JP2004161057A - Ventilation structure for fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ventilation structure for a fuel cell vehicle that can ventilate the periphery of a hydrogen tank with a simple configuration. <P>SOLUTION: In the ventilation structure for a fuel cell automobile 1 where a fuel cell system box 4 containing a fuel cell stack 5 is mounted under a floor panel 3 together with a hydrogen tank 7, ventilation flow that has ventilated the inside of the box 4 is discharged by passing over the hydrogen tank 7. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料電池が収容される燃料電池ボックスと水素タンクとをフロアパネル下に搭載する燃料電池車両の換気構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水素ガスと空気等の酸化剤ガスとを反応ガスとして使用し、これらを電気化学反応させることで発電する燃料電池を搭載した燃料電池自動車が実車化の方向で検討されている。このような燃料電池自動車は、その運転によって排出するものが純水のみとなるため、環境への影響が少なく、次世代の自動車として大いに注目されている。
上記のような燃料電池自動車では、燃料電池をボックスに収容した状態でフロアパネル下に搭載することが多いが、ボックスを密封すると燃料電池の周辺に水素ガスが滞留することがあるので、例えばボックスに排出経路を接続して水素ガスを大気に拡散させるという換気構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２２５８５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フロアパネル下には、水素ガスを蓄える水素タンクが配置されていることが一般的である。水素タンクの周辺は通常は開放されているが、例えば水素タンクとフロアパネルとの間は換気性が悪く、このような部位を必要に応じて換気する換気系を設けることが検討されている。
しかしながら、上記のような水素タンク用の換気系を新たに設けることは部品点数及び車両重量を大幅に増加させることとなり、その使用頻度を考慮すると効率的ではないため、簡易な構成によって水素タンク周辺の換気を実現させることが要望されている。
そこで、この発明は、水素タンク周辺の換気を、簡易な構成で行うことができる燃料電池車両の換気構造を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、燃料電池（例えば実施の形態における燃料電池スタック５）が収容される燃料電池ボックス（例えば実施の形態における燃料電池システムボックス４）と水素タンク（例えば実施の形態における水素タンク７）とをフロアパネル（例えば実施の形態におけるフロアパネル３）下に搭載する燃料電池車両（例えば実施の形態における燃料電池自動車１）の換気構造であって、前記燃料電池ボックス内を換気した換気流を、前記水素タンクの上方を流通させるように排出することを特徴とする燃料電池車両の換気構造を提供する。
【０００６】
この構成によれば、燃料電池ボックスから排出される換気流を、水素タンクの上方を流通させるように排出することのみで、水素タンクとフロアパネルとの間に水素ガスが滞留することを防止することができる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、燃料電池（例えば実施の形態における燃料電池スタック５）が収容される燃料電池ボックス（例えば実施の形態における燃料電池システムボックス４）と、該燃料電池ボックスの後方に配置される水素タンク（例えば実施の形態における水素タンク７）とをフロアパネル（例えば実施の形態におけるフロアパネル３）下に搭載する燃料電池車両（例えば実施の形態における燃料電池自動車１）の換気構造であって、前記燃料電池ボックスの後部に排気ダクト（例えば実施の形態における排気ダクト１６）を設け、該排気ダクトを介して、前記燃料電池ボックス内を換気した換気流を、前記水素タンクの上方を流通させるように排出することを特徴とする燃料電池車両の換気構造を提供する。
【０００８】
この構成によれば、燃料電池ボックス内を換気した換気流を、燃料電池ボックスの後方に配置される水素タンクの上方を流通させるように排出する排気ダクトを設けることのみで、水素タンクとフロアパネルとの間であって換気性の悪い部位に水素ガスが滞留することを防止することができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、前記燃料電池ボックスの前部に換気流の導入口（例えば実施の形態における導入口１３）を設けると共に、前記燃料電池ボックスの後部両側に燃料電池ボックス内からの換気流の送出口（例えば実施の形態における送出口１５）を設け、該送出口に前記排気ダクトを接続したことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池車両の換気構造を提供する。
【００１０】
この構成によれば、燃料電池ボックス内を流通する換気流を、燃料電池ボックスの前部に設けられた導入口から後部両側に設けられた送出口に向かって広がるように流通させることができ、燃料電池ボックス内の換気性能が向上する。そして、燃料電池ボックス内を換気した換気流を、排気ダクトを介して排出することができる。
【００１１】
請求項４に記載した発明は、前記排気ダクトが、上下方向に蛇行する蛇行部（例えば実施の形態における蛇行部２０，２１）を有し車幅方向に延設されるダクト本体（例えば実施の形態におけるダクト本体２２）と、前記送出口に接続される接続口（例えば実施の形態における接続口２３）と、車幅方向中央近傍に設けられる換気流の排出口（例えば実施の形態における排出口１７）とを備え、前記蛇行部の谷部（例えば実施の形態における谷部２６，２７）に排水孔（例えば実施の形態における排水孔３０，３１）を設けたことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池車両の換気構造を提供する。
【００１２】
この構成によれば、燃料電池ボックスの後部両側に設けられた送出口から送出される換気流を導いて、車幅方向中央近傍の排出口より排出することができる。そして、排気ダクトの排出口から排気ダクト内に水が浸入しても、その水がダクト本体の蛇行部の谷部に溜まると共に排水孔より排気ダクトの外部に排出されるため、排気ダクトの接続口側への水の移行を阻止することができる。
【００１３】
【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いて説明する。
図１において、１は燃料電池自動車であって、その車体２の車室部分のフロアパネル３下には、燃料電池システムボックス（燃料電池ボックス）４が搭載されている。この燃料電池システムボックス４は、燃料電池スタック（燃料電池）５及びこれを覆う燃料電池スタックボックス６、並びに燃料電池スタック５に関連する補機類が収容されたものである。燃料電池システムボックス４の後方であってフロアパネル３下には、水素ガスを蓄える二つの水素タンク７，７が前後方向で隣接配置されており、燃料電池スタック５は、各水素タンク７から供給される水素ガスと、ボンネット８下に搭載された駆動系ユニット９内のスーパーチャージャーから供給される空気（酸化剤ガス）とを電気化学反応させることで発電し、その電力が駆動系ユニット９内のモータに供給されることで、燃料電池自動車１が走行可能となっている。
【００１４】
ボンネット８と駆動系ユニット９との間には、外気導入用のファン１０ａを備えるファンケース１０が配置され、このファンケース１０の後部から延出される外気導入経路１１が燃料電池システムボックス４の前部に接続されて、燃料電池システムボックス４内に外気が導入可能となっている。燃料電池システムボックス４内に導入された外気は換気流となって燃料電池システムボックス４内を流通した後、燃料電池システムボックス４の後部から車体後方に向かって排出されるようになっている。
【００１５】
図２に示すように、燃料電池システムボックス４の前壁１２には、その車幅方向右側部に前記外気導入経路１１が接続される導入口１３が設けられている。また、燃料電池システムボックス４の後壁１４には、その車幅方向両側部に燃料電池システムボックス４内を流通した換気流の送出口１５，１５が設けられている。そして、燃料電池システムボックス４の後壁１４の外側には、送出口１５，１５と各々接続されて車幅方向内側に向かって延びる排気ダクト１６，１６が設けられている。各排気ダクト１６の車幅方向中央付近には、後方に向かって換気流を排出する排出口１７が各々設けられており、燃料電池システムボックス４から送出された換気流は、各排気ダクト１６を介して車幅方向中央付近の後方に向かって排出されるようになっている。
【００１６】
ここで、水素タンク７，７は各々略円筒状に形成されるもので、これらが車幅方向と平行に軸線Ｃを配置し、互いに車幅方向及び高さ方向の位置を合わせて前後方向に位置をずらした状態で車体２に固定されている。各水素タンク７には、これらを車体２に固定するための二つのバンド１８，１８が、軸線Ｃ方向、つまり車幅方向に位置をずらした状態で、各水素タンク７の外周部に巻回されている。各バンド１８には図示しない締結部等が設けられており、水素タンク７の径方向での厚さを有している都合上、各水素タンク７とフロアパネル３との間であって各バンド１８で挟まれた部位は、各バンド１８の外側の部位と比較して自然換気され難い構造となっている。
【００１７】
燃料電池システムボックス４内を流通する換気流は、前壁１２の導入口１３から後壁１４の各送出口１５に向かうため、燃料電池システムボックス４内を車幅方向に広がるように流通するようになっている。すなわち、図２の破線矢印Ａで示すように、燃料電池システムボックス４の前壁１２右側部に設けられた導入口１３から、燃料電池システムボックス４の後壁１４両側部に設けられた送出口１５，１５に向かって広がりながら、かつ燃料電池スタックボックス６の左右の間隙を縫うように流通することとなる。
【００１８】
また、燃料電池システムボックス４内を流通する換気流は、図３に示すように、前壁１２の導入口１３から後壁１４の各送出口１５に向かうため、燃料電池システムボックス４内をその上下に渡って流通するようになっている。すなわち、図３の破線矢印Ｂで示すように、燃料電池システムボックス４の前壁１２下部に設けられた導入口１３から、燃料電池システムボックス４の後壁１４上部に設けられた送出口１５に向かって、燃料電池スタックボックス６の上下の間隙を縫うように流通することとなる。
ここで、各排気ダクト１６の排出口１７は、水素タンク７の軸線Ｃよりも高い位置に設けられており、前側の水素タンク７における外周面１９の上部に向かって換気流を排出するようになっている。
【００１９】
図４に示すように、燃料電池システムボックス４の後部に設けられる各排気ダクト１６は、上下方向に蛇行する二つの蛇行部２０，２１を有し車幅方向に延設されるダクト本体２２と、燃料電池システムボックス４の送出口１５に接続される接続口２３と、車幅方向中央近傍で後方に向かって開口する排出口１７とを備えている。排気ダクト１６の接続口２３と排出口１７とは略同一高さに配設され、これらの間を略水平に延びる中空のダクト本体２２が繋いでいる。なお、各排気ダクト１６は、図示しないフランジ部を有し、ボルト等によって燃料電池システムボックス４の後部に取り付けられている。
【００２０】
そして、ダクト本体２２に設けられる蛇行部２０，２１は、ダクト本体２２の換気流経路の一部を下方へ突出するように変化させるＶ字型に形成されている。これら各蛇行部２０，２１を設けたことにより、ダクト本体２２の上部内壁には二箇所の山部２４，２５が突出成形され、これら山部２４，２５が排気ダクト１６内を流通する換気流と干渉することとなる。また、ダクト本体２２の下部内壁には、山部２４，２５に対応する谷部２６，２７が陥没成形され、これら谷部２６，２７の底部２８，２９には各々ドレンパイプ３０ａ，３１ａを有する排水孔３０，３１が設けられている。ここで、車幅方向外側に位置する蛇行部２１は、車幅方向内側に位置する蛇行部２０と比較して大型でかつ相似形状のＶ字型に形成されている。また、蛇行部２１の谷部２７に設けられるドレンパイプ３１ａは、その先端側が車幅方向外側に指向している。
【００２１】
各ダクト本体２２は、その車幅方向外側端が側壁３２で閉塞されると共に、接続口２３の下方に向かって屈曲するように経路３３が形成され、この経路３３の下端には、ダクト本体２２の内径を拡張するように形成された水溜り室３４が接続されている。この水溜り室３４は、底部３５と側壁部３６、３６とを有する略箱型に形成されており、かつ、その底部３５には、各谷部２６，２７の底部２８．２９と同様、排水孔３７及びドレンパイプ３７ａが設けられている。
【００２２】
次に、作用について説明する。
まず、燃料電池自動車１のイグニッションをＯＮにする等の動作により、燃料電池スタック５が発電を開始すると、必要に応じてファンケース１０のファン１０ａが作動し、外気導入経路１１を介して燃料電池システムボックス４に外気が導入される。そして、この外気が換気流となって燃料電池システムボックス４内部の換気が行われる。
【００２３】
このとき、燃料電池システムボックス４内を流通する換気流は、燃料電池システムボックス４の前壁１２下部の右側部に設けられた導入口１３から、燃料電池システムボックス４の後壁１４上部の両側部に設けられた送出口１５，１５に向かって、車幅方向で広がりかつ上下に渡って流通するため、燃料電池スタックボックス６の周辺の間隙にも換気流が流通し、燃料電池システムボックス４内の換気性が向上している。
【００２４】
燃料電池システムボックス４から送出される換気流は、図２の破線矢印Ｄで示すように、排気ダクト１６，１６を介して車幅方向中央付近の後方に向かって排出される。このとき、各排気ダクト１６の排出口１７が水素タンク７における軸線Ｃよりも高い位置に設けられているため、排出された換気流は、図３の破線矢印Ｅで示すように、その後方に位置する前側の水素タンク７における外周面１９に沿うように上方に受け流され、その結果、換気流が水素タンク７の上方、つまり水素タンク７とフロアパネル３との間を流通することとなる。
【００２５】
水素タンク７とフロアパネル３との間であって、水素タンク７を車体２に固定する各バンド１８の外側の部位、つまり車幅方向外側の部位は換気性が良好である一方、各バンド１８の内側の部位、つまり車幅方向中央付近は比較的換気性が悪く、水素ガスが滞留し易くなっているが、この部位に燃料電池システムボックス４からの排気換気流を流通させることで、水素ガスが滞留することを防止することができる。
したがって、燃料電池システムボックス４から排出される換気流を導く排気ダクト１６を設けることのみで、水素タンク７周辺全域を良好に換気することができる。
【００２６】
また、排気ダクト１６の排出口１７がフロアパネル３下で開口しているため、雨水等の水が排出口１７から排気ダクト１６内に浸入することがあるが、このとき、排気ダクト１６内に浸入した水がダクト本体２２に形成される蛇行部２０の山部２４に衝突することで、浸入した水が滴下し、その水が谷部２６に受け止められ、排水孔３０より排気ダクト１６外部に排出される。また、蛇行部２０よりもさらに車幅方向外側、つまり燃料電池システムボックス４の送出口１５側に水が移行したとしても、比較的大型に形成される蛇行部２１により、前記蛇行部２０と同様にかつより確実に水が排気ダクト１６外部に排出される。ここで、蛇行部２１の谷部２７に設けられるドレンパイプ３１ａは、その先端側が車幅方向外側に指向しているため、排出口１７から浸入した水の進行方向にドレンパイプ３１ａが指向することとなり、水の排出性が高まっている。
【００２７】
そして、蛇行部２１よりもさらに車幅方向外側に水が移行した場合でも、ダクト本体２２の車幅方向外側端に形成される側壁３２に衝突して滴下し、接続口２３の下方に向かって形成される経路３３を通じて水溜り室３４に受け止められ、排水孔３７より排気ダクト１６外部に排出されることとなる。
したがって、車幅方向に延びる排気ダクト１６の形状を有効利用して、燃料電池システムボックス４内への水の浸入を確実に防止することができる。
【００２８】
上記実施の形態によれば、燃料電池システムボックス４から排出される換気流を、水素タンク７とフロアパネル３との間であって車幅方向中央付近に流通するように導く排気ダクト１６を設けることのみで、水素タンク７周辺の水素ガスの滞留を防止することができる。すなわち、部品点数及び車両重量の増加を抑えた上で、水素タンク７周辺の換気を良好に行うことができる。
【００２９】
また、燃料電池システムボックス４内を流通する換気流が、前壁１２下部の右側部に設けられた導入口１３から後壁１４上部の両側部に設けられた送出口１５，１５に向かって、車幅方向で広がりかつ上下に渡って流通するため、燃料電池システムボックス４内の換気を良好に行うことができる。
【００３０】
さらに、車幅方向に延びる排気ダクト１６を有効利用し、ダクト本体２２に蛇行部２０，２１及び水溜り室３４を設けることで、排出口１７から排気ダクト１６内に浸入した水が確実に外部に排出され、燃料電池システムボックス４内への水の浸入を確実に防止することができる。
【００３１】
なお、この発明は上記実施の形態に限られるものではなく、例えば、燃料電池システムボックス４の換気流の導入口１３を両側部に設け、送出口１５を一箇所として、排気ダクト１６の数を削減することもできる。また、左右の排気ダクト１６，１６を一体化した構成としてもよい。
さらに、排気ダクト１６の接続口２３と排出口１７とを異なる高さとなるように設けてもよい。また、排出口１７を水素タンク７の軸線Ｃよりも高い位置に設けなくとも、換気流の排出方向を斜め上後方とすることで、水素タンク７の上方を流通させるようにしてもよい。
そして、排気ダクト１６の蛇行部２０，２１及び水溜り室３４等の構成は一例であり、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはいうまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、燃料電池ボックスから排出される換気流を、水素タンクの上方を流通させるように排出することのみで、水素タンクとフロアパネルとの間に水素ガスが滞留することを防止することができるため、部品点数及び車両重量の増加を抑えて、水素タンク周辺の換気を良好に行うことができる。
【００３３】
請求項２に記載した発明によれば、燃料電池ボックス内を換気した換気流を、燃料電池ボックスの後方に配置される水素タンクの上方を流通させるように排出する排気ダクトを設けることのみで、水素タンクとフロアパネルとの間であって換気性の悪い部位に水素ガスが滞留することを防止することができるため、簡易な構成により水素タンク周辺の換気を良好に行うことができる。
【００３４】
請求項３に記載した発明によれば、燃料電池ボックス内を流通する換気流を、燃料電池ボックスの前部に設けられた導入口から後部両側に設けられた送出口に向かって広がるように流通させることで、燃料電池ボックス内の換気を良好に行うことができる。そして、燃料電池ボックス内を換気した換気流を、排気ダクトを介して、所望の部位に排出することができる。
【００３５】
請求項４に記載した発明によれば、燃料電池ボックスの後部両側に設けられた送出口から送出される換気流を、排気ダクトを介して、車幅方向中央近傍の排出口より排出することができる。そして、排出口から排気ダクト内に水が浸入しても、車幅方向に延びる排気ダクトを有効利用して、水をダクト本体の蛇行部の谷部に溜めると共に排水孔より排気ダクトの外部に排出できるため、排気ダクトの接続口側への水の移行を阻止して、燃料電池ボックス内への水の浸入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における燃料電池自動車の側面説明図である。
【図２】燃料電池システムボックス及び水素タンクの上面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】燃料電池システムボックスの後面図である。
【符号の説明】
１ 燃料電池自動車（燃料電池車両）
４ 燃料電池システムボックス（燃料電池ボックス）
３ フロアパネル
５ 燃料電池スタック（燃料電池）
７ 水素タンク
１３ 導入口
１５ 送出口
１６ 排気ダクト
１７ 排出口
２０，２１ 蛇行部
２２ ダクト本体
２３ 接続口
２６，２７ 谷部
３０，３１ 排水孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ventilation structure for a fuel cell vehicle in which a fuel cell box containing a fuel cell and a hydrogen tank are mounted below a floor panel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell that generates electricity by using hydrogen gas and an oxidizing gas such as air as a reaction gas and causing an electrochemical reaction thereof has been studied in the direction of realization of a vehicle. Since such fuel cell vehicles emit only pure water during operation, they have little influence on the environment and are attracting much attention as next-generation vehicles.
In the above-described fuel cell vehicle, the fuel cell is often mounted under the floor panel in a state where the fuel cell is housed in a box.However, if the box is sealed, hydrogen gas may stagnate around the fuel cell. A ventilating structure has been proposed in which an exhaust path is connected to the gas to diffuse hydrogen gas into the atmosphere (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-225853
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is common that a hydrogen tank for storing hydrogen gas is arranged below the floor panel. The periphery of the hydrogen tank is usually open, but for example, the ventilation between the hydrogen tank and the floor panel is poor, and it has been studied to provide a ventilation system for ventilating such a part as necessary.
However, providing a new ventilation system for the hydrogen tank as described above greatly increases the number of parts and the weight of the vehicle, and is not efficient in consideration of the frequency of use. There is a demand for realizing ventilation.
Therefore, the present invention provides a ventilation structure for a fuel cell vehicle that can perform ventilation around a hydrogen tank with a simple configuration.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above problem, the invention described in claim 1 is a fuel cell box (for example, the fuel cell system box 4 in the embodiment) in which a fuel cell (for example, the fuel cell stack 5 in the embodiment) is housed, and hydrogen. A ventilation structure of a fuel cell vehicle (for example, the fuel cell vehicle 1 in the embodiment) in which a tank (for example, the hydrogen tank 7 in the embodiment) and a floor panel (for example, the floor panel 3 in the embodiment) are mounted below the floor panel, A ventilation structure for a fuel cell vehicle is provided, wherein a ventilation flow that ventilates the inside of the fuel cell box is discharged so as to flow above the hydrogen tank.
[0006]
According to this configuration, it is possible to prevent the hydrogen gas from remaining between the hydrogen tank and the floor panel only by discharging the ventilation flow discharged from the fuel cell box so as to flow above the hydrogen tank. be able to.
[0007]
According to the invention described in claim 2, a fuel cell box (for example, the fuel cell system box 4 in the embodiment) in which a fuel cell (for example, the fuel cell stack 5 in the embodiment) is accommodated, and Ventilation structure of a fuel cell vehicle (for example, fuel cell vehicle 1 in the embodiment) in which a hydrogen tank (for example, hydrogen tank 7 in the embodiment) to be arranged is mounted under a floor panel (for example, floor panel 3 in the embodiment). An exhaust duct (for example, the exhaust duct 16 in the embodiment) is provided at a rear portion of the fuel cell box, and a ventilation flow that ventilates the inside of the fuel cell box through the exhaust duct is provided above the hydrogen tank. And a ventilating structure for a fuel cell vehicle, characterized in that the ventilation structure is discharged so as to circulate.
[0008]
According to this configuration, the hydrogen tank and the floor panel are provided only by providing an exhaust duct that discharges the ventilation flow that ventilates the inside of the fuel cell box so as to flow above the hydrogen tank disposed behind the fuel cell box. And that hydrogen gas can be prevented from staying in a part with poor ventilation.
[0009]
According to the invention described in claim 3, a ventilation flow inlet (for example, the inlet 13 in the embodiment) is provided at the front of the fuel cell box, and the inside of the fuel cell box is provided at both sides at the rear of the fuel cell box. 3. The ventilation structure for a fuel cell vehicle according to claim 2, wherein a ventilation flow outlet (for example, the outlet 15 in the embodiment) is provided, and the exhaust duct is connected to the outlet.
[0010]
According to this configuration, the ventilation flow flowing through the fuel cell box can be distributed so as to spread from the inlet provided at the front of the fuel cell box toward the outlet provided at both sides at the rear, The ventilation performance in the fuel cell box is improved. And the ventilation flow which ventilated the inside of the fuel cell box can be discharged through the exhaust duct.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the exhaust duct has a meandering portion meandering in the vertical direction (for example, meandering portions 20 and 21 in the embodiment) and a duct main body extending in the vehicle width direction (for example, the embodiment). Duct 22 in the embodiment, a connection port connected to the outlet (for example, the connection port 23 in the embodiment), and a vent of the ventilation flow provided near the center in the vehicle width direction (for example, the discharge port in the embodiment) 17), and a drain hole (for example, the drain hole 30, 31 in the embodiment) is provided in a valley portion (for example, the valley portion 26, 27 in the embodiment) of the meandering portion. 3. A ventilation structure for a fuel cell vehicle according to (1).
[0012]
According to this configuration, it is possible to guide the ventilation flow sent out from the outlets provided on both sides of the rear part of the fuel cell box, and to discharge the air from the outlet near the center in the vehicle width direction. Then, even if water enters the exhaust duct from the outlet of the exhaust duct, the water accumulates in the valley of the meandering part of the duct body and is discharged from the exhaust duct to the outside of the exhaust duct, so that the connection of the exhaust duct is performed. Water transfer to the mouth can be prevented.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel cell vehicle, and a fuel cell system box (fuel cell box) 4 is mounted below a floor panel 3 in a cabin portion of a vehicle body 2. The fuel cell system box 4 houses a fuel cell stack (fuel cell) 5, a fuel cell stack box 6 covering the fuel cell stack, and accessories related to the fuel cell stack 5. Behind the fuel cell system box 4 and below the floor panel 3, two hydrogen tanks 7, 7 for storing hydrogen gas are arranged adjacently in the front-rear direction, and the fuel cell stack 5 is supplied from each hydrogen tank 7. The generated hydrogen gas and an air (oxidizing gas) supplied from a supercharger in a drive system unit 9 mounted under the hood 8 generate an electrochemical reaction, thereby generating power. , The fuel cell vehicle 1 can run.
[0014]
A fan case 10 having a fan 10a for introducing outside air is disposed between the hood 8 and the drive system unit 9, and an outside air introduction path 11 extending from the rear of the fan case 10 is provided in front of the fuel cell system box 4. , So that outside air can be introduced into the fuel cell system box 4. The outside air introduced into the fuel cell system box 4 flows through the fuel cell system box 4 as a ventilation flow, and is then discharged from the rear of the fuel cell system box 4 toward the rear of the vehicle body.
[0015]
As shown in FIG. 2, the front wall 12 of the fuel cell system box 4 is provided with an inlet 13 to which the outside air introduction path 11 is connected at the right side in the vehicle width direction. On the rear wall 14 of the fuel cell system box 4, ventilation outlets 15, 15 circulating in the fuel cell system box 4 are provided on both sides in the vehicle width direction. Outside the rear wall 14 of the fuel cell system box 4, exhaust ducts 16, 16 connected to the outlets 15, 15 and extending inward in the vehicle width direction are provided. In the vicinity of the center of each exhaust duct 16 in the vehicle width direction, an exhaust port 17 for exhausting the ventilation flow toward the rear is provided, and the ventilation flow sent from the fuel cell system box 4 allows each exhaust duct 16 to pass through the exhaust duct 16. The air is discharged toward the rear near the center in the vehicle width direction.
[0016]
Here, the hydrogen tanks 7, 7 are each formed in a substantially cylindrical shape, and these are arranged with an axis C parallel to the vehicle width direction, and are aligned in the vehicle width direction and the height direction with each other in the front-rear direction. It is fixed to the vehicle body 2 with its position shifted. In each hydrogen tank 7, two bands 18, 18 for fixing these to the vehicle body 2 are wound around the outer peripheral portion of each hydrogen tank 7 with their positions shifted in the direction of the axis C, that is, in the vehicle width direction. Have been. Each band 18 is provided with a fastening portion or the like (not shown), and has a thickness in the radial direction of the hydrogen tank 7, so that each band 18 is provided between the hydrogen tank 7 and the floor panel 3. The portion sandwiched by the 18 has a structure that is less likely to be naturally ventilated as compared to the portion outside each band 18.
[0017]
The ventilation flow flowing through the inside of the fuel cell system box 4 flows from the inlet 13 of the front wall 12 to each of the outlets 15 of the rear wall 14 so as to flow in the fuel cell system box 4 so as to spread in the vehicle width direction. It has become. That is, as shown by a broken line arrow A in FIG. 2, an inlet 13 provided on the right side of the front wall 12 of the fuel cell system box 4, and an outlet provided on both sides of the rear wall 14 of the fuel cell system box 4. The fuel cells are distributed so as to sew in the left and right gaps of the fuel cell stack box 6 while expanding toward 15, 15.
[0018]
As shown in FIG. 3, the ventilation flow flowing through the fuel cell system box 4 goes from the inlet 13 of the front wall 12 to each of the outlets 15 of the rear wall 14. It is distributed vertically. That is, as shown by the dashed arrow B in FIG. 3, the inlet 13 provided at the lower part of the front wall 12 of the fuel cell system box 4 is connected to the outlet 15 provided at the upper part of the rear wall 14 of the fuel cell system box 4. Toward, the fuel cell stack box 6 circulates so as to sew the upper and lower gaps.
Here, the outlet 17 of each exhaust duct 16 is provided at a position higher than the axis C of the hydrogen tank 7 so that the ventilation flow is discharged toward the upper part of the outer peripheral surface 19 of the hydrogen tank 7 on the front side. Has become.
[0019]
As shown in FIG. 4, each exhaust duct 16 provided at the rear part of the fuel cell system box 4 has two meandering portions 20 and 21 meandering in the vertical direction, and a duct main body 22 extending in the vehicle width direction. A connection port 23 connected to the delivery port 15 of the fuel cell system box 4 and a discharge port 17 opening rearward near the center in the vehicle width direction. The connection port 23 and the discharge port 17 of the exhaust duct 16 are arranged at substantially the same height, and a hollow duct body 22 extending substantially horizontally is connected between them. Each exhaust duct 16 has a flange (not shown) and is attached to the rear of the fuel cell system box 4 by bolts or the like.
[0020]
The meandering portions 20 and 21 provided in the duct main body 22 are formed in a V-shape that changes a part of the ventilation flow path of the duct main body 22 so as to protrude downward. By providing these meandering portions 20 and 21, two peaks 24 and 25 are formed on the upper inner wall of the duct main body 22 so as to protrude, and these peaks 24 and 25 are formed by the ventilation flow flowing through the exhaust duct 16. Will interfere. On the lower inner wall of the duct body 22, valleys 26 and 27 corresponding to the hills 24 and 25 are formed by depression, and the bottoms 28 and 29 of the valleys 26 and 27 have drain pipes 30a and 31a, respectively. Drain holes 30 and 31 are provided. Here, the meandering portion 21 located on the outside in the vehicle width direction is formed in a V-shape that is large and similar in shape to the meandering portion 20 located on the inside in the vehicle width direction. Further, the drain pipe 31a provided in the valley portion 27 of the meandering portion 21 has its tip end directed outward in the vehicle width direction.
[0021]
Each duct body 22 has a vehicle width direction outer end closed by a side wall 32 and a path 33 formed so as to bend downward below the connection port 23. Is connected to a puddle chamber 34 formed so as to extend the inner diameter of the water reservoir. The sump chamber 34 is formed in a substantially box shape having a bottom 35 and side walls 36, 36, and the bottom 35 has a drainage like the bottom 28.29 of each valley 26, 27. A hole 37 and a drain pipe 37a are provided.
[0022]
Next, the operation will be described.
First, when the fuel cell stack 5 starts power generation by an operation such as turning on the ignition of the fuel cell vehicle 1, the fan 10 a of the fan case 10 operates as required, and the fuel cell Outside air is introduced into the system box 4. Then, the outside air becomes a ventilation flow, and ventilation inside the fuel cell system box 4 is performed.
[0023]
At this time, the ventilation flow flowing through the inside of the fuel cell system box 4 flows from the inlet 13 provided on the right side of the lower part of the front wall 12 of the fuel cell system box 4 to both sides of the upper part of the rear wall 14 of the fuel cell system box 4. Since the air flow is widened in the vehicle width direction and flows up and down toward the outlets 15 provided in the section, the ventilation flow also flows through the gap around the fuel cell stack box 6 and the fuel cell system box 4 The ventilation inside is improved.
[0024]
The ventilation flow sent out from the fuel cell system box 4 is exhausted toward the rear near the center in the vehicle width direction through the exhaust ducts 16, 16 as indicated by the dashed arrow D in FIG. At this time, since the discharge port 17 of each exhaust duct 16 is provided at a position higher than the axis C in the hydrogen tank 7, the discharged ventilation flow flows backward as indicated by the dashed arrow E in FIG. The water is diverted upward along the outer peripheral surface 19 of the located front hydrogen tank 7, so that the ventilation flow flows above the hydrogen tank 7, that is, between the hydrogen tank 7 and the floor panel 3. .
[0025]
A portion between the hydrogen tank 7 and the floor panel 3 and outside each band 18 for fixing the hydrogen tank 7 to the vehicle body 2, that is, a portion outside the vehicle width direction has good ventilation, while each band 18 The inside of the vehicle, that is, the vicinity of the center in the vehicle width direction has relatively poor ventilation, and the hydrogen gas is easily retained. However, by flowing the exhaust ventilation flow from the fuel cell system box 4 to the The stagnation of gas can be prevented.
Therefore, only by providing the exhaust duct 16 for guiding the ventilation flow discharged from the fuel cell system box 4, the entire area around the hydrogen tank 7 can be well ventilated.
[0026]
Further, since the discharge port 17 of the exhaust duct 16 is opened below the floor panel 3, water such as rainwater may enter the exhaust duct 16 from the discharge port 17. The intruded water collides with the peak 24 of the meandering portion 20 formed in the duct main body 22, so that the intruded water drops, and the water is received by the valley 26, and is discharged from the drain hole 30 to the outside of the exhaust duct 16. Is discharged. Further, even if the water moves further outward in the vehicle width direction than the meandering portion 20, that is, toward the outlet 15 side of the fuel cell system box 4, the meandering portion 21 which is formed to be relatively large has the same effect as the meandering portion 20. The water is discharged to the outside of the exhaust duct 16 more reliably. Here, the drain pipe 31a provided in the valley portion 27 of the meandering portion 21 has the tip side directed outward in the vehicle width direction, and therefore, the drain pipe 31a is directed in the traveling direction of the water that has entered from the discharge port 17. And the drainage of water is increasing.
[0027]
Then, even when the water moves further outward in the vehicle width direction than the meandering portion 21, the water collides with the side wall 32 formed at the vehicle width direction outer end of the duct main body 22, and drips downward toward the connection port 23. The water is received by the puddle chamber 34 through the formed path 33 and discharged to the outside of the exhaust duct 16 through the drain hole 37.
Therefore, the infiltration of water into the fuel cell system box 4 can be reliably prevented by effectively utilizing the shape of the exhaust duct 16 extending in the vehicle width direction.
[0028]
According to the above embodiment, the exhaust duct 16 is provided to guide the ventilation flow discharged from the fuel cell system box 4 to flow between the hydrogen tank 7 and the floor panel 3 and near the center in the vehicle width direction. Only by this, the stagnation of hydrogen gas around the hydrogen tank 7 can be prevented. That is, it is possible to satisfactorily ventilate around the hydrogen tank 7 while suppressing an increase in the number of parts and the weight of the vehicle.
[0029]
Further, the ventilation flow flowing through the fuel cell system box 4 flows from the inlet 13 provided on the right side below the front wall 12 to the outlets 15 provided on both sides above the rear wall 14. Since it spreads in the vehicle width direction and circulates vertically, the ventilation inside the fuel cell system box 4 can be performed well.
[0030]
Furthermore, by effectively using the exhaust duct 16 extending in the vehicle width direction and providing the meandering portions 20 and 21 and the water collecting chamber 34 in the duct main body 22, the water that has entered the exhaust duct 16 from the discharge port 17 can be reliably discharged to the outside. And the infiltration of water into the fuel cell system box 4 can be reliably prevented.
[0031]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the ventilation flow inlet 13 of the fuel cell system box 4 is provided on both sides, and the number of exhaust ducts 16 is reduced by using the outlet 15 as one location. It can also be reduced. Further, the left and right exhaust ducts 16 may be integrated.
Further, the connection port 23 and the discharge port 17 of the exhaust duct 16 may be provided at different heights. Further, even if the discharge port 17 is not provided at a position higher than the axis C of the hydrogen tank 7, the direction of discharge of the ventilation flow may be obliquely upward and backward, so that the air flows above the hydrogen tank 7.
The configuration of the meandering portions 20 and 21 of the exhaust duct 16 and the water collecting chamber 34 and the like are merely examples, and it goes without saying that the configuration can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1, the ventilating flow discharged from the fuel cell box is discharged so as to circulate above the hydrogen tank, so that the hydrogen tank and the floor panel Therefore, it is possible to prevent the hydrogen gas from stagnation during the operation, and to suppress the increase in the number of parts and the weight of the vehicle, and to perform good ventilation around the hydrogen tank.
[0033]
According to the invention described in claim 2, only by providing an exhaust duct for discharging the ventilation flow ventilating the inside of the fuel cell box so as to flow above the hydrogen tank arranged behind the fuel cell box, Since it is possible to prevent the hydrogen gas from staying in a portion having poor ventilation between the hydrogen tank and the floor panel, ventilation around the hydrogen tank can be favorably performed with a simple configuration.
[0034]
According to the invention described in claim 3, the ventilation flow flowing through the inside of the fuel cell box is distributed so as to spread from the inlet provided at the front of the fuel cell box to the outlet provided at both sides at the rear. By doing so, ventilation in the fuel cell box can be satisfactorily performed. And the ventilation flow which ventilated the inside of the fuel cell box can be discharged to a desired portion through the exhaust duct.
[0035]
According to the invention described in claim 4, the ventilation flow sent out from the outlets provided on both sides of the rear portion of the fuel cell box can be discharged from the outlet near the center in the vehicle width direction through the exhaust duct. it can. Even if water enters the exhaust duct from the discharge port, the exhaust duct extending in the vehicle width direction is effectively used to collect water in the valley of the meandering part of the duct body and to drain outside the exhaust duct from the drain hole. Since the water can be discharged, the transfer of water to the connection port side of the exhaust duct can be prevented, and the intrusion of water into the fuel cell box can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory side view of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of a fuel cell system box and a hydrogen tank.
FIG. 3 is a side view of FIG. 2;
FIG. 4 is a rear view of the fuel cell system box.
[Explanation of symbols]
1 fuel cell vehicle (fuel cell vehicle)
4 Fuel cell system box (fuel cell box)
3 floor panel 5 fuel cell stack (fuel cell)
7 Hydrogen tank 13 Inlet port 15 Outlet port 16 Exhaust duct 17 Outlet port 20, 21 Serpentine section 22 Duct body 23 Connection port 26, 27 Valley section 30, 31 Drainage hole

Claims (4)

燃料電池が収容される燃料電池ボックスと水素タンクとをフロアパネル下に搭載する燃料電池車両の換気構造であって、前記燃料電池ボックス内を換気した換気流を、前記水素タンクの上方を流通させるように排出することを特徴とする燃料電池車両の換気構造。A ventilation structure for a fuel cell vehicle in which a fuel cell box in which a fuel cell is accommodated and a hydrogen tank are mounted below a floor panel, and a ventilation flow that ventilates the inside of the fuel cell box flows above the hydrogen tank. Ventilating structure for a fuel cell vehicle, characterized in that the exhaust is discharged as follows. 燃料電池が収容される燃料電池ボックスと、該燃料電池ボックスの後方に配置される水素タンクとをフロアパネル下に搭載する燃料電池車両の換気構造であって、前記燃料電池ボックスの後部に排気ダクトを設け、該排気ダクトを介して、前記燃料電池ボックス内を換気した換気流を、前記水素タンクの上方を流通させるように排出することを特徴とする燃料電池車両の換気構造。A ventilating structure for a fuel cell vehicle in which a fuel cell box accommodating a fuel cell and a hydrogen tank disposed behind the fuel cell box are mounted under a floor panel, wherein an exhaust duct is provided at a rear portion of the fuel cell box. And a ventilation flow that ventilates the inside of the fuel cell box through the exhaust duct so as to flow above the hydrogen tank. 前記燃料電池ボックスの前部に換気流の導入口を設けると共に、前記燃料電池ボックスの後部両側に燃料電池ボックス内からの換気流の送出口を設け、該送出口に前記排気ダクトを接続したことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池車両の換気構造。In addition to providing a ventilation flow inlet at the front of the fuel cell box, providing ventilation air outlets from inside the fuel cell box at both rear portions of the fuel cell box, and connecting the exhaust duct to the air outlets. The ventilation structure for a fuel cell vehicle according to claim 2, wherein: 前記排気ダクトが、上下方向に蛇行する蛇行部を有し車幅方向に延設されるダクト本体と、前記送出口に接続される接続口と、車幅方向中央近傍に設けられる換気流の排出口とを備え、前記蛇行部の谷部に排水孔を設けたことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池車両の換気構造。The exhaust duct has a meandering portion meandering in the vertical direction and extends in the vehicle width direction, a connection port connected to the outlet, and a ventilation flow exhaust provided near the center in the vehicle width direction. The ventilation structure for a fuel cell vehicle according to claim 3, further comprising an outlet, and a drain hole provided in a valley of the meandering portion.
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