[go: up one dir, main page]

DE112007001094B4 - Mit einem Brennstoffzellensystem ausgestattetes Fahrzeug - Google Patents

Mit einem Brennstoffzellensystem ausgestattetes Fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE112007001094B4
DE112007001094B4 DE112007001094.0T DE112007001094T DE112007001094B4 DE 112007001094 B4 DE112007001094 B4 DE 112007001094B4 DE 112007001094 T DE112007001094 T DE 112007001094T DE 112007001094 B4 DE112007001094 B4 DE 112007001094B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
humidifier
fuel cell
vehicle
gas supply
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE112007001094.0T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112007001094T5 (de
Inventor
Hirofumi Kanazawa
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
Publication of DE112007001094T5 publication Critical patent/DE112007001094T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112007001094B4 publication Critical patent/DE112007001094B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126Humidifying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04253Means for solving freezing problems
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

Fahrzeug, welches aufweist:
eine im Motorraum des Fahrzeugs installierte Brennstoffzelle (10);
einen Befeuchter (14), der der Brennstoffzelle (10) zuzuführendes Gas befeuchtet, wobei der Befeuchter (14) unter dem Boden des Fahrzeugs vorgesehen ist; und
eine Gaszufuhrleitung (18), welche die Brennstoffzelle (10) und den Befeuchter (14) miteinander verbindet und als Passage für das zuzuführende Gas dient, wobei die Gaszufuhrleitung (18) einen Biegungsabschnitt umfasst;
wobei
die Gaszufuhrleitung (18) eine Wasserauffangeinrichtung (24) zum Speichern von Wasser aufweist, wobei die Wasserauffangeinrichtung (24) in dem Biegungsabschnitt ausgebildet ist, der relativ zu den vor und nach dem Biegungsabschnitt befindlichen Abschnitten vertikal nach unten gebogen ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit einem Brennstoffzellensystem ausgestattetes Fahrzeug bzw, und insbesondere eine Rohrleitungsanlage, die mit einem Befeuchter verbunden ist, der einer Brennstoffzelle zuzuführendes Gas befeuchtet.
  • Einschlägiger Stand der Technik
  • Von den in einem Fahrzeug mitgeführten Brennstoffzellensystemen beinhalten viele einen Befeuchter, um ein Gas, das einer Sauerstoffelektrode (d. h. einer Kathodenelektrode) zugeführt werden soll, und/oder ein Gas, das einer Wasserstoffelektrode (d. h. einer Anodenelektrode) zugeführt werden soll, zu befeuchten und dadurch eine Leistungserzeugungsreaktion der Brennstoffzelle zu beschleunigen. 1 zeigt einen beispielhaften Abschnitt eines Brennstoffzellensystems, der für eine Brennstoffzelle und für Befeuchter relevant ist, wobei Pfeile die Strömungsrichtungen der Gase angeben. Das in 1 gezeigte Brennstoffzellensystem umfasst eine Brennstoffzelle 10, einen anodenseitigen Befeuchter 12, der einer Anodenelektrode der Brennstoffzelle 10 zuzuführenden Wasserstoff befeuchtet, und einen kathodenseitigen Befeuchter 14, der einer Kathodenelektrode der Brennstoffzelle 10 zuzuführende Luft befeuchtet. Der anodenseitige Befeuchter 12 und der kathodenseitige Befeuchter 14 befeuchten das zuzuführende Gas über eine darin vorgesehene Befeuchtungsmembran.
  • Der anodenseitige Befeuchter 12 ist mit der Brennstoffzelle 10 durch eine anodenseitige Gaszufuhrleitung 16 verbunden. Hierdurch wird Wasserstoff in dem anodenseitigen Befeuchter 12 befeuchtet und daraufhin durch die anodenseitige Gaszufuhrleitung 16 der Anodenelektrode der Brennstoffzelle 10 zugeführt.
  • Da als Ergebnis einer chemischen Reaktion in der Kathodenelektrode der Brennstoffzelle 10 Wasser erzeugt wird, enthält Abgas von der Kathodenseite der Brennstoffzelle 10 eine große Menge Wasserdampf. Der kathodenseitige Befeuchter 14 verwendet den im Abgas von der Kathodenseite enthaltenen Wasseranteil, um die zuzuführende Luft zu befeuchten. Der kathodenseitige Befeuchter 14 ist mit der Brennstoffzelle 10 durch eine kathodenseitige Gaszufuhrleitung 18 und eine kathodenseitige Gasabführleitung 20 verbunden. Der kathodenseitige Befeuchter 14 zieht das Abgas von der Kathodenelektrode der Brennstoffzelle 10 über die kathodenseitige Gasabführleitung 20 ab und überträgt den im Abgas von der Kathodenelektrode enthaltenen Wasseranteil über die Befeuchtungsmembran an die zuzuführende Luft, wodurch die der Kathodenelektrode zuzuführende Luft befeuchtet wird. Die zuzuführende Luft, die auf diese Weise befeuchtet wurde, wird daraufhin der Kathodenelektrode zugeführt. Das Abgas von der Kathodenseite der Brennstoffzelle 10, dessen Wasseranteil im kathodenseitigen Befeuchter 14 auf die zuzuführende Luft übertragen wurde, wird daraufhin durch die Befeuchter-Abführleitung 22 nach aussen hin abgegeben.
  • Das Gas, das durch die anodenseitige Gaszufuhrleitung 16 und die kathodenseitige Gaszufuhrleitung 18 strömt und von den Befeuchtern 12 bzw. 14 befeuchtet wurde, enthält einen hohen Wasseranteil. Auf ähnliche Weise enthält das Abgas, das durch die kathodenseitige Gasabführleitung 20 strömt, Wasser, das als Ergebnis der Reaktion der Kathodenelektrode erzeugt wurde, und besitzt daher einen hohen Wasseranteil. Es kommt daher vor, dass in den die Brennstoffzelle und die Befeuchter miteinander verbindenden Rohrleitungen 16, 18 und 20 Kondensation auftritt, wenn die Temperatur des Gases in der Rohrleitung nach Beendigung des Betriebs der Brennstoffzelle abnimmt. Eine in der Rohrleitung auftretende Kondensation kann ferner dazu führen, dass angesammeltes Kondenswasser in der Brennstoffzelle und in den Befeuchtern verbleibt.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, besteht bei den Brennstoffzellensystemen die Wahrscheinlichkeit, dass insbesondere in den mit den Befeuchtern verbundenen Rohrleitungen Kondensation auftritt. Wenn in den Rohrleitungen Kondensation auftritt, sammelt sich Kondenswasser in der Brennstoffzelle und in den Befeuchtern, und das somit angesammelte Kondenswasser gefriert bei einer niedrigen Temperatur, wodurch der Start des Betriebs der Brennstoffzelle gestört wird. Es ist daher nötig zu verhindern, dass angesammeltes Kondenswasser in der Brennstoffzelle und im Befeuchter verbleibt. Es ist insbesondere nötig zu verhindern, dass angesammeltes Kondenswasser in der Brennstoffzelle verbleibt.
  • Ferner besteht in vielen Fällen die im Befeuchter vorgesehene Befeuchtungsmembran aus einem Harz und ist daher wärmeempfindlich. Beispielsweise verkürzt sich die Lebensdauer einiger Befeuchtungsmembranen bei einer Erhöhung der Gebrauchstemperatur um annähernd 10°C um annähernd die Hälfte. Es ist daher nötig, die Temperatur in der Umgebung des Befeuchters so niedrig wie möglich zu halten, um die Lebensdauer der Befeuchtungsmembran zu verlängern.
  • Beispielhafte, mit einer Brennstoffzelle ausgestattete Fahrzeuge, sind Gegenstand der JP H08-195 215 A und der EP 1 398 263 A1 .
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem vorgeschlagen. Das Fahrzeug hat eine im Motorraum des Fahrzeugs installierte Brennstoffzelle; einen Befeuchter zum Befeuchten von Gas, das der Brennstoffzelle zugeführt werden soll, wobei der Befeuchter unter dem Boden des Fahrzeugs vorgesehen ist; und eine Gaszufuhrleitung, welche die Brennstoffzelle und den Befeuchter miteinander verbindet und als Passage für das zuzuführende Gas dient; wobei die Gaszufuhrleitung einen Biegungsabschnitt umfasst und eine Wasserauffangeinrichtung zum Speichern von Wasser aufweist, wobei die Wasserauffangeinrichtung in dem Biegungsabschnitt ausgebildet ist, der relativ zu den vor und nach dem Biegungsabschnitt befindlichen Abschnitten vertikal nach unten gebogen ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert, wobei:
  • 1 eine Ansicht eines beispielhaften Teilaufbaus eines Brennstoffzellensystems ist;
  • 2 eine Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 3 eine vergrößerte Ansicht eines Biegungsabschnitts einer Wasserauffangeinrichtung gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform ist; und
  • 4 eine Ansicht einer Wasserauffangeinrichtung ist, die bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Rohrleitung vorgesehen ist.
  • Beste Ausführungsweise der Erfindung
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • 2 ist eine Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei wird eine kathodenseitige Gaszufuhrleitung 18, welche eine Brennstoffzelle 10 und einen kathodenseitigen Befeuchter 14 miteinander verbindet, beispielhaft beschrieben. Es ist anzumerken, dass andere Vorrichtungen und Rohrleitungen, die in einem Brennstoffzellensystem vorgesehen sind, darunter eine kathodenseitige Gasabführleitung 20, eine Befeuchter-Gasabführleitung 22, ein anodenseitiger Befeuchter 12 usw. in 2 nicht gezeigt sind.
  • Die Gaszufuhrleitung 18, welche die Brennstoffzelle 10 und den Befeuchter 14 miteinander verbindet, ist mit einem ansteigenden Gradienten vom Endabschnitt der Gaszufuhrleitung 18 auf der Seite des Befeuchters 14 zum Endabschnitt der Gaszufuhrleitung 18 auf der Seite der Brennstoffzelle 10 hin angeordnet. Genauer gesagt sind die Brennstoffzelle 10 und der Befeuchter 14 derart in einem Fahrzeug montiert, dass sich ein Einlassanschluss der Brennstoffzelle 10 für das zugeführte Gas, der mit einem Ende der Gaszufuhrleitung 18 verbunden ist, auf einem höheren Niveau als ein Auslassanschluss des Befeuchters 14 für das zuzuführende Gas befindet, der mit dem anderen Ende der Gaszufuhrleitung 18 verbunden ist. Bei diesem Aufbau strömt das innerhalb der Rohrleitung 18 erzeugte Kondenswasser den Gradienten der Rohrleitung entlang nach unten auf den Befeuchter 14 hin und strömt nicht zur Brennstoffzelle 10 hin. Hierdurch ist es möglich zu verhindern, dass angesammeltes Kondenswasser in der Brennstoffzelle 10 verbleibt, und dadurch die Probleme zu vermeiden, die ein Gefrieren des Kondenswassers verursachen würde.
  • Um die Gaszufuhrleitung 18 mit einem ansteigenden Gradienten von dem Ende auf der Seite des Befeuchters zum Ende auf der Seite der Brennstoffzelle hin anzuordnen, ist hierbei in 2 beispielsweise die Brennstoffzelle 10 im Inneren des Motorraums des Fahrzeugs installiert, und der Befeuchter 14 ist unter dem Boden des Fahrzeugs angeordnet. Ausserdem ist die Umgebungstemperatur unter dem zur Aussenseite des Fahrzeugs hin freien Boden des Fahrzeugs niedriger als die Temperatur im Motorraum. Wenn der Befeuchter 14 unter dem Boden des Fahrzeugs vorgesehen ist, kann somit eine längere Lebensdauer der im Befeuchter 14 enthaltenen und nicht wärmebeständigen Befeuchtungsmembran erzielt werden, als wenn der Befeuchter 14 im Motorraum installiert ist.
  • In der Gaszufuhrleitung 18 ist eine Wasserauffangeinrichtung 24 zum Aufnehmen von in der Rohrleitung erzeugtem Kondenswasser vorgesehen. Die Wasserauffangeinrichtung 24 ist dadurch ausgebildet, dass die Gaszufuhrleitung 18 zuerst vertikal nach unten gebogen ist und daraufhin die Gaszufuhrleitung 18 vertikal nach oben gebogen ist. Mit anderen Worten weist die Wasserauffangeinrichtung 24 einen Biegungsabschnitt in der Gaszufuhrleitung 18 auf, der relativ zu den vor und nach dem Biegungsabschnitt befindlichen Abschnitten der Gaszufuhrleitung vertikal nach unten gekrümmt ist. Wenn bei diesem Aufbau Kondenswasser in der Gaszufuhrleitung 18 erzeugt wird, strömt das Kondenswasser den Gradienten entlang nach unten und wird in der Wasserauffangeinrichtung 24 aufgenommen. Insofern ist es möglich zu verhindern, dass das erzeugte Kondenswasser im Befeuchter 14 verbleibt, um dadurch weiterhin ein Gefrieren des Kondenswassers zu verhindern.
  • Um zu verhindern, dass angesammeltes Kondenswassers im Befeuchter 14 verbleibt, ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Wasserauffangeinrichtung 24 in einem Abschnitt der Gaszufuhrleitung 18 vorgesehen ist, der sich näher beim Befeuchter 14 als bei der Brennstoffzelle 10 befindet. Hierbei kann das in einem Abschnitt 26 der Gaszufuhrleitung 18 erzeugte Kondenswasser zwar in den Befeuchter 14 strömen, aber die Menge des angesammelten Kondenswassers, das dann im Befeuchter 14 verbleibt, kann durch Verkürzen des Abschnitts 26 der Gaszufuhrleitung 18 verringert werden.
  • 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Biegungsabschnitts der Wasserauffangeinrichtung 24 gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform. Der Biegungsabschnitt ist derart vorgesehen, dass sich ein Freiraum 30 zwischen dem oberen Flüssigkeitsspiegel des angesammelten Wassers und dem oberen Abschnitt der Innenwand der Rohrleitung bilden kann, wenn sich Kondenswasser in der Wasserauffangeinrichtung 24 angesammelt hat. Selbst wenn das angesammelte Kondenswasser in der Wasserauffangeinrichtung 24 ein maximales Niveau erreicht und gefriert, ist es mit dem derart ausgebildeten Biegungsabschnitt möglich, ein Zusetzen der Gaszufuhrleitung 18 zu verhindern. Hierbei ist es auch möglich, den Biegungsabschnitt in der Gaszufuhrleitung 18 derart vorzusehen, dass sich der Freiraum 30 unter Berücksichtigung allfälliger Schräglagen des Fahrzeugs bilden kann. Falls der Fahrzeugaufbau beispielsweise in einem vorgegebenen Winkel geneigt ist, ist es möglich, einen Biegungsabschnitt derart vorzusehen, dass sich ein Freiraum zwischen dem oberen Flüssigkeitsspiegel des gespeicherten Wassers und dem oberen Abschnitt der Innenwand der Rohrleitung bilden kann, wenn Kondenswasser in der Wasserauffangeinrichtung 24 der Gaszufuhrleitung 18 aufgenommen ist.
  • 4 zeigt die in der Gaszufuhrleitung 18 vorgesehene Wasserauffangeinrichtung 24 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Während die Wasserauffangeinrichtung 24 bei der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform durch Biegen der Gaszufuhrleitung 18 in der Vertikalrichtung vorgesehen ist, ist die Wasserauffangeinrichtung 24 der vorliegenden Ausführungsform dadurch vorgesehen, dass die Gaszufuhrleitung 18 nicht nur in der Vertikalrichtung, sondern auch in der Horizontalrichtung gebogen ist. In 4 ist die Wasserauffangeinrichtung 24 beispielsweise durch Biegen der Gaszufuhrleitung 18 um ca. 180° in der Horizontalrichtung vorgesehen.
  • Die Wasserauffangeinrichtung 24 gemäß den unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen, die im Hinblick auf die kathodenseitige Gaszufuhrleitung 18 beispielhaft beschrieben wurde, ist in mindestens einer von der anodenseitigen Gaszufuhrleitung 16, der kathodenseitigen Gaszufuhrleitung 18 und der kathodenseitigen Gasabführleitung 20 vorgesehen. In einem Brennstoffzellensystem, das einen Befeuchter in nur einer von der kathodenseitigen Gaszuführungsanlage und der anodenseitigen Gaszuführungsanlage aufweist, kann die Wasserauffangeinrichtung der vorliegenden Ausführungsform auf die gleiche Weise in der Rohrleitung vorgesehen sein, die den Befeuchter und die Brennstoffzelle miteinander verbindet.
  • Bei den vorstehend unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen ist die Rohrleitung, die den Befeuchter und die Brennstoffzelle miteinander verbindet, mit einem ansteigenden Gradienten von dem Endabschnitt der Rohrleitung auf der Seite des Befeuchters zum Endabschnitt der Rohrleitung auf der Seite der Brennstoffzelle hin vorgesehen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Rohrleitung, die den Befeuchter und die Brennstoffzelle miteinander verbindet, jedoch ohne Gradienten angeordnet sein, d. h. so, dass das Niveau des Endabschnitts der Rohrleitung auf der Seite des Befeuchters und das Niveau des Endabschnitts der Rohrleitung auf der Seite der Brennstoffzelle annähernd gleich sind.
  • Ferner kann die Wasserauffangeinrichtung gemäß der vorstehend unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen in der Gasabführleitung 22 des Befeuchters 14 vorgesehen sein. Wenn der Befeuchter 14 von allen Bauteilen eines Fahrzeugs auf dem niedrigsten Niveau angeordnet ist, wie in dem Fall, in dem der Befeuchter 14 unter dem Boden des Fahrzeugs angeordnet ist, befindet sich der Auslassanschluss des Befeuchters, der mit einem Ende der Gasabführleitung 22 verbunden ist, auf einem niedrigeren Niveau als der mit der Aussenseite des Fahrzeugs in Verbindung stehende Auslassanschluss der Gasabführleitung 22, der am anderen Ende der Gasabführleitung 22 entgegengesetzt zur Seite des Befeuchters vorgesehen ist. In diesem Fall wird das in der Gasabführleitung 22 des Befeuchters 14 erzeugte Kondenswasser nicht zur Aussenseite des Fahrzeugs hin abgegeben und strömt in den Befeuchter 14. Mit der in der Gasabführleitung 22 des Befeuchters 14 vorgesehenen Wasserauffangeinrichtung ist es jedoch möglich zu verhindern, dass angesammeltes Kondenswasser im Befeuchter 14 verbleibt, wodurch die Probleme vermieden werden, die durch ein Gefrieren des Kondenswassers verursacht würden.
  • Unter Verallgemeinerung der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt folgendes auf: eine Brennstoffzelle; einen Befeuchter, der der Brennstoffzelle zuzuführendes Gas befeuchtet; eine Gaszufuhrleitung, welche die Brennstoffzelle und den Befeuchter miteinander verbindet und als eine Passage für das zuzuführende Gas dient; eine erste Gasabführleitung, welche die Brennstoffzelle und den Befeuchter miteinander verbindet und das von der Brennstoffzelle abgegebene Gas an den Befeuchter überträgt; und eine zweite Gasabführleitung, welche vom Befeuchter abgegebenes Gas zur Aussenseite des Fahrzeugs hin leitet; wobei der Befeuchter einen Wasseranteil in dem aus der Brennstoffzelle abgegebenen Gas verwendet, um das der Brennstoffzelle zuzuführende Gas zu befeuchten, und mindestens eine von der Gaszufuhrleitung, der ersten Gasabführleitung und der zweiten Gasabführleitung eine Wasserauffangeinrichtung zum Speichern von Wasser aufweist. Ferner ist mindestens eine von der Gaszufuhrleitung und der ersten Gasabführleitung bevorzugt mit einem ansteigenden Gradienten von dem Endabschnitt der Rohrleitung auf der Seite des Befeuchters zum Endabschnitt der Rohrleitung auf der Seite der Brennstoffzelle hin versehen. Ausserdem umfasst die Wasserauffangeinrichtung bevorzugt einen Biegungsabschnitt in der Rohrleitung, der relativ zu den vor und nach dem Biegungsabschnitt befindlichen Abschnitten vertikal nach unten gebogen ist. Ferner ist die Wasserauffangeinrichtung bevorzugt durch Biegen der Rohrleitung nicht nur in der Vertikalrichtung, sondern auch in der Horizontalrichtung vorgesehen. Die Wasserauffangeinrichtung ist ferner bevorzugt derart vorgesehen, dass sich zwischen dem oberen Flüssigkeitsspiegel des in der Wasserauffangeinrichtung aufgenommenen Wassers und dem oberen Abschnitt der Innenwand der Rohrleitung ein Freiraum bilden kann.

Claims (10)

  1. Fahrzeug, welches aufweist: eine im Motorraum des Fahrzeugs installierte Brennstoffzelle (10); einen Befeuchter (14), der der Brennstoffzelle (10) zuzuführendes Gas befeuchtet, wobei der Befeuchter (14) unter dem Boden des Fahrzeugs vorgesehen ist; und eine Gaszufuhrleitung (18), welche die Brennstoffzelle (10) und den Befeuchter (14) miteinander verbindet und als Passage für das zuzuführende Gas dient, wobei die Gaszufuhrleitung (18) einen Biegungsabschnitt umfasst; wobei die Gaszufuhrleitung (18) eine Wasserauffangeinrichtung (24) zum Speichern von Wasser aufweist, wobei die Wasserauffangeinrichtung (24) in dem Biegungsabschnitt ausgebildet ist, der relativ zu den vor und nach dem Biegungsabschnitt befindlichen Abschnitten vertikal nach unten gebogen ist.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei ein Endabschnitt der Gaszufuhrleitung (18) auf der Seite der Brennstoffzelle (10) auf einem höheren Nivau als ein Endabschnitt der Gaszufuhrleitung (18) auf der Seite des Befeuchters (14) angeordnet ist.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 1, welches ferner aufweist: eine erste Gasabführleitung (20), welche die Brennstoffzelle (10) und den Befeuchter (14) miteinander verbindet und von der Brennstoffzelle (10) abgegebenes Gas an den Befeuchter (14) überträgt; und eine zweite Gasabführleitung (22), welche vom Befeuchter (14) abgegebenes Gas zur Aussenseite des Fahrzeugs hin leitet; wobei der Befeuchter (14) einen Wasseranteil in dem von der Brennstoffzelle (10) abgegebenen Gas verwendet, um das dem Brennstoffgas zugeführte Gas zu befeuchten, und mindestens eine von der ersten Gasabführleitung (20) und der zweiten Gasabführleitung (22) eine Wasserauffangeinrichtung (24) zum Speichern von Wasser aufweist.
  4. Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei ein Endabschnitt der ersten Gasabführleitung (20) auf der Seite der Brennstoffzelle (10) auf einem höheren Nivau als ein Endabschnitt der ersten Gasabführleitung (20) auf der Seite des Befeuchters (14) angeordnet ist.
  5. Fahrzeug nach Anspruch 2, welches ferner aufweist: eine erste Gasabführleitung (20), welche die Brennstoffzelle (10) und den Befeuchter (14) miteinander verbindet und von der Brennstoffzelle (10) abgegebenes Gas an den Befeuchter (14) überträgt; und eine zweite Gasabführleitung (22), welche vom Befeuchter (14) abgegebenes Gas zur Aussenseite des Fahrzeugs hin leitet; wobei der Befeuchter (14) einen Wasseranteil in dem von der Brennstoffzelle (10) abgegebenen Gas verwendet, um das dem Brennstoffgas zugeführte Gas zu befeuchten, und mindestens eine von der ersten Gasabführleitung (20) und der zweiten Gasabführleitung (22) eine Wasserauffangeinrichtung (24) zum Speichern von Wasser aufweist.
  6. Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei ein Endabschnitt der ersten Gasabführleitung (20) auf der Seite der Brennstoffzelle (10) auf einem höheren Nivau als ein Endabschnitt der ersten Gasabführleitung (20) auf der Seite des Befeuchters (14) angeordnet ist.
  7. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Wasserauffangeinrichtung (24) dadurch vorgesehen ist, dass die Gaszufuhrleitung (18) nicht nur in der Vertikalrichtung, sondern auch in der Horizontalrichtung gebogen ist.
  8. Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Wasserauffangeinrichtung (24) in der Rohrleitung einen Biegungsabschnitt umfasst, der relativ zu den vor und nach dem Biegungsabschnitt befindlichen Abschnitten vertikal nach unten gebogen ist.
  9. Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Wasserauffangeinrichtung (24) dadurch vorgesehen ist, dass die Rohrleitung nicht nur in der Vertikalrichtung, sondern auch in der Horizontalrichtung gebogen ist.
  10. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Wasserauffangeinrichtung (24) in der Rohrleitung einen Biegungsabschnitt umfasst, der relativ zu den vor und nach dem Biegungsabschnitt befindlichen Abschnitten vertikal nach unten gebogen ist und derart vorgesehen ist, dass sich zwischen einem oberen Flüssigkeitsspiegel von in dem Biegungsabschnitt gespeichertem Wasser und einem oberen Abschnitt einer Innenwand des Biegungsabschnitts in der Rohrleitung ein Freiraum bilden kann.
DE112007001094.0T 2006-05-25 2007-05-09 Mit einem Brennstoffzellensystem ausgestattetes Fahrzeug Expired - Fee Related DE112007001094B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006145502A JP5157086B2 (ja) 2006-05-25 2006-05-25 燃料電池を備える車両
JP2006-145502 2006-05-25
PCT/JP2007/059995 WO2007138855A1 (ja) 2006-05-25 2007-05-09 燃料電池システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112007001094T5 DE112007001094T5 (de) 2009-03-05
DE112007001094B4 true DE112007001094B4 (de) 2017-12-28

Family

ID=38778375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112007001094.0T Expired - Fee Related DE112007001094B4 (de) 2006-05-25 2007-05-09 Mit einem Brennstoffzellensystem ausgestattetes Fahrzeug

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9214685B2 (de)
JP (1) JP5157086B2 (de)
KR (1) KR101052845B1 (de)
CN (1) CN101454935B (de)
DE (1) DE112007001094B4 (de)
WO (1) WO2007138855A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5287864B2 (ja) * 2009-04-28 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP4868098B2 (ja) 2009-10-23 2012-02-01 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
KR101289935B1 (ko) * 2010-11-30 2013-07-25 파나소닉 주식회사 전지 팩
JP5900045B2 (ja) * 2012-03-12 2016-04-06 アイシン精機株式会社 酸化剤ガス供給用管部材およびそれを備えた燃料電池システム
JP2018156856A (ja) * 2017-03-17 2018-10-04 株式会社豊田自動織機 燃料電池システム
WO2018221569A1 (ja) * 2017-05-31 2018-12-06 京セラ株式会社 燃料電池装置
JP7491810B2 (ja) * 2020-10-27 2024-05-28 株式会社豊田中央研究所 改質器付き燃料供給装置
EP4428279A1 (de) * 2023-03-10 2024-09-11 Iprotex GmbH & Co. KG Textiles flächengebilde und verfahren zu dessen herstellung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08195215A (ja) * 1995-01-13 1996-07-30 Toyota Motor Corp 燃料電池装置
EP1398263A1 (de) * 2002-09-16 2004-03-17 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Elektrischer Scooter mit Brennstoffzellenanlage

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2842517B2 (ja) * 1994-12-27 1999-01-06 三菱電機株式会社 燃料電池発電設備
JP2001102073A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Daihatsu Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP3832249B2 (ja) * 2001-01-29 2006-10-11 日産自動車株式会社 燃料電池装置
JP2002313378A (ja) * 2001-04-11 2002-10-25 Asahi Kasei Corp 燃料電池およびこれに好適に用いられる水蒸気透過膜
JP2002373697A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Toyota Motor Corp 車載用燃料電池システム
JP3807674B2 (ja) * 2002-10-01 2006-08-09 本田技研工業株式会社 排出燃料希釈器
JP3909761B2 (ja) 2002-11-14 2007-04-25 本田技研工業株式会社 マウント構造を有する加湿器ユニット
JP2004185844A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Suzuki Motor Corp 燃料電池システム
JP2006519469A (ja) * 2003-03-03 2006-08-24 バラード パワー システムズ インコーポレイティド 部分空気加湿を用いる常圧燃料電池システム
JP2005071730A (ja) 2003-08-22 2005-03-17 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の空気加湿装置
DE10340685A1 (de) 2003-09-04 2005-06-16 Daimlerchrysler Ag Kraftfahrzeugkarosserie und Verfahren zum Herstellen eines Integralträgers
US20050074640A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fuel cell system and operation method thereof
JP2005129494A (ja) * 2003-10-01 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池システム及びその運用方法
JP2005149839A (ja) * 2003-11-13 2005-06-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池ユニット
JP4539110B2 (ja) * 2004-02-20 2010-09-08 日産自動車株式会社 燃料電池システムの車載構造
JP4604514B2 (ja) 2004-03-03 2011-01-05 パナソニック株式会社 家庭用燃料電池コージェネシステム
JP2006049224A (ja) * 2004-08-06 2006-02-16 Ebara Ballard Corp 燃料電池ユニット
JP4940567B2 (ja) * 2005-03-31 2012-05-30 パナソニック株式会社 固体高分子型燃料電池システム
JP5022592B2 (ja) * 2005-11-15 2012-09-12 株式会社東芝 気液分離装置および気液分離装置を備えた燃料電池発電システム
JP2007188641A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Hitachi Ltd 燃料電池システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08195215A (ja) * 1995-01-13 1996-07-30 Toyota Motor Corp 燃料電池装置
EP1398263A1 (de) * 2002-09-16 2004-03-17 Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. Elektrischer Scooter mit Brennstoffzellenanlage

Also Published As

Publication number Publication date
KR101052845B1 (ko) 2011-07-29
CN101454935A (zh) 2009-06-10
JP5157086B2 (ja) 2013-03-06
KR20090005213A (ko) 2009-01-12
US20090068539A1 (en) 2009-03-12
US9214685B2 (en) 2015-12-15
DE112007001094T5 (de) 2009-03-05
WO2007138855A1 (ja) 2007-12-06
JP2007317493A (ja) 2007-12-06
CN101454935B (zh) 2012-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007001094B4 (de) Mit einem Brennstoffzellensystem ausgestattetes Fahrzeug
DE102014223520B4 (de) Befeuchtungsvorrichtung für Brennstoffzelle und Brennstoffzellensystem mit derselben
DE102010009004B4 (de) Anodenreaktanden-Aufbereitungssystem mit einem Anodenwasserabscheider für ein Brennststoffzellensystem
DE102011009988B4 (de) Vorrichtung zur Aufnahme eines Fluidstroms für einen passiven Wasserablass
WO2004017450A2 (de) Vorrichtung und verfahren zur befeuchtung eines gasstroms
DE102020130843A1 (de) Brennstoffzellensystem und Fahrzeug
DE102021202857A1 (de) Vorrichtung zum Abscheiden und Sammeln von Wasser aus einem Gasstrom, Brennstoffzellensystem sowie Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems
DE102011109644A1 (de) Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle
WO2021151611A1 (de) Wassertank für ein brennstoffzellensystem, brennstoffzellensystem, verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems
DE102010055184C5 (de) Entlüftungsvorrichtung für Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für Flüssigkeitsbehälter für eine wässrige Harnstofflösung
EP2537202A1 (de) Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer brennstoffzelle
WO2021058375A1 (de) Vorrichtung zur abscheidung von wasser aus einem wasser-dampf-luft-gemischstrom
WO2016146302A1 (de) Brennstoffzellensystem mit einem befeuchteten oxidationsmittelstrom
WO2011157334A1 (de) Vorrichtung zur befeuchtung von anodengas
DE102008053345B4 (de) Brennstoffzellensystem
DE102017220633A1 (de) Befeuchtungssystem und Brennstoffzellensystem mit einem Befeuchtungssystem
WO2021009150A1 (de) Kühlsystem für einen brennstoffzellen-stack
DE102008005649B4 (de) Vorrichtung zum Betreiben einer Brennstoffzelle
DE102015213917B4 (de) Verfahren und System zum Ablassen von Anodenabgas einer Brennstoffzelle
DE102013011373A1 (de) Vorrichtung zum Einbringen von flüssigem Wasser in einen Gasstrom
DE102018210187A1 (de) Befeuchtungssystem und Brennstoffzellensystem
DE102013014952A1 (de) Gas/Gas-Befeuchter
DE102009050929B4 (de) Brennstoffzellensystem mit gefriertoleranter Einführung von Wasserstoff in einen Kathodenaustrag des Brennstoffzellensystems
DE102018212418A1 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Entfernen von Schadstoffen
DE102019205810A1 (de) Befeuchter sowie Brennstoffzellenvorrichtung mit einem solchen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0008040000

Ipc: H01M0008041190

R018 Grant decision by examination section/examining division
R084 Declaration of willingness to licence
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee