CN109130895B - 燃料电池车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制燃料气体供给管的损伤的燃料电池车辆。搭载有燃料电池的燃料电池车辆具备：燃料气体供给管，配置在该燃料电池车辆的地板下部，向上述燃料电池供给燃料气体；排气排水用配管，配置在上述地板下部，从上述燃料电池排出废气与水；消音器，配置于比上述燃料气体供给管在重力方向上靠下方，且与上述排气排水用配管连接；及车身底罩，配置于比上述消音器靠下方，且覆盖上述地板下部，在上述车身底罩与该燃料电池车辆的前轮之间形成有沿着上述燃料电池车辆的前后方向的间隙，在从上述燃料电池车辆的左右方向观察时，上述消音器配置于穿过上述燃料气体供给管且将前轮与地面接触的接地面上的任意点与间隙连结的任意直线上。

Description

燃料电池车辆
技术领域
本发明涉及一种燃料电池车辆。
背景技术
以往，已知具备向燃料电池供给燃料气体的燃料气体供给管及从燃料电池向外部排出废气和排水的排气排水用配管的燃料电池车辆。另外，在燃料电池车辆中，已知如下构造：为了保护燃料气体供给管免受由车辆的车轮卷起的石头等物体的影响，在比燃料气体供给管靠下方的位置配置排气排水用配管(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2014-151805号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1所记载的方法作为保护燃料气体供给管的方法而言是不充分的。例如，即便在车辆的下方设置车身底罩，由燃料电池车辆的车轮卷起的石头等物体也可能从车轮与车身底罩之间的间隙侵入而与燃料气体供给管碰撞，可能损伤燃料气体供给管。
用于解决课题的手段
本发明是为了解决上述课题而作出，能够作为以下的方式来实现。
(1)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池车辆。该燃料电池车辆是一种搭载有燃料电池的燃料电池车辆，具备：燃料气体供给管，配置在上述燃料电池车辆的地板下部，向上述燃料电池供给燃料气体；排气排水用配管，配置在上述地板下部，从上述燃料电池排出废气与水；消音器，配置于比上述燃料气体供给管在重力方向上靠下方，且与上述排气排水用配管连接；及车身底罩，配置于比上述消音器靠下方，且覆盖上述地板下部，在上述车身底罩与上述燃料电池车辆的前轮之间形成有沿着上述燃料电池车辆的前后方向的间隙，在从上述燃料电池车辆的左右方向观察时，上述消音器配置于穿过上述燃料气体供给管且将上述前轮与地面接触的接地面上的任意点与上述间隙连结的任意直线上。根据该方式的燃料电池车辆，即便由车辆的前轮卷起的石头等物体从前轮与车身底罩的间隙侵入，由于在侵入的物体的行进方向上存在消音器，因此能够抑制与燃料气体供给管碰撞。
(2)在上述方式的燃料电池车辆的基础上，也可以是，还具备加强件，上述加强件配置在上述地板下部，并沿着上述前后方向延伸，上述燃料气体供给管配置于比上述加强件的重力方向上的下端靠上方。根据该方式的燃料电池车辆，在燃料电池车辆从下方受到冲击的情况下，也能够通过加强件吸收该冲击，来抑制燃料气体供给管受到损伤。
(3)在上述方式的燃料电池车辆的基础上，也可以是，上述车身底罩与上述消音器紧固连接。根据该方式的燃料电池车辆，能够通过消音器与车身底罩紧固连接来确保氢供给管的路线。
(4)在上述方式的燃料电池车辆的基础上，也可以是，上述燃料电池车辆还在上述地板下部的上方具备车身底部，上述消音器具备沿着重力方向贯通的贯通孔，在上述贯通孔内配置有对上述车身底罩与上述车身底部进行紧固连接的贯通套管。根据该方式的燃料电池车辆，能够通过贯通套管来牢固地紧固连接车身底罩与车身底部。
本发明能够以各种方式实现，例如，能够以搭载于车辆的燃料系统等方式实现。
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概略图。
图2是表示燃料电池车辆中的燃料电池等的位置关系的图。
图3是从车辆左侧观察消音器周边的配置时的说明图。
图4是从车辆下侧观察消音器周边的配置时的说明图。
图5是与图1的5-5剖面对应的燃料电池车辆的剖面概略图。
图6是用于说明车身底部与车身底罩的紧固连接构造的剖视图。
图7是从车辆下侧观察消音器周边的配置时的说明图。
图8是第三实施方式的消音器的安装构造的剖视图。
图9是从车辆下侧观察第三实施方式的消音器周边的配置时的说明图。
图10是第四实施方式的消音器的安装构造的剖视图。
图11是从车辆下侧观察第四实施方式的消音器的配置时的说明图。
具体实施方式
A.第一实施方式：
图1是表示作为本发明的一实施方式的燃料电池车辆100的概略图。在本说明书中，燃料电池车辆100中的与方向相关的记载(“右”、“左”、“前”、“后”、“上”、“下”)分别是以搭乘于燃料电池车辆100时的驾驶员为基准的方向。在图1中，X轴正方向表示车辆前方，Y轴正方向表示重力方向的上方，Z轴正方向表示车辆右方。也就是说，X轴方向表示车辆的前后方向，Y轴方向表示重力方向，Z轴方向表示车辆的宽度方向。XYZ轴在图1以后的图中也是相同的。
图2是表示燃料电池车辆100中的燃料电池10等的位置关系的图。如图1及图2所示，燃料电池车辆100具备：燃料电池组(以下，简称为“燃料电池”)10、燃料气体供给管20、排气排水用配管30、消音器40及氢罐60。在本实施方式中，燃料气体供给管20、排气排水用配管30、消音器40及氢罐60均配置在车辆的地板下部。即，燃料气体供给管20、排气排水用配管30、消音器40及氢罐60配置在构成燃料电池车辆100的地板面的车身底部的下方。
燃料电池10层叠具备膜电极接合体(Membrane Electrode Assembly/MEA)的发电组件而构成，上述膜电极接合体在电解质膜的两侧接合有阳极与阴极这两个电极而成。燃料电池10通过从燃料气体供给管20供给的作为燃料气体的氢气与从氧化气体供给用配管(未图示)供给的作为氧化气体的氧气的电化学反应来发电。在本实施方式中，燃料电池10收纳在处于燃料电池车辆100的前方的前舱。
氢罐60是内部填充有氢气的罐。在本实施方式中，作为氢罐60，具备配置在燃料电池车辆100的中央的第一氢罐62和配置在燃料电池车辆100的后方的第二氢罐64。在本实施方式中，第一氢罐62沿着车辆的前后方向(X轴方向)配置，第二氢罐64沿着车辆的宽度方向(Z轴方向)配置。
燃料气体供给管20是向燃料电池10供给燃料气体(氢气)的配管。燃料气体供给管20是连接氢罐60与燃料电池10的配管。在本实施方式中，从氢罐60供给的氢气在通过设于燃料气体供给管20的减压阀65进行减压之后向燃料电池10供给。
排气排水用配管30是用于排出包含通过燃料电池10的电化学反应而产生的气体等的废气和通过燃料电池10的电化学反应而生成的水的配管。在废气中包含氧气、氢气。排气排水用配管30是连接燃料电池10与消音器40的配管。消音器40是用于减少废气向外部排出时产生的声音的装置。在本实施方式中，燃料气体供给管20、排气排水用配管30及消音器40设于车辆的左侧(-Z轴方向侧)。
图3是从车辆左侧(-Z轴方向侧)观察消音器40周边的配置时的说明图。如图3所示，消音器40设于比燃料气体供给管20在重力方向(Y轴方向)上靠下方。另外，在消音器40的下方，设有覆盖车辆的地板下部的车身底罩50。如图3所示，在燃料电池车辆100的前轮FW与车身底罩50之间形成有沿着前后方向(X轴方向)的间隙Gp。
图4是从车辆下(-Y轴方向侧)观察消音器40周边的配置时的说明图。在本实施方式中，作为车身底罩50，具备设于车辆的前方的前车身底罩52和设于车辆的中央的下车身底罩54。在本实施方式中，前车身底罩52覆盖燃料电池10的下表面的一部分，下车身底罩54覆盖氢罐60的一部分。在本实施方式中，间隙Gp是前轮FW与前车身底罩52之间的间隙。
如图3所示，在从燃料电池车辆100的左右方向(Z轴方向)观察时，消音器40配置于穿过燃料气体供给管20且将前轮FW与地面接触的接地面CA上的任意点与间隙Gp连结的任意直线上。具体来说，将接地面CA中的最后方的点C1与间隙Gp中的最前方的点P1连结的直线L1穿过燃料气体供给管20，同时在直线L1上配置有消音器40。也就是说，直线L1是依次穿过接地面CA的点C1、间隙Gp的点P1、消音器40、燃料气体供给管20的直线。另外，将接地面CA中的最前方的点C2与间隙Gp中的最后方的点P2连结的直线L2穿过燃料气体供给管20，同时在直线L2上配置有消音器40。也就是说，直线L2是依次穿过接地面CA的点C2、间隙Gp的点P2、消音器40、燃料气体供给管20的直线。
根据本实施方式，在从燃料电池车辆100的左右方向(Z轴方向)观察时，消音器40配置于穿过燃料气体供给管20且将前轮FW与地面接触的接地面CA上的任意点与间隙Gp连结的任意直线上。因此，即便由车辆的前轮卷起的石头等物体从前轮FW与车身底罩50之间的间隙Gp侵入，在物体的行进方向上也存在消音器40。因此，能够抑制侵入的物体与燃料气体供给管20碰撞。
B.第二实施方式：
第二实施方式的燃料电池车辆200与第一实施方式的燃料电池车辆100相比，在还具备加强件85这一点上不同，除此以外都相同。
图5是与图1的5-5剖面对应的燃料电池车辆200的剖面概略图。加强件85配置在燃料电池车辆200的地板下部，是提高燃料电池车辆200的强度的部件。在本实施方式中，加强件85沿着车辆的前后方向(X轴方向)延伸。在本实施方式中，加强件85焊接于车身底部80的下表面。
在第二实施方式中，燃料气体供给管20配置于比加强件85的重力方向(Y轴方向)上的下端靠上方。这样一来，即便在燃料电池车辆200从下方受到冲击的情况下，也能够通过使加强件85吸收该冲击，来抑制燃料气体供给管20发生损伤。
另外，如图5所示，车身底部80与车身底罩50在比加强件85靠车辆的左右方向(Z轴方向)上的内侧直接或者间接地紧固连接。具体来说，在车辆的右侧(+Z轴方向侧)，车身底部80与车身底罩50直接紧固连接。另一方面，在车辆的左侧(-Z轴方向侧)，车身底部80与车身底罩50经由作为筒状的金属部件的贯通套管90而紧固连接。
图6是用于说明经由贯通套管90的车身底部80与车身底罩50的紧固连接的剖视图。图6与图5的6-6剖面对应。图7是从车辆下侧(-Y轴方向侧)观察消音器40周边的配置时的说明图。消音器40具备沿着重力方向(Y轴方向)贯通的贯通孔42。另外，贯通孔42的内壁由与消音器40的外壁相同的部件形成。在贯通孔42内配置有贯通套管90，在贯通套管90内配置有螺栓92。并且，通过螺栓92来紧固连接车身底部80与车身底罩50。这样一来，能够牢固地紧固连接车身底罩50与车身底部80。
另外，虽未图示，在贯通孔42与贯通套管90之间设有筒状的弹性部件，并且消音器40经由弹性部件94而与车身底部80紧固连接。这样一来，能够抑制消音器40的振动向车身底罩50或车身底部80传递。一般，在搭载氢罐60的车辆中，消音器40、排气排水用配管30、燃料气体供给管20及各个部件的紧固连接部位配置在氢罐60附近的狭窄的区域。因此，难以确保消音器40的容量，但根据本实施方式，采用了经由设于消音器40的贯通孔42内的贯通套管90而紧固连接车身底部80与车身底罩50的构造，因此能够确保消音器40的容量。
C.第三实施方式：
第三实施方式与第二实施方式相比，消音器40A的安装构造不同，除此以外都相同。
图8是用于说明第三实施方式的消音器40A的安装构造的剖视图。图9是从车辆下侧(-Y轴方向侧)观察第三实施方式的消音器40A周边的配置时的说明图。在第三实施方式中，消音器40A经由在板状的部件的中央部具有向下方弯折的部位的托架70而紧固连接在车身底部80及车身底罩50。具体来说，如图9所示，在消音器40A的向上方凹陷的区域中，在两处紧固连接部位76、78与托架70紧固连接。另外，如图8所示，托架70与车身底罩50在两处紧固连接部位72、74紧固连接，与车身底部80在两处紧固连接部位82、84紧固连接。另外，消音器40与车身底部80在一处紧固连接部位86紧固连接。在此，在本实施方式中，消音器40的底面44与车身底罩50形成在同一平面上。这样一来，能够确保消音器40A的容积。
D.第四实施方式：
第四实施方式与第三实施方式相比，消音器40B的安装构造不同，除此以外都相同。
图10是用于说明第四实施方式的消音器40B的安装构造的剖视图。图11是从车辆下侧(-Y轴方向侧)观察第四实施方式的消音器40B周边的配置时的说明图。在第四实施方式中，消音器40B经由在板状的部件的中央部具有向下方弯折的部位的托架70而紧固连接于车身底部80及车身底罩50。具体来说，消音器40B与托架70在两处紧固连接部位71、75经由弹性部件而紧固连接。这样一来，能够抑制消音器40的振动向托架70传递。另外，托架70与车身底罩50在一处紧固连接部位73紧固连接，与车身底部80在两处紧固连接部位83、85紧固连接。
在本实施方式中，消音器40与车身底罩50经由托架70而紧固连接。这样一来，能够确保燃料气体供给管20的路线。
本发明不限于上述实施方式，能够在不偏离其主旨的范围内以各种结构实现。例如，与发明内容的部分所记载的各方式中的技术特征对应的实施方式中的技术特征能够为了解决上述课题的一部分或全部、或者实现上述效果的一部分或者全部而适宜进行替换、组合。另外，若该技术特征在本说明书中没有被说明为是必须的，则能够适宜删除。
附图标记说明
10、燃料电池；20、燃料气体供给管；30、排气排水用配管；40、40A、40B、消音器；42、贯通孔；44、底面；50、车身底罩；52、前车身底罩；54、下车身底罩；60、氢罐；62、第一氢罐；64、第二氢罐；65、减压阀；70、托架；71、紧固连接部位；72、紧固连接部位；73、紧固连接部位；74、紧固连接部位；75、紧固连接部位；76、紧固连接部位；78、紧固连接部位；80、车身底部；82、紧固连接部位；83、紧固连接部位；84、紧固连接部位；85、加强件；86、紧固连接部位；90、贯通套管；92、螺栓；94、弹性部件；100、200、燃料电池车辆；C1、点；C2、点；CA、接地面；FW、前轮；Gp、间隙；L1、直线；L2、直线；P1、点；P2、点。

Claims (5)

1.一种燃料电池车辆，搭载有燃料电池，
所述燃料电池车辆具备：
燃料气体供给管，配置在所述燃料电池车辆的地板下部，向所述燃料电池供给燃料气体；
排气排水用配管，配置在所述地板下部，从所述燃料电池排出废气与水；
消音器，配置于比所述燃料气体供给管在重力方向上靠下方，且与所述排气排水用配管连接；及
车身底罩，配置于比所述消音器靠下方，且覆盖所述地板下部，
在所述车身底罩与所述燃料电池车辆的前轮之间形成有沿着所述燃料电池车辆的前后方向的间隙，
在从所述燃料电池车辆的左右方向观察时，
所述消音器配置于任意直线上，所述任意直线穿过所述燃料气体供给管且将所述前轮与地面接触的接地面上的任意点与所述间隙连结。
2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其中，
所述燃料电池车辆还具备加强件，所述加强件配置在所述地板下部，并沿着所述前后方向延伸，
所述燃料气体供给管配置于比所述加强件的重力方向上的下端靠上方。
3.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其中，
所述车身底罩与所述消音器紧固连接。
4.根据权利要求2所述的燃料电池车辆，其中，
所述车身底罩与所述消音器紧固连接。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池车辆，其中，
所述燃料电池车辆还在所述地板下部的上方具备车身底部，
所述消音器具备沿着重力方向贯通的贯通孔，
在所述贯通孔内配置有对所述车身底罩与所述车身底部进行紧固连接的贯通套管。
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