CN108688491B - 燃料电池车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池车辆,在燃料电池车辆中,提供一种能够抑制前围板的变形的技术。托架的抗变形强度被设定得比在燃料电池车辆与其他物体发生了碰撞时从后方侧向前方侧对托架施加的输入载荷低。

Description

燃料电池车辆
技术领域
本发明涉及燃料电池车辆的技术。
背景技术
以往,已知有一种燃料电池车辆,搭载有配置在比前围板靠前方侧的位置处的燃料电池及燃料电池用的辅机(例如,压缩机)(专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-231319号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在现有技术中,根据燃料电池用的辅机的配置位置,在燃料电池车辆与其他物体发生碰撞时,存在因碰撞的冲击而使压缩机向后方侧移动的顾虑。在压缩机向后方侧移动时,存在有在压缩机的后方配置的后方配置部件(例如,阳极排气循环泵)被前围板与压缩机夹持从而导致前围板变形的顾虑。因此,一直期待一种能够抑制前围板的变形的技术。
用于解决课题的手段
本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出,可以作为以下的方式来实现。
(1)根据本发明的一方式,提供一种燃料电池车辆。该燃料电池车辆具备:前围板;燃料电池;支承框架,从下方侧支承所述燃料电池;空气压缩机,被配置在所述支承框架的下方;托架,位于所述空气压缩机与所述支承框架之间,将所述空气压缩机固定于所述支承框架;以及后方配置部件,在所述燃料电池车辆的前后方向上被配置于所述空气压缩机的后方,所述燃料电池、所述支承框架、所述空气压缩机、所述托架和所述后方配置部件在所述前后方向上被配置于所述前围板的前方,所述托架的抗变形强度被设定得比在燃料电池车辆与其他物体发生了碰撞时从后方侧向前方侧对于所述托架施加的输入载荷低。根据该方式,在由于燃料电池车辆与其他物体发生碰撞而向托架施加了输入载荷时,托架发生变形。由此,固定于托架的空气压缩机位移,因此能够抑制后方配置部件被空气压缩机与前围板夹持的情况。由此,能够抑制前围板因后方配置部件而变形的情况。
(2)在上述方式中,可以采用如下方式,即,所述托架包括后方部分,该后方部分是包括后方端部且固定有所述空气压缩机的部分,且在所述托架上施加有所述输入载荷时以向前方侧位移的方式变形。根据该方式,在由于燃料电池车辆与其他物体发生碰撞而向托架施加了输入载荷时,托架的后方部分以向前方侧位移的方式变形。由此,后方部分和固定于后方部分的空气压缩机向前方侧位移,因此能够抑制后方配置部件被空气压缩机与前围板夹持的情况。由此,能够抑制前围板因后方配置部件而变形的情况。
(3)在上述方式中,可以采用如下方式,即,还具有:压缩机侧前方固定部,将所述空气压缩机固定于所述托架中的在所述前后方向上比所述后方部分靠前方侧的部分;以及压缩机侧后方固定部,在所述前后方向上比所述压缩机侧前方固定部靠后方侧的位置处将所述空气压缩机固定于所述托架的所述后方部分,所述压缩机侧后方固定部的强度被设定得比所述压缩机侧前方固定部的强度低。根据该方式,压缩机侧后方固定部的强度被设定得比压缩机侧前方固定部的强度低,由此在托架上施加有输入载荷时,能够容易地使托架的后方部分以向前方侧位移的方式变形。由此,能够抑制后方配置部件被空气压缩机与前围板夹持的情况,因此能够抑制前围板因后方配置部件而变形的情况。
(4)在上述方式中,可以采用如下方式,即,所述压缩机侧前方固定部由沿着所述燃料电池车辆的宽度方向空出间隔而配置的、将所述空气压缩机固定于所述托架的多个前方固定部构成,所述压缩机侧后方固定部由将所述空气压缩机固定于所述托架的一个后方固定部构成。根据该方式,由多个前方固定部来构成压缩机侧前方固定部,由1个后方固定部来构成压缩机侧后方固定部,由此能够容易地将压缩机侧后方固定部的强度设定得比压缩机侧前方固定部的强度低。
(5)在上述方式中,可以采用如下方式,即,还具有:框架侧前方固定部,将所述托架固定于所述支承框架;以及多个框架侧后方固定部,在所述前后方向上比所述框架侧前方固定部靠后方侧的位置处将所述托架固定于所述支承框架,所述多个框架侧后方固定部在所述燃料电池车辆的宽度方向上位于比所述压缩机侧后方固定部靠外侧的位置。根据该方式,在燃料电池车辆的宽度方向上,多个框架侧后方固定部位于比压缩机侧后方固定部靠外侧的位置。由此,能够容易形成在施加了输入载荷时能够以向前方侧位移的方式变形的后方部分。
(6)在上述方式中,可以是,所述多个框架侧后方固定部在所述宽度方向上配置于比所述托架的中央部接近外侧端部的位置。根据该方式,在燃料电池车辆的宽度方向上能够将通过托架的中央部的区域形成为后方部分。
本发明能够以上述燃料电池车辆以外的各种方式实现,例如,能够以燃料电池车辆的制造方法、燃料电池用的辅机的配置结构等方式实现。
附图说明
图1是以剖视视角示出作为本发明的一个实施方式的燃料电池车辆的概略结构的说明图。
图2是示出燃料电池***的概略结构的框图。
图3是用于说明燃料电池车辆的各部的配置关系的第一图。
图4是示意性地示出支承框架、托架、空气压缩机的图。
图5是从铅直下方侧观察托架的俯视图。
图6是用于说明参考例的燃料电池车辆的图。
图7是用于说明本实施方式的燃料电池车辆的效果的第一图。
图8是用于说明本实施方式的燃料电池车辆的效果的第二图。
具体实施方式
A.实施方式:
图1是以剖面视图来示出作为本发明的一实施方式的燃料电池车辆500的概略结构的说明图。在图1中,示出燃料电池车辆500的宽度方向LH的规定位置处的沿着朝向车辆的前方FD的前方方向及朝向后方RD的后方方向的剖面。在本实施方式中,将沿前方方向及后方方向的方向称为“前后方向FRD”。另外,在图1中,除了燃料电池车辆500的宽度方向LH、朝向前方FD的前方方向及朝向后方RD的后方方向之外,还图示出重力方向即铅直下方G。图1中的表示各方向的符号及箭头对应于其他附图中的表示各方向的符号及箭头。燃料电池车辆500搭载燃料电池101作为电力源,通过对作为动力源的电动机M进行驱动,来驱动后轮RW。
燃料电池车辆500具备前舱510、燃料箱收容室520、车厢530。前舱510与燃料箱收容室520及车厢530由前围板DP分隔。而且,燃料箱收容室520与车厢530由地板FP分隔。车厢530是乘员乘坐的车室,在图1中如虚线所示设有多个座位。车厢530大致位于由一对前轮FW与一对后轮RW夹着的区域。前舱510位于比车厢530靠前方FD的位置处。燃料箱收容室520位于比前舱510靠后方RD且比车厢530靠下方的位置处。
在前舱510内配置有悬架梁550和包括燃料电池101的燃料电池***200的至少一部分结构要素。悬架梁550是以前后方向FRD为长度方向的柱状的构件,被配置在比燃料电池101靠下方的位置处。虽然图示省略,但是大致相同的形状的悬架梁550沿宽度方向LH分离预定的宽度而配置。即,沿宽度方向LH隔开预定的间隔而配置的一对悬架梁550被配置在前舱510内。各悬架梁550具有在沿前后方向FRD的中途弯折的形状。悬架梁550的后方RD侧的端部被固定于未图示的纵梁。纵梁是作为车身框架即车辆的骨架的一部分的构件,是以前后方向FRD为长度方向的柱状的构件。另一方面,悬架梁550的前方FD侧的端部是开放的。
燃料电池101及支承框架150被配置在前舱510内。燃料电池101是包括层叠的多个单电池的层叠体。在本实施方式中,燃料电池101是固体高分子型燃料电池。支承框架150是从下方侧支承燃料电池101的板状的构件。燃料电池101在前后方向FRD上以越靠近后方RD侧越位于下方侧的方式倾斜地配置。由于这样倾斜地配置燃料电池101,因此燃料电池101内的水由于重力而聚集于后方RD侧,从而容易从燃料电池101排出。
支承框架150的后方侧部分通过后方侧安装部401而安装于悬架梁550。支承框架150的前方侧部分通过前方侧安装部402而安装于悬架梁550。支承框架150在前后方向FRD上以越靠近后方RD侧越位于下方侧的方式倾斜地配置。
燃料电池***200还具有在燃料电池101的发电时进行动作的辅机210。辅机210在前舱510内被配置于比燃料电池101及支承框架150靠下方的位置处。辅机210具备作为后方配置部件的阳极排气循环泵27、空气压缩机30、冷却介质供给泵40和内部冷却器35。阳极排气循环泵27、空气压缩机30、冷却介质供给泵40分别经由托架(未图示)而被安装于支承框架150。阳极排气循环泵27使阳极排气向燃料电池车辆500循环。空气压缩机30将作为阴极气体的空气向燃料电池101供给。冷却介质供给泵40向燃料电池101供给作为冷却介质的冷却水。内部冷却器35对从空气压缩机30向燃料电池101送出的温度上升的阴极气体进行冷却。
另外,燃料电池车辆500具备作为燃料电池车辆500的辅机的空调压缩机50。空调压缩机50将在搭载于燃料电池车辆500的空调装置中使用的空调用冷却介质向热交换器(未图示)供给。空调压缩机50在前舱510内被配置于比燃料电池101及支承框架150靠下方的位置处。
在比辅机210及空调压缩机50靠前方FD侧的位置处配置有构成燃料电池车辆500的各种部件。作为各种部件,有发动机罩540的一部分、散热器43、形成燃料电池车辆500的前表面的部件551(例如,前格栅)等。
如以上所述,燃料电池101、支承框架150、空气压缩机30和作为后方配置部件的阳极排气循环泵27被配置在前围板DP的前方。
燃料箱收容室520收容燃料箱20。在燃料箱20内填充有作为阳极气体的氢气。燃料箱收容室520在燃料电池车辆500的地板下位于比前舱510靠后方RD的位置处。而且,燃料箱收容室520在宽度方向LH的大致中央沿前后方向FRD而形成。燃料箱收容室520的顶棚部分由车厢530的地板FP形成。车厢530的地板中的与燃料箱收容室520对应的部分比上述地板的其他部分向铅直上方突出。这样,燃料箱收容室520具有与搭载有发动机的车辆中的配置有驱动轴的中央通路同样的形状。
图2是表示燃料电池***200的概略结构的框图。另外,在图2中,为了便于说明,也图示有未构成燃料电池***200的部件(例如,电动机M)。燃料电池***200除了具备上述的燃料电池101之外,还具备阳极气体供排***20A、阴极气体供排***30A、冷却介质循环***40A。
燃料电池101具备层叠的多个单电池11,而且,在其层叠方向SD的两端部具备一对端板110、120。将端板110也称为第一端板110,将端板120也称为第二端板120。各单电池11通过向隔着固体高分子电解质膜而设置的阳极侧催化剂电极层供给的阳极气体与向阴极侧催化剂电极层供给的阴极气体的电化学反应来产生电力。在本实施方式中,阳极气体为氢气,阴极气体为空气。燃料电池101以第二端板120位于比第一端板110靠后方RD(图1)的位置处的方式设置。在燃料电池101的内部沿着单电池11的层叠方向SD而形成有歧管(图示省略),该歧管用于使阳极气体、在燃料电池101的发电中未被利用的未反应的阳极气体即阳极排气、阴极气体、在燃料电池101的发电中未被利用的未反应的阴极气体即阴极排气、及冷却介质流通。
一对端板110、120夹持包括多个单电池11的层叠体。一对端板110、120中的第二端板120具有向形成在燃料电池101内的歧管供给阳极气体、阴极气体及冷却介质的功能、和提供用于将这些介质排出的流路的功能。相对于此,第一端板110不具有上述功能。第一端板110及第二端板120都具有厚度方向与层叠方向SD一致的大致板状的外观形状。
燃料电池101中的一对集电板103F、103R与DC-DC转换器290电连接。在集电板103F与第一端板110之间配置有绝缘板102F。同样,在集电板103R与第二端板120之间配置有绝缘板102R。DC-DC转换器290与电动机M电连接,将燃料电池101的输出电压进行升压而向电动机M供给。
阳极气体供排***20A具有上述的燃料箱20、作为配管的阳极气体供给通路21、主截止阀24、调压阀25、作为配管的阳极排气循环通路22、气液分离器281、上述的阳极排气循环泵27、开闭阀26、作为配管的排出通路23。阳极气体供给通路21连接于燃料箱20和燃料电池101。阳极气体供给通路21是使燃料箱20的氢气向燃料电池101流通的流路。主截止阀24被设于阳极气体供给通路21上,按照来自未图示的控制部的指示来切换氢气从燃料箱20的供给的执行和停止。调压阀25被设置在阳极气体供给通路21中的比主截止阀24靠下游侧的位置处。调压阀25按照来自未图示的控制部的指示来调节向燃料电池101供给的阳极气体的压力。
阳极排气循环通路22是使从燃料电池101排出的阳极排气再次向阳极气体供给通路21循环的流路。气液分离器281从混有液水的阳极排气中分离出液水。而且,阳极排气中所含有的杂质气体例如氮气也与液水一起被分离。阳极排气循环泵27在阳极排气循环通路22中被配置于比气液分离器281靠下游侧的位置处。阳极排气循环泵27按照来自未图示的控制部的指示,将从燃料电池101排出的阳极排气再次向阳极气体供给通路21供给。即,阳极排气循环泵27使阳极排气向燃料电池101循环。开闭阀26被设于排出通路23。排出通路23连接于阴极气体排出通路32。开闭阀26按照来自未图示的控制部的指示而在规定的时机成为打开状态。由此,分离后的液水和氮气在排出通路23及阴极气体排出通路32中通过而向***外放出。
阴极气体供排***30A具有上述的空气压缩机30、上述的内部冷却器35、作为配管的阴极气体供给通路31、作为配管的阴极气体排出通路320、调压阀34。阴极气体供给通路31连接于燃料电池101。阴极气体供给通路31是用于使外部的空气向燃料电池101流通的流路。空气压缩机30被设于阴极气体供给通路31上。内部冷却器35在阴极气体供给通路31中被设置于空气压缩机30的下游侧。阴极气体排出通路32是将来自燃料电池101的阴极排气向外部排出的流路。调压阀34被设于阴极气体排出通路32上,按照来自未图示的控制部的指令来调节开度。由此,调节燃料电池101的阴极侧的背压。
冷却介质循环***40A具有作为配管的冷却介质循环通路41、上述的冷却介质供给泵40和散热器43。冷却介质循环通路41是用于使对燃料电池101进行冷却的冷却介质(例如,水)循环的流路。冷却介质供给泵40按照来自未图示的控制部的指示,使冷却介质循环通路41的冷却介质向冷却介质循环通路41及燃料电池101循环。即,冷却介质供给泵40向燃料电池101供给冷却介质。散热器43具有吸入外部空气的风扇,使冷却介质循环通路41的冷却介质与外部空气之间进行热交换,由此对冷却介质进行冷却。
图3是用于说明燃料电池车辆500的各部的配置关系的第一图。在此,图3是从铅直下方G侧观察燃料电池车辆500中的包括前舱510的前方FD侧的示意图。
如图3所示,冷却介质供给泵40和空调压缩机50被配置在空气压缩机30的前方FD。具体而言,从前方FD侧观察燃料电池车辆500时,以使冷却介质供给泵40的至少一部分与空气压缩机30重叠的方式将冷却介质供给泵40配置在空气压缩机30的前方FD。而且,在从前方FD侧观察燃料电池车辆500时,以使空调压缩机50的至少一部分与空气压缩机30重叠的方式将空调压缩机50配置在空气压缩机30的前方FD。在本实施方式中,“从前方FD侧观察燃料电池车辆500时”是指,从正前方观察燃料电池车辆500时。而且,冷却介质供给泵40与空调压缩机50在宽度方向LH上隔开间隔地配置。
阳极排气循环泵27被配置在空气压缩机30的后方RD。具体而言,在从前方FD侧观察燃料电池车辆500时,以与空气压缩机30的至少一部分重叠的方式将阳极排气循环泵27配置于空气压缩机的后方RD。而且,在前后方向FRD上,阳极排气循环泵27的包括前端部的前方侧部分被配置在比后述的托架80的后方部分824靠后方RD侧的位置处。后方部分824能够以线Ln为起点而折弯。而且,在前后方向FRD上,阳极排气循环泵27被配置在空气压缩机30与前围板DP之间。
内部冷却器35被配置在空气压缩机30的后方RD。具体而言,在从前方FD侧观察燃料电池车辆500时,以与空气压缩机30的至少一部分重叠的方式将内部冷却器35配置于空气压缩机的后方RD。而且,在前后方向FRD上,内部冷却器35被配置在空气压缩机30与前围板DP之间。
燃料电池车辆500具有将空气压缩机30固定于支承框架150的托架80。托架80位于空气压缩机30与支承框架150之间。托架80为板状,由铁等金属形成。与支承框架150同样,托架80以越靠近后方RD侧越位于下方侧的方式倾斜。托架80的一个面与支承框架150对置,另一个面与空气压缩机30对置。托架80通过框架侧固定部70而被固定于支承框架150。在本实施方式中,框架侧固定部70设有3个。而且,空气压缩机30通过压缩机侧固定部90而被固定于支承框架150。在本实施方式中,压缩机侧固定部90设有3个。另外,在将3个框架侧固定部70区分使用时,使用框架侧前方固定部70a、第一框架侧后方固定部70b、第二框架侧后方固定部70c。而且,在将3个压缩机侧固定部90区分使用时,使用第一压缩机侧前方固定部90a、第二压缩机侧前方固定部90b、作为后方固定部的压缩机侧后方固定部90c。框架侧前方固定部70a、第一框架侧后方固定部70b及第二框架侧后方固定部70c虽然配置位置不同但是结构相同。第一压缩机侧前方固定部90a、第二压缩机侧前方固定部90b及压缩机侧后方固定部90c虽然配置位置不同但是结构相同。作为前方固定部的第一压缩机侧前方固定部90a和作为前方固定部的第二压缩机侧前方固定部90b构成压缩机侧前方固定部90F。
图4是示意性地示出支承框架150、托架80、空气压缩机30的图。第一压缩机侧前方固定部90a在前后方向FRD上前方FD侧的位置处将空气压缩机30固定于托架80。第一压缩机侧前方固定部90a具备螺栓914、插通孔912、和螺栓固定部915。插通孔912是形成于托架80上的贯通孔,供螺栓914插通。螺栓固定部915是与螺栓914螺合的部分。螺栓固定部915是设于空气压缩机30的壳体310的筒状构件,在内周面形成有螺纹槽。壳体310收容空气压缩机30的电动机等各种部件。螺栓914以插通于插通孔912的状态与螺栓固定部915螺合,由此将空气压缩机30固定于托架80。
第二压缩机侧前方固定部90b在前后方向FRD上前方FD侧的位置处将空气压缩机30固定于托架80。第二压缩机侧前方固定部90b与第一压缩机侧前方固定部90a沿宽度方向LH隔开间隔而配置。第二压缩机侧前方固定部90b具备螺栓924、插通孔922、和螺栓固定部925。插通孔922是形成于托架80上的贯通孔,供螺栓924插通。螺栓固定部925是与螺栓924螺合的部分。螺栓固定部925是设于空气压缩机30的壳体310的筒状构件,在内周面形成有螺纹槽。螺栓924以插通于插通孔922的状态与螺栓固定部925螺合,由此将空气压缩机30固定于托架80。
压缩机侧后方固定部90c在前后方向FRD上比第一压缩机侧前方固定部90a及第二压缩机侧前方固定部90b靠后方RD侧的位置处将空气压缩机30固定于托架80。压缩机侧后方固定部90c具备螺栓934、插通孔932、和螺栓固定部935。插通孔932是形成于托架80的贯通孔且供螺栓934插通。螺栓固定部935是与螺栓934螺合的部分。螺栓固定部935是在空气压缩机30的壳体310设置的筒状构件,在内周面形成有螺纹槽。螺栓固定部935在前后方向FRD上,位于比螺栓固定部915、925靠后方RD侧的位置处。螺栓934以插通于插通孔932的状态与螺栓固定部935螺合,由此将空气压缩机30固定于托架80。
框架侧前方固定部70a在前后方向FRD上前方FD侧的位置处将托架80固定于支承框架150。框架侧前方固定部70a具备插通孔710、插通孔712、螺栓714、和螺母713。插通孔710是形成于支承框架150的贯通孔,供螺栓714插通。插通孔712是形成于托架80的贯通孔,供螺栓714插通。螺栓714以插通于插通孔710、712的状态与螺母713螺合,由此将托架80固定于支承框架150。
第一框架侧后方固定部70b在前后方向FRD上比框架侧前方固定部70a靠后方RD侧的位置处将托架80固定于支承框架150。第一框架侧后方固定部70b具备插通孔720、插通孔722、螺栓724、和螺母723。插通孔720是形成于支承框架150的贯通孔,供螺栓724插通。插通孔722是形成于托架80的贯通孔,供螺栓724插通。螺栓724以插通于插通孔720、722的状态与螺母723螺合,由此将托架80固定于支承框架150。
第二框架侧后方固定部70c在前后方向FRD上比框架侧前方固定部70a靠后方RD侧的位置处将托架80固定于支承框架150。第二框架侧后方固定部70c与第一框架侧后方固定部70b沿宽度方向LH隔开间隔而配置。第二框架侧后方固定部70c具备插通孔730、插通孔732、螺栓734、和螺母733。插通孔730是形成于支承框架150的贯通孔,供螺栓734插通。插通孔732是形成于托架80的贯通孔,供螺栓734插通。螺栓734以插通于插通孔730、732的状态与螺母733螺合,由此将托架80固定于支承框架150。
图5是从铅直下方G侧观察托架80的俯视图。图5中,利用虚线表示空气压缩机30的外形。使用图5进一步说明托架80的结构及压缩机侧固定部90与框架侧固定部70的位置关系。
托架80在搭载于燃料电池车辆500(图1)的状态下,具备前方端部802、后方端部804、第一外侧端部806、第二外侧端部808。通过前方端部802、后方端部804、第一外侧端部806、第二外侧端部808而形成托架80的外缘。
前方端部802是托架80的前方FD侧的端部。前方端部802是朝向前方FD侧的部分。后方端部804是托架80的后方RD侧的端部。后方端部804是朝向后方RD侧的部分。前方端部802和后方端部804分别是将多个直线形状及曲线形状组合而成的外形形状。第一外侧端部806是宽度方向LH上的一侧(在本实施方式中为右侧)的端部。第一外侧端部806是朝向宽度方向LH上的一侧方向的部分,大致沿前后方向FRD延伸。第二外侧端部808是宽度方向LH上的另一侧(在本实施方式中为左侧)的端部。第二外侧端部808是朝向宽度方向LH上的另一侧方向的部分,大致沿前后方向FRD延伸。
框架侧前方固定部70a位于比空气压缩机30靠前方FD处。具体而言,框架侧前方固定部70a位于前方端部802的附近。而且,框架侧前方固定部70a在宽度方向LH上位于托架80的中央部CP附近。
第一框架侧后方固定部70b和第二框架侧后方固定部70c在前后方向FRD上位于比框架侧前方固定部70a靠后方RD侧的位置处。具体而言,第一框架侧后方固定部70b在前后方向FRD上位于比托架80的中央靠后方RD侧的位置处。而且,第二框架侧后方固定部70c也同样在前后方向FRD上位于比托架80的中央靠后方RD侧的位置处。而且,第一框架侧后方固定部70b及第二框架侧后方固定部70c在宽度方向LH上位于比框架侧前方固定部70a靠外侧的位置处。即,在宽度方向LH上,第一框架侧后方固定部70b及第二框架侧后方固定部70c被配置在夹着框架侧前方固定部70a的位置。而且,第一框架侧后方固定部70b及第二框架侧后方固定部70c在宽度方向LH上位于比压缩机侧后方固定部90c靠外侧的位置处。在宽度方向LH上,第一框架侧后方固定部70b被配置在比中央部CP接近一个外侧端部即第一外侧端部806的位置。而且,在宽度方向LH上,第二框架侧后方固定部70c被配置在比中央部CP接近另一个外侧端部即第二外侧端部808的位置。在本实施方式中,第一框架侧后方固定部70b位于第一外侧端部806与后方端部804交叉的拐角部CN1的附近。而且,第二框架侧后方固定部70c位于第二外侧端部808与后方端部804交叉的拐角部CN2的附近。
第一压缩机侧前方固定部90a及第二压缩机侧前方固定部90b位于比后方端部804接近前方端部802的一侧。第一压缩机侧前方固定部90a与第二压缩机侧前方固定部90b在宽度方向LH上隔开间隔而配置。压缩机侧后方固定部90c位于比前方端部802接近后方端部804侧的位置处。即,在前后方向FRD上,压缩机侧后方固定部90c位于比第一压缩机侧前方固定部90a及第二压缩机侧前方固定部90b靠后方RD侧的位置处。在宽度方向LH上,压缩机侧后方固定部90c位于第一压缩机侧前方固定部90a与第二压缩机侧前方固定部90b之间。压缩机侧前方固定部90F由作为前方固定部的第一压缩机侧前方固定部90a及第二压缩机侧前方固定部90b构成,压缩机侧后方固定部90c由1个后方固定部90c构成。
另外,本实施方式的托架80具有以下的特征。即,托架80的抗变形强度被设定得比在燃料电池车辆500与其他物体发生碰撞(例如正面碰撞)时从后方RD侧向前方FD侧对托架80施加的输入载荷低。由此,能够抑制如下情况,即:在向托架80施加了输入载荷的情况下,固定于托架80的空气压缩机30位移,因此作为后方配置部件的阳极排气循环泵27被空气压缩机30与前围板DP夹持。由此,能够抑制前围板因阳极排气循环泵27而变形的情况。作为输入载荷,例如,设为燃料电池车辆500发生了正面碰撞时向托架80施加的惯性力,或者作为后方配置部件的阳极排气循环泵27因碰撞的冲击而相对地向前方FD侧移动由此从阳极排气循环泵27施加的外力。从后方RD侧向前方FD侧对托架80施加的输入载荷可以是在燃料电池车辆500正面碰撞至支承框架150被前方部件(例如,图1的部件551或散热器43)向后方RD侧压入的程度时,向托架80施加的外力。例如,输入载荷可以是燃料电池车辆500以约56Km的时速与前方的静止物体(例如墙壁)发生了正面碰撞时向托架80施加的惯性力。此时,作为向托架80施加的惯性力的输入载荷是例如向托架80施加重力的100倍即100G的加速度时的载荷。
在本实施方式中,在燃料电池车辆500与其他物体发生了碰撞时从后方RD侧向前方FD侧对托架80施加了输入载荷的情况下,托架80如以下方式变形。即,托架80的包括后方端部804的后方部分824以虚线所示的线Ln为起点向包括铅直下方G及前方FD的方向折弯。即,在从后方RD侧向前方FD侧对托架80施加了输入载荷时,后方部分824以向前方FD侧位移的方式变形。在后方部分824通过压缩机侧后方固定部90c而固定有空气压缩机30。另外,压缩机侧前方固定部90F将空气压缩机30固定于托架80中的比后方部分824靠前方FD侧的部分(后述的前方部分823)。在此,后方部分824是带有阴影的区域,是包括压缩机侧后方固定部90c(详细而言为插通孔932)的区域。在本实施方式中,托架80具有包括前方端部802的前方部分823和包括后方端部804的后方部分824。前方部分823是在前后方向FRD上从压缩机侧前方固定部90F所在的地点至前方端部802的区域。后方部分824是在前后方向FRD上位于比前方部分823靠后方RD侧的位置处的区域。
另外,压缩机侧后方固定部90c的强度被设定得比压缩机侧前方固定部90F的强度低。在本实施方式中,压缩机侧后方固定部90c为一个,相对于此,压缩机侧前方固定部90F由第一压缩机侧前方固定部90a和第二压缩机侧前方固定部90b构成。由此,压缩机侧后方固定部90c的强度被设定得比压缩机侧前方固定部90F的强度低。
图6是用于说明参考例的燃料电池车辆500T的图。图6是从铅直下方G侧观察燃料电池车辆500T的包括前舱510的前方FD侧的示意图。与上述实施方式不同的点是托架80t的抗变形强度被设定得比在燃料电池车辆500T与其他物体发生了碰撞时从后方RD侧向前方FD侧对托架80t施加的输入载荷高这一点。具体而言,燃料电池车辆500T沿着前方端部802并列配置有3个框架侧前方固定部70a。而且,燃料电池车辆500T除了第一框架侧后方固定部70b及第二框架侧后方固定部70c之外,在后方端部804的宽度方向LH的中央还具有第三框架侧后方固定部70d。而且,压缩机侧后方固定部90c沿宽度方向LH隔开间隔而配置有2个。关于其他的结构是与燃料电池车辆500同样的结构,因此对于同样的结构标注同一符号并适当省略说明。
在燃料电池车辆500T发生了正面碰撞时,位于支承框架150的前方FD的前方部件(例如,图1所示的部件551或散热器43)因碰撞的冲击而向后方RD侧移动。由此,支承框架150被前方部件压入而向后方RD侧移动。托架80t通过第三框架侧后方固定部70d和2个压缩机侧后方固定部90c而抗变形强度高于正面碰撞时的向托架80t的输入载荷。因此,托架80t不变形地向后方RD侧移动。由此,空气压缩机30也向后方RD侧移动,从而会产生作为后方配置部件的阳极排气循环泵27被空气压缩机30与前围板DP夹持的情况。因此,前围板DP被阳极排气循环泵27向后方RD侧压入而可能会变形。
图7是用于说明本实施方式的燃料电池车辆500的效果的第一图。图8是用于说明本实施方式的燃料电池车辆500的效果的第二图。图7是从铅直下方G侧观察燃料电池车辆500的包括前舱510的前方FD侧的示意图。图8是从燃料电池车辆500的左侧观察支承框架150、托架80及空气压缩机30的示意图。在图7中,为了便于理解,托架80的形状在俯视视角下为矩形形状。
在燃料电池车辆500发生了正面碰撞时,位于支承框架150的前方FD的前方部件(例如,图1所示的部件551或散热器43)因碰撞的冲击而向后方RD侧移动。由此,支承框架150被前方部件压入而向后方RD侧移动。然而,通过燃料电池车辆500的正面碰撞时的惯性力,使得以线Ln为起点而托架80的后方部分824如图8的箭头Yr所示向包括铅直下方G及前方FD的方向折弯。即,后方部分824向包括铅直下方G及前方FD的方向折弯,以使后方部分824向前方FD侧位移。由此,固定于后方部分824的空气压缩机30也向前方FD侧位移,因此能够降低空气压缩机30与前围板DP的前后方向FRD上的间隔缩窄的可能性。由此,能够抑制作为后方配置部件的阳极排气循环泵27被空气压缩机30与前围板DP夹持的情况。由此,能够抑制阳极排气循环泵27以陷入前围板DP的方式与前围板DP发生碰撞而导致前围板DP发生变形的情况。
另外,根据上述实施方式,压缩机侧后方固定部90c的强度被设定得比压缩机侧前方固定部90F的强度低,由此在托架80上施加有输入载荷时能够容易使托架80的后方部分824以向前方FD侧位移的方式变形。由此,能够抑制阳极排气循环泵27被空气压缩机30与前围板DP夹持的情况,因此能够抑制前围板DP因阳极排气循环泵27而变形的情况。
另外,根据上述实施方式,由多个前方固定部来构成压缩机侧前方固定部90F,由1个后方固定部90c来构成压缩机侧后方固定部90c,由此能够容易将压缩机侧后方固定部90c的强度设定得比压缩机侧前方固定部90F的强度低。
另外,根据上述实施方式,在燃料电池车辆500的宽度方向LH上,多个框架侧后方固定部70b、70c位于比压缩机侧后方固定部90c靠外侧的位置处。由此,能够容易形成包括压缩机侧后方固定部90c的后方部分824。
另外,根据上述实施方式,第一框架侧后方固定部70b和第二框架侧后方固定部70c在宽度方向LH上配置在比托架80的中央部CP接近外侧端部806、808的位置。由此,在宽度方向LH上能够将通过从托架的中央部CP通过的区域形成为后方部分824。
B.变形例:
另外,本发明并不局限于上述的实施例或实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够以各种形态实施,例如可以进行如下的变形。
B-1.第一变形例:
在上述实施方式中,框架侧前方固定部70a为1个(图5),但也可以设置多个。而且,除了第一框架侧后方固定部70b及第二框架侧后方固定部70c之外,还可以设置将托架80固定于支承框架150的后方固定部。这种情况下,后方固定部配置在外侧端部806、808的附近。即便如此,也与上述实施方式同样,在由于燃料电池车辆500发生碰撞而导致托架80上施加有惯性力等输入载荷时,后方部分824能够以向前方FD侧位移的方式变形。
B-2.第二变形例:
在上述实施方式中,仅设置一个压缩机侧后方固定部90c,由此托架80的抗变形强度设定得比输入载荷低,但是并非限定于此。压缩机侧后方固定部90c的配置个数并不限于1个,例如,可以将成为托架80的折弯起点的线Ln的强度设定得比托架80的其他部分的强度低。例如,将线Ln的部分制造得比其他部分薄,由此,在托架80上施加有输入载荷时,能够使后方部分824以向前方FD侧位移的方式变形。
B-3.第三变形例:
在上述实施方式中,后方配置部件为阳极排气循环泵27,但也可以是燃料电池车辆500的其他部件。例如,后方配置部件可以是冷却介质供给泵40或空调压缩机50。
本发明并不局限于上述的实施方式或实施例、变形例,在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如,与发明内容一栏记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征为了解决上述的课题的一部分或全部,或者为了实现上述的效果的一部分或全部,可以适当进行更换、组合。而且,该技术特征在本说明书中只要不是作为必要的技术特征进行说明,就可以适当删除。
附图标记说明
11…单电池;
20…燃料箱;
20A…阳极气体供排***;
21…阳极气体供给通路;
22…阳极排气循环通路;
23…排出通路;
24…主截止阀;
25…调压阀;
26…开闭阀;
27…阳极排气循环泵;
30…空气压缩机;
30A…阴极气体供排***;
31…阴极气体供给通路;
32…阴极气体排出通路;
34…调压阀;
35…内部冷却器;
40…冷却介质供给泵;
40A…冷却介质循环***;
41…冷却介质循环通路;
43…散热器;
50…空调压缩机;
70…框架侧固定部;
70a…框架侧前方固定部;
70b…第一框架侧后方固定部;
70c…第二框架侧后方固定部;
70d…第三框架侧后方固定部;
80、80t…托架;
90…压缩机侧固定部;
90F…压缩机侧前方固定部;
90a…第一压缩机侧前方固定部;
90b…第二压缩机侧前方固定部;
90c…压缩机侧后方固定部(后方固定部);
101…燃料电池;
102F、102R…绝缘板;
103F、103R…集电板;
110…第一端板;
120…第二端板;
150…支承框架;
200…燃料电池***;
210…辅机;
281…气液分离器;
290…DC-DC转换器;
310…壳体;
320…阴极气体排出通路;
401…后方侧安装部;
402…前方侧安装部;
500、500T…燃料电池车辆;
510…前舱;
520…燃料箱收容室;
530…车厢;
540…发动机罩;
550…悬架梁;
551…部件;
710、712…插通孔;
713…螺母;
714…螺栓;
720、722…插通孔;
723…螺母;
724…螺栓;
730、732…插通孔;
733…螺母;
734…螺栓;
802…前方端部;
804…后方端部;
806…第一外侧端部;
808…第二外侧端部;
823…前方部分;
824…后方部分;
912…插通孔;
914…螺栓;
915…螺栓固定部;
922…插通孔;
924…螺栓;
925…螺栓固定部;
932…插通孔;
934…螺栓;
935…螺栓固定部;
CN1、CN2…拐角部;
CP…中央部;
DP…前围板;
FD…前方;
FP…地板;
FRD…前后方向;
FW…前轮;
G…铅直下方;
LH…宽度方向;
Ln…线;
M…电动机;
RD…后方;
RW…后轮;
SD…层叠方向。

Claims (6)

1.一种燃料电池车辆,具备:
前围板;
燃料电池;
支承框架,从下方侧支承所述燃料电池;
空气压缩机,被配置在所述支承框架的下方;
托架,位于所述空气压缩机与所述支承框架之间,将所述空气压缩机固定于所述支承框架;以及
后方配置部件,在所述燃料电池车辆的前后方向上被配置于所述空气压缩机的后方,
所述燃料电池、所述支承框架、所述空气压缩机、所述托架和所述后方配置部件在所述前后方向上被配置于所述前围板的前方,
所述托架的抗变形强度被设定为比在燃料电池车辆与其他物体发生了碰撞时从后方侧向前方侧对所述托架施加的输入载荷低,所述托架在被施加了所述输入载荷时能够发生变形,其中,所述输入载荷是在所述燃料电池车辆发生正面碰撞至所述支承框架被位于所述支承框架前方的前方部件向后方侧压入的程度时施加于所述托架的外力。
2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆,其中,
所述托架包括后方部分,该后方部分是包括后方端部且固定有所述空气压缩机的部分,且在所述托架上施加有所述输入载荷时以向前方侧位移的方式变形。
3.根据权利要求2所述的燃料电池车辆,还具有:
压缩机侧前方固定部,将所述空气压缩机固定于所述托架中的在所述前后方向上比所述后方部分靠前方侧的部分;以及
压缩机侧后方固定部,在所述前后方向上比所述压缩机侧前方固定部靠后方侧的位置处将所述空气压缩机固定于所述托架的所述后方部分,
所述压缩机侧后方固定部的强度被设定得比所述压缩机侧前方固定部的强度低。
4.根据权利要求3所述的燃料电池车辆,其中,
所述压缩机侧前方固定部由沿着所述燃料电池车辆的宽度方向隔开间隔而配置的、将所述空气压缩机固定于所述托架的多个前方固定部构成,
所述压缩机侧后方固定部由将所述空气压缩机固定于所述托架的一个后方固定部构成。
5.根据权利要求3或4所述的燃料电池车辆,还具有:
框架侧前方固定部,将所述托架固定于所述支承框架;以及
多个框架侧后方固定部,在所述前后方向上比所述框架侧前方固定部靠后方侧的位置处将所述托架固定于所述支承框架,
所述多个框架侧后方固定部在所述燃料电池车辆的宽度方向上位于比所述压缩机侧后方固定部靠外侧的位置。
6.根据权利要求5所述的燃料电池车辆,其中,
所述多个框架侧后方固定部在所述宽度方向上被配置于比所述托架的中央部接近外侧端部的位置。
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