JP5841848B2 - 電動車両 - Google Patents
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Description
請求項1に係る発明は、左右の後輪の外側を覆う一対のリヤホイールハウス(例えば、実施形態のリヤホイールハウス52)と、前記一対のリヤホイールハウスの間に配置され、車室の下方側外部において車体フレーム(例えば、実施形態のリヤサイドフレーム61)に支持されるガスタンク(例えば、実施形態の水素タンク9)と、前記ガスタンクの搭載位置の車体後方側に配置され、荷物を収納するトランクルーム(例えば、実施形態のトランクルームT/R)と、前記トランクルームの底壁(例えば、実施形態の底壁51)から車体前方側に向かって上方に隆起し、前記ガスタンクを車室内側と仕切るタンク隔壁パネル(例えば、実施形態の隔壁パネル部分13A)と、車体に搭載された直流電源(例えば、実施形態の燃料電池2,バッテリ11)と、交流変換用の別体のインバータ装置(例えば、実施形態のインバータ装置35)を前記直流電源に接続するために、前記トランクルーム内に設けられた給電コネクタ(例えば、実施形態の給電コネクタ31)と、前記直流電源と前記給電コネクタの間の電力の接続と遮断を行うコンタクタ(例えば、実施形態の給電用コンタクタ34)と、を備え、前記タンク隔壁パネルの隆起部と前記一対のリヤホイールハウスの一方との間に、上方側に開口する凹部(例えば、実施形態の凹部41)が設けられ、この凹部内に前記コンタクタが配置されていることを特徴とするものである。
図1,図2は、燃料電池自動車1の概略構成を示す模式的な側面図と平面図である。より詳細には、図1は、車体後部のみを図2のA−A部分で断面にした車両全体の模式的な側面図であり、図2は、車体後部のみをフロア上から見た車体全体の模式的な平面図である。なお、図中、符号Wf,Wrは、燃料電池自動車1の前輪と後輪であり、16,17は、キャビンC内のフロントシートとリヤシートである。
この燃料電池自動車1は、水素と酸素の電気化学反応によって発電を行う燃料電池2(燃料電池スタック)を車体のフロアトンネルの下方に搭載し、燃料電池2で発電した電力によって駆動モータ3を駆動する。
燃料電池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、電気化学反応によって電力を発生する。
モータルームM/R内の車幅方向の両側には、車体前後方向に延出する一対のフロントサイドフレーム60が配置され、この両側のフロントサイドフレーム60に、駆動モータ3や、燃料電池2のカソード側に圧縮空気を供給するためのコンプレッサ4や、フロント側の懸架装置等が図示しないフロントサブフレームを介して取り付けられている。
なお、図中、符号10は、モータルームM/Rの前方に配置され、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である。
この実施形態の燃料電池自動車1の車体フレームは、上記のフロントサイドフレーム60、リヤサイドフレーム61、リヤサイドシル62、フロアフレーム63、クロスメンバ64等から構成されている。
このバッテリ11の搭載位置の後方側の、キャビンCとトランクルームT/Rの間のフロア下のスペースには、燃料電池2に水素ガスを供給するための水素タンク9(ガスタンク)が配置されている。水素タンク9は略円筒状に形成され、軸方向の両側の端部が球面形状に形成されている。そして、この水素タンク9は軸心方向が車幅方向に沿うように燃料電池自動車1に搭載されている。
水素タンク9は、リヤサブフレーム12(サブフレーム)を介して左右のリヤサイドフレーム61に取り付けられる。リヤサブフレーム12は、水素タンク9の外側を取り囲むように矩形枠状に形成され、車体前後方向に沿う左右の側部フレーム部12aが対応するリヤサイドフレーム61の下面に結合されている。
トランクルームT/Rは、キャビンCの後方側にバスタブ状に形成され、その底壁51上に荷物を載置できるようになっている。また、トランクルームT/Rの底壁51の車幅方向の中央には、インバータ装置35の設置が可能なインバータ設置スペース51aが確保されている。
この実施形態の場合、トランクルームT/R内の底壁51は、キャビンC内に設置されるリヤフロアパネル13と一体に形成されているが、このリヤフロアパネル13は、水素タンク9の配置される位置において、水素タンク9の上方側を跨ぐように車体上方側に円弧状に湾曲している。このリヤフロアパネル13の上方に湾曲する部分は、トランクルームT/Rの底壁51から車体前方側に向かって上方に隆起し、ガスタンク9を車室内側と仕切るタンク隔壁パネルを構成している。以下、この湾曲する部分を隔壁パネル部分13Aと呼ぶ。
なお、ここでは、タンク隔壁パネルがリヤフロアパネル13と一体に形成されいる例について説明しているが、タンク隔壁パネルは、リヤフロアパネル13と別体のパネル材によって構成するようにしても良く、さらにリヤフロアパネル13に別体のパネル材を一部接合して形成するようにしても良い。
図5は、図1のB部で破断したときの燃料電池自動車1のC矢視斜視図である。
同図に示すように、凹部41を構成する屈曲部40の底壁40aは、一方のリヤサイドフレーム61の直上部に配置され、リヤサイドフレーム61の上面と隣接するリヤホイールハウス52の側壁52aとに接合されている。こうして形成された凹部41は、上面視では車体前後方向に略沿う(リヤサイドフレーム61に略沿う)溝形状とされている。
なお、隔壁パネル部分13Aの高圧ケーブル23a,23bの貫通部にはグロメット42が取り付けられ、貫通部の気密が図られている。したがって、凹部41上に配置される給電用コンタクタ34は、リヤフロアパネル13の下方(車外側)に配置される水素タンク9に対して気密状態を保って隔離されている。
凹部41内の給電用コンタクタ34から車体後方側に所定距離離間した位置には、図3,図6に示すように、金属製のブラケット43を介して給電コネクタ31が取り付けられている。給電コネクタ31は、後に詳述するインバータ装置35のコネクタ部38が嵌入接続される給電口31aを有している。この給電コネクタ31は、樹脂等の絶縁体からなる筒状のハウジングの内側に、銅等の金属からなるメス型端子を有する、いわゆる高圧コネクタである。給電口31aには、例えば不図示のマイクロスイッチ等の嵌合検知機構が設けられており、インバータ装置35のコネクタ部38との嵌合が検知可能となっている。
また、インバータ装置35をトランクルームT/R内に設置したときに車体後方側に向く側面には、図示しない交流機器の接続プラグを接続するための交流電力出力部28が設けられている。
したがって、この燃料電池自動車1では、高圧電力を扱う給電用コンタクタ34と高圧ガスを扱う水素タンク9とを、リヤフロアパネル13の隔壁パネル部分13Aで確実に仕切ることができるとともに、給電用コンタクタ34がトランクルームT/RやキャビンC内のスペースを圧迫する不都合を無くすことができる。
したがって、この燃料電池自動車1においては、車体後方から入力される衝撃荷重に対して給電用コンタクタ34をより確実に保護することができる。
ただし、水素ガスを燃料とする燃料電池2を搭載する上述のような燃料電池自動車1においては、高圧電力を扱う給電用コンタクタ34と、水素ガスを扱う水素タンク9とが、隔壁パネル部分13Aによって車室内外で確実に仕切られるため、水素ガスの車室側への侵入を確実に防止することができる。
2…燃料電池(直流電源)
9…水素タンク(ガスタンク)
11…バッテリ(直流電源)
12…リヤサブフレーム(サブフレーム)
13A…隔壁パネル部分(タンク隔壁パネル)
31…給電コネクタ
34…給電用コンタクタ(コンタクタ)
35…インバータ装置
40a…底壁
40b…側壁
41…凹部
43…ブラケット
44a,44b…接続ケーブル(ケーブル)
51…底壁
52…リヤホイールハウス
52a…側壁
61…リヤサイドフレーム(サイドフレーム,車体フレーム)
T/R…トランクルーム
Claims (6)
- 左右の後輪の外側を覆う一対のリヤホイールハウスと、
前記一対のリヤホイールハウスの間に配置され、車室の下方側外部において車体フレームに支持されるガスタンクと、
前記ガスタンクの搭載位置の車体後方側に配置され、荷物を収納するトランクルームと、
前記トランクルームの底壁から車体前方側に向かって上方に隆起し、前記ガスタンクを車室内側と仕切るタンク隔壁パネルと、
車体に搭載された直流電源と、
交流変換用の別体のインバータ装置を前記直流電源に接続するために、前記トランクルーム内に設けられた給電コネクタと、
前記直流電源と前記給電コネクタの間の電力の接続と遮断を行うコンタクタと、を備え、
前記タンク隔壁パネルの隆起部と前記一対のリヤホイールハウスの一方との間に、上方側に開口する凹部が設けられ、この凹部内に前記コンタクタが配置されていることを特徴とする電動車両。 - 前記ガスタンクは、当該ガスタンクの外側を取り囲む矩形枠状のサブフレームを介して前記車体フレームに取り付けられ、
前記コンタクタは、前記車体フレームに取り付けられた前記サブフレームに対して、車体前後方向で重なる領域に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電動車両。 - 前記給電コネクタは、前記コンタクタに対して、柔軟性を有するケーブルによって接続されるとともに、前記トランクルーム内の前記コンタクタから車体後方側に離間した位置に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電動車両。
- 前記凹部内の前記コンタクタの車体後方側位置には、当該凹部の底壁と左右の側壁とに結合されるブラケットが設けられ、
前記給電コネクタは、前記ブラケットを介して前記凹部内に固定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動車両。 - 前記コンタクタは、前記車体フレームのうちの車体前後方向に延出するリヤサイドフレームと車体上下方向で重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動車両。
- 前記ガスタンクとしての水素タンクと、この水素タンクに充填した水素ガスを燃料として発電する燃料電池と、を備え、この燃料電池の発電電力を用いて走行する燃料電池車両であることを特徴とする請求項1に記載の電動車両。
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