DE102014218468B4

DE102014218468B4 - Brennstoffzellenbetriebenes zweiradfahrzeug

Info

Publication number: DE102014218468B4
Application number: DE102014218468.1A
Authority: DE
Inventors: c/o SUZUKI MOTOR CORPORATION Ikeya Kengo; c/o SUZUKI MOTOR CORPORATION Matsumoto Shiro
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2022-02-17
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: JP6191381B2; DE102014218468A1; JP2015077910A; IN2014DE02768A; CN104554558A; CN104554558B

Abstract

Brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug, ausgestattet mit einer Fahrzeugkarosserie, einem Elektromotor zum Antreiben eines angetriebenen Rads, einer luftgekühlten Brennstoffzelle zum Liefern elektrischer Leistung an den Elektromotor, und einem Brennstofftank zum Speichern eines Brennstoffgases zwecks Zufuhr zu der Brennstoffzelle,
wobei die Brennstoffzelle mit einem Einlasskanal ausgestattet ist, um Luft zur Reaktion und zum Kühlen zu liefern, und der Brennstofftank, der das Brennstoffgas unter hohem Druck speichert, in einem Mittelbereich des Einlasskanals angeordnet ist, und wobei, wenn das Brennstoffgas von dem Brennstofftank der Brennstoffzelle zuzuführen ist, die durch den Einlasskanal gelangende Luft durch adiabatische Expansion des Brennstoffgases gekühlt wird,
wobei ein Einlassdurchgang derart vorgesehen ist, dass er sich von dem Brennstofftank diagonal nach oben zu einem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie zu der Brennstoffzelle hin erstreckt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug, welches Einlassluft unter Nutzung adiabatischer Expansion eines Brennstoffgases kühlt, um eine effiziente Energieerzeugung einer Brennstoffzelle zu ermöglichen.
Beschreibung des Standes der Technik
In jüngerer Zeit wurde ein mittels Brennstoffzelle angetriebenes Zweirad (welches als „Brennstoffzellen-Zweirad“ bezeichnet werden kann) entwickelt, bei dem elektrische Leistung, die von einer Brennstoffzelle bereitgestellt wird, einem Motor zugeführt wird, und ein angetriebenes Rad (Hinterrad) von diesem Motor angetrieben wird. Das Brennstoffzellen-Zweirad ist mit einem Brennstoffzellensystem ausgerüstet. In dem Brennstoffzellensystem wird elektrische Leistung durch eine elektrochemische Reaktion zwischen Wasserstoff als Brennstoffgas und Sauerstoff als Reaktionsgas erzeugt. Die Brennstoffzellensysteme, die in Brennstoffzellen-Zweirädern eingesetzt werden, beinhalten sowohl ein wassergekühltes System als auch ein luftgekühltes System.
Das wassergekühlte Brennstoffzellensystem kann relativ große elektrische Leistung erzeugen, allerdings benötigt sein Kühlsystem ein Gebläse, eine Kühlwasserpumpe, einen Reservoirtank sowie Leitungen, was den Aufbau oder die Struktur des Systems verkompliziert.
Das luftgekühlte Brennstoffzellensystem hingegen erzeugt relativ geringe elektrische Leistung von einigen kW, allerdings werden das Gebläse, die Kühlwasserpumpe, der Tank und die Leitungen, die in dem oben erläuterten wassergekühlten Brennstoffzellensystem vorhanden sind, nicht benötigt, sondern die durch die Energieerzeugung entstehende Wärme lässt sich durch Luft als Reaktionsgas ableiten.
Darüber hinaus besitzt das luftgekühlte Brennstoffzellensystem einen geringen Druckverlust in einem Hauptkanal und lässt sich als einfaches System konfigurieren, welches lediglich einen Kühlungslüfter (Gebläse) geringer Leistungsaufnahme anstelle eines Kompressors als Hilfsanlage oder -maschine erfordert. In einem Brennstoffzellenzweirad, welches mit einer Ausgangsleistung wie jener eines vierrädrigen Fahrzeugs fahren kann, wird das luftgekühlte Brennstoffzellensystem in einigen Fällen anstelle des wassergekühlten Brennstoffzellensystems eingesetzt.
Bei einem herkömmlichen Brennstoffzellenzweirad gelangt eine Technik zum Einsatz, bei der das Kühlen von zugeführter Luft im Inneren des Leitungssystems durch Aufteilen von Zuführluft zu einer Brennstoffzelle auf die linke und die rechte Seite eines Fahrzeugs erfolgt, und indem die Brennstoffzelle der Fahrtluft ausgesetzt wird, wie es in der Patentschrift 1 beschrieben ist (Japanische Patent-Offenlegungsschrift JP 2005-28987 A ).
Weiterhin beschreibt Patentschrift 2 (Japanische Patent-Offenlegungsschrift JP 2008-247324 A ein Brennstoffzellen-Zweirad, bei dem Außenluft der Brennstoffzelle mit Hilfe eines elektrischen Gebläses zugeleitet wird, allerdings ist in diesem Brennstoffzellen-Zweirad das wassergekühlte Brennstoffzellensystem mit Kühler vorgesehen, und auf einer Rückseite der Fahrzeugkarosserie der Brennstoffzelle befindet sich eine Brenstoff-Speichereinrichtung (Wasserstoffflasche).
Bei den Brennstoffzellen-Zweirädern, wie sie in der Patentschrift 1 und der Patentschrift 2 beschrieben sind, wird von einer Technik Gebrauch gemacht, gemäß der Außenluft außerhalb eines Brennstoffzellen-Stapels zugeführt wird, wobei die Patentschrift 1 die Brennstoffzelle auf natürlichem Weg dadurch kühlt, dass sie die Luftzuführleitung der Fahrtluft aussetzt. Patentschrift 1 und Patentschrift 2 zeigen keine Technik zum aktiven oder zwangsweise Kühlen der der Brennstoffzelle zugeleiteten Luft ohne Nutzung einer externen Energiequelle. Darüber hinaus handelt es sich bei der in der Patentschrift 2 dargestellten Technik um ein wassergekühltes Brennstoffzellensystem mit komplizierter Systemkonfiguration.
Patentschrift 3 (Japanische Patent-Offenlegungsschrift JP 2012-054033 A oder dazu äquivalente Druckschrift DE 11 2011 102 865 T5 ) beschreibt ein Brennstoffzellensystem, bei dem ein durch adiabatische Expansion von Wasserstoffgas verursachter Temperaturabfall einer Wasserstoff-Zuführkomponente verhindert und der Brennstoffzelle zugeführte Luft gekühlt wird. Allerdings offenbart die Patentschrift 3 keine spezifische Technik zum Anwenden dieses Brennstoffzellensystems auf ein Zweirad.
US 2005/0 019 632 A1 offenbart ein zweirädriges Brennstoffzellen-Motorrad, welches einen Reaktionsgas-Zuführungsdurchgang, der einem Brennstoffzellenstapel Außenluft als Reaktionsgas zuführt, und einen Kühlgas-Zuführungsdurchgang, der dem Brennstoffzellenstapel Außenluft als Kühlgas zuführt, umfasst. Der Reaktionsgas-Zuführungsdurchgang und der Kühlgas-Zuführungsdurchgang befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Motorrads, sodass Innenluft durch Fahrtwind während des Fahrens gekühlt wird.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht, und es ist ihr Ziel, ein brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug anzugeben, welches in der Lage ist, die der Brennstoffzelle zugeleitete Luft unter Nutzung adiabatischer Expansion eines Brennstoffgases zu kühlen, wobei der Leistungserzeugungs-Wirkungsgrad der Brennstoffzelle gesteigert und die Lebensdauer der Brennstoffzelle verlängert wird, ohne dass dazu irgendeine externe Energiequelle benötigt wird.
Das obige Ziel lässt sich erfindungsgemäß erreichen durch ein brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug, ausgestattet mit einer Fahrzeugkarosserie, einem Elektromotor zum Antreiben eines angetriebenen Rads, einer luftgekühlten Brennstoffzelle zum Liefern elektrischer Leistung an den Elektromotor, und einem Brennstofftank zum Speichern eines Brennstoffgases zwecks Zufuhr zu der Brennstoffzelle, wobei die Brennstoffzelle mit einem Einlasskanal ausgestattet ist, um Luft zur Reaktion und zum Kühlen zu liefern, und der Brennstofftank, der das Brennstoffgas unter hohem Druck speichert, in einem Mittelbereich des Einlasskanals angeordnet ist, und wobei, wenn das Brennstoffgas von dem Brennstofftank der Brennstoffzelle zuzuführen ist, die durch den Einlasskanal gelangende Luft durch adiabatische Expansion des Brennstoffgases gekühlt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des obigen Aspekts sind die folgenden Merkmale vorgesehen:

Das brennstoffzellenbetriebene Zweiradfahrzeug kann weiterhin ausgestattet sein mit: einem Verkleidungselement, welches eine Vorderverkleidung, die einen Frontbereich der Fahrzeugkarosserie abdeckt, eine Mittelverkleidung, die einen Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie abdeckt, und eine Heckverkleidung, die einen hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie abdeckt, enthält, wobei das Verkleidungselement eine Fahrzeug-Außengestalt bildet, die die Fahrzeugkarosserie gemeinsam mit einem für die Fahrzeugkarosserie vorgesehenen Sitz abdeckt, wobei der Brennstofftank von der Mittelverkleidung abgedeckt und in dem Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und die Brennstoffzelle sich auf der hinteren Oberseite des Brennstofftanks und auf der hinteren Seite der Fahrzeugkarosserie befindet, wobei sie von dem Sitz und der Heckverkleidung abgedeckt wird.

Es kann weiterhin bevorzugt sein, wenn die Mittelverkleidung an ihrem vorderen Bereich mit einem Einlasseingang ausgestattet ist, der sich zu einer Vorderseite der Fahrzeugkarosserie hin öffnet, und der Einlasskanal derart konfiguriert ist, dass von dem Einlass-Eingang um den Brennstofftank herum strömende Einlassluft zu der Brennstoffzelle geleitet wird.
Erfindungsgemäß ist ein Einlassdurchgang derart vorgesehen, dass er sich von dem Brennstofftank diagonal nach oben zu einem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie zu der Brennstoffzelle hin erstreckt.
Es kann erwünscht sein, dass der Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie eine Höhe aufweist, die niedriger liegt als ein Oberflächenniveau eines Bodenteils des an dem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie angeordneten Sitzes, auf der rechten und der linken Seite der Fahrzeugkarosserie Fußrasten vorgesehen sind, um dazwischen einen Raum zu bilden, der sich nach oben aufweitet und eine Mittel-Tunnelzone bildet, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie über deren Mittelbereich hin erstreckt, und der Brennstofftank an der Mittel-Tunnelzone in einer gekippten Einbaulage angeordnet ist.
Es kann erwünscht sein, wenn der Brennstofftank parallel zu einer Mittelachse des Fahrzeugs angeordnet ist und an seinem hinteren Endbereich mit einer Brennstoffgas-Zuleitung und einem Brennstoffgas-Sperrventil ausgestattet ist, und ein sich von der Brennstoffzelle nach vorn erstreckender Einlassdurchgang einen Einlasseingang aufweist, der eine über der Brennstoffgas-Zuleitung und dem Brennstoffgas-Sperrventil des Brennstofftanks gebildete Öffnung aufweist.
Das brennstoffzellenbetriebene Zweiradfahrzeug kann ein Motorroller (Scooter) sein.
Bei dem brennstoffzellenbetriebenen Zweiradfahrzeug (Brennstoffzellen-Zweirad) mit der Struktur und den Merkmalen, wie sie oben erläutert wurden, kann man von einer Energieerzeugungstechnik Gebrauch machen, die in der Lage ist, die für die Reaktion und für Kühlzwecke der Brennstoffzelle zugeleitete Luft aktiv und zwangsweise zu kühlen, wodurch der Wirkungsgrad bei der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle verbessert wird, wodurch wiederum die nutzbare Lebensdauer einer Brennstoffzelle verlängert wird, und zwar ohne Einsatz einer externen Leistungsquelle, indem von der adiabatischen Expansion des in dem Hochdruck-Brennstofftank gespeicherten Brennstoffgases Gebrauch gemacht wird.
Diese vorteilhaften Merkmale, wie sie oben erläutert wurden, lassen sich insbesondere erreichen bei einem Motorroller.
Die Besonderheiten und weitere charakteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die das gesamte linksseitige Erscheinungsbild eines Brennstoffzellen-Zweirads gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
2 ist eine linksseitige Ansicht, die eine innere Struktur des Brennstoffzellen-Zweirads veranschaulicht, wozu das Äußere des Fahrzeugs teilweise weggeschnitten ist;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die das Brennstoffzellen-Zweirad in einem Zustand veranschaulicht, in welchem das Äußere einer Fahrzeugkarosserie entfernt ist;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Brennstoffzelle veranschaulicht, die in dem Brennstoffzellen-Zweirad vorgesehen ist, betrachtet von vorne rechts;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Brennstoffzelle veranschaulicht, die in dem Brennstoffzellen-Zweirad vorgesehen ist, betrachtet von hinten links;
6 ist ein Grundriss bei Betrachtung entlang der Linie VI-VI in 2;
7 ist eine Ansicht, die eine Ausgestaltung der Brennstoffzelle in dem Brennstoffzellen-Zweirad bei Betrachtung von hinten veranschaulicht;
8 ist eine Darstellung, welche das Prinzip der Energieerzeugung der in einem Brennstoffzellensystem vorhandenen Brennstoffzelle verdeutlicht; und
9 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Anordnung eines luftgekühlten Brennstoffzellensystems veranschaulicht, welches in dem Brennstoffzellen-Zweirad vorgesehen ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Eine Ausführungsform eines Brennstoffzellen-Zweirads gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert.
1 bis 3 sind Ansichten, die eine beispielhafte Ausführungsform eines brennstoffzellenbetriebenen Zweiradfahrzeugs 10 (im folgenden einfach als „Brennstoffzellen-Zweirad“ bezeichnet) gemäß der Erfindung veranschaulicht.
Um die Beschreibung zu erleichtern, sei angemerkt, dass in dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 eine Vorderradseite mit den Bezugszeichen „F“ und eine Fahrzeug-Heckseite mit dem Bezugszeichen „R“ bezeichnet ist, wobei Begriffe wie „rechts“, „links“, „oben“, „unten“ und dergleichen Richtungsangaben hier unter Bezug auf den in den Zeichnungen dargestellten Zustand zu verstehen sind oder in Bezug auf den Sitz des Fahrers auf dem Fahrzeug.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt ist, handelt es sich bei dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 dieser Ausführungsform um ein Motorrad, welches durch von einer Brennstoffzelle erhaltene elektrische Leistung bewegt wird.
Struktur oder Konfiguration einer Fahrzeugkarosserie des Brennstoffzellen-Zweirads, das heißt hier des Motorrollers (Scooters) 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden im folgenden beschrieben.
Das Brennstoffzellen-Zweirad 10 enthält eine Fahrzeugkarosserie 11, ein Vorderrad 12 als gelenktes Rad, einen Lenker 13 zum Lenken des Vorderrads 12, ein Hinterrad 14 als angetriebenes Rad und einen Motor 15 zum Treiben des Hinterrads 14. Der Motor 15 arbeitet als Elektromotor einer Antriebsmotoreinheit für ein Fahrzeug zum Antreiben des angetriebenen Rads.
Die Fahrzeugkarosserie 11 enthält einen Fahrzeugkarosserierahmen 17 als Hauptrahmen, der ein Haupt-Strukturelement des Fahrzeugs bildet, ein Fahrzeugaußenelement 18, welches den Fahrzeugkarosserierahmen 17 bedeckt, und einen Sitz 19, der oberhalb des Fahrzeugkarosserierahmens 17 angeordnet ist.
Die Fahrzeugkarosserie 11 enthält: eine luftgekühlte Brennstoffzelle 20; einen Brennstofftank 21, der Brennstoff speichert, welcher für die Energieerzeugung der Brennstoffzelle 20 verwendet wird; eine Sekundärzelle 22 zum Unterstützen der elektrischen Leistung der Brennstoffzelle 20; eine Leistungssteuerung-(Managing-)Einrichtung 23 zum Steuern oder Verwalten einer Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 20 und zum Ausführen der Steuerung der Leistungsverteilung der Brennstoffzelle 20 und der Sekundärzelle 22; und eine nicht dargestellte Motorsteuerung, die dazu dient, die von der Leistungssteuereinrichtung 23 gelieferte Gleichleistung in Drehstromleistung umzusetzen und den Betrieb des Motors 15 zu steuern.
Dies bedeutet, dass ein Antriebsstrang des Brennstoffzellen-Zweirads 10 ein Hybridsystem darstellt, welches die Brennstoffzelle 20 und die Sekundärzelle 22 beinhaltet.
Der Fahrzeugkarosserierahmen 17 enthält einen Lenkkopf 26, einen oberen Abwärtsrahmen 27, paarweise rechte und linke hintere Abwärtsrahmen 28, ein Paar aus einem rechten und linken oberen Rahmen 29 und ein Paar aus einem rechten und einem linken unteren Rahmen 30, die zusammen einen Hauptrahmen bilden.
Der Lenkkopf 26 lagert schwenkbar eine Vordergabel 32 an einem vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie 11.
Der obere Abwärtsrahmen 27 ist mit einem unteren Bereich des Lenkkopfs 26 verbunden und erstreckt sich nach unten in Richtung des Hecks der Fahrzeugkarosserie 11.
Der untere Abwärtsrahmen 28 erstreckt sich im wesentlichen unmittelbar unterhalb oder nach unten gerichtet zu dem Heck, ausgehend von einem unteren Bereich des Lenkkopfs 26.
Der obere Rahmen 29 verläuft in Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie 11 über ein unteres Ende des oberen Abwärtsrahmens 27 ausgehend von einem unteren Ende des unteren Abwärtsrahmens 28 im Bereich der vorderen Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11, und er ist sanft nach oben und hinten bezüglich der Fahrzeugkarosserie 11 in deren rückwärtiger Hälfte geneigt.
Der Sitz 19 ist oberhalb der hinteren Hälfte des oberen Rahmens 29 angeordnet.
Der obere Rahmen 29 ist in der hinteren Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11 mit einer Drehachse 33 ausgestattet. An der Drehachse 33 ist schwenkfähig eine Schwinge 34 gelagert. Das Hinterrad 14 ist drehbar am hinteren Ende der Schwinge 34 gelagert, während die Schwinge 34 von einer hinteren Dämpfereinheit 35 elastisch nach oben bewegbar gelagert ist. Die hintere Dämpfereinheit 35 ist zwischen einem unteren Ende der Schwinge 34 und einem hinteren Teil des Fahrzeugkarosserierahmens 17 gelagert.
jeder der unteren Rahmen 30 erstreckt sich ausgehend von einem unteren Ende des unteren Abwärtsrahmens 28 in Richtung einer Unterseite der Fahrzeugkarosserie 11, ist an einer Stelle, die das untere Ende der Fahrzeugkarosserie 11 erreicht, gebogen, erstreckt sich dann in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie 11 und ist dann noch einmal an einer Stelle gebogen, an der ein Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie 11 erreicht ist, um sich dann nach hinten und nach oben bezüglich der Fahrzeugkarosserie 11 zu erstrecken, um schließlich mit dem oberen Rahmen 29 verbunden zu sein.
Darüber hinaus ist jeder der unteren Rahmen 30 an der linken Seite der Fahrzeugkarosserie 11 angeordnet und mit einer Fußraste 36 für einen Fahrer auf einer Vorderseite ausgestattet. Der linksseitige untere Rahmen 30 ist mit einem Seitenständer-Träger 37 ausgestattet, an welchem ein Seitenständer 38 schwenkbar angeordnet ist, wodurch das Brennstoffzellen-Zweirad 10 in einem abgestützten Zustand geneigt zur linken Seite hin fixierbar ist. Bezugszeichen 36a bezeichnet eine Fußraste für einen Beifahrer.
Das Vorderrad 12 ist drehbar von der Vordergabel 32 gelagert, die ihrerseits eine elastische Teleskopstruktur besitzt und ein vorderes Schutzblech 41 oberhalb des Vorderrads 12 trägt. Der Lenker 13 ist mit einem oberen Ende der vorderen Gabel 32 verbunden. Das Vorderrad 12, die Vordergabel 32 und der Lenker 13 sind schwenkbar um den Lenkkopf 28 gelagert und bilden einen Lenkmechanismus 42 des Brennstoffzellen-Zweirads 10.
Der Motor 15 ist ein Elektromotor des Brennstoffzellen-Zweirads 10 und dient zum Antreiben des Hinterrads 14, wozu er über ein nicht dargestelltes Getriebe mit dem Hinterrad 14 verbunden ist. Der Motor 15 ist an der Schwinge 34 integriert und bildet mit dieser eine Schwingeneinheit. Ein von dem Motor 15 erzeugtes Antriebsmoment wird über das Getriebe über das Hinterrad 14 übertragen.
Der Fahrzeugkarosserierahmen 17 ist außerdem mit einem Schutzrahmen 39 ausgestattet, der durch gebogene Abschnitte auf der Hinterseite der unteren Rahmen 30 angebracht ist. An dem Schutzrahmen 39 ist schwenkbar ein Hauptständer 40 angebracht, mit dessen Hilfe das Brennstoffzellen-Zweirad 10 aufgestellt werden kann.
Die Fahrzeugkarosserie 11 ist mit dem Brennstofftank 21 in einer Mittel-Tunnelzone 44 vorgesehen, die von einem Paar aus einem rechten und einem linken Oberrahmen 29 und dem Paar aus einem rechten und einem linken Unterrahmen 30 des Fahrzeugkarosserierahmens 17 umgeben sind, der den oben geschilderten Aufbau aufweist und mit der Brennstoffzelle 20, der Sekundärzelle 22, der Leistungssteuereinrichtung 23 und der Motorsteuerung in einer Komponentenaufnahmezone 45 (Bauteile-Aufnahmeraum) ausgestattet ist, die umgeben ist von der hinteren Hälfte des Oberrahmens 29, dem Fahrzeugaußenelement 18 und dem Sitz 19.
In der Komponentenaufnahmezone 45 sind die Sekundärzelle 20, die Leistungssteuereinrichtung 23 und die Brennstoffzelle 20 in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Vorderseite der Fahrzeugkarosserie 11 angeordnet. Die Motorsteuerung ist an einem Seitenbereich der Leistungssteuereinrichtung 23 befestigt, das heißt hier beispielsweise auf einer linken Seite (oder rechten Seite) der Fahrzeugkarosserie 11. Das Hinterrad 14 ist in einer Reifenaufnahmezone 46 auf der Hinterseite der Mittel-Tunnelzone 44 des Fahrzeugkarosserierahmens 17 und unterhalb der Komponentenaufnahmezone 45 angeordnet.
Zwischen der Komponentenaufnahmezone 45 und der Reifenaufnahmezone 46 ist ein Trennelement 48 vorgesehen, welches einen Raum in einzelne Zonen unterteilt.
Das Fahrzeug-Außenelement 18 enthält eine vordere Beinschutzverkleidung 50 einer vorderen Karosserieabdeckung, welche den vorderen halben Bereich der Fahrzeugkarosserie 11 abdeckt, eine vordere Rahmenverkleidung 51 einer mittleren Karosserieabdeckung, welche sich in einem mittleren oberen Bereich der Fahrzeugkarosserie 11 befindet und den oberen Rahmen 29 von dessen oberem Bereich her abdeckt, und eine hintere Rahmenverkleidung 52 einer hinteren Karosserieabdeckung, die sich an einer hinteren Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11 befindet und einen unteren Bereich des Sitzes 19 in einer Seitenfläche der Fahrzeugkarosserie 11 abdeckt. Die hintere Rahmenverkleidung 52 unterteilt die Komponentenaufnahmezone 45, welche die Brennstoffzelle 20, die Sekundärzelle 22, die Leistungssteuereinrichtung 23 und die Motorsteuerung aufnimmt, zusammen mit dem Sitz 19.
Aus diesem Grund ist die Komponentenaufnahmezone 45 ein abgedichteter Raum, der umgeben ist von dem Sitz 19, der hinteren Rahmenverkleidung 52 und dem Trennelement 48, wobei durch Schaffung eines nicht dargestellten Belüftungslochs an einer geeigneten Stelle der hinteren Rahmenverkleidung 52 oder des Trennelements 48 ein Luftstrom als der Brennstoffzelle 20 zugeleitetes Reaktionsgas sich einfach und zuverlässig steuern lässt. Darüber hinaus lässt sich ein Luftstrom als Kühlungsluft für zu kühlende elektrische Bauteile in einfacher und zuverlässiger Weise steuern. Ferner ist es nicht notwendig, dass die Komponentenaufnahmezone 45 ein vollständig abgedichteter Raum ist.
Der Sitz 19 befindet sich in der hinteren Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11. Der Sitz 19 ist ein Sitz vom Tandemtyp und enthält einen vorderen Abschnitt 19a für einen Fahrer und einen hinteren Abschnitt 19b für einen Beifahrer, wobei der vordere und hintere Abschnitt 19a und 19b integriert ausgebildet sind.
Im folgenden werden die Struktur und die Ausgestaltung der Brennstoffzelle anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert.
Die in dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 vorgesehene Brennstoffzelle 20 ist im hinteren Bereich des Hauptrahmens der Fahrzeugkarosserie 11 angeordnet, und die Brennstoffzelle 20 ist derart ausgestaltet, dass sie vornehmlich auf einer hinteren Seite der Komponentenaufnahmezone 45 gelegen ist, der in einem unteren Bereich des Sitzes 19 vorhanden ist.
Insbesondere ist die Brennstoffzelle 20 unterhalb des hinteren Abschnitts 19b des Sitzes 19, also dort, wo der Beifahrer sitzt, angeordnet. Die Brennstoffzelle 20 hat die Form eines abgeflachten Quaders und ist mit ihrer einen Einlass für das Reaktionsgas (Luft) ausgestatteten Einlassfläche 20a diagonal zu einer unteren Vorderseite hin geneigt angeordnet. Das heißt, die Einlassfläche 20a der Brennstoffzelle 20 befindet sich unterhalb eines abgestuften Abschnitts zwischen dem Vorderabschnitt 19a und dem Hinterabschnitt 19b des Sitzes 19, wobei sie diagonal nach unten zu einer Vorderseite des Fahrzeugs hin geneigt ist.
Ein diagonal nach unten geneigter Einlasskanal 54 befindet sich am vorderen Bereich der Brennstoffzelle 20, und Luft zur Reaktion und für Kühlungszwecke läuft durch den Einlasskanal 54 und wird von der Einlassfläche 20a zu der Brennstoffzelle 20 als Reaktionsgas für die Reaktion der Brennstoffzelle und als Gas zum Kühlen geleitet. Die Brennstoffzelle 20 besitzt eine auf der der Einlassfläche abgewandten Seite ausgebildete Auslassfläche.
An der Vorderseite der Einlassfläche der Brennstoffzelle 20 ist gemäß 4 ein Filter 55 vorgesehen, und an der Auslassflächenseite der Brennstoffzelle 20 ist über eine Auslassluftkammer 56, die dazu dient, einen Auslassdruck zu vergleichmäßigen, ein Gebläse 57 installiert, wie in 5 dargestellt ist. Die Luft wird als Reaktionsgas von der Einlassfläche in die Brennstoffzelle 20 eingesaugt. In dieser Luft enthaltener Sauerstoff reagiert elektrochemisch mit Wasserstoffgas, welches von dem Brennstofftank 21 zugeführt wird und zur Energieerzeugung dient, wobei nach der Energieerzeugung nasses Überschussgas von dem Gebläse 57 aus der Auslassöffnung 58 über die Auslassluftkammer 56 ausgestoßen wird.
Während dieses Prozesses wird die Brennstoffzelle 20 von der als Reaktionsgas fungierenden Luft gekühlt. Die Auslassöffnung 58 der Brennstoffzelle 20 kommuniziert mit dem Auslasskanal 59. Um dabei einen Druckverlust in dem Luftströmungskanal zu verringern, ist der Einlasskanal 54 derart ausgestaltet, dass seine Querschnittsfläche im wesentlichen der Querschnittsfläche der Einlassfläche 20a der Brennstoffzelle 20 gleicht.
Der Auslasskanal 59 befindet sich auf der Hinterseite der Brennstoffzelle 20 und leitet das Abgas der Brennstoffzelle 20 aus zu einer Auslassöffnung 60, die an einem hinteren Ende der Fahrzeugkarosserie mündet. Der Auslasskanal 59 besitzt einen vorderen Endbereich, der mit der Auslassflächenseite der Brennstoffzelle 20 über die Auslassluftkammer 56 kommuniziert. Die Auslassöffnung 60 am hinteren Endbereich des Auslasskanals 59 befindet sich oberhalb einer Verbindungsstelle der Auslassöffnung 58 in der Brennstoffzelle 20 oder vorzugsweise an einem hinteren oberen Ende von dieser. Der Auslasskanal 59 kann das nasse Überschussgas, welches unreagiertes Wasserstoffgas enthält, sicher aus der Fahrzeugkarosserie 11 austragen durch Ausgestaltung der Auslassöffnung 60, die sich oberhalb der Verbindungsstelle der Auslassöffnung 58 der Brennstoffzelle 20 befindet.
Die Brennstoffzelle 20 ist mit einem Brennstoffzellenstapel 61 ausgestattet, der durch Stapeln mehrerer Einheitszellen gebildet ist, wie dies in den 4 und 5 dargestellt ist. Das Filter 55 zum Entfernen von Staub befindet sich auf der Frontseite der Brennstoffzelle 20, und ein Gebläse 57 zum zwangsweisen Ausgeben (Ansaugen) der zur Reaktion und zum Kühlen verwendeten Luft befindet sich in der Nähe ihrer hinteren Oberfläche. Darüber hinaus ist die Auslassluftkammer 56 zum Vergleichmäßigen eines Luftdrucks zwischen dem Brennstoffzellenstapel 61 und dem Gebläse 57 vorgesehen.
Der Auslasskanal 59 ist außerdem so ausgestaltet, dass er eine große Querschnittsfläche beibehält, um den Druckverlust des Kanals zu reduzieren, ähnlich wie bei dem Einlasskanal 54.
Der Brennstofftank 21 ist folgendermaßen ausgestaltet:

Der Brennstofftank 21 speichert Wasserstoffgas als Brennstoffzelle 20, wie in den 2, 3, 6 und 7 dargestellt ist. Der Brennstofftank 21 ist ein Speichersystem für unter hohem Druck von beispielsweise etwa 70 MPa komprimiertem Wasserstoff.

Der Brennstofftank 21 befindet sich in der Mittel-Tunnelzone 44 an einem im wesentlichen mittleren unteren Bereich der Fahrzeugkarosserie 11, wobei er von der mittleren Karosserieverkleidung 51 bedeckt ist. Der Brennstofftank 21 besitzt eine Längsachsenrichtung entlang einer Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie 11 in geneigter Lage. Aus diesem Grund ist der Brennstofftank 21 umgeben von den paarweisen Oberrahmen 29 und den paarweisen Unterrahmen 30, und er wird sicher gegen unfallbedingte Beeinträchtigungen geschützt, so zum Beispiel einen Überroll-Unfall oder Kollision des Brennstoffzellen-Zweirads 10.
Weiterhin ist der Brennstofftank 21 sandwichartig aufgenommen zwischen den linken und rechten Fußrasten 36 an den Unterrahmen 30.
Der Brennstofftank 21 ist an der Mittel-Tunnelzone 44 durch ein Klammerband 63 fixiert, welches sich zwischen dem Oberrahmen 29 auf einen Seitenbereich an einer Seite der Fahrzeugkarosserie 11, das heißt dem auf der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 11 befindlichen Oberrahmen 29, und dem Unterrahmen 30 erstreckt, der sich auf der anderen Seite der Fahrzeugkarosserie 11 befindet, das heißt dem Unterrahmen 30, der sich auf der linken Seite der Fahrzeugkarosserie 11 befindet.
Das Klammerband 63 kann derart angeordnet sein, dass es sich zwischen dem Oberrahmen 29 auf der linken Seite der Fahrzeugkarosserie 11 und dem Unterrahmen 30 auf der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 11 erstreckt.
Darüber hinaus enthält gemäß 6 der Brennstofftank 21 ein Druckgefäß 65, ausgebildet als Komposit-Gefäß aus Kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff (CFRP) oder als ein Aluminium-Liner, einen Ventilabschnitt 67 (Brennstoffzufuhr-Hauptventil), in welches ein Sperrventil (Hauptventil) 66 unter Verwendung eines elektromagnetischen Ventils und eines Reglers (nicht dargestellt) integriert ist, ferner einer Kraftstoffeinfüllverbindung 69 mit einer Kraftstoffeinfüllöffnung 68. Der Druckbehälter 65 ist ein säulenförmiger Behälter mit an beiden Enden befindlicher halbsphärischer Spiegelplatte.
Die Brennstoffeinfüllverbindung 69 (7) kommuniziert mit dem Druckgefäß 65 und leitet das Wasserstoffgas als Brennstoff durch die Brennstoffeinfüllöffnung 68 in das Druckgefäß 65. Die Brennstoffeinfüllöffnung 68 ist ausreichend beabstandet von der Sekundärzelle 22 angeordnet.
Dies zeigt insbesondere, dass die Brennstoffeinfüllöffnung 68 sich außerhalb der Komponentenaufnahmezone 45 befindet, die eine große Anzahl von Anlagenteilen aufnimmt, wobei sich außerdem in der Nähe des oberen Abwärtsrahmens 27 liegt und von der mittleren Karosserieverteilung 51 abgedeckt ist. Insbesondere ist die Brennstoffeinfüllöffnung 68 nahe der Oberseite einer vorderseitigen Spiegelplatte des Druckgefäßes 65 angeordnet.
Die Brennstoffeinfüllöffnung 68 weist zur Oberseite der Fahrzeugkarosserie 11 hin, und wenn in den Brennstofftank 21 Brennstoff einzufüllen ist, bildet die Oberseite der Brennstoffeinfüllöffnung 68 einen offenen Raum in einem Zustand, in welchem die mittlere Karosserieverkleidung 51 der vorderen Rahmenabdeckung geöffnet ist. Aus diesem Grund verbleibt während eines Brennstoffeinfüllvorgangs auch dann kein Brennstoff, wenn Brennstoff verschüttet wird. Da außerdem die Brennstoffeinfüllöffnung 68 die gleiche Ausgestaltung hat wie eine Kraftstoffeinfüllöffnung in einem mit üblichem Benzinmotor ausgestatteten Motorroller, so bedeutet diese Anordnung keinerlei Ungewöhnliches oder Unangenehmes.
In den 2 und 7 bezeichnet Bezugszeichen 70 eine Unterbodenverkleidung für den unteren Bereich der Fahrzeugkarosserie 11.
Andererseits besitzt die Fahrzeugaußenverkleidung 18, die die Fahrzeugkarosserie 11 des Brennstoffzellen-Zweirads 10 abdeckt, einen Einlasseingang 73 zum Aufnehmen von Außenluft, ausgebildet in der mittleren Karosserieverkleidung 51, wie aus 2 hervorgeht. Der Einlasseingang 73 befindet sich in einer Verkleidungs-Vorderfläche, die sich auf der Rückseite des Vorderrads 12 und an der Frontseite der mittleren Karosserieverkleidung 51 befindet. Die Außenluft ist Fahrtluft und wird zwangsweise angesaugt, wenn das Fahrzeug fährt, und sie wird der Brennstoffzelle 20 über einen Einlasskanal 74 zugeleitet.
In dem Einlasskanal 74 wird über den Einlasseingang 73 angesaugte Luft in die Einlassleitung 54 geführt, und zwar über die Mittel-Tunnelzone 44, die umgeben ist von der Mittel-Karosserieverkleidung 51 und der Fahrzeug-Außenverkleidung 18 (siehe 7) der Unterbodenverkleidung 70, und die Luft erreicht die Einlassfläche der Brennstoffzelle 20.
Der Einlasskanal 74 ist entlang einem Umfang des Brennstofftanks 21 in der Mittel-Tunnelzone 44 entlang einer Fahrzeuglängsrichtung (Vorne-Hinten-Richtung) geführt, und dann ändert sich diese Richtung in eine diagonal nach hinten und oben verlaufende Richtung des Fahrzeugs durch das Trennelement 48, um in die Einlassleitung 54 eingeführt zu werden.
Der Brennstofftank 21, der das Brenngas (Wasserstoffgas) als Brenngas für die Brennstoffzelle 20 speichert, ist in einem gestürzten Zustand in der Mitte der Fahrzeugkarosserie innerhalb der Mittel-Tunnelzone 44 angeordnet, die von dem Hauptrahmen 29 und 30 des Fahrzeugkarosserierahmens 17 umgeben ist.
Das Wasserstoffgas, bei dem es sich um einen Brennstoff einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEFC) handelt und in der Brennstoffzelle 20 verbraucht wird, besitzt eine Energiedichte, die geringer ist als die eines flüssigen Kraftstoffs wie beispielsweise Benzin oder Leichtöl, bei dem es sich um einen Kraftstoff für einen Motor mit innerer Verbrennung handelt. Folglich ist das als Brennstoff dienende Wasserstoffgas in einem Zustand hohen Drucks komprimiert, und der Brennstofftank ist an dem Brennstoffzellenfahrzeug so angebracht, dass er sich in Fahrtrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs erstreckt. In dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 dieser Ausführungsform wird ein Hochdruck-Brennstofftank 21 unter einem Druck von 70 MPa verwendet, um ein Beispiel zu nennen. In dem Brennstofftank 21 besteht der Tankkörper selbst aus durch Kohlenstofffasern verstärktem Kunststoff (CFRP).
In dem Brennstofftank 21 ist der Ventilabschnitt 67 an einem hinteren Endbereich vorgesehen, und an den Ventilabschnitt 67 ist eine Wasserstoff-Zuführpipeline 75 angeschlossen, bei der es sich um eine Brennstoff-Zuführleitung zum Zuführen des Brenngases (Wasserstoffgases) zu der Brennstoffzelle 20 handelt. Die Zufuhr von Wasserstoff zu der Wasserstoff-Zuführpipeline 75 lässt sich durch ein Brennstoffgas-Sperrventil 66 absperren, welches an dem Ventilabschnitt 67 an dem hinteren Endbereich angebracht ist.
Darüber hinaus sind in der Mitte der Wasserstoff-Zuführpipeline 75 zwischen dem Brennstofftank 21 und dem Brennstoffzellenstapel 61 der Brennstoffzelle 20, Wasserstoffsystem-Komponenten vorgesehen, darunter ein Druckregler (das ist ein Reduzierventil) zum Ausführen einer Druckregelung des Brennstofftanks 21, ein Drucksensor 78 zum Messen des Drucks und dergleichen.
Die Wasserstoff-Zuführpipeline 75 ist die Brennstoffzuführleitung, und sie sowie weitere Komponenten des Wasserstoffsystems (76, 77, 78) sind im Inneren der Hauptrahmen 29 und 30 in Rechts-Links-Richtung verlegt und angeordnet und bilden paarweise rechte und linke Komponenten innerhalb des Fahrzeugkarosserierahmens 17, um auf diese Weise die Wasserstoff-Zuführpipeline 75 zu schützen. Bezugszeichen 79 bezeichnet eine Wasserstoff-Befüllungspipeline zum Befüllen des Brennstofftanks 21 mit dem Brennstoff (Wasserstoffgas).
In dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 sind die Fahrzeugkomponenten, darunter die Brennstoffzelle 20, der Brennstofftank 21, die Sekundärzelle 22, die Leistungssteuer-(Managing-)Einrichtung 23, die Fahrzeugmotorsteuerung und der gleichen in einem Raum untergebracht, der von der mittleren Karosserieverkleidung 51, der hinteren Karosserieverkleidung 52, der Unterbodenverkleidung 70 und dem Sitz 19 umgeben ist.
Im folgenden wird der Aufbau der Sekundärzelle beschrieben.
Die Sekundärzelle 22 befindet sich vor der Einlassleitung 54 der Brennstoffzelle 20 und wird gebildet durch eine kastenförmige Lithiumionenzelle. Die Sekundärzelle 22 ist zu der Frontseite der Komponentenaufnahmezone 54 orientiert angeordnet und befindet sich auf der Unterseite des Sitzes 19, sie ist ferner auf der Oberseite einer rückseitigen Spiegelplatte des Druckgefäßes 65 des Brennstofftanks 21 angeordnet.
Insbesondere ist die Sekundärzelle 22 auf der Unterseite des Vorderabschnitts 19a des Sitzes 19, auf dem der Fahrer Platz nimmt, angeordnet, und sie ist im wesentlichen aufrecht auf einer virtuellen horizontalen Fläche des Brennstoffzellen-Zweirads 10 installiert.
Dieses Brennstoffzellen-Zweirad 10 ist ein Hybridfahrzeug mit der Brennstoffzelle 20 und der Sekundärzelle 22 als Leistungsquellen. Die Sekundärzelle 22 ist mit einer Motorsteuerung parallel mit der Brennstoffzelle 20 verbunden und dient zum Umwandeln von Leistung in eine Wechselleistung und zum Zuführen dieser Wechselleistung als Antriebsleistung zu dem Motor 15, ferner dient sie zum Absorbieren von regenerativer Energie während einer Verzögerung des Fahrzeugs.
Das Brennstoffzellen-Zweirad 10 dieser Ausführungsform kann mit einer weiteren Sekundärzelle (nicht dargestellt) ausgestattet sein, die beispielsweise eine elektrische Spannung von 12 V liefert und als Energiequelle für verschiedene, nicht gezeigte Messgeräte, Lämpchen und dergleichen dient, zusätzlich zu der Sekundärzelle 22. Diese weitere Sekundärzelle kann auf einer Seite des Druckgefäßes 61 des Brennstofftanks 21 oder in einem rechten Seitenbereich der Fahrzeugkarosserie 11 angeordnet sein, um Beispiele zu nennen. Wenn diese weitere Sekundärzelle sich an einer Unterseite der Brennstoffeinfüllöffnung 68 und näher an einer Vorderseite der Fahrzeugkarosserie 11 befindet als der Ventilabschnitt 67 des Brennstofftanks 21, so bewegt sich selbst dann, wenn Wasserstoffgas als Brennstoffgas aus der Brennstoffeinfüllöffnung 68 entweicht, dieses Wasserstoffgas nach oben zu der Oberseite des Brennstoffzellen-Zweirads 10, so dass das Wasserstoffgas in die Außenumgebung des Fahrzeugs entweicht, ohne innerhalb des Fahrzeugs zu verbleiben. Selbst wenn das Wasserstoffgas aus dem Ventilabschnitt 67 entweicht, diffundiert das Wasserstoffgas zu der Außenumgebung des Fahrzeugs hin, ohne in dem Fahrzeug zu verbleiben, da sich das Wasserstoffgas in Richtung der Reifenaufnahmezone 46 bewegt.
Die Leistungssteuer-(Managing-)Einrichtung 23 ist in einer Art und Weise angeordnet, in der sie zwischen der Sekundärstelle 22 und der Brennstoffzelle 20 eingefasst ist, um in einer Lücke zwischen diesen Teilen gehalten zu werden. Die parallel zu der Leistungssteuereinrichtung 23 angeordnete Motorsteuerung befindet sich ebenfalls zwischen der Sekundärzelle 22 und der Brennstoffzelle 20 ähnlich wie die Leistungssteuereinrichtung 23, um in der dazwischen befindlichen Lücke gehalten zu werden.
Aufgrund der Anordnung der Sekundärzelle 22, der Leistungssteuereinrichtung 23, der nicht gezeigten Motorsteuerung und der Brennstoffzelle 20 in der oben beschriebenen Weise lassen sich einander benachbarte Geräte mit elektrischen Verbindungen so dicht wie möglich anordnen, demzufolge die Verdrahtungslänge zwischen den Einrichtungen gering gehalten werden kann, ebenso wie das Gewicht für die Verdrahtung.
Die Leistungssteuereinrichtung 23 ist parallel zu der Motorsteuerung angeordnet. Insbesondere ist die Motorsteuerung auf einer linken Seite der Fahrzeugkarosserie 11 angeordnet, während die Leistungssteuereinrichtung 23 sich auf der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 11 befindet.
Die Brennstoffzelle erzeugt Energie nach folgendem Prinzip:

Das Brennstoffzellen-Zweirad (das brennstoffzellenbetriebene Zweiradfahrzeug) 10 gemäß dieser Ausführungsform macht von der Brennstoffzelle 20 als elektrische Energiequelle für den Fahrzeug-Antriebsmotor 15 Gebrauch.

Die an dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 befindliche Brennstoffzelle 20 ist ein Brennstoffzellensystem, in welchem Leistung durch eine elektrochemische Reaktion zwischen dem Wasserstoffgas als Brennstoff und Luft (Sauerstoff) als Reaktionsgas erzeugt wird, wobei im Zuge dieser Energieerzeugung Wasser entsteht.
In der Brennstoffzelle 20 des Brennstoffzellensystems wird ein Brennstoffzellenstapel 61 üblicherweise durch Stapeln einer großen Anzahl kleiner als „Zellen“ bezeichneten Einheiten gebildet. In einer üblichen Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEFC), wie sie schematisch in 8 dargestellt ist, enthält eine Zelle 100 Diffusionsschichten 103 und 104 sowie Katalysatorschichten 105 und 106 zum Aktivieren von Reaktionen. Ein Elektrolytfilm 107 zum selektiven Durchlassen von Wasser- stoffionen befindet sich in einem Mittelbereich zwischen einer Anodenelektrode (Anode) 101 und einer Kathodenelektrode (Kathode) 102 zum Liefern von Wasserstoff bzw. Luft (Sauerstoff).
Ein zu der Anodenelektrode 101 gelangendes Wasserstoffmolekül wird zu einem aktiven Wasserstoffatom innerhalb der Katalysatorschicht 105 auf der Oberfläche des Elektrolytfilms 107 der Anodenelektrode 101 und wird dann zu einem Wasserstoffion unter Emission eines Elektrons.
Diese Reaktion in der Anodenelektrode 101 lässt sich durch folgende Formel 1 ausdrücken: H₂ → 2H⁺ + 2e^- [Formel 1]
Das gemäß der Formel 1 entstehende Wasserstoffion bewegt sich von der Seite der Anodenelektrode 101 durch den Elektrolytfilm 107 zu der Kathodenelektrode 102 mit in dem Elektrolytfilm 107 enthaltener Feuchtigkeit, und die Elektronen bewegen sich durch den äußeren Schaltkreis 108 zu der Kathodenelektrode 102. Aufgrund dieser Bewegung von Elektronen fließt ein elektrischer Strom durch eine Last (einen Fahrzeug-Antriebsmotor beispielsweise) 109, der sich in dem externen Schaltkreis 108 befindet.
Andererseits nimmt das in der der Kathodenelektrode 102 zugeführten Luft befindliche Sauerstoffmolekül die von dem externen Schaltkreis 108 kommenden Elektronen in der Katalysatorschicht 106 auf und wird zu einem Sauerstoffion, um sich mit dem Wasserstoffion zu vereinen, welches durch den Elektrolytfilm 107 bewegt wurde, um Wasser zu bilden.
Diese Reaktion in der Kathodenelektrode 102 lässt sich durch folgende Formel 2 ausdrücken: 1/2O₂ + 2H⁺ + 2e^- → H₂O [Formel 2]
Ein Teil der in der oben geschilderten Weise erzeugten Feuchtigkeit bewegt sich durch Konzentration-Diffusion von der Kathodenelektrode 102 zu der Anodenelektrode 101. In der elektrochemischen Reaktion gemäß Formel 1 und Formel 2 entstehen innerhalb der Zelle 100 verschiedene Verluste wie zum Beispiel eine Widerstands-Überspannung, hervorgerufen durch den elektrischen Widerstand des Elektrolytfilms 107 und der Elektrode, eine Aktivierungs-Überspannung, die veranlasst, dass Wasserstoff und Sauerstoff elektrochemisch reagieren, eine durch Bewegung von Wasserstoff und Sauerstoff in den Diffusionsschichten 103 und 104 hervorgerufene Diffusions-Überspannung und dergleichen, so dass die hierdurch erzeugte Verlustwärme einer Kühlung bedarf.
Die Brennstoffzelle 20 besitzt wassergekühlte und luftgekühlte Brennstoffzellensysteme zum Herunterkühlen entstehender Verlustwärme.
Das wassergekühlte Brennstoffzellensystem kann relativ hohe elektrische Leistung erzeugen. Allerdings benötigt das Kühlsystem einen Kühler, eine Kühlwasserpumpe, einen Reservoirtank und Leitungen sowie zahlreiche Hilfsmaschinen, darunter einen Kompressor zum Komprimieren der Einlassluft, um die Ausgangs-Leistungsdichte des Brennstoffzellenstapels zu verbessern. Folglich kommt es in dem wassergekühlten Brennstoffzellensystem zu einer Verkomplizierung des Systems, zu einer erhöhten Baugröße, zu einer Gewichtszunahme und zu erhöhten Kosten.
Andererseits kommt bei einem luftgekühlten Brennstoffzellensystem, in welchem Hilfsmaschinen wie zum Beispiel der Kompressor, der Kühler, die Kühlwasserpumpe und dergleichen weitestgehend entfallen und von einer Luftkühlung der Brennstoffzelle 20 Gebrauch gemacht wird, eine Vereinfachung der Struktur oder Konfiguration des Systems zum Tragen. In der Brennstoffzelle 20 dieser Ausführungsform gelangt ein einfaches luftgekühltes Brennstoffsystem unter Einsatz von Wasserstoffgas als Brennstoff zur Anwendung.
9 veranschaulicht ein luftgekühltes Brennstoffzellensystem 110 das Wasserstoff als Brennstoff verwendet. Das Brennstoffzellensystem ist mit einem Brennstoffzellenstapel 61 ausgestattet, in welchem eine große Anzahl von Minimum-Zelleneinheiten gestapelt ist, ferner mit einer Wasserstoffgas-Zuführeinrichtung 111 zum Zuführen von Wasserstoffgas zu dem Brennstoffzellenstapel 61 ausgestattet. Die Wasserstoffgas-Zuführeinrichtung 111 leitet komprimiertes Wasserstoffgas, welches in den Hochdruck-Brennstofftank (Wasserstofftank) 21 als Brennstofftank 21 gespeichert ist, zu einem Anodeneinlassbereich 110 des Brennstoffzellenstapels 61, und zwar über das Reduzierventil 77 durch die Wasserstoffzuführpipeline 75. Dabei werden die Wasserstoffsystem-Komponenten einschließlich des Brennstofftanks (Wasserstofftank) 21, der Wasserstoffgas-Zuführpipeline 75 und des Reduzierventils 77 aktiv gekühlt durch einen Temperaturabfall, der verursacht wird durch adiabatische Expansion des Brennstoffgases (Wasserstoffgases).
Die dem Kathodeneinlassbereich 113 zugeleitete Luft wird nicht nur als Reaktionsgas für Wasserstoff durch eine Energieerzeugungsreaktion in den in großer Zahl innerhalb des Brennstoffzellenstapels 61 gestapelten Zellen genutzt, sondern spielt auch die Rolle des Abführens von Verlustwärme in dem Brennstoffzellenstapel 61 in Form eines Kühlmittels zum Kühlen des Brennstoffstapels 61.
Überschüssige Luft nach der Reaktion mit Wasserstoff und die Luft nach Kühlung des Brennstoffzellenstapels 61 werden als Kathodenauslassgas aus dem Kathodenauslassbereich 114 des Brennstoffzellenstapels 61 zu der Auslassleitung 59 ausgeleitet und nach außen ausgetragen, wie in 9 gezeigt ist.
Das nicht für die Energieerzeugung innerhalb des Brennstoffzellenstapels 61 genutzte überschüssige Wasserstoffgas wird als Anoden-Auslassgas aus dem Anodenauslassbereich 115 in eine Wasserstoffgas-Beseitigungspipeline 116 ausgeleitet. Die Wasserstoff-Beseitigungspipeline 116 ist an einem Zwischenbereich der Auslassleitung 59 angeschlossen. Das zu der Wasserstoff-Beseitigungspipeline 116 ausgelassene Anoden-Auslassgas vermischt sich mit dem Kathoden-Auslassgas der Auslassleitung 59 über ein Ableitventil 117. Wenn die Ableitung von Wasserstoffgas auf der Anodenseite vorzunehmen ist, wird das Auslass-Wasserstoffgas durch das Kathoden-Auslassgas verdünnt auf weniger als die Flammpunkt-Konzentration, um anschließend nach außen ausgestoßen zu werden.
Wie oben beschrieben, wird in dem luftgekühlten Brennstoffzellensystem 20, bei dem Luft als Reaktionsgas und als Kühlmittel in einem Niederdruck-Gebläse 118 zugeführt wird, eine Verringerung der Leistungsaufnahme ebenso begünstigt wie eine Baugrößenverringerung, eine Gewichtsreduktion und eine Systemvereinfachung. Während die Kühlkapazität im Vergleich zu dem wassergekühlten Brennstoffsystem weniger groß ist aufgrund der Begrenzung des Luftdurchsatzes, ist ein Temperaturbereich, in welchem der Brennstoffzellenstapel 61 arbeiten kann, in einigen Fällen gering. Demzufolge ist darauf zu achten, dass der Brennstoffzellenstapel 61 während der Sommerzeit oder dergleichen nicht auf eine hohe Temperatur überhitzt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird Luft (Außenluft), die durch den Einlasseingang 73 in der Fahrzeug-Vorderseite des Brennstoffzellen-zweirads 10 ausgenommen wird, der Brennstoffzelle 20 über den Einlasskanal 74 zugeleitet zu werden, wie dies in den 2 und 9 dargestellt ist. Da dabei der Einlasseingang 73 sich auf der Fahrzeugvorderseite befindet, wirkt ein Überdruck bei der Fahrbewegung des Fahrzeugs auf die Luft (Außenluft) ein, die über den Einlasseingang 73 aufgenommen wird, so dass die Luft über den Einlasskanal 74 zu der Brennstoffzelle 20 hin gedrückt wird. Im Ergebnis lässt sich die Drehgeschwindigkeit des Gebläses 57 der Brennstoffzelle 20 verringern, so dass entsprechend die Leistungsaufnahme des Gebläses 57 reduziert werden kann.
Das Gebläse 57 kann auf einer stromaufwärtigen Seite der Brennstoffzelle 20 als in 9 dargestelltes Gebläse (Ventilator) 118 angeordnet werden.
Der Brennstofftank 21 wird gekühlt durch die adiabatische Expansion zu der Zeit, zu der Wasserstoff als Brennstoff aus dem Brennstofftank 21 ausgeleitet wird, um den Brennstoff der Brennstoffzelle 20 zuzuführen, wobei sich seine Temperatur absenkt. Im Ergebnis wird die Luft für die Reaktion und die Kühlung, die um den Brennstofftank 21 herumgeführt wird, aktiv abgekühlt, was den Abkühleffekt der Brennstoffzelle 20 verbessert und die benötigte Luftmenge verringert. Im Ergebnis lässt sich die Belastung des Gebläses 57 reduzieren und lässt sich der Energieverbrauch wirksam reduzieren.
Der Brennstofftank 21 ist parallel zu einer Mittelachse des Fahrzeugs montiert, und eine Brennstoffgas-Zuführleitung (Wasserstoffzuführleitung) 75 sowie ein Brennstoffgas-Sperrventil 26 befinden sich an einem hinteren Endbereich.
Das Brennstoffzellen-Zweirad 10 ist derart ausgebildet, dass die Einlassleitung 54, die sich ausgehend von der luftgekühlten Brennstoffzelle 20 nach vorn erstreckt, mit dem Einlasseingang nach unten mündet, und dieser geöffnete Eingang derart gelegen ist, dass die Brennstoffgas-Zuführleitung 75 des Brennstofftanks 21 und das Brennstoffgas-Sperrventil 76 von ihrer Oberseite her abgedeckt sind.
Da der Hauptkörper des Brennstofftanks 21 aus CFRP (kohlenfaserverstärktem Kunststoff) ausgebildet ist, ist es schwierig, die Wärme des Brennstoffgases, hervorgerufen durch die adiabatische Expansion, abzuführen, und außerdem ist es schwierig, seine Temperatur zu senken. Auf der anderen Seite ist der Verbindungsabschnitt der Brennstoffzuführleitung 75, die sich an dem hinteren Endbereich (Ventil 67) des Brennstofftanks 21 befindet und durch die das Brennstoffgas ein-/ausgeleitet wird, aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, so dass die Wärme des Brennstoffgases in einfacher Weise abgeführt und die Temperatur leicht abgesenkt wird. Das heißt, der genannte Verbindungsabschnitt ist ein Bereich (eine Stelle), an der die Temperatur des Brennstofftanks 21 am niedrigsten ist. Indem man diese Stelle, an der die Temperatur ihren niedrigsten Wert annimmt, und den Einlasseingang 73 der Einlassleitung 54 möglichst dicht nebeneinander anordnet, lässt sich die Luft mit einer niedrigeren Temperatur zuführen.
Damit die luftgekühlte Brennstoffzelle eine höhere elektromotorische Kraft liefert, ist es notwendig, eine entsprechend höhere Menge des Wasserstoffgases zu verbrauchen, womit die Temperatur der Brennstoffzelle 20 ansteigt und dementsprechend der Kühlvorgang eine beträchtliche Menge an Kühlungsluft erfordert. Wenn der Brennstofftank 21 die große Menge an Wasserstoff-Brenngas liefert, sinkt die Temperatur des Brennstofftanks 21 durch die adiabatische Expansion des Brennstoffgases (des Wasserstoffs). Weil die Temperatur der Einlassluft durch diese Funktion des Brennstofftanks 21 abnimmt, lässt sich hierdurch eine Zunahme/Abnahme der elektromotorischen Kraft der Brennstoffzelle bewirken.
Weiterhin besteht in dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 die gesamte Fahrzeugverkleidung 18, die die Fahrzeugkarosserie 11 bedeckt, aus der hinteren Karosserieverkleidung 52, die die Fahrzeugkarosserie 11 auf der rechten, der linken, der oberen und der unteren Seite des Brennstoffzellen-Zweirads 10 zusammen mit dem auf dem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie 11 befindlichen Sitz 19 abdeckt, weiterhin der mittleren Karosserieverkleidung 51, die den mittleren Bereich der Fahrzeugkarosserie vor dem Sitz 19 abdeckt und mit den Fußrasten 36 auf der rechten, linken, oberen und unteren Seite ausgestattet ist, und der vorderen Karosserieverkleidung 50, die den vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie 11 auf einer Frontseite des Brennstoffzellen-Zweirads 10 bedeckt.
Da der Einlasskanal 74 durch die mittlere Karosserieverkleidung 51 gebildet ist, ist es nicht mehr notwendig, eine spezielle Komponente zur Bildung des Einlasskanals 74 vorzusehen, und außerdem ist es nicht mehr notwendig, irgendeinen Raum für ein solches Bauteil bereitzuhalten. Aus diesem Grund lassen sich Gewicht und Kosten des Brennstoffzellen-Zweirads 10 verringern, indem die Anzahl von Bauteilen verringert wird, und es lässt sich eine kompakte Struktur des Brennstoffzellen-Zweirads 10 erwarten. Darüber hinaus ist in dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 der Brennstofftank 21 im Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet, welcher von der mittleren Karosserieverkleidung 51 abgedeckt wird, und die Brennstoffzelle 20 ist im hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet, der von dem Sitz 19 hinten hinter dem Brennstofftank 21 und der hinteren Karosserieverkleidung 52 abgedeckt wird. Weiterhin mündet der Einlasseingang 73 in der Front des Fahrzeugs und ist an dem vorderen Bereich der mittleren Karosserieverkleidung 51 vorgesehen, um den Einlasskanal 74 zu bilden, durch den die Luft um den Brennstofftank 21 herumströmt, während die Einlassleitung 54 derart an dem Einlasskanal 74 vorgesehen ist, dass sie sich diagonal von dem hinteren Endbereich (Ventilabschnitt) 67 des Brennstofftanks 21 nach oben und hinten in Richtung der Brennstoffzelle 20 erstreckt.
Damit kann der Einlasseingang 73 des Einlasskanals 74 in Fahrzeugfahrtrichtung nach vorn gerichtet ausgebildet werden, und da die durch die Bewegung des Fahrzeugs erzeugte Fahrtluft aufgenommen werden kann, lässt sich eine auf das Gebläse (das Einlassgebläse) wirkende Last verringern, so dass der Energieeinsatz wirksam niedrig gehalten werden kann.
Darüber hinaus sind der Brennstofftank 21 und die Komponenten des Wasserstoffsystems in dem Einlasskanal 74 der Mittel-Tunnelzone 44, die von dem Fahrzeugaußenelement 18 umgeben sind, an den Innenseiten der Hauptrahmen (29, 30) angeordnet. Deshalb sind der Brennstofftank 21 und die Komponenten des Wasserstoffsystems vor mechanischer/körperlicher Beschädigung geschützt, welche möglicherweise von außen zur Einwirkung kommt. Da außerdem die dem Einlasskanal 74 zugeleitete Einlassluft diejenigen Bereiche passiert, in denen der Brennstofftank 21 und die Komponenten des Wasserstoffsystems montiert oder installiert sind, wird die Einlassluft durch die Kühlfunktion aufgrund der adiabatischen Expansion des als Brennstoff dienenden Wasserstoffgases aktiv gekühlt, was zu einer Absenkung der Einlasstemperatur beiträgt.
Darüber hinaus kann das Innere des Fahrzeugs, welches von dem Fahrzeugaußenelement 18, bestehend aus der mittleren Karosserieverkleidung 51, der hinteren Karosserieverkleidung 52, dem Sitz 19 und der Unterbodenverkleidung 70, umgeben ist, als Einlasspfad ausgebildet sein, der sich von dem Einlasseingang 73 hin zu der Brennstoffzelle 20 erstreckt, so dass eine Zunahme des Druckverlustes der Einlassluft aufgrund der Ausgestaltung der Einlassleitung 54 in einem komplizierten engen Raum vermieden werden kann und eine Verringerung der Komponentenzahl ebenso wie eine Kostenreduktion realisierbar ist.
Da weiterhin die durch den Einlasskanal 74 gelangende Kühlungsluft über den Brennstofftank 21 und die Komponenten des Wasserstoffsystems gelangt und dabei abgekühlt wird, lässt sich die Kühlungsluft aktiv von der Einlassleitung 54 zu der Brennstoffzelle 20 führen, so dass die Brennstoffzelle 20 mit hohem Wirkungsgrad effektiv gekühlt wird.
In dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 dieser Ausführungsform ist eine vertikale Höhe des Fahrzeugkarosserie-Mittelteils geringer als ein Oberflächenniveau des Sitzes 19, der sich am hinteren Teil der Fahrzeugkarosserie befindet, und die Fußrasten 36 sind rechts und links derart angeordnet, dass der Raum zwischen rechten und linken Fußrasten 36 sich nach oben aufweitet unter Bildung der Mittel-Tunnelzone 44, die sich in Längsrichtung über den Fahrzeugkarosserie-Mittelteil erstreckt, während der Brennstofftank 21 in dieser Mittel-Tunnelzone 44 untergebracht ist.
Weiterhin lässt sich die Querschnittsfläche der mittleren Karosserieverkleidung 51, die den Einlasskanal 74 bildet, nach Maßgabe der Größe des Brennstofftanks 21 gestalten, so dass die Wahrscheinlichkeit für Kontakt der durchströmenden Luft mit dem Brennstofftank 21 erhöht wird, und dementsprechend wird der Wärmeaustausch zwischen der der luftgekühlten Brennstoffzelle 20 und dem Brennstofftank 21 zugeführten Einlassluft gesteigert, während die Temperatur der gesamten Einlassluft abgesenkt werden kann.
Andererseits erzeugt die Brennstoffzelle 20 die Energie durch eine elektrochemische Reaktion zwischen als Brennstoffgas dienendem Wasserstoff und Sauerstoff als Reaktionsgas, und bei dieser elektrochemischen Reaktion existiert eine passende Reaktionstemperatur. Insbesondere sind bei einer niedrigen Temperatur oder bei einer hohen Temperatur der Reaktionswirkungsgrad, während andererseits insbesondere bei einer hohen Temperatur eine Elektronen-Lebensdauer der Brennstoffzelle abträglich beeinflusst wird.
Allerdings vollzieht bei dem Brennstoffzellen-Zweirad 10 dieser Ausführungsform die einströmende Luft auf aktivem Weg die Kühlfunktion durch adiabatische Expansion des als Brenngas dienenden Wasserstoffgases, indem die Einströmluft als Reaktionsgas der Brennstoffzelle 20 über den Brennstofftank 21 und die Komponenten des Wasserstoffsystems zugeleitet wird, wodurch verhindert wird, dass die der Brennstoffzelle 20 zugeleitete Einlassluft einen abnormalen Wert annimmt, und zwar wird dies durch die Umgebung zuverlässig und wirksam vermieden. Aus diesem Grund wird der Brennstoffzellenstapel 61 wirksam gekühlt, und seine nutzbare Lebensdauer lässt sich verlängern.
Damit bei der vorliegenden Ausführungsform die Brennstoffzelle 20 des luftgekühlten Brennstoffzellensystems eine hohe elektromotorische Kraft generiert, wird eine große Menge an Wasserstoffgas verbraucht, wodurch die Temperatur der Brennstoffzelle 20 ansteigt, demzufolge die Brennstoffzelle 20 mit einer großen Menge an Kühlungsluft gekühlt werden muss. Bei dem beschriebenen Brennstoffzellen-Zweirad 10 wird durch Zuleitung einer großen Menge an Wasserstoffgas zu der Brennstoffzelle 20 aus dem Brennstofftank 21 der Effekt der adiabatischen Expansion des Brennstoffgases größer, und dementsprechend werden der Brennstofftank 21 und die Komponenten des Wasserstoffsystems gekühlt, und die Temperatur wird weiter verringert, was geeignet und vorteilhaft ist.
Da außerdem die Temperatur der Einlassluft der Brennstoffzelle 20 durch Anordnen des Brennstofftanks 21 und der Komponenten des Wasserstoffsystems in dem Einlasskanal 74 abgesenkt wird, kann eine Zunahme/Abnahme der elektromotorischen Kraft der Brennstoffzelle 20 zu einer effizienten Energieerzeugung der Brennstoffzelle 20 beitragen.
Außerdem sei angemerkt, dass bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ein Motorroller als Beispiel für ein Brennstoffzellen-Zweirad erläutert wurde, dass aber die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist, sondern auch Anwendung finden kann bei einem anderen Fahrzeug wie zum Beispiel einem Sattel-Fahrzeug, zum Beispiel einem Motorrad/Motor-Dreirad, einem Buggy und dergleichen, bei denen eine Brennstoffzelle vorhanden ist.

Claims

Brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug, ausgestattet mit einer Fahrzeugkarosserie, einem Elektromotor zum Antreiben eines angetriebenen Rads, einer luftgekühlten Brennstoffzelle zum Liefern elektrischer Leistung an den Elektromotor, und einem Brennstofftank zum Speichern eines Brennstoffgases zwecks Zufuhr zu der Brennstoffzelle, wobei die Brennstoffzelle mit einem Einlasskanal ausgestattet ist, um Luft zur Reaktion und zum Kühlen zu liefern, und der Brennstofftank, der das Brennstoffgas unter hohem Druck speichert, in einem Mittelbereich des Einlasskanals angeordnet ist, und wobei, wenn das Brennstoffgas von dem Brennstofftank der Brennstoffzelle zuzuführen ist, die durch den Einlasskanal gelangende Luft durch adiabatische Expansion des Brennstoffgases gekühlt wird, wobei ein Einlassdurchgang derart vorgesehen ist, dass er sich von dem Brennstofftank diagonal nach oben zu einem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie zu der Brennstoffzelle hin erstreckt.
Brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug nach Anspruch 1, weiterhin ausgestattet mit einem Verkleidungselement, welches eine Vorderverkleidung, die einen Frontbereich der Fahrzeugkarosserie abdeckt, eine Mittelverkleidung, die einen Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie abdeckt, und eine Heckverkleidung, die den hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie abdeckt, enthält, wobei das Verkleidungselement eine Fahrzeug-Außengestalt bildet, die die Fahrzeugkarosserie gemeinsam mit einem für die Fahrzeugkarosserie vorgesehenen Sitz abdeckt, wobei der Brennstofftank von der Mittelverkleidung abgedeckt und in dem Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und die Brennstoffzelle sich auf der hinteren Oberseite des Brennstofftanks und auf der hinteren Seite der Fahrzeugkarosserie befindet, wobei sie von dem Sitz und der Heckverkleidung abgedeckt wird.
Brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug nach Anspruch 2, bei dem die Mittelverkleidung an ihrem vorderen Bereich mit einem Einlasseingang ausgestattet ist, der sich zu einer Vorderseite der Fahrzeugkarosserie hin öffnet, und der Einlasskanal derart konfiguriert ist, dass von dem Einlasseingang um den Brennstofftank herum strömende Einlassluft zu der Brennstoffzelle geleitet wird.
Brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug nach Anspruch 2, bei dem der Mittelbereich der Fahrzeugkarosserie eine Höhe aufweist, die niedriger liegt als ein Oberflächenniveau eines Bodenteils des an dem hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie angeordneten Sitzes, auf der rechten und der linken Seite der Fahrzeugkarosserie Fußrasten vorgesehen sind, um dazwischen einen Raum zu bilden, der sich nach oben aufweitet und eine Mittel-Tunnelzone bildet, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie über deren Mittelbereich hin erstreckt, und der Brennstofftank an der Mittel-Tunnelzone in einer gekippten Einbaulage angeordnet ist.
Brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem der Brennstofftank parallel zu einer Mittelachse des Fahrzeugs angeordnet ist und an seinem hinteren Endbereich mit einer Brennstoffgas-Zuleitung und einem Brennstoffgas-Sperrventil ausgestattet ist, und der sich von der Brennstoffzelle nach vorn erstreckender Einlassdurchgang einen Einlasseingang aufweist, der eine über der Brennstoffgas-Zuleitung und dem Brennstoffgas-Sperrventil des Brennstofftanks gebildete Öffnung aufweist.
Brennstoffzellenbetriebenes Zweiradfahrzeug nach Anspruch 1, welches als Motorroller ausgebildet ist.