(57)【要約】  【課題】  燃料電池車に搭載された水素を家庭１２への電力供給に最適に利用する。  【解決手段】  燃料電池車１１は、液体水素タンク１４と、液体水素タンク１４から供給された水素を反応させて発電する燃料電池１３と、液体水素タンク１４内の水素蒸発量を検知する蒸発量検知手段１５とを備え、家庭１２は、直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣ変換部２１と、電力を要する電気機器２３、２４と、ＤＣ／ＡＣ変換部２１と電気機器２３、２４との間に介設されると共に蒸発量検知手段１５からの信号を受信する制御装置２２とを備え、燃料電池車１１の燃料電池１３と家庭１２のＤＣ／ＡＣ変換部２１とを電気接続する接続部２０を設け、制御装置２２で液体水素タンク１４内の水素蒸発量が所定量を超えたと検知されると、燃料電池１３で発生させた電力を接続部２０を介して電気機器２３、２４に供給可能とする。  【選択図】  図１
2005123035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池車で発生される電力を車外設備用の電力として利用するシステムであって、
上記燃料電池車は、液体水素を燃料として貯留する液体水素タンクと、該液体水素タンクから供給された水素を反応させて発電する燃料電池と、該液体水素タンク内の水素蒸発量を検知する蒸発量検知手段とを備え、
上記車外設備は、直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣ変換部と、電気機器あるいは蓄電装置と、該ＤＣ／ＡＣ変換部と上記機器との間に介設されると共に上記蒸発量検知手段からの信号を受信する制御装置とを備え、
上記燃料電池車の上記燃料電池と上記車外設備の上記ＤＣ／ＡＣ変換部とを電気接続する接続部を設け、上記制御装置で上記液体水素タンク内の水素蒸発量が所定量を超えると検知されると、上記燃料電池で発生させた電力を該接続部を介して上記機器あるいは蓄電装置に供給可能とすることを特徴とする燃料電池車を用いた給電システム。
【請求項２】
上記車外設備の上記制御装置は別設備に接続され、上記燃料電池からの電力を別設備に供給可能としている請求項１に記載の燃料電池車を用いた給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車を用いた給電システムに関し、詳しくは、液体水素を利用する燃料電池を搭載した車両の電力を家庭等の車外設備に有効利用するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素と酸素を反応させて発電する燃料電池車では、車両に液体水素を貯留した液体水素タンクを搭載している。液体水素は、沸点が−２５２．８℃と極めて低温であり外気との温度差が大きいため、外気からの熱が液体水素タンクに伝わり、液体水素を蒸発させてしまう。液体水素は蒸発すると約８００倍の体積に膨張するため、液体水素タンク内の圧力は徐々に上昇し、所定の圧力に到達した場合にはタンク壁に高圧負荷が掛かり危険であるため、液体水素タンクに通常取り付けられている安全弁から水素ガスを外部に放出している。
【０００３】
このように、蒸発・膨張した水素を一定量以上は燃料電池車内に保存することは不可能なため、長期間（例えば数週間）にわたり家庭の車庫に駐車したまま燃料電池車を運転しないときは水素ガスの放出を行わざるを得ず、エネルギーを無駄に損失してしまうという問題や水素放出時の爆発の危険性などの問題が生じている。
【０００４】
特開２００２−８３６０７号公報では、高分子電解質型燃料電池を搭載した電気自動車で帰宅した際に、該電気自動車を住宅に接続し、住宅側に電力を供給するシステムが開示されている。
しかしながら、液体水素タンク内の水素の蒸発量が少ない場合にまで車両側の燃料電池から住宅側に電力を供給するとすれば、未だ液体状態である水素を敢えて気化させて燃料電池で反応させなければならず、本来、車両の駆動用に用いるべきエネルギーを住宅側で使用することとなり、車両の走行可能距離を短縮してしまう問題が発生する。
【特許文献１】特開２００２−８３６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、燃料電池車に搭載された液体水素のうち、車外に放出せざるを得なくなった水素ガスを有効に利用して車外設備に電力を供給すると共に、水素を必要以上に車外設備用に消費しないようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、燃料電池車で発生される電力を車外設備用の電力として利用するシステムであって、
上記燃料電池車は、液体水素を燃料として貯留する液体水素タンクと、該液体水素タンクから供給された水素を反応させて発電する燃料電池と、該液体水素タンク内の水素蒸発量を検知する蒸発量検知手段とを備え、
上記車外設備は、直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣ変換部と、電気機器あるいは蓄電装置と、該ＤＣ／ＡＣ変換部と上記機器との間に介設されると共に上記蒸発量検知手段からの信号を受信する制御装置とを備え、
上記燃料電池車の上記燃料電池と上記車外設備の上記ＤＣ／ＡＣ変換部とを電気接続する接続部を設け、上記制御装置で上記液体水素タンク内の水素蒸発量が所定量を超えると検知されると、上記燃料電池で発生させた電力を該接続部を介して上記機器あるいは蓄電装置に供給可能とすることを特徴とする燃料電池車を用いた給電システムを提供している。
【０００７】
上記構成とすると、液体水素タンク内で外熱により液体水素が蒸発して水素ガスが発生し、蒸発量検知手段により検知された水素の蒸発量が所定量を超えると、蒸発検知手段から蒸発量の信号を受信した制御装置の指令により、液体水素タンク内の水素ガスを使用して燃料電池が作動され、その発電された電力が接続部を介して車外設備側に供給され、電気機器あるいは蓄電装置へ電力供給することができる。よって、車外に放出するしかなかった液体水素タンク内の水素ガスを有効に利用してエネルギー効率を高めることができる。しかも、液体水素タンク内の蒸発量が所定量を超えない場合には車外設備用に水素を利用しないこととしているので、車外に放出しなくてもすむ水素まで必要以上に消費してしまう事態を回避することが可能となる。
【０００８】
上記車外設備の上記制御装置は別設備に接続され、上記燃料電池からの電力を別設備に供給可能としている。
【０００９】
上記構成とすると、上記蒸発量検知手段で検知される水素蒸発量が所定値を超えている場合において、車外設備での電力使用量が少なく電力を供給する必要性が乏しい場合でも、当該車外設備以外の別設備に電力を供給することにより対応することができる。また、この場合、上記車外設備の近くの設備に電力を供給してもよいし、近くの電柱等の公共配電網に電力供給して電力会社から対価を得るようにしても好適である。
【発明の効果】
【００１０】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、蒸発量検知手段により検知された液体水素タンク内の水素蒸発量が所定量を超えると、蒸発検知手段からの信号を受信した制御装置により、液体水素タンク内の水素ガスを使用して燃料電池が作動され、その発電された電力が接続部を介して車外設備側に供給されて電気機器あるいは蓄電装置の電力として使用することができる。したがって、液体水素タンク内の水素蒸発量が所定量を超えない場合には車外設備用として水素を利用することはなく、車外に放出しなくてもすむ水素まで必要以上に車外設備用に消費してしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は燃料電池車１１で発生される電力を家庭（車外設備）１２用の電力として利用する給電システム１０の全体図を示す。
【００１２】
燃料電池車１１は、液体水素を燃料として貯留する液体水素タンク１４と、液体水素タンク１４から供給された水素を酸素と反応させて発電する燃料電池１３と、液体水素タンク１４内の圧力を検知することにより水素蒸発量を取得するための圧力センサ（蒸発量検知手段）１５と、燃料電池１３と電力線Ｗ１で接続されると共に圧力センサ１５と信号線Ｗ２で接続される入出力部１７とを備え、該入出力部１７から先端にコネクタ２８を設けたケーブル１９を導出している。
なお、ケーブル１９は家庭１２側から導出して、燃料電池車１１の入出力部１７でコネクタ接続するようにしてもよい。
【００１３】
家庭１２は、コネクタ１８を嵌合接続する接続部２０と、直流をＡＣ１００Ｖの交流に変換するＤＣ／ＡＣ変換部２１と、家庭内の電気製品である電気機器２３、２４と、蓄電装置２５と、ＤＣ／ＡＣ変換部２１と電気機器２３、２４及び蓄電装置２５との間に介設される制御装置２２とを備え、制御装置２２は送電線Ｗ３を介して電柱２６に接続されている。
【００１４】
制御装置２２は、図２に示すように、接続部２０に電力線Ｗ１で接続される電力入力部２９と、接続部２０に信号線Ｗ２で接続される信号入出力部２８と、スイッチ部３１および判断部３０を有する制御部２７と、電力供給の切替を入力する入力手段３４とを備えている。
【００１５】
判断部３０は、信号入出力部２８に接続され、燃料電池車１１の圧力センサ１５からの信号を受信して液体水素タンク１４内の圧力が所定値を超えた場合にスイッチ部をＯＮとして電気機器２３、２４側あるいは電柱２６側に電力を供給させる。また、判断部３０は、入力手段３４に接続されており、入力手段３４からの切替入力に従って電気機器２３、２４側あるいは電柱２６側のどちらかに給電するようスイッチ部３１に切替指令を行っている。
【００１６】
詳しくは、図３に示すように、スイッチ部３１は、回路を遮断／接続する第１リレー部３２と、電気機器２３、２４側あるいは電柱２６側のいずれかに給電回路を切替する第２リレー部３３とを備え、圧力センサ１５からの信号により液体水素タンク１４内の圧力が所定値を超えたと判断部３０が判断した場合に第１リレー部３２を閉じる一方、液体水素タンク１４内の圧力が所定値を超えない場合には、第１リレー部３２を開いたままとする構成としている。
【００１７】
また、ユーザが入力手段３４から電気機器２３、２４および蓄電装置２５側に給電することを選択して入力した場合には、判断部３０より第２リレー部３３を電気機器２３、２４および蓄電装置２５側の回路に切り替える一方、電柱２６側に給電することを選択して入力した場合には、判断部３０より第２リレー部３３を電柱２６側の回路に切り替える構成としている。
【００１８】
次に、給電システム１０の使用手順について説明する。
燃料電池車１１を家庭１２の車庫に駐車した状態でケーブル１９のコネクタ１８を家庭１２の接続部２０に接続する。そして、制御装置２２の入力手段３４で給電先を例えば電気機器２３、２４側を選択して入力し、スイッチ部３１の第２リレー部３３を切り替える。
【００１９】
その後、時間の経過と共に外熱の影響により液体水素タンク１４内の液体水素が蒸発して、液体水素タンク１４内の圧力が次第に上昇していく。この間、タンク１４内の圧力データが圧力センサ１５から信号線Ｗ２により入出力部１７→ケーブル１９→コネクタ１８→接続部２０→ＤＣ／ＡＣ変換部２１を経て制御装置２２に随時送信される。
【００２０】
そして、制御装置２２の判断部３０において液体水素タンク１４内の圧力が所定値を超えた場合には、水素の蒸発量が所定量を超えたとみなして、スイッチ部３１の第１リレー部３２を閉じると共に、判断部３０から信号入出力部２８→ＤＣ／ＡＣ変換部２１→接続部２０→ケーブル１９→入出力部１７を経て燃料電池１３に作動命令が送信され、電力線Ｗ１を通じて家庭１２内の電気機器２３、２４に給電される。よって、従来は液体水素タンクの安全弁を開いて車外に放出するしかなかった水素ガスを有効利用することができる。なお、上記所定値は、液体水素タンク１４の強度低下を引き起こさないような値に設定する必要があるが、使用されるタンクの種類に応じて設定値は変わるものとする。また、電気機器２３、２４に給電せずに蓄電装置２５に給電して蓄電しても好適である。
【００２１】
また、燃料電池１３での発電が進んで液体水素タンク１４内の圧力が低下し、該圧力が上記所定値以下となった場合には、圧力センサ１５からの信号を受信した制御装置２２の判断部３０により第１リレー部３２が開かれると共に、燃料電池１３の発電が停止される。このように、液体水素タンク１４内の蒸発量が所定量を超えない場合、即ち、安全のために液体水素タンク１４外に水素ガスを放出する必要のない場合には、家庭１２用に水素ガスを利用しないようにしているので、水素ガスを必要以上に消費するのを好適に防止することができる。
【００２２】
次に、家庭１２の電気機器２３、２４での電力使用量が少なく電力を供給する必要性が乏しい場合であって、充電装置２５を使用しない場合あるいは充電装置２５がない場合には、入力手段３４で給電先として電柱２６側を選択することで判断部３０により第２リレー部３３を電柱２６側の回路へ切り替えて、公共配電網に電力供給して電力会社から対価を得るようにすることができる。
また、給電先を公共配電網の電柱２６とせずに、家庭１２の近隣の別家庭へ給電してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態の燃料電池車を用いた給電システムの全体図である。
【図２】制御装置を示すブロック図である。
【図３】制御装置の要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０    給電システム
１１    燃料電池車
１２    家庭（車外設備）
１３    燃料電池
１４    液体水素タンク
１５    圧力センサ（蒸発量検知手段）
１７    入出力部
１８    コネクタ
１９    ケーブル
２０    接続部
２１    ＤＣ／ＡＣ変換部
２２    制御装置
２３、２４  電気機器
２５    蓄電装置
２６    電柱（別設備）
２７    制御部
２８    信号入出力部
２９    電力入力部
３０    判断部
３１    スイッチ部
３４    入力手段
【図１】
2005123035.tif 000003
【図２】
2005123035.tif 000004
【図３】
2005123035.tif 000005