JP7221893B2

JP7221893B2 - 車両

Info

Publication number: JP7221893B2
Application number: JP2020022104A
Authority: JP
Inventors: 康彦大橋; 浩山形; 祐太小松; 耕平濱野
Original assignee: Hino Motors Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Hino Motors Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2023-02-14
Anticipated expiration: 2040-02-13
Also published as: US11664520B2; JP2021126969A; US20210257647A1; CN113258095A

Description

本開示は、燃料電池アッセンブリおよびそれを備える車両に関する。

燃料電池車両には、複数の燃料電池ユニットが搭載される場合がある。例えば、下記の特許文献１には、燃料電池ユニットに相当する２つの燃料電池スタックが、車両の幅方向に並べて配置される燃料電池車両が開示されている。

特許第４６８６３６２号公報

燃料電池車両では、通常、燃料電池ユニットは、車両本体から伝達される振動や衝撃を弾性変形により吸収する弾性緩衝部材を含むマウント部を介して燃料電池車両のフレームに固定される。この場合には、マウント部における弾性緩衝部材の弾性変形により燃料電池ユニットが変位する可能性がある。そのため、燃料電池車両では、燃料電池ユニットと、その周囲の構造物との干渉を抑制するために、燃料電池ユニットの周囲には、燃料電池ユニットの変位を許容するための十分な空隙が設けられていることが望ましい。また、燃料電池車両では、一般に、燃料電池ユニットの周囲には、燃料電池ユニットの組み付けやメンテナンス等の作業を容易化するための空隙が確保されていることが望ましい。

上記の特許文献１のように、複数の燃料電池ユニットを幅方向に一列に並べて燃料電池車両に搭載する場合には、そうした各燃料電池ユニットの周囲の空隙を確保しようとすると、車両の幅方向の寸法を増大させる必要が生じる可能性がある。このように、車両内の限られた空間内に複数の燃料電池ユニットを搭載する方法については依然として改良の余地がある。

本開示の技術は、以下の形態として実現することが可能である。
本開示の一形態によれば、車両が提供される。この車両は、マウント部を介して車両にマウントされる燃料電池アッセンブリであって、第１燃料電池ユニットと、前記第１燃料電池ユニットが載置されて固定される第１フレーム部と、第２燃料電池ユニットと、前記第２燃料電池ユニットが載置されて固定される第２フレーム部と、前記第１燃料電池ユニットよりも上方に前記第２燃料電池ユニットが位置するように、前記第１フレーム部と前記第２フレーム部とを連結する連結部と、を備える、燃料電池アッセンブリを備え、運転者が搭乗する客室の後方に貨物が積載される貨物車両として構成され、前記第１燃料電池ユニットと前記第２燃料電池ユニットとは、発電により生じた生成水を排出する配管を接続される配管接続部であって、前記第１燃料電池ユニットと前記第２燃料電池ユニットと前記車両の後方側の端部にそれぞれ設置された配管接続部を有し、前記燃料電池アッセンブリは、前記客室の下方の領域に設置されており、前記車両の前後方向に対して、前記燃料電池アッセンブリの前記車両の後方側が下方に傾斜するように設置されている。

（１）第１の形態は、マウント部を介して前記車両にマウントされる燃料電池アッセンブリであって、第１燃料電池ユニットと、前記第１燃料電池ユニットが載置されて固定される第１フレーム部と、第２燃料電池ユニットと、前記第２燃料電池ユニットが載置されて固定される第２フレーム部と、前記第１燃料電池ユニットよりも上方に前記第２燃料電池ユニットが位置するように、前記第１フレーム部と前記第２フレーム部とを連結する連結部と、を備える、燃料電池アッセンブリとして提供される。
この形態の燃料電池アッセンブリによれば、第１燃料電池ユニットと第２燃料電池ユニットとを、共通のマウント部を介して一体的にまとめて車両にマウントすることができるため、効率的である。また、この形態の燃料電池アッセンブリによれば、第１燃料電池ユニットと第２燃料電池ユニットとが、高さ方向に位置をずらした状態で支持される。そのため、各燃料電池ユニットの前後左右の領域に、マウント部による燃料電池ユニットの変位を許容したり、メンテナンス作業を容易化したりするための空隙を容易に設けることができる。
（２）上記形態の燃料電池アッセンブリにおいて、前記第１燃料電池ユニットと、前記第２燃料電池ユニットとは、前記車両の前後方向に互いにオフセットされた位置に配置されてよい。
この形態の燃料電池アッセンブリによれば、各燃料電池ユニットを互いに前後方向にオフセットさせた位置に固定することができる。これにより、各燃料電池ユニットをオフセットさせることによって形成された空間に、燃料電池ユニットに接続される補機類等を搭載することができるため、車両内の限られた空間を効率的に利用することができる。
（３）上記形態の燃料電池アッセンブリにおいて、前記第２フレーム部は、前記マウント部より上方の位置であって、前記マウント部から離れた位置に配置されており、前記第２フレーム部を構成する部材の強度は、前記第１フレーム部を構成する部材の強度より低くてよい。
この形態の支持フレームによれば、マウント部は、第２フレーム部から離れた位置において燃料電池アッセンブリに連結される。これにより、第２フレーム部は、車両衝突時の衝撃が直接的に伝わることが抑制されるため、マウント部とともに第２フレーム部の下方に配置されている第１フレーム部よりも強度を低くすることが許容される。第２フレーム部の強度を低くすれば、第２フレーム部の軽量化が容易になるため、支持フレームの全体としての軽量化が可能になる。
（４）上記形態の燃料電池アッセンブリにおいて、前記第１燃料電池ユニットと前記第２燃料電池ユニットとは、前記車両の高さ方向に見たときに互いに重なり合う部位を有するように支持されてよい。
この形態の燃料電池アッセンブリによれば、複数の燃料電池ユニットを、車両内の限られた空間内に一体的にコンパクトに搭載することができ、車両が前後方向や幅方向に大型化することを抑制できる。
（５）第２の形態は、車両であって、上記形態の燃料電池アッセンブリを備え、運転者が搭乗する客室の後方に貨物が積載される貨物車両として構成され、前記燃料電池アッセンブリは、前記客室の下方の領域に設置されている、車両として提供される。
この形態の車両によれば、貨物車両内における高さ方向に寸法を取りやすい空間を利用して、複数の燃料電池ユニットを上下二段で搭載することができる。
本開示の技術は、燃料電池アッセンブリおよびそれを備える車両以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、複数の燃料電池ユニットを支持する支持フレームや、車両への燃料電池ユニットの搭載方法、車両における燃料電池ユニットの搭載構造等の形態で実現することができる。

車両を示す概略側面図。支持フレームの設置位置を示す概略図。支持フレームの概略斜視図。支持フレームの概略側面図。支持フレームの概略平面図。支持フレームの概略正面図。

１．実施形態：
図１は、本実施形態における車両１０を示す概略側面図である。図１には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、および、Ｚ方向を示す矢印が図示されている。Ｘ方向は、車両１０の幅方向に相当し、Ｙ方向は、車両１０の前後方向に相当し、Ｚ方向は車両１０の高さ方向に相当する。Ｘ方向、Ｙ方向、および、Ｚ方向を示す矢印は、後に参照する各図においても図１に対応するように図示されている。

車両１０は、燃料電池を電力源として備える燃料電池車両である。本実施形態では、車両１０は、複数の燃料電池ユニット１００を備える。本明細書において「燃料電池ユニット」とは、燃料電池と、燃料電池本体に一体的に取り付けられている機器と、で構成されるユニットを意味する。「燃料電池本体に一体的に接続される機器」には、例えば、燃料電池を収納するケースや、センサー類、バルブ、ポンプ、配管接続部材などが含まれる。

本実施形態の燃料電池は、固体高分子形燃料電池であり、後述するように、単体でも発電が可能な要素である単セルが複数個積層された燃料電池スタックとして構成されている。なお、燃料電池ユニット１００が有する燃料電池は、固体高分子形燃料電池に限定されることはない。他の実施形態では、燃料電池として、例えば固体酸化物形燃料電池など、種々のタイプの燃料電池を採用することが可能である。

本実施形態では、車両１０は、貨物車両として構成され、牽引車両であるトラクターヘッド１１と、貨物が積載される被牽引車両であるトレーラー１２と、を備える。トラクターヘッド１１は、本体ボディ１１ｂの内部に運転者を含む乗員が搭乗する客室１３を有する。また、トラクターヘッド１１は、Ｘ方向に配列されたサイドフレームを構成する一対の車両フレーム１５を備える。各車両フレーム１５は、Ｙ方向に沿って配置され、客室１３の下方領域から本体ボディ１１ｂの後方へとＹ方向に沿って延び出ている。上述した燃料電池ユニット１００は、後述する支持フレームに支持されて、燃料電池アッセンブリとして一体的に車両１０の車両フレーム１５に固定される。車両１０における燃料電池ユニット１００の搭載方法については後述する。

トラクターヘッド１１の前輪１６および後輪１７は、Ｘ方向において、車両フレーム１５の両外側に取り付けられている。前輪１６は、客室１３の下方に位置しており、後輪１７は、車両フレーム１５の後端部近傍に位置している。前輪１６は、図示しない駆動力源に接続され、当該駆動力源から伝達される駆動力によって回転する駆動輪である。本実施形態では、駆動力源はモータによって構成され、燃料電池ユニット１００の出力電力で駆動する。後輪１７の上方には、トレーラー１２の荷室の前方側端部が配置されている。

図２は、燃料電池アッセンブリ２００のトラクターヘッド１１における設置位置と、燃料電池ユニット１００が備える燃料電池スタック１１０と、を示す概略図である。図２には、便宜上、トラクターヘッド１１をＸ方向に見たときの本体ボディ１１ｂの外周輪郭線および本体ボディ１１ｂ内における客室１３の形成領域を破線で示し、トラクターヘッド１１の車両フレーム１５を一点鎖線で示してある。また、図２には、燃料電池スタック１１０を破線で図示してある。

本実施形態では、複数の燃料電池ユニット１００は、第１燃料電池ユニット１０１と、第２燃料電池ユニット１０２と、を含む。第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とは、共通の支持フレーム２０に支持されることにより、燃料電池アッセンブリ２００を構成する。詳細は後述するが、燃料電池アッセンブリ２００では、支持フレーム２０によって、第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とは上下二段で支持される。第１燃料電池ユニット１０１は下方に配置され、第２燃料電池ユニット１０２は上方に配置される。

燃料電池アッセンブリ２００は、支持フレーム２０が、後述するマウント部を介して、一対の車両フレーム１５に固定されることにより、車両１０にマウントされる。図２では、便宜上、マウント部の図示は省略されている。本実施形態では、燃料電池アッセンブリ２００は、客室１３の下方において、一対の車両フレーム１５の間に配置されている。また、燃料電池アッセンブリ２００は、前輪１６にＸ方向に挟まれる位置に配置されている。

本実施形態では、燃料電池アッセンブリ２００の支持フレーム２０は、後方側が下方に下がるように、Ｙ方向に対してわずかに傾斜した状態で設置されている。支持フレーム２０は、例えば、Ｙ方向に対して１～１０°程度傾いた状態で設置される。これにより、支持フレーム２０に支持されている第１燃料電池ユニット１０１および第２燃料電池ユニット１０２は、車両１０において、後方側が下方に下がるようにＹ方向に対して傾斜した状態で配置される。なお、他の実施形態では、支持フレーム２０は、Ｙ方向に対して傾斜した状態で設置されていなくてもよい。

第１燃料電池ユニット１０１および第２燃料電池ユニット１０２はそれぞれ、複数の
単セル１１１が積層された燃料電池スタック１１０を備える。図示は省略するが、各単セル１１１は、固体電解質膜の両側に電極が配置された膜電極接合体を有する。各燃料電池ユニット１０１，１０２の燃料電池スタック１１０は、単セル１１１の積層方向の一端が車両１０の前方側に位置し、他端が車両１０の後方側に位置するように配置される。燃料電池スタック１１０の後方側の端部には、燃料電池スタック１１０に反応ガスの供給および排出をおこなうための配管が接続される第１配管接続部１１３が設けられている。一方、燃料電池スタック１１０の前方側の端部には、燃料電池スタック１１０に対する冷媒の供給および排出をおこなうための配管が接続される第２配管接続部１１４が設けられている。

上記のように、支持フレーム２０がＹ方向に対して傾斜して設置されていることにより、燃料電池スタック１１０は、後方側が下方に下がるようにＹ方向に対して傾斜した状態で配置される。これにより、燃料電池スタック１１０において発電により生じた生成水が、重力の作用により燃料電池スタック１１０の後方側の端部へと誘導されやすくなる。よって、第１配管接続部１１３を通じた燃料電池スタック１１０からの排水が容易化される。

図３、図４、図５、および、図６を参照して、燃料電池アッセンブリ２００が備える支持フレーム２０の構成の詳細を説明する。図３は、車両１０の車両フレーム１５に固定された使用状態にある支持フレーム２０を斜め上方から見たときの概略斜視図である。図４は、使用状態にある支持フレーム２０をＸ方向に見たときの概略側面図である。図５は、使用状態にある支持フレーム２０を上方から下方に向かってＺ方向の逆方向に見たときの概略平面図である。図６は、使用状態にある支持フレーム２０を前方から後方に向かってＹ方向の逆方向に見たときの概略正面図である。

図３～図６では、便宜上、車両フレーム１５を一点鎖線で図示してある。また、図４～図６では、車両フレーム１５に加えて、支持フレーム２０を車両フレーム１５に固定するマウント部１８および連結部材１９も一点鎖線で図示してある。図３では、燃料電池ユニット１００を破線で図示するとともに、マウント部１８および連結部材１９の図示は省略されている。また、図４には、後述するシステム補機１２０ａ，１２０ｂの搭載領域を二点鎖線で図示してある。

図３を参照する。支持フレーム２０は、複数の細長い直線状のフレーム部材３１～３７を連結させた略直方体形状の枠体として構成されている。本実施形態では、各フレーム部材３１～３７は、中空の角柱状の金属製部材によって構成される。各フレーム部材３１～３７は、角柱状ではなく、丸柱状や、細長い平板状の形状を有していてもよいし、長手方向に直交する断面が略Ｌ字形状や矩形波形状を有するアングル部材として構成されていてもよい。各フレーム部材３１～３７は、例えば、押出成形によって作製され、溶接によって互いに連結される。

支持フレーム２０は、第１燃料電池ユニット１０１が上に載置されて固定される第１フレーム部２１と、第２燃料電池ユニット１０２が上に載置されて固定される第２フレーム部２２と、を備える。第２フレーム部２２は、第２燃料電池ユニット１０２が第１燃料電池ユニット１０１よりも上方に位置するように、第１フレーム部２１より上方に設けられている。

図３に示すように、第１フレーム部２１では、一対の並列な第１フレーム部材３１と、第１フレーム部材３１に交差する複数の第２フレーム部材３２と、によって第１燃料電池ユニット１０１の載置面が構成される。一対の第１フレーム部材３１は、支持フレーム２０の底辺を構成し、車両１０において、Ｘ方向に離れて配列される。図５に示すように、各第１フレーム部材３１は、互いに平行に配置される。図３～６に示すように、各第１フレーム部材３１は、車両１０において、車両フレーム１５とＸ方向に隣り合う位置において、車両フレーム１５に沿って配置される。また、図３および図４に示すように、各第１フレーム部材３１は、車両１０において、後方側ほど下方に位置するように、Ｙ方向に対して傾斜した状態で配置される。

図３、図５、および、図６に示すように、複数の第２フレーム部材３２は、一対の第１フレーム部材３１の間においてＸ方向に架設され、両端が、一対の第１フレーム部材３１の側面に連結される。図３および図５に示すように、本実施形態では、第２フレーム部材３２は、第１フレーム部材３１の前方側に寄った位置に設けられている。図３に示すように、第１燃料電池ユニット１０１は、第２フレーム部材３２の上に配置されて、図示しない電池用マウントを介して、ボルトなどによって第２フレーム部材３２に固定される。複数の第２フレーム部材３２は、支持フレーム２０において、第１燃料電池ユニット１０１が固定される第１固定部として機能する。

図３に示すように、第２フレーム部２２では、並列な一対の第３フレーム部材３３と、第３フレーム部材３３に交差する複数の第４フレーム部材３４と、によって第２燃料電池ユニット１０２の載置面が構成される。一対の第３フレーム部材３３は、支持フレーム２０の上辺を構成し、車両１０において、Ｘ方向に離れて配列され、略Ｙ方向に沿って互いに平行に配置される。図５に示すように、各第３フレーム部材３３は、第１フレーム部材３１とＺ方向に見たときに重なり合う位置において第１フレーム部材３１と平行に配置されている。図３および図４に示すように、各第３フレーム部材３３は、車両１０において、第１フレーム部材３１と同様に、後方側が下がるように傾斜した状態で配置される。

図３、図５および図６に示すように、複数の第４フレーム部材３４は、一対の第３フレーム部材３３の間に架設され、両端が、一対の第３フレーム部材３３の側面に連結される。図３および図５に示すように、本実施形態では、第４フレーム部材３４は、第３フレーム部材３３の後方側に寄った位置に設けられている。図３に示すように、第２燃料電池ユニット１０２は、第４フレーム部材３４の上に配置されて、図示しない電池用マウントを介して、ボルトなどによって第４フレーム部材３４に固定される。複数の第４フレーム部材３４は、支持フレーム２０において、第２燃料電池ユニット１０２が固定される第２固定部として機能する。

本実施形態では、第２フレーム部材３２によって構成される第１固定部と、第４フレーム部材３４によって構成される第２固定部とは、第１フレーム部材３１および第３フレーム部材３３に沿った方向において互いにオフセットされた位置に設けられている。これによって、車両１０では、第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とが、図４および図５に示すように、車両１０の前後方向にオフセットされた位置に搭載される。なお、本実施形態では、第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とは、支持フレーム２０によって、Ｚ方向に見たときに互いに重なり合う部位を有する位置において支持される。

本実施形態では、第２フレーム部２２は、さらに、第５フレーム部材３５を備える。第５フレーム部材３５は、第３フレーム部材３３の前方側の端部において、第３フレーム部材３３の上方に架設されている。第５フレーム部材３５によって、一対の第３フレーム部材３３の歪みが抑制される。第５フレーム部材３５は省略されてもよい。

図３、図４、および、図６に示すように、支持フレーム２０は、さらに、第１フレーム部２１と第２フレーム部２２とを連結する複数の第６フレーム部材３６を備える。第６フレーム部材３６は、第２燃料電池ユニット１０２が第１燃料電池ユニット１０１よりも上方に位置するように、第１フレーム部２１と第２フレーム部２２とを連結する連結部として機能する。各第６フレーム部材３６は、上下に配列されている第１フレーム部材３１と第３フレーム部材３３との間においてＺ方向に架設されている。各第６フレーム部材３６の一方の端部は、第１フレーム部材３１の底面に連結され、他方の端部は、第３フレーム部材３３の上面に連結されている。本実施形態では、各第６フレーム部材３６は、互いに平行に配列されており、第１フレーム部材３１と第３フレーム部材３３とに直交している。各第６フレーム部材３６の長さは、第１燃料電池ユニット１０１の高さより大きい。

本実施形態では、支持フレーム２０は、さらに、筋交いとして機能する複数の第７フレーム部材３７を備える。第７フレーム部材３７は、第１フレーム部材３１と第３フレーム部材３３と第６フレーム部材３６のそれぞれに対して斜めに交差するように連結されている。第７フレーム部材３７を有することにより、支持フレーム２０のＹ方向への歪みが抑制される。なお、第７フレーム部材３７は省略されてもよい。

本実施形態の支持フレーム２０は、第２フレーム部２２を構成するフレーム部材３３，３４の強度は、第１フレーム部２１を構成するフレーム部材３１，３２の強度よりも低い。本実施形態では、第１フレーム部２１と第２フレーム部２２とで異なる強度の金属材料を使用することにより、そのような強度の差を生じさせている。本実施形態では、例えば、第１フレーム部２１のフレーム部材３１，３２は、ステンレス鋼によって構成され、第２フレーム部２２のフレーム部材３３，３４は、アルミニウム合金によって構成される。このように、第１フレーム部２１と第２フレーム部２２とで構成部材の強度を変えている理由については後述する。なお、本実施形態では、支持フレーム２０の第２フレーム部２２以外の部位を構成するフレーム部材３６～３７については、第１フレーム部２１と同様に、第１フレーム部２１を構成するフレーム部材３１，３２と同様に強度の高い材料で構成される。

図４～図６に示すように、支持フレーム２０は、複数のマウント部１８および連結部材１９を介して、車両１０の車両フレーム１５に固定される。各マウント部１８は、車両１０の車両フレーム１５に連結されている。連結部材１９は、支持フレーム２０の側方に連結される板状の部材であり、支持フレーム２０と各マウント部１８との連結を介在する。本実施形態では、連結部材１９は、車両１０の前後方向に沿って配置されており、第６フレーム部材３６または第７フレーム部材３７に固定されている。各マウント部１８は、連結部材１９に連結されている。

各マウント部１８は、連結部材１９との連結部位に、エラストマーなどの樹脂部材によって構成される緩衝弾性部材１８ｅを備える。緩衝弾性部材１８ｅの弾性変形によって、車両フレーム１５を介して支持フレーム２０および燃料電池ユニット１００へと伝達される車両１０の走行時の振動や車両１０の外部からの衝撃が低減される。他の実施形態では、緩衝弾性部材１８ｅは金属製のスプリングによって構成されてもよい。車両１０では、各燃料電池ユニット１０１，１０２の周囲に、緩衝弾性部材１８ｅの弾性変形による各燃料電池ユニット１０１，１０２の変位を許容するための空隙が確保されている。

本実施形態の燃料電池アッセンブリ２００によれば、支持フレーム２０によって、第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とを共通のマウント部１８を介して車両１０にマウントすることができる。よって、車両１０におけるマウント部１８の個数を低減でき、効率的である。なお、本実施形態では、支持フレーム２０は、その高さ方向の中央部付近において、マウント部１８に連結されている。これにより、緩衝弾性部材１８ｅが弾性変形したときの支持フレーム２０の上端部や下端部における変位幅が低減されるため、緩衝弾性部材１８ｅの弾性変形によって各燃料電池ユニット１０１，１０２が変位する範囲が縮小されている。

本実施形態の燃料電池アッセンブリ２００では、支持フレーム２０によって、第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とが、高さ方向に位置をずらした状態で支持されている。これにより、各燃料電池ユニット１０１，１０２の配置領域が車両１０の前後方向や幅方向に干渉し合うことを抑制できる。そのため、各燃料電池ユニット１０１，１０２の前後左右の領域に、上述した緩衝弾性部材１８ｅの弾性変形による各燃料電池ユニット１０１，１０２の変位を許容する空隙を十分に確保することができる。また、各燃料電池ユニット１０１，１０２のメンテナンスのための作業空間が車両１０の前後方向や幅方向に干渉し合うことを抑制できる。よって、各燃料電池ユニット１０１，１０２の前後左右の領域に、そうした作業空間を確保することが容易になる。加えて、そうした燃料電池ユニット１０１，１０２の変位のための空隙やメンテナンスのための作業空間を含めた燃料電池ユニット１０１，１０２のための領域を設けつつ、各燃料電池ユニット１０１，１０２のＸ方向やＹ方向における距離を縮めることもできる。

図４を参照する。本実施形態の燃料電池アッセンブリ２００によれば、支持フレーム２０によって、第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とが、車両１０の高さ方向に見たときに、互いに重なり合う部位を有するように設置される。そのため、２つの燃料電池ユニット１０１，１０２の配置領域が車両１０の前後方向や幅方向に大きくなってしまうことを抑制でき、車両１０の前後方向や幅方向におけるサイズが拡大することが抑制される。

本実施形態の支持フレーム２０では、第２フレーム部２２は、マウント部１８から離れた位置であって、車両フレーム１５およびマウント部１８より上方の位置に配置されている。これによって、車両１０の衝突時などに車両フレーム１５やマウント部１８を通じて伝達される衝撃は、第２フレーム部２２の方が、車両フレーム１５やマウント部１８に近い位置にある第１フレーム部２１よりも低減される。そのため、第２フレーム部２２に求められる強度は、第１フレーム部２１よりも小さい。第２フレーム部２２は、強度を低くすれば容易に軽量化できる。そこで、本実施形態の支持フレーム２０では、第２フレーム部２２を構成するフレーム部材３３，３４の強度を、第１フレーム部２１を構成するフレーム部材３１，３２の強度より低くし、その上で、第２フレーム部２２を第１フレーム部２１より軽量化している。これにより、本実施形態の支持フレーム２０では、各燃料電池ユニット１０１，１０２の保護性能の低下を抑制しつつ、全体としての軽量化が実現されている。

本実施形態の燃料電池アッセンブリ２００によれば、第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とは、車両１０の前後方向にオフセットされた位置に支持される。これにより、車両１０では、そのオフセットによって生じる２つの燃料電池ユニット１０１，１０２のそれぞれに面する空間を、例えば、以下のように、各燃料電池ユニット１０１，１０２に接続される補機類の設置空間として有効活用することができる。

本実施形態の車両１０では、支持フレーム２０上における第１燃料電池ユニット１０１の後方の領域であって、第２燃料電池ユニット１０２の後端側における下方の領域には、第１システム補機１２０ａが支持される。第１システム補機１２０ａは、各燃料電池ユニット１０１，１０２に対する反応ガスの供給および排出をおこなうためのコンプレッサやバルブ、配管類を含む。上述したように、本実施形態では、燃料電池ユニット１０１，１０２の後端側に、反応ガス用の第１配管接続部１１３が設けられている。そのため、第１システム補機１２０ａが前述した位置に設置されていれば、第１システム補機１２０ａと各燃料電池ユニット１０１，１０２との間の配管距離を短くすることができ、燃料電池システムをコンパクトにまとめることができる。

また、本実施形態の車両１０では、支持フレーム２０上における第１燃料電池ユニット１０１の前端側における上方の領域であって、第２燃料電池ユニット１０２の前方の領域には、第２システム補機１２０ｂが支持される。第２システム補機１２０ｂは、各燃料電池ユニット１０１，１０２に対する冷媒の供給および排出をおこなうためのポンプや、バルブ、配管類を含む。上述したように、本実施形態では、各燃料電池ユニット１０１，１０２の前端側に、冷媒用の第２配管接続部１１４が設けられている。そのため、第２システム補機１２０ｂが前述した位置に設置されていれば、第２システム補機１２０ｂと各燃料電池ユニット１０１，１０２との間の配管距離を短くすることができ、燃料電池システムをコンパクトにまとめることができる。

本実施形態の燃料電池アッセンブリ２００では、支持フレーム２０は、上述したように、直線状のフレーム部材３１～３７を連結した枠体によって構成されている。そうした枠体であれば、各フレーム部材３１～３７間の隙間が多いため、燃料電池ユニット１００に接続される配管や配線を配設するための経路の自由度が高まる。また、燃料電池ユニット１００にそうした配管や配線、種々の機器を取り付ける際の機械や工具のアクセスが容易化される。

図２を参照する。本実施形態の車両１０では、燃料電池アッセンブリ２００は、トラクターヘッド１１の客室１３の下方に搭載される。トラクターヘッド１１は、乗用車などの普通車両に比較して車高が高く、客室１３の下方領域は、乗員のシート下の領域など、高さ方向の寸法を比較的大きく取りやすい。よって、トラクターヘッド１１であれば、２つの燃料電池ユニット１０１，１０２が上下に配置される燃料電池アッセンブリ２００の設置が容易である。

以上のように、本実施形態の支持フレーム２０によれば、各燃料電池ユニット１０１，１０２を、上下二段で、一体的にまとまった状態で、車両１０に容易に搭載できる。また、燃料電池ユニット１０１，１０２の周囲に必要な空隙を確保しつつ、車両１０内の空間を有効に活用することができる。

２．他の実施形態：
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように改変することが可能である。以下に説明する他の実施形態はいずれも、上記の各実施形態と同様に、本開示の技術を実施するための形態の一例として位置づけられる。

・他の実施形態１：
上記実施形態の燃料電池アッセンブリ２００が備える支持フレーム２０において、第１フレーム部２１や第２フレーム部２２は、直線状のフレーム部材３１～３４の代わりに、上下二段に配置された板状の部材によって構成されてもよい。また、第１燃料電池ユニット１０１が固定される第１固定部は、複数の第２フレーム部材３２の代わりに、第１フレーム部材３１の間に架設される一枚または複数枚の板状部材によって構成されてもよい。第２燃料電池ユニット１０２が固定される第２固定部は、複数の第４フレーム部材３４の代わりに、第３フレーム部材３３の間に架設される一枚または複数枚の板状部材によって構成されてもよい。

・他の実施形態２：
上記実施形態の燃料電池アッセンブリ２００において、第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とは、車両１０の前後方向にオフセットされた位置に配置されていなくてもよい。また、第１燃料電池ユニット１０１と第２燃料電池ユニット１０２とは、車両１０の高さ方向に見たときに互いに重なり合う部位を有しない状態で配置されていてもよい。

・他の実施形態３：
上記実施形態の支持フレーム２０において、第２フレーム部２２の上方に、さらに、燃料電池ユニット１００を支持する１または２以上のフレーム部が追加されてもよい。

・他の実施形態４：
上記実施形態の支持フレーム２０において、第１フレーム部２１を構成する部材と第２フレーム部を構成する部材とは、同じ種類の金属で構成されてもよいし、同程度の強度や重量を有するように構成されていてもよい。

・他の実施形態５：
上記の実施形態において、支持フレーム２０は、車両フレーム１５の上や下に架設されていてもよい。この場合には、連結部材１９は省略され、マウント部１８は、支持フレーム２０の下方や上方から第１フレーム部２１を直接支持してもよい。上記実施形態において、支持フレーム２０は、マウント部１８を介して車両フレーム１５以外の部位、例えば、車両１０のボディに固定されてもよい。

・他の実施形態６：
車両１０は、トラクターヘッド１１とトレーラー１２とを備える貨物車両に限定されることはない。車両１０は、トラクターヘッド１１単体によって構成されていてもよいし、客室を有する本体ボディと、貨物を積載する荷台とが一体化されている貨物車両によって構成されていてもよい。また、車両１０は、貨物車両として構成されていなくてもよく、例えば、普通自動車として構成されていてもよい。

３．その他：
本開示の技術は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須ではないと説明されているものに限らず、その技術的特徴が本明細書中に必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…車両、１１…トラクターヘッド、１１ｂ…本体ボディ、１２…トレーラー、１３…客室、１５…車両フレーム、１６…前輪、１７…後輪、１８…マウント部、１８ｅ…緩衝弾性部材、１９…連結部材、２０…支持フレーム、２１…第１フレーム部、２２…第２フレーム部、３１…第１フレーム部材、３２…第２フレーム部材、３３…第３フレーム部材、３４…第４フレーム部材、３５…第５フレーム部材、３６…第６フレーム部材、３７…第７フレーム部材、１００…燃料電池ユニット、１０１…第１燃料電池ユニット、１０２…第２燃料電池ユニット、１１０…燃料電池スタック、１１１…単セル、１１３…第１配管接続部、１１４…第２配管接続部、１２０ａ…第１システム補機、１２０ｂ…第２システム補機、２００…燃料電池アッセンブリ

Claims

車両であって、
マウント部を介して車両にマウントされる燃料電池アッセンブリであって、
第１燃料電池ユニットと、
前記第１燃料電池ユニットが載置されて固定される第１フレーム部と、
第２燃料電池ユニットと、
前記第２燃料電池ユニットが載置されて固定される第２フレーム部と、
前記第１燃料電池ユニットよりも上方に前記第２燃料電池ユニットが位置するように、前記第１フレーム部と前記第２フレーム部とを連結する連結部と、
を備える、燃料電池アッセンブリを備え、
運転者が搭乗する客室の後方に貨物が積載される貨物車両として構成され、
前記第１燃料電池ユニットと前記第２燃料電池ユニットとは、発電により生じた生成水を排出する配管を接続される配管接続部であって、前記第１燃料電池ユニットと前記第２燃料電池ユニットとの前記車両の後方側の端部にそれぞれ設置された配管接続部を有し、
前記燃料電池アッセンブリは、前記客室の下方の領域に設置されており、前記車両の前後方向に対して、前記燃料電池アッセンブリの前記車両の後方側が下方に傾斜するように設置されている、車両。
請求項１記載の車両であって、
前記第１燃料電池ユニットと、前記第２燃料電池ユニットとは、前記車両の前後方向に互いにオフセットされた位置に配置されている、車両。
請求項１または請求項２記載の車両であって、
前記第２フレーム部は、前記マウント部より上方の位置であって、前記マウント部から離れた位置に設けられており、
前記第２フレーム部を構成する部材の強度は、前記第１フレーム部を構成する部材の強度より低い、車両。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両であって、
前記第１燃料電池ユニットと前記第２燃料電池ユニットとは、前記車両の高さ方向に見たときに互いに重なり合う部位を有するように支持されている、車両。