(57)【要約】【課題】燃料電池およびその周辺機器をコンパクトに配置する。【解決手段】燃料電池搭載型電気自動車は、水素と空気とを供給されて発電を行う燃料電池１４と、冷却水を管体を通じて送り出すことにより燃料電池１４の温度を調整する温調手段１１，１２と、燃料電池１４への水素の供給状態を調節する燃料供給調節手段１６，１７と、水素および空気を加湿することにより燃料電池１４に水分を供給する加湿手段１５と、燃料電池１４からの電力取出しを可能とするか否かを設定する燃料電池出力設定手段１３と、排気手段１９と、を備える。温調手段１１，１２と燃料電池出力設定手段１３とを車両左右方向に並べて第１の群Ｇ１とし、燃料供給調節手段１６，１７と加湿手段１５とを車両左右方向に並べて第２の群Ｇ２とし、車両の前方から後方に向かって第１の群Ｇ１、燃料電池１４、第２の群Ｇ２、排気手段１９の順に配置する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と酸化剤とを供給されて発電を行う燃料電池と、
冷却流体を管体を通じて送り出すことにより前記燃料電池の温度を調整する温調手段と、
前記燃料電池への前記燃料の供給状態を調節する燃料供給調節手段と、
加湿器を用いて前記燃料および前記酸化剤の少なくとも一方を加湿することにより前記燃料電池に水分を供給する加湿手段と、
前記燃料電池からの電力取出しを可能とするか否かを設定する燃料電池出力設定手段と、
前記燃料電池から排出されるガスを車両後方に排出する排気手段と、
を備え、前記温調手段と前記燃料電池出力設定手段とを車両左右方向に並べて第１の群とし、前記燃料供給調節手段と前記加湿手段とを車両左右方向に並べて第２の群とし、車両の前方から後方に向かって前記第１の群、前記燃料電池、前記第２の群、前記排気手段の順に配置したことを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車。
【請求項２】
前記冷却流体を冷却するラジエータを前記第１の群よりも車両前後方向の前方に配置し、前記燃料を貯留する燃料貯留手段を前記第２の群よりも車両前後方向の後方に配置したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池搭載型電気自動車。
【請求項３】
前記燃料電池を車両前後方向の略中央位置に配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池搭載型電気自動車。
【請求項４】
前記第１の群、前記燃料電池、前記第２の群、前記排気手段を、車両床下に配置された燃料電池システムボックスに収納したことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池搭載型電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料電池が搭載された燃料電池搭載型電気自動車に関するものであり、特に、燃料電池とその周辺機器の配置に特徴がある燃料電池搭載型電気自動車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池が搭載された燃料電池搭載型電気自動車（以下、燃料電池自動車と略す）は、車両を駆動するための電気を発電する燃料電池を備えている。この燃料電池で発電を行うためには、燃料と酸化剤が必要であり、燃料となる水素と酸化剤となる空気を燃料電池に供給する。燃料となる水素は、たとえば高圧水素容器に貯留され、そのまま燃料電池に供給するか、メタノール系の材料を改質して水素を生成して燃料電池に供給する。一方、空気は、たとえば外気を取り入れることにより燃料電池に供給している。
【０００３】
また、燃料電池自動車には、燃料電池を好適に作動させるために、燃料電池の温度調整を行う温調手段や、燃料電池に供給する水素や空気を加湿する加湿手段が設けられている。そのほか、燃料電池には、冷却装置における冷却液を冷却するためのラジエータ、車輪を駆動するためのモータやこのモータに供給する電流を調整するインバータ、パワードライブユニット（ＰＤＵ）などが設けられている。
これらの機器類はすべて燃料電池自動車に搭載されるが、そのときの配置構造として、たとえば従来、特許文献１に開示されたものがある。
この燃料電池自動車は、燃料を改質する型のものであるが、原燃料タンクが車両の後部に配置されており、その他の機器、たとえば燃料電池、温調手段、加湿手段、改質器などはすべて車両の前部に配置されている。
【０００４】
また、燃料電池は、その他の発電を必要とする分野においても、広く用いられている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に開示されたユニット組立型燃料電池発電システムは、燃料電池発電システムを複数の機能別システムに分離し、分離した機能別システムの構成要素をそれぞれ独立架台を有するフレーム内にあらかじめ組み立ててなる複数の機能別ユニットとしている。そして、この複数の機能別ユニットを共通架台上に配設して一体化したものである。このように構成されたユニット組立型燃料電池発電システムにおいては、組立作業の容易化および省時間化ができ、連続生産に適した燃料電池発電システムとすることができる。また、分解点検、修理を容易化、省時間化することができる。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第６２２３８４３号公報
【特許文献２】
特開平５−２  １０８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された燃料電池自動車では、燃料電池をはじめとする燃料電池システムに用いる各種機器が車両の前部に配置されているため、たとえば前方から車両に過大な衝撃が加えられた場合に、これらの機器が破損し易いという不利点がある。
また、前記機器類の総てを設置するための大きなスペースが車両の前部に必要となるため、車室の足入れスペースや、室内・荷室空間に影響が及ぶという不具合もある。
さらには、燃料電池自体の重量は、各構成要素の中でも大きなものとなる。こうした重量の大きな燃料電池が車両の前部に搭載されていると、自動車の挙動安定性に影響を及ぼす場合もある。
【０００７】
他方、特許文献２に開示されているようなユニット組立型燃料電池発電システムは、たとえば工場プラントにおいて静置して使用するものであり、自動車に搭載されるものではない。このような燃料電池発電システムをたとえば自動車に搭載して使用する際には、スペースの関係上、自動車の床下に配置するのが好適となるが、この場合には、次のような問題がある。
まず、自動車では、走行するときに、水、泥、チッピング等から燃料電池発電システムを保護する必要が生じる。ところが、特許文献２に開示された燃料電池発電システムでは、そのような保護機能を有する構成を備えてない。
【０００８】
また、特許文献２に開示された燃料電池発電システムでは、各ユニットが露出しており、外部からの接触が容易であるが、燃料電池発電システムには、高電圧を生じる部品も含まれており、これらの高電圧の部品に容易に接触可能とするのは好ましくない。しかしながら、特許文献２に開示された燃料電池発電システムでは、前記高電圧の部品との接触を防止する機能を有する構成を備えていない。
【０００９】
そこで、この本発明は、外部から車両に過大な衝撃が加わった場合でも、燃料電池シテムの機器、特に燃料電池の破損を防止することができるとともに、車室や荷室の空間を十分に確保することができるようにし、また、燃料電池システムを水、泥、チッピング等から保護し、燃料電池システムの高電圧部品への接触を不可能にし、さらには、挙動安定性などに優れた燃料電池搭載型電気自動車を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、燃料（例えば、後述する実施の形態における水素）と酸化剤（例えば、後述する実施の形態における空気）とを供給されて発電を行う燃料電池（例えば、後述する実施の形態における燃料電池１４）と、冷却流体（例えば、後述する実施の形態における冷却水）を管体（例えば、後述する実施の形態における冷却水配管２１〜２５）を通じて送り出すことにより前記燃料電池の温度を調整する温調手段（例えば、後述する実施の形態におけるウォーターポンプ１１、サーモスタットバルブ１２）と、前記燃料電池への前記燃料の供給状態を調節する燃料供給調節手段（例えば、後述する実施の形態における水素ポンプ１６、エゼクタ１７等）と、加湿器を用いて前記燃料および前記酸化剤の少なくとも一方を加湿することにより前記燃料電池に水分を供給する加湿手段（例えば、後述する実施の形態における加湿手段１５）と、前記燃料電池からの電力取出しを可能とするか否かを設定する燃料電池出力設定手段（例えば、後述する実施の形態における燃料電池出力設定手段１３）と、前記燃料電池から排出されるガスを車両後方に排出する排気手段（例えば、後述する実施の形態における排気手段１９）と、を備え、前記温調手段と前記燃料電池出力設定手段とを車両左右方向に並べて第１の群（例えば、後述する実施の形態における第１の群Ｇ１）とし、前記燃料供給調節手段と前記加湿手段とを車両左右方向に並べて第２の群（例えば、後述する実施の形態における第２の群Ｇ２）とし、車両の前方から後方に向かって前記第１の群、前記燃料電池、前記第２の群、前記排気手段の順に配置したことを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車（例えば、後述する実施の形態における燃料電池搭載型電気自動車Ｖ）である。このように構成することにより、第１の群および第２の群内では機器を車両左右方向に並べているので第１の群、第２の群の車両前後方向の長さを短縮することができる。また、第１の群、燃料電池、第２の群、排気手段を１箇所に集合させずに車両の前後方向に並べて配置しているので、車室空間や荷室空間に与える影響を少なくすることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷却流体を冷却するラジエータ（例えば、後述する実施の形態におけるラジエータ９）を前記第１の群よりも車両前後方向の前方に配置し、前記燃料を貯留する燃料貯留手段（例えば、後述する実施の形態における燃料タンク７）を前記第２の群よりも車両前後方向の後方に配置すたことを特徴とする。
このように構成することにより、冷却流体が流れる冷却系配管の長さを短くすることができ、燃料が流れる燃料系配管の長さを短くすることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記燃料電池を車両前後方向の略中央位置に配置したことを特徴とする。
このように構成することにより、重量の大きい燃料電池が車両前後方向の略中央位置に配置されることにより、車両前後方向の重量バランスがよくなる。また、外部から車両前部あるいは車両後部に過大な衝撃が加わったときにも、直接、燃料電池に衝撃が伝わるのを回避することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１の群、前記燃料電池、前記第２の群、前記排気手段を、車両床下に配置された燃料電池システムボックス（例えば、後述する実施の形態における燃料電池システムボックス１０）に収納したことを特徴とする。
このように構成することにより、燃料電池システムボックス内に収納した燃料電池等の機器を、水、泥、チッピングなどの外部入力から保護することができるとともに、これら機器のメンテナンス性を向上させることができる。また、燃料電池出力設定手段が不用意に操作されるのを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る燃料電池搭載型電気自動車の一実施の形態を図１から図３の図面を参照して説明する。
図１はこの発明に係る燃料電池搭載型電気自動車（以下、燃料電池自動車と略す）Ｖの透視側面図である。
燃料電池自動車Ｖのフロントフロア１には後方に立ち上がるようにしてリヤフロア２が接続されている。車両前後方向の略中央であってフロントフロア１の下には、燃料電池システムボックス（以下、ＦＣシステムボックスと略す）１０が図示しない車体部材に取り付けられている。そして、ＦＣシステムボックス１０の上方に車室Ｒが形成されている。
【００１５】
燃料電池自動車Ｖにおける前端部にはラジエータ９が設けられ、ラジエータ９の後方に車両駆動用モータ６が設けられ、駆動用モータ６の上方にエアコンプレッサ８が設けられており、前述したＦＣシステムボックス１０はこのエアコンプレッサ８の後方に配置されている。また、ＦＣシステムボックス１０の後方であって後輪の近傍には、後述する燃料電池１４の燃料である水素ガスが貯留された高圧の燃料タンク（燃料貯留手段）７，７が取り付けられている。
ラジエータ９は、燃料電池自動車Ｖの走行によって発生する風によって熱媒である冷却水（冷却流体）を冷却するものである。エアコンプレッサ８は、燃料電池１４に酸化剤としての空気を供給するものである。
【００１６】
ＦＣシステムボックス１０は密閉容器であり、ボックス本体１０Ｂと、ボックス本体１０Ｂの上に固定されたボックスカバー１０Ａとから構成されている。
図２および図３に示すように、ＦＣシステムボックス１０内には、温調手段の一部を構成するウォーターポンプ１１およびサーモスタットバルブ１２と、燃料電池出力設定手段１３と、燃料電池１４と、加湿手段１５と、水素ポンプ１６およびエゼクタ１７などからなる燃料供給調節手段と、燃料供給調節手段を制御する燃料供給調節制御手段１８と、排気手段１９と、これら燃料電池システム全体を制御する燃料電池システム制御手段２０が収納されている。
【００１７】
燃料電池１４はＦＣシステムボックス１０内において車両前後方向の略中央に配置されており、燃料電池１４よりも車両前後方向の前方に、ウォーターポンプ１１とサーモスタットバルブ１２と燃料電池出力設定手段１３が第１の群Ｇ１として配置されており、燃料電池１４よりも車両前後方向の後方に、水素ポンプ１６とエゼクタ１７などからなる燃料供給調節手段と加湿手段１５と燃料供給調節制御手段１８が第２の群Ｇ２として配置され、第２の群Ｇ２の車両前後方向の後方に排気手段１９が配置され、第２の群Ｇ２の上方に燃料電池システム制御手段２０が配置されている。すなわち、ＦＣシステムボックス１０内において車両前後方向の前方から後方に向かって第１の群Ｇ１、燃料電池１４、第２の群Ｇ２、排気手段１９の順に配置されている。
【００１８】
第１の群Ｇ１においては、車両左右方向の略中央に燃料電池出力設定手段１３が配置され、燃料電池出力設定手段１３の車両左右方向の左側にウォーターポンプ１１が配置され、同右側にサーモスタットバルブ１２が配置されている。なお、この出願において車両左右方向とは車室Ｒから燃料電池自動車Ｖの前方に向かったときの左右方向をいうものとする。
第２の群Ｇ２においては、車両左右方向の左側に、水素ポンプ１６を除く燃料供給調節手段（エゼクタ１７を含む）と加湿手段１５が配置され、加湿手段１５の右側に水素ポンプ１６が配置され、水素ポンプ１６の右側に燃料供給調節制御手段１８が配置されている。ここで、水素ポンプ１６を除く燃料供給調節手段とは、エゼクタ１７のほか、燃料タンク７から供給される水素の圧力を減圧し流量制御を行う圧力調整弁などが含まれる。水素ポンプ１６を除く燃料供給調節手段と加湿手段１５は予め一体化され、１つのユニットとして構成されている。
【００１９】
燃料電池１４は、燃料タンク７から供給される水素ガスとコンプレッサ８から供給される空気中の酸素を反応ガスとして発電を行い、駆動用モータ６等に電力を供給する。燃料電池１４は、多数のセルを車両前後方向に積層してなるセル積層体を左右に各１組備えて構成されている。セルを車両前後方向に積層することにより、左右方向に積層する場合に比べ、セル間に車両前後方向の加速度によるせん断や曲げの力が加わりにくくなり、セル間のずれや僥みを起こしにくくなる。したがって、セル積層体の形態を正常な状態に維持することが可能である。
燃料電池１４には、その車両前後方向の後方側であって車両左右方向の右側に冷却水入口１４ｂが設けられ、同左側に冷却水出口１４ａが設けられている。なお、図示を省略するが、燃料電池１４の水素入口およびアノードオフガス出口も燃料電池１４の車両前後方向の後方側に設けられている。
【００２０】
ウォーターポンプ１１は燃料電池１４を冷却するための冷却水を燃料電池１４に送り出すものであり、サーモスタットバルブ１２は冷却水の温度に応じて冷却水をラジエータ９に通して流すか、ラジエータ９をバイパスして流すかに切り替えるバルブである。
詳述すると、燃料電池１４の冷却水出口１４ａは冷却水配管２１によってウォーターポンプ１１の吸込口に接続され、ウォーターポンプ１１の吐出口は冷却水配管２２によってラジエータ９の入口に接続されるとともに、冷却水配管２３によってサーモスタットバルブ１２の第１ポートに接続されている。ラジエータ９の出口は冷却水配管２４によってサーモスタットバルブ１２の第２ポートに接続されており、サーモスタットバルブ１２の第３ポートは冷却水配管２５によって燃料電池１４の冷却水入口１４ｂに接続されている。
【００２１】
サーモスタットバルブ１２は、冷却水の温度が低い時には冷却水がラジエータ９をバイパスして流れるように流路を切り替える。これによりウォーターポンプ１１から送り出された冷却水は、冷却水配管２３、サーモスタットバルブ１２、冷却水配管２５を通って燃料電池１４に供給され、この場合には、ラジエータ９による冷却がされない冷却水が燃料電池１４に供給される。一方、冷却水の温度が高い時には、サーモスタットバルブ１２は冷却水がラジエータ９に流れるように流路を切り替える。これにより、ウォーターポンプ１１から送り出された冷却水は、冷却水配管２２、ラジエータ９、冷却水配管２４，サーモスタットバルブ１２、冷却水配管２５を通って燃料電池１４に供給され、この場合には、ラジエータ９によって冷却された冷却水が燃料電池１４に供給される。このサーモスタットバルブ１２による冷却水流路の切り替えによって、燃料電池１４の温度が所定温度に制御される。
【００２２】
冷却水配管２５は、冷却水配管２６を介して、燃料電池自動車Ｖのフロントフェンダ（図示せず）内に設置された圧力バランサ５に接続されている。圧力バランサ５は、燃料電池１４内におけるカソード側の空気圧力と冷却水圧力を調整するものであり、温調手段の一部を構成する。つまり、温調手段は、ウォーターポンプ１１、サーモスタットバルブ１２、圧力バランサ５などから構成されている。
燃料電池出力設定手段１３には図示しないスイッチが設けられており、このスイッチを操作することにより、燃料電池１４からの電力取出しを可能とするか否かを設定することができるようになっている。
【００２３】
加湿手段１５は、燃料電池１４に水分を供給するものであり、燃料電池１４のカソードに供給される酸化剤である空気を適度な湿度となるように加湿するカソード加湿器と、燃料電池１４のアノードに供給される水素を適度な湿度となるように加湿するアノード加湿器とから構成されている。
燃料電池１４のアノードから排出されるアノードオフガスには未反応の水素が含まれているので、この燃料電池システムでは燃費向上を図るために、アノードオフガスを、燃料タンク７の水素を燃料電池１４に導く水素供給路（図示せず）に戻し、循環再利用している。このときに、アノードオフガスを前記水素供給路に送り込む手段が水素ポンプ１６およびエゼクタ１７である。
【００２４】
燃料供給調節制御手段１８は水素ポンプ１６の電源・制御ユニットなどからなり、燃料電池システム制御手段２０によって制御される。
ところで、燃料供給調節制御手段１８にはＤＣ／ＤＣコンバータなど発熱する電気機器を備えており、また、高速回転する水素ポンプ１６も発熱するので、これら機器を冷却する必要がある。一方、加湿手段１５は加湿性能を向上させるために定常運転時の燃料電池１４の温度に近い温度まで温める必要がある。そこで、この燃料電池システムでは、冷却水の一部を燃料供給調節制御手段１８、水素ポンプ１６、加湿手段１５にも循環させている。そのために、冷却水配管２５から分岐された冷却水配管３１が燃料供給調節制御手段１８の冷却水入口に接続され、燃料供給調節制御手段１８の冷却水出口が冷却水配管３２によって水素ポンプ１６の冷却水入口に接続され、水素ポンプ１６の冷却水出口が冷却水配管３３によって加湿手段１５の冷却水入口に接続され、加湿手段１５の冷却水出口が冷却水配管３４によって冷却水配管２１に接続されている。
【００２５】
このように冷却水配管３１〜３４を接続したことにより、燃料電池１４に導入される前の最も低温の冷却水を燃料供給調節制御手段１８に供給して冷却することができ、さらに水素ポンプ１６に供給して冷却することができる。そして、燃料供給調節制御手段１８および水素ポンプ１６との熱交換によって温度上昇した冷却水を加湿手段１５に供給して温めることができる。加湿手段器１５を温めた冷却水は、燃料電池１４を冷却して温められた冷却水と冷却水配管２１で合流し、ウォーターポンプ１１に吸い込まれる。
【００２６】
また、前述したように燃料電池１４のアノードオフガスは循環利用しているが、アノード側に水が溜まったり窒素等の不純物の濃度が高くなると燃料電池１４の発電性能に悪影響を及ぼすので、この燃料電池システムでは、必要に応じてアノードオフガスの循環系に設けた流体排出用の排出弁（図示せず）を開放してアノードオフガスを排出し、アノードオフガスとともにアノードに溜まった水や不純物を排出している。このときに排出されたアノードオフガスを、燃料電池１４のカソードから排出されるカソードオフガス、すなわち空気で希釈し、水素濃度を低減して車両後方に排出するのが排気手段１９である。排気手段１９は車両前後方向の後方に延びる排気管１９ａを備え、この排気管１９ａに、ＦＣシステムボックス１０の外部に設けられた排気管（図示せず）が接続され、ガスは車外に排出される。
【００２７】
このように構成された燃料電池自動車Ｖにおいては、以下のような作用・効果がある。
燃料電池システムの主要構成である温調手段（ウォーターポンプ１１、サーモスタットバルブ１２）、燃料電池出力設定手段１３、燃料電池１４、加湿手段１５と、燃料供給調節手段（水素ポンプ１６、エゼクタ１７など）、燃料供給調節制御手段１８、排気手段１９、燃料電池システム制御手段２０が、車両床下に取り付けた密閉されたＦＣシステムボックス１０内に収納されているので、これら構成要素を水、泥、チッピングなどの外部入力から保護することができ、また、これら構成要素のメンテナンス性が向上する。
【００２８】
燃料電池１４、燃料供給調節制御手段１８などの高電圧部分を含む機器が密閉されたＦＣシステムボックス１０内に収納されているので、燃料電池自動車Ｖのメンテナンスなどのときに作業者が高電圧部分に接触するのを防止することができる。また、燃料電池出力設定手段１３も密閉されたＦＣシステムボックス１０内に収納されているので、燃料電池出力設定手段１３が不用意に操作されるのを防止することができる。
【００２９】
ＦＣシステムボックス１０内の車両前後方向の前方に配置された第１の群Ｇ１では、ウォーターポンプ１１とサーモスタットバルブ１２と燃料電池出力設定手段１３を車両左右方向に並べているので第１の群Ｇ１の車両前後方向の長さを短くすることができる。
ＦＣシステムボックス１０内の車両前後方向の後方に配置された第２の群Ｇ２では、水素ポンプ１６およびエゼクタ１７などからなる燃料供給調節手段と、加湿手段１５と、燃料供給調節制御手段１８を車両左右方向に並べているので第２の群Ｇ２の車両前後方向の長さを短くすることができる。さらに、第１の群Ｇ１、燃料電池１４、第２の群Ｇ２、排気手段１９を車両の前後方向に並べて配置しているので、床下に設置されるＦＣシステムボックス１０の高さを低くすることができ、車室Ｒに与える影響を少なくすることができる。その結果、車室Ｒの空間を十分に大きく確保することができる。
【００３０】
ＦＣシステムボックス１０は車両前後方向の略中央に配置され、そのＦＣシステムボックス１０における略中央に比較的重量の大きい燃料電池１４が配置されているので、車両前後方向の重量バランスが安定し、その結果、燃料電池自動車Ｖの挙動安定性を向上させることができる。また、外部から燃料電池自動車Ｖの前部あるいは後部に過大な衝撃が加わったときにも、直接的に燃料電池１４に衝撃が伝わるのを回避することができ、燃料電池１４を損傷しにくくすることもできる。
【００３１】
外気を取り込み易い燃料電池自動車Ｖの前端部にラジエータ９を配置し、ラジエータ９と燃料電池１４の間に、ウォーターポンプ１１、サーモスタットバルブ１２、圧力バランサ５を配置しているので、これら機器を冷却水の流れに沿った配置にすることができ、しかも、燃料電池１４の冷却水出入口１４ａ，１４ｂを車両前後方向の後方に配置しているので、冷却水配管２１〜２６の配管長さを絶縁距離を確保しつつ最短寸法にすることができる。その結果、配管重量を低減することができるだけでなく、冷却水の保有水量を少なくすることができ、冷却水重量を最小限にすることができて、燃料電池自動車Ｖの軽量化を図ることができる。
【００３２】
さらに、燃料電池１４の車両前後方向の後方に、冷却が必要とされる水素供給系の機器、すなわち加湿手段１５、水素ポンプ１６、燃料供給調節制御手段１８を配置しているので、これら機器を経由する冷却水経路を形成する冷却水配管３１〜３４の配管長さを最短寸法にすることができる。その結果、配管重量を低減することができるだけでなく、冷却水の保有水量を少なくすることができ、冷却水重量を最小限にすることができて、燃料電池自動車Ｖの軽量化を図ることができる。
また、燃料電池１４の冷却水入口１４ｂに導入される前の最も低温の冷却水で燃料供給調節制御手段１８および水素ポンプ１６を冷却することができ、その上、温度上昇した冷却水で加湿手段１５を温めることができる。
【００３３】
燃料タンク７と燃料電池１４の間に、水素ポンプ１６およびエゼクタ１７などからなる燃料供給調節手段や加湿手段１５など水素供給系の機器を配置しているので、水素供給系の配管長さを最短寸法にすることができ、配管重量を低減して燃料電池自動車Ｖの軽量化を図ることができる。また、水素供給系の配管内の水素の量を最小限に抑えることができるので、燃料制御の応答性が向上し、燃料電池１４の出力制御の応答性が向上するという効果がある。また、加湿手段１５を燃料電池１４の近傍に配置しているので、加湿手段１５と燃料電池１４とを接続する水素供給系の配管長さを最短寸法にすることができ、その結果、加湿手段１５により加湿および加温した水素を冷却される前に燃料電池１４に供給することができ、加湿により加えた水分が結露する前に燃料電池１４に水素を供給することができる。
【００３４】
燃料電池出力設定手段１３を燃料電池１４の近傍に平面的に隣接して配置しているので、燃料電池１４と燃料電池出力設定手段１３とを接続する出力ケーブルの長さを最短寸法にすることができる。
また、燃料供給調節制御手段１８を水素ポンプ１６の近傍に配置しているので、水素ポンプ１６への電力供給ケーブルや制御ケーブルの長さを最短寸法にすることができる。
このように、ケーブル長さを最短寸法にすることができるので、ケーブル重量を低減することができ、燃料電池自動車Ｖの軽量化を図ることができる。
【００３５】
排気手段１９をＦＣシステムボックス１０内において車両前後方向の後方端部に配置しているので、ＦＣシステムボックス１０内における排気管１９ａの配管長さを最短寸法にすることができる。
圧力バランサ５をフロントフェンダー内に配置しているので、圧力バランサ５が不用意に操作されるのを防止することができる。
【００３６】
〔他の実施の形態〕
なお、この発明は前述した実施の形態に限られるものではない。
例えば、前述した実施の形態では、アノードオフガスを循環させる手段として水素ポンプ１６とエゼクタ１７を用いているが、水素ポンプ１６とエゼクタ１７のいずれか一方だけでアノードオフガスを循環させるようにしてもよい。
また、前述した実施の形態では、燃料貯留手段として燃料タンクを用いているが、これに代えて、水素吸蔵合金を収容した水素タンクとすることができる。
また、本発明は、メタノール等の炭化水素系の原燃料を改質して水素リッチガスを生成する燃料改質装置を搭載し、この燃料改質装置で生成した水素を燃料電池の燃料とする燃料電池搭載型電気自動車にも適用可能である。その場合には、原燃料を貯留する原燃料タンクを燃料電池よりも車両前後方向の後方に配置し、原燃料タンクと燃料電池の間に燃料改質装置を配置するのが好適である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明するように、請求項１に係る発明によれば、第１の群、第２の群の車両前後方向の長さを短縮することができ、且つ、第１の群、燃料電池、第２の群、排気手段を、１箇所に集合させずに車両前後方向に並べて配置しているので、車室空間や荷室空間に与える影響を少なくすることができ、その結果、車室空間や荷室空間に十分な大きさを確保することができるという優れた効果が奏される。
【００３８】
請求項２に係る発明によれば、冷却流体が流れる冷却系配管の長さを短くすることができるので、配管重量および冷却流体の保有水量を少なくすることができ、車両重量の軽量化を図ることができるという効果がある。また、燃料が流れる燃料系配管の長さを短くすることができるので、配管重量を少なくすることができ、車両重量の軽量化を図ることができるだけでなく、燃料制御の応答性が向上し、その結果、燃料電池の出力制御の応答性が向上するという効果がある。
【００３９】
請求項３に係る発明によれば、重量の大きい燃料電池を車両前後方向の略中央位置に配置したことにより、車両前後方向の重量バランスがよくなるので、車両の挙動安定性を向上させることができるという効果がある。また、外部から車両前部あるいは車両後部に過大な衝撃が加わったときにも、直接、燃料電池に衝撃が伝わるのを回避することができるので、燃料電池を損傷しにくくすることができるという効果がある。
【００４０】
請求項４に係る発明によれば、燃料電池システムボックス内に収納した燃料電池等の機器を、水、泥、チッピングなどの外部入力から保護することができるとともに、これら機器のメンテナンス性を向上させることができる。また、燃料電池出力設定手段が不用意に操作されるのを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る燃料電池搭載型電気自動車の一実施の形態における透視側面図である。
【図２】前記実施の形態における燃料電池システムボックスとその収納機器の平面配置図である。
【図３】前記実施の形態における燃料電池システムボックスとその収納機器の側面配置図である。
【符号の説明】
１  フロントフロア（床）
７  燃料タンク（燃料貯留手段）
９  ラジエータ
１０  燃料電池システムボックス
１１  ウォーターポンプ（温調手段）
１２  サーモスタットバルブ（温調手段）
１３  燃料電池出力設定手段
１４  燃料電池
１５  加湿手段
１６  水素ポンプ（燃料供給調節手段）
１７  エゼクタ（燃料供給調節手段）
１８  燃料供給調節制御手段
１９  排気手段
Ｇ１  第１の群
Ｇ２  第２の群
Ｖ  燃料電池搭載型電気自動車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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