(57)【要約】【課題】浸水路走行時であっても、燃料電池車の車内への排気ガスの流入を防止し、且つ、アンダーカバーの空力特性の低下を抑制する燃料電池車の排気構造を提供する。【解決手段】駆動用の燃料電池２と、燃料電池２の排気ガスＧを排出する排気管３と、車体の下方に取り付けられたアンダーカバー４と、を備えた燃料電池車１の排気構造１０であって、アンダーカバー４には、排気管３が挿通される開口部４１が形成されており、排気管３は、開口部４１に挿通され、アンダーカバー４から燃料電池車１の外部へ突出するように延在した第１延在部３１と、第１延在部３１のうち、アンダーカバー４から燃料電池車１の外部へ突出した突出部３１ａから、アンダーカバー４の表面４ａに沿って延在し、先端部に排気ガスＧを排出する排出口３３が形成された第２延在部３２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用の燃料電池と、前記燃料電池の排気ガスを排出する排気管と、車体の下方に取り付けられたアンダーカバーと、を少なくとも備えた燃料電池車の排気構造であって、
前記アンダーカバーには、前記排気管が挿通される開口部が形成されており、
前記排気管は、前記開口部に挿通され、前記アンダーカバーから前記燃料電池車の外部へ突出するように延在した第１延在部と、
前記第１延在部のうち、前記アンダーカバーから前記燃料電池車の外部へ突出した突出部から、前記アンダーカバーの表面に沿って延在し、先端部に前記排気ガスを排出する排出口が形成された第２延在部と、を備えることを特徴とする燃料電池車の排気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車の排気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車には、その駆動源となる燃料電池が搭載されている。燃料電池は、酸素ガスと水素ガスとが供給され、これらが内部で反応し発電する。発電後の燃料電池からは、微量の水素ガスを含む排気ガスが排出される。この排気ガスは、燃料電池車の下部から、外部に放出される。
【０００３】
このような排気ガスを排出する一般的な排気構造として、例えば、燃料電池車の排気構造が挙げられる。この排気構造では、燃料電池に、排気管が接続されている。排気管の排出口は、燃料電池車の車体に取り付けられたアンダーカバーの開口部に向けられている。したがって、排出口から排出された排気ガスは、アンダーカバーの開口部を介して、排出口の真下に排出される。
【０００４】
このような構造では、たとえば燃料電池車（車両）の浸水路走行時に、排出口が水没すると、排気ガスが浮力により上昇する。上昇した排気ガスは、アンダーカバーの開口と、排気管との隙間から、燃料電池車の車内に流入するおそれがある。また、排気構造の他の例として、特許文献１には、アンダーカバーの開口から燃料電池車の外部へ、排気管の排出口の一部を突出させた排気構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０７４２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の排気構造の場合には、排出口が形成された排気管がアンダーカバーの開口から突出しているので、車両の走行時には、アンダーカバーに沿って流れる気体の流れにより、排気ガスは、車両の後方側に流れ易い。これにより、アンダーカバーの開口部と、排気管との隙間から、排気ガスが流れることを低減することができると考えられる。
【０００７】
しかし、この排気構造の場合には、アンダーカバーの開口部から、排気管のうち排出口を含む先端部が突出しているため、車両の走行時に、前方から流れる空気が、先端部に直接吹き付けられる。これにより、車両の空力特性が低下してしまい、その結果、車両の走行性能が低下してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、本発明として、燃料電池車の車内への排気ガスの流入を防止し、且つ、車両の空力特性の低下を抑制する燃料電池車の排気構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を鑑みて、本発明に係る燃料電池車の排気構造は、駆動用の燃料電池と、前記燃料電池の排気ガスを排出する排気管と、車体の下方に取り付けられたアンダーカバーと、を少なくとも備えた燃料電池車の排気構造であって、前記アンダーカバーには、前記排気管が挿通される開口部が形成されており、前記排気管は、前記開口部に挿通され、前記アンダーカバーから前記燃料電池車の外部へ突出するように延在した第１延在部と、前記第１延在部のうち、前記アンダーカバーから前記燃料電池車の外部へ突出した突出部から、前記アンダーカバーの表面に沿って延在し、先端部に前記排気ガスを排出する排出口が形成された第２延在部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排気管を構成する第２延在部が、第１延在部の突出部から、アンダーカバーの表面に沿って延在し、第２延在部の先端部に排出口が形成されている。これにより、走行時、排気ガスは、排出口からアンダーカバーの表面に沿って、排出される。この結果、たとえば、浸水路走行時であっても、アンダーカバーの開口部に向かって排気ガスが上昇することを抑制して、排気管とアンダーカバーとの隙間から燃料電池車の車内に排気ガスが流入することを防止することができる。
【００１１】
また、第２延在部が前記アンダーカバーの表面に沿って延在しているので、走行時のアンダーカバーの下方に流れる空気の抵抗を抑制することができ、車両の空力特性の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の燃料電池車の模式的概念図である。
【図２】図１に示す燃料電池車の排気構造の模式的断面図である。
【図３】従来の排気構造の模式的断面図である。
【図４】従来の別の排気構造の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図１および図２を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。図１は、本実施形態の燃料電池車１の模式的概念図である。図２は、図１に示す燃料電池車１の排気構造１０の模式的断面図である。図２では、図１に示す車体７を省略して、排気構造１０を描いている。
【００１４】
なお、図２に示す「内部」は、燃料電池車１の車内を意味し、「外部」は、燃料電池車１の下方の車外を意味する。さらに、図２に示す「前方」は、燃料電池車１の前方を意味し、「後方」は、燃料電池車１の後方を意味する。
【００１５】
本実施形態の排気構造１０は燃料電池車１に適用されるものである。図１に示すように、本実施形態の燃料電池車（車両）１は、車体７に搭載された水素ガスタンク６と、水素ガスタンク６から供給される水素ガス（燃料ガス）により発電する駆動用の燃料電池２と、を備えている。
【００１６】
さらに、本実施形態の燃料電池車１は、水素ガス検出器５を備えている。水素ガス検出器５は、燃料電池車１内に水素ガスが漏洩した際に、漏洩した水素ガスを検知するものである。本実施形態では、一例として、水素ガス検出器５は、燃料電池２の近傍に配置された第１水素ガス検出器５ａと、水素ガスタンク６の近傍に配置された第２水素ガス検出器５ｂとで、構成される。
【００１７】
上述した燃料電池２は、固体高分子型燃料電池であり、空気中の酸素ガスと、水素ガスタンク６に充填された水素ガスとが供給され、これらが反応することにより、発電する。燃料電池２で発電した電力は、走行用のモータ（図示せず）に供給され、このモータを駆動することができる。このモータの駆動により燃料電池車１が走行する。
【００１８】
さらに、燃料電池車１は、本実施形態の排気構造１０の一部を構成する部材として、燃料電池２の排気ガスＧを排気する排気管３と、車体７の下方に取り付けられたアンダーカバー４と、を備えている。発電時には、燃料電池２から排気される排気ガスＧは、排気管３を流れ、アンダーカバー４の下方から外部に放出される。
【００１９】
アンダーカバー４は、燃料電池車１の下方側から車体７を覆うように、燃料電池車１に取り付けられている。アンダーカバー４は、走行中に、燃料電池車１の車内へのゴミなどの進入を防ぐ。また、アンダーカバー４は、走行中に、燃料電池車１（アンダーカバー４）の下方を通過する空気の抵抗を抑えるため、車両の空力特性を向上することができる。
【００２０】
本実施形態では、アンダーカバー４には、排気管３が挿通される開口部４１が形成されている。排気管３は、第１延在部３１と、第２延在部３２とを備え、第１延在部３１と、第２延在部３２とにより、排気管３には、排気ガスＧが流れるＬ字状の流路が形成されている。
【００２１】
第１延在部３１は、筒状の部分であり、アンダーカバー４の開口部４１に挿通される。第１延在部３１は、アンダーカバー４から燃料電池車１の外部へ突出するように下方に延在している。したがって、第１延在部３１には、アンダーカバー４から燃料電池車１の外部に突出するように、突出部３１ａが形成されている。
【００２２】
アンダーカバー４と第１延在部３１との間（すなわち、開口部４１の周縁部と第１延在部３１の外周部との間）には、隙間ｓが形成されている。これにより、開口部４１と第１延在部３１との設計および組付け公差、ならびに、これらの振動などによる動きを許容することができる。
【００２３】
第２延在部３２は、筒状の部分であり、第１延在部３１の突出部３１ａから、第１延在部３１に対して屈曲するように形成されている。具体的には、第２延在部３２は、第１延在部３１に連通しており、第１延在部３１の突出部３１ａから連続しており、突出部３１ａからアンダーカバー４の表面４ａに沿って延在している。ここでいう、アンダーカバー４の表面４ａとは、アンダーカバー４の、燃料電池車１の外部側（下部側）の表面である。第２延在部３２の先端部には、排気ガスＧを排出する排出口３３が形成されている。
【００２４】
本実施形態では、第２延在部３２は、燃料電池車１の後方側に沿って延在していることが好ましい。これにより、車両の前方からの空気は、第２延在部３２に沿って、車両の後方側に流れるため、第２延在部３２による車両の空力特性の低下を抑えることができる。さらに、排出口３３は、車両の後方側を向いていることが好ましい。これにより、車両の後方側に向かって、排出口３３から排気ガスを排出することができるので、アンダーカバー４の開口部４１に向かって、排気ガスが流れることを抑えることができる。
【００２５】
第２延在部３２の形状は、車両の空力特性の低下を抑制する形状であることが好ましく、具体的には、円筒状の排気管を水平方向に扁平させた形状であることが好ましい。また、突出部３１ａおよび第２延在部３２の、アンダーカバー４の表面４ａから下方へ突出している突出長さＬは、１０ｍｍ以下が好ましい。長さＬが１０ｍｍを超える場合には、アンダーカバー４の空力特性が低下してしまい、また、排気管３が路面に干渉しやすくなることがある。
【００２６】
ところで、例えば、図３に示す、従来の排気構造９０では、排気管９１の排出口９２は、燃料電池車９の内部から、アンダーカバー９４の開口部９５に向けられている。したがって、排出口９２から排出された排気ガスＧは、アンダーカバー９４の開口部９５を介して、燃料電池車（車両）９の真下に排出される。
【００２７】
このようなは排気構造９０では、たとえば車両の浸水路走行時に、排出口９２が水没すると、排気ガスＧが浮力により上昇する。浸水路では、アンダーカバー９４とアンダーボデー（不図示）との間に、空気の流れが非常に少ないため、流入した排気ガスＧは、希釈され難い。したがって、上昇した排気ガスＧは、アンダーカバー９４の開口部９５と、排気管９１との隙間ｓから、燃料電池車９の車内に流入するおそれがある。排気ガスＧには、水素ガスが含まれているため、車内に流入した水素ガスを、例えば図１に示す第１および第２の水素ガス検出器５ａ、５ｂが水素ガス漏れとして誤検知してしまう。
【００２８】
これに対して、本実施形態によれば、図２に示す如く、第２延在部３２は、アンダーカバー４から燃料電池車１の外部へ突出した第１延在部３１の突出部３１ａからアンダーカバー４の表面４ａに沿って延在しており、第２延在部３２の先端部に、排出口３３が形成されている。
【００２９】
これにより、図１および図２に示す如く、走行時、排気ガスＧは、排出口３３からアンダーカバー４の表面４ａに沿って、排出される。このため、浸水路走行時であっても、アンダーカバー４の開口部４１に向かって排気ガスＧが上昇することを抑制して、隙間ｓから燃料電池車１の車内に排気ガスＧが流入することを防止することができる。結果として、水素ガス検出器５による水素ガス漏れの誤検知を防止することができる。
【００３０】
一方、図４に示す従来の排気構造８０の場合には、排気管８１の先端部８３は、アンダーカバー８４の開口部８５から突出しており、車両の走行時に、この先端部８３より前方から流れる空気が、先端部８３に直接吹き付けられる。これにより、車両の空力特性が低下してしまい、その結果、車両の走行性能が低下してしまうおそれがある。
【００３１】
それに対して、本実施形態では、図２に示すように、突出部３１ａおよび第２延在部３２全体が一体的にアンダーカバー４の表面４ａの形状に倣うように配置されている。このため、図４に示す排気構造８０に比較して、走行時のアンダーカバー４の下方に流れる空気の抵抗を抑制することができる。この結果、車両の空力特性の低下を抑制することができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１：燃料電池車、２：燃料電池、３：排気管、４：アンダーカバー、４ａ：アンダーカバーの表面、７：車体、３１：第１延在部、３１ａ：突出部、３２：第２延在部、３３：排出口、４１：開口部、排気ガスＧ
【図１】
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【図２】
2020064763.tif 000004
【図３】
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【図４】
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