JP2002280007A - ハイブリッド動力システム - Google Patents

ハイブリッド動力システム

Info

Publication number
JP2002280007A
JP2002280007A JP2001387934A JP2001387934A JP2002280007A JP 2002280007 A JP2002280007 A JP 2002280007A JP 2001387934 A JP2001387934 A JP 2001387934A JP 2001387934 A JP2001387934 A JP 2001387934A JP 2002280007 A JP2002280007 A JP 2002280007A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel cell
cell module
pipe
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001387934A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3960035B2 (ja
Inventor
Jun Akikusa
順 秋草
Koji Hoshino
孝二 星野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP2001387934A priority Critical patent/JP3960035B2/ja
Priority to DE10197104T priority patent/DE10197104T1/de
Priority to US10/451,804 priority patent/US7235322B2/en
Priority to PCT/JP2001/011559 priority patent/WO2002054517A1/ja
Publication of JP2002280007A publication Critical patent/JP2002280007A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3960035B2 publication Critical patent/JP3960035B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/32—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/34—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/28—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H01M8/04022—Heating by combustion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04268—Heating of fuel cells during the start-up of the fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H19/00—Marine propulsion not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
    • B63H23/24—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/407—Combination of fuel cells with mechanical energy generators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • H01M4/9025—Oxides specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9033—Complex oxides, optionally doped, of the type M1MeO3, M1 being an alkaline earth metal or a rare earth, Me being a metal, e.g. perovskites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • H01M4/905—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9066—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC of metal-ceramic composites or mixtures, e.g. cermets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206—Metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/124—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte
    • H01M8/1246—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte the electrolyte consisting of oxides
    • 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/905—Combustion engine
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/908—Fuel cell

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池モジュールに供給される燃料ガスの
原料として通常のガソリンスタンドで給油可能なガソリ
ンや軽油等を用いる。 【解決手段】 炭化水素を気化した燃料ガスと空気の混
合気をエンジン１１内で燃焼させて機械的動力を発生す
る。固体電解質層とこの両面に配設された燃料極層及び
空気極層とからなる発電セルを複数積層した燃料電池モ
ジュール１３の燃料極層に上記炭化水素を改質した燃料
ガスを供給しかつ空気極層に上記空気又は酸素を供給す
ることにより、燃料電池モジュール１３は９３０℃以下
で発電可能に構成される。エンジン１１の発生する機械
的動力又は燃料電池モジュール１３の発生する電力のい
ずれか一方又は双方が出力されるように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体酸化物型の燃
料電池モジュールを用いたハイブリッド動力システムに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、液体燃料及び水を主成分とする原
料を改質器のバーナで加熱・分解して水素ガスを生成
し、電解質層の両面に燃料電極及び酸素電極が配設され
た燃料電池が改質器で生成された水素ガスを燃料電極に
取込んで発電するとともに所定の負荷に定常的な電力を
供給し、二次電池が負荷に少なくとも負荷始動時若しく
は負荷変動時に所要の電力を供給し、更に電力供給切替
え手段が燃料電池及び二次電池からの電力供給を切替え
可能に構成された燃料電池発電システムが開示されてい
る（特開平６−１４００６５号）。この燃料電池発電シ
ステムでは、改質器のバーナが噴射した燃焼ガスを燃料
電池に導く燃料電池加熱手段が設けられ、この燃料電池
加熱手段により燃料電池が始動可能（発電可能）な温度
に加熱されるように構成される。また電解質層がイオン
導電性を有する高分子膜系で形成され、液体燃料として
はメタノールが用いられる。
【０００３】このように構成された燃料電池発電システ
ムでは、改質器で水素生成時に使用するバーナの燃焼ガ
スによって燃料電池を所定の温度に達するまで加熱する
ことにより、燃料電池の発電開始までの時間を大幅に短
縮することができるので、燃料電池の発電効率の向上を
図ることができる。またこれにより二次電池からの電力
供給を低減することができるので、二次電池の数を減ら
すことができ、コンパクトで軽量な燃料電池発電システ
ムが得られるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の特
開平６−１４００６５号公報に示された燃料電池発電シ
ステムでは、燃料電池に供給される燃料ガスの原料がメ
タノールであるため、このシステムを自動車に搭載した
場合、通常のガソリンスタンドでは給油できない不具合
があった。また、上記従来の燃料電池発電システムで
は、燃料電池の作動温度が比較的低いため、メタノール
を改質器でＨ2（水素ガス）に完全に改質した後に燃料
電池に供給しないと燃料電池の発電効率が低下する問題
点があった。更に、上記従来の燃料電池発電システムで
は、電解質層が高分子膜系により形成されているため、
発電セルからＣＯ（一酸化炭素）が排出されるおそれが
あり、この一酸化炭素の処理が煩わしい問題点もあっ
た。
【０００５】本発明の第１の目的は、燃料電池モジュー
ルに供給される燃料ガスの原料として通常のガソリンス
タンドで給油可能なガソリンや軽油等を用いることがで
きる、ハイブリッド動力システムを提供することにあ
る。本発明の第２の目的は、燃料電池の作動温度が比較
的高いため、Ｈ2の他にＣＯやＣＨ4（メタンガス）を直
接燃料電池に供給しても、燃料電池モジュールが効率良
く発電できる、ハイブリッド動力システムを提供するこ
とにある。本発明の第３の目的は、燃料電池の作動温度
が比較的高いため、エンジン又は燃料電池の廃熱を利用
することにより、ガソリンや軽油等の炭化水素を低炭化
水素、ＣＯ又はＨ2に速やかに改質することができる、
ハイブリッド動力システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１及び図２に示すように、炭化水素を気化した燃料ガ
スと空気の混合気の燃焼にて機械的動力を発生するエン
ジン１１と、固体電解質層２９とこの固体電解質層２９
の両面に配設された燃料極層３１及び空気極層３２とか
らなる発電セル２４が複数積層され燃料極層３１に上記
炭化水素を改質した燃料ガスを供給しかつ空気極層３２
に上記空気又は酸素を供給することにより９３０℃以下
で発電可能な燃料電池モジュール１３とを備えたハイブ
リッド動力システムであって、エンジン１１の発生する
機械的動力又は燃料電池モジュール１３の発生する電力
のいずれか一方又は双方を出力するように構成されたこ
とを特徴とする。
【０００７】この請求項１に記載されたハイブリッド動
力システムでは、エンジン１１を始動すると、エンジン
１１が機械的動力を発生する。また燃料電池モジュール
１３が発電可能な温度に達すると、炭化水素を改質した
燃料ガスが空気又は酸素とともに燃料電池モジュール１
３に供給され、燃料電池モジュール１３が発電を開始し
て電力を発生する。燃料電池モジュール１３の発生する
電力が十分であるときには、エンジン１１を停止し、燃
料電池モジュール１３の発生する電力が不足していると
きには、エンジン１１を始動して、エンジン１１の発生
する機械的動力を出力する。
【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、更に図１に示すように、エンジン１１から
排出された排ガスにより、燃料電池モジュール１３が加
熱されて起動可能に構成されたことを特徴とする。この
請求項２に記載されたハイブリッド動力システムでは、
エンジン１１から排出された排ガスの熱により、燃料電
池モジュール１３が加熱されて起動可能な温度まで上昇
するので、燃料電池モジュール１３が発電可能になる。
【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、更に図１に示すように、エンジン１
１の発生する機械的動力が発電機１２により電力に変換
されて出力されるように構成されたことを特徴とする。
この請求項３に記載されたハイブリッド動力システムで
は、エンジン１１を始動すると、エンジン１１により発
電機１２が駆動されて電力を発生する。燃料電池モジュ
ール１３が発電可能な温度に達すると、炭化水素を改質
した燃料ガスが空気又は酸素とともに燃料電池モジュー
ル１３に供給され、燃料電池モジュール１３が発電を開
始して電力を発生する。燃料電池モジュール１３の発生
する電力が十分であるときには、エンジン１１を停止
し、燃料電池モジュール１３の発生する電力が不足して
いるときには、エンジン１１を始動して、エンジン１１
の発生する機械的動力を発電機１２により電力に変換し
て出力する。
【００１０】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
いずれかに係る発明であって、更に図１に示すように、
燃料電池モジュール１３又は発電機１２のいずれか一方
又は双方が発生する電力を蓄える二次電池１４を更に備
えたことを特徴とする。この請求項４に記載されたハイ
ブリッド動力システムでは、出力が不足しているとき
に、二次電池１４に蓄えられた電力が出力され、燃料電
池モジュール１３又は発電機１２の発生する電力が余っ
ているときに、燃料電池モジュール１３又は発電機１２
の発生する電力が二次電池１４に蓄えられる。
【００１１】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
いずれかに係る発明であって、更に図１に示すように、
燃料電池モジュール１３、発電機１２及び二次電池１４
からなる群より選ばれた１種又は２種以上の発生する電
力が電気機器１６に出力され、この電気機器１６が上記
電力により駆動されるように構成されたことを特徴とす
る。この請求項５に記載されたハイブリッド動力システ
ムでは、エンジン１１を始動すると、エンジン１１によ
り発電機１２が駆動されて電力を発生し、この電力は電
気機器１６に出力される。燃料電池モジュール１３が発
電可能な温度に達すると、炭化水素を改質した燃料ガス
が空気又は酸素とともに燃料電池モジュール１３に供給
され、燃料電池モジュール１３が発電を開始して電力を
発生し、この電力は電気機器１６に供給される。燃料電
池モジュール１３から電気機器１６に出力される電力が
十分であるときには、エンジン１１を停止する。また電
気機器１６に出力される電力が不足しているときには、
エンジン１１を始動して、エンジン１１の発生する機械
的動力を発電機１２により電力に変換して電気機器１６
に出力する。また上記電気機器１６が電動モータである
ことが好ましい。
【００１２】請求項７に係る発明は、請求項１ないし６
いずれかに係る発明であって、更に図１及び図２に示す
ように、エンジン１１から排出された排ガスにより、発
電セル２４に供給される燃料ガスが改質されるように構
成されたことを特徴とする。この請求項７に記載された
ハイブリッド動力システムでは、エンジン１１から排出
された排ガスの熱により、発電セル２４に供給される前
の燃料ガスが改質可能な温度まで上昇するので、燃料ガ
スは改質されて発電運転に最適な低炭化水素族になる。
【００１３】請求項８に係る発明は、請求項１ないし７
いずれかに係る発明であって、更に図１及び図２に示す
ように、燃料ガスを予熱して燃料極層３１に供給するた
めの燃料予熱管６１が燃料電池モジュール１３内に設け
られ、酸化剤ガスを予熱して酸化剤極層３２に供給する
ために酸化剤予熱管６２が燃料電池モジュール１３内に
設けられ、エンジン１１から排出された排ガスにより酸
化剤予熱管６２が予熱され、エンジン１１から排出され
た排ガスにより燃料予熱管６１が予熱されて燃料予熱管
６１内を通る水蒸気を含む炭化水素が改質されるように
構成されたことを特徴とする。この請求項８に記載され
たハイブリッド動力システムでは、燃料予熱管６１内の
燃料ガス及び酸化剤予熱管６２内の酸化剤ガスがエンジ
ン１１の排ガスにより加熱された後に、発電セル２４に
供給されるので、発電セル２４は速やかに最適な温度に
上昇して発電可能となる。
【００１４】請求項９に係る発明は、請求項７又は８に
係る発明であって、更に図２に示すように、燃料予熱管
６１内に炭化水素が流通可能な密度で改質粒子が充填さ
れたことを特徴とする。この請求項９に記載されたハイ
ブリッド動力システムでは、水蒸気を含む燃料ガスが燃
料予熱管６１内で改質粒子に接触し低炭化水素族の燃料
ガス等に改質されて発電セル２４に供給される。
【００１５】請求項１０に係る発明は、請求項１ないし
９いずれかに係る発明であって、更に図１及び図２に示
すように、燃料電池モジュール１３近傍に改質器６４が
設けられ、改質器６４がエンジン１１の排ガスが導入さ
れる改質用ケース６６と、改質用ケース６６に収容され
かつ炭化水素が流通可能な密度で改質粒子が充填された
改質管６７とを有し、炭化水素が改質管６７を通過する
ことにより炭化水素が低炭化水素族の燃料ガス、或いは
ＣＯ又はＨ2の燃料ガスに改質されて燃料電池モジュー
ル１３に供給されるように構成されたことを特徴とす
る。この請求項１０に記載されたハイブリッド動力シス
テムでは、炭化水素が水とともに改質器６４の改質管６
７に流入すると、この炭化水素及び水は改質用ケース６
６内を通過する排ガスにて加熱されて気化し、水蒸気を
含む燃料ガスになる。この水蒸気を含む燃料ガスは改質
管６７内で改質粒子に接触し低炭化水素族の燃料ガス等
に改質されて燃料電池モジュール１３に供給される。ま
た改質器６４が燃料モジュール１３近傍に設けられてい
るので、改質器６４が燃料モジュール１３から発電時に
発生する熱を吸収して、水蒸気を含む燃料ガスが改質管
６７内で改質粒子により更に効率良く低炭化水素族の燃
料ガス等に改質される。
【００１６】請求項１１に係る発明は、請求項１０に係
る発明であって、更に図２に示すように、改質器６４内
の改質管６７を加熱する第１補助加熱器８１が設けられ
たことを特徴とする。この請求項１１に記載されたハイ
ブリッド動力システムでは、炭化水素が水とともに改質
器６４の改質管６７に流入すると、この炭化水素及び水
は改質用ケース６６内を通過するエンジン１１の排ガス
のみならず、第１補助加熱器８１により加熱されるの
で、速やかに気化して水蒸気を含む燃料ガスになる。こ
の水蒸気を含む燃料ガスは改質管６７内で改質粒子に接
触し、速やかに低炭化水素族の燃料ガス、或いはＣＯ又
はＨ2の燃料ガスに改質される。
【００１７】請求項１２に係る発明は、請求項７ないし
１１いずれかに係る発明であって、更に図２に示すよう
に、燃料電池モジュール１３内の燃料予熱管６１及び酸
化剤予熱管６２を加熱する第２補助加熱器８２が設けら
れたことを特徴とする。この請求項１２に記載されたハ
イブリッド動力システムでは、低炭化水素族の燃料ガ
ス、或いはＣＯ又はＨ2の燃料ガスが燃料電池モジュー
ル１３内の燃料予熱管６１に流入し、酸化剤ガスが酸化
剤予熱管６２に流入すると、燃料ガス及び酸化剤ガスは
燃料電池モジュール１３内を通過するエンジン１１の排
ガスのみならず、第２補助加熱器８２により加熱され、
発電に最適な比較的高温に加熱された後に発電セル２４
に供給される。
【００１８】請求項１３に係る発明は、請求項７ないし
１２いずれかに係る発明であって、更に図１及び図２に
示すように、燃料予熱管６１の基端に燃料供給パイプ６
８が接続され、炭化水素のうち常温で液体である高融点
の炭化水素を霧状に噴射して燃料予熱管６１に供給する
燃料噴射器７３が燃料供給パイプ６８に設けられたこと
を特徴とする。請求項１４に係る発明は、請求項１３に
係る発明であって、更に図１及び図２に示すように、燃
料供給パイプ６８に水供給パイプ７４が接続され、水を
霧状に噴射して燃料供給パイプ７３に供給する水噴射器
７６が水供給パイプ７３に設けられたことを特徴とす
る。これら請求項１３又は１４に記載されたハイブリッ
ド動力システムでは、液体の燃料又は水を速やかに気化
することができる。
【００１９】請求項１５に係る発明は、請求項１ないし
１４いずれかに係る発明であって、更に図１に示すよう
に、燃料電池モジュール１３にこの燃料電池モジュール
１３の温度を検出するモジュール温度センサ７２が挿入
され、燃料電池モジュール１３がエンジン１１の排ガス
により加熱されて燃料モジュール１３の発電可能な温度
に達したことをモジュール温度センサ７２が検出したと
きにコントローラ７７が燃料電池モジュール１３を制御
して発電運転を開始するように構成されたことを特徴と
する。この請求項１５に記載されたハイブリッド動力シ
ステムでは、エンジン１１始動直後のように燃料電池モ
ジュール１３が低温であるときには、燃料電池モジュー
ル１３による発電を停止した状態に保ち、燃料電池モジ
ュール１３がエンジン１１の排ガスにより加熱されて発
電可能な温度に達したことを温度センサ７２が検出する
と、燃料電池モジュール７２による発電を開始させるの
で、燃料電池モジュール１３による効率の良い発電が可
能となる。
【００２０】また電気機器１６の負荷に基づいてコント
ローラ７７がエンジン１１、燃料電池モジュール１３及
び二次電池１４からなる群より選ばれた１種又は２種以
上を制御するように構成されることが好ましい。また酸
化剤予熱管６２の基端に設けられた酸化剤供給パイプ６
９に酸化剤流量調整弁７１が設けられ、改質器６４の温
度を改質器温度センサが検出し、コントローラ７７がモ
ジュール温度センサ７２及び改質器温度センサの各検出
出力に基づいて燃料噴射器７３、水噴射器７６、酸化剤
流量調整弁７１、第１補助加熱器８１及び第２補助加熱
器８２を制御するように構成することができる。
【００２１】また燃料電池モジュール１３を収容する電
池ケース６３の内側室６３ｄ及び外側室６３ｅを連通す
る連通管６３ｆにこの連通管６３ｆを開閉する第１モー
タバルブ９１が設けられ、エンジン１１と燃料電池モジ
ュール１３とを連通する上流側排気管２１ａにこの上流
側排気管２１ａを開閉する第２モータバルブ９２が設け
られ、上流側排気管２１ａと改質器６４とを連通する上
流側分岐管２１ｃにこの上流側分岐管２１ｃを開閉する
第３モータバルブ９３が設けられ、コントローラ７７が
モジュール温度センサ７２及び改質器温度センサの各検
出出力に基づいて第１〜第３モータバルブ９１〜９３を
制御するように構成されることもできる。なお、電気機
器１６又はエンジン１１の発生する機械的動力のいずれ
か一方又は双方により自動車、船、電車、飛行機、モー
タサイクル又は建設機械が駆動されるように構成される
ことが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１に示すように、本発明のハイブ
リッド動力システムは自動車に搭載される。このハイブ
リッド動力システムはガソリンを燃料とするエンジン１
１と、このエンジン１１のクランク軸１１ａに入力軸１
２ａが連結された発電機１２と、９３０℃以下で発電可
能な燃料電池モジュール１３と、二次電池１４と、電動
モータ１６とを備える。エンジン１１の吸気ポートには
吸気マニホルド１７を介して吸気管１８が接続され、エ
ンジン１１の排気ポートには排気マニホルド１９を介し
て排気管２１の上流側排気管２１ａが接続される。吸気
管１８の途中にはガソリンを気化させて吸気管１８に供
給する気化器２２が設けられ、この気化器２２には基端
が燃料タンク（ガソリンが貯留される。）に接続された
給油管２３の先端が接続される。気化器２２で気化され
たガソリンは空気と混合され吸気管１８及び吸気マニホ
ルド１７を通ってエンジン１１のシリンダ（図示せず）
に供給され、このシリンダ内で爆発的に燃焼してピスト
ン（図示せず）を駆動することにより、クランク軸１１
ａを回転させるように構成される。また発電機１２は上
記クランク軸１１ａの回転力が入力軸１２ａに伝達され
ることにより電力を発生するように構成される。なお、
本発明は円筒状のピストン及びクランク軸を有するレシ
プロエンジンではなく、三角形のロータ及び偏心軸を有
するロータリエンジンにも適用できる。
【００２３】燃料電池モジュール１３は３００〜９００
℃の範囲で発電可能であることが好ましく、図２に示す
ように、積層された（ｎ＋１）個の発電セル２４を有す
る燃料電池２６と、この燃料電池２６の近傍にそれぞれ
設けられた燃料用ディストリビュータ２７及び空気用デ
ィストリビュータ２８とを備える。ここで、ｎは正の整
数である。発電セル２４は円板状の固体電解質層２９
と、この固体電解質層２９の両面に配設された円板状の
燃料極層３１及び空気極層３２とからなる。ｉ番目（ｉ
＝１，２，…，ｎ）の発電セル２４の燃料極層３１とこ
の燃料極層３１に隣接する（ｉ＋１）番目の発電セル２
４の空気極層３２との間には導電性材料により正方形板
状に形成されたセパレータ３３がそれぞれ１枚ずつ合計
ｎ枚介装される。またｉ番目の発電セル２４の燃料極層
３１とｊ番目（ｊ＝１，２，…，ｎ）のセパレータ３３
との間には円板状に形成されかつ導電性を有する多孔質
の燃料極集電体３４が介装され、（ｉ＋１）番目の発電
セル２４の空気極層３２とｊ番目のセパレータ３３との
間には円板状に形成されかつ導電性を有する多孔質の空
気極集電体３６が介装される。更に１番目の発電セル２
４の空気極層３２には空気極集電体３６を介して導電性
材料により正方形板状に形成された単一の第１端板４１
が積層され、（ｎ＋１）番目の発電セル２４の燃料極層
３１には燃料極集電体３４を介して導電性材料により正
方形板状に形成された単一の第２端板４２が積層され
る。なお、固体電解質層、燃料極層、空気極層、燃料極
集電体及び空気極集電体は円板状ではなく、四角形板
状、六角形板状、八角形板状等の多角形板状に形成して
もよい。また、セパレータ、第１端板及び第２端板は正
方形板状ではなく、円板状、或いは長方形板状、六角形
板状、八角形板状等の多角形板状に形成してもよい。
【００２４】固体電解質層２９は酸化物イオン伝導体に
より形成される。具体的には、一般式（１）：Ｌｎ１
Ａ Ｇａ Ｂ１ Ｂ２ Ｂ３ Ｏで示される酸化物イオン伝
導体である。但し、上記一般式（１）において、Ｌｎ１
はＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ及びＳｍからなる群より選ば
れた１種又は２種以上の元素であって４３．６〜５１．
２重量％含まれ、ＡはＳｒ，Ｃａ及びＢａからなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上の元素であって５．４〜１
１．１重量％含まれ、Ｇａは２０．０〜２３．９重量％
含まれ、Ｂ１はＭｇ，Ａｌ及びＩｎからなる群より選ば
れた１種又は２種以上の元素であり、Ｂ２はＣｏ，Ｆ
ｅ，Ｎｉ及びＣｕからなる群より選ばれた１種又は２種
以上の元素であり、Ｂ３はＡｌ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎ及びＺｒからなる群より選ばれた
１種又は２種以上の元素であり、Ｂ１とＢ３又はＢ２と
Ｂ３がそれぞれ同一の元素でないとき、Ｂ１は１．２１
〜１．７６重量％含まれ、Ｂ２は０．８４〜１．２６重
量％含まれ、Ｂ３は０．２３〜３．０８重量％含まれ、
Ｂ１とＢ３又はＢ２とＢ３がそれぞれ同一の元素である
とき、Ｂ１の含有量とＢ３の含有量の合計が１．４１〜
２．７０重量％であり、Ｂ２の含有量とＢ３の含有量の
合計が１．０７〜２．１０重量％である。
【００２５】また固体電解質層２９を一般式（２）：Ｌ
ｎ１1-x Ａx Ｇａ1-y-z-w Ｂ１y Ｂ２z Ｂ３w Ｏ3-dで
示される酸化物イオン伝導体により形成してもよい。但
し、上記一般式（２）において、Ｌｎ１はＬａ，Ｃｅ，
Ｐｒ，Ｎｄ及びＳｍからなる群より選ばれた１種又は２
種以上の元素であって、ＡはＳｒ，Ｃａ及びＢａからな
る群より選ばれた１種又は２種以上の元素であって、Ｂ
１はＭｇ，Ａｌ及びＩｎからなる群より選ばれた１種又
は２種以上の元素であって、Ｂ２はＣｏ，Ｆｅ，Ｎｉ及
びＣｕからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素
であって、Ｂ３はＡｌ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｍｎ及びＺｒからなる群より選ばれた１種又
は２種以上の元素であって、ｘは０．０５〜０．３、ｙ
は０．０２５〜０．２９、ｚは０．０１〜０．１５、ｗ
は０．０１〜０．１５、ｙ＋ｚ＋ｗは０．０３５〜０．
３及びｄは０．０４〜０．３である。上記のような酸化
物イオン伝導体にて固体電解質層２９を形成することに
より、燃料電池２６の発電効率を低下させずに、発電運
転を６５０±５０℃と比較的低温で行うことが可能とな
る。
【００２６】燃料極層３１はＮｉ等の金属により構成さ
れたり、又はＮｉ−ＹＳＺ等のサーメットにより構成さ
れたり、或いはＮｉと一般式（３）：Ｃｅ1-m Ｄm Ｏ2
で表される化合物との混合体により多孔質に形成され
る。但し、上記一般式（３）において、ＤはＳｍ，Ｇ
ｄ，Ｙ及びＣａからなる群より選ばれた１種又は２種以
上の元素であり、ｍはＤ元素の原子比であり、０．０５
〜０．４、好ましくは０．１〜０．３の範囲に設定され
る。
【００２７】空気極層３２は一般式（４）：Ｌｎ２1-x
Ｌｎ３x Ｅ1-y Ｃｏy Ｏ3+dで示される酸化物イオン伝
導体により多孔質に形成される。 但し、上記一般式
（４）において、Ｌｎ２はＬａ又はＳｍのいずれか一方
又は双方の元素であり、Ｌｎ３はＢａ，Ｃａ又はＳｒの
いずれか一方又は双方の元素であり、ＥはＦｅ又はＣｕ
のいずれか一方又は双方の元素である。またｘはＬｎ３
の原子比であり、０．５を越え１．０未満の範囲に設定
される。ｙはＣｏ元素の原子比であり、０を越え１．０
以下、好ましくは０．５以上１．０以下の範囲に設定さ
れる。ｄは−０．５以上０．５以下の範囲に設定され
る。
【００２８】上記発電セル２４の製造方法の一例を下記
に示す。先ず原料粉末として、Ｌａ 2Ｏ3，ＳｒＣＯ3，
Ｇａ2Ｏ3，ＭｇＯ，ＣｏＯの各粉末をＬａ0.8Ｓｒ0.2Ｇ
ａ0.8Ｍｇ0.15Ｃｏ0.05Ｏ2.8となるように秤量して混合
した後に、１１００℃で予備焼成して仮焼体を作製す
る。次いでこの仮焼体を粉砕した後に、所定のバイン
ダ、溶剤などを加えて混合することによりスラリーを調
製し、このスラリーをドクタブレード法によりグリーン
シートを作製する。次にこのグリーンシートを空気中で
十分に乾燥し、所定の寸法に切出した後に、１４５０℃
で焼結することにより固体電解質層２９を得る。この固
体電解質層２９の一方の面に、Ｎｉと（Ｃｅ 0.8Ｓ
ｍ0.2）Ｏ2が体積比で６：４となるように、ＮｉＯ粉末
と（Ｃｅ0.8Ｓｍ0. 2）Ｏ2粉末とを混合した後に、この
混合粉末を１１００℃で焼付けることにより燃料極層３
１を形成する。更に上記固体電解質層２９の他方の面に
（Ｓｍ0.5Ｓｒ0.5）ＣｏＯ3を１０００℃で焼付けるこ
とにより空気極層３２を形成する。このようにして発電
セル２４が作製される。
【００２９】セパレータ３３はステンレス鋼、ニッケル
基合金又はクロム基合金により形成されることが好まし
い。例えば、ＳＵＳ３１６、インコネル６００、ハステ
ロイＸ（Haynes Stellite社の商品名）、ヘインズアロ
イ２１４などが挙げられる。またセパレータ３３には燃
料供給通路４３と、空気供給通路４４（酸化剤供給通
路）と、複数の挿入穴３３ａが形成される（図３及び図
４）。燃料供給通路４３はセパレータ３３の外周面から
略中心に向う第１燃料穴４３ａと、第１燃料穴４３ａに
連通しセパレータ３３の略中心から燃料極集電体３４に
臨む第２燃料穴４３ｂとを有する。また空気供給通路４
４はセパレータ３３の厚さ方向に直交する方向に延びて
形成され基端がセパレータ３３外周面に開口しかつ先端
が閉止された単一の第１空気穴４４ａと、セパレータ３
３の厚さ方向に直交する方向に延びかつ互いに所定の間
隔をあけて形成され単一の第１空気穴４４ａに連通し更
に両端が閉止された複数の第２空気穴４４ｂと、セパレ
ータ３３の空気極集電体３６に対向する面に所定の間隔
をあけかつ第２空気穴４４ｂに連通するように形成され
た多数の第３空気穴４４ｃとを有する。
【００３０】上記複数の第２空気穴４４ｂは、第１空気
穴４４ａの基端が形成されたセパレータ３３の一方の側
面に隣接する側面から互いに平行に形成した後に、この
隣接する側面に閉止板４５を接合することにより両端が
閉止された長穴となる。複数の挿入穴３３ａは燃料供給
通路４３及び空気供給通路４４のいずれにも連通しない
ように第１燃料穴４３ａ及び第２空気穴４４ｂに平行に
形成され、これらの挿入穴３３ａには第１ヒータ３１が
それぞれ挿入される（図４）。またセパレータ３３の燃
料極集電体３４に対向する面には３本のスリット３３ｂ
がセパレータ３３の略中心から渦巻き状にそれぞれ形成
され（図５）、これらのスリット３３ｂの深さは全長に
わたって同一となるように形成される。なお、上記スリ
ットは３本ではなく、２本又は４本以上であってもよ
い。また、スリットの深さをセパレータの中心から離れ
るに従って次第に深く若しくは浅くなるように形成して
もよい。
【００３１】図３に戻って、燃料極集電体３４はステン
レス鋼、ニッケル基合金又はクロム基合金、或いはニッ
ケル、銀、銀合金又は銅により多孔質に形成され、ステ
ンレス鋼、ニッケル基合金又はクロム基合金により形成
した場合、ニッケルめっき、銀めっき、ニッケル下地め
っきを介する銀めっき若しくは銅めっきを施すことが好
ましい。空気極集電体３６はステンレス鋼、ニッケル基
合金又はクロム基合金、或いは銀、銀合金又は白金によ
り多孔質に形成され、ステンレス鋼、ニッケル基合金又
はクロム基合金により形成した場合、銀めっき、ニッケ
ル下地めっきを介する銀めっき若しくは白金めっきを施
すことが好ましい。なお、改質された燃料ガスとしてＣ
Ｈ4などの低炭化水素族の燃料ガスを用いた場合には、
燃料極集電体はニッケルめっきされたステンレス鋼、ニ
ッケル基合金又はクロム基合金、或いはニッケルにより
形成され、燃料ガスとしてＣＯ又はＨ2を用いた場合に
は、燃料極集電体は銀めっき、ニッケル下地めっきを介
する銀めっき若しくは銅めっきされたステンレス鋼、ニ
ッケル基合金又はクロム基合金、或いは銀、銀合金又は
銅により形成される。上記燃料極集電体３４の製造方法
の一例を下記に示す。先ずステンレス鋼などのアトマイ
ズ粉末とＨＰＭＣ（水溶性樹脂結合剤）を混練した後
に、蒸留水及び添加剤（ｎ−ヘキサン（有機溶剤）、Ｄ
ＢＳ（界面活性剤）、グリセリン（可塑剤）など）を加
えて混練して混合スラリーを調製する。次にこの混合ス
ラリーをドクタブレード法により成形体を作製した後
に、所定の条件で発泡、脱脂及び焼結して多孔質板を得
る。更にこの多孔質板を所定の寸法に切出して燃料極集
電体３４を作製する。なお、ステンレス鋼のアトマイズ
粉末を用いた場合には、表面にニッケルめっき、クロム
めっき又は銀めっきが施される。また上記空気極集電体
３６も上記燃料極集電体３４とほぼ同様にして作製され
る。
【００３２】第１端板４１及び第２端板４２はセパレー
タ３３と同一材料により同一形状（正方形板状）に形成
される。第１端板４１には空気供給通路４８及び複数の
挿入穴（図示せず）が形成され、第２端板４２には燃料
供給通路４７及び複数の挿入穴（図示せず）が形成され
る。空気供給通路４８は空気供給通路４３と同様に形成
され、第１端板４１の厚さ方向に直交する方向に延びて
形成され基端が第１端板４１外周面に開口しかつ先端が
閉止された単一の第１空気穴（図示せず）と、第１端板
４１の厚さ方向に直交する方向に延びかつ互いに所定の
間隔をあけて形成され単一の第１空気穴に連通し更に両
端が閉止された複数の第２空気穴４８ｂと、第１端板４
１の空気極集電体３６に対向する面に所定の間隔をあけ
かつ第２空気穴４８ｂに連通するように形成された多数
の第３空気穴（図示せず）とを有する。また燃料供給通
路４７は燃料供給通路４３と同様に形成され、第２端板
４２の外周面から略中心に向う第１燃料穴４７ａと、第
１燃料穴４７ａに連通し第２端板４２の略中心から燃料
極集電体３４に臨む第２燃料穴４７ｂとを有する。
【００３３】第１端板４１に形成された複数の第２空気
穴４８ｂは、第１空気穴の基端が形成された第１端板４
１の一方の側面に隣接する側面から互いに平行に形成し
た後に、この隣接する側面に閉止板４５を接合すること
により両端が閉止された長穴となる。また第１端板４１
の複数の挿入穴は空気供給通路４８に連通しないように
第２空気穴４８ｂに平行に形成され、これらの挿入穴に
はヒータ（図示せず）がそれぞれ挿入される。第２端板
４２の複数の挿入穴は燃料供給通路４７に連通しないよ
うに第１燃料穴４７ａに平行に形成され、これらの挿入
穴にはヒータ（図示せず）がそれぞれ挿入される。第２
端板４２の上面、即ち第２端板４２の燃料極集電体４６
への対向面には３本のスリット４２ｂが第２端板２２の
略中心から渦巻き状に形成される（図３）。これらのス
リット４２ｂの深さは全長にわたって同一となるように
形成される。なお、上記スリットは３本ではなく、２本
又は４本以上であってもよい。また、スリットの深さを
セパレータの中心から離れるに従って次第に深く若しく
は浅くなるように形成してもよい。
【００３４】更にセパレータ３３、第１端板４１及び第
２端板４２の四隅にはボルト（図示せず）を挿通可能な
通孔３３ｃが形成される（図４及び図５）。（ｎ＋１）
個の発電セル２４と、ｎ枚のセパレータ３３と、（ｎ＋
１）個の燃料極集電体３４と、（ｎ＋１）個の空気極集
電体３６と、単一の第１端板４１と、単一の第２端板４
２とを積層したときに、上記セパレータ３３、第１端板
４１及び第２端板４２の四隅に形成された通孔３３ｃに
ボルトをそれぞれ挿通した後に、これらのボルトの先端
にナットをそれぞれ螺合することにより、燃料電池２６
が上記積層した状態で固定されるようになっている。
【００３５】図２に戻って、燃料用ディストリビュータ
２７及び空気用ディストリビュータ２８は発電セル２４
の積層方向に延びてそれぞれ設けられ、両端が閉止され
た筒状に形成される。燃料用ディストリビュータ２７は
（ｎ＋１）本の燃料用短管５１を介してｎ枚のセパレー
タ３３の燃料供給通路４３の第１燃料穴４３ａ及び単一
の第２端板４２の燃料供給通路４７の第１燃料穴４７ａ
にそれぞれ連通接続され、空気用ディストリビュータ２
８は（ｎ＋１）本の空気用短管５２を介してｎ枚のセパ
レータ３３の空気供給通路４４の第１空気穴４４ａ及び
単一の第１端板４１の空気供給通路４８の第１空気穴
（図示せず）にそれぞれ連通接続される。この実施の形
態では、燃料用ディストリビュータ２７、空気用ディス
トリビュータ２８、燃料用短管５１及び空気用短管５２
はステンレス鋼などの導電性材料により形成される。
【００３６】燃料用短管５１と燃料用ディストリビュー
タ２７との間には、燃料用短管５１と燃料用ディストリ
ビュータ２７との電気的絶縁を確保するために、アルミ
ナ等の電気絶縁性材料により形成された燃料用絶縁管
（図示せず）が介装され、これらの隙間はガラス等の燃
料用封止部材（図示せず）により封止される。また空気
用短管５２と空気用ディストリビュータ２８との間に
は、空気用短管５２と空気用ディストリビュータ２８と
の電気的絶縁を確保するために、アルミナ等の電気絶縁
性材料により形成された空気用絶縁管（図示せず）が介
装され、これらの隙間はガラス等の空気用封止部材（図
示せず）により封止される。
【００３７】第１端板４１の上面中央及び第２端板４２
の下面中央には一対の電極端子５８，５８（この実施の
形態では電極棒）が電気的にそれぞれ接続される。燃料
用ディストリビュータ２７の上部外周面には燃料予熱管
６１が接続され、この燃料予熱管６１は燃料電池２６の
外周面から所定の間隔をあけかつ一対の電極端子５８，
５８の軸線を中心とする螺旋状に巻回される。また空気
用ディストリビュータ２８の上部外周面には空気予熱管
６２が接続され、この空気予熱管６２は燃料電池２６の
外周面から所定の間隔をあけかつ一対の電極端子５８，
５８の軸線を中心とする螺旋状に巻回される。上記燃料
予熱管６１の螺旋半径は上記空気予熱管６２の螺旋半径
より小さく形成される。
【００３８】上記燃料電池２６は燃料用ディストリビュ
ータ２７、空気用ディストリビュータ２８、燃料予熱管
６１及び空気予熱管６２とともに電池ケース６３に収容
される。燃料電池２６、燃料用ディストリビュータ２７
及び空気用ディストリビュータ２８と、燃料予熱管６１
及び空気予熱管６２とは、円筒状の仕切り板６３ｃによ
り内側室６３ｄと外側室６３ｅとに区画される。この内
側室６３ｄと外側室６３ｅは連通管６３ｆにより連通さ
れる。また電池ケース６３の外周面上部にはこのケース
６３内にエンジン１１の排ガスを導入するための排ガス
導入口６３ａが形成され、電池ケース６３の外周面下部
にはこのケース６３に導入された排ガスを燃料電池２６
から排出された燃料ガス及び空気とともにケース６３外
に排出するための排ガス排出口６３ｂが形成される。上
記排ガス導入口６３ａには上流側排気管２１ａが接続さ
れ、上記排ガス排出口６３ｂには下流側排気管２１ｂが
接続される。また電池ケース６３の外周面には改質器６
４が設けられる。この改質器６４はエンジン１１の排ガ
スが導入される改質用ケース６６と、改質用ケース６６
に収容されかつエンジン１１の排ガスにより加熱される
改質管６７とを有する。改質用ケース６６にはエンジン
１１の排ガスを導入する排ガス入口６６ａと、エンジン
１１の排ガスを排出する排ガス出口６６ｂとが設けられ
る。上記排ガス入口６６ａには上流側排気管２１ａから
分岐した上流側分岐管２１ｃが接続され、上記排ガス出
口６６ｂには下流側分岐管２１ｄが接続される。また燃
料予熱管５１の基端には給油管２３から分岐したガソリ
ン供給パイプ６８が改質管６７を介して接続される。更
に上記改質管６７にはガソリン、軽油、ＣＨ4等の低炭
化水素族の燃料ガスが流通可能な密度で改質粒子（図示
せず）が充填される。この改質粒子はＮｉ、ＮｉＯ、Ａ
ｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ
4、Ｖ2Ｏ3、ＮｉＡｌ2Ｏ4、ＺｒＯ2、ＳｉＣ、Ｃｒ
2Ｏ3、ＴｈＯ2、Ｃｅ 2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＭｎＯ2、ＺｎＯ、
Ｃｕ、ＢａＯ及びＴｉＯ2からなる群より選ばれた１種
又は２種以上を含む元素又は酸化物により形成されるこ
とが好ましい。
【００３９】図１及び図２の符号６９は電池ケース６３
内の空気予熱管５２の基端に接続されかつ空気予熱管５
２に空気（酸素でもよい。）を供給するための空気供給
パイプであり、このパイプ６９には空気流量調整弁７１
が設けられる（図１）。燃料電池モジュール１３にはこ
の燃料電池モジュール１３の温度を検出するモジュール
温度センサ７２が挿入され（図１及び図２）、ガソリン
供給パイプ６８にはガソリン噴射器７３が設けられる
（図１）。またガソリン噴射器７３の下流側のガソリン
供給パイプ６８には水供給パイプ７４が接続され、この
水供給パイプ７４には水噴射器７６が設けられる。ガソ
リン噴射器７３は常温で液体である高融点の炭化水素
（軽油など）を霧状に噴射して改質管６７に供給するよ
うに構成され、水噴射器７６は水を霧状に噴射してガソ
リン供給パイプ６８に供給するように構成される。
【００４０】改質器６４には改質管６７を加熱するため
の第１補助加熱器８１が設けられ、電池ケース６３には
外側室６３ｅ内の燃料予熱管６１及び空気予熱管６２を
加熱するための第２補助加熱器８２が設けられる。また
改質器６４にこの改質器６４の温度を検出する改質器温
度センサ（図示せず）が設けられる。第１補助加熱器８
１は改質用ケース６６の下面に取付けられた第１ケース
８１ａと、この第１ケース８１ａに挿入された第１バー
ナ８１ｂとを有する。第２補助加熱器８２は電池ケース
６３の下面に取付けられた第２ケース８２ａと、この第
２ケース８２ａに挿入された第２バーナ８２ｂとを有す
る。第１及び第２バーナ８１ｂ，８２ｂには軽油が供給
されるように構成される。更に上流側排気管２１ａ、上
流側分岐管２１ｃ及び連通管６３ｆには第１〜第３モー
タバルブ９１〜９３がそれぞれ設けられる。第１〜第３
モータバルブ９１〜９３は上記管２１ａ，２１ｃ，６３
ｆを開閉するバルブ本体９１ａ〜９３ａと、これらのバ
ルブ本体９１ａ〜９３ａを駆動する第１〜第３モータ９
１ｂ，９３ｂとを有する。
【００４１】上記モジュール温度センサ７２及び改質器
温度センサの各検出出力はコントローラ７７の制御入力
にそれぞれ接続され、コントローラ７７の制御出力は空
気流量調整弁７１、ガソリン噴射器７３、水噴射器７
６、電力需給切換器７８、ヒータ４６、第１補助加熱器
８１、第２補助加熱器８２、第１〜第３モータ９１ｂ〜
９３ｂ及び気化器２２にそれぞれ接続される。電力需給
切換器７８には発電機１２、燃料電池モジュール１３、
二次電池１４及び電動モータ１６が電気的にそれぞれ接
続される。またエンジン１１にはこのエンジン１１を自
動的に始動又は停止するエンジン自動オンオフ装置（図
示せず）が設けられ、この装置はコントローラ７７に制
御出力に接続される。更に二次電池１４には電力需給切
換器７８により発電機１２及び燃料電池モジュール１３
のいずれか一方又は双方から供給された電力を蓄えるよ
うに構成され、電動モータ１６には電力需給切換器７８
により発電機１２、燃料電池モジュール１３及び二次電
池１４からなる群より選ばれた１種又は２種以上から電
力が供給されるように構成される。なお、図２の符号７
９は電池ケース６３を一対の電極端子５８，５８から電
気的に絶縁するための絶縁リングである。
【００４２】このように構成されたハイブリッド動力シ
ステムの動作を説明する。エンジン１１を始動すると、
エンジン１１が機械的動力を発生し、この機械的動力が
クランク軸１１ａから発電機１２の入力軸１２ａに伝達
されることにより、発電機１２が駆動されて電力を発生
する。エンジン１１始動直後は、燃料電池モジュール１
３の温度が発電可能な温度（例えば６５０℃）に達して
いないので、コントローラ７７はモジュール温度センサ
７２及び改質器温度センサ（図示せず）の各検出出力に
基づいて、ガソリン噴射器７３、水噴射器７６及び第１
モータバルブ９１を閉じた状態に保ち、空気流量調整弁
７１、第２モータバルブ９２及び第３モータバルブ９３
を開いた状態に保ち、更に電力需給切換器７８を制御し
て発電機１２で発生する電力及び二次電池１４に蓄えら
れた電力を電動モータ１６に供給し自動車を走行させ
る。ここで、エンジン１１始動直後から燃料電池モジュ
ール１３に空気を流すのは、空気予熱管６２で加熱され
た空気がセパレータ３３及び第２端板４２から発電セル
２４全面に均一に吹出されるため、燃料電池２６の内側
からも加熱でき、燃料電池２６の温度を均一に保ちなが
ら、迅速に加熱できるためである。更に急速な燃料電池
モジュール１３の発電運転が必要な場合には、ヒータ４
６に通電する。
【００４３】一方、エンジン１１を始動すると、エンジ
ン１１から高温の排ガスが排出される。この排ガスの約
半分は排気マニホルド１９及び上流側排気管２１ａを通
って電池ケース６３内の外側室６３ｅに供給され、残り
の半分は上流側排気管２１ａから分岐する上流側分岐管
２１ｃを通って改質用ケース６６内に供給される。電池
ケース６３内の燃料電池２６がエンジン１１の排ガス、
或いはエンジン１１の排ガス及びヒータ４６により加熱
されて発電可能な温度に達したことをモジュール温度セ
ンサ７２が検出すると、コントローラ７７はこのモジュ
ール温度センサ７２の検出出力に基づいて、ガソリン噴
射器７３、水噴射器７６及び第１モータバルブ９１を所
定の開度でそれぞれ開き、ヒータ４６に通電している場
合にはヒータ４６への通電を停止する。ガソリン噴射器
７３及び水噴射器７６を開くと、ガソリンと水が改質器
６４の改質管６７に流入し、改質用ケース６６内を通過
する排ガスにより加熱されて気化し、水蒸気を含む燃料
ガスになる。
【００４４】この水蒸気を含む燃料ガスは改質管６７内
で改質粒子に接触し低炭化水素族に改質されて、電池ケ
ース６３内の燃料予熱管６１に流入する。この改質され
た燃料ガスは燃料予熱管６１内で燃料電池２６の外周面
を螺旋状に回りながら高温の排ガスと熱交換することに
より更に加熱された後に燃料用ディストリビュータ２７
に供給され、空気供給パイプ６９から空気予熱管６２に
流入した空気は空気予熱管６２内で燃料電池２６の外周
面を螺旋状に回りながら高温の排ガスと熱交換すること
により加熱された後に空気用ディストリビュータ２８に
供給される。なお、電池ケース６３内の燃料電池２６が
エンジン１１の排ガスとヒータ４６による加熱だけでは
発電可能な温度に達するまでに多くの時間を要するとき
には、コントローラ７７は第１及び第２補助加熱器８
１，８２を作動させる。
【００４５】発電に最適な温度に加熱されかつ改質され
た燃料ガスを燃料用ディストリビュータ２７に導入する
と、この燃料ガスは燃料用短管５１及び燃料供給通路４
３，４７を通り、セパレータ３３及び第２端板４２の略
中心から燃料極集電体３４の中心に向って吐出する。こ
れにより燃料ガスは燃料極集電体３４内の気孔を通過し
て燃料極層３１の略中心に速やかに供給され、更にセパ
レータ３３のスリット３３ｂ及び第２端板４２のスリッ
ト４２ｂにより案内されて燃料極層３１の略中心から外
周縁に向って渦巻き状に流れる。同時に発電に最適な温
度に加熱された空気を空気用ディストリビュータ２８に
導入すると、この空気は空気用短管５２及び空気供給通
路４４，４８を通り、セパレータ３３の多数の第３空気
穴４４ｃ及び第１端板４１の多数の第３空気穴（図示せ
ず）からシャワー状に空気極集電体３６に向って吐出す
る。これにより空気は空気極集電体３６内の気孔を通過
して空気極層３２に略均一に供給される。
【００４６】空気極層３２に供給された空気は空気極層
３２内の気孔を通って固体電解質層２９との界面近傍に
到達し、この部分で空気中の酸素は空気極層３２から電
子を受け取って、酸化物イオン（Ｏ2-）にイオン化され
る。この酸化物イオンは燃料極層３１の方向に向って固
体電解質層２９内を拡散移動し、燃料極層３１との界面
近傍に到達すると、この部分で燃料ガスと反応して反応
生成物（例えば、Ｈ2Ｏ）を生じ、燃料極層３１に電子
を放出する。この電子を燃料極集電体３４により取り出
すことにより電流が発生し、電力が得られる。
【００４７】上記のように燃料ガスがセパレータ３３の
略中央及び第２端板４２の略中央から吐出され、かつス
リット３３ｂ，４２ｂにより案内されるので、燃料ガス
の反応経路が長くなる。この結果、燃料ガスがセパレー
タ３３及び第２端板４２の外周縁に到達するまでに、燃
料ガスが燃料極層３１と極めて多く衝突するので、上記
反応回数が増え、燃料電池２６の性能向上を図ることが
できる。従って、セパレータ３３及び第２端板４２の外
径が大きくなればなるほど、燃料ガスの反応経路が長く
なり、これに伴って反応回数が増え、燃料電池２６の出
力向上に繋がる。なお、（ｎ＋１）個の発電セル２４は
導電性材料により形成されたセパレータ３３、燃料極集
電体３４及び空気極集電体３６を介して直列に接続さ
れ、かつ燃料電池２６の両端の第１端板４１及び第２端
板４２には一対の電極端子５８，５８が設けられている
ため、これらの電極端子５８，５８から大きな電力を取
出すことができる。
【００４８】また燃料極層３１の外周面からは高温の燃
料ガスが排出され、空気極層３２の外周面からは高温の
空気が排出されるので、これらの混合ガスは連通管６３
ｆを通って外側室６３ｅに流入し、燃料予熱管６１内の
燃料ガス及び空気予熱管６２内の空気が加熱される。こ
の結果、コントローラ７７は燃料電池２６が発電を開始
してから所定時間経過後に、第２モータバルブ９１を閉
じて電池ケース６３内へのエンジン１１の排ガスの導入
を停止する。一方、コントローラ７７は燃料電池モジュ
ール１３が電力を発生すると、電力需給切換器７８を制
御して燃料電池モジュール１３からの電力を電動モータ
１６に供給するとともに、気化器を制御することにより
吸気管１８へのガソリンの供給を停止して、エンジン１
１を停止させる。また電動モータ１６の出力が不足して
いるとき、或いは二次電池１４の充電量が不足している
ときには、コントローラ７７はエンジン１１を始動し
て、発電機１２から電動モータ１６或いは二次電池１４
に電力を供給する。
【００４９】なお、上記実施の形態では、固体電解質層
を一般式（１）：Ｌｎ１ Ａ ＧａＢ１ Ｂ２ Ｂ３ Ｏ、
又は一般式（２）：Ｌｎ１1-x Ａx Ｇａ1-y-z-w Ｂ１y
Ｂ２z Ｂ３w Ｏ3-dで示される酸化物イオン伝導体によ
り形成したが、ＹＳＺ（イットリアを添加した安定化ジ
ルコニア）からなる酸化物イオン伝導体により形成して
もよく、或いはプロトン伝導体（セリア系など）により
形成してもよい。また、上記実施の形態では、電気機器
として電動モータを挙げたが、コンピュータ、ランプ
（照明灯）、電気ヒータ等の電気機器でもよい。
【００５０】また、上記実施の形態では、エンジンの発
生する機械的動力を発電機にて電力に変換し、この電力
又は燃料電池モジュールの発生する電力のいずれか一方
又は双方により電動モータを駆動し、この電動モータの
発生する機械的動力により自動車を走行させたが、船、
電車、飛行機（プロペラタイプ）、モータサイクル又は
建設機械などを駆動してもよい。またエンジンのクラン
ク軸に第１クラッチを接続し、燃料電池モジュールの発
生する電力により駆動される電動モータの出力軸に第２
クラッチを接続し、電動モータ又はエンジンの発生する
機械的動力のいずれか一方又は双方により自動車、船、
電車、飛行機（プロペラタイプ）、モータサイクル又は
建設機械などを駆動してもよい。
【００５１】また、上記実施の形態では、エンジン及び
改質器にガソリンを供給したが、軽油又はプロパンを供
給してもよい。また、上記実施の形態では、改質器の改
質管にガソリン等が流通可能な密度で改質粒子を充填
し、この改質粒子によりガソリン等を低炭化水素族の燃
料ガス等に改質したが、燃料予熱管内にガソリン等が流
通可能な密度で改質粒子が充填し、この改質粒子により
ガソリン等を低炭化水素族の燃料ガス等に改質できれ
ば、改質器は不要になる。更に、上記実施の形態では、
セパレータをステンレス鋼、ニッケル基合金又はクロム
基合金により形成したが、ランタンクロマイト（Ｌａ
0.9Ｓｒ0.1ＣｒＯ3）等の導電性を有するセラミックに
より形成してもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、炭
化水素を気化した燃料ガスと空気の混合気の燃焼にて動
力を発生し、固体電解質層とこの両面に配設された燃料
極層及び空気極層とからなる発電セルを複数積層した燃
料電池モジュールの燃料極層に上記炭化水素を改質した
燃料ガスを供給しかつ空気極層に空気又は酸素を供給す
ることにより９３０℃以下で発電し、更にエンジンの発
生する機械的動力又は燃料電池モジュールの発生する電
力のいずれか一方又は双方を出力するように構成したの
で、エンジンを始動すると、エンジンが機械的動力を発
生し、燃料電池モジュールが所定の温度に達すると、炭
化水素を改質した燃料ガスが空気又は酸素とともに燃料
電池モジュールに供給され、燃料電池モジュールが発電
を開始して電力を発生する。燃料電池モジュールの発生
する電力が十分であるときには、エンジンを停止し、燃
料電池モジュールの発生する出力が不足しているときに
は、エンジンを始動してこのエンジンの発生する機械的
動力を出力する。また燃料電池モジュールに供給される
燃料ガスの原料として通常のガソリンスタンドでは給油
できないメタノールを用いる従来の燃料電池発電システ
ムと比較して、本発明では通常のガソリンスタンドで給
油可能なガソリンを用いることができる。
【００５３】またエンジンから排出された排ガスによ
り、燃料電池モジュールを加熱して起動可能に構成すれ
ば、上記排ガスの熱により、燃料電池モジュールが起動
可能な温度まで上昇するので、燃料電池モジュールが発
電可能になる。またエンジンの発生する機械的動力を発
電機により電力に変換して出力するように構成すれば、
エンジンを始動すると、エンジンにより発電機が駆動さ
れて電力を発生する。この結果、燃料電池モジュールの
発生する電力が十分であるときには、エンジンを停止
し、燃料電池モジュールの発生する電力が不足している
ときには、エンジンを始動して、エンジンの発生する機
械的動力を発電機により電力に変換して出力する。
【００５４】また燃料電池モジュール又は発電機のいず
れか一方又は双方が発生する電力を二次電池に蓄えるよ
うに構成すれば、出力が不足しているときには、二次電
池に蓄えられた電力が出力され、燃料電池モジュール又
は発電機の発生する電力が余っているときには、燃料電
池モジュール又は発電機の発生する電力が二次電池に蓄
えられる。また燃料電池モジュール、発電機及び二次電
池からなる群より選ばれた１種又は２種以上の発生する
電力を電気機器に出力し、この電気機器を上記電力によ
り駆動するように構成すれば、燃料電池モジュールから
電気機器に出力される電力が十分であるときには、エン
ジンを停止し、電気機器に出力される電力が不足してい
るときには、エンジンを始動して、エンジンの発生する
機械的動力を発電機により電力に変換して電気機器に出
力する。
【００５５】またエンジンから排出された排ガスによ
り、発電セルに供給される燃料ガスを改質すれば、燃料
ガスは発電運転に最適な低炭化水素族になる。また燃料
予熱管及び酸化剤予熱管を燃料電池モジュール内に設
け、エンジンから排出された排ガスにより酸化剤予熱管
が予熱されて酸化剤予熱管を通る酸化剤ガスが加熱さ
れ、エンジンから排出された排ガスにより燃料予熱管が
予熱されて燃料予熱管内を通る水蒸気を含む炭化水素が
改質されるので、上記燃料ガス及び酸化剤ガスが発電セ
ルに供給されることにより、燃料電池モジュール全体が
速やかに最適な温度に上昇して発電可能になる。また燃
料予熱管内に炭化水素が流通可能な密度で改質粒子を充
填すれば、水蒸気を含む燃料ガスが燃料予熱管内で改質
粒子に接触し低炭化水素族の燃料ガス等に改質されて発
電セルに供給される。
【００５６】また改質器の改質用ケースにエンジンの排
ガスを導入し、この改質用ケースに収容された改質管に
改質粒子を充填すれば、炭化水素が水とともに改質管に
流入すると、この炭化水素及び水は上記エンジンの排ガ
スにて加熱されて気化し、水蒸気を含む燃料ガスにな
る。この結果、上記水蒸気を含む燃料ガスは改質器で効
率良く低炭化水素族の燃料ガス等に改質される。また改
質器が燃料モジュール近傍に設けられているので、改質
器が燃料モジュールから発電時に発生する熱を吸収し
て、水蒸気を含む燃料ガスが改質管内で改質粒子により
更に効率良く低炭化水素族の燃料ガス等に改質される。
【００５７】また第１補助加熱器により改質器内の改質
管を加熱すれば、改質器の改質管内の炭化水素及び水は
エンジンの排ガスのみならず、第１補助加熱器により加
熱されるので、速やかに気化して水蒸気を含む燃料ガス
になるとともに、この水蒸気を含む燃料ガスは改質管内
で改質粒子に接触し、速やかに低炭化水素族の燃料ガス
等に改質される。また第２補助加熱器により燃料電池モ
ジュール内の燃料予熱管及び酸化剤予熱管を加熱すれ
ば、燃料ガス及び酸化剤ガスはエンジンの排ガスのみな
らず、第２補助加熱器により加熱されるので、発電に最
適な比較的高温に加熱された後に発電セルに供給され
る。
【００５８】また炭化水素のうち常温で液体である高融
点の炭化水素を燃料噴射器により霧状に噴射して燃料予
熱管に供給したり、或いは水を水噴射器により霧状に噴
射して燃料供給パイプに供給すれば、液体の燃料又は水
を速やかに気化することができる。更に燃料電池モジュ
ールにこの燃料電池モジュールの温度を検出するモジュ
ール温度センサを挿入し、燃料電池モジュールがエンジ
ンの排ガスにより加熱されて発電可能な温度に達したこ
とをモジュール温度センサが検出したときに、コントロ
ーラが燃料電池モジュールを制御して発電運転を開始す
れば、燃料電池モジュールにより効率良く発電すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のハイブリッド動力システムを
示す構成図。
【図２】その燃料電池モジュールの縦断面図。
【図３】その燃料電池の図４のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図。
【符号の説明】
１１ エンジン １２ 発電機 １３ 燃料電池モジュール １４ 二次電池 １６ 電動モータ（電気機器） ２１ａ 上流側排気管 ２１ｃ 上流側分岐管 ２４ 発電セル ２９ 固体電解質層 ３１ 燃料極層 ３２ 空気極層 ６１ 燃料予熱管 ６２ 空気予熱管（酸化剤予熱管） ６３ｄ 内側室 ６３ｅ 外側室 ６３ｆ 連通管 ６４ 改質器 ６６ 改質用ケース ６７ 改質管 ６８ ガソリン供給パイプ（燃料供給パイプ） ６９ 空気供給パイプ（酸化剤供給パイプ） ７１ 空気流量調整弁 ７２ モジュール温度センサ ７３ ガソリン噴射器（燃料噴射器） ７４ 水供給パイプ ７６ 水噴射器 ７７ コントローラ ８１ 第１補助加熱器 ８２ 第２補助加熱器 ９１ 第１モータバルブ ９２ 第２モータバルブ ９３ 第３モータバルブ
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｐ Ｘ 8/06 8/06 Ｇ 8/12 8/12 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 BB01 HH08 5H027 AA06 BA01 DD01 DD03 DD05 DD09 KK41 KK51 MM01 MM26 5H115 PA11 PG04 PI18 PO06 PU01 PU21 SE06 TO05 TR19 TU17 UI35

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 炭化水素を気化した燃料ガスと空気の混
    合気の燃焼にて機械的動力を発生するエンジン(11)と、 固体電解質層(29)とこの固体電解質層(29)の両面に配設
    された燃料極層(31)及び空気極層(32)とからなる発電セ
    ル(24)が複数積層され前記燃料極層(31)に前記炭化水素
    を改質した燃料ガスを供給しかつ前記空気極層(32)に前
    記空気又は酸素を供給することにより９３０℃以下で発
    電して電力を発生する燃料電池モジュール(13)とを備え
    たハイブリッド動力システムであって、 前記エンジン(11)の発生する機械的動力又は前記燃料電
    池モジュール(13)の発生する電力のいずれか一方又は双
    方を出力するように構成されたことを特徴とするハイブ
    リッド動力システム。
  2. 【請求項２】 エンジン(11)から排出された排ガスによ
    り、燃料電池モジュール(13)が加熱されて起動可能に構
    成された請求項１記載のハイブリッド動力システム。
  3. 【請求項３】 エンジン(11)の発生する機械的動力が発
    電機(12)により電力に変換されて出力されるように構成
    された請求項１又は２記載のハイブリッド動力システ
    ム。
  4. 【請求項４】 燃料電池モジュール(13)又は発電機(12)
    のいずれか一方又は双方が発生する電力を蓄える二次電
    池(14)を更に備えた請求項１ないし３いずれか記載のハ
    イブリッド動力システム。
  5. 【請求項５】 燃料電池モジュール(13)、発電機(12)及
    び二次電池(14)からなる群より選ばれた１種又は２種以
    上の発生する電力が電気機器(16)に出力され、前記電気
    機器(16)が前記電力により駆動されるように構成された
    請求項１ないし４いずれか記載のハイブリッド動力シス
    テム。
  6. 【請求項６】 電気機器(16)が電動モータである請求項
    ５記載のハイブリッド動力システム。
  7. 【請求項７】 エンジン(11)から排出された排ガスによ
    り、発電セル(24)に供給される燃料ガスが改質されるよ
    うに構成された請求項１ないし６いずれか記載のハイブ
    リッド動力システム。
  8. 【請求項８】 燃料ガスを予熱して燃料極層(31)に供給
    するための燃料予熱管(61)が燃料電池モジュール(13)内
    に設けられ、 酸化剤ガスを予熱して酸化剤極層(32)に供給するために
    酸化剤予熱管(62)が前記燃料電池モジュール(13)内に設
    けられ、 エンジン(11)から排出された排ガスにより前記酸化剤予
    熱管(62)が予熱され、 前記エンジン(11)から排出された排ガスにより前記燃料
    予熱管(61)が予熱されて前記燃料予熱管(61)内を通る水
    蒸気を含む炭化水素が改質されるように構成された請求
    項１ないし７いずれか記載のハイブリッド動力システ
    ム。
  9. 【請求項９】 燃料予熱管(61)内に炭化水素が流通可能
    な密度で改質粒子が充填された請求項７又は８記載のハ
    イブリッド動力システム。
  10. 【請求項１０】 燃料電池モジュール(13)近傍に改質器
    (64)が設けられ、 前記改質器(64)がエンジン(11)の排ガスが導入される改
    質用ケース(66)と、前記改質用ケース(66)に収容されか
    つ炭化水素が流通可能な密度で改質粒子が充填された改
    質管(67)とを有し、 前記炭化水素が改質管(67)を通過することにより前記炭
    化水素が低炭化水素族の燃料ガス、或いはＣＯ又はＨ2
    の燃料ガスに改質されて前記燃料電池モジュール(13)に
    供給されるように構成された請求項１ないし９いずれか
    記載のハイブリッド動力システム。
  11. 【請求項１１】 改質器(64)内の改質管(67)を加熱する
    第１補助加熱器(81)が設けられた請求項１０記載のハイ
    ブリッド動力システム。
  12. 【請求項１２】 燃料予熱管(61)及び酸化剤予熱管(62)
    を加熱する第２補助加熱器(82)が燃料電池モジュール(1
    3)内に設けられた請求項７ないし１１いずれか記載のハ
    イブリッド動力システム。
  13. 【請求項１３】 燃料予熱管(61)の基端に燃料供給パイ
    プ(68)が接続され、炭化水素のうち常温で液体である高
    融点の炭化水素を霧状に噴射して前記燃料予熱管(61)に
    供給する燃料噴射器(73)が前記燃料供給パイプ(68)に設
    けられた請求項７ないし１２いずれか記載のハイブリッ
    ド動力システム。
  14. 【請求項１４】 燃料供給パイプ(68)に水供給パイプ(7
    4)が接続され、水を霧状に噴射して前記燃料供給パイプ
    (73)に供給する水噴射器(76)が前記水供給パイプ(73)に
    設けられた請求項１３記載のハイブリッド動力システ
    ム。
  15. 【請求項１５】 燃料電池モジュール(13)にこの燃料電
    池モジュール(13)の温度を検出するモジュール温度セン
    サ(72)が挿入され、 前記燃料電池モジュール(13)がエンジン(11)の排ガスに
    より加熱されて前記燃料電池モジュール(13)の発電可能
    な温度に達したことを前記モジュール温度センサ(72)が
    検出したときにコントローラ(77)が前記燃料電池モジュ
    ール(13)を制御して発電運転を開始するように構成され
    た請求項１ないし１４いずれか記載のハイブリッド動力
    システム。
  16. 【請求項１６】 電気機器(16)の負荷に基づいてコント
    ローラ(77)がエンジン(11)、燃料電池モジュール(13)及
    び二次電池(14)からなる群より選ばれた１種又は２種以
    上を制御するように構成された請求項１５記載のハイブ
    リッド動力システム。
  17. 【請求項１７】 酸化剤予熱管(62)の基端に設けられた
    酸化剤供給パイプ(69)に酸化剤流量調整弁(71)が設けら
    れ、 改質器(64)の温度を改質器温度センサが検出し、 コントローラ(77)がモジュール温度センサ(72)及び改質
    器温度センサの各検出出力に基づいて燃料噴射器(73)、
    水噴射器(76)、酸化剤流量調整弁(71)、第１補助加熱器
    (81)及び第２補助加熱器(82)を制御するように構成され
    た請求項１５又は１６記載のハイブリッド動力システ
    ム。
  18. 【請求項１８】 燃料電池モジュール(13)を収容する電
    池ケース(63)の内側室(63d)及び外側室(63e)を連通する
    連通管(63f)にこの連通管(63f)を開閉する第１モータバ
    ルブ(91)が設けられ、 エンジン(11)と前記燃料電池モジュール(13)とを連通す
    る上流側排気管(21a)にこの上流側排気管(21a)を開閉す
    る第２モータバルブ(92)が設けられ、 前記上流側排気管(21a)と改質器(64)とを連通する上流
    側分岐管(21c)にこの上流側分岐管(21c)を開閉する第３
    モータバルブ(93)が設けられ、 コントローラ(77)がモジュール温度センサ(72)及び改質
    器温度センサの各検出出力に基づいて前記第１〜第３モ
    ータバルブ(91〜93)を制御するように構成された請求項
    １５ないし１７いずれか記載のハイブリッド動力システ
    ム。
  19. 【請求項１９】 電気機器(16)又はエンジン(11)の発生
    する機械的動力のいずれか一方又は双方により自動車、
    船、電車、飛行機、モータサイクル又は建設機械が駆動
    されるように構成された請求項１ないし１８いずれか記
    載のハイブリッド動力システム。
JP2001387934A 2000-12-28 2001-12-20 ハイブリッド動力システム Expired - Fee Related JP3960035B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001387934A JP3960035B2 (ja) 2000-12-28 2001-12-20 ハイブリッド動力システム
DE10197104T DE10197104T1 (de) 2000-12-28 2001-12-27 Hybridantriebssystem
US10/451,804 US7235322B2 (en) 2000-12-28 2001-12-27 Hybrid power system including an engine and a fuel cell module
PCT/JP2001/011559 WO2002054517A1 (en) 2000-12-28 2001-12-27 Hybrid power system

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000402475 2000-12-28
JP2000-402475 2000-12-28
JP2001387934A JP3960035B2 (ja) 2000-12-28 2001-12-20 ハイブリッド動力システム

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007078483A Division JP2007227390A (ja) 2000-12-28 2007-03-26 ハイブリッド動力システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002280007A true JP2002280007A (ja) 2002-09-27
JP3960035B2 JP3960035B2 (ja) 2007-08-15

Family

ID=26607173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001387934A Expired - Fee Related JP3960035B2 (ja) 2000-12-28 2001-12-20 ハイブリッド動力システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7235322B2 (ja)
JP (1) JP3960035B2 (ja)
DE (1) DE10197104T1 (ja)
WO (1) WO2002054517A1 (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004335164A (ja) * 2003-05-01 2004-11-25 Mitsubishi Materials Corp 固体電解質型燃料電池の運転開始時の予熱方法
WO2005031938A2 (en) * 2003-09-24 2005-04-07 Gas Technology Institute Fuel cell bipolar separator plate
US6915869B2 (en) * 1999-04-19 2005-07-12 Delphi Technologies, Inc. Power generation system and method
JP2005276634A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Tokyo Gas Co Ltd 発電及び動力装置並びにその運転方法
JP2005276615A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Tokyo Gas Co Ltd 発電装置
JP2006185749A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Toyota Motor Corp ハイブリッドシステム
JP2006318882A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Masaya Kuno 燃料電池搭載型エンジンその２、
WO2007077780A1 (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Nippon Oil Corporation 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池
KR100748536B1 (ko) 2005-11-29 2007-08-13 엘지전자 주식회사 연료전지시스템
JP2008513285A (ja) * 2004-09-17 2008-05-01 イートン コーポレーション クリーンな動力システム
JP2009291023A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Petroleum Energy Center ハイブリッド電源およびこれを用いた動力装置
JP2011159585A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Mazda Motor Corp 燃料電池システム
KR101359252B1 (ko) * 2006-08-18 2014-02-05 가부시키가이샤 아쯔미테크 차량의 구동장치

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6892840B2 (en) * 1999-05-05 2005-05-17 Daniel J. Meaney, Jr. Hybrid electric vehicle having alternate power sources
DE10254842A1 (de) * 2002-11-25 2004-06-03 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellenanlage
EP1624521B1 (en) * 2003-03-31 2013-04-24 Tokyo Gas Company Limited Method for fabricating solid oxide fuel cell module
DE602004006636T2 (de) * 2003-09-25 2008-01-31 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Hilfskrafteinheit von festoxidbrennstoffzellen
DE10356012A1 (de) * 2003-11-27 2005-06-30 Airbus Deutschland Gmbh Anordnung sowie Verfahren zur Erzeugung von Wasser an Bord eines Luftfahrzeuges
US7520350B2 (en) * 2004-11-22 2009-04-21 Robert Hotto System and method for extracting propulsion energy from motor vehicle exhaust
US7449262B2 (en) * 2004-12-09 2008-11-11 Praxair Technology, Inc. Current collector to conduct an electrical current to or from an electrode layer
US20060199051A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Dingrong Bai Combined heat and power system
US8356682B2 (en) * 2005-04-04 2013-01-22 Delphi Technologies, Inc. Fuel cell system using external heat sources for maintaining internal temperature
US7846595B2 (en) * 2006-02-14 2010-12-07 Ford Global Technologies, Llc System and method to operate a fuel cell in the exhaust of an internal combustion engine
US7870723B2 (en) * 2006-02-14 2011-01-18 Ford Global Technologies, Llc System and method to operate fuel cell in the exhaust of an internal combustion engine
US7810319B2 (en) * 2006-02-14 2010-10-12 Ford Global Technologies, Llc Catalytic device with fuel cell portion and catalytic conversion portion
US7600375B2 (en) * 2006-02-14 2009-10-13 Ford Global Technologies, Llc Catalytic device with fuel cell portion and catalytic conversion portion
US8192877B2 (en) * 2006-02-14 2012-06-05 Ford Global Technologies, Llc System and method to operate fuel cell in the exhaust of an internal combustion engine
DE102007037352A1 (de) * 2007-08-08 2009-02-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung sowie Antriebsvorrichtung
JP4990110B2 (ja) * 2007-11-30 2012-08-01 株式会社日立製作所 エンジンシステム
US8431043B2 (en) * 2008-02-15 2013-04-30 Cummins Inc. System and method for on-board waste heat recovery
US7818969B1 (en) 2009-12-18 2010-10-26 Energyield, Llc Enhanced efficiency turbine
KR101325701B1 (ko) * 2011-04-22 2013-11-06 삼성중공업 주식회사 연료 전지 시스템 및 이를 구비한 선박
GB2499412A (en) * 2012-02-15 2013-08-21 Intelligent Energy Ltd A fuel cell assembly
US9968906B2 (en) 2015-06-01 2018-05-15 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Army Reforming with oxygen-enriched matter
WO2020033177A1 (en) * 2018-08-07 2020-02-13 Jeongmin Ahn Solid oxide fuel cell modular hybrid powertrain for small unmanned aircraft system (uas)
KR102085056B1 (ko) * 2019-08-05 2020-03-05 (주)바이오프랜즈 Dme 트라이젠 시스템
CN113815595A (zh) * 2021-09-06 2021-12-21 达魔重卡电动汽车制造(杭州)有限公司 一种燃料电池与涡轮发动机双动力驱动的新能源汽车
CN114483386A (zh) * 2022-01-25 2022-05-13 武汉理工大学 基于低温等离子体的燃料重整动力系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06140065A (ja) 1992-09-08 1994-05-20 Toshiba Corp 燃料電池発電システム
GB9403198D0 (en) 1994-02-19 1994-04-13 Rolls Royce Plc A solid oxide fuel cell stack
GB9403234D0 (en) * 1994-02-19 1994-04-13 Rolls Royce Plc A solid oxide fuel cell stack and a reactant distribution member therefor
US5678647A (en) 1994-09-07 1997-10-21 Westinghouse Electric Corporation Fuel cell powered propulsion system
JP3687270B2 (ja) * 1997-04-23 2005-08-24 日産自動車株式会社 ハイブリット電気自動車の発電機制御方法
US5968680A (en) * 1997-09-10 1999-10-19 Alliedsignal, Inc. Hybrid electrical power system
JPH11311136A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Hitachi Ltd ハイブリッド自動車およびその駆動装置
JP2000077088A (ja) 1998-09-01 2000-03-14 Chubu Electric Power Co Inc 燃料電池を用いた車輌
US6672415B1 (en) * 1999-05-26 2004-01-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Moving object with fuel cells incorporated therein and method of controlling the same
US6255010B1 (en) * 1999-07-19 2001-07-03 Siemens Westinghouse Power Corporation Single module pressurized fuel cell turbine generator system
US6541875B1 (en) * 2000-05-17 2003-04-01 Caterpillar Inc Free piston engine with electrical power output

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6915869B2 (en) * 1999-04-19 2005-07-12 Delphi Technologies, Inc. Power generation system and method
US7178616B2 (en) * 1999-04-19 2007-02-20 Delphi Technologies, Inc. Power generation system and method
JP2004335164A (ja) * 2003-05-01 2004-11-25 Mitsubishi Materials Corp 固体電解質型燃料電池の運転開始時の予熱方法
WO2005031938A3 (en) * 2003-09-24 2007-01-25 Gas Technology Inst Fuel cell bipolar separator plate
WO2005031938A2 (en) * 2003-09-24 2005-04-07 Gas Technology Institute Fuel cell bipolar separator plate
JP2005276615A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Tokyo Gas Co Ltd 発電装置
JP4704696B2 (ja) * 2004-03-24 2011-06-15 東京瓦斯株式会社 発電装置
JP2005276634A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Tokyo Gas Co Ltd 発電及び動力装置並びにその運転方法
JP2008513285A (ja) * 2004-09-17 2008-05-01 イートン コーポレーション クリーンな動力システム
JP4771233B2 (ja) * 2004-09-17 2011-09-14 イートン コーポレーション クリーンな動力システム
JP2006185749A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Toyota Motor Corp ハイブリッドシステム
JP2006318882A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Masaya Kuno 燃料電池搭載型エンジンその２、
KR100748536B1 (ko) 2005-11-29 2007-08-13 엘지전자 주식회사 연료전지시스템
WO2007077780A1 (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Nippon Oil Corporation 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池
KR101359252B1 (ko) * 2006-08-18 2014-02-05 가부시키가이샤 아쯔미테크 차량의 구동장치
JP2009291023A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Petroleum Energy Center ハイブリッド電源およびこれを用いた動力装置
JP2011159585A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Mazda Motor Corp 燃料電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
US7235322B2 (en) 2007-06-26
DE10197104T1 (de) 2003-12-04
US20040053087A1 (en) 2004-03-18
JP3960035B2 (ja) 2007-08-15
WO2002054517A1 (en) 2002-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3960035B2 (ja) ハイブリッド動力システム
JP3925171B2 (ja) 燃料電池モジュール
EP1309027B1 (en) Fuel cell
US7998635B2 (en) Fuel cell structure for gas supply
US7229710B2 (en) Electrochemical system and methods for control thereof
US7659021B2 (en) Power generating apparatus using solid oxide fuel cell
CN101079495B (zh) 固体氧化物燃料电池
KR20010030874A (ko) 병합형 고체 산화물 연료 전지 및 개질제
US20230110742A1 (en) Metal Support, Electrochemical Element, Electrochemical Module, Electrochemical Device, Energy System, Solid Oxide Fuel Cell, Solid Oxide Electrolysis Cell, and Method for Producing Metal Support
JP3925172B2 (ja) 燃料電池モジュール
WO2002069430A9 (en) Internal reforming improvements for fuel cells
US8518598B1 (en) Solid oxide fuel cell power plant with a molten metal anode
CA2367134A1 (en) Method for cold-starting of a fuel cell battery, and a fuel cell battery which is suitable for this purpose
JP5528132B2 (ja) 固体電解質型燃料電池用電極の製造方法及びその製造方法で製造された固体電解質型燃料電池
EP1699102B1 (en) Power generating system using fuel cells
JP5619482B2 (ja) 燃料電池
JP2007227390A (ja) ハイブリッド動力システム
KR100774574B1 (ko) 보조전원 유닛용 고체산화물 연료전지 발전시스템과 그기동방법
WO2020203892A1 (ja) 電気化学素子、電気化学モジュール、電気化学装置及びエネルギーシステム
JP2017033653A (ja) 固体酸化物形燃料電池スタック、固体酸化物形燃料電池モジュールおよび固体酸化物形燃料電池システム
CA2484220A1 (en) Solid oxide fuel cell stack assembly for direct injection of carbonaceous fuels
JP2022156332A (ja) 電気化学素子、電気化学モジュール、電気化学装置、エネルギーシステム、固体酸化物形燃料電池及び固体酸化物形電解セル、並びに電気化学素子の製造方法
JP5573813B2 (ja) 発電装置
Donadio THE IMPACT OF VARIOUS OXIDIZERS ON THE OVERALL PERFORMACE OF A DIRECT FLAME SOLID OXIDE FUEL CELL
JP2004311168A (ja) 燃料電池による発電方法および燃料電池発電システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060808

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070123

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070326

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070424

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070507

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees