JP7200198B2 - 燃料電池車両 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池及び水素タンクを搭載した燃料電池車両に関する。

従来から、燃料電池及び水素タンクを搭載した車両（以下「燃料電池車両」という）が知られている。燃料電池車両では、水素タンクに充填されたＨ２ガス（以下「水素」という）が燃料として、空気中のＯ２ガス（以下「酸素」という）が酸化剤として燃料電池に供給される。燃料電池車両は、燃料電池において水素と酸素とが反応して水（水蒸気）が生成される際に発生する電力を外部に取り出して、駆動用電動機を駆動する電力として利用する。燃料電池車両は、走行時に水蒸気のみを排出し、窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の大気汚染物質や地球温暖化の原因とされる二酸化炭素（ＣＯ２）を排出しないため、環境に優しい車両として乗用車のみならずトラック等の商用車両においても、その普及が期待されている。例えば、特許文献１には、水素タンク及び二次電池を左右一対のサイドメンバの間の領域に配設した燃料電池車両が記載されている。

他方、燃料電池車両において、水素タンクと燃料電池とを接続する水素配管には、水素タンク及び水素配管の破裂を防止するために、異常発生時等に水素タンク及び／又は水素配管の水素を外部に放出して、水素タンク及び／又は水素配管の内部圧力を減圧する放出口を設けることが求められている。

特開２０１９－１４７５００号公報

しかしながら、特許文献１には、異常発生時等に水素タンク及び／又は水素配管の水素を外部に放出して、水素タンク及び／又は水素配管の内部圧力を減圧する放出口についての記載はない。一方、当該放出口においては、異常発生時等に水素タンク及び／又は水素配管の水素を外部に放出できるようにするために、異物が詰まることを防ぐ必要がある。さらに、放出口から放出される水素タンク及び／又は水素配管の水素は、客室等の閉鎖空間、ホイールハウジング、車両の前進方向等を避け、安全な方向に放出されることが求められる。

本発明は、放出口にキャップ等の追加部品を設けることなく、放出口に異物が詰まることを抑制しつつ、放出口から水素を安全に放出できる燃料電池車両を提供する。

本発明は、
前後方向に延在する左右一対のサイドメンバを備えたフレーム構造の車体を有し、
燃料電池と、
二次電池と、
前記燃料電池よりも後方に配置され、水素が充填された水素タンクと、
前記燃料電池と前記水素タンクとを接続し、前記水素タンクに充填された前記水素が前記燃料電池へと流れる水素配管と、が搭載された、燃料電池車両であって、
前記水素配管には、前記水素配管を流れる前記水素を外部に放出する放出口が設けられており、
前記二次電池は、
車幅方向において、前記左右一対のサイドメンバの間に配置されており、
前記放出口及び前記水素タンクよりも前方に配置されており、
前記放出口は、
車幅方向において、前記左右一対のサイドメンバの間に配置されており、
一方の前記サイドメンバの方向を向いており、
車幅方向から見て、上下方向で前記一方の前記サイドメンバと重なる位置に配置されており、
前後方向から見て、前記二次電池と重なる位置に配置されている。

本発明によれば、放出口が向く方向に、一方のサイドメンバが配置される。これにより、放出口にキャップ等の追加部品を設けることなく、放出口に異物が詰まることを抑制できる。さらに、放出口から放出される水素は、サイドメンバに向かって車幅方向の外側方向に放出されるため、放出口から安全に水素を放出できる。このように、放出口にキャップ等の追加部品を設けることなく、放出口に異物が詰まることを抑制しつつ、放出口から水素を安全に放出できる。

本発明の一実施形態の燃料電池車両を示す概略側面図である。 図１の燃料電池車両の概略上面図である。 図２の燃料電池車両のＡ－Ａ概略断面図である。 図２の燃料電池車両のＢ－Ｂ概略断面図である。

以下、本発明の燃料電池車両の一実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面は、符号の向きに見るものとする。また、以下の説明において、前後、左右、上下の各方向は、車両の運転者から見た方向に従って記載し、図面には、車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、右方をＲ、左方をＬ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

図１及び図２に示すように、燃料電池車両１は、前後方向に延在する左右一対のサイドメンバ２と、左右のサイドメンバ２間で車幅方向に延びて左右のサイドメンバ２を連結する複数のクロスメンバ３と、によって梯子状に形成されたフレーム構造の車体を有する。左右一対のサイドメンバ２の前端部の上方には、乗員が着席する座席６が内部に設けられた客室４が設けられている。客室４は、燃料電池車両１の前部に配置されている。客室４の後方である左右のサイドメンバ２の上方には、荷台部５が設けられている。客室４の下方には、左右一対の前輪ＦＷが設けられている。前輪ＦＷの後方には、左右一対の後前輪ＲＷ１及び後後輪ＲＷ２が設けられている。後前輪ＲＷ１は、左右それぞれに２つずつの車輪を有し、後後輪ＲＷ２は、後前輪ＲＷ１の後方で、左右それぞれに２つずつの車輪を有する。後前輪ＲＷ１及び後後輪ＲＷ２は、左右一対のサイドメンバ２の車幅方向外側に設けられている。

客室４の下方には、燃料電池ＦＣが搭載されている。

燃料電池ＦＣは、例えば、イオン交換膜（プロトン交換膜）を燃料極（アノード）及び酸素極（カソード）からなる一対の電極で挟んだ固体高分子形燃料電池の単セルを有し、セパレータ（バイポーラプレート）を介して単セルを数百セル重ねて直列接続した構造の燃料電池スタックが用いられる。各電極とイオン交換膜との界面付近には白金（Ｐｔ）等からなる触媒が層状に設けられ、燃料極に供給された水素は触媒の作用により電子と水素イオン（プロトン）に分解される。電子は燃料極に接続された外部回路に取り出され、水素イオンはイオン交換膜を通過して酸素極に到達する。酸素極では、触媒の作用により水素イオンと空気中の酸素と外部回路を経て到達した電子とが結合して水が生成され、この一連の過程で外部回路に取り出された電子の流れが発電電力として利用される。

燃料電池車両１の客室４の下方には、燃料電池ＦＣが収容される収容空間７が形成されている。客室４の内部と収容空間７とは、水素の流通がないように区画形成されており、収容空間７は、上方が客室４の底部によって形成された天井面に覆われ、後方が開口している。燃料電池ＦＣは、収容空間７に配置されている。

燃料電池車両１の荷台部５の下方には、燃料電池ＦＣで発電された電力を蓄電可能な二次電池ＢＡＴと、燃料電池ＦＣに供給される水素が圧縮充填された水素タンクＴＮＫと、が搭載されている。したがって、二次電池ＢＡＴ及び水素タンクＴＮＫは、燃料電池ＦＣよりも後方に配置されている。

二次電池ＢＡＴ及び水素タンクＴＮＫは、いずれも、車幅方向において、左右一対のサイドメンバ２の間に配置されている。二次電池ＢＡＴは、水素タンクＴＮＫよりも前方に配置されている。すなわち、二次電池ＢＡＴは、前後方向において燃料電池ＦＣと水素タンクＴＮＫとの間に配置されている。水素タンクＴＮＫは、最後方に配置された左右一対の車輪である後後輪ＲＷ２の後端よりも前方に配置されている。

二次電池ＢＡＴは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池、キャパシタ等の再充電可能な蓄電モジュール１１と、蓄電モジュール１１を収容する筐体１２と、を備える。筐体１２は、略直方体形状を有し、水素タンクＴＮＫよりも車幅方向の寸法が大きく、左右一対のサイドメンバ２を連結している。筐体１２は、水素タンクＴＮＫよりも高強度の材料で形成されている。

二次電池ＢＡＴは、筐体１２の内部で車幅方向に延び、筐体１２の左側面１２Ｌと右側面１２Ｒとを連結する筐体内クロスメンバ１３をさらに備える。二次電池ＢＡＴは、上下方向において、筐体内クロスメンバ１３の少なくとも一部がサイドメンバ２と重なる位置となるように配置されている。

したがって、燃料電池車両１が側面衝突した場合、側面衝突による衝突荷重が、筐体内クロスメンバ１３を通って、衝突荷重を受けた側と反対側のサイドメンバ２へと伝達するロードパス（荷重経路）が形成されるので、筐体内クロスメンバ１３が車体のクロスメンバ３と同様の機能を有し、サイドメンバ２の変形が抑制される。

水素タンクＴＮＫは、前後方向に円筒状に延びるタンク胴部と、タンク胴部の前端を塞ぐ半球状のタンク前端部と、タンク胴部の後端を塞ぐ半球状のタンク後端部と、を一体的に有している。タンク前端部の中央付近には、水素の充填及び放出を行うための充填放出孔２１が設けられている。

水素タンクＴＮＫは、車幅方向において、二次電池ＢＡＴの車幅方向両端面の間、本実施形態では左側面１２Ｌと右側面１２Ｒとの間に配置されている。

したがって、燃料電池車両１が側面衝突した場合、側面衝突による衝突荷重は、水素タンクＴＮＫよりも先に二次電池ＢＡＴの筐体１２に入力されるので、水素タンクＴＮＫは二次電池ＢＡＴによって保護される。これにより、燃料電池車両１が側面衝突した場合に、水素タンクＴＮＫが損傷することを防止できる。

燃料電池車両１には、燃料電池ＦＣと、水素タンクＴＮＫの充填放出孔２１と、を接続し、水素タンクＴＮＫに充填された水素が燃料電池ＦＣへと流れる水素配管Ｌｈが搭載されている。

水素タンクＴＮＫに充填された水素は、水素配管Ｌｈを流れて燃料電池ＦＣに供給され、燃料電池ＦＣにおいて水素と酸素とが反応して水（水蒸気）が生成される際に発生する電力を二次電池ＢＡＴに蓄電する。二次電池ＢＡＴに蓄電された電力は、不図示の駆動用電動機に供給され、駆動用電動機は、前輪ＦＷ、後前輪ＲＷ１及び後後輪ＲＷ２の少なくとも１つを駆動する。なお、燃料電池ＦＣにおいて水素と酸素とが反応して水（水蒸気）が生成される際に発生する電力の一部又は全部は、二次電池ＢＡＴに蓄電されずに直接駆動用電動機に供給されてもよい。

水素配管Ｌｈは、車幅方向において左右いずれか一方のサイドメンバ２の外側を前後方向に延びて前端部が燃料電池ＦＣと接続する第１配管部Ｌｈ１と、二次電池ＢＡＴよりも後方で車幅方向において左右一対のサイドメンバ２の間を前後方向に延びて後端部が水素タンクＴＮＫの充填放出孔２１に接続する第２配管部Ｌｈ２と、第１配管部Ｌｈ１の後端部と第２配管部Ｌｈ２の前端部とを接続して車幅方向に延びる第３配管部Ｌｈ３と、を有する。本実施形態では、第１配管部Ｌｈ１は、車幅方向において右側のサイドメンバ２の外側を前後方向に延びている。本実施形態では、第２配管部Ｌｈ２は、二次電池ＢＡＴよりも後方で、燃料電池車両１の車幅方向略中央を前後方向に延びている。

第２配管部Ｌｈ２には、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１と、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２と、が設けられている。本実施形態では、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１は、第２配管部Ｌｈ２の後端部に設けられており、水素タンクＴＮＫの充填放出孔２１に直付けされている。圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１よりも前方で第２配管部Ｌｈ２に設けられている。

水素タンクＴＮＫには、例えば７０ＭＰａ（約７００気圧）程度の高圧で水素が圧縮充填されている。そのため、火災等によって水素タンクＴＮＫの内部温度が上昇した場合、圧縮充填されている水素が膨張して水素タンクＴＮＫが破裂する虞がある。

熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１は、水素タンクＴＮＫの内部温度が所定温度以上になると、水素タンクＴＮＫに圧縮充填された水素の一部を大気中に短時間で放出するように作動して水素タンクＴＮＫの内部圧力を下げ、水素タンクＴＮＫが破裂するのを回避するための装置である。熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１は、例えば、熱作動式圧力リリーフ装置（ＴＰＲＤ：Temperature activated Pressure Relief Device）である。

圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２は、水素配管Ｌｈの内部圧力が所定圧力以上になると、水素配管Ｌｈを流れる水素の一部を大気中に安全に放出するように作動して、水素タンクＴＮＫ及び水素配管Ｌｈの内部圧力を下げ、水素タンクＴＮＫ及び水素配管Ｌｈが破裂するのを回避するための装置である。圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２は、例えば、所定圧力に達すると自動的に開くリリーフバルブである。

図２～図４に示すように、第２配管部Ｌｈ２は、上下方向において左右一対のクロスメンバと重なる位置で、前後方向に延びている。

図２及び図３に示すように、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１は、後方視で第２配管部Ｌｈ２と重なる位置に設けられた本体部３１と、本体部３１から車幅方向外側に突出した放出部３２と、放出部３２の車幅方向外側の先端部に設けられた放出口３３と、を備える。本実施形態では、放出部３２は、車幅方向において、左右一対のサイドメンバの間に配置されて、本体部３１から車幅方向の右側に突出しており、上下方向において、左右一対のサイドメンバ２と重なる位置に配置されている。放出口３３は、車幅方向において、左右一対のサイドメンバの間に配置されて、右側のサイドメンバ２の方向を向いており、上下方向において、左右一対のサイドメンバ２と重なる位置に配置されている。熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１は、水素タンクＴＮＫの内部温度が所定温度に達すると、図３中の矢印に示すように、水素タンクＴＮＫに圧縮充填された水素の一部を、放出口３３から右側のサイドメンバ２に向かって放出する。

したがって、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３が向く方向に右側のサイドメンバ２が配置されるので、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３は、右側のサイドメンバ２によって、燃料電池車両１の外部から飛来する異物から保護される。これにより、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３にキャップ等の追加部品を設けることなく、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３に異物が詰まることを抑制できる。さらに、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３から放出される水素は、右側のサイドメンバ２に向かって車幅方向の外側方向に放出されるため、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３から安全に水素を放出できる。このように、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３にキャップ等の追加部品を設けることなく、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３に異物が詰まることを抑制しつつ、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１は、放出口３３から水素を安全に放出できる。

図２及び図４に示すように、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２は、後方視で第２配管部Ｌｈ２と重なる位置に設けられた本体部４１と、本体部４１に設けられ、左側のサイドメンバ２の方向を向く放出口４２と、を備える。本実施形態では、放出口４２は、車幅方向において、左右一対のサイドメンバの間に配置されて、左側のサイドメンバ２の方向を向いており、上下方向において、左右一対のサイドメンバ２と重なる位置に配置されている。圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２は、第２配管部Ｌｈ２の内部圧力が所定圧力に達すると、図４中の矢印に示すように、水素配管Ｌｈを流れる水素の一部を、放出口４２から左側のサイドメンバ２に向かって放出する。

したがって、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２が向く方向に左側のサイドメンバ２が配置されるので、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２は、左側のサイドメンバ２によって、燃料電池車両１の外部から飛来する異物から保護される。これにより、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２にキャップ等の追加部品を設けることなく、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２に異物が詰まることを抑制できる。さらに、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２から放出される水素は、左側のサイドメンバ２に向かって車幅方向の外側方向に放出されるため、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２から安全に水素を放出できる。このように、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２にキャップ等の追加部品を設けることなく、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２に異物が詰まることを抑制しつつ、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２は、放出口４２から水素を安全に放出できる。

第２配管部Ｌｈ２は、前後方向において二次電池ＢＡＴと水素タンクＴＮＫとの間を前後方向に延びており、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２は、前後方向において二次電池ＢＡＴと水素タンクＴＮＫとの間に配置されている。

したがって、二次電池ＢＡＴは、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２、及び水素タンクＴＮＫよりも前方に配置されることとなる。よって、燃料電池車両１が前面衝突した場合に、前面衝突による衝突荷重は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２、及び水素タンクＴＮＫよりも先に二次電池ＢＡＴに入力されるので、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２、及び水素タンクＴＮＫは、二次電池ＢＡＴによって保護される。これにより、燃料電池車両１の前面衝突した場合に、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２、及び水素タンクＴＮＫが損傷することを防止できる。

さらに、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２は、二次電池ＢＡＴよりも後方であって、最後方に配置された左右一対の車輪である後後輪ＲＷ２の後端よりも前方に配置される。よって、燃料電池車両１が前面衝突した場合に、前面衝突による衝突荷重は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２よりも先に、二次電池ＢＡＴに入力されるので、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２は、二次電池ＢＡＴによって保護される。また、燃料電池車両１が後面衝突した場合に、後面衝突による衝突荷重は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２よりも先に、後後輪ＲＷ２に入力されるので、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２は、後後輪ＲＷ２によって保護される。これにより、燃料電池車両１が前面衝突及び後面衝突した場合に、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２が損傷することを防止できる。

また、水素タンクＴＮＫは、二次電池ＢＡＴ、並びに、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２よりも後方であって、後後輪ＲＷ２の後端よりも前方に配置される。よって、燃料電池車両１が後面衝突した場合に、後面衝突による衝突荷重は、水素タンクＴＮＫよりも先に後後輪ＲＷ２に入力されるので、水素タンクＴＮＫは後後輪ＲＷ２によって保護される。さらに、燃料電池車両１が前面衝突した場合に、前面衝突による衝突荷重は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２よりも先に、二次電池ＢＡＴに入力され、燃料電池車両１が後面衝突した場合に、後面衝突による衝突荷重は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２よりも先に、後後輪ＲＷ２及び水素タンクＴＮＫに入力されるので、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２の前方及び後方が保護される。これにより、水素タンクＴＮＫの後方を保護でき、且つ熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２の前方及び後方を保護できる。

図３及び図４に示すように、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２は、前後方向から見て、二次電池ＢＡＴと重なる位置に配置されている。

したがって、燃料電池車両１が側面衝突した場合、側面衝突による衝突荷重は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２よりも先に二次電池ＢＡＴに入力されるので、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２は、二次電池ＢＡＴによって保護される。これにより、燃料電池車両１の側面衝突した場合に、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２が損傷することを防止できる。

また、前述したように、燃料電池車両１が側面衝突した場合、側面衝突による衝突荷重が、筐体内クロスメンバ１３を通って、衝突荷重を受けた側と反対側のサイドメンバ２へと伝達するロードパス（荷重経路）が形成されるので、筐体内クロスメンバ１３が車体のクロスメンバ３と同様の機能を有し、サイドメンバ２の変形が抑制される。これにより、燃料電池車両１が側面衝突した場合に、左右一対のサイドメンバ２の間に配置される水素タンクＴＮＫ、並びに、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３、及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２が損傷することを防止できる。

水素配管Ｌｈは、遮熱部材５１によって覆われている。遮熱部材５１は、例えば、ゴム、発泡ポリエチレン、グラスウール等によって形成された中空のチューブ状を有し、遮熱部材５１の中空内部に水素配管Ｌｈが挿通している。本実施形態では、水素配管Ｌｈは、遮熱部材５１の内周面に密接している。

これにより、水素配管Ｌｈは、遮熱部材５１によって外部の熱の影響を受けにくくなるので、外部の熱の影響によって水素配管Ｌｈが損傷することを防止できる。

また、図３に示すように、燃料電池車両１には、水素配管Ｌｈの外部であって、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３の近傍に、水素の漏出及び／又は放出を検知する第１水素検知手段ＨＳ１が設けられている。具体的には、第１水素検知手段ＨＳ１は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３と、右側のサイドメンバ２との間に設けられている。本実施形態では、第１水素検知手段ＨＳ１は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３と、右側のサイドメンバ２との間で、右側のサイドメンバ２の車幅方向内側側面に取り付けられている。第１水素検知手段ＨＳ１は、水素の漏出及び／又は放出を検知する任意のセンサであってよい。第１水素検知手段ＨＳ１は、例えば、水素ガスのＰｔ、Ｐｄ触媒による接触燃焼に際して発生する燃焼熱を利用する接触燃焼式センサ、金属酸化物半導体表面での水素ガスの吸着による電気伝導度の変化を利用する半導体式センサ、水素ガスと標準ガス(通常は空気)との熱伝導度の差を利用する気体熱伝導式センサ等であってよい。

熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３から放出される水素は、右側のサイドメンバ２に向かって車幅方向の外側方向に放出され、第１水素検知手段ＨＳ１は、放出口３３と右側のサイドメンバ２との間に設けられているので、放出口３３から水素が放出された場合、第１水素検知手段ＨＳ１によって確実に放出口３３から水素が放出されたことを検知できる。

このように、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３の近傍に水素の漏出及び／又は放出を検知する第１水素検知手段ＨＳ１が設けられていることによって、放出口３３から水素が放出された場合、第１水素検知手段ＨＳ１によって確実に放出口３３から水素が放出されたことを検知できる。

さらに、図４に示すように、燃料電池車両１には、水素配管Ｌｈの外部であって、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２の近傍に、水素の漏出及び／又は放出を検知する第２水素検知手段ＨＳ２が設けられている。具体的には、第２水素検知手段ＨＳ２は、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２と、左側のサイドメンバ２との間に設けられている。本実施形態では、第２水素検知手段ＨＳ２は、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２と、左側のサイドメンバ２との間で、左側のサイドメンバ２の車幅方向内側側面に取り付けられている。第２水素検知手段ＨＳ２は、水素の漏出及び／又は放出を検知する任意のセンサであってよい。第２水素検知手段ＨＳ２は、例えば、水素ガスのＰｔ、Ｐｄ触媒による接触燃焼に際して発生する燃焼熱を利用する接触燃焼式センサ、金属酸化物半導体表面での水素ガスの吸着による電気伝導度の変化を利用する半導体式センサ、水素ガスと標準ガス(通常は空気)との熱伝導度の差を利用する気体熱伝導式センサ等であってよい。

圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２から放出される水素は、左側のサイドメンバ２に向かって車幅方向の外側方向に放出され、第２水素検知手段ＨＳ２は、放出口４２と左側のサイドメンバ２との間に設けられているので、放出口４２から水素が放出された場合、第２水素検知手段ＨＳ２によって確実に放出口４２から水素が放出されたことを検知できる。

このように、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２の近傍に水素の漏出及び／又は放出を検知する第２水素検知手段ＨＳ２が設けられていることによって、放出口４２から水素が放出された場合、第２水素検知手段ＨＳ２によって確実に放出口４２から水素が放出されたことを検知できる。

以上、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

例えば、本実施形態では、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３は、右側のサイドメンバ２の方向を向いているものとしたが、左側のサイドメンバ２の方向を向いていてもよい。同様に、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２は、左側のサイドメンバ２の方向を向いているものとしたが、右側のサイドメンバ２の方向を向いていてもよい。また、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３と、圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２とは、同一のサイドメンバ２の方向を向いていてもよい。

また、例えば、本実施形態では、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２が設けられているものとしたが、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２のいずれか一方は省略されていてもよい。

また、例えば、放出口は、熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１の放出口３３及び圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２の放出口４２でなくてもよく、水素配管Ｌｈに設けられ、水素配管Ｌｈを流れる水素を外部に放出する任意の放出口であってよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を一例として示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 前後方向に延在する左右一対のサイドメンバ（サイドメンバ２）を備えたフレーム構造の車体を有し、
燃料電池（燃料電池ＦＣ）と、
前記燃料電池よりも後方に配置され、水素が充填された水素タンク（水素タンクＴＮＫ）と、
前記燃料電池と前記水素タンクとを接続し、前記水素タンクに充填された前記水素が前記燃料電池へと流れる水素配管（水素配管Ｌｈ）と、が搭載された、燃料電池車両（燃料電池車両１）であって、
前記水素配管には、前記水素配管を流れる前記水素を外部に放出する放出口（放出口３３、４２）が設けられており、
前記放出口は、
車幅方向において、前記左右一対のサイドメンバの間に配置されており、
一方の前記サイドメンバの方向を向いており、
上下方向において、前記一方の前記サイドメンバと重なる位置に配置されている、燃料電池車両。

（１）によれば、放出口が向く方向に、一方のサイドメンバが配置される。これにより、放出口にキャップ等の追加部品を設けることなく、放出口に異物が詰まることを抑制できる。さらに、放出口から放出される水素は、サイドメンバに向かって車幅方向の外側方向に放出されるため、放出口から安全に水素を放出できる。このように、放出口にキャップ等の追加部品を設けることなく、放出口に異物が詰まることを抑制しつつ、放出口から水素を安全に放出できる。

（２） （１）に記載の燃料電池車両であって、
前記燃料電池車両には、二次電池（二次電池ＢＡＴ）が搭載されており、
前記二次電池は、
車幅方向において、前記左右一対のサイドメンバの間に配置されており、
前記水素タンクよりも車幅方向の寸法が大きく、
前記水素タンクは、車幅方向において、前記二次電池の車幅方向両端面の間に配置されている、燃料電池車両。

（２）によれば、水素タンクは、車幅方向において、二次電池の車幅方向両端面の間に配置されているので、燃料電池車両が側面衝突した場合に、水素タンクは二次電池によって保護される。これにより、燃料電池車両の側面衝突した場合に、水素タンクが損傷することを防止できる。

（３） （２）に記載の燃料電池車両であって、
前記二次電池は、前記放出口及び前記水素タンクよりも前方に配置されている、燃料電池車両。

（３）によれば、二次電池は、放出口及び水素タンクよりも前方に配置されているので、燃料電池車両が前面衝突した場合に、放出口及び水素タンクは二次電池によって保護される。これにより、燃料電池車両の前面衝突した場合に、放出口及び水素タンクが損傷することを防止できる。

（４） （２）又は（３）に記載の燃料電池車両であって、
前記放出口は、前後方向から見て、前記二次電池と重なる位置に配置されている、燃料電池車両。

（４）によれば、放出口は、前後方向から見て、前記二次電池と重なる位置に配置されているので、燃料電池車両が側面衝突した場合に、放出口は二次電池によって保護される。これにより、燃料電池車両の側面衝突した場合に、放出口が損傷することを防止できる。

（５） （２）～（４）のいずれかに記載の燃料電池車両であって、
前記二次電池は、蓄電モジュール（蓄電モジュール１１）と、該蓄電モジュールを収容する筐体（筐体１２）と、前記筐体の内部で車幅方向に延び、前記筐体の左側面（左側面１２Ｌ）と右側面（右側面１２Ｒ）とを連結する筐体内クロスメンバ（筐体内クロスメンバ１３）と、を有し、
前記筐体は、前記左右一対のサイドメンバを連結し、
前記筐体内クロスメンバは、上下方向において、少なくとも一部が前記サイドメンバと重なる位置に配置されている、燃料電池車両。

（５）によれば、二次電池は、筐体の内部で車幅方向に延び、筐体の左側面と右側面とを連結する筐体内クロスメンバを有し、筐体は、左右一対のサイドメンバを連結し、筐体内クロスメンバは、上下方向において、少なくとも一部がサイドメンバと重なる位置に配置されている。したがって、燃料電池車両が側面衝突した場合、側面衝突による衝突荷重が、筐体内クロスメンバを通って、衝突荷重を受けた側と反対側のサイドメンバへと伝達するロードパス（荷重経路）が形成されるので、筐体内クロスメンバが車体のクロスメンバと同様の機能を有し、サイドメンバの変形が抑制される。これにより、燃料電池車両が側面衝突した場合に、水素タンク及び放出口が損傷することを防止できる。

（６） （２）～（５）のいずれかに記載の燃料電池車両であって、
燃料電池車両は、左右一対の車輪（前輪ＦＷ、後前輪ＲＷ１、後後輪ＲＷ２）が前後方向に複数設けられており、
前記放出口は、前記二次電池よりも後方であって、最後方に配置された前記左右一対の車輪（後後輪ＲＷ２）の後端よりも前方に配置されている、燃料電池車両。

（６）によれば、放出口は、二次電池よりも後方であって、最後方に配置された左右一対の車輪の後端よりも前方に配置されているので、燃料電池車両が前面衝突した場合に、放出口は二次電池によって保護され、燃料電池車両が後面衝突した場合に、放出口は最後方に配置された左右一対の車輪によって保護される。これにより、燃料電池車両が前面衝突及び後面衝突した場合に、放出口が損傷することを防止できる。

（７） （６）に記載の燃料電池車両であって、
前記水素タンクは、最後方に配置された前記左右一対の車輪（後後輪ＲＷ２）の後端よりも前方に配置されており、
前記放出口は、前後方向において前記二次電池と前記水素タンクとの間に配置されている、燃料電池車両。

（７）によれば、水素タンクは、二次電池及び放出口よりも後方であって、最後方に配置された左右一対の車輪の後端よりも前方に配置されているので、燃料電池車両が後面衝突した場合に、水素タンクは最後方に配置された左右一対の車輪によって保護される。さらに、放出口は、燃料電池車両が前面衝突した場合に、二次電池によって保護され、燃料電池車両が後面衝突した場合に、水素タンクと、最後方に配置された左右一対の車輪と、によって保護される。これにより、水素タンクの後方を保護でき、且つ放出口の前方及び後方を保護できる。

（８） （１）～（７）のいずれかに記載の燃料電池車両であって、
前記水素配管には、所定温度以上になると作動して前記水素を放出する熱作動式過圧防止装置（熱作動式過圧防止装置ＰＲＤ１）が設けられており、
前記放出口は、前記熱作動式過圧防止装置に設けられた放出口（放出口３３）である、燃料電池車両。

（８）によれば、放出口は、熱作動式過圧防止装置に設けられた放出口であるので、熱作動式過圧防止装置の放出口にキャップ等の追加部品を設けることなく、熱作動式過圧防止装置の放出口に異物が詰まることを抑制できる。

（９） （１）～（７）のいずれかに記載の燃料電池車両であって、
前記水素配管には、所定圧力以上になると作動して前記水素を放出する圧力作動式過圧防止装置（圧力作動式過圧防止装置ＰＲＤ２）が設けられており、
前記放出口は、前記圧力作動式過圧防止装置に設けられた放出口（放出口４２）である、燃料電池車両。

（９）によれば、放出口は、圧力作動式過圧防止装置に設けられた放出口であるので、圧力作動式過圧防止装置の放出口にキャップ等の追加部品を設けることなく、圧力作動式過圧防止装置の放出口に異物が詰まることを抑制できる。

（１０） （１）～（９）のいずれかに記載の燃料電池車両であって、
前記水素配管は、遮熱部材（遮熱部材５１）によって覆われている、燃料電池車両。

（１０）によれば、水素配管は、遮熱部材によって覆われているので、水素配管の外部の熱の影響によって水素配管が損傷することを防止できる。

（１１） （１）～（１０）のいずれかに記載の燃料電池車両であって、
前記水素配管の外部であって、前記放出口の近傍に、前記水素の漏出及び／又は放出を検知する水素検知手段（第１水素検知手段ＨＳ１、第２水素検知手段ＨＳ２）が設けられている、燃料電池車両。

（１１）によれば、放出口の近傍に水素の漏出及び／又は放出を検知する水素検知手段が設けられているので、放出口から水素が放出された場合、水素検知手段によって確実に放出口から水素が放出されたことを検知できる。

（１２） （１１）に記載の燃料電池車両であって、
前記水素検知手段は、前記放出口と前記一方の前記サイドメンバとの間に設けられている、燃料電池車両。

（１２）によれば、放出口から放出される水素は、サイドメンバに向かって車幅方向の外側方向に放出され、水素検知手段は、放出口と一方のサイドメンバとの間に設けられているので、放出口から水素が放出された場合、水素検知手段によってより確実に放出口から水素が放出されたことを検知できる。

１ 燃料電池車両
２ サイドメンバ
１１ 蓄電モジュール
１２ 筐体
１２Ｌ 左側面
１２Ｒ 右側面
１３ 筐体内クロスメンバ
３３ 放出口
４２ 放出口
５１ 遮熱部材
ＦＣ 燃料電池
ＴＮＫ 水素タンク
Ｌｈ 水素配管
ＢＡＴ 二次電池
ＰＲＤ１ 熱作動式過圧防止装置
ＰＲＤ２ 圧力作動式過圧防止装置
ＨＳ１ 第１水素検知手段（水素検知手段）
ＨＳ２ 第２水素検知手段（水素検知手段）
ＦＷ 前輪（車輪）
ＲＷ１ 後前輪（車輪）
ＲＷ２ 後後輪（車輪）

Claims (10)

1. 前後方向に延在する左右一対のサイドメンバを備えたフレーム構造の車体を有し、
   燃料電池と、
   二次電池と、
   前記燃料電池よりも後方に配置され、水素が充填された水素タンクと、
   前記燃料電池と前記水素タンクとを接続し、前記水素タンクに充填された前記水素が前記燃料電池へと流れる水素配管と、が搭載された、燃料電池車両であって、
   前記水素配管には、前記水素配管を流れる前記水素を外部に放出する放出口が設けられており、
   前記二次電池は、
   車幅方向において、前記左右一対のサイドメンバの間に配置されており、
   前記放出口及び前記水素タンクよりも前方に配置されており、
   前記放出口は、
   車幅方向において、前記左右一対のサイドメンバの間に配置されており、
   一方の前記サイドメンバの方向を向いており、
   車幅方向から見て、上下方向で前記一方の前記サイドメンバと重なる位置に配置されており、
   前後方向から見て、前記二次電池と重なる位置に配置されている、燃料電池車両。
2. 請求項１に記載の燃料電池車両であって、
   前記二次電池は、
   前記水素タンクよりも車幅方向の寸法が大きく、
   前記水素タンクは、車幅方向において、前記二次電池の車幅方向両端面の間に配置されている、燃料電池車両。
3. 請求項１又は２に記載の燃料電池車両であって、
   前記二次電池は、蓄電モジュールと、該蓄電モジュールを収容する筐体と、前記筐体の内部で車幅方向に延び、前記筐体の左側面と右側面とを連結する筐体内クロスメンバと、を有し、
   前記筐体は、前記左右一対のサイドメンバを連結し、
   前記筐体内クロスメンバは、車幅方向から見て、上下方向で少なくとも一部が前記サイドメンバと重なる位置に配置されている、燃料電池車両。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料電池車両であって、
   燃料電池車両は、左右一対の車輪が前後方向に複数設けられており、
   前記放出口は、前記二次電池よりも後方であって、最後方に配置された前記左右一対の車輪の後端よりも前方に配置されている、燃料電池車両。
5. 請求項４に記載の燃料電池車両であって、
   前記水素タンクは、最後方に配置された前記左右一対の車輪の後端よりも前方に配置されており、
   前記放出口は、前後方向において前記二次電池と前記水素タンクとの間に配置されている、燃料電池車両。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料電池車両であって、
   前記水素配管には、所定温度以上になると作動して前記水素を放出する熱作動式過圧防止装置が設けられており、
   前記放出口は、前記熱作動式過圧防止装置に設けられた放出口である、燃料電池車両。
7. 請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料電池車両であって、
   前記水素配管には、所定圧力以上になると作動して前記水素を放出する圧力作動式過圧防止装置が設けられており、
   前記放出口は、前記圧力作動式過圧防止装置に設けられた放出口である、燃料電池車両。
8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の燃料電池車両であって、
   前記水素配管は、遮熱部材によって覆われている、燃料電池車両。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の燃料電池車両であって、
   前記水素配管の外部であって、前記放出口の近傍に、前記水素の漏出及び／又は放出を検知する水素検知手段が設けられている、燃料電池車両。
10. 請求項９に記載の燃料電池車両であって、
    前記水素検知手段は、前記放出口と前記一方の前記サイドメンバとの間に設けられている、燃料電池車両。

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