CN105658459A - 燃料电池车辆及燃料电池组的车载方法 - Google Patents

Abstract

搭载燃料电池组的燃料电池车辆具备：组壳体，收容燃料电池组；固定件，将组壳体固定于车身；肋，以从固定件的邻接位置延伸并横跨组壳体的上表面的方式配设；及减振件，配设于组壳体的上表面的相邻的肋之间。减振件是在丁基橡胶上粘贴了铝片的材料。通过上述结构，能够抑制噪音和振动。

Description

燃料电池车辆及燃料电池组的车载方法

技术领域

本发明涉及搭载燃料电池组的燃料电池车辆及燃料电池组的车载方法。

背景技术

近年来，提出了搭载燃料电池组的燃料电池车辆。在这样的燃料电池车辆中，将燃料电池组经由固定部固定于车辆框架。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2005-231549号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

当将燃料电池经由固定部固定于车辆框架时，虽然通过固定部能够抑制些许的振动，但是由于在燃料电池组的周边存在多个成为振动源的泵等促动器，因此关于振动噪音(NV；NoiseVibration)的对策，还有改善的余地。在燃料电池车辆中，除此之外，还希望小型化、低成本化、节省资源、易于制造等。

【用于解决课题的方案】

本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，能够以如下的方式来实现。

(1)本发明的一方式是搭载燃料电池组的燃料电池车辆。该燃料电池车辆具备：组壳体，收容所述燃料电池组；至少一个固定部，将所述组壳体固定于车身；肋，以从所述固定部的邻接位置延伸并横跨所述组壳体的上表面的方式配设；及减振件，配设于所述组壳体的上表面中的除所述肋的配设部之外的面的至少一部分。

根据该燃料电池车辆，通过将以下情况中的一个或几个的组合，起到能够充分抑制振动以及噪音这样的效果：

i)通过与高刚性的固定部相邻地设置肋来提高组壳体整体的刚性；

ii)通过在组壳体上设置肋，分割组壳体的平坦面，减小各面的面积；

iii)具备减振件。

(2)在所述方式的燃料电池车辆中，可以设为如下的结构：所述组壳体以使所述燃料电池组所具备的多个发电单电池的层叠方向与车辆的车宽方向(左右方向)一致的方式被固定，所述固定部设置在所述组壳体的车辆前侧和后侧中的至少一方，所述肋沿着车辆前后方向延伸。根据该结构，由于固定部设于组壳体的车辆前侧和后侧中的至少一方，因此，与固定部沿组壳体的左右方向设置的情况相比，能够将燃料电池组的层叠方向上的组壳体的长度减小与固定部相应的量。因此，能够降低侧部碰撞时等情况下自横向输入的冲击能量。而且，在燃料电池组的层叠数增加的情况下，能够容易地应对。

(3)在所述方式的燃料电池车辆中，可以设为如下的结构：具备多个所述固定部和所述肋的组，所述多个固定部中的一部分固定部设置在所述组壳体的车辆前侧，所述多个固定部中的除所述一部分固定部之外的其余固定部设置在所述组壳体的车辆后侧。根据该结构，通过多个固定部能够将组壳体稳定地载置于车身。而且，固定部为多个，能够提高组壳体的刚性。因此，能够进一步抑制噪音/振动。

(4)在所述方式的燃料电池车辆中，可以设为如下的结构：所述减振件至少包括铝层。通过设置肋，能够使组壳体的振动的共振点向高频移动，通过将减振件设为包含铝层的结构，能够提高上述高频下的减振性。换言之，能够选择使用了对高频进行减振的铝的减振件，能够提高高频下的减振性。因此，能够进一步抑制噪音/振动，而且也能够实现轻量化。

(5)根据本发明的另一方式，提供一种将燃料电池组搭载于燃料电池车辆的车载方法。该车载方法可以在收容所述燃料电池组的组壳体的缘部设置固定部，并且在所述组壳体的上表面，从所述固定部的邻接位置连续地沿着车辆前后方向设置肋，在所述组壳体的上表面中的除所述肋的配设部之外的面的至少一部分上配设减振件，将所述组壳体在收容了所述燃料电池组的状态下通过所述固定部固定于车身。或者，在这种车载方法中，可以将收容所述燃料电池组的组壳体通过固定部固定于车身，以从所述固定部的邻接位置延伸并横跨所述组壳体的上表面的方式配设肋，在所述组壳体的上表面中的除所述肋的配设部之外的面的至少一部分上配设减振件。该方式的燃料电池组的车载方法与所述(1)的方式的燃料电池车辆同样地起到能够同时充分地抑制噪音与振动的效果。

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施方式的燃料电池车辆的整体结构的说明图。

图2是表示组壳体的向燃料电池车辆的搭载的情况的立体分解图。

图3是固定件的周边的立体图。

图4是组壳体的俯视图。

具体实施方式

接下来，说明本发明的实施方式。

A.结构：

图1是表示作为本发明的一实施方式的燃料电池车辆的整体结构的说明图。燃料电池车辆100在四个角具备左右的前车轮FR、FL、左右的后轮RR、RL，并将燃料电池系统10搭载于地板下。图中的“前后左右”的箭头是以燃料电池车辆100为基准所确定的方向。以下，在称为前侧、后侧、右侧、左侧时，是指“前后左右”的箭头所示的方向。需要说明的是，车辆的左右方向有时称为车宽方向。

燃料电池系统10具备收容燃料电池组15的组壳体20、收容未图示的燃料电池用的转换器的转换器壳体80、收容未图示的流体供排用单元的辅机罩90等。在图1中，将组壳体20的一部分剖切而示出了燃料电池组15等，但是关于组壳体20内的燃料电池组15的个数、配置场所，图1只不过是示例。燃料电池组15有时在一个组壳体20内收纳有多个，这种情况的燃料电池组15的配置无特别限制。可以前后排列，也可以左右排列。还可以倾斜。当然，可以针对每个燃料电池来准备组壳体。

收容于组壳体20的燃料电池组15是将燃料电池的单电池(作为发电的最小单元的发电单电池)17层叠多个而成的单电池层叠体，例如是固体高分子型的结构。各发电单电池17使用从燃料电池车辆100搭载的燃料气体罐(图示省略)供给的燃料气体、以及从燃料电池车辆的周围作为氧化剂气体被供给的空气进行发电。在本实施方式中，采用氢气作为燃料气体。

转换器壳体80中收容的燃料电池用的转换器是使从燃料电池组15供给的电力升压的电压转换装置(DC-DC转换器)。通过转换器升压后的电力向燃料电池车辆100具备的驱动用马达(图示省略)输出。本实施方式的车辆100为前轮驱动车，因此通过驱动用马达来驱动前侧的车轮FR、FL进行旋转。

辅机罩90收容的流体供排用单元具备燃料气体用配管、氧化剂气体用配管、冷却介质用配管等各种配管、及向配管流通的泵或喷射器等促动器。需要说明的是，泵或喷射器等促动器在工作时有可能成为振动源。

组壳体20以燃料电池组15的多个发电单电池17的层叠方向与燃料电池车辆100的左右方向(车宽方向)大体一致的方式横向设置。在组壳体20的前侧连接并配置转换器壳体80，在组壳体20的右侧连接并配置辅机罩90。需要说明的是，组壳体20、转换器壳体80及辅机罩90是金属(例如，铝)制的铸造品。

图2是表示组壳体20向燃料电池车辆搭载的情况的说明图。如图所示，组壳体20固定在组框架30上。燃料电池车辆100具有将车身(图示省略)与车身框架(图示省略)紧固连接/保持的构造，在车身框架上固定组框架30。其结果是，组壳体20固定于车身。在本实施方式中，组壳体20与组框架30之间的固定通过3个固定件41、42、43(仅43参照图4)进行。

图3是车辆左侧的固定件41的周边的立体图。如图所示，固定件41形成为从组壳体20的下端突出的形状，且具备未图示的孔部。通过将固定螺栓41a向该孔部插入并螺纹固定，而将组壳体20固定于组框架30(图2)。详细而言，固定件41成为将弹性体(例如，橡胶等：未图示)设置在孔部与固定螺栓41a之间的结构，通过弹性体来抑制振动。3个固定件41～43中的其他固定件42、43也是与固定件41相同的结构。在本实施方式中，各固定件41、42、43和附设于各固定件41、42、43的部件(固定螺栓、弹性体、加强用肋)相当于发明内容部分记载的“固定部”的下位概念。需要说明的是，可以将弹性体设为绝缘弹性体，而使孔部与固定螺栓41a之间绝缘。

图4是组壳体20的俯视图。如图所示，3个固定件41～43中的2个固定件41、42设置在组壳体20的后侧，另一个固定件43设置在组壳体20的前侧。后侧的一个固定件41配置在组壳体20的后侧的壁面20a下部的左侧的端部附近，后侧的另一固定件42配置在组壳体20的后侧的壁面20a下部的右侧的端部附近。前侧的固定件43配置在组壳体20的前侧的壁面20b下部的比左右方向的正中央靠左侧处。因此，固定件43不会与配置在组壳体20的前侧的转换器壳体80发生干扰。

在组壳体20的上表面20c设有加强用的第一至第四肋51、52、53、54。在此，“上表面”是朝上的面，在朝上的面有多个时，是多个面中的与组壳体的载置面最平行的面。详细而言，第一肋51从左后侧的固定件41的左侧邻接位置朝向前侧延伸，从后侧的壁面20a横跨上表面20c而到达前侧的壁面20b。第二肋52是从右后侧的固定件42的右侧邻接位置朝向前侧延伸，从后侧的壁面20a横跨上表面20c而到达前侧的壁面20b。第三及第四肋53、54从前侧的固定件43的两侧邻接位置朝向后侧延伸，从前侧的壁面20b横跨上表面20c而到达后侧的壁面20a。需要说明的是，收容于组壳体20的燃料电池组15在发电单电池17的层叠方向上的两端配设有端板18、19，但是第一肋51的配设位置是组壳体20的左侧的端部附近，第二肋52的配设位置是组壳体20的右侧的端部附近。因此，在燃料电池车辆100的左右方向上，第一及第二肋51、52的配设位置与各端板18、19的配设位置大体一致。

在组壳体20的上表面的第一肋51与第三肋53之间、第三肋53与第四肋54之间、第四肋54与第二肋52之间分别配设有减振件60。在本实施方式中，减振件60是在丁基橡胶上粘贴了铝制片材(铝片)的结构，将丁基橡胶侧作为粘接面而粘接于相邻的肋51～54之间。

转换器壳体80通过与将组壳体20固定的固定件41～43同样的固定件而固定于车身框架。辅机罩90不是直接固定于车身框架，而是连接固定于组壳体20。关于将转换器壳体80固定的固定件或辅机罩90的连接构造，省略图示。

B.作用、效果：

根据如上构成的燃料电池车辆100，由于与高刚性的各固定件41～43相邻地设置第一至第四肋51～54，因此组壳体20整体的刚性高。而且，通过设置第一至第四肋51～54，将组壳体20的平坦面分割而降低各面的面积，从而提高减振性。此外，通过在相邻的肋51～54之间具备减振件60，进一步提高了减振性。因此，通过这些特征中的一个特征或几个特征的组合，起到了能够同时充分地抑制振动与噪音的效果。而且，根据燃料电池车辆100，通过在组壳体20上设置第一至第四肋51～54，能够使组壳体20的振动的共振频率向高频侧移动。而且，通过将设置在第一至第四肋51～54之间的减振件60设为包含铝片的材料，能够提高上述高频下的减振性。换言之，能够选择使用了对高频进行减振的铝的减振件，能够提高高频下的减振性。因此，能够进一步抑制噪音/振动，并且还能够实现轻量化。

此外，根据燃料电池车辆100，将组壳体20固定在组框架30上的各固定件41～43设置在组壳体20的前侧或后侧，因此能够降低燃料电池组15的层叠方向上的组壳体的长度。因此，能够避免侧部碰撞时等情况下自横向输入的冲击能量。而且，通过采用这样的构造，在燃料电池组15的层叠数增加的情况下，无需变更固定件41～43的位置，能够容易地应对。

C.变形例：

·变形例1：

在所述实施方式中，固定部设为包括固定件、固定螺栓、绝缘弹性体及加强用肋的结构，但是在本发明中，不一定必须将它们全部包含在内。例如，可以设为不包含加强用肋的结构，也可以设为不包含绝缘弹性体和加强用肋的结构。此外，固定部只要是能够将组壳体固定于车身的结构，也可以设为使用了其他形状的部件例如铆钉等的结构。多个固定件无需全部设为相同的形式，可以根据设置的场所或部件进行变更。

·变形例2：

在所述实施方式中，将组壳体20固定于组框架30，并将组框架30固定于车身框架，由此将组壳体20固定于车身，但是在本发明中不限于此。可以设为将组壳体直接固定于车身框架的结构，也可以设为将组框架固定在侧框架与侧框架之间的结构。总之，只要是能将组壳体固定于车身的结构，则可以是任意的结构。

·变形例3：

在所述实施方式中，将组壳体固定于车身的固定部设为3个，但是不限于3个，也可以设为例如1个、2个、4个等其他的个数。而且，在所述实施方式中，设为对将组壳体固定于车身的全部的固定部附设肋，但也可以取代于此，设为仅对全部固定部中的一部分固定部附设肋的结构。例如，在所述实施方式中也可以设为将附设于固定件43的第三及第四肋53、54中的至少一者去除的结构，在所述实施方式中还可以设为将附设于固定件41、42的第一及第二肋51、52中的至少一者去除的结构。

·变形例4：

在所述实施方式中，设为在相邻的肋51～54之间具备减振件60的结构，但不一定必须是在肋与肋之间具备减振件的结构。例如，在组壳体上设有1根肋的结构中，可以设为在该肋的旁边配设有减振件的结构。关于配设的范围，减振件可以是以将肋与肋之间完全覆盖的方式铺满的结构，也可以是以将肋的除了配设部之外的面的一部分覆盖的方式铺满的结构。总之，减振件只要是配设在组壳体的上表面的除了肋的配设部之外的面的至少一部分上的结构，则可以为任意的配设位置。而且，肋及减振件可以设为不仅配置在组壳体的上表面而且也配置在组壳体的前表面、后表面等的侧面上的结构。

·变形例5：

在所述实施方式中，减振件60设为在丁基橡胶上粘贴了铝片的结构，即，包含丁基层和铝层的结构，但也可以取代于此，设为仅由丁基层构成的材料，也可以设为将铝层置换为树脂层的材料。即，减振件60也可以设为至少包含丁基层的各种结构。而且，只要是弹性材料，则也可以使用丁基以外的材料、例如硅橡胶或发泡体等。

·变形例6：

在所述各实施方式及各变形例中，对燃料电池使用了固体高分子型燃料电池，但是对于磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐型燃料电池、固体氧化物型燃料电池等各种燃料电池也可以应用本发明。

本发明不限于上述的实施方式或变形例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，与发明内容部分记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、变形例中的技术特征为了解决上述的课题的一部分或全部，或者为了实现上述的效果的一部分或全部，可以适当地进行更换或组合。而且，可以适当省略前述的实施方式及各变形例中的构成要素中的独立权利要求记载的要素以外的要素是附加性的要素。

工业实用性

本发明可以用作搭载有燃料电池组的燃料电池车辆、向燃料电池车辆搭载燃料电池组的搭载方法。

附图标记说明

10…燃料电池系统

15…燃料电池组

17…发电单电池

18、19…端板

20…组壳体

20a、20b…壁面

20c…上表面

30…组框架

41～43…固定件

51～54…第一至第四肋

60…减振件

80…转换器壳体

90…辅机罩

100…燃料电池车辆

FR、FL…前轮

RR、RL…后轮

Claims (5)

1.一种燃料电池车辆，搭载燃料电池组，

所述燃料电池车辆具备：

组壳体，收容所述燃料电池组；

至少一个固定部，将所述组壳体固定于车身；

肋，以从所述固定部的邻接位置延伸并横跨所述组壳体的上表面的方式配设；及

减振件，配设于所述组壳体的上表面中的除所述肋的配设部之外的面的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其中，

所述组壳体以所述燃料电池组所具备的多个发电单电池的层叠方向与车宽方向一致的方式被固定，

所述固定部设置在所述组壳体的车辆前侧和后侧中的至少一方，

所述肋沿着车辆前后方向形成。

3.根据权利要求2所述的燃料电池车辆，其中，

所述燃料电池车辆具备多个所述固定部和所述肋的组，

所述多个固定部中的一部分固定部设置在所述组壳体的车辆前侧，

所述多个固定部中的除所述一部分固定部之外的其余固定部设置在所述组壳体的车辆后侧。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池车辆，其中，

所述减振件至少包括丁基层。

5.一种燃料电池组的车载方法，是将燃料电池组搭载于燃料电池车辆的车载方法，其中，

在收容所述燃料电池组的组壳体的缘部设置固定部，并且在所述组壳体的上表面，从所述固定部的邻接位置连续地沿着车辆前后方向设置肋，

在所述组壳体的上表面中的除所述肋的配设部之外的面的至少一部分上配设减振件，

将所述组壳体在收容了所述燃料电池组的状态下通过所述固定部固定于车身。