(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントルームと車室とが形成された燃料電池車両であって、
前記フロントルームに配置されている燃料電池と、
前記燃料電池車両の床下に形成されたセンタートンネルと、
前記センタートンネルに自身の少なくとも一部が配置され、前記燃料電池に供給されるガスを貯蔵するタンクと、
前記フロントルームと前記車室とを隔てるダッシュボードと、
を備え、
車両前方から見たときに前記燃料電池の外形と前記タンクの中心軸とが互いに重ならないように、前記燃料電池が前記タンクより上方に配置され、
前記ダッシュボードのうち、車両前方から見たときに前記燃料電池の後方部分と重なる重複対応部分は、前記タンクの前方端部よりも後方に位置し、
衝突が生じていない平常時において、前記燃料電池の後方端部と前記重複対応部分との間には、前記燃料電池車両の前方衝突発生時に前記燃料電池の後方側の少なくとも一部が前記タンクの前方端部よりも車両後方へ移動し得る収容空間が形成されており、
前記ダッシュボードのうち、前記重複対応部分を除く他の部分の少なくとも一部は、前記タンクの前方端部と車両前後方向において同じ位置、または、前記タンクの前方端部よりも前方の位置に配置されている、燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池車両において、さらに、
前記ダッシュボードに接して前記フロントルーム側に配置された補強材を備え、
前記補強材は、車両前方から見たときに、前記燃料電池の後方部分と重ならないように配置されている、燃料電池車両。
【請求項３】
フロントルームと車室とが形成された燃料電池車両であって、
前記フロントルームに配置されている燃料電池と、
前記フロントルームにおいて、前記燃料電池に対して車両後方側に配置されている後方側補機と、
前記燃料電池車両の床下に形成されたセンタートンネルと、
前記センタートンネルに、自身の少なくとも一部が配置され、前記燃料電池に供給されるガスを貯蔵するタンクと、
前記フロントルームと前記車室とを隔てるダッシュボードと、
を備え、
前記後方側補機と前記タンクとは、車両前方から見たときに、前記後方側補機の外形と前記タンクの中心軸とが、互いに重ならないように配置され、
前記ダッシュボードのうち、車両前方から見たときに前記後方側補機の後方部分と重なる重複対応部分は、前記タンクの前方端部よりも後方に位置し、
衝突が生じていない平常時において、前記後方側補機の後方端部と前記重複対応部分との間には、前記燃料電池車両の前方衝突発生時に前記後方側補機の後方側の少なくとも一部が前記タンクの前方端部よりも車両後方へ移動し得る収容空間が形成されており、
前記ダッシュボードのうち、前記重複対応部分を除く他の部分の少なくとも一部は、前記タンクの前方端部と車両前後方向において同じ位置、または、前記タンクの前方端部よりも前方の位置に配置されている、燃料電池車両。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池車両において、さらに、
前記ダッシュボードに接して前記フロントルーム側に配置された補強材を備え、
前記補強材は、車両前方から見たときに、前記後方側補機の後方部分と重ならないように配置されている、燃料電池車両。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の燃料電池車両において、さらに、
前記燃料電池の上方において、前記燃料電池と接して配置されている上方側補機と、
前記燃料電池の下方において、前記燃料電池と接して配置されている下方側補機と、
を備える、燃料電池車両。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池車両において、
前記下方側補機の合計重量は、前記上方側補機の合計重量よりも大きい、燃料電池車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池が搭載された燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両として、フロントルームに燃料電池を搭載し、車両の前方衝突が発生した際に、燃料電池を後方且つ下方に移動させて車室内への燃料電池の侵入を抑制する燃料電池車両が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１２２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料電池車両の床下に設けられたセンタートンネルに、燃料電池に供給するガス、例えば水素ガスを貯蔵するタンクを配置する構成では、前方衝突発生時に燃料電池を後方且つ下方に移動させた場合、燃料電池がタンクに衝突してタンクが変形するおそれがある。また、前方衝突発生時に、燃料電池を水平方向に沿って後方に移動、つまり、タンクの上方に移動させた場合、燃料電池がフロントルームと車室とを隔てるダッシュボードを越えて車室内に侵入するおそれがある。
【０００５】
このような問題は、燃料電池に対して車両後方側に補機、例えば各種ポンプや電圧コンバータなどが配置された構成においても発生し得る。すなわち、前方衝突発生時に、補機がタンクに衝突してタンクが変形するおそれがあり、また、補機がダッシュボードを越えて車室内に侵入するおそれがある。このため、フロントルームに燃料電池および補機が搭載された燃料電池車両において、前方衝突発生時における燃料電池および補機の車室内への侵入を抑制可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の第１の形態によれば、フロントルームと車室とが形成された燃料電池車両が提供される。この燃料電池車両は、前記フロントルームに配置されている燃料電池と；前記燃料電池車両の床下に形成されたセンタートンネルと；前記センタートンネルに自身の少なくとも一部が配置され、前記燃料電池に供給されるガスを貯蔵するタンクと；前記フロントルームと前記車室とを隔てるダッシュボードと；を備え、車両前方から見たときに前記燃料電池の外形と前記タンクの中心軸とが互いに重ならないように、前記燃料電池が前記タンクより上方に配置され；前記ダッシュボードのうち、車両前方から見たときに前記燃料電池の後方部分と重なる重複対応部分は、前記タンクの前方端部よりも後方に位置し；衝突が生じていない平常時において、前記燃料電池の後方端部と前記重複対応部分との間には、前記燃料電池車両の前方衝突発生時に前記燃料電池の後方側の少なくとも一部が前記タンクの前方端部よりも車両後方へ移動し得る収容空間が形成されており；前記ダッシュボードのうち、前記重複対応部分を除く他の部分の少なくとも一部は、前記タンクの前方端部と車両前後方向において同じ位置、または、前記タンクの前方端部よりも前方の位置に配置されている。
この形態の燃料電池車両によれば、平常時において、燃料電池の後方端部と重複対応部との間には収容空間が形成されているので、前方衝突発生時に燃料電池の後方側の少なくとも一部をかかる収容空間に移動させ、その移動の際の摩擦等によって燃料電池の移動の勢いを減少させて、燃料電池がダッシュボードを越えて車室内に侵入することを抑制できる。また、このとき、燃料電池の後方側の少なくとも一部は、タンクの前方端部よりも車両後方側に移動するのでタンクへの衝突を抑制でき、前方衝突発生時のタンクの変形を抑制できる。また、ダッシュボードのうち、重複対応部分を除く他の部分の少なくとも一部は、タンクの前方端部と車両前後方向において同じ位置、または、タンクの前方端部よりも前方の位置に配置されているので、車室が狭くなることを抑制できる。
【０００８】
（２）上記形態の燃料電池車両において、前記ダッシュボードに接して前記フロントルーム側に配置された補強材を備え、前記補強材は、車両前方から見たときに、前記燃料電池の後方部分と重ならないように配置されていてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、補強材は、車両前方から見たときに、燃料電池の後方部分と重ならないように配置されているので、前方衝突発生時における燃料電池の後方側の少なくとも一部の移動が、補強材により妨げられることを抑制しつつ、ダッシュボードを補強できる。
【０００９】
（３）本発明の第２の形態によれば、フロントルームと車室とが形成された燃料電池車両が提供される。この燃料電池車両は、前記フロントルームに配置されている燃料電池と；前記フロントルームにおいて、前記燃料電池に対して車両後方側に配置されている第１の補機と；前記燃料電池車両の床下に形成されたセンタートンネルと；前記センタートンネルに、自身の少なくとも一部が配置され、前記燃料電池に供給されるガスを貯蔵するタンクと；前記フロントルームと前記車室とを隔てるダッシュボードと；を備え、前記第１の補機と前記タンクとは、車両前方から見たときに、前記第１の補機の外形と前記タンクの中心軸とが、互いに重ならないように配置され；前記ダッシュボードのうち、車両前方から見たときに前記第１の補機の後方部分と重なる重複対応部分は、前記タンクの前方端部よりも後方に位置し；衝突が生じていない平常時において、前記第１の補機の後方端部と前記重複対応部分との間には、前記燃料電池車両の前方衝突発生時によって前記第１の補機の後方側の少なくとも一部が前記タンクの前方端部よりも車両後方へ移動し得る収容空間が形成されており；前記ダッシュボードのうち、前記重複対応部分を除く他の部分の少なくとも一部は、前記タンクの前方端部と車両前後方向において同じ位置、または、前記タンクの前方端部よりも前方の位置に配置されていてもよい。
この形態の燃料電池車両によれば、平常時において、第１の補機の後方端部と重複対応部との間には収容空間が形成されているので、前方衝突発生時に第１の補機の後方側の少なくとも一部をかかる収容空間に移動させ、その移動の際の摩擦等によって第１の補機の移動の勢いを減少させて、第１の補機がダッシュボードを越えて車室内に侵入することを抑制できる。また、このとき、第１の補機の後方側の少なくとも一部は、タンクの前方端部よりも車両後方側に移動するため、タンクへの衝突を抑制でき、前方衝突発生時のタンクの変形を抑制できる。また、ダッシュボードのうち、重複対応部分を除く他の部分の少なくとも一部は、タンクの前方と車両前後方向において同じ位置、または、タンクの前方端部よりも前方の位置に配置されているので、車室が狭くなることを抑制できる。
【００１０】
（４）上記形態の燃料電池車両において、前記ダッシュボードに接して前記フロントルーム側に配置された補強材を備え、前記補強材は、車両前方から見たときに、前記第１の補機の後方部分と重ならないように配置されていてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、補強材は、車両前方から見たときに、第１の補機の後方部分と重ならないように配置されているので、前方衝突発生時における第１の補機の後方側の少なくとも一部の移動が、補強材により妨げられることを抑制しつつ、ダッシュボードを補強できる。
【００１１】
（５）上記形態の燃料電池車両において、さらに、前記燃料電池の上方において、前記燃料電池と接して配置されている第２の補機と；前記燃料電池の下方において、前記燃料電池と接して配置されている第３の補機と；を備えてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、燃料電池の上方において燃料電池と接して第２の補機が配置され、燃料電池の下方において燃料電池と接して第３の補機が配置されているので、これら第２，３の補機を、燃料電池の前方や後方に配置する構成に比べて、前方衝突発生時におけるフロントルームのつぶれ代（いわゆるクラッシュゾーン）をより大きく確保できる。
【００１２】
（６）上記形態の燃料電池車両において、前記第３の補機の合計重量は、前記第２の補機の合計重量よりも大きくてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、合計重量のより大きな第３の補機がより下方に配置されるので、燃料電池車両の低重心化を実現し、走行安定性を向上できる。
【００１３】
本発明は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料電池車両用ダッシュボード、燃料電池車両の製造方法、燃料電池車両における燃料電池の配置方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態としての燃料電池車両の概略構成を示す断面図である。
【図２】車両前方から見たときの燃料電池車両５００の概略透視図である。
【図３】燃料電池車両５００に搭載されている燃料電池システム１００の概略構成を示すブロック図である。
【図４】収容空間Ａｒ１近傍の構成を拡大して示す模式斜視図である。
【図５】前方衝突発生時の燃料電池車両５００の概略構成を示す断面図である。
【図６】比較例としての燃料電池車両の概略構成を示す断面図である。
【図７】車両前方から見たときの比較例の燃料電池車両６００の概略透視図である。
【図８】前方衝突発生時の比較例の燃料電池車両６００の概略構成を示す断面図である。
【図９】第２実施形態における燃料電池車両の概略構成を示す断面図である。
【図１０】車両前方から見たときの第２実施形態の燃料電池車両の概略透視図である。
【図１１】第２実施形態における前方衝突発生時の燃料電池車両５００ａの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１は、本発明の一実施形態としての燃料電池車両の概略構成を示す断面図である。図１では、衝突が発生していない平常時における、燃料電池車両５００の横幅方向ＬＨの中央位置での、車両の前方方向ＦＤおよび後方方向ＲＤに沿った断面を表している。以降では、前方方向ＦＤと後方方向ＲＤとを、合せて「車両前後方向」と呼ぶ場合もある。燃料電池車両５００は、燃料電池（後述の燃料電池１０）を電力源として搭載し、動力源であるモータＭが駆動することにより、後輪ＲＷが駆動される。
【００１６】
燃料電池車両５００には、車両前方側にフロントルーム５１０が形成されている。本実施形態では、フロントルーム５１０は、一対の前輪ＦＷに挟まれた領域を含む空間として形成されている。フロントルーム５１０の車両後方側には車室５２０が形成されている。本実施形態では、車室５２０は、一対の前輪ＦＷと一対の後輪ＲＷに挟まれた車両前後方向に延びる空間として形成されている。
【００１７】
車室５２０の床下には、センタートンネルＣＴが形成されている。センタートンネルＣＴは、燃料電池車両５００の横幅方向ＬＨの略中央において、車両前後方向に延びる空間として形成されている。センタートンネルＣＴの天井部分は、車室５２０のフロアパネルにより形成されている。車室５２０の床におけるセンタートンネルＣＴに対応する部分は、かかる床の他の部分に比べて鉛直上方に突出している。このように、センタートンネルＣＴは、エンジンを搭載した車両におけるドライブシャフトが配置されたセンタートンネルと同様な構造を有している。センタートンネルＣＴには、タンク２０や、ワイヤーハーネスなどが収容されている。タンク２０の詳細は後述する。
【００１８】
フロントルーム５１０と車室５２０とは、ダッシュボードＤＢにより隔てられている。ダッシュボードＤＢは、板状の部材からなり、その上方側部分は、前方側に屈曲している。ダッシュボードＤＢの下方側部分は鉛直方向Ｇとほぼ平行に配置され、上方側部分は、端に向かうほど前方方向ＦＤに位置するように配置されている。ダッシュボードＤＢのうち、燃料電池車両５００の横幅方向ＬＨの略中央においてフロアパネル（すなわちセンタートンネルＣＴの天井と接合する部分）は、後方方向ＲＤに（すなわち、車室５２０側に突出するように）形成されている。ダッシュボードＤＢにおけるかかる部分は、車両前方から見たときに、燃料電池１０の後方部分と重なる部分（以下、「重複対応部分ＬＣ」と呼ぶ）に相当する。このように、重複対応部分ＬＣが、後方方向ＲＤに突出していることにより、フロントルーム５１０において、燃料電池１０の後方端部と重複対応部分ＬＣとの間には、収容空間Ａｒ１が形成されている。収容空間Ａｒ１は、燃料電池車両５００の前方衝突発生時に燃料電池１０の後方側の少なくとも一部を収容し、かかる部分がタンク２０の前方端部２０ａよりも後方へ移動し得るように形成されている。本実施形態では、収容空間Ａｒ１は、平常時において、燃料電池１０の車両前後方向の全体長さのうちの１０％が収容可能な大きさに形成されている。なお、１０％に限らず、任意の割合が収容可能な大きさとしてもよい。例えば、燃料電池１０の車両前後方向の全体長さのうちの５％以上１０％未満の割合の部分が収容可能な大きさに形成されてもよい。ただし、１０％以上がより好ましい。
【００１９】
フロントルーム５１０には、後述の燃料電池システムを構成する少なくとも一部の構成要素が配置されている。図１では、かかる構成要素として、燃料電池１０と、第２の補機３２０と、第３の補機３３０とが表されている。なお、図示しない第１の補機については、第２実施形態において説明する。第２の補機３２０は、燃料電池１０の上方において、燃料電池１０に接して配置されている。第３の補機３３０は、燃料電池１０の下方において、燃料電池１０に接して配置されている。第２の補機３２０および第３の補機３３０は、いずれも燃料電池１０に、ボルト等の接合具により接合されている。燃料電池１０と、第２の補機３２０と、第３の補機３３０とが、鉛直方向Ｇに沿って積層して配置されているのは、これらの装置全体の車両前後方向の長さを小さくし、前方衝突発生時のフロントルーム５１０におけるつぶれ代（いわゆるクラッシャブルゾーン）を大きく確保するためである。第２の補機３２０および第３の補機３３０の詳細は、後述する。
【００２０】
図２は、車両前方から見たときの燃料電池車両５００の概略透視図である。図２では、車両前方から後方方向ＲＤに燃料電池車両５００を見たときのフロントルーム５１０内の透視図を表している。
【００２１】
図２に示すように、フロントルーム５１０には、ダッシュボードＤＢに接して補強材４２０が配置されている。補強材４２０は、横幅方向ＬＨを長手方向とする薄板状の部材であり、一対のサイドメンバ４１１を貫通して延設されている。補強材４２０は、いわゆるリーンフォースとも呼ばれ、燃料電池車両５００の横幅方向ＬＨの剛性を向上させる。補強材４２０の横幅方向ＬＨの略中央部分は上方に屈曲している。かかる配置により、補強材４２０と、燃料電池１０の後方部分とは、車両前方から見たときに互いに重ならない。このような配置により、前方衝突発生時に燃料電池１０の後方への移動が補強材４２０により妨げられることを抑制している。なお、図１では、補強材４２０は省略されている。
【００２２】
燃料電池１０とタンク２０とは、車両前方から見たときに、燃料電池１０の外形、すなわち、燃料電池１０の輪郭および輪郭によって囲まれる領域とタンク２０の中心軸ｃｘとは重ならないように配置されている。燃料電池車両５００では、かかる配置により、前方衝突が発生して燃料電池１０が後方に移動した際に、燃料電池１０がタンク２０に強く衝突することを抑制している。
【００２３】
図３は、燃料電池車両５００に搭載されている燃料電池システム１００の概略構成を示すブロック図である。燃料電池システム１００は、上述の燃料電池１０に加えて、燃料ガス供給排出系１２０と、酸化剤ガス供給排出系１３０と、冷却媒体循環系１４０と、電力供給系１５０と、制御ユニット６０とを備える。
【００２４】
燃料電池１０は、いわゆる固体高分子型燃料電池であり、所定の方向に沿って積層された複数の単セル１１と、総合電極として機能する図示しない一対の集電板と、複数の単セル１１および一対の集電板から成る積層体の積層状態を維持するために、積層体の両端の外側に配置される一対のエンドプレート１２とを備える。各単セル１１は、固体高分子電解質膜を挟んで設けられるアノード側触媒電極層に供給される燃料ガスと、カソード側触媒電極層に供給される酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する。本実施形態において、燃料ガスは水素ガスであり、酸化剤ガスは空気である。本実施形態において、単セル１１の積層方向は、車両前後方向と平行である。触媒電極層は、触媒、例えば、白金（Ｐｔ）を担持したカーボン粒子や電解質を含んで構成される。単セル１１において両電極側の触媒電極層の外側には、多孔質体により形成されたガス拡散層が配置されている。多孔質体としては、例えば、カーボンペーパーおよびカーボンクロス等のカーボン多孔質体や、金属メッシュおよび発泡金属等の金属多孔質体が用いられる。燃料電池１０の内部には、燃料ガス、酸化剤ガス、および冷却媒体を流通させるためのマニホールド（図示省略）が単セル１１の積層方向に沿って形成されている。なお、燃料電池１０は、固体高分子型燃料電池に限らず、固体酸化物型燃料電池など任意の種類の燃料電池であってもよい。
【００２５】
燃料ガス供給排出系１２０は、燃料電池１０に対して燃料ガスの供給および排出を行なう。燃料ガス供給排出系１２０は、上述のタンク２０に加えて、遮断弁２１と、インジェクタ２２と、気液分離器２３と、循環用ポンプ２４と、パージ弁２５と、燃料ガス供給路２６と、第１燃料ガス排出路２７と、燃料ガス循環路２８と、第２燃料ガス排出路２９とを備える。
【００２６】
タンク２０は、高圧水素を貯蔵しており、燃料ガスとしての水素ガスを、燃料ガス供給路２６を介して燃料電池１０に供給する。図１に示すように、タンク２０は、略円筒形の外観形状を有し、センタートンネルＣＴに上方側のほとんどの部分が収容され、下方の一部分がセンタートンネルＣＴの外に露出している。なお、タンク２０の詳細配置は後述する。遮断弁２１は、タンク２０における燃料ガスの排出口近傍に配置され、タンク２０からの水素ガスの供給の実行と停止とを切り替える。インジェクタ２２は、燃料ガス供給路２６に配置され、燃料電池１０への水素ガスの供給量（流量）および圧力を調整する。気液分離器２３は、第１燃料ガス排出路２７に配置され、燃料電池１０から排出されたオフガスに含まれる水を分離して第２燃料ガス排出路２９に排出すると共に、水が分離された後のガス（燃料ガス）を燃料ガス循環路２８に排出する。循環用ポンプ２４は、燃料ガス循環路２８に配置され、気液分離器２３から排出された燃料ガスを燃料ガス供給路２６に供給する。パージ弁２５は、第２燃料ガス排出路２９に配置され、開弁されることにより、気液分離器２３によって分離された水の大気中への排出を許容する。
【００２７】
酸化剤ガス供給排出系１３０は、燃料電池１０に対して酸化剤ガスの供給および排出を行なう。酸化剤ガス供給排出系１３０は、エアコンプレッサ３０と、背圧弁３１と、酸化剤ガス供給路３２と、酸化剤ガス排出路３３とを備える。エアコンプレッサ３０は、大気より吸入した空気を圧縮して酸化剤ガス供給路３２へと供給する。背圧弁３１は、酸化剤ガス排出路３３に配置され、燃料電池１０におけるカソード排出側の圧力（いわゆる背圧）を調整する。
【００２８】
冷却媒体循環系１４０は、燃料電池１０を介して冷却媒体を循環させることにより、燃料電池１０の温度を調整する。冷却媒体循環系１４０は、ラジエータ４０と、冷却媒体排出路４３と、冷却媒体供給路４４と、循環用ポンプ４２と、温度センサ４５とを備える。ラジエータ４０は、冷却媒体排出路４３と冷却媒体供給路４４とに接続されており、冷却媒体排出路４３から流入する冷却媒体を、電動ファンからの送風等により冷却してから冷却媒体供給路４４へと排出する。冷却媒体排出路４３は、燃料電池１０内の冷却媒体排出マニホールドと接続され、冷却媒体供給路４４は、燃料電池１０内の冷却媒体供給マニホールドに接続されている。したがって、冷却媒体排出路４３、ラジエータ４０、冷却媒体供給路４４、および燃料電池１０内のマニホールドにより、冷却媒体の循環路が形成されている。温度センサ４５は、冷却媒体排出路４３における燃料電池１０の近傍に配置されており、燃料電池１０から排出された冷却媒体の温度を測定し、温度値を示す信号を出力する。
【００２９】
電力供給系１５０は、燃料電池１０から出力される電力を上述のモータＭに供給する。電力供給系１５０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０と、電流計５１とを備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０は、燃料電池１０の図示しない集電板に電気的に接続されており、燃料電池１０の出力電圧を制御する。電流計５１は、燃料電池１０の電流値を測定する。
【００３０】
制御ユニット６０は、エアコンプレッサ３０、２つの循環用ポンプ２４，４２、ラジエータ４０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０、および４つの弁２１，２２，２５，３１、と電気的に接続されており、これらを制御する。制御ユニット６０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御用プログラムを実行することにより、各機能部を制御する制御部として機能する。
【００３１】
本実施形態では、図１，２に示す第２の補機３２０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０により構成されている。また、図１，２に示す第３の補機３３０は、２つの循環用ポンプ２４，４２により構成されている。本実施形態では、第３の補機３３０の合計重量は、第２の補機３２０の合計重量よりも大きい。このような構成によって、燃料電池車両５００の低重心化が図られ、走行安定性を向上している。
【００３２】
図４は、収容空間Ａｒ１近傍の構成を拡大して示す模式斜視図である。図４では、補強材４２０が省略されている。また、図４では、ダッシュボードＤＢの上方側部分、センタートンネルＣＴおよびタンク２０の後方部分が省略されている。また、図４では、燃料電池１０、第２の補機３２０および第３の補機３３０が省略されている。図４および図２に示すように、タンク２０の下方部分は、車両前後方向に沿ってセンタートンネルＣＴから下方に露出している。
【００３３】
ダッシュボードＤＢのうちの、重複対応部分ＬＣは、その他の部分に比べて後方方向ＲＤに突出している。重複対応部分ＬＣは、タンク２０の前方端部２０ａよりも後方に位置する。ダッシュボードＤＢの下方側の面は、タンク２０の前方端部２０ａと、車両前後方向において同じ位置である。したがって、図示しないダッシュボードＤＢの上方側の面（前方の傾斜した面）は、タンク２０の前方端部２０ａよりも前方の位置に配置されている。このように、ダッシュボードＤＢにおける重複対応部分ＬＣを除く他の部分を、タンク２０の前方端部２０ａと車両前後方向において同じ位置、または、より前方の位置に配置することにより、ダッシュボードＤＢ全体が後方方向ＲＤに配置されている構成に比べて、車室５２０が狭くなることを抑制している。
【００３４】
Ａ２．前方衝突発生時の燃料電池１０の移動：
図５は、前方衝突発生時の燃料電池車両５００の概略構成を示す断面図である。前方衝突の発生により、燃料電池車両５００において車両前方側が後方方向ＲＤに向かってつぶれている。また、このときの衝撃により、燃料電池１０、第２の補機３２０および第３の補機３３０がいずれも後方方向ＲＤに移動している。
【００３５】
燃料電池１０の後方側の一部は、収容空間Ａｒ１内に収容される。したがって、収容空間Ａｒ１が無い構成、換言するとダッシュボードＤＢの重複対応部分ＬＣが後方方向ＲＤに突出していない構成に比べて、ダッシュボードＤＢを越えて車室５２０内に侵入しない範囲での燃料電池１０の後方方向ＲＤへの移動量は大きい。このため、移動の際の摩擦、例えば、燃料電池１０に接合されている第２の補機３２０および第３の補機３３０との接触部分の摩擦を大きくでき、燃料電池１０の移動の勢いを減少させることができる。このため、燃料電池１０がダッシュボードＤＢを越えて車室５２０内に侵入することを抑制できる。また、燃料電池１０のように、車両前後方向の長さが比較的大きな装置の後方方向ＲＤの移動量を大きくできるので、フロントルーム５１０における前方衝突発生時のつぶれ代（いわゆるクラッシャブルゾーン）ＣＲ１として大きな空間を確保できる。したがって、燃料電池車両５００の運動エネルギーを、フロントルーム５１０のつぶれによって、大きく吸収することができる。
【００３６】
Ａ３．比較例：
図６は、比較例としての燃料電池車両の概略構成を示す断面図である。図６では、図１と同様に、平常時における、燃料電池車両６００の横幅方向ＬＨの中央位置での、車両の前方方向ＦＤおよび後方方向ＲＤに沿った断面を表している。
【００３７】
比較例の燃料電池車両６００には、フロントルーム６１０と車室６２０とセンタートンネルＣＴ２とが形成されており、センタートンネルＣＴ２にはタンク６３０の上方側と下方側の一部とが収容されている。比較例のダッシュボードＤＢ２は、重複対応部分ＬＣを備えていない点において上記実施形態のダッシュボードＤＢと異なる。
【００３８】
比較例の燃料電池車両６００における、燃料電池６４０、第２の補機７２０および第３の補機７３０の配置位置は、上記実施形態における、燃料電池１０、第２の補機３２０および第３の補機３３０の配置位置とほぼ同じである。
【００３９】
図７は、車両前方から見たときの比較例の燃料電池車両６００の概略透視図である。図７では、図２と同様に、車両前方から後方方向ＲＤに燃料電池車両６００を見たときのフロントルーム６１０内の透視図を表している。
【００４０】
フロントルーム６１０には、ダッシュボードＤＢ２に接して補強材８２０が配置されている。補強材８２０は、実施形態の補強材４２０と同様な機能を有する。補強材８２０は、一対のサイドメンバ８１１を貫通して延設されている。補強材８２０と、燃料電池６４０の後方部分とは、車両前方から見たときに互いに重なっている。同様に、補強材８２０と第２の補機７２０とは、車両前方から見たときに互いに重なっている。
【００４１】
図８は、前方衝突発生時の比較例の燃料電池車両６００の概略構成を示す断面図である。前方衝突の発生により、燃料電池車両６００において車両前方側が後方方向ＲＤに向かってつぶれている。また、このときの衝撃により、燃料電池６４０、第２の補機７２０および第３の補機７３０がいずれも後方方向ＲＤに移動している。
【００４２】
比較例の燃料電池車両６００では、収容空間Ａｒ１が設けられていないため、ダッシュボードＤＢ２を越えて車室６２０内に侵入しない範囲での燃料電池６４０の後方方向ＲＤへの移動量は小さい。このため、移動の際の摩擦、例えば、燃料電池６４０に接合されている第２の補機７２０および第３の補機７３０との接触部分の摩擦は小さく、燃料電池６４０の移動の勢いを減少させることが困難となる。このため、燃料電池６４０がダッシュボードＤＢ２を越えて車室６２０内に侵入するおそれがある。また、前方衝突発生時の燃料電池６４０の後方方向ＲＤの移動量が小さいため、フロントルーム６１０における前方衝突発生時のつぶれ代（いわゆるクラッシャブルゾーン）ＣＲ１０は、比較的小さい。このため、燃料電池車両６００の運動エネルギーを、フロントルーム６１０のつぶれによって大きく吸収することができない。
【００４３】
これに対して、上述した本実施形態の燃料電池車両５００では、燃料電池１０の後方端部と重複対応部分ＬＣとの間に収容空間Ａｒ１が設けられているので、前方衝突発生時に、ダッシュボードＤＢを越えて車室５２０内に侵入しない範囲での燃料電池１０の後方方向ＲＤへの移動量は大きい。このため、燃料電池１０の移動の勢いを抑制して車室５２０に侵入することを抑制し、また、つぶれ代を大きくして燃料電池車両５００の運動エネルギーを大きく吸収できる。
【００４４】
以上説明した第１実施形態の燃料電池車両５００によれば、平常時において、燃料電池１０の後方端部と重複対応部分ＬＣとの間には収容空間Ａｒ１が形成されているので、前方衝突発生時に燃料電池１０の後方側の少なくとも一部をかかる収容空間Ａｒ１に移動させることができる。このため、その移動の際の摩擦等により、燃料電池１０の移動の勢いを減少させて、燃料電池１０がダッシュボードＤＢを越えて車室５２０内に侵入することを抑制できる。また、このとき、燃料電池１０の後方側の少なくとも一部は、タンク２０の前方端部２０ａよりも車両後方側に移動するため、タンク２０への衝突を抑制できる。このため、前方衝突発生時のタンク２０の変形を抑制できる。また、ダッシュボードＤＢのうち、重複対応部分ＬＣを除く他の部分は、タンク２０の前方端部２０ａと車両前後方向において同じ位置、または、タンク２０の前方端部よりも前方の位置に配置されているので、車室５２０が狭くなることを抑制できる。また、燃料電池１０とタンク２０とは、車両前方から見たときに、燃料電池１０の外形とタンク２０の中心軸ｃｘとは重ならないように配置されているので、前方衝突が発生して燃料電池１０が後方に移動した際に、燃料電池１０がタンク２０に強く衝突することを抑制できる。
【００４５】
また、補強材４２０は、車両前方から見たときに、燃料電池１０の後方部分と重ならないように配置されているので、前方衝突発生時における燃料電池１０の後方側の少なくとも一部の移動が、補強材４２０により妨げられることを抑制しつつ、ダッシュボードＤＢを補強できる。
【００４６】
また、燃料電池１０の上方において燃料電池１０と接して第２の補機３２０が配置され、燃料電池１０の下方において燃料電池１０と接して第３の補機３３０が配置されているので、これら第２，３の補機３２０，３３０を、燃料電池１０の前方や後方に配置する構成に比べて、前方衝突発生時におけるフロントルームのつぶれ代（いわゆるクラッシュゾーン）をより大きく確保できる。
【００４７】
また、第２の補機３２０および第３の補機３３０のうち、合計重量のより大きな第３の補機３３０が下方に配置されるので、燃料電池車両５００の低重心化を実現し、走行安定性を向上できる。
【００４８】
Ｂ．第２実施形態：
図９は、第２実施形態における燃料電池車両の概略構成を示す断面図である。図１０は、車両前方から見たときの第２実施形態の燃料電池車両の概略透視図である。第２実施形態における燃料電池車両５００ａは、フロントルーム５１０において、燃料電池１０に対して車両後方側に第１の補機３１０が配置されている点と、補強材４２０に代えて補強材４２０ａを備えている点とにおいて、第１実施形態の燃料電池車両５００と異なる。第２実施形態の燃料電池車両５００ａの他の構成については、第１実施形態の燃料電池車両５００と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
第２実施形態において、第１の補機３１０は、循環用ポンプ２４により構成されている。図９に示すように、燃料電池１０の車両後方側に第１の補機３１０が配置されていることから、重複対応部分ＬＣは、車両前方から見たときに、燃料電池１０の後方部分と重なると共に、第１の補機３１０の後方部分と重なる。また、収容空間Ａｒ１は、第１の補機３１０の後方端部と重複対応部分ＬＣとの間に形成されることとなる。第２実施形態では、収容空間Ａｒ１は、燃料電池車両５００ａの前方衝突発生時に第１の補機３１０の後方側の少なくとも一部を収容し、かかる部分がタンク２０の前方端部２０ａよりも後方へ移動し得るように形成されている。
【００５０】
図１０に示すように、補強材４２０ａは、横幅方向ＬＨの略中央部分の上方への突出量が少ない点で、第１実施形態の補強材４２０と異なる。このため、車両前方から見たときに、補強材４２０ａと燃料電池１０の後方部分とは重なる。同様に、補強材４２０ａと第２の補機３２０の後方部分とは重なる。しかしながら、補強材４２０ａと第１の補機３１０とは、車両前方から見たときに、互いに重ならない。このような構成により、前方衝突発生時に第１の補機３１０の後方への移動が補強材４２０ａにより妨げられることが抑制される。
【００５１】
第１の補機３１０とタンク２０とは、車両前方から見たときに、第１の補機３１０の外形、すなわち、第１の補機３１０の輪郭および輪郭によって囲まれる領域とタンク２０の中心軸ｃｘとは重ならないように配置されている。燃料電池車両５００ａでは、かかる配置により、前方衝突が発生して第１の補機３１０が後方に移動した際に、第１の補機３１０がタンク２０に強く衝突することを抑制している。
【００５２】
図１１は、第２実施形態における前方衝突発生時の燃料電池車両５００ａの概略構成を示す断面図である。前方衝突の発生により、燃料電池車両５００ａにおいて車両前方側が後方方向ＲＤに向かってつぶれている。また、このときの衝撃により、燃料電池１０、第１の補機３１０、第２の補機３２０および第３の補機３３０がいずれも後方方向ＲＤに移動している。
【００５３】
第１の補機３１０の後方側の一部は、収容空間Ａｒ１内に収容される。したがって、収容空間Ａｒ１が無い構成、換言するとダッシュボードＤＢの重複対応部分ＬＣが後方方向ＲＤに突出していない構成に比べて、ダッシュボードＤＢを越えて車室５２０内に侵入しない範囲での第１の補機３１０の後方方向ＲＤへの移動量は大きい。このため、移動の際の摩擦、例えば、第１の補機３１０に接合されている燃料電池１０との接触部分の摩擦を大きくでき、第１の補機３１０の移動の勢いを減少させることができる。このため、第１の補機３１０がダッシュボードＤＢを越えて車室５２０内に侵入することを抑制できる。また、第１の補機３１０の移動量を大きくできるので、フロントルーム５１０における前方衝突発生時のつぶれ代（いわゆるクラッシャブルゾーン）ＣＲ２として大きな空間を確保できる。したがって、燃料電池車両５００ａの運動エネルギーを、フロントルーム５１０のつぶれによって、大きく吸収することができる。
【００５４】
以上説明した第２実施形態の燃料電池車両５００ａは、第１実施形態の燃料電池車両５００と同様な効果を有する。すなわち、前方衝突発生時に第１の補機３１０の後方側の少なくとも一部を収容空間Ａｒ１に移動させることができるので、その移動の際の摩擦等により、第１の補機３１０の移動の勢いを減少させて、第１の補機３１０がダッシュボードＤＢを越えて車室５２０内に侵入することを抑制できる。また、このとき、第１の補機３１０がタンク２０に衝突することを抑制できる。また、車室５２０が狭くなることを抑制できる。また、前方衝突発生時における第１の補機３１０の後方側の少なくとも一部の後方への移動が、補強材４２０ａにより妨げられることを抑制しつつ、ダッシュボードＤＢを補強できる。また、第２，３の補機３２０，３３０を、燃料電池１０の前方に配置する構成に比べて、前方衝突発生時におけるフロントルームのつぶれ代（いわゆるクラッシュゾーン）をより大きく確保できる。また、合計重量のより大きな第３の補機３３０が第２の補機３２０に比べて下方に配置されるので、燃料電池車両５００ａの低重心化を実現し、走行安定性を向上できる。
【００５５】
Ｃ．変形例：
Ｃ１．変形例１：
各実施形態において、ダッシュボードＤＢの上方側部分は前方側に屈曲していたが、前方側に代えて後方側に屈曲していてもよい。また、屈曲せずに、下方側部分と車両前後方向において同じ位置であってもよい。この変形例および各実施形態からも理解できるように、重複対応部分ＬＣを除く他の部分の少なくとも一部がタンク２０の前方端部２０ａと車両前後方向において同じ位置、または、前方端部２０ａよりも前方の位置に配置されているダッシュボードを、本発明の燃料電池車両に適用してもよい。
【００５６】
Ｃ２．変形例２：
各実施形態では、燃料電池車両５００，５００ａは、いずれも補強材４２０，４２０ａを備えていたが、補強材４２０，４２０ａを省略してもよい。補強材４２０が省略された構成では、第１実施形態と同様に、燃料電池１０の後方への移動が補強材４２０によって妨げられることを抑制できる。また、補強材４２０ａが省略された構成では、第２実施形態と同様に、第１の補機３１０の後方への移動が補強材４２０ａによって妨げられることを抑制できる。
【００５７】
Ｃ３．変形例３：
各実施形態では、タンク２０の下方側の一部はセンタートンネルＣＴから下方に露出していたが、タンク２０のすべてがセンタートンネルＣＴ内に収容されていてもよい。また、各実施形態において、タンク２０に貯蔵されるガスは水素ガスであったが、燃料電池に用いられる反応ガスが他の種類のガスであれば、タンク２０は、かかる他のガスを収容してもよい。すなわち、一般には、燃料電池車両５００，５００ａの床下に形成されたセンタートンネルＣＴに自身の少なくとも一部が配置され、燃料電池１０に供給されるガスを貯蔵するタンクを、本発明の燃料電池車両に適用してもよい。
【００５８】
Ｃ４．変形例４：
第２実施形態において、第１の補機３１０は、循環用ポンプ２４により構成されていたが、循環用ポンプ２４に代えて、他の種類の補機により構成されてもよい。また、第２の補機３２０を構成する補機の種類および第３の補機を構成する補機の種類は、各実施形態とは異なる種類であってもよい。また、第１の補機３１０、第２の補機３２０、および第３の補機３３０として、燃料電池システム１００の運転に直接的に関連する補機に代えて、また、燃料電池システム１００の運転に直接的に関連する補機に加えて、燃料電池システム１００の運転に直接的に関連しない補機を用いてもよい。このような補機としては、たとえば、空調用のコンプレッサを用いてもよい。また、各実施形態では、第３の補機３３０の合計重量は、第２の補機３２０の合計重量よりも大きかったが、これに代えて、第２の補機３２０の合計重量以下であってもよい。
【００５９】
Ｃ５．変形例５：
収容空間Ａｒ１の大きさは、第１の実施形態と第２の実施形態とで同じであったが、本発明は、これに限定されない。前方衝突発生の際に収容空間に収容される装置（部分）の体積に合わせて、収容空間Ａｒ１の大きさを設定してもよい。例えば、第２実施形態において前方衝突発生の際に収容空間に収容される第１の補機３１０の後方側の体積が、第１実施形態において収容される燃料電池１０の後方側の部分の体積に比べて小さいときには、第２実施形態における収容空間Ａｒ１の大きさを、第１実施形態における収容空間Ａｒ１の大きさに比べて小さくしてもよい。
【００６０】
Ｃ６．変形例６：
各実施形態では、燃料電池車両５００，５００ａは、いずれも動力源としてモータＭのみを備える車両であったが、モータＭに加えて、ガソリンエンジン等の内燃機関を備える車両であってもよい。
【００６１】
本発明は、上述の実施形態および変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０…燃料電池
１１…単セル
１２…エンドプレート
２０…タンク
２０ａ…前方端部
２１…遮断弁
２２…インジェクタ
２３…気液分離器
２４…循環用ポンプ
２５…パージ弁
２６…燃料ガス供給路
２７…第１燃料ガス排出路
２８…燃料ガス循環路
２９…第２燃料ガス排出路
３０…エアコンプレッサ
３１…背圧弁
３２…酸化剤ガス供給路
３３…酸化剤ガス排出路
４０…ラジエータ
４２…循環用ポンプ
４３…冷却媒体排出路
４４…冷却媒体供給路
４５…温度センサ
５１…電流計
６０…制御ユニット
１００…燃料電池システム
１２０…燃料ガス供給排出系
１３０…酸化剤ガス供給排出系
１４０…冷却媒体循環系
１５０…電力供給系
２１０…ＤＣ−ＤＣコンバータ
３１０…第１の補機
３２０…第２の補機
３３０…第３の補機
４１１…サイドメンバ
４２０，４２０ａ…補強材
５００，５００ａ…燃料電池車両
５１０…フロントルーム
５２０…車室
６００…燃料電池車両
６１０…フロントルーム
６２０…車室
６３０…タンク
６４０…燃料電池
７２０…第２の補機
７３０…第３の補機
８１１…サイドメンバ
８２０…補強材
Ａｒ１…収容空間
ＣＴ，ＣＴ２…センタートンネル
ＤＢ，ＤＢ２…ダッシュボード
ＦＤ…前方方向
ＦＷ…前輪
Ｇ…鉛直方向
ＬＣ…重複対応部分
ＬＨ…横幅方向
Ｍ…モータ
ＲＤ…後方方向
ＲＷ…後輪
ｃｘ…中心軸
【図１】
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【図２】
0006344342.tif 000003
【図３】
0006344342.tif 000004
【図４】
0006344342.tif 000005
【図５】
0006344342.tif 000006
【図６】
0006344342.tif 000007
【図７】
0006344342.tif 000008
【図８】
0006344342.tif 000009
【図９】
0006344342.tif 000010
【図１０】
0006344342.tif 000011
【図１１】
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