JP5161638B2 - 車両用冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用冷却装置に関する。

車両には、駆動による発熱を冷却するラジエータを有する冷却装置が備わり、例えば燃料電池車両には、駆動モータや変速機などの駆動ユニットを冷却するための駆動ユニット用ラジエータ、燃料電池（Fuel Cell）を冷却するための燃料電池用ラジエータ、及びエアコンディション用の空調用ラジエータを有する冷却装置が備わる。

冷却装置を構成するラジエータは、例えば冷媒が通流するチューブと、チューブに備わる放熱用フィンからなり、放熱用フィンの間に、車両の走行によって発生する走行風を通過させて、チューブを通流する冷媒を冷却するように構成される。以下、ラジエータにおいて、走行風が当たる面を放熱面と称する。

各ラジエータは、例えば車両の前方に形成されるパワープラント収容室（エンジン室など）に備えられ、車両の前方に備わるフロントグリルに開口する導風口からパワープラント収容室に取り込まれる走行風が、ラジエータを通過するように構成される。さらに、ラジエータの後方にファンシュラウドと電動ファンを備えて、パワープラント収容室に強制的に外気を取り込んで走行風と合流させ、ラジエータを通過する走行風の通過量を多くすることで、各ラジエータの冷却効率を向上している。

そして、複数のラジエータを車両の前後方向に沿って重ねて配置し、冷却装置の配置スペースを小さくする技術が例えば特許文献１に開示されている。
特開２００６−３２７３２５号公報（図１参照）

しかしながら、例えば特許文献１に開示される技術では、パワープラント収容室に車両の前方から取り込まれる走行風は、ラジエータを重ねることによって通過圧損が増大するため、重ねたラジエータを走行風が効率よく通過できず、走行風だけでは、重ねたラジエータを効率よく冷却できないという問題がある。

そして、走行風によるラジエータの冷却を補助するため、大口径ファンを大出力モータで駆動する電動ファンをラジエータの後方に備えて外気を取り込み走行風に合流させるように構成すると、重量の増加、及び消費電力の増加に伴って、車両の燃費が悪化するという問題がある。
また、電動ファンが停止しているときは、電動ファンが抵抗となって走行風を効率よくパワープラント収容室に取り込めないという問題がある。
このように、ラジエータを重ねて配置した場合に、走行風を効率よく利用できないという問題がある。

そこで、本発明は、車両の燃費を低下させることなく、走行風を効率よく利用可能な、車両用冷却装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、車両に搭載されるとともに、前記車両の前方から後方に向かって通風する走行風に対して略垂直に起立する複数のラジエータが、前記走行風の通風方向に直列に配置される車両用冷却装置であって、前記複数のラジエータは、少なくとも一部が、前記走行風の上流から見て相互に重なり、前記複数のラジエータのうち、最前の第１ラジエータの後方に配置される第２ラジエータの少なくとも一部は、前記第１ラジエータより下方に突出して前記走行風の上流に臨み、前記第１ラジエータの面方向の面積は、前記第２ラジエータより小さく、前記第１ラジエータは、前記走行風の上流から見て、全面が前記第２ラジエータと重なり、前記複数のラジエータの後方に、上下方向の長さが前記第２ラジエータの放熱面の上下方向の長さよりも短く形成されて前記第１ラジエータに対応して配置されたファンシュラウドと、前記ファンシュラウドと一体に配置されたラジエータファンと、を備えていることを特徴とした。

係るこの発明によると、走行風の通風方向に対して起立し、かつ、走行風の上流から見て少なくとも一部が相互に重なって車両に備わる複数のラジエータのうち、最前の第１ラジエータの後方に配置される第２ラジエータの一部に、走行風を直接当てることができる。この走行風は、最前の第１ラジエータを通過していないことから温度が低く、第２ラジエータを効率よく冷却できる。

また、係るこの発明によると、第１ラジエータの下方で第２ラジエータが走行風の上流に臨み、走行風を直接当てることができる。

また、係るこの発明によると、前記走行風の上流から見て、第１ラジエータの全面を第２ラジエータと重ねることができる。

また、係るこの発明によると、ラジエータファンが吸い込む外気を走行風に合流させ、第１ラジエータに供給できる。
また、本発明は、前記ファンシュラウドの上下左右方向の長さが、前記第１ラジエータの放熱面の上下左右方向の長さと同じであることを特徴とする。
また、本発明は、前記複数のラジエータの前方に備わるフロントグリルに、前記第２ラジエータの一部が前記第１ラジエータより下方に突出している下部領域に前記走行風を供給するための導風口が、前記下部領域の位置に対応して形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記フロントグリルに、前記導風口から取り込まれる前記走行風を前記下部領域に案内する整流板が備わっていることを特徴とする。

また、本発明は、前記第２ラジエータは、上部に配置される上部タンクと、下部に配置される下部タンクと、上下に沿って配管されて前記上部タンクと前記下部タンクとを接続し、冷媒が通流する複数のチューブと、を備え、前記冷媒は、前記複数のチューブを下向きに流れることを特徴とした。

係るこの発明によると、第２ラジエータは、冷媒を上部タンクから下部タンクに向けて下向きに通流させることができる。

また、本発明は、前記車両のアンダカバーには、前記複数のラジエータの少なくとも１つを通過して前記車両の内部に取り込まれる前記走行風を外部に排出する排出口が形成されていることを特徴とした。

係るこの発明によると、複数のラジエータの少なくとも１つを通過して車両の内部に取り込まれる走行風を排出口から排出でき、効率よく走行風が複数のラジエータを通過できる。

また、本発明は、前記複数のラジエータの後方には、タイヤハウスを形成するインナフェンダが備わり、前記インナフェンダには、前記複数のラジエータの少なくとも１つを通過して前記車両の内部に取り込まれる前記走行風を外部に排出する排出口が形成されていることを特徴とした。

係るこの発明によると、複数のラジエータの少なくとも１つを通過して車両の内部に取り込まれる走行風をインナフェンダを介してタイヤハウスから排出でき、効率よく走行風が複数のラジエータを通過できる。

また、本発明は、前記車両は、駆動輪を駆動する駆動ユニットと、車室の温度調節をする空調装置と、を備え、前記第１ラジエータは、前記空調装置を経由する冷媒を冷却する空調用ラジエータであり、前記第２ラジエータは、前記駆動ユニットを経由する冷媒を冷却する駆動ユニット用ラジエータであることを特徴とした。

係るこの発明によると、空調用ラジエータを最前に配置し、駆動ユニット用ラジエータを空調用ラジエータの後方に配置することで、駆動ユニット用ラジエータの一部を、走行風の上流に臨ませることができる。

また、本発明は、前記車両は、燃料電池を備える燃料電池車両であり、前記第２ラジエータの後方には、前記複数のラジエータを構成するとともに、前記燃料電池を経由する冷媒を冷却する燃料電池用ラジエータが配置されていることを特徴とした。

係るこの発明によると、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車両用冷却装置を燃料電池車両に適用することができ、燃料電池用ラジエータを、第２ラジエータの後方に配置することができる。

また、本発明は、前記燃料電池用ラジエータは、上部に配置される燃料電池用上部タンクと、下部に配置される燃料電池用下部タンクと、上下に沿って配管されて前記燃料電池用上部タンクと前記燃料電池用下部タンクとを接続し、前記燃料電池を経由する冷媒が通流する複数の燃料電池用チューブと、を備え、前記燃料電池を経由する冷媒は、前記複数の燃料電池用チューブを下向きに流れることを特徴とした。

係るこの発明によると、燃料電池用ラジエータは、冷媒を燃料電池用上部タンクから燃料電池用下部タンクに向けて下向きに通流させることができる。

また、本発明は、前記燃料電池と、前記燃料電池に空気を供給するエアポンプを接続する空気供給配管の少なくとも一部は、前記第２ラジエータが前記走行風の上流に臨んでいる部分の後方であって、前記燃料電池用ラジエータの後方に配管されることを特徴とした。

係るこの発明によると、空調用ラジエータを通過しない走行風によって、燃料電池に空気を供給するエアポンプから吐出された空気を冷却することができる。

本発明によれば、車両の燃費を悪化させることなく、走行風を効率よく利用可能な、車両用冷却装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、燃料電池車両を例に、適宜図を参照して詳細に説明する。
図１は本実施形態に係る燃料電池車両の模式図である。本実施形態に係る燃料電池車両（車両）１０は、車室１１の空調（例えば冷房又は暖房）を行う空調装置１２を備えるとともに、車体後部に水素タンク２１、及び高圧バッテリ（蓄電池）２２を備える。さらに、燃料電池車両１０は、車体中央の床下に燃料電池２３を備え、前方のパワープラント収容室１３に、燃料電池車両１０の駆動輪である前輪２８を駆動する駆動モータ２４、エアポンプ２５及び冷却装置２６を備えている。
なお、本実施形態において、図１に示すように燃料電池車両１０の前方（Ｆｒ）、及び後方（Ｒｒ）を設定する。

燃料電池２３は、固体高分子型の単セルを複数枚積層したスタックからなり、エアポンプ２５によって空気が供給されるとともに、水素タンク２１から水素が供給されることにより、空気中の酸素と水素を電気化学反応させることで電力を発生させるものであり、例えばシステムボックス（燃料電池ケース）２７に内蔵される。燃料電池２３によって発電した電力の一部は一時的に高圧バッテリ２２に蓄えられ、燃料電池２３の出力が不足するときなどに、高圧バッテリ２２から駆動モータ２４等に電力が供給される。

駆動モータ２４は、燃料電池２３や高圧バッテリ２２の電力を受けて駆動輪である前輪２８を駆動し、燃料電池車両１０の走行用動力を発生する電動モータであり、図示しない変速機を備える。
なお、図１に示す水素タンク２１、燃料電池２３、高圧バッテリ２２の配置は限定されるものではない。
また、燃料電池車両１０には後輪２９が備わるが、後輪２９を駆動輪とする構成であってもよい。

パワープラント収容室１３の前方には、空調用ラジエータ（以下、ＡＣラジエータと称する）５２、駆動ユニット用ラジエータ（以下、ＤＴ（ドライブトレイン）ラジエータと称する）４１、及び燃料電池用ラジエータ（以下、ＦＣラジエータと称する）３１が、燃料電池車両１０の前方の側からこの順に、前後方向に直列に備わり、ＦＣラジエータ３１の後方に、ラジエータファン６１が配置される。すなわち、燃料電池車両１０の車体前方に形成されるパワープラント収容室１３の前方に、放熱面５５ａが起立するようにＡＣラジエータ５２が備わり、ＡＣラジエータ５２の後方には、放熱面４５ａが起立するようにＤＴラジエータ４１が備わる。さらに、ＤＴラジエータ４１の後方には、放熱面３５ａが起立するようにＦＣラジエータ３１が備わる。そして、ＦＣラジエータ３１の後方には、ファンの回転面がＦＣラジエータ３１の放熱面３５ａと略平行になるように、ラジエータファン６１が備わる。

そして、ＡＣラジエータ５２は最前面に配置されることから、請求項に記載の第１ラジエータであり、ＤＴラジエータ４１はＡＣラジエータ５２の後方に配置されることから、請求項に記載の第２ラジエータである。
以下、ＡＣラジエータ５２、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１をまとめてラジエータＲａｄと称する場合がある。

燃料電池車両１０の前方には、例えば上下に配置される２つの導風口８１ｂ、８１ｂが開口し、走行風Ａｉｒやラジエータファン６１によって吸い込まれる外気をパワープラント収容室１３に取り込むように構成される。

走行風Ａｉｒは、燃料電池車両１０の走行によって発生し、導風口８１ｂからパワープラント収容室１３に向かって取り込まれ、その主な通風方向は燃料電池車両１０の前後方向になる。
したがって、ＡＣラジエータ５２、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１は、燃料電池車両１０の前後方向に通風する走行風Ａｉｒに対して、放熱面５５ａ、４５ａ、３５ａが起立して備わる。さらに、ＡＣラジエータ５２、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１は通風方向に直列に配置され、走行風Ａｉｒの上流から見て、放熱面５５ａ、４５ａ、３５ａの少なくとも一部が相互に重なっている。

図２は、本実施形態に係る燃料電池車両の冷却装置の系統図である。図２に示すように、冷却装置２６は、燃料電池２３を冷媒で冷却するＦＣ冷却ライン３０と、駆動モータ２４や図示しない変速機を含んだ駆動ユニットを冷媒で冷却するＤＴ冷却ライン４０と、空調装置１２の冷媒を冷却するＡＣ冷却ライン５０と、ラジエータファン６１を含んでなる。これらの冷却ライン３０、４０、５０は互いに独立している。冷媒は例えば冷却水である。

ＦＣ冷却ライン３０は、燃料電池２３とＦＣラジエータ３１との間を、冷媒が循環可能にＦＣ冷却配管３２で接続した系統であり、冷媒を循環させるＦＣ冷却ポンプ３３を備える。
ＦＣラジエータ３１は、燃料電池２３の放熱を、燃料電池２３を経由してＦＣ冷却配管３２を通流する冷媒を介して外気と熱交換して大気に放出する機能を有する。

ＤＴ冷却ライン４０は、駆動モータ２４を含んだ駆動ユニットとＤＴラジエータ４１との間を、冷媒が循環可能にＤＴ冷却配管４２で接続した系統であり、冷媒を循環させるＤＴ冷却ポンプ４３を備える。ＤＴラジエータ４１は、駆動モータ２４や図示しない変速機を含んだ駆動ユニットの放熱を、駆動ユニットを経由してＤＴ冷却配管４２を通流する冷媒を介して外気と熱交換して大気に放出する機能を有する。

ＡＣ冷却ライン５０は、空調装置１２に内蔵された、図示しないエバポレータとコンプレッサ５１とＡＣラジエータ５２との間を、空調装置１２を経由する冷媒が循環可能にＡＣ冷却配管５３で接続した、一般的な蒸気圧縮式冷凍方式の冷房系統である。ＡＣラジエータ５２は、コンプレッサ５１で圧縮された高温高圧のガス状の冷媒と熱交換することで、ＡＣ冷却配管５３を通流する冷媒からの放熱を大気に放出する機能を有する。なお、ＡＣラジエータ５２は、二酸化炭素（ＣＯ_２）を冷媒とした空調装置１２にも適用できる。

ラジエータファン６１は、外気を強制的にパワープラント収容室１３（図１参照）に取り込む機能を有するファンである。

通常状態において、燃料電池２３の運転温度（放熱温度）Ｔ_ＦＣは８０〜９５℃前後であり、駆動モータ２４を含んだ駆動ユニットの運転温度Ｔ_ＤＴは６０〜７０℃である。
また、冷房動作時の空調装置１２において、コンプレッサ５１の運転温度Ｔ_ＡＣは５０〜５５℃である。
このように、燃料電池２３の運転温度Ｔ_ＦＣは、駆動モータ２４を含んだ駆動ユニットの運転温度Ｔ_ＤＴよりも高温になり、駆動ユニットの運転温度Ｔ_ＤＴは、空調装置１２のコンプレッサ５１の運転温度Ｔ_ＡＣよりも高温になる。

冷却装置２６に備わる、ＦＣラジエータ３１は、燃料電池２３の放熱温度Ｔ_ＦＣを冷却する装置であり、ＤＴラジエータ４１は、駆動モータ２４を含んだ駆動ユニットの運転温度Ｔ_ＤＴを冷却する装置である。また、ＡＣラジエータ５２は、コンプレッサ５１の運転温度Ｔ_ＡＣを冷却する装置である。

そして、後方に配置されるラジエータＲａｄに供給される走行風の温度を可能な限り低く保つため、図１に示すように、最も低温の運転温度Ｔ_ＡＣを冷却するＡＣラジエータ５２を最も前方に配置し、最も高温の運転温度Ｔ_ＦＣを冷却するＦＣラジエータ３１を最も後方に配置する。

そして、ラジエータＲａｄをパワープラント収容室１３（図１参照）の前方に配置するため、パワープラント収容室１３の前方に、枠体からなるバルクヘッド連結体１３０（図４参照）を形成し、ラジエータＲａｄをバルクヘッド連結体１３０で支持する構成とする。

図３は本実施形態に係る冷却装置のＡＣラジエータ、ＤＴラジエータ、及びＦＣラジエータの概要図である。図３に示すように、ＦＣラジエータ３１は、ヘッダ等の枠部材３４と、この枠部材３４に保持される、平面の形状が矩形のコア３５と、左右の枠部材３４の上端面から上方へ延びる上部支持ピン３６、３６と、左右の枠部材３４の下端面から下方へ延びる下部支持ピン３７、３７とを含んでなる。

また、コア３５の上部には燃料電池用上部タンク３５１が配置され、下部には燃料電池用下部タンク３５２が配置される。さらに、燃料電池用上部タンク３５１と燃料電池用下部タンク３５２とを連結する、上下方向に沿って配管される多数の燃料電池用チューブ３８、３８、・・・と、これら多数の燃料電池用チューブ３８の外周面に一体的に設けた多数の放熱用フィン３９、３９、・・・とを含んでなる。そして、多数の放熱用フィン３９によって、放熱面３５ａが形成される。

燃料電池２３（図２参照）を経由してＦＣ冷却ライン３０（図２参照）を循環する冷媒は、ＦＣラジエータ３１のコア３５の上部に配置される燃料電池用上部タンク３５１から、上下方向に配管される多数の燃料電池用チューブ３８、３８、・・・を燃料電池用下部タンク３５２まで流れる。
走行風Ａｉｒ（図１参照）は、多数の燃料電池用チューブ３８、３８、・・・の間を通過する間に、多数の放熱用フィン３９、３９、・・・を介して冷媒と熱交換をして、冷媒を冷却する。
以下、図３に示すように、燃料電池車両１０（図１参照）の前方（Ｆｒ）に向かって右（Ｒ）と左（Ｌ）を設定する。

ＤＴラジエータ４１は、ヘッダ等の枠部材４４と、この枠部材４４によって保持される、平面の形状が矩形のコア４５と、左右の枠部材４４の上端面から上方へ延びる上部支持ピン４６、４６と、左右の枠部材４４の下端面から下方へ延びる下部支持ピン４７、４７とを含んでなる。また、コア４５は、図示しない多数のチューブと、これら多数のチューブの外周面に一体的に設けた多数の放熱用フィン４９、４９、・・・とを含んでなる。そして、多数の放熱用フィン４９によって、放熱面４５ａが形成される。
本実施形態におけるＤＴラジエータ４１の図示しない多数のチューブは、ＦＣラジエータ３１と同様に上下方向に沿って配管されていてもよいし、左右方向に配管されていてもよい。

仮に、多数のチューブが上下方向に沿って配管される場合、ＤＴラジエータ４１の上部には、図示しない上部タンクが配置されるとともに、下部には図示しない下部タンクが配置される。
そして、駆動モータ２４（図２参照）を含んだ駆動ユニットを経由して、ＤＴ冷却ライン４０（図２参照）を循環する冷媒は、上部タンクから下部タンクに向かって、図示しないチューブを下向きに流れる。

一方、多数のチューブが左右方向に配管される場合、ＤＴラジエータ４１の左右には、図示しない冷媒タンクが配置される。
そして、駆動モータ２４（図２参照）を含んだ駆動ユニットを経由して、ＤＴ冷却ライン４０（図２参照）を循環する冷媒は、一方の冷媒タンクから他方の冷媒タンクに向かって、図示しないチューブを左右方向に流れる。

さらに、ＡＣラジエータ５２は、ヘッダ等の枠部材５４と、この枠部材５４によって保持される、平面の形状が矩形のコア５５と、左右の枠部材５４の上端面から上方へ延びる上部支持ピン５６、５６と、左右の枠部材５４の下端面から下方へ延びる下部支持ピン５７、５７とを含んでなる。また、コア５５は、図示しない多数のチューブと、これら多数のチューブの外周面に一体的に設けた多数の放熱用フィン５９、５９、・・とを含んでなる。そして、多数の放熱用フィン５９によって、放熱面５５ａが形成される。
ＡＣラジエータ５２の図示しない多数のチューブは、例えば左右方向に配管されてなる。

多数のチューブが左右方向に配管される場合、ＡＣラジエータ５２の左右には、図示しない冷媒タンクが配置される。
そして、空調装置１２（図２参照）を経由して、ＡＣ冷却ライン５０（図２参照）を循環する冷媒は、一方の冷媒タンクから他方の冷媒タンクに向かって、図示しないチューブを左右方向に流れる。

ＦＣラジエータ３１のコア３５の上下方向（縦方向）の長さをＨ１、左右方向（横方向）の長さをＷ１、ＤＴラジエータ４１のコア４５の上下方向（縦方向）の長さをＨ２、左右方向（横方向）の長さをＷ２とすると、ＤＴラジエータ４１のコア４５の上下方向の長さＨ２は、ＦＣラジエータ３１のコア３５の上下方向の長さＨ１と略等しく、コア４５の左右方向の長さＷ２は、コア３５の左右方向の長さＷ１と略等しく構成される。すなわち、ＦＣラジエータ３１のコア３５の放熱面３５ａと、ＤＴラジエータ４１のコア４５の放熱面４５ａは、略おなじ形状に形成される。

また、本実施形態に係るＡＣラジエータ５２のコア５５の左右方向の長さＷ３は、ＤＴラジエータ４１のコア４５の左右方向の長さＷ２と略等しく形成されるが、ＡＣラジエータ５２のコア５５の上下方向の長さＨ３は、ＤＴラジエータ４１のコア４５の上下方向の長さＨ２より短く形成される。
すなわち、ＡＣラジエータ５２のコア５５の左右方向（横方向）の長さＷ３と、ＤＴラジエータ４１のコア４５の左右方向（横方向）の長さＷ２は略等しく、かつ、ＡＣラジエータ５２のコア５５の上下方向（縦方向）の長さＨ３は、ＤＴラジエータ４１のコア４５の上下方向（縦方向）の長さＨ２より短く形成され、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの面積（面方向の面積）は、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａの面積より小さい。

図４は、燃料電池車両の前部の斜視図であり、ボディのフレーム構造を示す図である。図４に示すように、燃料電池車両１０の車体を構成するボディ１３１は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金を素材とするフレーム構造からなり、前後方向に沿って延在する一対のフロントサイドフレーム１３２ａ、１３２ｂを備える。

そして、ボディ１３１の前部には、バルクヘッド連結体１３０が形成される。バルクヘッド連結体１３０は、略矩形状の枠体として、一対のフロントサイドフレーム１３２ａ、１３２ｂの前端部に形成される。バルクヘッド連結体１３０の上端部には、バルクヘッドアッパフレーム１３０ａが備わり、バルクヘッドアッパフレーム１３０ａの両端には、一対のバルクヘッドサイドフレーム１３０ｃ、１３０ｃが下方に延びて備わる。そして、一対のバルクヘッドサイドフレーム１３０ｃ、１３０ｃの下端を連結するように、バルクヘッドロアフレーム１３０ｂが備わる。このように、バルクヘッド連結体１３０は、バルクヘッドアッパフレーム１３０ａ、バルクヘッドロアフレーム１３０ｂ、及び一対のバルクヘッドサイドフレーム１３０ｃ、１３０ｃで囲まれた枠体として形成される。

また、一対のフロントサイドフレーム１３２ａ、１３２ｂの中央部付近には、図示しないストラットを支持するストラットタワー１３５が設けられ、ストラットタワー１３５の下端部は、一対のフロントサイドフレーム１３２ａ、１３２ｂにそれぞれ連結される。図示しないストラットは、例えば、ショックを吸収するコイルスプリングと振動を減衰させるショックアブソーバとによって前輪ダンパとして構成される（図示せず）。

なお、図示しないストラットの下方には、例えば、前輪２８のバネ下部材（図示せず）が連結される。さらに、ストラットタワー１３５の左右外側には、前輪２８を収納するタイヤハウスを形成するインナフェンダ１３６が、例えばフロントサイドフレーム１３２ａ、１３２ｂに固定されて備わる。

バルクヘッド連結体１３０の下部を構成するバルクヘッドロアフレーム１３０ｂの上側（枠体内部の側）には、バルクヘッドロアフレーム１３０ｂに沿って左右方向にロアクロスメンバ７６が固定され、このロアクロスメンバ７６は、ラジエータＲａｄを下方から支持する支持部材の機能を有する。

燃料電池車両１０の前部に形成されるパワープラント収容室１３は、バルクヘッド連結体１３０の後方に、一対のフロントサイドフレーム１３２ａ、１３２ｂの間の空間として形成される。すなわち、バルクヘッド連結体１３０は、パワープラント収容室１３の前面の側を形成する。
そして、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の放熱面４５ａ、３５ａ（図３参照）が、バルクヘッド連結体１３０の枠体内部を全面にわたって塞ぐように、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１が前後方向に直列に備わる。
さらに、ＤＴラジエータ４１の前方には、走行風Ａｉｒの上流からみて、放熱面５５ａ（図３参照）の全てが放熱面４５ａと重なるように、ＡＣラジエータ５２（図３参照）が備わる。

前記したように、走行風Ａｉｒ（図１参照）の通風方向は、主に燃料電池車両１０（図１参照）の前後方向であることから、走行風Ａｉｒの上流から見て、前記ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａ（図１参照）は、全面が前記ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａ（図１参照）と重なって備わることになる。

パワープラント収容室１３には、一対のフロントサイドフレーム１３２ａ、１３２ｂの下方に、左右方向に懸架されるサブフレーム８５が備わる。サブフレーム８５は、駆動モータ２４（図１参照）を固定するための台座となるフレームで、一対のフロントサイドフレーム１３２ａ、１３２ｂの下側に、下方に延びるサイドフレーム８５ａ、８５ａの下端を連結するように備わる。この、サイドフレーム８５ａ、８５ａの長さによって、パワープラント収容室１３に備わる駆動モータ２４の設置高さを調節できる。

図５の（ａ）は、燃料電池車両の前部を上面の側から見た図である。図５の（ａ）に示すように、燃料電池車両１０の前部に形成される導風口８１ｂは、例えば左右の前照燈Ｌ_Ｌ、Ｌ_Ｒの間に形成され、バルクヘッド連結体１３０は、左右の前照燈Ｌ_Ｌ、Ｌ_Ｒが配置される領域の間に、左右方向の全域にわたって形成される。このようにバルクヘッド連結体１３０、及び導風口８１ｂを形成することで、導風口８１ｂからパワープラント収容室１３に取り込まれる走行風Ａｉｒは、バルクヘッド連結体１３０の左右方向に漏れることなく、全てがバルクヘッド連結体１３０の枠体内部を通過してパワープラント収容室１３に取り込まれる。

前記したように、バルクヘッド連結体１３０の枠体内部を、放熱面４５ａ、３５ａ（図３参照）が全面にわたって塞ぐように、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１が直列に備わり、走行風Ａｉｒの上流から見たとき、放熱面５５ａ（図３参照）が全面にわたってＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａと重なるように、ＤＴラジエータ４１と直列にＡＣラジエータ５２が備わることから、導風口８１ｂから取り込まれる走行風Ａｉｒは、その全てがラジエータＲａｄを通過する。このことによって、パワープラント収容室１３に取り込まれる走行風ＡｉｒによるラジエータＲａｄの冷却効率を向上できる。

図５の（ｂ）は、図５の（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図５の（ｂ）に示すように、燃料電池車両１０の前部は、前面を覆うフロントグリル８１と、前上部の開口を開閉可能に覆うフード８３とを備える。フロントグリル８１には、前記した導風口８１ｂが形成される。

フロントグリル８１の下端部は後方へ延びて、燃料電池車両１０の前部のアンダカバーとなるスプラッシュシールド８１ａを形成する。図５の（ｂ）に示すように、スプラッシュシールド８１ａは、バルクヘッドロアフレーム１３０ｂの下面に、クリップやビス等の締付け部材８４で固定されるとともに、さらに後方に延びるように形成され、その後端部は、例えば駆動モータ２４を固定するサブフレーム８５の下面に、クリップやビス等の締付け部材８４で固定される。
なお、スプラッシュシールド８１ａの後端部と、サブフレーム８５の間に、駆動モータ２４の下面を保護するモータアンダカバー２４ａの前端部を重ねて固定してもよい。

バルクヘッドロアフレーム１３０ｂは、例えば断面がコ字型の部材からなり、開口を上側、すなわちバルクヘッド連結体１３０（図４参照）の枠体内部の側に向けて固定され、下側の面には、スプラッシュシールド８１ａが密着するように備わる。このようにバルクヘッドロアフレーム１３０ｂとスプラッシュシールド８１ａを密着することで、バルクヘッド連結体１３０の下方を通る走行風Ａｉｒを遮断することができる。

さらに、バルクヘッド連結体１３０の上側を形成するバルクヘッドアッパフレーム１３０ａとフード８３との間隙を塞ぐように構成することで、バルクヘッド連結体１３０の上方を通る走行風Ａｉｒを遮断できる。
このように、バルクヘッド連結体１３０の上方、及び下方を通る走行風Ａｉｒを遮断することで、導風口８１ｂ、８１ｂから流入した走行風Ａｉｒは、上下方向に漏れることなく、全てがバルクヘッド連結体１３０の枠体内部を通過してパワープラント収容室１３に取り込まれる。

前記したように、導風口８１ｂ、８１ｂから流入した走行風Ａｉｒは、バルクヘッド連結体１３０の左右方向に漏れないことから、導風口８１ｂ、８１ｂから流入した走行風Ａｉｒは、全てがバルクヘッド連結体１３０の枠体内部を通過して、パワープラント収容室１３に流入することになる。

図５の（ｂ）に示すように、ＡＣラジエータ５２、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１は、燃料電池車両１０の前後方向に直列に配置され、それぞれの下端は、ロアクロスメンバ７６に支持される。
すなわち、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの後面５５ｂにＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａを対向させて配置し、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａの後面４５ｂに、ＦＣラジエータ３１の放熱面３５ａを対向させて配置する。

また、図３に示すように、ＡＣラジエータ５２のコア５５の左右方向の長さＷ３は、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１のコア４５、３５の左右方向の長さＷ２、Ｗ１と略同等に構成し、ＡＣラジエータ５２のコア５５の上下方向の長さＨ３は、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１のコア４５、３５の上下方向の長さＨ２、Ｈ１より短く構成する。そして、ＡＣラジエータ５２の上端部は、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の上端部と揃えて配置する。
このように構成することで、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの後面５５ｂは全面にわたって、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａと対向して備わる。
なお、ラジエータＲａｄを、燃料電池車両１０の前後方向に対して後傾するように備えることで、放熱面５５ａ、４５ａ、３５ａの面積を広げることができ、冷却効率を向上できる。

さらに、図５の（ｂ）に示すように、ＡＣラジエータ５２とＤＴラジエータ４１の間の周囲、及びＤＴラジエータ４１とＦＣラジエータ３１の間の周囲をそれぞれシール部材９１、９２でシールする。すなわち、ＡＣラジエータ５２とＤＴラジエータ４１とを、前後方向に直列に配置し、放熱面５５ａの後面５５ｂと放熱面４５ａの周囲をシール部材９１でシールするとともに、ＤＴラジエータ４１とＦＣラジエータ３１を前後方向に直列に配置し、放熱面４５ａの後面４５ｂと放熱面３５ａの周囲をシール部材９２でシールして、ＡＣラジエータ５２とＤＴラジエータ４１の間、及びＤＴラジエータ４１とＦＣラジエータ３１の間からの走行風Ａｉｒの漏洩を抑制する。

このような構成によって、ＡＣラジエータ５２、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の３枚が重なる領域と、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の２枚のみが重なる領域が形成される。
換言すると、燃料電池車両１０の下方の側では、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａの一部がＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの下方に突出し、走行風Ａｉｒの上流に臨んでいる。
そして、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａが走行風Ａｉｒの上流に臨んでいる部分には、導風口８１ｂから取り込まれる走行風Ａｉｒが直接当たることになる。

なお、本実施形態においては、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの面積をＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａの面積より小さく形成したが、これは限定されるものではない。
例えば、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの面積をＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａと同等に形成し、ＡＣラジエータ５２をＤＴラジエータ４１に対して上方にずらすように配置してもよい。
このような配置であっても、燃料電池車両１０の下方の側で、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａの一部が走行風Ａｉｒの上流に臨むように構成できる。

また、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａの一部をＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの下方に突出するとしたが、これは限定されるものではなく、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａの一部をＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの上方に突出させる構成であってもよいし、左右方向に突出させる構成であってもよい。

以下、ＡＣラジエータ５２、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の３枚が重なる部分を上部領域Ｕｐと称し、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の２枚のみが重なる領域、すなわち、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａが走行風Ａｉｒの上流にに臨んでいる部分を下部領域Ｄｎと称する場合がある。

また、フロントグリル８１に形成される、導風口８１ｂの配置は限定するものではないが、本実施形態においては、図５の（ｂ）に示すように、上下の２箇所に形成し、上方の導風口８１ｂは、主に上部領域Ｕｐに供給される走行風Ａｉｒを取り込み、下方の導風口８１ｂは、主に下部領域Ｄｎに供給される走行風Ａｉｒを取り込むように構成した。

さらに、図５の（ｂ）に示すように、燃料電池車両１０（図１参照）の左右方向に延びる整流板８１ｃを、前方からＡＣラジエータ５２の側に向けて、例えばフロントグリル８１の上側の導風口８１ｂと下側の導風口８１ｂの間に固定して備えてもよい。
このような整流板８１ｃを備えると、上側の導風口８１ｂから取り込まれる走行風Ａｉｒの流れと下側の導風口８１ｂから取り込まれる走行風Ａｉｒの流れの合流を抑制できる。このことによって、上側の導風口８１ｂから取り込まれる走行風Ａｉｒで上部領域Ｕｐを効率よく冷却できるとともに、下側の導風口８１ｂから取り込まれる走行風Ａｉｒで下部領域Ｄｎを効率よく冷却できる。

図６は、ラジエータの固定方法を示す図、図７は、ファンシュラウドを示す図である。図６に示すように、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１は、下端部をロアクロスメンバ７６に直接に取付けるとともに、上端部を連結部材９３によってバルクヘッドアッパフレーム１３０ａに固定する。
具体的には、ＤＴラジエータ４１、ＦＣラジエータ３１の両端（図６には、左端を図示）に備わる枠部材４４、３４から下方に延伸する下部支持ピン４７、３７を、マウント用ブッシュ９４、９４を介して、ロアクロスメンバ７６に開口している固定孔７６ａ、７６ａに嵌合して、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の下端部を、ロアクロスメンバ７６で支持する。

また、本実施形態に係るＡＣラジエータ５２は、図３に示すように、コア５５の上下方向の長さＨ３が、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１のコア４５、３５の上下方向の長さＨ２、Ｈ１より短く形成される。そこで、例えば枠部材５４は、図６に示すように、上下方向の長さがＤＴラジエータ４１の枠部材４４と略同等の長さになるように、ＡＣラジエータ５２の下方に延伸する構成とする。そして、枠部材５４から下方に延伸する下部支持ピン５７を、マウント用ブッシュ９４を介してロアクロスメンバ７６の固定孔７６ａに嵌合する。このようにして、ＡＣラジエータ５２の上端が、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１と同等の高さになるように、ロアクロスメンバ７６で支持することができる。

連結部材９３は、例えば、鋼板のプレス成形品からなる平板状の部材であり、バルクヘッドアッパフレーム１３０ａの左右両端部に上から重ねて複数のボルト９５、９５、・・・で取り外し可能に取付けるものである。この連結部材９３は上下貫通した３個の支持用孔９３ａ、９３ａ、９３ａが開口している。
一方、ＡＣラジエータ５２、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の枠部材５４、４４、３４には、上方に延伸する上部支持ピン５６、４６、３６が形成され、上部支持ピン５６、４６、３６は、マウント用ブッシュ９６、９６、９６を介して連結部材９３の支持用孔９３ａ、９３ａ、９３ａに嵌合するとともに、連結部材９３をバルクヘッドアッパフレーム１３０ａに、複数のボルト９５、９５、・・・で固定することで、ＡＣラジエータ５２、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の上端部をバルクヘッドアッパフレーム１３０ａに取り外し可能に取り付けられる。

また、図７に示すように、ＦＣラジエータ３１の後方には、ファンシュラウド６１ａを有するラジエータファン６１が備わる。ファンシュラウド６１ａは、ラジエータファン６１がパワープラント収容室１３（図５の（ｂ）参照）に吸い込む外気と合流する走行風Ａｉｒが、ラジエータＲａｄを迂回して流れることを防止するカバーであり、例えば、図７に示すように、ラジエータＲａｄの後方の側を覆うように備わる。そして、ラジエータファン６１は、ファンシュラウド６１ａを介して、例えばＦＣラジエータ３１の枠部材３４（図３参照）に固定される。

ラジエータファン６１に吸い込まれる外気は、走行風Ａｉｒと合流してラジエータＲａｄを通過した後、ファンシュラウド６１ａの内部を通流して、パワープラント収容室１３（図５の（ｂ）参照）に流入する。

そして、本実施形態においては、図７に示すように、ファンシュラウド６１ａの上下方向の長さを、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの上下方向の長さと略同等にすることを特徴とする。すなわち、ファンシュラウド６１ａは、その上下方向の長さが、ＤＴラジエータ４１、ＦＣラジエータ３１の放熱面４５ａ、３５ａの上下方向の長さより短く形成され、いわゆるハーフシュラウドを形成する。そして、ファンシュラウド６１ａの上端部が、ＦＣラジエータ３１の上端部と略同等の高さになるように配置する。
また、ファンシュラウド６１ａの左右方向の長さは、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの左右方向の長さと略同等に形成する。
このような構成によって、ファンシュラウド６１ａは、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａに対応した位置に備わる。

さらに、ファンシュラウド６１ａの上端部をＦＣラジエータ３１の上端部と略同等の高さになるように配置することで、ファンシュラウド６１ａに備わるラジエータファン６１を駆動する図示しないモータが、燃料電池車両１０（図１参照）の上方に配置される。
燃料電池車両１０の下方には、導風口８１ｂ（図１参照）から例えば水が流入することがあるため、ラジエータファン６１を駆動する図示しないモータを燃料電池車両１０の上方に配置したことで、導風口８１ｂから流入する水が、図示しないモータに到達することを防止できる。このことによって、ラジエータファン６１が導風口８１ｂから流入する水によって破損することを防止できる。

このようにラジエータファン６１を配置することで、ＡＣラジエータ５２、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の３枚のラジエータが重なる部分（上部領域Ｕｐ）には、ラジエータファン６１が吸い込む外気が走行風Ａｉｒと合流して供給される。
なお、燃料電池車両１０（図１参照）が停車していて、走行風Ａｉｒが発生しない場合は、ラジエータファン６１が吸い込む外気のみが上部領域Ｕｐに供給されることになる。
上部領域Ｕｐは、重なるラジエータの数が多いことから、走行風Ａｉｒの通過圧損が大きくなり、走行風Ａｉｒのみでは、最も後方に配置されるＦＣラジエータ３１の冷却効果が低下する。
このように、走行風Ａｉｒの通過圧損が大きい部分は、ラジエータファン６１で強制的に外気を吸い込んで走行風Ａｉｒに合流して供給し、走行風Ａｉｒの通過圧損による冷却効果の低下を軽減する。

また、図５の（ｂ）に示す整流板８１ｃを備えることで、ラジエータファン６１が吸い込む外気を効率よく上部領域Ｕｐに供給でき、上部領域Ｕｐの冷却効率を向上できる。

さらに、燃料電池車両１０（図１参照）が停車中であっても、空調装置１２（図１参照）を駆動する必要があることから、ＡＣラジエータ５２は、燃料電池車両１０の停車中にも冷却する必要がある。
図７に示すように、ファンシュラウド６１ａをＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａに対応して備えたことで、ラジエータファン６１が強制的に吸い込む外気は、ＡＣラジエータ５２に供給されることから、燃料電池車両１０が停車中で走行風Ａｉｒが発生しない場合においても、ラジエータファン６１を駆動して、ＡＣラジエータ５２を効率よく冷却できる。

また、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａの上下方向の長さがＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の放熱面４５ａ、３５ａの上下方向の長さより短いことから、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａより下方（下部領域Ｄｎ）は、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の２枚のみが重なる領域であり、走行風Ａｉｒの通過圧損が小さい。
このことから、ラジエータファン６１で強制的に吸い込んだ外気を走行風Ａｉｒに合流しなくても、燃料電池車両１０（図１参照）の走行によって発生して導風口８１ｂ（図１参照）から取り込まれる走行風Ａｉｒで、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１を効率よく冷却できる。

このように、ファンシュラウド６１ａの上下方向の長さを短くしてハーフシュラウドとすることで、ラジエータファン６１のファンの口径、及びラジエータファン６１を駆動するモータの出力を小さくすることができ、燃料電池車両１０（図１参照）の重量の増加、及び消費電力の増加に伴う燃費の悪化を抑制できるという優れた効果を奏する。

なお、本実施形態においては、図７に示すように、ファンシュラウド６１ａ及びラジエータファン６１をＦＣラジエータ３１の後方に備えた構成としたが、例えばラジエータファン６１をＡＣラジエータ５２の前方に備える構成であってもよい。そして、この場合、ラジエータＲａｄを通過する走行風Ａｉｒの通過圧損の低下を軽減するため、ファンシュラウド６１ａを備えることなく、ラジエータファン６１を、例えばＡＣラジエータ５２の枠部材５４（図３参照）に固定する構成とすればよい。

さらに、ラジエータファン６１のファンの口径をＡＣラジエータ５２に対応した大きさとすることで、ＤＴラジエータ４１及びＦＣラジエータ３１に対する走行風Ａｉｒの通過圧損の低下を軽減できる。

図８は、ラジエータを通過する走行風の状態を示す模式図であって、（ａ）は燃料電池車両の停車時を示す図、（ｂ）は、走行時を示す図である。図８の（ａ）に示すように、燃料電池車両１０（図１参照）が停車しているとき、ラジエータファン６１の駆動によって、強制的に導風口８１ｂ（上側の導風口８１ｂ）から取り込まれる外気は、ＡＣラジエータ５２を通過した後、ＤＴラジエータ４１、及びＦＣラジエータ３１の上部領域Ｕｐを通過する。そして、ファンシュラウド６１ａの内部を通過して、パワープラント収容室１３に流入する。
このように、燃料電池車両１０が停車中であってもラジエータファン６１を駆動することで、ＡＣラジエータ５２を冷却できる。

一方、燃料電池車両１０が走行中のときに発生する走行風Ａｉｒは、図８の（ｂ）に示すように、フロントグリル８１の導風口８１ｂ（下側の導風口８１ｂ）から取り込まれて、ＤＴラジエータ４１の下部領域Ｄｎを通過する。

下部領域Ｄｎは、燃料電池車両１０（図１参照）の下方に位置するが、この位置は、例えばフロントグリル８１の導風口８１ｂを大きく開口するなど、導風口８１ｂの形状や大きさに対する設計の自由度が大きく、走行風Ａｉｒを効率よく取り込める位置である。したがって、ＤＴラジエータ４１の下部領域Ｄｎは、導風口８１ｂから取り込まれた走行風Ａｉｒで効率よく冷却できる。

さらに、ＤＴラジエータ４１の下部領域Ｄｎを通過した走行風Ａｉｒは、ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎに到達する。
ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎに到達する走行風Ａｉｒは、ＤＴラジエータ４１を通過しているだけであり、ＦＣラジエータ３１の放熱面３５ａに到達する走行風Ａｉｒの通過圧損は上部領域Ｕｐより小さい。すなわち、ラジエータファン６１を駆動しない場合に、ＦＣラジエータ３１の放熱面３５ａに到達する走行風Ａｉｒの通過圧損は、上部領域Ｕｐより下部領域Ｄｎのほうが小さい。
したがって、下部領域Ｄｎでは、放熱面３５ａにおける走行風Ａｉｒの風圧が大きく、効率よくＦＣラジエータ３１を通過できることから、ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎを効率よく冷却できる。

なお、本実施形態においては、図３に示すように、ＤＴラジエータ４１の放熱面４５ａの面積とＦＣラジエータ３１の放熱面３５ａの面積とを略等しく形成したがこれは限定されるものではなく、例えばＦＣラジエータ３１のコア３５の上下方向の長さＨ１をＤＴラジエータ４１のコア４５の上下方向の長さＨ２より長く形成してもよい。
このように形成することで、例えば下部領域ＤｎにおいてＦＣラジエータ３１が、ＤＴラジエータ４１の下方から突出し、ＦＣラジエータ３１の放熱面３５ａの一部が走行風Ａｉｒの上流に臨むように構成できる。
そして、放熱面３５ａの走行風Ａｉｒの上流に臨む部分を効率よく冷却することができ、その結果としてＦＣラジエータ３１を効率よく冷却できる。

この場合においても、ファンシュラウド６１ａ（図８の（ａ）参照）は、ＡＣラジエータ５２の放熱面５５ａに対応するように構成すればよい。

また、スプラッシュシールド８１ａ（図５の（ｂ）参照）の、パワープラント収容室１３（図５の（ｂ）参照）の床部分を形成する部分に排出口を設けてもよい。図９の（ａ）は、スプラッシュシールドの排出口を示す模式図である。図９の（ａ）に示すように、例えば、バルクヘッドロアフレーム１３０ｂとサブフレーム８５の間に、スプラッシュシールド８１ａが下方に窪んだ凹部８１ａ１を形成し、サブフレーム８５の前方には、凹部８１ａ１の底部８１ａ２からサブフレーム８５に向かって傾斜する傾斜部８１ａ３を形成する。そして、傾斜部８１ａ３に、スプラッシュシールド８１ａを貫通するように、少なくとも１つの排出口８１ａ４を開口する。

さらに、例えば、駆動モータ２４（図９の（ｂ）参照）の後方を支持するように、サブフレーム８６を燃料電池車両１０のボディ１３１（図４参照）に形成し、その下方にモータアンダカバー２４ａを固定する構成としてもよい。この場合、サブフレーム８６は、図４に示すサブフレーム８５と略同等の構成とすればよい。

そして、サブフレーム８６の前方には、モータアンダカバー２４ａが下方に向かって傾斜する傾斜部２４ａ１を形成し、傾斜部２４ａ１に、モータアンダカバー２４ａを貫通するように、少なくとも１つの排出口２４ａ２を開口する。

図９の（ｂ）は、図９の（ａ）のＹ−Ｙ断面図で、ラジエータが備わったときの走行風の通風の状態を示す模式図、（ｃ）は、上面側から見た、走行風の通風の状態を示す模式図である。図９の（ｂ）に示すように、走行風Ａｉｒは、ラジエータＲａｄを通過してパワープラント収容室１３に流入する。すなわち、走行風Ａｉｒは、燃料電池車両１０の内部に取り込まれる。
そこで、図９の（ａ）、（ｂ）に示すように、スプラッシュシールド８１ａに排出口８１ａ４を形成して走行風Ａｉｒをパワープラント収容室１３から排気することで、走行風Ａｉｒをパワープラント収容室１３へ効率よく流入できる。すなわち、パワープラント収容室１３への走行風Ａｉｒの流入量が増大し、ラジエータＲａｄを通過する走行風Ａｉｒの通過量が増大する。このことによって、ラジエータＲａｄを効率よく冷却できる。

また、図９の（ｂ）に示すようにモータアンダカバー２４ａに排出口２４ａ２を形成することで、排出口２４ａ２からも走行風Ａｉｒを排気することができ、パワープラント収容室１３からの排気効率を向上できる。その結果として走行風Ａｉｒをパワープラント収容室１３に効率よく流入することができ、ラジエータＲａｄを効率よく冷却できる。

スプラッシュシールド８１ａ及びモータアンダカバー２４ａの下方は、燃料電池車両１０（図１参照）が走行する路面と対向することから、燃料電池車両１０の走行によってスプラッシュシールド８１ａ及びモータアンダカバー２４ａの下方に空気流が発生する。そして、この空気流による負圧が、パワープラント収容室１３に流入する走行風Ａｉｒを排出口８１ａ４、２４ａ２を介して吸引することで、パワープラント収容室１３からの排気効率が向上する。

さらに、図９の（ｂ）に示すように、スプラッシュシールド８１ａに傾斜部８１ａ３を設けて排出口８１ａ４を開口し、モータアンダカバー２４ａに傾斜部２４ａ１を設けて排出口２４ａ２を開口したことで、走行風Ａｉｒをパワープラント収容室１３から効率よく排気できる。
すなわち、スプラッシュシールド８１ａの傾斜部８１ａ３、及びモータアンダカバー２４ａの傾斜部２４ａ１は、スプラッシュシールド８１ａやモータアンダカバー２４ａから後方に向けて起立することから、燃料電池車両１０（図１参照）の前方に形成される導風口８１ｂ（図１参照）からパワープラント収容室１３に流入する走行風Ａｉｒは、その流れの方向を大幅に変えることなく排出口８１ａ４、２４ａ２から排気される。

このことによって、走行風Ａｉｒはパワープラント収容室１３から効率よく排気される。走行風Ａｉｒが、パワープラント収容室１３から効率よく排気されると、走行風Ａｉｒは、パワープラント収容室１３に効率よく流入し、パワープラント収容室１３への走行風Ａｉｒの流入量が増大する。したがって、ラジエータＲａｄを通過する走行風Ａｉｒの通過量が増大して、ラジエータＲａｄを効率よく冷却できる。

なお、スプラッシュシールド８１ａに形成される傾斜部８１ａ３（図９の（ａ）参照）は、バルクヘッドロアフレーム１３０ｂ（図９の（ａ）参照）とサブフレーム８５（図９の（ａ）参照）の高低差を吸収する機能を有することから、例えば、サブフレーム８５がバルクヘッドロアフレーム１３０ｂより高い位置に備わる場合、スプラッシュシールド８１ａに凹部８１ａ１（図９の（ａ）参照）を形成することなく、傾斜部８１ａ３を形成する構成であってもよい。

また、前記したように、燃料電池車両１０（図１参照）には、タイヤハウスを形成するインナフェンダ１３６（図４参照）が備わる。そこで、図９の（ｃ）に示すように、インナフェンダ１３６の前方に、排出口１３６ａを形成してもよい。タイヤハウスは前輪２８を収納する空間であって、燃料電池車両１０の走行中に前輪２８の回転で、タイヤハウスが大気圧に対して負圧になる場合がある。図９の（ｃ）に示すように、インナフェンダ１３６に排出口１３６ａを形成することで、パワープラント収容室１３に流入する走行風Ａｉｒは、タイヤハウスの負圧で吸引され、タイヤハウスを経由して排気されることから、パワープラント収容室１３からの走行風Ａｉｒの排気効率が向上し、走行風Ａｉｒは、パワープラント収容室１３に効率よく流入する。そして、ラジエータＲａｄを効率よく冷却できる。

図１０の（ａ）は、ＦＣラジエータの冷媒が上方から下方に流れることを示す模式図、（ｂ）は、ＦＣラジエータの冷媒が下方から上方に流れることを示す参考図である。前記したように、ＦＣラジエータ３１は、冷媒が通流する燃料電池用チューブ３８（図３参照）に放熱用フィン３９（図３参照）が備わって形成される。本実施形態においては、燃料電池用チューブ３８を上下方向に配管して、冷媒が、図１０の（ａ）に示すように上方から下方に下向きに流れるように構成する。

ラジエータＲａｄ（例えばＦＣラジエータ３１）は、走行風Ａｉｒと冷媒の温度差によって放熱量が決まるため、ＦＣラジエータ３１の放熱面３５ａの走行風Ａｉｒの温度分布に合わせて冷媒の流し方を決定すると冷却効率を向上できる。図１０の（ａ）に示すように、冷媒を上方から下方に流すことで、ＦＣラジエータ３１の放熱面３５ａで走行風Ａｉｒと冷媒の温度差を高くすることができ、ＦＣラジエータ３１の冷却効率を向上できる。
すなわち、図１０の（ａ）に示すように、ＦＣラジエータ３１の上部領域Ｕｐは、通過する走行風Ａｉｒの温度が高い。これは、ＦＣラジエータ３１を通過する走行風Ａｉｒが、ＡＣラジエータ５２、及びＤＴラジエータ４１を通過した走行風Ａｉｒであることによる。
しかしながら、ＦＣラジエータ３１において冷媒を上方から下方に流す場合、上部領域Ｕｐでは、冷媒も燃料電池２３（図１参照）の放熱をそのまま含んで非常に高温であることから、走行風Ａｉｒと冷媒の温度差が大きく、ＦＣラジエータ３１の上部領域Ｕｐで効率よく冷媒を冷却できる。

そして冷媒は、ＦＣラジエータ３１の上部領域Ｕｐでは走行風Ａｉｒの温度以下に冷却されることはなく、上部領域Ｕｐの走行風Ａｉｒの温度以上の温度で下部領域Ｄｎを通流する。ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎは、ＤＴラジエータ４１のみを通過した走行風Ａｉｒが通過することから、下部領域Ｄｎにおいて、ＦＣラジエータ３１の放熱面３５ａにおける走行風Ａｉｒの温度は、上部領域Ｕｐにおける放熱面３５ａの走行風Ａｉｒの温度より低い。したがって、ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎにおいて、冷媒と走行風Ａｉｒの温度差は、ＦＣラジエータ３１の上部領域Ｕｐと下部領域Ｄｎの走行風Ａｉｒの温度差以上の温度差を確保できる。このことによって、走行風Ａｉｒと冷媒との温度差が大きく、ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎは、冷媒を効率よく冷却できる。

ところで、図１０の（ｂ）に示すように、冷媒の通流方向を下方から上方に流れるように構成すると、ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎにおいては、冷媒と走行風Ａｉｒの温度差が大きく、冷媒の温度降下が大きい。そして、冷媒が上部領域Ｕｐを通流するとき、冷媒は温度が低くなった状態であることから、冷媒と走行風Ａｉｒの温度差が小さくなる場合がある。このことによって、ＦＣラジエータ３１の上部領域Ｕｐにおいて、冷媒の冷却効率が低下する場合がある。

したがって、図１０の（ａ）に示すように、本実施形態において、ＦＣラジエータ３１は、冷媒が上方から下方に下向きに流れるように構成して、下部領域Ｄｎと上部領域Ｕｐのいずれの領域でも冷却効率を向上できる構成とする。
なお、ＤＴラジエータ４１も、冷媒が上方から下方に下向きに流れるように構成してもよい。

また、ＦＣラジエータ３１において、冷媒を左右方向に通流する場合、ＦＣラジエータ３１の上下で冷媒の温度が異なると、燃料電池用チューブ３８（図３参照）が左右方向に膨張する割合がＦＣラジエータ３１の上下で異なることから、例えば上側が高温の場合には、コア３５（図３参照）が上側に広がった台形に変形することが考えられる。
例えば図６に示すように、ＦＣラジエータ３１は、左右に備わる枠部材３４で支持されることから、コア３５の左右方向の変形を吸収するためには構造が複雑になる。

図１０の（ａ）に示すように、冷媒を下向きに通流する場合、ＦＣラジエータ３１の上下で冷媒の温度が異なっても、全ての燃料電池用チューブ３８（図３参照）が上下方向に膨張するため、ＦＣラジエータ３１の変形は上下方向の伸び縮みになる。
この場合、全ての燃料電池用チューブ３８は、左右方向への膨張量が少なく、枠部材３４にコア３５（図３参照）の変形を吸収するための複雑な構造が不要になる。

さらに、例えば図６に示すようにＦＣラジエータ３１を固定した場合、コア３５（図３参照）の燃料電池用下部タンク３５２の下方に空間を設けることができ、この空間をコア３５の変形を吸収するスペースにできる。
例えば、燃料電池用チューブ３８の上下方向の膨張に対応して、燃料電池用下部タンク３５２が上下に微動するように構成すればよい。
このように、冷媒を下向きに通流する構成とすることで、ＦＣラジエータ３１のコア３５の変形を簡単な構造で吸収できる。

図１１は、ＦＣラジエータの下部領域の後方に、エアポンプ出口配管を配置したことを示す図である。図１に示すように、燃料電池車両１０には燃料電池２３に酸素を供給するエアポンプ２５が備わり、空気供給配管を介して燃料電池２３に空気を送り込んでいる。このとき、エアポンプ２５が送出する空気は加圧されるため温度が上昇する。しかしながら、燃料電池車両１０に備わる図示しない加湿器での加湿性能を向上するため、燃料電池２３に供給される空気の温度は低いほうが好ましい。

そこで、本実施形態においては、図１１に示すように、ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎの後方、且つスプラッシュシールド８１ａに形成される排出口８１ａ４の前方に、エアポンプ出口配管（空気供給配管）２５ａを配管した。図１１は、エアポンプ出口配管２５ａを、燃料電池車両１０（図１参照）の左右方向（すなわち、図１１の手前から奥に向かった方向）に配置したことを示す。

前記したように、ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎを通過する走行風Ａｉｒは、通過するラジエータが少ないことから、温度上昇が少なく温度が低い。図１１に示すように、エアポンプ出口配管２５ａを、ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎの後方に配置することで、温度の低い走行風Ａｉｒでエアポンプ出口配管２５ａを冷却でき、エアポンプ出口配管２５ａを通流する空気の温度を下げることができる。また、エアポンプ出口配管２５ａをスプラッシュシールド８１ａに形成される排出口８１ａ４の前方に配置することで、導風口８１ｂから排出口８１ａ４に向かって流れる走行風Ａｉｒの流路にエアポンプ出口配管２５ａが配置されることになり、エアポンプ出口配管２５ａを効率よく冷却できる。そして、図示しない加湿器での加湿性能を向上できる。

また、図示しない加湿器を構成する中空糸膜は熱に弱く、エアポンプ２５（図１参照）に図示しないインタークーラを備えてエアポンプ２５が吐出する空気を冷却している。
本実施形態のように、エアポンプ出口配管２５ａをＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎの後方、且つスプラッシュシールド８１ａに形成される排出口８１ａ４の前方に配置し、走行風Ａｉｒでエアポンプ出口配管２５ａを通流する空気を冷却することで、図示しないインタークーラを小型化しても、加湿器を通流する空気の温度を下げることができる。そして、図示しないインタークーラを小型化すると、例えば軽量化を図ることができ、燃料電池車両１０（図１参照）の燃費を向上できるという優れた効果を奏する。

なお、エアポンプ出口配管２５ａを、ＦＣラジエータ３１の下部領域Ｄｎの後方、且つインナフェンダ１３６に形成される排出口１３６ａ（図９の（ｃ）参照）の前方に配置してもよい。この場合、導風口８１ｂから排出口１３６ａに向かって流れる走行風Ａｉｒの流路にエアポンプ出口配管２５ａが配置されることになり、エアポンプ出口配管２５ａを効率よく冷却できる。

以上のように、本実施形態においては、ＡＣラジエータ、ＤＴラジエータ、及びＦＣラジエータを燃料電池車両の前後方向に直列に配置するとともに、最も前方に配置するＡＣラジエータの上下方向の長さを短くした。さらに、ＦＣラジエータの後方に備わるラジエータファンのファンシュラウドの上下方向の長さを、ＡＣラジエータの上下方向の長さと略同等にした。
そして、ＡＣラジエータ、ＤＴラジエータ、ＦＣラジエータ、及びファンシュラウドの上端部を揃えて配置し、ＡＣラジエータ、ＤＴラジエータ、ＦＣラジエータ、及びラジエータファンが走行風の上流からみて重なって配置される上部領域と、ＤＴラジエータ、及びＦＣラジエータが走行風の上流からみて重なって配置される下部領域と、を形成した。

下部領域は、ＤＴラジエータ、及びＦＣラジエータのみ重なる領域であり、走行風の通過圧損が小さいことから、燃料電池車両の走行で発生する走行風で、ＤＴラジエータ、およびＦＣラジエータを効率よく冷却できるという優れた効果を奏する。
上部領域は、ラジエータファンによって強制的に吸い込まれる外気を走行風に合流して冷却することができ、例えば燃料電池車両が走行していない状態であっても、ＡＣラジエータを冷却できるという優れた効果を奏する。

さらに、ファンシュラウドを小さくしたことで、ラジエータファンのファンの口径、及びラジエータファンを駆動するモータの出力を小さくすることができ、燃料電池車両の重量の増加、及び消費電力の増加に伴う燃費の悪化を抑制できるという優れた効果を奏する。

なお、以上は燃料電池車両を例に説明したが、本実施形態は、複数のラジエータを備える必要のある車両であれば、燃料電池車両に限らず適用できる。

また、本実施形態においてはラジエータを燃料電池車両の前方に配置したが、これは限定されるものではなく、例えばパワープラント収容室が燃料電池車両の後方に形成される場合、ラジエータを燃料電池車両の後方に配置する構成であってもよい。

本実施形態に係る燃料電池車両の模式図である。 本実施形態に係る燃料電池車両の冷却装置の系統図である。 本実施形態に係る冷却装置のＡＣラジエータ、ＤＴラジエータ、及びＦＣラジエータの概要図である。 燃料電池車両の前部の斜視図であり、ボディのフレーム構造を示す図である。 （ａ）は、燃料電池車両の前部を上面の側から見た図、（ｂ）は、図５の（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 ラジエータの固定方法を示す図である。 ファンシュラウドを示す図である。 ラジエータを通過する走行風の状態を示す模式図であって、（ａ）は燃料電池車両の停車時を示す図、（ｂ）は、走行時を示す図である。 （ａ）は、スプラッシュシールドの排出口を示す模式図、（ｂ）は、図９の（ａ）のＹ−Ｙ断面図で、ラジエータが備わったときの走行風の通風の状態を示す模式図、（ｃ）は、上面から見た、走行風の通流の状態を示す模式図である。 （ａ）は、ＦＣラジエータの冷媒が上方から下方に流れることを示す模式図、（ｂ）は、ＦＣラジエータの冷媒が下方から上方に流れることを示す参考図である。 ＦＣラジエータの下部領域の後方に、エアポンプ出口配管を配置したことを示す図である。

符号の説明

１０ 燃料電池車両（車両）
１１ 車室
１２ 空調装置
２３ 燃料電池
２４ 駆動モータ
２５ａ エアポンプ出口配管（空気供給配管）
２６ 冷却装置
２８ 前輪（駆動輪）
３０ ＦＣ冷却ライン
３１ ＦＣラジエータ
３５ａ、４５ａ、５５ａ 放熱面
３８ 燃料電池用チューブ（チューブ）
４０ ＤＴ冷却ライン
４１ ＤＴラジエータ（第２ラジエータ）
５０ ＡＣ冷却ライン
５２ ＡＣラジエータ（第１ラジエータ）
６１ ラジエータファン
６１ａ ファンシュラウド
８１ａ スプラッシュシールド（アンダカバー）
８１ａ４ 排出口
３５１ 燃料電池用上部タンク（上部タンク）
３５２ 燃料電池用下部タンク（下部タンク）
Ｕｐ 上部領域
Ｄｎ 下部領域
Ａｉｒ 走行風

Claims (11)

1. 車両に搭載されるとともに、前記車両の前方から後方に向かって通風する走行風に対して略垂直に起立する複数のラジエータが、前記走行風の通風方向に直列に配置される車両用冷却装置であって、
   前記複数のラジエータは、少なくとも一部が、前記走行風の上流から見て相互に重なり、
   前記複数のラジエータのうち、最前の第１ラジエータの後方に配置される第２ラジエータの少なくとも一部は、前記第１ラジエータより下方に突出して前記走行風の上流に臨み、
   前記第１ラジエータの面方向の面積は、前記第２ラジエータより小さく、
   前記第１ラジエータは、前記走行風の上流から見て、全面が前記第２ラジエータと重なり、
   前記複数のラジエータの後方に、上下方向の長さが前記第２ラジエータの放熱面の上下方向の長さよりも短く形成されて前記第１ラジエータに対応して配置されたファンシュラウドと、前記ファンシュラウドと一体に配置されたラジエータファンと、を備えていることを特徴とする車両用冷却装置。
2. 前記ファンシュラウドの上下左右方向の長さは、前記第１ラジエータの放熱面の上下左右方向の長さと同じであることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
3. 前記複数のラジエータの前方に備わるフロントグリルには、前記第２ラジエータの一部が前記第１ラジエータより下方に突出している下部領域に前記走行風を供給するための導風口が、前記下部領域の位置に対応して形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用冷却装置。
4. 前記フロントグリルには、前記導風口から取り込まれる前記走行風を前記下部領域に案内する整流板が備わっていることを特徴とする請求項３に記載の車両用冷却装置。
5. 前記第２ラジエータは、上部に配置される上部タンクと、下部に配置される下部タンクと、上下に沿って配管されて前記上部タンクと前記下部タンクとを接続し、冷媒が通流する複数のチューブと、を備え、
   前記冷媒は、前記複数のチューブを下向きに流れることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
6. 前記車両のアンダカバーには、前記複数のラジエータの少なくとも１つを通過して前記車両の内部に取り込まれる前記走行風を外部に排出する排出口が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
7. 前記複数のラジエータの後方には、タイヤハウスを形成するインナフェンダが備わり、前記インナフェンダには、前記複数のラジエータの少なくとも１つを通過して前記車両の内部に取り込まれる前記走行風を外部に排出する排出口が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
8. 前記車両は、
   駆動輪を駆動する駆動ユニットと、
   車室の温度調節をする空調装置と、を備え、
   前記第１ラジエータは、前記空調装置を経由する冷媒を冷却する空調用ラジエータであり、
   前記第２ラジエータは、前記駆動ユニットを経由する冷媒を冷却する駆動ユニット用ラジエータであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
9. 前記車両は、
   燃料電池を備える燃料電池車両であり、
   前記第２ラジエータの後方には、前記複数のラジエータを構成するとともに、前記燃料電池を経由する冷媒を冷却する燃料電池用ラジエータが配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
10. 前記燃料電池用ラジエータは、上部に配置される燃料電池用上部タンクと、下部に配置される燃料電池用下部タンクと、上下に沿って配管されて前記燃料電池用上部タンクと前記燃料電池用下部タンクとを接続し、前記燃料電池を経由する冷媒が通流する複数の燃料電池用チューブと、を備え、
    前記燃料電池を経由する冷媒は、前記複数の燃料電池用チューブを下向きに流れることを特徴とする請求項９に記載の車両用冷却装置。
11. 前記燃料電池と、前記燃料電池に空気を供給するエアポンプを接続する空気供給配管の少なくとも一部は、
    前記第２ラジエータが前記走行風の上流に臨んでいる部分の後方であって、前記燃料電池用ラジエータの後方に配管されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の車両用冷却装置。

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