(57)【要約】【課題】燃料電池の冷却能力が確保された燃料電池貨物車を提供することを課題とする。【解決手段】キャブと、前記キャブを支持するキャブブリッジと、走行用のモータと、前記モータに電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池を冷却する冷媒と外気との間で熱交換をする複数のラジエータと、を備え、前記複数のラジエータの少なくとも一つは、前記キャブブリッジに包囲されるように保持されている、燃料電池貨物車。【選択図】図１
2020059299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャブと、
前記キャブを支持するキャブブリッジと、
走行用のモータと、
前記モータに電力を供給する燃料電池と、
前記燃料電池を冷却する冷媒と外気との間で熱交換をする複数のラジエータと、を備え、
前記複数のラジエータの少なくとも一つは、前記キャブブリッジに包囲されるように保持されている、燃料電池貨物車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池貨物車に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料電池乗用車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７４６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで燃料電池貨物車では、駆動力を確保するために燃料電池乗用車よりも大型の燃料電池が採用される場合が多い。このような大型の燃料電池では、冷媒の冷却能力を確保するために、メインのラジエータとは別に大型のラジエータを追加することが望まれる。しかしながら、車体スペースの制約上、大型のラジエータを更に追加することは困難となる場合があり、また、このようなラジエータを車体に締結するための構造も新たに設ける必要があるなど、種々の制約を受ける場合がある。
【０００５】
本発明は、燃料電池の冷却能力が確保された燃料電池貨物車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、キャブと、前記キャブを支持するキャブブリッジと、走行用のモータと、前記モータに電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池を冷却する冷媒と外気との間で熱交換をする複数のラジエータと、を備え、前記複数のラジエータの少なくとも一つは、前記キャブブリッジに包囲されるように保持されている、燃料電池貨物車によって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料電池の冷却能力が確保された燃料電池貨物車を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは、車両の前方側の内部構造の概略図であり、図１Ｂは、第２ラジエータを後方側から見た場合の燃料電池貨物車１の内部構造の概略図である。
【図２】図２Ａは、エンジン貨物車の説明図であり、図２Ｂは、燃料電池貨物車の全体を示した図であり、図２Ｃは、変形例である燃料電池貨物車の説明図であり、図２Ｄは、変形例である燃料電池貨物車の説明図である。
【図３】図３は、変形例である燃料電池貨物車の説明図である。
【図４】図４は、変形例である燃料電池貨物車の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施例の燃料電池貨物車１について説明する。図１Ａは、燃料電池貨物車１の前方側の内部構造を、側面から見た場合の概略図である。尚、本明細書で、「前方側」及び「後方側」は燃料電池貨物車１の車幅方向と直交する前後方向での前方側及び後方側を意味する。
【００１０】
燃料電池貨物車１は、一対のサイドフレーム１１、キャブブリッジ１３、キャブ１５、前輪１７、モータ２０、燃料電池スタック３１及び３２、第１ラジエータ４１、第２ラジエータ４２等を含む。一対のサイドフレーム１１は、車体を構成する部材の一部であり、互いに平行に前方側から後方側に延びるように配置されている。キャブ１５は、車体にチルト可能に支持されている。キャブブリッジ１３は、金属製のアーチ状であって、一対のサイドフレーム１１を跨ぐように固定されており、キャブ１５の後方側を支持している。モータ２０は、燃料電池スタック３１及び３２から供給される電力により駆動する走行用のモータである。モータ２０の動力は、プロペラシャフト２２を介して不図示の後輪に伝達される。燃料電池スタック３１及び３２は互いに並列接続されており、これらの発電電力がモータ２０やその他の補機に供給される。燃料電池スタック３１及び３２は、反応ガスである水素及び酸素の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。燃料電池スタック３２は、燃料電池スタック３１よりも後方側に配置されている。尚、図１Ａには示していないが、燃料電池スタック３１及び３２に供給される燃料ガスを貯蔵した燃料タンクや、燃料電池スタック３１及び３２から供給された電力を直流から交流に変換してモータ２０や補機に供給するパワーコントロールユニット、燃料電池スタック３１及び３２に酸化剤ガスとしての空気を供給するエアコンプレッサ等も、キャブ１５下に配置されているがこれに限定されない。
【００１１】
第１ラジエータ４１及び第２ラジエータ４２は、燃料電池スタック３１及び３２を冷却するための冷媒である冷却水と外気との間で熱交換する。第１ラジエータ４１は、キャブ１５の前方側に配置されている。第２ラジエータ４２は、キャブ１５の後方側であってキャブブリッジ１３で包囲された位置に配置されてキャブブリッジ１３に固定されている。このように、第１ラジエータ４１のみならず第２ラジエータ４２も設けられているため、冷媒を十分に冷却することができ、燃料電池スタック３１及び３２の冷却能力が確保されている。
【００１２】
図１Ｂは、第２ラジエータ４２を後方側から見た場合の燃料電池貨物車１の内部構造の概略図である。図１Ｂに示すように、一対のサイドフレーム１１には、支持板１４ａが跨って固定されている。第２ラジエータ４２は、この支持板１４ａとキャブブリッジ１３とにより上下方向に挟まれて保持されている。また、第２ラジエータ４２の左右の側面とキャブブリッジ１３とは、一対のマウント部材１４ｂにより保持されている。このように、キャブブリッジ１３を有効利用して、第２ラジエータ４２を簡易な構造で保持することができる。また、キャブブリッジ１３は、上述したようにキャブ１５を支持することができるだけの強度を有しているため、第２ラジエータ４２が安定して支持されている。
【００１３】
上述したように、燃料電池スタック３２は燃料電池スタック３１よりも後方側に配置されているため、例えば燃料電池スタック３２と第２ラジエータ４２とを接続する冷媒用の配管は短くてよい。このため、燃料電池スタック３２から第２ラジエータ４２に搬送される冷媒の圧損の増大を抑制できる。また、燃料電池スタック３１は燃料電池スタック３２よりも前方側に配置されているため、例えば燃料電池スタック３１と第１ラジエータ４１とを接続する冷媒用の配管は短くてよい。このため、燃料電池スタック３２から第２ラジエータ４２に搬送される冷媒の圧損の増大を抑制できる。このように、冷媒の圧損の増大が抑制されているため、冷媒を燃料電池スタック３１及び３２と第１ラジエータ４１及び第２ラジエータ４２との間で循環させる電動ポンプは、小型であっても対応できる。
【００１４】
但し、上記の２つの燃料電池スタックは必ずしも前方側及び後方側に配置されている必要はなく、例えば左右や上下に配置してもよい。また、２つの燃料電池スタックと２つのラジエータとをそれぞれ接続する冷媒配管が最短となるように、２つの燃料電池スタックを配置することが望ましい。つまり、２つの燃料電池スタックの向きが、互いに反対方向を向くようにすることで、冷媒配管を短くすることができる。
【００１５】
また、第２ラジエータ４２がキャブブリッジ１３内に配置されているため、キャブブリッジ１３を介して外部から車両内部に塵や動物などが浸入することを抑制できる。また、燃料電池スタック３２によりキャブブリッジ１３内を塞ぐことができるため、車両内部に配置された補機の駆動音等の漏れを抑制できる。
【００１６】
更に、トレーラを接続せずに走行する場合には、第１ラジエータ４１及び第２ラジエータ４２がそれぞれ前方及び後方に配置されていることにより、重量のバランスが安定する。
【００１７】
尚、キャブ１５の後方側と第２ラジエータ４２との間の隙間は、遮蔽板などにより塞いでもよい。これにより、第２ラジエータ４２を通過する空気の流量を確保でき、より冷却能力が向上する。
【００１８】
次に、エンジン貨物車１ｘについて説明する。図２Ａは、エンジン貨物車１ｘの説明図である。エンジン貨物車１ｘでは、エンジン５０、トランスミッション５１、プロペラシャフト５２、及びディファレンシャルギア５５を備えている。エンジン５０は、クランク軸が前方側から後方側に延びるように縦置きされており、エンジン５０の一部分がキャブブリッジ１３に包囲されるように配置されている。また、エンジン５０よりも後方側にトランスミッション５１が配置され、エンジン５０の動力はトランスミッション５１、プロペラシャフト５２、及びディファレンシャルギア５５を介して後輪１８に伝達される。
【００１９】
このようにエンジン貨物車１ｘから、エンジン５０やトランスミッション５１、エンジン用のプロペラシャフト５２を取り外して、これらの代わりに上述した燃料電池スタック３１及び３２、キャブブリッジ１３、モータ２０、モータ用のプロペラシャフト２２を取り付けることにより、上述した燃料電池貨物車１を容易に製造することができる。即ち、エンジン貨物車１ｘ用に製造された、サイドフレーム１１やキャブ１５、及びキャブブリッジ１３等を流用して、上述した燃料電池貨物車１を容易に製造することができる。図２Ｂは、上述した燃料電池貨物車１の全体を示した図である。
【００２０】
図２Ｃは、変形例である燃料電池貨物車１ａの説明図である。尚、上述した実施例と同一の構成については同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。燃料電池貨物車１ａでは、モータ２０は後輪１８側に配置されており、高電圧ハーネス２３により燃料電池スタック３１及び３２とモータ２０とを電気的に接続している。例えば、燃料電池スタック３１及び３２が大型であって前方側にモータ２０を配置することが困難な場合に、本変形例のようにモータ２０を後方側に配置することが適している。
【００２１】
本変形例では、車両の中央を通す必要があるプロペラシャフト２２の代わりに、高電圧ハーネス２３を介して燃料電池スタック３１及び３２とモータ２０を接続するが、高電圧ハーネス２３は車両中央を通す必要がない。更に、高電圧ハーネス２３は、高電圧安全を確保する観点から、高強度なサイドフレーム１１等の車両フレームに沿わせて配置することが有効である。このような構造を採用することで、燃料電池スタック３１及び３２とモータ２０との間で空間を確保することができ、この空間に水素タンクや補機やその他の部品を搭載することができる。
【００２２】
図２Ｄは、変形例である燃料電池貨物車１ｂの説明図である。燃料電池貨物車１ｂにはトレーラ１００が接続されている。ここで、キャブ１５とトレーラ１００との間隔をとることにより、第１ラジエータ４１から第２ラジエータ４２に流れる風の背圧を低下させることができ、第１ラジエータ４１及び第２ラジエータ４２を通過する空気の流量を確保することができる。これにより、冷却能力が向上している。
【００２３】
図３Ａ及び図３Ｂは、変形例である燃料電池貨物車１ｃの説明図である。図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、図１Ａ及び図１Ｂに対応している。キャブ１５の上部には導風板１６が配置されている。導風板１６は、ＦＲＰ（繊維強化樹脂）製又は金属製であり、その内部形状は、前方側から後方側にかけて容積が徐々に増大するダクト状である。導風板１６内の後方側に、複数の第３ラジエータ４３が配置されている。導風板１６の前方側の導風板１６ａから導風板１６内に導入された空気は、第３ラジエータ４３を通過して導風板１６の後方側へと流れる。これにより、より冷却能力が向上する。
【００２４】
また、導風板１６の第３ラジエータ４３の背面側の通気出口の高さは、導風板１６の後方側に位置したトレーラ１００の高さ位置よりも高く形成されている。これにより、導風板１６の後方側とトレーラ１００の上部との周辺で負圧が発生し、第３ラジエータ４３を通過する空気の流量が確保されている。
【００２５】
また、図３Ｂに示すように、第３ラジエータ４３は車幅方向に複数並んで配置されている。このように導風板１６内のスペースを有効利用している。また、隣接する第３ラジエータ４３同士の隙間をできるだけ小さくして配置することにより、導風板１６内のスペースを有効利用しつつ、複数の第３ラジエータ４３を通過する空気の流量が確保されている。
【００２６】
図４は、変形例である燃料電池貨物車１ｄの説明図である。第３ラジエータ４３ａは、導風板１６内で、上部が下部よりも前方側に位置するように傾いた姿勢で配置されている。これにより、導風板１６内を流れる空気の方向に対して、第３ラジエータ４３ａが略直角に交差する。従って、空気と第３ラジエータ４３ａとの接触面積を確保することができ、冷却能力が向上する。
【００２７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例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要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００２８】
上述した実施例及び変形例では、２つの燃料電池スタック３１及び３２が設けられていたがこれに限定されず、単一のスタックが搭載されていてもよいし、３つ以上のスタックを搭載していてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１  燃料電池貨物車
１３  キャブブリッジ
１５  キャブ
２０  モータ
３１、３２  燃料電池スタック
４２  第２ラジエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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