JP2019189028A - 燃料電池自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性を向上させた燃料電池自動車を提供する。【解決手段】燃料電池自動車１０は、車両前方のパワーユニット室１２に配置された燃料電池スタック１４と、フロントフロアパネル２２の車幅方向中央部に車両前後方向に延在して形成されたトンネル部３２の車両下方に配置された第１水素タンク３４と、フロントフロアパネル２２の車両後方側のセンタフロアパネル２４上に配置された補機バッテリ３８と、センタフロアパネル２４の車両後方側に位置するリアフロアパネル２８の車両下方に配置された第２水素タンク４２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池自動車に関する。

従来、燃料電池自動車では、燃料電池スタックの燃料である水素を貯蔵した水素タンクを車両下方に配置することが提案されている。車室のスペースを削減せずに水素タンクを搭載する方法として、車両後方側の車両下方、例えば、後部座席（リアシート）やリアフロアパネルの車両下方に搭載することが提案されている。特に、複数の水素タンクをアセンブリ化して車両後方側の車両下方に搭載することで、組み付け性や取付スペースの減少が図られている（特許文献１参照）。

特開２００９−１０１８６５号公報

しかし、上記従来技術のように車両後方の車両下方に、アセンブリ化された水素タンクを配置すると、車両の重心が車両後方側に偏る。また、後部座席の車両下方にも水素タンクを車幅方向に延在させて配置することになり、後部座席の着座乗員のヒップポイントが上昇する。

すなわち、従来技術に係る燃料電池自動車には、操縦安定性の点で改善の余地があった。

本発明は上記事実を考慮し、操縦安定性を向上させた燃料電池自動車を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明に係る燃料電池自動車は、車両前方側のパワーユニット室に配置された燃料電池スタックと、前記パワーユニット室の車両後方側で車室を構成するフロントフロアパネルの車幅方向中央部に車両前後方向に延在して形成されたトンネル部の車両下方側に配置され、前記燃料電池スタックに水素を供給する第１水素タンクと、前記フロントフロアパネルの車両後方側のセンタフロアパネル上に配置され、前記第１水素タンクの外径よりも高さが低い補機バッテリと、前記センタフロアパネルの車両後方側に位置するリアフロアパネルの車両下方側に配置され、前記燃料電池スタックに水素を供給する第２水素タンクと、を備える。

このように構成された燃料電池自動車では、フロントフロアパネルのトンネル部に第１水素タンクを配置し、リアフロアパネルの車両下方に第２水素タンクを配置している。すなわち、燃料電池自動車は水素タンクを分散して配置しているため、車両後部側に水素タンクが集中して配置される燃料電池自動車と比較して、車両の重心が車両後方側に偏ることが抑制される。

また、第１水素タンクは、フロントフロアパネルのトンネル部の車両下方側に配置されているため、第１水素タンクの配置によりフロントフロアパネル上に設置される前部座席の着座乗員のヒップポイントが上昇することはない。さらに、センタフロアパネル上には、補機バッテリが配置されている。補機バッテリは水素タンク（の外径）よりも高さが低いため、後部座席下に水素タンクを配設した場合と比較して補機バッテリ上に設置された後部座席の着座乗員のヒップポイントを低下させることができる。

なお、「ヒップポイント」とは、着座乗員の胴部と大腿部との回転中心で、人体の股関節に相当する点のことをいう。

このように、車両前方側のパワーユニット室に燃料電池スタックを配置し、フロントフロアパネルのトンネル部の車両下方側に第１水素タンクを配置し、リアフロアパネルの車両下方側に第２水素タンクを配置することで、燃料電池自動車の重量バランスを良好にしている(重心の偏りを抑制している)。また、センタフロアパネルに少なくとも第１水素タンクの外径よりも高さが低い補機バッテリを配置し、センタフロアパネルの車両下方側に水素タンクを配設した場合と比較して、後部座席の着座乗員のヒップポイントを低下させている。

これらの点により、燃料電池自動車の操縦安定性が増加する。

請求項１記載の発明に係る燃料電池自動車は、上記構成としたので、操縦安定性を向上させることができる。

一実施形態に係る燃料電池自動車のフロアに配置された水素タンク及び補機バッテリの配置を示す要部斜視図である。 一実施形態に係る燃料電池自動車の模式的な側断面図である。

［実施形態］
本発明の一実施形態に係る燃料電池自動車について図１及び図２を参照して説明する。なお、本実施形態に係る燃料電池自動車は、燃料電池自動車に搭載されたものである。また、各図において、燃料電池自動車と関連しないものは、図示省略している。さらに、各図において矢印ＦＲは車両前方、矢印Ｗは車幅方向、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

［構成］
燃料電池自動車１０は、図２に示すように、車両前方のパワーユニット室１２に燃料電池スタック１４等が配設されている。

また、パワーユニット室１２とダッシュパネル１６で区画された車室１８には、フロアパネル２０が配設されている。

フロアパネル２０は、図１に示すように、車両前方側のフロントフロアパネル２２と、フロントフロアパネル２２の車両後方側に位置するセンタフロアパネル２４と、センタフロアパネル２４の後端部から車両上方へ立ち上がるキックアップ部２６と、キックアップ部２６の上端から車両後方側へ延在するリアフロアパネル２８と、を有する。

フロントフロアパネル２２及びセンタフロアパネル２４の車幅方向両端部には、図１に示すように、閉断面を有し車両前後方向に延在するロッカ３０Ａ、３０Ｂが接合されている。また、フロントフロアパネル２２の車幅方向中央には、車両前後方向に延在するトンネル部３２が形成されている。トンネル部３２は、車両上方側に突出した断面略半円形の凸部である。このトンネル部３２の車両下方側には、第１水素タンク３４が配設されている。第１水素タンク３４は、略円筒形状で、その両端部が略半球形状とされている。したがって、トンネル部３２の車両下方側に配設された第１水素タンク３４は、軸（長手）方向を車両前後方向として配設されている。なお、トンネル部３２の車両下方側には、フロントフロアパネル２２に接合された支持板３６が設けられており、第１水素タンク３４を支持する構成である。

センタフロアパネル２４は、図１及び図２に示すように、フロントフロアパネル２２の後端部から車両後方側に延在するものであり、その車両上部には補機バッテリ３８が載置されている。補機バッテリ３８は、略矩形形状であり、その長手方向が車幅方向とされている。この補機バッテリ３８には、その上面にカバー４０が取り付けられている。

この補機バッテリ３８及びカバー４０の車両上下方向高さは、第１水素タンク３４及び後述する第２水素タンク４２の外径よりも小さく設定されている。

さらに、キックアップ部２６の車両後方側には、リアフロアパネル２８が配設されている。このリアフロアパネル２８の車両下方側には、第２水素タンク４２が配設されている。第２水素タンク４２は、略円筒形状で、その両端部が略半球形状とされている。また、第２水素タンクは、軸(長手)方向を車幅方向として配設されている。

また、リアサスペンション４４は、左右一対のトレーリングアーム４６Ａ、４６Ｂを、その中間位置から車幅方向に延在する図示しない中間ビームで連結したものである。また、リアサスペンション４４は、左右一対のリアショックアブソーバ４８Ａ、４８Ｂとリアコイルスプリング５０Ａ、５０Ｂをそれぞれ同軸上に配設したものである。

［作用］
このように構成された燃料電池自動車１０の作用について説明する。

燃料電池自動車１０では、フロアパネル２０のフロントフロアパネル２２に設けられたトンネル部３２の車両下方側に第１水素タンク３４を配設すると共に、リアフロアパネル２８の車両下方側に第２水素タンク４２を配設する。また、燃料電池自動車１０の車両前方側のパワーユニット室１２の内部に燃料電池スタック１４が配設されている。

このように、燃料電池自動車１０の車両前方側に燃料電池スタック１４を配設し、車両前後方向略中央に第１水素タンク３４を配設し、車両後方側に第２水素タンク４２を配設することで、燃料電池自動車１０の荷重バランスが良好になる。すなわち、燃料電池自動車１０の重心が車両後方側に偏ることが抑制される。

また、第１水素タンク３４がフロントフロアパネル２２に設けられたトンネル部３２（フロントフロアパネル２２）の車両下方側に配設されている。したがって、フロントフロアパネル２２において、前部座席を設置する部分の車両下方側には水素タンクが存在せず、前部座席（フロントシート）を低い位置に設置することができる。すなわち、前部座席の着座乗員Ｐ１のヒップポイントＨＰ１（図２参照）を低く設定することができる。

さらに、第２水素タンク４２は、リアフロアパネル２８の車両下方側に配置され、センタフロアパネル２４の車両上方側には、補機バッテリ３８が配設されている。補機バッテリ３８は、第１水素タンク３４及び第２水素タンク４２の外径よりも低い高さとされているため、センタフロアパネル２４上に設置された補機バッテリ３８上に配置される後部座席の着座乗員Ｐ２のヒップポイントＨＰ２が後部座席の車両下方側に水素タンクが配設された場合と比較して低下する。

このように、燃料電池自動車１０では、燃料電池スタック１４と第１水素タンク３４、第２水素タンク４２の配置を車両前方、車両前後方向略中央、車両後方と分散して搭載することによって車両の荷重バランスを良好にしている。

また、第１水素タンク３４をフロントフロアパネル２２のトンネル部３２の車両下方側に配設すると共に、第２水素タンク４２をリアフロアパネル２８の車両下方側に配設することで、水素タンクをセンタフロアパネル２４の車両下方に配設することを回避している。すなわち、センタフロアパネル２４の車両上方に第１水素タンク３４、第２水素タンク４２の外径よりも高さが低い補機バッテリ３８を配設しているため、センタフロアパネル２４の車両下方側に水素タンクを配設した場合と比較して、後部座席の着座乗員Ｐ２のヒップポイントＨＰ２を低下させることができる。

この結果、燃料電池自動車１０の操縦安定性を向上させることができる。また、燃料電池自動車１０の車高を低くして、車両をコンパクトにすることができる。

また、燃料電池自動車１０は、ガソリン車において排気管が配設されていたトンネル部３２に第１水素タンク３４を配置し、燃料タンクが車両下方に配置されていたセンタフロアパネル２４の車両上方に補機バッテリ３８を配設し、横置きのメインマフラが配設されていたリアフロアパネル２８の車両下方に第２水素タンク４２を配置したものである。このように、燃料電池自動車１０は、ガソリン車の仕様で元々あったスペースに第１水素タンク３４、第２水素タンク４２や補機バッテリ３８を配置するものである。すなわち、燃料電池自動車１０は、既存のガソリン車に対して最小限の設計変更で製造することができる。

また、燃料電池自動車１０のリアサスペンション４４は、左右一対のトレーリングアーム４６Ａ、４６Ｂの中間位置から車幅方向に延在する中間ビームで連結するものであり、中間ビームが後輪の車軸と車両前後方向にオフセットしている。したがって、リアフロアパネル２８の車両下方でリアサスペンション４４のリアショックアブソーバ４８Ａ、４８Ｂの間に第２水素タンク４２を配設することができる。特に、リアコイルスプリング５０Ａ、５０Ｂとリアショックアブソーバ４８Ａ、４８Ｂとを同軸上に配置したため、リアショックアブソーバ４８Ａ、４８Ｂ間に車幅方向に延在して配置される第２水素タンク４２の容量を大きく確保することができる。

このように、燃料電池自動車１０では、リアフロアパネル２８の車両下方に配設する第２水素タンク４２をリアショックアブソーバ４８Ａ、４８Ｂ間に配設するため、車両後方側に設けられるトランクルームの容積を確保しやすくなる。

［その他］
上記実施形態では、リアサスペンション４４を中間ビームを有するものとしたが、マルチリンクのものでも良い。ただし、この場合には、リアショックアブソーバ間に水素タンクを配設することが困難なため、リアショックアブソーバよりも車両後方側に第２水素タンク４２を配設する。したがって、燃料電池自動車１０のトランクルームの容量を減少させるか、車両後方側に車両を大型化する必要がある。

１０ 燃料電池自動車
１２ パワーユニット室
１４ 燃料電池スタック
１８ 車室
２２ フロントフロアパネル
２４ センタフロアパネル
２８ リアフロアパネル
３２ トンネル部
３４ 第１水素タンク
３８ 補機バッテリ
４２ 第２水素タンク

Claims (1)

1. 車両前方側のパワーユニット室に配置された燃料電池スタックと、
   前記パワーユニット室の車両後方側で車室を構成するフロントフロアパネルの車幅方向中央部に車両前後方向に延在して形成されたトンネル部の車両下方側に配置され、前記燃料電池スタックに水素を供給する第１水素タンクと、
   前記フロントフロアパネルの車両後方側のセンタフロアパネル上に配置され、前記第１水素タンクの外径よりも高さが低い補機バッテリと、
   前記センタフロアパネルの車両後方側に位置するリアフロアパネルの車両下方側に配置され、前記燃料電池スタックに水素を供給する第２水素タンクと、
   を備える燃料電池自動車。