JP2005158567A - Fuel cell vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、水素ガスを燃料とする燃料電池車に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell vehicle using hydrogen gas as fuel.
従来から、自動車の燃料としては、ガソリンや軽油など石油系燃料が使用されているが、将来の石油供給の不安定、窒素酸化物などの有害ガスの排出がもたらす健康への影響、二酸化炭素の排出がもたらす地球温暖化への影響などの懸念から、公害発生のおそれのない新しいクリーンエネルギーとして水素を使用する水素自動車が注目されている。 Conventionally, petroleum-based fuels such as gasoline and light oil have been used as fuels for automobiles. However, future oil supply instability, health effects caused by emissions of harmful gases such as nitrogen oxides, and carbon dioxide Hydrogen automobiles that use hydrogen as a new clean energy that has no risk of pollution are attracting attention because of concerns such as the impact of emissions on global warming.
この水素自動車などの燃料電池車(FC車)等に供給する水素を生成するには、従来、液体や気体燃料を数百度以上の高温状態とし、このとき発生するその蒸気から水素ガスを取り出すようにしている。そして、こうして生成された水素ガスを燃料供給ステーションに設置した燃料充填装置に貯留し、ここから燃料自動車に搭載してある燃料ボンベに充填する。 In order to generate hydrogen to be supplied to fuel cell vehicles (FC vehicles) such as hydrogen automobiles, conventionally, liquid or gaseous fuel is brought to a high temperature state of several hundred degrees or more, and hydrogen gas is extracted from the vapor generated at this time. I have to. Then, the hydrogen gas thus generated is stored in a fuel filling device installed in the fuel supply station, and is filled from here into a fuel cylinder mounted on the fuel vehicle.
燃料電池車は前記のように水素などの気体燃料を貯留した燃料ボンベとこれに接続する燃料電池を搭載し、この燃料電池からの水素を酸素と反応させ、このとき発電される電力を駆動源としている。 As described above, the fuel cell vehicle is equipped with a fuel cylinder storing gaseous fuel such as hydrogen and a fuel cell connected thereto, and reacts hydrogen from the fuel cell with oxygen, and generates electric power generated at this time as a driving source. It is said.
前記先行技術は当業者間で従来から行われているものであり、文献公知発明にかかるものではない。 The prior art has been conventionally performed by those skilled in the art, and does not relate to a known literature.
ところで、前記燃料供給ステーションに設置する燃料充填装置は、水素発生装置、圧縮機、蓄圧器および充填器などで構成されるが、これら水素の充填設備を新設することは、膨大な費用と敷地が必要となるため、設置が容易ではない。このため、現在のガソリンステーションと比較して燃料補給拠点が少なく、燃料自動車での走行中に燃料切れが発生すると、直ちには燃料補給ができないことが多く、かかる場合には走行不能となり、安全面でも問題が生じる。 By the way, the fuel filling device installed in the fuel supply station is composed of a hydrogen generator, a compressor, a pressure accumulator, a filling device, and the like. Installation is not easy because it is necessary. For this reason, there are few refueling bases compared to the current gasoline station, and if there is a fuel shortage while running on a fuel vehicle, it is often impossible to refuel immediately. But problems arise.
この発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、燃料電池車への水素ガスの供給ステーションの設置数が少ないという現状に鑑みて、燃料電池車で走行中に燃料ボンベに燃料切れが発生して、直ちには燃料供給ステーションでの燃料充填が行えない場合でも、走行を続行でき安全を確保できる燃料電池車を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the disadvantages of the conventional example, and in view of the current situation that the number of hydrogen gas supply stations to the fuel cell vehicle is small, the fuel cylinder runs out of fuel while running on the fuel cell vehicle. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fuel cell vehicle that can continue traveling and ensure safety even when fuel cannot be charged at the fuel supply station immediately.
この発明は前記従来例の不都合を解消するため、請求項1記載の発明は、主水素ボンベの燃料から電力を発生する燃料電池と、この燃料電池で発生された電力を充電するとともに電力を放電するバッテリーと、燃料電池およびバッテリーから供給される電力により車両を駆動するモータとを備えた燃料電池車において、前記主水素ボンベにこの主水素ボンベ内の圧力を計測する圧力計を接続するとともに、副水素ボンベを搭載し、前記圧力計で検出される主水素ボンベ内の圧力が所定値以下に低下したときに副水素ボンベを燃料電池に接続するよう切り替える制御装置を設けたことを要旨とするものである。 In order to eliminate the inconvenience of the conventional example, the invention according to claim 1 is a fuel cell that generates electric power from the fuel of the main hydrogen cylinder, and the electric power generated in the fuel cell is charged and the electric power is discharged. And a fuel cell vehicle including a fuel cell and a motor that drives the vehicle with electric power supplied from the battery, and a pressure gauge that measures the pressure in the main hydrogen cylinder is connected to the main hydrogen cylinder, The gist of the present invention is to provide a control device that is equipped with a sub-hydrogen cylinder and that switches the sub-hydrogen cylinder to the fuel cell when the pressure in the main hydrogen cylinder detected by the pressure gauge drops below a predetermined value. Is.
請求項1記載の本発明によれば、走行中に主水素ボンベ内の水素が少なくなって圧力低下が圧力計で検出されると、この圧力計からの出力を受けて制御装置からの出力により副水素ボンベが燃料電池に接続される。よって、燃料電池は副水素ボンベから水素の供給を受け、走行を続行できる。 According to the first aspect of the present invention, when the pressure drop is detected by the pressure gauge when the hydrogen in the main hydrogen cylinder is reduced during traveling, the output from the pressure gauge is received by the output from the pressure gauge. A sub-hydrogen cylinder is connected to the fuel cell. Therefore, the fuel cell can continue to travel by receiving the supply of hydrogen from the auxiliary hydrogen cylinder.
請求項2記載の発明は、前記副水素ボンベは車両に着脱自在なカセットタイプのものであり、燃料充填装置が接続する充填口は主水素ボンベにのみ連通し、主水素ボンベと副水素ボンベとはそれぞれ弁を介して燃料電池に選択的に接続されることを要旨とするものである。 According to a second aspect of the present invention, the auxiliary hydrogen cylinder is of a cassette type that can be attached to and detached from a vehicle, and the filling port connected to the fuel filling device communicates only with the main hydrogen cylinder, and the main hydrogen cylinder and the auxiliary hydrogen cylinder are The gist is to selectively connect each to a fuel cell via a valve.
請求項2記載の本発明によれば、主水素ボンベ内の水素が少なくなった場合、弁を切り替えることにより副水素ボンベが燃料電池に接続されるが、副水素ボンベをカセットタイプとすることで、副水素ボンベのセットや副水素ボンベが空になった場合の交換が燃料供給ステーションなどの定まった場所でなくても容易に行える。 According to the second aspect of the present invention, when the hydrogen in the main hydrogen cylinder is reduced, the auxiliary hydrogen cylinder is connected to the fuel cell by switching the valve. The auxiliary hydrogen cylinder can be set or exchanged when the auxiliary hydrogen cylinder is empty, even if it is not a fixed place such as a fuel supply station.
請求項3記載の発明は、前記副水素ボンベは車両に固定的に内蔵され、燃料充填装置が接続する充填口および燃料電池は主水素ボンベと副水素ボンベとにそれぞれ弁を介して選択的に接続されることを要旨とするものである。 According to a third aspect of the present invention, the auxiliary hydrogen cylinder is fixedly built in the vehicle, and the filling port to which the fuel filling device is connected and the fuel cell are selectively connected to the main hydrogen cylinder and the auxiliary hydrogen cylinder through valves, respectively. The gist is to be connected.
請求項3記載の本発明によれば、主水素ボンベ内の水素が少なくなった場合、弁を切り替えることにより副水素ボンベが燃料電池に接続されるが、副水素ボンベを内蔵式とすることにより、燃料供給ステーションでの主水素ボンベのガス充填時に副水素ボンベの充填も行えばよく、カセット式の場合のように副水素ボンベを交換する必要がなく、交換の手間が省ける。 According to the third aspect of the present invention, when the hydrogen in the main hydrogen cylinder is reduced, the auxiliary hydrogen cylinder is connected to the fuel cell by switching the valve. Further, it is only necessary to fill the sub hydrogen cylinder at the time of gas filling of the main hydrogen cylinder at the fuel supply station, and it is not necessary to replace the sub hydrogen cylinder as in the case of the cassette type.
この発明の燃料電池車は、燃料電池車への水素ガスの供給ステーションの設置数が少ないという現状に鑑みて、燃料電池車で走行中に燃料ボンベに燃料切れが発生して、直ちには燃料供給ステーションでの燃料充填が行えない場合でも、主たるボンベとは別に補助用の副ボンベを搭載したから、主ボンベの燃料が少なくなっても直ちに副ボンベに切り替えることで走行を続行でき安全を確保できるものである。 In view of the present situation that the number of hydrogen gas supply stations to the fuel cell vehicle is small, the fuel cell vehicle according to the present invention has a shortage of fuel in the fuel cylinder while the fuel cell vehicle is running and immediately supplies the fuel. Even if the fuel cannot be charged at the station, the auxiliary cylinder is installed separately from the main cylinder, so even if the fuel in the main cylinder is low, switching to the auxiliary cylinder immediately can continue driving and ensure safety. Is.
以下、図面についてこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図1はこの発明の燃料電池車の第1実施形態を示す駆動制御のブロック図であり、燃料電池車(FC車)は駆動源として水素ガスを貯留した燃料電池1とこの発明の水素をもとにして発電された電気により駆動するモータ2を搭載するものであり、燃料電池1には第1の弁3aを介して主水素ボンベ4が、また、第2の弁3bを介して副水素ボンベ5がそれぞれ並列して接続される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a drive control block diagram showing a first embodiment of a fuel cell vehicle according to the present invention. The fuel cell vehicle (FC vehicle) includes a fuel cell 1 storing hydrogen gas as a drive source and the hydrogen according to the present invention. The fuel cell 1 is equipped with a motor 2 that is driven by the generated electricity. The fuel cell 1 is provided with a main hydrogen cylinder 4 via a first valve 3a and a secondary hydrogen via a
この第1実施形態では前記副水素ボンベ5はカセットタイプのものとして燃料電池車に着脱自在に装着した。 In the first embodiment, the auxiliary hydrogen cylinder 5 is detachably attached to the fuel cell vehicle as a cassette type.
前記主水素ボンベ4にこのボンベ内の圧力を計測する圧力計6を接続するとともに、燃料供給ステーションに設置してある燃料充填装置に接続する充填口7を接続する。図中8は燃料充填装置の充填ノズルが充填口7に正しく接続されたかを検知する接続センサーを示す。
A
前記燃料電池1にここからの余剰の電気を蓄電するバッテリー9を接続し、このバッテリー9はさらに充填や駆動の制御を行う制御装置10に接続する。
The fuel cell 1 is connected with a
制御装置10にはバッテリー9の他に、前記燃料電池1、燃料電池車を始動するためのスタートスイッチ11、燃料切れなどを報知する報知器12が接続される。
In addition to the
次に、図2のフローチャートにもとづいて燃料電池車の走行方法を説明する。燃料電池車を走行させるには、スタートスイッチ11をオンすれば(ステップ1)、このスタートスイッチ11からのオン信号を受けて制御装置10からの出力で第1の弁3aが開き(ステップ2)、主水素ボンベ4と燃料電池1とが連通して主水素ボンベ4に貯留されている水素ガスが燃料電池1に供給される。
Next, a traveling method of the fuel cell vehicle will be described based on the flowchart of FIG. To drive the fuel cell vehicle, if the
これにより発電されてモータ2が駆動し走行する。走行中は圧力計6で主水素ボンベ4内の圧力が検出され、制御装置10に入力されている。圧力の値が所定値以下に低下すると、制御装置10では主水素ボンベ4内の水素ガスが少なくなってきたものと判断して(ステップ3)報知器12に出力し、これにより、報知器12から燃料切れが報知される。
As a result, electric power is generated and the motor 2 is driven to travel. During traveling, the pressure in the main hydrogen cylinder 4 is detected by the
同時に制御装置10からの出力で第1の弁3aが閉じ、第2の弁3bが開いて燃料電池1と空になった主水素ボンベ4との接続が遮断されると同時に補助の副水素ボンベ5が燃料電池1に接続される(ステップ4)。これにより、走行中に主水素ボンベ4が空になっても副水素ボンベ5から燃料が供給されるから、走行が続行する。
At the same time, the first valve 3a is closed by the output from the
スタートスイッチ11をオフして(ステップ5)自動車を停車すれば、第2の弁3bは閉じ(ステップ6)、燃料電池1への水素ガスの供給が停止する。補助用の副水素ボンベ5は燃料供給ステーションなどで新規のものと適宜交換すればよい。
If the
なお、燃料電池1で発電された余剰の電気はバッテリー9に蓄電されて、始動時や過負荷時などに使用される。
The surplus electricity generated by the fuel cell 1 is stored in the
図3は第2実施形態を示し、燃料電池1に主水素ボンベ4とは別に補助用の副水素ボンベ5を並列的に接続する構成は第1実施形態と同様であるが、この第2実施形態は、副水素ボンベ5を内蔵タイプとするもので、この副水素ボンベ5は自動車内に固定的に設置する。 FIG. 3 shows a second embodiment, and the configuration in which the auxiliary sub-hydrogen cylinder 5 is connected in parallel to the fuel cell 1 separately from the main hydrogen cylinder 4 is the same as that of the first embodiment. A form makes the subhydrogen cylinder 5 into a built-in type, and this subhydrogen cylinder 5 is fixedly installed in a motor vehicle.
そして、第1の弁3aが接続された主水素ボンベ4と第2の弁3bが接続された副水素ボンベ5とが並列に接続され、この並列接続された配管が第3の弁3cを介して燃料電池1に接続される。図中6aは副水素ボンベ5に接続された圧力計を示す。
The main hydrogen cylinder 4 to which the first valve 3a is connected and the auxiliary hydrogen cylinder 5 to which the
前記第3の弁3cと、第1の弁3aおよび第2の弁3bとの間に、充填口7に連通する配管を接続して、この充填口7が第1の弁3aまたは第2の弁3bを介して主水素ボンベ4または副水素ボンベ5に選択的に接続されるように構成する。
A pipe communicating with the filling port 7 is connected between the
次に図4のフローチャートにもとづいて第2実施形態の走行動作を説明する。燃料電池車を走行させるには、スタートスイッチ11をオンすれば(ステップ11)、このスタートスイッチ11からのオン信号を受けて制御装置10からの出力で第1の弁3aと第3の弁3cが開き(ステップ12)、主水素ボンベ4と燃料電池1とが連通して主水素ボンベ4に貯留されている水素ガスが燃料電池1に供給される。
Next, the traveling operation of the second embodiment will be described based on the flowchart of FIG. To run the fuel cell vehicle, if the
これにより発電されてモータ2が駆動し走行する。走行中は圧力計6で主水素ボンベ4内の圧力が検出され、制御装置10に入力されている。圧力の値が所定値以下に低下すると、制御装置10では主水素ボンベ4内の水素ガスが少なくなってきたものと判断して(ステップ13)報知器12に出力し、これにより、報知器12から燃料切れが報知される。
As a result, electric power is generated and the motor 2 is driven to travel. During traveling, the pressure in the main hydrogen cylinder 4 is detected by the
同時に制御装置10からの出力で第1の弁3aが閉じ、第2の弁3bが開いて燃料電池1と空になった主水素ボンベ4との接続が遮断されると同時に補助の副水素ボンベ5が燃料電池1に接続される(ステップ14)。これにより、走行中に主水素ボンベ4が空になっても副水素ボンベ5から燃料が供給されるから、走行が続行する。
At the same time, the first valve 3a is closed by the output from the
スタートスイッチ11をオフして(ステップ15)自動車を停車すれば、第2の弁3bおよび第3の弁3cは閉じ(ステップ16)、燃料電池1への水素ガスの供給が停止する。
If the
このようにして副水素ボンベ5内の水素ガスを使用することで主水素ボンベ4だけでなく副水素ボンベ5も燃料が少なくなるが、これら主水素ボンベ4および副水素ボンベ5に水素ガスを充填する方法を図5のフローチャートについて説明する。燃料供給ステーションまで自動車を走行させ、ここに設置してある燃料充填装置の充填ノズルを自動車の充填口7に接続する(ステップ17)。この接続は充填口7に設けたある接続センサー8で検出され、接続が確認される。 By using the hydrogen gas in the sub-hydrogen cylinder 5 in this way, not only the main hydrogen cylinder 4 but also the sub-hydrogen cylinder 5 has less fuel, but the main hydrogen cylinder 4 and the sub-hydrogen cylinder 5 are filled with hydrogen gas. A method for this will be described with reference to the flowchart of FIG. The vehicle is driven to the fuel supply station, and the filling nozzle of the fuel filling device installed here is connected to the filling port 7 of the vehicle (step 17). This connection is detected by a certain connection sensor 8 provided in the filling port 7, and the connection is confirmed.
充填ノズルが充填口7に正しく接続されていれば、主水素ボンベ4の側の第1の弁3aが開き(ステップ18)、充填口7から供給される水素ガスが第1の弁3aを通って主水素ボンベ4に供給される。主水素ボンベ4内の圧力は圧力計6で計測され、所定圧に達すれば満充填されたものと判断され(ステップ19)、第1の弁3aが閉じて主水素ボンベ4に対する充填が終了する。
If the filling nozzle is correctly connected to the filling port 7, the first valve 3a on the main hydrogen cylinder 4 side opens (step 18), and the hydrogen gas supplied from the filling port 7 passes through the first valve 3a. To the main hydrogen cylinder 4. The pressure in the main hydrogen cylinder 4 is measured by the
同時に第2の弁3bが開いて副水素ボンベ5に対する充填が開始する(ステップ20)。副水素ボンベ5内の圧力は圧力計6aで計測され、所定圧に達すれば満充填されたものと判断され(ステップ21)、第2の弁3bが閉じて(ステップ22)副水素ボンベ5に対する充填が終了する。
At the same time, the
このようにして主水素ボンベ4と副水素ボンベ5に対して燃料供給ステーションにおいてここに設置の燃料充填装置から水素ガスが充填される。 In this manner, the main hydrogen cylinder 4 and the sub hydrogen cylinder 5 are filled with hydrogen gas from the fuel filling apparatus installed here at the fuel supply station.
なお、この燃料充填装置は、水素ガス充填専用の燃料供給ステーションに固定的なものとして設置してもよいが、現行のガソリン燃料などを給油するガソリンステーションに設置することも考えられ、かかる場合は、可搬式のものとして、例えば下部にキャスターを取り付けた燃料貯留タンクの上にカバーで計量機構収納室を形成し、この収納室内に各計量機構を設け、カバーを収納室の前部を覆う前部カバーと後部を覆う後部カバーとに分割し、前部カバーは燃料貯留タンクに固定し、後部カバーはスライド機構により燃料貯留タンクにスライド自在にかつ取り外し可能に取り付けるものとする。 This fuel filling device may be installed in a fixed fuel supply station dedicated to hydrogen gas filling, but it may be installed in a gasoline station that refuels the current gasoline fuel. As a portable type, for example, a measuring mechanism storage chamber is formed with a cover on a fuel storage tank with a caster attached to the lower part, and each measuring mechanism is provided in the storage chamber before the cover covers the front of the storage chamber. It is divided into a front cover and a rear cover that covers the rear, the front cover is fixed to the fuel storage tank, and the rear cover is slidably and detachably attached to the fuel storage tank by a slide mechanism.
よって、かかる可搬式の燃料充填装置であれば、新規に水素ガス充填のための専用の燃料供給ステーションが設置されるまでの救済策として、現行の給油所に設置しても従来のガソリンなどの給油の妨げになることもない。 Therefore, with such a portable fuel filling device, even if it is installed at an existing gas station as a remedy until a new dedicated fuel supply station for hydrogen gas filling is installed, conventional gasoline etc. There is no hindrance to refueling.
1…燃料電池 2…モータ
3a…第1の弁 3b…第2の弁
3c…第3の弁 4…主水素ボンベ
5…副水素ボンベ 6、6a…圧力計
7…充填口 8…接続センサー
9…バッテリー 10…制御装置
11…スタートスイッチ 12…報知器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell 2 ... Motor 3a ...
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003397043A JP2005158567A (en) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | Fuel cell vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003397043A JP2005158567A (en) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | Fuel cell vehicle |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2005158567A true JP2005158567A (en) | 2005-06-16 |
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Family Applications (1)
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JP2003397043A Pending JP2005158567A (en) | 2003-11-27 | 2003-11-27 | Fuel cell vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005158567A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007188712A (en) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Yamaha Motor Co Ltd | Fuel cell system, and electric-motor coach having the same |
-
2003
- 2003-11-27 JP JP2003397043A patent/JP2005158567A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007188712A (en) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Yamaha Motor Co Ltd | Fuel cell system, and electric-motor coach having the same |
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