JP2005119600A - Cooling device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は車両用冷却装置に係り、特に冷却水ポンプの設置位置を変更し、専用の空調装置のヒータ容量を小さくして消費電力の低減と空調システムの小型化を図る車両用冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicular cooling device, and more particularly to a vehicular cooling device that changes the installation position of a cooling water pump and reduces the heater capacity of a dedicated air conditioner to reduce power consumption and downsize an air conditioning system. It is.
車両に搭載される燃料電池システムにおいて、燃料電池は、例えば、固体高分子型燃料電池からなり、この固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜(「陽イオン交換膜」ともいう。)からなる電解質膜の両側に夫々アノード側電極及びカソード側電極を対設した電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持することにより構成されている。 In a fuel cell system mounted on a vehicle, the fuel cell is composed of, for example, a polymer electrolyte fuel cell, and the polymer electrolyte fuel cell is also referred to as a polymer ion exchange membrane (also referred to as “cation exchange membrane”). An electrolyte membrane / electrode structure in which an anode side electrode and a cathode side electrode are opposed to each other on both sides of the electrolyte membrane is composed of a separator.
この種の燃料電池は、通常、電解質(「電解質膜」ともいう。)・電極構造体及びセパレータを所定数だけ積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。 This type of fuel cell is usually used as a fuel cell stack by stacking a predetermined number of electrolytes (also referred to as “electrolyte membranes”), electrode structures, and separators.
また、前記燃料電池システムにおいては、大気中の空気が酸化ガスとして取り込まれ、燃料電池に供給される。供給された酸化ガスは、燃料電池内において、触媒を利用した電気化学反応に供された後、酸素オフガスとして排出される。排出された酸素オフガスは、その後、車両外の大気中に排気される。 In the fuel cell system, air in the atmosphere is taken in as an oxidizing gas and supplied to the fuel cell. The supplied oxidizing gas is subjected to an electrochemical reaction using a catalyst in the fuel cell and then discharged as an oxygen off gas. The discharged oxygen off gas is then exhausted into the atmosphere outside the vehicle.
そして、前記燃料電池システムにおいては、燃料電池スタックを冷却するための冷却水を外気と熱交換させるラジエータを設けている。 And in the said fuel cell system, the radiator which heat-exchanges the cooling water for cooling a fuel cell stack with external air is provided.
ところで、従来、燃料電池システムを搭載した車両においては、燃料電池スタック及び駆動用モータやインバータ、コンバータ等からなる車両駆動用補機から排出される熱量が、内燃機関よりも少ないものである。 Conventionally, in a vehicle equipped with a fuel cell system, the amount of heat discharged from a fuel cell stack and a vehicle driving auxiliary device including a driving motor, an inverter, a converter, and the like is smaller than that of an internal combustion engine.
この結果、燃料電池システムを搭載した車両において、内燃機関のものと同様な空調環境を得ようとすると、空調システムを大型化する必要があるとともに、消費電力も大きくなり、コストが大となって、経済的に不利であるという不都合がある。 As a result, in a vehicle equipped with a fuel cell system, to obtain an air conditioning environment similar to that of an internal combustion engine, it is necessary to increase the size of the air conditioning system, increase power consumption, and increase costs. There is a disadvantage that it is economically disadvantageous.
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、燃料電池スタックと、車両駆動用補機と、前記燃料スタックあるいは車両駆動用補機の少なくとも一方を冷却し、冷却水ポンプとラジエータとを設けた冷却系システムとを備えた車両用冷却装置において、前記冷却水ポンプを車室内に設置したことを特徴とする。 Therefore, in order to eliminate the above-described disadvantages, the present invention cools at least one of the fuel cell stack, the vehicle driving auxiliary device, the fuel stack or the vehicle driving auxiliary device, and includes a cooling water pump and a radiator. In the vehicular cooling device provided with the cooling system, the cooling water pump is installed in the vehicle interior.
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、燃料電池スタックと、車両駆動用補機と、燃料スタックあるいは車両駆動用補機の少なくとも一方を冷却し、冷却水ポンプとラジエータとを設けた冷却系システムとを備えた車両用冷却装置において、冷却水ポンプを車室内に設置したので、冷却水ポンプによって、車両を推進する装置から排出される熱量が少ない燃料電池システムを搭載した車両において、熱源として車室内を暖めることが可能であり、専用の空調装置のヒータ容量を小さくすることができるため、消費電力の低減と空調システムの小型化を実現することができるとともに、内燃機関を搭載する車両と比較して、車両を推進させるための装置及び配管の量が多いので、一部を車室内に設置できることによって、ボディサイズの小さい車両においてもスペースを有効活用することができる。 As described above in detail, according to the present invention, the fuel cell stack, the vehicle driving auxiliary device, the cooling provided with the cooling water pump and the radiator are cooled by cooling at least one of the fuel stack or the vehicle driving auxiliary device. In a vehicle cooling device equipped with a system system, a cooling water pump is installed in the vehicle interior. Therefore, in a vehicle equipped with a fuel cell system that emits less heat from the device that propels the vehicle by the cooling water pump, a heat source As the vehicle interior can be warmed and the heater capacity of the dedicated air conditioner can be reduced, the power consumption can be reduced and the air conditioning system can be downsized, and a vehicle equipped with an internal combustion engine Compared to the above, the amount of equipment and piping for propelling the vehicle is large. Can also be effective use of space in the old vehicle.
上述の如く発明したことにより、冷却水ポンプを車室内に設置し、冷却水ポンプを熱源として車室内を暖め、専用の空調装置のヒータ容量を小さくし、消費電力の低減と空調システムの小型化を実現するとともに、内燃機関を搭載する車両と比較して、車両を推進させるための装置及び配管の量の一部を車室内に設置し、ボディサイズの小さい車両においてもスペースを有効活用している。 By inventing as described above, the cooling water pump is installed in the vehicle interior, the vehicle interior is warmed using the cooling water pump as a heat source, the heater capacity of the dedicated air conditioner is reduced, power consumption is reduced, and the air conditioning system is downsized. Compared to a vehicle equipped with an internal combustion engine, a part of the device and the amount of piping for propelling the vehicle are installed in the passenger compartment, and the space is effectively used even in a vehicle with a small body size. Yes.
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1〜図4はこの発明の実施例を示すものである。図1及び図2において、2は車両、4は燃料電池システムである。 1 to 4 show an embodiment of the present invention. 1 and 2, 2 is a vehicle, and 4 is a fuel cell system.
この燃料電池システム4は、燃料電池スタック6と、図示しない水素系システムと、図示しない空気系システムと、冷却系システム8とを有している。
The fuel cell system 4 includes a
前記燃料電池スタック6は、通常、電解質(「電解質膜」ともいう。)・電極構造体及びセパレータを所定数だけ積層している。
The
そして、前記車両2のフロントルーム10内に、燃料電池スタック6及び駆動用モータやインバータ、コンバータ等からなる車両駆動用補機、例えばモータ12とを配設し、燃料電池スタック6あるいはモータ12の少なくとも一方、この実施例においては、燃料電池スタック6のみを冷却する前記冷却系システム8を設ける。
In the
この冷却系システム8は、図2及び図3に示す如く、前記燃料電池スタック6と、この燃料電池スタック6に下流側端部が連絡する第1冷却水通路14−1と、冷却水を循環させ、第1冷却水通路14−1を介して燃料電池スタック6に冷却水を供給する冷却水ポンプ16と、前記燃料電池スタック6の下流側端部に連絡する第2冷却水通路14−2と、この第2冷却水通路14−2を介して、前記燃料電池スタック6の下流側に連絡されるラジエータ18と、このラジエータ18を前記冷却水ポンプ16に連絡させる第3冷却水通路14−3と、第1〜第3冷却水通路14−1、14−2、14−3に対して通路断面積が小で、且つ冷却水ポンプ16を迂回するバイパス通路たる第4冷却水通路14−4と、この第4冷却水通路14−4の途中部位に配設されるリザーブタンク20とを有している。
2 and 3, the
前記冷却系システム8の高さ位置関係について説明すると、図4に示す如く、前記冷却水ポンプ16とラジエータ18の下端とを同一高さ位置とし、ラジエータ18よりも高い位置に前記燃料電池スタック6を位置させ、最上高さ位置には前記リザーブタンク20を配置する。
The height positional relationship of the
このリザーブタンク20には、冷却水内に混入する空気を自動的に抜くことのできるデガス機構(図示せず)を設ける。このリザーブタンク20部分において冷却水内に混入する空気を自動的に抜くことによって、特別な空気抜きライン設ける必要がないとともに、空気抜き作業も不要となり、この空気抜き作業を行うことなく冷却水の補充等のメンテナンスを行うことができるという利点がある。
The
このとき、前記冷却水ポンプ16を車室22内に設置する構成とする。
At this time, the
詳述すれば、図1及び図2に示す如く、前記車両2の車室22内のフロア24上に、運転席側、例えば車両右側に位置する第1フロントシート26と、助手席側、例えば車両左側に位置する第2フロントシート28とを設けた際に、前記冷却水ポンプ16を助手席側の第2フロントシート28下に位置させるものである。
More specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, on the
ここで、前記冷却系システム8の平面的な位置関係について説明する。
Here, the planar positional relationship of the
先ず、前記車両2のフロントルーム10内において、図2に示す如く、車両2の左側に燃料電池スタック6を配設するとともに、車両2の右側にモータ12を配設し、このモータ12の車両前方に前記ラジエータ18を配設し、前記燃料電池スタック6の左側には前記リザーブタンク20を配設する。
First, in the
また、前記車両2の車室22内においては、図2に示す如く、前記冷却水ポンプ16を車両2の左側に配設される助手席側の第2フロントシート28下に設ける。
Further, in the
そして、前記冷却水ポンプ16の出入口に連絡する第1冷却水通路14−1及び第3冷却水通路14−3は、前記車両2の車室22内からフロア24を貫通し、図示しない床下を車両前方に指向するように配設する。
And the 1st cooling water channel 14-1 and the 3rd cooling water channel 14-3 which connect with the entrance and exit of the above-mentioned
前記第1〜第4冷却水通路14−1、14−2、14−3、14−4内を流れる冷却水温度は、60〜80度である。 The temperature of the cooling water flowing through the first to fourth cooling water passages 14-1, 14-2, 14-3, 14-4 is 60 to 80 degrees.
なお、符号30は、前記車両2の後方に搭載される、前記燃料電池システム4の燃料用タンクである。
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
前記冷却水ポンプ16が駆動されると、図2に示す如く、冷却水ポンプ16は、第3冷却水通路14−3を介して、上流のラジエータ18側から熱交換後の冷却水を取り込むとともに、第1冷却水通路14−1を介して、下流の前記燃料電池スタック6側に冷却水を供給する。
When the
この燃料電池スタック6を通過した冷却水は、第2冷却水通路14−2を介して、前記ラジエータ18に戻される。
The coolant that has passed through the
そしてこのとき、前記リザーブタンク20は、図2に示す如く、第4冷却水通路14−4によって、第1〜第3冷却水通路14−1、14−2、14−3中を流れる冷却水量を一定に保つとともに、冷却水内に混入する空気を、デガス機構(図示せず)により自動的に抜いている。
At this time, as shown in FIG. 2, the
これにより、前記車両2の車室22内に設置した前記冷却水ポンプ16によって、車両2を推進する装置から排出される熱量が少ない燃料電池システムを搭載した車両2において、熱源として車室22内を暖めることが可能であり、専用の空調装置のヒータ容量を小さくすることができるため、消費電力の低減と空調システムの小型化を実現することができる。
As a result, in the vehicle 2 equipped with the fuel cell system in which the amount of heat discharged from the device for propelling the vehicle 2 is reduced by the
また、内燃機関を搭載する車両と比較して、車両を推進させるための装置及び配管の量が多いので、一部を車室22内に設置できることにより、ボディサイズの小さい車両においてもスペースを有効活用することができるものである。
In addition, compared to a vehicle equipped with an internal combustion engine, the amount of equipment and piping for propelling the vehicle is large, so that a part of the device can be installed in the
更に、前記冷却水ポンプ16を助手席側の第2フロントシート28下に設けたことにより、乗員の下半身を主に暖房することができ、効率のよい空調装置を実現することができる。
Further, by providing the
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various application modifications are possible.
例えば、この発明の実施例においては、冷却水ポンプを車室内に設ける際に、車両左側に位置する助手席側の第2フロントシート下に前記冷却水ポンプを設ける構成としたが、診療右側に位置する運転席側の第1フロントシート下や足下部位、あるいはリヤシート下等に冷却水ポンプを設ける特別構成とすることも可能である。 For example, in the embodiment of the present invention, when the cooling water pump is provided in the passenger compartment, the cooling water pump is provided below the second front seat on the passenger seat side on the left side of the vehicle. It is also possible to adopt a special configuration in which a cooling water pump is provided under the first front seat or the foot portion on the driver seat side or under the rear seat.
さすれば、車室内の余剰部位を利用して冷却水ポンプを配設でき、ボディサイズの小さい車両におけるスペースの有効利用を図ることができるとともに、冷却水ポンプが熱源として機能することとなり、消費電力の低減と空調システムの小型化とに寄与し得るものである。 Then, the cooling water pump can be arranged by using the surplus part in the passenger compartment, and the space in the vehicle having a small body size can be effectively used, and the cooling water pump functions as a heat source, so that This can contribute to reduction of electric power and downsizing of the air conditioning system.
また、この発明の実施例においては、前記冷却水ポンプを熱源とするために、車室内、特に助手席側の第2フロントシート下に冷却水ポンプを設ける構成としたが、冷却水ポンプ以外にも、熱源となりうる部品をフロントシート下や足下部位等に配置する特別構成とすることも可能である。 In the embodiment of the present invention, in order to use the cooling water pump as a heat source, the cooling water pump is provided in the passenger compartment, particularly under the second front seat on the passenger seat side. However, it is also possible to adopt a special configuration in which components that can serve as heat sources are arranged under the front seat or under the foot.
すなわち、冷却水ポンプ以外にも、熱源となりうる部品を車室内に配置することによって、熱源によって車室内を暖めることが可能となり、空調装置のヒータ能力を低く設定することができ、ヒータ消費電力の抑制に寄与し得るものである。 In other words, in addition to the cooling water pump, by disposing components that can serve as heat sources in the vehicle interior, the vehicle interior can be warmed by the heat source, the heater capacity of the air conditioner can be set low, and the heater power consumption can be reduced. It can contribute to suppression.
2 車両
4 燃料電池システム
6 燃料電池スタック
8 冷却系システム
10 フロントルーム
12 モータ
14−1 第1冷却水通路
14−2 第2冷却水通路
14−3 第3冷却水通路
14−4 第4冷却水通路
16 冷却水ポンプ
18 ラジエータ
20 リザーブタンク
22 車室
24 フロア
26 運転席側の第1フロントシート
28 助手席側の第2フロントシート
30 燃料用タンク
2 Vehicle 4
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JP2012018761A (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Toyota Motor Corp | Fuel cell mounting structure |
US8415060B2 (en) | 2005-09-21 | 2013-04-09 | Honda Motor Co., Ltd. | In-vehicle fuel cell system |
CN103947033A (en) * | 2011-11-17 | 2014-07-23 | 丰田自动车株式会社 | Cooling system for vehicular battery |
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2003
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Cited By (5)
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US8415060B2 (en) | 2005-09-21 | 2013-04-09 | Honda Motor Co., Ltd. | In-vehicle fuel cell system |
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US7673592B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-03-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicular cooling system |
JP2012018761A (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Toyota Motor Corp | Fuel cell mounting structure |
CN103947033A (en) * | 2011-11-17 | 2014-07-23 | 丰田自动车株式会社 | Cooling system for vehicular battery |
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