JP2010269636A - Cooling device of motor and motor controller for fuel cell vehicle - Google Patents

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和彦 水谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a cooling device of a motor and a motor controller for fuel cell vehicles which is provided with an air-cooled fuel cell and cools the motor that drives driving wheels and the motor controller for controlling the operation of the motor highly efficiently while suppressing power loss. <P>SOLUTION: The cooling device of the motor and the motor controller includes: a seat 12 arranged at the upper side of a vehicle body 3; a motor controller 18 arranged below the seat 12; a fuel cell 2 arranged below the seat 12; a swing arm 60, which supports a rear wheel 7 pivotally; a motor 8, which is provided on the swing arm 60 and drives a rear wheel 7 by electric power supplied from the fuel cell 2 via the motor controller 18; a centrifugal fan 66 provided on the motor 8; and a cooling duct 67, which communicate an apparatus mounting area 36 with the suction side of the centrifugal fan 66. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池が発電した電力で走行する燃料電池車両に関する。   The present invention relates to a fuel cell vehicle that travels with electric power generated by a fuel cell.

燃料、例えば水素ガスを貯蔵する燃料タンクと、燃料と空気、より詳しくは空気中の酸素との化学反応により発電する燃料電池スタック(以下、単に燃料電池という)と、二次電池と、駆動輪を駆動させるモータと、を備えた燃料電池車両の開発が進められている。   A fuel tank that stores fuel, for example hydrogen gas, a fuel cell stack (hereinafter simply referred to as a fuel cell) that generates electricity by a chemical reaction between fuel and air, more specifically oxygen in the air, a secondary battery, and a drive wheel Development of a fuel cell vehicle including a motor for driving the vehicle is underway.

ここで、従来の四輪車用の燃料電池システムは、数10kWという比較的に大電力を発生させるものが多く、発電にともない同等の熱量を発生させる。そこで、従来の四輪車用の燃料電池システムは、冷却効率の高い水冷式の冷却システムを備える。また、大電力を発生させるために、燃料電池システムに大量の空気を送り込むコンプレッサを備える。   Here, many conventional fuel cell systems for four-wheeled vehicles generate a relatively large electric power of several tens of kW, and generate an equivalent amount of heat with power generation. Therefore, the conventional fuel cell system for four-wheeled vehicles includes a water-cooled cooling system with high cooling efficiency. Further, in order to generate a large amount of power, a compressor that sends a large amount of air to the fuel cell system is provided.

従来の燃料電池車両の一例としての燃料電池自動二輪車は、比較的に大電力を発電可能な水冷式燃料電池システムを備える。このような燃料電池自動二輪車は、車両本体の前方寄りに配置された燃料電池冷却用のラジエータと、ラジエータの後方に配置され、ラジエータと燃料電池および種々の電気部品とを熱的に接続させる冷却系と、冷却系の後方であり、シート前端の下方に配置された燃料電池と、燃料電池の後方であり、シート下方の空間を略占有する燃料タンクと、を備える(例えば、特許文献1参照。)。   A fuel cell motorcycle as an example of a conventional fuel cell vehicle includes a water-cooled fuel cell system capable of generating a relatively large amount of power. Such a fuel cell motorcycle has a radiator for cooling the fuel cell disposed near the front of the vehicle body, and a cooling unit disposed behind the radiator and thermally connecting the radiator, the fuel cell, and various electrical components. And a fuel cell disposed behind the cooling system and below the front end of the seat, and a fuel tank behind the fuel cell and substantially occupying the space below the seat (see, for example, Patent Document 1) .)

一方、空冷式燃料電池システムは、発生させる電力が数kWという比較的に小電力であるものの、水冷式燃料電池システムの冷却システムに備わるラジエータ、冷却水ポンプ、リザーバタンク、配管類が不要であり、発電にともない発生する熱を反応ガスとしての空気で冷却できる。また、空冷式燃料電池システムは、空気流路の圧損が低い。これにより、空冷式燃料電池システムは、補機としてコンプレッサに換えてブロアファンで足りるシンプルなシステム構成を有するとともに、補機の消費電力を低く抑えることもできる。そこで、四輪車に比べて低出力で走行可能な燃料電池自動二輪車や、モータチェアのような小型電動車両などの燃料電池車両では、空冷式燃料電池システムが用いられる例が有る。   On the other hand, although the air-cooled fuel cell system generates a relatively small amount of power of several kW, the radiator, cooling water pump, reservoir tank, and piping provided in the cooling system of the water-cooled fuel cell system are unnecessary. The heat generated by power generation can be cooled with air as a reaction gas. Further, the air-cooled fuel cell system has a low pressure loss in the air flow path. Thus, the air-cooled fuel cell system has a simple system configuration that requires a blower fan instead of a compressor as an auxiliary machine, and can also reduce the power consumption of the auxiliary machine. Therefore, there are examples in which an air-cooled fuel cell system is used in a fuel cell vehicle such as a fuel cell motorcycle capable of traveling at a lower output than a four-wheeled vehicle or a small electric vehicle such as a motor chair.

特開2008−213742号公報JP 2008-213742 A

燃料電池車両は、燃料電池が発電した電力で駆動輪を駆動させるモータと、モータの運転制御を行うモータコントローラと、を備える。モータは、その駆動時に発熱する電気部品である。一方、モータコントローラも、モータの運転制御にともない発熱する電気部品である。   The fuel cell vehicle includes a motor that drives driving wheels with electric power generated by the fuel cell, and a motor controller that controls operation of the motor. A motor is an electrical component that generates heat when driven. On the other hand, the motor controller is also an electrical component that generates heat in accordance with motor operation control.

空冷式燃料電池システムを備えた燃料電池車両は、燃料電池の発電に用いる反応ガスとしての空気を、発電にともない発熱する燃料電池自体の冷却風に利用する。他方、モータやモータコントローラも燃料電池車両の走行にともなって発熱するが、これらの冷却は燃料電池とは別に行う必要がある。   A fuel cell vehicle equipped with an air-cooled fuel cell system uses air as a reaction gas used for power generation of the fuel cell as cooling air for the fuel cell itself that generates heat upon power generation. On the other hand, the motor and the motor controller also generate heat as the fuel cell vehicle travels, but it is necessary to cool them separately from the fuel cell.

モータやモータコントローラを冷却するために、冷却用ファンを設けることが考えられるが、燃料電池車両、特に空冷式燃料電池システムを備えた燃料電池車両は、発電した電力を可能な限り駆動輪の駆動に割り当てられるよう冷却ファンで消費される電力を抑制することが求められる。   Although it is conceivable to provide a cooling fan to cool the motor and the motor controller, fuel cell vehicles, particularly fuel cell vehicles equipped with an air-cooled fuel cell system, drive the drive wheels as much as possible. Therefore, it is required to suppress the electric power consumed by the cooling fan so that it can be allocated to.

そこで、本発明は、空冷式の燃料電池を備え、駆動輪を駆動させるモータと、モータの運転制御を行うモータコントローラを電力の損失を抑制しつつ高効率に冷却可能な燃料電池車両のモータおよびモータコントローラの冷却装置を提案する。   Therefore, the present invention provides a motor for a fuel cell vehicle that is equipped with an air-cooled fuel cell and that can cool the motor with high efficiency while suppressing loss of electric power with a motor that drives the drive wheels and a motor controller that controls the operation of the motor. A cooling system for motor controller is proposed.

前記の課題を解決するため本発明に係るモータおよびモータコントローラの冷却装置は、車体と、前記車体の上方に配置されたシートと、前記シートの下方に配置されたモータコントローラと、前記シートの下方に配置された燃料電池と、前記車体の側面のうち前記シートの下方部分を覆うフレームカバーと、前記シートおよび前記フレームカバーで区画され、前記モータコントローラ、および前記燃料電池が収容された機器搭載領域とタイヤハウスとを区画する隔壁部材と、前記タイヤハウスに配置された駆動輪と、前記駆動輪を回動自在に軸支するスイングアームと、前記スイングアームに設けられ、前記モータコントローラを介して前記燃料電池から供給される電力で前記駆動輪を駆動させるモータと、前記モータに設けられた遠心ファンと、前記機器搭載領域と前記遠心ファンの吸込側とを連通させるダクトと、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a motor and a cooling device for a motor controller according to the present invention include a vehicle body, a seat disposed above the vehicle body, a motor controller disposed below the seat, and a lower portion of the seat. A fuel cell disposed on the vehicle body, a frame cover that covers a lower portion of the seat among the side surfaces of the vehicle body, a device mounting region that is partitioned by the seat and the frame cover, and that accommodates the motor controller and the fuel cell A partition member that divides the tire house, a drive wheel disposed in the tire house, a swing arm that pivotally supports the drive wheel, and a swing arm that is provided on the swing arm via the motor controller A motor for driving the driving wheel with electric power supplied from the fuel cell; and a centrifugal fan provided in the motor. And down, characterized by comprising a duct for communicating the suction side of the centrifugal fan and the device placement area.

本発明によれば、空冷式の燃料電池を備え、駆動輪を駆動させるモータと、モータの運転制御を行うモータコントローラを電力の損失を抑制しつつ高効率に冷却可能な燃料電池車両のモータおよびモータコントローラの冷却装置を提供できる。   According to the present invention, a motor for a fuel cell vehicle that is equipped with an air-cooled fuel cell and that can drive a drive wheel and a motor controller that controls operation of the motor with high efficiency while suppressing power loss, and A motor controller cooling device can be provided.

本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車を示した左側面図。The left view which showed the fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車を示した左側面図。The left view which showed the fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の外装を部分的に切り欠いて示した斜視図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a fuel cell motorcycle partially cut away as an example of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の後半部を部分的に示した斜視図。1 is a perspective view partially showing a rear half part of a fuel cell motorcycle as an example of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の後半部を示した左側面図。The left view which showed the second half part of the fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車のスイングアームを示した分解図。The exploded view which showed the swing arm of the fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車のモータコントローラを示した斜視図。The perspective view which showed the motor controller of the fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の主要な装置を示したブロック図。The block diagram which showed the main apparatuses of the fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明に係る燃料電池車両の実施の形態について、図1から図5を参照して説明する。   Embodiments of a fuel cell vehicle according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1および図2は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車を示した左側面図である。図1は、燃料電池自動二輪車1の外観を示した左側面図であり、図2は、燃料電池自動二輪車1の外装を部分的に切り欠き、もしくは除去し、内部構造を示した左側面図である。   1 and 2 are left side views showing a fuel cell motorcycle as an example of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a left side view showing the external appearance of the fuel cell motorcycle 1. FIG. 2 is a left side view showing the internal structure of the fuel cell motorcycle 1 with a part of the exterior cut away or removed. It is.

図3は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の外装を部分的に切り欠いて示した斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the fuel cell motorcycle partially cut away as an example of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention.

図4は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の後半部を部分的に示した斜視図である。   FIG. 4 is a perspective view partially showing a rear half portion of a fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention.

また、説明を容易にするため、燃料電池車両すなわち燃料電池自動二輪車の前方を実線矢に「F」、後方を示す実線矢に「R」を付して図示する。   For ease of explanation, the front of the fuel cell vehicle, that is, the fuel cell motorcycle, is indicated by “F” as a solid arrow and “R” as a solid arrow indicating the rear.

図1から図4に示すように、本実施の形態に係る燃料電池車両としての燃料電池自動二輪車1は、燃料電池2を備え、燃料電池2から得られる電力を用いて走行する自動二輪車である。また、燃料電池自動二輪車1は、スクータ型の自動二輪車である。燃料電池自動二輪車1は、車両本体3(車体)と、操舵輪である前輪5と、前輪5を操舵するハンドル6と、駆動輪である後輪7と、後輪7を駆動させるモータ8と、を備える。   As shown in FIGS. 1 to 4, a fuel cell motorcycle 1 as a fuel cell vehicle according to the present embodiment is a motorcycle that includes a fuel cell 2 and travels using electric power obtained from the fuel cell 2. . The fuel cell motorcycle 1 is a scooter type motorcycle. The fuel cell motorcycle 1 includes a vehicle body 3 (vehicle body), a front wheel 5 that is a steering wheel, a handle 6 that steers the front wheel 5, a rear wheel 7 that is a driving wheel, and a motor 8 that drives the rear wheel 7. .

燃料電池2は、燃料に水素ガスを用いた空冷式燃料電池システムである。   The fuel cell 2 is an air-cooled fuel cell system using hydrogen gas as fuel.

車両本体3は、主構造部材であるフレーム10と、フレーム10を覆う外装11と、フレーム10の上方に配置されたシート12と、を備える。また、車両本体3は、燃料電池2と、燃料電池2の発電に用いられる燃料を貯蔵する燃料タンク15と、燃料電池2の電力を補助する二次電池16と、燃料電池2の出力電圧を調整し、燃料電池2および二次電池16の電力分配制御を行う電力管理装置17と、電力管理装置17から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、モータ8の運転制御を行うモータコントローラ18と、これらを統括的に管理し、運転制御を行う車両コントローラ19と、を備える。すなわち、燃料電池自動二輪車1のパワートレインは、燃料電池2および二次電池16を有するハイブリッドシステムである。   The vehicle body 3 includes a frame 10 that is a main structural member, an exterior 11 that covers the frame 10, and a seat 12 that is disposed above the frame 10. In addition, the vehicle body 3 includes a fuel cell 2, a fuel tank 15 that stores fuel used for power generation by the fuel cell 2, a secondary battery 16 that assists the power of the fuel cell 2, and an output voltage of the fuel cell 2. A power management device 17 that adjusts and performs power distribution control of the fuel cell 2 and the secondary battery 16, and a motor that controls the operation of the motor 8 by converting DC power supplied from the power management device 17 into three-phase AC power A controller 18 and a vehicle controller 19 that manages them comprehensively and performs driving control are provided. That is, the power train of the fuel cell motorcycle 1 is a hybrid system having the fuel cell 2 and the secondary battery 16.

フレーム10は、ヘッドパイプ21と、左右一対の上部ダウンフレーム22と、左右一対の下部ダウンフレーム23と、左右一対の上部フレーム24と、左右一対の下部フレーム25と、を備える。   The frame 10 includes a head pipe 21, a pair of left and right upper down frames 22, a pair of left and right lower down frames 23, a pair of left and right upper frames 24, and a pair of left and right lower frames 25.

ヘッドパイプ21は、車両本体3の前方部にフォーク式のフロントフォーク27を軸支する。   The head pipe 21 pivotally supports a fork-type front fork 27 at the front portion of the vehicle body 3.

上部ダウンフレーム22は、ヘッドパイプ21の上部に接続され、車両本体3の後方に向かって後下がりに傾斜される。   The upper down frame 22 is connected to the upper portion of the head pipe 21 and is inclined rearwardly downward toward the rear of the vehicle body 3.

下部ダウンフレーム23は、ヘッドパイプ21の下部からほぼ真下に向かって延在される。   The lower down frame 23 extends from the lower part of the head pipe 21 substantially directly below.

上部フレーム24は、車両本体3の前半部において下部ダウンフレーム23の下端から上部ダウンフレーム22の下端を経て車両本体3の前後方向に延在され、車両本体3の後半部において車両本体3の後方に後上がりに滑らかに傾斜される。上部フレーム24の後半部の上方には、シート12が配置される。   The upper frame 24 extends from the lower end of the lower down frame 23 in the front half of the vehicle main body 3 through the lower end of the upper down frame 22 in the front-rear direction of the vehicle main body 3. It is inclined smoothly to the rear. The seat 12 is disposed above the rear half of the upper frame 24.

また、上部フレーム24は、車両本体3の後半部にピボット28を備える。   The upper frame 24 includes a pivot 28 in the rear half of the vehicle body 3.

下部フレーム25は、下部ダウンフレーム23の下端から車両本体3の下方に向かって延在され、車両本体3の下端に達する位置で屈曲され、車両本体3の前後方向に延在され、さらに車両本体3の中央部分に達する位置で屈曲され、車両本体3の後上方向に延在されて上部フレーム24に接続される。それぞれの下部フレーム25は、その前方側にライダーのためのフットレスト29を備える。車両本体3の左側に位置された下部フレーム25は、サイドスタンドブラケット30を備える。サイドスタンドブラケット30には、燃料電池自動二輪車1を左傾状態で自立させるサイドスタンド31が揺動自在に設けられる。   The lower frame 25 extends from the lower end of the lower down frame 23 toward the lower side of the vehicle main body 3, is bent at a position reaching the lower end of the vehicle main body 3, extends in the front-rear direction of the vehicle main body 3, and further extends to the vehicle main body. 3 is bent at a position reaching the central portion of the vehicle 3, extends in the rear upper direction of the vehicle body 3, and is connected to the upper frame 24. Each lower frame 25 includes a footrest 29 for the rider on the front side thereof. The lower frame 25 positioned on the left side of the vehicle body 3 includes a side stand bracket 30. The side stand bracket 30 is swingably provided with a side stand 31 that allows the fuel cell motorcycle 1 to stand on its own in a left-tilt state.

また、フレーム10は、下部フレーム25の後方側の屈曲部に架設されたガードフレーム33を備える。ガードフレーム33には、燃料電池自動二輪車1を自立させるセンタースタンド34が揺動自在に設けられる。   In addition, the frame 10 includes a guard frame 33 provided on a bent portion on the rear side of the lower frame 25. A center stand 34 for allowing the fuel cell motorcycle 1 to stand on its own is swingably provided on the guard frame 33.

このように構成されたフレーム10によって車両本体3は、左右一対の上部フレーム24および左右一対の下部フレーム25で囲まれたセンタートンネル領域35に燃料タンク15を備え、上部フレーム24の後半部、外装11およびシート12で囲まれた機器搭載領域36(機器搭載空間)に燃料電池2、二次電池16、電力管理装置17、およびモータコントローラ18を備える。機器搭載領域36には、車両本体3の前方側から二次電池16、電力管理装置17、燃料電池2、の順に配置される。モータコントローラ18は、電力管理装置17の側方、例えば車両本体3の左側に併設される。また、フレーム10のセンタートンネル領域35の後方で、かつ機器搭載領域36の下方のタイヤハウス領域37は、後輪7が配置される。機器搭載領域36とタイヤハウス領域37との間には、それぞれの領域を区画する隔壁部材39が設けられる。   The vehicle body 3 includes the fuel tank 15 in the center tunnel region 35 surrounded by the pair of left and right upper frames 24 and the pair of left and right lower frames 25 by the frame 10 thus configured. 11 and the device mounting area 36 (device mounting space) surrounded by the seat 12 includes the fuel cell 2, the secondary battery 16, the power management device 17, and the motor controller 18. In the device mounting area 36, the secondary battery 16, the power management device 17, and the fuel cell 2 are arranged in this order from the front side of the vehicle body 3. The motor controller 18 is provided on the side of the power management device 17, for example, on the left side of the vehicle body 3. In addition, the rear wheel 7 is disposed in a tire house region 37 behind the center tunnel region 35 of the frame 10 and below the device mounting region 36. A partition wall member 39 is provided between the device mounting area 36 and the tire house area 37 to partition each area.

外装11は、車両本体3の前半部を覆おうフロントレッグシールドカバー41と、車両本体3の中央上部に位置され、上部フレーム24の上方を覆うフロントフレームカバー42と、車両本体3の後半部に位置され、車両本体3の側面のうちシート12の下方部分を覆うフレームカバー43と、を備える。フレームカバー43は、シート12とともに燃料電池2、二次電池16、電力管理装置17、およびモータコントローラ18が収容された機器搭載領域36を区画する。したがって、機器搭載領域36は、シート12とフレームカバー43と隔壁部材39とで囲まれた密閉的な空間であり、フレームカバー43、もしくは隔壁部材39の適宜の箇所に通気孔(図示省略)を設けることで、燃料電池2に供給される反応ガスとしての空気の流れを容易、かつ確実に制御できるとともに、冷却の必要な電気部品に冷却風としての空気の流れを容易、かつ確実に制御できる。なお、機器搭載領域36は、完全な気密空間である必要はない。   The exterior 11 includes a front leg shield cover 41 that covers the front half of the vehicle main body 3, a front frame cover 42 that is positioned at the upper center of the vehicle main body 3 and covers the upper frame 24, and a rear half of the vehicle main body 3. And a frame cover 43 that covers the lower part of the seat 12 among the side surfaces of the vehicle body 3. The frame cover 43 divides the device mounting area 36 in which the fuel cell 2, the secondary battery 16, the power management device 17, and the motor controller 18 are accommodated together with the seat 12. Therefore, the device mounting area 36 is a sealed space surrounded by the seat 12, the frame cover 43, and the partition wall member 39, and vent holes (not shown) are provided at appropriate positions on the frame cover 43 or the partition wall member 39. By providing, the flow of air as the reaction gas supplied to the fuel cell 2 can be easily and reliably controlled, and the flow of air as the cooling air can be easily and reliably controlled for the electrical components that require cooling. . The device mounting area 36 does not have to be a complete airtight space.

シート12は、車両本体3の後半上部に位置される。シート12は、タンデム式であり、運転者が着座する前方部12aと、同乗者が着座する後方部12bとが一体的に形成される。   The seat 12 is positioned in the upper half of the rear half of the vehicle body 3. The seat 12 is a tandem type, and a front portion 12a on which a driver is seated and a rear portion 12b on which a passenger is seated are integrally formed.

燃料電池2は、シート12の下方に区画された機器搭載領域36の後側に偏倚させて配置される。さらに具体的には、燃料電池2は、パッセンジャーが着座するシート12の後方部12bの下方に配置される。燃料電池2は、扁平な立方体形状に形成され、反応ガスの導入口を有する吸気面2aを車両本体3の前上方に指向され、前傾される。具体的には、燃料電池2の吸気面2aは、シート12の前方部12aと後方部12bとの段差部分を指向する。これにより、燃料電池2は、吸気面2aとシート12との間に比較的に大きな隙間を確保でき、反応ガスである機器搭載領域36の雰囲気(空気)を十分に吸い込むことができる。   The fuel cell 2 is arranged so as to be biased to the rear side of the device mounting area 36 defined below the seat 12. More specifically, the fuel cell 2 is disposed below the rear portion 12b of the seat 12 on which the passenger sits. The fuel cell 2 is formed in a flat cubic shape, and the intake surface 2a having a reaction gas inlet is directed forward and upward of the vehicle body 3 and tilted forward. Specifically, the intake surface 2 a of the fuel cell 2 is directed to a stepped portion between the front portion 12 a and the rear portion 12 b of the seat 12. Thereby, the fuel cell 2 can secure a relatively large gap between the intake surface 2a and the seat 12, and can sufficiently suck the atmosphere (air) of the device mounting region 36, which is a reactive gas.

また、燃料電池2は、ファン45を有し、吸気面2aから反応ガスとして機器搭載領域36の雰囲気(空気)を吸い込む。燃料電池2は、燃料タンク15から供給された水素ガスと空気に含まれる酸素との化学反応により発電し、この後、湿潤な余剰ガスを排気口46から排出する。この過程で、燃料電池2は、反応ガスとしての空気によって冷却される。燃料電池2の排気口46は、排気ダクト47に連通される。   The fuel cell 2 has a fan 45 and sucks the atmosphere (air) in the device mounting area 36 as a reaction gas from the intake surface 2a. The fuel cell 2 generates power by a chemical reaction between the hydrogen gas supplied from the fuel tank 15 and oxygen contained in the air, and then discharges the wet surplus gas from the exhaust port 46. In this process, the fuel cell 2 is cooled by air as a reaction gas. The exhaust port 46 of the fuel cell 2 communicates with the exhaust duct 47.

排気ダクト47は、燃料電池2の後方に配置され、車両本体3の後端に開口された排気口48に燃料電池2の排気を導く。排気ダクト47は、その前方下端部に燃料電池2の排気口46が連通されるとともに、その後方端部であって燃料電池2の排気口46の連通位置よりも上方、望ましくは後方上端部に排気口48を有する。排気ダクト47は、燃料電池2の排気口46の連通位置よりも上方に配置された排気口48を有することで、未反応の水素ガスを含む湿潤な余剰ガスを確実に車両本体3から排気できる。   The exhaust duct 47 is disposed behind the fuel cell 2 and guides the exhaust of the fuel cell 2 to an exhaust port 48 opened at the rear end of the vehicle body 3. The exhaust duct 47 communicates with the exhaust port 46 of the fuel cell 2 at the front lower end thereof, and at the rear end thereof above the communication position of the exhaust port 46 of the fuel cell 2, preferably at the rear upper end. An exhaust port 48 is provided. The exhaust duct 47 has the exhaust port 48 disposed above the communication position of the exhaust port 46 of the fuel cell 2, so that wet surplus gas including unreacted hydrogen gas can be reliably exhausted from the vehicle body 3. .

燃料タンク15は、燃料電池2の燃料としての水素ガスを貯蔵する。燃料タンク15は、例えば約35MPa高圧圧縮水素貯蔵システムである。燃料タンク15は、車両本体3の略中央下部のセンタートンネル領域35に、その長手軸方向を車両本体3の前後方向に沿わせて延在される。したがって、燃料タンク15は、その周囲を一対の上部フレーム24および一対の下部フレーム25によって囲まれ、燃料電池自動二輪車1の衝突などのアクシデントに対し、堅牢に保護される。また、燃料タンク15は、下部フレーム25に設けられたフットレスト29に挟まれる。   The fuel tank 15 stores hydrogen gas as fuel for the fuel cell 2. The fuel tank 15 is, for example, an about 35 MPa high-pressure compressed hydrogen storage system. The fuel tank 15 extends in the center tunnel region 35 substantially at the lower center of the vehicle body 3 such that its longitudinal axis is along the front-rear direction of the vehicle body 3. Therefore, the fuel tank 15 is surrounded by the pair of upper frames 24 and the pair of lower frames 25, and is securely protected against accidents such as a collision of the fuel cell motorcycle 1. The fuel tank 15 is sandwiched between footrests 29 provided on the lower frame 25.

また、燃料タンク15は、車両本体3の一方側の側部に配置された上部フレーム24、例えば車両本体3の右側に配置された上部フレーム24と、車両本体3の他方側の側部に配置された下部フレーム25、例えば車両本体3の左側に配置された下部フレーム25と、の間に架設されたクランプバンド49によってセンタートンネル領域35に固定される。なお、クランプバンド49は、車両本体3の左側に配置された上部フレーム24と、車両本体3の右側に配置された下部フレーム25と、の間に架設しても良い。   The fuel tank 15 is disposed on an upper frame 24 disposed on one side of the vehicle body 3, for example, an upper frame 24 disposed on the right side of the vehicle body 3, and on the other side of the vehicle body 3. The lower frame 25 is fixed to the center tunnel region 35 by a clamp band 49 laid between the lower frame 25, for example, the lower frame 25 disposed on the left side of the vehicle body 3. The clamp band 49 may be installed between the upper frame 24 disposed on the left side of the vehicle body 3 and the lower frame 25 disposed on the right side of the vehicle body 3.

さらに、燃料タンク15は、アルミライナ製複合容器で構成された圧力容器51と、電磁弁を用いた元弁(図示省略)とレギュレータ(図示省略)とを一体的に有する弁部52(燃料供給元弁)と、燃料充填口53を有する燃料充填用継手54と、を備える。圧力容器51は両端に半球状の鏡板を有する円柱形状の容器である。   Further, the fuel tank 15 includes a pressure vessel 51 composed of a composite vessel made of aluminum liner, a valve portion 52 (fuel supply) integrally including a main valve (not shown) using a solenoid valve and a regulator (not shown). And a fuel filling joint 54 having a fuel filling port 53. The pressure vessel 51 is a cylindrical vessel having hemispherical end plates at both ends.

燃料充填用継手54は、圧力容器51に連通され、燃料としての水素ガスを燃料充填口53から圧力容器51内に導く。燃料充填口53は、二次電池16から十分に離間されて配置される。具体的には、燃料充填口53は、多数の機器が収容された機器搭載領域36の外側であり、上部ダウンフレーム22の近傍に配置され、フロントフレームカバー42に覆われる。さらに具体的には、燃料充填口53は、圧力容器51の前方側鏡板の上方近傍に配置される。   The fuel filling joint 54 communicates with the pressure vessel 51 and guides hydrogen gas as fuel into the pressure vessel 51 from the fuel filling port 53. The fuel filling port 53 is disposed sufficiently spaced from the secondary battery 16. Specifically, the fuel filling port 53 is disposed outside the device mounting area 36 in which a large number of devices are accommodated, in the vicinity of the upper down frame 22, and covered with the front frame cover 42. More specifically, the fuel filling port 53 is disposed near the upper part of the front end plate of the pressure vessel 51.

また、燃料充填口53は、車両本体3の上方に指向される。燃料タンク15に燃料を充填するに際し、フロントフレームカバー42を開放した状態において、燃料充填口53の上方は、開放された空間になる。したがって、燃料の充填作業において仮に燃料が漏洩しても、漏洩燃料が滞留することはない。さらに、燃料充填口53は、通常のガソリンエンジンを備えたスクータ型の自動二輪車における燃料給油口と配置を同じくするので、違和感を生じることがない。   Further, the fuel filling port 53 is directed upward of the vehicle body 3. When the fuel tank 15 is filled with fuel, the upper portion of the fuel filling port 53 is an open space in a state where the front frame cover 42 is opened. Therefore, even if the fuel leaks during the fuel filling operation, the leaked fuel does not stay. Furthermore, since the fuel filling port 53 has the same arrangement as the fuel filling port in a scooter type motorcycle equipped with a normal gasoline engine, there is no sense of incongruity.

二次電池16は、箱状のリチウムイオン電池で構成される。二次電池16は、シート12の下方に区画された機器搭載領域36の前側に偏倚させて配置されるとともに、燃料タンク15の圧力容器51の後方側鏡板の上方に配置される。さらに具体的には、二次電池16は、ライダーが着座するシート12の前方部12aの下方に配置され、燃料電池自動二輪車1の仮想的な水平面に略直立される。   The secondary battery 16 is a box-shaped lithium ion battery. The secondary battery 16 is disposed to be biased to the front side of the device mounting area 36 defined below the seat 12 and is disposed above the rear end plate of the pressure vessel 51 of the fuel tank 15. More specifically, the secondary battery 16 is disposed below the front portion 12 a of the seat 12 on which the rider sits, and is substantially upright on a virtual horizontal plane of the fuel cell motorcycle 1.

なお、燃料電池自動二輪車1は、二次電池16の他に、メータ類(図示省略)、ランプ類(図示省略)用の電源として12V系の電力を供給できる二次電池56を備える。二次電池56は、燃料タンク15の圧力容器51の側方、例えば車両本体3の右側方に配置される。二次電池56は、燃料充填口53よりも下方であるとともに、燃料タンク15の弁部52よりも車両本体3の前方に配置される。仮に燃料である水素ガスが燃料充填口53から漏洩しても、水素ガスは燃料電池自動二輪車1の上方に向かって上昇するので、車内に滞留することなく、車外に拡散する。また、仮に燃料である水素ガスが弁部52から漏洩しても、水素ガスはタイヤハウス領域37に向かって移動するので、車内に滞留することなく、車外に拡散する。   In addition to the secondary battery 16, the fuel cell motorcycle 1 includes a secondary battery 56 capable of supplying 12V power as a power source for meters (not shown) and lamps (not shown). The secondary battery 56 is disposed on the side of the pressure vessel 51 of the fuel tank 15, for example, on the right side of the vehicle body 3. The secondary battery 56 is disposed below the fuel filling port 53 and at the front of the vehicle body 3 relative to the valve portion 52 of the fuel tank 15. Even if hydrogen gas, which is fuel, leaks from the fuel filling port 53, the hydrogen gas rises toward the upper side of the fuel cell motorcycle 1, and thus diffuses outside the vehicle without staying in the vehicle. Even if hydrogen gas, which is fuel, leaks from the valve portion 52, the hydrogen gas moves toward the tire house region 37, and therefore diffuses outside the vehicle without staying in the vehicle.

電力管理装置17は、二次電池16と燃料電池2とに挟まれて配置される。また、電力管理装置17は、二次電池16と燃料電池2との間隙に、後傾されて保持される。電力管理装置17に並設されたモータコントローラ18も、電力管理装置17と同様に、二次電池16と燃料電池2とに挟まれるとともに、二次電池16と燃料電池2との間隙に後傾されて保持される。   The power management device 17 is disposed between the secondary battery 16 and the fuel cell 2. Further, the power management device 17 is tilted and held in the gap between the secondary battery 16 and the fuel cell 2. Similarly to the power management device 17, the motor controller 18 arranged in parallel with the power management device 17 is sandwiched between the secondary battery 16 and the fuel cell 2, and is tilted backward in the gap between the secondary battery 16 and the fuel cell 2. Being held.

このように、二次電池16と、電力管理装置17と、モータコントローラ18と、燃料電池2とを配置することによって、電気的接続が隣り合う装置を極力近接させて配置することが可能であり、装置間の配線長を短く、配線に係る重量を軽くすることができる。   As described above, by disposing the secondary battery 16, the power management device 17, the motor controller 18, and the fuel cell 2, it is possible to dispose devices adjacent to each other as close as possible. The wiring length between the devices can be shortened, and the weight related to the wiring can be reduced.

モータコントローラ18は、電力管理装置17に並設される。具体的には、モータコントローラ18は、車両本体3の左側に配置され、電力管理装置17は車両本体3の右側に配置される。モータコントローラ18は、車両本体3の下方に向けて冷却フィン57を有する。   The motor controller 18 is provided in parallel with the power management device 17. Specifically, the motor controller 18 is disposed on the left side of the vehicle body 3, and the power management device 17 is disposed on the right side of the vehicle body 3. The motor controller 18 has cooling fins 57 facing downward of the vehicle body 3.

車両コントローラ19は、下部フレーム25の前方であり、燃料タンク15の前方側鏡板に対向させて配置される。   The vehicle controller 19 is disposed in front of the lower frame 25 and is opposed to the front end plate of the fuel tank 15.

前輪5は、フロントフォーク27に回動自在に軸支される。フロントフォーク27は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造に構成されるとともに、前輪5の上方にフロントフェンダ58を支持する。ハンドル6は、フロントフォーク27の上端部に接続される。前輪5、フロントフォーク27、およびハンドル6は、ヘッドパイプ21周りに揺動自在に軸支され、燃料電池自動二輪車1のステアリング機構59を構成する。   The front wheel 5 is rotatably supported on the front fork 27. The front fork 27 is configured to have an elastically telescopic structure, and supports the front fender 58 above the front wheel 5. The handle 6 is connected to the upper end portion of the front fork 27. The front wheel 5, the front fork 27, and the handle 6 are pivotally supported around the head pipe 21 to constitute a steering mechanism 59 of the fuel cell motorcycle 1.

後輪7は、ピボット28に揺動自在に枢着されたスイングアーム60に回動自在に軸支される。スイングアーム60は、リアサスペンション62を介してフレーム10に弾性的に支持される。   The rear wheel 7 is pivotally supported by a swing arm 60 pivotably attached to the pivot 28. The swing arm 60 is elastically supported by the frame 10 via the rear suspension 62.

モータ8は、後輪7を駆動させる燃料電池自動二輪車1の原動機である。モータ8は、スイングアーム60に一体的に取り付けられ、ユニットスイング式スイングアームを構成する。   The motor 8 is a prime mover of the fuel cell motorcycle 1 that drives the rear wheel 7. The motor 8 is integrally attached to the swing arm 60 and constitutes a unit swing type swing arm.

また、車両本体3は、燃料である水素ガスの漏洩を検出する燃料漏洩検出器63、64を備える。燃料漏洩検出器63、64は、水素ガスを検出可能な水素ガス検出器を用いて構成される。燃料漏洩検出器63は、機器搭載領域36、すなわちシート12の内部空間のうち上方寄りに配置される。燃料漏洩検出器64は、センタートンネル領域35のうち燃料タンク15の弁部52近傍の空間の上方寄りであり、かつタイヤハウス領域37に接近した位置に配置される。水素ガスは機器搭載領域36およびセンタートンネル領域35の雰囲気である空気よりも軽く、燃料電池2や、燃料タンク15、燃料タンク15と燃料電池2との途中配管などからの水素ガスの漏洩時に容易に検出が可能となる。特に、機器搭載領域36は、密閉的な空間であり、燃料電池2、もしくはその近傍の配管系統(図示省略)から燃料である水素ガスが漏洩した場合は、燃料漏洩検出器63によって速やかに燃料の漏洩を検知できる。また、燃料漏洩検出器64は、燃料タンク15の弁部52付近から燃料である水素ガスが漏洩した場合に、走行風などによってタイヤハウス領域37に漏洩燃料が流れ出しやすい状況下においても、確実に燃料の漏洩を検知できる。   The vehicle body 3 also includes fuel leak detectors 63 and 64 that detect leakage of hydrogen gas, which is fuel. The fuel leakage detectors 63 and 64 are configured using a hydrogen gas detector capable of detecting hydrogen gas. The fuel leak detector 63 is disposed on the upper side of the device mounting area 36, that is, the internal space of the seat 12. The fuel leak detector 64 is disposed in the center tunnel region 35 at a position close to the tire house region 37 in the vicinity of the space near the valve portion 52 of the fuel tank 15. The hydrogen gas is lighter than the air that is the atmosphere of the equipment mounting area 36 and the center tunnel area 35, and is easy when hydrogen gas leaks from the fuel cell 2, the fuel tank 15, or the intermediate pipe between the fuel tank 15 and the fuel cell 2. Can be detected. In particular, the device mounting area 36 is a sealed space, and when hydrogen gas as fuel leaks from the fuel cell 2 or a piping system (not shown) in the vicinity thereof, the fuel leakage detector 63 promptly fuels the fuel. Can be detected. Further, the fuel leak detector 64 ensures that even when the hydrogen gas as the fuel leaks from the vicinity of the valve portion 52 of the fuel tank 15, the leaked fuel easily flows out into the tire house region 37 due to traveling wind or the like. Fuel leakage can be detected.

図5は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の後半部を示した左側面図である。なお、図5は、冷却用ダクト67および隔壁部材39を切り欠いて示した図である。   FIG. 5 is a left side view showing a rear half of a fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view in which the cooling duct 67 and the partition wall member 39 are cut out.

図5に示すように、燃料電池自動二輪車1は、モータ8およびモータコントローラ18の冷却装置として、モータ8に設けられた遠心ファン66と、モータコントローラ18が収容された機器搭載領域36とスイングアーム60に配置されたモータ8とを連通させる冷却用ダクト67と、を備える。   As shown in FIG. 5, the fuel cell motorcycle 1 includes a centrifugal fan 66 provided in the motor 8 as a cooling device for the motor 8 and the motor controller 18, a device mounting area 36 in which the motor controller 18 is accommodated, and a swing arm. And a cooling duct 67 that communicates with the motor 8 disposed at 60.

遠心ファン66は、モータ8の駆動にともない冷却用ダクト67から空気を吸い込み、スイングアーム60に形成された排気口68から吐出させる。排気口68は、燃料電池自動二輪車1の前方に吐出された排気管69に設けられ、車両本体3の左側面に指向させて開口される。なお、排気管69は、車両本体3の他の方向、例えば上方や下方、もしくは後方に向けて突出させても良い。また、排気口68も、車両本体3の他の方向、例えば上方や下方、もしくは後方に向けて開口させても良い。ただし、走行風によって排気が乱されないようにすることが好ましい。   The centrifugal fan 66 sucks air from the cooling duct 67 as the motor 8 is driven, and discharges it from the exhaust port 68 formed in the swing arm 60. The exhaust port 68 is provided in the exhaust pipe 69 discharged to the front of the fuel cell motorcycle 1 and opens toward the left side surface of the vehicle body 3. Note that the exhaust pipe 69 may protrude in another direction of the vehicle body 3, for example, upward, downward, or rearward. Further, the exhaust port 68 may be opened in another direction of the vehicle body 3, for example, upward, downward, or rearward. However, it is preferable that the exhaust air is not disturbed by the traveling wind.

冷却用ダクト67は、後輪7を軸支するスイングアーム60の揺動に追従して変形する蛇腹部71を備える。   The cooling duct 67 includes a bellows portion 71 that deforms following the swing of the swing arm 60 that pivotally supports the rear wheel 7.

冷却用ダクト67の一端は、モータコントローラ18の周囲の空気を効率的に吸い込めるよう、機器搭載領域36に後傾させて配置されたモータコントローラ18の下方に位置する角部を指向させて開口され、隔壁部材39に接続される。また、冷却用ダクト67の一端は、モータコントローラ18の冷却フィン57に沿う流れを生じるよう位置される。   One end of the cooling duct 67 opens toward the corner located below the motor controller 18 that is arranged to be inclined backward in the device mounting area 36 so that the air around the motor controller 18 can be efficiently sucked. And connected to the partition wall member 39. Further, one end of the cooling duct 67 is positioned so as to generate a flow along the cooling fins 57 of the motor controller 18.

冷却用ダクト67の他端は、スイングアーム60に配置されたモータ8に接続される。   The other end of the cooling duct 67 is connected to the motor 8 disposed on the swing arm 60.

このような構成によって、機器搭載領域36の雰囲気である空気は、燃料電池自動二輪車1が走行し、モータ8の駆動にともない遠心ファン66が駆動されることで、機器搭載領域36から冷却用ダクト67を経てスイングアーム60に向かって吸い込まれ、冷却風としてモータ8およびモータコントローラ18を冷却する(図5中、実線矢A)。この後、冷却風としての空気は、排気口68から吐出される(図5中、実線矢B)。   With such a configuration, the air that is the atmosphere of the device mounting area 36 travels from the device mounting area 36 when the fuel cell motorcycle 1 travels and the centrifugal fan 66 is driven as the motor 8 is driven. 67, the motor 8 and the motor controller 18 are cooled as cooling air (indicated by a solid arrow A in FIG. 5). Thereafter, air as cooling air is discharged from the exhaust port 68 (solid line arrow B in FIG. 5).

また、機器搭載領域36の雰囲気である空気は、車両本体3の外部から機器搭載領域36に適宜に設けられた隙間(図示省略)を経て機器搭載領域36に供給される。このとき、機器搭載領域36の雰囲気である空気は、走行風の影響がほぼ無くなるとともに、比較的に清浄な状態で冷却風として供される。   Air, which is the atmosphere of the device mounting area 36, is supplied to the device mounting area 36 from outside the vehicle body 3 through a gap (not shown) appropriately provided in the device mounting area 36. At this time, the air that is the atmosphere of the device mounting area 36 is almost free from the influence of the traveling wind and is provided as cooling air in a relatively clean state.

図6は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車のスイングアームを示した分解図である。   FIG. 6 is an exploded view showing a swing arm of a fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention.

図6に示すように、スイングアーム60は、モータ8と、モータ8に接続され後輪7を駆動させる減速装置72と、モータ8の回転子8aに設けられた遠心ファン66と、モータ8および遠心ファン66を覆うモータカバー74と、モータカバー74に設けられた空気の吸気管75と、モータカバー74に設けられ、排気口68を有する排気管69と、を備える。   As shown in FIG. 6, the swing arm 60 includes a motor 8, a speed reducing device 72 that is connected to the motor 8 and drives the rear wheel 7, a centrifugal fan 66 provided on the rotor 8 a of the motor 8, the motor 8, and A motor cover 74 covering the centrifugal fan 66, an air intake pipe 75 provided on the motor cover 74, and an exhaust pipe 69 provided on the motor cover 74 and having an exhaust port 68 are provided.

モータ8は、締結部材76でスイングアーム60に固定された固定子8bと、減速装置72に接続された回転子8aと、を備える。   The motor 8 includes a stator 8b fixed to the swing arm 60 with a fastening member 76, and a rotor 8a connected to the speed reducer 72.

減速装置72は、モータ8に接続されたアクスルギア78と、アクスルギア78に接続され、後輪7を軸支する軸を有するドライブギア79と、を備える。   The reduction gear 72 includes an axle gear 78 connected to the motor 8, and a drive gear 79 connected to the axle gear 78 and having a shaft that pivotally supports the rear wheel 7.

遠心ファン66は、円環板状のベースプレート80と、ベースプレート80の中心部分から放射状に配置された複数のフィン81と、を備える。遠心ファン66は、モータ8の回転子8aとともに一体的に回転し、その中央部分から冷却風としての空気を吸い込み、外周縁部から吐出する。遠心ファン66から吐出された冷却用の空気は、モータ8を冷却しつつ排気口68から排気される。   The centrifugal fan 66 includes an annular plate-like base plate 80 and a plurality of fins 81 that are arranged radially from the central portion of the base plate 80. The centrifugal fan 66 rotates integrally with the rotor 8a of the motor 8, sucks air as cooling air from its central portion, and discharges it from the outer peripheral edge. The cooling air discharged from the centrifugal fan 66 is exhausted from the exhaust port 68 while cooling the motor 8.

図7は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車のモータコントローラを示した斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view showing a motor controller of a fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention.

図7に示すように、燃料電池自動二輪車1のモータコントローラ18は、モータ8の運転制御にともない発熱するため、この熱を放熱するための冷却フィン57を有する。冷却フィン57は、車両本体3の下方に向けて突出された複数の板状体57aを併設させて構成される。板状体57aの数量や形状は、モータコントローラ18の発熱量に対応させて適宜に決められる。   As shown in FIG. 7, the motor controller 18 of the fuel cell motorcycle 1 generates heat in accordance with the operation control of the motor 8, and thus has cooling fins 57 for radiating this heat. The cooling fins 57 are configured with a plurality of plate-like bodies 57 a protruding downward from the vehicle body 3. The quantity and shape of the plate-like body 57a are appropriately determined in accordance with the amount of heat generated by the motor controller 18.

図8は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の主要な装置を示したブロック図である。   FIG. 8 is a block diagram showing main devices of a fuel cell motorcycle as an example of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention.

図8に示すように、燃料電池自動二輪車1は、燃料電池2と、モータ8と、燃料タンク15と、二次電池16と、電力管理装置17と、モータコントローラ18と、車両コントローラ19と、を備えるとともに、ライダーの加速意思が入力されるスロットルセンサ86と、燃料タンク15から燃料電池2に供給される燃料の圧力を検出する圧力センサ87と、燃料タンク15から燃料電池2に供給される燃料の温度を検出する温度センサ88と、燃料漏れ時に燃料タンク15から燃料電池2に供給される燃料を遮断する遮断弁89と、を備える。なお、図8中、実線矢は、燃料である水素ガスおよび反応ガスである空気の流れを示し、破線、もしくは破線矢は、電力の流れを示し、一点鎖線、もしくは一点鎖線矢は制御信号の流れを示す。線分で描かれたものは、双方向に流れる。   As shown in FIG. 8, the fuel cell motorcycle 1 includes a fuel cell 2, a motor 8, a fuel tank 15, a secondary battery 16, a power management device 17, a motor controller 18, a vehicle controller 19, , A throttle sensor 86 to which the rider's intention to accelerate is input, a pressure sensor 87 for detecting the pressure of the fuel supplied from the fuel tank 15 to the fuel cell 2, and the fuel tank 15 supplied to the fuel cell 2. A temperature sensor 88 that detects the temperature of the fuel and a shutoff valve 89 that shuts off the fuel supplied from the fuel tank 15 to the fuel cell 2 when the fuel leaks are provided. In FIG. 8, solid arrows indicate the flow of hydrogen, which is fuel, and air, which is the reaction gas, broken lines or broken arrows indicate the flow of power, and alternate long and short dash lines or alternate long and short dash arrows indicate control signals. Show the flow. What is drawn with line segments flows in both directions.

電力管理装置17は、燃料電池2の発電電力を制御するとともに、燃料電池2および二次電池16から送られる電力を12V電源に変換し、二次電池56に蓄電する。   The power management device 17 controls the power generated by the fuel cell 2, converts the power sent from the fuel cell 2 and the secondary battery 16 into a 12V power source, and stores the power in the secondary battery 56.

モータコントローラ18は、モータ8の駆動制御に加え、燃料電池自動二輪車1の減速時や、下り坂走行時にモータ8に発生する負のトルクを電力に変換する回生制御を行う。   In addition to drive control of the motor 8, the motor controller 18 performs regenerative control that converts negative torque generated in the motor 8 into electric power when the fuel cell motorcycle 1 decelerates or travels downhill.

車両コントローラ19は、スロットルセンサ86で検出されたライダーによるアクセル操作量、圧力センサ87および温度センサ88の検出値を入力として受けるとともに、燃料電池2、二次電池16、電力管理装置17、およびモータコントローラ18と双方向に状態量の入力および制御信号の出力を行い、燃料電池自動二輪車1の運転制御を行う。   The vehicle controller 19 receives as input the accelerator operation amount by the rider detected by the throttle sensor 86, and the detected values of the pressure sensor 87 and the temperature sensor 88, as well as the fuel cell 2, the secondary battery 16, the power management device 17, and the motor. A state quantity and a control signal are input bi-directionally with the controller 18 to control the operation of the fuel cell motorcycle 1.

具体的には、車両コントローラ19は、燃料電池自動二輪車1の走行に必要なエネルギーが比較的に小さい巡航時や平坦路の走行の際、燃料電池2が発電した電力を電力管理装置17からモータコントローラ18を経由し、モータ8に供給するとともに、電力管理装置17から二次電池16に供給し、モータ8の駆動に不要な余剰電力を二次電池16に蓄える。   Specifically, the vehicle controller 19 generates power generated by the fuel cell 2 from the power management device 17 to the motor during cruising or traveling on a flat road where the energy required for traveling the fuel cell motorcycle 1 is relatively small. The power is supplied to the motor 8 via the controller 18 and is supplied from the power management device 17 to the secondary battery 16, and surplus power unnecessary for driving the motor 8 is stored in the secondary battery 16.

他方、車両コントローラ19は、燃料電池自動二輪車1の走行に必要なエネルギーが比較的に大きい加速時や、上り坂の走行の際、燃料電池2が発電した電力を電力管理装置17からモータコントローラ18を経由し、モータ8に供給するとともに、二次電池16に蓄えられた電力も電力管理装置17からモータコントローラ18を経由し、モータ8に供給する。   On the other hand, the vehicle controller 19 converts the power generated by the fuel cell 2 from the power management device 17 to the motor controller 18 during acceleration of a relatively large energy required for traveling of the fuel cell motorcycle 1 or when traveling uphill. And the electric power stored in the secondary battery 16 is also supplied from the power management device 17 to the motor 8 via the motor controller 18.

さらに、車両コントローラ19は、減速時や、下り坂の走行の際、モータ8を発電機として使用し、モータ8が発電した回生電力を電力管理装置17から二次電池16に供給し、蓄える。   Further, the vehicle controller 19 uses the motor 8 as a power generator when decelerating or traveling downhill, and supplies the regenerative power generated by the motor 8 from the power management device 17 to the secondary battery 16 and stores it.

このように構成されたモータ8およびモータコントローラ18の冷却装置は、冷却用ダクト67に吸い込まれる空気の流れを制御し易くなり、特にモータコントローラ18の周囲の流れを適宜に構成し、モータコントローラ18を効率よく冷却できる。   The cooling device for the motor 8 and the motor controller 18 configured as described above makes it easy to control the flow of air sucked into the cooling duct 67. In particular, the flow around the motor controller 18 is appropriately configured. Can be cooled efficiently.

また、モータ8およびモータコントローラ18の冷却装置は、燃料電池自動二輪車1の走行にともない駆動する遠心ファン66を備え、モータ8およびモータコントローラ18を冷却するための独立した冷却ファンを別途に設ける必要が無く、燃料電池2が発電した電力を余分に必要としない。   The cooling device for the motor 8 and the motor controller 18 includes a centrifugal fan 66 that is driven as the fuel cell motorcycle 1 travels, and it is necessary to provide an independent cooling fan for cooling the motor 8 and the motor controller 18. And no extra power generated by the fuel cell 2 is required.

さらに、モータ8およびモータコントローラ18の冷却装置は、モータ8が駆動し発熱する際に、遠心ファン66を行動させて冷却風を発生させるので、遠心ファン66を駆動させる電力に無駄がない。   Further, since the cooling device of the motor 8 and the motor controller 18 drives the centrifugal fan 66 to generate cooling air when the motor 8 is driven to generate heat, there is no waste of electric power for driving the centrifugal fan 66.

したがって、本発明に係るモータ8およびモータコントローラ18の冷却装置によれば、空冷式の燃料電池2を備え、駆動輪である後輪7を駆動させるモータ8と、モータ8の運転制御を行うモータコントローラ18を電力の損失を抑制しつつ高効率に冷却できる。   Therefore, according to the cooling device for the motor 8 and the motor controller 18 according to the present invention, the motor 8 that includes the air-cooled fuel cell 2 and that drives the rear wheel 7 that is the driving wheel, and the motor that controls the operation of the motor 8. The controller 18 can be cooled with high efficiency while suppressing power loss.

なお、本発明に係る燃料電池車両は、燃料電池自動二輪車1に限られず、空冷式の燃料電池2を備えたモータチェアなどの小型電動車両であっても良い。   The fuel cell vehicle according to the present invention is not limited to the fuel cell motorcycle 1 but may be a small electric vehicle such as a motor chair provided with an air-cooled fuel cell 2.

1 燃料電池自動二輪車
2 燃料電池
3 車両本体
5 前輪
6 ハンドル
7 後輪
8 モータ
8a 回転子
8b 固定子
10 フレーム
11 外装
12 シート
15 燃料タンク
16 二次電池
17 電力管理装置
18 モータコントローラ
19 車両コントローラ
21 ヘッドパイプ
22 上部ダウンフレーム
23 下部ダウンフレーム
24 上部フレーム
25 下部フレーム
27 フロントフォーク
28 ピボット
29 フットレスト
30 サイドスタンドブラケット
31 サイドスタンド
33 ガードフレーム
34 センタースタンド
35 センタートンネル領域
36 機器搭載領域
37 タイヤハウス領域
39 隔壁部材
41 フロントレッグシールドカバー
42 フロントフレームカバー
43 フレームカバー
12a 前方部
12b 後方部
2a 吸気面
45 ファン
46 排気口
47 排気ダクト
48 排気口
49 クランプバンド
51 圧力容器
52 弁部
53 燃料充填口
54 燃料充填用継手
56 二次電池
57 冷却フィン
57a 板状体
58 フロントフェンダ
59 ステアリング機構
60 スイングアーム
62 リアサスペンション
63 燃料漏洩検出器
64 燃料漏洩検出器
66 遠心ファン
67 冷却用ダクト
68 排気口
69 排気管
71 蛇腹部
72 減速装置
74 モータカバー
75 吸気管
76 締結部材
78 アクスルギア
79 ドライブギア
80 ベースプレート
81 フィン
86 スロットルセンサ
87 圧力センサ
88 温度センサ
89 遮断弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell motorcycle 2 Fuel cell 3 Vehicle main body 5 Front wheel 6 Handle 7 Rear wheel 8 Motor 8a Rotor 8b Stator 10 Frame 11 Exterior 12 Seat 15 Fuel tank 16 Secondary battery 17 Power management device 18 Motor controller 19 Vehicle controller 21 Head pipe 22 Upper down frame 23 Lower down frame 24 Upper frame 25 Lower frame 27 Front fork 28 Pivot 29 Footrest 30 Side stand bracket 31 Side stand 33 Guard frame 34 Center stand 35 Center tunnel area 36 Equipment mounting area 37 Tire house area 39 Bulkhead member 41 Front leg shield cover 42 Front frame cover 43 Frame cover 12a Front part 12b Rear part 2a Intake surface 45 Fan 46 Exhaust port 47 Exhaust 48 exhaust port 49 clamp band 51 pressure vessel 52 valve portion 53 fuel filling port 54 fuel filling joint 56 secondary battery 57 cooling fin 57a plate body 58 front fender 59 steering mechanism 60 swing arm 62 rear suspension 63 fuel leakage detector 64 Fuel leak detector 66 Centrifugal fan 67 Cooling duct 68 Exhaust port 69 Exhaust pipe 71 Exhaust pipe 71 Deceleration device 74 Motor cover 75 Intake pipe 76 Fastening member 78 Axle gear 79 Drive gear 80 Base plate 81 Fin 86 Throttle sensor 87 Pressure sensor 88 Temperature sensor 89 shut-off valve

Claims (2)

車体と、
前記車体の上方に配置されたシートと、
前記シートの下方に配置されたモータコントローラと、
前記シートの下方に配置された燃料電池と、
前記車体の側面のうち前記シートの下方部分を覆うフレームカバーと、
前記シートおよび前記フレームカバーで区画され、前記モータコントローラ、および前記燃料電池が収容された機器搭載領域とタイヤハウスとを区画する隔壁部材と、
前記タイヤハウスに配置された駆動輪と、
前記駆動輪を回動自在に軸支するスイングアームと、
前記スイングアームに設けられ、前記モータコントローラを介して前記燃料電池から供給される電力で前記駆動輪を駆動させるモータと、
前記モータに設けられた遠心ファンと、
前記機器搭載領域と前記遠心ファンの吸込側とを連通させるダクトと、を備えたことを特徴とする燃料電池車両のモータおよびモータコントローラの冷却装置。
The car body,
A seat disposed above the vehicle body;
A motor controller disposed below the seat;
A fuel cell disposed below the seat;
A frame cover that covers a lower portion of the seat among the side surfaces of the vehicle body;
A partition member defined by the seat and the frame cover, and partitioning the motor controller and a device mounting area in which the fuel cell is accommodated and a tire house,
Driving wheels disposed in the tire house;
A swing arm that pivotally supports the drive wheel;
A motor that is provided on the swing arm and that drives the drive wheels with electric power supplied from the fuel cell via the motor controller;
A centrifugal fan provided in the motor;
A cooling device for a motor of a fuel cell vehicle and a motor controller, comprising: a duct that allows communication between the device mounting area and the suction side of the centrifugal fan.
前記モータコントローラは、前記隔壁部材を臨む面に冷却フィンを有し、
前記ダクトは、前記モータコントローラに向けて開口され、前記冷却フィンに沿う流れを生じさせることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池車両のモータおよびモータコントローラの冷却装置。
The motor controller has a cooling fin on a surface facing the partition member,
The said duct is opened toward the said motor controller, and the flow along the said cooling fin is produced, The motor of the fuel cell vehicle of Claim 1, and the cooling device of a motor controller.
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