CN103118890A - 燃料电池车辆 - Google Patents

Abstract

提供一种能够不费力地将转换器收容到中央通道且确保较大的车内空间的燃料电池车辆。燃料电池车辆，在车辆的地板下具有通过反应气体的电化学反应而发电的燃料电池（21）、对于上述燃料电池供给排放流体的流体供给排放用的单元（22）和转换上述燃料电池的电力的转换器（23），上述转换器（23）收容于在车宽方向中央、沿前后方向的车辆轴线向车室侧凸出地设置的中央通道（15）内，在比上述转换器（23）靠上述车辆的后方侧使上述燃料电池（21）及上述单元（22）在车宽方向上排列配置，其中，上述转换器（23）被装载成：相对于沿着上述车辆轴线的上述中央通道（15）的中心线向上述燃料电池侧偏置，并且比沿着上述车辆轴线的上述燃料电池的中心线向上述单元侧偏置。

Description

燃料电池车辆

技术领域

本发明涉及具有作为能量源的燃料电池的燃料电池车辆。

背景技术

近年，将利用反应气体（燃料气体及氧化气体）的电化学反应来发电的燃料电池作为能量源的燃料电池系统受到关注。在车载了该燃料电池系统的燃料电池车辆中，存在将该系统搭载于车辆地板下的车辆。

作为这样将系统搭载于车辆地板下的技术，已知如下技术：将燃料电池堆叠体收容于作为中央仪器台的中央通道内，将分别通过配管和布线连接于燃料电池堆叠体的加热器、DC－DC转换器（converter）等辅机配置于中央框架（center frame）和纵梁之间（例如，参照专利文献1）。

专利文献1:日本特开2007－15612号公报

发明内容

但是，若如上所述在中央框架和纵梁之间配置燃料电池用的转换器，则车辆的地板面的高度增加，难以确保足够的车内空间。尤其是，随着燃料电池的高输出化，具有电抗器的转换器大型化，所以，难以既确保足够的车内空间又将转换器收容到地板下。

此时，也考虑了将转换器收容于中央通道内，但将大型化的转换器不费力地收容于中央通道是很困难的，而且，即使在收容于中央通道内的情况下，也会存在若车辆受到冲击、该冲击导致中央通道变形，则中央通道的内壁与转换器接触的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能不费力地将转换器收容于中央通道、且确保较大的车内空间的燃料电池车辆。

为了实现上述目的，本发明的燃料电池车辆，在车辆的地板下具有利用反应气体的电化学反应而发电的燃料电池、向上述燃料电池供给流体和从上述燃料电池排出流体的流体供给排放用的单元、以及转换上述燃料电池的电力的转换器，上述转换器收容于在车宽方向中央、沿前后方向的车辆轴线向车室侧凸出地设置的中央通道内，在比上述转换器靠上述车辆的后方侧使上述燃料电池及上述单元在车宽方向上排列配置，

上述转换器被装载成：相对于沿着上述车辆轴线的上述中央通道的中心线向上述燃料电池侧偏置，并且，比沿着上述车辆轴线的上述燃料电池的中心线向上述单元侧偏置。

根据该构成的车辆用燃料电池系统，收容于中央通道内的转换器相对于沿着车辆轴线的中央通道的中心线向燃料电池侧偏置，并且与沿着车辆轴线的燃料电池的中心线相比向单元侧偏置，从而能够使从单元连接到设于车辆前方侧的散热器、压缩机的配管通过。此外，在该配管空间的相反侧，能够使连接到转换器的配管通过。这样，既能够在中央通道内收容转换器，又能够在转换器的两侧平衡性良好地确保分别配置连接到单元的配管以及连接到转换器的配管的配管空间。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，上述转换器，从下方起依次配置有电抗器、功率模块（例如IPM）及具有控制该功率模块的控制电路的控制基板，在上述车辆的前方侧配置有电源切断装置（例如继电器及/或所谓的服务插头，该继电器通过电信号使开关成为断开状态而切断与电源之间的通电，该服务插头通过手动操作等拆下构成电路的一部分的部件而机械地切断与电源之间的通电）。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，多个上述电抗器隔开间隔（例如在车辆搭载姿势中上下隔开间隔）地配置，在这些电抗器彼此之间设有冷却流路。

例如，具有电抗器块，上述电抗器块中，一个或多个上述电抗器以使其一部分露出到外侧的状态被装载于电抗器壳体，在上述电抗器壳体的表面中位于与上述电抗器露出的面相反的一侧的面设有冷却翅片，在这种情况下，可以多个上述电抗器块的上述冷却翅片侧彼此相对向配置，由此在这些冷却翅片之间形成上述冷却流路。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，在上述电抗器的单侧设有将与这些电抗器连接的汇流条一体化了的汇流条模块，在该汇流条模块设有电流传感器。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，上述冷却流路中的冷却水的出入口被配置于与上述汇流条模块相反的一侧。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，在构成上述电抗器的线圈的外侧的车宽方向两侧，设有分配冷却水的冷却水分配部。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，在上述转换器和上述燃料电池结合的结合部的上部配置有该车辆的横梁。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，上述转换器的至少与上述燃料电池结合的结合侧相反的一侧形成为向该转换器的长度方向端部逐渐变窄的形状。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，上述多个电抗器从温度最低的电抗器起依次被通电。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，上述多个电抗器从温度最高的电抗器起依次被通电。

此外，在本发明的燃料电池车辆中可以是，选择上述电抗器的铜损最小且上述功率模块的效率最高的温度的电抗器，对该电抗器通电。

根据本发明的燃料电池车辆，能不费力地将转换器收容于中央通道、且确保较大的车内空间。

附图说明

图1是实施方式的燃料电池车辆的车宽方向的概略剖面图。

图2是实施方式的燃料电池车辆的前后方向的概略剖面图。

图3是表示搭载于燃料电池车辆的燃料电池系统的一部分的概略俯视图。

图4是在转换器搭载部位的中央通道的剖面图。

图5是表示转换器的外观的立体图。

图6是表示转换器的内部结构的立体图。

图7是用于说明转换器的壳体的侧视图。

图8是转换器的与燃料电池接合的接合部位的主视图。

图9是转换器的与燃料电池接合的接合部位的立体图。

图10是转换器的与燃料电池接合的接合部位的剖面图。

图11是表示转换器的与燃料电池接合的接合部位中的内部结构的俯视图。

图12是组装到转换器的下壳体的电抗器部的分解立体图。

图13是用于说明电抗器部的结构的侧视图。

图14是构成电抗器部的电抗器块的立体图。

图15是用于说明安装于电抗器部的汇流条模块的电抗器部的侧视图。

图16是用于说明电抗器部的配置等的电抗器部的后视图。

图17是用于说明电抗器部的固定部位的配置等的电抗器部的概略俯视图。

图18是从构成转换器IPM的背面侧看的立体图。

图19是用于说明IPM的P汇流条以及N汇流条的配置的图。

图20是用于说明IPM的P汇流条以及N汇流条的配置的图。

图21是搭载于燃料电池车辆的燃料电池系统的系统构成图。

附图标记说明

15  中央通道

21  燃料电池

22  流体供给排放用单元（单元）

23  FC转换器

30  结合部

31  横梁

41  电抗器部（电抗器）

42  IPM

43  控制基板

44  接线盒（继电器、服务插头）

83  电抗器

87  冷却流路

91  汇流条模块

93  汇流条

99  电流传感器

101 冷却水出入口（冷却水的出入口）

103 冷却水分配部

X   转换器中心线

Y   通道中心线（中央通道的中心线）

Z   堆叠体中心线（燃料电池的中心线）

具体实施方式

下面对本发明的燃料电池车辆的实施方式进行说明。

图21是表示搭载于本发明的一实施方式的燃料电池车辆V的燃料电池系统200的一个系统构成例的图。

燃料电池21是具有多个单电池（发电单电池）层积而成的单电池堆叠体（单电池层积体）的例如高分子电解质型燃料电池。在该燃料电池21，安装有用于检测来自单电池堆叠体的输出端子电压Vfc的电压传感器、以及用于检测输出电流（FC电流）的电流传感器（均省略图示）。

单电池由膜－电极组件（MEA；Membrane Electrode Assembly）和从外侧夹持该膜－电极组件的一对隔板构成。该膜－电极组件由通过离子交换膜构成的电解质膜和从两面夹持电解质膜的一对电极构成。隔板是例如以金属为基材的导通体，具有用于将空气等氧化气体（反应气体）和氢气等燃料气体（反应气体）供给到各电极的流体流路，隔断被供给到彼此相邻的单电池的不同种流体的混合。根据该结构，在单电池的膜－电极组件内产生电化学反应而获得电动势。虽然省略图示，但在隔板形成有用于使氧化气体、燃料气体、制冷剂分别在单电池层积方向上流动的歧管（氧化气体歧管、燃料气体歧管、制冷剂歧管）。

用于使来自燃料电池21的单电池堆叠体的输出升压等的转换器（以下也称为FC转换器）23起到控制燃料电池21的输出端子电压Vfc的作用，是将输入到一次侧（输入侧：燃料电池21侧）的FC输出端子电压Vfc转换成与一次侧不同的电压值（升压或者降压）并输出到二次侧（输出侧：变换器（inverter）210侧），并且，反之将输入到二次侧的电压转换成与二次侧不同的电压并输出到一次侧的双方向的电压转换装置。利用该FC转换器23，燃料电池21的输出端子电压Vfc被控制成与目标输出相应的电压（即目标输出端子电压vfc）。

相对于负荷230，蓄电池（蓄电装置）220与燃料电池21并联连接，蓄电池（蓄电装置）220作为剩余电力的储存源、再生制动时的再生能量储存源、与燃料电池车辆V的加速或减速相伴的负荷变化时的能量缓冲器起作用。作为蓄电池220，例如可以采用镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂二次电池等二次电池。

连接于蓄电池220和变换器240之间的蓄电池转换器250起到控制变换器240的输入电压Vin的作用，具有例如与FC转换器23同样的电路结构。

变换器240是例如以脉冲宽度调制方式驱动的PWM变换器，按照来自控制器（控制装置）的控制指令，将从燃料电池21或蓄电池220输出的直流电转换成三相交流电，控制牵引电机231的转矩。

牵引电机231成为本燃料电池车辆V的主动力，在减速时产生再生电力。差速器232是减速装置，将牵引电机231的高速旋转减速成预定的转速，使安装有轮胎233的轴旋转。在轴设有未图示的车轮速度传感器等，由此检测该燃料电池车辆V的车速等。在本实施方式中，将能够接受自燃料电池21供给的电力而动作的所有设备（包括牵引电机231、差速器232）总称为负荷230。

控制器260是燃料电池系统200的控制用计算机系统，具有例如CPU、RAM、ROM等。控制器260输入从传感器组270供给的各种信号（例如，表示油门踏板（加速踏板）开度的信号、表示车速的信号，表示燃料电池21的输出电流、输出端子电压的信号等），求出负荷230的要求电力（即，整个系统的要求电力）。

负荷230的要求电力是例如车辆行驶电力和辅机电力的总计值。辅机电力包括车载辅机类（加湿器、空气压缩机、氢泵、以及冷却水循环泵等）所消耗的电力、车辆行驶所需的装置（变速器、车轮控制装置、转向装置、以及悬架装置等）所消耗的电力、配置于乘员空间内的装置（空调装置、照明器具、以及音响等）所消耗的电力等。

控制器260决定燃料电池21和蓄电池220各自的输出电力的分配，运算发电指令值。控制器260在求出了对于燃料电池21和蓄电池220的要求电力后，控制FC转换器23和蓄电池转换器280的动作以获得该要求电力。控制器260为了获得对应于油门踏板开度的目标扭矩，对变换器240输出例如作为开关指令的交流电压指令值，控制牵引电机231的输出扭矩和转速。

接下来，对搭载有燃料电池系统200的燃料电池车辆的一个实施方式进行说明。

如图1以及图2所示，本实施方式的燃料电池车辆V通过底板11和地板面板（床板）12构成燃料电池车辆V的地板（床）13。在燃料电池车辆V的车宽方向的中央，在底板11形成向下方（车室侧的相反侧）凹陷的凹部11a，在地板面板12形成向上方（车室侧）突出的凸部12a。

并且，在燃料电池车辆V的车宽方向中央沿着燃料电池车辆V的前后方向设置有由凹部11a以及凸部12a构成的中央通道15，在该中央通道15的左右方、在地板13的上部设置有座椅16。

如图3所示，在中央通道15收容有燃料电池21、对于燃料电池21进行流体供给排放的流体供给排放用单元22以及对燃料电池21的电力进行转换的FC转换器23。燃料电池21以使单电池层积方向沿着车宽方向（图3中为上下方向）的方式搭载于燃料电池车辆V。另外，流体供给排放用单元22在燃料电池21的单电池层积方向一端侧一体地设置。

在流体供给排放用单元22集合有以下配管各自的一端：用于将氧化气体供给到燃料电池21的氧化气体供给配管、用于将从燃料电池21排出的氧化排气（off-gas）引导到外部的氧化排气排出配管、用于从燃料气体罐向燃料电池21供给燃料气体的燃料气体供给配管、用于使从燃料电池21排出的燃料排气返回到燃料气体供给配管的循环配管、以及与循环配管分支连接的燃料排气排出配管、向燃料电池21供给制冷剂的制冷剂供给配管、将从燃料电池21排出的制冷剂供给到散热器的制冷剂排出配管等。流体供给排放单元22包括设于各配管的空气压缩机，燃料气体泵，截止阀、调节器、排出阀等各种阀，喷射器，温度传感器、压力传感器等各种传感器类，以及流体（气液）分离器等。

这样，本实施方式的燃料电池车辆V具有将燃料电池21、流体供给排放用单元22和FC转换器23配置于燃料电池车辆V的地板面板12的下方侧即地板下的结构。

如图3所示，FC转换器23配置于燃料电池车辆V的前方侧（在图3中为左侧），相对于该FC转换器23，燃料电池21以及流体供给排放用单元22配置于燃料电池车辆V的后方侧（在图3中为右侧）并在车宽方向排列。由此，设置有上述FC转换器23以及流体供给排放用单元22的燃料电池21在俯视下呈大致T字状配置。

该燃料电池车辆V在其前方的发动机舱中收容有牵引电机231以及变换器240，燃料电池21所发的电力经由FC转换器23供给到变换器240。并且，利用牵引电机231的驱动力进行行驶。

如图4所示，收容于中央通道15中的FC转换器23被搭载成：其中心线即转换器中心线X相对于沿着车辆轴线的中央通道15的中心线即通道中心线Y向燃料电池21侧（在图4中为左侧）偏置，并且与沿着车辆轴线的燃料电池21的中心线即堆叠体中心线Z相比向流体供给排放用单元22侧（在图4中为右侧）偏置。

由此，在中央通道15内的FC转换器23的两侧，能够确保单元用配管25的配管空间，该单元用配管25从流体供给排放用单元22连接到燃料电池车辆V的前方侧的散热器、压缩机等。

此外，在FC转换器23，在与流体供给排放用单元22相反的一侧连接有冷却水用的转换器用配管26，该转换器用配管26从FC转换器23向燃料电池车辆V的前方引出。

于是，通过上述那样配置中央通道15内的FC转换器23，能够在FC转换器23的两侧平衡性好地确保用于配置单元用配管25以及转换器用配管26的各配管空间。

此外，如图3以及图5所示，FC转换器23在俯视下成为朝向长度方向前方侧以及后方侧逐渐变窄、前后方向（长度方向）的中间部分相对鼓出的形状。由此，例如即使在从侧方向燃料电池车辆V施加了冲击而使中央通道15变形时，也能抑制中央通道15的内壁FC与转换器23的接触。由于设为这样的形状，FC转换器23在前方侧设置有具有作为较小的零件的继电器以及服务插头（service plug）的下述接线盒44。

此外，如图4所示，在FC转换器23的前方侧端面，在其上部侧连接有用于向构成FC转换器23的一部分的IPM（功率模块）42供给冷却水的一对IPM冷却管27。这些IPM冷却管27被配置成，它们的中间点O配置于通道中心线Y和转换器中心线X之间，且以该中间点O为中心左右对称。并且，由于FC转换器23在俯视下为朝向前方侧以及后方侧逐渐变窄、前后方向的中间部分鼓出的形状，因此这样配置的IPM冷却管27不会过于靠近中央通道15的内壁，并且平衡性良好地配置。由此，即使在从侧方向燃料电池车辆V施加冲击而使中央通道15变形时，也能抑制中央通道15与IPM冷却管27的接触。

如图5所示，FC转换器23被收容于壳体35中。该壳体35为由下壳体36和上壳体37构成的两部件结构，上壳体37盖在下壳体36的上部。

如图6所示，FC转换器23包括电抗器部41、IPM（智能功率模块，Intelligent Power Module）42、控制基板43以及接线盒44。IPM42例如包括控制功率的功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管（IGBT）等功率器件、该功率器件的驱动电路、以及自保护功能，控制基板43包括控制IPM42的控制电路。

电抗器部41，其重量大且大型，因此以配置于空间确保较为容易的中央通道15的下方侧的方式配置于最下部。此外，通过将重量大的电抗器部41配置于最下部，能够实现燃料电池车辆V的低重心化。并且，FC转换器23做成在电抗器部41的上部层积配置了IPM42的结构，从而，用下述汇流条模块91连接电抗器部41和IPM42而能够实现紧凑化，此外，能够缩短构成该汇流条模块91的各汇流条93。

在IPM42形成有与IPM冷却管27的引出侧的下方的2部位一体成形的腿部40a，这些腿部40a通过螺栓等直接固定到下壳体36。此外，IPM冷却管27的引出侧的相反侧的下方，通过螺栓等经由连结部材40b固定到下壳体36。这样一来，腿部40a与至少IPM冷却管27的引出侧的下方的2部位一体成形，将这些腿部40a直接固定到下壳体36，因此能够将IPM42高精度地固定到预定的位置。

控制基板43层积配置于IPM42的上部，在前方侧配置接线盒44，该接线盒44收容着继电器以及所谓的服务插头，该继电器通过电信号使开关成为断开状态而切断与电源之间的通电，该服务插头通过手动操作等拆下构成电路的一部分的部件而机械地切断与电源之间的通电。

若将控制基板43配置于IPM42的上部，则能够极力抑制来自电抗器部的噪声对控制基板43的影响。此外，若将控制基板43配置于作为IPM42的上部的、FC转换器23的最上部，则可以使组装到壳体35时的线束（wireharness，配线）45的布线变得容易，并且能够提高对行驶时溅起的来自下方侧的水的防水效果。此外，如图5所示，在上壳体37设置有能够开关的检修盖37a，通过打开该检修盖37a，能够容易进行对配置于最上部的控制基板43的线束45的布线以及检修。

该FC转换器23中，构成壳体35的下壳体36和上壳体37的分割面配置于电抗器部41和IPM42之间。由此，在将电抗器部41收容于下壳体36的状态下，能够容易从侧方通过紧固螺栓将安装于该电抗器部41的汇流条模块91的各汇流条93紧固到IPM42。

此外，该下壳体36和上壳体37的分割面比电抗器部41的上面高。这样一来，如图7所示，在下壳体36安装上壳体37时，即使上壳体37盖在下壳体36上并滑动，在进行这样的安装作业的期间内也不会出现如下的问题：上壳体37与构成电抗器部41的下述电抗器83接触而损伤电抗器83的表面的绝缘覆膜。

此外，在FC转换器23中，接线盒44配置于前方侧，因此能够易于进行与设于燃料电池车辆V前方侧的变换器240的布线。

此外，如图2所示，下壳体36和上壳体37的分割面通过凸缘部35a而彼此接合，该凸缘部35a与相对于FC转换器23设于车辆前方侧的燃料电池车辆V的悬架部件17的凸缘部17a相比配置于上方侧。若这样配置，则即使从前方侧向燃料电池车辆V施加冲击而使悬架部件17向燃料电池车辆V的后方侧位移，该悬架部件17的凸缘部17a也难以与下壳体36和上壳体37的接合部位的凸缘部35a接触。

此外，向下壳体36从其上方侧组装接线盒44时，悬架部件17的凸缘部17a不会成为障碍。另外，由于这样将接线盒44从下壳体36的上方侧进行组装，因此优选下壳体和上壳体37的接合部位的凸缘部35a比配置于下方的悬架部件17的凸缘部17a大。

如图2所示，燃料电池21和FC转换器23经由结合部30而彼此结合。该结合部30的高度比燃料电池21、FC转换器23低，在该高度低的结合部30的上部配置有沿着燃料电池车辆V的车宽方向设置的加强用的横梁31。由此，能够将横梁31的高度位置抑制得低，从而能够降低座椅16的高度而确保大的车内空间。

尤其是，如图8所示，在FC转换器23设置有使该FC转换器23与燃料电池21结合的凸缘部55，并将该凸缘部55配置成仅向结合部30的侧方延伸，从而能够避免结合部30向上方的伸出，能够将横梁31的高度位置抑制得更低。

另外，横梁31也配置于FC转换器23的车辆前方侧、燃料电池21的车辆后方侧，通过这些多个横梁31对于施加于燃料电池车辆V的冲击保护整个燃料电池系统200。

此外，转换器用配管26，其高度位置是配置于从结合部30的侧方延伸的凸缘部55的螺栓插通孔55a彼此之间，在为了将燃料电池21和FC转换器23结合，而将紧固螺栓（省略图示）从FC转换器23侧插入到螺栓插通孔55a并通过紧固工具进行紧固时，转换器用配管26不会成为障碍。

此外，在与燃料电池21结合的FC转换器23的凸缘部55，如图9所示，优选在宽度方向的中央部形成孔部56，在这些孔部56中插入C形锁定销（knock－pin）57，这样一来，不仅能够易于进行燃料电池21和FC转换器23的结合作业，还能够提高噪声降低效果。

如图8以及图10所示，在FC转换器23的壳体35的与燃料电池21的接合部位形成有开口部58，从该开口部58向燃料电池21侧延伸出一对连接汇流条59。FC转换器23的凸缘部55与形成在燃料电池21侧的壳体60的凸缘部61对接，在该状态下用紧固螺栓将上述凸缘部55、61紧固，从而FC转换器23以及燃料电池21的壳体35、60彼此接合。

此外，在燃料电池21的壳体60的与FC转换器23的接合部位也形成有开口部62，从而，若使FC转换器23和燃料电池21接合，则FC转换器23以及燃料电池21的开口部58、62彼此连通。在FC转换器23的凸缘部55的端面设置有嵌入到密封槽65中的垫片（gasket）66，通过该垫片66将FC转换器23和燃料电池21的结合部30密封。

如图10以及图11所示，在燃料电池21，在开口部62的附近设置有端子台71。此外，在燃料电池21，在左右（单电池层积方向的一方和另一方）具有端子部72。在一方的端子部72经由延长汇流条73连接具有可挠性的柔性汇流条74，在另一方的端子部72直接连接具有可挠性的柔性汇流条74。并且，与这些端子部72连接的柔性汇流条74的端部配置于端子台71上。并且，在该上部配置有柔性汇流条74的端部的端子台71，在其上部，配置FC转换器23的连接汇流条59，并从上方侧用紧固螺栓75紧固。从而，FC转换器23的连接汇流条59与端子台71连接，连接汇流条59和柔性汇流条74导通。

在此，使FC转换器23相对于燃料电池21的中心线即堆叠体中心线Z偏置，因此如图11所示，FC转换器23的连接汇流条59也相对于堆叠体中心线Z偏置。于是，连接该连接汇流条59的端子台71也相应于连接汇流条59的位置而从堆叠体中心线Z偏离。于是，该端子台71靠近一方的端子部72。从而，在该彼此靠近的端子台71和端子部72之间可以不使用延长汇流条73而仅用柔性汇流条74连接，此外，能够缩短柔性汇流条74的长度。通过该柔性汇流条74的缩短而减少了上述偏离量，结果，不需要确保周围的空间而能够实现小型化，并且因延长汇流条73的使用个数减少而能够实现成本降低。

如图10所示，在燃料电池21的壳体60，在端子台71的上方位置形成有能够开闭的工具孔77，经由该工具孔77能够易于通过紧固螺栓75将连接汇流条59向端子台71紧固的作业。该工具孔77形成于燃料电池21的壳体60的上方，因此对于行驶时溅起的来自下方侧的水也易于提高防水效果。

此外，FC转换器23的壳体35，与燃料电池21的壳体60中的为了避开横梁31而缩小了高度尺寸的结合部分相比，高度尺寸较大。因此，为了在FC转换器23侧设置端子台71，而缩小高度尺寸，所以必须使FC转换器23的壳体35的与燃料电池21的结合部分向燃料电池21侧延伸，FC转换器23的车辆前后方向的尺寸变大。

与此相对，若如上使端子台71配置于燃料电池21侧、并在燃料电池21的壳体60形成工具孔77，则能够抑制FC转换器23的车辆前后方向的尺寸，并且能够提高中央通道15内的空间利用率。此外，使工具孔77和端子台71的距离缩小，而能够易于进行用紧固螺栓75连结连接汇流条59的作业。此外，根据该结构，不会增大FC转换器23的壳体35的车辆前后方向的尺寸便能够防止壳体35的凸缘部55的垫片66与工具孔77的干涉。

构成FC转换器23的一部分的电抗器部41在下壳体36中在燃料电池车辆V的前后配置有两个，如图12以及图13所示，这些电抗器部41由从下壳体36的上下安装的电抗器块81构成。

如图14所示，电抗器块81中，一个或多个（本实施方式中为两个）电抗器83以使其一部分露出到外侧的状态搭载于电抗器壳体84。在该电抗器壳体84，在其背面侧（电抗器壳体84的表面中位于电抗器83露出的面的相反侧的面侧）设置有冷却翅片85。此外，在电抗器壳体84形成有固定用螺纹孔86。并且，如图12及图13所示，使冷却翅片85侧相对向，从下壳体36的正反面将螺栓（省略图示）插入到固定用螺纹孔86中而将该电抗器块81紧固到下壳体36，从而在下壳体36固定电抗器块81而构成电抗器部41。这样将电抗器块81固定到下壳体36时，在电抗器块81的冷却翅片85之间形成冷却流路87。

经由转换器用配管26向该冷却流路87送入冷却水，从而各电抗器块81的电抗器83被冷却，电抗器83的热电阻降低。由此，与在平面上排列电抗器块81的情况相比，能够将散热装置减少到一半，能够实现轻量化。此外，由于使电抗器块81重叠，因此能够抑制俯视下的占有面积，能够适用作收容于狭窄的中央通道15内的FC转换器23所搭载的电抗器。此外，在电抗器块81的四角形成有用于固定电抗器83的紧固用螺纹孔84a，通过向该紧固用螺纹孔84a拧入螺栓（省略图示），而将电抗器83固定到冷却翅片85。

在上述结构中，能够将电抗器83灌封到小的电抗器壳体84中，能够通过用于灌封的固化炉等设备的小型化而实现设备费用的降低。此外，通过在小的电抗器壳体84中灌封电抗器83，无需如在两面灌封电抗器83的情况等那样两次通过固化炉。

此外，如图12以及图15所示，在作为电抗器部41的单侧的FC转换器23的一侧，设置有上下配置的两个汇流条模块91。汇流条模块91具有在图2中的双点划线所示的区域内分别向上方延伸的4个汇流条93，这些汇流条93通过由绝缘树脂构成的模制部95而一体化。

此外，电抗器部41中，搭载于各电抗器块81的电抗器83的端子部配置于作为单侧的FC转换器23的一侧。并且，一个汇流条模块91的汇流条93与配置于下层侧的电抗器块81的电抗器83的端子部连接，另一个汇流条模块91的汇流条93与配置于上层侧的电抗器块81的电抗器83的端子部连接。并且，与这些电抗器83的端子部连接的汇流条93，与设于IPM42的下述P汇流条121连接。

这样一来，将电抗器部41中的电抗器83的端子部配置于FC转换器23的一侧而在单侧集中，因此能够易于从FC转换器23的单侧进行被模块化了的汇流条93向这些电抗器83的端子部连接的连接作业。

另外，若在汇流条模块91的模制部95设置能够在彼此定位了的状态下接合的定位销97，则即使为在FC转换器23的一侧集中了多个（本例为8个）汇流条93的结构，通过对汇流条模块91彼此定位进行组装，也能够将各汇流条93定位在隔开间隔的预定位置而容易地进行组装。

此外，FC转换器23具有用于检测流经汇流条93的电流值的两个电流传感器99，这些电流传感器99被安装到汇流条模块91。若这样在汇流条模块91设置电流传感器99，则能够实现处理的容易化以及省空间化。

此外，这些电流传感器99设于电抗器部41中的IPM42侧。通过将这些电流传感器99配置于IPM42侧，能够极力缩短在电抗器部41和IPM42之间设置的汇流条93的长度。例如，若将电流传感器99配置于电抗器部41的下方侧，则汇流条93，为了与电流传感器99连接而要先向下方侧延伸、然后向上方侧弯曲并延伸，导致汇流条93变长以及复杂化。

此外，如图16所示，在电抗器部41中，连接与冷却流路87连通的转换器用配管26的冷却水出入口101被配置在汇流条模块91的配置侧的相反侧。由此，能够极力缩小电抗器部41的车辆前后方向的长度，也能够缩短FC转换器23的车辆前后方向的全长。于是，在收容于中央通道15内的状态下，能够确保FC转换器23和该FC转换器23的车辆前方侧的悬架部件17的间隔大。由此，即使从前方侧向燃料电池车辆V施加冲击而使悬架部件17向燃料电池车辆V的后方侧位移，也能够抑制该悬架部件17与FC转换器23接触。

此外，在电抗器部41中，在构成该电抗器部41的电抗器83的外侧中的燃料电池车辆V的车宽方向的两侧，设置有用于向冷却流路87分配冷却水的冷却水分配部103。这些冷却水分配部103设于构成电抗器块81的电抗器壳体84的紧固用螺纹孔84a之间，实现了紧凑化。

在冷却水出入口101的相反侧，各个电抗器部41的冷却水分配部103通过连通路105而彼此连通。由此，从冷却水出入口101流入的冷却水，由在燃料电池车辆V的前后方向配置的一个电抗器部41的入口侧的冷却水分配部103向宽度方向分配，流经冷却流路87而向出口侧的冷却水分配部103流出。进而，该冷却水通过连通路105，由另一个电抗器部41的入口侧的冷却水分配部103向宽度方向分配，流经冷却流路87而向出口侧的冷却水分配部103流出，从冷却水出入口101送出。由此，电抗器部41的各电抗器83被冷却水无遗漏地且高冷却效率地冷却。

此外，形成连通路105而使配置于燃料电池车辆V前后的电抗器部41的冷却水分配部103连通，从而使连通路105作为冷却水分配部发挥作用，能够降低冷却水循环时的压损。

为了形成使各个电抗器部41的冷却水分配部103连通的连通路105，通过钻头等从与燃料电池21的接合侧穿孔。此时，在与燃料电池21的接合侧的电抗器部41的冷却水分配部103，在与燃料电池21的接合侧形成孔107。因此，在该孔107嵌入防水罩109而进行密封。

被防水罩109密封的孔107如图8所示，配置于在壳体35的开口部58设置的垫片66的外周侧。通过这样配置，能够通过目视而容易地检查孔107的用防水罩109密封的密封状态。此外，被该防水罩109密封的孔107也可以配置于垫片66的内周侧。若这样配置，则即使冷却水从孔107泄漏，也能够抑制泄漏到FC转换器23的外部。

另外，用于形成连通路105的穿孔可以从作为车辆前方侧的接线盒44侧进行，也可以通过压铸而将连通路105一体成形。

此外，如图16所示，远离燃料电池21的车辆前方侧的电抗器部41中的转换器用配管26被配置于离燃料电池21较远的一侧。此外，用于将FC转换器23固定到燃料电池车辆V的安装件111，设于车辆前方侧的电抗器部41的大致中央位置。由此，能够将安装件111配置在夹着FC转换器23的重心的位置，并且能够易于进行用于固定安装件111的自上方侧的紧固作业。

构成各电抗器块81的电抗器壳体84为相同形状，在排列有两个重叠了两个电抗器块81而成的电抗器部41时，在车辆前后方向排列的电抗器部41各自的下方侧的电抗器块81彼此的间隔，比各自的上方侧的电抗器块81彼此的间隔大。即，在因未设置连接汇流条59等而比较容易确保空间的下方侧，极力分开电抗器块81彼此的间隔而极力抑制电抗器83的噪声的影响。

此外，在构成电抗器块81的电抗器壳体84设置的固定用螺纹孔86，被配置成交错状（千鳥状）。因此，图17所示，在车辆前后方向排列的电抗器部41各自的上方侧的电抗器块81中，用固定用螺纹孔86固定的固定部位113被配置成在车辆前后方向上交迭（lap）。

进而，在车辆后方侧的燃料电池21侧，燃料电池21侧的电抗器块81的固定部位113相对于偏置的连接汇流条59在车辆前后方向上交迭。

此外，在车辆前方侧的接线盒44侧，接线盒44侧的电抗器块81的固定部位113进入从接线盒44引出的接线汇流条44a之间，在车辆前后方向上交迭。由此，在上方侧的电抗器块81的设置侧，能够缩小电抗器块81彼此的间隔，并且能够缩小电抗器块81和连接汇流条59以及接线盒44之间的间隔，从而能够缩小车辆前后方向的尺寸而实现省空间化。

由此，能够缩短FC转换器23的车辆前后方向的长度而确保FC转换器23与车辆前方侧的悬架部件17的间隔较大。由此，即使从前方侧向燃料电池车辆V施加冲击而使悬架部件17向燃料电池车辆V的后方侧位移，也能够抑制该悬架部件17与FC转换器23接触。

在上述结构的FC转换器23中，冷却水首先被送至配置于下方侧的电抗器部41，然后送入到设于该电抗器部41的上方侧的IPM42。这样一来，冷却水从下方侧向上方侧流动，从而即使在冷却水中混入了空气也可以顺利地除去该空气。

此外，电抗器83在温度高时，铜损增加、效率降低。因此，向多个电抗器83通电时，优选控制成从各电抗器83中温度最低的开始依次通电。但是，在IPM42中存在温度越高、效率越高的倾向。因此，在考虑了IPM42的效率时，优选控制成从各电抗器83中温度最高的开始依次通电。

因此，向电抗器83的通电优选如下控制：从预先准备的映射选择电抗器83的铜损最小且IPM42的效率最大的组合，或通过运算等求出这样的组合。

另外，电抗器83的温度能够通过热敏电阻测定或根据通电履历求出。

此外，作为向电抗器83的通电控制，也可以从汇流条93短的电抗器83开始依次通电。即，短的汇流条93的电感较低，因此若从汇流条93短的电抗器83开始通电，则能够降低浪涌电压（サージ電圧），能够减少铜损而提高效率。

IPM24如图18所示，具有连接汇流条93的P汇流条121和N汇流条123。如图19所示，考虑到浪涌电压，通常使P汇流条121和N汇流条123在高度方向上交迭而设置并行区间，但是，若使IPM42（N侧）的连接点为燃料电池21侧，则如图20所示，与浪涌电压无关，而无需使P汇流条121和N汇流条123并行。因此，无需使P汇流条121和N汇流条123在高度方向上交迭，从而能够缩小IPM42的高度尺寸。

如以上所说明，根据本实施方式的燃料电池车辆V，收容于中央通道15内的FC转换器23相对于沿着车辆轴线的通道中心线Y向燃料电池21侧偏置，并且与沿着车辆轴线的堆叠体中心线Z相比向流体供给排放用单元22侧偏置，从而能够使得从流体供给排放用单元22连接到在燃料电池车辆V前方侧设置的散热器、压缩机的单元用配管25通过。此外，在该配管空间的相反侧，能够使连接到FC转换器23的转换器用配管26通过。这样一来，能够在中央通道15内收容FC转换器23的同时，在FC转换器23的两侧平衡性良好地确保分别配置连接到流体供给排放用单元22的单元用配管25以及连接到FC转换器23的转换器用配管26的配管空间。

由此，能够将FC转换器23不费力地收容到中央通道15、且确保较大的车内空间。

Claims (13)

1.一种燃料电池车辆，在车辆的地板下具有利用反应气体的电化学反应而发电的燃料电池、向上述燃料电池供给流体和从上述燃料电池排出流体的流体供给排放用的单元、以及转换上述燃料电池的电力的转换器，上述转换器收容于在车宽方向中央、沿前后方向的车辆轴线向车室侧凸出地设置的中央通道内，在比上述转换器靠上述车辆的后方侧使上述燃料电池及上述单元在车宽方向上排列配置，其特征在于，

上述转换器被装载成：相对于沿着上述车辆轴线的上述中央通道的中心线向上述燃料电池侧偏置，并且，比沿着上述车辆轴线的上述燃料电池的中心线向上述单元侧偏置。

2.如权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，上述转换器，从下方起依次配置有电抗器、功率模块及具有控制该功率模块的控制电路的控制基板，在上述车辆的前方侧配置有电源切断装置。

3.如权利要求2所述的燃料电池车辆，其特征在于，多个上述电抗器隔开间隔地配置，在这些电抗器彼此之间设有冷却流路。

4.如权利要求3所述的燃料电池车辆，其特征在于，在上述电抗器的单侧设有将与这些电抗器连接的汇流条一体化了的汇流条模块，在该汇流条模块设有电流传感器。

5.如权利要求4所述的燃料电池车辆，其特征在于，上述冷却流路中的冷却水的出入口被配置于与上述汇流条模块相反的一侧。

6.如权利要求3至5中任一项所述的燃料电池车辆，其特征在于，在构成上述电抗器的线圈的外侧的车宽方向两侧，设有分配冷却水的冷却水分配部。

7.如权利要求1至6中任一项所述的燃料电池车辆，其特征在于，在上述转换器和上述燃料电池结合的结合部的上部配置有该车辆的横梁。

8.如权利要求1至7中任一项所述的燃料电池车辆，其特征在于，上述转换器的至少与上述燃料电池结合的结合侧相反的一侧形成为向该转换器的长度方向端部逐渐变窄的形状。

9.如权利要求2至6中任一项所述的燃料电池车辆，其特征在于，上述多个电抗器从温度最低的电抗器起依次被通电。

10.如权利要求2至6中任一项所述的燃料电池车辆，其特征在于，上述多个电抗器从温度最高的电抗器起依次被通电。

11.如权利要求2至6中任一项所述的燃料电池车辆，其特征在于，选择上述电抗器的铜损最小且上述功率模块的效率最高的温度的电抗器，对该电抗器通电。

12.如权利要求3至6、9至11中任一项所述的燃料电池车辆，其特征在于，具有电抗器块，上述电抗器块中，一个或多个上述电抗器以使其一部分露出到外侧的状态被装载于电抗器壳体，在上述电抗器壳体的表面中位于与上述电抗器露出的面相反的一侧的面设有冷却翅片。

13.如权利要求12所述的燃料电池车辆，其特征在于，多个上述电抗器块的上述冷却翅片侧彼此相对向配置，在这些冷却翅片之间形成上述冷却流路。

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