JP4588543B2 - Arrangement structure of intake system members in fuel cell vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、燃料電池車両における燃料電池用の吸気系部材の配置構造に関する。 The present invention relates to an arrangement structure of intake system members for a fuel cell in a fuel cell vehicle.
従来、過給器で加圧した空気を加湿器で加湿した後に燃料電池に供給する燃料電池車両の吸気系において、燃料電池始動時等の低温時には前記加圧後の空気に加湿器をバイパスさせるべく吸気経路を切り替えるバイパスバルブを備えたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、上記燃料電池車両の吸気系においては、過給器、バイパスバルブ、及び加湿器等の多くの吸気系部材を配置する必要があるが、特に当該車両が自動二輪車のように小型のものである場合を考慮すると、前記吸気系部材を少ないレイアウトスペースに効率良く配置でき、かつ吸気系の圧損(圧力損失)も抑えるような構成であることが望ましい。
そこでこの発明は、吸気系の圧損を抑えた上で吸気系部材を効率良く配置できる燃料電池車両における吸気系部材の配置構造を提供する。
By the way, in the intake system of the fuel cell vehicle, it is necessary to arrange a lot of intake system members such as a supercharger, a bypass valve, and a humidifier, but the vehicle is particularly small like a motorcycle. Considering a certain case, it is desirable that the intake system members be efficiently arranged in a small layout space and that the pressure loss (pressure loss) of the intake system is suppressed.
Therefore, the present invention provides an arrangement structure for an intake system member in a fuel cell vehicle that can efficiently arrange an intake system member while suppressing pressure loss of the intake system.
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、水素と空気とを燃料として車両の駆動源である電動機(例えば実施例のモータ31)に対する供給電力を生成する燃料電池(例えば実施例の燃料電池51)と、外気を吸入し圧縮して出力する過給器(例えば実施例の過給器58)と、該過給器で圧縮された空気を加湿して前記燃料電池に対して供給する加湿器(例えば実施例の加湿器59)と、前記過給器の出力側と前記燃料電池との間を連結して前記加湿器をバイパスするバイパス通路(例えば実施例のバイパス通路87a)と、該バイパス通路の開閉を行うバイパスバルブ(例えば実施例のバイパスバルブ87)とを備えた燃料電池車両(例えば実施例の燃料電池車両1)における吸気系部材の配置構造において、前記バイパスバルブは、前記過給器と前記加湿器とを結ぶ直線(例えば実施例の直線T1)よりも外側に配置されると共に、前記過給器及び加湿器の近傍に配置される一方、前記過給器の出力側に連結されて前記加湿器に対して供給する空気温度を調整するインタークーラ(例えば実施例のインタークーラ86)を備え、該インタークーラは、前記直線よりも外側に配置されると共に、前記バイパスバルブは、前記過給器、加湿器、及びインタークーラによって囲まれる空間(例えば実施例の空間K1)内に配置されることを特徴とする。
As a means for solving the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is a fuel cell (for example, an embodiment) that generates electric power supplied to an electric motor (for example, the
この構成によれば、燃料電池車両におけるレイアウトスペースの効率化が可能となり、吸気系部材を効率良く配置することができる。特に、自動二輪車のように部材のレイアウトスペースの小さい車両においては、数多くの吸気系部材を如何なる場所に配置するかは極めて重要であり、これらを効率良く配置することの効果が高い。
また、燃料電池車両の吸気系における圧損を低減することができる。すなわち、過給器と加湿器との間、及び加湿器と燃料電池との間に配置される吸気管等の連結部材の長さを短くすることで、前記圧損の低減を図ることが可能となる。
さらに、加湿器、過給器、及びインタークーラの配置によって形成されるトライアングル状の空間内にバイパスバルブが配置されることとなり、燃料電池車両におけるレイアウトスペースのさらなる効率化が可能となる。
According to this configuration, the efficiency of the layout space in the fuel cell vehicle can be increased, and the intake system members can be efficiently arranged. In particular, in a vehicle having a small layout space for members, such as a motorcycle, it is extremely important to locate a large number of intake system members, and the effect of efficiently arranging these members is high.
Moreover, the pressure loss in the intake system of the fuel cell vehicle can be reduced. That is, it is possible to reduce the pressure loss by shortening the length of the connecting member such as an intake pipe disposed between the supercharger and the humidifier and between the humidifier and the fuel cell. Become.
Further, the bypass valve is arranged in a triangular space formed by the arrangement of the humidifier, the supercharger, and the intercooler, so that the layout space in the fuel cell vehicle can be further improved in efficiency.
請求項2に記載した発明は、ヘッドパイプ(例えば実施例のヘッドパイプ5)から車両後方に対して斜め下方に延出するダウンフレーム部(例えば実施例のダウンフレーム部10a)と、該ダウンフレーム部の後端から車両後方に延出する中間フレーム部(例えば実施例の中間フレーム部10b)と、該中間フレーム部の後端から車両後方に対して斜め上方に延出する後フレーム部(例えば実施例の後フレーム部10c)とを有するメインフレーム(例えば実施例のメインフレーム10)を備え、該メインフレームには駆動輪(例えば実施例の後輪32)を枢支するリアフレーム(例えば実施例のリアスイングアーム21)が揺動自在に連結され、かつ該メインフレームの上方には乗員用のシート(例えば実施例のシート41)が配設される燃料電池車両(例えば実施例の燃料電池車両1)における吸気系部材の配置構造において、水素と空気とを燃料として車両の駆動源である電動機(例えば実施例のモータ31)に対する供給電力を生成する燃料電池(例えば実施例の燃料電池51)と、外気を吸入し圧縮して出力する過給器(例えば実施例の過給器58)と、該過給器で圧縮された空気を加湿して前記燃料電池に対して供給する加湿器(例えば実施例の加湿器59)と、前記過給器の出力側と前記燃料電池との間を連結して前記加湿器をバイパスするバイパス通路(例えば実施例のバイパス通路87a)と、該バイパス通路の開閉を行うバイパスバルブ(例えば実施例のバイパスバルブ87)とを備え、前記バイパスバルブは、前記過給器と前記加湿器とを結ぶ直線(例えば実施例の直線T1)よりも外側に配置されると共に、前記過給器及び加湿器の近傍に配置されることを特徴とする。
The invention described in claim 2 includes a down frame portion (for example, the
この構成によれば、燃料電池車両におけるレイアウトスペースの効率化が可能となり、吸気系部材を効率良く配置することができる。特に、自動二輪車のように部材のレイアウトスペースの小さい車両においては、数多くの吸気系部材を如何なる場所に配置するかは極めて重要であり、これらを効率良く配置することの効果が高い。
また、燃料電池車両の吸気系における圧損を低減することができる。すなわち、過給器と加湿器との間、及び加湿器と燃料電池との間に配置される吸気管等の連結部材の長さを短することで、前記圧損の低減を図ることが可能となる。
According to this configuration, the efficiency of the layout space in the fuel cell vehicle can be increased, and the intake system members can be efficiently arranged. In particular, in a vehicle having a small layout space for members, such as a motorcycle, it is extremely important to locate a large number of intake system members, and the effect of efficiently arranging these members is high.
Moreover, the pressure loss in the intake system of the fuel cell vehicle can be reduced. That is, it is possible to reduce the pressure loss by shortening the length of the connecting member such as an intake pipe disposed between the supercharger and the humidifier and between the humidifier and the fuel cell. Become.
請求項3に記載した発明は、前記過給器、加湿器、及びバイパスバルブは、前記シートの下方でかつ前記リアフレームの上方に位置する空間(例えば実施例の前部空間K3)内に配置されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the supercharger, the humidifier, and the bypass valve are disposed in a space (for example, the front space K3 in the embodiment) located below the seat and above the rear frame. It is characterized by being.
この構成によれば、燃料電池車両におけるシートとリアフレームとの間のデッドスペースを有効利用することで、レイアウトスペースのさらなる効率化が可能となる。 According to this configuration, it is possible to further increase the efficiency of the layout space by effectively using the dead space between the seat and the rear frame in the fuel cell vehicle.
この発明によれば、吸気系部材を効率良く配置することができると共に、吸気系の圧損を低減することができる。
この発明によれば、燃料電池車両におけるレイアウトスペースの効率化を図ることができる。
この発明によれば、燃料電池車両におけるデッドスペースの有効利用を図ることができる。
According to the present invention , the intake system members can be arranged efficiently, and the pressure loss of the intake system can be reduced.
According to the present invention , the efficiency of the layout space in the fuel cell vehicle can be improved.
According to the present invention, it is possible to effectively use the dead space in the fuel cell vehicle.
以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印FRは車両前方を、矢印LHは車両左方を、矢印UPは車両上方をそれぞれ示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the directions such as front, rear, left and right are the same as those in the vehicle unless otherwise specified. In the figure, the arrow FR indicates the front of the vehicle, the arrow LH indicates the left side of the vehicle, and the arrow UP indicates the upper side of the vehicle.
図1〜3に示すように、自動二輪車としての態様をなす燃料電池車両1は、その車体略中央に搭載された燃料電池51から供給される電力に基づいて、車両駆動用のモータ(電動機)31を駆動させて走行するものである。また、燃料電池車両1は、低床フロア部(以下、単にフロア部という)3を有するスクータ型車両でもあり、該フロア部3の内側には、略直方体状をなす前記燃料電池51が配置され、かつ燃料電池車両1の駆動輪である後輪32のホイール内には、所謂ホイールインモータとしての前記モータ31が配置される。モータ31は、そのケーシング31a内にモータ本体及び減速機構を有して一体のユニットとして構成されるもので、その出力軸が後輪車軸32aと同軸に配置された状態で、前記ホイール内に例えば左側から取り付けられる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the fuel cell vehicle 1 in the form of a motorcycle is based on electric power supplied from a
燃料電池車両1の前輪11は左右一対のフロントフォーク12の下端部に軸支され、これら各フロントフォーク12の上部はステアリングステム13を介して車体フレーム4前端部のヘッドパイプ5に操舵可能に枢支される。ステアリングステム13の上端部にはバー型のハンドル14が取り付けられ、該ハンドル14の右グリップ部にはスロットルグリップ15が装着されると共に、左右のグリップ部前方にはリア及びフロントブレーキレバー16,17がそれぞれ配置される。
The
車体フレーム4の後部には、上側ほど後方に位置するようにやや傾斜した状態で上下に延在するピボットプレート8が設けられ、該ピボットプレート8の中間部よりもやや下方となる部位には、リアスイングアーム(リアフレーム)21の前端部が、その後端側を車体上下方向に揺動可能とするべくピボット軸9を介して枢支される。リアスイングアーム21は、その左アーム体23がモータ31の前端部まで延びて該モータ31のケーシング31aを支持する一方、右アーム体24は後輪32の中心位置まで延びて後輪車軸32aを軸支する。このようなリアスイングアーム21とモータ31とを主として、燃料電池車両1のスイングユニットとしてのモータユニット20が構成される。
A
車体フレーム4の下部であって燃料電池51の下方となる部位には、車体前後方向に延在するリアクッション33が配置される。リアクッション33の後端部は車体フレーム4の下部に連結される一方、リアクッション33の前端部はリンク機構34を介してモータユニット20(リアスイングアーム21)の下部に連結される。リンク機構34は、モータユニット20の上下方向の揺動に伴い、リアクッション33を前後方向にストロークさせるもので、このようなリアクッション33のストロークにより、モータユニット20に入力された衝撃や振動が穏やかに吸収される。
A
車体フレーム4は、ヘッドパイプ5の上部から左右に分岐して斜め後下方に向けて延び、車体上下方向での略中間となる高さにおいて屈曲した後に後方に向けて延びるアッパチューブ6と、ヘッドパイプ5の下部から左右に分岐して斜め後下方に向けて延び、車体下端部において屈曲した後に後方に向けて延びるダウンチューブ7とを有し、各アッパチューブ6の後端部及びダウンチューブ7の後端部が、燃料電池51よりも後方に位置する前記ピボットプレート8の上端部及び下端部にそれぞれ結合される。以下、ダウンチューブ7において、ヘッドパイプ5から車体下端部における屈曲部7cまでの部位を前辺部7a、前記屈曲部7cからピボットプレート8までの部位を下辺部7bとして説明する。
The vehicle body frame 4 branches from the upper part of the
ここで、アッパチューブ6、ダウンチューブ7、及びピボットプレート8により、ヘッドパイプ5から斜め下後方に延びるダウンフレーム部10aと、該ダウンフレーム部10aの後端から後方に延びる中間フレーム部10bと、該中間フレーム部10bの後端から斜め上後方に延びる後フレーム部10cとが構成され、これら各フレーム部10a,10b,10cにより、スクータ型車両である燃料電池車両1におけるメインフレーム10が構成される。
Here, by the
各アッパチューブ6は、車体後端部へ至るべくピボットプレート8からさらに後方に向けて延びており、このような各アッパチューブ6の後半部分が、乗員用のシート41を支持するシートフレームとして用いられる。すなわち、アッパチューブ6におけるピボットプレート8よりも前方に位置する部位(メインフレーム10の後部上側を構成する部位)が、シート41前半の運転者用の着座部を支持し、アッパチューブ6におけるピボットプレート8よりも後方に位置する部位が、シート41後半の後部搭乗者用の着座部を支持する。
Each
燃料電池車両1は、その車体が主として合成樹脂からなる車体カバー42により覆われる。この車体カバー42は風防としても機能するもので、かつその一部が車体フレーム4(メインフレーム10)と共に前記フロア部3を構成する。車体フレーム4の下部中央には、車体を直立状態で支持するメインスタンド37が取り付けられると共に、車体フレーム4の下部左側には、車体を左側に傾斜させた起立状態で支持するサイドスタンド38が取り付けられる。
The fuel cell vehicle 1 is covered with a vehicle body cover 42 whose body is mainly made of synthetic resin. The vehicle body cover 42 also functions as a windshield, and a part thereof constitutes the floor portion 3 together with the vehicle body frame 4 (main frame 10). A
ここで、図4を参照して燃料電池車両1の燃料電池システムの概要について説明する。
燃料電池51は単位電池(単位セル)を多数積層してなる周知の固体高分子膜型燃料電池(PEMFC)であり、そのアノード側に燃料ガスとして水素ガスを供給し、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含む空気を供給することで、電気化学反応により電力を生成すると共に水を生成するものである。
Here, the outline of the fuel cell system of the fuel cell vehicle 1 will be described with reference to FIG.
The
前記燃料ガスとしての水素ガスは、水素ボンベ52から遮断弁53を介して所定圧力をもって(換言すれば所定の高圧状態で)燃料電池51に供給され、かつ発電に供された後には水素循環流路54内に導入される。この水素循環流路54において、未反応の水素ガスは、水素ボンベ52からの新鮮な水素ガスと共に燃料電池51に繰り返し供給される。水素循環流路54内を循環する水素ガスは、パージ弁55を介して希釈装置56内に導入可能とされる。
The hydrogen gas as the fuel gas is supplied from the
一方、前記酸化剤ガスとしての空気は、エアクリーナ装置57を介して過給器58内に導入された後に、所定圧力に加圧(圧縮)された状態で燃料電池51に供給され、かつ発電に供された後には希釈装置56内に導入される。
On the other hand, the air as the oxidant gas is introduced into the
ここで、図中符号86は過給器58で圧縮した後の空気(酸化剤ガス)を冷却する水冷式のインタークーラを、符号59はインタークーラ86を通過した後の酸化剤ガスを加湿する加湿器を、符号87aは過給器58と燃料電池51との間を連結してインタークーラ86及び加湿器59をバイパスするバイパス通路を、符号87はバイパス通路87aを開閉して燃料電池51始動時等の低温時に過給器58からの圧縮空気にインタークーラ86及び加湿器59をバイパスさせるバイパスバルブを、符号88は燃料電池51における酸化剤ガスの圧力を調整するための背圧弁をそれぞれ示す。
Here,
そして、水素循環流路54に設けられたパージ弁55が開作動することで、反応後の水素ガスが希釈装置56内に導入される。該希釈装置56において集積された水素ガスは、同じく希釈装置56において集積された燃料電池51からの排出空気と混合、希釈処理された後に、サイレンサ61を介して大気に放出される。
Then, the
また、燃料電池51における生成水の一部は、該燃料電池51から排出される空気(オフガス)と共に水蒸気として加湿器59内に導入され、燃料電池51供給前の新たな空気(酸化剤ガス)の加湿に供される。なお、加湿器59で抽出されなかった水分は、希釈装置56を経た後に反応済みガスと共に水蒸気として排出されるか、希釈装置56内で凝結した後に排水管等を介して排出される。
Further, part of the generated water in the
この燃料電池システムの運転は、ECU(Electrical Control Unit)70及びVCU(Voltage Control Unit、制御部)62により制御される。
ECU70はVCU62に対して接続されており、該ECU70が、スロットルグリップ15からのスロットル開度信号、ブレーキ信号、及び車速信号等に基づいて、燃料電池51における発電制御やモータ32における回生電力制御等を行う。
The operation of the fuel cell system is controlled by an ECU (Electrical Control Unit) 70 and a VCU (Voltage Control Unit, control unit) 62.
The
VCU62は、発熱源であるFET等のスイッチング素子等で構成され、ECU70からの指示に基づいて、バッテリ63や燃料電池51から供給される電力を変換(例えば、昇圧チョッパ)し、モータドライバ64や過給器58等に対して必要な電圧を供給する。すなわち、例えばECU70からの指示に基づいて過給器58等に供給する電圧を調整し、燃料電池51に対して供給される空気圧を調整することで、燃料電池51からの出力電力の増加等を図ったりするのである。なお、図示は略すが、VCU62は、パージ弁55、遮断弁53、背圧弁88、バイパスバルブ87、及びウォータポンプ67等の全電力駆動部品に接続されている。
The
上記燃料電池システムにおける冷却系は、燃料電池51及びモータ31のウォータジャケット、並びにインタークーラ86内及びモータドライバ64に隣接する冷却板(冷却器)65内の各水路を連通させる冷却水路66を形成し、該冷却水路66にウォータポンプ67及びラジエータ68を設けてなるものである。
The cooling system in the fuel cell system forms a
このような冷却系において、ウォータポンプ67の作動により冷却水路66内を冷却水が流通、循環することで、燃料電池51、モータ31、酸化剤ガス、及びモータドライバ64から吸熱すると共にこの熱がラジエータ68にて放熱される。なお、図中符号69は、燃料電池51の低温時等にラジエータ68を介さずに冷却水を循環させるためのサーモスタットを示す。
In such a cooling system, the operation of the
図1〜3を併せて参照して説明すると、水素ボンベ52は、円筒形の外観を有する一般的な高圧ガスボンベであり、金属と繊維強化プラスチックとからなる一般複合容器とされる。このような水素ボンベ52が、後輪32の上方であって車体後部右側において、その軸線がやや前下がりとなるように配置される。水素ボンベ52は、その右側端(外側端)が車体右側のアッパチューブ6の外側端よりもやや外側に位置し、かつ左側端(内側端)が後輪32の外側端よりもやや外側に位置するように配置される。
1-3, the
水素ボンベ52の前後端部は球状に形成されており、その前端部がピボットプレート8の前方に位置すると共に後端部が車体後端部に位置するように配置される。このような水素ボンベ52の後端部には、該水素ボンベ52の元栓71及び水素充填口72が配設されている。
The front and rear end portions of the
車体左側のアッパチューブ6は、やや後上がりとなるように傾斜して概ね直線的に後方に延びる一方、車体右側のアッパチューブ6は、車体左側のアッパチューブ6に対してピボットプレート8近傍において下方に向けて緩やかに変化するように設けられる。また、各アッパチューブ6は、ピボットプレート8近傍において車幅方向外側に緩やかに変化するように設けられる。
The
さらに、車体右側のアッパチューブ6は、その下側端が車体側面視で水素ボンベ52の下側端とほぼ重なるように設けられると共に、車体後端部において上方に向けて屈曲し、水素ボンベ52の元栓71及び水素充填口72を避けるようにして車体左側に向けて延びた後に、下方に向けて屈曲して車体左側のアッパチューブ6の後端部に結合される。
Further, the
燃料電池51は、車幅方向に幅広でかつ上下方向で扁平な直方体状をなし、その前壁部には酸化剤ガス及び水素ガスの供給口及び排出口、並びに冷却水の導入口及び導出口がそれぞれ設けられる。
The
図5,6を併せて参照して説明すると、燃料電池51の上方には、上下方向で扁平な箱型をなすVCU62が近接配置されると共に、燃料電池51の上部後方には、車幅方向に延在する加湿器59が近接配置され、かつ加湿器59左側部の斜め上後方には、過給器58が近接配置される。過給器58は、その過給器本体58a左側に車幅方向と平行な回転軸を有する駆動モータ58bを配置してなるもので、過給器本体58aの斜め下後部には、車幅方向に延在する吸入ダクト57bの左側部が接続される。
5 and 6, the
吸入ダクト57bは、その右側部が水素ボンベ52の下方に位置するように設けられ、該右側部には同じく水素ボンベ52の下方に位置するエアクリーナケース57aの前端部が接続される。これらエアクリーナケース57a及び吸入ダクト57bを主として、前記エアクリーナ装置57が構成される。
The
過給器本体58aの斜め上前側の吐出口(出力口)58cには、チャンバー部85bを有する吐出ダクト85が接続される。吐出ダクト85は、前記吐出口58cから側面視で上方に凸の円弧状に延びる上流側接続部85aを形成した後、加湿器59の筐体59b上面に沿って右側に広がるように延びて前記チャンバー部85bを形成する。チャンバー部85b右側からは斜め下後方に向けて下流側接続部85cが延び、該下流側接続部85cがインタークーラ86に接続される。加湿器59左側部の上方(チャンバー部85bの左側)には背圧弁88が近接配置され、加湿器59右側部の後方にはバイパスバルブ87が近接配置され、バイパスバルブ87の斜め下後方にはインタークーラ86が近接配置される。
A
車体後部左側には、車幅方向で扁平なサイレンサ61が、車体左側のアッパチューブ6よりも車幅方向外側に位置するように配置される。サイレンサ61は、車体側面視で概ね方形状をなし、後輪32の斜め上左側において後上がりに傾斜した状態で配置されもので、後上がりに傾斜する排気管77の後半部分に設けられる。
On the left side of the rear part of the vehicle body, a
ラジエータ68は、ヘッドパイプ5前方に位置する比較的小型の上段ラジエータ68aと、各ダウンチューブ7の前辺部7aの前方に位置する比較的大型の下段ラジエータ68bとに分割構成される。下段ラジエータ68bの右側後方にはウォータポンプ67が配置され、該ウォータポンプ67の斜め下後方にはサーモスタット69が配置される。また、下段ラジエータ68bの両側方に位置する車体カバー42の内側には、車幅方向に扁平なバッテリ63がそれぞれ配置される。
The
各ダウンチューブ7の屈曲部7c間には、下辺部7bの下側端よりも下方に突出するように希釈装置56が配置される。希釈装置56からは排気短管78が導出され、該排気短管78が車体左側のダウンチューブ7の下辺部7b前側に接続されると共に、該下辺部7b後側からは前記排気管77が導出される。すなわち、車体左側のダウンチューブ7が反応済みガスの排出流路の一部を構成しており、したがって希釈装置56からの排出ガスは、排気短管78、ダウンチューブ7の下辺部7b、及び排気管77を介して大気に放出される。
A diluting
モータドライバ64は車体側面視で略方形状をなし、リアスイングアーム21の左アーム体23の車幅方向外側に冷却板65を介して取り付けられる。
モータユニット20には、リアスイングアーム21の一部としてのアームカバ−21aが装着される。アームカバー21aは、リアスイングアーム21、モータ31、モータドライバ64、及び冷却板65等を覆いこれらを適宜保護する。なお、アームカバー21aには、その内部に外気を流通可能とするべく不図示の外気導入口及び導出口がそれぞれ設けられる。
The
An arm cover 21 a as a part of the
加湿器59は、その筐体59b内に例えば中空糸膜モジュールを備えてなるもので、該中空糸膜モジュールを介して燃料電池供給前の酸化剤ガスと燃料電池51からのオフガスとの間で水分を移動させて燃料ガスを加湿する。筐体59bは車幅方向に長い円筒状のもので、その両端部には前記酸化剤ガス及びオフガスの導出入ダクトが設けられる。
The
ここで、バイパスバルブ87は、車体側面視において、過給器58と加湿器59との間であって、これらを結ぶ後上がりの直線T1から斜め下後方にオフセットした位置に配置される。より詳細には、バイパスバルブ87は、その概略中心(例えばバイパスバルブ87本体の外形中心)が、過給器58の概略中心(例えば駆動モータ58bの回転中心)と加湿器59の概略中心(例えば筐体59bの円筒形状中心)とを結ぶ後上がりの直線T1よりも斜め下後方に位置するように配置される。
Here, the
またここで、バイパスバルブ87の斜め下後方にはインタークーラ86が配置されており、したがってバイパスバルブ87は、車体側面視において、インタークーラ86、過給器58、及び加湿器59によって囲まれる三角形状の空間K1内に配置される。より詳細には、バイパスバルブ87は、その前記概略中心が、インタークーラ86の概略中心(例えばインタークーラ86本体の外形状中心)、過給器58の前記概略中心、及び加湿器59の前記概略中心を結ぶ直線によって囲まれる三角形状の空間K1内に位置するように配置される。なお、バイパスバルブ87は、燃料電池51後端よりも後方に位置するように配置されている。
Here, an
図5,6において、矢印90は、過給器58からバイパスバルブ87、インタークーラ86、及び加湿器59を経て燃料電池51に向かうメイン通路に沿う酸化剤ガスの流れを示し、矢印90’は、過給器58から直接燃料電池51に向かう前記バイパス通路87aに沿う酸化剤ガスの流れを示す。
5 and 6, an
メイン通路を流れる酸化剤ガスは、吐出ダクト85の下流側接続部85cに沿って斜め下後方に向かった後に前方に折り返し、加湿器59の右端部からその筐体59b内に進入して右、左と折り返した後、再度加湿器59の右端部から前方に向かって流れる。
一方、バイパス通路87aを流れる酸化剤ガスは、一旦下流側接続部85cに沿って斜め下後方に向かった後に該下流側接続部85cの右側に隣接するバイパスバルブ87を経て前方に折り返し、加湿器59の右端部にその上方から合流して前方に向かって流れる。
The oxidant gas flowing through the main passage is turned forward and obliquely downward along the
On the other hand, the oxidant gas flowing through the
車体後部下側(シート41後部下側)には、モータユニット20及び後輪32の揺動を可能とするための揺動空間K2が確保されている。この揺動空間K2は、後輪32のホイールトラベルに対応して設けられるものであり、したがって後輪32よりも前方となる位置には、デッドスペースとしての前部空間K3が生じることとなるが、この実施例においては、過給器58、加湿器59、パイパスバルブ、及びインタークーラ86が前部空間K3内に臨むように、換言すればリアスイングアーム21前部(後輪32よりも前方に位置する部位)の上方に位置するように配置されることで、デッドスペースとしての前部空間K3を有効利用して吸気系部材を効率良く配置している。
A swing space K2 for allowing the
以上説明したように、上記実施例における吸気系部材の配置構造は、ヘッドパイプ5から車両後方に対して斜め下方に延出するダウンフレーム部10aと、該ダウンフレーム部10aの後端から車両後方に延出する中間フレーム部10bと、該中間フレーム部10bの後端から車両後方に対して斜め上方に延出する後フレーム部10cとを有するメインフレーム10を備え、該メインフレーム10には駆動輪である後輪32を枢支するリアスイングアーム21が揺動自在に連結され、かつ該メインフレーム10の後部上方には乗員用のシート41が配設される自動二輪車としての燃料電池車両1に適用されるものであって、水素と空気とを燃料として車両の駆動源であるモータ31に対する供給電力を生成する燃料電池51と、外気を吸入し圧縮して出力する過給器58と、該過給器58で圧縮された空気を加湿して前記燃料電池51に対して供給する加湿器59と、前記過給器58の吐出側と前記燃料電池51との間を連結して前記加湿器59をバイパスするバイパス通路87aと、該バイパス通路87aの開閉を行うバイパスバルブ87とを備え、前記バイパスバルブ87は、前記過給器58と前記加湿器59とを結ぶ直線T1よりも外側に配置されると共に、前記過給器58及び加湿器59の近傍に配置されるものである。
As described above, the arrangement structure of the intake system members in the embodiment described above includes the
この構成によれば、燃料電池車両1におけるレイアウトスペースの効率化が可能となり、吸気系部材を効率良く配置することができる。特に、自動二輪車のように部材のレイアウトスペースの小さい車両においては、数多くの吸気系部材を如何なる場所に配置するかは極めて重要であり、これらを効率良く配置することの効果が高い。
また、燃料電池車両1の吸気系における圧損を低減することができる。すなわち、過給器58と加湿器59との間、及び加湿器59と燃料電池51との間に配置される吸気管等の連結部材の長さを短くすることで、前記圧損の低減を図ることが可能となる。
According to this configuration, the efficiency of the layout space in the fuel cell vehicle 1 can be improved, and the intake system members can be efficiently arranged. In particular, in a vehicle having a small layout space for members, such as a motorcycle, it is extremely important to locate a large number of intake system members, and the effect of efficiently arranging these members is high.
Further, the pressure loss in the intake system of the fuel cell vehicle 1 can be reduced. That is, the pressure loss is reduced by shortening the length of the connecting member such as the intake pipe disposed between the
また、上記吸気系部材の配置構造においては、前記過給器58の吐出側に連結されて前記加湿器59に対して供給する空気温度を調整するインタークーラ86を備え、該インタークーラ86は、前記過給器58と前記直線T1よりも外側に配置されると共に、前記バイパスバルブ87は、前記過給器58、加湿器59、及びインタークーラ86によって囲まれる空間K1内に配置されることで、加湿器59、過給器58、及びインタークーラ86の配置によって形成される車体側面視トライアングル状の空間K1内にバイパスバルブ87が配置されることとなり、燃料電池車両1におけるレイアウトスペースのさらなる効率化が可能となる。
The intake system member arrangement structure includes an
さらに、上記吸気系部材の配置構造においては、前記過給器58、加湿器59、及びバイパスバルブ87は、前記シート41後部の下方でかつ前記リアスイングアーム21前部の上方に位置する前部空間K3内に配置されることを特徴とする。
この構成によれば、燃料電池車両1におけるシート41とリアスイングアーム21前部との間のデッドスペースとなる前部空間K3を有効利用することで、レイアウトスペースのさらなる効率化が可能となる。
Further, in the arrangement structure of the intake system members, the
According to this configuration, it is possible to further improve the efficiency of the layout space by effectively using the front space K3 that is a dead space between the
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えばインタークーラ86を廃止した場合でも、過給器58と加湿器59とを結ぶ直線T1から外れた位置にバイパスバルブ87を配置した構成であればよい。また、バイパスバルブ87は、前記直線T1の下方に限らず、上方あるいは前後等に配置した構成であればよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、自動二輪車への適用に限定されないことはもちろん、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, even when the
And the structure in the said Example is an example of this invention, and it cannot be overemphasized that various changes are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention not to be limited to application to a motorcycle.
1 燃料電池車両
5 ヘッドパイプ
10 メインフレーム
10a ダウンフレーム部
10b 中間フレーム部
10c 後フレーム部
32 後輪(駆動輪)
21 リアスイングアーム(リアフレーム)
31 モータ(電動機)
41 シート
51 燃料電池
58 過給器
59 加湿器
86 インタークーラ
87 バイパスバルブ
87a バイパス通路
T1 直線
K1 空間
K3 前部空間(空間)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
21 Rear swing arm (rear frame)
31 Motor (electric motor)
41
Claims (3)
前記バイパスバルブは、前記過給器と前記加湿器とを結ぶ直線よりも外側に配置されると共に、前記過給器及び加湿器の近傍に配置される一方、
前記過給器の出力側に連結されて前記加湿器に対して供給する空気温度を調整するインタークーラを備え、該インタークーラは、前記直線よりも外側に配置されると共に、前記バイパスバルブは、車体側面視において前記過給器、加湿器、及びインタークーラによって囲まれる空間内に配置されることを特徴とする燃料電池車両における吸気系部材の配置構造。 A fuel cell that uses hydrogen and air as fuel to generate supply power for an electric motor that is a driving source of the vehicle, a supercharger that sucks outside air, compresses it, and outputs it, and humidifies the air compressed by the supercharger A humidifier that supplies the fuel cell, a bypass passage that connects the output side of the supercharger and the fuel cell to bypass the humidifier, and a bypass valve that opens and closes the bypass passage In the arrangement structure of the intake system member in the fuel cell vehicle equipped with
The bypass valve is disposed outside a straight line connecting the supercharger and the humidifier, and is disposed in the vicinity of the supercharger and the humidifier ,
The intercooler is connected to the output side of the supercharger and adjusts the air temperature supplied to the humidifier, the intercooler is disposed outside the straight line, and the bypass valve is An arrangement structure of an intake system member in a fuel cell vehicle, which is arranged in a space surrounded by the supercharger, a humidifier, and an intercooler in a side view of the vehicle body .
水素と空気とを燃料として車両の駆動源である電動機に対する供給電力を生成する燃料電池と、外気を吸入し圧縮して出力する過給器と、該過給器で圧縮された空気を加湿して前記燃料電池に対して供給する加湿器と、前記過給器の出力側と前記燃料電池との間を連結して前記加湿器をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路の開閉を行うバイパスバルブとを備え、
前記バイパスバルブは、前記過給器と前記加湿器とを結ぶ直線よりも外側に配置されると共に、前記過給器及び加湿器の近傍に配置されることを特徴とする燃料電池車両における吸気系部材の配置構造。 A down frame portion extending obliquely downward from the head pipe to the rear of the vehicle, an intermediate frame portion extending from the rear end of the down frame portion to the rear of the vehicle, and from the rear end of the intermediate frame portion to the rear of the vehicle A rear frame part extending obliquely upward, and a rear frame pivotally supporting the drive wheels is slidably connected to the main frame, and above the main frame is a passenger frame. In the arrangement structure of the intake system member in the fuel cell vehicle in which the seat is arranged,
A fuel cell that uses hydrogen and air as fuel to generate supply power for an electric motor that is a driving source of the vehicle, a supercharger that sucks outside air, compresses it, and outputs it, and humidifies the air compressed by the supercharger A humidifier that supplies the fuel cell, a bypass passage that connects the output side of the supercharger and the fuel cell to bypass the humidifier, and a bypass valve that opens and closes the bypass passage And
The bypass valve is disposed outside a straight line connecting the supercharger and the humidifier, and is disposed in the vicinity of the supercharger and the humidifier. Arrangement structure of members.
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