(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と酸化剤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、
前記燃料電池に供給するための前記燃料を貯留する燃料貯留手段と、
加湿器を用いて前記燃料貯留手段から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、
を備え、
車両の床下に配置された燃料電池システムボックスにおける底パネルの前記車両の前後方向の中央位置に、前記燃料電池を配置し、
前記燃料電池の前方の前記底パネルに、前記温調手段の少なくとも一部を配置し、
前記燃料電池の後方の前記底パネルに、前記加湿手段を配置し、
前記燃料電池の上に、前記燃料電池からの電力の取り出しを可能とするか遮断するかを設定する燃料電池出力遮断手段を載置した
ことを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車。
【請求項２】
前記温調手段のうち、前記車両の走行によって発生する風により熱媒を冷却するラジエタを前記車両の前方位置に配置し、前記ラジエタの直後に走行モータが配設されている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】
前記燃料電池が複数のセルを備えており、前記複数のセルは、前記車両の前後方向に沿って積層されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池搭載型電気自動車。
【請求項４】
燃料と酸化剤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、
前記燃料電池に供給するための前記燃料を貯留する燃料貯留手段と、
加湿器を用いて前記燃料貯留手段から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、
を備えた燃料電池搭載型電気自動車において、
前記車両における前後方向の略中央位置に配置された床下に設けられた燃料電池システムボックスにおける底パネルの前記車両の前後方向の中央位置に、前記燃料電池を配設し、
前記燃料電池システムボックス内における前記底パネルの前記燃料電池の前方および後方の一方に前記温調手段の少なくとも一部を配置し、前記燃料電池の前方および後方の他方に前記加湿手段を配置し、
前記燃料電池の上に、前記燃料電池からの電力の取り出しを可能とするか遮断するかを設定する燃料電池出力遮断手段を載置した
ことを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車。
【請求項５】
前記燃料電池が複数のセルを備えており、前記複数のセルは、前記車両の前後方向に向けて積層されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池搭載型電気自動車。
【請求項６】
自動車に用いられ燃料と酸化剤とを供給されることで発電を行う燃料電池と、
それぞれ個別のユニットとして形成された、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の少なくとも一部、前記燃料電池の電力取出しを可能とするか遮断するかを設定する燃料電池出力遮断手段、および、加湿器を用いて前記燃料貯留手段から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、
を収容し、前記自動車の床下に配置される燃料電池システムボックスであって、
上方開口するとともに底パネルを有する箱部と、
前記燃料電池および各ユニットを収容した前記箱部の上方開口を密閉するように設けられる天蓋と、
を備え、
前記箱部の底パネルの前記自動車の前後方向の中央位置に、前記燃料電池が搭載され、
前記燃料電池の前方および後方の一方の前記底パネルに、前記温調手段の少なくとも一部が搭載され、
前記燃料電池の前方および後方の他方の前記底パネルに、前記加湿手段が搭載され、
前記燃料電池の上に、前記燃料電池出力遮断手段が載置され、
前記天蓋には、前記燃料電池出力遮断手段に対応した突出部が形成されている
ことを特徴とする燃料電池システムボックス。
【請求項７】
前記箱部のリアパネルに、水素排出孔を設けた
ことを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システムボックス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を搭載する燃料電池搭載型電気自動車に係り、特に、燃料電池、温調手段、加湿手段、燃料貯留手段の配置に特徴がある燃料電池搭載型電気自動車および燃料電池システムボックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池を搭載する燃料電池搭載型電気自動車は、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精製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、燃料電池搭載型電気自動車には、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酸素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気の電流を調整するインバータまたはパワードライブユニット（ＰＤＵ）などが設けられている。
【０００４】
これらの機器類はすべて燃料電池搭載型電気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。
【０００５】
この燃料電池搭載型電気自動車は、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方に配置されており、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方に配置されている。
【０００６】
その一方、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）。
【０００７】
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ユニットに分離し、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。かかる組立燃料電池発電システムにおいては、組立作業を容易化し省時間化でき、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。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第６２２３８４３号公報
【特許文献２】
特開平５−２１０８４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に開示された燃料電池搭載型電気自動車では、燃料電池をはじめとする各種燃料電池システムに用いる機器が車両の前方に配置されている。このためたとえば車両が正面衝突した場合に、これらの機器がすべて破損しやすいという問題がある。
【００１０】
また、車両の前方に各種機器類が配置されていることから、これらの機器類をすべて設けるために、大きなスペースを必要とする。この結果、車両の前方スペースが限られてしまい、車室の足入れスペースや、室内・荷室空間が限られてしまうという問題もある。
【００１１】
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場合がある。こうした重量を有する燃料電池が車両の前方に搭載されていると、自動車の挙動安定性が低くなるという問題もある。さらには、燃費・加速性の低下に繋がる恐れもある。
【００１２】
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、自動車の床下に配設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。
【００１３】
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、前記公報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していなかった。
【００１４】
また、特許文献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にできてしまうが、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いる。これらの高電圧の部品に容易に接触できてしまうと、たとえばメンテナンス員が点検等を行おうとする際に、これらの部品に誤って触れてしまうことが懸念される。
【００１５】
さらに、燃料電池発電システムは、床下、すなわち車室の下に配置されていることになり、燃料電池発電システムから漏れ出した水素が、車室内に入り込むことがある。
【００１６】
そこで、本発明の課題は、車両の衝突などがあった場合でも燃料電池システムの機器、特に燃料電池が破損しないようにするとともに、車室や荷室の空間を十分に確保できるようにし、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。
また、他の課題は、各機能別にユニット化された燃料電池システムを自動車に搭載する際に、水、泥、チッピング等から保護し、高電圧部品が安易に触れられないようにし、さらには、車室内に水素が入り込むのを防止した燃料電池システムボックスを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明は、燃料と酸化剤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、
前記燃料電池に供給するための前記燃料を貯留する燃料貯留手段と、
加湿器を用いて前記燃料貯留手段から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、
を備え車両前方位置から車両後方位置に亘って、前記温調手段、前記燃料電池、前記加湿手段および前記燃料貯留手段がこの順で配置されていることを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車である。
【００１８】
このような燃料電池搭載型電気自動車によれば、温調手段、燃料電池、加湿手段、および燃料貯留手段が車両前方位置から車両後方位置に亘って配置されている。したがって、これらの機器類が車両の前方に集中することがなく、しかも前方位置に配置される温調手段は高さの抑制が可能であるので、車室の足入れスペースや室内・荷室空間を充分に確保することができる。
【００１９】
また、本発明は、前記燃料電池が、車両における前後方向の略中央位置に配置された床下に配設されることを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車である。
このような燃料電池搭載型電気自動車によれば、重量の嵩む燃料電池が車両における前後方向の略中央位置に配置された床下に配設されている。このため、車両の前後方向の重量バランスをさらに好適に配分することができるので、車両の挙動安定性を向上させることができる。しかも、燃料電池が車両における前後方向の略中央位置に配置された床下に配設されることから、車両が正面衝突したり、後から衝突された場合でも、燃料電池が破損しにくいようにすることができる。
【００２０】
また、本発明は、前記車両の床下に配置された燃料電池システムボックスにおける前記車両の前後方向の中央位置に前記燃料電池を配置し、
前記燃料電池システムボックス内における前記燃料電池の前方に前記温調手段の少なくとも一部を配置し、前記燃料電池の後方に前記加湿手段を配置したことを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車である。
【００２１】
このような燃料電池搭載型電気自動車によれば、燃料電池システムボックス内に、燃料電池のほか、温調手段や加湿手段を収容している。このため、これらの機器を生産する際の生産性に優れるとともに、分解点検、修理の容易化などを図ることができる。
【００２２】
また、本発明は、前記燃料電池からの電力取出しを可能とするか遮断するかを設定する燃料電池出力遮断手段と、前記燃料電池への燃料の状態を調整し供給する燃料供給調整手段とが配設されていることを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車である。
【００２３】
このような燃料電池搭載型電気自動車によれば、燃料電池からの電力取出しを可能とするか遮断するかを設定する燃料電池出力遮断手段および燃料電池への燃料の状態を調整し供給する燃料供給調整手段がそれぞれ燃料電池に隣接して設けられている。このように、燃料電池に直接接続される燃料電池出力遮断手段や燃料供給調整手段が燃料電池に隣接して設けられているので、電気配線や燃料供給用配管を短くすることができる。
【００２４】
また、本発明は、前記燃料電池出力遮断手段が前記燃料電池の上に載置されていることを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車である。
このような燃料電池搭載型電気自動車によれば、燃料電池出力遮断手段が燃料電池の上に載置されている。このため、燃料電池出力遮断手段が高い位置に配置されるので、被水防止性を向上させることができる。また、燃料電池出力遮断手段の設置スペースを横方向に広げる必要がなくなる。
【００２５】
また、本発明は、前記温調手段のうち、前記車両の走行によって発生する風により熱媒を冷却するラジエタを前記車両の前方位置に配置し、前記ラジエタの直後に走行モータが配設されていることを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車である。
【００２６】
このような燃料電池搭載型電気自動車によれば、車両の前方に配置された温調手段が走行モータや燃料電池を冷却する冷却手段として用いる際、冷却に必要なラジエタが車両の前方に配置されている。このため、車両の走行風を冷却に用いることができるので、車速利用率を高め、もって好適に走行モータや燃料電池の冷却を行うことができる。
【００２７】
また、本発明は、前記燃料電池が複数のセルを備えており、前記複数のセルは、前記車両の前後方向に沿って積層されていることを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車である。
【００２８】
このような燃料電池搭載型電気自動車によれば、燃料電池が備える複数のセルが車両の前後方向に沿って積層されている。このため、車両の加減速に際してセルの積層間のずれや撓みを抑制し、実質的にセル積層体の構造を維持することができる。
【００２９】
また、本発明は、燃料と酸化剤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、
前記燃料電池に供給するための前記燃料を貯留する燃料貯留手段と、
加湿器を用いて前記燃料貯留手段から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、
を備えた燃料電池搭載型電気自動車において、
前記車両における前後方向の略中央位置に配置された床下に設けられた燃料電池システムボックスにおける前記車両の前後方向の中央位置に前記燃料電池を配設し、
前記燃料電池システムボックス内における前記燃料電池の前方および後方の一方に前記温調手段の少なくとも一部を配置し、前記燃料電池の前方および後方の他方に前記加湿手段を配置したことを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車である。
【００３０】
このような燃料電池搭載型電気自動車によれば、燃料電池システムボックス内に燃料電池が中央位置に配置され、その前方または後方に温調手段および加湿手段がそれぞれ設けられている。このため、燃料電池システムボックスに収容されるこれらの機器のうち、もっとも重量の嵩む燃料電池が前後方向の中央位置に配置されているので、前後方向の重量バランスを好適に保つことができる。また、燃料電池が中央に配置されていることから車両が正面衝突したり、後から衝突されたりした場合であっても、燃料電池の破損を防止することができる。
【００３１】
また、本発明は、前記燃料電池が複数のセルを備えており、前記複数のセルは、前記車両の前後方向に向けて積層されていることを特徴とする燃料電池搭載型電気自動車である。
【００３２】
このような燃料電池搭載型電気自動車によれば、燃料電池が備える複数のセルが車両の前後方向に沿って積層されている。このため、車両の加減速に際してセルの積層間のずれや撓みを抑制し、実質的にセル積層体の構造を維持することができる。
【００３３】
また、本発明は、自動車に用いられ燃料と酸化剤とを供給されることで発電を行う燃料電池が搭載され、上方開口された箱部を有するとともに、前記箱部には、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、前記燃料電池の電力取出しを可能とするか遮断するかを設定する燃料電池出力遮断手段と、加湿器を用いて前記燃料貯留手段から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が収容され、
前記温調手段、前記燃料電池出力遮断手段、および前記加湿手段がそれぞれ個別のユニットとして形成されており、
前記燃料電池および各ユニットを収容した前記箱部の上方開口を密閉する天蓋が設けられていることを特徴とする燃料電池システムボックスである。
【００３４】
このような燃料電池システムボックスによれば、それぞれ機能が異なる加湿手段、冷却手段、および制御手段がそれぞれ個別のユニットとして構成されている。このため、生産性に優れるとともに、分解点検、修理の容易化などを図ることができる。
【００３５】
また、これらのユニットは箱部に収容され、箱部の上方開口は天蓋によって密閉されている。このため、箱部の内部の各ユニットを水、泥、チッピングなどの外部入力から好適に保護することができる。また、メンテナンス員どが、高電圧部品などに不意に触れることや燃料電池から漏洩した水素が車室内に入り込むことなどを適切に防止することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、具体的に説明する。
図１は本発明に係る燃料電池搭載型電気自動車の透視側面図である。
図１に示すように、本発明に係る燃料電池搭載形電気自動車（以下「車両」という）Ｍにおいては、本発明に係る燃料電池システムボックス１が床下に搭載されている。燃料電池システムボックス１の上方には、ドライバＤ，Ｄなどが乗車する車室が形成されている。
【００３７】
車両Ｍにおける前方位置には、ラジエタ１１が設けられている。また、ラジエタ１１の後方には本発明の走行モータを含む電動機体１２が配設されており、電動機体１２の上方には、エアコンプレッサ１３が配設されている。さらに、エアコンプレッサ１３の後方に、燃料電池システムボックス１が配設され、その後方には本発明の燃料貯留手段である高圧水素容器１４，１４が配設されている。高圧水素容器１４，１４には、燃料電池３０に供給する燃料である水素を貯留されている。
【００３８】
ラジエタ１１は、車両Ｍの走行によって発生する風により、熱媒である空気を冷却している。エアコンプレッサ１３は、燃料電池３０に酸化剤として供給される空気を送り出すのに用いられるが、車室内の冷房などに用いられる図示しないエアコンなどを駆動するために用いられていてもよい。
【００３９】
燃料電池システムボックス１は、図２に示すように、本発明の箱部である燃料電池システムボックス本体（以下、「ボックス本体」という）２と、本発明の天蓋であるカバー３を備えている。ボックス本体２の上方開口はカバー３に覆われている。また、ボックス本体２とカバー３との間には、シール４が介在されており、ボックス本体２の上方開口は、カバー３によって密閉されている。ボックス本体２の四隅には、それぞれボルト孔２Ａ，２Ａ…が形成されており、カバー３の四隅にはボルト孔３Ａ，３Ａ…がそれぞれ形成されている。これらのボルト孔２Ａ，２Ａ…、３Ａ，３Ａ…に対しそれぞれボルトＢ，Ｂ…がねじ込まれることにより、ボックス本体２とカバー３とを共締めしながら車両Ｍにおける図示しない車体フレームに設けられたナットに螺合させられていく。この結果、車体フレームに燃料電池システムボックス１が取り付けられて固定される。また、カバー３の上面中央部には、突出部３Ｂが形成されている。
【００４０】
図３に示すように、ボックス本体２は、底パネル２１を備えており、底パネル２１の左右両側には、それぞれ左右側部フレーム２２，２３が設けられている。また、左右側部フレーム２２，２３のそれぞれの上部には、サイドパネル２４，２５が設けられている。ボックス本体２の前方には、フロントパネル２６が設けられており、後方にはリアパネル２７が設けられている。このリアパネル２７には、カバー３内に漏れた水素を排出するための後方のボックス内水素排出孔２８が設けられている。
【００４１】
ボックス本体２の内は、前方から、温調手段載置位置２１Ａ、燃料電池載置位置２１Ｂ、および加湿手段載置位置２１Ｃとして設定されている。そして、ボックス本体２の内部には、図４に示すように、温調手段２０、燃料電池３０、および加湿手段４０が前方から順に載置されている。燃料電池システムは、燃料電池システムボックス１に設けられた温調手段２０、燃料電池３０、および加湿手段４０のほか、ラジエタ１１、高圧水素容器１４，１４等により構成されている。燃料電池システムボックス１の後方に配置された高圧水素容器１４，１４は、前後方向の位置が車両の後輪とほぼ同じとなるように配置されている。このように、温調手段２０、燃料電池３０、加湿手段４０、および高圧水素容器１４，１４は、車両Ｍの前方位置から後方位置に亘って、この順で車両Ｍの前方から後方に向けて配置されている。
【００４２】
車両Ｍの床下に配置されている燃料電池システムボックス１の内部には、それぞれ個別のユニットとして形成された温調手段２０、燃料電池３０、および加湿手段４０が配置されている。温調手段２０は、燃料電池３０からの冷却液を管体を通じてラジエタ１１等の熱交換器に送り出し、たとえば高温となった冷却液を熱交換させることにより冷却したのち燃料電池３０に送り出している。この送り出しには、液体移送用のポンプを用いることができ、電動モータによるもののほか、燃料電池３０からの排出ガスに存するエネルギを利用したタービンの回転力による機械式の駆動によってもよい。また、温調手段２０には、たとえばニクロム線等による電気式ヒータを冷却液を通る管体に巻き付け、燃料電池の温度が低下した場合に冷却液を加温することで燃料電池を昇温させるものとして温度調整を行う構成が備えられていてもよい。
【００４３】
燃料電池３０は、燃料である水素と酸化剤である酸素を供給されて発電を行うものであり、図５に示すように、複数、たとえば数百枚のセル３１，３１…を有しており、これらのセル３１，３１…がセル積層体を構成している。これらのセル積層体はたとえば左右の２つに形成されており、それらの複数のセル３１，３１…は、車両の前後方向に沿って積層されてセル積層体を構成している。このように、セル３１，３１…を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、セル積層間（隣り合うセル３１，３１の間）に車両の前後加速によるせん断や曲げの力が加わり難くなり、セル積層間のずれや撓みを起こし難くなる。したがって、実質的にセル積層体の構造を維持することが可能である。
【００４４】
加湿手段４０は、燃料電池３０に水分を供給するものであり、図４に示すように、アノード側加湿器４１およびカソード側加湿器４２を備えている。これらのアノード側加湿器４１およびカソード側加湿器４２は、左右に並んで一体的に形成されている。なお、本実施形態ではアノード側加湿器４１およびカソード側加湿器４２は左右に並んで配されているが、周辺機器との関係によっては、前後に並んで配されていてもよい。アノード側加湿器４１では、燃料電池３０におけるアノード側に供給する水素を適度な湿度となるように加湿している。また、カソード側加湿器４２では、カソード側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している。
【００４５】
また、燃料電池３０の周囲には、本発明の燃料供給調整手段である水素供給調整手段５２、および燃料電池出力遮断手段５３がそれぞれ燃料電池３０に隣接して設けられている。水素供給調整手段５２は、燃料を水素とした場合に用いられるものであり、水素を逆流させることなく、燃料電池３０の反応にて逐次要求される流量や圧力の状態量を調整して水素供給を行うものであり、たとえばポンプ類や弁体の組み合わせにより構成されている。このポンプ類や弁体の駆動は、電気モータや流体による動力、あるいは機械的な動力によるもののいずれでもよい。燃料電池出力遮断手段５３は、燃料電池３０の上に載置される形で燃料電池３０に隣接して設けられている。燃料電池出力遮断手段５３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３０からの電力取出しを可能とするか遮断するかを設定することができるようになっている。
【００４６】
以上の構成を有する燃料電池搭載型電気自動車においては、燃料電池３０などが燃料電池システムボックス１に収容されている。このため、燃料電池３０などにおける高電圧部分にドライバなどが不意に接触してしまうことを防止できる。また、燃料電池３０、加湿手段４０、および温調手段２０等は、床下において燃料電池システムボックス１内に収容されていることにより、それらの保護およびメンテナンス性の向上を図ることができる。さらに、比較的重量が嵩む燃料電池３０は、燃料電池システムボックス１内における中央位置に配置され、また燃料電池システムボックス１は、車両Ｍの前後方向中央位置に配置されていることにより、燃料電池３０は車両のほぼ重心位置に配置されることになる。このため、車両Ｍの重量バランスが安定し、その結果、車両Ｍの挙動安定性を向上させることができる。また、燃料電池３０における各セル３１，３１…は、車両の前後方向に沿って積層されている。このため、車両Ｍが加減速を行ったとしても、その際のセル３１，３１…の積層間のずれや撓みを抑制することができるので、実質的にセル積層体の構造を維持することができる。こうして、燃料電池３０の発電性能の低下を好適に防止することができる。
【００４７】
また、燃料電池３０の上には燃料電池出力遮断手段５３が載置される形で隣接して設けられている。このため、燃料電池出力遮断手段５３は比較的高い位置に配置されることになるので、燃料電池出力遮断手段５３の被水防止性を向上させることができる。しかも、燃料電池出力遮断手段５３を車室のセンタコンソールの位置に配置させれば、運転席や助手席に座る乗員の動作を妨げない空間に収められるので好適である。さらに、燃料電池出力遮断手段５３と燃料電池３０の間の電気ケーブルを短くすることができる。その一方、水素供給調整手段５２等の排水を必要とする機器については、燃料電池３０と隣接する比較的低い位置に配置されているので、その排水性を向上させることができる。
【００４８】
さらに、温調手段２０におけるラジエタ１１が車速利用率の高い車両の前方位置に配置され、その後方に燃料電池３０が配置されており、ラジエタ１１と燃料電池３０の間に、エアコンプレッサ１３や温調手段２０が設けられている。このため、冷却のための配管の距離は絶縁距離を確保できるだけの最短距離ですむので、全体的に配管の距離を短くすることができる。したがって、冷媒の量や配管の重量を軽減させることができ、その結果、車体の軽量化に寄与することができる。しかも、温調手段２０は高さ調整を行うことが比較的容易であるため、車室の前席における足入れ性を確保することができる。
【００４９】
また、燃料電池３０と高圧水素容器１４，１４の間に加湿手段４０が設けられており、しかも加湿手段４０が燃料電池３０の後方における近傍位置に設けられているので、水素配管を短くすることができる。このため、水素配管内における水素の量を減少させることができ、その結果、制御応答性を向上させることができる。さらには、加湿手段４０におけるアノード側加湿器４１は燃料電池３０と高圧水素容器１４，１４の間に配置されているので、水素配管が短くなる結果、結露等が発生しにくい状態で燃料電池３０の加湿を行うことができる。
【００５０】
さらに、燃料電池３０と高圧水素容器１４，１４の間に配置した加湿手段４０は、アノード側加湿器４１とカソード側加湿器４２とが一体的に設けられており、前記水素配管の短絡のみならず、加湿手段４０を通る配管類の長さを抑えることができ、その分車体の軽量化に寄与することとなり好適である。
【００５１】
他方、燃料電池システムボックス１においては、それぞれの機能に応じて、温調手段２０、燃料電池３０、および加湿手段４０としてそれぞれ個別のユニットに形成されている。このため、たとえば温調手段２０におけるデバイスの一部が壊れた場合には、温調機能を有する温調手段２０のみを取り外して、修理を行うことができるので、その修理が容易なものとなる。かかる修理は、たとえば燃料電池３０、加湿手段４０のいずれで生じた場合であっても同様のことがいえる。
【００５２】
また、燃料電池システムボックス１を製造する際にも、温調手段２０、燃料電池３０、加湿手段４０を並行して製造し、それらが組み終った後にボックス本体２に収容すればよいので、製造時間の短縮を図ることができる。
【００５３】
その一方、温調手段２０、燃料電池３０、および加湿手段４０をボックス本体２に収容した後は、ボックス本体２の上方開口がカバー３によって密閉されている。このため、温調手段２０、燃料電池３０、および加湿手段４０をそれぞれ水、泥、チッピング等から好適に保護することができる。また、高電圧部品を含む燃料電池３０はボックス本体２に収容されて、カバー３で密閉されている。このため、たとえばメンテナンス員などが高電圧部品に触れてしまう事態を防止することができる。さらには、燃料電池３０やアノード側加湿器４１等から水素が漏洩した場合であっても、ボックス本体２が密閉されており、かつボックス本体２内に漏洩した水素の排出用空気が導入され、カバー３の後方のボックス内水素排出孔２８から排出する。したがって、燃料電池システムボックス１が車両における車室の下部に配設された場合であっても、車室に水素を漏れ出させることなく、確実に車外に排出することができる。
【００５４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。たとえば、前記実施形態では燃料として高圧水素容器に貯留された水素を用いているが、これに代えて、水素吸蔵合金を収容した水素タンクや、あるいはメタノール系等の原燃料を改質して水素を取り出す態様とすることができる。この場合には原燃料タンクや改質器等が必要となるが、原燃料タンクは高圧水素容器が設けられた位置に配置され、改質器は原燃料タンクと燃料電池との間に配置するのが好適になる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、温調手段、燃料電池、加湿手段、および燃料貯留手段などの機器類が車両の前方に集中することがない。しかも前方位置に配置される温調手段は高さの抑制が可能であるので、車室の足入れスペースや室内・荷室空間を充分に確保することができる。
【００５６】
また、重量の嵩む燃料電池が車両の床下に配設されているため、車両の前後方向の重量バランスを好適に配分することができるので、車両の挙動安定性をさらに向上させることができる。また、燃料電池が車両の床下に配設されることから、車両の前後方向中央位置に配置されることになり、車両が正面衝突したり、後から衝突された場合でも、燃料電池が破損しにくいようにすることができる。
【００５７】
また、燃料電池システムボックス内に、燃料電池のほか、温調手段や加湿手段を収容しているため、これらの機器を生産する際の生産性に優れるとともに、分解点検、修理の容易化などを図ることができる。
【００５８】
また、燃料電池に直接接続される燃料電池出力手段や水素供給調整手段が燃料電池に隣接して設けられているので、電気配線や水素供給用配管を短くすることができる。
【００５９】
また、燃料電池出力遮断手段が高い位置に配置されるので、被水防止性を向上させることができる。また、燃料電池出力遮断手段の設置スペースを横方向に広げる必要がなくなる。
【００６０】
また、車両の走行風を冷却に用いることができるので、車速利用率を高め、もって好適に走行モータや燃料電池の冷却を行うことができる。
【００６１】
また、セルが撓むことを抑え、実質的にセル積層体の構造を維持することができる。
【００６２】
また、燃料電池システムボックスに収容される機器のうち、もっとも重量の嵩む燃料電池が前後方向の中央位置に配置されているので、前後方向の重量バランスを好適に保つことができる。また、燃料電池が中央に配置されていることから車両が正面衝突したり、後から衝突されたりした場合であっても、燃料電池の破損を防止することができる。
【００６４】
また、各機能別にユニット化された燃料電池システムを自動車に搭載する際に、水、泥、チッピング等から保護し、高電圧部品に安易に触れられないようにし、さらには、車室内に水素が入り込むのを防止した燃料電池システムボックスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池搭載型電気自動車の透視側面図である。
【図２】燃料電池システムボックスの斜視図である。
【図３】燃料電池システムボックス本体の斜視図である。
【図４】（ａ）は、燃料電池システムボックス内の配置を示す概略平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図５】燃料電池の部分破断斜視図である。
【符号の説明】
１      燃料電池システムボックス
２      ボックス本体（箱部）
３      カバー（天蓋）
１１    ラジエタ
１２    電動機体（走行モータ）
１４    高圧水素容器（燃料貯留手段）
２０    温調手段
３０    燃料電池
３１    セル
４０    加湿手段
５２    水素供給調整手段（燃料供給調整手段）
５３    燃料電池出力遮断手段
Ｍ      車両（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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【図４】
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【図５】
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