CN103384610A - 燃料电池车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是将燃料电池系统有效安装在车辆后部地板下方，并且当向前冲击力作用于车辆后部时保护燃料电池系统。为了实现该目的，提供一种燃料电池车辆，其中燃料电池系统包括用于储存燃料气体的气罐和通过将燃料电池堆、进气导管和排气导管一体化形成的燃料电池单元，气罐设置于通过竖直壁部连接到前地板的后地板下方的并且邻近该竖直壁部的空间中，并且燃料电池单元设置于气罐后方。在该燃料电池车辆中，在车辆宽度方向上延伸并且将左右后轮彼此连接的轴梁设置于气罐后方，燃料电池单元设置在轴梁和后保险杠之间，并且燃料电池堆的前后部的竖直壁被进气导管的上游部和排气导管的下游部中的至少一个覆盖。

Description

燃料电池车辆
技术领域
本申请涉及燃料电池车辆，尤其涉及安装有燃料电池堆的燃料电池车辆，进气导管和排气导管装配到该燃料电池堆。
背景技术
燃料电池系统包括氢气供应装置、空气供应装置和冷却装置。
传统上，很多车辆的燃料电池系统为水冷式燃料电池系统，其中空气被压缩机压缩，随后供给燃料电池堆以提高燃料电池堆的输出密度，并且燃料电池堆由冷却水冷却。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-42828号公报
发明内容
发明要解决的问题
上面列出的专利文献1描述了如下结构。在安装有水冷式燃料电池系统的燃料电池车辆中，燃料电池堆及其附属装置安装于梯子状副框架上，这些部件整体安装于车身后部。
该结构提升燃料电池系统在车辆上的可安装性，并且在向前冲击力作用于车辆后部时，可以利用副框架保护燃料电池系统。
然而，由于车辆下部的空间减小了与副框架相对应的尺寸，所以该结构具有如下缺点：燃料电池堆不能安装于车辆下部，并且车辆客厢空间由于燃料电池堆而减少。
在燃料电池系统中，有一种空冷式燃料电池系统，其将空气既作为反应气体又作为冷却介质。
由于空冷式燃料电池系统可利用进气导管、排气导管和风扇进行空气供给和冷却燃料电池堆，所以与水冷式燃料电池系统相比，附属装置的结构简单。
相应地，空冷式燃料电池系统容易安装在车辆下部。
然而，空冷式燃料电池系统具有如下缺点：该系统需要添加当向前冲击力作用于车辆后部时保护燃料电池系统的结构。
本发明的目的是将燃料电池系统有效安装在车辆后部地板下方，并且当向前冲击力作用于车辆后部时，利用简单的结构保护燃料电池系统。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明提供一种燃料电池车辆，其中燃料电池系统包括用于储存燃料气体的气罐和将燃料电池堆、进气导管和排气导管形成为一体的燃料电池单元，所述气罐设置于通过竖直壁部连接到前地板的后地板下方并邻近所述竖直壁部的空间内，并且所述燃料电池单元设置于所述气罐后方，其中在车辆宽度方向上延伸并且将左右后轮彼此连接的轴梁设置于所述气罐后方，所述燃料电池单元设置在所述轴梁和后保险杠之间，并且所述燃料电池堆的前后部的竖直壁被所述进气导管的上游部和所述排气导管的下游部中的至少一个覆盖。
发明效果
在上面详细描述的本发明中，由于在车辆宽度方向延伸并将左右后轮彼此连接的轴梁设置于气罐后方，并且燃料电池单元设置于轴梁和后保险杠之间，所以该燃料电池系统可有效地安装在车辆后方的地板下方。
此外，当向前冲击力作用于车辆后部时，燃料电池单元向车辆前侧的移动受轴梁限制，并且由此防止燃料电池单元撞击气罐。
更进一步，燃料电池堆的前后部的竖直壁被进气导管的上游部和排气导管的下游部中的至少一个覆盖。
因此，当燃料电池单元由于冲击力而向车辆前侧移动并插在后保险杠和轴梁之间时，进气导管或排气导管变形以吸收该冲击力，由此可以保护燃料电池堆。
因此，在本发明中，可以将燃料电池系统有效地安装在车辆后部的地板下方，并且在向前冲击力作用于车辆后部时可以保护气罐和燃料电池堆二者。
此外，燃料电池单元的左右侧被轴梁的左右部和左右后轮胎覆盖。因此，当冲击力在左右方向上作用于车辆的左部或右部时，可通过简单的结构保护燃料电池堆免受所述冲击力。
附图说明
图1是燃料电池车辆后部的侧视图。（实施方式）
图2是燃料电池车辆后部的平面图。（实施方式）
图3是燃料电池单元的分解透视图。（实施方式）
图4是燃料电池单元的透视图。（实施方式）
图5是燃料电池单元的平面图。（实施方式）
图6是沿着图5中A-A线取得的燃料电池单元的竖直剖视图。
（实施方式）
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的实施方式。
具体实施方式
图1至图6阐释本发明的实施方式。
在图1和图2中，附图标记1表示作为四轮车辆的燃料电池车辆。
燃料电池车辆1包括风冷式燃料电池系统2，其将空气作为反应气体和冷却介质。
如图1至图4所示，燃料电池系统2包括：通过将燃料电池堆3、进气导管4和排气导管5一体化形成的燃料电池单元6；和用于储存燃料气体的气罐7。
在此情况下，气罐7设置于通过竖直壁部9连接到前地板8的后地板10下方的并且邻近竖直壁部9的空间11中，并且燃料电池单元6设置于气罐7后方。
此外，燃料电池车辆1具有如下结构。在车辆宽度方向上延伸并且将左右后轮12，13彼此连接的轴梁14设置于气罐7后方，燃料电池单元6设置于轴梁14和后保险杠15之间，并且燃料电池堆3的前后部的竖直壁3a，3b被进气导管4的上游部和排气导管5的下游部中的至少一个覆盖。
由于在车辆宽度方向上延伸并将左右后轮彼此连接的轴梁14设置于气罐7后方，并且燃料电池单元6设置于轴梁14和后保险杠15之间，所以燃料电池系统2被有效地安装在作为车辆后方的地板的后地板10下方。
此外，当向前冲击力作用于车辆后部时，燃料电池单元6向车辆前侧的移动受轴梁14限制，并且由此防止燃料电池单元6撞击气罐7。
燃料电池堆的前后部的竖直壁3a，3b被进气导管4的上游部和排气导管5的下游部中的至少一个覆盖。因此，当燃料电池单元6由于冲击力而向车辆前侧移动并插在后保险杠15和轴梁14之间时，进气导管4或排气导管5变形以吸收该冲击力，并且由此可以保护燃料电池堆3。
因此，在本发明中，可以将燃料电池系统2有效地安装在作为车辆后部的地板的后地板10下方，并且在向前冲击力作用于燃料电池车辆1的后部时可以保护气罐7和燃料电池堆3二者。
此外，燃料电池单元6的左右侧被轴梁14的左右部和左右后轮胎12，13覆盖。因此，当冲击力在左右方向上作用于车辆的左部或右部时，可以保护燃料电池堆3免受该冲击力。
更具体地，如图3至图6所示，燃料电池单元6包括：框架16，燃料电池堆3固定到框架16；进气导管4，其装配到燃料电池堆3的下部的左右侧4；以及排气导管5，其覆盖燃料电池堆3的上部和前后部。
在此情况下，排气导管5由前排气导管17和后排气导管18形成。前排气导管17由覆盖燃料电池堆3前上部的前上盖19和覆盖燃料电池堆3前侧的前盖20形成。后排气导管18由覆盖燃料电池堆3后上部的后上盖21和覆盖燃料电池堆3后侧的后盖22形成。
例如，如图6所示，燃料电池堆3的前后部的竖直壁3a，3b被排气导管5的下游部覆盖。
此外，如图6所示，在覆盖燃料电池堆3的前后部的竖直壁3a，3b的排气导管5的下游部中，通道24，25在车辆上下方向上延伸。
结果，当冲击力在车辆前后方向上作用时，位于排气导管5的前盖20处的下游部的前侧的通道24和位于排气导管5的后盖22处的下游部的后侧的通道25处于所述通道容易变形的方向上。因此，可以提高对在车辆前后方向上作用的冲击力的吸收。
进一步地，可充电二次电池（也被称作“电池”）26设置于燃料电池单元6上方。
具体地，如图1中所示，可充电二次电池26设置于后地板10上方，在燃料电池车辆1的后座27与后保险杠15以及位于后保险杠15上方的后门28之间，所以即使当燃料电池堆3不进行发电时，车辆也可以行驶。
二次电池26比燃料电池单元6和气罐7具有更高的刚性，并具有更不易压碎的结构。
因此，二次电池26设置于燃料电池单元6上方，从而实现了即使当向前冲击力作用于车辆后部并且二次电池26向车辆前侧移动时，二次电池26也不撞击燃料电池单元6或气罐7的结构。
由此可防止气罐7和燃料电池单元6与二次电池26碰撞。
此外，燃料电池堆3在相对的侧面上分别包括：如图6中所示的空气引入面29，空气从该空气引入面29引入到内部；以及如图3和图6中所示的空气排出面30，空气从该空气排出面30排到外部。
这此情况下，燃料电池堆3设置于燃料电池车辆1的后地板10下方，空气排出面30面向上方，并且用于抽出空气的多个风扇31设置于空气排出面30侧。
另外，燃料电池堆3固定于围绕燃料电池堆3的前、后、左、右侧的框状的框架16，并且进气导管4和排气导管5装配到框架16的外部。
在此情况下，进气导管4的通道（未示出）沿着空气引入面29和燃料电池堆3的左右端部的竖直壁（未示出）延伸，并且空气引入口23在通道的左右端部和中心部均向上开口。
更进一步地，关于排气导管5，前侧的通道24和后侧的通道25沿着空气排出面30和燃料电池堆3前后部的竖直壁3a，3b延伸，并且一对空气排出口32，33分别在通道24的前端部和通道25的后端部开口。
在此情况下，如图6的阴影箭头所示，在进气导管4前方从上侧流向下侧的空气从前侧的空气排出口32沿着进气导管4的下表面向车辆后侧排出。
此外，如图6的阴影箭头所示，在进气导管4后方从上侧流向下侧的空气从后侧的空气排出口33向车辆后侧排出。
虽然在本发明的该实施方式中燃料电池堆3的前后部的竖直壁3a，3b被排气导管5的下游部覆盖，但是还可以配置为进气导管4和排气导管5互换并且燃料电池堆3的前后部的竖直壁被进气导管4的上游部覆盖的结构。
附图标记说明
1 燃料电池车辆
2 燃料电池系统
3 燃料电池堆
3a，3b 竖直壁
4 进气导管
5 排气导管
6 燃料电池单元
7 气罐
8 前地板
9 竖直壁部
10 后地板
11 空间
12，13 左右后轮
14 轴梁
15 后保险杠
16 框架
17 前排气导管
18 后排气导管
19 前上盖
20 前盖
21 后上盖
22 后盖
23 空气引入口
24，25 通道
26 二次电池（也称为“电池”）
27 后座
28 后门
29 空气引入面
30 空气排出面
31 风扇
32，33 空气排出口

Claims (3)

1.一种燃料电池车辆，其中燃料电池系统包括用于储存燃料气体的气罐和将燃料电池堆、进气导管和排气导管形成为一体的燃料电池单元，所述气罐设置于通过竖直壁部连接到前地板的后地板下方的并且邻近所述竖直壁部的空间中，并且所述燃料电池单元设置于所述气罐后方，其中
在车辆宽度方向上延伸并且将左右后轮彼此连接的轴梁设置于所述气罐后方，
所述燃料电池单元设置在所述轴梁和后保险杠之间，并且
所述燃料电池堆的前后部的竖直壁被所述进气导管的上游部和所述排气导管的下游部中的至少一个覆盖。
2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其中竖直壁的所述进气导管的上游部和所述排气导管的下游部中的所述至少一个覆盖所述燃料电池堆的前后部，其中的通道在车辆上下方向上延伸。
3.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其中可充电二次电池设置在所述燃料电池单元上方。
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