JP2014101058A - Fuel cell vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックを、車両フロントボックス内の車体フレームに搭載する燃料電池車両に関する。 The present invention includes a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, and a fuel cell stack in which a plurality of the fuel cells are stacked is mounted on a vehicle body frame in a vehicle front box. Regarding vehicles.
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード電極及びカソード電極を配設した電解質膜・電極構造体(MEA)を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、車載用燃料電池スタックとして使用されている。 For example, a polymer electrolyte fuel cell is a power generation cell in which an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) in which an anode electrode and a cathode electrode are arranged on both sides of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane is sandwiched by separators. It has. This type of fuel cell is usually used as an in-vehicle fuel cell stack by stacking a predetermined number of power generation cells.
上記の燃料電池スタックが搭載された燃料電池車両では、例えば、前方からの衝撃(外部荷重)が燃料電池スタックに作用した際には、前記燃料電池スタック等の各部品を保護する必要がある。 In a fuel cell vehicle equipped with the above fuel cell stack, for example, when an impact (external load) from the front acts on the fuel cell stack, it is necessary to protect each component such as the fuel cell stack.
このため、例えば、特許文献1に開示されている燃料電池車両の補機搭載構造が知られている。この補機搭載構造は、図12に示すように、モータルーム1内の下部に駆動モータ2を設けている。 For this reason, for example, an auxiliary equipment mounting structure for a fuel cell vehicle disclosed in Patent Document 1 is known. In this auxiliary machine mounting structure, as shown in FIG. 12, a drive motor 2 is provided in the lower part of the motor room 1.
駆動モータ2の上方には、パワーマネジャ3が、4本のマウンティングメンバ4を介してサイドメンバ5に固定されている。駆動モータ2及びパワーマネジャ3の車両前方側には、車幅方向に沿って補機取付フレーム6が橋渡しされ、この補機取付フレーム6に車両の補機が搭載されている。
Above the drive motor 2, a
上記の特許文献1では、パワーマネジャ3は、4本のマウンティングメンバ4を介してサイドメンバ5に固定されている。このため、車両の衝突時等、外部荷重が付与された際、パワーマネジャ3の後退量と、サイドメンバ5にマウントされている4本のマウンティングメンバ4の部位の後退量とに、差が発生し易い。従って、マウンティングメンバ4に過度の荷重が付与されるおそれがある。これにより、マウンティングメンバ4が破断するおそれがあり、パワーマネジャ3を保持することができないという問題がある。
In the above-mentioned Patent Document 1, the
本発明は、この種の問題を解決するものであり、車両に外部荷重が付与された際、燃料電池スタックがマウント機構から離脱することを可及的に抑制するとともに、構成を簡素化することが可能な燃料電池車両を提供することを目的とする。 The present invention solves this type of problem, and suppresses the fuel cell stack from detaching from the mount mechanism as much as possible when an external load is applied to the vehicle, and simplifies the configuration. It is an object of the present invention to provide a fuel cell vehicle capable of achieving the above.
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックを、車両フロントボックス内の車体フレームに搭載する燃料電池車両に関するものである。 The present invention includes a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, and a fuel cell stack in which a plurality of the fuel cells are stacked is mounted on a vehicle body frame in a vehicle front box. It relates to vehicles.
この燃料電池車両は、燃料電池スタックが搭載されるマウント機構を備えている。そして、マウント機構は、燃料電池スタックの車両車長方向後方を、車体フレームに対して固定する後方保持部と、前記燃料電池スタックの車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重が付与された際、形状を変形させ且つ前記燃料電池スタックの保持機能を維持する前方保持部と、を設けている。 This fuel cell vehicle includes a mount mechanism on which the fuel cell stack is mounted. The mount mechanism holds the rear of the fuel cell stack in the vehicle vehicle length direction with respect to the vehicle body frame, holds the front of the fuel cell stack in the vehicle vehicle length direction, and is applied with an external load. At this time, a front holding portion that deforms the shape and maintains the holding function of the fuel cell stack is provided.
また、この燃料電池車両では、前方保持部は、燃料電池スタックの車両車長方向前方を、車体フレームに固定する屈曲変形可能なリンク構造と、車長方向に移動自在なスライド構造と、を有することが好ましい。 Further, in this fuel cell vehicle, the front holding portion has a link structure that can be bent and deformed to fix the front of the fuel cell stack in the vehicle vehicle length direction to the vehicle body frame, and a slide structure that is movable in the vehicle length direction. It is preferable.
さらに、この燃料電池車両では、リンク構造は、車両車長方向前方への屈曲角度が、車両車長方向後方への屈曲角度よりも大きな角度に設定されることが好ましい。 Further, in this fuel cell vehicle, it is preferable that the link structure is set such that the bending angle forward in the vehicle vehicle length direction is larger than the bending angle backward in the vehicle vehicle length direction.
さらにまた、この燃料電池車両では、前方保持部は、燃料電池スタックの車両車長方向前方を、車体フレームに固定する伸縮可能なシリンダ構造と、前記シリンダ構造内の流体を開放させる流体開放構造と、前記シリンダ構造を、車長方向に移動可能なスライド構造と、を有することが好ましい。 Furthermore, in this fuel cell vehicle, the front holding portion includes an extendable cylinder structure that fixes the front of the fuel cell stack in the vehicle vehicle length direction to the vehicle body frame, and a fluid release structure that releases the fluid in the cylinder structure. The cylinder structure preferably includes a slide structure that is movable in the vehicle length direction.
本発明によれば、燃料電池車両に車両車長方向前方からマウント機構に外部荷重が付与された際、前記マウント機構を構成する前方保持部には、前記外部荷重が作用する。 According to the present invention, when an external load is applied to the mount mechanism from the front in the vehicle longitudinal direction of the fuel cell vehicle, the external load acts on the front holding portion constituting the mount mechanism.
ここで、前方保持部は、車両車長方向後方に変形するとともに、燃料電池スタックの車両車長方向前方の保持機能を維持している。このため、車両に外部荷重が付与された際、燃料電池スタックがマウント機構から離脱することを可及的に抑制するとともに、構成を簡素化することが可能になる。 Here, the front holding portion is deformed rearward in the vehicle vehicle length direction and maintains the holding function of the fuel cell stack in the vehicle vehicle length direction front. For this reason, when an external load is applied to the vehicle, it is possible to suppress the separation of the fuel cell stack from the mount mechanism as much as possible, and to simplify the configuration.
図1及び図2に示すように、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池車両10は、車両フロントボックス(所謂、モータルーム)12に収容される燃料電池スタック14を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
燃料電池スタック14は、筐体16内に収容されるとともに、図3に示すように、複数の燃料電池18が燃料電池車両10の車長方向(矢印L方向)に交差する車幅方向(矢印H方向)に積層されて構成される。
The
図3に示すように、燃料電池スタック14は、複数の燃料電池18が、立位姿勢で水平方向(矢印H方向)に積層される。複数の燃料電池18の積層方向一端には、第1ターミナルプレート20a、第1絶縁プレート22a及び第1エンドプレート24aが外方に向かって順次配設される。燃料電池18の積層方向他端には、第2ターミナルプレート20b、第2絶縁プレート22b及び第2エンドプレート24bが外方に向かって順次配設される。
As shown in FIG. 3, in the
第1エンドプレート24aの中央部からは、第1ターミナルプレート20aに接続された第1出力端子26aが延在する。第2エンドプレート24bの中央部からは、第2ターミナルプレート20bに接続された第2出力端子26bが延在する。
A
第1エンドプレート24aと第2エンドプレート24bの各長辺間には、連結バー(締結部材)28の両端がねじ30により固定される。第1エンドプレート24aと第2エンドプレート24bの各短辺間には、連結バー28の両端がねじ30により固定される。各連結バー28により、燃料電池スタック14の複数の積層された燃料電池18に積層方向(矢印H方向)の締め付け荷重が付与される。
Both ends of a connecting bar (fastening member) 28 are fixed by
図4に示すように、燃料電池18は、横長の長方形状を有するとともに、電解質膜・電極構造体40が、第1セパレータ42及び第2セパレータ44に挟持される。第1セパレータ42及び第2セパレータ44は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、あるいはめっき処理鋼板等の金属セパレータやカーボンセパレータにより構成される。
As shown in FIG. 4, the
燃料電池18の矢印L方向(図4中、水平方向)の一端縁部には、積層方向である矢印H方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔46a、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔48bが、矢印T方向(鉛直方向)に配列して設けられる。
One end edge of the
燃料電池18の矢印L方向の他端縁部には、矢印H方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔48a、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔46bが、矢印T方向に配列して設けられる。
The other end edge of the
燃料電池18の矢印T方向の上端縁部には、冷却媒体を供給するための一対の冷却媒体入口連通孔50aが設けられるとともに、前記燃料電池18の矢印T方向の下端縁部には、前記冷却媒体を排出するための一対の冷却媒体出口連通孔50bが設けられる。
A pair of cooling medium
第1セパレータ42の電解質膜・電極構造体40に向かう面42aには、酸化剤ガス入口連通孔46aと酸化剤ガス出口連通孔46bとに連通する酸化剤ガス流路52が設けられる。第2セパレータ44の電解質膜・電極構造体40に向かう面44aには、燃料ガス入口連通孔48aと燃料ガス出口連通孔48bとに連通する燃料ガス流路54が設けられる。
An oxidant gas flow path 52 communicating with the oxidant gas
互いに隣接する燃料電池18を構成する第1セパレータ42の面42bと、第2セパレータ44の面44bとの間には、冷却媒体入口連通孔50aと冷却媒体出口連通孔50bとを連通する冷却媒体流路56が設けられる。
A cooling medium that connects the cooling medium
第1セパレータ42及び第2セパレータ44には、それぞれシール部材58、60が、一体的又は個別に設けられる。シール部材58、60は、例えば、EPDM、NBR、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン、又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材を使用する。
The
電解質膜・電極構造体40は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜62と、前記固体高分子電解質膜62を挟持するカソード電極64及びアノード電極66とを備える。
The electrolyte membrane /
カソード電極64及びアノード電極66は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜62の両面に形成されている。
The
図3に示すように、筐体16は、燃料電池18の長辺側に長さ方向(矢印H方向)に沿って、分割面を有する複数、例えば、2つの分割部材70a、70bを有する。分割部材70a、70bは、例えば、アルミニウム製板材をプレス成形した部材、鋼板(ステンレス鋼板)をプレス成形した部材等により構成される。なお、筐体16は、2つの分割部材70a、70bの形状に限定されるものではなく、全体として前記筐体16としての形状を有すればよく、種々の形状を有する複数の分割部材を採用することができる。
As shown in FIG. 3, the
分割部材70aの長さ方向に延在する開口側端部には、それぞれ外方(上下方向)に突出するフランジ部72a、72aが設けられ、前記フランジ部72aは、分割面を構成する。各フランジ部72aには、複数の孔部74aが所定間隔ずつ離間して設けられる。
分割部材70bは、同様に、長さ方向に延在する開口側端部に、外方に突出するフランジ部72bが設けられ、前記フランジ部72bにより分割面が構成される。
Similarly, the
各フランジ部72bには、各孔部74aに同軸上に配置される複数の孔部74bが形成される。それぞれ同軸上に配置される孔部74a、74bには、ボルト76が一体に挿入され、前記ボルト76にナット77が螺合することにより、分割部材70a、70b同士が一体に接合される。
Each
第1エンドプレート24aには、酸化剤ガス入口連通孔46a、酸化剤ガス出口連通孔46b、燃料ガス入口連通孔48a及び燃料ガス出口連通孔48bに連通する酸化剤ガス供給マニホールド80a、酸化剤ガス排出マニホールド80b、燃料ガス供給マニホールド82a及び燃料ガス排出マニホールド82bが取り付けられる。
The
第2エンドプレート24bには、一対の冷却媒体入口連通孔50a及び一対の冷却媒体出口連通孔50bに連通する一対の冷却媒体供給マニホールド(図示せず)及び一対の冷却媒体排出マニホールド(図示せず)が取り付けられる
The
なお、上記の構成に代えて、第1エンドプレート24aに、全てのマニホールド(酸化剤ガス供給マニホールド80a、酸化剤ガス排出マニホールド80b、燃料ガス供給マニホールド82a、燃料ガス排出マニホールド82b、一対の冷却媒体供給マニホールド及び一対の冷却媒体排出マニホールド)を設けてもよい。
Instead of the above configuration, all the manifolds (oxidant
図1及び図2に示すように、燃料電池車両10は、燃料電池スタック14が搭載されるマウント機構84を備える。マウント機構84は、燃料電池スタック14の車両車長方向後方を、車両側構成部材である車体フレーム86に対して移動不能に固定する後方保持部88と、前記車体フレーム86を構成する車体サブフレーム86aに取り付けられ、前記燃料電池スタック14の車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重Fが付与された際、形状を屈曲変形させ且つ前記燃料電池スタック14の保持機能を維持する前方保持部90とを設ける。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
後方保持部88は、筐体16の後端側下部両側に固定される一対の固定部材92を備える。各固定部材92は、孔部92aを有し、前記孔部92aにボルト94が挿入されるとともに、前記ボルト94が車体フレーム86にねじ込まれることにより、後方保持部88が前記車体フレーム86に移動不能に固定される。なお、後方保持部88は、ブラケットを介して車体サブフレーム86aに移動不能に固定してもよい。また、燃料電池スタック14自体を直接車体フレーム86に固定してもよい。
The
前方保持部90は、燃料電池スタック14の車両車長方向前方を、車体サブフレーム86aに固定する屈曲変形可能なリンク構造96と、車長方向に移動自在なスライド構造98とを有する。
The
図5に示すように、リンク構造96は、筐体16の前方側底部に対し、幅方向(矢印H方向)略中央部に固定される上部リンク部材100と、前記上部リンク部材100に揺動(回動)可能に連結される下部リンク部材102とを備える。なお、上部リンク部材100は、筐体16の車幅方向両側に2本設けてもよい。スライド構造98は、下部リンク部材102と、車体サブフレーム86aに設けられた取り付け部104とにより構成される。
As shown in FIG. 5, the
具体的には、上部リンク部材100は、一端側(上端側)に筐体16の底部にねじ止めされる板状固定部100aを一体に有する。上部リンク部材100は、板状固定部100aとは反対側の他端(下端)に、それぞれ所定の傾斜角度を有する係合面106a、106bが形成される。係合面106a、106bの間には、孔部108が設けられる。
Specifically, the
下部リンク部材102の上部リンク部材100側の一端部には、それぞれ所定の角度を有する係合面110a、110bが設けられる。下部リンク部材102の一端部には、板状部112aが膨出形成され、前記板状部112aに孔部114が形成される。下部リンク部材102の他端部には、板状部112bが膨出形成され、前記板状部112bに幅方向(矢印L方向)に平行して長尺な長孔116が形成される。
下部リンク部材102の板状部112a、112bとは反対側の側面に、板部材118が配置される。板部材118は、一端部側に下部リンク部材102の孔部114と同軸上に孔部120を設けるとともに、他端部側に、長孔116に対向して長孔122が形成される。なお、下部リンク部材102と板部材118とは、一体で構成してもよい。
A
下部リンク部材102の板状部112aと板部材118の上部との間に、上部リンク部材100が介装されるとともに、孔部114、108及び120にボルト124が一体に挿入され、ナット126が前記ボルト124に螺合する。なお、ボルト124に代えて、軸方向に移動しないピン(図示せず)を用いてもよい。
The
取り付け部104には、孔部128が形成されるとともに、前記取り付け部104は、下部リンク部材102の板状部112bと板部材118とに挟持される。長孔116、孔部128及び長孔122にボルト130が一体に挿入されるとともに、前記ボルト130には、ナット132が螺合する。なお、ボルト130に代えて、軸方向に移動しないピン(図示せず)を用いてもよい。
A
図6に示すように、リンク構造96では、通常の取り付け状態において、上部リンク部材100の係合面106a、106bと、下部リンク部材102の係合面110a、110bとは、互いに離間する。その際、係合面106a、110aのなす角度α1°は、係合面106b、110bのなす角度α2°よりも大きな角度に設定される(α1°>α2°)。すなわち、下部リンク部材102は、上部リンク部材100に対して、前方側に大きく屈曲変形可能(二点差線参照)である一方、後方側には、屈曲変形が規制される。
As shown in FIG. 6, in the
図7に示すように、外部荷重Fが付与された際、車体サブフレーム86aが折れ曲がる又は潰れることにより、燃料電池スタック14側を直線的に後退させることができる。車体サブフレーム86aが折れ曲がる又は潰れることで、長孔116、122は、矢印T方向に沿って延在する姿勢に配置される。従って、スライド構造98は、矢印T方向に縮小可能である。
As shown in FIG. 7, when the external load F is applied, the
図1に示すように、車体フレーム86には、走行用モータ134の他、必要に応じて各種機器が配設される。車体サブフレーム86aには、燃料電池冷却用ラジエータ136等が配置される。
As shown in FIG. 1, the
このように構成される燃料電池車両10の動作について、以下に説明する。
The operation of the
先ず、図3及び図4に示すように、酸化剤ガス供給マニホールド80aから酸化剤ガス入口連通孔46aに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給マニホールド82aから燃料ガス入口連通孔48aに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給マニホールドから冷却媒体入口連通孔50aに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
First, as shown in FIGS. 3 and 4, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied from the oxidant
このため、図4に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔46aから第1セパレータ42の酸化剤ガス流路52に導入される。酸化剤ガスは、矢印L方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体40を構成するカソード電極64に供給される。
Therefore, as shown in FIG. 4, the oxidant gas is introduced into the oxidant gas flow path 52 of the
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔48aから第2セパレータ44の燃料ガス流路54に導入される。この燃料ガスは、矢印L方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体40を構成するアノード電極66に供給される。
On the other hand, the fuel gas is introduced into the
従って、電解質膜・電極構造体40では、カソード電極64に供給される酸化剤ガスと、アノード電極66に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。これにより、走行用モータ134に電力が供給されるため、燃料電池車両10は、走行可能になる。
Therefore, in the electrolyte membrane /
次いで、カソード電極64に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔46bに沿って矢印H方向に流通し、酸化剤ガス排出マニホールド80bから排出される(図3参照)。一方、アノード電極66に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔48bに沿って矢印H方向に流通し、燃料ガス排出マニホールド82bから排出される。
Next, the oxidant gas consumed by being supplied to the
また、一対の冷却媒体入口連通孔50aに供給された冷却媒体は、第1セパレータ42及び第2セパレータ44間の冷却媒体流路56に導入された後、矢印T方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体40を冷却した後、一対の冷却媒体出口連通孔50bを流通し、冷却媒体排出マニホールドから排出される。
The cooling medium supplied to the pair of cooling medium inlet communication holes 50 a is introduced into the cooling
燃料電池車両10では、上記のように、燃料電池スタック14から電力が供給されて走行される。その際、図1に示すように、燃料電池車両10に前方から矢印Lb方向に衝撃である外部荷重Fが加わると、前記燃料電池車両10の前方部分が内部に変形し易い。
The
この場合、第1の実施形態では、燃料電池スタック14が搭載されるマウント機構84は、後方保持部88と前方保持部90とを備えている。後方保持部88は、一対の固定部材92が車体フレーム86に移動不能な状態で固定される。前方保持部90は、リンク構造96及びスライド構造98を備えている。
In this case, in the first embodiment, the
このため、燃料電池車両10に外部荷重Fが付与されて、車体サブフレーム86aが車両車長方向後方に変形すると、前記車体サブフレーム86aと燃料電池スタック14との距離が近づく。
Therefore, when an external load F is applied to the
ここで、リンク構造96では、上部リンク部材100と下部リンク部材102とは、ボルト124を支点にして互いに回動(揺動)自在に連結されている。従って、図6中、二点鎖線に示すように、下部リンク部材102は、上部リンク部材100に対して前方に揺動(屈曲変形)する。これにより、車体サブフレーム86aに付与された外部荷重Fは、燃料電池スタック14に、直接、伝達されることがなく、リンク構造96の屈曲変形によって吸収することができる。
Here, in the
しかも、前方保持部90は、スライド構造98を構成している。このため、車体サブフレーム86aが内方に変形する際、下部リンク部材102及び板部材118は、長孔116、122とボルト130との係合作用下に、下部側が前記車体サブフレーム86aに対して車長方向(矢印L方向)に位置調整される。
Moreover, the
従って、リンク構造96は、確実に屈曲変形して外部荷重Fを確実に吸収することが可能になる。これにより、燃料電池スタック14がマウント機構84から離脱することなく、取り付け部104及び車体サブフレーム86aに連結された状態が維持されるという効果が得られる。
Therefore, the
図8は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池車両140の要部側面説明図である。なお、第1の実施形態に係る燃料電池車両10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第3の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
FIG. 8 is an explanatory side view of a main part of a
燃料電池車両140は、燃料電池スタック14が搭載されるマウント機構142を備える。マウント機構142は、後方保持部88と、車体サブフレーム86aに取り付けられ、燃料電池スタック14の車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重Fが付与された際、形状を伸縮変形させ且つ前記燃料電池スタック14の保持機能を維持する前方保持部144とを設ける。
The
前方保持部144は、図8及び図9に示すように、燃料電池スタック14の車両車長方向前方を車体サブフレーム86aに固定する伸縮可能なシリンダ構造146と、前記シリンダ構造146内の流体を開放させる流体開放構造148と、前記シリンダ構造146を車長方向に移動可能なスライド構造150とを有する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
シリンダ構造146は、シリンダ部152と、前記シリンダ部152に対して進退可能に配置されるロッド部154とを備える。シリンダ部152の上端部には、筐体16の底面に固定される板状固定部152aが一体に設けられるとともに、内部には流体、例えば、エア又はオイルが導入される。
The
シリンダ部152の側部には、流体開放構造148を構成するチャンバ部156が膨出形成される。チャンバ部156は、シリンダ部152内に連通しており、前記チャンバ部156の側部には、該チャンバ部156を外部に開放させる破断部158が取り付けられる。
A
破断部158は、例えば、図示しないアクチュエータを介して駆動され、チャンバ部156に突き刺さることにより、前記チャンバ部156を外方に開放させる。なお、破断部158は、燃料電池車両140内に配置され、衝突時に、前記破断部158をチャンバ部156に突き立てる機械的構造を採用してもよい。
The breaking
ロッド部154の先端部には、スライド構造150を構成する取り付け部160が設けられ、前記取り付け部160には、車長方向に延在する長孔162が形成される。車体サブフレーム86aには、取り付け部160の両側に配置される支持板部164が設けられ、前記支持板部164には、孔部166が形成される。
An
一対の支持板部164間には、取り付け部160が配置される。この状態で、孔部166、長孔162及び孔部166にボルト168が一体に挿入され、前記ボルト168にナット170が螺合する。なお、ボルト168に代えて、軸方向に移動しないピン(図示せず)を用いてもよい。
A mounting
このように構成される第2の実施形態では、燃料電池車両140に前方から外部荷重Fが付与されて、車体サブフレーム86aが内部に変形する際、破断部158を介してチャンバ部156が外部に開放される。このため、シリンダ部152内に封入されていたエア又はオイルが外部に放出され、ダンパ機能が解除される。
In the second embodiment configured as described above, when the external load F is applied to the
従って、ロッド部154は、シリンダ部152の内部側に進入するとともに、スライド構造150を設置する取り付け部160が内方にスライドする。これにより、前方保持部144は、伸縮変形するとともに、燃料電池スタック14の車両車長方向前方の保持機能を維持している。
Accordingly, the
このため、燃料電池車両140に外部荷重Fが付与された際、燃料電池スタック14がマウント機構142から離脱することなく、取り付け部160及び車体サブフレーム86aに連結された状態が維持される等、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
For this reason, when an external load F is applied to the
図10は、本発明の第3の実施形態に係る燃料電池車両180の要部側面説明図である。
FIG. 10 is an explanatory side view of a main part of a
燃料電池車両180は、燃料電池スタック14が搭載されるマウント機構182を備える。マウント機構182は、後方保持部88と、車体サブフレーム86aに取り付けられ、燃料電池スタック14の車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重Fが付与された際、形状を伸縮変形させ且つ前記燃料電池スタック14の保持機能を維持する前方保持部184とを設ける。
The
前方保持部184は、燃料電池スタック14の車両車長方向前方を、車体サブフレーム86aに固定する屈曲変形可能なリンク構造186と、車長方向に移動自在なスライド構造98とを有する。
The
リンク構造186は、上部リンク部材100、下部リンク部材102及び前記上部リンク部材100と前記下部リンク部材102との間に配設される中間リンク部材188とを備える。上部リンク部材100と中間リンク部材188との連結構造及び前記中間リンク部材188と下部リンク部材102との連結構造は、第1の実施形態の前記上部リンク部材100と前記下部リンク部材102との連結構造と同様である。
The
そこで、図11に示すように、外部荷重Fが付与された際、車体サブフレーム86aが折れ曲がる又は潰れることにより、燃料電池スタック14側を直線的に後退させることができる。しかも、分割部材が増加されるため、より大きく燃料電池スタック14の前方の変形に対応することが可能になり、前記燃料電池スタック14を一層確実に保護することができるという効果が得られる。
Therefore, as shown in FIG. 11, when the external load F is applied, the
10、140、180…燃料電池車両 12…車両フロントボックス
14…燃料電池スタック 18…燃料電池
24a、24b…エンドプレート 40…電解質膜・電極構造体
42、44…セパレータ 46a…酸化剤ガス入口連通孔
46b…酸化剤ガス出口連通孔 48a…燃料ガス入口連通孔
48b…燃料ガス出口連通孔 50a…冷却媒体入口連通孔
50b…冷却媒体出口連通孔 52…酸化剤ガス流路
54…燃料ガス流路 56…冷却媒体流路
62…固体高分子電解質膜 64…カソード電極
66…アノード電極 84、142、182…マウント機構
86…車体フレーム 86a…車体サブフレーム
88…後方保持部 90、144、184…前方保持部
92…固定部材 96、186…リンク構造
98、150…スライド構造 100…上部リンク部材
102…下部リンク部材 104、160…取り付け部
106a、106b、110a、110…係合面
116、122、162…長孔 118…板部材
146…シリンダ構造 148…流体開放構造
152…シリンダ部 154…ロッド部
156…チャンバ部 164…支持板部
188…中間リンク部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記燃料電池スタックが搭載されるマウント機構を備え、
前記マウント機構は、前記燃料電池スタックの車両車長方向後方を、前記車体フレームに対して固定する後方保持部と、
前記燃料電池スタックの車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重が付与された際、形状を変形させ且つ前記燃料電池スタックの保持機能を維持する前方保持部と、
を設けることを特徴とする燃料電池車両。 A fuel cell vehicle having a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, and mounting a fuel cell stack in which a plurality of the fuel cells are stacked on a vehicle body frame in a vehicle front box. ,
A mounting mechanism on which the fuel cell stack is mounted;
The mount mechanism includes a rear holding portion that fixes the rear of the fuel cell stack in the vehicle vehicle length direction with respect to the vehicle body frame;
A front holding portion that holds the front of the fuel cell stack in the vehicle longitudinal direction and deforms the shape when an external load is applied, and maintains the holding function of the fuel cell stack;
A fuel cell vehicle comprising:
車長方向に移動自在なスライド構造と、
を有することを特徴とする燃料電池車両。 2. The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the front holding portion has a link structure that can be bent and deformed to fix a front of the fuel cell stack in the vehicle vehicle length direction to the vehicle body frame,
A slide structure that can move in the vehicle length direction,
A fuel cell vehicle comprising:
前記シリンダ構造内の流体を開放させる流体開放構造と、
前記シリンダ構造を、車長方向に移動可能なスライド構造と、
を有することを特徴とする燃料電池車両。 2. The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the front holding portion is a telescopic cylinder structure that fixes the front of the fuel cell stack in the vehicle vehicle length direction to the vehicle body frame;
A fluid release structure for releasing fluid in the cylinder structure;
A slide structure capable of moving the cylinder structure in a vehicle length direction;
A fuel cell vehicle comprising:
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