CN112776617B - 货物车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明的货物车辆在供乘员搭乘的厢室的后方具有装载货物的装载空间。货物车辆具备:燃料电池,其搭载于上述厢室的下方,作为电力源而发挥功能;收纳部,其配置于上述厢室与上述装载空间之间;罐,其配置于上述收纳部内,储藏向上述燃料电池供给的燃料气体;以及散热器,其设置于上述收纳部内,进行大气与向上述燃料电池供给的制冷剂之间的热交换。
Description
技术领域
本公开涉及搭载燃料电池的货物车辆。
背景技术
在车辆中,通常,为了调整发热源的温度而设置有进行制冷剂与大气的热交换的散热器。例如,在下述日本特开2006-248437所公开的卡车中,在发动机室设置有使发动机的冷却液与大气进行热交换的散热器。在散热器中,除了如那样在搭载内燃机的车辆中使用的散热器以外,也存在在搭载燃料电池作为电力源的燃料电池车辆中使用的散热器。在燃料电池车辆中,散热器具有用于向燃料电池供给的制冷剂与大气的热交换的情况。
在上述的日本特开2006-248437所公开的卡车那样的货物车辆中,通常,为了将货物的装载空间设置为较大,与一般的普通乘用车相比,用于搭载驱动系统的设备的场所受到限制。当在那样的货物车辆中搭载燃料电池作为电力源的情况下,除了燃料电池之外,需要利用其有限的场所来高效地搭载储藏向燃料电池供给的燃料气体的罐、上述的散热器等构成燃料电池系统的设备。特别是对于散热器,希望设置于即使在那样的有限的场所中也能够确保大气与制冷剂的热交换效率的场所。这样,在构成为燃料电池车辆的货物车辆中,对于构成燃料电池系统的设备的搭载场所,依然尚有改进的余地。
发明内容
本公开的技术能够作为以下的方式来实现。
本公开的一个方式提供在供乘员搭乘的厢室的后方具有装载货物的装载空间的货物车辆。该货物车辆具备:燃料电池,其搭载于上述厢室的下方,并作为电力而源发挥功能;收纳部,其配置于上述厢室与上述装载空间之间;罐,其构成为配置于上述收纳部内,储藏向上述燃料电池供给的燃料气体;以及散热器,其构成为设置于上述收纳部内,进行大气与向上述燃料电池供给的制冷剂之间的热交换。根据该方式的货物车辆,在厢室与装载空间之间的尺寸的限制较少的、布局的自由度比较高的空间,设置有对罐进行收纳的收纳部,并在该收纳部设置有散热器。由此,能够将货物车辆中的厢室下方的空间用于除了罐和散热器以外的燃料电池系统用设备的配置,从而能够有效地运用货物车辆内的有限的空间。另外,若是设置于厢室与装载空间之间的收纳部,则易于引入大气,从而能够提高散热器中的制冷剂与大气的热交换效率。另外,大气能够通过散热器向收纳部流通,因此能够促进在收纳部内泄漏的燃料气体的扩散。另外,能够抑制散热器与燃料电池的距离过度地变长,因此能够抑制将散热器与燃料电池连接的制冷剂用的配管的配管长度变长,从而能够抑制该配管的破损、劣化。
也可以构成为:在上述方式的货物车辆的基础上,上述散热器设置于上述罐的后方侧。根据该方式的货物车辆,与将散热器设置于收纳部中的罐的侧方的情况相比,能够抑制货物车辆在宽度方向上变得大型化。另外,能够将散热器设置于远离厢室的位置,因此能够抑制制冷剂的热从散热器传递到厢室。并且,在收纳部内泄漏的燃料气体通过散热器向比收纳部靠后方的位置流出,因此能够抑制向收纳部前方的厢室流入泄漏的燃料气体。
也可以构成为:上述方式的货物车辆还具备泄漏检测部,其构成为检测上述燃料气体从上述罐的泄漏,上述散热器具有风扇,该风扇构成为通过驱动马达而旋转,控制上述收纳部的内部与外部之间的大气的流通,上述风扇构成为在通过上述泄漏检测部未检测到上述燃料气体的泄漏时,以将大气从上述收纳部的外部向内部引入的方式进行旋转,并构成为在通过上述泄漏检测部检测到上述燃料气体的泄漏时,以使大气从上述收纳部的内部向外部排出的方式进行旋转。根据该方式的货物车辆,例如即使在没有产生行驶风的状态下,通过风扇的驱动,也能够提高散热器中的制冷剂与大气的热交换效率。另外,在检测到收纳部内的燃料气体的泄漏的情况下,以促进燃料气体从收纳部的流出的方式驱动风扇,因此能够抑制燃料气体滞留于收纳部内。
也可以构成为:上述方式的货物车辆还具备温度传感器,其构成为检测上述罐的表面温度,上述散热器具有风扇,该风扇构成为通过驱动马达而旋转,控制上述收纳部的内部与外部之间的大气的流通,上述风扇构成为在由上述温度传感器检测到的上述罐的表面温度为预先决定的阈值温度以上的情况下,以将大气从上述收纳部的外部向内部引入的方式进行旋转,并构成为在上述罐的表面温度低于上述阈值温度的情况下,以将大气从上述收纳部的内部向外部排出的方式进行旋转。根据该方式的货物车辆,在罐的表面温度较高时,风扇朝着将大气向收纳部引入的方向进行旋转,因此促进罐与大气之间的热交换,从而能够抑制罐的温度变为允许温度以上。另外,在罐的表面温度较低时,风扇朝着将大气从收纳部排出的方向进行旋转,因此能够将与罐进行热交换而变为低温的大气向散热器引导,从而能够提高散热器中的制冷剂的冷却效率。
本公开的技术也能够通过货物车辆以外的各种方式实现。例如,能够通过具备燃料电池用散热器的罐的收纳部、燃料电池车辆中的罐和散热器的搭载构造等方式来实现。另外,也能够作为燃料电池车辆中的散热器的风扇的控制装置、控制方法、实现该控制方法的计算机程序、记录有该计算机程序的非暂时性的记录介质等方式来实现。
附图说明
以下参考附图,对本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述,在附图中,相同的附图标记表示相同的要素,其中,
图1是表示第1实施方式的车辆的简要侧视图。
图2A是牵引车头的简要侧视图。
图2B是牵引车头的简要后视图。
图3是表示第2实施方式中的风扇的驱动控制流程的说明图。
图4是表示第3实施方式中的风扇的驱动控制流程的说明图。
图5是第4实施方式中的牵引车头的简要侧视图。
图6是第5实施方式中的牵引车头的简要侧视图。
图7是第6实施方式中的牵引车头的简要后视图。
图8是第7实施方式中的牵引车头的简要侧视图。
图9A是第8实施方式中的牵引车头的简要侧视图。
图9B是表示第8实施方式的导风部的简要俯视图。
图10是第9实施方式中的牵引车头的简要侧视图。
图11是表示第9实施方式的导风口的结构的简要剖视图。
具体实施方式
1.第1实施方式:
图1是表示第1实施方式中的车辆10的简要侧视图。在图1中图示了表示相互正交的X方向、Y方向、以及Z方向的箭头。X方向相当于车辆10的宽度方向,Y方向相当于车辆10的前后方向,Z方向相当于车辆10的高度方向。在之后参照的各附图中,也以与图1对应的方式图示了表示X方向、Y方向、以及Z方向的箭头。此外,本说明书中的“前方”和“后方”表示车辆10的前后方向的“前方”和“后方”。
车辆10构成为货物车辆。在本说明书中,“货物车辆”是以货物的搬运为主要目的的车辆,并且是指在厢室的后方具有在高度方向上观察时的面积比厢室大的货物的装载空间的车辆。在“具有装载空间”的结构中,包括构成为能够以形成装载空间的方式追加货舱、货台的形态。
在第1实施方式中,车辆10具备:作为牵引车辆的牵引车头11,其具有供包括驾驶员在内的乘员搭乘的厢室13;以及作为被牵引车辆的拖车12,其装载货物。在车辆10中,通过将拖车12连结于牵引车头11的后方,从而在厢室13的后方形成货物的装载空间MS。在第1实施方式中,后述的货箱22内的货舱构成货物的装载空间MS。这样,牵引车头11构成为能够以在厢室13的后方形成装载空间MS的方式追加货舱、货台。因此,根据上述的“货物车辆”的定义,未连结拖车12的状态的单个牵引车头11也相当于货物车辆。
牵引车头11在设置于主体车身11b的内部的厢室13的下方具备构成在X方向上分离并且并列排列的侧架的一对车架15。各车架15沿着Y方向配置,从厢室13的下方区域沿着Y方向朝主体车身11b的后方延伸。
在车架15的X方向上的两外侧,安装有牵引车头11的前轮16和后轮17。前轮16位于厢室13的下方,后轮17位于车架15的后端部附近。前轮16是与未图示的驱动力源连接并通过从该驱动力源传递的驱动力而旋转的驱动轮。在本实施方式中,驱动力源由未图示的马达构成。后轮17设置于车架15的后端部侧。在后轮17的附近,在被一对车架15夹着的中央部,设置有被连结部18。在被连结部18连结有拖车12的连结部24。被连结部18由所谓的联轴器构成。
拖车12具有底盘21。底盘21从下方支承货箱22。货箱22在内部具有收纳货物的货舱。在靠近底盘21的后方侧端部的位置安装有从动轮23。另外,在靠近底盘21的前方侧端部的位置设置有与上述的牵引车头11的被连结部18连结的连结部24。连结部24由所谓的主销构成。连结部24向下方突出,从上方插入被连结部18并与之卡合。拖车12在相对于牵引车头11被允许向宽度方向的转动的状态下与牵引车头11连结。
在第1实施方式中,拖车12在底盘21上配置有货箱22。在其他实施方式中,也可以省略货箱22。在拖车12中,也可以代替货箱22而在底盘21上设置用于固定货物的固定件。
车辆10构成为燃料电池车辆,具备包括燃料电池在内的燃料电池单元30作为电力源。燃料电池单元30是由燃料电池、以及一体地安装于燃料电池主体的设备构成的单元。在“一体地连接于燃料电池主体的设备”中,例如包括收纳燃料电池的盒、支承燃料电池的框架、传感器类、阀、泵、配管连接部件等。
燃料电池单元30搭载于牵引车头11的主体车身11b内的厢室13的下方区域。在第1实施方式中,燃料电池单元30具有的燃料电池是固体高分子型燃料电池,构成为将多个单电池层叠而成的燃料电池组。各单电池具有在电解质膜的两侧配置有电极的膜电极接合体,为即使是单体也能够进行发电的元件。此外,搭载于车辆10的燃料电池并不限定于固体高分子型燃料电池。在其他实施方式中,作为燃料电池,例如能够采用固体氧化物型燃料电池等各种类型的燃料电池。
在第1实施方式中,燃料电池单元30包括多个燃料电池组。由此,能够使作为车辆10的驱动力燃料电池单元30能够输出的电力增大,从而能够使允许装载于车辆10的货物的重量增大。此外,在其他实施方式中,燃料电池单元30也可以具有单一的燃料电池组。
车辆10除了燃料电池单元30之外,还搭载用于执行燃料电池单元30中的发电的各种燃料电池系统构成设备。在各种燃料电池系统构成设备中,例如包括用于向燃料电池供给反应气体的设备、用于调整燃料电池的温度的设备、用于控制燃料电池的电压及电流的设备、用于控制燃料电池系统的运转的控制装置等。
车辆10将储藏向燃料电池单元30的燃料电池组供给的燃料气体的罐32作为那样的设备之一而搭载于牵引车头11。罐32储藏作为燃料气体的氢。罐32具有70MPa以上的耐压性能。在第1实施方式中,车辆10为了获得航续里程而具备多个罐32。在第1实施方式中,各罐32具有相同的尺寸。但是,在其他实施方式中,各罐32的尺寸也可以不相等。
罐32具有作为构成主体部的树脂制的容器的内衬,并具有其内衬的表面被作为加强层的纤维强化树脂层覆盖的结构。内衬也可以代替树脂部件而由铝等轻金属构成。纤维强化树脂层通过长丝缠绕法形成。纤维强化树脂层由卷绕于内衬的外表面的碳纤维强化塑料(CFRP;Carbon-Fiber-Reinforced Plastic)等强化纤维、和将该强化纤维彼此粘合的热固化性树脂构成。
各罐32收纳于设置在厢室13与装载空间MS之间的收纳部35。在第1实施方式中,收纳部35设置于厢室13与货箱22之间。收纳部35固定在车架15上。收纳部35具备由中空的箱体构成的壳体35c,并在壳体35c的内部容纳罐32。壳体35c例如由ABS树脂、纤维强化塑料等构成。在第1实施方式中,收纳部35的上端位于比主体车身11b的上端靠上方的位置。
虽然在图1中省略图示,但车辆10在牵引车头11搭载了用于向燃料电池单元30的燃料电池组供给氧化剂气体的压缩机。在本实施方式中,氧化剂气体是大气中的氧。压缩机设置于厢室13的下方区域,引入并压缩从设置于主体车身11b的前格栅流入的大气,并向燃料电池单元30送出。
另外,虽然在图1中省略图示,但车辆10在牵引车头11搭载了使制冷剂向燃料电池单元30的燃料电池组循环的制冷剂循环部。制冷剂循环部具有在制冷剂与大气之间进行热交换的散热器50、55、以及使制冷剂在燃料电池单元30与散热器50、55之间循环的制冷剂泵。详细情况进行后述,但第1散热器50设置于收纳部35,第2散热器55设置于牵引车头11的前方端部。制冷剂泵设置于燃料电池单元30的附近。
参照图2A和图2B,对罐32的结构的详细情况和收纳部35的结构的详细情况进行说明。图2A是在X方向上观察牵引车头11时的简要侧视图,图2B是在Y方向上观察牵引车头11时的简要后视图。在图2A、图2B中,示意性地示出了收纳部35的内部构造。在图2A、图2B中,为了方便,用点划线示出了收纳部35的壳体35c。另外,在图2A中,用双点划线图示了燃料电池单元30和后述的系统辅机40的配置区域。并且,在图2A中,用实线示出了散热器50、55,在图2B中,用双点划线示出了散热器50的设置区域。
如图2B所示,罐32具有圆筒状的缸体部32s、和设置于缸体部32s的两端的大致半球状的圆顶部32d。如图2A和图2B所示,在一个圆顶部32d的顶点设置有共配管、阀进行连接的接头部33。虽然省略图示,但在接头部33的内部设置有在向罐32填充燃料气体时供燃料气体流动的填充流路、和在从罐32向燃料电池单元30供给燃料气体时供燃料气体流动的供给流路。
在各罐32的接头部33设置有溶栓阀34。溶栓阀34设置为从接头部33的表面突出。溶栓阀34例如由当超过110摄氏度左右的规定的温度则会溶解的金属材料构成。溶栓阀34例如由铅与锡的合金构成。溶栓阀34安装为将设置于接头部33内的未图示的释放路径密封。释放路径从上述的填充流路分支,并延长至接头部33的外部。例如,当在车辆10发生火灾那样的情况下,构成溶栓阀34的金属材料超过熔点而溶解,从而释放路径与外部连通,由此将罐32内部的燃料气体通过释放路径而向外部释放。根据第1实施方式的车辆10,罐32容纳于收纳部35,因此即使打开溶栓阀34并从罐32释放燃料气体,也能够抑制燃料气体向厢室13流入。
收纳部35在壳体35c的内部具备支承各罐32的收纳架36。通过将金属制的多个框架部件连结而构成收纳架36。收纳架36在壳体35c的内部空间中配置于整个高度方向。收纳架36具有在车辆10的高度方向上排列的多个载置部37。罐32以其长度方向与车辆10的宽度方向一致的方式逐个载置于各载置部37。若是车辆10中的厢室13与装载空间MS之间的空间,则高度方向上的尺寸的制约较小,因此通过使用能够将多个罐32在高度方向上配置为多层的收纳架36,能够容易地确保多个罐32的配置空间。另外,如图2B所示,在第1实施方式中,罐32的长度方向上的长度和收纳部35的宽度小于车辆10的宽度。由此,通过罐32向收纳部35的搭载而能够抑制车辆10在宽度方向上变得大型化。此外,罐32的长度方向也可以换称是沿着罐32的中心轴的中心轴方向。
此外,在图1、图2A以及图2B中,示出了3个罐32在高度方向上排列的例子,但搭载于车辆10的罐32的数量并不限定于3个。罐32的数量可以是一个,可以是2个,也可以多于3个。收纳架36中的载置部37的数量也可以根据搭载于车辆10的罐32的数量而任意地改变。
在第1实施方式中,在收纳架36中的最下层的载置部37,载置包括构成燃料电池系统的各种设备在内的系统辅机40。另外,在壳体35c,在靠近下端部的位置,设置有与系统辅机40的设置区域连通的开口部35o。在系统辅机40中,例如包括控制燃料电池系统的运转的ECU(Electronic Control Unit)41。ECU41具备至少一个处理器和主存储装置。ECU41通过处理器执行读入至主存储装置上的程序、命令,从而发挥用于控制燃料电池系统的运转的各种功能。ECU41的功能的至少一部分也可以由硬件电路构成。
在容纳于收纳部35的系统辅机40中,也可以在ECU41的基础上、或者代替ECU41而包括其他设备。例如,也可以在系统辅机40中包括充电电池。根据第1实施方式的车辆10,通过具有收纳架36的收纳部35,能够有效地运用罐32下方的区域作为系统辅机40的搭载空间。另外,在系统辅机40的维护时,作业人员能够通过壳体35c的开口部35o容易地访问系统辅机40。此外,在其他实施方式中,也可以不在收纳部35设置系统辅机40的搭载空间。
在第1实施方式的收纳架36,在罐32的收纳区域的后方设置有支承构件39。支承构件39由柱状部件构成。从收纳架36的上端侧的部位朝着在下端的载置部37的后方侧延伸的部位倾斜地架设支承构件39。利用支承构件39,能够提高收纳架36的前后方向上的配置姿势的稳定性。
如图2A所示,在收纳部35内设置有检测燃料气体的浓度的浓度传感器35d。ECU41具有作为检测收纳部35中的燃料气体的泄漏的泄漏检测部的功能,由浓度传感器35d监视收纳部35内的燃料气体的浓度。在收纳部35内的燃料气体的浓度大于预先决定的阈值时,ECU41通过设置于厢室13的未图示的指示器等报告部向车辆10的乘员报告燃料气体的泄漏的发生这一情况。此外,在其他实施方式中,ECU41可以不具有作为泄漏检测部的功能,也可以省略浓度传感器35d。
如图2B所示,在各罐32的表面安装有检测罐32的表面温度的温度传感器32t。将基于温度传感器32t的检测结果向ECU41发送。ECU41通过温度传感器32t监视罐32的表面温度。例如,在罐32的温度高于预先决定的阈值温度时,ECU41通过设置于厢室13的未图示的指示器等报告部向车辆10的乘员报告罐32中的异常温度的产生这一情况。此外,在其他实施方式中,可以省略温度传感器32t,ECU41也可以不监视罐32的表面温度。
在收纳部35设置有进行向燃料电池单元30供给的制冷剂与大气之间的热交换的散热器50。散热器50固定于收纳部35的壳体35c。在第1实施方式中,散热器50在罐32的后方侧的位置设置为朝向装载空间MS。另外,散热器50设置于比壳体35c的下端部靠近上端部的位置。在壳体35c,在面向散热器50的部位设置有供大气流通的散热器格栅35g。
散热器50构成为:具有将供制冷剂流通的管和翅片排列为平板状的结构,并且大气能够在管与翅片之间沿着厚度方向流通。散热器50具有风扇52。风扇52通过在ECU41的控制下驱动的驱动马达53而旋转。在第1实施方式中,若启动车辆10并开始燃料电池系统的运转,则ECU41到燃料电池系统的运转结束为止,使风扇52向将收纳部35的外部的大气引入至收纳部35的内部的方向旋转。通过散热器50具有风扇52,例如即使在未产生行驶风的情况下,通过风扇52的驱动,也能够促进收纳部35的内部与外部之间的大气的流通。因此,能够提高散热器50中的制冷剂与大气的热交换效率。此外,在其他实施方式中,也可以省略风扇52。
通过将散热器50设置于收纳部35,从而利用了车辆10的行驶风而使得与制冷剂的热交换容易化。另外,通过将散热器50设置于与配置有作为热源的燃料电池单元30的发动机室隔开的收纳部35,从而抑制散热器50从燃料电池单元30的受热。因此,能够提高基于散热器50的制冷剂的冷却效率。此外,通过将散热器50设置于罐32的收纳部35,能够利用通过了散热器50而向收纳部35内的大气的流动来促进在收纳部35内泄漏的燃料气体的扩散。另外,若将散热器50设置于收纳部35,则能够抑制散热器50与燃料电池单元30之间的距离过度地变长,因此能够抑制将散热器50与燃料电池单元30连接起来的未图示的制冷剂用配管的配管长度变长。因此,能够抑制该制冷剂用配管的破损、劣化。
在第1实施方式中,如上述那样,散热器50设置于收纳部35中的罐32的后方侧。由此,与将散热器50设置于收纳部35中的罐32的侧方的情况相比,能够抑制车辆10在宽度方向上变得大型化。另外,能够使散热器50远离厢室13,因此能够抑制散热器50中的制冷剂的热向厢室13传导。并且,即使在收纳部35内发生燃料气体的泄漏,也能够抑制该燃料气体通过散热器50向厢室13流入。另外,能够将散热器格栅35g形成为面向遮挡物比较少的装载空间MS侧,因此使其形成位置的布局容易化。
在第1实施方式中,除了上述的收纳部35的第1散热器50之外,在牵引车头11的主体车身11b内还设置有第2散热器55。对于第2散热器55而言,除了设置位置不同这一点以外,与第1散热器50的结构几乎相同。如在图1中说明过的那样,第2散热器55设置于牵引车头11的前方侧端部,使通过未图示的前格栅而被引入至主体车身11b内的大气与制冷剂进行热交换。
在第1实施方式的车辆10中,凭借两个散热器50、55,能够控制制冷剂的温度。因此,即使不使各散热器50、55大型化,也能够提高燃料电池单元30所具有的多个燃料电池组的温度控制性。另外,两个散热器50、55分别利用引入至车辆10的不同的空间的大气来进行热交换,因此能够提高各散热器50、55中的制冷剂与大气的热交换效率。此外,在其他实施方式中,也可以省略主体车身11b内的第2散热器55。
如以上那样,根据第1实施方式的车辆10,在厢室13与装载空间MS之间的尺寸的限制较少的、布局的自由度比较高的空间配置罐32和散热器50。由此,能够将主体车身11b内的有限的空间用于燃料电池单元30、以及构成燃料电池系统的其他的设备,从而能够有效地运用作为货物车辆的车辆10内的有限的空间。另外,若形成为主体车身11b外部的收纳部35,则易于确保大气的流通性,从而能够提高散热器50中的制冷剂与大气的热交换效率,并且能够促进在收纳部35内泄漏的燃料气体的扩散。另外,根据第1实施方式的车辆10,将主体车身11b内的厢室13与收纳部35隔开,因此能够抑制在收纳部35中泄漏的燃料气体向厢室13流入。
2.第2实施方式:
图3是表示在第2实施方式的车辆10中执行的散热器50的风扇52的驱动控制流程的说明图。只要没有特别说明,第2实施方式的车辆10的结构与在第1实施方式中说明的结构几乎相同。
在车辆10中,如在第1实施方式中说明的那样,由ECU41控制风扇52的驱动。若开始燃料电池系统的运转,则ECU41控制驱动马达53来使风扇52开始朝着使外部的大气通过散热器格栅35g而向收纳部35内引入的方向旋转。其后,ECU41执行图3的风扇52的驱动控制直至燃料电池系统的运转结束。
在步骤S10中,ECU41判定是否检测到收纳部35内的燃料气体的泄漏。例如,在由图2A所示的燃料气体的浓度传感器35d检测到的燃料气体的浓度大于预先决定的阈值时,ECU41检测为燃料气体泄漏。此外,在其他实施方式中,ECU41也可以通过使用燃料气体的浓度传感器35d以外的方法来检测燃料气体的泄漏。例如也可以构成为:在燃料气体对燃料电池单元30的供给压力的实测值相对于燃料气体的供给压力的目标值降低了预先决定的阈值以上时,ECU41检测为燃料气体泄漏。在步骤S10中,在未检测到燃料气体的泄漏的情况下,ECU41继续进行对收纳部35内的燃料气体的泄漏的监视。
当在步骤S10中检测到燃料气体的泄漏的情况下,ECU41在步骤S20中使风扇52的旋转方向反转,使得将收纳部35内的大气通过散热器格栅35g而向外部排出。由此,能够抑制泄漏至收纳部35内的燃料气体滞留。此外,在步骤S20中,也可以如在第1实施方式中说明的那样,ECU41通过未图示的报告部来向驾驶员报告发生了燃料气体的泄漏这一情况。
ECU41在步骤S30中判定是否消除了收纳部35内的燃料气体的泄漏。在收纳部35内的燃料气体的浓度比预先决定的允许值低时,ECU41检测为收纳部35内的燃料气体的泄漏已消除。ECU41在直至检测到燃料气体的泄漏的消除为止,持续进行使风扇52朝着将收纳部35内的大气向外部排出的方向旋转。
在步骤S30中,在检测到燃料气体的泄漏已消除的情况下,ECU41在步骤S40中使风扇52的旋转方向反转,从而返回至通常的旋转方向。由此,风扇52的旋转方向切换为将外部的大气向收纳部35内引入的方向。其后,ECU41返回至步骤S10的处理,直至燃料电池系统的运转结束为止,持续进行上述的风扇52的驱动控制。
如以上那样,根据第2实施方式的车辆10,例如,即使在溶栓阀34打开而在收纳部35内发生了燃料气体的泄漏那样的情况下,也能够利用散热器50的风扇52来促进燃料气体从收纳部35内的排出。另外,根据第2实施方式的车辆10,能够起到与在第1实施方式中说明的作用效果相同的各种作用效果。
3.第3实施方式:
图4是表示在第3实施方式的车辆10中执行的散热器50的风扇52的驱动控制流程的说明图。以下,只要没有特别说明,第3实施方式的车辆10的结构与在第1实施方式中说明的几乎相同。若开始燃料电池系统的运转,则ECU41控制驱动马达53来使风扇52开始朝着将外部的大气向收纳部35内引入的方向旋转,在燃料电池系统的运转中持续执行图4的驱动控制。
在步骤S50中,ECU41通过温度传感器32t检测各罐32的表面温度T。在步骤S60中,ECU41使用步骤S50中的检测结果来执行罐温度判定处理。ECU41判定各罐32的表面温度T是否为阈值温度Tth以上。阈值温度Tth例如可以为室温。此外,在车辆10具有外部空气温度传感器的情况下,也可以将阈值温度Tth设定为由外部空气温度传感器测量的当前的外部空气温度。
在收纳于收纳部35的罐32中的小于n个的罐32的表面温度T为阈值温度Tth以上的情况下,ECU41在步骤S70中使风扇52向第1方向的旋转方向旋转。n是1以上的预先决定的任意的数。另外,第1方向的旋转方向是将外部的大气向收纳部35内引入的方向。由此,例如,在紧接着填充燃料气体之后罐32的表面温度变高的情况下等,通过风扇52的驱动促进外部空气向收纳部35内的导入,从而能够促进罐32的冷却。因此,能够抑制由罐32的高温化所引起的劣化。
在收纳于收纳部35的罐32中的n个以上的罐32的表面温度T小于阈值温度Tth的情况下,ECU41在步骤S80中使风扇52向第2方向的旋转方向旋转。第2方向的旋转方向是与第1方向相反的旋转方向,并且是将收纳部35内的大气向外部排出的方向。由此,能够使用因燃料气体的释放而使得表面温度T降低的罐32所导致温度降低的收纳部35内的大气,来使向散热器50流动的制冷剂冷却。因此,能够提高散热器50中的制冷剂的冷却效率。在步骤S70或者步骤S80之后,ECU41反复进行步骤S50以后的处理。
如以上那样,根据第3实施方式的车辆10,根据罐32的表面温度T,决定风扇52的旋转方向,从而能够抑制罐32的高温化、提高散热器50中的制冷剂的冷却效率。另外,根据第3实施方式的车辆10,能够起到在第1实施方式中说明的各种作用效果。
4.第4实施方式:
图5是表示第4实施方式的车辆10a中的牵引车头11的结构的简要侧视图。图5除了在收纳部35追加一个散热器50这一点以外,其余与图2A几乎相同。第4实施方式的车辆10a的结构除了以下说明的点以外,与第1实施方式的车辆10的结构几乎相同。在第4实施方式的车辆10a中,在收纳部35设置有两个散热器50。两个散热器50分别在罐32的后方,以朝向车辆10a的后方的姿势沿高度方向排列。在车辆10a中,通过增加散热器50的个数,从而提高了大气与制冷剂的热交换效率。另外,根据第4实施方式的车辆10a,能够起到在上述的各实施方式中说明过的各种作用效果。此外,散热器50的个数并不限定于两个。也可以在收纳部35进一步设置更多个散热器50。另外,在其他实施方式中,多个散热器50也可以沿车辆10a的宽度方向排列。
5.第5实施方式:
图6是表示第5实施方式中的车辆10b的牵引车头11的结构的简要侧视图。图6除了收纳部35中的散热器50的设置位置不同这一点以外,其余与图2A几乎相同。第5实施方式的车辆10b的结构除了以下说明的点以外,与第1实施方式的车辆10的结构几乎相同。在第5实施方式的车辆10b中,收纳部35的散热器50在罐32的前方侧,以朝向车辆10b的前方的姿势设置。由此,能够更高效地将来自车辆10b的前方的行驶风通过散热器50向收纳部35内引入。另外,根据第5实施方式的车辆10b,能够起到在上述的各实施方式中说明过的各种作用效果。
6.第6实施方式:
图7是表示第6实施方式中的车辆10c的牵引车头11的结构的简要后视图。图7除了收纳部35中的散热器50的设置位置不同这一点以外,其余与图2B几乎相同。第6实施方式的车辆10c的结构除了以下说明的点以外,与第1实施方式的车辆10的结构几乎相同。在第6实施方式的车辆10c中,收纳部35的散热器50在车辆10c的宽度方向上的罐32的两侧,以朝向车辆10c的侧方的姿势设置。由此,能够将车辆10c的侧方的行驶风通过散热器50向收纳部35内高效地引入。此外,散热器50也可以仅设置于罐32的单侧。在其他实施方式中,多个散热器50也可以在罐32的侧方沿高度方向或前后方向排列。另外,根据第6实施方式的车辆10c,能够起到在上述的各实施方式中说明过的各种作用效果。
7.第7实施方式:
图8是表示第7实施方式中的车辆10d的牵引车头11的结构的简要侧视图。图8除了收纳部35中的散热器50的设置位置不同这一点以外,其余与图2A几乎相同。第7实施方式的车辆10d的结构除了以下说明的点以外,与第1实施方式的车辆10的结构几乎相同。在第7实施方式的车辆10d中,收纳部35的散热器50在罐32的上方以朝向上方的姿势设置。由此,能够将车辆10d的上方的行驶风通过散热器50向收纳部35内高效地引入。在其他实施方式中,多个散热器50也可以在罐32的上方沿车辆10的前后方向或宽度方向排列。另外,根据第7实施方式的车辆10d,能够起到在上述的各实施方式中说明过的各种作用效果。
8.第8实施方式:
图9A是表示第8实施方式中的车辆10e的牵引车头11的结构的简要侧视图。图9A除了以下说明的设置有导风部60这一点、和将收纳部35在高度方向上小型化这一点以外,其余与图5几乎相同。图9B是从上方向下方观察导风部60时的简要俯视图。第8实施方式的车辆10e的结构除了以下说明的点以外,与图5所示的第4实施方式的车辆10a的结构几乎相同。
参照图9A。在第8实施方式的车辆10e中,系统辅机40配置于收纳部35以外的部位,在收纳部35中,省略了用于配置系统辅机40的空间,从而减小了收纳部35的高度尺寸。在第8实施方式中,收纳部35的上表面的高度位置与主体车身11b的上表面几乎对齐。
如图9A所示,在车辆10e,从主体车身11b的上表面到收纳部35的上表面,设置有导风部60。导风部60构成牵引车头11的车身的一部分。导风部60构成为中空的箱体,例如由ABS树脂、纤维强化塑料等构成。
参照图9A和图9B。导风部60具有在前后方向上连续排列并以朝向前方下降的方式倾斜的两个倾斜面61a、61b、和位于两个倾斜面61a、61b的后方并朝向上方的上表面62。另外,导风部60具有与倾斜面61a、61b及上表面62交叉并在车辆10e的宽度方向上对置的一对侧面63、和与前方侧的倾斜面61a及一对侧面63交叉并朝向下方的底面64。
如图9A所示,前方侧的倾斜面61a配置于与主体车身11b的前表面邻接的位置。后方侧的倾斜面61b位于前方侧的倾斜面61a与上表面62之间。后方侧的倾斜面61b与前方侧的倾斜面61a相比,相对于车辆10e的前后方向的倾斜角较小。凭借倾斜面61a、61b,将与牵引车头11的前表面碰撞并向上方流动的行驶风向后方引导。此外,也可以将前方侧的倾斜面61a与后方侧的倾斜面61b以在沿着X方向观察时描绘出平滑的曲线的方式一体化。另外,也可以在前方侧的倾斜面61a与后方侧的倾斜面61b之间追加相对于前后方向的倾斜角不同的倾斜面。
导风部60在内部设置有将行驶风向收纳部35内引导的大气流路65。大气流路65的一端在后方侧的倾斜面61b开口,另一端在底面64开口。大气流路65的底面64侧的开口与设置于收纳部35的壳体35c的上表面的开口部35o连接。通过具有大气流路65的导风部60,能够将行驶风向收纳部35内部高效地导入。
在第8实施方式的车辆10e中,设置于收纳部35的散热器50的风扇52向将收纳部35内的大气向外部排出的方向旋转。另外,如上述那样,通过导风部60向收纳部35内导入行驶风。因此,能够提高散热器50中的制冷剂与大气的热交换效率。另外,即使当在收纳部35内发生了燃料气体的泄漏的情况下,凭借经过导风部60而向收纳部35引入的行驶风,促进燃料气体从收纳部35的排出。另外,根据第8实施方式的车辆10e,能够起到在上述的各实施方式中说明过的各种作用效果。
9.第9实施方式:
图10是表示第9实施方式中的车辆10f的牵引车头11的结构的简要侧视图。图10除了未设置导风部60这一点、和用点划线图示了设置于收纳部35的壳体35c的导风口68这一点以外与图9A几乎相同。第9实施方式的车辆10f的结构除了以下说明的点以外,与第8实施方式的车辆10e的结构几乎相同。
第9实施方式的车辆10f不具备导风部60,取而代之,在收纳部35的壳体35c设置有用于将行驶风向壳体35c内部引入的导风口68。导风口68设置于壳体35c的两侧面。此外,导风口68也可以仅设置于壳体35c的单侧的侧面。在其他实施方式中,导风口68也可以设置于壳体35c的上表面。
参照图11,对导风口68的结构的详细情况进行说明。图11是图10所示的XI-XI切断时的简要剖视图。在导风口68的前方侧端部设置有朝向收纳部35内部折弯而倾斜的引导壁部68w。引导壁部68w以越趋于后方侧越位于收纳部35的深处的位置的方式相对于车辆10e的前后方向倾斜。利用引导壁部68w,使得在车辆10e前进时向收纳部35的侧方流动的行驶风易于向收纳部35内流入。
根据第9实施方式的车辆10f,通过设置于收纳部35的壳体35c的导风口68,能够向收纳部35内高效地引入行驶风。因此,能够提高设置于收纳部35的散热器50中的制冷剂与大气的热交换效率。另外,促进在收纳部35内泄漏的燃料气体从收纳部35的排出。另外,根据第9实施方式的车辆10f,能够起到在上述的各实施方式中说明过的各种作用效果。
10.其他实施方式:
在上述的各实施方式中说明的各种结构例如能够如以下那样改变。以下说明的其他实施方式都与上述的各实施方式相同地定位为用于实施本公开的技术的方式的一个例子。
·其他实施方式1:
在上述的各实施方式中,收纳部35中的罐32的配置姿势并不限定于其长度方向与车辆的宽度方向一致的姿势。罐32例如也可以配置为其长度方向与车辆的高度方向一致。可以省略收纳部35中的收纳架36,罐32也可以在收纳部35中固定于壳体35c的内壁面。
·其他实施方式2:
在上述的各实施方式中,车辆10、10a~10f并不限定于具备牵引车头11的货物车辆。车辆10、10a~10f例如也可以构成为在厢室13的后方始终固定有构成装载空间MS的货台或货舱的卡车。在上述的各实施方式中,车辆10、10a~10f可以不将燃料电池单元30发电的电力用于行驶,可以仅用于电子部件的驱动,也可以仅用于外部供电。
·其他实施方式3:
上述的各实施方式的结构能够适当地进行组合。例如,也可以在第1实施方式的结构中追加在第5实施方式中说明的罐32前方的散热器50、在第6实施方式中说明的罐32侧方的散热器50、在第7实施方式中说明的罐32上方的散热器50。同样,也可以在第5实施方式、第6实施方式、以及第7实施方式的各自的结构中适当地组合在其他各实施方式中说明的散热器50的形成位置。另外,可以在上述的第8实施方式以外的各实施方式中追加第8实施方式的导风部60,也可以在上述的第9实施方式以外的各实施方式中追加第9实施方式的导风口68。另外,也可以在上述的各实施方式的货物车辆中,执行第2实施方式中的散热器50的风扇52的驱动控制、第3实施方式中的散热器50的风扇52的驱动控制。也可以并行执行第2实施方式中的散热器50的风扇52的驱动控制、和第3实施方式中的散热器50的风扇52的驱动控制。在这种情况下,例如,也可以设定为将在收纳部35中检测到燃料气体的泄漏时的风扇52的驱动控制优先于基于罐32的表面温度的风扇52的驱动控制。
11.其他:
本公开的技术并不局限于上述的实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如,为了解决上述的课题的一部分或者全部,或者为了实现上述的效果的一部分或者全部,与在发明内容栏中记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征能够适当地进行替换、组合。另外,并不局限于说明为其技术特征在本说明书中不是必须的技术特征,只要未说明为其技术特征在本说明书中是必须的,就能够适当地删除。
Claims (3)
1.一种货物车辆,在供乘员搭乘的厢室的后方具有装载货物的装载空间,
所述货物车辆的特征在于,具备:
燃料电池,其搭载于所述厢室的下方,作为电力源而发挥功能;
收纳部,其配置于所述厢室与所述装载空间之间;
罐,其构成为配置于所述收纳部内,储藏向所述燃料电池供给的燃料气体;
散热器,其构成为设置于所述收纳部内,进行大气与向所述燃料电池供给的制冷剂之间的热交换;以及
泄漏检测部,其构成为检测所述燃料气体从所述罐的泄漏,其中,
所述散热器具有风扇,该风扇构成为通过驱动马达而旋转,控制所述收纳部的内部与外部之间的大气的流通,
所述风扇构成为在通过所述泄漏检测部未检测到所述燃料气体的泄漏时,以将大气从所述收纳部的外部向内部引入的方式进行旋转,并构成为在通过所述泄漏检测部检测到所述燃料气体的泄漏时,以使大气从所述收纳部的内部向外部排出的方式进行旋转。
2.根据权利要求1所述的货物车辆,其特征在于,
所述散热器设置于所述罐的后方侧。
3.根据权利要求1或2所述的货物车辆,其特征在于,
还具备温度传感器,其构成为检测所述罐的表面温度,其中,
所述风扇构成为在由所述温度传感器检测到的所述罐的表面温度为预先决定的阈值温度以上的情况下,以将大气从所述收纳部的外部向内部引入的方式进行旋转,并构成为在所述罐的表面温度低于所述阈值温度的情况下,以将大气从所述收纳部的内部向外部排出的方式进行旋转。
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