CN111284335B - 燃料电池车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池车辆，燃料电池车辆的燃料气体泵以马达的旋转轴线相对于沿着燃料电池车辆的前后方向的基准线倾斜的方式，经由第一支架以及第二支架被固定于电池组框架以及燃料电池组。第一支架通过将第二紧固部件插通于第一切口而被固定。第二支架通过将第三紧固部件插通于第二臂的第二切口而被固定。第一支架以及第二支架被设置为在与第二紧固部件因燃料气体泵的转动而从第一支架脱离的时机不同的时机，第三紧固部件因燃料气体泵的转动而从第二支架脱离。

Description

燃料电池车辆

技术领域

本发明涉及燃料电池车辆。

背景技术

在燃料电池车辆中，在车辆前方的前室搭载有燃料电池组及其周边设备(辅机)。燃料电池组被载置于固定在前室的电池组框架，压缩机以及燃料气体泵等辅机被安装于电池组框架的下部(例如参照日本特开2017-74819)。

这里，安装于电池组框架的下部的燃料气体泵对来自燃料电池组的燃料废气进行回收，并将回收到的燃料废气的一部分作为燃料气体再次向燃料电池组供给。由于燃料电池组被载置于电池组框架，所以若欲通过燃料气体泵使燃料废气以更短的路径循环至燃料电池组，则可设想使燃料气体泵例如从电池组框架向前围板(dash panel)侧突出而安装于电池组框架。

然而，在这样的安装状态下，当燃料电池车辆从正面发生碰撞的情况下，电池组框架与安装于该电池组框架的燃料电池组以及辅机一同向前围板侧移动。此时，存在从电池组框架突出的燃料气体泵被压入前围板的可能性。

发明内容

本发明提供一种当从车辆的前方施加了载荷时能够抑制从电池组框架突出的燃料气体泵被压入至前围板的燃料电池车辆。

本发明的第一方式所涉及的燃料电池车辆包括：燃料电池组；燃料气体泵，构成为使从上述燃料电池组排出的燃料废气的一部分向上述燃料电池组循环；前室，在车辆前后方向上的前方并收纳上述燃料电池组及上述燃料气体泵；以及前围板，划分上述前室与车厢，其中，上述燃料电池组载置于被固定在上述前室的电池组框架，上述燃料气体泵以从上述电池组框架向上述前围板侧突出的状态被安装于上述电池组框架的下侧，上述燃料气体泵以在上述燃料电池车辆的俯视下驱动上述燃料气体泵的马达的旋转轴线相对于沿着上述车辆前后方向的基准线倾斜的方式，经由第一支架以及第二支架被固定于上述电池组框架以及上述燃料电池组，上述第一支架具有平板状的安装部，该安装部具有贯通孔和第一切口，上述安装部通过第一紧固部件以及第二紧固部件被安装于上述电池组框架，上述第一紧固部件以被插通于上述贯通孔的状态将上述电池组框架与上述第一支架固定，上述第二紧固部件以被插通于上述第一切口的状态将上述电池组框架与上述第一支架固定，上述第二支架具备沿第一方向延伸的第一臂和经由屈曲部与上述第一臂连结并沿第二方向延伸的第二臂，其中，上述第二方向是与上述第一方向不同的方向，上述第一臂具有第二切口，上述第一臂通过插通于上述第二切口的第三紧固部件被安装于上述燃料气体泵，上述第二臂被固定于上述燃料电池组，上述第一切口被设置为当上述第一支架与上述燃料气体泵一同以插通于上述第一支架的贯通孔的上述第一紧固部件为旋转中心相对于上述电池组框架转动时，上述第二紧固部件从上述第一支架脱离而从上述第一切口摆脱，上述第二切口被设置为当上述第一支架与上述燃料气体泵一同以插通于上述第一支架的贯通孔的上述第一紧固部件为旋转中心相对于上述电池组框架转动时，上述第三紧固部件从上述第二支架脱离而从上述第二切口摆脱，上述第一支架以及上述第二支架构成为在与上述第二紧固部件因上述燃料气体泵的转动而从上述第一支架脱离的时机不同的时机，上述第三紧固部件因上述燃料气体泵的转动从上述第二支架脱离而从上述第二切口摆脱。

根据上述方式，当从车辆的前方施加了载荷时，安装于前室的电池组框架向前围板侧移动。此时，由于燃料气体泵以从电池组框架向前围板侧突出的状态被安装于电池组框架的下部，所以燃料气体泵与电池组框架一同向前围板侧移动，燃料气体泵与前围板接触。

这里，燃料气体泵以在燃料电池车辆的俯视下驱动燃料气体泵的马达的旋转轴线相对于沿着燃料电池车辆的前后方向的基准线倾斜的方式经由第一支架以及第二支架被固定于电池组框架与燃料电池组。由此，若燃料气体泵与前围板接触，则对燃料气体泵作用力矩，燃料气体泵会向离开前围板的方向转动。

此时，第一支架与燃料气体泵一同以插通于贯通孔的第一紧固部件为旋转中心相对于电池组框架转动，第二紧固部件从第一支架脱离而从第一切口部摆脱。这样一来，由于燃料气体泵与第一支架一同自由地转动，所以能够抑制燃料气体泵将前围板向车厢侧压入。

另外，因上述的燃料气体泵相对于电池组框架的转动，使得第三紧固部件在与第二紧固部件从第一支架脱离的时机不同的时机从第二支架脱离而从第二切口部摆脱。这样一来，第二紧固部件从第一支架脱离的时机与第三紧固部件从第二支架脱离的时机不同，由此在碰撞时能够在两个阶段抑制施加于前围板的载荷。其结果是，能够抑制前围板的变形，容易确保乘员的安全。其中，这里在本说明书中所说的紧固部件从支架脱离是指紧固部件对支架的固定状态被解除。

这里，第二紧固部件与第三紧固部件只要在不同的时机从第一支架以及第二支架脱离即可，第一支架与第二支架的材质以及形状等并不特别限定。例如，通过对在燃料气体泵转动的区间中第二紧固部件与第一支架接触的接触长度和第三紧固部件与第二支架接触的接触长度进行调整，能够对第二紧固部件从第一支架脱离的时机和第三紧固部件从第二支架脱离的时机进行调整。

在上述方式中，上述第二支架可以是能塑性变形的金属制的部件，上述第二支架可以构成为当上述燃料气体泵相对于上述电池组框架转动时，在上述第二支架的至少上述屈曲部发生塑性变形之后上述第三紧固部件从上述第二支架脱离。

根据上述构成，由于在第一支架中，当燃料气体泵相对于电池组框架转动时，第二支架的至少屈曲部发生塑性变形，所以能够利用第二支架吸收车辆碰撞时的冲击载荷。另外，在第二支架发生塑性变形的期间，能够将第二紧固部件从第一支架取下，然后，将第三紧固部件从第二支架取下。由此，能够利用第二支架的塑性变形来吸收燃料气体泵转动时的施加于前围板的冲击载荷并在两个阶段对其进行抑制。

在上述方式中，只要第二支架进行塑性变形即可，第二支架的形状不特别限定，上述第二支架可以成为在上述屈曲部中间变细的形状。

根据上述结构，由于第二支架的屈曲部与其他部分相比成为脆弱的部分，所以能够使第二支架在屈曲部容易发生塑性变形。由此，能够利用屈曲部吸收冲击载荷，并抑制燃料气体泵的转动被阻碍。

在上述方式中，只要第二紧固部件与第三紧固部件在不同的时机从第一支架以及第二支架脱离即可，从旋转中心至第二紧固部件的安装位置为止的长度以及从旋转中心至第三紧固部件的安装位置为止的长度可以相同，它们也可以不同。从上述旋转中心至上述第三紧固部件的安装位置为止的距离可以比从上述旋转中心至上述第二紧固部件的安装位置为止的距离长。

根据上述结构，由于当燃料气体泵相对于电池组框架转动时，与第二紧固部件相比，第三紧固部件作用有更大的力矩，所以第二支架容易发生塑性变形。由此，能够利用屈曲部吸收冲击载荷，并抑制燃料气体泵的转动被阻碍。

在上述方式中，上述第二臂可以沿着上述燃料电池组的车宽方向的侧面延伸，上述屈曲部可以与上述第二臂的下端连接。

在上述方式中，上述安装部可以在上述车辆前后方向的后方侧具有上述第一切口，上述第一臂可以在上述车辆前后方向的前方侧具有上述第二切口。

在上述方式中，上述第三紧固部件的安装位置可以与将上述旋转中心与上述第二紧固部件的安装位置相连的直线相比在上述车辆前后方向上靠后侧。

在上述方式中，上述第一方向可以为水平方向，上述第二方向可以为铅垂方向。

本发明的第二方式所涉及的燃料电池车辆包括：燃料电池组；燃料气体泵，构成为使从上述燃料电池组排出的燃料废气的一部分向上述燃料电池组循环；前室，在车辆前后方向上的前方并收纳上述燃料电池组及上述燃料气体泵；以及前围板，划分上述前室与车厢，其中，上述燃料电池组载置于被固定在上述前室的电池组框架，上述燃料气体泵以从上述电池组框架向上述前围板侧突出的状态被安装于上述电池组框架，上述燃料气体泵以在上述燃料电池车辆的俯视下沿着上述燃料气体泵的长边方向的线相对于沿着上述燃料电池车辆的前后方向的基准线倾斜的方式经由第一支架以及第二支架被固定于上述电池组框架以及上述燃料电池组，上述第一支架具有平板状的安装部，该安装部具有贯通孔和第一切口，上述安装部通过第一紧固部件以及第二紧固部件被安装于上述电池组框架，上述第一紧固部件以被插通于贯通孔的状态将上述电池组框架与上述第一支架固定，上述第二紧固部件以被插通于第一切口的状态将上述电池组框架与上述第一支架固定，上述第二支架具备沿第一方向延伸的第一臂和经由屈曲部与上述第一臂连结并沿第二方向延伸的第二臂，其中，上述第二方向是与上述第一方向不同的方向，上述第一臂具有第二切口，上述第一臂通过插通于上述第二切口的第三紧固部件被安装于上述燃料气体泵，上述第二臂被固定于上述燃料电池组，上述第一支架与上述第二支架被设置为在上述燃料气体泵以上述第一紧固部件为旋转中心转动了的情况下，上述第二紧固部件与上述第三紧固部件分别在不同的时机从上述第一支架和上述第二支架脱离。

根据本发明的燃料电池车辆，当从车辆的前方施加了载荷时，能够抑制从电池组框架突出的燃料气体泵被压入前围板。

附图说明

以下，参照附图对本发明的示例性实施例的特征、优点、技术及工业重要性进行说明，在附图中相同的附图标记表示相同的构成要素，其中，

图1是本发明所涉及的燃料电池车辆的一个实施方式的简图。

图2是在图1所示的燃料电池车辆中使用的燃料电池系统的系统结构图。

图3是表示图1所示的燃料电池车辆的一个实施方式的主要部分的侧面的主要部分示意图。

图4是表示图3的主要部分的底面的主要部分示意图。

图5是图3以及图4所示的主要部分的展开立体图。

图6A是图3～图5所示的燃料气体泵与气液分离器的主要部分立体图。

图6B是第一支架的俯视图。

图6C是第二支架的立体图。

图7是表示冲击较小的碰撞时的动作的底面侧的主要部分示意图。

图8是表示冲击较大的碰撞时的动作的底面侧的主要部分示意图。

图9是表示燃料气体泵的通常时的配置位置的仰视图。

图10是表示燃料气体泵在碰撞时的转动时的配置位置的仰视图。

图11是表示燃料气体泵在碰撞时的转动动作的简要俯视图。

图12是表示燃料气体泵在碰撞时施加于前围板的载荷与燃料气体泵以及辅机类的移动量的关系的图表。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明所涉及的燃料电池车辆的一个实施方式详细地进行说明。首先，参照图1对本发明所涉及的燃料电池车辆进行说明。在图1中，燃料电池车辆1是乘用车等车辆，在车辆前方形成有前室R。在前室R收纳有燃料电池组10和作为辅机的一部分的压缩机22、气液分离器37以及氢泵等燃料气体泵38。压缩机22构成了向燃料电池组10供给氧化剂气体的氧化剂气体供给系统20的一部分。气液分离器37以及燃料气体泵38构成了循环流路36，该循环流路36使从燃料电池组10排出的燃料废气向燃料电池组10循环(参照图2)。

燃料电池车辆1在车辆前方的、前室R与供搭乘者搭乘的车厢C之间具备对它们进行划分的前围板40。前围板40是钢或者铝合金等金属制的面板，刚度比气液分离器37高。前围板40具备构成车厢C的地板面的地板41和从该地板41倾斜向上方延伸的趾板42。前围板40具备用于确保车厢C的空间的未图示的加强件。该加强件的刚度比燃料气体泵38的刚度高。

如图3所示，燃料电池组10被载置于电池组框架2的上部，电池组框架2被固定于形成前室R的部件。压缩机22以经由压缩机支架3悬吊于电池组框架2的下部的状态被安装固定。燃料气体泵38以从电池组框架2向前围板40侧突出且经由第一支架4以及第二支架7悬吊的状态被安装于电池组框架2的下部以及燃料电池组10。

另外，气液分离器37以从电池组框架2以及燃料气体泵38向前围板40侧突出的状态被安装于燃料气体泵38的下部。燃料气体泵38例如是由铁系材料或者铝系材料等金属材料构成的金属制设备，气液分离器37例如是聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺(PA)等树脂制的设备。而且，在燃料电池车辆1的后部部分搭载有燃料气体供给源31，该燃料气体供给源31构成向燃料电池组10供给氢气的燃料气体供给系统30。

接下来，参照图2对在本实施方式所涉及的燃料电池车辆1中使用的燃料电池系统的系统构成进行说明。图2所示的燃料电池系统例如具备：燃料电池组10，使多个单电池亦即燃料电池单元层叠而构成；氧化剂气体供给系统20，向燃料电池组10供给空气等氧化剂气体；以及燃料气体供给系统30，向燃料电池组10供给氢等燃料气体。

氧化剂气体供给系统20例如具备：氧化剂气体供给流路25，用于向燃料电池组10供给氧化剂气体；和氧化剂气体排出流路29，将向燃料电池组10供给并在各燃料电池单元中用于电化学反应之后的氧化剂废气从燃料电池组10排出。并且，具有使经由氧化剂气体供给流路25供给的氧化剂气体不经由燃料电池组10地向氧化剂气体排出流路29流通的旁通流路26。氧化剂气体供给系统20的各流路例如能够由橡胶软管、金属制的管等配管构成。

在氧化剂气体供给流路25中，从上游侧起装备有空气净化器21、压缩机22、中冷器23等，在氧化剂气体排出流路29中装备有消音器28等。在氧化剂气体供给流路25设置有入口阀25V，该入口阀25V用于截断中冷器23与燃料电池组10之间的氧化剂气体的流动。在氧化剂气体排出流路29设置有调压阀29V，该调压阀29V用于对向燃料电池组10供给的氧化剂气体的背压进行调整。此外，在氧化剂气体供给流路25例如设置有省略图示的大气压传感器、空气流量计等。

旁通流路26的一端与氧化剂气体供给流路25连接，另一端与氧化剂气体排出流路29连接。在旁通流路26中，由压缩机22压送并被中冷器23冷却而排出的氧化剂气体绕过燃料电池组10朝向氧化剂气体排出流路29流动。在该旁通流路26设置有旁通阀26V，该旁通阀26V用于截断朝向氧化剂气体排出流路29流动的氧化剂气体来调整在该旁通流路26流动的氧化剂气体的流量。

另一方面，燃料气体供给系统30例如具有：氢罐等燃料气体供给源31，存积氢等高压的燃料气体；燃料气体供给流路35，将来自燃料气体供给源31的燃料气体向燃料电池组10供给；循环流路36，使从燃料电池组10排出的燃料废气(未消耗的燃料气体)的一部分向燃料气体供给流路35回流；以及燃料气体排出流路39，与循环流路36分支连接来使循环流路36内的燃料废气向外部排出(大气释放)。燃料气体供给系统30的各流路例如能够由橡胶软管或金属制的管等配管构成。

在燃料气体供给流路35设置有：截断阀35V，用于对燃料气体供给流路35进行开闭来截断朝向燃料电池组10流动的燃料气体；调节器34，用于对在燃料气体供给流路35流动的燃料气体的压力进行调整(减压)；以及喷射器33，用于将调压后的燃料气体朝向燃料电池组10供给。

在循环流路36中，从上游侧(燃料电池组10侧)起装备有气液分离器37、燃料气体泵38等。气液分离器37将向循环流路36流动的燃料气体(氢等)所含有的生成水气液分离并存积。从该气液分离器37分支而设置有燃料气体排出流路39。燃料气体泵38对利用气液分离器37进行气液分离而分离出液体部分后的燃料废气的一部分进行压送来向燃料气体供给流路35循环。

在燃料气体排出流路39设置有吹扫阀39V，该吹扫阀39V用于对燃料气体排出流路39进行开闭来将由气液分离器37分离出的生成水与从燃料电池组10排出的燃料废气的一部分排出。经过燃料气体排出流路39的吹扫阀39V的开闭调整而排出的燃料废气与在氧化剂气体排出流路29流动的氧化剂废气混合、经由消音器28向外部大气放出。

具有上述结构的燃料电池系统通过由氧化剂气体供给系统20向燃料电池(的阴极电极)供给的空气等氧化剂气体与由燃料气体供给系统30向燃料电池(的阳极电极)供给的氢等燃料气体的电化学反应来进行发电。

接下来，参照图3～图6B对本实施方式所涉及的燃料电池车辆1的特征结构详细地进行以下说明。本实施方式的燃料电池车辆1在前室R内具备：压缩机22，对向燃料电池组10供给的氧化剂气体进行压缩并排出；气液分离器37，由从燃料电池组10排出的燃料废气分离气液；以及氢泵等燃料气体泵38，使由气液分离器37分离出液体部分后的燃料废气的一部分向燃料电池组10循环。

更具体而言，燃料电池组10被搭载于电池组框架2的上部，压缩机22在比燃料气体泵38靠车辆前方侧经由压缩机支架3被安装于电池组框架2的下部。

燃料气体泵38具备马达M，该马达M用于吸入燃料气体并将吸入的燃料气体向外部排出。燃料气体泵38在比压缩机22靠车辆的后方侧以从电池组框架2向前围板40侧突出的状态经由第一支架4以及第二支架7被安装于电池组框架2的下部和燃料电池组10(具体为电池组壳体)。

气液分离器37以从电池组框架2以及燃料气体泵38向前围板40侧突出的状态使螺栓螺母等紧固部件37a插通于贯通孔37b而被安装于燃料气体泵38的下部。

通过这样的安装状态，使得燃料气体泵38的车辆后方的端面比燃料电池组10的车辆后方的端面向后方突出，气液分离器37的车辆后方的端面比燃料气体泵38的车辆后方的端面向后方突出。

具体而言，气液分离器37、燃料气体泵38以及电池组框架2相对于前围板40的燃料电池车辆1的前后方向的间隔S1～S3满足以下所示的关系。在这些间隔S1～S3中，前围板40与气液分离器37的间隔S1最小，接下来，前围板40与燃料气体泵38的间隔S2大于间隔S1，前围板40与电池组框架2的间隔S3进一步大于间隔S2。

最接近前围板40的气液分离器37实际为树脂制，刚度比燃料气体泵38低。并且，燃料气体泵38实际为金属制，刚度比气液分离器37高。

另外，在燃料电池车辆1中，如图4以及图5所示，燃料气体泵38以在燃料电池车辆1的俯视下驱动燃料气体泵38的马达M的旋转轴线L1相对于沿着燃料电池车辆1的前后方向的基准线L2倾斜的方式经由第一支架4被固定于电池组框架2。作为旋转轴线L1相对于基准线L2的倾斜角度，例如优选为20°以上40°以下。

因此，燃料气体泵38相对于燃料电池车辆1的行进方向被倾斜地配置固定，燃料气体泵38的后方的角部与前围板40的前表面对置，该角部接近前围板40。另外，气液分离器37的后方的角部也与前围板40的前表面对置，该角部进一步接近前围板40。如上述那样，由于燃料气体泵38倾斜地固定于电池组框架2，所以若燃料气体泵38的车辆后方的角部与前围板40抵接，则燃料气体泵38能够以从前围板40离开的方式转动。

在本实施方式中，如图4所示，燃料气体泵38被安装于靠近前护板的电池组框架2、且使马达M的旋转轴线L1倾斜为随着朝向车辆前方而接近沿着燃料电池车辆1的前后方向的中心线。其中，在图4中，将该中心线描绘为与上述的基准线L2一致。通过这样配置，当碰撞时，在燃料电池车辆1的俯视下，由于燃料气体泵38在前室R的空间S中转动，所以能够避免与安装于电池组框架2的下部的其他辅机类接触。

铁或者铝等金属制的第一支架4是用于将燃料气体泵38安装固定于电池组框架2的部件，具有沿水平方向延伸的平板状的安装部4a。安装部4a是用于将第一支架4安装于电池组框架2的平板状的部分，第一支架4在安装部4a处通过两个螺栓等第一紧固部件5a以及第二紧固部件5b被安装于电池组框架2。

并且，第一支架4具有从安装部4a的两侧向下方延伸并夹住燃料气体泵38的夹持部4b、4b。并且，第一支架4具有从夹持部4b、4b朝向外侧延伸的安装部4c、4c。安装部4c是用于将第一支架4安装于燃料气体泵38的部分。这样一来，第一支架4成为被配置于燃料气体泵38的形成为大致鞍形的部件。并且，对安装部4c、4c而言，在一方固接有1个、在另一方固接有2个共计固接3个焊接螺母4d，该焊接螺母4d用于将燃料气体泵38固定于第一支架4。

在第一支架4的安装部4a形成有用于将该第一支架4固定(支承)于电池组框架2的贯通孔4e。第一紧固部件5a以插通于贯通孔4e的状态将电池组框架2与第一支架4固定。

在本实施方式中，通过在贯通孔4e插通第一紧固部件5a、向在电池组框架2的下表面开口的内螺纹孔拧入第一紧固部件5a，并在第一紧固部件5a的头部与电池组框架2之间夹入第一支架4，由此第一支架4被固定于电池组框架2的下部。通过该贯通孔4e，燃料气体泵38被固定(支承)为能够以插通于第一支架4的贯通孔4e的第一紧固部件5a为中心在水平方向转动。

并且，在第一支架4的安装部4a的缘部形成有第一切口部6。第二紧固部件5b以插通于第一切口部6的状态将电池组框架2与第一支架4固定。第一切口部6具有供第二紧固部件5b的轴部插通的凹部6a和从凹部6a开口的开口部6b。第一切口部6形成为从凹部6a朝向开口部6b扩大(例如参照图6B)。

在本实施方式中，通过在第一切口部6插通第二紧固部件5b、向在电池组框架2的下表面开口的内螺纹孔拧入第二紧固部件5b，并在第二紧固部件5b的头部与电池组框架2之间夹入第一支架4，使得第一支架4被固定于电池组框架2的下部。由此，成为第二紧固部件5b卡合于第一切口部6的状态。

第一切口部6形成为在第一支架4与燃料气体泵38一同以插通于贯通孔4e的第一紧固部件5a为旋转中心相对于电池组框架2转动时，第二紧固部件5b从第一支架4脱离而从第一切口部6的开口部6b摆脱。其结果是如后述那样，在燃料电池车辆1的正面碰撞时，当第一支架4以第一紧固部件5a为旋转中心进行转动时，第二紧固部件5b与第一切口部6的卡合被解除，能够使第二紧固部件5b顺利地从第一切口部6脱离。

另外，如图5以及图6A等所示，在燃料气体泵38形成有从两侧面突出并沿水平方向延伸的凸缘状部38a、38a，在凸缘状部38a、38a与固接于第一支架4的安装部4c、4c的3个焊接螺母4d对应地形成有3个贯通孔38b。在该3个贯通孔38b插通螺栓38c等，能够将燃料气体泵38安装到利用第一紧固部件5a以及第二紧固部件5b被固定于电池组框架2的下方的第一支架4。

并且，如图6A以及图6C所示，燃料气体泵38的上部经由第二支架7被安装于燃料电池组10。由此，通过经由第一支架4以及第二支架7这两个支架将燃料气体泵38安装于燃料电池组10以及电池组框架2，使得燃料气体泵38的安装状态稳定。

第二支架7例如是对由钢或者铝合金等可塑性变形的金属材料构成的板材进行了冲压成形后的部件。如图6C所示，第二支架7具备沿水平方向延伸的第一臂7a和沿铅垂方向延伸的第二臂7b，是第一臂7a与第二臂7b经由屈曲部7c连结的L字形的支架。例如，构成为若在一方的臂被固定的状态下对另一方的臂作用载荷，则容易在屈曲部7c的附近发生塑性变形。第一臂7a、第二臂7b可以分别实际上沿水平方向、铅垂方向延伸。第一臂7a、第二臂7b只要分别沿不同的方向延伸即可。

在第二支架7的水平状的第一臂7a形成有第二切口部8。第二切口部8具有供第三紧固部件9a的轴部嵌合的凹部8a和从凹部8a开口的开口部8b。第一臂7a通过插通于第二切口部8的第三紧固部件9a而被安装于燃料气体泵38。第二切口部8形成为当第一支架4以插通于第一支架4的贯通孔4e的第一紧固部件5a为旋转中心进行转动时第三紧固部件9a从第二支架7脱离而从第二切口部8摆脱。在第二支架7的第二臂7b形成有贯通孔7d，在贯通孔7d插通第四紧固部件9b来将第二臂7b固定于燃料电池组10。

这样，第一臂7a被配置于燃料气体泵38的上表面，通过将螺栓等第三紧固部件9a紧固于燃料气体泵38而被固定于燃料气体泵38。另一方面，第二臂7b从燃料气体泵38的上表面向燃料电池组10侧延伸，通过将第四紧固部件9b紧固于在燃料电池组10的侧面形成的内螺纹孔10a(参照图5)而被固定于燃料电池组10。这样一来，能够将燃料气体泵38在其上部稳定地固定于电池组框架2。此外，在本实施方式中，第二臂7b通过第四紧固部件9b被固定于燃料电池组10，但例如第二臂7b也可以被焊接于燃料电池组10。

在本实施方式中，第一支架4以及第二支架7形成为当燃料气体泵38相对于电池组框架2转动时第三紧固部件9a在与第二紧固部件5b从第一支架4脱离的时机不同的时机从第二支架7脱离而从第二切口部8摆脱。例如，若对在燃料气体泵38的转动动作的期间第二紧固部件5b与第一支架4接触的接触长度和第三紧固部件9a与第二支架7接触的接触长度进行调整，则能够使它们脱离的时机成为不同的时机，但在本实施方式中采用以下的结构。

更具体而言，第二支架7是可塑性变形的金属制的部件，第二支架7形成为当燃料气体泵38相对于电池组框架2转动时第二支架7的至少屈曲部7c发生塑性变形并在屈曲部7c塑性变形之后第三紧固部件9a从第二支架7脱离。

由此，在第一支架4中，由于当燃料气体泵38相对于电池组框架2转动时，第二支架7被第三紧固部件9a以及第四紧固部件9b约束，所以屈曲部7c发生塑性变形。通过该塑性变形，能够由第二支架7吸收车辆碰撞时的冲击载荷。另外，由于在第二支架7发生塑性变形的期间，能够将第二紧固部件5b从第一支架4取下，然后，将第三紧固部件9a从第二支架7取下，所以能够使它们脱离的时机成为不同的时机。

并且，第二支架7在将第一臂7a与第二臂7b连结的屈曲部7c处成为中间细的形状。即，呈板状的第一臂7a以及第二臂7b的宽度随着朝向屈曲部7c而减少。

这样，由于第二支架7的屈曲部7c与其他部分相比成为脆弱的部分，所以能够使第二支架7在屈曲部7c处容易发生塑性变形。由此，能够利用屈曲部7c吸收冲击载荷，并抑制燃料气体泵38的转动被阻碍。

并且，在本实施方式中，从第一紧固部件5a所处的旋转中心至第三紧固部件9a的安装位置为止的距离r2比从该旋转中心至第二紧固部件5b的安装位置为止的距离r1长(参照图11等)。

由于当燃料气体泵38相对于电池组框架2转动时，与第二紧固部件5b相比，对第三紧固部件9a作用更大的力矩，所以第二支架7容易发生塑性变形。由此，能够利用屈曲部7c吸收冲击载荷，并抑制燃料气体泵38的转动被阻碍。

另外，在图6A中，在本实施方式中，构成与燃料气体泵38连接的循环流路36的配管36A、36B是橡胶制或者树脂制的具有挠性的配管。配管36A是与燃料电池组10连接的泵排出侧的配管，配管36B是与气液分离器37连接的泵吸入侧的配管。由于这些配管36A、36B是具有挠性的配管，所以在燃料电池车辆1碰撞时，即便燃料气体泵38转动，也能够抑制该转动被阻碍，还能够抑制配管本身破损。

在本实施方式中，气液分离器37为树脂制，通过向在燃料气体泵38的下表面形成的两个内螺纹孔拧入螺栓等紧固部件37a(参照图5)来进行安装。气液分离器37具有从由燃料电池组10排出的燃料废气分离气液的功能，分离出的液体部分与从燃料电池组10排出的氧化剂废气合流而被排出至燃料电池车辆1的外部。

以下参照图7～图10，对如上述那样构成的本实施方式的燃料电池车辆1的作用进行说明。其中，图7、8用将燃料气体泵38简化了的示意图来表示，图9、10用详细的仰视图表示了燃料气体泵38。

若燃料电池车辆1例如与障碍物等碰撞，则车辆的前室R被压溃而变形，燃料电池组10和附随于其的辅机类因障碍物而向后方移动。具体而言，由于电池组框架2的移动，使得安装于其的燃料电池组10、压缩机22、燃料气体泵38以及气液分离器37向后方移动而接近前围板40。

在碰撞的冲击较小的情况下，如图7所示，燃料电池组10、辅机类只会接近前围板40。例如，当气液分离器37与前围板40抵接时，燃料气体泵38与前围板40的间隔从图3所示的间隔变化为(S2－S1)，电池组框架2与前围板40的间隔从图3所示的间隔变化为(S3－S1)。

在碰撞的冲击较大的情况下，位于最后方的气液分离器37会与金属制的前围板40碰撞而被破坏。由于气液分离器37为树脂制，所以其容易被破坏而吸收冲击。在冲击进一步大的情况下，燃料气体泵38与前围板40碰撞。此外，在气液分离器37未从燃料气体泵38向前围板40侧突出的情况下、或者在省略气液分离器37的情况下，如以下所示那样，燃料气体泵38会与前围板40碰撞。

若燃料气体泵38与前围板40碰撞，则如图8所示，燃料气体泵38的后方的角部与前围板40抵接，在其后方的角部产生反作用力。这里，如上所述，燃料气体泵38以在燃料电池车辆1的俯视下驱动燃料气体泵38的马达M的旋转轴线L1相对于沿着燃料电池车辆1的前后方向的基准线L2倾斜的方式经由第一支架4被固定于电池组框架并经由第二支架7被固定于燃料电池组10。由此，若燃料气体泵38与前围板40接触，则对燃料气体泵38作用力矩，燃料气体泵38会如图8所示那样向离开前围板的方向转动。

此时，如图8以及图10所示，第一支架4与燃料气体泵38一同以插通于第一支架4的贯通孔的第一紧固部件5a为旋转中心相对于电池组框架2向逆时针方向(朝向车辆外侧的方向)转动，第二紧固部件5b从第一支架4脱离而从第一切口部6的开口部6b摆脱(图12、第一脱离时机t1)。

若燃料气体泵38向逆时针方向转动，则由于燃料气体泵38不再按压前围板40，所以能够避免燃料气体泵38对前围板40的按压。由此，能够避免燃料气体泵38以及前围板40的损伤。此外，第二支架7因燃料气体泵38的转动而以屈曲部7c的屈曲打开的方式在屈曲部7c发生塑性变形而吸收冲击。电池组框架2与前围板40的间隔因燃料气体泵38的转动而变为S4(参照图8)。

当在第二紧固部件5b从第一支架4的第一切口部6摆脱、第二支架7的屈曲部7c发生了塑性变形之后冲击还继续时，将形成于第二支架7的第一臂7a的第二切口部8固定的第三紧固部件9a从第二支架7脱离而从第二切口部8摆脱(图12、第二脱离时机t2)。由此，第二支架7的第一臂7a成为自由的状态，能够抑制施加于前围板40的载荷，能够抑制前围板40的变形。

接下来，这里参照图11对上述的第一脱离时机t1以及第二脱离时机t2时的各部件的举动进一步详细地进行说明。图11是表示燃料电池组10、第一支架4及第二支架7、将燃料气体泵38与气液分离器37合体而成的辅机类U、以及前围板40的位置关系的简要俯视图。此外，在图11中，燃料电池组10与辅机类U在碰撞时向车辆后方移动并且转动，但在本图中，仅通过燃料电池组10与辅机类U转动来表现为前围板40相对地向前方移动。

在图11中，第一支架4的第一切口部6相对于用于第一支架4转动的旋转中心亦即第一紧固部件5a在第一距离r1的圆弧R1上开口。第二支架7的第二切口部8相对于用于第一支架4转动的旋转中心亦即第一紧固部件5a在第二距离r2的圆弧R2上开口。

安装有燃料气体泵38的第一支架4用实线的位置表示了通常的状态。用虚线表示的第一支架4A表示了因碰撞等而被施加冲击使得燃料气体泵38以及辅机类U转动、第二紧固部件5b在第一脱离时机t1从第一支架4脱离而从第一切口部6摆脱的状态。另外，用双点划线表示的第一支架4B表示因碰撞等而冲击较大使得燃料气体泵38以及辅机类U进一步转动、第三紧固部件9a在第二脱离时机t2从第二支架7脱离而从第二切口部8摆脱的状态。

通过将第四紧固部件9b插通于贯通孔7d并向燃料电池组10的内螺纹孔10a拧入来固定第二支架7。若因碰撞等而施加冲击使得燃料气体泵38以及辅机类U转动并成为第一脱离时机t1，则第三紧固部件9a转动至9a1的位置，但由于第二支架的第一臂7a以屈曲部7c发生塑性变形并延伸至7a1的位置的方式进行变形，所以在该阶段，第三紧固部件9a不从第二支架7的第二切口部8摆脱。若冲击较大而进一步转动，则第三紧固部件9a转动至9a2的位置，第三紧固部件9a从第二支架7脱离而从第二切口部8摆脱。

这里，对图12所示的施加于前围板的载荷进行说明。图12用横轴表示燃料泵与辅机类的移动量，纵轴表示施加于前围板的载荷。在图12中，若燃料电池组10与附随于其的辅机类因碰撞等冲击而向车辆的后方移动，则接近前围板40。而且，若移动量增加，则向前围板施加的载荷逐渐增加。而且，若载荷超过规定值，则将第一支架4固定的第二紧固部件5b从第一切口部6摆脱，载荷减少。然后，若移动量进一步增加，则载荷增加，屈曲部7c变形。进而，若移动量增加，则将第二支架7的第一臂7a固定的第三紧固部件9a从第二切口部8摆脱，载荷减少。

这样，能够在第二紧固部件5b从第一支架4的第一切口部6摆脱的第一脱离时机t1减少施加于前围板40的载荷，进而能够在第三紧固部件9a从第二支架7的第二切口部8摆脱的第二脱离时机t2减少施加于前围板40的载荷。由此，能够抑制前围板40的变形，通过抑制燃料电池组10、辅机类向车厢C内的突出，能够进一步提高乘员的安全。

特别是在本实施方式中，燃料气体泵38被安装于靠近前护板(Front fender)45的电池组框架2，且使马达M的旋转轴线L1倾斜为随着朝向车辆前方而接近沿着燃料电池车辆1的前后方向的中心线。其结果是，燃料气体泵38由于向前室R的前护板45侧的空间S转动，所以能够避免与安装于电池组框架2的下部的其他辅机类接触(参照图9以及图10)。

以上，对一个实施方式进行了详述，但并不限定于上述的实施方式，能够进行各种设计变更。例如，作为燃料气体泵的基准线，示出了驱动泵的马达的驱动轴的旋转轴线的例子，但并不局限于此，也可以使用通过燃料气体泵的重心的长边方向的中心线。

另外，作为在碰撞时使燃料气体泵转动以便从前围板逃避的旋转中心，示出了紧固螺栓的例子，但也可以构成为使用销等轴件来使燃料气体泵转动。

在本实施方式中，使气液分离器从燃料气体泵向前围板侧突出，但也可以不使气液分离器从燃料气体泵向前围板侧突出，或者也可以根据需要而省略气液分离器。

在本实施方式中，示出了在电池组框架载置燃料电池组、并在电池组框架的下部安装燃料气体泵的例子，但电池组框架也可以构成为在与燃料电池组的上方安装燃料气体泵，第一支架与第二支架可以构成为燃料气体泵在燃料电池组的上方转动。

Claims (9)

1.一种燃料电池车辆，其特征在于，包括：

燃料电池组；

燃料气体泵，构成为使从所述燃料电池组排出的燃料废气的一部分向所述燃料电池组循环；

前室，在车辆前后方向上的前方并收纳所述燃料电池组及所述燃料气体泵；以及

前围板，划分所述前室与车厢，其中，

所述燃料电池组载置于被固定在所述前室的电池组框架，

所述燃料气体泵以从所述电池组框架向所述前围板侧突出的状态被安装于所述电池组框架的下侧，

所述燃料气体泵以在所述燃料电池车辆的俯视下驱动所述燃料气体泵的马达的旋转轴线相对于沿着所述车辆前后方向的基准线倾斜的方式，经由第一支架以及第二支架被固定于所述电池组框架以及所述燃料电池组，

所述第一支架具有平板状的安装部，该安装部具有贯通孔和第一切口，

所述安装部通过第一紧固部件以及第二紧固部件被安装于所述电池组框架，

所述第一紧固部件以被插通于所述贯通孔的状态将所述电池组框架与所述第一支架固定，

所述第二紧固部件以被插通于所述第一切口的状态将所述电池组框架与所述第一支架固定，

所述第二支架具备沿第一方向延伸的第一臂和经由屈曲部与所述第一臂连结并沿第二方向延伸的第二臂，其中，所述第二方向是与所述第一方向不同的方向，

所述第一臂具有第二切口，所述第一臂通过插通于所述第二切口的第三紧固部件被安装于所述燃料气体泵，

所述第二臂被固定于所述燃料电池组，

所述第一切口被设置为当所述第一支架与所述燃料气体泵一同以被插通于所述第一支架的贯通孔的所述第一紧固部件为旋转中心相对于所述电池组框架转动时，所述第二紧固部件从所述第一支架脱离而从所述第一切口摆脱，

所述第二切口被设置为当所述第一支架与所述燃料气体泵一同以被插通于所述第一支架的贯通孔的所述第一紧固部件为旋转中心相对于所述电池组框架转动时，所述第三紧固部件从所述第二支架脱离而从所述第二切口摆脱，

所述第一支架以及所述第二支架被构成为在与所述第二紧固部件因所述燃料气体泵的转动而从所述第一支架脱离的时机不同的时机，所述第三紧固部件因所述燃料气体泵的转动从所述第二支架脱离而从所述第二切口摆脱。

2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，

所述第二支架是可塑性变形的金属制的部件，

所述第二支架构成为当所述燃料气体泵相对于所述电池组框架转动时，在所述第二支架的至少所述屈曲部发生了塑性变形之后所述第三紧固部件从所述第二支架脱离。

3.根据权利要求2所述的燃料电池车辆，其特征在于，

所述第二支架成为在所述屈曲部中间变细的形状。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池车辆，其特征在于，

从所述旋转中心至所述第三紧固部件的安装位置为止的距离比从所述旋转中心至所述第二紧固部件的安装位置为止的距离长。

5.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，

所述第二臂沿着所述燃料电池组的车宽方向的侧面延伸，

所述屈曲部与所述第二臂的下端连接。

6.根据权利要求5所述的燃料电池车辆，其特征在于，

所述安装部在所述车辆前后方向的后方侧具有所述第一切口，

所述第一臂在所述车辆前后方向的前方侧具有所述第二切口。

7.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，

所述第三紧固部件的安装位置与将所述旋转中心和所述第二紧固部件的安装位置相连的直线相比在所述车辆前后方向上靠后侧。

8.根据权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，

所述第一方向为水平方向，

所述第二方向为铅垂方向。

9.一种燃料电池车辆，其特征在于，包括：

燃料电池组；

燃料气体泵，构成为使从所述燃料电池组排出的燃料废气的一部分向所述燃料电池组循环；

前室，在车辆前后方向上的前方并收纳所述燃料电池组及所述燃料气体泵；以及

前围板，划分所述前室与车厢，其中，

所述燃料电池组载置于被固定在所述前室的电池组框架，

所述燃料气体泵以从所述电池组框架向所述前围板侧突出的状态被安装于所述电池组框架，

所述燃料气体泵以在所述燃料电池车辆的俯视下沿着所述燃料气体泵的长边方向的线相对于沿着所述燃料电池车辆的前后方向的基准线倾斜的方式，经由第一支架以及第二支架被固定于所述电池组框架以及所述燃料电池组，

所述第一支架具有平板状的安装部，该安装部具有贯通孔与第一切口，

所述安装部通过第一紧固部件以及第二紧固部件被安装于所述电池组框架，

所述第一紧固部件以被插通于贯通孔的状态将所述电池组框架与所述第一支架固定，

所述第二紧固部件以被插通于第一切口的状态将所述电池组框架与所述第一支架固定，

所述第二支架具备沿第一方向延伸的第一臂和经由屈曲部与所述第一臂连结并沿第二方向延伸的第二臂，其中，所述第二方向是与所述第一方向不同的方向，

所述第一臂具有第二切口，所述第一臂通过插通于所述第二切口的第三紧固部件被安装于所述燃料气体泵，

所述第二臂被固定于所述燃料电池组，

所述第一支架与所述第二支架被设置为在所述燃料气体泵以所述第一紧固部件为旋转中心转动了的情况下，所述第二紧固部件与所述第三紧固部件分别在不同的时机从所述第一支架和所述第二支架脱离。

Images