WO2004030972A1 - 自動車 - Google Patents

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WO2004030972A1
WO2004030972A1 PCT/JP2003/009095 JP0309095W WO2004030972A1 WO 2004030972 A1 WO2004030972 A1 WO 2004030972A1 JP 0309095 W JP0309095 W JP 0309095W WO 2004030972 A1 WO2004030972 A1 WO 2004030972A1
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fuel cell
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fuel
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Minobu Mizuno
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the invention relates to motor vehicles. Background art
  • this type of vehicle has a fuel cell disposed near an axle in front of or behind the vehicle, and a fuel tank for supplying fuel to the fuel cell is disposed below a passenger compartment floor near the fuel cell. It has been proposed (see, for example, JP-A-2001-253248). The vehicle is said to be capable of supplying hydrogen to the fuel cell without reducing passenger compartment and vehicle storage space.
  • An object of the automobile of the present invention is to secure a sufficient space in a passenger room or a trunk room behind the vehicle. Another object of the present invention is to secure a good load balance of the vehicle.
  • the vehicle of the present invention has the following objects to at least achieve the above-mentioned objects. Was taken.
  • the vehicle according to the present invention includes a power output device that outputs driving power using gaseous fuel, a fuel tank that is disposed near an axle in front of the vehicle and stores gaseous fuel to be supplied to the power output device,
  • the gist is to provide
  • a fuel tank for storing gaseous fuel to be supplied to a power output device that outputs power for traveling using gaseous fuel is disposed near the axle in front of the vehicle, so that the passenger compartment and the rear of the vehicle are provided.
  • the space in the trunk room is not lost. That is, it is possible to secure a sufficient space in the passenger compartment and the trunk room behind the vehicle.
  • the “fuel tank” may be a tank for storing hydrogen or a hydrogen-containing gas containing hydrogen as a gaseous fuel.
  • a shock absorbing member for a collision from the front is provided at the forefront of the vehicle, and the fuel tank is mounted so that a part of the fuel tank is at the height of the shock absorbing member. You can also. In this way, the impact on the fuel tank when the vehicle collides can be reduced.
  • the fuel tank may be arranged so that a longitudinal direction thereof is in a lateral direction of the vehicle. This makes it possible to provide a vehicle with a well-balanced load on the left and right.
  • the power output device may include a fuel cell that receives the supply of the gaseous fuel and generates power.
  • the fuel tank mounting structure of the fuel cell vehicle can be obtained.
  • the fuel cell in such a fuel cell vehicle, may be arranged in a passenger compartment. This can reduce the influence of the fuel cell on the contact with the outside air.
  • the fuel cell May be arranged below the passenger seat, or may be arranged below the front passenger seat or below the rear passenger seat such that the lamination direction is the left-right direction of the vehicle. In this way, the dead space in the passenger compartment can be utilized, and the vehicle can be well balanced between the left and right loads.
  • the power output device may include a power storage unit that can be charged with electric power generated by the fuel cell.
  • the power storage means may be arranged below a passenger seat.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a fuel cell vehicle 10 according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the fuel cell vehicle 10 of the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing, in functional blocks, the fuel cell vehicle 10 of the embodiment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a fuel cell vehicle 10 according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA of the fuel cell vehicle 10 of the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the fuel cell vehicle 10 of the embodiment by functional blocks.
  • the fuel cell vehicle 10 of the embodiment includes a left wheel motor 11 incorporated in the left front wheel FW L, and a right wheel motor 12 incorporated in the right front wheel FW R,
  • the rechargeable battery 40 located under the seats of the front seats 14 and the rear seats 17
  • Fuel cell 20 and auxiliary unit 30 placed under seat 7, hydrogen tank 21 placed in front of vehicle to store hydrogen to be supplied to fuel cell 20, and cooling water for fuel cell 20
  • a radiator 32 that radiates heat of the vehicle and a power control unit (hereinafter referred to as PCU) 50 that controls the entire drive system of the vehicle.
  • PCU power control unit
  • the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 are configured as, for example, a three-phase synchronous generator motor, and are incorporated in the left front wheel FW L and the front wheel FW R as a wheel-in motor. As shown in FIG. 3, the left-wheel motor 11 and the right-wheel motor 12 are provided with a DC current output from the fuel cell 20 or the secondary battery 40, which is distributed by a distributor 27 to an inverter. After being converted into three-phase alternating current and supplied by the inverter 11a and the inverter 12a, a rotational driving force is output to the left front wheel FW L and the right front wheel FW R, and the fuel cell vehicle 10 is driven. . The left rear wheel RW L and the right rear wheel RW R are driven wheels.
  • the front seat 14 is a seat in the front row of the two rows of seats installed in the passenger compartment, and includes a driver's seat and a passenger seat.
  • the rear seat 17 is a seat in the rear row of the two rows of seats, and is a so-called bench seat.
  • center villas 60, 60 are erected between a front seat 14 and a rear seat 17.
  • the fuel cell 20 is configured as a well-known solid polymer electrolyte fuel cell, and has a stack structure in which a plurality of single cells are stacked.
  • the hydrogen gas (fuel gas) from the hydrogen tank 21 is supplied to the humidifier 23 after the pressure is adjusted by the mass flow controller 22.
  • Compressed air (oxidizing gas) whose pressure is adjusted by the air compressor 13 is supplied to the anode side while being supplied to the anode side while being humidified by the air compressor 13, and a predetermined electrochemical reaction is caused to occur.
  • Generate power generated by the hydrogen gas from the hydrogen tank 21 is supplied to the humidifier 23 after the pressure is adjusted by the mass flow controller 22.
  • Compressed air (oxidizing gas) whose pressure is adjusted by the air compressor 13 is supplied to the anode side while being supplied to the anode side while being humidified by the air compressor 13, and a predetermined electrochemical reaction is caused to occur.
  • the fuel cell 20 is disposed in the passenger compartment below the rear seat 17 such that the stacking direction is the left-right direction of the vehicle.
  • the passenger compartment means that the passenger compartment is accessible from the passenger compartment side, which means that the fuel cell 20 is mounted from the passenger compartment side.
  • the auxiliary unit 30 disposed below the rear seat 17 includes the air compressor 13, the muff controller 22, the humidifier 23, the fuel cell 20, and the secondary battery 40.
  • the DCZDC converter 24 that reduces the output voltage of the battery to a predetermined voltage and supplies power to the air compressor 13 and the mass flow controller 22, etc.
  • the hydrogen gas discharged unreacted from the fuel cell 20 is returned to the fuel cell 20 again.
  • Gas circulation pump 25 for supplying water to the fuel cell 20 a water pump 26 for circulating cooling water to the fuel cell 20 to cool the fuel cell 20, a distributor for distributing the output of the fuel cell 20 and the secondary battery 40 27
  • Inverters 11a and 12a for supplying three-phase power to the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 are incorporated.
  • the distributor 27 supplies power to the left-wheel motor 11 and the right-wheel motor 12 and the auxiliary equipment by using one or both of the fuel cell 20 and the secondary battery 40 or the fuel cell.
  • This is a switching circuit for charging the secondary battery 40 with the battery 20.
  • the radiator 32 incorporated in the cooling water circulation flow path for cooling the twisted-charged battery 20 is disposed at a position where the outside air directly hits the frontmost portion of the vehicle.
  • the hydrogen tank 21 is located near the axle of the front left and right wheels FWL and FWR in the front space 61 of the vehicle so that the longitudinal direction is the left and right direction of the vehicle, and the front bumper is a shock absorbing member at the front of the vehicle. It is arranged so that it is the same height as the mounting position of 64.
  • the hydrogen tank 21 By attaching the hydrogen tank 21 to the front space 61 of the vehicle in this manner, the space in the trunk room 62 at the rear of the vehicle can be widened and the space in the passenger compartment is not impaired.
  • the load of the hydrogen tank 21 By mounting the hydrogen tank 21 near the axles of the front left and right wheels FWL and FWR, the load of the hydrogen tank 21 can be directly applied to the front left and right wheels FWL and FWR, and the weight of the members supporting the hydrogen tank 21 can be reduced. Can be achieved. Further, by arranging the hydrogen tank 21 so that its longitudinal direction is in the left-right direction of the vehicle, it is possible to improve the right and left weight balance of the vehicle. Further, by setting the height of the hydrogen tank 21 to be the same as the mounting position of the front bumper 64, the impact on the hydrogen tank 21 when the vehicle collides can be reduced.
  • the secondary battery 40 has a structure in which a plurality of well-known nickel-metal hydride secondary batteries are connected in series, and is disposed below the rear seat 17 so as to form a passenger compartment.
  • the rechargeable battery 40 supplies power to the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 at the time of starting the vehicle, and regenerates by the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 during deceleration regeneration under the control of the PCU 50.
  • the battery is charged using the generated electric power, and in addition to the electric power generated from the fuel cell 20 during acceleration, electric power is supplied to the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12, It is charged by.
  • the secondary battery 40 may be a chargeable / dischargeable battery, and is not limited to a nickel hydride secondary battery, and may be, for example, a nickel cadmium secondary battery, a lithium hydrogen secondary battery, or a lead storage battery.
  • the PCU 50 is configured as a microcomputer having a well-known CPU, ROM, RAM, and input / output ports (not shown), and is disposed above the hydrogen tank 21 at the front of the vehicle.
  • This PCU50 has an accelerator pedal sensor Position, the phase current of the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12, the residual capacity of the secondary battery 40, and detection signals from various sensors (not shown) are input via input ports. Based on the signal, drive control of the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 and supply control of supply gas by the mask opening controller 22 and the air compressor 13 are executed.
  • the hydrogen tank 21 by attaching the hydrogen tank 21 to the front space 61 of the vehicle, the space of the trunk room 62 at the rear of the vehicle and the space of the passenger compartment are not impaired.
  • the load on the hydrogen tank 21 can be directly applied to the front left and right wheels FWL and FWR, and the weight of the members supporting the hydrogen tank 21 can be reduced. Can be achieved.
  • the hydrogen tank 21 by arranging the hydrogen tank 21 so that its longitudinal direction is in the left-right direction of the vehicle, it is possible to improve the right and left weight balance of the vehicle. Further, by setting the height of the hydrogen tank 21 to be the same as the mounting position of the front bumper 64, the impact on the hydrogen tank 21 when the vehicle collides can be reduced.
  • the dead space in the passenger compartment can be effectively used by disposing the fuel cell 20 below the rear seat 17. Further, since the fuel cell 20 is disposed in the passenger compartment, the influence of the fuel cell 20 coming into contact with the outside air can be reduced. As a result, the fuel cell 20 can be operated in a good state. Furthermore, by arranging the fuel cells 20 so that the stacking direction is the left-right direction of the vehicle, the weight balance between the left and right sides of the vehicle can be improved.
  • the dead space in the passenger compartment can be effectively used by disposing the secondary battery 40 under the front seat 14.
  • the auxiliary unit of the fuel cell 20 is provided.
  • the fuel tank 20 (mass mouth controller 22, humidifier 23, DC / DC converter 24, hydrogen gas circulation pump 25, water pump 26, distributor 27, inverters 11a, 12a) together with the fuel cell 20 is placed under the rear seat 17.
  • these are arranged below the rear seat 17 and the fuel cell 20 in the vehicle width direction longer than the front and rear directions of the vehicle so that the fuel cell 20 and the fuel cell 20 can be easily stored under the rear seat 17. be able to.
  • the fuel cell 20, the secondary battery 40, and the like are disposed above the vehicle floor by disposing the fuel cell 20, the secondary battery 40, and the like above the vehicle floor. Compared to the case where the vehicle is arranged below, it is possible to easily secure the minimum ground height of the vehicle.
  • the center villas 60, 60 erected between the front seat 14 and the rear seat 17 on the left and right side surfaces of the fuel cell vehicle 10 reduce the load. Therefore, the fuel cell 20 and the secondary battery 40 can be protected from the impact.
  • the hydrogen tank 21 is disposed above the axles of the front left and right wheels FWL and FWR so that the longitudinal direction is the lateral direction of the vehicle. They can be arranged in the same direction.
  • the hydrogen tank 21 is arranged at the height of the mounting position of the front bumper 64.
  • the hydrogen tank 21 is completely set at the height of the mounting position of the front bumper 64. It is not necessary to arrange so that the height of the front bumper 64 is equal to the height of the front bumper 64. May be arranged so that they do not match with.
  • the hydrogen gas is stored in the fuel cell 20.
  • the hydrogen tank 21 was used as a supply source for supplying (fuel gas)
  • a hydrogen storage alloy may be used instead of the hydrogen tank 21 or a mixture of hydrocarbon fuel (for example, gasoline or methanol) and water.
  • a reformer that generates 3 hydrogen-rich gas by the reaction may be used.
  • the front row seat is the front row seat
  • the middle row or the last row row is the rear seat
  • the middle row seat is the front row row
  • the last row seat is the front row seat.
  • Uru becomes the rear seat.
  • the rear seat is the last row seat, there is no particular need to determine the rear boundary of the lower area of the rear seat.
  • the rear seat is not the last row seat (for example, the middle row seat)
  • the rear seat is the last row seat. It is preferable that the rear boundary of the lower region of the rear seat be a virtual vertical plane including the lower end of the seat back of the rear seat in consideration of the area around the feet of the seated occupant.
  • the rechargeable battery 40 is disposed under the front seat 14 and the fuel cell 20 and the auxiliary unit 30 are disposed under the rear seat 17.
  • the fuel cell 20 and the auxiliary unit 30 may be arranged below the front seat 14 and the secondary battery 40 may be arranged below the rear seat 17.
  • the accessory unit 30 is arranged together with the fuel cell 20 under the rear seat 17.
  • the accessory unit 30 may be arranged in the trunk room 62 or the like.
  • the fuel cell 20 and the rechargeable battery 40 are configured such that both the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 can be used as a drive source.
  • both the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 are driven by both the fuel cell 20 and the secondary battery 40, or the left battery is driven by only one of the fuel battery 20 and the secondary battery 40.
  • Wheel motor 1 1 and Including the case where the right wheel motor 12 is driven only one of the fuel cell 20 and the secondary battery 40 can be used as a drive source for the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12.
  • one battery may be used as a drive source for the left-wheel motor 11 or the right-wheel motor 12 and the other battery may be used for another device (for example, auxiliary equipment).
  • a drive source for the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 is provided in addition to the batteries 20 and 40, and one or both of the batteries 20 and 40 assist the drive source. May be fulfilled.
  • the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 may be configured so that at least one of the fuel cell 20 and the secondary battery 40 can be used as a drive source.
  • the vehicle is driven by the left wheel motor 11 and the right wheel motor 12 incorporated in the left front wheel FWL and the right front wheel FWR as wheel-in motors.
  • the vehicle may be driven by a single motor that outputs driving power to the axle mounted on the front wheel FW L and the right front wheel FW R via a differential gear.
  • the hydrogen tank 21 for supplying hydrogen to the fuel cell 20 has been described as the fuel cell-equipped vehicle 10 arranged in the front space 61 of the vehicle, but the power for traveling is output using gaseous fuel.
  • the vehicle may be provided with a gas fuel tank for supplying gaseous fuel to various power output devices in a front space of the vehicle.

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Abstract

水素タンク２１を、車両の前部スペース６１の左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲが取り付けられた車軸の近傍に、長手方向が車両の左右方向になるように、且つ、その高さが前部バンパー６４の取り付け位置の高さに一致するように配置する。この結果、車両後部のトランクルーム６２のスペースや乗員室のスペースを確保することができると共に水素タンク２１の荷重を左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲに直接作用させることができる。また、車両の左右の重量バランスを良好なものにすることができる。さらに、水素タンク２１の高さを前部バンパー６４の取り付け位置と同じ高さにすることにより、車両が衝突したときの水素タンク２１への衝撃を小さくすることができる。

Description

明細書 自動車 技術分野
本発明は、自動車に関する。 背景技術
従来、この種の自動車としては、車両の前方の車軸または後方の車軸の 近傍に燃料電池を配置すると共に燃料電池に燃料を供給する燃料タンクを 燃料電池の近傍の乗員室床下に配置するものが提案されている（例えば、 特開 200 1—253 248号公報参照）。この自動車では、こうした配置により 乗員室と車両貯蔵空間を減少させることなぐ燃料電池に水素を供給すること ができる、とされている。
しかしな力 ら、こうした自動車のように燃料タンクを乗員室床下に配置する ものは、燃料タンクの容量を大きくすれば、乗員室内のスペースを圧迫する ことになリ、燃料タンクの大型化と乗員室内のスペースの拡大化を両立する ことは困難であった。また、タクシー車両によく用いられているように、燃料タ ンクを車両後方のトランクルーム内に配置することも考えられるが、この場 合、トランクルームの容量が小さくなつてしまう。 発明の開示
本発明の自動車は、乗員室や車両後方の卜ランクルームの十分なスぺー スを確保することを目的の一つとする。また、本発明の自動車は、車両の良 好な荷重バランスを確保することを目的の一つとする。
本発明の自動車は、上述の目的の少なくとも〜部を達成するために以下 の手段を採った。
本発明の自動車は、気体燃料を用いて走行用の動力を出力する動力出 力装置と、車両の前方の車軸近傍に配置され、前記動力出力装置に供給す る気体燃料を蓄える燃料タンクと、を備えることを要旨とする。
この本発明の自動車では、気体燃料を用いて走行用の動力を出力する動 力出力装置に供給する気体燃料を蓄える燃料タンクを車両の前方の車軸近 傍に配置するから、乗員室や車両後方のトランクルームのスペースを損なう ことがない。即ち、乗員室や車両後方のトランクルームの十分なスペースを 確保することができる。また、燃料タンクを車軸の近傍に配置することにより、 燃料タンクの荷重を直接的に車軸に作用させることができるから、燃料タン クの支持部材の軽量化を図ることができる。なお、「燃料タンク」は、気体燃 料として水素または水素を含有する水素含有ガスを蓄えるタンクであるもの とすることもできる。
こうした本発明の自動車において、車両の最前部に前方からの衝突に対 する衝撃吸収部材を備え、前記燃料タンクはその一部が前記衝撃吸収部材 の高さとなるよう取り付けられてなるものとすることもできる。こうすれば、車 両が衝突したときの燃料タンクへの衝撃を小さなものにすることができる。 また、本発明の自動車において、前記燃料タンクは、長手方向が車両の 左右方向となるよう配置されてなるものとすることもできる。こうすれば、左 右の荷重バランスのよい車両とすることができる。
さらに、本発明の自動車において、前記動力出力装置は前記気体燃料の 供給を受けて発電する燃料電池を備えるものとすることもできる。こうすれば, 燃料電池搭載車の燃料タンクの搭載構造とすることができる。
こうした燃料電池搭載車の態様の本発明の自動車において、前記燃料電 池は、乗員室内に配置されてなるものとすることもできる。こうすれば、燃料 電池の外気との接触に影響を小さくすることができる。この場合、燃料電池 は、乗員座席下方に配置されてなるものとしたり、さらに、前部乗員座席下 方または後部乗員座席下方に積層方向が車両の左右方向となるように配置 されてなるものとすることもできる。こうすれば、乗員室内のデッドスペースを 活用することができると共に左右の荷重バランスのよい車両とすることがで さる。
また、燃料電池搭載車の態様の本発明の自動車において、前記動力出力 装置は前記燃料電池により発電された電力により充電可能な蓄電手段を備 えるものとすることもできる。この態様の本発明の自動車において、前記蓄 電手段は、乗員座席下方に配置されてなるものとすることもできる。 図面の簡単な説明
図 1は、本発明の一実施例である燃料電池搭載車両 1 0の構成の概略を 示す平面図、
図 2は、実施例の燃料電池搭載車両 1 0の A— A面の断面図、
図 3は、実施例の燃料電池搭載車両 1 0を機能ブロックで示すブロック図 である。 発明を実施するための最良の形態
次に、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明 する。図 1は本発明の一実施例である燃料電池搭載車両 1 0の構成の概略 を示す平面図であり、図 2は実施例の燃料電池搭載車両 1 0の A— A面の断 面図であり、図 3は実施例の燃料電池搭載車両 1 0を機能ブロックで示すブ ロック図である。
実施例の燃料電池搭載車両 1 0は、図示するように、左前輪 FW Lに組み 込まれた左車輪用モータ 1 1と、右前輪 FW Rに組み込まれた右車輪用モー タ 1 2と、フロントシート 1 4の座席下に配置された二次電池 40と、リアシート 1 7の座席下に配置された燃料電池 20および補機ユニット 3 0と、車両前部 に配置されて燃料電池 20に供給する水素を蓄える水素タンク 2 1と、燃料電 池 2 0の冷却水の熱を放熱する放熱器 3 2と、車両の駆動系全体をコント口 ールするパワーコントロールユニット（以下 P C Uという） 50とを備える。
左車輪用モータ 1 1および右車輪用モータ 1 2は、例えば三相同期発電電 動機として構成されており、ホイールインモータとして左前輪 FW Lおよびお 前輪 FW Rに組み込まれている。この左車輪用モータ 1 1および右車輪用モ ータ 1 2は、図 3に示すように、燃料電池 2 0や二次電池 40から出力される 直流電流が分配器 2 7により分配されてインバ一タ 1 1 aおよびインバータ 1 2 aによって三相交流に変換されて供給されることにより、左前輪 FW Lおよび 右前輪 FW Rに回転駆動力を出力し、燃料電池搭載車両 1 0を走行させる。 なお、左後輪 RW Lおよび右後輪 RW Rは従動輪である。
フロントシート 1 4は、乗員室内に設置された二列のシートのうちの前列の シートであり、運転席と助手席とからなる。また、リアシート 1 7は、これら二 列のシートのうちの後列のシートであり、いわゆるベンチシートである。燃料 電池搭載車両 1 0の左側面及び右側面には、フ.ロン卜シート 1 4とリアシート 1 7との間にセンタビラ一 60 , 60が立設されている。
燃料電池 2 0は、周知の固体高分子電解質型の燃料電池として構成され ており、単セルを複数積層したスタック構造を有している。燃料電池 2 0を構 成する务単セルでは、図 3に示すように、水素タンク 2 1からの水素ガス（燃 料ガス）がマスフ口コントローラ 22で圧力'流量が調節された後に加湿器 23 によって加湿されてアノード側に供給されると共にエアコンプレッサ 1 3によ つて圧力が調節された圧縮空気（酸化ガス）が力ソード側に供給されることに より、所定の電気化学反応が生じて起電力を生じさせる。即ち、アノードでは 水素がプロトンと電子とに分離し、アノードで分離したプロトンが固体高分子 電解質膜を伝導して力ソードに達すると共に同じくアノードで分離した電子が 負荷を介して接続された電線を通って力ソードに達し、力ソードでは酸素がプ 口トンと電子と結合して水が生成する、という電気化学反応が進行すること により、起電力が生じるのである。
この燃料電池 20は、図 2に示すように、リアシート 1 7の下の乗員室内に 積層方向が車両の左右方向となるように配置されている。ここで、乗員室内 とは、乗員室側からアクセスできることをいい、乗員室側から燃料電池 20の 取り付けなどが行なわれていることを意味する。このように乗員室内に燃料 電池 2 0を配置することにより、外部からアクセスして取り付けた場合に比し て、燃料電池 20の外気との接触による影響を小さくすることができる。また、 燃料電池 20を積層方向が車両の左右方向となるよう配置することにより、 車両の左右の重量バランスを良好なものにすることができる。
燃料電池 2 0と同様にリアシート 1 7の下に配置された補機ユニット 3 0に は、既述のエアコンプレッサ 1 3やマスフ口コントローラ 22 , 加湿器 23， 燃料 電池 20および二次電池 40からの出力電圧を所定の電圧まで降下させてェ アコンプレッサ 1 3やマスフ口コントローラ 2 2などに電力を供給する D C Z D Cコンバータ 24 , 燃料電池 20から未反応のまま排出された水素ガスを再び 燃料電池 20に供給する水素ガス循環ポンプ 2 5 , 燃料電池 20を冷却するた めに燃料電池 20に冷却水を循環させるウォータポンプ 2 6， 燃料電池 20お よび二次電池 40の出力を分配する分配器 27 , 左車輪用モータ 1 1および右 車輪用モータ 1 2に三相電力を供給するインバータ 1 1 a , 1 2 aなどが組み込 まれている。ここで、分配器 27は、左車輪用モータ 1 1や右車輪用モータ 1 2 および補機類への電力供給を燃料電池 2 0および二次電池 40のいずれか 一方または両方で行ったり燃料電池 20による二次電池 40の充電を行った りするためのスイッチング回路である。なお、撚料電池 20を冷却する冷却水 の循環流路に組み込まれた放熱器 3 2は、車両の最前部の外気が直接当た る位置に配置されている。 水素タンク 21は、車両の前部スペース 61の左右前輪 FWL, FWRの車 軸の近傍に長手方向が車両の左右方向となるように、且つ、車両の前部の 衝撃吸収部材である前部バンパー 64の取り付け位置と同じ高さとなるよう に配置されている。このように、水素タンク 21を車両の前部スペース 61に 取り付けることにより、車両後部のトランクルーム 62のスペースを広く採るこ とができると共に乗員室のスペースを損なうことがない。また、水素タンク 21 を左右前輪 FWL, FWRの車軸の近傍に取り付けることにより、水素タンク 2 1の荷重を左右前輪 FWL, FWRに直接作用させることができ、水素タンク 2 1を支持する部材の軽量化を図ることができる。さらに、水素タンク 21をそ の長手方向が車両の左右方向となるように配置することにより、車両の左右 の重量バランスを良好なものにすることができる。また、水素タンク 21の高 さを前部バンパー 64の取り付け位置と同じ高さにすることにより、車両が衝 突したときの水素タンク 21への衝撃を小さくすることができる。
二次電池 40は、周知のニッケル水素二次電池を複数個直列に接続した 構造として構成されており、リアシート 17の下に乗員室となるよう配置され ている。二次電池 40は、 PCU50の制御によって、車両の始動時に左車輪 用モータ 11や右車輪用モータ 12に電力を供給したり、減速回生時に左車 輪用モータ 11や右車輪用モータ 12により回生された電力を用いて充電した リ、加速時に燃料電池 20からの発電電力に加えて左車輪用モータ 11や右 車輪用モータ 12に電力を供給したり、負荷に応じて燃料電池 20からの電力 により充電されたりする。なお、この二次電池 40は充放電可能な電池であ れぱよく、ニッケル水素二次電池に限らず例えばニツカドニ次電池ゃリチウ 厶水素二次電池や鉛蓄電池などであってもよい。
PCU50は、図示しない周知の CPUや ROM, RAM, 入出力ポートを備 えるマイクロコンピュータとして構成されており、車両の前部の水素タンク 21 の上部に配置されている。この PCU50には、アクセルペダルセンサのぺダ ル位置や左車輪用モータ 11や右車輪用モータ 12の相電流， 二次電池 40 の残留容量値， 図示しない各種センサからの検出信号が入力ポートを介し て入力されており、 PCU50は、こうした信号に基づいて左車輪用モータ 11 や右車輪用モータ 12の駆動制御や、マスフ口コントローラ 22およぴェアコ ンプレッサ 13による供給ガスの供給制御などを実行する。
以上説明した燃料電池搭載車両 10によれば、水素タンク 21を車両の前 部スペース 61に取り付けることにより、車両後部のトランクルーム 62のス ペースや乗員室のスペースを損なうことがない。また、水素タンク 21を左右 前輪 FWL， FWRの車軸の近傍に取り付けることにより、水素タンク 21の荷 重を左右前輪 FWL, FWRに直接作用させることができると共に水素タンク 21を支持する部材の軽量化を図ることができる。さらに、水素タンク 21をそ の長手方向が車両の左右方向となるように配置することにより、車両の左右 の重量バランスを良好なものにすることができる。また、水素タンク 21の高 さを前部バンパー 64の取り付け位置と同じ高さにすることにより、車両が衝 突したときの水素タンク 21への衝撃を小さくすることができる。
また、実施例の燃料電池搭載車両 10によれば、燃料電池 20をリアシー卜 17の下に配置することにより、乗員室のデッドスペースを有効利用すること ができる。また、燃料電池 20を乗員室内となるように配置するから、燃料電 池 20の外気との接触による影響を小さくすることができる。この結果、燃料 電池 20を良好な状態で運転することができる。さらに、燃料電池 20を積層 方向が車両の左右方向となるよう配置することにより、車両の左右の重量バ ランスを良好なものにすることができる。
さらに、本発明の燃料電池搭載車両 10によれば、二次電池 40をフロント シート 14の下に配置することにより、乗員室のデッドスペースを有効利用す ることができる。
また、実施例の燃料電池搭載車両 10によれば、燃料電池 20の補機ュニ ット 30(マスフ口コントローラ 22， 加湿器 23, DC/DCコンバータ 24, 水素 ガス循環ポンプ 25， ウォータポンプ 26, 分配器 27, インバータ 11 a, 12a) を燃料電池 20と共にリアシー卜 17の下に配置することにより、これらが別の 場所に配置されている場合に比べてガス配管等の引き回しを簡素化するこ とができる。また、これらはリアシート 17の下に燃料電池 20と車両前後方 向よりも長い車両幅方向に並んで配置することにより、燃料電池 20と共にリ ァシ一卜 17の下に収納しやすい配置とすることができる。
実施例の燃料電池搭載車両 10によれば、燃料電池 20や二次電池 40な どを車両床面よりも上方に配置することにより、燃料電池 20や二次電池 40 などを車両床面よりも下方に配置する場合に比べて、車両の最低地上高さ を確保しやすいものとすることができる。
実施例の燃料電池搭載車両 10によれば、側面衝突時には、燃料電池搭 載車両 10の左右側面のうちフロントシート 14とリアシート 17との間に立設 されたセンタビラ一 60, 60がその荷重を受けるため、燃料電池 20や二次 電池 40をその衝撃から保護することができる。
実施例の燃料電池搭載車両 10では、水素タンク 21を左右前輪 FWL， F WRの車軸上方に長手方向が車両の左右方向となるように配置したが、水 素タンク 21の長手方向が車両の前後方向となるように配置しても差し支え ない。
また、実施例の燃料電池搭載車両 10では、水素タンク 21を前部バンバ —64の取り付け位置の高さとなるように配置したが、水素タンク 21を前部 バンパー 64の取り付け位置の高さに完全に一致するように配置する必要は なく、その一部が前部バンパー 64の取り付け位置の高さに一致するように 配置するものとしてもよく、あるいは、前部バンバ一 64の取り付け位置の高 さに一致しないよう配置するものとしても構わない。
さらに、実施例の燃料電池搭載車両 10では、燃料電池 20に水素ガス (燃料ガス）を供給する供給源として水素タンク 2 1を用いたが、水素タンク 2 1に代えて水素吸蔵合金を用いてもよいし炭化水素系燃料（例えばガソリン やメタノールなど）と水との反応により水素リッチなガスを3生成する改質器を 用いてもよい。
実施例の燃料電池搭載車両 1 0では、乗員室の車両前後方向に二列のシ ートを設けたが、三列以上のシートを設けてもよい。 ^えば三列のシートを 設けた場合、最前列のシートをフロン卜シートとすると中列又は最後列のシ —卜がリアシートとなり、中列のシートをフロントシ一卜とすると最後列のシ一 卜がリアシートとなる。ここで、リアシートが最後列シートの場合にはリアシー 卜の下方領域の後側境界を特に決める必要はないが、リアシートが最後列 シートでない場合（例えば中列シートの場合）には最後列シートに着座する 乗員の足元周りを考慮してリアシートの下方領域の後側境界をリアシートの シートバックの下端を含む仮想垂直面とすることが好ましい。
実施例の燃料電池搭載車両 1 0では、フロントシート 1 4の下に二次電池 4 0を配置すると共にリアシート 1 7の下に燃料電池 20と補機ユニット 3 0とを 配置するものとしたが、フロントシート 1 4の下に燃料電池 20と補機ユニット 3 0とを配置すると共にリアシー卜 1 7の下に二次電池 40を配置するものとし てもよい。
実施例の燃料電池搭載車両 1 0では、リアシート 1 7の下に燃料電池 20と 共に補機ユニット 3 0を配置したが、補機ユニット 3 0をトランクルーム 62など に配置するものとしても構わない。
実施例の燃料電池搭載車両 1 0では、燃料電池 20および二次電池 40の 両方を左車輪用モータ 1 1および右車輪用モータ 1 2の駆動源として利用可 能な構成を採用したが（制御上は、燃料電池 20および二次電池 40の両方 で左車輪用モータ 1 1および右車輪用モータ 1 2を駆動する場合や、燃料電 池 2 0および二次電池 40のいずれか一方のみで左車輪用モータ 1 1および 右車輪用モータ 1 2を駆動する場合も含む）、燃料電池 20や二次電池 40の いずれか一方のみを左車輪用モータ 1 1および右車輪用モータ 1 2の駆動源 として利用可能な構成を採用してもよく、例えば、一方の電池を左車輪用モ —タ 1 1や右車輪用モータ 1 2の駆動源として利用可能な構成とし他方の電 池を別の機器（例えば補機類）の電源として利用可能な構成としてもよい。 あるいは、両電池 2 0 , 40以外に左車輪用モータ 1 1や右車輪用モータ 1 2 の駆動源を有しており、両電池 2 0 , 40の一方または両方はその駆動源を 補助する役割を果たすようにしてもよい。このように、左車輪用モータ 1 1お よび右車輪用モータ 1 2は、燃料電池 20および二次電池 40の少なくとも一 方を駆動源として利用可能なように構成されていればよい。
実施例の燃料電池搭載車両 1 0では、ホイールインモータとして左前輪 F W Lと右前輪 FW Rに組み込まれた左車輪用モータ 1 1および右車輪用モー タ 1 2により走行するものとしたが、左前輪 FW Lおよび右前輪 FW Rに取り付 けられた車軸にデフアレンシャルギヤを介して走行用の動力を出力する単一 のモータにより走行するものとしても構わない。
実施例では、燃料電池 20に水素を供給する水素タンク 2 1を車両の前部 スペース 6 1に配置する燃料電池搭載車両 1 0として説明したが、気体燃料 を用いて走行用の動力を出力する種々の動力出力装置に気体燃料を供給 するための気体燃料タンクを車両の前部スペースに配置する車両としてもよ い。
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明 したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の 要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論で
産業上の利用の可能性 自動車産業に利用可能である,

Claims

請求の範囲
1 . 自動車であって、
気体燃料を用いて走行用の動力を出力する動力出力装置と、
車両の前方の車軸近傍に配置され、前記動力出力装置に供給する気体 燃料を蓄える燃料タンクと、
を備える自動車。
2 . 請求項 1記載の自動車であって、
車両の最前部に前方からの衝突に対する衝撃吸収部材を備え、 前記燃料タンクは、その一部が前記衝撃吸収部材の高さとなるよう取り付 けられてなる
自動車。
3 . 請求項 1記載の自動車であって、
前記燃料タンクは、長手方向が車両の左右方向となるよう配置されてなる 自動車。
4. 請求項 1記載の自動車であって、
前記燃料タンクは、気体燃料として水素または水素を含有する水素含有 ガスを蓄えるタンクである
自動車。
5 . 請求項 2記載の自動車であって、
前記燃料タンクは、長手方向が車両の左右方向となるよう配置され、気体 燃料として水素または水素を含有する水素含有ガスを蓄えるタンクである 自動車。
6 . 請求項 1ないし 5いずれか記載の自動車であって、
前記動力出力装置は、前記気体燃料の供給を受けて発電する燃料電池 を備える 自動車。
7 . 請求項 6記載の自動車であって、
前記燃料電池は、乗員室内に配置されてなる
自動車。
8 . 請求項 7記載の自動車であって、
前記燃料電池は、乗員座席下方に配置されてなる
自動車。
9 . 請求項 8記載の自動車であって、
前記燃料電池は、前部乗員座席下方に積層方向が車両の左右方向とな るように配置されてなる
自動車。
1 0. 請求項 9記載の自動車であって、
前記動力出力装置は、後部乗員座席下方に配置され前記燃料電池によ り発電された電力により充電可能な蓄電部を備える
自動車。
1 1 . 請求項 8記載の自動車であって、
前記燃料電池は、後部乗員座席下方に積層方向が車両の左右方向とな るように配置されてなる
自動車。
1 2. 請求項 1 1記載の自動車であって、
前記動力出力装置は、前部乗員座席下方に配置され前記燃料電池によ リ発電された電力により充電可能な蓄電部を備える
自動車。
1 3 . 請求項 6記載の自動車であって、
前記動力出力装置は、前記燃料電池により発電された電力により充電可 能な蓄電部を備える 自動車。
4. 請求項 1 3記載の自動車であって、 前記蓄電部は、乗員座席下方に配置されてなる 自動車。
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