(57)【要約】【課題】アイドル運転時等の低負荷運転時や車両が傾斜した場合においても、排気管に水が溜まることを防止することができる燃料電池車両を提供する。【解決手段】燃料電池車両１０は、燃料電池システム１２と排気構造１４とを備える。排気構造１４は、車体構造部材の上方を水平方向一方側から他方側へと跨いで設けられた跨ぎ部６８を有する主排気管６４と、車体構造部材の下方に設けられ、車体構造部材よりも水平方向一方側の位置で主排気管６４から分岐し、車体構造部材よりも水平方向他方側の位置で主排気管６４に接続し、主排気管６４よりも細く構成された水抜き用バイパス管６６とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムと、前記燃料電池システムから流出したカソード排ガスを車両外部へと排出する排気構造と、を備えた燃料電池車両であって、
前記排気構造は、
車体構造部材の上方を水平方向一方側から他方側へと跨いで設けられた跨ぎ部を有する主排気管と、
前記車体構造部材の下方に設けられ、前記車体構造部材よりも前記水平方向一方側の位置で前記主排気管から分岐し、前記車体構造部材よりも前記水平方向他方側の位置で前記主排気管に接続し、前記主排気管よりも細く構成された水抜き用バイパス管と、
を備える、燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車両において、
複数の前記跨ぎ部と複数の前記水抜き用バイパス管が設けられている、燃料電池車両。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池車両において、
前記燃料電池システムは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに接続された酸化剤ガス排出ラインと、前記酸化剤ガス排出ラインに設けられた気液分離器と、前記気液分離器と前記排気構造とに接続されたドレイン管とを有する、燃料電池車両。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池車両において、
前記ドレイン管は、前記主排気管における前記跨ぎ部の最上部又は下り傾斜部に接続されている、燃料電池車両。
【請求項５】
請求項１記載の燃料電池車両において、
前記燃料電池システムは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに接続された酸化剤ガス供給ラインと、前記燃料電池スタックに接続された酸化剤ガス排出ラインと、前記酸化剤ガス供給ラインに設けられたコンプレッサと前記酸化剤ガス排出ラインに設けられた回生機構としてのエキスパンダとを有するエアポンプと、を備え、
前記主排気管は、前記エキスパンダの出口に接続されている、燃料電池車両。
【請求項６】
燃料電池システムと、前記燃料電池システムから流出したカソード排ガスを車両外部へと排出する排気構造と、を備えた燃料電池車両であって、
前記燃料電池システムは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに接続された酸化剤ガス供給ラインと、前記燃料電池スタックに接続された酸化剤ガス排出ラインと、前記酸化剤ガス供給ラインに設けられたコンプレッサと前記酸化剤ガス排出ラインに設けられたエキスパンダとを有するポンプと、を備え、
前記排気構造は、前記エキスパンダの出口に接続された水セパレータと、前記水セパレータに接続された排気管とを有し、
前記水セパレータには、前記排気管と前記水セパレータとの接続部よりも下方に、開閉機構付きの排水ポートが設けられている、燃料電池車両。
【請求項７】
請求項６記載の燃料電池車両において、
前記開閉機構は、バネ力に抗して開弁する一方向弁である、燃料電池車両。
【請求項８】
請求項７記載の燃料電池車両において、
前記一方向弁は、前記水セパレータ内の気体圧と水圧との合計圧力が所定の圧力以上となった際に開弁するように開弁圧が設定されている、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】
例えば、下記特許文献１には、燃料電池スタックが搭載された燃料電池車両が開示されている。燃料電池スタックのカソード出口側には排気管が接続されており、空気を含むカソード排ガスは排気管を介して車外へと排出される。典型的には、燃料電池スタックは車両の前部に搭載され、排気管は車両の床面に沿って配設されて車両後部まで延在し、カソード排ガスは車両後部から車外へと放出される。カソード排ガスには、燃料電池での反応生成物である水が含まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６９７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排気管において、排気管の出口までの途中区間に高低差（上り下り）がある場合、アイドル運転時等の低負荷運転時に水が排出できず、排気管に水が溜まってしまう可能性がある。また車両が傾斜した場合、排気管に水が溜まってしまう可能性がある。排気管に水が溜まってしまった場合、圧損増加、異音発生、システム停止後の低温環境での配管凍結といった問題が生じ得る。
【０００５】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、アイドル運転時等の低負荷運転時や車両が傾斜した場合においても、排気管に水が溜まることを防止することができる燃料電池車両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】
本発明の第１の態様は、燃料電池システムと、前記燃料電池システムから流出したカソード排ガスを車両外部へと排出する排気構造と、を備えた燃料電池車両であって、前記排気構造は、車体構造部材の上方を水平方向一方側から他方側へと跨いで設けられた跨ぎ部を有する主排気管と、前記車体構造部材の下方に設けられ、前記車体構造部材よりも前記水平方向一方側の位置で前記主排気管から分岐し、前記車体構造部材よりも前記水平方向他方側の位置で前記主排気管に接続し、前記主排気管よりも細く構成された水抜き用バイパス管と、を備える、燃料電池車両である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、燃料電池システムと、前記燃料電池システムから流出したカソード排ガスを車両外部へと排出する排気構造と、を備えた燃料電池車両であって、前記燃料電池システムは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに接続された酸化剤ガス供給ラインと、前記燃料電池スタックに接続された酸化剤ガス排出ラインと、前記酸化剤ガス供給ラインに設けられたコンプレッサと前記酸化剤ガス排出ラインに設けられたエキスパンダとを有するポンプと、を備え、前記排気構造は、前記エキスパンダの出口に接続された水セパレータと、前記水セパレータに接続された排気管とを有し、前記水セパレータには、前記排気管と前記水セパレータとの接続部よりも下方に、開閉機構付きの排水ポートが設けられている、燃料電池車両である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、車体構造部材の下方に、主排気管よりも細く構成された水抜き用バイパス管が配置されているため、水は、水抜き用バイパス管を通って下流側へと流れることができる。従って、車体構造部材を乗り越えるために高低差を有する主排気管に水が溜まることを防止することができる。これにより、アイドル運転時等の低負荷運転時や車両が傾斜した場合においても、排気構造に水が溜まることを防止することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、エキスパンダの直後で水を除去（回収）することができるため、車体構造部材を乗り越えるために排気管に高低差があっても、排気管内に水が溜まることを防止することができる。また、回生機構付きのエアポンプを比較的低い位置（例えば、燃料電池スタックよりも低い位置）に配置する場合でも、排水ポートを通して水を効果的に車外へと排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の概略図である。
【図２】燃料電池システム及び排気構造の概略図である。
【図３】排気構造の構成説明図である。
【図４】他の態様に係る排気構造の構成説明図である。
【図５】一方向弁の開弁圧の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る燃料電池車両について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１に示す本実施形態に係る燃料電池車両１０は、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池スタック２０を有する燃料電池システム１２と、燃料電池システム１２から流出したカソード排ガスを車両外部へと排出する排気構造１４とを備える。燃料電池スタック２０は、車両前部に設けられたモータルーム１６（ボンネット１８の下方）に配置されている。図示は省略するが、燃料電池車両１０は、さらに、燃料電池システム１２で発電した電力を電源として動作する走行用モータ、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）等の電装品を備える。
【００１３】
図２に示すように、燃料電池システム１２は、さらに、燃料電池スタック２０に燃料ガス（例えば、水素ガス）を供給する燃料ガス供給装置２４と、燃料電池スタック２０に酸化剤ガスである空気を供給する酸化剤ガス供給装置２６と備える。図示は省略するが、燃料電池システム１２はさらに、エネルギ貯蔵装置であるバッテリと、燃料電池スタック２０に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置とを備える。
【００１４】
燃料電池スタック２０は、複数の発電セルが例えば水平方向（鉛直方向でもよい）に積層されてなる。発電セルは、電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）の両面にそれぞれアノード電極及びカソード電極が配置されて構成された電解質膜・電極構造体と、この電解質膜・電極構造体を両側から挟持する一対のセパレータとを有する。アノード電極と一方のセパレータとの間に燃料ガス流路が形成される。カソード電極と他方のセパレータとの間に酸化剤ガス流路が形成される。燃料電池スタック２０には、カソードから水を排出するドレイン管２１ａの一端が接続されている。ドレイン管２１ａの他端は排気構造１４の後述する排気管６０に接続されている。
【００１５】
燃料ガス供給装置２４は、高圧の燃料ガス（高圧水素）を貯留する燃料ガスタンク２８と、燃料ガスを燃料電池スタック２０へと導く燃料ガス供給ライン３０と、燃料ガス供給ライン３０に設けられたインジェクタ３２と、インジェクタ３２よりも下流側に設けられたエジェクタ３４とを有する。燃料ガス供給ライン３０は、燃料電池スタック２０の燃料ガス入口２０ａに接続されている。インジェクタ３２とエジェクタ３４とにより燃料ガス噴射装置が構成されている。
【００１６】
燃料電池スタック２０の燃料ガス出口２０ｂには、燃料ガス排出ライン３６が接続されている。燃料ガス排出ライン３６は、燃料電池スタック２０のアノードで少なくとも一部が使用された燃料ガスであるアノード排ガス（燃料オフガス）を、燃料電池スタック２０から導出する。燃料ガス排出ライン３６には、気液分離器３８が設けられる。燃料ガス排出ライン３６には、循環ライン４０が連結されている。循環ライン４０は、アノード排ガスをエジェクタ３４に導く。循環ライン４０には、循環ポンプ４２が設けられている。なお、循環ポンプ４２は設けられなくてもよい。
【００１７】
酸化剤ガス供給装置２６は、燃料電池スタック２０の酸化剤ガス入口２０ｃに接続された酸化剤ガス供給ライン４４と、燃料電池スタック２０の酸化剤ガス出口２０ｄに接続された酸化剤ガス排出ライン４６と、燃料電池スタック２０に向けて空気を送給するエアポンプ４８と、燃料電池スタック２０に供給する空気を加湿する加湿器５０とを有する。
【００１８】
エアポンプ４８は、空気を圧縮するコンプレッサ４８ａと、コンプレッサ４８ａを回転駆動するモータ４８ｂと、コンプレッサ４８ａに連結されたエキスパンダ４８ｃ（回生機構）とを有する。コンプレッサ４８ａは、酸化剤ガス供給ライン４４に設けられている。酸化剤ガス供給ライン４４において、コンプレッサ４８ａよりも上流側にはエアクリーナ５２が設けられている。空気は、エアクリーナ５２を介してコンプレッサ４８ａに導入される。エキスパンダ４８ｃは、酸化剤ガス排出ライン４６に設けられている。
【００１９】
エキスパンダ４８ｃのインペラは、連結軸４８ｄを介して、コンプレッサ４８ａのインペラに連結されている。エキスパンダ４８ｃのインペラにはカソード排ガスが導入されて、カソード排ガスから流体エネルギを回生する。回生エネルギは、コンプレッサ４８ａを回転させるための駆動力の一部を賄う。
【００２０】
加湿器５０は、水分が透過可能な多数の中空糸膜を有し、中空糸膜によって、燃料電池スタック２０に向かう空気と、燃料電池スタック２０から排出された多湿のカソード排ガスとの間で水分交換させて、燃料電池スタック２０に向かう空気を加湿する。
【００２１】
酸化剤ガス供給ライン４４において、加湿器５０と燃料電池スタック２０の酸化剤ガス入口２０ｃとの間に、気液分離器５４が設けられている。気液分離器５４にはドレイン管２１ｂの一端が接続されている。ドレイン管２１ｂの他端は排気構造１４の排気管６０に接続されている。
【００２２】
排気構造１４は、酸化剤ガス排出ライン４６に接続されている。具体的に、排気構造１４は排気管６０を有し、排気管６０はエキスパンダ４８ｃの出口４８ｅに接続されている。排気管６０には、サイレンサ６２が設けられている。
【００２３】
図１に示すように、エアポンプ４８は、車体前部の下部（燃料電池スタック２０よりも下方）に配置されている。排気管６０は、エキスパンダ４８ｃの出口４８ｅから延出し、車体底部に沿って、車体後部まで延在している。従って、排気管６０の出口６１は、車体後部に位置する。燃料電池車両１０の車体には、ドライブシャフト１０ａや、サブフレーム１０ｂ等の車体構造部材があり、車体前部から車体後部まで延在して配置される排気管６０は、これらの車体構造部材との干渉を避けた形状を有する。
【００２４】
図３において、排気管６０は、排気管６０の全長を構成する主排気管６４と、主排気管６４に接続された水抜き用バイパス管６６とを有する。主排気管６４は、車体構造部材の上方を水平方向一方側（車両前方側）から他方側（車両後方側）へと跨いで設けられた少なくとも１つの跨ぎ部６８を有する。本実施形態において、跨ぎ部６８は、複数（２つ）設けられている。以下、跨ぎ部６８を区別して説明する場合には、それぞれ「第１の跨ぎ部６８ａ」、「第２の跨ぎ部６８ｂ」という。
【００２５】
ドライブシャフト１０ａ及びサブフレーム１０ｂの周辺構造と、主排気管６４の外径との関係で、ドライブシャフト１０ａ及びサブフレーム１０ｂの下方を通して主排気管６４を配置することが難しい。このため、第１の跨ぎ部６８ａは、ドライブシャフト１０ａを跨ぐように構成されており、第２の跨ぎ部６８ｂは、サブフレーム１０ｂを跨ぐように構成されている。第１の跨ぎ部６８ａは、第２の跨ぎ部６８ｂよりも車両前方側に設けられている。
【００２６】
第１の跨ぎ部６８ａは、下流に向かって上方へと延びる上り傾斜部７０と、下流に向かって下方へと延びる下り傾斜部７１と、上り傾斜部７０と下り傾斜部７１とを水平に繋ぐ頂部（最上部）７２とを有する。第２の跨ぎ部６８ｂは、下流に向かって上方へと延びる上り傾斜部７４と、下流に向かって下方へと延びる下り傾斜部７５とを有する。第２の跨ぎ部６８ｂは、第１の跨ぎ部６８ａと同様に、上り傾斜部７４と下り傾斜部７５とを水平に繋ぐ頂部（最上部）をさらに有してもよい。
【００２７】
第１の跨ぎ部６８ａと第２の跨ぎ部６８ｂとは、中間延在部７６（主排気管６４の一部）により連結されている。本実施形態では、中間延在部７６は、第１の跨ぎ部６８ａと第２の跨ぎ部６８ｂとの間に、高低差なく（上り下りがなく）水平に延在している。中間延在部７６は、車両後方に向かって（第２の跨ぎ部６８ｂに向かって）下方に若干傾斜していてもよい。
【００２８】
第２の跨ぎ部６８ｂの下流端（下り傾斜部７５の下端）には、後部排気管６９（主排気管６４の一部）が連なっている。後部排気管６９の後端が、排気管６０の出口６１となっている。後部排気管６９には上り傾斜部がない。すなわち、後部排気管６９には、水平部と下り傾斜部のみ、あるいは水平部のみにより構成されている。
【００２９】
水抜き用バイパス管６６は、車体構造部材の下方に設けられ、車体構造部材よりも水平方向一方側（車両前方側）の位置で主排気管６４から分岐し、車体構造部材よりも水平方向他方側（車両後方側）の位置で主排気管６４に接続している。水抜き用バイパス管６６は、主排気管６４よりも外形形状が細く（小径に）構成されるとともに、跨ぎ部６８をバイパスするように主排気管６４に接続されている。本実施形態において、水抜き用バイパス管６６は、複数（２つ）設けられている。以下、水抜き用バイパス管６６を区別して説明する場合には、それぞれ「第１の水抜き用バイパス管６６ａ」、「第２の水抜き用バイパス管６６ｂ」という。
【００３０】
第１の水抜き用バイパス管６６ａは、車体構造部材の１つであるドライブシャフト１０ａの下方に配置されている。第１の水抜き用バイパス管６６ａは、比較的細いため、ドライブシャフト１０ａの下方を通して配置することができる。第１の水抜き用バイパス管６６ａの一端（前端）は、第１の跨ぎ部６８ａの上り傾斜部７０の下端に接続されている。第１の水抜き用バイパス管６６ａの他端（後端）は、第１の跨ぎ部６８ａの下り傾斜部７１の下端に接続されている。
【００３１】
第１の水抜き用バイパス管６６ａには上り傾斜部がない。すなわち、第１の水抜き用バイパス管６６ａは、水平部と下り傾斜部のみ、あるいは水平部のみにより構成されている（図示例の第１の水抜き用バイパス管６６ａは、前者の構成を有する）。なお、第１の水抜き用バイパス管６６ａは、下り傾斜部のみにより構成されてもよい。
【００３２】
第２の水抜き用バイパス管６６ｂは、車体構造部材の１つであるサブフレーム１０ｂの下方に配置されている。第２の水抜き用バイパス管６６ｂは、比較的細いため、サブフレーム１０ｂの下方を通して配置することができる。第２の水抜き用バイパス管６６ｂの一端（前端）は、第２の跨ぎ部６８ｂの上り傾斜部７４の下端に接続されている。第２の水抜き用バイパス管６６ｂの他端（後端）は、第２の跨ぎ部６８ｂの下り傾斜部７５の下端に接続されている。
【００３３】
第２の水抜き用バイパス管６６ｂには上り傾斜部がない。すなわち、第２の水抜き用バイパス管６６ｂは、水平部と下り傾斜部のみ、あるいは水平部のみにより構成されている（図示例の第２の水抜き用バイパス管６６ｂは、後者の構成を有する）。なお、第２の水抜き用バイパス管６６ｂは、下り傾斜部のみにより構成されてもよい。
【００３４】
主排気管６４にドレイン管２１ａ、２１ｂが接続されている。ドレイン管２１ａ、２１ｂは、主排気管６４のうち第１の跨ぎ部６８ａの上端よりも下流側に接続されている。具体的に、ドレイン管２１ｂが第１の跨ぎ部６８ａの下り傾斜部７１に接続されている。ドレイン管２１ｂは、第１の跨ぎ部６８ａの頂部７２又は中間延在部７６に接続されてもよい。ドレイン管２１ａが中間延在部７６に接続されている。ドレイン管２１ａは、頂部７２又は下り傾斜部７１に接続されてもよい。すべてのドレイン管２１ａ、２１ｂが第１の跨ぎ部６８ａの頂部７２に接続されてもよい。すべてのドレイン管２１ａ、２１ｂが第１の跨ぎ部６８ａの下り傾斜部７１に接続されてもよい。すべてのドレイン管２１ａ、２１ｂが中間延在部７６に接続されてもよい。
【００３５】
次に、上記のように構成された燃料電池車両１０の作用（主として燃料電池システム１２及び排気構造１４の作用）を説明する。
【００３６】
図２において、燃料ガス供給装置２４では、燃料ガスタンク２８から燃料ガス供給ライン３０に燃料ガスが供給される。このとき、燃料ガスは、インジェクタ３２によりエジェクタ３４に向けて噴射され、エジェクタ３４を介して、燃料ガス入口２０ａから燃料電池スタック２０内の燃料ガス流路へと導入され、アノードに供給される。
【００３７】
一方、酸化剤ガス供給装置２６では、エアポンプ４８（コンプレッサ４８ａ）の回転作用下に、酸化剤ガス供給ライン４４に酸化剤ガスである空気が送られる。空気は、加湿器５０にて加湿された後、酸化剤ガス入口２０ｃから燃料電池スタック２０内の酸化剤ガス流路に導入され、カソードに供給される。各発電セルでは、アノードに供給される燃料ガスと、カソードに供給される空気中の酸素とが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００３８】
アノードで消費されなかった燃料ガスは、アノード排ガスとして燃料ガス出口２０ｂから燃料ガス排出ライン３６に排出される。アノード排ガスは、燃料ガス排出ライン３６から循環ライン４０を介してエジェクタ３４に導入される。エジェクタ３４に導入されたアノード排ガスは、インジェクタ３２により噴射された燃料ガスと混合されて、燃料電池スタック２０へと供給される。
【００３９】
燃料電池スタック２０の酸化剤ガス出口２０ｄからは、カソードで消費されなかった酸素を含む多湿のカソード排ガスと、カソードでの反応生成物である水とが、酸化剤ガス排出ライン４６へと排出される。カソード排ガスは、加湿器５０にて、燃料電池スタック２０へと向かう空気と水分交換を行った後、エアポンプ４８のエキスパンダ４８ｃに導入される。エキスパンダ４８ｃでは、カソード排ガスからエネルギ回収（回生）を行い、回生エネルギがコンプレッサ４８ａの駆動力の一部となる。カソード排ガス及び水は、エキスパンダ４８ｃから排気構造１４（排気管６０）へと排出され、排気管６０を介して車外へと放出される。この場合、カソード排ガスは、主排気管６４の跨ぎ部６８を経て排気管６０の出口６１に到達する。一方、水は、水抜き用バイパス管６６を経て排気管６０の出口６１に到達する。
【００４０】
この場合、燃料電池車両１０は以下の効果を奏する。
【００４１】
この燃料電池車両１０によれば、図３に示したように、車体構造部材の下方に、主排気管６４よりも細く構成された水抜き用バイパス管６６が配置されているため、水は、水抜き用バイパス管６６を通って下流側へと流れることができる。従って、車体構造部材を乗り越えるために高低差を有する主排気管６４に水が溜まることを防止することができる。これにより、アイドル運転時等の低負荷運転時や燃料電池車両１０が傾斜した場合においても、排気構造１４に水が溜まることを防止することができる。
【００４２】
この燃料電池車両１０では、複数の跨ぎ部６８と複数の水抜き用バイパス管６６が設けられている。この構成により、主排気管６４が複数個所において車体構造部材を乗り越えなければならない構造においても、複数の水抜き用バイパス管６６を通して水を車両外部へと排出し、水の溜まりを防止することができる。
【００４３】
図３において、ドレイン管２１ａ又はドレイン管２１ｂが、主排気管６４における跨ぎ部６８の最上部（頂部７２）又は下り傾斜部７１に接続されている場合、ドレイン管２１ａ又はドレイン管２１ｂから主排気管６４へと流入した水は、下り傾斜部７１で流れの勢いが増すため、水を車両外部へと効果的に排出することができる。
【００４４】
図２に示したように、燃料電池システム１２は、燃料電池スタック２０と、燃料電池スタック２０に接続された酸化剤ガス供給ライン４４と、燃料電池スタック２０に接続された酸化剤ガス排出ライン４６と、酸化剤ガス供給ライン４４に設けられたコンプレッサ４８ａと酸化剤ガス排出ライン４６に設けられた回生機構としてのエキスパンダ４８ｃとを有するエアポンプ４８とを備える。図３に示したように、主排気管６４は、エキスパンダ４８ｃの出口４８ｅに接続されている。この構成により、回生機構付きのエアポンプ４８を比較的低い位置（例えば、燃料電池スタック２０よりも低い位置）に配置する場合でも、水抜き用バイパス管６６を通して水を効果的に車外へと排出することができる。
【００４５】
上記の燃料電池車両１０では、排気構造１４に代えて、図４に示す他の態様に係る排気構造８０を採用してもよい。この排気構造８０は、エキスパンダ４８ｃの出口４８ｅに接続された水セパレータ８２と、水セパレータ８２に接続された排気管８４とを有する。水セパレータ８２には、排気管８４と水セパレータ８２との接続部よりも下方に、開閉機構８６付きの排水ポート８２ｂが設けられている。
【００４６】
水セパレータ８２は、水を貯留可能な容器８２ａを有する。容器８２ａの上部に、ドレイン管２１ａ、２１ｂが接続されている。排水ポート８２ｂは、水セパレータ８２の容器８２ａの下部に設けられている。開閉機構８６は、バネ力に抗して開弁する一方向弁８７（逆止弁）である。一方向弁８７は、所定の開弁圧未満では閉じており、開弁圧以上で開くように構成されている。一方向弁８７が閉じた状態では、水は、排水ポート８２ｂから排水されない（水セパレータ８２の容器８２ａ内に溜められる）。一方向弁８７が開いた状態では、水は、排水ポート８２ｂから排水される。
【００４７】
図５に示すように、一方向弁８７は、水セパレータ８２内の気体圧（運転空気圧）と水圧との合計圧力が所定の圧力以上となった際に開弁するように開弁圧が設定されている。例えば、水セパレータ８２内の気体圧と水圧との合計圧力が弁開圧より低い場合（パターンＡ）は、一方向弁８７は閉じたままである。水セパレータ８２内の気体圧（運転空気圧）がそれほど高くないが、水圧が高い場合（容器８２ａ内の水の量が比較的多くなった場合）（パターンＢ）は、一方向弁８７は開く。水セパレータ８２内の水圧が比較的低いが、気体圧（運転空気圧）が比較的高い場合（パターンＣ）も、一方向弁８７は開く。
【００４８】
図４において、排気管８４の一端は、水セパレータ８２の容器８２ａに接続されている。排気管８４と水セパレータ８２との接続位置は、容器８２ａ内の最高水位よりも高い位置に設定されている。従って、容器８２ａ内の水が排気管８４へと流れ込むことが防止又は抑制される。排気管８４は、車体構造部材（ドライブシャフト１０ａ、サブフレーム１０ｂ等）の上方を水平方向一方側（車両前方側）から他方側（車両後方側）へと跨いで設けられた少なくとも１つの跨ぎ部９０を有する。本態様において、跨ぎ部９０は、複数（２つ）設けられている。すなわち、排気管８４は、第１の跨ぎ部９０ａと、第２の跨ぎ部９０ｂとを有する。
【００４９】
排気構造８０を備えた燃料電池車両１０によれば、エキスパンダ４８ｃの直後で水を除去（回収）することができるため、車体構造部材を乗り越えるために排気管８４に高低差があっても、排気管８４内に水が溜まることを防止することができる。また、回生機構付きのエアポンプ４８を比較的低い位置（例えば、燃料電池スタック２０よりも低い位置）に配置する場合でも、排水ポート８２ｂを通して水を効果的に車外へと排出することができる。
【００５０】
開閉機構８６は、バネ力に抗して開弁する一方向弁８７である。この構成により、水セパレータ８２に水がある程度溜まった場合には、状態検出や制御を行うことなく簡便に排水を行うことができる。
【００５１】
一方向弁８７は、水セパレータ８２内の気体圧と水圧との合計圧力が所定の圧力以上となった際に開弁するように開弁圧が設定されている。この構成により、水セパレータ８２内に水がたくさん溜まった場合、運転空気圧が低くても開弁するため（図５のパターンＢ）、排水ポート８２ｂから排水することができる。一方、水セパレータ８２内の水が少なくても、運転空気圧が上がれば開弁するため（図５のパターンＣ）、高圧力（高出力）の燃料電池スタック２０から流れてきた水をすぐに排出することができる。
【００５２】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…燃料電池車両                  １２…燃料電池システム
１４、８０…排気構造                ４８…エアポンプ
４８ｃ…エキスパンダ                ６０…主排気管
６６…水抜き用バイパス管            ６８、９０…跨ぎ部
８２…水セパレータ                  ８２ｂ…排水ポート
８６…開閉機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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