JP4742585B2 - Hybrid system - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関と燃料電池とのハイブリットシステムに関し、特に燃料電池の作動温度制御に関する。 The present invention relates to a hybrid system of an internal combustion engine and a fuel cell, and more particularly to operation temperature control of the fuel cell.

燃料電池は、一般的には水素及び酸素を燃料として電気エネルギーを得る装置である。この燃料電池は、環境面において優れかつ高いエネルギー効率が実現できることから、今後のエネルギー供給システムとして広く開発が進められてきている。一般に、燃料電池は、使用される電解質に基づき、固体高分子形、アルカリ形、リン酸形、溶融炭酸塩形、固体酸化物形の5つの種類に大別され、それぞれ作動温度が異なる。   A fuel cell is a device that generally obtains electric energy using hydrogen and oxygen as fuel. This fuel cell has been developed widely as a future energy supply system because it is environmentally friendly and can achieve high energy efficiency. In general, fuel cells are roughly classified into five types, that is, solid polymer type, alkali type, phosphoric acid type, molten carbonate type, and solid oxide type, depending on the electrolyte to be used, and each has a different operating temperature.

近年、このような燃料電池に内燃機関を熱的に連結する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この技術によれば、周辺環境へと放出される内燃機関の廃熱を燃料電池の作動温度を維持するために使用することができ、高い熱効率が得られる。
特開2003−129836号公報
In recent years, a technique for thermally connecting an internal combustion engine to such a fuel cell has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). According to this technique, the waste heat of the internal combustion engine released to the surrounding environment can be used to maintain the operating temperature of the fuel cell, and high thermal efficiency can be obtained.
JP 2003-129836 A

しかしながら、上記燃料電池に内燃機関を熱的に連結する手段においては、常時内燃機関の廃熱が燃料電池に伝達する構成となっている。そのため、燃料電池が過熱し、発電効率が低下することになる。   However, the means for thermally connecting the internal combustion engine to the fuel cell is configured such that the waste heat of the internal combustion engine is always transmitted to the fuel cell. Therefore, the fuel cell is overheated and power generation efficiency is reduced.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、内燃機関の廃熱により燃料電池が過熱し、発電効率が低下することを防止し、廃熱の伝達を最適に制御できるハイブリッドシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a hybrid system capable of optimally controlling waste heat transmission by preventing a fuel cell from being overheated by waste heat of an internal combustion engine and reducing power generation efficiency. For the purpose.

本発明は、内燃機関と、燃料電池と、前記内燃機関の廃熱を前記燃料電池に伝達する熱伝達手段と、前記熱伝達手段による前記廃熱の伝達を前記燃料電池の運転状態に応じて制御する伝達制御手段と、を備え、前記伝達制御手段は、前記内燃機関及び前記燃料電池が共に運転中の状態から前記燃料電池のみが運転を停止される場合に、前記熱伝達手段による前記廃熱の伝達を実行させることを特徴とするハイブリットシステムである。燃料電池の運転状態におうじて廃熱の伝達を制御するので、内燃機関から燃料電池への廃熱の伝達を最適にすることができる。また、燃料電池の作動が停止している場合に内燃機関の廃熱が伝熱されるので、燃料電池の作動停止に伴う燃料電池の温度低下を抑制でき、その結果、燃料電池の再始動性を向上させることができる。 The present invention relates to an internal combustion engine, a fuel cell, heat transfer means for transferring waste heat of the internal combustion engine to the fuel cell, and transmission of the waste heat by the heat transfer means in accordance with an operating state of the fuel cell. A transmission control means for controlling the waste transfer by the heat transfer means when only the fuel cell is stopped from a state where both the internal combustion engine and the fuel cell are operating. A hybrid system characterized in that heat transfer is performed . Since the transfer of waste heat is controlled according to the operating state of the fuel cell, the transfer of waste heat from the internal combustion engine to the fuel cell can be optimized. Further, since the waste heat of the internal combustion engine is transferred when the operation of the fuel cell is stopped, the temperature decrease of the fuel cell due to the stop of the operation of the fuel cell can be suppressed. As a result, the restartability of the fuel cell is improved. Can be improved.

前記伝達制御手段は、前記燃料電池の暖機が要求された場合に前記熱伝達手段による前記廃熱の伝達を実行させるとともに、前記燃料電池の暖機が完了した場合に前記熱伝達手段による前記廃熱の伝達を停止させる構成とすることができる。この構成により、燃料電池の暖機完了後も内燃機関の廃熱が伝達されることに起因する不必要な燃料電池の暖機を抑制できるので、燃料電池の過熱を抑制することができる。   The transfer control means causes the heat transfer means to perform the transfer of the waste heat when the fuel cell is required to warm up, and the heat transfer means performs the heat transfer when the fuel cell is warmed up. It can be set as the structure which stops transmission of waste heat. With this configuration, unnecessary fuel cell warm-up caused by the transfer of waste heat of the internal combustion engine can be suppressed even after the completion of warm-up of the fuel cell, so that overheating of the fuel cell can be suppressed.

前記熱伝達手段は、前記内燃機関の排気ガスの通路である排気ガス通路と、前記排気ガス通路から分岐するとともに、前記燃料電池におけるガス通路と前記燃料電池の周囲に形成された燃料電池ケースとの少なくとも一方に連通する排気ガス供給通路とを有するとともに、前記伝達制御手段は、前記排気ガス供給通路への前記排気ガスの流入を遮断する遮断手段と、前記遮断手段の作動を前記燃料電池の運転状態に応じて制御する遮断制御手段とを有する構成とすることができる。The heat transfer means includes an exhaust gas passage that is an exhaust gas passage of the internal combustion engine, a gas passage in the fuel cell, and a fuel cell case that is formed around the fuel cell. An exhaust gas supply passage that communicates with at least one of the exhaust gas supply passage, the transmission control means for shutting off the inflow of the exhaust gas to the exhaust gas supply passage, and operating the shutoff means for the fuel cell. It can be set as the structure which has the interruption | blocking control means controlled according to a driving | running state.

また、前記排気ガス通路における前記排気ガス供給通路への分岐部よりも上流側に前記排気ガスを浄化する排気浄化手段を備えるとともに、前記ガス通路が前記燃料電池のアノードガス通路及びカソードガス通路のいずれかである構成とすることができる。この構成により、HC、CO含有量が低下された排気ガスがアノードガス通路またはカソードガス通路に供給されるので、内燃機関の排気ガスをアノードガス通路またはカソードガス通路に流入させて燃料電池を暖機する場合に、内燃機関の排気ガス中に含まれるHC、COによるアノードまたはカソードにおける貴金属触媒の被毒を抑制することができる。The exhaust gas passage further includes exhaust purification means for purifying the exhaust gas upstream of a branching portion to the exhaust gas supply passage, and the gas passage includes anode gas passages and cathode gas passages of the fuel cell. It can be set as the structure which is either. With this configuration, the exhaust gas with reduced HC and CO content is supplied to the anode gas passage or the cathode gas passage, so that the exhaust gas of the internal combustion engine flows into the anode gas passage or the cathode gas passage to warm the fuel cell. In this case, poisoning of the noble metal catalyst at the anode or cathode due to HC and CO contained in the exhaust gas of the internal combustion engine can be suppressed.

本発明によれば、内燃機関の廃熱により燃料電池が過熱し、発電効率が低下することを防止し、さらには内燃機関から燃料電池への廃熱の伝達を必要に応じて行うことで、廃熱の伝達を最適化することができる。また排気ガスがアノードガス通路またはカソードガス通路に供給された場合でも、貴金属触媒の被毒を抑制することができる。   According to the present invention, the fuel cell is overheated due to the waste heat of the internal combustion engine, and the power generation efficiency is prevented from decreasing, and further, the waste heat is transmitted from the internal combustion engine to the fuel cell as necessary. Waste heat transfer can be optimized. Even when the exhaust gas is supplied to the anode gas passage or the cathode gas passage, poisoning of the noble metal catalyst can be suppressed.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

図1は、燃料電池と内燃機関を共に有するハイブリットシステムの構成を示す模式図である。図1に示すように、ハイブリットシステム100は、内燃機関1、燃料電池2、排気浄化触媒3、流路切替弁4、改質器5、排気ガス通路6、排気ガス供給通路7、ガス通路8、燃料電池ケース9、制御部11、センサ12、外部排気管13を含む。改質器5、ガス通路8及び燃料電池2は燃料電池システム10を構成する。燃料電池システム10は、必要に応じて、改質器5と燃料電池2の間に、図示を省略する熱交換器、シフト反応部、選択的CO酸化部、水素分離膜等の機器を含む構成であってもよい。また、ハイブリッドシステム中に、図示しない二次バッテリを含めてもよい。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a hybrid system having both a fuel cell and an internal combustion engine. As shown in FIG. 1, the hybrid system 100 includes an internal combustion engine 1, a fuel cell 2, an exhaust purification catalyst 3, a flow switching valve 4, a reformer 5, an exhaust gas passage 6, an exhaust gas supply passage 7, and a gas passage 8. A fuel cell case 9, a control unit 11, a sensor 12, and an external exhaust pipe 13. The reformer 5, the gas passage 8, and the fuel cell 2 constitute a fuel cell system 10. The fuel cell system 10 includes a device such as a heat exchanger, a shift reaction unit, a selective CO oxidation unit, and a hydrogen separation membrane (not shown) between the reformer 5 and the fuel cell 2 as necessary. It may be. A secondary battery (not shown) may be included in the hybrid system.

内燃機関1は例えばガソリンエンジンであって、燃焼用原料と空気との混合気を燃焼させる。排気浄化触媒3は、内燃機関1が排出する排気ガスを浄化する。浄化された排気ガスは、排気ガス通路6に設けられた流路切替弁4を介して選択的に外部に排出されるか、又は排気ガス供給通路7に排気される。流路切替弁4は、制御部11により後述するように制御される。   The internal combustion engine 1 is, for example, a gasoline engine, and burns a mixture of combustion raw materials and air. The exhaust purification catalyst 3 purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1. The purified exhaust gas is selectively discharged to the outside through the flow path switching valve 4 provided in the exhaust gas passage 6 or exhausted to the exhaust gas supply passage 7. The flow path switching valve 4 is controlled by the control unit 11 as described later.

改質器5は改質用原料を改質し、ガス通路8を介して燃料電池2に水素を供給する。燃料電池2は、アノード、カソード及び電解質を有し、アノードに供給された改質ガス中の水素とカソードに供給された空気(酸素)とから水を生成するとともに電力を発生する。燃料電池2が排出するアノードオフガスは、必要に応じて浄化され、外部に排出される。また、燃料電池2が排出するカソードオフガスは、改質用原料として改質器5に供給される。   The reformer 5 reforms the reforming raw material and supplies hydrogen to the fuel cell 2 through the gas passage 8. The fuel cell 2 includes an anode, a cathode, and an electrolyte. The fuel cell 2 generates water and electricity from hydrogen in the reformed gas supplied to the anode and air (oxygen) supplied to the cathode. The anode off gas discharged from the fuel cell 2 is purified as necessary and discharged to the outside. The cathode off gas discharged from the fuel cell 2 is supplied to the reformer 5 as a reforming raw material.

なお、燃料電池システム10は、必要に応じて、改質器5と燃料電池2の間に、図示を省略する熱交換器、シフト反応部、選択的CO酸化部、水素分離膜等の機器を含む構成であってもよい。熱交換器は、改質ガスの温度を燃料電池2の作動温度に変換する。シフト反応部は、改質ガス中の一酸化炭素を水と反応させて、水素と二酸化炭素を生成する。選択的CO酸化部は、一酸化炭素と水素とを反応させて、二酸化炭素を生成する。また、水素分離膜は改質ガスから水素ガスを分離する。また、ハイブリッドシステム中に、図示しない二次バッテリを含めてもよい。   The fuel cell system 10 includes devices such as a heat exchanger, a shift reaction unit, a selective CO oxidation unit, and a hydrogen separation membrane (not shown) between the reformer 5 and the fuel cell 2 as necessary. It may be the composition which includes. The heat exchanger converts the temperature of the reformed gas into the operating temperature of the fuel cell 2. The shift reaction unit reacts carbon monoxide in the reformed gas with water to generate hydrogen and carbon dioxide. The selective CO oxidation unit reacts carbon monoxide with hydrogen to generate carbon dioxide. The hydrogen separation membrane separates hydrogen gas from the reformed gas. A secondary battery (not shown) may be included in the hybrid system.

このような構成のハイブリッドシステムの走行状況においては、内燃機関1と燃料電池システム10は同時に、または一方だけが動く。内燃機関1だけが動き、燃料電池システム10が停止している状態が続くと、燃料電池2は放熱により温度が低下していく。また、ハイブリッドシステムの起動時では、燃料電池2の温度は低い状態にある。そこで、本発明は、燃料電池2の運転状態に応じて、内燃機関1から燃料電池2への廃熱の伝達を制御する構成を備え、燃料電池2の温度低下を防止するとともに、燃料電池2の暖機完了後も内燃機関の廃熱が伝達されることに起因する不必要な燃料電池の暖機を抑制して、燃料電池2が過熱により発電効率が低下することを防止する。   In the traveling state of the hybrid system having such a configuration, the internal combustion engine 1 and the fuel cell system 10 move simultaneously or only one of them. If only the internal combustion engine 1 moves and the fuel cell system 10 is stopped, the temperature of the fuel cell 2 decreases due to heat dissipation. Further, when the hybrid system is activated, the temperature of the fuel cell 2 is low. Therefore, the present invention includes a configuration for controlling the transfer of waste heat from the internal combustion engine 1 to the fuel cell 2 in accordance with the operating state of the fuel cell 2 to prevent the temperature of the fuel cell 2 from decreasing, and the fuel cell 2. Even after the completion of the warming-up, unnecessary fuel cell warm-up due to the transfer of waste heat of the internal combustion engine is suppressed, and the fuel cell 2 is prevented from being reduced in power generation efficiency due to overheating.

具体的には、図1に示すハイブリッドシステムは、内燃機関1の廃熱を燃料電池2に伝達する熱伝達手段と、この熱伝達手段による廃熱の伝達を燃料電池2の運転状態に応じて制御する伝達制御手段とを有する。   Specifically, the hybrid system shown in FIG. 1 has heat transfer means for transferring waste heat of the internal combustion engine 1 to the fuel cell 2 and the transfer of waste heat by the heat transfer means in accordance with the operating state of the fuel cell 2. Transmission control means for controlling.

熱伝達手段は、排気ガス通路6と、この排気ガス通路6から分岐するとともに、燃料電池2におけるガス通路8と燃料電池2の周囲に形成された燃料電池ケース9との少なくとも一方に連通する排気ガス供給通路7とを有する。図1では、ガス通路8と燃料電池ケース9の両方に排気ガスが供給される構成となっているが(矢印で示した部分)、いずれか一方であってもよい。燃料電池2側の具体的な排気ガス導入通路は、アノードガス通路、カソードガス通路、冷媒流路(但し空冷式燃料電池の場合であって、ここでは図示しない)、あるいは複数のセルを積み重ねて構成される燃料電池2の周囲に形成された燃料電池ケース9の内部等、燃料電池2に熱伝達が可能な流路であればよい。この場合、燃料電池2のアノードガス通路、カソードガス通路に排気ガスを流した場合でも、排気浄化触媒3の後流の排気ガスを導入しているので、燃料電池2の触媒の被毒を防止することができる。   The heat transfer means branches from the exhaust gas passage 6 and the exhaust gas communicating with at least one of the gas passage 8 in the fuel cell 2 and the fuel cell case 9 formed around the fuel cell 2. And a gas supply passage 7. In FIG. 1, exhaust gas is supplied to both the gas passage 8 and the fuel cell case 9 (portion indicated by an arrow), but either one may be used. The specific exhaust gas introduction passage on the fuel cell 2 side includes an anode gas passage, a cathode gas passage, a refrigerant passage (however, in the case of an air-cooled fuel cell, not shown here), or a plurality of cells stacked. Any flow path capable of transferring heat to the fuel cell 2 such as the inside of the fuel cell case 9 formed around the fuel cell 2 to be configured may be used. In this case, even when exhaust gas flows through the anode gas passage and the cathode gas passage of the fuel cell 2, the exhaust gas downstream of the exhaust purification catalyst 3 is introduced, so that poisoning of the catalyst of the fuel cell 2 is prevented. can do.

また、上記伝達制御手段は、排気ガス供給通路7への排気ガスの流入を遮断する遮断手段として機能する流路切替弁4と、この作動を燃料電池2の運転状態に応じて制御する遮断制御手段として機能する制御部11とを有する。制御部11は例えば、燃料電池2の暖機が要求された場合に流路切替弁4を制御して内燃機関1の廃熱の伝達を実行させるとともに、燃料電池2の暖機が完了した場合に流路切替弁4を制御して廃熱の伝達を停止させる。この構成により、燃料電池2の暖機完了後も内燃機関1の廃熱が伝達されることに起因する不必要な燃料電池2の暖機を抑制できるので、燃料電池2の過熱を抑制することができる。
また、制御部11は例えば、内燃機関1及び燃料電池2が共に運転中の状態から燃料電池2のみが運転を停止される場合に、流路切替弁4を制御して廃熱の伝達を実行させる。この構成により、燃料電池2の作動が停止している場合に内燃機関1の廃熱が伝熱されるので、燃料電池2の作動停止に伴う燃料電池2の温度低下を抑制でき、その結果、燃料電池2の再始動性を向上させることができる。
The transmission control means includes a flow path switching valve 4 that functions as a shut-off means for shutting off the inflow of exhaust gas to the exhaust gas supply passage 7, and a shut-off control that controls this operation according to the operating state of the fuel cell 2. And a control unit 11 functioning as means. For example, when the warming-up of the fuel cell 2 is requested, the control unit 11 controls the flow path switching valve 4 to transmit the waste heat of the internal combustion engine 1 and the warming-up of the fuel cell 2 is completed. Then, the flow path switching valve 4 is controlled to stop the transmission of waste heat. With this configuration, it is possible to suppress unnecessary warm-up of the fuel cell 2 due to the transfer of waste heat of the internal combustion engine 1 even after the warm-up of the fuel cell 2 is completed, so that overheating of the fuel cell 2 is suppressed. Can do.
For example, when only the fuel cell 2 is stopped from a state where both the internal combustion engine 1 and the fuel cell 2 are operating, the control unit 11 controls the flow path switching valve 4 to transmit waste heat. Let With this configuration, the waste heat of the internal combustion engine 1 is transferred when the operation of the fuel cell 2 is stopped, so that the temperature drop of the fuel cell 2 due to the stop of the operation of the fuel cell 2 can be suppressed. The restartability of the battery 2 can be improved.

このように、必要に応じて、つまり燃料電池2の運転状態に応じて、内燃機関1の排気ガスを燃料電池2に導入することにより、新たに投入するエネルギーを必要とせずに燃料電池2の温度維持を可能とし、結果として高効率かつ高レスポンスのシステムを実現することができる。   In this way, the exhaust gas of the internal combustion engine 1 is introduced into the fuel cell 2 as necessary, that is, according to the operating state of the fuel cell 2, so that the fuel cell 2 is not required to be newly charged. The temperature can be maintained, and as a result, a highly efficient and highly responsive system can be realized.

次に内燃機関1を動作させる場合において、燃料電池2の温度維持を可能とするために制御部11が行う制御について説明する。図2は、制御部11が行う制御についてのフローチャートを示す図である。   Next, the control performed by the control unit 11 to enable the temperature of the fuel cell 2 to be maintained when the internal combustion engine 1 is operated will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating the control performed by the control unit 11.

図2に示すように、制御部11は燃料電池2の温度を検知するセンサ12の出力信号から、温度が設定以下であるか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1において、センサ12の温度が設定以下である(燃料電池2の暖気が要求されている)と判定された場合には、制御部11は流路切替弁4の切替状態を判定する(ステップS2)。ステップS2において、燃料電池2側への流路である排気ガス供給通路7が遮断されていると判定された場合には、制御部11は、流路切替弁4を制御し、外部排気管13への流路を遮断し、排気ガス供給通路7を介してガス通路8及び/又は燃料電池ケース9へ排気ガスを流入させる(ステップS3)。この際、空冷式燃料電池では冷媒通路に排気ガスを供給してもよい。以下、制御部11は、ステップS1からの動作を繰り返す。   As shown in FIG. 2, the control unit 11 determines whether or not the temperature is equal to or lower than the setting from the output signal of the sensor 12 that detects the temperature of the fuel cell 2 (step S1). If it is determined in step S1 that the temperature of the sensor 12 is equal to or lower than the setting (warming of the fuel cell 2 is required), the control unit 11 determines the switching state of the flow path switching valve 4 (step S1). S2). When it is determined in step S2 that the exhaust gas supply passage 7 that is a flow path toward the fuel cell 2 is blocked, the control unit 11 controls the flow path switching valve 4 and the external exhaust pipe 13. And the exhaust gas is caused to flow into the gas passage 8 and / or the fuel cell case 9 through the exhaust gas supply passage 7 (step S3). At this time, in the air-cooled fuel cell, exhaust gas may be supplied to the refrigerant passage. Hereinafter, the control unit 11 repeats the operation from step S1.

他方、ステップS1において、センサ12の温度が設定以下でない(燃料電池2の暖気が完了している)と判定された場合には、制御部11は流路切替弁4の切替状態を判定する(ステップS4)。ステップS4において、外部排気管13への流路が遮断されていると判定された場合には、制御部11は、流路切替弁4を制御し、外部排気管13へ排気ガスを流入させ、ガス通路8または燃料電池ケース9への流路を遮断する(ステップS5)。以下、制御部11は、ステップS1からの動作を繰り返す。ステップS2において、燃料電池2側への流路が遮断されていないと判定された場合には、ステップS1からの動作を繰り返す。ステップS4において、外部排気管への流路が遮断されていないと判定された場合には、ステップS1からの動作を繰り返す。   On the other hand, when it is determined in step S1 that the temperature of the sensor 12 is not lower than the set value (warming of the fuel cell 2 has been completed), the control unit 11 determines the switching state of the flow path switching valve 4 ( Step S4). In step S4, when it is determined that the flow path to the external exhaust pipe 13 is blocked, the control unit 11 controls the flow path switching valve 4 to cause the exhaust gas to flow into the external exhaust pipe 13, The flow path to the gas passage 8 or the fuel cell case 9 is shut off (step S5). Hereinafter, the control unit 11 repeats the operation from step S1. If it is determined in step S2 that the flow path to the fuel cell 2 side is not blocked, the operation from step S1 is repeated. If it is determined in step S4 that the flow path to the external exhaust pipe is not blocked, the operation from step S1 is repeated.

以上のように、燃料電池2が作動温度に達していない場合には、流路切替弁4により排気ガスを燃料電池2側へ流入させ、作動温度に達すると燃料電池2側への排気ガスの供給を遮断することから、燃料電池2の温度を常に維持することができ、高効率かつ高レスポンスのハイブリッドシステムを実現することができる。   As described above, when the fuel cell 2 has not reached the operating temperature, the exhaust gas is caused to flow into the fuel cell 2 side by the flow path switching valve 4, and when the operating temperature is reached, the exhaust gas to the fuel cell 2 side is Since the supply is shut off, the temperature of the fuel cell 2 can always be maintained, and a highly efficient and highly responsive hybrid system can be realized.

なお、一般に、ハイブリッドシステムの起動時における燃料電池2の温度は、燃料電池2の休止時の温度よりも低い。従って、ハイブリッドシステムの起動時には、できるだけ効率良く燃料電池2を暖気するために、ガス通路8と燃料電池ケース9の両方(更に、空冷式燃料電池では冷媒通路)に内燃機関1の排気ガスを供給し、燃料電池2の休止時にはどちらか一方に供給するようにしてもよい。この場合には、排気ガス供給通路7と燃料電池ケース9との間に弁を設け、制御部11で制御する。なお、内燃機関1の排気ガスは燃料電池2のアノードガス通路及びカソードガス通路のどちらに供給してもよいが、燃料電池2の休止時にはカソード通路に供給することが好ましい。これは、アノードガス通路に供給した場合には、改質器5から供給される水素が排気ガス中の酸素と反応してしまうからである。   In general, the temperature of the fuel cell 2 when the hybrid system is started is lower than the temperature when the fuel cell 2 is at rest. Accordingly, when the hybrid system is started, the exhaust gas of the internal combustion engine 1 is supplied to both the gas passage 8 and the fuel cell case 9 (and the refrigerant passage in the case of an air-cooled fuel cell) in order to warm up the fuel cell 2 as efficiently as possible. However, the fuel cell 2 may be supplied to either one when the fuel cell 2 is stopped. In this case, a valve is provided between the exhaust gas supply passage 7 and the fuel cell case 9 and is controlled by the control unit 11. The exhaust gas of the internal combustion engine 1 may be supplied to either the anode gas passage or the cathode gas passage of the fuel cell 2, but is preferably supplied to the cathode passage when the fuel cell 2 is stopped. This is because when supplied to the anode gas passage, hydrogen supplied from the reformer 5 reacts with oxygen in the exhaust gas.

本発明の一実施例に係るハイブリットシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hybrid system which concerns on one Example of this invention. 図2に示す制御部の動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart of the control part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 燃料電池
3 排気浄化触媒
4 流路切替弁
5 改質器
6 排気ガス通路
7 排気ガス供給通路
8 ガス通路
9 燃料電池ケース
10 燃料電池システム
11 制御部
12 センサ
13 外部排気管
100 ハイブリットシステム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Fuel cell 3 Exhaust purification catalyst 4 Flow path switching valve 5 Reformer 6 Exhaust gas passage 7 Exhaust gas supply passage 8 Gas passage 9 Fuel cell case 10 Fuel cell system 11 Control part 12 Sensor 13 External exhaust pipe 100 Hybrid system

Claims (4)

内燃機関と、
燃料電池と、
前記内燃機関の廃熱を前記燃料電池に伝達する熱伝達手段と、
前記熱伝達手段による前記廃熱の伝達を前記燃料電池の運転状態に応じて制御する伝達制御手段と、を備え
前記伝達制御手段は、前記内燃機関及び前記燃料電池が共に運転中の状態から前記燃料電池のみが運転を停止される場合に、前記熱伝達手段による前記廃熱の伝達を実行させることを特徴とするハイブリットシステム。
An internal combustion engine;
A fuel cell;
Heat transfer means for transferring waste heat of the internal combustion engine to the fuel cell;
Transmission control means for controlling the transfer of the waste heat by the heat transfer means according to the operating state of the fuel cell ,
The transfer control means causes the waste heat to be transferred by the heat transfer means when only the fuel cell is stopped from a state where both the internal combustion engine and the fuel cell are operating. Hybrid system to do.
前記伝達制御手段は、前記燃料電池の暖機が要求された場合に前記熱伝達手段による前記廃熱の伝達を実行させるとともに、前記燃料電池の暖機が完了した場合に前記熱伝達手段による前記廃熱の伝達を停止させることを特徴とする請求項1に記載のハイブリットシステム。   The transfer control means causes the heat transfer means to perform the transfer of the waste heat when the fuel cell is required to warm up, and the heat transfer means performs the heat transfer when the fuel cell is warmed up. The hybrid system according to claim 1, wherein transmission of waste heat is stopped. 前記熱伝達手段は、前記内燃機関の排気ガスの通路である排気ガス通路と、前記排気ガス通路から分岐するとともに、前記燃料電池におけるガス通路と前記燃料電池の周囲に形成された燃料電池ケースとの少なくとも一方に連通する排気ガス供給通路とを有するとともに、
前記伝達制御手段は、前記排気ガス供給通路への前記排気ガスの流入を遮断する遮断手段と、前記遮断手段の作動を前記燃料電池の運転状態に応じて制御する遮断制御手段とを有することを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリットシステム。
The heat transfer means includes an exhaust gas passage that is an exhaust gas passage of the internal combustion engine, a gas passage in the fuel cell, and a fuel cell case that is formed around the fuel cell. And an exhaust gas supply passage communicating with at least one of
The transmission control means includes a shut-off means for shutting off the inflow of the exhaust gas to the exhaust gas supply passage, and a shut-off control means for controlling the operation of the shut-off means according to the operating state of the fuel cell. The hybrid system according to claim 1, wherein the hybrid system is characterized.
前記排気ガス通路における前記排気ガス供給通路への分岐部よりも上流側に前記排気ガスを浄化する排気浄化手段を備えるとともに、前記ガス通路が前記燃料電池のアノードガス通路及びカソードガス通路のいずれかであることを特徴とする請求項に記載のハイブリットシステム。 The exhaust gas passage further includes an exhaust gas purification means for purifying the exhaust gas upstream of a branch portion to the exhaust gas supply passage, and the gas passage is one of an anode gas passage and a cathode gas passage of the fuel cell. hybrid system according to claim 3, characterized in that.
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