JP2010153104A - Fuel cell system - Google Patents

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一教 福間
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system for sufficiently utilizing its functions. <P>SOLUTION: This fuel cell system 1 includes a fuel cell 10 to generate power by reacting a hydrogen gas with air, and an air pump 21 to supply air to the fuel cell 10 through an air supply route 41. The fuel cell system 1 includes a branch route 412 to branch air flowing in the air supply route 41, and with the fuel cell 10 stopped, the branch route 412 is connected to an external apparatus and the air pump 21 is driven. Thereby, air supplied from the air pump 21 is supplied to the external apparatus. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。詳しくは、燃料電池車両に搭載される燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system. Specifically, the present invention relates to a fuel cell system mounted on a fuel cell vehicle.

近年、自動車の新たな動力源として燃料電池システムが注目されている。燃料電池システムは、例えば、水素ガスと空気とを化学反応させて発電する燃料電池と、この燃料電池に空気を供給する空気供給手段と、燃料電池に水素ガスを供給する水素供給手段と、燃料電池システムで発電した電力により車輪を駆動するモータと、を備える。   In recent years, fuel cell systems have attracted attention as a new power source for automobiles. The fuel cell system includes, for example, a fuel cell that generates electricity by chemically reacting hydrogen gas and air, an air supply unit that supplies air to the fuel cell, a hydrogen supply unit that supplies hydrogen gas to the fuel cell, a fuel And a motor for driving the wheels by the electric power generated by the battery system.

燃料電池は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。ここで、各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成され、膜電極構造体は、アノード電極（陰極）およびカソード電極（陽極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。
空気供給手段は、燃料電池のカソード電極側の入口に接続されたエア供給路と、このエア供給路に空気を供給するエアポンプと、燃料電池１０のカソード電極側の出口に接続されたエア排出路と、を備えている。 The fuel cell has, for example, a stack structure in which several tens to several hundreds of cells are stacked. Here, each cell is configured by sandwiching a membrane electrode structure (MEA) between a pair of separators. The membrane electrode structure includes two electrodes, an anode electrode (cathode) and a cathode electrode (anode), and these electrodes. And a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between the two.
The air supply means includes an air supply path connected to an inlet on the cathode electrode side of the fuel cell, an air pump for supplying air to the air supply path, and an air discharge path connected to an outlet on the cathode electrode side of the fuel cell 10. And.

ところで、燃料電池車両の走行時に、以上の燃料電池システムを、モータの駆動だけではなく、その他の機器の駆動にも利用して、車両走行の安全性や信頼性を向上させることが提案されている。
例えば、車両の走行時に、エアポンプから供給される空気を分岐して、フロントガラスの清掃、走行路面の清掃、タイヤ圧の調整にも用いることが提案されている（特許文献１参照）。
また、車両の走行時に、燃料電池からエア排出路に排出されるエアオフガスを、エアサスペンションやタイヤ圧の調整に用いることが提案されている（特許文献２参照）。
特開２００３−１２３８２２号公報 特開２００７−１６４９９９号公報 By the way, it has been proposed to improve the safety and reliability of vehicle traveling by using the above fuel cell system not only for driving a motor but also for driving other devices when the fuel cell vehicle is traveling. Yes.
For example, it has been proposed that air supplied from an air pump is branched when the vehicle travels, and is used for windshield cleaning, traveling road surface cleaning, and tire pressure adjustment (see Patent Document 1).
In addition, it has been proposed to use air off gas discharged from the fuel cell to the air discharge path when the vehicle is running for adjusting the air suspension and the tire pressure (see Patent Document 2).
JP 2003-123822 A JP 2007-164999 A

しかしながら、上述の特許文献１、２に示された燃料電池システムでは、車両走行時に、エアポンプから供給されるエアを、燃料電池による発電以外に車両走行に係る機器の駆動に利用するのみである。よって、燃料電池システムの有する機能を十分に活用しているとはいえない。   However, in the fuel cell systems disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above, when the vehicle travels, the air supplied from the air pump is only used to drive equipment related to vehicle travel other than power generation by the fuel cell. Therefore, it cannot be said that the functions of the fuel cell system are fully utilized.

本発明は、システムの有する機能を十分に活用できる燃料電池システムを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the fuel cell system which can fully utilize the function which a system has.

本発明の燃料電池システム（例えば、後述の燃料電池システム１）は、水素ガスと空気とを反応させて発電する燃料電池（例えば、後述の燃料電池１０）と、空気供給路（例えば、後述のエア供給路４１）を介して前記燃料電池に空気を供給するポンプ（例えば、後述のエアポンプ２１）と、を備える燃料電池システムであって、前記空気供給路に通流する空気を分岐する分岐手段を備え、前記燃料電池が停止した状態で、前記分岐手段を外部機器に接続し、前記ポンプを駆動することで、前記ポンプから供給される空気を前記外部機器に供給することを特徴とする。   A fuel cell system of the present invention (for example, a fuel cell system 1 described later) includes a fuel cell (for example, a fuel cell 10 described later) that generates electric power by reacting hydrogen gas and air, and an air supply path (for example, described later). A fuel cell system comprising a pump (for example, air pump 21 described later) for supplying air to the fuel cell via an air supply path 41), and branching means for branching the air flowing through the air supply path In the state where the fuel cell is stopped, the branching unit is connected to an external device, and the pump is driven to supply air supplied from the pump to the external device.

この発明によれば、燃料電池が停止した状態で、分岐手段を外部機器に接続し、ポンプを駆動することで、外部機器にポンプから供給される空気を供給する。燃料電池システムに用いられるポンプは、高圧、大流量のポンプである場合が多いので、この燃料電池システムに接続する外部機器を取り替えることで、燃料電池による発電以外の多くの目的に燃料電池システムを利用して、このシステムの機能を十分に活用できる。   According to the present invention, the air supplied from the pump is supplied to the external device by connecting the branching means to the external device and driving the pump while the fuel cell is stopped. Pumps used in fuel cell systems are often high-pressure, large-flow pumps. Therefore, by replacing external devices connected to this fuel cell system, the fuel cell system can be used for many purposes other than power generation by the fuel cell. You can fully utilize the functions of this system.

例えば、燃料電池システムを搭載した燃料電池車両を車庫に停止させ、エアトルクレンチやエアジャッキなどの車両整備に係る機器の駆動源として空気を供給して、燃料電池車両を容易にメンテナンスできる。あるいは、ポンプから供給される空気を、車両のタイヤ、自転車のタイヤ、および浮き輪などのエア充填装置に利用することもできる。また、ブロワーや塗装のエアブラシなどの空気供給源として利用することもできる。   For example, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system can be stopped in a garage, and air can be supplied as a drive source for equipment related to vehicle maintenance such as an air torque wrench and an air jack, so that the fuel cell vehicle can be easily maintained. Alternatively, the air supplied from the pump can be used for air filling devices such as vehicle tires, bicycle tires, and floats. It can also be used as an air supply source such as a blower or a paint airbrush.

この場合、前記燃料電池で発電した電力を蓄電する蓄電手段（例えば、後述のバッテリ２）を備え、前記ポンプは、当該蓄電手段に蓄電された電力により駆動することが好ましい。   In this case, it is preferable that a power storage unit (for example, a battery 2 described later) that stores the power generated by the fuel cell is provided, and the pump is driven by the power stored in the power storage unit.

蓄電手段としては、例えば、バッテリやキャパシタが挙げられる。
この発明によれば、ポンプを蓄電手段に蓄電された電力により駆動したので、ポンプを駆動するために外部に電源を用意する必要がなく、ポンプを空気供給源として容易に利用できる。 Examples of the power storage means include a battery and a capacitor.
According to the present invention, since the pump is driven by the electric power stored in the power storage means, it is not necessary to prepare an external power source for driving the pump, and the pump can be easily used as an air supply source.

また、前記ポンプは、前記燃料電池システムの外部の電源から供給された電力により駆動してもよい。   The pump may be driven by electric power supplied from a power source external to the fuel cell system.

外部の電源としては、例えば、家庭用電源が挙げられる。
この発明によれば、ポンプを燃料電池システムの外部の電源から供給された電力により駆動したので、ポンプを駆動するためにシステムに搭載されたバッテリやキャパシタを利用する必要がなく、燃料電池を起動する際の電力をさらに確保できる。 An example of the external power supply is a household power supply.
According to the present invention, since the pump is driven by the power supplied from the power supply external to the fuel cell system, it is not necessary to use the battery and the capacitor mounted in the system to drive the pump, and the fuel cell is activated. It is possible to further secure power when doing so.

この場合、前記分岐手段は、前記空気供給路から分岐した分岐路（例えば、後述の分岐路４１２）と、前記空気供給路の分岐点（例えば、後述の分岐点４１１）と前記燃料電池との間に設けられた締め切り弁（例えば、後述の締め切り弁４１９）と、を備えること
ことが好ましい。 In this case, the branching means includes a branch path branched from the air supply path (for example, a branch path 412 described later), a branch point of the air supply path (for example, a branch point 411 described later), and the fuel cell. It is preferable to provide a cutoff valve (for example, a cutoff valve 419 described later) provided therebetween.

この発明によれば、空気供給路の分岐点と燃料電池との間に締め切り弁を設けたので、燃料電池の発電を停止した状態でポンプを駆動する際に、締め切り弁を閉じることで、燃料電池への空気の供給を確実に封止できる。   According to this invention, since the cutoff valve is provided between the branch point of the air supply path and the fuel cell, when the pump is driven in a state where the power generation of the fuel cell is stopped, the cutoff valve is closed to The air supply to the battery can be reliably sealed.

この場合、前記分岐手段は、前記分岐路の先端に設けられて前記外部機器に接続されるコネクタ（例えば、後述のクイックコネクタ４１３）と、前記分岐路に設けられた逆止弁（例えば、後述の逆止弁４１４、４１６、４１８）と、をさらに備えることが好ましい。   In this case, the branching means includes a connector (for example, a quick connector 413 described later) provided at the tip of the branch path and connected to the external device, and a check valve (for example, described later) provided in the branch path. And check valves 414, 416, 418).

この発明によれば、分岐路に逆止弁を設けたので、ポンプから供給された空気が逆流したり、外部からの異物がポンプや燃料電池に侵入したりするのを防止できる。   According to the present invention, since the check valve is provided in the branch path, it is possible to prevent the air supplied from the pump from flowing back and foreign matters from entering the pump and the fuel cell.

この場合、前記分岐手段は、前記分岐路の分岐点と前記コネクタとの間に設けられた第２の締め切り弁（例えば、後述の締め切り弁４１７）をさらに備えることが好ましい。   In this case, it is preferable that the branching unit further includes a second cutoff valve (for example, a cutoff valve 417 described later) provided between the branch point of the branch path and the connector.

この発明によれば、分岐路の分岐点とコネクタとの間に締め切り弁を設けた。よって、外部機器に空気を供給しない場合に、締め切り弁を閉じることで、空気が外部に漏れるのを防止できる。   According to the present invention, the shutoff valve is provided between the branch point of the branch path and the connector. Therefore, when air is not supplied to the external device, the air can be prevented from leaking to the outside by closing the shutoff valve.

この場合、前記外部機器は、エアトルクレンチ、エアジャッキ、およびタイヤのエア充填装置の中から選択した１つであることが好ましい。   In this case, it is preferable that the external device is one selected from an air torque wrench, an air jack, and a tire air filling device.

この場合、燃料電池システムは、車両に搭載されていることが好ましい。   In this case, the fuel cell system is preferably mounted on the vehicle.

この発明によれば、燃料電池システムを車両に搭載したので、燃料電池による発電した電力により車両を走行させることで、燃料電池システムを外部機器の近傍に容易に運搬できるから、外部機器を移動する必要が無く、ポンプを空気供給源として容易に利用できる。   According to the present invention, since the fuel cell system is mounted on the vehicle, the fuel cell system can be easily transported to the vicinity of the external device by running the vehicle with the electric power generated by the fuel cell. There is no need, and the pump can be easily used as an air supply source.

この場合、前記車両が停止した状態で、前記ポンプから供給される空気を前記外部機器に供給することが好ましい。   In this case, it is preferable to supply air supplied from the pump to the external device in a state where the vehicle is stopped.

この発明によれば、車両が停止した状態で、ポンプから供給される空気を外部機器に供給したので、上述のように、車両走行に係る機器以外の機器、つまり、日常生活に利用される機器を駆動できる。   According to the present invention, since the air supplied from the pump is supplied to the external device while the vehicle is stopped, as described above, the device other than the device related to the vehicle traveling, that is, the device used in daily life. Can be driven.

この場合、前記分岐手段は、前記ポンプから供給される空気を貯留するタンク（例えば、後述のタンク４１５）をさらに備えることが好ましい。   In this case, it is preferable that the branching unit further includes a tank (for example, a tank 415 described later) that stores air supplied from the pump.

この発明によれば、タンクを設けたので、ポンプから供給される空気を一旦タンクに貯留し、この貯留した空気を外部機器に供給することにより、供給される空気の脈動を防止できる。   According to the present invention, since the tank is provided, the air supplied from the pump is temporarily stored in the tank, and the stored air is supplied to the external device, whereby the pulsation of the supplied air can be prevented.

本発明によれば、燃料電池が停止した状態で、分岐手段を外部機器に接続し、ポンプを駆動することで、外部機器にポンプから供給される空気を供給する。よって、燃料電池システムに接続する外部機器を取り替えることで、燃料電池による発電以外の多くの目的に燃料電池システムを利用して、システムの機能を十分に活用できる。   According to the present invention, the air supplied from the pump is supplied to the external device by connecting the branching means to the external device and driving the pump while the fuel cell is stopped. Therefore, by replacing the external device connected to the fuel cell system, the function of the system can be fully utilized by using the fuel cell system for many purposes other than the power generation by the fuel cell.

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システム１のブロック図である。
燃料電池システム１は、車両に搭載され、車輪を駆動する図示しないモータと、水素ガスとエア（空気）とを反応させて発電を行う燃料電池１０と、この燃料電池１０に水素ガスおよびエアを供給する供給装置２０と、燃料電池１０で発電した電力を蓄電しモータに電力を供給する蓄電手段としてのバッテリ２と、これらを制御する制御装置３０と、を有する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a fuel cell system 1 according to an embodiment of the present invention.
The fuel cell system 1 is mounted on a vehicle, a motor (not shown) that drives wheels, a fuel cell 10 that generates electricity by reacting hydrogen gas and air (air), and hydrogen gas and air to the fuel cell 10. It has a supply device 20 to supply, a battery 2 as power storage means for storing electric power generated by the fuel cell 10 and supplying electric power to the motor, and a control device 30 for controlling them.

このような燃料電池１０は、アノード電極（陰極）側にアノードガスとしての水素ガスが供給され、カソード電極（陽極）側にカソードガスとしての酸素を含むエアが供給されると、電気化学反応により発電する。   In such a fuel cell 10, when hydrogen gas as an anode gas is supplied to the anode electrode (cathode) side and air containing oxygen as the cathode gas is supplied to the cathode electrode (anode) side, an electrochemical reaction occurs. Generate electricity.

燃料電池１０で発電された電力は、バッテリ２およびモータに供給され、バッテリ２は、燃料電池１０で発電した電力を蓄電しておき、燃料電池１０の発電が停止している場合や燃料電池１０の出力電圧が低下した場合に、モータに電力を供給する。   The electric power generated by the fuel cell 10 is supplied to the battery 2 and the motor. The battery 2 stores the electric power generated by the fuel cell 10 and the fuel cell 10 stops generating power or the fuel cell 10 When the output voltage of the motor drops, power is supplied to the motor.

供給装置２０は、燃料電池１０のカソード電極側にエアを供給するエアポンプ２１と、アノード電極側に水素ガスを供給する水素タンク２２と、燃料電池１０から排出されるガスを処理する希釈器２３と、燃料電池１０に供給されるエアを加湿する加湿器２４と、を含んで構成される。   The supply device 20 includes an air pump 21 that supplies air to the cathode electrode side of the fuel cell 10, a hydrogen tank 22 that supplies hydrogen gas to the anode electrode side, and a diluter 23 that processes the gas discharged from the fuel cell 10. And a humidifier 24 for humidifying the air supplied to the fuel cell 10.

エアポンプ２１は、空気供給路としてのエア供給路４１を介して、燃料電池１０のカソード電極側に接続されている。
このエアポンプ２１には、上述のバッテリ２と、燃料電池システム１の外部の電源に接続可能なコネクタ３と、が接続されている。 The air pump 21 is connected to the cathode electrode side of the fuel cell 10 via an air supply path 41 as an air supply path.
The air pump 21 is connected to the above-described battery 2 and a connector 3 that can be connected to an external power source of the fuel cell system 1.

エア供給路４１には、エア供給路４１から分岐点４１１で分岐して、このエア供給路４１に通流するエアを分岐する分岐手段としての分岐路４１２が設けられている。   The air supply path 41 is provided with a branch path 412 as a branching means that branches from the air supply path 41 at a branch point 411 and branches the air flowing through the air supply path 41.

分岐路４１２の先端には、外部機器に容易に接続可能なクイックコネクタ４１３が設けられている。
また、分岐路４１２の分岐点４１１とクイックコネクタ４１３との間には、分岐点４１１側から順に、逆止弁４１４、タンク４１５、逆止弁４１６、締め切り弁４１７、逆止弁４１８が設けられている。
このタンク４１５は、エアポンプ２１から供給されるエアを貯留するものである。 A quick connector 413 that can be easily connected to an external device is provided at the tip of the branch path 412.
Further, a check valve 414, a tank 415, a check valve 416, a shutoff valve 417, and a check valve 418 are provided between the branch point 411 of the branch path 412 and the quick connector 413 in order from the branch point 411 side. ing.
The tank 415 stores air supplied from the air pump 21.

燃料電池１０のカソード電極側には、エア排出路４２が接続され、このエア排出路４２の途中には、上述の希釈器２３が設けられる。   An air discharge path 42 is connected to the cathode electrode side of the fuel cell 10, and the diluter 23 described above is provided in the middle of the air discharge path 42.

水素タンク２２は、水素供給路４３を介して、燃料電池１０のアノード電極側に接続されている。
燃料電池１０のアノード電極側には、水素排出路４４が接続され、この水素排出路４４は、希釈器２３に接続される。 The hydrogen tank 22 is connected to the anode electrode side of the fuel cell 10 through a hydrogen supply path 43.
A hydrogen discharge path 44 is connected to the anode electrode side of the fuel cell 10, and this hydrogen discharge path 44 is connected to the diluter 23.

エア供給路４１およびエア排出路４２の途中には、上述の加湿器２４が設けられる。加湿器２４は、中空糸膜を介して、エア排出路４２を流れるエアオフガスに含まれる水分を、エア供給路４１を流れるエアに移動させることにより、燃料電池１０に供給されるエアを加湿する。
エア供給路４１の分岐点４１１と加湿器２４との間には、分岐手段としての締め切り弁４１９が設けられている。
また、エア排出路４２の加湿器２４と希釈器２３との間には、締め切り弁４２１が設けられている。 The humidifier 24 described above is provided in the middle of the air supply path 41 and the air discharge path 42. The humidifier 24 humidifies the air supplied to the fuel cell 10 by moving the moisture contained in the air off gas flowing through the air discharge passage 42 to the air flowing through the air supply passage 41 via the hollow fiber membrane.
Between the branch point 411 of the air supply path 41 and the humidifier 24, a shutoff valve 419 as a branching unit is provided.
Further, a shutoff valve 421 is provided between the humidifier 24 and the diluter 23 in the air discharge path 42.

制御装置３０は、供給装置２０を制御して、燃料電池１０を発電させる。
すなわち、締め切り弁４１７を閉じ、締め切り弁４１９、４２１を開いて、この状態で、エアポンプ２１を駆動することにより、エア供給路４１を介して、燃料電池１０のカソード側にエアを供給する。同時に、水素タンク２２から、水素供給路４３を介して、燃料電池１０のアノード側に水素ガスを供給する。 The control device 30 controls the supply device 20 to generate power in the fuel cell 10.
That is, the shutoff valve 417 is closed, the shutoff valves 419 and 421 are opened, and the air pump 21 is driven in this state to supply air to the cathode side of the fuel cell 10 via the air supply path 41. At the same time, hydrogen gas is supplied from the hydrogen tank 22 to the anode side of the fuel cell 10 through the hydrogen supply path 43.

燃料電池１０に供給された水素ガスおよびエアは、発電に供された後、燃料電池１０からアノード側の生成水などの残留水と共に、水素排出路４４およびエア排出路４２に流入する。
その後、水素排出路４４に排出された水素ガスは、希釈器２３に流入する。この希釈器２３に流入した水素ガスは、希釈器２３において、エア排出路４２を流通するエアで希釈されて、外部に排出される。 The hydrogen gas and air supplied to the fuel cell 10 are supplied to the power generation system, and then flow into the hydrogen discharge path 44 and the air discharge path 42 together with residual water such as produced water on the anode side from the fuel cell 10.
Thereafter, the hydrogen gas discharged to the hydrogen discharge path 44 flows into the diluter 23. The hydrogen gas flowing into the diluter 23 is diluted by the air flowing through the air discharge passage 42 in the diluter 23 and discharged to the outside.

このとき、エアポンプ２１から供給されたエアは、エア供給路４１から分岐路４１２に流入し、タンク４１５に貯留される。   At this time, the air supplied from the air pump 21 flows into the branch path 412 from the air supply path 41 and is stored in the tank 415.

また、制御装置３０は、車両が停止した状態で、供給装置２０を制御して、外部機器にエアを供給する。
すなわち、クイックコネクタ４１３を外部機器に接続し、締め切り弁４１７を開き、締め切り弁４１９、４２１を閉じる。この状態で、バッテリ２に蓄電された電力により、エアポンプ２１を駆動する。締め切り弁４１９、４２１が閉じているので、エアポンプ２１から供給されるエアは、燃料電池１０に流れず、全て外部機器に供給される。
このとき、エアポンプ２１から供給されるエアは、一旦タンク４１５に貯留された後、外部機器に供給されることになる。 Moreover, the control apparatus 30 controls the supply apparatus 20 in the state which the vehicle stopped, and supplies air to an external apparatus.
That is, the quick connector 413 is connected to an external device, the shutoff valve 417 is opened, and the shutoff valves 419 and 421 are closed. In this state, the air pump 21 is driven by the electric power stored in the battery 2. Since the shutoff valves 419 and 421 are closed, the air supplied from the air pump 21 does not flow to the fuel cell 10 but is supplied to all external devices.
At this time, the air supplied from the air pump 21 is once stored in the tank 415 and then supplied to the external device.

なお、本実施形態では、バッテリ２に蓄電された電力により、エアポンプ２１を駆動したが、これに限らず、コネクタ３を外部の電源に接続して、外部の電源から供給される電力により、エアポンプ２１を駆動することもできる。   In the present embodiment, the air pump 21 is driven by the electric power stored in the battery 2. However, the present invention is not limited to this, and the air pump 21 is connected to the external power source by the electric power supplied from the external power source. 21 can also be driven.

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）燃料電池１０が停止した状態で、クイックコネクタ４１３を外部機器に接続し、ポンプを駆動することで、外部機器にポンプから供給されるエアを供給する。燃料電池システムに用いられるエアポンプ２１は、高圧、大流量のポンプである場合が多いので、燃料電池システム１に接続する外部機器を取り替えることで、燃料電池１０による発電以外の多くの目的に燃料電池システム１を利用して、システムの機能を十分に活用できる。 According to this embodiment, there are the following effects.
(1) With the fuel cell 10 stopped, the quick connector 413 is connected to an external device, and the pump is driven to supply air supplied from the pump to the external device. Since the air pump 21 used in the fuel cell system is often a high-pressure, large-flow pump, the fuel cell can be used for many purposes other than power generation by the fuel cell 10 by replacing external devices connected to the fuel cell system 1. Using the system 1, the system functions can be fully utilized.

例えば、燃料電池システム１を搭載した燃料電池車両を車庫に停止させ、エアトルクレンチやエアジャッキなどの車両整備に係る機器の駆動源としてエアを供給して、燃料電池車両を容易にメンテナンスできる。あるいは、エアポンプ２１から供給されるエアを、車両のタイヤ、自転車のタイヤ、および浮き輪などのエア充填装置に利用することもできる。また、ブロワーや塗装のエアブラシなどのエア供給源として利用することもできる。   For example, a fuel cell vehicle equipped with the fuel cell system 1 is stopped in a garage, and air is supplied as a drive source for equipment related to vehicle maintenance such as an air torque wrench and an air jack, so that the fuel cell vehicle can be easily maintained. Alternatively, the air supplied from the air pump 21 can be used for air filling devices such as vehicle tires, bicycle tires, and floats. It can also be used as an air supply source such as a blower or a paint airbrush.

（２）エアポンプ２１をバッテリ２に蓄電された電力により駆動したので、エアポンプ２１を駆動するために外部に電源を用意する必要がなく、エアポンプ２１をエア供給源として容易に利用できる。   (2) Since the air pump 21 is driven by the electric power stored in the battery 2, it is not necessary to prepare an external power source to drive the air pump 21, and the air pump 21 can be easily used as an air supply source.

（３）エアポンプ２１を燃料電池システム１の外部の電源から供給された電力により駆動した場合には、エアポンプ２１を駆動するために燃料電池システム１に搭載されたバッテリ２を利用する必要がなく、燃料電池１０を起動する際の電力をさらに確保できる。   (3) When the air pump 21 is driven by electric power supplied from an external power source of the fuel cell system 1, it is not necessary to use the battery 2 mounted in the fuel cell system 1 to drive the air pump 21, It is possible to further secure electric power when starting the fuel cell 10.

（４）エア供給路４１の分岐点４１１と燃料電池１０との間に締め切り弁４１９を設けたので、燃料電池１０の発電を停止した状態でエアポンプ２１を駆動する際に、締め切り弁４１９を閉じることで、燃料電池１０への空気の供給を確実に封止できる。   (4) Since the cutoff valve 419 is provided between the branch point 411 of the air supply path 41 and the fuel cell 10, the cutoff valve 419 is closed when the air pump 21 is driven in a state where the power generation of the fuel cell 10 is stopped. Thus, the supply of air to the fuel cell 10 can be reliably sealed.

（５）分岐路４１２に逆止弁４１４、４１６、４１８を設けたので、エアポンプ２１から供給されたエアが逆流したり、外部からの異物がエアポンプ２１や燃料電池１０に侵入したりするのを防止できる。   (5) Since the check valves 414, 416, and 418 are provided in the branch path 412, the air supplied from the air pump 21 may flow backward, or foreign matter may enter the air pump 21 or the fuel cell 10 from the outside. Can be prevented.

（６）分岐路４１２の分岐点４１１とクイックコネクタ４１３との間に締め切り弁４１７を設けた。よって、外部機器にエアを供給しない場合に、締め切り弁４１７を閉じることで、エアが外部に漏れるのを防止できる。   (6) A shutoff valve 417 is provided between the branch point 411 of the branch path 412 and the quick connector 413. Therefore, when the air is not supplied to the external device, the air can be prevented from leaking to the outside by closing the shutoff valve 417.

（７）燃料電池システム１を車両に搭載したので、燃料電池１０による発電した電力により車両を走行させることで、燃料電池システム１を外部機器の近傍に容易に運搬できるから、外部機器を移動する必要が無く、エアポンプ２１をエア供給源として容易に利用できる。   (7) Since the fuel cell system 1 is mounted on the vehicle, the fuel cell system 1 can be easily transported to the vicinity of the external device by running the vehicle with the electric power generated by the fuel cell 10, so that the external device is moved. There is no need, and the air pump 21 can be easily used as an air supply source.

（８）車両が停止した状態で、エアポンプ２１から供給されるエアを外部機器に供給したので、車両走行に係る機器以外の機器、つまり、日常生活に利用される機器を駆動できる。   (8) Since the air supplied from the air pump 21 is supplied to the external device in a state where the vehicle is stopped, it is possible to drive devices other than the devices related to vehicle travel, that is, devices used in daily life.

（９）その内部でガスの脈動を低減させることが可能なタンク４１５を設けたので、エアポンプ２１から供給されるエアを一旦タンク４１５に貯留し、この貯留したエアを外部機器に供給することにより、供給されるエアの脈動を防止できる。   (9) Since the tank 415 capable of reducing gas pulsation is provided therein, the air supplied from the air pump 21 is temporarily stored in the tank 415, and the stored air is supplied to an external device. The pulsation of the supplied air can be prevented.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本発明の車両に搭載された燃料電池システムにて、車両が確実に停止していないとエアを外部機器に供給しないように、制御装置を構成してもよい。この場合、利用者は、車両を確実に停止させてから日常利用の機器を接続して使用することになる。これにより、車両が走行可能な状態で、利用者が不用意に機器を接続してしまい、その後、機器を接続したまま車両が走行することで、この機器が破損してしまうのを未然に防止できる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the fuel cell system mounted on the vehicle of the present invention, the control device may be configured so that air is not supplied to an external device unless the vehicle has stopped reliably. In this case, the user uses the equipment for daily use after connecting the vehicle with certainty. This prevents the user from inadvertently connecting the device while the vehicle is able to travel, and then damaging the device by driving the vehicle with the device connected. it can.

本発明の一実施形態に係る燃料電池システムのブロック図である。1 is a block diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池システム
２ バッテリ（蓄電手段）
１０ 燃料電池
２１ エアポンプ
４１ エア供給路（空気供給路）
４１１ 分岐点
４１２ 分岐路
４１３ クイックコネクタ
４１４、４１６、４１８ 逆止弁
４１５ タンク
４１７ 締め切り弁
４１９ 締め切り弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell system 2 Battery (electric storage means)
10 Fuel Cell 21 Air Pump 41 Air Supply Path (Air Supply Path)
411 Branch point 412 Branch path 413 Quick connector 414, 416, 418 Check valve 415 Tank 417 Cutoff valve 419 Cutoff valve

Claims (10)

水素ガスと空気とを反応させて発電する燃料電池と、空気供給路を介して前記燃料電池に空気を供給するポンプと、を備える燃料電池システムであって、
前記空気供給路に通流する空気を分岐する分岐手段を備え、
前記燃料電池が停止した状態で、前記分岐手段を外部機器に接続し、前記ポンプを駆動することで、前記ポンプから供給される空気を前記外部機器に供給することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system comprising: a fuel cell that generates electricity by reacting hydrogen gas and air; and a pump that supplies air to the fuel cell via an air supply path,
Branching means for branching the air flowing through the air supply path;
In the state where the fuel cell is stopped, the branching means is connected to an external device, and the pump is driven to supply air supplied from the pump to the external device. 前記燃料電池で発電した電力を蓄電する蓄電手段を備え、
前記ポンプは、当該蓄電手段に蓄電された電力により駆動することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。 A power storage means for storing the power generated by the fuel cell;
The fuel cell system according to claim 1, wherein the pump is driven by electric power stored in the power storage means. 前記ポンプは、前記燃料電池システムの外部の電源から供給された電力により駆動することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1, wherein the pump is driven by electric power supplied from a power source external to the fuel cell system. 前記分岐手段は、前記空気供給路から分岐した分岐路と、前記空気供給路の分岐点と前記燃料電池との間に設けられた締め切り弁と、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の燃料電池システム。   The said branch means is provided with the branch path branched from the said air supply path, and the cutoff valve provided between the branch point of the said air supply path, and the said fuel cell, The Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The fuel cell system according to any one of the above. 前記分岐手段は、前記分岐路の先端に設けられて前記外部機器に接続されるコネクタと、前記分岐路に設けられた逆止弁と、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。   The said branch means is further provided with the connector provided in the front-end | tip of the said branch path, and connected to the said external apparatus, and the non-return valve provided in the said branch path. Fuel cell system. 前記分岐手段は、前記分岐路の分岐点と前記コネクタとの間に設けられた第２の締め切り弁をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 5, wherein the branching unit further includes a second cutoff valve provided between a branch point of the branch path and the connector. 前記外部機器は、エアトルクレンチ、エアジャッキ、およびタイヤのエア充填装置の中から選択した１つであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein the external device is one selected from an air torque wrench, an air jack, and a tire air filling device. 車両に搭載されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池システム。   8. The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell system is mounted on a vehicle. 前記車両が停止した状態で、前記ポンプから供給される空気を前記外部機器に供給することを特徴とする請求項８に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 8, wherein air supplied from the pump is supplied to the external device in a state where the vehicle is stopped. 前記分岐手段は、前記ポンプから供給される空気を貯留するタンクをさらに備えることを特徴とする請求項８または９に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 8, wherein the branching unit further includes a tank that stores air supplied from the pump.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7469483B2 (en) 2020-01-31 2024-04-16 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Fuel Cell Systems

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