JP4145084B2

JP4145084B2 - Fuel cell vehicle

Info

Publication number: JP4145084B2
Application number: JP2002204660A
Authority: JP
Inventors: 俊一宮崎; 隆志栗本; 浩一郎朝澤; 明久来間; 杏奈松浦
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: JP2004042828A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池本体部及びそれを発電作動させるための付属設備を備える燃料電池システムが搭載された燃料電池搭載車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記構成の燃料電池搭載車の従来技術としては、例えば、特開２００１−２６８７２０号公報に示されるように、前記燃料電池システムを、車室の床の直下の車輪間に、トレイ上に配設して設けるものがあった。尚、この燃料電池搭載車は、車体走行駆動を電動モータにより行う構成であり、前記燃料電池本体部の発電作動によって発生した電力にて走行駆動用の前記電動モータを作動させる構成になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
燃料電池システムを車体に搭載する場合において、燃料電池本体部やその付属設備の多数の装置類を各別に車体に組み付けるようにすると、組み付け作業が面倒となるものであり、しかも、このように燃料電池本体部やその付属設備の多数の装置類を各別に車体に組み付けるようにする形態を採用すると、燃料ガスのリークテスト等の各種テストを車体に組み付けた後において行わなければならないものとなり、各種テストが行い難いものとなるため、燃料電池システムを組み付け易く、しかも、各種テストが行い易い形態で搭載することが望まれる。
上記従来の燃料電池搭載車では、トレイの設置形態についての説明がないが、車体構成部材にトレイを取り付け、このように車体構成部材に取り付けられたトレイに対して、燃料電池本体部やその付属設備の多数の装置類を各別に組み付けるようにすると、上記要望を満足できないものとなる。
【０００４】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、燃料電池システムを組み付け易く、しかも、燃料ガスのリークテストが行い易い形態で搭載することが可能となる燃料電池搭載車を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の燃料電池搭載車は、燃料電池本体部及びそれを発電作動させるための付属設備を備える燃料電池システムが搭載された燃料電池搭載車であって、前記燃料電池本体部及び前記付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備が組み付けられ且つ所定の剛性を備えるサブフレームが、長尺状のフレーム材を立体的に梯子状あるいは井桁状に組み付けて構成され、且つ、モノコックボディにて構成される車体構成部材に着脱自在に取り付けられ、車両フロアの後方側に開口部が設けられ、前記サブフレームが、前記燃料電池システムの少なくとも一部を前記開口部を挿通させて組付自在に、且つ、前記開口部を補強するように前記車体構成部材に取り付けられていることを特徴とする。
【０００６】
前記サブフレームが前記燃料電池本体部及び前記付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備が組み付けられた状態で車体構成部材に着脱自在に取り付けられる構成、つまり、サブフレームが車体構成部材に取り付けられる前に、燃料電池本体部及び付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備が、車体構成部材とは分離しているサブフレームに対して予め組み付けられる構成であるから、サブフレームを車体構成部材に取り付けるだけで、燃料電池本体部及び付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備も合わせて一挙に車体に取り付けることができ、車体構成部材に対してそれらを各別に組み付ける場合に比べて、組み付け作業を容易に行えるものとなる。
【０００７】
又、前記サブフレームが前記燃料電池本体部及び前記付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備が組み付けられた状態で車体構成部材に着脱自在に取り付けられる構成であるから、燃料ガスのリークテストをサブフレームに対して予め組み付けた状態で車体に組み付ける前に行うことができる。つまり、車体構成部材とは分離しているサブフレームに対して予め組み付けられる燃料電池本体部及び付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備に対して、他のテスト用の装置を用いて燃料ガスのリークテストを行うことができ、それらを車体構成部材に取り付けた状態でリークテストを行う場合に比べて容易に作業を行える。
しかも、組み付けた後において発生する修理点検等の保守点検作業を行う場合にも、サブフレームを車体構成部材から取り外すだけで燃料電池本体部及び付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備を一挙に取り外すことができ、取り外し作業が容易に行える。又、車体から取り外した状態において、サブフレームに対して燃料電池本体部及び付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備が組み付けられているので、保守点検作業も容易に行うことができる。
【０００８】
そして、上記したような付属設備には、燃料電池本体部に燃料ガスのような気体を通流するための各種の配管が設けられるが、前記燃料電池本体部及び前記付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備が前記サブフレームに予め組み付けられるものであるから、これらの配管も予め接続された状態で組み付けられることになり、車体への組み付けの際に配管同士を接続する必要がなく、接続するときに相対的な位置ずれにより応力が集中して損傷するおそれを少ないものにできる。又、上述したように付属設備の少なくとも一部をサブフレームに対して予め組み付けるので、サブフレームを車体構成部材に組み付ける際に配管同士を接続する箇所を少なくすることができ、組み付け時における配管の損傷を少なくして組み付け作業を容易に行えるようにすることが可能となる。
【０００９】
しかも、前記サブフレームは所定の剛性を備えることから、このサブフレームは、車体構成部材に取り付けられることで車体全体の剛性を維持するための補強メンバーとして機能することになり、このサブフレーム以外の強度補強用の部材の個数を減らしたり、その補強のための加工の手間を減らすことも可能となる。
【００１０】
従って、燃料電池システムを組み付け易く、しかも、燃料ガスのリークテストが行い易い形態で搭載することが可能となる燃料電池搭載車を提供できるに至った。
そして、例えば、扁平な板状の部材を屈曲形成させてサブフレームを構成することも考えられるが、このように構成すると、所定の剛性を備えるためには板厚を大きくしたり、多くの補強部材を付加する必要があり、重量が大きくなって、組み付け作業が行い難いものとなるおそれがあるが、上記したように梯子状又は井桁状に組み付けて構成されるものであるから、板状の部材の場合に比べてサブフレームの軽量化を図ることが可能であり、車両構成部材に対する組み付け作業が行い易いものとなる。
【００１２】
又、請求項１によれば、前記燃料電池本体部及び前記付属設備のうち少なくとも燃料ガス供給設備が組み付けられた前記サブフレームが、前記燃料電池システムの少なくとも一部を車両フロアの後方側に設けられた開口部を挿通させた状態で車体構成部材に組み付けられることになる。このように所定の剛性を備えるサブフレームが組み付けられると車両フロアの後方側に設けられた開口部が補強されることになる。
【００１３】
例えば、従来の自動車に広く用いられる既存の車体構成部材としては、車両フロアを構成する板状体がそのまま車体構成部材を構成する物が多い。そして、このような既存の車体構造を用いて、車両フロアの後方側に開口部を設けてサブフレームを組み付ける構成とすることで、既存の車体の車両後部に設けられている荷室用空間を有効に利用して燃料電池システムを搭載することが可能となり、上記従来構成のように燃料電池システムを車室の床の直下の車輪間に設ける構成であれば、車体に組み付けた後において保守点検作業のために取り外す作業を行い難いものとなる不利があるが、このような構成に比べて、燃料電池システムを保守点検作業のために取り外し易いものにすることが可能となる。
【００１４】
説明を加えると、車両フロアの後方側に設けられた開口部を通して燃料電池システムの少なくとも一部を上下方向に挿通させた状態で組み付けられるから、車両後部に設けられて上下方向に広い空間である荷室用空間を有効に利用して燃料電池システムを搭載することが可能となり、荷室用空間に対して荷の出し入れを行うための開閉部を通して燃料電池システムの保守点検作業を行うことが可能となる。
【００１５】
請求項２記載の燃料電池搭載車は、請求項１において、前記サブフレームが、前記燃料電池本体部を高位側に組み付け、且つ、前記付属設備の少なくとも一部が前記燃料電池本体部よりも下位側に組み付けるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
燃料電池本体部は水素及び酸素を反応させて電気化学的作用により発電作動を行うのであるが、このような発電作動により水素及び酸素が反応した結果として水が発生するので、この水を燃料電池本体部の外部に排出させる必要があるが、このとき燃料電池本体部にて発生する水は前記付属設備に含まれる排出用の設備を通して外部に排出させることになる。
【００１７】
そこで、前記サブフレームが、燃料電池本体部を高位側に組み付け、且つ、付属設備の少なくとも一部を燃料電池本体部よりも下位側に組み付けるように構成されているので、前記排出用の設備を燃料電池本体部よりも下位側に組み付けることにより、燃料電池本体部にて発生した水が燃料電池本体部よりも下位側に組み付けられた排出用の設備を通して自然流下によって円滑に排出され易くなり、請求項１を実施するのに好適な手段が得られる。
【００１８】
請求項３記載の燃料電池搭載車は、請求項１又は２において、前記燃料電池本体部と前記付属設備のうちの燃料ガス供給設備及び空気供給設備とが、前記燃料ガス供給設備を前記燃料電池本体部よりも車両中央側に位置させ且つ前記空気供給設備を前記燃料電池本体部よりも車両端部側に位置させて車両前後幅方向に並ぶ状態で前記サブフレームに組み付けられ、且つ、前記燃料ガス供給設備が後部座席の下方に位置する状態で設けられていることを特徴とする。
【００１９】
すなわち、燃料電池本体部に水素を供給するために水素供給用の配管を備える燃料ガス供給設備は、燃料電池本体部よりも車両中央側に位置して車両前後幅方向に並ぶ状態でサブフレームに組み付けられる。又、燃料電池本体部に酸素含有ガスである空気を供給するために空気供給用の配管を備える空気供給設備は、燃料電池本体部よりも車両端部側に位置して車両前後幅方向に並ぶ状態でサブフレームに組み付けられる。
従って、燃料ガス供給設備が燃料電池本体部に近い位置に配備されるので、水素供給用の配管が短くなり配管の接続構成も簡素なもので済ませられ、且つ、空気供給設備が燃料電池本体部に近い位置に配備されるので、空気供給用の配管が短くなり配管の接続構成も簡素なもので済ませられる。
【００２０】
しかも、前記燃料ガス供給設備が前記燃料電池本体部よりも車両中央側に位置させる状態でサブフレームに組み付けられるので、車両の走行中又は停止中に車両が外物や他の車両に衝突した場合であっても燃料ガス供給設備が損傷を受けるおそれが少ないので、損傷によって水素が漏洩する等の不都合を回避させ易いものとなり、使用上の安全性を向上させることが可能となり、請求項１又は２を実施するのに好適な手段が得られる。
請求項４記載の燃料電池搭載車は、請求項１又は２において、前記燃料電池本体部と前記付属設備のうちの燃料ガス供給設備及び空気供給設備とが、前記燃料ガス供給設備を前記燃料電池本体部よりも車両中央側に位置させ且つ前記空気供給設備を前記燃料電池本体部よりも車両端部側に位置させて車両横幅方向に並ぶ状態で前記サブフレームに組み付けられている点にある。
すなわち、燃料電池本体部に水素を供給するために水素供給用の配管を備える燃料ガス供給設備は、燃料電池本体部よりも車両中央側に位置して車両横幅方向に並ぶ状態でサブフレームに組み付けられる。又、燃料電池本体部に酸素含有ガスである空気を供給するために空気供給用の配管を備える空気供給設備は、燃料電池本体部よりも車両端部側に位置して車両横幅方向に並ぶ状態でサブフレームに組み付けられる。
従って、燃料ガス供給設備が燃料電池本体部に近い位置に配備されるので、水素供給用の配管が短くなり配管の接続構成も簡素なもので済ませられ、且つ、空気供給設備が燃料電池本体部に近い位置に配備されるので、空気供給用の配管が短くなり配管の接続構成も簡素なもので済ませられる。
しかも、前記燃料ガス供給設備が前記燃料電池本体部よりも車両中央側に位置させる状態でサブフレームに組み付けられるので、車両の走行中又は停止中に車両が外物や他の車両に衝突した場合であっても燃料ガス供給設備が損傷を受けるおそれが少ないので、損傷によって水素が漏洩する等の不都合を回避させ易いものとなり、使用上の安全性を向上させることが可能となり、請求項１又は２を実施するのに好適な手段が得られる。
【００２１】
請求項５記載の燃料電池搭載車は、請求項１〜４のいずれかにおいて、サスペンション機構の一部が、前記サブフレームにおける前記長尺状のフレーム材の間の空間を貫通していることを特徴とする。
【００２２】
サスペンション機構の一部がサブフレームを貫通しているため、サブフレームを低く取り付けることができ、車室をあまり狭めることなく各種設備を配置することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る燃料電池搭載車の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明に係る燃料電池搭載車は、走行駆動用の電動モータＭを駆動源として車体を走行させる電気自動車として構成され、前記電動モータＭに電力を供給するための燃料電池本体部１及びそれを発電作動させるための付属設備を備える燃料電池システムＳが搭載されている。前記燃料電池本体部１は、詳述はしないが、燃料ガスとしての水素ガスと酸素含有ガスとしての空気とが夫々供給されて、水素と酸素との電気化学的な反応により発電を行う周知構造の燃料電池にて構成されている。
【００２４】
又、このような燃料電池本体部１とは別に２次電池として充電可能なバッテリー３も搭載されており、燃料電池本体部１の発電が停止してもこのバッテリー３の電力により走行可能であり、バッテリー３の充電状態が十分であれば燃料電池本体部１の発電を停止させることで水素ガスの消費量を抑制するようにしたり、車体走行中にブレーキ操作によって減速するときに電動モータＭから発生する回生電力をバッテリー３に充電することができるように構成されている。
前記走行駆動用の電動モータＭの作動を制御するためのモータ制御部４が設けられており、このモータ制御部４は、アクセルペダル５の踏み込み量の情報及び車速の検出情報等に基づいて目標走行駆動力を求め、その目標走行駆動力を出力するように走行駆動用の電動モータＭの作動を制御する構成となっている。
【００２５】
次に、前記燃料電池システムＳにおける燃料電池本体部１を発電作動させるための付属設備について説明する。
前記付属設備は、燃料電池本体部１に水素を供給するための燃料ガス供給設備６、燃料電池本体部１に空気を供給するため空気供給設備７、燃料電池本体部１から排出される水素ガス及び電気化学反応により発生した水を外部に排出させるための水素排気設備８、燃料電池本体部１から排出される空気を外部に排出させるための空気排気設備９、燃料電池本体部１を冷却するための冷却設備１０、各部の動作を電気的に制御するための制御設備１１の夫々を備えて構成されている。
【００２６】
詳述すると、図２に示すように、前記燃料電池本体部１に供給するための燃料ガスの一例である水素ガスを高圧状態で充填した状態で貯蔵する水素ボンベ１２が備えられ、この水素ボンベ１２から水素ガス供給管１３を通して水素ガスを燃料電池本体部１に供給するように水素ガス供給経路が構成されている。そして、この水素ガス供給経路には、レギュレータ１６、電磁遮断弁１７等の弁機構１８が備えられている。前記水素ボンベ１２、水素ガス供給管１３、弁機構１８等により前記燃料ガス供給設備６が構成される。尚、前記水素ボンベ１２内の水素貯蔵量が減ったときには水素ガスを充填する必要があるが、水素ガスの充填作業は図示しない充填用の供給管を通して行われる。
【００２７】
一方、燃料電池本体部１から排出される水素ガスを水素排気管１９を通して外部に排出させる水素排気用経路が構成され、その水素排気用経路には該経路を開閉自在な水素排気遮断弁２０が設けられている。この水素排気管１９及び水素排気遮断弁２０等により前記水素排気設備８が構成される。又、燃料電池本体部１の電気化学反応により発生した水も水素ガスを共に水素排気用経路を通して外部に排出するようになっている。尚、前記水素排気遮断弁２０は、通常は閉状態であり、設定時間が経過する毎に経路を開放させて水素ガスや水を排出させるようになっている。
【００２８】
モータ駆動式のコンプレッサ２１によって、エアークリーナ２２及び吸気管２３を通して車体外部から空気を吸引するとともに、その空気を空気供給管２４を通して燃料電池本体部１に供給する空気供給経路が構成されている。又、前記コンプレッサ２１、エアークリーナ２２、吸気管２３、及び、空気供給管２４等により前記空気供給設備７が構成される。尚、この空気供給設備７から供給される空気は加湿モジュール２５にて加湿された後に燃料電池本体部１に供給される。
【００２９】
前記燃料電池本体部１から排出される空気を空気排気管２６を通して外部に排出させる空気排気用経路が構成されている。この空気排気用経路にはマフラー２８が設けられている。前記空気排気管２６、マフラー２８等により前記空気排気設備９が構成される。又、前記空気排気管２６にはマフラー２８よりも空気流動方向上手側の途中箇所に前記水素排気管１９の排出側端部が連通接続されており、この接続箇所にて、燃料電池本体部１から排出される空気と、燃料電池本体部１から排出される水素ガスが合流した合流ガスが水を含む状態でマフラー２８を通して外部に排出されるようになっている。
【００３０】
又、燃料電池本体部１の内部を冷却するための冷却水を冷却水循環路３２を通して放熱用のラジエータ３３との間で循環通流させるように冷却水循環経路が構成され、この冷却水循環路３２には、冷却水を強制的に循環通流させる循環ポンプ３４が備えられている。冷却水循環路３２、循環ポンプ３４、ラジエータ３３等により冷却設備１０が構成される。
【００３１】
尚、詳述はしないが、上記したような気体や液体を通流させるための各設備には、配管内の圧力や温度などの各種の情報を検出するための各種のセンサ類が設けられている。
【００３２】
前記燃料電池本体部１の出力端子と電動モータなどの負荷とが電気的に接続される構成となっている。そして、燃料電池本体部１での発電電圧の検出情報、並びに、各設備に備えられる各種のセンサ類の検出情報に基づいて、前記コンプレッサ２１、前記循環ポンプ３４、及び、前記各設備に備えられる各種の弁等、燃料電池システムＳ全体の運転作動を制御するマイクロコンピュータ利用の燃料電池制御部３８が備えられている。そして、燃料電池制御部３８により前記制御設備１１が構成される。
【００３３】
次に、前記燃料電池システムＳの車体搭載構成について説明する。
この燃料電池搭載車においては、車体を構成するために必要な剛性を備える車体構成部材４０は、車体の外形形状に沿うように一体的に形成された所謂モノコックボディで構成され、車室の下部側では車両フロアを構成する板状体がそのまま車体構成部材４０の一部を構成するようになっている。そして、前記燃料電池本体部１及び前記付属設備が組み付けられ且つ所定の剛性を備えるサブフレーム３９が、車体構成部材４０に着脱自在に取り付けられている。
【００３４】
詳述すると、図２の仮想線で囲まれる全ての設備、すなわち、燃料電池本体部１、前記燃料ガス供給設備６、前記空気供給設備７、前記水素排気設備８、前記空気排気設備９、及び、冷却設備１０の各設備を構成する全ての構成要素が、予め、前記サブフレーム３９に組み付けられた状態で、そのサブフレーム３９が車体構成部材４０に着脱自在に取り付けられる構成となっている。
【００３５】
そして、車体構成部材４０の一部を構成する車両フロアの後方側に開口部４１が設けられ、前記サブフレーム３９が、燃料電池システムＳの少なくとも一部を開口部４１を挿通させて組付自在に、且つ、開口部４１を補強するように車体構成部材４０に取り付けられている。
説明を加えると、図３、図４に示すように、車体構成部材４０に対して、車両の後部座席の下方側箇所から車体のほぼ後端部にわたる範囲で、且つ、車体横幅方向のほぼ全幅に近い大きな開口部４１が形成されて、この開口部４１に対して、上記したような燃料電池本体部１及び付属設備の少なくとも一部が組み付けられたサブフレーム３９が、下方側からその開口部４１を挿通する状態で装着されて、複数の締結作用部ａ、図に示す例では前部側の左右２箇所、後部側の左右２箇所、その他数箇所の締結作用部ａにおいてボルトＢｏで締結固定する構成としている。前記サブフレーム３９はそれ自身が所定の剛性を備える構成となっており、車体構成部材４０に連結された状態では、開口部４１を補強することになる。
【００３６】
前記サブフレーム３９は、前記燃料電池本体部１を高位側に組み付け、且つ、前記付属設備の少なくとも一部を前記燃料電池本体部１よりも下位側に組み付けるように構成されている。しかも、前記燃料電池本体部１と前記付属設備のうちの燃料ガス供給設備６及び空気供給設備７とが、前記燃料ガス供給設備６を前記燃料電池本体部１よりも車両中央側に位置させ且つ前記空気供給設備７を前記燃料電池本体部１よりも車両端部側に位置させる状態で車両前後幅方向に並ぶ状態で前記サブフレーム３９に組み付けられている。
【００３７】
前記サブフレーム３９の構成について説明を加えると、図５に示すように、角筒状で長尺状のフレーム材を立体的に梯子状あるいは井桁状に組み付けて構成されている。つまり、複数のフレーム材として、長手方向が車体横幅方向に沿うように配設される複数の横向きフレーム材、長手方向が車体前後方向に沿うように配設される複数の前後向きフレーム材、長手方向が車体上下方向に沿うように配設される複数の上下向きフレーム材、及び、斜め方向に配設される斜めフレーム材の夫々が、一部では梯子状に、又、他の一部では井桁状になる状態で互いに溶接により一体的に接続されて構成されている。
【００３８】
そして、上述したような各フレーム材を組み付けて、車体前方側には車体横幅方向中央部に位置させて前記循環ポンプ３４を載置支持するポンプ載置部３９Ａが形成されている。それよりも車体後方側には大型の部材である水素ボンベ１２をその長手方向が車体横幅方向に向かう姿勢で載置支持するためのボンベ載置部３９Ｂが形成されている。又、そのボンベ載置部３９Ｂよりも車体後方側には、ボンベ載置部３９Ｂよりも上位側に位置する状態で大型の部材である燃料電池本体部１を載置支持するための燃料電池載置部３９Ｃが形成されている。又、燃料電池載置部３９Ｃよりも更に車体後方側には、燃料電池載置部３９Ｃよりも下位側に位置するとともに、車体横方向視で車体後方側ほど上位となる斜め姿勢になる状態で、大型の部材であるコンプレッサ２１を載置支持するためのコンプレッサ載置部３９Ｄが形成されている。
【００３９】
前記燃料電池載置部３９Ｃは、ボンベ載置部３９Ｂよりも上位側に位置するように構成されているから、図３に示すように、この電池搭載部３９Ｃの下方側には、このサブフレーム３９によって矩形状の空間が形成されることになる。そこで、この空間を利用して、サスペンション機構の一例であるリアサスペンション機構４６におけるトーションビーム４７が貫通する構成となっている。図６に示すように、リアサスペンション機構４６は、左右のトレーリングアーム４８、４８同士を、それらにわたって架設されたトーションビーム４７によって一体的に連結する構成となっており、このトーションビーム４７を、前記サブフレーム３９の空き領域を利用して配置させる構成としている。このように構成しておくと、リアサスペンション機構４６の機能を低下させることなく、車体後部の荷室空間を有効利用して燃料電池システムＳを搭載することができる。
【００４０】
そして、図５に示すように、サブフレーム３９を車両構成部材４０に取り付ける際には、後からリアサスペンション機構４６を装着するときに電池搭載部３９Ｃの下方側はトーションビーム４７を挿通させることが可能なように開放される状態となっているが、リアサスペンション機構４６が装着された後は、電池搭載部３９Ｃの下方側の矩形状の空間における前後両側のフレーム材同士を補強材４９で連結固定するようにしている。
【００４１】
そして、図４に示すように、前記水素ガス供給管１３及び前記弁機構１８が水素ボンベ１２の車体後方側箇所に隣接させて配備されており、燃料電池本体部１に水素を供給するための燃料ガス供給設備６が、燃料電池本体部１よりも車体前方側、言い換えると、車体前後方向中央側に並んで配置されることになる。
又、図３に示すように、前記コンプレッサ２１の上方側には、サブフレーム３９のコンプレッサ載置部３９Ｄから上方に延出したエアークリーナ支持部３９Ｅにより支持される状態でエアークリーナ２２が備えられ、エアークリーナ２２からコンプレッサ２１に空気を供給する吸気管２３や、コンプレッサ２１から加湿モジュール２５に空気を供給するための空気供給管２４は、コンプレッサ２１の配置箇所に近い箇所に配置されることになり、燃料電池本体部１に空気を供給するための空気供給設備７が、燃料電池本体部１よりも車体後方側、言い換えると、車体前後方向端部側に並んで配置されることになる。
【００４２】
前記加湿モジュール２５は燃料電池本体部１の横一側箇所に車体横幅方向に並べて配置されているが、排気用のマフラー２８は、コンプレッサ２１の下方側の低い位置に設けられる構成となっており、燃料電池本体部１から排出される空気をマフラー２８に導くための空気排気管２６は、燃料電池本体部１よりも下方側に位置することになる。
前記燃料電池本体部１から排出される水素ガス及び水は前記水素排気管１９を通して外部に排出されるが、上述したように、水素排気管１９は空気排気管２６におけるマフラー２８よりも空気流動方向上手側の途中箇所に連通接続される構成であり、前記空気排気管２６は燃料電池本体部１よりも下方側に位置していることから、燃料電池本体部１から排出される水が自然流下する状態で良好に排出されることになる。
【００４３】
前記燃料電池本体部１の上方側に位置させる状態で前記制御設備１１の一式がボックス内に収納された状態で支持されている。このように前記制御設備１１を、燃料電池本体部１や他の付属設備に対して上下方向に重複する状態で配置することで、車体前後方向での配置スペースを小さくした状態でコンパクトに燃料電池システムＳを搭載することができる。
【００４４】
このようにして、車両の後部座席の下方側の空間及び後部座席の後方側に形成されている荷室空間を有効利用した合理的な収納形態で燃料電池システムＳを搭載することができる。又、燃料電池システムＳの配設領域と車室内部空間とを遮蔽する遮蔽部材５０が設けられ、水素ガスが車室内部空間に流入することがないようにしている。
【００４５】
上述したように、燃料電池を発電作動させるための全ての付属設備が、予め、前記サブフレーム３９に組み付けられた状態で、そのサブフレーム３９が車体構成部材４０に着脱自在に取り付けられる構成となっているから、燃料ガスのリークテストに限らず、燃料電池システム全ての運転テストを車両組み付け前に全て行うことが可能であり、そのような全ての運転テストが完了後に燃料電池システムをそのまま車体に搭載することが可能となり、作業が極めて容易に行えるものとなる。
【００４６】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００４９】
（１）上記実施形態では、前記サブフレームが、前記燃料電池本体部を高位側に組み付け、且つ、前記付属設備の少なくとも一部を前記燃料電池本体部よりも下位側に組み付けるように構成されるものを例示したが、この構成に代えて、前記燃料電池本体部と前記付属設備の少なくとも一部とを上下方向に同じレベルとなるように設けてもよく、前記燃料電池本体部を、前記付属設備の少なくとも一部よりも下位側に設けてもよい。但し、このように構成した場合であっても発電作動によって発生した水を適正に外部に排出させるための構成は必要である。
【００５０】
（２）上記実施形態では、前記燃料電池本体部と前記燃料ガス供給設備及び空気供給設備とが、車両前後幅方向に並ぶ状態でサブフレームに組み付けられる構成を例示したが、この構成に代えて、前記燃料電池本体部と前記燃料ガス供給設備及び空気供給設備とが、車両横幅方向に並ぶ状態でサブフレームに組み付けられる構成としてもよい。
【００５１】
（３）上記実施形態では、前記付属設備のうち、燃料ガス供給設備、空気供給設備、水素排気設備、空気排気設備、制御設備、冷却設備夫々の全ての構成要素をサブフレームに予め組み付ける構成としたが、このような構成に限らず、例えば、図２の破線で囲う部分、つまり、燃料電池本体部と燃料ガス供給設備のみをサブフレームに予め組み付ける構成としてもよい。又、燃料電池本体部と燃料ガス供給設備以外に、上記各付属設備のうちの予め選択された一部の設備も合わせて組み付ける構成としてもよく、各種の形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車体全体の概略構成を示す側面図
【図２】燃料電池システムの構成図
【図３】燃料電池システムの側面図
【図４】燃料電池システムの平面図
【図５】サブフレームの斜視図
【図６】サスペンション機構を示す斜視図
【符号の説明】
１燃料電池本体部
６燃料ガス供給設備
７空気供給設備
３９サブフレーム
４０車体構成部材
４１開口部
４６サスペンション機構
Ｓ燃料電池システム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system equipped with a fuel cell main body and auxiliary equipment for operating the fuel cell.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technology of a fuel cell vehicle having the above-described configuration, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-268720, the fuel cell system is disposed on a tray between wheels immediately below a floor of a passenger compartment. There was something to provide. The fuel cell vehicle has a configuration in which the vehicle body driving is performed by an electric motor, and the electric motor for driving is operated by the electric power generated by the power generation operation of the fuel cell main body. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When a fuel cell system is mounted on a vehicle body, assembling a large number of devices such as the fuel cell main body and its accessory equipment to the vehicle body individually makes the assembly work cumbersome. Adopting a configuration in which a large number of devices such as the battery body and its accessory equipment are assembled separately to the vehicle body, various tests such as a fuel gas leak test must be performed after being assembled to the vehicle body. Since tests are difficult to perform, it is desirable to mount the fuel cell system in a form that facilitates assembly and that facilitates various tests.
In the conventional fuel cell-equipped vehicle, there is no description of the installation form of the tray. However, the tray is attached to the vehicle body component, and the fuel cell main body and its accessories are attached to the tray thus attached to the vehicle body component. If a large number of equipments are assembled separately, the above requirements cannot be satisfied.
[0004]
The present invention has been made paying attention to such a point, and an object of the present invention is to provide a vehicle equipped with a fuel cell that can be easily assembled into a fuel cell system and can be mounted in a form in which a fuel gas leak test can be easily performed. The point is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  The fuel cell-equipped vehicle according to claim 1 is a fuel cell-equipped vehicle on which a fuel cell system including a fuel cell main body and an auxiliary facility for operating the fuel cell is mounted, and the fuel cell main body and the fuel cell main body A subframe in which at least a fuel gas supply facility is assembled among the attached facilities and has a predetermined rigidity,A long frame material is three-dimensionally assembled in a ladder shape or a cross-beam shape, and is composed of a monocoque body.Removably attached to the body componentsAn opening is provided on the rear side of the vehicle floor so that the subframe can be assembled by inserting at least a part of the fuel cell system through the opening and reinforces the opening. It is attached to the vehicle body componentIt is characterized by that.
[0006]
A configuration in which the sub frame is detachably attached to the vehicle body component in a state where at least the fuel gas supply facility is assembled among the fuel cell main body and the accessory equipment, that is, before the sub frame is attached to the vehicle body component. In addition, since at least the fuel gas supply facility of the fuel cell main body and the accessory equipment is a structure that is assembled in advance with respect to the subframe separated from the vehicle body structural member, simply attaching the subframe to the vehicle body structural member, At least the fuel gas supply equipment of the fuel cell main body and attached equipment can be attached to the vehicle body at once, and the assembly work can be easily performed as compared with the case where they are separately assembled to the vehicle body structural members. Become.
[0007]
In addition, since the subframe is configured to be detachably attached to the vehicle body component in a state in which at least the fuel gas supply facility is assembled among the fuel cell main body and the accessory equipment, a fuel gas leak test is performed on the subframe. It can carry out before assembling | attaching to a vehicle body in the state assembled | attached previously. That is, at least the fuel gas supply facility among the fuel cell main body portion and the attached facilities that are assembled in advance to the subframe separated from the vehicle body structural member is leaked by using another test device. Tests can be performed, and the operation can be easily performed as compared with the case where the leak test is performed in a state where they are mounted on the vehicle body constituent members.
In addition, even when performing maintenance inspections such as repair inspections that occur after assembly, it is necessary to remove at least the fuel gas supply equipment from the fuel cell main body and attached equipment at a stroke simply by removing the subframe from the vehicle body component. Can be removed easily. Further, since at least the fuel gas supply facility of the fuel cell main body and attached facilities is assembled to the subframe in a state of being detached from the vehicle body, maintenance and inspection work can be easily performed.
[0008]
The accessory equipment as described above is provided with various pipes for passing a gas such as fuel gas in the fuel cell main body, and at least the fuel gas of the fuel cell main body and the accessory equipment is provided. Since the supply equipment is pre-assembled to the sub-frame, these pipes will be assembled in a pre-connected state, and there is no need to connect the pipes when assembling to the vehicle body. Therefore, it is possible to reduce the possibility of stress concentration and damage due to relative displacement. In addition, as described above, since at least a part of the accessory equipment is assembled in advance to the subframe, the number of locations where the pipes are connected to each other when the subframe is assembled to the vehicle body constituent member can be reduced. It is possible to reduce the damage and facilitate the assembly work.
[0009]
Moreover, since the sub-frame has a predetermined rigidity, the sub-frame functions as a reinforcing member for maintaining the rigidity of the entire vehicle body by being attached to the vehicle body constituting member. It is also possible to reduce the number of members for reinforcing the strength and to reduce the labor of processing for the reinforcement.
[0010]
  Therefore, it has become possible to provide a fuel cell-equipped vehicle that can be mounted in a form that facilitates assembly of the fuel cell system and that facilitates a fuel gas leak test.
  For example, it is conceivable that the sub-frame is formed by bending a flat plate-like member. However, in this case, in order to have a predetermined rigidity, the plate thickness is increased or many reinforcements are provided. There is a need to add a member, which may increase the weight and make it difficult to perform the assembling work. It is possible to reduce the weight of the subframe as compared with the case of the member, and it is easy to perform the assembling work on the vehicle constituent member.
[0012]
  According to claim 1,The subframe in which at least the fuel gas supply facility is assembled among the fuel cell main body and the auxiliary equipment is in a state where at least a part of the fuel cell system is inserted through an opening provided on the rear side of the vehicle floor. Thus, it is assembled to the vehicle body structural member. Thus, when the sub-frame having a predetermined rigidity is assembled, the opening provided on the rear side of the vehicle floor is reinforced.
[0013]
For example, as existing vehicle body structural members widely used in conventional automobiles, there are many things in which a plate-like body constituting a vehicle floor directly constitutes a vehicle body structural member. And by using such an existing vehicle body structure, an opening is provided on the rear side of the vehicle floor and the subframe is assembled, so that the cargo room space provided in the vehicle rear portion of the existing vehicle body can be reduced. If the fuel cell system can be effectively used and installed, and the fuel cell system is provided between the wheels directly under the floor of the passenger compartment as in the above-described conventional configuration, the maintenance inspection is performed after the vehicle body is assembled. Although there is a disadvantage that it is difficult to perform removal work for work, it is possible to make the fuel cell system easy to remove for maintenance and inspection work as compared with such a configuration.
[0014]
  In other words, since it is assembled in a state where at least a part of the fuel cell system is vertically inserted through an opening provided on the rear side of the vehicle floor, the space is provided in the rear part of the vehicle and wide in the vertical direction. It is possible to mount the fuel cell system by effectively using the cargo space, and it is possible to perform maintenance and inspection work of the fuel cell system through the opening and closing part for loading and unloading the cargo spaceIt becomes.
[0015]
  Claim2The vehicle equipped with the fuel cell according to claim1The sub-frame is configured so that the fuel cell main body is assembled on the higher side, and at least a part of the accessory equipment is assembled on the lower side than the fuel cell main body. .
[0016]
The fuel cell main body reacts with hydrogen and oxygen to perform a power generation operation by an electrochemical action, and water is generated as a result of the reaction of hydrogen and oxygen by such a power generation operation. Although it is necessary to discharge outside the main body, water generated in the fuel cell main body at this time is discharged to the outside through a discharge facility included in the attached equipment.
[0017]
  Therefore, the sub-frame is configured to assemble the fuel cell main body on the higher side, and to assemble at least a part of the attached equipment on the lower side than the fuel cell main body. By assembling the fuel cell main body lower than the fuel cell main body, the water generated in the fuel cell main body is easily discharged smoothly by natural flow through the discharge facility assembled lower than the fuel cell main body. Claim1A suitable means for carrying out is obtained.
[0018]
  Claim3The vehicle equipped with the fuel cell according to claim1 or 2The fuel cell main body and the fuel gas supply facility and the air supply facility among the accessory facilities are arranged such that the fuel gas supply facility is located closer to the center of the vehicle than the fuel cell main body, and the air supply facility is Located closer to the vehicle end than the fuel cell bodyAnd assembled in the sub-frame in a state of being aligned in the vehicle front-rear width direction, and the fuel gas supply equipment is provided in a state of being located below the rear seatIt is characterized by that.
[0019]
  That is, the fuel gas supply facility having a hydrogen supply pipe for supplying hydrogen to the fuel cell main body is located on the vehicle center side of the fuel cell main body and is positioned in the vehicle front-rear width.Line up in directionIt is assembled to the subframe in the state. In addition, the air supply equipment including an air supply pipe for supplying air, which is an oxygen-containing gas, to the fuel cell main body is located closer to the vehicle end than the fuel cell main body.In lineAssembled in the sub-frame in the state.
  Accordingly, since the fuel gas supply facility is disposed at a position close to the fuel cell main body, the hydrogen supply piping is shortened, the connection configuration of the piping is simplified, and the air supply facility is connected to the fuel cell main body. Since the air supply pipe is shortened, the connection configuration of the pipe can be simplified.
[0020]
  In addition, since the fuel gas supply facility is assembled to the subframe in a state of being positioned closer to the vehicle center than the fuel cell main body, the vehicle collides with an external object or another vehicle while the vehicle is running or stopped However, since the fuel gas supply equipment is less likely to be damaged, it is easy to avoid inconveniences such as hydrogen leakage due to the damage, and it is possible to improve safety in use.1 or 2Means suitable for implementation are obtained.
  The fuel cell vehicle according to claim 4 is the fuel cell vehicle according to claim 1 or 2, wherein the fuel gas supply facility and the air supply facility of the fuel cell main body and the accessory facility are connected to the fuel cell. It is located in the center of the vehicle relative to the main body and the air supply facility is positioned closer to the end of the vehicle than the main body of the fuel cell and is assembled to the subframe in a state of being aligned in the vehicle lateral width direction.
  That is, a fuel gas supply facility including a hydrogen supply pipe for supplying hydrogen to the fuel cell main body is mounted on the subframe in a state where the fuel gas supply equipment is located in the center of the vehicle with respect to the fuel cell main body and aligned in the vehicle lateral direction It is done. In addition, the air supply equipment including an air supply pipe for supplying air, which is an oxygen-containing gas, to the fuel cell main body is located closer to the vehicle end than the fuel cell main body and is aligned in the vehicle lateral direction. It is assembled to the subframe.
  Accordingly, since the fuel gas supply facility is disposed at a position close to the fuel cell main body, the hydrogen supply piping is shortened, the connection configuration of the piping is simplified, and the air supply facility is connected to the fuel cell main body. Since the air supply pipe is shortened, the connection configuration of the pipe can be simplified.
  In addition, since the fuel gas supply facility is assembled to the subframe in a state of being positioned closer to the vehicle center than the fuel cell main body, the vehicle collides with an external object or another vehicle while the vehicle is running or stopped However, since the fuel gas supply facility is less likely to be damaged, it is easy to avoid inconveniences such as hydrogen leakage due to the damage, and it is possible to improve safety in use. A suitable means for carrying out 2 is obtained.
[0021]
  A fuel cell vehicle according to claim 5 is the vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of the suspension mechanism isIt penetrates the space between the elongated frame members in the subframe.It is characterized by that.
[0022]
  SuspeSince part of the mechanism mechanism penetrates the subframe, the subframe can be mounted low, and various facilities can be arranged without narrowing the passenger compartment.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a fuel cell vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a fuel cell vehicle according to the present invention is configured as an electric vehicle that travels a vehicle body using an electric motor M for driving as a driving source, and a fuel for supplying electric power to the electric motor M. A fuel cell system S equipped with a battery main body 1 and attached equipment for operating the power generator is mounted. Although not described in detail, the fuel cell main body 1 is supplied with hydrogen gas as a fuel gas and air as an oxygen-containing gas, respectively, and performs a power generation by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. This is a fuel cell.
[0024]
In addition to the fuel cell main body 1, a battery 3 that can be charged as a secondary battery is also mounted, and even if the power generation of the fuel cell main body 1 is stopped, the battery 3 can run. If the state of charge of the battery 3 is sufficient, the consumption of hydrogen gas is suppressed by stopping the power generation of the fuel cell main body 1 or when the vehicle 3 is decelerated by a brake operation while driving the vehicle, The battery 3 is configured to be able to charge the generated regenerative power.
A motor control unit 4 is provided for controlling the operation of the electric motor M for driving. The motor control unit 4 is based on information on the depression amount of the accelerator pedal 5, detection information on the vehicle speed, and the like. The travel drive force is obtained, and the operation of the travel drive electric motor M is controlled so as to output the target travel drive force.
[0025]
Next, accessory equipment for operating the fuel cell main body 1 in the fuel cell system S to generate electricity will be described.
The auxiliary equipment includes a fuel gas supply equipment 6 for supplying hydrogen to the fuel cell main body 1, an air supply equipment 7 for supplying air to the fuel cell main body 1, and hydrogen gas discharged from the fuel cell main body 1. And a hydrogen exhaust system 8 for exhausting water generated by the electrochemical reaction to the outside, an air exhaust system 9 for exhausting the air exhausted from the fuel cell main body 1 to the outside, and the fuel cell main body 1. The cooling facility 10 for controlling the operation and the control facility 11 for electrically controlling the operation of each part are provided.
[0026]
More specifically, as shown in FIG. 2, a hydrogen cylinder 12 is provided that stores hydrogen gas, which is an example of fuel gas to be supplied to the fuel cell main body 1, in a high-pressure state, and stores the hydrogen cylinder. A hydrogen gas supply path is configured so that hydrogen gas is supplied from 12 through the hydrogen gas supply pipe 13 to the fuel cell main body 1. The hydrogen gas supply path is provided with a valve mechanism 18 such as a regulator 16 and an electromagnetic cutoff valve 17. The fuel gas supply facility 6 is constituted by the hydrogen cylinder 12, the hydrogen gas supply pipe 13, the valve mechanism 18 and the like. When the amount of hydrogen stored in the hydrogen cylinder 12 is reduced, it is necessary to fill with hydrogen gas, but the filling operation of hydrogen gas is performed through a filling supply pipe (not shown).
[0027]
On the other hand, a hydrogen exhaust path for discharging hydrogen gas discharged from the fuel cell main body 1 to the outside through the hydrogen exhaust pipe 19 is configured, and a hydrogen exhaust cutoff valve 20 that can open and close the path is formed in the hydrogen exhaust path. Is provided. The hydrogen exhaust equipment 8 is constituted by the hydrogen exhaust pipe 19 and the hydrogen exhaust cutoff valve 20. Further, water generated by the electrochemical reaction of the fuel cell main body 1 is also discharged to the outside through the hydrogen exhaust path together with hydrogen gas. The hydrogen exhaust cutoff valve 20 is normally in a closed state, and every time a set time elapses, the path is opened to discharge hydrogen gas and water.
[0028]
The motor-driven compressor 21 constitutes an air supply path for sucking air from the outside of the vehicle body through the air cleaner 22 and the intake pipe 23 and supplying the air to the fuel cell main body 1 through the air supply pipe 24. The compressor 21, the air cleaner 22, the intake pipe 23, the air supply pipe 24, and the like constitute the air supply facility 7. The air supplied from the air supply equipment 7 is supplied to the fuel cell main body 1 after being humidified by the humidifying module 25.
[0029]
An air exhaust path for exhausting air discharged from the fuel cell main body 1 to the outside through the air exhaust pipe 26 is configured. A muffler 28 is provided in the air exhaust path. The air exhaust system 9 is constituted by the air exhaust pipe 26, the muffler 28, and the like. In addition, the discharge side end of the hydrogen exhaust pipe 19 is connected to the air exhaust pipe 26 at an intermediate position on the upper side of the air flow direction from the muffler 28, and the fuel cell main body 1 is connected to this connection location. The combined gas obtained by joining the air discharged from the fuel cell and the hydrogen gas discharged from the fuel cell main body 1 is discharged to the outside through the muffler 28 in a state containing water.
[0030]
A cooling water circulation path is configured to circulate cooling water for cooling the inside of the fuel cell main body 1 through the cooling water circulation path 32 and the radiator 33 for heat dissipation. Is provided with a circulation pump 34 for forcibly circulating the cooling water. The cooling facility 10 includes the cooling water circulation path 32, the circulation pump 34, the radiator 33, and the like.
[0031]
Although not described in detail, each facility for passing gas and liquid as described above is provided with various sensors for detecting various information such as pressure and temperature in the pipe. Yes.
[0032]
The output terminal of the fuel cell main body 1 and a load such as an electric motor are electrically connected. And based on the detection information of the power generation voltage in the fuel cell main body 1 and the detection information of various sensors provided in each facility, the compressor 21, the circulation pump 34, and each facility are provided. A fuel cell control unit 38 using a microcomputer for controlling the operation of the entire fuel cell system S, such as various valves, is provided. The fuel cell control unit 38 constitutes the control facility 11.
[0033]
Next, the vehicle body mounting configuration of the fuel cell system S will be described.
In this fuel cell vehicle, the vehicle body constituting member 40 having the rigidity necessary for constituting the vehicle body is constituted by a so-called monocoque body integrally formed along the outer shape of the vehicle body, On the side, the plate-like body constituting the vehicle floor constitutes a part of the vehicle body constituting member 40 as it is. A subframe 39 to which the fuel cell main body 1 and the accessory equipment are assembled and having a predetermined rigidity is detachably attached to the vehicle body constituting member 40.
[0034]
More specifically, all the facilities surrounded by the phantom line in FIG. 2, that is, the fuel cell main body 1, the fuel gas supply facility 6, the air supply facility 7, the hydrogen exhaust facility 8, the air exhaust facility 9, and The subframe 39 is detachably attached to the vehicle body constituent member 40 in a state where all the constituent elements constituting each equipment of the cooling equipment 10 are assembled to the subframe 39 in advance.
[0035]
An opening 41 is provided on the rear side of the vehicle floor constituting a part of the vehicle body constituting member 40, and the subframe 39 can be assembled by inserting at least a part of the fuel cell system S through the opening 41. And it is attached to the vehicle body structural member 40 so as to reinforce the opening 41.
In addition, as shown in FIGS. 3 and 4, with respect to the vehicle body constituting member 40, a range from the lower side portion of the rear seat of the vehicle to the substantially rear end portion of the vehicle body, and substantially the entire width in the vehicle body width direction. A sub-frame 39 in which at least a part of the fuel cell main body 1 and the accessory equipment as described above is assembled to the opening 41 is formed from the lower side to the opening 41. 41 in a state where it is inserted, and is fastened with bolts Bo at a plurality of fastening action portions a, in the example shown in the drawing, two left and right places on the front side, two left and right places on the rear side, and several other places. The configuration is fixed. The sub frame 39 itself has a configuration having a predetermined rigidity, and in a state where the sub frame 39 is connected to the vehicle body constituting member 40, the opening 41 is reinforced.
[0036]
The sub-frame 39 is configured to assemble the fuel cell main body 1 on the higher side and assemble at least a part of the accessory equipment on the lower side than the fuel cell main body 1. In addition, the fuel cell main body 1 and the fuel gas supply facility 6 and the air supply facility 7 among the accessory facilities position the fuel gas supply facility 6 closer to the center of the vehicle than the fuel cell main body 1 and The air supply equipment 7 is assembled to the sub-frame 39 in a state of being arranged in the vehicle front-rear width direction in a state where the air supply facility 7 is positioned closer to the vehicle end than the fuel cell main body 1.
[0037]
The structure of the sub-frame 39 will be further described. As shown in FIG. 5, a rectangular frame-like and long frame material is three-dimensionally assembled in a ladder shape or a cross-beam shape. That is, as a plurality of frame materials, a plurality of lateral frame materials arranged such that the longitudinal direction is along the vehicle body width direction, a plurality of longitudinal frame materials arranged such that the longitudinal direction is along the vehicle body longitudinal direction, and the longitudinal direction Each of a plurality of vertically oriented frame members arranged so that the direction is along the vertical direction of the vehicle body and an oblique frame member arranged in an oblique direction is partly a ladder, and in some other parts It is configured to be integrally connected to each other by welding in a state of a cross beam.
[0038]
Each frame member as described above is assembled, and a pump mounting portion 39A for mounting and supporting the circulating pump 34 is formed on the front side of the vehicle body at the center in the lateral direction of the vehicle body. A cylinder mounting portion 39B for mounting and supporting the hydrogen cylinder 12, which is a large member, in a posture in which the longitudinal direction thereof is in the lateral direction of the vehicle body is formed on the rear side of the vehicle body. Further, a fuel cell mounting for mounting and supporting the fuel cell main body portion 1 which is a large member in a state of being positioned higher than the cylinder mounting portion 39B on the rear side of the vehicle body from the cylinder mounting portion 39B. A placement portion 39C is formed. Further, in a state where it is located further on the rear side of the vehicle body than the fuel cell mounting portion 39C and on the lower side of the fuel cell mounting portion 39C, and in an oblique posture in which the rear side of the vehicle body is higher on the rear side of the vehicle body. A compressor mounting portion 39D for mounting and supporting the compressor 21, which is a large member, is formed.
[0039]
The fuel cell mounting portion 39C is configured to be positioned higher than the cylinder mounting portion 39B. Therefore, as shown in FIG. A rectangular space is formed by 39. Therefore, the torsion beam 47 in the rear suspension mechanism 46, which is an example of a suspension mechanism, is configured to pass through this space. As shown in FIG. 6, the rear suspension mechanism 46 is configured to integrally connect the left and right trailing arms 48, 48 by a torsion beam 47 erected over the left and right trailing arms 48. The configuration is such that the free space of the frame 39 is used for arrangement. With this configuration, the fuel cell system S can be mounted by effectively utilizing the cargo space at the rear of the vehicle body without degrading the function of the rear suspension mechanism 46.
[0040]
As shown in FIG. 5, when the subframe 39 is attached to the vehicle component member 40, the torsion beam 47 can be inserted into the lower side of the battery mounting portion 39C when the rear suspension mechanism 46 is attached later. However, after the rear suspension mechanism 46 is mounted, the frame members on both the front and rear sides in the rectangular space below the battery mounting portion 39C are connected and fixed by the reinforcing material 49. Like to do.
[0041]
As shown in FIG. 4, the hydrogen gas supply pipe 13 and the valve mechanism 18 are disposed adjacent to the rear part of the hydrogen cylinder 12 on the vehicle body, and supply hydrogen to the fuel cell main body 1. The fuel gas supply facility 6 is arranged side by side on the front side of the vehicle body relative to the fuel cell main body 1, in other words, on the center side in the longitudinal direction of the vehicle body.
As shown in FIG. 3, an air cleaner 22 is provided above the compressor 21 so as to be supported by an air cleaner support portion 39E extending upward from the compressor mounting portion 39D of the subframe 39. The air intake pipe 23 for supplying air from the air cleaner 22 to the compressor 21 and the air supply pipe 24 for supplying air from the compressor 21 to the humidifying module 25 are arranged at a location close to the location where the compressor 21 is arranged. Thus, the air supply facility 7 for supplying air to the fuel cell main body 1 is arranged side by side with respect to the rear side of the vehicle body relative to the fuel cell main body 1, in other words, the end of the vehicle body in the longitudinal direction.
[0042]
The humidification module 25 is arranged side by side in the lateral direction of the vehicle body at one side of the fuel cell main body 1, but the exhaust muffler 28 is provided at a lower position below the compressor 21. The air exhaust pipe 26 for guiding the air discharged from the fuel cell main body 1 to the muffler 28 is positioned below the fuel cell main body 1.
Hydrogen gas and water discharged from the fuel cell main body 1 are discharged to the outside through the hydrogen exhaust pipe 19. As described above, the hydrogen exhaust pipe 19 is in the direction of air flow more than the muffler 28 in the air exhaust pipe 26. Since the air exhaust pipe 26 is located below the fuel cell main body 1, the water discharged from the fuel cell main body 1 naturally flows down. It will be discharged well in the state of.
[0043]
A set of the control equipment 11 is supported in a state of being housed in a box while being positioned above the fuel cell main body 1. In this way, the control equipment 11 is arranged in a vertically overlapping state with respect to the fuel cell main body 1 and other accessory equipment, so that the fuel cell can be compactly compact in a state where the arrangement space in the longitudinal direction of the vehicle body is reduced. System S can be installed.
[0044]
In this manner, the fuel cell system S can be mounted in a rational storage configuration that effectively uses the space below the rear seat of the vehicle and the cargo space formed behind the rear seat. Further, a shielding member 50 is provided to shield the arrangement area of the fuel cell system S and the vehicle interior space so that hydrogen gas does not flow into the vehicle interior space.
[0045]
As described above, the subframe 39 is detachably attached to the vehicle body component member 40 in a state where all the auxiliary equipment for operating the fuel cell to generate power is assembled in advance to the subframe 39. Therefore, not only the fuel gas leak test, but also all driving tests of the fuel cell system can be performed before assembling the vehicle, and after all such driving tests are completed, the fuel cell system can be directly applied to the vehicle body. It becomes possible to mount it, and the work can be performed very easily.
[0046]
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments are listed.
[0049]
(1In the above embodiment, the sub-frame is configured so that the fuel cell main body is assembled on the higher side, and at least a part of the attached equipment is assembled on the lower side than the fuel cell main body. Although illustrated, instead of this configuration, the fuel cell main body and at least a part of the accessory equipment may be provided at the same level in the vertical direction, and the fuel cell main body part of the accessory equipment You may provide in a lower level rather than at least one part. However, even in such a configuration, a configuration for properly discharging water generated by the power generation operation to the outside is necessary.
[0050]
(2In the above embodiment, the fuel cell main body, the fuel gas supply facility, and the air supply facility are illustrated as being assembled to the subframe in a state where they are aligned in the vehicle front-rear width direction. The fuel cell main body, the fuel gas supply facility, and the air supply facility may be assembled to the subframe in a state of being aligned in the vehicle width direction.
[0051]
(3) In the above embodiment, all the components of the fuel gas supply facility, the air supply facility, the hydrogen exhaust facility, the air exhaust facility, the control facility, and the cooling facility are assembled in advance in the subframe. For example, only the portion surrounded by the broken line in FIG. 2, that is, only the fuel cell main body and the fuel gas supply facility may be assembled in advance in the subframe. Further, in addition to the fuel cell main body and the fuel gas supply facility, a part of the above-mentioned accessory facilities that are selected in advance may be assembled together, and can be implemented in various forms.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of an entire vehicle body.
FIG. 2 is a configuration diagram of a fuel cell system.
FIG. 3 is a side view of a fuel cell system.
FIG. 4 is a plan view of a fuel cell system.
FIG. 5 is a perspective view of a subframe.
FIG. 6 is a perspective view showing a suspension mechanism.
[Explanation of symbols]
1 Fuel cell body
6 Fuel gas supply equipment
7 Air supply equipment
39 Subframe
40 Car body components
41 opening
46 Suspension mechanism
S Fuel cell system

Claims

A fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system equipped with a fuel cell main body and an accessory for operating the fuel cell,
Of the fuel cell main body and the auxiliary equipment, at least a fuel gas supply equipment is assembled, and a subframe having a predetermined rigidity is configured by three-dimensionally assembling a long frame material into a ladder shape or a cross beam shape, and, removably mounted et al is to the vehicle body structural member constituted by a monocoque body,
An opening is provided on a rear side of a vehicle floor, and the subframe is configured to allow at least a part of the fuel cell system to be inserted through the opening and to be reinforced, and to reinforce the opening. A vehicle equipped with a fuel cell attached to a component .

2. The fuel cell according to claim 1 , wherein the sub-frame is configured to assemble the fuel cell main body on a higher side, and to assemble at least a part of the accessory equipment on a lower side than the fuel cell main body. Car equipped.

A fuel gas supply facility and an air supply facility of the fuel cell main body and the auxiliary equipment position the fuel gas supply facility closer to the center of the vehicle than the fuel cell main body, and the air supply facility is the fuel. The fuel gas supply equipment is provided in a state in which the fuel gas supply equipment is positioned below the rear seat, and is assembled to the subframe in a state of being positioned closer to the vehicle end than the battery body and aligned in the vehicle front-rear width direction. Item 3. A fuel cell vehicle according to item 1 or 2.

A fuel gas supply facility and an air supply facility of the fuel cell main body and the auxiliary equipment position the fuel gas supply facility closer to the center of the vehicle than the fuel cell main body, and the air supply facility is the fuel. The fuel cell-equipped vehicle according to claim 1 or 2 , wherein the vehicle is mounted on the subframe in a state of being positioned closer to the vehicle end than the battery main body and aligned in the vehicle lateral width direction .

The fuel cell vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of the suspension mechanism passes through a space between the elongated frame members in the subframe .