TW200524763A - Saddle riding-type vehicle - Google Patents

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200524763 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種鞍座型車輛，尤其特定關於一種裝載 有燃料電池系統之鞍座型車輛，該燃料電池系統無需更改 燃料，而直接發電。 【先前技術】 作為以甲醇為燃料，用於發電之燃料電池系統，業已研 究·開發有將甲醇水溶液用於直接發電之直接甲醇型燃料 電池{DMFC(Direct Methanol Fuel Cell);以下亦簡稱為 DMFC}系統。 於DMFC系統中，由於無需將甲醇更改之設備，因此可簡 單且輕型構成系統整體。因此，業界期待DMFC系統用於各 種用途，例如業已研究裝載有DMFC系統之二輪車等鞍座型 車輛之實用化。 駕駛者跨坐於座位之鞍座型車輛由於於各種環境下行駛 驅動，因此消耗劇烈，故而較好的是可易於維護。當儲存 應供給至DMFC之甲醇水溶液的水溶液箱或儲存應供給至 水溶液箱之的燃料箱產生異常時，有可能DMFC之輸出將降 低’從而給裝載有DMFC系統之鞍座型車輛之行駛驅動造成 不良影響。因此，於裝載有DMFC之鞍座型車輛中，較好的 是尤其以易於維護之方式配置燃料箱及水溶液箱。 至於DMFC系統之一例，以下文獻1中揭示有輸出為2.5 kW之DMFC系統。 [非專利文獻]Holger Janssen，Marcus Noelke，Walter 96956.doc 200524763

Zwaygardt，Hendrik Dohle，Juergen Mergel，Detlef Stolten， ，，DMFC SYSTEMS: 2.5 KW CLASS IN COMPACT DESIGN’’，Institute for Materials and Processes in Energy Systems Forschungszentrum Juelich GmbH 52425 Juelich， Germany [發明所欲解決之問題] 然而，於上述文獻1中，對於搭載於鞍座型車輛之DMFC 系統之較好的佈局並未有任何揭示，故無法設想能夠簡單 維護搭載有DMFC系統之鞍座型車輛。 由此，本發明之主要目的係在於提供一種具有優秀維護 性之鞍座型車輛。 【發明内容】 根據本發明之觀點，其係提供一種鞍座型車輛，其特徵 為具備駕驶者所乘坐之座位，儲存燃料水溶液之水溶液 箱，儲存應供給至水溶液箱之燃料的燃料箱，以及供給來 自水溶液箱之燃料水溶液，並藉由電化學反應生成電能之 燃料電池單元組，且燃料箱與水溶液箱並列設置於座位後 方側。 於此發明，於駕駛者所乘坐之座位之後方側並列設置有 燃料箱與水溶液箱。於鞍座型車輛之構造方面，駕駛者用 之座位於鞍座型車輛之上部，並配置於前輪與後輪之間， 而於駕駛者用之座位之後方側，無需配置鞍座型車輛行駛 驅動所需之大型零件。如此，藉由於駕駛者用之座位之後 方側並列配置燃料箱與水溶液箱，可於燃料箱及水溶液箱 96956.doc 200524763 周圍確保充足之作業空間。故而，燃料箱及水溶液箱之安 裝作業或拆卸作業將變得容I從而可提高維護性。 ，較好的是，於座位下方側配置燃料電池單元組。此種情 形下，藉由連接於複數個構成要素之燃料電池單元組配置 於座位之下方側亦即鞍座型車輛之中央部附近，可易於佈 局連接於燃料電池單元組之各構成要素，並可輕易縮短燃 j電池單疋組與各構成要素（尤其水溶液箱）之配管。進而， :由配置重量極大之燃料電池單元組於鞍座型車輛之中央 附近，鞍座型車輛之重量平衡性將變得良好，從而穩 性可得以提高。 “ 又，較好的是，為冷卻來自水溶液箱之燃料水溶液，進 2包含配置於座位下方側且燃料電池單元組之後方側之熱 交換器。此時，自後方直至前方為止依次配置水溶液箱、 熱交換器、燃料電池單元組。因&，可無需迁回燃料水溶 液之流通路徑’簡單施行自水溶液箱至燃料電池單元組為 j之配管，且來自水溶液箱之燃料水溶液可經由熱交換 器，迅速得以供給至燃料電池單元組。 又1較好的是，燃料箱與水溶液箱之橫寬合計尺寸為座 位之橫寬尺寸以下。此時，燃料箱與水溶液箱可以相對於 座位於左右不犬出之方式，並列配置於座位之後方側。藉 由=相料座位於左右不突出之方式，並列配置燃料箱與 水溶液箱，故❿即使鞍座㉟車輛於橫向傾倒時，損壞燃料 箱及水=液箱之可能性會減少。χ，藉由以相對於座位於 左右不突出之方式，並列配置燃料箱與水溶液箱，重量於 96956.doc 200524763 向上不致分散，從而可提高鞍座型車輛因轉彎等向橫向， 傾倒時之行駛穩定性。 ；^所明「橫寬尺寸合計」係指例如於左右並列設置燃 枓=與水溶液箱時，為各橫寬尺寸之合計，而於燃料箱與 液is岫後並列設置時，為兩箱中橫寬較大一方之箱的 检寬尺寸。 又，較好的是燃料箱與水溶液箱以高度分別大致一致之 方j並列配置’並進而包含燃料栗浦，其配置於燃料箱及 奋液箱之下方側’且為壓送來自燃料箱之燃料並供給至鲁 水溶液箱而連接於燃料箱與水溶液箱。此時，可使儲存於 燃料相之燃料之液面高度與儲存於水溶液箱之燃料水溶液 :液面鬲度大致一致。藉此，使用配置於燃料箱及水溶液 孝目之下方側之燃料泵浦，自燃料箱向水溶液箱供給燃料 時，可減小因各箱之液面差引起的燃料泵浦之入口與出口 ]的壓力差。結果可使用具有較小排放性能之燃料泵浦， 又，可提高燃料泵浦之燃料供給精度。因此，可易於設計· 製作燃料泵浦’並可降低裝載於鞍座型車輛之燃料電池彡# 、先正體之设計·製作成本。進而，藉由配置燃料泵浦於燃料 相之下方，可易於藉由重力自燃料箱向燃料泵浦供給燃料。 進而較好的是，水溶液箱以向前方側延伸之方式設置。 此日t 藉由水溶液箱朝向前方側，即朝向鞍座型車輛之中 * 央σ卩延伸，使水溶液箱與連接於水溶液箱之燃料電池單元 · 組等之構成要素接近，從而可更加簡化配管。 【實施方式】 96956.doc 200524763 以下’參照圖式，說明本發明之實施形態。 此處，作為本發明之鞍座型車輛就二輪車加以說明。 又，此實％形怨中之左右（橫）、前後、上下係指駕駛者朝 向其把手乘坐於二輪車1之座位之狀態下的左右、前後、上 下。 參照圖1至圖6,二輪車1具有車體車架3。車體車架3具備 頭官5，自頭官5向後方斜下方延伸之縱剖面為〗字型之前車 架7，連結於前車架7之後端部且向後方斜上方上升之橫剖 面為Η子里之後車架9，以及座位軌道27，並且前車架7及後 車架9整體呈側視大致ν字形狀。 础車架7包含沿車軸方向延伸且與車寬方向正交之板狀 構件7a，沿車寬方向延伸至板狀構件〜之頂側及底側之各 個之法蘭部7bl及7b2,以及對於板狀構件7a之兩表面突出 設置之加強肋部7e。加強肋部7〇與法蘭部几丨及7b2 一起將 板狀構件7a之兩表面劃分，從而構成下述燃料電池系統 之構成零件之收納壁。 另一方面，後車架9包含板狀構件9a，其對於車軸方向向 斜後方延伸，且與前車架7之法蘭部几丨之上面相對向，以 及法蘭部9bl及9b2，其於板狀構件9a之左右兩側部，沿車 軸方向延伸。 於後車架9之板狀構件9a，形成有複數個對下述水溶液箱 77之通氣·冷卻用的通氣孔9c。 ;一貝笞5内可自由轉動地插通有用於變更車體方向之未 圖示之轉向轴。於此轉向軸之上端，安裝有把手支持部u， 96956.doc 200524763 ΪΠΓ:手lla，於把手lla之兩端安褒有手柄i3。右侧 手柄13構成可轉動之節流閥手柄。 自頭管5之下端朝向下方’安裝有左右—對前叉15，於前 ’义各下端，經由雨車軸19,安裝有前輪17。前輪以於 由前又15所緩衝懸架之狀態下，藉由前車軸19可自由旋轉 地軸支。 、：#手支持"卩U之把手Ha之前方，配置有顯示操作部 (、Μ稱為儀錶）21。儀錶21係將向駕駛者提供行駛狀態等 之各種資訊之例如以液晶顯示器等而構成之顯示部，以及 用於輸入來自駕駛者之各種f訊之輸人部等—體化者。於 把手支持部11之儀錶21之下方，固定有頭燈23，於頭燈23 之左右兩側，分別設置有閃光燈25。 另一方面，於後車架9之後方側端部，安裝有包含管材之 呈大致U字形狀之座位軌道27。 座位執道27包含彎曲為大致c字形狀之彎曲管31，自彎曲 官31之兩端分別延伸之左右一對座位支持管33&、33b，自 座位支持管33a、33b分歧並向後方斜下方延伸之分歧管 34a、34b。 座位執道27之座位支持管33a、33b中間之互相對向之部 位藉由例如焊接固設於後車架9之法蘭部9b丨及9b2之上端 部。又，分歧管34a、34b之後方側端部亦藉由例如焊接固 疋於後車架9之板狀構件9a。座位執道27以大致水平於車軸 方向之方式配設。 於座位執道27之彎曲管31，突出設置有座位支柱35，並 96956.doc -12- 200524763 以覆盍至座位執道27之彎曲㈣及座位支持㈣a、別之 車架安裝部位附近為止之方式，設有駕駛者乘坐之座位 37。座位37經由座位支柱35沿相對於座位軌道27而分離之 方向’以可自由搖動(自由開閉)之方式受到支持。 於座位軌道27之座位支持管33a、奶上的座位軌道焊接 部位之前方側互相對向之部位，架設有扣合用托架外，其 以扣合關閉狀態下之座位3 7之方式可成為固定狀態。 於座位軌道27之座位支持管33a、33b之後方側端部，固 設有安裝托架41，經由安裝托架41，分別安裝有尾㈣及 左右一對閃光燈44。 另方面於後車架9之下端部，經由樞軸4 7以可自由搖 動之方式支持有後臂45,於後臂45之後端部45a，以可自由 旋轉之方式軸支有作為驅動輪之後輪49。後臂45及後輪49 藉由後緩衝器51，對於後車架9得以緩衝懸架。 於前車架7之後端側之底部，分別配設有左右一對腳踏板 53(於圖1及圖2中僅其中一方圖示）。於左側腳踏板53之後方 側，以可自由轉動之方式支持側架55於後臂45，側架55藉 由復原彈簧57於關閉側受到施力。 於後臂45之後端部45a内側，分別配設有例如軸向間隙型 電動馬達61、其連結於後輪49併用以旋轉驅動後輪49，以 及驅動早體65 ’其電性連接於電動馬達61，包含用於控制 電動馬達61之旋轉驅動之控制器63。 繼而，於此實施形態之二輪車1中，裝載有沿車體車架 3 (前車架7、後車架9及座位執道2 7)而配置之燃料電池系統 96956.doc -13- 200524763 7〇，以及二次電池71，其儲存配置於藉由肋部乃劃分於前 車架7之板狀構件7a之兩表面之儲存空間。燃料電池系統川 生成電動馬達61驅動用及輔助類用等電性構成零件驅動用 之電旎。二次電池71積蓄藉由燃料電池系統7〇所生成之電 旎，按照控制器63之指令，將所積蓄之電能供給至相對應 之電性構成零件。例如，二次電池71供給電能至驅動單體 65，並藉此使電動馬達61旋轉，從而旋轉驅動後輪49，使 一輪車1行驶。 以下，就燃料電池系統70加以說明。 才合載於本實施形態之二輪車丨之燃料電池系統7〇係將甲 醇（甲醇水溶液）以無需更改之方式直接用於發電之直接甲 醇型燃料電池系統。 燃料電池系統70係沿後車架9之板狀構件9a之前方側之 面安裝，並具備配置於座位37之下方側且二輪車大致中 央部之燃料電池單元組（以下簡稱為電池組）73。 電池組73係疊層（組積）複數個藉由基於甲醇之氫與氧之 電化學反應，可生成電能之單電池單元而構成。構成電池 組73之各單電池單元具備包含固定分子膜之電解質（電解 夤膜）’以及夾著電解質而互相對向之燃料極（陽極）及空氣 極（陰極）。另，於圖2〜圖6中，省略各單電池單元之圖示。 於電池組73之後方斜上方且座位37之後方側（後輪钧之 上方側）’左右並列設置有燃料箱75與水溶液箱77。燃料箱 75與水溶液箱77分別以朝向前方側延伸之方式設置，前方 側端部達到座位37之下方。燃料箱75及水溶液箱77經由例 96956.doc -14- 200524763 如座位軌道27之安裝托架41等，安裝於支持車架W及别 之下方側。燃料箱75及水溶液箱77例如藉㈣(聚乙稀)吹 塑成型獲得。燃料箱75及水溶液箱77分別為樹脂製。 燃料箱75儲存有作為電池組73之上述電化學反應燃料之 高濃度（例如大約50〇/〇)之甲醇燃料（高濃度甲醇水溶液）。 又，水/合液粕77儲存有將儲存於燃料箱75之曱醇燃料稀 釋為適合電池組73之電化學反應之濃度（例如大約3%)之甲 醇水溶液。

燃料箱75及水溶液箱77於以使各自之高度（例如各箱底 面之高度）大致一致之方式左右並列設置，並得以一體化之 狀態下安裝於座位執道27。此處所言之燃料箱75與水溶液 箱77之南度大致一致，係指兩個箱體佈局為，燃料箱75内 之甲醇燃料之液面咼度相對於水溶液箱77内之燃料電池系 統70運轉時之曱醇水溶液之液面高度，保持於士 1〇 以 内。較好的是，兩箱之液面高度差設定為土5cm以内。一體 化之燃料相7 5與水溶液箱7 7之橫寬合計尺寸係座位3 7之橫 寬尺寸以下（參照圖2)。 如圖5所示，於電池組73之後方側，以與電池組73並列之 方式設有熱交換器79。熱交換器79於板狀構件9a之後方側 之面上，以沿電池組73之方式得以安裝，並位於座位37之 下方側。冷卻來自水溶液箱77之甲醇水溶液的熱交換器79 之熱交換管P1之入口部藉由連接管（連結配管）81連接於水 溶液箱7 7之例如底面側之曱醇水溶液出口部$ 〇。 又，於燃料箱75之下方之高濃度甲醇水溶液出口 82(參照 96956.doc -15- 200524763 圖）連接有連接官83。連接管Μ連接至配置於燃料箱％ 及水溶液箱77之下古Μ ^ 下方側的燃料泵浦8 5之入口（流入）侧端 來1燃料箱75之甲醇燃料並供給至水溶液箱77之 燃料泵浦85例如-體化安褒於熱交換器79。燃料泵浦85之 出口 (排放)側端部與設置於水溶液箱77之前方側端部之甲 醇燃料入口部89藉由連接管91連接。 進而熱乂換益79之熱交換管ρι之出口部％與水溶液泵 浦951由連接官93連接。水溶液泵浦95配置於電池組乃之 下方，並神配置於特定之料空間，該料空間於前車 架7之板狀構件7a之左側面側，藉由肋部&等劃分形成。 K /谷液系浦95之排放側端部經由連接管97連接於過滤器 99。過渡㈣儲存配置於特定之儲存空間，該儲存空間於 前車架7之板狀構件7a之右側面側藉由肋部7c等劃分形 成，該水溶液泵浦95將除去流經連接管97之甲醇水溶液中 的雜質。 過;慮器99之輸出側連接於連接管1〇1，連接管〖ο!連接於 電池組73之例如底部側之燃料（曱醇水溶液）供給用之燃料 入口 11。 於連接管101之過遽器9 9與電池組7 3之間之特定位置，設 有自連接管101而分歧之分歧管（分歧配管）1〇3。於分歧管 103，設有作為濃度檢測部之濃度感應器1〇5(參照圖π)，其 用於使用例如超聲波等檢測出流經連接管10丨之甲醇水溶 液的濃度，並將表示所檢測之濃度的濃度訊號（圖丨丨中表示 為C8)發送至控制器63。 96956.doc -16 - 200524763 又’藉由突出設置於座位軌道27之彎曲管31的支持托架 107，以介在插入於座位執道27之座位支持管33&、33b間及 分歧管34a、34b間之方式，空氣泵浦1〇9得以支持。空氣泵 浦1 09配置於電池組73之上方側且燃料箱75及水溶液箱77 之前方側。 以介在插入作為空氣泵浦i 〇9之後方側的座位支持管 33a、33b及分歧管34a、34b間之方式，配設有供給空氣振 動去除用之腔室11卜腔室lu連接於空氣泵浦1〇9之排放側 輸出部。腔室111經由連接管丨丨3，連接於電池組73之例如 上方側之空氣入口 12。於此實施形態中，以包含空氣泵浦 109與連接管113之方式構成有空氣供給部。 於電池組73，二氧化碳（包含未反應甲醇成分、水蒸氣） 出口 13設置於與燃料入口 n之對角位置。於二氧化碳出口 13，經由連接管115，連接有設置於水溶液箱77之前方側端 部之一氧化碳（未反應甲醇）入口部117。 又，於電池組73,用以將空氣（水蒸氣）作為排氣排出之空 氣（水蒸氣）出口 14設置於與空氣入口 J2對角之位置。於空氣 出口 14，經由連接管118，連接有用以冷卻空氣（水蒸氣）之 排氣冷卻器（氣液分離器）119之熱交換管？2之入口部。排氣 冷部器119以相對於前車架7之後端部（彎曲部），位於前方側 斜上方之方式，沿前車架7之法蘭部7M之前方側表面安 裝。由圖2〜圖4可知，藉由於前車架7配置排氣冷卻器119 於前方側且大致中央部，排氣冷卻器丨19將易於接受行駛 風，從而可高效施行水蒸氣之冷卻。又，排氣冷卻器丨19排 96956.doc -17 - 200524763 放至外部之熱量多於熱交換器79。藉由以互相分開之方式 配置放出至外部之熱量較多的排氣冷卻器119與燃料箱75 及水溶液箱77，可防止甲醇之蒸發。 進而’於排氣冷卻器119之熱交換管P2之出口部，經由連 接管121，連接有水箱123。水箱ι23儲存配置於電池組乃之 下方且如車架7之板狀構件7a之左側面側的特定之儲存空 間。 於水箱123，用以排出被送入至其箱本體123a之氣體（排 氣）之排放管（排放配管）125安裝於箱本體123a之上部。 進而’於電池組73之下方且前車架7之板狀構件7a之左侧 面側’儲存配置有水泵丨27。水泵127連接於連接管128，該 連接管128連接於箱本體123a之底部，水泵127之輸出側經 由連接管129，連接於設置於水溶液箱77之前方側端部的水 入口部130(參照圖1〇)。於此實施形態中，水供給部包含水 泵127與連接管128、129。 又，由圖7可知，於水溶液箱77之上部設有二氧化碳出口 部131。於二氧化碳出口部131 ,連接有連接管133之一端 部。連接管133經由連接管115及二氧化碳入口部117，將輸 入於水溶液箱77之二氧化碳由電池組73之二氧化碳出口 13 引導至水箱123。 如圖8所示，連接管133之他端部連接於用以連結排氣冷 卻器119與水箱123之連接管121之中途。 即，如圖9所示，連接管133之下端部133&以直交於連接 管12 1之水箱側端部12 1 a之管軸方向之方式，連接於水箱側 96956.doc -18 - 200524763 端部121a。此時，於連接管133處之連接管m内部側之前 端部133b以朝向連接管121内部呈錐狀，即其管徑逐漸變窄 之方式而形成，並突入至連接管121内部。 又，如圖8所示，連接管121以其管軸方向χι與連接於水 箱123内之排放管125之管軸方向χ2不平行之方式，連接於 水箱123内。 如圖10(a)〜圖l〇(c)所示，燃料箱75係於平面視角及一側 面視角上分別形成大致矩形形狀之中空體，水溶液箱”係 具有與於自長方體形狀切除上述矩形形狀之燃料箱乃後之 剩餘部分相對應之形狀的中空體。 燃料箱75及水溶液箱77之各對向面成為互相大致一致之 形狀自其之其中一方之對向面（例如水溶液箱77對向面） 朝向他方之對向面（例如燃料箱75之對向）分別突出 個（例如3個）嵌入凸部15;1。 數 此時，於與燃料箱75之對向面上的喪入凸部i 5 i相對向之 位置上’分別形成有敌入凸部151可嵌入之複數⑴固飧入凹

Si。错：肷入凸部151嵌入於嵌入凹部153，水溶液箱77 之對向面與燃料箱75之對向面以間隔特定距離（間 式得以靠近配置。 〜、Λ'ίΌΙ、丁；f 目 合仪州，，〜河冋©間的間隙φ 填絕熱材料丨55’從而燃料箱75與水溶液箱77得以—體 :此’藉由將燃料箱75與水溶液箱77作為一體型 =於安裝箱體於座位軌道27時，與分 可減少安裝零件，並可提高安裝作業性。 96956.doc -19- 200524763 如圖11所不’於燃料箱75安裝有作為燃料資料檢測部之 液面檢測感應器171。液面檢測感應器m檢測出燃料箱乃 内之甲醇燃料S1之液面而度，並發送感應器訊號（圖u中表 示為C1)至控制器63。 於水溶液箱77安裝有作為水溶液資料檢測部之液面檢測 感應器173。液面檢測感應器173檢測出水溶液箱巧内之甲 醇水溶液S2之液面高度，並發送感應器訊號（圖以表示為 C2)至控制器63。 於水箱123上安裝有作為水資料檢測部之液面檢測感應 器175。液面檢測感應器175檢測出水箱123内之水s3的液面 高度，並發送感應器訊號（圖丨丨中表示為C3)至控制器63。 又，於電池組73之燃料入口 近安裝有溫度感應器 177。脈度感應器177檢測出經由燃料入口 j 1得以供給之甲 醇水溶液之溫度，並發送該溫度檢測訊號（圖丨丨中表示為 C7)至控制器63。 燃料電池系統70之控制器63以自各種感應器1〇5 , 171， 1 73及1 75所發送之檢測訊號為依據，依具需要驅動控制燃 料泵浦85、水溶液泵浦95、空氣泵浦1〇9以及水泵127中至 少1個泵浦。於燃料泵浦85、水溶液泵浦95、空氣泵浦1〇9 以及水泵127之驅動控制時，分別自控制器63發送控制訊號 C5、C4、C9及 C6。 返回圖1，二輪車1之把手支持部11由把手181覆蓋。車體 車架3上之頭管5之後方側之前車架7及後車架9與座位37下 部分（包含燃料電池系統70之各構成要素）藉由座位蓋1 83覆 96956.doc -20- 200524763 盍。又’後車架9之後方側（包含於燃料電池系統7〇處之燃 料箱75及水溶液箱77)藉由自座位蓋183延伸至後方側之上 蓋185覆盍。頭管5之後側部分（包含燃料電池系統7〇之排氣 冷卻器119)藉由保護駕驶者腿部之腿部遮板丨87覆蓋。 繼而，就搭載於本實施形態之二輪車丨上之燃料電池系統 70之整體動作，以發電時之動作為中心加以說明。 藉由水溶液泵浦95之驅動，自水溶液箱77所供給之濃度 大約3%之甲醇水溶液經由連接管81流入至熱交換器79 内，於流經熱交換管P1之期間，藉由風扇F1，得以冷卻（熱 交換）為適合電池組73之溫度（例如大約4〇。〇)。 冷卻後之甲醇水溶液經由連接管93及97流入至過濾器 99，除去雜質等後，經由連接管1〇1及燃料入口 η，直接供 給至電池組73之陽極側。 另一方面，自空氣泵浦109所供給之空氣（air)，於經由腔 室111得以減輕振動後，經由連接管113及電池組73之空氣 入口 12，供給至陰極側。 此時，於電池組73之各單電池單元上的陽極側，所供給 之甲醇水溶液中的甲醇與水進行化學反應，從而生成二氧 人及氫離子。所生成之氫離子經由電解質流入至陰極 側’與供給至該陰極側之空氣中的氧氣產生電化學反應， 從而生成水及電能。 一所生成之電能輸送並儲存於二次電池71，從而得以用於 二輪車1之行駛驅動等。 方面藉由各單電池單元中陽極側之電化學反應所 96956.doc 200524763 生成之排氣（主要為二氧化碳（碳酸氣））藉由由上述電化學 反應所產生之熱量而溫度上升（例如大約65t〜7(rc)。此排 氣（一氧化碳）中含有於陽極側未反應之上述高溫甲醇成分。 包含此未反應甲醇成分之排氣（二氧化碳）經由電池組73 之二氧化碳出口 13及連接管u 5得以返回至水溶液箱77。 包含返回至水溶液箱77之未反應之甲醇成分的排氣（二 氧化碳）經由位於水溶液箱77之上部的二氧化碳出口部 131 ’自水溶液箱77流出，從而於連接管133流動。 連接管133以跨越較長距離之方式自位元於後車架9上方 之水溶液箱77延伸至位於前車架7内之連接管12ι為止。因 此’流經連接管133之包含未反應甲醇成分之排氣（二氧化 碳）’於例如充分冷卻至上述約4〇。〇之狀態下，朝向連接管 121之水箱側端部12 la，即連接排氣冷卻器U9及水箱123之 連接管流動。 另一方面，於陰極侧所生成之水蒸氣經由空氣（水蒸氣） 出口 14及連接管118，於排氣冷卻器119之熱交換管P2流 動’其間藉由由風扇F2所引起之冷卻（溫度降低），得以氣 液分離。 如此分離後之氣體成分（水蒸氣）以高速（例如每分鐘大約 140升）於連接管121流動（參照圖9中箭頭Y1)，並經由水箱 連通側端部121a流入至水箱123内。 另一方面，如上所述，於連接管121之水箱側端部121a， 包含未反應甲醇成分之排氣（二氧化碳）經由連接管133，輸 送而來。 96956.doc -22- 200524763 此時’若假定水溶液箱77之内壓低於水箱123之内壓，則 無法使包含未反應甲醇成分之排氣（二氧化碳）返回水箱 123 ’因此無法回收未反應甲醇成分。 雖可考慮使水溶液箱77之内壓高於水箱123之内壓，然而 於此情形之下，溶入於水溶液箱77内之二氧化碳量將增 大’進而向水溶液箱77輸送甲醇燃料之燃料泵浦85及使水 返回之水泵12 7的負荷亦增大，因此可能降低能量功效。 於此實施形態中，如圖8及圖9所示，連接管133之前端部 133b突入至連接管121内部，因此連接管下端部U3a之出口 部分12 lb上之連接管121之管徑實際會變窄。結果流經連接 官12 1之氣體成分於出口部分丨21 b，流速上升，依據伯努利 定理，出口部分12 lb之壓力比周圍將有所減少（於出口部分 121b會產生負壓）。結果為，流入至連接管下端部133&之二 氧化碳由於喷霧原理，連接管121内部被吸出，與高速流經 連接管12 1之氣體成分共同流入水箱丨23。 此時，於此實施形態下，水箱123内，如圖8所示，連接 管121之管軸方向XI相對於連接於水箱m内之排放管ι25 之管軸方向X2為不平行。因此，流入至水箱123内之大部分 氣體成分，如圖中箭頭Z所示，於其箱體内壁碰撞水箱123 内部之同時產生循環，水滴成分，即未反應甲醇之水溶液 成分將高效滴下至水箱123内部，並依次自排放管125排出。 其結果為，於此實施形態中，可於水箱123輕易且高效回 收包含於藉由電池組7 3引起之電化學反應所生成之二氧化 碳中的未反應甲醇成分，而不會降低整體能量功效。 96956.doc -23- 200524763 另者，於燃料電池系統70之發電動作時，控制器63以如 下者為依據’分別施行燃料果浦8 5、水溶液果浦9 5、空氣 泵浦109以及水泵127之驅動控制’代表藉由濃度感應器1〇5 所檢測出之甲醇水溶液濃度之濃度訊號C8，與藉由液面檢 測感應器171所檢測出之燃料箱75内液面S1之高度相關之 感應器訊號C1，與藉由液面檢測感應器173所檢測出之水溶 液箱77内液面S2之高度相關之感應器訊號C2，與藉由液面 檢測感應器175所檢測出的水箱123内之液面S3之高度相關 之感應器訊號C 3 ’以及藉由溫度感應器17 7所檢測出之直接 供給至電池組73之甲醇水溶液的溫度檢測訊號C7等。 根據此實施形態，藉由於座位37之後方側並列配置燃料 箱75與水溶液箱77 ,於燃料箱75及水溶液箱77之周圍可確 保充分之作業空間。因此，易於進行燃料箱75及水溶液箱 77之安裝作業以及拆卸作業，從而可提高維護性。 又，於燃料電池系統70，藉由配置連接於複數個構成要 件之電池組73於座位37之下方側，即二輪車i之大致中央 部’可簡單佈局燃料電池系統70之各構成要素，從而易於 縮短各構成要素間的配管。進而，藉由配置重量極大之電 池組73於二輪車1之大致中央部，二輪車丨之重量平衡性會 變得更好，從而可提高穩定性。 又，藉由燃料箱75及水溶液箱77以朝向前方延伸之方式 設置，可更加簡化燃料電池系統70之各構成要素間的配 管。尤其，連接有複數個連接管之水溶液箱77朝向前方側， 即二輪車1之中央部延伸，藉此，水溶液箱77與連接於水溶 96956.doc •24· 200524763 液箱77之燃料電池系統7〇之各構成要素更加靠近，故可簡 化配管。 又’藉由配置熱交換器79於座位37之下方側且電池組乃 之後方側，水/谷液箱77、熱交換器79、電池組73得以自後 方向雨方依次配置。gj此，無需使甲醇水溶液之流向迂回， 可簡化自水溶液箱77至電池組73為止之配管，並且經由熱 交換器79，將來自水溶液箱77之曱醇水溶液迅速供給至電 池組7 3。 又，由於得以一體化之燃料箱75與水溶液箱77之橫寬合 计尺寸為座位37之橫寬尺寸以下，因此可以相對於座位37 不左右鼓出之方式配置燃料箱75與水溶液箱77於座位37之 後方側因此，即使二輪車1翻倒於橫向，亦不太可能損壞 燃料箱75及水溶液箱77。又，由於重量不會分散於橫向， 因此可提阿一輪車1因轉彎等向橫向傾斜時之行駛穩定性。 又，藉由以各箱體底面之高度大體一致之方式並列配置 燃料箱75及水溶液箱77，可使儲存於燃料箱乃之甲醇燃料 之液面同度與儲存於水溶液箱77之甲醇水溶液之液面高度 大體一致。因此，於使用配置於燃料箱75及水溶液箱77之 下方側之燃料泵浦85，自燃料箱75供給甲醇燃料至水溶液 相77時，可減小由各箱體之液面差而引起的燃料泵浦85之 入^與出口間的壓力差。其結果為，可使用具有較小排放 陘旎之燃科泵浦85，並可提高燃料泵浦85之甲醇燃料的供 =精度。因此，可易於設計·製作燃料泵浦85，從而可降低 σ载於一輪車1之燃料電池系統7 〇整體之設計·製作成本。 96956.doc 200524763 進而，藉由配置燃料泵浦85於燃料箱75之下方，並藉由重 力可易於自燃料箱75供給甲醇燃料至燃料泵浦85。 於此實施形態中，雖就並列配置燃料箱75與水溶液箱77 於座位37之後方側之情形加以了說明，然而如若為於座位 37之後方側且可確保空間之位置，則可並列配置燃料箱乃 與水溶液箱77於任意位置。例如，可並列配置燃料箱與水 溶液箱於座位後方斜上方。 又，於此實施形態中，雖就左右並列配置燃料箱75與水 溶液箱77之情形加以了說明，然而兩箱體之配置態樣及形 狀係可任意設定的。例如，亦可前後並列配置燃料箱與水 溶液箱，此種情形下，較好的是考慮配管之簡化，而於燃 料箱之前方側並列配置水溶液箱。 又，雖於此實施形態中係使用曱醇燃料作為燃料，使用 甲醇水溶液作為燃料水溶液，但並非僅限於此，亦可使用 乙醇等酒精系燃料作為燃料，乙醇等酒精系水溶液作為燃 料水溶液。 進而，於此實施形態中，係就二輪車作為搭載有燃料電 池系統之鞍座型車輛加以說明，但並非僅限於此，此發明 可用於三輪車、四輪車等任意鞍座型車輛。 本發明雖經詳細說明並加以圖示，但其僅為單純圖解以 及作為一例而使用者，不應認為限定於此，本發明之精神 及範圍僅由申請專利範圍之文字所限定。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之一實施形態之二輪車的左侧面圖。 96956.doc -26- 200524763 圖2係表不於圖1所示之二輪車中，除去罩蓋等之狀態的 立體圖。 圖3係表示圖1及圖2所示之二輪車之車架部及安裝於車 架部之燃料電池系統之概略構造的左側面立體圖。 圖4係表示圖丨及圖2所示之二輪車之車架部及安裝於車 架部之燃料電池系統之概略構造的右側面立體圖。 /圖5係表示搭載於圖丨至圖4等所示之二輪車之燃料電池 糸統之概略構造的左側面立體圖。 圖6係表示圖【至圖4等所示之二輪車中之燃料箱及水溶 液箱之安裝狀態的立體圖。 圖7係表示圖5所示之燃料電池系統中之水溶液箱及水箱 間配管構造的圖解圖。 圖8係用以表示圖7所示之燃料電池系統之配管構造中之 水箱内部連接狀態的放大圖解圖。 圖9係用以表示連接於圖8所示之水箱的連接管與自水溶 液箱所延伸之連接管之連接構造的IX-IX箭頭視角部分剖 面圖。 圖10(a)係表示搭載於圖丨至圖4等所示之二輪車之燃料電 池系統的燃料箱及水溶液箱之一體化構造之概略構造的平 面圖’（b)係（a)所示之燃料箱及水溶液箱之安裝狀態之一側 面圖’（c)係（a)中X⑷_χ⑷箭頭視角剖面圖。 圖Π係表示圖5所示之燃料電池系統之構造的方塊圖。 【主要元件符號說明】 二輪車 96956.doc -27- 200524763 3 車體車架 7 前車架 9 後車架 27 座位執道 37 座位 45 後臂 49 後輪 61 電動馬達 63 控制器 70 燃料電池系統 73 燃料電池單元組 75 燃料箱 77 水溶液箱 81 ， 83 ， 91 ， 93 ， 97 ， 連接管 101 ， 113 ， 115 ， 118 ， 121 ， 128 ， 129 ， 133 85 燃料系浦 95 水溶液泵浦 109 空氣泵浦 123 水箱 127 水泵 155 絕熱 96956.doc -28·

Claims (1)

1. 200524763 十、申請專利範圍： 1· 一種鞍座型車輛，其具備： 駕驶者所乘坐之座位； 收容燃料水溶液之水溶液箱； 收容應供給至上述水溶液箱之燃料的燃料箱；及 被供給來自上述水溶液箱之上述燃料水溶液，並藉由 電化學反應生成電能之燃料電池單元組；且 上述燃料箱與上述水溶液箱並列設置於上述座位後 側。 2. 如請求項！之鞍座型車輛，其中上述座位之下方側配置有 上述燃料電池單元組。 3. 如請求項2之鞍座型車輛，其中為冷卻來自上述水溶液箱 之上述燃料水溶液，進而包含配置於上述座位之下方侧 及上述燃料電池單元組之後方側之熱交換器。 4. 2請求項i之鞍座型車輛，其中上述燃㈣與上述水溶液 箱之橫寬合計尺寸為上述座位之橫寬尺寸以下。 5. 2請求項i之鞍座型車輛，其中上述燃料箱與上述水溶液 箱以各個高度大致一致之方式並列配置，且 進而包含燃料i浦’其配置於上述燃料箱及上述水溶 液箱=下方㈣，並連接於上述燃料箱與上述水溶液箱， 來自上述燃料箱之上述燃料而供給至上述水溶液 6. =請求項i之鞍座型車輛，其中上述水溶液箱以朝向前方 側延伸之方式設置。 96956.doc