JP2005306207A - 燃料電池車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両前後の重心バランスを安定させる燃料電池車両を提供する。
【解決手段】 車両１を走行させる駆動モータ２１と、該駆動モータ２１の電力源となる燃料電池１７を有する燃料電池システム１９とを搭載した燃料電池車両において、前記駆動モータ２１を車両後部に配置し、この駆動モータ２１によって後輪２３を回転させる一方、前記燃料電池システム１９を車両前部のモータルーム３内に配置している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料電池車両に関し、さらに詳しくは、駆動モータを車両後部に搭載した燃料電池車両に関する。

通常、燃料電池車両は、燃料電池で発電した電力を用いて駆動モータを回転させ、この回転駆動力を車輪に伝達することにより走行する。この燃料電池車両においては、燃料電池及び駆動モータが車両前方側に配設されており、該駆動モータによって前輪が回転して車両走行をするように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３７０５４４公報

しかしながら、前記従来例において、駆動モータと燃料電池とが車両前方側に配置されているため、車両全体としては前側の重量が後側よりも大きくなり、車両重量の重心バランスがくずれ、前輪の車軸への荷重負担が増大するおそれがある。

そこで、本発明は、車両前後の重心バランスを均一にする燃料電池車両を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係る燃料電池車両は、車両を走行させる駆動モータと、該駆動モータの電力源となる燃料電池を有する燃料電池システムとを搭載した燃料電池車両において、前記駆動モータを車両後部に配置し、この駆動モータによって後輪を回転させる一方、前記燃料電池システムを車両前部の空間内に配置したことを特徴としている。

本発明に係る燃料電池車両によれば、駆動モータを車両後部に配置し、燃料電池システムを車両前部の空間内に配置しているため、車両全体の重心バランスを良好に保持することができる。また、燃料電池システムは駆動モータよりも容積が嵩張るため、この容積が大きい燃料電池システムを車両前方の空間内に配設することにより、部品を搭載する際のスペース効率を向上させつつ重量バランスも良好にすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態による燃料電池車両を側方から見た概略断面図である。

車両１の前部には、モータルーム（空間）３が画成されている。このモータルーム３は、上部側がフード５で覆われ、後部側はダッシュパネル７で画成されている。また、モータルーム３の後方で車両１の中央部には、キャビン（客室）９が配設されて、該キャビン９内には、フロア上にシート１１，１３が設けられている。さらに、キャビン９の後部側には、図示しないサスペンションを支持するリアサスペンションメンバ１５が設けられている。

前記モータルーム３の内部には、燃料電池１７を有する燃料電池システム１９が搭載されている。また、車両後部には駆動モータ２１が設けられ、該駆動モータ２１によって後輪２３を回転させることにより、車両１が走行するように構成されている。この駆動モータ２１は、図外の締結手段を介してリアサスペンションメンバ１５に取り付けられている。なお、前記燃料電池１７と駆動モータ２１とは、電力伝達部材である配線２５を介して接続されている。

本実施形態によれば、前記駆動モータ２１を車両後部に配置し、この駆動モータ２１によって後輪２３を回転させる一方、前記燃料電池システム１９を車両前部のモータルーム３の内部に配置しているため、車両１の前後方向における重心バランスを良好に保持することができる。また、燃料電池システム１９は駆動モータ２１よりも容積が嵩張るため、この容積が大きい燃料電池システム１９を車両前方のモータルーム３内に配設することにより、スペース効率を向上させつつ重量バランスも良好にすることができる。そして、燃料電池１７の容積を大きくすることができるため、出力も向上させることができる。なお、従来の車体（例えば、ガソリン車）をそのまま流用することができる。

また、前記駆動モータ２１をリアサスペンションメンバ１５に取り付けているため、駆動モータ２１の振動をリアサスペンションメンバ１５と該リアサスペンションメンバ１５の防振部品とによって効率的に吸収でき、車体や室内へ伝達する振動量を低減することができる。

[第２の実施形態]
次いで、第２の実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同一部位には同一符号を付してその説明を省略する。

図２は本発明の第２実施形態による燃料電池車両を側方から見た概略断面図である。

本実施形態においては、電力変換器であるインバータ２９を車両１のフロアパネル３１の下部における駆動モータ２１の近傍部に配設している。この電力変換器であるインバータ２９は、燃料電池１７の電力を変換して駆動用モータに送給するものである。

即ち、車両室内には、前側にフロントシート１１が、後側にリアシート１３が配設されており、このリアシート１３の下方で、フロアパネル３１の下部にインバータ２９が配設されている。

また、図２の要部を拡大した斜視図である図３に示すように、前記燃料電池１７とインバータ２９とを、電力伝達部材である配線２５及び冷却水管３３を介して接続すると共に、これらの配線２５及び冷却水管３３を、車体のフロアトンネル部３５の内方に配策している。

車両後方側には、後輪２３を回転駆動させる駆動モータ２１が配設され、該駆動モータ２１の前方側にはインバータ２９が配設されている。そして、駆動モータ２１とインバータ２９とは、配線２７を介して接続されており、インバータ２９と燃料電池１７とは、配線２５及び冷却水管３３を介して接続されている。また、フロアパネル３１には、車幅方向の中央部に車両前後方向に沿って延びるフロアトンネル部３５が形成されている。このフロアトンネル部３５は、断面略台形状に形成されて上方に凸状に膨らんでおり、配線２５及び冷却水管３３は、フロアトンネル部３５の内方、即ち下方に配策されている。なお、駆動モータ２１はリアサスペンションメンバ１５に取り付けられ、該リアサスペンションメンバ１５はリアサイドメンバ４７に固定されている。

本実施形態によれば、前記駆動モータ２１に接続されたインバータ２９を駆動モータ２１の近傍に配置しているため、駆動モータ２１とインバータ２９とを繋ぐ３相ハーネス等の配線２７を短く設定することができ、ノイズの発生量を低減でき、その結果として、燃料電池１７へのノイズ量も低減できる。

前記燃料電池１７とインバータ２９とを配線２５及び冷却水管３３を介して接続すると共に、これらの配線２５及び冷却水管３３を、車体のフロアトンネル部３５の内方に配策しているため、従来のガソリン車の車体を流用することができ、フロアパネル３１の高さを変更することなく、配策することができる。

[第３の実施形態]
次いで、第３の実施形態について説明するが、前述した実施形態と同一部位には同一符号を付してその説明を省略する。

図４は、本発明の第３実施形態による燃料電池車両を側方から見た概略断面図である。

車両前部のモータルーム３内には、燃料電池１７の近傍に燃料電池１７の補機３７が配設されている。図４では燃料電池１７の下方に配置されているが、燃料電池１７の側方又は前方でも良い。また、補機３７としては、例えば加湿装置や冷却装置、及び後述する振動部品などを採用することができる。

また、図５は本発明の第３実施形態による燃料電池車両の変形例を示す概略断面図である。

モータルーム３の下部には、フロントサスペンションメンバ３９が配設されており、該フロントサスペンションメンバ３９には、図外の取付手段を介して振動部品が取り付けられている。この振動部品は、前記燃料電池１７の補機３７のうち、作動する際に振動が大きい部品であり、例えばコンプレッサ４１、冷却ポンプ（図示せず）、及び水素循環ポンプ４３などである。図５では、フロントサスペンションメンバ３９にコンプレッサ４１と水素循環ポンプ４３を取り付けている。

本実施形態によれば、前記燃料電池システム１９の補機３７を、車両前部のモータルーム３内で燃料電池１７の近傍に配置しているため、燃料電池１７と補機３７を搭載するスペース効率を向上させることができる。つまり、車両中においてモータルーム３は最も収容容積が大きい空間であるため、このモータルーム３に燃料電池１７とその補機３７を配置することにより、レイアウト性が向上する。

また、駆動モータ２１が車両後部に配置されているため、水素、空気及び冷却水のセンサを含む補機３７と、駆動モータ２１を車両前後方向に間隔を隔てて配置することにより、ノイズに弱いセンサ信号への影響を低減させることができる。

前記燃料電池システム１９の補機３７のうち、作動時に振動が大きい振動部品をフロントサスペンションメンバ３９に取り付けているため、振動部品の作動時に発生する振動をフロントサスペンションメンバ３９及びその防振部品で遮断することができ、音振性を向上させることができる。

また、前記振動部品は、コンプレッサ４１、冷却ポンプ、水素循環ポンプ４３の少なくともいずれかであるため、振動部品の中でも特に振動が大きいコンプレッサ４１等の振動を効率的に遮断することができる。

[第４の実施形態]
次いで、第４の実施形態について説明するが、前述した実施形態と同一部位には同一符号を付してその説明を省略する。

図６は本発明の第４実施形態による燃料電池車両を側方から見た概略断面図である。

フロントサスペンションメンバ３９に、燃料電池１７及び補機３７を予め組み付けてサスペンションメンバアッセンブリ４５を構成したのち、このサスペンションメンバアッセンブリ４５を車両前部に取り付けている。

具体的には、組立工程におけるサブアッセンブリ工程において、コンプレッサ４１や水素循環ポンプ４３等の補機３７、及び燃料電池１７をフロントサスペンションメンバ３９に組み付けてサスペンションメンバアッセンブリ４５を構成する。そして、組立工程のメインラインにおいて、このサスペンションメンバアッセンブリ４５を上方に持ち上げて車両前部のフロントサイドメンバ４９の下部に組み付ける。

本実施形態によれば、前記燃料電池１７及び補機３７をサスペンションメンバに取り付けてサスペンションメンバアッセンブリ４５を構成し、このサスペンションメンバアッセンブリ４５を車両前部のフロントサイドメンバ４９に組み付けるため、フロントサスペンションメンバ３９を車両１に組み付けたのちに、このフロントサスペンションメンバ３９に燃料電池１７や補機３７を取り付ける場合よりも、組付作業を簡素化することができ、生産効率を向上させることができる。

さらに、駆動モータ２１を車両前部から車両後部に移動するため、車両前部のモータルーム３に自由度が広がり、駆動モータ２１以外の部品を配設することができる。また、従来よりも大きなサイズの燃料電池１７をモータルーム３内に搭載することができるため、駆動モータ２１の回転出力が大きくなるという効果をもたらす。なお、後輪駆動にすることで、従来の前輪駆動よりも運転性能を高めることができる。

本発明の第１実施形態による燃料電池車両を側方から見た概略断面図である。 本発明の第２実施形態による燃料電池車両を側方から見た概略断面図である。 図２の要部を拡大した斜視図である。 本発明の第３実施形態による燃料電池車両を側方から見た概略断面図である。 本発明の第２実施形態による燃料電池車両の変形例を示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態による燃料電池車両を側方から見た概略断面図である。

符号の説明

３…モータルーム（空間）
１５…リアサスペンションメンバ（サスペンションメンバ）
１７…燃料電池
１９…燃料電池システム
２１…駆動モータ
２３…後輪
２５…配線（電力伝達部材）
２９…インバータ（電力変換器）
３５…フロアトンネル部
３７…補機
３９…フロントサスペンションメンバ（サスペンションメンバ）
４１…コンプレッサ（補機、振動部品）
４３…水素循環ポンプ（補機、振動部品）
４５…サスペンションメンバアッセンブリ

Claims (8)

1. 車両を走行させる駆動モータと、該駆動モータの電力源となる燃料電池を有する燃料電池システムとを搭載した燃料電池車両において、
   前記駆動モータを車両後部に配置し、この駆動モータによって後輪を回転させる一方、前記燃料電池システムを車両前部の空間内に配置したことを特徴とする燃料電池車両。
2. 前記駆動モータをサスペンションメンバに取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両。
3. 前記燃料電池の電力を変換して駆動用モータに送給する電力の変換器を、車両の床下における駆動モータの近傍部に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池車両。
4. 前記燃料電池と電力変換器とを電力伝達部材を介して接続すると共に、該電力伝達部材を、車体のフロアトンネル部の内方に配策したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池車両。
5. 前記燃料電池システムの補機を、車両前部の空間内で燃料電池の近傍に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両。
6. 前記燃料電池システムの補機のうち、作動時に振動が大きい振動部品をフロントサスペンションメンバに取り付けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池車両。
7. 前記振動部品は、コンプレッサ、冷却ポンプ、水素循環ポンプの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池車両。
8. 前記燃料電池及び補機をフロントサスペンションメンバに取り付けてサスペンションメンバアッセンブリを構成すると共に、このサスペンションメンバアッセンブリを車両前部に組み付けるように構成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料電池車両。
   
   

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