JP4539110B2 - 燃料電池システムの車載構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池システムの車載構造に関する。

例えば下記特許文献１に記載されているように、燃料電池自動車の発電システムである燃料電池システム（パワープラント）は、衝突安全性確保およびスペース有効利用のため、前後輪間の車両床下に搭載されている。
特開２００３−１５１６０５号公報

ところで、燃料電池システムをユニット化（燃料電池を始めとする各種システム部品をケースに固定し上蓋をする）した上で車両に搭載すると、組立て性が向上する。

ところが、この場合、各種システム部品単体の整備をする際には、ユニット化した燃料電池システム全体を車両から外し、その後ユニットから整備対象部品を外す作業になるので、整備性が悪いという問題点がある。

そこで、本発明は、車両床下に搭載した燃料電池システムの整備性を向上させることを目的としている。

本発明によれば、燃料電池およびその補機類を含む各種システム部品からなる燃料電池システムを車両の床下に搭載する燃料電池システムの車載構造において、前記各種システム部品をそれぞれ個別に位置決めするフレームを、前記燃料電池システムの側方に配置して車両の床下に取り付けるとともに、前記各種システム部品を車両の床下に取り付け、前記燃料電池システムの車幅方向側方に配置したフレームと、前記各種システム部品との間に、前記燃料電池システムの電線を配置し、前記フレームの前記各種システム部品に対向する面に、前記電線を収容する凹部を設けることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、各種システム部品単体の整備を行う際には、各種システム部品毎に、フレームに対する位置決め状態を解除するとともに車両から取り外せばよく、燃料電池システム全体を車両から取り外す必要がないので、整備性が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

燃料電池システムは、図５に示すように、水素と酸素を化学反応させて電気を得る燃料電池１と、燃料電池１に水素タンク３から水素供給配管５を通して水素を供給する水素供給装置７と、燃料電池１に吸入口９から吸気管１１を通して空気（酸素）を供給する空気供給装置１３と、水素タンク３から水素供給装置７に流れる水素を加湿する水素加湿装置１５と、空気供給装置１３から燃料電池１に流れる空気（酸素）を加湿する空気加湿装置１９と、燃料電池１から発熱した熱を冷却媒体配管２１に冷却媒体を流して熱交換する熱交換装置２３と、水素加湿装置１５および空気加湿装置１９に純水配管２５を通して純水を循環供給して水素と酸素の加湿を補助する純水供給装置２７と、燃料電池１が発電した電気を駆動モータ２９やバッテリ３１に送電する強電ハーネス３３と、各種センサおよびコントローラ３５を制御する弱電ハーネス３７とを、それぞれ備えている。

上記した燃料電池システムにおける燃料電池１，水素供給装置７，空気供給装置１３，水素加湿装置１５，空気加湿装置１９，熱交換装置２３，純水供給装置２７は、燃料電池およびその補機類を含む各種システム部品に相当する。

このような燃料電池システムを、ここでは一つのユニット３９とし、このユニット３９を、整備組立て性を上げるためにサブモジュール化を行なう。

サブモジュール化は、燃料電池１を含む燃料電池モジュール４１と、水素加湿装置１５および空気加湿装置１９を互いに一体化した加湿モジュール４３と、水素供給装置７，空気供給装置１３，熱交換装置２３および純水供給装置２７を互いに一体化した各種流体の供給を行なう流体制御モジュール４５の三つのモジュールに分割する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係わるもので、各種システム部品となる上記した三つのモジュール４１，４３，４５を、フレーム４７にそれぞれ個別に位置決め固定した状態を示す斜視図である。フレーム４７は、燃料電池システムのユニット３９の周囲側方を覆う矩形の枠形状を呈しており、その単体の斜視図を図２に示す。

なお、図１，図２中で矢印ＦＲで示す方向が、燃料電池システムの車両搭載時での車両前方側となる。

上記したフレーム４７は、車幅方向左右両側方に位置する左，右側面フレーム４９，５１と、車両前後方向両側に位置する前，後面フレーム５３，５５とをそれぞれ備え、これらは断面矩形の中空部材となっている。なお、中空断面形状は円形であってもよい。

そして、フレーム４７の四隅の内側には、三角形状の取付具５７，５９，６１，６３を設け、この各取付具５７，５９，６１，６３を介して、フレーム４７に取り付けた燃料電池システムとともに車両下方から見た斜視図として図３に示す左右の車両メインフレーム６５，６７に取り付ける。

各取付具５７，５９，６１，６３のうち、左側面フレーム４９の車両後方に位置する取付具６１と右側面フレーム５１の車両前方に位置する取付具５９には、それぞれ貫通孔６１ａ，５９ａを設け、この貫通孔６１ａ，５９ａに車両メインフレーム６５，６７の対応する位置の下面に設けた２本のスタッドボルト６５ａ，６７ａをそれぞれ挿入して下方からナットを締結する。

一方、各取付具５７，５９，６１，６３のうち、左側面フレーム４９の車両前方に位置する取付具５７と右側面フレーム５１の車両後方に位置する取付具６３にも、それぞれ貫通孔５７ａ，６３ａを設け、この貫通孔５７ａ，６３ａには下方からボルト６８を挿入して、これに対応する車両メインフレーム６５，６７に設けたねじ孔６５ｂ，６７ｂに締結する。これにより、フレーム４７が車両床下の車両メインフレーム６５，６７に固定された状態となる。

また、上記したフレーム４７の内側に配置する燃料電池システムのユニット３９は、車両メインフレーム６５，６７に対し、燃料電池モジュール４１を左右２個ずつの部品ブラケット６９，７１を介して取り付け、加湿モジュール４３を左右１個ずつの部品ブラケット７３，７５を介して取り付け、流体制御モジュール４５を左右１個ずつの部品ブラケット７７，７９を介して取り付ける。

上記した各部品ブラケット６９，７１，７３，７５，７７，７９は、基本的な構造は同じであるので、図１のＡ−Ａ断面図である図４に示す燃料電池モジュール４１を取り付ける部品ブラケット６９による取付構造について代表して説明する。なお、図４中で符号８０は、車両メインフレーム６５，６７を取り付ける車両フロアパネルである。

部品ブラケット６９は、車両メインフレーム６５の下面に部品固定ボルト８１によって固定する車両固定部６９ａと、燃料電池モジュール４１の側面にブラケット固定ボルト８３によって固定する部品固定部６９ｂとを有して全体でＬ字形状を呈し、車両固定部６９ａと部品固定部６９ｂとの間に補強部６９ｃを設けている。

部品固定ボルト８１は、車両固定部６９ａの貫通孔６９ｄおよび車両メインフレーム６５の貫通孔６５ｃに貫通させて、その裏側に固定してあるウェルドナット８５に締結する。一方、ブラケット固定ボルト８３は、部品固定部６９ｂの貫通孔６９ｅに貫通させて、燃料電池モジュール４１のねじ孔４１ａに締結する。

また、燃料電池モジュール４１を、フレーム４７の内側にて位置決めを行うために、左側面フレーム４９の外側から位置決め具としての部品位置決めボルト８７をボルト挿入孔４８（図２参照）に貫通させ、その先端を部品ブラケット６９の部品固定部６９ｂにさらに貫通させて燃料電池モジュール４１の図示しないねじ孔に締結する。

なお、部品位置決めボルト８７は、部品ブラケット６９の部品固定部６９ｂにねじ孔を設け、このねじ孔に締結してもよい。また、部品位置決めボルト８７に代わる位置決め具として、位置決めピンを用いてもよい。

上記した燃料電池システムは、燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールに、それぞれ部品ブラケット６９，７１，部品ブラケット７３，７５および部品ブラケット７７，７９をブラケット固定ボルト８３により固定した上で、フレーム４７に対し各モジュールを部品位置決めボルト８７により位置決め固定する。

その後、燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールを、各部品ブラケット６９，７１，７３，７５，７７，７９を介して、部品固定ボルト８１により、車両メインフレーム６５，６７の下面に固定する。これと同時に、フレーム４７を前記図２に示した四隅の取付具５７，５９，６１，６３を介して車両メインフレーム６５，６７の下面に固定する。

上記した燃料電池システムの車載構造によれば、各種システム部品単体、すなわち燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールに対して整備を行う際には、この各モジュール毎に、部品位置決めボルト８７を外してフレーム４７に対する位置決め状態を解除するとともに、部品固定ボルト８１を外して車両メインフレーム６５，６７から取り外せばよい。この場合、燃料電池システムのユニット３９全体を車両から取り外す必要がないので、整備性が向上する。

また、車両からの入力荷重は、各種システム部品である燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールに対し、フレーム４７を介することなく部品ブラケット６９，７１，７３，７５，７７，７９を介して直接加わる構造なので、燃料電池システムの側方に配置したフレーム４７の強度および剛性を低減できる。これにより、フレーム４７の軽量化ができるとともに燃料電池システム支持構造全体のコンパクト化が可能となり、車両の床下という限られたスペース内を有効利用することができる。

また、燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールは、フレーム４７に位置決めするため、互いに相対移動が可能であり、これにより、これら各モジュール相互を連結する配管に対して無理な負荷がかかることを防止できる。

さらに、燃料電池システムの側方に配置したフレーム４７を、車両前後方向に延在する車両メインフレーム６５，６７に取付ける構造なので、車両衝突時にはその衝突荷重を車両メインフレーム６５，６７が受けることで、フレーム４７の破損を防止でき、燃料電池システムを保護することができる。

上記したフレーム４７は、燃料電池システムの側方を覆っているだけなので、フレーム４７の内側部分における車両フロアパネル８０と燃料電池システムの各モジュール４１，４３，４５との間のスペースを有効に活用できる。

また、フレーム４７は、燃料電池システムの側方を覆っているだけなので、アンダガード（アンダカバー）を設ける場合には、アンダガードを軽量材（例えば樹脂など）で構成できるため軽量化ができるとともに、アンダガードと各モジュール４１，４３，４５との間のスペースを有効に活用できる。

図６は、本発明の第２の実施形態を示す、前記図４に相当する断面図である。この実施形態は、フレーム４７における左側面フレーム４９（右側面フレーム５１でもよい）の前記各モジュール４１，４３，４５からなる燃料電池システムに対向する面に、前記図５に示した電線としての弱電ハーネス３７や、水素供給配管５などの燃料電池システムの配管を収容する凹部４９ａを設けている。

上記した凹部４９ａの深さ（図６中で左右方向の寸法）を、弱電ハーネス３７や水素供給配管５の直径とほぼ同等とすることで、弱電ハーネス３７や水素供給配管５は、凹部４９ａを有しない図４のフレーム４７の外形線から外側への突出量を少なくすることができ、これにより弱電ハーネス３７や水素供給配管５をフレーム４７と燃料電池システムとの間に配置しても、これら相互間のスペースを利用して各モジュール４１，４３，４５やフレーム４７の車両への取付作業が容易となる。また、弱電ハーネス３７や水素供給配管５は、燃料電池システムと反対の外側をフレーム４７が覆うので、外側からの入力に対して保護することができる。

また、弱電ハーネス３７や水素供給配管５を固定するためのクリップ孔やボルト止め点は、フレーム４７の内側に形成できるので、これらが外側から見えることはなく、外観品質に与える影響を低減することができる。

さらに、弱電ハーネス３７や水素供給配管５を燃料電池システムの側方に配置したので、これらの取付け取外し作業が上下方向から可能となり、整備性が向上する。

図７は、本発明の第３の実施形態を示す、前記図１に相当する斜視図である。この実施形態は、前面フレーム５３の車幅方向中央部に、上部から図８（ａ）に示すような矩形状の切欠部５３ａを設け、この切欠部５３ａに、配管継手８９を一体に固定した固定具としての固定板９１を、図８（ｂ）のように嵌め込み固定する。なお、配管継手８９は、固定板９１に対して密着固定して固定板９１とともに配管継手モジュール９３を構成する。

上記した固定板９１は、車幅方向両側部および下部を前面フレーム５３の中空部材内部に差し込み、車両前方からねじ９５を前面フレーム５３のねじ挿入孔５３ｂに挿入し、固定板９１のねじ孔９１ａに締結する。これにより、固定板９１と前面フレーム５３とは相互間に密着した状態となる。

上記した配管継手８９は、前面フレーム５３に取り付けた状態で、フレーム４７の内側の燃料電池システムと同外側の他部品とを接続する。

上記した第３の実施形態によれば、フレーム４７の前面フレーム５３に、燃料電池システムと車両側の他部品との間を配管接続する配管継手８９を固定しているので、車両からフレーム４７の内側の燃料電池システムへ配管接続する際の整備作業性が向上する。

また、配管継手８９は、前面フレーム５３に固定板９１を介して密着した構造なので、車両走行時に車両前方からタイヤによって跳ね上げられた砂利などが当たる現象から燃料電池システムを保護することができる。

図９は、本発明の第４の実施形態を示す、前記図１に相当する斜視図である。この実施形態は、車両フロアパネル８０の車幅方向中央部の下面に、車両前後方向に延びるフロアトンネル９９を燃料電池システムに対向して設け、このフロアトンネル９９内に、前記図５に示した水素供給配管５を配置する。

上記した第４の実施形態によれば、フレーム４７は、燃料電池システムの側方にあるのみで上方が開放しているので、上方のフロアトンネル９９内空間への水素供給配管５の設置が容易にでき、かつ衝突時の衝撃から水素供給配管５をフロアトンネル９９によって保護することができる。

図１０は、本発明の第５の実施形態を示す、前記図１に相当する斜視図である。この実施形態は、上記した図９におけるフロアトンネル９９内に、水素供給配管５に代えて、前記図５に示した電線としての強電ハーネス３３を配置している。

上記した第５の実施形態によれば、フレーム４７は、燃料電池システムの側方にあるのみで上方が開放しているので、上方のフロアトンネル９９内空間への強電ハーネス３３の設置が容易にでき、かつ衝突時の衝撃から強電ハーネス３３をフロアトンネル９９によって保護することができる。

図１１は、本発明の第６の実施形態に係わるフレーム４７の右側面フレーム５１と前面フレーム５３との接続部付近を示す斜視図である。

この実施形態は、中空部材としている右側面フレーム５１の車両前端部の開口部を、全体を枠形状としているフレーム４７の外側の空気を中空部材内に取り入れる空気取入口５１ａとし、かつ右側面フレーム５１の前面フレーム５３近傍の内側面には、中空部材内に取り入れた空気をフレーム４７の内側に放出する空気放出口５１ｂを設けている。

また、上記した空気放出口５１ｂに対応する位置の右側面フレーム５１の内面には、中空部材内の空気を、空気取入口５１ａから空気放出口５１ｂに向けて流す換気ファン１０１を設けている。

上記した第６の実施形態によれば、燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールを備える燃料電池システム部分の下部を覆うアンダガード（アンダカバー）が存在しても、換気ファン１０１の駆動により、外気が空気取入口５１ａから右側面フレーム５１内に入り込み、空気放出口５１ｂから燃料電池システムの設置スペースに流出し、燃料電池システム設置スペースの換気を確実に行うことができる。

図１２（ａ）は、本発明の第７の実施形態を示す、前記図４に相当する断面図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。この実施形態は、板状の部品ブラケット１０３を燃料電池モジュール４１の側面にブラケット固定ボルト８３によって固定するとともに、部品ブラケット１０３から左側面フレーム４９に向けて支持ロッド１０５を突出させ、この支持ロッド１０５をソフトマウント部１０７を介して車両メインフレーム６５に連結している。

ソフトマウント部１０７は、弾性材からなるマウント材としてのゴム材１０９とブラケット１１１とを有する。ブラケット１１１は、図１２（ｂ）に示すように、内部にゴム材１０９を収容固定するゴム材収用部１１３と、車両メインフレーム６５に部品固定ボルト８１によって固定される一対の固定フランジ部１１５とをそれぞれ備える。

ブラケット１１１のゴム材収容部１１３は、燃料電池モジュール４１に対向する面に、前記した支持ロッド１０５が挿入される貫通孔１１３ａを備え、貫通孔１１３ａに挿入する支持ロッド１０５は、その先端側をゴム材１０９の挿入孔１０９ａに挿入固定して連結する。この際、ゴム材収容部１１３の貫通孔１１３ａは、支持ロッド１０５の直径より充分大きくして支持ロッド１０５がブラケット１１１に対して揺動可能とする。

なお、この例においても、図示していないが、図４と同様に部品位置決めボルト８７を使用するが、ここでの部品位置決めボルト８７は、ブラケット１１１のゴム材収容部１１３に締結する。

上記した第７の実施形態によれば、燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールを、ソフトマウント部１０７を介して車両に支持するので、燃料電池システムの低温起動時に解凍が必要な純水を有する部品のヒータ熱を、車両メインフレーム６５，６７の金属に奪われることを阻止でき、低温起動性が向上する。

また、第７の実施形態においても、各種システム部品単体、すなわち燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールに対して整備を行う際には、この各モジュール毎に、図１２では図示していない部品位置決めボルト８７を外してフレーム４７に対する位置決め状態を解除するとともに、部品固定ボルト８１を外して車両メインフレーム６５，６７からソフトマウント部１０７とともに取り外せばよい。この場合、燃料電池システムのユニット３９全体を車両から取り外す必要がないので、整備性が向上する。

燃料電池システムを車両へ取り付ける際には、ソフトマウント部１０７を各モジュール４１，４３，４５に取り付けた状態で行う。

図１３は、本発明の第８の実施形態を示す、前記図１２（ａ）に相当する断面図である。この実施形態は、第７の実施形態の変形例であり、左側面フレーム４９の一部を、ソフトマウント部１０７におけるブラケット１１１のゴム材収容部１１３の下方に配置し、部品位置決めボルト８７を左側面フレーム４９に貫通させてその先端を燃料電池モジュール４１に締結する。

なお、左側面フレーム４９のソフトマウント部１０７以外の部分は、車両メインフレーム６５の下面に接触させ、図１のものと同様に四隅の取付具５７，５９，６１，６３を介して車両メインフレーム６５に固定する。

また、ソフトマウント部１０７におけるソフトマウント固定用ボルト１１７を、ブラケット１１１のゴム材収容部１１３およびゴム材１０９に貫通させてその先端を板状の部品ブラケット１０３または燃料電池モジュール４１に締結する。この際、ソフトマウント固定用ボルト１１７は、ゴム材１０９に対して固定状態とし、ゴム材収容部１１３の貫通孔１１３ａをソフトマウント固定用ボルト１１７の直径より充分大きくするとともに、貫通孔１１３ｂをソフトマウント固定用ボルト１１７の頭部より充分大きくし、ソフトマウント固定用ボルト１１７がブラケット１１１に対して揺動可能とする。

この実施形態においても、燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールを、ソフトマウント部１０７を介して車両に支持するので、燃料電池システムの低温起動時に解凍が必要な純水を有する部品のヒータ熱を、車両メインフレーム６５，６７の金属に奪われることを阻止できる。

また、第８の実施形態おいても、各種システム部品単体、すなわち燃料電池モジュール４１，加湿モジュール４３および流体制御モジュール４５の三つのモジュールに対して整備を行う際には、この各モジュール毎に、部品位置決めボルト８７を外してフレーム４７に対する位置決め状態を解除するとともに、ソフトマウント固定用ボルト１１７を外して車両メインフレーム６５，６７から取り外せばよい。この場合、燃料電池システムのユニット３９全体を車両から取り外す必要がないので、整備性が向上する。

燃料電池システムを車両へ取り付ける際には、車両にソフトマウント部１０７を取り付けた状態で行う。

第９の実施形態として、特に図示はしないが、中空部材としたフレーム４７の中空部に吸音材を充填して設ける。

この場合には、吸音材をフレーム４７内に設けるので、燃料電池システムの設置スペースを減少させることなく騒音振動対策ができる。

なお、上記した各実施形態において、フレーム４７の下部に燃料電池システムの下方を覆うアンダガード（アンダカバー）を設置してもよい。

本発明によれば、前記各種システム部品に部品ブラケットを設け、この部品ブラケットを介して前記各種システム部品を前記車両の床下に取り付けるようにしたので、各種システム部品単体の整備を行う際には、各種システム部品毎に、フレームに対する位置決め態を解除するとともに、部品ブラケットを介して車両から取り外せばよく、燃料電池システム全体を車両から取り外す必要がないので、整備性が向上する。

前記各種システム部品を位置決め具により前記フレームに位置決め固定するので、燃料電地システム全体のユニット化が容易となる。

前記燃料電池システムの車幅方向側方に配置したフレームと、前記各種システム部品との間に、前記燃料電池システムの電線を配置したので、電線は燃料電池システムと反対の外側がフレームで覆われることとなり、外側からの入力に対して保護することができる。また、電線を固定するためのクリップ孔は、フレームの内側に形成できるので、これらが外側から見えることはなく、外観品質に与える影響を低減することができる。さらに、電線は、燃料電池システムの側方に配置したので、その取付け取外し作業が上下方向から可能となり、整備性が向上する。

前記フレームの前記各種システム部品に対向する面に、前記電線を収容する凹部を設けたので、フレームから外方への電線の突出量を低減でき、電線をフレームと燃料電池システムとの間に配置しても、これら相互間のスペースを利用して各種システム部品やフレームの車体への取付作業が容易となる。

前記燃料電池システムの車幅方向側方に配置したフレームと、前記各種システム部品との間に、前記燃料電池システムの配管を配置したので、配管は燃料電池システムと反対の外側がフレームで覆われることとなり、外側からの入力に対して保護することができる。また、配管を固定するためのクリップ孔やボルト止め点は、フレームの内側に形成できるので、これらが外側から見えることはなく、外観品質に与える影響を低減することができる。さらに、配管は、燃料電池システムの側方に配置したので、その取付け取外し作業が上下方向から可能となり、整備性が向上する。

前記フレームの前記各種システム部品に対向する面に、前記配管を収容する凹部を設けたので、フレームから外方への配管の突出量を低減でき、配管をフレームと燃料電池システムとの間に配置しても、これら相互間のスペースを利用して各種システム部品やフレームの車体への取付作業が容易となる。

前記フレーム内側の前記燃料電池システムの配管と、同外側の配管とを連通接続する配管継手を、固定具と一体化させて配管継手モジュールとし、この配管継手モジュールを、前記フレームに設けた切欠部に前記固定具を嵌め込み固定するので、車両からフレーム内側の燃料電池システムへ配管接続する際の整備作業性が向上する。

また、配管継手は、フレームに対し固定具を介して密着した構造なので、車両走行時に車両前方からタイヤによって跳ね上げられた砂利などが当たる現象から燃料電池システムを保護することができる。

車両の床下に前記燃料電池システムに対向してフロアトンネルを設け、このフロアトンネル内に、燃料電池に水素を供給するための水素供給配管を配置したので、フレームは、燃料電池システムの側方にあるのみで上方が開放していることから、上方のフロアトンネル内空間への水素供給配管の設置が容易にでき、かつ衝突時の衝撃から水素供給配管をフロアトンネルによって保護することができる。

車両の床下に燃料電池システムに対向してフロアトンネルを設け、このフロアトンネル内に、燃料電池システムの電線を配置したので、フレームは、燃料電池システムの側方にあるのみで上方が開放していることから、上方のフロアトンネル内空間への電線の設置が容易にでき、かつ衝突時の衝撃から電線をフロアトンネルによって保護することができる。

前記フレームを、中空部材としてその全体を燃料電池システムの周囲を覆う枠形状とし、前記フレームに、その枠形状の外側の空気を前記中空部材内に取り入れる空気取入口を設けるとともに、この取り入れた空気を前記枠形状の内側に放出する空気放出口を設け、前記空気取入口から前記空気放出口に向けて空気を流す換気ファンを設けたので、燃料電池システムの各種システム部品の下部を覆うアンダガード（アンダカバー）が存在しても、換気ファンの駆動により、外気がフレーム内に入り込み、空気放出口から燃料電池システムの設置スペースに流出し、燃料電池システム設置スペースの換気を確実に行うことができる。

前記各種システム部品を、弾性材からなるマウント材を介して車両の床下に取り付けるので、燃料電池システムの低温起動時に解凍が必要な純水を有する部品のヒータ熱を、車両の金属に奪われることを阻止できる。

前記フレームを中空部材とし、この中空部材内に吸音材を設けたので、燃料電池システムの設置スペースを減少させることなく騒音振動対策ができる。

本発明の第１の実施形態に係わる各種システム部品をフレームに位置決めした状態を示す斜視図である。 図１に示したフレーム単体の斜視図である。 図１の燃料電池システムを車両床下の車両メインフレームに取り付ける状態を示す分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 燃料電池システムの全体構成図である。 本発明の第２の実施形態を示す、図４に相当する断面図である。 本発明の第３の実施形態を示す、図１に相当する斜視図である。 （ａ）は第３の実施形態における要部の分解斜視図、（ｂ）は同組み立てた状態の斜視図である。 本発明の第４の実施形態を示す、図１に相当する斜視図である。 本発明の第５の実施形態を示す、図１に相当する斜視図である。 本発明の第６の実施形態に係わる右側面フレームと前面フレームとの接続部付近を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の第７の実施形態を示す、図４に相当する断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第８の実施形態を示す、図１２（ａ）に相当する断面図である。

符号の説明

５ 水素供給配管
３３ 強電ハーネス（電線）
４１ 燃料電池モジュール（システム部品）
４３ 加湿モジュール（システム部品）
４５ 流体制御モジュール（システム部品）
３７ 弱電ハーネス（電線）
４７ フレーム
４９ａ 凹部
５１ａ 空気取入口
５１ｂ 空気放出口
５３ａ 切欠部
６９ 部品ブラケット
８７ 部品位置決めボルト（位置決め具）
８９ 配管継手
９１ 固定板（固定具）
９３ 配管継手モジュール
９９ フロアトンネル
１０１ 換気ファン
１０９ ゴム材（弾性材，マウント材）

Claims (10)

1. 燃料電池およびその補機類を含む各種システム部品からなる燃料電池システムを車両の床下に搭載する燃料電池システムの車載構造において、
   前記各種システム部品をそれぞれ個別に位置決めするフレームを、前記燃料電池システムの側方に配置して車両の床下に取り付けるとともに、
   前記各種システム部品を車両の床下に取り付け、
   前記燃料電池システムの車幅方向側方に配置したフレームと、前記各種システム部品との間に、前記燃料電池システムの電線を配置し、
   前記フレームの前記各種システム部品に対向する面に、前記電線を収容する凹部を設けたことを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
2. 燃料電池およびその補機類を含む各種システム部品からなる燃料電池システムを車両の床下に搭載する燃料電池システムの車載構造において、
   前記各種システム部品をそれぞれ個別に位置決めするフレームを、前記燃料電池システムの側方に配置して車両の床下に取り付けるとともに、
   前記各種システム部品を車両の床下に取り付け、
   前記燃料電池システムの車幅方向側方に配置したフレームと、前記各種システム部品との間に、前記燃料電池システムの配管を配置し、
   前記フレームの前記各種システム部品に対向する面に、前記配管を収容する凹部を設けたことを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
3. 燃料電池およびその補機類を含む各種システム部品からなる燃料電池システムを車両の床下に搭載する燃料電池システムの車載構造において、
   前記各種システム部品をそれぞれ個別に位置決めするフレームを、前記燃料電池システムの側方に配置して車両の床下に取り付けるとともに、
   前記各種システム部品を車両の床下に取り付け、
   前記燃料電池システムの車幅方向側方に配置したフレームと、前記各種システム部品との間に、前記燃料電池システムの配管を配置し、
   前記フレーム内側の前記燃料電池システムの配管と、同外側の配管とを連通接続する配管継手を、固定具と一体化させて配管継手モジュールとし、この配管継手モジュールを、前記フレームに設けた切欠部に前記固定具を嵌め込み固定することを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
4. 燃料電池およびその補機類を含む各種システム部品からなる燃料電池システムを車両の床下に搭載する燃料電池システムの車載構造において、
   前記各種システム部品をそれぞれ個別に位置決めするフレームを、前記燃料電池システムの側方に配置して車両の床下に取り付けるとともに、
   前記各種システム部品を車両の床下に取り付け、
   前記フレームを、中空部材としてその全体を前記燃料電池システムの周囲を覆う枠形状とし、前記フレームに、その枠形状の外側の空気を前記中空部材内に取り入れる空気取入口を設けるとともに、この取り入れた空気を前記枠形状の内側に放出する空気放出口を設け、前記空気取入口から前記空気放出口に向けて空気を流す換気ファンを設けたことを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料電池システムの車載構造において、前記各種システム部品に部品ブラケットを設け、この部品ブラケットを介して前記各種システム部品を車両の床下に取り付けることを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料電池システムの車載構造において、前記各種システム部品を位置決め具により前記フレームに位置決め固定することを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の燃料電池システムの車載構造において、車両の床下に前記燃料電池システムに対向してフロアトンネルを設け、このフロアトンネル内に、前記燃料電池に水素を供給するための水素供給配管を配置したことを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
8. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の燃料電池システムの車載構造において、車両の床下に前記燃料電池システムに対向してフロアトンネルを設け、このフロアトンネル内に、前記燃料電池システムの電線を配置したことを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の燃料電池システムの車載構造において、前記各種システム部品を、弾性材からなるマウント材を介して車両の床下に取り付けることを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の燃料電池システムの車載構造において、前記フレームを中空部材とし、この中空部材内に吸音材を設けることを特徴とする燃料電池システムの車載構造。
    

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