ITTO20060393A1 - Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile, e motociclo dotato di cella a combustibile. - Google Patents

Description

\ TO 200 6 A 000393

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile, e motociclo dotato di cella a combustibile"

di: HONDA MOTOR CO., LTD., nazionalità giapponese, 1-1, Minami-Aoyama 2-chome, Minato-ku, Tokyo 107-8556 (GIAPPONE).

Inventori designati: SHIMIZU, Masahiro; HORII, Yoshiyuki; MORIMOTO, Jun; IMAO, Ranju.

Depositata il: 2 9 MAG 2006

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DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una struttura di aspirazione per una cella a combustibi-le in un veicolo alimentato da cella a combustibile, e ad un motociclo su cui è montata una cella a combustibile a cui è applicata la struttura.

In modo tradizionale, quale sistema di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile, è noto un sistema in cui aria (gas ossidante) sovralimentata da un sovralimentatore è alimentata ad una cella a combustibile dopo essere stata umidificata da un umidificatore. Il gas di scarico dalla cella a combustibile è restituito all'umidificatore, in cui viene estratta umidità, e nuova aria di aspì-

2

GM/gm razione da alimentare alla cella a combustibile è

umidificata con l'umidità estratta. In questo caso,

se l'umidificatore è raffreddato in misura eccessiva, il grado di saturazione del vapore d'acqua si

riduce ad un livello tale per cui diventa difficile

estrarre l'umidità. Di conseguenza, è noto un sistema in cui un fluido di riscaldamento (acqua di raffreddamento) che è stato utilizzato per raffreddare

la cella a combustibile è fatto circolare intorno

all'umidificatore allo scopo di riscaldare l'umidificatore (si veda, ad esempio, il Brevetto giappone«e Vi se a disposizione del pubblico n. 2001-216.981). cn tr Hi Nelle configurazioni tradizionali come prece oc a. dentemente menzionato, tuttavia, è necessario predi οβ sporre degli elementi di riscaldamento, come una ca oo

micia di acqua ed una pompa dell'acqua, per far cir ·o< colare l'acqua di raffreddamento intorno all'umidificatore, il che può condurre ad un aumento del costo e del peso del veicolo. Pertanto, vi è la richiesta di migliorare questi aspetti.

Inoltre, in alcuni sistemi tradizionali, è prevista una valvola di bypass per controllare una linea di aspirazione per permettere che l'aria compressa bypassi l'umidificatore in una fase di funzionamento a bassa temperatura, ad esempio in una

fase di avviamento della cella a combustibile (si

veda, ad esempio, il Brevetto giapponese a disposizione del pubblico n. 2004-152.600).

Nello stesso tempo, nel sistema di aspirazione

del veicolo alimentato da cella a combustibile come

precedentemente descritto, è necessario disporre

molti elementi del sistema di aspirazione, come un

sovralimentatore, una valvola di bypass, ed un umidificatore. In particolare in considerazione del caso in cui il veicolo è di piccole dimensioni, come

nel caso di un motociclo, si desidera che i compo e*-co nenti del sistema di aspirazione possano essere di CoO tcu sposti in modo efficiente in uno spazio di sistema o<c oc_ zione limitato e che la caduta di pressione nel si oO o stema di aspirazione sia bassa. 8

Di conseguenza, uno scopo della presente invenzione consiste nel fornire una struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile ed un motociclo su cui è montata una cella a

combustibile tali per cui sia possibile prevenire un

raffreddamento eccessivo di un umidificatore eliminando la necessità di componenti per il riscaldamento dell'umidificatore. Un altro scopo della presente

invenzione consiste nel fornire una struttura di sistemazione di componenti di un sistema di aspirazio

ne in un veicolo alimentato da cella a combustibile

tale per cui i componenti del sistema di aspirazione

possano essere posizionati in modo efficiente, riducendo la caduta di pressione nel sistema di aspirazione.

Come mezzo per risolvere i problemi precedentemente menzionati, in accordo con un primo aspetto

della presente invenzione, è prevista una struttura

di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile (ad esempio, un veicolo alimentato da

cella a combustibile 1 nella forma di attuazione).

L'invenzione comprende una cella a combustibile (ad

esempio, una cella a combustibile 51 nella forma di attuazione) per generare energia elettrica alimentata ad un motore elettrico (ad esempio, un motore

elettrico 31 nella forma di attuazione) che funge da

sorgente di propulsione per il veicolo, utilizzando

aria ed idrogeno quali combustibili, un sovralimen-tatore (ad esempio, un sovralimentatore 58 nella

forma di attuazione) per comprimere l'aria esterna e<JACOCBCPAI&SARTNERASp.>fornire in uscita l'aria compressa, ed un umidificatore (ad esempio, un umidificatore 59 nella forma di attuazione) per umidificare l'aria compressa dal sovralimentatore, alimentare l'aria compressa ed umidificata alla cella a combustibile, separare vapore

d'acqua contenuto in un gas di uscita scaricato dalla cella a combustibile ed umidificare la nuova aria alimentata alla cella a combustibile. Inoltre, il sovralimentatore è disposto sulla periferia del-1'umidificatore.

Secondo questa configurazione, è possibile evitare che il grado di saturazione del vapore d'acqua nell'umidificatore si riduca. In particolare, mentre

la compressione dell'aria nel sovralimentatore genera calore sulla periferia, il posizionamento del-l'umidificatore in posizione adiacente al sovrali cco LUc mentatore rende possibile limitare la diminuzione < ccc Q_ della temperatura dell'umidificatore, eliminando la o*5

O

necessità di un componente di riscaldamento speciale

o s per riscaldare l'umidificatore.

In accordo con un secondo aspetto della presente invenzione, la cella a combustibile è disposta

sulla periferia del, ed in posizione adiacente al-1'umidificatore.

Secondo questa configurazione, il calore generato dalla cella a combustibile può essere efficacemente utilizzato per riscaldare l'umidificatore, ed

è possibile limitare in misura maggiore la diminuzione della temperatura dell'umidificatore.

In accordo con un terzo aspetto della presente invenzione, la struttura di aspirazione comprende

inoltre un'unità di controllo (ad esempio, una VCU

62 nella forma di attuazione) per controllare l'alimentazione di energia elettrica al motore elettrico

o simile, e l'unità di controllo è disposta sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore.

Secondo questa configurazione, il calore generato dall'unità di controllo comprendente un elemento generatore di calore come un FET può essere efficacemente utilizzato per riscaldare l'umidificatore,

CO

co ed è possibile limitare ulteriormente la diminuzione UJ della temperatura dell'umidificatore.!r In accordo con un quarto aspetto della presente invenzione, il sovralimentatore, la cella a combu <£

8o stibile, e l'unità di controllo sono disposti in una < configurazione approssimativamente anulare intorno

all'umidificatore.

Secondo questa configurazione, è possibile limitare ulteriormente la diminuzione della temperatura dell'umidificatore, ed è possibile utilizzare in

modo efficiente lo spazio di sistemazione nel veicolo alimentato da cella a combustibile.

In accordo con un quinto aspetto della presente invenzione, l'umidificatore comprende una porzione

di scambio di vapore d'acqua (ad esempio, una porzione di scambio di vapore d'acqua 59a nella forma

di attuazione) che si estende nella direzione della

larghezza del veicolo, ed almeno un componente selezionato tra il sovralimentatore, la cella a combustibile, e l'unità di controllo è disposto in modo

da fronteggiare la periferia esterna della porzione

di scambio di vapore d'acqua.

Secondo questa configurazione, le aree contrapposte tra un componente, come il sovralimentatore, e

la porzione di scambio di vapore d'acqua possono essere ampliate, ed il calore generato dal sovralimentatore, dalla cella a combustibile, e dall'unità di

controllo può essere efficacemente trasferito alla 3⁄4 porzione di scambio di vapore d'acqua.

In accordo con un sesto aspetto della presente

invenzione, la struttura comprende anche un passaggio di bypass (ad esempio, un passaggio di bypass

87a nella forma di attuazione) per collegare tra loro il lato di uscita del sovralimentatore e la cella

a combustibile bypassando l'umidificatore, ed una

valvola di bypass (ad esempio, una valvola di bypass

87 nella forma di attuazione) per aprire e chiudere

il passaggio di bypass, ed è caratterizzata dal fatto che la valvola di bypass è disposta all'esterno

rispetto ad una linea retta che collega il sovralimentatore e l'umidificatore, ed è disposta in vicinanza del sovralimentatore e dell'umidificatore. Secondo questa configurazione, è possibile utilizzare in modo efficiente lo spazio di sistemazione nel veicolo alimentato da cella a combustibile, ed i componenti del sistema di aspirazione possono essere posizionati in modo efficiente. In particolare, in un veicolo in cui lo spazio per la sistemazione dei componenti è limitato, quale un motociclo, è estremamente importante in quali punti devono essere disposti i molti componenti del sistema di aspirazione, e pertanto l'effetto della disposizione efficiente di questi componenti è elevato.

Inoltre, la caduta di pressione nel sistema di aspirazione del veicolo alimentato da cella a combustibile può essere ridotta. Più in particolare, è possibile ottenere una riduzione della caduta di pressione, riducendo le lunghezze di elementi di collegamento, come condotti di aspirazione, tra il sovralimentatore e l'umidificatore, e tra l'umidificatore e la cella a combustibile.

In accordo con un settimo aspetto della presente invenzione, la struttura comprende anche un refrigeratore intermedio (ad esempio, un refrigeratore intermedio 86 nella forma di attuazione) collegato al lato di uscita del sovralimentatore e che opera in modo da regolare la temperatura dell'aria alimentata all'umidificatore, il refrigeratore intermedio è disposto all'esterno rispetto alla linea retta, e la valvola di bypass è disposta in uno spazio (ad esempio, uno spazio K1 nella forma di attuazione) circondato dal sovralimentatore, dall'umidificatore e dal refrigeratore intermedio.

Secondo questa configurazione, la valvola di bypass è disposta nello spazio triangolare formato dalla disposizione dell'umidificatore, del sovralimentatore, e del refrigeratore intermedio, per cui è possibile utilizzare in modo più efficiente lo spazio di sistemazione nel veicolo alimentato da cella a combustibile.

In accordo con un ottavo aspetto della presente invenzione, una cella a combustibile è montata su un motociclo (ad esempio, il veicolo alimentato da cella a combustibile 1 nella forma di attuazione). Il motociclo comprende un telaio del veicolo (ad esempio, un telaio del veicolo 4 nella forma di attuazione), una posizione per sedersi (ad esempio, una sella 41 nella forma di attuazione) fissata al telaio del veicolo, una cella a combustibile (ad esempio, la cella a combustibile 51 nella forma di attuazione) disposta sul lato inferiore della posizione per sedersi, per generare energia elettrica alimentata ad un motore elettrico (ad esempio, il motore elettrico 31 nella forma di attuazione) che funge da sorgente di propulsione per il veicolo, utilizzando aria ed idrogeno quali combustibili, un sovralimentatore (ad esempio, il sovralimentatore 58 nella forma di attuazione) per comprimere l'aria esterna e fornire in uscita l'aria compressa, ed un umidificatore (ad esempio, l'umidificatore 59 nella forma di attuazione) per umidificare l'aria compressa dal sovralimentatore, alimentare l'aria compressa ed umidificata alla cella a combustibile, separare vapore d'acqua proveniente dalla cella a combustibile ed umidificare la nuova aria alimentata alla cella a combustibile, in cui il sovralimentatore è disposto sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore.

Secondo questa configurazione, è possibile evitare la diminuzione del grado di saturazione del vapore d'acqua nell'umidificatore. In particolare, mentre la compressione dell'aria nel sovralimentatore genera calore sulla periferia, la disposizione dell'umidificatore in posizione adiacente al sovralimentatore rende possibile limitare la diminuzione della temperatura dell'umidificatore, eliminando la necessità di un componente speciale di riscaldamento per riscaldare l'umidificatore.

In accordo con un nono aspetto della presente invenzione, il sovralimentatore e l'umidificatore sono disposti sul lato posteriore della cella a combustibile.

Secondo questa configurazione, è possibile limitare ulteriormente la diminuzione della temperatura dell'umidificatore. In particolare, mentre il sovralimentatore e l'umidificatore possono essere entrambi raffreddati sotto l'azione di correnti d'aria dinamiche nel caso in cui il sovralimentatore e l'umidificatore siano disposti sul lato anteriore della cella a combustibile, la disposizione del sovralimentatore e dell'umidificatore sul lato posteriore della cella a combustibile assicura che il sovralimentatore e l'umidificatore non siano facilmente soggetti all'azione delle correnti d'aria dinamiche.

In accordo con un decimo aspetto della presente invenzione, il motociclo comprende un telaio principale (ad esempio, un telaio principale 10 nella forma di attuazione) con una porzione di telaio discendente (ad esempio, una porzione di telaio discendente IOa) che si estende obliquamente verso il basso verso il lato posteriore del veicolo da un tubo di sterzo (ad esempio, un tubo di sterzo 5), una porzione di telaio intermedia (ad esempio, una porzione di telaio intermedia 10b) che si estende verso il lato posteriore del veicolo dall'estremità posteriore della porzione di telaio discendente, ed una porzione di telaio posteriore (ad esempio, una porzione di telaio posteriore 10c) che si estende obliquamente verso l'alto verso il lato posteriore del veicolo dall'estremità posteriore della porzione di telaio intermedia, con un telaio posteriore (ad esempio, un braccio oscillante posteriore 21 nella forma di attuazione) su cui è supportata in modo mobile una ruota motrice (ad esempio, una ruota posteriore 32 nella forma di attuazione) collegato in modo oscillante al telaio principale, ed una sella del conducente (ad esempio, una sella 41) disposta sul lato superiore del telaio principale, un passaggio di bypass (ad esempio, un passaggio di bypass 87a) per collegare tra loro il lato di uscita del sovralimentatore e la cella a combustibile bypassando l'umidificatore, ed una valvola di bypass (ad esempio, una valvola di bypass 87 nella forma di attuazione) per aprire e chiudere il passaggio di bypass. La valvola

di bypass è disposta all'esterno rispetto ad una linea retta (ad esempio, una linea retta TI nella forma di attuazione) che collega il sovralimentatore e l'umidificatore, ed è disposta in vicinanza del sovralimentatore e dell'umidificatore.

Secondo questa configurazione, è possibile utilizzare in modo efficiente lo spazio di sistemazione

nel veicolo alimentato da cella a combustibile, ed i componenti del sistema di aspirazione possono essere ci. posizionati in modo efficiente. In particolare, in co CC LLi un veicolo in cui lo spazio per la sistemazione dei componenti è limitato, quale un motociclo, è estremamente importante in quali posizioni devono essere

disposti i molti componenti del sistema di aspirazione, e l'effetto di una sistemazione efficiente di

questi componenti è pertanto elevato.

Inoltre, la caduta di pressione nel sistema di aspirazione del veicolo alimentato da cella a combustibile può essere ridotta. Più in particolare, è

possibile ottenere una riduzione della caduta di pressione, riducendo le lunghezze di elementi di collegamento, quali condotti di aspirazione, tra il sovralimentatore e l'umidificatore, e tra l'umidificatore e la cella a combustibile.

In accordo con un undicesimo aspetto della presente invenzione, il sovralimentatore, l'umidificatore, e la valvola di bypass sono disposti in uno spazio (ad esempio, uno spazio K3 nella porzione anteriore nella forma di attuazione) disposto sul lato inferiore della sella e sul lato superiore del telaio posteriore.

Secondo questa configurazione, è possibile utilizzare in modo ancora più efficiente lo spazio di sistemazione, attraverso un utilizzo efficiente dello spazio morto tra la sella ed il telaio posteriore nel veicolo alimentato da cella a combustibile.

In accordo con gli aspetti dal primo al quinto ed ottavo della presente invenzione, è possibile evitare un raffreddamento eccessivo dell'umidificatore, eliminando la necessità di un componente speciale per riscaldare l'umidificatore. In particolare, questo effetto è pronunciato in un motociclo in cui il corpo del veicolo ha una dimensione ed un peso limitati e che presenta un'elevata funzione di raffreddamento a causa delle correnti d'aria dinamiche.

In accordo con il secondo ed il terzo aspetto della presente invenzione, è possibile limitare ulteriormente la diminuzione della temperatura del 1'umidificatore.

In accordo con il quarto aspetto della presente invenzione, è possibile limitare la diminuzione della temperatura dell'umidificatore, ed è possibile

ottenere un'efficienza maggiore nell'utilizzo dello

spazio di sistemazione.

In accordo con il quinto aspetto della presente invenzione, il calore generato dal sovralimentatore,

dalla cella a combustibile, e dall'unità di controllo può essere trasferito in modo efficiente alla porzione di scambio di vapore d'acqua.

CO

In accordo con il sesto ed il decimo aspetto

della presente invenzione, i componenti di aspirazione possono essere posizionati in modo efficiente,

ed è possibile ridurre la caduta di pressione nel

sistema di aspirazione. o <c In accordo con il settimo aspetto della presente invenzione, è possibile migliorare l'efficienza

nell'utilizzo dello spazio di sistemazione in un

veicolo alimentato da cella a combustibile.

In accordo con il nono aspetto della presente invenzione, è possibile limitare ulteriormente la diminuzione della temperatura dell'umidificatore a

causa delle correnti d'aria dinamiche nel motociclo.

In accordo con l'undicesimo aspetto della pre

sente invenzione, è possibile utilizzare in modo efficiente uno spazio morto in un veicola alimentato

da cella a combustibile.

Ulteriore ambito di applicabilità della presente invenzione risulterà evidente dalla descrizione dettagliata fornita nel seguito. Tuttavìa, si deve comprendere che la descrizione dettagliata e gli

esempi specifici, benché indichino forme di attuazione preferite dell'invenzione, sono forniti soltanto a titolo illustrativo, poiché diverse varianti «cci co e modifiche nello spirito e nell'ambito dell'inven CO LcrU zione risulteranno evidenti ai tecnici del ramo da -cert CL

questa descrizione dettagliata.

oO La presente invenzione sarà compresa in modo

o più completo dalla descrizione dettagliata fornita •c nel seguito e dai disegni annessi, che sono forniti

soltanto a titolo illustrativo, e quindi non sono limitativi della presente invenzione, e nei quali:

la figura 1 rappresenta una vista laterale da

sinistra di un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo una forma di attuazione della presente invenzione;

la figura 2 rappresenta una vista laterale da

destra del veicolo alimentato da cella a combustibile;

la figura 3 rappresenta una vista dal basso del veicolo alimentato da cella a combustibile;

la figura 4 riporta uno schema a blocchi principale di un sistema di cella a combustibile nel veicolo alimentato da cella a combustibile;

la figura 5 rappresenta una vista laterale da destra di una parte essenziale del veicolo alimentato da cella a combustibile;

la figura 6 rappresenta una vista in pianta dall'alto di una parte essenziale del veicolo alimentato da cella a combustibile; e

la figura 7(a) rappresenta una vista in sezione nella direzione longitudinale di un umidificatore nel veicolo alimentato da cella a combustibile, e la figura 7(b) rappresenta una vista in sezione lungo la linea A - A nella figura 7(a).

Una forma di attuazione della presente invenzione sarà ora descritta nel seguito con riferimento ai disegni. Per inciso, le direzioni anteriore, posteriore, sinistra, destra e così via nella descrizione seguente sono le stesse direzioni nel veicolo, se non altrimenti specificato. Inoltre, una freccia FR nei disegni indica il lato anteriore del veicolo, una freccia LH indica il lato sinistro del veicolo, ed una freccia UP indica il lato superiore del vei colo.

Come è illustrato nelle figure da 1 a 3, un

veicolo alimentato da cella a combustibile 1 sotto

forma di un motociclo viaggia alimentando un motore elettrico 31 per la propulsione del veicolo, sfruttando l'energia elettrica fornita da una cella a combustibile 51 montata su una porzione approssimativamente centrale del corpo del veicolo. Inoltre,

il veicolo alimentato da cella a combustibile 1 è

anche un veicolo tipo motoscooter avente una porzio

ne di pedana ribassata (indicata nel seguito sempli a cemente come porzione di pedana) 3, in cui la cella

c<o a combustibile 51 avente una forma parallelepipeda Qc_ approssimativamente rettangolare è disposta all'in O O

terno della porzione di pedana 3, ed il motore elettrico 31, avente la forma di un cosiddetto motore

nella ruota, è disposto all'interno di una ruota posteriore 32 che è la ruota motrice del veicolo alimentato da cella a combustibile 1.

Il motore elettrico 31 è configurato come

un'unità integrale avente un corpo principale del

motore ed un meccanismo riduttore di velocità disposto in un suo involucro 31a, ed è montato nella ruota, ad esempio dal lato sinistro, nella condizione

in cui un suo albero di uscita è disposto coassial

mente con un asse 32a della ruota posteriore.

Una ruota anteriore 11 del veicolo alimentato

da cella a combustibile 1 è supportata in modo girevole da una coppia sinistra-destra di porzioni di estremità inferiore di una forcella anteriore 12, ed

una porzione superiore della forcella anteriore 12 è supportata in modo sterzante su un tubo di sterzo 5

in corrispondenza di una porzione di estremità anteriore di un telaio del veicolo 4 attraverso un albero dello sterzo 13. Un manubrio sterzante del tipo a

ο> barra 14 è montato su una porzione di estremità su CC :LU tz periore dell'albero dello sterzo 13, una manopola o—c O-dell'acceleratore 15 è montata su una porzione di co o-=c manopola destra del manubrio sterzante 14, e delle

c<o leve dei freni anteriore e posteriore 16 e 17 sono

disposte rispettivamente sul lato anteriore delle

porzioni di manopola sinistra e destra.

Una piastra di articolazione 8, che si estende verticalmente in una condizione in cui è leggermente inclinata in modo che una sua porzione superiore sia

disposta sul lato posteriore, è prevista in corrispondenza di una porzione posteriore del telaio del

veicolo 4, ed una porzione di estremità anteriore di

un braccio oscillante posteriore (telaio posteriore)

21 è supportata in modo mobile su una porzione si

tuata leggermente sul lato inferiore rispetto ad una

porzione intermedia della piastra di articolazione

8, attraverso un perno di articolazione 9, in modo

che il suo lato di estremità posteriore possa oscillare nella direzione verticale del corpo del veicolo. Il braccio oscillante posteriore 21 è configurato in modo che un suo corpo di braccio sinistro 23

si estenda fino ad una porzione di estremità anteriore del motore elettrico 31 in modo da supportare l'involucro 31a del motore elettrico 31, mentre un

05 suo corpo di braccio destro 24 si estende fino alla o 03

LUc posizione centrale della ruota posteriore 32 in modo

da supportare in maniera girevole l'asse 32a della°1o o ruota posteriore. Il braccio oscillante posteriore o 21 ed il motore elettrico 31 sono componenti principali per realizzare un gruppo motore 20 quale gruppo oscillante del veicolo alimentato da cella a combustibile 1.

Un ammortizzatore posteriore 33, che si estende

nella direzione antero-posteriore del corpo del veicolo, è disposto in corrispondenza di una porzione

che costituisce una porzione inferiore del telaio

del veicolo 4 e che è situata sul lato inferiore

della cella a combustibile 51. Una porzione di

estremità posteriore dell'ammortizzatore posteriore

33 è collegata ad una porzione inferiore del telaio

del veicolo 4, mentre una porzione di estremità anteriore dell'ammortizzatore posteriore 33 è collegata ad una porzione inferiore del gruppo motore 20

(il braccio oscillante posteriore 21) attraverso un cinematismo 34. Il cinematismo 34 è destinato a provocare corse nella direzione antero-posteriore del-1'ammortizzatore posteriore 33 come conseguenza dell'oscillazione nella direzione verticale del gruppo ci.

<r>o motore 20, e queste corse dell'ammortizzatore poste -O C. riore 33 permettono un moderato assorbimento di

scosse e vibrazioni che sono applicate al gruppo mo β tore 20.

Il telaio del veicolo 4 comprende tubi superiori 6 che si ramificano a sinistra ed a destra da una

porzione superiore del tubo di sterzo 5, si estendono obliquamente all'indietro e verso il basso, piegano ad un'altezza sostanzialmente centrale nella

direzione verticale del corpo del veicolo, e quindi

si estendono all'indietro, e tubi discendenti 7 che

si ramificano a sinistra ed a destra da una porzione

inferiore del tubo di sterzo 5, si estendono obliquamente all'indietro e verso il basso, piegano in corrispondenza di porzioni di estremità inferiore

del corpo del veicolo, e quindi si estendono all'in

dietro. Una porzione di estremità posteriore di ciascuno dei tubi superiori 6 ed una porzione di estremità posteriore di ciascuno dei tubi discendenti 7

sono rispettivamente unite ad una porzione di estremità superiore e ad una porzione di estremità inferiore della piastra di articolazione 8 disposta sul

lato posteriore rispetto alla cella a combustibile

51. Nella descrizione seguente del tubo discendente

7, la porzione compresa tra il tubo di sterzo 5 e la

C

porzione piegata 7c in corrispondenza della porzione c L" di estremità inferiore del corpo del veicolo sarà

Cu indicata come porzione lato anteriore 7a, e la porzione compresa tra la porzione piegata le e la piastra di articolazione 8 sarà indicata come porzione

lato inferiore 7b.

Nella presente descrizione, i tubi superiori 6,

i tubi discendenti 7 e la piastra di articolazione 8 costituiscono una porzione di telaio discendente IOa

che si estende obliquamente verso il basso ed al-1'indietro dal tubo di sterzo 5, una porzione di telaio intermedia 10b che si estende all'indietro dall'estremità posteriore della porzione di telaio discendente IOa, ed una porzione di telaio posteriore

10c che si estende obliquamente verso l'alto e verso

il basso dall'estremità posteriore della porzione di

telaio intermedia 10b; queste porzioni di telaio

10a, 10b e 10c costituiscono un telaio principale 10

del veicolo alimentato da cella a combustibile 1,

che è un veicolo tipo motoscooter.

Ciascuno dei tubi superiori 6 si estende ulteriormente all'indietro dalla piastra di articolazione 8 in modo da raggiungere una porzione di estremità posteriore del corpo del veicolo, ed una semiporzione posteriore di ciascun tubo superiore 6 è

ai utilizzata quale telaio della sella per supportare cOo LUC

una sella del conducente (posizione per sedersi) 41. OC Q<_ In particolare, le porzioni, disposte sul lato ante oO O

riore rispetto alla piastra di articolazione 8 (le 3⁄4

o8 porzioni che costituiscono il lato superiore di una <c porzione posteriore del telaio principale 10), dei

tubi superiori 6 supportano una porzione di sella

del conducente che costituisce una parte anteriore

della sella 41, e le porzioni, disposte sul lato posteriore rispetto alla piastra di articolazione 8,

dei tubi superiori 6 supportano una porzione di sella del passeggero che costituisce una parte posteriore della sella 41. La cella a combustibile 51 è

disposta sul lato inferiore della posizione della

sella 41 corrispondente alla sella del conducente.

Il veicolo alimentato da cella a combustibile 1

ha il corpo del veicolo ricoperto da un rivestimento del corpo del veicolo 42 formato da una resina sintetica. Il rivestimento del corpo del veicolo 42

funge anche da parabrezza, ed una sua parte costituisce la porzione di pedana 3 insieme con il telaio

del veicolo 4 (il telaio principale 10). Un cavalletto principale 37 per supportare il corpo del veicolo in una posizione verticale è montato al centro

di una porzione inferiore del telaio del veicolo 4,

•a? ci. ed un cavalletto laterale 38 per supportare il corpo CO CO

o Li: J del veicolo in una posizione eretta inclinata verso l·-ni < sinistra è montato sul lato sinistro di una porzione a.

o£S inferiore del telaio del veicolo 4. o o Nella presente descrizione, la forma complessi o s <c; va di un sistema di cella a combustibile nel veicolo

alimentato da cella a combustibile 1 sarà descritta

con riferimento alla figura 4.

La cella a combustibile 51 è una cella a combustibile nota del tipo a pellicola polimerica allo

stato solido (PEMFC) in cui una molteplicità di celle unitarie sono impaccate, idrogeno gassoso quale

gas combustibile è alimentato al suo lato anodo, ed

aria contenente ossigeno quale gas ossidante è alimentata al suo lato catodo, in modo da produrre

energia elettrica attraverso una reazione elettro

chimica, con la formazione conseguente di acqua.

L'idrogeno gassoso quale gas combustibile è alimentato alla cella a combustibile 51 ad una pressione predeterminata (in altre parole, in una condizione predeterminata di alta pressione) da una bombola di idrogeno 52 attraverso una valvola di intercettazione 53, e, dopo essere stato utilizzato per generare energia elettrica, è introdotto in una linea di circolazione di idrogeno 54. Nella linea di circolazione di idrogeno 54, l'idrogeno gassoso che non ha reagito è alimentato in modo ripetitivo alla cella a combustibile 51, insieme con idrogeno gassoso fresco alimentato dalla bombola di idrogeno 52. L'idrogeno gassoso che circola nella linea di circolazione di idrogeno 54 può essere introdotto in un dispositivo di diluizione 56 attraverso una valvola di spurgo 55.

D'altra parte, l'aria, quale gas ossidante, è introdotta attraverso un dispositivo di filtro dell'aria 57 in un sovralimentatore 58, è successivamente alimentata alla cella a combustibile 51 in una condizione pressurizzata (compressa) ad una pressione predeterminata, e, dopo essere stata utilizzata per generare energia elettrica, è introdotta nel dispositivo di diluizione 56.

Nella figura, il simbolo 86 indica un refrigeratore intermedio del tipo raffreddato ad acqua per raffreddare l'aria (gas ossidante) che è stata compressa dal sovralimentatore 58, il simbolo 59 indica un umidificatore per umidificare il gas ossidante che è passato attraverso il refrigeratore intermedio 86, il simbolo 87a indica un passaggio di bypass che collega tra loro il sovralimentatore 58 e la cella a combustibile 51 bypassando il refrigeratore interme-dio 86 e l'umidificatore 59, il simbolo 87 indica una valvola di bypass per aprire e chiudere il passaggio di bypass 87a in modo da permettere che l'aria compressa dal sovralimentatore 58 bypassi il refrigeratore intermedio 86 e l'umidificatore 59 in una fase di funzionamento a bassa temperatura, ad esempio in una fase di avviamento della cella a combustibile 51, ed il simbolo 88 indica una valvola di contropressione per regolare la pressione del gas ossidante nella cella a combustibile 51.

Quando la valvola di spurgo 55 disposta sulla linea di circolazione di idrogeno 54 è aperta, l'idrogeno gassoso dopo la reazione è introdotto nel dispositivo di diluizione 56. L'idrogeno gassoso accumulato nel dispositivo di diluizione 56 è diluito miscelandolo con l'aria di scarico proveniente dalla cella a combustibile 51, nel dispositivo di diluizione 56, prima di essere espulso nell'atmosfera attraverso un silenziatore 61.

Una parte dell'acqua prodotta nella cella a combustibile 51 è introdotta nell'umidificatore 59

sotto forma di vapore d'acqua insieme con l'aria

(gas di scarico) scaricata dalla cella a combustibile 51, ed è utilizzata per riscaldare aria fresca

(gas ossidante) da alimentare nella cella a combustibile 51. Per inciso, l'umidità che non è estratta co ccoc nell'umidificatore 59 è espulsa sotto forma di vapore d'acqua insieme con il gas che ha reagito dopo il

passaggio attraverso il dispositivo di diluizione

56, oppure è espulsa attraverso un condotto di spurgo o simile dopo essersi condensata nel dispositivo

di diluizione 56.

Il funzionamento del sistema di cella a combustibile è controllato da una ECU ("Electrical Control Unit" - Unità Elettrica di Controllo) 70 e da

una VCU ("Voltage Control Unit" - Unità di Controllo

di Tensione; unità di controllo) 62.

« La ECU 70 è collegata alla VCU 62. La ECU 70

esegue un controllo della generazione di energia

«

elettrica nella cella a combustibile 51, un controllo del recupero di energia elettrica nel motore

elettrico 32, e simili, in base ad un segnale di

apertura dell'acceleratore prodotto dalla manopola dell'acceleratore 15, ad un segnale del freno, ad un

segnale di velocità del veicolo, e simili.

La VCU 62 è composta da un elemento di commutazione, quale un FET, che è una sergente generatrice

di calore, e simili, ed esegue una conversione (ad

esempio, un trattamento ad interruzione ripetitiva

per l'aumento della tensione) della potenza elettrica alimentata da una batteria 63 e dalla cella a combustibile 51, l'alimentazione della potenza elettrica necessaria ad un elemento pilota ("driver"

nella letteratura tecnica anglosassone) del motore

elettrico 64, al sovralimentatore 58, ecc., in base

a comandi generati dalla ECU 70. In particolare, ad

i esempio, in base ai comandi generati dalla ECU 70,

la VCU 62 regola le tensioni alimentate al sovralimentatore 58 e simili, e regola la pressione del-l'aria alimentata alla cella a combustibile 51, ot-<C06ACC iPARTNESR:S>A<p.>tenendo così un aumento della potenza elettrica prodotta dalla cella a combustibile 51, e simili. Per

« inciso, benché sia omesso nella figura, la VCU 62 è

collegata a tutte le parti componenti alimentate

»

elettricamente, come la valvola di spurgo 55, la

valvola di intercettazione 53, la valvola di contro

pressione 88, la valvola di bypass 87, ed una pompa dell'acqua 67.

Un sistema di raffreddamento nel sistema di cella a combustibile ha una configurazione in cui è formata una linea di acqua di raffreddamento 66 per la comunicazione tra passaggi in camicie di acqua per la cella a combustibile 51 e per il motore elettrico 31, nel refrigeratore intermedio 86 ed in una piastra di raffreddamento (refrigeratore) 65 adiacente all'elemento pilota 64 per il motore elettrico, e la pompa dell'acqua 67 ed un radiatore 68 sono disposti sulla linea di acqua di raffreddamento 66.

In questo sistema di raffreddamento, con l'acqua di raffreddamento che passa ed è fatta circolare nella linea di raffreddamento 65 dal funzionamento della pompa dell'acqua 67, viene assorbito calore dalla cella a combustibile 51, dal motore elettrico 31, dal gas ossidante, e dall'elemento pilota 64 del motore elettrico, ed il calore è irradiato dal radiatore 68. Per inciso, il simbolo 69 nella figura indica un termostato per far circolare l'acqua di raffreddamento non attraverso il radiatore 68, in una fase di funzionamento a bassa temperatura della cella a combustibile 51 o in situazioni simili.

Con riferimento insieme alle figure da 1 a 3, la bombola di idrogeno 52 è una bombola di gas generica ad alta pressione avente una forma cilindrica

cava, ed è configurata in modo da costituire un recipiente composito generico costituito da un metallo

e da una materia plastica rinforzata con fibre. La

bombola di idrogeno 52 è disposta con il suo asse

leggermente inclinato in avanti e verso il basso,

sul lato superiore della ruota posteriore 32 e sul

lato destro di una porzione posteriore del corpo del

veicolo. La bombola di idrogeno 52 è disposta in

ai CO

O

modo che la sua estremità sul lato destro (estremità LUC esterna) sia situata leggermente all'esterno rispet Cloe to all'estremità esterna del tubo superiore 6 sul O O

lato destro del corpo del veicolo, e la sua estremi-3 tà sul lato sinistro (estremità interna) sia situata

leggermente all'esterno rispetto all'estremità

esterna della ruota posteriore 32.

Le porzioni di estremità anteriore e posteriore

della bombola di idrogeno 52 sono realizzate in una

forma sferica, e la bombola di idrogeno 52 è disposta in modo che la sua porzione di estremità anteriore sia situata sul lato anteriore della piastra

di articolazione 8 e la sua porzione di estremità

posteriore sia situata in corrispondenza di una porzione di estremità posteriore del corpo del veicolo.

La bombola di idrogeno 52 è provvista in corrispondenza della sua porzione di estremità posteriore di

un rubinetto principale 71 e di una luce di carica

di idrogeno 72.

Il tubo superiore 6 sul lato sinistro del corpo

del veicolo si estende generalmente con andamento rettilineo all'indietro mentre è leggermente inclinato all'indietro e verso l'alto, ed il tubo superiore 6 sul lato destro del corpo del veicolo è di<■β>ϊ ci. <Λ sposto in modo da abbassarsi gradualmente in vici cn ! aιi; nanza della piastra di articolazione 8 rispetto al

cc tubo superiore 6 sul lato sinistro del corpo del GL "3 O

veicolo. Inoltre, ciascuno dei tubi superiori 6 è O disposto in modo da spostarsi gradualmente verso

Li l'esterno nella direzione della larghezza del veicolo in vicinanza della piastra di articolazione 8.

Inoltre, il tubo superiore 6 sul lato destro

del corpo del veicolo è disposto in modo che la sua

estremità inferiore si sovrapponga approssimativamente all'estremità inferiore della bombola di idrogeno 52 in una vista laterale del corpo del veicolo;

inoltre, il tubo superiore 6 è piegato verso l'alto

in corrispondenza di una porzione di estremità posteriore del corpo del veicolo, si estende verso il

lato sinistro del corpo del veicolo in modo da evi

tare il rubinetto principale 71 e la luce di carica di idrogeno 72 della bombola di idrogeno 52, è quindi piegato verso il basso, ed è unito ad una porzione di estremità posteriore del tubo superiore 6 sul lato sinistro del corpo del veicolo.

La cella a combustibile 51 ha una forma a parallelepipedo rettangolo allargata nella direzione della larghezza del veicolo ed appiattita nella direzione verticale, ed è provvista in corrispondenza della sua porzione di parete anteriore di luci di alimentazione e di scarico per il gas ossidante e per l'idrogeno gassoso e di luci di ingresso e di uscita per l'acqua di raffreddamento.

Con riferimento anche alle figure 5 e 6, la VCU 62 nella forma di una scatola appiattita nella direzione verticale è disposta sul lato superiore ed in vicinanza della cella a combustibile 51, l'umidificatore 59 che si estende nella direzione della larghezza del veicolo è disposto sul lato posteriore superiore ed in prossimità della cella a combustibile 51, ed il sovralimentatore 58 è disposto obliqua-mente sul lato superiore posteriore ed in prossimità di una porzione sul lato sinistro dell'umidificatore 59. Il sovralimentatore 58 ha una configurazione in cui un motore elettrico di trascinamento 58b avente un asse di rotazione parallelo alla direzione della

larghezza del veicolo è disposto sul lato sinistro

del corpo principale del sovralimentatore 58a, ed

una porzione sul lato sinistro di un condotto di

aspirazione 57b estendentesi nella direzione della

larghezza del veicolo è collegata ad una porzione

obliquamente inferiore posteriore del corpo principale del sovralimentatore 58a.

Il condotto di aspirazione 57b è disposto in

4 modo che la sua porzione sul lato destro sia situata cica co cc sul lato inferiore della bombola di idrogeno 52, ed LU una porzione di estremità anteriore dell'involucro □L di un filtro dell'aria 57a, disposto anch'esso sul O lato inferiore della bombola di idrogeno 52, è col C sJ> legata alla porzione sul lato destro del condotto di

aspirazione 57b. L'involucro del filtro dell'aria

57a ed il condotto di aspirazione 57b sono componenti principali che costituiscono il dispositivo di

filtro dell'aria 57.

Un condotto di mandata 85 avente una porzione a

camera 85b è collegato ad una luce di mandata (luce

di uscita) 58c sul lato obliquamente superiore anteriore del corpo principale del sovralimentatore 58a.

Il condotto di mandata 85 si estende dalla luce di

mandata 58c in modo da formare una porzione di col

legamento sul lato di monte 85a che si estende in

una forma ad arco di circonferenza convessa sul lato

superiore in una vista laterale, e quindi si estende

in modo da allargarsi sul lato destro lungo la superficie superiore di un involucro 59b dell'umidificatore 59, formando la porzione a camera 85b. Una

porzione di collegamento sul lato di valle 85c si

estende verso il lato obliquamente inferiore posteriore dal lato destro della porzione a camera 85b, e <ε li la porzione di collegamento sul lato di valle 85c è 0rr9 !JJ collegata al refrigeratore intermedio 86. La valvola fr OC

ol<~>di contropressione 88 è disposta sul lato superiore

o co (il lato sinistro della porzione a camera 85b) ed in

O

prossimità di una porzione sul lato sinistro del <c l'umidificatore 59, la valvola di bypass 87 è disposta sul lato posteriore ed in prossimità di una porzione sul lato destro dell'umidificatore 59, ed il

refrigeratore intermedio 86 è disposto obliquamente

sul lato inferiore posteriore ed in prossimità della

valvola di bypass 87.

Il silenziatore 61, che è appiattito nella direzione della larghezza del veicolo, è disposto sul

lato sinistro di una porzione posteriore del corpo

del veicolo in modo da essere situato sul lato

esterno nella direzione della larghezza del veicolo

rispetto al tubo superiore 6 sul lato sinistro del corpo del veicolo. Il silenziatore 61 è approssimativamente rettangolare in una vista laterale del corpo del veicolo, è disposto in una condizione in cui è inclinato all'indietro e verso l'alto obliquamente sul lato superiore sinistro della ruota posteriore 32, ed è disposto in corrispondenza di una semi-porzione posteriore di un condotto di scarico 77 inclinato all'indietro e verso l'alto.

Il radiatore 68 è composto separatamente da un radiatore di stadio superiore di tipo relativamente piccolo 68a situato sul lato anteriore del tubo di sterzo 5, e da un radiatore di stadio inferiore di tipo relativamente grande 68b disposto sul lato anteriore delle porzioni lato anteriore 7a dei tubi discendenti 7. La pompa dell'acqua 67 è disposta sul lato posteriore destro del radiatore di stadio inferiore 68b, ed il termostato 69 è disposto obliquamente sul lato inferiore posteriore della pompa dell'acqua 67. Inoltre, le batterie 63, che sono appiattite nella direzione della larghezza del veicolo, sono rispettivamente disposte all'interno del rivestimento del corpo del veicolo 42 situato sui due fianchi laterali del radiatore di stadio inferiore 68b.

Il dispositivo di diluizione 56 è disposto tra le porzioni piegate le dei tubi discendenti 7 in modo da sporgere sul lato inferiore rispetto alle estremità inferiori delle porzioni lato inferiore 7b. Un corto tubo di scarico 78 esce dal dispositivo di diluizione 56, il corto tubo di scarico 78 è collegato al lato anteriore della porzione lato inferiore 7b del tubo discendente 7 sul lato sinistro del corpo del veicolo, ed il tubo di scarico 77 esce dal lato posteriore della porzione lato inferiore 7b. In particolare, il tubo discendente 7 sul lato sinistro del corpo del veicolo costituisce una parte del passaggio di scarico del gas che ha reagito, in modo che il gas di scarico dal dispositivo di diluizione 56 sia espulso nell'atmosfera attraverso il corto tubo di scarico 78, la porzione lato inferiore 7b del tubo discendente 7, ed il tubo di scarico 77.

L'elemento pilota 64 del motore elettrico è approssimativamente rettangolare in una vista laterale del corpo del veicolo, ed è montato all'esterno, nella direzione della larghezza del veicolo, del corpo di braccio sinistro 23 del braccio oscillante posteriore 21 attraverso la piastra di raffreddamento 65.

Un rivestimento del braccio 21a, facente parte del braccio oscillante posteriore 21, è montato sul

gruppo motore 20. Il rivestimento del braccio 21a

copre il braccio oscillante posteriore 21, il motore

elettrico 31, l'elemento pilota 64 del motore elettrico, la piastra di raffreddamento 65 e simili, e

li protegge in modo appropriato. Per inciso, il rivestimento del braccio 21a è provvisto di luci di

ingresso e di uscita di aria esterna (non illustrate) per permettere una distribuzione dell'aria

esterna nel suo interno. CO t/> L'umidificatore 59 comprende, ad esempio, un L cic;

p: modulo a membrana di fibre cave nell'involucro 59b, a.

<r><i ed umidifica un gas combustibile mediante scambio di

umidità tra il gas ossidante che deve ancora essere o 8 alimentato alla cella a combustibile 51 ed il gas di

scarico dalla cella a combustibile 51 attraverso il

modulo a membrana di fibre cave. L'involucro 59b ha

una forma cilindrica cava allungata nella direzione

della larghezza del veicolo, ed è provvisto in corrispondenza delle sue due porzioni di estremità di

condotti di ingresso e di uscita per il gas ossidante e per il gas di scarico.

Nella presente, la porzione dell'umidificatore

59 destinata a contenere il modulo a membrana di fibre cave è indicata come porzione di scambio di va

pore d'acqua 59a; allora il sovralimentatore 58, la cella a combustibile 51, e la VCU 62 sono disposti in posizioni adiacenti intorno alla porzione di scambio di vapore d'acqua 59a in modo da fronteggiare la periferia esterna di quest'ultima. In altre parole, il sovralimentatore 58, la cella a combustibile 51, e la VCU 62 sono disposti sulla periferia della porzione di scambio di vapore d'acqua 59b in una configurazione anulare intorno all'umidificatore 59 in una vista laterale del corpo del veicolo.

Inoltre, la valvola di bypass 87 è disposta in una posizione che, in una vista laterale del corpo del veicolo, si trova tra il sovralimentatore 58 e l'umidificatore 59 e che è spostata obliquamente sul lato inferiore posteriore rispetto ad una linea retta TI che collega il sovralimentatore 58 e l'umidificatore 59 ed inclinata all'indietro e verso l'alto. Più in particolare, la valvola di bypass 87 è disposta in modo che il suo centro sostanziale (ad esempio, il centro della forma esterna di un corpo principale della valvola di bypass 87) sia disposto obliquamente sul lato inferiore posteriore rispetto alla linea retta TI che collega il centro sostanziale del sovralimentatore 58 (ad esempio, il centro di rotazione del motore di comando 58b) ed il centro sostanziale dell'umidificatore 59 (ad esempio, il centro della forma cilindrica cava dell'involucro 59b) ed inclinata all'indietro e verso l'alto.

Inoltre, il refrigeratore intermedio 86 è disposto obliquamente sul lato inferiore posteriore della valvola di bypass 87, in modo che la valvola di bypass 87 sia disposta in uno spazio triangolare K1 circondato dal refrigeratore intermedio 86, dal sovralimentatore 58 e dall'umidificatore 59, in una vista laterale del corpo del veicolo. Più in particolare, la valvola di bypass 87 è disposta in modo che il suo centro sostanziale sia situato nello spazio triangolare K1 circondato da linee rette che collegano il centro sostanziale del refrigeratore intermedio 86 (ad esempio, il centro della forma esterna di un corpo principale del refrigeratore intermedio 86), il centro sostanziale del sovralimentatore 58, ed il centro sostanziale dell'umidificatore 59. Per inciso, la valvola di bypass 87 è disposta in modo da essere situata sul lato posteriore rispetto all'estremità posteriore della cella a combustibile 51.

Nelle figure 5 e 6, una freccia 90 indica il flusso del gas ossidante lungo un passaggio principale dal sovralimentatore 58 attraverso la valvola di bypass 87, il refrigeratore intermedio 86, e l'umidificatore 59 alla cella a combustibile 51, ed una freccia 90' indica il flusso del gas ossidante lungo il passaggio di bypass 87a dal sovralimentatore 58 direttamente alla cella a combustibile 51.

Il gas ossidante che scorre nel passaggio principale scorre sul lato obliquamente inferiore posteriore lungo la porzione di collegamento lato valle 85c del condotto di mandata 85, quindi gira sul lato anteriore, scorre attraverso una porzione di estremità destra dell'umidificatore 59 entro l'involucro 59b dell'umidificatore 59, gira verso destra e verso sinistra, e quindi scorre di nuovo in avanti attraverso la porzione di estremità destra dell'umidificatore 59.

D'altra parte, il gas ossidante che scorre nel passaggio di bypass 87a scorre una volta sul lato obliquamente inferiore posteriore lungo la porzione di collegamento lato valle 85c, quindi passa attraverso la valvola di bypass 87 adiacente al lato destro della porzione di collegamento lato valle 85c, gira sul lato anteriore, entra nella porzione di estremità destra dell'umidificatore 59 dall'alto in modo da unirsi al flusso in questa posizione, e quindi scorre in avanti.

Uno spazio di oscillazione K2 per permettere l'oscillazione del gruppo motore 20 e della ruota posteriore 32 è assicurato sul lato inferiore di una

porzione posteriore del corpo del veicolo (il lato inferiore di una porzione posteriore della sella

41). Lo spazio di oscillazione K2 è disposto in modo corrispondente all'escursione della ruota posteriore

32, in modo che uno spazio K3 in una porzione anteriore, quale spazio morto, sia generato in una posi «t cl zione sul lato anteriore rispetto alla ruota poste <sj c/> a: lu riore 32. Tuttavia, in questa forma di attuazione, P--cr '< il sovralimentatore 58, l'umidificatore 59, la valvola di bypass 87, ed il refrigeratore intermedio 86 o 'C 3⁄4} O

sono disposti in modo da essere rivolti verso l'in o se terno dello spazio K3 nella porzione anteriore, in

altre parole in modo da essere situati sul lato superiore di una porzione anteriore del braccio oscillante posteriore 21 (una porzione situata sul lato anteriore rispetto alla ruota posteriore 32), per

cui i componenti del sistema di aspirazione sono disposti in modo efficiente utilizzando efficacemente

lo spazio K3 presente nella porzione anteriore come

spazio morto.

Come è stato descritto in precedenza, la struttura di aspirazione nella forma di attuazione prece

dente è applicata al veicolo alimentato da cella a combustibile 1 comprendente la cella a combustibile

51 per generare energia elettrica alimentata al motore elettrico 31 che funge da sorgente di propulsione del veicolo, utilizzando aria ed idrogeno come combustibili, il sovralimentatore 58 per comprimere

l'aria esterna e fornire in uscita l'aria compressa,

e l'umidificatore 59 per umidificare l'aria compressa dal sovralimentatore 58, alimentare l'aria compressa ed umidificata alla cella a combustibile 51,

separare il vapore d'acqua contenuto nel gas che

f esce dalla cella a combustibile 51, ed umidificare Ϊ:.<1>

O. la nuova aria alimentata alla cella a combustibile li 51. Inoltre, il sovralimentatore 58 è disposto sulla ·*,' periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore 59.

Secondo questa configurazione, è possibile evitare che il grado di saturazione del vapore d'acqua nell'umidificatore 59 si riduca. In particolare,

mentre la compressione dell'aria nel sovralimentatore 58 genera calore nella regione intorno al sovralimentatore 58, la disposizione dell'umidificatore

59 in posizione adiacente al sovralimentatore 58

rende possibile limitare la diminuzione della temperatura dell'umidificatore 59, eliminando la necessi

tà di un componente di riscaldamento specifico per riscaldare l'umidificatore 59.

Inoltre, nella struttura di aspirazione precedente, la cella a combustibile 51 è disposta sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore 59, per cui il calore generato dalla cella a combustibile 51 può essere efficacemente utilizzato per riscaldare l'umidificatore 59, ed è possibile limitare ulteriormente la diminuzione della temperatura dell'umidificatore 59.

Inoltre, nella struttura di aspirazione precedente, la VCU 62 è prevista per controllare l'alimentazione di energia elettrica al motore elettrico e simili, e la VCU 62 è disposta sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore 59, per cui il calore generato dalla VCU 62 comprendente un elemento generatore di calore come un FET può essere efficacemente utilizzato per riscaldare l'umidificatore 59, ed è possibile limitare ulteriormente la diminuzione della temperatura dell'umidificatore 59.

* In questo caso, nella struttura di aspirazione precedente, il sovralimentatore 58, la cella a combustibile 51, e la VCU 62 sono disposti in una configurazione approssimativamente anulare lungo la pe riferia esterna dell'umidificatore 59, per cui è possibile limitare in modo più efficace la diminuzione della temperatura dell'umidificatore 59, ed è possibile utilizzare in modo efficiente lo spazio di sistemazione nel veicolo alimentato da cella a combustìbile 1.

Inoltre, nella struttura di aspirazione precedente, l'umidificatore 59 presenta la porzione di

scambio di vapore d'acqua 59a che si estende nella direzione della larghezza del veicolo, ed il sovralimentatore 58, la cella a combustibile 51, e la VCU

62 sono disposti in modo da fronteggiare la periferia esterna della porzione di scambio di vapore

d'acqua 59a, per cui le aree opposte tra le parti componenti, come il sovralimentatore 58, e la porzione di scambio di vapore d'acqua 59a possono essere ampliate, ed il calore generato dal sovralimentatore 58, dalla cella a combustibile 51, e dalla VCU

62 può essere trasmesso in modo efficiente alla por-<JCAOBACCI&PRTANERSSAp>zione di scambio di vapore d'acqua 59a.

Inoltre, nella struttura di aspirazione precedente, il sovralimentatore 58 e l'umidificatore 59

sono disposti sul lato posteriore della cella a combustibile 51, per cui è possibile limitare ulteriormente la diminuzione della temperatura dell'umidiii

catore 59. In modo specifico, mentre sia il sovralimentatore 58 sia l'umidificatore 59 possono essere

raffreddati sotto l'azione di correnti d'aria dinamiche nel caso in cui il sovralimentatore 58 e

l'umidificatore 59 siano disposti sul lato anteriore

della cella a combustibile 51, la disposizione del

sovralimentatore 58 e dell'umidificatore 59 sul lato

posteriore della cella a combustibile 51 assicura

che il sovralimentatore 58 e l'umidificatore 59 non

ο siano facilmente influenzati dalle correnti d'aria μ a:·: dinamiche . QP- C aL Inoltre, come è stato descritto in precedenza, •V_! o o la struttura di sistemazione di componenti del sistema di aspirazione in accordo con la forma di attuazione precedente è applicata al veicolo alimentato da cella a combustibile 1 sotto forma di un motociclo comprendente il telaio principale 10 che include una porzione di telaio discendente IOa che si

estende obliquamente verso il basso e verso il lato

posteriore del veicolo dal tubo di sterzo 5, la porzione di telaio intermedia 10b che si estende verso

il lato posteriore del veicolo dall'estremità posteriore della porzione di telaio discendente 10a, e la

porzione di telaio posteriore 10c che si estende

obliquamente verso l'alto e verso il lato posteriore

del veicolo dall'estremità posteriore della porzione di telaio intermedia 10b, con il braccio oscillante posteriore 21, su cui è supportata in modo mobile la ruota posteriore 32, collegato in modo oscillante al telaio principale 10, e con la sella del conducente 41 disposta sul lato superiore di una porzione posteriore del telaio principale 10, in cui sono previsti il passaggio di bypass 87a per collegare tra loro il lato di mandata del sovralimentatore 58 e la cella a combustibile 51 bypassando l'umidificatore 59, e la valvola di bypass 87 per aprire e chiudere il passaggio di bypass 87a. La valvola di bypass 87 è disposta all'esterno rispetto alla linea TI che collega il sovralimentatore 58 e l'umidificatore 59, ed è disposta in vicinanza del sovralimentatore 58 e dell'umidificatore 59.

Secondo questa configurazione, è possibile utilizzare in modo efficiente lo spazio di sistemazione nel veicolo alimentato da cella a combustibile 1, ed i componenti del sistema di aspirazione possono essere posizionati in modo efficiente. In particolare, in un veicolo che prevede uno spazio di sistemazione limitato per i componenti, come in un motociclo, è estremamente importante in quali spazi devono essere disposti i molti componenti del sistema di aspira zione, e pertanto l'effetto della disposizione efficiente di questi componenti è elevato.

Inoltre, la caduta di pressione nel sistema di aspirazione del veicolo alimentato da cella a combustibile 1 può essere ridotta. In modo specifico, è possibile ottenere una riduzione della caduta di pressione, riducendo le lunghezze degli elementi di collegamento, quali condotti di aspirazione, tra il sovralimentatore 58 e l'umidificatore 59, e tra l'umidificatore 59 e la cella a combustibile 51.

Inoltre, nella struttura di sistemazione come precedentemente descritto, è previsto il refrigeratore intermedio 86 collegato al lato di mandata del sovralimentatore 58 e che opera in modo da regolare la temperatura dell'aria alimentata all'umidificatore 59, il refrigeratore intermedio 86 è disposto all'esterno rispetto al sovralimentatore 58 ed alla linea retta Tl, e la valvola di bypass 87 è disposta nello spazio K1 circondato dal sovralimentatore 58, dall'umidificatore 59, e dal refrigeratore intermedio 86, per cui la valvola di bypass 87 è disposta nello spazio K1 che è triangolare in una vista laterale del corpo del veicolo e che è formato dalla disposizione dell'umidificatore 59, del sovralimentatore 58, e del refrigeratore intermedio 86, ed è possibile utilizzare in modo più efficiente lo spazio di sistemazione nel veicolo alimentato da cella a combustibile 1.

Inoltre, una particolarità caratteristica consiste nel fatto che il sovralimentatore 58, l'umidificatore 59, e la valvola di bypass 87 sono disposti nello spazio K3 nella porzione anteriore situato sul lato inferiore di una porzione posteriore della sella 41 e sul lato superiore di una porzione anteriore del braccio oscillante posteriore 21.

Secondo questa configurazione, lo spazio K3 nella porzione anteriore presente come spazio morto tra la sella 41 ed una porzione anteriore del braccio oscillante posteriore 21 nel veicolo alimentato da cella a combustibile 1 è utilizzato in modo efficiente, per cui è possibile utilizzare in modo ancora più efficiente lo spazio di sistemazione.

Per inciso, la presente invenzione non è limitata alla o dalla forma di attuazione precedentemente descritta. Ad esempio, come in un umidificatore 59' illustrato nella figura 7, è possibile adottare una configurazione in cui la periferia esterna del suo involucro 59b (la periferia esterna della porzione di scambio di vapore d'acqua 59a) ha una struttura a doppia parete, e la porzione avente una struttura a doppia parete costituisce una parte di

un condotto di mandata 85 che si estende dalla luce

di mandata 58c del sovralimentatore 58, per cui la

porzione di scambio di vapore d'acqua 59a dell'umidificatore 59 è riscaldata direttamente utilizzando

il gas ossidante ad alta temperatura che è appena

stato compresso dal sovralimentatore 58.

Come altro esempio, anche nel caso in cui non è

previsto il refrigeratore intermedio 86, è suffi e «3⁄4 π <rj ciente una configurazione in cui la valvola di C LoO lJr bypass 87 è disposta in una posizione spostata ri i—

QZ

o. spetto alla linea retta TI che collega il sovralio mentatore 58 e l'umidificatore 59. Inoltre, la posi co zione della valvola di bypass 87 non è limitata al o<■>ss; lato inferiore della linea retta Tl, ma può essere

sul lato superiore, sul lato anteriore o posteriore,

o simili, rispetto alla linea retta Tl.

Avendo così descritto l'invenzione, sarà ovvio

che essa può essere variata in molti modi. Queste

varianti non devono essere considerate come uno scostamento dallo spirito e dall'ambito dell'invenzione, e tutte le modifiche che saranno ovvie per il

tecnico del ramo sono intese incluse nell'ambito

delle rivendicazioni seguenti.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile, comprendente: una cella a combustibile per generare energia elettrica alimentata ad un motore elettrico che funge da sorgente di propulsione per il veicolo suddetto, utilizzando aria ed idrogeno come combustibili; un sovralimentatore per comprimere l'aria esterna e fornire in uscita l'aria compressa suddetta; e n<'>un umidificatore per umidificare l'aria suddet- ? C ta compressa dal sovralimentatore suddetto, alimenti tare l'aria compressa ed umidificata suddetta alla $ C c cella a combustibile suddetta, separare vapore d'ac- < qua contenuto in un gas di scarico espulso dalla cella a combustibile suddetta ed umidificare la nuova aria alimentata alla cella a combustibile suddetta, in cui il sovralimentatore suddetto è disposto su una periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore suddetto.
2. 2. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 1, in cui la cella a combustibile suddetta è disposta sulla periferia del, ed in posizione adia cente all'umidificatore suddetto.
3. 3. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: un'unità di controllo per controllare l'alimentazione di energia elettrica al motore elettrico suddetto, in cui l'unità di controllo suddetta è disposta sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore suddetto. ca c
4. 4. Struttura di aspirazione in un veicolo alimen co LUc tato da cella a combustibile secondo la rivendica ac cGL zione 2, comprendente inoltre: O un'unità di controllo per controllare l'alimen ¥ s tazione di energia elettrica al motore elettrico <: suddetto, in cui l'unità di controllo suddetta è disposta sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore suddetto.
5. 5. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 3, in cui il sovralimentatore suddetto, la cella a combustibile suddetta, e l'unità di controllo suddetta sono disposti in una configurazione intorno all'umidificatore suddetto che è di forma so stanzialmente anulare.
6. 6. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 1, in cui l'umidificatore suddetto presenta una porzione di scambio di vapore d'acqua che si estende nella direzione della larghezza del veicolo, ed almeno un componente tra il sovralimentatore suddetto, la cella a combustibile suddetta e l'unità di controllo suddetta è disposto in modo da fronteggia-•caaT-re la periferia esterna della porzione suddetta di co nUrJ scambio di vapore d'acqua. 2: H-OC
7. 7. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendica oo«u" zione 2, in cui l'umidificatore suddetto presenta o s<■>c una porzione di scambio di vapore d'acqua che si estende nella direzione della larghezza del veicolo, ed almeno un componente tra il sovralimentatore suddetto, la cella a combustibile suddetta e l'unità di controllo suddetta è disposto in modo da fronteggiare la periferia esterna della porzione suddetta di scambio di vapore d'acqua.
8. 8. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 3, in cui l'umidificatore suddetto presenta una porzione di scambio di vapore d'acqua che si estende nella direzione della larghezza del veicolo, ed almeno un componente tra il sovralimentatore suddetto, la cella a combustibile suddetta e l'unità di controllo suddetta è disposto in modo da fronteggiare la periferia esterna della porzione suddetta di scambio di vapore d'acqua.
9. 9. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 4, in cui l'umidificatore suddetto presenta una porzione di scambio di vapore d'acqua che si estende nella direzione della larghezza del veicolo, ed almeno un componente tra il sovralimentatore suddetto, la cella a combustibile suddetta e l'unità di 3⁄4 controllo suddetta è disposto in modo da fronteggia- :<':>j re la periferia esterna della porzione suddetta di scambio di vapore d'acqua.
10. 10. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: un passaggio di bypass per collegare tra loro un lato di mandata del sovralimentatore suddetto e la cella a combustibile suddetta bypassando l'umidificatore suddetto; e una valvola di bypass per aprire e chiudere il passaggio di bypass suddetto, in cui la valvola di bypass suddetta è disposta all'esterno rispetto ad una linea retta che collega il sovralimentatore suddetto e l'umidificatore suddetto, ed è disposta in vicinanza del sovralimentatore suddetto e dell'umidificatore suddetto.
11. 11. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 10, comprendente inoltre un refrigeratore intermedio collegato al lato di mandata del sovralimentatore suddetto ed operante in modo da regolare la pressione dell'aria alimentata all'umidificatore suddetto, in cui il refrigeratore intermedio suddetto è disposto all'esterno rispetto alla linea retta suddetta, e la valvola di bypass suddetta è disposta in uno spazio circondato dal sovralimentatore suddetto, dall'umidificatore suddetto, e dal refrigeratore intermedio suddetto.
12. 12. Motociclo su cui è montata una cella a combustibile, comprendente: un telaio del veicolo, una posizione per sedersi fissata al telaio del veicolo suddetto, una cella a combustibile disposta sul lato in feriore della posizione per sedersi suddetta in modo da generare energia elettrica alimentata ad un motore elettrico che funge da sorgente di propulsione per il veicolo suddetto, utilizzando aria ed idrogeno quali combustibili, un sovralimentatore per comprimere l'aria esterna e fornire in uscita l'aria compressa suddetta, ed un umidificatore per umidificare l'aria suddetta compressa dal sovralimentatore suddetto, alic1o mentare l'aria compressa ed umidificata suddetta al CcEo Ul la cella a combustibile suddetta, separare vapore CE d'acqua proveniente dalla cella a combustibile sud £ o detta ed umidificare la nuova aria alimentata alla o cella a combustibile suddetta, o§ in cui il sovralimentatore suddetto è disposto sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore suddetto.
13. 13. Motociclo su cui è montata una cella a combustibile secondo la rivendicazione 12, in cui il sovralimentatore suddetto e l'umidificatore suddetto sono disposti su un lato posteriore della cella a combustibile suddetta.
14. 14. Motociclo su cui è montata una cella a combustibile secondo la rivendicazione 12, comprendente inoltre: un telaio principale avente una porzione di telaio discendente che si estende obliquamente verso il basso e verso il lato posteriore del veicolo da un tubo di sterzo; una porzione di telaio intermedia che si estende verso il lato posteriore del veicolo dall'estremità posteriore della porzione di telaio discendente suddetta; una porzione di telaio posteriore che si esten-•c Ci. de obliquamente verso l'alto e verso il lato poste eri re riore del veicolo da un'estremità posteriore della LiU ΓΧ porzione di telaio intermedia suddetta, in cui un telaio posteriore su cui è supportata in modo mobile vi J una ruota motrice è collegato in modo oscillante al 3⁄4 c telaio principale suddetto; una sella del conducente disposta sul lato superiore del telaio principale suddetto; un passaggio di bypass per collegare tra loro un lato di mandata del sovralimentatore suddetto e la cella a combustibile suddetta bypassando l'umidificatore suddetto; e una valvola di bypass per aprire e chiudere il passaggio di bypass suddetto, in cui la valvola di bypass suddetta è disposta all'esterno rispetto ad una linea retta che collega il sovralimentatore suddetto e l'umidificatore suddetto, ed è disposta in vicinanza del sovralimentatore suddetto e dell'umidificatore suddetto.
15. 15. Motociclo su cui è montata una cella a combustibile secondo la rivendicazione 14, in cui il sovralimentatore suddetto, l'umidificatore suddetto, e la valvola di bypass suddetta sono disposti in uno spazio situato su un lato inferiore della sella suddetta e su un lato superiore del telaio posteriore suddetto.
16. 16. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile, comprendente: una cella a combustibile per generare energia elettrica alimentata ad un motore elettrico che fun-ge da sorgente di propulsione per il veicolo suddetto, utilizzando aria ed idrogeno quali combustibili; un sovralimentatore per comprimere l'aria esterna e fornire in uscita l'aria compressa suddetta; e un umidificatore per umidificare l'aria suddetta compressa dal sovralimentatore suddetto, alimentare l'aria compressa ed umidificata suddetta alla cella a combustibile suddetta, separare vapore d'acqua contenuto in un gas di scarico espulso dalla cella a combustibile suddetta ed umidificare la nuo va aria alimentata alla cella a combustibile suddetta, in cui il sovralimentatore suddetto è disposto dietro la cella a combustibile e su una periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore suddetto, e in cui l'aria compressa ed umidificata suddetta scorre dal sovralimentatore ad un lato anteriore della cella a combustibile suddetta.
17. 17. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 16, in cui la cella a combustibile suddetta è disposta sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore suddetto.
18. 18. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 16, comprendente inoltre: un'unità di controllo per controllare l'alimentazione di energia elettrica al motore elettrico suddetto, in cui l'unità di controllo suddetta è disposta sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore suddetto.
19. 19. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 17, comprendente inoltre: un'unità di controllo per controllare l'alimentazione di energia elettrica al motore elettrico suddetto, in cui l'unità di controllo suddetta è disposta sulla periferia del, ed in posizione adiacente all'umidificatore suddetto.
20. 20. Struttura di aspirazione in un veicolo alimentato da cella a combustibile secondo la rivendicazione 18, in cui il sovralimentatore suddetto, la cella a combustibile suddetta, e l'unità di controllo suddetta sono disposti in una configurazione intorno all'umidificatore suddetto che ha una forma sostanzialmente anulare.

    60 I COMMERCIO <ART,GIANATO E>AGRICOLTURA