JP2007129872A - Fuel cell vehicle and fuel supplying method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池搭載車両及びその燃料供給方法に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell vehicle and a fuel supply method thereof.
従来、燃料電池搭載車両、すなわち、燃料電池を搭載した車両においては、積層型の燃料電池によって発生させられた電力を電流として駆動モータに供給し、該駆動モータを駆動することによってトルクが発生させられるようになっている。 Conventionally, in a fuel cell-equipped vehicle, that is, a vehicle equipped with a fuel cell, electric power generated by the stacked fuel cell is supplied as current to a drive motor, and driving the drive motor generates torque. It is supposed to be.
そのために、前記車両に車載燃料電池システムが配設され、該車載燃料電池システムは、高圧水素ガス又は液体水素が貯蔵された燃料タンク、該燃料タンクから水素ガスが供給されるとともに空気が供給され、前記燃料電池を構成する燃料電池スタック、該燃料電池スタックから排出された空気、蒸気及び水から成る混合流中の蒸気を凝縮させる凝縮器等を備える。 For this purpose, an in-vehicle fuel cell system is provided in the vehicle, and the in-vehicle fuel cell system is a fuel tank in which high-pressure hydrogen gas or liquid hydrogen is stored, hydrogen gas is supplied from the fuel tank, and air is supplied. , A fuel cell stack constituting the fuel cell, a condenser for condensing the steam in the mixed flow composed of air, steam and water discharged from the fuel cell stack.
ところで、前記車載燃料電池システムは、車両の本体、すなわち、車両本体に配設されるようになっているので、車両の室内空間がその分狭くなってしまう。 By the way, since the said vehicle-mounted fuel cell system is arrange | positioned at the main body of a vehicle, ie, a vehicle main body, the indoor space of a vehicle will become narrow by that much.
そこで、車両の下部における車軸の中央に燃料電池スタックを配設するようにした車載燃料電池システムが提供されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、前記従来の車両においては、燃料電池スタックが車両の下部に配設されるので、燃料電池スタックの設計上の制約が大きい。 However, in the conventional vehicle, since the fuel cell stack is disposed in the lower part of the vehicle, the design restrictions on the fuel cell stack are large.
そこで、ホイール内に燃料電池スタック及び燃料タンクを配設することが考えられるが、その場合、燃料電池スタック及び燃料タンクの寸法が制限されてしまうので、車両の出力を大きくすることができない。 Therefore, it is conceivable to dispose the fuel cell stack and the fuel tank in the wheel. In this case, however, the dimensions of the fuel cell stack and the fuel tank are limited, so that the output of the vehicle cannot be increased.
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、車両の室内空間を広くすることができ、燃料電池スタックの設計上の制約を小さくすることができ、車両の出力を大きくすることができる燃料電池搭載車両及びその燃料供給方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional vehicle, can widen the interior space of the vehicle, can reduce the constraints on the design of the fuel cell stack, and can increase the output of the vehicle. An object of the present invention is to provide a vehicle equipped with a fuel cell and a fuel supply method thereof.
そのために、本発明の燃料電池搭載車両においては、車両本体と、該車両本体によって回転自在に支持された車輪と、該車輪のホイール内に配設された燃料電池スタックと、前記車両本体に搭載され、前記燃料電池スタックに供給するための燃料を貯蔵する燃料タンクと、連結条件が成立したかどうかを判断する連結条件成立判定処理手段と、前記連結条件が成立したときに、前記燃料電池スタックと燃料タンクとを連結する連結処理手段とを有する。 Therefore, in the vehicle equipped with the fuel cell of the present invention, the vehicle main body, the wheel rotatably supported by the vehicle main body, the fuel cell stack disposed in the wheel of the wheel, and the vehicle main body are mounted. A fuel tank for storing fuel to be supplied to the fuel cell stack, connection condition establishment determination processing means for determining whether a connection condition is established, and the fuel cell stack when the connection condition is established And a connecting processing means for connecting the fuel tank.
本発明の他の燃料電池搭載車両においては、さらに、前記連結条件成立判定処理手段は、燃料電池搭載車両が停止している場合に連結条件が成立したと判断する。 In another fuel cell vehicle according to the present invention, the connection condition establishment determination processing means determines that the connection condition is established when the fuel cell vehicle is stopped.
本発明の更に他の燃料電池搭載車両においては、さらに、車両本体側と車輪側との間において燃料供給路を断続するための断続機構部を有する。 Still another fuel cell-equipped vehicle of the present invention further includes an interrupting mechanism for interrupting the fuel supply path between the vehicle main body side and the wheel side.
そして、該断続機構部は、車両本体側に配設された第1の弁、車輪側に配設された第2の弁、及び前記第1、第2の弁間に配設され、管路を接離させるための連結装置を備える。 The intermittent mechanism is disposed between the first valve disposed on the vehicle body side, the second valve disposed on the wheel side, and the first and second valves, and a pipe line A connecting device is provided for contacting and separating.
本発明の更に他の燃料電池搭載車両においては、さらに、前記ホイール内において、車軸上に駆動モータが配設される。 In still another fuel cell vehicle according to the present invention, a drive motor is disposed on the axle in the wheel.
本発明の燃料電池搭載車両の燃料供給方法においては、車両本体、該車両本体によって回転自在に支持された車輪、該車輪のホイール内に配設された燃料電池スタック、及び前記車両本体に搭載され、前記燃料電池スタックに供給するための燃料を貯蔵する燃料タンクを有する燃料電池搭載車両に適用されるようになっている。 In the fuel supply method for a vehicle equipped with a fuel cell according to the present invention, the vehicle main body, a wheel rotatably supported by the vehicle main body, a fuel cell stack disposed in the wheel of the wheel, and the vehicle main body are mounted. The present invention is applied to a fuel cell vehicle having a fuel tank for storing fuel to be supplied to the fuel cell stack.
そして、連結条件が成立したかどうかを判断し、該連結条件が成立したときに、前記燃料電池スタックと燃料タンクとを連結する。 Then, it is determined whether or not a connection condition is satisfied. When the connection condition is satisfied, the fuel cell stack and the fuel tank are connected.
本発明によれば、燃料電池搭載車両においては、車両本体と、該車両本体によって回転自在に支持された車輪と、該車輪のホイール内に配設された燃料電池スタックと、前記車両本体に搭載され、前記燃料電池スタックに供給するための燃料を貯蔵する燃料タンクと、連結条件が成立したかどうかを判断する連結条件成立判定処理手段と、前記連結条件が成立したときに、前記燃料電池スタックと燃料タンクとを連結する連結処理手段とを有する。 According to the present invention, in a fuel cell-equipped vehicle, the vehicle main body, a wheel rotatably supported by the vehicle main body, a fuel cell stack disposed in the wheel of the wheel, and the vehicle main body are mounted. A fuel tank for storing fuel to be supplied to the fuel cell stack, connection condition establishment determination processing means for determining whether a connection condition is established, and the fuel cell stack when the connection condition is established And a connecting processing means for connecting the fuel tank.
この場合、車輪のホイール内に、燃料電池スタックが配設され、燃料タンクを配設する必要がないので、車両の室内空間を広くすることができ、燃料電池スタックの設計上の制約を小さくすることができる。また、燃料電池スタックの寸法が制限されることがない。したがって、車両の出力を大きくすることができる。 In this case, since the fuel cell stack is disposed in the wheel of the wheel and it is not necessary to dispose a fuel tank, the vehicle interior space can be widened, and the design constraints of the fuel cell stack are reduced. be able to. Further, the size of the fuel cell stack is not limited. Therefore, the output of the vehicle can be increased.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は本発明の実施の形態における車載燃料電池システムを示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an in-vehicle fuel cell system according to the embodiment of the present invention.
図において、11は積層型の燃料電池、本実施の形態においては、固体高分子型燃料電池(PEFC)を構成する燃料電池スタックであり、該燃料電池スタック11は、乗用車、バス、トラック、乗用カート、荷物用カート等の車両の車輪のうちの所定の車輪、本実施の形態においては、すべての車輪にエネルギー供給源として搭載される。この場合、燃料電池スタック11によって発生させられた電力を電流として、図示されない駆動モータに供給し、該駆動モータを駆動することによってトルクが発生させられ、各車輪が回転させられるようになっている。
In the figure,
また、14は前記燃料電池スタック11に燃料としての水素ガスを供給するための燃料供給系としての水素ガス供給系、22は、前記燃料電池スタック11に媒体としての、かつ、酸化剤としての空気を供給したり、前記燃料電池スタック11から、空気、蒸気及び水から成る混合流を排出したりするためのマニホルドである。前記燃料電池スタック11、水素ガス供給系14及びマニホルド22によって車載燃料電池システムが構成される。
本実施の形態においては、前記燃料電池スタック11に使用される燃料電池として固体高分子型燃料電池が使用されるようになっているが、該固体高分子型燃料電池に代えて、リン酸型燃料電池(PAFC)、固体酸化物型燃料電池(SOFC)、ヒドラジン型燃料電池、直接メタノール型燃料電池(DMFC)等を使用することができる。
In the present embodiment, a polymer electrolyte fuel cell is used as the fuel cell used in the
前記燃料電池スタック11は、図示されない複数のモジュール、絶縁材料によって形成され、前記各モジュールを挟んで配設されたインシュレータ等を備え、該インシュレータは、燃料電池スタック11の端子を構成する一対の図示されないターミナルを備える。
The
ところで、前記各モジュールにおいて、前記水素ガス供給系14によって供給された水素ガスの水素と、前記マニホルド22を介して供給された空気に含まれる酸素とが反応させられて水が生成されるとともに、反応に伴って電流が発生させられる。そのために、前記モジュールは、燃料電池スタック11の要素を構成する複数の薄い膜状の単位セルを積層し、互いに電気的に直列に接続することによって構成された集合体から成る。
Meanwhile, in each of the modules, hydrogen in the hydrogen gas supplied by the hydrogen
前記各単位セルは、固体高分子から成り、イオン、本実施の形態においては、水素イオンを透過する固体電解質としての電解質膜を挟んで、拡散層から成る空気極、及び反応層から成る燃料極(水素極)を配設することによって形成されたメンブレン・エレクトロード・アッセンブリ、並びに隣接する単位セルのメンブレン・エレクトロード・アッセンブリ間を分離させ、前記空気極に臨ませて空気流路を、前記燃料極に臨ませて燃料流路を形成するセパレータを備え、前記空気流路とマニホルド22とが連通させられる。
Each unit cell is made of a solid polymer, and in the present embodiment, an air electrode composed of a diffusion layer and a fuel electrode composed of a reaction layer with an electrolyte membrane serving as a solid electrolyte that permeates ions, hydrogen ions in this embodiment. The membrane electrode assembly formed by disposing the (hydrogen electrode) and the membrane electrode assembly of the adjacent unit cell are separated from each other, and the air channel is faced to the air electrode. A separator that forms a fuel flow path facing the fuel electrode is provided, and the air flow path and the
前記空気極及び燃料極における電解質膜と接触する面には、水素と酸素との反応を促進するために、カーボンに、白金系触媒及び固体高分子を混合してペースト状とした物質がある程度の厚さで均一に分散させられ、触媒層が形成される。なお、前記空気極に代えて酸素極を使用し、媒体としての、かつ、酸化剤としての純酸素を燃料電池スタック11に供給することもできる。
In order to promote the reaction between hydrogen and oxygen, the surface of the air electrode and the fuel electrode in contact with the electrolyte membrane contains a certain amount of a paste material obtained by mixing a platinum-based catalyst and a solid polymer with carbon. The catalyst layer is formed by uniformly dispersing in thickness. Note that an oxygen electrode may be used instead of the air electrode, and pure oxygen as a medium and as an oxidant may be supplied to the
また、前記セパレータにおける燃料極と面する側は、全周が、隣接するメンブレン・エレクトロード・アッセンブリに対して接着剤によって接着され、シールされる。したがって、シールされた部分の内側には、マトリックス状に突出させて複数の突起が形成され、各突起間に、燃料極に水素ガスを供給するための複数の水平な前記燃料流路が形成される。なお、71は燃料電池スタック11の起電圧を検出する複数の電圧検出部としての電圧センサ(V)である。
The entire surface of the separator facing the fuel electrode is adhered and sealed to the adjacent membrane electrode assembly with an adhesive. Therefore, a plurality of protrusions are formed inside the sealed portion so as to protrude in a matrix, and a plurality of horizontal fuel flow paths for supplying hydrogen gas to the fuel electrode are formed between the protrusions. The Reference numeral 71 denotes a voltage sensor (V) as a plurality of voltage detectors for detecting an electromotive voltage of the
前記水素ガス供給系14は、高圧水素ガス又は液体水素が貯蔵された燃料供給装置としての燃料タンク41、該燃料タンク41に接続され、燃料タンク41内から排出された水素ガスを燃料電池スタック11に供給するための第1の燃料供給路51、該第1の燃料供給路51と前記燃料電池スタック11との間を接続する第2の燃料供給路52、該第2の燃料供給路52と並列に形成され、第1の燃料供給路51と前記燃料電池スタック11との間を接続し、水素ガスを帰還させる燃料帰還路53、該燃料帰還路53に接続され、水素ガスを排出する燃料排出路54等を備える。前記燃料タンク41は、車両の本体、すなわち、車両本体の所定の箇所、例えば、車両の下部に配設される。なお、高圧水素ガスを燃料タンク41内に貯蔵する場合、燃料タンク41内の圧力は10気圧程度に、液体水素を燃料タンク41内に貯蔵する場合、燃料タンク41内の圧力は1気圧程度にされる。
The hydrogen
そして、前記第1の燃料供給路51に、燃料タンク41側から燃料電池スタック11側にかけて、第1の燃料供給路51に排出された水素ガスの圧力(一次圧力)を検出する第1の圧力検出器としての水素ガス圧センサ(P)42、前記第1の燃料供給路51に排出された水素ガスの圧力を調整する第1の燃料供給圧調整部としての調圧弁43A、燃料電池スタック11への水素ガスの供給量を調整する第1の燃料供給量調整部としての開閉弁44A、前記調圧弁43Aによって調整された水素ガスの圧力を更に調整する第2の燃料供給圧調整部としての調圧弁43B、前記開閉弁44Aによって調整された水素ガスの供給量を更に調整する第2の燃料供給量調整部としての開閉弁44B、該開閉弁44Bによって調整され、燃料電池スタック11に供給される直前の水素ガスの圧力(二次圧力)を検出する第2の圧力検出器としての水素ガス圧センサ(P)45が配設される。
Then, the first pressure for detecting the pressure (primary pressure) of the hydrogen gas discharged to the first
前記開閉弁44A、44Bは、水素ガスの供給量を調整するだけでなく、燃料電池スタック11への水素ガスの供給を行ったり、遮断したりする。なお、前記調圧弁43A、43Bは、水素ガスの圧力を段階的に低くするために配設されるが、調圧弁を必要に応じて三つ以上配設することができる。
The on-off valves 44 </ b> A and 44 </ b> B not only adjust the supply amount of hydrogen gas but also supply or shut off hydrogen gas to the
そして、前記第1の燃料供給路51における水素ガス圧センサ45より下流側には、車両本体側と車輪側との間において第1の燃料供給路51を断続するための断続機構部30が配設される。該断続機構部30は、車両本体側に配設された第1の弁としての開閉弁33、車輪側に配設された第2の弁としての開閉弁34、及び開閉弁33、34間に配設され、管路を接離させるための連結装置35を備える。
An interrupting mechanism 30 for interrupting the first
また、燃料帰還路53には、燃料電池スタック11側から燃料タンク41側にかけて、燃料濃度検出部としての水素濃度センサ(C)46、吸引ポンプ47及び逆止弁48が配設され、該逆止弁48と前記第1の燃料供給路51とが接続される。前記逆止弁48は、吸引ポンプ47側から水素ガス圧センサ45側に水素ガスが流れるのを許容し、水素ガス圧センサ45側から吸引ポンプ47側に水素ガスが流れるのを阻止する。
The
そして、前記燃料帰還路53における吸引ポンプ47と逆止弁48との間に前記燃料排出路54が接続され、該燃料排出路54に、燃料帰還路53側から順に、逆止弁55及び排出電磁弁56が配設される。前記逆止弁55は、吸引ポンプ47側から排出電磁弁56側に水素ガスが流れるのを許容し、排出電磁弁56側から吸引ポンプ47側に水素ガスが流れるのを阻止する。
The
なお、本実施の形態においては、燃料供給装置として前記燃料タンク41が使用されるようになっているが、該燃料タンク41に代えて、水素ガスが充填(てん)された水素吸蔵合金を収容する水素吸蔵合金タンクを使用することができる。その場合、前記水素吸蔵合金は、常温下で水素ガスを放出し、低温下で水素ガスを吸蔵する性質を有するので、調圧弁43A、43Bの開度を変えるだけで水素ガスの圧力を調整することができる。なお、寒冷地においては、車両が極めて低温の環境下に置かれることになるので、水素吸蔵合金は水素ガスを放出しなくなる。そこで、外気の温度が設定値より低くなると、加熱部としての図示されないヒータが通電され、水素吸蔵合金が加熱される。
In the present embodiment, the
また、改質装置によってメタノール、ガソリン等を改質して水素ガスを生成し、供給することもできるが、車両の高負荷運転時にも安定して十分な量の水素ガスを供給することができるようにするためには、前記燃料タンク41を使用するのが好ましい。
In addition, it is possible to generate and supply hydrogen gas by reforming methanol, gasoline, etc. by a reformer, but it is possible to supply a sufficient amount of hydrogen gas stably even during high-load operation of the vehicle. In order to do so, the
次に、前記燃料電池スタック11の搭載状態について説明する。
Next, the mounting state of the
図3は本発明の実施の形態における燃料電池スタックの搭載状態を示す斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view showing a mounted state of the fuel cell stack according to the embodiment of the present invention.
図において、11は回転自在に配設された燃料電池スタックであり、該燃料電池スタック11は、前記燃料電池スタック11の円周方向において、放射状に、かつ、等ピッチ角で配設され、矩(く)形の形状を有する単位セルを径方向に積層することによって直方体の形状に形成された複数のスタック部Sti(i=1、2、…、n)を備え、該各スタック部Sti間には、断面が「V」字状の形状を有する隙(すき)間31が形成される。なお、各スタック部Stiによって、車両本体に対して回転自在に支持された車輪21のスポーク部分が構成される。
In the figure,
また、23は、車両本体に対して回転自在に配設され、図示されない車軸に取り付けられた環状体から成るホイールであり、該ホイール23は、車輪21を径方向における内側及び外側に分割し、前記ホイール23の内側に前記燃料電池スタック11、マニホルド22(図2)、第2の燃料供給路52、燃料帰還路53、燃料排出路54、電動機械としての駆動モータ65等が収容され、ホイール23の外側にタイヤ24が取り付けられる。前記駆動モータ65は、各ホイール23の車軸上に配設され、燃料電池スタック11から供給された電流を受けて駆動され、回転を発生させ、ホイールに伝達する。なお、前記タイヤ24より径方向内方の外側には、前記燃料電池スタック11を包囲して図示されないホイールキャップが取り付けられ、該ホイールキャップは、燃料電池スタック11及び駆動モータ65が損傷を受けることがないように保護する。
本実施の形態において、前記各スタック部Stiの外側の端面Sfが給排口としての空気取入口及びマニホルド22として機能し、前記端面Sfの全体から空気を取り込むことができる。また、前記各スタック部Stiの他方の端面Srが混合流の排出口として機能し、前記端面Srの全体から混合流を排出することができる。 In the present embodiment, the outer end surface Sf of each stack portion Sti functions as an air intake and manifold 22 as a supply / discharge port, and air can be taken in from the entire end surface Sf. Further, the other end surface Sr of each stack portion Sti functions as a mixed flow discharge port, and the mixed flow can be discharged from the entire end surface Sr.
ところで、前記各スタック部Stiの各単位セルにおいて、径方向の内側に空気極を、外側に燃料極を形成するのが好ましい。前記車載燃料電池システムを使用して電流を発生させる場合、通常、水素イオンが電解質膜を透過するのに伴って、水が燃料極側から空気極側に移動し、燃料極側は乾燥しやすい状態に置かれる。 By the way, in each unit cell of each stack part Sti, it is preferable to form an air electrode inside in the radial direction and a fuel electrode outside. When current is generated using the in-vehicle fuel cell system, normally, as hydrogen ions permeate the electrolyte membrane, water moves from the fuel electrode side to the air electrode side, and the fuel electrode side tends to dry. Put in state.
ところが、本実施の形態においては、車輪21の回転に伴って、電解質膜中の水に遠心力が加わり、空気極側から燃料極側に移動する。したがって、燃料極側が乾燥するのを防止することができ、燃料電池スタック11の効率を高くすることができる。
However, in the present embodiment, as the
また、前記燃料電池スタック11の外側の端面の中心部に、駆動モータ65を包囲して、電気導電性の高い材料から成る環状体としての集電リング32が配設される。該集電リング32は、燃料電池スタック11を側面から押さえる押えとして機能するほかに、集電装置として機能する。なお、前記集電リング32は、正の極性側になり、ホイール23が負の極性側になって燃料電池スタック11が発生した電流を取り込むことができる。
In addition, a
このように、ホイール23内に、燃料電池スタック11が配設され、燃料タンク41を配設する必要がないので、車両の室内空間を広くすることができ、燃料電池スタック11の設計上の制約を小さくすることができる。また、燃料電池スタック11の寸法が制限されることがない。したがって、車両の出力を大きくすることができる。
Thus, since the
さらに、燃料タンク41を車両本体における1箇所に配設することができるので、燃料タンク41に水素ガスを補給するのが容易になる。また、ホイール23の寸法に関係なく、燃料タンク41を設計することができるので、燃料タンク41の容量を大きくし、航続距離を長くすることができる。
Furthermore, since the
次に、燃料タンク41の搭載状態及び水素ガスの供給方法について説明する。
Next, the mounting state of the
図1は本発明の実施の形態における車両の第1の状態を示す概念図、図4は本発明の実施の形態における車両の要部を示す斜視図、図5は本発明の実施の形態における車両の第2の状態を示す概念図、図6は本発明の実施の形態における車両の制御ブロック図、図7は本発明の実施の形態における連結装置の連結解除状態を示す図、図8は本発明の実施の形態における連結装置の連結状態を示す図、図9は本発明の実施の形態における連結装置の連結解除状態への移行時の状態を示す図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first state of a vehicle in an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view showing a main part of the vehicle in the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is in the embodiment of the present invention. Fig. 6 is a conceptual diagram showing a second state of the vehicle, Fig. 6 is a control block diagram of the vehicle in the embodiment of the present invention, Fig. 7 is a diagram showing a connection release state of the coupling device in the embodiment of the present invention, and Fig. 8 The figure which shows the connection state of the connection apparatus in embodiment of this invention, FIG. 9 is a figure which shows the state at the time of transfer to the connection cancellation | release state of the connection apparatus in embodiment of this invention.
図において、21は車輪、60は車両本体、61は車両本体60に配設され、各車輪21を支持する車輪支持体、63はアッパアーム、64は第1のロワアーム、66は第2のロワアーム、67はトーコントロールアーム、72は付勢部材としてのスプリング、73は衝撃吸収体としてのショックアブソーバである。
In the figure, 21 is a wheel, 60 is a vehicle main body, 61 is disposed on the vehicle
また、35は車両本体60と各車輪21との管を選択的に連結する電磁式の連結装置、41は燃料タンク、75は開閉弁33(図2)を収容する弁収容部、76は、前記開閉弁33から各車輪21に向けて延在させられ、水素ガスを燃料電池スタック11に供給する燃料供給管であり、該燃料供給管76は先端に蛇腹によって伸縮自在に形成された伸縮部77を備える。燃料タンク41からの水素ガスは、燃料供給管76を通って車輪21内に進入し、燃料電池スタック11に供給される。
Further, 35 is an electromagnetic coupling device that selectively couples the pipes of the
ところで、車両が走行している間は、車両本体60に対して各車輪21が回転するので、燃料タンク41から各燃料電池スタック11に水素ガスを供給しようとすると、回転に伴って摺(しゅう)動する回転摺動部において、水素ガスが漏れる可能性がある。
By the way, since each
そこで、本実施の形態においては、車両が停止している場合にだけ、各燃料タンク41から各燃料電池スタック11に水素ガスを供給し、車両が走行している場合には、各燃料タンク41から各燃料電池スタック11に水素ガスを供給しないようにしている。
Therefore, in the present embodiment, hydrogen gas is supplied from each
そのために、図6に示されるように、制御部81が配設され、該制御部81に、前記開閉弁33を開閉するためのソレノイドSL1、開閉弁34を開閉するためのソレノイドSL2、連結装置35において、移動部材としての係脱子84を移動させるためのソレノイドSL3、駆動モータ(M)65、車速検出部としての車速センサ82等が接続される。
For this purpose, as shown in FIG. 6, a
また、図7に示されるように、第1の連結要素としての、かつ、雄側要素としての筒状の管部材101が車輪支持体61から車両本体60側に向けて突出させて形成され、前記管部材101と燃料電池スタック11の各スタック部Sti(図3)とが開閉弁34を介して連通させられる。前記管部材101の外周面には、第1の係合部としての環状の突起102が形成される。
Further, as shown in FIG. 7, a
また、前記伸縮部77の先端には、第2の連結要素としての、かつ、雌側要素としての筒状の管ユニット103が取り付けられる。該管ユニット103には、管部材105、及び該管部材105内における伸縮部77側の端部に配設された第1、第2のシール部材としてのOリング106、107が取り付けられ、前記管部材105内の先端部に、可撓(とう)性の材料で形成された締結部材としての環状の締結リング111が軸方向に移動自在に配設される。
In addition, a
前記締結リング111は、筒状部113、及び該筒状部113の車輪21側の端部において径方向外方に向けて突出させて形成されたフランジ部114を備え、前記筒状部113における伸縮部77側の端部に、前記突起102と係合自在に、第2の係合部としての環状の膨出部115が形成される。
The
そして、前記管部材101及び管ユニット103の径方向外方には、前記係脱子84が移動自在に配設される。該係脱子84は、軸方向に延在させて配設された移動子121、及び該移動子121における管部材101側の端部において、管部材101に向けて突出させて形成された連結解除部122、及び移動子121における管ユニット103側の端部において、管ユニット103に向けて突出させて形成された連結部123を備える。
The engagement /
そして、前記制御部81の図示されない連結条件成立判定処理手段は、連結条件成立判定処理を行い、車両が停止しているかどうかによって連結条件が成立しているかどうかを判断する。そのために、連結条件成立判定処理手段は、車速センサ82によって検出された車速を読み込み、車速が所定の閾(しきい)値より低いかどうかを判断し、車速が閾値より低い場合、車両は停止していて、連結条件が成立していると判断し、車速が閾値以上である場合、車両は走行していて、連結条件が成立していないと判断する。そして、連結条件が成立している場合、制御部81の図示されない連結処理手段は、連結処理を行い、ソレノイドSL3を駆動し、係脱子84を車輪21側に向けて移動させる。これに伴って、連結部123が管部材105の所定の箇所、本実施の形態においては、伸縮部77側の端部に係止され、伸縮部77を伸長させながら、管部材105を車輪21側に向けて移動させる。
A connection condition establishment determination processing unit (not shown) of the
そして、図8に示されるように、管部材105内に管部材101が進入し、突起102が筒状部113の膨出部115を径方向外方に向けて押し広げ、膨出部115を乗り越えて移動し、管部材101の先端がOリング107に当接すると、係脱子84は停止させられる。このとき、管部材101の外周面はOリング106によって、管部材101の先端はOリング107によってシールされる。
Then, as shown in FIG. 8, the
このようにして、連結装置35を連結状態に置くことができ、図5に示されるように、燃料タンク41と車輪21とは連結される。
In this way, the connecting
次に、前記制御部81の図示されない燃料供給処理手段は、燃料供給処理を行い、ソレノイドSL1、SL2を駆動して、開閉弁33、34を開放する。したがって、燃料タンク41から供給された水素ガスが燃料電池スタック11に送られる。
Next, fuel supply processing means (not shown) of the
この状態において、運転者が図示されないアクセルペダルを踏み込むと、駆動モータ65が駆動され、車両が発進させられ、走行させられる。これに伴って、車速が所定の閾値以上になると、前記連結条件成立判定処理手段は、車両が走行していて、連結条件が成立していないと判断する。そして、前記燃料供給処理手段は、ソレノイドSL1、SL2の駆動を停止させて、開閉弁33、34を閉鎖する。したがって、水素ガスの燃料電池スタック11への供給が遮断される。
In this state, when the driver depresses an accelerator pedal (not shown), the
続いて、制御部81の図示されない連結解除処理手段は、連結解除処理を行い、ソレノイドSL3を駆動し、係脱子84を伸縮部77側に向けて移動させる。これに伴って、連結部123が管部材105の所定の箇所、本実施の形態においては、車輪21側の端部に係止され、伸縮部77を収縮させながら、管部材105を伸縮部77側に向けて移動させる。
Subsequently, a connection release processing means (not shown) of the
そして、図9に示されるように、管部材105内から管部材101が退出し、突起102が筒状部113の膨出部115を径方向外方に向けて押し広げ、膨出部115を乗り越えて移動し、図7に示されるように、管部材101の先端が管ユニット103から離れると、係脱子84は停止させられる。
Then, as shown in FIG. 9, the
このようにして、連結装置35を連結解除状態に置くことができ、図1に示されるように、燃料タンク41と車輪21との連結が解除される。
In this way, the connecting
このように、車両の走行時において、燃料タンク41と車輪21との連結が解除されるので、車輪21の回転が燃料供給管76によって妨げられることはない。また、車両の走行時には、燃料タンク41の水素ガスは燃料電池スタック11に供給されないので、水素ガスが漏れることがない。
As described above, since the connection between the
そして、車両を停止させている間に、燃料供給管76と車輪21とが連結されるので、連結を強固に行うことができる。したがって、水素ガスの圧力が高くても、水素ガスが漏れることがない。
Since the
本実施の形態においては、ソレノイドSL3を駆動することによって作動させられる連結装置35が使用されるようになっているが、該連結装置35に代えて、ねじ込み式の連結装置、機械式カップリング等を使用することができる。
In the present embodiment, a connecting
また、本実施の形態においては、車両が停止しているかどうかによって連結条件が成立しているかどうかを判断するようになっているが、車両が旋回していないかどうかによって連結条件が成立しているかどうかを判断することができる。その場合、連結条件成立判定処理手段は、舵角検出部としての舵角センサによって検出された舵角を読み込み、舵角が閾値より小さいかどうかを判断し、舵角が閾値より小さい場合、車両が旋回していないと判断し、連結条件が成立すると判断する。 Further, in the present embodiment, it is determined whether or not the connection condition is satisfied depending on whether or not the vehicle is stopped, but the connection condition is satisfied depending on whether or not the vehicle is turning. It can be determined whether or not. In that case, the connection condition establishment determination processing means reads the rudder angle detected by the rudder angle sensor as the rudder angle detector, determines whether or not the rudder angle is smaller than the threshold, and if the rudder angle is smaller than the threshold, Is determined not to turn, and it is determined that the connection condition is satisfied.
11 燃料電池スタック
21 車輪
23 ホイール
30 断続機構部
33、34 開閉弁
35 連結装置
41 燃料タンク
51 第1の燃料供給路
60 車両本体
65 駆動モータ
81 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
A vehicle main body, a wheel rotatably supported by the vehicle main body, a fuel cell stack disposed in the wheel of the wheel, and a fuel mounted on the vehicle main body and supplied to the fuel cell stack are stored In a fuel supply method for a fuel cell-equipped vehicle having a fuel tank, it is determined whether a connection condition is satisfied, and the fuel cell stack and the fuel tank are connected when the connection condition is satisfied. A fuel supply method for a vehicle equipped with a fuel cell.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005322222A JP2007129872A (en) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Fuel cell vehicle and fuel supplying method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=38152062
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007129872A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020187944A (en) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | 株式会社日立製作所 | In-wheel electric system |
JP2020533749A (en) * | 2017-09-25 | 2020-11-19 | エルジー・ケム・リミテッド | Electric car |
-
2005
- 2005-11-07 JP JP2005322222A patent/JP2007129872A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11325502B2 (en) | 2017-09-25 | 2022-05-10 | Lg Chem, Ltd. | Electric vehicle |
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