JP3141606B2 - 燃料電池式電気自動車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、車載型燃料電池発電
装置を電源とし、電動機で駆動し、かつ運転席，客席な
どの客室の暖房を行う暖房装置を備えた燃料電池式電気
自動車に関する。
装置を電源とし、電動機で駆動し、かつ運転席，客席な
どの客室の暖房を行う暖房装置を備えた燃料電池式電気
自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関を動力とする自動車にお
いては、通常、内燃機関が放出する熱量を客室暖房の熱
源として利用しているが、大型バスなどの旅客輸送用車
両の場合には客室容積が大きく、内燃機関が放出する熱
量だけでは足りないために、電気ヒ−タ−などの熱源を
併用する方法が知られており、通常、内燃機関を動力源
とする発電機の容量を暖房に必要な分だけ大きくする方
法が採られている。ところが、バッテリ−のみを電源と
し、電動機で駆動する従来の電気自動車の場合、比重の
大きいバッテリ−の搭載容量に限界があり、これが原因
で１回の充電によって走行可能な距離に制限を生ずるた
め、客室の暖房を行わないのが一般的である。しかしな
がら、旅客輸送用車両のように特に暖房を必要とする場
合には、バッテリ−の充電残量が減るのを防ぐために、
小型内燃機関で発電機を駆動する方式の充電用発電装置
を搭載し、走行距離の減少を防ぐ対策が採られる。
いては、通常、内燃機関が放出する熱量を客室暖房の熱
源として利用しているが、大型バスなどの旅客輸送用車
両の場合には客室容積が大きく、内燃機関が放出する熱
量だけでは足りないために、電気ヒ−タ−などの熱源を
併用する方法が知られており、通常、内燃機関を動力源
とする発電機の容量を暖房に必要な分だけ大きくする方
法が採られている。ところが、バッテリ−のみを電源と
し、電動機で駆動する従来の電気自動車の場合、比重の
大きいバッテリ−の搭載容量に限界があり、これが原因
で１回の充電によって走行可能な距離に制限を生ずるた
め、客室の暖房を行わないのが一般的である。しかしな
がら、旅客輸送用車両のように特に暖房を必要とする場
合には、バッテリ−の充電残量が減るのを防ぐために、
小型内燃機関で発電機を駆動する方式の充電用発電装置
を搭載し、走行距離の減少を防ぐ対策が採られる。
【０００３】図２は従来の燃料電池式電気自動車用燃料
電池発電装置を示す概略構成図であり、電解質層とこれ
を挟持する燃料極および空気極とを有する単位セルの積
層体として構成される燃料電池スタック１を含む燃料電
池発電装置は、炭化水素系燃料（例えばメタノ−ル）を
水素リッチな燃料ガスに改質する燃料処理装置２と、酸
化剤としての空気を燃料電池に供給する空気供給装置３
と、燃料電池の出力直流電力を電気自動車の駆動モ−タ
などの負荷５に好適な一定電圧の電力に変換する電力変
換装置４とを備え、例えばバスなどの電源装置として車
上に搭載される。また、電熱器，電熱式ファンヒ−タ−
などで構成される暖房装置８は、電力変換装置４から電
力の供給を受けて客室の暖房を行うよう構成される。
電池発電装置を示す概略構成図であり、電解質層とこれ
を挟持する燃料極および空気極とを有する単位セルの積
層体として構成される燃料電池スタック１を含む燃料電
池発電装置は、炭化水素系燃料（例えばメタノ−ル）を
水素リッチな燃料ガスに改質する燃料処理装置２と、酸
化剤としての空気を燃料電池に供給する空気供給装置３
と、燃料電池の出力直流電力を電気自動車の駆動モ−タ
などの負荷５に好適な一定電圧の電力に変換する電力変
換装置４とを備え、例えばバスなどの電源装置として車
上に搭載される。また、電熱器，電熱式ファンヒ−タ−
などで構成される暖房装置８は、電力変換装置４から電
力の供給を受けて客室の暖房を行うよう構成される。
【０００４】一方、燃料電池スタック１は、供給された
燃料ガスおよび反応空気が電解質に濡れた電極触媒上で
反応して水と電気を発生する電気化学反応を行うもので
あり、この反応が発熱反応であるために燃料電池スタッ
ク１には液冷式の冷却板６が積層され、この冷却板６に
冷却液９（例えば冷却水，冷却油など）を循環する冷却
液循環系１０により燃料電池スタックの温度を所定の運
転温度（りん酸型燃料電池で約１９０°C ）に保持して
発電が行われる。
燃料ガスおよび反応空気が電解質に濡れた電極触媒上で
反応して水と電気を発生する電気化学反応を行うもので
あり、この反応が発熱反応であるために燃料電池スタッ
ク１には液冷式の冷却板６が積層され、この冷却板６に
冷却液９（例えば冷却水，冷却油など）を循環する冷却
液循環系１０により燃料電池スタックの温度を所定の運
転温度（りん酸型燃料電池で約１９０°C ）に保持して
発電が行われる。
【０００５】冷却液循環系１０は、その循環配管路に循
環ポンプ１１，燃料気化用熱交換器１２，スタ−トアッ
プバ−ナ−１３を備え、例えば冷却液９が冷却板６を経
由して冷却液循環系１０内を循環するよう構成される。
すなわち、燃料電池スタック１の始動時にはスタ−トア
ップバ−ナ−１３のバ−ナ−１３Ａにブロワ−１３Ｃか
ら空気を供給してメタノ−ルを燃焼させ、その燃焼熱を
熱交換部１３Ｂで冷却液９に回収して冷却板６を介して
燃料電池スタックを発電可能な温度まで予熱するととも
に、加熱された冷却液９を加熱媒体，メタノ−ルを被加
熱媒体として燃料気化用熱交換器１２でメタノ−ルを気
化して燃料処理装置２に供給する。一方、燃料処理装置
２もその内蔵バ−ナ−で予熱されており、燃料ガスが供
給可能な温度に到達した時点で発電が開始される。ま
た、定常運転状態ではスタ−トアップバ−ナ−１３のバ
−ナ−１３Ａは燃焼を停止し、燃料電池スタック１の発
電生成熱を燃料気化用熱交換器１２がメタノ−ルの気化
熱として回収することにより、燃料電池スタックの温度
を所定の運転温度に保持して発電が行われる。なお、こ
の状態で燃料電池スタックの温度が運転温度を越える場
合には、スタ−トアップバ−ナ−１３を冷却装置に兼用
し、ブロワ−１３Ｃからバ−ナ−１３Ａを介して送られ
る空気を冷却媒体として熱交換部１３Ｂで冷却液９を冷
却し、燃料電池スタック１を運転温度に保持するよう構
成される。
環ポンプ１１，燃料気化用熱交換器１２，スタ−トアッ
プバ−ナ−１３を備え、例えば冷却液９が冷却板６を経
由して冷却液循環系１０内を循環するよう構成される。
すなわち、燃料電池スタック１の始動時にはスタ−トア
ップバ−ナ−１３のバ−ナ−１３Ａにブロワ−１３Ｃか
ら空気を供給してメタノ−ルを燃焼させ、その燃焼熱を
熱交換部１３Ｂで冷却液９に回収して冷却板６を介して
燃料電池スタックを発電可能な温度まで予熱するととも
に、加熱された冷却液９を加熱媒体，メタノ−ルを被加
熱媒体として燃料気化用熱交換器１２でメタノ−ルを気
化して燃料処理装置２に供給する。一方、燃料処理装置
２もその内蔵バ−ナ−で予熱されており、燃料ガスが供
給可能な温度に到達した時点で発電が開始される。ま
た、定常運転状態ではスタ−トアップバ−ナ−１３のバ
−ナ−１３Ａは燃焼を停止し、燃料電池スタック１の発
電生成熱を燃料気化用熱交換器１２がメタノ−ルの気化
熱として回収することにより、燃料電池スタックの温度
を所定の運転温度に保持して発電が行われる。なお、こ
の状態で燃料電池スタックの温度が運転温度を越える場
合には、スタ−トアップバ−ナ−１３を冷却装置に兼用
し、ブロワ−１３Ｃからバ−ナ−１３Ａを介して送られ
る空気を冷却媒体として熱交換部１３Ｂで冷却液９を冷
却し、燃料電池スタック１を運転温度に保持するよう構
成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気自動車にお
いて、客室暖房を行うためには充電用発電装置を必要と
するため、その分搭載できるバッテリ−容量が減少する
とともに、充電用発電装置の内燃機関が騒音と排気ガス
を放出するために、電気自動車の低騒音で大気を汚染し
ないという特長を阻害するという問題が発生する。燃料
電池発電装置は、バッテリ−と同様に低騒音で大気を汚
染せず、かつ長時間運転が可能な電源であり、燃料電池
発電装置を電源として搭載した燃料電池式電気自動車と
することにより、燃料電池の発電電力を客室暖房の熱源
に利用でき、かつ充電用発電装置を必要としないため
に、その内燃機関が騒音と排気ガスを放出するいう問題
も排除される。
いて、客室暖房を行うためには充電用発電装置を必要と
するため、その分搭載できるバッテリ−容量が減少する
とともに、充電用発電装置の内燃機関が騒音と排気ガス
を放出するために、電気自動車の低騒音で大気を汚染し
ないという特長を阻害するという問題が発生する。燃料
電池発電装置は、バッテリ−と同様に低騒音で大気を汚
染せず、かつ長時間運転が可能な電源であり、燃料電池
発電装置を電源として搭載した燃料電池式電気自動車と
することにより、燃料電池の発電電力を客室暖房の熱源
に利用でき、かつ充電用発電装置を必要としないため
に、その内燃機関が騒音と排気ガスを放出するいう問題
も排除される。
【０００７】しかしながら、燃料電池発電装置の出力電
力を客室暖房の熱源として利用するためには、その分、
燃料電池発電装置の発電容量を大きくしなければなら
ず、これが原因で燃料電池発電装置が大型化、高重量化
するため、これに対応して燃料電池式電気自動車の積載
荷重，例えば乗車定員などに制約が及ぶという問題が新
たに発生する。
力を客室暖房の熱源として利用するためには、その分、
燃料電池発電装置の発電容量を大きくしなければなら
ず、これが原因で燃料電池発電装置が大型化、高重量化
するため、これに対応して燃料電池式電気自動車の積載
荷重，例えば乗車定員などに制約が及ぶという問題が新
たに発生する。
【０００８】この発明の目的は、燃料電池の発電容量を
増すことなく、高い熱効率を保持して客室暖房を行える
燃料電池式電気自動車を得ることにある。
増すことなく、高い熱効率を保持して客室暖房を行える
燃料電池式電気自動車を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、燃料電池発電装置を車載電源と
して電気モ−タで駆動する燃料電池式電気自動車におい
て、燃料電池スタックの発生熱を燃料電池発電装置の冷
却液循環系に配された熱交換器により回収して暖房の熱
源とし、前記熱交換器により回収された発生熱が不足す
るとき、前記冷却液循環系に配された補助バ−ナ−の生
成熱により前記不足分を補うこととする。
に、この発明によれば、燃料電池発電装置を車載電源と
して電気モ−タで駆動する燃料電池式電気自動車におい
て、燃料電池スタックの発生熱を燃料電池発電装置の冷
却液循環系に配された熱交換器により回収して暖房の熱
源とし、前記熱交換器により回収された発生熱が不足す
るとき、前記冷却液循環系に配された補助バ−ナ−の生
成熱により前記不足分を補うこととする。
【００１０】また、メタノ−ルを原燃料とする燃料処理
装置から供給される燃料ガスと、空気供給装置から供給
される反応空気とを受けて発電する燃料電池スタック
と、この燃料電池スタックに積層された液冷式冷却板，
循環ポンプ，スタ−トアップバ−ナ−，および燃料気化
用熱交換器からなる冷却液循環系を備えた燃料電池式電
気自動車において、前記冷却液循環系が冷却液を加熱媒
体とする暖房用熱交換器を備えてなり、燃料電池スタッ
クの発電生成熱が不足するとき、スタ−トアップバ−ナ
の発生熱で補うこととする。
装置から供給される燃料ガスと、空気供給装置から供給
される反応空気とを受けて発電する燃料電池スタック
と、この燃料電池スタックに積層された液冷式冷却板，
循環ポンプ，スタ−トアップバ−ナ−，および燃料気化
用熱交換器からなる冷却液循環系を備えた燃料電池式電
気自動車において、前記冷却液循環系が冷却液を加熱媒
体とする暖房用熱交換器を備えてなり、燃料電池スタッ
クの発電生成熱が不足するとき、スタ−トアップバ−ナ
の発生熱で補うこととする。
【００１３】
【作用】この発明において、車載電源としての燃料電池
発電装置の発生熱を熱交換器を介して回収し、暖房の熱
源とするよう構成したことにより、発熱反応である燃料
電池の電気化学反応の生成熱を客室暖房の熱源に有効利
用できるので、燃料電池発電装置の発電容量を増すこと
なく、熱効率のよい暖房を行う機能が得られるととも
に、充電用発電装置を必要としないために、その内燃機
関が騒音と排気ガスを放出するいう問題を排除する機能
も得られる。
発電装置の発生熱を熱交換器を介して回収し、暖房の熱
源とするよう構成したことにより、発熱反応である燃料
電池の電気化学反応の生成熱を客室暖房の熱源に有効利
用できるので、燃料電池発電装置の発電容量を増すこと
なく、熱効率のよい暖房を行う機能が得られるととも
に、充電用発電装置を必要としないために、その内燃機
関が騒音と排気ガスを放出するいう問題を排除する機能
も得られる。
【００１４】また、燃料電池発電装置の発生熱を、燃料
電池スタックの冷却液循環系に配された熱交換器により
回収するよう構成るので、燃料電池スタックを所定の運
転温度に保持するために設けられる冷却液循環系を利用
し、冷却液を加熱源とする熱交換器を追加するだけで、
冷却液が回収した燃料電池の発電生成熱を効率よく回収
し、客室暖房の熱源に有効利用できる。
電池スタックの冷却液循環系に配された熱交換器により
回収するよう構成るので、燃料電池スタックを所定の運
転温度に保持するために設けられる冷却液循環系を利用
し、冷却液を加熱源とする熱交換器を追加するだけで、
冷却液が回収した燃料電池の発電生成熱を効率よく回収
し、客室暖房の熱源に有効利用できる。
【００１５】さらに、燃料電池スタックの冷却液循環系
に配された熱交換器により回収した燃料電池スタックの
発生熱が不足するとき、冷却液循環系に配された補助バ
−ナ−の生成熱を熱交換器により回収して補給する構成
により、発電生成熱を客室暖房に利用することによって
生ずる燃料電池の運転温度の変動を回避できるととも
に、暖房に必要な熱量を安定供給する機能が得られる。
に配された熱交換器により回収した燃料電池スタックの
発生熱が不足するとき、冷却液循環系に配された補助バ
−ナ−の生成熱を熱交換器により回収して補給する構成
により、発電生成熱を客室暖房に利用することによって
生ずる燃料電池の運転温度の変動を回避できるととも
に、暖房に必要な熱量を安定供給する機能が得られる。
【００１６】一方、メタノ−ルを原燃料とする燃料処理
装置から供給される燃料ガスと、空気供給装置から供給
される反応空気とを受けて発電する燃料電池スタック
と、この燃料電池スタックに積層された液冷式冷却板，
循環ポンプ，スタ−トアップバ−ナ−，および燃料気化
用熱交換器からなる冷却液循環系を備えた燃料電池式電
気自動車において、前記冷却液循環系が冷却液を加熱媒
体とする暖房用熱交換器を設けることとすれば、暖房を
必要としない季節には燃料気化用熱交換器により燃料電
池の発電生成熱を原燃料としてのメタノ−ルの気化熱と
して回収し、また、暖房を必要とする季節には燃料気化
用熱交換器と暖房用熱交換器とが発電生成熱を互いに分
担して回収し、燃料電池スタックの発電生成熱が不足す
るときは、スタ−トアップバ−ナの発生熱で補うことが
できるので、冷却液循環系を多機能化し、かつ発電生成
熱を効率よく有効利用する機能が得られるとともに、主
に燃料電池発電装置の始動時にしか利用しなかったスタ
−トアップバ−ナを、暖房用熱源の不足分の補給に有効
利用し、かつ装置を簡素化する機能が得られる。
装置から供給される燃料ガスと、空気供給装置から供給
される反応空気とを受けて発電する燃料電池スタック
と、この燃料電池スタックに積層された液冷式冷却板，
循環ポンプ，スタ−トアップバ−ナ−，および燃料気化
用熱交換器からなる冷却液循環系を備えた燃料電池式電
気自動車において、前記冷却液循環系が冷却液を加熱媒
体とする暖房用熱交換器を設けることとすれば、暖房を
必要としない季節には燃料気化用熱交換器により燃料電
池の発電生成熱を原燃料としてのメタノ−ルの気化熱と
して回収し、また、暖房を必要とする季節には燃料気化
用熱交換器と暖房用熱交換器とが発電生成熱を互いに分
担して回収し、燃料電池スタックの発電生成熱が不足す
るときは、スタ−トアップバ−ナの発生熱で補うことが
できるので、冷却液循環系を多機能化し、かつ発電生成
熱を効率よく有効利用する機能が得られるとともに、主
に燃料電池発電装置の始動時にしか利用しなかったスタ
−トアップバ−ナを、暖房用熱源の不足分の補給に有効
利用し、かつ装置を簡素化する機能が得られる。
【００１８】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１はこの発明の実施例になる燃料電池式電気自動
車の暖房装置を示す構成図であり、以下、従来技術と同
じ構成部分には同一参照符号を付すことにより、重複し
た説明を省略する。図において、冷却液循環系２０は、
その循環配管路に循環ポンプ１１，燃料気化用熱交換器
１２，スタ−トアップバ−ナ−１３の他に暖房用熱交換
器２２を備える。冷却液９を加熱媒体，暖房用空気２５
を被加熱媒体とする暖房用熱交換器２２は、その２次側
に暖房用空気ブロワ−２３，および放熱器２４などを備
え、暖房装置２１が構成される。なお、放熱器２４を用
いずに暖房用空気２５を客室に放出するよう構成しても
よく、特にその構成を限定するものではない。
る。図１はこの発明の実施例になる燃料電池式電気自動
車の暖房装置を示す構成図であり、以下、従来技術と同
じ構成部分には同一参照符号を付すことにより、重複し
た説明を省略する。図において、冷却液循環系２０は、
その循環配管路に循環ポンプ１１，燃料気化用熱交換器
１２，スタ−トアップバ−ナ−１３の他に暖房用熱交換
器２２を備える。冷却液９を加熱媒体，暖房用空気２５
を被加熱媒体とする暖房用熱交換器２２は、その２次側
に暖房用空気ブロワ−２３，および放熱器２４などを備
え、暖房装置２１が構成される。なお、放熱器２４を用
いずに暖房用空気２５を客室に放出するよう構成しても
よく、特にその構成を限定するものではない。
【００１９】このように、冷却液循環系２０に冷却液を
加熱媒体とする暖房用熱交換器を設けることにより、暖
房を必要としない季節には燃料気化用熱交換器１２によ
り燃料電池の発電生成熱をメタノ−ルの気化熱として回
収し、気化したガスを燃料処理装置２に供給して燃料ガ
スを生成する従来技術と同様な機能が得られる。また、
暖房を必要とする季節には燃料気化用熱交換器１２と暖
房用熱交換器２２とが発電生成熱を互いに分担して回収
し、燃料の気化熱および暖房用熱量として有効に利用す
るので、燃料電池発電装置の発電容量を増すことなく暖
房用の熱源を得ることができる。
加熱媒体とする暖房用熱交換器を設けることにより、暖
房を必要としない季節には燃料気化用熱交換器１２によ
り燃料電池の発電生成熱をメタノ−ルの気化熱として回
収し、気化したガスを燃料処理装置２に供給して燃料ガ
スを生成する従来技術と同様な機能が得られる。また、
暖房を必要とする季節には燃料気化用熱交換器１２と暖
房用熱交換器２２とが発電生成熱を互いに分担して回収
し、燃料の気化熱および暖房用熱量として有効に利用す
るので、燃料電池発電装置の発電容量を増すことなく暖
房用の熱源を得ることができる。
【００２０】さらに、発電生成熱を２つの用途に利用す
ることによって熱量が不足し、燃料電池スタック１の運
転温度が低下するような場合には、冷却液循環系に配さ
れたスタ−トアップバ−ナ−１３を補助バ−ナ−として
兼用し、バ−ナ−１３Ａの燃焼熱を熱交換部１３Ｂで回
収して冷却液９を加熱することにより、不足する熱量を
冷却液循環系２０の各部に補給できるので、発電生成熱
を客室暖房に利用することによって生ずる燃料電池の運
転温度の変動を回避し、暖房に必要な熱量を安定供給で
きるとともに、従来主に燃料電池発電装置の始動時にし
か利用しなかったスタ−トアップバ−ナ−１３を多機能
化し、暖房用熱源の不足分の補給に有効利用し、かつ装
置を簡素化できる利点が得られる。
ることによって熱量が不足し、燃料電池スタック１の運
転温度が低下するような場合には、冷却液循環系に配さ
れたスタ−トアップバ−ナ−１３を補助バ−ナ−として
兼用し、バ−ナ−１３Ａの燃焼熱を熱交換部１３Ｂで回
収して冷却液９を加熱することにより、不足する熱量を
冷却液循環系２０の各部に補給できるので、発電生成熱
を客室暖房に利用することによって生ずる燃料電池の運
転温度の変動を回避し、暖房に必要な熱量を安定供給で
きるとともに、従来主に燃料電池発電装置の始動時にし
か利用しなかったスタ−トアップバ−ナ−１３を多機能
化し、暖房用熱源の不足分の補給に有効利用し、かつ装
置を簡素化できる利点が得られる。
【００２１】
【発明の効果】この発明は前述のように、従来の冷却液
循環系に付加した暖房用熱交換器により燃料電池の発電
生成熱を回収し、客室暖房の熱源として利用するよう構
成し、暖房用の熱源を兼ねた冷却液循環系により燃料電
池の発電生成熱を暖房システムおよび燃料気化用熱交換
器に振り分けて供給するとともに、２つの用途に利用す
ることによって不足する熱量をスタ−トアップバ−ナ−
の生成熱で補給することとしたので、燃料電池発電装置
の発電容量を増すことなく、熱効率のよい暖房を行える
燃料電池式電気自動車の暖房装置を提供することができ
る。また、充電用発電装置を必要としないために、その
内燃機関が騒音と排気ガスを放出するいう従来の問題点
を排除できるとともに、燃料電池発電装置の発電容量の
増加を必要としないので、燃料電池発電装置の大型化、
高重量化を抑制し、積載荷重，例えば乗車定員などに制
約が及ぶという問題点を排除できる利点も得られる。
循環系に付加した暖房用熱交換器により燃料電池の発電
生成熱を回収し、客室暖房の熱源として利用するよう構
成し、暖房用の熱源を兼ねた冷却液循環系により燃料電
池の発電生成熱を暖房システムおよび燃料気化用熱交換
器に振り分けて供給するとともに、２つの用途に利用す
ることによって不足する熱量をスタ−トアップバ−ナ−
の生成熱で補給することとしたので、燃料電池発電装置
の発電容量を増すことなく、熱効率のよい暖房を行える
燃料電池式電気自動車の暖房装置を提供することができ
る。また、充電用発電装置を必要としないために、その
内燃機関が騒音と排気ガスを放出するいう従来の問題点
を排除できるとともに、燃料電池発電装置の発電容量の
増加を必要としないので、燃料電池発電装置の大型化、
高重量化を抑制し、積載荷重，例えば乗車定員などに制
約が及ぶという問題点を排除できる利点も得られる。
【図１】この発明の実施例になる燃料電池式電気自動車
の暖房装置を示す構成図
の暖房装置を示す構成図
【図２】従来の燃料電池式電気自動車用燃料電池発電装
置を示す概略構成図
置を示す概略構成図
１ 燃料電池スタック ２ 燃料処理装置 ３ 空気供給装置 ４ 電力変換装置 ５ 負荷（駆動モ−タ） ６ 冷却板 ８ 暖房装置 ９ 冷却液（冷却油） １０ 冷却液循環系 １１ 循環ポンプ １２ 燃料気化用熱交換器 １３ スタ−トアップバ−ナ− １３Ａ バ−ナ− １３Ｂ 熱交換部 １３Ｃ ブロワ− ２０ 冷却液循環系 ２１ 暖房システム ２２ 暖房用熱交換器 ２３ ブロワ− ２４ 放熱器 ２５ 暖房用空気
Claims (2)
- 【請求項１】燃料電池発電装置を車載電源として電気モ
−タで駆動する燃料電池式電気自動車において、 燃料電池スタックの発生熱を燃料電池発電装置の冷却液
循環系に配された熱交換器により回収して暖房の熱源と
し、前記熱交換器により回収された発生熱が不足すると
き、前記冷却液循環系に配された補助バ−ナ−の生成熱
により前記不足分を補うことを特徴とする燃料電池式電
気自動車。 - 【請求項２】メタノ−ルを原燃料とする燃料処理装置か
ら供給される燃料ガスと、空気供給装置から供給される
反応空気とを受けて発電する燃料電池スタックと、この
燃料電池スタックに積層された液冷式冷却板，循環ポン
プ，スタ−トアップバ−ナ−，および燃料気化用熱交換
器からなる冷却液循環系を備えた燃料電池式電気自動車
において、 前記冷却液循環系が冷却液を加熱媒体とする暖房用熱交
換器を備えてなり、燃料電池スタックの発電生成熱が不
足するとき、スタ−トアップバ−ナの発生熱で補うこと
を特徴とする燃料電池式電気自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05044193A JP3141606B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 燃料電池式電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05044193A JP3141606B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 燃料電池式電気自動車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260196A JPH06260196A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3141606B2 true JP3141606B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=12684740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05044193A Expired - Fee Related JP3141606B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 燃料電池式電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141606B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8876311B2 (en) | 2011-04-28 | 2014-11-04 | Panasonic Corporation | Light emitting device and illumination apparatus including same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0818840B1 (de) * | 1996-07-11 | 2002-04-03 | Sulzer Hexis AG | Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme für Heizzwecke |
| NL1013474C2 (nl) * | 1999-05-27 | 2000-12-01 | Plug Power Inc | Systeem voor het genereren van elektrische energie en warmte. |
| JP4131308B2 (ja) | 1999-04-28 | 2008-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の温度調節装置及び燃料電池の温度調節装置における燃料電池の起動方法 |
| DE19925443B4 (de) * | 1999-06-02 | 2007-10-11 | Valeo Klimasysteme Gmbh | Klimatisierung mit elektrischem Kompressor |
| JP2001167778A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-06-22 | Denso Corp | 車載用燃料電池システム |
| FR2805926B1 (fr) * | 2000-03-03 | 2002-10-11 | Renault | Dispositif de gestion thermique d'un vehicule equipe d'une pile a combustible |
| FR2815302B1 (fr) * | 2000-10-18 | 2003-10-03 | Renault | Systeme et procede de commande d'une pile a combustible montee dans un vehicule a traction electrique |
| KR100689337B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2007-03-08 | 주식회사 엘지이아이 | 연료전지를 이용한 난방장치 |
| JP2003227409A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-15 | Daikin Ind Ltd | コージェネレーションシステム |
| JP4984808B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2012-07-25 | トヨタ自動車株式会社 | 空調制御システム |
| JP4458126B2 (ja) * | 2007-07-30 | 2010-04-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
| JP5162561B2 (ja) * | 2009-10-21 | 2013-03-13 | 美浜株式会社 | 空調システム |
| JP2011143760A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Mihama Kk | 空調方法および二酸化炭素の利用方法ならびに空調システム |
| JP5879039B2 (ja) * | 2011-01-26 | 2016-03-08 | 美浜株式会社 | 温調システム |
| KR101713722B1 (ko) * | 2015-08-26 | 2017-03-08 | 현대자동차 주식회사 | 연료 전지 차량의 열관리 시스템 |
| CN105514464A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-04-20 | 广东合即得能源科技有限公司 | 燃料电池汽车的dc-dc升压转换器控温系统及方法 |
| EP3712005A4 (en) | 2017-11-16 | 2021-08-25 | Tatsumi Ryoki Co., Ltd | ELECTRIC VEHICLE |
| CN108461777B (zh) * | 2018-03-16 | 2024-03-22 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种用于燃料电池堆的热处理系统 |
| CN110682763B (zh) * | 2018-07-06 | 2024-02-20 | 宇通客车股份有限公司 | 一种基于燃料电池余热利用的客车 |
| CN114347867B (zh) * | 2022-01-07 | 2023-09-19 | 吉林大学 | 一种燃料电池汽车热管理系统及控制方法 |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP05044193A patent/JP3141606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8876311B2 (en) | 2011-04-28 | 2014-11-04 | Panasonic Corporation | Light emitting device and illumination apparatus including same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06260196A (ja) | 1994-09-16 |
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