WO2012053246A1 - 空冷式燃料電池車両 - Google Patents

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WO2012053246A1
WO2012053246A1 PCT/JP2011/062887 JP2011062887W WO2012053246A1 WO 2012053246 A1 WO2012053246 A1 WO 2012053246A1 JP 2011062887 W JP2011062887 W JP 2011062887W WO 2012053246 A1 WO2012053246 A1 WO 2012053246A1
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cooled fuel
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史郎 松本
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スズキ株式会社
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    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to an air intake / exhaust device for an air-cooled fuel cell vehicle, and more particularly to a technology relating to an intake / exhaust duct structure of an air-cooled fuel cell vehicle.
  • Fuel cell systems mounted on vehicles include a water-cooled fuel cell system that cools the fuel cell stack with cooling water and an air-cooled fuel cell stack that cools the fuel cell stack with air.
  • the cooling device can be simplified compared to the water-cooled type.
  • air is generally pressurized by a compressor and supplied to the fuel cell stack.
  • Patent Document 1 describes that, for a vehicle equipped with a water-cooled fuel cell system, a fuel cell stack is disposed behind a rear seat and an exhaust duct that discharges air is disposed below the fuel cell stack.
  • a fuel cell stack is disposed behind a rear seat and an exhaust duct that discharges air is disposed below the fuel cell stack.
  • the indoor space is reduced.
  • the fuel cell stack is mounted in the engine room at the front of the vehicle or under the floor as in Patent Document 2, the indoor space can be widened.
  • the present invention improves the cooling performance of the air-cooled fuel cell stack by expanding the cabin space of the fuel cell vehicle by mounting the air-cooled fuel cell stack and increasing the amount of air flowing through the air-cooled fuel cell stack. For the purpose.
  • the present invention incorporates air used as a reaction gas and cooling medium into a motor that drives the rear wheels of the fuel cell vehicle and wall surfaces that are formed in a box shape and face each other.
  • An air-cooled fuel cell stack comprising an air introduction part and an air discharge part for discharging excess reaction gas containing air and hydrogen is mounted on the rear part of the fuel cell vehicle, and an air intake duct is mounted on the air introduction part.
  • An air-cooled fuel cell vehicle in which an exhaust duct extending to a rear end portion of the fuel cell vehicle is attached to the air discharge part, wherein the air-cooled fuel cell stack is disposed below the rear floor of the air-cooled fuel cell vehicle and in the vehicle front-rear direction. Then, the air introduction part is inclined rearwardly of the rear wheel axle so that the air introduction part faces upward and the air introduction part approaches the rear floor as it goes rearward of the vehicle. Characterized by being arranged in a state.
  • an air-cooled fuel cell stack having an air discharge part for discharging excess reaction gas containing air and hydrogen is mounted on the rear part of the fuel cell vehicle, and an air intake part is attached to the air introduction part, while an air discharge part
  • the air-cooled fuel cell stack is located below the rear floor of the air-cooled fuel cell vehicle and behind the rear axle in the vehicle longitudinal direction.
  • the air introduction part is arranged in an inclined state so that the air introduction part faces upward and the air introduction part approaches the rear floor as it goes rearward of the vehicle. Therefore, with the above structure, the air-cooled fuel cell stack can be mounted at the rearmost part of the fuel cell vehicle and at a position lower than the rear floor while ensuring the departure angle of the fuel cell vehicle. Can be expanded. Further, the exhaust duct can be linearly extended from the air discharge portion of the air-cooled fuel cell stack to the rear end portion of the vehicle, thereby reducing the ventilation resistance of the exhaust duct. Therefore, the amount of air introduced into the air-cooled fuel cell stack through the intake duct can be increased to improve the cooling performance of the air-cooled fuel cell stack. Therefore, it is possible to mount the air-cooled fuel cell stack at a position optimal for the fuel cell vehicle that drives the rear wheels and to improve the cooling performance of the air-cooled fuel cell stack.
  • FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an arrangement state of an air-cooled fuel cell stack and intake and exhaust ducts taken along line AA in FIG.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the air-cooled fuel cell vehicle before the intake and exhaust ducts are mounted.
  • FIG. 3 is a bottom view of the rear part of the air-cooled fuel cell vehicle.
  • FIG. 4 is a rear view of the air-cooled fuel cell vehicle.
  • FIG. 5 is a left front perspective view of an air-cooled fuel cell stack and intake and exhaust ducts, (a) is a perspective view showing an assembled state, and (b) is a perspective view showing a flow of intake and exhaust after assembly. .
  • FIG. 6 is a perspective view showing the flow of intake and exhaust air as viewed from the lower left front side of the air-cooled fuel cell stack and the intake and exhaust ducts.
  • FIG. 7 is a block diagram of an air-cooled fuel cell vehicle system.
  • 1 to 7 show an embodiment of the present invention.
  • 1 is an air-cooled fuel cell vehicle (also simply referred to as “vehicle”)
  • 2 is a front wheel
  • 3L is a left rear wheel
  • 3R is a right rear wheel
  • 4 is a front seat
  • 5 is a rear seat
  • 6 Is the front floor
  • 7 is the rear floor.
  • the air-cooled fuel cell vehicle 1 has a hydrogen tank 8 disposed below a front floor 6 on which a front seat 4 is placed, and a secondary battery 9 disposed below the rear seat 5.
  • a hydrogen tank 8 disposed below a front floor 6 on which a front seat 4 is placed
  • secondary battery 9 disposed below the rear seat 5.
  • a motor 10 for driving the left and right rear wheels 3L, 3R, an inverter 11, and an air-cooled fuel cell stack 12 are mounted on the rear portion of the air-cooled fuel cell vehicle 1, that is, below the rear floor 7. ing.
  • the hydrogen gas compressed and stored in the high-pressure hydrogen tank 14 is depressurized by the pressure reducing valve 15 and then the anode of the air-cooled fuel cell stack 12.
  • the air is introduced into the intake section and the air supply path to the cathode intake section does not have a compressor that compresses the air to a high pressure, the air sucked through the filter 16 is air-cooled by a blower fan 17 that is a low-pressure blower fan.
  • the fuel cell stack 12 is supplied.
  • the air supplied to the air-cooled fuel cell stack 12 not only provides a power generation reaction in the air-cooled fuel cell stack 12 but also takes away waste heat in the air-cooled fuel cell stack 12 to cool the air-cooled fuel cell stack 12.
  • the anode exhaust exiting from the air-cooled fuel cell stack 12 is mixed with the cathode exhaust exiting from the air-cooled fuel cell stack 12 via the purge valve 18, and the hydrogen gas in the anode exhaust is diluted to below the lower flammable concentration by the cathode exhaust. Release to the outside.
  • an electrochemical reaction and accompanying water are generated.
  • the air-cooled fuel cell stack 12 is usually configured by laminating a large number of minimum structural units called cells.
  • the hydrogen tank 8 is disposed below the front seat 4 in front of the vehicle.
  • the air-cooled fuel cell stack 12 is disposed below the rearmost luggage room of the vehicle in a posture in which the air introduction portion 21 is inclined forward, and air is supplied to the fuel cell below the air-cooled fuel cell stack 12.
  • a suction fan 19 comprising a low-pressure blower fan for supply is provided. The air supplied to the fuel cell by the suction fan 19 is used for power generation reaction and cooling of the air-cooled fuel cell stack 12 and then guided to the outside of the vehicle through an exhaust duct 20 at the rear of the vehicle.
  • the motor 10 for driving the left and right rear wheels 3L, 3R is disposed in front of the air-cooled fuel cell stack 12, the inverter 11 is disposed on the motor 10, and the secondary battery 9 is disposed under the rear seat 5.
  • the air-cooled fuel cell stack 12 is installed at the rearmost part of the vehicle, and the electric system parts are collectively arranged at the rear part of the vehicle.
  • the electrical wiring, particularly the high voltage cable can be minimized, and the influence of noise, weight, and cost can be minimized.
  • the wirings can be simply combined, and maintenance is facilitated.
  • high voltage parts are gathered in one place, so that maintainability is improved.
  • by arranging all the parts under the floor it is possible to lay out the vehicle while ensuring the space of the passenger compartment and the cargo compartment.
  • the air-cooled fuel cell stack 12 mounted on the rear portion of the air-cooled fuel cell vehicle 1 is formed in a box shape, and an air introduction portion 21 that takes in air to be used as a reaction gas and a cooling medium on opposite wall surfaces, and air And an air discharge part 22 for discharging surplus reaction gas containing hydrogen. Further, as shown in FIG. 5, an intake duct 23 is attached to the air introduction part 21, while an exhaust duct 20 extending to the rear end part of the fuel cell vehicle 1 is attached to the air discharge part 22.
  • the air-cooled fuel cell stack 12 is placed below the rear floor 7 of the air-cooled fuel cell vehicle 1 and behind the rear axle 24 in the vehicle front-rear direction, with the air introduction portion 21 facing upward, and It is set as the structure arrange
  • the air-cooled fuel cell stack 12 can be mounted at a position lower than the rearmost portion 7 of the fuel cell vehicle 1 while ensuring the departure angle ⁇ of the fuel cell vehicle 1. 1 cabin space can be expanded.
  • the exhaust duct 20 can be linearly extended from the air-cooled fuel cell stack 12 to the rear end of the vehicle, thereby reducing the ventilation resistance of the exhaust duct 20. Therefore, the amount of air introduced into the air-cooled fuel cell stack 12 through the intake duct 23 can be increased, and the cooling performance of the air-cooled fuel cell stack 12 can be improved. Therefore, it is possible to mount the air-cooled fuel cell stack 12 at an optimum position for the fuel cell vehicle 1 that drives the rear wheels and to improve the cooling performance of the air-cooled fuel cell stack 12.
  • a suction fan 19 is disposed on the air discharge unit 22 side of the air-cooled fuel cell stack 12. That is, as shown in FIG. 5, the suction fan 19 is arranged on the air discharge part 22 side, that is, the lower side of the air-cooled fuel cell stack 12, and the suction fan 19 is covered by the exhaust duct 20. Therefore, by arranging the suction fan 19 on the air discharge portion 22 side of the air-cooled fuel cell that is not opposed to the rear floor 7 and is easy to secure a space, the air from the air-cooled fuel cell stack 12 by the suction fan 19 is arranged. The suction effect can be enhanced and the cooling performance of the air-cooled fuel cell stack 12 can be improved.
  • the exhaust duct 20 is provided with an exhaust introduction port 25 at an upstream end portion and an exhaust outlet port 26 at a downstream end portion, and between the upper end portion of the exhaust introduction port 25 and the upper end portion of the exhaust extraction port 26.
  • a rear bumper 28 is disposed behind the air-cooled fuel cell stack 12, and the exhaust duct 20 has the exhaust outlet 26 fitted in an opening 29 formed in the rear bumper 28. That is, as shown in FIG. 6, the exhaust duct 20 is formed with the exhaust outlet 26 on the left and right. As shown in FIG. 4, the opening 29 opens on both sides of the license plate mounting portion 30 and on the inner side of the left and right rear lamps 31L and 31R in the rear bumper 28 to prevent foreign matter intrusion. 32. At this time, the exhaust outlet 26 of the exhaust duct 20 is fitted into the opening 29. Therefore, the bending of the exhaust duct 20 can be reduced and the length can be shortened to reduce the ventilation resistance. Further, the front end of the exhaust duct 20 can be supported by the rear bumper 28, the holding structure of the exhaust duct 20 can be simplified, and surplus hydrogen gas contained in the exhaust can be prevented from staying inside the rear bumper 28.
  • the intake duct 23 disposed above the air-cooled fuel cell stack 12 includes an air inlet 33 at the upstream end and an air outlet 34 at the downstream end, and the air inlet 33 extends in the vertical direction.
  • a passage portion 35 is formed between the air inlet 33 and the air outlet 34 so as to open at a position lower than the air outlet 34 and between the air inlet 33 and the air outlet 34. That is, as shown by the white arrow in FIG. 1, the air introduction port 33 of the intake duct 23 is formed so as to be directed downward, and the flow of air flowing in the intake duct 23 is inclined downward from the upward direction to the vehicle rear side. To reverse.
  • the air inlet 33 of the intake duct 23 has a mesh-like cover 36 for preventing entry of foreign matter as shown in FIG.
  • the flow of air flowing in the intake duct 23 is reversed from upward to obliquely downward to separate water and mud flowing into the intake duct 23 together with air, and the water and mud are air-cooled fuel cells. Inhalation into the stack 12 can be prevented.
  • FIG. 5 and 6 are views in which intake and exhaust ducts 23 and 20 are mounted on the air-cooled fuel cell stack 12, and the air-cooled fuel cell stack 12 disposed in a posture in which the air introduction portion 21 is inclined forward is provided.
  • an air intake duct 23 having the air inlet 33 extending in the left-right direction is attached to the air introduction portion 21 to cover the air discharge portion 22 and the suction fan 19, and an opening 29 of the rear bumper 28 shown in FIG.
  • the exhaust duct 20 that leads to is attached.
  • the air-cooled fuel cell stack 12 is arranged at the rear of the vehicle and has an exhaust duct shape as shown in FIGS. 5 and 6, so that the exhaust path can be made simple and shortest, and pressure loss (pressure loss) ) Increase and decrease in power generation efficiency can be minimized.
  • an air-cooled fuel cell is assumed, but it is a layout applicable to a water-cooled fuel cell system as a matter of course.
  • the shape of the exhaust outlet of the exhaust duct is not limited to the shape disclosed in this embodiment, but the shape is increased, the number is increased, or the shape of the opening of the rear bumper is changed. Applicable. Further, the shape of the opening portion can be changed also with respect to the intake duct in consideration of the layout with other parts.
  • Air-cooled fuel cell vehicle also referred to simply as “vehicle”
  • Front wheel 3L Left rear wheel 3R Right rear wheel 4
  • Front seat 5
  • Rear seat 6
  • Front floor 7
  • Rear floor 8
  • Hydrogen tank 9
  • Secondary battery 10 Motor 11
  • Inverter 12 Air-cooled fuel cell stack 13
  • Suction fan 20 Exhaust duct 21
  • Air introduction part 22
  • Air discharge part 23
  • Intake duct 24 Rear wheel axle 25
  • Exhaust inlet 26 Exhaust outlet 27 Passage wall 28

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Abstract

本発明は、燃料電池車両の車室空間を拡大すること、排気ダクトを直線的に延長して通気抵抗を低減すること、空冷式燃料電池スタックに導入される空気の量を増加させて空冷式燃料電池スタックの冷却性能を向上させることを目的としている。 このため、後輪を駆動するモータと、反応ガス兼冷却媒体として使用する空気を取り入れる空気導入部と、空気と水素とを含む余剰反応ガスを排出する空気排出部とを備える空冷式燃料電池スタックを燃料電池車両後部に搭載し、空気導入部に吸気ダクトを装着する一方、空気排出部に燃料電池車両の後端部に延びる排気ダクトを装着した空冷式燃料電池車両において、空冷式燃料電池スタックを空冷式燃料電池車両のリヤフロアの下側かつ車両前後方向で後輪車軸よりも後ろ側に、空気導入部を上側に向け、かつ、車両後方へ向かうに連れて空気導入部がリヤフロアに近づくように傾斜させた状態で配置した。

Description

空冷式燃料電池車両
　この発明は空冷式燃料電池車両の吸気、排気装置に係り、特に空冷式燃料電池車両の吸気、排気ダクト構造に関する技術である。
　車両に搭載される燃料電池システムには、冷却水によって燃料電池スタックを冷却する水冷式燃料電池システムと、空気で燃料電池スタックを冷却する空冷式燃料電池スタックがある。
　空冷式燃料電池システムでは反応用の空気によって燃料電池スタックを冷却できるため水冷式と比べて冷却装置を簡素化できる。
　また、水冷式燃料電池システムでは空気をコンプレッサで加圧して燃料電池スタックに供給することが一般的である。
特開２００４－４２８２８号公報 特開２０１０－１５８４５号公報
　特許文献１は、水冷式燃料電池システムを搭載した車両について、燃料電池スタックをリヤシートの後方に配置するとともにその下方に空気を排出する排気ダクトを配置することが記載されている。しかし、水冷式燃料電池スタックをリヤシートの後方に配置した場合、室内空間が減少する不都合がある。
　これに対し、特許文献２のように、燃料電池スタックを車両前部のエンジンルーム内やフロア下に搭載すれば、室内空間を広くできる。
　しかし、車両前部に配置した燃料電池スタックから空気を排出する排気ダクトを車両後方まで延ばすことが必要となる。
　この場合、排気ダクトの圧力損失が増加するため、燃料電池スタックに供給する空気をコンプレッサで加圧しないと排気ダクト内の空気を外部に排出できなくなる。そのため、上記のように長さの長い排気ダクトを空冷式燃料電池スタックに使用した場合、かなり大型なコップレッサを使用しないと空冷式燃料電池スタックの冷却性能が低下する虞があった。
　この発明は、空冷式燃料電池スタックの搭載によって燃料電池車両の車室空間を拡大すること、及び空冷式燃料電池スタックを流れる空気の量を増加させて空冷式燃料電池スタックの冷却性能を向上させることを目的とする。
　そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、燃料電池車両の後輪を駆動するモータと、箱状に形成されていて互いに対向する壁面に、反応ガス兼冷却媒体として使用する空気を取り入れる空気導入部と、空気と水素とを含む余剰反応ガスを排出する空気排出部とを備える空冷式燃料電池スタックを前記燃料電池車両の後部に搭載し、前記空気導入部に吸気ダクトを装着する一方、前記空気排出部に前記燃料電池車両の後端部に延びる排気ダクトを装着した空冷式燃料電池車両において、前記空冷式燃料電池スタックを前記空冷式燃料電池車両のリヤフロアの下側かつ車両前後方向で後輪車軸よりも後ろ側に、前記空気導入部を上側に向け、かつ、車両後方へ向かうに連れて前記空気導入部が前記リヤフロアに近づくように傾斜させた状態で配置したことを特徴とする。
　以上詳細に説明した如くこの発明によれば、燃料電池車両の後輪を駆動するモータと、箱状に形成されていて互いに対向する壁面に、反応ガス兼冷却媒体として使用する空気を取り入れる空気導入部と、空気と水素とを含む余剰反応ガスを排出する空気排出部とを備える空冷式燃料電池スタックを燃料電池車両の後部に搭載し、空気導入部に吸気ダクトを装着する一方、空気排出部に燃料電池車両の後端部に延びる排気ダクトを装着した空冷式燃料電池車両において、空冷式燃料電池スタックを空冷式燃料電池車両のリヤフロアの下側かつ車両前後方向で後輪車軸よりも後ろ側に、空気導入部を上側に向け、かつ、車両後方へ向かうに連れて空気導入部がリヤフロアに近づくように傾斜させた状態で配置した。
　従って、上記構造によって、燃料電池車両のディパーチャアングルを確保しつつ燃料電池車両の最後部、かつリヤフロアよりも低い位置に空冷式燃料電池スタックを搭載することができ、燃料電池車両の車室空間を拡大できる。
　また、前記排気ダクトを空冷式燃料電池スタックの空気排出部から直線的に車両後端部まで延ばせ、排気ダクトの通気抵抗を低減できる。
　そのため、吸気ダクトを通して空冷式燃料電池スタックに導入される空気の量を増加させて空冷式燃料電池スタックの冷却性能を向上させることができる。
　よって、後輪を駆動する燃料電池車両に最適な位置に空冷式燃料電池スタックを搭載するとともに空冷式燃料電池スタックの冷却性能を向上させることができる。
図１は図３のＡ－Ａ線による空冷式燃料電池スタックと吸気及び排気ダクトの配設状態を示す要部拡大断面図である。（実施例） 図２は吸気及び排気ダクト装着前の空冷式燃料電池車両の概略側面図である。（実施例） 図３は空冷式燃料電池車両の後部の底面図である。（実施例） 図４は空冷式燃料電池車両の後方から視た図である。（実施例） 図５は空冷式燃料電池スタックと吸気及び排気ダクトの左前方斜視図を示し、（ａ）は組立状態を示す斜視図、（ｂ）は組立後の吸気と排気の流れを示す斜視図である。（実施例） 図６は空冷式燃料電池スタックと吸気及び排気ダクトの左前側下方から視た吸気と排気の流れを示す斜視図である。（実施例） 図７は空冷式燃料電池車両システムのブロック図である。（実施例）
　以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
　図１～図７はこの発明の実施例を示すものである。
　図２～図４において、１は空冷式燃料電池車両（単に「車両」ともいう。）、２は前輪、３Ｌは左側後輪、３Ｒは右側後輪、４はフロントシート、５はリヤシート、６はフロントフロア、７はリヤフロアである。
　前記空冷式燃料電池車両１は、図２に示す如く、フロントシート４、を載置したフロントフロア６の下方に水素タンク８を配設するとともに、前記リヤシート５の下方には二次電池９を配設する。
　また、前記空冷式燃料電池車両１の後部、つまり、前記リヤフロア７の下方には、左右の後輪３Ｌ、３Ｒを駆動するモータ１０と、インバータ１１と、空冷式燃料電池スタック１２とを搭載している。
　このとき、図７に示すように、空冷式燃料電池システム１３においては、高圧の水素タンク１４に圧縮して貯蔵された水素ガスを減圧弁１５により降圧した後に前記空冷式燃料電池スタック１２のアノード吸気部に導入する一方、カソード吸気部に空気を供給する経路には空気を高圧に圧縮するコンプレッサを有さず、フィルタ１６を通じて吸入された空気を低圧の送風ファンであるブロアファン１７によって空冷式燃料電池スタック１２に供給する。
　この空冷式燃料電池スタック１２に供給された空気は、空冷式燃料電池スタック１２における発電反応に供するのみでなく、空冷式燃料電池スタック１２における廃熱を奪い、空冷式燃料電池スタック１２を冷却する役割を有する。
　空冷式燃料電池スタック１２から出るアノード排気は、パージ弁１８を介して空冷式燃料電池スタック１２から出るカソード排気に混合され、アノード排気中の水素ガスをカソード排気により可燃下限濃度以下に希釈して外部に放出する。
　この空冷式燃料電池システム１３では、電気化学反応と、それに付随して水を生成する。
　空冷式燃料電池スタック１２は、通常、セルと呼ばれる最小構成単位を多数積層して構成されている。
　ここで、この空冷式燃料電池スタック１２等の部品の車両に対するレイアウトを説明する。
　前記空冷式燃料電池車両１において、図２に示す如く、前記水素タンク８は車両前方の前記フロントシート４、下に配置されている。
　また、前記空冷式燃料電池スタック１２は車両最後方部ラゲッジルーム下に、空気導入部２１を前方に傾斜させた姿勢で配置され、空冷式燃料電池スタック１２の下部には、燃料電池に空気を供給するための低圧ブロアファンからなる吸出しファン１９が備えられる。
　この吸出しファン１９によって燃料電池に供給された空気は発電反応と空冷式燃料電池スタック１２の冷却に使用された後、車両後部の排気ダクト２０を通して車両外部に導かれる。
　前記空冷式燃料電池スタック１２の前方には、左右の後輪３Ｌ、３Ｒを駆動する前記モータ１０が配置され、その上部には前記インバータ１１を配置し、前記二次電池９は前記リヤシート５下に配置されている。
　このとき、この発明の実施例においては、前記空冷式燃料電池スタック１２を車両最後部に設置し、電気系部品を車両後部にまとめて配置している。
　これにより、電気系配線、特に高電圧ケーブルを最小限の長さにすることができ、ノイズの影響、重量、コストを最小限に抑えることができる。
　また、各電気系部品を隣り合わせに配置することで、配線類をシンプルにまとめることができ、メンテナンスも容易となる。
　更に、事故や故障の対応時において、高電圧部品が一箇所にまとまっていることで、メンテナンス性が向上する。
　更にまた、すべての部品をフロア下に配置することで、客室及び荷室の空間を確保しつつ車両へのレイアウトが可能となる。
　前記空冷式燃料電池車両１の後部に搭載する前記空冷式燃料電池スタック１２は、箱状に形成されていて互いに対向する壁面に反応ガス兼冷却媒体として使用する空気を取り入れる空気導入部２１と空気と水素とを含む余剰反応ガスを排出する空気排出部２２とを備えている。
　また、図５に示す如く、前記空気導入部２１に吸気ダクト２３を装着する一方、前記空気排出部２２に前記燃料電池車両１の後端部に延びる排気ダクト２０を装着している。
　そして、前記空冷式燃料電池スタック１２を前記空冷式燃料電池車両１のリヤフロア７の下側かつ車両前後方向で後輪車軸２４よりも後ろ側に、前記空気導入部２１を上側に向け、かつ、車両後方へ向かうに連れて前記空気導入部２１が前記リヤフロア７に近づくように傾斜させた状態で配置する構成とする。
　詳述すれば、前記空冷式燃料電池車両１に前記空冷式燃料電池スタック１２を配置する際に、図１及び図２に示す如く、リヤフロア７の下側かつ車両前後方向で後輪車軸２４よりも後ろ側に、前記空気導入部２１を上側に向けた状態とするとともに、車両後方へ向かうに連れて前記空気導入部２１が前記リヤフロア７に近づくように傾斜させた状態としている。
　従って、上記構造によって、燃料電池車両１のディパーチャアングルθを確保しつつ燃料電池車両１の最後部かつリヤフロア７よりも低い位置に空冷式燃料電池スタック１２を搭載することができ、燃料電池車両１の車室空間を拡大できる。
　また、これによって前記排気ダクト２０を空冷式燃料電池スタック１２から直線的に車両後端部まで延ばせ、排気ダクト２０の通気抵抗を低減できる。
　そのため、吸気ダクト２３を通して空冷式燃料電池スタック１２に導入される空気の量を増加させて空冷式燃料電池スタック１２の冷却性能を向上させることができる。
　よって、後輪を駆動する燃料電池車両１に最適な位置に空冷式燃料電池スタック１２を搭載するとともに空冷式燃料電池スタック１２の冷却性能を向上させることができる。
　また、前記空冷式燃料電池スタック１２の前記空気排出部２２側に吸出しファン１９を配置する。
　つまり、図５に示す如く、前記空冷式燃料電池スタック１２の前記空気排出部２２側、つまり下側に吸出しファン１９を配置し、この吸出しファン１９を前記排気ダクト２０によって覆っている。
　従って、リヤフロア７に対向しておらず、スペースの確保し易い空冷式燃料電池の空気排出部２２側に吸出しファン１９を配置することで、吸出しファン１９による空冷式燃料電池スタック１２からの空気の吸出し効果を高めて空冷式燃料電池スタック１２の冷却性能を向上することができる。
　更に、前記排気ダクト２０は、上流端部に排気導入口２５を備えるとともに下流端部に排気導出口２６を備え、前記排気導入口２５の上端部と前記排気導出口２６の上端部との間を連絡する通路壁２７を水平もしくは車両後方に向かうに連れて高さが上昇するように傾斜させる。
　つまり、前記排気ダクト２０を前記空冷式燃料電池車両１に載置する際に、図１及び図５に示す如く、前記排気導入口２５と前記排気導出口２６との間を連絡する通路壁２７（上面部）が車両後方に向かうに連れて高さが漸次上昇するように傾斜させるものである。
　従って、上記構造によって、空気より重量が軽い余剰水素ガスを排気ダクト２０内に滞留させることなくスムーズに排出できる。
　前記空冷式燃料電池スタック１２の後方にリヤバンパ２８が配置され、前記排気ダクト２０は前記排気導出口２６が前記リヤバンパ２８に形成された開口部２９に嵌合されている。
　つまり、前記排気ダクト２０は、図６に示す如く、左右に前記排気導出口２６が形成されている。
　そして、前記開口部２９は、図４に示す如く、前記リヤバンパ２８において、ライセンスプレート取付部３０の両側、かつ、左右のリヤランプ３１Ｌ、３１Ｒの内側部位に開口し、異物侵入防止用のメッシュ状カバー３２を有している。
　このとき、前記開口部２９に前記排気ダクト２０の排気導出口２６を嵌合させるものである。
　従って、排気ダクト２０の曲がりを少なくするとともに長さを短くして通気抵抗を低減できる。
　また、排気ダクト２０の先端をリヤバンパ２８で支持でき、排気ダクト２０の保持構造を簡素化できるとともに排気に含まれる余剰水素ガスがリヤバンパ２８の内側に滞留することを防止できる。
　また、空冷式燃料電池スタック１２の上側に配置される前記吸気ダクト２３は、上流端部に空気導入口３３を備えるとともに下流端部に空気導出口３４を備え、前記空気導入口３３を鉛直方向で前記空気導出口３４よりも低い位置に開口させるとともに前記空気導入口３３と前記空気導出口３４との間に空気を上方に流す通路部３５を形成する。
　つまり、図１に白抜き矢印で示す如く、前記吸気ダクト２３の空気導入口３３を下方に指向するように形成するとともに、吸気ダクト２３内を流れる空気の流れを上向きから車両後方側の斜め下方に反転させるものである。
　なお、前記吸気ダクト２３の空気導入口３３は、図３に示す如く、異物侵入防止用のメッシュ状カバー３６を有している。
　従って、上記構造によって、吸気ダクト２３内を流れる空気の流れを上向きから斜め下方に反転させ、空気と一緒に吸気ダクト２３内に流入する水や泥を分離し、水や泥が空冷式燃料電池スタック１２に吸入されることを防止できる。
　ここで、前記空冷式燃料電池スタック１２の搭載方法と吸気・排気ダクト２３、２０について追記する。
　図５及び図６は前記空冷式燃料電池スタック１２に吸気・排気ダクト２３、２０を装着した図であり、空気導入部２１を前方に傾斜させた姿勢で配置された空冷式燃料電池スタック１２に対し、空気導入部２１に左右方向に延びる前記空気導入口３３を備えた吸気ダクト２３を装着し、空気排出部２２及び前記吸出しファン１９を覆い、かつ図４に示す前記リヤバンパ２８の開口部２９に繋がる排気ダクト２０を装着している。
　このとき、前記空冷式燃料電池スタック１２を前方に傾斜させて配置することで、ディパーチャアングルθを考慮しつつ大きな吸気用の空間を確保し、パージされた水素を排気ダクト内に滞留することなくスムーズに排気することが可能となる。
　また、前記吸気ダクト２３の前記空気導入口３３を、図１に示す如く、前記インバータ１１よりも下側に開口することで、インバータ１１などの電気系部品から発生した熱を直接取り入れることを避けることができる。
　更に、前記空冷式燃料電池スタック１２を車両最後方に配置し、図５及び図６に示すような排気ダクト形状にしたことで、排気経路をシンプルかつ最短にすることができ、圧損（圧力損失）増加、発電効率の低下を最小限に抑えることが可能となる。
　なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
　例えば、この発明の実施例においては、空冷式燃料電池を想定しているが、当然ながら水冷式燃料電池システムにも適用可能なレイアウトである。
　また、前記排気ダクトの排気導出口の形状は、この実施例にて開示された形状に留まらず、形状を大きく形成したり、あるいは個数を増加させたり、リヤバンパの開口部の形状を変形させる等応用可能である。
　更に、吸気ダクトに関しても、他部品とのレイアウトの兼ね合いにより、開口部分の形状は変更可能である。
　　１　空冷式燃料電池車両（単に「車両」ともいう。）
　　２　前輪
　　３Ｌ　左側後輪
　　３Ｒ　右側後輪
　　４　フロントシート
　　５　リヤシート
　　６　フロントフロア
　　７　リヤフロア
　　８　水素タンク
　　９　二次電池
　１０　モータ
　１１　インバータ
　１２　空冷式燃料電池スタック
　１３　空冷式燃料電池システム
　１９　吸出しファン
　２０　排気ダクト
　２１　空気導入部
　２２　空気排出部
　２３　吸気ダクト
　２４　後輪車軸
　２５　排気導入口
　２６　排気導出口
　２７　通路壁
　２８　リヤバンパ
　２９　開口部
　３３　空気導入口
　３４　空気導出口
　３５　通路部
 

Claims (5)

  1. 　燃料電池車両の後輪を駆動するモータと、箱状に形成されていて互いに対向する壁面に、反応ガス兼冷却媒体として使用する空気を取り入れる空気導入部と、空気と水素とを含む余剰反応ガスを排出する空気排出部とを備える空冷式燃料電池スタックを前記燃料電池車両の後部に搭載し、前記空気導入部に吸気ダクトを装着する一方、前記空気排出部に前記燃料電池車両の後端部に延びる排気ダクトを装着した空冷式燃料電池車両において、前記空冷式燃料電池スタックを前記空冷式燃料電池車両のリヤフロアの下側かつ車両前後方向で後輪車軸よりも後ろ側に、前記空気導入部を上側に向け、かつ、車両後方へ向かうに連れて前記空気導入部が前記リヤフロアに近づくように傾斜させた状態で配置したことを特徴とする空冷式燃料電池車両。
  2. 　前記空冷式燃料電池スタックの前記空気排出部側に吸出しファンを配置したことを特徴とする請求項１に記載の空冷式燃料電池車両。
  3. 　前記排気ダクトは、上流端部に排気導入口を備えるとともに下流端部に排気導出口を備え、前記排気導入口の上端部と前記排気導出口の上端部との間を連絡する通路壁を水平もしくは車両後方に向かうに連れて高さが上昇するように傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の空冷式燃料電池車両。
  4. 　前記空冷式燃料電池スタックの後方にリヤバンパが配置され、前記排気ダクトは前記排気導出口が前記リヤバンパに形成された開口部に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載の空冷式燃料電池車両。
  5. 　前記吸気ダクトは、上流端部に空気導入口を備えるとともに下流端部に空気導出口を備え、前記空気導入口を鉛直方向で前記空気導出口よりも低い位置に開口させるとともに前記空気導入口と前記空気導出口との間に空気を上方に流す通路部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の空冷式燃料電池車両。
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