(57)【要約】      （修正有）【課題】車両前方の吸気取入口と後部開口部とから燃料電池に冷却空気を充分に供給し、燃料電池の性能を維持して発電効率を向上させ、燃料電池の長寿命化が図れる鞍乗型燃料電池車両を提供する。【解決手段】車両本体１１の前部を覆う前部ボディカバー５０と、車両本体１１の中央部を覆う中央ボディカバー５１と、車両本体１１の後部を運転シート１３とともに覆う後部ボディカバー５２とから構成される本体カバーで車両本体１１が覆われる。燃料タンク２３は中央ボディカバー５１で覆われた車体中央部に配置される一方、燃料電池１５は、燃料タンク２３より後方の運転シート１３および後部ボディカバー５２で覆われて車体後部に配置される。中央ボディカバー５１の前方に、車両前方に開口する吸気取入口と、中央ボディカバー５１の後方に、車両後方に向けて開口する後部開口部７５とが設けられ、燃料電池１５に冷却空気を導く充分な開口部を確保したものである。【選択図】図３
2015147515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を駆動する電動機と、
この電動機に電力を供給する空冷式の燃料電池と、
この燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料タンクと、
前記燃料電池に反応用兼冷却用空気を供給する吸気通路とを設けた鞍乗型燃料電池車両において、
車両本体の前部を覆う前部ボディカバーと、前記車両本体の中央部を覆う中央ボディカバーと、前記車両本体の後部を運転シートとともに覆う後部ボディカバーとから構成される本体カバーで前記車両本体が覆われ、
前記燃料タンクは前記中央ボディカバーで覆われた車体中央部に配置される一方、前記燃料電池は、前記燃料タンクより後方の前記運転シートおよび後部ボディカバーで覆われて車体後部に配置され、
前記中央ボディカバーの前方に、車両前方に開口する吸気取入口と、前記中央ボディカバーの後方に、車両後方に向けて開口する後部開口部とが設けられたことを特徴とする鞍乗型燃料電池車両。
【請求項２】
前記燃料電池から吸気通路に向って延びる吸気ダクトが設けられる一方、前記吸気取入口および後部開口部は前記中央ボディカバー内を車体前後方向に延びる吸気通路を経て前記吸気ダクトに連通され、
前記吸気取入口および後部開口部に可変ルーバが設けられ、前記可変ルーバにより前記吸気取入口および後部開口部の開口面積が調節自在に構成された請求項１に記載の鞍乗型燃料電池車両。
【請求項３】
前記吸気通路内に前記燃料タンクが、燃料ガスを取り出す弁部を前記後部開口部側に向けて設置された請求項１または２に記載の鞍乗型燃料電池車両。
【請求項４】
前記後部ボディカバーの車両両側面に側部吸気取入口が設けられ、前記側部吸気取入口にも可変ルーバが設けられた請求項１または２に記載の鞍乗型燃料電池車両。
【請求項５】
前記吸気取入口と、後部開口部とは前記車体カバーで覆われた車体内部空間で連通されており、
前記車体内部空間は前記燃料電池の吸気ダクトに連通された請求項１ないし４のいずれか１項に記載の鞍乗型燃料電池車両。
【請求項６】
前記燃料電池の吸気ダクトに加圧用送風ファンが設けられ、
前記送風ファンにより前記吸気ダクト内に冷却空気を導くダクト導入通路が前記車体内部空間に設けられた請求項５に記載の鞍乗型燃料電池車両。
【請求項７】
前記燃料電池の吸気ダクト内に圧力センサが設けられ、
前記圧力センサにより前記吸気ダクト内圧力をセンシングし、前記加圧用送風ファンのファン駆動を調節制御した請求項６に記載の鞍乗型燃料電池車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムへの吸気構造を改良して燃料電池の性能を向上させた鞍乗型燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池が発電した電力を電動機に供給し、この電動機によって駆動輪（後輪）を駆動させる鞍乗型燃料電池車両が開発されている。鞍乗型燃料電池車両には水冷式または空冷式の燃料電池システムが備えられる。燃料電池システムでは、燃料ガスとしての水素と反応ガスとしての酸素との電気化学反応により発電が行なわれる。
【０００３】
水冷式燃料電池システムは、比較的大電力が発電可能であるが、その冷却システムにラジエータ、冷却水ポンプ、リザーバタンク、配管類が必要であり、システム構成が複雑となる。
【０００４】
また、空冷式燃料電池システムは、発生する電力が数ｋＷという比較的に小電力であるものの、発電に伴ない発生する熱を反応ガスの空気で冷却することができる。
【０００５】
さらに、空冷式燃料電池システムは、空気流路の圧力損失が小さいため、補機としてコンプレッサに換えて低消費電力の送風ファンで足りるシンプルなシステム構成とすることができる。四輪車両に比べて低出力で走行可能な鞍乗型燃料電池車両では、複雑なシステム構成の水冷式燃料電池システムに代り、空冷式燃料電池システムが用いられることがある。
【０００６】
従来の鞍乗型燃料電池車両として特許文献１には、電動ファンにより外気を燃料電池に供給する鞍乗型燃料電池車両が記載されている。この鞍乗型燃料電池車両は、ラジエータを備えた水冷式燃料電池システムを設けたもので、燃料電池の車体後方側に燃料貯蔵手段（水素ボンベ）が配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２４７３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の鞍乗型燃料電池車両には、外気である空気を燃料電池スタックに供給する技術は記載されているが、空気供給配管を走行風に晒すことで燃料電池を自然冷却させるものである。燃料電池に供給される空気を外部動力源を用いることなく、積極的にかつ強制的に冷却する技術を示すものではない。しかも、特許文献１に記載の燃料電池二輪車は、水冷式燃料電池システムを備えたもので、システム構成が複雑である。
【０００９】
また、従来の燃料電池二輪車の空冷式燃料電池システムは、低消費電力の小型の送風ファンを使用しているために、外気温が例えば１５℃以上の高い状況においては燃料電池のオーバヒートに繋がり、燃料電池の劣化を促進し、その寿命を損ねる虞があった。
【００１０】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、車両後方に配置の燃料電池に吸気取入口と後部開口部とから冷却空気を充分に供給する一方、冷却空気の過剰な圧力を後部開口部より車外に抜出して燃料電池の発電効率を向上させ、燃料電池の長寿命化を図れるようにした鞍乗型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】
【００１１】
本発明に係る鞍乗型燃料電池車両は、上述した課題を解決するために、駆動輪を駆動する電動機と、この電動機に電力を供給する空冷式の燃料電池と、この燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する燃料タンクと、前記燃料電池に反応用兼冷却用空気を供給する吸気通路とを設けた鞍乗型燃料電池車両において、車両本体の前部を覆う前部ボディカバーと、前記車両本体の中央部を覆う中央ボディカバーと、前記車両本体の後部を運転シートとともに覆う後部ボディカバーとから構成される本体カバーで前記車両本体が覆われ、前記燃料タンクは前記中央ボディカバーで覆われた車体中央部に配置される一方、前記燃料電池は、前記燃料タンクより後方の前記運転シートおよび後部ボディカバーで覆われて車体後部に配置され、前記中央ボディカバーの前方に、車両前方に開口する吸気取入口と、前記中央ボディカバーの後方に、車両後方に向けて開口する後部開口部とが設けられたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る鞍乗型燃料電池車両は、車両後部に配置された燃料電池に吸気取入口と後部開口部とから開口面積を大きくとって冷却空気を充分に供給することができ、燃料電池のオーバヒートや劣化を未然に防止して燃料電池の発電効率を向上させ、長寿命化を図ることができる。また、後部開口部は、吸気取入口とともに冷却空気の導入を図りながら走行風により上昇し過ぎた冷却空気の過剰圧力（ラム圧）を車外に抜出することができ、燃料電池の性能維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る鞍乗型燃料電池車両の第１の実施形態として燃料電池二輪車の外観を示す左側面図。
【図２】図１の燃料電池二輪車の内部構造を車両左側の前上方から見た斜視図。
【図３】燃料電池二輪車の車両停止時または低速時における燃料電池への冷却空気の給排関係を示す構成図。
【図４】燃料電池二輪車の走行時における燃料電池への給排関係を示す構成図。
【図５】燃料電池二輪車に備えられる燃料電池を右側前方から見た斜視図。
【図６】燃料電池二輪車に備えられる燃料電池を左側後方から見た斜視図。
【図７】燃料電池システムに備えられる燃料電池の発電原理を示す図。
【図８】燃料電池二輪車に備えられる空冷式燃料電池システムの配置構成例を示す図。
【図９】燃料電池の特性曲線を示す図。
【図１０】本発明に係る鞍乗型燃料電池車両の第２実施形態を示す燃料電池二輪車の外観を車両左側の前上方から見た斜視図。
【図１１】図１０の燃料電池二輪車の内部構造を部分的に示す構成図。
【図１２】図１０の燃料電池二輪車の燃料電池システムへの吸気構成を原理的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る鞍乗型燃料電池車両の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１ないし図４は、本発明に係る鞍乗型燃料電池車両の第１の実施形態を示す図である。図１は、鞍乗型燃料電池車両として燃料電池二輪車１０の外観を示す左側面図であり、図２は、車体カバー１２および運転シート１３を取り外した燃料電池二輪車１０の内部構造を示すもので、車両左側の前上方から見た車両本体１１の斜視図である。また、図３は、燃料電池二輪車１０の車両停止時または低速時における車両本体１１の内部構造を示す左側面図、図４は燃料電池二輪車１０の走行時における車両本体１１の内部構造を示すもので、図３と同様な燃料電池二輪車１０の左側面図である。
【００１６】
また、説明を容易にするため、燃料電池二輪車１０は車両前方側を符号「Ｆ」、車両後方側を符号「Ｒ」でそれぞれ表わす。
【００１７】
図１から図４に示すように、本実施形態に係る燃料電池二輪車１０は、燃料電池１５から得られる電力を用いて走行する自動二輪車である。
【００１８】
［車両本体の構成］
燃料電池二輪車１０は、燃料電池１５と二次電池１６とを組み合せたハイブリッド型のスクータ型自動二輪車の例である。燃料電池二輪車１０は、車両本体１１（車体）と、操舵輪である前輪１７と、前輪１７を操舵する操向ハンドル１８と、駆動輪である後輪１９と、後輪１９を駆動させるモータ２０と、を備える。モータ２０は駆動輪を駆動する車両駆動モータの電動機として機能する。
【００１９】
車両本体１１は、主構造部材（メインフレーム）である車体フレーム２２と、車体フレーム２２を覆う車両カバー１２と、車体フレーム２２の上方に配置された運転シート１３と、を備える。また、車両本体１１は、空冷式の燃料電池１５と、燃料電池１５の発電に用いられる燃料を貯蔵する燃料タンク２３と、燃料電池１５の電力を補助する二次電池１６と、燃料電池１５の出力電圧を調整し、燃料電池１５および二次電池１６の電力分配制御を行う電力管理装置２４と、電力管理装置２４から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、モータ２０の運転制御を行うモータコントローラ（図示せず）と、を備える。燃料電池二輪車１０のパワートレインは、燃料電池１５および二次電池１６を有するハイブリッドシステムである。
【００２０】
車体フレーム２２は、ヘッドパイプ２６と、上部ダウンフレーム２７と、左右一対の下部ダウンフレーム２８と、左右一対のアッパーフレーム２９と、左右一対のロアーフレーム３０と、を主に備え、メインフレームを構成している。
【００２１】
ヘッドパイプ２６は、車両本体１１の前方部にフォーク式のフロントフォーク３２を軸支する。
【００２２】
上部ダウンフレーム２７は、ヘッドパイプ２６の上部に接続され、車両本体１１の後方に向かって後下がりに傾斜される。
【００２３】
下部ダウンフレーム２８は、ヘッドパイプ２６の下部からほぼ真下あるいは後下方に向かって延在される。
【００２４】
アッパーフレーム２９は、車両本体１１の前半部において下部ダウンフレーム２８の下端から上部ダウンフレーム２７の下端を経て車両本体１１の後方向に延在され、車両本体１１の後半部において車両本体１１の後方に滑らかに後上がりに傾斜している。アッパーフレーム２９の後半部の上方には、運転シート１３が配置される。
【００２５】
また、アッパーフレーム２９は、車両本体１１の後半部にピボット３３を備える。このピボット３３廻りにスイングアーム３４が揺動自在に設けられる。スイングアーム３４の後端部に後輪１９が軸支される一方、スイングアーム３４はリアクッションユニット３５により昇降自在に弾力的に支持される。リアクッションユニット３５はスイングアーム３４の下端部と車体フレーム２２の後部との間に支持される。
【００２６】
ロアーフレーム３０は、下部ダウンフレーム２８の下端から車両本体１１の下方に向かって延在され、車両本体１１の下端位置で後方に屈曲され、車両本体１１の前後方向に延在される。さらにロアーフレーム３０は車両本体１１の中央部分に達する位置で後上方に屈曲されてアッパーフレーム２９に接続される。左右のロアーフレーム３０は、その前方側にライダーのためのフットレスト３６を備える。車両本体１１の左側に位置されたロアーフレーム３０は、サイドスタンドブラケット３７を備える。サイドスタンドブラケット３７には、燃料電池二輪車１０を左傾状態で自立させるサイドスタンド３８が揺動自在に設けられる。符号３６ａは同乗者のためのフットレストである。
【００２７】
前輪１７は、フロントフォーク３２に回動自在に軸支される。フロントフォーク３２は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造に構成されるとともに、前輪１７の上方にフロントフェンダ４１を支持する。前輪１７、フロントフォーク３２、および操向ハンドル１８は、ヘッドパイプ２６周りに回動自在に軸支され、燃料電池二輪車１０のステアリング機構４２を構成する。
【００２８】
燃料電池二輪車１０の電動機であるモータ２０は、スイングアーム３４に一体的に取り付けられ、ユニットスイング式スイングアーム３４を構成する。モータ２０は、変速機（図示省略）を介して後輪１９に接続される。モータ２０が発生させた駆動力は、変速機を介して後輪１９に伝達される。
【００２９】
また、車体フレーム２２は、ロアーフレーム３０の後方側の屈曲部に架設されたガードフレーム３９を備える。ガードフレーム３９には、燃料電池二輪車１０を自立させるセンタースタンド（図示せず）が揺動自在に設けられる。
【００３０】
このように構成された車体フレーム２２によって車両本体１１は、左右一対のアッパーフレーム２９および左右一対のロアーフレーム３０で囲まれたセンタートンネル領域４４に燃料タンク２３を備え、アッパーフレーム２９の後半部には、車両カバー１２および運転シート１３で囲まれた機器搭載領域４５（機器搭載空間）に燃料電池１５、二次電池１６、電力管理装置２４、およびモータコントローラ（図示せず）が設けられる。機器搭載領域４５には、車両本体１１の前方側から二次電池１６、電力管理装置２４、燃料電池１５、の順に配置される。モータコントローラは、電力管理装置２４の側方、例えば車両本体１１の左側（右側）に併設される。また、車体フレーム２２のセンタートンネル領域４４の後方で、かつ機器搭載領域４５の下方のタイヤハウス領域４６は、後輪１９が配置され、後輪１９の上方にリアフェンダ４７が設けられる。機器搭載領域４５とタイヤハウス領域４６との間には、それぞれの領域を区画する隔壁部材４８が設けられる。
【００３１】
車両カバー１２は、車両本体１１の前半部を覆う前部ボディカバーのフロントレッグシールドカバー５０と、車両本体１１の中央部でアッパーフレーム２９を上方から覆う中央ボディカバーのフロントフレームカバー５１と、車両本体１１の後半部に位置され、車両本体１１の後部を運転シート１３とともに覆う後部ボディカバーのリアフレームカバー５２と、を備える。
【００３２】
運転シート１３は、車両本体１１の後半上部に位置される。運転シート１３は、タンデム式であり、運転者が着座する前方部１３ａと、同乗者が着座する後方部１３ｂとが一体的に形成される。
【００３３】
［燃料電池システム］
燃料電池二輪車１０に備えられる空冷式燃料電池システム５５は、燃料ガスとしての水素と反応ガスとしての酸素との電気化学反応により発電が行なわれる。燃料電池システム５５では走行風を吸気ダクト５７を通して燃料電池１５に取り込み、燃料の水素を反応させる一方、燃料電池１５を冷却している。
【００３４】
燃料電池１５は、図２ないし図４に示すように、車両本体１１のメインフレーム後方の機器搭載領域４５にレイアウトされ、パッセンジャーが着座する運転シート１３の後方部１３ｂ下方に配置される。燃料電池１５は、扁平なボックス形状に形成され、反応ガス（空気）の導入口を有する吸気面を前方に斜め下向きに傾斜状態で配置される。燃料電池１５の吸気面は運転シート１３の前方部１３ａと後方部１３ｂの境界部（段差部分）下方に位置し、車両前方側に斜め下向きに傾斜して設けられる。
【００３５】
また、燃料電池１５の前部には、吸気ダクト５７が斜め下向きに備えられ、燃料電池反応および冷却のため、反応用兼冷却用空気が吸気ダクト５７から燃料電池１５に導かれる。燃料電池１５は吸気面の反対側に排気面が対向して形成される。
【００３６】
燃料電池１５は吸気面の前側に、図５に示すようにフィルタ５８が設けられ、燃料電池１５の排気面側に、図６に示すように、排気圧力を均一化する排気プレナム５９を介してファン６０が設置される。燃料電池１５は、吸気面から吸い込まれた空気に含まれる酸素が、燃料タンク２３から供給される水素ガスと電気化学反応して発電に供される。発電後に、排気口６３から湿潤な余剰ガスが排気プレナム５９からファン６０により排出される。この過程で、燃料電池１５は反応ガスとしての空気によって冷却される。燃料電池１５の排気は排気ダクト６２に送られている。その際、吸気ダクト５７は流路の圧力損失低減のため、燃料電池１５の吸気面の断面積とほぼ等しい断面積を持つように設計されている。
【００３７】
排気ダクト６２は、燃料電池１５の後方に配置され、車両本体１１の後端に開口された排気口６３に燃料電池１５の排気を導き、排出している。排気ダクト６２は、その前端部が燃料電池１５の排気面側に排気プレナム５９を介して連通される。排気ダクト６２の後方端部に形成される排気口６３は燃料電池１５の排気口の位置よりも上方、望ましくは後方上端部に設けられる。排気ダクト６２は、燃料電池１５の排気口よりも上方に配置された排気口６３を有することで、未反応の水素ガスを含む湿潤な余剰ガスを確実に車両本体１１の外に排気できる。排気ダクト６２はその後方端部に排気口６３を形成するだけでなく、後部下方に排気できる下部排気口６３ａを形成し、排気口６３，６３ａの開口面積を大きくしてもよい。
【００３８】
燃料電池１５は、図５および図６に示すように、単位セルを複数積層して構成された燃料電池スタック６４を備えており、前面に除塵を行なうフィルタ５８が、背面に反応用兼冷却用空気を強制的に送り出す（吸引する）（送風）ファン６０が備えられ、燃料電池スタック６４とファン６０の間に、空気の圧力を均圧化するための排気プレナム５９が備えられる。また、排気ダクト６２も、吸気ダクト５７と同様に、流路の圧力損失低減のために、断面積を大きく保つ設計が行なわれている。
【００３９】
［燃料タンクの配置］
燃料タンク２３は、図２ないし図４に示すように、燃料電池１５の燃料用水素ガスを貯蔵する。燃料タンク２３は、例えば約７０ＭＰａの高圧圧縮水素貯蔵システムである。燃料タンク２３は、車両本体１１の略中央下部のセンタートンネル領域４４の吸気通路７４に、中央ボディカバー５１で覆われて、その長手軸方向を車両本体１１の前後方向に沿わせて横臥状態で設けられる。したがって、燃料タンク２３は、その周囲を一対のアッパーフレーム２９および一対のロアーフレーム３０によって囲まれ、燃料電池二輪車１０の転倒や衝突などの事象に対し、堅牢に保護される。また、燃料タンク２３は、ロアーフレーム３０に設けられた左右のフットレスト３６の間に挟まれる。
【００４０】
また、燃料タンク２３は、車両本体１１のアッパーフレーム２９と、車両本体１１のロアーフレーム３０と、の間に架設されたクランプバンド６６によってセンタートンネル領域４４に固定される。
【００４１】
さらに、図２に示すように、燃料タンク２３は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）あるいはアルミライナ製複合容器で構成された圧力容器６７を備える。圧力容器６７は両端に半球状の鏡板を有する円柱形状の容器である。
【００４２】
圧力容器６７には、燃料としての水素ガスが燃料充填口６８から圧力容器６７内に導かれる。燃料充填口６８は、二次電池１６から十分に離間して配置される。具体的には、図７に示すように、燃料充填口６８は、上部ダウンフレーム２７の近傍に配置され、中央ボディカバー５１に覆われる。なお、図１，図３および図４において、符号７０は、車両本体１１の底部側を覆うアンダーカバーである。
【００４３】
一方、燃料電池二輪車１０の車両本体１１を覆う車体カバー１２は、中央ボディカバー５１の前方に、外気を取り入れる吸気取入口７３が前部開口部として形成される。吸気取入口７３は、図３および図４に示すように、前輪１７を覆うフロントフェンダ４１の後方であって、中央ボディカバー５１の前側のカウリング前面に開口して備えられる。車両走行に伴ない走行風の外気を強制的に吸い込み、吸気通路７４を経て吸気ダクト５７から燃料電池１５に導かれるようになっている。
【００４４】
吸気通路７４は、吸気取入口７３から吸い込まれ、中央ボディカバー５１とアンダーカバー７０で囲まれたセンタートンネル領域４４を経て吸気ダクト５７内に導かれ、燃料電池１５の吸気面に至る。吸気通路７４は、センタートンネル領域４４では燃料タンク２３の周辺に沿って車両長手（前後）方向に導かれ、続いて、隔壁部材４８により車両の斜め後上方に向きが変えられて吸気ダクト５７に案内される。隔壁部材４８はセンタートンネル領域４４とタイヤハウス領域４６を仕切っており、隔壁部材４８に車両後方に向けて開口する後部開口部７５が設けられる。後部開口部７５は後輪１９の前方に対向して位置される。
【００４５】
また、燃料電池二輪車１０は、図１に示すように、運転シート１３とともに車体後部を左右上下から覆う後部ボディカバー５２に側部吸気取入口７６を側部開口部として形成してもよい。側部吸気取入口７６は、後部ボディカバー５２の車体両側面に設けられ、運転シート１３の前方部１３ａと後方部１３ｂの境界部付近の車体両側下方に位置される。さらに、中央ボディカバー５１のフットレスト３６下方にも側部開口部７７が設けられる。中央ボディカバー５１の側部開口部７７にはサイドスタンドブラケット３７が露出しており、この側部開口部７７を介してサイドスタンド３８を操作するように構成される。
【００４６】
ところで、燃料電池１５用燃料である燃料ガス（水素ガス）を貯蔵する燃料タンク２３は、車体フレーム２２のメインフレーム２９，３０に囲まれたセンタートンネル領域４４の車両中央に横臥状態で配置される。燃料電池１５に用いられる燃料の水素ガスは、内燃機関車両の燃料であるガソリンや軽油の液体燃料に比べ、ガス燃料のエネルギ密度が低い。このため、燃料電池車両では航続距離延長のために、燃料の水素ガスを高圧状態に圧縮して燃料電池車両に搭載される。本実施形態の燃料電池二輪車１０では、例えば、７０ＭＰａの高圧燃料タンク２３が使用される。燃料タンク２３は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製でタンク本体が製造される。
【００４７】
また、燃料タンク２３には、後端部の弁部８５から燃料電池１５に燃料ガス（水素ガス）を供給する燃料供給配管８６が接続される。燃料供給配管８６の途中には、燃料タンク２３の圧力制御を行なう圧力レギュレータや圧力測定のための圧力センサなどの水素系部品（図示せず）が備えられる。
【００４８】
燃料電池二輪車１０においては、燃料電池１５、燃料タンク２３、二次電池１６、電力管理装置２４、車両モータコントローラ（図示せず）等の車両構成部品が、中央ボディカバー５１、後部ボディカバー５２、アンダーカバー７０および運転シート１３に囲まれた車体カバー１２内のスペースにレイアウトされて搭載されている。
【００４９】
［二次電池］
二次電池１６は、燃料電池１５の吸気ダクト５７の前方に備えられ、例えばボックス状のリチウムイオン電池で構成される。二次電池１６は、運転シート１３の下方に区画された機器搭載領域４５の前側に偏倚させて配置されるとともに、燃料タンク２３の後方側鏡板の上方に配置される。さらに具体的には、二次電池１６は、ライダーが着座する運転シート１３の前方部１３ａの下方に配置され、燃料電池二輪車１０の仮想的な水平面に略直立される。燃料電池二輪車１０は、燃料電池１５と二次電池１６を電源に持つハイブリッド車両である。二次電池１６は燃料電池１５と並列にモータコントローラ（負荷）に接続され、交流電力に変換してモータ２０の駆動用電力を供給するとともに、減速時の回生エネルギを吸収している。
【００５０】
なお、燃料電池二輪車１０は、燃料電池１５の他に、メータ類（図示省略）、ランプ類（図示省略）用の電源として、例えば１２Ｖ系の電力を供給できる二次電池１６を備える。二次電池１６は、燃料タンク２３の上方、機器搭載領域４５内のアッパーフレーム２９上面に配置される。
【００５１】
このように、二次電池１６と、電力管理装置２４と、モータコントローラ（図示せず）と、燃料電池１５とを配置することによって、電気的接続が隣り合う装置を極力近接させて配置することが可能であり、装置間の配線長を短く、配線に係る重量を軽くすることができる。
【００５２】
［燃料電池の発電原理］
燃料電池二輪車１０は、燃料電池１５を車両駆動モータ２０の電力源として用いたものである。
【００５３】
燃料電池二輪車１０に搭載される燃料電池１５は、燃料である水素ガスと反応ガスである空気（酸素）とを電気化学反応により発電し、この発電に付随して水が生成される燃料電池システム５５である。
【００５４】
燃料電池システム５５の燃料電池１５は、通常、セルと呼ばれる最小構成単位を多数積層して燃料電池スタック６４を構成している。通常の固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）において、図７に示すように、セル１００は、水素および空気（酸素）をそれぞれ供給するアノード極１０１とカソード極１０２に挟まれて拡散層１０３，１０４および反応活性化のための触媒層１０５，１０６、そして中央に水素イオンを選択的に透過させる電解質膜１０７を配している。
【００５５】
アノード極１０１に供給された水素分子は、アノード極１０１の電解質膜１０７の表面にある触媒層１０５において活性な水素原子となり、さらに水素イオンとなって電子を放出する。
【００５６】
アノード極（陽極）１０１におけるこの反応は（式１）で表わされる。
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−      ……（式１）
【００５７】
（式１）により発生した水素イオンは、電解質膜１０７に含まれる水分を伴なってアノード極１０１側からカソード極１０２側へと電解質膜１０７中を移動し、また電子は外部回路１０８を通じてカソード極１０２に移動する。この電子の移動により、外部回路１０８に介装された負荷（例えば、車両駆動モータ）１０９には、電流が流れる。
【００５８】
一方、カソード極１０２に供給された空気中の酸素分子は、触媒層１０６において外部回路１０８から供給された電子を受け取り酸素イオンとなり、電解質膜１０７を移動してきた水素イオンと結合して水となる。カソード極（陰極）１０２におけるこの反応は、（式２）で表される。
１／２０２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２０    ……（式２）
【００５９】
このようにして生成された水分の一部は、濃度拡散によりカソード極１０２からアノード極１０１へと移動する。（式１）と（式２）の電気化学反応において、セル１００内部では電解質膜１０７や電極の電気抵抗に起因する抵抗過電圧、水素と酸素が電気化学反応を起こすための活性化過電圧、拡散層１０３，１０４中を水素や酸素が移動するための拡散過電圧など様々な損失が発生し、それにより発生した廃熱を冷却する必要がある。
【００６０】
燃料電池１５には、発生した廃熱を冷却するものとして、水冷式と空冷式の燃料電池システムがある。
【００６１】
水冷式燃料電池システムは、比較的に大電力を発電可能であるが、冷却システムにラジエータ、冷却水ポンプ、リザーバタンク、配管類が必要であり、燃料電池スタックの出力密度を向上させるために、吸気空気を圧縮するコンプレッサを始めとして多くの補機類が備えられる。このため、水冷式燃料電池システムは、システムの複雑化、大型化、重量化、高コスト化を招いている。
【００６２】
これに対し、コンプレッサやラジエータ、冷却水ポンプ等の補機類を極力廃し、燃料電池１５の冷却に空冷方式を採用し、システム構成を簡素化した空冷式の燃料電池システムが用いられる。この燃料電池１５は、燃料に水素ガスを用いたシンプルな空冷式燃料電池システムが用いられる。
【００６３】
図８は、燃料に水素ガスを用いた空冷式燃料電池システム５５を示している。空冷式燃料電池システム５５の燃料電池１５は、最小構成単位のセルを多数積層した燃料電池スタック６４を備え、燃料電池スタック６４に水素ガスを供給する水素ガス供給装置１１０を備えている。水素ガス供給装置１１０は、高圧の燃料タンク（水素タンク）２３に貯蔵した圧縮水素ガスを、燃料供給配管８６により減圧弁（レギュレータ）１１１を介して燃料電池スタック６４のアノード吸気部１１２に導入する。その際、燃料（水素）ガスの断熱膨張による温度低下で、燃料タンク（水素タンク）２３、燃料供給配管８６、減圧弁１１１を始めとする水素系部品が積極的に冷却される。
【００６４】
また、カソード吸気部１１３に供給された空気は、水素との反応ガスとして燃料電池スタック６４内に多数積層したセルにおける発電反応に供するのみでなく、冷却媒体として燃料電池スタック６４における廃熱を奪い、燃料電池スタック６４を冷却する役割を有している。
【００６５】
水素との反応後の余剰空気及び燃料電池スタック６４を冷却後の空気は、図８に示すように、燃料電池スタック６４のカソード排気部１１４からカソード排気として排気ダクト６２に排出され、外気に放出される。燃料電池スタック６４で発電に使用されなかった余剰水素ガスは、アノード排気部１１５からアノード排気として水素パージ配管１１６に排出される。水素パージ配管１１６は、排気ダクト６２の途中に接続されている。水素パージ配管１１６に排出されたアノード排気は、パージ弁１１７を経て排気ダクト６２のカソード排気に混入される。アノード側の水素ガスパージを行う際には、排気水素ガスをカソード排気により可燃下限濃度以下に希釈して外気に放出する。
【００６６】
このように、低圧のブロアファン１１８により反応ガス兼冷却媒体としての空気の供給を行う空冷式の燃料電池システム５５においては、消費電力の低下やシステムの小型・軽量・簡素化が図られる一方で、空気流量の制限により水冷式の燃料電池システムに比べて冷却能力が相対的に低く、故に燃料電池スタック６４の運転可能な温度範囲が狭いことがある。このため、夏季などの高温時に燃料電池スタック６４のオーバヒートに繋がる懸念がある。
【００６７】
［燃料電池の冷却構造］
図３，図４および図８に示すように、燃料電池二輪車１０の車両前面の吸気取入口７３から取り入れられた空気（外気）は吸気通路７４を通って燃料電池１５に導かれる。その際、吸気取入口７３は車両前面に備えられているために、車両走行時の正圧が、吸気取入口７３から取り入れられる空気（外気）に作用して、空気は吸気通路７４を経て燃料電池１５側に積極的に押し込まれる。これにより、燃料電池１５のファン６０の回転数を低減させることができ、ファン６０の消費電力を低減させることができる。ファン６０は図８に示されたブロア（送風）ファン１１８のように燃料電池１５の上流側に設置してもよい。
【００６８】
また、燃料電池１５へ燃料を供給する燃料タンク２３から燃料である水素を放出する際の断熱膨張効果により燃料タンク２３は冷却され、温度が下がる。その結果、燃料タンク２３の周りの吸気通路７４を通過する反応用兼冷却用の空気は積極的に冷却され、燃料電池１５の冷却効果が向上するとともに、要求風量を節約することができる。結果的にファン６０の負荷を減らすことができるので使用電力の節約に効果がある。
【００６９】
燃料タンク２３は車両の中心軸線と平行に搭載して後端部（弁部）８５に燃料供給配管８６および減圧弁１１１を配置している。また、燃料電池二輪車１０は、燃料電池１５から前下方に延びる吸気ダクト５７が、吸気通路７４内に下向きに開口して、この開口が燃料タンク２３からの燃料供給配管８６および減圧弁１１１を上側から覆うように配置される。
【００７０】
燃料タンク２３の圧力容器６７はＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）で形成されており、断熱膨張による燃料ガスの熱が伝わり難く温度が下がり難い。これに対して燃料タンク２３の後端部（弁部８５）に設けられて燃料ガスを出し入れする燃料供給配管８６を接続部分はアルミ合金で形成されていて燃料ガスの熱が伝わり易くかつ温度が下がり易く、燃料タンク２３の中で最も温度が低くなる箇所である。これにより、最も温度が低くなる箇所と吸気ダクト５７の吸気取入口７３を接近して配置すれば、より温度の低い空気を供給することが可能になる。
【００７１】
空冷式の燃料電池１５がより大きな起電力を得るにはより大量の水素ガス燃料を消費して燃料電池１５の温度が上昇してより大量の冷却空気で冷却する必要がある。燃料タンク２３が水素ガス燃料を多く供給すれば、燃料タンク２３は燃料ガス（水素）の断熱膨張により、より温度が下がる、この燃料タンク２３によって吸入空気の温度が下がるので、燃料電池１５の起電力の増減にも効果を発揮することができる。
【００７２】
ところで、燃料電池システム５５に備えられる燃料電池１５は、図９に示すＦＣ（燃料電池）特性曲線Ａを有する。ＦＣ特性曲線Ａによれば、発電出力の増加に伴なって冷却風量が増加する傾向がある。また、燃料電池１５のＦＣ特性曲線Ａによれば、所要の発電出力を得るために必要な冷却空気の風量（冷却風量）は決められている。
【００７３】
第１の実施形態の燃料電池二輪車１０では、燃料電池１５で所要の発電出力を得るためには、ＦＣ特性曲線Ａで設置された冷却風量以上の冷却空気の風量が必要となる。この燃料電池二輪車１０では、車体前方に前部開口部の吸気取入口７３が形成され、車体後方下部に後部開口部７５をそれぞれ設けて、充分な開口面積を確保することで圧力損失を低減し、燃料電池１５の性能を維持する冷却空気を燃料電池１５に供給することができる。
【００７４】
［第１の実施形態の作用］
第１の実施形態に示された燃料電池二輪車１０は、車両後方に燃料電池１５を配置し、冷却空気を導入する開口部は、少なくとも、車体前方に位置する吸気取入口７３と、車体後方下部で後輪１９の前方に位置する後部開口部７５を有し、さらに、車体両側方に開口する側部開口部７７が必要に応じて設けられる。全ての開口部７３，７５，７７は車体カバー１２内の車体内部空間８０で繋がっており、車体内部空間８０は燃料電池１５の吸気ダクト５７に通じている。
【００７５】
また、燃料電池二輪車１０は空冷式燃料電池システム５５を備え、燃料電池１５の冷却に用いられる空気流量は、例えば最大で１０ｍ３／ｍｉｎ程度と大きい。このため、燃料電池二輪車１０では、冷却空気を燃料電池１５に導くために開口部７３，７５を大きくとる必要がある。
【００７６】
第１の実施形態では、燃料電池二輪車１０の車体前方に前部開口部の吸気取入口７３を、また、車体後部下部で後輪１９の前方に後部開口部７５をそれぞれ設け、冷却空気を導入する各開口部を車体前後にそれぞれ設けて充分な開口面積を確保している。
【００７７】
そして、燃料電池二輪車１０の停車時や低速時には、図３に示すように、車体前方の吸気取入口７３および後部開口部７５から冷却空気を車両本体１１内の吸気通路７４にそれぞれ取り入れ、複数の開口部から吸気通路７４および吸気ダクト５７を経て燃料電池１５に導くことができる。停車時や低速時に充分な開口面積を確保し、燃料電池１５に充分な量の冷却空気を有効的に供給することができる。このように、車体前方の吸気取入口７３と車体後方下部の後部開口部７５をそれぞれ設けて冷却空気を導くことで、充分な開口面積を確保して圧力損失を低減させ、燃料電池１５の性能を維持する冷却空気を燃料電池１５に供給することができる。
【００７８】
また、車体後方下部の後部開口部７５は、停止時等に冷却空気を取り入れる吸気取入口としての役割と、車両前方の吸気取入口７３から導入された走行風による圧力が生じた場合、走行風による上昇し過ぎた圧力（ラム圧）を外部に抜出する排出口としての役割を有する。
【００７９】
また、図４に示すように、燃料電池二輪車１０の走行時、例えば時速５０ｋｍ以上では、車体前方の吸気取入口７３から吸気通路７４に冷却空気（大気）が積極的かつ強制的に導入され、押し込まれる。この冷却空気の押込みにより、図５および図６に示す送風ファン６０，６０のファン駆動だけでは足りない冷却空気を強制的にかつ積極的に燃料電池１５に供給することができる。また、送風ファン６０，６０のファン駆動だけで冷却空気量が足りている場合には、送風ファン６０，６０のファン駆動を軽減させることができ、送風ファン６０の消費電力を抑えることができる。
【００８０】
さらに、燃料電池二輪車１０が、例えば時速７０ｋｍを超える高速走行時において、走行風が吸気取入口７３から吸気通路７４に過剰に流入する場合には、走行風による過剰圧力（ラム圧）を後部開口部７５から外部に抜出することができる。その際、過剰ラム圧力を抜く後部開口部７５の開口面積は、吸気通路７４や吸気ダクト５７の流路抵抗を考慮し、前部開口部の吸気取入口７３に対し所要の比率で開口させることが好ましい。例えば、後部開口部７５は吸気取入口７３の開口面積の１／３あるいは２／５程度に設定される。
【００８１】
ところで、第１の実施形態の燃料電池二輪車１０では、吸気取入口７３が車体前面側に設けられるために、車両走行時には、吸気通路７４や吸気ダクト５７内に常に正圧が印加されて冷却空気が燃料電池１５に押し込まれる。結果として、燃料電池１５の送風ファン６０，６０の回転数を低減させることができ、送風ファン６０，６０の消費電力を低減させることができる。
【００８２】
また、燃料電池二輪車１０は、車体カバー１２の中央ボディカバー５１でセンタートンネル領域４４に車体長手方向に延びる吸気通路７４を構成したので、吸気通路７４を形成する専用の部品が不要となり、配設のためのスペースも不要になる。したがって、部品の削減により重量およびコストの低減を図ることができ、燃料電池二輪車１０がコンパクトになる効果が期待できる。
【００８３】
その上、燃料電池二輪車１０は、燃料タンク２３を中央ボディカバー５１で覆われた車体中央部に配置する一方、燃料電池１５は燃料タンク２３よりも後方の運転シート１３および後部ボディカバー５２で覆われた車体後部に配置される。そして、中央ボディカバー５１の前部に車両前方に開口する吸気取入口７３を設けて燃料タンク２３の周囲に冷却空気が流れる吸気通路７４が形成される。この吸気通路７４は燃料タンク２３の後端部（弁部）８５から燃料電池１５に向って後上方に、斜めに延びる吸気ダクト５７に連通される。
【００８４】
このため、吸気通路７４の吸気取入口７３を車両の進行方向前方に向けて形成することができ、車両走行による走行風を強制的に取り入れることができるので送風（吸入）ファンの負荷を減らすことができ、使用電力の節約に効果がある。
【００８５】
さらに、中央ボディカバー５１で取り囲まれたセンタートンネル領域４４の吸気通路７４内に設けられた燃料タンク２３および水素系部品は、メインフレーム（２９，３０）の内側に配置される。したがって、燃料タンク２３や水素系部品は外部からの機械的・物理的ダメージから保護される一方、吸気通路７４に案内される吸入空気は、燃料タンク２３後端部の水素系部品の搭載部を通過するために、吸入空気は、燃料である水素ガスの断熱膨張による冷却作用により、積極的に冷却され、吸入温度の温度低減に寄与される。
【００８６】
また、中央ボディカバー５１、後部ボディカバー５２、運転シート１３およびアンダーカバー７０からなる車体カバー１２で囲まれた車体内部空間８０を、吸気取入口７３や後部開口部７５から吸気通路７４を経て燃料電池１５に至る吸気パスとすることができ、複雑な狭いスペースに吸気ダクト５７を構築することによる吸気の圧力損失の上昇を回避することができ、部品点数削減やコスト低減を図ることができる。
【００８７】
さらに、吸気通路７４を通り、燃料タンク２３および水素系部品を通過して冷却された冷却空気を吸気ダクト５７により燃料電池１５に積極的に導くことができるので、燃料電池１５は有効的に効率よく冷却される。
【００８８】
一方、燃料電池１５は、燃料ガスの水素と反応ガス（空気）の酸素との電気化学反応により発電が行なわれるが、この電気化学反応には適切な反応温度が存在する。低温下や高温下では反応効率が低下し、特に高温になり過ぎると、燃料電池１５の電池寿命が損なわれる。
【００８９】
しかし、本実施形態の燃料電池二輪車１０では、燃料電池１５に供給される反応ガスの流入空気を、燃料タンク２３やその水素系部品廻りを通すことで、燃料の水素ガスの断熱膨張作用により積極的に冷却することができ、燃料電池１５への吸入空気が、周囲環境によって異常な値になるのを確実かつ有効的に防止することができる。したがって、燃料電池スタック６４は効率的に冷却され、劣化を有効に防止して長寿命化を図ることができる。
【００９０】
［第１の実施形態の効果］
第１の実施形態の燃料電池二輪車１０では、車体前方の吸気取入口７３から取り入れられた走行風による冷却空気の圧力（ラム圧）を燃料電池１５の吸気ダクト５７に導くことで、送風ファン６０，６０の負荷を減少させ、消費電力の節約を図ることができる。
【００９１】
また、車体後方下部に設けた後部開口部７５によって、車両の停止時や低速時に走行状況に応じて、冷却空気の導入と過剰圧力の排出を行なうことができる。
【００９２】
第１の実施形態では、走行風を導入する吸気取入口７３と走行風により上昇し過ぎた過剰圧力（ラム圧）を抜く後部開口部７５を車体後方下部に備えて、燃料電池の性能を維持しながら走行風によるラム圧を燃料電池に供給して送風ファン６０のファン能力を向上させ、燃料電池１５のオーバヒートを効果的に防止することができる。
【００９３】
［第２の実施形態］
図１０ないし図１２は本発明の第２の実施形態を示すものである。
【００９４】
第２の実施形態に示された燃料電池二輪車１０Ａは、燃料電池車両を構成するもので、全体的な構成は、第１の実施形態に示された燃料電池二輪車１０と共通の構成および作用を有するので、同じ構成および作用には同じ符号を付して重複説明を省略あるいは簡略化する。
【００９５】
［車両本体の構成］
第２の実施形態に示された燃料電池二輪車１０Ａは、図１０に示すように、車体カバー１２が車両本体１１の前部を覆う前部ボディカバー５０と、車体本体１１の中央部を覆う中央ボディカバー５１と、車両本体１１の後部を運転シート１３とともに覆う後部ボディカバー５２とで車両本体１１が覆われて構成される。
【００９６】
車体カバー１２内には車体内部空間８０が形成される一方、車体カバー１２は中央ボディカバー５１の前方に、外気を取り入れる吸気取入口７３が前部開口部として形成される。吸気取入口７３は中央ボディカバー５１の前側のカウリング前面に備えられ、車両走行に伴なう走行風の外気を強制的に吸い込んで、車体カバー１２内の吸気通路７４に送風している。
【００９７】
車両前方の吸気取入口７３から取り込まれた走行風の外気（冷却空気）は、図１１に示すように、中央ボディカバー５１とアンダーカバー７０で囲まれたセンタートンネル領域４４の吸気通路７４を通り、吸気通路７４の後端部から吸気ダクト５７内に導かれ、燃料電池１５に供給される。センタートンネル領域４４は車両前後方向に延び、その吸気通路７４内に燃料タンク２３が横臥状態で配置される。燃料タンク２３内に燃料としての水素ガスが高圧状態で貯蔵される。
【００９８】
燃料電池二輪車１０Ａは、中央ボディカバー５１の車両後方下部に後部開口部７５が設けられる。車体後方下部の後部開口部７５は、センタートンネル領域４４とタイヤハウス領域４６とを仕切る隔壁部材４８に、後輪前方に対向して設けられる後部開口部７５も車体カバー１２内の吸気通路７４に繋がっており、後部開口部７５から流入した外気（冷却空気）が吸気通路７４から吸気ダクト５７内に案内されるようになっている。
【００９９】
また、燃料電池二輪車１０Ａは、図１０に示すように、後部ボディカバー５２の車両両側面に側部吸気取入口７６が側部開口部として形成される。側部吸気取入口７６は、運転シート１３の前方部１３ａと後方部１３ｂとを仕切る境界部付近の車体両側面に設けられる。さらに、中央ボディカバー５１のフットレスト３６下方にも側部開口部７７が設けられる。車体前方の前部開口部である吸気取入口７３を含め、各開口部７３，７６，７７は、車体カバー１２の車体内部空間８０に繋がっており、吸気通路７４を経て吸気ダクト５７内に通じている。
【０１００】
車両前方に開口する吸気取入口７３と車両後方下部に開口する後部開口部７５には図１１に示すように可変ルーバ７８，７９が設置され、これらの可変ルーバ７８，７９は、シャッタ機能を有し、図示しないルーバ開閉駆動装置で開口面積が調整可能に設けられる。後部ボディカバー５２の側部吸気取入口７６にも可変ルーバ（図示せず）が設けられ、ルーバ開閉駆動装置で同様にして開閉調節される。
【０１０１】
さらに、図１１に示すように、車体カバー１２で覆われた車体内部空間８０にダクト導入通路８１が設けられる。ダクト導入通路８１は流入側がセンタートンネル領域４４の吸気通路７４内に開口する一方、その流出側は吸気ダクト５７内に開口している。吸気ダクト５７には送風ファン８２が設置され、この送風ファン８２により吸気通路７４の冷却風（冷却外気）がダクト導入通路８１に吸引され、ダクト導入通路８１を通って吸気ダクト５７内に送られ、吸気ダクト５７内を加圧している。
【０１０２】
吸気ダクト５７に送風ファン８２を設けることで、走行風によるラム圧が充分に得られない場合でも、燃料電池１５の吸気側である吸気ダクト５７内の圧力を（正圧で）上昇させることができ、冷却空気を燃料電池１５に充分に供給し、燃料電池１５の性能を維持し、向上させることができる。
【０１０３】
加えて、吸気ダクト５７には、ダクト内圧力を検出する圧力センサ８３が設けられる。圧力センサ８３は吸気ダクト５７内の圧力を検出して圧力検出信号をＣＰＵ等のコンピュータに送り、可変ルーバ７８，７９のルーバ開閉駆動装置や送風ファン８２のファン駆動装置を制御し、前部開口部の吸気取入口７３および後部開口部７５の開口面積および送風ファン８２のファン駆動を適切に制御している。
【０１０４】
具体的には、車両前方の吸気取入口７３等から吸気通路７４内に取り入れた走行風（冷却空気）による圧力（ラム圧）が足りない場合には、圧力センサ８３でラム圧を検出し、前部開口部の吸気取入口７３の可変ルーバ７８を開、後部開口部７５の可変ルーバ７９を閉とする。
【０１０５】
ラム圧不足の場合において、走行風によるラム圧がより一層不足する場合には、送風ファン８２をファン駆動させて吸気通路７４の空気を吸気ダクト５７に送り込み、吸気ダクト５７内を加圧する。
【０１０６】
一方、走行風によるラム圧が過剰な場合には、車両前方の吸気取入口７３の可変ルーバ７８を閉とし、後部開口部７５の可変ルーバ７９を開にして、吸気通路７４の吸気ダクト５７内の過剰圧力を後部開口部７５から抜出するように調節制御させる。外気温が例えば１５℃程度以下の低温時には、燃料電池１５が冷え過ぎてしまい、燃料電池１５出力が低下したり、停止してしまう虞があるため、後部開口部７５を開制御して過剰な圧力を抜出する。これにより、燃料電池１５の冷え過ぎを防止し、燃料電池１５の電解質膜１０７の状態を改善するファンパルス制御を行なうことができる。
【０１０７】
［第２の実施形態の作用］
第２の実施形態の燃料電池二輪車１０Ａにおいては、燃料電池１５に空気を供給する吸気口は、車体後方の吸気取入口７３、車体後方下部の後部開口部７５、車体両側の側部開口部７６をそれぞれ有し、各開口部７３，７５，７７は全て車体カバー１２内の車体内部空間８０で繋がる連通構造に構成される。車体内部空間８０は吸気通路７４から燃料電池１５の吸気ダクト５７にも繋がっており、さらに、吸気通路７４はダクト導入通路８１により燃料電池１５の吸気ダクト５７内に送風ファン８２により強制的に加圧可能に繋がっている。また、走行風による吸気通路７４内のラム圧を燃料電池１５の吸気ダクト５７内に供給したり、後部開口部７５の可変ルーバの開閉制御により、過剰なラム圧を外部に排出（抜出）することができる。
【０１０８】
燃料電池二輪車１０Ａは、車体前方の吸気取入口７３、車体後方下部の後部開口部７５および車体両側面の側部吸気取入口７６に、吸気ダクト５７内のラム圧を検出してそれぞれに開閉調節制御できる可変ルーバ７８，７９が設けられており、送風ファン８２のファン駆動も調節制御される。
【０１０９】
したがって、吸気通路７４や吸気ダクト５７内の走行風によるラム圧を燃料電池１５の出力や性能によって調節制御することができる。
【０１１０】
その際、燃料電池１５の吸気ダクト５７に加圧用送風ファン８２が設けられているため、燃料電池１５の吸気ダクト５７内に必要な圧力を、燃料電池１５の出力や性能によって調節制御できる。
【０１１１】
また、送風ファン８２を設けたダクト導入通路８１は、車体カバー１２の車体内部空間８０内に設けられ、車体内部空間８０から吸気ダクト５７内に冷却空気を導くように設置されている。このため、燃料電池１５の吸気ダクト５７内を正圧にすることができる。ダクト導入通路８１は車体内部空間８０内に収納状態で設置され、図１２に破線で示すように車体外部から外気を導入するものではないので、吸気取入口７３からの走行風によるラム圧との間で蹴り合い（正圧同士のぶつかり合い）が生じることがない。
【０１１２】
さらに、燃料電池１５の吸気ダクト５７内に圧力センサ８３が設置され、この圧力センサ８３の圧力検出信号に基づいて、車体前方の吸気取入口７３、後部開口部７５および側部吸気取入口７６の可変ルーバ７８，７９と、加圧用の送風ファン８２のファン駆動を制御して、燃料電池１５の吸気ダクト５７内の圧力を最適値に設定することができる。燃料電池１５の吸気面側、すなわち吸気ダクト５７内の圧力は、最適値に調節されて吸気ダクト５７内に正圧が印加されるので、燃料電池１５に冷却空気を効率よく供給し、燃料電池１５の送風ファン６０の負荷を減らし、使用電力の節約を図ることができる。
【０１１３】
［第２の実施形態の効果］
第２の実施形態に係る燃料電池二輪車においても、走行風を導入する吸気取入口７３および側部吸気取入口７６および走行風により上昇し過ぎた過剰な圧力（ラム圧）を抜く後部開口部７５を備えて、燃料電池１５の性能を維持しながらラム圧を導入して送風ファン８２の性能を向上させ、燃料電池１５のオーバヒートや劣化を防ぐことができ、燃料電池１５の発電効率を向上させ、長寿命化を図ることができる。
【０１１４】
また、燃料電池１５の出力や性能に応じて車体前方の吸気取入口７３、車体側方の側部吸気取入口７６、車体後部下部の後部開口部７５に可変ルーバ７９をそれぞれ設けて各開口部７３，７５，７６の開口面積を調節可能として燃料電池１５の吸気側に必要な走行風によるラム圧を付与することができる。
【０１１５】
さらに、車体内部空間８０内にダクト導入通路８１が設けられ、燃料電池１５の吸気ダクト５７に加圧用の送風ファン８２が設置され、燃料電池１５の出力や性能に応じて吸気ダクト５７内の圧力を加圧用の送風ファン８２で調節可能となり、しかも、車体内部空間８０から燃料電池１５の吸気ダクト５７に導いて吸気ダクト５７内を正圧にし、燃料電池１５内に冷却空気を効率よく供給することができる。
【０１１６】
本発明の実施形態においては、スクータ型自動二輪車の鞍乗型燃料電池車両に適用した例を説明したが、燃料電池を搭載した自動二・三輪車やバギー車両等の鞍乗型燃料電池車両に適用することもできる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０，１０Ａ…燃料電池二輪車（鞍乗型燃料電池車両）、１１…車両本体、１２…車体カバー（車両カバー）、１３…運転シート、１５…燃料電池、１６…二次電池、１７…前輪、１８…操向ハンドル、１９…後輪、２０…モータ（電動機）、２２…車体フレーム、２３…燃料タンク、２４…電力管理装置、２６…ヘッドパイプ、２７…上部ダウンフレーム、２８…下部ダウンフレーム、２９…アッパーフレーム、３０…ロアーフレーム、３２…フロントフォーク、３３…ピボット、３４…スイングアーム、３５…リアクッションユニット、３６…フットレスト、３７…サイドスタンドブラケット、３８…サイドスタンド、３９…ガードフレーム、４１…フロントフェンダ、４２…ステアリング機械、４４…センタートンネル領域、４５…機器搭載領域、４６…タイヤハウス領域、４７…リアフェンダ、４８…隔壁部材、５０…前部ボディカバー（フロントレッグシールドカバー）、５１…中央ボディカバー（フロントフレームカバー）、５２…後部ボディカバー（リアフレームカバー）、５５…燃料電池システム、５７…吸気ダクト、５８…フィルタ、５９…排気プレナム、６０…ファン（送風ファン）、６２…排気ダクト、６３…排気口、６３ａ…下部排気口、６４…燃料電池スタック、６６…クランプバンド、６７…圧力容器、６８…燃料充填口、７０…アンダーカバー、７３…吸気取入口（前部開口部）、７４…吸気通路、７５…後部開口部、７６…側部吸気取入口（側部開口部）、７７…側部開口部、７８，７９…可変ルーバ、８０…車体内部空間、８１…ダクト導入通路、８２…送風ファン、８３…圧力センサ、８５…弁部、８６…燃料供給配管、１００…セル、１０１…アノード極、１０２…カソード極、１０３，１０４…拡散層、１０５，１０６…触媒層、１０７…電解質膜、１０８…外部回路、１１０…水素ガス供給装置、１１１…減圧弁、１１２…アノード吸気部、１１３…カソード吸気部、１１４…カソード排気部、１１５…アノード排気部、１１６…水素パージ配管、１１７…パージ弁。
【図１】
2015147515.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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