(57)【要約】【課題】  燃料電池やその補機類を車体前部の空間内に効率よく配置する。【解決手段】  燃料電池７を車体前部のフード３下の空間５に搭載し、燃料電池７に対し車体上下方向の上部でかつ車体前後方向後部に、燃料電池７の補機として、燃料電池７に供給する水素が流れる水素系部品２１を配置する。水素系部品２１の前方には、燃料電池７の補機として、燃料電池７に供給する空気が流れる空気系部品２３を配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を車体前部の空間に搭載する燃料電池システムの車両搭載構造において、前記空間の上部開口を覆うフードが、車体後方側が同前方側に比べて上下方向高さが高くなるよう傾斜し、前記燃料電池に対し車体上下方向の上部でかつ車体前後方向後部に、燃料電池の補機として、燃料電池に供給する水素が流れる水素系部品を配置することを特徴とする燃料電池システムの車両搭載構造。
【請求項２】
前記水素系部品の車体前方側で前記燃料電池の上部空隙に、燃料電池の補機として、燃料電池に供給する空気が流れる空気系部品を配置することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システムの車両搭載構造。
【請求項３】
前記燃料電池をケース内に収容し、このケース内に供給する換気用空気の取込口を、前記車体前部の空間における車体前方側の上部に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システムの車両搭載構造。
【請求項４】
前記換気用空気をケース内に送り込む換気ファンを、前記換気用空気の取込口に連通する前記ケースの開口部に設けたことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システムの車両搭載構造。
【請求項５】
前記燃料電池を冷却する冷却媒体を移送する冷却媒体ポンプを、前記燃料電池の下部に配置することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料電池システムの車両搭載構造。
【請求項６】
前記冷却媒体ポンプを、前記燃料電池下部の車体構造部材に対して水平位置を同等して配置することを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システムの車両搭載構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を車体前部の空間に搭載する燃料電池システムの車両搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体前部の空間に燃料電池を搭載する車両としては、例えば下記特許文献１に記載されたものがある。
【特許文献１】特開２００３−１７８７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような燃料電池車両については、燃料電池に供給する水素が流れる水素系部品や、燃料電池に供給する空気が流れる空気系部品などの補機類も、燃料電池近傍に配置する必要があることから、前記した車体前部の空間に搭載することになる。
【０００４】
なお、水素系部品としては、例えば燃料電池から排出される排水素を循環させて再度燃料電池に供給する水素循環装置があり、また空気系部品としては、燃料電池に供給する空気を加湿する加湿装置がある。
【０００５】
このため、燃料電池やその補機類を限られたスペースである車体前部の空間内に搭載する際には、無駄なスペースを排除してスペース効率を高める必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、燃料電池やその補機類を車体前部の空間内に効率よく配置することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、燃料電池を車体前部の空間に搭載する燃料電池システムの車両搭載構造において、前記空間の上部開口を覆うフードが、車体後方側が同前方側に比べて上下方向高さが高くなるよう傾斜し、前記燃料電池に対し車体上下方向の上部でかつ車体前後方向後部に、燃料電池の補機として、燃料電池に供給する水素が流れる水素系部品を配置することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車体前部の空間の上部開口を覆うフードが、車体後方側が同前方側に比べて上下方向高さが高くなるよう傾斜しており、燃料電池の補機類である水素系部品を、燃料電池に対し車体上下方向の上部でかつ車体前後方向後部に配置することで、上記したフードの傾斜に沿って燃料電池の上部空間内に補機類を効率よく配置することができる。
【０００９】
また、補機類として水素系部品を燃料電池の上部に配置しているので、水素系部品に対するメンテナンス性が向上するとともに、水素系部品から水素漏れが生じた場合でも上方への拡散が容易となる。
【００１０】
さらに、質量の大きい燃料電池を、補機類の下部に配置することで、補機類の上部に配置する場合に比較して車両重心を低くでき、車両の旋回時や減速時の運転性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態を示す燃料電池車両の簡略化した側面断面図である。なお、図１中で、矢印ＦＲで示す方向が車両前方である。
【００１３】
車体１の前部のフード３の下部に形成した空間５には、燃料電池７を搭載し、車体１の後部の左右の後車輪９相互間に、燃料電池７が発電する電力を電線１１を介して供給されて駆動する車両駆動用のモータ１３を配置する。なお、符号１５は前車輪、符号１７はフロントサスペンションメンバ、符号１９はリヤサスペンションメンバである。
【００１４】
そして、燃料電池７に対し、車体上下方向の上部でかつ車体前後方向後部に、燃料電池７の補機として、燃料電池７に供給する水素が流れる水素系部品２１を配置する。水素系部品２１の前方の燃料電池７上部の空隙には、燃料電池７に供給する空気が流れる空気系部品２３を配置する。
【００１５】
水素系部品２１としては、例えば燃料電池７から排出される排出水素を循環させて再度燃料電池７に供給する水素循環装置があり、空気系部品２３としては、例えば燃料電池７に供給する空気を、燃料電池７から排出される水分を含む排出空気によって加湿する加湿装置がある。
【００１６】
図２は、フード３を省略した空間５内の構造を示す斜視図である。ここでは、空気系部品２３として、燃料電池７の上部の車体左側部分の車体前方から、エアクリーナ２５，マイクロフィルタ２７，アフタークーラ２９を順次配置するとともに、燃料電池７の上部の車体右側部分の車体前方から、エアコンプレッサ３１、コンプレッサ用インバータ３３、加湿装置３５を順次配置する。
【００１７】
エアコンプレッサ３１の駆動により、エアクリーナ２５前部の吸気口３７から取り込んだ吸気は、エアクリーナ２５で濾過された後、エアコンプレッサ３１を経てマイクロフィルタ２７でさらに濾過され、アフタークーラ２９で冷却されて加湿装置３５に至る。
【００１８】
加湿装置３５では、前述したように、燃料電池７から排出される水分を含む排出空気によって、アフタークーラ２９から導入される吸気を加湿し、この加湿した吸気を燃料電池７に供給する。
【００１９】
一方、水素は、例えば車体後部に配置する図示しない水素タンクから水素配管を経て前記した水素循環装置（水素系部品２１）を経て、燃料電池７からの排出水素と共に燃料電池７に供給される。
【００２０】
上記した燃料電池７はケース内に収容しており、燃料電池７の発電時での発熱による高温化するケース内の空気を換気、または、わずかに漏れ出る燃料電池からの水素を換気するために、ケース内と一端が連通する換気通路３９を設けている。
【００２１】
換気通路３９は、他端の換気用空気の取込口３９ａが、空間５内の上部における空気系部品２３の車体前方側に位置し、車体前方に向けて開口している。そして、燃料電池７のケースにおける車体前方側の側部の開口部には、換気ファン４１を設け、この換気ファン４１に前記した換気通路３９の一端を接続する。
【００２２】
なお、図２では、換気ファン４１に接続する換気通路３９は省略している。
【００２３】
また、燃料電池７の下部には、冷却水ポンプ４３を配置する。冷却水ポンプ４３は、燃料電池７を冷却する冷却媒体を移送する冷却媒体ポンプであり、この冷却水ポンプ４３を、フロントサスペンションメンバ１７などの車体構造部材に干渉しないように、燃料電池７を載置固定する車体構造部材に対して水平位置をほぼ同等とした状態で、燃料電池７の下部に固定する。図２では、上記した冷却水ポンプ４３に接続する冷却水配管４５が示されており、この冷却水配管４５の車体前方側は、図示しないラジエータに接続される。
【００２４】
このような燃料電池システムの車両搭載構造によれば、フード３が、車体後方側が同前方側に比べて上下方向高さが高くなるよう傾斜しており、この傾斜したフード３と燃料電池７との間の高さ寸法が不均一となっている空間に、この空間の高さ寸法に応じて後部側に水素系部品２１を、前部側に空気系部品２３をそれぞれ配置している。
【００２５】
これにより、燃料電池７やその補機類である水素系部品２１および空気系部品２３を、無駄なスペースを発生させることなく、車体前部の空間５内に効率よく配置することができる。
【００２６】
また、補機類である水素系部品２１および空気系部品２３を空間５の上部に配置しているので、これら各部品に対するフィルタ交換などのメンテナンス作業が、フード３を開放することで容易に行うことができる。
【００２７】
さらに、補機類に比べて質量が大きい燃料電池７を、空間５内の下部に配置することで、車両重心が下がり、車両の旋回時や減速時の挙動が安定し、運転性向上に寄与することができる。また、水素系部品２１から水素漏れが生じた場合でも、上方への拡散を容易にする。
【００２８】
また、図示しない水素タンクを車両後方に配置した場合でも、水素配管は、ある程度細くできるので、水素系部品２１を車両前部の空間５に配置しても、車両後方からの配管レイアウトの悪化を防止できる。
【００２９】
また、水素系部品２１として、燃料電池７からの排出水素を大気中に放出して処理する際に、周囲の空気を取り込んで水素希釈を行う部品の場合には、水素系部品２１を空間５内の地面から離れている上部に配置しているので、取り込む空気に対し路面から跳ね上がる水の混入を防止できる。
【００３０】
一方、空気系部品２３を、空間５内の車両前方上部に配置することで、エアクリーナ２５の吸気口３７に接続する吸気ダクトを短くでき、空間５内での部品レイアウト性向上および車両重量低減を達成できる。また、燃料電池７に比べ質量に対する容積の割合が高い空気系部品２３を、空間５内の上部に配置することで、下部に配置した場合に比べ、車両重心を下げる上で有効であり、車両の旋回時や減速時の性能が向上する。
【００３１】
また、燃料電池７からの排出水素を大気に放出する際の水素希釈を、燃料電池７からの排出空気で行う場合には、水素系部品２１と空気系部品２３とを、共に燃料電池７の上部に配置することで、早期希釈を容易にする。
【００３２】
また、燃料電池７を収容するケース内の換気空気の取込口３９ａを、空間５内の上部に位置させることで、雨天や冠水時でも、路面から跳ね上がる水の換気空気への進入を防止でき、燃料電池７内への水進入を回避できる。
【００３３】
さらに、冷却水ポンプ４３を燃料電池７の下部に設置することで、冷却水ポンプ４３と、燃料電池７および図示しないラジエータとを接続する冷却水配管４５の経路中で最下部に近い位置に配置可能となり、キャビテーションの発生を抑えて冷却水の圧送を効率よく行うことができ、冷却性能を高めることができる。
【００３４】
また、冷却水ポンプ４３を、燃料電池７下方のフロントサスペンション１７などの車体構造部材に対して水平位置をほぼ同等として配置しているため、燃料電池７を空間５内でより下方位置とした状態で冷却水ポンプ４３の搭載が可能で、空間５内での部品レイアウト性や、車両の旋回時や減速時の性能が向上する。
【００３５】
さらに、冷却水ポンプ４３に対するメンテナンス作業も容易であり、空間５の上部の水素系部品２１や空気系部品２３に対するメンテナンス性向上と併せて、燃料電池補機を、車体前部の空間５に搭載した燃料電池７の上下に配置することで、上方と下方から合わせて補機メンテナンス性を充分に確保できる。
【００３６】
本発明によれば、車体前部の空間の上部開口を覆うフードが、車体後方側が同前方側に比べて上下方向高さが高くなるよう傾斜しており、前記水素系部品の車体前方で前記燃料電池の上部空隙に、燃料電池の補機として、燃料電池に供給する空気が流れる空気系部品を配置するので、上記したフードの傾斜に沿って空間内にて補機類を効率よく配置することができる。
【００３７】
また、補機類として空気系部品を燃料電池の上部に配置しているので、部品交換が容易になるなど、メンテナンス性が向上するとともに、吸気口に接続する吸気ダクトを短くでき、空間内での部品レイアウト性向上および車両重量低減を達成できる。
【００３８】
前記燃料電池をケース内に収容し、このケース内に供給する換気用空気の取込口を、前記車体前部の空間における車体前方側の上部に設けたので、雨天や冠水時でも、路面から跳ね上がる水の換気空気への進入を防止でき、燃料電池への水進入を回避できる。
【００３９】
前記換気用空気をケース内に送り込む換気ファンを、前記換気用空気の取込口に連通する前記ケースの開口部に設けたので、換気空気をその取込口から燃料電池のケース内に確実に送り込むことができる。
【００４０】
前記燃料電池を冷却する冷却媒体を移送する冷却媒体ポンプを、前記燃料電池の下部に配置するので、冷却媒体ポンプと燃料電池やラジエータとを接続する冷却水配管の経路中で最下部に近い位置に冷却媒体ポンプを配置可能となり、キャビテーションの発生を抑えて冷却水の圧送を効率よく行うことができ、冷却性能を高めることができる。
【００４１】
前記冷却媒体ポンプを、前記燃料電池下部の車体構造部材に対して水平位置を同等して配置するので、燃料電池を空間内でより下方位置とした状態で冷却媒体ポンプの搭載が可能となり、空間内での部品レイアウト性や、車両の旋回時や減速時の性能が向上する。
【００４２】
また、冷却媒体ポンプに対する部品交換などのメンテナンス作業も容易であり、空間の上部の水素系部品や空気系部品に対するメンテナンス性向上と併せて、燃料電池補機を、車体前部の空間に搭載した燃料電池の上下に配置することで、上方と下方から合わせて補機メンテナンス性を充分に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料電池車両の簡略化した側面断面図である。
【図２】図１の燃料電池車両におけるフードを省略した空間内の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
５  車体前部の空間
７  燃料電池
２１  水素系部品
２３  空気系部品
３９ａ  換気用空気の取込口
４１  フロントサスペンションメンバ（車体構造部材）
４３  冷却水ポンプ（冷却媒体ポンプ）
【図１】
2005306080.tif 000003
【図２】
2005306080.tif 000004