DE102015112976A1 - Brennstoffzellen-Motorrad - Google Patents

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Yoshifumi Takai
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Abstract

Offenbart ist ein mittels luftgekühlter Brennstoffzelle angetriebenes Motorrad, das ein frühes Nachweisen einer Fehlfunktion in einem Brennstoffzellenstapel gestattet. Das Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb enthält: eine Fahrzeugkarosserie; einen Elektromotor (15) zum Antreiben eines Antriebsrads (14), eine luftgekühlte Brennstoffzelle (20) zum Zuführen elektrischer Energie zu dem Elektromotor (15), und einen Wasserstofftank (21) zum Speichern eines Brennstoffgases, das der Brennstoffzelle zugeführt wird, jeweils untergebracht in der Fahrzeugkarosserie; ein Gebläse (57) zum Zuleiten von Luft als Reaktionsmittel und als Kühlmittel zu der Brennstoffzelle; und eine Abgasleitung (59) zum Austragen der Luft, die die Brennstoffzelle gekühlt hat, aus dem hinteren Ende der Fahrzeugkarosserie, wobei die Abgasleitung einen mit einem hinteren Endbereich der Brennstoffzelle (20) verbundenen Einlass besitzt; wobei das Motorrad weiterhin enthält: einen karosserieinternen Wasserstoffsensor (81, 82) zum Nachweisen von Wasserstoff, welcher aus dem Wasserstofftank (21), der Brennstoffzelle (20) und einer dazwischen befindlichen Verbindungsleitung und daran angebrachten Ventilen entwichen ist, den Wasserstofftank und die Brennstoffzelle innerhalb einer Zone der Fahrzeugkarosserie und außerhalb der Abgasleitung, und einen leitungsinternen Wasserstoffsensor (83) zum Nachweisen von Wasserstoff innerhalb der Abgasleitung (59).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellen-Motorrad, das eine luftgekühlte Brennstoffzelle trägt, insbesondere betrifft sie ein Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb, das mit einem Wasserstoffsensor ausgerüstet ist, der ein frühzeitiges Nachweisen einer Systemfehlfunktion gestattet, die möglicherweise innerhalb eines Brennstoffzellenstapels auftritt.
  • Technischer Hintergrund
  • Ein Brennstoffzellen-Motorrad ist so ausgestaltet, dass es durch Drehen eines von einem Motor angetriebenen Antriebsrads läuft, wobei der Motor seinerseits durch elektrische Energie angetrieben wird, die von einer in dem Motorrad installilerten Brennstoffzelle erzeugt wird. Herkömmliche Motorräder mit Brennstoffzellenantrieb sind auch solche, die mit einer wassergekühlten Brennstoffzelle ausgerüstet sind, die eine relativ große elektrische Leistung erzeugen können, im Gegensatz zu jenen, die mit einer luftgekühlten Brennstoffzelle ausgerüstet sind, die eine relativ geringe elektrische Leistung von zum Beispiel einigen Kilowatt liefert.
  • Die luftgekühlte Brennstoffzelle erzeugt zwar eine relativ geringe Leistung, hat aber Vorteile insofern, als sie auf Zusatzkomponenten wie zum Beispiel ein Gebläse, eine Kühlwasserpumpe und einen Vorratstank verzichten kann, die für die wassergekühlte Brennstoffzelle erforderlich sind, und sie außerdem Luft als Reaktionsmittelgas auch zum Ableiten der durch die Energieerzeugung entstehenden Wärme verwenden kann. Die luftgekühlte Brennstoffzelle weist durch den Luftkanal einen geringen Druckverlust auf, und ihr Kühlsystem hat einen einfachen Aufbau mit lediglich einem Lüfter als ausreichendes Zusatzbauelement, im Gegensatz zu einem Kompressor, wodurch der Energieverbrauch des Lüfters gesenkt werden kann.
  • Ein solches Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb, das eine luftgekühlte Brennstoffzelle mit sich führt, leitet Luft als Reaktionsmittel und auch als Kühlmittel über ein Gebläse ein und liefert die Luft an die Brennstoffzelle. Insbesondere fungiert die in die Brennstoffzelle eingeleitete Luft als Oxidationsmittel zur elektrochemischen Reaktion mit Wasserstoff als Brennstoff durch die Brennstoffzelle, außerdem als Kühlmittel zum Kühlen der Brennstoffzelle. Damit wird in der Brennstoffzelle die durch Energieerzeugung entstehende Hitze durch die Luft, die ein Reaktionsgas darstellt, beseitigt.
  • In mit Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeugen einschließlich Brennstoffzellen-Motorräder wurde versucht, einen Wasserstoffsensor in der Fahrzeugkarosserie unterzubringen, die den Zweck haben sollte, hauptsächlich einen Nachweis von Wasserstoff zu erbringen, der aus einem Brennstofftank und einem Brennstoffzellenstapel entweicht, um dadurch das System zu verbessern. Beispielsweise hat die Patentschrift 1 vorgeschlagen, einen Wasserstoffsensor in einer oberen Ecke eines Tankgehäuses zu montieren, der einen Brennstofftank aufnimmt, wobei eine Belüftungsleitung aus einer Brennstoffzelle hinausführt, um dadurch mittels eines einzigen Wasserstoffsensors Wasserstoff nachzuweisen, das aus dem Brennstofftank und dem Brennstoffzellenstapel entweicht. Die Patentschrift 2 hat vorgeschlagen, eine Brennstoffzelle in einem Brennstoffzellen-Aufnahmegehäuse zu installieren und einen Wasserstoffsensor in einer Luftleitung unterzubringen, die einen Kompressor (Gebläse) mit dem Aufnahmegehäuse verbindet. Allerdings beinhaltet die Anwendung dieser Systeme auf ein mittels luftgekühlter Brennstoffzelle angetriebenes Fahrzeug schwerwiegende Probleme, die einhergehen mit der Unterbringung der Brennstoffzelle (oder dessen Abgasteil) innerhalb eines Gehäuses für den Brennstofftank oder die Brennstoffzelle. Das heißt: erstens wird das Brennstoffzellensystem kompliziert, was einen wichtigen Punkt der luftgekühlten Brennstoffzelle zunichte macht, das heißt ein vereinfachtes Brennstoffzellensystem aufgrund des Wegfalls eines Kühlwasserkanals; zweitens wird die Realisierung der grundlegend vorteilhaften Leistungsfähigkeit des mittels luftgekühlter Brennstoffzelle angetriebenen Motorrads mit verbesserter Abgaseffizienz schwierig, die erreicht wird durch eine Verringerung des Luftkanal-Widerstands unter Weglassung eines Kompressors.
  • Andererseits ist in der Patentschrift 3 ein Motorrad mit luftgekühltem Brennstoffzellenantrieb vorgeschlagen, bei dem eine Brennstoffzelle und ein Wasserstofftank in dieser Reihenfolge entlang einem Durchgang von Luft angeordnet sind, die von der Frontseite der Fahrzeugkarosserie eingeleitet wird, wobei Wasserstoffsensoren vor und hinter dem Wasserstofftank angeordnet sind, um dadurch den Nachweis von in die Karosserie gelangtem Wasserstoff zu verbessern. Allerdings hat nach unseren Studien das oben erläuterte Layout die Möglichkeit ausgeschlossen, die Verbesserung des Wirkungsgrads des Abgases aus der Brennstoffzelle zu erreichen, bedingt durch das Vorhandensein des hinter der Brennstoffzelle befindlichen Wasserstofftanks. Außerdem versagt das Layout bei einem frühzeitigen Nachweis einer in dem Brennstoffzellenstapel auftretenden Fehlfunktion.
  • SCHRIFTEN ZUM STAND DER TECHNIK
  • PATENTSCHRIFTEN
    • [Patentschrift 1] JP 2005-116358A
    • [Patentschrift 2] JP 2004-158221A
    • [Patentschrift 3] JP 2008-247324A
    • [Patentschrift 4] JP 2010-247574A
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, rasch den Betriebsstatus des Brennstoffzellenstapels in einem Motorrad mit luftgekühltem Brennstoffzellenantrieb nachzuweisen und außerdem einen frühen Nachweis einer Systemfehlfunktion zu erreichen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das obige Ziel zu erreichen in Kombination mit einem Ziel zum Verbessern des Abgas-Wirkungsgrads durch Verringerung des Belüftungswiderstands eines Abgassystems, wobei es sich um einen weiteren Gegenstand eines Motorrads mit luftgekühltem Brennstoffzellenantrieb handelt.
  • Die Anmelderin hat intensive Studien durchgeführt, um den Abgaswirkungsgrad zu verbessern durch eine Verringerung des Ventilationswiderstands des Abgassystems in einem Motorrad mit luftgekühltem Brennstoffzellenantrieb. Im Ergebnis hat sie herausgefunden, dass es wünschenswert ist, eine Abgasleitung, die mit einem Teil einer Brennstoffzelle verbunden ist, auf der Rückseite der Fahrzeugkarosserie im Rahmen eines Luftzuführsystems für eine Brennstoffzelle anzuordnen, die von einem Luftansauggebläse Gebrauch macht, um das obige Ziel zu erreichen. Es wurde eine Reihe von Vorschlägen gemacht (Patentschrift 4 und JP 2015-77916A ). Im Verlauf der Studien, die zu der vorliegenden Erfindung geführt haben, wurde es als zusätzlich wirksam herausgefunden, zur Erreichung des obigen Ziels einen Mechanismus zum Nachweisen von Wasserstoff im Abgas innerhalb der Leitung anzubringen.
  • Das Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb gemäß der Erfindung basiert auf den oben erläuterten Erkenntnissen, und es umfasst: eine Fahrzeugkarosserie; einen Elektromotor zum Antreiben eines Antriebsrads, eine luftgekühlte Brennstoffzelle zum Zuführen von elektrischer Energie zu dem Elektromotor, und einen Wasserstofftank zum Speichern von Brennstoffgas, das der Brennstoffzelle zugeleitet wird, jeweils in der Fahrzeugkarosserie untergebracht, ein Gebläse zum Zuführen von Luft als ein Reaktionsmittel und als ein Kühlmittel zu der Brennstoffzelle, und eine Abgasleitung zum Austragen von Luft, die die Brennstoffzelle gekühlt hat, aus dem hinteren Ende der Fahrzeugkarosserie, wobei die Abgasleitung einen mit einem hinteren Endbereich der Brennstoffzelle verbundenen Einlass aufweist, wobei das Motorrad weiterhin enthält: einen innerhalb der Karosserie befindlichen Wasserstoffsensor zum Nachweisen von aus dem Wasserstofftank, der Brennstoffzelle, einer dazwischen befindlichen Verbindungsleitung und daran angebrachten Ventilen entwichenem Wasserstoff, ferner den Wasserstofftank und die Brennstoffzelle in einer Zone innerhalb der Fahrzeugkarosserie und außerhalb der Abgasleitung, und einen leitungsinternen Wasserstoffsensor zum Nachweisen von Wasserstoff in der Abgasleitung.
  • Indem erfindungsgemäß ein Wasserstoffsensor zusätzlich zu einem karosserieinternen Wasserstoffsensor auch in einer Abgasleitung angeordnet wird, um aus dem Wasserstofftank, der Brennstoffzelle und einer diese verbindenden Leitung sowie daran angebrachten Ventilen entweichenden Wasserstoff in einem Bereich innerhalb der Fahrzeugkarosserie und außerhalb der Abgasleitung nachzuweisen, wird es möglich, eine in einem Brennstoffzellenstapel (FC stack; fuel-cell stack) auftretende System-Fehlfunktion in einem frühen Stadium zu erkennen. Insbesondere wird es möglich, ein frühes Erkennen einer ungewöhnlichen Leckage von Wasserstoff aus dem Brennstoffzellenstapel zu erreichen, wobei die Leckage bedingt ist durch einen abnormalen Durchgang durch eine (Polymer-)Elektrolytmembran aufgrund deren Verschlechterung oder Beschädigung, eine Leckage aus einer Wasserstoffdichtung, einem Versagen eines Ausleitventils etc. innerhalb des Brennstoffzellenstapels, im Unterschied zu einem übermäßigen Wasserstoffaustritt während des Normalbetriebs der Brennstoffzelle (welcher als reguläre oder periodische Änderung der Wasserstoffkonzentration in der Abgasleitung zutage tritt). In anderen Worten: durch Bilden eines Sensors, der eine Direktmessung einer Wasserstoffkonzentration in der Abgasleitung vornimmt, welche gut und früh den Betriebszustand des Brennstoffzellenstapel-Systems widerspiegelt, wird es ermöglicht, eine System-Fehlfunktion des Brennstoffzellenstapels in einem frühen Stadium zu erkennen und vorab eine System-Fehlfunktion zu verhindern, die möglicherweise zu einem schwerwiegenden Unfall führt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine linksseitige perspektivische Ansicht einer gesamten Karosserie eines Brennstoffzellen-Motorrads als Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 ist eine linksseitige Ansicht des Brennstoffzellen-Motorrads, dessen Äußeres zum teilweise weggeschnitten ist, um den inneren Aufbau darzustellen.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht einer in das Brennstoffzellen-Motorrad einzusetzenden Brennstoffzelle bei Betrachtung von der linken hinteren Seite.
  • 4 ist eine teilweise geschnittene linksseitige Ansicht eines hinteren Teils des Brennstoffzellen-Motorrads als eine Ausführungsform der Anordnung eines Wasserstoffsensors.
  • 5 ist eine teilweise geschnittene linksseitige Ansicht eines hinteren Teils des Brennstoffzellen-Motorrads, die eine weitere Ausführungsform der Anordnung eines Wasserstoffsensors veranschaulicht.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Im folgenden werden einige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Motorrads mit Brennstoffzellenantrieb unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 und 2 sind Figuren, die ein Brennstoffzellen-Motorrad als eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellen-Motorrads insgesamt darstellen. 1 ist eine linksseitige perspektivische Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Brennstoffzellen-Motorrads 10 veranschaulicht, und 2 ist eine linksseitige Ansicht des Brennstoffzellen-Motorrads 10, von dem die Außenteile teilweise weggeschnitten sind, um den inneren Aufbau darzustellen.
  • Zur Verkürzung der Beschreibung werden die Vorderseite und die Rückseite des Brennstoffzellen-Motorrads 10 durch die Buchstaben „F” bzw. „R” bezeichnet.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist das Brennstoffzellen-Motorrad 10 dieser Ausführungsform ein Motorrad, das mit elektrischer Energie fährt, die von einer Brennstoffzelle gewonnen wird.
  • [Struktur der Fahrzeugkarosserie]
  • Das Brennstoffzellen-Motorrad 10 ist ein Motorroller. Das Brennstoffzellen-Motorrad 10 enthält eine Fahrzeugkarosserie 11, ein Vorderrad 12, das ein gesteuertes Rad ist, einen Handgriff 13 zum Steuern des Vorderrads 12, ein Hinterrad 14 als Antriebsrad und einen Motor 15, der das Hinterrad 14 antreibt. Der Motor 15 arbeitet als Elektromotor zum Antreiben des Antriebsrads 14.
  • Die Fahrzeugkarosserie 11 enthält einen Karosserierahmen 17 (2), bei dem es sich um ein Hauptstrukturelement (Hauptrahmen) handelt, eine Fahrzeugaußenverkleidung 18, welche den Karosserierahmen 17 abdeckt, und einen Sitz (Fahrersitz) 19 oberhalb des Fahrzeug-Karosserierahmens 17. Die Fahrzeugkarosserie 11 enthält weiterhin eine luftgekühlte Brennstoffzelle 20, einen Brennstofftank 21, eines zur Energieerzeugung durch die Brennstoffzelle 20 verwendete Brennstoff, eine Sekundärbatterie 22 zum Zuspeisen der Energie der Brennstoffzelle 20, eine Leistungsmanagementeinrichtung 23, welche die Ausgangsspanne der Brennstoffzelle 20 regelt und die Verteilungssteuerung elektrischer Leistung seitens der Brennstoffzelle 20 und der Sekundärbatterie 22 vornimmt, und eine (nicht dargestellte) Motorsteuerung, die eine von der Leistungsmanagementeinrichtung 23 gelieferte elektrische Gleichstromleistung in eine Drehstromleistung umwandelt und die Betriebssteuerung des Motors 15 ausführt. Damit bildet der Antriebsstrang des Brennstoffzellen-Motorrads 10 ein Hybridsystem, das die Brennstoffzelle 20 und die Sekundärbatterie 22 enthält.
  • Der Karosserierahmen 17 ist mit einem Kopfrohr 26, einem oberen Abwärtsrahmen 27, einem Paar aus rechtem und linkem unteren Abwärtsrahmen 28, einem Paar aus rechtem und linkem oberen Rahmen 29 und einem Paar aus rechtem und linkem unteren Rahmen 30 ausgestattet, wodurch ein Hauptrahmen gebildet wird.
  • Das Kopfrohr 26 lagert schwenkbar eine Vordergabel 32 vom Gabeltyp an dem vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie 11.
  • Der obere Abwärtsrahmen 27 ist mit einem oberen Teil des Kopfrohrs 26 verbunden und ist so angeordnet, dass er sich neigt und nach hinten in Richtung des Hinterteils der Fahrzeugkarosserie 11 erstreckt.
  • Der untere Abwärtsrahmen 28 erstreckt sich vom unteren Teil des Kopfrohrs 26 in Richtung einer nahezu rechten unteren oder Abwärtsrichtung.
  • Der obere Rahmen 29 verläuft in einer vorderen Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11, ausgehend von dem unteren Ende des unteren Abwärtsrahmens 28 über den unteren Teil des oberen Abwärtsrahmens 27 in Rückwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie 11, und in der hinteren Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11 neigt er sich sanft nach oben in Richtung des hinteren Endes. Oberhalb der letztgenannten Hälfte des Oberrahmens 29 befindet sich ein Sitz 19.
  • Der obere Rahmen 29 ist mit einem Schwenklager 33 in der hinteren Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11 ausgestattet. Eine Schwinge 34 ist schwenkfähig um das Schwenklager 33 herum gelagert. Während das Hinterrad 14 schwenkbar am hinteren Ende der Schwinge 34 gelagert ist, ist die Schwinge 34 flexibel und in vertikaler Richtung bewegbar durch eine hintere Dämpungseinheit 35 abgestützt. Die hintere Dämpfungseinheit 35 ist zwischen dem unteren Ende der Schwinge 34 und dem hinteren Ende des Karosserierahmens 17 gelagert. Ein hinteres Schutzblech 31, das den oberen Teil und den hinteren Teil des Hinterrads 14 abdeckt, ist unterhalb einer Feder zusammen mit dem Hinterrad 14 angebracht, so dass es nach oben und nach unten bewegbar ist.
  • Die unteren Rahmen 30 verlaufen von dem unteren Ende des unteren Abwärtsrahmens 28 in Richtung des unteren Teils der Fahrzeugkarosserie 11, und sie sind an einer Stelle nahe dem unteren Ende der Fahrzeugkarosserie 11 gebogen. Die unteren Rahmen 30 verlaufen weiter in Erstreckungsrichtung der Fahrzeugkarosserie 11 und sind dann in Richtung nach oben und nach hinten etwa in der Mitte der Fahrzeugkarosserie 11 gebogen, um an den oberen Rahmen 29 anzuschließen. Die unteren Rahmen 30, die als rechts- und linksseitiges Paar angeordnet sind, sind mit Fußrasten 36 für einen Fahrer an der Vorderseite ausgestattet.
  • Das Vorderrad 12 ist drehbar an der Vordergabel 32 gelagert. Die Vordergabel 32 hat eine elastische Teleskopstruktur, um eine elastische Formänderung zu ermöglichen, und oberhalb des Vorderrads 12 ist ein vorderes Schutzblech 41 gehalten. Ein Steuer-Handgriff 13 ist mit dem oberen Ende der Vordergabel 32 verbunden. Der Steuer-Handgriff 13 ist um das Kopfrohr 26 verschwenkbar gelagert, um ein freies Drehen zu ermöglichen, und er bildet einen Steuermechanismus 42 des Brennstoffzellen-Motorrads 10.
  • Der Motor 15 ist ein Elektromotor des Brennstoffzellen-Motorrads 10 zum Antreiben des Hinterrads 14. Der Motor 15 ist integral an einer Schwinge 34 angebracht und bildet dadurch einen Bestandteil einer Schwingarmeinheit der Schwinge 34. Der Motor 15 ist mit der Hinterradachse über einen Verzögerungsmechanismus verbunden, um das Hinterrad 14 anzutreiben. Damit wird eine von dem Motor 15 erzeugte Antriebskraft über den Verzögerungsmechanismus auf das Hinterrad 14 übertragen.
  • Bei dem so ausgebildeten Karosserierahmen 17 ist die Fahrzeugkarosserie 11 mit einem Brennstofftank 21 ausgerüstet, der horizontal in einer mittleren Tunnelzone 44 angeordnet ist, die von den paarweisen rechten und linken oberen Rahmen 29 und den paarweisen rechten und linken unteren Rahmen 30 umgeben ist, außerdem ist sie mit der Sekundärbatterie 22, der Leistungsmanagementeinrichtung 23, der Brennstoffzelle 20 ausgerüstet, die in dieser Reihenfolge in der Richtung von vorn nach hinten der Fahrzeugkarosserie 11 angeordnet sind, ferner ist sie mit einer (nicht gezeigten) Motorsteuerung in einer Geräteaufnahmezone (einem Raum) 45 ausgestattet, die von der rechten Hälfte des oberen Rahmens 29, der Fahrzeugaußenverkleidung 18 und dem Sitz 19 umgeben ist. Die Motorsteuerung befindet sich auf einer Seite der Leistungsmanagementeinrichtung 23, zum Beispiel auf der linken Seite oder der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 11. Eine hintere Raumzone 46 auf einer rechten Seite der mittleren Tunnelzone 44 und einer unteren hinteren Seite der Geräteaufnahmezone 45 in dem Karosserierahmen 17 befindet sich zwischen einer hinteren Karosserieabdeckung 52 und dem hinteren Schutzblech 31, und ist oberhalb des Hinterrads 24 gelegen. Zwischen der Geräteaufnahmezone 45 und der hinteren Raumzone 46 befindet sich ein Trennelement 48, um einzelne Zonen zu definieren. Das hintere Schutzblech 31, das vor Schmutzspritzern seitens des Hinterrads 14 schützt, ist derart angeordnet, dass es den hinteren Bereich und die Oberseite des Hinterrads 14 abdeckt, und es liegt an der Unterseite der hinteren Dämpfungseinheit 35, um zusammen mit dem Hinterrad 14 nach oben und nach unten bewegbar zu sein.
  • Die Fahrzeugaußenverkleidung 18 enthält eine vordere Beinschutzabdeckung 50 als vordere Karosserieabdeckung zum Abdecken der vorderen Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11, eine vordere Rahmenabdeckung 51 als zentrale Karosserieabdeckung oberhalb der Mitte der Fahrzeugkarosserie 11, um den oberen Rahmen 29 von oben her abzudecken, und eine hintere Rahmenabdeckung 52 als hintere Karosserieabdeckung zum Abdecken der Seiten der Fahrzeugkarosserie 11 unter dem Sitz 19. Die hintere Rahmenabdeckung 52 bildet zusammen mit dem Sitz die Geräteaufnahmezone 45, in welcher die Brennstoffzelle 20, die Sekundärbatterie 22, die Leistungsmanagementeinrichtung 23 und die Motorsteuerung untergebracht sind.
  • Deshalb ist die Geräteaufnahmezone 45 ein geschlossener Raum, umgeben von dem Sitz 19, der hinteren Rahmenabdeckung 52 und dem Trennelement 48, und durch Schaffung eines (nicht gezeigten) Belüftungslochs an einer geeigneten Stelle in der hinteren Rahmenabdeckung 52 als hintere Karosserieabdeckung oder in dem Trennelement 48, kann sie sicher und einfach den Luftstrom als Reaktionsmittelgas steuern, welcher der Brennstoffzelle 20 zugeführt wird, außerdem kann der Luftstrom als Kühlmittelgas in Richtung der elektrischen Teile geleitet werden, die einer Kühlung bedürfen. Die Geräteaufnahmezone 45 braucht nicht ein vollständig geschlossener Raum zu sein.
  • Der Sitz 19 befindet sich an einer oberen Stelle in der hinteren Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11. Der Sitz 19 ist ein Tandemsitz und beinhaltet einen vorderen Sitz 19a für den Fahrer und einen hinteren Sitz 19b für einen Beifahrer, wobei die beiden Sitze integriert ausgebildet sind.
  • [Anordnung und Struktur einer Brennstoffzelle]
  • Eine Brennstoffzelle 20, die in dem Brennstoffzellen-Motorrad 10 eingesetzt wird, befindet sich in einer rechten Hälfte der Fahrzeugkarosserie 11, insbesondere befindet sie sich in einer nach vorn geneigten Art und Weise an einer Stelle, die in Richtung der Rückseite der Geräteaufnahmezone 45 versetzt ist, die unter dem Sitz 19 gebildet ist. Die Brennstoffzelle 20 hat eine flache rechtwinklige Parallelepiped-Form, und sie ist so geneigt, dass ihre Lufteinlassseite 20a mit einer Zuführöffnung für Reaktionsmittelgas in die Richtung nach vorn und unten weist. Die Lufteinlassseite 20a der Brennstoffzelle 20 befindet sich unterhalb eines abgestuften Teils zwischen dem vorderen Sitz 19a und dem hinteren Sitz 19b des Sitzes 19, und sie ist in einer Richtung zu der Fahrzeugfront nach unten geneigt.
  • Die Front der Brennstoffzelle 20 ist mit einer Lufteinlassleitung 54 ausgestattet, die nach unten (in Richtung nach vorne und unten) geneigt ist, und Luft als Reaktionsmittelgas für eine Brennstoffzellenreaktion und auch als ein Kühlmittel strömt entlang der Lufteinlassleitung 54, um in die Brennstoffzelle 20 eingeleitet zu werden. Die Brennstoffzelle 20 ist außerdem auf einer der Lufteinlassseite 20a abgewandten Rückseite mit einer Abluftseite ausgebildet.
  • Vor der Lufteinlassseite 20a befindet sich ein Staubfilter 55 (2 und 3), und hinter der Abluftseite der Brennstoffzelle 20 befindet sich über ein Abluftplenum (Sammelabschnitt) 56 zum Ausgleichen von Abgasdruck ein Gebläse 57, wie aus 3 hervorgeht. Als Reaktionsmittelgas wird Luft in die Brennstoffzelle 20 über die Lufteinlassseite angesaugt. In der Luft enthaltener Sauerstoff bewirkt eine elektrochemische Reaktion mit Wasserstoffgas als Brennstoff, der aus dem Brennstofftank 21 zugeführt wird, um Elektrizität zu erzeugen, und feuchtes Überschussgas wird nach der Energieerzeugung über das Abluftplenum 56 und das Gebläse 57 aus einer Abgasöffnung 58 ausgetragen. Bei diesem Vorgang wird die Brennstoffzelle 20 von der als Reaktionsmittelgas fungierenden Luft abgekühlt, und die Abgasöffnung 28 der Brennstoffzelle 20 ist offen für einen freien Durchgang zu einer Abgasleitung 59. Die Lufteinlassleitung 54 ist ausgebildet für eine Druckverlustreduzierung während des Durchgangs, wonach sie einen Querschnitt aufweist, der nahezu gleich ist der Fläche der Lufteinlassseite 20a der Brennstoffzelle 20.
  • Die Abgasleitung 59 befindet sich hinter der Brennstoffzelle 20, wie aus 4 hervorgeht. Insbesondere kann die Abgasleitung 29 auf der Seite der Abluftseite der Brennstoffzelle 20 über die Abluftkammer 56 und das Gebläse 27 angeordnet sein, um in einen oberen Abgaskanal 61 und einen unteren Abgaskanal 62 zu münden, um so ein Kombinationsrücklicht 60 am Fahrzeugheck zu umgehen, während die Kanäle die Richtung nach hinten und nach unten des Fahrzeughecks über eine obere Abgasöffnung 63 bzw. eine untere Abgasöffnung 64 münden.
  • Die Abgasleitung 59 besitzt eine obere Abgasöffnung 63 an einer höher gelegenen Stelle als die Öffnung der Abgasöffnung 58 der Brennstoffzelle 20, und die untere Abgasöffnung 64 mündet in die hintere Raumzone 46 eines weit geöffneten Unterdruckraums, demzufolge das feuchte Überschussgas, welches unreagierten Sauerstoff enthält, sicher und ungestört aus der Fahrzeugkarosserie 11 ausgetragen werden kann.
  • Da die untere Abgasöffnung 64 des unteren Abgaskanals 62 in der Abgasleitung 59 an der Schwinge 34 befestigt ist, die das Hinterrad 14 unter der Feder 35 drehbar lagert, so dass das hintere Schutzblech 31 zusammen mit dem Hinterrad 14 schwingen kann, kann die untere Abgasöffnung mit weniger Restriktionen bezüglich der Größe eine beträchtliche Öffnungsgröße aufweisen.
  • Andererseits ist die Brennstoffzelle 20 mit einem Brennstoffzellenstapel 66 ausgestattet, gebildet durch Stapeln mehrerer Einheitszellen, weiterhin mit einem Filter 55 zur Schmutzbeseitigung an ihrer Frontseite, einem Sauggebläse 57 zum zwangsweisen Zuführen von Luft als Reaktionsmittel und als Kühlmittel auf ihrer Rückseite, und einer Abluftkammer 56 zur Vergleichmäßigung des Luftdrucks zwischen dem Brennstoffzellenstapel 66 und dem Gebläse 57. Weiterhin ist die Abgasleitung 59 auch so ausgestaltet, dass sie einen großen Querschnitt aufweist, in dem sie sich in einen oberen Abgaskanal 61 und einen unteren Abgaskanal verzweigt, um einen geringeren Druckverlust im Strömungsverlauf zu erreichen, ähnlich wie die Lufteinlassleitung 54.
  • [Brennstofftank]
  • Der Brennstofftank 21 ist ein zylindrisches Druckgefäß, beispielsweise gebildet aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP), das halbkugelförmige Platten an beiden Enden besitzt und ein Speichersystem für unter einem Hochdruck von etwa 70 MPa komprimierten Sauerstoff bildet. Der Brennstofftank 21 liefert Brennstoff-Wasserstoffgas über ein Sperrventil (ein nicht dargestelltes Brennstoff-Zuführventil), das mit einem Druckregler ausgestattet ist, an die Brennstoffzelle 20. Der Brennstofftank 21 ist in einem Zustand montiert, in welchem er mit seiner Längsachse in Erstreckungsrichtung der Fahrzeugkarosserie 11 innerhalb der mittleren Tunnelzone 44 ausgerichtet ist, die einen nahezu mittleren unteren Teil der Fahrzeugkarosserie 11 bildet. Dementsprechend ist der Brennstofftank 21 von dem Hauptrahmen umgeben, der ein Paar oberer Rahmen 29 und ein Paar unterer Rahmen 30 beinhaltet, und er wird vor Unfällen, beispielsweise einem Sturz oder einer Kollision des Brennstoffzellen-Motorrads 10 gut geschützt. Der Brennstofftank 21 wird außerdem von den rechten und linken Fußrasten 36 an dem unteren Rahmen 30 eingefasst.
  • Der Brennstofftank 21 befindet sich innerhalb der mittleren Tunnelzone 44 in der mittleren Karosserieabdeckung 51, während er zum Beispiel von Befestigungsschellen gehalten wird, die zwischen dem Oberrahmen 29 auf der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 11 und einem unteren Rahmen 30 auf einer linken oder rechten Seite der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind. Andererseits sind Einlassluft-Einleitöffnungen 78 zum Aufnehmen von Umgebungsluft in der mittleren Karosserieabdeckung 51 der Fahrzeugaußenverkleidung 18 ausgebildet, welche die Fahrzeugkarosserie 11 des Brennstoffzellen-Motorrads 10 bedeckt. Wie in 2 gezeigt ist, befinden sich die Einlassluft-Einleitöffnungen 78 in der Vorderseite einer Verschalung, die sich hinter dem Vorderrad 12 und vor der mittleren Karosserieabdeckung 51 befinden. Durch die Öffnungen 78 wird Umgebungsluft während des Fahrens des Fahrzeugs zwangsweise eingeleitet und der Brennstoffzelle 20 über einen Einlassluftkanal 79 zugeleitet.
  • Die Reaktionsmittel- und Kühlungsluft wird über die Einlassluft-Einleitöffnungen 78 angesaugt und wird über die mittlere Tunnelzone 44 (den Einlassluftkanal 79), die von der mittleren Karosserieabdeckung 51 und die Fahrzeugaußenverkleidung 18 (siehe 1) der Unterverkleidung umgeben ist, zu der Einlassluftleitung 54 geleitet, und anschließend zu der Lufteinlassseite 20a der Brennstoffzelle 20. In der mittleren Tunnelzone 44 wird der Einlassluftkanal 79 in Fahrzeuglängsrichtung (von vorne nach hinten) entlang dem Umfang des Brennstofftanks 21 geleitet und von dem Trennelement 48 in einer Richtung nach hinten und nach oben zu der Einlassluftleitung 54 abgelenkt.
  • In dem Brennstoffzellen-Motorrad 10 sind Fahrzeugkomponenten wie zum Beispiel die Brennstoffzelle 20, der Brennstofftank 21, die Sekundärbatterie 22, die Leistungsmanagementeinrichtung 23 und die (nicht gezeigte) Fahrzeugmotorsteuerung in dem Raum aufgenommen, der von der mittleren Karosserieabdeckung 51, der hinteren Karosserieabdeckung 52, der Unterseitenabdeckung und den Sitz 19 umgeben ist.
  • [Sekundärbatterie]
  • Die Sekundärbatterie 22 befindet sich vor der Lufteinlassleitung 54 der Brennstoffzelle 20 und kann zum Beispiel aus einer kastenförmigen Lithiumionenbatterie bestehen. Die Sekundärbatterie 22 befindet sich oberhalb der Rückseitenplatte eines Druckgefäßes 68 des Brennstofftanks 21, wobei sie zu der Vorderseite der Geräteaufnahmezone 45 unterhalb des Sitzes 19 versetzt ist. Insbesondere befindet sich die Sekundärbatterie 22 unterhalb des Vordersitzes 19a des Sitzes 19, auf dem der Fahrersitz, und sie liegt nahezu vertikal bezüglich einer hypothetischen horizontalen Ebene des Brennstoffzellen-Motorrads 10. Das Brennstoffzellen-Motorrad 10 ist ein Hybridfahrzeug, das mit einer Brennstoffzelle 20 und einer Sekundärbatterie 22 als Energiequellen ausgestattet ist. Die Sekundärbatterie 22 ist mit einer Motorsteuerung (Last) parallel zu der Brennstoffzelle 20 verbunden, um die Energie nach der Umwandlung in eine Wechselspannung als Antriebselektrizität an den Motor 15 zu liefern, während der Zeit einer Verzögerung die Regenerationsenergie absorbiert wird. Speziell kann das Brennstoffzellen-Motorrad 10 mit einer weiteren Sekundärbatterie 22 ausgerüstet sein, welche eine elektrische Spannung von 12 V liefert, zusätzlich zu der oben angesprochenen Sekundärbatterie 22, wobei die weitere Sekundärbatterie als Energiequelle für beispielsweise (nicht gezeigte) Messgeräte und (nicht gezeigte) Lampen 22 fungiert. Die Sekundärbatterie 22 kann sich an einer Seite des Druckgefäßes 61 des Kraftstofftanks 21 befinden, zum Beispiel auf der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 11.
  • Die Leistungsmanagementeinrichtung 23 und eine (nicht dargestellte) Motorsteuerung befinden sich zwischen der Sekundärbatterie 22 und der Brennstoffzelle 20 und/oder in der Lücke von der Sekundärbatterie 22 und der Brennstoffzelle 20.
  • [Prinzip der Energieerzeugung durch die Brennstoffzelle]
  • In dem Brennstoffzellen-Motorrad 10 dieser Ausführungsform dient die Brennstoffzelle 20 als elektrische Energiequelle für den Fahrzeugantriebsmotor 15. Insbesondere ist es bekannt, dass eine übliche Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle (PEFD) als eine Ausführungsform der Brennstoffzelle 20 eine Struktur mit einem Stapel 66 aufweist, welcher mehrere gestapelte Einheitszellen enthält, die jeweils eine Anode und eine Kathode enthalten, und denen Wasserstoff und Luft (Sauerstoff) zugeführt wird, und die außerdem jeweils ein Laminat aus einer Diffusionsschicht/Katalysatorschicht/Feststoffpolymer-Elektrolytmembran, die selektiv Wasserstoffionen durchlässt Katalysatorschicht/Diffusionsschicht, die zwischen der Anode und der Kathode sandwichartig eingefasst sind, aufweist. Wie oben erläutert, fungiert die Brennstoffzelle 20 als elektrochemisches System, welches elektrische Energie durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Luft (Sauerstoff) erzeugt, die aus dem Brennstofftank 21 bzw. dem Einlasskanal 79 der Brennstoffzelle 20 zugeleitet werden, wobei Wasser entsteht.
  • Überschüssige Luft nach der Reaktion mit Wasserstoff und Luft nach dem Kühlen des Brennstoffzellenstapels 66 werden als Kathoden-Abgas oder -Abluft aus (dem Stapel 66) der Brennstoffzelle 20 über die Abluftkammer 56 und das Sauggebläse 57 in die Abgasleitung 59 ausgetragen, wie in den 3 und 4 zu sehen ist.
  • Andererseits wird Wasserstoff aus dem Brennstofftank 21 in einer der Verbrauchsmenge innerhalb der Brennstoffzelle entsprechenden Menge im Prinzip der Anode der Brennstoffzelle 20 über eine (nicht gezeigte) Wasserstoffzuführleitung zugeleitet, die üblicherweise eine zirkulierende Wegstrecke enthält. Um allerdings eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration (und damit einhergehend eine Absenkung des Reaktionswirkungsgrads) aufgrund von Stickstoff zu vermeiden, der unvermeidlich in einen Brennstoffzellenstapel von der Seite des Luftwegs (der Kathodenseite) bei fortgesetzter Brennstoffzellenreaktion eindringt, und um eine stabile Energieerzeugung zu bewirken, und um außerdem das durch die Reaktion entstehende Wasser auszuleiten, ist es notwendig, periodisch von der Anodenseite eine Ausleitung (eine Wasserstoffgasentfernung) über eine Wasserstoffausleitleitung 116 und ein Ausleitventil 117 zu einer Abgasleitung 59 stromabwärts bezüglich des Sauggebläses 37 auszuführen. Wenn die Sauerstoffgasausleitung von der Anodenseite her ausgeführt wird, wird das Anoden-Abgas mit Kathoden-Abluft verdünnt, so dass es unter die Untergrenze für Entflammbarkeit (eine Wasserstoffkonzentration von weniger als 4%) gelangt, um in die Atmosphäre ausgetragen zu werden. Insbesondere wird die Wasserstoffkonzentration berechnet auf der Grundlage einer Stickstoffkonzentration und einer Feuchtigkeitskonzentration, die ihrerseits aus der Menge erzeugter Elektrizität und der Energieerzeugungszeit errechnet wird, und es wird die Häufigkeit und Dauer der Wasserstoffgasausleitung auch im Hinblick auf die Strömungsgeschwindigkeit der Kathodenabluft als Verdünnungsgas berechnet, um zu einer Konzentration unterhalb der Entflammbarkeituntergrenze zu kommen.
  • Wie oben beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform gemäß 2 Umgebungsluft über Lufteinlassöffnungen 48 aufgenommen, die sich in einem vorderen Teil der mittleren Karosserieabdeckung 51 des Brennstoffzellen-Motorrads 10 befinden, wobei die Luft über den Einlassluftkanal 79 der Brennstoffzelle 20 zugeleitet wird, was in erster Linie durch den Betrieb des Ansaugens des Lufteinlassgebläses 57 geschieht. Da die Lufteinlassöffnungen 78 sich an der Fahrzeugfront befinden, wirkt während der Zeit, in der das Fahrzeug fährt, ein Überdruck auf die Luft (die Umgebungsluft), die von den Lufteinlassöffnungen 78 kommt, um die Luft zwangsweise durch den Einlassluftkanal in die Brennstoffzelle 20 zu drücken. Dies ermöglicht eine Senkung der auf das Gebläse 57 der Brennstoffzelle 20 einwirkenden Last. Allerdings lässt sich die auf das Lufteinlassgebläse 57 einwirkende Last bedarfsweise zusätzlich reduzieren, indem man ein Filter und ein Gebläse an einer beliebigen Stelle des Einlassluftkanals 79 zwischen der Lufteinlassöffnung 78 und der Brennstoffzelle 20 vorsieht.
  • Der Brennstofftank 21 wird durch die Wirkung der adiabatischen Expansion zur Zeit der Emission und der Zufuhr von Wasserstoff aus dem Brennstofftank 21 zu der Brennstoffzelle 20 gekühlt. Im Ergebnis wird die Luft als Reaktions- und Kühlmittel, die um den Brennstofftank 21 strömt, gezielt abgekühlt, wodurch der Effekt des Abkühlens des Brennstofftanks 21 verbessert wird und die erforderliche Luftmenge beschränkt werden kann. Demzufolge lässt sich die auf das Gebläse 57 einwirkende Belastung weiter reduzieren, um dadurch wiederum elektrische Energie einzusparen.
  • [Sauerstoffsensor]
  • Bei dieser Ausführungsform (der ersten Ausführungsform) ist, wie in den 2 und 4 dargestellt ist, ein erster karosserieinterner Wasserstoffsensor 81 oberhalb des Wasserstofftanks 21 in der Karosseriemitte angeordnet, vorzugsweise oberhalb eines (nicht gezeigten) Brennstoffventils zum Zuführen von Brennstoff-Wasserstoff über die Leitungen zu der Brennstoffzelle 20, und es ist ein zweiter karosserieinterner Wasserstoffsensor 82 oberhalb der Brennstoffzelle 20 angeordnet, und weiterhin ist ein leitungsinterner Wasserstoffsensor 83 in der Nähe des Ausgangs der Deckenfläche eines oberen Abgaskanals 61 angeordnet, bei dem es sich um einen der beiden Abgaskanäle handelt, die sich in einen oberen und einen unteren Teil von der Abgasleitung 59 verzweigen. Die Anbringungsstellen für die karosserieinternen Wasserstoffsensoren dieser Ausführungsform bilden ein Optimum für den Nachweis von Leckage-Wasserstoff aus den am meisten typischen Bereichen unter den möglichen Wasserstoff-Leckagebereichen innerhalb der Karosserie, das heißt dem Wasserstofftank und der Brennstoffzelle.
  • Während es allgemein bevorzugt ist, den leitungsinternen Wasserstoffsensor an einer Stelle innerhalb der Leitung 59 anzuordnen, wo Ausleitwasserstoff und Luft von dem Sauggebläse 57 gut durchmischt sind, ist es andererseits zum Verständnis des Betriebszustands innerhalb des Brennstoffzellenstapels optimal, wenn die oben angesprochene Stelle für den leitungsinternen Wasserstoffsensor die höchstgelegene Position innerhalb der Leitung ist, um Wasserstoff nachzuweisen, der leichter als Luft ist. Falls der Anstieg der Wasserstoffkonzentration, wie sie von dem leitungsinternen Sensor 83 nachgewiesen wird, gering ist, so wird dies zu der Steuerung (der Leitungssteigerung) des Sauggebläses 57 zurückgeführt und ist auch wirksam für eine Wasserstoffverdünnung, derzufolge die Wasserstoffkonzentration in dem Abgas aus dem Fahrzeug heraus nicht den gesetzlichen Regelwert (weniger als 4%) übersteigt. Wenn auch durch die oben genannte Maßnahme ein abnormaler Wert nicht verbessert wird, so wird diese Abnormalität dahingehend beurteilt, dass es sich um einen Fehler des Brennstoffventils oder eines Ausleitventils handelt, oder dass eine ernsthafte Beschädigung des Polymer-Elektrolytfilms vorliegt, so dass ein Anhalten oder eine Warnung für das System erfolgt. Als Wasserstoffsensoren 81 bis 83 kommen ein katalytischer Verbrennungstyp-Wasserstoffsensor, ein Wasserstoffsensor für Fahrzeuge zum Nachweisen einer Konzentration im Bereich von 0 bis 4% etc. beispielsweise in Betracht.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Bei dieser Ausführungsform (dargestellt in 5) befindet sich im Vergleich zu der oben erläuterten ersten Ausführungsform (beschrieben anhand der 4) ein Wasserstoffsensor 83a anstelle des zweiten karosserieinternen Wasserstoffsensors 82 an einer Stelle oberhalb der Brennstoffzelle 20 und auf einer Rückseite der Fahrzeugkarosserie, wobei ein Öffnungsende eines Abgasschlauchs (Bypassleitung) 84 in die Abgasleitung 59, die den oberen Abgaskanal 61 definiert, eingesetzt ist, während das andere Öffnungsende zu dem Wasserstoffsensor 83a hin gerichtet ist, der sich schräg nach oben bezüglich des anderen Endes des Abgasschlauchs 59 befindet, wodurch der Wasserstoffsensor 83a als zweiter karosserieinterner Wasserstoffsensor und außerdem als leitungsinterner Wasserstoffsensor verwendet wird, indem die nach oben gerichtete Bewegung des Wasserstoffs ausgenutzt wird. Im Ergebnis hat der Wasserstoffsensor 83a die Funktion eines leitungsinternen Wasserstoffsensors, der im Hinblick auf ein frühes Erkennen des Betriebszustands des Brennstoffzellenstapels erwünscht ist, während eine Zunahme der Anzahl von Wasserstoffsensoren vermieden wird.
  • Es wurde oben ein Brennstoffzellen-Motorrad gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben, die bei einem Zweirad-Motorroller eingesetzt ist. Allerdings kann sie auch zum Beispiel allgemein bei mittels Brennstoffzellen angetriebenen Satteltyp-Motorrädern angewendet werden, darunter Zweiradfahrzeuge, Dreiradfahrzeuge sowie Buggy-Cars.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005-116358 A [0007]
    • JP 2004-158221 A [0007]
    • JP 2008-247324 A [0007]
    • JP 2010-247574 A [0007]
    • JP 2015-77916 A [0010]

Claims (7)

  1. Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb, umfassend: eine Fahrzeugkarosserie; einen Elektromotor zum Antreiben eines Antriebsrads, eine luftgekühlte Brennstoffzelle zum Zuführen von elektrischer Energie zu dem Elektromotor, und einen Wasserstofftank zum Speichern von Brennstoffgas, das der Brennstoffzelle zugeleitet wird, jeweils in der Fahrzeugkarosserie untergebracht, ein Gebläse zum Zuführen von Luft als ein Reaktionsmittel und als ein Kühlmittel zu der Brennstoffzelle, und eine Abgasleitung zum Austragen von Luft, die die Brennstoffzelle gekühlt hat, aus dem hinteren Ende der Fahrzeugkarosserie, wobei die Abgasleitung einen mit einem hinteren Endbereich der Brennstoffzelle verbundenen Einlass aufweist, wobei das Motorrad weiterhin enthält: einen innerhalb der Karosserie befindlichen Wasserstoffsensor zum Nachweisen von aus dem Wasserstofftank, der Brennstoffzelle, einer dazwischen befindlichen Verbindungsleitung und daran angebrachten Ventilen entwichenem Wasserstoff, ferner den Wasserstofftank und die Brennstoffzelle in einer Zone innerhalb der Fahrzeugkarosserie und außerhalb der Abgasleitung, und einen leitungsinternen Wasserstoffsensor zum Nachweisen von Wasserstoff in der Abgasleitung.
  2. Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb nach Anspruch 1, bei dem der leitungsinterne Wasserstoffsensor sich an einer relativ hohen Stelle innerhalb der Abgasleitung befindet, wo das Abgasgemisch aus der Brennstoffzelle sich vollständig vermischt hat, um den Nachweis einer darin befindlichen Wasserstoffkonzentration zu ermöglichen.
  3. Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb nach Anspruch 2, bei dem der leitungsinterne Wasserstoffsensor sich an einer inneren Deckenfläche der Abgasleitung an einer Stelle befindet, die höher liegt als ein Ausgang der Brennstoffzelle, außerdem nahe an einem Ausgang der Abgasleitung.
  4. Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb nach Anspruch 3, bei dem die Abgasleitung einen mit dem hinteren Endbereich der Brennstoffzelle verbundenen Einlass aufweist und sich verzweigt in einen oberen Abgaskanal und einen unteren Abgaskanal, um ein am hinteren Teil des Fahrzeugs befindliches Kombinationsrücklicht zu umgehen, wobei der obere Abgaskanal eine Austrittsöffnung oberhalb des Kombinationsrücklichts und der untere Abgaskanal eine Austrittsöffnung in einer Unterseite einer hinteren Karosserieabdeckung besitzt, die sich unterhalb des Kombinationsrücklichts befindet, und der leitungsinterne Wasserstoffsensor sich an einer inneren Deckenfläche befindet, die den Abgaskanal an einer Stelle definiert, die sich in der Nähe des Ausgangs der Abgasleitung befindet.
  5. Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb nach Anspruch 2, bei dem in die Abgasleitung ein Abgasschlauch derart eingesetzt ist, dass ein Öffnungsende innerhalb der Abgasleitung mündet und das andere Öffnungsende in Richtung des innerhalb der Karosserie befindlichen Wasserstoffsensors gelegen ist, so dass der innerhalb der Karosserie befindliche Wasserstoffsensor auch die Funktion des leitungsinternen Wasserstoffsensors hat.
  6. Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der innerhalb der Karosserie befindliche Wasserstoffsensor einen ersten karosserieinternen Wasserstoffsensor aufweist, der sich oberhalb des in der Mitte der Fahrzeugkarosserie befindlichen Brennstofftanks befindet, und einen zweiten karosserieinternen Wasserstoffsensor aufweist, der sich oberhalb der Brennstoffzelle befindet.
  7. Motorrad mit Brennstoffzellenantrieb nach Anspruch 5, bei dem der karosserieinterne Wasserstoffsensor einen ersten karosserieinternen Wasserstoffsensor oberhalb des in der Mitte der Fahrzeugkarosserie befindlichen Brennstofftanks enthält, und einen zweiten karosserieinternen Wasserstoffsensor oberhalb der Brennstoffzelle und an einer Stelle enthält, die in Richtung des hinteren Teils der Fahrzeugkarosserie außerhalb der Abgasleitung tendiert, wodurch der zweite karosserieinterne Wasserstoffsensor auch die Funktion des leitungsinternen Wasserstoffsensors hat.
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