載の移動電源車。
  5. 【請求項5】 前記車両駆動モータは、走行中の車両を
    減速させる場合に、発電機として動作し、 前記バックアップ用蓄電池は、前記車両駆動用モータ
    が、走行中の車両を減速させる場合に、発電した電力を
    充電することを特徴とする請求項4に記載の移動電源
    車。
  6. 【請求項6】 前記燃料電池と外部の間に、直流を交流
    に変換する定電圧インバータを有することを特徴とする
    請求項1ないし5のいずれかに記載の移動電源車。
  7. 【請求項7】 前記燃料電池と車両駆動モータの間に、
    直流を交流に変換する定電圧インバータを有することを
    特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の移動電
    源車。
  8. 【請求項8】 前記燃料電池に供給する燃料を改質する
    改質装置を有することを特徴とする請求項1ないし7の
    いずれかに記載の移動電源車。
  9. 【請求項9】 前記改質装置を一定の温度に保つため、
    水素を燃焼するバーナを有し、 このバーナには、前記燃料電池における発電で未反応の
    水素が送られることを特徴とする請求項8に記載の移動
    電源車。
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004265787A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Toshiba Corp 直接型メタノール燃料電池システム
JP2005130672A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2006121844A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Toyota Motor Corp 交流電源装置
JP2006175954A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Nissan Motor Co Ltd 車両用燃料電池システム
JP2006523373A (ja) * 2003-04-04 2006-10-12 クアンタム テクノロジーズ インコーポレイテッド 移動型燃料電池発電機
JP2006312373A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Toyota Motor Corp 燃料供給方法および燃料補給装置
JP2009043548A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Honda Motor Co Ltd 燃料電池電源装置
CN102887099A (zh) * 2012-09-27 2013-01-23 苏州华电电气股份有限公司 通讯指挥车供电系统
JP2014154430A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Osaka Gas Co Ltd 車載型パージ装置
JP2018190606A (ja) * 2017-05-08 2018-11-29 東京瓦斯株式会社 移動発電システム
JP2018207728A (ja) * 2017-06-08 2018-12-27 清水建設株式会社 電力管理システム及び電力管理方法
CN109986965A (zh) * 2019-02-18 2019-07-09 德州新动能铁塔发电有限公司 通过水氢发电供能的房车
CN110803091A (zh) * 2019-11-25 2020-02-18 一汽解放汽车有限公司 一种新能源补电车
CN111942261A (zh) * 2020-07-31 2020-11-17 龙岩市海德馨汽车有限公司 一种氢能源应急抢险电源车及其工作方法
US11791490B2 (en) 2020-11-05 2023-10-17 Honda Motor Co., Ltd. Housing
US11799155B2 (en) 2020-11-05 2023-10-24 Honda Motor Co., Ltd. Housing
US11961989B2 (en) 2020-11-05 2024-04-16 Honda Motor Co., Ltd. Control method for fuel cell system

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004265787A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Toshiba Corp 直接型メタノール燃料電池システム
JP2006523373A (ja) * 2003-04-04 2006-10-12 クアンタム テクノロジーズ インコーポレイテッド 移動型燃料電池発電機
JP2005130672A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2006121844A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Toyota Motor Corp 交流電源装置
JP2006175954A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Nissan Motor Co Ltd 車両用燃料電池システム
JP4715193B2 (ja) * 2004-12-21 2011-07-06 日産自動車株式会社 車両用燃料電池システム
US8381850B2 (en) 2004-12-21 2013-02-26 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system for vehicle and vehicle
JP2006312373A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Toyota Motor Corp 燃料供給方法および燃料補給装置
JP2009043548A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Honda Motor Co Ltd 燃料電池電源装置
CN102887099A (zh) * 2012-09-27 2013-01-23 苏州华电电气股份有限公司 通讯指挥车供电系统
JP2014154430A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Osaka Gas Co Ltd 車載型パージ装置
JP2018190606A (ja) * 2017-05-08 2018-11-29 東京瓦斯株式会社 移動発電システム
JP2018207728A (ja) * 2017-06-08 2018-12-27 清水建設株式会社 電力管理システム及び電力管理方法
CN109986965A (zh) * 2019-02-18 2019-07-09 德州新动能铁塔发电有限公司 通过水氢发电供能的房车
CN109986965B (zh) * 2019-02-18 2021-01-08 德州新动能铁塔发电有限公司 通过水氢发电供能的房车
CN110803091A (zh) * 2019-11-25 2020-02-18 一汽解放汽车有限公司 一种新能源补电车
CN111942261A (zh) * 2020-07-31 2020-11-17 龙岩市海德馨汽车有限公司 一种氢能源应急抢险电源车及其工作方法
US11791490B2 (en) 2020-11-05 2023-10-17 Honda Motor Co., Ltd. Housing
US11799155B2 (en) 2020-11-05 2023-10-24 Honda Motor Co., Ltd. Housing
US11961989B2 (en) 2020-11-05 2024-04-16 Honda Motor Co., Ltd. Control method for fuel cell system

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