(57)【要約】電動駆動装置と車載電力供給装置とを備えた自動車に関する。車載電力供給装置を燃料電池で動作させるのは公知である。本発明は、自動車が更に冷却空気を供給するための空調設備を備え、該設備が自動車の電気手段で駆動される空調用圧縮機（２５）を備えることを特徴とする。電気手段は、自動車のハイブリッド形駆動装置又は自動車に既に搭載されている燃料電池により駆動される別個の電動機であってよい。この目的のため、燃料電池として、特に高温ＰＥＭ燃料電池が適している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動駆動装置と車載電力供給装置とを備え、該供給装置として少なくとも１つの燃料電池モジュールを利用する自動車において、電気駆動装置で運転される空調用圧縮機（２５）を備えた冷却空気による空調設備（２５、５５）を備えることを特徴とする自動車。
【請求項２】
空調用圧縮機（２５）に、電気伝動装置（３５）および／又は電動機（４５）が前置接続されたことを特徴とする請求項１記載の自動車。
【請求項３】
空調用圧縮機（２５）を調整するために、温度制御調整装置（５５）を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の自動車。
【請求項４】
空調用圧縮機（２５）が駆動電動機（３）に電気伝動装置（３５）を経て接続されたことを特徴とする請求項１から３の１つに記載の自動車。
【請求項５】
冷却空気を発生するために、他の電気手段（１０、３５、４５）を備えることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の自動車。
【請求項６】
他の電気手段として、燃料電池モジュール（１０）を備えることを特徴とする請求項５記載の自動車。
【請求項７】
潜熱中間蓄熱器（３０）を備えることを特徴とする請求項１から６の１つに記載の自動車。
【請求項８】
電動駆動装置（３）がハイブリッド形エンジンの一部であることを特徴とする請求項１から７の１つに記載の自動車。
【請求項９】
燃料電池モジュール（１０）がＰＥＭ（高分子電解質膜型、プロトン交換膜型）燃料電池を含むことを特徴とする請求項１から８の１つに記載の自動車。
【請求項１０】
燃料電池モジュール（１０）が高温ＰＥＭ燃料電池を含むことを特徴とする請求項１から９の１つに記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動駆動装置と車載電力供給装置とを備え、車載電力供給装置として少なくとも１つの燃料電池モジュールを利用する自動車に関する。
【０００２】
電動機にエネルギを供給すべく、自動車に、燃料電池設備が採用されている。内燃機関を備えた自動車において、車載燃料電池設備のみで電力供給を行うことも既に提案されている。電力供給を、通常存在する発電機に代えて、又はそれを補完して行うこともある。
【０００３】
燃料電池を運転するために、一方では燃料、例えば燃料ガスを供給し、他方では空気を供給する必要がある。また、通常冷却材も必要とされる。
【０００４】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の自動車の改善を図ることにある。
【０００５】
この課題は、本発明に基づいて、請求項１に記載の特徴事項により解決される。本発明の有利な実施態様を従属請求項に示す。
【０００６】
本発明では、空調設備の冷却空気による冷房機能と運転を常に保証する。即ち自動車の駆動エンジンの運転と無関係に保証する。空調設備は、冷却空気を発生すべく、電気駆動装置からエネルギが供給される空調用圧縮機を含む。該圧縮機は、自動車の駆動電動機に電気伝動装置を経て接続している。
【０００７】
本発明では、冷却空気を発生すべく電気的手段を設ける。該手段として燃料電池設備を採用すると有利であるが、これに限定されない。その場合、自動車の駆動装置は例えばハイブリッド形駆動装置であり、駆動装置として内燃機関と電動機を選択的に利用する。
【０００８】
以下の図を参照した実施例の説明から、特許請求の範囲の記載と関連して、本発明の他の利点および詳細を明らかにする。
【０００９】
図１は自動車１を示す。自動車は駆動装置３を有し、該装置３は電動機であるが、電動機と内燃機関とから成るハイブリッド形駆動装置でもよい。特にその給電のために、少なくとも１つの燃料電池モジュール１０を備えた燃料電池設備が存在する。燃料電池モジュール１０は自動車１の床２の下側又は中間床２′で形成された自由空間の中に配置されている。８は排出口を示す。燃料電池モジュール１０が純水素と、酸素又は空気とで動作する場合、発生するプロセス水が排出口８から排出され、又は副成分を含む水素富化ガスで運転される際には、その副成分が排出口８から排出される。
【００１０】
近年の自動車は、標準装備品として空調設備を備える。かかる設備で、通常自動車１の車室９内の目標温度が設定され、車室９内の実際温度と外気温度とを考慮して、空調用圧縮機装置が冷却空気を発生すべく制御される。該装置を、図２を参照して説明する。
【００１１】
冷却材回路と電気制御装置とを備え、従来利用されている空調設備は、自動車の走行運転中にしか確実に供給できない非常に大きな動力を必要とする。
【００１２】
図２は、空調設備を空調用圧縮機２５で代表的に示す。該圧縮機２５は、駆動装置からエネルギを受け、空調空気の供給管で自動車１の車室９に接続されている。温度センサ９Ａと空調用圧縮機２５に対する制御信号を発生する温度制御調整装置５５が存在する。
【００１３】
自動車１が電動機４５又はこれを含むハイブリッド形駆動装置を備えるなら、通常自動車の駆動装置３が、空調用圧縮機２５の駆動も兼ねる。この際空調用圧縮機２５は、図示しないハイブリッド形エンジンに電気伝動装置３５を経て接続され、又は電動機４５が、電気伝動装置３５を経て空調用圧縮機２５に接続される。しかし電動機４５を、空調用圧縮機２５の固有の駆動装置として、又は多機能電動機として形成してもよい。
【００１４】
冷却空気を発生するため、他の電気手段も利用できる。車載電力供給装置に対し、既に存在する燃料電池モジュール１０を備えた燃料電池設備を利用するとよい。そのため図２に、図１の燃料電池モジュール１０に対する分岐路を示している。燃料電池モジュール１０は空調用圧縮機２５に適当な方式で電力を供給する。
【００１５】
空調用圧縮機２５にエネルギを供給すべく、燃料電池設備に加えて又はその代わりに、蓄電池を設けることができる。例えば燃料電池の電力が、高負荷時又は低温始動過程時に車両運転に対して全部が必要とされて使われるとき、空調用圧縮機２５へのエネルギ供給は蓄電池が分担する。また、空調用圧縮機の給電に対する中央燃料電池モジュールの利用と全く同様に、場合によって存在する発電機を空調用圧縮機の給電に利用できる。
【００１６】
自動車１の空調の枠内で、図２に更に、潜熱中間蓄熱器３０が存在している。そのような蓄熱器３０により空調時に発生する熱を一時的に貯蔵し、その熱を自動車１、特に燃料電池式自動車の運転中に、別の目的に利用できる。
【００１７】
上述した設備に対し、電源として、特にＰＥＭ（Polymer Electrolyte Membrane、Proton Exchange Membrane ）燃料電池が適する。この種燃料電池は、約６０℃の運転温度において固体電解質内における陽子伝導の原理に基づいて作動する。その場合、特にそのような燃料電池の高温利用、即ち８０℃以上の温度における利用に対して、特に良好な周辺条件が与えられる。そのような高温ＰＥＭ燃料電池は、８０〜３００℃、特に１２０〜１８０℃の運転温度において良好な効率を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】燃料電池モジュールを備えた自動車の概略図。
【図２】図１の自動車に対する本発明に基づく空調設備の配管系統図。
【符号の説明】
【００１９】
１  自動車、３  電動駆動装置、１０  燃料電池モジュール、２５  空調用圧縮機、
３５  電気伝動装置、４５  電動機、５５  温度制御調整装置
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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