DE112006000136T5

DE112006000136T5 - Fahrzeug

Info

Publication number: DE112006000136T5
Application number: DE112006000136T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Toyota Naganuma
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2007-11-22
Also published as: WO2006073191A1; BRPI0606401A2

Abstract

Fahrzeug, fahrend unter Verwendung der Leistung einer Leistungsquelle, welches umfaßt:
einen Treibgastank, der Treibgas speichert, das der Leistungsquelle zugeführt werden soll, und der auf dem Dach einer Fahrzeugkarosserie positioniert ist;
eine Klimaanlageneinheit, die bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vor dem Treibgastank auf dem Fahrzeugdach angeordnet ist und eine Außenlufteinleitungsöffnung besitzt, die Außenluft einleitet und die unter Verwendung von über diese Außenlufteinleitungsöffnung eingeleiteter Außenluft die Luft in einem Fahrgastraum konditioniert.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug und insbesondere ein Fahrzeug, das durch Anwendung der Leistung aus einer Leistungsquelle fährt.
Stand der Technik
Ein herkömmlich bekanntes Fahrzeug dieser Bauart schließt einen Verbrennungsmotor ein, der einen gasförmigen Brennstoff, wie Druck-Erdgas, benutzt. Um ein solches Fahrzeug als, beispielsweise, Linienbus einzusetzen, wurde vorgeschlagen, einen Treibgaszylinder auf einem Dach anzuordnen, um eine Niederflurbauweise mit hindernisfreiem Zugang für ältere Personen zu schaffen (siehe beispielsweise japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2001-239846).
Als Verfahren zur Kühlung einer Leistungsquelle eines Fahrzeugs dieser Bauart, wird eine Brennstoffzellenvorrichtung vorgeschlagen, in der eine Brennstoffzelle als Leistungsquelle und ein Kühler durch ein Kühlrohr verbunden sind und der Kühler derart angeordnet ist, daß er der Außenluft ausgesetzt ist (siehe beispielsweise die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2001-93556). Wenn diese Vorrichtung in, beispielsweise, ein Kraftfahrzeug eingebaut wird, wird der Kühler unterhalb eines Flügels eines Luftspoilers angeordnet und durch den Luftspoiler gesammelte Luft wird zur Steigerung der Kühlleistung dem Kühler zugeleitet.
Offenbarung der Erfindung
Beim oben beschriebenen Fahrzeug wird manchmal eine Klimaanlageneinheit zur Klimatisierung der Luft in einem Fahrgastraum auf einem Dach angeordnet, um eine Niederfluranordnung zu schaffen. In diesem Falle, wenn ein Treibgaszylinder auf dem Dach angeordnet ist, kann aus dem Treibgaszylinder leckendes Treibgas durch eine die Außenluft einführende Öffnung der Klimaanlageneinheit in den Fahrgastraum eintreten.
Falls eine solche Brennstoffzellenvorrichtung auf das Dach eines Fahrzeugs, wie eines Busses, montiert wird, ist es manchmal vorzuziehen, einen das Treibgas oder dergleichen speichernden Gastank auf dem Dach anzuordnen, um zur Erleichterung des Be- und Entladens eine Niederflurbauweise vorzusehen. In diesem Falle nimmt der Gastank den meisten Raum auf dem Dach ein, was es erschweren kann, einen Kühler in einer Position anzuordnen, in der ausreichend Fahrtluft zugeführt werden kann, oder es verhindert, einen Platz sicherzustellen, der für die Wartung des Gastanks erforderlich ist.
Es ist eine Aufgabe für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, zu verhindern, daß Leckgas aus einem Gastank in einen Fahrgastraum eintritt. Es ist eine Aufgabe für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, in besser geeigneter Weise eine Klimaanlageneinheit und den Treibgastank auf dem Dach anzuordnen. Des weiteren ist es eine Aufgabe für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, die Kühlleistung eines Kühlers für eine Leistungsquelle zu erhöhen, während ein Platz für die Anordnung des Treibgastanks sichergestellt wird. Alternativ ist es eine Aufgabe für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, den Treibgastank und den Kühler für eine Leistungsquelle in besser geeigneter Weise auf dem Dach anzuordnen.
Um wenigstens einen Teil der oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, werden bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug unten beschriebene Mittel angewandt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein unter Verwendung der Leistung einer Leistungsquelle fahrendes erstes Fahrzeug. Das erste Fahrzeug umfaßt: einen Treibgastank, der Treibgas speichert, das der Leistungsquelle zugeführt werden soll, und der auf dem Dach einer Fahrzeugkarosserie positioniert ist; eine Klimaanlageneinheit, die bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vor dem Treibgastank auf dem Fahrzeugdach angeordnet ist und eine Außenlufteinleitungsöffnung besitzt, die Außenluft einleitet und die unter Verwendung von über diese Außenlufteinleitungsöffnung eingeleiteter Außenluft die Luft in einem Fahrgastraum konditioniert.
Beim ersten Fahrzeug der vorliegenden Erfindung ist der Treibgastank auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie angeordnet und die Klimaanlageneinheit befindet sich vor dem Treibgastank. Somit strömt aus dem Treibgastank leckendes Treibgas durch die Wirkung der Fahrtluft nach hinten, und im Vergleich mit dem Falle, in dem sich die Klimaanlageneinheit hinter dem Treibgastank befindet, kann das Treibgas in besser geeigneter Weise daran gehindert werden, über die Außenlufteinleitungsöffnung der Klimaanlageneinheit in einen Fahrgastraum einzudringen. Der Treibgastank kann horizontal auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet sein, daß seine Längsrichtung in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, kann aber auch horizontal derart auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein, daß seine Längsrichtung in der Fahrzeuglängsrichtung verläuft, oder kann vertikal auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet sein, daß seine Längsrichtung in Richtung der Fahrzeugbreite oder der Fahrzeuglängsrichtung verläuft.
Beim ersten Fahrzeug der vorliegenden Erfindung kann der Treibgastank bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung in einer im wesentlichen mittleren Position angeordnet sein. Damit ist der ein relativ großes Gewicht aufweisende Treibgastank bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung in einer im wesentlichen mittleren Position angeordnet, wodurch eine gute Gewichtsverteilung sichergestellt ist. In diesem Falle kann der Treibgastank horizontal auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet sein, daß seine Längsrichtung in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, kann horizontal auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet sein, daß seine Längsrichtung in Richtung der Fahrzeuglängsrichtung verläuft, oder er kann auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie derart vertikal angeordnet sein, daß seine Längsrichtung in der Richtung der Fahrzeugbreite oder der Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Der Treibgastank kann eine im wesentlichen zylindrische Form aufweisen.
Das erste Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiter eine Dachabdeckung umfassen, die zumindest den Treibgastank und die Klimaanlageneinheit überdeckt und eine Außenluftführungsöffnung besitzt, die Außenluft zur Außenlufteinleitungsöffnung der Klimaanlageneinheit führt. In diesem Falle kann die Klimaanlageneinheit derart gestaltet sein, daß sie niedriger als der Treibgastank ist, und die Dachabdeckung kann derart gestaltet sein, daß ein Abschnitt oberhalb der Klimaanlageneinheit niedriger ist als ein Abschnitt oberhalb des Treibgastanks. Damit kann ein Frontabschnitt der Dachabdeckung in eine Form gebracht werden, die von dem Abschnitt oberhalb der Klimaanlageneinheit zum Abschnitt oberhalb des Treibgastanks ansteigt. Dies kann den aerodynamischen Widerstand des Fahrzeugs verringern.
Beim ersten Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung des die Dachabdeckung einschließenden Aspekts kann die Dachabdeckung einen Trennwandabschnitt aufweisen, der die Außenlufteinleitungsöffnung der Klimaanlageneinheit vom Treibgastank trennt. Dies kann mit größerer Zuverlässigkeit Treibgas, das aus dem Treibgastank leckt, am Eintritt in den Fahrgastraum hindern. Beim erfindungsgemäßen Fahrzeug nach diesem Aspekt kann die Dachabdeckung in einem oberen Abschnitt, der sich zwischen einem in Fahrzeuglängsrichtung gesehen mittleren Abschnitt und einem hinteren Abschnitt befindet, eine Belüftungsöffnung aufweisen. Dadurch kann die Belüftungsöffnung von der Klimaanlageneinheit getrennt werden und somit verhindert werden, daß von der Innenseite der Dachabdeckung über die Belüftungsöffnung nach außen austretendes Treibgas durch die Außenlufteinleitungsöffnung der Klimaanlageneinheit in den Fahrgastraum eintritt.
Das erste Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiter einen Kühler einschließen, der sich in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Treibgastank auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie befindet und für ein Kühlsystem der Leistungsquelle eingesetzt wird. Somit wird Treibgas, das aus dem Treibgastank entweicht, leicht mit der Fahrtluft vermischt, die dahinter in den Kühler eingeleitet wird, wodurch in besser geeigneter Weise das Treibgas daran gehindert wird, in den Fahrgastraum einzutreten.
Das erste Fahrzeug der vorliegenden Ausführungsform mit dem den Kühler einschließenden Aspekt kann eine Dachabdeckung umfassen, die das Dach der Fahrzeugkarosserie überdeckt und eine obere Außenlufteinleitungsöffnung besitzt, die sich derart öffnet, daß sie beim Fahren des Fahrzeugs in den Kühler durch eine obere Seite hindurchtretende Außenluft einleitet. Somit kann der Kühler unter Nutzung der durch die Oberseite des Treibgastanks strömenden Außenluft gekühlt werden. Dies kann die Kühlleistung des Kühlers für eine Leistungsquelle erhöhen, während Raum für die Anordnung des Treibgastanks gesichert wird. Außerdem ist die obere Außenlufteinleitungsöffnung an de Rückseite des Treibgastanks angeordnet und somit kann aus dem Treibgastank leckendes Treibgas unter Nutzung der in die obere Außenlufteinleitungsöffnung eingeleiteten Außenluft abgeleitet werden. Die obere Außenlufteinleitungsöffnung, welche die durch die Oberseite strömende Außenluft in den Kühler einleitet, ist vorgesehen, weil, falls eine seitliche Außenlufteinleitungsöffnung vorgesehen ist, die durch eine Seitenfläche eintretende Außenluft in einen Kühler einleitet, die Außenluft von so weit wie möglich vorn (der näher am Treibgastank gelegenen Seite) eingeleitet werden muß, um die durch die Seitenfläche einströmende Außenluft in ausreichendem Maße einzuleiten, was den Raum nahe einander in Richtung der Fahrzeugbreite gegenüberliegenden Enden eines Treibgastanks verringert, während die durch die Oberseite hindurchtretende Außenluft eingeleitet wird, damit ein ausreichender Zustrom von Außenluft ermöglicht wird und ein Wartungsraum für den Treibgastank sichergestellt wird.
Beim ersten Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem den Kühler und eine Dachabdeckung einschließenden Aspekt kann die Dachabdeckung eine schräg abwärts verlaufende Oberfläche aufweisen, die sich von einem Abschnitt oberhalb des Treibgastanks, der sich bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung im hintersten Abschnitt befindet, zu einem unteren Ende der oberen Außenlufteinleitungsöffnung senkt. Das ermöglicht es der Außenluft unter Nutzung der Form des im wesentlichen zylindrischen Treibgastanks wirkungsvoll in die obere Außenlufteinleitungsöffnung geleitet zu werden. Zudem kann in diesem Falle die Dachabdeckung Wandabschnitte auf einander in Richtung der Fahrzeugbreite gegenüber liegenden Seiten der schräg abwärts verlaufenden Oberfläche aufweisen. Das ermöglicht es, die Außenluft besser in die obere Außenlufteinleitungsöffnung zu lenken.
Beim ersten Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem den Kühler und eine Dachabdeckung einschließenden Aspekt ist es möglich, eine Mehrzahl von Kühlern in der Fahrzeuglängsrichtung anzuordnen, wobei die obere Außenlufteinleitungsöffnung der Dachabdeckung Außenluft in einen Kühler einleitet, der sich vorn in dieser Mehrzahl von Kühlern befindet und die Dachabdeckung in einem seitlichen Abschnitt eine seitliche Außenlufteinleitungsöffnung aufweist, die sich derart öffnet, daß sie beim Fahren des Fahrzeugs durch eine Seitenfläche hindurchtretende Außenluft in einen Kühler einleitet, der sich hinten in dieser Mehrzahl von Kühlern befindet. Das gestattet es, die Mehrzahl von Kühlern in kompakter Weise anzuordnen und erhöht die Effizienz eines jeden Kühlers. In diesem Falle ist es möglich, daß zwei Kühler auf der Vorderseite in Richtung der Fahrzeugbreite angeordnet sind und zwei Kühler auf der Rückseite in Richtung der Fahrzeugbreite.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein zweites unter Verwendung der Leistung einer Leistungsquelle fahrendes Fahrzeug. Das zweite Fahrzeug umfaßt: wenigstens einen Treibgastank, der Treibgas speichert, das der Leistungsquelle zugeführt werden soll, und der auf dem Dach einer Fahrzeugkarosserie positioniert ist; einen Kühler, der sich in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Treibgastank auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie befindet und für ein Kühlsystem der Leistungsquelle eingesetzt wird; und eine Dachabdeckung, die das Dach der Fahrzeugkarosserie abdeckt und eine obere Außenlufteinleitungsöffnung aufweist, die sich derart öffnet, daß sie beim Fahren des Fahrzeugs in den Kühler durch eine obere Seite hindurchtretende Außenluft einleitet.
Beim zweiten, erfindungsgemäßen Fahrzeug ist der Treibgastank auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie angeordnet, der Kühler für eine Leistungsquelle hinter dem Treibgastank angeordnet, und die das Dach der Fahrzeugkarosserie abdeckende Dachabdeckung besitzt die obere Außenlufteinleitungsöffnung, die die bei Fahrt des Fahrzeugs durch die Oberseite eintretende Außenluft (Fahrtluft) in den Kühler einleitet. Somit kann der Kühler unter Nutzung der über die Oberseite des Treibgastanks einströmenden Außenluft gekühlt werden. Das kann die Kühlleistung des Kühlers für eine Leistungsquelle steigern, während ein Raum für die Anordnung des Treibgastanks hergestellt wird. Auch wird die obere Außenlufteinleitungsöffnung auf der Rückseite des Treibgastanks angeordnet, und somit kann aus dem Treibgastank leckendes Treibgas unter Nutzung der in die obere Außenlufteinleitungsöffnung eingeleiteten Außenluft abgeführt werden. Die obere Außenlufteinleitungsöffnung, welche die durch die Oberseite strömende Außenluft in den Kühler einleitet, ist vorgesehen, weil, falls eine seitliche Außenlufteinleitungsöffnung vorgesehen ist, die durch eine Seitenfläche eintretende Außenluft in einen Kühler einleitet, die Außenluft von so weit wie möglich vorn (der näher am Treibgastank gelegenen Seite) eingeleitet werden muß, um die durch die Seitenfläche einströmende Außenluft in ausreichendem Maße einzuleiten, was den Raum nahe einander in Richtung der Fahrzeugbreite gegenüberliegenden Enden eines Treibgastanks verringert, während die durch die Oberseite hindurchtretende Außenluft eingeleitet wird, damit ein ausreichender Zustrom von Außenluft ermöglicht wird und ein Wartungsraum für den Treibgastank sichergestellt wird. In diesem Falle kann der Treibgastank horizontal auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet sein, daß seine Längsrichtung sich in Richtung der Fahrzeugbreite erstreckt, oder kann horizontal auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet sein, daß seine Längsrichtung sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, oder aber kann vertikal derart auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein, daß seine Längsrichtung sich in Richtung der Fahrzeugbreite oder in des Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Der Treibgastank kann eine im wesentlichen zylindrische Form aufweisen.
Beim zweiten Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Dachabdeckung eine schräg abwärts verlaufende Oberfläche aufweisen, die sich von einem Abschnitt oberhalb des Treibgastanks, der sich bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung im hintersten Abschnitt befindet, zu einem unteren Ende der oberen Außenlufteinleitungsöffnung senkt. Das ermöglicht es, die Außenluft unter Nutzung der im wesentlichen zylindrischen Form des Treibgastanks wirkungsvoll in die obere Außenlufteinleitungsöffnung einzuleiten. In diesem Falle kann die Dachabdeckung in Richtung der Fahrzeugbreite einander zu beiden Seiten der schräg abwärts verlaufenden Oberfläche gegenüber liegende Wandabschnitte aufweisen. Das ermöglicht es, die Außenluft besser in die obere Außenlufteinleitungsöffnung einzuleiten.
Beim zweiten Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Mehrzahl von Kühlern in der Fahrzeuglängsrichtung anzuordnen, wobei die obere Außenlufteinleitungsöffnung der Dachabdeckung Außenluft in einen Kühler einleitet, der sich vom in dieser Mehrzahl von Kühlern befindet und wobei die Dachabdeckung in einem seitlichen Abschnitt eine seitliche Außenlufteinleitungsöffnung aufweist, die sich derart öffnet, daß sie beim Fahren des Fahrzeugs durch eine Seitenfläche hindurchtretende Außenluft in einen Kühler einleitet, der sich hinten in dieser Mehrzahl von Kühlern befindet. Das gestattet es, die Mehrzahl der Kühler in kompakter Weise anzuordnen und erhöht die Kühlleistung eines jeden Kühlers. In diesem Falle ist es möglich, zwei Kühler in Richtung der Fahrzeugbreite an der Vorderseite und zwei Kühler in Richtung der Fahrzeugbreite an der hinteren Seite anzuordnen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Gesamtansicht der Gestaltung eines mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt einen Zustand, in welchem Brennstoffzellen 40a und 40b und ein Wasserstofftank 30 in einem hinteren Abschnitt bzw. auf einem Dach 22 des mit einer Brennstoffzelle ausgestatteten Busses 20 angebracht sind.
3 zeigt einen Bereich zwischen einem Mittelabschnitt und einem hinteren Abschnitt auf dem Dach 22 des mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses 20.
4 zeigt die Anordnung des Wasserstofftanks 30 oder dergleichen auf dem Dach 22 des mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses 20.
5 zeigt die Anordnung einer Mehrzahl von Kühlern 42.
6 zeigt eine Einleitöffnung für Außenluft zu den Kühlern 42 bei einem Vergleichsbeispiel.
7 zeigt eine Einleitöffnung für Außenluft zu den Kühlern 42 bei einem Vergleichsbeispiel.
Beste Weise der Ausführung der Erfindung
Es wird nun anhand einer Ausführungsform die beste Weise zur Ausführung der Erfindung beschrieben. Die 1 ist eine schematische Gesamtansicht der Gestaltung eines mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 2 zeigt einen Zustand, in welchem Brennstoffzellen 40a und 40b und ein Wasserstofftank 30 in einem hinteren Abschnitt bzw. auf einem Dach 22 des mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses 20 angebracht sind. Die 3 zeigt einen Bereich zwischen einem Mittelabschnitt und einem hinteren Abschnitt auf dem Dach 22 des mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses 20 und die 4 zeigt die Anordnung des Wasserstofftanks 30 oder dergleichen auf dem Dach 22 des mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses 20. Wie gezeigt, ist der mit Brennstoffzellen ausgestattete Bus 20 der Ausführungsform als ein großer Bus gestaltet, der unter Verwendung der Brennstoffzellen 40a und 40b als Leistungsquelle fährt und die Brennstoffzellen 40a und 40b in seinem hintersten Teil aufnimmt und in einem bezogen auf die Längsrichtung im wesentlichen mittleren Abschnitt auf dem Dach 22 sieben im wesentlichen zylindrische Wasserstofftanks 30, die Wasserstoff als den den Brennstoffzellen 40a und 40b zuzuführenden Brennstoff speichern. Auf dem Dach 22 des mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses sind außer den sieben Wasserstofftanks 30 eine die Luft in einem Fahrgastraum klimatisierende Klimaanlageneinheit 60 vor den Wasserstofftanks 30 und eine Mehrzahl von die Brennstoffzellen 40a und 40b kühlenden Kühlern 42 auf deren Rückseite angeordnet, und diese Komponenten sind von einer Dachabdeckung 50 bedeckt, die in einem Deckenabschnitt eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen 51 aufweist.
Wie in 2 gezeigt, ist eine Ventileinheit 32 an einem Längsende des Wasserstofftanks 30 befestigt. In die Ventileinheit 32 sind ein Druckregelventil zur Regulierung des Drucks den Brennstoffzellen 40a und 40b zugeführten Wasserstoffs und eine Schmelzstopfensicherung als Sicherheitsventil einbezogen, wobei die Schmelzstopfensicherung bei hoher Temperatur (z.B. 110°C oder höher) schmilzt, um den Wasserstoff im Tank nach außen zu entleeren. Der Wasserstofftank 30 ist horizontal auf dem Dach 22 angeordnet und durch Gurte 39 befestigt, so daß die Ventileinheit 32 sich auf der rechten Seite des mit Brennstoffzellen ausgerüsteten Busses 20 befindet und die Längsrichtung des Wasserstofftanks 30 in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft.
Wie in 1 gezeigt, umfaßt die Dachabdeckung 50 in ihrem Frontabschnitt eine schräg ansteigenden Oberfläche 50a, die vom vordersten Abschnitt über einen Abschnitt oberhalb der Klimaanlageneinheit 60 zu einem Abschnitt oberhalb des Wasserstofftanks 30 ansteigt und auch einen Außenluftführungsabschnitt 52 (siehe 4) aufweist, der in der Mitte des schräg ansteigenden Abschnitts 50a und oberhalb des Frontabschnitts der Klimaanlageneinheit 60 liegt und Außenluft zu einer Einströmöffnung 60a der Klimaanlageneinheit 60 führt, wobei ein Trennwandabschnitt 54 am Umfang der Klimaanlageneinheit 60 auf der Seite des Wasserstofftanks 30 vorgesehen ist und den Wasserstofftank 30 von der Klimaanlageneinheit 60 trennt. Die schräg ansteigende Oberfläche 50a verringert den aerodynamischen Widerstand des mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses 20. Der Tennwandabschnitt 54 hindert aus dem Wasserstofftank 30 leckenden Wasserstoff daran, über die Innenseite der Dachabdeckung 50 in die Einströmöffnung 60a für die Außenluft der Klimaanlageneinheit 60 einzuströmen.
Die Dachabdeckung 50 umfaßt außer den Belüftungsöffnungen 51 obere Außenlufteinleitungsabschnitte 56, die an rechten und linken Ecken am hinteren Ende der Wasserstofftanks des mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses angeordnet sind und Fahrtluft über einen Deckenabschnitt einem Kühler 42 zuführen, und seitliche Außenlufteinleitungsabschnitte 58, die an rechten und linken Seitenflächen etwas hinter den oberen Außenlufteinleitungsöffnungen 56 vorgesehen sind und gegen die seitlichen Außenflächen des Kühlers 42 Fahrtluft einleiten. Jeder obere Außenlufteinleitungsabschnitt 56 wird durch eine Außenlufteinleitungsöffnung 56a gebildet, die sich nach vom öffnet, eine schräg abwärts verlaufende Oberfläche 56b, die sich von dem Abschnitt oberhalb des Wasserstofftanks 30 in der hintersten Position längs der äußeren Umfangsfläche des Wasserstofftanks 30 zu einem unteren Ende der Außenlufteinleitungsöffnung 56a erstreckt, und Wandabschnitte 56c, die an den rechten und linken Seiten der abwärts geneigten Oberfläche 56b vorgesehen sind, wobei durch die schräg abwärts verlaufende Oberfläche 56b und die Wandabschnitte 56c geführte Fahrtluft in die Außenlufteinleitungsöffnung 56a eingeleitet wird.
Die Klimaanlageneinheit 60 speist in die Außenlufteinströmöffnung 60a durch den Außenluftführungsabschnitt 52 der Dachabdeckung 50 eingeführte Außenluft, oder vom Fahrgastraum her eingeleitete Innenluft als Kaltluft oder Warmluft durch Wärmetausch zur Luftklimatisierung in den Fahrgastraum ein. Der Kühler 42 ist mit den Brennstoffzellen 40a und 40b über ein Kühlrohr 44 verbunden, in dem Kühlwasser als Kühlmedium zirkuliert, und kühlt das im Kühlrohr 44 umlaufende Kühlwasser durch Wärmetausch mit der durch die oberen Außenlufteinleitungsabschnitte 56 und die seitlichen Außenlufteinleitungsabschnitte 58 der Dachabdeckung 50 eingeleitete Fahrtluft.
Der Kühler 42 ist mit den Brennstoffzellen 40a und 40b über ein Kühlrohr 44 verbunden, in dem Kühlwasser als Kühlmedium zirkuliert, und kühlt das im Kühlrohr 44 umlaufende Kühlwasser durch Wärmetausch mit der durch die oberen Außenlufteinleitungsabschnitte 56 und die seitlichen Außenlufteinleitungsabschnitte 58 der Dachabdeckung 50 eingeleitete Fahrtluft. Die 5 zeigt die Anordnung einer Mehrzahl von Kühlern 42. Wie gezeigt, werden die Kühler 42 von vier Kühlern 42a und 42b gebildet, die in Reihen mit einem vorgegebenen Winkel (beispielsweise jeder Winkel zwischen 15° und 60°) gegenüber der in der Längsrichtung verlaufenden Mittellinie des Fahrzeugs spiegelbildlich in Bezug auf diese Mittellinie angeordnet sind. Die beiden vorderen Kühler 42a werden durch die über die oberen Außenlufteinleitungsabschnitte 56 eingeführte Fahrtluft gekühlt, und die beiden hinteren Kühler 42b werden durch die über die seitlichen Außenlufteinleitungsabschnitte 58 eingeführte Fahrtluft gekühlt. Die über die oberen Außenlufteinleitungsabschnitte 56 und die seitlichen Außenlufteinleitungsabschnitte 58 eingeleitete Fahrtluft wird über eine Auslaßöffnung 59 ausgeleitet.
Falls der obere Außenlufteinleitungsabschnitt 56, der die Fahrtluft dem vorderen Kühler 42a zuführt, so gestaltet ist, daß er ähnlich dem seitlichen Außenlufteinleitungsabschnitt 58 die Fahrtluft von der Seite her zuführt, muß ein Einleitungsabschnitt für die Fahrtluft von so weit wie möglich vorn vorgesehen werden, um die Fahrtluft in ausreichendem Maße einzuleiten, was den Raum nahe der Ventileinheit 32 des Wasserstofftanks 30 verringert und eine Wartung der Ventileinheit 32 beeinträchtigt (siehe 6). Falls der Raum nahe der Ventileinheit sichergestellt werden soll, kann der Einleitungsabschnitt für die Fahrtluft nicht an der Vorderseite vorgesehen werden, was dazu führen kann, daß in ungenügendem Maße Fahrtluft eingeleitet wird und die Kühlleistung des Kühlers 42a reduziert wird (siehe 7). Andererseits kann entsprechend dem oberen Außenlufteinleitungsabschnitt 56 der Ausführungsform ausreichend Fahrtluft zugeführt und ein Raum in der Nähe der Ventileinheit 32 des Wasserstofftanks 30 sichergestellt werden.
Gemäß dem mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Wasserstofftank 30 auf dem Dach 22 angeordnet und die Klimaanlageneinheit 60 ist vor dem Wasserstofftank angeordnet. Somit strömt aus dem Wasserstofftank 30 leckender Wasserstoff durch die Fahrtluft nach hinten und im Vergleich mit dem Falle, in dem die Klimaanlageneinheit 60 hinter dem Wasserstofftank 30 angeordnet ist, kann aus dem Wasserstofftank 30 austretender Wasserstoff in besser geeigneter Weise daran gehindert werden, über die Außenlufteinleitungsöffnung 60a der Klimaanlageneinheit 60 in den Fahrgastraum einzutreten.
Gemäß dem mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der Ausführungsform besitzt die Dachabdeckung 50 in ihrem Frontabschnitt die schräg ansteigende Oberfläche 50a, wodurch der aerodynamische Widerstand reduziert wird. Des weiteren besitzt die Dachabdeckung 50 den Trennwandabschnitt 54, der den Wasserstofftank 30 von der Klimaanlageneinheit 50 trennt. Das kann zuverlässiger verhindern, daß aus dem Wasserstofftank leckender Wasserstoff in den Fahrgastraum eintritt.
Des weiteren wird gemäß dem mit Brennstoffzellen ausgestattetem Bus 20 der Ausführungsform der Kühler 42 hinter dem Wasserstofftank 30 auf dem Dach 22 angeordnet und die Dachabdeckung 50 besitzt den oberen Außenlufteinleitungsabschnitt 56, der die Fahrtluft an der Oberseite der Klimaanlageneinheit 60 einleitet. Somit kann der Kühler 42 unter Nutzung der Fahrtluft auf der Oberseite gekühlt werden. Das kann die Kühlleistung des Kühlers 42 steigern, während ein Raum für die Anordnung des Wasserstofftanks sichergestellt wird. Auch kann aus dem Wasserstofftank 30 leckender Wasserstoff unter Verwendung der in den oberen Außenlufteinleitungsabschnitt 56 eingeleiteten Außenluft verdünnt werden.
Bei dem mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der Ausführungsform ist der Wasserstofftank 30, bezogen auf Längsrichtung im Mittelabschnitt des Daches 22 angeordnet, kann jedoch auch im Front- oder Heckabschnitt angeordnet sein.
Bei dem mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der Ausführungsform ist der Kühler 42 hinter dem Treibstofftank 30 angeordnet. Diese Anordnung soll jedoch in keinem Sinne beschränkend verstanden werden und der Kühler 42 kann statt auf dem Dach 22 an jeder geeigneten Stelle angeordnet werden.
Bei dem mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der Ausführungsform wird der obere Außenlufteinleitungsabschnitt 56 durch die Außenlufteinleitungsöffnung 56a, die schräg abwärts verlaufende Oberfläche 56b und den Wandabschnitt 56c gebildet. Jedoch ist es ausreichend, daß der obere Außenlufteinleitungsabschnitt 56 die Fahrtluft auf die Oberseite des Kühlers 42 einleiten kann und, falls nicht erforderlich, können die schräg abwärts verlaufende Oberfläche 56b und der Wandabschnitt 56c entfallen.
Beim mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der Ausführungsform werden die Kühler 42 durch vier Kühler 42a und 42b gebildet, die in Reihen mit einem vorgegebenen Winkel (beispielsweise jeder Winkel zwischen 15° und 60°) gegenüber der in der Längsrichtung verlaufenden Mittellinie des Fahrzeugs spiegelbildlich in Bezug auf diese Mittellinie angeordnet sind. Jedoch können die Kühler 42 in jeder anderen Weise angeordnet werden, sofern sie derart angeordnet sind, daß die durch den oberen Außenlufteinleitungsabschnitt 56 eingeleitete Fahrtluft dem vorderen Kühler 42 zugeführt wird und durch die seitliche Außenlufteinleitungsabschnitte 58 eingeleitete Fahrtluft dem hinteren Kühler 42. Die Zahl der Kühler ist nicht auf vier beschränkt, sondern kann eins oder jede andere geeignete Zahl sein.
Beim mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der Ausführungsform sind die sieben, im wesentlichen zylindrischen Wasserstofftanks 30 horizontal auf dem Dach 22 angeordnet und mittels der Gurte 39 derart befestigt, daß die Längsrichtung der zylindrischen Wasserstofftanks 30 sich in Richtung der Fahrzeugbreite erstreckt. Jedoch können die Wasserstofftanks 30 nicht beschränkt auf die zylindrische Form jede Form aufweisen und der Wasserstofftank 30 kann auf dem Dach 22 in jeder Richtung angeordnet sein und kann beispielsweise derart angeordnet sein, daß seine Längsrichtung in der Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft. Der Wasserstofftank 30 kann auf dem Dach 22 vertikal statt horizontal angeordnet werden.
Beim mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der Ausführungsform besitzt die Dachabdeckung 50 in ihrem vorderen Abschnitt eine schräg ansteigende Oberfläche 50a. Diese schräg ansteigende Oberfläche 50a kann entfallen, wenn kein Bedarf für sie besteht. Der den Wasserstofftank 30 von der Klimaanlageneinheit 60 trennende Trennwandabschnitt 54 ist vorgesehen, es kann jedoch dieser Trennwandabschnitt 54 entfallen, falls er nicht erforderlich ist. Es ist nicht von wesentlicher Bedeutung, die Klimaanlageneinheit 60 und den Wasserstofftank 30 durch die Dachabdeckung 50 abzudecken.
Beim mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der Ausführungsform ist im Deckenabschnitt der aus Dachabdeckung 50 eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen 51 vorgesehen, alle diese Belüftungsöffnungen 51 können jedoch auch an der vom Mittelabschnitt aus in Längsrichtung des Fahrzeugs hinteren Seite angeordnet werden. Dadurch kann die Außenlufteinleitungsöffnung 60a der Klimaanlageneinheit 60 einen weiteren Abstand von der Belüftungsöffnung 51 erhalten, wodurch verhindert wird, daß über die Belüftungsöffnung 51 nach außerhalb der Dachabdeckung 50 abgeleiteter Wasserstoff über die Außenlufteinleitungsöffnung 60a der Klimaanlageneinheit 60 in den Fahrgastraum eintritt. Die Belüftungsöffnung 51 kann entfallen, wenn sie nicht erforderlich ist.
Bei dem mit Brennstoffzellen ausgestatteten Bus 20 der Ausführungsform ist das Treibgas Wasserstoffgas, ist aber natürlich nicht darauf beschränkt und das Treibgas kann auch ein anderes Gas sein, wie beispielsweise Erdgas. Auch sind als Leistungsquelle die Brennstoffzellen 40a und 40b eingebaut, sie ist aber nicht darauf beschränkt, es kann auch ein Verbrennungsmotor als Leistungsquelle eingebaut werden, der gasförmigen Brennstoff benutzt, wie Wasserstoff oder Erdgas.
Die oben diskutierte Ausführungsform und ihre abgewandelten Beispiele sollten hinsichtlich aller Aspekte als erläuternd und nicht einschränkend bewertet werden. Es kann viele weitere Modifikationen, Veränderungen und Abwandlungen geben, ohne vom Umfang und Sinn der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist in der Fahrzeuge produzierenden Industrie anwendbar.
Zusammenfassung
Fahrzeug
Ein Wasserstofftank (30) ist im wesentlichen in der Längsrichtung in einem Mittelabschnitt auf einem Dach (22) eines mit Brennstoffzellen ausgestatteten Busses (20) angeordnet, eine Klimaanlageneinheit (50) ist vor dem Wasserstofftank (30) und eine Kühler (42) hinter diesem angeordnet, und diese Komponenten werden von einer Dachabdeckung (50) überdeckt. Ein die Außenluft in eine Außenlufteinleitungsöffnung (60a) der Klimaanlageneinheit (60) lenkende Außenluftführungsabschnitt (52) ist in der Mitte einer schräg ansteigenden Oberfläche (50a) in einem vorderen Abschnitt der Dachabdeckung (50) und oberhalb eines vorderen Abschnitts der Klimaanlageneinheit (60) angeordnet, und ein den Wasserstofftank (30) von der Klimaanlageneinheit (60) trennender Trennwandabschnitt (54) ist auf der Seite des Wasserstofftanks (60) im Umkreis der Klimaanlageneinheit (60) angeordnet. Dadurch strömt aus dem Wasserstofftank (30) leckender Wasserstoff mittels der Fahrtluft nach hinten und kann daran gehindert werden, durch die Außenlufteinleitungsöffnung (60a) der Klimaanlageneinheit (60) in einen Fahrgastraum einzudringen.

Claims

Fahrzeug, fahrend unter Verwendung der Leistung einer Leistungsquelle, welches umfaßt: einen Treibgastank, der Treibgas speichert, das der Leistungsquelle zugeführt werden soll, und der auf dem Dach einer Fahrzeugkarosserie positioniert ist; eine Klimaanlageneinheit, die bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vor dem Treibgastank auf dem Fahrzeugdach angeordnet ist und eine Außenlufteinleitungsöffnung besitzt, die Außenluft einleitet und die unter Verwendung von über diese Außenlufteinleitungsöffnung eingeleiteter Außenluft die Luft in einem Fahrgastraum konditioniert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, bei welchem der Treibgastank im wesentlichen in einem Mittelabschnitt der Fahrzeuglängsrichtung auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, bei welchem der Treibgastank eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt und auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet ist, daß seine Längsrichtung sich in Richtung der Fahrzeugbreite erstreckt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Dachabdeckung, die zumindest den Treibgastank und die Klimaanlageneinheit überdeckt und eine Außenluftführungsöffnung besitzt, die Außenluft zur Außenlufteinleitungsöffnung der Klimaanlageneinheit führt.
Fahrzeug nach Anspruch 4, bei welchem die Klimaanlageneinheit derart gestaltet ist, daß sie niedriger als der Treibgastank ist, und die Dachabdeckung derart gestaltet ist, daß ein Abschnitt oberhalb der Klimaanlageneinheit niedriger ist als ein Abschnitt oberhalb des Treibgastanks.
Fahrzeug nach Anspruch 4, bei welchem die Dachabdeckung einen Trennwandabschnitt aufweist, der die Außenlufteinleitungsöffnung der Klimaanlageneinheit vom Treibgastank trennt.
Fahrzeug nach Anspruch 4, bei welchem die Dachabdeckung in einem oberen Abschnitt, der sich zwischen einem in Fahrzeuglängsrichtung gesehen mittleren Abschnitt und einem hinteren Abschnitt befindet, eine Belüftungsöffnung aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Kühler, der sich in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Treibgastank auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie befindet und für ein Kühlsystem der Leistungsquelle eingesetzt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 8, weiter umfassend eine Dachabdeckung, die das Dach der Fahrzeugkarosserie abdeckt und eine obere Außenlufteinleitungsöffnung aufweist, die sich derart öffnet, daß sie beim Fahren des Fahrzeugs in den Kühler durch eine obere Seite hindurchtretende Außenluft einleitet.
Fahrzeug nach Anspruch 9, bei welchem die Dachabdeckung eine schräg abwärts verlaufende Oberfläche aufweist, die sich von einem Abschnitt oberhalb des Treibgastanks, der sich bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung im hintersten Abschnitt befindet, zu einem unteren Ende der oberen Außenlufteinleitungsöffnung senkt.
Fahrzeug nach Anspruch 10, bei welchem die Dachabdeckung in Richtung der Fahrzeugbreite zu beiden Seiten der schräg abwärts verlaufenden Oberfläche Wandabschnitte aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 9, bei welchem eine Mehrzahl von Kühlern in der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist, die obere Außenlufteinleitungsöffnung der Dachabdeckung Außenluft in einen Kühler einleitet, der sich vorn in dieser Mehrzahl von Kühlern befindet, und die Dachabdeckung in einem seitlichen Abschnitt eine seitliche Außenlufteinleitungsöffnung aufweist, die sich derart öffnet, daß sie beim Fahren des Fahrzeugs durch eine Seitenfläche hindurchtretende Außenluft in einen Kühler einleitet, der sich hinten in dieser Mehrzahl von Kühlern befindet.
Fahrzeug nach Anspruch 9, bei welchem die Dachabdeckung zumindest den Treibgastank und die Klimaanlageneinheit abdeckt und eine Außenluftführungsöffnung aufweist, die Außenluft der Außenlufteinleitungsöffnung der Klimaanlageneinheit zuführt.
Fahrzeug, fahrend unter Verwendung der Leistung einer Leistungsquelle, welches umfaßt: wenigstens einen Treibgastank, der Treibgas speichert, das der Leistungsquelle zugeführt werden soll, und der auf dem Dach einer Fahrzeugkarosserie positioniert ist; einen Kühler, der sich in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Treibgastank auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie befindet und für ein Kühlsystem der Leistungsquelle eingesetzt wird; und eine Dachabdeckung, die das Dach der Fahrzeugkarosserie abdeckt und eine obere Außenlufteinleitungsöffnung aufweist, die sich derart öffnet, daß sie beim Fahren des Fahrzeugs in den Kühler durch eine obere Seite hindurchtretende Außenluft einleitet.
Fahrzeug nach Anspruch 14, bei welchem der Treibgastank eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt und horizontal auf dem Dach der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet ist, daß seine Längsrichtung sich in Richtung der Fahrzeugbreite erstreckt.
Fahrzeug nach Anspruch 14, bei welchem die Dachabdeckung eine schräg abwärts verlaufende Oberfläche aufweist, die sich von einem Abschnitt oberhalb des Treibgastanks, der sich bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung im hintersten Abschnitt befindet, zu einem unteren Ende der oberen Außenlufteinleitungsöffnung senkt.
Fahrzeug nach Anspruch 16, bei welchem die Dachabdeckung in Richtung der Fahrzeugbreite zu beiden Seiten der schräg abwärts verlaufenden Oberfläche Wandabschnitte aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 14, bei welchem eine Mehrzahl von Kühlern in der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist, die obere Außenlufteinleitungsöffnung der Dachabdeckung Außenluft in einen Kühler einleitet, der sich vorn in dieser Mehrzahl von Kühlern befindet, und die Dachabdeckung in einem seitlichen Abschnitt eine seitliche Außenlufteinleitungsöffnung aufweist, die sich derart öffnet, daß sie beim Fahren des Fahrzeugs durch eine Seitenfläche hindurchtretende Außenluft in einen Kühler einleitet, der sich hinten in dieser Mehrzahl von Kühlern befindet.