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公開番号2024010894
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-25
出願番号2022112470
出願日2022-07-13
発明の名称水素利用システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類F17C 11/00 20060101AFI20240118BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】水素カートリッジを採用した水素利用システムのための新規で有用な技術を提供する。
【解決手段】水素燃料システムは、水素吸蔵合金を含む水素カートリッジと、水素カートリッジが着脱可能であり、水素カートリッジをエネルギー源として動作可能な第1装置と、水素カートリッジが着脱可能であるとともに、水素カートリッジをエネルギー源として動作可能であり、かつ、他のエネルギー源によっても動作可能な第2装置と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素吸蔵合金を含む水素カートリッジと、
前記水素カートリッジが着脱可能であり、前記水素カートリッジをエネルギー源として動作可能な第１装置と、
前記水素カートリッジが着脱可能であるとともに、前記水素カートリッジをエネルギー源として動作可能であり、かつ、他のエネルギー源によっても動作可能な第２装置と、
を備える、
水素利用システム。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記第１装置はモビリティであり、前記第２装置は非モビリティである、請求項１に記載の水素利用システム。
【請求項３】
前記第２装置は、直流電力で動作する電気部品を有する、請求項１又は２に記載の水素利用システム。
【請求項４】
前記他のエネルギー源は、一般電力系統である、請求項１又は２に記載の水素利用システム。
【請求項５】
前記第２装置は、バッテリの充電回路を有し、
前記充電回路は、前記水素カートリッジ及び前記他のエネルギー源をエネルギー源として、前記バッテリを充電可能である、請求項１又は２に記載の水素利用システム。
【請求項６】
前記第２装置は、前記バッテリを電源として動作する電気装置を有する、請求項５に記載の水素利用システム。
【請求項７】
前記第１装置に装着された前記水素カートリッジの交換タイミングを外部へ通知する通知装置をさらに備える、請求項２に記載の水素利用システム。
【請求項８】
前記通知装置は、前記第１装置に装着された前記水素カートリッジの使用期間に応じて、前記交換タイミングを外部へ通知する、請求項７に記載の水素利用システム。
【請求項９】
前記通知装置は、前記第１装置に装着された前記水素カートリッジの残存水素量に応じて、前記交換タイミングを外部へ通知する、請求項７に記載の水素利用システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、水素をエネルギー源として利用する水素利用システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：ＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＧｏａｌｓ）に対する取り組みが重要視されており、クリーンエネルギーの一候補である水素を積極的に利用する水素社会の実現が検討されている。この点に関して、特許文献１には、水素吸蔵合金を用いて水素を貯蔵するための技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１６９２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素吸蔵合金を用いることで、多くの水素を貯蔵することができる。従って、例えば水素をエネルギー源とする車両では、水素吸蔵合金に水素を貯蔵する構成を採用することによって、その航続距離を向上することができる。しかしながら、水素吸蔵合金に貯蔵された水素の残量を正確に把握することは難しく、水素切れを未然に防止するためには、水素の補給を比較的に早いタイミングで行う必要がある。その結果、水素を補給する頻度が高くなり、水素の補給に要する時間の分だけ、車両の利用が制限されてしまう。
【０００５】
そこで、水素吸蔵合金をカートリッジ化し、車両に対して着脱可能な構成とすることが考えられる。このような水素カートリッジの採用は、アシスト自転車や電動自転車のような小型の車両で特に有効であり、水素カートリッジの交換は、簡便かつ短時間で行うことができる。従って、水素切れを未然に防止するために、水素カートリッジの交換を比較的に早いタイミングで行ったとしても、車両の利用が大きく制限されることがない。その一方で、比較的に早いタイミングで水素カートリッジが交換されると、交換された使用後の水素カートリッジ内には、比較的に多くの水素が残存する。その結果、水素カートリッジ内の水素を使い切らないまま、水素カートリッジに水素を再充填することになり、新たな無駄を招いてしまう。
【０００６】
上記した課題は、水素をエネルギー源とする車両に限られず、水素をエネルギー源として利用する水素利用システムに広く共通する。この実情を鑑み、本明細書は、水素カートリッジを採用した水素利用システムのための新規で有用な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する技術は、水素利用システムに具現化される。第１の態様では、水素燃料システムは、水素吸蔵合金を含む水素カートリッジと、前記水素カートリッジが着脱可能であり、前記水素カートリッジをエネルギー源として動作可能な第１装置と、前記水素カートリッジが着脱可能であるとともに、前記水素カートリッジをエネルギー源として動作可能であり、かつ、他のエネルギー源によっても動作可能な第２装置と、を備える。
【０００８】
上記した構成では、水素吸蔵合金を含む水素カートリッジを、第１装置及び第２装置のいずれにおいても使用することができる。そして、少なくとも第２装置については、水素カートリッジだけでなく、他のエネルギー源によっても動作することができる。このような構成によると、先ずは水素カートリッジを第１の装置で使用し、任意のタイミングにおいて、水素カートリッジの交換を行うことができる。このタイミングは、第１の装置における水素切れを避けるために、比較的に早いタイミングであってよい。第１の装置による使用後の水素カートリッジは、第２の装置に取り付けられて再使用されることができる。第２の装置は、水素カートリッジからの水素供給が意図せず絶たれたとしても、他のエネルギー源によって動作を継続することができる。従って、第２の装置では、水素カートリッジに残存する水素がゼロになるまで、水素カートリッジの使用を継続することができる。
【０００９】
第２の態様では、前記第１の態様において、第１装置はモビリティ装置であり、第２装置は非モビリティ装置であってもよい。このような構成によると、例えば、第１装置が水素をエネルギー源とする小型の車両である場合に、水素切れを未然に防止するため、水素カートリッジの交換を比較的に早いタイミングで行ったとしても、車両の利用が大きく制限されることがない。なお、ここでいうモビリティ装置とは、例えば車両、船舶、飛行体といった、地上、地中、水上、水中、空中、宇宙の少なくとも一つを移動可能な装置を広く意味する。
【００１０】
第３の態様では、前記第１又は前記第２の態様において、第２装置は、直流電力で動作する電気部品を有してもよい。エネルギー源である水素が電力に変換されると、直流電力が発生する。そのため、第２装置において、水素発電装置等によって水素から変換された直流電力をそのまま利用することができ、当該直流電力を交流電力へ変換して利用するときよりも、電力損失を少なくすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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