JP2006290063A - 複数の熱交換器を有する車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の熱交換器を有する車両において、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することを可能とする。
【解決手段】 車両は、供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第１の熱交換器と、熱交換器用流体の流れ方向に沿って第１の熱交換器より下流側に位置する第２の熱交換器と、を備える。第２の熱交換器は、熱交換器用流体の流れ方向に沿った第２の熱交換器の少なくとも一部分の投影が、流れ方向に沿った第１の熱交換器の少なくとも一部分の投影と重なるように配置されている。車両は、また、第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体の第２の熱交換器内部への流入を制限するように構成された流入制限部材を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の熱交換器を有する車両に関する。

燃料電池用および電力機器用の冷却装置をそれぞれ個別に有する燃料電池車両が開示されている（例えば、特許文献１）。この燃料電池車両では、燃料電池用の冷却装置に含まれる熱交換器と電力機器用の冷却装置に含まれる熱交換器とが、熱交換用流体（空気）の流れ方向に沿って前後に並べて配置されている。

特開２００４−１６８１３９号公報 特開２００４−１６８１９３号公報 特開２０００−３１５５１３号公報

上述した従来の燃料電池車両では、２つの熱交換器の内、空気の流れの上流側に配置された熱交換器内部を通過した空気が、下流側に配置された熱交換器内部に流入するため、下流側に配置された熱交換器の熱交換性能が低下するおそれがあった。

一方、２つの熱交換器を、空気の流れ方向に沿って前後に並べることなく配置することも可能であるが、このような配置では、熱交換器の収納に要する車両内の空間の大きさが増大するという問題があった。

なお、このような問題は、２つの熱交換器を有する燃料電池車両に限らず、複数の熱交換器を有する車両一般に共通する問題であった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、複数の熱交換器を有する車両において、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することを可能とする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の車両は、
供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第１の熱交換器と、
熱交換器用流体の流れ方向に沿って前記第１の熱交換器より下流側に位置し、供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第２の熱交換器と、
流入制限部材と、を備え、
前記第２の熱交換器は、前記流れ方向に沿った前記第２の熱交換器の少なくとも一部分の投影が、前記流れ方向に沿った前記第１の熱交換器の少なくとも一部分の投影と重なるように配置されており、
前記流入制限部材は、前記第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体の前記第２の熱交換器内部への流入を制限するように構成されている。

この車両では、第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体の第２の熱交換器内部への流入が制限されるため、熱交換器の性能低下を抑制することができる。また、第２の熱交換器は、熱交換器用流体の流れ方向に沿った第２の熱交換器の一部分の投影が、流れ方向に沿った第１の熱交換器の一部分の投影と重なるように配置されているため、複数の熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制することができる。従って、この車両では、複数の熱交換器を有する車両において、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

上記第１の車両において、さらに、
前記流れ方向に沿って前記第１の熱交換器より下流側に位置し、供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第３の熱交換器を備え、
前記第３の熱交換器は、前記流れ方向に沿った前記第３の熱交換器の少なくとも一部分の投影が、前記流れ方向に沿った前記第１の熱交換器の少なくとも一部分の投影と重なるように、かつ、前記流れ方向に沿った前記第３の熱交換器の投影が、前記流れ方向に沿った前記第２の熱交換器の投影と重ならないように、配置されており、
前記第１の熱交換器は、前記第２の熱交換器と前記第３の熱交換器との間に形成された間隙の前記流れ方向に沿って上流側に配置されており、
前記流入制限部材は、前記第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体の前記第３の熱交換器内部への流入を制限すると共に、前記第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体を前記間隙へと導くように構成されているとしてもよい。

この構成によれば、流入制限部材が、第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体の第３の熱交換器内部への流入を制限することができる。また、第３の熱交換器は、熱交換用流体の流れ方向に沿った第３の熱交換器の一部分の投影が、流れ方向に沿った第１の熱交換器の一部分の投影と重なるように配置されているため、複数の熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制することができる。そのため、少なくとも３つの熱交換器を有する車両において、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

また、上記第１の車両において、前記第２の熱交換器および前記第３の熱交換器は、それぞれの下流側端面が前記流れ方向に垂直な同一平面上に位置するように、配置されているとしてもよい。

この構成によれば、熱交換器の収納に要する空間の熱交換用流体の流れ方向に沿った大きさを抑制できる。

また、上記第１の車両において、さらに、
前記流れ方向に沿って前記第２の熱交換器より上流側に位置し、供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第３の熱交換器を備え、
前記第３の熱交換器は、前記流れ方向に沿った前記第３の熱交換器の少なくとも一部分の投影が、前記流れ方向に沿った前記第２の熱交換器の少なくとも一部分の投影と重なるように、かつ、前記流れ方向に沿った前記第３の熱交換器の投影が、前記流れ方向に沿った前記第１の熱交換器の投影と重ならないように、配置されており、
前記第２の熱交換器は、前記第１の熱交換器と前記第３の熱交換器との間に形成された間隙の前記流れ方向に沿って下流側に配置されており、
前記流入制限部材は、前記第３の熱交換器内部を通過した熱交換用流体の前記第２の熱交換器への流入を制限すると共に、前記間隙を通過した熱交換用流体を前記第２の熱交換器へと導くように構成されているとしてもよい。

この構成によっても、少なくとも３つの熱交換器を有する車両において、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の第２の車両は、
供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第１の熱交換器と、
熱交換器用流体の流れ方向に沿って前記第１の熱交換器より下流側に位置し、供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第２の熱交換器と、
流入制限部材と、を備え、
前記第２の熱交換器は、前記流れ方向に沿った前記第２の熱交換器の少なくとも一部分の投影が、前記流れ方向に沿った前記第１の熱交換器の少なくとも一部分の投影と重なるように配置されており、
前記流入制限部材は、前記第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体が、前記第２の熱交換器の前記少なくとも一部分へ流入することを制限するように構成されている。

この車両では、第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体が、他の熱交換器と投影が重なるような第２の熱交換器の一部分へ流入することが制限される。そのため、熱交換器の性能低下を抑制することができる。また、第２の熱交換器は、熱交換用流体の流れ方向に沿った第２の熱交換器の一部分の投影が、流れ方向に沿った第１の熱交換器の一部分の投影と重なるように配置されているため、複数の熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制することができる。従って、この車両では、複数の熱交換器を有する車両において、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

上記第１および第２の車両において、前記車両は、燃料電池を有する燃料電池車両であるとしてもよい。

この構成によれば、複数の熱交換器を有する燃料電池車両において、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

また、上記第１および第２の車両において、前記車両は、燃料電池を有する燃料電池車両であり、
前記第１ないし第３の３つの熱交換器は、燃料電池用熱交換器と、駆動機器用熱交換器と、空調機用熱交換器と、を含むとしてもよい。

この構成によれば、少なくとも燃料電池用熱交換器、駆動機器用熱交換器、空調機用熱交換器の３つの熱交換器を有する燃料電池車両において、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

また、上記第１および第２の車両において、前記流入制限部材は、ダクトによって構成されているとしてもよい。

この構成によれば、流入制限部材を簡単な構成とすることができる。

なお、上記第１および第２の車両において、前記熱交換器用流体の流れ方向は、前記車両の進行方向の反対の方向であるとしてもよい。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、車両、自動車、車両用冷却システム、車両用熱交換器等の態様で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：
Ｅ．変形例：

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池自動車の構成を概略的に示す説明図である。この燃料電池自動車１００は、水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池１１０と、燃料電池１１０から出力される直流電力を三相交流電力に変換するインバータ１２０と、インバータ１２０から供給される三相交流電力によって駆動輪を駆動する走行モータ１３０と、を備えている。また、燃料電池自動車１００は、走行モータ１３０に対して燃料電池１１０と並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０によって充放電される二次電池１５０と、を備えている。さらに、燃料電池自動車１００は、燃料電池１１０の図示しない燃料電池スタックを冷却する燃料電池用冷却系２１０と、インバータ１２０や走行モータ１３０を冷却する駆動機器用冷却系２２０と、乗員室の空調機器の一部としての空調用冷却系２３０と、ファン２４０と、を備えている。

燃料電池用冷却系２１０は、空気との熱交換により冷却水を冷却する熱交換器としての燃料電池用ラジエータ（以下「ＦＣ用ラジエータ」と呼ぶ）２１２と、ＦＣ用ラジエータ２１２内の冷却水流路と燃料電池１１０の燃料電池スタック内の冷却水流路とを連絡して循環流路を形成する連絡管２１４と、循環流路内に冷却水を循環させるためのポンプ２１６と、を含んでいる。

駆動機器用冷却系２２０は、空気との熱交換により冷却水を冷却する熱交換器としての駆動機器用ラジエータ２２２と、駆動機器用ラジエータ２２２内の冷却水流路とインバータ１２０や走行モータ１３０内の冷却水流路とを連絡して循環流路を形成する連絡管２２４と、循環流路内に冷却水を循環させるためのポンプ２２６と、を含んでいる。

空調用冷却系２３０は、冷媒が循環する循環流路として構成されており、冷媒を圧縮して高温高圧のガス状にするコンプレッサ２３８と、圧縮された冷媒を空気との熱交換により冷却し高圧の液状にする熱交換器としてのコンデンサ２３２と、冷却された冷媒を急激に膨張させて低温低圧の霧状にする膨張弁２３４と、低温低圧の冷媒と乗員室内の空気とを熱交換させることにより冷媒を蒸発させて低温低圧のガス状にするエバポレータ２３６と、を含んでいる。

なお、図１は、３つの熱交換器（ＦＣ用ラジエータ２１２、駆動機器用ラジエータ２２２、コンデンサ２３２）の配置に関して詳細に表現するものではない。３つの熱交換器の配置については、後に他の図を用いて詳述する。

ファン２４０は、その回転軸に取り付けられた図示しないファンモータによって駆動される。ファン２４０の回転と燃料電池自動車１００の走行に伴い発生する走行風とによって、上記３つの熱交換器（ＦＣ用ラジエータ２１２、駆動機器用ラジエータ２２２、コンデンサ２３２）に対し熱交換用流体としての空気が供給される。

図２は、第１実施例の燃料電池自動車１００における車両側方から見た熱交換器の配置を示す説明図である。図２には、燃料電池自動車１００の進行方向に向かって左側から見た３つの熱交換器の位置関係を示している。また、図３は、第１実施例の燃料電池自動車１００における車両前方から見た熱交換器の配置を示す説明図である。図３には、燃料電池自動車１００の前方から見た３つの熱交換器の位置関係を示している。なお、以下の説明では、空気の流れ（走行風）の方向（すなわち燃料電池自動車１００の進行方向の反対方向）の上流側を単に「上流側」と呼び、空気の流れ方向の下流側を単に「下流側」と呼ぶ。図２および図３に示すように、ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２とは、下流側の端面が、空気の流れ方向に略垂直な同一平面上に位置するように配置されている。また、ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２とは、空気の流れ方向に沿ったコンデンサ２３２の投影が、空気の流れ方向に沿ったＦＣ用ラジエータ２１２の投影と重ならないように、配置されている。なお、本実施例では、ＦＣ用ラジエータ２１２は、コンデンサ２３２の上側に配置されている。ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２との間には、間隙部Ｇが形成されている。また、駆動機器用ラジエータ２２２は、ＦＣ用ラジエータ２１２およびコンデンサ２３２間に形成された間隙部Ｇの上流側であって、空気の流れ方向に略垂直な平面上に配置されている。なお、ファン２４０は、ＦＣ用ラジエータ２１２およびコンデンサ２３２の下流側に設置されたシュラウド２４２内に収納されている。

駆動機器用ラジエータ２２２とＦＣ用ラジエータ２１２との上下方向の位置関係は、空気の流れ方向に沿った駆動機器用ラジエータ２２２の上側の部分の投影が、同じく空気の流れ方向に沿ったＦＣ用ラジエータ２１２の下側の部分の投影と重なるような関係となっている。同様に、駆動機器用ラジエータ２２２とコンデンサ２３２との上下方向の位置関係は、空気の流れ方向に沿った駆動機器用ラジエータ２２２の下側の部分の投影が、同じく空気の流れ方向に沿ったコンデンサ２３２の上側の部分の投影と重なるような関係となっている。ここで、上記の駆動機器用ラジエータ２２２の上側の部分等のように、熱交換器の部分であって、空気の流れ方向に沿った当該部分の投影が、他の熱交換器の部分の投影と重なる関係にある部分を、当該熱交換器の「投影重複部」と呼ぶものとする。図２および図３には、各熱交換器の投影重複部をハッチングを付して示している。

駆動機器用ラジエータ２２２と間隙部Ｇとの上下方向の位置関係は、間隙部Ｇの上下方向全体にわたって、間隙部Ｇの上流側には駆動機器用ラジエータ２２２が位置しているような関係となっている。なお、本実施例では、駆動機器用ラジエータ２２２の上下方向の高さを１００ｍｍとし、間隙部Ｇの上下方向の高さを２０ｍｍとしている。

駆動機器用ラジエータ２２２と間隙部Ｇとの間には、ダクト２６０（図２）が設けられている。ダクト２６０は、２つの板状の部材によって構成されている。ダクト２６０の１つの板状部材は、駆動機器用ラジエータ２２２の上端とＦＣ用ラジエータ２１２の下端とを燃料電池自動車１００の左右方向に沿って連続的に連結するように形成されており、もう１つの板状部材は、駆動機器用ラジエータ２２２の下端とコンデンサ２３２の上端とを連続的に連結するように形成されている。すなわち、ダクト２６０は、駆動機器用ラジエータ２２２の下流側表面と間隙部Ｇとを連通している。

ファン２４０（図２）の回転と燃料電池自動車１００の走行に伴い発生する走行風とにより、燃料電池自動車１００外部の空気が、ラジエータグリル２５０を通って燃料電池自動車１００内部に供給される。燃料電池自動車１００内部に供給された空気の一部は、駆動機器用ラジエータ２２２内部に流入し、駆動機器用ラジエータ２２２内部で駆動機器用冷却系２２０（図１）内の冷却水と熱交換を行った後、ダクト２６０に導かれて間隙部Ｇを通過してファン２４０の下流側へと排出される。すなわち、ダクト２６０は、駆動機器用ラジエータ２２２内部を通過した空気を間隙部Ｇへと導き、当該空気が他の熱交換器（ＦＣ用ラジエータ２１２およびコンデンサ２３２）内部へ流入することを制限している。なお、ダクト２６０は、駆動機器用ラジエータ２２２内部を通過した空気が他の熱交換器の投影重複部内へ流入することを制限しているとも表現できる。

また、燃料電池自動車１００内部に供給された空気の他の一部は、ＦＣ用ラジエータ２１２内部に流入し、ＦＣ用ラジエータ２１２内部で燃料電池用冷却系２１０（図１）内の冷却水と熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。また、燃料電池自動車１００内部に供給された空気の他の一部は、コンデンサ２３２内部に流入し、コンデンサ２３２内部で空調用冷却系２３０（図１）内の冷媒と熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。すなわち、燃料電池自動車１００内部に供給された空気は、３つの熱交換器（ＦＣ用ラジエータ２１２、駆動機器用ラジエータ２２２、コンデンサ２３２）内部を並列に通過する。なお、図２には、燃料電池自動車１００内部に供給された空気の流れの様子を矢印で表している。

以上説明したように、本実施例の燃料電池自動車１００では、ダクト２６０を有することによって、駆動機器用ラジエータ２２２内部を通過した空気の他の熱交換器（ＦＣ用ラジエータ２１２およびコンデンサ２３２）内部への流入が制限される。そのため、各熱交換器における熱交換性能の低下を抑制することができる。また、本実施例の燃料電池自動車１００では、駆動機器用ラジエータ２２２およびＦＣ用ラジエータ２１２が、互いに投影重複部を有するように配置されており、また、駆動機器用ラジエータ２２２およびコンデンサ２３２も互いに投影重複部を有するように配置されている。そのため、３つの熱交換器を収納するために要する燃料電池自動車１００内部の空間の高さを抑制することができる。従って、本実施例の燃料電池自動車１００では、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

なお、本実施例の燃料電池自動車１００では、駆動機器用ラジエータ２２２内部への空気の流入が確保されやすいため、駆動機器用ラジエータ２２２の厚さ（車両前後方向の長さ）を大きくする代わりに高さ（車両上下方向の長さ）を小さくすることにより、ＦＣ用ラジエータ２１２およびコンデンサ２３２へ空気が流入する際の抵抗を低減することもできる。また、間隙部Ｇの大きさは、少なくとも、ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２とを上下方向に段積みする場合に通常発生する空間の大きさ程度であればよいため、当該空間を有効に利用することができる。

Ｂ．第２実施例：
図４は、第２実施例の燃料電池自動車１００ａにおける車両側方から見た熱交換器の配置を示す説明図である。第２実施例の燃料電池自動車１００ａは、３つの熱交換器の配置が図２に示した第１実施例の燃料電池自動車１００とは異なっている。

第２実施例の燃料電池自動車１００ａでは、駆動機器用ラジエータ２２２と、ＦＣ用ラジエータ２１２およびコンデンサ２３２と、の位置関係が、第１実施例の燃料電池自動車１００とは前後逆になっている。具体的には、ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２とは、それぞれの下流側端面が空気の流れ方向に略垂直な同一平面上に位置するように、かつ、空気の流れ方向に沿ったコンデンサ２３２の投影が、空気の流れ方向に沿ったＦＣ用ラジエータ２１２の投影と重ならないように、配置されている。ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２との間には、間隙部Ｇが形成されている。また、駆動機器用ラジエータ２２２は、間隙部Ｇの下流側であって、空気の流れ方向に略垂直な平面上に配置されている。間隙部Ｇと駆動機器用ラジエータ２２２との間には、ダクト２６０ａが設けられている。

第２実施例の燃料電池自動車１００ａでは、燃料電池自動車１００ａ内部に供給された空気の一部は、間隙部Ｇを通過し、ダクト２６０ａに導かれて駆動機器用ラジエータ２２２内部に流入し、駆動機器用ラジエータ２２２内部で熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。また、燃料電池自動車１００ａ内部に供給された空気の他の一部は、ＦＣ用ラジエータ２１２内部に流入し、ＦＣ用ラジエータ２１２内部で熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。また、燃料電池自動車１００ａ内部に供給された空気の他の一部は、コンデンサ２３２内部に流入し、コンデンサ２３２内部で熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。すなわち、ダクト２６０ａは、ＦＣ用ラジエータ２１２またはコンデンサ２３２内部を通過した空気が駆動機器用ラジエータ２２２内部に流入することを制限している。そのため、第２実施例の燃料電池自動車１００ａにおいても、燃料電池自動車１００ａ内部に供給された空気は、３つの熱交換器（ＦＣ用ラジエータ２１２、駆動機器用ラジエータ２２２、コンデンサ２３２）内部を並列に通過する。なお、図４には、燃料電池自動車１００ａ内部に供給された空気の流れの様子を矢印で表している。また、ダクト２６０ａは、ＦＣ用ラジエータ２１２またはコンデンサ２３２内部を通過した空気が駆動機器用ラジエータ２２２の投影重複部内へ流入することを制限しているとも表現できる。

以上のように、第２実施例の燃料電池自動車１００ａでは、ダクト２６０ａを有することによって、ＦＣ用ラジエータ２１２またはコンデンサ２３２内部を通過した空気の駆動機器用ラジエータ２２２内部への流入が制限される。そのため、各熱交換器における熱交換性能の低下を抑制することができる。また、第２実施例の燃料電池自動車１００ａでも、駆動機器用ラジエータ２２２およびＦＣ用ラジエータ２１２が、互いに投影重複部を有するように配置されており、また、駆動機器用ラジエータ２２２およびコンデンサ２３２も互いに投影重複部を有するように配置されている。そのため、３つの熱交換器を収納するために要する燃料電池自動車１００ａ内部の空間の高さを抑制することができる。従って、第２実施例の燃料電池自動車１００ａでも、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

Ｃ．第３実施例：
図５は、第３実施例の燃料電池自動車１００ｂにおける車両側方から見た熱交換器の配置を示す説明図である。第３実施例の燃料電池自動車１００ｂは、３つの熱交換器の配置が図２に示した第１実施例の燃料電池自動車１００とは異なっている。

第３実施例の燃料電池自動車１００ｂでは、ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２とが、それぞれの下流側端面が空気の流れ方向に略垂直な同一平面上に位置するように配置されているが、両者の間には、第１実施例のような間隙部Ｇが形成されていない。また、駆動機器用ラジエータ２２２は、ＦＣ用ラジエータ２１２の上流側に配置されている。駆動機器用ラジエータ２２２とＦＣ用ラジエータ２１２との間には、ダクト２６０ｂが設けられている。ダクト２６０ｂは、駆動機器用ラジエータ２２２の下流側表面と、ＦＣ用ラジエータ２１２の上流側表面と、を連通している。ダクト２６０ｂ内の流路面積は、ＦＣ用ラジエータ２１２に近い側ほど小さくなっている。

第３実施例の燃料電池自動車１００ｂでは、燃料電池自動車１００ｂ内部に供給された空気の一部は、駆動機器用ラジエータ２２２内部に流入し、駆動機器用ラジエータ２２２内部で熱交換を行った後、ダクト２６０ｂに導かれてＦＣ用ラジエータ２１２内部に流入し、ＦＣ用ラジエータ２１２内部で熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。このとき、ダクト２６０ｂは、流路面積がＦＣ用ラジエータ２１２に近い側ほど小さくなっているため、ＦＣ用ラジエータ２１２の投影重複部の内の一部分については、駆動機器用ラジエータ２２２内部を通過した空気が流入しないこととなる。すなわち、ダクト２６０ｂは、駆動機器用ラジエータ２２２内部を通過した空気がＦＣ用ラジエータ２１２の投影重複部内へ流入することを制限している。

また、燃料電池自動車１００ｂ内部に供給された空気の他の一部は、ＦＣ用ラジエータ２１２内部に流入し、ＦＣ用ラジエータ２１２内部で熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。また、燃料電池自動車１００ｂ内部に供給された空気の他の一部は、コンデンサ２３２内部に流入し、コンデンサ２３２内部で熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。なお、図５には、燃料電池自動車１００ｂ内部に供給された空気の流れの様子を矢印で表している。

以上のように、第３実施例の燃料電池自動車１００ｂでは、駆動機器用ラジエータ２２２内部を通過した空気がＦＣ用ラジエータ２１２内部に流入するため、ＦＣ用ラジエータ２１２において若干の熱交換性能の低下が発生する。しかし、第３実施例の燃料電池自動車１００ｂでは、ダクト２６０ｂを有することによって、駆動機器用ラジエータ２２２内部を通過した空気がＦＣ用ラジエータ２１２の投影重複部内へ流入することが制限される。そのため、ＦＣ用ラジエータ２１２における熱交換性能の低下を抑制することができる。また、第３実施例の燃料電池自動車１００ｂでも、駆動機器用ラジエータ２２２およびＦＣ用ラジエータ２１２が、互いに投影重複部を有するように配置されている。そのため、３つの熱交換器を収納するために要する燃料電池自動車１００ｂ内部の空間の高さを抑制することができる。従って、第３実施例の燃料電池自動車１００ｂでも、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

Ｄ．第４実施例：
図６は、第４実施例の燃料電池自動車１００ｃにおける車両側方から見た熱交換器の配置を示す説明図である。第４実施例の燃料電池自動車１００ｃは、熱交換器の数および配置が図２に示した第１実施例の燃料電池自動車１００とは異なっている。

第４実施例の燃料電池自動車１００ｃは、ＦＣ用ラジエータ２１２および電気機器用ラジエータ２７２の２つの熱交換器を備えている。電気機器用ラジエータ２７２は、第１実施例の燃料電池自動車１００（図１）における駆動機器用ラジエータ２２２およびコンデンサ２３２の両方の機能を有しているものとする。

第４実施例の燃料電池自動車１００ｃでは、ＦＣ用ラジエータ２１２は、電気機器用ラジエータ２７２より下流側に配置されている。ＦＣ用ラジエータ２１２と電気機器用ラジエータ２７２との上下方向の位置関係は、空気の流れ方向に沿った電気機器用ラジエータ２７２の上側の部分の投影が、同じく空気の流れ方向に沿ったＦＣ用ラジエータ２１２の下側の部分の投影と重なるような関係となっている。すなわち、ＦＣ用ラジエータ２１２と電気機器用ラジエータ２７２とが、互いに投影重複部を有するように配置されている。

ＦＣ用ラジエータ２１２と電気機器用ラジエータ２７２との間には、ダクト２６０ｃが設けられている。ダクト２６０ｃは、電気機器用ラジエータ２７２の上端とＦＣ用ラジエータ２１２の下端とを燃料電池自動車１００ｃの左右方向に沿って連続的に連結するように形成された板状の部材で構成されている。

第４実施例の燃料電池自動車１００ｃでは、燃料電池自動車１００ｃ内部に供給された空気の一部は、ＦＣ用ラジエータ２１２内部に流入し、ＦＣ用ラジエータ２１２内部で熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。また、燃料電池自動車１００ｃ内部に供給された空気の他の一部は、電気機器用ラジエータ２７２内部に流入し、電気機器用ラジエータ２７２内部で熱交換を行った後、ファン２４０の下流側へと排出される。すなわち、ダクト２６０ｃは、電気機器用ラジエータ２７２内部を通過した空気がＦＣ用ラジエータ２１２内部に流入することを制限している。そのため、第４実施例の燃料電池自動車１００ｃにおいては、燃料電池自動車１００ｃ内部に供給された空気は、２つの熱交換器（ＦＣ用ラジエータ２１２、電気機器用ラジエータ２７２）内部を並列に通過する。なお、図６には、燃料電池自動車１００ｃ内部に供給された空気の流れの様子を矢印で表している。また、ダクト２６０ｃは、電気機器用ラジエータ２７２内部を通過した空気がＦＣ用ラジエータ２１２の投影重複部内へ流入することを制限しているとも表現できる。

以上のように、第４実施例の燃料電池自動車１００ｃでは、ダクト２６０ｃを有することによって、電気機器用ラジエータ２７２内部を通過した空気のＦＣ用ラジエータ２１２内部への流入が制限される。そのため、各熱交換器における熱交換性能の低下を抑制することができる。また、第４実施例の燃料電池自動車１００ｃでは、電気機器用ラジエータ２７２およびＦＣ用ラジエータ２１２が、互いに投影重複部を有するように配置されている。そのため、２つの熱交換器を収納するために要する燃料電池自動車１００ｃ内部の空間の高さを抑制することができる。従って、第４実施例の燃料電池自動車１００ｃでも、熱交換器の収納に要する空間の大きさを抑制しつつ、熱交換器の性能低下を抑制することができる。

Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｅ１．変形例１：
上記各実施例において、３つまたは２つの熱交換器の配置はあくまで一例であり、他の配置とすることも可能である。例えば、各実施例の配置において、３つまたは２つの熱交換器の位置関係を任意に入れ替えた配置とすることも可能である。具体的には、図２に示した第１実施例において、例えば駆動機器用ラジエータ２２２とコンデンサ２３２との位置を入れ替えて、コンデンサ２３２を通過した空気がダクト２６０を経て間隙部Ｇを通過するような配置としてもよい。

また、各実施例の熱交換器の配置を、空気の流れ方向に平行な軸を中心に回転させた配置とすることも可能である。具体的には、図３に示した第１実施例の熱交換器の配置を９０度回転させ、投影重複部が各熱交換器の左右端部に位置するような配置としてもよい。このような配置にすると、熱交換器の収納に要する空間の幅（左右方向の長さ）を抑制することができる。

また、第１実施例から第３実施例においては、ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２との２つの熱交換器が、それぞれの下流側端面が空気の流れ方向に略垂直な同一平面上に位置するように配置されているが、必ずしもこのような配置にする必要はない。例えば、ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２との２つの熱交換器を、それぞれの上流側端面が空気の流れ方向に略垂直な同一平面上に位置するように配置してもよい。また、ＦＣ用ラジエータ２１２とコンデンサ２３２との２つの熱交換器を、それぞれの下流側端面および上流側端面が共に空気の流れ方向に略垂直な同一平面上に位置しないように配置してもよい。

Ｅ２．変形例２：
上記各実施例では、燃料電池自動車を例に用いて説明したが、本発明は、燃料電池自動車以外の自動車や、自動車以外の車両一般に適用可能である。また、上記各実施例では、熱交換器を３つまたは２つ備える燃料電池自動車の例を用いて説明したが、本発明は、４つ以上の熱交換器を備える燃料電池自動車にも適用可能である。

本発明の第１実施例としての燃料電池自動車の構成を概略的に示す説明図。 第１実施例の燃料電池自動車における車両側方から見た熱交換器の配置を示す説明図。 第１実施例の燃料電池自動車における車両前方から見た熱交換器の配置を示す説明図。 第２実施例の燃料電池自動車における車両側方から見た熱交換器の配置を示す説明図。 第３実施例の燃料電池自動車における車両側方から見た熱交換器の配置を示す説明図。 第４実施例の燃料電池自動車における車両側方から見た熱交換器の配置を示す説明図。

符号の説明

１００...燃料電池自動車
１１０...燃料電池
１２０...インバータ
１３０...走行モータ
１４０...ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５０...二次電池
２１０...燃料電池用冷却系
２１２...ＦＣ用ラジエータ
２１４...連絡管
２１６...ポンプ
２２０...駆動機器用冷却系
２２２...駆動機器用ラジエータ
２２４...連絡管
２２６...ポンプ
２３０...空調用冷却系
２３２...コンデンサ
２３４...膨張弁
２３６...エバポレータ
２３８...コンプレッサ
２４０...ファン
２４２...シュラウド
２５０...ラジエータグリル
２６０...ダクト
２７２...電気機器用ラジエータ

Claims (9)

1. 車両であって、
   供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第１の熱交換器と、
   熱交換器用流体の流れ方向に沿って前記第１の熱交換器より下流側に位置し、供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第２の熱交換器と、
   流入制限部材と、を備え、
   前記第２の熱交換器は、前記流れ方向に沿った前記第２の熱交換器の少なくとも一部分の投影が、前記流れ方向に沿った前記第１の熱交換器の少なくとも一部分の投影と重なるように配置されており、
   前記流入制限部材は、前記第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体の前記第２の熱交換器内部への流入を制限するように構成されている、車両。
2. 請求項１記載の車両であって、さらに、
   前記流れ方向に沿って前記第１の熱交換器より下流側に位置し、供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第３の熱交換器を備え、
   前記第３の熱交換器は、前記流れ方向に沿った前記第３の熱交換器の少なくとも一部分の投影が、前記流れ方向に沿った前記第１の熱交換器の少なくとも一部分の投影と重なるように、かつ、前記流れ方向に沿った前記第３の熱交換器の投影が、前記流れ方向に沿った前記第２の熱交換器の投影と重ならないように、配置されており、
   前記第１の熱交換器は、前記第２の熱交換器と前記第３の熱交換器との間に形成された間隙の前記流れ方向に沿って上流側に配置されており、
   前記流入制限部材は、前記第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体の前記第３の熱交換器内部への流入を制限すると共に、前記第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体を前記間隙へと導くように構成されている、車両。
3. 請求項２記載の車両であって、
   前記第２の熱交換器および前記第３の熱交換器は、それぞれの下流側端面が前記流れ方向に垂直な同一平面上に位置するように、配置されている、車両。
4. 請求項１記載の車両であって、さらに、
   前記流れ方向に沿って前記第２の熱交換器より上流側に位置し、供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第３の熱交換器を備え、
   前記第３の熱交換器は、前記流れ方向に沿った前記第３の熱交換器の少なくとも一部分の投影が、前記流れ方向に沿った前記第２の熱交換器の少なくとも一部分の投影と重なるように、かつ、前記流れ方向に沿った前記第３の熱交換器の投影が、前記流れ方向に沿った前記第１の熱交換器の投影と重ならないように、配置されており、
   前記第２の熱交換器は、前記第１の熱交換器と前記第３の熱交換器との間に形成された間隙の前記流れ方向に沿って下流側に配置されており、
   前記流入制限部材は、前記第３の熱交換器内部を通過した熱交換用流体の前記第２の熱交換器への流入を制限すると共に、前記間隙を通過した熱交換用流体を前記第２の熱交換器へと導くように構成されている、車両。
5. 車両であって、
   供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第１の熱交換器と、
   熱交換器用流体の流れ方向に沿って前記第１の熱交換器より下流側に位置し、供給された熱交換器用流体を用いて熱交換を行う第２の熱交換器と、
   流入制限部材と、を備え、
   前記第２の熱交換器は、前記流れ方向に沿った前記第２の熱交換器の少なくとも一部分の投影が、前記流れ方向に沿った前記第１の熱交換器の少なくとも一部分の投影と重なるように配置されており、
   前記流入制限部材は、前記第１の熱交換器内部を通過した熱交換用流体が、前記第２の熱交換器の前記少なくとも一部分へ流入することを制限するように構成されている、車両。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両であって、
   前記車両は、燃料電池を有する燃料電池車両である、車両。
7. 請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の車両であって、
   前記車両は、燃料電池を有する燃料電池車両であり、
   前記第１ないし第３の３つの熱交換器は、燃料電池用熱交換器と、駆動機器用熱交換器と、空調機用熱交換器と、を含む、車両。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の車両であって、
   前記流入制限部材は、ダクトによって構成されている、車両。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の車両であって、
   前記熱交換器用流体の流れ方向は、前記車両の進行方向の反対の方向である、車両。

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