JPH03149762A - ピーク電力用の高電力密度バッテリー - Google Patents
ピーク電力用の高電力密度バッテリーInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野》
本発明は、高電力を短期間供給し、従って都市交通の電
気車両用の定常出力発電機のバックアップとして特に好
適な低容量かつ高電力密度のバッテリーに関する。
気車両用の定常出力発電機のバックアップとして特に好
適な低容量かつ高電力密度のバッテリーに関する。
（従来の技術）
電気式牽引は、大気汚染や騒音公害の問題に対し可能性
ある解決法と考えられる。これに関する開発は二方向で
追及されており、公共車両分野（郵便や牛乳の配達、倉
庫用フォークリフト等）でｑノ 一部実際に適用されており、その日の終に再充電さＪｌ
る電気バッテリーを備えたものである。現在、２０−３
０Ｗｈ／ｋｇの比エネルギー密度の鉛バッテリーが、１
００７２００ｋｍの動作範囲（自走距離）を有するが、
交通勤力として必要な加速が電力をかなり要する都市交
通では、いわゆる「鉄−クラ１ド」型のものでも重量が
特に深刻な欠点となっている。自走距離−重量一電力の
関係を最適化せんとして多数の解決案が試みられたが、
何れも有効な結果をもをもたらさなかった。
ある解決法と考えられる。これに関する開発は二方向で
追及されており、公共車両分野（郵便や牛乳の配達、倉
庫用フォークリフト等）でｑノ 一部実際に適用されており、その日の終に再充電さＪｌ
る電気バッテリーを備えたものである。現在、２０−３
０Ｗｈ／ｋｇの比エネルギー密度の鉛バッテリーが、１
００７２００ｋｍの動作範囲（自走距離）を有するが、
交通勤力として必要な加速が電力をかなり要する都市交
通では、いわゆる「鉄−クラ１ド」型のものでも重量が
特に深刻な欠点となっている。自走距離−重量一電力の
関係を最適化せんとして多数の解決案が試みられたが、
何れも有効な結果をもをもたらさなかった。
軽量バッテリーの分野でも種々の試みがなされたが、例
えば亜鉛−空気バッテリーは、１００１１ｈ／ｋｇまで
の高エネルギー密度に達するときでも、幾つかの技術的
障壁を克服しなかった。
えば亜鉛−空気バッテリーは、１００１１ｈ／ｋｇまで
の高エネルギー密度に達するときでも、幾つかの技術的
障壁を克服しなかった。
もう一つの開発方向は、５０年代の中期に推進されたも
ので、最近の実施態様は、空気（陽極）とＨ，−ＣＯ２
混合物（陰極）を備えた燃料電池をベースとするもので
あり、このようなＨ２−００２混合物は燃料電池に組み
込まれたメタノール供給改室器から得られる。
ので、最近の実施態様は、空気（陽極）とＨ，−ＣＯ２
混合物（陰極）を備えた燃料電池をベースとするもので
あり、このようなＨ２−００２混合物は燃料電池に組み
込まれたメタノール供給改室器から得られる。
最近、高伝導性を与えるフッ素化イオン交換膜が導入さ
れ（Ｇ、Ａ、Ｅｉｓｍａｎ−Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
Ｄｉａｐｈｒａｇｍｓ、Ｓｅｐａｒａｔ、ｏｒｓ
ａｎｄ Ｊｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ Ｍｅｙａ
ｂｒａｎｅ−−Ｅｆｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏ
ｃｉｅｔｙ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｖｏＪ、８ロー１
３ｐ１５６） ＋目標に更に近すいたが、燃料電池プラ
ス改室器からなる発電系（定常負荷操作を要求するので
柔軟でない）と、都市交通で加速時にはピーク電力を必
要とするが、残りの大部分の時間（減速、停止等）では
中乃至ゼロ電力しか必要としない電気車両との組み合わ
せが不合理であると強く指摘された。
れ（Ｇ、Ａ、Ｅｉｓｍａｎ−Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
Ｄｉａｐｈｒａｇｍｓ、Ｓｅｐａｒａｔ、ｏｒｓ
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ｃｉｅｔｙ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｖｏＪ、８ロー１
３ｐ１５６） ＋目標に更に近すいたが、燃料電池プラ
ス改室器からなる発電系（定常負荷操作を要求するので
柔軟でない）と、都市交通で加速時にはピーク電力を必
要とするが、残りの大部分の時間（減速、停止等）では
中乃至ゼロ電力しか必要としない電気車両との組み合わ
せが不合理であると強く指摘された。
発電系（バッテリー又は燃料電池）と最終使用系（電気
車両）とを調和させるため、バッテリー／バッテリー又
は燃料電池／バッテリーのハイブリッド系が提案された
。バックアップバッテリーは加速に必要なピーク電力を
短期間供給することを目的とし、定常出力発電機が正常
動作条件で十分なエネルギーを供給し、停止時更には未
利用過剰電力を有しながら動作している間にもバッテリ
ーを再充電するのである。
車両）とを調和させるため、バッテリー／バッテリー又
は燃料電池／バッテリーのハイブリッド系が提案された
。バックアップバッテリーは加速に必要なピーク電力を
短期間供給することを目的とし、定常出力発電機が正常
動作条件で十分なエネルギーを供給し、停止時更には未
利用過剰電力を有しながら動作している間にもバッテリ
ーを再充電するのである。
この考えは、ｒＪ！ｉ鉛−亜鉛空気ハブリフドーバッテ
リー系に関する日本通産省１０グラムで提案されたよう
に、膜電池／ニッケルーカドミウム電池又は／亜鉛−空
気バッテリーを組み合わせて既に開発されている。最近
提案された興味ある解決別法は、ニッケルー金属水素化
物バッテリーの開発であるが、発電機を電気車両のエネ
ルギー要求に調和させる問題の解決には満足な結果をも
たらしていない（Ｈ−Ｏｇａｔａ 、Ｍ−Ｉｋｏｍａ、
Ｈ−Ｋａｗａｎｏ、 Ｉ−Ｍａｔｓｕｍ。
リー系に関する日本通産省１０グラムで提案されたよう
に、膜電池／ニッケルーカドミウム電池又は／亜鉛−空
気バッテリーを組み合わせて既に開発されている。最近
提案された興味ある解決別法は、ニッケルー金属水素化
物バッテリーの開発であるが、発電機を電気車両のエネ
ルギー要求に調和させる問題の解決には満足な結果をも
たらしていない（Ｈ−Ｏｇａｔａ 、Ｍ−Ｉｋｏｍａ、
Ｈ−Ｋａｗａｎｏ、 Ｉ−Ｍａｔｓｕｍ。
ｔｏ−Ｐｒｅｐｒｉｎｔ Ｎｏ、２８ｏｆ ｔｈｅ
１６ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｐｏ
ｖｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ ＳｙＩＩｐｏｓｉｕｍ−１
９８８） 。
１６ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｐｏ
ｖｅｒ Ｓｏｕｒｃｅ ＳｙＩＩｐｏｓｉｕｍ−１
９８８） 。
（発明が解決しようとする課題》
本発明の一目的は、高エネルギー出力を短期間供給し、
従って電気車両の代表的ピーク電力要求に合致する電気
バッテリーを提供することである。
従って電気車両の代表的ピーク電力要求に合致する電気
バッテリーを提供することである。
本発明の更なる目的は、車両上及び一般に輸送手段上で
有利に使用できるよう軽量にしたバッテリーを提供する
ことである。
有利に使用できるよう軽量にしたバッテリーを提供する
ことである。
本発明の尚更なる目的は、バックアップバッテリーと定
常出力発電機とから製作され、後者がバッテリー又はメ
タノール供給改質器と一体になった燃料電池からなる、
都市交通に特に適した電気車両の発電系でバックアップ
電池として有利に使用可能なバッテリーを提供すること
である。
常出力発電機とから製作され、後者がバッテリー又はメ
タノール供給改質器と一体になった燃料電池からなる、
都市交通に特に適した電気車両の発電系でバックアップ
電池として有利に使用可能なバッテリーを提供すること
である。
（課題を解決するための手段）
本発明は、加速−経済速度走行−減速−停止の全サイク
ルの１７％を占める約数十秒（代表的には３０秒）にお
けるピーク電力消費（代表的には３０−２００に！）−
全サイクルの６６％を占め、約数分間（代表的には２分
間）継続する経済速度走行期における全負荷の２５％の
電力消費及び約３０秒間の減速及び停止期におけるほと
んどゼロの電力消費（１分は全サイクルの平均１７％で
ある）に係わるような都市交通用電気車両の駆動に適し
たバックアップ／定常状態出力発電系に関する。
ルの１７％を占める約数十秒（代表的には３０秒）にお
けるピーク電力消費（代表的には３０−２００に！）−
全サイクルの６６％を占め、約数分間（代表的には２分
間）継続する経済速度走行期における全負荷の２５％の
電力消費及び約３０秒間の減速及び停止期におけるほと
んどゼロの電力消費（１分は全サイクルの平均１７％で
ある）に係わるような都市交通用電気車両の駆動に適し
たバックアップ／定常状態出力発電系に関する。
定常出力発電機が定電流密度で動作すると仮定すると、
最大電力（Ｐｍａｘ）に対する公称電力Ｐｎは下式のよ
うになる。
最大電力（Ｐｍａｘ）に対する公称電力Ｐｎは下式のよ
うになる。
Ｐｎ＝（Ｐａａｘ ｘ１７＋０．２５ Ｐｍａｘ ｘ６
６）／ｌｏＯ＝０．３３５ｘＰｍａｘ従ってバックアッ
プバッテリーに必要な電力？（ｂ。
６）／ｌｏＯ＝０．３３５ｘＰｍａｘ従ってバックアッ
プバッテリーに必要な電力？（ｂ。
ｕ、）は、
Ｐ（ｂ、ｕ、）＝０．６６５ Ｐｍａｘバックアップバ
ッテリーが、定常出力発電機（例えば燃料電池プラス改
質器）の電力をピーク値の１／３まで低下させることは
明らかである。
ッテリーが、定常出力発電機（例えば燃料電池プラス改
質器）の電力をピーク値の１／３まで低下させることは
明らかである。
更には、このバックアップバッテリーは、充電時にも高
電流密度を供給することが可能であり、かつ、減速エネ
ルギーを回収することもできる。
電流密度を供給することが可能であり、かつ、減速エネ
ルギーを回収することもできる。
本発明系の構成要素は、低容量かつ高電流密度の電気バ
ッテリーであり、そこでは充電期に水が電気分解されて
水素と酸素とを生産し、それらがバッテリーの陰極室及
び陽極室に貯蔵されて、放電期の反応物として使用され
る。
ッテリーであり、そこでは充電期に水が電気分解されて
水素と酸素とを生産し、それらがバッテリーの陰極室及
び陽極室に貯蔵されて、放電期の反応物として使用され
る。
このバッテリーは、フロトン伝導性のポリマー膜、膜の
両側上に埋置される電解触媒材料及び電解ガスが貯蔵さ
れる二基（陰極室及び陽極室）からなる。
両側上に埋置される電解触媒材料及び電解ガスが貯蔵さ
れる二基（陰極室及び陽極室）からなる。
前述のように、このバッテリーは充電期に下記の反応に
係する電解装置として機能する。
係する電解装置として機能する。
−陽極 （２ｎ＋ｌ）ＨｚＯ−２ｅ −−−１／２０
ｚ＋２Ｈ”−ｎＨ２０−陰１ｉ ２Ｈ”、ｎＨ２０＋
２ｅ −−４Ｈ２會２ｎＨ２０更に水和された１０
トンＨ′″、ｎＨ２０は、陽極から陰極に向けて膜内を
移動する。水和度ｎは、各プロトンに対し３乃至４水分
子のオーダーである。
ｚ＋２Ｈ”−ｎＨ２０−陰１ｉ ２Ｈ”、ｎＨ２０＋
２ｅ −−４Ｈ２會２ｎＨ２０更に水和された１０
トンＨ′″、ｎＨ２０は、陽極から陰極に向けて膜内を
移動する。水和度ｎは、各プロトンに対し３乃至４水分
子のオーダーである。
同時に、水は（Ｆｊｌｌｌから［ｉに向かって）膜内を
逆移動し、膜が正しく水を保持できるようになっている
ならば、膜内における水の正味移動は無視することがで
き、これが水和プロトンの移動に必要な電気伝導性を保
証している。
逆移動し、膜が正しく水を保持できるようになっている
ならば、膜内における水の正味移動は無視することがで
き、これが水和プロトンの移動に必要な電気伝導性を保
証している。
下記スキームに従って前記反応が逆方向に起こる放電期
には、 −陽極 １／２０２＋２Ｈ”、ｎＨ２０＋２ｅ −−−
＋（２ｎ＋１）８２０−陰極 Ｈ２＋２ｎ Ｈ２０−２
ｅ −−−＋２８”、ｎＨ２０水和プロトンは陰極か
ら陽極に向かって移動し、水分子は逆方向に拡散する。
には、 −陽極 １／２０２＋２Ｈ”、ｎＨ２０＋２ｅ −−−
＋（２ｎ＋１）８２０−陰極 Ｈ２＋２ｎ Ｈ２０−２
ｅ −−−＋２８”、ｎＨ２０水和プロトンは陰極か
ら陽極に向かって移動し、水分子は逆方向に拡散する。
固体ポリマー電解質と、液体電解質を必要としないよう
に膜の両面に触媒粉が接合された形態の電極であるＳＰ
Ｅ（Ｒ）ガス電極とを備えた電気化学的系では、反応水
を陽極室及び陰極室に供給並びにそれから除去し、かつ
、イオン性ポリマー膜の水和を正しくするような水管理
の問題が生しる。これは、種々の温度で必要に応じて水
の分圧をイオン膜の水蒸気圧よりも若干高目又は低目に
したガスに膜を接触させておくことにより達成される。
に膜の両面に触媒粉が接合された形態の電極であるＳＰ
Ｅ（Ｒ）ガス電極とを備えた電気化学的系では、反応水
を陽極室及び陰極室に供給並びにそれから除去し、かつ
、イオン性ポリマー膜の水和を正しくするような水管理
の問題が生しる。これは、種々の温度で必要に応じて水
の分圧をイオン膜の水蒸気圧よりも若干高目又は低目に
したガスに膜を接触させておくことにより達成される。
以下で本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本
発明の範囲から逸脱することなく、種々の実施態様が可
能なことは明らかである。
発明の範囲から逸脱することなく、種々の実施態様が可
能なことは明らかである。
第１図は、水素−空気膜バッテリーの単一要素の断面図
である。
である。
第２図は、定常出力発電機プラス改質器の概要図である
。
。
第１図は、水素−酸素膜バッテリーの単一要素を含む本
発明の−実施態様を示すものであり、外冷フィン（図に
示していない）を備えた二個の削性端板１及び２がイオ
ン交換ポリマー１１３により分離されて、電解触媒材料
７の薄膜層を押す小開口メッシュ６を支持する剛性構造
物５を包含した陰極室と、陰極室の半分の容積を有して
、例えば米国特許第４．３４０．４５２号に記載のよう
に、弾性マツトレス９が配置されて、小開口メッシュＩ
Ｏにより電解触媒材料１１の薄膜層を膜に、かつ−ｍ自
身が陰極室の剛性ｍ造物を押している剛性構造物８を包
含した陽極室とを形成する。この剛性構造物８、金属マ
ツトレス９、メツシュＩＯは、電極材料１１と端板２と
の間に電流を流し、端板２はバッテリーを形成する要素
スタック内での電気接続に用いられる。
発明の−実施態様を示すものであり、外冷フィン（図に
示していない）を備えた二個の削性端板１及び２がイオ
ン交換ポリマー１１３により分離されて、電解触媒材料
７の薄膜層を押す小開口メッシュ６を支持する剛性構造
物５を包含した陰極室と、陰極室の半分の容積を有して
、例えば米国特許第４．３４０．４５２号に記載のよう
に、弾性マツトレス９が配置されて、小開口メッシュＩ
Ｏにより電解触媒材料１１の薄膜層を膜に、かつ−ｍ自
身が陰極室の剛性ｍ造物を押している剛性構造物８を包
含した陽極室とを形成する。この剛性構造物８、金属マ
ツトレス９、メツシュＩＯは、電極材料１１と端板２と
の間に電流を流し、端板２はバッテリーを形成する要素
スタック内での電気接続に用いられる。
全充電時にバッテリーが高圧に達するまでのガスを貯蔵
しなければならない場合には、バッテリー全体を金属パ
イプ又はガラス＊ｉｉ強化プラスチックパイプ内に挿入
することができ、バッ会りーとパイプとの空間は誘電性
の液体で満たされ、該液は各要素間を電気絶縁し、内圧
／外圧間のバランスをとり、かつ、熱を除去して端板１
及び２上の冷却フィンを通して放散する。
しなければならない場合には、バッテリー全体を金属パ
イプ又はガラス＊ｉｉ強化プラスチックパイプ内に挿入
することができ、バッ会りーとパイプとの空間は誘電性
の液体で満たされ、該液は各要素間を電気絶縁し、内圧
／外圧間のバランスをとり、かつ、熱を除去して端板１
及び２上の冷却フィンを通して放散する。
弾性金属マツトレス９には、親水性のｍ維又は類似物が
織り込まれている。充電ステップ時には、親水性繊維が
気相中にスプレーと−して存在する水を吸収し、電解触
媒材料１１に反応水（ＨｚＯ−２ｅ−−−１−！／２（
ｈ＋２Ｈ”）を容易に供給する。放電ステツプ吟には、
この繊維は電解触媒材料１１の表面上に形成さｉｌ−た
反応水（１／２０□＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２０）を毛管
作用により吸収し、端板２の底部に向けて容易に排出し
、電解触媒材料１１での溢流を防止する。ｔｐＩ板ｌの
底部には溝１２が設けられており、高周波スプレーヤー
１３により水素ガスを湿らせるために使用される脱イオ
ン水を含有する。端板２の底部にも溝１４が設けられて
おり、充電ステップで必要となる反応水を含有する。す
なわち、高周波スプレーヤー１５は、充電ステップで小
水滴を上方に導き、マツトレス９に縁り込まれたしんず
いせいＭｉ維に吸収させる。この同じ溝１４は、放電ス
テップで形成される水を捕集し、次の充電ステップに備
えて貯蔵する。ｌ及び２の各底部に配置された二本のパ
イプ１６及び１７は、二重の目的を有する。第一の目的
は、１２及び１４の夫々に一次水を充填することである
。
織り込まれている。充電ステップ時には、親水性繊維が
気相中にスプレーと−して存在する水を吸収し、電解触
媒材料１１に反応水（ＨｚＯ−２ｅ−−−１−！／２（
ｈ＋２Ｈ”）を容易に供給する。放電ステツプ吟には、
この繊維は電解触媒材料１１の表面上に形成さｉｌ−た
反応水（１／２０□＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２０）を毛管
作用により吸収し、端板２の底部に向けて容易に排出し
、電解触媒材料１１での溢流を防止する。ｔｐＩ板ｌの
底部には溝１２が設けられており、高周波スプレーヤー
１３により水素ガスを湿らせるために使用される脱イオ
ン水を含有する。端板２の底部にも溝１４が設けられて
おり、充電ステップで必要となる反応水を含有する。す
なわち、高周波スプレーヤー１５は、充電ステップで小
水滴を上方に導き、マツトレス９に縁り込まれたしんず
いせいＭｉ維に吸収させる。この同じ溝１４は、放電ス
テップで形成される水を捕集し、次の充電ステップに備
えて貯蔵する。ｌ及び２の各底部に配置された二本のパ
イプ１６及び１７は、二重の目的を有する。第一の目的
は、１２及び１４の夫々に一次水を充填することである
。
第二の目的は、大気窒素による水素と酸素の希釈を避け
るため、第一充電ステップ時に１及び２内に含まれる空
気を除去することである。
るため、第一充電ステップ時に１及び２内に含まれる空
気を除去することである。
全充電でｉｏＰａの圧力下５分間にわたり供給される２
０ｋＷ／＋ａ”に対応するエネルギーを生産するには、
陰極室は、陽極室の酸素貯蔵に有用なト５リットルの容
積に対応して、水素の貯蔵に有用な９リットルの容積を
有なければならない、その結果、バッテリーの全容積は
４０リットルとなり、重量は圧力操作のための付属品や
パイプを含めて１００ ｋｇになる。これは、エネルギ
ー密度１７Ｗｈ／ｋｇ 、容量２５Ａｈ／ｋｇ及び電力
密度０−２ｋＷ／ｋｇに相当する。充電及び放電の各々
で７０２ｇの水が陽極室内で消費されれたり放出された
りする。
０ｋＷ／＋ａ”に対応するエネルギーを生産するには、
陰極室は、陽極室の酸素貯蔵に有用なト５リットルの容
積に対応して、水素の貯蔵に有用な９リットルの容積を
有なければならない、その結果、バッテリーの全容積は
４０リットルとなり、重量は圧力操作のための付属品や
パイプを含めて１００ ｋｇになる。これは、エネルギ
ー密度１７Ｗｈ／ｋｇ 、容量２５Ａｈ／ｋｇ及び電力
密度０−２ｋＷ／ｋｇに相当する。充電及び放電の各々
で７０２ｇの水が陽極室内で消費されれたり放出された
りする。
陰極室及び特に陽極室内での水の散布は、高周波スプレ
ーヤーの他に、エアレスノズルを用いて実施することが
できる。エアレスノズルは−第１図に示していないパイ
プ系を通してバッテリー外からくる圧力水を散布する。
ーヤーの他に、エアレスノズルを用いて実施することが
できる。エアレスノズルは−第１図に示していないパイ
プ系を通してバッテリー外からくる圧力水を散布する。
溝１２及び１４に集められた水は、バイア１６及び１７
により除去される。
により除去される。
陰極室の水素を湿らせるには高周波スプレーヤーの使用
が好ましく、陽極室への給水には圧力水のノズル散布が
好ましい。
が好ましく、陽極室への給水には圧力水のノズル散布が
好ましい。
第２図は、定常状態出力発電機が、８０−９０℃で動作
する改質器と一体になった空気一水素燃料電池である際
に特に好適な本発明の別実施態様である。水素はバッテ
リー外に貯蔵され、酸素は大気中に廃棄され、バッテリ
ーはそれが結合した燃料電池と同様に空気で作動する。
する改質器と一体になった空気一水素燃料電池である際
に特に好適な本発明の別実施態様である。水素はバッテ
リー外に貯蔵され、酸素は大気中に廃棄され、バッテリ
ーはそれが結合した燃料電池と同様に空気で作動する。
このバッテリーは、金属マツトレス９が陰極室内にある
ことのみを除いて−第１図のバッテリーと同じ構造であ
る（数字ｌから１７まで）、陽極室は空気コンプレッサ
ー１８に接続されている。圧縮空気はスプレーヤー１９
に供給され、２０を経由して陽極室に入り、２１から陽
極室を出て、２２で膨張させた後、２３を介して大気中
に排出される。ＦｉＩｉ室に水が形成される放電ステッ
プでは、コンプレッサー１８から供給される乾燥熱風が
反応水を蒸発させ、２２及び２３を経由してそれを駆逐
する。充電ステップでは、スプレーヤー１９にタンク２
４から水が供給され、タンク２４は２５によりｌの底部
を排出する。分与ポンプ２６は、バッテリーの操作条件
に従って散布する水量を１９に供給する。電気エンジン
２７にて駆動されるコンプレッサー及びタービンは、圧
縮エネルギーを回収できるよう共軸接続されている。
ことのみを除いて−第１図のバッテリーと同じ構造であ
る（数字ｌから１７まで）、陽極室は空気コンプレッサ
ー１８に接続されている。圧縮空気はスプレーヤー１９
に供給され、２０を経由して陽極室に入り、２１から陽
極室を出て、２２で膨張させた後、２３を介して大気中
に排出される。ＦｉＩｉ室に水が形成される放電ステッ
プでは、コンプレッサー１８から供給される乾燥熱風が
反応水を蒸発させ、２２及び２３を経由してそれを駆逐
する。充電ステップでは、スプレーヤー１９にタンク２
４から水が供給され、タンク２４は２５によりｌの底部
を排出する。分与ポンプ２６は、バッテリーの操作条件
に従って散布する水量を１９に供給する。電気エンジン
２７にて駆動されるコンプレッサー及びタービンは、圧
縮エネルギーを回収できるよう共軸接続されている。
陰極室には、タンク３０に貯蔵され、ポンプ３１で循環
される水素の入口及び出口として、端板２に開口部２８
及び２９が設けられている。スプレーヤー３２は、タン
ク３３から分与ポンプ３４を経由して水を受は収る。バ
イ１３５は、陰極室の底部に集められた水を排出し、タ
ンク３３に運搬する。
される水素の入口及び出口として、端板２に開口部２８
及び２９が設けられている。スプレーヤー３２は、タン
ク３３から分与ポンプ３４を経由して水を受は収る。バ
イ１３５は、陰極室の底部に集められた水を排出し、タ
ンク３３に運搬する。
バ・フクアップバッテリーが空気と水素で操作される定
常状態出力の燃料電池と組み合わされている時は何時で
も、バッテリーの空気回路と燃料電池の空気回路は共通
であり、バッテリー及び燃料電池は同一温度に維持され
る。定常状態出力の燃料電池は、散水によるガス流の湿
潤並びに共通コンプレッサー及び空気タービン、スプレ
ーヤー層高周波発生器及び圧力水ボン１に関してバック
アップバッテリーのものと類似の装置を包含する。
常状態出力の燃料電池と組み合わされている時は何時で
も、バッテリーの空気回路と燃料電池の空気回路は共通
であり、バッテリー及び燃料電池は同一温度に維持され
る。定常状態出力の燃料電池は、散水によるガス流の湿
潤並びに共通コンプレッサー及び空気タービン、スプレ
ーヤー層高周波発生器及び圧力水ボン１に関してバック
アップバッテリーのものと類似の装置を包含する。
定常状態出力バッテリーとバックアップバッテリーとの
電気的調和は、バ・フクアップバッテリーを幾つかのセ
クションに分け、充電時及び放電時に直列又は並列に接
続することにより行われる。
電気的調和は、バ・フクアップバッテリーを幾つかのセ
クションに分け、充電時及び放電時に直列又は並列に接
続することにより行われる。
電気車両がＡＣモータを備えている場合には、モータに
ＡＣエネルギーを供給する同じインバータを用いて調和
させることができる。
ＡＣエネルギーを供給する同じインバータを用いて調和
させることができる。
第１図は、水素−空気膜バッテリーの単一要素の断面図
である。 第２図は、定常出力発電機プラス改質器の概要図である
。 面面の浄書（内容に変更なし》 第２図 −フク 手続補正書く方力 】、事件の表示 平成 ２年特許願第１７８４７９号 ２、発明の名称 ピーク電力用の高電力密度バッテリー ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名 称 エッセ・工・エルレ・工・ソチェタ・レスボ
ンサビリタ・リミテ ４、代理人 住 所 東京都千代田区大手町二丁■２番１号新大手
町ビル ２０６区 ６、補＋Ｅの対象
である。 第２図は、定常出力発電機プラス改質器の概要図である
。 面面の浄書（内容に変更なし》 第２図 −フク 手続補正書く方力 】、事件の表示 平成 ２年特許願第１７８４７９号 ２、発明の名称 ピーク電力用の高電力密度バッテリー ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名 称 エッセ・工・エルレ・工・ソチェタ・レスボ
ンサビリタ・リミテ ４、代理人 住 所 東京都千代田区大手町二丁■２番１号新大手
町ビル ２０６区 ６、補＋Ｅの対象
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、二枚の端板（１、２）により形成され、イオン交換
膜（３）により陽極室と陰極室に分離された一以上の電
極室、 前記膜（３）の一側と接触する陽極（１１）及び前記膜
（３）の他側と接触している陰極（７）、但しこれらの
電極は充電期の酸素及び水素の発生及び貯蔵に適し且つ
放電期にそれらを再結合して水を生成するのに適したも
のである、 前記室に水を供給し、かつ、前記室から水を排出する手
段、 酸素を一室に供給し、かつ、水素を他室に供給する手段
、及び 前記室から酸素及び水素を排出する手段 を包含する低容量かつ高電力密度の電気バッテリー。 ２、陽極室及び陰極室が１０＾７Ｐａまでの圧力に耐え
うることを特徴とする請求項１記載のバッテリー。 ３、前記バッテリーが耐圧容器内に収納され、前記バッ
テリーと前記容器の壁との間の空間が誘電性液体で満た
されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリー
。 ４、各電極（７、１１）が粉末化された電解触媒材料の
薄層であることを特徴とする請求項１記載のバッテリー
。 ５、電極（７、１１）を膜（３）に接合又はその中に埋
置することを特徴とする請求項４記載のバッテリ６、支
持手段により電極（７、１１）を膜（３）に押し付ける
ことを特徴とする請求項１又は４記載のバッテリー。 ７、陰極（７）を支持する手段が小開口メッシュ（６）
を担持した剛性構造物（５）であり、陽極（１１）を支
持する支持手段が弾性マット（９）を担持した剛性性構
造物（８）であることを特徴とする請求項６記載のバッ
テリー。 ８、弾性マット（９）が親水性材料とくに親水性繊維を
含むことを特徴とする請求項５記載のバッテリー。 ９、前記室に水を供給する手段が散布手段（１３、１５
）であることを特徴とする請求項１乃至８記載のバッテ
リー。 １０、陰極室の散布手段（１３）が高周波スプレーヤー
であり、陽極室の散布手段（１５）がエアレスノズルで
あることを特徴とする請求項９記載のバッテリー。 １１、請求項１乃至８記載の電気バッテリー及び定常電
力発電機を包含する電気車両を駆動するための発電機シ
ステム。 １２、定常電力発電機がバッテリー又はメタノール供給
改質器を備えた燃料電池であることを特徴とする請求項
１１記載の発電システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT8921096A IT1230984B (it) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | Accumulatore elettrico ad elevata densita' di potenza per carichi di punta. |
| IT21096A/89 | 1989-07-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03149762A true JPH03149762A (ja) | 1991-06-26 |
| JP3272351B2 JP3272351B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=11176682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17847990A Expired - Lifetime JP3272351B2 (ja) | 1989-07-05 | 1990-07-05 | ピーク電力用の高電力密度バッテリー |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5162165A (ja) |
| EP (1) | EP0406831B1 (ja) |
| JP (1) | JP3272351B2 (ja) |
| AT (1) | ATE146905T1 (ja) |
| CA (1) | CA2020402C (ja) |
| DE (1) | DE69029486T2 (ja) |
| ES (1) | ES2095225T3 (ja) |
| IT (1) | IT1230984B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1270878B (it) * | 1993-04-30 | 1997-05-13 | Permelec Spa Nora | Migliorata cella elettrochimica utilizzante membrane a scambio ionico e piatti bipolari metallici |
| EP0718904A1 (de) * | 1994-12-22 | 1996-06-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennstoffzellensystem |
| DE19639068A1 (de) * | 1996-09-15 | 1998-03-19 | Matthias Dr Bronold | Demonstrationsanlage zur Wasserstoff-Energieerzeugung |
| DE19930875B4 (de) * | 1999-07-05 | 2004-03-25 | Siemens Ag | Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran (HTM)-Brennstoffzellenanlage |
| EP1240680A2 (en) | 1999-11-18 | 2002-09-18 | Proton Energy Systems, Inc. | High differential pressure electrochemical cell |
| DE10148113A1 (de) * | 2001-09-28 | 2003-04-30 | Daimler Chrysler Ag | Fahrzeug mit einem Energiespeicher und Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs |
| DE10236958B4 (de) * | 2002-08-13 | 2006-12-07 | Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa | Verfahren zur Ermittlung der entnehmbaren Ladungsmenge einer Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung für eine Speicherbatterie |
| EP1391961B1 (en) * | 2002-08-19 | 2006-03-29 | Luxon Energy Devices Corporation | Battery with built-in load leveling |
| JP3946623B2 (ja) * | 2002-11-29 | 2007-07-18 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池車両の制御装置 |
| US8027759B2 (en) | 2002-11-29 | 2011-09-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell vehicle system |
| JPWO2006101071A1 (ja) * | 2005-03-24 | 2008-09-04 | 株式会社東芝 | 燃料電池 |
| DE102010001966A1 (de) * | 2010-02-16 | 2011-08-18 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Hybridsystem sowie Verfahren zur Luftversorgung eines Hybridsystems |
| EP3249731A1 (en) * | 2016-05-24 | 2017-11-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Subsea uninterruptible power supply |
| CN112092681B (zh) * | 2020-11-10 | 2021-03-02 | 北京理工大学深圳汽车研究院(电动车辆国家工程实验室深圳研究院) | 一种用于氢燃料电池动力系统的能量输入输出监控装置 |
| DE102021100185A1 (de) | 2021-01-08 | 2022-07-14 | Audi Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems mit Befeuchtungsspeicher, Brennstoffzellensystem und Kraftfahrzeug mit einem solchen Brennstoffzellensystem |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3134697A (en) * | 1959-11-03 | 1964-05-26 | Gen Electric | Fuel cell |
| US3418168A (en) * | 1964-12-07 | 1968-12-24 | Grace W R & Co | Fuel cell with water removing means at cathode |
| US3382105A (en) * | 1964-12-29 | 1968-05-07 | Nasa Usa | Ion-exchange membrane with platinum electrode assembly |
| US3546020A (en) * | 1966-05-09 | 1970-12-08 | Mc Donnell Douglas Corp | Regenerable fuel cell |
| US3901774A (en) * | 1973-04-10 | 1975-08-26 | Tokuyama Soda Kk | Method of electrolyzing alkali metal halide solution and apparatus therefor |
| FR2410059A1 (fr) * | 1977-11-29 | 1979-06-22 | Electricite De France | Perfectionnements aux installations de production de gaz par electrolyse |
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| US4826741A (en) * | 1987-06-02 | 1989-05-02 | Ergenics Power Systems, Inc. | Ion exchange fuel cell assembly with improved water and thermal management |
| DE3738370C1 (de) * | 1987-11-12 | 1989-04-13 | Dornier System Gmbh | Elektrochemische Zelle mit immobilem Elektrolyten |
-
1989
- 1989-07-05 IT IT8921096A patent/IT1230984B/it active
-
1990
- 1990-07-04 AT AT90112768T patent/ATE146905T1/de not_active IP Right Cessation
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