JP2003219512A - 車載燃料電池のガス排出構造 - Google Patents

車載燃料電池のガス排出構造

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JP2003219512A
JP2003219512A JP2002014123A JP2002014123A JP2003219512A JP 2003219512 A JP2003219512 A JP 2003219512A JP 2002014123 A JP2002014123 A JP 2002014123A JP 2002014123 A JP2002014123 A JP 2002014123A JP 2003219512 A JP2003219512 A JP 2003219512A
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fuel cell
gas
gas discharge
rectifying
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Takahiko Masuda
隆彦 増田
Kenji Kanamori
謙二 金森
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス排出通路および開口部と、車体パネルと
の間を、密閉構造とすることなく、燃料電池からの排出
ガスを車体外部に排出できるようにする。 【解決手段】 燃料電池システムのユニットＦから排出
されるガスは、ユニットＦのケーシング１の後端上部に
形成したガス排出口７から、車体Ｂのサイドパネルに沿
って上方に延びる配管９を経て、ルーフ１５上に設置し
たエアスポイラ１５内に達する。エアスポイラ１５内に
入り込んだ排出ガスは、エアスポイラ１５の車両後端部
に形成してあるガス放出口から外部へ放出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載した
燃料電池ユニットから排出されるガスを、車体外部に排
出するための車載燃料電池のガス排出構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の車載燃料電池のガス排出構造とし
ては、例えば特開２０００−２２５８５３号公報に記載
されたものが知られている。これは、車体の床下に搭載
された燃料電池ユニットから車体のサイドシル内および
ピラー内を通して、サイドルーフレールの車室外側に形
成された開口部に至るガス排出通路を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の車載燃
料電池のガス排出構造は、開口部が直接車室外側に設け
られているので、車体パネルの継ぎ目など、開口部以外
の部位から排出ガスが排出されないように、ガス排出通
路および開口部と、車体パネルとの間を、密閉構造とす
る必要が生じ、車体構造の複雑化を招いている。
【０００４】そこで、この発明は、ガス排出通路および
開口部と、車体パネルとの間を、密閉構造とすることな
く、燃料電池からの排出ガスを車体外部に排出できるよ
うにすることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、車両に搭載した燃料電池ユニッ
トから、車体外側の整流用構造物に設けた開口部に至る
ガス排出通路を有する構成としてある。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記整流用構造物の開口部は、整流用構造物
の表面が負圧になる位置に設けられる構成としてある。
【０００７】請求項３の発明は、請求項２の発明の構成
において、前記整流用構造物の開口部は、整流用構造物
の車両後方側端部に設けられる構成としてある。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれかの発明の構成において、前記整流用構造物内に、
前記燃料電池ユニットから排出されるガスを燃焼させる
触媒を設けた構成としてある。
【０００９】請求項５の発明は、請求項４の発明の構成
において、前記整流用構造物内に外気を導入する吸気孔
を、前記整流用構造物に設けた構成としてある。
【００１０】請求項６の発明は、請求項４または５の発
明の構成において、前記整流用構造物は、脚部を介して
車体に取り付けられる構成としてある。
【００１１】請求項７の発明は、請求項４ないし６のい
ずれかの発明の構成において、前記ガス排出通路は、前
記触媒の車幅方向外側で前記整流用構造物内に連通接続
される一方、前記整流用構造物の開口部は、前記触媒の
車幅方向内側に設定される構成としてある。
【００１２】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、燃料電池ユニ
ットからのガス排出通路に連通する開口部を、車体外側
の整流用構造物に設けたので、ガス排出通路および開口
部と、車体パネルとの間を、密閉構造として車体構造を
複雑化することなく、燃料電池ユニットからの排出ガス
を車体外部へ確実に排出することができる。
【００１３】請求項２の発明によれば、整流用構造物に
導入された排出ガスを、負圧によって車体外部へより確
実に排出させることができる。
【００１４】請求項３の発明によれば、開口部を負圧発
生状態が充分な車両後方側端部に設けたので、負圧によ
る排出ガスの外部への排出作用を高めることができる。
【００１５】請求項４の発明によれば、整流用構造物内
に触媒を設けることで、燃焼後の排出ガスを外部に排出
することができ、この燃焼反応によって温度が上昇する
触媒は、整流用構造物の周囲を流れる走行風などによっ
て冷却性が向上し、触媒の長寿命化を達成することがで
きる。
【００１６】請求項５の発明によれば、吸気孔から導入
される外気により、触媒反応を効果的に機能させること
ができる。
【００１７】請求項６の発明によれば、脚部を介して車
体に取り付けられる整流用構造物は、外気に接触する表
面積が増大するので、内蔵する触媒の冷却性を向上させ
ることができる。
【００１８】請求項７の発明によれば、燃料電池システ
ムからの排出ガスが、整流用構造物内で車幅方向外側か
ら同内側に向けて触媒内を効率よく通過し、触媒反応を
効果的に機能させることができる。
【００１９】請求項８の発明によれば、車体のルーフ後
端に設けた整流用構造物内の触媒を、ルーフ上を流れる
走行風によって確実に冷却することができる。また、触
媒が故障した場合でも、車体の高所であるルーフに配置
してある整流用構造物に開口部を設定してあるので、大
気への排出ガスの放出が確実になされる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。
【００２１】図１は、この発明の実施の一形態を示す車
載燃料電池のガス排出構造を適用した自動車の側面図、
図２は同平面図、図３は同背面図である。上記した自動
車の車体Ｂにおける床下には、燃料電池システムのユニ
ットＦが搭載されている。このユニットＦは、燃料電池
本体を始め、この本体に供給する水素を生成する改質器
や、本体に供給する酸素を含む空気を圧縮する圧縮機な
どがケーシング１に格納されている。
【００２２】上記した燃料電池システムのユニットＦを
車体Ｂの床下に取り付けるに際しては、車体Ｂのアンダ
ボディを構成するサイドメンバ３などを利用してここに
ボルトなどで固定する。ここでのユニットＦは、図３に
示すように、ほぼ車体Ｂの幅を有するので、サイドメン
バ３に、ユニットＦのケーシング１を固定している。
【００２３】ユニットＦのケーシング１は、図４（ａ）
に平面図として示すように、その天井面５にガス排出口
７が複数（ここでは車幅方向両端に１個ずつ全部で２
個）設けられている。天井面５は、図４（ａ）の右側面
図である図４（ｂ）に示すように、中央が低く、車幅方
向外側に向かうに従って徐々に高くなるよう傾斜してお
り、その高くなった上下方向最高面位置における車幅方
向両端部の車両後端部に、上記したガス排出口７が設定
されている。
【００２４】上記した各ガス排出口７には、ガス排出通
路となる配管９が連通接続されている。配管９は、ガス
排出口７からフロアパネルを貫通してサイドメンバ３の
車幅方向内側から、サイドパネル１１に沿って上方に向
けて延設され、ルーフ１３上の車体後端部に引き出され
ている。
【００２５】車体後端部のルーフ１３上には、整流用構
造物としてのエアスポイラ１５が、車幅方向両端の脚部
１７を介して固定されている。エアスポイラ１５および
脚部１７は、図５の断面図で示すように、いずれも中空
に形成され、前記した配管９のルーフ１３上に引き出さ
れた端部が、上記脚部１７内を経てエアスポイラ１５内
に開口している。このため、燃料電池システムのユニッ
トＦのケーシング１から配管９を流れるガスは、エアス
ポイラ１５内に導入される。
【００２６】エアスポイラ１５の車両走行時に負圧が発
生する車両後方側端部には、図３に示すように、車幅方
向中央部にて互いに所定間隔をおいて外部に開放する開
口部としての二つのガス放出口１９が設けられている。
【００２７】なお、上記した図５は、配管９とガス放出
口１９とを便宜上同一断面上となるよう記載してある
が、実際にはこれらは図３に示されているように、車幅
方向に互いにずれた位置にある。
【００２８】このような車載燃料電池のガス排出構造に
よれば、燃料電池システムのユニットＦから排出されて
そのケーシング１内に流出した排出ガス、特に水素は、
ケーシング１内にて最高面位置に形成してあるガス排出
口７から配管９内を上方に向かって流れる。
【００２９】配管９を上昇するガスは、エアスポイラ１
５内に流入し、ガス放出１９から外部に放出される。こ
のとき、ガス放出口１９は、車両走行時にあっては、負
圧が高まる車両後端部に位置しているので、エアスポイ
ラ１５内に導入された排出ガスは、外部へより確実に放
出される。
【００３０】この場合、燃料電池システムのユニットＦ
のケーシング１と、エアスポイラ１５に設けたガス放出
口１９とを配管９で連通接続しているので、燃料電池シ
ステムから排出されるガスは、配管９を経て車体Ｂの外
部のエスポイラ１５内に直接達することになり、排出ガ
スの通路および外部への開口部（ガス放出口１９）と、
車体パネルとの間を密閉構造とする必要がなく、車体構
造の複雑化が回避される。
【００３１】図６は、図３におけるガス放出口１９と脚
部１７との間のエアスポイラ１５内に、燃料電池システ
ムから排出されるガスを燃焼させる触媒２１を設けた例
を示している。触媒２１を設けることで、排出ガスが燃
焼し、比較的水素濃度の高いガスの大気中への放出が回
避される。
【００３２】また、エアスポイラ１５は、脚部１７を介
してルーフ１３上に設置しているので、その上下両面を
走行風が通過することになり、外気に接触する表面積が
増大したものとなっている。このため、停車中はもちろ
んのこと、エアスポイラ１５内に収容した触媒２１は、
この上下両面を通過する走行風によって効果的に冷却さ
れ、触媒２１の長寿命化が達成される。さらに、触媒２
１が故障した場合でも、車体Ｂの高所であるルーフ１３
上に配置してあるエアスポイラ１５にガス放出口１９を
設定してあるので、大気への排出ガスの放出が確実にな
される。
【００３３】また、触媒２１は、エアスポイラ１５内に
おいて、車幅方向外側の配管９と、同内側のガス放出口
１９との間に配置されているので、排出ガスは、エアス
ポイラ１５内で車幅方向外側から同内側に向けて触媒２
１内を効率よく通過し、触媒反応が効果的に機能する。
【００３４】図７は、図６の例に対し、エアスポイラ１
５の車両前方側の端部の下部に吸気孔２３を設けてい
る。この吸気孔２３から導入される外気により、触媒２
１の反応がより効果的に機能する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示す車載燃料電池の
ガス排出構造を適用した自動車の側面図である。
【図２】図１の自動車の平面図である。
【図３】図１の自動車の背面図である。
【図４】（ａ）は、図１の自動車に搭載される燃料電池
システムのユニット平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図
である。
【図５】図１の自動車におけるエアスポイラの断面図で
ある。
【図６】図５のエアスポイラ内に触媒を設けた例を示す
断面図である。
【図７】図６のエアスポイラに吸気孔を設けた例を示す
断面図である。
【符号の説明】
Ｆ ユニット（燃料電池ユニット） Ｂ 車体 ９ 配管（ガス排出通路） １３ ルーフ １５ エアスポイラ（整流用構造物） １７ 脚部 １９ 開口部（ガス放出口） ２１ 触媒 ２３ 吸気孔
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D035 AA03 BA01 5H027 AA02 DD00 5H115 PA08 PG04 PI18 PU01 SE06 TR19 TU20 UI35 UI40

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両に搭載した燃料電池ユニットから、
    車体外側の整流用構造物に設けた開口部に至るガス排出
    通路を有することを特徴とする車載燃料電池のガス排出
    構造。
  2. 【請求項２】 前記整流用構造物の開口部は、整流用構
    造物の表面が負圧になる位置に設けられていることを特
    徴とする請求項１記載の車載燃料電池のガス排出構造。
  3. 【請求項３】 前記整流用構造物の開口部は、整流用構
    造物の車両後方側端部に設けられていることを特徴とす
    る請求項２記載の車載燃料電池のガス排出構造。
  4. 【請求項４】 前記整流用構造物内に、前記燃料電池ユ
    ニットから排出されるガスを燃焼させる触媒を設けたこ
    とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車
    載燃料電池のガス排出構造。
  5. 【請求項５】 前記整流用構造物内に外気を導入する吸
    気孔を、前記整流用構造物に設けたことを特徴とする請
    求項４記載の車載燃料電池のガス排出構造。
  6. 【請求項６】 前記整流用構造物は、脚部を介して車体
    に取り付けられていることを特徴とする請求項４または
    ５記載の車載燃料電池のガス排出構造。
  7. 【請求項７】 前記ガス排出通路は、前記触媒の車幅方
    向外側で前記整流用構造物内に連通接続される一方、前
    記整流用構造物の開口部は、前記触媒の車幅方向内側に
    設定されていることを特徴とする請求項４ないし６のい
    ずれかに記載の車載燃料電池のガス排出構造。
  8. 【請求項８】 前記整流用構造物は、車体のルーフ後端
    部に設けられていることを特徴とする請求項６または７
    記載の車載燃料電池のガス排出構造。
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