JP2003017107A

JP2003017107A - 燃料電池装置

Info

Publication number: JP2003017107A
Application number: JP2001203069A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 憲二加藤; Masanori Okada; 真規岡田
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料電池を車両底板と車室又は荷室の床との間
に配設するとともに、燃料貯蔵手段を車両底板と車室又
は荷室の床との間であり、かつ、前記燃料電池の後方に
配設することによって、燃料電池装置の全体としての高
さを低くして、車室や荷室の床を低くするとともに車両
の最低地上高を高く保ち、かつ、複雑な構造の取り付け
部材を必要としないようにする。【解決手段】車両底板１５と車室の床板１６との間に配
設される燃料電池スタック１１と、前記車両底板１５と
車室の床板１６との間であり、かつ、車両前進方向から
見て前記燃料電池スタック１１の後方に配設される燃料
貯蔵手段１２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料電池は発電効率が高く、有害
物質を排出しないので、産業用、家庭用の発電装置とし
て、又は、人工衛星や宇宙船などの動力源として実用化
されてきたが、近年は、乗用車、バス、トラック等の車
両用の動力源として開発が進んでいる。

【０００３】燃料電池には、種々の形式のものが知られ
ており、アルカリ水溶液型、リン酸型、溶融炭酸塩型、
固体酸化物型、直接型メタノール等のものであってもよ
いが、固体電解質を用いた燃料電池が有望視されてい
る。

【０００４】この場合、固体高分子電解質膜を２枚のガ
ス拡散電極で挟み、一体化させて接合する。そして、該
ガス拡散電極の一方を燃料極とし、該燃料極表面に接す
る燃料流路を介し前記燃料極に燃料ガスとして水素ガス
を供給すると、水素が水素イオン（プロトン）と電子と
に分解され、水素イオンが固体高分子電解質膜を透過す
る。また、前記ガス拡散電極の他方を酸素極とし、該酸
素極表面に接する空気流路を介し前記酸素極に酸化剤と
して空気を供給すると、空気中の酸素と、前記水素イオ
ン及び電子が結合して、水が生成される。このような電
気化学反応によって起電力が生じるようになっている。

【０００５】また、前記固体電解質と前記燃料極、前記
酸素極、前記空気流路、前記燃料流路とを併せて燃料電
池セルが構成される。さらに、該燃料電池セルを複数積
層させたものを燃料電池スタックとして構成される。こ
の燃料電池装置において、空気流路に液体を供給するこ
とにより固体電解質膜を湿潤状態に維持するものがあ
る。（特開２０００−１２０５６号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の燃料電池装置においては、車両に搭載する場合、燃
料電池スタックを車両内の低い位置に配設することが困
難である。

【０００７】一般に、自動車等の車両の場合、乗員や荷
物を積載するためのスペースを広くとるために、駆動
源、駆動力伝達機構等を車室や荷室の床下等に配設する
ことが要求されている。このような要求に応じようとす
ると、前記従来の燃料電池装置の場合、燃料電池装置の
全体としての高さが高く、前記車室や荷室の床を低くす
ることができなくなってしまう。そのため、乗員や荷物
を積載するためのスペースを広くとることができない。

【０００８】また、乗員や荷物を積載するためのスペー
スを広くとるために車室や荷室の床を低くした場合に
は、前記燃料電池装置の下側が車両の下側に飛び出し
て、車両の最低地上高が低くなってしまう。この場合、
前記燃料電池装置の下側が路面等に衝突して、破損する
恐れがある。

【０００９】さらに、燃料電池装置において燃料電池ス
タックや燃料貯蔵手段は重量物であるため、強度の高い
取り付け部材を必要とする。しかし、強度の高い取り付
け部材は、それ自体が重く、嵩（かさ）張るものなの
で、車両の重量が増加し、乗員や荷物を積載するための
スペースが狭くなってしまう。また、強度の高い取り付
け部材は、構造が複雑で製造コストも高いので、車両の
構造が複雑になり、製造コストも高くなってしまう。

【００１０】本発明は、前記従来の問題点を解決して、
燃料電池スタックを車両底板と車室又は荷室の床との間
に配設するとともに、燃料貯蔵手段を車両底板と車室又
は荷室の床との間であり、かつ、前記燃料電池スタック
の後方に配設することによって、燃料電池装置の全体と
しての高さを低くして、車室や荷室の床を低くするとと
もに車両の最低地上高を高く保ち、かつ、複雑な構造の
取り付け部材を必要としない燃料電池装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の燃
料電池装置においては、車両底板と車室の床板との間に
配設される燃料電池スタックと、前記車両底板と車室の
床板との間であり、かつ、車両前進方向から見て前記燃
料電池スタックの後方に配設される燃料貯蔵手段とを有
する。

【００１２】本発明の他の燃料電池装置においては、さ
らに、前記車両底板の幅は、車両フレームの幅方向を規
定する一対のサイドメンバーの間隔と等しい寸法であ
る。

【００１３】本発明の更に他の燃料電池装置において
は、さらに、前記燃料電池スタック及び燃料貯蔵手段の
幅は、車両フレームの幅方向を規定する一対のサイドメ
ンバーの間隔と等しい寸法である。

【００１４】本発明の更に他の燃料電池装置において
は、さらに、前記燃料電池スタック及び燃料貯蔵手段
は、前記車両フレームのサイドメンバーに固着される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の実施の形態における図２の
Ａ−Ａ矢視断面図、図２は本発明の実施の形態における
車両に搭載された燃料電池装置の模式平面図、図３は本
発明の実施の形態における車両フレームの斜視図であ
る。

【００１７】図１において、１１は複数の燃料電池セル
から構成される燃料電池（ＦＣ）スタックであり、乗用
車、バス、トラック、乗用カート、荷物用カート等の車
両用の動力源として使用される。ここで、前記車両は、
照明装置、ラジオ、パワーウインドウ等の車両の停車中
にも使用される電気を消費する補機類を多数備えてお
り、また、走行パターンが多様であり、動力源に要求さ
れる出力範囲が極めて広いので、動力源として燃料電池
スタック１１と図示されない蓄電手段としての２次電池
とを併用して使用することが望ましい。

【００１８】そして、燃料電池スタック１１は、アルカ
リ水溶液型（ＡＦＣ）、リン酸型（ＰＡＦＣ）、溶融炭
酸塩型（ＭＣＦＣ）、固体酸化物型（ＳＯＦＣ）、直接
型メタノール（ＤＭＦＣ）等のものであってもよいが、
固体高分子型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）であることが望ま
しい。

【００１９】なお、更に望ましくは、水素ガスを燃料と
し、酸素又は空気を酸化剤とするＰＥＭＦＣ（Ｐｒｏｔ
ｏｎＥｘｃｈａｎｇｅＭｅｍｂｒａｎｅＦｕｅｌ
Ｃｅｌｌ）型燃料電池、又は、ＰＥＭ（Ｐｒｏｔｏｎ
ＥｘｃｈａｎｇｅＭｅｍｂｒａｎｅ）型燃料電池と
呼ばれるものである。ここで、該ＰＥＭ型燃料電池は、
一般的に、プロトン等のイオンを透過する固体高分子電
解質膜の両側に触媒、電極及びセパレータを結合したセ
ル（ＦｕｅｌＣｅｌｌ）を複数及び直列に結合したス
タック（Ｓｔａｃｋ）から成る（特開平１１−３１７２
３５号公報参照）。

【００２０】この場合、固体高分子電解質膜を２枚のガ
ス拡散電極で挟み、一体化させて接合する。そして、該
ガス拡散電極の一方を燃料極とし、その表面に燃料ガス
として水素ガスを供給すると、水素が水素イオン（プロ
トン）と電子とに分解され、水素イオンが固体高分子電
解質膜を透過する。また、前記ガス拡散電極の他方を酸
素極とし、その表面に酸化ガスとして空気を供給する
と、空気中の酸素と、前記水素イオン及び電子が結合し
て、水が生成される。このような電気化学反応によって
起電力が生じるようになっている。

【００２１】例えば、本実施の形態においては、１例と
して、ＰＥＭ型燃料電池であり、１００枚のセルを直列
に接続したスタックを使用する。この場合、総電極面積
は１５０〔ｃｍ²〕であり、開放端子電圧は約１００
〔Ｖ〕、出力は約６〔ｋＷ〕である。そして、定常動作
時の温度は５０〜９０〔℃〕程度である。なお、前記ス
タックは、金属等の材質から成る容器中に収容されて、
燃料電池スタック１１を構成する。

【００２２】また、図示されない改質装置によってメタ
ノール、ガソリン等を改質して取り出した燃料である水
素ガスを燃料電池セルに直接供給することもできるが、
車両の高負荷運転時にも安定して十分な量の水素を供給
することができるようにするためには、水素吸蔵合金、
水素ガスボンベ等の燃料貯蔵手段１２に貯蔵した水素ガ
スを供給することが望ましい。ここで、前記燃料貯蔵手
段１２は、水素吸蔵合金を格納する容器、デカリンのよ
うな水素吸蔵液体を格納する容器、水素ガスを格納する
水素ボンベ又は該水素ボンベを支持する支持部材等から
成る。なお、前記容器、支持部材等は、強度の高い金属
製であることが望ましいが、いかなる材質から成るもの
であってもよい。これにより、水素ガスがほぼ一定の圧
力で常に十分に供給されるので、前記燃料電池セルは車
両の負荷の変動に遅れることなく追随して、必要な電流
を供給することができる。

【００２３】この場合、前記燃料電池セルの出力インピ
ーダンスは極めて低く、０に近似させることが可能であ
る。

【００２４】図において、燃料電池セルに燃料としての
水素ガス及び酸化剤としての空気を供給する装置が示さ
れる。ここで、燃料電池スタック１１は、車両フレーム
３０の右側のサイドメンバー３２Ｒ及び左側のサイドメ
ンバー３２Ｌの間の車両底板１５の上に配設される。ま
た、前記燃料電池スタック１１の後方（図における右
方）には水素吸蔵合金、水素ガスボンベ等の燃料貯蔵手
段１２が同様に、車両フレーム３０の右側のサイドメン
バー３２Ｒ及び左側のサイドメンバー３２Ｌの間の車両
底板１５の上に配設される。さらに、該燃料貯蔵手段１
２の後方には、排水ポンプ１４及び水タンク１３が配設
される。そして、前記燃料電池スタック１１及び燃料貯
蔵手段１２の上には、運転者、同乗者等が乗車したり荷
物等を搭載する車室の床板１６が配設される。

【００２５】ここで、前記車両フレーム３０は、図３に
示されるように、右側のサイドメンバー３２Ｒ及び左側
のサイドメンバー３２Ｌ、並びに、左右のサイドメンバ
ー３２Ｌ、３２Ｒを連結する複数のクロスメンバー３３
−１〜３３−ｎ（ｎは自然数）を有する。なお、前記左
右のサイドメンバー３２Ｌ、３２Ｒは、例えば、図３に
示されるように、断面矩（く）形の角筒部材であるが、
断面円形の円筒部材、断面楕円形の筒部材、断面Ｉ字状
の棒部材、断面Ｈ字状の棒部材、断面コ字状の棒部材等
いかなる形状のものであってもよい。また、材質は、強
度の高い材質であることが望ましく、例えば、鋼、アル
ミニウム合金、ＦＲＰ、カーボン複合材等であるが、い
かなる材質であってもよい。

【００２６】さらに、前記クロスメンバー３３−１〜３
３−ｎも、図３に示されるように、断面矩形の角筒部材
であるが、断面円形の円筒部材、断面楕円形の筒部材、
断面Ｉ字状の棒部材、断面Ｈ字状の棒部材、断面コ字状
の棒部材等いかなる形状のものであってもよい。また、
材質も、鋼、アルミニウム合金、ＦＲＰ、カーボン複合
材等いかなる材質であってもよいが、前記左右のサイド
メンバー３２Ｌ、３２Ｒと同じ材質であることが望まし
い。なお、前記クロスメンバー３３−１〜３３−ｎの数
は、幾つであってもよいが、強度の観点からは多い方が
望ましい。そして、前記クロスメンバー３３−１〜３３
−ｎの両端は、溶接、接着、ボルト止等の手段によっ
て、前記左右のサイドメンバー３２Ｌ、３２Ｒに固着さ
れる。

【００２７】なお、前記クロスメンバー３３−１〜３３
−ｎの両端は、強度の観点から、図３に示されるよう
に、前記左右のサイドメンバー３２Ｌ、３２Ｒの内側の
側面に固着されることが望ましいが、前記左右のサイド
メンバー３２Ｌ、３２Ｒの上面又は下面に固着されても
よい。

【００２８】そして、前記車両底板１５は、前記左右の
サイドメンバー３２Ｌ、３２Ｒの下面に取り付けられ、
車両の底面を覆うようになっている。ここで、前記車両
底板１５は車両の全ての範囲にわたって底面を覆うよう
なものであってもよいし、車両の一部分の底面を覆うも
のであってもよい。本実施の形態においては、図１に示
されるように、ほぼ前輪２８Ｌ、２８Ｒと後輪２９Ｌ、
２９Ｒとの間の範囲であって、かつ、前記左右のサイド
メンバー３２Ｌ、３２Ｒの間の範囲を覆うようになって
いる。

【００２９】なお、前記車両底板１５は、前記車両の強
度部材としての機能を果たすものであってもよいし、強
度部材としての機能を果たすことなく、単に車両の底面
を覆うだけの板部材であってもよい。そして、車両底板
１５が強度部材である場合、前記燃料電池スタック１
１、燃料貯蔵手段１２、排水ポンプ１４及び水タンク１
３は前記底部材１５に取り付けられる。この場合、車両
底板１５の材質は、前記左右のサイドメンバー３２Ｌ、
３２Ｒやクロスメンバー３３−１〜３３−ｎと同じ材質
であることが望ましい。

【００３０】また、前記車両底板１５が強度部材でない
場合、前記燃料電池スタック１１及び燃料貯蔵手段１２
は重量物であり、かつ、それ自体の強度が高いので、前
記左右のサイドメンバー３２Ｌ、３２Ｒに直接取り付け
られることが望ましい。この場合、前記燃料電池スタッ
ク１１及び燃料貯蔵手段１２が、フレーム３０を補強す
る強度部材として機能する。なお、前記燃料電池スタッ
ク１１及び燃料貯蔵手段１２の幅、すなわち、車両の横
方向（図２における上下方向）の寸法は、前記左右のサ
イドメンバー３２Ｌ、３２Ｒの間隔と等しくなってい
る。そして、前記燃料電池スタック１１及び燃料貯蔵手
段１２は、ボルト等の手段によって、前記左右のサイド
メンバー３２Ｌ、３２Ｒに着脱自在に固着される。これ
により、前記左右のサイドメンバー３２Ｌ、３２Ｒは、
前記燃料電池スタック１１及び燃料貯蔵手段１２を介し
て強固に結合されるので、車両フレーム３０の強度が向
上する。また、クロスメンバー３３−１〜３３−ｎの数
を減らすことができ、車両フレーム３０の製造コストを
低くすることができる。なお、前記車両底板１５を省略
することもできる。

【００３１】ところで、前記排水ポンプ１４及び水タン
ク１３は、重量物でなく、かつ、それ自体の強度が低い
ので、車両底板１５とは別の図示されない取り付け部材
に取り付けられてもよいし、前記左右のサイドメンバー
３２Ｌ、３２Ｒやクロスメンバー３３−１〜３３−ｎに
取り付けられてもよい。この場合、前記取り付け部材
は、強度を必要としないので、構成が簡素でかつ製造コ
ストの低いものでよい。

【００３２】また、図に示される車両の左右の前輪２８
Ｌ、２８Ｒ及び左右の後輪２９Ｌ、２９Ｒは、サスペン
ション機構等を介して前記左右のサイドメンバー３２
Ｌ、３２Ｒやクロスメンバー３３−１〜３３−ｎに取り
付けられることが望ましい。

【００３３】ここで、前記燃料電池スタック１１、燃料
貯蔵手段１２、排水ポンプ１４及び水タンク１３は、薄
く扁平な直方体の形状を有し、前後に並んで、すなわ
ち、タンデムに配設されているので、前記燃料電池スタ
ック１１及び燃料貯蔵手段１２の上を覆うように車室や
荷室の床板１６を配設しても、前記車室や荷室の床板１
６の高さを高くする必要がない。この場合、前記燃料電
池スタック１１、燃料貯蔵手段１２、排水ポンプ１４及
び水タンク１３の厚さ（図１における上下方向の寸法）
は、前記左右のサイドメンバー３２Ｌ、３２Ｒの厚さ以
下であることが望ましい。これにより、床板１６を前記
左右のサイドメンバー３２Ｌ、３２Ｒの上面に取り付け
ることが可能となり、床板１６及び車両フレーム３０の
強度を増加することができる。

【００３４】また、重量物である燃料電池スタック１１
及び燃料貯蔵手段１２が低い位置に配設されるので、車
両の重心位置が低くなり、車両の安定性が向上する。さ
らに、前記燃料電池スタック１１及び燃料貯蔵手段１２
が、前輪２８Ｌ、２８Ｒの車軸と後輪２９Ｌ、２９Ｒの
車軸との間に配設されているので、車両の重心位置近傍
に重量物が集中し、重心回りの慣性モーメントが低減さ
れ、車両の旋回性が向上する。

【００３５】そして、水素ガスは、前記燃料貯蔵手段１
２から、図示されない燃料供給管路を通って、燃料電池
スタック１１の各燃料電池セルに供給される。また、前
記燃料供給管路には、図示されない燃料圧力調整弁、燃
料供給電磁弁、逆止弁及び圧力センサが配設される。そ
して、各燃料電池セルに供給される水素ガスがあらかじ
め設定した一定の圧力に維持されるように、圧力センサ
で前記燃料供給管路内の水素ガスの圧力をモニターしな
がら、燃料圧力調整弁を調節して、水素ガスを燃料貯蔵
手段１２から供給する。なお、前記燃料貯蔵手段１２
は、十分に大きな容量を有し、常に、十分に高い圧力の
水素ガスを供給できる能力を有するものである。

【００３６】そして、燃料電池セルから排出される水素
ガスは、図示されない燃料排出管路を通って大気中へ排
出される。なお、前記水素ガスをそのまま大気中へ排出
せずに、酸素と結合させて水にした後で、排出させるよ
うにしてもよい。また、前記燃料排出管路には、図示さ
れないフィルタ、燃料排出電磁弁、逆止弁等が配設され
る。

【００３７】一方、酸化剤としての空気は、シロッコフ
ァン等から構成される酸化剤供給源としての空気供給フ
ァン２６から、空気導入ダクト２５を通って、燃料電池
スタック１１の上側に取り付けられた空気供給室１７に
供給される。なお、該空気供給室１７内には、水をスプ
レーする水供給ノズルが配設されている。ここで、前記
空気供給ファン２６は、その吹き出し口の位置が空気供
給室１７の最も高い部位よりも高い位置になるように配
設される。そのため、前記空気導入ダクト２５は途中か
ら下方に向かうように折れ曲がった空気流路を形成す
る。なお、空気供給ファン２６の空気導入部分又は空気
導入ダクト２５の途中には空気中の塵埃（じんあい）、
汚染物質、有害成分等を除去するためのフィルタが配設
されることが望ましい。

【００３８】この場合、燃料電池セルに供給される空気
の圧力は大気圧程度の常圧であり、特段加圧される必要
がない。そのため、前記空気供給ファン２６、空気導入
ダクト２５、空気供給室１７、後述される空気排出室１
８、接続マニホールド１９、空気排出ダクト２７Ｌ、２
７Ｒ等は、耐圧性を有する必要がないので構成を簡素化
することができる。

【００３９】また、前記燃料電池セルの下側には、前記
空気流路から排出された空気を排出するための空気排出
室１８が取り付けられる。さらに、該空気排出室１８の
後方には、空気を車両の外部に排出するための接続マニ
ホールド１９が接続される。該接続マニホールド１９
は、複数に分岐して燃料貯蔵手段１２の内部を通過し、
後方に配設された左右の空気排出ダクト２７Ｌ、２７Ｒ
に接続される。

【００４０】なお、前記燃料電池セル内には、図１にお
ける上下方向に延在する多数の空気流路が形成され、該
空気流路の一面が酸素極に接している。そして、該酸素
極の反対側には固体高分子電解質膜を挟んで燃料極が配
設され、該燃料極に接して水素ガスの通路としての燃料
流路が形成されている。

【００４１】また、前記燃料電池スタック１１は、前方
（図における左方）がわずかに下になるように、傾いた
状態で配設される。そして、前記空気供給室１７の上面
は、図１に示されるように、水平になっている。そのた
め、空気導入ダクト２５から送り込まれた酸化剤として
の空気の流路断面が、空気供給室１７の前方から後方へ
向かって狭くなるので、空気はすべての空気流路へ均等
に導入される。なお、前記空気供給室１７の上面の高さ
は、その上を覆うように配設される車室や荷室の床板１
６の高さを低くするために、できる限り低いことが望ま
しい。

【００４２】一方、空気排出室１８の下面も水平になっ
ているので、空気流路から排出された空気の流路断面
が、前記空気排出室１８の前方から後方へ向かって広く
なるので、空気はスムーズに接続マニホールド１９に向
けて排出される。これにより、空気は前記燃料電池セル
の空気流路から、空気排出室１８、接続マニホールド１
９及び左右の空気排出ダクト２７Ｌ、２７Ｒを通って、
大気中に排出される。なお、前記空気排出室１８の下面
も、前記燃料電池スタック１１の取付位置及び車室や荷
室の床板１６の高さを低くするために、できる限り下方
に突出しないことが望ましい。すなわち、前記空気排出
室１８の厚さはできる限り薄いことが望ましい。

【００４３】ところで、前記水供給ノズルからスプレー
された水は、重力及び空気の流れによって、多数の前記
空気流路内に進入する。そして、酸素極を湿潤な状態に
保つので、酸素極と燃料極とに挟まれた固体高分子電解
質膜が良好に機能する。また、燃料である水素と酸化剤
である酸素が結合して水を生成する電気化学反応におい
て、反応熱が発生するが、該反応熱は前記スプレーされ
た水によって吸収される。すなわち、前記スプレーされ
た水は冷却作用も果たすものである。

【００４４】ここで、スプレーされた水は液体の状態、
すなわち、液相であり、反応熱を吸収して気化する。そ
のため、気化潜熱によって空気流路内の酸素極等を冷却
するので、冷却効率が極めて高い。また、常圧の空気中
に液相の水をスプレーするだけなので、前記水供給ノズ
ルは通常のものであってよく、特別の構成を有する必要
がない。

【００４５】そして、前記スプレーされた水は前記空気
流路の下端から、空気とともに排出される。この場合、
液相の水は、そのままの状態で空気排出室１８の底面に
一旦（たん）貯留される。また、空気とともに排出され
た気相の水、すなわち、水蒸気は、空気排出室１８内に
配設された金網、金属ロッド等の部材にトラップされ、
冷却され、凝縮されて液体となる。そして、空気排出室
１８の底面に一旦貯留される。なお、水分を分離した空
気は、前記空気排出室１８に接続された接続マニホール
ド１９を通って外部に排出される。

【００４６】ここで、前記空気排出室１８内の後方下端
部は、水排出管路に接続される。そして、該水排出管路
は排水ポンプ１４の吸引口に連結されているので、空気
排出室１８の底面に一旦貯留された水は、吸い込まれ、
水排出管路を通って排出される。

【００４７】そして、前記排水管を通って排水ポンプ１
４に吸引された水は、該排水ポンプ１４の吐出口に一端
が接続され水タンク１３の上面に他端が接続された水排
出管路を通って、水タンク１３内に流入して貯留され
る。

【００４８】また、前記空気排出ダクト２７Ｌ、２７Ｒ
内にも図示されない凝縮器が配設され、外部に排出され
る空気に含まれる水を凝縮して分離するようになってい
る。そして、分離された水は、図示されない排水管を通
って排水ポンプ１４に吸引され、水タンク１３内に貯留
される。ここで、前記凝縮器は、例えば、金網、金属ロ
ッド等であるが、いかなるものであってもよい。

【００４９】なお、前記水タンク１３に貯留された水
は、図示されない循環ポンプ、水供給管路等を通って水
供給ノズルに再度供給されて、スプレーされる。

【００５０】これにより、水はほとんどがリサイクルさ
れて使用されるので、水の補給量を少なくすることがで
きる。

【００５１】なお、前記蓄電手段としての２次電池は、
いわゆる、バッテリ（蓄電池）であり、鉛蓄電池、ニッ
ケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオ
ン電池、ナトリウム硫黄電池等が一般的であるが、電気
自動車等に使用される高性能鉛蓄電池、リチウムイオン
電池、ナトリウム硫黄電池、ニッケル水素電池等が望ま
しい。

【００５２】例えば、本実施の形態においては、１例と
して、高性能鉛蓄電池を使用する。この場合、開放端子
電圧は約５０〔Ｖ〕であり、約１〔ｋＷ〕の電流を５〜
２０分程度供給することができる程度の容量を有する。

【００５３】なお、前記蓄電手段は、必ずしもバッテリ
でなくてもよく、電気二重層コンデンサのようなコンデ
ンサ（キャパシタ）、フライホイール、超伝導コイル、
畜圧器等のように、エネルギーを電気的に蓄積し放出す
る機能を有するものであれば、いかなる形態のものであ
ってもよい。さらに、これらの中のいずれかを単独で使
用してもよいし、複数のものを組み合わせて使用しても
よい。

【００５４】また、前記燃料電池セルは図示されない負
荷に接続され、発生した電流を前記負荷に供給する。こ
こで、該負荷は、一般的には、駆動制御装置であるイン
バータ装置であり、前記燃料電池セル又はバッテリから
の直流電流を交流電流に変換して、車両の車輪を回転さ
せる駆動モータに供給する。ここで、該駆動モータは発
電機としても機能するものであり、車両の減速運転時に
は、いわゆる、回生電流を発生する。この場合、前記駆
動モータは車輪によって回転させられて発電するので、
前記車輪にブレーキをかける、すなわち、車両の制動装
置（ブレーキ）として機能する。そして、前記回生電流
がバッテリに供給されて該バッテリが充電される。

【００５５】なお、本実施の形態において、燃料電池装
置は図示されない制御手段を有する。該制御手段は、Ｃ
ＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ等の記憶手
段、入出力インターフェイス等を備え、圧力センサ、そ
の他のセンサから燃料電池セルに供給される水素、酸
素、空気等の流量、温度、出力電圧等を検出して、前記
空気供給ファン２６、燃料圧力調整弁、燃料供給電磁
弁、燃料排出電磁弁等の動作を制御する。さらに、前記
制御手段は、他のセンサ及び他の制御装置と連携して、
燃料電池装置の動作を統括的に制御する。

【００５６】このように、本実施の形態においては、燃
料電池スタック１１及び燃料貯蔵手段１２が車両底板１
５と床板１６との間に配設され、かつ、燃料電池スタッ
ク１１の後方に燃料貯蔵手段１２が配設されている。そ
のため、燃料電池装置の全体としての高さを低くして、
車室や荷室の床を低くするとともに車両の最低地上高を
高く保つことができる。

【００５７】また、燃料電池スタック１１及び燃料貯蔵
手段１２が車両フレーム３０の左右のサイドメンバー３
２Ｌ、３２Ｒに固着されている場合、車両フレーム３０
の強度が向上する。また、クロスメンバー３３−１〜３
３−ｎの数を減らすことができ、車両フレーム３０の製
造コストを低くすることができる。

【００５８】さらに、燃料電池スタック１１及び燃料貯
蔵手段１２の幅が車両フレーム３０の左右のサイドメン
バー３２Ｌ、３２Ｒの間隔と等しい寸法であり、ボルト
等の手段によって前記左右のサイドメンバー３２Ｌ、３
２Ｒに着脱自在に固着することができるので、前記燃料
電池スタック１１及び燃料貯蔵手段１２の車両への取り
付け取り外しが容易になる。

【００５９】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００６０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、燃料電池装置においては、車両底板と車室の床板
との間に配設される燃料電池スタックと、前記車両底板
と車室の床板との間であり、かつ、車両前進方向から見
て前記燃料電池スタックの後方に配設される燃料貯蔵手
段とを有する。

【００６１】この場合、燃料電池装置の全体としての高
さを低くして、車室や荷室の床を低くするとともに車両
の最低地上高を高く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における図２のＡ−Ａ矢視
断面図である。

【図２】本発明の実施の形態における車両に搭載された
燃料電池装置の模式平面図である。

【図３】本発明の実施の形態における車両フレームの斜
視図である。

【符号の説明】１１燃料電池スタック１２燃料貯蔵手段１５車両底板１６床板３０車両フレーム３２Ｌ、３２Ｒサイドメンバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3D003 AA19 BB16 CA18 DA01 3D035 AA00 AA01 AA06 5H027 AA00 BA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）車両底板と車室の床板との間に配
設される燃料電池スタックと、（ｂ）前記車両底板と車
室の床板との間であり、かつ、車両前進方向から見て前
記燃料電池スタックの後方に配設される燃料貯蔵手段と
を有する燃料電池装置。
【請求項２】前記車両底板の幅は、車両フレームの幅
方向を規定する一対のサイドメンバーの間隔と等しい寸
法である請求項１又は２に記載の燃料電池装置。
【請求項３】前記燃料電池スタック及び燃料貯蔵手段
の幅は、車両フレームの幅方向を規定する一対のサイド
メンバーの間隔と等しい寸法である請求項１又は２に記
載の燃料電池装置。
【請求項４】前記燃料電池スタック及び燃料貯蔵手段
は、前記車両フレームのサイドメンバーに固着される請
求項２又は３に記載の燃料電池装置。