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公開番号2025043964
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151588
出願日2023-09-19
発明の名称燃料電池電源装置
出願人トヨタバッテリー株式会社
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250325BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池の排熱で二次電池を温める構成であるとともに、燃料電池を冷却するための送風に対する通気抵抗が小さい燃料電池電源装置を提供すること。
【解決手段】本開示技術の燃料電池電源装置1は、燃料電池2と二次電池3とを有しさらに、燃料電池2が発生する熱の空気への排熱を行う排熱室5と、外部から排熱室5に空気を取り込む吸入口8と、排熱室5の空気を外部に排出する排熱室排気口9と、排熱室5の内部に吸入口8から排熱室排気口9へ向かう気流を起こさせる送風ファン10と、二次電池3を収容する二次電池室7と、二次電池室7の空気を外部に排出しまたは外部から空気を二次電池室に取り込む通気口11、12と、排熱室5と二次電池室7との間の通気経路14、15とを有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池と、前記燃料電池で発生した電力を貯蔵する二次電池とを有する燃料電池電源装置であって、
前記燃料電池が発生する熱の空気への排熱を行う排熱室と、
外部から前記排熱室に空気を取り込む吸入口と、
前記排熱室の空気を外部に排出する排熱室排気口と、
前記排熱室の内部に前記吸入口から前記排熱室排気口へ向かう気流を起こさせる送風ファンと、
前記二次電池を収容する二次電池室と、
前記二次電池室の空気を外部に排出しまたは外部から空気を前記二次電池室に取り込む通気口と、
前記排熱室と前記二次電池室との間の通気経路とを有する燃料電池電源装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池電源装置であって、
前記通気経路として第１通気経路と第２通気経路とを有し、
前記第１通気経路の前記排熱室における開口が前記第２通気経路の前記排熱室における開口よりも前記送風ファンによる送風方向の下流側にあり、
前記第１通気経路および前記第２通気経路にそれぞれ開閉弁が設けられている燃料電池電源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池電源装置であって、
前記通気口にて外部から空気を前記二次電池室に取り込む補助ファンを有する燃料電池電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池電源装置であって、前記通気口として、
前記補助ファンが設けられている第１通気口と、
前記第１通気口とは別に設けられた開閉可能な第２通気口とを有する燃料電池電源装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池電源装置であって、
前記二次電池の温度の情報を取得する二次電池温度センサと、
前記二次電池の温度が想定より低い場合に前記排熱室から前記通気経路を経由して前記二次電池室へ向かう空気の流れを起こさせる二次電池加熱制御を行う制御部とを有する燃料電池電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池電源装置であって、
前記燃料電池の温度の情報を取得する燃料電池温度センサを有し、
前記制御部は、前記二次電池の温度が想定より低くかつ前記燃料電池の温度が前記二次電池の温度より高い場合に限り前記二次電池加熱制御を行うものである燃料電池電源装置。
【請求項７】
請求項５に記載の燃料電池電源装置であって、前記制御部は、
前記送風ファンの駆動制御を行うものであるとともに、
前記二次電池の温度が想定より低くかつ前記送風ファンを駆動させている場合に限り前記二次電池加熱制御を行うものである燃料電池電源装置。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池電源装置であって、
前記二次電池の温度の情報を取得する二次電池温度センサと、
前記二次電池の温度が想定より高い場合に前記二次電池室から前記通気経路を経由して前記排熱室へ向かう空気の流れを起こさせる二次電池冷却制御を行う制御部とを有する燃料電池電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料電池電源装置であって、
前記通気口の外部の外気温度の情報を取得する外気温度センサを有し、
前記制御部は、前記二次電池の温度が想定より高くかつ外気温度が前記二次電池の温度より低い高い場合に限り前記二次電池冷却制御を行うものである燃料電池電源装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の燃料電池電源装置であって、
前記通気口にて外部から空気を前記二次電池室に取り込む補助ファンを有し、
前記制御部は、
前記補助ファンの駆動制御を行うものであるとともに、
前記二次電池冷却制御を行うときには前記補助ファンを駆動させるものである燃料電池電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示技術は、燃料電池電源装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池を用いる従来の電源装置の例として、特許文献１に開示されているものを挙げることができる。同文献の電源装置では、燃料電池の他に蓄電池を有している。同文献の技術では、燃料電池に熱交換器を備えている。燃料電池が発熱するのでその冷却のためである。同文献の技術では、熱交換器を通過した空気を蓄電池に導いてから排出するようにしている。蓄電池を保温して、低温による蓄電池の劣化を防止するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開2014-110200号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した従来の技術には、熱交換器の通気抵抗が大きいという問題点があった。熱交換器の排気は必ず、蓄電池とその収納容器との隙間を通過しなければならないからである。このため、送風ファンを高出力で運転しないと燃料電池の冷却に十分な通気量が得られない。送風ファンを高出力で運転すると騒音の問題がある。
【０００５】
本開示技術の課題とするところは、燃料電池の排熱で二次電池を温める構成であるとともに、燃料電池を冷却するための送風に対する通気抵抗が小さい燃料電池電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示技術の一態様に係る燃料電池電源装置は、燃料電池と、燃料電池で発生した電力を貯蔵する二次電池とを有する燃料電池電源装置であって、燃料電池が発生する熱の空気への排熱を行う排熱室と、外部から排熱室に空気を取り込む吸入口と、排熱室の空気を外部に排出する排熱室排気口と、排熱室の内部に吸入口から排熱室排気口へ向かう気流を起こさせる送風ファンと、二次電池を収容する二次電池室と、二次電池室の空気を外部に排出しまたは外部から空気を二次電池室に取り込む通気口と、排熱室と二次電池室との間の通気経路とを有するものである。
【０００７】
上記態様の燃料電池電源装置では、送風ファンにより排熱室の内部に、吸入口から排熱室排気口へ向かう気流が起こる。この気流により燃料電池の熱の奪熱が行われる。これにより温度が上昇した気流の一部を、通気経路を通して二次電池室へ導くことができる。これにより、二次電池を温めることができる。この操作を行うことは、送風ファンによる気流が排熱室排気口から排出されることに対して特段の抵抗要因とはならない。
【０００８】
上記態様の燃料電池電源装置では、通気経路として第１通気経路と第２通気経路とを有し、第１通気経路の排熱室における開口が第２通気経路の排熱室における開口よりも送風ファンによる送風方向の下流側にあり、第１通気経路および第２通気経路にそれぞれ開閉弁が設けられていることが望ましい。このようになっていると、排熱室から第１通気経路に空気が流入する位置は、排熱室中でより下流寄りの位置である。このため、奪熱により温度が上昇した空気が第１通気経路を経て二次電池室へ導かれ、二次電池が温められる。
【０００９】
上記のいずれかの態様の燃料電池電源装置では、通気口にて外部から空気を二次電池室に取り込む補助ファンを有することが望ましい。このようになっていると、補助ファンを用いて外部の空気を二次電池室に取り込むことができる。これにより二次電池を冷却することができる。二次電池を冷却した空気は、通気経路を通って排熱室に流入し、排熱室排気口から排出される。
【００１０】
補助ファンを有する態様の燃料電池電源装置では、通気口として、補助ファンが設けられている第１通気口と、第１通気口とは別に設けられた開閉可能な第２通気口とを有することが望ましい。このようになっていると、外部から二次電池室への空気の取り込みは第１通気口を通して行われる。逆に排熱室から送られて二次電池を温めた空気の排出は、第２通気口を開状態にすることで抵抗なく行われる。
（【００１１】以降は省略されています）

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