CN101541579A - 车辆以及燃料电池的车载方法 - Google Patents
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Abstract
一种车辆，该车辆在以互相并列并分别沿着行进方向的方式配置的多个纵梁(810)上固定燃料电池，其中，包括：以在纵梁(810)之间搭桥的方式配置的支撑构件；将支撑构件分别固定于各纵梁(810)的第1固定部；和将燃料电池固定于支撑构件上的第2固定部。通过这样构成，在车载燃料电池时，能够既抑制外力对燃料电池的影响，又抑制车辆的重量增加或者燃料电池的车载空间的减小。
Description
技术领域
本发明涉及在车载燃料电池时将燃料电池固定于车辆的技术。
背景技术
在车载燃料电池时，需要有保护燃料电池不被外力破坏的结构。因此，将燃料电池收纳在燃料电池壳体内，按每个燃料电池壳体进行车载(日本特开2005-231549号公报，日本特开2003-123779号公报以及日本特开2003-182379号公报)。
但是，上述的燃料电池的燃料电池壳体，为了至少抑制外力对燃料电池的影响，要求提高燃料电池壳体的刚性或者强度。因此，有了由例如金属材料等形成燃料电池壳体或者将燃料电池壳体形成得较厚等对策。但是，这样一来，就存在燃料电池壳体的重量化或者大型化的可能性。伴随于此，也就存在了车辆的重量增加或者燃料电池的车载空间减小的可能性。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种在车载燃料电池时、既抑制外力对燃料电池的影响又抑制车辆的重量增加或者燃料电池的车载空间的减小的技术。
为了达成上述目的的至少一部分，在本发明的车辆中，在以互相并列并分别沿着行进方向的方式配置的多个纵梁上固定燃料电池，其主旨在于，包括：以在所述纵梁之间搭桥的方式配置的支撑构件；将所述支撑构件分别固定于各纵梁的第1固定部；和将所述燃料电池固定于所述支撑构件上的第2固定部。
另外，所述第1固定部也可以固定所述支撑构件与各纵梁。进而，支撑构件也可以由柱状构件或者板状构件构成。
根据上述结构的车辆，即使向车辆施加外力，也能够既抑制外力对燃料电池的影响，又抑制车辆的重量增加或者燃料电池的车载空间的减小。
在上述车辆中，优选的是：所述支撑构件包括互相并列的多个第1构件和互相并列的多个第2构件，将所述第1构件与所述第2构件以交叉的方式配置成井字架状而成；所述第1固定部将所述第1构件分别固定于各纵梁。
这样一来，在向车辆施加外力时，即使外力通过纵梁传递到支撑构件，也能够由支撑构件缓和。
在上述车辆中，优选的是：所述燃料电池至少配置在所述第2构件上。
这样一来，能够通过没有固定在纵梁上的第2构件支撑燃料电池，即使纵梁施加外力，也能够抑制该外力向燃料电池传递。
在上述车辆中，优选的是：所述第2固定部将所述燃料电池在三个点固定于所述支撑构件。
这样一来，能够既抑制第2固定部所使用的构件数量，又抑制外力向燃料电池传递。
在上述车辆中，优选的是：所述第2固定部包括固定于所述支撑构件的、至少一部分由弹性体构成的支架；和用于将所述支架固定于所述燃料电池的支架固定构件。
在上述车辆中，优选的是：所述支架的至少与所述支撑构件接触的部分由绝缘体构成。
在上述车辆中，优选的是：包括收纳所述燃料电池的燃料电池壳体。
在上述车辆中，优选的是：所述燃料电池壳体与所述第2固定部相连接。
在上述车辆中，优选的是：所述燃料电池壳体与所述第2固定部的连接部由橡胶或者树脂覆盖。
这样一来，能够使燃料电池壳体的密封性提高，并且能够使从第2固定部向燃料电池传递的外力衰减。
在上述车辆中，优选的是：所述燃料电池壳体通过具有柔性的构件与所述支撑构件相连接。
这样一来，能够抑制向支撑构件传递的外力向燃料电池壳体传递。
在上述车辆中，优选的是：所述第1固定部将所述支撑构件相对于各纵梁能够装拆地固定。
这样一来，能够逐个支撑构件地卸下燃料电池，能够迅速地进行维护、修理等。
为了达成上述目的的至少一部分，在本发明的燃料电池车载方法中，用于在设置于车辆的、以互相并列并分别沿着所述车辆的行进方向的方式配置的多个纵梁上固定燃料电池，其主旨在于，包括：准备用于支撑所述燃料电池的支撑构件的工序；以在所述纵梁之间搭桥的方式配置所述支撑构件的工序；分别固定所述支撑构件与各纵梁的工序；和将所述燃料电池固定在所述支撑构件上的工序。
如果如上述结构的燃料电池车载方法所示那样进行车载燃料电池，即使向车辆施加外力，也能够既抑制外力对燃料电池的影响，又抑制车辆的重量增加或者燃料电池的车载空间的减小。
另外，本发明也能够不通过上述的车辆，而通过燃料电池车载系统等其他的装置发明的形态实现。另外，也能够不通过上述的燃料电池车载方法，而通过燃料电池车载系统的安装方法等其他的方法发明的形态实现。
附图说明
图1是车载在本发明的一个实施例中的车辆1000上的燃料电池系统500的概略结构图。
图2是用于说明上述实施例的车辆1000中的燃料电池100的配置位置的概略结构图。
图3是燃料电池车载系统200的概略结构图。
图4是用于支撑燃料电池100的支撑构件的概略结构图。
图5是表示图3的A-A剖面的概略结构图。
图6是表示燃料电池100的车载方法的流程图。
图7是用于说明图5中的变形例的图。
具体实施方式
A.实施例：
A1.车载在车辆1000上的燃料电池系统500的概略：
图1是车载在本发明的一个实施例中的车辆1000上的燃料电池系统500的概略结构图。车载在本实施例的车辆1000上的燃料电池系统500，如图1所示，包括：空气滤清器10，空气压缩机20，氢罐30，调节阀40，稀释器50，气液分离器60，消音器70，散热器80，三通阀82，冷却液循环泵84，离子交换器86，和包括燃料电池100的燃料电池车载系统200。对于该燃料电池车载系统200的详细情况后述，在燃料电池车载系统200，燃料电池100被收纳在燃料电池壳体100A中。
在图1所示的燃料电池系统500中，空气压缩机20将通过空气滤清器10去除了垃圾等而净化了的空气作为氧化气体对燃料电池车载系统200的燃料电池100供给。在氢罐30中，包括氢截止阀32，在将氢截止阀32打开时，对燃料电池100供给作为燃料气体的氢气。在氢截止阀32与燃料电池100之间，包括调节阀40，调节阀40对从氢罐30供给的氢进行调压(减压)。
在燃料电池100中没有供电化学反应使用而排出的氧化排气或者燃料排气被导入稀释器50中。在稀释器50中，燃料排气由氧化排气稀释，它们的混合气体被导入气液分离器60中。在气液分离器60中，混合气体中的水分被液化、分离，然后混合气体经由消音器70被向外部排出。另外，也可以包括用于将燃料排气再次对燃料电池100供给的装置(循环泵等)。这种情况下，燃料排气根据状况而被适当地导入稀释器50中。
另外，在燃料电池系统500中，通过冷却液循环泵84，使冷却液在燃料电池100与散热器80之间循环。通过散热器80冷却后的冷却液向燃料电池100供给。离子交换器86为了防止漏电等，在冷却液中将电离的离子除去。另外，也有通过冷却液循环泵84使从燃料电池100排出的冷却液通过三通阀82，不经由散热器80而再次向燃料电池100供给的情况。
A2.燃料电池100的车载位置的说明：
图2是用于说明本实施例的车辆1000中的燃料电池100的配置位置的概略结构图。图2所示的车辆1000为例如4轮轿车类型的车辆，采用单壳(monocoque)结构的车体。车辆1000，沿着车辆前后方向配置有作为骨架构件的一对纵梁810，在一对纵梁810之上配置有作为骨架构件的底板820(底板部)。在比该底板820靠上部的位置，形成有车辆乘员用的乘员空间，在乘员空间中配置有驾驶者等乘员用的乘员座椅830。在本实施例的车辆1000中，燃料电池100使用后述的燃料电池车载系统200的各部件而被配置在乘员座椅830的下方、即底板820之下。与此有关的详细情况后述。另外，上述的氢罐30如图2所示，被配置在车辆1000的后方侧的底板820下、即后轮的上部附近。另外，在图1中将说明省略，但车辆1000包括二次电池890，该二次电池890如图2所示，被配置在车辆1000的后方侧的底板820下、即由燃料电池100与氢罐30夹持的空间中。
A3.燃料电池车载系统200的说明：
图3是燃料电池车载系统200的概略结构图。图4是用于支撑燃料电池100的支撑构件的概略结构图。燃料电池车载系统200如图3、4所示，主要包括：燃料电池100，燃料电池壳体100A，作为用于支撑燃料电池100的支撑构件的交叉构件110(2根)以及支架构件120(2根)，和安装在燃料电池100上、用于将支撑构件与燃料电池100连接的支架150。与支架150有关的详细情况后述。
交叉构件110以及支架构件120由柱状的金属材料(例如，铁、铝、不锈钢等)构成。这些交叉构件110以及支架构件120，作为支撑构件，如图4所示，被组合配置成井字架状。详细地说，并列配置支架构件120，以与该支架构件120正交、支架构件120位于下方的方式，并列配置交叉构件110。
图5是表示图3的A-A剖面的概略结构图。该图5表示将燃料电池100经由支架150连接在支撑构件上的样子。该图5与图4所示的A-A剖面相对应。如该图5所示，支架150由第1支架构件151、第2支架构件152、第3支架构件153构成，被插入各构件内部的中空部分的支架螺栓160(金属性：铝、铁等)被紧固在燃料电池100的端板上，由此将支架150配置在燃料电池100(端板)与支撑构件之间。支架150的各构件由绝缘弹性体(例如橡胶等)和金属构件构成，但燃料电池100(端板)与燃料电池壳体100A为绝缘的结构。
在支架150中，如图5所示，第1支架构件151夹在燃料电池100以及第2支架构件152之间。而且，第2支架构件152夹在第1支架构件151与支撑构件(交叉构件110以及支架构件120)之间，通过螺母135与交叉构件110以及支架构件120紧固。由此，支撑构件与燃料电池100连结并固定。第3支架构件153与第2支架构件152，支撑支架螺栓160。另外，也与燃料电池壳体100A连接。另外，在第2支架构件152以及支撑构件上，包括用于使螺母135通过的孔部。
另外，燃料电池壳体100A与支架构件120如图5所示，通过由柔性构件(例如橡胶等)构成的螺母140紧固。另外，在支架构件120上，包括用于使螺母140通过的孔部145(参照图4)。进而，以覆盖支架螺栓160的头部的金属部分的方式，配置有绝缘性的支架盖130。另外，在支架盖130与支架螺栓160保持一定距离、能够绝缘的情况下，也可以设为金属性的。进而，支架盖130也可以与支架构件120构成为一体。
燃料电池壳体100A由较薄的树脂构成。因此，燃料电池壳体100A比较轻。另外，燃料电池壳体100A具有绝缘功能，但没有实施强度加工。另外，在燃料电池壳体100A上，包括配管用的多个孔部(参照图3)。
在本实施例的车辆1000中，支架150以及支架螺栓160如图4所示，在交叉构件110与支架构件120的交点这2处和与这2处所在的支架构件120不同的另一个支架构件120的中央附近的1处这3个点，将燃料电池100与支撑构件连接并固定。
进而，形成为井字架状、与燃料电池100相连接的支撑构件被固定在车辆1000的纵梁810上。具体地说，在支撑构件上，在并列的交叉构件110的各端部所具备的各孔部115中，分别插入设置在纵梁810上的各螺栓117，通过预定的小螺钉(未图示)固定，由此支撑构件被固定在车辆1000的纵梁810上。另外，通过将小螺钉卸下、将支撑构件向下移动，能够将支撑构件从纵梁810上卸下。这样，能够将支撑构件相对于纵梁810按装/拆卸。
如上所述，在本实施例的车辆1000中，经由支架150由支撑构件在燃料电池100的下面支撑该燃料电池100，同时将该支撑构件(交叉构件110)的各端部分别固定在纵梁810上，其中该支撑构件由交叉构件110和支架构件120形成为井字架状。这样一来，在向车辆1000施加外力时，即使外力通过纵梁810传递到支撑构件，也能够由支撑构件缓和，并且能够使该外力从传递侧的纵梁810经由支撑构件向相反侧的纵梁810传递而使其衰减。因此，即使如上所述那样将燃料电池100的燃料电池壳体100A设为轻、薄的简易的结构，也能够抑制外力对燃料电池100的影响。即，能够既抑制外力对燃料电池100的影响，又抑制车辆重量的增加或者燃料电池的车载空间的减少。
另外，所谓上述“外力”，是包含由于车辆的上下振动产生的力、由于车辆的转弯产生的力、由于车辆的扭转振动产生的力、由于加速/减速产生的力、由于车辆的碰撞产生的冲击力等的概念。
另外，在本实施例的车辆1000中，支撑构件能够相对于纵梁810按装/拆拆。这样一来，在燃料电池100的维护、修理等时候，能够容易地将每个支撑构件从燃料电池100上卸下，能够迅速地进行维护、修理等。
进而，在本实施例的车辆1000中，通过支架150以及支架螺栓160在3个点连接固定燃料电池100与支撑构件。这样一来，能够既抑制所使用的支架150以及支架螺栓160的个数，又提高燃料电池100与支撑构件的连接力。
在本实施例的车辆1000中，在支架150上，与支撑构件紧固在一起的第2支架构件152由绝缘弹性体构成。这样一来，能够使燃料电池100(端板)与支撑构件之间绝缘。另外，这样一来，能够使从支撑构件向燃料电池100(端板)传递的外力衰减，能够抑制外力对燃料电池100的影响。
另外，在本实施例的车辆1000中，燃料电池壳体100A与支架150的第2支架构件152连接在。这样一来，能够使燃料电池壳体100A的密封性提高。
在本实施例的车辆1000中，燃料电池壳体100A通过具有柔性的螺母140与支架构件120连接。这样一来，能够抑制向支撑构件传递的外力向燃料电池壳体100A传递。
另外，支架150相当于权利要求中的支架，交叉构件110或者支架构件120相当于权利要求中的支撑构件，孔部115或者螺栓117相当于权利要求中的第1固定部，支架150以及支架螺栓160相当于权利要求中的第2固定部或者燃料电池固定部，支架150相当于权利要求中的支架，支架螺栓160相当于权利要求中的支架固定构件，燃料电池壳体100A相当于权利要求中的燃料电池壳体，螺母140相当于权利要求中的具有柔性的构件。
A4.燃料电池的车载方法：
下面，对将上述燃料电池100车载在车辆1000上时的燃料电池的车载方法进行说明。
图6是表示本实施例的燃料电池100的车载方法的流程图。首先，准备燃料电池100、燃料电池壳体100A、支架150、支撑构件(交叉构件110以及支架构件120)等(步骤S10)。
接下来，如图3、图5所示，经由支架150将支撑构件安装在燃料电池100的下表面上(步骤S20)。另外，也如图3、图5所示那样安装支架盖130、燃料电池壳体100A等。
然后，在安装有燃料电池100的状态下的支撑构件上，将交叉构件110的各端部分别能够按装/拆拆地固定在纵梁810上(步骤S30)。
如上所述，在本实施例的燃料电池车载方法中，经由支架150由支撑构件在燃料电池100的下面支撑该燃料电池100，同时将该支撑构件(交叉构件110)的各端部分别固定在纵梁810上，其中该支撑构件由交叉构件110和支架构件120形成为井字架状。这样一来，在向车辆1000施加外力时，即使外力通过纵梁810传递到支撑构件，也能够由支撑构件缓和，并且能够使该外力从传递侧的纵梁810经由支撑构件向相反侧的纵梁810传递而使其衰减。因此，即使如上所述那样将燃料电池100的燃料电池壳体100A设为轻、薄的简易的结构，也能够抑制外力对燃料电池100的影响。即，能够既抑制外力对燃料电池100的影响，又抑制车辆重量的增加或者燃料电池的车载空间的减少。
B.变形例：
另外，在本发明中，并不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种形态实施。
B1.变形例1：
图7是用于说明图5中的变形例的图。在上述实施例的车辆1000的燃料电池车载系统200中，如图7所示，可以在支架150的第2支架构件152与燃料电池壳体100A的连接部，烧结(烧焊)具有柔性的橡胶170。这样一来，能够将第2支架构件152与燃料电池壳体100A之间紧固、密封，并且能够使从第2支架构件152向燃料电池壳体100A传递的外力衰减。另外，此时，橡胶170只要具有柔性、能够将第2支架构件152与燃料电池壳体100A之间紧固、密封即可，例如，也可以代替橡胶170而使用预定的树脂。
B2.变形例2：
在上述实施例的车辆1000的燃料电池车载系统200中，将用于支撑燃料电池100的支撑构件由交叉构件110和支架构件120形成为井字架状，但本发明并不限定于此，该支撑构件只要是支撑燃料电池100、并且分别连接在各纵梁810上的连续的柱状构件即可，例如，也可以：准备多个交叉构件110，经由支架150将所准备的交叉构件110连接在燃料电池100的下表面上，将各交叉构件110的各端部分别固定在各纵梁810上。这样一来，在向车辆1000施加外力时，即使外力通过纵梁810传递到支撑构件，也能够使该外力从传递侧的纵梁810经由支撑构件向相反侧的纵梁810传递而使其衰减。因此，即使如上所述那样将燃料电池100的燃料电池壳体100A设为轻、薄的简易的结构，也能够抑制外力对燃料电池100的影响。即，能够既抑制外力对燃料电池100的影响，又抑制车辆重量的增加或者燃料电池的车载空间的减少。
B3.变形例3：
在上述实施例的车辆1000的燃料电池车载系统200中，燃料电池壳体100A设为由树脂构成，但本发明并不限定于此。只要是具有绝缘性、较轻的材料即可，例如也可以通过橡胶、纤维形成燃料电池壳体100A。这样也能够起到与上述实施例同样的效果。
B4.变形例4：
在上述实施例的车辆1000的燃料电池车载系统200中，交叉构件110以及支架构件120由柱状构件形成，但此时也可以是中空的柱状构件。另外，交叉构件110以及支架构件120也可以是平板状构件。这样也能够起到上述实施例的效果。
B5.变形例5：
在上述实施例的车辆1000中，设为将燃料电池100配置在乘员座椅830的下方、底板820之下的结构，但本发明并不限定于此。例如，也可以：在底板820上形成孔部(未图示)，燃料电池100经由该孔部，至少将燃料电池100的一部分向形成在底板820上部的乘务员空间突出地配置。这样也能够起到上述实施例的效果。
Claims (12)
1.一种车辆，该车辆在以互相并列并分别沿着行进方向的方式配置的多个纵梁上固定燃料电池，其特征在于，包括：
以在所述纵梁之间搭桥的方式配置的支撑构件；
将所述支撑构件分别固定于各纵梁的第1固定部；和
将所述燃料电池固定于所述支撑构件上的第2固定部。
2.如权利要求1所述的车辆，其特征在于：
所述支撑构件包括互相并列的多个第1构件和互相并列的多个第2构件，将所述第1构件与所述第2构件以交叉的方式配置成井字架状而成；
所述第1固定部将所述第1构件分别固定于各纵梁。
3.如权利要求2所述的车辆，其特征在于：
所述燃料电池至少配置在所述第2构件上。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的车辆，其特征在于：
所述第2固定部将所述燃料电池在三个点固定于所述支撑构件。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的车辆，其特征在于：
所述第2固定部包括固定于所述支撑构件的、至少一部分由弹性体构成的支架；和用于将所述支架固定于所述燃料电池的支架固定构件。
6.如权利要求5所述的车辆，其特征在于：
所述支架的至少与所述支撑构件接触的部分由绝缘体构成。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的车辆，其特征在于：
包括收纳所述燃料电池的燃料电池壳体。
8.如权利要求7所述的车辆，其特征在于：
所述燃料电池壳体与所述第2固定部相连接。
9.如权利要求8所述的车辆，其特征在于：
所述燃料电池壳体与所述第2固定部的连接部由橡胶或者树脂覆盖。
10.如权利要求7至9中任意一项所述的车辆，其特征在于：
所述燃料电池壳体通过具有柔性的构件与所述支撑构件相连接。
11.如权利要求1至10中任意一项所述的车辆，其特征在于：
所述第1固定部将所述支撑构件相对于各纵梁能够装拆地固定。
12.一种燃料电池车载方法，用于在设置于车辆的、以互相并列并分别沿着所述车辆的行进方向的方式配置的多个纵梁上固定燃料电池，其特征在于，包括：
准备用于支撑所述燃料电池的支撑构件的工序；
以在所述纵梁之间搭桥的方式配置所述支撑构件的工序；
分别固定所述支撑构件与各纵梁的工序；和
将所述燃料电池固定在所述支撑构件上的工序。
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