JP2002252009A - 燃料電池用水素供給装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池の要求水素量を常に安定して供給す
ることができるようにする。 【解決手段】 燃料電池用水素供給装置は、水素を吸放
出可能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵タンク１と、
水素を圧縮状態で貯蔵可能な水素タンク１９と、水素吸
蔵タンク１に供給される空気を加熱する熱交換チューブ
５と、水素吸蔵タンク１から放出された水素と水素タン
ク１９から放出された水素を合流させて燃料電池７に供
給可能にする水素供給管９，１１，１３，１７と、水素
吸蔵タンク１から放出される水素量に応じて水素吸蔵タ
ンク１から放熱される放熱量を算出する放熱量算出手段
と、水素吸蔵タンク１に供給される空気の温度および流
量から水素吸蔵タンク１を加熱する熱量を算出する加熱
量算出手段と、を備え、放熱量算出手段で算出した放熱
量と加熱量算出手段で算出した放熱量に応じて、前記空
気の温度を目標温度に制御する。
ることができるようにする。 【解決手段】 燃料電池用水素供給装置は、水素を吸放
出可能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵タンク１と、
水素を圧縮状態で貯蔵可能な水素タンク１９と、水素吸
蔵タンク１に供給される空気を加熱する熱交換チューブ
５と、水素吸蔵タンク１から放出された水素と水素タン
ク１９から放出された水素を合流させて燃料電池７に供
給可能にする水素供給管９，１１，１３，１７と、水素
吸蔵タンク１から放出される水素量に応じて水素吸蔵タ
ンク１から放熱される放熱量を算出する放熱量算出手段
と、水素吸蔵タンク１に供給される空気の温度および流
量から水素吸蔵タンク１を加熱する熱量を算出する加熱
量算出手段と、を備え、放熱量算出手段で算出した放熱
量と加熱量算出手段で算出した放熱量に応じて、前記空
気の温度を目標温度に制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、燃料電池へ燃料
としての水素を供給する燃料電池用水素供給装置に関す
るものであり、特に、水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵
タンクと水素を圧縮貯蔵可能な水素タンクを併設した燃
料電池用水素供給装置に関するものである。
としての水素を供給する燃料電池用水素供給装置に関す
るものであり、特に、水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵
タンクと水素を圧縮貯蔵可能な水素タンクを併設した燃
料電池用水素供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば自動車等の移動体に搭載した燃料
電池に水素を供給する水素供給装置には、予め水素を吸
蔵させておいた水素吸蔵合金から水素を放出させて燃料
電池に供給するようにしたものがある（特開２０００−
８８１９６号公報等）。
電池に水素を供給する水素供給装置には、予め水素を吸
蔵させておいた水素吸蔵合金から水素を放出させて燃料
電池に供給するようにしたものがある（特開２０００−
８８１９６号公報等）。
【０００３】この水素吸蔵合金においては、水素の吸蔵
・放出に熱の出入りを伴い、水素を吸蔵させる時には水
素吸蔵合金から熱を除去してやらなければならず、水素
を放出させる時には水素吸蔵合金に熱を供給してやらな
ければならない。ここで、水素放出に必要な熱量は、水
素吸蔵合金の熱容量により賄われるため、外部から熱を
加えない限り水素放出によって水素吸蔵合金の温度が低
下する。
・放出に熱の出入りを伴い、水素を吸蔵させる時には水
素吸蔵合金から熱を除去してやらなければならず、水素
を放出させる時には水素吸蔵合金に熱を供給してやらな
ければならない。ここで、水素放出に必要な熱量は、水
素吸蔵合金の熱容量により賄われるため、外部から熱を
加えない限り水素放出によって水素吸蔵合金の温度が低
下する。
【０００４】そこで、この種の水素供給装置において
は、水素吸蔵合金から水素を安定して放出することがで
きるように、水素吸蔵合金を加熱するための加熱手段を
備えている。この加熱手段には、燃料電池の発電時に生
じる熱を回収してこの廃熱を加熱源とするものもあり、
その際の熱媒体としては水等の液体や空気等の気体が用
いられる。
は、水素吸蔵合金から水素を安定して放出することがで
きるように、水素吸蔵合金を加熱するための加熱手段を
備えている。この加熱手段には、燃料電池の発電時に生
じる熱を回収してこの廃熱を加熱源とするものもあり、
その際の熱媒体としては水等の液体や空気等の気体が用
いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料電池用水素供給装置においては、前記加熱手段を備
えていても、燃料電池の運転条件によっては、加熱手段
で供給可能な熱量では水素吸蔵合金が要求する熱量に不
足する場合があり、そのため、水素吸蔵合金の温度が低
下して、水素吸蔵合金から燃料電池に要求量の水素を供
給するのが困難になる場合があった。
燃料電池用水素供給装置においては、前記加熱手段を備
えていても、燃料電池の運転条件によっては、加熱手段
で供給可能な熱量では水素吸蔵合金が要求する熱量に不
足する場合があり、そのため、水素吸蔵合金の温度が低
下して、水素吸蔵合金から燃料電池に要求量の水素を供
給するのが困難になる場合があった。
【０００６】そこで、この発明は、水素吸蔵合金を収納
した水素吸蔵タンクと水素を圧縮状態で貯蔵する水素タ
ンクを併設し、水素吸蔵タンクからの水素供給量と水素
タンクからの水素供給量を制御することにより、燃料電
池の要求水素量を常に安定して供給することができる燃
料電池用水素供給装置を提供するものである。
した水素吸蔵タンクと水素を圧縮状態で貯蔵する水素タ
ンクを併設し、水素吸蔵タンクからの水素供給量と水素
タンクからの水素供給量を制御することにより、燃料電
池の要求水素量を常に安定して供給することができる燃
料電池用水素供給装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明に係る燃料電池用水素供給
装置は、燃料電池（例えば、後述する第１〜第３の実施
の形態における燃料電池７）の燃料である水素を吸放出
可能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵タンク（例え
ば、後述する第１〜第３の実施の形態における水素吸蔵
タンク１）と、水素を圧縮状態で貯蔵可能な水素タンク
（例えば、後述する第１〜第３の実施の形態における水
素タンク１９）と、前記水素吸蔵合金から水素を放出さ
せるために前記水素吸蔵タンクを加熱する加熱手段（例
えば、後述する第１〜第３の実施の形態におけるダクト
３，合流ダクト２１，外気ダクト２３，冷気ダクト２
５，熱交換チューブ５，流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6）
と、前記水素吸蔵タンクから放出された水素と前記水素
タンクから放出された水素を合流させて前記燃料電池へ
供給可能にする水素流路（例えば、後述する第１〜第３
の実施の形態における水素供給管９，１１，１３，１
７）と、前記水素吸蔵タンクおよび水素タンクから放出
される各水素流量を制御する流量制御手段（例えば、後
述する第１〜第３の実施の形態における流量制御弁Ｖ1,
Ｖ2,Ｖ3）と、を備えたことを特徴とする。
に、請求項１に記載した発明に係る燃料電池用水素供給
装置は、燃料電池（例えば、後述する第１〜第３の実施
の形態における燃料電池７）の燃料である水素を吸放出
可能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵タンク（例え
ば、後述する第１〜第３の実施の形態における水素吸蔵
タンク１）と、水素を圧縮状態で貯蔵可能な水素タンク
（例えば、後述する第１〜第３の実施の形態における水
素タンク１９）と、前記水素吸蔵合金から水素を放出さ
せるために前記水素吸蔵タンクを加熱する加熱手段（例
えば、後述する第１〜第３の実施の形態におけるダクト
３，合流ダクト２１，外気ダクト２３，冷気ダクト２
５，熱交換チューブ５，流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6）
と、前記水素吸蔵タンクから放出された水素と前記水素
タンクから放出された水素を合流させて前記燃料電池へ
供給可能にする水素流路（例えば、後述する第１〜第３
の実施の形態における水素供給管９，１１，１３，１
７）と、前記水素吸蔵タンクおよび水素タンクから放出
される各水素流量を制御する流量制御手段（例えば、後
述する第１〜第３の実施の形態における流量制御弁Ｖ1,
Ｖ2,Ｖ3）と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】このように構成することにより、流量制御
手段で水素流量を制御することにより、水素吸蔵タンク
を加熱しつつ水素吸蔵タンクだけから水素を放出させて
燃料電池に供給したり、水素タンクだけから水素を放出
させて燃料電池に供給したり、水素吸蔵タンクと水素タ
ンクの両方から水素を放出させこれらを合流させて燃料
電池に供給することが可能となる。
手段で水素流量を制御することにより、水素吸蔵タンク
を加熱しつつ水素吸蔵タンクだけから水素を放出させて
燃料電池に供給したり、水素タンクだけから水素を放出
させて燃料電池に供給したり、水素吸蔵タンクと水素タ
ンクの両方から水素を放出させこれらを合流させて燃料
電池に供給することが可能となる。
【０００９】請求項２に記載した発明は、請求項１に記
載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度に応じて
前記流量制御手段が前記各水素流量を制御することを特
徴とする。このように構成することにより、水素吸蔵タ
ンクおよび水素タンクから放出される水素の各水素流量
を水素吸蔵タンクの温度に応じて最適に制御することが
できる。
載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度に応じて
前記流量制御手段が前記各水素流量を制御することを特
徴とする。このように構成することにより、水素吸蔵タ
ンクおよび水素タンクから放出される水素の各水素流量
を水素吸蔵タンクの温度に応じて最適に制御することが
できる。
【００１０】請求項３に記載した発明は、請求項２に記
載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度が下限温
度（例えば、後述する第１〜第３の実施の形態における
下限値ｔ1）よりも低いときには前記水素吸蔵タンクか
ら前記燃料電池へ水素を供給するのを停止して前記水素
タンクから前記燃料電池へ水素を供給し、前記水素吸蔵
タンクの温度が下限温度以上のときには前記水素吸蔵タ
ンクから前記燃料電池へ水素を供給することを特徴とす
る。このように構成することにより、水素吸蔵タンクの
温度が該水素吸蔵タンクからの水素放出量が低下する下
限温度よりも低いときには、水素タンクから燃料電池に
水素を供給することが可能になる。
載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度が下限温
度（例えば、後述する第１〜第３の実施の形態における
下限値ｔ1）よりも低いときには前記水素吸蔵タンクか
ら前記燃料電池へ水素を供給するのを停止して前記水素
タンクから前記燃料電池へ水素を供給し、前記水素吸蔵
タンクの温度が下限温度以上のときには前記水素吸蔵タ
ンクから前記燃料電池へ水素を供給することを特徴とす
る。このように構成することにより、水素吸蔵タンクの
温度が該水素吸蔵タンクからの水素放出量が低下する下
限温度よりも低いときには、水素タンクから燃料電池に
水素を供給することが可能になる。
【００１１】請求項４に記載した発明は、請求項２に記
載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度が上限温
度（例えば、後述する第１または第３の実施の形態にお
ける上限値ｔ2）よりも高いときには前記水素タンクか
ら前記燃料電池へ水素を供給するのを停止して前記水素
吸蔵タンクから前記燃料電池へ水素を供給することを特
徴とする。このように構成することにより、水素吸蔵タ
ンクからの水素放出量が増大し、該水素吸蔵タンクの温
度上昇を抑制することが可能となる。
載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度が上限温
度（例えば、後述する第１または第３の実施の形態にお
ける上限値ｔ2）よりも高いときには前記水素タンクか
ら前記燃料電池へ水素を供給するのを停止して前記水素
吸蔵タンクから前記燃料電池へ水素を供給することを特
徴とする。このように構成することにより、水素吸蔵タ
ンクからの水素放出量が増大し、該水素吸蔵タンクの温
度上昇を抑制することが可能となる。
【００１２】請求項５に記載した発明は、請求項２に記
載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度が下限温
度（例えば、後述する第１〜第３の実施の形態における
下限値ｔ1）以上で上限温度（例えば、後述する第１ま
たは第３の実施の形態における上限値ｔ2）以下のとき
には、前記水素吸蔵タンクの温度変化率（例えば、後述
する第１または第３の実施の形態における温度変化率ｄ
Ｔ／ｄｔ）に応じて前記流量制御手段を制御することを
特徴とする。このように構成することにより、水素吸蔵
タンクの温度変化率に応じて水素吸蔵タンクから放出さ
れる水素流量と水素タンクから放出される水素流量の流
量比を最適に制御することが可能になる。
載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度が下限温
度（例えば、後述する第１〜第３の実施の形態における
下限値ｔ1）以上で上限温度（例えば、後述する第１ま
たは第３の実施の形態における上限値ｔ2）以下のとき
には、前記水素吸蔵タンクの温度変化率（例えば、後述
する第１または第３の実施の形態における温度変化率ｄ
Ｔ／ｄｔ）に応じて前記流量制御手段を制御することを
特徴とする。このように構成することにより、水素吸蔵
タンクの温度変化率に応じて水素吸蔵タンクから放出さ
れる水素流量と水素タンクから放出される水素流量の流
量比を最適に制御することが可能になる。
【００１３】請求項６に記載した発明は、請求項５に記
載の発明において、前記温度変化率が上昇傾向にあると
きには、前記水素タンクから前記燃料電池へ水素を供給
するのを停止して前記水素吸蔵タンクから前記燃料電池
へ水素を供給するように前記流量制御手段を制御し、前
記温度変化率が下降傾向にあるときには、前記水素吸蔵
タンクおよび前記水素タンクから前記燃料電池へ水素を
供給するように前記流量制御手段を制御することを特徴
とする。このように構成することにより、燃料電池へ水
素を安定供給しつつ、水素吸蔵タンクの温度上昇および
温度降下を抑制することが可能になる。
載の発明において、前記温度変化率が上昇傾向にあると
きには、前記水素タンクから前記燃料電池へ水素を供給
するのを停止して前記水素吸蔵タンクから前記燃料電池
へ水素を供給するように前記流量制御手段を制御し、前
記温度変化率が下降傾向にあるときには、前記水素吸蔵
タンクおよび前記水素タンクから前記燃料電池へ水素を
供給するように前記流量制御手段を制御することを特徴
とする。このように構成することにより、燃料電池へ水
素を安定供給しつつ、水素吸蔵タンクの温度上昇および
温度降下を抑制することが可能になる。
【００１４】請求項７に記載した発明は、請求項１に記
載の発明において、前記流量制御手段は前記水素吸蔵タ
ンクの温度変化率（例えば、後述する第１〜第３の実施
の形態における温度変化率ｄＴ／ｄｔ）に応じて制御さ
れることを特徴とする。このように構成することによ
り、水素吸蔵タンクおよび水素タンクから放出される水
素の各水素流量を水素吸蔵タンクの温度変化率に応じて
最適に制御することが可能になる。
載の発明において、前記流量制御手段は前記水素吸蔵タ
ンクの温度変化率（例えば、後述する第１〜第３の実施
の形態における温度変化率ｄＴ／ｄｔ）に応じて制御さ
れることを特徴とする。このように構成することによ
り、水素吸蔵タンクおよび水素タンクから放出される水
素の各水素流量を水素吸蔵タンクの温度変化率に応じて
最適に制御することが可能になる。
【００１５】請求項８に記載した発明は、請求項７に記
載の発明において、前記流量制御手段は前記温度変化率
が実質的に「０」（例えば、後述する第３の実施の形態
におけるｄＴ／ｄｔ＝０）になるように制御することを
特徴とする。このように構成することにより、水素吸蔵
タンクの温度を一定温度に制御可能になる。
載の発明において、前記流量制御手段は前記温度変化率
が実質的に「０」（例えば、後述する第３の実施の形態
におけるｄＴ／ｄｔ＝０）になるように制御することを
特徴とする。このように構成することにより、水素吸蔵
タンクの温度を一定温度に制御可能になる。
【００１６】請求項９に記載した発明に係る燃料電池用
水素供給装置は、請求項１に記載の発明において、前記
流量制御手段は前記水素吸蔵タンクの温度および該水素
吸蔵タンクの温度変化率に応じて制御されることを特徴
とする。このように構成することにより、水素吸蔵タン
クおよび水素タンクから放出される水素の各水素流量
を、水素吸蔵タンクの温度および該水素吸蔵タンクの温
度変化率に応じて、より最適に制御することが可能にな
る。
水素供給装置は、請求項１に記載の発明において、前記
流量制御手段は前記水素吸蔵タンクの温度および該水素
吸蔵タンクの温度変化率に応じて制御されることを特徴
とする。このように構成することにより、水素吸蔵タン
クおよび水素タンクから放出される水素の各水素流量
を、水素吸蔵タンクの温度および該水素吸蔵タンクの温
度変化率に応じて、より最適に制御することが可能にな
る。
【００１７】請求項１０に記載した発明に係る燃料電池
用水素供給装置は、燃料電池（例えば、後述する第３の
実施の形態における燃料電池７）の燃料である水素を吸
放出可能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵タンク（例
えば、後述する第３の実施の形態における水素吸蔵タン
ク１）と、水素を圧縮状態で貯蔵可能な水素タンク（例
えば、後述する第３の実施の形態における水素タンク１
９）と、前記水素吸蔵合金から水素を放出させるために
前記水素吸蔵タンクを加熱する加熱手段（例えば、後述
する第３の実施の形態におけるダクト３，合流ダクト２
１，外気ダクト２３，冷気ダクト２５，熱交換チューブ
５，流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6）と、前記水素吸蔵タン
クから放出された水素と前記水素タンクから放出された
水素を合流させて前記燃料電池へ供給可能にする水素流
路（例えば、後述する第１〜第３の実施の形態における
水素供給管９，１１，１３，１７）と、前記加熱手段に
よって加熱することで前記水素吸蔵タンクから放出され
る水素量に応じて前記水素タンクから放出する水素量を
制御する流量制御手段（例えば、後述する第３の実施の
形態における流量制御弁Ｖ3）と、を備えたことを特徴
とする。このように構成することにより、水素吸蔵タン
クから放出される水素量に応じて、水素タンクから放出
すべき水素量を最適に制御することが可能になる。
用水素供給装置は、燃料電池（例えば、後述する第３の
実施の形態における燃料電池７）の燃料である水素を吸
放出可能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵タンク（例
えば、後述する第３の実施の形態における水素吸蔵タン
ク１）と、水素を圧縮状態で貯蔵可能な水素タンク（例
えば、後述する第３の実施の形態における水素タンク１
９）と、前記水素吸蔵合金から水素を放出させるために
前記水素吸蔵タンクを加熱する加熱手段（例えば、後述
する第３の実施の形態におけるダクト３，合流ダクト２
１，外気ダクト２３，冷気ダクト２５，熱交換チューブ
５，流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6）と、前記水素吸蔵タン
クから放出された水素と前記水素タンクから放出された
水素を合流させて前記燃料電池へ供給可能にする水素流
路（例えば、後述する第１〜第３の実施の形態における
水素供給管９，１１，１３，１７）と、前記加熱手段に
よって加熱することで前記水素吸蔵タンクから放出され
る水素量に応じて前記水素タンクから放出する水素量を
制御する流量制御手段（例えば、後述する第３の実施の
形態における流量制御弁Ｖ3）と、を備えたことを特徴
とする。このように構成することにより、水素吸蔵タン
クから放出される水素量に応じて、水素タンクから放出
すべき水素量を最適に制御することが可能になる。
【００１８】請求項１１に記載した発明は、請求項１０
に記載の発明において、前記流量制御手段は、前記水素
吸蔵タンクから放出される水素量と前記水素タンクから
放出される水素量の和が前記燃料電池の要求する要求水
素量になるように、前記水素タンクから放出する水素量
を制御することを特徴とする。このように構成すること
により、燃料電池へ水素を過不足なく供給することが可
能になる。
に記載の発明において、前記流量制御手段は、前記水素
吸蔵タンクから放出される水素量と前記水素タンクから
放出される水素量の和が前記燃料電池の要求する要求水
素量になるように、前記水素タンクから放出する水素量
を制御することを特徴とする。このように構成すること
により、燃料電池へ水素を過不足なく供給することが可
能になる。
【００１９】請求項１２に記載した発明は、請求項１１
に記載の発明において、前記加熱手段によって前記水素
吸蔵タンクを加熱する熱量を算出する加熱量算出手段
（例えば、後述する第３の実施の形態におけるステップ
Ｓ３１７）と、前記加熱量算出手段で算出された加熱量
に応じて前記水素吸蔵タンクから放出できる最大水素放
出量を算出する最大水素放出量算出手段（例えば、後述
する第３の実施の形態におけるステップＳ３２５）と、
を備え、前記流量制御手段は、前記最大水素放出量算出
手段で算出された最大水素放出量に応じて前記水素タン
クから放出する水素量を制御することを特徴とする。こ
のように構成することにより、水素吸蔵タンクから最大
水素放出量の水素が放出されるので、水素吸蔵タンクの
温度が変化しないようにすることができ、且つ、燃料電
池の要求する要求水素量を満足させることが可能にな
る。
に記載の発明において、前記加熱手段によって前記水素
吸蔵タンクを加熱する熱量を算出する加熱量算出手段
（例えば、後述する第３の実施の形態におけるステップ
Ｓ３１７）と、前記加熱量算出手段で算出された加熱量
に応じて前記水素吸蔵タンクから放出できる最大水素放
出量を算出する最大水素放出量算出手段（例えば、後述
する第３の実施の形態におけるステップＳ３２５）と、
を備え、前記流量制御手段は、前記最大水素放出量算出
手段で算出された最大水素放出量に応じて前記水素タン
クから放出する水素量を制御することを特徴とする。こ
のように構成することにより、水素吸蔵タンクから最大
水素放出量の水素が放出されるので、水素吸蔵タンクの
温度が変化しないようにすることができ、且つ、燃料電
池の要求する要求水素量を満足させることが可能にな
る。
【００２０】請求項１３に記載した発明は、請求項１２
に記載の発明において、前記流量制御手段は、前記最大
水素放出量で前記要求水素量を賄える場合には前記水素
タンクから水素を放出しないように制御することを特徴
とする。このように構成することにより、水素タンクの
水素の使用量を減少させることが可能になる。
に記載の発明において、前記流量制御手段は、前記最大
水素放出量で前記要求水素量を賄える場合には前記水素
タンクから水素を放出しないように制御することを特徴
とする。このように構成することにより、水素タンクの
水素の使用量を減少させることが可能になる。
【００２１】請求項１４に記載した発明に係る燃料電池
用水素供給装置は、燃料電池（例えば、後述する第１ま
たは第３の実施の形態における燃料電池７）の燃料であ
る水素を吸放出可能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵
タンク（例えば、後述する第１または第３の実施の形態
における水素吸蔵タンク１）と、前記水素吸蔵合金から
水素を放出させるために前記燃料電池の廃熱によって加
熱された温度制御可能な熱媒体（例えば、後述する第１
または第３の実施の形態における空気）を供給して前記
水素吸蔵タンクを加熱する加熱手段（例えば、後述する
第１または第３の実施の形態におけるダクト３，合流ダ
クト２１，外気ダクト２３，冷気ダクト２５，熱交換チ
ューブ５，流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6）と、前記水素吸
蔵タンクから放出される水素量から該水素吸蔵タンクが
必要とする必要熱量を算出する必要熱量算出手段（例え
ば、後述する第１または第３の実施の形態におけるステ
ップＳ１０８，Ｓ３０８）と、を備え、前記必要熱量算
出手段で算出した必要熱量に応じて前記加熱手段を制御
することを特徴とする。このように構成することによ
り、加熱手段から水素吸蔵タンクへ必要熱量を確実に供
給することが可能になる。
用水素供給装置は、燃料電池（例えば、後述する第１ま
たは第３の実施の形態における燃料電池７）の燃料であ
る水素を吸放出可能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵
タンク（例えば、後述する第１または第３の実施の形態
における水素吸蔵タンク１）と、前記水素吸蔵合金から
水素を放出させるために前記燃料電池の廃熱によって加
熱された温度制御可能な熱媒体（例えば、後述する第１
または第３の実施の形態における空気）を供給して前記
水素吸蔵タンクを加熱する加熱手段（例えば、後述する
第１または第３の実施の形態におけるダクト３，合流ダ
クト２１，外気ダクト２３，冷気ダクト２５，熱交換チ
ューブ５，流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6）と、前記水素吸
蔵タンクから放出される水素量から該水素吸蔵タンクが
必要とする必要熱量を算出する必要熱量算出手段（例え
ば、後述する第１または第３の実施の形態におけるステ
ップＳ１０８，Ｓ３０８）と、を備え、前記必要熱量算
出手段で算出した必要熱量に応じて前記加熱手段を制御
することを特徴とする。このように構成することによ
り、加熱手段から水素吸蔵タンクへ必要熱量を確実に供
給することが可能になる。
【００２２】請求項１５に記載した発明は、請求項１４
に記載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度に応
じて前記熱媒体の目標温度を算出する目標温度算出手段
（例えば、後述する第１または第３の実施の形態におけ
るステップＳ１１１，Ｓ１２１，Ｓ３１１，Ｓ３２１）
を備え、前記熱媒体が目標温度になるように前記加熱手
段を制御することを特徴とする。このように構成するこ
とにより、水素吸蔵タンクの温度を所望の温度に確実に
制御することが可能になる。
に記載の発明において、前記水素吸蔵タンクの温度に応
じて前記熱媒体の目標温度を算出する目標温度算出手段
（例えば、後述する第１または第３の実施の形態におけ
るステップＳ１１１，Ｓ１２１，Ｓ３１１，Ｓ３２１）
を備え、前記熱媒体が目標温度になるように前記加熱手
段を制御することを特徴とする。このように構成するこ
とにより、水素吸蔵タンクの温度を所望の温度に確実に
制御することが可能になる。
【００２３】請求項１６に記載した発明に係る燃料電池
用水素供給装置は、請求項１５に記載の発明において、
前記加熱手段によって前記水素吸蔵タンクを加熱する加
熱量と前記必要熱量算出手段で算出した必要熱量に応じ
て前記熱媒体の目標温度を補正することを特徴とする。
このように構成することにより、加熱量と必要熱量に応
じて熱媒体の目標温度を補正しているので、熱媒体の温
度をより早く正確に制御することが可能になる。
用水素供給装置は、請求項１５に記載の発明において、
前記加熱手段によって前記水素吸蔵タンクを加熱する加
熱量と前記必要熱量算出手段で算出した必要熱量に応じ
て前記熱媒体の目標温度を補正することを特徴とする。
このように構成することにより、加熱量と必要熱量に応
じて熱媒体の目標温度を補正しているので、熱媒体の温
度をより早く正確に制御することが可能になる。
【００２４】請求項１７に記載した発明は、請求項１６
に記載の発明において、前記加熱量と前記必要熱量から
前記水素吸蔵タンクの温度変化率を算出し、この温度変
化率が下降傾向にあるときは目標温度を前記目標温度算
出手段で算出した目標温度よりも高く補正し、前記温度
変化率が上昇傾向にあるときは目標温度を前記目標温度
算出手段で算出した目標温度よりも低く補正することを
特徴とする。
に記載の発明において、前記加熱量と前記必要熱量から
前記水素吸蔵タンクの温度変化率を算出し、この温度変
化率が下降傾向にあるときは目標温度を前記目標温度算
出手段で算出した目標温度よりも高く補正し、前記温度
変化率が上昇傾向にあるときは目標温度を前記目標温度
算出手段で算出した目標温度よりも低く補正することを
特徴とする。
【００２５】このように構成することにより、水素吸蔵
タンクの温度が下がる傾向にあると熱媒体の目標温度を
高く補正され、水素吸蔵タンクの温度が上がる傾向にあ
ると熱媒体の目標温度を低く補正されるので、水素吸蔵
タンクの温度変化を予測して熱媒体をより速く目標温度
に収束させることが可能になり、水素吸蔵タンクの温度
を所望の温度に制御することができる。
タンクの温度が下がる傾向にあると熱媒体の目標温度を
高く補正され、水素吸蔵タンクの温度が上がる傾向にあ
ると熱媒体の目標温度を低く補正されるので、水素吸蔵
タンクの温度変化を予測して熱媒体をより速く目標温度
に収束させることが可能になり、水素吸蔵タンクの温度
を所望の温度に制御することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る燃料電池用
水素供給装置の実施の形態を図１から図１０の図面を参
照して説明する。 〔第１の実施の形態〕初めに、この発明に係る燃料電池
用水素供給装置の第１の実施の形態を図１から図６の図
面を参照して説明する。図１は水素供給装置を備えた自
動車用燃料電池システムの構成図である。水素供給装置
は熱媒体としての空気が流通するダクト３を備え、ダク
ト３内の下流部位には、内部に水素吸蔵合金を収納した
水素吸蔵タンク１が設置されている。水素吸蔵タンク１
はステンレス製で、外周面に多数のフィン１ａを備えて
いる。
水素供給装置の実施の形態を図１から図１０の図面を参
照して説明する。 〔第１の実施の形態〕初めに、この発明に係る燃料電池
用水素供給装置の第１の実施の形態を図１から図６の図
面を参照して説明する。図１は水素供給装置を備えた自
動車用燃料電池システムの構成図である。水素供給装置
は熱媒体としての空気が流通するダクト３を備え、ダク
ト３内の下流部位には、内部に水素吸蔵合金を収納した
水素吸蔵タンク１が設置されている。水素吸蔵タンク１
はステンレス製で、外周面に多数のフィン１ａを備えて
いる。
【００２７】ダクト３の内部であって水素吸蔵タンク１
よりも上流側には熱交換チューブ５が設けられている。
この熱交換チューブ５は、ダクト３の外部に設置された
燃料電池（図１ではＦＣスタックと記す）７の冷却水回
路（図示せず）に接続されていて、燃料電池７の冷却水
が循環するようになっている。燃料電池７は固体高分子
膜型燃料電池であって、水素と空気中の酸素とを電気化
学反応させて電気を発生させるタイプのものであり、前
記冷却水は燃料電池７が発電時に発生する熱を除去する
ためのものである。燃料電池７を冷却することによって
加熱された冷却水が熱交換チューブ５に導入され、熱交
換チューブ５を通過する際にダクト３を流れる空気と熱
交換し、これにより冷却水は冷却され再び燃料電池７の
冷却水回路に戻るようになっている。つまり、熱交換チ
ューブ５は燃料電池７の冷却ラジエータと言うことがで
きる。そして、冷却水と熱交換して加熱された空気はダ
クト３を水素吸蔵タンク１へと流れ、水素吸蔵タンク１
を加熱する。
よりも上流側には熱交換チューブ５が設けられている。
この熱交換チューブ５は、ダクト３の外部に設置された
燃料電池（図１ではＦＣスタックと記す）７の冷却水回
路（図示せず）に接続されていて、燃料電池７の冷却水
が循環するようになっている。燃料電池７は固体高分子
膜型燃料電池であって、水素と空気中の酸素とを電気化
学反応させて電気を発生させるタイプのものであり、前
記冷却水は燃料電池７が発電時に発生する熱を除去する
ためのものである。燃料電池７を冷却することによって
加熱された冷却水が熱交換チューブ５に導入され、熱交
換チューブ５を通過する際にダクト３を流れる空気と熱
交換し、これにより冷却水は冷却され再び燃料電池７の
冷却水回路に戻るようになっている。つまり、熱交換チ
ューブ５は燃料電池７の冷却ラジエータと言うことがで
きる。そして、冷却水と熱交換して加熱された空気はダ
クト３を水素吸蔵タンク１へと流れ、水素吸蔵タンク１
を加熱する。
【００２８】水素吸蔵タンク１内において水素吸蔵合金
から放出された水素は、水素供給管９，流量制御弁Ｖ
1，水素供給管１１，流量制御弁Ｖ2，水素供給管１３を
介して燃料電池７に供給されるようになっている。水素
供給管９には調圧器２７が設けられており、水素供給管
１３には流量計１５が設けられている。調圧器２７は、
水素タンク１９から水素吸蔵タンク１に水素を供給する
ときに水素の圧力を減圧するものであり、調圧器２７の
設定圧は水素吸蔵タンク１の常用耐圧と同一圧力に設定
されている。流量計１５は水素供給管１３を流れる水素
流量（すなわち、燃料電池７に供給される水素流量）に
応じた出力信号を燃料電池用電子制御ユニット（以下、
ＥＣＵと略す）３７に出力する。
から放出された水素は、水素供給管９，流量制御弁Ｖ
1，水素供給管１１，流量制御弁Ｖ2，水素供給管１３を
介して燃料電池７に供給されるようになっている。水素
供給管９には調圧器２７が設けられており、水素供給管
１３には流量計１５が設けられている。調圧器２７は、
水素タンク１９から水素吸蔵タンク１に水素を供給する
ときに水素の圧力を減圧するものであり、調圧器２７の
設定圧は水素吸蔵タンク１の常用耐圧と同一圧力に設定
されている。流量計１５は水素供給管１３を流れる水素
流量（すなわち、燃料電池７に供給される水素流量）に
応じた出力信号を燃料電池用電子制御ユニット（以下、
ＥＣＵと略す）３７に出力する。
【００２９】また、ダクト３の外部には水素タンク１９
が設置されている。この水素タンク１９は水素吸蔵タン
ク１よりも高圧で水素を圧縮して貯蔵可能になってい
る。水素タンク１９に貯蔵された水素も、水素供給管１
７，流量制御弁Ｖ3，水素供給管１１，流量制御弁Ｖ2，
水素供給管１３を介して、燃料電池７に供給可能になっ
ており、水素タンク１９は、低温のため水素吸蔵合金か
ら水素を放出できず、若しくは、水素吸蔵合金から放出
される水素だけでは燃料電池７が要求する水素量を賄え
ないときに、水素を燃料電池７に供給する。
が設置されている。この水素タンク１９は水素吸蔵タン
ク１よりも高圧で水素を圧縮して貯蔵可能になってい
る。水素タンク１９に貯蔵された水素も、水素供給管１
７，流量制御弁Ｖ3，水素供給管１１，流量制御弁Ｖ2，
水素供給管１３を介して、燃料電池７に供給可能になっ
ており、水素タンク１９は、低温のため水素吸蔵合金か
ら水素を放出できず、若しくは、水素吸蔵合金から放出
される水素だけでは燃料電池７が要求する水素量を賄え
ないときに、水素を燃料電池７に供給する。
【００３０】流量制御弁Ｖ1〜Ｖ3の弁体を駆動する駆動
部（図示せず）はＥＣＵ３７に電気的に接続されてお
り、ＥＣＵ３７からの指令信号に応じてそれぞれの弁体
の開度制御が行われるようになっている。
部（図示せず）はＥＣＵ３７に電気的に接続されてお
り、ＥＣＵ３７からの指令信号に応じてそれぞれの弁体
の開度制御が行われるようになっている。
【００３１】一方、ダクト３において水素吸蔵タンク１
と熱交換チューブ５との間には、合流ダクト２１が連結
されており、この合流ダクト２１には、外気を導入可能
な外気ダクト２３と、図示しないクーラーで冷却された
冷気を導入可能な冷気ダクト２５が接続されている。
と熱交換チューブ５との間には、合流ダクト２１が連結
されており、この合流ダクト２１には、外気を導入可能
な外気ダクト２３と、図示しないクーラーで冷却された
冷気を導入可能な冷気ダクト２５が接続されている。
【００３２】ダクト３内において水素吸蔵タンク１の下
流にはファン２９が設けられており、ファン２９の駆動
部（図示せず）はＥＣＵ３７に電気的に接続されてい
て、ＥＣＵ３７からの指令信号に応じて回転数制御され
るようになっている。
流にはファン２９が設けられており、ファン２９の駆動
部（図示せず）はＥＣＵ３７に電気的に接続されてい
て、ＥＣＵ３７からの指令信号に応じて回転数制御され
るようになっている。
【００３３】また、ダクト３内において、合流ダクト２
１との合流点と熱交換チューブ５との間には流量制御弁
Ｖ4が設けられている。また、外気ダクト２３，冷気ダ
クト２５にもそれぞれ流量制御弁Ｖ５，Ｖ６が設けられ
ている。これら流量制御弁Ｖ4〜Ｖ6の弁体を駆動する駆
動部（図示せず）はＥＣＵ３７に電気的に接続されてお
り、ＥＣＵ３７からの指令信号に応じてそれぞれの弁体
の開度制御が行われるようになっている。水素供給管
９，水素供給管１７には圧力センサＰ1，Ｐ2が設けられ
ており、これら圧力センサＰ1，Ｐ2は検出圧力に応じた
出力信号をＥＣＵ３７に出力する。
１との合流点と熱交換チューブ５との間には流量制御弁
Ｖ4が設けられている。また、外気ダクト２３，冷気ダ
クト２５にもそれぞれ流量制御弁Ｖ５，Ｖ６が設けられ
ている。これら流量制御弁Ｖ4〜Ｖ6の弁体を駆動する駆
動部（図示せず）はＥＣＵ３７に電気的に接続されてお
り、ＥＣＵ３７からの指令信号に応じてそれぞれの弁体
の開度制御が行われるようになっている。水素供給管
９，水素供給管１７には圧力センサＰ1，Ｐ2が設けられ
ており、これら圧力センサＰ1，Ｐ2は検出圧力に応じた
出力信号をＥＣＵ３７に出力する。
【００３４】水素吸蔵タンク１内には、内部に収容され
ている水素吸蔵合金の温度を検出するための温度センサ
ＴＣ1が設けられている。また、ダクト３内において、
熱交換チューブ５と流量制御弁Ｖ4との間、および、合
流ダクト２１との合流点と水素吸蔵タンク１との間に
は、温度センサＴＣ2，ＴＣ3が設けられている。また、
外気ダクト２３、冷気ダクト２５にも温度センサＴＣ
5，ＴＣ4が設けられている。これら温度センサＴＣ1〜
ＴＣ5は検出温度に応じた出力信号をＥＣＵ３７に出力
する。
ている水素吸蔵合金の温度を検出するための温度センサ
ＴＣ1が設けられている。また、ダクト３内において、
熱交換チューブ５と流量制御弁Ｖ4との間、および、合
流ダクト２１との合流点と水素吸蔵タンク１との間に
は、温度センサＴＣ2，ＴＣ3が設けられている。また、
外気ダクト２３、冷気ダクト２５にも温度センサＴＣ
5，ＴＣ4が設けられている。これら温度センサＴＣ1〜
ＴＣ5は検出温度に応じた出力信号をＥＣＵ３７に出力
する。
【００３５】このように構成された燃料電池の水素供給
装置においては、走行モードでは、流量制御弁Ｖ1，Ｖ2
を開いて水素供給管９，１１，１３を連通し、流量制御
弁Ｖ3を閉じて水素供給管１７を閉塞し、水素吸蔵タン
ク１内の水素吸蔵合金から放出した水素を燃料電池７に
供給して発電する。そして、水素吸蔵タンク１内の水素
吸蔵合金が水素を放出する際に水素吸蔵合金に奪われる
熱を補うために、ファン２９によってダクト３内に導入
した外気を、熱交換チューブ５を流れる燃料電池７の冷
却水と熱交換することにより加熱し、加熱された外気を
水素吸蔵タンク１の周囲に流すことにより、外気の熱を
フィン１ａから吸熱させる。
装置においては、走行モードでは、流量制御弁Ｖ1，Ｖ2
を開いて水素供給管９，１１，１３を連通し、流量制御
弁Ｖ3を閉じて水素供給管１７を閉塞し、水素吸蔵タン
ク１内の水素吸蔵合金から放出した水素を燃料電池７に
供給して発電する。そして、水素吸蔵タンク１内の水素
吸蔵合金が水素を放出する際に水素吸蔵合金に奪われる
熱を補うために、ファン２９によってダクト３内に導入
した外気を、熱交換チューブ５を流れる燃料電池７の冷
却水と熱交換することにより加熱し、加熱された外気を
水素吸蔵タンク１の周囲に流すことにより、外気の熱を
フィン１ａから吸熱させる。
【００３６】また、燃料電池７への水素の安定供給を図
るために、水素吸蔵タンク１内を所定の一定圧力となる
ように制御するが、そのために、水素吸蔵合金の温度、
換言すれば水素吸蔵タンク１内の温度が、前記一定圧力
を解離圧としたときに対応する温度（設定値ｔ0）とな
るように制御する。
るために、水素吸蔵タンク１内を所定の一定圧力となる
ように制御するが、そのために、水素吸蔵合金の温度、
換言すれば水素吸蔵タンク１内の温度が、前記一定圧力
を解離圧としたときに対応する温度（設定値ｔ0）とな
るように制御する。
【００３７】そして、この水素供給装置における水素吸
蔵タンク１の前記温度制御では、外気ダクト２３から導
入される外気と、冷気ダクト２５から導入される冷気
と、ダクト３の上流端から導入され熱交換チューブ５で
加熱された外気（以下、加熱外気と称し、外気ダクト２
３から導入される外気と区別する）とを所定流量比で混
合することにより、水素吸蔵タンク１を所定温度に制御
するのに必要な熱量を水素吸蔵タンク１に供給するよう
にしている。
蔵タンク１の前記温度制御では、外気ダクト２３から導
入される外気と、冷気ダクト２５から導入される冷気
と、ダクト３の上流端から導入され熱交換チューブ５で
加熱された外気（以下、加熱外気と称し、外気ダクト２
３から導入される外気と区別する）とを所定流量比で混
合することにより、水素吸蔵タンク１を所定温度に制御
するのに必要な熱量を水素吸蔵タンク１に供給するよう
にしている。
【００３８】しかしながら、燃料電池７の運転条件（す
なわち、車両の運転条件）によっては、水素吸蔵タンク
１を加熱する熱量が不足し、水素吸蔵合金から水素を全
く放出することができなかったり、あるいは、水素放出
可能であっても水素吸蔵タンク１（すなわち、水素吸蔵
合金）が要求する熱量を満たさないため、燃料電池７が
要求する水素要求量を水素吸蔵タンク１から供給するこ
とができない場合がある。
なわち、車両の運転条件）によっては、水素吸蔵タンク
１を加熱する熱量が不足し、水素吸蔵合金から水素を全
く放出することができなかったり、あるいは、水素放出
可能であっても水素吸蔵タンク１（すなわち、水素吸蔵
合金）が要求する熱量を満たさないため、燃料電池７が
要求する水素要求量を水素吸蔵タンク１から供給するこ
とができない場合がある。
【００３９】このようなときに、この第１の実施の形態
における水素供給装置では、水素吸蔵合金の温度が下限
値（下限温度）ｔ1よりも低いときには水素タンク１９
の水素だけを燃料電池７に供給し、水素吸蔵合金の温度
が下限値ｔ1以上であって上限値（上限温度）ｔ2以下の
ときには、水素吸蔵タンク１だけから燃料電池７に水素
を供給することによって、水素吸蔵タンク１が要求する
熱量を該熱媒体（空気）で賄える場合（すなわち、水素
を供給しても水素吸蔵タンク１の温度が低下しない場
合）には水素吸蔵タンク１だけから水素供給を行い、水
素吸蔵タンク１だけから燃料電池７に水素を供給したの
では水素吸蔵タンク１が要求する熱量を該熱媒体（空
気）で賄えない場合（すなわち、水素を供給することで
水素吸蔵タンク１の温度が低下してしまう場合）には水
素吸蔵タンク１と水素タンク１９の両方から所定流量比
で水素を燃料電池７に供給し、水素吸蔵合金の温度が上
限値ｔ2よりも高いときには水素吸蔵タンク１の水素だ
けを燃料電池７に供給する。
における水素供給装置では、水素吸蔵合金の温度が下限
値（下限温度）ｔ1よりも低いときには水素タンク１９
の水素だけを燃料電池７に供給し、水素吸蔵合金の温度
が下限値ｔ1以上であって上限値（上限温度）ｔ2以下の
ときには、水素吸蔵タンク１だけから燃料電池７に水素
を供給することによって、水素吸蔵タンク１が要求する
熱量を該熱媒体（空気）で賄える場合（すなわち、水素
を供給しても水素吸蔵タンク１の温度が低下しない場
合）には水素吸蔵タンク１だけから水素供給を行い、水
素吸蔵タンク１だけから燃料電池７に水素を供給したの
では水素吸蔵タンク１が要求する熱量を該熱媒体（空
気）で賄えない場合（すなわち、水素を供給することで
水素吸蔵タンク１の温度が低下してしまう場合）には水
素吸蔵タンク１と水素タンク１９の両方から所定流量比
で水素を燃料電池７に供給し、水素吸蔵合金の温度が上
限値ｔ2よりも高いときには水素吸蔵タンク１の水素だ
けを燃料電池７に供給する。
【００４０】次に、図２の図面を参照して、第１の実施
の形態の走行モードにおける燃料電池への水素供給処理
を説明する。なお、図２のフローチャートでは、水素吸
蔵タンクをＭＨタンクと表記し、水素タンクをガスタン
クと表記している。また、この実施の形態では、走行モ
ードにおいて水素吸蔵タンク１の温度を設定値ｔ0とな
るように制御するものとする（下限値ｔ1＜ｔ0＜上限値
ｔ2）。
の形態の走行モードにおける燃料電池への水素供給処理
を説明する。なお、図２のフローチャートでは、水素吸
蔵タンクをＭＨタンクと表記し、水素タンクをガスタン
クと表記している。また、この実施の形態では、走行モ
ードにおいて水素吸蔵タンク１の温度を設定値ｔ0とな
るように制御するものとする（下限値ｔ1＜ｔ0＜上限値
ｔ2）。
【００４１】水素供給装置は始動終了により走行モード
に入り、ＥＣＵ３７は、まず、ステップＳ１０１におい
て、温度センサＴＣ1の出力信号を読み取りこれに基づ
き水素吸蔵タンク１に収納されている水素吸蔵合金の温
度を算出する。次に、ステップＳ１０２に進み、車両の
アクセル開度および出力等から燃料電池７の必要水素流
量を予測する。
に入り、ＥＣＵ３７は、まず、ステップＳ１０１におい
て、温度センサＴＣ1の出力信号を読み取りこれに基づ
き水素吸蔵タンク１に収納されている水素吸蔵合金の温
度を算出する。次に、ステップＳ１０２に進み、車両の
アクセル開度および出力等から燃料電池７の必要水素流
量を予測する。
【００４２】さらに、ステップＳ１０３に進み、水素吸
蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも小さいか否か判定す
る。下限値ｔ1は、水素吸蔵合金が水素放出可能か否か
の閾値であり、水素吸蔵合金は、該合金温度が下限値ｔ
1以上のときには水素を放出可能であり、合金温度が下
限値ｔ1より低いと水素を放出することができない。
蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも小さいか否か判定す
る。下限値ｔ1は、水素吸蔵合金が水素放出可能か否か
の閾値であり、水素吸蔵合金は、該合金温度が下限値ｔ
1以上のときには水素を放出可能であり、合金温度が下
限値ｔ1より低いと水素を放出することができない。
【００４３】ステップＳ１０３において肯定判定した場
合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも
低いときには、水素吸蔵合金から水素を放出することが
できないので、ステップＳ１０４に進み、流量制御弁Ｖ
1を全閉にして水素吸蔵タンク１から燃料電池７への水
素供給を停止し、流量制御弁Ｖ3を全開にして水素タン
ク１９から燃料電池７への水素供給を可能にする。
合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも
低いときには、水素吸蔵合金から水素を放出することが
できないので、ステップＳ１０４に進み、流量制御弁Ｖ
1を全閉にして水素吸蔵タンク１から燃料電池７への水
素供給を停止し、流量制御弁Ｖ3を全開にして水素タン
ク１９から燃料電池７への水素供給を可能にする。
【００４４】次に、ステップＳ１０５に進み、ステップ
Ｓ１０２で予測した必要水素流量となるように流量制御
弁Ｖ2の開度を制御し、さらに、ステップＳ１０６に進
み、流量制御弁Ｖ5，Ｖ6を全閉にして外気ダクト２３，
冷気ダクト２５からの外気および冷気の導入を停止し、
流量制御弁Ｖ4を全開にしてダクト３から外気を導入し
て、加熱外気だけを水素吸蔵タンク１に送気するように
する。これにより、最も高い温度の加熱空気を水素吸蔵
タンク１へ送気して、水素吸蔵タンク１の温度の回復を
図る。
Ｓ１０２で予測した必要水素流量となるように流量制御
弁Ｖ2の開度を制御し、さらに、ステップＳ１０６に進
み、流量制御弁Ｖ5，Ｖ6を全閉にして外気ダクト２３，
冷気ダクト２５からの外気および冷気の導入を停止し、
流量制御弁Ｖ4を全開にしてダクト３から外気を導入し
て、加熱外気だけを水素吸蔵タンク１に送気するように
する。これにより、最も高い温度の加熱空気を水素吸蔵
タンク１へ送気して、水素吸蔵タンク１の温度の回復を
図る。
【００４５】次に、ステップＳ１０７に進み、運転停止
指令があるか否か判定し、ステップＳ１０７において否
定判定した場合にはステップＳ１０１に戻り、ステップ
Ｓ１０７において肯定した場合には本ルーチンの処理を
一旦終了する。
指令があるか否か判定し、ステップＳ１０７において否
定判定した場合にはステップＳ１０１に戻り、ステップ
Ｓ１０７において肯定した場合には本ルーチンの処理を
一旦終了する。
【００４６】一方、ステップＳ１０３において否定判定
した場合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1
以上であるときには、水素吸蔵合金から水素放出可能で
あるので、ステップＳ１０８に進み、水素吸蔵タンク１
が必要とする必要熱量は水素吸蔵タンク１から放出され
る水素放出量に比例することから、ステップＳ１０２で
予測した必要水素流量に基づき最大必要熱量を予測す
る。
した場合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1
以上であるときには、水素吸蔵合金から水素放出可能で
あるので、ステップＳ１０８に進み、水素吸蔵タンク１
が必要とする必要熱量は水素吸蔵タンク１から放出され
る水素放出量に比例することから、ステップＳ１０２で
予測した必要水素流量に基づき最大必要熱量を予測す
る。
【００４７】ここで、最大必要熱量とは、燃料電池７の
要求水素流量の総てを水素吸蔵タンク１から放出させた
ときに水素吸蔵タンク１から奪われる熱量のことをい
い、換言すれば、燃料電池７の要求水素流量の総てを水
素吸蔵タンク１から放出させたときに水素吸蔵合金の温
度を変化させないようにするために水素吸蔵タンク１に
必要とされる供給熱量のことをいう。
要求水素流量の総てを水素吸蔵タンク１から放出させた
ときに水素吸蔵タンク１から奪われる熱量のことをい
い、換言すれば、燃料電池７の要求水素流量の総てを水
素吸蔵タンク１から放出させたときに水素吸蔵合金の温
度を変化させないようにするために水素吸蔵タンク１に
必要とされる供給熱量のことをいう。
【００４８】次に、ステップＳ１０９に進み、水素吸蔵
合金の温度が上限値ｔ2よりも大きいか否か判定する。
上限値ｔ2は、水素吸蔵タンク１を冷却すべきとする閾
値である。ステップＳ１０９において肯定判定した場
合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が上限値ｔ2よりも
大きい場合には、ステップＳ１１０に進み、水素吸蔵タ
ンク１への熱供給がないものとして、水素吸蔵タンク１
の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）は必要熱量に比例すること
から、必要熱量に基づき水素吸蔵タンク１の温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）を予測する。換言すれば、水素吸蔵タン
ク１を加熱する加熱量（この場合はｄＴ／ｄｔ＝０）と
ステップＳ１０８で算出した最大必要熱量との差から水
素吸蔵タンク１の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）を算出す
る。
合金の温度が上限値ｔ2よりも大きいか否か判定する。
上限値ｔ2は、水素吸蔵タンク１を冷却すべきとする閾
値である。ステップＳ１０９において肯定判定した場
合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が上限値ｔ2よりも
大きい場合には、ステップＳ１１０に進み、水素吸蔵タ
ンク１への熱供給がないものとして、水素吸蔵タンク１
の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）は必要熱量に比例すること
から、必要熱量に基づき水素吸蔵タンク１の温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）を予測する。換言すれば、水素吸蔵タン
ク１を加熱する加熱量（この場合はｄＴ／ｄｔ＝０）と
ステップＳ１０８で算出した最大必要熱量との差から水
素吸蔵タンク１の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）を算出す
る。
【００４９】次に、ステップＳ１１１に進み、水素吸蔵
合金の温度とステップＳ１１０で予測した温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）から、水素吸蔵タンク１に送気すべき空
気の温度（以下、目標空気温度という）を設定する。詳
述すると、図３に示す仮目標温度マップを参照して、水
素吸蔵合金の温度に対応する仮目標温度を算出するとと
もに、図４に示す仮目標温度係数マップを参照して、予
測した温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）に対応する仮目標温度
係数を算出し、算出した仮目標温度に仮目標温度係数を
乗じて目標空気温度を算出する。すなわち、仮目標温度
係数を乗ずることにより目標空気温度を補正するのであ
る。
合金の温度とステップＳ１１０で予測した温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）から、水素吸蔵タンク１に送気すべき空
気の温度（以下、目標空気温度という）を設定する。詳
述すると、図３に示す仮目標温度マップを参照して、水
素吸蔵合金の温度に対応する仮目標温度を算出するとと
もに、図４に示す仮目標温度係数マップを参照して、予
測した温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）に対応する仮目標温度
係数を算出し、算出した仮目標温度に仮目標温度係数を
乗じて目標空気温度を算出する。すなわち、仮目標温度
係数を乗ずることにより目標空気温度を補正するのであ
る。
【００５０】ここで、図４に示す仮目標温度係数マップ
では、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が「０」のとき、すな
わち水素吸蔵タンク１の温度変化がないときの目標空気
温度を基準にして、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が負の場
合、すなわち、温度変化率が下降傾向にある場合には、
目標空気温度が高くなるように仮目標温度係数が設定さ
れており、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が正の場合、すな
わち、温度変化率が上昇傾向にある場合には、目標空気
温度が低くなるように仮目標温度係数が設定されてい
る。このように目標空気温度の補正を行うことにより、
水素吸蔵タンク１に送気される空気の温度を真の目標空
気温度に迅速に収束するように制御することができるこ
ととなる。
では、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が「０」のとき、すな
わち水素吸蔵タンク１の温度変化がないときの目標空気
温度を基準にして、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が負の場
合、すなわち、温度変化率が下降傾向にある場合には、
目標空気温度が高くなるように仮目標温度係数が設定さ
れており、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が正の場合、すな
わち、温度変化率が上昇傾向にある場合には、目標空気
温度が低くなるように仮目標温度係数が設定されてい
る。このように目標空気温度の補正を行うことにより、
水素吸蔵タンク１に送気される空気の温度を真の目標空
気温度に迅速に収束するように制御することができるこ
ととなる。
【００５１】また、水素吸蔵タンク１の温度の下降速度
が大きいほど目標空気温度をより高く、水素吸蔵タンク
１の温度の上昇速度が大きいほど目標空気温度をより低
くなるように前記仮目標温度係数を設定している。この
ように設定することで、水素吸蔵タンク１の温度を常に
安定した状態に維持でき、水素を放出することができる
ようになる。なお、図３において温度ｔ3は、水素吸蔵
タンク１の常用耐圧値を解離圧としたときに対応する温
度であり、水素吸蔵タンク１の温度はｔ3以下に制御す
る必要がある。
が大きいほど目標空気温度をより高く、水素吸蔵タンク
１の温度の上昇速度が大きいほど目標空気温度をより低
くなるように前記仮目標温度係数を設定している。この
ように設定することで、水素吸蔵タンク１の温度を常に
安定した状態に維持でき、水素を放出することができる
ようになる。なお、図３において温度ｔ3は、水素吸蔵
タンク１の常用耐圧値を解離圧としたときに対応する温
度であり、水素吸蔵タンク１の温度はｔ3以下に制御す
る必要がある。
【００５２】次に、ステップＳ１１２に進み、温度セン
サＴＣ4，ＴＣ5の出力信号を読み取りこれに基づき冷気
ダクト２５から導入される冷気の温度および外気ダクト
２３から導入される外気の温度を算出する。次に、ステ
ップＳ１１３に進み、前記目標空気温度になるように流
量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6の開度を制御する。
サＴＣ4，ＴＣ5の出力信号を読み取りこれに基づき冷気
ダクト２５から導入される冷気の温度および外気ダクト
２３から導入される外気の温度を算出する。次に、ステ
ップＳ１１３に進み、前記目標空気温度になるように流
量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6の開度を制御する。
【００５３】次に、ステップＳ１１４に進み流量制御弁
Ｖ3を全閉にして水素タンク１９から燃料電池７への水
素供給を停止し、流量制御弁Ｖ1を全開にして水素吸蔵
タンク１から燃料電池７への水素供給を可能にする。次
に、ステップＳ１１５に進み、ステップＳ１０２で予測
した必要水素流量となるように流量制御弁Ｖ2の開度を
制御して、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７
以降の処理については前述した通りであるので説明を省
略する。
Ｖ3を全閉にして水素タンク１９から燃料電池７への水
素供給を停止し、流量制御弁Ｖ1を全開にして水素吸蔵
タンク１から燃料電池７への水素供給を可能にする。次
に、ステップＳ１１５に進み、ステップＳ１０２で予測
した必要水素流量となるように流量制御弁Ｖ2の開度を
制御して、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７
以降の処理については前述した通りであるので説明を省
略する。
【００５４】一方、ステップＳ１０９において否定判定
した場合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が上限値ｔ2
以下である場合には、ステップＳ１１６に進み、温度セ
ンサＴＣ2，ＴＣ4，ＴＣ5の出力信号を読み取りこれに
基づき熱交換チューブ５の直ぐ下流における加熱空気の
温度、冷気ダクト２５から導入される冷気の温度、外気
ダクト２３から導入される外気の温度を算出するととも
に、ファン２９の回転数を読み取りこれに基づき水素吸
蔵タンク１に送気される空気量を算出する。
した場合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が上限値ｔ2
以下である場合には、ステップＳ１１６に進み、温度セ
ンサＴＣ2，ＴＣ4，ＴＣ5の出力信号を読み取りこれに
基づき熱交換チューブ５の直ぐ下流における加熱空気の
温度、冷気ダクト２５から導入される冷気の温度、外気
ダクト２３から導入される外気の温度を算出するととも
に、ファン２９の回転数を読み取りこれに基づき水素吸
蔵タンク１に送気される空気量を算出する。
【００５５】次に、ステップＳ１１７に進み、水素吸蔵
合金の温度と熱交換チューブ５の直ぐ下流における加熱
空気の温度と水素吸蔵タンク１に送気される空気量に基
づき、現時点で水素吸蔵タンク１に供給可能な最大加熱
量を予測する。水素吸蔵タンク１に供給可能な最も高い
加熱空気の温度は熱交換チューブ５の直ぐ下流の加熱空
気の温度であり、この加熱空気だけを水素吸蔵タンク１
へ送気したときが最大加熱量となる。最大加熱量は、熱
交換チューブ５の直ぐ下流の加熱空気の温度と水素吸蔵
合金の温度の温度差に比例するので、これから予測する
ことができる。
合金の温度と熱交換チューブ５の直ぐ下流における加熱
空気の温度と水素吸蔵タンク１に送気される空気量に基
づき、現時点で水素吸蔵タンク１に供給可能な最大加熱
量を予測する。水素吸蔵タンク１に供給可能な最も高い
加熱空気の温度は熱交換チューブ５の直ぐ下流の加熱空
気の温度であり、この加熱空気だけを水素吸蔵タンク１
へ送気したときが最大加熱量となる。最大加熱量は、熱
交換チューブ５の直ぐ下流の加熱空気の温度と水素吸蔵
合金の温度の温度差に比例するので、これから予測する
ことができる。
【００５６】次に、ステップＳ１１８に進み、ステップ
Ｓ１１７で予測した最大加熱量はステップＳ１０８で予
測した最大必要熱量以上か否か判定する。ここで、最大
加熱量が最大必要熱量以上であるときには水素吸蔵合金
の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）は正になる（温度上昇す
る）と予測され、最大加熱量が最大必要熱量よりも小さ
いときには水素吸蔵合金の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）は
負になる（温度降下する）と予測される。
Ｓ１１７で予測した最大加熱量はステップＳ１０８で予
測した最大必要熱量以上か否か判定する。ここで、最大
加熱量が最大必要熱量以上であるときには水素吸蔵合金
の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）は正になる（温度上昇す
る）と予測され、最大加熱量が最大必要熱量よりも小さ
いときには水素吸蔵合金の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）は
負になる（温度降下する）と予測される。
【００５７】ステップＳ１１８において肯定判定した場
合、すなわち、最大加熱量が最大必要熱量以上である場
合には、ステップＳ１１９に進み、温度センサＴＣ4，
ＴＣ5の出力信号を読み取りこれに基づき冷気ダクト２
５から導入される冷気の温度および外気ダクト２３から
導入される外気の温度を算出する。次に、ステップＳ１
２０に進み、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）は最大加熱量と
最大必要熱量との熱量差に比例することから、最大加熱
量と最大必要熱量に基づいて水素吸蔵タンク１の温度変
化率（ｄＴ／ｄｔ）を予測する。
合、すなわち、最大加熱量が最大必要熱量以上である場
合には、ステップＳ１１９に進み、温度センサＴＣ4，
ＴＣ5の出力信号を読み取りこれに基づき冷気ダクト２
５から導入される冷気の温度および外気ダクト２３から
導入される外気の温度を算出する。次に、ステップＳ１
２０に進み、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）は最大加熱量と
最大必要熱量との熱量差に比例することから、最大加熱
量と最大必要熱量に基づいて水素吸蔵タンク１の温度変
化率（ｄＴ／ｄｔ）を予測する。
【００５８】次に、ステップＳ１２１に進み、水素吸蔵
合金の温度とステップＳ１２０で予測した温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）から、水素吸蔵タンク１に送気すべき空
気の温度（すなわち、目標空気温度）を設定する。目標
空気温度の設定方法はステップＳ１１１における方法と
同じである。すなわち、図４に示す仮目標温度係数マッ
プを参照して、予測した温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）に対
応する仮目標温度係数を算出するとともに、図３に示す
仮目標温度マップを参照して、水素吸蔵合金の温度に対
応する仮目標温度を算出し、この仮目標温度に前記仮目
標温度係数を乗じて目標空気温度を算出する。すなわ
ち、仮目標温度係数を乗ずることにより目標空気温度を
補正しており、これにより、水素吸蔵タンク１に送気さ
れる空気の温度を真の目標空気温度に迅速に収束するよ
うに制御することができることとなる。
合金の温度とステップＳ１２０で予測した温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）から、水素吸蔵タンク１に送気すべき空
気の温度（すなわち、目標空気温度）を設定する。目標
空気温度の設定方法はステップＳ１１１における方法と
同じである。すなわち、図４に示す仮目標温度係数マッ
プを参照して、予測した温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）に対
応する仮目標温度係数を算出するとともに、図３に示す
仮目標温度マップを参照して、水素吸蔵合金の温度に対
応する仮目標温度を算出し、この仮目標温度に前記仮目
標温度係数を乗じて目標空気温度を算出する。すなわ
ち、仮目標温度係数を乗ずることにより目標空気温度を
補正しており、これにより、水素吸蔵タンク１に送気さ
れる空気の温度を真の目標空気温度に迅速に収束するよ
うに制御することができることとなる。
【００５９】次に、ステップＳ１２２に進み、前記目標
空気温度になるように流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6の開度
を制御する。次に、ステップＳ１２３に進み、流量制御
弁Ｖ3を全閉にして水素タンク１９から燃料電池７への
水素供給を停止し、流量制御弁Ｖ1を全開にして水素吸
蔵タンク１から燃料電池７への水素供給を可能にする。
空気温度になるように流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6の開度
を制御する。次に、ステップＳ１２３に進み、流量制御
弁Ｖ3を全閉にして水素タンク１９から燃料電池７への
水素供給を停止し、流量制御弁Ｖ1を全開にして水素吸
蔵タンク１から燃料電池７への水素供給を可能にする。
【００６０】次に、ステップＳ１２４に進み、ステップ
Ｓ１０２で予測した必要水素流量となるように流量制御
弁Ｖ2の開度を制御して、ステップＳ１０７に進む。ス
テップＳ１０７以降の処理については前述した通りであ
るので説明を省略する。
Ｓ１０２で予測した必要水素流量となるように流量制御
弁Ｖ2の開度を制御して、ステップＳ１０７に進む。ス
テップＳ１０７以降の処理については前述した通りであ
るので説明を省略する。
【００６１】一方、ステップＳ１１８において否定判定
した場合、すなわち、最大加熱量が最大必要熱量よりも
小さい場合には、ステップＳ１２５に進み、温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）は最大加熱量と最大必要熱量との熱量差
に比例することから、最大加熱量と最大必要熱量に基づ
いて水素吸蔵タンク１の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）を予
測する。
した場合、すなわち、最大加熱量が最大必要熱量よりも
小さい場合には、ステップＳ１２５に進み、温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）は最大加熱量と最大必要熱量との熱量差
に比例することから、最大加熱量と最大必要熱量に基づ
いて水素吸蔵タンク１の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）を予
測する。
【００６２】次に、ステップＳ１２６に進み、流量制御
弁Ｖ5，Ｖ6を全閉にして外気ダクト２３，冷気ダクト２
５からの外気および冷気の導入を停止し、流量制御弁Ｖ
4を全開にしてダクト３から外気を導入して、加熱外気
だけを水素吸蔵タンク１に送気するようにする。これに
より、最も高い温度の加熱空気を水素吸蔵タンク１へ送
気して、水素吸蔵タンク１の温度低下の抑制を図る。
弁Ｖ5，Ｖ6を全閉にして外気ダクト２３，冷気ダクト２
５からの外気および冷気の導入を停止し、流量制御弁Ｖ
4を全開にしてダクト３から外気を導入して、加熱外気
だけを水素吸蔵タンク１に送気するようにする。これに
より、最も高い温度の加熱空気を水素吸蔵タンク１へ送
気して、水素吸蔵タンク１の温度低下の抑制を図る。
【００６３】次に、ステップＳ１２７に進み、水素吸蔵
合金の温度とステップＳ１２５で予測した水素吸蔵タン
ク１の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）に基づいて、図５に示
す放出割合マップを参照して、全水素供給流量に対する
水素吸蔵タンク１から放出すべき水素流量の割合（以
下、水素吸蔵タンク１の放出割合という）を算出し、こ
の放出割合をステップＳ１０２で予測した必要水素流量
に乗じて、水素吸蔵タンク１から放出する水素流量を設
定する。なお、図５に示す放出割合マップは、水素吸蔵
合金の温度が設定値ｔ0に接近する方向に推移するよう
に放出割合が設定されており、放出割合は、負の温度変
化率（ｄＴ／ｄｔ）の絶対値が大きくなるほど小さくな
り、水素吸蔵合金の温度が低くなるほど小さくなるよう
に設定されている。
合金の温度とステップＳ１２５で予測した水素吸蔵タン
ク１の温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）に基づいて、図５に示
す放出割合マップを参照して、全水素供給流量に対する
水素吸蔵タンク１から放出すべき水素流量の割合（以
下、水素吸蔵タンク１の放出割合という）を算出し、こ
の放出割合をステップＳ１０２で予測した必要水素流量
に乗じて、水素吸蔵タンク１から放出する水素流量を設
定する。なお、図５に示す放出割合マップは、水素吸蔵
合金の温度が設定値ｔ0に接近する方向に推移するよう
に放出割合が設定されており、放出割合は、負の温度変
化率（ｄＴ／ｄｔ）の絶対値が大きくなるほど小さくな
り、水素吸蔵合金の温度が低くなるほど小さくなるよう
に設定されている。
【００６４】次に、ステップＳ１２８に進み、流量制御
弁Ｖ2を全開にし、さらに、ステップＳ１２９に進み、
ステップＳ１２７で設定した水素流量で水素吸蔵タンク
１から水素が放出されるように流量制御弁Ｖ1の開度を
制御するとともに、これでは不足する水素流量を水素タ
ンク１９から放出されるように流量制御弁Ｖ3の開度を
制御する。すなわち、水素吸蔵タンク１から放出される
水素の流量と水素タンク１９から放出される水素の流量
の和が、燃料電池７に必要とされる水素の流量となるよ
うに、流量制御弁Ｖ1，Ｖ3の開度を制御する。これによ
り、水素吸蔵タンク１から放出された水素と水素タンク
１９から放出された水素が水素供給管１１で合流した
後、燃料電池７に供給されることになる。この後、ステ
ップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７以降の処理につ
いては前述した通りであるので説明を省略する。
弁Ｖ2を全開にし、さらに、ステップＳ１２９に進み、
ステップＳ１２７で設定した水素流量で水素吸蔵タンク
１から水素が放出されるように流量制御弁Ｖ1の開度を
制御するとともに、これでは不足する水素流量を水素タ
ンク１９から放出されるように流量制御弁Ｖ3の開度を
制御する。すなわち、水素吸蔵タンク１から放出される
水素の流量と水素タンク１９から放出される水素の流量
の和が、燃料電池７に必要とされる水素の流量となるよ
うに、流量制御弁Ｖ1，Ｖ3の開度を制御する。これによ
り、水素吸蔵タンク１から放出された水素と水素タンク
１９から放出された水素が水素供給管１１で合流した
後、燃料電池７に供給されることになる。この後、ステ
ップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７以降の処理につ
いては前述した通りであるので説明を省略する。
【００６５】図６は、前述した水素供給処理による制御
パターンを示す図であり、縦軸に水素吸蔵合金の温度変
化率（ｄＴ／ｄｔ）をとり、横軸に水素吸蔵合金の温度
をとっている。これについて、以下に説明する。
パターンを示す図であり、縦軸に水素吸蔵合金の温度変
化率（ｄＴ／ｄｔ）をとり、横軸に水素吸蔵合金の温度
をとっている。これについて、以下に説明する。
【００６６】水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも低
いときには、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわらず、
水素タンク１９の水素だけを燃料電池７に供給し、ダク
ト３の上流側開口端から導入されて熱交換チューブ５で
加熱された加熱外気だけを燃料電池７に送気して、水素
吸蔵タンク１の早期加熱を図る。
いときには、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわらず、
水素タンク１９の水素だけを燃料電池７に供給し、ダク
ト３の上流側開口端から導入されて熱交換チューブ５で
加熱された加熱外気だけを燃料電池７に送気して、水素
吸蔵タンク１の早期加熱を図る。
【００６７】また、水素吸蔵合金の温度が上限値ｔ2よ
りも高いときには、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわ
らず、水素吸蔵タンク１の水素だけを燃料電池７に供給
し、また、水素吸蔵タンク１を冷却するように流量制御
弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6を制御する。これにより、水素吸蔵タ
ンク１からの水素放出量を増大させて、水素吸蔵タンク
１の温度上昇を抑制することができるので、水素吸蔵タ
ンク１内の圧力上昇を抑制することができる。
りも高いときには、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわ
らず、水素吸蔵タンク１の水素だけを燃料電池７に供給
し、また、水素吸蔵タンク１を冷却するように流量制御
弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6を制御する。これにより、水素吸蔵タ
ンク１からの水素放出量を増大させて、水素吸蔵タンク
１の温度上昇を抑制することができるので、水素吸蔵タ
ンク１内の圧力上昇を抑制することができる。
【００６８】また、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1以
上であり且つ上限値ｔ2以下のときには、温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）の正負によって制御パターンが異なる。
温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が正の場合には、水素吸蔵タ
ンク１の水素だけを燃料電池７に供給し、また、水素吸
蔵タンク１に送気される空気の温度が目標空気温度とな
るように流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6を制御する。これに
より、水素吸蔵タンク１の温度上昇を抑制することがで
きる。一方、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が負の場合に
は、水素吸蔵タンク１と水素タンク１９の両方から水素
を所定流量比で燃料電池７に供給し、ダクト３の上流側
開口端から導入されて熱交換チューブ５で加熱された加
熱外気だけを燃料電池７に送気して、水素吸蔵タンク１
を加熱する。これにより、水素吸蔵タンク１の温度効果
を抑制することができる。
上であり且つ上限値ｔ2以下のときには、温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）の正負によって制御パターンが異なる。
温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が正の場合には、水素吸蔵タ
ンク１の水素だけを燃料電池７に供給し、また、水素吸
蔵タンク１に送気される空気の温度が目標空気温度とな
るように流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6を制御する。これに
より、水素吸蔵タンク１の温度上昇を抑制することがで
きる。一方、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が負の場合に
は、水素吸蔵タンク１と水素タンク１９の両方から水素
を所定流量比で燃料電池７に供給し、ダクト３の上流側
開口端から導入されて熱交換チューブ５で加熱された加
熱外気だけを燃料電池７に送気して、水素吸蔵タンク１
を加熱する。これにより、水素吸蔵タンク１の温度効果
を抑制することができる。
【００６９】この第１の実施の形態における燃料電池用
水素供給装置によれば、水素吸蔵タンク１の温度状態に
よらず燃料電池へ水素を安定供給することができる。ま
た、水素吸蔵タンク１の温度とその温度変化率（ｄＴ／
ｄｔ）に応じて、水素吸蔵タンク１および水素タンク１
９から放出される各水素流量を制御しているので、水素
吸蔵タンク１の温度を所望の温度に迅速に収束させるこ
とができる。
水素供給装置によれば、水素吸蔵タンク１の温度状態に
よらず燃料電池へ水素を安定供給することができる。ま
た、水素吸蔵タンク１の温度とその温度変化率（ｄＴ／
ｄｔ）に応じて、水素吸蔵タンク１および水素タンク１
９から放出される各水素流量を制御しているので、水素
吸蔵タンク１の温度を所望の温度に迅速に収束させるこ
とができる。
【００７０】〔第２の実施の形態〕次に、この発明に係
る燃料電池用水素供給装置の第２の実施の形態を説明す
る。水素供給装置の構成については前述した第１の実施
の形態と全く同じであるので、図１の図面を援用して説
明を省略し、図７のフローチャートを参照して第２の実
施の形態の走行モードにおける燃料電池への水素供給処
理を説明する。
る燃料電池用水素供給装置の第２の実施の形態を説明す
る。水素供給装置の構成については前述した第１の実施
の形態と全く同じであるので、図１の図面を援用して説
明を省略し、図７のフローチャートを参照して第２の実
施の形態の走行モードにおける燃料電池への水素供給処
理を説明する。
【００７１】この第２の実施の形態では、燃料電池７へ
の水素供給源を、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1より
も低い場合には水素タンク１９にし、水素吸蔵合金の温
度が下限値ｔ1以上の場合には水素吸蔵タンク１に切り
替え制御するだけである。なお、この第２の実施の形態
の場合も、第１の実施の形態の場合と同様に、走行モー
ドにおいて水素吸蔵タンク１の温度を設定値ｔ0となる
ように制御するものとする（下限値ｔ1＜ｔ0＜上限値ｔ
2）。
の水素供給源を、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1より
も低い場合には水素タンク１９にし、水素吸蔵合金の温
度が下限値ｔ1以上の場合には水素吸蔵タンク１に切り
替え制御するだけである。なお、この第２の実施の形態
の場合も、第１の実施の形態の場合と同様に、走行モー
ドにおいて水素吸蔵タンク１の温度を設定値ｔ0となる
ように制御するものとする（下限値ｔ1＜ｔ0＜上限値ｔ
2）。
【００７２】水素供給装置は始動終了により走行モード
に入り、ＥＣＵ３７は、まず、ステップ２１０１におい
て、温度センサＴＣ1の出力信号を読み取りこれに基づ
き水素吸蔵タンク１に収納されている水素吸蔵合金の温
度を算出する。次に、ステップＳ２０２に進み、車両の
アクセル開度および出力等から燃料電池７の必要水素流
量を予測する。
に入り、ＥＣＵ３７は、まず、ステップ２１０１におい
て、温度センサＴＣ1の出力信号を読み取りこれに基づ
き水素吸蔵タンク１に収納されている水素吸蔵合金の温
度を算出する。次に、ステップＳ２０２に進み、車両の
アクセル開度および出力等から燃料電池７の必要水素流
量を予測する。
【００７３】さらに、ステップＳ２０３に進み、水素吸
蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも小さいか否か判定す
る。ステップＳ２０３において肯定判定した場合、すな
わち、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも低いとき
には、水素吸蔵合金から水素を放出することができない
ので、ステップＳ２０４に進み、流量制御弁Ｖ1を全閉
にして水素吸蔵タンク１から燃料電池７への水素供給を
停止し、流量制御弁Ｖ3を全開にして水素タンク１９か
ら燃料電池７への水素供給を可能にする。
蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも小さいか否か判定す
る。ステップＳ２０３において肯定判定した場合、すな
わち、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも低いとき
には、水素吸蔵合金から水素を放出することができない
ので、ステップＳ２０４に進み、流量制御弁Ｖ1を全閉
にして水素吸蔵タンク１から燃料電池７への水素供給を
停止し、流量制御弁Ｖ3を全開にして水素タンク１９か
ら燃料電池７への水素供給を可能にする。
【００７４】次に、ステップＳ２０５に進み、ステップ
Ｓ２０２で予測した必要水素流量となるように流量制御
弁Ｖ2の開度を制御し、さらに、ステップＳ２０６に進
み、流量制御弁Ｖ5，Ｖ6を全閉にして外気ダクト２３，
冷気ダクト２５からの外気および冷気の導入を停止し、
流量制御弁Ｖ4を全開にしてダクト３から外気を導入し
て、加熱外気だけを水素吸蔵タンク１に送気するように
する。これにより、最も高い温度の加熱空気を水素吸蔵
タンク１へ送気して、水素吸蔵タンク１の温度の回復を
図る。
Ｓ２０２で予測した必要水素流量となるように流量制御
弁Ｖ2の開度を制御し、さらに、ステップＳ２０６に進
み、流量制御弁Ｖ5，Ｖ6を全閉にして外気ダクト２３，
冷気ダクト２５からの外気および冷気の導入を停止し、
流量制御弁Ｖ4を全開にしてダクト３から外気を導入し
て、加熱外気だけを水素吸蔵タンク１に送気するように
する。これにより、最も高い温度の加熱空気を水素吸蔵
タンク１へ送気して、水素吸蔵タンク１の温度の回復を
図る。
【００７５】次に、ステップＳ２０７に進み、運転停止
指令があるか否か判定し、ステップＳ２０７において否
定判定した場合にはステップＳ２０１に戻り、ステップ
Ｓ２０７において肯定した場合には本ルーチンの処理を
一旦終了する。
指令があるか否か判定し、ステップＳ２０７において否
定判定した場合にはステップＳ２０１に戻り、ステップ
Ｓ２０７において肯定した場合には本ルーチンの処理を
一旦終了する。
【００７６】一方、ステップＳ２０３において否定判定
した場合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1
以上であるときには、水素吸蔵合金から水素放出可能で
あるので、ステップＳ２０８に進み、水素吸蔵合金の温
度変化率（ｄＴ／ｄｔ）を計測する。
した場合、すなわち、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1
以上であるときには、水素吸蔵合金から水素放出可能で
あるので、ステップＳ２０８に進み、水素吸蔵合金の温
度変化率（ｄＴ／ｄｔ）を計測する。
【００７７】次に、ステップＳ２０９に進み、水素吸蔵
合金の温度とステップＳ２０８で計測した温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）から、水素吸蔵タンク１に送気すべき空
気の温度（目標空気温度）を設定する。この目標空気温
度の設定方法は、第１の実施の形態における目標空気温
度の設定方法と同様であり、図３および図４の図面を援
用して説明すると、図４に示す仮目標温度係数マップを
参照して、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）に対応する仮目標
温度係数を算出するとともに、図３に示す仮目標温度マ
ップを参照して、水素吸蔵合金の温度に対応する仮目標
温度を算出し、この仮目標温度に前記仮目標温度係数を
乗じて目標空気温度を算出する。すなわち、仮目標温度
係数を乗ずることにより目標空気温度を補正しており、
これにより、水素吸蔵タンク１に送気される空気の温度
を真の目標空気温度に迅速に収束するように制御するこ
とができることとなる。仮目標温度マップ、および、仮
目標温度係数マップについては、図３および図４に示す
第１の実施の形態のものと同様であるので説明を省略す
る。
合金の温度とステップＳ２０８で計測した温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）から、水素吸蔵タンク１に送気すべき空
気の温度（目標空気温度）を設定する。この目標空気温
度の設定方法は、第１の実施の形態における目標空気温
度の設定方法と同様であり、図３および図４の図面を援
用して説明すると、図４に示す仮目標温度係数マップを
参照して、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）に対応する仮目標
温度係数を算出するとともに、図３に示す仮目標温度マ
ップを参照して、水素吸蔵合金の温度に対応する仮目標
温度を算出し、この仮目標温度に前記仮目標温度係数を
乗じて目標空気温度を算出する。すなわち、仮目標温度
係数を乗ずることにより目標空気温度を補正しており、
これにより、水素吸蔵タンク１に送気される空気の温度
を真の目標空気温度に迅速に収束するように制御するこ
とができることとなる。仮目標温度マップ、および、仮
目標温度係数マップについては、図３および図４に示す
第１の実施の形態のものと同様であるので説明を省略す
る。
【００７８】次に、ステップＳ２１０に進み、温度セン
サＴＣ4，ＴＣ5の出力信号を読み取りこれに基づき冷気
ダクト２５から導入される冷気の温度および外気ダクト
２３から導入される外気の温度を算出する。
サＴＣ4，ＴＣ5の出力信号を読み取りこれに基づき冷気
ダクト２５から導入される冷気の温度および外気ダクト
２３から導入される外気の温度を算出する。
【００７９】次に、ステップＳ２１１に進み、前記目標
空気温度になるように流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6の開度
を制御する。次に、ステップＳ２１２に進み、流量制御
弁Ｖ3を全閉にして水素タンク１９から燃料電池７への
水素供給を停止し、流量制御弁Ｖ1を全開にして水素吸
蔵タンク１から燃料電池７への水素供給を可能にする。
空気温度になるように流量制御弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6の開度
を制御する。次に、ステップＳ２１２に進み、流量制御
弁Ｖ3を全閉にして水素タンク１９から燃料電池７への
水素供給を停止し、流量制御弁Ｖ1を全開にして水素吸
蔵タンク１から燃料電池７への水素供給を可能にする。
【００８０】次に、ステップＳ２１３に進み、ステップ
Ｓ２０２で予測した必要水素流量となるように流量制御
弁Ｖ2の開度を制御する。次に、ステップＳ２０７に進
み、運転停止指令があるか否か判定し、ステップＳ２０
７において否定判定した場合にはステップＳ２０１に戻
り、ステップＳ２０７において肯定した場合には本ルー
チンの処理を一旦終了する。
Ｓ２０２で予測した必要水素流量となるように流量制御
弁Ｖ2の開度を制御する。次に、ステップＳ２０７に進
み、運転停止指令があるか否か判定し、ステップＳ２０
７において否定判定した場合にはステップＳ２０１に戻
り、ステップＳ２０７において肯定した場合には本ルー
チンの処理を一旦終了する。
【００８１】図８は、前述した水素供給処理による制御
パターンを示す図であり、縦軸に水素吸蔵合金の温度変
化率（ｄＴ／ｄｔ）をとり、横軸に水素吸蔵合金の温度
をとっている。これについて、以下に説明する。
パターンを示す図であり、縦軸に水素吸蔵合金の温度変
化率（ｄＴ／ｄｔ）をとり、横軸に水素吸蔵合金の温度
をとっている。これについて、以下に説明する。
【００８２】水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも低
いときには、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわらず、
水素タンク１９の水素だけを燃料電池７に供給し、ダク
ト３の上流側開口端から導入されて熱交換チューブ５で
加熱された加熱外気だけを燃料電池７に送気して、水素
吸蔵タンク１の早期加熱を図る。
いときには、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわらず、
水素タンク１９の水素だけを燃料電池７に供給し、ダク
ト３の上流側開口端から導入されて熱交換チューブ５で
加熱された加熱外気だけを燃料電池７に送気して、水素
吸蔵タンク１の早期加熱を図る。
【００８３】また、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1以
上のときには、水素吸蔵タンク１の水素だけを燃料電池
７に供給する。ただし、このときには、供給温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）の正負によって空気の制御パターンが異
なる。温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が正の場合（すなわ
ち、温度上昇時）には、水素吸蔵タンク１に送気される
空気の温度が目標空気温度になるように流量制御弁Ｖ
4，Ｖ5，Ｖ6の開度を制御するが、温度変化率（ｄＴ／
ｄｔ）が負の場合（すなわち、温度低下時）には、流量
制御弁Ｖ４だけを全開にして熱交換チューブ５で加熱さ
れた加熱外気だけを燃料電池７に送気し、水素吸蔵タン
ク１の温度回復を図る。
上のときには、水素吸蔵タンク１の水素だけを燃料電池
７に供給する。ただし、このときには、供給温度変化率
（ｄＴ／ｄｔ）の正負によって空気の制御パターンが異
なる。温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が正の場合（すなわ
ち、温度上昇時）には、水素吸蔵タンク１に送気される
空気の温度が目標空気温度になるように流量制御弁Ｖ
4，Ｖ5，Ｖ6の開度を制御するが、温度変化率（ｄＴ／
ｄｔ）が負の場合（すなわち、温度低下時）には、流量
制御弁Ｖ４だけを全開にして熱交換チューブ５で加熱さ
れた加熱外気だけを燃料電池７に送気し、水素吸蔵タン
ク１の温度回復を図る。
【００８４】この第２の実施の形態における燃料電池用
水素供給装置によれば、水素吸蔵タンク１の温度状態に
よらず燃料電池へ水素を安定供給することができる。ま
た、水素吸蔵タンク１の温度とその温度変化率（ｄＴ／
ｄｔ）に応じて、水素吸蔵タンク１から放出される水素
流量を制御しているので、水素吸蔵タンク１の温度を所
望の温度に迅速に収束させることができる。
水素供給装置によれば、水素吸蔵タンク１の温度状態に
よらず燃料電池へ水素を安定供給することができる。ま
た、水素吸蔵タンク１の温度とその温度変化率（ｄＴ／
ｄｔ）に応じて、水素吸蔵タンク１から放出される水素
流量を制御しているので、水素吸蔵タンク１の温度を所
望の温度に迅速に収束させることができる。
【００８５】〔第３の実施の形態〕次に、この発明に係
る燃料電池用水素供給装置の第３の実施の形態を説明す
る。水素供給装置の構成については前述した第１あるい
は第２の実施の形態と全く同じであるので、図１の図面
を援用して説明を省略し、図９のフローチャートを参照
して第３の実施の形態の走行モードにおける燃料電池へ
の水素供給処理を説明する。
る燃料電池用水素供給装置の第３の実施の形態を説明す
る。水素供給装置の構成については前述した第１あるい
は第２の実施の形態と全く同じであるので、図１の図面
を援用して説明を省略し、図９のフローチャートを参照
して第３の実施の形態の走行モードにおける燃料電池へ
の水素供給処理を説明する。
【００８６】この第３の実施の形態における水素供給処
理が第１の実施の形態における水素供給処理と相違する
点は、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1以上且つ上限値
ｔ2以下のときであって温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が負
の場合の制御パターンにあり、この場合の第３の実施の
形態における制御パターンは、最大加熱量を水素吸蔵タ
ンク１に供給したときに水素吸蔵タンク１から放出可能
な最大水素放出量を水素吸蔵タンク１から放出させ、こ
れにより水素吸蔵合金が温度変化しないようにし、そし
て、水素吸蔵タンク１から最大水素放出量を放出しただ
けでは燃料電池７の必要水素流量に足りない分の水素流
量を水素タンク１９からの放出量で補うように制御して
いる。
理が第１の実施の形態における水素供給処理と相違する
点は、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1以上且つ上限値
ｔ2以下のときであって温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が負
の場合の制御パターンにあり、この場合の第３の実施の
形態における制御パターンは、最大加熱量を水素吸蔵タ
ンク１に供給したときに水素吸蔵タンク１から放出可能
な最大水素放出量を水素吸蔵タンク１から放出させ、こ
れにより水素吸蔵合金が温度変化しないようにし、そし
て、水素吸蔵タンク１から最大水素放出量を放出しただ
けでは燃料電池７の必要水素流量に足りない分の水素流
量を水素タンク１９からの放出量で補うように制御して
いる。
【００８７】なお、この第３の実施の形態の場合も、第
１あるいは第２の実施の形態の場合と同様に、走行モー
ドにおいて水素吸蔵タンク１の温度を設定値ｔ0となる
ように制御するものとする（下限値ｔ1＜ｔ0＜上限値ｔ
2）。
１あるいは第２の実施の形態の場合と同様に、走行モー
ドにおいて水素吸蔵タンク１の温度を設定値ｔ0となる
ように制御するものとする（下限値ｔ1＜ｔ0＜上限値ｔ
2）。
【００８８】ステップＳ３０１からステップＳ３２４
は、第１の実施の形態におけるステップＳ１０１からス
テップＳ１２４に対応し、その処理内容は全く同じであ
るので説明を省略し、ステップＳ３２５以降の処理につ
いて説明する。
は、第１の実施の形態におけるステップＳ１０１からス
テップＳ１２４に対応し、その処理内容は全く同じであ
るので説明を省略し、ステップＳ３２５以降の処理につ
いて説明する。
【００８９】ステップＳ３１８において否定判定した場
合、すなわち、最大加熱量が最大必要熱量より小さい場
合には、ステップＳ３２５に進み、ステップＳ３１７で
予測した最大加熱量を水素吸蔵タンク１に供給した場合
に水素吸蔵タンク１から放出される水素流量（以下、こ
れを最大水素放出量という）を予測する。
合、すなわち、最大加熱量が最大必要熱量より小さい場
合には、ステップＳ３２５に進み、ステップＳ３１７で
予測した最大加熱量を水素吸蔵タンク１に供給した場合
に水素吸蔵タンク１から放出される水素流量（以下、こ
れを最大水素放出量という）を予測する。
【００９０】ステップＳ３２６に進み、流量制御弁Ｖ
5，Ｖ6を全閉にして外気ダクト２３，冷気ダクト２５か
らの外気および冷気の導入を停止し、流量制御弁Ｖ4を
全開にしてダクト３から外気を導入して、加熱外気だけ
を水素吸蔵タンク１に送気するようにする。これによ
り、最大加熱量を水素吸蔵タンク１に供給可能にする。
5，Ｖ6を全閉にして外気ダクト２３，冷気ダクト２５か
らの外気および冷気の導入を停止し、流量制御弁Ｖ4を
全開にしてダクト３から外気を導入して、加熱外気だけ
を水素吸蔵タンク１に送気するようにする。これによ
り、最大加熱量を水素吸蔵タンク１に供給可能にする。
【００９１】次に、ステップＳ３２７に進み、流量制御
弁Ｖ2を全開にし、さらに、ステップＳ３２８に進み、
ステップＳ３２５で予測した最大水素放出量で水素吸蔵
タンク１から水素が放出されるように流量制御弁Ｖ1の
開度を制御するとともに、これだけでは不足する水素流
量を水素タンク１９から放出されるように流量制御弁Ｖ
3の開度を制御する。すなわち、水素吸蔵タンク１から
放出される水素の流量と水素タンク１９から放出される
水素の流量の和が、燃料電池７に必要とされる水素の流
量となるように、流量制御弁Ｖ1，Ｖ3の開度を制御す
る。これにより、水素吸蔵タンク１から放出された水素
と水素タンク１９から放出された水素が水素供給管１１
で合流した後、燃料電池７に供給されることになる。こ
の後、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７以降
の処理については前述した通りであるので説明を省略す
る。
弁Ｖ2を全開にし、さらに、ステップＳ３２８に進み、
ステップＳ３２５で予測した最大水素放出量で水素吸蔵
タンク１から水素が放出されるように流量制御弁Ｖ1の
開度を制御するとともに、これだけでは不足する水素流
量を水素タンク１９から放出されるように流量制御弁Ｖ
3の開度を制御する。すなわち、水素吸蔵タンク１から
放出される水素の流量と水素タンク１９から放出される
水素の流量の和が、燃料電池７に必要とされる水素の流
量となるように、流量制御弁Ｖ1，Ｖ3の開度を制御す
る。これにより、水素吸蔵タンク１から放出された水素
と水素タンク１９から放出された水素が水素供給管１１
で合流した後、燃料電池７に供給されることになる。こ
の後、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７以降
の処理については前述した通りであるので説明を省略す
る。
【００９２】図１０は、前述した水素供給処理による制
御パターンを示す図であり、縦軸に水素吸蔵合金の温度
変化率（ｄＴ／ｄｔ）をとり、横軸に水素吸蔵合金の温
度をとっている。これについて、以下に説明する。
御パターンを示す図であり、縦軸に水素吸蔵合金の温度
変化率（ｄＴ／ｄｔ）をとり、横軸に水素吸蔵合金の温
度をとっている。これについて、以下に説明する。
【００９３】水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも低
いときと、水素吸蔵合金の温度が上限値ｔ2よりも高い
ときと、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1以上且つ上限
値ｔ2以下であって温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が正のと
きは、第１の実施の形態と同じである。すなわち、水素
吸蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも低いときには、温度
変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわらず、水素タンク１９の
水素だけを燃料電池７に供給し、ダクト３の上流側開口
端から導入されて熱交換チューブ５で加熱された加熱外
気だけを燃料電池７に送気して、水素吸蔵タンク１の早
期加熱を図る。
いときと、水素吸蔵合金の温度が上限値ｔ2よりも高い
ときと、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1以上且つ上限
値ｔ2以下であって温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が正のと
きは、第１の実施の形態と同じである。すなわち、水素
吸蔵合金の温度が下限値ｔ1よりも低いときには、温度
変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわらず、水素タンク１９の
水素だけを燃料電池７に供給し、ダクト３の上流側開口
端から導入されて熱交換チューブ５で加熱された加熱外
気だけを燃料電池７に送気して、水素吸蔵タンク１の早
期加熱を図る。
【００９４】また、水素吸蔵合金の温度が上限値ｔ2よ
りも高いときには、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわ
らず、水素吸蔵タンク１の水素だけを燃料電池７に供給
し、また、水素吸蔵タンク１を冷却するように流量制御
弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6を制御する。これにより、水素吸蔵タ
ンク１からの水素放出量を増大させて、水素吸蔵タンク
１の温度上昇を抑制することができるので、水素吸蔵タ
ンク１内の圧力上昇を抑制することができる。
りも高いときには、温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）にかかわ
らず、水素吸蔵タンク１の水素だけを燃料電池７に供給
し、また、水素吸蔵タンク１を冷却するように流量制御
弁Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6を制御する。これにより、水素吸蔵タ
ンク１からの水素放出量を増大させて、水素吸蔵タンク
１の温度上昇を抑制することができるので、水素吸蔵タ
ンク１内の圧力上昇を抑制することができる。
【００９５】また、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1以
上且つ上限値ｔ2以下のときであって温度変化率（ｄＴ
／ｄｔ）が正の場合には、水素吸蔵タンク１の水素だけ
を燃料電池７に供給し、水素吸蔵タンク１に送気される
空気の温度が目標空気温度となるように流量制御弁Ｖ
4，Ｖ5，Ｖ6を制御する。これにより、水素吸蔵タンク
１の温度上昇を抑制することができる。
上且つ上限値ｔ2以下のときであって温度変化率（ｄＴ
／ｄｔ）が正の場合には、水素吸蔵タンク１の水素だけ
を燃料電池７に供給し、水素吸蔵タンク１に送気される
空気の温度が目標空気温度となるように流量制御弁Ｖ
4，Ｖ5，Ｖ6を制御する。これにより、水素吸蔵タンク
１の温度上昇を抑制することができる。
【００９６】しかしながら、この第３の実施の形態で
は、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1以上且つ上限値ｔ2
以下のときであって温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が負の場
合には、第１の実施の形態の場合と制御パターンを異に
する。すなわち、この場合に、第３の実施の形態では、
最大加熱量で放出可能な最大水素放出量の水素を水素吸
蔵タンク１から放出させて（換言すれば、水素吸蔵合金
の温度変化率ｄＴ／ｄｔ＝０になるようにして）燃料電
池７に供給し、それだけでは燃料電池７の要求水素流量
に足りない場合、すなわち最大水素放出量＜燃料電池７
の要求水素量の場合は要求水素量に足らない分を水素タ
ンク１９から燃料電池７に供給し、ダクト３の上流側開
口端から導入されて熱交換チューブ５で加熱された加熱
外気だけを燃料電池７に送気して、水素吸蔵タンク１を
加熱する。これにより、燃料電池７へ水素を過不足なく
供給することができるので、燃料電池７の適正な運転を
実現することができるとともに、エネルギー損失を低減
することができる。また、水素吸蔵タンク１の温度を変
化させず一定温度に制御することができる。さらに、水
素タンク１９の水素の使用量を少なくすることができ、
水素タンクの容量を小さくすることができる。
は、水素吸蔵合金の温度が下限値ｔ1以上且つ上限値ｔ2
以下のときであって温度変化率（ｄＴ／ｄｔ）が負の場
合には、第１の実施の形態の場合と制御パターンを異に
する。すなわち、この場合に、第３の実施の形態では、
最大加熱量で放出可能な最大水素放出量の水素を水素吸
蔵タンク１から放出させて（換言すれば、水素吸蔵合金
の温度変化率ｄＴ／ｄｔ＝０になるようにして）燃料電
池７に供給し、それだけでは燃料電池７の要求水素流量
に足りない場合、すなわち最大水素放出量＜燃料電池７
の要求水素量の場合は要求水素量に足らない分を水素タ
ンク１９から燃料電池７に供給し、ダクト３の上流側開
口端から導入されて熱交換チューブ５で加熱された加熱
外気だけを燃料電池７に送気して、水素吸蔵タンク１を
加熱する。これにより、燃料電池７へ水素を過不足なく
供給することができるので、燃料電池７の適正な運転を
実現することができるとともに、エネルギー損失を低減
することができる。また、水素吸蔵タンク１の温度を変
化させず一定温度に制御することができる。さらに、水
素タンク１９の水素の使用量を少なくすることができ、
水素タンクの容量を小さくすることができる。
【００９７】この第３の実施の形態における燃料電池用
水素供給装置によれば、水素吸蔵タンク１の温度状態に
よらず燃料電池へ水素を安定供給することができる。ま
た、水素吸蔵タンク１の温度とその温度変化率（ｄＴ／
ｄｔ）に応じて、水素吸蔵タンク１および水素タンク１
９から放出される各水素流量を制御しているので、水素
吸蔵タンク１の温度を所望の温度に迅速に収束させるこ
とができる。
水素供給装置によれば、水素吸蔵タンク１の温度状態に
よらず燃料電池へ水素を安定供給することができる。ま
た、水素吸蔵タンク１の温度とその温度変化率（ｄＴ／
ｄｔ）に応じて、水素吸蔵タンク１および水素タンク１
９から放出される各水素流量を制御しているので、水素
吸蔵タンク１の温度を所望の温度に迅速に収束させるこ
とができる。
【００９８】
【発明の効果】以上説明するように、請求項１に記載し
た発明によれば、流量制御手段で水素流量を制御するこ
とにより、水素吸蔵タンクを加熱しつつ水素吸蔵タンク
だけから水素を放出させて燃料電池に供給したり、水素
タンクだけから水素を放出させて燃料電池に供給した
り、水素吸蔵タンクと水素タンクの両方から水素を放出
させこれらを合流させて燃料電池に供給することができ
るので、加熱手段による水素吸蔵タンクの加熱状態を考
慮して前記水素流量を制御することができるという優れ
た効果が奏される。
た発明によれば、流量制御手段で水素流量を制御するこ
とにより、水素吸蔵タンクを加熱しつつ水素吸蔵タンク
だけから水素を放出させて燃料電池に供給したり、水素
タンクだけから水素を放出させて燃料電池に供給した
り、水素吸蔵タンクと水素タンクの両方から水素を放出
させこれらを合流させて燃料電池に供給することができ
るので、加熱手段による水素吸蔵タンクの加熱状態を考
慮して前記水素流量を制御することができるという優れ
た効果が奏される。
【００９９】請求項２に記載の発明によれば、水素吸蔵
タンクおよび水素タンクから放出される水素の各水素流
量を水素吸蔵タンクの温度に応じて最適に制御すること
ができるので、燃料電池へ水素を安定供給することがで
きるという効果がある。
タンクおよび水素タンクから放出される水素の各水素流
量を水素吸蔵タンクの温度に応じて最適に制御すること
ができるので、燃料電池へ水素を安定供給することがで
きるという効果がある。
【０１００】請求項３に記載の発明によれば、水素吸蔵
タンクの温度が該水素吸蔵タンクからの水素放出量が低
下する下限温度よりも低いときには、水素タンクから燃
料電池に水素を供給することができるので、水素吸蔵タ
ンクから燃料電池への水素供給が困難なときにも、燃料
電池に水素を安定供給することができるという効果があ
る。
タンクの温度が該水素吸蔵タンクからの水素放出量が低
下する下限温度よりも低いときには、水素タンクから燃
料電池に水素を供給することができるので、水素吸蔵タ
ンクから燃料電池への水素供給が困難なときにも、燃料
電池に水素を安定供給することができるという効果があ
る。
【０１０１】請求項４に記載の発明によれば、水素吸蔵
タンクからの水素放出量が増大し、該水素吸蔵タンクの
温度上昇を抑制することができるので、該水素吸蔵タン
ク内の圧力上昇を抑制することができる。
タンクからの水素放出量が増大し、該水素吸蔵タンクの
温度上昇を抑制することができるので、該水素吸蔵タン
ク内の圧力上昇を抑制することができる。
【０１０２】請求項５に記載の発明によれば、水素吸蔵
タンクの温度変化率に応じて水素吸蔵タンクから放出さ
れる水素流量と水素タンクから放出される水素流量の流
量比を最適に制御することができるので、水素吸蔵タン
クの温度を所望の温度に制御することができるという効
果がある。
タンクの温度変化率に応じて水素吸蔵タンクから放出さ
れる水素流量と水素タンクから放出される水素流量の流
量比を最適に制御することができるので、水素吸蔵タン
クの温度を所望の温度に制御することができるという効
果がある。
【０１０３】請求項６に記載の発明によれば、燃料電池
へ水素を安定供給しつつ水素吸蔵タンクの温度上昇およ
び温度降下を抑制することができるので、燃料電池への
水素の安定供給と水素吸蔵タンクの適正な温度制御を両
方同時に実現することができるという効果がある。
へ水素を安定供給しつつ水素吸蔵タンクの温度上昇およ
び温度降下を抑制することができるので、燃料電池への
水素の安定供給と水素吸蔵タンクの適正な温度制御を両
方同時に実現することができるという効果がある。
【０１０４】請求項７に記載の発明によれば、水素吸蔵
タンクおよび水素タンクから放出される水素の各水素流
量を水素吸蔵タンクの温度変化率に応じて最適に制御す
ることができるので、水素吸蔵タンクの温度を所望の温
度に迅速に収束させることができるという効果がある。
タンクおよび水素タンクから放出される水素の各水素流
量を水素吸蔵タンクの温度変化率に応じて最適に制御す
ることができるので、水素吸蔵タンクの温度を所望の温
度に迅速に収束させることができるという効果がある。
【０１０５】請求項８に記載の発明によれば、水素吸蔵
タンクの温度を一定温度に制御することができるという
効果がある。請求項９に記載の発明によれば、水素吸蔵
タンクおよび水素タンクから放出される水素の各水素流
量を、水素吸蔵タンクの温度および該水素吸蔵タンクの
温度変化率に応じて、より最適に制御することが可能に
なるので、水素吸蔵タンクの温度を所望の温度に制御し
つつ燃料電池へ水素を安定供給することができるという
効果がある。
タンクの温度を一定温度に制御することができるという
効果がある。請求項９に記載の発明によれば、水素吸蔵
タンクおよび水素タンクから放出される水素の各水素流
量を、水素吸蔵タンクの温度および該水素吸蔵タンクの
温度変化率に応じて、より最適に制御することが可能に
なるので、水素吸蔵タンクの温度を所望の温度に制御し
つつ燃料電池へ水素を安定供給することができるという
効果がある。
【０１０６】請求項１０に記載の発明によれば、水素吸
蔵タンクから放出される水素量に応じて、水素タンクか
ら放出すべき水素量を最適に制御することができる。請
求項１１に記載の発明によれば、燃料電池へ水素を過不
足なく供給することができるので、燃料電池の適正な運
転を実現することができるとともに、エネルギー損失の
低減を実現することができるという効果がある。
蔵タンクから放出される水素量に応じて、水素タンクか
ら放出すべき水素量を最適に制御することができる。請
求項１１に記載の発明によれば、燃料電池へ水素を過不
足なく供給することができるので、燃料電池の適正な運
転を実現することができるとともに、エネルギー損失の
低減を実現することができるという効果がある。
【０１０７】請求項１２に記載の発明によれば、水素吸
蔵タンクから最大水素放出量の水素が放出されるので、
水素吸蔵タンクの温度が変化しないようにすることがで
き、且つ、燃料電池の要求する要求水素量を満足させる
ことができる。請求項１３に記載の発明によれば、水素
タンクの水素の使用量を減少させることができるので、
水素タンクの容量を小さくすることができるという効果
がある。
蔵タンクから最大水素放出量の水素が放出されるので、
水素吸蔵タンクの温度が変化しないようにすることがで
き、且つ、燃料電池の要求する要求水素量を満足させる
ことができる。請求項１３に記載の発明によれば、水素
タンクの水素の使用量を減少させることができるので、
水素タンクの容量を小さくすることができるという効果
がある。
【０１０８】請求項１４に記載の発明によれば、加熱手
段から水素吸蔵タンクへ必要熱量を確実に供給すること
ができるので、水素吸蔵タンクの温度を適正に制御する
ことができ、水素吸蔵タンクから水素を安定して放出す
ることができるという効果がある。
段から水素吸蔵タンクへ必要熱量を確実に供給すること
ができるので、水素吸蔵タンクの温度を適正に制御する
ことができ、水素吸蔵タンクから水素を安定して放出す
ることができるという効果がある。
【０１０９】請求項１５に記載の発明によれば、水素吸
蔵タンクの温度を所望の温度に確実に制御することがで
きるので、水素吸蔵タンクから燃料電池への水素供給量
を適正に制御することができるという効果がある。
蔵タンクの温度を所望の温度に確実に制御することがで
きるので、水素吸蔵タンクから燃料電池への水素供給量
を適正に制御することができるという効果がある。
【０１１０】請求項１６に記載の発明によれば、加熱量
と必要熱量に応じて熱媒体の目標温度を補正することに
より、熱媒体の温度をより早く正確に制御することがで
き、水素吸蔵タンクから燃料電池へ水素を安定供給する
ことができるという効果がある。
と必要熱量に応じて熱媒体の目標温度を補正することに
より、熱媒体の温度をより早く正確に制御することがで
き、水素吸蔵タンクから燃料電池へ水素を安定供給する
ことができるという効果がある。
【０１１１】請求項１７に記載の発明によれば、水素吸
蔵タンクの温度が下がる傾向にあると熱媒体の目標温度
を高く補正され、水素吸蔵タンクの温度が上がる傾向に
あると熱媒体の目標温度を低く補正されて、熱媒体をよ
り速く目標温度に収束させることができるので、水素吸
蔵タンクの温度を所望の温度に制御することができ、水
素吸蔵タンクから燃料電池へ水素を安定供給することが
できるという効果がある。
蔵タンクの温度が下がる傾向にあると熱媒体の目標温度
を高く補正され、水素吸蔵タンクの温度が上がる傾向に
あると熱媒体の目標温度を低く補正されて、熱媒体をよ
り速く目標温度に収束させることができるので、水素吸
蔵タンクの温度を所望の温度に制御することができ、水
素吸蔵タンクから燃料電池へ水素を安定供給することが
できるという効果がある。
【図１】 この発明に係る第１の実施の形態における水
素供給装置を備えた自動車用燃料電池のシステム構成図
である。
素供給装置を備えた自動車用燃料電池のシステム構成図
である。
【図２】 前記第１の実施の形態における水素供給処理
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図３】 前記第１の実施の形態において使用される仮
目標温度マップである。
目標温度マップである。
【図４】 前記第１の実施の形態において使用される仮
目標温度係数マップである。
目標温度係数マップである。
【図５】 前記第１の実施の形態において使用される放
出割合マップである。
出割合マップである。
【図６】 前記第１の実施の形態における水素供給処理
による制御パターン図である。
による制御パターン図である。
【図７】 この発明に係る第２の実施の形態における水
素供給処理を示すフローチャートである。
素供給処理を示すフローチャートである。
【図８】 前記第２の実施の形態における水素供給処理
による制御パターン図である。
による制御パターン図である。
【図９】 この発明に係る第３の実施の形態における水
素供給処理を示すフローチャートである。
素供給処理を示すフローチャートである。
【図１０】 前記第３の実施の形態における水素供給処
理による制御パターン図である。
理による制御パターン図である。
【符号の説明】 １ 水素吸蔵タンク ３ ダクト（加熱手段） ５ 熱交換チューブ（加熱手段） ７ 燃料電池 ９，１１，１３，１７ 水素供給管（水素流路） １９ 水素タンク ２１ 合流ダクト（加熱手段） ２３ 外気ダクト（加熱手段） ２５ 冷気ダクト（加熱手段） Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3 流量制御弁（流量制御手段） Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6 流量制御弁（加熱手段） ｔ1 下限値（下限温度） ｔ2 上限値（上限温度） Ｓ１０８，Ｓ３０８ 必要熱量算出手段 Ｓ１２１，Ｓ３２１ 目標温度算出手段 Ｓ３１７ 加熱量算出手段 Ｓ３２５ 最大水素放出量算出手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｂ (72)発明者 縫谷 芳雄 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3E072 EA10 4G040 AA16 AA29 4G140 AA16 AA29 5H027 AA02 BA14 KK28 KK48 MM16
Claims (17)
- 【請求項１】 燃料電池の燃料である水素を吸放出可能
な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵タンクと、 水素を圧縮状態で貯蔵可能な水素タンクと、 前記水素吸蔵合金から水素を放出させるために前記水素
吸蔵タンクを加熱する加熱手段と、 前記水素吸蔵タンクから放出された水素と前記水素タン
クから放出された水素を合流させて前記燃料電池へ供給
可能にする水素流路と、 前記水素吸蔵タンクおよび水素タンクから放出される各
水素流量を制御する流量制御手段と、 を備えたことを特徴とする燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項２】 前記水素吸蔵タンクの温度に応じて前記
流量制御手段が前記各水素流量を制御することを特徴と
する請求項１に記載の燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項３】 前記水素吸蔵タンクの温度が下限温度よ
りも低いときには前記水素吸蔵タンクから前記燃料電池
へ水素を供給するのを停止して前記水素タンクから前記
燃料電池へ水素を供給し、前記水素吸蔵タンクの温度が
下限温度以上のときには前記水素吸蔵タンクから前記燃
料電池へ水素を供給することを特徴とする請求項２に記
載の燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項４】 前記水素吸蔵タンクの温度が上限温度よ
りも高いときには前記水素タンクから前記燃料電池へ水
素を供給するのを停止して前記水素吸蔵タンクから前記
燃料電池へ水素を供給することを特徴とする請求項２に
記載の燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項５】 前記水素吸蔵タンクの温度が下限温度以
上で上限温度以下のときには、前記水素吸蔵タンクの温
度変化率に応じて前記流量制御手段を制御することを特
徴とする請求項２に記載の燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項６】 前記温度変化率が上昇傾向にあるときに
は、前記水素タンクから前記燃料電池へ水素を供給する
のを停止して前記水素吸蔵タンクから前記燃料電池へ水
素を供給するように前記流量制御手段を制御し、前記温
度変化率が下降傾向にあるときには、前記水素吸蔵タン
クおよび前記水素タンクから前記燃料電池へ水素を供給
するように前記流量制御手段を制御することを特徴とす
る請求項５に記載の燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項７】 前記流量制御手段は前記水素吸蔵タンク
の温度変化率に応じて制御されることを特徴とする請求
項１に記載の燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項８】 前記流量制御手段は前記温度変化率が実
質的に「０」になるように制御することを特徴とする請
求項７に記載の燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項９】 前記流量制御手段は前記水素吸蔵タンク
の温度および該水素吸蔵タンクの温度変化率に応じて制
御されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用
水素供給装置。 - 【請求項１０】 燃料電池の燃料である水素を吸放出可
能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵タンクと、 水素を圧縮状態で貯蔵可能な水素タンクと、 前記水素吸蔵合金から水素を放出させるために前記水素
吸蔵タンクを加熱する加熱手段と、 前記水素吸蔵タンクから放出された水素と前記水素タン
クから放出された水素を合流させて前記燃料電池へ供給
可能にする水素流路と、 前記加熱手段によって加熱することで前記水素吸蔵タン
クから放出される水素量に応じて前記水素タンクから放
出する水素量を制御する流量制御手段と、 を備えたことを特徴とする燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項１１】 前記流量制御手段は、前記水素吸蔵タ
ンクから放出される水素量と前記水素タンクから放出さ
れる水素量の和が前記燃料電池の要求する要求水素量に
なるように、前記水素タンクから放出する水素量を制御
することを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池用水
素供給装置。 - 【請求項１２】 前記加熱手段によって前記水素吸蔵タ
ンクを加熱する熱量を算出する加熱量算出手段と、 前記加熱量算出手段で算出された加熱量に応じて前記水
素吸蔵タンクから放出できる最大水素放出量を算出する
最大水素放出量算出手段と、 を備え、前記流量制御手段は、前記最大水素放出量算出
手段で算出された最大水素放出量に応じて前記水素タン
クから放出する水素量を制御することを特徴とする請求
項１１に記載の燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項１３】 前記流量制御手段は、前記最大水素放
出量で前記要求水素量を賄える場合には前記水素タンク
から水素を放出しないように制御することを特徴とする
請求項１２に記載の燃料電池用水素供給装置。 - 【請求項１４】 燃料電池の燃料である水素を吸放出可
能な水素吸蔵合金を収納した水素吸蔵タンクと、 前記水素吸蔵合金から水素を放出させるために前記燃料
電池の廃熱によって加熱された温度制御可能な熱媒体を
供給して前記水素吸蔵タンクを加熱する加熱手段と、 前記水素吸蔵タンクから放出される水素量から該水素吸
蔵タンクが必要とする必要熱量を算出する必要熱量算出
手段と、 を備え、前記必要熱量算出手段で算出した必要熱量に応
じて前記加熱手段を制御することを特徴とする燃料電池
用水素供給装置。 - 【請求項１５】 前記水素吸蔵タンクの温度に応じて前
記熱媒体の目標温度を算出する目標温度算出手段を備
え、前記熱媒体が目標温度になるように前記加熱手段を
制御することを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池
用水素供給装置。 - 【請求項１６】 前記加熱手段によって前記水素吸蔵タ
ンクを加熱する加熱量と前記必要熱量算出手段で算出し
た必要熱量に応じて前記熱媒体の目標温度を補正するこ
とを特徴とする請求項１５に記載の燃料電池用水素供給
装置。 - 【請求項１７】 前記加熱量と前記必要熱量から前記水
素吸蔵タンクの温度変化率を算出し、この温度変化率が
下降傾向にあるときは目標温度を前記目標温度算出手段
で算出した目標温度よりも高く補正し、前記温度変化率
が上昇傾向にあるときは目標温度を前記目標温度算出手
段で算出した目標温度よりも低く補正することを特徴と
する請求項１６に記載の燃料電池用水素供給装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001048574A JP4354122B2 (ja) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | 燃料電池用水素供給装置 |
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