CN108357369B - 燃料电池车辆 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池车辆,包括:燃料电池堆;罐;排出流路,排出流路排出从燃料电池堆排出的流体;消声器,消声器被附接到排出流路;以及车辆构件,车辆构件限定第一室和第二室,第一室容纳燃料电池堆,第二室被布置在第一室后方并且容纳罐和消声器。第二室也设有前部和与前部连续的后部,后部在宽度方向上的平均长度上比前部短。消声器被布置在罐和限定前部的宽度方向上的侧壁的一对侧壁部中的一个侧壁部之间。

Description

燃料电池车辆
技术领域
本发明涉及一种在其中安装燃料电池的燃料电池车辆。
背景技术
作为燃料电池车辆,已经提出具有如下结构的燃料电池车辆,其中燃料电池堆被容纳在乘员舱前方的容纳室中,并且氢气储存罐被容纳在布置在乘员舱的地板下方的隧道形氢罐室中(参考日本未审查专利申请公开No.2015-231319(JP2015-231319A))。在JP2015-231319A中公开的燃料电池车辆中,排出流路被连接到燃料电池堆,并且排出流路取出由电化学反应产生的废气和水,并引导废气和水到大气。用于降低排气声音的消声器可被附接到排出流路。要求在位于燃料电池车辆下部的氢罐室中安装消声器以便能够加快排水,能够防止朝向燃料电池堆的逆向水流等。
发明内容
然而,JP2015-231319A中公开的燃料电池车辆的氢罐室具有相对小的自由空间而不能容纳除罐以外的装置。因此,不能将消声器安装在氢罐室中,因为当将消声器安装在氢罐室中时,消声器与罐体干涉。虽然能够在大氢罐室中安装消声器,但是氢罐室的尺寸增大导致与氢罐室对应的乘员舱的地板部分的突出区域扩大,然后出现乘员舱的体积减小的问题。在这一点上,期望一种技术,利用该技术能够抑制燃料电池车辆的乘员舱体积减小,并且允许将消声器安装在燃料电池车辆的罐容纳室中。
本发明的一方面涉及一种燃料电池车辆,包括:燃料电池堆;罐,罐储存将被供应到燃料电池堆的气体;排出流路,排出流路排出将从燃料电池堆排出的流体;车辆构件;和消声器,消声器被附接到排出流路。车辆构件限定第一室和第二室,第一室容纳燃料电池堆,并且第二室在燃料电池车辆的车辆长度方向上被布置在第一室后方并且容纳罐和消声器。第二室具有前部和在车辆长度方向上与前部连续的后部,并且后部的在燃料电池车辆的宽度方向上的平均长度比前部的在宽度方向上的平均长度短。消声器被布置在罐和限定前部的宽度方向上的侧壁的一对侧壁部中的一个侧壁部之间。
根据本发明的该方面,消声器被布置在前部中在侧壁部和罐之间,并且前部在宽度方向上的平均长度上比后部长。因此,消声器能够被布置在第二室中,同时抑制消声器与罐的干涉。后部的宽度方向上的平均长度比前部的宽度方向上的平均长度短,并且消声器不被布置在第二室的后部中,因而能够抑制由于安装消声器引起的乘员舱的体积减小。
在根据本发明该方面的燃料电池车辆中,前部可被构造成具有沿车辆长度方向从前部的前方朝向前部的后方减小的在宽度方向上的长度。根据本发明的该方面,前部被构造成使得其在宽度方向上的长度沿车辆长度方向从前部的前方朝向前部的后方减小。因此,能够抑制乘员舱的体积减小。
在根据本发明该方面的燃料电池车辆中,前部可被构造成具有沿车辆长度方向从前部的前方朝向前部的后方减小的竖直方向高度。
在根据本发明该方面的燃料电池车辆中,后部可被构造成使得后部的平均竖直方向高度比前部的平均竖直方向高度低。
根据本发明该方面的燃料电池车辆还可包括被布置在前部中的第一附接构件。罐可通过第一附接构件被附接到燃料电池车辆。第一附接构件可在车辆长度方向上被布置在消声器的前方。根据本发明的该方面,第一附接构件在车辆长度方向上被布置在消声器的前方。因此,能够抑制第一附接构件与消声器的干涉。在前部被构造成使得其在宽度方向上的长度沿车辆长度方向从前部的前方朝向前部的后方减小的情况下,与其中附接构件被与消声器布置在相同位置或者在车辆长度方向上被布置在消声器后方的构造不同,第一附接构件被附接到具有更大空间体积的部分。因此,工人能够易于附接罐。
在根据本发明该方面的燃料电池车辆中,消声器可被布置在第二室的前部中,并且罐可被布置成横跨第二室的前部和后部。燃料电池车辆还可包括被布置在第二室的后部中的第二附接构件。罐可通过第二附接构件被附接到燃料电池车辆。
根据本发明该方面的燃料电池车辆还可包括地板面板,地板面板位于第二室上方并且将第二室与容纳前排座椅和后排座椅的第三室隔开。消声器可在车辆长度方向上被布置在后排座椅的前方。根据本发明的该方面,消声器在车辆长度方向上被布置在后排座椅的前方。因此,能够在后排座椅附近的地板上抑制由于布置消声器引起的向上突出区域的扩大,并且能够抑制后排座椅附近的空间体积的减小。能够抑制后排座椅的脚部空间面积的减小。
在根据本发明该方面的燃料电池车辆中,消声器可在车辆长度方向上被布置在燃料电池堆后方和下方。根据本发明的该方面,消声器在车辆长度方向上被布置在燃料电池堆后方和下方。因此,从燃料电池堆排出的流体(液体)能够通过重力被引导到消声器,并且能够抑制排出的流体朝向燃料电池堆的逆向流动。
在根据本发明该方面的燃料电池车辆中,前部可被构造成具有沿车辆长度方向从前部的前方朝向前部的后方减小的竖直方向长度。根据本发明的该方面,前部被构造成使得其竖直方向长度从前部的前方朝向前部的后方减小。因此,能够抑制乘员舱的体积减小,同时确保用于布置消声器的空间。
在根据本发明该方面的燃料电池车辆中,第二室可沿车辆长度方向被布置在燃料电池车辆的车辆宽度方向上的中央处。
在根据本发明该方面的燃料电池车辆中,侧壁部可在车辆宽度方向上被布置有间隔,并且侧壁部可被布置成使得间隔的长度从前部的竖直顶部朝向竖直底部增大。
在根据本发明该方面的燃料电池车辆中,排出流路可以是倾斜的,使得排出流路的前部分比排出流路的后部分高。
本发明的该方面能够以各种形式实现。例如,能够以一种用于制造燃料电池车辆的方法,以及一种用于将消声器安装在燃料电池车辆中的方法实现。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的例证性实施例的特征、优点以及技术和工业意义,其中相同附图标记指示相同元件,并且其中:
图1是其中以截面图示出根据本发明的实施例的燃料电池车辆的示意性构造的解释图;
图2是其中以底视图示出燃料电池车辆的示意性构造的解释图;
图3是示出安装在燃料电池车辆中的燃料电池系统的示意性构造的方框图;以及
图4是示出在图1中示出的IV-IV横截面的横截面图。
具体实施方式
A.实施例
A1.车辆的整体构造
图1是其中以截面图示出根据本发明的实施例的燃料电池车辆500的示意性构造的解释图。图2是其中以底视图示出燃料电池车辆500的示意性构造的解释图。在图1中示出在燃料电池车辆500的车辆宽度方向LH上的中央位置处的车辆的截面,其中车辆宽度方向LH沿向前方向FD和向后方向RD。图2示出当在与燃料电池车辆500的竖直底部G相反的方向上(朝向车辆的竖直顶部)观察燃料电池车辆500时燃料电池车辆500的示意性构造。在本实施例中,向前方向FD和向后方向RD将被共同称为“车辆长度方向”。燃料电池车辆500具有作为电力源安装的燃料电池堆100。后轮RW由作为动力源的马达M驱动,马达M由从燃料电池堆100供应的电力驱动。指示图1中所示的方向的相应符号和箭头与指示其它图中所示的方向的相应符号和箭头对应。
第一室510、第二室520和第三室530在燃料电池车辆500中形成。第一室510位于燃料电池车辆500的向前方向FD侧上,并且作为包括处于一对前轮FW之间的区域的空间形成。第二室520位于燃料电池车辆500的竖直底部G侧上,并且在向后方向RD上处于第一室510后方。第一室510和第二室520彼此连通。第三室530位于第二室520上方,并且在向后方向RD上处于第一室510后方。第三室530为所谓的乘员舱。前排座椅FS和后排座椅RS被容纳在第三室530中。第一室510通过仪表板DB(车辆构件的示例)与第二室520和第三室530隔开。第二室520和第三室530通过地板面板610(车辆构件的示例)彼此隔开。
第一室510容纳功能部,功能部包括作为组成燃料电池系统200的功能部中的一个功能部的燃料电池堆100。燃料电池堆100为包括堆叠的多个单电池(下面将描述多个单电池100)的堆。下面将详细地描述燃料电池堆100的构造和燃料电池系统200的构造。如图1中所示,燃料电池堆100被布置成使得其在车辆长度方向上朝向向后方向RD侧向下倾斜。即,燃料电池堆100被布置成与水平方向成一定角度,使得燃料电池堆100的位置在向后方向RD上变低。燃料电池堆100中的水由于重力而在向后方向RD上聚集,并且易于从燃料电池堆100排出,因为燃料电池堆100被布置成上述角度。
第二室520容纳:储存氢气的罐20;消声器400;一部分第一排出流路410;和第二排出流路420。第二室520在燃料电池车辆500的地板下方并且在向后方向RD上的第一室510后方形成。另外,第二室520沿车辆长度方向基本在车辆宽度方向LH的中央处形成。地板面板610(车辆构件的示例)形成第二室520的顶板部分以及第三室530的地板部分。与其它部分相比,第三室530的地板的与第二室520对应的部分朝向车辆的顶部突出。以这种方式,第二室520具有与驱动轴被布置在其中的安装发动机的车辆的中央通道的形状类似的形状。消声器400经由第一排出流路410连接到燃料电池堆100,并且较小当由废气和水组成的流体被从燃料电池堆100排出时产生的排气声。在本实施例中,“流体”含有阳极侧废气、阴极侧废气以及阳极侧废气和阴极侧废气中的每一种废气中包含的水。第一排出流路410将燃料电池堆100和消声器400彼此连接。第二排出流路420具有被连接到消声器400的第一端和敞开的第二端。第二排出流路420在流体经过消声器400之后将流体释放到大气。
第二室520设有前部FP和后部RP。前部FP位于向前方向FD上的第二室520的最前部分处,并且通到第一室510。如图1中所示,前部FP被构造成使得其竖直方向长度(高度)在向后方向RD上逐渐减小。如图2中所示,前部FP被构造成使得其在车辆宽度方向LH上的长度(宽度)在向后方向RD上逐渐减小。如上所述,由于前部FP的高度和宽度两者在向后方向RD上都逐渐减小,所以特别能够抑制与前部FP对应的前排座椅FS(驾驶员座椅和乘员座椅)附近的第三室530的体积减小。如图1和2中所示,前部FP容纳罐20的前侧的基本一半、消声器400、一部分第一排出流路410和第二排出流路420。罐20通过第一附接构件310和第二附接构件320被附接到侧壁部620。第一附接构件310和第二附接构件320中的每一个都包括在其外围方向上围绕罐20的带部,和允许带部附接到侧壁部620的附接部。在前部FP中,罐20通过第一附接构件310被附接。在后部RP中,罐20通过第二附接构件320被附接。下面将详细地描述消声器400的附接位置。第一附接构件310与本说明书的发明内容中的“附接构件”的下位概念对应。
后部RP在向后方向RD上从前部FP连续。在本实施例中,后部RP在车辆长度方向上具有位于后轮RW的末端附近的后端。如图1中所示,后部RP的竖直方向长度(高度)在车辆的长度方向上几乎恒定。另外,竖直方向长度等于前部FP的向后方向RD上的端部的竖直方向长度。因此,在本实施例中,后部RP的平均竖直方向长度比前部FP的平均竖直方向长度短。同样地,如图2中所示,后部RP的车辆宽度方向LH上的长度(宽度)在车辆长度方向上几乎恒定。另外,车辆宽度方向LH上的长度等于在车辆宽度方向LH上测量的前部FP的向后方向RD上的端部的长度。因此,在本实施例中,后部RP的车辆宽度方向LH上的平均长度比前部FP的车辆宽度方向LH上的平均长度短。由于上述其中后部RP在平均竖直方向长度上以及同样在车辆宽度方向LH上的平均长度上比前部FP短的构造,所以特别能够抑制与后部RP对应的后排座椅RS附近的第三室530的体积减小。后部RP容纳罐20的后侧的基本一半。
A2.燃料电池系统的构造
图3是示出安装在燃料电池车辆500中的燃料电池系统200的示意性构造的方框图。除了上述燃料电池堆100、消声器400、第一排出流路410和第二排出流路420之外,燃料电池系统200还设有气液分离器29、空气压缩机30、截止阀24、喷射器25、排气排水阀26、循环泵27、三通阀33、压力调节阀34、燃料气体供应路径21、燃料气体循环路径22、燃料气体排出路径23、氧化剂气体供应路径31、旁路流路35以及DC-DC转换器210。燃料电池系统200也设有使冷却介质经由燃料电池堆100循环的机构(未示出)。
燃料电池堆100设有堆叠的单电池11。燃料电池堆100在单电池11的堆叠方向SD上的两端部中设有一对端板110、120。单电池11中的每一个单电池均为固态聚合物型燃料电池,并且通过被供应到阳极侧催化剂电极层的燃料气体和被供应到阴极侧催化剂电极层的氧化剂气体之间的电化学反应发电,催化剂电极层被横跨固态聚合物电解质膜布置。在本实施例中,燃料气体为氢气,并且氧化剂气体为空气。燃料电池堆100被安装成使得端板110位于向前方向FD侧上,并且端板120位于向后方向RD侧上。催化剂电极层被构造成包括电解质和携带催化剂诸如铂(Pt)的碳颗粒。由多孔本体形成的气体扩散层被布置在单电池11的阳极和阴极侧催化剂电极层的外侧上。碳多孔本体诸如碳纸和碳布,金属多孔本体诸如金属网和泡沫金属等被用作多孔本体。用于燃料气体、氧化剂气体和冷却介质循环的歧管(未示出)在燃料电池堆100内侧沿单电池11的堆叠方向SD形成。单电池11不限于固态聚合物型燃料电池,并且可为任何类型的燃料电池,其示例包括固态氧化物型燃料电池。
端板110、120具有夹紧包括单电池11的堆的功能。作为端板110、120中的一个端板的端板120具有将燃料气体、氧化剂气体和冷却介质供应到在燃料电池堆100中形成的歧管的功能,并且具有提供流路以排出介质的功能。相反,端板110不具有上述功能。端板110和端板120中的每一个端板都具有基本板状的外部形状,其厚度方向对应于堆叠方向SD。
罐20储存高压氢气,并且将氢气作为燃料气体经由燃料气体供应路径21供应到燃料电池堆100。罐20具有大致圆筒形外部形状,并且被容纳在第二室520中,使得罐20的纵向方向与如图1和图2中所示的车辆长度方向对应。截止阀24被布置在罐20的燃料气体排出端口附近,并且响应于来自控制器(未示出)的指令在执行和停止来自罐20的氢气供应之间切换。喷射器25被布置在燃料气体供应路径21上,并且调节被供应到燃料电池堆100的氢气的量(流量)和压力。气液分离器29被连接到燃料电池堆100中的燃料气体排出歧管,分离和排出被包含在从歧管排出的废气中的水,并且排出分离水的气体(燃料气体)。循环泵27被布置在燃料气体循环路径22上,并且将从气液分离器29排出的燃料气体(分离水的燃料气体)输送到燃料气体供应路径21。排气和排水阀26被布置在燃料气体排出路径23上,并且在执行和停止来自气液分离器29的水排出和废气排出之间切换。空气压缩机30将空气作为氧化剂气体供应到燃料电池堆100。三通阀33被布置在氧化剂气体供应路径31上,并且调节从空气压缩机30供应的空气总量中被供应到氧化剂气体供应路径31的空气量,以及被供应到旁路流路35的空气量。压力调节阀34被布置在第一排出流路410的被连接到燃料电池堆100的部分处。压力调节阀34通过调节燃料电池堆100的阴极排出侧压力(所谓的背压)而调节单电池11中的每一个单电池的阴极侧压力。
下面将描述燃料电池系统200中的燃料气体循环。从罐20供应的氢气经由燃料气体供应路径21供应到燃料电池堆100。从燃料电池堆100排出的阳极侧废气被供应到气液分离器29,并且被包含在阳极侧废气中的水被至少部分地分离。水分离的阳极侧废气(即,燃料气体)经由燃料气体循环路径22和循环泵27返回到燃料气体供应路径21,并且被供应回到燃料电池堆100。被供应到气液分离器29的阳极侧废气以及从阳极侧废气分离的水中的一些经由排气和排水阀26从气液分离器29被排出到燃料气体排出路径23。燃料气体排出路径23被连接到第一排出流路410,并且被排出到燃料气体排出路径23的水和阳极侧废气与被从燃料电池堆100的阴极侧排出的水和阴极侧废气一起被排出到第一排出流路410。被排出到第一排出流路410的阳极侧废气、阴极侧废气和水经由上述消声器400和第二排出流路420排出到大气。燃料气体排出路径23与通到大气的第一排出流路410连通。相反,比大气压力高的背压被施加到气液分离器29的内侧,因而横跨排气和排水阀26存在压差。因此,在排气和排水阀26开启的情况下,废气由于压差而被从气液分离器29排出到燃料气体排出路径23。
下面将描述燃料电池系统200中的氧化剂气体循环。从空气压缩机30供应的空气(压缩空气)经由氧化剂气体供应路径31供应到燃料电池堆100。此时,能够通过调节三通阀33的开度来调节被供应到燃料电池堆100的空气量。从燃料电池堆100排出的阴极侧废气和水经由压力调节阀34被排出到第一排出流路410。第一排出流路410被连接到上述燃料气体排出路径23,并且也被连接到旁路流路35。因此,从燃料电池堆100排出的阴极侧废气与通过燃料气体排出路径23排出的阳极侧废气和水以及通过旁路流路35排出的空气一起经由消声器400被排出到大气。
如上所述,燃料电池堆100被布置成与水平方向成一定角度,使得其位置在向下方向RD上变低。因此,端板120最靠近燃料电池堆100中的竖直底部G。因此,燃料电池堆100中的水由于重力通过各种歧管被导向端板120,并且加快从燃料电池堆100的内侧排水。
燃料电池堆100的一对集电体103F、103R被电连接到DC-DC转换器210。绝缘板102F被布置在集电体103F和端板110之间。同样地,绝缘板102R被布置在集电体103R和端板120之间。DC-DC转换器210被电连接到马达M,对燃料电池堆100的输出电压升压,并且将输出电压供应到马达M。
排气和排水阀26、空气压缩机30、循环泵27以及上述每个其它阀的操作都由控制器(未示出)控制。控制器可被构造成例如具有存储控制程序的只读存储器(ROM)、读取和执行ROM的中央处理单元(CPU)以及用作CPU的工作区的随机存取存储器(RAM)。
A3.布置消声器的位置
图4是示出在图1中示出的IV-IV横截面的横截面图。在图4中示意性地示出消声器400的形状。如图4中所示,前部FP由在其竖直顶部上的地板面板610、侧壁部620和下盖板630形成。车辆构件例如包括地板面板610、侧壁部620和下盖板630。侧壁部620从地板面板610向下连续。侧壁部620位于前部FP的车辆宽度方向LH上的端部中,并且形成前部FP的车辆宽度方向LH上的侧壁。下盖板630在前部FP的底部中形成。在本实施例中,侧壁部620被构造成在车辆宽度方向LH上具有从车辆的顶部朝向竖直底部G增大的长度(宽度)。沿车辆长度方向延伸的空间550在罐20和侧壁部620之间形成。在本实施例中,消声器400被布置在空间550中。即,消声器400被布置在罐20和侧壁部620之间。因此,充分地抑制了消声器400与罐20的干涉。消声器400通过附接构件(未示出)被固定到侧壁部620。
如图1中所示,消声器400被布置在前部FP中,并且在向后方向RD上的第一附接构件310后方。即,第一附接构件310被布置在向后方向FD上的消声器400的前方。因此,充分地抑制了消声器400与第一附接构件310的干涉。另外,第一附接构件310被布置在前部FP中的向前方向FD侧上,即前部FP的具有相对较大体积的部分中,因而工人能够易于附接罐20。消声器400被布置后排座椅RS的向前方向FD上的前方。更特别地,消声器400被布置在几乎与前排座椅FS相同的位置处。因此,能够在后排座椅RS附近的地板(地板面板610)上抑制由于安装消声器400引起的向上突出区域的扩大,并且能够在后排座椅RS附近抑制空间体积减小。特别地,能够抑制后排座椅RS的脚部空间的面积减小。
如图1中所示,消声器400位于燃料电池堆100下方。因此,能够易于通过重力排出从燃料电池堆100排出的水,并且能够抑制从燃料电池堆100排出的水朝向燃料电池堆100的逆向流动。由于燃料电池堆100和消声器400之间的上述位置关系,第一排出流路410是倾斜的,使得其位置在向后方向RD上变低。即,排出流路410的前部高于排出流路410的后部。如上所述,前部FP被构造成使得其高度在向后方向RD上减小。因此,通过减小用于布置第一排出流路410的空间,能够抑制第三室530的体积减小,并且能够同时实现第一排出流路410的上述倾斜布置。
在根据上述实施例的燃料电池车辆500中,消声器400被布置在前部FP中的侧壁部620和罐20之间,并且前部FP在车辆宽度方向LH上的平均长度大于后部RP。因此,消声器400能够被布置在第二室520中,同时充分抑制消声器400与罐20的干涉。后部RP的车辆宽度方向LH上的平均长度比前部FP的车辆宽度方向LH上的平均长度短,并且消声器400不被布置在第二室520的后部RP中,因而能够抑制安装消声器400引起的第三室530(乘员舱)的体积减小。
前部FP被构造成使得其在车辆宽度方向LH上的长度沿车辆长度方向从其前方朝向其后方减小。因此,能够抑制第三室530(乘员舱)的体积减小。
第一附接构件310被布置在车辆长度方向上的消声器400的前方,因而能够充分地抑制第一附接构件310与消声器400的干涉。另外,与其中第一附接构件310被布置在与消声器400的相同位置或者在车辆长度方向上的消声器400后方的构造不同,第一附接构件310被附接到前部FP的具有较大空间体积的部分。因而,工人能够易于附接罐20。
消声器400被布置在后排座椅RS的车辆长度方向上的的前部。结果,能够在后排座椅RS附近的地板(地板面板610)上抑制由于布置消声器400引起的向上突出区域的扩大,并且能够在后排座椅RS附近抑制空间体积减小。特别地,能够抑制后排座椅RS的脚部空间的面积减小。
消声器400被布置在燃料电池堆100下方。结果,能够通过重力将从燃料电池堆100排出的水引导到消声器,并且能够抑制排出的水朝向燃料电池堆100的逆向流动。
前部FP被构造成使得其垂直方向长度从其前方朝向其后方减小,因而能够抑制第三室530(乘员舱)的体积减小,同时确保用于布置消声器400的空间。
B.变型示例
B1.变型示例1
在上述实施例中,前部FP被构造成使得其在车辆宽度方向LH上的长度在向后方向RD上逐渐减小。然而,本发明不限于此。前部FP也可被构造成使得其在车辆宽度方向LH上的长度在向后方向RD上逐级(以步进方式)减小。另外,前部FP可被构造成使得其在车辆宽度方向LH上的长度在车辆长度方向上恒定,或者在向后方向RD上逐渐增大。甚至当采用这些构造时,也通过容纳消声器400的前部FP实现与根据上述实施例的燃料电池车辆500的效果类似的效果,其中后部RP的车辆宽度方向LH上的平均长度比前部FP的车辆宽度方向LH上的平均长度短。
B2.变型示例2
在上述实施例中,第一附接构件310被布置在消声器400的车辆长度方向上的前方。然而,本发明不限于此。例如,第一附接构件310可处于与消声器400的相同位置处或者在车辆长度方向上的消声器400后方。甚至当采用这种构造时,也通过容纳消声器400的第二室520实现与根据上述实施例的燃料电池车辆500的效果类似的效果。
B3.变型示例3
在上述实施例中,消声器400被布置在后排座椅RS的车辆长度方向上的前方。然而,本发明不限于此。例如,消声器400可处于与后排座椅RS相同的位置处或者在车辆长度方向上的后排座椅RS后方。甚至当采用这种构造时,也通过容纳消声器400的第二室520实现与根据上述实施例的燃料电池车辆500的效果类似的效果。
B4.变型示例4
在上述实施例中,消声器400被布置在燃料电池堆100下方。然而,本发明不限于此。消声器400也可位于燃料电池堆100的竖直方向上的上方,或者处于与燃料电池堆100相同的位置处。例如,燃料电池堆100可位于第一室510的下部处,并且被布置在与消声器400几乎相同的高度。甚至当采用这种构造时,也通过容纳消声器400的第二室520实现与根据上述实施例的燃料电池车辆500的效果类似的效果。
B5.变型示例5
在上述实施例中,前部FP被构造成使得其竖直方向长度在向后方向RD上逐渐减小。然而,本发明不限于此。前部FP也可被构造成使得其竖直方向长度在向后方向RD上逐级(以步进方式)减小。另外,前部FP可被构造成其竖直方向长度在车辆长度方向上恒定,或者在向后方向RD上增大。甚至当采用这种构造时,也通过容纳消声器400的第二室520实现与根据上述实施例的燃料电池车辆500的效果类似的效果。
B6.变型示例6
根据上述实施例的燃料电池车辆500的构造仅为示例,并且能够以各种方式改变。例如,阴极侧废气和阳极侧废气可通过单独的流路排出,而非通过单个第一排出流路410排出。在这种情况下,消声器400可被布置在用于阴极侧废气和阳极侧废气的每个排出流路上,至少一个消声器400被容纳在空间550中。燃料电池堆100可不被布置成使得其在车辆长度方向上朝向向后方向RD侧向下倾斜。例如,作为代替,燃料电池堆100可被水平地布置。燃料电池堆100不一定必须被布置在第一室510中。可替选地,燃料电池堆100可被布置在燃料电池车辆500的向后方向RD侧上,例如后排座椅RS而非第一室510后方的空间中。在这种构造中,消声器400可被容纳在第二室520中,第二室520的构造在其前后方向上颠倒。可省略下盖板630。
本发明不限于上文所述的实施例和变型示例,并且在不偏离本发明的范围的情况下,能够以各种方式实现本发明。例如,与在本说明书的发明内容中所述的每种形式的技术特征对应的实施例和变型示例的技术特征能够被适当地替换或者组合,以便解决上述问题中的一些或全部,或者实现上述效果中的一些或全部。另外,只要根据本说明书,技术特征未被描述为不可或缺的特征,则能够适当地删除这些技术特征。

Claims (11)

1.一种燃料电池车辆,其特征在于包括:
燃料电池堆;
罐,所述罐储存将被供给到所述燃料电池堆的气体;
排出流路,所述排出流路排出将从所述燃料电池堆排出的流体;
车辆构件,所述车辆构件限定第一室和第二室,所述第一室容纳所述燃料电池堆,所述第二室在所述燃料电池车辆的车辆长度方向上被布置在所述第一室后方并且容纳所述罐,所述第二室具有前部和在所述车辆长度方向上与所述前部连续的后部,并且所述后部的在所述燃料电池车辆的车辆宽度方向上的平均长度比所述前部的在所述车辆宽度方向上的平均长度短;和
消声器,所述消声器被附接到所述排出流路,所述消声器被容纳在所述第二室中并且被布置在所述罐和限定所述前部的所述车辆宽度方向上的侧壁的一对侧壁部中的一个侧壁部之间。
2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆,其特征在于,所述前部被构造成具有沿所述车辆长度方向从所述前部的前方朝向所述前部的后方减小的在所述车辆宽度方向上的长度。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆,其特征在于,所述前部被构造成具有沿所述车辆长度方向从所述前部的前方朝向所述前部的后方减小的竖直方向高度。
4.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆,其特征在于,所述后部被构造成使得所述后部的平均竖直方向高度比所述前部的平均竖直方向高度低。
5.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆,其特征在于还包括被布置在所述前部中的第一附接构件,
其中,所述罐通过所述第一附接构件被附接到所述燃料电池车辆,并且所述第一附接构件在所述车辆长度方向上被布置在所述消声器的前方。
6.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆,其特征在于:
所述消声器被布置在所述第二室的前部中;
所述罐被布置成横跨所述第二室的前部和后部;
所述燃料电池车辆还包括被布置在所述第二室的后部中的第二附接构件;并且
所述罐通过所述第二附接构件被附接到所述燃料电池车辆。
7.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆,其特征在于还包括地板面板,所述地板面板位于所述第二室上方并且将所述第二室与容纳前排座椅和后排座椅的第三室隔开,
其中,所述消声器在所述车辆长度方向上被布置在所述后排座椅的前方。
8.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆,其特征在于,所述消声器在所述车辆长度方向上被布置在所述燃料电池堆后方和下方。
9.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆,其特征在于,所述第二室沿所述车辆长度方向被布置在所述燃料电池车辆的所述车辆宽度方向上的中央处。
10.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆,其特征在于:
所述侧壁部在所述车辆宽度方向上被布置有间隔;并且
所述侧壁部被布置成使得所述间隔的长度从所述前部的竖直顶部朝向竖直底部增大。
11.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆,其特征在于,所述排出流路是倾斜的,使得所述排出流路的前部分比所述排出流路的后部分高。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6743769B2 (ja) * 2017-06-16 2020-08-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
WO2019002381A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research ARCHITECTURE OF FUEL CELLS
JP2020026159A (ja) * 2018-08-09 2020-02-20 トヨタ自動車株式会社 車両下部構造
CN109204014B (zh) * 2018-08-31 2021-08-31 奇瑞汽车股份有限公司 用于燃料电池汽车的尾排系统及燃料电池汽车
JP7197453B2 (ja) 2019-10-02 2022-12-27 トヨタ自動車株式会社 牽引自動車、トレーラ、およびトラクタ
JP2021138317A (ja) 2020-03-06 2021-09-16 トヨタ自動車株式会社 車両ユニット搭載構造

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4736245B2 (ja) * 2001-06-15 2011-07-27 トヨタ自動車株式会社 電気自動車及びその組み立て方法
JP4270974B2 (ja) * 2003-08-04 2009-06-03 本田技研工業株式会社 車両における燃料タンクの配置構造
JP2005297734A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Toyota Motor Corp エンジンの排気装置
JP2006290013A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Mazda Motor Corp 車両のシート配設構造
JP5024588B2 (ja) * 2005-12-12 2012-09-12 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
JP2009032513A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Toyota Motor Corp 燃料電池自動車
DE102008051786A1 (de) * 2007-10-18 2009-04-23 Volkswagen Ag Elektrisch betreibbares Kraftfahrzeug
JP5359069B2 (ja) * 2008-07-04 2013-12-04 スズキ株式会社 燃料電池システムの排気装置
JP5244665B2 (ja) * 2009-03-19 2013-07-24 本田技研工業株式会社 燃料電池車の車体構造
JP2010280294A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Toyota Motor Corp 燃料電池車両
JP5488117B2 (ja) * 2010-03-30 2014-05-14 マツダ株式会社 自動車の駆動力伝達装置およびこれを備えた自動車の下部車体構造
JP5392401B2 (ja) * 2010-04-08 2014-01-22 日産自動車株式会社 車両の前部床下構造
JP5459131B2 (ja) * 2010-07-26 2014-04-02 スズキ株式会社 空冷式燃料電池車両
JP5831597B1 (ja) * 2014-06-06 2015-12-09 トヨタ自動車株式会社 電動車両
DE102014008480A1 (de) * 2014-06-07 2015-12-17 Audi Ag Fahrzeug mit einem Energiespeicher
JP6344342B2 (ja) 2015-09-04 2018-06-20 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
JP6468234B2 (ja) * 2016-04-01 2019-02-13 トヨタ自動車株式会社 ガスタンクを搭載した車両

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