KR20170043455A

KR20170043455A - 연료 전지 차량

Info

Publication number: KR20170043455A
Application number: KR1020160130537A
Authority: KR
Inventors: 야스히코 오하시
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2017-04-21
Also published as: US20170101031A1; DE102016115702A1; CA2941285A1; KR101901492B1; CN106965663A; CA2941285C; JP2017074819A; DE102016115702B4; CN106965663B; JP6260797B2; US9895999B2

Abstract

차량이 충돌하였을 때의 연료 전지의 회전을 억제하여, 연료 전지나 보조 기기의 파손을 최소한으로 억제할 수 있는 연료 전지 차량을 제공한다.
연료 전지 차량(1)은, 프론트 룸(10) 내에 설치된 라디에이터(11)와, 프론트 룸(10) 내의 라디에이터(11)에 대해 차량 후방 방향에 설치된 연료 전지 어셈블리(12)를 갖는다. 연료 전지 어셈블리(12)는, 어셈블리 프레임(60)과, 어셈블리 프레임(60)에 일체적으로 장착된, 연료 전지(70) 및 보조 기기를 포함하는 연료 전지 장치군(61)을 갖는다. 어셈블리 프레임(60)은, 연료 전지 장치군(61)보다 라디에이터(11)가 있는 전방으로 돌출되어 있다. 연료 전지 어셈블리(12)는, 어셈블리 프레임(60)의 전방측의 선단부(A)의 높이와 연료 전지 어셈블리(12) 전체의 무게 중심(P)의 높이가 대략 일치하도록 프론트 룸(10) 내에 설치되어 있다.

Description

연료 전지 차량 {FUEL CELL VEHICLE}

본 발명은, 연료 전지 차량에 관한 것이다.

연료 전지 차량에서는, 차량 전방의 프론트 룸에 연료 전지나 그 주변 기기(보조 기기)가 탑재되어 있다(특허문헌 1 참조). 또한, 연료 전지 차량에 있어서는, 전방 충돌 시에 연료 전지를 보호하는 대책을 실시할 필요가 있고, 예를 들어 연료 전지의 케이스 내에 에어백을 설치하는 것이 생각된다(특허문헌 2 참조).

국제 공개 제2012/004829호 일본 특허 공개 제2008-230519호 공보

그러나, 상기한 바와 같은 대책을 실시해도, 가령 주행 중에 격렬하게 충돌하는 경우가 있으면, 연료 전지가 관성력에 의해 프론트 룸 내의 전방에 있는 라디에이터에 부딪치고, 그 부딪친 부분을 기점으로 회전 모멘트가 작용하여 연료 전지가 회전하는 것이 생각된다. 이 경우, 연료 전지가, 어디에 부딪칠지 예측하는 것은 어렵기 때문에, 충돌 시에 연료 전지나 그 주변의 보조 기기가 파손되지 않도록 대책을 실시하는 것이 어렵다.

본 출원은 이러한 점에 비추어 이루어진 것이며, 차량이 충돌하였을 때의 연료 전지의 회전을 억제하여, 연료 전지나 그 주변의 보조 기기의 파손을 최소한으로 억제할 수 있는 연료 전지 차량을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 연료 전지와 보조 기기를 어셈블리 프레임으로 일체화하여 연료 전지 어셈블리를 형성하고, 그 연료 전지 어셈블리의 무게 중심과 어셈블리 프레임의 라디에이터측의 선단부의 높이를 대략 동일하게 함으로써, 차량이 충돌하였을 때의 연료 전지의 회전을 억제할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 이하의 양태를 포함한다.

(1) 연료 전지 차량이며, 프론트 룸 내에 설치된 라디에이터와, 상기 프론트 룸 내의 상기 라디에이터에 대해 차량 후방 방향에 설치된 연료 전지 어셈블리를 갖고, 상기 연료 전지 어셈블리는, 어셈블리 프레임과, 상기 어셈블리 프레임에 일체적으로 장착된, 연료 전지 및 보조 기기를 포함하는 연료 전지 장치군을 갖고, 상기 어셈블리 프레임은, 상기 연료 전지 장치군에 대해 상기 라디에이터가 있는 측으로 돌출되어 있고, 상기 연료 전지 어셈블리는, 상기 어셈블리 프레임의 차량 전방측의 선단부의 높이와 상기 연료 전지 어셈블리 전체의 무게 중심의 높이가 대략 일치하도록 상기 프론트 룸 내에 설치되어 있는, 연료 전지 차량.

(2) 상기 어셈블리 프레임은, 평판 형상으로 형성되고, 상기 연료 전지 장치군은, 상기 어셈블리 프레임의 상하면에 일체적으로 장착되어 있는, (1)에 기재된 연료 전지 차량.

(3) 상기 어셈블리 프레임은, 차량 전방이 높고 차량 후방이 낮아지도록 경사지는 자세로 설치되어 있는, (1) 또는 (2)에 기재된 연료 전지 차량.

(4) 상기 어셈블리 프레임의 차량 전방측의 선단부는, 상기 라디에이터의 팬의 모터축보다 높은 위치에 있는, (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지 차량.

(5) 상기 어셈블리 프레임의 하측에 장착된 연료 전지 장치군은, 상기 라디에이터의 팬의 모터축을 연장한 차량 후방 위치로부터 차량의 폭 방향으로 어긋난 위치에 배치되어 있는, (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지 차량.

(6) 상기 연료 전지 장치군과 상기 라디에이터 사이에 완충 부재가 설치되어 있는, (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지 차량.

(7) 상기 완충 부재에는, 에어 클리너, 공기 흡입구 또는 이온 교환기가 사용되고 있는, (6)에 기재된 연료 전지 차량.

(8) 상기 어셈블리 프레임의 차량 전방측의 선단부는, 첨상 부재인, (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지 차량.

(9) 상기 첨상 부재는 도전체인, (8)에 기재된 연료 전지 차량.

(10) 상기 연료 전지 어셈블리의 차량 후방에는, 상기 프론트 룸과 승객실을 이격하는 대시 패널이 설치되어 있고, 상기 연료 전지의 차량 후방 단부면에는, 상기 연료 전지 어셈블리와 상기 대시 패널이 충돌할 때에 상기 대시 패널이 면 충돌하는 패널 보강판이 설치되어 있는, (1)∼(9) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지 차량.

(11) 상기 연료 전지 어셈블리의 차량 후방의 하부에는, 연료 가스 탱크가 설치되어 있고, 상기 연료 전지 어셈블리의 차량 후방 단부에는, 상기 연료 가스 탱크가 상기 연료 전지 어셈블리에 충돌할 때에 상기 연료 가스 탱크가 면 충돌하는 탱크 보강판이 설치되어 있는, (1)∼(10) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지 차량.

(12) 상기 탱크 보강판은, 충돌한 상기 연료 가스 탱크의 차량 전방측을 하방으로 피하게 하도록 구성되어 있는, (11)에 기재된 연료 전지 차량.

(13) 상기 보조 기기는, 승압 컨버터, 인버터, 펌프, 공기 압축기를 적어도 갖고, 상기 연료 전지 장치군의 연료 전지, 상기 승압 컨버터 및 상기 인버터가 상기 어셈블리 프레임보다 상부에 설치되고, 상기 펌프 및 공기 압축기가 상기 어셈블리 프레임보다 하부에 설치되어 있는, (1)∼(12) 중 어느 하나에 기재된 연료 전지 차량.

본 발명에 따르면, 차량이 충돌하였을 때의 연료 전지의 회전을 억제하여, 연료 전지나 그 주변의 보조 기기의 파손을 최소한으로 억제할 수 있다.

도 1은 연료 전지 차량의 내부 구성의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 2는 연료 전지 차량의 내부 구성을 평면으로부터 본 설명도이다.
도 3은 프론트 룸의 내부 구성의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 4는 연료 전지 어셈블리가 라디에이터에 충돌한 상태를 도시하는 설명도이다.
도 5는 어셈블리 프레임의 하면의 보조 기기의 배치예를 도시하는 설명도이다.
도 6은 완충 부재를 구비한 경우의 연료 전지 어셈블리가 라디에이터에 충돌한 상태를 도시하는 설명도이다.
도 7은 완충 부재로서 에어 클리너를 사용한 경우의 연료 전지 어셈블리가 라디에이터에 충돌한 상태를 도시하는 설명도이다.
도 8은 완충 부재로서 공기 흡입구를 사용한 경우의 연료 전지 어셈블리가 라디에이터에 충돌한 상태를 도시하는 설명도이다.
도 9는 완충 부재로서 이온 교환기를 사용한 경우의 연료 전지 어셈블리가 라디에이터에 충돌한 상태를 도시하는 설명도이다.
도 10은 리브를 설치한 완충 부재의 사시도이다.
도 11은 첨상 부재를 갖는 어셈블리 프레임의 사시도이다.
도 12는 다른 첨상 부재를 갖는 어셈블리 프레임의 사시도이다.
도 13은 연료 전지 어셈블리에 보강판을 구비한 경우의 프론트 룸의 내부 구성의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 14의 (a)는 연료 가스 탱크가 보강판에 충돌하는 상태를 도시하는 설명도이고,
(b)는 연료 가스 탱크가 보강판에 의해 하방으로 피한 상태를 도시하는 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 상하 좌우 등의 위치 관계는, 특별히 언급하지 않는 한, 도면에 나타내는 위치 관계에 기초하는 것으로 한다. 또한, 도면의 치수 비율은, 도시한 비율에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 형태는, 본 발명을 설명하기 위한 예시이며, 본 발명을 그 실시 형태에만 한정하는 취지는 아니다. 또한, 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 한, 다양한 변형이 가능하다.

도 1은, 본 실시 형태에 관한 연료 전지 차량(1)의 구성의 개략을 도시하는 모식도이고, 도 2는 연료 전지 차량(1)을 평면으로부터 보았을 때의 구성의 개략을 도시하는 모식도이다.

연료 전지 차량(1)은, 예를 들어 FR차이며, 프론트 룸(10)에 라디에이터(11)와 연료 전지 어셈블리(12)를 구비하고 있다. 연료 전지 차량(1)은, 승객실(13)의 하방에 연료 가스 탱크(14, 15)를 구비하고, 후륜 부분에 구동 모터(16)를 구비하고 있다. 연료 가스 탱크(14)는, 차량(1)의 전후 방향(도 1 및 도 2의 좌우 방향)을 향하도록(캡이 전후 방향을 향함) 배치되고, 연료 가스 탱크(15)는 차량(1)의 폭 방향(도 2의 상하 방향)을 향하도록(캡이 폭 방향을 향함) 배치되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이 프론트 룸(10)의 후방측에는, 승객실(13)과 다른 영역을 구획하는 대시 패널(20)이 설치되어 있다. 라디에이터(11)의 상부에는, 예를 들어 흡기 시스템(21)이 설치되어 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이 대시 패널(20)은, 예를 들어 프론트 룸(10)과 승객실(13) 사이에 설치된 직립부(30)와, 승객실(13)의 하부에 설치된 수평부(31)와, 직립부(30)와 수평부(31)를 접속하는 경사부(32)를 갖고 있다. 예를 들어 경사부(32)와 직립부(30)의 접속부에는, 강도를 올리기 위한 터널 크로스(33)가 설치되어 있다.

라디에이터(11)는, 사각형 판상의 하우징(40)을 갖고, 당해 하우징(40)의 후방측에 팬(41)을 갖고 있다. 팬(41)은, 전후 방향으로 연장되는 수평의 모터축(42)을 갖고 있다.

연료 전지 어셈블리(12)는, 어셈블리 프레임(60)과, 어셈블리 프레임(60)에 일체적으로 장착된 연료 전지 장치군(61)을 갖고 있다.

어셈블리 프레임(60)은, 예를 들어 강도가 높은 알루미늄이나 SUS로 이루어지고, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 두께가 있는 사각형 판상으로 형성되어 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이 연료 전지 장치군(61)은, 연료 전지(70)와, 그 주변 기기인 복수의 보조 기기를 포함하고 있다. 보조 기기에는, 예를 들어 연료 전지(70)의 전력을 승압하는 승압 컨버터(71)와, 연료 전지(70)의 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터(72)와, 대기 중으로부터 산화 가스를 도입하는 공기 압축기(73)와, 연료 전지(70)에 연료 가스를 공급하는 연료 가스 펌프(74)와, 연료 전지(70)에 냉각수를 보내는 냉각 펌프(75)가 포함되어 있다. 또한, 연료 전지 어셈블리(12)에 탑재되는 연료 전지 장치군(61)의 보조 기기는, 이것에 한정되지 않으며, 잉여 전력의 저장원, 회생 제동 시의 회생 에너지 저장원, 또는 연료 전지 차량(1)의 가속 또는 감속에 수반되는 부하 변동 시의 에너지 버퍼로서 기능하는 배터리, 산화 가스를 가습하기 위한 가습기, 파워 컨트롤 유닛, 연료 가스를 연료 전지(70)에 공급하기 위한 레귤레이터나 인젝터, 다른 펌프류, 밸브류 등이어도 된다.

예를 들어, 어셈블리 프레임(60)의 상면측에는, 연료 전지(70), 승압 컨버터(71) 및 인버터(72)가 하부로부터 차례로 적층되고, 이들 연료 전지(70), 승압 컨버터(71) 및 인버터(72)는 어셈블리 프레임(60)에 대해, 예를 들어 볼트 등에 의해 일체적으로 고정되어 있다.

어셈블리 프레임(60)의 하면측에는, 공기 압축기(73), 연료 가스 펌프(74), 냉각 펌프(75)가 배치되고, 이들 공기 압축기(73), 연료 가스 펌프(74), 냉각 펌프(75)는 어셈블리 프레임(60)에 대해 볼트 등에 의해 일체적으로 고정되어 있다.

어셈블리 프레임(60)은, 연료 전지 장치군(61)보다 라디에이터(11)가 있는 전방측으로 돌출되어 있다. 즉, 차량(1)에 전후 방향의 강한 외력이 작용하여, 관성력에 의해 연료 전지 어셈블리(12)가 이동하여 라디에이터(11)에 부딪치는 경우라도, 어셈블리 프레임(60)이 라디에이터(11)에 최초로 충돌하여, 연료 전지 장치군(61)이 최초로 라디에이터(11)에 충돌하지 않도록 되어 있다. 또한, 어셈블리 프레임(60)의 폭도, 연료 전지 장치군(61)보다 폭 방향으로 돌출되도록 형성되어 있다.

연료 전지 어셈블리(12)는, 어셈블리 프레임(60)의 전방측의 선단부(A)의 높이와 연료 전지 어셈블리(12) 전체의 무게 중심(P)의 높이가 대략 일치하도록 프론트 룸(10) 내에 설치되어 있다. 또한, 「대략 동일」이라 함은, 어셈블리 프레임(60)의 선단부(A)가 라디에이터(11)에 충돌하였을 때, 실질적으로 어셈블리 프레임(60)의 선단부(A)를 지지점으로 연료 전지 어셈블리(12)가 회전하지 않는 범위의 것이면 되고, 수 ㎝ 정도의 어긋남이면 된다. 또한, 연료 전지 어셈블리(12)의 무게 중심(P)의 높이 조정은, 예를 들어 연료 전지 어셈블리(12)에 탑재하는 보조 기기의 기종의 선택 및 배치와, 어셈블리 프레임(60)의 수평면에 대한 기울기 각도 등을 조정하여 행할 수 있다.

어셈블리 프레임(60)의 자세는, 전방이 높고 후방이 낮아지도록 경사져 있다. 또한, 어셈블리 프레임(60)의 전방측의 선단부(A)는, 라디에이터(11)의 팬(41)의 모터축(42)보다 높은 위치에 있다.

연료 전지 어셈블리(12)는, 예를 들어 어셈블리 프레임(60)과 연료 전지 차량(1)의 서스펜션 멤버(80)를 접속하는 마운트(81)에 의해 차량 본체에 일체적으로 장착되어 있다.

본 실시 형태에 의하면, 어셈블리 프레임(60)과 연료 전지 장치군(61)을 일체로 하여 연료 전지 어셈블리(12)를 형성하고, 어셈블리 프레임(60)의 전방측의 선단부(A)를, 연료 전지 장치군(61)보다 전방으로 돌출시켜, 어셈블리 프레임(60)의 전방측의 선단부(A)의 높이와 연료 전지 어셈블리(12) 전체의 무게 중심(P)의 높이를 대략 동일하게 하고 있다. 예를 들어 도 4에 도시하는 바와 같이 연료 전지 차량(1)이 전방 충돌하여, 차량(1)의 전방에 큰 외력이 작용한 경우에는, 라디에이터(11)가 후방으로 이동하거나, 연료 전지 어셈블리(12)가 관성력에 의해 전방으로 이동하거나 하여, 어셈블리 프레임(60)의 선단부(A)가 라디에이터(11)에 충돌한다. 이때 어셈블리 프레임(60)의 선단부(A)와 연료 전지 어셈블리(12)의 무게 중심(P)의 높이가 대략 동일하므로, 회전 모멘트가 작용하기 어려워, 연료 전지 어셈블리(12)가 어셈블리 프레임(60)의 선단부(A)를 지지점으로 회전하는 것이 억제된다. 그리고, 라디에이터(11)에 부딪친 어셈블리 프레임(60)이 라디에이터(11)를 파괴하거나, 또한 어셈블리 프레임(60)의 선단부가 찌부러짐으로써, 연료 전지 어셈블리(12)의 충돌 에너지가 흡수되어, 연료 전지 어셈블리(12)는 대략 자세를 유지한 채 정지한다. 이에 의해, 연료 전지(70)의 회전이 억제되어, 연료 전지 어셈블리(12)의 충돌 장소를 대략 예측할 수 있으므로, 연료 전지(70)의 파손을 안정적으로 방지할 수 있다. 또한, 연료 전지(70)의 주변 기기인 보조 기기도 연료 전지 어셈블리(12)에 일체로 되어 있으므로, 그들의 파손도 안정적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 어셈블리 프레임(60)이 평판 형상으로 형성되고, 연료 전지 장치군(61)은 어셈블리 프레임(60)의 상하면에 일체적으로 장착되어 있으므로, 연료 전지 장치군(61)의 배치의 자유도가 많아, 연료 전지 어셈블리(12)의 무게 중심(P)과 어셈블리 프레임(60)의 선단부(A)의 높이를 용이하게 맞출 수 있다.

또한, 어셈블리 프레임(60)의 자세가, 전방이 높고 후방이 낮아지도록 경사져 있으므로, 연료 전지 어셈블리(12)의 무게 중심(P)과 어셈블리 프레임(60)의 선단부(A)의 높이를 맞추기 쉬워진다. 또한, 발전 시에 연료 전지(70)에서 생성되는 물의 배수성도 향상시킬 수 있다.

어셈블리 프레임(60)의 선단부(A)가, 라디에이터(11)의 팬(41)의 모터축(42)보다 높은 위치에 있으므로, 충돌 시에 어셈블리 프레임(60)의 선단부(A)가, 단단한 모터축(42)에 충돌하는 일이 없고, 라디에이터(11)의 다른 유연한 부분에 충돌한다. 이에 의해, 충돌 시에 어셈블리 프레임(60)에 의한 라디에이터(11)의 충돌 부분이 충분히 찌부러지므로, 연료 전지 어셈블리(12)의 충돌 에너지를 충분히 흡수할 수 있다.

상기 실시 형태에 있어서, 도 5에 도시하는 바와 같이 어셈블리 프레임(60)의 하측에 장착된 연료 전지 장치군(61)(예를 들어, 공기 압축기(73), 연료 가스 펌프(74), 냉각 펌프(75))은, 라디에이터(11)의 모터축(42) 상의 후방 위치로부터 차량의 폭 방향으로 어긋난 위치에 배치되어 있어도 된다. 이러한 경우, 어셈블리 프레임(60)의 하면측의 연료 전지 장치군(61)이 단단한 모터축(42)에 직접 부딪치는 것을 억제할 수 있으므로, 이들 연료 전지 장치군(61)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 연료 전지 장치군(61)이 모터축(42)에 부딪치는 일 없이, 어셈블리 프레임(60)이 팬(41)에 충돌하여 찌부러지므로, 충돌 에너지의 흡수를 충분히 행할 수 있다.

상기 실시 형태에 있어서, 도 6에 도시하는 바와 같이 연료 전지 장치군(61)과 라디에이터(11) 사이에 완충 부재(90)가 설치되어 있어도 된다. 완충 부재(90)는, 예를 들어 직방체의 상자 형상이며, 수지제여도 된다. 또한 완충 부재(90)는, 금속 파이프여도 된다. 완충 부재(90)는, 연료 전지 장치군(61)측에 장착되어 있어도 되고, 라디에이터(11)측에 장착되어 있어도 된다. 이러한 경우, 어셈블리 프레임(60)이 충돌하여 라디에이터(11)가 파손되었을 때, 그 파손 부분이 연료 전지 장치군(61)에 닿는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 파손된 라디에이터(11)로부터 연료 전지 장치군(61)을 보호할 수 있다. 또한, 충돌 시에 발생한 연료 전지 장치군(61)의 관성력을 완충 부재(90)에서 흡수할 수도 있어, 연료 전지 장치(61)의 충돌 에너지를 저감시킬 수 있다. 완충 부재(90)에서 충돌 에너지를 흡수할 수 있는 만큼, 어셈블리 프레임(60)의 전후 방향의 돌출 길이를 짧게 할 수도 있다.

상기 예에 있어서, 완충 부재(90)에는, 도 7∼도 9에 도시하는 바와 같이 연료 전지 차량(1)의 에어 클리너(90a), 공기 흡입구(90b) 또는 이온 교환기(90c)가 사용되어도 된다. 에어 클리너(90a)는 공기 흡입구(90b)로부터 흡입한 공기를 정화하는 것이고, 공기 흡입구(90b)는 외기를 도입하는 것이고, 이온 교환기(90c)는 예를 들어 연료 전지(70)를 냉각하는 냉각수로부터 이온을 제거하는 것이다. 이들 에어 클리너(90a), 공기 흡입구(90b) 및 이온 교환기(90c)의 하우징은, 수지제이다. 이와 같이, 완충 부재(90)로서 기존의 장치를 사용함으로써, 완충 부재용으로 새로운 부재를 설치할 필요는 없다.

또한, 도 10에 도시하는 바와 같이 완충 부재(90)의 표면에 예를 들어 전후 방향의 강도를 올리는 리브(91)를 설치하도록 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 완충 부재(90)의 전후 방향의 강도가 높아져, 충돌 부재(90)가 충돌 에너지를 충분히 흡수하고 나서 찌부러지게 되어, 완충 부재(90)에 있어서 충돌 에너지를 충분히 흡수할 수 있다.

또한, 도 11, 도 12에 도시하는 바와 같이 어셈블리 프레임(60)의 전방측의 선단부(A)는, 첨상 부재(100)여도 된다. 첨상 부재(100)는 SUS 등의 금속이며, 도전체가 사용된다. 첨상 부재(100)는, 도 11에 도시하는 바와 같이 삼각형의 꼭지각의 능선이 수직 방향으로 연장되는 것이어도 되고, 도 12에 도시하는 바와 같이 삼각형의 꼭지각의 능선이 수평 방향으로 연장되는 것이어도 된다. 이러한 경우, 차량(1)의 충돌 시에 첨상 부재(100)가 라디에이터(11)에 부딪쳐 라디에이터(11)를 찌부러뜨리는 계기를 만들어, 라디에이터(11)를 확실하게 찌부러뜨려 충돌 에너지를 흡수할 수 있다. 특히, 라디에이터(11)의 모터 등의 단단한 부재와 어셈블리 프레임(60)이 부딪칠 때에 모터 등의 단단한 부재를 확실하게 찌부러뜨릴 수 있다. 또한, 차량(1)의 충돌 시에는, 안전을 위해 라디에이터(11)의 절연을 확보하고 싶지만, 첨상 부재(100)가 도전체이면, 라디에이터(11)에 충분히 꽂혔을 때에 라디에이터(11)의 접지를 취할 수 있다.

도 13에 도시하는 바와 같이 연료 전지(70)의 후방 단부면에는, 연료 전지 어셈블리(12)와 대시 패널(20)이 충돌할 때에 대시 패널(20)이 면 충돌하는 패널 보강판(110)이 설치되어 있어도 된다. 또한, 연료 전지 어셈블리(12)의 후방 단부에는, 연료 가스 탱크(14)가 연료 전지 어셈블리(12)에 충돌할 때에 연료 가스 탱크(14)가 면 충돌하는 탱크 보강판(111)이 설치되어 있어도 된다.

패널 보강판(110)은, 예를 들어 연료 전지(70)의 후방 단부면을 구성하는 엔드 플레이트(120)에 장착되어 있다. 엔드 플레이트(120)는, 연료 전지(70)의 부재 중에서도 강도가 높고, 두께가 있는 철이나 알루미늄으로 형성되어 있다. 패널 보강판(110)은, 예를 들어 수지 등으로 형성되고, 후방 단부면에 대시 패널(20)의 수직부(30)와 대략 평행해지는 수직면(110a)을 갖고 있다. 패널 보강판(110)은, 수직면(110a)이 연료 전지 어셈블리(12)의 가장 후방에 위치하는 두께를 갖고 있다. 패널 보강판(110)은, 엔드 플레이트(120)의 상부 코너부를 덮도록 형성되어 있다.

탱크 보강판(111)은, 예를 들어 연료 전지(70), 혹은 어셈블리 프레임(60)의 후단부에 설치되어 있다. 탱크 보강판(111)은, 예를 들어 수지 등으로 형성되고, 후방 단부면에 연료 가스 탱크(14)의 만곡 형상에 합치하는 만곡면(111a)을 갖고 있다.

연료 전지 차량(1)의 충돌 시에, 연료 전지 어셈블리(12)와 대시 패널(20)이 부딪치는 경우가 있지만, 이때, 대시 패널(20)은 연료 전지(70)의 후방 단부면의 패널 보강판(110)에 면 충돌한다. 이에 의해, 연료 전지(70)의 엔드 플레이트(120)가 직접 대시 패널(20)에 닿아 대시 패널(20)이 크게 오목해지는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해 승객실(13)의 안전성이 향상된다. 또한, 연료 전지 어셈블리(12)의 상측에 장착된 연료 전지(70), 승압 컨버터(71), 인버터(72)가 대시 패널(20)에 직접 닿아 파손되는 것도 억제할 수 있다. 또한, 승압 컨버터(71)나 인버터(72)의 후방 단부면에 설치된 고전압의 커넥터를, 프로텍터 등을 사용하지 않고 보호할 수 있다.

마찬가지로 차량(1)의 충돌 시에 연료 전지 어셈블리(12)와 연료 가스 탱크(14)가 부딪칠 때, 연료 가스 탱크(14)는 탱크 보강판(111)에 면 충돌한다. 이에 의해, 연료 전지 어셈블리(12)가 직접 연료 가스 탱크(14)에 닿아 연료 가스 탱크(14)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 연료 전지 어셈블리(12)의 하측에 장착된 예를 들어 공기 압축기(73), 연료 가스 펌프(74), 냉각 펌프(75)가 연료 가스 탱크(14)에 직접 닿아 파손되는 것도 억제할 수 있다.

또한, 상기 예에 있어서, 탱크 보강판(111)은, 충돌한 연료 가스 탱크(14)의 전방측을 하방으로 피하게 하도록 구성되어 있어도 된다. 이것은, 탱크 보강판(111)의 연료 가스 탱크(14)에 닿는 위치나 각도를 조정하거나, 탱크 보강판(111)의 만곡면(111a)의 형상을 조정함으로써 실현해도 된다. 이러한 경우, 도 14의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 연료 가스 탱크(14)가 탱크 보강판(111)에 닿은 후, 하측으로 비키어진다. 이에 의해, 연료 가스 탱크(14)의 충돌 에너지를 피하게 하여, 연료 전지 어셈블리(12)의 파손을 억제할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 청구범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

예를 들어, 이상의 실시 형태에 있어서는, 연료 전지 장치군(61)의 각종 장치가, 어셈블리 프레임(60)의 상하면에 사용된 예였지만, 상면 또는 하면 중 어느 한쪽에만 설치되어 있어도 된다. 어셈블리 프레임(60)에 일체적으로 장착되는 보조 기기의 수는, 이것에 한정되는 것은 아니며, 5개 이외의 복수 개여도 되고, 1개여도 된다. 어셈블리 프레임(60)은, 경사져 있을 필요는 없고, 수평이어도 된다. 또한 어셈블리 프레임(60)의 형상은, 평판 형상에 한정되지 않는다. 또한, 연료 전지 차량(1)에 있어서의 연료 가스 탱크(14)의 배치나 수도 이것에 한정되지 않는다.

본 발명은, 차량이 충돌하였을 때의 연료 전지의 회전을 억제하여, 연료 전지나 그 주변의 보조 기기의 파손을 최소한으로 억제할 수 있는 연료 전지 차량을 제공할 때에 유용하다.

1 : 연료 전지 차량
10 : 프론트 룸
11 : 라디에이터
12 : 대시 패널
13 : 승객실
14 : 연료 가스 탱크
12 : 연료 전지 어셈블리
60 : 어셈블리 프레임
61 : 연료 전지 장치군
70 : 연료 전지
A : 어셈블리 프레임의 선단부
P : 연료 전지 어셈블리의 무게 중심

Claims

연료 전지 차량이며,
프론트 룸 내에 설치된 라디에이터와,
상기 프론트 룸 내의 상기 라디에이터에 대해 차량 후방 방향에 설치된 연료 전지 어셈블리를 갖고,
상기 연료 전지 어셈블리는,
어셈블리 프레임과, 상기 어셈블리 프레임에 일체적으로 장착된, 연료 전지 및 보조 기기를 포함하는 연료 전지 장치군을 갖고,
상기 어셈블리 프레임은, 상기 연료 전지 장치군에 대해 상기 라디에이터가 있는 측으로 돌출되어 있고,
상기 연료 전지 어셈블리는, 상기 어셈블리 프레임의 차량 전방측의 선단부의 높이와 상기 연료 전지 어셈블리 전체의 무게 중심의 높이가 대략 일치하도록 상기 프론트 룸 내에 설치되어 있는, 연료 전지 차량.
제1항에 있어서,
상기 어셈블리 프레임은, 평판 형상으로 형성되고,
상기 연료 전지 장치군은, 상기 어셈블리 프레임의 상하면에 일체적으로 장착되어 있는, 연료 전지 차량.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 어셈블리 프레임은, 차량 전방이 높고 차량 후방이 낮아지도록 경사지는 자세로 설치되어 있는, 연료 전지 차량.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어셈블리 프레임의 차량 전방측의 선단부는, 상기 라디에이터의 팬의 모터축보다 높은 위치에 있는, 연료 전지 차량.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어셈블리 프레임의 하측에 장착된 연료 전지 장치군은, 상기 라디에이터의 팬의 모터축을 연장한 차량 후방 위치로부터 차량의 폭 방향으로 어긋난 위치에 배치되어 있는, 연료 전지 차량.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연료 전지 장치군과 상기 라디에이터 사이에 완충 부재가 설치되어 있는, 연료 전지 차량.
제6항에 있어서,
상기 완충 부재에는, 에어 클리너, 공기 흡입구 또는 이온 교환기가 사용되고 있는, 연료 전지 차량.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어셈블리 프레임의 차량 전방측의 선단부는, 첨상 부재인, 연료 전지 차량.
제8항에 있어서,
상기 첨상 부재는 도전체인, 연료 전지 차량.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연료 전지 어셈블리의 차량 후방에는, 상기 프론트 룸과 승객실을 이격하는 대시 패널이 설치되어 있고,
상기 연료 전지의 차량 후방 단부면에는, 상기 연료 전지 어셈블리와 상기 대시 패널이 충돌할 때에 상기 대시 패널이 면 충돌하는 패널 보강판이 설치되어 있는, 연료 전지 차량.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연료 전지 어셈블리의 차량 후방의 하부에는, 연료 가스 탱크가 설치되어 있고,
상기 연료 전지 어셈블리의 차량 후방 단부에는, 상기 연료 가스 탱크가 상기 연료 전지 어셈블리에 충돌할 때에 상기 연료 가스 탱크가 면 충돌하는 탱크 보강판이 설치되어 있는, 연료 전지 차량.
제11항에 있어서,
상기 탱크 보강판은, 충돌한 상기 연료 가스 탱크의 차량 전방측을 하방으로 피하게 하도록 구성되어 있는, 연료 전지 차량.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보조 기기는, 승압 컨버터, 인버터, 펌프, 공기 압축기를 적어도 갖고,
상기 연료 전지 장치군의 연료 전지, 상기 승압 컨버터 및 상기 인버터가 상기 어셈블리 프레임보다 상부에 설치되고, 상기 펌프 및 공기 압축기가 상기 어셈블리 프레임보다 하부에 설치되어 있는, 연료 전지 차량.