JP2002373691A - 車載用燃料電池システム - Google Patents
車載用燃料電池システムInfo
- Publication number
- JP2002373691A JP2002373691A JP2001181707A JP2001181707A JP2002373691A JP 2002373691 A JP2002373691 A JP 2002373691A JP 2001181707 A JP2001181707 A JP 2001181707A JP 2001181707 A JP2001181707 A JP 2001181707A JP 2002373691 A JP2002373691 A JP 2002373691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- fuel cell
- vehicle
- humidifying module
- oxidizing gas
- 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
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 137
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 86
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 182
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 98
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 62
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 62
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 62
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 29
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 102100033040 Carbonic anhydrase 12 Human genes 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000867855 Homo sapiens Carbonic anhydrase 12 Proteins 0.000 description 1
- 101000983338 Solanum commersonii Osmotin-like protein OSML15 Proteins 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 230000001743 silencing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加圧されて高温となった酸化ガスなどのガス
の温度を低下させて、燃料電池に供給するようにする。 【解決手段】 コンプレッサ５０４によって加圧された
酸化ガスは、水蒸気交換を行うために用いられる加湿モ
ジュール５０６を介して、燃料電池２００に供給され
る。加湿モジュール５０６は、車両１０のフロント部１
０ａにおけるフロントバンパ９１０の裏側であって、左
側前車輪９００の前あたりで、左側ヘッドライト９２０
の下あたりに配置される。このような位置に配置するこ
とにより、車両１０が走行している最中には、車両の前
方からフロントバンパ９１０の下にあるグリル９３０の
スリットの隙間を通って吹いてくる走行風が、加湿モジ
ュール５０６に直接当たるため、加湿モジュール５０６
全体は空気冷却されて、加湿モジュール５０６を通過す
る酸化ガスの温度も低下する。
の温度を低下させて、燃料電池に供給するようにする。 【解決手段】 コンプレッサ５０４によって加圧された
酸化ガスは、水蒸気交換を行うために用いられる加湿モ
ジュール５０６を介して、燃料電池２００に供給され
る。加湿モジュール５０６は、車両１０のフロント部１
０ａにおけるフロントバンパ９１０の裏側であって、左
側前車輪９００の前あたりで、左側ヘッドライト９２０
の下あたりに配置される。このような位置に配置するこ
とにより、車両１０が走行している最中には、車両の前
方からフロントバンパ９１０の下にあるグリル９３０の
スリットの隙間を通って吹いてくる走行風が、加湿モジ
ュール５０６に直接当たるため、加湿モジュール５０６
全体は空気冷却されて、加湿モジュール５０６を通過す
る酸化ガスの温度も低下する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車載用燃料電池シ
ステムに用いられる加湿モジュールを車両内に配置する
ための技術に関するものである。
ステムに用いられる加湿モジュールを車両内に配置する
ための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両に搭載される燃料電池システムにお
いては、大気中の空気が酸化ガスとして取り込まれて、
コンプレッサで加圧された後、加湿モジュールを介して
燃料電池に供給される。供給された酸化ガスは、燃料電
池内において、触媒を利用した電気化学反応に供された
後、酸素オフガスとして排出される。排出された酸素オ
フガスは、上述の加湿モジュールを再び介して、車両外
の大気中に排気される。
いては、大気中の空気が酸化ガスとして取り込まれて、
コンプレッサで加圧された後、加湿モジュールを介して
燃料電池に供給される。供給された酸化ガスは、燃料電
池内において、触媒を利用した電気化学反応に供された
後、酸素オフガスとして排出される。排出された酸素オ
フガスは、上述の加湿モジュールを再び介して、車両外
の大気中に排気される。
【０００３】加湿モジュールは、酸化ガスと酸素オフガ
スとの間で、酸素オフガスから酸化ガスへ、ガス中に含
まれている水分の受け渡しを行い、燃料電池に供給され
る酸化ガスをよりウェットに、車両外の大気中に排気さ
れる酸素オフガスをよりドライに、なるようにしてい
る。
スとの間で、酸素オフガスから酸化ガスへ、ガス中に含
まれている水分の受け渡しを行い、燃料電池に供給され
る酸化ガスをよりウェットに、車両外の大気中に排気さ
れる酸素オフガスをよりドライに、なるようにしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】燃料電池に供給される
酸化ガスは、上記したとおりコンプレッサによって加圧
されるため、昇温されて高温となる。従って、このよう
な酸化ガスを、このまま、燃料電池に供給すると、燃料
電池内において、電解質膜の温度が高くなりすぎて、電
解質膜の耐熱温度を超えてしまう恐れがあった。
酸化ガスは、上記したとおりコンプレッサによって加圧
されるため、昇温されて高温となる。従って、このよう
な酸化ガスを、このまま、燃料電池に供給すると、燃料
電池内において、電解質膜の温度が高くなりすぎて、電
解質膜の耐熱温度を超えてしまう恐れがあった。
【０００５】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の問題点を解決し、加圧されて高温となった酸化ガス
などのガスの温度を低下させて、燃料電池に供給するこ
とが可能な車載用燃料電池システムを提供することにあ
る。
術の問題点を解決し、加圧されて高温となった酸化ガス
などのガスの温度を低下させて、燃料電池に供給するこ
とが可能な車載用燃料電池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およびその作用・効果】上
記した目的の少なくとも一部を達成するために、燃料電
池と、加湿モジュールと、ガス加圧手段と、を備え、前
記ガス加圧手段によって加圧されたガスを前記加湿モジ
ュールによって加湿して前記燃料電池に供給する車載用
燃料電池システムであって、前記加湿モジュールを前記
車両内における走行風が当たる位置に配置したことを要
旨とする。
記した目的の少なくとも一部を達成するために、燃料電
池と、加湿モジュールと、ガス加圧手段と、を備え、前
記ガス加圧手段によって加圧されたガスを前記加湿モジ
ュールによって加湿して前記燃料電池に供給する車載用
燃料電池システムであって、前記加湿モジュールを前記
車両内における走行風が当たる位置に配置したことを要
旨とする。
【０００７】ガス加圧手段により加圧されて高温となっ
たガスは加湿モジュールを介して燃料電池に供給される
ため、本発明では、この加湿モジュールを車両内におけ
る走行風の当たる位置に配置して、加湿モジュール全体
を空気冷却することにより、この加湿モジュールを通過
するガスの温度を低下させるようにしている。
たガスは加湿モジュールを介して燃料電池に供給される
ため、本発明では、この加湿モジュールを車両内におけ
る走行風の当たる位置に配置して、加湿モジュール全体
を空気冷却することにより、この加湿モジュールを通過
するガスの温度を低下させるようにしている。
【０００８】このように、加湿モジュールにおいてガス
の温度を低下させることにより、燃料電池にガスを適温
にて供給させることができるため、燃料電池内におい
て、電解質膜の温度が耐熱温度を超えるほど高くなるこ
とはない。
の温度を低下させることにより、燃料電池にガスを適温
にて供給させることができるため、燃料電池内におい
て、電解質膜の温度が耐熱温度を超えるほど高くなるこ
とはない。
【０００９】また、走行風によって加湿モジュールを空
気冷却するようにしているため、加湿モジュールを冷却
するための特別な装置や設備が不要である。
気冷却するようにしているため、加湿モジュールを冷却
するための特別な装置や設備が不要である。
【００１０】本発明の車載用燃料電池システムにおい
て、前記加湿モジュールの配置される位置は、前記車両
におけるフロントバンパの裏側であることが好ましい。
て、前記加湿モジュールの配置される位置は、前記車両
におけるフロントバンパの裏側であることが好ましい。
【００１１】このように、加湿モジュールをフロントバ
ンパの裏側に配置することにより、車両が走行した際
に、走行風が加湿モジュールによく当たり、加湿モジュ
ールを十分に空気冷却することができる。
ンパの裏側に配置することにより、車両が走行した際
に、走行風が加湿モジュールによく当たり、加湿モジュ
ールを十分に空気冷却することができる。
【００１２】また、加湿モジュールが配置される位置は
フロントバンパの裏側であるため、車両のフロント部
に、燃料電池やパワーコントロールユニットや駆動モー
タなどを配置した場合でも、加湿モジュールが位置的に
邪魔になることはない。
フロントバンパの裏側であるため、車両のフロント部
に、燃料電池やパワーコントロールユニットや駆動モー
タなどを配置した場合でも、加湿モジュールが位置的に
邪魔になることはない。
【００１３】本発明の車載用燃料電池システムにおい
て、前記ガスは酸化ガスであることが好ましい。
て、前記ガスは酸化ガスであることが好ましい。
【００１４】酸化ガスとしては大気中の空気が用いられ
るため、酸素濃度を上げるために、酸化ガスは、一般
に、ガス加圧手段によって加圧されて、燃料電池に供給
される。そのため、酸化ガスは高温となって、燃料電池
に供給され得るからである。
るため、酸素濃度を上げるために、酸化ガスは、一般
に、ガス加圧手段によって加圧されて、燃料電池に供給
される。そのため、酸化ガスは高温となって、燃料電池
に供給され得るからである。
【００１５】本発明の車載用燃料電池システムにおい
て、前記加湿モジュールは、前記ガスと、前記燃料電池
から排出されたオフガスと、の間で水蒸気交換を行うこ
とにより、前記ガスを加湿するようにしても良い。
て、前記加湿モジュールは、前記ガスと、前記燃料電池
から排出されたオフガスと、の間で水蒸気交換を行うこ
とにより、前記ガスを加湿するようにしても良い。
【００１６】燃料電池に供給されるガスはよりウェット
であることが要求され、燃料電池から排出され車両外に
排気されるオフガスはよりドライであることが要求され
るため、水蒸気交換によって、オフガスからガスへ水分
の受け渡しを行わせることにより、両者の要求を同時に
満足させることができる。
であることが要求され、燃料電池から排出され車両外に
排気されるオフガスはよりドライであることが要求され
るため、水蒸気交換によって、オフガスからガスへ水分
の受け渡しを行わせることにより、両者の要求を同時に
満足させることができる。
【００１７】本発明の車載用燃料電池システムにおい
て、前記加湿モジュールは、前記ガスに水を噴霧するこ
とにより、前記ガスを加湿するようにしても良い。
て、前記加湿モジュールは、前記ガスに水を噴霧するこ
とにより、前記ガスを加湿するようにしても良い。
【００１８】このようにして、ガスを加湿することによ
り、加湿モジュールの構成を簡素化することができる。
り、加湿モジュールの構成を簡素化することができる。
【００１９】本発明の車載用燃料電池システムにおい
て、前記ガス加圧手段はコンプレッサであることが好ま
しい。
て、前記ガス加圧手段はコンプレッサであることが好ま
しい。
【００２０】コンプレッサを用いることにより、より簡
単な構成でガスを加圧することができる。
単な構成でガスを加圧することができる。
【００２１】なお、本発明は、上記した車載用燃料電池
システムなどの態様に限ることなく、そのようなシステ
ムを搭載した車両としての態様や、そのようなシステム
に用いる加湿モジュールとしての態様や、そのような加
湿モジュールを車両内に配置する方法としての態様で実
現することも可能である。
システムなどの態様に限ることなく、そのようなシステ
ムを搭載した車両としての態様や、そのようなシステム
に用いる加湿モジュールとしての態様や、そのような加
湿モジュールを車両内に配置する方法としての態様で実
現することも可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例として
の車載用燃料電池システムを示す構成図である。本実施
例の燃料電池システム１００は、自動車などの車両に搭
載されるものであって、主として、水素ガスの供給を受
けて電力を発生する燃料電池２００と、その燃料電池２
００に水素ガスを供給する高圧水素ガスタンク３００
と、を備えている。
例に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例として
の車載用燃料電池システムを示す構成図である。本実施
例の燃料電池システム１００は、自動車などの車両に搭
載されるものであって、主として、水素ガスの供給を受
けて電力を発生する燃料電池２００と、その燃料電池２
００に水素ガスを供給する高圧水素ガスタンク３００
と、を備えている。
【００２３】このうち、燃料電池２００は、水素を含ん
だ水素ガスの他、酸素を含んだ酸化ガス（例えば、空
気）の供給を受けて、水素極と酸素極において、下記に
示すような反応式に従って、電気化学反応を起こし、電
力を発生させている。
だ水素ガスの他、酸素を含んだ酸化ガス（例えば、空
気）の供給を受けて、水素極と酸素極において、下記に
示すような反応式に従って、電気化学反応を起こし、電
力を発生させている。
【００２４】即ち、水素極に水素ガスが、酸素極に酸化
ガスがそれぞれ供給されると、水素極側では式（１）の
反応が、酸素極側では式（２）の反応がそれぞれ起こ
り、燃料電池全体としては、式（３）の反応が行なわれ
る。
ガスがそれぞれ供給されると、水素極側では式（１）の
反応が、酸素極側では式（２）の反応がそれぞれ起こ
り、燃料電池全体としては、式（３）の反応が行なわれ
る。
【００２５】 Ｈ2 → ２Ｈ+＋２ｅ- …（１） ２Ｈ+＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ2 → Ｈ2Ｏ …（２） Ｈ2＋（１／２）Ｏ2 → Ｈ2Ｏ …（３）
【００２６】このような燃料電池２００を車両の動力源
として用いる場合、燃料電池２００から発生された電力
によって駆動モータ（図示せず）を駆動し、その発生ト
ルクをギア（図示せず）によって車軸（図示せず）に伝
達して、車両の推進力を得る。
として用いる場合、燃料電池２００から発生された電力
によって駆動モータ（図示せず）を駆動し、その発生ト
ルクをギア（図示せず）によって車軸（図示せず）に伝
達して、車両の推進力を得る。
【００２７】また、燃料電池２００は、複数の単セルが
積層された燃料電池スタックによって構成されており、
１つの単セルは、電解質膜（図示せず）と、それを両側
から挟み込む拡散電極（図示せず）である水素極及び酸
素極と、さらにそれらを両側から挟み込む２枚のセパレ
ータ（図示せず）と、で構成されている。セパレータの
両面には、凹凸が形成されており、挟み込んだ水素極と
酸素極との間で、単セル内ガス流路を形成している。こ
のうち、水素極との間で形成される単セル内ガス流路に
は、前述したごとく供給された水素ガスが、酸素極との
間で形成される単セル内ガス流路には、酸化ガスが、そ
れぞれ流れている。なお、燃料電池スタックは、スタッ
クケース内に収納されて、車両に搭載されている。
積層された燃料電池スタックによって構成されており、
１つの単セルは、電解質膜（図示せず）と、それを両側
から挟み込む拡散電極（図示せず）である水素極及び酸
素極と、さらにそれらを両側から挟み込む２枚のセパレ
ータ（図示せず）と、で構成されている。セパレータの
両面には、凹凸が形成されており、挟み込んだ水素極と
酸素極との間で、単セル内ガス流路を形成している。こ
のうち、水素極との間で形成される単セル内ガス流路に
は、前述したごとく供給された水素ガスが、酸素極との
間で形成される単セル内ガス流路には、酸化ガスが、そ
れぞれ流れている。なお、燃料電池スタックは、スタッ
クケース内に収納されて、車両に搭載されている。
【００２８】高圧水素ガスタンク３００は、内部に高圧
の水素ガスを蓄えており、根本に取り付けられたシャッ
トバルブ３０２を開くことにより、およそ２０〜３５Ｍ
Ｐａの圧力を有する水素ガスが放出する。実施例の場
合、図２に示すように、高圧水素ガスタンク３００は、
車両後部床下に、計４本搭載されている。
の水素ガスを蓄えており、根本に取り付けられたシャッ
トバルブ３０２を開くことにより、およそ２０〜３５Ｍ
Ｐａの圧力を有する水素ガスが放出する。実施例の場
合、図２に示すように、高圧水素ガスタンク３００は、
車両後部床下に、計４本搭載されている。
【００２９】その他、本実施例の燃料電池システム１０
０は、図１に示すように、システム内で水素ガスを流通
させるための水素ガス流路（図１では実線で表示）と、
酸化ガスを流通させるための酸化ガス流路（図１では一
点鎖線で表示）と、酸素オフガスに含まれる水を循環さ
せるための水循環流路６０１（図１では破線で表示）
と、システム全体を制御するためのパワーコントロール
ユニット７００を備えている。
０は、図１に示すように、システム内で水素ガスを流通
させるための水素ガス流路（図１では実線で表示）と、
酸化ガスを流通させるための酸化ガス流路（図１では一
点鎖線で表示）と、酸素オフガスに含まれる水を循環さ
せるための水循環流路６０１（図１では破線で表示）
と、システム全体を制御するためのパワーコントロール
ユニット７００を備えている。
【００３０】このうち、水素ガス流路は、高圧水素ガス
タンク３００の放出口から燃料電池２００の供給口に至
る本流流路４０１と、燃料電池２００の排出口からポン
プ４１０を介して本流流路４０１に戻る循環流路４０３
と、循環している水素ガス中の不純物を排出するための
排出流路４０５と、圧力異常時に水素ガスを排出するた
めのリリーフ流路４０７，４０９と、水素ガス漏れをチ
ェックする際に用いるリークチェック流路４１１と、水
素ガス供給ポート４２８から高圧水素ガスタンク３００
の充填口に至る供給流路４１３と、を備えている。本実
施例では、水素ガスの供給源として高圧水素ガスタンク
３００を用いているため、高圧の水素ガスを放出するこ
とができる。
タンク３００の放出口から燃料電池２００の供給口に至
る本流流路４０１と、燃料電池２００の排出口からポン
プ４１０を介して本流流路４０１に戻る循環流路４０３
と、循環している水素ガス中の不純物を排出するための
排出流路４０５と、圧力異常時に水素ガスを排出するた
めのリリーフ流路４０７，４０９と、水素ガス漏れをチ
ェックする際に用いるリークチェック流路４１１と、水
素ガス供給ポート４２８から高圧水素ガスタンク３００
の充填口に至る供給流路４１３と、を備えている。本実
施例では、水素ガスの供給源として高圧水素ガスタンク
３００を用いているため、高圧の水素ガスを放出するこ
とができる。
【００３１】本流流路４０１には、高圧水素ガスタンク
３００の放出口にシャットバルブ３０２および放出マニ
ュアルバルブ３０４が配置されており、流路途中に減圧
バルブ４１８，熱交換器４２０および減圧バルブ４２２
がそれぞれ配置されており、燃料電池２００の供給口に
シャットバルブ２０２が配置されている。また、循環流
路４０３には、燃料電池２００の排出口にシャットバル
ブ２０４が配置されており、流路途中に、気液分離器４
０６，ポンプ４１０及び逆止弁４１９がそれぞれ配置さ
れている。また、供給流路４１３には、高圧水素ガスタ
ンク３００の充填口に逆止弁３０６および充填マニュア
ルバルブ３０８が配置されている。さらに、排出流路４
０５にはシャットバルブ４１２および水素希釈器４２４
が、リリーフ流路４０７にはリリーフバルブ４１４が、
同じくリリーフ流路４０９にはリリーフバルブ４１６
が、リークチェック流路４１１には、リークチェックボ
ート４２６が、それぞれ配置されている。
３００の放出口にシャットバルブ３０２および放出マニ
ュアルバルブ３０４が配置されており、流路途中に減圧
バルブ４１８，熱交換器４２０および減圧バルブ４２２
がそれぞれ配置されており、燃料電池２００の供給口に
シャットバルブ２０２が配置されている。また、循環流
路４０３には、燃料電池２００の排出口にシャットバル
ブ２０４が配置されており、流路途中に、気液分離器４
０６，ポンプ４１０及び逆止弁４１９がそれぞれ配置さ
れている。また、供給流路４１３には、高圧水素ガスタ
ンク３００の充填口に逆止弁３０６および充填マニュア
ルバルブ３０８が配置されている。さらに、排出流路４
０５にはシャットバルブ４１２および水素希釈器４２４
が、リリーフ流路４０７にはリリーフバルブ４１４が、
同じくリリーフ流路４０９にはリリーフバルブ４１６
が、リークチェック流路４１１には、リークチェックボ
ート４２６が、それぞれ配置されている。
【００３２】一方、酸化ガス流路は、燃料電池２００に
酸化ガスを供給するための酸化ガス供給流路５０１と、
燃料電池２００から排出された酸素オフガスを排出する
ための酸素オフガス排出流路５０３と、水素希釈器４２
４に酸素オフガスを導くための酸素オフガス導入流路５
０５と、を備えている。
酸化ガスを供給するための酸化ガス供給流路５０１と、
燃料電池２００から排出された酸素オフガスを排出する
ための酸素オフガス排出流路５０３と、水素希釈器４２
４に酸素オフガスを導くための酸素オフガス導入流路５
０５と、を備えている。
【００３３】酸化ガス供給流路５０１には、エアクリー
ナ５０２と、コンプレッサ５０４と、加湿モジュール５
０６と、が配置されている。また、酸素オフガス排出流
路５０３には、調圧弁５０８と、前述の加湿モジュール
５０６と、気液分離器５１０と、消音器５１２と、オフ
ガス排出口５１４が配されている。
ナ５０２と、コンプレッサ５０４と、加湿モジュール５
０６と、が配置されている。また、酸素オフガス排出流
路５０３には、調圧弁５０８と、前述の加湿モジュール
５０６と、気液分離器５１０と、消音器５１２と、オフ
ガス排出口５１４が配されている。
【００３４】また、水循環流路６０１には、ポンプ６０
２，６０６と、加湿水タンク６０４と、インジェクタ６
０８と、が配されている。
２，６０６と、加湿水タンク６０４と、インジェクタ６
０８と、が配されている。
【００３５】さらに、パワーコントロールユニット７０
０は、図示せざる各種センサから得られた検出結果を入
力すると共に、各バルブ２０２，２０４，３０２，４１
２や、ポンプ４１０，６０２，６０６や、コンプレッサ
５０４をそれぞれ制御する。なお、図面を見やすくする
ために、制御線等は省略されている。また、ポンプ４１
０や、コンプレッサ５０４や、ポンプ６０２，６０６な
どは、それぞれ、モータによって駆動されるが、それら
についても省略されている。なお、放出マニュアルバル
ブ３０４および充填マニュアルバルブ３０８は、それぞ
れ、手動で開閉されるようになっている。
０は、図示せざる各種センサから得られた検出結果を入
力すると共に、各バルブ２０２，２０４，３０２，４１
２や、ポンプ４１０，６０２，６０６や、コンプレッサ
５０４をそれぞれ制御する。なお、図面を見やすくする
ために、制御線等は省略されている。また、ポンプ４１
０や、コンプレッサ５０４や、ポンプ６０２，６０６な
どは、それぞれ、モータによって駆動されるが、それら
についても省略されている。なお、放出マニュアルバル
ブ３０４および充填マニュアルバルブ３０８は、それぞ
れ、手動で開閉されるようになっている。
【００３６】それではまず、酸化ガスの流れについて説
明する。パワーコントロールユニット７００によってコ
ンプレッサ５０４を駆動すると、大気中の空気が酸化ガ
スとして取り込まれ、エアクリーナ５０２によって浄化
され、酸化ガス供給流路５０１を通り、加湿モジュール
５０６を介して燃料電池２００に供給される。大気中の
空気を酸化ガスとして用いる場合、そのままでは酸化ガ
ス中の酸素濃度が低い。そのため、上記したコンプレッ
サ５０４によって、酸化ガスを加圧することにより、酸
化ガス中の酸素濃度を上げて、燃料電池２００に供給す
るようにしている。
明する。パワーコントロールユニット７００によってコ
ンプレッサ５０４を駆動すると、大気中の空気が酸化ガ
スとして取り込まれ、エアクリーナ５０２によって浄化
され、酸化ガス供給流路５０１を通り、加湿モジュール
５０６を介して燃料電池２００に供給される。大気中の
空気を酸化ガスとして用いる場合、そのままでは酸化ガ
ス中の酸素濃度が低い。そのため、上記したコンプレッ
サ５０４によって、酸化ガスを加圧することにより、酸
化ガス中の酸素濃度を上げて、燃料電池２００に供給す
るようにしている。
【００３７】燃料電池２００に供給された酸化ガスは、
燃料電池２００内において、上述した電気化学反応に使
用された後、酸素オフガスとして排出される。排出され
た酸素オフガスは、酸素オフガス排出流路５０３を通
り、調圧弁５０８を介した後、再び、加湿モジュール５
０６に流入される。
燃料電池２００内において、上述した電気化学反応に使
用された後、酸素オフガスとして排出される。排出され
た酸素オフガスは、酸素オフガス排出流路５０３を通
り、調圧弁５０８を介した後、再び、加湿モジュール５
０６に流入される。
【００３８】前述したように、燃料電池２００内の酸素
極側では、式（２）に従って水（Ｈ 2Ｏ）が生成される
ため、燃料電池２００から排出される酸素オフガスは、
非常にウェットで、多くの水分を含んでいる。従って、
このような酸素オフガスを、酸素オフガス排出流路５０
３を通してそのまま車両外部の大気中に排出すると、冬
場など周囲温度が非常に低い場合には、車両のオフガス
排出口５１４からもうもうとした水蒸気の煙が出る恐れ
がある。また、一方、大気中から取り入れて、コンプレ
ッサ５０４によって加圧された酸化ガス（空気）を、酸
化ガス供給流路５０１を通してそのまま燃料電池２００
に供給すると、燃料電池２００内における電解質膜の酸
素極側の表面が乾燥してしまい、上述した電気化学反応
の反応効率を下げてしまう恐れがある。
極側では、式（２）に従って水（Ｈ 2Ｏ）が生成される
ため、燃料電池２００から排出される酸素オフガスは、
非常にウェットで、多くの水分を含んでいる。従って、
このような酸素オフガスを、酸素オフガス排出流路５０
３を通してそのまま車両外部の大気中に排出すると、冬
場など周囲温度が非常に低い場合には、車両のオフガス
排出口５１４からもうもうとした水蒸気の煙が出る恐れ
がある。また、一方、大気中から取り入れて、コンプレ
ッサ５０４によって加圧された酸化ガス（空気）を、酸
化ガス供給流路５０１を通してそのまま燃料電池２００
に供給すると、燃料電池２００内における電解質膜の酸
素極側の表面が乾燥してしまい、上述した電気化学反応
の反応効率を下げてしまう恐れがある。
【００３９】そこで、本実施例では、酸化ガス供給流路
５０１と酸素オフガス排出流路５０３の各々の流路中に
加湿モジュール５０６を設けて、両者の間で水蒸気交換
を行うことにより、非常にウェットな酸素オフガスから
ドライな酸化ガスへ水分を与えるようにしている。この
結果、加湿モジュール５０６から流出され燃料電池２０
０へ供給される酸化ガスは或る程度ウェットになり、加
湿モジュール５０６から流出され車両外部の大気中へ排
出される酸素オフガスは或る程度ドライになるため、上
記した２つの問題を同時に解決することができる。
５０１と酸素オフガス排出流路５０３の各々の流路中に
加湿モジュール５０６を設けて、両者の間で水蒸気交換
を行うことにより、非常にウェットな酸素オフガスから
ドライな酸化ガスへ水分を与えるようにしている。この
結果、加湿モジュール５０６から流出され燃料電池２０
０へ供給される酸化ガスは或る程度ウェットになり、加
湿モジュール５０６から流出され車両外部の大気中へ排
出される酸素オフガスは或る程度ドライになるため、上
記した２つの問題を同時に解決することができる。
【００４０】こうして、加湿モジュール５０６において
或る程度ドライになった酸素オフガスは、次に、気液分
離器５１０に流入される。気液分離器５１０では、加湿
モジュール５０６からの酸素オフガスを気体分と液体分
に気液分離し、酸素オフガスに含まれている水分を液体
分としてさらに除去して、よりドライにしている。ま
た、除去された水分は回収水として回収され、ポンプ６
０２によって汲み上げられて、加湿水タンク６０４に蓄
えられる。そして、この回収水はポンプ６０６によって
インジェクタ６０８に送り出され、コンプレッサ５０４
の流入口で、インジェクタ６０８により霧吹きされて、
エアクリーナ５０２からの酸化ガスに混合される。こう
することによって、酸化ガス供給流路５０１を通る酸化
ガスをさらにウェットにしている。
或る程度ドライになった酸素オフガスは、次に、気液分
離器５１０に流入される。気液分離器５１０では、加湿
モジュール５０６からの酸素オフガスを気体分と液体分
に気液分離し、酸素オフガスに含まれている水分を液体
分としてさらに除去して、よりドライにしている。ま
た、除去された水分は回収水として回収され、ポンプ６
０２によって汲み上げられて、加湿水タンク６０４に蓄
えられる。そして、この回収水はポンプ６０６によって
インジェクタ６０８に送り出され、コンプレッサ５０４
の流入口で、インジェクタ６０８により霧吹きされて、
エアクリーナ５０２からの酸化ガスに混合される。こう
することによって、酸化ガス供給流路５０１を通る酸化
ガスをさらにウェットにしている。
【００４１】以上のようにして、気液分離器５１０にお
いてさらにドライになった酸素オフガスは、その後、消
音器５１２に導かれることで、圧力の変動が緩和されて
消音作用を受け、オフガス排出口５１４から車両外部の
大気中に排出される。
いてさらにドライになった酸素オフガスは、その後、消
音器５１２に導かれることで、圧力の変動が緩和されて
消音作用を受け、オフガス排出口５１４から車両外部の
大気中に排出される。
【００４２】次に、水素ガスの流れについて説明する。
高圧水素ガスタンク３００の放出マニュアルバルブ３０
４は、通常時は、常に開いており、充填マニュアルバル
ブ３０８は、常に閉じている。
高圧水素ガスタンク３００の放出マニュアルバルブ３０
４は、通常時は、常に開いており、充填マニュアルバル
ブ３０８は、常に閉じている。
【００４３】また、高圧水素ガスタンク３００のシャッ
トバルブ３０２と、燃料電池２００のシャットバルブ２
０２，２０４は、それぞれ、パワーコントロールユニッ
ト７００によって、燃料電池システムの運転時には開い
ているが、停止時には閉じている。
トバルブ３０２と、燃料電池２００のシャットバルブ２
０２，２０４は、それぞれ、パワーコントロールユニッ
ト７００によって、燃料電池システムの運転時には開い
ているが、停止時には閉じている。
【００４４】その他、排出流路４０５のシャットバルブ
４１２は、パワーコントロールユニット７００によっ
て、運転時には、基本的に閉じている。なお、リリーフ
バルブ４１４，４１６は、圧力異常時などの場合以外は
閉じている。
４１２は、パワーコントロールユニット７００によっ
て、運転時には、基本的に閉じている。なお、リリーフ
バルブ４１４，４１６は、圧力異常時などの場合以外は
閉じている。
【００４５】運転時において、前述したとおり、パワー
コントロールユニット７００がシャットバルブ３０２を
開くと、高圧水素ガスタンク３００からは水素ガスが放
出され、その放出された水素ガスは、本流流路４０１を
通って燃料電池２００に供給される。供給された水素ガ
スは、燃料電池２００内において前述の電気化学反応に
使用された後、水素オフガスとして排出される。排出さ
れた水素オフガスは、循環流路４０３を通って本流流路
４０１に戻され、再び、燃料電池２００に供給される。
このとき、循環流路４０３の途中に設けられているポン
プ４１０が駆動することによって、循環流路４０３を通
る水素オフガスは勢いをつけて本流流路４０１に送り出
される。こうして、水素ガスは、本流流路４０１及び循
環流路４０３を通って循環している。なお、循環流路４
０３中において、本流流路４０１との接続点と、ポンプ
４１０と、の間には、循環している水素オフガスが逆流
しないようにするために、逆止弁４１９が設けられてい
る。
コントロールユニット７００がシャットバルブ３０２を
開くと、高圧水素ガスタンク３００からは水素ガスが放
出され、その放出された水素ガスは、本流流路４０１を
通って燃料電池２００に供給される。供給された水素ガ
スは、燃料電池２００内において前述の電気化学反応に
使用された後、水素オフガスとして排出される。排出さ
れた水素オフガスは、循環流路４０３を通って本流流路
４０１に戻され、再び、燃料電池２００に供給される。
このとき、循環流路４０３の途中に設けられているポン
プ４１０が駆動することによって、循環流路４０３を通
る水素オフガスは勢いをつけて本流流路４０１に送り出
される。こうして、水素ガスは、本流流路４０１及び循
環流路４０３を通って循環している。なお、循環流路４
０３中において、本流流路４０１との接続点と、ポンプ
４１０と、の間には、循環している水素オフガスが逆流
しないようにするために、逆止弁４１９が設けられてい
る。
【００４６】このように、水素オフガスを本流流路４０
１に戻して水素ガスを循環させることにより、燃料電池
２００で使用される水素量は同じであっても、燃料電池
２００に供給される水素ガスの見かけの流量が多くな
り、流速も速くなるため、燃料電池２００に対する水素
の供給という観点からは有利となって、燃料電池２００
の出力電圧も上がる。
１に戻して水素ガスを循環させることにより、燃料電池
２００で使用される水素量は同じであっても、燃料電池
２００に供給される水素ガスの見かけの流量が多くな
り、流速も速くなるため、燃料電池２００に対する水素
の供給という観点からは有利となって、燃料電池２００
の出力電圧も上がる。
【００４７】また、燃料電池２００内では、酸化ガスに
含まれる窒素などの不純物が酸素極側から電解質膜を透
過して水素極側に漏れ出してくるが、上述したように、
水素ガスを循環するようにしていれば、その不純物が、
水素ガス流路全体で均一化するため、燃料電池２００内
の後段部において、水素極にその不純物が溜まることも
なく、燃料電池２００の発電動作に支障を来して出力電
圧が落ちてしまうということもない。
含まれる窒素などの不純物が酸素極側から電解質膜を透
過して水素極側に漏れ出してくるが、上述したように、
水素ガスを循環するようにしていれば、その不純物が、
水素ガス流路全体で均一化するため、燃料電池２００内
の後段部において、水素極にその不純物が溜まることも
なく、燃料電池２００の発電動作に支障を来して出力電
圧が落ちてしまうということもない。
【００４８】なお、ポンプ４１０は、パワーコントロー
ルユニット７００によって、その駆動が制御されてお
り、燃料電池２００の発生した電力の消費量に応じて、
循環流路４０３を流れる水素オフガスの流速を変化させ
ている。
ルユニット７００によって、その駆動が制御されてお
り、燃料電池２００の発生した電力の消費量に応じて、
循環流路４０３を流れる水素オフガスの流速を変化させ
ている。
【００４９】また、前述したように、水素ガス中に含ま
れる不純物を均一化させるために、水素ガスを循環させ
ているが、水素ガスを均一化させたとしても、燃料電池
２００内において、酸素極側から水素極側には不純物が
常時漏れ出してくるため、長時間経てば、均一化された
水素ガス中の不純物の濃度は次第に上がり、それに連れ
て水素の濃度が下がる。そのため、循環流路４０３から
分岐した排出流路４０５に、シャットバルブ４１２を設
け、パワーコントロールユニット７００によって、この
シャットバルブ４１２を定期的に開いて、循環している
不純物を含む水素ガスを排出することにより、不純物を
含んだ水素ガスを、高圧水素ガスタンク３００からの純
粋な水素ガスに置き換えるようにしている。これによ
り、水素ガス中の不純物の濃度は下がり、逆に水素の濃
度は上がるため、燃料電池２００の発電を適切に行うこ
とができる。シャットバルブ４１２を開く時間間隔は、
条件、出力により異なるが、例えば５ｓｅｃに１回程度
としてもよい。
れる不純物を均一化させるために、水素ガスを循環させ
ているが、水素ガスを均一化させたとしても、燃料電池
２００内において、酸素極側から水素極側には不純物が
常時漏れ出してくるため、長時間経てば、均一化された
水素ガス中の不純物の濃度は次第に上がり、それに連れ
て水素の濃度が下がる。そのため、循環流路４０３から
分岐した排出流路４０５に、シャットバルブ４１２を設
け、パワーコントロールユニット７００によって、この
シャットバルブ４１２を定期的に開いて、循環している
不純物を含む水素ガスを排出することにより、不純物を
含んだ水素ガスを、高圧水素ガスタンク３００からの純
粋な水素ガスに置き換えるようにしている。これによ
り、水素ガス中の不純物の濃度は下がり、逆に水素の濃
度は上がるため、燃料電池２００の発電を適切に行うこ
とができる。シャットバルブ４１２を開く時間間隔は、
条件、出力により異なるが、例えば５ｓｅｃに１回程度
としてもよい。
【００５０】なお、燃料電池２００の発電動作中にシャ
ットバルブ４１２を開けたとしても、燃料電池２００の
出力電圧は一瞬下がるだけで、大きな電圧低下にはなら
ないため問題はない。シャットバルブ４１２の開放時間
としては、１ｓｅｃ以下が好ましく、例えば、５００ｍ
ｓｅｃ程度がより好ましい。
ットバルブ４１２を開けたとしても、燃料電池２００の
出力電圧は一瞬下がるだけで、大きな電圧低下にはなら
ないため問題はない。シャットバルブ４１２の開放時間
としては、１ｓｅｃ以下が好ましく、例えば、５００ｍ
ｓｅｃ程度がより好ましい。
【００５１】シャットバルブ４１２から排出された水素
ガスは、排出流路４０５を通って、水素希釈器４２４に
供給される。水素希釈器４２４には、酸素オフガス排出
流路５０３から分岐した酸素オフガス導入流路５０５を
通って、酸素オフガスも供給されている。水素希釈器４
２４では、これら供給された水素ガスと酸素オフガスと
を混合することによって、シャットバルブ４１２から排
出された水素ガスを希釈している。希釈された水素ガス
は、酸素オフガス排出流路５０３に送り込まれ、酸素オ
フガス排出流路５０３を流れる酸素オフガスとさらに混
合される。そして、混合されたガスは、オフガス排出口
５１４から車両外の大気中に排気される。
ガスは、排出流路４０５を通って、水素希釈器４２４に
供給される。水素希釈器４２４には、酸素オフガス排出
流路５０３から分岐した酸素オフガス導入流路５０５を
通って、酸素オフガスも供給されている。水素希釈器４
２４では、これら供給された水素ガスと酸素オフガスと
を混合することによって、シャットバルブ４１２から排
出された水素ガスを希釈している。希釈された水素ガス
は、酸素オフガス排出流路５０３に送り込まれ、酸素オ
フガス排出流路５０３を流れる酸素オフガスとさらに混
合される。そして、混合されたガスは、オフガス排出口
５１４から車両外の大気中に排気される。
【００５２】また、本流流路４０１の途中には、１次減
圧用の減圧バルブ４１８と２次減圧用の減圧バルブ４２
２の２つ減圧バルブが設けられている。これらの減圧バ
ルブは、高圧水素ガスタンク３００内の高圧の水素ガス
を、２段階で減圧している。即ち、具体的には、１次減
圧用の減圧バルブ４１８によって、およそ２０〜３５Ｍ
Ｐａからおよそ０．８〜１ＭＰａに減圧し、さらに２次
減圧用の減圧バルブ４２２によって、およそ０．８〜１
ＭＰａからおよそ０．２〜０．３ＭＰａに減圧する。こ
の結果、高圧の水素ガスを燃料電池２００に供給して、
燃料電池２００を傷めるということがない。
圧用の減圧バルブ４１８と２次減圧用の減圧バルブ４２
２の２つ減圧バルブが設けられている。これらの減圧バ
ルブは、高圧水素ガスタンク３００内の高圧の水素ガス
を、２段階で減圧している。即ち、具体的には、１次減
圧用の減圧バルブ４１８によって、およそ２０〜３５Ｍ
Ｐａからおよそ０．８〜１ＭＰａに減圧し、さらに２次
減圧用の減圧バルブ４２２によって、およそ０．８〜１
ＭＰａからおよそ０．２〜０．３ＭＰａに減圧する。こ
の結果、高圧の水素ガスを燃料電池２００に供給して、
燃料電池２００を傷めるということがない。
【００５３】なお、１次減圧用の減圧バルブ４１８によ
って、高圧の水素ガスはおよそ２０〜３５ＭＰａからお
よそ０．８〜１ＭＰａに減圧される。高圧水素ガスタン
ク３００からの水素放出は、膨張を伴うために、圧力，
流量によって放出温度が変化する。そこで、本実施例で
は、１次減圧用の減圧バルブ４１８と２次減圧用の減圧
バルブ４２２との間に、熱交換器４２０を配置して、減
圧後の水素ガスに対して熱交換する仕組みを採用してい
る。この熱交換器４２０には、図示していないが、燃料
電池２００を循環した冷却水が供給されており、その冷
却水と水素ガスとの間で熱交換が行われる。従って、温
度変化した水素ガスは、この熱交換器４２０を通過する
ことによって、ほぼ適正な温度範囲となり、燃料電池２
００に供給することができる。よって、燃料電池２００
内では、十分な反応温度が得られるため、電気化学反応
が進み、適正な発電動作を行うことができる。
って、高圧の水素ガスはおよそ２０〜３５ＭＰａからお
よそ０．８〜１ＭＰａに減圧される。高圧水素ガスタン
ク３００からの水素放出は、膨張を伴うために、圧力，
流量によって放出温度が変化する。そこで、本実施例で
は、１次減圧用の減圧バルブ４１８と２次減圧用の減圧
バルブ４２２との間に、熱交換器４２０を配置して、減
圧後の水素ガスに対して熱交換する仕組みを採用してい
る。この熱交換器４２０には、図示していないが、燃料
電池２００を循環した冷却水が供給されており、その冷
却水と水素ガスとの間で熱交換が行われる。従って、温
度変化した水素ガスは、この熱交換器４２０を通過する
ことによって、ほぼ適正な温度範囲となり、燃料電池２
００に供給することができる。よって、燃料電池２００
内では、十分な反応温度が得られるため、電気化学反応
が進み、適正な発電動作を行うことができる。
【００５４】また、前述したように、燃料電池２００内
の酸素極側では、式（２）に従って水（Ｈ2Ｏ）が生成
され、その水は水蒸気として酸素極側から電解質膜を通
して水素極側にも入ってくる。従って、燃料電池２００
から排出される水素オフガスは、ウェットで、かなり多
くの水分を含んでいる。本実施例では、循環流路４０３
の途中に気液分離器４０６を設け、この気液分離器４０
６によって、水素オフガスに含まれる水分を気液分離
し、液体分を除去して、気体（水蒸気）分のみを他の気
体と共にポンプ４１０に送るようにしている。これによ
り、水素ガスに含まれる水分は気体分のみとなり、燃料
電池２００には、水分が気液混合体として供給されるこ
とがなく、発電動作は良好に継続される。
の酸素極側では、式（２）に従って水（Ｈ2Ｏ）が生成
され、その水は水蒸気として酸素極側から電解質膜を通
して水素極側にも入ってくる。従って、燃料電池２００
から排出される水素オフガスは、ウェットで、かなり多
くの水分を含んでいる。本実施例では、循環流路４０３
の途中に気液分離器４０６を設け、この気液分離器４０
６によって、水素オフガスに含まれる水分を気液分離
し、液体分を除去して、気体（水蒸気）分のみを他の気
体と共にポンプ４１０に送るようにしている。これによ
り、水素ガスに含まれる水分は気体分のみとなり、燃料
電池２００には、水分が気液混合体として供給されるこ
とがなく、発電動作は良好に継続される。
【００５５】一方、減圧バルブ４１８や４２２が故障す
るなどの異常が生じた場合には、燃料電池２００に供給
される水素ガスの圧力が異常に高くなることがあり得
る。そのため、本実施例では、本流流路４０１における
減圧バルブ４１８の後段で分岐したリリーフ流路４０７
の途中に、リリーフバルブ４１４を設けると共に、減圧
バルブ４２２の後段で分岐したリリーフ流路４０９の途
中に、リリーフバルブ４１６を設けて、減圧バルブ４１
８から減圧バルブ４２２に至る本流流路４０１中の水素
ガスの圧力が所定値以上に上がった場合に、リリーフバ
ルブ４１４が開いて、また、減圧バルブ４２２から燃料
電池２００に至る本流流路４０１中の水素ガスの圧力が
所定値以上に上がった場合には、リリーフバルブ４１６
が開いて、車両外の大気中に水素ガスを排気して、水素
ガスの圧力がそれ以上上がるのを防いでいる。
るなどの異常が生じた場合には、燃料電池２００に供給
される水素ガスの圧力が異常に高くなることがあり得
る。そのため、本実施例では、本流流路４０１における
減圧バルブ４１８の後段で分岐したリリーフ流路４０７
の途中に、リリーフバルブ４１４を設けると共に、減圧
バルブ４２２の後段で分岐したリリーフ流路４０９の途
中に、リリーフバルブ４１６を設けて、減圧バルブ４１
８から減圧バルブ４２２に至る本流流路４０１中の水素
ガスの圧力が所定値以上に上がった場合に、リリーフバ
ルブ４１４が開いて、また、減圧バルブ４２２から燃料
電池２００に至る本流流路４０１中の水素ガスの圧力が
所定値以上に上がった場合には、リリーフバルブ４１６
が開いて、車両外の大気中に水素ガスを排気して、水素
ガスの圧力がそれ以上上がるのを防いでいる。
【００５６】また、高圧水素ガスタンク３００に水素ガ
スを充填する場合には、車両の側面に設けられている水
素ガス供給ポート４２８に、水素ガス供給パイプ（図示
せず）をつなぎ、高圧水素ガスタンク３００に取り付け
られている充填マニュアルバルブ３０８を手動で開くこ
とによって、水素ガス供給パイプから供給される高圧の
水素ガスが、供給流路４１３を介して高圧水素ガスタン
ク３００に流入して充填される。なお、このとき、高圧
水素ガスタンク３００に充填された水素ガスが逆流しな
いようにするために、高圧水素ガスタンク３００の根本
には逆止弁３０６が設けられている。
スを充填する場合には、車両の側面に設けられている水
素ガス供給ポート４２８に、水素ガス供給パイプ（図示
せず）をつなぎ、高圧水素ガスタンク３００に取り付け
られている充填マニュアルバルブ３０８を手動で開くこ
とによって、水素ガス供給パイプから供給される高圧の
水素ガスが、供給流路４１３を介して高圧水素ガスタン
ク３００に流入して充填される。なお、このとき、高圧
水素ガスタンク３００に充填された水素ガスが逆流しな
いようにするために、高圧水素ガスタンク３００の根本
には逆止弁３０６が設けられている。
【００５７】図２は図１の燃料電池システムを搭載した
車両を側方から見た断面を模式的に示した断面図であ
る。本実施例の燃料電池システム１００は、図２に示す
ように、車両１０全体にわたって配置されている。この
うち、車両１０のフロント部１０ａには、主として、燃
料電池２００や、パワーコントロールユニット７００
や、コンプレッサ５０４などが配置され、床下部１０ｂ
には、水素ガス流路４０１，４０３やポンプ４１０など
が配置され、リア部１０ｃには、高圧水素ガスタンク３
００や水素ガス供給ポート４２８などが配置されてい
る。
車両を側方から見た断面を模式的に示した断面図であ
る。本実施例の燃料電池システム１００は、図２に示す
ように、車両１０全体にわたって配置されている。この
うち、車両１０のフロント部１０ａには、主として、燃
料電池２００や、パワーコントロールユニット７００
や、コンプレッサ５０４などが配置され、床下部１０ｂ
には、水素ガス流路４０１，４０３やポンプ４１０など
が配置され、リア部１０ｃには、高圧水素ガスタンク３
００や水素ガス供給ポート４２８などが配置されてい
る。
【００５８】図１に示した燃料電池システムの他、フロ
ント部１０ａには、燃料電池２００によって発生された
電力により車両１０の推進力を生じさせる駆動モータ８
００や、駆動モータ８００の発生したトルクを車軸に伝
えるギヤ８１０や、駆動モータ８００を冷却させるため
のラジエタ８２０や、エアコン用のコンデンサ８３０
や、燃料電池２００を冷却するためのメインラジエタ８
４０などが配置され、床下部１０ｂには、燃料電池２０
０を冷却するためのサブラジエタ８５０などが配置さ
れ、リア部１０ｃには、燃料電池２００を補助するため
の２次電池８６０などが配置されている。
ント部１０ａには、燃料電池２００によって発生された
電力により車両１０の推進力を生じさせる駆動モータ８
００や、駆動モータ８００の発生したトルクを車軸に伝
えるギヤ８１０や、駆動モータ８００を冷却させるため
のラジエタ８２０や、エアコン用のコンデンサ８３０
や、燃料電池２００を冷却するためのメインラジエタ８
４０などが配置され、床下部１０ｂには、燃料電池２０
０を冷却するためのサブラジエタ８５０などが配置さ
れ、リア部１０ｃには、燃料電池２００を補助するため
の２次電池８６０などが配置されている。
【００５９】それでは、次に、本実施例の特徴部分であ
る加湿モジュール５０６についてさらに詳細に説明す
る。
る加湿モジュール５０６についてさらに詳細に説明す
る。
【００６０】前述したように、大気中の空気を酸化ガス
として用いる場合、そのままでは酸化ガス中の酸素濃度
が低いため、コンプレッサ５０４によって酸化ガスを加
圧することにより、酸化ガス中の酸素濃度を上げて、燃
料電池２００に供給するようにしている。しかしなが
ら、このように、酸化ガスをコンプレッサ５０４によっ
て加圧すると、酸化ガスの温度は上昇し、高温となって
しまう。具体的には、コンプレッサ５０４が最大出力で
回転している際、コンプレッサ５０４内での酸化ガスの
温度は１６０〜１８０℃にもなり、上述したコンプレッ
サ５０４の流入口における、インジェクタ６０８による
回収水の霧吹きによって、酸化ガスの温度は或る程度低
下するものの、定常的には、コンプレッサ５０４から排
出される酸化ガスの温度は１２０℃ぐらいと、未だ高温
である。このように高温となった酸化ガスを、そのまま
燃料電池２００に供給すると、燃料電池２００内におい
て、電解質膜の温度が高くなりすぎて、電解質膜の耐熱
温度を超えてしまう恐れがある。
として用いる場合、そのままでは酸化ガス中の酸素濃度
が低いため、コンプレッサ５０４によって酸化ガスを加
圧することにより、酸化ガス中の酸素濃度を上げて、燃
料電池２００に供給するようにしている。しかしなが
ら、このように、酸化ガスをコンプレッサ５０４によっ
て加圧すると、酸化ガスの温度は上昇し、高温となって
しまう。具体的には、コンプレッサ５０４が最大出力で
回転している際、コンプレッサ５０４内での酸化ガスの
温度は１６０〜１８０℃にもなり、上述したコンプレッ
サ５０４の流入口における、インジェクタ６０８による
回収水の霧吹きによって、酸化ガスの温度は或る程度低
下するものの、定常的には、コンプレッサ５０４から排
出される酸化ガスの温度は１２０℃ぐらいと、未だ高温
である。このように高温となった酸化ガスを、そのまま
燃料電池２００に供給すると、燃料電池２００内におい
て、電解質膜の温度が高くなりすぎて、電解質膜の耐熱
温度を超えてしまう恐れがある。
【００６１】そこで、本実施例では、コンプレッサ５０
４によって加圧された酸化ガスが、水蒸気交換を行うた
めに用いられる加湿モジュール５０６を介して、燃料電
池２００に供給されることに着目し、このような加湿モ
ジュール５０６を、車両１０内において、走行風がよく
当たる位置に配置して、加湿モジュール５０６全体を空
気冷却することにより、この加湿モジュール５０６を通
過する酸化ガスの温度を低下させるようにしている。
４によって加圧された酸化ガスが、水蒸気交換を行うた
めに用いられる加湿モジュール５０６を介して、燃料電
池２００に供給されることに着目し、このような加湿モ
ジュール５０６を、車両１０内において、走行風がよく
当たる位置に配置して、加湿モジュール５０６全体を空
気冷却することにより、この加湿モジュール５０６を通
過する酸化ガスの温度を低下させるようにしている。
【００６２】図３および図４は図１における加湿モジュ
ール５０６の車両内での配置を示す説明図である。図３
において、（ａ）は車両１０におけるフロント部１０ａ
を側方から見た断面を示し、（ｂ）は上方から見た断面
を示している。また、図４は車両１０におけるフロント
部１０ａを斜めから見た図である。
ール５０６の車両内での配置を示す説明図である。図３
において、（ａ）は車両１０におけるフロント部１０ａ
を側方から見た断面を示し、（ｂ）は上方から見た断面
を示している。また、図４は車両１０におけるフロント
部１０ａを斜めから見た図である。
【００６３】これら図に示すとおり、本実施例におい
て、加湿モジュール５０６は、車両１０のフロント部１
０ａにおけるフロントバンパ９１０の裏側であって、左
側前車輪９００の前あたりで、左側ヘッドライト９２０
の下あたりに配置されている。
て、加湿モジュール５０６は、車両１０のフロント部１
０ａにおけるフロントバンパ９１０の裏側であって、左
側前車輪９００の前あたりで、左側ヘッドライト９２０
の下あたりに配置されている。
【００６４】加湿モジュール５０６をこのような位置に
配置することにより、車両１０が走行している最中に
は、車両の前方からフロントバンパ９１０の下にあるグ
リル９３０のスリットの隙間を通って吹いてくる走行風
が、加湿モジュール５０６に直接当たるため、加湿モジ
ュール５０６全体は空気冷却されて、温度が下がる。こ
の結果、加湿モジュール５０６を通過する酸化ガスの温
度も低下するため、その後、酸化ガス供給流路５０１を
通って燃料電池２００に供給される頃には、酸化ガスの
温度は適温となっている。
配置することにより、車両１０が走行している最中に
は、車両の前方からフロントバンパ９１０の下にあるグ
リル９３０のスリットの隙間を通って吹いてくる走行風
が、加湿モジュール５０６に直接当たるため、加湿モジ
ュール５０６全体は空気冷却されて、温度が下がる。こ
の結果、加湿モジュール５０６を通過する酸化ガスの温
度も低下するため、その後、酸化ガス供給流路５０１を
通って燃料電池２００に供給される頃には、酸化ガスの
温度は適温となっている。
【００６５】具体的には、前述したように、コンプレッ
サ５０４から排出される酸化ガスの温度は１２０℃ぐら
いであるが、加湿モジュール５０６を通過することによ
って、酸化ガスの温度は９０℃ぐらいに低下する。その
後、酸化ガス供給流路５０１を通る間にさらに１０度ほ
ど低下して、燃料電池２００に供給される際には、酸化
ガスの温度は８０℃ぐらいになっている。
サ５０４から排出される酸化ガスの温度は１２０℃ぐら
いであるが、加湿モジュール５０６を通過することによ
って、酸化ガスの温度は９０℃ぐらいに低下する。その
後、酸化ガス供給流路５０１を通る間にさらに１０度ほ
ど低下して、燃料電池２００に供給される際には、酸化
ガスの温度は８０℃ぐらいになっている。
【００６６】燃料電池２００内における、電解質膜の耐
熱温度を考慮した適正な温度は６０〜１００℃であるの
で、供給される酸化ガスの温度は、その適正温度範囲に
入っている。従って、そのような酸化ガスが燃料電池２
００に供給されても、電解質膜の温度が耐熱温度を超え
るほど高くなることはない。
熱温度を考慮した適正な温度は６０〜１００℃であるの
で、供給される酸化ガスの温度は、その適正温度範囲に
入っている。従って、そのような酸化ガスが燃料電池２
００に供給されても、電解質膜の温度が耐熱温度を超え
るほど高くなることはない。
【００６７】また、加湿モジュール５０６を、車両走行
の際の走行風によって空気冷却するようにしているた
め、加湿モジュール５０６を冷却するための特別な装置
や設備が不要である。
の際の走行風によって空気冷却するようにしているた
め、加湿モジュール５０６を冷却するための特別な装置
や設備が不要である。
【００６８】また、図２に示したように、フロント部１
０ａに、燃料電池２００や、パワーコントロールユニッ
ト７００や、駆動モータ８００などが配置されても、加
湿モジュール５０６の配置される位置は、図３および図
４に示したとおり、フロントバンパ９１０の裏側である
ため、燃料電池２００などを搭載する際に、加湿モジュ
ール５０６が邪魔になることはない。
０ａに、燃料電池２００や、パワーコントロールユニッ
ト７００や、駆動モータ８００などが配置されても、加
湿モジュール５０６の配置される位置は、図３および図
４に示したとおり、フロントバンパ９１０の裏側である
ため、燃料電池２００などを搭載する際に、加湿モジュ
ール５０６が邪魔になることはない。
【００６９】次に、加湿モジュール５０６の内部構成お
よび水蒸気交換の動作について、図５を用いて説明す
る。図５は図１における加湿モジュール５０６の内部構
成を概略的に示した説明図である。
よび水蒸気交換の動作について、図５を用いて説明す
る。図５は図１における加湿モジュール５０６の内部構
成を概略的に示した説明図である。
【００７０】加湿モジュール５０６は、図５に示すよう
に、例えば、アルミニウムで構成された四角いケース状
になっており、寸法としては、例えば、幅，奥行き２５
ｃｍ程度で、高さが３０ｃｍ程度である。酸化ガスは、
上方の酸化ガス流入口５０６ａから流入して、内部で複
数に分岐し、それぞれ、中空糸膜など、多数の細孔５０
６ｅを有する膜５０６ｆで形成された酸化ガス管５０６
ｇを通った後、集合されて下方の酸化ガス流出口５０６
ｂから流出する。一方、酸素オフガスは、左方の酸素オ
フガス流入口５０６ｃから流入して、複数の酸化ガス管
５０６ｇの間を通って、右方の酸素オフガス流出口５０
６ｄから流出する。
に、例えば、アルミニウムで構成された四角いケース状
になっており、寸法としては、例えば、幅，奥行き２５
ｃｍ程度で、高さが３０ｃｍ程度である。酸化ガスは、
上方の酸化ガス流入口５０６ａから流入して、内部で複
数に分岐し、それぞれ、中空糸膜など、多数の細孔５０
６ｅを有する膜５０６ｆで形成された酸化ガス管５０６
ｇを通った後、集合されて下方の酸化ガス流出口５０６
ｂから流出する。一方、酸素オフガスは、左方の酸素オ
フガス流入口５０６ｃから流入して、複数の酸化ガス管
５０６ｇの間を通って、右方の酸素オフガス流出口５０
６ｄから流出する。
【００７１】従って、上方の酸化ガス流入口５０６ａか
ら、コンプレッサ５０４からの比較的ドライな酸化ガス
が流入し、また、左方の酸素オフガス流入口５０６ｃか
ら、燃料電池２００からの比較的ウェットな酸素オフガ
スが流入すると、酸化ガス管５０６ｇにおける膜５０６
ｆの内側では、比較的ドライな酸化ガスが存在し、膜５
０６ｆの外側では、比較的ウェットな酸素オフガスが存
在することになるため、膜５０６ｆの外側に付着した水
分が毛細管現象により細孔５０６ｅを通って膜５０６ｆ
の内側に染み出し、膜５０６ｆを介して、酸素オフガス
から酸化ガスへ、ガスに含まれる水分の受け渡しが行わ
れる。こうして、酸化ガスはよりウェットになって下方
の酸化ガス流出口５０６ｂから流出して、燃料電池２０
０に供給され、酸素オフガスはよりドライになって右方
の酸素オフガス流出口５０６ｄから流出して、車両外の
大気中へ排気される。
ら、コンプレッサ５０４からの比較的ドライな酸化ガス
が流入し、また、左方の酸素オフガス流入口５０６ｃか
ら、燃料電池２００からの比較的ウェットな酸素オフガ
スが流入すると、酸化ガス管５０６ｇにおける膜５０６
ｆの内側では、比較的ドライな酸化ガスが存在し、膜５
０６ｆの外側では、比較的ウェットな酸素オフガスが存
在することになるため、膜５０６ｆの外側に付着した水
分が毛細管現象により細孔５０６ｅを通って膜５０６ｆ
の内側に染み出し、膜５０６ｆを介して、酸素オフガス
から酸化ガスへ、ガスに含まれる水分の受け渡しが行わ
れる。こうして、酸化ガスはよりウェットになって下方
の酸化ガス流出口５０６ｂから流出して、燃料電池２０
０に供給され、酸素オフガスはよりドライになって右方
の酸素オフガス流出口５０６ｄから流出して、車両外の
大気中へ排気される。
【００７２】以上のような動作原理によって、加湿モジ
ュール５０６では、酸化ガスと酸素オフガスとの間で水
蒸気交換を行っている。
ュール５０６では、酸化ガスと酸素オフガスとの間で水
蒸気交換を行っている。
【００７３】なお、本発明は上記した実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様にて実施することが可能である。
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様にて実施することが可能である。
【００７４】上記した実施例では、加湿モジュール５０
６を、走行風が当たる位置として、車両１０のフロント
部１０ａにおけるフロントバンパ９１０の裏側に配置す
るようにしていたが、本発明は、これに限定されるもの
ではなく、車両１０のフロント部１０ａにおける低い位
置（例えば、コンプレッサ５０４や駆動モータ８００の
近く）に配置するようにしても良い。このような位置で
あっても、車両が走行した際に、下方から走行風が当た
り、加湿モジュール５０６を空気冷却することができる
からである。
６を、走行風が当たる位置として、車両１０のフロント
部１０ａにおけるフロントバンパ９１０の裏側に配置す
るようにしていたが、本発明は、これに限定されるもの
ではなく、車両１０のフロント部１０ａにおける低い位
置（例えば、コンプレッサ５０４や駆動モータ８００の
近く）に配置するようにしても良い。このような位置で
あっても、車両が走行した際に、下方から走行風が当た
り、加湿モジュール５０６を空気冷却することができる
からである。
【００７５】このように、本発明では、加湿モジュール
は車両内において走行風が当たる位置であれば、どのよ
うな位置に配置しても良く、そのような走行風が当たる
ことにより、加湿モジュールの空気冷却が可能であれば
よい。
は車両内において走行風が当たる位置であれば、どのよ
うな位置に配置しても良く、そのような走行風が当たる
ことにより、加湿モジュールの空気冷却が可能であれば
よい。
【００７６】上記した実施例では、加湿モジュール５０
６は、コンプレッサ５０４で加圧されて燃料電池２００
に供給される酸化ガスと、燃料電池２００から排出され
た酸素オフガスと、の間で水蒸気交換を行うことによ
り、上記酸化ガスを加湿するようにしていたが、本発明
は、このような水蒸気交換を利用してガスを加湿する加
湿モジュールに限定されるものではなく、例えば、コン
プレッサ５０４で加圧されて燃料電池２００に供給され
る酸化ガスに、インジェクタなどを用いて水を噴霧する
ことにより、上記酸化ガスを加湿する加湿モジュールに
適用することも可能である。
６は、コンプレッサ５０４で加圧されて燃料電池２００
に供給される酸化ガスと、燃料電池２００から排出され
た酸素オフガスと、の間で水蒸気交換を行うことによ
り、上記酸化ガスを加湿するようにしていたが、本発明
は、このような水蒸気交換を利用してガスを加湿する加
湿モジュールに限定されるものではなく、例えば、コン
プレッサ５０４で加圧されて燃料電池２００に供給され
る酸化ガスに、インジェクタなどを用いて水を噴霧する
ことにより、上記酸化ガスを加湿する加湿モジュールに
適用することも可能である。
【００７７】上記した実施例では、加湿モジュール５０
６は、図５に示すように、四角いケース状を成していた
が、配置される位置に応じて、様々な形状で構成するこ
とができる。また、空気冷却効率を上げるために、加湿
モジュール５０６の周囲にフィンなどを設けるようにし
ても良い。また、車両が停止した際には、走行風が吹か
ないため、加湿モジュール５０６の近傍にファンを設
け、車両停止時など必要に応じて、そのファンを回し
て、強制的に空気冷却を行っても良い。
６は、図５に示すように、四角いケース状を成していた
が、配置される位置に応じて、様々な形状で構成するこ
とができる。また、空気冷却効率を上げるために、加湿
モジュール５０６の周囲にフィンなどを設けるようにし
ても良い。また、車両が停止した際には、走行風が吹か
ないため、加湿モジュール５０６の近傍にファンを設
け、車両停止時など必要に応じて、そのファンを回し
て、強制的に空気冷却を行っても良い。
【００７８】上記した実施例では、加湿モジュールは、
燃料電池に供給される酸化ガスを加湿するようにしてい
たが、本発明は、酸化ガスに限るものではなく、ガス加
圧手段によって加圧されて燃料電池に供給されるガスで
あって、加湿が必要なガスであれば、どのようなガスで
あっても良い。
燃料電池に供給される酸化ガスを加湿するようにしてい
たが、本発明は、酸化ガスに限るものではなく、ガス加
圧手段によって加圧されて燃料電池に供給されるガスで
あって、加湿が必要なガスであれば、どのようなガスで
あっても良い。
【００７９】上記した実施例では、水蒸気交換を行うこ
とによりガスを加湿する加湿モジュール５０６として、
図５に示すような内部構造を有し、上述したような動作
原理によって水蒸気交換を行う加湿モジュールを用いて
いたが、本発明は、これに限定されるものではなく、燃
料電池に供給されるガスと燃料電池から排出されるオフ
ガスとの間で水蒸気交換ができるものであれば、どのよ
うな構造を有し、どのような動作原理で水蒸気交換を行
うものであっても良い。
とによりガスを加湿する加湿モジュール５０６として、
図５に示すような内部構造を有し、上述したような動作
原理によって水蒸気交換を行う加湿モジュールを用いて
いたが、本発明は、これに限定されるものではなく、燃
料電池に供給されるガスと燃料電池から排出されるオフ
ガスとの間で水蒸気交換ができるものであれば、どのよ
うな構造を有し、どのような動作原理で水蒸気交換を行
うものであっても良い。
【図１】本発明の一実施例としての車載用燃料電池シス
テムを示す構成図である。
テムを示す構成図である。
【図２】図１の燃料電池システムを搭載した車両を側方
から見た断面を模式的に示した断面図である。
から見た断面を模式的に示した断面図である。
【図３】図１における加湿モジュール５０６の車両内で
の配置を示す説明図である。
の配置を示す説明図である。
【図４】図１における加湿モジュール５０６の車両内で
の配置を示す説明図である。
の配置を示す説明図である。
【図５】図１における加湿モジュール５０６の内部構成
を概略的に示した説明図である。
を概略的に示した説明図である。
１０…車両 １０ａ…フロント部 １０ｂ…床下部 １０ｃ…リア部 １００…燃料電池システム ２００…燃料電池 ２０２…シャットバルブ ２０４…シャットバルブ ３００…高圧水素ガスタンク ３０２…シャットバルブ ３０４…放出マニュアルバルブ ３０６…逆止弁 ３０８…充填マニュアルバルブ ４０１…本流流路 ４０３…循環流路 ４０５…排出流路 ４０６…気液分離器 ４０７…リリーフ流路 ４０９…リリーフ流路 ４１０…ポンプ ４１１…リークチェック流路 ４１２…シャットバルブ ４１３…供給流路 ４１４…リリーフバルブ ４１６…リリーフバルブ ４１８…減圧バルブ ４１９…逆止弁 ４２０…熱交換器 ４２２…減圧バルブ ４２４…水素希釈器 ４２６…リークチェックボート ４２８…水素ガス供給ポート ５０１…酸化ガス供給流路 ５０２…エアクリーナ ５０３…酸素オフガス排出流路 ５０４…コンプレッサ ５０５…酸素オフガス導入流路 ５０６…加湿モジュール ５０６ａ…酸化ガス流入口 ５０６ｂ…酸化ガス流出口 ５０６ｃ…酸素オフガス流入口 ５０６ｄ…酸素オフガス流出口 ５０６ｅ…細孔 ５０６ｆ…膜 ５０６ｇ…酸化ガス管 ５０８…調圧弁 ５１０…気液分離器 ５１２…消音器 ５１４…オフガス排出口 ６０１…水循環流路 ６０２…ポンプ ６０４…加湿水タンク ６０６…ポンプ ６０８…インジェクタ ７００…パワーコントロールユニット ８００…駆動モータ ８１０…ギヤ ８２０…ラジエタ ８３０…コンデンサ ８４０…メインラジエタ ８５０…サブラジエタ ９００…左側前車輪 ９１０…フロントバンパ ９２０…左側ヘッドライト ９３０…グリル
───────────────────────────────────────────────────── 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 8/00 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｗ 8/06 8/10 8/10 Ｂ６０Ｋ 15/08 Ｆターム(参考） 3D035 AA06 3D038 CA09 CA12 CA15 CB01 CC18 5H026 AA06 5H027 AA06 CC03 DD00 5H115 PA08 PA15 PG04 PI18 QE19 SE06 TO05 TU11 UI29
Claims (9)
- 【請求項１】 車両に搭載され、燃料電池と、加湿モジ
ュールと、ガス加圧手段と、を備え、前記ガス加圧手段
によって加圧されたガスを前記加湿モジュールによって
加湿して前記燃料電池に供給する車載用燃料電池システ
ムであって、 前記加湿モジュールを前記車両内における走行風が当た
る位置に配置したことを特徴とする車載用燃料電池シス
テム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の車載用燃料電池システ
ムにおいて、 前記加湿モジュールの配置される位置は、前記車両にお
けるフロントバンパの裏側であることを特徴とする車載
用燃料電池システム。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の車載用
燃料電池システムにおいて、 前記ガスは酸化ガスであることを特徴とする車載用燃料
電池システム。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のうちの任意の
１つに記載の車載用燃料電池システムにおいて、 前記加湿モジュールは、前記ガスと、前記燃料電池から
排出されたオフガスと、の間で水蒸気交換を行うことに
より、前記ガスを加湿することを特徴とする車載用燃料
電池システム。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項３のうちの任意の
１つに記載の車載用燃料電池システムにおいて、 前記加湿モジュールは、前記ガスに水を噴霧することに
より、前記ガスを加湿することを特徴とする車載用燃料
電池システム。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のうちの任意の
１つに記載の車載用燃料電池システムにおいて、 前記ガス加圧手段はコンプレッサであることを特徴とす
る車載用燃料電池システム。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のうちの任意の
１つに記載の車載用燃料電池システムを搭載したことを
特徴とする車両。 - 【請求項８】 車両に搭載される燃料電池システムに用
いられ、ガス加圧手段により加圧されて燃料電池に供給
されるガスを加湿する加湿モジュールであって、 前記車両内における走行風が当たる位置に配置されたこ
とを特徴とする加湿モジュール。 - 【請求項９】 車載用燃料電池システムに用いられ、ガ
ス加圧手段により加圧されて燃料電池に供給されるガス
を加湿する加湿モジュールを、車両内に配置する方法で
あって、 前記加湿モジュールを前記車両内における走行風が当た
る位置に配置することを特徴とする加湿モジュール配置
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001181707A JP4626097B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 車載用燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001181707A JP4626097B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 車載用燃料電池システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002373691A true JP2002373691A (ja) | 2002-12-26 |
| JP4626097B2 JP4626097B2 (ja) | 2011-02-02 |
Family
ID=19021934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001181707A Expired - Fee Related JP4626097B2 (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 車載用燃料電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4626097B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005129245A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Suzuki Motor Corp | 車両用燃料電池システム |
| JP2005153853A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-06-16 | Toyota Motor Corp | 移動体 |
| JP2005153852A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-06-16 | Toyota Motor Corp | 移動体 |
| WO2005100067A1 (en) | 2004-04-16 | 2005-10-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | Structure for mounting fuel cell system on vehicle |
| JP2005306080A (ja) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの車両搭載構造 |
| JP2005329818A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Toyota Motor Corp | 冷却システムおよびこれを搭載するハイブリッド車。 |
| JP2006160210A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Suzuki Motor Corp | 燃料電池車両 |
| JP2007060840A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池自動車 |
| JP2008010205A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Nok Corp | 中空糸膜モジュール及び燃料電池 |
| WO2008050594A1 (fr) * | 2006-10-26 | 2008-05-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Véhicule à pile à combustible |
| JP2008126919A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Toyota Motor Corp | 燃料電池車両 |
| WO2012004828A1 (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタックの搭載構造および燃料電池スタックの搭載方法 |
| JP2012066703A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | サブラジエータの搭載構造 |
| US8415060B2 (en) | 2005-09-21 | 2013-04-09 | Honda Motor Co., Ltd. | In-vehicle fuel cell system |
| JP2018097993A (ja) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2018144735A (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池自動車 |
| CN110242857A (zh) * | 2018-03-07 | 2019-09-17 | 本田技研工业株式会社 | 高压储罐装置 |
| WO2021175598A1 (de) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 | Audi Ag | Verfahren zur reduzierung der feinstaubbelastung während der fahrt eines kraftfahrzeugs sowie kraftfahrzeug zur durchführung des verfahrens |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0562697A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-12 | Yamaha Motor Co Ltd | 車載型燃料電池 |
| JPH08192639A (ja) * | 1995-01-19 | 1996-07-30 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム車両取付構造および燃料電池収納ケース |
| JPH11204126A (ja) * | 1998-01-19 | 1999-07-30 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2001253248A (ja) * | 2000-01-06 | 2001-09-18 | General Motors Corp <Gm> | 電気化学的エンジンの配置 |
-
2001
- 2001-06-15 JP JP2001181707A patent/JP4626097B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0562697A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-12 | Yamaha Motor Co Ltd | 車載型燃料電池 |
| JPH08192639A (ja) * | 1995-01-19 | 1996-07-30 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム車両取付構造および燃料電池収納ケース |
| JPH11204126A (ja) * | 1998-01-19 | 1999-07-30 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| JP2001253248A (ja) * | 2000-01-06 | 2001-09-18 | General Motors Corp <Gm> | 電気化学的エンジンの配置 |
Cited By (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8851219B2 (en) | 2003-08-26 | 2014-10-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Moving body |
| JP2005153853A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-06-16 | Toyota Motor Corp | 移動体 |
| JP2005153852A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-06-16 | Toyota Motor Corp | 移動体 |
| JP4622313B2 (ja) * | 2003-08-26 | 2011-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | 移動体 |
| JP4622312B2 (ja) * | 2003-08-26 | 2011-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
| US7975788B2 (en) | 2003-08-26 | 2011-07-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Moving body |
| US9419291B2 (en) | 2003-08-26 | 2016-08-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Moving body |
| US9196914B2 (en) | 2003-08-26 | 2015-11-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Moving body |
| US8965608B2 (en) | 2003-08-26 | 2015-02-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Moving body with fuel cells mounted thereon |
| US8942871B2 (en) | 2003-08-26 | 2015-01-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Moving body with fuel cells mounted thereon |
| JP4497276B2 (ja) * | 2003-10-21 | 2010-07-07 | スズキ株式会社 | 車両用燃料電池システム |
| JP2005129245A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Suzuki Motor Corp | 車両用燃料電池システム |
| JP2005306080A (ja) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの車両搭載構造 |
| JP4517708B2 (ja) * | 2004-04-16 | 2010-08-04 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システムの車両搭載構造 |
| WO2005100067A1 (en) | 2004-04-16 | 2005-10-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | Structure for mounting fuel cell system on vehicle |
| JP2005329818A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Toyota Motor Corp | 冷却システムおよびこれを搭載するハイブリッド車。 |
| JP4614688B2 (ja) * | 2004-05-20 | 2011-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | 冷却システムおよびこれを搭載するハイブリッド車。 |
| JP4671165B2 (ja) * | 2004-12-10 | 2011-04-13 | スズキ株式会社 | 燃料電池車両 |
| JP2006160210A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Suzuki Motor Corp | 燃料電池車両 |
| JP2007060840A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池自動車 |
| US9147897B2 (en) | 2005-09-21 | 2015-09-29 | Honda Motor Co., Ltd. | In-vehicle fuel cell system |
| US8415060B2 (en) | 2005-09-21 | 2013-04-09 | Honda Motor Co., Ltd. | In-vehicle fuel cell system |
| JP2008010205A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Nok Corp | 中空糸膜モジュール及び燃料電池 |
| KR101020225B1 (ko) | 2006-10-26 | 2011-03-07 | 도요타 지도샤（주） | 연료전지차량 |
| JP4530176B2 (ja) * | 2006-10-26 | 2010-08-25 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池車両 |
| CN101472760B (zh) * | 2006-10-26 | 2011-06-22 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池车辆 |
| US7897287B2 (en) | 2006-10-26 | 2011-03-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell vehicle including reaction-off gas discharge system |
| JP2008109807A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Toyota Motor Corp | 燃料電池車両 |
| WO2008050594A1 (fr) * | 2006-10-26 | 2008-05-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Véhicule à pile à combustible |
| JP2008126919A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Toyota Motor Corp | 燃料電池車両 |
| JP4868092B1 (ja) * | 2010-07-06 | 2012-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタックの搭載構造および燃料電池スタックの搭載方法 |
| US8371406B2 (en) | 2010-07-06 | 2013-02-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack mounting structure and fuel cell stack mounting method |
| WO2012004828A1 (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池スタックの搭載構造および燃料電池スタックの搭載方法 |
| JP2012066703A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | サブラジエータの搭載構造 |
| JP2018097993A (ja) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2018144735A (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-20 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池自動車 |
| US10479215B2 (en) | 2017-03-08 | 2019-11-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell vehicle |
| USRE49476E1 (en) | 2017-03-08 | 2023-03-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell vehicle |
| CN110242857A (zh) * | 2018-03-07 | 2019-09-17 | 本田技研工业株式会社 | 高压储罐装置 |
| JP2019157865A (ja) * | 2018-03-07 | 2019-09-19 | 本田技研工業株式会社 | 高圧タンク装置 |
| CN110242857B (zh) * | 2018-03-07 | 2022-02-25 | 本田技研工业株式会社 | 高压储罐装置 |
| WO2021175598A1 (de) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 | Audi Ag | Verfahren zur reduzierung der feinstaubbelastung während der fahrt eines kraftfahrzeugs sowie kraftfahrzeug zur durchführung des verfahrens |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4626097B2 (ja) | 2011-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4626097B2 (ja) | 車載用燃料電池システム | |
| JP4736245B2 (ja) | 電気自動車及びその組み立て方法 | |
| JP4470346B2 (ja) | 車載用燃料電池システムおよび水素オフガス排出方法 | |
| US8216736B2 (en) | Fuel cell system using evaporative cooling method | |
| JP5439506B2 (ja) | 少なくとも１つの燃料電池を備えた燃料電池システム | |
| JP2002216812A (ja) | 車載用燃料電池システム及びその制御方法 | |
| US7223487B2 (en) | Fuel cell system | |
| US8617752B2 (en) | Cold start compressor control and mechanization in a fuel cell system | |
| US10516178B2 (en) | Fuel cell system and method for recirculating water in a fuel cell system | |
| JP3706937B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2007242280A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP4824375B2 (ja) | 車載用燃料電池システム | |
| US7883810B2 (en) | Slow purge for improved water removal, freeze durability, purge energy efficiency and voltage degradation due to shutdown/startup cycling | |
| JP4686911B2 (ja) | 車両用高圧タンクアッセンブリ | |
| JP2002373685A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2008269844A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2002373697A (ja) | 車載用燃料電池システム | |
| US8298710B2 (en) | Humidifier for fuel cell and process for warming the same | |
| JP5665684B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2007087760A (ja) | 車載用燃料電池システム | |
| JP2002216813A (ja) | 車載用燃料電池システム、燃料電池及び水素吸蔵合金タンク | |
| EP1860715A1 (en) | Heat-retention and heating of reaction gas in fuel cell system | |
| JP2009152013A (ja) | 燃料電池システム | |
| US8021792B2 (en) | Fuel cell system having at least one fuel cell | |
| JP7120983B2 (ja) | 燃料電池システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080414 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100511 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100707 |
|
| 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: 20101012 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101025 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |