JP2017081213A - 燃料電池車 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータにおいて冷媒の熱を良好に放熱可能である燃料電池車を提供する。
【解決手段】燃料電池スタック１１０と、ドライブトレイン１２０と、空調装置１３０と、燃料電池スタック１１０を経由する冷媒の熱を放熱するＦＣ用ラジエータ１０と、ドライブトレイン１２０を経由する冷媒の熱を放熱するＤＴ用ラジエータ２０と、空調装置１３０を経由する冷媒の熱を放熱するＡＣ用ラジエータ３０と、冷却風を通流させるラジエータファン４１と、を備え、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０及びＡＣ用ラジエータ３０は、重ねられると共に、後方に向かう走行風に対して略垂直で配置され、車幅方向において、ＦＣ用ラジエータ１０及びＡＣ用ラジエータ３０は、ＤＴ用ラジエータ２０よりも長く、前後方向において、ラジエータファン４１は、ＤＴ用ラジエータ２０に重なるように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池車に関する。

燃料電池スタックを搭載する燃料電池車は、燃料電池スタック（Fuel Cell Stack）用のラジエータ（ＦＣ用ラジエータ）、駆動ユニット（Drive Train）用のラジエータ（ＤＴ用ラジエータ）と、空調装置（Air Conditioner）用のラジエータ（ＡＣ用ラジエータ）と、を備えている。駆動ユニットは、駆動輪に駆動力を伝達するユニットであり、例えば、駆動力を発生する電動式のモータ、駆動力を変速する変速装置である。ＡＣ用ラジエータは、車室に向かう空気を温度調節することで高温かつ気体状態となった冷媒から放熱させ、冷媒を凝縮させる凝縮器（コンデンサ）である。

このような、ＦＣ用ラジエータ、ＤＴ用ラジエータ、ＡＣ用ラジエータは、いずれも肉厚板状の部品であり、重ねられた状態で、モータルーム（前側空間）のフロントグリルの裏側（後側）で後方に向かう走行風に対して略垂直で配置される（特許文献１参照）。すなわち、ＦＣ用ラジエータ、ＤＴ用ラジエータ、ＡＣ用ラジエータは、車幅方向に延びると共に略起立した状態で配置される。

特開２００８−１２６９１９号公報

ここで、ＦＣ用ラジエータ、ＤＴ用ラジエータ、ＡＣ用ラジエータが重ねられたものの後方には、ラジエータファンが一般に配置されるが、ラジエータファンが稼働していない場合、ラジエータファンによって走行風の通流が阻害され、冷却性能（放熱性能）が低下する虞がある。また、ＦＣ用ラジエータ、ＤＴ用ラジエータ、ＡＣ用ラジエータにおいて、放熱（冷却）が必要とされる状況は同時でなく異なるため、各ラジエータの積層方法やラジエータファンの位置等の最適化が望まれている。

そこで、本発明は、ラジエータにおいて冷媒の熱を良好に放熱可能である燃料電池車を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料電池スタックと、駆動輪に駆動力を伝達する駆動ユニットと、車両用の空調装置と、前記燃料電池スタックを経由する冷媒の熱を放熱する燃料電池用ラジエータと、前記駆動ユニットを経由する冷媒の熱を放熱する駆動ユニット用ラジエータと、前記空調装置を経由する冷媒の熱を放熱する空調装置用ラジエータと、前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調装置用ラジエータに、冷却風を通流させるラジエータファンと、を備え、前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調用ラジエータは、重ねられると共に、後方に向かう走行風に対して略垂直で配置され、車幅方向において、前記燃料電池用ラジエータ及び空調用ラジエータは、前記駆動ユニット用ラジエータよりも長く、前後方向において、前記ラジエータファンは、前記駆動ユニット用ラジエータに重なるように配置されていることを特徴とする燃料電池車である。

このような構成によれば、車幅方向において、燃料電池用ラジエータ及び空調用ラジエータは、駆動ユニット用ラジエータよりも長いので、燃料電池用ラジエータ及び空調用ラジエータにおいて、駆動ユニット用ラジエータと重ならない部分が形成される。そして、前後方向において、ラジエータファンは、駆動ユニット用ラジエータに重なるように配置されているので、燃料電池用ラジエータ及び空調用ラジエータにおける前記駆動ユニット用ラジエータと重ならない部分は、ラジエータファンとも重なっていない。これにより、燃料電池車の走行中、燃料電池用ラジエータ及び空調用ラジエータの前記重ならない部分に、駆動ユニット用ラジエータ及びラジエータファンの抵抗を受けずに走行風が通流し、この重ならない部分において冷媒の熱を効率的に放熱できる。

また、前後方向において、ラジエータファンは、駆動ユニット用ラジエータに重なるように配置されているので、ラジエータファンが駆動すると、その冷却風が駆動ユニット用ラジエータを通流し、駆動ユニット用ラジエータにおいて冷媒の熱を確実に放熱できる。ここで、駆動ユニット用ラジエータは、駆動力を伝達する駆動ユニットを経由する冷媒の熱を放熱するものであるので、車両の走行性能を確保するため最も放熱性能（冷却性能）が必要とされる。

また、冷媒は、車幅方向において、前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調用ラジエータの重ならない側から、重なる側に向かって通流することが好ましい。

ここで、一般に、各ラジエータは、冷媒を車幅方向に通流させるため、車幅方向に延び細長筒状である金属製のチューブを複数備えて構成される。なお、金属製のチューブは、その内部を通流する冷媒の温度に対応して膨張／収縮する。また、燃料電池用ラジエータ、駆動ユニット用ラジエータ及び空調用ラジエータは、一般にステー等を介して相互に連結され、取り扱い容易とするために１ユニット化される。

このような構成によれば、車幅方向において、高温の冷媒が、燃料電池用ラジエータ、駆動ユニット用ラジエータ及び空調用ラジエータの重ならない側に流入し、重なる側に向かって通流するので、各ラジエータにおける冷媒の温度分布が類似する。つまり、各ラジエータにおいて、冷媒の温度は、前記重ならない側で最も高く、重なる側に向かうにつれて低くなる傾向となり、各チューブ内における冷媒の温度分布がラジエータ間において同様となる。したがって、車幅方向において、各ラジエータの膨張／収縮の傾向は同様となり、各ラジエータの変形を抑制できる。これに対して、ラジエータ間で冷媒の車幅方向における通流向きが逆である場合や、各ラジエータにおいてチューブが鉛直方向の延び冷媒が鉛直方向に通流する場合、車幅方向において、冷媒の温度分布、ラジエータ膨張／収縮の傾向が異なるので、各ラジエータが変形し易くなる。

また、冷媒は、車幅方向において、燃料電池用ラジエータ及び空調用ラジエータにおいて、走行風の通流し易い前記重ならない側に流入する。これにより、燃料電池用ラジエータ及び空調用ラジエータの重ならない部分において、冷媒と走行風との温度差が大きくなり、この重ならない部分において走行風によって冷媒を効率的に冷却できる。

また、前記燃料電池スタックは車両の前側空間に配置され、前記燃料電池スタックの前方に、前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調装置用ラジエータが配置され、前記燃料電池スタックの側方に、前記燃料電池スタックを発電させるための補機が配置され、車幅方向において、前記ラジエータファンは、前記補機と反対側に配置されていることが好ましい。

このような構成よれば、車幅方向において、ラジエータファンは、補機と反対側に配置されているので、つまり、ラジエータファンと補機とは、車幅方向においてずれているので、前方衝突時、ラジエータファン及びこれを回転させるファンモータが後退しても、ラジエータファン及びファンモータが補機に衝突しない。これにより、前方衝突時、燃料電池スタックを発電させるための補機を保護することでき、その後も燃料電池スタックの発電を継続できる。なお、燃料電池スタックを発電させるための補機は、後記するように、アノード系補機、カソード系補機等の種々の機器を含み、燃料電池スタックよりも下方に突出して配置され易く、後退するラジエータファン等の退避スペースを形成し難い。

また、前記燃料電池スタックの下方に配置されると共に、前記燃料電池スタックからの電力で駆動力を発生するモータを備え、前記燃料電池スタックと前記モータとの間に、前記ラジエータファンを回転させると共に前方衝突時に後退するファンモータを収容し退避させる退避スペースが形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、前方衝突時に後退するファンモータは、前記燃料電池スタックと前記モータとの間に形成された退避スペースに収容され退避される。これにより、ファンモータが、燃料電池スタック、モータ等の他のデバイスに衝突せず、他のデバイスの損傷を回避できる。

また、前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調装置用ラジエータの少なくとも１つは、その車幅方向両側に弾性マウントを介して車体に固定されたタンクを備え、前後方向において前記駆動ユニット用ラジエータに重なるように配置され、前記ラジエータファンを囲むと共に前記ファンモータが固定され、且つ、冷却風を案内するシュラウドを備え、前記シュラウドの脚部は、車幅方向両側に延びて前記タンクにそれぞれ固定され、前記重ならない側に延びる前記脚部は、走行風の受ける抵抗が小さくなるように、貫通孔が形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、タンクは弾性マウントを介して車体に固定されているので、ファンモータの作動音、振動は、弾性マウントが弾性変形することで遮断され、車体に伝達しない。また、シュラウドの重ならない側に延びる脚部は、貫通孔が形成されているので、走行風の受ける抵抗が小さくなる。

また、前後方向視において、前記ラジエータファンの外径は、前記駆動ユニット用ラジエータと略同等であることが好ましい。

このような構成によれば、前後方向視において、ラジエータファンの外径は、駆動ユニット用ラジエータと略同等の大径であるので、冷却風の風量（流量）が多くなり、ラジエータファンの回転速度を小さくできる。これにより、ラジエータファン、ファンモータの作動音を小さくでき、燃料電池車の静粛性が確保され易くなる。

本発明によれば、ラジエータにおいて冷媒の熱を良好に放熱可能である燃料電池車を提供することができる。

本実施形態に係る燃料電池車の平面図である。 本実施形態に係る燃料電池車の斜視図である。 本実施形態に係る燃料電池車の右側面図である。 本実施形態に係る燃料電池車の正面図である。 本実施形態に係るラジエータ構造体の後面図である。 本実施形態に係るＦＣ用ラジエータの後面図である。

本発明の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。

≪燃料電池車の構成≫
本実施形態に係る燃料電池車１００は、燃料電池スタック１１０からの電力によってモータ１５１で駆動力を発生し走行する電気自動車である。燃料電池車１００は、燃料電池スタック１１０と、ドライブトレイン１２０（駆動ユニット）と、空調装置１３０と、補機１４１と、モータ１５１と、ラジエータ構造体１と、ラジエータファン４１と、シュラウド５１と、を備えている。燃料電池車１００の前側においてボンネット（図示しない）下には、モータ１５１の配置されるモータルーム１０１（前側空間）が形成されている。

＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１１０は、複数の単セル１１１が左右方向（車幅方向）に積層されることで構成された積層体であり、その外形は概ね直方体である。単セル１１１は、例えばＰＥＦＣ（Polymer Electrolyte Fuel Cell）型であり、水素（燃料ガス）と酸素（酸化剤ガス）を含む空気（酸化剤含有ガス）が供給されることで発電可能な状態となる。また、燃料電池スタック１１０内には、複数の単セル１１１を冷却する冷媒の通流する冷媒流路１１２が形成されている。冷媒流路１１２の出口は、配管１１３を介して後記する左側のタンク１１に接続されている。冷媒流路１１２の入口は後記する右側のタンク１２に接続されている。また、燃料電池スタック１１０は、マウント（図示しない）を介して、車体に固定されている。なお、燃料電池スタック１１０の下方には、モータ１５１、ドライブトレイン１２０の配置されるスペースが形成されている（図３参照）。

＜補機＞
補機１４１は、燃料電池スタック１１０を発電させるために必要なデバイスである。補機１４１は、アノード系補機、カソード系補機、冷媒系補機、電力系補機を備えている。
アノード系補機は、燃料電池スタック１１０のアノードに対して水素を給排する補機である。アノード系補機は、例えば、水素タンクからの水素を遮断する遮断弁、水素の圧力を調整（減圧）するレギュレータ、水素を噴射する電子制御式のインジェクタ、インジェクタからの新規水素とアノードから排出された未反応の水素を含むアノードオフガスとを混合するエゼクタ、アノードオフガス中の水分を分離する気液分離器、アノードオフガスを車外に排出するパージ弁、を含んでいる。
カソード系補機は、燃料電池スタック１１０のカソードに対して空気を給排する補機である。カソード系補機は、例えば、コンプレッサから燃料電池スタック１１０に向かう空気を加湿する加湿器、カソードから排出されたカソードオフガスの圧力を調整する背圧弁、カソードの上流／下流に設けられ閉じることでカソードを封止する上流側封止弁、下流側封止弁、を含んでいる。

冷媒系補機は、燃料電池スタック１１０を温度調整するために、前記した冷媒流路１１２と後記するＦＣ用ラジエータ１０との間で冷媒を循環させる補機である。冷媒系補機は、例えば、冷媒を圧送する冷媒ポンプ、冷媒の温度に対応してＦＣ用ラジエータ１０をバイパスするか否かを切り替えるサーモスタット、を含んでいる。
電力系補機は、燃料電池スタック１１０の発電を制御する補機である。電力系補機は、例えば、燃料電池スタック１１０の出力端子に接続され燃料電池スタック１１０の出力する電圧値及び電流値を制御する電力コントローラ、を含んでいる。

本実施形態において、補機１４１は、主に、アノード系補機のインジェクタ、エゼクタ、気液分離器、パージ弁、カソード系補の加湿器、背圧弁、封止弁を備えて構成されている。そして、補機１４１は、燃料電池スタック１１０の左側面に固定された補機ケース１４２内に収容されている。すなわち、補機１４１は、燃料電池スタック１１０の左側方に配置されている。

＜モータ＞
モータ１５１は、燃料電池スタック１１０から電力によって駆動力を発生する電動機である。モータ１５１は、燃料電池スタック１１０の下方に配置され（図２、図３参照）、マウント（図示しない）を介して、車体に固定されている。モータ１５１の前側には、ＰＣＵ１５２（Power Control Unit）が配置されている。ＰＣＵ１５２は、前記した電力コントローラからの燃料電池スタック１１０の直流電力を三相交流電力に変換し、モータ１５１に出力するインバータである。

そして、上下方向において、燃料電池スタック１１０とモータ１５１との間に、退避スペースＳ１が形成されている（図３参照）。退避スペースＳ１は、前方衝突時に後退する後記するファンモータ４２を収容し退避させる空間である。このように、ファンモータ４２が退避スペースＳ１に収容されるので、ファンモータ４２が、燃料電池スタック１１０、モータ１５１等の他のデバイスに衝突せず、他のデバイスが保護されるようになっている。

＜ドライブトレイン＞
ドライブトレイン１２０は、モータ１５１の駆動力を左右の駆動輪に伝達するユニットである。ドライブトレイン１２０は、例えば、モータ１５１からの駆動力を変速する変速装置を含んでいる。このようなドライブトレイン１２０は作動すると発熱し、温度上昇するが、冷媒が通流することで適宜に冷却されるようになっている。

＜空調装置＞
空調装置１３０は、その内部を通流する冷媒と車室に向かう風とを熱交換することで、車室に向かう風を冷却／加熱する装置である。したがって、冷房時、車室に向かう風を冷却することで温度上昇した冷媒が空調装置１３０から排出される。

＜ラジエータ構造体＞
ラジエータ構造体１は、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０及びＡＣ用ラジエータ３０が、重ねられることで構成された肉厚板状の積層体であって、モータルーム１０１の前側で、後方に向かう走行風に対して略垂直で配置されている。すなわち、ラジエータ構造体１は、フロントグリル（図示しない）の後方で、略起立した状態で配置され、その面方向は車幅方向に沿っている。本実施形態では、前側から後側に向かって、ＡＣ用ラジエータ３０、ＤＴ用ラジエータ２０、ＦＣ用ラジエータ１０の順で積層されているが、積層順はこれに限定されることはない。また、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０及びＡＣ用ラジエータ３０は、ステー等を介して相互に連結され、取り扱い容易とするために１ユニット化されている。なお、各ラジエータの間に隙間が形成されていてもよい。

＜ＦＣ用ラジエータ＞
ＦＣ用ラジエータ１０は、燃料電池スタック１１０を経由する冷媒の熱を放熱する放熱器である。ＦＣ用ラジエータ１０は、車幅方向の両側にそれぞれ配置され鉛直方向に延びる左側のタンク１１及び右側のタンク１２と、タンク１１、１２の間で左右方向に延びる細長筒状の複数のチューブ１３と、チューブ１３に固定されたフィン１４と、を備えている（図６参照）。ここで、チューブ１３、フィン１４は、放熱性を高めるため、熱伝導率の高い金属製で形成され、通流する冷媒の温度に対応して、若干であるものの膨張／収縮する。

左側のタンク１１の上寄りに形成された冷媒入口１１ａは、配管１１３を介して、冷媒流路１１２の出口に接続されている。右側のタンク１２の下寄りに形成された冷媒出口１２ａは、配管１１４を介して、冷媒流路１１２の入口に接続されている。そして、冷媒は、冷媒流路１１２から配管１１３を通ってタンク１１に流入し、タンク１１で分配され複数のチューブ１３を右方に向かって放熱しながら通流した後でタンク１２に流入して集合し、配管１１４を通って冷媒流路１１２に戻るように構成されている（図６参照）。なお、冷媒を圧送するポンプは、例えば、配管１１４に設けられている。

タンク１１、１２は、弾性を有するゴム製のマウント１９（弾性マウント）を介して、フレーム１６１（車体）に固定されている（図５参照）。これにより、後記するファンモータ４２の作動に伴う作動音、振動は、マウント１９が弾性変形することで、フレーム１６１に伝達せず、燃料電池車１００の静粛性が確保されている。

＜ＤＴ用ラジエータ＞
ＤＴ用ラジエータ２０は、ドライブトレイン１２０を経由する冷媒の熱を放熱する放熱器である。ＤＴ用ラジエータ２０は、ＦＣ用ラジエータ１０と同様の構成である。すなわち、ＤＴ用ラジエータ２０は、左側のタンク２１及び右側のタンク２２と、タンク２１、２２の間で左右方向に延びる複数のチューブ２３と、チューブ２３に固定されたフィンと、を備えている。左側のタンク２１は、配管１２１を介して、ドライブトレイン１２０の冷媒出口に接続されている。右側のタンク２２は、配管１２２を介して、ドライブトレイン１２０の冷媒入口に接続されている。そして、冷媒は、ドライブトレイン１２０から配管１２１を通ってタンク２１に流入する。次いで、タンク２１で分配され複数のチューブ２３を右方に向かって放熱しながら通流した後でタンク２２に流入して集合し、配管１２２を通ってドライブトレイン１２０に戻るように構成されている。なお、ＤＴ用ラジエータ２０のフィンの車幅方向におけるピッチ（フィンの密度）は、ラジエータファン４１が回転した場合における放熱性能を高めるため、なるべく狭い方が好ましい。

＜ＡＣ用ラジエータ＞
ＡＣ用ラジエータ３０は、空調装置１３０を経由する冷媒の熱を放熱する放熱器である。ＡＣ用ラジエータ３０は、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０と同様の構成である。すなわち、ＡＣ用ラジエータ３０は、左側のタンク３１及び右側のタンク３２と、タンク３１、３２の間で左右方向に延びる複数のチューブ３３と、チューブ３３に固定されたフィンと、を備えている。左側のタンク３１は、配管１３１を介して、空調装置１３０の冷媒出口に接続されている。右側のタンク３２は、配管１３２を介して、空調装置１３０の冷媒入口に接続されている。そして、冷媒は、空調装置１３０から配管１３１を通ってタンク３１に流入し、タンク３１で分配され複数のチューブ３３を右方に向かって放熱しながら通流した後でタンク３２に流入して集合し、配管１３２を通って空調装置１３０に戻るように構成されている。

＜通流方向視におけるラジエータの形状等＞
冷却風の通流方向視（前後方向視、正面視）におけるラジエータの形状等を説明する。
図４に示すように、前後方向視において、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０、ＡＣ用ラジエータ３０は、矩形である。

左右方向（車幅方向）において、ＦＣ用ラジエータ１０の幅Ｗ１０、ＤＴ用ラジエータ２０の幅Ｗ２０、ＡＣ用ラジエータ３０の幅Ｗ３０は、「幅Ｗ１０≒幅Ｗ３０＞幅Ｗ２０」の関係となっている。また、左右方向において、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０、ＡＣ用ラジエータ３０の右端は、略揃っている。したがって、ＦＣ用ラジエータ１０の左側部分、ＡＣ用ラジエータ３０の左側部分は、ＤＴ用ラジエータ２０の左端か左方に突出しており、前後方向において、ＤＴ用ラジエータ２０と重なっていない。すなわち、車幅方向において、ＦＣ用ラジエータ１０、ＡＣ用ラジエータ３０は、ＤＴ用ラジエータ２０よりも長い。つまり、ラジエータ構造体１において、右側がＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０、ＡＣ用ラジエータ３０の重なる側であり、左側が重ならない側である。

上下方向（高さ方向）において、ＦＣ用ラジエータ１０の高さＨ１０、ＤＴ用ラジエータ２０の高さＨ２０、ＡＣ用ラジエータ３０の高さＨ３０は、「高さＨ１０≒高さＨ２０＞高さＨ３０」の関係となっている。また、高さ方向において、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０、ＡＣ用ラジエータ３０の下端は揃っている。したがって、ＦＣ用ラジエータ１０の上側部分、ＤＴ用ラジエータ２０の上側部分は、ＡＣ用ラジエータ３０の上端から上方に突出しており、前後方向において、ＡＣ用ラジエータ３０と重なっていない。

すなわち、最も前側に配置されるＡＣ用ラジエータ３０全体は、前方に臨んでいる（図４参照）。前から２番目に配置されるＤＴ用ラジエータ２０は、ＡＣ用ラジエータ３０の重なっていない上側部分が前方に臨んでいる。最も後側に配置されるＦＣ用ラジエータ１０は、ＡＣ用ラジエータ３０及びＤＴ用ラジエータ２０の重なっていない左上部分が前方に臨んでいる。

これにより、ＦＣ用ラジエータ１０、ＡＣ用ラジエータ３０の左側に、ＤＴ用ラジエータ２０及びラジエータファン４１と重ならない部分（領域）が形成されている。したがって、燃料電池車１００の走行中、この重ならない部分における走行風の通り抜けは良好である。すなわち、燃料電池車１００の走行中、走行風は、前記重ならない部分においてＤＴ用ラジエータ２０及びラジエータファン４１から抵抗を受けずに通流でき、この重ならない部分において冷媒の熱を効率的に放熱できる。

また、車幅方向において、高温の冷媒が、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０及びＡＣ用ラジエータ３０の左側（重ならない側）に流入し、右側（重なる側）に向かって通流するので、各ラジエータにおける冷媒の温度分布が類似する。すんわち、各ラジエータにおいて、冷媒の温度は、左側で最も高く、右側に向かうにつれて低くなる傾向となり、各チューブ内における冷媒の温度分布がラジエータ間において同様となる。したがって、車幅方向において、各ラジエータの膨張／収縮の傾向は同様となり、各ラジエータの変形を抑制できる。

また、冷媒は、車幅方向において、ＦＣ用ラジエータ１０及びＡＣ用ラジエータ３０において、走行風の通流し易い左側（重ならない側）に流入する。これにより、ＦＣ用ラジエータ１０及びＡＣ用ラジエータ３０の左側部分（重ならない部分）において、冷媒と走行風との温度差が大きくなり、この重ならない部分において走行風によって冷媒を効率的に冷却できる。

＜ラジエータファン＞
ラジエータファン４１は、回転することで、ラジエータ構造体１（ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０、ＡＣ用ラジエータ３０）を通過する冷却風を発生させる送風ファンである。ラジエータファン４１は、ＦＣ用ラジエータ１０の後方で、前後方向において、ＤＴ用ラジエータ２０と重なるように配置されている。これにより、ラジエータファン４１が駆動すると、その冷却風がＤＴ用ラジエータ２０を通流し、ＤＴ用ラジエータ２０において冷媒の熱を確実に放熱できる。なお、この冷却風は、ＦＣ用ラジエータ１０、ＡＣ用ラジエータ３０において、ＤＴ用ラジエータ２０と重なる部分も勿論通流する。

また、ラジエータファン４１、ファンモータ４２及びＤＴ用ラジエータ２０は、車幅方向において、補機１４１と反対側に配置、つまり、ラジエータファン４１等は右側に配置され、補機１４１は左側に配置されている。このように、ラジエータファン４１等と補機１４１とは車幅方向においてずれているので、前方衝突時、ラジエータファン４１及びファンモータ４２が後退しても、ラジエータファン４１及びファンモータ４２が補機１４１に衝突しない。これにより、前方衝突時、燃料電池スタック１１０を発電させるための補機１４１を保護することできる。

また、前後方向視において、ラジエータファン４１の外径Ｄ４１は、ＤＴ用ラジエータ２０の上下左右寸法と略同等である（図４参照）。つまり、ラジエータファン４１の外径Ｄ４１はＤＴ用ラジエータ２０の高さＨ２０と略等しい。このように、ラジエータファン４１は大径であるので、冷却風の風量（流量）が多くなり、ラジエータファン４１（ファンモータ４２）の回転速度を小さくできる。これにより、ラジエータファン４１、ファンモータ４２の作動音を小さくでき、燃料電池車１００の静粛性が確保される。

＜ファンモータ＞
ファンモータ４２は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの指令に従って駆動し、ラジエータファン４１を回転させる駆動源である。ファンモータ４２は、ラジエータファン４１の回転中心に配置されると共に、径方向外側に延びる複数の脚部４２ａを介してシュラウド５１に固定されている。

＜シュラウド＞
シュラウド５１は、筒状を呈しており、ＦＣ用ラジエータ１０の後方で、前後方向視においてラジエータファン４１を囲むように配置され、ラジエータファン４１が回転することで生じる冷却風を前後方向において案内する部材である。なお、シュラウド５１は、ラジエータファン４１と同様に、前後方向においてＤＴ用ラジエータ２０に重なるように配置されており（図４参照）、冷却風が確実にＤＴ用ラジエータ２０を通過するようになっている。

シュラウド５１は、その左側（重ならない側）に複数の脚部５２と、その右側（重なる側）に複数の脚部５３と、を備えている。
左側の脚部５２は、ＦＣ用ラジエータ１０、ＡＣ用ラジエータ３０のＤＴ用ラジエータ２０に重ならない部分（左側部分）を跨ぎ、その左端は左側のタンク１１に固定されている。各脚部５２は、ＦＣ用ラジエータ１０、ＡＣ用ラジエータ３０のＤＴ用ラジエータ２０に重ならない部分（左側部分）を通過する走行風の受ける抵抗が小さくなるように、肉抜き形状である。すなわち、各脚部５２には、その強度を維持しつつ、走行風の通り抜けが高まるように、前後方向に貫通する複数の貫通孔５２ａが形成されている。

右側の脚部５３の右端は、右側のタンク１２にそれぞれ固定されている。

≪燃料電池車の作用効果≫
燃料電池車１００によれば、次の作用効果を得る。

＜アイドル時（停止時）＞
停止中であってアイドル時について説明する。
燃料電池車１００は停止中であるため、走行風は発生しない。そして、ドライブトレイン１２０は概ね発熱しておらず、ＤＴ用ラジエータ２０に大きな放熱要求はない。また、燃料電池スタック１１０もアイドル状態あるため、その出力（電流値）も小さく、ＦＣ用ラジエータ１０に大きな放熱要求はない。一方、冷房要求があり、空調装置１３０が作動した場合、ＡＣ用ラジエータ３０で放熱することが必要になるが、ラジエータファン４１が回転することで冷却風が発生し、ＡＣ用ラジエータ３０において良好に放熱できる。

＜低速走行時＞
低速走行時について説明する。なお、低速走行時及び後記する高速走行時、走行速度に対応してドライブトレイン１２０が発熱し、ドライブトレイン１２０の発熱量に対応してラジエータファン４１が駆動するようになっている。

ラジエータファン４１が回転すると冷却風が発生し、ＤＴ用ラジエータ２０と、ＦＣ用ラジエータ１０及びＡＣ用ラジエータ３０のラジエータファン４１（ＤＴ用ラジエータ２０）に重なる部分とにおいて、良好に放熱できる。
また、走行風が、ＦＣ用ラジエータ１０及びＡＣ用ラジエータ３０のラジエータファン４１（ＤＴ用ラジエータ２０）に重ならない部分を、ラジエータファン４１等から抵抗を受けずに良好に通り抜けるので、良好に放熱できる。つまり、回転するラジエータファン４１の冷却風による放熱不足分を、ＦＣ用ラジエータ１０及びＡＣ用ラジエータ３０の重ならない部分において走行風と熱交換することで良好に放熱できる。

＜高速走行時＞
高速走行時について説明する。
ラジエータファン４１が回転することで冷却風が発生し、ＤＴ用ラジエータ２０において良好に放熱できる。
低速走行時と同様に、走行風が、ＦＣ用ラジエータ１０及びＡＣ用ラジエータ３０のラジエータファン４１（ＤＴ用ラジエータ２０）に重ならない部分を、ラジエータファン４１等から抵抗を受けずに良好に通り抜けるので、良好に放熱できる。この場合において、この重ならない部分を通り抜ける走行風の流量は低速走行時よりも多くなるので、さらに良好に放熱できる。

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。

前記した実施形態では、車幅方向において、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０、ＡＣ用ラジエータ３０の右端が略揃っており、右側にラジエータの重なる部分（領域）が形成され、左側に重ならない側が形成され、各ラジエータにおいて、冷媒が左側から右側に向かって通流する構成を例示したが、その他に例えば、各ラジエータの左端が略揃い、左側にラジエータの重なる部分が形成され、右側に重ならない部分が形成され、各ラジエータにおいて、冷媒が右側から左側に向かって通流する構成としてもよい。
また、ＤＴ用ラジエータ２０の車幅方向側に重ならない部分が形成される構成でもよい。この場合、重ならない部分の大きい側から重ならない部分の小さい側に向かって冷媒が通流する構成とすればよい。

前記した実施形態では、冷媒が、ＦＣ用ラジエータ１０、ＤＴ用ラジエータ２０、ＡＣ用ラジエータ３０において、左側（重ならない側）から右側（重なる側）に向かって通流する構成を例示したが（図１参照）、これと逆に、右側（重なる側）から左側（重ならない側）に向かって通流する構成としてもよい。なお、このように各ラジエータにおいて、冷媒が右側から左側に向かって通流しても、ラジエータ間における冷媒の温度分布は同様となり、ラジエータは変形し難くなる。

１ ラジエータ積層体
１０ ＦＣ用ラジエータ（燃料電池用ラジエータ）
１１、１２ タンク
１３ チューブ
１９ マウント（弾性マウント）
２０ ＤＴ用ラジエータ（駆動ユニット用ラジエータ）
３０ ＡＣ用ラジエータ（空調装置用ラジエータ）
４１ ラジエータファン
４２ ファンモータ
５１ シュラウド
１００ 燃料電池車
１０１ モータルーム（前側空間）
１１０ 燃料電池スタック
１２０ ドライブトレイン（駆動ユニット）
１３０ 空調装置
１４１ 補機
１５１ モータ
１６１ フレーム（車体）
Ｓ１ 退避スペース

Claims (6)

1. 燃料電池スタックと、
   駆動輪に駆動力を伝達する駆動ユニットと、
   車両用の空調装置と、
   前記燃料電池スタックを経由する冷媒の熱を放熱する燃料電池用ラジエータと、
   前記駆動ユニットを経由する冷媒の熱を放熱する駆動ユニット用ラジエータと、
   前記空調装置を経由する冷媒の熱を放熱する空調装置用ラジエータと、
   前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調装置用ラジエータに、冷却風を通流させるラジエータファンと、
   を備え、
   前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調用ラジエータは、重ねられると共に、後方に向かう走行風に対して略垂直で配置され、
   車幅方向において、前記燃料電池用ラジエータ及び前記空調用ラジエータは、前記駆動ユニット用ラジエータよりも長く、
   前後方向において、前記ラジエータファンは、前記駆動ユニット用ラジエータに重なるように配置されている
   ことを特徴とする燃料電池車。
2. 冷媒は、車幅方向において、前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調用ラジエータの重ならない側から、重なる側に向かって通流する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車。
3. 前記燃料電池スタックは車両の前側空間に配置され、
   前記燃料電池スタックの前方に、前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調装置用ラジエータが配置され、
   前記燃料電池スタックの側方に、前記燃料電池スタックを発電させるための補機が配置され、
   車幅方向において、前記ラジエータファンは、前記補機と反対側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池車。
4. 前記燃料電池スタックの下方に配置されると共に、前記燃料電池スタックからの電力で駆動力を発生するモータを備え、
   前記燃料電池スタックと前記モータとの間に、前記ラジエータファンを回転させると共に前方衝突時に後退するファンモータを収容し退避させる退避スペースが形成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池車。
5. 前記燃料電池用ラジエータ、前記駆動ユニット用ラジエータ及び前記空調装置用ラジエータの少なくとも１つは、その車幅方向両側に弾性マウントを介して車体に固定されたタンクを備え、
   前後方向において前記駆動ユニット用ラジエータに重なるように配置され、前記ラジエータファンを囲むと共に前記ファンモータが固定され、且つ、冷却風を案内するシュラウドを備え、
   前記シュラウドの脚部は、車幅方向両側に延びて前記タンクにそれぞれ固定され、
   前記重ならない側に延びる前記脚部は、走行風の受ける抵抗が小さくなるように、貫通孔が形成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池車。
6. 前後方向視において、前記ラジエータファンの外径は、前記駆動ユニット用ラジエータと略同等である
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の燃料電池車。

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