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JP2001295996A - 水素貯蔵供給装置 - Google Patents

水素貯蔵供給装置

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Publication number
JP2001295996A
JP2001295996A JP2000114099A JP2000114099A JP2001295996A JP 2001295996 A JP2001295996 A JP 2001295996A JP 2000114099 A JP2000114099 A JP 2000114099A JP 2000114099 A JP2000114099 A JP 2000114099A JP 2001295996 A JP2001295996 A JP 2001295996A
Authority
JP
Japan
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hydrogen
hydrogen storage
supply
storage means
supply device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000114099A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Araki
康 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2000114099A priority Critical patent/JP2001295996A/ja
Publication of JP2001295996A publication Critical patent/JP2001295996A/ja
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で複数の水素貯蔵タンクから水素
の供給を連続的に行なうと共に水素残量を表示して水素
の充填の注意を喚起する。 【解決手段】 水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎの流出入
口に開閉バルブ２１〜２ｎを設けると共にこの流出入口
に連絡管４１を介して接続された水素供給管４４に圧力
センサ４８を取り付ける。圧力センサ４８からの圧力が
閾値以下になったときに、開閉バルブ２１〜２ｎの開閉
を行なって順次水素貯蔵タンクを切り換える。このと
き、残量メモリ９５のメモリを減らして水素残量を表示
する。一方、温度調節装置５０により水素の供給を行な
っている水素貯蔵タンクと次に水素の供給が予定されて
いる水素貯蔵タンクとを加温する。水素貯蔵タンクは、
切り換え時には既に加温されているから、水素の供給を
連続して行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素貯蔵供給装置
に関し、詳しくは、水素の貯蔵および供給が可能な水素
貯蔵供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の水素貯蔵供給装置として
は、低温型の水素吸蔵合金を有する低温型水素貯蔵タン
クと高温型の水素吸蔵合金を有する高温型水素貯蔵タン
クとを備え、各水素貯蔵タンクの温度などに基づいてバ
ルブ操作により水素の供給元を切り換えるものが提案さ
れている（例えば、特開平７−９４２０２号公報な
ど）。この装置では、燃料電池に水素を供給する供給源
として低温型水素貯蔵タンクと高温型水素貯蔵タンクと
を備え、始動時に高温型水素貯蔵タンクを加熱しながら
低温型水素貯蔵タンクから水素の供給を行ない、高温型
水素貯蔵タンクが加熱されると、バルブ操作により水素
の供給元を低温型水素貯蔵タンクから高温型水素貯蔵タ
ンクに切り換えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た水素貯蔵供給装置では、バルブ操作のタイミングを決
定するのに複数のセンサを必要とし、装置が複雑化する
と共にその制御も複雑なものとなる。こうした問題は、
水素貯蔵タンクの数を多くしたり、各水素貯蔵タンクの
水素残量をより正確に推定しようとするときには、更に
大きな問題としてクローズアップされる。
【０００４】本発明の水素貯蔵供給装置は、簡易な構成
で複数の水素貯蔵タンクからの水素の供給をより適正に
行なうことを目的の一つとする。また、本発明の水素貯
蔵供給装置は、水素の供給を連続的に行なうことを目的
の一つとする。さらに、本発明の水素貯蔵供給装置は、
水素貯蔵タンクからの水素の供給を効率的に行なうこと
を目的の一つとする。あるいは、本発明の水素貯蔵供給
装置は、水素貯蔵タンクにおける水素の残量を表示して
水素の充填時期を知らしめることを目的の一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の水素貯蔵供給装置は、上述の目的の少なくとも一
部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】本発明の水素貯蔵供給装置は、水素の貯蔵
および供給が可能な水素貯蔵供給装置であって、各流出
入口に開閉弁を有する複数の水素貯蔵手段と、該複数の
水素貯蔵手段の各流出入口と水素の貯蔵や供給を行なう
水素貯蔵供給管とを連絡する連絡管と、前記水素貯蔵供
給管内の圧力を検出する圧力検出手段と、該検出された
水素貯蔵供給管内の圧力に基づいて前記複数の水素貯蔵
手段からの水素の供給を制御する供給制御手段とを備え
ることを要旨とする。
【０００７】この本発明の水素貯蔵供給装置では、連絡
管によって複数の水素貯蔵手段の各流出入口と水素の貯
蔵や供給を行なう水素貯蔵供給管とが連絡されており、
供給制御手段が、この水素貯蔵供給管に設けられた圧力
検出手段により検出される圧力に基づいて複数の水素貯
蔵手段からの水素の供給を制御するから、各水素貯蔵手
段に設けられた圧力センサにより検出される圧力などに
基づいて複数の水素貯蔵手段からの水素の供給を制御す
るものに比して、簡易な構成で水素の供給を制御するこ
とができる。この結果、装置の製造コストも低減するこ
とができる。
【０００８】こうした本発明の水素貯蔵供給装置におい
て、前記供給制御手段は、前記圧力検出手段により検出
された前記水素貯蔵供給管内の圧力に基づいて前記複数
の水素貯蔵手段の開閉弁を順次開閉して水素の供給を行
なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、
複数の水素貯蔵手段から順次水素を供給することができ
る。この態様の本発明の水素貯蔵供給装置において、前
記供給制御手段は、前記圧力検出手段により検出された
前記水素貯蔵供給管内の圧力が所定圧力以下になったと
き、開成されている水素貯蔵手段の開閉弁を閉成してか
ら又は閉成と同時に次の水素貯蔵手段の開閉弁を開成し
て水素の供給を継続する手段であるものとすることもで
きる。
【０００９】また、本発明の水素貯蔵供給装置におい
て、前記供給制御手段は、前記複数の水素貯蔵手段のう
ちの一部の水素貯蔵手段の開閉弁を開成すると共に残余
の水素貯蔵手段の開閉弁を閉成して前記一部の水素貯蔵
手段から水素を供給し、前記圧力検出手段により検出さ
れた前記水素貯蔵供給管内の圧力が所定圧力以下になっ
たとき、前記一部の水素貯蔵手段の開閉弁を閉成すると
共に前記残余の水素貯蔵手段のうちの少なくとも一部の
水素貯蔵手段の開閉弁を開成して水素の供給を継続する
手段であるものとすることもできる。こうすれば、複数
の水素貯蔵手段を複数ブロックに分けて水素を供給する
ことができる。
【００１０】さらに、本発明の水素貯蔵供給装置におい
て、前記複数の水素貯蔵手段は水素を吸蔵可能な水素吸
蔵合金を有する手段であり、前記複数の水素貯蔵手段の
温度を各々調節可能な温度調節手段を備え、前記供給制
御手段は前記温度調節手段による前記複数の水素貯蔵手
段の温度の調節をも制御する手段であるものとすること
もできる。水素吸蔵合金は温度と水素の吸蔵量と圧力と
を含む水素吸蔵特性を有するから、供給制御手段によっ
て温度調節手段による複数の水素貯蔵手段の温度の調節
を制御することにより、より適正な水素の供給を行なう
ことができると共に水素の供給の効率を高くすることが
できる。この態様の本発明の水素貯蔵供給装置におい
て、前記供給制御手段は、少なくとも開閉弁が開成され
て水素の供給を行なっている水素貯蔵手段と該水素貯蔵
手段の次に水素の供給が予定されている水素貯蔵手段と
が加温されるよう前記温度調節手段を制御する手段であ
るものとすることもできる。こうすれば、必要な水素貯
蔵手段だけを加温するから装置のエネルギ効率をより高
くすることができると共に連続的な水素の供給をより的
確に行なうことができる。
【００１１】あるいは、本発明の水素貯蔵供給装置にお
いて、水素の供給を終えた水素貯蔵手段の水素残量を推
定する水素残量推定手段を備え、前記供給制御手段は、
前記複数の水素貯蔵手段のうち最後の水素貯蔵手段から
の水素の供給を停止する際、前記水素残量推定手段によ
り推定された水素残量が多い水素貯蔵手段を次に水素の
供給を行なう水素貯蔵手段として水素の供給を継続する
手段であるものとすることもできる。こうすれば、水素
の供給を長く継続することができる。
【００１２】水素貯蔵手段が水素吸蔵合金を有すると共
に水素残量推定手段を備える態様の本発明の水素貯蔵供
給装置において、開閉弁が開成されている水素貯蔵手段
の状態を検出する状態検出手段と、前記供給制御手段に
よる水素の供給の制御に伴って開成されていた開閉弁が
閉成される際に前記圧力検出手段により検出された前記
水素貯蔵供給管内の圧力と前記状態検出手段により検出
された該開閉弁が閉成される水素貯蔵手段の状態とを該
水素貯蔵手段の閉弁時の状態として該水素貯蔵手段に関
連つけて記憶する閉弁時状態記憶手段とを備え、前記水
素残量推定手段は、前記閉弁時状態記憶手段により記憶
された閉弁時の状態に基づいて水素残量を推定する手段
であるものとすることもできる。こうすれば、より正確
に水素残量を推定することができる。
【００１３】こうした閉弁時状態記憶手段を備える態様
の本発明の水素貯蔵供給装置において、前記状態検出手
段は、前記開閉弁が開成されている水素貯蔵手段の状態
の一つとして該水素貯蔵手段の温度を検出する手段であ
るものとすることもできる。こうすれば、水素貯蔵手段
の閉弁時の温度に基づいて水素残量を推定することがで
きる。
【００１４】また、閉弁時状態記憶手段を備える態様の
本発明の水素貯蔵供給装置において、前記状態検出手段
は、前記開閉弁が開成されている水素貯蔵手段の状態の
一つとして、該水素貯蔵手段からの水素の供給量を検出
する手段であるものとすることもできる。こうすれば、
水素貯蔵手段からの水素の供給量に基づいて水素残量を
推定することができる。この態様の本発明の水素貯蔵供
給装置において、前記状態検出手段は、前記水素貯蔵供
給管から水素の供給を受けて消費する水素消費機器にお
ける水素の消費に関する情報に基づいて前記水素の供給
量を検出する手段であるものとすることもできる。こう
すれば、水素の供給量を水素消費機器における水素の消
費に関する情報に基づいて検出できるから特別なセンサ
等を設ける必要がない。
【００１５】さらに、閉弁時状態記憶手段を備える態様
の本発明の水素貯蔵供給装置において、前記複数の水素
貯蔵手段への水素の貯蔵が行なわれたとき、前記閉弁時
状態記憶手段に記憶された前記閉弁時の状態を初期化す
る初期化手段を備えるものとすることもできる。
【００１６】また、本発明の水素貯蔵供給装置におい
て、前記複数の水素貯蔵手段に貯蔵している水素量を表
示する水素量表示手段を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、複数の水素貯蔵手段に貯蔵されている
水素量を知らしめることができ、水素の貯蔵、即ち充填
の時期を予測することができる。
【００１７】本発明の水素貯蔵供給装置において、前記
供給制御手段により前記複数の水素貯蔵手段のうち最後
の水素貯蔵手段からの水素の供給を停止する際、水素の
補充を警告する警告手段を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、水素の供給が停止される前に水素を充
填することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
水素貯蔵供給装置２０を備える燃料電池システム１１０
の構成の概略を示す構成図である。実施例の燃料電池シ
ステム１１０は、図示するように、水素吸蔵合金を充填
してなる複数の水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎを有する
水素貯蔵供給装置２０と、この水素貯蔵供給装置２０か
ら水素の供給を受けて発電する燃料電池１２０とを備え
る。
【００１９】水素貯蔵供給装置２０は、水素貯蔵タンク
ＭＨ１〜ＭＨｎの他に、水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎ
の温度調節を行なう温度調節装置５０と装置全体をコン
トロールする電子制御ユニット９０とを備える。
【００２０】各水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎの流出入
口には、開閉バルブ２１〜２ｎが設けられており、その
下流側は連絡管４１によって水素充填管４２と水素供給
管４４とに接続されている。水素充填管４２の端部に
は、図示しない水素充填機に接続するための接続部４３
が取り付けられており、この接続部４３を水素充填機に
接続することにより各水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎに
水素の充填ができるようになっている。水素供給管４４
は、圧力が調節可能な開閉バルブ４５を介して燃料電池
１２０のアノード側の燃料供給管１２２に接続されてお
り、水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎから燃料電池１２０
に水素の供給ができるようになっている。
【００２１】温度調節装置５０は、熱交換媒体（例え
ば、水など）との熱交換により各水素貯蔵タンクＭＨ１
〜ＭＨｎを加温または冷却する温調流路６１〜６ｎが接
続された循環流路５２を備える。各温調流路６１〜６ｎ
には開閉バルブ７１〜７ｎが取り付けられており、開閉
バルブ７１〜７ｎの開閉により水素貯蔵タンクＭＨ１〜
ＭＨｎ毎に温度調節を行なうことができるようになって
いる。
【００２２】電子制御ユニット９０は、ＣＰＵ９１を中
心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処
理プログラムを記憶したＲＯＭ９２と、一時的にデータ
を記憶するＲＡＭ９３と、入出力ポート（図示せず）
と、通信ポート（図示せず）とを備える。この電子制御
ユニット９０には、水素供給管４４に取り付けられた圧
力センサ４８からの圧力Ｐや温度調節装置５０の循環流
路５２に取り付けられた温度センサ５４からの熱交換媒
体の温度Ｔなどが入力ポートを介して入力されている。
また、電子制御ユニット９０からは、開閉バルブ２１〜
２ｎのアクチュエータ３１〜３ｎへの駆動信号や開閉バ
ルブ４５のアクチュエータ４６への駆動信号，温度調節
装置５０への駆動信号，開閉バルブ７１〜７ｎのアクチ
ュエータ８１〜８ｎへの駆動信号，残量メモリ９５と警
告灯９６とからなる水素残量計９４への点灯信号などが
出力ポートを介して出力されている。更に、電子制御ユ
ニット９０は、燃料電池１２０のコントロールを行なう
燃料電池用電子制御ユニット（以下ＦＣＥＣＵという）
１４０と通信ポートを介して通信している。
【００２３】燃料電池１２０は、燃料供給管１２２を介
して水素貯蔵供給装置２０から供給される水素とブロア
１２６により供給される空気中の酸素を用いて電気化学
反応により発電する。燃料電池１２０の出力端子１３
０，１３２には、電力ライン１３３を介して負荷１５０
が接続されており、燃料電池１２０から負荷１５０に電
力の供給を行なうことができるようになっている。ま
た、燃料電池１２０の出力端子１３０，１３２には、端
子間電圧を検出する電圧センサ１３４と電流を検出する
電流センサ１３６とが取り付けられており、その検出信
号は信号ラインによりＦＣＥＣＵ１４０に入力されるよ
うになっている。なお、燃料電池１２０には、この他、
燃料電池１２０の状態としての温度を検出する温度セン
サ１２８なども取り付けられており、それらの検出信号
も信号ラインによりＦＣＥＣＵ１４０に入力されるよう
になっている。
【００２４】次に、こうして構成された実施例の燃料電
池システム１１０の動作、特に水素貯蔵タンクＭＨ１〜
ＭＨｎから燃料電池１２０へ水素を供給している際のタ
ンクの切換動作について説明する。図２は、水素貯蔵供
給装置２０の電子制御ユニット９０により実行される水
素供給制御ルーチンの一例を示すフローチャートであ
る。このルーチンは、水素の供給を実行しているときに
繰り返し実行される。
【００２５】水素供給制御ルーチンが実行されると、電
子制御ユニット９０のＣＰＵ９１は、まず、水素の供給
を実施している水素貯蔵タンクと次に水素の供給が予定
されている水素貯蔵タンクとを加温する処理を実行する
（ステップＳ１００）。実施例の水素貯蔵供給装置２０
では、水素の供給は水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎのう
ちから順次行なうものとして制御されているから、この
タンクの加温処理は、現在水素の供給を行なっている水
素貯蔵タンクと次に水素の供給を行なうことが予定され
ている水素貯蔵タンクとを加温する処理となる。例え
ば、水素貯蔵タンクＭＨ１の開閉バルブ２１が開成され
て水素貯蔵タンクＭＨ１から水素の供給を行なっている
ときには、水素貯蔵タンクＭＨ１と次に水素の供給が予
定されている水素貯蔵タンクＭＨ２とを加温するのであ
る。この加温処理は、具体的には、温調流路６１〜６ｎ
に設けられた開閉バルブ７１〜７ｎのうち対応する開閉
バルブを開成することにより行なう。例えば、水素貯蔵
タンクＭＨ１から水素の供給を行なっているときには、
水素貯蔵タンクＭＨ１と次の水素貯蔵タンクＭＨ２の温
調流路６１，６２に取り付けられた開閉バルブ７１，７
２を開成し、他の開閉バルブ７３〜７ｎは閉成すること
により行なう。なお、水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎに
充填されている水素吸蔵合金は、温度によって水素の吸
蔵量と圧力とに対して所定の特性曲線を描くから、加温
処理は、その特性曲線が水素の供給に対して有利に働く
ようにするために行なうものである。水素吸蔵合金の水
素の吸蔵量と圧力と温度との関係の一例を図３に示す。
【００２６】次に、水素供給管４４に取り付けられた圧
力センサ４８により検出される水素供給管４４内の圧力
Ｐを読み込み（ステップＳ１０２）、圧力Ｐを閾値Ｐｒ
ｅｆと比較する（ステップＳ１０４）。ここで、閾値Ｐ
ｒｅｆは水素消費機器としての燃料電池１２０に供給す
るのに必要な圧力の下限値またはそれより高い値として
設定されるものであり、水素貯蔵タンクの切り換えの判
断に用いられる。圧力Ｐが閾値Ｐｒｅｆ以上のときに
は、水素貯蔵タンクの切り換えは不要と判断し、圧力Ｐ
の読み込み処理に戻る。
【００２７】一方、圧力Ｐが閾値Ｐｒｅｆより小さくな
ったときには、水素貯蔵タンクの切り換えが必要と判断
し、以下の切り換え処理を行なう。まず、温度調節装置
５０の循環流路５２に取り付けられた温度センサ５４に
より熱交換媒体の温度Ｔと水素貯蔵タンクからの水素供
給量Ｑとを読み込み（ステップＳ１０６）、読み込んだ
温度Ｔと水素供給量Ｑとを圧力Ｐと共にＲＡＭ９３の所
定領域に記憶する（ステップＳ１０８）。水素供給量Ｑ
は、燃料電池１２０で消費した水素消費量と同じであ
り、水素消費量は燃料電池１２０からの出力電流を水素
の供給開始から積算して換算することにより求めること
ができる。したがって、水素供給量Ｑは、水素消費量に
関連する情報として電流センサ１３６により検出される
電流をＦＣＥＣＵ１４０との通信により読み込み、これ
を積算して換算することにより求めることができる。
【００２８】こうして、圧力Ｐが閾値Ｐｒｅｆより小さ
くなった水素貯蔵タンクの閉弁時の状態を記憶すると、
その水素貯蔵タンクの開閉バルブを閉成し（ステップＳ
１１０）、次に水素の供給が予定されている水素貯蔵タ
ンクの開閉バルブを開成する（ステップＳ１１２）。こ
のとき、開閉バルブが開成される水素貯蔵タンクはステ
ップＳ１００の加温処理で水素の供給に適した温度に調
節されているから、水素の供給を直ちに開始することが
できる。この結果、水素貯蔵タンクの切り換えの際に燃
料電池１２０への水素の供給が中断されることがない。
【００２９】続いて、水素残量の表示処理を行なう（ス
テップＳ１１４）。水素残量の表示は、水素残量計９４
における残量メモリ９５の点灯しているメモリ数を減じ
ることにより行なわれる。実施例では、一つのメモリが
一つの水素貯蔵タンクに相当するようになっているか
ら、水素貯蔵タンクの切り換えを行なうときに残量メモ
リ９５のメモリを一つ消灯する処理となる。
【００３０】次に、開閉バルブを開成した水素貯蔵タン
クが最後のタンクであるか否かを判定する（ステップＳ
１１６）。この処理は、例えば、水素貯蔵タンクＭＨ１
〜ＭＨｎをＭＨ１〜ＭＨｎの順に順番に切り換えるもの
とすれば、開閉バルブを開成した水素貯蔵タンクがＭＨ
ｎであるか否かを判定する処理となる。最後のタンクで
ないときには、これで本ルーチンを終了する。
【００３１】最後のタンクと判定したときには、警告灯
９６を点灯して（ステップＳ１１８）、水素貯蔵タンク
ＭＨ１〜ＭＨｎの水素残量が少ないことを知らせる。そ
して、ステップＳ１０８でＲＡＭ９３の所定領域に記憶
された各水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎの閉弁時の圧力
Ｐと温度Ｔと水素供給量Ｑとに基づいて各水素貯蔵タン
クＭＨ１〜ＭＨｎの水素残量を推定し（ステップＳ１２
０）、水素残量の多い順に水素の供給を行なうタンクの
順を設定し（ステップＳ１２２）、本ルーチンを終了す
る。各水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎの水素残量は、水
素吸蔵合金における水素の吸蔵量と圧力と温度との関係
によって求めることができる。なお、実際の水素残量の
計算は、水素吸蔵合金の種類や特性などにより各水素貯
蔵タンク毎に行なうものとするのが好適である。このよ
うに、水素残量の多い順に水素の供給を行なうタンクの
順を設定するのは、最後の水素貯蔵タンクからの水素の
供給が終了しても水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎに水素
を充填することができない場合に備えるためである。こ
うした処理により、燃料電池１２０への水素の供給をよ
り長く継続することができる。
【００３２】こうして本ルーチンは終了するが、前述し
たように、図２に例示する水素供給制御ルーチンは繰り
返し実行されるから、水素貯蔵タンクの切り換えは順次
行なわれることになる。したがって、最後の水素貯蔵タ
ンクからの水素の供給が終了したときには、水素残量の
多い順に設定されたタンクの順に基づいて水素貯蔵タン
クの切り換えが行なわれる。なお、ステップＳ１０８で
ＲＡＭ９３の所定領域に書き込まれた各水素貯蔵タンク
ＭＨ１〜ＭＨｎの閉弁時の圧力Ｐ，温度Ｔ，水素供給量
Ｑは、水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎへの水素の充填が
行なわれたときにクリアされる。
【００３３】図４は、水素貯蔵タンクの切り換えに伴う
圧力Ｐの変化と水素貯蔵タンクの切り換えに伴う水素残
量の表示の一例を示す説明図である。図示するように、
圧力Ｐが閾値Ｐｒｅｆより小さくなる毎に水素貯蔵タン
クの切り換えが行なわれ、この切り換え毎に残量メモリ
９５が減らされる。最後の水素貯蔵タンクＭＨｎに切り
換えられると、残量メモリ９５の表示の他に警告灯９６
が点灯される。
【００３４】以上説明した実施例の水素貯蔵供給装置２
０によれば、複数の水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎを順
次切り換えて燃料電池１２０に連続して水素を供給する
ことができる。しかも、水素貯蔵タンクを切り換える毎
に残量メモリ９５のメモリを減らして水素残量を表示す
るから、水素残量を的確に把握することができる。更
に、最後の水素貯蔵タンクに切り換えるときに警告灯９
６を点灯するから、水素の充填の必要性に対する注意を
喚起することができる。
【００３５】また、実施例の水素貯蔵供給装置２０によ
れば、最後の水素貯蔵タンクに切り換えたときに水素の
供給を行なった水素貯蔵タンクの水素残量を推定し、水
素残量の多い順に水素の供給を行なう水素貯蔵タンクの
順を設定するから、最後の水素貯蔵タンクからの供給が
終了するまでに水素を充填できない場合でも、燃料電池
１２０への水素の供給を継続することができる。
【００３６】さらに、実施例の水素貯蔵供給装置２０に
よれば、水素の供給を行なっている水素貯蔵タンクと次
に水素の供給が予定されている水素貯蔵タンクだけを加
温して水素の供給に適した温度とするから、全ての水素
貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎを加温するものに比してエネ
ルギ効率を高くすることができる。また、水素の供給を
行なう水素貯蔵タンクだけを加温することもできるか
ら、燃料電池システム１１０の始動時における暖機など
を迅速に行なうことができる。
【００３７】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、水素
貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎを一つずつ順次切り換えるも
のとしたが、水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎを二つずつ
又は三つ以上ずつ順次切り換えるものとしてもよい。こ
の場合、ステップＳ１００の加温処理は、水素の供給を
行なっている二つ又は三つ以上の水素貯蔵タンクと次に
水素の供給が予定されている二つ又は三つ以上の水素貯
蔵タンクを加温する処理とすればよい。
【００３８】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、水素
貯蔵タンクの切り換えを水素を供給している水素貯蔵タ
ンクの開閉バルブを閉成してから次の水素貯蔵タンクの
開閉バルブを開成するものとしたが、開閉バルブの閉成
と開成とを同時に行なうものとしてもよい。
【００３９】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、水素
供給量Ｑを燃料電池１２０からの出力電流に基づいて算
出するものとしたが、流量計を取り付けて流量を検出し
て求めるものとしてもよい。
【００４０】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、圧力
センサ４８を用いて水素供給管４４内の圧力Ｐを検出
し、圧力Ｐが閾値Ｐｒｅｆより小さくなったか否かを判
定するものとしたが、圧力が閾値Ｐｒｅｆより大きいと
きにオンまたはオフで閾値Ｐｒｅｆより小さいときにオ
フまたはオンとなる圧力スイッチを用いるものとしても
よい。この場合、ステップＳ１２０の水素残量の推定
は、温度Ｔと水素供給量Ｑとに基づいて行なえばよい。
【００４１】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、圧力
Ｐと温度Ｔと水素供給量Ｑとに基づいて水素残量を推定
したが、圧力Ｐと温度Ｔとに基づいて水素残量を推定す
るものとしたり、水素供給量Ｑに基づいて水素残量を推
定するものとしたり、温度Ｔに基づいて水素残量を推定
するものとしてもよい。また、圧力Ｐや温度Ｔに代えて
或いは加えて圧力Ｐの変化率や温度Ｔの変化率などに基
づいて水素残量を推定するものとしてもよい。
【００４２】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、循環
流路５２に循環する熱交換媒体の温度Ｔを用いて水素貯
蔵タンクの水素残量を推定するものとしたが、水素貯蔵
タンクの温度を直接検出して水素残量を推定するものと
してもよい。
【００４３】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、一つ
の水素貯蔵タンクを一つのメモリに対応させて残量メモ
リ９５を表示するものとしたが、一つの水素貯蔵タンク
を二つ以上のメモリに対応させて残量メモリ９５を表示
したり、複数の水素貯蔵タンクを一つのメモリに対応さ
せて残量メモリ９５を表示するものとしてもよい。ま
た、実施例では、最後のタンクに切り換えられたときに
警告灯９６を点灯するものとしたが、最後のタンクから
の水素の供給を終了するときに警告灯９６を点灯するも
のとしたり、最後のタンクの前のタンクに切り換えられ
たときに警告灯９６を点灯するものとしてもよい。
【００４４】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、水素
の供給を行なっている水素貯蔵タンクと次に水路の供給
が予定されている水素貯蔵タンクだけを加温するものと
したが、全ての水素貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎを加温す
るものとしても差し支えない。
【００４５】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、水素
貯蔵供給装置２０から燃料電池１２０に水素を供給する
ものとしたが、燃料電池１２０以外の水素を消費する水
素消費機器、例えば水素エンジンなどに水素を供給する
ものとしてもよい。
【００４６】実施例の水素貯蔵供給装置２０では、水素
貯蔵タンクＭＨ１〜ＭＨｎには水素吸蔵合金が充填され
ているものとしたが、水素吸蔵合金が充填されていない
水素貯蔵タンクとしても差し支えない。
【００４７】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、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、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である水素貯蔵供給装置２
０を備える燃料電池システム１１０の構成の概略を示す
構成図である。
【図２】 水素貯蔵供給装置２０の電子制御ユニット９
０により実行される水素供給制御ルーチンの一例を示す
フローチャートである。
【図３】 水素吸蔵合金の水素の吸蔵量と圧力と温度と
の関係の一例を示す説明図である。
【図４】 水素貯蔵タンクの切り換えに伴う圧力Ｐの変
化と水素貯蔵タンクの切り換えに伴う水素残量の表示の
一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０ 水素貯蔵供給装置、２１〜２ｎ 開閉バルブ、３
１〜３ｎ アクチュエータ、４１ 連絡管、４２ 水素
充填管、４３ 接続部、４４ 水素供給管、４５ 開閉
バルブ、４６ アクチュエータ、４８ 圧力センサ、５
０ 温度調節装置、５２ 循環流路、６１〜６ｎ 温調
流路、７１〜７ｎ 開閉バルブ、８１〜８ｎ アクチュ
エータ、９０ 電子制御ユニット、９１ ＣＰＵ、９２
ＲＯＭ、９３ ＲＡＭ、９４ 水素残量計、９５ 残
量メモリ、９６ 警告灯、１１０燃料電池システム、１
２０ 燃料電池、１２２ 燃料供給管、１２６ ブロ
ア、１２８ 温度センサ、１３０，１３２ 出力端子、
１３３ 電力ライン、１３４ 電圧センサ、１３６ 電
流センサ、１４０ ＦＣＥＣＵ、１５０ 負荷。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水素の貯蔵および供給が可能な水素貯蔵
    供給装置であって、 各流出入口に開閉弁を有する複数の水素貯蔵手段と、 該複数の水素貯蔵手段の各流出入口と水素の貯蔵や供給
    を行なう水素貯蔵供給管とを連絡する連絡管と、 前記水素貯蔵供給管内の圧力を検出する圧力検出手段
    と、 該検出された水素貯蔵供給管内の圧力に基づいて前記複
    数の水素貯蔵手段からの水素の供給を制御する供給制御
    手段とを備える水素貯蔵供給装置。
  2. 【請求項２】 前記供給制御手段は、前記圧力検出手段
    により検出された前記水素貯蔵供給管内の圧力に基づい
    て前記複数の水素貯蔵手段の開閉弁を順次開閉して水素
    の供給を行なう手段である請求項１記載の水素貯蔵供給
    装置。
  3. 【請求項３】 前記供給制御手段は、前記圧力検出手段
    により検出された前記水素貯蔵供給管内の圧力が所定圧
    力以下になったとき、開成されている水素貯蔵手段の開
    閉弁を閉成してから又は閉成と同時に次の水素貯蔵手段
    の開閉弁を開成して水素の供給を継続する手段である請
    求項２記載の水素貯蔵供給装置。
  4. 【請求項４】 前記供給制御手段は、前記複数の水素貯
    蔵手段のうちの一部の水素貯蔵手段の開閉弁を開成する
    と共に残余の水素貯蔵手段の開閉弁を閉成して前記一部
    の水素貯蔵手段から水素を供給し、前記圧力検出手段に
    より検出された前記水素貯蔵供給管内の圧力が所定圧力
    以下になったとき、前記一部の水素貯蔵手段の開閉弁を
    閉成すると共に前記残余の水素貯蔵手段のうちの少なく
    とも一部の水素貯蔵手段の開閉弁を開成して水素の供給
    を継続する手段である請求項１記載の水素貯蔵供給装
    置。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか記載の水素貯
    蔵供給装置であって、 前記複数の水素貯蔵手段は、水素を吸蔵可能な水素吸蔵
    合金を有する手段であり、 前記複数の水素貯蔵手段の温度を各々調節可能な温度調
    節手段を備え、 前記供給制御手段は、前記温度調節手段による前記複数
    の水素貯蔵手段の温度の調節をも制御する手段である水
    素貯蔵供給装置。
  6. 【請求項６】 前記供給制御手段は、少なくとも開閉弁
    が開成されて水素の供給を行なっている水素貯蔵手段と
    該水素貯蔵手段の次に水素の供給が予定されている水素
    貯蔵手段とが加温されるよう前記温度調節手段を制御す
    る手段である請求項５記載の水素貯蔵供給装置。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６いずれか記載の水素貯
    蔵供給装置であって、 水素の供給を終えた水素貯蔵手段の水素残量を推定する
    水素残量推定手段を備え、 前記供給制御手段は、前記複数の水素貯蔵手段のうち最
    後の水素貯蔵手段からの水素の供給を停止する際、前記
    水素残量推定手段により推定された水素残量が多い水素
    貯蔵手段を次に水素の供給を行なう水素貯蔵手段として
    水素の供給を継続する手段である水素貯蔵供給装置。
  8. 【請求項８】 請求項５または６に係る請求項７記載の
    水素貯蔵供給装置であって、 開閉弁が開成されている水素貯蔵手段の状態を検出する
    状態検出手段と、 前記供給制御手段による水素の供給の制御に伴って開成
    されていた開閉弁が閉成される際に、前記圧力検出手段
    により検出された前記水素貯蔵供給管内の圧力と前記状
    態検出手段により検出された該開閉弁が閉成される水素
    貯蔵手段の状態とを該水素貯蔵手段の閉弁時の状態とし
    て該水素貯蔵手段に関連つけて記憶する閉弁時状態記憶
    手段とを備え、 前記水素残量推定手段は、前記閉弁時状態記憶手段によ
    り記憶された閉弁時の状態に基づいて水素残量を推定す
    る手段である水素貯蔵供給装置。
  9. 【請求項９】 前記状態検出手段は、前記開閉弁が開成
    されている水素貯蔵手段の状態の一つとして該水素貯蔵
    手段の温度を検出する手段である請求項８記載の水素貯
    蔵供給装置。
  10. 【請求項１０】 前記状態検出手段は、前記開閉弁が開
    成されている水素貯蔵手段の状態の一つとして、該水素
    貯蔵手段からの水素の供給量を検出する手段である請求
    項８または９記載の水素貯蔵供給装置。
  11. 【請求項１１】 前記状態検出手段は、前記水素貯蔵供
    給管から水素の供給を受けて消費する水素消費機器にお
    ける水素の消費に関する情報に基づいて前記水素の供給
    量を検出する手段である請求項１０記載の水素貯蔵供給
    装置。
  12. 【請求項１２】 前記複数の水素貯蔵手段への水素の貯
    蔵が行なわれたとき、前記閉弁時状態記憶手段に記憶さ
    れた前記閉弁時の状態を初期化する初期化手段を備える
    請求項８ないし１１いずれか記載の水素貯蔵供給装置。
  13. 【請求項１３】 前記複数の水素貯蔵手段に貯蔵してい
    る水素量を表示する水素量表示手段を備える請求項１な
    いし１２いずれか記載の水素貯蔵供給装置。
  14. 【請求項１４】 前記供給制御手段により前記複数の水
    素貯蔵手段のうち最後の水素貯蔵手段からの水素の供給
    を停止する際、水素の補充を警告する警告手段を備える
    請求項１ないし１３いずれか記載の水素貯蔵供給装置。
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