JP2012114060A - Fuel supply method and fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel charging method which can reduce the number of components and the space needed and further can supply inert gas and liquid fuel in one session of work and a fuel cell vehicle which incorporates a fuel cell device for which the fuel charging method is adopted.SOLUTION: A supply part 53 shared for liquid fuel and inert gas in a supply source 50 and a receiving part 7 shared for liquid fuel and inert gas in a fuel cell device 2 are connected, and, with a first valve 57 opened, a second valve 60 closed, a third valve 26 opened and a fourth valve 30 closed, inert gas is supplied from a primary gas tank 55 to a secondary gas tank 24 via a first line 56, the supply part 53, the receiving part 7 and a third line 25, and then, with the first valve 57 closed, the second valve 60 opened, the third valve 26 closed and the fourth valve 30 opened, liquid fuel is supplied from a primary fuel tank 58 to a secondary fuel tank 28 via a second line 59, the supply part 53, the receiving part 7 and a fourth line 29 to separate the supply part 53 and the receiving part 7.

Description

本発明は、燃料供給方法および燃料電池車両、詳しくは、燃料電池装置に、液体燃料および不活性ガスを供給するための燃料供給方法、および、その燃料電池装置を備える燃料電池車両に関する。   The present invention relates to a fuel supply method and a fuel cell vehicle, and more particularly to a fuel supply method for supplying liquid fuel and an inert gas to a fuel cell device, and a fuel cell vehicle including the fuel cell device.

従来より、燃料電池として、アルカリ型(AFC)、固体高分子型(PEFC)、リン酸型(PAFC)、溶融炭酸塩型(MCFC)、固体電解質型(SOFC)などの各種のものが知られている。   Conventionally, various types of fuel cells such as an alkaline type (AFC), a solid polymer type (PEFC), a phosphoric acid type (PAFC), a molten carbonate type (MCFC), and a solid electrolyte type (SOFC) are known. ing.

これらの燃料電池では、一方側に配置されるアノード電極(燃料側電極)、および、他方側に配置されるカソード電極(酸素側電極)とを備えている。   These fuel cells include an anode electrode (fuel side electrode) disposed on one side and a cathode electrode (oxygen side electrode) disposed on the other side.

また、このような燃料電池を備える燃料電池装置として、例えば、アノード電極が接続されるアノードラインと、カソード電極が接続されるカソードラインとを備え、燃料電池の起動時および停止時に、アノードラインおよびカソードラインを窒素ガスで充填する燃料電池装置が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   In addition, as a fuel cell device including such a fuel cell, for example, an anode line to which an anode electrode is connected and a cathode line to which a cathode electrode is connected are provided. When the fuel cell is started and stopped, the anode line and A fuel cell device that fills the cathode line with nitrogen gas has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

また、このような燃料電池装置には、通常、窒素ガスを貯留するガスタンクおよび燃料を貯留する燃料タンクが備えられており、窒素ガスが、外部から窒素ガス供給ラインを介してガスタンクに供給および貯留され、一方、燃料が、外部からガス供給ラインとは異なる燃料供給ラインを介して燃料タンクに供給および貯留される。   Further, such a fuel cell device is usually provided with a gas tank for storing nitrogen gas and a fuel tank for storing fuel. Nitrogen gas is supplied and stored in the gas tank from the outside via a nitrogen gas supply line. On the other hand, fuel is supplied and stored in the fuel tank from the outside via a fuel supply line different from the gas supply line.

そして、起動時および停止時には、ガスタンクから窒素ガスがアノードラインおよびカソードラインに供給され、アノードラインが窒素ガスで充填されるとともに、カソードラインが窒素ガスで充填される。   When starting and stopping, nitrogen gas is supplied from the gas tank to the anode line and the cathode line, the anode line is filled with nitrogen gas, and the cathode line is filled with nitrogen gas.

また、発電時には、燃料が、燃料タンクからアノードラインに供給され、アノード電極に接触するとともに、空気が、カソードラインに供給され、カソード電極に接触する。これにより、燃料電池装置において電気化学反応が生じ、起電力が発生する。   During power generation, fuel is supplied from the fuel tank to the anode line and contacts the anode electrode, and air is supplied to the cathode line and contacts the cathode electrode. Thereby, an electrochemical reaction occurs in the fuel cell device, and an electromotive force is generated.

特開昭62−276763号公報Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-276863

しかるに、特許文献1に記載の燃料電池装置では、窒素ガスおよび燃料が、それぞれ、別のラインを介して、ガスタンクおよび燃料タンクに供給されるため、それらの供給部を、窒素ガス充填部および燃料供給部として別々に設ける必要がある。その結果、燃料電池装置の部品点数が多くなり、また、設置に広いスペースを必要とするという不具合がある。   However, in the fuel cell device described in Patent Document 1, nitrogen gas and fuel are respectively supplied to the gas tank and the fuel tank via separate lines. It is necessary to provide it separately as a supply part. As a result, there are problems that the number of parts of the fuel cell device is increased and a large space is required for installation.

また、このような燃料電池装置では、ガスタンクへの窒素ガスの供給作業と、燃料タンクへの燃料の供給作業とが別々であるため、例えば、いずれか一方のみを供給して燃料電池を稼動させると、窒素ガス不足または燃料不足を生じる。   In such a fuel cell device, the operation of supplying the nitrogen gas to the gas tank and the operation of supplying the fuel to the fuel tank are separate. For example, only one of them is supplied to operate the fuel cell. This causes a shortage of nitrogen gas or fuel.

一方、燃料電池としては、上記した燃料電池の燃料である水素ガスに代えて、液体燃料を用いる燃料電池、例えば、直接メタノール形燃料電池、直接ジメチルエーテル形燃料電池、ヒドラジン形燃料電池などの液体燃料形燃料電池なども知られている。液体燃料形燃料電池は、水素ガスを生成するための改質器を必要としないので、システムとしての構造の簡略化が期待されている。   On the other hand, as the fuel cell, a fuel cell that uses liquid fuel instead of the hydrogen gas that is the fuel of the fuel cell described above, for example, a liquid fuel such as a direct methanol fuel cell, a direct dimethyl ether fuel cell, or a hydrazine fuel cell. A fuel cell is also known. Since the liquid fuel type fuel cell does not require a reformer for generating hydrogen gas, simplification of the structure as a system is expected.

そこで、本発明の目的は、部品点数を低減するとともに省スペース化を図り、さらには、不活性ガスおよび液体燃料を、1つの作業で供給することができる燃料充填方法、および、その燃料充填方法が採用される燃料電池装置を備える燃料電池車両を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the number of parts and save space, and further, a fuel filling method capable of supplying inert gas and liquid fuel in one operation, and the fuel filling method thereof. The present invention provides a fuel cell vehicle including a fuel cell device in which is used.

上記目的を達成するために、本発明の燃料供給方法は、液体燃料および不活性ガスの供給源から、燃料電池装置に、液体燃料および不活性ガスを供給するための燃料供給方法であって、前記供給源は、不活性ガスが貯留される1次ガスタンク、液体燃料が貯留される1次燃料タンク、液体燃料および不活性ガスを前記燃料電池装置に供給するための共通の供給部、前記1次ガスタンクおよび前記供給部を接続する第1ライン、前記1次燃料タンクおよび前記供給部を接続する第2ライン、前記第1ラインに備えられ、不活性ガスの供給および停止を切り替えるための第1弁、および、前記第2ラインに備えられ、液体燃料の供給および停止を切り替えるための第2弁を備え、前記燃料電池装置は、液体燃料を消費する反応により発電する燃料電池本体、不活性ガスを前記燃料電池本体に供給するための2次ガスタンク、液体燃料を前記燃料電池本体に供給するための2次燃料タンク、液体燃料および不活性ガスが受給される共通の受給部、前記2次ガスタンクおよび前記受給部を接続する第3ライン、前記2次燃料タンクおよび前記受給部を接続する第4ライン、前記第3ラインに備えられ、不活性ガスの供給および停止を切り替えるための第3弁、および、前記第4ラインに備えられ、液体燃料の供給および停止を切り替えるための第4弁を備え、前記供給部と、前記受給部とを接続する接続工程と、前記第1弁を開、前記第2弁を閉、前記第3弁を開、前記第4弁を閉とし、順次接続された前記第1ライン、前記供給部、前記受給部および前記第3ラインを介して、不活性ガスを、前記1次ガスタンクから前記2次ガスタンクに供給する不活性ガス供給工程と、前記第1弁を閉、前記第2弁を開、前記第3弁を閉、前記第4弁を開とし、順次接続された前記第2ライン、前記供給部、前記受給部および前記第4ラインを介して、液体燃料を、前記1次燃料タンクから前記2次燃料タンクに供給する液体燃料供給工程と、前記供給部および前記受給部を分離させる分離工程とを備えることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a fuel supply method of the present invention is a fuel supply method for supplying liquid fuel and inert gas to a fuel cell device from a supply source of liquid fuel and inert gas, The supply source includes a primary gas tank in which inert gas is stored, a primary fuel tank in which liquid fuel is stored, a common supply unit for supplying liquid fuel and inert gas to the fuel cell device, A first line for connecting a secondary gas tank and the supply unit, a second line for connecting the primary fuel tank and the supply unit, and a first line for switching between supply and stop of the inert gas. And a second valve provided in the second line for switching between supply and stop of liquid fuel, wherein the fuel cell device generates fuel by a reaction that consumes liquid fuel. Common receiving of pond body, secondary gas tank for supplying inert gas to the fuel cell body, secondary fuel tank for supplying liquid fuel to the fuel cell body, liquid fuel and inert gas , A third line connecting the secondary gas tank and the receiving unit, a fourth line connecting the secondary fuel tank and the receiving unit, and the third line, and switching between supply and stop of the inert gas A third valve for connecting to the fourth line, and a fourth valve for switching between supply and stop of liquid fuel, and connecting the supply unit to the receiving unit; One valve is opened, the second valve is closed, the third valve is opened, the fourth valve is closed, and the first line, the supply unit, the receiving unit, and the third line are sequentially connected. Inert gas , An inert gas supply step for supplying the secondary gas tank from the primary gas tank, the first valve is closed, the second valve is opened, the third valve is closed, and the fourth valve is opened. A liquid fuel supply step of supplying liquid fuel from the primary fuel tank to the secondary fuel tank via the connected second line, the supply unit, the receiving unit, and the fourth line; And a separation step of separating the receiving portion.

このような燃料供給方法では、1次ガスタンクから2次ガスタンクへ不活性ガスが供給される不活性ガス供給工程と、1次燃料タンクから2次燃料タンクへ液体燃料が供給される液体燃料供給工程とにおいて、共通の供給部および共通の受給部が用いられるため、部品点数の削減、および、省スペース化を図ることができる。   In such a fuel supply method, an inert gas supply process in which an inert gas is supplied from the primary gas tank to the secondary gas tank, and a liquid fuel supply process in which liquid fuel is supplied from the primary fuel tank to the secondary fuel tank. In this case, since a common supply unit and a common receiving unit are used, it is possible to reduce the number of parts and save space.

また、このような燃料供給方法では、供給部と受給部とを接続する接続工程と、それらが分離される分離工程との間において、不活性ガスと液体燃料とが、それぞれ供給されるため、不活性ガスおよび液体燃料を、1つの作業で供給することができる。その結果、不活性ガスおよび液体燃料のいずれか一方のみを供給して燃料電池本体を稼動させたときに、不活性ガス不足または燃料不足が生じることを防止することができる。   Further, in such a fuel supply method, since the inert gas and the liquid fuel are respectively supplied between the connection step of connecting the supply unit and the receiving unit and the separation step of separating them, Inert gas and liquid fuel can be supplied in one operation. As a result, when only one of the inert gas and the liquid fuel is supplied to operate the fuel cell main body, it is possible to prevent the inert gas shortage or the fuel shortage from occurring.

また、本発明の燃料供給方法は、さらに、前記第1ラインまたは前記第3ラインに、圧力検出手段を備え、前記接続工程の後、かつ、前記液体燃料供給工程の前において、前記第1弁を開、前記第2弁を閉、前記第3弁を閉、前記第4弁を閉とし、順次接続された前記第1ライン、前記供給部、前記受給部および前記第3ラインの内部を、1次ガスタンクから供給される前記不活性ガスで充填するガス充填工程と、前記ガス充填工程の後、かつ、前記液体燃料供給工程の前において、前記圧力検出手段により、順次接続された前記第1ライン、前記供給部、前記受給部および前記第3ラインの内部の圧力を検出する、圧力検出工程とを備えることが好適である。   The fuel supply method according to the present invention further includes pressure detection means in the first line or the third line, and the first valve is provided after the connection step and before the liquid fuel supply step. Open, close the second valve, close the third valve, close the fourth valve, and sequentially connect the inside of the first line, the supply unit, the receiving unit and the third line, The gas filling step of filling with the inert gas supplied from the primary gas tank, and the first connected sequentially by the pressure detection means after the gas filling step and before the liquid fuel supply step. It is preferable to include a pressure detection step of detecting a pressure inside the line, the supply unit, the receiving unit, and the third line.

このような燃料供給方法では、供給部および受給部が接続された後、液体燃料が供給される前に、供給部および受給部の接続部を含むラインに、不活性ガスが充填され、圧力が検出される。このとき、圧力変化を測定することにより、不活性ガスの漏出を検知することができる。   In such a fuel supply method, after the supply unit and the receiving unit are connected, before the liquid fuel is supplied, the line including the connection unit of the supply unit and the receiving unit is filled with an inert gas, and the pressure is increased. Detected. At this time, leakage of the inert gas can be detected by measuring the pressure change.

つまり、このような燃料供給方法によれば、液体燃料の供給前に、供給部および受給部の接続不良や、劣化による破損などを検出することができる。そのため、上記の接続不良箇所や破損箇所における液体燃料(気化物を含む)の漏出を防止することができる。   That is, according to such a fuel supply method, it is possible to detect a connection failure between the supply unit and the receiving unit, damage due to deterioration, and the like before supplying the liquid fuel. Therefore, it is possible to prevent the liquid fuel (including vaporized material) from leaking out at the above-mentioned poorly connected locations or damaged locations.

また、本発明の燃料供給方法では、前記液体燃料供給工程の後、かつ、前記分離工程の前において、前記第1弁を開、前記第2弁を閉、前記第3弁を閉、前記第4弁を開とし、順次接続された前記第1ライン、前記供給部、前記受給部および第4ラインを、1次ガスタンクから供給される不活性ガスでパージし、前記供給部、前記受給部および第4ライン内の液体燃料を、前記2次燃料タンクに輸送する、ガスパージ工程を備えることが好適である。   In the fuel supply method of the present invention, after the liquid fuel supply step and before the separation step, the first valve is opened, the second valve is closed, the third valve is closed, Four valves are opened, and the first line, the supply unit, the receiving unit, and the fourth line connected sequentially are purged with an inert gas supplied from a primary gas tank, and the supply unit, the receiving unit, and It is preferable to provide a gas purge process for transporting the liquid fuel in the fourth line to the secondary fuel tank.

液体燃料の供給後において、接続された供給部と受給部を分離させると、例えば、供給部および受給部の接続箇所に残存した液体燃料が液垂れを生じる場合や、その液体燃料が外部に付着する場合がある。   If the connected supply unit and the receiving unit are separated after the liquid fuel is supplied, for example, when the liquid fuel remaining at the connection part of the supply unit and the receiving unit causes dripping or the liquid fuel adheres to the outside There is a case.

一方、このような燃料供給方法では、液体燃料の供給後に、供給部および受給部の接続箇所に液体燃料が残存する場合にも、供給部および受給部が分離される前に、供給部、受給部および第4ライン内に残存する液体燃料が、不活性ガスにより、2次燃料タンクに輸送される。そのため、液体燃料の液垂れおよび付着を防止することができる。   On the other hand, in such a fuel supply method, even when the liquid fuel remains at the connection portion between the supply unit and the receiving unit after the liquid fuel is supplied, the supply unit and the receiving unit are separated before the supply unit and the receiving unit are separated. And the liquid fuel remaining in the fourth line is transported to the secondary fuel tank by the inert gas. Therefore, dripping and adhesion of liquid fuel can be prevented.

また、本発明の燃料電池車両は、前記燃料電池装置を備え、上記の燃料供給方法が採用される燃料電池車両であって、前記燃料電池装置は、液体燃料を消費する反応により発電する燃料電池本体、不活性ガスを前記燃料電池本体に供給するための2次ガスタンク、液体燃料を前記燃料電池本体に供給するための2次燃料タンク、液体燃料および不活性ガスが受給される共通の受給部、前記2次ガスタンクおよび前記受給部を接続する第3ライン、前記2次燃料タンクおよび前記受給部を接続する第4ライン、前記第3ラインに備えられ、不活性ガスの供給および停止を切り替えるための第3弁、および、前記第4ラインに備えられ、液体燃料の供給および停止を切り替えるための第4弁を備えていることを特徴としている。   The fuel cell vehicle of the present invention is a fuel cell vehicle that includes the fuel cell device and employs the fuel supply method described above, and the fuel cell device generates power by a reaction that consumes liquid fuel. A main body, a secondary gas tank for supplying an inert gas to the fuel cell body, a secondary fuel tank for supplying liquid fuel to the fuel cell body, and a common receiving unit for receiving liquid fuel and inert gas A third line connecting the secondary gas tank and the receiving unit, a fourth line connecting the secondary fuel tank and the receiving unit, and the third line for switching between supply and stop of the inert gas. And a fourth valve provided in the fourth line for switching between supply and stop of liquid fuel.

このような燃料電池車両では、上記の燃料供給方法が採用される、すなわち、1次ガスタンクから2次ガスタンクへ不活性ガスが供給される不活性ガス供給工程と、1次燃料タンクから2次燃料タンクへ液体燃料が供給される液体燃料供給工程とにおいて、共通の供給部および共通の受給部が用いられるため、部品点数の削減、および、省スペース化を図ることができる。   In such a fuel cell vehicle, the above fuel supply method is adopted, that is, an inert gas supply step in which an inert gas is supplied from the primary gas tank to the secondary gas tank, and a secondary fuel from the primary fuel tank. Since the common supply unit and the common receiving unit are used in the liquid fuel supply process in which the liquid fuel is supplied to the tank, it is possible to reduce the number of parts and save space.

このような燃料電池車両では、供給部と受給部とを接続する接続工程と、それらが分離される分離工程との間において、不活性ガスと液体燃料とが、それぞれ供給されるため、不活性ガスおよび液体燃料を、1つの作業で供給することができる。その結果、不活性ガスおよび液体燃料のいずれか一方のみを供給して燃料電池本体を稼動させたときに、不活性ガス不足または燃料不足が生じることを防止することができる。   In such a fuel cell vehicle, the inert gas and the liquid fuel are respectively supplied between the connecting step for connecting the supply unit and the receiving unit and the separation step for separating them, so that it is inactive. Gas and liquid fuel can be supplied in one operation. As a result, when only one of the inert gas and the liquid fuel is supplied to operate the fuel cell main body, it is possible to prevent the inert gas shortage or the fuel shortage from occurring.

本発明の燃料供給方法および燃料電池車両によれば、不活性ガス供給工程と、液体燃料供給工程とにおいて、共通の供給部および共通の受給部が用いられるため、燃料電池車両の部品点数を低減するとともに省スペース化を図ることができる。   According to the fuel supply method and the fuel cell vehicle of the present invention, since the common supply unit and the common receiving unit are used in the inert gas supply step and the liquid fuel supply step, the number of parts of the fuel cell vehicle is reduced. In addition, space can be saved.

さらに、本発明の燃料供給方法および燃料電池車両によれば、不活性ガスおよび液体燃料を、1つの作業で供給することができ、その結果、不活性ガスおよび液体燃料のいずれか一方のみを供給して燃料電池本体を稼動させたときに、不活性ガス不足または燃料不足が生じることを防止することができる。   Furthermore, according to the fuel supply method and the fuel cell vehicle of the present invention, the inert gas and the liquid fuel can be supplied in one operation, and as a result, only one of the inert gas and the liquid fuel is supplied. Thus, when the fuel cell main body is operated, it is possible to prevent a shortage of inert gas or a shortage of fuel.

本発明の燃料電池車両の一実施形態を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a fuel cell vehicle of the present invention. 本発明の燃料供給方法の一実施形態の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of one Embodiment of the fuel supply method of this invention.

1.燃料電池車両および燃料電池装置の全体構成
図1は、本発明の燃料電池車両の一実施形態を示す概略構成図である。
1. Overall Configuration of Fuel Cell Vehicle and Fuel Cell Device FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a fuel cell vehicle of the present invention.

図1において、燃料電池車両1は、液体燃料を循環使用する燃料電池装置2を搭載している。   In FIG. 1, a fuel cell vehicle 1 is equipped with a fuel cell device 2 that circulates and uses liquid fuel.

燃料電池装置2は、詳しくは後述するが、供給源50(後述)の1次ガス供給装置51から不活性ガスが供給(1次供給)されるとともに、供給源50(後述)の1次燃料供給装置52から液体燃料が供給(1次供給)される。   As will be described in detail later, the fuel cell device 2 is supplied with an inert gas (primary supply) from a primary gas supply device 51 of a supply source 50 (described later), and a primary fuel of a supply source 50 (described later). Liquid fuel is supplied from the supply device 52 (primary supply).

このような燃料電池装置2は、液体燃料を消費する反応により発電する燃料電池本体3と、2次ガス供給装置4と、2次燃料供給装置5と、ガス排出−燃料循環部6と、受給部7と、空気給排部8と、車両側コントロールユニット9と、動力部10とを備えている。
(1)燃料電池本体
燃料電池本体3は、液体燃料が直接供給される、例えば、アニオン交換型燃料電池であって、燃料電池車両1の中央下側に配置されている。
Such a fuel cell device 2 includes a fuel cell body 3 that generates power by a reaction that consumes liquid fuel, a secondary gas supply device 4, a secondary fuel supply device 5, a gas discharge-fuel circulation unit 6, A unit 7, an air supply / exhaust unit 8, a vehicle-side control unit 9, and a power unit 10 are provided.
(1) Fuel Cell Body The fuel cell body 3 is, for example, an anion exchange type fuel cell to which liquid fuel is directly supplied, and is disposed on the lower center side of the fuel cell vehicle 1.

燃料電池本体3に供給される液体燃料としては、例えば、メタノール、ジメチルエーテル、ヒドラジン(例えば、無水ヒドラジンや、ヒドラジン1水和物などの水加ヒドラジンなどを含む)などが挙げられる。   Examples of the liquid fuel supplied to the fuel cell main body 3 include methanol, dimethyl ether, and hydrazine (including, for example, anhydrous hydrazine and hydrazine such as hydrazine monohydrate).

また、燃料電池本体3の出力電圧は、例えば、0.2〜1.5Vであり、出力電流は、例えば、10〜400Aである。なお、これら出力は、後述する単位セル1つあたりの出力である。   The output voltage of the fuel cell body 3 is, for example, 0.2 to 1.5 V, and the output current is, for example, 10 to 400A. These outputs are outputs per unit cell described later.

燃料電池本体3は、電解質層11と、電解質層11の一方側に配置されたアノード12と、電解質層11の他方側に配置されたカソード13とを有する燃料電池セル(単位セル)が、セパレータ(図示せず)を介して複数積層されたスタック構造に形成されている。つまり、電解質層11を介してアノード12およびカソード13が対向配置されてなる単位セルが複数積層されている。なお、図1では、積層される複数の単位セルのうち、1つの単位セルだけを拡大して表わし、その他の単位セルについては簡略化して記載している。   The fuel cell main body 3 includes a fuel cell (unit cell) having an electrolyte layer 11, an anode 12 disposed on one side of the electrolyte layer 11, and a cathode 13 disposed on the other side of the electrolyte layer 11. It is formed in a stack structure in which a plurality of layers are stacked via (not shown). That is, a plurality of unit cells in which the anode 12 and the cathode 13 are arranged to face each other with the electrolyte layer 11 interposed therebetween are stacked. In FIG. 1, only one unit cell among the plurality of stacked unit cells is shown in an enlarged manner, and the other unit cells are shown in a simplified manner.

電解質層11は、例えば、アニオン成分が移動可能な層であり、アニオン交換膜を用いて形成されている。   The electrolyte layer 11 is a layer in which an anion component can move, for example, and is formed using an anion exchange membrane.

アノード12は、アノード電極14と、アノード電極14に液体燃料を供給するための燃料供給部材15とを有している。   The anode 12 includes an anode electrode 14 and a fuel supply member 15 for supplying liquid fuel to the anode electrode 14.

アノード電極14は、電解質層11の一方面に形成されている。アノード電極14の電極材料としては、例えば、触媒が担持された多孔質担体(触媒担持多孔質担体)などが挙げられる。   The anode electrode 14 is formed on one surface of the electrolyte layer 11. Examples of the electrode material of the anode electrode 14 include a porous support (catalyst-supported porous support) on which a catalyst is supported.

燃料供給部材15は、セパレータとしても兼用され、ガス不透過性の導電性部材からなる。燃料供給部材15には、その表面から凹む葛折状の溝が形成されている。そして、燃料供給部材15は、溝の形成された表面がアノード電極14に対向接触されている。これにより、アノード電極14の一方面と燃料供給部材15の他方面(溝の形成された表面)との間には、アノード電極14全体に液体燃料を接触させるための燃料供給路16が形成される。   The fuel supply member 15 is also used as a separator and is made of a gas impermeable conductive member. The fuel supply member 15 is formed with a distorted groove recessed from the surface thereof. The surface of the fuel supply member 15 where the groove is formed is opposed to the anode electrode 14. As a result, a fuel supply path 16 is formed between one surface of the anode electrode 14 and the other surface of the fuel supply member 15 (the surface on which the groove is formed) for bringing liquid fuel into contact with the entire anode electrode 14. The

燃料供給路16には、液体燃料をアノード12内に流入させるための燃料供給口18が一端側(下側)に形成され、液体燃料をアノード12から排出するための燃料排出口17が他端側(上側)に形成されている。   In the fuel supply path 16, a fuel supply port 18 for allowing liquid fuel to flow into the anode 12 is formed on one end side (lower side), and a fuel discharge port 17 for discharging the liquid fuel from the anode 12 is provided on the other end. It is formed on the side (upper side).

カソード13は、カソード電極19と、カソード電極19に空気を供給するための空気供給部材20とを有している。   The cathode 13 includes a cathode electrode 19 and an air supply member 20 for supplying air to the cathode electrode 19.

カソード電極19は、電解質層11の他方面に形成されている。   The cathode electrode 19 is formed on the other surface of the electrolyte layer 11.

カソード電極19の電極材料としては、例えば、アノード電極14の電極材料として例示した、触媒担持多孔質担体などが挙げられる。   Examples of the electrode material of the cathode electrode 19 include a catalyst-supporting porous carrier exemplified as the electrode material of the anode electrode 14.

空気供給部材20は、セパレータとしても兼用され、ガス不透過性の導電性部材からなる。空気供給部材20には、その表面から凹む葛折状の溝が形成されている。そして、空気供給部材20は、溝の形成された表面がカソード電極19に対向接触されている。これにより、カソード電極19の他方面と空気供給部材20の一方面(溝の形成された表面)との間には、カソード電極19全体に空気を接触させるための空気供給路21が形成される。   The air supply member 20 is also used as a separator and is made of a gas impermeable conductive member. The air supply member 20 is formed with a distorted groove recessed from the surface thereof. The air supply member 20 has a grooved surface in contact with the cathode electrode 19. As a result, an air supply path 21 is formed between the other surface of the cathode electrode 19 and one surface of the air supply member 20 (the surface on which the groove is formed) for bringing air into contact with the entire cathode electrode 19. .

空気供給路21には、空気をカソード13内に流入させるための空気供給口22が一端側に形成され、空気をカソード13から排出するための空気排出口23が他端側に形成されている。
(2)2次ガス供給装置
2次ガス供給装置4は、燃料電池本体3に不活性ガスを供給するために設けられており、不活性ガスを燃料電池本体3に供給するための2次ガスタンク24と、その2次ガスタンク24と受給部7とを接続する第3ライン25と、2次ガスタンク24と燃料電池本体3とを接続する第5ライン27とを備えている。
In the air supply path 21, an air supply port 22 for allowing air to flow into the cathode 13 is formed on one end side, and an air discharge port 23 for discharging air from the cathode 13 is formed on the other end side. .
(2) Secondary gas supply device The secondary gas supply device 4 is provided for supplying an inert gas to the fuel cell main body 3, and a secondary gas tank for supplying the inert gas to the fuel cell main body 3. 24, a third line 25 connecting the secondary gas tank 24 and the receiving unit 7, and a fifth line 27 connecting the secondary gas tank 24 and the fuel cell main body 3.

2次ガスタンク24は、燃料電池本体3よりも後方、燃料電池車両1の後側において、後述する2次燃料タンク28の上方に配置されており、後述する1次ガスタンク55から供給された不活性ガスを貯留する。   The secondary gas tank 24 is disposed behind the fuel cell main body 3 and on the rear side of the fuel cell vehicle 1 and above a secondary fuel tank 28 described later, and is inert supplied from a primary gas tank 55 described later. Store gas.

第3ライン25は、一端(車両前後方向前端)が2次ガスタンク24と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されるとともに、他端(車両前後方向後端)が受給部7と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   One end (front end in the vehicle front-rear direction) of the third line 25 is connected to the secondary gas tank 24 via a sealing material (gasket or the like), and the other end (rear end in the vehicle front-rear direction) is connected to the receiving unit 7 and the seal. They are connected via a material (such as a gasket).

また、第3ライン25の流れ方向途中には、第3弁26が備えられている。   A third valve 26 is provided midway in the flow direction of the third line 25.

第3弁26は、2次ガスタンク24に対する不活性ガスの供給および停止を切り替えるために設けられ、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。また、第3弁26は、車両側コントロールユニット9に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、車両側コントロールユニット9からの制御信号が、第3弁26に入力され、車両側コントロールユニット9が、第3弁26の開閉を制御する。   The third valve 26 is provided to switch the supply and stop of the inert gas to the secondary gas tank 24. For example, a known on-off valve such as an electromagnetic valve is used. The third valve 26 is electrically connected to the vehicle-side control unit 9 (see the broken line in FIG. 1). Thereby, the control signal from the vehicle side control unit 9 is input to the third valve 26, and the vehicle side control unit 9 controls the opening and closing of the third valve 26.

なお、詳しくは後述するが、第3ライン25、具体的には、第3ライン25の第3弁26よりも上流側に、圧力検出手段61(後述)を設けることができる(図1の仮想線参照)。   In addition, although mentioned later in detail, the pressure detection means 61 (after-mentioned) can be provided in the 3rd line 25, specifically, the 3rd line 25 upstream from the 3rd valve 26 (virtual of FIG. 1). See line).

このような場合において、圧力検出手段61(後述)は、第3ライン25およびそれに連通するライン内の内圧を検出するために設けられ、図示しないが、車両側コントロールユニット9に電気的に接続される。   In such a case, the pressure detection means 61 (described later) is provided to detect the internal pressure in the third line 25 and the line communicating with the third line 25 and is electrically connected to the vehicle-side control unit 9 (not shown). The

第5ライン27は、一端(車両前後方向前端)が燃料電池本体3と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されるとともに、他端(車両前後方向後端)が2次ガスタンク24と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   The fifth line 27 has one end (front end in the vehicle front-rear direction) connected to the fuel cell main body 3 via a sealing material (gasket or the like), and the other end (rear end in the vehicle front-rear direction) is the secondary gas tank 24. It is connected via a sealing material (gasket etc.).

また、第5ライン27の流れ方向途中には、第5弁43が備えられている。   A fifth valve 43 is provided midway in the flow direction of the fifth line 27.

第5弁43は、燃料電池本体3に対する不活性ガスの供給および停止を切り替えるために設けられ、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。また、第5弁43は、車両側コントロールユニット9に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、車両側コントロールユニット9からの制御信号が、第5弁43に入力され、車両側コントロールユニット9が、第5弁43の開閉を制御する。
(3)2次燃料供給装置
2次燃料供給装置5は、燃料電池本体3に液体燃料を供給するために設けられており、液体燃料を燃料電池本体3に供給するための2次燃料タンク28と、その2次燃料タンク28と受給部7とを接続する第4ライン29と、2次燃料タンク28と燃料電池本体3とを接続する第6ライン31とを備えている。
The fifth valve 43 is provided to switch the supply and stop of the inert gas to the fuel cell main body 3, and a known on-off valve such as an electromagnetic valve is used. The fifth valve 43 is electrically connected to the vehicle-side control unit 9 (see the broken line in FIG. 1). Thereby, the control signal from the vehicle side control unit 9 is input to the fifth valve 43, and the vehicle side control unit 9 controls the opening and closing of the fifth valve 43.
(3) Secondary fuel supply device The secondary fuel supply device 5 is provided for supplying liquid fuel to the fuel cell main body 3, and a secondary fuel tank 28 for supplying liquid fuel to the fuel cell main body 3. And a fourth line 29 that connects the secondary fuel tank 28 and the receiving unit 7, and a sixth line 31 that connects the secondary fuel tank 28 and the fuel cell body 3.

2次燃料タンク28は、燃料電池本体3よりも後方、燃料電池車両1の後側において、上記した2次ガスタンク24の下方に配置されており、後述する1次燃料タンク58から供給された液体燃料を貯留する。   The secondary fuel tank 28 is disposed below the above-described secondary gas tank 24 on the rear side of the fuel cell main body 3 and on the rear side of the fuel cell vehicle 1, and the liquid supplied from the primary fuel tank 58 described later. Store fuel.

第4ライン29は、一端(車両前後方向前端)が2次燃料タンク28と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されるとともに、他端(車両前後方向後端)が受給部7と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   The fourth line 29 has one end (front end in the vehicle front-rear direction) connected to the secondary fuel tank 28 via a sealing material (gasket or the like) and the other end (rear end in the vehicle front-rear direction) to the receiving portion 7. It is connected via a sealing material (gasket etc.).

また、第4ライン29の流れ方向途中には、第4弁30が備えられている。   A fourth valve 30 is provided in the middle of the flow direction of the fourth line 29.

第4弁30は、2次燃料タンク28に対する液体燃料の供給および停止を切り替えるために設けられ、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。また、第4弁30は、車両側コントロールユニット9に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、車両側コントロールユニット9からの制御信号が、第4弁30に入力され、車両側コントロールユニット9が、第4弁30の開閉を制御する。   The fourth valve 30 is provided to switch between supply and stop of the liquid fuel to the secondary fuel tank 28. For example, a known on-off valve such as an electromagnetic valve is used. Moreover, the 4th valve 30 is electrically connected to the vehicle side control unit 9 (refer the broken line of FIG. 1). Thereby, the control signal from the vehicle side control unit 9 is input to the fourth valve 30, and the vehicle side control unit 9 controls the opening and closing of the fourth valve 30.

第6ライン31は、一端(車両前後方向前端)が燃料電池本体3の燃料供給口18と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されるとともに、他端(車両前後方向後端)が2次燃料タンク28と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   The sixth line 31 has one end (front end in the vehicle front-rear direction) connected to the fuel supply port 18 of the fuel cell main body 3 via a sealing material (gasket or the like) and the other end (rear end in the vehicle front-rear direction) 2. It is connected to the next fuel tank 28 via a sealing material (gasket or the like).

また、第6ライン31の流れ方向途中には、第6弁44が備えられている。   A sixth valve 44 is provided in the middle of the flow direction of the sixth line 31.

第6弁44は、燃料電池本体3に対する液体燃料の供給および停止を切り替えるために設けられ、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。また、第6弁44は、車両側コントロールユニット9に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、車両側コントロールユニット9からの制御信号が、第6弁44に入力され、車両側コントロールユニット9が、第6弁44の開閉を制御する。
(4)ガス排出−燃料循環部
ガス排出−燃料循環部6は、上記の反応における生成ガスと不活性ガスとを燃料電池車両1から排出するとともに、燃料電池本体3で消費されなかった液体燃料(未消費の液体燃料)を燃料電池本体3に循環させるために設けられている。
The sixth valve 44 is provided to switch supply and stop of liquid fuel to the fuel cell main body 3, and a known on-off valve such as an electromagnetic valve is used. The sixth valve 44 is electrically connected to the vehicle-side control unit 9 (see the broken line in FIG. 1). Thereby, a control signal from the vehicle side control unit 9 is input to the sixth valve 44, and the vehicle side control unit 9 controls the opening and closing of the sixth valve 44.
(4) Gas discharge-fuel circulation section The gas discharge-fuel circulation section 6 discharges the generated gas and the inert gas in the above reaction from the fuel cell vehicle 1 and liquid fuel that has not been consumed by the fuel cell body 3 It is provided for circulating (unconsumed liquid fuel) to the fuel cell main body 3.

ガス排出−燃料循環部6は、ガス(具体的には、2次ガス供給装置4から供給される不活性ガス、および、燃料電池本体3における反応で得られる生成ガス)、および、燃料電池本体3(具体的には、アノード12の燃料供給路16)から排出される未消費(未反応)の液体燃料を、燃料電池本体3から排出させるためのガス−燃料排出ライン32と、ガスおよび未反応の液体燃料を分離するとともに、分離されたガスを浄化するための処理装置33と、分離および浄化されたガスを外部に排出するためのガス排出ライン34と、未反応の液体燃料を2次燃料タンク28に還流するための還流ライン35とを備えている。   The gas discharge-fuel circulation unit 6 includes a gas (specifically, an inert gas supplied from the secondary gas supply device 4 and a product gas obtained by a reaction in the fuel cell main body 3), and a fuel cell main body. 3 (specifically, the fuel supply passage 16 of the anode 12), a gas-fuel discharge line 32 for discharging unconsumed (unreacted) liquid fuel from the fuel cell main body 3, While separating the liquid fuel of reaction, the processing apparatus 33 for purifying the separated gas, the gas discharge line 34 for discharging the separated and purified gas to the outside, and the unreacted liquid fuel as secondary A return line 35 for returning to the fuel tank 28 is provided.

ガス−燃料排出ライン32は、一端(車両前後方向前端)が処理装置33と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されるとともに、他端(車両前後方向後端)が燃料電池本体3と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   One end (front end in the vehicle front-rear direction) of the gas-fuel discharge line 32 is connected to the processing device 33 via a sealing material (gasket or the like), and the other end (rear end in the vehicle front-rear direction) is connected to the fuel cell main body 3. , And connected through a sealing material (gasket etc.).

処理装置33は、ガスおよび液体燃料を分離するとともに、分離されたガスを浄化できる公知の処理装置であって、一端(車両前後方向前端)がガス排出ライン34と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されるとともに、他端(車両前後方向後端)がガス−燃料排出ライン32と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   The processing device 33 is a known processing device that separates gas and liquid fuel and can purify the separated gas. One end (front end in the vehicle front-rear direction) has a gas discharge line 34 and a sealing material (gasket or the like). And the other end (rear end in the vehicle front-rear direction) is connected to the gas-fuel discharge line 32 via a sealing material (such as a gasket).

ガス排出ライン34は、一端(車両前後方向前端)が外気に開放されるとともに、他端(車両前後方向後端)が処理装置33と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   One end (front end in the vehicle front-rear direction) of the gas discharge line 34 is opened to the outside air, and the other end (rear end in the vehicle front-rear direction) is connected to the processing device 33 via a sealing material (gasket or the like).

還流ライン35は、一端(車両前後方向前端)が処理装置33と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されるとともに、他端(車両前後方向後端)が2次燃料タンク28と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   One end (front end in the vehicle front-rear direction) of the reflux line 35 is connected to the processing device 33 via a sealing material (gasket or the like), and the other end (rear end in the vehicle front-rear direction) is sealed to the secondary fuel tank 28. They are connected via a material (such as a gasket).

すなわち、ガス排出−燃料循環部6では、ガス−燃料排出ライン32、処理装置33およびガス排出ライン34が、互いに接続されており、これにより、燃料電池本体3から排出されるガスが、ガス−燃料排出ライン32、処理装置33およびガス排出ライン34を順次通過し、外気に至る排出経路を形成している。   That is, in the gas discharge-fuel circulation unit 6, the gas-fuel discharge line 32, the processing device 33, and the gas discharge line 34 are connected to each other, so that the gas discharged from the fuel cell body 3 is gas- A discharge path that sequentially passes through the fuel discharge line 32, the processing device 33, and the gas discharge line 34 to the outside air is formed.

また、ガス−燃料排出ライン32、処理装置33および還流ライン35が、互いに接続されており、これにより、燃料電池本体3から排出される液体燃料が、ガス−燃料排出ライン32、処理装置33および還流ライン35を順次通過し、再び2次燃料タンク28に戻る循環経路を形成している。   Further, the gas-fuel discharge line 32, the processing device 33, and the reflux line 35 are connected to each other, so that the liquid fuel discharged from the fuel cell main body 3 is supplied to the gas-fuel discharge line 32, the processing device 33, and A circulation path that sequentially passes through the reflux line 35 and returns to the secondary fuel tank 28 is formed.

また、図示しないが、ガス排出−燃料循環部6において、処理装置33と2次燃料タンク28とは、内圧調整管(図示せず)により接続されている。内圧調整管(図示せず)内にガス成分が通気されることによって、処理装置33と2次燃料タンク28との内圧が調整される。
(5)受給部
受給部7は、液体燃料および不活性ガスが受給される共通の受給部であって、2次ガスタンク24および2次燃料タンク28よりも後方、燃料電池車両1の後側において、後述する供給源50の供給部53と接続可能に設けられている。
Although not shown, in the gas discharge-fuel circulation section 6, the processing device 33 and the secondary fuel tank 28 are connected by an internal pressure adjusting pipe (not shown). The internal pressure of the processing device 33 and the secondary fuel tank 28 is adjusted by allowing a gas component to pass through an internal pressure adjusting pipe (not shown).
(5) Receiving Unit The receiving unit 7 is a common receiving unit that receives liquid fuel and inert gas, and is located behind the secondary gas tank 24 and the secondary fuel tank 28 and on the rear side of the fuel cell vehicle 1. It is provided so as to be connectable to a supply unit 53 of a supply source 50 described later.

より具体的には、受給部7は、その一端(車両前後方向前端)が、第3ライン25の他端(車両前後方向後端)および第4ライン29の他端(車両前後方向後端)と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。また、受給部7は、その他端(車両前後方向後端)が外気に開放されるように、燃料電池車両1の後端に配置されている。   More specifically, the receiving unit 7 has one end (front end in the vehicle front-rear direction) having the other end of the third line 25 (rear end in the vehicle front-rear direction) and the other end of the fourth line 29 (rear end in the vehicle front-rear direction). And are connected via a sealing material (such as a gasket). The receiving unit 7 is disposed at the rear end of the fuel cell vehicle 1 so that the other end (the rear end in the vehicle front-rear direction) is open to the outside air.

なお、受給部7は、不使用時には図示しないキャップにより封止されている。
(6)空気給排部
空気給排部8は、発電反応に使用するための空気を給排するために設けられており、空気をカソード13に供給するための空気供給ライン36と、カソード13から排出される空気を外部に排出するための空気排出ライン37とを備えている。
The receiving unit 7 is sealed with a cap (not shown) when not in use.
(6) Air Supply / Exhaust Unit The air supply / exhaust unit 8 is provided for supplying and exhausting air for use in power generation reactions, and includes an air supply line 36 for supplying air to the cathode 13, and the cathode 13. And an air discharge line 37 for discharging the air discharged from the outside to the outside.

空気供給ライン36は、その一端側(上流側)が大気中に開放され、他端側(下流側)が燃料電池本体3の空気供給口22に接続されている。空気供給ライン36の途中には、エアコンプレッサなどの公知の空気供給ポンプ38が介在されており、また、その下流側には、空気供給弁39が設けられている。   One end side (upstream side) of the air supply line 36 is opened to the atmosphere, and the other end side (downstream side) is connected to the air supply port 22 of the fuel cell main body 3. A known air supply pump 38 such as an air compressor is interposed in the middle of the air supply line 36, and an air supply valve 39 is provided downstream thereof.

これら空気供給ポンプ38および空気供給弁39は、それぞれ、車両側コントロールユニット9に電気的に接続されており(図1の破線参照)、車両側コントロールユニット9からの制御信号が、空気供給ポンプ38および空気供給弁39に入力され、車両側コントロールユニット9が、空気供給ポンプ38の駆動および停止、および、空気供給弁39の開閉を制御する。   The air supply pump 38 and the air supply valve 39 are electrically connected to the vehicle-side control unit 9 (see the broken line in FIG. 1), and a control signal from the vehicle-side control unit 9 is sent to the air supply pump 38. The vehicle-side control unit 9 controls driving and stopping of the air supply pump 38 and opening / closing of the air supply valve 39.

空気排出ライン37は、その一端側(上流側)が燃料電池本体3の空気排出口23に接続され、他端側(下流側)がドレンとされる。
(7)車両側コントロールユニット
車両側コントロールユニット9は、燃料電池車両1における電気的な制御を実行するユニット(例えば、ECU:Electronic Control Unit)であり、CPU、ROMおよびRAMなどを備えるマイクロコンピュータで構成されている。車両側コントロールユニット9は、電気的な接続によりユニット外との信号通信が可能とされている。
One end side (upstream side) of the air discharge line 37 is connected to the air discharge port 23 of the fuel cell main body 3, and the other end side (downstream side) is a drain.
(7) Vehicle-side control unit The vehicle-side control unit 9 is a unit (for example, ECU: Electronic Control Unit) that performs electrical control in the fuel cell vehicle 1, and is a microcomputer that includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. It is configured. The vehicle-side control unit 9 is capable of signal communication with the outside of the unit by electrical connection.

なお、車両側コントロールユニット9は、燃料供給時において、供給源側コントロールユニット54(後述)と電気的に接続され、互いに電子情報を交換することにより、対応動作を可能とされている。
(8)動力部
動力部10は、燃料電池車両1を駆動させるために設けられており、燃料電池本体3から出力される電気エネルギを、燃料電池車両1の駆動力として機械エネルギに変換するためのモータ40と、DC/DCコンバータ41と、インバータ42とを備えている。
The vehicle-side control unit 9 is electrically connected to a supply-source-side control unit 54 (described later) at the time of fuel supply, and can perform a corresponding operation by exchanging electronic information with each other.
(8) Power unit The power unit 10 is provided to drive the fuel cell vehicle 1, and converts electrical energy output from the fuel cell main body 3 into mechanical energy as a driving force of the fuel cell vehicle 1. Motor 40, DC / DC converter 41, and inverter 42.

モータ40は、燃料電池本体3よりも前方、燃料電池車両1の前側に配置されている。モータ40としては、例えば、三相誘導電動機、三相同期電動機など、公知の三相電動機が挙げられる。   The motor 40 is disposed in front of the fuel cell body 3 and on the front side of the fuel cell vehicle 1. Examples of the motor 40 include known three-phase motors such as a three-phase induction motor and a three-phase synchronous motor.

DC/DCコンバータ41は、これに接続される複数の機器に対して入力電力を振り分けるスイッチング機能を有するとともに、入力電圧を降圧する降圧機能を有している。DC/DCコンバータ41の正極側入力端子には、カソード13に接続された正極配線45が接続されている。一方、DC/DCコンバータ41の負極側入力端子には、アノード12に接続された負極配線46が接続されている。また、DC/DCコンバータ41は、車両側コントロールユニット9に電気的に接続されている(図1の破線参照)。   The DC / DC converter 41 has a switching function for distributing input power to a plurality of devices connected thereto, and a step-down function for stepping down the input voltage. A positive electrode wiring 45 connected to the cathode 13 is connected to the positive input terminal of the DC / DC converter 41. On the other hand, a negative electrode wiring 46 connected to the anode 12 is connected to the negative input terminal of the DC / DC converter 41. The DC / DC converter 41 is electrically connected to the vehicle-side control unit 9 (see the broken line in FIG. 1).

インバータ42は、モータ40とDC/DCコンバータ41との間において直列に接続されている。インバータ42としては、直流電力を交流電力に変換可能な機器であれば、特に限定されず、例えば、公知のインバータ回路が組み込まれた電力変換装置が挙げられる。燃料電池本体3から出力される電力は、DC/DCコンバータ41によりインバータ42に振り分けられ、インバータ42により直流電力から三相交流電力に変換されることにより、三相交流電力としてモータ40に供給される。
2.供給源
上記した燃料電池装置2には、液体燃料および不活性ガスの供給源50から、液体燃料および不活性ガスが供給(1次供給)される。
The inverter 42 is connected in series between the motor 40 and the DC / DC converter 41. The inverter 42 is not particularly limited as long as it is a device capable of converting DC power into AC power, and includes, for example, a power conversion device in which a known inverter circuit is incorporated. The power output from the fuel cell main body 3 is distributed to the inverter 42 by the DC / DC converter 41, and is converted from the DC power to the three-phase AC power by the inverter 42, so that it is supplied to the motor 40 as the three-phase AC power. The
2. Supply Source Liquid fuel and inert gas are supplied (primary supply) from the supply source 50 of liquid fuel and inert gas to the fuel cell device 2 described above.

供給源50は、例えば、ステーション(スタンド)などの店舗として設備され、1次ガス供給装置51と、1次燃料供給装置52と、供給部53と、供給源側コントロールユニット54とを備えている。
(1)1次ガス供給装置
1次ガス供給装置51は、燃料電池装置2に不活性ガスを供給するために設けられており、不活性ガスが貯留される1次ガスタンク55と、その1次ガスタンク55と供給部53とを接続する第1ライン56とを備えている。
The supply source 50 is installed as a store such as a station (stand), for example, and includes a primary gas supply device 51, a primary fuel supply device 52, a supply unit 53, and a supply source side control unit 54. .
(1) Primary gas supply device The primary gas supply device 51 is provided for supplying an inert gas to the fuel cell device 2, and includes a primary gas tank 55 in which the inert gas is stored, and its primary gas. A first line 56 that connects the gas tank 55 and the supply unit 53 is provided.

第1ライン56は、一端(車両側端)が供給部53と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されるとともに、他端が1次ガスタンク55と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   One end (vehicle side end) of the first line 56 is connected to the supply unit 53 via a sealing material (such as a gasket), and the other end is connected to a primary gas tank 55 and a sealing material (such as a gasket). It is connected.

また、第1ライン56の流れ方向途中には、第1弁57が備えられている。   A first valve 57 is provided midway in the flow direction of the first line 56.

第1弁57は、燃料電池装置2に対する不活性ガスの供給および停止を切り替えるために設けられ、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。また、第1弁57は、供給源側コントロールユニット54に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、供給源側コントロールユニット54からの制御信号が、第1弁57に入力され、供給源側コントロールユニット54が、第1弁57の開閉を制御する。   The first valve 57 is provided to switch the supply and stop of the inert gas to the fuel cell device 2, and a known on-off valve such as an electromagnetic valve is used. Moreover, the 1st valve 57 is electrically connected to the supply source side control unit 54 (refer the broken line of FIG. 1). Thereby, the control signal from the supply source side control unit 54 is input to the first valve 57, and the supply source side control unit 54 controls the opening and closing of the first valve 57.

また、第1ライン56、具体的には、第1ライン56の第1弁57よりも下流側には、さらに、圧力検出手段61が備えられている。   Further, a pressure detecting means 61 is further provided on the first line 56, specifically, on the downstream side of the first valve 57 of the first line 56.

圧力検出手段61は、第1ライン56およびそれに連通するライン内の内圧を検出するために設けられており、供給源側コントロールユニット54に電気的に接続されている(図1の破線参照)。
(2)1次燃料供給装置
1次燃料供給装置52は、燃料電池装置2に液体燃料を供給するために設けられており、液体燃料が貯留される1次燃料タンク58と、その1次燃料タンク58と供給部53とを接続する第2ライン59とを備えている。
The pressure detection means 61 is provided to detect the internal pressure in the first line 56 and the line communicating with the first line 56, and is electrically connected to the supply source side control unit 54 (see the broken line in FIG. 1).
(2) Primary fuel supply device The primary fuel supply device 52 is provided to supply liquid fuel to the fuel cell device 2, and includes a primary fuel tank 58 in which the liquid fuel is stored, and the primary fuel. A second line 59 connecting the tank 58 and the supply unit 53 is provided.

第2ライン59は、一端(車両側端)が供給部53と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されるとともに、他端が1次燃料タンク58と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   One end (vehicle side end) of the second line 59 is connected to the supply unit 53 via a sealing material (gasket or the like), and the other end is connected to the primary fuel tank 58 and a sealing material (gasket or the like). Connected.

また、第2ライン59の流れ方向途中には、第2弁60が備えられている。   A second valve 60 is provided in the middle of the flow direction of the second line 59.

第2弁60は、燃料電池装置2に対する液体燃料の供給および停止を切り替えるために設けられ、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。また、第2弁60は、供給源側コントロールユニット54に電気的に接続されている(図1の破線参照)。これにより、供給源側コントロールユニット54からの制御信号が、第2弁60に入力され、供給源側コントロールユニット54が、第2弁60の開閉を制御する。
(3)供給部
供給部53は、液体燃料および不活性ガスを燃料電池装置2に供給するための共通の供給部であって、1次ガスタンク55および1次燃料タンク58よりも車両側において、上記した燃料電池装置2の受給部7と接続可能に設けられている。
The second valve 60 is provided to switch supply and stop of liquid fuel to the fuel cell device 2, and a known on-off valve such as an electromagnetic valve is used. Moreover, the 2nd valve 60 is electrically connected to the supply source side control unit 54 (refer the broken line of FIG. 1). Thereby, the control signal from the supply source side control unit 54 is input to the second valve 60, and the supply source side control unit 54 controls the opening and closing of the second valve 60.
(3) Supply Unit The supply unit 53 is a common supply unit for supplying the liquid fuel and the inert gas to the fuel cell device 2, and is closer to the vehicle than the primary gas tank 55 and the primary fuel tank 58. It is provided so as to be connectable to the receiving unit 7 of the fuel cell device 2 described above.

より具体的には、供給部53は、その一端(車両側端)が外気に開放されるように、供給源50の車両側端に配置されており、また、その他端が、第1ライン56の一端(車両側端)および第2ライン59の一端(車両側端)と、シール材(ガスケットなど)を介して接続されている。   More specifically, the supply unit 53 is disposed at the vehicle side end of the supply source 50 so that one end (vehicle side end) thereof is open to the outside air, and the other end is the first line 56. Are connected to one end (vehicle side end) of the second line 59 and one end (vehicle side end) of the second line 59 via a sealing material (gasket or the like).

なお、供給部53は、不使用時には図示しないキャップにより封止されている。
(4)供給源側コントロールユニット
供給源側コントロールユニット54は、供給源50における電気的な制御を実行するユニット(例えば、ECU:Electronic Control Unit)であり、CPU、ROMおよびRAMなどを備えるマイクロコンピュータで構成されている。供給源側コントロールユニット54は、電気的な接続によりユニット外との信号通信が可能とされている。
The supply unit 53 is sealed with a cap (not shown) when not in use.
(4) Supply-source-side control unit The supply-source-side control unit 54 is a unit (for example, ECU: Electronic Control Unit) that performs electrical control in the supply source 50 and includes a CPU, ROM, RAM, and the like. It consists of The supply source side control unit 54 can perform signal communication with the outside of the unit by electrical connection.

なお、供給源側コントロールユニット54は、燃料供給時において、車両側コントロールユニット9と電気的に接続され、互いに電子情報を交換することにより、対応動作を可能とされている。
3.燃料供給方法
図2は、本発明の燃料供給方法の一実施形態の手順を示すフローチャートである。
The supply source side control unit 54 is electrically connected to the vehicle side control unit 9 at the time of fuel supply, and is capable of corresponding operation by exchanging electronic information with each other.
3. Fuel Supply Method FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of one embodiment of the fuel supply method of the present invention.

以下では、図1とともに、図2を参照して、燃料電池装置2に対する燃料供給方法について、その手順を説明する。   Hereinafter, the procedure of the fuel supply method for the fuel cell device 2 will be described with reference to FIG. 2 together with FIG.

この方法では、まず、供給部53と、受給部7とを接続する(ステップS1:接続工程)。   In this method, first, the supply part 53 and the receiving part 7 are connected (step S1: connection process).

また、これとともに、図1において破線で示すように、車両側コントロールユニット9と、供給源側コントロールユニット54とを、電気的に接続し、互いに対応動作可能とする。   At the same time, as indicated by a broken line in FIG. 1, the vehicle-side control unit 9 and the supply-source-side control unit 54 are electrically connected so that they can operate in correspondence with each other.

なお、以降の各工程において、各弁や圧力検出手段などを、車両側コントロールユニット9および供給源側コントロールユニット54により、それぞれ制御する。   In each of the subsequent steps, the valves, pressure detection means, and the like are controlled by the vehicle side control unit 9 and the supply source side control unit 54, respectively.

次いで、この方法では、上記の接続工程の後、かつ、後述する液体燃料供給工程の前において、第1弁57を開、第2弁60を閉、第3弁26を閉、第4弁30を閉とする。なお、このとき、第5弁43および第6弁44を、閉とする。これにより、第1ライン56、供給部53および受給部7(さらに、第3ライン25の流れ方向途中まで)を、順次連通させる。そして、順次接続された第1ライン56、供給部53、受給部7および第3ライン25(詳しくは、第3弁26の上流側)の内部を、1次ガスタンク55から供給される不活性ガスで充填し、その後、第1弁57を閉とする(ステップS2:ガス充填工程)。   Next, in this method, the first valve 57 is opened, the second valve 60 is closed, the third valve 26 is closed, and the fourth valve 30 after the connection step and before the liquid fuel supply step described later. Is closed. At this time, the fifth valve 43 and the sixth valve 44 are closed. Thereby, the 1st line 56, the supply part 53, and the receiving part 7 (further to the middle of the flow direction of the 3rd line 25) are made to communicate sequentially. Then, the inert gas supplied from the primary gas tank 55 in the first line 56, the supply unit 53, the receiving unit 7 and the third line 25 (specifically, the upstream side of the third valve 26) sequentially connected. Then, the first valve 57 is closed (step S2: gas filling step).

次いで、この方法では、上記のガス充填工程の後、かつ、後述する液体燃料供給工程の前において、圧力検出手段61により、順次接続された第1ライン56(詳しくは、第1弁の下流側)、供給部53、受給部7および第3ライン25(詳しくは、第3弁26の上流側)の内部の圧力を検出する(ステップS3:圧力検出工程)。   Next, in this method, after the gas filling step and before the liquid fuel supply step, which will be described later, the pressure detection means 61 sequentially connects the first line 56 (specifically, the downstream side of the first valve). ), The internal pressure of the supply unit 53, the receiving unit 7 and the third line 25 (specifically, the upstream side of the third valve 26) is detected (step S3: pressure detection step).

このような燃料供給方法において、供給部53および受給部7の接続が不良である場合や、供給部53および/または受給部7が劣化により破損している場合などには、後述するように、液体燃料を供給すると、その接続不良箇所や破損箇所から、液体燃料(気化物を含む)が漏出する場合がある。   In such a fuel supply method, when the connection between the supply unit 53 and the receiving unit 7 is poor, or when the supply unit 53 and / or the receiving unit 7 is damaged due to deterioration, as described later, When liquid fuel is supplied, liquid fuel (including vaporized substances) may leak from the poorly connected or damaged portions.

一方、このような燃料供給方法では、供給部53および受給部7が接続された後、液体燃料が供給される前に、供給部53および受給部7の接続部を含むラインに、不活性ガスが充填され、圧力が検出される。このとき、圧力変化を測定することにより、不活性ガスの漏出を検知することができる。   On the other hand, in such a fuel supply method, after the supply unit 53 and the receiving unit 7 are connected, before the liquid fuel is supplied, an inert gas is applied to the line including the connection unit of the supply unit 53 and the receiving unit 7. And the pressure is detected. At this time, leakage of the inert gas can be detected by measuring the pressure change.

つまり、このような燃料供給方法によれば、液体燃料の供給前に、供給部53および受給部7の接続不良や、劣化による破損などを検出することができる。そのため、上記の接続不良箇所や破損箇所における液体燃料(気化物を含む)の漏出を防止することができる。   That is, according to such a fuel supply method, it is possible to detect a connection failure between the supply unit 53 and the receiving unit 7, damage due to deterioration, or the like before the liquid fuel is supplied. Therefore, it is possible to prevent the liquid fuel (including vaporized material) from leaking out at the above-mentioned poorly connected locations or damaged locations.

次いで、この方法では、第1弁57を開、第2弁60を閉、第3弁26を開、第4弁30を閉とし、順次接続された第1ライン56、供給部53、受給部7および第3ライン25を介して、不活性ガスを、1次ガスタンク55から2次ガスタンク24に供給(1次供給)する(ステップS4:不活性ガス供給工程)。   Next, in this method, the first valve 57 is opened, the second valve 60 is closed, the third valve 26 is opened, the fourth valve 30 is closed, and the first line 56, the supply unit 53, and the receiving unit that are sequentially connected. The inert gas is supplied from the primary gas tank 55 to the secondary gas tank 24 (primary supply) via the seventh and third lines 25 (step S4: inert gas supply process).

次いで、この方法では、第1弁57を閉、第2弁60を開、第3弁26を閉、第4弁30を開とし、順次接続された第2ライン59、供給部53、受給部7および第4ライン29を介して、液体燃料を、1次燃料タンク58から2次燃料タンク28に供給(1次供給)する(ステップS5:液体燃料供給工程)。   Next, in this method, the first valve 57 is closed, the second valve 60 is opened, the third valve 26 is closed, and the fourth valve 30 is opened. The second line 59, the supply unit 53, and the receiving unit are sequentially connected. The liquid fuel is supplied (primary supply) from the primary fuel tank 58 to the secondary fuel tank 28 via the seventh and fourth lines 29 (step S5: liquid fuel supply process).

次いで、この方法では、上記の液体燃料供給工程の後、かつ、後述する分離工程の前において、第1弁57を開、第2弁60を閉、第3弁26を閉、第4弁30を開とし、順次接続された第1ライン56、供給部53、受給部7および第4ライン29を、1次ガスタンク55から供給される不活性ガスでパージし、供給部53、受給部7および第4ライン29内の液体燃料を、2次燃料タンク28に輸送する(ステップS6:ガスパージ工程)。   Next, in this method, the first valve 57 is opened, the second valve 60 is closed, the third valve 26 is closed, and the fourth valve 30 after the liquid fuel supply step and before the separation step described later. The first line 56, the supply unit 53, the receiving unit 7 and the fourth line 29 that are sequentially connected are purged with the inert gas supplied from the primary gas tank 55, and the supply unit 53, the receiving unit 7 and The liquid fuel in the fourth line 29 is transported to the secondary fuel tank 28 (step S6: gas purge process).

液体燃料の供給後において、接続された供給部53と受給部7を分離させると、例えば、供給部53および受給部7の接続箇所に残存した液体燃料が液垂れを生じる場合や、その液体燃料が外部に付着する場合がある。   If the connected supply unit 53 and the receiving unit 7 are separated after the liquid fuel is supplied, for example, when the liquid fuel remaining at the connection part of the supply unit 53 and the receiving unit 7 causes dripping, or the liquid fuel May adhere to the outside.

一方、このような燃料供給方法では、液体燃料の供給後に、供給部53および受給部7の接続箇所に液体燃料が残存する場合にも、供給部53および受給部7が分離される前に、供給部53、受給部7および第4ライン29内に残存する液体燃料が、不活性ガスにより、2次燃料タンク28に輸送される。そのため、供給部53および受給部7の分離時における液体燃料の液垂れおよび付着を防止することができる。   On the other hand, in such a fuel supply method, even when the liquid fuel remains at the connection portion between the supply unit 53 and the receiving unit 7 after the liquid fuel is supplied, before the supply unit 53 and the receiving unit 7 are separated, The liquid fuel remaining in the supply unit 53, the receiving unit 7 and the fourth line 29 is transported to the secondary fuel tank 28 by an inert gas. Therefore, it is possible to prevent liquid fuel from dripping and adhering when the supply unit 53 and the receiving unit 7 are separated.

次いで、この方法では、供給部53および受給部7を分離させる(ステップS7:分離工程)。   Next, in this method, the supply unit 53 and the receiving unit 7 are separated (step S7: separation step).

このような燃料供給方法により、供給源50から、液体燃料および不活性ガスを、燃料電池装置2に供給することができる。   With such a fuel supply method, the liquid fuel and the inert gas can be supplied from the supply source 50 to the fuel cell device 2.

そして、このような燃料供給方法では、1次ガスタンク55から2次ガスタンク24へ不活性ガスが供給される不活性ガス供給工程と、1次燃料タンク58から2次燃料タンク28へ液体燃料が供給される液体燃料供給工程とにおいて、共通の供給部53および共通の受給部7が用いられるため、部品点数の削減、および、省スペース化を図ることができる。   In such a fuel supply method, an inert gas supply step in which an inert gas is supplied from the primary gas tank 55 to the secondary gas tank 24, and liquid fuel is supplied from the primary fuel tank 58 to the secondary fuel tank 28. Since the common supply unit 53 and the common receiving unit 7 are used in the liquid fuel supply process, the number of parts can be reduced and the space can be saved.

また、このような燃料供給方法では、供給部53と受給部7とを接続する接続工程と、それらが分離される分離工程との間において、不活性ガスと液体燃料とが、それぞれ供給されるため、不活性ガスおよび液体燃料を、1つの作業(一連の作業)で供給することができる。その結果、不活性ガスおよび液体燃料のいずれか一方のみを供給して燃料電池本体3を稼動させたときに、不活性ガス不足または燃料不足が生じることを防止することができる。
4.燃料電池装置による発電
上記した燃料電池装置2では、起動時および停止時において、車両側コントロールユニット9の制御により、第5弁43が開、第6弁44が閉とされ、2次ガスタンク24から不活性ガスが、第5ライン27を介して燃料電池本体3(燃料供給路16および空気供給路21)に供給され、充填される。
Further, in such a fuel supply method, the inert gas and the liquid fuel are respectively supplied between the connecting step for connecting the supply unit 53 and the receiving unit 7 and the separation step for separating them. Therefore, the inert gas and the liquid fuel can be supplied in one operation (a series of operations). As a result, when only one of the inert gas and the liquid fuel is supplied and the fuel cell main body 3 is operated, it is possible to prevent the inert gas shortage or the fuel shortage from occurring.
4). Electricity generation by the fuel cell device In the fuel cell device 2 described above, the fifth valve 43 is opened and the sixth valve 44 is closed under the control of the vehicle-side control unit 9 at the time of start and stop. The inert gas is supplied to the fuel cell main body 3 (the fuel supply path 16 and the air supply path 21) through the fifth line 27 and is filled.

また、発電時には、車両側コントロールユニット9の制御により、第5弁43が閉、第6弁44が開とされ、2次燃料タンク28から液体燃料が、第6ライン31を介して燃料電池本体3のアノード12に供給される。一方、空気供給弁39が開かれ、空気供給ポンプ38が駆動されることにより、空気が空気供給ライン36を介して燃料電池本体3カソード13に供給される。なお、第6弁44は、液体燃料が所定量供給された後に閉じられる。   Further, during power generation, the fifth valve 43 is closed and the sixth valve 44 is opened under the control of the vehicle-side control unit 9, and liquid fuel is supplied from the secondary fuel tank 28 via the sixth line 31. 3 to the anode 12. On the other hand, when the air supply valve 39 is opened and the air supply pump 38 is driven, air is supplied to the fuel cell body 3 cathode 13 via the air supply line 36. The sixth valve 44 is closed after a predetermined amount of liquid fuel is supplied.

アノード12では、液体燃料が、アノード電極14と接触しながら燃料供給路16を通過する。一方、カソード13では、空気が、カソード電極19と接触しながら空気供給路21を通過する。   In the anode 12, the liquid fuel passes through the fuel supply path 16 while being in contact with the anode electrode 14. On the other hand, at the cathode 13, air passes through the air supply path 21 while being in contact with the cathode electrode 19.

そして、各電極(アノード電極14およびカソード電極19)において電気化学反応が生じ、起電力が発生する。例えば、液体燃料がメタノールである場合には、下記式(1)〜(3)の通りとなる。
(1)CHOH+6OH→CO+5HO+6e(アノード電極14での反応)
(2)O+2HO+4e→4OH (カソード電極19での反応)
(3)CHOH+3/2O→CO+2HO (燃料電池本体3全体での反応)
すなわち、メタノールが供給されたアノード電極14では、メタノール(CHOH)とカソード電極19での反応で生成した水酸化物イオン(OH)とが反応して、二酸化炭素(CO)および水(HO)が生成するとともに、電子(e)が発生する(上記式(1)参照)。
Then, an electrochemical reaction occurs in each electrode (the anode electrode 14 and the cathode electrode 19), and an electromotive force is generated. For example, when the liquid fuel is methanol, the following formulas (1) to (3) are obtained.
(1) CH 3 OH + 6OH → CO 2 + 5H 2 O + 6e (reaction at the anode electrode 14)
(2) O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH (reaction at the cathode electrode 19)
(3) CH 3 OH + 3 / 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O (reaction in the entire fuel cell body 3)
That is, at the anode electrode 14 supplied with methanol, methanol (CH 3 OH) reacts with hydroxide ions (OH ) generated by the reaction at the cathode electrode 19 to react with carbon dioxide (CO 2 ) and water. (H 2 O) is generated and electrons (e ) are generated (see the above formula (1)).

アノード電極14で発生した電子(e)は、図示しない外部回路を経由してカソード電極19に到達する。つまり、この外部回路を通過する電子(e)が、電流となる。 Electrons (e ) generated at the anode electrode 14 reach the cathode electrode 19 via an external circuit (not shown). That is, electrons (e ) passing through the external circuit become current.

一方、カソード電極19では、電子(e)と、外部からの供給もしくは燃料電池本体3での反応で生成した水(HO)と、空気供給路21を流れる空気中の酸素(O)とが反応して、水酸化物イオン(OH)が生成する(上記式(2)参照)。 On the other hand, in the cathode electrode 19, electrons (e ), water (H 2 O) generated by a reaction from the outside or the fuel cell main body 3, and oxygen (O 2 ) in the air flowing through the air supply path 21. ) React with each other to produce hydroxide ions (OH ) (see the above formula (2)).

そして、生成した水酸化物イオン(OH)が、電解質層11を通過してアノード電極14に到達し、上記と同様の反応(上記式(1)参照)が生じる。 And the produced | generated hydroxide ion (OH < - >) passes the electrolyte layer 11, reaches the anode electrode 14, and reaction (refer said Formula (1)) similar to the above arises.

また、例えば、液体燃料がヒドラジンである場合には、下記式(4)〜(6)の通りとなる。
(4)N+4OH→N+4HO+4e (アノード電極14での反応)
(5)O+2HO+4e→4OH (カソード電極19での反応)
(6)N+O→N+2HO (燃料電池本体3全体での反応)
このようなアノード電極14およびカソード電極19での電気化学的反応が連続的に生じることによって、燃料電池本体3全体として、上記式(3)または上記式(6)で表わされる反応が生じて、燃料電池本体3に起電力が発生する。
For example, when the liquid fuel is hydrazine, the following formulas (4) to (6) are obtained.
(4) N 2 H 4 + 4OH → N 2 + 4H 2 O + 4e (reaction at the anode electrode 14)
(5) O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH (reaction at the cathode electrode 19)
(6) N 2 H 4 + O 2 → N 2 + 2H 2 O (reaction in the entire fuel cell body 3)
When the electrochemical reaction at the anode electrode 14 and the cathode electrode 19 is continuously generated, the reaction represented by the above formula (3) or the above formula (6) occurs in the fuel cell main body 3 as a whole. An electromotive force is generated in the fuel cell main body 3.

そして、動力部10では、発生した起電力が、正極配線45および負極配線46を介してDC/DCコンバータ41に送電され、インバータ42に送電される。そして、モータ40では、インバータ42により三相交流電力に変換された電気エネルギが、燃料電池車両1の車輪を駆動させる機械エネルギに変換される。   In the power unit 10, the generated electromotive force is transmitted to the DC / DC converter 41 via the positive electrode wiring 45 and the negative electrode wiring 46, and is transmitted to the inverter 42. In the motor 40, the electrical energy converted into the three-phase AC power by the inverter 42 is converted into mechanical energy that drives the wheels of the fuel cell vehicle 1.

また、上記反応により生じるガスや、供給された不活性ガスなどのガスと、未消費(未反応)の液体燃料とは、ガス−燃料排出ライン32を介して処理装置33に導入される。   In addition, the gas generated by the reaction, the supplied inert gas, and the like and the unconsumed (unreacted) liquid fuel are introduced into the processing device 33 via the gas-fuel discharge line 32.

処理装置33において、ガスと未反応液体燃料とが分離され、分離されたガスが、浄化処理される。   In the processing device 33, the gas and the unreacted liquid fuel are separated, and the separated gas is purified.

分離および浄化されたガスは、ガス排出ライン34を通過し、外気に排出され、一方、分離された液体燃料は、還流ライン35を介して、2次燃料タンク28に循環される。なお、処理装置33および2次燃料タンク28の内圧は、図示しない内圧調整管により、適宜調整される。   The separated and purified gas passes through the gas discharge line 34 and is discharged to the outside air, while the separated liquid fuel is circulated to the secondary fuel tank 28 via the reflux line 35. The internal pressures of the processing device 33 and the secondary fuel tank 28 are appropriately adjusted by an internal pressure adjusting pipe (not shown).

このようにして発電された電力により、燃料電池車両1が、走行可能とされる。   The fuel cell vehicle 1 can be driven by the electric power thus generated.

そして、このような燃料電池車両1では、上記の燃料供給方法が採用される、すなわち、1次ガスタンク55から2次ガスタンク24へ不活性ガスが供給される不活性ガス供給工程と、1次燃料タンク58から2次燃料タンク28へ液体燃料が供給される液体燃料供給工程とにおいて、共通の供給部53および共通の受給部7が用いられるため、部品点数の削減、および、省スペース化を図ることができる。   In such a fuel cell vehicle 1, the above-described fuel supply method is adopted, that is, an inert gas supply step in which an inert gas is supplied from the primary gas tank 55 to the secondary gas tank 24, and the primary fuel. In the liquid fuel supply process in which the liquid fuel is supplied from the tank 58 to the secondary fuel tank 28, the common supply unit 53 and the common receiving unit 7 are used, so the number of parts is reduced and the space is saved. be able to.

また、このような燃料電池車両1では、供給部53と受給部7とを接続する接続工程と、それらが分離される分離工程との間において、不活性ガスと液体燃料とが、それぞれ供給されるため、不活性ガスおよび液体燃料を、1つの作業(一連の作業)で供給することができる。その結果、不活性ガスおよび液体燃料のいずれか一方のみを供給して燃料電池本体3を稼動させたときに、不活性ガス不足または燃料不足が生じることを防止することができる。   Further, in such a fuel cell vehicle 1, the inert gas and the liquid fuel are respectively supplied between the connection step for connecting the supply unit 53 and the receiving unit 7 and the separation step for separating them. Therefore, the inert gas and the liquid fuel can be supplied in one operation (a series of operations). As a result, when only one of the inert gas and the liquid fuel is supplied and the fuel cell main body 3 is operated, it is possible to prevent the inert gas shortage or the fuel shortage from occurring.

1 燃料電池車両
2 燃料電池装置
3 燃料電池本体
7 受給部
24 2次ガスタンク
25 第3ライン
26 第3弁
28 2次燃料タンク
29 第4ライン
30 第4弁
53 供給部
55 1次ガスタンク
56 第1ライン
57 第1弁
58 1次燃料タンク
59 第2ライン
60 第2弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell vehicle 2 Fuel cell apparatus 3 Fuel cell main body 7 Receiving part 24 Secondary gas tank 25 3rd line 26 3rd valve 28 Secondary fuel tank 29 4th line 30 4th valve 53 Supply part 55 Primary gas tank 56 1st Line 57 First valve 58 Primary fuel tank 59 Second line 60 Second valve

Claims (4)

液体燃料および不活性ガスの供給源から、燃料電池装置に、液体燃料および不活性ガスを供給するための燃料供給方法であって、
前記供給源は、
不活性ガスが貯留される1次ガスタンク、
液体燃料が貯留される1次燃料タンク、
液体燃料および不活性ガスを前記燃料電池装置に供給するための共通の供給部、
前記1次ガスタンクおよび前記供給部を接続する第1ライン、
前記1次燃料タンクおよび前記供給部を接続する第2ライン、
前記第1ラインに備えられ、不活性ガスの供給および停止を切り替えるための第1弁、および、
前記第2ラインに備えられ、液体燃料の供給および停止を切り替えるための第2弁を備え、
前記燃料電池装置は、
液体燃料を消費する反応により発電する燃料電池本体、
不活性ガスを前記燃料電池本体に供給するための2次ガスタンク、
液体燃料を前記燃料電池本体に供給するための2次燃料タンク、
液体燃料および不活性ガスが受給される共通の受給部、
前記2次ガスタンクおよび前記受給部を接続する第3ライン、
前記2次燃料タンクおよび前記受給部を接続する第4ライン、
前記第3ラインに備えられ、不活性ガスの供給および停止を切り替えるための第3弁、および、
前記第4ラインに備えられ、液体燃料の供給および停止を切り替えるための第4弁を備え、
前記供給部と、前記受給部とを接続する接続工程と、
前記第1弁を開、前記第2弁を閉、前記第3弁を開、前記第4弁を閉とし、順次接続された前記第1ライン、前記供給部、前記受給部および前記第3ラインを介して、不活性ガスを、前記1次ガスタンクから前記2次ガスタンクに供給する不活性ガス供給工程と、
前記第1弁を閉、前記第2弁を開、前記第3弁を閉、前記第4弁を開とし、順次接続された前記第2ライン、前記供給部、前記受給部および前記第4ラインを介して、液体燃料を、前記1次燃料タンクから前記2次燃料タンクに供給する液体燃料供給工程と、
前記供給部および前記受給部を分離させる分離工程と
を備えることを特徴とする、燃料供給方法。
A fuel supply method for supplying liquid fuel and inert gas from a supply source of liquid fuel and inert gas to a fuel cell device,
The source is
A primary gas tank in which inert gas is stored,
A primary fuel tank in which liquid fuel is stored;
A common supply for supplying liquid fuel and inert gas to the fuel cell device;
A first line connecting the primary gas tank and the supply unit;
A second line connecting the primary fuel tank and the supply unit;
A first valve provided in the first line for switching between supply and stop of the inert gas; and
A second valve provided in the second line for switching between supply and stop of liquid fuel;
The fuel cell device comprises:
A fuel cell body that generates electricity by a reaction that consumes liquid fuel;
A secondary gas tank for supplying an inert gas to the fuel cell body;
A secondary fuel tank for supplying liquid fuel to the fuel cell body;
A common receiving section for receiving liquid fuel and inert gas,
A third line connecting the secondary gas tank and the receiving unit;
A fourth line connecting the secondary fuel tank and the receiving unit;
A third valve provided in the third line for switching between supply and stop of the inert gas; and
A fourth valve provided in the fourth line for switching between supply and stop of liquid fuel;
A connecting step of connecting the supply unit and the receiving unit;
The first valve is opened, the second valve is closed, the third valve is opened, and the fourth valve is closed. The first line, the supply unit, the receiving unit, and the third line are sequentially connected. An inert gas supply step of supplying an inert gas from the primary gas tank to the secondary gas tank via
The first line is closed, the second valve is opened, the third valve is closed, and the fourth valve is opened. The second line, the supply unit, the receiving unit, and the fourth line are sequentially connected. A liquid fuel supply step of supplying liquid fuel from the primary fuel tank to the secondary fuel tank via
A fuel supply method comprising: a separation step of separating the supply unit and the receiving unit.
さらに、前記第1ラインまたは前記第3ラインに、圧力検出手段を備え、
前記接続工程の後、かつ、前記液体燃料供給工程の前において、
前記第1弁を開、前記第2弁を閉、前記第3弁を閉、前記第4弁を閉とし、順次接続された前記第1ライン、前記供給部、前記受給部および前記第3ラインの内部を、1次ガスタンクから供給される前記不活性ガスで充填するガス充填工程と、
前記ガス充填工程の後、かつ、前記液体燃料供給工程の前において、
前記圧力検出手段により、順次接続された前記第1ライン、前記供給部、前記受給部および前記第3ラインの内部の圧力を検出する、圧力検出工程と
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の燃料供給方法。
Furthermore, the first line or the third line is provided with pressure detection means,
After the connecting step and before the liquid fuel supplying step,
The first valve is opened, the second valve is closed, the third valve is closed, and the fourth valve is closed. The first line, the supply unit, the receiving unit, and the third line are sequentially connected. A gas filling step of filling the inside with the inert gas supplied from a primary gas tank;
After the gas filling step and before the liquid fuel supply step,
The pressure detection step of detecting a pressure inside the first line, the supply unit, the receiving unit, and the third line sequentially connected by the pressure detection unit. The fuel supply method described in 1.
前記液体燃料供給工程の後、かつ、前記分離工程の前において、
前記第1弁を開、前記第2弁を閉、前記第3弁を閉、前記第4弁を開とし、順次接続された前記第1ライン、前記供給部、前記受給部および第4ラインを、1次ガスタンクから供給される不活性ガスでパージし、
前記供給部、前記受給部および第4ライン内の液体燃料を、前記2次燃料タンクに輸送する、ガスパージ工程
を備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の燃料供給方法。
After the liquid fuel supply step and before the separation step,
The first valve is opened, the second valve is closed, the third valve is closed, the fourth valve is opened, and the first line, the supply unit, the receiving unit, and the fourth line that are sequentially connected are connected. Purging with an inert gas supplied from the primary gas tank,
The fuel supply method according to claim 1, further comprising a gas purge step of transporting liquid fuel in the supply unit, the receiving unit, and the fourth line to the secondary fuel tank.
前記燃料電池装置を備え、請求項1〜3に記載の燃料供給方法が採用される燃料電池車両であって、
前記燃料電池装置は、
液体燃料を消費する反応により発電する燃料電池本体、
不活性ガスを前記燃料電池本体に供給するための2次ガスタンク、
液体燃料を前記燃料電池本体に供給するための2次燃料タンク、
液体燃料および不活性ガスが受給される共通の受給部、
前記2次ガスタンクおよび前記受給部を接続する第3ライン、
前記2次燃料タンクおよび前記受給部を接続する第4ライン、
前記第3ラインに備えられ、不活性ガスの供給および停止を切り替えるための第3弁、および、
前記第4ラインに備えられ、液体燃料の供給および停止を切り替えるための第4弁を備えていることを特徴とする、燃料電池車両。
A fuel cell vehicle comprising the fuel cell device, wherein the fuel supply method according to claim 1 is employed.
The fuel cell device comprises:
A fuel cell body that generates electricity by a reaction that consumes liquid fuel;
A secondary gas tank for supplying an inert gas to the fuel cell body;
A secondary fuel tank for supplying liquid fuel to the fuel cell body;
A common receiving section for receiving liquid fuel and inert gas,
A third line connecting the secondary gas tank and the receiving unit;
A fourth line connecting the secondary fuel tank and the receiving unit;
A third valve provided in the third line for switching between supply and stop of the inert gas; and
A fuel cell vehicle comprising a fourth valve provided in the fourth line for switching between supply and stop of liquid fuel.
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