WO2008140129A1 - 燃料電池搭載車両 - Google Patents

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WO2008140129A1
WO2008140129A1 PCT/JP2008/058996 JP2008058996W WO2008140129A1 WO 2008140129 A1 WO2008140129 A1 WO 2008140129A1 JP 2008058996 W JP2008058996 W JP 2008058996W WO 2008140129 A1 WO2008140129 A1 WO 2008140129A1
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vehicle
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center tunnel
hydrogen gas
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PCT/JP2008/058996
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Yasunobu Jufuku
Hiroshi Arisawa
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a structure and equipment arrangement of a fuel cell vehicle.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in a vehicle equipped with a fuel cell, even if hydrogen gas leaks when the vehicle is stopped, an equipment arrangement that smoothly guides the outside of the vehicle is realized. It aims at providing the technology to do.
  • the present invention provides a fuel cell vehicle. This fuel cell vehicle is
  • a floor panel formed with a center tunnel extending in the longitudinal direction of the vehicle; at least one fuel cell stack; and supplying hydrogen gas to the fuel cell stack.
  • a hydrogen gas supply unit for supplying a fuel cell system, and at least a part of the fuel cell system is disposed below the center tunnel.
  • the center tunnel is opened to the outside of the center tunnel in at least one of the front direction and the rear direction of the vehicle, and has a continuous inclination so as to become higher toward at least one of the opened side.
  • the vehicle equipped with the fuel cell according to the present invention the vehicle is open to the outside of the center tunnel in at least one of the front direction and the rear direction of the vehicle, and the height increases as it approaches at least one of the open side. Since it has a continuous slope, it stays in the center tunnel even if hydrogen gas leaks due to hydrogen permeation (metal permeation or hydrogen permeation of nonmetallic materials) during non-operation or long-term storage, for example. Can be suppressed.
  • hydrogen permeation metal permeation or hydrogen permeation of nonmetallic materials
  • the center tunnel is open to the outside of the center tunnel in the front direction of the vehicle,
  • An opening that opens to the outside of the vehicle at a position higher than the opening position may be provided, and a continuous slope may be provided from the opening position to the opening. In this way, hydrogen gas can be smoothly discharged from the center tunnel to the outside of the vehicle even during non-operation or long-term storage.
  • a continuous slope may be provided from the opening position to the opening.
  • the floor panel may be formed so as to be closer to the center tunnel in the vehicle width direction at least at a position corresponding to an installation position of the fuel cell stack. This way, for example, when not in operation or long-term storage.
  • the hydrogen gas can be discharged smoothly from the outside of the tunnel through the center tunnel.
  • the present invention can be realized in various other modes such as a fuel cell mounting method, a fuel cell mounting vehicle structure, and the like.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a chassis 10 of a fuel cell vehicle according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the arrow A A of the chassis 10.
  • Fig. 3 is a view from the front of the fuel cell stack and its periphery, as seen from arrow B of chassis 0.
  • FIG. 4 is a view DD of the chassis 10 as viewed from the left side of the chassis 10, showing the fluid distributor, the fuel cell stack, and the high-voltage components.
  • FIG. 5 is a view of the fuel cell stack as viewed from the arrow CC of the chassis 10 and its surroundings from the rear.
  • FIG. 6 is an arrow EE of the chassis 10 and shows the fluid distributor, the fuel cell stack, and the high-voltage components as viewed from above the chassis 10.
  • FIG. 7 is an arrow EE of the chassis 10 and shows the fluid distributor, the fuel cell stack, and the high-voltage components as viewed from above the chassis 10.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing the equipment arrangement of the fuel cell system in a first modification of the first embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing the equipment arrangement of the fuel cell system in a second modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing the equipment arrangement of the fuel cell system in a third modification of the first embodiment.
  • FIG. 1 (b) is an explanatory view showing the equipment layout of the fuel cell system in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing the equipment layout of the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing the equipment arrangement of the fuel cell system in the first modification of the second embodiment.
  • FIG. 14 is an explanatory view showing the equipment arrangement of the fuel cell system in a first modification of the second embodiment.
  • FIG. 15 is an explanatory view showing the equipment arrangement of the fuel cell system in a second modification of the second embodiment.
  • FIG. 16 is an explanatory view showing the equipment arrangement of the fuel cell system in a third modification of the second embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a chassis 10 of a fuel cell vehicle according to the first embodiment of the present invention.
  • the fuel gas (hydrogen gas) supplied from the two hydrogen tanks 170 is supplied to the fluid distributor ⁇ 40 via the hydrogen supply pipe 17 1 and the reguilleur 17 2.
  • the fluid distributor 1 40 is composed of two fuel cell stacks 1 connected to the left and right of the fluid distributor 0 40.
  • the fuel gas is supplied to anode electrodes (not shown) of each of 50 and 1 5 0 R.
  • the anode off-gas discharged from the two fuel cell stacks 150 and 150 R is discharged outside the vehicle through the anode off-gas discharge pipe 18 1 and the muffler 1 80.
  • ⁇ 2 is an explanatory view showing the arrow AA of the vehicle 20 equipped with a fuel cell.
  • S is the center formed in the center of the vehicle width direction of the floor panel 2 1 0 (left and right direction in Fig. 1) — tunnel 2 1 OCT cross section, fluid distributor 1 4 0 and fluid
  • the fuel cell stack 1 5 0 mounted on the left side of the distributor 1 4 0 and the high voltage component 1 2 9 mounted on the upper portion of the fuel cell stack 1 5 0 L are depicted.
  • the high voltage component 1 2 9 L is installed in the vicinity of the fuel cell stack 1 5 0 L.
  • Small voltage component 1 2 9 L is equipped with a cell monitor (not shown) that monitors each potential (partially high potential) of its internal electrode (not shown).
  • High voltage components 1 2 9 L and 1 2 9 R are installed on top of the fuel cell stack 1 5 0 L and 1 5 0 R. High voltage components 1 2 9 L, 1 2 9 R are installed in this position to prevent high voltage components 1 2 9 and 1 2 9 R from being inadvertently accessed from below. It is. High voltage components ⁇ 2 9 and access to 1 2 9 R from the lower side is restricted. Therefore, high voltage components 1 2 9 and 1 2 9 R are leaked, and the maintenance procedure is incorrect. In such a case, electric shock can be suppressed and so-called fail-safe property can be secured. In addition, even when the vehicle is flooded, there is an advantage that the high voltage components 1 2 9 and 1 2 9 R can be submerged.
  • the high-voltage parts 1 2 9 and 1 2 9 R are electrically connected to the power control unit 110 (FIG. 1) via a high-voltage relay box 1 23 having a shut-off function.
  • the power control unit 1 1 0 and the high voltage relay box 1 2 3 are connected by a high voltage cable 1 2 1 F (Figs. 1 and 2).
  • the two high-voltage components 1 2 9 R and 1 2 9 are connected together, for example, in the high-voltage relay box case 1 2 0 and connected to the high-voltage cable 1 2 1 F.
  • the high voltage relay box 1 2 3 is connected via the power control unit 1 1 0 side wiring (high voltage cable 1 2 1 F) and the fuel cell stack 1 5 This is because the wiring on the R side (high voltage samples 1 2 1 B 1, B 2) can be separated to facilitate wiring. For this reason, the workability of wiring in this embodiment is extremely high.
  • the distance between the power control unit 1 1 0 and the two high voltage components 1 2 9 and 1 2 9 R is large, but the connection is made using the high voltage relay box 1 2 3 Since it is divided, there is no need to route long high-voltage cables, ensuring high workability.
  • the high-voltage relay box 1 2 3 is used, maintainability can be improved by using the blocking function provided in the high-voltage relay box 1 2 3 accessible from the top of the floor panel 2 1 0.
  • the high voltage relay box 1 2 3 is stored in a high voltage relay box case 1 2 0 provided in the center tunnel 2 1 OCT. High voltage relay box case 1 2 0 is connected to the center tunnel 2 1 OCT to provide watertightness (or waterproofness).
  • the chassis 10 it is possible to configure the chassis 10 so that the high voltage relay box 1 2 3 is not flooded even if the chassis 10 is submerged to the position of the high voltage relay box case 1 20.
  • the high-voltage relay box case 1 2 0 can be easily accessed from the top of the floor panel 2 1 0 when the high-voltage relay box cover 1 2 0 c is removed.
  • the installation method of the high voltage relay box 1 2 3 of this embodiment is the accessibility of the high voltage relay box 1 2 3 and the high voltage cable 1 2 1 F, 1 2 1 BK 1 2 1 B 2 Combined with the difficulty of accessing the system, safety and maintainability are balanced at a very high level. As shown in FIG.
  • the center tunnel 2 10 C is continuously inclined from the upper side of the fluid distributor 140 toward the front, and further opened to the outside. Since the center tunnel 2 10 CT is inclined and opened at the tip, it is possible to prevent the leaked hydrogen gas from staying not only when the chassis 10 is operating but also when it is stopped. With such a simple configuration, even if hydrogen gas leaks due to hydrogen permeation, the gas is naturally discharged forward along the inclination of the center tunnel. The hydrogen gas that is guided forward along the slope of the center tunnel 2 1 0 CT and opened up reaches the inside of the hood 8 0 0 that is higher than the open position.
  • the hydrogen gas that has reached the inside of the hood 8 0 0 flows along the continuous slope into the opening 8 1 0 of the hood 8 0 0 and is released to the outside of the fuel cell vehicle 20. Become.
  • the inclination of the center tunnel 2 1 0 CT and the bonnet 8 0 0 is not an essential element of the present invention, but the hydrogen gas is retained by other methods such as setting the hydrogen gas discharge route or installing a discharge device. May be suppressed.
  • FIG. 3 is an arrow BB in FIG. 2 of the chassis 10, and is a view of the fuel cell stack 1 5 0 and 1 5 0 R and its surroundings as viewed from the front.
  • the fluid distributor 1 4 0 includes, in order from the top in front of the chassis 10, a cooling water discharge port 1 4 1 0 ut, a cooling water supply port 1 4 1 in, an oxidant gas supply port 1 4 2 in, It has. Cooling water discharge port 1 '4 1 0 ut, which is hotter than other pipes, is positioned above the cooling water supply port 1 4 1 in and oxidant gas supply port ⁇ 4 2 in. This is to improve the performance and promote the discharge of bubbles from the fuel cell stack. Improvement of safety is realized as follows.
  • the cooling water discharge port 1 4 lout is disposed above the cooling water supply port 1 4 1 i ⁇ and the oxidant gas supply port 1 4 2 in, and at least in the center tunnel CT, the cooling water discharge port 1 4 1 0 ut
  • the pipe connected to the ut can be placed at a higher position than the pipe connected to the cooling water supply port 1 4 1 in and oxidant gas supply port 1 4 2 i ⁇ (not shown).
  • the cooling water supply port 1 4 1 in and the oxidant gas supply port 1 4 2 ⁇ n must be removed, the cooling water discharge port 1 4 1 0 It is.
  • the cooling water discharge port 1 4 1 0 ut is the oxidant gas supply port 1 4 2 in, the power sword off gas discharge port 1 4 2 0 ut, hydrogen gas
  • the cooling water supply port 1 4 1 ⁇ n is not as hot as the cooling water discharge port 1 4 1 0 ut, but can be hotter than piping other than the cooling water discharge port 1 4 1 0 ut. Therefore, it is preferable to treat the cooling water supply port 1 4 1 in according to the cooling water discharge port 1 4 1 0 ut.
  • the promotion of the discharge of bubbles from the fuel cell stack 1 5 0 and 1 5 0 R is realized as follows.
  • the cooling water discharge opening 14 1 10 ut is arranged at a relatively high position, which facilitates the discharge of bubbles that rise to a high position. Details will be described later.
  • the floor panel 2 10 is formed so as to become higher as it approaches the center tunnel 2 1 OCT from the left and right ends. Because this slope exists, even if two fuel cell stacks 1 5 0 and hydrogen gas leaks near 1 5 0 R due to, for example, hydrogen permeation, the hydrogen gas Tunnel 2 1 Collected in the OCT and restrains stagnation of hydrogen gas.
  • FIG. 4 is a DD view of the chassis 10 in FIG. 3, with a fluid distributor 1 4 0, a fuel cell stack 1 5 0, and a high voltage component 1 2 9 L on the left side of the chassis 1 0 (FIG. 1 This is a view from above.
  • Fuel cell stack 1 5 0 L has cooling water formed inside Exhaust manifold ⁇ 4 1 M out is formed.
  • the cooling water discharge manifold 1 4 1 M 0 ut is located at a relatively high position in the fuel cell stack 1 5 0 L (vertical direction, ie, in the direction of gravity), so the inside of the fuel cell stack ⁇ 5 0 L Even if bubbles are generated, the cooling water discharge manifold 14 1 1 M 0 ut will be smoothly introduced. Further, since the cooling water discharge port 1 4 1 0 ut is disposed at a position higher than the cooling water discharge manifold 1 4 1 M 0 ut, the fuel cell stack 1 5 0 It is possible to set a flow path so that bubbles generated inside are smoothly guided to the cooling water discharge port 1 4 1 0 ut.
  • FIG. 5 is an arrow CC (FIG. 2) of the chassis 10, and is a view of the fuel cell stack 1 5 0 and 1 5 0 R and its surroundings as viewed from the rear.
  • Fig. 6 is an arrow EE (Fig. 5) of the chassis 10 including a fluid distributor 1 4 0, a fuel cell stack 1 5 0, and a high voltage component 1 2 9 L above the chassis 10 ( It is a view from Fig. 1).
  • the fluid distributor 140 has 6 quick connectors that can be easily attached to and detached from external piping (not shown) 1 4 1 QC i ⁇ , ⁇ 4 1 QC out , 1 4 2 QC in, 1 4 2 QC out, 1 4 3 QC in, 1 4 3 QC out are used.
  • Quick connector equipped in front of fluid distributor 1 4 0 1 4 1 QC 0 ut, 1 4 1 QC ⁇ n (Fig. 3, Fig.
  • Quick connectors 1 42 QC in and 1 42QC out (Figs. 3 and 4) mounted on the front and rear of the fluid distributor 1 40 are the piping for supplying and discharging the oxidant gas system (air system) (Fig. Not connected).
  • the two quick connectors, 1 42 QC in and 1 42 QC out both have a shut-off function and are configured to open only when oxidant gas pressure is applied during operation. This shut-off function is provided to prevent corrosion due to the ingress of outside air when the fuel cell stack 150 is stopped and 150 R is stopped.
  • the quick connector 1 43 QC in and 1 43 QC 0 ut (Figs.
  • the fuel cell system is arranged from a comprehensive point of view, such as improving the performance of venting the cooling water, discharging hydrogen, and installing and maintaining high voltage wiring. It is shown. Furthermore, since the relatively heavy fuel cell stack 1 5 0 and 1 5 OR are arranged at the center of the chassis 10, so-called midship is realized to improve the maneuverability of the vehicle equipped with the fuel cell. It is also possible.
  • the left and right weight balance (inertia primary moment and inertia secondary moment) is also left and right It will be equal.
  • the fuel cell stack 1 5 0 on the left and right sides of the fluid distributor 1 4 0 and the 1 5 0 R are arranged symmetrically.
  • the fuel cell stack 1 5 0 is arranged on one side. On the other side, auxiliary equipment (not shown) for the fuel cell stack 150 may be arranged.
  • FIGS. 3 and 4 are explanatory views showing the arrangement of the fuel cell system according to the first modification of the first embodiment, and correspond to FIGS. 3 and 4 of the first embodiment.
  • the high voltage component 1 29 and the installation position of 1 29 R are different from the first embodiment.
  • the high voltage parts 1 2 9 and 1 2 9 R are installed above the fuel cell stacks 1 5 0 L and 1 5 0 R, whereas
  • the high-voltage components 1 2 9 La and 1 2 9 Ra change in shape and are installed in front of the fuel cell stack 1 5 0 and 1 5 0 R.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the equipment layout of the fuel cell system in the second modification of the first embodiment. This corresponds to FIG. 3 of the embodiment.
  • This second modification is different from the first embodiment in that the fuel cell stacks L 50 La and 15 50 Ra are provided with an inclination. Specifically, it is equipped so that the side connected to the fluid distributor 140 a of the second modification is lowered.
  • the fluid distributor ⁇ 40 a of the second modified example has a wedge-like shape so as to correspond to the equipment with such an angle.
  • This type of equipment arrangement ensures smooth distribution of fluid flowing through the manifold (not shown) inside the fuel cell stacks 1 5 0 La and 1 5 0 Ra stacked in the vehicle width direction of the chassis 10. It has the advantage that it is easy to return to the instrument 4 0 a.
  • the underfloor height hs can be reduced. It is preferable to cancel in combination with one modification.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing the arrangement of the fuel cell system according to the third modification of the first embodiment, and corresponds to FIG. 4 of the first embodiment.
  • the angle at which the fuel cell stacks 1 5 0 La and 1 5 0 Ra are equipped is different from that in the first embodiment.
  • the fuel cell stack 1 5 0 and 1 5 0 R rotate around the stacking direction, and the fuel cell stack 1 5 0 La and 1 5 0 Ra are installed in an oblique state Has been.
  • the first embodiment can also be applied to the equipment arrangement of the third modified example. That is, the first embodiment can be applied to any combination of the first to third modifications.
  • FIGS. 1 Equipment Arrangement of Fuel Cell System in Second Embodiment of the Present Invention
  • 11 and 12 are explanatory diagrams showing the equipment arrangement of the fuel cell system in the second embodiment of the present invention.
  • the stacking direction of the two fuel cell stacks 1 5 0 L b and 1 5 0 R b is the chassis 1 0 behind the rear panel 2 3 0 disposed behind the seat 5 0 0.
  • the two fuel cell stacks 1 5 0 L b and 1 5 0 R b are connected to both sides of a fluid distributor ⁇ 40 b that is installed at an angle behind the rear panel 2 3 0.
  • the fuel cell stacks 1 5 0 L b and 1 5 0 R b are placed symmetrically on the left and right of the fluid distributor 1 4 0 b, so that the left and right weight balance is the same as in the first embodiment. Also has the advantage of being equal to the left and right.
  • the cooling water discharge port 1 4 1 out is provided above the fluid distributor 1 4 0 b, and the cooling water discharge manifold 1 4 1 M b 0 ut (fuel Pond stack 1 5 0 R b side) is placed.
  • the cooling water discharge manifold 1 1 M b 0 ut is disposed at a relatively high position (vertical direction, that is, in the direction of gravity) in the fuel cell stack 15 50 R b, so that the fuel is discharged as in the first embodiment. Even if bubbles are generated inside the battery stack 1 5 0 R b, they are smoothly guided to the cooling water discharge manifold 1 4 1 M b 0 ut. This also applies to the fuel cell stack 1550 Lb.
  • Such an equipment arrangement has a characteristic that it is resistant to the tilting of the chassis 10 because it is unlikely to change even if the chassis 10 tilts. It is the same as that of an Example.
  • the high voltage components 1 2 9 L b and 1 2 9 R b are further arranged above the fuel cell stack 1 5 0 L b and 1 5 0 R b.
  • the fuel gas supply system such as the hydrogen tank ⁇ 70a, hydrogen supply pipe 1 7 1a, and regulator evening 1 72 is integrated into one place, the hydrogen supply pipe 1 71 can be shortened and hydrogen gas can be retained. Can also be suppressed.
  • Such an advantage can be obtained by arranging the two fuel cell stacks 150 L b and 150 R b behind the rear panel 230, and thus the above-mentioned inclination is not an essential element.
  • this tilt provides the advantages of space efficiency and reduced fluid stagnation in the manifolds (not shown) inside the two fuel cell stacks 150 b and 150 Rb. Is.
  • two fuel cell stacks 150 and b, 150 Rb and secondary battery 700 are placed above the floor panel 2 1 0 a, so even if the chassis 1 0 is submerged.
  • the submergence of the two fuel cell stacks 150 Lb, 150 Rb and the secondary battery 700 can be suppressed.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing the equipment arrangement of the fuel cell system in the first modification of the second embodiment.
  • This first modification is the second modification in that a single fuel cell stack 150b is installed at the center in the vehicle width direction instead of the two fuel cell stacks 50Lb and 150Rb.
  • the fluid distributor 14 O b is not used, and a fluid such as fuel gas or oxidant gas from the end (one or both) of the fuel cell stack 5 O b in the stacking direction. Will be supplied.
  • the rearward arrangement of the rear panel 230 in the second embodiment is not limited to an equipment arrangement in which a plurality of fuel cell stacks are arranged on both of the fluid distributors 140 b. It can also be applied to the equipment of one fuel cell stack.
  • FIGS. 14 and 15 are explanatory diagrams showing the equipment layout of the fuel cell system in the second modification of the second embodiment. It is.
  • This second modified example is that the fuel cell stack 1 5 0 c is installed along the inclination of the rear panel 2 30 at the rear of the rear panel 2 30. (Including the first variation)
  • the second embodiment is that the stacking direction of a single fuel cell stack 1 5 0 c is closer to the vertical direction than the left and right direction of the chassis 10. Is different.
  • the cooling water supply port 1 4 1 in, the cooling water discharge port 1 4 1 0 ut, the oxidant gas supply port 1 4 2 in, the power sword off gas discharge port 1 4 2 0 ut, hydrogen gas supply port 1 4 3 in, and vandalized fugas 1 4 3 out are intensively arranged at the bottom stack end of the fuel cell stack 1 5 0 c.
  • the high voltage component 1 2 9 c is arranged at the upper stacking end of the fuel cell stack 1 5 0 c. Therefore, even if the chassis 10 is submerged, the high voltage component 1 2 9 c is submerged. This is similar to the first embodiment in that it has the advantage that it can be avoided.
  • the number of stacked fuel cell stacks 1 5 0 c is further increased and decreased to maintain the output capacity of the fuel cell stack 1 5 0 c while maintaining the output capacity of the fuel cell stack 1 5 0 c. Since it is possible to adjust the thickness W s, there is an advantage that the design of the fuel cell stack 15 50 c corresponding to the space behind the rear panel 2 30 can be easily made using this design freedom. Furthermore, since a large space in the vertical direction is obtained behind the rear panel 230, it is possible to reduce the thickness W s and increase the size of the cabin.
  • the fuel cell stack 150 is stacked in a direction closer to the vertical direction than the front-rear direction and the vehicle width direction of the chassis 10, so the fuel cell stack 15 5 c is stacked inside the fuel cell stack 15 50 c. Since the manifold (not shown) formed in the direction does not become horizontal regardless of the inclination of the vehicle, there is an advantage that the generated water is difficult to stay. In addition, since the power sword off-gas outlet 1 4 2 0 ut is equipped at the lower end of the fuel cell stack 1 5 0 c, the generated water generated on the power sword pole side (not shown) There is also an advantage that it can be smoothly discharged at the lower end of the fuel cell stack.
  • FIG. 16 is an explanatory view showing the equipment arrangement of the fuel cell system in a third modification of the second embodiment.
  • This third variation is equipped with a stacking direction of the fuel cell stack 15 50 d closer to the vertical direction than the horizontal direction of the chassis 10 at the rear of the rear panel 2 30. It is the same as the second variation in that it is equipped with an inclination along the inclination of 2 3 0, but the secondary battery 7 0 0 a is equipped on the right side of the fuel cell stack 1 5 0 d. This is different from the second modification.
  • the fuel cell stack 150 e and the secondary battery 70 a may be symmetrically arranged on the left and right sides so that the left and right weight balance is equal.
  • the hydrogen tank can be placed under the rear seat.
  • the secondary battery 70 0 a may be a capacitor or other power storage device, and this is the same for the other secondary batteries 16 0 and 70 0.

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Abstract

　本発明は、燃料電池搭載車両を提供する。この燃料電池搭載車両は、車両の前後方向に伸びるセンタートンネル（２１０ＣＴ）が形成されたフロアパネル（２１０）を有する燃料電池車両と、少なくとも一つの燃料電池スタック（１５０Ｌ，１５０Ｒ）と、燃料電池スタックに水素ガスを供給する水素ガス供給部（１７１）と、を有し、少なくとも一部がセンタートンネル（２１０ＣＴ）の下方に配置された燃料電池システムとを備える。センタートンネル（２１０ＣＴ）は、車両の前方向と後方向の少なくとも一方においてセンタートンネルの外部に開放されているとともに、開放された側の少なくとも一方に近づくほど高くなるように連続的な傾斜を有する。この結果、燃料電池搭載車両において、車両の停止時において水素ガスが漏洩しても車両の外部に円滑に誘導することができる。

Description

明細書
燃料電池搭載車両
技術分野
本発明は、 燃料電池搭載車両の構造と装備配置に関する。 背景技術
従来から、 燃料電池搭載車両において、 燃料電池システムの装備位置として車 両客室のフ口ァパネルに形成されたセン夕一卜ンネルを利用した装備配置が提案 されている。 このような装備配置では、 燃料電池システムの作動時に水素ガスの 漏洩が発生することを想定し、 車両の走行中の風やファンの作動によってセンタ 一トンネル内の水素ガスの滞留が抑制されるように構成されている。 こうした従 来技術を示す文献として、 特開 2 0 0 6— 3 6 1 1 7号公報がある。 しかし、 従来は、 車両の保管その他の長期停止時における水素ガスの水素透過 に起因する水素ガスの滞留までは考慮されていなかった。 発明の開示
本発明は、 上述の課題を解決するためになされたものであり、 燃料電池搭載車 両において、 車両の停止時において水素ガスが漏洩しても車両の外部に円滑に誘 導する装備配置を実現する技術を提供することを目的とする。 上述の課題の少なくとも一部を解決するために、 本発明は、 燃料電池搭載車両 を提供する。 この燃料電池搭載車両は、
燃料電池搭載車両であって、
車両の前後方向に伸びるセンタートンネルが形成されたフロアパネルと、 少なくとも一つの燃料電池スタックと、 前記燃料電池ス夕ックに水素ガスを供 給する水素ガス供給部とを有し、 少なくとも一部が前記センタ一トンネルの下方 に配置された燃料電池システムと
を備え、
前記センタートンネルは、 前記車両の前方向と後方向の少なくとも一方におい て前記センタートンネルの外部に開放されているとともに、 前記開放された側の 少なくとも一方に近づくほど高くなるように連続的な傾斜を有する。 本発明の燃料電池搭載車両では、 車両の前方向と後方向の少なくとも一方にお いてセンタートンネルの外部に開放されているとともに、 この開放された側の少 なくとも一方に近づくほど高くなるように連続的な傾斜を有するので、 たとえば 非作動時や長期保管時において水素ガスの水素透過 （金属透過や非金属材料の水 素透過） で水素ガスが漏洩してもセンタートンネル内へのガスの滞留を抑制する ことができる。 上記燃料電池搭載車両において、
前記センタートンネルは、 前記車両の前方向において前記センタートンネルの 外部に開放されており、
前記開放位置よりも高い位置において前記車両の外部に開放する開口部を有し、 前記開放位置から前記開口部まで連続的な傾斜を有するようにしても良い。 こう すれば、 たとえば非作動時や長期保管時においてもセンタートンネルから車両外 部へ水素ガスを円滑に排出することができる。 上記燃料電池搭載車両において、
前記フロアパネルは、 少なくとも前記燃料電池スタックの装備位置に対応する 位置において、 前記車両幅方向に関し、 前記センタートンネルに近づくほど高く 形成されていても良い。 こうすれば、 たとえば非作動時や長期保管時におけるセ ン夕ートンネルの外部からセンタートンネルを経由して円滑に水素ガスを排出す ることができる。 なお、 本発明は、 燃料電池搭載方法、 燃料電池搭載用車両構造その他の種々の 態様で実現することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1実施例における燃料電池搭載車両の車台 1 0を示す説明 図である。
図 2は、 車台 1 0の矢視 A Aを示す説明図である。
図 3は、 車台〗 0の矢視 B Bであって燃料電池スタックとその周辺を前方から 見た図である。
図 4は、 車台 1 0の矢視 D Dであって流体分配器、 燃料電池スタックおよび高 電圧部品を車台 1 0の左側から見た図である。
図 5は、 車台 1 0の矢視 C Cであって燃料電池スタック、 とその周辺を後方か ら見た図である。
図 6は、 車台 1 0の矢視 E Eであって流体分配器、 燃料電池スタックおよび高 電圧部品を車台 1 0の上方から見た図である。
図 7は、 車台 1 0の矢視 E Eであって流体分配器、 燃料電池スタックおよび高 電圧部品を車台 1 0の上方から見た図である。
図 8は、 第 1実施例の第 1変形例における燃料電池システムの装備配置を示す 説明図である。
図 9は、 第 1実施例の第 2変形例における燃料電池システムの装備配置を示す 説明図である。
図 1 0は、 第 1実施例の第 3変形例における燃料電池システムの装備配置を示 す説明図である。 図 1 〗は、 本発明の第 2実施例における燃料電池システムの装備配置を示す説 明図である。
図 1 2は、 本発明の第 2実施例における燃料電池システムの装備配置を示す説 明図である。
図 1 3は、 第 2実施例の第 1変形例における燃料電池システムの装備配置を示 す説明図である。
図 1 4は、 第 2実施例の第〗変形例における燃料電池システムの装備配置を示 す説明図である。
図 1 5は、 第 2実施例の第 2変形例における燃料電池システムの装備配置を示 す説明図である。
図 1 6は、 第 2実施例の第 3変形例における燃料電池システムの装備配置を示 す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 実施例に基づき説明する。
に 本発明の第 1実施例における燃料電池システムの装備配置：
図 1は、 本発明の第 1実施例における燃料電池搭載車両の車台 1 0を示す説明 図である。 車台 1 0は、 フレーム 2 0 0と、 フロアパネル 2 1 0と、 パワーコン 卜ロールユニット 1 1 0と、 2個の水素タンク 1 7 0と、 2次電池 1 6 0と、 高 電圧中継ボックスケース 1 2 0と、 マフラ 1 8 0と、 流体分配器 Ί 4 0と、 2個 の燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 O Rと、 2個の高電圧部品 1 2 9し、 1 2 9 と、 を備えている。
2個の水素タンク 1 7 0から供給される燃料ガス （水素ガス） は、 水素供給管 1 7 1 とレギユレ一夕 1 7 2とを介して流体分配器 Ί 4 0に供給される。 流体分 配器 1 4 0は、 流体分配器〗 4 0の左右に接続された 2個の燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rの各々の図示しないアノード極に燃料ガスを供給する。 2個の 燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rから排出されるアノードオフガスは、 ァノ ードオフガス排出管 1 8 1とマフラ 1 8 0とを介して車外に排出される。 囡2は、 燃料電池搭載車両 2 0の矢視 A Aを示す説明図である。 矢視 A A:Sは、 フロアパネル 2 1 0の車幅方向 （図 1.の左右方向） の中央部に形成されたセンタ —トンネル 2 1 O C Tの断面と共に、 流体分配器 1 4 0と、 流体分配器 1 4 0の 左側に装着された燃料電池スタック 1 5 0しと、 この燃料電池スタック 1 5 0 L の上部に装備された高電圧部品 1 2 9しと、 を描いている。 図示するように、 高 電圧部品 1 2 9 Lは、 燃料電池スタック 1 5 0 Lの近傍に装備されている。 小案 電圧部品 1 2 9 Lは、 その内部電極 （図示せず） の各電位 （一部は高電位） をモ 二夕するセルモニタ （図示せず） を備えている。 高電圧部品 1 2 9 L、 1 2 9 Rが燃料電池スタック 1 5 0 L、 1 5 0 Rの上部 に装備されている。 高電圧部品 1 2 9 L、 1 2 9 Rが、 この位置に装備されてい るのは、 高電圧部品 1 2 9し、 1 2 9 Rに対して、 下部から不慮のアクセスを生 じさせないためである。 高電圧部品〗 2 9し、 1 2 9 Rへの下側からのアクセス が制限されるため、 仮に高電圧部品 1 2 9し、 1 2 9 Rに漏電が発生し、 かつ、 整備手順を誤ったような場合にも感電を抑制でき、 いわゆるフェイルセーフ性を 確保することができる。 さらに、 車両が冠水した際にも、 高電圧部品 1 2 9し、 1 2 9 Rの水没の可能性を小さくすることができるという利点もある。 高電圧部品 1 2 9し、 1 2 9 Rは、 遮断機能を有する高電圧中継ボックス 1 2 3を介してパワーコントロールユニット 1 1 0 (図 1 ) に電気的に接続されてい る。 具体的には、 パワーコントロールュニッ卜 1 1 0と高電圧中継ボックス 1 2 3.との間は、 高電圧ケーブル 1 2 1 F (図 1、 図 2 ) で接続されており、 また、 2つの高電圧部品 1 2 9 R、 1 2 9しと高電圧中継ボックス 1 2 3との間は、 そ れぞれ高電圧ケーブル 1 2 1 B 1と、 高電圧ケーブル 1 2 1 B 2とで接続されて いる。 なお、 2つの高電圧部品 1 2 9 R、 1 2 9しとの接続は、 たとえば高電圧 中継ボックスケース 1 2 0の内部で一本にまとめて、 高電圧ケーブル 1 2 1 Fと 接続するようにしても良い。 直接的な接続を行なわず高電圧中継ボックス 1 2 3を介して接続しているのは、 パワーコントロールユニット 1 1 0側の配線 （高電圧ケーブル 1 2 1 F ) と、 燃 料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 R側の配線 （高電圧ケ一プル 1 2 1 B 1、 B 2 ) とを分離可能として配索を容易にするためである。 このため、 本実施例にお ける配線の作業性はきわめて高い。 本実施例の装備配置では、 パワーコントロー ルユニット 1 1 0と 2つの高電圧部品 1 2 9し、 1 2 9 Rとの間の距離は大きい が、 高電圧中継ボックス 1 2 3を用い、 接続を分けているので、 長い高電圧ケー ブルを取リ回す必要がなく、 高しヽ作業性を確保している。 加えて、 高電圧中継ボックス 1 2 3を利用すれば、 フロアパネル 2 1 0の上部 からアクセス可能な高電圧中継ボックス 1 2 3が備える遮断機能を利用して整備 性を向上させることができるという利点もある。 さらに、 高電圧中継ボックス 1 2 3を経由することによって、 高電圧ケーブル 1 2 1 F , 1 2 1 B 1、 1 2 1 B 2の配索がセンタートンネル 2 1 0 C Tの上部で行われることになるので、 仮に 整備手順を間違えて漏電が疑われる高電圧ケーブル 1 2 1 F、 1 2 1 B K 1 2 1 B 2への不慮のアクセスが生じても電力の遮断によって感電を抑制することが できるというフェイルセーフ性を実現することもできる。 高電圧中継ボックス 1 2 3は、 センタートンネル 2 1 O C Tに設けられた高電 圧中継ボックスケース 1 2 0に格納されている。 高電圧中継ボックスケース 1 2 0は、 センタートンネル 2 1 O C Tに結合されて水密性 （あるいは防水性） が与 えられている。 これによリ、 仮に車台 1 0が高電圧中継ボックスケース 1 2 0の 位置まで水没しても高電圧中継ボックス 1 2 3は浸水しないように車台 1 0を構 成することも可能である。 一方、 高電圧中継ボックスケース 1 2 0は、 高電圧中 継ボックスカバー 1 2 0 cを取り外すと、 フロアパネル 2 1 0の上部から容易に アクセス可能である。 このように、 本実施例の高電圧中継ボックス 1 2 3の装備方法は、 高電圧中継 ボックス 1 2 3のアクセス容易性と、 高電圧ケーブル 1 2 1 F、 1 2 1 B K 1 2 1 B 2へのアクセス困難性とを組み合わせることによって、 安全性と整備性と を、 きわめて高いレベルで両立させている。 センタートンネル 2 1 0 C丁は、 図 2に示すように、 流体分配器 1 4 0の上方 から前方に向かって連続的に傾斜しており、 更にその先で外部に開放されている。 センタートンネル 2 1 0 C Tが傾斜しかつ先端で開放されてるので、 車台 1 0の 作動時だけでなく停止時においても、 漏洩した水素ガスが滞留したままとなるこ とを抑制することができる。 かかる簡易な構成により、 たとえ水素透過によって 水素ガスが漏洩しても、 センタ'一トンネル 2 1 0 C Tの傾斜に沿って自然に前方 に排出される。 センタ一トンネル 2 1 0 C Tの傾斜に沿って前方に誘導され開放された水素ガ スは、 この開放位置よりも高い位置のボンネット 8 0 0の内部に到達する。 ボン ネット 8 0 0の内部に到達した水素ガスは、 連続的な傾斜に沿ってボンネッ卜 8 0 0の開口部 8 1 0に流れて、 燃料電池搭載車両 2 0の外部に開放されることに なる。 このように、 第〗実施例の装備配置では、 仮に燃料電池搭載車両 2 0の停 止時において水素ガスが漏洩しても車両 2 0の外部に円滑に誘導することができ るという利点をも有している。 なお、 センタートンネル 2 1 0 C Tやボンネッ卜 8 0 0の傾斜は、 本発明の必 須の要素ではなく、 水素ガスの排出ルー卜の設定や排出装置の装備といった他の 方法で水素ガスの滞留を抑制するようにしても良い。 さらに、 このような傾斜は、 流体分配器 1 4 0を使用する場合に限られず、 流体分配器 1 4 0を使用しない場 合においても燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rや、 水素供給管 1 7 1、 レギ ユレ一夕 1 7 2といった水素ガスを供給する系統から漏洩した水素ガスを円滑に 誘導して滞留を抑制することもできる。 図 3は、 車台 1 0の図 2における矢視 B Bであって、 燃料電池スタック 1 5 0 し、 1 5 0 Rとその周辺を前方から見た図である。 流体分配器 1 4 0は、 車台 1 0の前方において上方から順に、 冷却水排出口 1 4 1 0 u tと、 冷却水供給口 1 4 1 i nと、 酸化剤ガス供給口 1 4 2 i nと、 を備えている。 他の配管よりも高 温となる冷却水排出口 1 ' 4 1 0 u tが冷却水供給口 1 4 1 i nや酸化剤ガス供給 口 Ί 4 2 i nよりも上方に配置されているのは、 安全性の向上と燃料電池スタツ ク 1 5 0し、 1 5 0 R内からの気泡の排出促進のためである。 安全性の向上は、 以下のようにして実現される。 すなわち、 冷却水排出口 1 4 l o u tが冷却水供給口 1 4 1 i πや酸化剤ガス供給口 1 4 2 i nよりも上方に 配置されるとともに、 少なくともセンタートンネル C T内において冷却水排出口 1 4 1 0 u tに接続される配管を冷却水供給口 1 4 1 i nや酸化剤ガス供給口 1 4 2 i πに接続される配管 （図示せず） よりも高い位置に配置可能なので、 この ような配置によって冷却水供給口 1 4 1 i nや酸化剤ガス供給口 1 4 2 ί nを取 リ外さなければ冷却水排出口 1 4 1 0 U tに触れ難い位置に配置されていること になるからである。 ただし、 このような安全性の向上や気泡の排出促進は、 冷却水排出口 1 4 1 0 u tが酸化剤ガス供給口 1 4 2 i n、 力ソードオフガス排出口 1 4 2 0 u t、 水 素ガス供給口 1 4 3 i n、 アノード才フガス 1 4 3 0 u tのうちの少なくとも一 つの上方に配置されていれば実現可能である。 なお、 冷却水供給口 1 4 1 ί nに ついては、 冷却水排出口 1 4 1 0 u tほどの高温とはなりにくいが、 冷却水排出 口 1 4 1 0 u t以外の配管よりも高温となる可能性があるので、 冷却水供給口 1 4 1 i nについても冷却水排出口 1 4 1 0 u tに準ずる扱いをすることが好まし い。 燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 R内からの気泡の排出促進は、 以下のよう にして実現される。 すなわち、 冷却水排出口 1 4 1 0 u tが比較的に高い位置に 配置されることになるので、 高い位置に浮かび上がろうとする気泡の排出が促進 されることになるからである。 なお、 詳細については後述する。 さらに、 フロアパネル 2 1 0は、 図 3から分かるように、 左右端からセンター 卜ンネル 2 1 O C Tに近づくほど高くなるように形成されている。 この傾斜が存 在するので、 2個の燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rの近傍で、 たとえば水 素透過等によって水素ガスの漏洩が生じても、 水素ガスは、 自然にセンター卜ン ネル 2 1 O C Tに集められ、 水素ガスの滞留は抑制される。 センタートンネル 2 1 0 C Tに流れ込んだ水素ガスは、 センタートンネル 2 1 O C Tの傾斜に沿って 前方に流れ、 センタートンネル 2 1 0 C Tの外部に開放されることになる。 図 4は、 車台 1 0の図 3における矢視 D Dであって、 流体分配器 1 4 0、 燃料 電池スタック 1 5 0し、 および高電圧部品 1 2 9 Lを車台 1 0の左側 （図 1 ) か ら見た図である。 燃料電池スタック 1 5 0 Lには、 その内部に形成された冷却水 排出マニホルド Ί 4 1 M o u tが形成されている。 冷却水排出マニホルド 1 4 1 M 0 u tは、 燃料電池スタック 1 5 0 Lにおいて比較的に高い位置 （上下方向す なわち重力方向） に配置されているので、 燃料電池スタック〗 5 0 Lの内部で気 泡が発生しても円滑に冷却水排出マニホルド 1 4 1 M 0 u tに導かれることにな る。 さらに、 冷却水排出口 1 4 1 0 u tは、 冷却水排出マ二ホルド 1 4 1 M 0 u t よりも高い位置に配置されるので、 流体分配器〗 4 0において燃料電池スタック 1 5 0しの内部で発生した気泡が円滑に冷却水排出口 1 4 1 0 u tに導かれるよ うな流路を設定することができる。 加えて、 流体分配器 1 4 0の上方から前方に 向かって連続的に傾斜するセンタートンネル 2 1 O C Tに沿って、 冷却水排出口 1 4 1 0 u tからラジェ一夕 （図示せず） への配管流路 （図示せず） を設定する ことができるので、 かかる配管流路においても円滑な気泡の排出を実現すること ができる。 これにより、 気泡の発生による冷却性能の低下を抑制することができ る。 このような装備配置は、 車台 1 0が仮に傾斜しても上下関係に変化が生じに くいので、 特に車台 1 0の傾斜に対して耐性を有するという特徴を有している。 図 5は、 車台 1 0の矢視 C C (図 2 ) であって、 燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rとその周辺を後方から見た図である。 図 6は、 車台 1 0の矢視 E E (図 5 ) であって、 流体分配器 1 4 0、 燃料電池スタック 1 5 0し、 および高電圧部 品 1 2 9 Lを車台 1 0の上方 （図 1 ) から見た図である。 図 3ないし図 6から分 かるように、 流体分配器 1 4 0は、 外部配管 （図示せず） との接続に脱着容易な 6個のクイックコネクタ 1 4 1 Q C i π、 Ί 4 1 Q C o u t , 1 4 2 Q C i n、 1 4 2 Q C o u t , 1 4 3 Q C i n , 1 4 3 Q C o u tを使用している。 流体分配器 1 4 0の前方に装備されたクイックコネクタ 1 4 1 Q C 0 u t、 1 4 1 QC ί n (図 3、 図 4) は、 冷却系の給排用の配管 （図示せず） に接続され ている。 流体分配器 1 40の前方と後方にそれぞれ装備されたクイックコネクタ 1 42 QC i nと、 1 42QC o u t (図 3、 図 4) は、 酸化剤ガス系 （空気系） の給 排用の配管 （図示せず） に接続されている。 2個のクイックコネクタ 1 42 QC i n、 1 42QC o u tは、 いずれも遮断機能を備え、 作動時に酸化剤ガスの圧 力が加わったときのみ開弁するように構成されている。 かかる遮断機能は、 燃料 電池スタック 1 50し、 1 50 Rの停止時における外気の進入による腐食を防止 するために設けられたものである。 流体分配器〗 40の後方に装備されたクイックコネクタ 1 43 QC i nと、 1 43 QC 0 u t (図 5、 図 6) は、 燃料ガス系 （水素ガス系） の給排用の配管 (図示せず） に接続されている。 アノードオフガスを排出する側のクイックコネ クタ 1 43 QC 0 u tは、 才リフィス 1 43 o rと、 才リフィス 1 43 o rをバ ィパスさせて絞り機能を抑制させるバルブ 1 43 b vとを備えている。 オリフィ ス 1 43 o rが設けられているため、 その絞り機能により、 アノードオフガスの 排出量が少ない通常出力時においてクイックコネクタ 1 43 QC o u tの上流側 の圧力は維持され、 逆流が抑制されている。 バルブ〗 43 b Vは、 上流側の圧力 が一定以上となった場合に開弁する。 このバルブ 1 43 b Vが開弁することによ リ、 絞り機能は抑制 （あるいは停止） されるので、 アノードオフガスの排出量が 多い大出力時におけるクイックコネクタ 1 43 QC 0 u tからの排出抵抗は低減 される。 このように、 第〗実施例では、 冷却水の空気抜き性能の向上や水素排出、 高電 圧配線の装着性や整備性といった総合的な観点から燃料電池系統の装備配置が実 現されている。 さらに、 比較的に重量の大きな燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 O Rが車台 1 0の中心に配置されることになるので、 いわゆるミツドシップを実 現して燃料電池搭載車両の操縦性を向上させることも可能となる。 加えて、 燃料 電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rが流体分配器 1 4 0の左右に対称的に配置され るので、 左右の重量バランス （慣性 1次モーメント並びに慣性 2次モーメント） も左右均等となる。 ただし、 流体分配器 1 4 0の左右に二つの燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rが対称的に配置されることは必須ではなく、 たとえば一方に燃料電池スタック 1 5 0しが配置され、 他方に燃料電池スタック 1 5 0しの補機類 （図示せず） を 配置しても良い。 このようにしても、 いわゆるミツドシップを実現することも、 左右の重量バランス （慣性 1次モーメント並びに慣性 2次モーメント） を左右均 等に近づけることも可能である。 A - 1 . 第 1実施例の第 1変形例における燃料電池システムの装備配置：
図 7および図 8は、 第 1実施例の第 1変形例における燃料電池システムの装備 配置を示す説明図であり、 第 1実施例の図 3および図 4に相当する。 この第 1変 形例では、 高電圧部品 1 2 9し、 1 2 9 Rの装備位置が第 1実施例と相違する。 具体的には、 第 1実施例では、 高電圧部品 1 2 9し、 1 2 9 Rが燃料電池スタツ ク 1 5 0 L、 1 5 0 Rの上方に装備されているのに対して、 この第 1変形例では、 高電圧部品 1 2 9 L a、 1 2 9 R aが形状を変えて燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rの前方に装備されている。 このような装備配置は、 燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rと高電圧部品 1 2 9 L a、 1 2 9 R aの装備に必要とされる床下の高さ h sを小さくできるとい う利点を有している。 A- 2 . 第 1実施例の第 2変形例における燃料電池システムの装備配置： 図 9は、 第 1実施例の第 2変形例における燃料電池システムの装備配置を示す 説明図であり、 第 1実施例の図 3に相当する。 この第 2変形例では、 燃料電池ス タック Ί 5 0 L a、 1 5 0 R aが傾斜して装備されている点で第 1実施例と相違 する。 具体的には、 第 2変形例の流体分配器 1 4 0 aに接続される側が低くなる ように装備されている。 第 2変形例の流体分配器〗 4 0 aは、 このような角度の 装備に対応するように楔形のような形状を有している。 このような装備配置は、 車台 1 0の車幅方向に積層された燃料電池スタック 1 5 0 L a、 1 5 0 R aの内部のマニホルド （図示せず） を流れる流体が円滑に流 体分配器〗 4 0 aに戻って来やすいという利点を有している。 なお、 第 2変形例 は、 燃料電池スタック 1 5 0 L a、 1 5 0 R aの傾斜によって、 必要とする床下 の高さが大きくなる傾向があるので、 床下の高さ h sを小さくできる第 1変形例 と組み合わせて相殺させることが好ましい。
A- 3 . 第 1実施例の第 3変形例における燃料電池システムの装備配置：
図 1 0は、 第 1実施例の第 3変形例における燃料電池システムの装備配置を示 す説明図であり、 第 1実施例の図 4に相当する。 この第 3変形例では、 燃料電池 スタック 1 5 0 L a、 1 5 0 R aが装備される角度が第 1実施例と相違する。 具 体的には、 燃料電池スタック 1 5 0し、 1 5 0 Rの積層方向を軸にして回転し、 燃料電池スタック 1 5 0 L a、 1 5 0 R aが斜めとなった状態で装備されている。 第 1実施例は、 このような第 3変形例の装備配置にも適用可能である。 すなわ ち、 第〗実施例は、 第 1〜第 3の変形例のいずれの組み合わせにも適用すること ができる。 B . 本発明の第 2実施例における燃料電池システムの装備配置： 図 1 1および図 1 2は、 本発明の第 2実施例における燃料電池システムの装備 配置を示す説明図である。 第 2実施例は、 座席 5 0 0の後方に配置された後方パ ネル 2 3 0の後方において、 2個の燃料電池スタック 1 5 0 L b、 1 5 0 R bの 積層方向が車台 1 0の車幅方向とされるとともに、 積層方向を軸として後方パネ ル 2 3 0の傾斜に沿って傾斜させて装備している点で第 1実施例と相違する。 2 個の燃料電池スタック 1 5 0 L b、 1 5 0 R bは、 後方パネル 2 3 0の後方にお いて傾斜して装備された流体分配器〗 4 0 bの両側に接続されている。 これによ リ、 燃料電池スタック 1 5 0 L b、 1 5 0 R bが流体分配器 1 4 0 bの左右に対 称的に配置されるので、 第〗実施例と同様に左右の重量バランスも左右均等とな るという利点を有している。 第 2実施例の装備配置では、 流体分配器 1 4 0 bの上方に冷却水排出口 1 4 1 o u tが装備され、 その下方に冷却水排出マ二ホルド 1 4 1 M b 0 u t (燃料電 池スタック 1 5 0 R b側） が配置されている。 一方、 冷却水排出マニホルド 1 1 M b 0 u tは、 燃料電池スタック 1 5 0 R bにおいて比較的に高い位置 （上下 方向すなわち重力方向） に配置されているので、 第 1実施例と同様に燃料電池ス タック 1 5 0 R bの内部で気泡が発生しても円滑に冷却水排出マニホルド 1 4 1 M b 0 u tに導かれることになる。 なお、 この点は、 燃料電池スタック 1 5 0 L bについても同様である。 このような装備配置は、 車台 1 0が仮に傾斜しても上 下関係に変化が生じにくいので、 特に車台 1 0の傾斜に対して耐性を有するとい う特徵を有している点は第 1実施例と同様である。 第 2実施例の装備配置では、 さらに、 高電圧部品 1 2 9 L b、 1 2 9 R bが燃 料電池スタック 1 5 0 L b、 1 5 0 R bの上方に配置されているので、 仮に車台 1 0が冠水しても高電圧部品 1 29 L b、 1 29 R bの水没を回避することがで きるという利点を有している。 一方、 水素タンク〗 70 aや水素供給管 1 7 1 a、 レギュレー夕 1 72といった燃料ガス供給系統が 1箇所にまとめられているので、 水素供給管 1 71の短縮化が図れるとともに水素ガスの滞留を抑制することもで きる。 加えて、 水素検知器 6 1 0を単一の場所に配置するだけで、 燃料ガス供給 系統からの水素ガスの漏洩の有無を監視することも可能となる。 なお、 このような利点は、 2個の燃料電池スタック 1 50 L b、 1 50 R bを 後方パネル 230の後方へ配置すれば得ることができるので上述の傾斜は必須の 要素ではない。 ただし、 このような傾斜は、 スペースの効率化と、 2個の燃料電 池スタック 1 50し b、 1 50 R bの内部のマニホルド （図示せず） における流 体の滞留の抑制という利点をもたらすものである。 また、 この装備配置では、 2 個の燃料電池スタック 1 50し b、 1 50 R bや 2次電池 700がフロァパネル 2 1 0 aの上方に配置されているので、 車台 1 0が冠水しても 2個の燃料電池ス タック 1 50 L b、 1 50 R bや 2次電池 700の水没を抑制することができる という利点もある。
B-1. 第 2実施例の第 1変形例における燃料電池システムの装備配置：
図 1 3は、 第 2実施例の第 1変形例における燃料電池システムの装備配置を示 す説明図である。 この第 1変形例は、 2個の燃料電池スタック〗 50 L b、 1 5 0 R bの代わりに単一の燃料電池スタック 1 50 bが車幅方向の中央に装備され ている点で第 2実施例と相違する。 この第〗変形例は、 流体分配器 1 4 O bが使 用されておらず、 燃料電池スタック〗 5 O bの積層方向の端部 （一方あるいは両 方） から燃料ガスや酸化剤ガスといった流体が供給されることになる。 このよう に、 第 2実施例における後方パネル 230の後方への配置は、 流体分配器 1 40 bの双方に複数の燃料電池スタックが配置されるような装備配置に限られず、 単 一の燃料電池スタックの装備にも適用可能である。
B - 2 . 第 2実施例の第 2変形例における燃料電池システムの装備配置： 図 1 4および図 1 5は、 第 2実施例の第 2変形例における燃料電池システムの 装備配置を示す説明図である。 この第 2変形例は、 後方パネル 2 3 0の後方にお いて、 燃料電池スタック 1 5 0 cが後方パネル 2 3 0の傾斜に沿って傾斜させて 装備されている点で第 2実施例 （第 1変形例を含む） と共通するが、 単一の燃料 電池スタック 1 5 0 cの積層方向が車台 1 0の左右方向よりも上下方向に近づく ように装備されている点で第 2実施例と相違する。 第 2実施例の第 1変形例の装備配置では、 冷却水供給口 1 4 1 i n、 冷却水排 出口 1 4 1 0 u t、 酸化剤ガス供給口 1 4 2 i n、 力ソードオフガス排出口 1 4 2 0 u t、 水素ガス供給口 1 4 3 i n、 ァノード才フガス 1 4 3 o u tが燃料電 池スタック 1 5 0 cの下方の積層端に集中的に配置されている。 一方、 燃料電池 スタック 1 5 0 cの上方の積層端には、 高電圧部品 1 2 9 cが配置されているの で、 仮に車台 1 0が冠水しても高電圧部品 1 2 9 cの水没を回避することができ るという利点を有している点は第 1実施例と同様である。 第 1変形例の装備配置では、 さらに、 燃料電池スタック 1 5 0 cの積層数を増 減させることによって燃料電池スタック 1 5 0 cの出力容量を維持しつつ燃料電 池スタック 1 5 0 cの厚さ W sを調整することも可能なので、 この設計自由度を 利用して後方パネル 2 3 0の後方のスペースに応じた燃料電池スタック 1 5 0 c の設計が容易となるという利点がある。 さらに、 後方パネル 2 3 0の後方には、 上下方向に大きな空間が得られるので、 厚さ W sを小さくして客室を広くするこ とも可能である。 さらに、 この変形例では、 燃料電池スタック 1 5 0じが車台1 0の前後方向や 車幅方向よりも上下方向に近い方向に積層されているので、 燃料電池スタック 1 5 0 cの内部で積層方向に形成されるマニホルド （図示せず） が車両の傾斜に拘 わらず水平とならないので、 生成水が滞留しにくいという利点がある。 加えて、 燃料電池スタック 1 5 0 cの下方側の端部に力ソードオフガス排出口 1 4 2 0 u tが装備されているので、 力ソード極側 （図示せず） で生成される生成水を燃料 電池スタックの下方側の端部で円滑に排出することができるという利点もある。
B - 3 . 第 2実施例の第 3変形例における燃料電池システムの装備配置：
図 1 6は、 第 2実施例の第 3変形例における燃料電池システムの装備配置を示 す説明図である。 この第 3変形例は、 後方パネル 2 3 0の後方において、 燃料電 池スタック 1 5 0 dの積層方向が車台 1 0の左右方向よりも上下方向に近づくよ うに装備されているとともに、 後方パネル 2 3 0の傾斜に沿って傾斜して装備さ れている点で第 2変形例と共通するが、 燃料電池スタック 1 5 0 dの右側に 2次 電池 7 0 0 aが装備されている点で第 2変形例と相違する。 このように、 燃料電池スタック 1 5 0 eと、 2次電池 7 0 0 aとを左右に対称 的に配置して左右の重量バランスを左右均等とするように構成しても良い。 なお、 この構成では、 水素タンクを後席下に配置することも可能である。 また、 2次電 池 7 0 0 aは、 キャパシタその他の蓄電装置であればよく、 この点は、 他の 2次 電池 1 6 0、 7 0 0についても同様である。
C . その他の変形例：
以上、 本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、 本発明はこのよう な実施の形態になんら限定されるものではなく、 その要旨を逸脱しない範囲内に おいて種々なる態様での実施が可能である。 特に、 上記各実施例における構成要 素中の独立請求項に記載された要素以外の要素は、 付加的な要素なので適宜省略 可能である。

Claims

請求の範囲 1 . 燃料電池搭載車両であつて、
車両の前後方向に伸びるセンタートンネルが形成されたフロアパネルと、 少なくとも一つの燃料電池ス夕ックと、 前記燃料電池スタックに水素ガスを供 給する水素ガス供給部とを有し、 少なくとも一部が前記センタートンネルの下方 に配置された燃料電池システムと
を備え、
前記センタートンネルは、 前記車両の前方向と後方向の少なくとも一方におい て前記センタートンネルの外部に開放されているとともに、 前記開放された側の 少なくとも一方に近づくほど高くなるように連続的な傾斜を有する。
2 . 請求項 1記載の燃料電池搭載車両であつて、
前記センター卜ンネルは、 前記車両の前方向において前記センター卜ンネルの 外部に開放されており、
前記開放位置よリも高い位置において前記車両の外部に開放する開口部を有し、 前記開放位置から前記開口部まで連続的な傾斜を有する。
3 . 請求項 1または 2に記載の燃料電池搭載車両であって、
前記フロアパネルは、 少なくとも前記燃料電池スタックの装備位置に対応する 位置において、 前記車両幅方向に関し、 前記センタートンネルに近づくほど高く 形成されている。
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