JP2016094114A

JP2016094114A - 車両

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Publication number: JP2016094114A
Application number: JP2014231812A
Authority: JP
Inventors: 片野　剛司; Koji Katano; 剛司片野; 照宜古澤; Terunobu Furusawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2016-05-26
Anticipated expiration: 2034-11-14
Also published as: KR101774660B1; CA2911574A1; CN105599698B; CA2911574C; US10507736B2; US20160137098A1; CN105599698A; KR20160058025A; DE102015118812A1; JP6136075B2

Abstract

【課題】高圧部品を格納する外部給電装置への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置を保護することができる車両の提供を実現する。【解決手段】車両は、外部給電するための高圧部品を格納する外部給電装置７０と、電力の一部を蓄電する二次電池６０と、を車両の進行方向後方に備える。外部給電装置７０は、二次電池６０の後端６１よりも前方に配置され、かつ側面視で二次電池６０の下端６２よりも鉛直方向下方に配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、外部給電するための高圧部品を格納する外部給電装置を備える車両の構造に関する。

燃料電池スタックは、燃料を電気化学プロセスによって酸化させることにより、酸化反応に伴って放出されるエネルギーを電気エネルギーに直接変換する発電システムである。燃料電池スタックは、水素イオンを選択的に輸送するための高分子電解質膜の両側面を多孔質材料から成る一対の電極によって挟持して構成される膜−電極アッセンブリを有する。一対の電極のそれぞれは、白金系の金属触媒を担持するカーボン粉末を主成分とし、高分子電解質膜に接する触媒層と、触媒層の表面に形成され、通気性と電子導電性とを併せ持つガス拡散層とを有する。

燃料電池システムを電力源として搭載する燃料電池車両は、燃料電池スタックで発電した電気によってトラクションモータを駆動して走行する。近年、燃料電池車両は、外部給電可能な発電装置としても注目されている。そのような燃料電池車両には、燃料電池スタックで発電した電力を外部へ供給するための外部給電装置を備えるものが存在する。外部給電装置としては、インバータ回路を備えたものが知られている。

外部給電装置を備える車両に関連する技術としては、例えば、高圧部品を格納する給電用コンタクタ（外部給電装置）が車幅方向における高圧タンクの横に配置された燃料電池自動車が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１４−１３１４３２号公報

ところで、外部給電装置のケーシング内には、電圧の高い（例えば２００Ｖ以上）部品が格納されている。このため高圧部品を格納する外部給電装置を高圧タンクの横に配置すると、後突または側突による衝撃が外部給電装置に直接入力され、外部給電装置のケーシングを機械的に強化することが必要となり、そうすることで必然的に重くなってしまう。

そこで本発明は、上記の事情に鑑みて創案されたものであり、高圧部品を格納する外部給電装置への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置を保護することができる車両の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両は、外部給電するための高圧部品を格納する外部給電装置と、電力の一部を蓄電する二次電池と、を車長方向後方に備える車両であって、上記外部給電装置は、上記二次電池の後端よりも前方に配置され、かつ側面視で該二次電池の下端よりも鉛直方向下方に配置されることを特徴とする。

上記車両の構成において、前記車長方向後方に、燃料を貯留するための高圧タンクを更に備え、上記外部給電装置は、上記二次電池のからの垂線であって、前記高圧タンクの軸心を通る直線よりも前方に配置されることが好ましい。

上記外部給電装置は、上記高圧タンクの前端より前方に配置されることがさらに好ましい。

また、上記外部給電装置は、固定部材を介して、車両の進行方向後方のフロアに配置され、上記固定部材には切り欠き部が設けられていることが好ましい。

さらに、上記外部給電装置は、上記二次電池および上記高圧タンクのいずれか一方または双方の両端よりも車幅方向の内側に配置されることが好ましい。

本発明に係る外部給電装置を備えた車両は、後突された場合、二次電池に最初の衝撃が加わり、二次電池は外部給電装置の上方を通り前方へスライドし衝撃を逃すように構成されている場合でも、二次電池による外部給電装置への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置を衝撃から保護することができる。

外部給電装置を搭載した燃料電池車両の模式図である。本発明の第１の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の側面図である。本発明の第１の実施の形態における外部給電装置をＤＣ出力コネクタ側から観た斜視図である。本発明の第１の実施の形態における外部給電装置をＰＣＵ出力コネクタ側から観た斜視図である。本発明の第１の実施の形態における外部給電装置を底面側から観た外観図である。本発明の第２の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両のアッパーバック設置後の状態の平面図である。本発明の第２の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両のアッパーバック設置前の状態の平面図である。本発明の第２の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の二次電池搭載前の状態の平面図である。本発明の第２の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の二次電池搭載前の状態を前方から見た図である。本発明の第２の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の後部扉を開けた状態を後面図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

〔第１の実施の形態〕
まず、図１から図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両について説明する。図１は外部給電装置を搭載した燃料電池車両の模式図である。図２は本発明の第１の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の側面図である。図１および図２に示すように、第１の実施の形態で例示する車両１００は、燃料電池システム１０を搭載する燃料電池車両である。燃料電池システム１０は車載電源システムとして機能するものであり、主に燃料電池３０、二次電池６０、および外部給電装置７０を備える。

燃料電池車両１００は、燃料電池３０で発電した電気によってトラクションモータ４０を駆動して走行する。燃料電池３０には、燃料ガスとして高圧タンク５０から水素が供給されるとともに、空気が供給される。高圧タンク５０は、車両１００の進行方向（車長方向）後方に搭載されている。本実施の形態に係る車両１００には２基の高圧タンク５１，５２が搭載されており、第１の高圧タンク５１はリアフロア２１の下部に、第２の高圧タンク５２は後部座席２２の下部に搭載されている。

燃料電池３０は、燃料電池セルが複数積層された燃料電池スタックで構成される（以下、燃料電池スタックという）。例えば、固体高分子型燃料電池の燃料電池セルは、少なくとも、イオン透過性の電解質膜と、該電解質膜を挟持するアノード側触媒層（電極層）およびカソード側触媒層（電極層）とからなる膜電極接合体（ＭＥＡ：ＭｅｍｂｒａｎｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅＡｓｓｅｍｂｌｙ）と、膜電極接合体に燃料ガスもしくは酸化剤ガスを供給するためのガス拡散層を備えている。燃料電池セルは、一対のセパレータで挟持される。燃料電池スタック３０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ；ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）８０によって制御される。

二次電池６０は、燃料電池スタック３０で発電した電力の一部を蓄電するための蓄電池（バッテリ）である。二次電池６０は、燃料電池スタック３０と電気的に接続されている。二次電池６０は、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギー貯蔵源、燃料電池車両１００の加速又は減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する。二次電池６０は、車両１００の進行方向後方に搭載されている。本実施の形態の二次電池６０は、図２に示すように、後部座席２２のシートバック２３の後方であって、リアパネル２１上にバッテリキャリア６５（図１０参照）を介して設けられている。二次電池６０としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池等の蓄電池が好適であるが、例示の電池に限定されない。

次に、図３から図５を参照して、本実施の形態における外部給電装置７０について説明する。図３は本発明の第１の実施の形態における外部給電装置をＤＣ出力コネクタ側から観た斜視図である。図４は本発明の第１の実施の形態における外部給電装置をＰＣＵ出力コネクタ側から観た斜視図である。図５は本発明の第１の実施の形態における外部給電装置を底面側から観た外観図である。

外部給電装置７０は、外部へ電力を供給するための高圧部品を格納する装置である。外部給電装置７０は、例えば、インバータ回路やリレー、ヒューズ等を備えており、燃料電池スタック３０と電気的に接続されている。図３および図４に示すように、外部給電装置７０は、高圧部品を格納するケーシング７１を備える。ケーシング７１は、容器としてのケーシング本体７２と、ケーシング本体７２の上部開口部を密閉する蓋体７３とからなっている。蓋体７３の平面視は、例えば、不等辺五角形状を呈しており、複数のボルト７４が締結されることにより、蓋体７３は開閉可能にケーシング本体７２を密閉している。ただし、ケーシング７１の外観形状は、図３に例示の外観形状に限定されない。

ケーシング本体７２の両端部には、高圧電流を通電するための直流（ＤＣ）出力コネクタ８１と電力制御ユニット（ＰＣＵ：ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）出力コネクタ８２が設けられている。第１の実施の形態では、ＤＣ出力コネクタ８１は、車両前方へ斜めに臨むように設けられている。ＤＣ出力コネクタ８１を斜めに望むように設けた理由としては、ケーシング本体７２から高圧電流を直接取り出すためには、構造上グロメットが大きくなるため、取り出し易い方向とする必要があること、ＤＣ出力ケーブル８３の先端部の充電コネクタ（図示せず）がＣｈａｄｅｍｏ形式である場合には径が大きくなり、根元が曲がりにくいため、二次電池６０の横に配線させやすい構造とすることなどが挙げられる。他方、ＰＣＵ出力コネクタ８２は、同様に車両前方へ斜めに臨むように設けられている。ＰＣＵ出力コネクタ８２を斜めに望むように設けた理由としては、ケーシング本体７２から高圧電流を直接取り出すためには、構造上グロメットが大きくなるため、取り出し易い方向とする必要があること、斜めに取り出すことで、バッテリキャリア６５（図１０参照）の前方に配線をよけられるので、後部座席２２側からの作業性を確保することができること、ケーシング本体７２の下側からの配線を可能とすること等が挙げられる。コネクタ８１，８２は高圧な電流を出し入れする構造部分であるため、ケーシング本体７２には、コネクタ８１，８２のロック部分（図示せず）を覆うコネクタカバー７５，７６が取り付けられている。

図４に示すように、外部給電装置７０から二次電池６０へ接続するための出力ケーブル（バッテリケーブル）８４は、ケーシング本体７２のＰＣＵ出力コネクタ８２の後方側から二次電池６０へ向けて配線されている。外部給電装置７０は車両後方に配置されており、後部座席２２側から作業することが困難であるため、出力ケーブル８４の接続位置を外部給電装置７０よりも上方の二次電池６０側としているのである。また図３に示すように、ＡＣ（交流）出力部８５は、ＤＣ出力コネクタ８１の後方側に設けられている。ＡＣ出力部８５は、二次電池６０へ向かう出力ケーブル８４のケーシング７１からの出力部と反対側のケーシング７１の位置に設けられており、ケーシング本体７２の前側でケーブル接続される。このような構成により、外部給電装置７０の全長を低減することが可能である。なお、これらケーブル類は、蓋体７３上面、又は、ケーシング本体７２の前面に配線することが作業の容易性のみを考慮した場合には有利となるが、少なくとも蓋体７３の上面にケーブル類を配線すると、二次電池６０と接触する可能性が出てくるため、ケーブルの補強が必要となる。ＡＣ出力部８５のケーブル接続はケーシング本体７２の前側とする。信号用接続ケーブル８７は、ケーシング本体７２の前面から出ており、当該ケーシング本体７２の前面でケーブル接続される。信号用接続ケーブル８７は、万が一の衝突時には破損してもよいため、図４に示すケーシング本体７２の前面の貫通部７７から取り出す。信号用接続ケーブル８７の配線作業を容易にする観点から、ケーシング７１側に信号用接続ケーブル８７の貫通部７７を設けることが妥当である。

図３から図５に示すように、外部給電装置７０は、固定部材９１，９２を介して、リアフロア２１上に配置されている。図５に示すように、固定部材９１，９２は、外部給電装置７０の底部の両端にボルト等の締結部材９５によって取り付けられ、前後部で一体となっており、例えば、側面視が凸状で、底面視が概ねＬ字形状とＵ字形状を呈している。固定部材９１，９２は前後部で一体となっているので、固定部材９１，９２の大型化を最小化したうえで、位置決めができる。

図３および図４に示すように、固定部材９１，９２の台座部９３Ａ，９３Ｂ、９４Ａ，９４Ｂは、ボルト等の締結部材９６によって、リアフロア２１に固定される。一方の台座部９３Ａ，９４Ａは、外部給電装置７０の前方に配置される。他方の台座部９３Ｂ，９４Ｂは、図５に示すように、外部給電装置７０の側方に配置される。側方（後方）の台座部９３Ｂ，９４Ｂには、切り欠き部９７が形成されている。当該切り欠き部９７は、台座部９３Ｂ，９４Ｂの前方側に開口され、車両前後方向に沿って形成されている。即ち、側方（後方）の台座部９３Ｂ，９４Ｂは、切り欠き部９７が形成されることにより、締結部材９６が離脱可能な構造となっている。当該側方（後方）の台座部９３Ｂ，９４Ｂに切り欠き部９７が形成されることにより、締結部材９６が離脱可能な構造となっている。即ち、車両１００が後突されると、リアフロア２１は、衝撃を吸収するために折り畳まれるように変更する。固定部材９１，９２の切り欠き部９７は、このような衝撃を緩和して外部給電装置７０のケーシング７１が破損することを防止する。また図２に示すように、外部給電装置７０の前側にはＩＳＯバー１１０が存在する。この点、前部の台座部９３Ａ，９４Ａ側は固定されているので、外部給電装置７０がＩＳＯバー１１０と干渉して破損することを防止している。

再び図１および図２を参照して、第１の実施の形態における配置上の特徴について説明する。図２に示すように、車両１００は、二次電池６０および高圧タンク５１に関して、外部給電装置７０の車長方向における位置関係を規定している。即ち、外部給電装置７０は、後部座席２２ののシートバック２３の後部に設けられたＩＳＯバー１１０よりも後方に配置されるとともに、二次電池６０の後端６１よりも前方に配置されている。また、外部給電装置７０は、二次電池６０の下端６２よりも下方（車両が水平面に配置されている場合には鉛直方向下方）に配置されている。さらに、外部給電装置７０は、二次電池６０のからの垂線であって、第１の高圧タンク５１の軸心を通る直線Ｌよりも前方に配置されている。より好ましくは、外部給電装置７０は、第１の高圧タンク５１の前端５３より前方に配置されていることが望ましい。

次に、図１から図５を参照して、本発明の実施の形態に係る車両１００の作用について説明する。図１に示すように、燃料電池スタック３０は、燃料ガスとしての水素を電気化学プロセスによって酸化させることにより、酸化反応に伴って放出されるエネルギーを電気エネルギーに直接変換する。燃料電池システム１０を電力源として搭載する燃料電池車両１００は、燃料電池スタック３０で発電した電気によってトラクションモータ４０を駆動して走行する。

また、燃料電池システム１０は、燃料電池スタック３０の出力電力が当該燃料電池スタック３０への要求電力よりも大きい場合にその余剰の電力を二次電池６０に蓄積するとともに、燃料電池スタック３０の出力電力が要求電力よりも小さい場合に二次電池６０がその不足分を補う。すなわち、燃料電池スタック３０と二次電池６０の両方又は燃料電池スタック３０のみからトラクションモータ４０に電力を供給する一方、発電効率の悪い低出力領域では、燃料電池スタック３０の発電を一時休止し、二次電池６０のみからトラクションモータ４０に電力を供給する。

さらに、燃料電池車両１００の燃料電池スタック３０によって発電された電力は、外部給電装置７０を通じて外部給電することができる。外部給電装置７０は、リアフロア２１上に固定部材９１，９２を介して搭載されている。リアフロア２１の上に外部給電装置６０を搭載しているので、外部給電装置６０を防水構造とする必要がない。また、外部給電装置７０をリアフロア２１の上に搭載しているので、ＡＣ出力部８５およびＤＣ出力コネクタ８１からの配線を車室内に取り入れるための開口をリアフロア２１に設ける必要がない。さらに外部給電装置７０は、リレーやヒューズを格納しているため質量があり、リアフロア２１のアッパーバックには設け難い。この点、図２に示すように、後部座席２２のシートバック２３は高さとともに後傾斜しているため、リアフロア２１の直ぐ上に最も搭載スペースが取りやすくなっており、外部給電装置７０の設置場所として好ましい。

また外部給電装置７０は、二次電池６０の後端６１によも前方に搭載されている。外部給電装置７０を二次電池６０の後端６１によも前方に配置することにより、衝突時に変形しやすく構成して衝撃時のエネルギーを吸収するためのクラッシャブルゾーンを最大化するためである。また仕様ごとに異なる構成を適用するオプションの存在の有無で作用効果に差異がないようにするためである。

第１の実施の形態に係る車両１００によれば、外部給電装置７０は、二次電池６０の後端６１よりも前方に配置され、かつ当該二次電池６０の下端６２よりも鉛直方向下方に配置される。本実施の形態に係る車両１００は、後突された場合、二次電池６０に最初の衝撃が加わり、二次電池６０は外部給電装置７０の上方を通り前方へスライドし衝撃を逃す。したがって、本第1の実施の形態に係る車両１００によれば、二次電池６０による外部給電装置７０への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置７０を保護することができる。

〔変形例〕
本第１の実施の形態において、外部給電装置７０は、二次電池６０のからの垂線であって、第１の高圧タンク５１の断面の円心部を通る直線Ｌよりも前方に配置される。より好ましくは、外部給電装置７０は、第１の高圧タンク５１の前端５３より前方に配置される。もしも外部給電装置７０が高圧タンク５１と二次電池６０との間に配置されていたとすれば、衝突時に高圧タンク５１と二次電池６０とが垂線に沿って接近した場合、外部給電装置７０は高圧タンク５１と二次電池６０とに挟まれて大きな負荷を受けてしまう。この点、本第1の実施の形態に係る車両１００によれば、外部給電装置７０は、二次電池６０のからの垂線であって、第１の高圧タンク５１の断面の円心部を通る直線Ｌよりも前方に配置されているので、高圧タンク５１と二次電池６０とに挟まれて負荷を受けるのを防止することができる。当該垂線に沿わずに高圧タンク５１と二次電池６０とが接近した場合は、二次電池６０の底面に対して斜めに力が働く。したがって、外部給電装置７０が高圧タンク５１と二次電池６０との間に挟まれたとしても、その力を逃したり、外部給電装置７０が外側に押し出されたりするような力とすることができる。

〔第２の実施の形態〕本第２の実施の形態は、本第1の実施の形態において、外部給電装置６０の固定部材９１，９２の側方（後方）の台座部９３Ｂ，９４Ｂには、切り欠き部９７が形成されている形態に関する。本第２の実施の形態の車両１００によれば、後突によって外部給電装置７０の直下のリアフロア２１が折り畳まれた場合であっても、切り欠き部９７により外部給電装置７０がリアフロア２１から切り離されるため、外部給電装置７０への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置７０を保護することができる。

本第２の実施の形態に係る車両１００によれば、二次電池６０および高圧タンク５０等との関係で、外部給電装置７０の車長方向における位置関係を規定することにより、後突による外部給電装置７０への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置７０を保護することができるという優れた効果を発揮する。

〔第３の実施の形態〕
次に、図６から図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両について説明する。図６は本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両のアッパーバック設置後の状態の平面図である。図７は本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両のアッパーバック設置前の状態の平面図である。図８は本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の二次電池搭載前の状態の平面図である。図９は本発明の第２の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の二次電池搭載前の状態を前方から見た図である。図１０は本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の後部扉を開けた状態を後面図である。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明する。

図６から図１０に示すように、第３の実施の形態の車両２００は、二次電池６０および高圧タンク５０との関係で、外部給電装置７０の車幅方向における位置関係を規定した点が第１の実施の形態と異なる。図６に示すように、二次電池６０、外部給電装置７０、高圧タンク５０は全てアッパーバック２６とリアフロア２１との間の空間に配置される。即ち、図７および図１０に示すように、第２の実施の形態の車両２００において、外部給電装置７０は、二次電池６０の車幅方向における両端（右端６０Ｒおよび左端６０Ｌ）よりも車幅方向の内側に配置される。または、図７、図８、図９および図１０に示すように、外部給電装置７０は、高圧タンク５０（５１，５２）の車幅方向における右端５１Ｒ，５２Ｒおよび左端５１Ｌ，５２Ｌよりも車幅方向の内側に配置される。衝突時に変形しやすく構成して衝撃時のエネルギーを吸収するためのクラッシャブルゾーンを最大化するためである。換言すれば、仕様ごとに異なる構成を適用するオプションの存在の有無で作用効果に差異がないようにするためである。

本第３の実施の形態の車両２００において、外部給電装置７０は、二次電池６０の車幅方向における右端６０Ｒおよび左端６０Ｌおよび高圧タンク５０（５１，５２）の車幅方向における右端５１Ｒ，５２Ｒおよび左端５１Ｌ，５２Ｌよりも車幅方向の内側に配置される。本実施の形態では、外部給電装置７０の車幅方向の両側が二次電池６０または／および高圧タンク５０（５１，５２）から突きでないように設定されている。ただし、これに限定されず、外部給電装置７０の車幅方向のの片側のみが二次電池６０の車幅方向における右端６０Ｒもしくは左端６０Ｌ、または／および高圧タンク５０（５１，５２）の車幅方向における右端５１Ｒ，５２Ｒもしくは左端５１Ｌ，５２Ｌの車幅方向の内側に配置されていてもよい。外部給電装置７０の車幅方向の片側が二次電池６０または／および高圧タンク５０（５１，５２）突きでない場合であっても、側突に対する荷重はあまり高くならない。

外部給電装置７０の前後は、第１の実施の形態の配置と同様に配置される。即ち、図９に示すように、外部給電装置７０において、ＤＣ出力コネクタ８１およびＰＣＵ出力コネクタ８２は車両前方斜めに臨んで配置されている。また、図６から図９に示すように、外部給電装置７０は、二次電池６０行きの出力ケーブル（バッテリケーブル）８４のリアフロア２１の貫通部２５より、後方に配置されることが好ましい。ＰＣＵが車両前方にあることを前提として、バッテリケーブル８４のリアフロア２１の貫通部２５と二次電池６０との間に外部給電装置７０が存在すると、ケーブル長が一番短くなり、配線が効率的だからである。

第３の実施の形態に係る車両２００によれば、二次電池６０および高圧タンク５０との関係で、外部給電装置７０の車幅方向における位置関係を規定することにより、当該車両２００が側突された場合は、二次電池６０および高圧タンク５０（５１，５２）の一方または双方に最初の衝撃が加わるため、外部給電装置７０への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置７０を保護することができるという優れた効果を奏する。

〔その他の実施の形態〕
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、第１の実施の形態では、二次電池６０および高圧タンク５０等との関係で、外部給電装置７０の車長方向における位置関係を規定しており、第３の実施の形態では、二次電池６０および高圧タンク５０との関係で、外部給電装置７０の車幅方向における位置関係を規定している。即ち、第１および第３の実施の形態の位置関係を組み合わせることにより、二次電池６０下側、リアパネル２１の上側、後部座席２２のシートバック２３の後側、二次電池６０の前側、並びに二次電池６０および高圧タンク５０（５１，５２）から車幅方向外側に飛び出ない形で外部給電装置７０を搭載することができる。これににより、車両は、効率的に側突および後突に対して対応可能となり、外部給電装置７０への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置７０を保護することができる。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
同様に、上記第１の実施の形態〜第３の実施の形態は、一つまたは複数の実施の形態を任意に組み合わせて実現するように構成してもよい。

２１リアフロア
３０燃料電池
５０、５１、５２高圧タンク
５１Ｒ、５２Ｒ高圧タンクの右端
５１Ｌ、５２Ｌ高圧タンクの左端
６０二次電池
６０Ｒ二次電池の右端
６０Ｌ二次電池の左端
７０外部給電装置
９１、９２固定部材
９７切り欠き部
１００、２００車両

燃料電池３０は、セルが複数積層されたスタック構造で構成される（以下、燃料電池スタックという）。例えば、固体高分子型燃料電池の燃料電池セルは、少なくとも、イオン透過性の電解質膜と、該電解質膜を挟持するアノード側触媒層（電極層）およびカソード側触媒層（電極層）とからなる膜電極接合体（ＭＥＡ：ＭｅｍｂｒａｎｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅＡｓｓｅｍｂｌｙ）と、膜電極接合体に燃料ガスもしくは酸化剤ガスを供給するためのガス拡散層を備えている。燃料電池セルは、一対のセパレータで挟持される。燃料電池スタック３０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ；ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）８０によって制御される。

二次電池６０は、燃料電池スタック３０で発電した電力の一部を蓄電するための蓄電池（バッテリ）である。二次電池６０は、燃料電池スタック３０と電気的に接続されている。二次電池６０は、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギー貯蔵源、燃料電池車両１００の加速又は減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する。二次電池６０は、車両１００の進行方向後方に搭載されている。本実施の形態の二次電池６０は、図２に示すように、後部座席２２のシートバック２３の後方であって、リアフロア２１上にバッテリキャリア６５（図１０参照）を介して設けられている。二次電池６０としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池等の蓄電池が好適であるが、例示の電池に限定されない。

さらに、燃料電池車両１００の燃料電池スタック３０によって発電された電力は、外部給電装置７０を通じて外部給電することができる。外部給電装置７０は、リアフロア２１上に固定部材９１，９２を介して搭載されている。リアフロア２１の上に外部給電装置７０を搭載しているので、外部給電装置７０を防水構造とする必要がない。また、外部給電装置７０をリアフロア２１の上に搭載しているので、ＡＣ出力部８５およびＤＣ出力コネクタ８１からの配線を車室内に取り入れるための開口をリアフロア２１に設ける必要がない。さらに外部給電装置７０は、リレーやヒューズを格納しているため質量があり、リアフロア２１のアッパーバックには設け難い。この点、図２に示すように、後部座席２２のシートバック２３は高さとともに後傾斜しているため、リアフロア２１の直ぐ上に最も搭載スペースが取りやすくなっており、外部給電装置７０の設置場所として好ましい。

〔第２の実施の形態〕本第２の実施の形態は、本第1の実施の形態において、外部給電装置７０の固定部材９１，９２の側方（後方）の台座部９３Ｂ，９４Ｂには、切り欠き部９７が形成されている形態に関する。本第２の実施の形態の車両１００によれば、後突によって外部給電装置７０の直下のリアフロア２１が折り畳まれた場合であっても、切り欠き部９７により外部給電装置７０がリアフロア２１から切り離されるため、外部給電装置７０への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置７０を保護することができる。

〔第３の実施の形態〕
次に、図６から図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両について説明する。図６は本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両のアッパーバック設置後の状態の平面図である。図７は本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両のアッパーバック設置前の状態の平面図である。図８は本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の二次電池搭載前の状態の平面図である。図９は本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の二次電池搭載前の状態を前方から見た図である。図１０は本発明の第３の実施の形態に係る外部給電装置を備える車両の後部扉を開けた状態を後面図である。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明する。

〔その他の実施の形態〕
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、第１の実施の形態では、二次電池６０および高圧タンク５０等との関係で、外部給電装置７０の車長方向における位置関係を規定しており、第３の実施の形態では、二次電池６０および高圧タンク５０との関係で、外部給電装置７０の車幅方向における位置関係を規定している。即ち、第１および第３の実施の形態の位置関係を組み合わせることにより、二次電池６０下側、リアフロア２１の上側、後部座席２２のシートバック２３の後側、二次電池６０の前側、並びに二次電池６０および高圧タンク５０（５１，５２）から車幅方向外側に飛び出ない形で外部給電装置７０を搭載することができる。これににより、車両は、効率的に側突および後突に対して対応可能となり、外部給電装置７０への衝撃の直接入力を防止することができ、外部給電装置７０を保護することができる。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
同様に、上記第１の実施の形態〜第３の実施の形態は、一つまたは複数の実施の形態を任意に組み合わせて実現するように構成してもよい。

Claims

外部給電するための高圧部品を格納する外部給電装置と、
電力の一部を蓄電する二次電池と、
を車長方向後方に備える車両であって、
前記外部給電装置は、前記二次電池の後端よりも前方に配置され、かつ側面視で該二次電池の下端よりも下方に配置されることを特徴とする車両。
前記車長方向後方に、燃料を貯留するための高圧タンクを更に備え、
前記外部給電装置は、前記二次電池のからの垂線であって、前記高圧タンクの軸心を通る直線よりも前方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両。
前記外部給電装置は、前記高圧タンクの前端より前方に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車両。
外部給電するための高圧部品を格納する外部給電装置と、
電力の一部を蓄電する二次電池と、
を車長方向後方に備える車両であって、
前記外部給電装置は、前記二次電池の後端よりも前方に配置され、かつ側面視で該二次電池の下端よりも下方に配置され、かつ、固定部材を介して、車両の進行方向後方のフロアに配置され、前記固定部材には切り欠き部が設けられていること、
を特徴とする車両。
外部給電するための高圧部品を格納する外部給電装置と、
電力の一部を蓄電する二次電池と、
を車長方向後方に備える車両であって、
前記外部給電装置は、前記二次電池の後端よりも前方に配置され、かつ側面視で該二次電池の下端よりも下方に配置され、かつ、前記二次電池および前記高圧タンクのいずれか一方または双方の両端よりも車幅方向の内側に配置されること、
を特徴とする車両。