JP2023508477A - ハイブリッド電力システム - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関を固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）スタックと一体化し、ＳＯＦＣスタックの予熱段階で最初に内燃機関を通して車両に電力を提供し、それによってＳＯＦＣスタックが予熱段階において車両に電力を提供できないという問題を解決する、ハイブリッド電力システムを提供する。同時に、内燃機関は燃料ガスを燃焼させ、高温の排気ガスを出力し、高温の排気ガスで熱交換器を加熱し、次いで排気ガスを排気タービンから排出し、システムの外部から空気を吸入する。空気は、最初に空気予熱器を通過し、次いで熱交換器を通過し、次いでＳＯＦＣスタックの内部に入り、空気パイプラインを通して空気予熱器を予熱し、次いで排出される。多数のサイクルの後、ＳＯＦＣスタックの予熱が完了する。空気予熱器が熱交換器に直列に接続されて空気を加熱すると、ＳＯＦＣスタックに入る空気の加熱速度が上昇し、予熱時間が短縮され、およびＳＯＦＣスタックの迅速な始動が達成され、その結果、車両に効率的に電力を提供する目的を達成するためにＳＯＦＣスタックが使用され得る。

Description

本発明は、ハイブリッド電力、特にハイブリッド電力システムの技術分野に関する。

ＳＯＦＣエンジンは最大６０％になり得る高効率を有し、燃料に大いに適用可能であるが、ＳＯＦＣエンジンは６００℃を超えて動作する必要があり、結果として、長い始動および予熱時間がかかり、ならびに定格電力を出力することができず、すなわち、この段階において車両に電力を提供することができない。

本発明の目的は、ＳＯＦＣエンジンが予熱段階で車両に電力を提供することができないという従来技術における問題を解決するためのハイブリッド電力システムを提供することである。

本発明は、内燃機関を備えるハイブリッド電力システムを提供する。内燃機関の第１の入力端は、第１のＴ字弁の第１の出力端に接続される。第１のＴ字弁の入力端は、燃料ガス供給器に接続され、および第１のＴ字弁の第２の出力端は、改質器の第１の入力端に接続される。改質器の出力端は、ＳＯＦＣスタックの第１の入力端に接続される。ＳＯＦＣスタックの第１の出力端は、内燃機関の第２の入力端に接続される。内燃機関の出力端は、熱交換器の外壁に隣接して配置された排気ラインに接続され、ならびに内燃機関における燃料ガスの燃焼から生成された排気ガスは、排気ラインおよび改質器を通って流れ、次いで、排気タービンから排出される。排気タービンは、排気ガスを排出しながら空気パイプラインから空気を取り込み、空気パイプラインは、第２のＴ字弁に接続され、第２のＴ字弁は、空気予熱器に接続され、および空気予熱器は、熱交換器に接続される。熱交換器の出力端に接続された空気パイプラインは、ＳＯＦＣスタックの第２の入力端に接続され、空気は、空気パイプラインを通してＳＯＦＣスタックに入力され、ＳＯＦＣスタックの第２の出力端に接続された空気パイプラインから排出され、およびＳＯＦＣスタックの第２の出力端に接続された空気パイプラインは、空気予熱器の外壁に隣接して配置される。第２のＴ字弁は、内燃機関の第３の入力端にさらに接続されて、内燃機関に空気を提供する。

システムは、触媒コンバータをさらに含み得る。前述のように、内燃機関の出力端は、熱交換器の外壁に隣接して配置された排気ラインに接続され、ならびに内燃機関内における燃料ガスの燃焼から生成された排気ガスは、排気ラインおよび改質器を通って流れ、次いで、排気タービンから排出される。内燃機関の出力端は、排気ラインに接続され、および排気ラインを通して触媒コンバータの第１の入力端に接続される。触媒コンバータの出力端の排気ラインは、熱交換器の外壁に隣接して配置され、ならびに内燃機関における燃料ガスの燃焼から生成された排気ガスは、排気ラインおよび改質器を通って流れ、次いで、排気タービンから排出される。

システムは、バーナをさらに備え得る。バーナの入力端は、ＳＯＦＣスタックの出力端に接続され、およびバーナの出力端は、触媒コンバータの第２の入力端に接続される。

システムは、排気タービンに直列に接続され、および排気タービンがシステムの外部から空気を取り込むのを支援する、モータ駆動タービンをさらに備え得る。

システムは、燃料ガス供給器と第１のＴ字弁との間に配置された減圧弁をさらに備え得る。

システムは、内燃機関の第２のＴ字弁と第３の入力端との間に配置されたインタークーラをさらに備え得る。

システムは、空気パイプラインの一端に配置された濾過装置をさらに備え得、濾過装置は空気中の不純物を除去し、その結果、不純物除去後の空気が空気パイプラインに入る。

燃料ガス供給器は、バーナにさらに接続され得る。

システムは、ＳＯＦＣスタックの第１の出力端と内燃機関の第２の入力端との間に配置された第３のＴ字弁をさらに備え得る。前述のように、ＳＯＦＣスタックの第１の出力端部は、内燃機関の第２の入力端に接続される。ＳＯＦＣスタックの第１の出力端は、第３のＴ字弁の入力端に接続され得、および第３のＴ字弁の第１の出力端は、内燃機関の第２の入力端に接続される。

前述のように、バーナの入力端はＳＯＦＣスタックの出力端に接続され得る。Ｔ字弁の第２の出力端は、バーナの入力端に接続される。

従来技術と比較して、本発明によって提供される技術的解決策は、以下の利点を有する。

本出願は、内燃機関をＳＯＦＣスタックと一体化し、最初にＳＯＦＣスタックの予熱段階において内燃機関に燃料ガス供給器内の燃料ガスを提供し、ＳＯＦＣスタックの予熱段階において内燃機関を通して車両に電力を提供し、それによってＳＯＦＣスタックが予熱段階において車両に電力を提供できないという問題を解決する、ハイブリッド電力システムを提供する。同時に、内燃機関は燃料ガスを燃焼させ、高温の排気ガスを出力し、高温の排気ガスで熱交換器を加熱し、次いで排気ガスを排気タービンから排出し、およびシステムの外部から空気を取り入れる。空気は、まず空気予熱器を通過し、次いで熱交換器を通過し、次いでＳＯＦＣスタックに入り、空気パイプラインを通して空気予熱器を予熱し、次いで排出される。多数のサイクルの後、ＳＯＦＣスタックの予熱が完了する。空気予熱器が熱交換器に直列に接続されて空気を加熱すると、ＳＯＦＣスタックに入る空気の加熱速度が上昇し、予熱時間が短縮され、およびＳＯＦＣスタックの迅速な始動が達成される。予熱が完了した後、ＳＯＦＣスタックを通して車両に電力が提供され得、内燃機関が作動を停止し、ならびにＳＯＦＣスタックが車両の電力需要を満たすことができない場合、内燃機関およびＳＯＦＣスタックは、同時に車両に電力を提供するように制御される。

内燃機関は柔軟に始動され得、および温度によって制限されないため、内燃機関は、本出願において最初に車両に電力を提供するために使用され、ならびにＳＯＦＣスタックの動作温度に達した後、ＳＯＦＣスタックのみが車両に電力を提供するために使用される。ＳＯＦＣスタックの高い効率のため、車両に電力を提供する作動効率が上がり、内燃機関およびＳＯＦＣスタックの欠点が補完され、ならびに車両に柔軟かつ効率的に電力が提供される。

添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を示す。

ハイブリッド電力システムの構造概略図である。 ハイブリッド電力システムの別の構造概略図である。

本発明の実施形態は、図面と併せて説明される。記載される実施形態は、実施形態のすべてではなく、本発明の実施形態の一部にすぎない。

本実施形態は、内燃機関をＳＯＦＣスタックと一体化し、ＳＯＦＣスタックの予熱段階において内燃機関を通して車両に電力を提供し、内燃機関から排出される高温の排気ガスでＳＯＦＣスタックを加熱して、ＳＯＦＣスタックを迅速に始動するハイブリッド電力システムを提供し、およびＳＯＦＣスタックは、作動効率を上げるように車両に電力を提供するために使用される。

図１に示されるように、ハイブリッド電力システムは、内燃機関１を備え得る。内燃機関１は、燃料ガスを燃焼させて、車両に電力を提供する。内燃機関１の動作を確実にするためには、内燃機関１に燃料ガスが提供される必要がある。

燃料ガスは、内燃機関１に燃料ガスを提供する燃料ガス供給器２に貯蔵される。燃料ガス供給器２は、以下のチャネルを通して内燃機関１に燃料ガスを提供する。

燃料ガス供給器２は、第１のＴ字弁３の入力端に接続される。第１のＴ字弁３の第１の出力端は、内燃機関１の第１の入力端に接続され、その結果、燃料ガス供給器２内の燃料ガスが使用のために内燃機関１に提供され得る。

この実施形態によって開示されるハイブリッド電力システムでは、内燃機関１が車両に電力を提供するために使用されることに加えて、ＳＯＦＣスタック４も車両に電力を提供するために使用される。したがって、ＳＯＦＣスタック４のアノードに燃料ガス（水素、一酸化炭素、メタンなど）を継続的に入力する必要があり、および、それに応じて、燃料ガス供給器２を通してＳＯＦＣスタック４に燃料ガスを提供する必要もある。

本発明によって提供されるハイブリッド電力システムでは、第１のＴ字弁３の第２の出力端は、改質器５の第１の入力端に接続され、および改質器５の出力端は、ＳＯＦＣスタック４の第１の入力端に接続され、その結果、燃料ガス供給器２の内部の燃料ガスが使用のためにＳＯＦＣスタック４に提供され得る。ここで、ＳＯＦＣスタック４の第１の入力端は、ＳＯＦＣスタック４のアノードを指す。

ＳＯＦＣスタック４に入力される燃料ガスは、完全に消費され得ない。燃料ガスの使用率をさらに上げるために、ＳＯＦＣスタック４の第１の出力端は、内燃機関１がＳＯＦＣスタック４によって消費されない燃料ガスを再利用するように、内燃機関１の第２の入力端に接続される。

さらに、ＳＯＦＣスタック４はまた、内燃機関１に特定の燃料ガスを提供することができるので、そうでなければ内燃機関１に燃料ガス供給器２によって提供されるべきいくらかの燃料ガスが保存される。

ＳＯＦＣスタック４と内燃機関１との上記の一体化を通して、システムが始動された後、およびＳＯＦＣスタックがまだ予熱段階にあり、車両に粉末を提供することができない状態にある場合、最初に燃料ガス供給器２を通して内燃機関１に燃料ガスは提供され得、その結果、内燃機関１が車両に電力を提供するために使用される。

さらに、ＳＯＦＣスタックが予熱段階にあるとき、内燃機関１が燃料ガスを燃焼した後に排出される高温の排気ガスもまた、ＳＯＦＣスタックを予熱するために使用され得、ＳＯＦＣスタックの予熱を加速し、予熱時間を短縮し、ＳＯＦＣスタックの迅速な始動を達成する。

内燃機関１の出力端は、排気ラインに接続され、排気ラインは、内燃機関１の燃料ガス燃焼から生成される排気ガスを排出するために使用される。

排気ラインは、熱交換器６の外壁に隣接して配置される。図１に示されるように、換気パイプラインが、熱交換器６の外壁に巻かれる。熱交換器６は、熱交換によって排気ラインを通って流れる高温の排気ガスで加熱される。次いで、排気ガスは改質器５を通って流れ、次いで排気タービン７から排出される。

排気タービン７が動作状態にあるとき、すなわち、排気タービン７が一方の側から排気ガスを排出するように作動している間、排気タービン７の他方の側は、システムの外部から新鮮な空気を吸収する。空気パイプラインを通して、空気はＳＯＦＣスタック４の内部に伝達される。ＳＯＦＣスタック４内の燃料ガスおよび空気は、化学反応を受けて、車両に電力を提供する。

同時に、空気と燃料ガスが混合され、および燃焼され、内燃機関１を通して車両に電力を提供するように、空気パイプラインから内燃機関１の内部にも空気が伝達される。

空気パイプラインは、第２のＴ字弁８の入力端に接続され、第２のＴ字弁８の出力端は、空気予熱器９の入力端に接続され、空気予熱器９の出力端は、熱交換器６の入力端に接続され、熱交換器６の出力端は、空気パイプラインを通してＳＯＦＣスタック４の第２の入力端に接続される。ここで、ＳＯＦＣスタック４の第２の入力端は、ＳＯＦＣスタック４のカソードである。

この場合、空気パイプラインの空気入口からの空気取り入れ口は、第２のＴ字弁８、空気予熱器９、および熱交換器６を通って流れ、ＳＯＦＣスタック４のカソードに入る。

空気は、最初に空気予熱器９を通って流れ、次いで熱交換器６を通って流れるが、空気予熱器９は熱交換を経験していないので、空気予熱器９自体の温度は、空気予熱器９を通って流れる空気を加熱するには低すぎることに留意されたい。一方、熱交換器６は内燃機関１から排出される高温の排気ガスとの熱交換を経験していて、より高い温度にある熱交換器６は、熱交換器６を通って流れる空気との熱交換を行うことができ、それによって空気の温度を上げる目的を達成する。

空気がＳＯＦＣスタック４に入力された後、空気は、ＳＯＦＣスタック４の第２の出力端から出力され、ＳＯＦＣスタック４の第２の出力端に接続された空気パイプラインから排出される。間もなくＳＯＦＣスタック４のカソードに入る空気の加熱を高速化するために、本実施形態では、ＳＯＦＣスタック４の第２の出力端に接続された空気パイプラインは、空気予熱器９の外壁に隣接して配置される。

図１に示すように、空気パイプラインは、空気予熱器９の外壁に巻かれ、空気予熱器９は、熱交換によって空気パイプラインを通って流れる空気で加熱される。ここで、空気パイプライン内の空気が高温の排気ガスで加熱されているため、空気パイプライン内の空気は一定の温度を有する。一定の温度の空気は、空気予熱器９の温度を上げるために空気予熱器９を加熱するために使用され得る。

空気がシステムの外側から連続的に取り込まれ、空気パイプラインを通過し、第２のＴ字弁８を通って流れた後、空気は空気予熱器９に入り、初めて空気予熱器９内で加熱され、次いで熱交換器６内に入り、２回目に熱交換器６内で加熱される。このようにして、空気の加熱速度が増加し、ＳＯＦＣスタックの予熱時間が短縮される。

本出願の実施形態では、第２のＴ字弁８はまた、システムの外部から取り込まれた空気が内燃機関１の内部に入力されるように、内燃機関１の第３の入力端に接続される。

前述の技術的解決策を通して、本実施形態により提供されるハイブリッド電力システムは、内燃機関をＳＯＦＣスタックと一体化し、最初にＳＯＦＣスタックの予熱段階において内燃機関のために燃料ガス供給器内に燃料ガスを提供し、内燃機関を通して車両に電力を提供し、それによってＳＯＦＣスタックが予熱段階において車両に電力を提供することができないという問題を解決する。同時に、内燃機関は燃料ガスを燃焼させ、高温の排気ガスを出力し、高温の排気ガスで熱交換器を加熱し、次いで排気ガスを排気タービンから排出し、およびシステムの外部から空気を吸入する。空気は、最初に空気予熱器を通過し、次いで熱交換器を通過し、次いでＳＯＦＣスタックに入り、空気パイプラインを通して空気予熱器を予熱し、次いで排出される。多数のサイクルの後、ＳＯＦＣスタックの予熱が完了する。空気予熱器が熱交換器に直列に接続されて空気を加熱すると、ＳＯＦＣスタックに入る空気の加熱速度が上昇し、予熱時間が短縮され、およびＳＯＦＣスタックの迅速な開始が達成される。予熱が完了した後、ＳＯＦＣスタックを通して車両に電力が提供され得、内燃機関が作動を停止し、ＳＯＦＣスタックが車両の電力需要を満たすことができない場合、内燃機関およびＳＯＦＣスタックは、同時に車両に電力を提供するように制御される。

内燃機関は、柔軟に始動することができ、および温度によって制限されることがないため、本出願では、内燃機関は最初に車両に電力を提供するために使用され、ならびにＳＯＦＣスタックの動作温度に達した後、ＳＯＦＣスタックのみが車両に電力を提供するために使用される。ＳＯＦＣスタックの高い効率のため、車両に電力を提供する作動効率が上がり、内燃機関およびＳＯＦＣスタックの欠点が補完され、および車両に柔軟かつ効率的に電力が提供される。

排気ガスの排出中、排出基準を満たすために、本出願は、図２に示されるように、別のハイブリッド電力システムをさらに提供する。図１に示される基礎に基づいて、ハイブリッド電力システムは、触媒コンバータ１０をさらに備える。

触媒コンバータ１０は、内燃機関１の出力端に配置される。排気ラインから排気ガスが放出される前に、排気ガスは、排出基準を満たすように触媒コンバータ１０内で精製される。

内燃機関１の出力端は、排気ラインに接続され、および排気ラインを通して触媒コンバータ１０の第１の入力端に接続され、触媒コンバータ１０の出力端の排気ラインは、熱交換器６の外壁に隣接して配置され、ならびに内燃機関１の燃料ガスの燃焼から生成された排気ガスは、排気ラインおよび改質器５を通って流れ、次いで排気タービン７から排出される。

他の実施形態では、ハイブリッド電力システムは、バーナ１１をさらに備え得る。

バーナ１１の入力端はＳＯＦＣスタック４の出力端に接続され、およびバーナ１１の出力端は触媒コンバータ１０の第２の入力端に接続される。このようにして、ＳＯＦＣスタック４から出力され、十分に利用されない燃料ガスは、バーナ１１に入り得る。バーナ１１での燃焼後、バーナ１１は、内燃機関１とともに、車両に電力を提供する。バーナ１１の燃料ガスの燃焼から生成される排気ガスはまた、触媒コンバータ１０における浄化後に放出される。

バーナ１１の提供は、燃料ガスの使用率を上昇させ得る。

他の実施形態では、吸気がＳＯＦＣスタックの空気需要および内燃機関の空気需要を満たすために一定の流れを有する必要があることを考慮すると、排気タービンだけでシステムの外部から空気を吸入することは、いくつかの状況では空気の流れ要件を満たすことができない。この問題に対処するために、本実施形態によって提供されるハイブリッド電力システムは、モータ駆動タービン１２をさらに備え、モータ駆動タービン１２は、排気タービン７に直列に接続され、およびハイブリッド電力システムの空気需要を満たすために、システムの外部から空気を吸入する排気タービン７を支援する。

空気中の不純物を濾過して取り除くために、空気パイプラインの空気入口には、例えば、フィルタ要素である濾過装置１３が配置される。空気中の不純物は、フィルタ要素によって除去される。

他の実施形態では、燃料ガス供給器２がガスボンベである場合、ガスボンベから直接出力される燃料ガスの圧力は高く、ならびに内燃機関１およびＳＯＦＣスタック４に提供される前に減圧される必要があるため、減圧弁１４は、燃料ガス供給器２および第１のＴ字弁３の間に配置される。

他の実施形態では、インタークーラ１５は、空気がそこを通って内燃機関１に提供されるパイプライン上に配置され、すなわち、インタークーラ１５は、第２のＴ字弁８と内燃機関１の第３の入力端との間に配置される。

他の実施形態では、燃料ガス供給器２はまた、バーナに接続されて、バーナおよび内燃機関の両方が燃料ガスを燃焼させるように、バーナに燃料ガスを提供する。このようにして、車両に電力が提供されるだけでなく、ＳＯＦＣスタック内の空気の温度上昇速度が増加され、およびＳＯＦＣスタックの予熱時間が短縮される。

他の実施形態では、第３のＴ字弁１６は、ＳＯＦＣスタックによって出力される燃料ガスを２つの分岐に分割するように配置され、一方の分岐はバーナに入力され、および他方の分岐は内燃機関に入力される。

本発明によって開示されるハイブリッド電力システムをよりよく理解するために、ハイブリッド電力システムの作動原理が以下に説明される。

作動原理：減圧弁により燃料ガスの圧力が低下された後、燃料ガスは２つの分岐に分割され、一方の分岐は内燃機関に接続され、および他方の分岐は改質器に接続されてＳＯＦＣスタックの発電用燃料を提供する。

車両が始動された後、まず、内燃機関は、内燃機関およびエネルギー貯蔵セルのハイブリッド電力の利点を利用して、ダイナモを駆動して車両に電力を提供することによって、高効率領域で作動する。モータは、ギアボックスを通して車輪を駆動し、それによって車両に電力および電気を提供する目的を達成する。

内燃機関の燃料ガスの燃焼後に排出される高温の排気ガスは、最初に三元触媒コンバータにおいて精製され、次いで熱交換器、改質器、および排気タービンを通過し、次いで出力され、ならびに、新鮮な空気がフィルタ要素を通過して内燃機関およびＳＯＦＣスタックに入る。高温の排気ガスを排出するプロセスでは、排気ガスは熱交換器を通過するが、排気ガスは、排気ガスの廃熱が熱交換器に入った後に空気を加熱するために使用されて、最終的にＳＯＦＣスタックに入るように、熱交換器と熱交換するだけである。

加圧された空気は、第２のＴ字弁で内燃機関およびＳＯＦＣスタックに分配される。空気は、熱交換器に入る前に、最初に空気予熱器に入る必要がある。空気が熱交換器に入った後、内燃機関から排出される高温の排気ガスと熱を交換して温度を上昇させ、それによってＳＯＦＣスタックのホットスタートを達成する。

ＳＯＦＣスタックの迅速な始動を実現するために、燃料ガス供給器はバーナに接続されて、燃料ガスをバーナに供給し得る。バーナはさらにＳＯＦＣスタックの出力端に接続され、バーナ内でＳＯＦＣスタックから排出された燃料ガスを混合し、および燃焼し、バーナから高温の排気ガスを出力する。バーナから出力される高温の排気ガスおよび内燃機関によって出力される高温の排気ガスは熱交換器と熱を交換して、ＳＯＦＣスタックに入る空気を加熱する目的を達成する。高温の排気ガスが増加すると、ＳＯＦＣスタックに入る空気が高速で加熱されて、ＳＯＦＣスタックの迅速なホットスタートを達成し得、さらに、より多くの排気ガスが排出されるにつれて、排気タービンはシステム内により多くの新鮮な空気を圧縮し、それによってＳＯＦＣスタックのホットスタートの速度をさらに高め、およびＳＯＦＣスタックの予熱時間を短縮する。

改質器およびＳＯＦＣスタックが動作温度に達した後、水ポンプが作動を開始し、ならびに蒸気および燃料が改質器内で高温の触媒下で部分的に反応させられ、改質を行う。

蒸気および燃料ガスが特定の比率で均一に混合された後、蒸気および燃料ガスは改質器内で熱を吸収し、化学反応を行い、ＳＯＦＣスタックに提供される水素および一酸化炭素となる。ＳＯＦＣスタックは電気を出力し、およびモータを駆動して電力を出力する。モータの電力需要が減少すると、ＳＯＦＣスタックによって出力された電気は、エネルギー貯蔵セルを充電するために使用される。

ＳＯＦＣスタックは電気を出力し、ＳＯＦＣスタックのホットスタートは終了し、モータ駆動タービンが始動され、および排気タービンの代わりに作動し、ならびに内燃機関は作動を停止し、もはやバーナにさらに燃料ガスを供給しなくなり得る。代わりに、ＳＯＦＣスタックから排出されるアノード排気ガスは、空気予熱器で冷却され、次いでバーナに入り、システム全体の熱需要を維持するために燃焼される。内燃機関がシャットダウンされた後、ＳＯＦＣスタックは車両に電気および電力を提供する。

車両の電力需要が大きく、ならびに内燃機関およびＳＯＦＣシステムを同時に作動させる必要がある場合には、ＳＯＦＣスタックのアノード排気ガスが内燃機関に入って燃料の使用率を上昇させるように、第３のＴ字弁が切り替えられ得る。

説明の実施形態はすべて漸進的に記載されており、各実施形態は他の実施形態との差異に焦点を当てており、実施形態間の同一または類似の部分は互いに参照することができる。

上記は、本発明の好ましい実施態様に過ぎない。様々な変更および修正は、本発明の原理から逸脱することなく行われ得、これらの変更および修正もまた、本発明の保護の範囲内であるべきである。

Claims (9)

1. 内燃機関およびＳＯＦＣスタックを備えるハイブリッド電力システムであって、
   前記内燃機関の第１の入力端は、第１のＴ字弁の第１の出力端に接続され、
   前記第１のＴ字弁の入力端は、燃料ガス供給器に接続され、
   前記第１のＴ字弁の第２の出力端は、改質器の第１の入力端に接続され、
   前記改質器の出力端は、前記ＳＯＦＣスタックの第１の入力端に接続され、
   前記ＳＯＦＣスタックの第１の出力端は、前記内燃機関の第２の入力端に接続され、
   前記内燃機関の出力端は、熱交換器の外壁に隣接して配置された排気ラインに接続され、前記内燃機関における燃料ガスの燃焼から生成された排気ガスは、前記排気ラインおよび前記改質器を通って流れ、次いで、排気タービンから排出され、
   前記排気タービンは、排気ガスを排出しながら空気パイプラインから空気を取り込み、
   前記空気パイプラインは、第２のＴ字弁に接続され、
   前記第２のＴ字弁は、空気予熱器に接続され、前記空気予熱器は、前記熱交換器に接続され、
   前記熱交換器の出力端に接続された空気パイプラインは、前記ＳＯＦＣスタックの第２の入力端に接続され、
   空気は、前記空気パイプラインを通して前記ＳＯＦＣスタックの内部に入力され、および前記ＳＯＦＣスタックの第２の出力端に接続された空気パイプラインから排出され、
   前記ＳＯＦＣスタックの前記第２の出力端に接続された前記空気パイプラインは、前記空気予熱器の前記外壁に隣接して配置され、
   前記第２のＴ字弁は、前記内燃機関の第３の入力端にさらに接続されて、前記内燃機関に空気を提供する、ハイブリッド電力システム。
2. 触媒コンバータをさらに備え、
   前記内燃機関の出力端が前記排気ラインに接続され、前記排気ラインを通して前記触媒コンバータの第１の入力端に接続され、
   前記触媒コンバータの出力端の排気ラインは、熱交換器の前記外壁に隣接して配置され、ならびに前記内燃機関における燃料ガスの燃焼から生成された前記排気ガスは、前記排気ラインおよび前記改質器を通って流れ、次いで、排気タービンから排出される、請求項１に記載のハイブリッド電力システム。
3. バーナをさらに備え、前記バーナの入力端は、前記ＳＯＦＣスタックの出力端に接続され、および前記バーナの出力端は、前記触媒コンバータの第２の入力端に接続される、請求項２に記載のハイブリッド電力システム。
4. 前記システムは、前記ＳＯＦＣスタックの第１の出力端と前記内燃機関の第２の入力端との間に配置された第３のＴ字弁をさらに備え、
   前記ＳＯＦＣスタックの第１の出力端は、具体的には、前記内燃機関の第２の入力端に接続され、前記ＳＯＦＣスタックの第１の出力端は、前記第３のＴ字弁の入力端に接続され、および前記第３のＴ字弁の第１の出力端は、前記内燃機関の第２の入力端に接続され、
   具体的には、前記バーナの入力端は、前記ＳＯＦＣスタックの出力端に接続され、
   前記Ｔ字弁の第２の出力端は、前記バーナの入力端に接続される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記排気タービンに直列に接続され、前記排気タービンが前記システムの外部から空気を取り込むのを支援する、モータ駆動タービンをさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記燃料ガス供給器と前記第１のＴ字弁との間に配置された減圧弁をさらに備える、請求項５に記載のシステム。
7. 前記第２のＴ字弁と前記内燃機関の第３の入力端との間に配置されたインタークーラをさらに備える、先行請求項のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記空気中の不純物を除去する、前記空気パイプラインの一端に配置された濾過装置をさらに備え、その結果、不純物の除去後の前記空気が前記空気パイプラインに入る、先行請求項のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記燃料ガス供給器は、前記バーナにさらに接続される、先行請求項のいずれか一項に記載のシステム。

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