CN106494206B - 燃料电池车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池车辆,抑制在发生前方碰撞时燃料电池以及辅机向车厢内侵入。燃料电池车辆具备配置于前舱的燃料电池、至少一部分配置于中央通道的罐、以及前围板,燃料电池以在从车辆前方观察时燃料电池的外形和罐的中心轴彼此不重叠方式配置于比罐靠上方处,前围板中的在从车辆前方观察时与燃料电池的后方部分重叠的重叠对应部分位于比罐的前方端部靠后方处,在平常时,在燃料电池的后方端部与重叠对应部分之间形成有在发生前方碰撞时燃料电池的后方侧的至少一部分能够相比罐的前方端部向后方移动的收纳空间,前围板中的除了重叠对应部分之外的其他部分的至少一部分配置于与罐的前方端部相同的位置或比前方端部靠前方的位置。

Description

燃料电池车辆
本申请基于2015年9月4日提出的申请号为2015-174483号的日本专利申请主张优先权,通过参照而将其公开的全部内容援引于本申请。
技术领域
本发明涉及搭载有燃料电池的燃料电池车辆。
背景技术
作为燃料电池车辆,提出了在前舱搭载燃料电池,在车辆发生了前方碰撞时,使燃料电池向后方且下方移动来抑制燃料电池向车厢内侵入的燃料电池车辆(特开2013-112271号公报)。
发明内容
发明要解决的问题
然而,在设置于燃料电池车辆的地板下的中央通道配置储藏向燃料电池供给的例如氢气等气体的罐的结构中,在发生前方碰撞时使燃料电池向后方且下方移动了的情况下,燃料电池可能会与罐碰撞而导致罐发生变形。另外,在发生前方碰撞时,在使燃料电池沿水平方向向后方移动、即向罐的上方移动了的情况下,燃料电池可能会越过将前舱和车厢隔开的前围板而侵入到车厢内。
这样的问题在相对于燃料电池在车辆后方侧配置有例如各种泵、电压转换器等辅机的结构中也有可能产生。即,在发生前方碰撞时,辅机可能会与罐碰撞而导致罐变形,另外,辅机可能会越过前围板而侵入到车厢内。因此,在前舱搭载有燃料电池以及辅机的燃料电池车辆中,期望有能够抑制在发生前方碰撞时燃料电池以及辅机向车厢内侵入的技术。
用于解决问题的手段
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的发明,能够以以下的方式来实现。
(1)根据本发明的第一方式,提供一种形成有前舱和车厢的燃料电池车辆。该燃料电池车辆具备:燃料电池,配置于所述前舱;中央通道,形成于所述燃料电池车辆的地板下;罐,自身的至少一部分配置于所述中央通道,储藏向所述燃料电池供给的气体;以及前围板,将所述前舱和所述车厢隔开,所述燃料电池以在从车辆前方观察时所述燃料电池的外形和所述罐的中心轴彼此不重叠的方式配置于比所述罐靠上方处,所述前围板中的在从车辆前方观察时与所述燃料电池的后方部分重叠的重叠对应部分位于比所述罐的前方端部靠后方处,在没有发生碰撞的平常时,在所述燃料电池的后方端部与所述重叠对应部分之间形成有在所述燃料电池车辆发生前方碰撞时所述燃料电池的后方侧的至少一部分能够向比所述罐的前方端部靠车辆后方处移动的收纳空间,所述前围板中的除了所述重叠对应部分之外的其他部分的至少一部分配置于在车辆前后方向上与所述罐的前方端部相同的位置或比所述罐的前方端部靠前方的位置。
根据该方式的燃料电池车辆,在平常时,在燃料电池的后方端部与重叠对应部之间形成有收纳空间,所以能够在发生前方碰撞时使燃料电池的后方侧的至少一部分移动到该收纳空间,通过该移动时的摩擦等来减少燃料电池的移动的势头,从而抑制燃料电池越过前围板而侵入到车厢内。另外,此时,燃料电池的后方侧的至少一部分相比罐的前方端部向车辆后方侧移动,所以能够抑制燃料电池与罐的碰撞,能够抑制发生前方碰撞时的罐的变形。另外,前围板中的除了重叠对应部分之外的其他部分的至少一部分配置于在车辆前后方向上与罐的前方端部相同的位置或比罐的前方端部靠前方的位置,所以能够抑制车厢变窄。
(2)在上述方式的燃料电池车辆中,可以具备与所述前围板相接而配置于所述前舱侧的加强件,所述加强件可以以在从车辆前方观察时与所述燃料电池的后方部分不重叠的方式配置。根据该方式的燃料电池车辆,加强件以在从车辆前方观察时与燃料电池的后方部分不重叠的方式配置,所以既能抑制发生前方碰撞时的燃料电池的后方侧的至少一部分的移动被加强件妨碍,又能加强前围板。
(3)根据本发明的第二方式,提供一种形成有前舱和车厢的燃料电池车辆。该燃料电池车辆具备:燃料电池,配置于所述前舱;第一辅机,在所述前舱中相对于所述燃料电池配置于车辆后方侧;中央通道,形成于所述燃料电池车辆的地板下;罐,自身的至少一部分配置于所述中央通道,储藏向所述燃料电池供给的气体;以及前围板,将所述前舱和所述车厢隔开,所述第一辅机和所述罐以在从车辆前方观察时所述第一辅机的外形和所述罐的中心轴彼此不重叠的方式配置,所述前围板中的在从车辆前方观察时与所述第一辅机的后方部分重叠的重叠对应部分位于比所述罐的前方端部靠后方处,在没有发生碰撞的平常时,在所述第一辅机的后方端部与所述重叠对应部分之间形成有在所述燃料电池车辆发生前方碰撞时所述第一辅机的后方侧的至少一部分能够向比所述罐的前方端部靠车辆后方处移动的收纳空间,所述前围板中的除了所述重叠对应部分之外的其他部分的至少一部分配置于在车辆前后方向上与所述罐的前方端部相同的位置或比所述罐的前方端部靠前方的位置。
根据该方式的燃料电池车辆,在平常时,在第一辅机的后方端部与重叠对应部之间形成有收纳空间,所以能够在发生前方碰撞时使第一辅机的后方侧的至少一部分移动到该收纳空间,通过该移动时的摩擦等来使第一辅机的移动的势头减少,从而抑制第一辅机越过前围板而侵入到车厢内。另外,此时,第一辅机的后方侧的至少一部分相比罐的前方端部向车辆后方侧移动,所以能够抑制第一辅机与罐的碰撞,能够抑制发生前方碰撞时的罐的变形。另外,前围板中的除了重叠对应部分之外的其他部分的至少一部分配置于在车辆前后方向上与罐的前方相同的位置或比罐的前方端部靠前方的位置,所以能够抑制车厢变窄。
(4)在上述方式的燃料电池车辆中,可以具备与所述前围板相接而配置于所述前舱侧的加强件,所述加强件可以以在从车辆前方观察时与所述第一辅机的后方部分不重叠的方式配置。根据该方式的燃料电池车辆,加强件以在从车辆前方观察时与第一辅机的后方部分不重叠的方式配置,所以既能抑制发生前方碰撞时的第一辅机的后方侧的至少一部分的移动被加强件妨碍,又能加强前围板。
(5)在上述方式的燃料电池车辆中,可以还具备:第二辅机,在所述燃料电池的上方与所述燃料电池相接而配置;和第三辅机,在所述燃料电池的下方与所述燃料电池相接而配置。根据该方式的燃料电池车辆,在燃料电池的上方与燃料电池相接而配置第二辅机,在燃料电池的下方与燃料电池相接而配置第三辅机,所以与将这些第二、第三辅机配置于燃料电池的前方、后方的结构相比,能够更大地确保发生前方碰撞时的前舱的溃缩余量(所谓的压溃区)。
(6)在上述方式的燃料电池车辆中,所述第三辅机的合计重量可以比所述第二辅机的合计重量大。根据该方式的燃料电池车辆,合计重量更大的第三辅机配置于更下方,所以能够实现燃料电池车辆的低重心化,提高行驶稳定性。
本发明还能够以各种方式来实现。例如,能够以燃料电池车辆用前围板、燃料电池车辆的制造方法、燃料电池车辆中的燃料电池的配置方法等方式来实现。
附图说明
图1是示出作为本发明的一实施方式的燃料电池车辆的概略结构的剖视图。
图2是从车辆前方观察时的燃料电池车辆500的概略透视图。
图3是示出搭载于燃料电池车辆500的燃料电池系统100的概略结构的框图。
图4是将收纳空间Ar1附近的结构放大示出的示意立体图。
图5是示出发生前方碰撞时的燃料电池车辆500的概略结构的剖视图。
图6是示出作为比较例的燃料电池车辆的概略结构的剖视图。
图7是从车辆前方观察时的比较例的燃料电池车辆600的概略透视图。
图8是示出发生前方碰撞时的比较例的燃料电池车辆600的概略结构的剖视图。
图9是示出第二实施方式的燃料电池车辆的概略结构的剖视图。
图10是从车辆前方观察时的第二实施方式的燃料电池车辆的概略透视图。
图11是示出第二实施方式的发生前方碰撞时的燃料电池车辆500a的概略结构的剖视图。
具体实施方式
A.第一实施方式:
A1.装置结构:
图1是示出作为本发明的一实施方式的燃料电池车辆的概略结构的剖视图。在图1中,示出了没有发生碰撞的平常时的燃料电池车辆500的横宽方向LH的中央位置处的沿车辆的前方方向FD以及后方方向RD的截面。以下,有时也将前方方向FD和后方方向RD合起来称作“车辆前后方向”。燃料电池车辆500搭载燃料电池(后述的燃料电池10)作为电力源,通过作为动力源的电动机M的驱动来驱动后轮RW。
在燃料电池车辆500中,在车辆前方侧形成有前舱510。在本实施方式中,前舱510形成为包含被一对前轮FW夹着的区域的空间。在前舱510的车辆后方侧形成有车厢520。在本实施方式中,车厢520形成为被一对前轮FW和一对后轮RW夹着的沿车辆前后方向延伸的空间。
在车厢520的地板下形成有中央通道CT。中央通道CT形成为在燃料电池车辆500的横宽方向LH的大致中央处沿车辆前后方向延伸的空间。中央通道CT的顶棚部分由车厢520的地板形成。车厢520的地板中的与中央通道CT对应的部分相比该地板的其他部分向铅垂上方突出。这样,中央通道CT具有与搭载有发动机的车辆中的配置有传动轴的中央通道同样的构造。在中央通道CT收纳有罐20和束线等。罐20的详情将在后面叙述。
前舱510和车厢520由前围板DB隔开。前围板DB由板状的部件构成,其上方侧部分向前方侧弯曲。前围板DB的下方侧部分配置成与铅垂方向G大致平行,上方侧部分配置成越朝向端部则越位于前方方向FD。在前围板DB中的燃料电池车辆500的横宽方向LH的大致中央处,地板(即与中央通道CT的顶棚接合的部分)向后方方向RD(即,以向车厢520侧突出的方式)形成。前围板DB的该部分相当于从车辆前方观察时与燃料电池10的后方部分重叠的部分(以下,称作“重叠对应部分LC”)。这样,通过重叠对应部分LC向后方方向RD突出,在前舱510中的燃料电池10的后方端部与重叠对应部分LC之间形成有收纳空间Ar1。收纳空间Ar1形成为在燃料电池车辆500发生前方碰撞时收纳燃料电池10的后方侧的至少一部分,该部分能够向比罐20的前方端部20a靠后方处移动。在本实施方式中,收纳空间Ar1形成为在平常时能够收纳燃料电池10的车辆前后方向的全长的10%的大小。此外,不限于10%,也可以为能够收纳任意的比例的大小。例如,也可以形成为能够收纳燃料电池10的车辆前后方向的全长的5%以上且不足10%的比例的部分的大小。但是,更优选为10%以上。
在前舱510配置有构成后述的燃料电池系统的至少一部分的构成要素。在图1中,作为该构成要素示出了燃料电池10、第二辅机320以及第三辅机330。此外,对于未图示的第一辅机,将在第二实施方式中进行说明。第二辅机320在燃料电池10的上方与燃料电池10相接而配置。第三辅机330在燃料电池10的下方与燃料电池10相接而配置。第二辅机320以及第三辅机330均通过螺栓等接合工具接合于燃料电池10。燃料电池10、第二辅机320以及第三辅机330沿铅垂方向G层叠配置是为了减小这些装置整体的车辆前后方向的长度,将发生前方碰撞时的前舱510中的溃缩余量(所谓的缓冲区)确保得大。第二辅机320以及第三辅机330的详情将在后面叙述。
图2是从车辆前方观察时的燃料电池车辆500的概略透视图。在图2中,示出了从车辆前方向后方方向RD观察燃料电池车辆500时的前舱510内的透视图。
如图2所示,在前舱510以与前围板DB相接的方式配置有加强件420。加强件420是以横宽方向LH为长度方向的薄板状的部件,贯通一对侧梁411而延伸设置。加强件420也被称作所谓的加固物,使燃料电池车辆500的横宽方向LH的刚性提高。加强件420的横宽方向LH的大致中央部分向上方弯曲。通过该配置,加强件420和燃料电池10的后方部分在从车辆前方观察时彼此不重叠。通过这样的配置,可抑制在发生前方碰撞时燃料电池10向后方的移动被加强件420妨碍。此外,在图1中省略了加强件420。
燃料电池10和罐20配置成在从车辆前方观察时燃料电池10的外形即燃料电池10的轮廓以及由轮廓围出的区域和罐20的中心轴cx不重叠。在燃料电池车辆500中,通过该配置,可抑制在发生前方碰撞而燃料电池10向后方移动时燃料电池10与罐20强烈地碰撞。
图3是示出搭载于燃料电池车辆500的燃料电池系统100的概略结构的框图。除了上述的燃料电池10之外,燃料电池系统100还具备燃料气体供给排出系统120、氧化剂气体供给排出系统130、冷却介质循环系统140、电力供给系统150以及控制单元60。
燃料电池10是所谓的固体高分子型燃料电池,具备沿规定的方向层叠的多个单电池11、作为综合电极发挥功能的未图示的一对集电板、以及为了维持由多个单电池11以及一对集电板构成的层叠体的层叠状态而配置于层叠体的两端的外侧的一对端板12。各单电池11通过向夹着固体高分子电解质膜而设置的阳极侧催化剂电极层供给的燃料气体和向阴极侧催化剂电极层供给的氧化剂气体之间的电化学反应来产生电力。在本实施方式中,燃料气体是氢气,氧化剂气体是空气。在本实施方式中,单电池11的层叠方向与车辆前后方向平行。催化剂电极层包含担载有例如铂(Pt)等催化剂的碳粒子和电解质而构成。在单电池11中的两电极侧的催化剂电极层的外侧配置有由多孔质体形成的气体扩散层。作为多孔质体,例如使用碳纸及碳布等碳多孔质体或金属网及发泡金属等金属多孔质体。在燃料电池10的内部沿单电池11的层叠方向形成有用于使燃料气体、氧化剂气体以及冷却介质流通的歧管(省略图示)。此外,燃料电池10不限于固体高分子型燃料电池,也可以是固体氧化物型燃料电池等任意种类的燃料电池。
燃料气体供给排出系统120相对于燃料电池10进行燃料气体的供给以及排出。除了上述的罐20之外,燃料气体供给排出系统120还具备切断阀21、喷射器22、气液分离器23、循环用泵24、放气阀25、燃料气体供给路26、第一燃料气体排出路27、燃料气体循环路28以及第二燃料气体排出路29。
罐20储藏有高压氢,将作为燃料气体的氢气经由燃料气体供给路26向燃料电池10供给。如图1所示,罐20具有大致圆筒形的外观形状,上方侧的几乎所有部分收纳于中央通道CT,下方的一部分露出到中央通道CT之外。此外,罐20的详细配置将在后面叙述。切断阀21配置于罐20的燃料气体的排出口附近,切换来自罐20的氢气供给的执行和停止。喷射器22配置于燃料气体供给路26,调整向燃料电池10供给的氢气的供给量(流量)以及压力。气液分离器23配置于第一燃料气体排出路27,将从燃料电池10排出的废气中所包含的水分离而向第二燃料气体排出路29排出,并且将水被分离后的气体(燃料气体)向燃料气体循环路28排出。循环用泵24配置于燃料气体循环路28,将从气液分离器23排出的燃料气体向燃料气体供给路26供给。放气阀25配置于第二燃料气体排出路29,通过打开而容许由气液分离器23分离出的水向大气中排出。
氧化剂气体供给排出系统130相对于燃料电池10进行氧化剂气体的供给以及排出。氧化剂气体供给排出系统130具备空气压缩机30、背压阀31、氧化剂气体供给路32以及氧化剂气体排出路33。空气压缩机30将从大气吸入的空气压缩而向氧化剂气体供给路32供给。背压阀31配置于氧化剂气体排出路33,调整燃料电池10的阴极排出侧的压力(所谓的背压)。
冷却介质循环系统140使冷却介质经由燃料电池10而循环,由此调整燃料电池10的温度。冷却介质循环系统140具备散热器40、冷却介质排出路43、冷却介质供给路44、循环用泵42以及温度传感器45。散热器40连接于冷却介质排出路43和冷却介质供给路44,由此将从冷却介质排出路43流入的冷却介质在通过来自电动风扇的送风等冷却之后向冷却介质供给路44排出。冷却介质排出路43连接于燃料电池10内的冷却介质排出歧管,冷却介质供给路44连接于燃料电池10内的冷却介质供给歧管。因此,由冷却介质排出路43、散热器40、冷却介质供给路44以及燃料电池10内的歧管形成冷却介质的循环路。温度传感器45配置于冷却介质排出路43中的燃料电池10附近,测定从燃料电池10排出的冷却介质的温度,并输出表示温度值的信号。
电力供给系统150将从燃料电池10输出的电力向上述的电动机M供给。电力供给系统150具备DC-DC转换器210和电流计51。DC-DC转换器210与燃料电池10的未图示的集电板电连接,控制燃料电池10的输出电压。电流计51测定燃料电池10的电流值。
控制单元60与空气压缩机30、两个循环用泵24、42、散热器40、DC-DC转换器210以及四个阀21、22、25、31电连接,对它们进行控制。控制单元60具备未图示的CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)以及RAM(RandomAccess Memory:随机存取存储器),通过由CPU执行存储于ROM的控制用程序来作为控制各功能部的控制部发挥功能。
在本实施方式中,图1、2所示的第二辅机320由DC-DC转换器210构成。另外,图1、2所示的第三辅机330由两个循环用泵24、42构成。在本实施方式中,第三辅机330的合计重量比第二辅机320的合计重量大。通过这样的结构,可实现燃料电池车辆500的低重心化,提高行驶稳定性。
图4是将收纳空间Ar1附近的结构放大示出的示意立体图。在图4中,省略了加强件420。另外,在图4中,也省略了前围板DB的上方侧部分、中央通道CT以及罐20的后方部分。另外,在图4中,还省略了燃料电池10、第二辅机320以及第三辅机330。如图4以及图2所示,罐20的下方部分沿车辆前后方向从中央通道CT向下方露出。
前围板DB中的重叠对应部分LC相比其他部分向后方方向RD突出。重叠对应部分LC位于比罐20的前方端部20a靠后方处。前围板DB的下方侧的面与罐20的前方端部20a在车辆前后方向上处于相同的位置。因此,未图示的前围板DB的上方侧的面(前方的倾斜的面)配置于比罐20的前方端部20a靠前方的位置。这样,通过将前围板DB的除了重叠对应部分LC之外的其他部分配置于在车辆前后方向上与罐20的前方端部20a相同的位置或更前方的位置,与前围板DB整体配置于后方方向RD的结构相比,可抑制车厢520变窄。
A2.发生前方碰撞时的燃料电池10的移动:
图5是示出发生前方碰撞时的燃料电池车辆500的概略结构的剖视图。因前方碰撞的发生,在燃料电池车辆500中,车辆前方侧朝向后方方向RD溃缩。另外,因此时的冲击,燃料电池10、第二辅机320以及第三辅机330均向后方方向RD移动。
燃料电池10的后方侧的一部分被收纳到收纳空间Ar1内。因此,与没有收纳空间Ar1的结构、换言之前围板DB的重叠对应部分LC不向后方方向RD突出的结构相比,在不会越过前围板DB而侵入到车厢520内的范围内的燃料电池10向后方方向RD的移动量较大。因此,能够增大移动时的摩擦、例如与接合于燃料电池10的第二辅机320以及第三辅机330之间的接触部分的摩擦,能够减少燃料电池10的移动的势头。因此,能够抑制燃料电池10越过前围板DB而侵入到车厢520内。另外,由于能够如燃料电池10那样增大车辆前后方向的长度比较大的装置的后方方向RD的移动量,因此作为前舱510的发生前方碰撞时的溃缩余量(所谓的缓冲区)CR1能够确保大的空间。因此,通过前舱510的溃缩能够大大吸收燃料电池车辆500的动能。
A3.比较例:
图6是示出作为比较例的燃料电池车辆的概略结构的剖视图。在图6中,与图1同样,示出了平常时的燃料电池车辆600的横宽方向LH的中央位置处的沿车辆的前方方向FD以及后方方向RD的截面。
在比较例的燃料电池车辆600形成有前舱610、车厢620以及中央通道CT2,在中央通道CT2收纳有罐630的上方侧和下方侧的一部分。比较例的前围板DB2与上述实施方式的前围板DB的不同点在于,不具备重叠对应部分LC。
比较例的燃料电池车辆600中的燃料电池640、第二辅机720以及第三辅机730的配置位置与上述实施方式中的燃料电池10、第二辅机320以及第三辅机330的配置位置大致相同。
图7是从车辆前方观察时的比较例的燃料电池车辆600的概略透视图。在图7中,与图2同样,示出了从车辆前方向后方方向RD观察燃料电池车辆600时的前舱610内的透视图。
在前舱610以与前围板DB2相接的方式配置有加强件820。加强件820具有与实施方式的加强件420同样的功能。加强件820贯通一对侧梁811而延伸设置。加强件820和燃料电池640的后方部分在从车辆前方观察时彼此重叠。同样,加强件820和第二辅机720在从车辆前方观察时彼此重叠。
图8是示出发生前方碰撞时的比较例的燃料电池车辆600的概略结构的剖视图。因前方碰撞的发生,在燃料电池车辆600中,车辆前方侧朝向后方方向RD溃缩。另外,因此时的冲击,燃料电池640、第二辅机720以及第三辅机730均向后方方向RD移动。
在比较例的燃料电池车辆600中,因为没有设置收纳空间Ar1,所以在不会越过前围板DB2而侵入到车厢620内的范围内的燃料电池640向后方方向RD的移动量小。因此,移动时的摩擦、例如与接合于燃料电池640的第二辅机720以及第三辅机730之间的接触部分的摩擦小,难以使燃料电池640的移动的势头减少。因此,燃料电池640可能会越过前围板DB2而侵入到车厢620内。另外,因为发生前方碰撞时的燃料电池640的后方方向RD的移动量小,所以前舱610的发生前方碰撞时的溃缩余量(所谓的缓冲区)CR10比较小。因此,不能通过前舱610的溃缩来大大吸收燃料电池车辆600的动能。
与此相对,在上述的本实施方式的燃料电池车辆500中,因为在燃料电池10的后方端部与重叠对应部分LC之间设置有收纳空间Ar1,所以在发生前方碰撞时,在不会越过前围板DB而侵入到车厢520内的范围内的燃料电池10向后方方向RD的移动量大。因此,能够抑制燃料电池10的移动的势头而抑制燃料电池10侵入车厢520,另外,能够增大溃缩余量而大大吸收燃料电池车辆500的动能。
根据以上说明的第一实施方式的燃料电池车辆500,因为在平常时在燃料电池10的后方端部与重叠对应部分LC之间形成有收纳空间Ar1,所以能够在发生前方碰撞时使燃料电池10的后方侧的至少一部分移动到该收纳空间Ar1。因此,通过该移动时的摩擦等,能够减少燃料电池10的移动的势头,抑制燃料电池10越过前围板DB而侵入到车厢520内。另外,此时,因为燃料电池10的后方侧的至少一部分向比罐20的前方端部20a靠车辆后方侧处移动,所以能够抑制燃料电池10与罐20的碰撞。因此,能够抑制发生前方碰撞时的罐20的变形。另外,因为前围板DB中的除了重叠对应部分LC之外的其他部分配置于在车辆前后方向上与罐20的前方端部20a相同的位置或比罐20的前方端部靠前方的位置,所以能够抑制车厢520变窄。另外,因为燃料电池10和罐20配置成在从车辆前方观察时燃料电池10的外形和罐20的中心轴cx不重叠,所以能够抑制在发生前方碰撞而燃料电池10向后方移动时燃料电池10强烈地与罐20碰撞。
另外,因为加强件420配置成在从车辆前方观察时与燃料电池10的后方部分不重叠,所以既能抑制发生前方碰撞时的燃料电池10的后方侧的至少一部分的移动被加强件420妨碍,又能加强前围板DB。
另外,因为在燃料电池10的上方与燃料电池10相接地配置有第二辅机320,在燃料电池10的下方与燃料电池10相接地配置有第三辅机330,所以与将这些第二辅机320和第三辅机330配置于燃料电池10的前方、后方的结构相比,能够将发生前方碰撞时的前舱的溃缩余量(所谓的压溃区)确保得更大。
另外,因为第二辅机320以及第三辅机330中合计重量更大的第三辅机330配置于下方,所以能够实现燃料电池车辆500的低重心化,提高行驶稳定性。
B.第二实施方式:
图9是示出第二实施方式的燃料电池车辆的概略结构的剖视图。图10是从车辆前方观察时的第二实施方式的燃料电池车辆的概略透视图。第二实施方式的燃料电池车辆500a与第一实施方式的燃料电池车辆500的不同点在于:在前舱510中,相对于燃料电池10在车辆后方侧配置有第一辅机310;取代加强件420而具备加强件420a。第二实施方式的燃料电池车辆500a的其他结构与第一实施方式的燃料电池车辆500相同,所以对相同的构成要素标注相同的标号,省略其详细的说明。
在第二实施方式中,第一辅机310由循环用泵24构成。如图9所示,因为在燃料电池10的车辆后方侧配置有第一辅机310,所以在从车辆前方观察时,重叠对应部分LC与燃料电池10的后方部分重叠,并且与第一辅机310的后方部分重叠。另外,收纳空间Ar1变成形成于第一辅机310的后方端部与重叠对应部分LC之间。在第二实施方式中,收纳空间Ar1形成为在燃料电池车辆500a的发生前方碰撞时收纳第一辅机310的后方侧的至少一部分,使得该部分能够向比罐20的前方端部20a靠后方处移动。
如图10所示,加强件420a与第一实施方式的加强件420的不同点在于,横宽方向LH的大致中央部分向上方的突出量少。因此,在从车辆前方观察时,加强件420a和燃料电池10的后方部分重叠。同样,加强件420a和第二辅机320的后方部分重叠。然而,加强件420a和第一辅机310在从车辆前方观察时彼此不重叠。通过这样的结构,可抑制在发生前方碰撞时第一辅机310向后方的移动被加强件420a妨碍。
第一辅机310和罐20配置成,在从车辆前方观察时,第一辅机310的外形、即第一辅机310的轮廓以及由轮廓包围的区域和罐20的中心轴cx不重叠。在燃料电池车辆500a中,通过该配置,可抑制在发生前方碰撞而第一辅机310向后方移动时第一辅机310与罐20强烈地碰撞。
图11是示出第二实施方式的发生前方碰撞时的燃料电池车辆500a的概略结构的剖视图。因前方碰撞的发生,在燃料电池车辆500a中,车辆前方侧朝向后方方向RD溃缩。另外,因此时的冲击,燃料电池10、第一辅机310、第二辅机320以及第三辅机330均向后方方向RD移动。
第一辅机310的后方侧的一部分被收纳到收纳空间Ar1内。因此,与没有收纳空间Ar1的结构、换言之前围板DB的重叠对应部分LC没有向后方方向RD突出的结构相比,在不会越过前围板DB而侵入到车厢520内的范围内的第一辅机310向后方方向RD的移动量大。因此,能够增大移动时的摩擦、例如与接合于第一辅机310的燃料电池10之间的接触部分的摩擦,使第一辅机310的移动的势头减少。因此,能够抑制第一辅机310越过前围板DB而侵入到车厢520内。另外,因为能够增大第一辅机310的移动量,所以作为前舱510的发生前方碰撞时的溃缩余量(所谓的缓冲区)CR2能够确保大的空间。因此,能够通过前舱510的溃缩来大大吸收燃料电池车辆500a的动能。
以上说明的第二实施方式的燃料电池车辆500a具有与第一实施方式的燃料电池车辆500同样的效果。即,能够在发生前方碰撞时使第一辅机310的后方侧的至少一部分移动到收纳空间Ar1,因此能够通过该移动时的摩擦等使第一辅机310的移动的势头减少,从而抑制第一辅机310越过前围板DB而侵入到车厢520内。另外,此时,能够抑制第一辅机310与罐20碰撞。另外,能够抑制车厢520变窄。另外,既能抑制发生前方碰撞时的第一辅机310的后方侧的至少一部分向后方的移动被加强件420a妨碍,又能加强前围板DB。另外,与将第二辅机320、第三辅机330配置于燃料电池10的前方的结构相比,能够更大地确保发生前方碰撞时的前舱的溃缩余量(所谓的压溃区)。另外,因为合计重量更大的第三辅机330相比第二辅机320配置于下方,所以能够实现燃料电池车辆500a的低重心化,提高行驶稳定性。
C.变形例:
C1.变形例1:
在各实施方式中,前围板DB的上方侧部分向前方侧弯曲,但也可以取代前方侧而向后方侧弯曲。另外,也可以不弯曲,而与下方侧部分在车辆前后方向上处于相同的位置。从该变形例以及各实施方式也能够理解到,也可以将除了重叠对应部分LC之外的其他部分的至少一部分配置于在车辆前后方向上与罐20的前方端部20a相同的位置或比前方端部20a靠前方的位置的前围板应用于本发明的燃料电池车辆。
C2.变形例2:
在各实施方式中,燃料电池车辆500、500a均具备加强件420、420a,但也可以省略加强件420、420a。在省略了加强件420的结构中,与第一实施方式同样,能够抑制燃料电池10向后方的移动被加强件420妨碍。另外,在省略了加强件420a的结构中,与第二实施方式同样,能够抑制第一辅机310向后方的移动被加强件420a妨碍。
C3.变形例3:
在各实施方式中,罐20的下方侧的一部分从中央通道CT向下方露出,但也可以罐20的全部收纳在中央通道CT内。另外,在各实施方式中,储藏于罐20的气体是氢气,但若燃料电池所使用的反应气体是其他种类的气体,则罐20也可以收纳该其他气体。即,一般来说,也可以将自身的至少一部分配置于在燃料电池车辆500、500a的地板下形成的中央通道CT的、储藏向燃料电池10供给的气体的罐应用于本发明的燃料电池车辆。
C4.变形例4:
在第二实施方式中,第一辅机310由循环用泵24构成,但也可以取代循环用泵24而由其他种类的辅机构成。另外,构成第二辅机320的辅机的种类以及构成第三辅机的辅机的种类也可以是与各实施方式不同的种类。另外,作为第一辅机310、第二辅机320以及第三辅机330,也可以取代与燃料电池系统100的运转直接关联的辅机或者除了与燃料电池系统100的运转直接关联的辅机之外而使用与燃料电池系统100的运转不直接关联的辅机。作为这样的辅机,例如可以使用空调用的压缩机。另外,在各实施方式中,第三辅机330的合计重量比第二辅机320的合计重量大,但也可以取代于此而使第三辅机330的合计重量为第二辅机320的合计重量以下。
C5.变形例5:
收纳空间Ar1的大小在第一实施方式和第二实施方式是相同的,但本发明不限定于此。也可以与在发生前方碰撞时被收纳到收纳空间的装置(部分)的体积相匹配地设定收纳空间Ar1的大小。例如,在第二实施方式中发生前方碰撞时被收纳到收纳空间的第一辅机310的后方侧的体积比在第一实施方式中收纳的燃料电池10的后方侧的部分的体积小时,也可以使第二实施方式中的收纳空间Ar1的大小比第一实施方式中的收纳空间Ar1的大小要小。
C6.变形例6:
在各实施方式中,燃料电池车辆500、500a均是仅具备电动机M作为动力源的车辆,但也可以是除了电动机M之外还具备汽油发动机等内燃机的车辆。
本发明不限于上述的实施方式以及变形例,能够在不脱离其主旨的范围内以各种结构来实现。例如,与发明内容一栏所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能够为了解决上述课题的一部分或全部或者为了达成上述效果的一部分或全部而适当进行替换、组合。另外,只要该技术特征在本说明书中没有作为必要技术特征来说明,就能够适当删除。
附图标记说明
10…燃料电池
11…单电池
12…端板
20…罐
20a…前方端部
21…切断阀
22…喷射器
23…气液分离器
24…循环用泵
25…放气阀
26…燃料气体供给路
27…第一燃料气体排出路
28…燃料气体循环路
29…第二燃料气体排出路
30…气体压缩机
31…背压阀
32…氧化剂气体供给路
33…氧化剂气体排出路
40…散热器
42…循环用泵
43…冷却介质排出路
44…冷却介质供给路
45…温度传感器
51…电流计
60…控制单元
100…燃料电池系统
120…燃料气体供给排出系统
130…氧化剂气体供给排出系统
140…冷却介质循环系统
150…电力供给系统
210…DC-DC转换器
310…第一辅机
320…第二辅机
330…第三辅机
411…侧梁
420、420a…加强件
500、500a…燃料电池车辆
510…前舱
520…车厢
600…燃料电池车辆
610…前舱
620…车厢
630…罐
640…燃料电池
720…第二辅机
730…第三辅机
811…侧梁
820…加强件
Ar1…收纳空间
CT、CT2…中央通道
DB、DB2…前围板
FD…前方方向
FW…前轮
G…铅垂方向
LC…重叠对应部分
LH…横宽方向
M…电动机
RD…后方方向
RW…后轮
cx…中心轴

Claims (6)

1.一种燃料电池车辆,形成有前舱和车厢,其中,具备:
燃料电池,配置于所述前舱;
中央通道,形成于所述燃料电池车辆的地板下;
罐,自身的至少一部分配置于所述中央通道,储藏向所述燃料电池供给的气体;以及
前围板,将所述前舱和所述车厢隔开,
所述燃料电池以在从车辆前方观察时所述燃料电池的外形和所述罐的中心轴彼此不重叠的方式配置于比所述罐靠上方处,
所述前围板中的在从车辆前方观察时与所述燃料电池的后方部分重叠的重叠对应部分位于比所述罐的前方端部靠后方处,
在没有发生碰撞的平常时,在所述燃料电池的后方端部与所述重叠对应部分之间形成有在所述燃料电池车辆发生前方碰撞时所述燃料电池的后方侧的至少一部分能够向比所述罐的前方端部靠车辆后方处移动的收纳空间,
所述前围板中的除了所述重叠对应部分之外的其他部分的至少一部分配置于在车辆前后方向上与所述罐的前方端部相同的位置或比所述罐的前方端部靠前方的位置。
2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆,
还具备与所述前围板相接而配置于所述前舱侧的加强件,
所述加强件以在从车辆前方观察时与所述燃料电池的后方部分不重叠的方式配置。
3.一种燃料电池车辆,形成有前舱和车厢,其中,具备:
燃料电池,配置于所述前舱;
第一辅机,在所述前舱中相对于所述燃料电池配置于车辆后方侧;
中央通道,形成于所述燃料电池车辆的地板下;
罐,自身的至少一部分配置于所述中央通道,储藏向所述燃料电池供给的气体;以及
前围板,将所述前舱和所述车厢隔开,
所述第一辅机和所述罐以在从车辆前方观察时所述第一辅机的外形和所述罐的中心轴彼此不重叠的方式配置,
所述前围板中的在从车辆前方观察时与所述第一辅机的后方部分重叠的重叠对应部分位于比所述罐的前方端部靠后方处,
在没有发生碰撞的平常时,在所述第一辅机的后方端部与所述重叠对应部分之间形成有在所述燃料电池车辆发生前方碰撞时所述第一辅机的后方侧的至少一部分能够向比所述罐的前方端部靠车辆后方处移动的收纳空间,
所述前围板中的除了所述重叠对应部分之外的其他部分的至少一部分配置于在车辆前后方向上与所述罐的前方端部相同的位置或比所述罐的前方端部靠前方的位置。
4.根据权利要求3所述的燃料电池车辆,
还具备与所述前围板相接而配置于所述前舱侧的加强件,
所述加强件以在从车辆前方观察时与所述第一辅机的后方部分不重叠的方式配置。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的燃料电池车辆,还具备:
第二辅机,在所述燃料电池的上方与所述燃料电池相接而配置;和
第三辅机,在所述燃料电池的下方与所述燃料电池相接而配置。
6.根据权利要求5所述的燃料电池车辆,
所述第三辅机的合计重量比所述第二辅机的合计重量大。
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