WO2025142007A1 - 作業車両 - Google Patents

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WO2025142007A1
WO2025142007A1 PCT/JP2024/035197 JP2024035197W WO2025142007A1 WO 2025142007 A1 WO2025142007 A1 WO 2025142007A1 JP 2024035197 W JP2024035197 W JP 2024035197W WO 2025142007 A1 WO2025142007 A1 WO 2025142007A1
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WO
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filling port
filling
tank
work vehicle
hydrogen gas
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PCT/JP2024/035197
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English (en)
French (fr)
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貴大 ▲高▼木
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/04—Tank inlets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K8/00—Arrangement or mounting of propulsion units not provided for in one of main groups B60K1/00 - B60K7/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D49/00—Tractors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids

Definitions

  • This configuration reduces the amount of movement of the work vehicle, such as back and forth, when bringing the filling port closer to the filling nozzle of the fuel supply machine. It also makes it easy to fill both filling ports with fuel at the same time.
  • the direction in which the work vehicle 1 moves forward is defined as “front”
  • the direction in which the work vehicle 1 moves backward is defined as “rear”
  • the left side of the work vehicle 1 facing forward is defined as “left”
  • the right side of the work vehicle 1 facing forward is defined as “right.”
  • FIG. 2 to FIG. 7 the front, rear, left, right, up, and down directions are indicated by arrows X1, X2, Y1, Y2, Z1, and Z2, respectively.
  • the work vehicle 1 is a vehicle used for agricultural work, specifically a tractor.
  • the work vehicle 1 is not limited to a tractor, and may be a moving body such as an agricultural machine, a construction machine, or a utility vehicle.
  • the work vehicle 1 includes a vehicle body 11, a running gear 12 that supports the vehicle body 11, a driver's seat 15, and a cabin 16.
  • the vehicle body 11 includes a chassis 41, a bonnet 34, a cover 111, the cabin 16, and a fender 47 for the rear wheel 12B.
  • the bonnet 34 and the cover 111 are mounted on the chassis 41 of the vehicle body 11 from the front to the rear, and the cabin 16 is disposed behind the cover 111.
  • the bonnet 34, the cover 111, and the cabin 16 all function as covers that cover the equipment mounted on the vehicle body 11 (such as the fuel cell 24, radiators 48, 49, and seat 15A, which will be described later).
  • the work vehicle 1 further has a tank unit 21 having multiple tanks 13 (see Figure 4) that store fuel, and a drive unit 14 that is powered by the stored fuel.
  • the tank unit 21 has a rectangular parallelepiped case 21A whose vertical length (height) is smaller than its length in the front-rear and left-right directions, and the multiple tanks 13 are housed side by side within this case 21A.
  • the tank unit 21 includes various valves 74-78 (see Figure 9).
  • the tank unit 21 is positioned above the driver's seat 15 and cabin 16 by a mounting frame 17.
  • the fuel is liquid or gas, and may be hydrogen, methane, carbon monoxide (CO), or the like.
  • the tank 13 stores hydrogen gas. Therefore, the work vehicle 1 is a fuel cell vehicle (FCV), and runs on electricity generated by a chemical reaction between hydrogen and oxygen from the fuel cell 24, as its energy source.
  • the fuel cell 24 generates electricity from hydrogen.
  • the fuel cell 24 may also generate electricity from methane or carbon monoxide (CO).
  • the drive device 14 includes a fuel cell 24, a battery unit 30, and an electric motor 31 (see FIG. 3; hereafter also referred to as "motor 31").
  • the battery unit 30 incorporates at least one battery pack 30A (see FIG. 9) that stores the output power of the fuel cell 24.
  • the work vehicle 1 has a pipe 22 and a filling section 25.
  • the pipe 22 passes hydrogen gas.
  • the pipe 22 may be a pipe that passes methane or carbon monoxide (CO).
  • the filling section 25 has a filling port (receptacle; hereinafter, simply referred to as a "filling port") 26 to which a filling nozzle 401 is connected.
  • the filling port 26 is filled with hydrogen gas from the filling nozzle 401.
  • the filling port 26 may be filled with methane or carbon monoxide (CO) from the filling nozzle 401.
  • the filling section 25 is filled with hydrogen gas from a hydrogen gas supply machine (fuel supply machine) 400 (see FIG.
  • the hydrogen gas is supplied to the tank 13 through the pipe 22 (22A).
  • the hydrogen gas in the tank 13 is supplied to the fuel cell 24 through the pipe 22 (22B).
  • the specific configuration of the filling section 25 and piping 22 will be described later.
  • the running gear 12 is composed of front wheels 12A and rear wheels 12B. Both of these are arranged symmetrically on the left and right sides of the vehicle body 11. One or both of the front wheels 12A and rear wheels 12B rotate by the power of a motor 31. One or both of the wheels 12A, 12B (drive wheels) that rotate by the power of the motor 31 may be crawlers (crawlers). The upper and front of the rear wheels 12B are covered by fenders 47.
  • a first radiator 48, a fuel cell 24, and a second radiator 49 are mounted in that order from the front to the rear on the portion of the chassis 41 corresponding to the front wheels 12A.
  • the first radiator 48 and the fuel cell 24 are covered by a bonnet (cover) 34, and the second radiator 49 is covered by a cover 111.
  • the top surface 111a of the cover 111 is higher than the top end of the bonnet 34, but lower than the top end of the steering wheel 15B of the driver's seat 15.
  • the rear end of the bonnet 34 is located lower than the cover 111, and the top surface 34a of the bonnet 34 is tapered from the rear end to the front end. This makes it difficult for the forward visibility of the operator sitting in the driver's seat 15 to be obstructed.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an example of the internal structure of a work vehicle.
  • the chassis 41 that constitutes the vehicle body 11 is made of a steel frame that is long in the front-rear direction, and has a front frame 32 and a transmission case 33 .
  • the transmission case 33 is connected to the rear of the front frame 32 , and the transmission case 33 and the front frame 32 form the framework of the vehicle body 11 .
  • a mounting frame 17 for positioning the tank unit 21 above the cabin 16 is connected to the chassis 41.
  • the mounting frame 17 includes a roughly rectangular ceiling frame 17A that is longer in the front-to-rear direction than in the left-to-right direction, a number of pillars 17B that support the ceiling frame 17A from below, and a pair of left and right reinforcing frames 17C that are connected to the front end of the ceiling frame 17A.
  • the mounting frame 17 also includes a base frame 17D to which the lower ends of the left and right rear pillars 17B are connected, and a pair of left and right lower frames 17E that extend downward from the base frame.
  • the base frame 17D is positioned roughly horizontally and extends in the left-to-right direction.
  • the reinforcing frame 17C is a reinforcing diagonal member that slopes downward from the front end of the ceiling frame 17A to the front frame 32. Therefore, the rigidity of the mounting frame 17 in the fore-and-aft direction is strengthened compared to when the ceiling frame 17A and the tank unit 21 are supported only by the pillars 17B.
  • a support frame 37 for supporting the battery unit 30 on the vehicle body 11 is connected to the chassis 41 of the work vehicle 1 .
  • the motor 31 is mounted on the front frame 32 of the chassis 41, and the support frame 37 is attached to a portion of the front frame 32 corresponding to the motor 31.
  • the support frame 37 is made of, for example, a metal frame member, and is attached in a cantilever state so as to protrude from the front frame 32 to the right.
  • a transmission case 33 located behind the motor 31 has a power transmission mechanism therein.
  • the power transmission mechanism includes a transmission, a clutch, and a differential gear, and transmits the rotation of the output shaft of the motor 31 to the traveling device 12 while slowing down or speeding up the rotation.
  • the power transmission mechanism inside the transmission case 33 includes a branching mechanism that outputs a portion of the power of the motor 31 to a PTO shaft 334 (see FIG. 9 ).
  • the PTO shaft 334 is an output shaft that protrudes rearward from the transmission case 33.
  • a coupling device 44 (see FIG. 6), for example a three-point link mechanism, is attached to the transmission case 33 to couple a work implement 335 (see FIG. 9, also called an "implement") for performing the desired agricultural work to the rear of the vehicle body 11.
  • the work implement 335 is, for example, a tiller or a baler.
  • the rotational motion of the PTO shaft 334 is transmitted to the input shaft of the working device 335 connected to the coupling device 44, for example, while the traveling device 12 is being driven. Therefore, the work vehicle 1 can drive the working device 335 with the power of the motor 31 while traveling in a field or the like.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the periphery of the filling port of the work vehicle.
  • the work vehicle 1 of this embodiment is equipped with two filling units 25.
  • the two filling units 25 are arranged on the rear surface of the work vehicle 1 (vehicle body 11).
  • Each filling unit 25 has a filling port 26 and a housing 28 that houses the filling port 26.
  • the filling port 26 faces rearward, and a filling nozzle 401 of a hydrogen gas supply device 400 is inserted from the rear.
  • the housing 28 has a case 28a and a lid 28b.
  • the case 28a has walls on the top, bottom, left, right, and front, and opens to the rear.
  • the lid 28b is of an openable/closable type, and can close the opening of the case 28a.
  • the piping 22A is connected to the filling unit 25 (filling port 26) from the front of the housing 28.
  • the filling port 26 is protected by the housing 28.
  • the pipe 22A is connected to the filling section 25 from the space formed between the housing 28 and the rear of the vehicle body 11.
  • the connection section 29 between the pipe 22A and the housing 28 is not exposed to the large space behind the vehicle, and the connection section 29 is protected.
  • the two filling sections 25 are located behind the cabin 16, between the rear wheels 12B on both the left and right sides.
  • the two filling sections 25 are protected from the left and right by the rear wheels 12B, and are protected from the front by the cabin 16.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a work vehicle.
  • the functional systems of the work vehicle 1 include a fuel system FS, a power system PS, and a temperature control system TS.
  • the components of the fuel system FS include at least one tank (hydrogen tank) 13, valves 74-78, and sensors 81, 82.
  • the components of the temperature control system TS include multiple radiators 48, 49, and an air conditioner 50.
  • the components of the power system PS include a fuel cell 24, a boost circuit 61, an inverter 62, a motor 31, a transmission case 33, DC/DC converters 64, 65, and a battery unit 30.
  • the work vehicle 1 of this embodiment is equipped with multiple tanks 13, for example, three tanks 13. Each tank 13 is connected to piping 22A, 22B.
  • Piping 22A is a gas pipe connecting a filling port 26 to each tank 13. Hydrogen gas is introduced into the filling port 26 from a hydrogen gas supply device 400 such as a gas station. Piping 22A guides the hydrogen gas introduced into the filling port 26 to each tank 13.
  • the pipe 22A has multiple downstream branch sections 22A1, a junction section 22A2, and multiple upstream branch sections 22A3.
  • the upstream branch sections 22A3 are provided in the same number as the filling ports 26 (two in the illustrated example). One end (upstream end) of each upstream branch section 22A3 is connected to each filling port 26. One end (upstream end) of the junction section 22A2 is connected to the other ends (downstream ends) of the two upstream branch sections 22A3.
  • the other end (downstream end) of the junction 22A2 is connected to one end (upstream end) of multiple downstream branch sections 22A1.
  • the downstream branch sections 22A1 are provided in the same number as the tanks 13 (three in the illustrated example).
  • the other end (downstream end) of each downstream branch section 22A1 is connected to each tank 13. Therefore, the hydrogen gas introduced from the filling port 26 flows through each upstream branch section 22A3, is joined at the junction 22A2, and then is branched at each downstream branch section 22A1 before being filled into each tank 13.
  • a check valve 74 is provided in the upstream branch section 22A3.
  • the check valve 74 allows hydrogen gas to flow from the filling port 26 toward the junction section 22A2, and blocks the flow of hydrogen gas in the opposite direction. This prevents hydrogen gas introduced from one filling port 26 from flowing into the other filling port 26.
  • the downstream branch section 22A1 is also provided with a check valve 75.
  • the check valve 75 allows hydrogen gas to flow from the junction section 22A2 toward the tank 13, and blocks the flow of hydrogen gas in the opposite direction. This makes it possible to prevent hydrogen gas in the tank 13 from flowing back into the downstream branch section 22A1.
  • the work vehicle 1 of this embodiment can fill all of the tanks 13 with hydrogen gas regardless of which of the two filling ports 26 hydrogen gas is supplied from. Also, even if hydrogen gas is supplied from both filling ports 26 at the same time, hydrogen gas can be filled into all of the tanks 13.
  • Pipe 22B is a gas pipe connecting fuel cell 24 and tank 13. Pipe 22B guides hydrogen gas stored in each tank 13 to fuel cell 24.
  • Pipe 22B has a branch section 22B1 and a junction section 22B2.
  • the number of branch sections 22B1 is the same as the number of tanks 13 (three in the illustrated example).
  • One end (upstream end) of branch section 22B1 is connected to tank 13, and the other end (downstream end) is connected to junction section 22B2. Therefore, hydrogen gas released from each tank 13 flows through branch section 22B1, is joined at junction section 22B2, and then guided to fuel cell 24.
  • An on-off valve 76 is provided at each branch 22B1 of the pipe 22B. Each on-off valve 76 switches between releasing hydrogen gas in each tank 13 and stopping (shutting off) the release.
  • a pressure reducing valve 77 and a main on-off valve 78 are provided at the junction 22B2 of the pipe 22B.
  • the pressure reducing valve 77 reduces the pressure of the hydrogen gas released from the tank 13.
  • the pressure of the hydrogen gas in the tank 13 is, for example, 35 megapascals or more, while the pressure of the hydrogen gas after being reduced by the pressure reducing valve 77 is, for example, about 2 atmospheres.
  • the main on-off valve 78 switches between supplying the hydrogen gas reduced by the pressure reducing valve 77 to the fuel cell 24 and stopping (shutting off) the supply.
  • the on-off valves 76 and 78 are composed of electromagnetic valves operated by a solenoid or electric valves operated by a motor.
  • a pressure sensor 81 is provided between the multiple on-off valves 76 and the pressure reducing valve 77.
  • the pressure sensor 81 is provided at the junction 22B2 of the pipe 22B.
  • the pressure sensor 81 detects the pressure of the hydrogen gas released from the multiple tanks 13.
  • the pressure detected by the pressure sensor 81 corresponds to the pressure of the hydrogen gas in the tank 13 that is releasing the hydrogen gas through the on-off valve 76.
  • a temperature sensor 82 is provided in each tank 13. The temperature sensor 82 detects the temperature of the hydrogen gas in the tank 13.
  • the hydrogen gas released from the tank 13 and flowing through the pipe 22B is supplied to the fuel cell 24.
  • the fuel cell 24 is, for example, a battery module configured by arranging multiple unit cells, each having a positive electrode and a negative electrode, in a stacked state.
  • the fuel cell 24 aggregates the electric power generated by each unit cell to generate the electric power required to drive the electric motor 31.
  • the fuel cell 24 is connected to the second radiator 49 through the cooling flow path H2.
  • the electrodes of the fuel cell 24 are adjusted to a predetermined temperature by the coolant circulated from the second radiator 49. This allows the fuel cell 24 to maintain high power generation efficiency.
  • the fuel cell 24 is electrically connected to the input side of the boost circuit 61, and the output side of the boost circuit 61 is electrically connected to the DC side of the inverter 62.
  • the boost circuit 61 boosts the voltage input from the fuel cell 24 and outputs it to the inverter 62 and the battery unit 30.
  • the inverter 62 is electrically connected to the motor 31.
  • the inverter 62 converts the direct current input from the boost circuit 61 into three-phase alternating current and outputs it to the motor 31. Therefore, the power generated by the fuel cell 24 is boosted and converted into alternating current before being transmitted to the motor 31.
  • the motor 31 has a rotor and a stator with multiple coils, and drives the output shaft with a predetermined torque and rotational speed.
  • only one motor 31 is mounted on the work vehicle 1, and the output shaft of the motor 31 is connected to the transmission case 33.
  • a plurality of motors 31 may be mounted.
  • the power of each motor 31 can be output to the front wheels 12A and the rear wheels 12B, respectively.
  • the power transmission mechanism of the transmission case 33 outputs all or part of the power of the motor 31 to the traveling device 12. When the working device 335 is operated, the power transmission mechanism also outputs the power of the motor 31 to the PTO shaft 334.
  • the battery unit 30 is an electricity storage device that absorbs load fluctuations of the fuel cell 24. Specifically, the battery unit 30 temporarily stores power supplied from the boost circuit 61, and discharges the power when the load is high to supply the inverter 62 with drive power for the motor 31.
  • the battery unit 30 includes a battery pack 30A and a monitoring unit 30B.
  • the battery pack 30A includes at least one cell.
  • the cell is a charge-discharge type cell such as a lithium ion battery cell.
  • the output voltage of the battery unit 30 is, for example, 24V.
  • the monitoring unit 30B includes a processor that controls switching between the operation (charging or discharging) of the battery pack 30A and measures the state of charge (e.g., SOC).
  • a processor that controls switching between the operation (charging or discharging) of the battery pack 30A and measures the state of charge (e.g., SOC).
  • the work vehicle 1 has a number of electrical components that operate at a lower voltage than the motor 31. These electrical components are supplied with DC power that has been stepped down by a step-down circuit.
  • the electrical components include, for example, an auxiliary battery 63, radiators 48, 49, and an air conditioner 50.
  • the step-down circuit is, for example, a plurality of DC/DC converters 64, 65 (hereinafter also referred to as a “first converter 64” and a “second converter 65”) having different output voltages.
  • the first converter 64 steps down the DC voltage input from the boost circuit 61 to a first voltage (for example, 12 volts) and supplies it to the auxiliary battery 63, the air conditioner 50, and the like.
  • the second converter 65 steps down the DC voltage input from the boost circuit 61 to a second voltage (e.g., 24 volts) and supplies it to the radiators 48, 49.
  • the inverter 62 and both converters 64, 65 are disposed in a portion of the chassis 41 corresponding to the driver's seat 15.
  • the second voltage of the second converter 65 may be supplied to the battery unit 30.
  • the first radiator 48 is disposed in front of the fuel cell 24, and the second radiator 49 is disposed behind the fuel cell 24 (see FIG. 2).
  • These radiators 48, 49 constitute a cooling system that cools electrical components such as the fuel cell 24, the boost circuit 61, the inverter 62, the motor 31, and the first and second converters 64, 65 with a coolant (refrigerant).
  • a cooling flow path H1 through which the coolant is circulated by a pump 66, is connected to the first radiator 48, and the coolant is cooled by heat exchange with the outside air.
  • the first radiator 48 has a first fan 35 for promoting heat exchange with the outside air.
  • the objects to be cooled by the cooling passage H1 of the first radiator 48 are, for example, electrical components (heat generating components) such as the boost circuit 61, the inverter 62, the motor 31, and the first and second converters 64, 65.
  • a cooling flow path H2 through which the coolant is circulated by a pump 67 is connected to the second radiator 49, and the coolant is cooled by heat exchange with the outside air.
  • the second radiator 49 has a second fan 36 for promoting heat exchange with the outside air.
  • the object to be cooled by the cooling passage H2 of the second radiator 49 is, for example, an electrical component such as the fuel cell 24.
  • the auxiliary battery 63 is a power storage device that supplies power to a display, communication devices, and the like mounted on the driver's seat 15.
  • the auxiliary battery 63 is, for example, a charge-discharge type lead acid battery.
  • the output voltage of the auxiliary battery (second battery) 63 is, for example, 12 V, which is lower than the output voltage (for example, 24 V) of the battery unit (first battery) 30.
  • the auxiliary battery 63 can also be used as an auxiliary power source that supplies power to a control device 70, which will be described later, when the fuel cell 24 is stopped.
  • the work vehicle 1 further includes a control device 70.
  • the control device 70 may be configured, for example, with an ECU (Electronic Control Unit) that communicates with various electrical components using a communication protocol such as CAN (Controller Area Network).
  • the control device 70 includes an ECU that controls the overall operation of the system, from filling the tank 13 with hydrogen gas and generating electricity using the fuel cell 24 to outputting power, and an ECU involved in individual control of the tank unit 21 including the tank 13, valves 74-78, and sensors 81, 82.
  • the control device 70 controls the opening and closing of the valves 76-78 included in the tank unit 21, acquires detection values from the pressure sensor 81 and temperature sensor 82, and processes the acquired detection values.
  • the two filling ports 26 were arranged at the rear (rear surface) of the work vehicle 1.
  • the two filling ports 26 can be arranged on the side, top, and/or front surface of the work vehicle 1.
  • the two filling ports 26 can be arranged in positions close to each other, or can be arranged in positions distant from each other.
  • the two filling ports 26 are not limited to being arranged on a common surface of the work vehicle 1, and can also be arranged on different surfaces.
  • the two filling ports 26 can be arranged on both left and right side surfaces of the bonnet 34, indicated by the symbol Q1.
  • the filling port 26 may be arranged on the inside of the bonnet 34.
  • a part of the side surface of the bonnet 34 can be used as the lid 28b of the housing 28, the case 28a of the housing 28 can be arranged inside the lid 28b, and the filling port 26 can be arranged inside the housing 28.
  • the filling port 26 is arranged so as to face outward in the left and right direction.
  • the filling port 26 and the housing 28 can also be arranged on the outside of the bonnet 34.
  • the two filling ports 26 may be located on both left and right side surfaces of the cover 111, indicated by reference symbol Q2.
  • the filling ports 26 can be provided on both left and right side surfaces of the fender 47, indicated by reference symbols Q3 and Q4.
  • Reference symbol Q3 shows an example in which the filling port 26 is located closer to the front of the fender 47
  • reference symbol Q4 shows an example in which the filling port 26 is located closer to the rear of the fender 47.
  • the filling port 26 can be located on the inside or outside of the cover 111 or fender 47.
  • the two filling ports 26 may be located on both the left and right side surfaces of the cabin 16, indicated by symbols Q5 and Q6.
  • Symbol Q5 indicates an example in which the filling port 26 is located closer to the front of the cabin 16
  • symbol Q6 indicates an example in which the filling port 26 is located closer to the rear of the cabin 16. In either case, the filling port 26 can be located on the inside or outside of the cabin 16.
  • the two filling ports 26 are distributed to the left and right sides of the work vehicle 1 (vehicle body 11), it is possible to reduce the amount of movement, such as changing direction, of the work vehicle 1 when, for example, bringing the filling port 26 closer to a hydrogen gas supply device 400 at a gas station or the like. This reduces the effort required for the filling operation, making it easier to perform the filling operation.
  • the two filling ports 26 can be arranged by selecting any two of Q1 to Q6.
  • one of the two filling ports 26 can be arranged on the bonnet (Q1), and the other can be arranged on the fender 47 (Q3, Q4).
  • both of the two filling ports 26 can be arranged on the left side or right side of the work vehicle 1 (body 11). In this case, the two filling ports 26 can be arranged at positions spaced apart from each other in the front-rear direction and/or in positions spaced apart from each other in the up-down direction.
  • one of the two filling ports 26 can be arranged on the left side of the bonnet 34 (Q1), and the other can be arranged on the left side of the fender 47 (Q3, Q4).
  • the two filling ports 26 can be arranged on a common surface of the work vehicle 1, it is possible to easily perform the task of filling hydrogen gas from both of the two filling ports 26 at the same time.
  • the two filling ports 26 are arranged at positions spaced apart in the front-rear direction, the movement of the work vehicle 1 in the front-rear direction can be reduced when the filling port 26 is brought closer to a hydrogen gas supply device 400 such as a gas station. This reduces the effort required for the filling process and makes it easier to do.
  • one or both of the two filling ports 26 can be arranged on the front of the work vehicle 1 (vehicle body 11).
  • the filling port 26 can be arranged on the front of the bonnet 34, indicated by the symbol Q7.
  • the filling port 26 can be arranged on the inside or outside of the bonnet 34.
  • the two filling ports 26 can be arranged at positions spaced apart from each other in the vertical direction and/or in the horizontal direction.
  • the other filling port 26 can be arranged at another position on the work vehicle 1 (for example, the rear (see FIG. 8), the left and right side surfaces Q1 to Q6 (see FIG. 4 and FIG. 5), or the top surface Q8 to Q10 (see FIG. 6)).
  • one or both of the two filling ports 26 can be arranged on the top surface of the work vehicle 1 (vehicle body 11). Specifically, the filling ports 26 can be arranged on the top surface of the bonnet 34 indicated by reference symbol Q8, the top surface of the cover 111 indicated by reference symbol Q9, the top surface of the fender 47 indicated by reference symbol Q10, etc. When the two filling ports 26 are arranged on the top surface of the work vehicle 1, the two filling ports 26 can be arranged at positions spaced apart from each other in the front-rear direction and/or the left-right direction.
  • the other filling port 26 can be arranged at another position on the work vehicle 1 (for example, the front surface Q7 (see FIG. 2), the rear surface (see FIG. 8), the left and right side surfaces Q1 to Q6 (see FIG. 4 and FIG. 5)).
  • one or both of the two filling ports 26 can be located on the rear surface of the fender 47, indicated by the reference symbol Q10, or on the rear surface of the cabin 16, indicated by the reference symbol Q11.
  • the other filling port 26 can be located in another position on the work vehicle 1 (for example, on the front surface (see Figure 2), on the left and right side surfaces Q1 to Q6 (see Figures 4 and 5), or on the top surface Q8 to Q10 (see Figure 6)).
  • the filling ports 26 can be arranged on the chassis 41 of the body 11 of the work vehicle 1.
  • one or both filling ports 26 can be arranged on the left and right side of the front frame 32, or on the left and right side of the transmission case 33.
  • one or both filling ports 26 can be arranged on the underside of the chassis 41.
  • [Modification of piping] 11A to 11C are schematic diagrams showing modified examples of the connection between the tank and the filling port, i.e., modified examples of the pipe 22A that connects the tank 13 and multiple filling ports 26.
  • the modified example shown in FIG. 11A has two tanks 13 and two filling ports 26.
  • One tank 13 and one filling port 26 are directly connected by a pipe 22A4, and the other tank 13 and the other filling port 26 are directly connected by another pipe 22A4.
  • Each pipe 22A4 is provided with a check valve 74. Therefore, hydrogen gas supplied from one filling port 26 fills only one tank 13, and hydrogen gas supplied from the other filling port 26 fills only the other tank 13.
  • hydrogen gas can be supplied from both filling ports 26 simultaneously to fill the tank 13 with hydrogen gas in a short time.
  • the two filling ports 26 and the two tanks 13 are individually connected by the pipes 22A4. Furthermore, the two pipes 22A4 are connected by a connecting pipe 22A5. An on-off valve 79 is provided on the connecting pipe 22A5. The on-off valve 79 switches between a mode in which hydrogen gas is permitted to flow through the connecting pipe 22A5 and a mode in which hydrogen gas is blocked by opening and closing the on-off valve 79.
  • the on-off valve 79 switches between a mode in which hydrogen gas is permitted to flow through the connecting pipe 22A5 and a mode in which hydrogen gas is blocked by opening and closing the on-off valve 79.
  • the on-off valve 79 by closing the on-off valve 79, hydrogen gas supplied from one filling port 26 is filled only in one tank 13, and hydrogen gas supplied from the other filling port 26 is filled only in the other tank 13.
  • the two pipes 22A4 are connected to each other, and hydrogen gas supplied from each filling port 26 is filled in both tanks 13. Therefore, hydrogen gas can be filled in two ways by opening and closing the on
  • FIG. 11C like the embodiment shown in FIG. 9, two (the upper two) tanks 13 and two (the upper two) filling ports 26 are connected by piping 22A having a downstream branch section 22A1, a junction section 22A2, and an upstream branch section 22A3. Furthermore, one (the one at the bottom) tank and one (the one at the bottom) filling port 26 are connected by piping 22A4. The junction section 22A2 and the piping 22A4 are connected by a connecting pipe 22A5 provided with an opening/closing valve 79, like the modified example shown in FIG. 11B.
  • the work vehicle 1 is mainly described as having two filling ports 26, but it may also have three or more filling ports 26.
  • the two filling ports (first filling port and second filling port) 26 are arranged at the positions shown in Figures 2 to 6 and 8, and the other filling ports 26 can be arranged at any position.
  • the number of tanks 13 is not limited.

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Abstract

作業車両は、車体と、車体に搭載される燃料電池と、燃料電池に供給される燃料を収容するタンクと、タンクに燃料を充填するための第１充填口及び第２充填口と、を備える。

Description

作業車両
　本開示は、燃料電池で駆動する作業車両に関する。本出願は、２０２３年１２月２６日出願の日本出願第２０２３－２１９０５７号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　トラクタ等の作業車両においては、地球環境保護の観点から化石燃料を用いた内燃機関に代えて、水素ガスにより発電する燃料電池を用い、発電した電力で駆動する電動モータにより走行装置及び作業装置を動作させるものが提案されている（特許文献１参照）。この作業車両には、水素ガスを貯留するタンクが備わっている。
　また、特許文献２には、燃料電池及びタンクを搭載した車両と、ガスステーションとを備えたガス充填システムが開示されている。ガスステーションは、水素ガス供給源に接続される充填ノズルを備え、車両は、充填ノズルが接続される充填口（レセプタクル）を備え、充填口が、タンクに配管を介して接続されている。車両のタンクには、水素ガス供給源から充填ノズル、充填口、及び配管を介して水素ガスが充填される。
特開２０２３－１３１８６号公報 特開２０１１－３３０６８号公報
　本開示の作業車両は、車体と、
　前記車体に搭載される燃料電池と、
　前記燃料電池に供給される燃料を収容するタンクと、
　前記タンクに燃料を充填するための第１充填口及び第２充填口と、を備える。
図１は、作業車両の斜視図である。 図２は、作業車両の正面図である。 図３は、作業車両の背面図である。 図４は、作業車両の右側面図である。 図５は、作業車両の左側面図である。 図６は、作業車両の平面図である。 図７は、作業車両の内部構造の一例を示す斜視図である。 図８は、作業車両の充填口の周辺を示す斜視図である。 図９は、作業車両の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図１０は、充填口の設置例を示す概略的な断面図である。 図１１Ａは、タンクと充填口との接続形態の変形例を示す概略図である。 図１１Ｂは、タンクと充填口との接続形態の他の変形例を示す概略図である。 図１１Ｃは、タンクと充填口との接続形態の他の変形例を示す概略図である。
＜本開示が解決しようとする課題＞
　トラクタ等の作業車両には、例えば全高が３ｍにも及ぶ非常に大型のものが存在する。そのため、充填口からタンクに水素ガスを充填するにあたり、ガスステーションの充填ノズルに充填口を近づけるために作業車両を取り廻すことが困難になったり水素ガスの充填作業が煩雑になったりする可能性がある。
　本開示は、燃料の充填作業を容易に行い得る作業車両を提供することを目的とする。
＜本開示の効果＞
　本開示によれば、燃料の充填作業を容易に行い得る作業車両を提供することができる。
＜本開示の実施形態の概要＞
　以下、本開示の実施形態の概要を列記して説明する。
　（１）　本実施形態に係る作業車両は、車体と、
　前記車体に搭載される燃料電池と、
　前記燃料電池に供給される燃料を収容するタンクと、
　前記タンクに燃料を充填するための第１充填口及び第２充填口と、を備える。
　上記構成によれば、作業車両が第１、第２充填口を備えているので、ガスステーション等の燃料供給機の設置状況や作業車両の構造等に応じて、いずれかの充填口を選択的に燃料供給機の充填ノズルに近づけて使用したり、双方の充填口を使用したりすることができ、状況に応じた燃料の充填作業を行うことが可能となる。したがって、燃料の充填作業の利便性が向上し、充填作業を容易に行うことができる。なお、本開示は、作業車両が第１充填口及び第２充填口以外の他の充填口を備えることを妨げるものではない。したがって、作業車両は、３つ以上の充填口を備えていてもよい。
　（２）　上記（１）に記載の作業車両は、前記第１充填口が、左右方向における前記車体の一側面に配置され、
　前記第２充填口が、左右方向における前記車体の他側面に配置される。
　この構成によれば、充填口を燃料供給機の充填ノズルに近づける際に、方向転換等の作業車両の移動を少なくすることができる。
　（３）　上記（１）に記載の作業車両は、前記第１充填口が、前後方向における前記車体の一側面に配置され、
　前記第２充填口が、前後方向における前記車体の他側面に配置される。
　この構成によれば、充填口を燃料供給機の充填ノズルに近づける際に、方向転換等の作業車両の移動を少なくすることができる。
　（４）　上記（１）に記載の作業車両は、前記第１充填口が、左右方向における前記車体の一側面に配置され、
　前記第２充填口が、前後方向における車体の一側面に配置される。
　この構成によれば、充填口を燃料供給機の充填ノズルに近づける際に、方向転換等の作業車両の移動を少なくすることができる。
　（５）　上記（１）に記載の作業車両は、前記第１充填口及び前記第２充填口が、前記車体の共通する面に配置される。
　この構成によれば、充填口を燃料供給機の充填ノズルに近づける際に、前後移動等の作業車両の移動を少なくすることができる。また、双方の充填口に対して同時に燃料を充填する作業を容易に行うことができる。
　（６）　上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の作業車両において、前記車体が、搭載された機器を覆うカバーを含み、
　前記カバーの内側又は外側に前記第１充填口及び前記第２充填口の少なくとも一方が配置される。
　（７）　上記（１）～（６）のいずれか１つに記載の作業車両において、前記タンクが、第１タンクと第２タンクとを含み、
　前記第１充填口及び前記第２充填口の双方を、前記第１タンク及び前記第２タンクに接続する配管を備える。
　この構成によれば、第１、第２充填口のどちらからでも、第１、第２タンクに燃料を充填することができる。なお、本開示は、作業車両が第１タンク及び第２タンク以外の他のタンクを備えることを妨げるものではない。したがって、作業車両は、３つ以上のタンクを備えていてもよい。
　（８）　上記（７）に記載の作業車両において、前記配管が、一端が前記第１充填口に接続される第１分岐部と、一端が前記第２充填口に接続される第２分岐部と、前記第１分岐部及び前記第２分岐部の他端を合流させる合流部とを備え、前記第１分岐部及び前記第２分岐部には、前記合流部へ向かう方向の燃料の流れを許容し逆方向の燃料の流れを遮断する逆止弁が設けられる。
　この構成によれば、一方の充填口から供給された燃料が他方の充填口へ流れることを抑制することができる。
　（９）　上述の（１）～（６）のいずれか１つに記載の作業車両において、前記タンクが、第１タンクと第２タンクとを含み、
　前記第１充填口を前記第１タンクに接続する第１配管と、前記第２充填口を前記第２タンクに接続する第２配管と、を備える。
　この構成によれば、第１、第２充填口から第１、第２タンクにそれぞれ個別に燃料を充填することができる。また、両方の充填口から同時に燃料を充填することで短時間に燃料を充填することができる。
＜本開示の実施形態の詳細＞
　以下、図面を参照して、本開示の実施形態の詳細を説明する。
　［作業車両の全体構造］
　図１は、作業車両の斜視図である。図２は、作業車両の正面図である。図３は、作業車両の背面図である。図４は、作業車両の右側面図である。図５は、作業車両の左側面図である。図６は、作業車両の平面図である。なお、本明細書では、作業車両１が前進する方向を前、作業車両１が後退する方向を後ろ、作業車両１が前方を向いて左側を左、作業車両１が前方を向いて右側を右と定義する。図２～図７においては、前、後ろ、左、右、上、下の方向を、それぞれ矢印Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２で示している。
　図１～図６に示すように、作業車両１は、農作業に用いられる車両、具体的にはトラクタである。もっとも、作業車両１は、トラクタに限定されるものではなく、農業機械、建設機械、及びユーティリティビークルなどの移動体であってもよい。
　作業車両１は、車体１１、車体１１を支持する走行装置１２、運転席１５、及びキャビン１６などを備える。車体１１は、シャーシ４１、ボンネット３４、カバー１１１、キャビン１６、及び後輪１２Ｂ用のフェンダー４７などを含む。車体１１のシャーシ４１には、前部から後部に向かって順に、ボンネット３４とカバー１１１が搭載され、カバー１１１の後方にキャビン１６が配置される。ボンネット３４、カバー１１１、キャビン１６は、いずれも車体１１に搭載された機器（後述する燃料電池２４、ラジエータ４８，４９、座席１５Ａ等）を覆うカバーとして機能する。
　作業車両１は、さらに、燃料を貯蔵する複数のタンク１３（図４参照）を有するタンクユニット２１と、貯蔵された燃料により駆動する駆動装置１４を有する。タンクユニット２１は、上下方向の長さ（高さ）が前後左右方向の長さよりも小さい直方体形状のケース２１Ａを備え、複数のタンク１３は、このケース２１Ａ内に並べて収容されている。タンクユニット２１は、各種の弁７４～７８（図９参照）を含む。タンクユニット２１は、搭載フレーム１７により運転席１５及びキャビン１６の上方に配置される。
　燃料は、液体又は気体であり、水素、メタン、一酸化炭素（ＣＯ）等である。この実施形態では、タンク１３は水素ガスを貯蔵する。したがって、作業車両１は、燃料電池車両（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）であり、燃料電池２４が水素と酸素の化学反応により発生させる電力をエネルギー源として走行する。燃料電池２４は、水素によって電力を発生させる。燃料電池２４は、メタン又は一酸化炭素（ＣＯ）によって電力を発生させるものであってもよい。
　駆動装置１４は、燃料電池２４、バッテリユニット３０、及び電動モータ３１（図３参照：以下、「モータ３１」ともいう。）を含む。バッテリユニット３０は、燃料電池２４の出力電力を蓄積する少なくとも１つのバッテリパック３０Ａ（図９参照）を内蔵する。
　作業車両１は、図３に示すように、配管２２及び充填部２５を有する。この実施形態では、配管２２は、水素ガスを通過させる。なお、配管２２は、メタン又は一酸化炭素（ＣＯ）を通過させる管であってもよい。充填部２５は、充填ノズル４０１を接続する充填口（レセプタクル；以下、単に「充填口」ともいう）２６を有する。充填口２６には、充填ノズル４０１から水素ガスが充填される。なお、充填口２６には、充填ノズル４０１からメタン又は一酸化炭素（ＣＯ）を充填してもよい。この実施形態では、充填部２５は、作業車両１と別であるガスステーション等の水素ガス供給機（燃料供給機）４００（図９参照）から水素ガスが充填口（ガス充填口）２６に充填される。水素ガスは、配管２２（２２Ａ）を通じて、タンク１３に供給される。タンク１３の水素ガスは、配管２２（２２Ｂ）を通じて、燃料電池２４に供給される。充填部２５及び配管２２の具体的構成については、後に説明する。
　キャビン１６は、前柱、後ろ柱及びルーフを有する区画された運転室であり、運転席１５を囲っている。運転席１５は、座席１５Ａ及び操縦装置１５Ｂを含む。操縦装置１５Ｂは、ステアリングハンドルやレバー、計器等を含む。キャビン１６の前柱は、運転席１５の前側の左右に配置され、後ろ柱は、運転席１５の後側の左右に配置される。キャビン１６は、左右の前柱の間に前面パネル１６５（図２参照）を備え、左右の後ろ柱の間に背面パネル１６１（図３参照）を備え、前柱と後ろ柱との間に側面パネル１６６を備える。側面パネル１６６は、開閉可能なドアを含む。前面パネル１６５、背面パネル１６１、側面パネル１６６は、ガラス又は合成樹脂材等の透明な材料により形成され、キャビン１６の内側から外側及び外側から内側を視認可能である。作業車両１は、キャビン１６の代わりに、キャノピやロプスを有していてもよい。
　走行装置１２は、前輪１２Ａと後輪１２Ｂにより構成される。これらはいずれも車体１１に対して左右対称に配置される。前輪１２Ａと後輪１２Ｂのうちの一方又は双方はモータ３１の動力によって回転する。モータ３１の動力により回転する車輪１２Ａ，１２Ｂのうちの一方又は双方（駆動輪）は、クローラ（無限軌道）であってもよい。後輪１２Ｂの上方及び前方は、フェンダー４７で覆われている。
　図４及び図５に示すように、シャーシ４１の前輪１２Ａ対応部分には、前側から後ろ側に向かって順に、第１ラジエータ４８、燃料電池２４、及び第２ラジエータ４９が搭載される。第１ラジエータ４８と燃料電池２４は、ボンネット（カバー）３４により覆われ、第２ラジエータ４９はカバー１１１により覆われる。
　図４に示すように、カバー１１１の上面１１１ａは、ボンネット３４の最上端よりも高いが、運転席１５のステアリングハンドル１５Ｂの最上端よりも低い。また、ボンネット３４の後端部はカバー１１１よりも低い位置にあり、ボンネット３４の上面３４ａは、当該後端部から前端部に向かって次第に低くなる先細り状に形成される。このため、運転席１５に座る作業者からの前方の視界が妨げられ難い構造となっている。
　［作業車両の内部構造］
　図７は、作業車両の内部構造の一例を示す斜視図である。
　図７に示すように、車体１１を構成するシャーシ４１は、前後方向に長い形状の鋼製フレームよりなり、前フレーム３２とミッションケース３３とを有する。
　ミッションケース３３は、前フレーム３２の後部に連結されており、ミッションケース３３と前フレーム３２とから車体１１の骨格が形成される。
　シャーシ４１には、タンクユニット２１をキャビン１６の上方に配置するための搭載フレーム１７が連結される。搭載フレーム１７は、前後方向が左右方向よりも長いほぼ長方形状の天井フレーム１７Ａと、天井フレーム１７Ａを下方から支持する複数本のピラー１７Ｂと、天井フレーム１７Ａの前端部に連結される左右一対の補強フレーム１７Ｃとを含む。また、搭載フレーム１７は、後ろ側の左右ピラー１７Ｂの下端が連結されるベースフレーム１７Ｄと、ベースフレームから下方に延びる左右一対の下部フレーム１７Ｅとを含む。ベースフレーム１７Ｄは、略水平に配置され左右方向に延びている。
　天井フレーム１７Ａには、タンクユニット２１が載置され、連結される。図２に示すように、天井フレーム１７Ａは、キャビン１６のルーフよりも高い位置にある。したがって、タンクユニット２１は、キャビン１６のルーフよりも上方に配置される。
　図７に示すように、補強フレーム１７Ｃは、天井フレーム１７Ａの前端部から前フレーム３２に渡って下方に傾斜する補強用斜材である。したがって、天井フレーム１７Ａとタンクユニット２１をピラー１７Ｂのみで支持する場合に比べて搭載フレーム１７の前後方向の剛性が強化される。
　作業車両１のシャーシ４１には、バッテリユニット３０を車体１１に支持させるための支持フレーム３７が連結される。
　具体的には、シャーシ４１の前フレーム３２にモータ３１が搭載され、前フレーム３２におけるモータ３１対応部分に支持フレーム３７が取り付けられる。支持フレーム３７は、例えば金属製のフレーム部材よりなり、前フレーム３２から右側に突出するように片持ち状態で取り付けられる。
　モータ３１の後方に位置するミッションケース３３は、内部に動力伝達機構を有する。動力伝達機構は、トランスミッション、クラッチ、及びデファレンシャルギアを含み、モータ３１の出力軸の回転を減速又は増速して走行装置１２に伝達する。
　ミッションケース３３の内部の動力伝達機構は、モータ３１の動力の一部を、ＰＴＯ軸３３４（図９参照）に出力する分岐機構を含む。ＰＴＯ軸３３４は、ミッションケース３３から後方に突出する出力軸である。
　ミッションケース３３には、所望の農作業を行うための作業装置３３５（図９参照。「インプルメント」ともいう。）を車体１１の後ろに連結するための、例えば３点リンク機構により構成される連結装置４４（図６参照）が取り付けられる。作業装置３３５は、例えば耕運機及びベーラーなどである。
　ＰＴＯ軸３３４の回転運動は、例えば走行装置１２の駆動中において、連結装置４４に連結された作業装置３３５の入力軸に伝達される。したがって、作業車両１は、圃場などを走行しつつ、作業装置３３５をモータ３１の動力によって駆動することができる。
　図８は、作業車両の充填口の周辺を示す斜視図である。
　本実施形態の作業車両１は、２つの充填部２５を備えている。２つの充填部２５は、作業車両１（車体１１）の後面に配置されている。各充填部２５は、充填口２６と、充填口２６を収容する筐体２８とを有する。充填口２６は後方に向き、水素ガス供給機４００の充填ノズル４０１が後方から差し込まれる。筐体２８は、ケース２８ａと、蓋２８ｂとを有する。ケース２８ａは、上下、左右、及び前に壁を有し、後ろに開口する。蓋２８ｂは、開閉式であり、ケース２８ａの開口を閉じることができる。配管２２Ａは、筐体２８の前から充填部２５（充填口２６）と連結されている。
　この構成により、充填口２６は、筐体２８により保護される。配管２２Ａは、筐体２８と、車体１１の後部との間に形成される空間から、充填部２５に連結される。配管２２Ａと筐体２８との接続部２９が、車両後方の広い空間に露出せず、その接続部２９は保護される。
　２つの充填部２５は、キャビン１６の後ろであって、左右方向両側の後輪１２Ｂの間に位置する。２つの充填部２５は、後輪１２Ｂによって左右方向から保護され、キャビン１６によって前方から保護される。
　２つの充填部２５は、搭載フレーム１７のベースフレーム１７Ｄの下に配置される。２つの充填部２５は、いずれもベースフレーム１７Ｄにブラケット２７を介して支持されている。充填部２５は、ベースフレーム１７Ｄよって上から保護される。２つの充填部２５は、左右の下部フレーム１７Ｅの間に配置されている。
　一方の充填部２５と他方の充填部２５とは、左右に並べて配置されている。一方の充填部２５は、作業車両の左右方向の中心よりも左側に配置され、他方の充填部２５は、作業車両の左右方向の中心よりも右側に配置されている。したがって、水素ガス供給機４００の充填ノズル４０１が作業車両１の左側にある場合は、左側の充填部２５を用いて水素ガスを充填しやすくなり、水素ガス供給機４００の充填ノズル４０１が作業車両１の右側にある場合は、右側の充填部２５を用いて水素ガスを充填しやすくなる。
　２つの充填部２５は、同じ高さに配置されている。ただし、２つの充填部２５は、異なる高さに配置されていてもよい。２つの充填部２５は、上下方向に並べて配置されていてもよい。２つの充填部２５の高さが異なることによって、作業者の身長や姿勢等に応じて作業しやすい充填部２５を選択し、水素ガスを充填することができる。
　［作業車両の機能的構成］
　図９は、作業車両の機能的構成の一例を示すブロック図である。
　図９に示すように、作業車両１の機能的な系統には、燃料系統ＦＳ、動力系統ＰＳ、及び温調系統ＴＳが含まれる。
　燃料系統ＦＳの構成要素には、少なくとも１つのタンク（水素タンク）１３、弁７４～７８、及びセンサ８１，８２などが含まれる。温調系統ＴＳの構成要素には、複数のラジエータ４８，４９、及び空調装置５０などが含まれる。動力系統ＰＳの構成要素には、燃料電池２４、昇圧回路６１、インバータ６２、モータ３１、ミッションケース３３、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４，６５、及びバッテリユニット３０などが含まれる。
　本実施形態の作業車両１は、複数のタンク１３、例えば３つのタンク１３を備える。各タンク１３は、配管２２Ａ，２２Ｂに接続される。配管２２Ａは、充填口２６と各タンク１３とを繋ぐガス管である。充填口２６は、ガスステーション等の水素ガス供給機４００から水素ガスが導入される。配管２２Ａは、充填口２６に導入される水素ガスを各タンク１３へ導く。
　配管２２Ａは、複数の下流側分岐部２２Ａ１と、合流部２２Ａ２と、複数の上流側分岐部２２Ａ３とを有する。上流側分岐部２２Ａ３は、充填口２６と同数（図示例では２つ）設けられている。各上流側分岐部２２Ａ３の一端（上流端）には、各充填口２６が接続されている。２つの上流側分岐部２２Ａ３の他端（下流端）には、合流部２２Ａ２の一端（上流端）が接続されている。
　合流部２２Ａ２の他端（下流端）は、複数の下流側分岐部２２Ａ１の一端（上流端）に接続されている。下流側分岐部２２Ａ１は、タンク１３と同数（図示例では３つ）設けられている。各下流側分岐部２２Ａ１の他端（下流端）は、各タンク１３に接続されている。したがって、充填口２６から導入された水素ガスは、各上流側分岐部２２Ａ３を流れた後、合流部２２Ａ２で合流され、その後、各下流側分岐部２２Ａ１で分岐された後に、各タンク１３に充填される。
　上流側分岐部２２Ａ３には、逆止弁７４が設けられている。逆止弁７４は、充填口２６から合流部２２Ａ２へ向かう水素ガスの流れを許容し、その逆方向の水素ガスの流れを遮断する。そのため、一方の充填口２６から導入された水素ガスが他方の充填口２６へ流入することが抑制される。
　下流側分岐部２２Ａ１にも、逆止弁７５が設けられている。逆止弁７５は、合流部２２Ａ２からタンク１３へ向かう水素ガスの流れを許容し、その逆方向の水素ガスの流れを遮断する。そのため、タンク１３内の水素ガスが下流側分岐部２２Ａ１に逆流することを抑制することができる。
　以上より、本実施形態の作業車両１は、２つの充填口２６のどちらから水素ガスを供給しても全てのタンク１３に水素ガスを充填することができる。また、両方の充填口２６から同時に水素ガスを供給した場合も、全てのタンク１３に水素ガスを充填することができる。
　配管２２Ｂは、燃料電池２４とタンク１３とを繋ぐガス管である。配管２２Ｂは、各タンク１３に貯蔵された水素ガスを燃料電池２４へ導く。配管２２Ｂは、分岐部２２Ｂ１と合流部２２Ｂ２とを有する。分岐部２２Ｂ１は、タンク１３と同数（図示例では３つ）設けられる。分岐部２２Ｂ１の一端（上流端）は、タンク１３に接続され、他端（下流端）は合流部２２Ｂ２に接続される。したがって、各タンク１３から放出された水素ガスは、分岐部２２Ｂ１を流れた後、合流部２２Ｂ２で合流され、その後、燃料電池２４へと導かれる。
　配管２２Ｂの各分岐部２２Ｂ１には、開閉弁７６が設けられる。各開閉弁７６は、各タンク１３内の水素ガスの放出と、放出の停止（遮断）とを切り替える。配管２２Ｂの合流部２２Ｂ２には、減圧弁７７と、主開閉弁７８とが設けられる。減圧弁７７は、タンク１３から放出された水素ガスの圧力を低下させる。タンク１３内の水素ガスの圧力は、例えば３５メガパスカル以上であるのに対して、減圧弁７７で減圧された後の水素ガスの圧力は、例えば２気圧程度である。主開閉弁７８は、減圧弁７７で減圧された水素ガスの燃料電池２４への供給と、供給の停止（遮断）とを切り替える。開閉弁７６，７８は、ソレノイドにより作動する電磁弁やモータにより作動する電動弁等により構成される。
　複数の開閉弁７６と減圧弁７７との間には、圧力センサ８１が設けられている。圧力センサ８１は、配管２２Ｂの合流部２２Ｂ２に設けられている。圧力センサ８１は、複数のタンク１３から放出された水素ガスの圧力を検出する。圧力センサ８１によって検出される圧力は、開閉弁７６を介して水素ガスを放出しているタンク１３内の水素ガスの圧力に相当する。また、各タンク１３には、温度センサ８２が設けられている。温度センサ８２は、タンク１３内の水素ガスの温度を検出する。
　タンク１３から放出され配管２２Ｂを流れる水素ガスは、燃料電池２４に供給される。燃料電池２４は、例えば、正極と負極を有する単セルを積層状態で複数並設して構成された電池モジュールである。燃料電池２４は、各単セルで発電された電力を集約して電動モータ３１の駆動に必要な電力を発生させる。
　燃料電池２４は、冷却流路Ｈ２を通じて第２ラジエータ４９に接続される。燃料電池２４の電極は、第２ラジエータ４９から循環的に供給される冷却液により所定温度に調整される。これにより、燃料電池２４は、高い発電効率を維持できる。
　燃料電池２４は、昇圧回路６１の入力側に電気的に接続され、昇圧回路６１の出力側はインバータ６２の直流側に電気的に接続される。昇圧回路６１は、燃料電池２４から入力される電圧を上昇させてインバータ６２とバッテリユニット３０に出力する。
　インバータ６２は、モータ３１と電気的に接続される。インバータ６２は、昇圧回路６１から入力される直流を三相交流に変換してモータ３１に出力する。したがって、燃料電池２４が発生させた電力は、昇圧かつ交流に変換されてモータ３１に伝送される。
　モータ３１は、ロータと複数のコイルを有するステータとを有し、所定のトルク及び回転速度で出力軸を駆動する。作業車両１には、例えばモータ３１が１つだけ搭載され、当該モータ３１の出力軸はミッションケース３３に結合される。モータ３１は、複数搭載されてもよい。例えば、前輪１２Ａ用と後輪１２Ｂ用の２種類のモータ３１を設ける場合には、各モータ３１の動力を前輪１２Ａ及び後輪１２Ｂにそれぞれ出力すればよい。
　ミッションケース３３の動力伝達機構は、モータ３１の動力の全部又は一部を走行装置１２に出力する。また、動力伝達機構は、作業装置３３５を稼働させる場合は、モータ３１の動力をＰＴＯ軸３３４にも出力する。
　バッテリユニット３０は、燃料電池２４の負荷変動を吸収する蓄電装置である。具体的は、バッテリユニット３０は、昇圧回路６１から供給される電力を一時的に充電し、高負荷時に放電してモータ３１への駆動電力をインバータ６２に供給する。
　バッテリユニット３０は、バッテリパック３０Ａと監視ユニット３０Ｂを備える。バッテリパック３０Ａは、少なくとも１つのセルを含む。セルは、例えばリチウムイオン電池セルなどの充放電型である。バッテリユニット３０の出力電圧は、例えば２４Ｖである。
　監視ユニット３０Ｂは、バッテリパック３０Ａの動作（充電又は放電）の切り替え制御と、充電状態（例えばＳＯＣ）の計測とを行うプロセッサを含む。
　作業車両１は、モータ３１よりも低い電圧で作動する複数の電装品を有する。これらの電装品に対しては、降圧回路で降圧された直流電力が供給される。
　複数の電装品は、例えば、補助バッテリ６３、ラジエータ４８，４９、及び空調装置５０を含む。降圧回路は、例えば出力電圧が異なる複数のＤＣ／ＤＣコンバータ６４，６５（以下、「第１コンバータ６４」及び「第２コンバータ６５」ともいう。）である。
　第１コンバータ６４は、昇圧回路６１から入力される直流電圧を第１電圧（例えば１２ボルト）に降圧し、補助バッテリ６３、及び空調装置５０などに供給する。
　第２コンバータ６５は、昇圧回路６１から入力される直流電圧を第２電圧（例えば２４ボルト）に降圧し、ラジエータ４８，４９に供給する。インバータ６２と両コンバータ６４，６５は、シャーシ４１における運転席１５に対応する部分に配設される。なお、第２コンバータ６５の第２電圧をバッテリユニット３０に供給してもよい。
　前述の通り、第１ラジエータ４８は燃料電池２４の前方に配置され、第２ラジエータ４９は燃料電池２４の後方に配置される（図２参照）。
　これらのラジエータ４８，４９は、燃料電池２４、昇圧回路６１、インバータ６２、モータ３１、第１及び第２コンバータ６４，６５などの電装品を冷却液（冷媒）により冷却きせる冷却システムを構成している。
　第１ラジエータ４８には、冷却液がポンプ６６で循環される冷却流路Ｈ１が接続され、冷却液は外部空気との熱交換により冷却される。第１ラジエータ４８は、外部空気との熱交換を促進させるための第１ファン３５を有する。
　第１ラジエータ４８の冷却流路Ｈ１の冷却対象は、例えば、昇圧回路６１、インバータ６２、モータ３１、及び第１及び第２コンバータ６４，６５などの電装品（発熱部品）である。
　第２ラジエータ４９には、冷却液がポンプ６７で循環される冷却流路Ｈ２が接続され、冷却液は外部空気との熱交換により冷却する。第２ラジエータ４９は、外部空気との熱交換を促進させるための第２ファン３６を有する。
　第２ラジエータ４９の冷却流路Ｈ２による冷却対象は、例えば、燃料電池２４などの電装品である。
　補助バッテリ６３は、運転席１５に搭載されるディスプレイ及び通信機器などに電力を供給する蓄電装置である。補助バッテリ６３は、例えば充放電型の鉛蓄電池である。補助バッテリ（第２バッテリ）６３の出力電圧は、例えば１２Ｖであり、バッテリユニット（第１バッテリ）３０の出力電圧（例えば２４Ｖ）よりも低い。
　補助バッテリ６３は、燃料電池２４が停止中である場合に、後述する制御装置７０に電力供給する補助電源としても使用され得る。
　図９に示すように、作業車両１は、さらに制御装置７０を含む。制御装置７０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信プロトコルにより各種の電装品と通信するＥＣＵ（Electronic Control Unit）により構成され得る。例えば、制御装置７０は、タンク１３への水素ガスの充填や燃料電池２４による発電から動力の出力に到るまでのシステム全体の動作を統括して制御するＥＣＵや、タンク１３、弁７４～７８、及びセンサ８１，８２を含むタンクユニット２１等の個別の制御に関わるＥＣＵを含む。したがって、制御装置７０は、タンクユニット２１に含まれる弁７６～７８の開閉制御、圧力センサ８１や温度センサ８２の検出値の取得や取得した検出値の処理等を行う。
　［充填口の配置例］
　上述した実施形態（図３、図８参照）では、作業車両１の後部（後面）に２つの充填口２６（充填部２５）が配置されていた。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、２つの充填口２６は、作業車両１の側面、上面、及び／又は前面に配置することができる。２つの充填口２６は、互いに接近した位置に配置することもできるし、互いに離れた位置に配置することができる。２つの充填口２６は、作業車両１の共通する面に限らず、互いに異なる面に配置することもできる。
　以下、図２～図６を参照して充填口２６の配置例を説明する。図２～図６においては、充填口２６の配置例が符号Ｑで示されている。
　図４及び図５に示すように、２つの充填口２６は、符号Ｑ１で示すボンネット３４の左右方向の両側面に配置することができる。この場合、図１０に例示されるように、充填口２６を、ボンネット３４の内側に配置してもよい。具体的に、ボンネット３４の側面の一部を筐体２８の蓋２８ｂとし、その蓋２８ｂの内側に、筐体２８のケース２８ａを配置し、筐体２８の内部に充填口２６を配置することができる。充填口２６は、左右方向の外側に向くように配置される。充填口２６及び筐体２８は、ボンネット３４の外側に配置することも可能である。
　図４及び図５に示すように、２つの充填口２６は、符号Ｑ２で示すカバー１１１の左右方向の両側面に配置してもよい。あるいは、充填口２６は、符号Ｑ３、Ｑ４で示すフェンダー４７の左右方向の両側面に設けることができる。符号Ｑ３は、フェンダー４７の前部寄りに充填口２６を配置する例を示し、符号Ｑ４は、フェンダー４７の後部寄りに充填口２６を配置する例を示す。いずれの場合（Ｑ２～Ｑ４）も充填口２６は、カバー１１１又はフェンダー４７の内側又は外側に配置することができる。
　図４及び図５に示すように２つの充填口２６は、符号Ｑ５、Ｑ６で示すキャビン１６の左右両側面に配置してもよい。符号Ｑ５は、キャビン１６の前部寄りに充填口２６を配置する例を示し、符号Ｑ６は、キャビン１６の後部寄りに充填口２６を配置する例を示す。いずれの場合も、キャビン１６の内側又は外側に充填口２６を配置することができる。
　以上のように、２つの充填口２６を作業車両１（車体１１）の左右両側に振り分けて配置することによって、例えば、ガスステーション等の水素ガス供給機４００に充填口２６を近づける際に、作業車両１の方向転換等の移動を少なくすることができる。そのため、充填作業にかかる手間を少なくし、充填作業を容易に行うことができる。
　図４及び図５において、２つの充填口２６は、Ｑ１～Ｑ６のいずれか２つを選択して配置することができる。例えば、２つの充填口２６のうち一方をボンネット（Ｑ１）に配置し、他方をフェンダー４７（Ｑ３，Ｑ４）に配置することができる。また、２つの充填口２６の両方を作業車両１（車体１１）の左側面又は右側面に配置することもできる。この場合、２つの充填口２６を互いに前後方向に離れた位置、及び／又は、上下方向に離れた位置に配置することができる。例えば、２つの充填口２６のうち一方をボンネット３４（Ｑ１）の左側面に配置し、他方をフェンダー４７（Ｑ３、Ｑ４）の左側面に配置することができる。２つの充填口２６を作業車両１の共通する面に配置することによって、２つの充填口２６の両方から同時に水素ガスを充填する作業を容易に行うことができる。また、２つの充填口２６を前後方向に離れた位置に配置した場合、ガスステーション等の水素ガス供給機４００に充填口２６を近づける際に、作業車両１の前後方向の移動を少なくすることができる。そのため、充填作業にかかる手間を少なくし、充填作業を容易に行うことができる。
　図２に示すように、２つの充填口２６のうち一方又は両方を作業車両１（車体１１）の前面に配置することができる。例えば、符号Ｑ７で示すボンネット３４の前面に充填口２６を配置することができる。この場合も、ボンネット３４の内側又は外側に充填口２６を配置することができる。２つの充填口２６を作業車両１の前面に配置する場合、２つの充填口２６を互いに上下方向に離れた位置、及び／又は、左右方向に離れた位置に配置することができる。一方の充填口２６を作業車両１の前面に配置した場合、他方の充填口２６を作業車両１の他の位置（例えば、後面（図８参照）、左右側面Ｑ１～Ｑ６（図４及び図５参照）、上面Ｑ８～Ｑ１０（図６参照））に配置することができる。
　図６に示すように、２つの充填口２６のうち一方又は両方を作業車両１（車体１１）の上面に配置することができる。具体的に、符号Ｑ８で示すボンネット３４の上面、符号Ｑ９で示すカバー１１１の上面、符号Ｑ１０で示すフェンダー４７の上面等に充填口２６を配置することができる。２つの充填口２６を作業車両１の上面に配置する場合、２つの充填口２６を互いに前後方向に離れた位置、及び／又は、左右方向に離れた位置に配置することができる。一方の充填口２６を作業車両１の上面（Ｑ９、Ｑ１０）に配置した場合、他方の充填口２６を作業車両１の他の位置（例えば、前面Ｑ７（図２参照）、後面（図８参照）、左右側面Ｑ１～Ｑ６（図４及び図５参照））に配置することができる。
　図３に示すように、２つの充填口２６のうち一方又は両方を、符号Ｑ１０で示すフェンダー４７の後面、符号Ｑ１１で示すキャビン１６の後面に配置することができる。一方の充填口２６を作業車両１の後面（Ｑ１０、Ｑ１１、図３参照）に配置した場合、他方の充填口２６を作業車両１の他の位置（例えば、前面（図２参照）、左右側面Ｑ１～Ｑ６（図４及び図５参照）、上面Ｑ８～Ｑ１０（図６参照））に配置することができる。
　以上のほか、充填口２６は、作業車両１の車体１１におけるシャーシ４１に配置することができる。例えば、一方又は両方の充填口２６を、前フレーム３２の左右方向の側面、ミッションケース３３の左右方向の側面に配置することができる。あるいは、一方又は両方の充填口２６を、シャーシ４１の下面に配置することもできる。
　［配管の変形例］
　図１１Ａ～図１１Ｃは、タンクと充填口との接続形態の変形例を示す概略図である。言い換えると、図１１Ａ～図１１Ｃは、タンク１３と複数の充填口２６を接続する配管２２Ａの変形例を示している。
　図１１Ａに示す変形例は、２つのタンク１３と、２つの充填口２６とを有する。一方のタンク１３と一方の充填口２６とは配管２２Ａ４によって直接的に接続され、他方のタンク１３と他方の充填口２６とは他の配管２２Ａ４によって直接的に接続されている。各配管２２Ａ４には、逆止弁７４が設けられている。したがって、一方の充填口２６から供給される水素ガスは一方のタンク１３のみに充填され、他方の充填口２６から供給される水素ガスは他方のタンク１３のみに充填される。この変形例では、例えば、両方の充填口２６から同時に水素ガスを供給することによって短時間でタンク１３に水素ガスを充填することができる。
　図１１Ｂに示す変形例は、図１１Ａに示す変形例と同様に、２つの充填口２６と２つのタンク１３とがそれぞれ配管２２Ａ４によって個別に接続されている。さらに２つの配管２２Ａ４が、連結管２２Ａ５によって接続されている。連結管２２Ａ５には開閉弁７９が設けられている。開閉弁７９は、開閉することによって連結管２２Ａ５における水素ガスの流れを許容する形態と、遮断する形態とを切り替える。この変形例では、開閉弁７９を閉じることによって、図１１Ａに示す変形例と同様に、一方の充填口２６から供給される水素ガスは一方のタンク１３のみに充填され、他方の充填口２６から供給される水素ガスは他方のタンク１３のみに充填される。また、開閉弁７９を開くことによって、２つの配管２２Ａ４が互いに連通し、各充填口２６から供給された水素ガスは、両方のタンク１３に充填されることになる。したがって、開閉弁７９を開閉することによって２つの態様で水素ガスを充填することができる。
　図１１Ｃに示す変形例は、図９に示す実施形態と同様に、２つ（上側２つ）のタンク１３と２つ（上側２つ）の充填口２６とが下流側分岐部２２Ａ１、合流部２２Ａ２、及び上流側分岐部２２Ａ３を有する配管２２Ａによって接続されている。さらに、１つ（最下部の１つ）のタンクと１つ（最下部の１つ）の充填口２６とが配管２２Ａ４によって接続されている。合流部２２Ａ２と配管２２Ａ４とは、図１１Ｂに示す変形例と同様に、開閉弁７９が設けられた連結管２２Ａ５によって接続されている。この変形例では、開閉弁７９を閉じることによって、上側２つの充填口２６から充填された水素ガスは、上側２つのタンク１３に充填され、最下部の１つの充填口２６から供給された水素ガスは、最下部の１つのタンク１３のみに充填される。また、開閉弁７９を開くことによって、各充填口２６から供給された水素ガスが３つのタンク１３に充填される。したがって、開閉弁７９を開閉することによって２つの態様で水素ガスを充填することができる。
［その他の変形例］
　今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本開示の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
　上記実施形態では、主に作業車両１が２つの充填口２６を備える場合について説明したが、３つ以上の充填口２６を備えていてもよい。この場合、２つの充填口（第１充填口及び第２充填口）２６を図２～図６、図８に示した位置に配置し、他の充填口２６を任意の位置に配置することができる。また、タンク１３の数についても限定されるものではない。
１　　　　：作業車両
１１　　　：車体
１３　　　：タンク
２２Ａ　　：配管
２２Ａ２　：合流部
２２Ａ３　：上流側分岐部
２４　　　：燃料電池
７４　　　：逆止弁
１１１　　：カバー
 

Claims (9)

  1. 　車体と、
    　前記車体に搭載される燃料電池と、
    　前記燃料電池に供給される燃料を収容するタンクと、
    　前記タンクに燃料を充填するための第１充填口及び第２充填口と、を備える、作業車両。
  2. 　前記第１充填口が、左右方向における前記車体の一側面に配置され、
    　前記第２充填口が、左右方向における前記車体の他側面に配置される、請求項１に記載の作業車両。
  3. 　前記第１充填口が、前後方向における前記車体の一側面に配置され、
    　前記第２充填口が、前後方向における前記車体の他側面に配置される、請求項１に記載の作業車両。
  4. 　前記第１充填口が、左右方向における前記車体の一側面に配置され、
    　前記第２充填口が、前後方向における前記車体の一側面に配置される、請求項１に記載の作業車両。
  5. 　前記第１充填口及び前記第２充填口が、前記車体の共通する面に配置される、請求項１に記載の作業車両。
  6. 　前記車体が、搭載された機器を覆うカバーを含み、
    　前記カバーの内側又は外側に前記第１充填口及び前記第２充填口の少なくとも一方が配置される、請求項１～５のいずれか１項に記載の作業車両。
  7. 　前記タンクが、第１タンクと第２タンクとを含み、
    　前記第１充填口及び前記第２充填口の双方を、前記第１タンク及び前記第２タンクに接続する配管を備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の作業車両。
  8. 　前記配管が、一端が前記第１充填口に接続される第１分岐部と、一端が前記第２充填口に接続される第２分岐部と、前記第１分岐部及び前記第２分岐部の他端を合流させる合流部とを備え、前記第１分岐部及び前記第２分岐部には、前記合流部へ向かう方向の燃料の流れを許容し逆方向の燃料の流れを遮断する逆止弁が設けられる、請求項７に記載の作業車両。
  9. 　前記タンクが、第１タンクと第２タンクとを含み、
    　前記第１充填口を前記第１タンクに接続する第１配管と、前記第２充填口を前記第２タンクに接続する第２配管と、を備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の作業車両。
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