WO1998019960A1 - Appareil de fabrication d'hydrogene et d'alimentation en hydrogene et voiture electrique - Google Patents

Appareil de fabrication d'hydrogene et d'alimentation en hydrogene et voiture electrique Download PDF

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WO1998019960A1
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Shigeru Ogino
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a hydrogen production / supply device and an electric vehicle, and more particularly, to reforming raw fuel to generate hydrogen rich gas, increasing the purity of the hydrogen rich gas to produce hydrogen, and supplying the produced hydrogen to the electric vehicle.
  • the present invention relates to a hydrogen production and supply device, and an electric vehicle on which the hydrogen supplied from the hydrogen production and supply device is mounted and which generates a driving force as a vehicle by generating power using a fuel cell using hydrogen as fuel gas.
  • electric vehicles have been equipped with a fuel cell as a power source to obtain the driving force of the vehicle, and loaded with raw fuel to generate hydrogen or hydrogen, which is the fuel for power generation using this fuel cell.
  • hydrogen is loaded by filling the cylinder as compressed gas with hydrogen or by storing it in a hydrogen storage alloy.
  • electric vehicles loaded with hydrogen can achieve high power generation efficiency when operating the fuel cell because the fuel gas supplied to the electrodes of the fuel cell is extremely high purity hydrogen.
  • the size of the battery can be reduced.
  • highly pure hydrogen is used, harmful substances are not generated in the course of various reactions in the electric vehicle, and the environment is contaminated by running the electric vehicle. There is no.
  • an electric vehicle loaded with a raw fuel for producing hydrogen is loaded with a hydrocarbon such as methanol as a raw material, and further reformed to produce a hydrogen rich gas by reforming the raw fuel.
  • a device equipped with a reformer for carrying out for example, JP-A-2-174503.
  • An electric vehicle equipped with a raw fuel and a reformer as described above, particularly when a liquid fuel such as methanol is used as the raw fuel It has the advantage that the distance that an electric vehicle can travel with a single refueling is longer than when gas fuel is loaded.
  • raw materials such as hydrocarbons have the advantage that they are easier and safer to handle during transportation than gaseous hydrogen.
  • the efficiency of the reforming reaction progressing in the reformer is not always optimal, and energy may be wasted. is there.
  • a predetermined amount of carbon dioxide is generated in the reforming reaction of the raw fuel
  • a hydrogen-rich gas containing a predetermined amount of carbon dioxide is used as a fuel gas
  • high-purity hydrogen is converted into a fuel.
  • the efficiency of the electrochemical reaction in the fuel cell may be reduced as compared with the case where the gas is used.
  • the hydrogen production and supply device and the electric vehicle of the present invention solve these problems,
  • the aim is to handle hydrogen that does not pollute the environment more easily and load it on electric vehicles as fuel without the need to establish a new distribution system. Disclosure of the invention
  • a hydrogen production and supply device for supplying hydrogen to an electric vehicle equipped with a fuel storage means capable of storing hydrogen and a fuel cell using the stored hydrogen as fuel gas,
  • Reforming means for reforming the raw fuel to produce a hydrogen-rich gas
  • Hydrogen purification means for separating hydrogen from the hydrogen rich gas generated by the reforming means, and hydrogen supply means for supplying the hydrogen separated by the hydrogen purification means to the fuel storage means
  • the gist is to provide.
  • the hydrogen production and supply apparatus of the present invention configured as described above reforms a raw fuel to generate a hydrogen-rich gas, separates hydrogen from the generated hydrogen-rich gas, and uses this hydrogen as a fuel gas that uses hydrogen as a fuel gas.
  • the battery together with the battery, is supplied to the fuel storage means that can store hydrogen mounted on the electric vehicle.
  • high-purity hydrogen can be used as a fuel gas supplied to a fuel cell mounted on an electric vehicle.
  • the hydrogen rich gas obtained by reforming the raw fuel contains a predetermined amount of carbon dioxide, etc., but if high-purity hydrogen is used as the fuel gas, the electrochemical reaction in the fuel cell is higher than when the hydrogen rich gas is used as the fuel gas. Efficiency can be improved, and high energy efficiency can be realized.
  • the fuel storage means includes a hydrogen storage alloy, and causes the hydrogen storage alloy to store hydrogen. By storing hydrogen,
  • a predetermined fluid which has been heated by the heat generated in the fuel storage means as the hydrogen storage alloy absorbs hydrogen, is supplied from the electric vehicle. It may be further provided with a fluid removing means for removing the fluid.
  • the hydrogen supplied from the hydrogen production and supply device to the fuel storage means provided in the electric vehicle is stored by being stored in the hydrogen storage alloy in the fuel storage means.
  • the temperature of the predetermined fluid is raised by heat generated when the hydrogen storage alloy stores hydrogen, and the heated predetermined fluid is discharged by the fluid removal means provided in the hydrogen production and supply device. Removed from the car. Therefore, the heat generated in the fuel storage means when hydrogen is supplied to the electric vehicle can be extracted and used outside the electric vehicle and the hydrogen production and supply device.
  • the reforming means be configured to use heat obtained from the fluid extracted by the fluid extracting means for a reforming reaction of the raw fuel.
  • heat generated in the fuel storage unit when hydrogen is supplied to the electric vehicle can be used for the reforming reaction of the raw fuel that proceeds in the reforming unit.
  • a method of using for the reforming reaction a method of using water as the fluid, adding the water heated by the heat generated in the fuel storage means to the raw fuel, and subjecting it to the reforming reaction is used. be able to. In such a case, the heat generated in the fuel storage means is not wasted, and it is necessary to evaporate and heat the raw fuel to which water has been added prior to the reforming reaction. Heat can be reduced. Further, in the hydrogen production and supply device of the present invention,
  • Hydrogen storage means for storing hydrogen separated by the hydrogen purification means
  • Hydrogen amount detection means for detecting the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage means
  • the amount of hydrogen stored by controlling the operations of the reforming unit and the hydrogen purifying unit in accordance with the amount of hydrogen detected by the hydrogen amount detecting unit so that the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage unit becomes a predetermined amount. Control means and May be further provided.
  • the hydrogen production and supply device When producing and storing hydrogen in the hydrogen storage means, the hydrogen production and supply device having such a configuration detects the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage means, and according to the detected hydrogen amount, The operations of the reforming unit and the hydrogen purifying unit are controlled so that the amount of hydrogen stored in the hydrogen storing unit becomes a predetermined amount. Therefore, a predetermined amount of hydrogen can be produced and stored in advance, and when supplying hydrogen to an electric vehicle, a required amount of hydrogen can be promptly supplied to the electric vehicle.
  • Hydrogen remaining amount input means for inputting information about the remaining hydrogen amount in the fuel storage means provided in the electric vehicle;
  • the operation of the reforming unit and the hydrogen purifying unit is controlled to generate a predetermined amount of hydrogen based on the information about the remaining hydrogen amount input by the remaining hydrogen amount input unit, and the predetermined amount of hydrogen is Hydrogen supply amount control means for supplying to the fuel storage means via the hydrogen supply means;
  • the hydrogen production and supply device When supplying hydrogen to the electric vehicle, the hydrogen production and supply device having such a configuration inputs information on the remaining amount of hydrogen in the fuel storage unit provided in the electric vehicle, and the information is input by the remaining hydrogen amount input unit. On the basis of the information on the remaining amount of hydrogen, the operation of the reforming unit and the hydrogen purifying unit is controlled to generate a predetermined amount of hydrogen, and the predetermined amount of hydrogen is stored in the fuel storage unit via the hydrogen supply unit. Supply means. Therefore, if the hydrogen production and supply device is connected to a predetermined portion of the electric vehicle and the operation of the hydrogen production and supply device is started, the required amount of hydrogen can be produced, and the hydrogen storage in the fuel storage means of the electric vehicle Can be completed.
  • hydrocarbons are mainly used as raw fuel for producing hydrogen.
  • the use of commercial gas as a component makes it very easy to obtain raw fuel. For example, it becomes possible for each household to obtain raw fuel. Accordingly, hydrogen can be produced using the hydrogen production and supply apparatus of the present invention at any place where the commercial gas is piped, and hydrogen can be supplied to the electric vehicle.
  • First communication means for connecting a hydrogen supply path for supplying hydrogen from the hydrogen supply device to the fuel storage means between the electric vehicle and the hydrogen supply apparatus; and a hydrogen remaining amount in the fuel storage means.
  • Second communication means for communicating a signal line for transmitting information about the hydrogen supply device to the hydrogen supply device between the electric vehicle and the hydrogen supply device.
  • the gist is to provide.
  • the connector of the present invention constructed as described above is capable of storing hydrogen in an electric vehicle equipped with a fuel storage means capable of storing hydrogen and a fuel cell using the stored hydrogen as fuel gas. Used to connect a hydrogen supply device for supply. When the two are connected using such a connector, a hydrogen supply path for supplying hydrogen from the hydrogen supply device to the fuel storage means, and information on the remaining amount of hydrogen in the fuel storage means are supplied to the hydrogen supply means. A signal line for transmitting to the device is communicated between the electric vehicle and the hydrogen supply device. It should be noted that such a connector may be used by being attached to either side of the hydrogen supply device or the electric vehicle, or may be attached to both to connect them. According to such a connector, the hydrogen supply path and the signal line can be simultaneously connected only by connecting the connector to a predetermined connection point of the electric vehicle, and the hydrogen supply path for supplying hydrogen to the electric vehicle can be achieved. Operability can be improved.
  • a fluid flow path for exchanging the predetermined fluid is provided.
  • a configuration in which the hydrogen supply path and the signal line are connected at the same time is also preferable. With such a configuration, by a simple operation of connecting the electric vehicle and the hydrogen supply device using a connector, a flow path of a fluid other than hydrogen is also provided between the electric vehicle and the hydrogen supply device. Easy connection between
  • the first electric vehicle of the present invention is:
  • Fuel storage means comprising a hydrogen storage alloy, and storing hydrogen as the fuel gas by causing the hydrogen storage alloy to store hydrogen;
  • Fluid heating means for heating a predetermined fluid by heat generated in the fuel storage means as the hydrogen storage alloy absorbs hydrogen when the fuel storage means receives supply of hydrogen;
  • a heat discharging means for guiding the fluid heated by the fluid heating means to the outside of the electric vehicle
  • the gist is to provide.
  • the first electric vehicle of the present invention configured as described above uses hydrogen as a fuel gas when receiving power supply from a fuel cell in order to obtain driving force as a vehicle.
  • This storage of hydrogen is performed by causing the hydrogen storage alloy provided in the fuel storage means to store hydrogen.
  • a predetermined fluid is heated by heat generated by storing hydrogen in the hydrogen storage alloy, and the heated fluid is guided to the outside of the electric vehicle.
  • heat generated by storing hydrogen in the hydrogen storage alloy can be used outside the electric vehicle.
  • the second electric vehicle of the present invention includes:
  • Fuel storage means for storing hydrogen as the fuel gas
  • Hydrogen remaining amount detecting means for detecting the remaining hydrogen amount in the fuel storage means
  • the information about the remaining amount of hydrogen detected by the remaining hydrogen amount detection means is stored in the fuel storage means. And a means for transmitting the remaining amount of hydrogen to a predetermined hydrogen supply device that supplies hydrogen.
  • the second electric vehicle of the present invention configured as described above uses hydrogen as a fuel gas when receiving power supply from a fuel cell to obtain driving force as a vehicle.
  • this hydrogen is stored in the fuel storage means provided in the electric vehicle, the remaining amount of hydrogen in the fuel storage means is detected, and information on the detected remaining hydrogen amount is supplied to the fuel storage means in a predetermined manner for supplying hydrogen to the fuel storage means. Transfer to the hydrogen production and supply device.
  • the electric vehicle having such a configuration, when supplying hydrogen using a predetermined hydrogen production and supply device, an amount of hydrogen corresponding to the remaining amount of hydrogen in the fuel storage means is supplied from the hydrogen production and supply device.
  • the fuel can be supplied to the fuel storage means. Therefore, a user can store a sufficient amount of hydrogen in the fuel storage means by automatically operating the hydrogen production and supply apparatus without monitoring the supply state of hydrogen to the fuel storage means.
  • the hydrogen production and supply method of the present invention comprises:
  • a commercial gas containing hydrocarbons as a main component is used as a raw fuel, and the raw fuel is reformed to produce a hydrogen rich gas.
  • the hydrogen production and supply method having such a configuration, it is not necessary to establish a new hydrogen distribution system in order to supply hydrogen to an electric vehicle equipped with a fuel cell that requires hydrogen as a fuel gas. If hydrogen can be obtained, it will be possible to produce hydrogen at any place and supply the produced hydrogen to electric vehicles. Further, according to the hydrogen production and supply method of the present invention, high-purity hydrogen can be used as a fuel gas supplied to a fuel cell mounted on an electric vehicle. Hydrogen rich gas obtained by reforming raw fuel contains a certain amount of carbon dioxide, etc., but uses high-purity hydrogen as fuel gas Then, the efficiency of the electrochemical reaction in the fuel cell can be improved as compared with the case where the hydrogen rich gas is used as the fuel gas, and high energy efficiency can be realized.
  • the electric vehicle system of the present invention includes:
  • An electric vehicle that is equipped with a fuel cell that uses hydrogen as a fuel gas and obtains a driving force as a vehicle by using the electric power obtained from the fuel cell; a fuel cell that reforms raw fuel to generate hydrogen;
  • An electric vehicle system comprising a hydrogen production and supply device for supplying to the electric vehicle as
  • the electric vehicle The electric vehicle,
  • Fuel storage means comprising a hydrogen storage alloy, and storing hydrogen as the fuel gas by causing the hydrogen storage alloy to store hydrogen;
  • the heat storage means discharges heat generated by the hydrogen storage alloy storing hydrogen to the outside of the electric vehicle via a predetermined fluid.
  • the hydrogen production and supply device The hydrogen production and supply device,
  • the raw fuel When supplying hydrogen to the electric vehicle from the hydrogen production and supply device, the raw fuel is reformed by utilizing heat discharged by the heat discharging means of the electric vehicle through the predetermined fluid.
  • a configuration including a reforming unit is also preferable.
  • the present invention can take other aspects as described below. That is, as the first other aspect,
  • a water passage receiving water supply from outside, A fluid flow path for receiving a supply of a predetermined fluid heated at a predetermined high temperature section in the hydrogen production and supply device,
  • a heat exchange unit that performs heat exchange between water flowing through the water flow path and the heated predetermined fluid flowing through the fluid flow path;
  • a heat utilization unit that takes out water flowing through the water flow path heated by exchanging heat with the fluid in the heat exchange unit, out of the hydrogen production and supply device;
  • the hydrogen production and supply device having such a configuration receives water from the outside and exchanges water between a predetermined fluid heated at a predetermined high temperature section in the hydrogen production and supply device and water supplied from the outside.
  • the heat exchange is performed, and the water heated by the heat exchange is taken out of the hydrogen production and supply device. Therefore, the heat generated in the hydrogen production and supply device can be used outside the hydrogen production and supply device. In other words, it is possible to reduce the amount of heat (waste heat) that is wasted and discarded out of the amount of heat generated in the hydrogen production and supply device, and to make effective use of energy.
  • a main body forming the hydrogen production and supply device has a predetermined surface on its outer surface to facilitate carrying of the hydrogen production and supply device.
  • the introduction means for introducing the raw fuel and the like required for the production of hydrogen into the hydrogen production and supply device may be configured to be detachably attached to a connection portion with the outside of the introduction means.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a hydrogen production and supply device 10 according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the hydrogen production and supply device 10,
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the inside of the hydrogen production and supply device 10,
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an electric vehicle 90 that receives supply of hydrogen from the hydrogen production and supply device 10,
  • FIG. 5 is a schematic sectional view showing the configuration of the hydrogen purifier 40
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the single cell 108.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation of controlling the amount of hydrogen produced and stored by the hydrogen production and supply device 10,
  • FIG. 8 is a flowchart showing a method of controlling the amount of hydrogen supplied to the electric vehicle 90 by the hydrogen production and supply device # 0,
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a hydrogen production and supply device 1 OA according to the second embodiment
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an electric vehicle 90 A according to the second embodiment
  • FIG. FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a hydrogen production and supply device 10B according to a third embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an electric vehicle 90B according to a third embodiment.
  • FIG. FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a hydrogen production and supply device 10D according to a fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a hydrogen production and supply device 10D according to a fifth embodiment.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a hydrogen production and supply device 10E of the sixth embodiment.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of the hydrogen production and supply device 10E of the seventh embodiment.
  • FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the F.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of a hydrogen production and supply device 10G according to the eighth embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a hydrogen production and supply device 10 according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the appearance of the hydrogen production and supply device 10
  • FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the inside of the hydrogen production and supply device 10.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of an electric vehicle 90 that receives supply of hydrogen from the hydrogen production and supply device 10.
  • the hydrogen production and supply device 10 includes a main body 80 internally provided with a configuration for generating hydrogen, and three tubes extending from the main body 80 to the outside (a connection tube 82, a gas introduction tube 84, and water). Equipped with an introduction tube 8 6), it receives city gas and reforms it to produce hydrogen.
  • the connection tube 82 has a connector 70 at the tip, and forms a hydrogen supply path 22 inside.
  • the gas introduction tube 84 has a gas connection port 11 at the tip, and forms a city gas supply pipe 12 inside.
  • the water introduction tube 86 has a water connection port 26 at the tip and a water supply path 27 inside.
  • the electric vehicle 90 is supplied with hydrogen from a fuel tank 92 for storing hydrogen supplied from the hydrogen production and supply device 10 and hydrogen from a fuel tank 92, and generates fuel using the hydrogen as fuel gas.
  • a battery 100 Electric power obtained from the fuel cell 100 drives a motor 140 included in the electric vehicle 90 to enable the electric vehicle 90 to run.
  • the connector 70 can be connected to a connector receiving portion 110 provided at a predetermined position of the electric vehicle 90.
  • the hydrogen production and supply unit 10 includes a gas connection port 11, a desulfurizer 20, an evaporator ′ heater 25, a reformer 30, a hydrogen purifier 40, a compressor 50, an accumulator 55, and a control unit 60. , Connector 70, and water connection port 26 are the main components.
  • the hydrogen production and supply device 10 takes in city gas through the gas connection port 11 and reforms it into hydrogen rich gas. Further, it separates hydrogen from hydrogen rich gas and accumulates a predetermined amount of generated hydrogen. To prepare for supply to the electric vehicle 90.
  • each component constituting the hydrogen production and supply device 10 will be described.
  • the gas connection port 11 has a structure provided at an end of a city gas supply pipe 12 for introducing city gas into the hydrogen production and supply apparatus 10 of the present invention, and is provided to each city. It has a shape that can be stably connected to gas (natural gas) piping. That is, by connecting this gas connection port 11 to a predetermined structure provided at the end of the city gas pipe, a required amount of city gas is safely supplied to the hydrogen production and supply apparatus 10. It becomes possible.
  • the city gas taken in from the gas connection port 11 is supplied to the desulfurizer 20 via the city gas supply pipe 12.
  • the city gas supply pipe 12 has a tubular structure connecting the gas connection port 11 and the desulfurizer 20, and its main part is formed in the gas introduction tube 84 described above.
  • the user connects the gas connection port 11 to a predetermined structure provided at the end of the city gas pipe, and opens a predetermined valve provided near the end of the city gas pipe.
  • the gas connection port 11 is provided with a solenoid valve (not shown), and the open / close state of the solenoid valve is controlled by the control unit 60.
  • the solenoid valve is opened by being controlled by the control unit 60 and the hydrogen production and supply device 10 is started. Supply of city gas is started.
  • the control unit 60 also controls the solenoid valve to close, and the supply of city gas to the hydrogen production and supply device 10 is stopped.
  • the desulfurizer 20 is a device for removing sulfur such as mercaptan added as an odorant to the supplied city gas.
  • City gas is supplied to the desulfurizer 20 via the gas connection port 11 and the city gas supply pipe 12 as described above. Since the sulfur content lowers the activity of the catalyst provided in the reformer 30 and hinders the reforming reaction, in the hydrogen production and supply device 10, the desulfurizer 20 is provided before the reformer 30. To remove this sulfur content.
  • the city gas supplied from the gas connection port 11 via the city gas supply pipe 12 removes the sulfur content when passing through the catalyst surface to become a desulfurization gas, and the desulfurization gas is supplied to the desulfurization gas supply pipe 1. It is supplied to the evaporator and heater 25 through 4.
  • the evaporator / heater 25 vaporizes the desulfurized gas from which the sulfur content has been removed by the desulfurizer 20 together with water and heats the gas to a temperature suitable for the reforming reaction.
  • a water supply path 27 is connected to the desulfurization gas supply pipe 14 to add water required for the reforming reaction to the desulfurization gas.
  • the water supply path 27 is a flow path connecting the water connection port 26 and the desulfurization gas supply pipe 14, and receives water from a predetermined water supply pipe through the water connection port 26.
  • the evaporator / heater 25 is provided with a heating device (not shown), and the internal temperature of the evaporator / heater 25 is raised to 600 ° C to 800 ° C.
  • the mixed gas of the desulfurization gas and steam vaporized and heated by the evaporator / heater 25 is supplied to the reforming reaction in the reformer 30 through the mixed gas supply pipe 15.
  • the heating device provided in the evaporator / heater 25 is connected to a city gas branch line 16 branched from the city gas supply pipe 12 and a reformed exhaust gas line 19 piped from the hydrogen purifier 40. Therefore, fuel for heating can be supplied.
  • the heating device provided in the evaporator / heater 25 burns the city gas supplied from the city gas branch 16 and the reformed exhaust gas supplied from the reformed exhaust gas passage 19, thereby evaporating and heating the inside of the heater 25. Is raised to the predetermined temperature.
  • the reformed exhaust gas supplied from the reformed exhaust gas passage 19 will be described later in detail.
  • the reformer 30 reforms the high-temperature desulfurization gas supplied from the evaporator / heater 25 via the mixed gas supply pipe 15 to generate a hydrogen-rich gas.
  • a reforming reaction regarding methane which is a main component of the city gas, will be described.
  • the decomposition reaction of methane shown in the equation (1) and the shift reaction of carbon monoxide shown in the equation (2) proceed simultaneously, and as a whole, the equation (3)
  • the reaction takes place to produce a hydrogen-rich gas containing carbon dioxide.
  • the reaction of the above formula (1) is an endothermic reaction
  • the reaction of the formula (2) is an exothermic reaction
  • the reaction of the formula (3) representing the whole reaction is an endothermic reaction.
  • a heating device (not shown) is provided in the reformer 30, and the inside of the reformer is heated to 600 to 800 ° C. to advance the reforming reaction. As described above, since the gas mixture supplied to the reformer 30 has been heated to 600 to 800 ° C.
  • the reformer 30 is filled with alumina pellets supporting a reforming catalyst (for example, a nickel or ruthenium catalyst).
  • the mixed gas introduced into the reformer 30 through the mixed gas supply pipe 15 comes into contact with the reforming catalyst, and is expressed on the reforming catalyst surface by the above-described equations ( ⁇ ) to (3).
  • the reforming reaction proceeds. Hydrogen and carbon dioxide are generated with the progress of the reforming reaction, and the hydrogen-rich reformed gas is supplied to the hydrogen purifier 40 via the reformed gas supply pipe 11.
  • the heating device that raises the internal temperature of the reformer 30 to the above-mentioned predetermined temperature is branched from the city gas supply pipe 12 in the same manner as the heating device provided in the evaporator / heater 25 described above.
  • Fuel for heating can be supplied via a reformed exhaust gas passage 19 piped from the city gas branch passage 16 and the hydrogen purifier 40.
  • the heating device provided in the reformer 30 burns the city gas supplied from the city gas branch passage 16 and the reformed exhaust gas supplied from the reformed exhaust gas passage 19 to form the heating device inside the reformer 30. Is heated to the above-mentioned predetermined temperature.
  • an electromagnetic valve 16 A is provided in the city gas branch 16 that supplies the city gas to the heating device provided in the reformer 30 and the evaporator / heater 25.
  • the open state of 6 A it is possible to supply a required amount of city gas to the heating device provided in the reformer 30 and the steaming / heating device 25.
  • the heating device when the hydrogen production and supply device 10 of the present embodiment is started, heating is performed using only the city gas supplied from the city gas branch 16.
  • the open state of the electromagnetic valve 16A is controlled. Most of the fuel for combustion in the heating device is switched from city gas to reformed exhaust gas.
  • the reformer 30 and the desulfurizer 20 are filled with the reforming catalyst and the alumina pellets carrying the desulfurization catalyst, respectively.
  • the container 20 may be formed of a honeycomb tube, and the catalyst may be attached to the surface of the honeycomb tube.
  • the size of the reformer 30 and the desulfurizer 20 and the amount of catalyst provided in the reformer 30 and the desulfurizer 20 are supplied to the hydrogen production and supply device 10. .
  • the reaction is set to proceed with sufficient efficiency under the pressure of the supplied city gas.
  • the hydrogen purifier 40 is a device that separates hydrogen in the reformed gas generated by the reformer 30 to generate high-purity hydrogen.
  • FIG. 5 shows an example of the configuration of the hydrogen purifier 40 of the present embodiment.
  • the hydrogen purifier 40 has a hydrogen separation membrane 42 inside the case body 41, and forms an outer space 43 between the case body 41 and the hydrogen separation membrane 42. An inner space 4 4 is formed inside.
  • the hydrogen purifier 40 is a device that separates hydrogen by using the property of palladium or palladium alloy constituting the hydrogen separation membrane 42 that selectively permeates hydrogen.
  • the hydrogen separation membrane 42 is obtained by forming a film made of palladium or a palladium alloy on a base material film made of porous ceramics or porous glass.
  • the base film has a function of adding mechanical strength to the hydrogen separation membrane 42.
  • a film made of palladium or a palladium alloy is formed as a dense film without pinholes by a known method such as a combination of electroless plating and electrolytic plating.
  • the reformed gas is supplied to the outer space 43 at a predetermined pressure via a pipe 45a connected to the reformed gas supply pipe # 7.
  • Hydrogen in the reformed gas supplied to the outer space 43 selectively permeates the hydrogen separation membrane 42 and passes through the porous layer forming the base membrane to form the inner space 44.
  • the pipe 45 c is connected to the hydrogen supply path 18, and the hydrogen separated by the hydrogen purifier 40 is sent to the compressor 50 via the hydrogen supply path 18.
  • the city gas and the reformed exhaust gas were supplied to both the evaporator / heater 25 and the reformer 30 and used as fuel for heating.
  • the reformer 30 may be used.
  • the heating device may not be provided, and the inside of the reformer 30 may not be heated positively. That is, the city gas supplied from the city gas branch 16 and the reformed exhaust gas supplied from the reformed exhaust gas passage 19 are not supplied to the reformer 30 but are supplied only to the evaporator / heater 25.
  • the reformer 30 may perform the reforming reaction by the heat brought by the supplied mixed gas itself.
  • a hydrogen supply passage 18 through which hydrogen separated from the reformed gas in the hydrogen purifier 40 is discharged is connected to a compressor 50.
  • the hydrogen pressurized by the compressor 50 is supplied to a pressurized gas passage. It is supplied to the accumulator 55 through 21.
  • the compressor 50 supplies the hydrogen to the accumulator 55 by applying a sufficient pressure to the hydrogen so that the hydrogen can be stored in the accumulator 55.
  • the pressure to be applied by the compressor 50 to the hydrogen to fill the accumulator 55 with hydrogen is determined by the amount of hydrogen stored in the accumulator 55. Therefore, the compressor 50 is connected to a control unit 60 for inputting information on the amount of hydrogen stored in the accumulator 55, and is controlled by its driving amount.
  • the accumulator 55 is a device that pressurizes and stores hydrogen, and has a pressure sensor 56.
  • the pressure sensor 56 detects the pressure in the accumulator 55, and the detected pressure is input to the control unit 60 as information on the hydrogen storage amount in the accumulator 55.
  • the storage of hydrogen in the accumulator 55 is performed by pressurizing the hydrogen with the compressor 50, and the amount of pressurization at that time is determined by the information detected by the pressure sensor 56. It is controlled by the control unit 60 based on the The amount of hydrogen that can be stored in the accumulator 55 is equal to or larger than the amount of hydrogen that can be stored in a later-described fuel tank 92 provided in the electric vehicle 90.
  • a valve 58 is provided near the connection with the accumulator 55 in the hydrogen supply path 22 that receives the supply of hydrogen from the accumulator 55, and the valve 58 controls the control unit 60.
  • the open state is adjusted below to control the flow rate of hydrogen supplied to the electric vehicle 90 via the hydrogen supply path 22.
  • the accumulator 55 is provided with a supply hydrogen amount monitor 57, which is discharged from the accumulator 55 to the hydrogen supply passage 22 when supplying hydrogen to the fuel tank 92 of the electric vehicle 90.
  • the hydrogen flow rate and time are integrated.
  • the value integrated by the supplied hydrogen amount monitor 57 is input to the control unit 60, and the amount of hydrogen supplied to the fuel tank 92 of the electric vehicle 90 is calculated.
  • the supply hydrogen amount monitor 57 calculates the detection value of the pressure sensor 56 when a sufficient amount of hydrogen is stored in the accumulator 55 and the detection value of the pressure sensor 56 at a predetermined time. From the difference, the amount of hydrogen supplied to the fuel tank 92 of the electric vehicle 90 may be calculated.
  • the control unit 60 is configured as a logic circuit centered on a microcomputer, and includes a CPU 62, a ROM 64, a RAM 66, and an input / output port 68.
  • the CPU 62 performs a predetermined calculation or the like according to a preset control program.
  • the ROM 64 stores in advance control programs and control data necessary for the CPU 62 to execute various arithmetic processing, and the RAM 66 executes the various arithmetic processing by the CPU 62 as well. Various data necessary for reading and writing are temporarily read and written.
  • the input / output port 68 receives detection signals from a temperature sensor (not shown) provided in the evaporator / heater 25 and the reformer 30 and a pressure sensor 56, etc., as well as calculation results from the CPU 62. In response to this, a drive signal is output to the gas connection port 11, the compressor 50, or the like, to control the drive state of each unit constituting the hydrogen production and supply device 10.
  • the connector 70 has a structure for connecting the hydrogen production and supply device 10 to the electric vehicle 90.
  • the connector 70 is provided at the distal end of the connection tube 82 extending from the main body 80 of the hydrogen production and supply device 10. 2 are formed.
  • a hydrogen flow path connecting part 76 is provided as an end structure of the hydrogen supply path 22.
  • the electric vehicle 90 is provided with a connector receiving portion ⁇ 10 corresponding to the connector 70.
  • the connector receiving portion 110 is provided with a hydrogen flow passage connecting portion 116 corresponding to the hydrogen flow passage connecting portion 76.
  • a signal line 29 is provided in the connection tube 82 in addition to the hydrogen supply path 22, and a connector 70 connects a connection terminal 78, which is an end structure of the signal line 29. I have it.
  • the signal line 29 is connected to the control unit 60, and the connector 70 is connected to the connector receiving unit 110, so that the signal line 29 and a signal line 11 described later on the electric vehicle 90 side are connected.
  • predetermined information can be exchanged between the hydrogen production and supply device 10 and the electric vehicle 90.
  • the information exchanged between the hydrogen production and supply device 10 and the electric vehicle 90 includes information on the amount of hydrogen in the fuel tank 92 of the electric vehicle 90 and the hydrogen production and supply device 10 and the electric vehicle 90.
  • the information for monitoring abnormalities with each other can be cited.
  • the water connection port 26 has a structure provided at the end of the water introduction tube 86 described above, and a water supply path 27 provided inside the water introduction tube 86 is provided at the water connection port 26. Open. As described above, the water connection port 26 can be connected to a water pipe in a predetermined structure such as a faucet. The other end of the water supply path 27, one end of which is opened at the water connection port 26, is connected to the desulfurization gas supply pipe ⁇ 4, which supplies the desulfurized gas desulfurized by the desulfurizer 20 to the evaporator / heater 25. I have. An electromagnetic valve (not shown) is provided at the water connection port 26, and the open / close state of the electromagnetic valve is controlled by the control unit 60.
  • the solenoid valve is controlled by the control unit 60 at a predetermined timing. It is opened, and the supply of water required for the reforming reaction to the desulfurization gas passing through the desulfurization gas supply pipe 14 described above is started.
  • the control unit 60 controls the solenoid valve to close, and the desulfurization is performed. The supply of water to the gas is stopped.
  • the hydrogen production and supply device 10 has a predetermined connection structure (not shown) that is connected to a commercial power supply and receives necessary power supply.
  • the hydrogen production and supply device 10 may include a battery instead of being connected to a commercial power supply and receiving the supply of power, and may supply the necessary power.
  • the hydrogen production and supply device 10 is provided with a handle 81 at a predetermined position on a side surface. In FIG. 2, only one side is shown, but actually, a handle portion 81 is provided on each side surface. Therefore, if the gas connection port 11, connector 70, and water connection port 26 are removed from the city gas pipe, the connector receiving section 110, and the water pipe, respectively, the hydrogen production and supply equipment is provided by using the handle section 81. It is easy to carry the device.
  • the configuration of the hydrogen production and supply device 10 has been described above. Next, the configuration of the electric vehicle 90 that receives the supply of hydrogen from the hydrogen production and supply device 10 will be described with reference to FIG.
  • the electric vehicle 90 includes a fuel tank 92, a fuel cell 100, a connector receiving unit 110, a control unit 120, and a predetermined vehicle structure such as a motor 140.
  • a predetermined vehicle structure such as a motor 140.
  • the fuel tank 92 stores the hydrogen supplied from the hydrogen production and supply device 10 described above, and supplies hydrogen to the fuel cell 100 as needed.
  • the fuel tank 92 is provided with a hydrogen storage alloy therein, and is configured to store hydrogen by storing the hydrogen in the hydrogen storage alloy.
  • the amount of hydrogen that can be stored the amount of heat generated when storing hydrogen, the amount of heat required for releasing hydrogen, and the pressure required for handling are different. It is an automotive vehicle applications, a relatively low temperature (1 0 0 ° C or less), low pressure (1 0 kg Z C m 2 or less) in may be used are treatable alloys occlusion and release of hydrogen (for example, a titanium alloy Or rare earth alloys).
  • the fuel tank 92 has a hydrogen introduction passage 117 for supplying hydrogen, and a fuel supply passage for guiding hydrogen extracted from the hydrogen storage alloy in the fuel tank 92 to the fuel cell 100. 9 3 is connected. Hydrogen produced by the hydrogen production and supply device 10 is The fuel is supplied into the fuel tank 92 via the connector receiving portion 110 connected to the connector 70 described above and the hydrogen introduction passage 117, and is stored in the fuel tank 92 by being stored in the hydrogen storage alloy. Is done. Further, the hydrogen released from the hydrogen storage alloy in the fuel tank 92 is supplied to the fuel cell 100 as a fuel gas through the fuel supply path 93.
  • the fuel supply passage 93 is provided with a valve 93A.
  • the valve 93A is connected to the control unit 120, and the open / close state of the valve 93A is controlled by the control unit 120.
  • the open state of the valve 93 A By adjusting the open state of the valve 93 A, the amount of fuel gas supplied to the fuel cell 100 can be increased or decreased, thereby controlling the amount of power generated by the fuel cell 100. You.
  • a humidifier 136 is provided in the fuel supply passage 93 to humidify the fuel gas passing through the fuel supply passage 93.
  • the fuel gas is humidified by using the porous membrane. That is, by separating the fuel gas supplied from the fuel tank 92 from the hot water under a predetermined pressure by the porous membrane, a predetermined amount of steam is supplied from the hot water side to the fuel gas side via the porous membrane. are doing.
  • the warm water used for humidification for example, cooling water for the fuel cell 100 can be mentioned.
  • the fuel cell 100 of the present embodiment is a polymer electrolyte fuel cell as described above, and circulates cooling water around the fuel cell to keep the operating temperature in a temperature range of 80 to 100 ° C. ing.
  • the warm water heated by the fuel cell 100 can be used for humidifying the fuel gas.
  • the fuel tank 92 is provided with a heat exchange section 96 as a structure for discharging heat generated when storing hydrogen.
  • the heat exchange part 96 is formed by a cooling water passage 115 through which cooling water is circulated, and the cooling water passage 115 forms a heat radiation part 98 at a position different from the heat exchange part 96. ing.
  • the heat exchange section 96 has a cooling water passage 115 connected to the inside of the fuel tank 92. By circulating water in the cooling water passage 115, the cooling water and the fuel can be cooled. Heat is exchanged with the ink.
  • the heat dissipating part 98 has a Lager overnight structure, and radiates heat from the cooling water circulating through the cooling water passage 115 to lower the temperature of the cooling water.
  • the cooling water heated in the heat exchange section 96 by the heat generated by the hydrogen storage alloy absorbing hydrogen is cooled in the heat radiating section 98, circulates through the cooling water passage, and returns to the heat exchange section 96 again. Heat exchange.
  • cooling water channel 115 By providing such a cooling water channel 115, the heat generated when hydrogen is stored in the hydrogen storage alloy is taken out, thereby promoting the storage of hydrogen in the hydrogen storage alloy and the fuel tank 92 generating excessive heat. Suppress.
  • a pump 99 is provided in the cooling water channel 115, and the pump 9.9 circulates cooling water in the cooling water channel 115 under the control of the control unit 120.
  • the cooling water is circulated in the cooling water passages 115 to cool the fuel tank 92, but the cooling may be performed by circulating a fluid other than water. Further, the cooling of the fuel tank 92 may be performed by air cooling.
  • the fuel tank 92 is provided with a heating device 95.
  • the heating device 95 stores the hydrogen stored in the heating device 95 by storing it in the hydrogen storage alloy into the fuel cell 100. This is a device for heating the fuel tank 92 when it is taken out for supply, and will be described later in detail.
  • the fuel tank 92 is further provided with a hydrogen remaining amount monitor 97.
  • the hydrogen remaining amount monitor 97 integrates the amount of hydrogen supplied from the fuel tank 92 to the fuel cell 100 and the supply time. Based on this value, the control unit 120 controls the fuel tank 9 2 Calculate the remaining amount of hydrogen in the reactor.
  • the amount of hydrogen supplied from the fuel tank 92 to the fuel cell 100 can be measured directly by measuring the flow rate of hydrogen passing through the fuel supply passage 93, or indirectly based on the output from the fuel cell 100. It can also be estimated.
  • the fuel cell 100 is a solid polymer electrolyte fuel cell, and has a stack structure in which a plurality of unit cells 108 as a structural unit are stacked.
  • the fuel cell 100 receives a supply of a fuel gas composed of hydrogen on the cathode side and a supply of an oxidizing gas containing oxygen on the anode side, and obtains an electromotive force by the following electrochemical reaction.
  • Equation (4) shows the reaction on the cathode side of the fuel cell
  • Equation (5) shows the reaction on the anode side of the fuel cell
  • Equation (6) shows the reaction that occurs in the entire cell.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a single cell 108 constituting the fuel cell 100.
  • the unit cell 108 includes an electrolyte membrane 101, an anode 102 and a cathode 103, and separators 104 and 105.
  • the anode 102 and the power source 103 are gas diffusion electrodes having a sandwich structure sandwiching the electrolyte membrane 101 from both sides.
  • Separators 104 and 105 form a flow path for fuel gas and oxidizing gas between anode ⁇ 02 and force sword 103 while further sandwiching this sandwich structure from both sides.
  • a fuel gas flow path 104 P is formed between the anode 102 and the separator 104
  • an oxidizing gas flow path 105 P is formed between the power source 103 and the separator 105.
  • the separators 104 and 105 each have a flow path formed on only one side in FIG. 4, ribs are formed on both sides, and one side has a fuel gas flow between the anode 102 and the anode.
  • a channel 104P is formed, and the other surface forms an oxidizing gas channel 105P with the force sword 103 provided in the adjacent single cell.
  • the separators 104 and 105 form a gas flow path with the gas diffusion electrode, and play a role of separating the flow of the fuel gas and the oxidizing gas between the adjacent single cells.
  • the two separators located at both ends of the stack structure may have ribs formed only on one side in contact with the gas diffusion electrode.
  • the electrolyte membrane 101 is a proton-conductive ion-exchange membrane formed of a solid polymer material, for example, a fluorine-based resin, and shows good electric conductivity in a wet state.
  • a Nafion membrane manufactured by DuPont
  • the surface of the electrolyte membrane 101 is coated with platinum as a catalyst or an alloy composed of platinum and another metal.
  • a carbon powder supporting platinum or an alloy of platinum and another metal is prepared, and the carbon powder supporting the catalyst is dispersed in an appropriate organic solvent, and an electrolyte solution (eg, Aldrich) is used.
  • the anode 102 and the force sword 103 are both formed of carbon cloth woven with carbon fiber yarns.
  • the anode 102 and the power source 103 are formed by carbon cloth, but a configuration formed by carbon paper or carbon felt made of carbon fiber is also suitable.
  • the separators 104 and 105 are formed of a gas-impermeable conductive member, for example, dense carbon which is made of carbon by compressing carbon.
  • the separators 104 and 105 have a plurality of ribs arranged in parallel on both surfaces thereof.
  • the fuel gas flow path 104 P is formed between the ribs and the surface of the anode 102.
  • the oxidizing gas flow path 105P is formed with the surface of the force source 103 of the adjacent single cell.
  • the ribs formed on the surface of each separator need not be formed in parallel on both surfaces, and may be at a predetermined angle such as being orthogonal to each surface.
  • the shape of the rib does not need to be a parallel groove, and it is sufficient if the fuel gas or the oxidizing gas can be supplied to the gas diffusion electrode.
  • the configuration of the single cell 108 which is the basic structure of the fuel cell 100, has been described above.
  • a plurality of single cells 108 composed of a separator 104, an anode 102, an electrolyte membrane 101, a cathode 103, and a separator 105 are arranged in this order.
  • a stack structure is formed by stacking a set (100 sets in this embodiment) and disposing current collectors 106 and 107 formed of a dense carbon or a copper plate at both ends.
  • a solid polymer fuel cell is used as the fuel cell 100.
  • the fuel cell uses hydrogen as a fuel gas, other types of fuel such as a phosphoric acid fuel cell may be used.
  • the battery may be mounted on the electric vehicle 90.
  • the electric vehicle 90 when the hydrogen stored in the hydrogen storage alloy provided in the fuel tank 92 is released from the hydrogen storage alloy, the hydrogen is absorbed through the fuel supply path 93 to the fuel.
  • the fuel gas is supplied to the cathode side of the battery 100, and is subjected to an electrochemical reaction in the fuel gas flow path 104P.
  • the protons generated by the reaction shown in equation (4) on the cathode side of the electrolyte membrane 101 are hydrated and move to the anode side, so that water is consumed on the anode side.
  • the insufficient water is compensated for by the electrolyte membrane 101.
  • the fuel exhaust gas subjected to the electrochemical reaction is discharged from the fuel gas flow path 104P to the fuel discharge path 94, and the fuel discharge path 94 is connected to the fuel supply path 93.
  • the exhaust gas is supplied again to the fuel cell 100 as fuel gas.
  • a pump 138 is provided in the fuel discharge passage 94, and pressurizes the fuel exhaust gas to supply the fuel exhaust gas to the fuel supply passage 93.
  • the fuel discharge passage 94 is also connected to the above-described heating device 95 provided in the fuel tank 92, and is used as fuel for combustion in the heating device 95.
  • oxidizing gas air is supplied to the oxidizing gas flow path 105 P via the oxidizing gas supply path 132.
  • the oxidizing gas supply path 132 is provided with a compressor 130, which is configured to pressurize air taken in from the outside and supply the compressed air to the fuel cell 100.
  • the oxidizing exhaust gas subjected to the electrochemical reaction is discharged from the oxidizing gas flow path 105P to the oxidizing gas discharge path 134, and is supplied to the heating device 95 in the same manner as the fuel gas.
  • the heating device 95 Using the fuel exhaust gas and the oxidizing exhaust gas supplied to the heating device 95 in this manner, a combustion reaction is performed in the heating device 95, and the fuel tank 92 is heated by the combustion reaction.
  • the reaction in which the hydrogen storage alloy stores hydrogen is an exothermic reaction
  • the reaction in which the hydrogen storage alloy releases hydrogen is an endothermic reaction. Therefore, in order to extract the hydrogen stored in the hydrogen storage alloy, it is necessary to perform external heating.
  • the heating is performed by a combustion reaction using the fuel exhaust gas and the oxidizing exhaust gas. Are doing.
  • the control unit 120 is configured as a logic circuit centered on a microcomputer, and includes a CPU 122, a ROM 124, a RAM 126 and an input / output port 128.
  • the CPU 122 executes a predetermined operation according to a preset control program I do.
  • the ROM 124 stores in advance control programs and control data necessary for the CPU 122 to execute various arithmetic processing, and the RAM 126 stores the CPU 122 in the same manner. Various data required to execute various arithmetic processes are read and written temporarily.
  • the input / output port 128 receives a signal from the hydrogen production and supply unit 100 side, and operates the fuel cell 100, including the compressor 130, according to the calculation result of the CPU 122.
  • a driving signal is output to each unit related to the above to control the driving state of each unit constituting the electric vehicle 90.
  • the connector receiving portion 110 has a structure provided at a predetermined position on the outer surface of the electric vehicle 90 and has a structure connectable to the connector 70 of the hydrogen production and supply device 10 described above. I have.
  • the connector receiving portion 110 has a hydrogen flow path connecting portion 116 and a connecting terminal 118.
  • the hydrogen flow path connection part 116 has an end structure of the hydrogen introduction path 117
  • the connection terminal 118 has an end structure of the signal line 119 connected to the control part 120.
  • the electric power generated by the electrochemical reaction in the fuel cell 100 is supplied to the motor 140, and the motor 140 generates a rotational driving force.
  • This rotational driving force is transmitted to the front wheels and / or the rear wheels of the vehicle via the axle of the electric vehicle 90, and serves as power for running the vehicle.
  • the motor 140 is controlled by the control device 142.
  • the control device 142 is also connected to an accelerator pedal position sensor 144b, which detects the operation amount of the accelerator pedal 144a.
  • the control device 142 is also connected to a control unit 120, and exchanges various information with the control unit 120 regarding the driving of the motor 140 and the like.
  • the electric vehicle 90 is provided with a secondary battery (not shown).
  • a secondary battery (not shown).
  • the secondary battery supplies hydrogen to the fuel tank 92 of the electric vehicle 90, the electric power required to operate the control unit 120 and to circulate water in the cooling water passage 115 when supplying hydrogen to the fuel tank 92 of the electric vehicle 90 Also supply.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a hydrogen storage amount control processing routine executed when hydrogen is generated in the hydrogen production and supply device 10.
  • the control unit 60 executes a hydrogen storage amount control processing routine shown in FIG. 7 every predetermined time, and controls so that a predetermined amount of hydrogen is stored in the accumulator 55.
  • this routine is executed every several msec.
  • the CPU 62 first reads information on the pressure P1 in the accumulator 55 detected by the pressure sensor 56 (step S100). Next, the value of the read pressure P 1 is compared with a preset reference value P 0 (step S 110).
  • P 0 is the amount of hydrogen that can be stored in the fuel tank 92 of the electric vehicle 90 or more and the amount of hydrogen stored in the accumulator 55 to supply hydrogen to the electric vehicle 90. This is a value stored in the control unit 60 as the value of the pressure in the accumulator 55 corresponding to.
  • step S110 if the pressure P1 in the accumulator 55 is lower than the reference value P0, it is determined that the amount of hydrogen stored in the accumulator 55 is still insufficient. Therefore, the driving state of the compressor 50 is corrected based on the pressure P1 in the accumulator 55 read in step S100 (step S130), and the process returns to step S100 and returns to step S100.
  • the pressure P 1 in the accumulator 5 5 is read.
  • the hydrogen storage amount control processing routine is being executed, the accumulation At 55, the storage of hydrogen is progressing. As the amount of hydrogen in the accumulator 55 increases, the pressurized state of hydrogen by the compressor 50 needs to be increased.
  • the driving state of the compressor 50 is corrected based on the pressure value P 1 read in step S 100. I do.
  • the processing shifts to the zero operation stop processing routine.
  • the processing routine at the time of operation stop is a subroutine that performs processing relating to the automatic stop of the hydrogen production and supply device 10.
  • a drive signal is output to the gas connection port 11 and the water connection port 26 to close the solenoid valves provided therein, and supply of gas and water to the hydrogen production and supply device 10 is stopped.
  • equipment related to the production and storage of hydrogen such as the compressor 50, is stopped, and the supply of power to the hydrogen production and supply device 10 is stopped.
  • the hydrogen production and supply device # 0 is stopped by the operation stop time processing routine of step S120, the hydrogen storage amount control processing routine ends.
  • the CPU 62 When this routine is started, the CPU 62 first reads the capacity of the fuel tank 92 (step S200). This operation is intended for electric vehicles equipped with fuel tanks of various capacities. Information on the capacity of the fuel tank 92 is stored in the control unit 120 of the electric vehicle 90 in advance. Subsequently, the CPU 62 reads the remaining hydrogen amount of the fuel tank 92 (step S210). Fuel The remaining amount of hydrogen in the tank 92 is stored in the control unit 120 of the electric vehicle 90 as a value calculated based on the hydrogen consumption accumulated by the remaining hydrogen monitor 97. The value of the capacity of the fuel tank 92 and the value of the remaining amount of hydrogen in the fuel tank 92 are determined by the electric lines 29 and 119 connected by the connector 70 and the connector receiving portion 110. It is input from the vehicle 90 to the control unit 60 of the hydrogen production and supply device 10.
  • Step S220 the required injection amount V0 to be supplied from the hydrogen production and supply device 10 to the electric vehicle 90 is calculated.
  • the CPU 62 outputs an instruction to start supplying hydrogen to the electric vehicle 90 (step S230).
  • a drive signal output to the above-described valve 58 provided near the connection between the accumulator 55 and the hydrogen supply path 22 can be given.
  • the hydrogen stored in the accumulator 55 is supplied to the fuel tank 92 at a predetermined pressure via the hydrogen supply path 22 and the hydrogen introduction path 117.
  • the pressure of hydrogen supplied from the accumulator 55 to the fuel tank 92 can be adjusted by opening the valve 58, but the open state of the valve 58 depends on the amount of hydrogen remaining in the fuel tank 92. It is controlled accordingly.
  • the CPU 62 reads the hydrogen injection amount VI supplied to the fuel tank 92 (step S240).
  • the hydrogen injection amount is a value calculated based on the information input from the supply hydrogen amount monitor 57 provided in the accumulator 55 as described above.
  • the value of V I is compared with the required injection amount V 0 calculated in the previous step S 220 (step S 250).
  • V 0 is larger than VI, it is determined that the amount of hydrogen supplied to the fuel tank 92 is still insufficient, and the process returns to step S 240, and the hydrogen supplied to the fuel tank 92 again Read the injection volume VI. Until a sufficient amount of hydrogen is supplied into the fuel tank 92, the above-described process of reading the hydrogen injection amount VI and comparing the value of VI with the above-described required injection amount V O is repeated.
  • step S250 the value of the hydrogen injection amount VI exceeds the value of the required injection amount V0.
  • an instruction to stop supplying hydrogen from the hydrogen production and supply device 10 to the electric vehicle 90 is output (step S260), and this routine ends.
  • the instruction to stop the supply of hydrogen includes the output of a drive signal for closing the solenoid valve provided at the connection between the accumulator 55 and the hydrogen supply path 22 described above, and the electric vehicle 9 A signal for stopping the pump 990 that circulates water for cooling the fuel tank 92 on the 0 side is output to the electric vehicle 90 via the signal lines 29 and 119. And the like.
  • information relating to the capacity of the fuel tank 92 is stored in the control unit 120, and this information is transmitted from the electric vehicle 90 via the signal line 119 to the hydrogen production and supply device 10. Side, but the user may manually input the capacity of the fuel tank 92 of the electric vehicle 90 to which hydrogen is supplied to the hydrogen production and supply device 10. .
  • hydrogen can be generated using city gas supplied to each household as a commercial gas, and hydrogen is newly circulated.
  • Hydrogen can be widely used as fuel for electric vehicles without providing a means for distribution.
  • a user of an electric vehicle 90 owns a hydrogen production and supply device 10 in each household, produces hydrogen using city gas supplied to the household, and supplies the hydrogen to its own electric vehicle 90
  • hydrogen can be easily produced at the individual level and used as fuel for electric vehicles.
  • making hydrogen easily available as fuel for electric vehicles has the effect of promoting the spread of electric vehicles with low exhaust gas, and consequently reducing the pollution of the global environment.
  • the hydrogen production and supply device 10 of the present embodiment is configured to store the produced hydrogen in the accumulator 55 and prepare it so that it can be supplied to the electric vehicle 90. It is not affected by the driving state of the electric vehicle 90. Therefore, the reforming reaction and the like in the reformer 30, which proceeds to produce hydrogen, can be performed at an arbitrary speed. Therefore, the reforming reaction is performed under the optimal condition, and the energy efficiency in the reformer is increased. Can be realized. Also, the optimal condition Since the reforming reaction can be performed under the above conditions, the reforming reaction can be performed at a slower rate, and the effect of improving the durability of the catalyst and the like can be obtained. Further, by optimizing the reaction conditions, it is possible to reduce the size of the reformer 30 and other components.
  • the hydrogen production and supply device 10 of the present embodiment has a configuration in which, when producing hydrogen, when the amount of hydrogen stored in the accumulator 55 reaches a predetermined amount, the operation for producing hydrogen is terminated. Therefore, the production and storage of hydrogen can be performed automatically. Therefore, if the user starts operation of the hydrogen production and supply device 10 when going out with the electric vehicle 90, the user can produce the required amount of hydrogen while going out and store it in the hydrogen production and supply device 10 After returning home, the supply of hydrogen to the fuel tank 92 of the electric vehicle 90 can be started immediately. Furthermore, when hydrogen is supplied from the hydrogen production and supply device 10 of the present embodiment to the electric vehicle 90, it is necessary to supply a sufficient amount of hydrogen into the fuel tank 92 of the electric vehicle 90.
  • the hydrogen production and supply device 10 Since the operation for supplying hydrogen is terminated, the supply of hydrogen to the fuel tank 92 by the hydrogen production and supply device 10 can be performed automatically. Therefore, if the user starts the hydrogen supply operation after returning home, the next time they go out (for example, the next morning), the electric vehicle 90 can be prepared with the hydrogen supply operation completed. Becomes Here, since the hydrogen production and supply device 10 is configured to store the generated hydrogen in the accumulator 55 having a capacity larger than the capacity of the fuel tank 92 provided in the electric vehicle 90, the hydrogen is supplied to the accumulator 55. If a sufficient amount of hydrogen is stored, the required amount of hydrogen can be promptly supplied to the fuel tank 92 even when the hydrogen in the fuel tank 92 is almost consumed.
  • the hydrogen production and supply device 10 and the electric vehicle 90 of the present embodiment are provided with the connector 70 and the connector receiving portion 110, respectively, the connector 70 and the connector receiving portion 110 are connected.
  • the operation of connecting the hydrogen supply passage 22 and the hydrogen introduction passage 117 and the connection of the signal lines 29 and 119 can be simultaneously performed with one touch.
  • the hydrogen production and supply device 10 of the present embodiment has handle portions 81 on both sides of the side portion. It can be transported to any location as long as there is a city gas pipe and a water pipe that can be connected to the gas connection port 11 and the water connection port 26. It is possible. As described above, in addition to making the hydrogen production and supply device 10 movable, the hydrogen production and supply device ⁇ 0 is fixed at a predetermined place such as at home, and the gas connection port 11 and the water connection port 26 are connected to the city gas pipe. Alternatively, it may be configured to be fixed to a predetermined connection point of a water pipe.
  • the electric vehicle 90 of the present embodiment is configured to store hydrogen by storing hydrogen in the hydrogen storage alloy. Therefore, when the vehicle is running, hydrogen is present in a gaseous state only in the fuel supply passage 93, the inside of the fuel cell 100, and the fuel discharge passage 94. Even if left unattended, the rate of fuel hydrogen loss is low.
  • FIGS. 9 and 10 Schematic configurations of the hydrogen production and supply device 10A and the electric vehicle 90A of the second embodiment are shown in FIGS. 9 and 10, respectively.
  • the hydrogen production and supply device 1 OA and the electric vehicle 9 OA have almost the same configuration as the hydrogen production and supply device 10 and the electric vehicle 90 of the first embodiment, and therefore differ from the first embodiment below. Only the configuration described in the first embodiment will be described, and the same reference numerals will be given to structures common to the first embodiment, and description thereof will be omitted.
  • the cooling water passage 1 15 through which the cooling water for cooling the fuel tank 92 flows is a pipe closed inside the electric vehicle 9 OA as in the first embodiment. Instead of being formed, it is open at the connector 110.
  • An end of the cooling water channel 115 forms a water flow channel connecting portion 112 in the connector 110. Further, the cooling water channel 1 15 becomes the hot water channel 1 13 after forming the heat exchange section 96 of the fuel tank 92, and the end of the hot water channel 1 13 is connected to the hot water channel connecting portion 1 1 4 To form an opening at the connector 110.
  • the cooling water introduced through the water flow path connecting portion 112 is heated by the fuel tank 92.
  • the heat is exchanged in the exchange section 96 to raise the temperature.
  • the heated cooling water is introduced into the hydrogen production / supply device 10 via the hot water flow path connecting portion 114.
  • the water flow passage connection portion 112 and the hot water flow passage connection portion are provided on the hydrogen production and supply device 1 OA side, at the connector 70, at the position corresponding to the water flow passage connection portion 112 and the hot water flow passage connection portion 114.
  • a water flow path connecting portion 72 and a hot water flow path connecting portion 74 that can be connected to 114 are provided.
  • the water flow path connecting section 72 and the water flow path connecting section 74 have an end structure of a cooling water path 77 piped in the hydrogen production and supply device 1OA.
  • the cooling water channel 77 forms a heat radiating portion 73 inside the hydrogen production and supply device 1 OA.
  • the heat radiating portion 73 has the same Lager structure as the heat radiating portion 98 provided in the electric vehicle 90 of the first embodiment.
  • the cooling water heated in the heat exchange section 96 provided in the fuel tank 92 of the electric vehicle 9 OA passes through the hot water flow path connection sections 114, 74, and the hydrogen production and supply device 1 OA side
  • the heat is then radiated by the heat radiating section 73 via the cooling water channel 77 to be cooled.
  • the cooled cooling water is introduced into the electric vehicle 9 OA via the water flow path connecting portions 72 and 112, and exchanges heat again in the heat exchanging portion 96 to cool the fuel tank 92.
  • Note that such cooling water circulation is realized by the operation of the pump 99 provided in the cooling water channel # 15, similar to the pump 99 of the first embodiment.
  • the cooling water passage 115 and the hot water passage 113 are branched at predetermined positions, and these branched passages are piped into the fuel cell 100 to supply fuel.
  • a heat exchange section 109 is formed in the battery 100, and these flow paths are connected in the heat exchange section 109.
  • a switching valve for switching the flow path of the cooling water is provided at a position where the flow path branches from the cooling water path 115 and the hot water flow path 113 to the heat exchange section 109 side.
  • a switching valve 1 12 A is provided at a branch point of the cooling water channel 1 15, and a switching valve 1 14 A is provided at a branch point of the hot water channel 1 13.
  • switching valves # 12A and 114A are connected to the control unit # 20, and flow paths are switched by the drive signal output from the control unit 120.
  • the switching valves 112A and 114A are controlled so that the cooling water flows only to the heat exchange part 96 side. However, the flow path leading to the heat exchange section 109 is closed. In such a case, as described above, the cooling water circulates between the heat exchange section 96 of the fuel tank 92 and the heat radiating section 73 of the hydrogen production and supply device 10A.
  • the open / close state of the switching valves 112 A and 114 A is controlled to form the heat exchange part 96.
  • the flow path forming the heat exchange section 109 communicates.
  • the cooling water circulates between the heat exchange unit 96 of the fuel tank 92 and the heat exchange unit 109 of the fuel cell 100.
  • the operating temperature of the fuel cell 100 is maintained in the temperature range of 80 to 100 ° C, whereby the cooling water in the heat exchange part 109 is cooled. Raise the temperature.
  • the cooling water heated in the heat exchange section 109 is supplied to the heat exchange section 96.
  • the fuel tank 92 is given a necessary amount of heat to allow hydrogen to be taken out.
  • the temperature of the cooling water in the heat exchange section 96 decreases. In this way, the cooling water circulates between the heat exchanging unit 109 and the heat exchanging unit 96, so that the heat generated in the fuel cell 100 can be used in the fuel tank 92.
  • the electric vehicle 90A is provided with a heating device 95 in the fuel tank 92 in the same manner as the electric vehicle 90 of the first embodiment.
  • the fuel cell 100 performs a steady operation.
  • the heating device 95 supplements the amount of heat supplied to the fuel tank 92 when the temperature of the fuel cell 100 is not sufficiently raised, such as when starting the electric vehicle 9 OA, It is used for supplementing the amount of heat when the amount of heat supplied from the 100 side is insufficient.
  • the heating device 95 may be omitted. Good.
  • the effect is as follows. That is, since the heat energy generated in the fuel cell 100 is used to extract the hydrogen stored by the hydrogen storage alloy in the fuel tank 92, the amount of hydrogen consumed for heating the fuel tank 92 can be reduced. Energy efficiency of the entire system can be improved. Furthermore, the cooling water flowing through the heat exchange section 96 of the fuel tank 92 and the cooling water that cools the fuel cell 100 are made common, so that the cooling water can be cooled as compared with a case where these cooling waters are separated. The water piping and the structure for cooling the cooling water can be simplified.
  • the heat radiating portion 73 for discarding the heat generated when supplying hydrogen to the fuel tank 92 having the hydrogen storage alloy is provided on the hydrogen production and supply device 1 OA side, the electric vehicle 9
  • the structure of OA could be simplified.
  • the cooling water is circulated between the heat exchange section 96 and the heat exchange section 109, the heat exchange section
  • the pumps 99 are used in both cases, but separate pumps may be used in each case. .
  • a pump for circulating cooling water between the heat exchange section 96 and the heat exchange section 109 is provided on the electric vehicle 9OA side, and the heat exchange section 96 and the heat radiation section are provided on the hydrogen production and supply unit 1OA side. It is also possible to adopt a configuration in which a pump for circulating the cooling water is provided between the pump and the unit 73.
  • the heat generated when supplying hydrogen to the fuel tank 92 having the hydrogen storage alloy is generated by circulating the cooling water through the heat exchange section 96.
  • the cooling water was taken out of the cooling water outlet 92 and cooled by the heat radiating portions 98 and 73, the cooling water was released to the outside.
  • Such a configuration will be described below as a third embodiment.
  • FIGS. 11 and 12 Schematic configurations of the hydrogen production and supply device 10B and the electric vehicle 90B of the third embodiment are shown in FIGS. 11 and 12, respectively.
  • the hydrogen production and supply device 10B and the electric vehicle 90B have almost the same configuration as the hydrogen production and supply device 10 and the electric vehicle 90 of the first embodiment. Only the structure different from the example will be described, and the structure common to the first embodiment will be assigned the same number and the description will be omitted.
  • a water supply passage 27 having one end opened to a water connection port 26 is connected to a desulfurization gas supply pipe 14 at the other end, and is provided at a predetermined position.
  • the branch is formed to form a water supply branch passage 28, and the end is opened to the connector 70.
  • the connector 70 is provided with a water flow path connecting portion 72 as an end structure of the water supply branch passage 28, and the water flow path connecting portion 72 connects the connector 70 to the connector receiving portion on the electric vehicle side.
  • the connecting part 110 When connected to the connecting part 110, it is connected to the water flow path connecting part 112 on the connector receiving part 110, and water is also supplied to the electric vehicle 90 via the water supply branch 28. It becomes possible.
  • the water supply path 27 is provided with a valve 27A on the side of the connection with the desulfurization gas supply pipe 14 beyond the position where the water supply path 27 branches off. Further, the water supply branch 28 has a valve 28A. These valves 27 A and 28 A are connected to the control unit 60. The open / close state is controlled by the control unit 60. When the valve 27 A is opened, water can be supplied to the desulfurization gas passing through the desulfurization gas supply pipe 14, and when the valve 28 A is opened, the electric vehicle 90 side Water can be supplied to
  • the hydrogen production and supply device 10B has a hot water flow path 75 formed therein. One end of the hot water flow path 75 is open at a hot water flow path connecting portion 74 provided in the connector 70. When the connector 70 is connected to the connector receiving portion 110, the hot water flow path 7 from the electric vehicle 90 side is opened. Hot water can be supplied to the 5th side. Further, the hydrogen production and supply device 1 OA has a hot water supply tube 88 extending to the outside at a predetermined position, and the hot water flow path 75 extends from the hydrogen production and supply device 1 OA to the hot water supply tube 88. It extends inside.
  • the cooling water passage 115 that forms the heat exchange section 96 inside the fuel tank 92 has an annular structure as in the first embodiment. However, one end thereof is opened as a water flow path connecting portion 112 provided in the connector receiving portion.
  • the water flow path connection portion 112 is connected to the water flow path connection portion 72 described above by connecting the connector 70 and the connector receiving portion 110.
  • the cooling water passage 115 is opened again as the hot water flow passage 113 at the connector receiving part 110. That is, the hot water flow path 113 is a flow path in which the cooling water flowing in the cooling water path 115 rises in the heat exchange part 96 to become hot water.
  • the connector receiving portion 110 has a hot water flow passage connecting portion 114 as an end structure of the hot water flow passage ⁇ 13, and connects the connector receiving portion 110 to the connector 70. Then, the hot water flow path connecting portion 114 is connected to the hot water flow channel connecting portion 74 described above. As a result, the hot water flow path 113 and the hot water flow path 75 communicate with each other, and the hot water heated by the heat generated when the hydrogen storage alloy absorbs hydrogen is heated. Can be supplied to the hydrogen production and supply device 1 OA side.
  • the control unit 60 controls the hydrogen storage amount shown in FIG. Processing similar to the control processing routine is performed, but prior to these processings, a drive signal for opening valve 27A and closing valve 28A is output. This makes it possible to supply water required for the reforming reaction to the desulfurization gas passing through the desulfurization gas supply pipe 14.
  • a drive signal for closing the valve 27A is provided. Output is performed at the same time.
  • the control unit 60 When hydrogen is supplied to the fuel tank 92 of the electric vehicle 9 OA using the hydrogen production and supply device 10 B of this embodiment, the control unit 60 performs the hydrogen filling control process shown in FIG. The same processing as in the routine is performed, but at this time, prior to the output of the drive signal for starting the supply of hydrogen in step S230, valve 27A is closed and valve 28A is open. The output of the drive signal is performed. As a result, the fuel tank 92, which is heated by the heat generated when the hydrogen storage alloy stores hydrogen, can be cooled by the cooling water. When a sufficient amount of hydrogen is supplied into the fuel tank 92 and the supply of hydrogen is stopped in step S260, a drive signal for closing the valve 28A is output. .
  • the valve 28A be closed after a predetermined time has elapsed after the supply of hydrogen to the fuel tank 92 has been stopped. Can be sufficiently cooled.
  • the operation of producing and storing a sufficient amount of hydrogen and the operation of supplying a sufficient amount of hydrogen to the fuel tank of an electric vehicle can be performed by automatic driving. It works. That is, the heat exchange in the fuel tank 92 is performed while the cooling water for cooling the fuel tank 92 is sequentially supplied. Since the hot water whose temperature has been raised is taken out to the outside, it is possible to use the heat generated when the hydrogen storage alloy stores hydrogen. Further, since cooling water is not circulated inside the electric vehicle 90B, electric power is not consumed in the electric vehicle 90A by a pump or the like for circulating cooling water.
  • examples of a method of using the hot water heated by heat exchange in the fuel tank 92 include application to a household hot water supply device.
  • a household hot water supply device For example, if the above-described hot water supply tube 88 is connected to a predetermined hot water storage tank provided in a domestic hot water supply device, the hot water heated by heat exchange in the fuel tank 92 is converted into the predetermined hot water. It can be stored in storage tanks and used as hot water for bathrooms, washrooms, kitchens, etc. at home. Alternatively, the hot water supply tube 88 may be extended into the bathroom and supplied directly to the bathtub.
  • the hot water heated by the heat exchange in the fuel tank 92 is heated to about 40 to 60 ° C., for example, when a titanium alloy and a rare earth alloy are used as the hydrogen storage alloy as in the present embodiment. Has been reached.
  • the hot water heat-exchanged in the fuel tank 92 as described above may be stored in the above-mentioned hot water storage tank or the like after being further heated and heated as necessary. By using such hot water, it is possible to prevent heat energy generated when storing hydrogen from being discarded, and to save energy consumed at home.
  • the water supply branch channel 28 and the hot water flow channel 75 are connected to the connection tube 82 provided in the hydrogen production and supply device 10B.
  • the connection tube 82 By simply connecting the connector 70 to the connector receiving portion 110, it becomes possible to supply the cooling water to the electric vehicle 90A and discharge the warm water from the electric vehicle 90A.
  • a structure other than the connection tube 82 is provided as a structure for piping the water supply branch passage 28 and the hot water flow path 75 to supply the cooling water and discharge the hot water with the connector 70 and the connector receiving portion 1. Even if it does not go through the connection part of 10, it does not interfere.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating the configuration of an electric vehicle 90C according to the fourth embodiment.
  • the electric vehicle 90C of the fourth embodiment has substantially the same configuration as the electric vehicle 90B of the third embodiment, but is similar to the electric vehicle 90A of the second embodiment.
  • the flow path 113 and the cooling water path ⁇ 15 are branched at predetermined positions and piped into the fuel cell ⁇ 100 to form a heat exchange section 109.
  • hydrogen is supplied to the fuel tank 92 provided in the electric vehicle 90C of the fourth embodiment by using a hydrogen production and supply device having the same configuration as the hydrogen production and supply device 10B of the third embodiment. .
  • the cooling water flowing through the heat exchange section 96 is supplied to the water connection port 26, the water supply path 27,
  • the hydrogen is supplied to the cooling water channel 115 from the hydrogen production and supply device # 0B via the branch channel 28 and the water channel connecting portion 72.
  • the cooling water is introduced into the hydrogen production and supply device 10B via the hot water flow path 113, and is connected to the hot water flow path. It is released from the end of the hot water supply tube 88 through the section 74 and the hot water flow path 75 to the outside of the hydrogen production and supply device 10B, and can be used by storing it in a household water heater or the like. Become.
  • the switching valves 1 2 A and 114 A are controlled by the control unit 120 to exchange heat with the flow path forming the heat exchange unit 96.
  • the flow path forming the part 109 communicates with the flow path.
  • the electric vehicle 90 C of the fourth embodiment configured as described above, in addition to the same effects as in the first embodiment, the electric vehicle 90 C is generated in the fuel tank 92 at the time of supplying hydrogen as in the third embodiment.
  • the heat can be used, and hydrogen can be released from the fuel tank 92 by using the heat energy generated in the fuel cell 100 as in the second embodiment. Efficiency can be improved.
  • the fuel tank of the electric vehicle is provided with a hydrogen storage alloy.
  • the hydrogen storage alloy is configured to store hydrogen by storing hydrogen
  • the fuel tank may be configured by a hydrogen cylinder that pressurizes and stores hydrogen as a gas.
  • FIGS. 14 and 15 The configurations of the hydrogen production and supply device 10D and the electric vehicle 90D of the fifth embodiment are shown in FIGS. 14 and 15, and are the same as those of the hydrogen production and supply device 10 and the electric vehicle 90 of the first embodiment.
  • the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different configurations will be described below.
  • a hydrogen supply path 22 for supplying the hydrogen stored in the accumulator 55 to the electric vehicle 90D side has a hydrogen supply path instead of being directly connected to the accumulator 55. It is connected to Road 18 In the hydrogen supply path 18, a valve 18 A is provided upstream of a connection with the hydrogen supply path 22, and a valve 22 A is provided in the hydrogen supply path 22.
  • the valve 18 A and the valve 22 A are connected to the control unit 60, and the open / close state of the valve 18 A and the valve 22 A is controlled by the control unit 60.
  • the valve 18A is opened and the valve 22A is closed, and hydrogen is stored in the accumulator 55.
  • hydrogen is supplied from the hydrogen production and supply device 10D to the electric vehicle 90D, the valve 18A is closed and the valve 22A is open and stored in the accumulator 55.
  • the hydrogen is pressurized by a compressor 50 and supplied to an electric vehicle 90D.
  • the electric vehicle 90D of the fifth embodiment is provided with the fuel tank 92D constituted by a cylinder for pressurizing and storing hydrogen as a gas as described above.
  • a fuel tank 92D does not generate heat when supplying hydrogen, and does not need to be heated when extracting hydrogen. Therefore, unlike the electric vehicles of the first to fourth embodiments, the electric vehicle does not have a mechanism for cooling the inside of the fuel tank and a mechanism for heating the fuel tank.
  • the fuel tank 92D has a pressure sensor 97D instead of the hydrogen remaining monitor 97, and detects the remaining hydrogen in the fuel tank 92D and inputs it to the control unit 120. .
  • the fuel tank 92D is not provided with the heating device 95, all the fuel exhaust gas discharged from the fuel cell 100 is fueled. It returns to the fuel supply path 93 and is again supplied to the fuel cell 100 as fuel gas.
  • the oxidized exhaust gas discharged from the fuel cell 100 is connected to a predetermined discharge device and finally discharged to the outside of the electric vehicle 90B.
  • the hydrogen filling control processing routine shown in FIG. 8 is executed.
  • the value detected by the pressure sensor 97D is read instead of the hydrogen remaining amount monitor 97.
  • control is performed to close valve 18A and open knob 22A.
  • gas is added as a gas instead of storing it in the hydrogen storage alloy. Because it is configured to store under pressure, there is no need to cool or heat the fuel tank 92D when supplying hydrogen to the fuel tank 92D or extracting hydrogen from the fuel tank 92D.
  • the configuration of the electric vehicle 90D can be simplified.
  • the hydrogen supply operation can be performed more quickly than when hydrogen is stored in the hydrogen storage alloy. It has the advantage of being able to.
  • the hydrogen production and supply device 10D of the fifth embodiment since the hydrogen supply passage 22 is connected to the hydrogen supply passage 18, the hydrogen supply to the accumulator 55 is performed only by switching the flow passage.
  • the same compressor 50 can be used both at the time of supply and at the time of release of hydrogen from the accumulator 55, and the configuration can be simplified.
  • the hydrogen production and supply device 10D may include two compressors, and may use different compressors when supplying hydrogen to the accumulator 55 and when discharging hydrogen from the accumulator 55.
  • accumulator 5 releases hydrogen from 5 May be provided on the electric vehicle 90D side, and hydrogen may be supplied to the electric vehicle 90D and then pressurized by the compressor to be supplied to the fuel tank 92D.
  • the accumulator 55 is provided for storing the produced hydrogen, and the hydrogen is stored under pressure. However, instead of pressurizing the hydrogen, the hydrogen is stored. Hydrogen may be stored by being absorbed by the alloy.
  • a hydrogen production and supply device 10E of the sixth embodiment a hydrogen production and supply device 10E of the sixth embodiment.
  • the hydrogen production and supply device 10E of the sixth embodiment is provided with a hydrogen storage unit 55E having a hydrogen storage alloy therein instead of the accumulator 55,
  • the produced hydrogen is stored by being stored in the hydrogen storage alloy.
  • the amount of hydrogen that can be stored in the hydrogen storage unit 55E is equal to or greater than the capacity of the fuel tank 92 provided in the electric vehicle 90 that receives the supply of hydrogen from the hydrogen production and supply device 10E.
  • the water supply path 27 receiving the water through the water connection port 26 is located upstream of the connection point with the desulfurization gas supply pipe 14.
  • Hydrogen storage unit 5 5E The heat exchange unit is formed by piping inside.
  • the hydrogen storage unit 55 E includes a heating unit 54.
  • the heating section 54 is a device for heating the inside of the hydrogen storage section 55 E.
  • the heating unit 54 may be configured to generate heat by electric heat using electric power supplied from a predetermined commercial power supply, or to receive city gas via the gas connection port 11, Heat may be generated by burning the fuel.
  • the produced hydrogen is stored in the form of a pressurized gas in order to store the hydrogen by storing it in the hydrogen storage alloy.
  • the configuration for storing hydrogen by storing the hydrogen in the hydrogen storage alloy is not limited to the hydrogen production and supply device 10 of the first embodiment, but also to the hydrogen production and supply device 1 OA of the second embodiment. It can also be applied to configurations.
  • a hydrogen storage means such as an accumulator and a hydrogen storage unit is provided, and a sufficient amount of hydrogen is prepared in advance in the hydrogen production and supply device.
  • hydrogen may be supplied to the electric vehicle simultaneously with the production of hydrogen.
  • a configuration will be described as a seventh embodiment.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing the configuration of the hydrogen production and supply device 10F of the seventh embodiment.
  • the same components as those of the hydrogen production and supply apparatus 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the hydrogen production and supply apparatus 10, and the description thereof will be omitted. explain.
  • the electric vehicle that receives the supply of hydrogen from the hydrogen production and supply device 10F of the seventh embodiment has the same configuration as the electric vehicle 9OA of the second embodiment.
  • the compressor 50 is connected to the hydrogen supply line 22, and the hydrogen pressurized by the compressor 50 is supplied to the electric vehicle 9 OA via the connector 70 without being stored.
  • a gas flow sensor 52 is provided in the hydrogen supply path 22.
  • the gas flow sensor 52 is connected to the control unit 60, and inputs information on the flow rate of hydrogen supplied to the electric vehicle 9OA to the control unit 60.
  • a Doppler sensor is used as the gas flow sensor 52, but a different type of sensor may be used.
  • a water supply path 27 receiving water through a water connection port 26 is connected to a connection tube 82 without being connected to a desulfurization gas supply pipe 14, and reaches a connector 70.
  • the opening is formed at the water flow path connecting portion 72 provided in the “0”.
  • a hot water supply path 13 is connected to the desulfurization gas supply pipe 14 provided in the hydrogen production supply device 10F of the seventh embodiment.
  • the hot water supply path 13 is provided in the connection tube 82, and has an open end at a hot water flow path connecting portion 74 provided in the connector 70.
  • the water supplied from the water connection port 26 into the hydrogen production and supply device 10F is supplied as it is to the electric vehicle 9 OA via the connector 70, and the water supplied to the electric vehicle 9 OA Is guided to the cooling water channel 115 to cool the fuel tank 92 provided with the hydrogen storage alloy.
  • the heated water that has undergone heat exchange in the heat exchange section 96 formed by the cooling water passages 1 15 and is heated passes through the hot water flow path 1 13 and the hot water flow path connecting sections 1 1 4 and 7 4 to produce and supply hydrogen to the hydrogen supply apparatus 1 Supplied to the OF side.
  • the hot water is led to the hot water supply path 13 on the side of the hydrogen production and supply device 1 OF to be added to the desulfurization gas as water required for the reforming reaction.
  • the configuration of the hydrogen production and supply device 10F according to the seventh embodiment has been described above. Next, the operation when the hydrogen production and supply device 10F is operated to supply hydrogen to the electric vehicle 9OA will be described. I do.
  • the control unit 60 executes the hydrogen generation filling amount control processing routine shown in FIG. 18 at predetermined time intervals, and is controlled so that a predetermined amount of hydrogen is supplied into the fuel tank 92 of the electric vehicle 9 OA.
  • the operation of supplying hydrogen to the electric vehicle 90A while the hydrogen production and supply apparatus 1 OF of the present embodiment produces hydrogen will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the CPU 62 first reads the capacity of the fuel tank 92 (step S300). This operation is intended for electric vehicles equipped with fuel tanks of various capacities. Information on the capacity of the fuel tank 92 is stored in the control unit 120 of the electric vehicle 90A in advance. Continue CPU In step 62, the remaining amount of hydrogen in the fuel tank 92 is read (step S3110). The remaining amount of hydrogen in the fuel tank 92 is stored in the control unit 120 of the electric vehicle 9 OA as a value calculated based on the hydrogen consumption accumulated by the remaining hydrogen amount monitor 97. The value of the capacity of the fuel tank 92 and the value of the remaining amount of hydrogen in the fuel tank 92 are determined by an electric vehicle via the signal lines 29 and 119 connected by the connector 70 and the connector receiving portion 110. It is input from the 90 A side to the control unit 60 of the hydrogen production and supply device 10 D.
  • the required injection amount V 0 to be supplied from the hydrogen production and supply device 10D to the electric vehicle 9OA is determined. It is calculated (step S320).
  • the operation start processing routine is executed in the CPU 62 (step S330).
  • This processing routine at the start of operation is a subroutine for instructing the start of hydrogen production and the supply of hydrogen to the electric vehicle 9OA.
  • a drive signal is output to a solenoid valve provided in the gas connection port 11 and the water connection port 26 so that gas and water are supplied to the hydrogen production and supply device 10F. Processing such as starting supply or outputting a drive signal to the compressor 50 to control the pressure of hydrogen supplied to the fuel tank 92 of the electric vehicle 9 OA can be mentioned.
  • the CPU 62 reads the injection amount VI of hydrogen supplied to the fuel tank 92 (Ste S340).
  • the hydrogen injection amount VI is a value calculated based on information input from the gas flow sensor 52 provided in the hydrogen supply path 22 as described above. After reading the hydrogen injection amount V I, the value of V I is compared with the required injection amount V 0 calculated in the previous step S 320 (step S 350)cca
  • step S340 If V 0 is larger than VI, it is determined that the amount of hydrogen supplied to the fuel tank 92 is still insufficient, and the process returns to step S340 to return the hydrogen supplied to the fuel tank 92 again.
  • This operation stop time processing routine is a subroutine for instructing the start of hydrogen production and the supply of hydrogen to the electric vehicle 90A.
  • the processing executed in the processing routine at the start of operation includes: a drive signal is output to an electromagnetic valve provided in the gas connection port 11 and the water connection port 26 to supply gas and water to the hydrogen production and supply device 10D. And stopping the supply of hydrogen to the fuel tank 92 of the electric vehicle 90A by outputting a stop signal to the compressor 50.
  • information relating to the capacity of the fuel tank 92 is stored in the control unit 120, and this information is transmitted from the electric vehicle 90 via the signal line 119 to the hydrogen production and supply device 10. Side, but the user may manually input the capacity of the fuel tank 92 of the electric vehicle 90 to which hydrogen is supplied to the hydrogen production and supply device 10. .
  • the hydrogen is supplied to each household as commercial gas. Since hydrogen can be generated using city gas, hydrogen can be widely used as fuel for electric vehicles without providing new distribution means for distributing hydrogen.
  • the production of hydrogen in the hydrogen production and supply device 1OF and the supply of hydrogen to the electric vehicle 90A are simultaneously performed.
  • the operation of the hydrogen supply is performed by the hydrogen production and supply device 1OF installed at a predetermined position. Since the process is performed by connecting an electric vehicle 90 A to the vehicle, the production of hydrogen is not affected by the electric vehicle 9 OA side, such as driving conditions.
  • a reforming reaction or the like in the reformer 30 that proceeds to produce hydrogen can be performed under optimal conditions, and high energy efficiency can be realized.
  • the operating conditions for performing the reforming reaction and the like may be set earlier than the optimal conditions.
  • the hydrogen production and supply device 10 F of this embodiment When a sufficient amount of hydrogen is supplied to the fuel tank 92 of the electric vehicle 9 OA when supplying hydrogen, the operation of producing hydrogen and the operation of supplying hydrogen are terminated.
  • the production of hydrogen by the hydrogen production and supply device 10D and the supply of hydrogen to the fuel tank 92 can be performed automatically. Therefore, if the user starts operation of the hydrogen production and supply device 10D after returning home, the next time the user goes out (for example, the next morning), the electric vehicle 9OA is prepared with the hydrogen supply operation completed. It is possible to put it.
  • the hydrogen production and supply device 10F and the electric vehicle 9OA of the present embodiment are provided with the connector 70 and the connector receiving portion 100, respectively, these connectors 70 and the connector receiving portion 110 are provided.
  • the operation of connecting the hot water supply channel 13 and the hot water channel 113 can be performed simultaneously with one touch.
  • the connection of the water supply channel 27 and the cooling water channel 1 15 with the connection of the hot water supply channel 13 and the hot water channel 1 13 with the connector 70 and the connector receiving portion 110 A structure without any intervening parts is acceptable.
  • the hydrogen production and supply device 1OF of the present embodiment is configured to be portable similarly to the hydrogen production and supply device of the first to sixth embodiments, and has a gas connection port 11 and a water connection port. If there is a city gas pipe and a water pipe that can be connected to port 26, it can be moved to any location to produce hydrogen, but since it does not have an accumulator, it can be made even smaller. It is easier to move.
  • the hydrogen production and supply unit 10 should be installed at a predetermined location such as at home without being mobile, and the gas connection port 11 and the water connection port 26 should be connected to the specified connection points of city gas pipes and water pipes.
  • the configuration may be fixed.
  • the hydrogen production and supply device 10F and the electric vehicle 9OA of this embodiment are configured to simultaneously produce and supply hydrogen
  • the hydrogen storage alloy provided in the fuel tank 92 stores hydrogen.
  • the heat generated during the reforming is used to raise the temperature of the water required for the reforming reaction. Therefore, the energy consumed in the evaporator ⁇ heater 25 is reduced The energy efficiency of the entire system can be improved.
  • the hot water heated by the heat generated when the hydrogen storage alloy absorbs hydrogen is used not only for the reforming reaction in the hydrogen production and supply device 10F but also for domestic use as in the third embodiment. It may be used for other purposes such as use in a hot water supply device.
  • the cooling of the fuel tank 92 is performed by circulating the cooling water, and the generated heat may be radiated to the outside at a predetermined radiating portion.
  • the electric vehicle 9 OA of the present embodiment as a method of storing hydrogen in the fuel tank 92, instead of storing hydrogen in the hydrogen storage alloy, it may be stored as pressurized gas in a cylinder. That is, the electric vehicle has the same configuration as the electric vehicle 90D of the fifth embodiment, and in the hydrogen production and supply device 10 ", the water supply path 27 may be directly connected to the desulfurization gas supply pipe 14. Good.
  • the predetermined combustion section provided for heating the evaporator / heater 25 (and the reformer 30 if necessary) is a city gas.
  • the city gas supplied from the branch 16 and the reformed exhaust gas discharged from the hydrogen purifier 40 are used as fuel for combustion, but are discharged from the specified combustion section. It is also preferable to employ a configuration in which the waste flue gas is further used without being discarded as it is. Such a configuration will be described below as an eighth embodiment.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing the configuration of the hydrogen production and supply device 10G of the eighth embodiment.
  • the hydrogen production and supply device 10G according to the eighth embodiment has almost the same configuration as the hydrogen production and supply device 10 according to the first embodiment.
  • the hydrogen production and supply device 10G of the eighth embodiment discharges combustion exhaust gas from a predetermined combustion section provided for heating the evaporator / heater 25 (and the reformer 30 if necessary).
  • the combustion exhaust path 23 is provided.
  • the evaporator / heater 25 is heated to 600 to 800 ° C by the combustion section, and the temperature of the flue gas discharged to the flue gas passage 23 is about 100 to 200 °. Reach C.
  • the flue gas discharged into the flue gas passage 23 is cooled in the heat exchange section 24 and then discharged outside the hydrogen production and supply device 10G.
  • the heat exchange section 24 has a water supply branch that branches from the water supply
  • the water supplied to the water supply branch 32 performs heat exchange with the combustion exhaust gas to raise the temperature.
  • the water supply branch 32 is further connected to a hot water supply tube 88 G having the same form as the hot water supply tube 88 in the hydrogen production and supply device 10 B of the third embodiment via the heat exchange section 24. Piping.
  • the hot water supply tube 88G of the hydrogen production and supply device 10G can be connected to a domestic hot water supply device or a bathtub.
  • the hot water heated in the heat exchange section 24 can be used as hot water for use in a bathroom, a washroom, or a kitchen at home. Therefore, there is an effect that the amount of energy that is discarded by the hydrogen production and supply device 10G can be suppressed, and the energy use efficiency can be further improved.
  • the hydrogen production and supply device 10G of the eighth embodiment has the same configuration as that of the hydrogen production and supply device 10 of the first embodiment, and is discharged from the predetermined combustion section provided in the evaporator / heater 25.
  • the configuration using the combustion exhaust gas in this way may be applied to a hydrogen production and supply device of another configuration such as the hydrogen production and supply device of the second to seventh embodiments. Good.
  • the heated water heated by utilizing the heat energy of the combustion exhaust gas discharged to the combustion exhaust gas passage 23 is supplied to the outside of the hydrogen production and supply device 10G.
  • the structure is taken out and used as hot water used at home, it is also possible to use a structure in which hot water heated by combustion exhaust gas is supplied to the evaporator / heater 25 and mixed with desulfurization gas for the reforming reaction. With such a configuration, the amount of energy that is discarded in the hydrogen production and supply device 10 G is suppressed, and the amount of energy newly consumed in the evaporator / heater 25 is reduced. The energy use efficiency within 0 G can be further improved.
  • high-purity hydrogen can be used as a fuel gas to be supplied to a fuel cell mounted on the electric vehicle.
  • the reaction can be performed with high efficiency. Therefore, the fuel cell mounted on the electric vehicle can be downsized.
  • the electric vehicle of the present invention has a high purity as a fuel gas. Equipped with hydrogen and the reforming reaction is not performed inside the electric vehicle, so that exhaust gas containing harmful substances will not be emitted as the vehicle runs.
  • hydrogen is produced using natural gas, which is a natural resource, and the hydrogen is used as a fuel gas by using a fuel cell having extremely high energy efficiency. They generate electricity and supply the electricity required by electric vehicles. Therefore, as compared with the case where power is generated by a power generator having a predetermined energy efficiency using natural resources and the electric vehicle is charged by receiving the power obtained in this way, the efficiency of use of the energy possessed by the resources is improved. It can be said that it is very good.
  • the hydrogen production and supply device is installed in each home, and the supply of hydrogen to the electric vehicle is performed individually by the user of the electric vehicle. It is also possible to provide hydrogen to an electric vehicle that has run short of hydrogen as a fuel while driving, by installing it in a hydrogen refueling station installed in a location. In this case, too, by producing hydrogen using city gas, it is possible to easily obtain high-purity hydrogen.
  • city gas natural gas
  • methane methane
  • other gases may be used.
  • Raw fuel for example, butane
  • the gas connection port 11 has a shape connectable to the pipe of the raw fuel gas to be used, and the reforming reaction of the raw fuel gas used as a catalyst included in the reformer 30 is performed. It is sufficient to use a catalyst suitable for the above.
  • the hydrogen production and supply device, the connector, the electric vehicle, and the hydrogen production and supply method according to the present invention can be used in the fields of electric vehicle production and sales.

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Description

明細書 水素製造供給装置および電気自動車 技術分野
本発明は、 水素製造供給装置および電気自動車に関し、 詳しくは、 原燃料を改 質して水素リツチガスを生成し、 この水素リツチガスの純度を高めて水素を製造 し、 製造した水素を電気自動車に供給する水素製造供給装置と、 この水素製造供 給装置から供給された水素を搭載し、 水素を燃料ガスとして燃料電池による発電 を行なって車両としての駆動力を得る電気自動車とに関する。 背景技術
従来、 電気自動車としては、 車両としての駆動力を得るための電源として燃料 電池を備え、 この燃料電池を用いて発電を行なうための燃料である水素または水 素を生成するための原燃料を積載するものが種々知られている。 水素を積載する 電気自動車では、 水素を圧縮気体としてボンベに充填したり、 あるいは水素吸蔵 合金に吸蔵させるなどの方法によって水素を積載している。 このように水素を積 載する電気自動車は、 燃料電池の電極に供給される燃料ガスが純度の非常に高い 水素であるため、 燃料電池を運転する際に高い発電効率を得ることができ、 燃料 電池の小型化を図ることができる。 また、 純度の非常に高い水素を用いるため、 電気自動車内で種々の反応が進行する過程において有害物質を生成してしまうこ とがなく、 電気自動車を走行させることによって環境を汚染してしまうことがな い。
一方、 水素を生成するための原燃料を積載する電気自動車としては、 原材料と してメタノールなどの炭化水素を積載し、 さらに、 この原燃料を改質して水素リ ツチガスを生成する改質反応を行う改質器を搭載するものが知られている （例え ば、 特開平 2— 1 7 4 5 0 3号公報など）。 このように原燃料と改質器とを搭載す る電気自動車は、特に原燃料としてメタノールなどの液体燃料を用いる場合には、 一回の燃料補給で電気自動車が走行可能な距離が気体燃料を積載する場合に比べ て長くなるという長所を有する。 さらに、 炭化水素などの原材料は、 気体水素に 比べて輸送などの際の取り扱いが容易で安全であるという利点を有する。
しかしながら、 水素を燃料として積載する電気自動車に関しては、 ボンベに充 填したり水素吸蔵合金に吸蔵させるための水素を広く流通させて容易に入手可能 とすることが困難であることが、 水素燃料式燃料電池を搭載する電気自動車の普 及上の問題として指摘されている。 特に気体水素は取り扱いが容易でなく、 大量 の気体水素を手軽に輸送し貯蔵するためには解決すべき課題は多い。 水素の輸送 や貯蔵に水素吸蔵合金を用いれば取り扱いは容易となるが、 現在知られている水 素吸蔵合金はいずれも希少な金属であるため非常に高価であり、 水素の輸送ゃ貯 蔵のための手段をすベて水素吸蔵合金を用いて構成するという方法も実現が困難 である。 いずれの方法で水素の輸送や貯蔵を行なうにしても、 水素を燃料として 直接電気自動車に供給するためには、 安定した水素の流通体制を新たに確立する 必要がある。
原燃料としてメタノールなどの炭化水素を電気自動車に積載する場合には、 原 燃料を改質する課程で一酸化炭素や窒素酸化物などの有害物質を微量ながら生じ てしまうという問題がある。 特に一酸化炭素は、 環境を汚染するだけでなく、 燃 料電池の触媒に吸着して電池反応を阻害してしまうという不都合を生じる。 また、 改質器で原燃料を改質しながら走行する構成の電気自動車では、 負荷の大きさ （走 行状態） に応じて燃料電池と改質器の運転状態を調節し、 燃料電池に供給する燃 料の量と燃料電池における発電量とを増減する必要があり、 制御が複雑になる。 さらに、 上記負荷の大きさに応じて改質器の運転状態を調節するため、 改質器で 進行する改質反応の効率は必ずしも最適な状態とはならず、 エネルギが無駄にな るおそれがある。 また、 原燃料の改質反応においては所定量の二酸化炭素が生じ てしまうが、 このように所定量の二酸化炭素を含有する水素リッチガスを燃料ガ スとして用いる場合には、 純度の高い水素を燃料ガスとして用いる場合に比べて 燃料電池における電気化学反応の効率が低下してしまうおそれがある。
本発明の水素製造供給装置および電気自動車は、 こうした問題を解決し、 燃料 に関して特別な流通体制の新たな確立を要することなく、 環境を汚染しない水素 をより手軽に取り扱って燃料として電気自動車に積載することを目的としている。 発明の開示
本発明の水素製造供給装置は、
水素を貯蔵することが可能な燃料貯蔵手段と、 貯蔵された水素を燃料ガスとし て用いる燃料電池とを搭載する電気自動車に、 水素を供給する水素製造供給装置 であって、
原燃料を改質して水素リッチガスを生成する改質手段と、
前記改質手段で生成した水素リツチガスから水素を分離する水素純化手段と、 前記水素純化手段で分離した水素を、 前記燃料貯蔵手段に供給する水素供給手 段と
を備えることを要旨とする。
以上のように構成された本発明の水素製造供給装置は、 原燃料を改質して水素 リッチガスを生成し、 生成した水素リッチガスから水素を分離し、 この水素を、 水素を燃料ガスとして用いる燃料電池と共に電気自動車に搭載された水素を貯蔵 可能な燃料貯蔵手段に供給する。
このような水素製造供給装置によれば、 水素を燃料ガスとして要する燃料電池 を搭載する電気自動車に水素を供給するために、 新たに水素の流通体制を確立す る必要がなく、 原燃料の入手が可能であれば任意の場所において水素を製造し、 製造した水素を電気自動車に供給することが可能となる。 また、 本発明の水素製 造供給装置によれば、 電気自動車が搭載する燃料電池に供給する燃料ガスとして 純度の高い水素を用いることができる。 原燃料を改質した水素リツチガスは所定 量の二酸化炭素等を含有するが、純度の高い水素を燃料ガスとして用いるならば、 前記水素リツチガスを燃料ガスとして用いる場合に比べて燃料電池における電気 化学反応の効率を向上させることができ、 高いエネルギ効率を実現できる。
本発明の水素製造供給装置において、
前記燃料貯蔵手段は、 水素吸蔵合金を備え、 該水素吸蔵合金に水素を吸蔵させ ることによって水素を貯蔵し、
前記水素供給手段によって前記燃料貯蔵手段に水素を供給する際に、 前記水素 吸蔵合金が水素を吸蔵するのに伴って前記燃料貯蔵手段で生じる熱によって昇温 した所定の流体を、 前記電気自動車よリ取リ出す流体取り出し手段をさらに備え ることとしても良い。
このような水素製造供給装置では、 この水素製造供給装置から前記電気自動車 が備える燃料貯蔵手段に供給された水素は、 前記燃料貯蔵手段において水素吸蔵 合金に吸蔵されることによって貯蔵される。 このとき、 水素吸蔵合金が水素を吸 蔵する際に生じる熱によって所定の流体が昇温され、 昇温した所定の流体は、 水 素製造供給装置が備える流体取リ出し手段によつて前記電気自動車より取り出さ れる。 従って、 電気自動車に水素を供給する際に燃料貯蔵手段において生じた熱 を、 電気自動車および水素製造供給装置の外部に取り出して利用することが可能 となる。
ここで、 前記改質手段は、 前記流体取り出し手段によって取り出した前記流体 から得られる熱を、 前記原燃料の改質反応に利用可能とする構成も好ましい。 このような構成とすれば、 電気自動車に水素を供給する際に燃料貯蔵手段にお いて生じた熱を、 前記改質手段で進行する前記原燃料の改質反応に利用すること ができる。 ここで、 改質反応への利用の方法としては、 前記流体として水を用い、 前記燃料貯蔵手段に生じた熱によって昇温したこの水を前記原燃料に加えて改質 反応に供する方法を挙げることができる。 このような場合には、 前記燃料貯蔵手 段に生じた熱を無駄にしてしまうことがなく、 また、 改質反応に先立って水を添 加された前記原燃料を蒸発 ·加熱するために要する熱を削減することができる。 また、 本発明の水素製造供給装置において、
前記水素純化手段で分離した水素を貯蔵する水素貯蔵手段と、
該水素貯蔵手段に貯蔵された水素量を検出する水素量検出手段と、
該水素量検出手段が検出した水素量に応じて前記改質手段および前記水素純化 手段の動作を制御して、 前記水素貯蔵手段に貯蔵される水素量が所定量となるよ うにする水素貯蔵量制御手段と をさらに備えることとしても良い。
このような構成の水素製造供給装置は、 水素を製造して水素貯蔵手段に貯蔵す る際に、 該水素貯蔵手段に貯蔵された水素量を検出し、 この検出した水素量に応 じて前記改質手段および前記水素純化手段の動作を制御して、 前記水素貯蔵手段 に貯蔵される水素量が所定量となるようにする。 従って、 所定量の水素を予め製 造して貯蔵しておくことができ、 電気自動車に水素を供給する際に、 必要量の水 素を速やかに電気自動車に供給することができる。
また、 本発明の水素製造供給装置において、
前記電気自動車が備える燃料貯蔵手段における水素残量に関する情報を入力す るための水素残量入力手段と、
該水素残量入力手段によって入力された前記水素残量に関する情報に基づいて、 前記改質手段および前記水素純化手段の動作を制御して所定量の水素を生成させ て、 該所定量の水素を前記水素供給手段を介して前記燃料貯蔵手段に供給する水 素供給量制御手段と
を備えることとしても良い。
このような構成の水素製造供給装置は、 水素を前記電気自動車に供給する際に、 前記電気自動車が備える燃料貯蔵手段における水素残量に関する情報を入力し、 該水素残量入力手段によって入力された前記水素残量に関する情報に基づいて、 前記改質手段および前記水素純化手段の動作を制御して所定量の水素を生成させ て、 該所定量の水素を前記水素供給手段を介して前記燃料貯蔵手段に供給する。 従って、 水素製造供給装置と電気自動車の所定の箇所を接続して水素製造供給装 置の運転を開始すれば、 必要量の水素を製造することができ、 電気自動車の燃料 貯蔵手段における水素の貯蔵を完了することができる。
上記した本発明の水素製造供給装置において、
前記原燃料としては、 炭化水素を主成分とする商用ガスを用い、
該商用ガスの配管に接続して前記原燃料を取り込み可能にする接続手段をさら に備える構成も好適である。
このような構成とすれば、 水素を製造するための原燃料として、 炭化水素を主 成分とする商用ガスを用いるため、 原燃料の入手が非常に容易となる。 例えば、 各家庭において原燃料を入手することが可能となる。 従って、 この商用ガスが配 管されている任意の場所において、 本発明の水素製造供給装置を用いた水素の製 造が可能となリ、 電気自動車への水素の供給を行なうことができる。
本発明のコネクタは、
水素を貯蔵することが可能な燃料貯蔵手段と、 貯蔵された水素を燃料ガスとし て用いる燃料電池とを搭載する電気自動車に、 水素を供給するための水素供給装 置を接続するためのコネクタであって、
前記燃料貯蔵手段に前記水素供給装置からの水素を供給するための水素供給路 を前記電気自動車と前記水素供給装置との間で連通させる第 1の連通手段と、 前記燃料貯蔵手段における水素残量に関する情報を前記水素供給装置に伝える ための信号線を前記電気自動車と前記水素供給装置との間で連通させる第 2の連 通手段と
を備えることを要旨とする。
以上のように搆成された本発明のコネクタは、 水素を貯蔵することが可能な燃 料貯蔵手段と、 貯蔵された水素を燃料ガスとして用いる燃料電池とを搭載する電 気自動車に、 水素を供給するための水素供給装置を接続するために用いられる。 このようなコネクタを用いて両者を接続すると、 前記燃料貯蔵手段に前記水素供 給装置からの水素を供給するための水素供給路と、 前記燃料貯蔵手段における水 素残量に関する情報を前記水素供給装置に伝えるための信号線とが、 前記電気電 気自動車と前記水素供給装置との間で連通される。 なお、 このようなコネクタは、 水素供給装置あるいは電気自動車のどちら側に取り付けて用いるものであっても よく、 あるいは両者にそれぞれ取り付けて両者を接続することとしてもよい。 このようなコネクタによれば、 このコネクタを前記電気自動車の所定の接続箇 所に接続するだけで、水素供給路および信号線の接続を同時に行なうことができ、 電気自動車に水素を供給する際の操作性を向上させることができる。
ここで、 上記所定の水素供給装置と前記電気自動車との間で水素以外の所定の 流体がやリ取リされる場合には、 この所定の流体をやり取リするための流体流路 も、 上記水素供給路および上記信号線と同時に接続される構成も好ましい。 この ような構成とすれば、 コネクタを用いて前記電気自動車と前記水素供給装置とを 接続するという簡便な操作によって、 水素以外の流体の流路も、 上記前記電気自 動車と前記水素供給装置との間で容易に接続できる。
本発明の第 1の電気自動車は、
水素を燃料ガスとして用いる燃料電池を搭載し、 該燃料電池から得られる電力 によって車両としての駆動力を得る電気自動車であって、
水素吸蔵合金を備え、 該水素吸蔵合金に水素を吸蔵させることによつて前記燃 料ガスとしての水素を貯蔵する燃料貯蔵手段と、
該燃料貯蔵手段が水素の供給を受ける際に、 前記水素吸蔵合金が水素を吸蔵す るのに伴って前記燃料貯蔵手段で生じる熱によって、 所定の流体を昇温させる流 体昇温手段と、
該流体昇温手段によつて昇温した流体を、 前記電気自動車外部に導く熱放出手 段と
を備えることを要旨とする。
以上のように構成された本発明の第 1の電気自動車は、 車両としての駆動力を 得るために燃料電池から電力の供給を受ける際、 水素を燃料ガスとして用いる。 この水素の貯蔵は、 燃料貯蔵手段が備える水素吸蔵合金に水素を吸蔵させること によって行なう。 水素を貯蔵する際には、 水素吸蔵合金に水素を吸蔵させること によって生じた熱によって所定の流体を昇温させ、 この昇温した流体を電気自動 車外部に導く。 このような構成の電気自動車によれば、 水素吸蔵合金に水素を吸 蔵させることによって生じた熱を電気自動車外部で利用することが可能となる。 本発明の第 2の電気自動車は、
水素を燃料ガスとして用いる燃料電池を搭載し、 該燃料電池から得られる電力 によって車両としての駆動力を得る電気自動車であって、
前記燃料ガスとしての水素を貯蔵する燃料貯蔵手段と、
該燃料貯蔵手段における水素残量を検出する水素残量検出手段と、
該水素残量検出手段が検出した水素残量に関する情報を、 前記燃料貯蔵手段に 水素を供給する所定の水素供給装置に対して伝達する水素残量伝達手段と を備えることを要旨とする。
以上のように構成された本発明の第 2の電気自動車は、 車両としての駆動力を 得るために燃料電池から電力の供給を受ける際、 水素を燃料ガスとして用いる。 この水素を電気自動車が備える燃料貯蔵手段に貯蔵する際には、 該燃料貯蔵手段 における水素残量を検出し、 検出した水素残量に関する情報を、 前記燃料貯蔵手 段に水素を供給する所定の水素製造供給装置に伝達する。
このような構成の電気自動車によれば、 所定の水素製造供給装置を用いて水素 の供給を行なう際に、 前記燃料貯蔵手段における水素残量に応じた量の水素を前 記水素製造供給装置から前記燃料貯蔵手段に供給させることができる。 従って、 使用者は燃料貯蔵手段への水素の供給状態をモニタすることなく、 前記水素製造 供給装置を自動運転させることによって、 充分量の水素を燃料貯蔵手段に貯蔵す ることが可能となる。
本発明の水素製造供給方法は、
燃料ガスである水素を貯蔵可能な燃料貯蔵手段を備える電気自動車に、 水素を 供給する水素製造供給方法であつて、
炭化水素を主成分とする商用ガスを原燃料とし、 該原燃料を改質して水素リッ チガスを生成し、
該水素リツチガスから水素を分離し、
該水素を、 前記燃料貯蔵手段に供給する
ことを要旨とする。
このような構成の水素製造供給方法によれば、 水素を燃料ガスとして要する燃 料電池を搭載する電気自動車に水素を供給するために、 新たに水素の流通体制を 確立する必要がなく、 原燃料の入手が可能であれば任意の場所において水素を製 造し、 製造した水素を電気自動車に供給することが可能となる。 また、 本発明の 水素製造供給方法によれば、 電気自動車が搭載する燃料電池に供給する燃料ガス として純度の高い水素を用いることができる。 原燃料を改質した水素リツチガス は所定量の二酸化炭素等を含有するが、 純度の高い水素を燃料ガスとして用いる ならば、 前記水素リツチガスを燃料ガスとして用いる場合に比べて燃料電池にお ける電気化学反応の効率を向上させることができ、 高いエネルギ効率を実現でき る。
本発明の電気自動車システムは、
水素を燃料ガスとして用いる燃料電池を搭載し、 該燃料電池から得られる電力 によって車両としての駆動力を得る電気自動車と、 原燃料を改質して水素を生成 し、 生成した水素を前記燃料ガスとして前記電気自動車に供給する水素製造供給 装置とを備える電気自動車システムであって、
前記電気自動車は、
水素吸蔵合金を備え、 該水素吸蔵合金に水素を吸蔵させることによって前記 燃料ガスとしての水素を貯蔵する燃料貯蔵手段と、
前記燃料貯蔵手段が水素の供給を受ける際に、 前記水素吸蔵合金が水素を吸 蔵するのに伴って生じる熱を、 所定の流体を介して前記電気自動車外部に排出す る熱排出手段とを備え、
前記水素製造供給装置は、
該水素製造供給装置から前記電気自動車に水素を供給する際には、 前記電気 自動車の前記熱排出手段が前記所定の流体を介して排出した熱を利用して、 前記 原燃料の改質を行なう改質手段を備える構成も好ましい。
このような構成とすれば、 電気自動車が備える燃料貯蔵手段において水素吸蔵 合金が水素を吸蔵することによって生じた熱を、 水素製造供給装置において前記 原燃料の改質反応に利用することが可能となり、 前記改質反応で要するエネルギ を削減することが可能となる。 発明の他の態様
本発明は、 以下のような他の態様をとることも可能である。 すなわち、 第 1の 他の態様としては、
本発明の水素製造供給装置において、
外部から水の供給を受ける水流路と、 前記水素製造供給装置内の所定の高温部において昇温された所定の流体の供給 を受ける流体流路と、
前記水流路を流れる水と、 前記流体流路を流れる前記昇温された所定の流体と の間で熱交換を行なう熱交換部と、
前記熱交換部において前記流体と熱交換することによって昇温した前記水流路 を流れる水を、 前記水素製造供給装置外に取り出す熱利用手段と
を備える構成を挙げることができる。
このような構成の水素製造供給装置は、 外部から水の供給を受け、 前記水素製 造供給装置内の所定の高温部において昇温された所定の流体と外部から供給され た水との間で熱交換を行ない、 熱交換することによって昇温した水を前記水素製 造供給装置外に取り出す。 従って、 水素製造供給装置内で発生する熱を水素製造 供給装置の外部で利用することが可能となる。 すなわち、 水素製造供給装置内で 発生する熱量のうち無駄に廃棄されてしまう熱量 （廃熱） を削減してエネルギを 有効に利用することが可能となる。
また、 第 2の他の態様としては、 本発明の水素製造供給装置において、 該水素製造供給装置を形成する本体部は、 その外表面に、 該水素製造供給装置 の持ち運びを容易にする所定の持ち手部を備え、
前記水素製造供給装置内に水素の製造に要する前記原燃料などを導入する導入 手段は、 該導入手段における外部との接続部において着脱可能に構成されている 構成を挙げることができる。
このような構成の水素製造供給装置は、 前記導入手段において、 水素の製造に 要する前記原燃料などを供給する外部と切り離すことができるため、 前記持ち手 部を利用することによって容易に持ち運ぶことが可能となる。 これによつて、 水 素の製造に要する前記原燃料などが得られるならば、 任意の場所に水素製造供給 装置を移動して水素の製造や電気自動車への水素の供給を行なうことが可能とな る。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の好適な一実施例である水素製造供給装置 1 0の構成を例示す るブロック図、
図 2は、 水素製造供給装置 1 0の外観を表わす斜視図、
図 3は、 水素製造供給装置 1 0の内部の様子を表わす説明図、
図 4は、 水素製造供給装置 1 0から水素の供給を受ける電気自動車 9 0の構成 を表わすブロック図、
図 5は、 水素純化器 4 0の構成を表わす断面模式図、
図 6は、 単セル 1 0 8の構成を表わす断面模式図、
図 7は、 水素製造供給装置 1 0が水素を製造して貯蔵する量を制御する動作を 表わすフローチヤ一卜、
図 8は、 水素製造供給装置〗 0が電気自動車 9 0に供給する水素量を制御する 方法を表わすフローチヤ一卜、
図 9は、 第 2実施例の水素製造供給装置 1 O Aの構成を表わすブロック図、 図 1 0は、 第 2実施例の電気自動車 9 0 Aの構成を表わすブロック図、 図 1 1は、 第 3実施例の水素製造供給装置 1 0 Bの構成を表わすブロック図、 図 1 2は、 第 3実施例の電気自動車 9 0 Bの構成を表わすブロック図、 図 1 3は、 第 4実施例の水素製造供給装置 1 0 Cの構成を表わすブロック図、 図 1 4は、 第 5実施例の水素製造供給装置 1 0 Dの構成を表わすブロック図、 図 1 5は、 第 5実施例の電気自動車 9 0 Dの構成を表わすブロック図、 図 1 6は、 第 6実施例の水素製造供給装置 1 0 Eの構成を表わすブロック図、 図 1 7は、 第 7実施例の水素製造供給装置 1 0 Fの構成を表わすブロック図、 図 1 8は、 水素製造供給装置 1 O Fが、 製造する水素量および電気自動車 9 0 Aに供給する水素量を制御する方法を表わすフローチヤ一卜、
図 1 9は、 第 8実施例の水素製造供給装置 1 0 Gの構成を表わすブロック図で ある。 発明を実施するための最良の形態
以上説明した本発明の構成 ·作用を一層明らかにするために、 以下本発明の実 施の形態を実施例に基づき説明する。 図 1は、 本発明の好適な一実施例である水 素製造供給装置 1 0の構成を例示するブロック図、 図 2は、 水素製造供給装置 1 0の外観を表す模式図、 図 3は、 水素製造供給装置 1 0の内部の様子を模式的に 表わす説明図、 図 4は、 水素製造供給装置 1 0から水素の供給を受ける電気自動 車 9 0の構成を例示するブロック図である。
水素製造供給装置 1 0は、 水素を生成する構成を内部に備えた本体部 8 0と、 この本体部 8 0から外部に延びる 3本のチューブ （接続チューブ 8 2、 ガス導入 チューブ 8 4、 水導入チューブ 8 6 ) を備えており、 都市ガスの供給を受けてこ れを改質し、 水素を製造する。 接続チューブ 8 2は、 先端にコネクタ 7 0を備え 内部には水素供給路 2 2を形成している。 ガス導入チューブ 8 4は、 先端にガス 接続口 1 1を備え内部には都市ガス供給管 1 2を形成している。 水導入チューブ 8 6は、 先端に水接続口 2 6を備え内部には水供給路 2 7を備えている。 また、 電気自動車 9 0は、 水素製造供給装置 1 0から供給された水素を貯蔵する燃料夕 ンク 9 2と、 燃料タンク 9 2から水素を供給され、 この水素を燃料ガスとして発 電を行なう燃料電池 1 0 0とを備える。 燃料電池 1 0 0から得られる電力は、 電 気自動車 9 0が備えるモータ 1 4 0を駆動して電気自動車 9 0を走行可能にする。 なお、 コネクタ 7 0は、 電気自動車 9 0の所定の位置に設けられたコネクタ受け 部 1 1 0と接続可能となっている。
まず最初に、 図 1ないし図 3に基づいて水素製造供給装置 1 0について説明す る。 水素製造供給装置 1 0は、 ガス接続口 1 1 , 脱硫器 2 0 , 蒸発 '加熱器 2 5 , 改質器 3 0， 水素純化器 4 0， コンプレッサ 5 0， アキュムレータ 5 5， 制御部 6 0， コネクタ 7 0， 水接続口 2 6を主な構成要素とする。 この水素製造供給装 置 1 0は、 ガス接続口 1 1を介して都市ガスを取り込み、 これを改質して水素リ ツチガスとし、 さらに水素リッチガスから水素を分離し、 生成した水素を所定量 蓄積して電気自動車 9 0に対して供給可能に準備する。 以下に、 水素製造供給装 置 1 0を構成する各構成要素について説明する。
ガス接続口 1 1は、 本発明の水素製造供給装置 1 0の内部に都市ガスを導入す る都市ガス供給管 1 2の端部に設けられた構造であり、 各家庭に供給される都市 ガス （天然ガス） の配管に安定して接続可能な形状を備えている。 すなわち、 こ のガス接続口 1 1を上記都市ガス配管の端部に設けられた所定の構造に接続する ことによって、 必要量の都市ガスを安全に水素製造供給装置 1 0に対して供給す ることが可能となる。 ガス接続口 1 1から取り込まれた都市ガスは、 都市ガス供 給管 1 2を介して脱硫器 2 0に供給される。 この都市ガス供給管 1 2は、 ガス接 続口 1 1 と脱硫器 2 0とを結ぶ管状構造であり、 その主要部を既述したガス導入 チューブ 8 4内に形成している。 使用者は、 このガス接続口 1 1を上記都市ガス 配管の端部に設けられた所定の構造に接続し、 都市ガス配管の端部付近に設けら れた所定のバルブを開状態とすることによって、 水素製造供給装置 1 0に都市ガ スを供給可能な状態に準備することができる。 ガス接続口 1 1 には、 図示しない 電磁弁が設けられており、 この電磁弁の開閉状態は制御部 6 0の制御を受ける。 水素製造供給装置 1 0に設けられた所定のスター卜スィッチを介して始動の指示 が入力されると、 制御部 6 0に制御されて上記電磁弁は開状態となり、 水素製造 供給装置 1 0への都市ガスの供給が開始される。 必要量の水素が製造されると、 同じく制御部 6 0に制御されて上記電磁弁は閉状態となり、 水素製造供給装置 1 0への都市ガスの供給が停止される。
脱硫器 2 0は、 供給された都市ガス中に付臭剤として添加されているメルカプ タン等の硫黄分の除去を行う装置である。 この脱硫器 2 0には、 既述したように 上記ガス接続口 1 1および都市ガス供給管 1 2を介して都市ガスが供給される。 硫黄分は、 改質器 3 0が備える触媒の活性を低下させて改質反応を阻害してしま うため、 水素製造供給装置 1 0においては、 改質器 3 0に先だって脱硫器 2 0を 設けてこの硫黄分の除去を行なう。 上記ガス接続口 1 1から都市ガス供給管 1 2 を介して供給された都市ガスは、 上記触媒表面を通過する際に硫黄分が除去され て脱硫ガスとなり、 この脱硫ガスは脱硫ガス供給管 1 4を介して蒸発，加熱器 2 5に供給される。
蒸発 ·加熱器 2 5は、 上記脱硫器 2 0によって硫黄分が除去された脱硫ガスを 水と共に気化して、 改質反応に適した温度に加熱する。 脱硫ガス供給管 1 4には 水供給路 2 7が接続しており、 改質反応で必要な水を脱硫ガスに加える。 ここで、 水供給路 27は、 水接続口 26と脱硫ガス供給管 1 4とを結ぶ流路であり、 水接 続口 26を介して所定の水道配管から水の供給を受ける。 蒸発 ·加熱器 25には 図示しない加熱装置が設けられており、 蒸発 ·加熱器 25の内部温度は 600°C 〜800°Cに昇温されている。 蒸発■加熱器 25で気化され昇温された脱硫ガス と水蒸気との混合気体は、 混合気体供給管 1 5を介して改質器 30における改質 反応に供される。
ここで、 蒸発，加熱器 25に備えられた加熱装置には、 都市ガス供給管 1 2か ら分岐する都市ガス分岐路 1 6および水素純化器 40から配管された改質排ガス 路 1 9を介して、 加熱のための燃料が供給可能となっている。 蒸発 ·加熱器 25 が備える加熱装置は、 これら都市ガス分岐路 1 6から供給される都市ガスおよび 改質排ガス路 1 9から供給される改質排ガスを燃焼させることによって、 蒸発 - 加熱器 25内部を上記所定の温度に昇温させている。 なお、 改質排ガス路 1 9か ら供給される改質排ガスについては後に詳しく説明する。
改質器 30は、 混合気体供給管 1 5を介して上記蒸発 ·加熱器 25から供給さ れた高温の脱硫ガスを改質して、 水素リッチガスを生成する。 以下に、 改質器 3 0で行なわれる改質反応として、 上記都市ガスの主成分であるメタンに関する改 質反応を示す。
C H 4 + H 20 → CO + 3 H 2 ■·· (1 )
CO + H 20 → C02 + H 2 - (2)
C H 4 + 2 H 20 → C02 + 4 H 2 ··· (3)
改質器 30で進行する改質反応としては、 （1 ) 式に示すメタンの分解反応と、 (2) 式に示す一酸化炭素の変成反応とが同時に進行し、 全体として （3) 式の 反応が起こって二酸化炭素を含有する水素リッチガスが生成される。 上記 （1 ) 式の反応は吸熱反応、 （2) 式の反応は発熱反応であって、 反応全体を表す （3) 式の反応は吸熱反応である。 改質器 30には図示しない加熱装置が設けられてお リ、 改質器内部を 600〜800°Cに昇温して上記改質反応を進行させている。 既述したように、 改質器 30に供給される混合気体は予め 600〜800°Cに昇 温されているため、 このような混合気体が改質器 30に供給されると速やかに改 質反応が進行する。 改質器 3 0には、 改質触媒 （例えば、 ニッケル、 ルテニウム 触媒） を坦持したアルミナペレツ卜が充填されている。 上記混合気体供給管 1 5 を介して改質器 3 0に導入された混合気体は上記改質触媒と接触し、 改質触媒表 面では既述した （〗） 式ないし （3 ) 式で表わした改質反応が進行する。 改質反 応の進行に伴って水素と二酸化炭素が生成され、 この水素リツチな改質ガスは改 質ガス供給管 1 1を介して水素純化器 4 0に供給される。
なお、 改質器 3 0の内部温度を上記所定の温度に昇温する加熱装置には、 既述 した蒸発，加熱器 2 5が備える加熱装置と同様に、 都市ガス供給管 1 2から分岐 する都市ガス分岐路 1 6および水素純化器 4 0から配管された改質排ガス路 1 9 を介して、 加熱のための燃料が供給可能となっている。 改質器 3 0が備える加熱 装置は、 これら都市ガス分岐路 1 6から供給される都市ガスおよび改質排ガス路 1 9から供給される改質排ガスを燃焼させることによって、 改質器 3 0内部を上 記所定の温度に昇温させている。
ここで、 改質器 3 0および上記蒸発 ·加熱器 2 5が備える加熱装置に都市ガス を供給する都市ガス分岐路 1 6には、 電磁バルブ 1 6 Aが設けられており、 この 電磁バルブ 1 6 Aの開放状態を制御することによって、 改質器 3 0および上記蒸 発 ·加熱器 2 5が備える加熱装置に必要量の都市ガスを供給可能となっている。 なお、 上記加熱装置においては、 本実施例の水素製造供給装置 1 0の始動時には、 都市ガス分岐路 1 6から供給される都市ガスだけを用いて加熱が行われる。 水素 製造供給装置 1 0の始動後、 所定時間の後に、 後述する改質排ガスが水素純化器 4 0から充分量排出されるようになると、 上記電磁バルブ 1 6 Aの開放状態が制 御されて、 加熱装置での燃焼のための燃料の大部分が都市ガスから改質排ガスに 切り替えられる。
改質器 3 0および既述した脱硫器 2 0には、 既述したように、 それぞれ改質触 媒および脱硫触媒を坦持したアルミナペレットが充填されているが、 改質器 3 0 および脱硫器 2 0をハニカムチューブで構成し、 ハニカムチューブ表面に上記触 媒を付着させる構成としてもよい。 これら改質器 3 0および脱硫器 2 0の大きさ や、 改質器 3 0および脱硫器 2 0が備える触媒量は、 水素製造供給装置 1 0に供 .
16 給される都市ガスの圧力の下で、 充分な効率で反応が進行するよう設定されてい る。
水素純化器 4 0は、 改質器 3 0で生成された改質ガス中の水素を分離して純度 の高い水素を生成する装置である。 図 5に本実施例の水素純化器 4 0の構成を例 示する。 水素純化器 4 0は、 ケース本体 4 1内部に水素分離膜 4 2を備えており、 ケース本体 4 1 と水素分離膜 4 2との間に外側スペース 4 3を形成し、 水素分離 膜 4 2内部に内側スペース 4 4を形成している。
この水素純化器 4 0は、 水素分離膜 4 2を構成するパラジウムまたはパラジゥ 厶合金が水素を選択的に透過する性質を利用して、 水素を分離する装置である。 水素分離膜 4 2は、 多孔質セラミックスあるいは多孔質ガラス等からなる基材膜 上に、 パラジウムまたはパラジウム合金からなる皮膜を形成したものである。 上 記基材膜は、 水素分離膜 4 2に機械的強度を付加する働きを有する。 パラジウム またはパラジウム合金からなる皮膜は、 無電解めつきと電解めつきとを組み合わ せるなどの周知の方法によって、 ピンホールのない緻密な膜として形成されてい る。
改質ガスは、 上記改質ガス供給管〗 7に接続する管路 4 5 aを介して、 所定の 圧力にて外側スペース 4 3に供給される。 外側スペース 4 3に供給された改質ガ ス中の水素は、 水素分離膜 4 2を選択的に透過し、 基材膜を形成する多孔質体か らなる層を通過して内側スペース 4 4に移行する。 このように水素分離膜 4 2を 透過した水素は、 内側スペース 4 4の端部に設けられた管路 4 5 cから水素純化 器 4 0外へ排出される。 管路 4 5 cは水素供給路 1 8に接続しており、 水素純化 器 4 0で分離された水素は、 この水素供給路 1 8を介してコンプレッサ 5 0に送 られる。 このとき、 すべての水素が水素分離膜 4 2を透過するわけではなく、 透 過することなく残った水素と水素分離膜 4 2を透過できない水素以外の成分は、 改質排ガスとして管路 4 5 bを介して水素純化器 4 0外に排出される。 水素純化 器 4 0に改質ガスを供給して上記水素分離膜 4 2を通過させることによって、 改 質ガスに含まれる水素の 7 0 %程度を純水素として分離することができる。 また、 管路 4 5 bから水素純化器 4 0外に排出された改質排ガスは、 既述した改質排ガ ス路 1 9を経由して蒸発 ·加熱器 2 5および改質器 3 0の加熱装置に供給され、 燃焼のための燃料となる。
本実施例の水素製造供給装置 1 0では、 都市ガスと上記改質排ガスとを蒸発 · 加熱器 2 5と改質器 3 0との両方に供給し、 加熱のための燃料として用いた。 こ こで、 蒸発，加熱器 2 5において、 充分に上記混合ガスを加熱し、 充分に昇温し た混合ガスを改質器 3 0に供給する構成とするならば、 改質器 3 0には上記加熱 装置を設けず、 改質器 3 0内部は積極的には加熱を行わない構成としてもよい。 すなわち、 都市ガス分岐路 1 6から供給される都市ガスおよび改質排ガス路 1 9 から供給される改質排ガスは、 改質器 3 0には供給せず、 蒸発 ·加熱器 2 5にだ け供給することとし、 改質器 3 0では、 供給される混合ガス自身が持ち込む熱に よつて改質反応を行なうこととしてもよい。
水素純化器 4 0で改質ガスから分離された水素が排出される水素供給路 1 8は コンプレッサ 5 0に接続しており、 このコンプレッサ 5 0によって加圧された水 素は、 加圧ガス路 2 1を介してアキュムレータ 5 5に供給される。 コンプレッサ 5 0は、 アキュムレータ 5 5内に水素を貯蔵可能となる充分な圧力を水素に付加 して、 水素をアキュムレータ 5 5に供給する。 アキュムレータ 5 5に水素を充填 するためにこの水素に対してコンプレッサ 5 0が加えるべき圧力は、 アキュ厶レ 一夕 5 5内の水素貯蔵量によって定まる。 そこでコンプレッサ 5 0は、 アキュ厶 レータ 5 5内の水素貯蔵量に関する情報を入力する制御部 6 0に接続して、 その 駆動量の制御を受ける。
アキュムレータ 5 5は、 水素を加圧して貯蔵する装置であり、 圧力センサ 5 6 を備えている。 圧力センサ 5 6はアキュムレータ 5 5内の圧力を検知し、 検知さ れた圧力はアキュムレータ 5 5内の水素貯蔵量に関する情報として制御部 6 0に 入力される。 既述したように、 アキュムレータ 5 5への水素の貯蔵は、 コンプレ ッサ 5 0によって水素を加圧することによって行なわれるが、 その際の加圧の量 は、 この圧力センサ 5 6が検知した情報を基にして制御部 6 0によって制御され る。 なお、 このアキュムレータ 5 5に貯蔵可能な水素量は、 電気自動車 9 0が備 える後述する燃料タンク 9 2が貯蔵可能な水素量以上の量となっている。 また、 アキュムレータ 5 5から水素の供給を受ける水素供給路 2 2には、 アキュ厶レー タ 5 5との接続部付近にバルブ 5 8が設けられており、 このバルブ 5 8は、 制御 部 6 0の制御の下で開放状態を調節されて、 水素供給路 2 2を介して電気自動車 9 0に供給する水素の流量を制御している。 さらに、 アキュムレータ 5 5には、 供給水素量モニタ 5 7が設けられており、 電気自動車 9 0の燃料タンク 9 2に水 素を供給する際にアキュムレータ 5 5から水素供給路 2 2へ排出される水素流量 と時間とを積算している。 供給水素量モニタ 5 7が積算した値は制御部 6 0に入 力され、 電気自動車 9 0の燃料タンク 9 2に供給された水素量が算出される。 あ るいは、 供給水素量モニタ 5 7は、 アキュムレータ 5 5内に充分量の水素が貯蔵 されているときの圧力センサ 5 6の検出値と、 所定の時点での圧力センサ 5 6の 検出値の差から、 電気自動車 9 0の燃料タンク 9 2に供給された水素量を算出す ることとしても良い。
制御部 6 0は、 マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、 C P U 6 2、 R O M 6 4、 R A M 6 6および入出力ポート 6 8からなる。 C P U 6 2は、 予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行する。 R O M 6 4には、 C P U 6 2で各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラム や制御データなどが予め格納されており、 R A M 6 6には、 同じく C P U 6 2で 各種演算処理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きされる。 入出 力ポー卜 6 8は、 蒸発 ·加熱器 2 5や改質器 3 0に設けた図示しない温度センサ や、 圧力センサ 5 6などからの検出信号を入力すると共に、 C P U 6 2での演算 結果に応じて、 ガス接続口 1 1やコンプレッサ 5 0などに駆動信号を出力して水 素製造供給装置 1 0を構成する各部の駆動状態を制御する。
コネクタ 7 0は、 水素製造供給装置 1 0と電気自動車 9 0とを接続するための 構造である。 既述したように、 コネクタ 7 0は、 水素製造供給装置 1 0の本体部 8 0から延びる接続チューブ 8 2の先端部に設けらており、 接続チューブ 8 2の 内部には、 水素供給路 2 2が形成されている。 コネクタ 7 0においては、 上記水 素供給路 2 2の端部構造として水素流路接続部 7 6が設けられている。 電気自動 車 9 0には、 このコネクタ 7 0に対応するコネクタ受け部〗 1 0が設けられてお り、 コネクタ受け部 1 1 0には水素流路接続部 7 6に対応する水素流路接続部 1 1 6が設けられている。 コネクタ 7 0とコネクタ受け部 1 1 0とを接続すること によって、 水素流路接続部 7 6が水素流路接続部 1 1 6に接続されて、 水素供給 路 2 2が電気自動車 9 0側に連通し、 電気自動車 9 0に対して水素を供給するこ とが可能となる。
なお、 接続チューブ 8 2内には、 上記水素供給路 2 2の他に信号線 2 9が配設 されており、 コネクタ 7 0はこの信号線 2 9の端部構造である接続端子 7 8を備 えている。 この信号線 2 9は制御部 6 0と接続しており、 コネクタ 7 0を上記コ ネクタ受け部 1 1 0と接続して、 信号線 2 9と電気自動車 9 0側の後述する信号 線 1 1 9とを接続することによって、 水素製造供給装置 1 0と電気自動車 9 0と の間で所定の情報をやり取りすることが可能となる。 水素製造供給装置 1 0と電 気自動車 9 0との間でやり取りされる情報としては、 電気自動車 9 0の燃料タン ク 9 2内の水素量に関する情報や、 水素製造供給装置 1 0と電気自動車 9 0とが 相互に異常を監視するための情報などを挙げることができる。
水接続口 2 6は、既述した水導入チューブ 8 6の端部に設けられた構造であり、 水導入チューブ 8 6の内部に設けられた水供給路 2 7はこの水接続口 2 6におい て開口している。 水接続口 2 6は、 既述したように、 蛇口などの所定の構造にお いて水道配管と接続可能になっている。 一端を水接続口 2 6で開口する水供給路 2 7の他端は、 脱硫器 2 0で脱硫された脱硫ガスを蒸発 ·加熱器 2 5に供給する 脱硫ガス供給管〗 4に接続している。 水接続口 2 6には、 図示しない電磁弁が設 けられており、 この電磁弁の開閉状態は制御部 6 0の制御を受ける。 水素製造供 給装置 1 0に設けられた所定のスター卜スィッチによって水素製造供給装置 1 0 の始動の指示が入力されると、 制御部 6 0に制御されて上記電磁弁は所定のタイ ミングで開状態となり、 既述した脱硫ガス供給管 1 4を通過する脱硫ガスに対し て、 改質反応で要する水の供給が開始される。 水素製造供給装置 1 0における水 素の製造反応が進行し、 必要量の水素が製造されてアキュムレータ 5 5内に蓄え られると、 制御部 6 0に制御されて上記電磁弁は閉状態となり、 脱硫ガスへの水 の供給が停止される。 なお、 水素製造供給装置 1 0は、 商用電源に接続して必要な電力の供給を受け る図示しない所定の接続構造を備えている。 この接続構造を介して商用電源から 供給される電力は、 制御部 6 0の動作やコンプレッサ 5 0の駆動のために用いら れる。 あるいは、 水素製造供給装置 1 0は、 商用電源と接続して電力の供給を受 ける代わりに電池を備えることとし、 上記必要な電力を賄うこととしてもよい。 また、 水素製造供給装置 1 0には、 図 2に示すように、 持ち手部 8 1が側面の 所定の位置に設けられている。 図 2では片側だけを示したが、 実際には両側面に それぞれ一箇所ずつ持ち手部 8 1が設けられている。 従って、 ガス接続口 1 1， コネクタ 7 0， 水接続口 2 6をそれぞれ都市ガス配管， コネクタ受け部 1 1 0， 水道配管から取り外せば、 持ち手部 8 1を利用することによって水素製造供給装 置 1 0の持ち運びが容易となる。
以上、 水素製造供給装置 1 0の構成について説明したが、 次に図 4に基づいて、 水素製造供給装置 1 0から水素の供給を受ける電気自動車 9 0の構成について説 明する。 電気自動車 9 0は、 燃料タンク 9 2， 燃料電池 1 0 0， コネクタ受け部 1 1 0， 制御部 1 2 0を備え、 その他にモータ 1 4 0などの所定の車両構造を備 えている。 以下に、 電気自動車 9 0における本発明の要部に対応する構造につい て順次説明する。
燃料タンク 9 2は、 既述した水素製造供給装置 1 0から供給された水素を貯蔵 するものであり、 必要に応じて水素を燃料電池 1 0 0に供給する。 燃料タンク 9 2は、 その内部に水素吸蔵合金を備えており、 この水素吸蔵合金に吸蔵すること によって水素を貯蔵する構成となっている。 水素吸蔵合金は、 その種類によって、 水素吸蔵合金自身の重量、 吸蔵可能な水素量、 水素吸蔵時に発生する熱量、 水素 放出時に要する熱量、 取り扱い時に要する圧力等が異なる。 自動車車載用途とし ては、 比較的低温 （1 0 0 °C以下）、 低圧 （1 0 k g Z C m 2 以下） で水素の吸 蔵 ·放出が可能な合金を用いればよい （例えばチタン系合金または希土類系合金)。 この燃料タンク 9 2には、 水素を供給するための水素導入路 1 1 7と、 燃料タ ンク 9 2内の水素吸蔵合金から取り出された水素を燃料電池 1 0 0に導くための 燃料供給路 9 3が接続されている。 水素製造供給装置 1 0で製造された水素は、 既述したコネクタ 7 0に接続したコネクタ受け部 1 1 0および水素導入路 1 1 7 を介して燃料タンク 9 2内に供給され、 水素吸蔵合金に吸蔵されることによって 燃料タンク 9 2内に貯蔵される。 また、 燃料タンク 9 2内の水素吸蔵合金から放 出された水素は、 燃料供給路 9 3を介して燃料ガスとして燃料電池 1 0 0に供給 される。
燃料供給路 9 3にはバルブ 9 3 Aが設けられている。 このバルブ 9 3 Aは制御 部 1 2 0と接続しており、 制御部 1 2 0によってその開閉状態が制御される。 バ ルブ 9 3 Aの開放状態を調節することによって、 燃料電池 1 0 0に供給される燃 料ガス量を増減することができ、 これによつて燃料電池 1 0 0での発電量が制御 される。
さらに、 燃料供給路 9 3には加湿器 1 3 6が設けられており、 燃料供給路 9 3 を通過する燃料ガスを加湿している。 このように、 加湿器 1 3 6によって燃料ガ スを加湿することで、 燃料電池が備える後述する固体高分子膜が乾燥してしまう のを防いでいる。 本実施例の加湿器 1 3 6では、 多孔質膜を利用して燃料ガスの 加湿を行なっている。 すなわち、 燃料タンク 9 2から供給された燃料ガスと温水 とを所定の圧力の下で多孔質膜によって隔てることで、 所定量の水蒸気を温水側 から燃料ガス側へと多孔質膜を介して供給している。 ここで、 加湿に用いる温水 としては、 例えば燃料電池 1 0 0の冷却水を挙げることができる。 本実施例の燃 料電池 1 0 0は、 上述するように固体高分子型燃料電池であり、 運転温度を 8 0 〜 1 0 0 °Cの温度範囲に保っために周囲に冷却水を循環させている。 この燃料電 池 1 0 0によって昇温された温水を、 燃料ガスの加湿に利用することができる。 上記燃料夕ンク 9 2に水素を貯蔵する際には、 燃料夕ンク 9 2が備える水素吸 蔵合金が水素を吸蔵することによって発熱が起こる。 そこで燃料タンク 9 2は、 水素を貯蔵する際に生じる熱を排出する構造として熱交換部 9 6を備えている。 この熱交換部 9 6は、 内部に冷却水を循環させる冷却水路 1 1 5によって形成さ れており、 冷却水路 1 1 5は熱交換部 9 6とは異なる位置で放熱部 9 8を形成し ている。 熱交換部 9 6は、 燃料タンク 9 2の内部に冷却水路 1 1 5を配管したも のであり、 冷却水路 1 1 5内に水を循環させることによってこの冷却水と燃料夕 ンク 9 2との間で熱交換を行なう。 放熱部 9 8はラジェ一夕構造を備えており、 冷却水路 1 1 5を循環してきた冷却水からの放熱を促してこの冷却水を降温させ る。 水素吸蔵合金が水素を吸蔵することによって生じた熱で熱交換部 9 6におい て昇温した冷却水は、 上記放熱部 9 8で冷却され、 冷却水路を循環して再び熱交 換部 9 6で熱交換を行なう。 このような冷却水路 1 1 5を設け、 水素吸蔵合金に 水素を吸蔵させる際に生じる熱を取り出すことによって、 水素吸蔵合金への水素 の吸蔵を促すと共に燃料タンク 9 2が過度に発熱してしまうのを抑える。 冷却水 路 1 1 5にはポンプ 9 9が設けられており、 このポンプ 9 9は制御部 1 2 0の制 御を受けて冷却水路 1 1 5内で冷却水を循環させる。 なお、 本実施例では冷却水 路 1 1 5内に冷却水を循環させて燃料タンク 9 2を冷却する構成としたが、 水以 外の流体を循環させることによって冷却を行なうこととしてもよい。 また、 燃料 タンク 9 2の冷却を空冷によって行なうこととしても良い。
なお、 燃料タンク 9 2には加熱装置 9 5が設けられているが、 この加熱装置 9 5は、 水素吸蔵合金に吸蔵することによって加熱装置 9 5に蓄えた水素を燃料電 池 1 0 0に供給するために取り出す際に、 燃料タンク 9 2を加熱するための装置 であり、 後に詳しく説明する。
燃料タンク 9 2には、 さらに、 水素残量モニタ 9 7が設けられている。 水素残 量モニタ 9 7は、 燃料タンク 9 2から燃料電池 1 0 0へ供給された水素量と供給 時間とを積算するものであり、 この値を基に制御部 1 2 0は燃料タンク 9 2にお ける水素残量を演算する。 燃料タンク 9 2から燃料電池 1 0 0に供給された水素 量は、 燃料供給路 9 3を通過する水素の流量を直接測定する他、 燃料電池〗 0 0 からの出力などを基に間接的に推定することもできる。
燃料電池〗 0 0は、 固体高分子電解質型の燃料電池であり、 構成単位である単 セル 1 0 8を複数積層したスタック構造を有している。 燃料電池 1 0 0は、 陰極 側に水素からなる燃料ガスの供給を受け、 陽極側には酸素を含有する酸化ガスの 供給を受けて以下に示す電気化学反応によつて起電力を得る。
H 2 → 2 H + + 2 e— … （4 )
( 1 / 2 ) 0 2 + 2 H + + 2 e - → H 2 0 "- ( 5 ) H 2 + (1ノ 2) 02 → H 20 -" (6)
(4) 式は燃料電池の陰極側における反応、 （5) 式は燃料電池の陽極側におけ る反応を示し、 （6) 式は電池全体で起こる反応を表わす。 図 6は、 この燃料電池 1 00を構成する単セル 1 08の構成を例示する断面図である。単セル 1 08は、 電解質膜 1 0 1 と、 アノード 1 02およびカソード 1 03と、 セパレータ 1 04， 1 05とから構成されている。
アノード 1 02および力ソード 1 03は、 電解質膜 1 0 1を両側から挟んでサ ンドイッチ構造を成すガス拡散電極である。 セパレー夕 1 04， 1 05は、 この サンドイッチ構造をさらに両側から挟みつつ、 アノード〗 02および力ソード 1 03との間に、 燃料ガスおよび酸化ガスの流路を形成する。 アノード 1 02とセ パレータ 1 04との間には燃料ガス流路 1 04 Pが形成されており、 力ソード 1 03とセパレー夕 1 05との間には酸化ガス流路 1 05 Pが形成されている。 セ パレータ 1 04， 1 05は、 図 4ではそれぞれ片面にのみ流路を形成しているが、 実際にはその両面にリブが形成されており、 片面はアノード 1 02との間で燃料 ガス流路 1 04 Pを形成し、 他面は隣接する単セルが備える力ソード 1 03との 間で酸化ガス流路 1 05 Pを形成する。 このように、 セパレータ 1 04， 1 05 は、 ガス拡散電極との間でガス流路を形成するとともに、 隣接する単セル間で燃 料ガスと酸化ガスの流れを分離する役割を果たしている。 もとより、 単セル 1 0 8を積層してスタック構造を形成する際、 スタック構造の両端に位置する 2枚の セパレータは、 ガス拡散電極と接する片面にだけリブを形成することとしてもよ い。
ここで、 電解質膜 1 0 1は、 固体高分子材料、 例えばフッ素系樹脂により形成 されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、 湿潤状態で良好な電気伝導性を示 す。 本実施例では、 ナフイオン膜 （デュポン社製） を使用した。 電解質膜 1 0 1 の表面には、 触媒としての白金または白金と他の金属からなる合金が塗布されて いる。 触媒を塗布する方法としては、 白金または白金と他の金属からなる合金を 担持したカーボン粉を作製し、 この触媒を担持したカーボン粉を適当な有機溶剤 に分散させ、 電解質溶液 （例えば、 A l d r i c h C h em i c a l社、 N a f i o n S o l u t i o n ) を適量添加してペース卜ィ匕し、 電解質膜 1 0 1上 にスクリーン印刷するという方法をとつた。 あるいは、 上記触媒を担持したカー ボン粉を含有するペース卜を膜成形してシー卜を作製し、 このシー卜を電解質膜 1 0 1上にプレスする構成も好適である。 また、 白金などの触媒は、 電解質膜 1 0 1ではなく、 電解質膜 1 0 1を接するアノード 1 0 2およびカソード 1 0 3側 に塗布することとしてもよい。
アノード 1 0 2および力ソード 1 0 3は、 共に炭素繊維からなる糸で織成した カーボンクロスにより形成されている。 なお、 本実施例では、 アノード 1 0 2お よび力ソード 1 0 3をカーボンクロスにより形成したが、 炭素繊維からなるカー ボンぺーパまたはカーボンフェルトにより形成する構成も好適である。
セパレータ〗 0 4， 1 0 5は、 ガス不透過の導電性部材、 例えば、 カーボンを 圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンにより形成されている。 セパレータ 1 0 4， 1 0 5はその両面に、 平行に配置された複数のリブを形成しており、 既述 したように、 アノード〗 0 2の表面とで燃料ガス流路 1 0 4 Pを形成し、 隣接す る単セルの力ソード 1 0 3の表面とで酸化ガス流路 1 0 5 Pを形成する。 ここで、 各セパレー夕の表面に形成されたリブは、 両面ともに平行に形成する必要はなく、 面毎に直交するなど所定の角度をなすこととしてもよい。 また、 リブの形状は平 行な溝状である必要はなく、 ガス拡散電極に対して燃料ガスまたは酸化ガスを供 給可能であればよい。
以上、燃料電池 1 0 0の基本構造である単セル 1 0 8の構成について説明した。 実際に燃料電池 1 0 0として組み立てるときには、 セパレー夕〗 0 4、 アノード 1 0 2、 電解質膜 1 0 1、 カソード 1 0 3、 セパレータ〗 0 5の順序で構成され る単セル 1 0 8を複数組積層し （本実施例では 1 0 0組)、 その両端に緻密質カー ボンや銅板などにより形成される集電板 1 0 6， 1 0 7を配置することによって、 スタック構造を構成する。 なお、 本実施例では、 燃料電池 1 0 0として固体高分 子型燃料電池を用いることとしたが、 水素を燃料ガスとして用いる燃料電池であ れば、 りん酸型燃料電池など他種の燃料電池を電気自動車 9 0に搭載することと してもよい。 図 4に示すように、 電気自動車 9 0では、 燃料タンク 9 2が備える水素吸蔵合 金に吸蔵されていた水素は、 水素吸蔵合金から放出されると、 燃料供給路 9 3を 介して上記燃料電池 1 0 0の陰極側に燃料ガスとして供給され、 上記燃料ガス流 路 1 0 4 Pにおいて電気化学反応に供される。 電解質膜 1 0 1の陰極側で （4 ) 式に示した反応によって生じたプロトンは水和して陽極側へと移動するため、 陽 極側では水が消費されることになるが、 既述したように燃料ガスを加湿すること によって電解質膜 1 0 1で不足する水分を補っている。 電気化学反応に供された 燃料排ガスは、 燃料ガス流路 1 0 4 Pから燃料排出路 9 4に排出されるが、 この 燃料排出路 9 4は燃料供給路 9 3に接続しており、 燃料排ガスは再び燃料ガスと して燃料電池 1 0 0に供給される。 ここで、 燃料排出路 9 4にはポンプ 1 3 8が 設けられており、 燃料排ガスを加圧して燃料供給路 9 3に供給している。
さらに燃料排出路 9 4は、 燃料タンク 9 2に備えられた既述した加熱装置 9 5 にも接続し、 加熱装置 9 5における燃焼の燃料としても利用される。 一方、 酸化 ガス流路 1 0 5 Pへは、 酸化ガス供給路 1 3 2を介して酸化ガスである空気が供 給される。 酸化ガス供給路 1 3 2にはコンプレッサ 1 3 0が設けられており、 外 部から取り込んだ空気を加圧して燃料電池 1 0 0に供給する構成となっている。 電気化学反応に供された酸化排ガスは、 酸化ガス流路 1 0 5 Pから酸化ガス排出 路 1 3 4に排出されて、 燃料ガスと同じく加熱装置 9 5に供給される。
このようにして加熱装置 9 5に供給された燃料排ガスおよび酸化排ガスを利用 して、 加熱装置 9 5では燃焼反応が行なわれ、 この燃焼反応によって燃料タンク 9 2の加熱が行なわれる。 既述したように、 水素吸蔵合金が水素を吸蔵する反応 は発熱反応であるが、 水素吸蔵合金が水素を放出する反応は吸熱反応である。 従 つて、 水素吸蔵合金に吸蔵された水素を取り出すためには外部から加熱を行なう 必要があり、 本実施例の電気自動車 9 0では、 上記燃料排ガスと酸化排ガスを用 ゝた燃焼反応によってこの加熱を行なっている。
制御部 1 2 0は、 マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、 C P U 1 2 2、 R O M 1 2 4、 R A M 1 2 6および入出力ポー卜 1 2 8からなる。
C P U 1 2 2は、 予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行 する。 R O M 1 2 4には、 C P U 1 2 2で各種演算処理を実行するのに必要な制 御プログラムや制御データなどが予め格納されており、 R A M 1 2 6には、 同じ く C P U 1 2 2で各種演算処理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み 書きされる。 入出力ポー卜 1 2 8は、 水素製造供給装置 1 0側から信号を入力す ると共に、 C P U 1 2 2での演算結果に応じて、 コンプレッサ 1 3 0をはじめ、 燃料電池 1 0 0の運転に関わる各部に駆動信号を出力して電気自動車 9 0を構成 する各部の駆動状態を制御する。
コネクタ受け部 1 1 0は、 電気自動車 9 0の外表面の所定の位置に設けられた 構造であり、 既述した水素製造供給装置 1 0が備えるコネクタ 7 0と接続可能な 構造を有している。 コネクタ受け部 1 1 0は水素流路接続部 1 1 6と接続端子 1 1 8とを備えている。 水素流路接続部 1 1 6は水素導入路 1 1 7の端部構造であ り、 接続端子 1 1 8は制御部 1 2 0と接続する信号線 1 1 9の端部構造である。 コネクタ受け部 1 1 0にコネクタ 7 0を接続することによって、 同時に水素流路 接続部 1 1 6と水素流路接続部 7 6とが接続されて水素製造供給装置 1 0側の水 素供給路 2 2から電気自動車 9 0側の水素導入路 1 1 7に水素が供給可能となる。 また、 コネクタ受け部 1 1 0にコネクタ 7 0を接続することによって、 同時に接 続端子 1 1 8と接続端子 7 8とが接続されて水素製造供給装置 1 0と電気自動車 9 0との間で所定の情報のやり取りが可能となる。
既述したように、 燃料電池 1 0 0における電気化学反応によって生じた電力は モータ 1 4 0に供給され、 モータ 1 4 0において回転駆動力を発生させる。 この 回転駆動力は、 電気自動車 9 0における車軸を介して、 車両の前輪およびノまた は後輪に伝えられ、 車両を走行させる動力となる。 このモータ 1 4 0は、 制御装 置 1 4 2の制御を受ける。 制御装置 1 4 2は、 アクセルペダル 1 4 2 aの操作量 を検出するアクセルペダルポジションセンサ 1 4 2 bなどとも接続されている。 また、 制御装置 1 4 2は、 制御部 1 2 0とも接続しており、 この制御部 1 2 0と の間でモータ 1 4 0の駆動などに関する種々の情報のやり取りをしている。
なお、 電気自動車 9 0は、 図示しない 2次電池を備えており、 電気自動車 9 0 の坂道登坂時や高速走行時などのように負荷が増大した場合には、 この 2次電池 によってモータ 1 4 0に供給する電力を補い、 高い駆動力を得ることが可能とな つている。 この 2次電池は、 電気自動車 9 0の燃料タンク 9 2に水素を供給する 際には、 制御部 1 2 0の動作や、 冷却水路 1 1 5内に水を循環させるために要す る電力も供給する。
以上、 本発明の水素製造供給装置 1 0および電気自動車 9 0の構成について説 明したが、 次に、 水素製造供給装置 1 0において水素の製造を行なう際に、 充分 量の水素をアキュムレータ 5 5内に蓄積するために行なわれる動作について説明 する。 図 7は、 水素製造供給装置 1 0において水素を生成しているときに実行さ れる水素貯蔵量制御処理ルーチンを表わすフローチヤ一卜である。
水素製造供給装置 1 0に設けられた所定のスター卜スィツチをオン状態にする と、 水素製造供給装置 1 0内に都市ガスおよび水の供給が開始されて水素を生成 する一連の反応が開始されると共に、 制御部 6 0において、 図 7に示す水素貯蔵 量制御処理ルーチンが所定時間ごとに実行され、 アキュムレータ 5 5内に所定量 の水素が貯蔵されるように制御される。 ここでは、 本ルーチンは、 数 m s e cご とに実行することとした。
本ルーチンが実行されると、 C P U 6 2は、 まず、 圧力センサ 5 6が検出した アキュムレータ 5 5内の圧力 P 1 に関する情報を読み込む （ステップ S 1 0 0 )。 次に、 読み込んだ圧力 P 1 の値と、 予め設定しておいた基準値 P 0 とを比較する (ステップ S 1 1 0 )。 ここで P 0 は、 電気自動車 9 0の燃料タンク 9 2が貯蔵可 能な水素量以上の量であって、 電気自動車 9 0に水素を供給するためにアキュ厶 レータ 5 5に蓄えられる水素量に対応するアキュムレータ 5 5内の圧力の値とし て制御部 6 0に記憶させておいた値である。
ステップ S 1 1 0において、 アキュムレータ 5 5内の圧力 P 1 が基準値 P 0以 下である場合には、 アキュムレータ 5 5内に貯蔵された水素量はまだ不十分であ ると判断される。 そこで、 ステップ S 1 0 0で読み込んだアキュムレータ 5 5内 の圧力 P 1 を基にコンプレッサ 5 0の駆動状態を修正し （ステップ S 1 3 0 )、 さ らにステップ S 1 0 0に戻って再びアキュムレータ 5 5内の圧力 P 1 の読み込み を行なう。 この水素貯蔵量制御処理ルーチンが実行されている間にもアキュムレ 一夕 5 5では水素の貯蔵が進行しており、 アキュムレータ 5 5内の水素量が増加 するに従って、 コンプレッサ 5 0による水素の加圧状態を増す必要がある。 本実 施例では、 アキュムレータ 5 5内の水素の貯蔵状態が不十分である間は、 ステツ プ S 1 0 0で読み込んだ圧力値 P 1 を基にしてコンプレッサ 5 0の駆動状態の修 正を行なっている。
ステップ S 1 1 0において、 アキュムレータ 5 5内の圧力 P 1 が基準値 P 0 を 越えた場合には、 アキュムレータ 5 5内に充分量の水素が貯蔵されたものと判断 して、 ステップ S 1 2 0の運転停止時処理ルーチンに移行する。 この運転停止時 処理ルーチンは、 水素製造供給装置 1 0の自動停止に関わる処理を行なうサブル 一チンである。 ここでは、 ガス接続口 1 1や水接続口 2 6に駆動信号を出力して これらが備える電磁弁を閉状態とし、 水素製造供給装置 1 0へのガスおよび水の 供給を止める。 また、 コンプレッサ 5 0など水素の製造および貯蔵に関わる機器 を停止させるとともに、 水素製造供給装置 1 0への電力の供給を停止させる。 ス テツプ S 1 2 0の運転停止時処理ルーチンによって水素製造供給装置〗 0が停止 すると、 水素貯蔵量制御処理ルーチンは終了する。
以上、 水素製造供給装置 1 0において水素の製造および貯蔵を行なう際の動作 について説明した。 次に、 水素製造供給装置 1 0に貯蔵した水素を、 電気自動車 9 0に供給する際の動作について説明する。 水素製造供給装置 1 0のコネクタ 7 0と電気自動車 9 0のコネクタ受け部 1 1 0とを接続し、 水素製造供給装置 1 0 に設けられた所定のスター卜スィッチをオン状態とすると、 制御部 6 0において、 図 8に示す水素充填制御処理ルーチンが所定時間ごとに実行され、 電気自動車 9 0への水素の供給状態が制御される。 ここでは、 本ルーチンは、 数 m s e cごと に実行することとした。
本ルーチンが起動されると、 C P U 6 2は、 まず、 燃料タンク 9 2の容量の読 み込みを行なう （ステップ S 2 0 0 )。 この動作は、 種々の容量の燃料タンクを備 える電気自動車に対応するためのものである。 燃料タンク 9 2の容量に関する情 報は、 予め電気自動車 9 0の制御部 1 2 0に記憶されている。 引き続き C P U 6 2は、 燃料タンク 9 2の水素残量の読み込みを行なう （ステップ S 2 1 0 )。 燃料 タンク 9 2の水素残量は、 水素残量モニタ 9 7が積算した水素の消費量に基づい て算出した値として電気自動車 9 0の制御部 1 2 0に記憶されている。 これら燃 料タンク 9 2の容量の値および燃料タンク 9 2の水素残量の値は、 コネクタ 7 0 およびコネクタ受け部 1 1 0で接続する信号線 2 9， 1 1 9を介して、 電気自動 車 9 0側から水素製造供給装置 1 0の制御部 6 0へ入力される。
次に、 上記燃料タンク 9 2の容量の値および燃料タンク 9 2の水素残量の値を 基にして、 水素製造供給装置 1 0から電気自動車 9 0へ供給すべき注入所要量 V 0 を算出する （ステップ S 2 2 0 )。 注入所要量 V 0 が求められると C P U 6 2は、 電気自動車 9 0に対する水素の供給を開始する指示を出力する （ステップ S 2 3 0 )。 水素の供給を開始させる指示としては、 アキュムレータ 5 5と水素供給路 2 2との接続部付近に設けられた既述したバルブ 5 8に対して出力する駆動信号を 挙げることができる。 これによつてアキュムレータ 5 5に貯蔵されていた水素は、 水素供給路 2 2および水素導入路 1 1 7を介して、 所定の圧力で燃料タンク 9 2 に供給されるようになる。 アキュムレータ 5 5から燃料タンク 9 2に供給される 水素の圧力は、 バルブ 5 8の開放状態によって調節することができるが、 このバ ルブ 5 8の開放状態は、 燃料タンク 9 2の水素残量に応じて制御される。
燃料タンク 9 2への水素の供給が開始されると、 C P U 6 2は、 燃料タンク 9 2に供給した水素の注入量 V I の読み込みを行なう （ステップ S 2 4 0 )。 この水 素の注入量は、 アキュムレータ 5 5が備える既述した供給水素量モニタ 5 7から 入力された情報を基にして算出された値である。 水素注入量 V I を読み込むと、 次に、 この V I の値と先のステップ S 2 2 0で算出した注入所要量 V 0 との比較 を行なう （ステップ S 2 5 0 )。
V I よりも V 0 の方が大きい場合には、 燃料タンク 9 2に供給された水素量は まだ不十分であると判断されてステップ S 2 4 0に戻り、 再び燃料タンク 9 2に 供給した水素の注入量 V I の読み込みを行なう。 燃料タンク 9 2内に充分量の水 素が供給されるまで、 上記した水素注入量 V I の読み込みと、 この V I の値と上 記注入所要量 V O との比較を行なう処理を繰り返す。
ステップ S 2 5 0において水素の注入量 V I の値が注入所要量 V 0 の値を超え たと判断された場合には、 水素製造供給装置 1 0から電気自動車 9 0への水素の 供給を停止する指示が出力され （ステップ S 2 6 0 )、 本ルーチンを終了する。 水 素の供給を停止させる指示としては、 既述したアキュムレータ 5 5と水素供給路 2 2との接続部に設けられた電磁弁を閉状態にするための駆動信号の出力や、 電 気自動車 9 0側において燃料タンク 9 2を冷却するための水を循環させているポ ンプ 9 9を停止させるための信号を、 信号線 2 9， 1 1 9を介して電気自動車 9 0側に出力することなどを挙げることができる。
なお、 本実施例では、 燃料タンク 9 2の容量に関する情報を制御部 1 2 0に記 憶させ、 この情報は信号線 1 1 9を介して電気自動車 9 0側から水素製造供給装 置 1 0側に入力する構成としたが、 使用者が水素製造供給装置 1 0に対して、 水 素の供給を受ける電気自動車 9 0が備える燃料タンク 9 2の容量を手入力で入力 する構成としてもよい。
以上のように構成された本実施例の水素製造供給装置 1 0によれば、 商用ガス として各家庭に供給される都市ガスを用いて水素を生成することができるため、 新たに水素を流通させるための流通手段を設けることなく、 広く水素を電気自動 車の燃料として利用可能にすることができる。 例えば、 電気自動車 9 0の使用者 が各家庭において水素製造供給装置 1 0を所有し、 家庭に供給される都市ガスを 利用して水素を製造し、 自身が所有する電気自動車 9 0に供給するというように、 個人のレベルで容易に水素を製造して電気自動車の燃料として利用することが可 能となる。 このように、 水素を電気自動車の燃料として容易に利用可能とするこ とは、 排ガスの少ない電気自動車の普及を促し、 ひいては地球環境の汚染の抑制 につながるという効果がある。
また、 本実施例の水素製造供給装置 1 0は、 製造した水素をアキュムレータ 5 5内に蓄えて電気自動車 9 0に供給可能な状態に準備する構成となっているため、 水素を製造する際に、 走行状態などの電気自動車 9 0側の影響を受けることがな い。 従って、 水素を製造するために進行する改質器 3 0における改質反応等を任 意の速度で行なうことができ、 そのため、 最適条件下で改質反応を行なって改質 器において高いエネルギ効率を実現することができる。 また、 このように最適条 件下で改質反応を行なうことができることから、 改質反応を、 よりゆっくりした 速度で行なうことが可能となり、 触媒などの耐久性を向上させることができると いう効果をも奏する。 さらに、 反応条件が最適化されることによって、 改質器 3 0等の構成を小型化することが可能となる。
また、 本実施例の水素製造供給装置 1 0は、 水素の製造を行なう際に、 アキュ ムレータ 5 5内に蓄えられた水素量が所定量に達すると水素を製造する動作を終 了する構成となっているため、 水素の製造と貯蔵を自動運転で行なうことができ る。 従って使用者は、 電気自動車 9 0で出かける際に水素製造供給装置 1 0の運 転を開始しておけば、 外出中に必要量の水素を製造して水素製造供給装置 1 0内 に貯蔵しておくことができ、 帰宅した後には速やかに、 電気自動車 9 0の燃料タ ンク 9 2への水素の供給を開始することができる。 さらに、 本実施例の水素製造 供給装置 1 0から電気自動車 9 0に対して水素の供給を行なう際には、 電気自動 車 9 0の燃料タンク 9 2内に充分量の水素が供給されると水素を供給する動作を 終了する構成となっているため、 水素製造供給装置 1 0による燃料タンク 9 2へ の水素の供給を自動運転で行なうことができる。 従って使用者は、 帰宅した後に 水素の供給操作を開始しておけば、 次回の （例えば翌朝の） 外出時には水素の供 給操作が終了した状態で電気自動車 9 0を用意しておくことが可能となる。 ここ で、 水素製造供給装置 1 0は、 電気自動車 9 0が備える燃料タンク 9 2の容量を 超える容量を備えたアキュムレータ 5 5に生成した水素を貯蔵する構成となって いるため、 アキュムレータ 5 5に充分量の水素を蓄えておけば、 燃料タンク 9 2 内の水素がほとんど消費されてしまった場合にも、 速やかに必要量の水素を燃料 タンク 9 2に供給することができる。
さらに本実施例の水素製造供給装置 1 0および電気自動車 9 0は、 それぞれコ ネクタ 7 0およびコネクタ受け部 1 1 0を備えているため、 これらコネクタ 7 0 およびコネクタ受け部 1 1 0を接続することによって、 水素供給路 2 2および水 素導入路 1 1 7を連通させる動作と、 信号線 2 9， 1 1 9の接続とを同時にワン タッチで行なうことができる。
また、 本実施例の水素製造供給装置 1 0は、 その側面部の両側に持ち手部 8 1 を備えて持ち運び可能な構成となっており、 ガス接続口 1 1および水接続口 2 6 と接続可能な都市ガス配管および水道配管があれば任意の場所に移動して水素の 製造を行なうことが可能となっている。 このように水素製造供給装置 1 0を可動 式とする他に、 水素製造供給装置〗 0を家庭内などの所定の場所に定置し、 ガス 接続口 1 1および水接続口 2 6は都市ガス配管および水道配管の所定の接続箇所 に固定する構成としてもよい。
また、 本実施例の電気自動車 9 0は、 水素吸蔵合金に水素を吸蔵させることに よって水素を蓄える構成としている。 したがって、 車両の走行時には、 水素が気 体の状態で存在するのは、 燃料供給路 9 3内と燃料電池 1 0 0の内部と燃料排出 路 9 4内とに限られるため、 車両を長期に停止状態で放置した場合でも、 燃料の 水素が失われる率が少ない。
以上説明した第 1実施例の水素製造供給装置 1 0から水素の供給を受ける電気 自動車 9 0では、 水素吸蔵合金を備える燃料タンク 9 2に水素を供給する際に生 じる熱は、 熱交換部 9 6に冷却水を循環させることで燃料タンク 9 2から取り出 され、 電気自動車 9 0が備える放熱部 9 8で冷却水を冷却することによって、 こ の取り出した熱を外部に放出していたが、 冷却水を降温させる放熱部を水素製造 供給装置 1 0側に設ける構成としてもよい。 また、 第 1実施例の電気自動車 9 0 では、 燃料タンク 9 2に加熱装置 9 5を設けることによって、 燃料タンク 9 2の 水素吸蔵合金に吸蔵された水素を取り出すときに必要な熱量を供給する構成とし たが、 電気自動車 9 0の所定の高温部で生じる熱、 例えば燃料電池 1 0 0で生じ る熱を利用して燃料タンク 9 2から水素を取り出すこととしてもよい。 このよう な構成を第 2実施例として以下に説明する。
第 2実施例の水素製造供給装置 1 0 Aおよび電気自動車 9 0 Aの構成の概略を、 それぞれ図 9および図 1 0に表わす。 水素製造供給装置 1 O Aおよび電気自動車 9 O Aは、 第 1実施例の水素製造供給装置 1 0および電気自動車 9 0とほぼ同様 の構成を備えているため、 以下には第 1実施例とは異なっている構成についての み説明することとし、 第 1実施例と共通する構造については同じ番号を付して説 明を省略する。 第 2実施例の電気自動車 9 O Aでは、 燃料タンク 9 2を冷却する冷却水が流れ る冷却水路 1 1 5は、 第 1実施例のように電気自動車 9 O A内部で閉じた管路と して形成されているのではなく、 コネクタ 1 1 0において開口している。 冷却水 路 1 1 5の端部は、 コネクタ 1 1 0において水流路接続部 1 1 2を形成している。 また、 冷却水路 1 1 5は、 燃料タンク 9 2の熱交換部 9 6を形成した後、 温水流 路 1 1 3となり、 温水流路 1 1 3の端部は温水流路接続部 1 1 4を形成してコネ クタ 1 1 0において開口している。 電気自動車 9 0 Aのコネクタ 1 1 0と水素製 造供給装置 1 O Aのコネクタ 7 0とを接続することによって、 水素製造供給装置 1 O A側から電気自動車 9 O A側へ上記水流路接続部 1 1 2を介して冷却水が導 入可能となる。 コネクタ 1 1 0を介して水素製造供給装置 1 O Aから燃料タンク 9 2に水素の供給が行なわれるときには、 水流路接続部 1 1 2を介して導入され た冷却水は、 燃料タンク 9 2の熱交換部 9 6において熱交換して昇温する。 昇温 した冷却水は温水流路接続部 1 1 4を介して水素製造供給装置 1 0側に導入され る。
水素製造供給装置 1 O A側では、 コネクタ 7 0において、 上記水流路接続部 1 1 2および温水流路接続部 1 1 4に対応する位置に、 水流路接続部 1 1 2および 温水流路接続部 1 1 4と接続可能な水流路接続部 7 2および温水流路接続部 7 4 が設けられている。 この水流路接続部 7 2と溫水流路接続部 7 4とは、 水素製造 供給装置 1 O A内に配管された冷却水路 7 7の端部構造である。冷却水路 7 7は、 水素製造供給装置 1 O A内部において放熱部 7 3を形成している。 この放熱部 7 3は、 第 1実施例の電気自動車 9 0が備える放熱部 9 8と同様のラジェ一夕構造 を有している。 電気自動車 9 O Aの燃料タンク 9 2に設けられた熱交換部 9 6に おいて昇温した冷却水は、 温水流路接続部 1 1 4， 7 4を経由して水素製造供給 装置 1 O A側に導入され、 冷却水路 7 7を経由して放熱部 7 3において放熱され て降温する。 降温した冷却水は、 水流路接続部 7 2， 1 1 2を経由して電気自動 車 9 O A側に導入され、 再び熱交換部 9 6で熱交換して燃料タンク 9 2を冷却す る。 なお、 このような冷却水の循環は、 冷却水路〗 1 5に設けられた第〗実施例 と同様のポンプ 9 9の働きによって実現される。 また、 電気自動車 9 0 Aにおいて、 冷却水路 1 1 5および温水流路 1 1 3はそ の所定の箇所で分岐しており、 これら分岐した流路は燃料電池 1 0 0内に配管し て燃料電池 1 0 0内で熱交換部 1 0 9を形成し、 この熱交換部 1 0 9においてこ れらの流路は接続している。 また、 冷却水路 1 1 5および温水流路 1 1 3から熱 交換部 1 0 9側に流路が分岐する位置には、 冷却水の流路を切り替える切り替え バルブが設けられている。 冷却水路 1 1 5の分岐点には切り替えバルブ 1 1 2 A が設けられており、 温水流路 1 1 3の分岐点には切り替えバルブ 1 1 4 Aが設け られている。 これらの切リ替えバルブ〗 1 2 A， 1 1 4 Aは制御部〗 2 0に接続 されており、 制御部 1 2 0が出力する駆動信号によって流路の切り替えが行なわ れる。 水素製造供給装置 1 O Aによって燃料タンク 9 2に水素が供給されるとき には、 冷却水は熱交換部 9 6側にだけ流通するように切り替えバルブ 1 1 2 A， 1 1 4 Aが制御され、 熱交換部 1 0 9に至る流路は閉鎖される。 このような場合 には、 既述したように、 冷却水は燃料タンク 9 2の熱交換部 9 6と水素製造供給 装置 1 0 Aの放熱部 7 3との間を循環する。
一方、 燃料タンク 9 2内の水素を利用して電気自動車 9 O Aが走行するときに は、 切り替えバルブ 1 1 2 A， 1 1 4 Aの開閉状態が制御されて、 熱交換部 9 6 を形成する流路と熱交換部 1 0 9を形成する流路とが連通する。 このような場合 には、 冷却水は燃料タンク 9 2の熱交換部 9 6と燃料電池 1 0 0の熱交換部 1 0 9との間を循環する。 このような構成とすることによって本実施例の電気自動車 9 O Aでは、 燃料電池 1 0 0で発生する熱を利用して水素吸蔵合金から水素を取 り出している。 すなわち、 燃料電池 1 0 0による発電が行なわれるときには、 電 気エネルギに変換されなかったエネルギが熱エネルギとして放出されるため熱が 発生するが、 熱交換部 1 0 9における冷却水は燃料電池 1 0 0との間で熱交換を 行なうことによって燃料電池 1 0 0の運転温度を8 0 ~ 1 0 0 °Cの温度範囲に保 ち、 これによつて熱交換部 1 0 9における冷却水は昇温する。 また、 燃料タンク 9 2において、 水素吸蔵合金に吸蔵させた水素を取り出すには外部から熱を与え る必要があるが、 熱交換部 1 0 9で昇温した冷却水は熱交換部 9 6に導入される ことによって燃料タンク 9 2に必要な熱量を与えて水素を取り出し可能とし、 こ れによって熱交換部 9 6における冷却水は降温する。 このように、 冷却水は、 熱 交換部 1 0 9と熱交換部 9 6との間を循環することによって、 燃料電池 1 0 0で 生じた熱を燃料タンク 9 2において利用可能としている。
電気自動車 9 0 Aは第 1実施例の電気自動車 9 0と同様に燃料タンク 9 2に加 熱装置 9 5を設けているが、 上述したように燃料電池 1 0 0が定常運転を行なつ ているときには燃料電池 1 0 0で発生した熱を用いて燃料タンク 9 2を加熱する ことができる。 したがって本実施例では、 加熱装置 9 5は、 電気自動車 9 O Aの 始動時などにおいて燃料電池 1 0 0が充分に昇温していないときに燃料タンク 9 2に供給する熱量を補ったり、 燃料電池 1 0 0側から供給される熱量が不足する 場合に熱量を補うという目的で使用する。 もとより、 燃料電池 1 0 0側から冷却 水を介して供給される熱量によって、 水素吸蔵合金から水素を取り出すエネルギ をすベて賄うことができる場合には、加熱装置 9 5を設けないこととしてもよい。 加熱装置 9 5において燃焼反応を行なわない場合には、 燃料排出路 9 4に排出さ れた燃料排ガスはすべて燃料供給路 9 3に戻され、 酸化ガス排出路 1 3 4に排出 された酸化排ガスはそのまま外部に放出される。
以上のような第 2実施例の水素製造供給装置 1 0 Aおよび電気自動車 9 0 Aに よれば、 第 1実施例の水素製造供給装置 1 0および電気自動車 9 0と同様の効果 に加えて以下のような効果を奏する。 すなわち、 燃料タンク 9 2の水素吸蔵合金 が吸蔵する水素を取り出すために燃料電池 1 0 0で生じる熱エネルギを利用する ため、 燃料タンク 9 2の加熱のために消費する水素量を削減することができ、 シ ステ厶全体のエネルギ効率を向上させることができる。 さらに、 燃料タンク 9 2 の熱交換部 9 6を流れる冷却水と燃料電池 1 0 0を冷却する冷却水とを共通化す ることによって、 これらの冷却水を別系統とする場合に比べて、 冷却水の配管と 冷却水を冷却する構造とを簡素化することができる。
また、 本実施例では、 水素吸蔵合金を備える燃料タンク 9 2に水素を供給する 際に生じる熱を廃棄するための放熱部 7 3を水素製造供給装置 1 O A側に設ける こととしたため、 電気自動車 9 O Aの構成を簡素化することができた。 ここで、 熱交換部 9 6と熱交換部 1 0 9との間で冷却水を循環させるときにも、 熱交換部 9 6と放熱部 7 3との間で冷却水を循環させるときにも、 どちらの場合にもボン プ 9 9を用いる構成としたが、 それぞれの場合に別々のポンプを用いることとし てもよい。 例えば、 電気自動車 9 O A側には熱交換部 9 6と熱交換部 1 0 9との 間で冷却水を循環させるポンプを設け、 水素製造供給装置 1 O A側には熱交換部 9 6と放熱部 7 3との間で冷却水を循環させるポンプを設けるといった構成にす ることもできる。
以上説明した第 1実施例および第 2実施例では、 水素吸蔵合金を備える燃料夕 ンク 9 2に水素を供給する際に生じる熱は、 熱交換部 9 6に冷却水を循環させる ことで燃料タンク 9 2から取り出し、 この冷却水を放熱部 9 8、 7 3で冷却する ことによって外部に放出していたが、 この水素供給時に生じる熱を廃棄するので はなく利用する構成とすることも好ましい。 このような構成を以下に第 3実施例 として説明する。
第 3実施例の水素製造供給装置 1 0 Bおよび電気自動車 9 0 Bの構成の概略を、 それぞれ図 1 1および図 1 2に表わす。 水素製造供給装置 1 0 Bおよび電気自動 車 9 0 Bは、 第 1実施例の水素製造供給装置 1 0および電気自動車 9 0とほぼ同 様の構成を備えているため、 以下には第 1実施例とは異なっている構成について のみ説明することとし、 第 1実施例と共通する構造については同じ番号を付して 説明を省略する。
第 3実施例の水素製造供給装置 1 0 Bでは、 水接続口 2 6に一端を開口する水 供給路 2 7は、 その他端を脱硫ガス供給管 1 4に接続する他に、 所定の位置で分 岐して水供給分岐路 2 8を形成し、 その端部をコネクタ 7 0に開口している。 コ ネクタ 7 0には水供給分岐路 2 8の端部構造としての水流路接続部 7 2が設けら れており、 この水流路接続部 7 2は、 コネクタ 7 0を電気自動車側のコネクタ受 け部 1 1 0に接続したときにコネクタ受け部 1 1 0側の水流路接続部 1 1 2と接 続して、 電気自動車 9 0側へも水供給分岐路 2 8を介して水を供給可能となる。 水供給路 2 7は、 水供給分岐路 2 8と分岐する位置よりも脱硫ガス供給管 1 4 との接続部側にバルブ 2 7 Aを備えている。 また、 水供給分岐路 2 8はバルブ 2 8 Aを備えている。 これらバルブ 2 7 Aおよび 2 8 Aは制御部 6 0と接続してお り、 制御部 6 0によってその開閉状態が制御される。 バルブ 2 7 Aが開状態とな つたときには、 脱硫ガス供給管 1 4を通過する脱硫ガスに対して水が供給可能と なり、 バルブ 2 8 Aが開状態となったときには、 電気自動車 9 0側に対して水が 供給可能となる。
また、 水素製造供給装置 1 0 Bは、 その内部に温水流路 7 5を形成している。 温水流路 7 5の一端はコネクタ 7 0が備える温水流路接続部 7 4において開口し ており、 コネクタ 7 0をコネクタ受け部 1 1 0と接続すると、 電気自動車 9 0側 から温水流路 7 5側へ温水を供給可能となる。 さらに、 水素製造供給装置 1 O A は、 その所定の位置において外部に延出する温水供給チューブ 8 8を有しており、 温水流路 7 5は水素製造供給装置 1 O Aから温水供給チューブ 8 8の内部へと延 びている。 温水流路 7 5の他端は、 温水供給チユーブ 8 8の端部において開口し ており、 電気自動車 9 0側から供給された温水を外部に吐出可能となっている。 一方、 第 3実施例の電気自動車 9 0 Bでは、 燃料タンク 9 2の内部で熱交換部 9 6を形成する冷却水路 1 1 5は、 第 1実施例の様に環状構造とはなっておらず、 その一端を、 コネクタ受け部が備える水流路接続部 1 1 2として開口している。 この水流路接続部 1 1 2は、 コネクタ 7 0とコネクタ受け部 1 1 0とを接続する ことによって、 既述した水流路接続部 7 2と接続される。 このように冷却水路 1 1 5が水供給分岐路 2 8と連通することによって、 所定の水道配管から供給され る水は、 水接続口 2 6および水素製造供給装置 1 O A内を経由して、 冷却水とし て熱交換部 9 6に供給される。
冷却水路 1 1 5は、 燃料タンク 9 2内で熱交換部 9 6を形成した後、 温水流路 1 1 3として再びコネクタ受け部 1 1 0で開口する。 すなわち、 温水流路 1 1 3 は、 冷却水路 1 1 5を流れてきた冷却水が、 熱交換部 9 6で昇温して温水となつ た後に流れる流路である。 コネクタ受け部 1 1 0には、 温水流路〗 1 3の端部構 造としての温水流路接続部 1 1 4が形成されており、 コネクタ受け部 1 1 0とコ ネクタ 7 0とを接続したときには、 この温水流路接続部 1 1 4と既述した温水流 路接続部 7 4とが接続される。 これによつて、 温水流路 1 1 3と温水流路 7 5と が連通して、 水素吸蔵合金が水素を吸蔵する際に生じた熱によって昇温した温水 が、 水素製造供給装置 1 O A側に供給可能となる。
以上のように構成された本実施例の水素製造供給装置 1 0 Bを用いて水素の製 造および製造した水素の貯蔵を行なうときには、 制御部 6 0においては、 図 7に 示した水素貯蔵量制御処理ルーチンと同様の処理が行なわれるが、 これらの処理 に先立って、 バルブ 2 7 Aを開状態とし、 バルブ 2 8 Aを閉状態とするための駆 動信号の出力が行なわれる。 これによつて、 脱硫ガス供給管 1 4を通過する脱硫 ガスに対して、 改質反応に要する水を供給可能となる。 また、 アキュムレータ 5 5内に充分量の水素が貯蔵されて、 ステップ S 1 2 0において運転停止時処理ル 一チンが行なわれる際には、 バルブ 2 7 Aを閉状態とするための駆動信号の出力 も同時に行なわれる。
本実施例の水素製造供給装置 1 0 Bを用いて、 電気自動車 9 O Aの燃料タンク 9 2に対して水素の供給を行なうときには、 制御部 6 0においては、 図 8に示し た水素充填制御処理ルーチンと同様の処理が行なわれるが、 このときステップ S 2 3 0の水素の供給を開始する駆動信号の出力に先立って、 バルブ 2 7 Aを閉状 態とし、 バルブ 2 8 Aを開状態とするための駆動信号の出力が行なわれる。 これ によって、 水素吸蔵合金が水素を吸蔵する際に生じる熱で昇温する燃料タンク 9 2を冷却水によって冷却可能になる。 また、 燃料タンク 9 2内に充分量の水素が 供給されて、 ステップ S 2 6 0において水素の供給が停止された時には、 バルブ 2 8 Aを閉状態とするための駆動信号の出力が行なわれる。 ここで、 バルブ 2 8 Aを閉状態とするのは、 燃料タンク 9 2への水素の供給が停止された後に所定時 間が経過した後とすることが好ましく、 これによつて燃料タンク 9 2を充分に冷 却することができる。
以上のように構成された第 3実施例の水素製造供給装置 1 0 Bおよび電気自動 車 9 0 Bによれば、 第 1実施例および第 2実施例の水素製造供給装置および電気 自動車と同様に、 充分量の水素を製造して貯蔵しておく動作と、 充分量の水素を 電気自動車の燃料タンクに供給する動作とを、 自動運転によって行なうことがで きるという効果に加えて以下のような効果を奏する。 すなわち、 燃料タンク 9 2 を冷却するための冷却水を順次供給しながら、 燃料タンク 9 2での熱交換によつ て昇温した温水を外部に取り出す構成としたため、 水素吸蔵合金が水素を吸蔵す る際に生じた熱を利用することが可能となる。 また、 冷却水を電気自動車 9 0 B 内部で循環させることがないため、 冷却水を循環させるためのポンプ等によって、 電気自動車 9 0 Aで電力が消費されてしまうことがない。
ここで、 燃料タンク 9 2で熱交換することによって昇温した温水の利用法とし ては、 家庭用の給湯装置への適用等を挙げることができる。 例えば、 既述した温 水供給チューブ 8 8を、 家庭用の給湯装置が備える所定の温水貯蔵タンクに接続 するならば、 燃料タンク 9 2で熱交換することによって昇温した温水を上記所定 の温水貯蔵タンクに貯蔵して、 家庭の浴室や洗面所、 あるいは台所等で使用する 温水として利用することができる。 あるいは、 温水供給チューブ 8 8を浴室に伸 長させ、 直接浴槽に供給することとしてもよい。 燃料タンク 9 2で熱交換するこ とによって昇温した温水は、 例えば本実施例のように水素吸蔵合金としてチタン 系合金および希土類系合金を用いた場合には、 約 4 0〜6 0 °Cに達している。 こ のように燃料タンク 9 2で熱交換した温水は、 必要に応じて、 上記温水貯蔵タン ク等においてさらに加熱を行なって昇温させた上で貯蔵することとしてもよい。 このような温水を利用することによって、 水素を吸蔵する際に生じる熱エネルギ が廃棄されてしまうのを防ぎ、 家庭内で消費するエネルギを節約することが可能 となる。
上記第 3実施例では、 第 2実施例と同様に、 水素製造供給装置 1 0 Bが備える 接続チューブ 8 2に水供給分岐路 2 8および温水流路 7 5を配管する構成とした ため、 コネクタ 7 0とコネクタ受け部 1 1 0とを接続するだけで、 電気自動車 9 0 Aへの冷却水の供給および電気自動車 9 0 Aからの温水の排出を行なうことが 可能となる。 もとより、 水供給分岐路 2 8および温水流路 7 5を配管する構造と して接続チューブ 8 2以外の構造を設け、 冷却水の供給および温水の排出を、 コ ネクタ 7 0およびコネクタ受け部 1 1 0の接続部を介することなく行なうことと しても差し支えない。
また、 上記した第 3実施例の構成において、 第 2実施例と同様に、 燃料電池 1 0 0で生じた熱を利用して燃料タンク 9 2から水素を放出させることとしてもよ い。 このような構成を第 4実施例として以下に説明する。 図 1 3は、 第 4実施例 の電気自動車 9 0 Cの構成を例示するブロック図である。 第 4実施例の電気自動 車 9 0 Cは、 第 3実施例の電気自動車 9 0 Bとほぼ同様の構成を有しているが、 第 2実施例の電気自動車 9 0 Aと同様に、 温水流路 1 1 3および冷却水路〗 1 5 は所定の位置で分岐して燃料電池〗 0 0内に配管し、 熱交換部 1 0 9を形成して いる。 なお、 第 4実施例の電気自動車 9 0 Cが備える燃料タンク 9 2には、 第 3 実施例の水素製造供給装置 1 0 Bと同様の構成を備える水素製造供給装置を用い て水素を供給する。
このような電気自動車 9 0 Cでは、 水素製造供給装置 1 0 Bから水素の供給を 受けるときには、 熱交換部 9 6を流れる冷却水は、 水接続口 2 6， 水供給路 2 7 , 水供給分岐路 2 8および水流路接続部 7 2を経由して、 水素製造供給装置〗 0 B 側から冷却水路 1 1 5に導入される。 この冷却水は、 熱交換部 9 6において燃料 タンク 9 2を冷却することによって昇温すると、 温水流路 1 1 3を経由して水素 製造供給装置 1 0 B側に導入され、 温水流路接続部 7 4および温水流路 7 5を経 由して温水供給チューブ 8 8の端部より水素製造供給装置 1 0 B外に放出されて、 家庭用の給湯装置などに貯留することによって利用可能となる。
第 4実施例の電気自動車 9 0 Cを走行させるときには、 制御部 1 2 0によって 切り替えバルブ 1 〗 2 A， 1 1 4 Aが制御されて、 熱交換部 9 6を形成する流路 と熱交換部 1 0 9を形成する流路とが連通する。 このような構成とすることによ つて、 冷却水は熱交換部 1 0 9において燃料電池 1 0 0を冷却することで昇温し、 昇温した冷却水は熱交換部 9 6において燃料タンク 9 2を加熱して水素吸蔵合金 から水素を放出させることで降温する。
以上のように構成された第 4実施例の電気自動車 9 0 Cによれば、 第 1実施例 と同様の効果に加えて、 第 3実施例と同様に水素供給時に燃料タンク 9 2で生じ る熱が利用可能となるとともに、 第 2実施例と同様に燃料電池 1 0 0で生じる熱 エネルギを利用して燃料夕ンク 9 2から水素の放出を行なうことが可能となって、 システム全体のエネルギ効率を向上させることができる。
上記第 1ないし第 4実施例では、 電気自動車の燃料タンクは水素吸蔵合金を備 えており、 この水素吸蔵合金が水素を吸蔵することによって水素を蓄える構成と したが、 水素を気体のまま加圧して貯蔵する水素ボンベによって燃料タンクを構 成することとしてもよい。 このような構成を第 5実施例として以下に示す。 第 5 実施例の水素製造供給装置 1 0 Dおよび電気自動車 9 0 Dの構成を図 1 4および 図 1 5に示すが、 第 1実施例の水素製造供給装置 1 0および電気自動車 9 0と共 通する構成については同じ番号を付して説明を省略することとし、 異なる構成に ついてのみ以下に説明する。
第 5実施例の水素製造供給装置 1 0 Dでは、 アキュムレータ 5 5に貯蔵した水 素を電気自動車 9 0 D側に供給する水素供給路 2 2は、 直接アキュムレータ 5 5 に接続する代わりに水素供給路 1 8に接続している。 水素供給路 1 8において、 水素供給路 2 2との接続部よりも上流側にはバルブ 1 8 Aが設けられており、 水 素供給路 2 2にはバルブ 2 2 Aが設けられている。
これらバルブ 1 8 Aおよびバルブ 2 2 Aは制御部 6 0と接続しており、 制御部 6 0によってその開閉状態が制御される。 水素製造供給装置 1 0 Dにおいて水素 の製造を行なう際には、 バルブ 1 8 Aは開状態、 バルブ 2 2 Aは閉状態となって アキュムレータ 5 5に水素が貯蔵される。 また、 水素製造供給装置 1 0 Dから電 気自動車 9 0 Dへ水素が供給される際には、 バルブ 1 8 Aは閉状態、 バルブ 2 2 Aは開状態となり、 アキュムレータ 5 5に貯蔵されていた水素はコンプレッサ 5 0によって加圧されて電気自動車 9 0 Dに供給される。
第 5実施例の電気自動車 9 0 Dは、 上述したように水素を気体のまま加圧貯蔵 するボンベによって構成された燃料タンク 9 2 Dを備えている。 このような燃料 タンク 9 2 Dでは、 水素を供給する際に発熱することがなく、 また、 水素を取り 出すときにも加熱の必要がない。 従って、 第 1ないし第 4実施例の電気自動車と は異なり、 燃料タンク内を冷却する機構および加熱する機構を備えない。 また、 燃料タンク 9 2 Dは、 水素残量モニタ 9 7の代わりに圧力センサ 9 7 Dを備え、 燃料タンク 9 2 D内の水素残量を検出して制御部 1 2 0に入力している。
このように、 本実施例の電気自動車 9 0 Dでは、 燃料タンク 9 2 Dは加熱装置 9 5を備えていないため、 燃料電池 1 0 0から排出された燃料排ガスはすべて燃 料供給路 9 3に戻り、 燃料ガスとして再び燃料電池 1 0 0に供給される。 また、 燃料電池 1 0 0から排出された酸化排ガスは、 所定の排出装置に接続して最終的 に電気自動車 9 0 Bの外部に排出される。
以上のように構成された水素製造供給装置 1 0 Dを用いて電気自動車 9 0 Dに 水素を供給する際には、 図 8に示した水素充填制御処理ルーチンが実行される。 本実施例では、 ステップ S 2 1 0で燃料タンク内の水素残量を読み込む際に、 水 素残量モニタ 9 7の代わりに圧力センサ 9 7 Dが検出した値を読み込む。 また、 ステップ S 2 3 0で水素の供給を開始する際には、 バルブ 1 8 Aを閉状態、 ノ^レ ブ 2 2 Aを開状態とする制御がなされる。
以上説明した第 5実施例の水素製造供給装置 1 0 Dおよび電気自動車 9 0 Dに よれば、 燃料タンク 9 2 Dに水素を蓄える方法として、 水素吸蔵合金に吸蔵させ る代わりに気体のまま加圧して貯蔵する構成としたため、 燃料タンク 9 2 Dに水 素を供給する際や燃料タンク 9 2 Dから水素を取り出す際に、 燃料タンク 9 2 D を冷却したり加熱したりする必要がなく、 電気自動車 9 0 Dの構成を簡素化する ことができる。 また、 本実施例の燃料タンク 9 2 Dのように水素を加圧貯蔵する 場合には、 水素吸蔵合金に水素を吸蔵させて貯蔵する場合に比べて、 水素の供給 操作を迅速に行なうことができるという利点を有する。 すなわち、 水素を加圧供 給する場合には、燃料タンク 9 2 D内の水素残量に応じて水素圧を制御しながら、 アキュムレータ 5 5から水素を供給するだけでよく、 水素と金属との化学反応を 伴う水素の吸蔵によって水素を貯蔵する場合よりもはるかに早く水素の供給を完 了することができる。
また、 第 5実施例の水素製造供給装置 1 0 Dは、 水素供給路 2 2を水素供給路 1 8に接続しているため、 流路の切り替えを行なうだけで、 アキュムレータ 5 5 への水素の供給時にもアキュムレータ 5 5からの水素の放出時にも同じコンプレ ッサ 5 0を用いることができ、 構成を簡素化することができる。 もとより、 水素 製造供給装置 1 0 Dは 2つのコンプレッサを有することとし、 アキュムレータ 5 5への水素の供給時とアキュムレータ 5 5からの水素の放出時とで異なるコンプ レッサを用いることとしてもよい。 また、 アキュムレータ 5 5から水素を放出す るときに用いるコンプレッサを電気自動車 9 0 D側に設け、 水素を電気自動車 9 0 Dに供給した後にコンプレッサで加圧して燃料タンク 9 2 Dに供給することと してもよい。
上記第 1ないし第 5実施例の水素製造供給装置では、 製造した水素を貯蔵する ためにアキュムレータ 5 5を備え、 水素を加圧して貯蔵する構成としたが、 水素 を加圧する代わリに水素吸蔵合金に吸蔵させることによつて水素を貯蔵すること としてもよい。 以下に、 このような構成を第 1実施例の水素製造供給装置 1 0に 適用した場合を、 第 6実施例の水素製造供給装置 1 0 Eとして説明する。
第 6実施例の水素製造供給装置 1 0 Eは、 図 1 6に示すように、 アキュ厶レー 夕 5 5に代えて、 内部に水素吸蔵合金を有する水素貯蔵部 5 5 Eを備えており、 製造された水素はこの水素吸蔵合金に吸蔵されることによって貯蔵される。 ここ で、 水素貯蔵部 5 5 Eが貯蔵可能な水素量は、 水素製造供給装置 1 0 Eから水素 の供給を受ける電気自動車 9 0が備える燃料タンク 9 2の容量以上の量とする。 本実施例の水素製造供給装置 1 0 Eにおいて、 水接続口 2 6を介して水の供給 を受ける水供給路 2 7は、 脱硫ガス供給管 1 4との接続箇所よリも上流において、 上記水素貯蔵部 5 5 E内部に配管して熱交換部を形成している。 水素貯蔵部 5 5 Eに水素を貯蔵する際には、 水素吸蔵合金が水素を吸蔵するのに伴って発熱反応 が進行するが、 上記水供給路 2 7によって形成された熱交換部内を水が流れるこ とによって水素貯蔵部 5 5 Eは冷却される。 熱交換部で昇温した温水は、 水供給 路 2 7に導かれて脱硫ガス供給管 1 4に至り、 改質反応に要する水として脱硫ガ スに加えられる。
また、 水素貯蔵部 5 5 Eは、 加熱部 5 4を備えている。 この加熱部 5 4は、 水 素貯蔵部 5 5 E内を加熱するための装置であり、 水素貯蔵部 5 5 Eに貯蔵してお いた水素を電気自動車 9 0に供給する際に水素貯蔵部 5 5 E内を加熱して、 水素 吸蔵合金からの水素の放出を促す。 加熱部 5 4の構成としては、 所定の商用電源 から供給される電力を利用して電熱によって発熱することとしてもよいし、 ガス 接続口 1 1を介して都市ガスの供給を受け、 この都市ガスを燃焼させることによ つて発熱することとしてもよい。 以上のように構成された第 6実施例の水素製造供給装置 1 0 Eによれば、 製造 した水素を水素吸蔵合金に吸蔵させることによつて貯蔵するため、 加圧した気体 の状態で貯蔵する場合に比べて、 水素を貯蔵した状態で水素製造供給装置を長期 に放置した場合に失われる水素量が少なくて済む。 また、 水素製造時には、 水素 吸蔵合金に水素を吸蔵させることで生じる熱を利用して水を昇温させ、 この温水 を利用して改質反応を行なうため、 蒸発 ·加熱器 2 5で消費するエネルギを削減 することができ、 水素の吸蔵時に生じる熱を無駄に廃棄してしまうのを抑えるこ とができる。 このように、 水素吸蔵合金に吸蔵させることによって水素を貯蔵す る構成は、 第 1実施例の水素製造供給装置 1 0だけでなく、 第 2実施例の水素製 造供給装置 1 O Aなど他の構成に適用することもできる。
以上説明した第 1ないし第 6実施例の水素製造供給装置では、 アキュムレータ や水素貯蔵部などの水素貯蔵手段を設け、 予め充分量の水素を水素製造供給装置 内に準備しておく構成としたが、 このような水素貯蔵手段を設けることなく、 水 素の製造と同時に電気自動車への水素の供給を行なうこととしてもよい。 以下に このような構成を第 7実施例として説明する。
図 1 7は、 第 7実施例の水素製造供給装置 1 0 Fの構成を表わす説明図である。 水素製造供給装置 1 O Fにおいて、 第 1実施例の水素製造供給装置 1 0と共通す る構成については水素製造供給装置 1 0と同じ番号を付して説明を省略すること とし、 異なる構成についてだけ説明する。 なお、 第 7実施例の水素製造供給装置 1 0 Fから水素の供給を受ける電気自動車は、 第 2実施例の電気自動車 9 O Aと 同様の構成を備えているものとする。
水素製造供給装置 1 O Fでは、 コンプレッサ 5 0は水素供給路 2 2に接続して おり、 コンプレッサ 5 0によって加圧された水素は貯蔵されることなくコネクタ 7 0を介して電気自動車 9 O Aに供給される。 ここで、 水素供給路 2 2にはガス 流量センサ 5 2が設けられている。 このガス流量センサ 5 2は制御部 6 0と接続 しており、 電気自動車 9 O Aに供給した水素流量に関する情報を制御部 6 0に入 力している。 本実施例ではガス流量センサ 5 2としてドッブラ式のセンサを用い ているが、 異なる種類のセンサを用いることとしてもよい。 また、 水接続口 2 6を介して水の供給を受ける水供給路 2 7は、 脱硫ガス供給 管 1 4に接続することなく接続チューブ 8 2内に配管してコネクタ 7 0に至り、 コネクタ 7 0が備える水流路接続部 7 2において開口する。 第 7実施例の水素製 造供給装置 1 0 Fが備える脱硫ガス供給管 1 4には、 水供給路 2 7に代わって温 水供給路 1 3が接続している。 この温水供給路 1 3は、 接続チューブ 8 2内に配 管しており、 コネクタ 7 0が備える温水流路接続部 7 4において端部を開口して いる。
本実施例では、水接続口 2 6から水素製造供給装置 1 0 F内に供給された水は、 そのままコネクタ 7 0を介して電気自動車 9 O Aに供給され、 電気自動車 9 O A に供給された水は、 冷却水路 1 1 5に導かれて水素吸蔵合金を備える燃料タンク 9 2を冷却する。 冷却水路 1 1 5が形成する熱交換部 9 6において熱交換し、 昇 温した温水は、 温水流路 1 1 3および温水流路接続部 1 1 4、 7 4を介して水素 製造供給装置 1 O F側へ供給される。 この温水は、 水素製造供給装置 1 O F側で は、 上記温水供給路 1 3に導かれて改質反応に要する水として脱硫ガスに加えら れる。
以上、 第 7実施例の水素製造供給装置 1 0 Fの構成について説明したが、 次に、 水素製造供給装置 1 0 Fを作動させて電気自動車 9 O Aに水素を供給する際の動 作について説明する。 水素製造供給装置 1 0 Fのコネクタ 7 0と電気自動車 9 0 Aのコネクタ受け部 1 1 0とを接続し、 水素製造供給装置 1 O Fに設けられた所 定のスター卜スィッチをオン状態にすると、 制御部 6 0において図 1 8に示した 水素生成充填量制御処理ルーチンが所定時間ごとに実行され、 電気自動車 9 O A の燃料タンク 9 2内に所定量の水素が供給されるように制御される。 以下、 図 1 8のフローチヤ一卜に即して、 本実施例の水素製造供給装置 1 O Fが水素の製造 を行ないつつ電気自動車 9 0 Aに水素を供給する動作について説明する。
本ルーチンが実行されると、 C P U 6 2は、 まず、 燃料タンク 9 2の容量の読 み込みを行なう （ステップ S 3 0 0 )。 この動作は、 種々の容量の燃料タンクを備 える電気自動車に対応するためのものである。 燃料タンク 9 2の容量に関する情 報は、 予め電気自動車 9 0 Aの制御部 1 2 0に記憶されている。 引き続き C P U 6 2は、 燃料タンク 9 2の水素残量の読み込みを行なう （ステップ S 3 1 0 )。 燃 料タンク 9 2の水素残量は、 水素残量モニタ 9 7が積算した水素の消費量に基づ いて算出した値として電気自動車 9 O Aの制御部 1 2 0に記憶されている。 これ ら燃料タンク 9 2の容量の値および燃料タンク 9 2の水素残量の値は、 コネクタ 7 0およびコネクタ受け部 1 1 0で接続する信号線 2 9， 1 1 9を介して、 電気 自動車 9 0 A側から水素製造供給装置 1 0 Dの制御部 6 0へ入力される。
次に、 上記燃料タンク 9 2の容量の値および燃料タンク 9 2の水素残量の値を 基にして、 水素製造供給装置 1 0 Dから電気自動車 9 O Aへ供給すべき注入所要 量 V 0 を算出する （ステップ S 3 2 0 )。 注入所要量 V 0が求められると、 C P U 6 2において運転開始時処理ルーチンが実行される （ステップ S 3 3 0 )。 この運 転開始時処理ルーチンは、 水素の製造および電気自動車 9 O Aに対する水素の供 給の開始を指示するためのサブルーチンである。 運転開始時処理ルーチンにおい て実行される処理としては、 ガス接続口 1 1および水接続口 2 6が備える電磁弁 に駆動信号を出力して、 水素製造供給装置 1 0 Fへのガスおよび水の供給を開始 させたり、 コンプレッサ 5 0に駆動信号を出力して、 電気自動車 9 O Aの燃料タ ンク 9 2に供給する水素の圧力を制御する等の処理を挙げることができる。
運転開始時処理ルーチンの実行によって水素の製造および電気自動車 9 0 Aへ の水素の供給が開始されると、 C P U 6 2は、 燃料タンク 9 2に供給した水素の 注入量 V I の読み込みを行なう （ステップ S 3 4 0 )。 この水素の注入量 V I は、 水素供給路 2 2が備える既述したガス流量センサ 5 2から入力された情報を基に して算出された値である。 水素注入量 V I を読み込むと、 次に、 この V I の値と 先のステップ S 3 2 0で算出した注入所要量 V 0 との比較を行なう （ステップ S 3 5 0 )„
V I よりも V 0 の方が大きい場合には、 燃料タンク 9 2に供給された水素量は まだ不十分であると判断されてステップ S 3 4 0に戻り、 再び燃料タンク 9 2に 供給した水素の注入量 V I の読み込みを行なう。 燃料タンク 9 2内に充分量の水 素が供給されるまで、 上記した水素注入量 V I の読み込みと、 この V I の値と上 記注入所要量 V O との比較を行なう処理を繰り返す。 ステップ S 3 5 0において水素の注入量 V I の値が注入所要量 V 0 の値を超え たと判断された場合には、 運転停止時処理ルーチンが実行され （ステップ S 3 6 0 )、 本ルーチンを終了する。 この運転停止時処理ルーチンは、 水素の製造および 電気自動車 9 0 Aに対する水素の供給の開始を指示するためのサブルーチンであ る。 運転開始時処理ルーチンにおいて実行される処理としては、 ガス接続口 1 1 および水接続口 2 6が備える電磁弁に駆動信号を出力して、 水素製造供給装置 1 0 Dへのガスおよび水の供給を停止させたり、 コンプレッサ 5 0に停止信号を出 力して、 電気自動車 9 0 Aの燃料タンク 9 2への水素の供給を停止させる等の処 理を挙げることができる。
なお、 本実施例では、 燃料タンク 9 2の容量に関する情報を制御部 1 2 0に記 憶させ、 この情報は信号線 1 1 9を介して電気自動車 9 0側から水素製造供給装 置 1 0側に入力する構成としたが、 使用者が水素製造供給装置 1 0に対して、 水 素の供給を受ける電気自動車 9 0が備える燃料タンク 9 2の容量を手入力で入力 する構成としてもよい。
以上のように構成された第 7実施例の水素製造供給装置 1 O Fおよび電気自動 車 9 O Aによれば、 既述した第 1ないし第 6実施例と同様に、 商用ガスとして各 家庭に供給される都市ガスを用いて水素を生成することができるため、 新たに水 素を流通させるための流通手段を設けることなく、 広く水素を電気自動車の燃料 として利用可能にすることができる。 また、 水素製造供給装置 1 O Fにおける水 素の製造と電気自動車 9 0 Aに対する水素の供給とは同時に行なわれるが、 この 水素供給の動作は、 所定の位置に設置された水素製造供給装置 1 O Fに電気自動 車 9 0 Aを接続して行なわれるため、 水素を製造する際に、 走行状態などの電気 自動車 9 O A側の影響を受けることがない。 従って、 水素を製造するために進行 する改質器 3 0における改質反応等を最適条件下で行なうことができ、 高いエネ ルギ効率を実現することができる。 もとより、 電気自動車 9 0 Aへの水素の供給 を早くに完了させたい場合には、 改質反応などを行なわせる運転条件を、 最適条 件よりも早めることとしても良い。
また、 本実施例の水素製造供給装置 1 0 Fから電気自動車 9 O Aに対して水素 の供給を行なう際には、 電気自動車 9 O Aの燃料タンク 9 2内に充分量の水素が 供給されると、 水素を製造する動作および水素を供給する動作を終了する構成と なっているため、 水素製造供給装置 1 0 Dによる水素の製造および燃料タンク 9 2への水素の供給を自動運転で行なうことができる。 従って使用者は、 帰宅した 後に水素製造供給装置 1 0 Dの運転を開始しておけば、 次回の （例えば翌朝の） 外出時には水素の供給操作が終了した状態で電気自動車 9 O Aを用意しておくこ とが可能となる。
さらに本実施例の水素製造供給装置 1 0 Fおよび電気自動車 9 O Aは、 それぞ れコネクタ 7 0およびコネクタ受け部 1 〗 0を備えているため、 これらコネクタ 7 0およびコネクタ受け部 1 1 0を接続することによって、 水素供給路 2 2およ び水素導入路 1 1 7を連通させる動作と、 信号線 2 9， 1 1 9の接続と、 水供給 路 2 7および冷却水路 1 1 5を連通させる動作と、 温水供給路 1 3および温水流 路 1 1 3を連通させる動作とを同時にワンタッチで行なうことができる。 もとよ リ、 水供給路 2 7および冷却水路 1 1 5の接続と、 温水供給路 1 3および温水流 路 1 1 3の接続とを、 コネクタ 7 0およびコネクタ受け部 1 1 0との接続部を介 さない構造としても差し支えない。
また、 本実施例の水素製造供給装置 1 O Fは、 上記第 1ないし第 6実施例の水 素製造供給装置と同様に持ち運び可能な構成となっており、 ガス接続口 1 1およ び水接続口 2 6と接続可能な都市ガス配管および水道配管があれば任意の場所に 移動して水素の製造を行なうことが可能となっているが、 アキュムレータを備え ないためさらなる小型化が可能となっており、 移動がさらに容易となっている。 もとより、 水素製造供給装置 1 0を可動式とせずに家庭内などの所定の場所に定 置し、 ガス接続口 1 1および水接続口 2 6は都市ガス配管および水道配管の所定 の接続箇所に固定する構成としてもかまわない。
また、 本実施例の水素製造供給装置 1 0 Fおよび電気自動車 9 O Aは、 水素の 製造と供給とを同時に行なう構成となっているため、 燃料タンク 9 2が備える水 素吸蔵合金が水素を吸蔵する際に生じる熱を利用して、 改質反応に要する水の昇 温を行なっている。 従って、 蒸発 '加熱器 2 5で消費するエネルギを低減させて システム全体のエネルギ効率を向上させることができる。 なお、 水素吸蔵合金が 水素を吸蔵する際に生じる熱によって昇温された温水は、 水素製造供給装置 1 0 Fにおける改質反応に利用する他に、 第 3実施例と同様に、 家庭用の給湯装置に おいて利用するなど他の用途に用いることとしてもよい。 もとより、 第 1実施例 と同様に、 燃料タンク 9 2の冷却は冷却水を循環させることによって行ない、 生 じた熱は所定の放熱部において外部に放出してしまうこととしても差し支えない。 さらに、 本実施例の電気自動車 9 O Aにおいて、 燃料タンク 9 2に水素を貯蔵 する方法として、 水素吸蔵合金に吸蔵させる代わりにボンべ内に加圧ガスとして 蓄えることとしてもよい。 すなわち、 電気自動車は第 5実施例の電気自動車 9 0 Dと同様の構成とし、 水素製造供給装置 1 0「では、 水供給路 2 7を直接脱硫ガ ス供給管 1 4に接続することとしてもよい。
既述した第 1ないし第 7実施例の水素製造供給装置において、 蒸発 ·加熱器 2 5 (および必要に応じて改質器 3 0 ) を加熱するために設けた所定の燃焼部は、 都市ガス分岐路 1 6から供給される都市ガス、 および水素純化器 4 0から排出さ れた改質排ガスを燃焼のための燃料として利用する構成となっているが、 この所 定の燃焼部から排出される燃焼排ガスを、 そのまま廃棄せずにさらに利用する構 成とすることも好ましい。 このような構成を第 8実施例として以下に説明する。 図 1 9は、 第 8実施例の水素製造供給装置 1 0 Gの構成を表わす説明図である。 第 8実施例の水素製造供給装置 1 0 Gは、 第 1実施例の水素製造供給装置 1 0と ほぼ同様の構成を有しているため、 共通する構成には同じ番号を付して説明を省 略し、 要部に対応する燃焼排ガスの流路に関する構成についてのみ説明する。 第 8実施例の水素製造供給装置 1 0 Gは、 蒸発 ·加熱器 2 5 (および必要に応 じて改質器 3 0 ) を加熱するために設けた所定の燃焼部から燃焼排ガスを排出す る燃焼排ガス路 2 3を備えている。 蒸発 ·加熱器 2 5は、 上記燃焼部によって 6 0 0〜8 0 0 °Cに加熱されており、 燃焼排ガス路 2 3に排出される燃焼排ガスの 温度は約 1 0 0〜2 0 0 °Cに達する。 燃焼排ガス路 2 3に排出された燃焼排ガス は、 熱交換部 2 4において冷却され、 その後に水素製造供給装置 1 0 Gの外部に 排出される。 ここで、 熱交換部 2 4には水供給路 2 7から分岐する水供給分岐路 3 2が配管されており、 この水供給分岐路 3 2に供給される水は上記燃焼排ガス との間で熱交換を行なって昇温する。 水供給分岐路 3 2は、 熱交換部 2 4を経由 してさらに、 第 3実施例の水素製造供給装置 1 0 Bにおける温水供給チューブ 8 8と同様の形態を有する温水供給チューブ 8 8 G内に配管している。
以上のように構成された第 8実施例の水素製造供給装置 1 0 Gによれば、 水素 製造供給装置 1 0 Gが備える温水供給チューブ 8 8 Gを家庭用の給湯装置や浴槽 に接続することで、 熱交換部 2 4で昇温した温水を、 家庭の浴室や洗面所、 ある いは台所等で使用する温水として利用することが可能となる。 したがって、 水素 製造供給装置 1 0 Gで廃棄されてしまうエネルギ量を抑え、 エネルギの利用効率 をさらに向上させることができるという効果を奏する。
なお、 第 8実施例の水素製造供給装置 1 0 Gは、 第 1実施例の水素製造供給装 置 1 0と同様の構成において、 蒸発 ·加熱器 2 5が備える上記所定の燃焼部から 排出される燃焼排ガスを利用しているが、 このように燃焼排ガスを利用する構成 は、 第 2ないし第 7実施例の水素製造供給装置など、 他の構成の水素製造供給装 置に適用することとしてもよい。
また、 第 8実施例の水素製造供給装置〗 0 Gでは、 燃焼排ガス路 2 3に排出さ れる燃焼排ガスが有する熱エネルギを利用して昇温した温水を水素製造供給装置 1 0 Gの外部に取り出し、 家庭内で使用する温水として利用する構成としたが、 燃焼排ガスによって昇温した温水を蒸発 ·加熱器 2 5に供給し、 脱硫ガスと混合 して改質反応に供する構成としてもよい。 このような構成とすれば、 水素製造供 給装置 1 0 Gで廃棄されてしまうエネルギ量を抑え、 蒸発 ·加熱器 2 5で新たに 消費されるエネルギ量を削減して、 水素製造供給装置 1 0 G内でのエネルギの利 用効率をさらに向上させることができる。
以上説明した本発明の水素製造供給装置および電気自動車によれば、 電気自動 車が搭載する燃料電池に供給する燃料ガスとして、 純度の高い水素を利用するこ とができるため、 燃料電池における電気化学反応を高い効率で行なわせることが できる。 従って、 電気自動車に搭載する燃料電池をより小型化することができる という効果を奏する。 また、 本発明の電気自動車は、 燃料ガスとして純度の高い 水素を搭載しており、 改質反応等を電気自動車内部で行なわないため、 自動車の 走行に伴って有害物質を含有する排ガスが排出されてしまうことがない。
さらに、 本発明の水素製造供給装置および電気自動車によれば、 天然資源であ る天然ガスを利用して水素を製造し、 この水素を燃料ガスとして、 エネルギ効率 の非常に高い燃料電池を用いて発電を行ない、 電気自動車が要する電力を賄って いる。 従って、 天然資源を用いて所定のエネルギ効率の発電機関によって発電を 行ない、 このようにして得られた電力の供給を受けて電気自動車を充電する場合 と比較すると、 資源の有するエネルギの利用効率において非常に優れているとい うことができる。
上記実施例では、 水素製造供給装置は各家庭に設置することとし、 電気自動車 への水素の供給は電気自動車の使用者が個人的に行なうこととしたが、 本発明の 水素製造供給装置を所定の場所に設置した水素補給所に設け、 走行中に燃料であ る水素が不足してきた電気自動車に対して、 水素を供給することとしてもよい。 この場合にも、 都市ガスを利用して水素の製造を行なうことによって、 純度の高 い水素の入手を容易にすることができる。
上記実施例では、 改質反応に供する原燃料としてメタンを主成分とする都市ガ ス （天然ガス） を用いることとしたが、 商用ガスとして供給されており容易に利 用可能であれば、 他の原燃料 （例えば、 ブタン等） を用いることとしてもよい。 このように、 配管を設置して供給されている商用ガスを用いることとによって原 燃料の入手が極めて容易となり、 使用者が各家庭で水素製造供給装置を使用する ことが可能となる。 これら他の原燃料を用いる場合には、 ガス接続口 1 1は、 用 いる原燃料ガスの配管に接続可能な形状とし、 改質器 3 0が備える触媒としては 用いる原燃料ガスの改質反応に適した触媒を用いることとすればよい。 もとより、 付臭剤を含有しないガスを原燃料として用いる場合には、 脱硫器 2 0を設ける必 要はない。 また、 電気化学反応を含む以後の反応を阻害する成分を含有するガス を原燃料とする場合には、 この阻害成分を取り除く装置を組み込むことが望まし い。
以上本発明の実施例について説明したが、 本発明はこうした実施例に何等限定 されるものではなく、 本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる様態で 実施し得ることは勿論である。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかる水素製造供給装置、 コネクタ、 電気自動車およ び水素製造供給方法は、 電気自動車の製造、 販売の分野において用いることがで さる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 水素を貯蔵することが可能な燃料貯蔵手段と、 貯蔵された水素を燃料ガス として用いる燃料電池とを搭載する電気自動車に、 水素を供給する水素製造供給 装置であって、
原燃料を改質して水素リッチガスを生成する改質手段と、
前記改質手段で生成した水素リッチガスから水素を分離する水素純化手段と、 前記水素純化手段で分離した水素を、 前記燃料貯蔵手段に供給する水素供給手 段と
を備える水素製造供給装置。
2 . 請求の範囲第 1項記載の水素製造供給装置であって、
前記燃料貯蔵手段は、 水素吸蔵合金を備え、 該水素吸蔵合金に水素を吸蔵させ ることによって水素を貯蔵し、
前記水素供給手段によって前記燃料貯蔵手段に水素を供給する際に、 前記水素 吸蔵合金が水素を吸蔵するのに伴って前記燃料貯蔵手段で生じる熱によって昇温 した所定の流体を、 前記電気自動車より取り出す流体取リ出し手段をさらに備え る
水素製造供給装置。
3 . 前記改質手段は、 前記流体取り出し手段によって取り出した前記流体から 得られる熱を、 前記原燃料の改質反応に利用する
請求の範囲第 2項記載の水素製造供給装置。
4 . 請求の範囲第 1項記載の水素製造供給装置であって、
前記水素純化手段で分離した水素を貯蔵する水素貯蔵手段と、
該水素貯蔵手段に貯蔵された水素量を検出する水素量検出手段と、
該水素量検出手段が検出した水素量に応じて前記改質手段および前記水素純化 手段の動作を制御して、 前記水素貯蔵手段に貯蔵される水素量が所定量となるよ うにする水素貯蔵量制御手段と
をさらに備える水素製造供給装置。
5 . 請求の範囲第 1項記載の水素製造供給装置であって、
前記電気自動車が備える燃料貯蔵手段における水素残量に関する情報を入力す るための水素残量入力手段と、
該水素残量入力手段によって入力された前記水素残量に関する情報に基づいて、 前記改質手段および前記水素純化手段の動作を制御して所定量の水素を生成させ て、 該所定量の水素を前記水素供給手段を介して前記燃料貯蔵手段に供給する水 素供給量制御手段と
を備える水素製造供給装置。
6 . 請求の範囲第 1ないし第 5項記載の水素製造供給装置であって、
前記原燃料としては、 炭化水素を主成分とする商用ガスを用い、
該商用ガスの配管に接続して前記原燃料を取り込み可能にする接続手段をさら に備ん <o
水素製造供給装置。
7 . 水素を貯蔵することが可能な燃料貯蔵手段と、 貯蔵された水素を燃料ガス として用いる燃料電池とを搭載する電気自動車に、 水素を供給するための水素供 給装置を接続するためのコネクタであつて、
前記燃料貯蔵手段に前記水素供給装置からの水素を供給するための水素供給路 を前記電気自動車と前記水素供給装置との間で連通させる第 1の連通手段と、 前記燃料貯蔵手段における水素残量に関する情報を前記水素供給装置に伝える ための信号線を前記電気自動車と前記水素供給装置との間で連通させる第 2の連 通手段と
を備えるコネクタ。
8 . 水素を燃料ガスとして用いる燃料電池を搭載し、 該燃料電池から得られる 電力によつて車両としての駆動力を得る電気自動車であつて、
水素吸蔵合金を備え、 該水素吸蔵合金に水素を吸蔵させることによって前記燃 料ガスとしての水素を貯蔵する燃料貯蔵手段と、
該燃料貯蔵手段が水素の供給を受ける際に、 前記水素吸蔵合金が水素を吸蔵す るのに伴って前記燃料貯蔵手段で生じる熱によって、 所定の流体を昇温させる流 体昇温手段と、
該流体昇温手段によって昇温した流体を、 前記電気自動車外部に導く熱放出手 χと
を備える電気自動車。
9 . 水素を燃料ガスとして用いる燃料電池を搭載し、 該燃料電池から得られる 電力によって車両としての駆動力を得る電気自動車であって、
前記燃料ガスとしての水素を貯蔵する燃料貯蔵手段と、
該燃料貯蔵手段における水素残量を検出する水素残量検出手段と、
該水素残量検出手段が検出した水素残量に関する情報を、 前記燃料貯蔵手段に 水素を供給する所定の水素供給装置に対して伝達する水素残量伝達手段と
を備える電気自動車。
1 0 . 燃料ガスである水素を貯蔵可能な燃料貯蔵手段を備える電気自動車に、 水素を供給する水素製造供給方法であって、
炭化水素を主成分とする商用ガスを原燃料とし、 該原燃料を改質して水素リッ チガスを生成し、
該水素リツチガスから水素を分離し、
該水素を、 前記燃料貯蔵手段に供給する
水素製造供給方法。
1 1 . 水素を燃料ガスとして用いる燃料電池を搭載し、 該燃料電池から得られ る電力によって車両としての駆動力を得る電気自動車と、 原燃料を改質して水素 を生成し、 生成した水素を前記燃料ガスとして前記電気自動車に供給する水素製 造供給装置とを備える電気自動車システムであつて、
前記電気自動車は、
水素吸蔵合金を備え、 該水素吸蔵合金に水素を吸蔵させることによつて前記 燃料ガスとしての水素を貯蔵する燃料貯蔵手段と、
前記燃料貯蔵手段が水素の供給を受ける際に、 前記水素吸蔵合金が水素を吸 蔵するのに伴って生じる熱を、 所定の流体を介して前記電気自動車外部に排出す る熱排出手段とを備え、 前記水素製造供給装置は、
該水素製造供給装置から前記電気自動車に水素を供給する際には、 前記電気 自動車の前記熱排出手段が前記所定の流体を介して排出した熱を利用して、 前記 原燃料の改質を行なう改質手段を備える
電気自動車システム。
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