JP5222026B2 - 燃料電池冷却システムの配管接続構造 - Google Patents
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Description
また、本発明では、前記燃料電池車両は、前記冷媒回路に設けられると共に冷媒からイオンを除去するイオン交換器を備え、前記継手部材は、第1継手部材と、第2継手部材と、を備え、前記第1継手部材は、前記ラジエータとの接続配管であって当該ラジエータに向かう冷媒が通流する第1チューブが接続される第1ポートと、前記ラジエータをバイパスするバイパス流路を構成する第2チューブが接続される第2ポートと、前記燃料電池との接続配管であって当該燃料電池からの冷媒が通流する第3チューブが接続される第3ポートと、を有し、前記第2継手部材は、前記ポンプとの接続配管である第5チューブと接続される第Aポートと、前記燃料電池との接続配管である第6チューブと接続される第Bポートと、前記イオン交換器との接続配管である第7チューブと接続される第Cポートと、を有し、前記第1継手部材において、前記第1ポート及び前記第2ポートは、一直線状に配置され、前記第3ポートは、前記第1ポート及び前記第2ポートを通る仮想的な一直線状の軸線に対して前記第2ポート側に傾斜するように配置されていることが好ましい。
また、本発明では、前記継手部材は、第1継手部材と、第2継手部材と、を備え、前記第1継手部材及び前記第2継手部材は、前記燃料電池ユニットフレームと、前記モータユニットフレームと、のうちいずれか一方にまとめて配置されていることが好ましい。
図1に示されるように、冷媒回路(冷却システム)10は、アノードに供給される燃料ガス(例えば、水素ガス)とカソードに供給される酸化剤ガス(例えば、空気)との電気化学反応により発電する燃料電池スタック12と、冷媒を冷却する冷却器として機能するラジエータ14と、前記燃料電池スタック12と前記ラジエータ14との間で冷媒を循環させる循環通路16と、前記循環通路16中に設けられ冷媒を所定流量で循環させるポンプ18と、前記ラジエータ14をバイパスさせるパイパス通路20中に設けられ冷媒が流通する流路を前記循環通路16又は前記バイパス通路20のいずれか一方に切り換える流路切換弁22とを含む。前記流路切換弁22に代替して冷媒の流通量を制御する流量制御弁を用いてもよい。
図2は、第1継手部材の概略構成図であって、コネクタを構成する雌コネクタ部と雄コネクタ部とが離脱した状態を示す。
第2継手部材37は、3つのポートが形成された継手ボデイを有する。前記継手ボデイには、図1に示されるように、第1ポート58aと第2ポート58bとが設けられ、前記第1ポート58aには、ポンプ18から送給された冷媒を流通させる第5チューブ48eが第3コネクタ50cを介して着脱自在に接続される。前記第2ポート58bには、燃料電池スタック12の冷媒導入ポート30aに向かって冷媒を流通させる第6チューブ48fが接続される。
第1継手部材36及び第2継手部材37にそれぞれ設けられる第1〜第3コネクタ50a〜50cについて以下詳細に説明する。なお、第1〜第3コネクタ50a〜50cは、それぞれ同一構成要素からなるため、説明の便宜上、第1コネクタ50aのみを詳細に説明して第2コネクタ50b及び第3コネクタ50cの説明を省略する。
図5は、冷媒回路の概略構成平面図、図6は、前記冷媒回路の概略構成側面図である。
次に、第1継手部材36及び第2継手部材37の設置構造について、以下説明する。
第1継手部材36は、モータユニット76を構成する第1フレーム78に設けられる。このモータユニット76は、モータルーム内に設けられ、少なくとも、燃料電池スタック12で発生した電力によって駆動するモータ80、ポンプ18、流路切換弁22等の構成要素を含む。
次に、第2継手部材37を用いた配管の接続作業について、以下詳細に説明する。
この配管の接続作業は、第1フレーム78によって支持されるモータ80等を含むモータユニット76が燃料電池自動車のモータルーム内に組み付けられて固定されると共に、第2フレーム86によって支持される燃料電池スタック12を含む燃料電池ユニット100が客室下部側に組み付けられて固定された後に行われる。
図7(a)は、雌コネクタ部と雄コネクタ部との完全嵌合状態を示す側面図、図7(b)は、不完全嵌合状態を示す側面図である。
12 燃料電池スタック
14 ラジエータ
36 第1継手部材
37 第2継手部材
50a〜50c コネクタ(軸シール機構)
62 雌コネクタ部(大径部材)
64 雄コネクタ部(小径部材)
66 シールリング(シール部材)
76 モータユニット(冷却システムユニット)
78 第1フレーム(モータユニットフレーム)
80 モータ
86 第2フレーム(燃料電池ユニットフレーム)
100 燃料電池ユニット
102 マーキング
Claims (3)
- 燃料電池車両に搭載された燃料電池を冷却する冷却システムの配管接続構造において、
前記燃料電池車両は、
前記燃料電池と、
複数の配管から構成されると共に、前記燃料電池を経由するように冷媒を循環させる冷媒回路と、
前記冷媒回路に設けられ、冷媒を循環させるポンプと、
前記冷媒回路に設けられ、冷媒を冷却する冷却器として機能するラジエータと、
を備え、
前記冷却システムは、前記燃料電池を支持する燃料電池ユニットフレームと、前記ポンプを支持するモータユニットフレームと、前記燃料電池車両の車両本体フレームとに跨って配置され、
前記冷媒回路の分岐部において、異なるフレームに固定された前記複数の配管を着脱自在に接続すると共に、電気的絶縁性を有する樹脂により形成された継手部材と、
前記継手部材と当該継手部材の相手側である前記配管との接続部位をシールする軸シール機構と、
を備え、
前記継手部材は、前記相手側である前記配管と接続される雄コネクタ部を備え、
前記相手側である前記配管は、前記雄コネクタ部が挿入される雌コネクタ部を備え、
前記軸シール機構は、前記雌コネクタ部の開口部内壁面に形成された環状溝に装着されると共に前記雄コネクタ部及び前記雌コネクタ部の間を気密乃至液密にシールするシールリングを備え、
前記雄コネクタ部と前記雌コネクタ部とが不完全嵌合状態に接続されたときに視認可能であり、完全嵌合状態に接続されたときに視認不可能となるように前記雄コネクタ部側にマーキングが設けられ、
前記継手部材は、前記燃料電池車両のモータルームの床下部位に配置される前記モータユニットフレームの底面と略面一になるように設けられ、
前記冷媒回路の下方側には、着脱自在なアンダカバーが設けられている
ことを特徴とする燃料電池冷却システムの配管接続構造。 - 前記燃料電池車両は、前記冷媒回路に設けられると共に冷媒からイオンを除去するイオン交換器を備え、
前記継手部材は、第1継手部材と、第2継手部材と、を備え、
前記第1継手部材は、
前記ラジエータとの接続配管であって当該ラジエータに向かう冷媒が通流する第1チューブが接続される第1ポートと、
前記ラジエータをバイパスするバイパス流路を構成する第2チューブが接続される第2ポートと、
前記燃料電池との接続配管であって当該燃料電池からの冷媒が通流する第3チューブが接続される第3ポートと、を有し、
前記第2継手部材は、
前記ポンプとの接続配管である第5チューブと接続される第Aポートと、
前記燃料電池との接続配管である第6チューブと接続される第Bポートと、
前記イオン交換器との接続配管である第7チューブと接続される第Cポートと、を有し、
前記第1継手部材において、
前記第1ポート及び前記第2ポートは、一直線状に配置され、
前記第3ポートは、前記第1ポート及び前記第2ポートを通る仮想的な一直線状の軸線に対して前記第2ポート側に傾斜するように配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の燃料電池冷却システムの配管接続構造。 - 前記継手部材は、第1継手部材と、第2継手部材と、を備え、
前記第1継手部材及び前記第2継手部材は、
前記燃料電池ユニットフレームと、前記モータユニットフレームと、のうちいずれか一方にまとめて配置されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の燃料電池冷却システムの配管接続構造。
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