JP2018113178A - Fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell vehicle capable of achieving convenience by shortening supply time of fuel and suppressing deterioration of a fuel cell by repeating stop and restart and suppressing fuel consumption involved in fuel supply.SOLUTION: A fuel cell vehicle 1 includes a fuel cell 2 executing power generation by reacting fuel with oxygen in the air; a fuel tank 15 storing fuel; a charging system 71 leading fuel charged into the fuel tank 15; and a fuel cell controller 52 making the fuel cell 2 operated before charging fuel into the fuel tank 15.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、燃料電池車両に関する。   The present invention relates to a fuel cell vehicle.

燃料を貯蔵する燃料タンクと、燃料タンクに繋がり、車体表面で開口するコネクタ受け部と、を備える電気自動車が知られている。   2. Description of the Related Art An electric vehicle is known that includes a fuel tank that stores fuel and a connector receiver that is connected to the fuel tank and opens on the surface of the vehicle body.

水素供給装置のコネクタをコネクタ受け部に接続することによって、水素供給装置から電気自動車へ燃料が補給される。コネクタ受け部は、車体に設けられるフューエルリッドに覆われている。   By connecting the connector of the hydrogen supply device to the connector receiving portion, fuel is supplied from the hydrogen supply device to the electric vehicle. The connector receiving portion is covered with a fuel lid provided on the vehicle body.

従来の電気自動車は、燃料電池が運転中のとき、燃料を補給するためにフューエルリッドを開く指示が入力されてもフューエルリッドを開かない。また、従来の電気自動車は、フューエルリッドが開いているとき、燃料電池の始動の指示が入力されても燃料電池を始動させない。   When the fuel cell is in operation, the conventional electric vehicle does not open the fuel lid even if an instruction to open the fuel lid is input to replenish the fuel. In addition, the conventional electric vehicle does not start the fuel cell even when a fuel cell start instruction is input when the fuel lid is open.

特開2011−181509号公報JP 2011-181509 A

従来の電気自動車は、燃料電池が運転中、つまり起動している状態において、燃料を補給できない。したがって、従来の電気自動車は、水素供給装置が設置されている場所、いわゆる水素ステーションで燃料を補給する際、燃料電池の停止処理を終わらせ、水素供給装置のコネクタをコネクタ受け部に接続し、燃料を補給し、水素供給装置のコネクタをコネクタ受け部から切り離し、燃料電池の起動処理を完了させる、という一連の工程を必要とする。それぞれの工程に時間が掛かり、燃料補給全体で相応の時間を要する。   The conventional electric vehicle cannot supply fuel while the fuel cell is in operation, that is, in a state where it is activated. Therefore, in the conventional electric vehicle, when refueling at the place where the hydrogen supply device is installed, so-called hydrogen station, the fuel cell stop process is terminated, the connector of the hydrogen supply device is connected to the connector receiving portion, A series of steps of refueling, disconnecting the connector of the hydrogen supply device from the connector receiving portion, and completing the start-up process of the fuel cell is required. Each process takes time, and the entire refueling takes a considerable amount of time.

このような電気自動車の燃料の補給工程とガソリン車の燃料の補給工程とを比較すると、燃料補給後の燃料電池の起動処理は、ユーザーの待機時間を延長し、利便性を低下させる。   Comparing such a fuel replenishment process of an electric vehicle and a fuel replenishment process of a gasoline vehicle, the start-up process of the fuel cell after refueling extends the waiting time of the user and decreases convenience.

また、従来の電気自動車は、燃料の補給の都度、燃料電池を停止させ起動させるため、燃料電池の劣化を促進させる。   Further, since the conventional electric vehicle is stopped and started every time fuel is replenished, the deterioration of the fuel cell is promoted.

さらに、従来の電気自動車は、燃料電池を停止させた状態で燃料を補給するため、充填系統のリークチェックを含む自己診断を行うことができない。燃料を補給した後、燃料電池を起動する過程で自己診断を実施すれば、ユーザーの待機時間はさらに長くなる。   Further, since the conventional electric vehicle is replenished with the fuel cell stopped, self-diagnosis including a leak check of the filling system cannot be performed. If a self-diagnosis is performed in the process of starting up the fuel cell after refueling, the user's standby time will be even longer.

さらにまた、従来の電気自動車は、燃料電池の停止から再起動までの期間において、燃料電池の温度低下や乾燥が発生してしまう。これらを解消するため、燃料電池の再起動処理はさらに時間を要し、かつ再起動における燃料の消費量が増加する。   Furthermore, in the conventional electric vehicle, the temperature of the fuel cell is decreased and the fuel cell is dried during the period from the stop to the restart of the fuel cell. In order to solve these problems, the restart process of the fuel cell requires more time, and the amount of fuel consumed in the restart increases.

そこで、本発明は、燃料の補給時間の短縮により利便性が向上され、停止と再起動とを繰り返すことによる燃料電池の劣化が抑制され、および燃料補給にともなう燃料消費が抑制された燃料電池車両を提案する。   Therefore, the present invention improves the convenience by shortening the fuel replenishment time, suppresses deterioration of the fuel cell due to repeated stop and restart, and suppresses fuel consumption accompanying fuel replenishment. Propose.

前記の課題を解決するため本発明に係る燃料電池車両は、燃料と空気中の酸素とを反応させて発電する燃料電池と、前記燃料を貯蔵する貯槽と、前記貯槽に充填される前記燃料を導く充填系統と、前記燃料を前記貯槽に充填する際、前記燃料電池を運転しておく燃料電池制御装置と、を備えている。   In order to solve the above problems, a fuel cell vehicle according to the present invention includes a fuel cell that generates electricity by reacting fuel and oxygen in the air, a storage tank that stores the fuel, and a fuel that fills the storage tank. A charging system for guiding the fuel cell, and a fuel cell control device for operating the fuel cell when the fuel tank is filled with the fuel.

本発明によれば、燃料の補給時間の短縮により利便性が向上され、停止と再起動とを繰り返すことによる燃料電池の劣化が抑制され、および燃料補給にともなう燃料消費が抑制された燃料電池車両を提供できる。   According to the present invention, the fuel cell vehicle is improved in convenience by shortening the fuel replenishment time, the deterioration of the fuel cell due to repeated stop and restart, and the fuel consumption accompanying the fuel replenishment is suppressed. Can provide.

本発明の実施形態に係る燃料電池車両の左側面図。1 is a left side view 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であって、外装等が外された状態の左側面図。1 is a left side view of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention with an exterior or the like removed. 本発明の実施形態に係る燃料電池車両であって、外装等が外された状態の斜視図。1 is a perspective view of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention with an exterior and the like removed. 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃料充填システムのブロック図。1 is a block diagram of a fuel filling system for 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燃料充填制御のフローチャート。The flowchart of the fuel filling control 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は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の左側面図である。   FIG. 1 is a left side view of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

図2は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両であって、外装等(カバーやシート)が外された状態の左側面図である。   FIG. 2 is a left side view of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention in a state where an exterior or the like (cover or seat) is removed.

図3は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両であって、外装等(カバーやシート)が外された状態の斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention in a state where an exterior or the like (cover or seat) is removed.

なお、本実施形態における前後上下左右の表現は、燃料電池車両1の搭乗者を基準にする。   In the present embodiment, front / rear, upper / lower / left / right expressions are based on the passenger of the fuel cell vehicle 1.

図1から図3に示すように、本実施形態に係る燃料電池車両1は、燃料電池2で発電し、この電力でモータ3を駆動させ、モータ3の駆動力で走行する。また、燃料電池車両1は、スクータ型の自動二輪車であり、燃料電池2の電力で走行する燃料電池二輪車である。なお、燃料電池車両1は、三輪車であっても良いし、四輪バギーであっても良いし、自動車であっても良い。   As shown in FIGS. 1 to 3, the fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment generates power with the fuel cell 2, drives the motor 3 with this electric power, and travels with the driving force of the motor 3. The fuel cell vehicle 1 is a scooter type motorcycle, and is a fuel cell motorcycle that travels with the electric power of the fuel cell 2. The fuel cell vehicle 1 may be a tricycle, a four-wheel buggy, or an automobile.

燃料電池車両1は、前後に延びる車体5と、操舵輪としての前輪6と、前輪6を操舵自在に支えるステアリング機構7と、駆動輪としての後輪8と、後輪8を上下方向へ揺動自在に支えるスイングアーム9と、後輪8の駆動力を発生させるモータ3と、を備えている。   The fuel cell vehicle 1 includes a vehicle body 5 extending in the front-rear direction, a front wheel 6 as a steering wheel, a steering mechanism 7 that supports the front wheel 6 in a steerable manner, a rear wheel 8 as a drive wheel, and a rear wheel 8 that swings up and down. A swing arm 9 that is movably supported and a motor 3 that generates a driving force for the rear wheel 8 are provided.

車体5は、車両の前後に延びるフレーム11と、フレーム11を覆う外装12と、フレーム11後半部の上方に配置されるシート13と、を備えている。   The vehicle body 5 includes a frame 11 that extends in the front-rear direction of the vehicle, an exterior 12 that covers the frame 11, and a seat 13 that is disposed above the rear half of the frame 11.

また、車体5は、燃料と空気中の酸素とを反応させて発電する燃料電池2と、燃料電池2で発電に使用される燃料を貯蔵する貯槽としての燃料タンク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の出力電圧の調整と燃料電池2および二次電池16の電力の分配を制御する電力管理装置17と、電力管理装置17が出力する直流電力を三相交流電力に変換してモータ3へ出力するインバータ18と、これらを統括的に管理する車両コントローラ19と、を備えている。   The vehicle body 5 includes a fuel cell 2 that generates power by reacting fuel and oxygen in the air, a fuel tank 15 that stores fuel used for power generation in the fuel cell 2, and power of the fuel cell 2. The secondary battery 16 that assists the power, the power management device 17 that controls the adjustment of the output voltage of the fuel cell 2 and the distribution of the power of the fuel cell 2 and the secondary battery 16, and the DC power output by the power management device 17 is three. The inverter 18 which converts into phase alternating current power and outputs to the motor 3 and the vehicle controller 19 which manages these collectively are provided.

燃料電池車両1のパワートレインは、燃料電池2および二次電池16を含んでいる。燃料電池車両1は、車両の走行状態、燃料電池2の発電状態、二次電池16の蓄電状態によって各電池の電力を適宜に消費する。二次電池16および燃料電池2は、インバータ18に並列に接続されている。二次電池16が蓄える電力、および燃料電池2が発電する電力は、インバータ18を経てモータ3へ供給される。また、燃料電池車両1は、減速する際、モータ3で回生電力を発生させる。二次電池16は、燃料電池車両1が減速する際にモータ3で発生する回生電力、および燃料電池2が発電する電力を蓄える。   The power train of the fuel cell vehicle 1 includes a fuel cell 2 and a secondary battery 16. The fuel cell vehicle 1 appropriately consumes the electric power of each battery depending on the traveling state of the vehicle, the power generation state of the fuel cell 2, and the storage state of the secondary battery 16. The secondary battery 16 and the fuel cell 2 are connected to the inverter 18 in parallel. The electric power stored in the secondary battery 16 and the electric power generated by the fuel cell 2 are supplied to the motor 3 via the inverter 18. Further, when the fuel cell vehicle 1 decelerates, the motor 3 generates regenerative power. The secondary battery 16 stores regenerative power generated by the motor 3 when the fuel cell vehicle 1 decelerates and power generated by the fuel cell 2.

フレーム11は、複数の鋼鉄製中空管を一体に組み合わせたものである。フレーム11は、前端上部に配置されるヘッドパイプ21と、ヘッドパイプ21の中央部から後ろ下がりに傾斜して延びる上部ダウンフレーム22と、ヘッドパイプ21の下方に配置され、後ろ下がりに傾斜して延びる下部ダウンフレーム23と、左右一対の下部フレーム24と、左右一対の上部フレーム25と、ピボット軸26と、上ブリッジフレーム27と、下ブリッジフレーム28と、ガードフレーム29と、搭載機器保護フレーム30と、を備えている。   The frame 11 is a combination of a plurality of hollow steel tubes. The frame 11 includes a head pipe 21 disposed at the upper front end, an upper down frame 22 that extends from the center of the head pipe 21 so as to incline backward, and is disposed below the head pipe 21 and inclines rearwardly downward. An extended lower down frame 23, a pair of left and right lower frames 24, a pair of left and right upper frames 25, a pivot shaft 26, an upper bridge frame 27, a lower bridge frame 28, a guard frame 29, and a mounted device protection frame 30 And.

ヘッドパイプ21は、ステアリング機構7を操舵自在、つまり車両の左右方向へ揺動自在に支持している。   The head pipe 21 supports the steering mechanism 7 so as to be steerable, that is, swingable in the left-right direction of the vehicle.

左右一対の下部フレーム24は、下部ダウンフレーム23の左右に配置され、ヘッドパイプ21の下部に接続されている。また、左右一対の下部フレーム24は、ヘッドパイプ21との接続部分から下部ダウンフレーム23に沿って略平行に、かつ後ろ下がりに傾斜して延びる前側傾斜部分と、前側傾斜部分の下端で後方に向かって湾曲する前側湾曲部分と、前側湾曲部分の後端から略水平に車体5の後方へ向かって車体5の中央部分(車両の前後方向で中央部分)に達するまで直線状に延びる直線部分と、を有している。さらに、左右一対の下部フレーム24は、直線部分の後端部から後上方に向けて湾曲する後ろ側湾曲部分と、この後ろ側湾曲部分の上端部から後ろ上がりに傾斜して延びる後側傾斜部分と、後側傾斜部分を上部フレーム25に接続する上下フレーム接合部と、を有している。なお、左右の下部フレーム24の間隔は、左右の上部フレーム25の間隔よりも広い。   The pair of left and right lower frames 24 are arranged on the left and right of the lower down frame 23 and connected to the lower portion of the head pipe 21. The pair of left and right lower frames 24 are rearward at the front inclined portion extending substantially parallel to the lower down frame 23 from the connecting portion with the head pipe 21 and inclined downward and the lower end of the front inclined portion. A front curved portion that curves toward the front, and a straight portion that extends linearly from the rear end of the front curved portion toward the rear of the vehicle body 5 toward the center portion of the vehicle body 5 (the central portion in the vehicle front-rear direction). ,have. Further, the pair of left and right lower frames 24 includes a rear-side curved portion that curves from the rear end portion of the straight portion toward the rear upper side, and a rear-side inclined portion that extends obliquely upward from the upper end portion of the rear-side curved portion. And an upper and lower frame joint that connects the rear inclined portion to the upper frame 25. The interval between the left and right lower frames 24 is wider than the interval between the left and right upper frames 25.

左右の下部フレーム24の上部の間には、実質的に車両の左右方向へ直線状に延びるヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム31が架設されている。また、左右それぞれの下部フレーム24は、フットレストブラケット32aを備えている。フットレストブラケット32aは、前側湾曲部分の外側に配置されるフットボード32を下方から支持している。搭乗者は、フットボード32に足を置くことができる。   Between the upper parts of the left and right lower frames 24, a head pipe vicinity bridge frame 31 extending substantially linearly in the left-right direction of the vehicle is installed. Each of the left and right lower frames 24 includes a footrest bracket 32a. The footrest bracket 32a supports the footboard 32 disposed from the lower side of the front curved portion from below. The passenger can place his / her foot on the footboard 32.

車体5の左側に配置される下部フレーム24は、サイドスタンドブラケット33を備えている。サイドスタンドブラケット33には、燃料電池車両1を左側へ傾けた状態で自立させるサイドスタンド34が設けられている。サイドスタンド34は、起立位置と格納位置との間で揺動可能である。起立位置のサイドスタンド34は、燃料電池車両1を自立させる。格納位置のサイドスタンド34は、走行の妨げとならないよう車体5に添う。   The lower frame 24 disposed on the left side of the vehicle body 5 includes a side stand bracket 33. The side stand bracket 33 is provided with a side stand 34 that allows the fuel cell vehicle 1 to stand by itself while being tilted to the left. The side stand 34 can swing between a standing position and a storage position. The side stand 34 in the standing position allows the fuel cell vehicle 1 to stand on its own. The side stand 34 in the retracted position is attached to the vehicle body 5 so as not to hinder travel.

左右一対の上部フレーム25は、車体5の前半部において下部フレーム24の前側傾斜部分の上下方向の中央部に接続されている。左右一対の上部フレーム25は、下部フレーム24の前側傾斜部分との接続部分から車体5の後方に向かって略水平に延びる水平部分と、左右一対の上部フレーム25の水平部分の後端であって、車体5の後半部、かつ後輪8の上方部分において後ろ上がりに大きく傾斜し、車体5の幅方向内側へ湾曲して後輪8の太さ(幅寸法)程度に接近する後端部と、を有している。   The pair of left and right upper frames 25 are connected to the vertical center of the front inclined portion of the lower frame 24 in the front half of the vehicle body 5. The pair of left and right upper frames 25 are a horizontal portion extending substantially horizontally from the connection portion with the front inclined portion of the lower frame 24 toward the rear of the vehicle body 5 and a rear end of the horizontal portion of the pair of left and right upper frames 25. A rear end portion that is greatly inclined rearwardly in the rear half of the vehicle body 5 and in an upper portion of the rear wheel 8 and is curved inward in the width direction of the vehicle body 5 and approaches the thickness (width dimension) of the rear wheel 8; ,have.

ピボット軸26は、車体5の後半部において左右の上部フレーム25の間に架設されている。また、ピボット軸26は、上部フレーム25の下側、かつ上部フレーム25と下部フレーム24との合流部分(上下フレーム接合部)よりも後方であって、上部フレーム25の水平部分と下部フレーム24の後側傾斜部分とに接続されるブラケット26aに配置されている。ブラケット26aは、左右に一対ある。   The pivot shaft 26 is installed between the left and right upper frames 25 in the rear half of the vehicle body 5. The pivot shaft 26 is located below the upper frame 25 and behind the junction (upper and lower frame joints) between the upper frame 25 and the lower frame 24, and between the horizontal portion of the upper frame 25 and the lower frame 24. It arrange | positions at the bracket 26a connected to a back side inclination part. There is a pair of brackets 26a on the left and right.

上ブリッジフレーム27は、左右の上部フレーム25の前端部に架設されている。上ブリッジフレーム27は、左右の上部フレーム25の間を実質的に車両の左右方向へ直線状に延びて、左右の上部フレーム25を連結している。   The upper bridge frame 27 is constructed at the front end portions of the left and right upper frames 25. The upper bridge frame 27 extends substantially linearly between the left and right upper frames 25 in the left-right direction of the vehicle, and connects the left and right upper frames 25.

下ブリッジフレーム28は、左右の下部フレーム24の前側湾曲部分に架設されている。下ブリッジフレーム28は、左右の下部フレーム24の間を実質的に車両の幅方向へ直線状に延びて、左右の下部フレーム24を連結している。   The lower bridge frame 28 is installed on the front curved portions of the left and right lower frames 24. The lower bridge frame 28 extends between the left and right lower frames 24 substantially linearly in the vehicle width direction, and connects the left and right lower frames 24.

ガードフレーム29は、左右の下部フレーム24の後ろ側湾曲部分に架設されている。ガードフレーム29は、左右の下部フレーム24との接続部分から後下方に延びるとともに、フレーム11の内部空間を拡大するように後ろ下がりのU字形状に延びている。ガードフレーム29には、燃料電池車両1を直立状態で自立させるセンタースタンド35が設けられている。センタースタンド35は、起立位置と格納位置との間で揺動可能である。起立位置のセンタースタンド35は、燃料電池車両1を自立させる。格納位置のセンタースタンド35は、走行の妨げとならないよう車体5に添う。   The guard frame 29 is installed on the rear curved portions of the left and right lower frames 24. The guard frame 29 extends rearward and downward from the connection portion with the left and right lower frames 24 and extends in a U-shape that is rearwardly lowered so as to enlarge the internal space of the frame 11. The guard frame 29 is provided with a center stand 35 that allows the fuel cell vehicle 1 to stand upright in an upright state. The center stand 35 can swing between a standing position and a retracted position. The center stand 35 in the standing position allows the fuel cell vehicle 1 to stand on its own. The center stand 35 in the retracted position follows the vehicle body 5 so as not to hinder travel.

上部ダウンフレーム22は、ヘッドパイプ21と上ブリッジフレーム27との間に架設されている。   The upper down frame 22 is constructed between the head pipe 21 and the upper bridge frame 27.

下部ダウンフレーム23の上端部は、左右の下部フレーム24に架設されるヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム31の車両の左右方向中央部に接続される上端部と、下ブリッジフレーム28の車両の左右方向中央部に接続される下端部と、を有している。   The upper part of the lower down frame 23 has an upper end part connected to the center part in the left and right direction of the vehicle of the bridge frame 31 in the vicinity of the head pipe installed on the left and right lower frames 24, and a center part in the left and right direction of the vehicle of the lower bridge frame 28. And a lower end portion connected to the.

搭載機器保護フレーム30は、上部フレーム25の後半部の上部に設けられている。搭載機器保護フレーム30は、燃料電池2を燃料電池車両1の車体に支持している。また、搭載機器保護フレーム30は、その一部を上部フレーム25に着脱できる。   The mounted device protection frame 30 is provided on the upper part of the rear half of the upper frame 25. The mounted device protection frame 30 supports the fuel cell 2 on the vehicle body of the fuel cell vehicle 1. A part of the on-board device protection frame 30 can be attached to and detached from the upper frame 25.

シート13は、フレーム11の後半部上方を覆って前後に延びている。シート13はタンデム式であり、搭乗者を着座させる前半部13aと、同乗者を着座させる後半部13bとを一体的に備えている。また、シート13は、前半部13aと後半部13bとの間に傾斜部13cを備えている。   The seat 13 extends back and forth so as to cover the upper part of the rear half of the frame 11. The seat 13 is a tandem type and integrally includes a front half 13a for seating a passenger and a rear half 13b for seating the passenger. Further, the seat 13 includes an inclined portion 13c between the front half portion 13a and the rear half portion 13b.

ここで、左右の上部フレーム25および左右の下部フレーム24で囲まれる空間をセンタートンネル領域36と呼び、上部フレーム25の後半部、外装12およびシート13で囲まれる空間を機器搭載領域37と呼び、センタートンネル領域36の後方かつ機器搭載領域37の下方の空間をタイヤハウス領域38と呼ぶ。   Here, a space surrounded by the left and right upper frames 25 and the left and right lower frames 24 is referred to as a center tunnel region 36, and a space surrounded by the latter half of the upper frame 25, the exterior 12 and the seat 13 is referred to as a device mounting region 37, A space behind the center tunnel region 36 and below the device mounting region 37 is referred to as a tire house region 38.

センタートンネル領域36は、燃料タンク15を収容している。本実施形態に係るスクータ型の燃料電池車両1では、センタートンネル領域36は、車両の前後方向に沿って搭乗者が足を乗せる左右のフットボード32の間に配置されている。また、センタートンネル領域36は、フットボード32の足載せ領域を左右に分断するようにフットボード32よりも上方に隆起している。換言すると、センタートンネル領域36の左右には、足載せ領域となるフットボード32が配置されている。左右のフットボード32の間には、燃料タンク15が配置されている。   The center tunnel region 36 accommodates the fuel tank 15. In the scooter type fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment, the center tunnel region 36 is disposed between the left and right footboards 32 on which a rider puts his / her foot along the longitudinal direction of the vehicle. Further, the center tunnel region 36 protrudes above the footboard 32 so as to divide the footrest region of the footboard 32 into left and right. In other words, the footboards 32 serving as footrest areas are disposed on the left and right sides of the center tunnel area 36. A fuel tank 15 is arranged between the left and right footboards 32.

機器搭載領域37には、車体5の前側から順に二次電池16、電力管理装置17、燃料電池2を収容されている。機器搭載領域37の前端部、中央部、後端部、および中央部から後端部に渡る側部は、搭載機器保護フレーム30によって保護されている。   The device mounting area 37 accommodates the secondary battery 16, the power management device 17, and the fuel cell 2 in order from the front side of the vehicle body 5. The front end portion, the central portion, the rear end portion, and the side portion extending from the central portion to the rear end portion of the device mounting area 37 are protected by the mounted device protection frame 30.

搭載機器保護フレーム30は、機器搭載領域37を囲んで機器搭載領域37に搭載される機器を保護している。   The mounted device protection frame 30 surrounds the device mounting area 37 and protects the devices mounted in the device mounting area 37.

タイヤハウス領域38には後輪8が配置されている。   A rear wheel 8 is disposed in the tire house region 38.

機器搭載領域37とタイヤハウス領域38との間には、それぞれの領域を分断する隔壁部材としてのリアフェンダ39が設けられている。   Between the equipment mounting area 37 and the tire house area 38, a rear fender 39 is provided as a partition member that divides each area.

外装12は、車体5の前半部を覆うフロントレッグシールドカバー41と、車体5の中央上部に配置されてセンタートンネル領域36などの上部フレーム25の上方を覆うフロントフレームカバー42と、車体5の後半部に配置されて機器搭載領域37などの車体5の側面のうちシート13の下方部分を覆うフレームカバー43と、を備えている。   The exterior 12 includes a front leg shield cover 41 that covers the front half of the vehicle body 5, a front frame cover 42 that is disposed at the upper center of the vehicle body 5 and covers the upper frame 25 such as the center tunnel region 36, and the rear half of the vehicle body 5. And a frame cover 43 that covers the lower portion of the seat 13 among the side surfaces of the vehicle body 5 such as the device mounting area 37.

フレームカバー43は、シート13とともに機器搭載領域37を囲んでいる。機器搭載領域37は、シート13、フレームカバー43およびリアフェンダ39に囲まれる閉鎖的な空間である。フレームカバー43、もしくはリアフェンダ39の適宜の箇所には、通気孔(図示省略)が設けられている。この通気口は、燃料電池2への空気の流れを容易、かつ確実に制御し、また冷却が必要な装置へ冷却風としての空気の流れを容易、かつ確実に制御している。なお、機器搭載領域37は、各カバー(フロントフレームカバー42、フレームカバー43など)の継ぎ目などから空気が入り込むことを許容する。   The frame cover 43 surrounds the device mounting area 37 together with the seat 13. The device mounting area 37 is a closed space surrounded by the seat 13, the frame cover 43, and the rear fender 39. Ventilation holes (not shown) are provided at appropriate portions of the frame cover 43 or the rear fender 39. This vent hole controls the air flow to the fuel cell 2 easily and reliably, and also easily and reliably controls the air flow as cooling air to a device that requires cooling. The device mounting area 37 allows air to enter from the joints of the covers (front frame cover 42, frame cover 43, etc.).

ステアリング機構7は、車体5の前方に配置されている。ステアリング機構7は、フレーム11のヘッドパイプ21を中心に左右方向へ揺動する。ステアリング機構7は、前輪6の操舵を可能にする。ステアリング機構7は、頂部に設けられるハンドル45と、ハンドル45と前輪6とを連結し、若干後ろに傾斜して上下に延びる左右一対のフロントフォーク46と、を備えている。左右のフロントフォーク46は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造を備えている。左右のフロントフォーク46の下端部には、前輪6を回転自在に支持する車軸(図示省略)が架設されている。前輪6の上方には、フロントフェンダ47が配置されている。フロントフェンダ47は、左右のフロントフォーク46の間にあって、フロントフォーク46に固定されている。   The steering mechanism 7 is disposed in front of the vehicle body 5. The steering mechanism 7 swings left and right around the head pipe 21 of the frame 11. The steering mechanism 7 enables the front wheels 6 to be steered. The steering mechanism 7 includes a handle 45 provided at the top, and a pair of left and right front forks 46 that connect the handle 45 and the front wheel 6 and extend up and down while being slightly inclined. The left and right front forks 46 have a telescopic structure that is elastically expandable. An axle (not shown) that rotatably supports the front wheel 6 is installed at the lower ends of the left and right front forks 46. A front fender 47 is disposed above the front wheel 6. The front fender 47 is between the left and right front forks 46 and is fixed to the front fork 46.

前輪6は、左右のフロントフォーク46の下端部に架設されている車軸によって回転可能に支えられている。前輪6は、従動輪である。   The front wheel 6 is rotatably supported by an axle that is installed at the lower ends of the left and right front forks 46. The front wheel 6 is a driven wheel.

スイングアーム9は、車体5の左右方向に延びている回転中心としてのピボット軸26によって上下方向へ揺動可能に支えられている。スイングアーム9は、車体5の左右それぞれに配置され、車体の前後方向に延びる一対のアーム部を有している。スイングアーム9は、この一対のアーム部の間に後輪8を回転可能に支えている。フレーム11とスイングアーム9との間には、リアサスペンション48が架設されている。リアサスペンション48の上端部は、上部フレーム25の後端部に揺動可能に接続されている。リアサスペンション48の下端部は、スイングアーム9の後端部に揺動可能に接続されている。リアサスペンション48は、スイングアーム9の揺動を緩衝する。   The swing arm 9 is supported by a pivot shaft 26 as a rotation center extending in the left-right direction of the vehicle body 5 so as to be swingable in the vertical direction. The swing arm 9 is disposed on each of the left and right sides of the vehicle body 5 and has a pair of arm portions extending in the front-rear direction of the vehicle body. The swing arm 9 rotatably supports the rear wheel 8 between the pair of arm portions. A rear suspension 48 is installed between the frame 11 and the swing arm 9. The upper end of the rear suspension 48 is swingably connected to the rear end of the upper frame 25. The lower end of the rear suspension 48 is swingably connected to the rear end of the swing arm 9. The rear suspension 48 buffers swinging of the swing arm 9.

また、スイングアーム9は、後輪8を回転駆動させるモータ3と、燃料電池2または二次電池16から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ3へ供給するインバータ18と、を収容している。   Further, the swing arm 9 accommodates a motor 3 that rotationally drives the rear wheel 8 and an inverter 18 that converts DC power supplied from the fuel cell 2 or the secondary battery 16 into AC power and supplies the AC power to the motor 3. doing.

モータ3は、燃料電池2または二次電池16から供給される電力によって後輪8を回転駆動させる。燃料電池車両1は、回転駆動される後輪8によって推進力を得る。モータ3は、スイングアーム9の後部に収容され、後輪8の車軸の同軸上に配置されている。モータ3は、スイングアーム9に一体的に組み付けられてユニットスイング式スイングアームを構成している。   The motor 3 rotates the rear wheel 8 with electric power supplied from the fuel cell 2 or the secondary battery 16. The fuel cell vehicle 1 obtains propulsive force by the rear wheels 8 that are rotationally driven. The motor 3 is housed in the rear part of the swing arm 9 and is arranged on the same axis as the axle of the rear wheel 8. The motor 3 is integrally assembled with the swing arm 9 to constitute a unit swing type swing arm.

インバータ18は、スイングアーム9の前部に収容され、ピボット軸26とモータ3との間に配置されている。インバータ18は、電力管理装置17が出力する直流電力を三相交流電力に変換し、その交流電力の周波数を変更してモータ3の回転数を調整する。   The inverter 18 is housed in the front portion of the swing arm 9 and is disposed between the pivot shaft 26 and the motor 3. The inverter 18 converts the DC power output from the power management device 17 into three-phase AC power, and changes the frequency of the AC power to adjust the rotation speed of the motor 3.

後輪8は、モータ3から駆動力が伝達される車軸(図示省略)によって支えられている。後輪8は駆動輪である。   The rear wheel 8 is supported by an axle (not shown) to which driving force is transmitted from the motor 3. The rear wheel 8 is a drive wheel.

燃料電池2は、燃料と酸化剤とを反応させて発電する。燃料電池2は、燃料として高圧ガス、例えば水素ガスを使用し、酸化剤として空気中の酸素を使用して発電する。燃料電池2は、空気で冷却される空冷式燃料電池システムである。   The fuel cell 2 generates electricity by reacting a fuel and an oxidant. The fuel cell 2 uses a high-pressure gas, for example, hydrogen gas, as fuel, and generates oxygen using oxygen in the air as an oxidant. The fuel cell 2 is an air-cooled fuel cell system that is cooled by air.

燃料電池2は、機器搭載領域37の後半側に配置されている。燃料電池2は、シート13の前半部13aと後半部13bとの間の傾斜部から後半部13bの下方に渡って配置されている。車両の側面視において、燃料電池2は、同乗者を着座させるシート13の後半部13bと後輪8やスイングアーム9との間に配置されている。   The fuel cell 2 is disposed on the second half side of the device mounting area 37. The fuel cell 2 is arranged from the inclined part between the front half part 13a and the rear half part 13b of the seat 13 to the lower part of the rear half part 13b. In the side view of the vehicle, the fuel cell 2 is disposed between the rear half portion 13 b of the seat 13 on which the passenger is seated and the rear wheel 8 or the swing arm 9.

燃料電池2は、車体5の前後方向に延びる長辺を有する直方体形である。燃料電池2は、吸気口2aが配置される正面を前斜め下方へ向け、排気口2bが配置される背面を後ろ斜め上方へ向ける姿勢で機器搭載領域37に配置されている。換言すると、燃料電池2は、後方側よりも前方側が下方に位置する前傾姿勢でフレーム11に固定されている。燃料電池2の上部は搭載機器保護フレーム30に固定され、燃料電池2の下部は上部フレーム25に固定されている。   The fuel cell 2 has a rectangular parallelepiped shape having a long side extending in the front-rear direction of the vehicle body 5. The fuel cell 2 is disposed in the device mounting region 37 in such a posture that the front surface on which the intake port 2a is disposed is directed obliquely downward and the back surface on which the exhaust port 2b is disposed is directed obliquely upward rearward. In other words, the fuel cell 2 is fixed to the frame 11 in a forward tilt posture in which the front side is positioned below the rear side. The upper part of the fuel cell 2 is fixed to the mounted device protection frame 30, and the lower part of the fuel cell 2 is fixed to the upper frame 25.

燃料電池2は、正面側から背面側へ向かって連結される扁平な複数のモジュールを含んでいる。具体的には、燃料電池2は、正面側から順に積層状態に重ねられて連結されるフィルタ(図示省略)、吸気シャッタ(図示省略)、セルスタック51、ファン(図示省略)、排気シャッタ(図示省略)を有している。燃料電池2の天面には、燃料電池制御装置52が設けられている。   The fuel cell 2 includes a plurality of flat modules connected from the front side to the back side. Specifically, the fuel cell 2 includes a filter (not shown), an intake shutter (not shown), a cell stack 51, a fan (not shown), and an exhaust shutter (not shown) that are stacked and connected in order from the front side. (Omitted). A fuel cell control device 52 is provided on the top surface of the fuel cell 2.

吸気シャッタは、開閉可能な空気の吸気口2aを有している。吸気シャッタは、吸気口2aを開閉してセルスタックへの空気の導入量を制御する一方、吸気口2aを閉じて燃料電池2内で空気を循環させる循環経路を形成する。排気シャッタは、開閉可能な空気の排気口2bを有し、排気口2bを閉じて燃料電池2内で空気を循環させる循環経路を形成する。換言すると、燃料電池2は、正面に開閉可能な吸気口2aを有し、背面に開閉可能な排気口2bを有している。燃料電池2は、吸気口2aおよび排気口2bを閉じて燃料電池2内の空気を循環させる。   The intake shutter has an air intake port 2a that can be opened and closed. The intake shutter opens and closes the intake port 2a to control the amount of air introduced into the cell stack, and closes the intake port 2a to form a circulation path for circulating air in the fuel cell 2. The exhaust shutter has an air exhaust port 2 b that can be opened and closed, and forms a circulation path through which the air is circulated in the fuel cell 2 by closing the exhaust port 2 b. In other words, the fuel cell 2 has an intake port 2a that can be opened and closed on the front surface and an exhaust port 2b that can be opened and closed on the back surface. The fuel cell 2 closes the intake port 2a and the exhaust port 2b to circulate the air in the fuel cell 2.

セルスタック51は、吸気口2aから吸い込まれる空気に含まれる酸素と燃料タンク15から供給される燃料(水素)とを電気化学反応させて発電し、発電後に湿潤な余剰ガスを生成する。   The cell stack 51 generates electricity by causing an electrochemical reaction between oxygen contained in the air sucked from the intake port 2a and the fuel (hydrogen) supplied from the fuel tank 15, and generates wet surplus gas after power generation.

ファンは、機器搭載領域37内の空気を吸気口2aから燃料電池2内に吸い込むための吸込負圧を発生させる一方で、セルスタックから余剰ガスを吸い出して排気口2bから排気する。ファンが流動させる空気の流れは、セルスタック51で発電に用いられる他に、燃料電池2の冷却に利用される。   The fan generates suction negative pressure for sucking air in the device mounting area 37 into the fuel cell 2 from the suction port 2a, and sucks excess gas from the cell stack and exhausts it from the exhaust port 2b. In addition to being used for power generation by the cell stack 51, the air flow that the fan flows is used for cooling the fuel cell 2.

燃料電池2の後方には、排気ダクト53が設けられている。燃料電池2のファンは、セルスタック51から余剰ガスを吸い出して排気ダクト53へ排気する。排気ダクト53の前端部は、燃料電池2の箱体(詳細には、排気シャッタの枠体)に気密に接続されている。排気ダクト53は、車体5の後端で後下方に向かって開口される排気口53aと、後上方に向かって開口される排気口53bと、を有している。排気ダクト53は、燃料電池2のファンから吐出される排気(余剰ガス)を、排気口53aへ導いて車体5の後方へ排出する。   An exhaust duct 53 is provided behind the fuel cell 2. The fan of the fuel cell 2 sucks excess gas from the cell stack 51 and exhausts it to the exhaust duct 53. The front end of the exhaust duct 53 is airtightly connected to the box of the fuel cell 2 (specifically, the frame of the exhaust shutter). The exhaust duct 53 has an exhaust port 53a that opens rearward and downward at the rear end of the vehicle body 5, and an exhaust port 53b that opens rearward and upward. The exhaust duct 53 guides exhaust (surplus gas) discharged from the fan of the fuel cell 2 to the exhaust port 53a and exhausts it to the rear of the vehicle body 5.

排気ダクト53の排気口53aは、燃料電池2の排気面(背面)よりも上方であって、望ましくは排気ダクト53の後方上端部に配置されている。換言すると、排気口53aの上縁部は、燃料電池2の排気口よりも高い位置に配置されている。排気ダクト53は、燃料電池2の排気面(背面)よりも上方に配置される排気口53aを有することによって、未反応の水素ガスを含む湿潤な余剰ガスを排気口53aに導いて車体5から確実に排気することができる。   The exhaust port 53 a of the exhaust duct 53 is located above the exhaust surface (back surface) of the fuel cell 2, and is preferably disposed at the upper rear end of the exhaust duct 53. In other words, the upper edge portion of the exhaust port 53 a is disposed at a position higher than the exhaust port of the fuel cell 2. The exhaust duct 53 has an exhaust port 53 a disposed above the exhaust surface (back surface) of the fuel cell 2, thereby leading wet excess gas including unreacted hydrogen gas to the exhaust port 53 a from the vehicle body 5. It is possible to exhaust reliably.

燃料タンク15は高圧圧縮水素貯蔵システムである。燃料タンク15は、圧力容器55と、燃料充填口56を有する燃料充填用継手57と、燃料充填元弁58と、遮断弁(図示省略)とレギュレータ(図示省略)とを一体的に有する燃料供給元弁59と、二次減圧弁(図示省略)と、を備えている。   The fuel tank 15 is a high-pressure compressed hydrogen storage system. The fuel tank 15 is a fuel supply that integrally includes a pressure vessel 55, a fuel filling joint 57 having a fuel filling port 56, a fuel filling source valve 58, a shut-off valve (not shown), and a regulator (not shown). A main valve 59 and a secondary pressure reducing valve (not shown) are provided.

圧力容器55は、燃料電池2の燃料としての水素ガスを貯蔵するアルミライナ製複合容器である。燃料タンク15は、例えば約70MPaの水素ガスを貯蔵する。圧力容器55は、円筒形状の胴部と、胴部の前後の端面に設けられるドーム状の鏡板と、を有している。圧力容器55は、センタートンネル領域36内に配置されている。圧力容器55は、円筒胴の中心線を車体5の前後方向へ向けている。圧力容器55は、一対の上部フレーム25、一対の下部フレーム24、下ブリッジフレーム28、およびガードフレーム29に周囲を囲まれている。これにより、圧力容器55は、燃料電池車両1の転倒や衝突による負荷に対して堅牢に保護されている。   The pressure vessel 55 is an aluminum liner composite vessel that stores hydrogen gas as fuel for the fuel cell 2. The fuel tank 15 stores, for example, about 70 MPa of hydrogen gas. The pressure vessel 55 includes a cylindrical body portion and a dome-shaped end plate provided on the front and rear end surfaces of the body portion. The pressure vessel 55 is disposed in the center tunnel region 36. The pressure vessel 55 orients the center line of the cylindrical body in the front-rear direction of the vehicle body 5. The pressure vessel 55 is surrounded by a pair of upper frames 25, a pair of lower frames 24, a lower bridge frame 28, and a guard frame 29. Thereby, the pressure vessel 55 is firmly protected against a load caused by the fuel cell vehicle 1 falling or colliding.

また、圧力容器55は、車体5の一方側の側部に配置される上部フレーム25、例えば車体5の右側に配置される上部フレーム25と、車体5の他方側の側部に配置される下部フレーム24、例えば車体5の左側に配置される下部フレーム24との間に架設されるクランプバンド61によってセンタートンネル領域36に支持されている。圧力容器55は、右側の上部フレーム25と左側の下部フレーム24との間に架設される下クランプバンド(クランプバンド61の下半部)に載置され、上クランプバンド(クランプバンド61の上半部)で締め付けられ、下クランプバンドと上クランプバンドとで挟持されている。なお、クランプバンド61は、車体5の左側に配置される上部フレーム25と車体5の右側に配置される下部フレーム24との間に架設されていても良い。   The pressure vessel 55 includes an upper frame 25 disposed on one side portion of the vehicle body 5, for example, an upper frame 25 disposed on the right side of the vehicle body 5, and a lower portion disposed on the other side portion of the vehicle body 5. The center tunnel region 36 supports the frame 24, for example, a clamp band 61 installed between the lower frame 24 disposed on the left side of the vehicle body 5. The pressure vessel 55 is placed on a lower clamp band (lower half of the clamp band 61) installed between the right upper frame 25 and the left lower frame 24, and an upper clamp band (upper half of the clamp band 61). And clamped by the lower clamp band and the upper clamp band. The clamp band 61 may be provided between the upper frame 25 disposed on the left side of the vehicle body 5 and the lower frame 24 disposed on the right side of the vehicle body 5.

燃料充填用継手57は、センタートンネル領域36の外側、詳しくはセンタートンネル領域36の後ろ上方であって、機器搭載領域37の前端部に配置されている。燃料充填用継手57は、二次電池16よりも上方、あるいは真上に配置されている。燃料充填用継手57は、搭載機器保護フレーム30の継手用ブラケット30fに固定されている。燃料充填用継手57は、燃料充填時に設備側の継手を車体の上方、かつ左側から差し込めるよう、車体5の上方、かつやや左側に向かって延びている。燃料充填用継手57は、シート13の前端部に設けられる燃料充填口用リッド62によって覆い隠されている。燃料充填口用リッド62は、ヒンジ機構(図示省略)を介してシート13に揺動可能に支持されている。燃料充填口用リッド62は、揺動することによって開閉される。燃料充填用継手57は、燃料を燃料タンク15に導き入れる燃料充填口56を有している。   The fuel filling joint 57 is disposed outside the center tunnel region 36, specifically, behind the center tunnel region 36 and at the front end of the device mounting region 37. The fuel filling joint 57 is disposed above or directly above the secondary battery 16. The fuel filling joint 57 is fixed to the joint bracket 30 f of the mounted equipment protection frame 30. The fuel filling joint 57 extends toward the upper side of the vehicle body 5 and slightly to the left so that the joint on the facility side can be inserted from the upper side and the left side of the vehicle body during fuel filling. The fuel filling joint 57 is covered with a fuel filling port lid 62 provided at the front end of the seat 13. The fuel filling port lid 62 is swingably supported by the seat 13 via a hinge mechanism (not shown). The fuel filling port lid 62 is opened and closed by swinging. The fuel filling joint 57 has a fuel filling port 56 for introducing fuel into the fuel tank 15.

燃料充填口56は、燃料充填用継手57の頂部に配置されている。また、燃料充填口56は、車体5の左上方を向いている。燃料タンク15に燃料を充填する際、燃料充填口用リッド62を開放した状態において、燃料充填口56の上方は、雰囲気に開放されている。したがって、高圧ガス(燃料、水素ガス)を燃料タンク15に充填する際、仮に高圧ガス(燃料、水素ガス)が漏洩しても、漏洩燃料は滞留することなく燃料電池車両1の上方へ拡散する。   The fuel filling port 56 is disposed at the top of the fuel filling joint 57. Further, the fuel filling port 56 faces the upper left of the vehicle body 5. When the fuel tank 15 is filled with fuel, the upper portion of the fuel filling port 56 is open to the atmosphere in a state where the fuel filling port lid 62 is opened. Therefore, when the high pressure gas (fuel, hydrogen gas) is filled in the fuel tank 15, even if the high pressure gas (fuel, hydrogen gas) leaks, the leaked fuel does not stay and diffuses above the fuel cell vehicle 1. .

燃料充填元弁58および燃料供給元弁59は、一体化されてタンクバルブ63に内蔵されている。タンクバルブ63は、圧力容器55の後方側の鏡板の頂部、換言すると圧力容器55の後端部に設けられている。タンクバルブ63は、ガードフレーム29で囲まれた空間に配置されている。燃料供給元弁59は、遮断弁(図示省略)および一次減圧弁(図示省略)を備えている。燃料充填元弁58と燃料供給元弁59の遮断弁とは、電磁弁を用いた開閉弁である。燃料供給元弁59の一次減圧弁と二次減圧弁とは、圧力容器55からの高圧燃料ガスの圧力を順次減圧して調整する。   The fuel filling source valve 58 and the fuel supply source valve 59 are integrated into a tank valve 63. The tank valve 63 is provided at the top of the end plate on the rear side of the pressure vessel 55, in other words, at the rear end of the pressure vessel 55. The tank valve 63 is disposed in a space surrounded by the guard frame 29. The fuel supply source valve 59 includes a shut-off valve (not shown) and a primary pressure reducing valve (not shown). The shutoff valve of the fuel filling source valve 58 and the fuel supply source valve 59 is an on-off valve using an electromagnetic valve. The primary pressure reducing valve and the secondary pressure reducing valve of the fuel supply source valve 59 adjust the pressure of the high-pressure fuel gas from the pressure vessel 55 by sequentially reducing the pressure.

二次電池16は、箱状のリチウムイオン電池である。二次電池16は、機器搭載領域37の前端部であって、圧力容器55の後半部、つまり円筒胴の後半部、および後方側の鏡板とシート13の前半部13aとの間に配置されている。   The secondary battery 16 is a box-shaped lithium ion battery. The secondary battery 16 is disposed at the front end portion of the device mounting area 37 and between the rear half of the pressure vessel 55, that is, the rear half of the cylindrical body, and the rear end plate and the front half 13a of the seat 13. Yes.

なお、燃料電池車両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、例えば12V系の電力を供給する第2二次電池(図示省略)を備えている。第2二次電池は、ヘッドパイプ21の周囲、例えば、ヘッドパイプ21の右側の側方に配置されている。   In addition to the secondary battery 16, the fuel cell vehicle 1 is a second secondary battery (not shown) that supplies, for example, 12V power as a power source for meters (not shown) and lamps (not shown). ). The second secondary battery is arranged around the head pipe 21, for example, on the right side of the head pipe 21.

また、仮に燃料充填口56から燃料としての水素ガスが漏洩しても、空気より軽い水素ガスは上昇して、車内に滞留することなく車外に拡散する。また、仮に燃料充填元弁58または燃料供給元弁59から燃料としての水素ガスが漏洩しても、水素ガスはタイヤハウス領域38に向かって移動して、車内に滞留することなく車外に拡散する。   Even if hydrogen gas as fuel leaks from the fuel filling port 56, the hydrogen gas lighter than air rises and diffuses outside the vehicle without staying in the vehicle. Even if hydrogen gas as fuel leaks from the fuel filling source valve 58 or the fuel supply source valve 59, the hydrogen gas moves toward the tire house region 38 and diffuses outside the vehicle without staying in the vehicle. .

電力管理装置17は、機器搭載領域37内で二次電池16と燃料電池2との間に配置されている。電力管理装置17は、フレーム11に固定されている。なお、電力管理装置17は二次電池16と同じ防水ケース内に配置されていても良い。   The power management device 17 is disposed between the secondary battery 16 and the fuel cell 2 in the device mounting area 37. The power management device 17 is fixed to the frame 11. The power management device 17 may be disposed in the same waterproof case as the secondary battery 16.

燃料電池車両1は、二次電池16、電力管理装置17、および燃料電池2を上述のように配置することによって、電気的な接続関係が隣り合う装置を極力近接する位置に配置することが可能である。これにより、装置間の配線長は短く、配線に係る重量は軽くなる。   In the fuel cell vehicle 1, by arranging the secondary battery 16, the power management device 17, and the fuel cell 2 as described above, it is possible to arrange devices that are adjacent to each other as close as possible to each other. It is. Thereby, the wiring length between apparatuses is short and the weight concerning wiring becomes light.

車両コントローラ19は、燃料電池車両1内で比較的に高所であるヘッドパイプ21の周囲、例えば、第2二次電池の反対側にあたるヘッドパイプ21の左側の側方に配置されている。   The vehicle controller 19 is disposed around the head pipe 21 that is relatively high in the fuel cell vehicle 1, for example, on the left side of the head pipe 21 that is opposite to the second secondary battery.

次いで、燃料電池車両1の燃料充填システムについて説明する。   Next, the fuel filling system of the fuel cell vehicle 1 will be described.

図4は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃料充填システムのブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram of a fuel filling system for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

図4に示すように、本実施形態に係る燃料電池車両1の燃料充填システム69は、水素供給装置が設置されている場所、いわゆる水素ステーションHSSから燃料タンク15に燃料としての水素の充填を制御する。   As shown in FIG. 4, the fuel filling system 69 of the fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment controls the filling of hydrogen as fuel from the so-called hydrogen station HSS to the fuel tank 15 where the hydrogen supply device is installed. To do.

ここで先ず、水素ステーションHSSは、主に水素タンク201(蓄圧器とも呼ばれる。)と、ディスペンサー202と、を備えている。水素タンク201は、圧縮された高圧の水素ガスを蓄えている。ディスペンサー202は、水素タンク201が蓄える水素ガスの吐出量を制御する。ディスペンサー202は、燃料電池車両1の燃料充填用継手57に着脱可能な継手構造を有する燃料充填用ノズル203と、燃料電池車両1から燃料充填に係わる情報を受信するための受信機204と、を備えている。受信機204は、燃料タンク15の温度や圧力を含む情報を燃料電池車両1から受信する。ディスペンサー202は、受信機204を介して受信する情報に基づいて、燃料タンク15に燃料を安全に充填するための制御(いわゆる充填プロトコル)を行う。   Here, first, the hydrogen station HSS mainly includes a hydrogen tank 201 (also referred to as a pressure accumulator) and a dispenser 202. The hydrogen tank 201 stores compressed high-pressure hydrogen gas. The dispenser 202 controls the discharge amount of hydrogen gas stored in the hydrogen tank 201. The dispenser 202 includes a fuel filling nozzle 203 having a joint structure that can be attached to and detached from the fuel filling joint 57 of the fuel cell vehicle 1, and a receiver 204 for receiving information related to fuel filling from the fuel cell vehicle 1. I have. The receiver 204 receives information including the temperature and pressure of the fuel tank 15 from the fuel cell vehicle 1. The dispenser 202 performs control (so-called filling protocol) for safely filling the fuel in the fuel tank 15 based on information received via the receiver 204.

燃料充填システム69は、燃料と空気中の酸素とを反応させて発電する燃料電池2と、燃料を貯蔵する燃料タンク15と、燃料充填用継手57から燃料タンク15に充填される燃料を導く充填系統71と、燃料タンク15から燃料電池2へ燃料を供給する供給系統72と、送信機73と、を備えている。   The fuel filling system 69 includes a fuel cell 2 that generates electricity by reacting fuel and oxygen in the air, a fuel tank 15 that stores fuel, and a filling that guides fuel to be filled into the fuel tank 15 from a fuel filling joint 57. A system 71, a supply system 72 that supplies fuel from the fuel tank 15 to the fuel cell 2, and a transmitter 73 are provided.

燃料電池2は、セルスタック51および燃料電池制御装置52を含んでいる。セルスタック51には、セルスタック51の温度を測定する温度センサ75と、セルスタック51の電圧を測定する電圧センサ76と、が設けられている。温度センサ75の測定結果(測定値)、および電圧センサ76の測定結果(測定値)は、燃料電池制御装置52に送信される。燃料電池制御装置52は、車両コントローラ19から燃料電池車両1のメインスイッチ、いわゆるイグニッションキー77の入り切り(ON、OFF)の情報を取得している。   The fuel cell 2 includes a cell stack 51 and a fuel cell control device 52. The cell stack 51 is provided with a temperature sensor 75 that measures the temperature of the cell stack 51 and a voltage sensor 76 that measures the voltage of the cell stack 51. The measurement result (measurement value) of the temperature sensor 75 and the measurement result (measurement value) of the voltage sensor 76 are transmitted to the fuel cell control device 52. The fuel cell control device 52 obtains information about ON / OFF of the main switch of the fuel cell vehicle 1, the so-called ignition key 77, from the vehicle controller 19.

燃料タンク15のタンクバルブ63には、燃料タンク15内の燃料の温度を測定する温度センサ78が設けられている。温度センサ78は、燃料タンク15内のガスの温度を直接的に測定している。なお、温度センサ78は、圧力容器55の表面温度を測定し、燃料タンク15内の燃料の温度を間接的に測定してもよい。温度センサ78の測定結果(測定値)は燃料電池制御装置52に送信される。   The tank valve 63 of the fuel tank 15 is provided with a temperature sensor 78 that measures the temperature of the fuel in the fuel tank 15. The temperature sensor 78 directly measures the temperature of the gas in the fuel tank 15. The temperature sensor 78 may measure the surface temperature of the pressure vessel 55 and indirectly measure the temperature of the fuel in the fuel tank 15. The measurement result (measured value) of the temperature sensor 78 is transmitted to the fuel cell control device 52.

充填系統71は、燃料充填用継手57と、燃料タンク15から燃料充填用継手57へ燃料が逆流することを阻止する逆止弁79と、遮断弁としての燃料充填元弁58と、燃料タンク15内の圧力を測定する圧力センサ81と、を備えている。   The filling system 71 includes a fuel filling joint 57, a check valve 79 that prevents the fuel from flowing back from the fuel tank 15 to the fuel filling joint 57, a fuel filling source valve 58 as a shutoff valve, and the fuel tank 15. And a pressure sensor 81 for measuring the internal pressure.

供給系統72は、遮断弁59aおよび減圧弁59bを含む燃料供給元弁59と、燃料電池2に供給される燃料の圧力を測定する圧力センサ85と、を備えている。圧力センサ85の測定結果(測定値)は、燃料電池制御装置52に送信される。   The supply system 72 includes a fuel supply source valve 59 including a shutoff valve 59a and a pressure reducing valve 59b, and a pressure sensor 85 that measures the pressure of the fuel supplied to the fuel cell 2. The measurement result (measured value) of the pressure sensor 85 is transmitted to the fuel cell control device 52.

送信機73は、燃料充填に係わる情報を水素ステーションHSSの受信機204へ送信する。燃料充填に係わる情報には、温度センサ78が測定する燃料タンク15内の燃料の温度の測定値、圧力センサ81が測定する燃料タンク15内の燃料の圧力の測定値、および燃料電池制御装置52による燃料充填の可否判断の結果が含まれている。燃料電池制御装置52による燃料充填の可否判断は、燃料電池2に関する温度センサ75、電圧センサ76、および圧力センサ85の測定値と、燃料タンク15に関する温度センサ78、および圧力センサ81の測定値と、に基づいて行われる。   The transmitter 73 transmits information related to fuel filling to the receiver 204 of the hydrogen station HSS. The information related to fuel filling includes the measured value of the temperature of the fuel in the fuel tank 15 measured by the temperature sensor 78, the measured value of the pressure of the fuel in the fuel tank 15 measured by the pressure sensor 81, and the fuel cell control device 52. The result of determining whether or not fuel can be charged is included. The fuel cell control device 52 determines whether or not the fuel can be charged based on the measured values of the temperature sensor 75, the voltage sensor 76, and the pressure sensor 85 for the fuel cell 2, and the measured values of the temperature sensor 78 and the pressure sensor 81 for the fuel tank 15. , Based on.

充填系統71の燃料充填用継手57、および送信機73は、燃料充填口用リッド62によって覆われて保護されている。燃料充填口用リッド62は、燃料の充填を行う際に開放される。燃料充填システム69は、燃料充填口用リッド62の開閉状態を検知する蓋開閉検知スイッチ86を備えている。蓋開閉検知スイッチ86は、燃料充填口用リッド62が開かれたことを検知することによって、充填系統71から燃料タンク15へ燃料を充填するための操作(以下、単に「充填開始操作」と呼ぶ。)を検知している。また、蓋開閉検知スイッチ86は、燃料充填口用リッド62が閉じられたことを検知することによって、燃料の充填終了の操作(以下、単に「充填終了操作」と呼ぶ。)を検知している。   The fuel filling joint 57 and the transmitter 73 of the filling system 71 are covered and protected by a fuel filling port lid 62. The fuel filling port lid 62 is opened when fuel is filled. The fuel filling system 69 includes a lid opening / closing detection switch 86 that detects the open / closed state of the fuel filling port lid 62. The lid open / close detection switch 86 detects that the fuel filling port lid 62 has been opened, thereby filling the fuel tank 15 with fuel from the filling system 71 (hereinafter simply referred to as “filling start operation”). .) Is detected. Further, the lid opening / closing detection switch 86 detects an operation for finishing fuel filling (hereinafter simply referred to as “filling finishing operation”) by detecting that the fuel filling port lid 62 is closed. .

なお、充填開始操作には、蓋開閉検知スイッチ86が検知する燃料充填口用リッド62自体の開放操作の他に、燃料充填口用リッド62を開放するための部品や部材の操作、例えば燃料充填口用リッド62のロック解除操作や、電動式の燃料充填口用リッド62を開放するためのスイッチ操作や、このスイッチ操作によって出力される電気信号や、燃料充填用継手57に燃料充填用ノズル203を接続するための操作がある。これらの操作に応じて、蓋開閉検知スイッチ86は適宜の検知方法、または検知手段に置き換えられる。この適宜の検知方法、または検知手段を充填操作センサ87と呼ぶ。換言すると、蓋開閉検知スイッチ86は、充填操作センサ87の一具体例にあたる。充填操作センサ87は、充填終了操作を検知することもできる。   In addition to the opening operation of the fuel filling port lid 62 itself detected by the lid opening / closing detection switch 86, the filling start operation includes operations of components and members for opening the fuel filling port lid 62, for example, fuel filling The operation of unlocking the lid 62 for the mouth, the operation of the switch for opening the lid 62 for the electric fuel filling port, the electrical signal output by this switch operation, the nozzle 203 for fuel filling to the fuel filling joint 57 There is an operation to connect. In accordance with these operations, the lid open / close detection switch 86 is replaced with an appropriate detection method or detection means. This appropriate detection method or detection means is called a filling operation sensor 87. In other words, the lid opening / closing detection switch 86 is a specific example of the filling operation sensor 87. The filling operation sensor 87 can also detect a filling end operation.

次いで、燃料充填システム69による燃料充填制御について説明する。   Next, fuel filling control by the fuel filling system 69 will be described.

図5は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃料充填制御のフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart of fuel filling control of the fuel cell vehicle according to the embodiment of the present invention.

図5に示すように、本実施形態に係る燃料電池車両1の燃料電池制御装置52は、燃料を燃料タンク15に充填する際、燃料電池2を運転しておく。   As shown in FIG. 5, the fuel cell control device 52 of the fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment operates the fuel cell 2 when filling the fuel tank 15 with fuel.

また、燃料電池制御装置52は、燃料電池2が停止している場合、充填操作センサ87が充填開始操作を検知すると燃料電池2を起動させる。   Further, when the fuel cell 2 is stopped, the fuel cell control device 52 activates the fuel cell 2 when the filling operation sensor 87 detects the filling start operation.

さらに、燃料電池制御装置52は、燃料電池2が既に運転している場合、充填操作センサ87が充填開始操作を検知すると燃料電池2を休止させる。燃料電池制御装置52は、充填操作センサ87が充填開始操作を検知したため燃料電池2を起動した場合にも、燃料電池2を休止させる。燃料電池2は、休止中であっても、発電して電圧を維持する一方、電力の出力を止める。なお、休止中の燃料電池2は電力の出力を止めるが、燃料電池2の状態によっては、少なくとも駆動力を発生するための出力、つまりモータ3への電力の供給を止める。休止中であっても燃料電池2は発電しているため、電力管理装置17は、駆動力を発生するモータ3への電力の供給は止めるが、二次電池16への充電を許容することができる。ただし、休止中、または停止中の燃料電池2が起動を開始した状態で発電に適さない状態の場合は、全ての電力の出力を止める。   Furthermore, when the fuel cell 2 is already in operation, the fuel cell control device 52 pauses the fuel cell 2 when the filling operation sensor 87 detects a filling start operation. The fuel cell control device 52 also stops the fuel cell 2 even when the fuel cell 2 is activated because the filling operation sensor 87 detects the filling start operation. Even when the fuel cell 2 is at rest, the fuel cell 2 generates power and maintains the voltage, while stopping the output of power. Note that the fuel cell 2 that is stopped stops the output of power, but depending on the state of the fuel cell 2, at least the output for generating the driving force, that is, the supply of power to the motor 3 is stopped. Since the fuel cell 2 is generating power even during the pause, the power management device 17 stops supplying power to the motor 3 that generates the driving force, but may allow charging of the secondary battery 16. it can. However, when the fuel cell 2 is in a suspended state or in a state in which the stopped fuel cell 2 has started, the output of all electric power is stopped.

さらにまた、燃料電池制御装置52は、充填操作センサ87が充填開始操作を検知すると自己診断を行う。   Furthermore, the fuel cell control device 52 performs a self-diagnosis when the filling operation sensor 87 detects a filling start operation.

また、燃料電池制御装置52は、充填操作センサ87が充填終了操作を検知するまで、走行に要する電力の供給を抑制する。つまり、燃料電池制御装置52(または電力管理装置17)は、充填操作センサ87が充填終了操作を検知するまで、燃料電池2の運転を許容する一方、車両の走行を禁止する。   Further, the fuel cell control device 52 suppresses the supply of electric power required for traveling until the filling operation sensor 87 detects a filling end operation. That is, the fuel cell control device 52 (or the power management device 17) permits the fuel cell 2 to operate while prohibiting the vehicle from running until the filling operation sensor 87 detects the filling end operation.

ここで、燃料充填制御について、現に走行中の燃料電池車両1を停止させ、燃料を補給する場合、つまり、未だ燃料電池2が運転状態である走行直後に燃料を燃料タンク15に充填する場合と、駐車中であって燃料電池車両1のイグニッションキー77が切られ、燃料電池2が停止している場合と、に分けて説明する。   Here, regarding the fuel filling control, when the fuel cell vehicle 1 that is currently traveling is stopped and fuel is supplied, that is, when the fuel tank 2 is filled with fuel immediately after the fuel cell 2 is still in operation, The case where the vehicle is parked, the ignition key 77 of the fuel cell vehicle 1 is turned off, and the fuel cell 2 is stopped will be described separately.

先ず、現に走行中の燃料電池車両1を停止させ、未だ燃料電池2が運転状態の燃料電池車両1に対して燃料を燃料タンク15に充填する場合について説明する。   First, a description will be given of a case where the fuel cell vehicle 1 that is actually running is stopped and the fuel cell 2 is still in operation and the fuel tank 15 is filled with fuel.

図5に示すように、燃料電池制御装置52は、燃料電池車両1が停車し、メインスイッチが切られる(OFFされる)と(ステップS1)、燃料電池2を後処理モードに遷移させ、燃料電池2の運転を止めるための後処理を開始する(ステップS2)。後処理モードの燃料電池2は、モータ3への電力の供給を禁じ、つまり燃料電池車両1の走行を禁じる。また、後処理モードの燃料電池2は、燃料タンク15への燃料の充填を禁じる。燃料タンク15への燃料充填の禁止は、送信機73を経由して水素ステーションHSSに送信される禁止指令に基づいて、水素ステーションHSSで処理される。また、燃料タンク15への燃料充填の禁止は、燃料充填元弁58を閉じることによって処理されてもよい。   As shown in FIG. 5, when the fuel cell vehicle 1 stops and the main switch is turned off (turned off) (step S1), the fuel cell control device 52 causes the fuel cell 2 to transition to the post-processing mode and Post-processing for stopping the operation of the battery 2 is started (step S2). The fuel cell 2 in the post-processing mode prohibits power supply to the motor 3, that is, prohibits the fuel cell vehicle 1 from traveling. Further, the fuel cell 2 in the post-processing mode prohibits the fuel tank 15 from being filled with fuel. Prohibition of fuel filling to the fuel tank 15 is processed at the hydrogen station HSS based on a prohibition command transmitted to the hydrogen station HSS via the transmitter 73. Further, prohibition of fuel filling into the fuel tank 15 may be processed by closing the fuel filling source valve 58.

燃料電池制御装置52は、燃料電池2の後処理が終了するまでの間(ステップS3 No)、充填操作センサ87を監視し、充填開始操作が行われたか否かを判断する(ステップS4)。具体的には、燃料電池制御装置52は、燃料電池2の後処理が終了するまでの間(ステップS3 No)、蓋開閉検知スイッチ86を監視し、充填開始操作が行われたか否かを判断する(ステップS4)。   The fuel cell control device 52 monitors the filling operation sensor 87 until the post-processing of the fuel cell 2 is completed (No in step S3), and determines whether or not a filling start operation has been performed (step S4). Specifically, the fuel cell control device 52 monitors the lid open / close detection switch 86 until the post-processing of the fuel cell 2 is completed (No in step S3), and determines whether or not a filling start operation has been performed. (Step S4).

充填開始操作が行われなかった場合(ステップS4 No)、つまり充填操作センサ87が充填開始操作を検知しなかった場合、換言すると蓋開閉検知スイッチ86が燃料充填口用リッド62の開放操作を検知しなかった場合には、燃料電池制御装置52は、イグニッションキー77を監視し、イグニッションキー77が入り操作(ON操作)されたか否かを判断する(ステップS5)。   When the filling start operation has not been performed (No in step S4), that is, when the filling operation sensor 87 has not detected the filling start operation, in other words, the lid opening / closing detection switch 86 detects the opening operation of the fuel filling port lid 62. If not, the fuel cell control device 52 monitors the ignition key 77 and determines whether or not the ignition key 77 has been turned on (ON operation) (step S5).

充填開始操作が行われず(ステップS4 No)、かつイグニッションキー77が入り操作(ON操作)された場合(ステップS5 Yes)には、燃料電池制御装置52は、燃料電池2の後処理を中断し、燃料電池2を後処理モードから走行フェーズに遷移させる(ステップS6)。そして、燃料電池車両1は走行可能になる。   When the filling start operation is not performed (No at Step S4) and the ignition key 77 is turned on (ON operation) (Step S5 Yes), the fuel cell control device 52 interrupts the post-processing of the fuel cell 2. Then, the fuel cell 2 is shifted from the post-processing mode to the traveling phase (step S6). The fuel cell vehicle 1 can run.

なお、走行フェーズの燃料電池2は、燃料電池車両1が走行可能なように発電している。走行フェーズは、走行起動モード、走行始動待ちモード、走行モード、走行終了モード、および走行異常モードを含んでいる。走行起動モード、走行始動待ちモード、および走行モードで異常が発生すると、燃料電池2は、走行異常モードを経由して走行終了モードに遷移する。   The fuel cell 2 in the traveling phase generates power so that the fuel cell vehicle 1 can travel. The travel phase includes a travel start mode, a travel start waiting mode, a travel mode, a travel end mode, and a travel abnormality mode. When an abnormality occurs in the travel start mode, the travel start waiting mode, and the travel mode, the fuel cell 2 transits to the travel end mode via the travel abnormality mode.

充填開始操作が行われず(ステップS4 No)、かつイグニッションキー77が入り操作(ON操作)されない場合(ステップS5 No)、つまりイグニッションキー77が切り(OFF)のままの場合には、燃料電池制御装置52は、ステップS3に戻る。この場合、燃料電池2は、後処理モードにあり、後処理を継続している。   When the filling start operation is not performed (No at Step S4) and the ignition key 77 is not turned on (ON operation) (No at Step S5), that is, when the ignition key 77 remains off (OFF), the fuel cell control is performed. The device 52 returns to step S3. In this case, the fuel cell 2 is in the post-processing mode and continues the post-processing.

ステップS4およびステップS5は、燃料電池2の後処理に要する時間よりも短い時間で繰り返される。そして、充填開始操作が行われず(ステップS4 No)、かつイグニッションキー77が入り操作(ON操作)されない(ステップS5 No)まま、燃料電池2の後処理が終了した場合には(ステップS3 Yes)、燃料電池制御装置52は、燃料電池2を停止させる(ステップS7)。   Steps S4 and S5 are repeated in a time shorter than the time required for the post-processing of the fuel cell 2. If the post-processing of the fuel cell 2 is completed without performing the filling start operation (No at Step S4) and the ignition key 77 being turned on (ON operation) (No at Step S5) (Yes at Step S3). The fuel cell control device 52 stops the fuel cell 2 (step S7).

燃料電池2は、停止する際、後処理モードからシステム終了モードに遷移し、システム終了モードを経て停止する。停止した燃料電池2は、フェーズ判定モードにある。フェーズ判定モードの燃料電池2は、イグニッションキー77が入り操作、および充填操作センサ87が充填開始操作を検知したか否かを監視している。   When the fuel cell 2 stops, the fuel cell 2 shifts from the post-processing mode to the system end mode, and stops after the system end mode. The stopped fuel cell 2 is in the phase determination mode. The fuel cell 2 in the phase determination mode monitors whether or not the ignition key 77 is turned on and the filling operation sensor 87 detects a filling start operation.

他方、充填開始操作が行われた場合(ステップS4 Yes)、つまり充填操作センサ87が充填開始操作を検知した場合、換言すると蓋開閉検知スイッチ86が燃料充填口用リッド62の開放操作を検知した場合には、燃料電池制御装置52は、燃料電池2を充填フェーズに遷移させる。充填フェーズは、充填起動モード、充填モード、充填終了モード、および充填異常モードを含んでいる。充填フェーズの燃料電池2は、充填起動モードに遷移し、燃料電池2の自己診断を始める(ステップS8)。   On the other hand, when the filling start operation is performed (Yes in step S4), that is, when the filling operation sensor 87 detects the filling start operation, in other words, the lid opening / closing detection switch 86 detects the opening operation of the fuel filling port lid 62. In this case, the fuel cell control device 52 causes the fuel cell 2 to transition to the filling phase. The filling phase includes a filling start-up mode, a filling mode, a filling end mode, and a filling abnormality mode. The fuel cell 2 in the filling phase shifts to the filling activation mode and starts self-diagnosis of the fuel cell 2 (step S8).

自己診断の結果、燃料電池2に異常がない、換言すると自己診断結果が正常な場合には(ステップS9 No)、燃料電池制御装置52は、燃料電池2の後処理を中断し、燃料電池2を充填モードに遷移させ、燃料電池2を休止させる(ステップS10)。つまり、充填モードの燃料電池2は、休止している。   As a result of the self-diagnosis, when there is no abnormality in the fuel cell 2, in other words, when the self-diagnosis result is normal (No in step S9), the fuel cell control device 52 interrupts the post-processing of the fuel cell 2, and the fuel cell 2 Is changed to the filling mode, and the fuel cell 2 is stopped (step S10). That is, the fuel cell 2 in the filling mode is at rest.

燃料電池制御装置52は、燃料電池2を休止させた後、換言すると燃料電池2を充填モードに遷移させた後、送信機73から水素ステーションHSSの受信機204へ充填許可信号を送信する(ステップS11)。充填許可信号を受信した水素ステーションHSSは、燃料タンク15へ燃料を充填する(ステップS12)。   The fuel cell control device 52 transmits a filling permission signal from the transmitter 73 to the receiver 204 of the hydrogen station HSS after the fuel cell 2 is stopped, in other words, after the fuel cell 2 is changed to the filling mode. S11). The hydrogen station HSS that has received the filling permission signal fills the fuel tank 15 with fuel (step S12).

燃料タンク15に燃料が充填されている最中、燃料電池制御装置52は、燃料電池2に関する温度センサ75、電圧センサ76、および圧力センサ85の測定値と、燃料タンク15に関する温度センサ78、および圧力センサ81の測定値と、に基づいて燃料の充填に異常があるか否かを判断する(ステップS13)。燃料の充填に異常がない場合には(ステップS13 No)、燃料電池制御装置52は、充填操作センサ87を監視し、充填終了操作が行われたか否かを判断する(ステップS14)。燃料電池制御装置52は、充填終了操作が行われるまで、換言すると充填終了操作が行われていない間(ステップS14 No)、ステップS11へ戻って送信機73から水素ステーションHSSの受信機204へ充填許可信号を送信し続ける。   While the fuel tank 15 is being filled with fuel, the fuel cell control device 52 performs measurement values of the temperature sensor 75, the voltage sensor 76, and the pressure sensor 85 related to the fuel cell 2, the temperature sensor 78 related to the fuel tank 15, and Based on the measured value of the pressure sensor 81, it is determined whether or not there is an abnormality in fuel filling (step S13). If there is no abnormality in the filling of fuel (No in step S13), the fuel cell control device 52 monitors the filling operation sensor 87 and determines whether or not a filling end operation has been performed (step S14). The fuel cell control device 52 returns to step S11 from the transmitter 73 to the receiver 204 of the hydrogen station HSS until the filling end operation is performed, in other words, while the filling end operation is not performed (No in step S14). Continue sending permission signals.

他方、充填終了操作が行われた場合(ステップS14 Yes)、つまり充填操作センサ87が充填終了操作を検知した場合、換言すると蓋開閉検知スイッチ86が燃料充填口用リッド62の閉鎖操作を検知した場合には、燃料電池制御装置52は、充填モードから充填終了モードを経てステップS2へ戻り、燃料電池2の後処理モードへ遷移する(ステップS2)。   On the other hand, when the filling end operation is performed (Yes in step S14), that is, when the filling operation sensor 87 detects the filling end operation, in other words, the lid opening / closing detection switch 86 detects the closing operation of the fuel filling port lid 62. In this case, the fuel cell control device 52 returns from the filling mode to the step S2 through the filling end mode, and transitions to the post-processing mode of the fuel cell 2 (step S2).

また、自己診断(ステップS8)の結果、燃料電池2に異常がある場合(ステップS9 Yes)、または燃料の充填に異常がある場合には(ステップS13 Yes)、燃料電池制御装置52は、充填異常モードに遷移し、燃料供給元弁59の遮断弁59aを閉じ(ステップS15)、燃料電池2への燃料の供給を禁じる。   If the result of the self-diagnosis (step S8) is that the fuel cell 2 is abnormal (Yes in step S9), or if there is an abnormality in fuel filling (step S13 Yes), the fuel cell control device 52 Transition to the abnormal mode, the shutoff valve 59a of the fuel supply source valve 59 is closed (step S15), and the fuel supply to the fuel cell 2 is prohibited.

燃料電池制御装置52は、燃料電池2への燃料の供給を禁じた後、送信機73から水素ステーションHSSの受信機204へ充填禁止信号を送信する(ステップS16)。燃料電池車両1、および水素ステーションHSSの少なくともいずれかは、警告灯(図示省略)を備え、これを点灯させる(ステップS17)。燃料電池車両1が警告灯を備える場合には、警告灯は、ハンドル57の根元に設けられる計器類(図示省略)に含められる。水素ステーションHSSが警告灯を備える場合には、警告灯は、ディスペンサー202の計器類(図示省略)に含められる。   The fuel cell control device 52 prohibits the supply of fuel to the fuel cell 2, and then transmits a filling prohibition signal from the transmitter 73 to the receiver 204 of the hydrogen station HSS (step S16). At least one of the fuel cell vehicle 1 and the hydrogen station HSS is provided with a warning lamp (not shown), which is turned on (step S17). When the fuel cell vehicle 1 includes a warning light, the warning light is included in instruments (not shown) provided at the base of the handle 57. When the hydrogen station HSS is provided with a warning light, the warning light is included in the instruments (not shown) of the dispenser 202.

燃料電池制御装置52は、充填終了操作が行われるまで、換言すると充填終了操作が行われていない間(ステップS18 No)、ステップS16へ戻って送信機73から水素ステーションHSSの受信機204へ充填禁止信号を送信し続ける。   The fuel cell control device 52 returns to step S16 from the transmitter 73 to the receiver 204 of the hydrogen station HSS until the filling end operation is performed, in other words, while the filling end operation is not performed (No in step S18). Continue sending prohibition signals.

他方、充填終了操作が行われた場合(ステップS18 Yes)、つまり充填操作センサ87が充填終了操作を検知した場合、換言すると蓋開閉検知スイッチ86が燃料充填口用リッド62の閉鎖操作を検知した場合には、燃料電池制御装置52は、充填異常モードから後処理モード、およびシステム終了モードを経て燃料電池2を停止させる(ステップS19)。停止した燃料電池2は、フェーズ判定モードに遷移する。   On the other hand, when the filling end operation is performed (Yes in step S18), that is, when the filling operation sensor 87 detects the filling end operation, in other words, the lid opening / closing detection switch 86 detects the closing operation of the fuel filling port lid 62. In this case, the fuel cell control device 52 stops the fuel cell 2 from the abnormal filling mode to the post-processing mode and the system end mode (step S19). The stopped fuel cell 2 transitions to the phase determination mode.

次いで、駐車中であって燃料電池車両1のイグニッションキー77が切られ、燃料電池2が停止している状態で燃料を燃料タンク15に充填する場合について説明する。この場合は、ステップS7で燃料電池2が停止された後、燃料タンク15に燃料が充填される場合に相当する。   Next, a case where the fuel tank 15 is filled with fuel while the ignition key 77 of the fuel cell vehicle 1 is turned off and the fuel cell 2 is stopped will be described. This case corresponds to the case where the fuel tank 15 is filled with fuel after the fuel cell 2 is stopped in step S7.

図5に示すように、燃料電池制御装置52は、イグニッションキー77が切られ、燃料電池2が停止している最中であっても(ステップS20)、充填操作センサ87を監視し、充填開始操作が行われたか否かを判断する(ステップS21)。具体的には、燃料電池制御装置52は、燃料電池2が停止している最中(ステップS20)、蓋開閉検知スイッチ86を監視し、充填開始操作が行われたか否かを判断する(ステップS21)。   As shown in FIG. 5, the fuel cell control device 52 monitors the filling operation sensor 87 and starts filling even when the ignition key 77 is turned off and the fuel cell 2 is stopped (step S20). It is determined whether or not an operation has been performed (step S21). Specifically, the fuel cell control device 52 monitors the lid opening / closing detection switch 86 while the fuel cell 2 is stopped (step S20), and determines whether or not a filling start operation has been performed (step S20). S21).

充填開始操作が行われた場合(ステップS21 Yes)、つまり充填操作センサ87が充填開始操作を検知した場合、換言すると蓋開閉検知スイッチ86が燃料充填口用リッド62の開放操作を検知した場合には、燃料電池制御装置52は、充填フェーズの充填起動モードに遷移し、燃料電池2を起動させ(ステップS22)、燃料供給元弁59の遮断弁59aを開き(ステップS23)、燃料電池2への燃料の供給を可能にする。この後、燃料電池制御装置52は、上述のステップS8へ進み、ステップS10で燃料電池2を休止させ、ステップS14を経て走行フェーズ(ステップS6)または燃料電池2の停止(ステップS7)に至る。   When the filling start operation is performed (Yes in step S21), that is, when the filling operation sensor 87 detects the filling start operation, in other words, when the lid opening / closing detection switch 86 detects the opening operation of the fuel filling port lid 62. The fuel cell control device 52 shifts to the filling start mode of the filling phase, starts the fuel cell 2 (step S22), opens the shutoff valve 59a of the fuel supply source valve 59 (step S23), and goes to the fuel cell 2. Allows the supply of fuel. Thereafter, the fuel cell control device 52 proceeds to the above-described step S8, stops the fuel cell 2 in step S10, reaches the traveling phase (step S6) or stops the fuel cell 2 (step S7) through step S14.

なお、燃料電池制御装置52は、イグニッションキー77が入ると(ステップS31)、燃料電池2を起動させ、走行フェーズの走行起動モードに遷移し、燃料電池2を起動させ(ステップS32)、燃料供給元弁59の遮断弁59aを開き(ステップS33)、自己診断を経て燃料電池2を走行始動待ちモードに遷移させる。   When the ignition key 77 is entered (step S31), the fuel cell control device 52 activates the fuel cell 2, transits to the travel activation mode of the travel phase, activates the fuel cell 2 (step S32), and supplies fuel. The shutoff valve 59a of the original valve 59 is opened (step S33), and the fuel cell 2 is shifted to the travel start waiting mode through a self-diagnosis.

本実施形態に係る燃料電池車両1は、燃料を燃料タンク15に充填する際、燃料電池2を運転しておく。そのため、燃料電池車両1は、燃料を充填する前に燃料電池2を停止させる必要がない。つまり、燃料電池車両1は、燃料を充填する前に燃料電池2を停止させるための時間を必要としない。燃料電池車両1は、燃料の充填を早期に開始できる。また、燃料電池車両1は、燃料を充填している最中、燃料電池2の自己診断を行うことができる。燃料電池車両1は、燃料の充填を終了した後、燃料電池2を再起動させる必要が無く、早期に発進できる。さらに、燃料電池車両1は、燃料の充填にともなう燃料電池2の停止と起動の回数を低減させ、セルスタック51の劣化を抑制する。   The fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment operates the fuel cell 2 when the fuel tank 15 is filled with fuel. Therefore, the fuel cell vehicle 1 does not need to stop the fuel cell 2 before filling with fuel. That is, the fuel cell vehicle 1 does not require time for stopping the fuel cell 2 before filling with fuel. The fuel cell vehicle 1 can start fuel filling at an early stage. Further, the fuel cell vehicle 1 can perform self-diagnosis of the fuel cell 2 while the fuel is being filled. The fuel cell vehicle 1 does not need to restart the fuel cell 2 after completing the fuel filling, and can start early. Further, the fuel cell vehicle 1 reduces the number of times the fuel cell 2 is stopped and started as the fuel is filled, and suppresses the deterioration of the cell stack 51.

また、本実施形態に係る燃料電池車両1は、充填操作センサ87が充填開始操作を検知すると燃料電池2を起動させる。そのため、燃料電池車両1は、燃料電池車両1は、燃料を充填している最中、燃料電池2の自己診断を行うことができる。燃料電池車両1は、燃料の充填を終了した後、燃料電池2を再起動させる必要が無く、早期に発進できる。   Further, the fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment activates the fuel cell 2 when the filling operation sensor 87 detects a filling start operation. Therefore, the fuel cell vehicle 1 can perform self-diagnosis of the fuel cell 2 while the fuel cell vehicle 1 is being filled with fuel. The fuel cell vehicle 1 does not need to restart the fuel cell 2 after completing the fuel filling, and can start early.

さらに、本実施形態に係る燃料電池車両1は、充填操作センサ87が充填開始操作を検知すると燃料電池2を休止させる。そのため、燃料電池車両1は、燃料を充填する以前、かつ燃料電池2を休止させる前に燃料電池2の自己診断を行うことができる。自己診断は、走行前に再度行う必要はなく、燃料電池車両1は、燃料の充填を終了した後、走行開始直前の自己診断を省いて、早期に発進できる。   Furthermore, the fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment pauses the fuel cell 2 when the filling operation sensor 87 detects the filling start operation. Therefore, the fuel cell vehicle 1 can perform self-diagnosis of the fuel cell 2 before filling the fuel and before stopping the fuel cell 2. The self-diagnosis does not need to be performed again before traveling, and the fuel cell vehicle 1 can start at an early stage by omitting the self-diagnosis immediately before starting traveling after the completion of fuel filling.

さらにまた、本実施形態に係る燃料電池車両1は、休止中、電圧を維持する一方、電力の出力を止める燃料電池2を備えている。そのため、燃料電池車両1は、セルスタック51を走行のための良好な状態に維持しておくことが可能である。したがって、燃料電池車両1は、燃料の充填を終了した後、早期に発進できる。   Furthermore, the fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment includes a fuel cell 2 that maintains the voltage during the pause and stops the output of electric power. Therefore, the fuel cell vehicle 1 can maintain the cell stack 51 in a good state for traveling. Therefore, the fuel cell vehicle 1 can start early after completing the fuel filling.

また、本実施形態に係る燃料電池車両1は、充填操作センサ87が充填開始操作を検知すると自己診断を行う。そのため、燃料電池車両1は、充填の安全性を向上させる。   Further, the fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment performs self-diagnosis when the filling operation sensor 87 detects a filling start operation. Therefore, the fuel cell vehicle 1 improves filling safety.

さらに、本実施形態に係る燃料電池車両1は、充填操作センサ87が充填終了操作を検知するまで電力の供給を抑制する。そのため、燃料電池車両1は、燃料の充填中に走り始めることがない。したがって、燃料電池車両1は、充填時の安全性を向上させる。   Furthermore, the fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment suppresses the supply of electric power until the filling operation sensor 87 detects a filling end operation. Therefore, the fuel cell vehicle 1 does not start to run during fuel filling. Therefore, the fuel cell vehicle 1 improves the safety at the time of filling.

したがって、本発明に係る燃料電池車両1によれば、燃料の補給時間の短縮により利便性が向上され、停止と再起動とを繰り返すことによる燃料電池の劣化が抑制され、および燃料補給にともなう燃料消費が抑制される。   Therefore, according to the fuel cell vehicle 1 of the present invention, the convenience is improved by shortening the fuel replenishment time, the deterioration of the fuel cell due to repeated stop and restart, and the fuel accompanying the fuel replenishment Consumption is suppressed.

なお、以上説明した燃料充填時の制御は、メインスイッチが燃料電池車両1のキーシリンダに挿入され、かつ切られていることが前提条件である。燃料充填時の制御は、誤操作やいたずらを防止できるとともに、ユーザーの燃料充填の意思を反映させることができる。メインスイッチが切られずに燃料の充填をしようとした場合には、燃料充填時の制御は、燃料充填口用リッド62の開放操作を無効として燃料充填口用リッド62の開放を禁止し、誤操作の防止や注意喚起をすることもできる。さらに、燃料充填時の制御は、燃料充填口用リッド62の開放を禁止せず、メインスイッチが切られずに燃料の充填をしようとした場合にも、充填操作センサ87の検出に連動して燃料電池2を休止状態(充填モード)にしてもよい。この場合、燃料充填の終了後に走行モードに遷移するための条件には、充填終了操作だけでなく別の操作等の条件が設定されて、誤操作の防止を図り安全性を向上させる。   The control at the time of fuel filling described above is a precondition that the main switch is inserted into the key cylinder of the fuel cell vehicle 1 and turned off. Control at the time of fuel filling can prevent erroneous operation and mischief, and can reflect the user's intention of fuel filling. When fuel filling is attempted without turning off the main switch, the control at the time of fuel filling disables the opening operation of the fuel filling port lid 62 and prohibits the opening of the fuel filling port lid 62, thereby causing an erroneous operation. It can also prevent and alert. Furthermore, the control at the time of fuel filling does not prohibit the opening of the fuel filling port lid 62, and even when an attempt is made to fill the fuel without turning off the main switch, the fuel is linked with the detection of the filling operation sensor 87. You may make the battery 2 into a dormant state (filling mode). In this case, not only the filling end operation but also another operation or the like is set as a condition for transitioning to the travel mode after the fuel filling is completed, thereby preventing erroneous operation and improving safety.

1…燃料電池車両、2…燃料電池、2a…吸気口、2b…排気口、3…モータ、5…車体、6…前輪、7…ステアリング機構、8…後輪、9…スイングアーム、11…フレーム、12…外装、13…シート、13a…前半部、13b…後半部、13c…傾斜部、15…燃料タンク、16…二次電池、17…電力管理装置、18…インバータ、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…下部フレーム、25…上部フレーム、26…ピボット軸、26a…ブラケット、27…上ブリッジフレーム、28…下ブリッジフレーム、29…ガードフレーム、30…搭載機器保護フレーム、30f…継手用ブラケット、31…ヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム、32…フットボード、32a…フットレストブラケット、33…サイドスタンドブラケット、34…サイドスタンド、35…センタースタンド、36…センタートンネル領域、37…機器搭載領域、38…タイヤハウス領域、39…リアフェンダ、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、45…ハンドル、46…フロントフォーク、47…フロントフェンダ、48…リアサスペンション、51…セルスタック、52…燃料電池制御装置、53…排気ダクト、53a…排気口、53b…排気口、55…圧力容器、56…燃料充填口、57…燃料充填用継手、58…燃料充填元弁、59…燃料供給元弁、59a…遮断弁、59b…減圧弁、61…クランプバンド、62…燃料充填口用リッド、63…タンクバルブ、69…燃料充填システム、71…充填系統、72…供給系統、73…送信機、75…温度センサ、76…電圧センサ、77…イグニッションキー、78…温度センサ、79…逆止弁、81…圧力センサ、85…圧力センサ、86…蓋開閉検知スイッチ、87…充填操作センサ、201…水素タンク、202…ディスペンサー、203…燃料充填用ノズル、204…受信機。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell vehicle, 2 ... Fuel cell, 2a ... Intake port, 2b ... Exhaust port, 3 ... Motor, 5 ... Vehicle body, 6 ... Front wheel, 7 ... Steering mechanism, 8 ... Rear wheel, 9 ... Swing arm, 11 ... Frame, 12 ... Exterior, 13 ... Seat, 13a ... First half, 13b ... Second half, 13c ... Inclined part, 15 ... Fuel tank, 16 ... Secondary battery, 17 ... Power management device, 18 ... Inverter, 19 ... Vehicle controller 21 ... Head pipe, 22 ... Upper down frame, 23 ... Lower down frame, 24 ... Lower frame, 25 ... Upper frame, 26 ... Pivot shaft, 26a ... Bracket, 27 ... Upper bridge frame, 28 ... Lower bridge frame, 29 ... Guard frame, 30 ... Protected equipment protection frame, 30f ... Fitting bracket, 31 ... Bridge frame near the head pipe, 32 ... Foot board 32a ... Footrest bracket, 33 ... Side stand bracket, 34 ... Side stand, 35 ... Center stand, 36 ... Center tunnel area, 37 ... Equipment mounting area, 38 ... Tire house area, 39 ... Rear fender, 41 ... Front leg shield cover, 42 ... Front frame cover, 43 ... Frame cover, 45 ... Handle, 46 ... Front fork, 47 ... Front fender, 48 ... Rear suspension, 51 ... Cell stack, 52 ... Fuel cell control device, 53 ... Exhaust duct, 53a ... Exhaust port, 53b ... Exhaust port, 55 ... Pressure vessel, 56 ... Fuel filling port, 57 ... Fuel filling joint, 58 ... Fuel filling source valve, 59 ... Fuel supply source valve, 59a ... Shut-off valve, 59b ... Pressure reducing valve, 61 ... Clamp Band, 62 ... Lid for fuel filling port, 63 ... Tank bar 69 ... Fuel filling system 71 ... Filling system 72 ... Supplying system 73 ... Transmitter 75 ... Temperature sensor 76 ... Voltage sensor 77 ... Ignition key 78 ... Temperature sensor 79 ... Check valve 81 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Pressure sensor, 85 ... Pressure sensor, 86 ... Lid opening / closing detection switch, 87 ... Filling operation sensor, 201 ... Hydrogen tank, 202 ... Dispenser, 203 ... Nozzle for fuel filling, 204 ... Receiver.

Claims (6)

燃料と空気中の酸素とを反応させて発電する燃料電池と、
前記燃料を貯蔵する貯槽と、
前記貯槽に充填される前記燃料を導く充填系統と、
前記燃料を前記貯槽に充填する際、前記燃料電池を運転しておく燃料電池制御装置と、を備える燃料電池車両。
A fuel cell that generates electricity by reacting fuel and oxygen in the air; and
A storage tank for storing the fuel;
A filling system for guiding the fuel filled in the storage tank;
A fuel cell vehicle comprising: a fuel cell control device for operating the fuel cell when the fuel is filled in the storage tank.
前記充填系統から前記貯槽へ前記燃料を充填するための操作を検知する検知部を備え、
前記燃料電池制御装置は、前記検知部が前記操作を検知すると前記燃料電池を起動させる請求項1に記載の燃料電池車両。
A detection unit for detecting an operation for filling the fuel from the filling system to the storage tank;
The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the fuel cell control device activates the fuel cell when the detection unit detects the operation.
前記充填系統から前記貯槽へ前記燃料を充填するための操作を検知する検知部を備え、
前記燃料電池制御装置は、前記検知部が前記操作を検知すると前記燃料電池を休止させる請求項1に記載の燃料電池車両。
A detection unit for detecting an operation for filling the fuel from the filling system to the storage tank;
The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the fuel cell control device pauses the fuel cell when the detection unit detects the operation.
前記燃料電池は、休止中、電圧を維持する一方、電力の出力を止める請求項3に記載の燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 3, wherein the fuel cell maintains a voltage during a pause and stops output of electric power. 前記充填系統から前記貯槽へ前記燃料を充填するための操作を検知する検知部を備え、
前記燃料電池制御装置は、前記検知部が前記操作を検知すると自己診断を行う請求項1に記載の燃料電池車両。
A detection unit for detecting an operation for filling the fuel from the filling system to the storage tank;
The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the fuel cell control device performs a self-diagnosis when the detection unit detects the operation.
前記燃料の充填終了の操作を検知する検知部を備え、
前記燃料電池制御装置は、前記検知部が前記操作を検知するまで(走行に要する)電力の供給を抑制する請求項1に記載の燃料電池車両。
A detection unit for detecting an operation of completion of filling of the fuel;
The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the fuel cell control device suppresses the supply of electric power (required for traveling) until the detection unit detects the operation.
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