(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に伸びるセンタートンネルが形成されたフロアパネルを有し、直流電源である燃料電池、及び前記燃料電池の出力電圧を昇圧して電力を出力する昇圧コンバータを、車両の前後方向に沿って前記センタートンネル内に搭載した燃料電池車両において、
前記昇圧コンバータは、
前記燃料電池が供給する電力を入力するための電力入力部と、
前記電力入力部に一端が接続されたリアクトルと、
前記リアクトルの他端に接続されたスイッチング回路部と、
前記スイッチング回路部に接続され、電力を出力するための電力出力部と、
を備え、
前記電力入力部から伸びる分配バスバーと前記リアクトルから伸びる第一リアクトルバスバーとの接続部、及び、前記リアクトルから伸びる第二リアクトルバスバーと前記スイッチング回路部から伸びるＩＰＭバスバーとの接続部は、全て、車両の前後方向に沿って並んだ状態で、前記昇圧コンバータのうち、車両の左側もしくは右側のいずれかにおける一側面側に配置されていることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
車両の上下方向において、前記リアクトルは前記スイッチング回路部よりも下方に設けられており、
前記分配バスバーが、車両の上下方向において、前記スイッチング回路部と前記リアクトルとの間に配置されるものであって、
前記分配バスバーと前記第一リアクトルバスバーとの接続部の位置は、
前記ＩＰＭバスバーと前記第二リアクトルバスバーとの接続部の位置よりも高い位置に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池車両。
【請求項３】
前記リアクトルを流れる電流を計測するための電流計測手段が、前記リアクトルに接続された電流経路のうち、前記スイッチング回路部が接続された側の電流経路とは反対側における電流経路上に設けられていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の燃料電池車両。
【請求項４】
前記スイッチング回路部と前記電力出力部との間に配置され、前記昇圧コンバータの出力電圧を平準化するためのコンデンサと、
前記スイッチング回路部に隣接して配置され、前記スイッチング回路部を冷却するための冷媒を流通させる冷媒流路と、
前記冷媒流路に冷媒を供給するための配管であって、前記昇圧コンバータから車両の前方側に向かって伸びるように配置された第一配管と、
前記冷媒流路から冷媒を排出するための配管であって、前記第一配管と離間し、前記昇圧コンバータから車両の前方側に向かって伸びるように配置された第二配管と、を備え、
前記コンデンサは、前記スイッチング回路部の近傍で、且つ前記第一配管と前記第二配管との間に配置されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一に記載の燃料電池車両。
【請求項５】
前記コンデンサは、前記コンデンサの外周の少なくとも一部を覆うように配置されたコンデンサカバーに対して固定されており、
前記コンデンサカバーは、前記第一配管、及び前記第二配管の少なくとも一方と接触していることを特徴とする、請求項４に記載の燃料電池車両。
【請求項６】
前記コンデンサカバーは、前記コンデンサの上面を覆う上壁部を有しており、前記上壁部には、前記上壁部を貫通する通気孔が形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の燃料電池車両。
【請求項７】
前記コンデンサカバーには放熱フィンが形成されていることを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の燃料電池車両。
【請求項８】
前記昇圧コンバータよりも車両の前方側には、前記冷媒を冷却するためのラジエータを備え、
前記ラジエータから伸びて前記第一配管に接続される第一ラジエータ配管と、
前記ラジエータから伸びて前記第二配管に接続される第二ラジエータ配管と、を備えており、
前記第一配管と前記第一ラジエータ配管とを接続する第一接続部、及び、前記第二配管と前記第二ラジエータ配管とを接続する第二接続部の鉛直下方には、第一接続部及び第二接続部から前記冷媒が流出した場合において当該冷媒を受け入れるよう、液受けトレイが設けられていることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれか一に記載の燃料電池車両。
【請求項９】
前記電力出力部には、前記負荷への電力供給及び遮断を切り換えるためのリレーが接続されており、前記液受けトレイは、前記リレーの上部に形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の燃料電池車両。
【請求項１０】
前記昇圧コンバータは、収納ケース内に収められた状態で前記センタートンネル内に搭載されており、
前記収納ケースには、
前記第一配管又は前記第一ラジエータ配管が貫通するための孔である第一貫通孔と、
前記第二配管又は前記第二ラジエータ配管が貫通するための孔である第二貫通孔と、
が形成されており、
更に、前記昇圧コンバータに接続される電気配線を外部に引き出すための第三貫通孔が、車両の左右方向において、前記第一貫通孔と前記第二貫通孔との間となる位置に形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の燃料電池車両。
【請求項１１】
前記昇圧コンバータは、収納ケース内に収められた状態で前記センタートンネル内に搭載されており、
前記収納ケースには、
前記第一配管が貫通するための孔である第一貫通孔と、
前記第二配管が貫通するための孔である第二貫通孔と、
が形成されており、
更に、前記昇圧コンバータに接続される電気配線を外部に引き出すための第三貫通孔が、車両の左右方向において、前記第一貫通孔と前記第二貫通孔との間となる位置に形成されていることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の燃料電池車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、将来の石油枯渇や地球温暖化に対する対策として、燃料電池システムから供給される電力によって走行する燃料電池車両の開発が進められている。このような燃料電池車両は、燃料電池システムの構成装置である燃料電池スタック、昇圧コンバータ、冷却システムのような各種補機類等を搭載する必要がある。【０００３】
下記特許文献１には、燃料電池スタックや昇圧コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）等を、車両のフロアパネルの下方に搭載した燃料電池車両が記載されている。しかし、フロアパネルの下方に燃料電池スタック等を搭載する場合、車高の制限や乗員の着座スペースを確保する必要性等により、フロアパネルの下方には広い空間を確保することができないという制約がある。このため、限られた空間内に燃料電池スタック等を配置するための工夫が必要となる。【０００４】
そこで、下記特許文献２に記載された燃料電池車両は、運転席と助手席との間に形成されたセンタートンネル（センターコンソール）の内部に燃料電池スタックを搭載している。このように、センタートンネルの内部の空間を有効に利用することで、フロアパネル全体の高さの上昇を防止しながら、乗員の着座スペースを確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８５５３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
センタートンネルの内部に燃料電池スタックを搭載する場合、燃料電池スタックに隣接して昇圧コンバータもセンタートンネル内部に搭載することができれば、フロアパネル下方の空間を更に有効利用できることに加え、配線引き回しの距離が短縮できる点からも望ましい。【０００７】
この場合、センタートンネルの内部は車両の前後方向に伸びる細長い空間であるから、燃料電池スタック及び昇圧コンバータは、車両の前後方向に沿って配置されることとなる。また、燃料電池スタック及び昇圧コンバータはいずれも、車両の左右方向における寸法ができるだけ小さくなるように設計することが求められる。【０００８】
しかし、昇圧コンバータは、内部にリアクトルやスイッチング素子といった大型の構成要素を有している。更に、リアクトルとスイッチング素子とを電気的に接続するためのバスバーや、スイッチング素子を冷却するために冷媒を循環させる冷却配管をも配置する必要があるため、車両の左右方向における昇圧コンバータの寸法を小さくすることは容易ではない。【０００９】
上記特許文献２には、燃料電池スタックをセンタートンネルの内部に配置することは記載されているが、昇圧コンバータをもセンタートンネルの内部に配置することについては検討されておらず、昇圧コンバータを構成するバスバーの具体的な配置や冷却配管の配置等は記載されていない。【００１０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、センタートンネルの内部に燃料電池スタック及び昇圧コンバータを搭載することにより、フロアパネル全体の高さの上昇を防止し、乗員の着座スペースを確保することのできる燃料電池車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池車両は、車両の前後方向に伸びるセンタートンネルが形成されたフロアパネルを有し、直流電源である燃料電池、及び前記燃料電池の出力電圧を昇圧して電力を出力する昇圧コンバータを、車両の前後方向に沿って前記センタートンネル内に搭載した燃料電池車両において、前記昇圧コンバータは、前記燃料電池が供給する電力を入力するための電力入力部と、前記電力入力部に一端が接続されたリアクトルと、前記リアクトルの他端に接続されたスイッチング回路部と、前記スイッチング回路部に接続され、電力を出力するための電力出力部と、を備え、前記電力入力部と前記リアクトルとの接続部、及び、前記リアクトルと前記スイッチング回路部との接続部は、全て、車両の前後方向に沿って並んだ状態で、前記昇圧コンバータのうち、車両の左側もしくは右側のいずれかにおける一側面側に配置されていることを特徴としている。【００１２】
昇圧コンバータに搭載されるリアクトルは大型のコイルであるため、リアクトルと電力入力部との接続部、及びリアクトルとスイッチング回路部との接続部は、いずれも所定の寸法に形成されたバスバー同士の接続により構成される。このため、センタートンネルのような狭い空間内においては、これら接続部の配置についても問題となる。【００１３】
例えば、昇圧コンバータのうち車両の前方側の側面には、車両の最前方に配置されたラジエータに向かって伸びる冷却配管が存在するため、上記接続部を配置するための空間を確保することが困難である。一方、車両の後方側の側面は、昇圧コンバータと燃料電池スタックとを接続するためのバスバー等が配置されるため、やはり上記接続部を配置するための空間を確保することが困難である。更に、車両衝突時を考慮し、昇圧コンバータはできるだけ車両後方側に配置したいという安全設計上の要請もあり、やはり車両の後方側の側面に上記接続部を配置することは好ましくない。【００１４】
本発明によれば、電力入力部とリアクトルとの接続部、及び、リアクトルとスイッチング回路部との接続部は、全て、車両の前後方向に沿って並んだ状態で、昇圧コンバータのうち、車両の左側もしくは右側のいずれかにおける一側面側に配置する。【００１５】
このような構成とすることにより、冷却配管が存在する車両前方側や、昇圧コンバータと燃料電池スタックとを接続するためのバスバー等が配置される車両後方側を避けて、電力入力部とリアクトルとの接続部、及び、リアクトルとスイッチング回路部との接続部を配置することができる。【００１６】
また、これらの接続部は全て、車両の前後方向に沿って並んだ状態で配置されるため、リアクトルを複数設けた多相コンバータであっても、車両の左右方向における昇圧コンバータの幅は、リアクトルの数によっては増加しない。更に、これらの接続部は全て、昇圧コンバータのうち車両の左側もしくは右側のいずれかにおける一側面側に配置される。このため、両側面側に配置される場合と比べて、車両の左右方向における昇圧コンバータの幅が低減されるため、昇圧コンバータをセンタートンネル内に配置することが可能となる。【００１７】
また本発明に係る燃料電池車両では、車両の上下方向において、前記リアクトルは前記スイッチング回路部よりも下方に設けられており、前記リアクトルは、前記電力入力部と電気的に接続するための第一リアクトルバスバーと、前記スイッチング回路部と電気的に接続するための第二リアクトルバスバーと、を有し、前記電力入力部から伸びる入力バスバーが、車両の上下方向において、前記スイッチング回路部と前記リアクトルとの間に配置されるものであって、前記入力バスバーと前記第一リアクトルバスバーとの接続部の位置は、前記スイッチング回路部と前記第二リアクトルバスバーとの接続部の位置よりも高い位置に設けられていることも好ましい。【００１８】
この好ましい態様では、電力入力部から伸びる入力バスバーを、車両の上下方向において、スイッチング回路部とリアクトルとの間に配置した上で、入力バスバーと第一リアクトルバスバーとの接続部の位置を、スイッチング回路部と第二リアクトルバスバーとの接続部の位置よりも高い位置に設ける。【００１９】
このような構成とすることによって、リアクトルよりも上部に配置されるスイッチング回路部を低い位置に配置することが可能となるため、昇圧コンバータの高さが低減され、昇圧コンバータをセンタートンネル内に配置することがより容易なものとなる。【００２０】
また本発明に係る燃料電池車両では、前記リアクトルを流れる電流を計測するための電流計測手段が、前記リアクトルに接続された電流経路のうち、前記スイッチング回路部が接続された側の電流経路とは反対側における電流経路上に設けられていることも好ましい。【００２１】
昇圧コンバータの内部においては、リアクトルを流れる電流が所定の大きさとなるように制御することを目的とし、かかる電流を計測するための電流計測手段が配置される。しかし、リアクトルに接続されたスイッチング回路の動作によって電気的なノイズが生じ、電流計測手段による電流の計測を正確に行うことができない場合がある。【００２２】
この好ましい態様では、電流計測手段を、リアクトルに接続された電流経路のうち、前記スイッチング回路部が接続された側の電流経路とは反対側における電流経路上に設けている。すなわち、電流計測手段からスイッチング回路部に至る電流経路の途中に、リアクトルが配置された状態となっている。このため、スイッチング回路部の動作によって生じた電気的なノイズは、リアクトルを経由して電流計測手段に到達することとなる。リアクトルを経由することにより、電気的なノイズは低減されるため、電流計測手段による電流の計測をより正確に行うことが可能となる。【００２３】
また本発明に係る燃料電池車両では、前記スイッチング回路部と前記電力出力部との間に配置され、前記昇圧コンバータの出力電圧を平準化するためのコンデンサと、前記スイッチング回路部に隣接して配置され、前記スイッチング回路部を冷却するための冷媒を流通させる冷媒流路と、前記冷媒流路に冷媒を供給するための配管であって、前記昇圧コンバータから車両の前方側に向かって伸びるように配置された第一配管と、前記冷媒流路から冷媒を排出するための配管であって、前記第一配管と離間し、前記昇圧コンバータから車両の前方側に向かって伸びるように配置された第二配管と、を備え、前記コンデンサは、前記スイッチング回路部の近傍で、且つ前記第一配管と前記第二配管との間に配置されることも好ましい。【００２４】
昇圧コンバータの出力電圧を平準化するために配置されるコンデンサは、必要な容量が大きい為にその外形が大きなものとなり、その設置場所が問題となる。また、コンデンサは、昇圧コンバータの動作中において発熱してしまうが、センタートンネルのような狭い空間内に昇圧コンバータを配置した場合、内部で生じた熱を逃がす経路を十分に確保することが難しく、上記コンデンサの温度が上昇し過ぎてしまう。しかし、空間の制約によって、コンデンサを冷却するための冷却配管を別途設けることは難しい。【００２５】
これらの問題を解決するために、本発明者らは、スイッチング回路部を冷却するための冷媒を流通させる二本の配管が、車両の左右方向において、スイッチング回路部の幅に応じて互いに離間して配置される点に着目した。更に、これら配管とラジエータとを接続する際、配管に加えられる力によってスイッチング回路部が損傷しないよう、これら配管には所定の長さが必要である点にも着目した。すなわち、第一配管と第二配管との間には所定の幅（車両の左右方向）及び長さ（車両の前後方向）をもって空間が形成されることとなる。【００２６】
この好ましい態様では、昇圧コンバータから車両の前方側に向かって伸びるよう、互いに離間して配置された第一配管と第二配管との間にコンデンサを配置している。すなわち、上記空間内にコンデンサを配置しているため、センタートンネル内において昇圧コンバータが占める体積は、コンデンサを設置してもそれによっては増加しない。また、コンデンサは、内部を流通する冷媒によって温度が低下している第一配管、第二配管に挟まれた位置に設置されるため、コンデンサの周囲はこれら配管によって気温が下がることとなり、コンデンサの温度が上昇し過ぎてしまうことが防止される。更に、コンデンサはスイッチング回路部の近傍に設置されるため、コンデンサとスイッチング回路部との間の電流経路が短くなり、電力の損失が低減されると共に、インダクタンスが低減されることによってスイッチング回路部のサージ電圧も低減できる。【００２７】
また本発明に係る燃料電池車両では、前記コンデンサは、前記コンデンサの外周の少なくとも一部を覆うように配置されたコンデンサカバーに対して固定されており、前記コンデンサカバーは、前記第一配管、及び前記第二配管の少なくとも一方と接触していることも好ましい。
【００２８】
この好ましい態様では、コンデンサが、その外周の少なくとも一部を覆うように配置されたコンデンサカバーに対して固定されており、当該コンデンサカバーは、第一配管、及び第二配管の少なくとも一方と接触している。このように構成することにより、内部を流通する冷媒によって温度が低下している第一配管、第二配管の少なくとも一方によって、これと接触しているコンデンサカバーが直接冷却される。その結果、コンデンサカバーに覆われているコンデンサを効率的に冷却することができる。
【００２９】
また本発明に係る燃料電池車両では、前記コンデンサカバーは、前記コンデンサの上面を覆う上壁部を有しており、前記上壁部には、前記上壁部を貫通する通気孔が形成されていることも好ましい。【００３０】
この好ましい態様では、コンデンサカバーが、コンデンサの上面を覆う上壁部を有しているため、コンデンサの上部を保護した状態でコンデンサを固定することができる。また、コンデンサカバーの上壁部には、これを貫通する通気孔が形成されているため、コンデンサにおいて発生した熱がコンデンサカバーの外部に逃げるための経路が確保され、コンデンサをより効率的に冷却することができる。【００３１】
また本発明に係る燃料電池車両では、前記コンデンサカバーは、前記上壁部において放熱フィンが形成されていることも好ましい。【００３２】
この好ましい態様では、コンデンサカバーには放熱フィンが形成されているため、コンデンサカバーからその周囲の空気への放熱が促進され、コンデンサをより効率的に冷却することができる。【００３３】
また本発明に係る燃料電池車両では、前記昇圧コンバータよりも車両の前方側には、前記冷媒を冷却するためのラジエータを備え、前記ラジエータから伸びて前記第一配管に接続される第一ラジエータ配管と、前記ラジエータから伸びて前記第二配管に接続される第二ラジエータ配管と、を備えており、前記第一配管と前記第一ラジエータ配管とを接続する第一接続部、及び、前記第二配管と前記第二ラジエータ配管とを接続する第二接続部の鉛直下方には、第一接続部及び第二接続部から前記冷媒が流出した場合において当該冷媒を受け入れるよう、液受けトレイが設けられていることも好ましい。【００３４】
センタートンネル内に昇圧コンバータを搭載した燃料電池車両においては、車両の前方側に配置されたラジエータと昇圧コンバータとを繋ぐ冷却配管が、車両の前後方向に沿って水平に配置される。燃料電池車両の修理時やメンテナンス時には、昇圧コンバータから伸びる第一配管に接続された第一ラジエータ配管、及び、昇圧コンバータから伸びる第二配管に接続された第二ラジエータ配管をいずれも取り外す必要がある。しかし、上記のとおり第一配管及び第二配管は水平に配置されているため、第一ラジエータ配管、第二ラジエータ配管を取り外した際に、配管内に残留していた冷媒が第一接続部、第二接続部から流出し、落下してしまうことがある。【００３５】
昇圧コンバータの車両前方側には、モーターへ電力を出力するための電流経路が配置されている。このため、第一接続部、第二接続部から冷媒が流出し落下してしまうと、かかる電流経路を構成するバスバー等が冷媒によって汚染されるという不具合が生じる。【００３６】
この好ましい態様では、昇圧コンバータから伸びる第一配管とラジエータから伸びる第一ラジエータ配管とを接続する第一接続部、及び、昇圧コンバータから伸びる第二配管とラジエータから伸びる第二ラジエータ配管とを接続する第二接続部の鉛直下方に、液受けトレイが設けられている。このような構成とすることにより、第一接続部及び第二接続部から冷媒が流出しても、液受けトレイが当該冷媒を受け入れるため、その下方にある電流経路が汚染されるという不具合を確実に防止し、サービス時の手間を軽減することができる。【００３７】
また本発明に係る燃料電池車両では、前記電力出力部には、前記負荷への電力供給及び遮断を切り換えるためのリレーが接続されており、前記液受けトレイは、前記リレーの上部に形成されていることも好ましい。【００３８】
この好ましい態様では、昇圧コンバータの車両前方側に形成された電流経路のうち、電力出力部に接続されたリレーの上部に、上記液受けトレイを形成している。既存部品であるリレーの上部に液受けトレイが形成されるため、液受けトレイを追加することによる昇圧コンバータの体積増加を抑制しながら、冷媒が流出した場合の不具合を防止することができる。【００３９】
また本発明に係る燃料電池車両では、前記昇圧コンバータは、収納ケース内に収められた状態で前記センタートンネル内に搭載されており、前記収納ケースには、前記第一配管又は前記第一ラジエータ配管が貫通するための孔である第一貫通孔と、前記第二配管又は前記第二ラジエータ配管が貫通するための孔である第二貫通孔と、が形成されており、更に、前記昇圧コンバータに接続される電気配線を外部に引き出すための第三貫通孔が、車両の左右方向において、前記第一貫通孔と前記第二貫通孔との間となる位置に形成されていることも好ましい。【００４０】
この好ましい態様では、昇圧コンバータを収めるための収納ケースに、冷媒を流通させる配管が貫通する二つの孔、すなわち第一貫通孔と第二貫通孔とが形成されている。更に、昇圧コンバータに接続される電気配線を外部に引き出すための第三貫通孔が、車両の左右方向において、第一貫通孔と第二貫通孔との間となる位置に形成されている。【００４１】
このような構成とすることにより、スイッチング回路部の幅に応じて互いに離間して配置される第一貫通孔と第二貫通孔との間の部分を有効に利用し、車両の左右方向における収納ケースの幅を拡大することなく、電気配線を外部に引き出すための第三貫通孔を形成することができる。その結果、昇圧コンバータの体積増加が抑制され、昇圧コンバータをセンタートンネル内に配置することがより容易なものとなる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、センタートンネルの内部に燃料電池スタック及び昇圧コンバータを搭載することにより、フロアパネル全体の高さの上昇を防止し、乗員の着座スペースを確保することのできる燃料電池車両が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態である燃料電池車両の構成を、上面視において模式的に示した図である。
【図２】図１に示した燃料電池車両の電気的な構成を示した図である。
【図３】図１に示した燃料電池車両に搭載される昇圧コンバータの構成を示した斜視図である。
【図４】図１に示した燃料電池車両に搭載される昇圧コンバータの構成を示した上面図である。
【図５】図１に示した燃料電池車両に搭載される昇圧コンバータの構成を示した断面図である。
【図６】図１に示した燃料電池車両に搭載される昇圧コンバータの構成を示した側面図である。
【図７】図１に示した燃料電池車両に搭載される昇圧コンバータのうち、リアクトルバスバーの接続部分における構成を示した斜視図である。
【図８】図１に示した燃料電池車両に搭載される昇圧コンバータのうち、スイッチング回路部を冷却するための冷媒流路の構成を模式的に示した図である。
【図９】図１に示した燃料電池車両に搭載される昇圧コンバータの構成を示した断面図である。
【図１０】図１に示した燃料電池車両に搭載される昇圧コンバータの構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００４５】
まず、図１を参照しながら、本発明の一実施形態である燃料電池車両の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態である燃料電池車両の構成を、上面視において模式的に示した図である。図１に示されるように、燃料電池車両１は、燃料電池装置２と、燃料タンク３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４と、インバータ５と、モーター６と、ラジエータ７によって構成されている。
【００４６】
燃料電池装置２は、燃料電池車両１を走行させるための電力を発生させる装置であって、燃料電池車両１のフロアパネルの下方で、且つ運転席８と助手席９との間に形成されたセンタートンネルの内部に配置されている。
【００４７】
燃料電池装置２は、例えば、高分子電解質型燃料電池であり、多数の単セルを積層したスタック構造となっている。単セルは、イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面に空気極を有し、他方の面に燃料極を有し、さらに空気極および燃料極を両側から挟み込むように一対のセパレータを有する構造となっている。この場合、一方のセパレータの水素ガス通路に水素ガスが供給され、他方のセパレータの酸化ガス通路に酸化ガスが供給され、これらの反応ガスが化学反応することで電力が発生する。
【００４８】
燃料タンク３は、燃料電池装置２に供給する水素ガスを貯えておくためのタンクであって、燃料電池車両１の後方部に配置されている。燃料タンク３から燃料電池装置２に供給される水素ガスの流量は、アクセル開度等によって定まる要求電力に応じて、図示しない制御装置及び流量調整弁等により制御されている。
【００４９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、直流の電圧変換器であり、燃料電池装置２から入力された電力を、その直流電圧を昇圧してからインバータ５に出力（供給）する機能を有する。本実施形態においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ４は燃料電池装置２と同様に、燃料電池車両１のフロアパネルの下方で、且つ運転席８と助手席９との間に形成されたセンタートンネルの内部に配置されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、アルミダイキャストにより形成された収納ケース１１（図１においては図示しない）の内部に収納された状態で、燃料電池装置２よりも車両前方側に配置されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ４の詳細な構造については、後に詳しく説明する。
【００５０】
インバータ５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４から出力された直流電力を三相交流電力に変換し、モーター６に供給する機能を有する。インバータ５は、燃料電池装置２の出力電圧よりも大きい６５０Ｖの入力電圧を受けて動作する仕様となっている。ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、燃料電池装置２とインバータ５との間に配置されることで、燃料電池装置２の出力電圧と、インバータ５が動作可能な入力電圧との差を埋める役割を果たしている。
【００５１】
モーター６は、インバータ５から出力される三相交流電力の供給を受け、燃料電池車両１を走行させるための駆動力を発生させる電磁モーターである。モーター６が発生させる駆動力は、図示しない制御装置がアクセル開度等に基づいて要求電力を算出し、かかる要求電力基づいて、燃料電池装置２の出力電力及びインバータ５の出力電力を制御することにより調整される。
【００５２】
ラジエータ７は、燃料電池車両１を構成する燃料電池装置２、ＤＣ−ＤＣコンバータ４、モーター６等の冷却を行うための装置である。ラジエータ７は、冷却対象であるそれぞれの装置との間で、図１には図示しない配管を通じて冷媒を循環させるものである。燃料電池車両１のバンパフェイス部分に設けられた通風口１０から導入した外気が、ラジエータ７を通過する冷媒から熱を奪うことにより、各装置の冷却が行われる。このため、ラジエータ７は車両の最前方に配置されている。
【００５３】
続いて、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の電気的な構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、燃料電池車両１の電気的な構成を示した図であって、特にＤＣ−ＤＣコンバータ４の内部における構成を詳細に示している。図２に示したように、ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、Ｕ相コンバータＤＣ１、Ｖ相コンバータＤＣ２、Ｗ相コンバータＤＣ３、Ｘ相コンバータＤＣ４が並列に接続された、４相からなる多相コンバータである。
【００５４】
Ｕ相コンバータＤＣ１の構成について説明する。Ｕ相コンバータＤＣ１は、リアクトルＬ１と、スイッチング回路部ＩＰＭ１とを備えている。スイッチング回路部ＩＰＭ１は、内部にスイッチＳＷ１、ダイオードＤ１を有しており、パワーカードと呼ばれるモジュールにより構成されている。
【００５５】
スイッチＳＷ１のスイッチング動作（ＯＮ／ＯＦＦの切り替え）が周期的に行われると、リアクトルＬ１における電気エネルギーの蓄積、及び蓄積エネルギーの解放が周期的に繰り返される。解放された電気エネルギーは、ダイオードＤ１を経由して出力される。電気エネルギーをリアクトルＬ１に一度蓄積してから解放するため、Ｕ相コンバータＤＣ１の出力電圧であるＰ９、Ｐ１０間の電圧は、入力電圧である燃料電池装置２の出力電圧よりも高い電圧となる。
【００５６】
Ｖ相コンバータＤＣ２、Ｗ相コンバータＤＣ３、及びＸ相コンバータＤＣ４は、上記のＵ相コンバータＤＣ１と同じ構成となっており、同様に動作する。すなわち、スイッチ（ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４）のスイッチング動作を行うことにより、リアクトル（Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）における電気エネルギーの蓄積、及び蓄積エネルギーの解放を周期的に繰り返すことで、入力電圧よりも高い電圧を出力する。
【００５７】
スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３、及びスイッチＳＷ４は、基本的には、互いの位相差が９０度（π／２）ごとになるように調整されたタイミングでスイッチング動作を行うように制御される。
【００５８】
Ｕ相コンバータＤＣ１、Ｖ相コンバータＤＣ２、Ｗ相コンバータＤＣ３、及びＸ相コンバータＤＣ４は、それぞれのリアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を流れる電流を計測するための電流計Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４を備えている。スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４は、これら電流計Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４が測定するそれぞれの電流値が互いに等しくなるように、当該電流値をフィードバックしながら、それぞれのスイッチング動作を調整するよう制御される。
【００５９】
電流計Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４は、いずれも、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に接続された電流経路のうち、スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４が接続された側の電流経路とは反対側（すなわち、燃料電池装置２側）における電流経路上に設けられている。このため、スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４のスイッチング動作によって電気的なノイズが生じた場合でも、当該ノイズはリアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を経由して電流計Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４に到達することとなる。リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を経由することにより電気的なノイズは低減されるため、電流計Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４による電流の計測をより正確に行うことが可能となっている。
【００６０】
Ｕ相コンバータＤＣ１、Ｖ相コンバータＤＣ２、Ｗ相コンバータＤＣ３、及びＸ相コンバータＤＣ４の各出力部は、一つのコンデンサＣ１に対して並列に接続されている。コンデンサＣ１は、Ｕ相コンバータＤＣ１、Ｖ相コンバータＤＣ２、Ｗ相コンバータＤＣ３、及びＸ相コンバータＤＣ４から出力される電圧を平準化して出力するためのものである。コンデンサＣ１によって電圧が平準化された後、電力出力部ＰＯ１、ＰＯ２から電力がインバータ５に向けて出力される。
【００６１】
電力出力部ＰＯ１、ＰＯ２とインバータ５との間には、リレーＲ１、Ｒ２が配置されている。リレーＲ１、Ｒ２は、電力出力部ＰＯ１、ＰＯ２からインバータ５に電力を出力する経路の接続及び遮断を切り換えるものである。
【００６２】
続いて、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の具体的な構成について、図３乃至５を参照しながら説明する。図３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の構成を示した斜視図であって、ＤＣ−ＤＣコンバータ４が収められる収納ケース１１の上蓋１１ａを取り外した状態を示している。図４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の構成を示した上面図である。図５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の構成を示した断面図であって、車両の前後方向に対し垂直な面においてＤＣ−ＤＣコンバータ４を切断した場合の断面を示している。
【００６３】
収納ケース１１は、アルミダイキャストにより形成されたケースであって、上蓋１１ａ、下部容器１１ｂにより構成されている。収納ケース１１は、上蓋１１ａと下部容器１１ｂとの間の空間内にＤＣ−ＤＣコンバータ４を収納した状態で、燃料電池車両１のセンタートンネル内部に搭載される。収納ケース１１には、ＤＣ−ＤＣコンバータ４を構成するリアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４、及びコンデンサＣ１に加え、リレーＲ１、Ｒ２も収納されている。
【００６４】
収納ケース１１はセンタートンネル内に搭載されるため、細長い形状となっている。図４に示したように、その長手方向の一端側側面には、燃料電池装置２が供給する電力を入力するための電力入力部ＰＩ１、ＰＩ２を備えている。既に説明したように、ＤＣ−ＤＣコンバータ４は燃料電池装置２よりも車両の前方側に配置されるため、ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、電力入力部ＰＩ１、ＰＩ２を車両の後方側に向けた状態で、収納ケース１１に収納されている。
【００６５】
電力出力部ＰＯ１、ＰＯ２、及びリレーＲ１、Ｒ２は、車両の前方側に配置されたインバータ５と電気的に接続する必要性から、収納ケース１１の他端側（車両の前方側）近くに配置されている。リレーＲ１、Ｒ２からインバータ５に向けて電力を出力するための出力端子ＰＯ３、ＰＯ４は、収納ケース１１の内部にあり、収納ケース１１の側面（車両の右方向）にある開口部から接続できるように、車両の右方向に向いて設置している。
【００６６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４を構成する、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、及びスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４の配置について説明する。図５に示したように、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は全て、収納ケース１１内部の下方側において、上下二つの階層に分けて配置されている。各階層には、それぞれ二つのリアクトルが、図５において紙面奥行き方向に並んで配置されている。リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、図示しないリアクトル収納ケースに収められた状態で配置されている。リアクトル収納ケースの外部には、リアクトルを冷却するための冷媒流路が備えられている。
【００６７】
スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４は、それぞれが複数のパワーカードＰＷＣのセットとして構成されている。各パワーカードＰＷＣは、車両の上下方向において、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４よりも上部となる位置に配置されている。
【００６８】
スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４を構成する各パワーカードＰＷＣの上部には、各パワーカードＰＷＣの動作を制御する制御基板Ｂ１が配置されている。各パワーカードＰＷＣの上部には、それぞれが上方に向かって伸びる複数のピン２０を備えており、ピン２０によって、制御基板Ｂ１と各パワーカードＰＷＣとが接続されている。制御基板Ｂ１は、ピン２０を通じて各パワーカードＰＷＣに対する制御信号を送り、スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４のスイッチング動作を制御する。
【００６９】
各パワーカードＰＷＣの下部には、それぞれが下方に向かって伸びる複数のＩＰＭバスバーＩＢを備えている。ＩＰＭバスバーＩＢは、スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４に対して、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４や燃料電池装置２、及びコンデンサＣ１を電気的に接続するためのバスバーである。
【００７０】
続いて、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と電力入力部ＰＩ１との電気的接続、及び、リアクトル（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）とスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４との電気的接続について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の構成を示した側面図であって、ＤＣ−ＤＣコンバータ４を車両の右側から見た場合の側面を示している。
【００７１】
リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と電力入力部ＰＩ１との電気的接続は、電力入力部ＰＩ１に接続された分配バスバーＤＢに対して、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の一端から伸びる第一リアクトルバスバーＬＩＢ１、ＬＩＢ２、ＬＩＢ３、ＬＩＢ４を接続することによって行われる。
【００７２】
分配バスバーＤＢは、一端が電力入力部ＰＩ１に接続され、水平に配置された金属板である。図６、図７に示したように、分配バスバーＤＢは、ＤＣ−ＤＣコンバータ４のうち車両右側の側面近傍を、車両の前後方向に沿って配置されている。また、分配バスバーＤＢは、車両の上下方向において、スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４とリアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４との間となる高さに配置されている。尚、分配バスバーＤＢは、図２に示した回路において、電力入力部ＰＩ１とＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を結ぶ範囲に相当している。
【００７３】
リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の一端には第一リアクトルバスバーＬＩＢ１、ＬＩＢ２、ＬＩＢ３、ＬＩＢ４がそれぞれ接続され、他端には第二リアクトルバスバーＬＯＢ１、ＬＯＢ２、ＬＯＢ３、ＬＯＢ４がそれぞれ接続されている。すなわち、４つのリアクトルに対して各２本ずつ、計８本のリアクトルバスバーが接続されている。
【００７４】
図６に示したように、これら８本リアクトルバスバーの端部が、分配バスバーＤＢよりも高い位置において、下方から上方に向かって突出するように配置される。８本リアクトルバスバーは、分配バスバーＤＢと収納ケース１１の内壁との間において、車両の前後方向に沿って一列に並んだ状態で配置されている。更に、車両の前方側から後方側に向かって、第二リアクトルバスバーと第一リアクトルバスバーとが交互に並ぶように配置されている。
【００７５】
図７に示したように、分配バスバーＤＢは、第一リアクトルバスバーＬＩＢ１、ＬＩＢ２、ＬＩＢ３、ＬＩＢ４と対向する位置において、それぞれ上方に向かって屈曲した屈曲部３０が形成されている。かかる屈曲部３０と第一リアクトルバスバーＬＩＢ１、ＬＩＢ２、ＬＩＢ３、ＬＩＢ４とを、互いに重ねた状態でボルトにて締結することにより、分配バスバーＤＢに対して第一リアクトルバスバーＬＩＢ１、ＬＩＢ２、ＬＩＢ３、ＬＩＢ４が接続されている。また、分配バスバーＤＢの屈曲部３０と第一リアクトルバスバーＬＩＢ１、ＬＩＢ２、ＬＩＢ３、ＬＩＢ４との締結位置は、全て同じ高さとなっている。
【００７６】
リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４との電気的接続は、各パワーカードＰＷＣの下部に供えられたＩＰＭバスバーＩＢに対して、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の一端から伸びる第二リアクトルバスバーＬＯＢ１、ＬＯＢ２、ＬＯＢ３、ＬＯＢ４を接続することによって行われる。これらの接続箇所は、図２におけるＰ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８に該当する。尚、ＩＰＭバスバーＩＢと第二リアクトルバスバーＬＯＢ１、ＬＯＢ２、ＬＯＢ３、ＬＯＢ４との接続は、これらを直接接続する場合のほか、両者間に別の中継バスバーを介することによって接続してもよい。
【００７７】
各ＩＰＭバスバーＩＢは、第二リアクトルバスバーＬＯＢ１、ＬＯＢ２、ＬＯＢ３、ＬＯＢ４と対向する位置において、ＤＣ−ＤＣコンバータ４から車両右側に向かって突出形成されている。図７に示したように、各ＩＰＭバスバーＩＢは、スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４から水平且つ車両右側に向かって突出する水平部３１と、水平部３１の先端から下方に向かって屈曲した屈曲部３２とを有するように形成されている。
【００７８】
これら屈曲部３２と第二リアクトルバスバーＬＯＢ１、ＬＯＢ２、ＬＯＢ３、ＬＯＢ４とを、互いに重ねた状態でボルトにて締結することにより、各ＩＰＭバスバーＩＢに対して第二リアクトルバスバーＬＯＢ１、ＬＯＢ２、ＬＯＢ３、ＬＯＢ４が接続されている。また、ＩＰＭバスバーＩＢの屈曲部３２と第二リアクトルバスバーＬＯＢ１、ＬＯＢ２、ＬＯＢ３、ＬＯＢ４との締結位置は、全て同じ高さとなっている。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係る燃料電池車両１においては、電力入力部ＰＩ１（分配バスバーＤＢ）とリアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４との接続部、及び、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４との接続部は、全て、車両の前後方向に沿って並んだ状態で、ＤＣ−ＤＣコンバータ４のうち、車両の右側の一側面側に配置されている。
【００８０】
このような構成とすることにより、後に説明する第一配管５０、第二配管５１が存在する車両前方側や、ＤＣ−ＤＣコンバータ４と燃料電池装置２とを接続するためのバスバー等が配置される車両後方側を避けて、電力入力部ＰＩ１（分配バスバーＤＢ）とリアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４との接続部、及び、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４との接続部を配置することができる。
【００８１】
また、これらの接続部は全て、車両の前後方向に沿って並んだ状態で配置されるため、本実施形態のように４つのリアクトルを設けた４相コンバータであっても、車両の左右方向におけるＤＣ−ＤＣコンバータ４の幅は増加しない。更に、これらの接続部は全て、ＤＣ−ＤＣコンバータ４のうち車両の右側における一側面側に配置されている。このため、両側面側に配置される場合と比べて、車両の左右方向におけるＤＣ−ＤＣコンバータ４の幅が低減されるため、ＤＣ−ＤＣコンバータ４をセンタートンネル内に配置することが可能となっている。
【００８２】
また、図６、図７に示したように、分配バスバーＤＢの屈曲部３０と第一リアクトルバスバーＬＩＢ１、ＬＩＢ２、ＬＩＢ３、ＬＩＢ４との締結位置は、ＩＰＭバスバーＩＢの屈曲部３２と第二リアクトルバスバーＬＯＢ１、ＬＯＢ２、ＬＯＢ３、ＬＯＢ４との締結位置よりも高い位置となっている。
【００８３】
このような構成とすることによって、ＩＰＭバスバーＩＢの各水平部３１は、分配バスバーＤＢに対して近づけた状態で配置されている。その結果、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４よりも上部に配置されたスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４が低い位置に配置されることにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の高さが低減され、ＤＣ−ＤＣコンバータ４をセンタートンネル内に配置することがより容易なものとなっている。
【００８４】
次に、スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４の冷却機構について、図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、スイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４を構成するパワーカードＰＷＣを冷却するための、冷媒流路の構成を模式的に示した図である。図９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４のうちスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４の近傍における構成を示した断面図であって、車両の左右方向に対し垂直な面において切断した場合の断面を示している。
【００８５】
図８に示したように、本実施形態に係るスイッチング回路部の冷却機構は、１３個のタンクＴＡと、第一配管５０と、第二配管５１とを備える。１３個のタンクＴＡは、表裏二つの扁平面Ｓを有する中空のタンクであって、それぞれの扁平面Ｓが互いに平行となるよう対向して配置されている。各タンクＴＡは、隣接するタンクとの間（扁平面Ｓと扁平面Ｓとの間）に、それぞれ２枚のパワーカードＰＷＣを挟んだ状態で配置されている。
【００８６】
第一配管５０、及び第二配管５１は、断面が円形に形成された中空の配管であって、タンクＴＡの扁平面Ｓを垂直に貫くように、車両の前後方向に沿って水平に配置されている。第一配管５０と第二配管５１とは、いずれも同じ高さであり、互いに平行となるように配置されている。
【００８７】
第一配管５０は、各タンクＴＡにおいて車両の右方向側端部を貫き、第二配管５１は、各タンクＴＡにおいて車両の左方向側端部を貫いている。その結果、各タンクＴＡ間に挟まれた全てのパワーカードＰＷＣは、第一配管５０と第二配管５１との間に配置されている。第一配管５０、第二配管５１の内部空間は、各タンクＴＡの内部空間といずれも連通している。
【００８８】
第一配管５０のうち車両前方側の端部５０ａは、ラジエータ７から伸びる第一ラジエータ配管（図示せず）と接続され、ラジエータ７から流入する冷媒を受け入れる部分である。また、第二配管５１のうち車両前方側の端部５１ａは、ラジエータ７から伸びる第二ラジエータ配管（図示せず）と接続され、ラジエータ７に向けて冷媒が流出する部分である。
【００８９】
第一配管５０に対し、ラジエータ７からの供給される冷媒が端部５０ａから流入すると、かかる冷媒は第一配管５０の内部を車両後方側に向かって流れる。その後、第一配管５０に連通する各タンクＴＡの内部空間を通過し、第二配管５１の内部に流入する。第二配管５１の内部に流入した冷媒は、端部５１ａに向かって流れ、ラジエータ７に向けて流出する。
【００９０】
冷媒は、各タンクＴＡの内部空間を通過する際に、各タンクＴＡに挟まれている各パワーカードＰＷＣから熱を奪って冷却する。各パワーカードＰＷＣから奪われた熱は、冷媒によってラジエータ７に運ばれ、ラジエータ７において外気に放出される。
【００９１】
上記のように、第一配管５０の端部５０ａには第一ラジエータ配管が接続され、第二配管５１の端部５１ａには第二ラジエータ配管が接続される。しかし、燃料電池車両１の修理時やメンテナンス時には、これらの第一ラジエータ配管及び第二ラジエータ配管を取り外す必要がある。しかし、上記のとおり第一配管５０及び第二配管５１は水平に配置されているため、第一ラジエータ配管、第二ラジエータ配管を取り外した際に、第一配管５０、第二配管５１内に残留していた冷媒が端部５０ａ、５１ａから流出し、落下してしまうことがある。この対策として、本実施形態では、端部５０ａ、５１ａから冷媒が流出、落下した場合に備え、当該冷媒を受け入れる液受けトレイ６１、６２を備えている。
【００９２】
図４を再び参照すると、第一配管５０の端部５０ａの鉛直下方、及び、第二配管５１の端部５１ａの鉛直下方には、それぞれリレーＲ１、及びリレーＲ２を配置している。リレーＲ１の上面、及びリレーＲ２の上面には、その外周部分において側壁６３、６４を備えている。従って、リレーＲ１、リレーＲ２の上面に冷媒が落下しても、冷媒はこれら側壁６３、６４を超えて外部に流出することがない。すなわち、リレーＲ１の上面と側壁６３が液受けトレイ６１を構成し、リレーＲ２の上面と側壁６４が液受けトレイ６２を構成している。
【００９３】
本実施形態に係る燃料電池車両１は、上記のように液受けトレイ６１、６２を備える。これにより、第一配管５０、第二配管５１内に残留していた冷媒が端部５０ａ、５１ａから流出し、落下した場合であっても、その下方にある電流経路が汚染されるという不具合を確実に防止し、サービス時の手間を軽減することができる。また、既存部品であるリレーＲ１、Ｒ２の上部に液受けトレイ６１、６２が形成されるため、液受けトレイを追加することによるＤＣ−ＤＣコンバータ４の体積増加を抑制しながら、冷媒が流出した場合の不具合を防止することができる。
【００９４】
次に、コンデンサＣ１の配置について、図９及び図１０を参照しながら説明する。既に説明したように、コンデンサＣ１は、Ｕ相コンバータＤＣ１、Ｖ相コンバータＤＣ２、Ｗ相コンバータＤＣ３、及びＸ相コンバータＤＣ４から出力される電圧を平準化して出力するためのものである。このため、電力の損失を低減するために、コンデンサＣ１とスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４との距離はできるだけ短い方がのぞましい。本実施形態においては、図９に示したように、コンデンサＣ１はスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４と隣接する位置に配置している。コンデンサＣ１をこのような位置に配置することにより、電力の損失が低減されると共に、インダクタンスが低減されることによってスイッチング回路部ＩＰＭ１、ＩＰＭ２、ＩＰＭ３、ＩＰＭ４のサージ電圧も低減できる。
【００９５】
図１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の構成を示した断面図であって、車両の前後方向に対し垂直な面においてコンデンサＣ１を切断した場合の断面を示している。図１０に示したように、コンデンサＣ１は、これを保護するためのコンデンサカバー７０に収納された状態で、第一配管５０と第二配管５１との間に配置されている。
【００９６】
コンデンサカバー７０は、コンデンサＣ１の側面を覆う側壁部７１と、コンデンサＣ１の上面を覆う上壁部７２とを備えており、コンデンサＣ１の底面に対応する部分が開口している。このため、コンデンサＣ１は、コンデンサカバー７０に対して下方から挿入された後、コンデンサカバー７０に固定されている。
【００９７】
コンデンサＣ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の動作中において発熱するが、センタートンネルのような狭い空間内にＤＣ−ＤＣコンバータ４を配置した場合、内部で生じた熱を逃がす経路を十分に確保することが難しく、コンデンサＣ１の温度が上昇し過ぎてしまうことがある。
【００９８】
本実施形態では、上記のように、コンデンサＣ１を冷却するための冷却配管を別途設けることなく、コンデンサＣ１を第一配管５０と第二配管５１との間に配置している。第一配管５０と第二配管５１は、内部を流通する冷媒によってその温度が低下しているため、コンデンサＣ１の周囲はこれら配管によって気温が下がることとなり、コンデンサＣ１の温度が上昇し過ぎてしまうことが防止されている。
【００９９】
尚、図８を参照しながら既に説明したように、第一配管５０と第二配管５１とは、パワーカードＰＷＣを間に挟むように互いに離間させる必要があるものである。更に、第一配管５０、第二配管５１に対して、それぞれ第一ラジエータ配管、第二ラジエータ配管を接続する際、配管に加えられる力によってスイッチング回路部が損傷しないよう、第一配管５０、第二配管５１は所定の長さを必要とするものである。
【０１００】
すなわち、第一配管５０と第二配管５１とは、当初より互いに離間させる必要があり、且つ所定の長さが必要であったため、第一配管５０と第二配管５１との間には必然的に空間が形成されていたということができる。本実施形態に係るコンデンサＣ１の配置は、かかる既存の空間を有効に利用するものであるから、コンデンサＣ１を配置することによっては、ＤＣ−ＤＣコンバータ４が占める体積は増加しない。
【０１０１】
コンデンサカバー７０の具体的な構成について説明する。図１０に示したように、コンデンサカバー７０の側壁部７１のうち、車両右側の側壁部７１ａは、第一配管５０と近接した状態となっている。更に、コンデンサカバー７０の側壁部７１のうち、車両左側の側壁部７１ｂは、第二配管５１と近接した状態となっている。
【０１０２】
このように構成することにより、内部を流通する冷媒によって温度が低下している第一配管５０及び第二配管５１によって、これらと近接しているコンデンサカバー７０が冷却される。その結果、コンデンサカバー７０に覆われているコンデンサＣ１を効率的に冷却することが可能となっている。尚、側壁部７１ａの一部を第一配管５０に向かって突出させて、コンデンサカバー７０と第一配管５０とを接触させてもよい。このような構成とすれば、コンデンサカバー７０を第一配管５０により直接冷却することができる。
【０１０３】
コンデンサカバー７０の上壁部７２には、複数の貫通孔９０が形成されている。この貫通孔９０は、コンデンサＣ１の周囲に存在する空気が、上壁部７２の上方の空間に抜けるための通気孔として機能するものである。このため、コンデンサＣ１において発生した熱がコンデンサカバー７０の外部に逃げるための経路が確保され、コンデンサＣ１をより効率的に冷却することが可能となっている。
【０１０４】
コンデンサカバー７０の上壁部７２、及び、車両前方側の側壁部７１ｃには、それぞれ放熱フィン８０、８１が形成されている。放熱フィン８０、８１を形成することによって、コンデンサカバー７０からその周囲の空気への放熱が促進され、コンデンサＣ１をより効率的に冷却することが可能となっている。
【０１０５】
続いて、図３を再び参照しながら、収納ケース１１に形成された貫通孔の配置について説明する。収納ケース１１の上蓋１１ａには、車両前方側の側面で且つ第一配管５０に対応する位置において、第一貫通孔９５が形成されている。第一貫通孔９５は、第一配管５０に接続される第一ラジエータ配管が貫通するために形成された孔である。
【０１０６】
また、収納ケース１１の上蓋１１ａには、車両前方側の側面で且つ第二配管５１に対応する位置において、第二貫通孔９６が形成されている。第二貫通孔９６は、第二配管５１に接続される第二ラジエータ配管が貫通するために形成された孔である。
【０１０７】
更に、収納ケース１１の上蓋１１ａには、ＤＣ−ＤＣコンバータ４から電気配線を外部に引き出すための第三貫通孔９７が形成されている。第三貫通孔９７は、車両の左右方向において、第一貫通孔９５と第二貫通孔９６との間となる位置で、且つ、第一貫通孔９５及び第二貫通孔９６よりも高い位置において形成されている。第三貫通孔９７は、電気配線を保護するために、図示しないグロメットキャップが装着されている。
【０１０８】
このような構成とすることにより、パワーカードＰＷＣの幅に応じて互いに離間して配置される第一貫通孔９５と第二貫通孔９６との間の部分を有効に利用し、車両の左右方向における収納ケースの幅を拡大することなく、電気配線を外部に引き出すための第三貫通孔９７を形成することができる。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の体積増加が抑制され、ＤＣ−ＤＣコンバータ４をセンタートンネル内に配置することがより容易なものとなっている。
【０１０９】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１１０】
１：燃料電池車両
２：燃料電池装置
３：燃料タンク
４：コンバータ
５：インバータ
６：モーター
７：ラジエータ
８：運転席
９：助手席
１０：通風口
１１：収納ケース
１１ａ 上蓋
１１ｂ 下部容器
２０：ピン
３０：屈曲部
３１：水平部
３２：屈曲部
５０：第一配管
５０ａ：端部
５１：第二配管
５１ａ：端部
６１，６２：トレイ
６３，６４：側壁
７０：コンデンサカバー
７１，７１ａ，７１ｂ，７１ｃ：側壁部
７２：上壁部
８０：放熱フィン
９０：貫通孔
９５：第一貫通孔
９６：第二貫通孔
９７：第三貫通孔
Ｂ１：制御基板
Ｃ１：コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４：ダイオード
ＤＢ：分配バスバー
ＤＣ１：Ｕ相コンバータ
ＤＣ２：Ｖ相コンバータ
ＤＣ３：Ｗ相コンバータ
ＤＣ４：Ｘ相コンバータ
ＩＢ：ＩＰＭバスバー
ＩＰＭ１，ＩＰＭ２，ＩＰＭ３，ＩＰＭ４：スイッチング回路部
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４：リアクトル
ＰＩ１，ＰＩ２：電力入力部
ＰＯ１，ＰＯ２，ＰＯ３，ＰＯ４：電力出力部
ＰＷＣ：パワーカード
ＴＡ：タンク
Ｒ１，Ｒ２：リレー
Ｓ：扁平面
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４：スイッチ
【図１】
0005483221.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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