(57)【要約】【課題】  燃料電池車両に搭載する燃料電池システムの各部品に対し、ヒータなどの加熱手段を用いることなく充分な保温性能を確保する。【解決手段】  燃料電池車両１は燃料電池システム３を搭載しており、この燃料電池車両１が走行を停止し、かつ燃料電池システム３の運転を停止した状態で、燃料電池車両１と路面５との間に断熱部材７を設置する。断熱部材７は、耐熱性のある可撓性部材からなる容器７ａ内に空気を封入して膨らませたものであり、膨らませた状態で、燃料電池車両１の下面１ａと路面５との双方に密着した状態となる。【選択図】      図１
2006216301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化ガスにより発電を行う燃料電池システムを車両に搭載し、この車両の走行が停止した状態で、車両と車両下方の車両設置部との間に断熱部材が配置されていることを特徴とする燃料電池車両の保温装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池車両の保温装置において、前記断熱部材は、容器内に気体を封入して構成したことを特徴とする燃料電池車両の保温装置。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池車両の保温装置において、前記断熱部材の容器を可撓性部材で構成し、前記容器は、気体封入前では縮んだ状態であり、この縮んだ状態から気体を封入することで膨らむことを特徴とする燃料電池車両の保温装置。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池車両の保温装置において、前記容器に加熱した気体を封入することを特徴とする燃料電池車両の保温装置。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池車両の保温装置において、前記容器に封入する加熱した気体は、燃料電池車両からの排出ガスであることを特徴とする燃料電池車両の保温装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料電池車両の保温装置において、前記断熱部材の内部に加熱手段を設けたことを特徴とする燃料電池車両の保温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスと酸化ガスにより発電を行う燃料電池システムを車両に搭載した燃料電池車両の保温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池システムにおける燃料電池本体を始めとする保温が必要な部品に対し、断熱材で覆ったり（下記特許文献１参照）、ヒータにより加熱する（下記特許文献２参照）などして、この部品の機能を維持するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３６２４７０号公報
【特許文献２】特開２００２−１５７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、断熱材を利用する場合には、燃料電池システムの部品を断熱材で覆っても、その部品の周囲に外気が流れ込み、充分な保温性能が得られない。また、ヒータを利用する場合には、特に長時間にわたり保温するためには、外部電源が必要となり、汎用性の低下を招く。
【０００４】
そこで、本発明は、燃料電池車両に搭載する燃料電池システムの各部品に対し、ヒータなどの加熱手段を必要とすることなく充分な保温性能を確保することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、燃料ガスと酸化ガスにより発電を行う燃料電池システムを車両に搭載し、この車両の走行が停止した状態で、車両と車両下方の車両設置部との間に断熱部材が配置されていることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、燃料電池車両と車両下方の車両設置部との間に断熱部材を配置することで、車両に搭載した燃料電池システムへの外気の流入を抑え、燃料電池システムの各部品からの放熱を抑えることができ、車両停止時の放置中に、ヒータなどの加熱手段を用いることなく、各部品に対する保温性能を充分確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【０００８】
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係わる燃料電池車両の保温装置を示す、燃料電池車両１の簡略化した側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の左側面図である。この燃料電池車両１には、燃料電池システム３を車両床下に搭載しており、燃料電池システム３は、その燃料電池本体が燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて発電し、その発電電力を例えば図示しない車両駆動モータに供給して車両が走行する。
【０００９】
上記した燃料電池車両１の走行が停止したときに、燃料電池車両１と、車両下方の車両設置部である路面５との間に、断熱部材７を配置する。断熱部材７は、図１（ａ）中で左右方向に相当する車両前後方向長さを、車両とほぼ同等とし、また図１（ｂ）に示すように車幅方向は、左右の車輪９，１１相互間に入り込む長さとする。
【００１０】
上記した断熱部材７は、耐熱性のある樹脂シートなどを素材とした、例えばグラスウールやパーライトなどの可撓性部材からなる容器７ａ内に気体として空気を封入して膨らませたものであり、図１のように膨らませた状態で、燃料電池車両１の下面１ａと路面５との双方に密着した状態となる。容器７ａに空気を封入する際には、空気入れ１３を使用する。
【００１１】
次に、第１の実施形態の作用、効果について説明する。
【００１２】
燃料電池車両１の走行を停止させ、かつ燃料電池システム３の運転も停止させて放置状態とする際に、例えば外気温度が氷点下になる恐れがある場合、容器７ａに空気を封入する前の断熱部材７、つまり容器７ａを小さく縮ませた状態の断熱部材７を、燃料電池車両１と路面５との間に置き、容器７ａ内に空気入れ１３により空気を充填して封入する。
【００１３】
空気の封入により、断熱部材７が図１に示すように、燃料電池車両１と路面５の双方に密着するようになった後に、断熱部材７の空気充填口を閉じて、空気入れ１３を断熱部材７から取り外す。このとき、断熱部材７は、車両下面１ａのほぼ全面積と密着する大きさに設計しておく。また、断熱部材７が燃料電池車両１からずれないように、燃料電池車両１の前後方向（図１（ａ）中で左右方向）の両端部および、同車幅方向（図１（ｂ）中で左右方向）の端部付近に、図示していないが突起部を設けておく。
【００１４】
このように、燃料電池車両１と路面５との間に断熱部材７を密着して設置することにより、燃料電池システム３の各部品周辺に外気が直接吹き込まないようにして、燃料電池システム３における各部品の熱伝達率を低くするとともに、各部品の周辺空気温度を外気温度より高い状態を可能な限り長時間維持できるようにし、これによりヒータなどの加熱手段を用いることなく、各部品に対する保温性能を充分確保することができる。
【００１５】
各部品からの放熱量を抑制できるので、各部品の温度低下速度が遅くなり、外気が例え氷点下の環境であっても、各部品温度が氷点下に達するまでの時間を遅らせることができる。
【００１６】
また、燃料電池車両１を屋外に放置する際には、雪などの車両下への侵入を防ぐことができるので、このような場合でも放熱量の抑制に寄与することができる。
【００１７】
燃料電池車両１を起動させる際には、断熱部材７の空気充填口を開き、充填した空気を外部に逃がして容器７ａを縮ませ、その後、この縮んだ状態の断熱部材７を車両下から外部へ移動させる。
【００１８】
上記した断熱部材７は、容器７ａ内に気体を封入して断熱性を持たせているので、固体の断熱部材と比較して軽くでき、取り扱いが容易となる。
【００１９】
また、断熱部材７の容器７ａを可撓性部材で構成し、この容器７ａに気体を封入して容器７ａを膨らませ、燃料電池車両１の下面１ａに断熱部材７を密着させることで、より高い保温性能を確保することができる。
【００２０】
さらに、容器７ａを膨らませる際に、加熱した気体を吹き込むことで、より高い保温性能を確保することができる。この際、加熱した気体として、燃料電池システム３から排出される排出ガスを利用することで、加熱設備がない場合においても、より高い保温性能を確保することができる。
【００２１】
図２（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係わる燃料電池車両の保温装置を示す、燃料電池車両１の簡略化した側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の左側面図である。この実施形態における断熱部材７０は、その容器７０ａの内部に加熱手段としての電気ヒータ１５および、内部温度を検出する温度センサ１７をそれぞれ設けている。その他の構成は、図１に示した第１の実施形態と同様である。
【００２２】
すなわち、上記した断熱部材７０は、耐熱性のある可撓性部材からなる容器７０ａ内に気体として空気を封入して膨らませたものであり、図２のように膨らませた状態で、燃料電池車両１の下面１ａと路面５との双方に密着した状態となる。
【００２３】
前記した温度センサ１７が検出する容器７０ａ内の温度信号は、図示しない制御装置が取り込み、制御装置はこの取り込んだ温度信号に基づいてヒータ１５を制御する。ヒータ１５の電源は、電池や外部電源、どちらでもよい。ただし、自宅外や外部電源が設置されてない駐車場などにおいては、電池などで電源を確保できるタイプとする。
【００２４】
次に、第２の実施形態の作用、効果について説明する。
【００２５】
図３は、本実施形態の保温装置による保温開始時の運用のフローチャートで、図４は、保温終了時の運用のフローチャートである。保温中の制御に関しては、図５に示す。
【００２６】
まず、図３に示す保温装置の作動開始時から説明する。運用としては、燃料電池車両１の停止放置中の外気温度が氷点以下になる恐れがあるとユーザが判断した場合（ステップ３０１）、空気封入前の容器７０ａが縮んだ状態の断熱部材７０を、車両下に置く（ステップ３０３）。その後、第１の実施形態と同様に空気入れ１３により、容器７０ａ内に空気を充填して封入し、車両下面１ａと断熱部材７とがほぼ完全に密着した状態とする。
【００２７】
空気の封入が終了したら、図示しない空気充填口を閉じて、空気入れ１３を断熱部材７０から取り外す。
【００２８】
以上により、保温装置を開始するためのセッティングが終了する。保温装置の図示しないスイッチをオンした後に、ユーザは燃料電池車両１から離れてもよい状況となる。保温装置のスイッチオンによってヒータ１５の電源がオンとなり（ステップ３０５）、容器７０ａ内の空気が加熱されて保温が継続される（ステップ３０７）。
【００２９】
保温装置の終了時は、図４に示すように、保温装置のスイッチオフによってヒータ１５の電源がオフとなり（ステップ４０１）、断熱部材７０の空気充填口を開き、充填した空気を外部に逃がして容器７０ａを縮ませ（ステップ４０３，４０５）、その後、この縮んだ状態の断熱部材７０を車両下から外部へ移動させる（ステップ４０７）。
【００３０】
次に、図５に基づいて、保温装置における保温中の制御装置による制御動作について説明する。
【００３１】
ユーザにより保温装置の図示しないスイッチをオンにすることで、保温装置が稼動する。このときヒータ１５の電源がオンとなる（ステップ５０１）。ヒータ１５の電源がオンされた直後は、しばらくヒータ１５の温度が上昇するだけの状態が継続する。
【００３２】
続いて、ヒータ１５の停止要求があったかどうかを判断し（ステップ５０３）、停止要求がない場合には、温度センサ１７の検出温度を取り込む（ステップ５０５）。
【００３３】
その後、上記した検出温度と所定温度１とを比較し（ステップ５０７）、検出温度が所定温度１より高くなった場合には、ヒータ１５の電源をオフとし（ステップ５０９）、逆に検出温度が所定温度１以下の場合には、ヒータ１５を継続して作動させてステップ５０３以降の動作を繰り返す。
【００３４】
ヒータ１５の電源オフ後は、外気温により断熱部材７０ａの内部の空気が冷却されるが、ここで再度ヒータ１５の停止要求があったかどうかを判断し（ステップ５１１）、停止要求がない場合には、温度センサ１７の検出温度を取り込む（ステップ５１３）。
【００３５】
その後、この検出温度と所定温度２（＞所定温度１）とを比較し（ステップ５１５）、検出温度が所定温度２より低い場合には、シーケンスがリターンされて（ステップ５１７）、ステップ５０１に戻り、ヒータ１５の電源がオンとなる。
【００３６】
上記ステップ５１５で、検出温度が所定温度２以上と判断した場合には、ヒータ１５の電源をオフのままステップ５１１に戻って、ヒータ１５の停止要求を待ち、検出温度の取り込みと所定温度２との比較を繰り返す。
【００３７】
これ以降は、断熱部材７０内部の空気温度が所定温度１より上昇するとヒータ１５がオフとなり、所定温度２より低下すれば、ヒータ１５の電源がオンとなり、断熱部材７０内部の温度を、所定温度１と所定温度１より高い所定温度２との間に制御する。
【００３８】
前記したステップ５０１，５１１で、ヒータ１５の停止要求があった場合は、保温装置の稼働が停止する（ステップ５１９）。
【００３９】
このように、本発明の第２の実施形態によれば、燃料電池車両１と路面５との間に配置する断熱部材７０の内部に加熱用のヒータ１５を設置することで、第１の実施形態に比較して、より高い保温性能を確保することができる。この場合、燃料電池システム３の各部品に個別にヒータを設置する場合よりも、効率よく保温性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係わる燃料電池車両の保温装置を示す、燃料電池車両の簡略化した側面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係わる燃料電池車両の保温装置を示す、燃料電池車両の簡略化した側面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。
【図３】第１の実施形態の保温装置による保温開始時の運用のフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の保温装置による保温終了時の運用のフローチャートである。
【図５】第１の実施形態の保温装置による保温中の制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１  燃料電池車両
３  燃料電池システム
５  路面（車両設置部）
７，７０  断熱部材
７ａ，７０ａ  容器
１５  ヒータ（加熱手段）
【図１】
2006216301.tif 000003
【図２】
2006216301.tif 000004
【図３】
2006216301.tif 000005
【図４】
2006216301.tif 000006
【図５】
2006216301.tif 000007