(57)【要約】【課題】  専用の冷却システムを設けることなく、２次電池を冷却することを課題とする。【解決手段】  水素を燃料として発電する燃料電池スタック１と、燃料電池スタック１に供給される水素を高圧圧縮して貯蔵する水素タンク４と、燃料電池スタック１で得られた電力を補完する電力が蓄電される２次電池２とを備えた燃料電池システムにおける水素タンク４を、燃料電池車両３２に固定保持するブラケット３１の表面に、２次電池２を接触して設置するように構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を燃料として発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に供給される水素を高圧圧縮して貯蔵する水素タンクと、前記燃料電池で発電されて得られた電力を補完する電力が蓄電される２次電池とを有する燃料電池システムにおける前記水素タンクを、固定保持部材で固定または保持する装置であって、
前記２次電池は、前記固定保持部材に設置されてなる
ことを特徴とする燃料電池用２次電池の固定または保持装置。
【請求項２】
前記固定保持部材は、前記水素タンクの端部に設けられたエンドプラグ部、若しくは前記エンドプラグ部に介装された固定保持部材の少なくとも何れか一方である
ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池用２次電池の固定または保持装置。
【請求項３】
前記水素タンクの端部に設けられた前記エンドプラグ部に、前記２次電池が設置されてなる
ことを特徴とする請求項２記載の燃料電池用２次電池の固定または保持装置。
【請求項４】
前記水素タンクの端部に設けられたエンドプラグ部に介装された前記固定保持部材の表面に、前記２次電池が設置されてなる
ことを特徴とする請求項２記載の燃料電池用２次電池の固定または保持装置。
【請求項５】
前記固定保持部材に内装されて前記２次電池が設置されてなる
ことを特徴とする請求項２記載の燃料電池用２次電池の固定または保持装置。
【請求項６】
前記固定保持部材に内装されるとともに、前記固定保持部材の表面に前記２次電池が設置されてなる
ことを特徴とする請求項２記載の燃料電池用２次電池の固定または保持装置。
【請求項７】
前記２次電池は、前記水素タンクに貯蔵された水素が前記燃料電池に供給される際に、前記水素タンク内部の断熱膨張に伴う温度低下によって冷却される
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５及び６のいずれか１項に記載の燃料電池用２次電池の固定または保持装置。
【請求項８】
前記燃料電池システムの低温起動時又は暖機運転時に、前記２次電池からの電力取り出しを優先させて、前記２次電池の発熱により、前記水素タンク内の水素が暖められる
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６及び７のいずれか１項に記載の燃料電池用２次電池の固定または保持装置。
【請求項９】
前記燃料電池システムは、車両に搭載されて、車両駆動源である駆動モータへの電力供給に用いられる
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７及び８のいずれか１項に記載の燃料電池用２次電池の固定または保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素の供給により発電を行う燃料電池システムに備えられた、蓄電用の２次電池を固定または保持する燃料電池用２次電池の固定または保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題、特に自動車の排出ガスによる大気汚染や二酸化炭素による地球温暖化の問題等に対する対策として、クリーンな排気及び高エネルギ効率を可能とする燃料電池技術が注目を浴びている。燃料電池は、燃料となる水素あるいは水素リッチな改質ガス及び空気を電解質・電極触媒複合体に供給し、電気化学反応を起こし、化学エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換システムである。なかでも、固体高分子膜を電解質として用いた固体高分子電解質型燃料電池は、低コストでコンパクト化が容易であり、しかも高い出力密度を有することから、自動車等の車両用電源としての用途が期待されている。
【０００３】
ただし、燃料電池や燃料電池を含む発電システムでは、暖機が完了していない状態では安定した発電ができないため、補助電源として２次電池を設け、この２次電池によって例えば電気ヒータを作動させることで、燃料電池や燃料電池を含む発電システムの暖機を促進することが検討されている。
【０００４】
ところで、補助電源として用いられる２次電池においては、充放電時に生じる電極での化学反応や充放電電流を流す正負極端子等での電気抵抗による発熱によって温度は上昇する。この温度上昇が大きくなりすぎると、電池寿命が短くなったり、電池が損傷する虞れが生ずる。特に、リチウムイオン電池の場合には、電解質に有機溶媒を用いると共に、負極活物質にも炭素等を用いるので、何らかの原因により電池が異常な高温になる可能性がある。
【０００５】
そこで、この対策として、電池筐体の内部、あるいは表面へ冷媒を接触させることにより、電池を冷却する構造が種々提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献５等を参照）。
【特許文献１】特開２００１−６０４６６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１９６９７号公報
【特許文献３】特開２００２−３５２８６３号公報
【特許文献４】特開２００２−２１６８６０号公報
【特許文献５】特開２００３−１７１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献に記載される技術では、冷媒を電池表面へ接触させたり、あるいは内部を通して電池を冷却する構成になっているために、ポンプやファン、熱交換器、配管や冷却を制御するコントロールユニット等、専用の冷却システムを設置する必要があった。このため、部品点数の増加によるコストの増加を招き、さらにはスペース効率が悪化するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、専用の冷却システムを設けることなく、２次電池の冷却を可能とする燃料電池用２次電池の固定または保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の課題を解決する手段は、水素を燃料として発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に供給される水素を高圧圧縮して貯蔵する水素タンクと、前記燃料電池で発電されて得られた電力を補完する電力が蓄電される２次電池とを有する燃料電池システムにおける前記水素タンクを、固定保持部材で固定または保持する装置であって、前記２次電池は、前記固定保持部材に設置されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水素タンクを固定または保持する固定保持部材に、２次電池を設置するようにしたので、水素タンクから高圧圧縮された水素が燃料電池に供給される際に、水素タンク内の水素の断熱膨張により水素タンク内の温度が低下し、この温度低下により２次電池を冷却することができる。これにより、２次電池を冷却する冷却手段が不要となり、構成の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施例１に係る燃料電池用２次電池の固定または保持装置によって固定または保持される２次電池を備えた燃料電池システムの構成を示す図である。図１に示す燃料電池システム、ならびに以下に説明する実施例の燃料電池システムは、車両に搭載されて、車両駆動源である駆動モータへの電力供給に用いられるものであり、燃料電池スタック１と、この燃料電池スタック１に燃料である水素を供給する水素供給系、酸化剤である空気を供給する空気供給系、燃料電池用の補助電源として機能する蓄電型の２次電池２、燃料電池スタック１及び２次電池２からの電力取り出しを制御するコントローラ３を備えている。
【００１２】
なお、以下に説明する実施例において、燃料電池スタック１に供給される水素を充填して貯蔵する高圧圧縮の水素タンク４は、説明を容易にするために、１本とし、両端部に開口部を有し、円管引き抜き工法で製造されたものとするが、水素タンク４の数や製造工法はこれに限るものではない。
【００１３】
燃料電池スタック１は、水素が供給される燃料極と酸素（空気）が供給される空気極とが電解質・電極触媒複合体を挟んで重ね合わされた発電セルが多段積層された構造を有し、電気化学反応により化学エネルギを電気エネルギに変換するものである。各発電セルの燃料極では、水素が供給されることで水素イオンと電子とが解離し、水素イオンは電解質を通り、電子は外部回路を通って電力を発生させて、空気極側にそれぞれ移動する。また、空気極では、供給された空気中の酸素と前記水素イオン及び電子が反応して水が生成され、外部に排出される。
【００１４】
燃料電池スタック１の電解質としては、高エネルギ密度化、低コスト化、軽量化等を考慮して、例えば固体高分子電解質が用いられる。固体高分子電解質は、例えばフッ素樹脂系イオン交換膜等、イオン（プロトン）伝導性の高分子膜からなるものであり、飽和含水することによりイオン伝導性電解質として機能する。
【００１５】
水素供給系は、例えば、水素供給装置である水素タンク４、排出弁５、調圧装置である水素調圧弁６、水素供給配管７、及び水素排気配管８を有している。そして、水素タンク４から供給される水素が、水素調圧弁６で減圧され、水素供給配管７を通って燃料電池スタック１の燃料極に送り込まれるようになっている。また、燃料電池スタック１からの排水素は、水素排気配管８を介して排出されるが、この排水素を例えばエゼクタ等によって循環させて、新たに水素タンク４から供給される水素と混合して再び燃料電池スタック１の燃料極に供給するようにしてもよい。
【００１６】
また、空気供給手段は、外気を吸入し燃料電池スタック１の空気極に空気を圧送するためのコンプレッサ９、空気供給配管１０、及び空気極排ガスを排出するための空気排気配管１１を有している。そして、コンプレッサ９の駆動によって外気が加圧された状態で取り込まれ、空気供給配管１０を通って燃料電池スタック１の空気極に送り込まれるようになっている。また、燃料電池スタック１で消費されなかった酸素及び空気中の他の成分は、空気排気配管１１から大気中に排出される。
【００１７】
前述の水素供給系及び空気供給系においては、水素供給配管７及び空気供給配管１０の燃料電池スタック１の入口直前位置に熱交換器１２が設置されており、水素や空気がこの熱交換器１２において最適温度に温度調節された上で、燃料電池スタック１に供給されるようになっている。熱交換器１２には、温度調節用の冷媒が循環される循環経路１３が接続され、この循環経路１３には、冷媒を循環するための循環ポンプ１４、及び冷媒を冷却するラジエータ１５が設けられている。そして、燃料電池スタック１の入口直前にて温度センサ１６，１７により燃料電池スタック１に供給される水素や空気の温度が検出され、その検出値に応じてコントローラ３によって循環ポンプ１４やラジエータ１５のファンが動作制御されることで、水素や空気が最適温度に温度調節されるようになっている。
【００１８】
２次電池２は、例えばアルミニウム等のラミネートフィルムで電池要素を外装した板状でフレキシブルな積層型のラミネート電池で構成され、後述するように水素タンク４を固定保持するブラケットに設置されている。２次電池２は、水素タンク４を固定するブラケットに接することで、水素タンク４との間で熱交換が行われる。
【００１９】
上記燃料電池システムが搭載される車両は、図１に示すように、駆動モータインバータ１８及び駆動モータ１９を備えており、燃料電池スタック１で発電された電力は、その一部が補機２１で消費され、残りが駆動モータインバータ１８から駆動モータ１９に供給され、駆動モータ１９により燃料電池車両の駆動輪２２が駆動される。
【００２０】
また、燃料電池スタック１で発電された電力のうち、補機（負荷）２１や駆動モータ１９で消費されなかった余剰の電力は、２次電池２に蓄電される。さらに、車両の減速によって回生電力が生じたときには、この回生電力の一部が補機２１により消費され、余剰の電力は駆動モータインバータ１８から２次電池２へ回収されて蓄電される。
【００２１】
一方、燃料電池スタック１の発電力が足りないときには、２次電池２に蓄電された電力が、燃料電池スタック１の発電量の不足分をアシストするアシスト電源として、補機２１あるいは駆動モータインバータ１８に供給される。このとき、２次電池２からの出力電圧、電流値は、電圧・電流計２０によって計測されるようになっており、この計測値に基づいてコントローラ３が２次電池２のＳＯＣ（残充電量）を判断し、これを監視するようにしている。そして、このような２次電池２の残充電量や燃料電池スタック１の発電状態、駆動モータ１９や補機２１に要求される電力等に応じて、コントローラ３が、燃料電池スタック１や２次電池２からの電力の取り出しを制御するようにしている。
【００２２】
このような燃料電池車両において、例えば加速時等には、燃料電池スタック１の発電力が供給不足になり、２次電池２が不足電力分をアシストして放電する。燃料電池車両が加速した際のシステムの様子を表す図２に示すように、このときに生じる電極での化学反応や放電電流を流す正負極端子等での電気抵抗により、２次電池２は発熱し、２次電池２の温度は上昇する。この温度上昇が大きくなりすぎると、電池寿命が短くなったり、電池が損傷する虞れが生ずるため、これを冷却する必要がある。
【００２３】
そこで、上述した２次電池２の発熱問題を解決するために、本発明では、以下に説明する各実施例で示す対策を採用している。
【００２４】
図３は本発明の実施例１における、２次電池２の設置例を示す断面図である。
【００２５】
図３において、水素タンク４は、燃料電池車両にネジ止めされたＬ字形のブラケット３１により燃料電池車両３２に固定保持されている。ブラケット３１は、水素タンク４の両端の開口部に設置される容器元栓等を含むエンドプラグ部に介装されて水素タンク４を固定保持することで水素タンク４と接触し、水素タンク４との間で熱交換が可能になっている。このようなブラケット３１は、その表面に図３に示すように、上述した２次電池２を構成するラミネート電池が複数、例えば接着剤等により貼り付けられて設置されている。このような構造では、２次電池２は、ブラケット３１を介して水素タンク４と広範囲で接触することになり、ブラケット３１を介して水素タンク４との間で熱交換を行うことが可能となる。
【００２６】
このように上記実施例１においては、高圧圧縮水素が充填された水素タンク４から水素が燃料電池スタック１へ供給された時に、水素タンク４の内部に残った水素が断熱膨張して、水素タンク４内の温度が下がることを利用して、２次電池２を、水素タンク４を固定保持するブラケット３１に設置して水素タンク４に対して広範囲に接触させることにより、その伝熱効果により２次電池２を効率的に冷却することができる。これにより、従来のように、冷媒を電池表面へ当てる、あるいは電池を冷却するためのポンプやファン、熱交換器、配管等の冷却に必要な構成が不要となり、部品点数が少ない、冷却効率、コストおよびスペース効率が良い燃料電池システムを提供できる。
【００２７】
また、上記実施例１では、フレキシブルな２次電池２をブラケット３１に取り付けることで、ブラケット３１と２次電池２の双方の強度を高めることが可能となる。さらに、２次電池２を冷却する専用の冷却手段が不要となり、かつ２次電池２を設置するための専用の設置手段が不要となり、これらの手段の分の重量を軽減することができる。
【実施例２】
【００２８】
図４は本発明の実施例２における、２次電池２の設置例を示す断面図である。
【００２９】
図４において、この実施例２の特徴とするところは、先の実施例１に比べて、ブラケット３１の表面に、２次電池２を構成するラミネート電池をボルト４１でネジ止めして取り付けるようにしたことにあり、他は先の実施例１と同様である。
【００３０】
このような実施例２においても、ブラケット３１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３１】
図５は本発明の実施例３における、２次電池２の設置例を示す断面図である。
【００３２】
図５において、この実施例３の特徴とするところは、先の実施例１に比べて、ブラケット３１の表面に接触させて、ブラケット３１の表面に対して垂直方向に、２次電池２を設置するための設置部材５１を設け、この設置部材５１に２次電池２を構成するラミネート電池をボルト５２でネジ止めして取り付け、ブラケット３１に２次電池２を接触させるようにしたことにあり、他は先の実施例１と同様である。
【００３３】
このような実施例３においても、ブラケット３１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例４】
【００３４】
図６は本発明の実施例４における、２次電池２の設置例を示す断面図である。
【００３５】
図６において、この実施例４の特徴とするところは、先の実施例１に比べて、ブラケット３１に熱伝導性が良好で例えばＬ字形の第１の設置部材６１を設ける一方、２次電池２を構成するラミネート電池にも第１の設置部材６１と同様な第２の設置部材６２を設け、図６に示すように、ラミネート電池の第２の設置部材６２をブラケット３１と第１の設置部材６１との間に挿入し、第１の設置部材６１と第２の設置部材６２をかみ合わせるようにしてブラケット３１に２次電池２を固定して保持するとともに、ブラケット３１と２次電池２とを接触させるようにしたことにある。
【００３６】
このような実施例４においても、ブラケット３１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００３７】
図７は本発明の実施例５における、２次電池２の設置例を示す断面図である。
【００３８】
図７において、この実施例５の特徴とするところは、先の実施例４に比べて、絶縁シート７１により２次電池２がブラケット３１に設置された部分を被覆するようにしたことにあり、他は先の実施例４と同様である。
【００３９】
このような実施例５においても、ブラケット３１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例４で得られる効果と同様の効果を得ることができる。また、実施例５では、２次電池２が絶縁シート７１で覆われるようにしたので、２次電池２の絶縁性が向上すると共に、外部環境から２次電池２を保護することができるようになる。
【実施例６】
【００４０】
図８は本発明の実施例６における、２次電池２の設置例を示す断面図である。
【００４１】
図８において、この実施例６の特徴とするところは、先の実施例１に比べて、ブラケット３１の内部に２次電池２を構成するラミネート電池をブラケット３１に接触するようにして設置したことにあり、他は先の実施例１と同様である。
【００４２】
このような実施例６においても、ブラケット３１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例７】
【００４３】
図９は本発明の実施例７における、２次電池２の設置例を示す図である。同図（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大してＡで示す方向から見た正面図であり、同図（ｃ）、同図（ｄ）、同図（ｅ）は同図（ａ）をＢで示す方向（上方）から見た断面図である。
【００４４】
図９において、この実施例７の特徴とするところは、先の実施例６に比べて、ブラケット３１をコの字状の固定部材９１と板状の固定部材９２とで構成し、図９（ｃ）に示すように、固定部材９１の内部に２次電池２を構成するラミネート電池を例えばボルト９３によりネジ止めして取り付け、同図（ｄ）に示すように、ラミネート電池が取り付けられた固定部材９１に板状の固定部材９２で蓋をして固定部材９２を固定し、ブラケット３１の内部にラミネート電池を接触させて設置するようにしたことにあり、他は先の実施例６と同様である。なお、図９（ｅ）に示すように、２次電池２が設置されたブラケット３１の内部の中空部分を、例えばシリコンゲル等の樹脂９４で封入するようにしてもよい。
【００４５】
このような実施例７においても、ブラケット３１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例８】
【００４６】
図１０は本発明の実施例８における、２次電池２の設置例を示す図である。同図（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大してＡで示す方向から見た正面図であり、同図（ｃ）は同図（ａ）を側面から見た断面図であり、同図（ｄ）は同図（ａ）をＢで示す方向（上方）から見た断面図である。
【００４７】
図１０において、この実施例８の特徴とするところは、先の実施例６に比べて、ブラケット３１をコの字状の固定部材１０１と中空の固定部材１０２とで構成し、図９（ｃ）に示すように、固定部材１０１に２次電池２を構成するラミネート電池を例えばボルト１０３によりネジ止めして取り付け、同図（ｄ）に示すように、ラミネート電池が取り付けられた固定部材１０１を固定部材１０２の内部の中空部分に挿入して固定部材１０２を固定し、ブラケット３１の内部にラミネート電池を接触させて設置するようにしたことにあり、他は先の実施例６と同様である。なお、先の実施例７と同様に、２次電池２が設置されたブラケット３１の内部の中空部分を、例えばシリコンゲル等の樹脂で封入するようにしてもよい。
【００４８】
このような実施例８においても、ブラケット３１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例９】
【００４９】
図１１は本発明の実施例９における、２次電池２の設置例を示す図である。同図（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大してＡで示す方向から見た正面図であり、同図（ｃ）は同図（ａ）に示す２次電池２を側面から見た断面図であり、同図（ｄ）は２次電池２間の接続の様子を示す図であり、同図（ｅ）は同図（ａ）をＢで示す方向（上方）から見た断面図である。
【００５０】
図１１において、この実施例９の特徴とするところは、先の実施例６に比べて、ブラケット３１を中空の固定部材１１１と板状の固定部材１１３で構成し、図１１（ｃ）、同図（ｄ）に示すように、２次電池２間の＋極と−極をボルト１１２で接続することにより複数の２次電池２を電気的に直列接続し、直列接続された複数の２次電池２を、図１１（ｃ）に示すように、板状の固定部材１１３へ固定し、それを、図１１（ｅ）に示すように固定部材１１１の中空の内部に挿入し、直列接続された２次電池２を固定部材１１１にボルトでネジ止めして固定し、ブラケット３１の内部にラミネート電池を接触させて設置するようにしたことにあり、他は先の実施例６と同様である。なお、先の実施例７と同様に、２次電池２が設置されたブラケット３１の内部の中空部分を、例えばシリコンゲル等の樹脂で封入するようにしてもよい。
【００５１】
このような実施例９においても、ブラケット３１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例１０】
【００５２】
図１２は本発明の実施例１０における、２次電池２の設置例を示す断面図である。
【００５３】
図１２において、この実施例１０の特徴とするところは、先の実施例１と実施例６とを組み合わせ、ブラケット３１の表面ならびに内部に２次電池２を構成するラミネート電池をブラケット３１に接触するようにして設置したことにあり、他は先の実施例１ならびに実施例６と同様である。２次電池２を構成するラミネート電池は、先に説明した実施例１〜実施例５に示すようにブラケット３１の表面に設置され、かつ先に説明した実施例６〜実施例９に示すようにブラケット３１の内部に設置される。
【００５４】
このような実施例１０においても、ブラケット３１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
図１３は先の実施例１〜実施例１０で示す２次電池２の設置構造を有する燃料電池システムの低温起動時又は暖機運転時における運転の様子を示す図である。
【００５６】
図１３において、燃料電池システムの低温起動時又は暖機運転時には、まず燃料電池スタック１の起動のために補機２１を作動させる。そして、２次電池２の残充電量ＳＯＣが予め劣化等を考慮して定めた所定の設定値以上となっていることを条件として、コントローラ３が２次電池２からの電力取り出しを優先させて２次電池２を積極的に発熱させる。これにより、２次電池２の温度は上昇し、２次電池２の発熱により上昇した温度は、ブラケット３１を介して水素タンク４に伝熱する。
【００５７】
この結果、水素タンク４内の水素温度は上昇し、特別な加温装置を設けることなく燃料電池スタック１へ供給される水素の供給温度を高めることができるようになり、低温起動時間又は暖機運転時間を短縮することが可能になる。
【００５８】
また、上記燃料電池システムが長期的に使用される中で、２次電池性能の低下防止が要求される燃料電池車両（ＦＣＶ）等へ車載する場合には、２次電池２を、車両に搭載されている燃料電池の起動用、回生エネルギの蓄電用に特に最適化して用いることができる。
【実施例１１】
【００５９】
図１４は本発明の実施例１１に係る燃料電池用２次電池の固定または保持装置によって固定または保持される２次電池を備えた燃料電池システムの構成を示す図である。図１４に示す実施例の特徴とするとことは、先の実施例１に比べて、２次電池２を構成するラミネート電池を、水素タンク４のエンドプラグ部１４１の外周面に設置したことにあり、他は図１に示す実施例１と同様である。エンドプラグ部１４１は、水素タンク４の両端の開口部に設置される容器元栓等を含み、燃料電池用２次電池の固定または保持部材としても機能する。
【００６０】
図２に示すと同様に、燃料電池車両において、例えば加速時等には、燃料電池スタック１の発電力が供給不足になり、２次電池２が不足電力分をアシストして放電する。燃料電池車両が加速した際のシステムの様子を表す図１５に示すように、このときに生じる電極での化学反応や放電電流を流す正負極端子等での電気抵抗により、２次電池２は発熱し、２次電池２の温度は上昇する。この温度上昇が大きくなりすぎると、電池寿命が短くなったり、電池が破損する虞れが生ずるため、これを冷却する必要がある。
【００６１】
そこで、この実施例１１は、図１６（ａ）ならびに同図（ａ）の断面を表す同図（ｂ）に示すように、先の実施例１〜実施例１０で説明したと同様のブラケット１６１により燃料電池車両３２に固定保持された水素タンク４の一方のエンドプラグ部１４１の外周面に、２次電池２を構成するラミネート電池を接着等により設置している。
【００６２】
このような実施例１１においては、ブラケット１６１を介して２次電池２は水素タンク４と広範囲に接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例１２】
【００６３】
図１７は本発明の実施例１２における、２次電池２の設置例を示す断面図である。
【００６４】
図１７（ａ）ならびに同図（ａ）の断面を表す同図（ｂ）において、この実施例１２の特徴とするところは、先の実施例１１に比べて、実施例１１で説明したエンドプラグ部１４１と同様に機能する、水素タンク４の一方のエンドプラグ部１７１において、水素タンク４の内部に位置する部分のエンドプラグ部１７１の外周面に、２次電池２を構成するラミネート電池を接着等により設置したことにあり、他は先の実施例１１と同様である。
【００６５】
このような実施例１２においては、２次電池２は水素タンク内の水素と直接接触するので、先の実施例１で得られる効果と同様でより一層高い効果を得ることができる。
【００６６】
図１８は先の実施例１１〜実施例１２で示す２次電池２の設置構造を有する燃料電池システムの低温起動時又は暖機運転時における運転の様子を示す図である。
【００６７】
図１８において、燃料電池システムの低温起動時又は暖機運転時には、まず燃料電池スタック１の起動のために補機２１を作動させる。そして、２次電池２の残充電量ＳＯＣが予め劣化等を考慮して定めた所定の設定値以上となっていることを条件として、コントローラ３が２次電池２からの電力取り出しを優先させて２次電池２を積極的に発熱させる。これにより、２次電池２の温度は上昇し、２次電池２の発熱により上昇した温度は、実施例１１ではエンドプラグ部１４１を介して水素タンク４に伝熱し、実施例１２では直接水素タンク４内の水素に伝熱する。
【００６８】
この結果、水素タンク４内の水素温度は上昇し、特別な加温装置を設けることなく燃料電池スタック１へ供給される水素の供給温度を高めることができるようになり、低温起動時間又は暖機運転時間を短縮することが可能になる。
【００６９】
また、上記燃料電池システムが長期的に使用される中で、２次電池性能の低下防止が要求される燃料電池車両（ＦＣＶ）等へ車載する場合には、２次電池２を、車両に搭載されている燃料電池の起動用、回生エネルギの蓄電用に特に最適化して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１に示すシステムにおける、２次電池の放電時の様子を示す図である。
【図３】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例１の設置例を示す図である。
【図４】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例２の設置例を示す図である。
【図５】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例３の設置例を示す図である。
【図６】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例４の設置例を示す図である。
【図７】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例５の設置例を示す図である。
【図８】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例６の設置例を示す図である。
【図９】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例７の設置例を示す図である。
【図１０】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例８の設置例を示す図である。
【図１１】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例９の設置例を示す図である。
【図１２】水素タンクを固定保持するブラケットに積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例１０の設置例を示す図である。
【図１３】実施例１〜実施例１０に係わるシステムの低温起動時又は暖機運転時の様子を示す図である。
【図１４】本発明の実施例１１に係る燃料電池システムの構成を示す図である。
【図１５】実施例１１に示すシステムにおける、２次電池の放電時の様子を示す図である。
【図１６】水素タンクのエンドプラグ部に積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例１１の設置例を示す図である。
【図１７】水素タンクのエンドプラグ部に積層型のラミネート電池で構成された２次電池を設置する実施例１２の設置例を示す図である。
【図１８】実施例１１〜実施例１２に係わるシステムの低温起動時又は暖機運転時の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…燃料電池スタック
２…２次電池
３…コントローラ
４…水素タンク
５…排出弁
６…水素調圧弁
７…水素供給配管
８…水素排気配管
９…コンプレッサ
１０…空気供給配管
１１…空気排気配管
１２…熱交換器
１３…循環経路
１４…循環ポンプ
１５…ラジエータ
１６，１７…温度センサ
１８…駆動モータインバータ
１９…駆動モータ
２０…電圧・電流計
２１…補機
２２…駆動輪
３１、１６１…ブラケット
３２…燃料電池車両
４１，５２，９３，１０３，１１２…ボルト
５１…設置部材
６１…第１の設置部材
６２…第２の設置部材
７１…絶縁シート
９１，９２，１０１，１０２，１１１…固定部材
９４…樹脂
１４１，１７１…エンドプラグ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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