JP4757552B2 - Fuel cell vehicle structure - Google Patents

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Description

この発明は、燃料電池自動車構造に関する。   The present invention relates to a fuel cell automobile structure.

従来、フロアパネル下に燃料電池スタックを配置した燃料電池自動車において、フロアパネルの下側に形成したセンタートンネルの上部内側に水素センサを配置すると共に、該水素センサの下方には燃料電池スタックへの空気供給配管のサイレンサ等を配置したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２５２２５２号公報 Conventionally, in a fuel cell vehicle in which a fuel cell stack is disposed under a floor panel, a hydrogen sensor is disposed inside an upper portion of a center tunnel formed on the lower side of the floor panel, and a fuel cell stack is disposed below the hydrogen sensor. There is one in which a silencer or the like of an air supply pipe is arranged (for example, see Patent Document 1).
JP 2003-252252 A

上記従来の技術においては、燃料電池スタックから車両の駆動モータ等の高電圧系部品に向けて延びる高圧配線と、各種電磁弁や灯火器等の低電圧系部品に向けて延びる低圧配線とが、共にフロアパネル下に敷設されることとなる。このとき、高圧配線からのノイズが低電圧線へ影響を及ぼす可能性があり、このような点の改善が要望されている。
そこでこの発明は、高圧配線と共に敷設される低圧配線に対する前記高圧配線からのノイズの影響を抑えることができる燃料電池自動車構造を提供する。 In the above-described conventional technology, the high-voltage wiring extending from the fuel cell stack to the high-voltage system parts such as the drive motor of the vehicle, and the low-voltage wiring extending toward the low-voltage system parts such as various solenoid valves and lamps, Both will be laid under the floor panel. At this time, noise from the high-voltage wiring may affect the low-voltage line, and improvement of such a point is desired.
Therefore, the present invention provides a fuel cell automobile structure capable of suppressing the influence of noise from the high voltage wiring on the low voltage wiring laid together with the high voltage wiring.

上記課題の解決手段として、本願発明は、燃料電池スタック（例えば実施例の燃料電池スタック２）から車両を駆動する駆動モータ（例えば実施例の駆動モータ３）へ高圧の電力を供給する高圧配線（例えば実施例の高圧配線６３）と、前記高圧の電力よりも低圧の電力を供給する低圧配線（例えば実施例の低圧配線６４）とを備え、前記燃料電池スタックは少なくとも電磁シールド性を有し、該燃料電池スタックを車両のセンタートンネル（例えば実施例のセンタートンネル６０）内に収納すると共に、前記高圧配線及び低圧配線を前記燃料電池スタックを挟んで車両の左右に分散配置したことを特徴とする。 As a means for solving the above problems, the present invention provides a high-voltage wiring for supplying high-voltage power from a fuel cell stack (for example, the fuel cell stack 2 of the embodiment) to a drive motor (for example, the drive motor 3 of the embodiment) that drives the vehicle. For example, the high-voltage wiring 63) of the embodiment and the low-voltage wiring (for example, the low-voltage wiring 64 of the embodiment) for supplying power lower than the high-voltage power, the fuel cell stack has at least electromagnetic shielding properties, The fuel cell stack is accommodated in a center tunnel (for example, the center tunnel 60 of the embodiment) of the vehicle, and the high-voltage wiring and the low-voltage wiring are distributed on the left and right sides of the vehicle with the fuel cell stack interposed therebetween. .

この構成によれば、通常金属パネルで覆われることで電磁シールド性を有する燃料電池スタックを車幅方向中央部のセンタートンネル内に配置し、その左右に高圧配線及び低圧配線を振り分けて配置することで、高圧配線と共に敷設される低圧配線に対する前記高圧配線からのノイズの影響を抑えることができる。   According to this configuration, a fuel cell stack having electromagnetic shielding properties by being normally covered with a metal panel is arranged in the center tunnel in the center in the vehicle width direction, and the high voltage wiring and the low voltage wiring are distributed and arranged on the left and right sides thereof. Thus, the influence of noise from the high-voltage wiring on the low-voltage wiring laid together with the high-voltage wiring can be suppressed.

本願発明によれば、高圧配線と共に敷設される低圧配線に対する前記高圧配線からのノイズの影響を抑えることができる。 According to this invention , the influence of the noise from the said high voltage wiring with respect to the low voltage wiring laid with the high voltage wiring can be suppressed.

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. Note that the directions such as front, rear, left and right in the following description 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１，２に示す燃料電池自動車１は、水素と酸素との電気化学反応によって発電を行う燃料電池スタック（以下、単に燃料電池ということがある）２を車体のフロア下に搭載するもので、該燃料電池スタック２により生じた電力で駆動モータ３を駆動して走行する。燃料電池スタック２は、単位燃料電池（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。   A fuel cell vehicle 1 shown in FIGS. 1 and 2 is provided with a fuel cell stack (hereinafter sometimes simply referred to as a fuel cell) 2 that generates power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and is mounted under the floor of a vehicle body. The vehicle travels by driving the drive motor 3 with the electric power generated by the fuel cell stack 2. The fuel cell stack 2 is a well-known polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) in which a large number of unit fuel cells (unit cells) are stacked. Hydrogen gas is supplied as a fuel gas to the anode side and the cathode side is supplied to the cathode side. By supplying air containing oxygen as an oxidant gas, electric power is generated by an electrochemical reaction and water is generated.

ここで、図３を参照して燃料電池自動車１における燃料電池システムの概略を説明すると、まずコンプレッサ４により昇圧された酸素を含む空気は、加湿器５で加湿されて燃料電池２のカソードに供給され、発電に供された後には燃料電池スタック２（図では単位燃料電池のみを示す）から排出され、加湿源として加湿器５を通過した後に圧力制御弁６を介して排出される。一方、水素タンク７内の水素ガスは、レギュレータ８により減圧されてエゼクタ９を経由してアノードに供給され、余った水素ガスは燃料電池２から排出されてエゼクタ９に吸引され、この水素ガスが水素タンク７から送り出された新鮮な水素ガスと合流して再び燃料電池２に供給される。燃料電池２から排出される一部の水素ガスは希釈ボックス１１（図４参照）に送られ、該希釈ボックス１１内で圧力制御弁６を介して排出された反応後の空気と希釈処理された後に排出される。   Here, the outline of the fuel cell system in the fuel cell vehicle 1 will be described with reference to FIG. 3. First, air containing oxygen boosted by the compressor 4 is humidified by the humidifier 5 and supplied to the cathode of the fuel cell 2. Then, after being used for power generation, the fuel cell stack 2 (only the unit fuel cell is shown in the figure) is discharged, and after passing through the humidifier 5 as a humidification source, it is discharged through the pressure control valve 6. On the other hand, the hydrogen gas in the hydrogen tank 7 is decompressed by the regulator 8 and supplied to the anode via the ejector 9, and the surplus hydrogen gas is discharged from the fuel cell 2 and sucked into the ejector 9. The fresh hydrogen gas sent out from the hydrogen tank 7 merges and is supplied to the fuel cell 2 again. A part of the hydrogen gas discharged from the fuel cell 2 is sent to the dilution box 11 (see FIG. 4), and diluted with the air after reaction discharged through the pressure control valve 6 in the dilution box 11. It will be discharged later.

燃料電池スタック２は、単位燃料電池の積層方向を車両前後方向に沿わせるように配置されており、その縦方向（上下方向）の寸法が横方向（左右方向）の寸法よりも大きい縦置きレイアウトとされることで（図８参照）、その発電時における生成水の排出性を向上させている。
再び図１，２に示すように、例えばリヤシート３４の下方には、上下高さを抑えた長方体状をなすバッテリ１２が例えば左右に一対設けられる。このバッテリ１２は、燃料電池自動車１の減速時等に駆動モータ３からの回生電力を蓄電する等の用途に用いられる。また、円筒状の外観をなすガスボンベとしての水素タンク７は、その軸線を車幅方向に沿わせるようにしてリヤシート３４の斜め下後方に配置される。
以下、前記レギュレータ８及びエゼクタ９等を水素供給補機Ｄと総称し、加湿器５及び希釈ボックス１１等を空気排出補機Ｅと総称することがある。 The fuel cell stack 2 is disposed so that the stacking direction of the unit fuel cells is along the vehicle front-rear direction, and the vertical layout (vertical direction) is larger than the horizontal (horizontal) dimension. By doing so (see FIG. 8), the discharge of produced water during power generation is improved.
As shown in FIGS. 1 and 2 again, for example, a pair of batteries 12 having a rectangular shape with a reduced vertical height are provided below the rear seat 34, for example, on the left and right. The battery 12 is used for applications such as storing regenerative power from the drive motor 3 when the fuel cell vehicle 1 is decelerated. Further, the hydrogen tank 7 as a gas cylinder having a cylindrical appearance is disposed obliquely below and rearward of the rear seat 34 so that its axis is along the vehicle width direction.
Hereinafter, the regulator 8 and the ejector 9 may be collectively referred to as a hydrogen supply auxiliary machine D, and the humidifier 5 and the dilution box 11 may be collectively referred to as an air discharge auxiliary machine E.

駆動モータ３及びコンプレッサ４は、フロントサブフレーム５０Ｆに搭載された状態で車体前部のモータルームＭＲ内（エンジンルーム内、車両の前方領域Ａ）における左右前輪３１間に配置される。燃料電池２及び該燃料電池２のための補機（前記水素供給補機Ｄ及び空気排出補機Ｅ等）は、サブフレーム５０に搭載された状態でフロアパネル３５下（車両の床下領域Ｂ）における車幅方向中央部に配置される。水素タンク７は、前記各バッテリ１２と共にリアサブフレーム５０Ｒに搭載された状態で車体後部のリアフロア３６下（車両の後方領域Ｃ）に配置される。なお、リアサブフレーム５０Ｒにおける水素タンク７の両側には、懸架装置と共に左右後輪３２がそれぞれ支持されている。   The drive motor 3 and the compressor 4 are disposed between the left and right front wheels 31 in the motor room MR (in the engine room, the front area A of the vehicle) at the front of the vehicle body while being mounted on the front subframe 50F. The fuel cell 2 and the auxiliary devices for the fuel cell 2 (the hydrogen supply auxiliary device D, the air discharge auxiliary device E, etc.) are mounted on the subframe 50 and below the floor panel 35 (under the vehicle floor region B). At the center in the vehicle width direction. The hydrogen tank 7 is disposed under the rear floor 36 (rear region C of the vehicle) at the rear of the vehicle body in a state of being mounted on the rear subframe 50R together with the batteries 12. The left and right rear wheels 32 are supported on both sides of the hydrogen tank 7 in the rear subframe 50R together with the suspension device.

駆動モータ３及びコンプレッサ４の前方には、燃料電池２等を循環する冷却水を冷却するためのラジエータ２１が配置される。
図４を併せて参照して説明すると、燃料電池２の前端部には、ラジエータ２１との間に渡る冷却水流出管２２及び冷却水流入管２３がそれぞれ接続される。冷却水流出管２２には冷却水循環用のウォータポンプ２４が配置され、冷却水流入管２３には燃料電池２の冷間始動時にヒータ循環経路２５を開閉する切り替え弁２６が配置される。ヒータ循環経路２５には例えば水素タンク７からの水素を燃焼させて発熱するヒータ２７が配置され、燃料電池２の冷間始動時にはヒータ循環経路２５を通過する冷却水が加温される。 A radiator 21 for cooling the coolant circulating through the fuel cell 2 and the like is disposed in front of the drive motor 3 and the compressor 4.
Referring to FIG. 4 together, a cooling water outflow pipe 22 and a cooling water inflow pipe 23 that are connected to the radiator 21 are connected to the front end of the fuel cell 2. A water pump 24 for circulating the cooling water is disposed in the cooling water outflow pipe 22, and a switching valve 26 for opening and closing the heater circulation path 25 is disposed in the cooling water inflow pipe 23 when the fuel cell 2 is cold-started. For example, a heater 27 that generates heat by burning hydrogen from the hydrogen tank 7 is disposed in the heater circulation path 25, and cooling water that passes through the heater circulation path 25 is heated when the fuel cell 2 is cold-started.

燃料電池２は、その後端部から水素ガス及び空気が供給されると共に、該後端部から前記希釈ボックス１１に向けて反応済みガスが排出される。このように燃料電池２の後端部にガス供給口及び排出口を集約して配置すると共に、燃料電池２の前端部には冷却水の導出入口を集約して配置することで、燃料電池２に接続される各種配管設計の合理化を図っていると共に、燃料電池車両１としての冷却水の保有量を減少させて軽量化を図っている。   The fuel cell 2 is supplied with hydrogen gas and air from its rear end, and discharges reacted gas from the rear end toward the dilution box 11. As described above, the gas supply port and the discharge port are collectively disposed at the rear end portion of the fuel cell 2, and the cooling water outlet is centrally disposed at the front end portion of the fuel cell 2. In addition to streamlining the design of various pipes connected to the fuel cell vehicle 1, the amount of cooling water as the fuel cell vehicle 1 is reduced to reduce the weight.

図５に示すように、駆動モータ３の駆動又は回生は、車両の走行状況及び燃料電池２やバッテリ１２からの電力量に応じてＰＤＵ１３（Power Drive Unit）により制御される。ＰＤＵ１３は、ＦＥＴ等のスイッチング素子からなるインバータを備えてなるもので、前記バッテリ１２や燃料電池２からの直流電力を所望の交流電力に変換したり電圧を調整したりする。燃料電池２とバッテリ１２との間、及びバッテリ１２と駆動モータ３との間においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４により電圧調整がなされる。   As shown in FIG. 5, the drive or regeneration of the drive motor 3 is controlled by a PDU 13 (Power Drive Unit) according to the running state of the vehicle and the amount of electric power from the fuel cell 2 or the battery 12. The PDU 13 includes an inverter composed of a switching element such as an FET, and converts DC power from the battery 12 and the fuel cell 2 into desired AC power and adjusts voltage. Voltage adjustment is performed by the DC / DC converter 14 between the fuel cell 2 and the battery 12 and between the battery 12 and the drive motor 3.

燃料電池２からの直流電力は、インバータ１５を介して交流電力に変換されて所定の電力駆動部品へ供給されると共に、ダウンバータ１６を介して降圧されて１２Ｖバッテリ１７へ供給される。ここで、前記所定の電力駆動部品とは、例えば前記コンプレッサ４、ウォータポンプ２４、及び車室内エアコンのコンプレッサ２８等である。また、１２Ｖバッテリ１７から電力を供給される１２Ｖ負荷部品１７ａとしては、例えば前記各弁６，２６、並びに各種灯火器等がある。ここで、図中符号１８は、必要に応じて燃料電池２からの電力供給を制限するコンタクタボックスを示す。   The DC power from the fuel cell 2 is converted into AC power via the inverter 15 and supplied to a predetermined power driving component, and is stepped down via the downverter 16 and supplied to the 12V battery 17. Here, the predetermined power drive components are, for example, the compressor 4, the water pump 24, the compressor 28 of the vehicle interior air conditioner, and the like. Examples of the 12V load component 17a supplied with power from the 12V battery 17 include the valves 6 and 26 and various lamps. Here, reference numeral 18 in the figure indicates a contactor box that restricts the power supply from the fuel cell 2 as necessary.

前記ＰＤＵ１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、インバータ１５、ダウンバータ１６、及びコンタクタボックス１８等は、この燃料電池システム全体の運転制御を行うＥＣＵ１９（Electrical Control Unit、図７，８参照）に接続され、該ＥＣＵ１９が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き前記各部品を駆動制御することで、燃料電池２における発電制御や駆動モータ３における回生電力制御等がなされる。   The PDU 13, the DC / DC converter 14, the inverter 15, the downverter 16, the contactor box 18 and the like are connected to an ECU 19 (Electrical Control Unit, see FIGS. 7 and 8) that controls the operation of the entire fuel cell system. The ECU 19 controls the driving of the components based on a throttle opening signal, a brake signal, a vehicle speed signal, and the like, thereby performing power generation control in the fuel cell 2, regenerative power control in the drive motor 3, and the like.

図７に示すように、ダッシュロア３７の下端部からリヤシート３４の直前まで至るフロアパネル３５の車幅方向中央部には、これを上方に膨出させて前後方向に延びるセンターコンソール３９が形成される。センターコンソール３９は、下方に開放する断面コの字状とされており、その下側の空間にセンタートンネル６０を形成する。センタートンネル６０は、センターコンソール３９の前端部がダッシュロア３７の下端部に突き当たることで、前記モータルームＭＲ内に開放する。また、センタートンネル６０の後端部は、リヤシート３４下から車体後部へ至るリアフロア３６下に開放されている。
そして、フロアパネル３５を上方に膨出させたセンターコンソール３９の下側の空間内（センタートンネル６０内）に、前記サブフレーム５０上に搭載された燃料電池スタック２及びその補機類が配置される。 As shown in FIG. 7, a center console 39 is formed in the vehicle width direction central portion of the floor panel 35 extending from the lower end portion of the dash lower 37 to immediately before the rear seat 34 so as to bulge upward and extend in the front-rear direction. The The center console 39 has a U-shaped cross section that opens downward, and forms a center tunnel 60 in a space below the center console 39. The center tunnel 60 opens into the motor room MR when the front end portion of the center console 39 abuts against the lower end portion of the dash lower 37. Further, the rear end portion of the center tunnel 60 is opened under the rear floor 36 extending from the bottom of the rear seat 34 to the rear portion of the vehicle body.
The fuel cell stack 2 mounted on the sub-frame 50 and its accessories are arranged in the space below the center console 39 (in the center tunnel 60) with the floor panel 35 bulging upward. The

このように、燃料電池スタック２やその補機類が車幅方向中央部のセンタートンネル６０内に配置されることで、燃料電池スタック２及びその補機類を車体側面から十分なクリアランスをもって配置することができ、特に側突対応を考慮した車体レイアウトを容易に実現することができる。また、燃料電池スタック２が、ポジション的にはフロアレベルよりも上側であって車室空間内のフロントシート３３間に配置される一方、乗員の居住空間とはセンターコンソール３９によって隔絶されているため、燃料電池スタック２を保護することができると共に、これに乗員が容易にアクセスできないようになっている。   As described above, the fuel cell stack 2 and its auxiliary devices are arranged in the center tunnel 60 at the center in the vehicle width direction, so that the fuel cell stack 2 and its auxiliary devices are arranged with sufficient clearance from the side surface of the vehicle body. In particular, it is possible to easily realize a vehicle body layout in consideration of the side collision. Further, the fuel cell stack 2 is positioned above the floor level in terms of position and is disposed between the front seats 33 in the passenger compartment space, but is separated from the passenger's living space by the center console 39. The fuel cell stack 2 can be protected, and the passenger cannot easily access it.

図６，８を併せて参照して説明すると、サブフレーム５０は、例えば略水平に配された複数のビーム部材を一体に結合してなる。ここで、フロアパネル３５下であって車幅方向両側のサイドシル４１よりも車幅方向内側には左右サイドフレーム４２が前後に延び、該両サイドフレーム４２よりも車幅方向内側でかつセンターコンソール３９の両下縁部にはこれを支持する左右センターフレーム４３が前後に延びる。これら各サイドフレーム４２及びセンターフレーム４３に、サブフレーム５０が例えばボルトナットを用いて締結される。このとき、センターコンソール３９を上壁及び両側壁上部、センターフレーム４３を両側壁下部、サブフレーム５０を下壁部として、前後端を開放したセンタートンネル６０を形成している。   6 and 8, the subframe 50 is formed by integrally combining a plurality of beam members arranged substantially horizontally, for example. Here, the left and right side frames 42 extend forward and backward from the side sills 41 on both sides in the vehicle width direction below the floor panel 35, and extend in the vehicle width direction from both the side frames 42 and to the center console 39. Left and right center frames 43 that support the lower edge portions extend in the front-rear direction. The sub-frame 50 is fastened to the side frames 42 and the center frame 43 by using, for example, bolts and nuts. At this time, the center tunnel 39 having the front and rear ends opened is formed by using the center console 39 as an upper wall and upper portions on both side walls, the center frame 43 as lower portions on both side walls, and the subframe 50 as a lower wall portion.

詳細には、サブフレーム５０は、左右サイドフレーム４２下においてこれらに沿って（前後方向に沿って）概ね燃料電池２の全長に渡るように延びる左右サブサイドフレーム５１と、左右センターフレーム４３下においてこれらに沿って（前後方向に沿って）サブサイドフレーム５１よりも後方に長く延びる左右サブセンターフレーム５２と、左右サブサイドフレーム５１の前端部間又は後端部間に渡って車幅方向に沿って配されて左右サブサイドフレーム５１及び左右サブセンターフレーム５２を結合する前後サブクロスフレーム５３，５４と、左右サブサイドフレーム５１後端部と左右サブセンターフレーム５２後端部との間に渡って斜めに配される左右ガセットパイプ５５と、左右サブセンターフレーム５２後端部間に渡って車幅方向に沿って配されるエンドパイプ５６と、左又は右のサブサイドフレーム５１及びサブセンターフレーム５２の各前後方向中間部間に渡って車幅方向に沿って配される前後中間パイプ５７とを有してなる。   In detail, the subframe 50 is provided below the left and right side frames 42 and below the left and right side frames 42 and below the left and right center frames 43. The left and right sub-center frames 52 extending rearwardly from the sub-side frame 51 along these (along the front-rear direction) and the front-end portion or the rear-end portion of the left-right sub-side frame 51 along the vehicle width direction. Between the front and rear sub-cross frames 53 and 54 connecting the left and right sub-side frames 51 and the left and right sub-center frames 52, and between the rear end of the left and right sub-side frames 51 and the rear end of the left and right sub-center frames 52. The vehicle width direction across the left and right gusset pipes 55 arranged diagonally and the rear end of the left and right sub-center frame 52 An end pipe 56 that is disposed along the front and rear, and a front and rear intermediate pipe 57 that is disposed along the vehicle width direction between the front and rear intermediate portions of the left or right sub-side frame 51 and sub-center frame 52. It becomes.

左右サブサイドフレーム５１における前後端部（前後サブクロスフレーム５３，５４との結合部）は、サイドフレーム４２にボルトナット等を用いて結合される。一方、左右サブセンターフレーム５２における前後端部（前サブクロスフレーム５３及びエンドパイプ５６との結合部）及び後サブクロスフレーム５４との結合部は、センターフレーム４３にボルトナット等を用いて結合される。前後サブクロスフレーム５３，５４の左右両側方には、サイドフレーム４２とその車幅方向外側のサイドシル４１との間に渡って設けられてこれらを一体に連結するアウトリガー４４，４５が配されており、サブフレーム５０を取り付けた状態においては、車体における左右のサイドシル４１、サイドフレーム４２、及びセンターフレーム４３が、各アウトリガー４４，４５及び前後サブクロスフレーム５３，５４を介して一体的に連結される。   Front and rear end portions (joint portions with the front and rear sub-cross frames 53 and 54) of the left and right sub-side frames 51 are joined to the side frames 42 using bolts and nuts or the like. On the other hand, the front and rear end portions (the connecting portion with the front sub-cross frame 53 and the end pipe 56) and the connecting portion with the rear sub-cross frame 54 in the left and right sub-center frames 52 are connected to the center frame 43 using bolts and nuts. The Outriggers 44 and 45 are provided on both the left and right sides of the front and rear sub-cross frames 53 and 54 so as to be provided between the side frame 42 and the side sill 41 on the outer side in the vehicle width direction and integrally connect them. When the sub frame 50 is attached, the left and right side sills 41, the side frame 42, and the center frame 43 in the vehicle body are integrally connected via the outriggers 44 and 45 and the front and rear sub cross frames 53 and 54. .

図７，８に示すように、サブフレーム５０の下面側には、少なくともセンターコンソール３９の下方を覆うアンダーカバー５９が取り付けられる。そして、フロアパネル３５下には、センターコンソール３９、両センターフレーム４３、両サブセンターフレーム５２、及びアンダーカバー５９により、車両前後方向に延びてその前端部がモータルームＭＲ内に開放すると共に後端部がリアフロア３６下に開放するセンタートンネル６０が形成される。このようにセンタートンネル６０の前後端が開放することで、その内部の燃料電池２及びその補機類の周辺が自然換気される。   As shown in FIGS. 7 and 8, an under cover 59 that covers at least the lower part of the center console 39 is attached to the lower surface side of the sub-frame 50. Under the floor panel 35, a center console 39, both center frames 43, both sub-center frames 52, and an under cover 59 extend in the vehicle front-rear direction and have a front end opened into the motor room MR and a rear end. A center tunnel 60 is formed with a portion opened below the rear floor 36. By opening the front and rear ends of the center tunnel 60 in this manner, the surroundings of the fuel cell 2 and its auxiliary equipment are naturally ventilated.

ところで、燃料電池自動車１においては、フロアパネル３５（センターコンソール３９を含む）がダッシュロア３７に突き当たって前記センタートンネル６０がモータルームＭＲ内に開放しているが、このセンタートンネル６０の前端部には、センタートンネル６０内の燃料電池２等から生じた水素がモータルームＭＲ内に流入することを抑制するべく、センタートンネル６０内（床下領域Ｂ）の水素ガスのモータルームＭＲ内（前方領域Ａ）への移動を遮断する隔壁６１が設けられている。   By the way, in the fuel cell vehicle 1, the floor panel 35 (including the center console 39) hits the dash lower 37 and the center tunnel 60 opens into the motor room MR, but at the front end of the center tunnel 60. In the motor tunnel MR (front region A) of hydrogen gas in the center tunnel 60 (underfloor region B) in order to suppress the hydrogen generated from the fuel cell 2 or the like in the center tunnel 60 from flowing into the motor room MR. A partition wall 61 is provided to block the movement to ().

ここで、センターコンソール３９の上壁部分は、フロントシート３３に着座する乗員の足元付近に位置する第一水平部３８ａから斜め上後方に向けて立ち上がる第一傾斜部（車両前方に向けて前下がりに傾斜する傾斜部）３８ｂを連続形成し、かつその後方にフロントシート３３のシートクッション３３ａの上面近くに位置する略水平な第一上壁部３８ｃを連続形成する。また、センターコンソール３９の上壁部分は、第一上壁部３８ｃの後方に、フロントシート３３のシートバック３３ｂの前面手前で斜め上後方に向けて立ち上がる第二傾斜部３８ｄを連続形成し、かつその後方にシートクッション３３ａ上面よりも高い位置にてシートバック３３ｂを前後に横断する略水平な第二上壁部３８ｅを連続形成した後、下方に垂下する垂下壁部３８ｆを介してリアシート３４下のリアフロア３６に連なる。前記隔壁６１は、第一傾斜部３３ｂの下側に設けられ、センタートンネル６０内に生じた水素ガスのモータルームＭＲ内への移動を遮断する。   Here, the upper wall portion of the center console 39 is a first inclined portion that rises obliquely upward and rearward from the first horizontal portion 38a located near the feet of the passenger seated on the front seat 33 (lowering forward toward the vehicle front) A substantially horizontal first upper wall portion 38c positioned near the upper surface of the seat cushion 33a of the front seat 33 is continuously formed. Further, the upper wall portion of the center console 39 continuously forms a second inclined portion 38d that rises obliquely upward and rearward in front of the front surface of the seat back 33b of the front seat 33, behind the first upper wall portion 38c. On the rear side, a substantially horizontal second upper wall portion 38e that crosses the seat back 33b back and forth is continuously formed at a position higher than the upper surface of the seat cushion 33a, and then below the rear seat 34 via a hanging wall portion 38f that hangs downward. To the rear floor 36. The partition wall 61 is provided below the first inclined portion 33b, and blocks the movement of hydrogen gas generated in the center tunnel 60 into the motor room MR.

ここで、センタートンネル６０内の前端側（燃料電池２の前方かつ第一傾斜部３３ｂの下方）には、前記コンタクタボックス１８が配置されている。このコンタクタボックス１８は、例えばサブフレーム５０上には搭載されず、サブフレーム５０の直ぐ前方において車体フレーム側に直接搭載されている。
図９を併せて参照して説明すると、センターコンソール３９内の前端部内には、コンタクタボックス１８の上部を覆うように例えば発泡材Ｐが充填されており、該コンタクタボックス１８及び発泡材Ｐをもって前記隔壁６１が構成されている。 Here, on the front end side in the center tunnel 60 (in front of the fuel cell 2 and below the first inclined portion 33b), the contactor box 18 is disposed. The contactor box 18 is not mounted on, for example, the subframe 50 but is directly mounted on the vehicle body frame side immediately in front of the subframe 50.
Referring to FIG. 9 as well, the front end portion in the center console 39 is filled with, for example, a foam material P so as to cover the upper portion of the contactor box 18, and the contactor box 18 and the foam material P are held together with the contactor box 18 and the foam material P. A partition wall 61 is configured.

図６に示すように、前記ヒータ２７は、センタートンネル６０内（車幅方向中央部）に位置する燃料電池２の右側におけるフロアパネル３５下に配置される。一方、燃料電池２の左側におけるフロアパネル３５下には前記ＤＣ−ＤＣコンバータ１４が配置される。
燃料電池２は、サブフレーム５０上における左右サブセンターフレーム５２間であって前後サブクロスフレーム５３，５４間に配置され、燃料電池２用の補機類は、左右サブセンターフレーム５２間であって後サブクロスフレーム５４とエンドパイプ５６との間に配置される。また、ヒータ２７及びＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、左又は右のサブサイドフレーム５１及びサブセンターフレーム５２間であって前後サブクロスフレーム５３，５４間に配置されて前後中間パイプ５７に支持される。 As shown in FIG. 6, the heater 27 is disposed below the floor panel 35 on the right side of the fuel cell 2 located in the center tunnel 60 (in the center in the vehicle width direction). On the other hand, the DC-DC converter 14 is disposed below the floor panel 35 on the left side of the fuel cell 2.
The fuel cell 2 is disposed between the left and right sub-center frames 52 on the sub-frame 50 and between the front and rear sub-cross frames 53 and 54, and the auxiliary equipment for the fuel cell 2 is between the left and right sub-center frames 52. It is arranged between the rear sub-cross frame 54 and the end pipe 56. The heater 27 and the DC-DC converter 14 are arranged between the left or right sub-side frame 51 and the sub-center frame 52 and between the front and rear sub-cross frames 53 and 54 and are supported by the front and rear intermediate pipes 57.

図７を併せて参照して説明すると、燃料電池２は、サブフレーム５０上に直接搭載された状態で、その前後端部がブラケット等を介してサブフレーム５０に固定される。また、燃料電池２の後方に位置する燃料電池２用の補機類の内、前記空気排出補機Ｅはサブフレーム５０上に直接搭載され、前記水素供給補機Ｄは空気排出補機Ｅ上に配置される。   Referring to FIG. 7 as well, the fuel cell 2 is directly mounted on the subframe 50 and its front and rear ends are fixed to the subframe 50 via a bracket or the like. Of the auxiliary devices for the fuel cell 2 located behind the fuel cell 2, the air discharge auxiliary device E is directly mounted on the subframe 50, and the hydrogen supply auxiliary device D is mounted on the air discharge auxiliary device E. Placed in.

センターコンソール３９の上部後側は、その上壁部分が前記第二傾斜部３８ｄを介してさらに上方に膨出することで、乗員用の肘掛等を支持する上部膨出部３９ａを形成しており、この上部膨出部３９ａ内には、燃料電池２の制御装置である前記ＥＣＵ１９が配置される。このＥＣＵ１９は、燃料電池２の後端部上から水素供給補機Ｄ上に跨るように設けられており、該ＥＣＵ１９上であってセンターコンソール３９の上部膨出部３９ａの上壁内面近傍（換言すればセンタートンネル６０内の最上部）には、センタートンネル６０内の水素を検知するための水素センサ６２が配置される。水素センサ６２は、車両前後方向では燃料電池２後端とその補機類前端との間の間隙の上方に位置している。このように燃料電池スタック２及びその補機の何れかから水素が生じた場合にも、これを共通の水素センサ６２によって良好に検知することができる。また、路面から跳ね上げられた水や泥等に対して、比較的耐久性の高い補機から順に下側から配置しているので、より保護性を高めたい補機類の路面からの影響を抑えることができる。   On the upper rear side of the center console 39, an upper bulge portion 39a for supporting an armrest for an occupant and the like is formed by the upper wall portion bulging further upward through the second inclined portion 38d. The ECU 19 serving as a control device for the fuel cell 2 is disposed in the upper bulging portion 39a. This ECU 19 is provided so as to straddle the hydrogen supply auxiliary machine D from the rear end portion of the fuel cell 2, and on the ECU 19, in the vicinity of the inner surface of the upper wall of the upper bulging portion 39 a of the center console 39 (in other words, In this case, a hydrogen sensor 62 for detecting hydrogen in the center tunnel 60 is disposed at the uppermost part in the center tunnel 60. The hydrogen sensor 62 is positioned above the gap between the rear end of the fuel cell 2 and the front end of the accessories in the vehicle longitudinal direction. Thus, even when hydrogen is generated from either the fuel cell stack 2 or its auxiliary equipment, it can be detected well by the common hydrogen sensor 62. Also, since water and mud splashed from the road surface are arranged from the lower side in order from the relatively durable auxiliary equipment, the influence from the road surface of auxiliary equipment that wants to improve protection more Can be suppressed.

ここで、図５，８に示すように、燃料電池２の右側に配置されるＤＣ−ＤＣコンバータ１４等の高電圧部品に接続される高圧配線６３は、センターコンソール３９内であって燃料電池２の下部右側と右センターフレーム４３との間の間隙内にて前後に延びるように配策される。一方、ダウンバータ１６を介して灯火器等の低電圧部品に接続される低圧配線６４は、同じくセンターコンソール３９内であって燃料電池２の下部左側と左センターフレーム４３との間の間隙内にて前後に延びるように配線される。   Here, as shown in FIGS. 5 and 8, the high voltage wiring 63 connected to the high voltage components such as the DC-DC converter 14 disposed on the right side of the fuel cell 2 is provided in the center console 39 and in the fuel cell 2. It is arranged so as to extend back and forth in the gap between the lower right side and the right center frame 43. On the other hand, the low-voltage wiring 64 connected to low-voltage components such as a lighting device via the downverter 16 is also in the center console 39 and in the gap between the lower left side of the fuel cell 2 and the left center frame 43. Wiring is made to extend forward and backward.

燃料電池２は、その外周が金属パネルで覆わることで電磁シールド性を有しており、このような燃料電池２を挟んで一側に高圧配線６３が、他側に低圧配線６４がそれぞれ配置されることで、高圧配線６３から発生したノイズが低圧配線６４に与える影響が抑制される。とりわけ、モータに対する高圧の電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ１４と低圧配線６４とが燃料電池２を挟んで両側に配置されることで、低圧配線６４に対するノイズの影響がより一層抑制される。   The fuel cell 2 has electromagnetic shielding properties by covering the outer periphery with a metal panel, and the high voltage wiring 63 is disposed on one side and the low voltage wiring 64 is disposed on the other side across the fuel cell 2. As a result, the influence of noise generated from the high voltage wiring 63 on the low voltage wiring 64 is suppressed. In particular, the influence of noise on the low-voltage wiring 64 is further suppressed by arranging the DC-DC converter 14 for supplying high-voltage power to the motor and the low-voltage wiring 64 on both sides of the fuel cell 2.

以上説明したように、上記実施例における燃料電池自動車構造は、燃料電池２から車両を駆動する駆動モータ３へ高圧の電力を供給する高圧配線６３と、前記高圧の電力よりも低圧の電力を供給する低圧配線６４とを備え、燃料電池２は少なくとも電磁シールド性を有し、該燃料電池２を車両のセンタートンネル６０内に収納すると共に、高圧配線６３及び低圧配線６４を燃料電池２を挟んで車両の左右に分散配置したことを特徴とする。   As described above, the fuel cell automobile structure in the above embodiment supplies the high-voltage wiring 63 that supplies high-voltage power from the fuel cell 2 to the drive motor 3 that drives the vehicle, and supplies power that is lower than the high-voltage power. The fuel cell 2 has at least an electromagnetic shielding property. The fuel cell 2 is housed in the center tunnel 60 of the vehicle, and the high-voltage wire 63 and the low-voltage wire 64 are sandwiched between the fuel cell 2. The vehicle is distributed on the left and right sides of the vehicle.

この構成によれば、通常金属パネルで覆われることで電磁シールド性を有する燃料電池２を車幅方向中央部のセンタートンネル６０内に配置し、その左右に高圧配線６３及び低圧配線６４を振り分けて配置することで、高圧配線６３と共に敷設される低圧配線６４に対する前記高圧配線６３からのノイズの影響を抑えることができる。   According to this configuration, the fuel cell 2 having electromagnetic shielding properties by being normally covered with a metal panel is disposed in the center tunnel 60 at the center in the vehicle width direction, and the high voltage wiring 63 and the low voltage wiring 64 are distributed to the left and right. By disposing, the influence of noise from the high voltage wiring 63 on the low voltage wiring 64 laid together with the high voltage wiring 63 can be suppressed.

この発明の実施例における燃料電池自動車の側面説明図である。It is side surface explanatory drawing of the fuel cell vehicle in the Example of this invention. 上記燃料電池自動車の上面説明図である。It is upper surface explanatory drawing of the said fuel cell vehicle. 上記燃料電池自動車における燃料電池システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel cell system in the said fuel cell vehicle. 上記燃料電池システムに係る部品の配置を示す下面説明図である。It is lower surface explanatory drawing which shows arrangement | positioning of the components which concern on the said fuel cell system. 上記燃料電池システムに接続される部品を含む構成説明図である。It is composition explanatory drawing containing the components connected to the said fuel cell system. 上記燃料電池自動車の車体下面図である。It is a vehicle body bottom view of the said fuel cell vehicle. 図６のＳ１−Ｓ１断面図である。It is S1-S1 sectional drawing of FIG. 図６のＳ２−Ｓ２断面図である。It is S2-S2 sectional drawing of FIG. 図７のＳ３−Ｓ３断面図である。It is S3-S3 sectional drawing of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池自動車
２ 燃料電池スタック
３ 駆動モータ
６０ センタートンネル
６３ 高圧配線
６４ 低圧配線

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell vehicle 2 Fuel cell stack 3 Drive motor 60 Center tunnel 63 High voltage wiring 64 Low voltage wiring

Claims (6)

燃料電池スタックは、サブフレームに搭載された状態で、ダッシュロアの下端部からリヤシートの直前まで至るフロアパネルの車幅方向中央部を上方に膨出させて前後方向に延びるセンターコンソールの下側の空間であるセンタートンネル内に配置され、
前記センターコンソールの両下縁部には、これを支持する左右センターフレームが前後に延び、これら各センターフレームに、前記サブフレームが締結され、
前記センターコンソールを上壁及び両側壁上部、前記各センターフレームを両側壁下部、前記サブフレームを下壁部として、前後端を開放したセンタートンネルが形成されると共に、
燃料電池スタックから車両を駆動する駆動モータへ高圧の電力を供給する高圧配線と、前記高圧の電力よりも低圧の電力を供給する低圧配線とを備え、
前記燃料電池スタックは少なくとも電磁シールド性を有し、該燃料電池スタックを車両の前記センタートンネル内に収納すると共に、
前記高圧配線は、前記センターコンソールの下側の空間であるセンタートンネル内であって前記燃料電池スタックの下部の一側方と同じく一側方の前記センターフレームとの間の間隙内にて前後に延びるように配線され、前記低圧配線は、前記センターコンソールの下側の空間であるセンタートンネル内であって前記燃料電池スタックの下部の他側方と同じく他側方の前記センターフレームとの間の間隙内にて前後に延びるように配線されて、
前記高圧配線及び低圧配線を前記燃料電池スタックを挟んで車両の左右に分散配置したことを特徴とする燃料電池自動車構造。 When the fuel cell stack is mounted on the subframe, the center part in the vehicle width direction of the floor panel extending from the lower end of the dash lower to just before the rear seat bulges upward and extends below the center console extending in the front-rear direction . It is placed in a center tunnel that is a space ,
On both lower edges of the center console, left and right center frames that support it extend back and forth, and to each of these center frames, the sub-frame is fastened,
With the center console as an upper wall and upper side walls, the center frames as lower side walls, and the subframe as a lower wall, a center tunnel is formed with open front and rear ends,
A high-voltage wiring that supplies high-voltage power to a drive motor that drives the vehicle from the fuel cell stack, and a low-voltage wiring that supplies power lower than the high-voltage power,
The fuel cell stack has at least electromagnetic shielding properties, and the fuel cell stack is housed in the center tunnel of the vehicle,
The high-voltage wiring is in a center tunnel, which is a space below the center console, and back and forth in a gap between the center frame on one side as well as one side below the fuel cell stack. are arranged so as to extend, the low-pressure line is between the center frame of the same other side with the other side of a lower portion of the fuel cell stack to a center in the tunnel is a lower space of the center console Wired to extend back and forth in the gap,
A fuel cell automobile structure in which the high-voltage wiring and the low-voltage wiring are distributed on the left and right sides of the vehicle with the fuel cell stack interposed therebetween. 前記サブフレームは、前記各センターフレーム下においてこれらに沿って前後方向に延びる左右サブセンターフレームと、車幅方向に沿って配されて前記左右サブセンターフレームを結合する前後サブクロスフレームとを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動車構造。   The sub-frame has a left and right sub-center frame extending in the front-rear direction along the center frame under each center frame, and a front-rear sub-cross frame arranged along the vehicle width direction and coupling the left and right sub-center frames. The fuel cell automobile structure according to claim 1. 前記燃料電池スタックは、前記サブフレーム上における前記左右サブセンターフレーム間であって前記前後サブクロスフレーム間に配置され、ヒータ及びＤＣ−ＤＣコンバータは、左又は右のサブサイドフレーム及び前記サブセンターフレーム間であって前記前後サブクロスフレーム間に配置されて前後中間パイプに支持されることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池自動車構造。   The fuel cell stack is disposed between the left and right sub-center frames on the sub-frame and between the front and rear sub-cross frames, and a heater and a DC-DC converter include a left or right sub-side frame and the sub-center frame. The fuel cell automobile structure according to claim 2, wherein the fuel cell automobile structure is disposed between the front and rear sub-cross frames and supported by the front and rear intermediate pipes. 前記サブフレームの下面側には、少なくとも前記センターコンソールの下方を覆うアンダーカバーが取り付けられ、前記フロアパネル下には、前記センターコンソール、前記両センターフレーム、前記両サブセンターフレーム、及び前記アンダーカバーにより、車両前後方向に延びてその前端部がモータルーム内に開放すると共に後端部がリアフロア下に開放する前記センタートンネルが形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料電池自動車構造。   An under cover that covers at least the lower portion of the center console is attached to the lower surface side of the sub frame, and the center console, the center frames, the sub center frames, and the under cover are provided below the floor panel. 4. The fuel cell vehicle according to claim 2, wherein the center tunnel is formed so as to extend in the longitudinal direction of the vehicle and have a front end opened in the motor room and a rear end opened below the rear floor. Construction. 前記燃料電池スタックは、単位燃料電池の積層方向を車両前後方向に沿わせるように配置されており、その上下方向の寸法が左右方向の寸法よりも大きい縦置きレイアウトであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の燃料電池自動車構造。   The fuel cell stack is arranged so that a stacking direction of unit fuel cells is along a vehicle front-rear direction, and has a vertical layout in which a vertical dimension is larger than a horizontal dimension. Item 5. The fuel cell automobile structure according to any one of Items 1 to 4. 前記燃料電池スタックは、その後端部から水素ガス及び空気が供給されると共に、該後端部から希釈ボックスに向けて反応済みガスが排出され、前記燃料電池スタックの前端部には冷却水の導出入口が集約して配置されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の燃料電池自動車構造。

The fuel cell stack is supplied with hydrogen gas and air from the rear end thereof, and the reacted gas is discharged from the rear end toward the dilution box, and cooling water is introduced into the front end portion of the fuel cell stack. The fuel cell vehicle structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the doorways are arranged in a concentrated manner.

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