JPH08315840A - 車両用の固体重合体電解質型燃料電池の供給装置 - Google Patents
車両用の固体重合体電解質型燃料電池の供給装置Info
- Publication number
- JPH08315840A JPH08315840A JP8111747A JP11174796A JPH08315840A JP H08315840 A JPH08315840 A JP H08315840A JP 8111747 A JP8111747 A JP 8111747A JP 11174796 A JP11174796 A JP 11174796A JP H08315840 A JPH08315840 A JP H08315840A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- exchanger
- circuit
- cooling
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
- H01M8/04302—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
- H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
- H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ハイブリット車両用の固体重合体
電解質型燃料電池の供給装置に関する。 【解決手段】 車両用の固体重合体電解質型燃料電池
(1、2)の供給装置は、少容量の加圧された脱イオン
水を有する冷却加湿回路(42、44、32、45、4
9、46)、及び一次回路の脱イオン水を冷却するため
にプレート交換器(46)と、電池に供給する圧縮空気
を冷却するための空気−流体交換器(26)とを有する
二次流体冷却回路(50、53、51、33、143)
を含んでなり、さらに、供給装置は、電池が素早く使用
することを可能にする二次回路の流体を加熱するための
電気ヒーター(43)と、燃料の使用を最適するために
電池から離れる水素を再循環する手段(23)とを含
む。
電解質型燃料電池の供給装置に関する。 【解決手段】 車両用の固体重合体電解質型燃料電池
(1、2)の供給装置は、少容量の加圧された脱イオン
水を有する冷却加湿回路(42、44、32、45、4
9、46)、及び一次回路の脱イオン水を冷却するため
にプレート交換器(46)と、電池に供給する圧縮空気
を冷却するための空気−流体交換器(26)とを有する
二次流体冷却回路(50、53、51、33、143)
を含んでなり、さらに、供給装置は、電池が素早く使用
することを可能にする二次回路の流体を加熱するための
電気ヒーター(43)と、燃料の使用を最適するために
電池から離れる水素を再循環する手段(23)とを含
む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリット車両
用の固体重合体電解質型の燃料電池の供給装置に関す
る。
用の固体重合体電解質型の燃料電池の供給装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ごく最近の輸送分野における技術は、電
動機の高出力のため内燃機関の代わりに電動機の使用に
向けられ、特に電動機は環境に影響を及ぼさない。輸送
車両の電動機を強化するために、輸送装置が必要とする
平均一日出力を供給できる燃料電池を使用することが提
案されていて、必要なピーク出力を供給するためにはバ
ッファー蓄電池を使用することにより補足する。
動機の高出力のため内燃機関の代わりに電動機の使用に
向けられ、特に電動機は環境に影響を及ぼさない。輸送
車両の電動機を強化するために、輸送装置が必要とする
平均一日出力を供給できる燃料電池を使用することが提
案されていて、必要なピーク出力を供給するためにはバ
ッファー蓄電池を使用することにより補足する。
【0003】燃料電池では、70〜120℃程度の温度
で作用する固体重合体電解質が、この種の用途に最も適
することが明らかである。既知の燃料電池は、40%程
度の変換収率を有する水素(または、水素を含むガス)
と酸素(一般に空気中の酸素)の発熱酸化反応を利用す
る。したがって、バスのような都市型輸送車両で要求さ
れる60KW程度の電力を発生できるこのような規模の
燃料電池(あるいは、さらに厳密に言えば蓄電池または
燃料電池の積層)は、不完全燃焼による損失を考慮し
て、燃料電池の必要作動条件を保証するためには大部分
が消費される必要がある60〜80KW程度の熱馬力を
開発することが明らかである。
で作用する固体重合体電解質が、この種の用途に最も適
することが明らかである。既知の燃料電池は、40%程
度の変換収率を有する水素(または、水素を含むガス)
と酸素(一般に空気中の酸素)の発熱酸化反応を利用す
る。したがって、バスのような都市型輸送車両で要求さ
れる60KW程度の電力を発生できるこのような規模の
燃料電池(あるいは、さらに厳密に言えば蓄電池または
燃料電池の積層)は、不完全燃焼による損失を考慮し
て、燃料電池の必要作動条件を保証するためには大部分
が消費される必要がある60〜80KW程度の熱馬力を
開発することが明らかである。
【0004】燃料電池が正確に機能するためには不可欠
である冷却は、燃料電池に循環され、また、燃料電池の
電解質メンブレンの加湿を確実にする脱イオン水(de
mineralised water)によって達成さ
れる。電池から放出されるガスの移動によって加湿区分
で部分的に消耗され且つ分散される冷却水は、酸化反応
によって電池に生じる水の回収によって補足され、その
後、周囲大気にその熱を捨てるためにラジエーターによ
って冷却する必要がある。
である冷却は、燃料電池に循環され、また、燃料電池の
電解質メンブレンの加湿を確実にする脱イオン水(de
mineralised water)によって達成さ
れる。電池から放出されるガスの移動によって加湿区分
で部分的に消耗され且つ分散される冷却水は、酸化反応
によって電池に生じる水の回収によって補足され、その
後、周囲大気にその熱を捨てるためにラジエーターによ
って冷却する必要がある。
【0005】燃料電池がその寸法に比較して十分に作動
することを確実にするために、燃料電池を大気圧以上の
3.5絶対バール程度で作用する必要がある。電池は、
この圧力と約70℃程度の最低入口温度の水素、燃焼空
気、冷却水とを供給する必要がある。周囲温度と圧力か
ら作動条件への空気の断熱圧縮は、約80℃程度の温度
上昇をもたらし、一般に、圧縮空気は再び冷却する必要
がある。
することを確実にするために、燃料電池を大気圧以上の
3.5絶対バール程度で作用する必要がある。電池は、
この圧力と約70℃程度の最低入口温度の水素、燃焼空
気、冷却水とを供給する必要がある。周囲温度と圧力か
ら作動条件への空気の断熱圧縮は、約80℃程度の温度
上昇をもたらし、一般に、圧縮空気は再び冷却する必要
がある。
【0006】したがって、加圧された流体(水または圧
縮空気)を収容できるとともに能率的な熱交換器を備え
ることが必要であり、また、少なくとも加圧空気である
場合には、加圧状態で作用するだけでなく、最小負荷損
失であって、標準大気圧で毎秒20〜25リットル程度
の比較的高い空気流速度(作用圧力で10リットル/
秒)で、保証された交換機隔離迂回部材を有する熱交換
器を備えることが必要でありる。
縮空気)を収容できるとともに能率的な熱交換器を備え
ることが必要であり、また、少なくとも加圧空気である
場合には、加圧状態で作用するだけでなく、最小負荷損
失であって、標準大気圧で毎秒20〜25リットル程度
の比較的高い空気流速度(作用圧力で10リットル/
秒)で、保証された交換機隔離迂回部材を有する熱交換
器を備えることが必要でありる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、装置は嵩張
り高価になり、且つ設備が必要とする小型で安全な必要
条件を満足することは困難である。さらにその上の課題
は、次の事実であり、すなわち、理論的見地からは供給
される水素の全部が転換反応に使用されるが、供給電圧
と電流の点から言って燃料電池の満足な出力を達成する
ために、理論量の二倍の水素を供給することが必要であ
る。
り高価になり、且つ設備が必要とする小型で安全な必要
条件を満足することは困難である。さらにその上の課題
は、次の事実であり、すなわち、理論的見地からは供給
される水素の全部が転換反応に使用されるが、供給電圧
と電流の点から言って燃料電池の満足な出力を達成する
ために、理論量の二倍の水素を供給することが必要であ
る。
【0008】過多な水素は、部分的には排気され、周期
的に外部に放出され、無視できぬ損失である。
的に外部に放出され、無視できぬ損失である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を
殆ど解決し、燃料電池の供給装置を提供し、供給装置
は、実質的には周囲圧力で二次液体冷却回路が、冷却水
と加湿水との双方の冷却、及び圧縮空気の冷却を備え、
一方で、また水素ガスを加熱し、能率的な小型の熱交換
器でもって、熱は、二次流体が実質的に大気圧と等しい
圧力で循環する単一ラジエーター内の二次流体と大気の
間に生じて周囲環境に放出される。
殆ど解決し、燃料電池の供給装置を提供し、供給装置
は、実質的には周囲圧力で二次液体冷却回路が、冷却水
と加湿水との双方の冷却、及び圧縮空気の冷却を備え、
一方で、また水素ガスを加熱し、能率的な小型の熱交換
器でもって、熱は、二次流体が実質的に大気圧と等しい
圧力で循環する単一ラジエーター内の二次流体と大気の
間に生じて周囲環境に放出される。
【0010】燃料電池の加湿冷却回路の温度を調整する
これらの部品を可能な限り除き、冷却のための隔離制御
部品は、二次冷却回路で作用して、この装置の安全と経
済性に関して利点がある。さらに有利な点は、一次冷却
加湿回路の容積が非常に小さくて、調整により敏速に応
答することができ、且つ、最小エネルギー消費量ですぐ
に使用状態になる装置を可能にすることからなる。
これらの部品を可能な限り除き、冷却のための隔離制御
部品は、二次冷却回路で作用して、この装置の安全と経
済性に関して利点がある。さらに有利な点は、一次冷却
加湿回路の容積が非常に小さくて、調整により敏速に応
答することができ、且つ、最小エネルギー消費量ですぐ
に使用状態になる装置を可能にすることからなる。
【0011】夜間停止する不連続な使用状態の輸送車両
では、短時間に日中の状態へと、如何に装置を起動する
かについての課題を、無視することができない。既知の
装置においては、起動は、圧力を次第に増加させて水素
と空気とを装置に供給することにより達成される。初期
には非常にゆっくりとしかしその後は早く上昇する温度
速度でもって、装置が、反応熱を作動条件まで次第に上
昇させる。
では、短時間に日中の状態へと、如何に装置を起動する
かについての課題を、無視することができない。既知の
装置においては、起動は、圧力を次第に増加させて水素
と空気とを装置に供給することにより達成される。初期
には非常にゆっくりとしかしその後は早く上昇する温度
速度でもって、装置が、反応熱を作動条件まで次第に上
昇させる。
【0012】起動期間はかなり長く10分間程度であ
る。
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の一つの態様にしたがっ
て、装置が起動する前に線形則にしたがって燃料電池を
50℃の温度にするために、予備加熱状態に作用する二
次冷却回路に電気ヒーターが備えられる。電池の熱容量
と、電気ヒーターからの一定供給出力を達成する温度の
各線形則とに関係して、小容量一次冷却回路によって、
短時間に電池に熱応力を与えること無く、非常少ない加
熱エネルギー消費量で、作動温度に到達する。
て、装置が起動する前に線形則にしたがって燃料電池を
50℃の温度にするために、予備加熱状態に作用する二
次冷却回路に電気ヒーターが備えられる。電池の熱容量
と、電気ヒーターからの一定供給出力を達成する温度の
各線形則とに関係して、小容量一次冷却回路によって、
短時間に電池に熱応力を与えること無く、非常少ない加
熱エネルギー消費量で、作動温度に到達する。
【0014】本発明のさらに別の態様によって、供給装
置は、理論量を越えた水素量を回収するために連続的に
作用するファン(水素を処置するために特に構成され
た)を有し、供給受け器から送られる理論量で水素と結
合させ、且つ、電池に、必要とするよりも多くの、例と
して、理論量の二倍となる所定の燃料が供給されること
を可能にする。
置は、理論量を越えた水素量を回収するために連続的に
作用するファン(水素を処置するために特に構成され
た)を有し、供給受け器から送られる理論量で水素と結
合させ、且つ、電池に、必要とするよりも多くの、例と
して、理論量の二倍となる所定の燃料が供給されること
を可能にする。
【0015】これはさらに大きな効果を電池に与え、ガ
ス抜き作用を理論的に零に、実用上は最小に減少する。
本発明の特徴と利点は、次の好ましい実施態様の記載と
添付された図面とから明確になる。
ス抜き作用を理論的に零に、実用上は最小に減少する。
本発明の特徴と利点は、次の好ましい実施態様の記載と
添付された図面とから明確になる。
【0016】
【実施例】図1について、装置は、例として簡単に番号
1および2で示される水素供給のためのサブ装置、空気
供給のためのサブ装置、セルの一次冷却加湿回路及び二
次冷却回路の複数の単体から構成された燃料電池を含ん
でなる。電池単体は、冷却区分7、8によって分離され
且つ固体重合体電解質触媒メンブレンを含む正極アノー
ド(ANOD)3、4及び負極カソード(CATHO
D)5、6を既知の方法で構成した各々でなる。
1および2で示される水素供給のためのサブ装置、空気
供給のためのサブ装置、セルの一次冷却加湿回路及び二
次冷却回路の複数の単体から構成された燃料電池を含ん
でなる。電池単体は、冷却区分7、8によって分離され
且つ固体重合体電解質触媒メンブレンを含む正極アノー
ド(ANOD)3、4及び負極カソード(CATHO
D)5、6を既知の方法で構成した各々でなる。
【0017】水素供給サブ装置は、液体水素の加圧タン
クから水素を、水素がガスとして放出されるガス/液体
熱交換器10の入口まで、送出する水素送出ライン9を
有する。また、水素は改質装置によって発生可能であ
る。制御弁12と、一次マニホールド13と、個々の電
池単体に水素の均一分布を確実にするための分配ライン
とを通って、交換器10の出口は、燃料電池の正極に供
給する供給ライン11に接続される。
クから水素を、水素がガスとして放出されるガス/液体
熱交換器10の入口まで、送出する水素送出ライン9を
有する。また、水素は改質装置によって発生可能であ
る。制御弁12と、一次マニホールド13と、個々の電
池単体に水素の均一分布を確実にするための分配ライン
とを通って、交換器10の出口は、燃料電池の正極に供
給する供給ライン11に接続される。
【0018】弁12は、圧力センサー14と中央演算処
理装置15により発生した信号によって一緒に制御さ
れ、中央演算処理装置は、供給装置から受けた信号にし
たがい適切な信号と、運転者によって制御されるダッシ
ュボード16から受けた命令とによって全供給装置を調
整する。マニホールド13と供給ライン11上で及び電
池の出口にある温度センサー17、117と、圧力セン
サー14と、流量センサー19とが、装置の制御に使用
される情報を中央演算処理装置15に与える。
理装置15により発生した信号によって一緒に制御さ
れ、中央演算処理装置は、供給装置から受けた信号にし
たがい適切な信号と、運転者によって制御されるダッシ
ュボード16から受けた命令とによって全供給装置を調
整する。マニホールド13と供給ライン11上で及び電
池の出口にある温度センサー17、117と、圧力セン
サー14と、流量センサー19とが、装置の制御に使用
される情報を中央演算処理装置15に与える。
【0019】電池単体の各正極出口は、マニホールドで
主放出マニホールド20へと接続されて、排ガス及び過
剰水素を周期的に放出するための二重機能を有するとこ
ろの、流体を凝縮するための受容器/放出容器21と、
排ガスを放出するための弁22とに接続される。弁22
もまた処理装置15によって制御される。
主放出マニホールド20へと接続されて、排ガス及び過
剰水素を周期的に放出するための二重機能を有するとこ
ろの、流体を凝縮するための受容器/放出容器21と、
排ガスを放出するための弁22とに接続される。弁22
もまた処理装置15によって制御される。
【0020】入口側でマニホールド20に且つその出口
側でマニホールド13に接続したファン23は、理論量
を超過するいずれの水素をまた再循環して電池内で消耗
させない。ファン23は連続して運転される。弁22
は、排気水素を排気して過加圧になることを防止するた
めに、30〜69秒ごとに2、3秒程度の期間断続的に
開放される。
側でマニホールド13に接続したファン23は、理論量
を超過するいずれの水素をまた再循環して電池内で消耗
させない。ファン23は連続して運転される。弁22
は、排気水素を排気して過加圧になることを防止するた
めに、30〜69秒ごとに2、3秒程度の期間断続的に
開放される。
【0021】熱交換器10は、水素が約25℃程度の温
度で出力され、その後、これは、再循環装置によって用
意される70℃の実質的に等量の水素と混合されるの
で、電池に導入される水素は約40〜50℃の温度にな
ることを確実にする。言うまでもなく、水素で接触され
る水素供給サブ装置の全ての部品は、水素の汚染を最小
にするために、AISI316のステンレス鋼であり、
水素と接触する全ての電気機器は、爆発しないように組
み込み型の安全機能を有する。
度で出力され、その後、これは、再循環装置によって用
意される70℃の実質的に等量の水素と混合されるの
で、電池に導入される水素は約40〜50℃の温度にな
ることを確実にする。言うまでもなく、水素で接触され
る水素供給サブ装置の全ての部品は、水素の汚染を最小
にするために、AISI316のステンレス鋼であり、
水素と接触する全ての電気機器は、爆発しないように組
み込み型の安全機能を有する。
【0022】空気供給補助装置は、周囲環境から空気を
吸い込む遠心圧縮機を有し、空気を約3.5バールの圧
力に圧縮し、空気を二次空気/冷却流体熱交換器26ま
で送出し、交換器で空気を約70℃程度の温度まで低下
させ、その後空気を交換器からフィルター25へと空気
を送出する。冷却され且つ濾過された空気は、マニホー
ルド27及び平衡分配ラインを通って燃料電池へと通過
する。
吸い込む遠心圧縮機を有し、空気を約3.5バールの圧
力に圧縮し、空気を二次空気/冷却流体熱交換器26ま
で送出し、交換器で空気を約70℃程度の温度まで低下
させ、その後空気を交換器からフィルター25へと空気
を送出する。冷却され且つ濾過された空気は、マニホー
ルド27及び平衡分配ラインを通って燃料電池へと通過
する。
【0023】この場合、再び、マニホールド27で作用
する温度センサー28と流量センサー29と、電池の負
極出口で作用する圧力センサー30とが、供給装置の制
御に使用される信号を制御装置15に与える。燃料電池
の負極出口は、マニホールドを通って、凝縮受け器35
を有する主排気マニホールド34に接続され、酸化反応
で形成された水を保持タンク36に放出する。
する温度センサー28と流量センサー29と、電池の負
極出口で作用する圧力センサー30とが、供給装置の制
御に使用される信号を制御装置15に与える。燃料電池
の負極出口は、マニホールドを通って、凝縮受け器35
を有する主排気マニホールド34に接続され、酸化反応
で形成された水を保持タンク36に放出する。
【0024】負極出口は、一次冷却回路を加圧するため
のライン31に接続され、加圧空気溜めとそれを通っ
て、負極排気のための排気ライン134に供給される。
タンク36はオーバーフロー37と最低レベル指示計3
8を有し、相当する信号を装置15に伝達する。本質的
に大気窒素及び残留酸素を含む負極排気を運搬する排気
ライン134は、オンオフ弁39と圧力調整弁139に
よってそれぞれ制御される二本のアームによって構成さ
れる平行装置を通って、大気に開放される排気消音器4
0へと接続される。
のライン31に接続され、加圧空気溜めとそれを通っ
て、負極排気のための排気ライン134に供給される。
タンク36はオーバーフロー37と最低レベル指示計3
8を有し、相当する信号を装置15に伝達する。本質的
に大気窒素及び残留酸素を含む負極排気を運搬する排気
ライン134は、オンオフ弁39と圧力調整弁139に
よってそれぞれ制御される二本のアームによって構成さ
れる平行装置を通って、大気に開放される排気消音器4
0へと接続される。
【0025】弁39と139は、マニホールド34に接
続された圧力センサー30と中央演算処理装置15とに
よってまとめて制御され、燃料電池の負極での圧力を制
御すること及び調整することに役に立つ。起動状態にお
いて、弁39は閉じられ、且つ供給装置の圧力調整を制
御したのち、弁139は電池を洗浄するに必要な時間の
開放が保持される。
続された圧力センサー30と中央演算処理装置15とに
よってまとめて制御され、燃料電池の負極での圧力を制
御すること及び調整することに役に立つ。起動状態にお
いて、弁39は閉じられ、且つ供給装置の圧力調整を制
御したのち、弁139は電池を洗浄するに必要な時間の
開放が保持される。
【0026】脱イオン水で操作される一次冷却加湿回路
は、平衡分配ラインを通って燃料電池の冷却区分7、8
に供給する送出ライン42を含み、燃料電池の出口はマ
ニホールド44に接続され、マニホールドは加圧器32
に接続され、加圧機は再循環ポンプの入口に順次接続さ
れる。再循環ポンプの出口は、三方弁47の入口に接続
され、その三方弁出口は送出ライン42とプレート交換
器46との入口にそれぞれ接続され、また、プレート交
換器の出口は送出ライン42に接続される。
は、平衡分配ラインを通って燃料電池の冷却区分7、8
に供給する送出ライン42を含み、燃料電池の出口はマ
ニホールド44に接続され、マニホールドは加圧器32
に接続され、加圧機は再循環ポンプの入口に順次接続さ
れる。再循環ポンプの出口は、三方弁47の入口に接続
され、その三方弁出口は送出ライン42とプレート交換
器46との入口にそれぞれ接続され、また、プレート交
換器の出口は送出ライン42に接続される。
【0027】弁47は、送出ライン42に接続された温
度センサー48によって制御され、冷却水をポンプ45
の出口から送出ライン42へと直接向かわせるか、交換
器46を迂回して向かわせる。弁47は脱イオン水の流
れを交換器46へと分配してすること、必要であるなら
ば、完全に分配しなことを可能にし、電池入口での水を
70℃程度の温度に保持する。
度センサー48によって制御され、冷却水をポンプ45
の出口から送出ライン42へと直接向かわせるか、交換
器46を迂回して向かわせる。弁47は脱イオン水の流
れを交換器46へと分配してすること、必要であるなら
ば、完全に分配しなことを可能にし、電池入口での水を
70℃程度の温度に保持する。
【0028】一次冷却回路は、加圧器32によって、電
池に送出するために必要な空気圧力を保持する。所定量
の冷却水は、加湿区分で消耗され且つ負極と正極区分へ
と通過するので、冷却水を置き換える必要があり且つこ
れは計量ポンプ49によって達成され、計量ポンプの出
口はマニホールド34に接続され、一方マニホールド入
口は反応水を集めるためのタンク36に接続される。
池に送出するために必要な空気圧力を保持する。所定量
の冷却水は、加湿区分で消耗され且つ負極と正極区分へ
と通過するので、冷却水を置き換える必要があり且つこ
れは計量ポンプ49によって達成され、計量ポンプの出
口はマニホールド34に接続され、一方マニホールド入
口は反応水を集めるためのタンク36に接続される。
【0029】非常に効果的で最小容積を有するプレート
ヒーターの使用、及び、タンク36によってなされる機
能の保持タンクでなく加圧器としての専用容器32の使
用は、一次冷却回路の容積を最小にし、すなわち、この
回路の応答が温度調整と特に急激な作動条件の達成とを
させる。起動時に、冷却水が作動温度以下の温度である
場合、加熱素子43が電池を素早く作用温度範囲にする
ためにスイッチが入れられる。回路の熱慣性及び熱容量
は電池のそれらと比較して小さいために、エネルギー消
耗量は最小である。
ヒーターの使用、及び、タンク36によってなされる機
能の保持タンクでなく加圧器としての専用容器32の使
用は、一次冷却回路の容積を最小にし、すなわち、この
回路の応答が温度調整と特に急激な作動条件の達成とを
させる。起動時に、冷却水が作動温度以下の温度である
場合、加熱素子43が電池を素早く作用温度範囲にする
ためにスイッチが入れられる。回路の熱慣性及び熱容量
は電池のそれらと比較して小さいために、エネルギー消
耗量は最小である。
【0030】二次冷却装置の主な機能は、燃料電池の冷
却装置から熱を除去することであり、もう一方で、第2
の位置で、電池に供給される以前に、加圧器から入って
くる空気を冷却するために使用され、貯蔵槽からの水素
を作動温度までに加熱する第二の機能を有する。二次冷
却回路は密閉された回路であり、水とグリコールからな
る冷却流体は水/空気ラジエーター50を循環し、そこ
でファン151によって造りだされる強制空気流によっ
て冷却され、その後装填損失を克服するだけに役立つ再
循環ポンプ53を通過する。
却装置から熱を除去することであり、もう一方で、第2
の位置で、電池に供給される以前に、加圧器から入って
くる空気を冷却するために使用され、貯蔵槽からの水素
を作動温度までに加熱する第二の機能を有する。二次冷
却回路は密閉された回路であり、水とグリコールからな
る冷却流体は水/空気ラジエーター50を循環し、そこ
でファン151によって造りだされる強制空気流によっ
て冷却され、その後装填損失を克服するだけに役立つ再
循環ポンプ53を通過する。
【0031】ポンプ53から冷却流体(燃焼空気を冷却
する場合)は、燃焼空気の温度にしたがって三方弁51
によって調整した容量でもって水/空気プレート交換器
26に入る。その後、二次冷却流体は、一次回路の脱イ
オン水を冷却する水/水プレート交換器46へと進む。
この場合、既に記載されたように、三方弁47は、脱イ
オン水の温度に依存して交換器に入る一次冷却流体を調
整する。
する場合)は、燃焼空気の温度にしたがって三方弁51
によって調整した容量でもって水/空気プレート交換器
26に入る。その後、二次冷却流体は、一次回路の脱イ
オン水を冷却する水/水プレート交換器46へと進む。
この場合、既に記載されたように、三方弁47は、脱イ
オン水の温度に依存して交換器に入る一次冷却流体を調
整する。
【0032】交換器46からの二次冷却流体は、水素の
温度に依存して三方弁33によって調整された容量で水
/水素プレート交換器10(水素が加熱された場合)に
進む。交換器からの二次流体は、ラジエーター50に戻
り、この回路は閉じられている。交換器10とラジエー
ター50のあいだは、電気ヒーター43を敏速継手よっ
て接続する二つのコネクターがある。
温度に依存して三方弁33によって調整された容量で水
/水素プレート交換器10(水素が加熱された場合)に
進む。交換器からの二次流体は、ラジエーター50に戻
り、この回路は閉じられている。交換器10とラジエー
ター50のあいだは、電気ヒーター43を敏速継手よっ
て接続する二つのコネクターがある。
【0033】二次回路の敏速継手の間に挿入したボール
弁143は、開放された場合に二次回路の連続を、閉じ
られた場合に二次流体のヒーターへの通路を確実にす
る。ヒーター43の取り外し可能性が、二次冷却回路の
容量、正常な作動条件の基でのこの回路の充填損失、及
び、固定装置の嵩を最小にする助けとなる。サージタン
ク54は回路の流体の熱膨張を可能にし、周囲圧力と5
5と65℃の作動温度で操作される。
弁143は、開放された場合に二次回路の連続を、閉じ
られた場合に二次流体のヒーターへの通路を確実にす
る。ヒーター43の取り外し可能性が、二次冷却回路の
容量、正常な作動条件の基でのこの回路の充填損失、及
び、固定装置の嵩を最小にする助けとなる。サージタン
ク54は回路の流体の熱膨張を可能にし、周囲圧力と5
5と65℃の作動温度で操作される。
【0034】温度センサー55は、温度が余り上昇した
場合にファン151を作動させる。したがって、開ルー
プ制御装置は、同時に定常にする必要条件に十分正確に
することが達成される。二次冷却回路において、圧縮空
気を冷却するための交換器の階段式(cascade)
配列、一次冷却回路の水を冷却するための冷却プレート
交換器、及び、水素を加熱するための交換器が調整の必
要性を最小にする。
場合にファン151を作動させる。したがって、開ルー
プ制御装置は、同時に定常にする必要条件に十分正確に
することが達成される。二次冷却回路において、圧縮空
気を冷却するための交換器の階段式(cascade)
配列、一次冷却回路の水を冷却するための冷却プレート
交換器、及び、水素を加熱するための交換器が調整の必
要性を最小にする。
【0035】実施例として、特に、交換器26の熱交換
は、もっとも悪い場合に、プレート交換器において交換
される熱の15%であり、冬季条件においては特に零に
なることもある。交換器10の熱の熱交換は、無視でき
る。交換器階段の出入口での二次冷却流体の温度変化
は、交換器46によって実質的に決められる。
は、もっとも悪い場合に、プレート交換器において交換
される熱の15%であり、冬季条件においては特に零に
なることもある。交換器10の熱の熱交換は、無視でき
る。交換器階段の出入口での二次冷却流体の温度変化
は、交換器46によって実質的に決められる。
【0036】1リットル/s程度で適切であるポンプ5
3によって保証される一定流でもって、冷却流体の送出
温度を制御することは十分であり、55〜60℃の平均
値が達成され、燃料電池が最大出力を供給する場合であ
っても、非常に小さな温度逸脱で、交換器の直列出口で
の温度は70〜74℃を越えない。プレート交換器は逆
流中で操作されるので、交換器46から出る一次冷却水
の温度は、10℃程度を下回らない二つの流体間の温度
交換でもって、70℃程度の値に容易に制御することが
できる。
3によって保証される一定流でもって、冷却流体の送出
温度を制御することは十分であり、55〜60℃の平均
値が達成され、燃料電池が最大出力を供給する場合であ
っても、非常に小さな温度逸脱で、交換器の直列出口で
の温度は70〜74℃を越えない。プレート交換器は逆
流中で操作されるので、交換器46から出る一次冷却水
の温度は、10℃程度を下回らない二つの流体間の温度
交換でもって、70℃程度の値に容易に制御することが
できる。
【0037】図2は、記載された供給装置を制御するた
めの装置の好ましい実施態様を示す方式構成図である。
制御装置は、種々の圧力センサーと、温度センサーと、
流量センサー14、17、19、28、29、30、4
8、及びレベルセンサー38が発生する信号を送る中央
演算処理装置15を含んでなり、これらの信号は、アナ
ログ信号の場合、中央演算処理装置に組み込まれたアナ
ログ−デジタル変換器によって2進コードに変換され
る。
めの装置の好ましい実施態様を示す方式構成図である。
制御装置は、種々の圧力センサーと、温度センサーと、
流量センサー14、17、19、28、29、30、4
8、及びレベルセンサー38が発生する信号を送る中央
演算処理装置15を含んでなり、これらの信号は、アナ
ログ信号の場合、中央演算処理装置に組み込まれたアナ
ログ−デジタル変換器によって2進コードに変換され
る。
【0038】適切なプログラムと電池付加に依存して、
中央演算処理装置15は、持続時間−変調オン/オフロ
ッジク信号または振幅変調アナログ信号によって、種々
の調整弁12、22、39の開閉を制御し、且つ、駆動
構成部品23、24、45、53と加熱構成部品43と
の起動を制御する。一次と二次との冷却回路の種々の調
整素子は、プログラム制御を必要としないが、サーモス
タットによって独立して作用する。
中央演算処理装置15は、持続時間−変調オン/オフロ
ッジク信号または振幅変調アナログ信号によって、種々
の調整弁12、22、39の開閉を制御し、且つ、駆動
構成部品23、24、45、53と加熱構成部品43と
の起動を制御する。一次と二次との冷却回路の種々の調
整素子は、プログラム制御を必要としないが、サーモス
タットによって独立して作用する。
【0039】図3は、装置を役立たせること及び水素流
を最適状態に制御することを進展させる種々の重要な態
様を表す流れ図である。工程の起動は、作業者によって
スタート(START)コマンドによって起動される
(ブロック60)。スタートコマンドの次に、装置15
が一次と二次の冷却流体が再循環する再循環ポンプ4
5、53のスイッチが入れられ、同時に加熱素子43の
スイッチが入れられる(ブロック61:パワー(POW
ER)45、53、43)。
を最適状態に制御することを進展させる種々の重要な態
様を表す流れ図である。工程の起動は、作業者によって
スタート(START)コマンドによって起動される
(ブロック60)。スタートコマンドの次に、装置15
が一次と二次の冷却流体が再循環する再循環ポンプ4
5、53のスイッチが入れられ、同時に加熱素子43の
スイッチが入れられる(ブロック61:パワー(POW
ER)45、53、43)。
【0040】予備加熱は、一次回路と停止中の加圧器2
4とに対して大気圧で好まし行われる。制御装置は、セ
ンサー48によって一次冷却流体(ブロック62:TH
2 O<50℃)の温度を調べる。温度が50℃に達した
とき、燃料電池が使用する温度に用意され、加熱素子4
3はスイッチが切られる(ブロック63:スイッチ−オ
フ(SW−OFF)43)。
4とに対して大気圧で好まし行われる。制御装置は、セ
ンサー48によって一次冷却流体(ブロック62:TH
2 O<50℃)の温度を調べる。温度が50℃に達した
とき、燃料電池が使用する温度に用意され、加熱素子4
3はスイッチが切られる(ブロック63:スイッチ−オ
フ(SW−OFF)43)。
【0041】その後、加圧器24と再循環装置23と
は、燃料電池を70℃に達する清浄な空気で洗浄するた
めに、自動制御下に配置された弁139と12のスイッ
チが入れられる(ブロック64:オープン(OPEN)
139、12、スタート(START)24、23)。
電池の電気的負荷に応じて、弁22は、燃料電池から排
気される水素を放出するために周期的に開放することが
プログラムされる(ブロック65:セット時間(SET
TIM)1)。
は、燃料電池を70℃に達する清浄な空気で洗浄するた
めに、自動制御下に配置された弁139と12のスイッ
チが入れられる(ブロック64:オープン(OPEN)
139、12、スタート(START)24、23)。
電池の電気的負荷に応じて、弁22は、燃料電池から排
気される水素を放出するために周期的に開放することが
プログラムされる(ブロック65:セット時間(SET
TIM)1)。
【0042】操作員または危険信号によってもたらすス
トップ(STOP)コマンドの結果、調整工程の何時で
も、ストップ手順は指令することができる(ブロック6
6:ストップ(STOP))。連続ストップ(STO
P)(装置の停止)は状態を活性化し、装置が、二つの
弁の漸進開放を制御する弁12と139のセットポイン
トどおりの作用により減圧(ブロック67:減圧オン
(ON DEPRESS))する。(ブロック68:減
圧でセット(SET AT DECREEASING
PRESS)12、139)。
トップ(STOP)コマンドの結果、調整工程の何時で
も、ストップ手順は指令することができる(ブロック6
6:ストップ(STOP))。連続ストップ(STO
P)(装置の停止)は状態を活性化し、装置が、二つの
弁の漸進開放を制御する弁12と139のセットポイン
トどおりの作用により減圧(ブロック67:減圧オン
(ON DEPRESS))する。(ブロック68:減
圧でセット(SET AT DECREEASING
PRESS)12、139)。
【0043】この状態は、圧力センサー30で読み取る
絶対圧力が1.2バールに達したときに終了する(ブロ
ック69:PT<1.2バール(BAR))。この点
で、弁22と39は全開され、弁139と12は閉じら
れ、且つ再循環装置23と加圧器24は停止する(ブロ
ック70:オープン(OPEN)22、39;クローズ
(CLOSE)12、139;ストップ(STOP)2
3、24)。
絶対圧力が1.2バールに達したときに終了する(ブロ
ック69:PT<1.2バール(BAR))。この点
で、弁22と39は全開され、弁139と12は閉じら
れ、且つ再循環装置23と加圧器24は停止する(ブロ
ック70:オープン(OPEN)22、39;クローズ
(CLOSE)12、139;ストップ(STOP)2
3、24)。
【0044】その後、時間を決めた洗浄が始まり、電池
は窒素で清浄にされる(ブロック71、終点(ブロック
72:クローズ(CLOSE)22、39)で、清浄
(PURGE)弁22と39が閉じられた(ブロック7
3:クローズ(CLOSE)22、39))。
は窒素で清浄にされる(ブロック71、終点(ブロック
72:クローズ(CLOSE)22、39)で、清浄
(PURGE)弁22と39が閉じられた(ブロック7
3:クローズ(CLOSE)22、39))。
【図1】図1は、本発明にしたがう供給装置の概略全体
図である。
図である。
【図2】図2は、図1の装置の中央演算処理装置の全体
方式構成図である。
方式構成図である。
【図3】図3は、最適性能を与えるために,燃料電池を
有用な作動条件に制御するための図2の装置の流れ図で
ある。
有用な作動条件に制御するための図2の装置の流れ図で
ある。
1、2…燃料電池の積層体 3、4…アノード 5、6…カソード 7、8…冷却区分 9…水素送出ライン 10…ガス/液体熱交換器 11…第一のサブ装置、供給ライン 12…第一のサブ装置、制御弁 13…第一のサブ装置、一次マニホールド 14…圧力センサー 15…中央演算処理装置 16…ダッシュボード 17…温度センサー 19…流量センサー 20…第一のサブ装置、主放出マニホールド 21…受容器/放出容器 22…第一のサブ装置、弁 23…再循環装置 24…第二のサブ装置、加圧器、 25…第二のサブ装置、フィルター 26…第二のサブ装置、第二の熱交換器 27…第二のサブ装置、マニホールド 28…温度センサー 29…流量センサー 30…圧力センサー 31…ライン 32…加圧器、専用容器 33…二次冷却される回路、三方弁 34…主排気マニホールド 35…凝縮受け器 36…流体槽、タンク 37…オーバーフロー 38…レベルセンサー 39…オンオフ弁 40…排気消音器 42…一次冷却と加湿とがされる回路、送出ライン 43…電気ヒーター、加熱素子 44…一次冷却と加湿とがされる回路、マニホールド 45…一次冷却と加湿とがされる回路、再循環ポンプ 46…第一の流体/流体交換器、二次冷却される回路 47…三方弁 48…温度センサー 49…一次冷却と加湿とがされる回路、脱イオン水を補
足する手段、計量ポンプ 50…二次冷却される回路、水/空気ラジエーター 51…第二の三方弁 53…再循環ポンプ、駆動構成部品 54…サージタンク 55…温度センサー 117…温度センサー 134…排気ライン 139…圧力調整弁 143…二次冷却される回路、ボール弁
足する手段、計量ポンプ 50…二次冷却される回路、水/空気ラジエーター 51…第二の三方弁 53…再循環ポンプ、駆動構成部品 54…サージタンク 55…温度センサー 117…温度センサー 134…排気ライン 139…圧力調整弁 143…二次冷却される回路、ボール弁
Claims (10)
- 【請求項1】 燃料電池の積層体(1、2)と、 電池に水素を供給する第一のサブ装置(9、10、1
1、12、13、20、22)、 電池に圧縮空気を供給する第二のサブ装置(24、2
5、26、27)、及び加圧した脱イオン水の強制循環
による電池の一次冷却及び加湿用回路(42、44、4
5、49)、 を含んでなる車両用の固体重合体電解質型燃料電池の供
給装置であって二次流体と一次回路の脱イオン水が反対
方向に流れる第1の流体/流体交換器(46)、 予め設定した電池の作用温度に圧縮空気を冷却する前記
二次流体と前記圧縮空気とが流れる第二の空気/流体熱
交換器(26)、及び前記二次流体が流れ、大気で前記
二次流体を冷却するラジエーター、を含み前記二次流体
の強制循環による二次冷却回路(50、53、26、5
1、46、33、10、143)を含むことを特徴とす
る車両用の固体重合体電解質型燃料電池の供給装置。 - 【請求項2】 前記一次冷却回路が、第一の交換器(4
6)を迂回する脱イオン水の温度を感知するセンサーに
よって制御する第一の三方弁(47)を有する請求項1
記載の供給装置。 - 【請求項3】 前記二次冷却回路が、第二の交換器(2
6)を迂回する圧縮空気の温度を感知するセンサーによ
って制御する第二の三方弁(51)を有する請求項1記
載の供給装置。 - 【請求項4】 前記第二の交換器(26)が、前記二次
回路の第一の交換器(46)の上流に配置される請求項
1から3のいずれか1項に記載の供給装置。 - 【請求項5】 前記一次回路が、圧縮空気によって加圧
する加圧器(32)を有する請求項1から4のいずれか
1項に記載の供給装置。 - 【請求項6】 空気供給サブ装置から排出される排ガス
から凝縮水を集めるための流体槽(36)、及び、凝縮
水を含む一次回路の脱イオン水を補足する手段(49)
を有する請求項1から5のいずれか1項に記載の供給装
置。 - 【請求項7】 前記二次回路が、前記二次回路に開放接
触する電気ヒーター(43)を有する請求項1から6の
いずれか1項に記載の供給装置。 - 【請求項8】 前記水素供給サブ装置が、電池を離れ部
分的に排気された水素を電池入口に再導入するための、
水素再循環回路(23)と前記再循環回路内のファンと
を含む請求項1から7のいずれか1項に記載の供給装
置。 - 【請求項9】 前記装置の起動状態において、電気ヒー
ターの起動を制御する処理装置(15)を含む請求項7
に記載の装置。 - 【請求項10】 前記排気水素を排気するために、弁
(22)の周期的開放を制御する処理装置(15)を含
む請求項8に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP95830179A EP0741428A1 (en) | 1995-05-04 | 1995-05-04 | A supply system for fuel cells of the S.P.E. (SOLID POLYMER ELECTROLYTE) type for hybrid vehicles). |
IT95830179:8 | 1995-05-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08315840A true JPH08315840A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=8221914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8111747A Pending JPH08315840A (ja) | 1995-05-04 | 1996-05-02 | 車両用の固体重合体電解質型燃料電池の供給装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5605770A (ja) |
EP (1) | EP0741428A1 (ja) |
JP (1) | JPH08315840A (ja) |
CA (1) | CA2171811A1 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11260386A (ja) * | 1998-03-12 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラントおよびその運転制御方法 |
JP2002518791A (ja) * | 1998-05-19 | 2002-06-25 | インターナショナル フューエル セルズ コーポレイション | 燃料電池の作動における水の制御装置および制御方法 |
JP2002289232A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-04 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池に供給される供給ガスの温度制御装置 |
JP2005507542A (ja) * | 2001-02-26 | 2005-03-17 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 燃料電池内の高い燃料利用率 |
JP2006164738A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2006269128A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Daihatsu Motor Co Ltd | 燃料電池装置 |
JP2007265999A (ja) * | 2007-05-02 | 2007-10-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用マフラ |
WO2008062806A1 (fr) * | 2006-11-24 | 2008-05-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Système de piles à combustible et véhicule à pile à combustible |
JP2011503812A (ja) * | 2007-11-14 | 2011-01-27 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 自動車の燃料電池駆動部 |
JP2013506235A (ja) * | 2009-09-25 | 2013-02-21 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 燃料電池システムの作動方法 |
KR101461874B1 (ko) * | 2012-12-31 | 2014-11-13 | 현대자동차 주식회사 | 연료 전지 시스템 및 그 가습 및 냉각방법 |
Families Citing this family (89)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6186254B1 (en) | 1996-05-29 | 2001-02-13 | Xcelliss Fuel Cell Engines Inc. | Temperature regulating system for a fuel cell powered vehicle |
JP3499090B2 (ja) * | 1996-08-07 | 2004-02-23 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
US5786104A (en) * | 1996-12-31 | 1998-07-28 | The Dow Chemical Company | Method and apparatus for humidification of incoming fuel cell process gases |
DE19716470C1 (de) * | 1997-04-19 | 1998-10-01 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Integriertes Brennstoffaufbereitungsmodul für eine Brennstoffzellenanlage |
DE19722598B4 (de) * | 1997-05-29 | 2006-11-09 | Areva Energietechnik Gmbh | Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems sowie dessen Verwendung in einer Anordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung |
JPH1131519A (ja) * | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池システム |
US6077620A (en) * | 1997-11-26 | 2000-06-20 | General Motors Corporation | Fuel cell system with combustor-heated reformer |
AT407313B (de) * | 1998-11-23 | 2001-02-26 | Vaillant Gmbh | Blockheizkraftwerk |
US6312842B1 (en) * | 1998-11-30 | 2001-11-06 | International Fuel Cells Llc | Water retention system for a fuel cell power plant |
DE19900166C1 (de) * | 1999-01-05 | 2000-03-30 | Siemens Ag | Flüssigkeitsgekühlte Brennstoffzellenbatterie mit integriertem Wärmetauscher sowie Verfahren zum Betreiben einer flüssigkeitsgekühlten Brennstoffzellenbatterie |
DE19908099A1 (de) | 1999-02-25 | 2000-08-31 | Daimler Chrysler Ag | Brennstoffzellensystem |
WO2000059059A1 (de) * | 1999-03-26 | 2000-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben einer brennstoffzellenanlage und brennstoffzellenanlage |
DE19913794C2 (de) * | 1999-03-26 | 2002-11-14 | Xcellsis Gmbh | Fahrzeug mit einem Antriebsstrang für wenigstens zwei Antriebsräder und mit einem Brennkraftmaschinen-Antrieb sowie mit einem Brennstoffzellensystem |
JP4131308B2 (ja) * | 1999-04-28 | 2008-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の温度調節装置及び燃料電池の温度調節装置における燃料電池の起動方法 |
JP4261679B2 (ja) * | 1999-04-30 | 2009-04-30 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システムにおける燃料ガスの温調装置 |
US6248462B1 (en) * | 1999-05-28 | 2001-06-19 | International Fuel Cells, Llc | Method and apparatus for thermal management of a fuel cell assembly |
DE19931061A1 (de) * | 1999-07-01 | 2001-01-11 | Mannesmann Ag | Anordnung zum Beheizen/Kühlen einer Brennstoffzelle und Brennstoffzellensystem |
DE19931062B4 (de) * | 1999-07-01 | 2004-02-12 | P21 - Power For The 21St Century Gmbh | Anordnung zum Beheizen/Kühlen einer Brennstoffzelle und Brennstoffzellensystem und deren Verwendung |
US6455180B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-09-24 | General Motors Corporation | Flexible method for monitoring fuel cell voltage |
US6306531B1 (en) | 1999-07-06 | 2001-10-23 | General Motors Corporation | Combustor air flow control method for fuel cell apparatus |
US6159626A (en) * | 1999-07-06 | 2000-12-12 | General Motors Corporation | Fuel cell system logic for differentiating between rapid and normal shutdown commands |
EP1069636B1 (en) * | 1999-07-06 | 2016-03-23 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell stack monitoring and system control |
US6391484B1 (en) | 1999-07-06 | 2002-05-21 | General Motors Corporation | Fuel processor temperature monitoring and control |
JP3956542B2 (ja) * | 1999-07-09 | 2007-08-08 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
US6436561B1 (en) | 1999-07-21 | 2002-08-20 | General Motors Corporation | Methanol tailgas combustor control method |
US7097927B2 (en) * | 1999-08-26 | 2006-08-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
JP4042273B2 (ja) * | 1999-10-20 | 2008-02-06 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池車両 |
US6432566B1 (en) * | 1999-10-25 | 2002-08-13 | Utc Fuel Cells, Llc | Direct antifreeze cooled fuel cell power plant |
US6406806B1 (en) | 1999-11-09 | 2002-06-18 | General Motors Corporation | Fuel cell voltage monitoring and system control |
US6177736B1 (en) | 1999-11-12 | 2001-01-23 | General Motors Corporation | DC/DC converter for a fuel cell providing both a primary and auxiliary output voltage |
US6413661B1 (en) | 1999-12-15 | 2002-07-02 | General Motors Corporation | Method for operating a combustor in a fuel cell system |
US6428916B1 (en) * | 1999-12-20 | 2002-08-06 | Utc Fuel Cells, Llc | Coolant treatment system for a direct antifreeze cooled fuel cell assembly |
DE19961825A1 (de) * | 1999-12-21 | 2001-06-28 | Valeo Klimasysteme Gmbh | Kühl-Heiz-Kreis mit zwei Kühlern |
US6451465B1 (en) | 2000-02-07 | 2002-09-17 | General Motors Corporation | Method for operating a combustor in a fuel cell system |
US6376112B1 (en) | 2000-02-11 | 2002-04-23 | General Motors Corporation | Controlled shutdown of a fuel cell |
US6416893B1 (en) | 2000-02-11 | 2002-07-09 | General Motors Corporation | Method and apparatus for controlling combustor temperature during transient load changes |
US6395414B1 (en) * | 2000-02-11 | 2002-05-28 | General Motors Corporation | Staged venting of fuel cell system during rapid shutdown |
US6323626B1 (en) | 2000-02-14 | 2001-11-27 | General Motors Corporation | DC/DC converter for a fuel cell having a non-linear inductor |
US6413662B1 (en) | 2000-02-22 | 2002-07-02 | General Motors Corporation | Fuel cell system shutdown with anode pressure control |
US6602624B1 (en) | 2000-02-22 | 2003-08-05 | General Motors Corporation | Control apparatus and method for efficiently heating a fuel processor in a fuel cell system |
FR2805926B1 (fr) * | 2000-03-03 | 2002-10-11 | Renault | Dispositif de gestion thermique d'un vehicule equipe d'une pile a combustible |
US6860349B2 (en) | 2000-05-26 | 2005-03-01 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Cooling system for fuel cell powered vehicle and fuel cell powered vehicle employing the same |
US6815106B1 (en) * | 2000-05-31 | 2004-11-09 | General Motors Corporation | Fuel cell having dynamically regulated backpressure |
US6723459B2 (en) * | 2000-07-12 | 2004-04-20 | Sulzer Hexis Ag | Plant with high temperature fuel cells |
US6514634B1 (en) | 2000-09-29 | 2003-02-04 | Plug Power Inc. | Method and system for humidification of a fuel |
US6485854B1 (en) * | 2000-10-19 | 2002-11-26 | General Motors Corporation | Gas-liquid separator for fuel cell system |
KR100380077B1 (ko) * | 2000-10-26 | 2003-04-11 | 현대자동차주식회사 | 연료 전지 시스템의 냉각수 정화 모쥴 |
DE10055106B4 (de) * | 2000-11-07 | 2006-07-06 | Nucellsys Gmbh | Brennstoffzellensystem |
US6774637B2 (en) * | 2000-11-30 | 2004-08-10 | Plug Power, Inc. | Method of qualifying at least a portion of a fuel cell system and an apparatus employing same |
US6689503B2 (en) | 2001-02-15 | 2004-02-10 | Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. | Fuel cell with uniform compression device |
DE10107596B4 (de) * | 2001-02-17 | 2005-11-03 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Niedertemperatur-Brennstoffzelleneinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere PEM (Proton-Exchange Membrane)-Brennstoffzelleneinrichtung |
TW499778B (en) | 2001-04-16 | 2002-08-21 | Asia Pacific Fuel Cell Tech | Generating system for a fuel cell, and heat waste recirculating and cooling system of the generating system |
TW488111B (en) | 2001-04-16 | 2002-05-21 | Asia Pacific Fuel Cell Tech | Anode stream recirculation system for a fuel cell |
US6861169B2 (en) * | 2001-05-09 | 2005-03-01 | Nuvera Fuel Cells, Inc. | Cogeneration of power and heat by an integrated fuel cell power system |
US6632555B2 (en) | 2001-05-18 | 2003-10-14 | Ballard Power Systems Inc. | Proton electrolyte membrane fuel cell with anti-freeze coolant and humidifiers |
FR2825118B1 (fr) * | 2001-05-25 | 2003-10-03 | Renault | Dispositif de gestion thermique d'un vehicule automobile equipe d'une pile a combustible |
US6670062B2 (en) | 2001-05-31 | 2003-12-30 | Plug Power Inc. | Methods and systems for humidifying fuel for use in fuel processors and fuel cell systems |
TW533620B (en) | 2001-07-24 | 2003-05-21 | Asia Pacific Fuel Cell Tech | Metal hydride hydrogen storage canister design and its manufacture |
CN1407644A (zh) * | 2001-08-23 | 2003-04-02 | 亚太燃料电池科技股份有限公司 | 燃料电池的膜片泵及使用此膜片泵的阳极气体循环系统 |
DE10148664A1 (de) * | 2001-10-02 | 2003-04-24 | Ballard Power Systems | Brennstoffstoffzellensystem mit einem Massenstromsensor |
EP1300900A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-09 | Ballard Power Systems AG | Fuel cell system and method for operating the same |
ES2315516T3 (es) * | 2002-02-19 | 2009-04-01 | Honeywell International Inc. | Composiciones de transmision de calor con alta resistencia electrica ensamblajes de pilas de combustible. |
GB0213561D0 (en) * | 2002-06-13 | 2002-07-24 | Alstom | Fuel cells |
US20040001985A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-01 | Hydrogenics Corporation | Fuel cell cooling system |
JP3915681B2 (ja) * | 2002-12-03 | 2007-05-16 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
TW572462U (en) * | 2002-12-04 | 2004-01-11 | Asia Pacific Fuel Cell Tech | Function test and exhibition device set of fuel cell power supply device |
DE10394059B4 (de) * | 2003-01-31 | 2012-10-31 | General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware) | Brennstoffzellensystem mit einem Rekuperativwärmetauscher |
JP2004273427A (ja) * | 2003-02-20 | 2004-09-30 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
US7368196B2 (en) * | 2003-04-03 | 2008-05-06 | General Motors Corporation | Cold start pre-heater for a fuel cell system |
US7211344B2 (en) * | 2003-05-14 | 2007-05-01 | The Gillette Company | Fuel cell systems |
US7353897B2 (en) * | 2003-07-23 | 2008-04-08 | Fernandez Dennis S | Telematic method and apparatus with integrated power source |
US20050112436A1 (en) * | 2003-11-25 | 2005-05-26 | Carol Jeffcoate | Methods and devices for heating or cooling fuel cell systems |
JP4797325B2 (ja) * | 2004-01-13 | 2011-10-19 | トヨタ自動車株式会社 | 冷却液および冷却システム |
US20050175875A1 (en) * | 2004-02-09 | 2005-08-11 | Nelson Amy E. | Cooling subsystem for an electrochemical fuel cell system |
US20050175874A1 (en) * | 2004-02-09 | 2005-08-11 | Alessi Donald P.Jr. | Cooling subsystem for an electrochemical fuel cell system |
FR2868607B1 (fr) | 2004-03-31 | 2006-07-07 | Renault Sas | Dispositif et procede de refroidissement d'un ensemble de generation d'electricite comprenant une pile a combustible |
US20050271908A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-08 | Bruce Lin | Cooling subsystem for an electrochemical fuel cell system |
JP2006145518A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-06-08 | Ford Global Technologies Llc | パワープラント内の湿度、圧力及び温度を測定するセンサー |
US20060093878A1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-04 | Adam Paul K | Fuel cell test station gas-purge system and method |
US20060099469A1 (en) * | 2004-11-05 | 2006-05-11 | Meltser Mark A | Control apparatus to improve start-up time in a PEM fuel cell power module |
GB0507237D0 (en) * | 2005-04-09 | 2005-05-18 | Petrowell Ltd | Improved packer |
US20070087240A1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-04-19 | General Hydrogen Corporation | Fuel cell fluid dissipater |
JPWO2010109790A1 (ja) * | 2009-03-25 | 2012-09-27 | パナソニック株式会社 | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法 |
WO2011132229A1 (ja) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及び燃料電池の発電効率の低下を抑制する方法 |
FR3030895B1 (fr) * | 2014-12-19 | 2017-01-13 | Michelin & Cie | Systeme a pile a combustible |
CN207009559U (zh) * | 2016-07-18 | 2018-02-13 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种用于燃料电池的冷却循环回路及燃料电池 |
JP7157078B2 (ja) * | 2017-04-28 | 2022-10-19 | イーエスエス テック インコーポレーテッド | レドックスフロー電池システム用の電解液をリバランスする方法及びシステム |
MX2022000089A (es) | 2019-06-21 | 2022-04-27 | Alakai Tech Corporation | Sistema, metodo y aparato de celda de combustible tolerante a fallas de alta densidad de energia, ligero para aeronave electrica de combustible limpio. |
CN110957504B (zh) * | 2019-11-22 | 2020-09-08 | 清华大学 | 燃料电池动力系统 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB213108A (en) * | 1923-03-16 | 1924-03-27 | Douglas Stewart Boyd | Improvements in means for preventing wheeled vehicles, such as perambulators, from running away |
US3268364A (en) * | 1962-01-29 | 1966-08-23 | Honeywell Inc | Fuel cell control system |
US3379572A (en) * | 1964-08-04 | 1968-04-23 | United Aircraft Corp | Method and apparatus for limiting the output voltage of a fuel cell |
US3507702A (en) * | 1967-02-15 | 1970-04-21 | United Aircraft Corp | Fuel cell system including cooling and humidifying means |
JPS58165272A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電システム |
US4473622A (en) * | 1982-12-27 | 1984-09-25 | Chludzinski Paul J | Rapid starting methanol reactor system |
JPS6185775A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-05-01 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
US5041344A (en) * | 1984-12-14 | 1991-08-20 | Fuji Electric Corporate Research And Development Ltd. | Fuel cell cooling device |
JPS63241878A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラント |
US4729930A (en) * | 1987-05-29 | 1988-03-08 | International Fuel Cells Corporation | Augmented air supply for fuel cell power plant during transient load increases |
JPH0443567A (ja) * | 1990-06-07 | 1992-02-13 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラントの排熱回収装置 |
JP2796181B2 (ja) * | 1990-07-23 | 1998-09-10 | 三菱電機株式会社 | 燃料電池発電システム |
US5366821A (en) * | 1992-03-13 | 1994-11-22 | Ballard Power Systems Inc. | Constant voltage fuel cell with improved reactant supply and control system |
-
1995
- 1995-05-04 EP EP95830179A patent/EP0741428A1/en not_active Ceased
-
1996
- 1996-03-11 US US08/613,836 patent/US5605770A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-13 CA CA002171811A patent/CA2171811A1/en not_active Abandoned
- 1996-05-02 JP JP8111747A patent/JPH08315840A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11260386A (ja) * | 1998-03-12 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | 燃料電池発電プラントおよびその運転制御方法 |
JP2002518791A (ja) * | 1998-05-19 | 2002-06-25 | インターナショナル フューエル セルズ コーポレイション | 燃料電池の作動における水の制御装置および制御方法 |
JP2005507542A (ja) * | 2001-02-26 | 2005-03-17 | ユーティーシー フューエル セルズ,エルエルシー | 燃料電池内の高い燃料利用率 |
JP2002289232A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-04 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池に供給される供給ガスの温度制御装置 |
JP2006164738A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
US8980490B2 (en) | 2004-12-07 | 2015-03-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell system |
US8822092B2 (en) | 2004-12-07 | 2014-09-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell system |
JP2006269128A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Daihatsu Motor Co Ltd | 燃料電池装置 |
US8741497B2 (en) | 2006-11-24 | 2014-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and fuel cell hybrid vehicle |
WO2008062806A1 (fr) * | 2006-11-24 | 2008-05-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Système de piles à combustible et véhicule à pile à combustible |
JP2007265999A (ja) * | 2007-05-02 | 2007-10-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用マフラ |
JP2011503812A (ja) * | 2007-11-14 | 2011-01-27 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 自動車の燃料電池駆動部 |
JP2013506235A (ja) * | 2009-09-25 | 2013-02-21 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 燃料電池システムの作動方法 |
KR101461874B1 (ko) * | 2012-12-31 | 2014-11-13 | 현대자동차 주식회사 | 연료 전지 시스템 및 그 가습 및 냉각방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5605770A (en) | 1997-02-25 |
EP0741428A1 (en) | 1996-11-06 |
CA2171811A1 (en) | 1996-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH08315840A (ja) | 車両用の固体重合体電解質型燃料電池の供給装置 | |
CA2349090C (en) | Apparatus for warming-up fuel cell | |
KR101136897B1 (ko) | 공기조절제어시스템 | |
US7368196B2 (en) | Cold start pre-heater for a fuel cell system | |
EP2245689B1 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
JPH11339831A (ja) | 車両搭載用燃料電池システム | |
US20030203258A1 (en) | Fuel cell system with liquid cooling device | |
EP1465281A2 (en) | Fuel cell system with liquid cooling device | |
JPH11512553A (ja) | 燃料電池設備の運転方法及びこの方法を実施するための燃料電池設備 | |
US7205058B2 (en) | Residual stack shutdown energy storage and usage for a fuel cell power system | |
CN210866371U (zh) | 一种燃料电池加热系统 | |
CA2436883A1 (en) | Fuel cell system with air cooling device | |
JP2007328933A (ja) | 燃料電池システム | |
US20230231164A1 (en) | Air tank and variable geometry air handling in hydrogen fuel cells | |
CN112248748A (zh) | 一种燃料电池汽车废空气再利用系统及其控制方法 | |
CN110098423A (zh) | 质子交换膜燃料电池氢气路排杂质控制方法及系统和装置 | |
JP2005294118A (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池車両 | |
JP4267759B2 (ja) | 改質型燃料電池電源システムにおける余剰水素の処理方法 | |
CN111725543B (zh) | 一种氢燃料电池及其控制方法 | |
JPH11154528A (ja) | 燃料電池 | |
CN113690460A (zh) | 燃料电池热电交换冷启动预热及废热能量回收系统及方法 | |
WO2007102822A1 (en) | Pem fuel cell auxiliary power system and method for starting an internal combustion engine vehicle | |
CN218586028U (zh) | 应用于冷藏车的制冷机组的氢燃料电池发电系统、冷藏车 | |
US20220320549A1 (en) | Operating method of fuel cell system | |
JP3997466B2 (ja) | 燃料電池発電装置とその運転制御方法 |