DE112011105213T5

DE112011105213T5 - Brennstoffzellenfahrzeug

Info

Publication number: DE112011105213T5
Application number: DE112011105213.8T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Arisawa; Ikuhiro NAKAMURA; Koji Katano; Hiroyuki Sekine
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2011-05-02
Publication date: 2014-05-15
Also published as: KR101418895B1; WO2012150629A1; JPWO2012150629A1; US8673467B2; CN103118890A; JP5120576B2; US20130045398A1; KR20130053446A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenfahrzeug, das einen Wandler komfortabel in einem Mitteltunnel aufnimmt und sicherstellt, das viel Platz im Inneren des Fahrzeugs gegeben ist. Die vorliegende Erfindung schafft hierzu ein Brennstoffzellenfahrzeug, das unter einem Boden des Fahrzeugs aufweist: eine Brennstoffzelle, die elektrische Leistung durch eine elektrochemische Reaktion zwischen Reaktionsgasen erzeugt; eine Fluidzufuhr-/-ableiteinheit für die Brennstoffzelle; und einen Wandler, der die elektrische Leistung der Brennstoffzelle wandelt, wobei der Wandler in einem Mitteltunnel aufgenommen ist, der in der Mitte einer Fahrzeugbreitenrichtung vorgesehen ist, und der in Richtung zu einer Fahrgastzelle entlang einer Fahrzeugachse in Front-Heck-Richtung gebogen ist, wobei die Brennstoffzelle und die Einheit an einer Rückseite des Fahrzeugs relativ zum Wandler angeordnet sind und in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind, und wobei der Wandler bezüglich einer Mittellinie des Mitteltunnels entlang der Fahrzeugachse versetzt zur Brennstoffzelle angeordnet ist, und bezüglich einer Mittellinie der Brennstoffzelle entlang der Fahrzeugachse versetzt zur Einheit angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenfahrzeug, das eine Brennstoffzelle als Energiequelle aufweist.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde Brennstoffzellensystemen, die Brennstoffzellen als Energiequelle nutzen, um elektrische Leistung anhand einer elektrochemischen Reaktion zwischen Reaktionsgasen (Brenngas und Oxidationsgas) zu erzeugen, zunehmend Aufmerksamkeit geschenkt. Brennstoffzellenfahrzeuge, die Brennstoffzellensysteme aufweisen, umfassen auch derartige Brennstoffzellenfahrzeuge, bei denen das Brennstoffzellensystem unter dem Boden bzw. Unterboden des Fahrzeugs angeordnet ist.
Bezüglich der Technologie zum Anordnen eines System unter dem Fahrzeugboden ist ein Brennstoffzellenfahrzeug bekannt, in welchem ein Brennstoffzellenstapel in einem Mitteltunnel als Mittelkonsole aufgenommen ist, und Hilfsaggregate, wie beispielsweise Heizgeräte und ein DC-DC-Wandler bzw. Gleichstromwandler, die entsprechend mit der Brennstoffzelle über Leitungen und Drähte verbunden sind, zwischen Mittelrahmen und Seitenrahmen angeordnet sind (siehe Beispielsweise die JP 2007-015612 A ).
Kurzfassung der Erfindung
Mit der Erfindung zu lösendes Problem
Wenn ein Brennstoffzellenwandler zwischen Mittelrahmen und Seitenrahmen angeordnet ist, wie vorstehend beschrieben, ist das Bodenlevel bzw. -niveau des Fahrzeugs hoch, wodurch es schwer ist, ausreichend Platz im Fahrzeug zu gewährleisten. Insbesondere hat der Wandler, der eine Drosselspule hat, mit der Leistungszunahme der Brennstoffzelle an Größe zugelegt, wodurch es schwierig ist, den Wandler unter dem Boden des Fahrzeugs aufzunehmen und gleichzeitig ausreichend Platz im Fahrzeug zu gewährleisten.
In einem solchen Fall kann der Wandler im Mitteltunnel aufgenommen werden. Jedoch ist es schwierig, den größer gewordenen Wandler komfortabel im Mitteltunnel aufzunehmen. Wenn zudem der größer gewordene Wandler im Mitteltunnel aufgenommen ist, kann, wenn das Fahrzeug derart mit etwas zusammenstößt, dass der Aufprall den Mitteltunnel verformt, die Innenwand des Mitteltunnels mit dem Wandler in Kontakt gelangen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der vorgenannten Umstände gemacht und hat zur Aufgabe, ein Brennstoffzellenfahrzeug zu schaffen, das einen Wandler komfortabel in einem Mitteltunnel aufnehmen kann, und das viel Platz im Inneren des Fahrzeugs gewährleisten kann.
Mittel zur Lösung des Problems
Um diese Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein Brennstoffzellenfahrzeug, das unter einem Boden des Fahrzeugs aufweist: eine Brennstoffzelle, die elektrische Leistung durch eine elektrochemische Reaktion zwischen Reaktionsgasen erzeugt; eine Fluidzufuhr-/-ableiteinheit für die Brennstoffzelle; und einen Wandler, der die elektrische Leistung der Brennstoffzelle wandelt, wobei der Wandler in einem Mitteltunnel aufgenommen ist, der in der Mitte einer Fahrzeugbreitenrichtung vorgesehen ist, und der in Richtung zu einer Fahrgastzelle entlang einer Fahrzeugachse in Front-Heck-Richtung gekrümmt bzw. gebogen ist, wobei die Brennstoffzelle und die Einheit an einer Rückseite des Fahrzeugs relativ zum Wandler angeordnet sind und in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind, und wobei der Wandler bezüglich einer Mittellinie des Mitteltunnels entlang der Fahrzeugachse versetzt zur Brennstoffzelle angeordnet ist, und bezüglich einer Mittellinie der Brennstoffzelle entlang der Fahrzeugachse versetzt zur Einheit angeordnet ist.
Gemäß dem Fahrzeug-Brennstoffzellensystem mit der vorstehenden Konfiguration ist der im Mitteltunnel aufgenommene Wandler bzw. Konverter relativ zur Mittellinie des Mitteltunnels entlang der Fahrzeugachse versetzt und ist ferner relativ zur Mittellinie der Brennstoffzelle entlang der Fahrzeugachse versetzt, wobei die Leitungen, welche zum Radiator und Kompressor bzw. Verdichter führen, und zur Fahrzeugfront hin angeordnet sind, ausgehend von der Einheit angeordnet werden können. Zudem können die Leitungen, die zum Wandler führen, derart angeordnet werden, dass sie auf der Seite verlaufen, die dem vorgenannten Leitungsraum gegenüber liegt. Während der Wandler im Mitteltunnel aufgenommen ist, können somit Leitungsräume, zum Ausbilden der zur Einheit führenden Leitungen und der zum Wandler führenden Leitungen, gleichmäßig bzw. ausgeglichen auf beiden Seiten des Wandlers sichergestellt werden.
Gemäß dem Brennstoffzellenfahrzeug der Erfindung können in dem Wandler eine Drosselspule, ein Leistungsmodul (z. B. IPM) und ein Steuerträger mit einer Steuerschaltung, die das Leistungsmodul steuert, der Reihe nach von unten angeordnet sein, und (eine) Leistungsunterbrechungsvorrichtung(en) (z. B. ein Relais, das über ein elektrisches Signal einen Ausschaltzustand erzeugt, um die Stromversorgung über eine Stromquelle zu unterbrechen, und/oder ein sogenannter Wartungsstecker, der mechanisch, durch händisches Entfernen von Komponenten, die einen Teil einer Schaltung bilden, die Stromversorgung durch die Stromquelle trennt, etc.) kann/können an der oder in Richtung zur Fahrzeugfront angeordnet sein.
Ferner kann, bei dem Brennstoffzellenfahrzeug der Erfindung, eine Mehrzahl von Drosselspulen in Intervallen (z. B. vertikalen Intervallen an einer Stelle, an welcher die Drosselspulen im Fahrzeug angeordnet sind) angeordnet sein, und ein Kühlflusspfad kann zwischen den Drosselspulen vorgesehen sein.
Wenn beispielsweise ein Drosselspulenblock vorgesehen ist, in welchem eine oder mehrere Drosselspulen an einem Drosselspulengehäuse vorgesehen sind, während ein Teil oder Teile davon nach außen frei liegen, und Kühlrippen auf einer Oberfläche des Drosselspulengehäuses vorgesehen sind, die einer Oberfläche des Gehäuses gegenüberliegt, an welcher die Drosselspule(n) frei liegen, können die Kühlrippen bzw. Kühllamellen einer Mehrzahl der Drosselspulenblöcke einander gegenüberliegend angeordnet sein, so dass der der Kühlflusspfad zwischen den Kühlrippen ausgebildet ist.
Ferner kann, bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenfahrzeug, ein Sammelleitermodul bzw. Bus-Bar Modul, das Sammelleiter bzw. Bus-Bars enthält, die mit den Drosselspulen verbunden sind, auf einer Seite der Drosselspulen angeordnet sein, und das Sammelleitermodul kann einen Stromsensor aufweisen.
Ferner kann, bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenfahrzeug, ein Kühlmittelanschluss für den Kühlflusspfad dem Sammelleitermodul gegenüberliegend angeordnet sein.
Ferner können, bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenfahrzeug, Kühlmittelverteilungsteile, welche das Kühlmittel verteilen, außerhalb von Spulen, welche die Drosselspulen bilden, und an beiden Seiten in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sein.
Ferner kann, bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenfahrzeug, ein Querelement bzw. Querträger des Fahrzeugs über einem Verbindungsteil zwischen dem Wandler und der Brennstoffzelle angeordnet sein.
Ferner kann, bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenfahrzeug, der Wandler zumindest an einer Seite, die einer Verbindungsseite mit der Brennstoffzelle gegenüberliegt, in Richtung auf ein Ende des Wandlers in Längsrichtung konisch nach unten zulaufend ausgebildet ist.
Ferner können, bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenfahrzeug, die Drosselspulen, beginnend bei einer Niedrigsttemperatur-Drosselspule, mit Strom versorgt werden.
Ferner können, bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenfahrzeug, die Drosselspulen, beginnend bei einer Höchsttemperatur-Drosselspule, mit Strom versorgt werden.
Ferner kann, bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellenfahrzeug, eine Drosselspule mit einer Temperatur, bei welcher der Kupferverlust der Drosselspule minimal ist und der Wirkungsgrad des Leistungsmoduls maximal ist, zur Versorgung mit Strom ausgewählt werden.
Effekt der Erfindung
Gemäß dem Brennstoffzellenfahrzeug der vorliegenden Erfindung kann der Wandler komfortabel im Mitteltunnel aufgenommen werden, und viel Platz bzw. Raum im Inneren des Fahrzeugs kann gewährleistet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform in Fahrzeugbreitenrichtung;
2 ist eine schematische Schnittdarstellung des Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß der Ausführungsform in Front-Heck-Richtung;
3 ist eine schematische Draufsicht, die einen Teil eines Brennstoffzellensystems in dem Brennstoffzellenfahrzeug darstellt;
4 ist eine Schnittdarstellung eines Mitteltunnels an einer Stelle, an welcher der Wandler angeordnet ist;
5 ist eine perspektivische Darstellung des äußeren Erscheinungsbildes des Wandlers;
6 ist eine perspektivische Darstellung des Innenaufbaus des Wandlers;
7 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung eines Wandlergehäuses;
8 ist eine Frontansicht eines Teils, wo der Wandler mit der Brennstoffzelle verbunden ist;
9 ist eine perspektivische Darstellung eines Teils, wo der Wandler mit der Brennstoffzelle verbunden ist;
10 ist eine Schnittdarstellung eines Teils, wo der Wandler mit der Brennstoffzelle verbunden ist;
11 ist eine Draufsicht, die den Innenaufbau eines Teils zeigt, wo der Wandler mit der Brennstoffzelle verbunden ist;
12 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung von Drosselspulen- bzw. Induktorteilen, die in einem unteren Gehäuse des Wandlers montiert sind;
13 ist eine Seitenansicht des Aufbaus eines Drosselspulenteils;
14 ist eine perspektivische Darstellung eines Drosselspulenblocks, der das Drosselspulenteil bildet;
15 ist eine Seitenansicht der Drosselspulenteile und zeigt Sammelleitermodule, die an den Drosselspulenteilen angebracht sind;
16 ist eine Rückansicht der Drosselspulenteile und zeigt die Anordnung etc. der Drosselspulenteile;
17 ist eine schematische Draufsicht auf die Drosselspulenteile und zeigt die Anordnung etc. der befestigten Teile der Drosselspulenteile;
18 ist eine perspektivische Darstellung eines IPM, das den Wandler bildet, gesehen von seiner Rückseite;
19 ist eine Darstellung einer Anordnung einer P-Sammelschiene und einer N-Sammelschiene des IPM;
20 ist eine Darstellung einer Anordnung der P-Sammelschiene und der N-Sammelschiene des IPM; und
21 ist ein vereinfachtes Abbild eines Systemaufbaus eines in einem Brennstoffzellenfahrzeug vorgesehenen Brennstoffzellensystems.
Bezugszeichenliste

15: Mitteltunnel
21: Brennstoffzelle (FC)
22: Fluidzufuhr-/-ableiteinheit (Einheit)
23: Brennstoffzellenwandler (FCCNV)
30: Verbindungsteil
31: Querträger bzw. Querelement
41: Drosselspulenteil (Drosselspule bzw. Induktor)
42: IPM
43: Steuerträger
44: Verteiler- bzw. Anschlusskasten (Relais, Wartungsstecker)
83: Drosselspule
87: Kühlflusspfad
91: Sammelleitermodul (Bus Bar Modul)
93: Sammelleiter (Bus Bar)
99: Stromsensor
101: Kühlmittelanschluss (Anschluss für Kühlmittel)
103: Kühlmittelverteilungsteil
X: Wandlermittellinie
Y: Tunnelmittellinie (Mittellinie eines Mitteltunnels)
Z: Stapelmittellinie (Mittellinie einer Brennstoffzelle)

Ausführungsformen der Erfindung
Ausführungsformen eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
21 zeigt ein Abbild eines beispielhaften Systemaufbaus eines in einem Brennstoffzellenfahrzeug V gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehenen Brennstoffzellensystems 200.
Eine Brennstoffzelle 21 ist beispielsweise eine Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle, die einen Zellenstapel (Zellstapelköroper) umfasst, in welchem eine Mehrzahl von Zellen (Stromerzeugungszellen) gestapelt ist. Ein Spannungssensor zum Erfassen einer Ausgangsklemmenspannung Vfc des Zellenstapels und ein Stromsensor zum Erfassen eines Ausgangsstroms (FC-Strom) sind an der Brennstoffzelle 21 angebracht (die Sensoren sind in der Figur nicht dargestellt).
Die Zellen werden jeweils gebildet durch: eine Elektrolytmembran, die aus einer Ionenaustauschmembran besteht; einer Membran-Elektroden-Anordnung (MEA), die aus einem Paar Elektroden besteht, welche beide Flächen der Elektrolytmembran sandwichartig zwischen sich aufnehmen; und einem Paar Separatoren, welche die Membran-Elektroden-Anordnung von außen sandwichartig zwischen sich aufnehmen. Jeder Separator ist ein Leiter, der beispielsweise aus einem Metal ausgebildet ist, das als Grundmaterial dient, und hat Fluidflusspfade zum Zuführen von Oxidationsgas (Reaktionsgas), wie beispielsweise Luft, und Brenngas (Reaktionsgas), wie beispielsweise Wasserstoffgas, zu den jeweiligen Elektroden, und unterbricht das Vermischen verschiedener Fluide, die den jeweils benachbarten Zellen zugeführt werden. Eine derartige Konfiguration bedingt eine elektrochemische Reaktion in der Membran-Elektroden-Anordnung einer jeden Zelle, wodurch eine elektromotorische Kraft erzeugt wird. Obgleich in der Figur nicht dargestellt, sind die Separatoren mit Sammelrohren ausgebildet, um entsprechend das Oxidationsgas, das Brenngas und ein Kühlmittel in eine Zellstapelrichtung zu strömen (Oxidationsgassammelrohr, Brenngassammelrohr und Kühlmittelsammelrohr).
Ein Wandler 23, der eine Ausgangsspannung des Brennstoffzellenstapels in der Brennstoffzelle 21 erhöht (nachfolgend als FC-Wandler bezeichnet), dient zum Steuern der Ausgangsklemmenspannung Vfc der Brennstoffzelle 21 und ist ein bidirektionaler Spannungswandler, der die FC-Ausgangsklemmenspannung Vfc, die auf einer Primärseite (Eingangsseite, Seite der Brennstoffzelle 21) eingegeben wird, wandelt (erhöht oder senkt), so dass ein von der Primärseite unterschiedlicher Spannungswert entsteht, und diese zu einer Sekundärseite (Ausgangsseite, Seite eines Inverters 210) ausgibt, und der umgekehrt eine auf der Sekundärseite eingegebene Spannung wandelt, so dass eine von der Sekundärseite unterschiedliche Spannung erhalten wird, und diese zu der Primärseite ausgibt. Der FC-Wandler 23 steuert bzw. regelt die Ausgangsklemmenspannung Vfc der Brennstoffzelle 21 auf eine Spannung entsprechend einer Sollausgabe (d. h. einer Sollausgangsklemmenspannung vfc).
Eine Batterie (Strom- bzw. Leistungsspeichervorrichtung) 220 ist bezüglich einer Last 230 parallel zu der Brennstoffzelle 21 geschaltet und dient als Speicherquelle für überschüssige Leistung, als Speicherquelle für regenerativ erzeugte Energie, die während eines regenerativen Bremsens erzeugt wird, und als Energiepuffer während einer Lastschwankung als Ergebnis einer Beschleunigung oder Verzögerung des Brennstoffzellenfahrzeugs V. Die Batterie 220 ist beispielsweise eine Sekundärbatterie bzw. ein Akku, wie eine Nickel/Cadmium-Batterie, eine Nickel/Wasserstoff-Batterie oder ein Lithium-Akku.
Ein Batteriewandler 280, der zwischen der Batterie 220 und dem Inverter 240 angeschlossen ist, dient zum Steuern einer Eingangsspannung Vin des Inverters 240 und ist gleich aufgebaut, wie beispielsweise der FC-Wandler 23.
Der Inverter 240 ist beispielsweise eine PWM-Inverter, der nach einem Pulsweitenmodulationsverfahren betrieben wird. Entsprechend einem Steuerbefehl, der von einem Controller (Steuervorrichtung) 260 ausgegeben wird, wandelt der Inverter 240 von der Brennstoffzelle 21 oder der Batterie 220 ausgegebene Gleichstromleistung in eine Dreiphasen-Wechselstromleistung, um dadurch ein Rotationsmoment bzw. Drehmoment eines Traktionsmotors bzw. Triebmotors 231 zu steuern.
Der Triebmotor 231 dient als Hauptantriebsleistungsquelle bzw. Hauptantrieb des Brennstoffzellenfahrzeugs V und erzeugt zudem während des Verzögerns regenerative Leistung. Ein Differential 232 stellt einen Verzögerer dar, der eine Rotation des Triebmotors 231 mit hoher Drehzahl auf eine vorgegebene Drehzahl senkt und eine Welle dreht, an welcher Reifen 233 angeordnet sind. Die Welle hat einen Radgeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt), etc., um dadurch die Fahrzeuggeschwindigkeit etc. des Brennstoffzellenfahrzeugs V zu erfassen. Bei dieser Ausführungsform werden alle Geräte bzw. Aggregate (einschließlich des Triebmotors 231 und des Differentials), die ansprechend auf die Zufuhr von Strom von der Brennstoffzelle 21 betreibbar sind, kollektiv als Last 230 bezeichnet.
Der Controller 260 ist ein Computersystem zum Steuern des Brennstoffzellensystems 200 und umfasst eine CPU, ein RAM, ein ROM, etc. Der Controller 260 empfängt, als Eingaben, verschiedene Signale (z. B. ein Signal, das einen Beschleunigeröffnungsgrad anzeigt, ein Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, und ein Signal, das einen Ausgangsstrom oder die Ausgangsklemmenspannung der Brennstoffzelle 21 anzeigt), die von einer Sensorgruppe 270 ausgegeben werden, und ermittelt die von der Last 230 benötigte Leistung (d. h. die vom gesamten System benötigte Leistung).
Die von der Last 230 benötigte Leistung entspricht einem Gesamtwert von, z. B., der Fahrzeugantriebsleistung und der Hilfsaggregatleistung. Die Hilfsaggregatleistung umfasst beispielsweise die Leistung, die von auf dem Fahrzeug montierten Hilfsaggregaten (Befeuchter, Luftverdichter, Wasserstoffpumpe, Kühlwasserzirkulationspumpe, etc.) verbraucht wird, die Leistung, die von Geräten verbraucht wird, die für den Antrieb des Fahrzeugs notwendig sind (Wechselgetriebe, Radsteuervorrichtung, Lenkvorrichtung, Aufhängungsvorrichtung, etc.), und die Leistung, die von Geräten verbraucht wird, die in einer Fahrgastzelle angeordnet sind (Klimaanlage, Beleuchtung, Audioequipment, etc.).
Der Controller 260 bestimmt ein Ausgangsleistungs-Verteilungsverhältnis der Brennstoffzelle 21 und der Batterie 220 und berechnet einen Stromerzeugungsbefehlswert. Der Controller 260 berechnet die von der Brennstoffzelle 21 und der Batterie 220 benötigte Leistung und steuert dann den Betrieb des FC-Wandlers 23 und des Batteriewandlers 280, um die vorstehend genannte benötigte Leistung zu erhalten. Um ein Sollmoment entsprechend eines Beschleunigeröffnungsgrades zu erhalten, gibt der Controller 260 beispielsweise einen AC-Spannungsbefehlswert als Schaltbefehl an den Inverter 240 aus und steuert das Ausgangsmoment und die Drehzahl des Triebmotors 231.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines Brennstoffzellenfahrzeugs mit dem Brennstoffzellensystem 200 beschrieben.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, wird bei dem Brennstoffzellenfahrzeug V dieser Ausführungsform ein Boden 13 des Brennstoffzellenfahrzeugs V durch eine Unterbodenplatte 11 und eine Bodenplatte 12 gebildet. In einem Mittelteil in Fahrzeugbreitenrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs V hat die Unterbodenplatte 11 einen konkaven Teil 11a, der konkav nach unten (in eine Richtung entgegengesetzt zur Fahrgastzelle) ausgebildet ist, und die Bodenplatte 12 hat einen konvexen Teil 12a, der nach oben (in Richtung zur Fahrgastzelle) ragt.
Zudem ist im Mittelteil des Brennstoffzellenfahrzeugs V in Fahrzeugbreitenrichtung ein Mitteltunnel 15, der durch den konkaven Teil 11a und den konvexen Teil 12a ausgebildet wird, entlang der Front-Heck-Richtung des Brennstoffzellenfahrzeugs V vorgesehen, und Sitze bzw. Platten oder Schienen 16 sind auf einer Oberfläche des Bodens 13 auf der linken und rechten Seite des Mitteltunnels 15 vorgesehen.
Wie in 3 gezeigt ist, enthält der Mitteltunnel 15 die Brennstoffzelle 21, die Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 für die Brennstoffzelle 21 und den FC-Wandler 23, der die Leistung der Brennstoffzelle 21 wandelt. Die Brennstoffzelle 21 ist derart im Brennstoffzellenfahrzeug V angeordnet, dass die Zellstapelrichtung an der Fahrzeugbreitenrichtung (vertikale Richtung in 3) ausgerichtet ist. Es sei angemerkt, dass die Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 an einem Ende der Brennstoffzelle 21 in Stapelrichtung angeordnet ist, um dadurch integral mit der Brennstoffzelle 21 ausgebildet zu sein.
Jeweils ein Ende von: einer Oxidationsgaszufuhrleitung zum Zuführen von Oxidationsgas zur Brennstoffzelle 21; einer Oxidationsgasabgasableitleitung zum Ableiten von Oxidationsgasabgas, das aus der Brennstoffzelle 21 abgegeben wird, nach außen; einer Brenngaszufuhrleitung zum Zuführen von Brenngas aus einem Brenngastank zur Brennstoffzelle 21; einer Zirkulationsleitung zum Rückführen von Brenngasabgas, das aus der Brennstoffzelle 21 abgegeben wird, zur Brenngaszufuhrleitung; eine Brenngasabgasableitleitung, die von der Zirkulationsleitung abzweigt; eine Kühlmittelzufuhrleitung zum Zuführen von Kühlmittel zur Brennstoffzelle 21; eine Kühlmittelableitleitung zum Zuführen von Kühlmittel, das aus der Brennstoffzelle 21 abgegeben wird, zu einem Radiator, etc., sind kollektiv mit der Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 verbunden. Die Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 hat: einen Luftverdichter; eine Brenngaspumpe; verschiedene Ventile, wie beispielsweise ein Sperrventil, einen Regler und ein Ablassventil; einen Injektor; verschiedene Sensoren, wie beispielsweise einen Temperatursensor und einen Drucksensor; einen Fluid-(Gas-Flüssigkeits-)Separator, etc., die in bzw. an den entsprechenden Leitungen vorgesehen sind.
Wie vorstehend beschrieben ist, hat das Brennstoffzellenfahrzeug V dieser Ausführungsform einen Aufbau, bei dem die Brennstoffzelle 21, die Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 und der FC-Wandler 23 an der unteren Seite der Bodenplatte 12 des Brennstoffzellenfahrzeugs V angeordnet sind, d. h. unter dem Boden.
Wie in 3 gezeigt ist, ist der FC-Wandler 23 in Richtung zut Front (links in 3) des Brennstoffzellenfahrzeugs V angeordnet, und die Brennstoffzelle 21 sowie die Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 sind derart angeordnet, dass sie, ausgerichtet in Fahrzeugbreitenrichtung, relativ zum FC-Wandler 23 in Richtung zum Heck (rechts in 3) des Brennstoffzellenfahrzeugs V angeordnet sind. Die Brennstoffzelle 21 hat damit mit dem FC-Wandler 23 und der Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 in Draufsicht betrachtet im Wesentlichen eine T-Form.
Ein Motorraum an einem Frontteil des Brennstoffzellenfahrzeugs V enthält den Triebmotor 231 und den Inverter 240, und in der Brennstoffzelle 21 erzeugte Leistung wird dem Inverter 240 über den FC-Wandler 23 zugeführt. Das Brennstoffzellenfahrzeug V fährt aufgrund der Antriebskraft des Triebmotors 231.
Wie in 4 dargestellt ist, ist der im Mitteltunnel 15 aufgenommene FC-Wandler 23 derart angeordnet, dass eine Wandlermittellinie X als Mittellinie des FC-Wandlers 23 relativ zu einer Tunnelmittellinie Y als Mittellinie des Mitteltunnels 15 entlang der Fahrzeugachse versetzt zur Brennstoffzelle 21 (links in 4) ist, und relativ zu einer Stapelmittellinie Z als Mittellinie der Brennstoffzelle 21 entlang der Fahrzeugachse versetzt zur Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 (rechts in 4) ist.
Daher können auf beiden Seiten des FC-Wandlers 23 im Mitteltunnel 15 Leitungsräume für Einheitsleitungen 25, die von der Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 zum Radiator, Verdichter bzw. Kompressor etc. an der Frontseite des Brennstoffzellenfahrzeugs V führen, gewährleistet werden.
Zudem sind, auf der gegenüberliegenden Seite der Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22, Wandlerleitungen 26 für ein Kühlmittel mit dem FC-Wandler 23 verbunden. Die Wandlerleitungen 26 verlaufen vom FC-Wandler 23 zur Front des Brennstoffzellenfahrzeugs V.
Der FC-Wandler 23 im Mitteltunnel 15 ist wie vorstehend beschrieben angeordnet, wobei Leitungsräume zum Anordnen der Einheitsleitungen 25 und der Wandlerleitungen 26 gleichmäßig bzw. ausgeglichen oder im Gleichgewicht auf beiden Seiten des FC-Wandlers 23 gewährleistet werden können.
Wie zudem in den 3 und 5 gezeigt ist, ist der FC-Wandler 23 derart ausgebildet, dass er, in Draufsicht, eine Form hat, die in Richtung zu seiner Vorder- und Rückseite in Längsrichtung konisch nach unten zulaufend ausgebildet ist, und ein Mittelteil desselben in Front-Heck-Richtung (Längsrichtung) relativ anschwillt. Dies verhindert, dass eine Innenwand des Mitteltunnels 15 mit dem FC-Wandler 23 in Kontakt gelangt, selbst wenn beispielsweise ein lateraler Aufprall gegen das Brennstoffzellenfahrzeug V auftritt, so dass der Mitteltunnel 15 verformt wird. Um eine derartige Form zu erhalten ist der FC-Wandler 23, in Richtung zu seiner Vorderseite, mit einem Verteiler- bzw. Anschlusskasten 44 ausgebildet, der ein Relais und einen Wartungsstecker als relativ kleine Bauteile aufweist, und der nachfolgend beschrieben werden wird.
Wie in 4 weiter gezeigt ist, ist ein Paar IPM-Kühlleitungen 27 zum Zuführen eines Kühlmittels zu einem IPM (Leistungsmodul) 42, das einen Teil des FC-Wandlers 23 bildet, mit einem oberen Teil einer vorderen Endfläche des FC-Wandlers 23 verbunden. Die IPM-Kühlleitungen 27 sind derart angeordnet, dass sie bilateral bzw. beidseitig symmetrisch bezüglich eines Mittelpunktes O sind, der zwischen der Tunnelmittellinie Y und der Wandlermittellinie X liegt. Die wie vorstehend beschrieben angeordneten IPM-Kühlleitungen 27 befinden sich nicht zu nahe an der Innenwand des Mitteltunnels 15 und sind balanciert bzw. gleichmäßig angeordnet, da der FC-Wandler 23 in der Draufsicht die Form hat, die in Richtung zu seiner Vorder- und Rückseite in Längsrichtung konisch nach unten zulaufend ausgebildet ist, und ein Mittelteil desselben in Front-Heck-Richtung relativ anschwillt. Somit wird, selbst wenn es zu einem Seitenaufprall des Brennstoffzellenfahrzeugs V kommt und der Mitteltunnel 15 verformt wird, verhindert, dass der Mitteltunnel 15 mit den IPM-Kühlleitungen 27 in Kontakt gelangt.
Wie in 5 gezeigt ist, ist der FC-Wandler 23 in einem Gehäuse 35 aufgenommen. Das Gehäuse 35 ist dergestalt, dass es einen zweiteiligen Aufbau hat, bestehend aus einem unterem Gehäuse 36 und einem oberen Gehäuse 37. Das untere Gehäuse 36 wird vom oberen Gehäuse 37 abgedeckt.
Wie in 6 gezeigt ist, hat der FC-Wandler 23 Drosselspulenteile bzw. Induktorteile 41, das IPM (intelligentes Leistungsmodul) 42, einen Steuerträger 43 und den Anschluss- bzw. Verteilerkasten 44. Das IPM 42 hat beispielsweise eine Leistungsvorrichtung, z. B: einen Leistungs-MOSFET, der eine Leistung steuert, oder einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT); eine Steuerschaltung für die Leistungsvorrichtung; sowie eine Selbstschutzfunktion, und der Steuerträger 43 hat eine Steuerschaltung, welche das IPM 42 steuert.
Die Drosselspulenteile 41 sind schwer und groß und daher im untersten Teil des FC-Wandlers 23 angeordnet, um in einem Teil unter dem Mitteltunnel angeordnet zu sein, in welchem relativ leicht ausreichend Platz gewährleistet werden kann. Der Schwerpunkt des Brennstoffzellenfahrzeugs V kann ferner durch Anordnen der Drosselspulenteile 41 im untersten Teil abgesenkt werden. Der FC-Wandler 23 hat ferner den Aufbau, wonach das IPM 42 derart angeordnet ist, dass es auf die Drosselspulenteile 41 gestapelt ist. Durch Verbinden der Drosselspulenteile 41 und des IPM 42 mittels Sammelleitermodulen 91, wie später beschrieben wird, kann somit ein Downsizing bzw. Verringern der Baugröße erreicht werden, und eine Verringerung der Länge der einzelnen Sammelleiter bzw. Busschienen 93, welche die Sammelleitermodule 91 bilden, kann erzielt werden.
Das IPM 42 ist mit integral ausgebildetem Fußteilen 40a an zwei Stellen unterhab von Teilen ausgebildet, entlang welcher die IPM-Kühlleitungen 27 verlaufen, und die Fußteile 40a sind direkt am unteren Gehäuse 36 mittels Schrauben oder Bolzen etc. fixiert bzw. befestigt. Teile unter den Teilen gegenüber von den Teilen, wo die IPM-Kühlleitungen 27 verlaufen, sind über Verbindungselemente 40b mittels Schrauben oder Bolzen etc. am unteren Gehäuse 36 befestigt. Wie vorstehend beschrieben ist, sind die integral ausgebildeten Fußteile 40a an zumindest zwei Stellen unter den Teilen, wo die IPM-Kühlleitungen 27 verlaufen, vorgesehen, und die Fußteile 40a sind direkt am unteren Gehäuse 36 befestigt. Daher kann das IPM 42 an einer vorgegebenen Stelle mit hoher Genauigkeit befestigt werden.
Der Steuerträger 43 ist auf das IPM 42 gestapelt angeordnet. Der Verteiler- bzw. Anschlusskasten 44 ist vor dem IPM 42 angeordnet, wobei der Verteilerkasten 44 das Relais aufweist, das über ein elektrisches Signal zur Unterbrechung der Stromversorgung von einer Stromquelle einen Ausschaltzustand erzeugt; und den sogenannten Wartungsstecker, der mechanisch, durch händisches Entfernen von Komponenten, die einen Teil einer Schaltung bilden, die Stromversorgung durch die Stromquelle trennt, etc.
Der Steuerträger 43 ist auf dem IPM 42 angeordnet, wodurch störenden Einflüsse von den Drosselspulenteilen 41 auf den Steuerträger 43 weitestgehend unterdrückt werden können. Der Steuerträger 43 ist ferner auf dem IPM 42 angeordnet, d. h. dem höchsten Teil des FC-Wandlers 23, wodurch die Verkabelung eines Kabelbaumes 45 während des Einbaus ins Gehäuse 35 erleichtert werden kann, und zudem ein wasserdichter Effekt gegen Wasser, das während der Fahrt von unten dagegen spritzt, verbessert werden kann. Wie ferner in 5 gezeigt ist, ist das obere Gehäuse 37 mit einer öffenbaren/schließbaren Wartungsklappe 37a versehen. Durch Öffnen dieser Wartungsklappe 37a kann die Verkabelung und Wartung des Kabelbaumes 45 bezüglich des Steuerträgers 43, der im obersten Teil angeordnet ist, leicht ausgeführt werden.
Bezüglich des FC-Wandlers 23 ist eine Trennebene zwischen dem unteren Gehäuse 36 und dem oberen Gehäuse 37, die das Gehäuse 35 bilden, zwischen den Drosselspulenteilen 41 und dem IPM 42 angeordnet. Während somit die Drosselspulenteile 41 im unteren Gehäuse 36 aufgenommen sind, können die Sammelleiter 93 der für die Drosselspulenteile 41 vorgesehenen Sammelleitermodule 91 leicht mittels Befestigungsbolzen bzw. -schrauben seitlich am IPM 42 befestigt werden.
Die Trennebene zwischen dem unteren Gehäuse 36 und dem oberen Gehäuse 37 ist zudem derart ausgebildet, dass sie über dem Niveau der oberen Fläche der Drosselspulenteile 41 liegt. Mit diesem Aufbau kann, wie in 7 gezeigt ist, selbst wenn das obere Gehäuse 37 über das untere Gehäuse 36 gelegt wird und dann zur Befestigung des oberen Gehäuses 37 am unteren Gehäuse 36 verschoben wird, ein Defekt, wonach das obere Gehäuse 37 mit Drosselspulen 83, welche die Drosselspulenteile 41 bilden, in Kontakt gelangt, wie nachstehend beschrieben werden wird, so dass eine Isolationsschicht als Oberfläche einer jeden Drosselspule 83 während dieses Montagevorgangs beschädigt wird, verhindert werden.
Zudem ist, in dem FC-Wandler 23, der Verteilerkasten 44 in Richtung zur Front angeordnet, und daher kann die Verkabelung des FC-Wandlers 23 bezüglich des Inverters 240, der in Richtung zur Front des Brennstoffzellenfahrzeugs V angeordnet ist, vereinfacht werden.
Ferner sind, wie in 2 gezeigt ist, das untere Gehäuse 36 und das obere Gehäuse 37 an der Trennebene über einen Flanschteil 35a verbunden. Der Flanschteil 35a ist über dem Niveau eines Flanschteiles 17a eines Aufhängungselements bzw. -teils 17 des Brennstoffzellenfahrzeugs V angeordnet, das relativ zum FC-Wandler 23 auf Seiten der Fahrzeugfront angeordnet ist. Mit diesem Aufbau kann, selbst wenn ein Frontaufprall auf das Brennstoffzellenfahrzeug V einwirkt und das Aufhängungselement 17 dann in Richtung zum Heck des Brennstoffzellenfahrzeugs V verformt wird, das Flanschteil 17a des Aufhängungselements 17 schwerlich mit dem Flanschteil 35a in Kontakt gelangen, an welchem das untere Gehäuse 36 und das obere Gehäuse 37 verbunden sind.
Wenn ferner der Verteilerkasten 44 von oben in das untere Gehäuse 36 eingesetzt wird, wird dies nicht durch das Flanschteil 17a des Aufhängungselements 17 behindert. Es sei angemerkt, dass der Verteilerkasten 44 von oben in das untere Gehäuse 36 eingefügt wird, wie vorstehend beschrieben, so dass bevorzugt ist, dass das Flanschteil 35a, wo das untere Gehäuse 36 und das obere Gehäuse 37 miteinander verbunden werden, größer ist, als das Flanschteil 17a des Aufhängungselements 17, das unter dem Niveau des Flanschteiles 35a angeordnet ist.
Wie in 2 gezeigt ist, sind die Brennstoffzelle 21 und der FC-Wandler 23 miteinander über ein Verbindungsteil 30 verbunden. Das Verbindungsteil 30 ist derart ausgestaltet, dass es unter dem Niveau der Brennstoffzelle 21 und des FC-Wandlers 23 liegt, und ein verstärkendes Querelement bzw. ein verstärkender Querträger 31, der in Fahrzeugbreitenrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs V vorgesehen ist, ist über dem auf niedrigem Niveau befindlichen Verbindungsteil 30 angeordnet. Die Höhenposition des Querträgers 31 kann daher auf einem niedrigen Niveau gehalten werden, so dass die Platten (sheets) 16 kleiner ausgeführt werden können, wodurch ein großer Raum bzw. Platz im Fahrzeug gewährleistet werden kann.
Wie insbesondere in 8 gezeigt ist, hat der FC-Wandler 23 Flanschteile 55, welche den FC-Wandler 23 mit der Brennstoffzelle 21 verbinden. Die Flanschteile 55 sind derart angeordnet, dass sie am/im Verbindungsteil 30 nur lateral verlaufen, wodurch ein nach oben gerichteter Höcker des Verbindungsteiles 30 vermieden werden kann. Die Höhenposition des Querträgers 31 kann somit auf einem niedrigen Niveau gehalten werden.
Es sei angemerkt, dass andere Querträger bzw. Querelemente 31 an der Frontseite des Fahrzeugs relativ zum FC-Wandler 23 und an der Heckseite relativ zur Brennstoffzelle 21 angeordnet sind. Die vorgenannten Querträger 31 schützen das gesamte Brennstoffzellensystem 200 vor einem auf das Brennstoffzellenfahrzeug V wirkenden Aufprall.
Zudem sind die Wandlerleitungen 26 in Bezug auf Ihre Höhe zwischen Verschraubungsöffnungen 55a der Flanschteile 55 angeordnet, die vom Verbindungsteil 30 lateral verlaufen, und sind daher derart ausgebildet, dass sie nicht zu einem Hindernis werden, wenn Befestigungsschrauben (nicht dargestellt) in die Verschraubungsöffnungen 55a von Seiten des FC-Wandlers 23 eingesetzt werden, um mit einem Befestigungs- bzw. Schraubwerkzeug befestigt zu werden, um dadurch die Brennstoffzelle 21 und den Wandler 23 zu verbinden.
Es ist weiter bevorzugt, dass die Flanschteile 55 des FC-Wandlers 23, welche die Verbindung mit der Brennstoffzelle 21 herstellen, an Mittelteilen derselben in Breitenrichtung mit Lochteilen 56 ausgebildet sind; und C-förmige Druckstifte 57 in die Lochteile 56 eingesetzt sind, wie in 9 gezeigt ist. Die Verbindung zwischen der Brennstoffzelle 21 und dem FC-Wandler 23 kann somit vereinfacht werden, und gleichzeitig kann ein Geräusche verringernder Effekt verstärkt werden.
Wie in den 8 und 10 gezeigt ist, ist ein Öffnungsteil 58 an einem Teil des Gehäuses 35 für den FC-Wandler 23 ausgebildet, der mit der Brennstoffzelle 21 verbunden ist, und ein Paar Verbindungssammelleiter 59 erstreckt sich durch das Öffnungsteil 58 zur Brennstoffzelle 21. Die Flanschteile 55 des FC-Wandlers 23 sind mit Flanschteilen 61 verbunden, die an einem Gehäuse 60 der Brennstoffzelle 21 vorgesehen sind. In diesem Zustand werden die Flanschteile 55 und 61 miteinander mittels Befestigungsschrauben bzw. -bolzen befestigt, wodurch die jeweiligen Gehäuse 35 und 60 des FC-Wandlers 23 und der Brennstoffzelle 21 miteinander verbunden werden.
Zudem ist ein Öffnungsteil 62 an einem Teil des Gehäuses 60 der Brennstoffzelle 21 ausgebildet, das mit dem FC-Wandler 23 verbunden ist. Wenn der FC-Wandler 23 und die Brennstoffzelle 21 miteinander verbunden werden, kommunizieren die jeweiligen Öffnungsteile 58 und 61 des FC-Wandlers 23 und der Brennstoffzelle 21 miteinander. Eine Dichtung 66, die in einer Dichtungsnut 65 aufgenommen ist, ist an einer Endfläche der Flanschteile 55 des FC-Wandlers 23 vorgesehen. Diese Dichtung 66 dichtet das Verbindungsteil 30 zwischen dem FC-Wandler 23 und der Brennstoffzelle 21 ab.
Wie in den 10 und 11 gezeigt ist, ist die Brennstoffzelle 21 mit einem Anschlußstreifen 71 in der Nähe des Öffnungsteiles 62 ausgebildet. Ferner hat die Brennstoffzelle 21 linke und rechte Anschlußteile 72 (in Zellstapelrichtung). Eines der Anschlußteile 72 ist mit einem flexiblen Sammelleiter 74 flexibel durch einen Verlängerungssammelleiter 74 verbunden, während das andere Anschlußsteil 72 direkt flexibel mit einem anderen flexiblen Sammelleiter 74 verbunden ist. Enden der jeweiligen flexiblen Sammelleiter 74, die mit den Anschlußteilen 72 verbunden sind, sind am Anschlußstreifen 71 angeordnet. Die Verbindungssammelleiter 59 des FC-Wandlers 23 sind zudem am Anschlußstreifen 71 angeordnet, an welchem die Enden der flexiblen Sammelleiter 74 angeordnet wurden, und die Verbindungssammelleiter 59 sind von oben mit Befestigungsschrauben 75 befestigt. Die Verbindungssammelleiter 59 des FC-Wandlers 23 sind somit mit dem Anschlußstreifen 71 verbunden, so dass eine Verbindung zwischen den Verbindungssammelleitern 59 und den flexiblen Sammelleitern 74 hergestellt wird.
Hierbei ist der FC-Wandler 23 relativ zur Stapelmittellinie Z als Mittelinie der Brennstoffzelle 21 versetzt, und daher sind, wie in 11 gezeigt, die Verbindungssammelleiter 59 des FC-Wandlers 23 auch relativ zur Stapelmittellinie Z versetzt. Der Anschlußstreifen 71, der mit den Verbindungssammelleitern 59 verbunden ist, ist entsprechend den Positionen der Verbindungssammelleiter 59 von der Stapelmittellinie Z versetzt. Der Anschlußstreifen 71 ist daher nahe an dem einen Anschlußteil 72. Daher können der Anschlußstreifen 71 und das nahe bei diesem befindliche Anschlußteil 72 über lediglich den flexiblen Sammelleiter 74 verbunden werden, ohne dass ein Verlängerungssammelleiter 73 benötigt würde. Diese Verringerung der Länge des flexiblen Sammelleiters 74 verringert den Versatz, was zu einem Downsizing ohne die Notwendigkeit des Bereitstellens von Umgebungsraum führen kann, und die Kosten aufgrund der Verringerung der Zahl der verwendeten Verlängerungssammelleiter 73 verringern kann.
Wie in 10 gezeigt ist, ist das Gehäuse 60 für die Brennstoffzelle 21 mit einer öffenbaren/schließbaren Werkzeugöffnung 77 an einer Stelle über dem Anschlußstreifen 71 ausgebildet, und das Befestigen der Verbindungssammelleiter 59 am Anschlußstreifen 71 unter Verwendung von Befestigungsschrauben 75 kann durch die Werkzeugöffnung 77 vereinfacht werden. Diese Werkzeugöffnung 77 ist in einem oberen Teil des Gehäuses 60 für die Brennstoffzelle 21 ausgebildet, und kann daher leicht einen wasserdichten Effekt gegen Wasser, das während der Fahrt von unten dagegen spritzt, verbessern.
Das Gehäuse 35 des FC-Wandlers 23 hat ferner eine größere Höhenabmessung als der Verbindungsteil des Gehäuses 60 der Brennstoffzelle 21, deren Höhenabmessung derart ist, dass sie klein ist, um dem Querträger 31 zu entgehen. Wenn somit der Anschlußstreifen 71 am FC-Wandler 23 angeordnet ist, muss ein Teil des Gehäuses 35 für den FC-Wandler 23, der mit der Brennstoffzelle 21 verbunden ist, in Richtung zur Brennstoffzelle 21 verlaufen, um eine geringe Höhenabmessung zu haben, was zu einer größeren Abmessung des FC-Wandlers 23 in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung führt.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, der Anschlußstreifen 71 auf Seiten der Brennstoffzelle 21 angeordnet ist, und die Werkzeugöffnung 77 im Gehäuse 60 der Brennstoffzelle 21 vorgesehen ist, kann die Abmessung des FC-Wandlers 23 in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung verringert werden, und der Platz im Mitteltunnel 15 kann besser ausgenutzt werden. Der Abstand zwischen der Werkzeugöffnung 77 und dem Anschlußstreifen 71 kann klein gehalten werden, um das Verbinden der Verbindungssammelleiter 59 mit den Befestigungsschrauben 75 zu vereinfachen. Daneben kann ein solcher Aufbau auch eine Wechselwirkung zwischen der Dichtung 66 der Flanschteile 55 des Gehäuses 35 und der Werkzeugöffnung 77 verhindern, ohne dass die Abmessung des Gehäuses 35 für den FC-Wandler 23 in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung vergrößert werden muß.
Hinsichtlich der Drosselspulenteile 41, welche einen Teil des FC-Wandlers 23 bilden, sind zwei Drosselspuleneile bzw. Induktorteile in Front-Heck-Richtung des Brennstoffzellenfahrzeugs V im unteren Gehäuse 36 angeordnet. Wie in den 12 und 13 gezeigt ist, wird jedes Drosselspulenteil 41 von Drosselspulenblöcken 81 gebildet, die von oben und unten am unteren Gehäuse 36 befestigt sind.
Wie in 14 gezeigt ist, ist jeder Drosselspulenblock 81 derart ausgebildet, dass eine oder mehrere (zwei in dieser Ausführungsform) Drosselspulen 83 an einem Drosselspulengehäuse 84 angeordnet sind, wobei Teile der Drosselspulen 83 nach außen frei liegen. Das Drosselspulengehäuse 84 ist, an einer Rückseite desselben (im Drosselspulengehäuses 84 an einer Fläche, die einer Fläche gegenüber liegt, an welcher die Drosselspulen frei liegen) mit Kühlrippen bzw. -lamellen 85 ausgebildet. Ferner hat das Drosselspulengehäuse 84 Befestigungsschraubenöffnungen 86. Wie in den 12 und 13 dargestellt ist, werden die Drosselspulenblöcke 81 am unteren Gehäuse 36 durch Einfügen von (nicht dargestellten) Schrauben in die Befestigungsschraubenöffnungen 86 von der Vorder- und Rückseite des unteren Gehäuses 36 befestigt, während die jeweiligen Flächen der Drosselspulenblöcke 81, an welchen die Kühlrippen 85 ausgebildet sind, zueinander gerichtet sind, so dass die Drosselspulenblöcke 81 am unteren Gehäuse 36 befestigt werden und dadurch die Drosselspulenteile 41 ausgebildet werden. Wenn die Drosselspulenblöcke 81 am unteren Gehäuse 36 befestigt werden, wie vorstehend beschrieben, werden jeweils Kühlflusspfade 87 zwischen den Kühlrippen bzw. -lamellen 85 der Drosselspulenblöcke 81 ausgebildet.
Ein Kühlmittel wird den Kühlflusspfaden 87 durch die Wandlerleitungen 26 zugeführt, so dass die Spulen bzw. Drosselspulen 83 eines jeden Drosselspulenblocks 81 gekühlt werden, so dass der Wärmewiderstand der Drosselspulen 83 verringert wird. Daher kann die Zahl der Kühlkörper bzw. Wärmeableiter im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Drosselspulenblöcke 81 in einer Eben angeordnet sind, auf die Hälfte verringert werden, was zu einer Gewichtseinsparung führt. Überdies kann das Stapeln der Drosselspulenblöcke 81 den in Draufsicht benötigten Bereich verringern, und die Drosselspulen können vorzugsweise an einem FC-Wandler 23 angeordnet sein, der in einem engen Mitteltunnel 15 aufgenommen ist. Ferner sind Befestigungsschraubenöffnungen 84 zum Befestigen der Drosselspulen 83 an den vier Ecken eines jeden Drosselspulenblocks 81 ausgebildet, und die Drosselspulen 83 werden an den Kühlrippen 85 durch Einsetzen von (nicht dargestellten) Bolzen bzw. Schrauben in die Befestigungsschraubenöffnungen 84a befestigt.
Mit dem vorstehend genannten Aufbau kann ein Vergießen bzw. Einsetzen oder Umhüllen (potting) der Drosselspulen 83 zu einem kleinen Drosselspulengehäuse 84 ausgeführt werden, wodurch die Herstellungskosten aufgrund des Downsizing der Ausstattung, beispielsweise eines Härteofens zum Umgießen, verringert werden kann. Das Um- bzw. Vergießen der Drosselspulen 83 in das kleine Drosselspulengehäuse 84 kann zudem vermeiden, dass der Härteofen zweimal verwendet werden muss, wie dies der Fall ist, wenn die Drosselspulen 83 in beide Oberflächen des Drosselspulengehäuses 84 eingegossen werden.
Ferner sind, wie in den 12 und 15 dargestellt, die beiden Sammelleitermodule 91 übereinander auf einer Seite des FC-Wandlers 23 angeordnet, die der einen Seite der Drosselspulenteile 41 entspricht. Die Sammelleitermodule 91 haben jeweils vier Sammelleiter 93, die sich in dem Bereich nach oben erstrecken, der durch die Doppelpunkt-strichlierte Linie in 2 gezeigt ist, und die Sammelleiter 93 sind integral mit einem Formteil 95 aus isolierendem Kunststoff bzw. Harz ausgebildet.
Bezüglich der Drosselspulenteile 41 sind die Anschlußteile der Drosselspulen 83, die für jeden der Drosselspulenblöcke 81 vorgesehen sind, auf einer Seite des FC-Wandlers 23 angeordnet, die einer Seite der Drosselspulenteile 41 entspricht. Die Sammelleiter 93 in einem der Sammelleitermodule 91 sind mit den Anschlußteilen der Drosselspulen 83 des Drosselspulenblocks 81 verbunden, der in einem unteren Bereich liegt, während die Sammelleiter 93 im anderen Sammelleitermodul 91 mit den Anschlußteilen der Drosselspulen 83 des Drosselspulenblocks 81 verbunden sind, der in einem oberen Bereich liegt. Die mit den Anschlußteilen der Drosselspulen 83 verbundenen Sammelleiter 93 werden dann mit einem P-Sammelleiter 121 verbunden, der im IPM 42 ausgebildet ist, wie nachstehend beschrieben wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind die Anschlußteile der Drosselspulen 83 in den Drosselspulenteilen 41 kollektiv auf einer Seite des FC-Wandlers 23 angeordnet. Daher können die Sammelleiter 93 in den Modulen leicht mit den Anschlußteilen der Drosselspulen 83 von einer Seite des FC-Wandlers 23 verbunden werden.
Es sei angemerkt, dass die Formteile 95 in den jeweiligen Sammelleitermodulen 91 mit Positionierungsstiften 97 ausgebildet sind, die geeignet sind, die angeordneten Sammelleitermodule 91 miteinander zu verbinden, wodurch, selbst bei einem Aufbau, bei dem die Sammelleiter 93 (8 Leiter in dieser Ausführungsform) kollektiv bzw. alle oder sämtlich auf einer Seite des FC-Wandlers 23 angeordnet sind, das Zusammenbauen der Sammelleitermodule 91 über die Positionierung einfach durch Anordnen der Sammelleiter 93 an vorgegebenen Stellen in Intervallen zueinander erreicht werden kann.
Der FC-Wandler 23 umfasst ferner zwei Stromsensoren 99, von denen jeder einen Wert eines durch die Sammelleiter 93 fließenden Stromes erfasst, wobei die Stromsensoren 99 am Sammelleitermodul 91 angebracht sind. Das Vorsehen der Stromsensoren 99 am Sammelleitermodul 91 ermöglicht einen leichten Zusammenbau und die Einsparung von Bauraum.
Ferner sind die Stromsensoren 99, auf Seiten des IPM 42, in den Drosselspulenteilen 41 angeordnet. Das Vorsehen der Stromsensoren 99 auf Seiten des IPM 42 kann die Länge der Sammelleiter 93, die zwischen den Drosselspulenteilen 41 und dem IPM 42 angeordnet sind, weitestmöglich verringern. Wenn beispielsweise die Stromsensoren 99 unter den Drosselspulenteilen 41 angeordnet sind, verlaufen die Sammelleiter 93 nach unten und werden dann, zur Verbindung mit den Stromsensoren 99, nach oben gebogen, was zu einer Erhöhung der Länge und Verkomplizierung der Sammelleiter 93 führt.
Wie in 16 weiter gezeigt ist, sind in den Drosselspulenteilen 41 Kühlwasseranschlüsse 101, die mit den Wandlerleitungen 26 verbunden sind, die mit den Kühlflusspfaden 87 kommunizieren, der Seite gegenüberliegend angeordnet, wo die Sammelleitermodule 91 angeordnet sind. Die Länge der Drosselspulenteile 41 in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung kann daher so gering wie möglich gehalten werden, und die Gesamtlänge des FC-Wandlers 23 in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung kann verringert werden. Folglich kann, während der FC-Wandler 23 und das Aufhängungselement 17 an der Fahrzeugfrontseite relativ zum FC-Wandler im Mitteltunnel 15 aufgenommen sind, ein großer Freiraum zwischen beiden Teilen gewährleistet werden. Selbst wenn ein Frontaufprall von der Front des Fahrzeugs her auf das Brennstoffzellenfahrzeug V wirkt, so dass das Aufhängungselement 17 in Richtung zum Heck des Brennstoffzellenfahrzeugs V verlagert wird, kann daher verhindert werden, dass das Aufhängungsteil 17 mit dem FC-Wandler 23 in Kontakt gelangt.
Ferner sind in jedem Drosselspulenteil 41 Kühlmittelverteilungsteile 103 zum Verteilen eines Kühlmittels zu den Kühlflusspfades 87 auf beiden Seiten des Brennstoffzellenfahrzeugs V in Fahrzeugbreitenrichtung außerhalb der Drosselspulen 83, welche die Drosselspulenteile 41 bilden, ausgebildet. Die Kühlmittelverteilungsteile 103 sind zwischen Befestigungsschraubenöffnungen 84a des Drosselspulengehäuses 84 angeordnet, das den Drosselspulenblock 81 bildet, wodurch eine weitere Verringerung der Größe erzielt werden kann.
Auf der gegenüberliegenden Seite der Kühlmittelanschlüsse 101 kommunizieren die Kühlmittelverteilungsteile 103 der Drosselspulenteile 41 miteinander durch einen Kommunikations- bzw. Verbindungspfad 105. Das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelanschluss 101 einströmt, wird somit in Breitenrichtung durch das Einlassseitige Kühlmittelverteilungsteil 103 eines der Drosselspulenteile 41, das in Front-Heck-Richtung des Brennstoffzellenfahrzeugs V angeordnet ist, verteilt, und strömt dann durch den Kühlflusspfad 87 und dann zum Auslassseitigen Kühlmittelverteilungsteil 103. Das Kühlmittel fließt ferner durch den Kommunikationspfad 105, wird in Breitenrichtung durch das Einlassseitige Kühlmittelverteilungsteil 103 des anderen Drosselspulenteils 41 verteilt, strömt durch den Kühlflusspfad 87 und fließt dann zum Auslassseitigen Kühlmittelverteilungsteil 103, um über den Kühlmittelanschluss 101 zugeführt zu werden. Folglich werden die Drosselspulen 83 der Drosselspulenteile 41 gleichmäßig mit hoher Kühlwirkung gekühlt.
Der Verbindungspfad 105 ist zudem derart ausgebildet, dass er Kühlmittelverteilungsteile 103 in den Drosselspulenteile 41 aufweist, die in Front-Heck-Richtung des Brennstoffzellenfahrzeugs V miteinander kommunizieren, wobei der Kommunikationspfad 105 als Kühlmittelverteilungspfad dient, und daher der Druckverlust während der Zirkulation des Kühlmittels verringert werden kann.
Um den Kühlmittelpfad 105 mit den miteinander kommunizierenden Kühlmittelverteilungsteilen 103 in den Drosselspulenteilen 41 auszubilden, wird von der Seite der Verbindung zur Brennstoffzelle 21 eine Bohrung mit einem Bohrer etc. durchgeführt. An dieser Stelle wird das Kühlmittelverteilungsteil 103 im Drosselspulenteil 41 auf der Seite der Verbindung zur Brennstoffzelle 21 mit einem Loch 107 ausgebildet. Eine wasserdichte Haube bzw. Kappe 109 wird in das Loch 107 eingesetzt, um dieses abzudichten.
Das mit der wasserdichten Kappe 109 abgedichtete Loch 17 ist außerhalb des Umfangs der Dichtung 66 angeordnet, die, wie in 8 gezeigt ist, am Öffnungsteil 58 des Gehäuses 35 ausgebildet ist. Diese Anordnung ermöglicht es, einen Dichtungszustand der wasserdichten Kappe 109 im Loch 107 leicht in Augenschein zu nehmen. Das mit der wasserdichten Kappe 109 abgedichtete Loch 107 kann auch innerhalb des Umfangs der Dichtung 66 angeordnet sein. Wenn Kühlmittel aus dem Loch 107 austritt, kann diese Anordnung verhindern, dass das Kühlmittel aus dem FC-Wandler 23 nach außen austritt.
Es sei angemerkt, dass das Bohren des Kommunikationspfades 105 vom Verteilerkasten 44 auf der Frontseite des Fahrzeugs ausgeführt werden kann, oder der Kommunikationspfad 105 integral ausgebildet werden kann, wenn das Gehäuse gegossen wird.
Wie zudem in 16 gezeigt ist, ist die Wandlerleitung 26 im Drosselspulenteil 41 auf der Fahrzeugvorderseite, die von der Brennstoffzelle 21 entfernt ist, an der von der Brennstoffzelle 21 beabstandeten Seite angeordnet. Ferner sind Befestigungspunkte 111 zum Befestigen des FC-Wandlers 23 am Brennstoffzellenfahrzeug V im Wesentlichen in der Mitte des Drosselspulenteils 41 an der Fahrzeugvorderseite ausgebildet. Die Befestigungspunkte 111 können daher an Stellen angeordnet sein, die den Schwerpunkt des FC-Wandlers 23 sandwichartig zwischen sich aufnehmen, und die von oben ausgeführte Befestigungsarbeit zum Befestigen der Befestigungspunkte 111 kann erleichtert werden.
Die Drosselspulengehäuse 84, die jeweils die Drosselspulenblöcke 81 bilden, teilen die gleiche Gestalt. Wenn zwei Drosselspulenteile 41, von denen ein jedes aus zwei gestapelten Drosselspulenblöcken 81 besteht, angeordnet werden, ist der Raum zwischen den unteren Drosselspulenblöcken 81 der jeweiligen in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung angeordneten Drosselspulteile 41 größer ausgelegt, als der Raum zwischen den oberen Drosselspulenblöcken 81. Das bedeutet, die Drosselspulenblöcke 81 sind, an der unteren Seite, wo die Verbindungssammelleiter 59 etc. nicht vorgesehen sind, so weit wie möglich voneinander beabstandet, so dass relativ einfach ein Raum gewährleistet werden kann, und dies den Einfluss von Störungen von den Drosselspulen 83 so weit möglich verringert.
Ferner sind die Befestigungsschrauböffnungen 86 eines jeden Drosselspulengehäuses 84, welche die Drosselspulenblöcke 81 bilden, gestaffelt angeordnet. Wie in 17 gezeigt ist, sind daher in den oberen Drosselspulenblöcken 81 der jeweiligen Drosselspulenteile 41, die in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung angeordnet sind, Befestigungsteile 113 mit den Befestigungsschraubenöffnungen 86 derart angeordnet, dass sie einander in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung überlappen.
Ferner überlappen, auf Seiten der Brennstoffzelle 21 in Richtung zur Fahrzeugrückseite, die Befestigungsteile 113 der Drosselspulenblöcke 81 auf Seiten der Brennstoffzelle 21 die versetzt angeordneten Verbindungssammelleiter 59 in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung.
Ferner überlappt ein Befestigungsteil 113 der Drosselspulenteile 81 auf Seiten des Verteilerkastens 44 den Verteilerkasten 44 auf der Fahrzeugvorderseite in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung, während das Befestigungsteil zwischen Verbindungssammelleitern 44a liegt, die von dem Verteilerkasten 44 ausgehen. Der Raum zwischen den Drosselspulenblöcken 81 kann daher auf der Seite verringert werden, wo die oberen Drosselspulenblöcke 81 angeordnet sind, und zudem kann der Abstand der Drosselspulenblöcke 81 bezüglich der Verbindungssammelschienen 59 und bezüglich des Verteilerkastens 44 verringert werden. Dementsprechend kann durch Verringern der Abmessung in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung Raum eingespart werden.
Als Ergebnis kann die Länge des FC-Wandlers 23 in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung verkürzt werden, wodurch ein großer Abstand zwischen dem FC-Wandler 23 und dem Aufhängungselement 17 auf der Fahrzeugvorderseite relativ zum FC-Wandler 23 erzielt werden kann. Selbst wenn es zu einem Frontaufprall des Brennstoffzellenfahrzeugs V kommt, so dass das Aufhängungselement 17 in Richtung zum Heck des Brennstoffzellenfahrzeugs verlagert wird, kann verhindert werden, dass das Aufhängungselement 17 mit dem FC-Wandler 23 in Kontakt gelangt.
Bei dem FC-Wandler 23 mit dem vorstehend dargestellten Aufbau wird ein Kühlmittel zunächst den Drosselspulenteilen 41, die an einer unteren Seite angeordnet sind, zugeführt, und wird dann dem IPM 42, das über den Drosselspulenteilen 41 angeordnet ist, zugeführt. Das Kühlmittel strömt somit von unten nach oben, wodurch, selbst wenn das Kühlmittel mit Luft vermischt wurde, die Luft ohne Weiteres entfernt werden kann.
Ferner sinkt, bei hohen Temperaturen, der Wirkungsgrad der Drosselspulen 83 mit dem Anstieg an Kupferverlust. Wenn die Drosselspulen 83 mit Strom gespeist werden, ist es bevorzugt, dass die Drosselspulen 83 derart gesteuert werden, dass zunächst die Drosselspule mit der niedrigsten Temperatur (d. h. die Niedrigsttemperatur-Drosselspule) mit Strom versorgt wird. Jedoch neigt der Wirkungsgrad des IPM 42 dazu, bei einer Drosselspule mit höherer Temperatur, (d. h. einer Hochtemperatur-Drosselspule) zuzunehmen. Daher ist es bevorzugt, wenn der Wirkungsgrad des IPM 42 berücksichtigt wird, dass die Drosselspulen 83 derart gesteuert werden, dass zunächst die Drosselspule mit der höchsten Temperatur (d. h. die Höchsttemperatur-Drosselspule) mit Strom versorgt wird.
Ausgehend vom Vorgenannten ist es bevorzugt, dass die Versorgung der Drosselspulen 83 mit Strom durch Auswählen einer Drosselspule, bei welcher der Kupferverlust der Drosselspule 83 minimal ist und der Wirkungsgrad des IPM 42 maximal ist, aus einem vorab hinterlegten Kennfeld, oder durch Berechnen etc. einer derartigen Drosselspule, gesteuert wird,
Es sei angemerkt, dass die Temperatur der Drosselspulen 83 mittels Thermistoren gemessen werden kann oder anhand des Stromverlaufs ermittelt werden kann.
Bezüglich der Steuerung der Bestromung der Drosselspulen 83 können die Drosselspulen 83 auch beginnend mit der Drosselspule 83 mit dem kürzesten Sammelleiter 93 mit Strom versorgt werden. Das bedeutet, der kürzeste Sammelleiter 93 hat den geringsten induktiven (Blind-)Widerstand; daher kann, wenn die Stromversorgung bei der Drosselspule mit dem kürzesten Sammelleiter 93 gestartet wird, eine Stoßspannung verringert werden, was den Kupferverlust verringern und daher den Wirkungsgrad verbessern kann.
Wie in 18 gezeigt ist, hat das IPM 42 den P-Sammelleiter 121 und den N-Sammelleiter 123, die mit den Sammelleitern 93 verbunden sind. Wie in 19 gezeigt ist, wird, bezüglich der Stoßspannung, allgemein ein paralleler Anordnungsabschnitt gewählt, bei dem der P-Sammelleiter 121 und der N-Sammelleiter 123 einander in Höhenrichtung überlappen. Wenn der Verbindungspunkt des IPM 42 (N-Seite) jedoch auf Seiten der Brennstoffzelle 21 angeordnet ist, wie in 20 gezeigt, brauchen der P-Sammelleiter 121 und der N-Sammelleiter 123 unabhängig von der Stoßspannung nicht parallel angeordnet sein. Daher kann ein Überlappen zwischen dem P-Sammelleiter 121 und dem N-Sammelleiter 123 in Höhenrichtung eliminiert werden, wodurch die Höhenabmessungen des IPM 42 verringert werden können.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist, gemäß dem Brennstoffzellenfahrzeug V dieser Ausführungsform der FC-Wandler 23, der im Mitteltunnel 15 aufgenommen ist, versetzt zur Brennstoffzelle 21 relativ zur Tunnelmittellinie Y entlang der Fahrzeugachse angeordnet, und ist zudem versetzt zur Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 relativ zur Stapelmittellinie Z entlang der Fahrzeugachse angeordnet, wodurch Einheitsleitungen 25, die zum Radiator, Verdichter, etc. führen, die in Richtung zur Front des Brennstoffzellenfahrzeugs V angeordnet sind, derart angeordnet werden können, dass sie von/entlang der Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 verlaufen. Ferner können die Wandlerleitungen 26, die zum FC-Wandler 23 führen, derart angeordnet werden, dass sie auf der Seite verlaufen, die dem vorstehend genannten Leitungsraum gegenüberliegt. Daher können, während der FC-Wandler 23 im Mitteltunnel 15 aufgenommen ist, Leitungsräume zum Ausbilden der Einheitsleitungen 25, die zur Fluidzufuhr-/-ableiteinheit 22 führen, und der Wandlerleitungen 26, die zum FC-Wandler 23 führen, gleichmäßig auf beiden Seiten des FC-Wandlers 23 gewährleistet werden.
Dementsprechend kann der FC-Wandler 23 komfortabel in dem Mitteltunnel 15 aufgenommen werden, und es kann viel Platz im Fahrzeug gewährleistet werden.

Claims

Brennstoffzellenfahrzeug, das unter einem Boden des Fahrzeugs aufweist: eine Brennstoffzelle, die elektrische Leistung durch eine elektrochemische Reaktion zwischen Reaktionsgasen erzeugt; eine Fluidzufuhr-/-ableiteinheit für die Brennstoffzelle; und einen Wandler, der die elektrische Leistung der Brennstoffzelle wandelt, wobei der Wandler in einem Mitteltunnel aufgenommen ist, der in der Mitte einer Fahrzeugbreitenrichtung vorgesehen ist, und der in Richtung zu einer Fahrgastzelle entlang einer Fahrzeugachse in Front-Heck-Richtung gebogen ist, wobei die Brennstoffzelle und die Einheit an einer Rückseite des Fahrzeugs relativ zum Wandler angeordnet sind und in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind, und wobei der Wandler bezüglich einer Mittellinie des Mitteltunnels entlang der Fahrzeugachse versetzt zur Brennstoffzelle angeordnet ist, und bezüglich einer Mittellinie der Brennstoffzelle entlang der Fahrzeugachse versetzt zur Einheit angeordnet ist.
Brennstoffzellenfahrzeug nach Anspruch 1, wobei in dem Wandler eine Drosselspule, ein Leistungsmodul und ein Steuerträger mit einer Steuerschaltung, die das Leistungsmodul steuert, der Reihe nach von unten angeordnet sind, und eine Leistungsunterbrechungsvorrichtung an der Fahrzeugfront angeordnet ist.
Brennstoffzellenfahrzeug nach Anspruch 2, wobei eine Mehrzahl von Drosselspulen in Intervallen angeordnet ist, und ein Kühlflusspfad zwischen den Drosselspulen vorgesehen ist.
Brennstoffzellenfahrzeug nach Anspruch 3, wobei ein Sammelleitermodul, das Sammelleiter enthält, die mit den Drosselspulen verbunden sind, auf einer Seite der Drosselspulen angeordnet ist, und das Sammelleitermodul einen Stromsensor aufweist.
Brennstoffzellenfahrzeug nach Anspruch 4, wobei ein Kühlmittelanschluss für den Kühlflusspfad dem Sammelleitermodul gegenüberliegend angeordnet ist.
Brennstoffzellenfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei Kühlmittelverteilungsteile, welche das Kühlmittel verteilen, außerhalb von Spulen, welche die Drosselspulen bilden, und an beiden Seiten in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind.
Brennstoffzellenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Querträger des Fahrzeugs über einem Verbindungsteil zwischen dem Wandler und der Brennstoffzelle angeordnet ist.
Brennstoffzellenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Wandler zumindest an einer Seite, die einer Verbindungsseite mit der Brennstoffzelle gegenüberliegt, in Richtung auf ein Ende des Wandlers in Längsrichtung konisch nach unten zulaufend ausgebildet ist.
Brennstoffzellenfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Drosselspulen, beginnend bei einer Niedrigsttemperatur-Drosselspule, mit Strom versorgt werden.
Brennstoffzellenfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Drosselspulen, beginnend bei einer Höchsttemperatur-Drosselspule, mit Strom versorgt werden.
Brennstoffzellenfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine Drosselspule mit einer Temperatur, bei welcher der Kupferverlust der Drosselspule minimal ist und der Wirkungsgrad des Leistungsmoduls maximal ist, zur Versorgung mit Strom ausgewählt wird.
Brennstoffzellenfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und 9 bis 11, aufweisend einen Drosselspulenblock, in welchem eine oder mehrere Drosselspulen an einem Drosselspulengehäuse vorgesehen sind, während ein Teil oder Teile davon nach außen frei liegen; wobei Kühlrippen auf einer Oberfläche des Drosselspulengehäuses vorgesehen sind, die einer Oberfläche des Gehäuses gegenüberliegt, an welcher die Drosselspule(n) frei liegen.
Brennstoffzellenfahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Kühlrippen einer Mehrzahl von Drosselspulenblöcken einander gegenüberliegend angeordnet sind, und der Kühlflusspfad zwischen den Kühlrippen ausgebildet ist.