JP6680237B2

JP6680237B2 - Fuel cell vehicle

Info

Publication number: JP6680237B2
Application number: JP2017025592A
Authority: JP
Inventors: 信人森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: JP2018131043A

Description

本発明は、燃料電池車両に関し、特に、モータと当該モータの駆動力を後輪車軸に伝達する機構とがケースに収容されたモータ駆動ユニットが、後輪車軸を跨ぐように車両後部に配置される燃料電池車両に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell vehicle, and in particular, a motor drive unit in which a motor and a mechanism for transmitting the driving force of the motor to a rear wheel axle are housed in a case is arranged in the rear part of the vehicle so as to straddle the rear wheel axle. Fuel cell vehicle.

従来から、燃料電池の発電電力によって駆動されるモータと、当該モータの駆動力を後輪車軸に伝達する機構（減速ギヤや差動歯車装置等）と、を１つのケースに収容して一体化したモータ駆動ユニットを搭載した燃料電池車両が知られている。 Conventionally, a motor driven by power generated by a fuel cell and a mechanism (reduction gear, differential gear device, etc.) for transmitting the driving force of the motor to a rear wheel axle are housed in one case and integrated. A fuel cell vehicle equipped with such a motor drive unit is known.

このような燃料電池車両では、燃料電池に供給される燃料ガスを貯蔵する燃料タンクを搭載する必要があるところ、燃料タンクとモータ駆動ユニットとの位置関係に関しては、従来から様々なレイアウトが提案されている。 In such a fuel cell vehicle, it is necessary to mount a fuel tank for storing the fuel gas supplied to the fuel cell, and various layouts have been conventionally proposed regarding the positional relationship between the fuel tank and the motor drive unit. ing.

例えば特許文献１（特に図４）には、後輪車軸を跨ぐようにモータ駆動ユニットが車両後部に配置された燃料電池車両において、車両中央部に、長手方向が車両前後方向となるように１つの燃料タンクが配置されるとともに、モータ駆動ユニットの前後に、各々長手方向が車幅方向となるように２つの燃料タンクが配置されるレイアウトが開示されている。 For example, in Patent Document 1 (particularly FIG. 4), in a fuel cell vehicle in which a motor drive unit is arranged at the rear of the vehicle so as to straddle the rear wheel axle, the longitudinal direction is the vehicle front-rear direction at the vehicle center. A layout is disclosed in which two fuel tanks are arranged and two fuel tanks are arranged in front of and behind the motor drive unit so that the longitudinal direction thereof is the vehicle width direction.

国際公開ＷＯ２０１５／１８５１８４号公報International publication WO2015 / 185184

ところで、モータ駆動ユニットが前輪車軸を跨ぐように車両前部に配置された燃料電池車両では、例えば車両前端に設けられたグリルやバンパカバーの開口部を通じて導かれる、車両前方から車両後方に向かって流れる走行風によってモータ駆動ユニットの冷却を行うことが多い。 By the way, in a fuel cell vehicle in which a motor drive unit is arranged in the front part of the vehicle so as to straddle the front axle, for example, it is guided from the front side of the vehicle toward the rear side of the vehicle, which is guided through an opening of a grill or a bumper cover provided at the front end of the vehicle. In many cases, the motor drive unit is cooled by flowing traveling air.

しかしながら、モータ駆動ユニットが後輪車軸を跨ぐように車両後部に配置された燃料電池車両では、車両前方からの走行風の当たりが弱いため、モータ駆動ユニットのケース表面からの放熱が促進されず、モータ駆動ユニットの冷却性が劣るという問題がある。 However, in a fuel cell vehicle in which the motor drive unit is arranged in the rear part of the vehicle so as to straddle the rear wheel axle, since the traveling wind from the front of the vehicle is weak, heat dissipation from the case surface of the motor drive unit is not promoted, There is a problem that the cooling performance of the motor drive unit is poor.

特に、上記特許文献１のもののように、モータ駆動ユニットの前側に長手方向が車幅方向となるように燃料タンクが配置されるレイアウトでは、唯でさえ当たりが弱い走行風が燃料タンクによって遮られるため、モータ駆動ユニットの冷却性がより一層劣るという問題がある。 In particular, in the layout in which the fuel tank is arranged such that the longitudinal direction is in the vehicle width direction on the front side of the motor drive unit, as in the case of the above-mentioned Patent Document 1, even a weak running wind is blocked by the fuel tank. Therefore, there is a problem that the cooling performance of the motor drive unit is further deteriorated.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータ駆動ユニットが車両後部に配置された燃料電池車両において、モータ駆動ユニットの冷却性を向上させる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for improving the cooling performance of a motor drive unit in a fuel cell vehicle in which the motor drive unit is arranged at the rear of the vehicle. It is in.

前記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池車両では、走行風導入部を車両側部に設けるとともに、燃料電池車両に通常搭載される燃料タンクを利用して、走行風導入部から導入される走行風をモータ駆動ユニットへ案内するようにしている。 In order to achieve the above-mentioned object, in the fuel cell vehicle according to the present invention, the traveling wind introducing portion is provided on the vehicle side portion and is introduced from the traveling wind introducing portion using a fuel tank normally mounted in the fuel cell vehicle. The traveling wind is guided to the motor drive unit.

具体的には、本発明は、燃料電池の発電電力によって駆動されるモータと、当該モータの駆動力を後輪車軸に伝達する機構とがケースに収容されたモータ駆動ユニットが、当該後輪車軸を跨ぐように車両後部に配置される燃料電池車両を対象としている。 Specifically, the present invention is directed to a motor drive unit in which a motor driven by electric power generated by a fuel cell and a mechanism for transmitting a driving force of the motor to a rear wheel axle are housed in the rear wheel axle. The target is a fuel cell vehicle that is arranged in the rear part of the vehicle so as to straddle the vehicle.

そして、この燃料電池車両は、上記燃料電池に供給される燃料ガスを貯蔵する燃料タンクと、上記モータ駆動ユニットよりも車両前後方向前側における車両側部に設けられた走行風導入部と、を備え、上記燃料タンクは、上記走行風導入部から導入された走行風を上記モータ駆動ユニットへ案内するように、長手方向の一端部が上記モータ駆動ユニットの前方に位置し、且つ、長手方向の他端部が上記走行風導入部の近傍に位置するよう、車両前後方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とするものである。 The fuel cell vehicle includes a fuel tank for storing the fuel gas supplied to the fuel cell, and a running wind introducing portion provided on the vehicle side portion on the vehicle front-rear direction front side of the motor drive unit. The fuel tank has one longitudinal end located in front of the motor drive unit so as to guide the traveling wind introduced from the traveling wind introduction unit to the motor drive unit, and the other end in the longitudinal direction. It is characterized in that it is arranged so as to be inclined with respect to the vehicle front-rear direction so that the end portion is located in the vicinity of the traveling wind introduction portion.

この構成によれば、長手方向の一端部がモータ駆動ユニットの前方に位置し、且つ、長手方向の他端部が走行風導入部の近傍に位置するよう、燃料タンクが傾斜して配置されていることから、走行風導入部から導入された走行風を、燃料タンクに沿うように長手方向他端部側から一端部側へ案内してモータ駆動ユニットへ当てることができる。これにより、燃料電池車両に通常搭載される燃料タンクを利用した簡単な構造で、車両後部に配置されたモータ駆動ユニットの冷却性を向上させることができる。 With this configuration, the fuel tank is arranged so that one end in the longitudinal direction is located in front of the motor drive unit and the other end in the longitudinal direction is located in the vicinity of the traveling wind introduction part. Therefore, the traveling wind introduced from the traveling wind introducing portion can be guided to the motor drive unit by being guided from the other end side in the longitudinal direction to the one end side along the fuel tank. This makes it possible to improve the cooling performance of the motor drive unit arranged at the rear portion of the vehicle with a simple structure using a fuel tank that is usually mounted in a fuel cell vehicle.

加えて、傾斜して配置された燃料タンクを用いて走行風を案内することで、走行風がモータ駆動ユニットに当たる際、モータ駆動ユニットに対して水平な（車幅方向の）成分と垂直な（車両前後方向の）成分とが加わり、流れが乱れることになる。これにより、温度境界層が攪拌されるので、モータ駆動ユニットのケース表面からの放熱を促進して、モータ駆動ユニットの冷却性を確実に向上させることができる。 In addition, when the traveling wind hits the motor drive unit by guiding the traveling wind using the fuel tanks that are arranged at an inclination, a component that is horizontal (in the vehicle width direction) and perpendicular to the motor drive unit ( Component (in the vehicle front-rear direction) will be added and the flow will be disturbed. As a result, the temperature boundary layer is agitated, so that heat dissipation from the case surface of the motor drive unit can be promoted, and the cooling performance of the motor drive unit can be reliably improved.

また、上記燃料電池車両では、上記走行風導入部と上記モータ駆動ユニットとを結ぶ仮想線が、車体を構成する部材と上記燃料タンクとで囲まれる空間を通過していることが好ましい。 In the fuel cell vehicle, it is preferable that an imaginary line connecting the traveling wind introduction unit and the motor drive unit passes through a space surrounded by a member forming a vehicle body and the fuel tank.

なお、本発明において「車体を構成する部材と燃料タンクとで囲まれる空間」とは、車体を構成する部材と燃料タンクとによって、走行風が逃げたり、拡散したりし難くなる程度に囲まれた空間を意味し、厳密な意味で全く隙間がない状態を意味するものではない。 In the present invention, the “space surrounded by the members forming the vehicle body and the fuel tank” is surrounded by the members forming the vehicle body and the fuel tank to the extent that traveling wind is unlikely to escape or diffuse. It does not mean that there is no gap in the strict sense.

この構成によれば、燃料タンクがその一部を構成する空間を走行風が通過することから、走行風が逃げたり、拡散したりし難くなるので、走行風導入部から導入された走行風を効率よくモータ駆動ユニットへ当てることができる。これにより、モータ駆動ユニットの冷却性をより一層向上させることができる。 According to this configuration, since the traveling wind passes through the space where the fuel tank forms a part thereof, it becomes difficult for the traveling wind to escape or diffuse, so that the traveling wind introduced from the traveling wind introduction unit It can be efficiently applied to the motor drive unit. This can further improve the cooling performance of the motor drive unit.

以上説明したように、本発明に係る燃料電池車両によれば、モータ駆動ユニットが車両後部に配置された燃料電池車両において、モータ駆動ユニットの冷却性を向上させることができる。 As described above, according to the fuel cell vehicle of the present invention, the cooling performance of the motor drive unit can be improved in the fuel cell vehicle in which the motor drive unit is arranged at the rear portion of the vehicle.

本発明の実施形態に係る燃料電池車両を模式的に示す平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention. トランスアクスルの概略構成を説明するスケルトン図である。It is a skeleton diagram explaining a schematic structure of a transaxle. 燃料電池車両の車幅方向右側の側部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the side part of the vehicle width direction right side of a fuel cell vehicle. 同図（ａ）は燃料電池車両の下面を模式的に示す図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のｂ−ｂ線の矢視断面図である。1A is a diagram schematically showing the lower surface of the fuel cell vehicle, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line bb of FIG. 1A. その他の実施形態に係る燃料電池車両を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the fuel cell vehicle which concerns on other embodiment.

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、図１、図３、図４（ａ）および図５における黒塗り矢印は車両前方を示している。また、図１、図３および図５における白抜き矢印は走行風の流れ方向を示している。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The black arrow in FIGS. 1, 3, 4A and 5 indicates the front of the vehicle. The white arrows in FIGS. 1, 3 and 5 indicate the flow direction of traveling wind.

−全体構成−
図１は、本実施形態に係る燃料電池車両１を模式的に示す平面図である。この燃料電池車両１は、後輪駆動の燃料電池車両であり、図１に示すように、車両前部１ａに配置される燃料電池スタック２と、燃料電池スタック２に供給される燃料ガス（水素）を貯蔵する燃料タンクとしての水素タンク３と、車両後部１ｂに配置されるトランスアクスル１０と、従動輪としての前輪３０と、駆動輪としての後輪４０と、を備えている。 -Overall configuration-
FIG. 1 is a plan view schematically showing a fuel cell vehicle 1 according to this embodiment. This fuel cell vehicle 1 is a rear-wheel drive fuel cell vehicle, and as shown in FIG. 1, a fuel cell stack 2 arranged in a vehicle front portion 1a and a fuel gas (hydrogen gas supplied to the fuel cell stack 2 ), A hydrogen tank 3 as a fuel tank, a transaxle 10 arranged in the rear portion 1b of the vehicle, a front wheel 30 as a driven wheel, and a rear wheel 40 as a drive wheel.

燃料電池スタック（燃料電池）２は、ダッシュパネル（図示せず）によって車室と区画される、車両前部１ａに設けられた収容室内に収容されている。燃料電池スタック２は、水素タンク３から供給される水素と空気中の酸素との化学反応を利用して、燃料電池車両１を駆動させる電気エネルギーを発生させる発電装置であり、固体高分子電解質膜の両面に水素極触媒および酸素極触媒をそれぞれ塗布した電極複合体をセパレーターで挟んだセルを、複数積層することによって形成されている。 The fuel cell stack (fuel cell) 2 is housed in a housing chamber provided in the front portion 1a of the vehicle, which is partitioned from the vehicle compartment by a dash panel (not shown). The fuel cell stack 2 is a power generation device that generates electrical energy for driving the fuel cell vehicle 1 by utilizing a chemical reaction between hydrogen supplied from the hydrogen tank 3 and oxygen in the air, and a solid polymer electrolyte membrane. It is formed by stacking a plurality of cells in which electrode composites coated with a hydrogen electrode catalyst and an oxygen electrode catalyst on both surfaces are sandwiched between separators.

この燃料電池スタック２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）およびインバータ（図示せず）を介して後述する電動モータ１１に電気的に接続されている。これにより、燃料電池スタック２からの電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧された後、ＤＣ／ＤＣコンバータからの直流電流がインバータによって交流電流に変換されて電動モータ１１へ供給されるようになっている。 The fuel cell stack 2 is electrically connected to an electric motor 11 described later via a DC / DC converter (not shown) and an inverter (not shown). Thereby, after the voltage from the fuel cell stack 2 is boosted by the DC / DC converter, the direct current from the DC / DC converter is converted into the alternating current by the inverter and supplied to the electric motor 11. There is.

水素タンク３は、図１で示すように、車両中央部において、平面視で車両前後方向に対して傾斜して配置されている。より詳しくは、水素タンク３は、その長手方向が車両前後方向に対して傾斜した姿勢で、支持バンド５９を介してフロアパネル５４に吊り下げられている（図４（ｂ）参照）。なお、支持バンド５９による吊り下げはあくまでも例示であり、水素タンク３を、例えば、ゴム等の弾性体を有するマウント（図示せず）を介して車体に取り付けてもよい。この水素タンク３は、高強度部品で構成されていて（例えば、金属や硬質樹脂などで形成された内壁層と、繊維強化プラスチック等を幾重にも巻回することで形成された外壁層とを備えていて）、ガス内圧や車両衝突時の外力によって容易に変形しないような高剛性を備えている。 As shown in FIG. 1, the hydrogen tank 3 is arranged in a vehicle central portion so as to be inclined with respect to the vehicle front-rear direction in a plan view. More specifically, the hydrogen tank 3 is suspended from the floor panel 54 via a support band 59 in a posture in which the longitudinal direction of the hydrogen tank 3 is inclined with respect to the vehicle front-rear direction (see FIG. 4B). The suspension by the support band 59 is merely an example, and the hydrogen tank 3 may be attached to the vehicle body via a mount (not shown) having an elastic body such as rubber. The hydrogen tank 3 is composed of high-strength parts (for example, an inner wall layer formed of metal or hard resin and an outer wall layer formed by winding fiber reinforced plastic or the like in multiple layers. It has high rigidity so that it is not easily deformed by the internal gas pressure or the external force at the time of a vehicle collision.

図２は、トランスアクスル１０の概略構成を説明するスケルトン図である。トランスアクスル（モータ駆動ユニット）１０は、図２に示すように、駆動源としての電動モータ１１と、第１減速ギヤ対１９，２１と、第２減速ギヤ対２２，２６と、差動歯車装置２５と、を有していて、これらを例えばアルミダイキャスト製の１つのケース（トランスアクスルケース）１０ａに収容して一体化したものである。このトランスアクスル１０は、図１に示すように、後輪車軸４０ａを跨ぐように車両後部１ｂに配置されていて、電動モータ１１で発生した駆動力を、第１減速ギヤ対１９，２１、第２減速ギヤ対２２，２６および差動歯車装置２５を介して後輪車軸４０ａに伝達するように構成されている。 FIG. 2 is a skeleton diagram illustrating a schematic configuration of the transaxle 10. As shown in FIG. 2, the transaxle (motor drive unit) 10 includes an electric motor 11 as a drive source, a first reduction gear pair 19 and 21, a second reduction gear pair 22 and 26, and a differential gear device. 25, and these are housed and integrated in one case (transaxle case) 10a made of, for example, an aluminum die cast. As shown in FIG. 1, the transaxle 10 is disposed in the vehicle rear portion 1b so as to straddle the rear wheel axle 40a, and transfers the driving force generated by the electric motor 11 to the first reduction gear pair 19, 21 and the first reduction gear pair. It is configured to be transmitted to the rear wheel axle 40a via the two reduction gear pairs 22, 26 and the differential gear device 25.

電動モータ１１は、ロータ軸１２と、当該ロータ軸１２の外周を囲むようにトランスアクスルケース１０ａに固定されたステータ１３と、を有している。ロータ軸１２は、その両端に装着された一対の軸受１４，１５を介してトランスアクスルケース１０ａに回転可能に支持されている。このロータ軸１２と接続された出力軸１６は、その両端に装着された一対の軸受１７，１８を介してトランスアクスルケース１０ａに回転可能に支持されており、ロータ軸１２と一体となって回転する。なお、電動モータ１１は、トランスアクスルケース１０ａ内において、図１の破線で示すように、車両前後方向前側寄りで且つ車幅方向右側寄りの位置に配置されている。 The electric motor 11 has a rotor shaft 12 and a stator 13 fixed to the transaxle case 10 a so as to surround the outer circumference of the rotor shaft 12. The rotor shaft 12 is rotatably supported by the transaxle case 10a via a pair of bearings 14 and 15 mounted on both ends thereof. The output shaft 16 connected to the rotor shaft 12 is rotatably supported by the transaxle case 10a via a pair of bearings 17 and 18 mounted at both ends thereof, and rotates together with the rotor shaft 12. To do. The electric motor 11 is arranged in the transaxle case 10a at a position closer to the front side in the vehicle front-rear direction and closer to the right side in the vehicle width direction as shown by the broken line in FIG.

第１減速ギヤ対１９，２１は、出力軸１６の一端部（電動モータ１１と反対側の端部）に設けられた小径のカウンタドライブギヤ１９と、出力軸１６と平行なカウンタ軸２０の一端部（電動モータ１１と反対側の端部）に設けられ、当該カウンタドライブギヤ１９と噛み合う大径のカウンタドリブンギヤ２１と、で構成されている。なお、カウンタ軸２０は、その両端に装着された一対の軸受２３，２４を介してトランスアクスルケース１０ａに回転可能に支持されている。 The first reduction gear pair 19, 21 includes a small-diameter counter drive gear 19 provided at one end of the output shaft 16 (end opposite to the electric motor 11) and one end of a counter shaft 20 parallel to the output shaft 16. And a counter driven gear 21 having a large diameter which is provided at a portion (an end opposite to the electric motor 11) and meshes with the counter drive gear 19. The counter shaft 20 is rotatably supported by the transaxle case 10a via a pair of bearings 23 and 24 attached to both ends thereof.

第２減速ギヤ対２２，２６は、カウンタ軸２０の他端部（電動モータ１１側の端部）に設けられた小径のファイナルドライブギヤ２２と、デファレンシャルケース２５ａの外周部に一体的に固定され、当該ファイナルドライブギヤ２２と噛み合う大径のファイナルドリブンギヤ２６と、で構成されている。デファレンシャルケース２５ａおよびこれに一体的に固定されたファイナルドリブンギヤ２６は、デファレンシャルケース２５ａの軸方向両端部に装着された一対の軸受２７，２８を介してトランスアクスルケース１０ａに回転可能に支持されている。 The second reduction gear pair 22 and 26 are integrally fixed to a small-diameter final drive gear 22 provided at the other end of the counter shaft 20 (end on the electric motor 11 side) and the outer peripheral portion of the differential case 25a. , And a large diameter final driven gear 26 that meshes with the final drive gear 22. The differential case 25a and the final driven gear 26 integrally fixed to the differential case 25a are rotatably supported by the transaxle case 10a via a pair of bearings 27, 28 mounted at both axial ends of the differential case 25a. .

差動歯車装置２５は、デファレンシャルケース２５ａと、当該デファレンシャルケース２５ａ内に収容された所謂傘歯車式の差動機構２５ｂと、を有していて、回転速度差を許容しつつ一対の後輪車軸４０ａに駆動力を伝達するように構成されている。 The differential gear device 25 has a differential case 25a and a so-called bevel gear type differential mechanism 25b housed in the differential case 25a, and allows a pair of rear wheel axles while allowing a rotational speed difference. It is configured to transmit the driving force to 40a.

以上のように構成された燃料電池車両１では、水素タンク３から水素が供給されることで燃料電池スタック２が発電し、燃料電池スタック２からの電気エネルギーによって電動モータ１１が駆動し、電動モータ１１で発生した駆動力が、第１減速ギヤ対１９，２１および第２減速ギヤ対２２，２６を介して差動歯車装置２５へ伝達され、差動歯車装置２５から一対の後輪車軸４０ａを介して後輪４０に伝達されるようになっている。 In the fuel cell vehicle 1 configured as described above, the hydrogen is supplied from the hydrogen tank 3, the fuel cell stack 2 generates electric power, and the electric energy from the fuel cell stack 2 drives the electric motor 11 to drive the electric motor. The driving force generated at 11 is transmitted to the differential gear device 25 via the first reduction gear pair 19, 21 and the second reduction gear pair 22, 26, and the differential gear device 25 drives the pair of rear wheel axles 40a. It is adapted to be transmitted to the rear wheel 40 via the.

−水素タンク等の配置位置−
ところで、トランスアクスルが前輪車軸を跨ぐように車両前部に配置された燃料電池車両では、例えば車両前端に設けられたグリルやバンパカバーの開口部を通じて導かれる、車両前方から車両後方に向かって流れる走行風によってトランスアクスルの冷却を行うことが多い。 -Arrangement position of hydrogen tanks-
By the way, in a fuel cell vehicle in which a transaxle is arranged in the front portion of the vehicle so as to straddle the front axle, for example, it is guided from the front of the vehicle toward the rear of the vehicle, which is guided through an opening of a grill or a bumper cover provided at the front end of the vehicle. Transaxle is often cooled by running wind.

しかしながら、本実施形態の燃料電池車両１のように、トランスアクスル１０が後輪車軸４０ａを跨ぐように車両後部１ｂに配置された燃料電池車両では、車両前方からの走行風の当たりが弱いため、トランスアクスルケース１０ａ表面からの放熱が促進されず、トランスアクスル１０の冷却性が劣るという問題がある。 However, in the fuel cell vehicle in which the transaxle 10 is arranged in the vehicle rear portion 1b so as to straddle the rear wheel axle 40a like the fuel cell vehicle 1 of the present embodiment, the traveling wind from the front of the vehicle is weak, There is a problem that heat dissipation from the surface of the transaxle case 10a is not promoted and the cooling property of the transaxle 10 is poor.

そこで、本実施形態では、走行風を導入する走行風導入部５０を車両側部に設けるとともに、燃料電池車両１に通常搭載される水素タンク３を利用して、走行風導入部５０から導入される走行風をトランスアクスル１０へ案内するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, the traveling wind introduction unit 50 for introducing the traveling wind is provided on the vehicle side portion, and the hydrogen is introduced from the traveling wind introduction unit 50 by using the hydrogen tank 3 normally mounted in the fuel cell vehicle 1. The traveling wind is guided to the transaxle 10.

具体的には、本実施形態の燃料電池車両１では、図１に示すように、トランスアクスル１０よりも車両前後方向前側における車両右側側部に走行風導入部５０を設けるとともに、走行風導入部５０から導入された走行風を水素タンク３がトランスアクスル１０へ案内するように、後端部３ｂ（長手方向の一端部）がトランスアクスル１０の前方に位置し、且つ、前端部３ａ（長手方向の他端部）が走行風導入部５０の近傍に位置するよう、水素タンク３を車両前後方向に対して傾斜して配置するようにしている。以下、このような走行風導入部５０および水素タンク３の配置等について説明する。 Specifically, in the fuel cell vehicle 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the traveling wind introducing portion 50 is provided on the vehicle right side portion on the front side in the vehicle front-rear direction with respect to the transaxle 10, and the traveling wind introducing portion 50 is provided. The rear end 3b (one end in the longitudinal direction) is located in front of the transaxle 10 so that the hydrogen tank 3 guides the traveling wind introduced from 50 to the transaxle 10, and the front end 3a (in the longitudinal direction). The hydrogen tank 3 is arranged so as to be inclined with respect to the vehicle front-rear direction so that the other end portion thereof is located in the vicinity of the traveling wind introduction portion 50. Hereinafter, the arrangement of the traveling wind introducing unit 50 and the hydrogen tank 3 will be described.

図３は、燃料電池車両１の車幅方向右側の側部を模式的に示す図である。本実施形態の燃料電池車両１では、図３に示すように、例えば車両右側側部を構成するリヤドア５２の下端部に、車両右側側方から走行風を導入する走行風導入部５０（例えば開口部）が設けられている。この走行風導入部５０から導入された走行風は、支持バンド５９を介して水素タンク３が吊り下げられたフロアパネル５４（図４（ｂ）参照）の下側へ流れるようになっている。なお、図３に示す走行風導入部５０の位置は、あくまでも一例であり、燃料電池車両１における水素タンク３の車両前後方向位置や上下方向位置に応じて、例えばフロントドア５１の下端部やサイドシル５３等に走行風導入部５０を設けてもよい。 FIG. 3 is a diagram schematically showing the right side portion of the fuel cell vehicle 1 in the vehicle width direction. In the fuel cell vehicle 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, for example, a traveling wind introducing portion 50 (for example, an opening) that introduces traveling wind from the right side of the vehicle to the lower end of a rear door 52 that constitutes the right side of the vehicle. Section) is provided. The traveling wind introduced from the traveling wind introducing unit 50 flows through the support band 59 to the lower side of the floor panel 54 (see FIG. 4B) on which the hydrogen tank 3 is suspended. It should be noted that the position of the traveling wind introducing portion 50 shown in FIG. 3 is merely an example, and may be, for example, the lower end portion of the front door 51 or the side sill depending on the vehicle longitudinal direction position or the vertical position of the hydrogen tank 3 in the fuel cell vehicle 1. The traveling wind introducing unit 50 may be provided at 53 or the like.

図４（ａ）は、燃料電池車両１の下面を模式的に示す図である。本実施形態の燃料電池車両１では、高電圧配線系統（図示せず）や燃料配管（図示せず）やトランスアクスル１０等が飛び石等によって損傷するのを抑えるべく、これら高電圧配線系統や燃料配管やトランスアクスル１０等を下側から覆うように、アンダーカバー５５，５６，５７がリベット５８等によってフロアパネル５４に取り付けられている。なお、水素タンク３は、上述の如く高強度部品で構成されていることから、飛び石等によって損傷し難いため、アンダーカバー５５，５６，５７で覆われていない。 FIG. 4A is a diagram schematically showing the lower surface of the fuel cell vehicle 1. In the fuel cell vehicle 1 of the present embodiment, the high voltage wiring system (not shown), the fuel pipe (not shown), the transaxle 10 and the like are prevented from being damaged by flying stones or the like, so that the high voltage wiring system and the fuel can be prevented. Undercovers 55, 56, 57 are attached to the floor panel 54 by rivets 58 and the like so as to cover the pipe, the transaxle 10 and the like from below. Since the hydrogen tank 3 is composed of high-strength components as described above, it is difficult to be damaged by flying stones and the like, and therefore is not covered with the under covers 55, 56, 57.

そうして、水素タンク３は、走行風導入部５０（例えば走行風導入部５０の中央部）とトランスアクスル１０（例えば電動モータ１１の中央部）とを結ぶ仮想線ＶＬと平行で、且つ、その車幅方向外側の側面３ｃ（周面）が仮想線ＶＬに近接するように、アンダーカバー５５とアンダーカバー５６との間でフロアパネル５４に吊り下げられている。 Then, the hydrogen tank 3 is parallel to the imaginary line VL that connects the traveling air introduction unit 50 (for example, the central portion of the traveling air introduction unit 50) and the transaxle 10 (for example, the central portion of the electric motor 11), and The floor panel 54 is suspended between the undercover 55 and the undercover 56 so that the side surface 3c (circumferential surface) on the outer side in the vehicle width direction is close to the virtual line VL.

このような構成により、図１の白抜き矢印で示すように、走行風導入部５０から導入された走行風を、水素タンク３の車幅方向外側の側面３ｃに沿うように前端部３ａ側から後端部３ｂ側へ案内してトランスアクスル１０へ当てることができる。これにより、燃料電池車両１に通常搭載される水素タンク３を利用した簡単な構造で、トランスアクスル１０の冷却性を向上させることができる。 With such a configuration, as shown by the white arrow in FIG. 1, the traveling wind introduced from the traveling wind introducing portion 50 is guided from the front end portion 3a side along the side surface 3c on the vehicle width direction outer side of the hydrogen tank 3. It can be applied to the transaxle 10 by guiding it to the rear end portion 3b side. As a result, the cooling performance of the transaxle 10 can be improved with a simple structure using the hydrogen tank 3 that is usually mounted in the fuel cell vehicle 1.

ここで、相対的に高温のトランスアクスル１０と相対的に低温の走行風とには大きな温度差があるため、トランスアクスル１０の周りには層の厚い温度境界層が生じているが、傾斜して配置された水素タンク３に沿うように走行風を案内することで、走行風がトランスアクスル１０に当たる際、トランスアクスル１０に対して水平な（車幅方向の）成分と垂直な（車両前後方向の）成分とが加わり、流れが乱れる（渦流Ｓｃが生じる）ことになる。これにより、温度境界層が攪拌され、温度境界層の層厚が薄くなるので、トランスアクスルケース１０ａ表面からの放熱を促進して、トランスアクスル１０の冷却性を確実に向上させることができる。 Here, since there is a large temperature difference between the relatively high-temperature transaxle 10 and the relatively low-temperature running wind, a thick temperature boundary layer is formed around the transaxle 10, but there is an inclination. When the traveling wind hits the transaxle 10 by guiding the traveling wind along the hydrogen tank 3 that is arranged as a vehicle, a component that is horizontal (in the vehicle width direction) and vertical (in the vehicle longitudinal direction) with respect to the transaxle 10 Component) and the flow is disturbed (a vortex Sc occurs). As a result, the temperature boundary layer is agitated and the layer thickness of the temperature boundary layer becomes thin, so that heat dissipation from the surface of the transaxle case 10a can be promoted and the cooling performance of the transaxle 10 can be reliably improved.

しかも、本実施形態の燃料電池車両１では、図４（ｂ）に示すように、水素タンク３の車幅方向外側に、フロアパネル５４およびアンダーカバー５６（車体を構成する部材）と当該水素タンク３とで囲まれる空間Ｓが形成されているとともに、走行風導入部５０とトランスアクスル１０とを結ぶ仮想線ＶＬが、当該空間Ｓを通過している。それ故、走行風導入部５０から導入された走行風は、空間Ｓに入り易くなるとともに、当該空間Ｓに入ることによって、逃げたり、拡散したりし難くなるので、走行風導入部５０から導入された走行風を効率よくトランスアクスル１０へ当てることができる。これにより、トランスアクスル１０の冷却性をより一層向上させることができる。 Moreover, in the fuel cell vehicle 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the floor panel 54 and the under cover 56 (members forming the vehicle body) and the hydrogen tank are provided outside the hydrogen tank 3 in the vehicle width direction. A space S surrounded by 3 and 3 is formed, and an imaginary line VL connecting the traveling wind introduction unit 50 and the transaxle 10 passes through the space S. Therefore, the traveling wind introduced from the traveling wind introduction unit 50 easily enters the space S, and when it enters the space S, it is difficult for the traveling wind to escape or diffuse. The generated traveling wind can be efficiently applied to the transaxle 10. Thereby, the cooling property of the transaxle 10 can be further improved.

なお、本実施形態において「フロアパネル５４およびアンダーカバー５６と水素タンク３とで囲まれる空間Ｓ」とは、フロアパネル５４およびアンダーカバー５６と水素タンク３とによって、走行風が逃げたり、拡散したりし難くなる程度に囲まれた空間を意味し、厳密な意味で全く隙間がない状態を意味するものではない。また、「空間Ｓ」は、水素タンク３の長手方向の全長に亘って設けられている必要はなく、少なくとも一部の区間に空間Ｓが形成されていればよい。 In the present embodiment, "the space S surrounded by the floor panel 54 and the under cover 56 and the hydrogen tank 3" means that the running wind escapes or diffuses due to the floor panel 54 and the under cover 56 and the hydrogen tank 3. It means a space enclosed to the extent that it is difficult to make it, and does not mean that there is no gap in the strict sense. Further, the “space S” does not need to be provided over the entire length of the hydrogen tank 3 in the longitudinal direction, and the space S may be formed in at least a part of the section.

加えて、本実施形態の燃料電池車両１では、導風ダクトや冷却ファン等を追加することなく、燃料電池車両１に通常搭載される水素タンク３を利用して、レイアウトに工夫を凝らすことで、トランスアクスル１０の冷却性を向上させることから、車両スペースの有効利用、車体重量の低減および製造コストの低減を図ることができる。 In addition, in the fuel cell vehicle 1 of the present embodiment, the hydrogen tank 3 normally mounted in the fuel cell vehicle 1 is used without adding an air guide duct, a cooling fan, etc. Since the cooling performance of the transaxle 10 is improved, it is possible to effectively use the vehicle space, reduce the vehicle body weight, and reduce the manufacturing cost.

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments, but can be embodied in various other forms without departing from its spirit or essential characteristics.

上記実施形態では、後端部３ｂがトランスアクスル１０の前方に位置し、且つ、前端部３ａが車両右側側部に設けられた走行風導入部５０の近傍に位置するように、水素タンク３を配置したが、これに限らず、例えば図５（ａ）に示すように、後端部４ｂがトランスアクスル１０の前方に位置し、且つ、前端部４ａが車両左側側部に設けられた走行風導入部６０の近傍に位置するように、水素タンク４を配置してもよい。 In the above embodiment, the hydrogen tank 3 is arranged so that the rear end portion 3b is located in front of the transaxle 10 and the front end portion 3a is located in the vicinity of the traveling wind introducing portion 50 provided on the right side portion of the vehicle. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5A, the rear end portion 4b is located in front of the transaxle 10, and the front end portion 4a is provided on the left side portion of the vehicle. The hydrogen tank 4 may be arranged so as to be located near the introduction part 60.

また、上記実施形態では、１つの水素タンク３を備える燃料電池車両１に本発明を適用したが、後端部がトランスアクスル１０の前方に位置し、且つ、前端部が走行風導入部５０の近傍に位置するように、少なくとも１つの水素タンクを配置するのであれば、これに限らず、２つ以上の水素タンクを備える燃料電池車両に本発明を適用してもよい。例えば図５（ｂ）に示すように、一の水素タンク５を、上記水素タンク３と同様に配置するとともに、他の水素タンク６をトランスアクスル１０の後方に配置してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the fuel cell vehicle 1 including one hydrogen tank 3, but the rear end portion is located in front of the transaxle 10 and the front end portion is the traveling wind introducing portion 50. The present invention may be applied to a fuel cell vehicle including two or more hydrogen tanks as long as at least one hydrogen tank is arranged so as to be located in the vicinity. For example, as shown in FIG. 5B, one hydrogen tank 5 may be arranged in the same manner as the hydrogen tank 3 and another hydrogen tank 6 may be arranged behind the transaxle 10.

さらに、上記実施形態では、その車幅方向外側の側面３ｃが仮想線ＶＬに近接するように、水素タンク３を配置したが、これに限らず、例えば図５（ｃ）に示すように、その車幅方向内側の側面７ｃ（周面）が仮想線ＶＬに近接するように、水素タンク７を配置してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the hydrogen tank 3 is arranged so that the side surface 3c on the vehicle width direction outer side is close to the virtual line VL, but the invention is not limited to this, and as shown in FIG. The hydrogen tank 7 may be arranged such that the side surface 7c (circumferential surface) on the inner side in the vehicle width direction is close to the virtual line VL.

また、上記実施形態では、走行風導入部５０とトランスアクスル１０とを結ぶ仮想線ＶＬが、フロアパネル５４およびアンダーカバー５６と水素タンク３とで囲まれる空間Ｓを通過するようにしたが、これに限らず、アンダーカバー５６乃至空間Ｓを省略した構成としてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the virtual line VL connecting the traveling wind introduction unit 50 and the transaxle 10 passes through the space S surrounded by the floor panel 54 and the under cover 56 and the hydrogen tank 3. However, the configuration is not limited to this, and the undercover 56 to the space S may be omitted.

さらに、上記実施形態では、水素と酸素との化学反応を利用して発電する燃料電池スタック２を備える燃料電池車両１に本発明を適用したが、これに限らず、水素以外の燃料ガスと酸素以外の酸化剤ガスとの化学反応を利用して発電する燃料電池を備える燃料電池車両に本発明を適用してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the fuel cell vehicle 1 including the fuel cell stack 2 that generates electric power by utilizing the chemical reaction between hydrogen and oxygen, but the present invention is not limited to this, and fuel gas other than hydrogen and oxygen The present invention may be applied to a fuel cell vehicle including a fuel cell that generates electric power by utilizing a chemical reaction with an oxidant gas other than the above.

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 As described above, the above-described embodiment is merely an example in all aspects, and should not be construed as limiting. Furthermore, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

本発明によれば、モータ駆動ユニットの冷却性を向上させることができるので、モータ駆動ユニットが車両後部に配置される燃料電池車両に適用して極めて有益である。 According to the present invention, since the cooling performance of the motor drive unit can be improved, it is extremely useful when applied to a fuel cell vehicle in which the motor drive unit is arranged at the rear of the vehicle.

１燃料電池車両
１ｂ車両後部
２燃料電池スタック（燃料電池）
３水素タンク（燃料タンク）
３ａ前端部（他端部）
３ｂ後端部（一端部）
４水素タンク（燃料タンク）
５水素タンク（燃料タンク）
７水素タンク（燃料タンク）
１０トランスアクスル（モータ駆動ユニット）
１０ａトランスアクスルケース
１１電動モータ
１９，２１第１減速ギヤ対（機構）
２２，２６第２減速ギヤ対（機構）
２５差動歯車装置（機構）
４０ａ後輪車軸
５０走行風導入部
５２リヤドア（車両側部）
５４フロアパネル（車体を構成する部材）
５６アンダーカバー（車体を構成する部材）
６０走行風導入部
Ｓ空間
ＶＬ仮想線 1 Fuel Cell Vehicle 1b Vehicle Rear Part 2 Fuel Cell Stack (Fuel Cell)
3 Hydrogen tank (fuel tank)
3a Front end (other end)
3b Rear end (one end)
4 Hydrogen tank (fuel tank)
5 Hydrogen tank (fuel tank)
7 Hydrogen tank (fuel tank)
10 Transaxle (motor drive unit)
10a transaxle case 11 electric motors 19, 21 first reduction gear pair (mechanism)
22,26 Second reduction gear pair (mechanism)
25 Differential gear unit (mechanism)
40a rear wheel axle 50 running wind introduction part 52 rear door (vehicle side part)
54 Floor panel (members that make up the vehicle body)
56 Undercover (members that make up the vehicle body)
60 Running wind introduction section S Space VL virtual line

Claims

燃料電池の発電電力によって駆動されるモータと、当該モータの駆動力を後輪車軸に伝達する機構とがケースに収容されたモータ駆動ユニットが、当該後輪車軸を跨ぐように車両後部に配置される燃料電池車両であって、
上記燃料電池に供給される燃料ガスを貯蔵する燃料タンクと、
上記モータ駆動ユニットよりも車両前後方向前側における車両側部に設けられた走行風導入部と、を備え、
上記燃料タンクは、上記走行風導入部から導入された走行風を上記モータ駆動ユニットへ案内するように、長手方向の一端部が上記モータ駆動ユニットの前方に位置し、且つ、長手方向の他端部が上記走行風導入部の近傍に位置するよう、車両前後方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする燃料電池車両。 A motor drive unit, in which a motor driven by the electric power generated by the fuel cell and a mechanism for transmitting the driving force of the motor to the rear wheel axle are housed in a case, is arranged at the rear part of the vehicle so as to straddle the rear wheel axle. A fuel cell vehicle,
A fuel tank for storing the fuel gas supplied to the fuel cell;
A traveling wind introduction portion provided on the vehicle side portion on the vehicle front-rear direction front side with respect to the motor drive unit;
The fuel tank has one longitudinal end located in front of the motor drive unit so as to guide the traveling wind introduced from the traveling wind introduction section to the motor drive unit, and the other longitudinal end. A fuel cell vehicle, wherein the fuel cell vehicle is arranged so as to be located in the vicinity of the traveling wind introduction portion, and is inclined with respect to the vehicle front-rear direction.

請求項１に記載の燃料電池車両において、
上記走行風導入部と上記モータ駆動ユニットとを結ぶ仮想線が、車体を構成する部材と上記燃料タンクとで囲まれる空間を通過していることを特徴とする燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 1,
A fuel cell vehicle, wherein an imaginary line connecting the traveling wind introduction part and the motor drive unit passes through a space surrounded by a member forming a vehicle body and the fuel tank.