JP2006179466A - Fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell vehicle capable of improving detection accuracy of a hydrogen sensor. <P>SOLUTION: In this fuel cell vehicle loaded with a fuel cell system box 5 housing a fuel cell 3 generating by an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen wherein at least an upper part is closed with a lid 22, the hydrogen sensor 48 detecting hydrogen concentration in the fuel cell system box 5 is arranged in a high place in the fuel cell system box 5 and an undersurface of the lid 22 is formed with variation in height. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、燃料電池自動車、特に燃料電池等を収納する筐体内の水素濃度を迅速に検出できる燃料電池自動車に関する。   The present invention relates to a fuel cell vehicle, and more particularly to a fuel cell vehicle capable of quickly detecting the hydrogen concentration in a housing that houses a fuel cell or the like.

従来から、燃料電池を搭載した燃料電池自動車が知られている。燃料電池を搭載するにあたっては、水素ガスを用いる関係で燃料電池を収納する筐体内の換気を行うために様々な換気構造が採用されている（特許文献１参照）。
特開２００４−１６１０５７号公報 Conventionally, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell is known. When a fuel cell is mounted, various ventilation structures are employed to ventilate the casing that houses the fuel cell because hydrogen gas is used (see Patent Document 1).
JP 2004-161057 A

ところで、燃料電池を収容する筐体内を換気する場合には、筐体内に水素センサを配置し、この水素センサの検出結果に基づいてこれを行う必要ある。ところが、水素センサの検出精度が低いと、必要以上に換気を行わなければならず煩雑であるという問題がある。
また、検出精度を高めるために複数の水素センサを設けるとコストアップにつながるという問題がある。 By the way, when ventilating the inside of the housing that houses the fuel cell, it is necessary to arrange a hydrogen sensor in the housing and perform this based on the detection result of the hydrogen sensor. However, when the detection accuracy of the hydrogen sensor is low, there is a problem that ventilation must be performed more than necessary, which is complicated.
In addition, if a plurality of hydrogen sensors are provided to increase the detection accuracy, there is a problem that the cost increases.

そこで、この発明は、水素センサの検出精度を向上させることができる燃料電池自動車を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell vehicle capable of improving the detection accuracy of a hydrogen sensor.

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、水素と酸素の電気化学反応によって発電する燃料電池（例えば、実施形態における燃料電池３）を収容し、少なくとも上部が上壁（例えば、実施形態における蓋２２）により閉塞された筐体（例えば、実施形態における燃料電池システムボックス５）を搭載した燃料電池自動車において、前記筐体内の水素濃度を検出する水素センサ（例えば、実施形態における水素センサ４８）を該筐体内の高所に配置すると共に前記上壁は下面が高低に変化を持たせて形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、空気より比重の小さい水素ガスを検出精度上で有利な筐体内の高所で水素センサにより検出できる。上壁の下面が高い部位に水素センサを配置することができる。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 accommodates a fuel cell (for example, the fuel cell 3 in the embodiment) that generates power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and at least the upper part is an upper wall (for example, In a fuel cell vehicle equipped with a housing (for example, the fuel cell system box 5 in the embodiment) closed by the lid 22) in the embodiment, a hydrogen sensor (for example, in the embodiment) that detects the hydrogen concentration in the housing The hydrogen sensor 48) is arranged at a high position in the casing, and the upper wall is formed with the lower surface changing in height.
With this configuration, hydrogen gas having a specific gravity smaller than that of air can be detected by a hydrogen sensor at a high position in the housing that is advantageous in terms of detection accuracy. A hydrogen sensor can be arranged at a site where the lower surface of the upper wall is high.

請求項２に記載した発明は、前記上壁が蓋によって構成されると共に該蓋に設けた高さ調整用のスペーサ（例えば、実施形態における第１スペーサＳ１、第２スペーサＳ２、第３スペーサＳ３）により筐体内のガスを前記水素センサに導くことを特徴とする。
このように構成することで、高さ調整用のスペーサにより、蓋の下面、つまり筐体の実質的な高さを調整して徐々に高所へと水素ガスを導き、ここで水素センサによる検出を行うことができる。 According to a second aspect of the present invention, the upper wall is constituted by a lid and height adjusting spacers provided on the lid (for example, the first spacer S1, the second spacer S2, and the third spacer S3 in the embodiment). ) To guide the gas in the housing to the hydrogen sensor.
With this configuration, the bottom surface of the lid, that is, the substantial height of the housing is adjusted by the height adjusting spacer, and the hydrogen gas is gradually guided to a high place where it is detected by the hydrogen sensor. It can be performed.

請求項３に記載した発明は、前記筐体に換気風を送風する送風手段（例えば、実施形態における導入管３８、供給管４０、開口端４１）を設け、該換気風の下流に水素センサを配置したことを特徴とする。
このように構成することで、送風手段により筐体内の換気風を素早く水素センサで検出できる。
請求項４に記載した発明は、前記筐体は燃料電池の補機類を収容すると共に、該補機類は少なくとも水素ガスを燃料電池へ供給、または燃料電池から排出するための水素系補機類（例えば、実施形態における水素循環系６１）を含むことを特徴とする。
このように構成することで、他の補機器類に比べ水素濃度が高くなると考えられる燃料電池スタックや水素系補機類の近傍の水素濃度を共通の水素センサによって検知できる。 According to a third aspect of the present invention, the casing is provided with a blowing means for blowing ventilation air (for example, the introduction pipe 38, the supply pipe 40, and the opening end 41 in the embodiment), and a hydrogen sensor is provided downstream of the ventilation air. It is arranged.
By comprising in this way, the ventilation air in a housing | casing can be rapidly detected with a hydrogen sensor by a ventilation means.
According to a fourth aspect of the present invention, the housing accommodates fuel cell auxiliary equipment, and the auxiliary equipment supplies at least hydrogen gas to the fuel cell or discharges the fuel cell from the fuel cell. (For example, the hydrogen circulation system 61 in the embodiment).
With this configuration, the hydrogen concentration in the vicinity of the fuel cell stack and the hydrogen-based auxiliary machinery, which are considered to have a higher hydrogen concentration than other auxiliary devices, can be detected by a common hydrogen sensor.

請求項１に記載した発明によれば、空気より比重の小さい水素ガスを検出精度上で有利な筐体内の高所で水素センサにより検出できるため、検出精度を高めることができる効果がある。また、上壁の下面が高い部位に水素センサを配置することができるため、水素センサを複数設ける必要がなくコストダウンを図ることができる効果がある。   According to the first aspect of the present invention, since hydrogen gas having a specific gravity smaller than that of air can be detected by a hydrogen sensor at a high position in the housing that is advantageous in terms of detection accuracy, the detection accuracy can be improved. In addition, since the hydrogen sensor can be disposed at a portion where the lower surface of the upper wall is high, there is an effect that it is not necessary to provide a plurality of hydrogen sensors and cost can be reduced.

請求項２に記載した発明によれば、高さ調整用のスペーサにより、蓋の下面、つまり筐体の実質的な高さを調整して徐々に高所へと水素ガスを導き、ここで水素センサによる検出を行うことができるため、確実かつ正確に単一の水素センサで検出を行うことができる効果がある。   According to the second aspect of the present invention, the lower surface of the lid, that is, the substantial height of the housing is adjusted by the height adjusting spacer, and the hydrogen gas is gradually led to a high place, Since detection by a sensor can be performed, there is an effect that detection can be performed reliably and accurately by a single hydrogen sensor.

請求項３に記載した発明によれば、送風手段により筐体内の換気風を素早く水素センサで検出できるため、短時間で検出を行うことができる効果がある。
請求項４に記載した発明によれば、他の補機器類に比べ水素濃度が高くなると考えられる燃料電池スタックや水素系補機類の近傍の水素濃度を共通の水素センサによって検知できるので、素早く短期間で水素センサによって検出を行うことができ、所定の保護動作を取ることができる効果がある。 According to the invention described in claim 3, since the ventilation air in the housing can be quickly detected by the hydrogen sensor by the blowing means, there is an effect that the detection can be performed in a short time.
According to the invention described in claim 4, since the hydrogen concentration in the vicinity of the fuel cell stack and the hydrogen-based auxiliary machinery, which is considered to have a higher hydrogen concentration than other auxiliary devices, can be detected by the common hydrogen sensor, Detection can be performed by a hydrogen sensor in a short period of time, and there is an effect that a predetermined protection operation can be taken.

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、燃料電池自動車１は水素と酸素との電気化学反応によって発電を行う燃料電池３を搭載したものであり、この発電により生じた電力でモータ２を駆動して走行する。燃料電池３はフロントフロア４の下面に取り付けられる燃料電池システムボックス（筐体）５内に収容されていて、車体後部のリヤフロア６下に配置された水素タンク１９，２０から供給される水素ガスと、車体前部に設けたコンプレッサ８から供給される空気中の酸素により発電を行う。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a fuel cell vehicle 1 is equipped with a fuel cell 3 that generates electric power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and travels by driving a motor 2 with electric power generated by the electric power generation. The fuel cell 3 is housed in a fuel cell system box (housing) 5 attached to the lower surface of the front floor 4 and is supplied with hydrogen gas supplied from hydrogen tanks 19 and 20 disposed under the rear floor 6 at the rear of the vehicle body. Electricity is generated by oxygen in the air supplied from the compressor 8 provided at the front of the vehicle body.

図２、図３に示すように、フロントフロア４の下面の左右両側にはハット型断面形状のメインフレーム９がフランジ部１０により接合され、このメインフレーム９とフロントフロア４とで車体前後方向に車体骨格部１１が形成されている。メインフレーム９の外側壁にはハット型断面形状で車幅方向に延びるアウトリガ１２が３箇所に接合され、アウトリガ１２の外側端はサイドシル１３に接合されている。アウトリガ１２はメインフレーム９と同様にフロントフロア４の下面に接合されている。そして、メインフレーム９の下壁１４にボルト１５及びナット１６により燃料電池システムボックス５が締め付け固定されている。尚、図２中前後左右の矢印は各々車体の前後左右を示す。   As shown in FIGS. 2 and 3, a hat-shaped main frame 9 is joined to the left and right sides of the lower surface of the front floor 4 by a flange portion 10, and the main frame 9 and the front floor 4 are connected in the longitudinal direction of the vehicle body. A vehicle body skeleton part 11 is formed. Outriggers 12 having a hat-shaped cross section and extending in the vehicle width direction are joined to the outer wall of the main frame 9 at three locations, and the outer ends of the outriggers 12 are joined to the side sill 13. The outrigger 12 is joined to the lower surface of the front floor 4 in the same manner as the main frame 9. The fuel cell system box 5 is fastened and fixed to the lower wall 14 of the main frame 9 by bolts 15 and nuts 16. Note that the front, rear, left, and right arrows in FIG.

そして、前記メインフレーム９とサイドシル１３とがサイドシル後端部を介して車体後部に前後方向に設けた左右のリヤフレーム１７（図１参照）に連接されている。図１に示すようにこのリヤフレーム１７に図示しないリヤサスペンションを備えたサブフレーム１８が下側から取り付けられている。このサブフレーム１８の前側と後側に水素タンク１９，２０が各々横向きに固定されている。   The main frame 9 and the side sill 13 are connected to left and right rear frames 17 (see FIG. 1) provided in the front-rear direction at the rear of the vehicle body via the side sill rear end. As shown in FIG. 1, a sub frame 18 having a rear suspension (not shown) is attached to the rear frame 17 from below. Hydrogen tanks 19 and 20 are fixed laterally on the front side and the rear side of the subframe 18, respectively.

図４に示すように、燃料電池３が収容される前記燃料電池システムボックス５は矩形で箱形のボックス本体２１とこのボックス本体２１を上部から覆う蓋２２とで構成されている。   As shown in FIG. 4, the fuel cell system box 5 in which the fuel cell 3 is accommodated is composed of a rectangular box-shaped box body 21 and a lid 22 that covers the box body 21 from above.

前記ボックス本体２１は前壁２３、後壁２４、両側壁２５，２５及び下壁２６とで箱型に形成されたもので、前記側壁２５の前部上縁と後部上縁には前記メインフレーム９への取付ブラケット２７が取り付けられている。前記側壁２５と下壁２６との間には骨格部２８を形成するサイドレインフォース２９が取り付けられている。下壁２６には車幅方向に亘って各サイドレインフォース２９間に前側スタックフレーム３１と後側スタックフレーム３２が接合されている。前側スタックフレーム３１はボックス本体２１の前端部からやや後側に、後側スタックフレーム３２はボックス本体２１の後端部からやや前側に各々取り付けられている。   The box body 21 is formed in a box shape with a front wall 23, a rear wall 24, both side walls 25, 25, and a lower wall 26, and the main frame is formed on the front upper edge and the rear upper edge of the side wall 25. A mounting bracket 27 to 9 is attached. A side drain force 29 that forms a skeleton 28 is attached between the side wall 25 and the lower wall 26. A front stack frame 31 and a rear stack frame 32 are joined to the lower wall 26 between the side drain forces 29 in the vehicle width direction. The front stack frame 31 is attached to the rear side slightly from the front end portion of the box body 21, and the rear stack frame 32 is attached to the front side slightly from the rear end portion of the box body 21.

これら前側スタックフレーム３１と後側スタックフレーム３２はハット型断面形状に形成され、前側スタックフレーム３１、後側スタックフレーム３２の各周縁フランジ部３４をボックス本体２１の下壁２６上面及び前記サイドレインフォース２９に溶接接合してボックス本体２１の下壁２６上面に閉断面構造の骨格部３５を形成している。
そして、前記前側スタックフレーム３１と後側スタックフレーム３２との間には左右２つに分割構成され電気的に直列に接続された燃料電池３，３がブラケット３６を介して各々固定されるようになっている。 The front stack frame 31 and the rear stack frame 32 are formed in a hat-shaped cross-sectional shape, and the peripheral flange portions 34 of the front stack frame 31 and the rear stack frame 32 are connected to the upper surface of the lower wall 26 of the box body 21 and the side force. A frame portion 35 having a closed cross-sectional structure is formed on the upper surface of the lower wall 26 of the box body 21 by welding to 29.
Between the front stack frame 31 and the rear stack frame 32, the fuel cells 3 and 3, which are divided into two left and right parts and are electrically connected in series, are fixed via brackets 36, respectively. It has become.

図５は前述した燃料電池３が取り付けられた状態で、燃料電池３の補機類を模式的に示したものである。
前述したように燃料電池３には空気、水素ガス、及び燃料電池３の冷却液を供給排出する流通配管類が接続されている。これら流通配管類は前記前壁２３と後壁２４を貫通して燃料電池３や以下に説明する補機類に接続されている。 FIG. 5 schematically shows auxiliary equipment of the fuel cell 3 in a state where the fuel cell 3 is attached.
As described above, the fuel cell 3 is connected to the distribution piping for supplying and discharging air, hydrogen gas, and the coolant of the fuel cell 3. These distribution pipes pass through the front wall 23 and the rear wall 24 and are connected to the fuel cell 3 and auxiliary equipment described below.

具体的には前壁２３の車幅方向略中央部分には燃料電池３に空気を供給する空気供給配管５０が貫通して設けられ、この空気供給配管５０は燃料電池３間に配置された加湿器５１に接続されている。この加湿器５１は前記燃料電池３に供給される反応ガスを排出ガスの水分を用いて湿度を確保した状態にして燃料電池３内に供給し固体高分子電解質膜のイオン交換機能を最適に維持するためのものである。燃料電池３に接続された空気排出配管５２は燃料電池３後方に配置された希釈ボックス６４を介して燃料電池３の後壁２４の車幅方向略中央部を貫通する排出配管５３に接続されている。   Specifically, an air supply pipe 50 that supplies air to the fuel cell 3 is provided through the front wall 23 in a substantially central portion in the vehicle width direction, and the air supply pipe 50 is humidified between the fuel cells 3. Connected to the device 51. The humidifier 51 supplies the reaction gas supplied to the fuel cell 3 to the fuel cell 3 in a state in which the humidity is ensured using the moisture of the exhaust gas, and optimally maintains the ion exchange function of the solid polymer electrolyte membrane. Is to do. The air discharge pipe 52 connected to the fuel cell 3 is connected to a discharge pipe 53 penetrating substantially the center in the vehicle width direction of the rear wall 24 of the fuel cell 3 via a dilution box 64 disposed behind the fuel cell 3. Yes.

また、前壁２３の車幅方向右側に、車体前側に配置された図示しないラジエータに接続される冷却液供給配管５４が貫通して設けられ、この冷却液供給配管５４は燃料電池３の前側右寄りに配置されたワックスペレット型のサーモスタット５５に接続されている。この冷却液は燃料電池３と燃料電池３の給電系等の高圧電装部品類をも冷却するものであり、前記ラジエータにより放熱を行う。   Further, a coolant supply pipe 54 connected to a radiator (not shown) disposed on the front side of the vehicle body is provided on the right side in the vehicle width direction of the front wall 23, and this coolant supply pipe 54 is located on the front right side of the fuel cell 3. Are connected to a thermostat 55 of a wax pellet type disposed in This coolant also cools the high-voltage components such as the fuel cell 3 and the power feeding system of the fuel cell 3, and the radiator dissipates heat.

また、前記サーモスタット５５は暖機運転時において燃料電池３の始動を優先するために、前記ラジエータ側への冷却液供給配管５４を閉じ、後述するウォーターポンプ５７側への連通配管５６を開くものであり、サーモスタット５５の下流側の冷却液供給配管５４は燃料電池システムボックス５の右側の側壁２５内を後方に配索され、各燃料電池３の後端部に接続されている。尚、サーモスタット５５の側部には電磁開閉器であるコンタクタが収容されたコンタクタボックス４９が配置されている。
そして、燃料電池３内の冷却通路を経て、各燃料電池３の後端部に接続された冷却液戻り配管５８が今度は燃料電池システムボックス５の左側の側壁２５内を前方に配索され、燃料電池３の前側左寄りに配置された冷却液供給用のウォーターポンプ５７に接続され、冷却液吐出配管５９となって前壁２３を貫通しラジエータに向かって配索されている。 The thermostat 55 closes the coolant supply pipe 54 to the radiator side and opens a communication pipe 56 to the water pump 57 side, which will be described later, in order to give priority to the start of the fuel cell 3 during the warm-up operation. The coolant supply pipe 54 on the downstream side of the thermostat 55 is routed rearward in the right side wall 25 of the fuel cell system box 5 and connected to the rear end portion of each fuel cell 3. A contactor box 49 in which a contactor that is an electromagnetic switch is accommodated is disposed on the side of the thermostat 55.
Then, the coolant return pipe 58 connected to the rear end of each fuel cell 3 through the cooling passage in the fuel cell 3 is now routed forward in the left side wall 25 of the fuel cell system box 5. A coolant supply water pump 57 disposed on the left side of the front side of the fuel cell 3 is connected to form a coolant discharge pipe 59 that passes through the front wall 23 and is routed toward the radiator.

後壁２４の車幅方向左側に、前記水素タンク１９，２０に接続された水素ガスの水素供給配管６０が貫通して設けられている。この水素供給配管６０は燃料電池３の後側左寄りに配置された水素循環系（水素系補機類）６１に接続されている。この水素循環系６１は供給配管６２から燃料電池３に水素ガスを供給すると共に、燃料電池３から排出された未反応水素ガスを環流配管６３から図示しない水素ポンプやエゼクタなどによって戻して循環再利用するものである。そして、燃料電池３内で発電に供された水素ガスの図示しない水素排出配管は前記希釈ボックス６４に接続されている。   A hydrogen supply pipe 60 for hydrogen gas connected to the hydrogen tanks 19 and 20 is provided through the left side of the rear wall 24 in the vehicle width direction. The hydrogen supply pipe 60 is connected to a hydrogen circulation system (hydrogen system auxiliary equipment) 61 disposed on the rear left side of the fuel cell 3. The hydrogen circulation system 61 supplies hydrogen gas to the fuel cell 3 from the supply pipe 62 and returns unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell 3 to the circulation pipe 63 by returning a hydrogen pump or an ejector (not shown) to circulate and reuse. To do. A hydrogen discharge pipe (not shown) of hydrogen gas used for power generation in the fuel cell 3 is connected to the dilution box 64.

ここで、前記燃料電池システムボックス５の前壁２３と後壁２４とには前述したように、空気供給配管５０、冷却液供給配管５４、排出配管５３、冷却液吐出配管５９、及び水素供給配管６０が貫通しているが、これらはボルト６５により固定されたブラケット６６を介して燃料電池システムボックス５の前壁２３と後壁２４に支持されている。   Here, as described above, the air supply pipe 50, the coolant supply pipe 54, the discharge pipe 53, the coolant discharge pipe 59, and the hydrogen supply pipe are provided on the front wall 23 and the rear wall 24 of the fuel cell system box 5, respectively. Although 60 penetrates, these are supported by the front wall 23 and the rear wall 24 of the fuel cell system box 5 through a bracket 66 fixed by a bolt 65.

図６、図７に模式的に示すように、燃料電池システムボックス５の上壁を構成する蓋２２には高さ調整用の第１〜第３スペーサＳ１〜Ｓ３が設けられている。この第１〜第３スペーサＳ１〜Ｓ３は蓋２２の裏面に取り付けられて蓋２２の下面に高低の変化が形成されるようにしたものである。つまり蓋２２の下面に第１〜第３スペーサＳ１〜Ｓ３を取り付けることで燃料電池システムボックス５の天井部分の高さが変化することとなる。ここで、蓋２２は側部よりも幅方向中央部がせり上がった幅方向山形断面に形成されている。   As schematically shown in FIGS. 6 and 7, the lid 22 constituting the upper wall of the fuel cell system box 5 is provided with first to third spacers S <b> 1 to S <b> 3 for height adjustment. The first to third spacers S <b> 1 to S <b> 3 are attached to the rear surface of the lid 22 so that a change in height is formed on the lower surface of the lid 22. That is, by attaching the first to third spacers S1 to S3 to the lower surface of the lid 22, the height of the ceiling portion of the fuel cell system box 5 changes. Here, the lid | cover 22 is formed in the width direction chevron section where the width direction center part rose rather than the side part.

具体的に説明すると、燃料電池３よりも前側の補機類であるサーモスタット５５、コンタクタボックス４９、ウォーターポンプ５７の上方には燃料電池システムボックス５の幅方向に亘って厚さ寸法Ｄ１（その下面の下壁２６からの高さがＨ１）の樹脂製の第１スペーサＳ１が蓋２２の裏面に取り付けられ、燃料電池３及び加湿器５１の上方には厚さ寸法Ｄ２（その下面の下壁２６からの高さがＨ２（Ｈ２＞Ｈ１））の第２スペーサＳ２が燃料電池システムボックス５の幅方向に亘って蓋２２の下面に取り付けられている。ここで、厚さ寸法Ｄ１は厚さ寸法Ｄ２よりも大きく設定され、蓋２２の下面高さはＨ（Ｈ＞Ｈ２）に設定されている。   More specifically, above the thermostat 55, the contactor box 49, and the water pump 57, which are auxiliary devices in front of the fuel cell 3, a thickness dimension D1 (the lower surface thereof) extends in the width direction of the fuel cell system box 5. A first spacer S1 made of resin having a height from the lower wall 26 of H1 is attached to the back surface of the lid 22, and a thickness dimension D2 (the lower wall 26 on the lower surface thereof) is above the fuel cell 3 and the humidifier 51. A second spacer S <b> 2 having a height H <b> 2 (H <b> 2> H <b> 1) is attached to the lower surface of the lid 22 across the width direction of the fuel cell system box 5. Here, the thickness dimension D1 is set larger than the thickness dimension D2, and the lower surface height of the lid 22 is set to H (H> H2).

また、前記燃料電池３よりも後側の補機類である希釈ボックス６４、水素循環系６１の上方には燃料電池システムボックス５の幅方向に亘って厚さ寸法Ｄ２（その下面の下壁２６からの高さがＨ２）の樹脂製などの第３スペーサＳ３が蓋２２の裏面に取り付けられている。
ここで、前記第３スペーサＳ３は、燃料電池３及び加湿器５１の後端部近傍を平面視で略台形状に切り欠いた切除部Ｃを備えていて、この切除部Ｃでは蓋２２の下面が下方に露出して、燃料電池システムボックス５の中で最も高所に位置していることとなる。 Further, a thickness dimension D2 (the lower wall 26 on the lower surface thereof) extends in the width direction of the fuel cell system box 5 above the dilution box 64 and the hydrogen circulation system 61, which are auxiliary devices behind the fuel cell 3. A third spacer S3 made of a resin having a height from H2) is attached to the back surface of the lid 22.
Here, the third spacer S3 includes a cut-out portion C in which the vicinity of the rear end portions of the fuel cell 3 and the humidifier 51 are cut out in a substantially trapezoidal shape in a plan view. Is exposed downward and is located at the highest position in the fuel cell system box 5.

そして、この切除部Ｃによって露出した蓋２２の下面であって、燃料電池システムボックス５の幅方向略中央部分には燃料電池システムボックス５内の水素濃度を検出する水素センサ４８が配置されている。したがって、前記第１スペーサＳ１、第２スペーサＳ２及び第３スペーサＳ３によって、燃料電池システムボックス５内の水素ガスは徐々に上側へ案内され水素センサ４８に導かれることとなる。   A hydrogen sensor 48 for detecting the hydrogen concentration in the fuel cell system box 5 is disposed on the lower surface of the lid 22 exposed by the cut portion C and at a substantially central portion in the width direction of the fuel cell system box 5. . Accordingly, the hydrogen gas in the fuel cell system box 5 is gradually guided upward by the first spacer S1, the second spacer S2, and the third spacer S3 and led to the hydrogen sensor 48.

ところで、前記燃料電池３の後方に位置する水素循環系６１は燃料電池３へ水素ガスを供給する水素供給補機であり、希釈ボックス６４は燃料電池３から反応済み水素ガスが排出される水素排出補機である。したがって、これらの水素系補機類の配置部位である燃料電池３の後方部位は水素検出頻度が他の部分よりも高くなるであろうと考えられる。特に、水素循環系６１において顕著である。そのため、この部位にはその前後に縦壁として機能して、水素ガスを拡散させずにそのまま上方へ案内して水素センサ４８に検知させるべく前側の第４スペーサＳ４と後側の第５スペーサＳ５が配置されている。言い換えれば、前記第１スペーサＳ１〜第３スペーサＳ３が水平方向に水素ガスを導くのに対して、第４スペーサＳ４と第５スペーサＳ５は上方へ水素ガスを導くものとなる。
尚、図４、図５、図８では、第４スペーサＳ４、第５スペーサＳ５の図示を省略する。 By the way, the hydrogen circulation system 61 located behind the fuel cell 3 is a hydrogen supply auxiliary machine that supplies hydrogen gas to the fuel cell 3, and the dilution box 64 is a hydrogen discharge that discharges the reacted hydrogen gas from the fuel cell 3. It is an auxiliary machine. Therefore, it is considered that the hydrogen detection frequency will be higher in the rear part of the fuel cell 3 which is the arrangement part of these hydrogen-based auxiliary machines than in other parts. This is particularly noticeable in the hydrogen circulation system 61. Therefore, this part functions as a vertical wall in front and rear of this part, and the front fourth spacer S4 and the rear fifth spacer S5 are guided so as to be detected by the hydrogen sensor 48 without being diffused. Is arranged. In other words, the first spacer S1 to the third spacer S3 guide the hydrogen gas in the horizontal direction, whereas the fourth spacer S4 and the fifth spacer S5 guide the hydrogen gas upward.
In FIGS. 4, 5, and 8, the fourth spacer S4 and the fifth spacer S5 are not shown.

図８に具体的に示すように、コンタクタボックス４９には、燃料電池システムボックス５の前壁２３を貫通する導入管（送風手段）３８が取り付けられている。この導入管３８は燃料電池システムボックス５前方の図示しないファンから供給される換気風を燃料電池システムボックス５内に導入するものである。前壁２３を貫通した導入管３８はコンタクタボックス４９の上部の接続ポート３９の左側壁３９ａに接続されている。そして、接続ポート３９の右側壁３９ｂにはコンタクタボックス４９内部を通過した換気風を燃料電池システムボックス５内へその前部右側から後方に向かって供給する供給管（送風手段）４０が接続されている。この供給管４０の開口端（送風手段）４１は右側の燃料電池３の前端部に向かって開口している。この供給管４０の開口端４１の下流に前記水素センサ４８が位置することとなる。
そして、燃料電池システムボックス５内の水素濃度が高まり、水素センサ４８によって水素を検知した場合には、燃料電池３への水素供給を遮断したり、また燃料電池３のコンタクタによって発電を停止したり、送風手段を用いて供給管４０からの送風量を増大するなどの所定の保護動作が取られる。 As specifically shown in FIG. 8, the contactor box 49 is provided with an introduction pipe (air blowing means) 38 that passes through the front wall 23 of the fuel cell system box 5. The introduction pipe 38 introduces ventilation air supplied from a fan (not shown) in front of the fuel cell system box 5 into the fuel cell system box 5. The introduction pipe 38 penetrating the front wall 23 is connected to the left side wall 39 a of the connection port 39 at the upper part of the contactor box 49. Connected to the right side wall 39b of the connection port 39 is a supply pipe (air blowing means) 40 for supplying ventilation air that has passed through the contactor box 49 into the fuel cell system box 5 from the front right side to the rear side. Yes. An open end (air blowing means) 41 of the supply pipe 40 opens toward the front end of the right fuel cell 3. The hydrogen sensor 48 is located downstream of the open end 41 of the supply pipe 40.
When the hydrogen concentration in the fuel cell system box 5 increases and hydrogen is detected by the hydrogen sensor 48, the supply of hydrogen to the fuel cell 3 is shut off, or the power generation is stopped by the contactor of the fuel cell 3. Then, a predetermined protection operation such as increasing the amount of air blown from the supply pipe 40 using the air blowing means is taken.

上記実施形態によれば、空気より比重の小さい水素ガスを検出精度上で有利な燃料電池システムボックス５内の最も高い位置で水素センサ４８により検出できるため、検出精度を高めることができる。とりわけ、蓋２２の下面のうちで最も高い部位に水素センサ４８を配置することができるため、単一の水素センサ４８を用いるだけでよくなり、複数の水素センサ４８を用いた場合に比較してコストダウンを図ることができる。   According to the above embodiment, hydrogen gas having a specific gravity smaller than that of air can be detected by the hydrogen sensor 48 at the highest position in the fuel cell system box 5 that is advantageous in terms of detection accuracy, so that the detection accuracy can be improved. In particular, since the hydrogen sensor 48 can be arranged at the highest part of the lower surface of the lid 22, it is only necessary to use a single hydrogen sensor 48, compared with the case where a plurality of hydrogen sensors 48 are used. Cost can be reduced.

即ち、水素ガスがどの部位に存在したとしても、前記第１スペーサＳ１、第２スペーサＳ２、第３スペーサＳ３により、蓋２２の下面、つまり燃料電池システムボックス５の実質的な高さを調整して、高さＨ１、高さＨ２、高さＨへと徐々に高所へ水素ガスを導きここで水素センサ４８による検出を行うことができるため、確実かつ正確に水素濃度を検出できる。また、最も検出の必要がある水素循環系６１や希釈ボックス６４の部位においては、水平方向への水素ガスの拡散を防止する第４スペーサＳ４、第５スペーサＳ５が設けられているため、確実に上方へ水素ガスを導いて水素センサ４８において検出を行うことができる。とりわけ、この実施形態の蓋２２は幅方向の中央部が略山形に形成されているため、側部より高所の幅方向の中央部により効果的に水素ガスを導ける点で有利である。   That is, no matter where hydrogen gas is present, the lower surface of the lid 22, that is, the substantial height of the fuel cell system box 5 is adjusted by the first spacer S1, the second spacer S2, and the third spacer S3. Thus, since the hydrogen gas can be gradually led to the height H1, height H2, and height H, and the detection by the hydrogen sensor 48 can be performed here, the hydrogen concentration can be detected reliably and accurately. Further, in the part of the hydrogen circulation system 61 and the dilution box 64 that need to be detected most, the fourth spacer S4 and the fifth spacer S5 that prevent the diffusion of hydrogen gas in the horizontal direction are provided. The hydrogen sensor 48 can perform detection by introducing hydrogen gas upward. In particular, the lid 22 of this embodiment is advantageous in that hydrogen gas can be effectively guided to the center portion in the width direction higher than the side portion because the center portion in the width direction is formed in a substantially mountain shape.

そして、前記燃料電池システムボックス５前方の図示しないファンから供給される換気風が導入管３８を経てコンタクタボックス４９内に導入され、コンタクタボックス４９を冷却し、その後供給管４０の開口端４１から後方に向かって排出されるため、この供給管４０の開口端４１の下流に位置する水素センサ４８によって換気風を素早く短時間で水素センサ４８で検出できるので、所定の保護動作を取ることが可能となる。   Then, ventilation air supplied from a fan (not shown) in front of the fuel cell system box 5 is introduced into the contactor box 49 through the introduction pipe 38, cools the contactor box 49, and then rearward from the open end 41 of the supply pipe 40. Since the ventilation air can be detected by the hydrogen sensor 48 quickly and in a short time by the hydrogen sensor 48 located downstream of the open end 41 of the supply pipe 40, a predetermined protection operation can be taken. Become.

尚、この発明は前記実施形態に限られるものではなく、例えば蓋２２の形状等は一例であって、実質的な燃料電池システムボックス５の天井部分の高さに変化を持たせることができれば、蓋２２の形状は上記実施形態に限定されない。また、前記各スペーサは模式的に別体で示したものであるが、各スペーサを一体形状として蓋２２の裏側に取り付ける等種々の態様が採用可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the shape of the lid 22 is an example, and if the substantial height of the ceiling portion of the fuel cell system box 5 can be changed, The shape of the lid 22 is not limited to the above embodiment. The spacers are schematically shown separately, but various modes such as attaching the spacers to the back side of the lid 22 as an integrated shape can be employed.

この発明の実施形態の燃料電池自動車の側面透視図である。1 is a side perspective view of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention. この発明の実施形態の要部平面説明図である。It is principal part plane explanatory drawing of embodiment of this invention. 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. この発明の実施形態の燃料電池システムボックスの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the fuel cell system box of embodiment of this invention. この発明の実施形態の燃料電池システムボックス流体配管接続状態を示す平面図ある。It is a top view which shows the fuel cell system box fluid piping connection state of embodiment of this invention. この発明の実施形態のスペーサの配置状態を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the arrangement state of the spacer of embodiment of this invention. 図６の側面図である。FIG. 7 is a side view of FIG. 6. 要部斜視図である。It is a principal part perspective view.

符号の説明Explanation of symbols

３ 燃料電池
５ 燃料電池システムボックス（筐体）
２２ 蓋（上壁）
３８ 導入管（送風手段）
４０ 供給管（送風手段）
４１ 開口端（送風手段）
４８ 水素センサ
６１ 水素循環系（水素系補機類） 3 Fuel cell 5 Fuel cell system box (housing)
22 Lid (upper wall)
38 Introducing pipe (air blowing means)
40 Supply pipe (air blowing means)
41 Open end (air blowing means)
48 Hydrogen Sensor 61 Hydrogen Circulation System (Hydrogen Auxiliaries)

Claims (4)

水素と酸素の電気化学反応によって発電する燃料電池を収容し、少なくとも上部が上壁により閉塞された筐体を搭載した燃料電池自動車において、前記筐体内の水素濃度を検出する水素センサを該筐体内の高所に配置すると共に前記上壁は下面が高低に変化を持たせて形成されていることを特徴とする燃料電池自動車。   In a fuel cell vehicle that houses a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen and that has a housing that is at least closed by an upper wall, a hydrogen sensor that detects the hydrogen concentration in the housing is provided in the housing. A fuel cell vehicle characterized in that the upper wall is formed with a change in height between the upper wall and the upper wall. 前記上壁が蓋によって構成されると共に該蓋に設けた高さ調整用のスペーサにより筐体内のガスを前記水素センサに導くことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動車。   2. The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the upper wall is constituted by a lid, and gas in the housing is guided to the hydrogen sensor by a height adjusting spacer provided on the lid. 前記筐体に換気風を送風する送風手段を設け、該換気風の下流に水素センサを配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池自動車。   The fuel cell vehicle according to claim 1 or 2, wherein a ventilation means for blowing ventilation air is provided in the housing, and a hydrogen sensor is disposed downstream of the ventilation air. 前記筐体は燃料電池の補機類を収容すると共に、該補機類は少なくとも水素ガスを燃料電池へ供給、または燃料電池から排出するための水素系補機類を含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動車。   The housing contains fuel cell auxiliary equipment, and the auxiliary equipment includes at least hydrogen-based auxiliary equipment for supplying or discharging hydrogen gas to or from the fuel cell. Item 4. The fuel cell vehicle according to Item 1.
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