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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Fahrzeug.
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STAND DER TECHNIK
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Aus dem Stand der Technik ist ein elektrisches Fahrzeug bzw. Elektrofahrzeug bekannt, das ausgebildet ist, mit: einem Brennstoffzellenstapel, der vermittels einer elektrochemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff elektrische Leistung erzeugt, einem Wasserstoffsperrventil, das in einem Wasserstoffversorgungspfad installiert ist, der den Brennstoffzellenstapel und einen Wasserstofftank miteinander verbindet, und einem Kompressor, der dem Brennstoffzellenstapel Luft zuführt, wobei zum Zeitpunkt einer Kollision des Fahrzeugs zuerst das Wasserstoffsperrventil geschlossen wird und dann der Kompressor gestoppt wird (siehe die
JP 2001 - 357 863 A ). Das bedeutet, in der
JP 2001 - 357 863 A wird der Kompressor fortwährend für eine kurze Zeit nach der Kollision des Fahrzeugs betrieben, um dadurch den im Brennstoffzellenstapel verbleibenden Wasserstoff zu verbrauchen.
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Daneben ist auch ein elektrisches Fahrzeug bzw. Elektrofahrzeug aus dem Stand der Technik bekannt, bei dem ein Kompressor, ein Zwischenkühler, der aus dem Kompressor ausgetragenes Oxidationsgas kühlt, und ein Brennstoffzellenstapel in einem Lager- bzw. Gehäuseabteil aufgenommen sind, das in Fahrzeuglängsrichtung außerhalb einer Fahrgastzelle ausgebildet ist, bei dem ein Auslass des Kompressors und ein Einlass des Zwischenkühlers miteinander durch eine stromaufwärtige Leitung verbunden sind, und bei dem ein Auslass des Zwischenkühlers und ein Einlass einer Oxidationsgasleitung des Brennstoffzellenstapels miteinander durch eine stromabwärtige Leitung verbunden sind.
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Eine Befestigungsstruktur für einen Fahrzeugbatteriekasten ist aus der
DE 10 2011 077 385 A1 bekannt. Hierbei wird ein Batteriekasten zwischen einem linken und einem rechten hinteren Seitenrahmenelement im hinteren Teil eines Fahrzeugs durch einen ersten und einen zweiten Querträger, die zwischen dem linken und dem rechten hinteren Seitenrahmenelement installiert sind, auf eine aufgehängte Weise gehalten. Der erste Querträger ist im Wesentlichen am vorderen Ende eines hinteren Verformungsbereichs befestigt, der am linken und am rechten hinteren Seitenrahmenelement festgelegt ist. Ein Hochspannungsteil ist zwischen dem ersten und dem zweiten Querträger auf der oberen Fläche des rechten hinteren Seitenrahmenelements befestigt. Der Batteriekasten ist durch ein Verbindungselement mit dem Hochspannungsteil elektrisch verbunden. Zum Stand der Technik wird zudem auf die
JP 2004 - 159 439 A sowie die
DE 11 2004 000 890 B4 verwiesen.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Bei der vorstehend genannten
JP 2001 - 357 863 A wird der Restwasserstoff nach einer Kollision des Fahrzeugs verbraucht. Das bedeutet, dass die Erzeugung von elektrischer Leistung im Brennstoffzellenstapel auch nach der Kollision des Fahrzeugs fortgesetzt wird. Daher kann der Brennstoffzellenstapel bei einer hohen Spannung gehalten werden. Wenn der Brennstoffzellenstapel unter einer hohen Spannung steht, kann ein Bediener einen elektrischen Schlag bekommen.
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Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Fahrzeug bzw. Elektrofahrzeug derart weiterzuentwickeln, dass die vorstehend beschriebenen Nachteile vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Fahrzeug bzw. Elektrofahrzeug vorgeschlagen, wobei ein Kompressor, der Oxidationsgas austrägt, ein Zwischenkühler, der das Oxidationsgas, das vom Kompressor ausgetragen wurde, kühlt, und ein Brennstoffzellenstapel, der anhand einer elektrochemischen Reaktion von Brenngas und Oxidationsgas elektrische Leistung erzeugt, in einem Lager- bzw. Gehäuseabteil aufgenommen sind, das außerhalb einer Fahrgastzelle in Fahrzeuglängsrichtung ausgebildet ist. EinAuslass des Kompressors und ein Einlass des Zwischenkühlers sind miteinander durch eine stromaufwärtige Leitung verbunden und ein Auslass des Zwischenkühlers und ein Einlass einer Oxidationsgasleitung des Brennstoffzellenstapels sind miteinander durch eine stromabwärtige Leitung verbunden. Der Kompressor, der Zwischenkühler und der Brennstoffzellenstapel sind derart in dem Gehäuseabteil aufgenommen, dass sich der Kompressor und/oder der Brennstoffzellenstapel zum Zeitpunkt einer schweren Kollision des Fahrzeugs, bei welcher durch die Kollision auf das Fahrzeug aufgebrachte Beschleunigung, die von einem Beschleunigungssensor erfasst wird, größer als ein vorgegebener oberer Grenzwert ist, relativ zum Zwischenkühler bewegen können, wobei die stromaufwärtige Leitung oder die stromabwärtige Leitung derart ausgestaltet ist, dass die Bewegung des Kompressors und/oder des Brennstoffzellenstapels relativ zum Zwischenkühler zum Zeitpunkt der schweren Kollision des Fahrzeugs eine Trennung oder einen Bruch der stromaufwärtigen Leitung und/oder der stromabwärtigen Leitung verursacht, wodurch eine Verbindung mit einem Innenraum des Gehäuseabteils hergestellt wird, vermittels der Oxidationsgas in den Innenraum des Gehäuseabteils freigegeben wird.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Es ist möglich, die Erzeugung elektrischer Leistung im Brennstoffzellenstapel zum Zeitpunkt einer schweren Kollision des Fahrzeugs schnell und zuverlässig zu stoppen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Teilschnittansicht einer Seite eines elektrischen Fahrzeugs bzw. Elektrofahrzeugs;
- 2 zeigt eine Übersicht eines Brennstoffzellensystems; und
- 3 zeigt eine Teilschnittansicht einer Seite eines elektrischen Fahrzeugs zum Zeitpunkt einer schweren Kollision des Fahrzeugs.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezugnehmend auf 1 wird ein elektrisches Fahrzeug bzw. Elektrofahrzeug 1 beschrieben, das eine Fahrgastzelle 2 und ein Lager- bzw. Gehäuseabteil 3 hat, das sich außerhalb oder an einer Vorderseite der Fahrgastzelle 2 in Fahrzeuglängsrichtung befindet. Bei der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, ist das Gehäuseabteil 3 von der Fahrgastzelle 2 durch eine Spritzwand bzw. ein Armaturenbrett 4 getrennt. Im Gehäuseabteil 3 ist ein Brennstoffzellensystem A teilweise oder vollständig aufgenommen.
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2 zeigt ein Beispiel des Brennstoffzellensystems A. Bezugnehmend auf 2 ist das Brennstoffzellensystem A mit einem Brennstoffzellenstapel 10 ausgestaltet. Der Brennstoffzellenstapel 10 hat eine Mehrzahl von Brennstoffzelleneinheiten, die miteinander in Stapelrichtung gestapelt sind. Jede Brennstoffzelleneinheit hat eine Membranelektrodenanordnung 20. Die Membranelektrodenanordnung 20 besteht aus einem membranförmigen Elektrolyt, einer Anode, die auf einer Seite des Elektrolyts ausgebildet ist, und einer Kathode, die auf der anderen Seite des Elektrolyts ausgebildet ist. Ferner sind in jeder Brennstoffzelleneinheit eine Brenngasströmungsleitung zum Zuführen von Brenngas zur Anode, eine Oxidationsgasströmungsleitung, welche Oxidationsgas zur Kathode führt, und eine Kühlwasserströmungsleitung zum Zuführen von Kühlwasser zur Brennstoffzelleneinheit ausgestaltet. Durch Verbinden der Brenngasströmungsleitungen, der Oxidationsgasströmungsleitungen und der Kühlwasserströmungsleitungen der Mehrzahl von Brennstoffzelleneinheiten in Reihe wird ein Brennstoffzellenstapel 10 ausgebildet, der eine Brenngasleitung 30, eine Oxidationsgasleitung 40 und eine Kühlwasserleitung 50 umfasst.
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Eine stromabwärtige Brenngasleitung 31d ist mit einem Einlass der Brenngasleitung 30 verbunden. Die stromabwärtige Brenngasleitung 31d ist mit einem Auslass eines Reglers 32 verbunden, der einen Druck des Brenngases regelt. Eine stromaufwärtige Brenngasleitung 31u ist mit einem Einlass des Reglers 32a verbunden. Die stromaufwärtige Brenngasleitung 31u ist mit einer Brenngasquelle 33 verbunden. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht das Brenngas aus Wasserstoff und die Brenngasquelle 33 besteht aus einem Wasserstofftank. Ein Brenngassperrventil 34 ist in der stromaufwärtigen Brenngasleitung 31u angeordnet. Daneben ist eine Anodenabgasleitung 35 mit einem Auslass der Brenngasleitung 30 verbunden. Wenn das Brenngassperrventil 34 geöffnet ist, wird in der Brenngasquelle 33 befindliches Brenngas dem Inneren der Brenngasleitung 30 im Brennstoffzellenstapel 10 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Gas, das aus der Brenngasleitung 30 austritt, das bedeutet, ein Anodenabgas, in der Anodenabgasleitung 35.
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Eine stromabwärtige Oxidationsgasleitung 41d ist mit einem Einlass der Oxidationsgasleitung 40 verbunden. Die stromabwärtige Oxidationsgasleitung 41d ist mit einem Auslass eines Zwischenkühlers 42 verbunden, der das Oxidationsgas kühlt. Eine stromaufwärtige Oxidationsgasleitung 41u ist mit einem Einlass des Zwischenkühlers 42 verbunden. Die stromaufwärtige Oxidationsgasleitung 41u ist mit einem Auslass eines Kompressors 43 verbunden, der das Oxidationsgas austrägt. Eine Oxidationsgasleitung 44 ist mit einem Einlass des Kompressors 43 verbunden. Die Oxidationsgasleitung 44 ist mit einer Oxidationsgasquelle 45 verbunden. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht das Oxidationsgas aus Luft und die Oxidationsgasquelle 45 wird durch die Atmosphäre gebildet. Daneben ist eine Kathodenabgasleitung 46 mit einem Auslass der Oxidationsgasleitung 40 verbunden. Wenn der Kompressor betrieben wird, wird das in der Oxidationsgasquelle 45 befindliche Oxidationsgas dem Inneren der Oxidationsgasleitung 40 im Brennstoffzellenstapel 10 zugeführt. Ein Gas, das zu diesem Zeitpunkt aus der Oxidationsgasleitung 40 austritt, das bedeutet, ein Kathodenabgas, fließt in das Innere der Kathodenabgasleitung 46.
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Wenn dem Brennstoffzellenstapel 10 Brenngas und Oxidationsgas zugeführt werden, tritt eine elektrochemische Reaktion (O2+4H++4e-→2H2O) auf und elektrische Energie wird in den Brennstoffzelleneinheiten erzeugt. Diese elektrische Energie wird zu einem (nicht dargestellten) Motorgenerator geliefert. Als Ergebnis wird der Motorgenerator als elektrischer Motor zum Antrieb des Fahrzeugs betrieben und das Fahrzeug fährt.
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Erneut bezugnehmend auf 1 zeigt 1 den Kompressor 43, den Zwischenkühler 42, den Brennstoffzellenstapel 10, die stromaufwärtige Oxidationsgasleitung 41u, die stromabwärtige Oxidationsgasleitung 41d und die Oxidationsgasleitung 44 des Brennstoffzellensystems A. Nachfolgend werden die stromaufwärtige Oxidationsgasleitung 41u und die stromabwärtige Oxidationsgasleitung 41d jeweils als „stromaufwärtige Leitung 41u“ und „stromabwärtige Leitung 41d“ bezeichnet.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform besteht die stromaufwärtige Leitung 41u aus einem wechselseitig verbundenen stromaufwärtigen ersten Leitungsteil 41u1 und einem stromaufwärtigen zweiten Leitungsteil 41u2. Das bedeutet, ein Auslass des Kompressors 43 ist mit dem ersten stromaufwärtigen Leitungsteil 41u1 verbunden, das stromaufwärtige erste Leitungsteil 41u1 ist mit dem stromaufwärtigen zweiten Leitungsteil 41u2 verbunden, und das stromaufwärtige zweite Leitungsteil 41u2 ist mit dem Einlass des Zwischenkühlers 42 verbunden. In ähnlicher Weise besteht die stromabwärtige Leitung 41d aus wechselseitig verbundenen stromabwärtigen ersten Leitungsteil 41d1 und einem stromabwärtigen zweiten Leitungsteil 41d2. Das bedeutet, ein Auslass des Zwischenkühlers 42 ist mit dem stromabwärtigen ersten Leitungsteil 41d1 verbunden, das stromabwärtige erste Leitungsteil 41d1 ist mit dem stromabwärtigen zweiten Leitungsteil 41d2 verbunden und das stromabwärtige zweite Leitungsteil 41d2 ist mit dem Einlass der Oxidationsgasleitung des Brennstoffzellenstapels 10 verbunden. Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform bestehen die stromaufwärtige Leitung 41u oder die stromabwärtige Leitung 41d aus einem einzelnen Leitungsteil. Bei einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform besteht die stromaufwärtige Leitung 41u oder die stromabwärtige Leitung 41d aus drei oder mehr Leitungsteilen.
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Die Verbindungen zwischen dem Kompressor 43, dem Zwischenkühler 42 und dem Brennstoffzellenstapel 10 sowie der stromaufwärtigen Leitung 41u und der stromabwärtigen Leitung 41d und die Verbindungen zwischen den Leitungsteilen 41u1, 41u2, 41d1 und 41d2 werden beispielsweise durch das Ausbilden überlappender Teile erzielt, bei denen ein Teil in ein anderes gesteckt wird und Befestigungsklipps um diese überlappenden Teile angeordnet sind.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind Teile der stromaufwärtigen Leitung 41u und der stromabwärtigen Leitung 41d, beispielsweise das stromaufwärtige erste Leitungsteil 41u1 und das stromabwärtige zweite Leitungsteil 41d2, aus einem Material mit relativ hoher Festigkeit, beispielsweise Metall, gebildet. Die übrigen Teile der stromaufwärtigen Leitung 41u und der stromabwärtigen Leitung 41d, beispielsweise das stromaufwärtige zweite Leitungsteil 41u2 und das stromabwärtige erste Leitungsteil 41dl, sind aus einem Material gebildet, das eine relative hohe Flexibilität hat, beispielsweise Kunststoff. Es sei angemerkt, dass in der in 1 dargestellten Ausführungsform das stromaufwärtige erste Leitungsteil 41u1 und das stromabwärtige zweite Leitungsteil 41d2 am Brennstoffzellenstapel 10 angebracht sind. Das stromaufwärtige zweite Leitungsteil 41u2 und das stromabwärtige erste Leitungsteil 41d1 sind dagegen nicht am Brennstoffzellenstapel 10 angebracht.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist ferner der Zwischenkühler 42 direkt an einem Rahmen des elektrischen Fahrzeugs 1, beispielsweise einem Lager- bzw. Aufhängungselement 5, angebracht. Demgegenüber sind der Kompressor 43 und der Brennstoffzellenstapel 10 indirekt durch Halterungen (nicht dargestellt) am Aufhängungselement 5 angebracht. Insbesondere ist der Brennstoffzellenstapel 10 durch Halterungen am Aufhängungselement 5 angebracht, während der Kompressor 43 durch Halterungen am Brennstoffzellenstapel 10 angebracht ist. Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform ist der Kompressor 43 durch Halterungen am Aufhängungselement 5 angebracht. Bei einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform ist der Brennstoffzellenstapel 10 oder der Kompressor 43 durch Halterungen an einem anderen Element des Brennstoffzellensystems A, beispielsweise dem Motorgenerator, angebracht.
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Wenn auf diese Weise der Kompressor 43, der Brennstoffzellenstapel 10 und der Zwischenkühler 42 auf dieser Weise im Gehäuseabteil 3 angeordnet werden, kann sich der Kompressor 43 und/oder der Brennstoffzellenstapel 10 zum Zeitpunkt einer Kollision des Fahrzeugs relativ zum Zwischenkühler 42 bewegen. Das bedeutet: Wenn das Fahrzeug 1 an einem vorderen Ende 1a desselben (mit etwas) kollidiert, wirkt eine nach innen gerichtete Last in Fahrzeuglängsrichtung VL, das bedeutet, eine nach hinten bzw. zum Heck gerichtete Kollisionslast, auf das Fahrzeug 1. Wenn diese zum Heck gerichtete Kollisionslast größer als ein vorgegebener oberer Grenzwert ist, das bedeutet, wenn eine schwere Kollision des Fahrzeugs auftritt, lösen sich der Kompressor 43 und/oder der Brennstoffzellenstapel 10, die relativ schwer sind, von ihren Halterungen und bewegen von ihrer Ausgangsposition weg. Demgegenüber ist der Zwischenkühler 42, der ein relativ geringes Gewicht aufweist, direkt am Aufhängungselement 5 angebracht und bewegt sich nicht. Im Ergebnis bewegen sich zum Zeitpunkt einer schweren Kollision des Fahrzeugs der Kompressor 43 und/oder der Brennstoffzellenstapel 10 relativ zum Zwischenkühler 42.
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3 zeigt einen Fall, bei dem sich der Kompressor 43 und der Brennstoffzellenstapel 10 aufgrund der schweren Kollision des Fahrzeugs relativ zum Zwischenkühler 42 bewegen. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform bewegen sich der Kompressor 43 und der Brennstoffzellenstapel 10 in eine Richtung, bei der ein vorderes Ende des Brennstoffzellenstapels 10 bezüglich eines hinteren Ende des Brennstoffzellenstapels 10 angehoben ist. Als Ergebnis werden das stromaufwärtige erste Leitungsteil 41u1 und das stromaufwärtige zweite Leitungsteil 41u2 voneinander getrennt. Zudem werden das stromabwärtige erste Leitungsteil 41d1 und das stromabwärtige zweite Leitungsteil 41d2 voneinander getrennt. Daher stehen die stromaufwärtigen Leitung 41u und die stromabwärtige Leitung 41d mit dem Innenraum 3a des Lager- bzw. Gehäuseabteils 3 in Kontakt (kommunizieren mit diesem). Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform kann nur eine Trennung zwischen dem stromaufwärtigen ersten Leitungsteil 41u1 und dem stromaufwärtigen zweiten Leitungsteil 41u2 oder eine Trennung zwischen dem stromabwärtigen ersten Leitungsteil 41d1 und dem stromabwärtigen zweiten Leitungsteil 41d2 auftreten.
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Diesbezüglich ist bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform das elektrische Fahrzeug 1 mit einem Beschleunigungssensor (nicht dargestellt) ausgestaltet, der die Beschleunigung des Fahrzeugs 1 erfasst. Wenn die Beschleunigung, die vom Beschleunigungssensor erfasst wird, einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, wird bestimmt, dass eine schwere Kollision des Fahrzeugs aufgetreten ist, wohingegen, wenn die Beschleunigung den vorgegebenen Grenzwert nicht übersteigt, bestimmt wird, dass keine schwere Kollision des Fahrzeugs aufgetreten ist. Wenn bestimmt wird, dass eine schwere Kollision des Fahrzeugs aufgetreten ist, wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Kompressor 43 gestoppt, um den Kompressor 43 anzuhalten, und die Zufuhr von Oxidationsgas zum Brennstoffzellenstapel 10 wird unterbrochen. Ferner wird zu diesem Zeitpunkt das Brenngassperrventil 34 (2) geschlossen und die Zufuhr von Brenngas zum Brennstoffzellenstapel 10 wird unterbrochen. Als Ergebnis wird die Erzeugung von elektrischer Leistung im Brennstoffzellenstapel 10 gestoppt. Darüber hinaus hat der Brennstoffzellenstapel 10 eine Stromentladevorrichtung (nicht dargestellt). Wenn bestimmt wird, dass eine schwere Kollision des Fahrzeugs aufgetreten ist, wird die Stromentladevorrichtung betätigt, um den Brennstoffzellenstapel 10 zu entladen. Als Ergebnis wird die Spannung des Brennstoffzellenstapels 10 gesenkt und ein Bediener kann sicher Arbeiten ausführen. Es sei angemerkt, dass bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Airbag, der in der Fahrgastzelle 2 angeordnet ist, ausgelöst werden kann, wenn bestimmt wird, dass eine schwere Kollision des Fahrzeugs aufgetreten ist, wohingegen dieser nicht ausgelöst wird, wenn bestimmt wird, dass keine schwere Kollision des Fahrzeugs aufgetreten ist.
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Selbst wenn die Zufuhr elektrischer Leistung zum Kompressor 43 gestoppt wurde, bewegen sich die beweglichen Teile des Kompressors 43 wie ein Rotor aufgrund der Trägheit weiter, sodass die Zufuhr von Oxidationsgas vom Kompressor 43 nicht unmittelbar gestoppt wird, das bedeutet, Oxidationsgas weiterhin vom Kompressor 43 ausgetragen wird. Zudem verbleibt Brenngas im Brennstoffzellenstapel 10. Aus diesem Grund wird, wenn Oxidationsgas, das aus dem Kompressor 43 ausgetragen wird, dem Brennstoffzellenstapel 10 weiter zugeführt wird, weiterhin elektrische Leistung im Brennstoffzellenstapel 10 erzeugt. Als Ergebnis verbleibt der Brennstoffzellenstapel 10 in einem Zustand hoher Spannung.
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Wenn bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform eine schwere Kollision des Fahrzeugs auftritt, kommunizieren die stromaufwärtige Leitung 41u und die stromabwärtige Leitung 41d mit dem Innenraum 3a des Gehäuseabteils 3 wie vorstehend beschrieben. Als Ergebnis wird, selbst wenn Oxidationsgas weiterhin vom Kompressor 43 ausgetragen wird, das Oxidationsgas in den Innenraum 3a des Gehäuseabteils 3 freigegeben, das bedeutet, es wird nicht länger dem Brennstoffzellenstapel 10 zugeführt. Das bedeutet: Die Zufuhr von Oxidationsgas zum Brennstoffzellenstapel 10 wird schnell zum Zeitpunkt einer schweren Kollision des Fahrzeugs gestoppt. Darüber hinaus ist ein Druck in der Oxidationsgasleitung 40 des Brennstoffzellenstapels 10 (siehe 2) höher als ein Druck im Innenraum 3a des Gehäuseabteils 3, sodass das verbleibenden Oxidationsgas aus der Oxidationsgasleitung 40 in den Innenraum 3a strömt. Als Ergebnis wird die Erzeugung elektrischer Leistung im Brennstoffzellenstapel 10 schnell gestoppt.
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Es sei angemerkt, dass, wenn die stromaufwärtige Leitung 41u und die stromabwärtige Leitung 41d mit dem Innenraum 3a des Gehäuseabteils 3 kommunizieren, die Oxidationsgasleitung 40 des Brennstoffzellenstapels 10 auch mit dem Inneren des Innenraums 3a kommuniziert. In diesem Fall kann Luft oder Oxidationsgas im Innenraum 3a beispielsweise aufgrund von Konvektion in das Innere des Brennstoffzellenstapels 10 fließen. Als Ergebnis kann die Erzeugung elektrischer Leistung im Brennstoffzellenstapel 10 fortgesetzt oder wieder aufgenommen werden. Jedoch ist die Menge an Oxidationsgas, die aus dem Innenraum 3a in das Innere des Brennstoffzellenstapels 10 gelangt, gering. Daher hält, selbst wenn elektrische Leistung im Brennstoffzellenstapel 10 erzeugt wird, die vorstehend genannte Stromentladevorrichtung den Brennstoffzellenstapel 10 bei niedriger Spannung.
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Wenn dagegen keine schwere Kollision des Fahrzeugs aufgetreten ist, wird die Verbindung zwischen dem stromaufwärtigen ersten Leitungsteil 41u1 und dem stromaufwärtigen zweiten Leitungsteil 41u2 sowie die Verbindung zwischen dem stromabwärtigen ersten Leitungsteil 41d1 und dem stromabwärtigen zweiten Leitungsteil 41d2 beibehalten. Das bedeutet: Die stromaufwärtige Leitung 41u und die stromabwärtige Leitung 41d bleiben vom Innenraum 3a des Gehäuseabteils 3 getrennt.
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Von einem anderen Standpunkt aus betrachtet werden bei der in 3 gezeigten Ausführungsform Verbindungskräfte zwischen dem stromaufwärtigen ersten Leitungsteil 41u1 und dem stromaufwärtigen zweiten Leitungsteil 41u2 und eine Verbindungskraft zwischen dem stromabwärtigen ersten Leitungsteil 41d1 und dem stromabwärtigen zweiten Leitungsteil 41d2 derart eingestellt, dass eine Bewegung des Kompressors 43 und/oder des Brennstoffzellenstapels 10 relativ zum Zwischenkühler 42 eine Verbindung der stromaufwärtigen Leitung 41u und/oder der stromabwärtigen Leitung 41d mit dem Innenraum 3a des Gehäuseabteils 3 zum Zeitpunkt einer schweren Kollision des Fahrzeugs verursacht, wohingegen die stromaufwärtige Leitung 41u und die stromabwärtige Leitung 41d vom Innenraum 3a getrennt bleiben, wenn keine schwere Kollision des Fahrzeugs auftritt.
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Wenn diesbezüglich ein Oxidationsgassperrventil zwischen dem Kompressor 43 und dem Brennstoffzellenstapel 10, beispielsweise innerhalb der stromabwärtigen Leitung 41d, angeordnet wird, und dieses Oxidationsgassperrventil zum Zeitpunkt einer schweren Kollision des Fahrzeugs geschlossen wird, ist es möglich, die Zufuhr von Oxidationsgas zum Brennstoffzellenstapel 10 schnell zu stoppen. Wenn alternativ eine Bremsvorrichtung, welche die Bewegung der beweglichen Teile des Kompressors 43 stoppt und die Bewegung der beweglichen Teile zum Zeitpunkt der schweren Kollision des Fahrzeugs stoppt, angeordnet wird, ist es möglich, die Zufuhr von Oxidationsgas schnell zu unterbrechen. Derlei Fälle jedoch verursachen zusätzliche Kosten. Demgegenüber kann bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform die Zufuhr von Oxidationsgas zum Brennstoffzellenstapel 10 schnell ohne Erzeugung zusätzlicher Kosten gestoppt werden.
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Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verursacht die Bewegung des Kompressors 43 und/oder des Brennstoffzellenstapels 10 relativ zum Zwischenkühler 42 zum Zeitpunkt einer schweren Kollision des Fahrzeugs zumindest die Trennung zwischen dem Kompressor 43 und der stromaufwärtigen Leitung 41u, die Trennung zwischen der stromaufwärtigen Leitung 41u und dem Zwischenkühler 42, die Trennung zwischen dem Zwischenkühler 42 und der stromabwärtigen Leitung 41d und/oder die Trennung zwischen der stromabwärtigen Leitung 41d und dem Brennstoffzellenstapel 10. In diesem Fall werden, von einem anderen Standpunkt aus betrachtet, Verbindungskräfte zwischen dem Kompressor 43, dem Brennstoffzellenstapel 10 und dem Zwischenkühler 42 sowie der stromaufwärtigen Leitung 41u und der stromabwärtigen Leitung 41d derart eingestellt, dass die Bewegung des Kompressors 43 und/oder des Brennstoffzellenstapels 10 relativ zum Zwischenkühler 42 zum Zeitpunkt der schweren Kollision des Fahrzeugs eine Verbindung der stromaufwärtigen Leitung 41u und/oder der stromabwärtigen Leitung 41d mit dem Innenraum 3a des Gehäuseabteils 3 verursacht, wohingegen die stromaufwärtige Leitung 41u und die stromabwärtige Leitung 41d vom Innenraum 3a des Fahrzeugs zu anderen Zeitpunkten als der schweren Kollision des Fahrzeugs getrennt bleiben.
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Bei einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verursacht die Bewegung des Kompressors 43 und/oder des Brennstoffzellenstapels 10 relativ zum Zwischenkühler 42 zum Zeitpunkt einer schweren Kollision des Fahrzeugs einen Bruch einer Leitungswand der stromaufwärtigen Leitung 41u oder der stromabwärtigen Leitung 41d, wodurch die stromaufwärtige Leitung 41u oder die stromabwärtige Leitung 41d mit dem Innenraum 3a des Gehäuseabteils 3 verbunden wird bzw. kommuniziert. Es sei angemerkt, dass sich der „Bruch“ in diesem Fall von der Art eines Bruchs der stromaufwärtigen Leitung 41u oder der stromabwärtigen Leitung 41d unterscheidet, der beispielsweise durch die Kollision des Motorgenerators mit der stromaufwärtigen Leitung 41u oder der stromabwärtigen Leitung 41d zum Zeitpunkt der schweren Kollision des Fahrzeugs verursacht wird. In diesem Fall sind die Festigkeiten der stromaufwärtigen Leitung 41u und der stromabwärtigen Leitung 41d derart eingestellt, dass die Bewegung des Kompressors 43 und/oder des Brennstoffzellenstapels 10 relativ zum Zwischenkühler 42 zum Zeitpunkt der schweren Kollision des Fahrzeugs eine Verbindung der stromaufwärtigen Leitung 41u und/oder der stromabwärtigen Leitung 41d mit dem Innenraum 3 a des Gehäuseabteils 3 verursacht, wohingegen die stromaufwärtige Leitung 41u und die stromabwärtige Leitung 41d zu einem anderen Zeitpunkt als der schweren Kollision des Fahrzeugs vom Innenraum 3a getrennt bleiben. Es sei angemerkt, dass es möglich ist, die Trennung zwischen dem stromaufwärtigen ersten Leitungsteil 41u1 und dem stromaufwärtigen zweiten Leitungsteil 41u2 sowie die Trennung zwischen dem stromabwärtigen ersten Leitungsteil 41d1 und dem stromabwärtigen zweiten Leitungsteil 41d2, wie bezugnehmend auf 3 erläutert wurde, als Bruch der stromaufwärtigen Leitung 41u und Bruch der stromabwärtigen Leitung 41d zu verstehen.
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Bei einem anderen Fall ist allgemein gesprochen die stromaufwärtige Leitung 41u oder die stromabwärtige Leitung 41d derart ausgestaltet, dass die Bewegung des Kompressors 43 und/oder des Brennstoffzellenstapels 10 relativ zum Zwischenkühler 42 zum Zeitpunkt der schweren Kollision des Fahrzeugs eine Verbindung der stromaufwärtigen Leitung 41u und/oder der stromabwärtigen Leitung 41d mit dem Innenraum 3a des Gehäuseabteils 3 verursacht, wohingegen die stromaufwärtige Leitung 41u und die stromabwärtige Leitung 41d vom Innenraum 3a des Fahrzeugs zu anderen Zeitpunkten als der schweren Kollision des Fahrzeugs getrennt bleiben.
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Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform sind ein Befeuchter, ein Einlassventil, etc. zwischen dem Kompressor 43 und dem Brennstoffzellenstapel 10 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- elektrisches Fahrzeug bzw. Elektrofahrzeug
- 2:
- Fahrgastzelle
- 3:
- Lager- bzw. Gehäuseabteil
- 5:
- Lager- bzw. Aufhängungselement
- 10:
- Brennstoffzellenstapel
- 41u:
- stromaufwärtige Leitung
- 41d:
- stromabwärtige Leitung
- 42:
- Zwischenkühler
- 43:
- Kompressor
- A:
- Brennstoffzellensystem
