JP5884745B2 - Fuel cell vehicle and in-vehicle method - Google Patents
Fuel cell vehicle and in-vehicle method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5884745B2 JP5884745B2 JP2013020312A JP2013020312A JP5884745B2 JP 5884745 B2 JP5884745 B2 JP 5884745B2 JP 2013020312 A JP2013020312 A JP 2013020312A JP 2013020312 A JP2013020312 A JP 2013020312A JP 5884745 B2 JP5884745 B2 JP 5884745B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- vehicle
- housing portion
- converter
- mount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 171
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 7
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 8
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 8
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、燃料電池を備えた燃料電池車両と、燃料電池等の車載方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell and a vehicle-mounted method such as a fuel cell.
近年、燃料電池をエネルギ源として搭載する燃料電池車両が提案されている。従来の燃料電池車両は、例えば、特許文献1に記載されているように、車両前後方向に沿って、燃料電池、補機、およびコンバータを直列に配置し、前記補機を前記燃料電池と隣り合わせに配置してなる構造を有している。 In recent years, fuel cell vehicles equipped with a fuel cell as an energy source have been proposed. In a conventional fuel cell vehicle, for example, as described in Patent Document 1, a fuel cell, an auxiliary machine, and a converter are arranged in series along the vehicle longitudinal direction, and the auxiliary machine is adjacent to the fuel cell. It has the structure formed by arranging.
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、コンバータの車両左右方向に、コンバータを設置するマウント部を設ける必要があるが、このマウント部と、コンバータに接続する冷媒用配管とが位置的に干渉する虞があった。冷媒用配管の組み付けスペースを十分に確保するためにはマウント部の小型化を実現する必要があり、一方で、マウント部による十分な強度の確保が必要であり、背反する課題を解決しなければならなかった。そのほか、燃料電池車両においては、低コスト化、省資源化、製造の容易化等が望まれていた。 However, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to provide a mount portion for installing the converter in the left-right direction of the converter, but the mount portion and the refrigerant pipe connected to the converter interfere with each other in position. There was a fear. In order to secure a sufficient space for installing the refrigerant piping, it is necessary to reduce the size of the mount part. On the other hand, it is necessary to secure sufficient strength by the mount part. did not become. In addition, in the fuel cell vehicle, cost reduction, resource saving, easy manufacturing, and the like have been desired.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.
(1)本発明の一形態は、燃料電池車両である。この燃料電池車両は、燃料電池スタックを収容する燃料電池収容部と、前記燃料電池スタックの電力を変換するコンバータを収容するコンバータ収容部とを、前記コンバータ収容部が前記燃料電池収容部の車両前側に位置するように配置し、両者を連結部によって連結し;前記燃料電池収容部を、複数のマウント部によって支持部材に固定し;前記コンバータ収容部を、車両左右方向に配置される一対のマウント部によって前記支持部材に固定してなる。そして、前記コンバータ収容部における車両左右方向のいずれか一方側に、前記コンバータ収容部の外部からの配管を接続するための接続部分を設け;前記燃料電池収容部を固定する複数のマウント部のうちの、前記燃料電池収容部の車両前側に位置するマウント部を、前記連結部より前記接続部分が存在する側だけに設けたことを特徴としている。 (1) One aspect of the present invention is a fuel cell vehicle. The fuel cell vehicle includes a fuel cell housing portion that houses a fuel cell stack and a converter housing portion that houses a converter that converts electric power of the fuel cell stack, and the converter housing portion is a vehicle front side of the fuel cell housing portion. The fuel cell housing portion is fixed to a support member by a plurality of mounting portions; and the converter housing portion is disposed in a vehicle left-right direction. It fixes to the said supporting member by a part. And the connection part for connecting the piping from the outside of the said converter accommodating part is provided in either one of the vehicle left-right direction in the said converter accommodating part; Among the some mount parts which fix the said fuel cell accommodating part The mounting part located in the vehicle front side of the said fuel cell accommodating part is provided only in the side in which the said connection part exists from the said connection part, It is characterized by the above-mentioned.
前記燃料電池車両によれば、車両の前突時に燃料電池収容部がコンバータ収容部の方向に加える力の向きを、連結部に対してコンバータ用の冷却媒体配管が存在しない側に大きく、コンバータ用の冷却媒体配管が存在する側に小さくすることができる。このために、車両の前突時に、連結部に対してコンバータ用の冷却媒体配管が存在する側に設けられたマウント部にかかる荷重を低減できることから、マウント部による十分な強度の確保とマウント部の小型化とを両立することができる。また、マウント部の小型化によって、冷媒用配管の組み付けスペースを十分に確保することが容易となる。 According to the fuel cell vehicle, the direction of the force applied by the fuel cell housing portion in the direction of the converter housing portion at the time of the front collision of the vehicle is large on the side where the cooling medium piping for the converter does not exist with respect to the connecting portion. It can be made smaller on the side where the cooling medium piping is present. For this reason, it is possible to reduce the load applied to the mount portion provided on the side where the cooling medium piping for the converter exists with respect to the connecting portion at the time of a frontal collision of the vehicle. Can be made compatible with downsizing. Moreover, it becomes easy to secure a sufficient assembly space for the refrigerant pipe by reducing the size of the mount portion.
(2)前記形態の燃料電池車両において、前記燃料電池収容部を固定する複数のマウント部は、前記燃料電池収容部の車両前側に位置する1つのマウント部と、前記燃料電池収容部の車両後ろ側に位置する2つのマウント部と、による3点で支持を行う構成としてもよい。この構成によれば、燃料電池収容部の載置される面を安定的な一平面に決定することができる。 (2) In the fuel cell vehicle according to the aspect described above, the plurality of mount portions for fixing the fuel cell housing portion include one mount portion positioned on the vehicle front side of the fuel cell housing portion and the vehicle rear side of the fuel cell housing portion. It is good also as a structure which supports by three points | pieces by two mount parts located in the side. According to this configuration, the surface on which the fuel cell housing unit is placed can be determined as a stable single plane.
(3)前記形態の燃料電池車両において、前記コンバータ収容部を固定する前記一対のマウント部は、車両前後方向において前記コンバータ収容部の重心の位置と一致するように配置される構成としてもよい。この構成によれば、燃料電池収容部とコンバータ収容部とを連結する連結部に過大なモーメントがかかることを防止することができる。 (3) In the fuel cell vehicle according to the aspect described above, the pair of mount portions that fix the converter housing portion may be arranged to coincide with the position of the center of gravity of the converter housing portion in the vehicle front-rear direction. According to this configuration, it is possible to prevent an excessive moment from being applied to the connecting portion that connects the fuel cell housing portion and the converter housing portion.
(4)本発明の他の形態によれば、燃料電池等の車載方法が提供される。この車載方法は、燃料電池スタックを収容する燃料電池収容部と、前記燃料電池スタックの電力を変換するコンバータを収容するコンバータ収容部とを、前記コンバータ収容部が前記燃料電池収容部の車両前側に位置するように配置し、両者を連結部によって連結し;前記燃料電池収容部を、複数のマウント部によって支持部材に固定し;前記コンバータ収容部を、車両左右方向に配置される一対のマウント部によって前記支持部材に固定する。そして、前記コンバータ収容部における車両左右方向のいずれか一方側に、前記コンバータ収容部の外部からの配管を接続するための接続部分を設け;前記燃料電池収容部を固定する複数のマウント部のうちの、前記燃料電池収容部の車両前側に位置するマウント部を、前記連結部より前記接続部分が存在する側だけに設ける。この形態の車載方法は、前記(1)の形態の燃料電池車両と同様に、マウント部による十分な強度の確保とマウント部の小型化とを両立することができる効果を奏する。 (4) According to another aspect of the present invention, an in-vehicle method such as a fuel cell is provided. In this in-vehicle method, a fuel cell housing portion that houses a fuel cell stack and a converter housing portion that houses a converter that converts electric power of the fuel cell stack, the converter housing portion on the vehicle front side of the fuel cell housing portion. The fuel cell housing portion is fixed to a support member by a plurality of mounting portions; and the converter housing portion is disposed in a vehicle left-right direction. To the support member. And the connection part for connecting the piping from the outside of the said converter accommodating part is provided in either one of the vehicle left-right direction in the said converter accommodating part; Among the some mount parts which fix the said fuel cell accommodating part The mounting portion located on the vehicle front side of the fuel cell housing portion is provided only on the side where the connecting portion exists from the connecting portion. The vehicle-mounted method of this form produces the effect that it is possible to achieve both securing sufficient strength by the mount part and downsizing of the mount part, as in the fuel cell vehicle of the form (1).
次に、本発明の実施形態を説明する。
A.燃料電池システムの全体構成:
図1は、本発明の一実施形態としての燃料電池車両に搭載される燃料電池システム200の全体構成を示す説明図である。燃料電池システム200は、燃料電池スタック(FCスタックとも呼ぶ)21を備える。燃料電池スタック21は、燃料電池のセル(発電セル)が複数、積層されたセル積層体であり、例えば固体高分子型のものである。各セルは、イオン交換膜からなる電解質膜およびこれを両面から挟んだ一対の電極からなる膜−電極アッセンブリ(MEA;Membrane Electrode Assembly)と、この膜−電極アッセンブリを外側から挟持する一対のセパレータと、で構成されている。セパレータは例えば金属を基材とする導通体であり、各電極に空気等の酸化剤ガスおよび水素ガス等の燃料ガスを供給するための流体流路を有しており、互いに隣接するセルに供給される異種流体の混合を遮断する。かかる構成により、セルの膜−電極アッセンブリ内において電気化学反応が生じて起電力が得られる。図示を省略しているが、セパレータには、酸化剤ガス、燃料ガス、冷却媒体(冷媒とも呼ぶ)のそれぞれをセル積層方向に流すためのマニホールドが形成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
A. Overall configuration of the fuel cell system:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a
燃料電池スタック21からの出力を昇圧等するコンバータ(以下、FCコンバータとも呼ぶ)23は、燃料電池スタック21の出力端子電圧Vfcを制御する役割を担っており、一次側(入力側:燃料電池スタック21側)に入力されたFC出力端子電圧Vfcを、一次側と異なる電圧値に変換(昇圧または降圧)して二次側(出力側:インバータ210側)に出力し、また逆に、二次側に入力された電圧を、二次側と異なる電圧に変換して一次側に出力する双方向の電圧変換装置である。このFCコンバータ23により、燃料電池スタック21の出力端子電圧Vfcが目標出力に応じた電圧(すなわち、目標出力端子電圧vfc)となるように制御される。なお、図示を省略しているが、FCコンバータ23にも、燃料電池車両の前方側に設けられるラジエータやコンプレッサに繋がる冷媒用配管が接続されている。
A converter (hereinafter also referred to as FC converter) 23 that boosts the output from the
バッテリ220は、燃料電池スタック21と並列に接続されており、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギ貯蔵源、燃料電池車両の加速または減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する。バッテリ220としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウム二次電池等の二次電池が利用される。
The
バッテリ220とインバータ240との間に接続されたバッテリコンバータ250は、インバータ240の入力電圧Vinを制御する役割を担っており、例えばFCコンバータ23と同様の回路構成を有している。
The battery converter 250 connected between the
インバータ240は、例えばパルス幅変調方式で駆動されるPWMインバータであり、コントローラ(制御装置)260からの制御指令に従って、燃料電池スタック21またはバッテリ220から出力される直流電力を三相交流電力に変換して、トラクションモータ231の回転トルクを制御する。
The
トラクションモータ231は、本燃料電池車両の主動力となるものであり、減速時には回生電力を発生するようにもなっている。ディファレンシャル232は減速装置であり、トラクションモータ231の高速回転を所定の回転数に減速し、タイヤ233が設けられたシャフトを回転させる。
The
コントローラ260は、燃料電池システム200の制御用のコンピュータシステムであり、例えばCPU、RAM、ROM等を備えている。コントローラ260は、センサ群270から供給される各種の信号(例えば、アクセル開度をあらわす信号や車速をあらわす信号、燃料電池スタック21の出力電流や出力端子電圧をあらわす信号など)を入力して、システム全体の要求電力を求める。
The
そして、コントローラ260は、燃料電池スタック21とバッテリ220とのそれぞれの出力電力の配分を決定し、発電指令値を演算する。コントローラ260は、燃料電池スタック21およびバッテリ220に対する要求電力を求めると、これらの要求電力が得られるようにFCコンバータ23およびバッテリコンバータ280の動作を制御する。そして、コントローラ260は、アクセル開度に応じた目標トルクが得られるように、インバータ240に対し、例えばスイッチング指令として交流電圧指令値を出力し、トラクションモータ231の出力トルク、および回転数を制御する。
Then, the
B.車載構成:
図2は燃料電池車両に搭載される燃料電池システムの一部を示す概略平面図であり、図2に示すように、燃料電池収容部121と、流体給排用ユニット122と、FCコンバータ収容部123とが、一体的に連結されている。燃料電池収容部121は、燃料電池スタック21(図1)を内側に収容したケースである。FCコンバータ収容部123は、FCコンバータ23(図1)を内側に収容したケースである。
B. In-vehicle configuration:
FIG. 2 is a schematic plan view showing a part of a fuel cell system mounted on a fuel cell vehicle. As shown in FIG. 2, a
流体給排用ユニット122には、酸化剤ガスを燃料電池スタック21に供給するための酸化剤ガス供給配管131、燃料電池スタック21から排出された酸化オフガスを外部に導くための酸化オフガス排出配管(図示せず)、燃料ガスタンクから燃料電池スタック21に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給配管(図示せず)、燃料電池スタック21から排出された燃料オフガスを燃料ガス供給配管に戻すための循環配管(図示せず)、及び循環配管に分岐接続された燃料オフガス排出配管(図示せず)、燃料電池スタック21に冷媒を供給する冷媒供給配管132、燃料電池スタック21から排出された冷媒をラジエータ(図示せず)に供給する冷媒排出配管133等の各一端が集合しており、流体給排用ユニット122は、各配管に設けられたエアコンプレッサ、燃料ガスポンプ、遮断弁やレギュレータや排出弁等の各種弁、インジェクタ、温度センサや圧力センサ等の各種センサ類、及び流体(気液)分離器などを備えてなる。
The fluid supply /
図3は、FCコンバータ収容部123の搭載箇所におけるセンタートンネルの端面図である。燃料電池車両は、底板11と床板12とから燃料電池車両の床13が構成されている。燃料電池車両の左右方向(車幅方向)の中央では、底板11に下方(車室側と反対側)へ凹んだ凹部11aが形成され、床板12に上方(車室側)へ突出した凸部12aが形成されている。
FIG. 3 is an end view of the center tunnel where the FC
燃料電池車両の左右方向中央には、凹部11a及び凸部12aからなるセンタートンネル15が燃料電池車両の前後方向に沿って設けられている。センタートンネル15に、FCコンバータ収容部123が収容されている。図2におけるA−A線矢視が、図3の端面図に示されることになる。なお、センタートンネル15には、図3には示されないが、燃料電池収容部121および流体給排用ユニット22も収容されている。すなわち、燃料電池収容部121と、流体給排用ユニット22と、FCコンバータ収容部123とが、燃料電池車両の床板12の下方側である床下に配置されている。
At the center in the left-right direction of the fuel cell vehicle, a
図2に示すように、燃料電池収容部121は、燃料電池スタック21のセル積層方向が燃料電池車両の左右方向に沿うように、燃料電池車両に搭載されている。流体給排用ユニット22は、燃料電池スタック21のセル積層方向の一端側(本実施形態では、燃料電池車両の右側)に一体的に設けられている。
As shown in FIG. 2, the fuel
FCコンバータ収容部123は、燃料電池収容部121の車両前側に配置されている。FCコンバータ収容部123は、車両後ろ側に向かって突出する連結部材123aを備え、この連結部材123aによって燃料電池収容部121との間の連結がなされている。
The FC
図4は、連結部材123aによる連結の様子を示す説明図である。図示するように、連結部材123aは、板状の部材であり、ボルト141によって燃料電池収容部121の一部分に固定されている。なお、連結部材123aにおける燃料電池車両の左右方向(図面の表裏方向)端部には、補強用のリブ142が形成されている。この連結部材123aは、[発明の概要]の欄に記載の「連結部」に相当する。なお、本発明における連結部の構成は、連結部材123aに換えて次の構成とすることもできる。例えば、燃料電池収容部121の前側壁面とFCコンバータ収容部123の後ろ側壁面とを接触させて、前後方向の水平方向にボルトを差し込んで締結する構成としてもよいし、燃料電池収容部121の前側壁面とFCコンバータ収容部123の後ろ側壁面とを縦方向から傾けた構成として、ボルトを水平方向から斜めに傾けて差し込んで締結する構成としてもよい。要は、連結部は、燃料電池収容部121とFCコンバータ収容部123とを連結しうる構成であれば、いずれの構成に換えることもできる。
FIG. 4 is an explanatory view showing a state of connection by the
図2に戻って、燃料電池収容部121および流体給排用ユニット22は、前述したように、燃料電池車両の左右方向に並んで配置されていることから、燃料電池収容部121、流体給排用ユニット22、およびFCコンバータ収容部123の全体は、平面視で略T字状に配置されることになる。
Returning to FIG. 2, since the
前述したように、流体給排用ユニット22は、燃料電池収容部121の車両右側に設けられていることから、流体給排用ユニット22から燃料電池車両の前方側のラジエータやコンプレッサ等に繋がる配管(酸化剤ガス供給配管131、冷媒供給配管132、冷媒排出配管133等)は、FCコンバータ収容部123の車両右側を通ることになる。このため、FCコンバータ収容部123の車両前側および車両左側には、冷媒用配管を接続するためのユニオン(接続部分)144、146が設けられている。FCコンバータ収容部123の車両前側に設けられるユニオン144は、燃料電池車両の前方から引き出されている冷媒供給用の配管151と接続されている。FCコンバータ収容部123の車両左側に設けられるユニオン146は、燃料電池車両の前方から引き出されている冷媒排出用の配管152と接続されている。冷媒は、FCコンバータ23に備えられるリアトルやパワーモジュール等を冷却するために用いられる。
As described above, since the fluid supply / discharge unit 22 is provided on the right side of the
以上のようにして、FCコンバータ収容部123の両側には、流体給排用ユニット22用の配管、およびFCコンバータ23用の配管のための配管スペースをバランス良く確保している。なお、ユニオン144、146は図示のように配管に差し込むタイプのものであるが、この構成に限る必要はなく、配管を外側から保持するタイプのもの、連結管を介して接続するタイプのもの等、配管を接続しうる構成であれば、どのようなタイプの接続部分としてもよい。
As described above, the piping space for the fluid supply / discharge unit 22 and the piping for the
燃料電池収容部121とFCコンバータ収容部123が底板11にどのようにして固定されているかを、次に説明する。なお、底板11が[発明の概要]の欄に記載の「支持部材」に相当する。図2および図3に示すように、FCコンバータ収容部123は、燃料電池車両の左右方向に配置される一対のマウント123b、123cを備えている。各マウント123b、123cは、FCコンバータ収容部123から突出するもので、図示しない孔部を備える。この孔部にマウントボルト148を挿入し螺子止めすることで、FCコンバータ収容部123は底板11に固定される。詳しくは、各マウント123b、124bは、絶縁弾性体(例えば、ゴムなど:図示せず)が孔部とマウントボルト148の間に介在する構成となっており、絶縁弾性体によって、絶縁性の確保および振動の抑制が図られている。
Next, how the
図5は、車両左側のマウント123bの周辺の斜視図である。図示するように、マウント123bにおけるマウントボルト148が挿入される孔部の両側には、補強用のリブ149が付設されている。同様に、車両右側のマウント123cにもリブが設けられている。これらリブ149によって、各マウント123b、123は、支持の強度が図られている。なお、この一対のマウント123b、123cと、各マウント123b、123cに付設される部材(マウントボルト148、絶縁弾性体、リブ149)が、[発明の概要]の欄に記載のコンバータ収容部を固定する「一対のマウント部」に相当する。
FIG. 5 is a perspective view of the periphery of the
さらに、本実施形態では、図2に示すように、FCコンバータ収容部123を固定するマウント123b、123cは、車両前後方向においてFCコンバータ収容部123の重心の位置と一致するようにその位置が定められている。すなわち、左側のマウント123bに形成された孔部の中心と右側の123cに形成された孔部の中心とを結ぶ線分(図中の2点破線)の車両前後方向の位置が、FCコンバータ収容部123の重心Gの車両前後方向の位置と一致するように、各マウント123b、123cの位置が定められている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the positions of the
燃料電池収容部121は、3つのマウント121a、121b、121cによって、底板11(図3)に固定される。3つのマウント121a、121b、121cによって固定するのは、安定的な一平面を決定するためであり、本実施形態では、3つのマウント121a、121b、121cのうちの2つのマウント121a、121bは燃料電池車両の後ろ側に設けられ、他の1つのマウント121cは燃料電池車両の前側に設けられる。燃料電池車両の後ろ側の一方のマウント121aは燃料電池収容部121の後ろ側の壁面における車両右側に配置され、燃料電池車両の後ろ側の他方のマウント121bは燃料電池収容部121の左側の壁面に配置されている。なお、マウント121bは、燃料電池収容部121の左側の壁面に換えて、燃料電池収容部121の後ろ側の壁面における車両左側に配置してもよい。
The
燃料電池車両の前側のマウント121cは、燃料電池収容部121の前側の壁面における車両左側に配置されている。詳しくは、燃料電池収容部121の前側の壁面におけるFCコンバータ収容部123の連結部材123aが接続される部分よりも車両左側に配置されている。ここで、配置する位置を、連結部材123aが接続される部分よりも車両左側としたのは、FCコンバータ23用の配管がFCコンバータ収容部123の車両左側に配置されているため、この配置される側と一致させるためである。すなわち、連結部材123aが接続される部分よりも車両左側としたのは、FCコンバータ収容部123において配管を接続するためのユニオン144、146が設けられている側に一致させるためである。
The
各マウント121a、121b、121cの構成は、FCコンバータ収容部123を支持するマウント123b、123cと同様のものである。すなわち、各マウント121a、121b、121cに形成された孔部にマウントボルト161を挿入し螺子止めするもので、孔部とマウントボルト161の間には絶縁弾性体が介在されている。なお、必要に応じて、FCコンバータ収容部123を支持するマウント123b、123cと同様に補強用のリブを付設した構成とすることもできる。なお、各マウント121a、121b、121cと、各マウント121a、121b、121cに付設される部材(マウントボルト161、絶縁弾性体、リブ)が、[発明の概要]の欄に記載の燃料電池収容部を固定する「マウント部」に相当する。以上のようにして、燃料電池収容部121とFCコンバータ収容部123は、支持部材としての底板11に固定されている。
The configuration of each of the
C.作用、効果:
図6は、前記実施形態の燃料電池車両の前突時における力の流れを示す説明図である。図6は、図1に示した構成と同一の構成を示すものであるが、図1と比べて一部分を省略している。燃料電池車両が前突した時、一体となった燃料電池収容部121と流体給排用ユニット122とFCコンバータ収容部123には、車両前方向の慣性力が発生する。この慣性力Fは、FCコンバータ収容部123の車両左右側のマウント123b、123cにかかる。本実施形態では、燃料電池収容部121の車両前側のマウント121cが、連結部材123aよりも車両左側に配置されていることから、慣性力Fが図示するように、FCコンバータ収容部123の車両右側に大きな割合で作用し、FCコンバータ収容部123の車両左側に小さな割合で作用する。
C. Action, effect:
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a flow of force at the time of a front collision of the fuel cell vehicle according to the embodiment. FIG. 6 shows the same configuration as that shown in FIG. 1, but a part thereof is omitted as compared with FIG. When the fuel cell vehicle collides forward, an inertial force in the vehicle front direction is generated in the integrated
比較例として、燃料電池収容部121の車両前側のマウントR1が、車両左側ではなく車両右側に配置されている場合を考えると、慣性力はFCコンバータ収容部123の車両左側に大きな割合で作用する。このため、本実施形態では、比較例に比べて、FCコンバータ収容部123の車両左側に配置されるマウント123bにかかる加重を低減することができる。したがって、本実施形態では、車両左側のマウント123bに付設された補強用リブ149を小さくすることができるとともに、マウント123bによる前突時の十分な強度の確保を容易とすることができる。また、補強用リブ149が小さく済むことから、FCコンバータ収容部123の車両左側に配管スペースを確保することが容易となる。一方、比較例の場合には、FCコンバータ収容部123の車両左側に配置されるマウント123bにかかる加重が大きいことから、大きな補強用リブが必要となり、FCコンバータ収容部123の車両左側に配管スペースを確保することが困難である。
As a comparative example, considering the case where the mount R1 on the front side of the
さらに、本実施形態の燃料電池車両は、コンバータ収容部123を載置する一対のマウント123b、123cは、車両前後方向においてFCコンバータ収容部123の重心の位置と一致するように配置されていることから、次のような効果も奏する。図7に示すように、車両前後方向において、FCコンバータ収容部123の重心の位置よりも前側にマウントR2が配置されている場合は、燃料電池収容部121とコンバータ収容部123とを連結する連結部材123aに過大なモーメントMがかかる。これに対して、本実施形態では、マウント123b、123cは、車両前後方向においてFCコンバータ収容部123の重心の位置と一致することから、連結部材123aにかかるモーメントを抑制することができる。
Furthermore, in the fuel cell vehicle according to the present embodiment, the pair of
D.変形形態:
・変形形態1:
前記実施形態では、マウント部は、マウント、マウントボルト、絶縁弾性体、および補強用のリブを含む構成としたが、本発明では、これら全てを必ず含む必要はない。例えば、補強用のリブを除いた残余の構成としてもよいし、絶縁弾性体とリブを除いた残余の構成としてもよい。さらに、マウント部は、燃料電池収容部またはコンバータ収容部を固定した状態で載置できる構成であれば、他の形状の部材を用いた構成とすることもできる。また、前記実施形態では、燃料電池収容部用のマウント部は燃料電池収容部側に備えられ、コンバータ収容部用のマウント部はコンバータ収容部側に備えられる構成としたが、これに換えて、各マント部は支持部材側に備えられる構成としてもよい、
D. Variations:
・ Modification 1:
In the above-described embodiment, the mount portion includes a mount, a mount bolt, an insulating elastic body, and a reinforcing rib. However, in the present invention, it is not always necessary to include all of them. For example, the remaining configuration excluding the reinforcing rib may be used, or the remaining configuration excluding the insulating elastic body and the rib may be used. Furthermore, the mount portion may be configured using a member having another shape as long as the mount portion can be placed in a state where the fuel cell housing portion or the converter housing portion is fixed. In the above embodiment, the fuel cell housing portion is provided on the fuel cell housing portion side, and the converter housing portion is provided on the converter housing portion side. Each cloak part may be configured to be provided on the support member side,
・変形形態2:
前記実施形態では、燃料電池収容部121とFCコンバータ収容部123を支持する支持部材は底板11としたが、本発明ではこれに限られない。フレーム形式の車両であれば、車両フレームを支持部材としてもよく、あるいは、サイドフレームとサイドフレームの間に橋渡しした部材を支持部材としてよく、燃料電池収容部とFCコンバータ収容部を載置しうる構成であればいずれの構成としてもよい。
-Variation 2:
In the embodiment, the support member that supports the
・変形形態3:
前記実施形態では、燃料電池収容部121の車両前側のマウント121cが燃料電池収容部121の前側の壁面における車両左側に配置されているが、この配置位置は、連結部材123aよりも車両左側であればいずれの位置とすることもできる。前記実施形態では、図2に示すように、その配置位置は連結部材123aに比較的に近い位置であったが、これに換えて、燃料電池収容部121の前側の壁面における車両左側の最端にマウント部を配置する構成としてもよい。また、燃料電池収容部121の左側の壁面の車両前側にマウント部を配置する構成としてもよい。
-Modification 3:
In the above-described embodiment, the
・変形形態4:
前記実施形態および変形形態3は、FCコンバータ収容部において配管を接続するためのユニオン(接続部分)が車両左側に配置されている場合の態様である。FCコンバータ収容部において配管を接続するための接続部分が車両右側に配置されている場合には、燃料電池収容部の車両前側のマウントは連結部材123aが接続される部分よりも車両右側に配置するようにする。すなわち、燃料電池収容部の車両前側のマウントは、燃料電池収容部とコンバータ収容部とを連結する連結部より前記接続部分が存在する側に配置するようにすることができる。
-Variation 4:
The said embodiment and the modification 3 are the aspects in case the union (connection part) for connecting piping in the FC converter accommodating part is arrange | positioned at the vehicle left side. When the connecting part for connecting the pipe in the FC converter housing part is arranged on the right side of the vehicle, the mount on the vehicle front side of the fuel cell housing part is arranged on the right side of the vehicle with respect to the part to which the connecting
・変形形態5:
前記各実施形態および各変形形態では、コンバータ収容部に外部から送られてくる配管を、冷媒を供給・排出する配管としたが、本発明ではこれに限られない。例えば、電線を通した配管等の他の配管に換えることもできる。
-Modification 5:
In each of the above-described embodiments and modifications, the pipe that is sent from the outside to the converter housing is a pipe that supplies and discharges the refrigerant. However, the present invention is not limited to this. For example, it can be replaced with another pipe such as a pipe passing through an electric wire.
・変形形態6:
前記各実施形態および各変形形態では、燃料電池に固体高分子型燃料電池を用いたが、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、種々の燃料電池に本発明を適用してもよい。
Modification 6:
In each of the above-described embodiments and modifications, the polymer electrolyte fuel cell is used as the fuel cell. However, for various fuel cells such as a phosphoric acid fuel cell, a molten carbonate fuel cell, and a solid oxide fuel cell. The present invention may be applied.
本発明は、上述の実施形態や変形形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、前述した実施形態および各変形形態における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments and the modified embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are used to solve part or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Moreover, elements other than the elements described in the independent claims among the constituent elements in the above-described embodiment and each modification are additional elements and can be omitted as appropriate.
11…底板
11a…凹部
12…床板
12a…凸部
13…床
15…センタートンネル
21…燃料電池スタック
22…流体給排用ユニット
23…FCコンバータ
121…燃料電池収容部
121a、121b、121c…マウント
122…流体給排用ユニット
123…FCコンバータ収容部
123a…連結部材
123b、123c…マウント
131…酸化剤ガス供給配管
132…冷媒供給配管
133…冷媒排出配管
141…ボルト
142…リブ
144、146…ユニオン
148…マウントボルト
149…リブ
151、152、153…配管
161…マウントボルト
200…燃料電池システム
210…インバータ
220…バッテリ
231…トラクションモータ
232…ディファレンシャル
233…タイヤ
240…インバータ
250…バッテリコンバータ
260…コントローラ
270…センサ群
280…バッテリコンバータ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記燃料電池収容部を、複数のマウント部によって支持部材に固定し、
前記コンバータ収容部を、車両左右方向に配置される一対のマウント部によって前記支持部材に固定してなる燃料電池車両であって、
前記コンバータ収容部における車両左右方向のいずれか一方側に、前記コンバータ収容部の外部からの配管を接続するための接続部分を設け、
前記燃料電池収容部を固定する複数のマウント部のうちの、前記燃料電池収容部の車両前側に位置するマウント部を、前記連結部より前記接続部分が存在する側だけに設けたことを特徴とする燃料電池車両。 A fuel cell housing portion that houses a fuel cell stack and a converter housing portion that houses a converter that converts electric power of the fuel cell stack are disposed so that the converter housing portion is located on the vehicle front side of the fuel cell housing portion. And connecting them with a connecting part,
The fuel cell housing portion is fixed to a support member by a plurality of mount portions,
A fuel cell vehicle in which the converter housing is fixed to the support member by a pair of mounts arranged in the vehicle left-right direction,
A connecting portion for connecting a pipe from the outside of the converter housing portion is provided on either side of the vehicle housing direction in the converter housing portion,
Of the plurality of mount portions for fixing the fuel cell housing portion, the mount portion located on the vehicle front side of the fuel cell housing portion is provided only on the side where the connecting portion is present from the connecting portion. Fuel cell vehicle.
前記燃料電池収容部を固定する複数のマウント部は、前記燃料電池収容部の車両前側に位置する1つのマウント部と、前記燃料電池収容部の車両後ろ側に位置する2つのマウント部と、による3点で支持を行うものである燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 1,
The plurality of mount portions for fixing the fuel cell housing portion are based on one mount portion located on the vehicle front side of the fuel cell housing portion and two mount portions located on the vehicle rear side of the fuel cell housing portion. A fuel cell vehicle that supports three points.
前記コンバータ収容部を固定する前記一対のマウント部は、車両前後方向において前記コンバータ収容部の重心の位置と一致するように配置される、燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 1 or 2, wherein
The fuel cell vehicle, wherein the pair of mount portions for fixing the converter housing portion are arranged so as to coincide with the position of the center of gravity of the converter housing portion in the vehicle front-rear direction.
前記燃料電池収容部を、複数のマウント部によって支持部材に固定し、
前記コンバータ収容部を、車両左右方向に配置される一対のマウント部によって前記支持部材に固定する車載方法であって、
前記コンバータ収容部における車両左右方向のいずれか一方側に、前記コンバータ収容部の外部からの配管を接続するための接続部分を設け、
前記燃料電池収容部を固定する複数のマウント部のうちの、前記燃料電池収容部の車両前側に位置するマウント部を、前記連結部より前記接続部分が存在する側だけに設ける車載方法。 A fuel cell housing portion that houses a fuel cell stack and a converter housing portion that houses a converter that converts electric power of the fuel cell stack are disposed so that the converter housing portion is located on the vehicle front side of the fuel cell housing portion. And connecting them with a connecting part,
The fuel cell housing portion is fixed to a support member by a plurality of mount portions,
An in-vehicle method for fixing the converter housing portion to the support member by a pair of mount portions disposed in a vehicle left-right direction,
A connecting portion for connecting a pipe from the outside of the converter housing portion is provided on either side of the vehicle housing direction in the converter housing portion,
An in-vehicle method in which a mount portion located on the vehicle front side of the fuel cell housing portion among a plurality of mount portions for fixing the fuel cell housing portion is provided only on a side where the connecting portion is present from the connecting portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013020312A JP5884745B2 (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Fuel cell vehicle and in-vehicle method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013020312A JP5884745B2 (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Fuel cell vehicle and in-vehicle method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014151664A JP2014151664A (en) | 2014-08-25 |
JP5884745B2 true JP5884745B2 (en) | 2016-03-15 |
Family
ID=51573981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013020312A Active JP5884745B2 (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Fuel cell vehicle and in-vehicle method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5884745B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6137125B2 (en) | 2014-11-13 | 2017-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | Manufacturing method of fuel cell case |
JP6724825B2 (en) * | 2017-03-10 | 2020-07-15 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell unit |
JP7078010B2 (en) * | 2019-04-25 | 2022-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell unit |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102448751B (en) * | 2009-05-28 | 2015-04-22 | 丰田自动车株式会社 | Fuel cell assembly and vehicle |
JP5120576B2 (en) * | 2011-05-02 | 2013-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell vehicle |
-
2013
- 2013-02-05 JP JP2013020312A patent/JP5884745B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014151664A (en) | 2014-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102481831B (en) | Fuel cell system, and vehicle | |
JP5120576B2 (en) | Fuel cell vehicle | |
US8932769B2 (en) | Fuel cell assembly and vehicle | |
US8607909B2 (en) | Fuel cell vehicle | |
US8459399B2 (en) | Fuel cell system and vehicle | |
US20070215397A1 (en) | Fuel cell vehicle having support frame which couples side frames in width direction of vehicle | |
US10029580B2 (en) | Fuel cell vehicle | |
US20120080253A1 (en) | Fuel-cell-powered vehicle | |
CN105576274A (en) | Vehicle | |
CN110126647B (en) | Fuel cell automobile power assembly structure | |
US9676352B2 (en) | Power distribution device having projected portion | |
JP2014101058A (en) | Fuel cell vehicle | |
JP5333663B2 (en) | Vehicle fuel cell system and fuel cell vehicle | |
JP5884745B2 (en) | Fuel cell vehicle and in-vehicle method | |
JP5811502B2 (en) | Fuel cell mounting structure | |
US11127962B2 (en) | Fuel cell system and fuel cell vehicle | |
JP2014101032A (en) | Fuel cell vehicle | |
WO2010143261A1 (en) | Fuel cell vehicle | |
JP5273435B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2009181939A (en) | Fuel cell | |
JP2005347087A (en) | FUEL CELL SYSTEM, POWER OUTPUT DEVICE EQUIPPED WITH THE SAME, AND FUEL CELL CAR | |
JP2013243057A (en) | Fuel cell assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150305 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151217 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160112 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160125 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5884745 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |