JP2008247323A - 燃料電池車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で電圧変換器の冷却効果を高めると共に、電圧変換器の配設位置によって車体の重量バランスを向上できる燃料電池車両を提供する。
【解決手段】燃料電池30の発電電圧を所定値に変換する電圧変換器50と、前輪WFを操舵する操向ハンドル5と、運転者が着座するシート18とを備えた燃料電池車両1において、操向ハンドル5とシート18との間に運転者100の跨ぎ部20が設けられ、電圧変換器50には放熱フィン50aが取り付けられる。電圧変換器50は、複数の板状部材50bを車体前後方向に立設してなる放熱フィン50aが車体の上方側を向き、かつ車体外部に露出するように跨ぎ部20に収められる。跨ぎ部20は、車幅方向において運転者が足を乗せる左右の足乗せ部19に挟まれて形成される。電圧変換器50は、車両正面からの走行風が当たるように、車両左右側方の左右ラジエータ60L,60Rの間に配設される。
【選択図】図3
【解決手段】燃料電池30の発電電圧を所定値に変換する電圧変換器50と、前輪WFを操舵する操向ハンドル5と、運転者が着座するシート18とを備えた燃料電池車両1において、操向ハンドル5とシート18との間に運転者100の跨ぎ部20が設けられ、電圧変換器50には放熱フィン50aが取り付けられる。電圧変換器50は、複数の板状部材50bを車体前後方向に立設してなる放熱フィン50aが車体の上方側を向き、かつ車体外部に露出するように跨ぎ部20に収められる。跨ぎ部20は、車幅方向において運転者が足を乗せる左右の足乗せ部19に挟まれて形成される。電圧変換器50は、車両正面からの走行風が当たるように、車両左右側方の左右ラジエータ60L,60Rの間に配設される。
【選択図】図3
Description
本発明は、燃料電池車両に係り、特に、簡単な構成で電圧変換器の冷却効果を高めると共に、電圧変換器の配設位置によって車体の重量バランスを向上させることができる燃料電池車両に関する。
従来から、燃料電池からの供給電力で駆動される燃料電池車両において、燃料電池からの供給電圧を、走行用のモータや電装品の駆動に適した電圧に変換する電圧変換器を備えた構成が知られている。電圧変換器は、電圧変換時に熱を発生するので、これを適切に処理する種々の手法が検討されている。
特許文献1には、電圧変換器(DC−DCコンバータ)の近隣に水素吸蔵合金製の水素燃料容器を配置することで、電圧変換器の熱を水素燃料容器に伝達可能にした構成が開示されている。
特開2002−37167号公報
しかしながら、特許文献1の技術では、電圧変換器の冷却を十分に行うために車体内部に走行風を導入する場合、車体カバー等に導風板等を設ける必要があった。また、電圧変換器の配設位置は、車体の重量バランスを考慮して設定されることが望まれている。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、簡単な構成で電圧変換器の冷却効果を高めると共に、電圧変換器の配設位置によって車体の重量バランスを向上させることができる燃料電池車両を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、燃料電池の発電電圧を所定の電圧に変換する電圧変換器と、前輪を操舵する操向ハンドルと、運転者が着座するシートとを備えた燃料電池車両において、前記操向ハンドルとシートとの間に、運転者の跨ぎ部が設けられており、前記電圧変換器には放熱フィンが取り付けられ、前記電圧変換器は、前記放熱フィンが前記車体の上方側を向くように前記跨ぎ部に収められている点に第1の特徴がある。
また、前記跨ぎ部は、車幅方向において、運転者が足を乗せる左右の足乗せ部に挟まれて形成されている点に第2の特徴がある。
また、車両左右側方に前記燃料電池の冷却水の放熱器である左右ラジエータを備え、前記電圧変換器は、前記左右ラジエータの間に配設されている点に第3の特徴がある。
また、前記電圧変換器は、前記放熱フィンが車体外方に露出するように配設されている点に第4の特徴がある。
さらに、前記放熱フィンが、車体前後方向に延びるように配置されている点に第5の特徴がある。
第1の発明によれば、操向ハンドルとシートとの間に、運転者の跨ぎ部が設けられており、電圧変換器には放熱フィンが取り付けられ、電圧変換器は、放熱フィンが車体の上方側を向くように跨ぎ部に収められているので、放熱フィンが車体外部と近い位置に置かれることとなり、電圧変換器の冷却効果を高めることが可能となる。また、車体前方寄りに位置する跨ぎ部に重量物である電圧変換器が配設されることで、前輪側の重量配分を増大しやすくなり、車体の前後重量バランスを向上させることができるようになる。
第2の発明によれば、跨ぎ部は、車幅方向において、運転者が足を乗せる左右の足乗せ部に挟まれて形成されているので、スクータ式の鞍乗り型車両における一般的な形状を踏襲しながら、電圧変換器の冷却効果を高めた燃料電池車両が得られるようになる。
第3の発明によれば、車両左右側方に燃料電池の冷却水の放熱器である左右ラジエータを備え、電圧変換器は左右ラジエータの間に配設されているので、ラジエータを通過した温風が電圧変換器に当たるのを防止し、車両正面からの走行風を電圧変換器に当てることができるようになる。
第4の発明によれば、電圧変換器は、放熱フィンが車体外方に露出するように配設されているので、放熱フィンが外気に直接触れるようになり、電圧変換器の冷却効果をより一層高めることができるようになる。
第5の発明によれば、放熱フィンが、車体前後方向に延びるように配置されているので、放熱フィンの向きと走行風の向きとが揃い、放熱フィンに触れる外気が流れやすくなることで冷却効果をさらに高めることができる。
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る燃料電池車両1の斜視図である。また、図2は、燃料電池車両1の右側面図である。鞍乗型自動二輪車としての燃料電池車両1は、複数のセルが積層されたセルスタック(電極、セパレータ、電解質膜等を含む)と、該セルスタックに燃料の水素ガスを供給する燃料(水素)ガス供給系と、該セルスタックに酸素を含む反応ガス(空気)を供給する反応ガス供給系とから構成される燃料電池発電システムを備えており、以下では、セルスタックが収納される略直方体のケーシング全体を燃料電池30と呼称する。
燃料電池車両1は、操向ハンドル5のハンドルポスト4を回動自在に軸支するヘッドパイプが接合されるメインフレーム2と、ヘッドパイプに接合されて車体下方かつ後方に延びるアンダーフレーム6と、車体の略中央に配設される燃料電池30を覆うガードパイプ7と、ガードパイプ7の上方に配設されるアッパーパイプ8と、ガードパイプ7の後端部から上方に延びてアッパーパイプ8と連結される連結パイプ28と、アッパーパイプ8の後方で2本の水素ボンベ15を支持するリヤフレーム9とからなる骨格を有する。ハンドルポスト4の下方には、前輪WFを回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク3が取り付けられており、操向ハンドル5の回動により前輪WFの操舵角を変更することができる。
アンダーフレーム6の後端部に設けられたピボット軸13には、リヤクッション12によって車体に吊り下げられたスイングアーム11が揺動自在に軸支されている。スイングアーム11には、燃料電池車両1の動力源としての駆動モータ(不図示)が内蔵されており、後輪WRはこの駆動モータで駆動される。
メインフレーム2とアンダーフレーム6とで囲まれた空間には、反応ガスを強制的に圧送する過給機としてのスクロール型圧縮機52、反応ガスの湿度を調整する加湿機53、略直方体形状を有する燃料電池30、該燃料電池30の発電電圧を昇圧または降圧することにより所定の電圧に変換する電圧変換器(VCU)50、燃料電池30から供給される電力を蓄積する二次電池51とが配設されている。また、メインフレーム2の車体前方側には、燃料電池30の冷却水を冷却する左右一対のラジエータ60L,60Rが取り付けられており、該ラジエータ60L,60Rの背面部には冷却効果を高めるための電動の冷却ファン61が配設されている。
側面視長方形の燃料電池30は、その長方形を縦長とし、かつ車体後方側に傾けられて車体に取り付けられている。燃料電池30には、水素を含む燃料ガスを供給する燃料ガス管45と、酸素を含む反応ガスを供給する配管である吸入側マニホールド33と、セルスタックを通過した未反応ガスおよび生成水を排出する配管である排出側マニホールド36とが取り付けられている。略円柱状の水素ボンベ15は、水素ボンベレギュレータ16と接続されるバルブ側を車体前方側に向けて、後輪(駆動輪)WRの上方でリヤフレーム9およびガイドパイプ10に支持されている。水素ボンベ15に充填された水素は、各種センサ等からの情報に基づいて電気的に制御される水素ボンベレギュレータ16によって降圧された後、燃料ガス管45を介して燃料電池30に供給される。なお、リヤフレーム9の上方には、外装部品の一部としてのリヤカウル14が、水素ボンベ15を覆うようにして配設されている。
前記ハンドルポスト4の車体前方側には、外気を濾過するエアクリーナボックス54が設けられており、該エアクリーナボックス54から導入された空気は、スクロール型圧縮機52によって加湿機53に圧送される。そして、加湿機53によって適切な湿度が与えられた反応ガスは、反応ガス管34およびこれに接続される吸入側マニホールド33を介して、燃料電池30に圧送される。
前記ラジエータ60L,60Rの下方には、樹脂の薄板等で形成されて車体を覆う外装部品(不図示)の内側、すなわち、車体の内部へ積極的に外気を導入するための左右一対の電動ファン70が取り付けられている。また、スクロール型圧縮機52の車幅方向右側には、燃料電池30の冷却水の温度を所定値に保つためのサーモスタット52aが取り付けられている。
図3は、燃料電池車両1の上面図である。図4は、燃料電池車両1の左側面図であり、また、図5は燃料電池車両1の外装部品の一例を示す斜視図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。車幅方向中央に配設される燃料電池30の上部には、燃料ガス管45が接続される燃料ガス吸入孔38と、前記吸入側マニホールド33が接続される反応ガス吸入口32とが設けられている。略直方体の電圧変換器50は、燃料電池30の車体前方側において、左右一対のメインフレーム2に挟まれるように車幅方向中央に配設されている。また、電圧変換器50の天面には、金属等で形成された多数の薄い板状部材を車体前後方向に立設してなる放熱フィン50aが取り付けられている。
図6は、図3のA−A線断面図である。前記放熱フィン50aは、多数の板状部材50bを車体前後方向に配置して構成されているので、放熱フィン50aの向きと走行風の向きとが揃い、放熱フィン50aに触れる外気が流れやすくなって冷却効果をさらに高めることができる。また、板状部材50bを互いに連結する基部にも車体前後方向の放熱通風孔50cが形成されており、外気との接触面積が拡大されて、電圧変換器50の冷却効果がさらに高められる。
電圧変換器50は、前輪WFを操舵する操向ハンドル5と、運転者100が着座するシート18との間に形成される跨ぎ部20の内部に収められている。車幅方向左右に形成される足乗せ部19に挟まれると共に、足乗せ部19より一段高い天面を有する跨ぎ部20は、乗降時に運転者が跨ぎやすいように極力低く形成されるため、自ずと電圧変換器50と跨ぎ部20の天面との間隔は小さくなる。したがって、電圧変換器50および放熱フィン50aが車体外部と近い位置に置かれることとなり、電圧変換器50の冷却効果を高めることが可能となる。また、本実施形態では、前記放熱フィン50aが、跨ぎ部20の天面に形成された窓部から車体外方に臨むように構成されているので、放熱フィン50aが外気に直接触れるようになり、冷却効果をより一層高めることができるようになる。
本実施形態に係る燃料電池車両1では、樹脂の薄板等で形成された外装部品としてのカウリング17の内側に、燃料電池30を冷却する冷却水の放熱器としてのラジエータ60L,60Rが配設されており、電圧変換器50は、左右ラジエータ60L,60Rの間に配設されている。これにより、ラジエータを通過した温風が電圧変換器50に当たるのを防止し、車両正面からの走行風を車幅方向中央に配設された電圧変換器50に当てることができる。なお、電圧変換器50の側方を通過する走行風は、放熱フィン50aが臨む跨ぎ部の窓部から車体外部に排出するほか、車体後方の燃料電池30の冷却に利用してもよい。
上記したように、本発明に係る燃料電池車両においては、放熱フィン50aを有する電圧変換器50を、操向ハンドル5とシート18との間に設けられた跨ぎ部20に、放熱フィン50aが上を向くように配設したので、放熱フィン50aが車体外部に近い位置に置かれるようになり、簡単な構成によって電圧変換器50の冷却効果を高めることができるようになる。また、本実施形態に係る燃料電池車両1においては、燃料電池30やシート下の水素ボンベ15、駆動モータを内装するスイングアーム11等の重量物によって、前後輪の重量配分が後輪側寄りになりやすいが、車体前方寄りに位置する跨ぎ部20に重量物である電圧変換器50を配設することにより、前輪側の比率を増加させやすくなり、車体の前後重量バランスを向上させることができるようになる。
なお、電圧変換器、放熱フィン、操向ハンドル、シート、跨ぎ部、外装部品の形状等は、上記した実施形態に限られず種々の変更が可能である。例えば、電圧変換器の放熱フィンは、その一部のみが車体外方に露出するようにしてもよい。
また、燃料電池車両の形態は、自動二輪車のほか3/4輪車等であってもよく、燃料電池、水素貯蔵手段、過給機、加湿機、二次電池、ラジエータ等の構成部品の形態や配置も種々の変更が可能である。
1…燃料電池車両、5…操向ハンドル、15…水素ボンベ、17…カウリング、18…シート、19…足乗せ部、20…跨ぎ部、30…燃料電池、50…電圧変換器、50a…放熱フィン、60L,60R…ラジエータ、51…二次電池、52…スクロール型圧縮機、53…加湿機、100…運転者
Claims (5)
- 燃料電池の発電電圧を所定の電圧に変換する電圧変換器と、前輪を操舵する操向ハンドルと、運転者が着座するシートとを備えた燃料電池車両において、
前記操向ハンドルとシートとの間に、運転者の跨ぎ部が設けられており、
前記電圧変換器には放熱フィンが取り付けられ、
前記電圧変換器は、前記放熱フィンが前記車体の上方側を向くように前記跨ぎ部に収められていることを特徴とする燃料電池車両。 - 前記跨ぎ部は、車幅方向において、運転者が足を乗せる左右の足乗せ部に挟まれて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池車両。
- 車両左右側方に前記燃料電池の冷却水の放熱器である左右ラジエータを備え、
前記電圧変換器は、前記左右ラジエータの間に配設されていることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池車両。 - 前記電圧変換器は、前記放熱フィンが車体外方に露出するように配設されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の燃料電池車両。
- 前記放熱フィンが、車体前後方向に延びるように配置されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の燃料電池車両。
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-
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