燃料电池的搭载结构的制作方法

本发明公开的内容涉及一种燃料电池的搭载结构。

背景技术：

作为搭载了燃料电池的车辆，在日本特开2006-89040号公报中公开了一种在前座的下方配置有燃料电池的结构。此外，在日本特开2006-89040号公报中公开了如下的结构，即，具备用于对前轮进行驱动的一对驱动电机，并通过在该一对驱动电机之间配置氢气循环泵等的成为振动的发生源的辅助机械类部件，从而能够经由重量较大的电机而使由辅助机械类部件产生的振动衰减。

然而，在将日本特开2006-89040号公报记载的技术应用于后轮驱动的燃料电池车中时，驱动电机被配置于车辆后部。但是，在使辅助机械类部件与驱动电机一起移动至车辆后部的情况下，散热器、冷凝器等的车辆前部的部件与辅助机械类部件之间的距离会变长，因此有可能增加辅助机械类部件的配线以及配管上所花费的成本。

技术实现要素：

本发明的公开内容获得了一种如下的燃料电池的搭载结构，即，在后轮驱动的燃料电池车中，能够在抑制辅助机械类部件的配线以及配管上所花费的成本的增加的同时使辅助机械类部件的振动衰减的燃料电池的搭载结构。

本发明公开内容的第一方式为一种燃料电池的搭载结构，具有：燃料电池，在车辆后部配置有对后轮进行驱动的驱动电机的车辆中，所述燃料电池被配置在设置于车辆前部处的悬架构件的车辆上方，并经由多个防振部件而与所述悬架构件连结；辅助机械类部件，其以相对于所述悬架构件为非接触的状态而被安装于所述燃料电池上，并且以至少包括空气压缩机以及泵的方式而构成。

在上述第一方式中，通过被配置于车辆后部的驱动电机而对后轮进行驱动。此外，在车辆前部的悬架构件的车辆上方配置有燃料电池，该燃料电池经由多个防振部件而与悬架构件连结。在此，在燃料电池上安装有以包括空气压缩机以及泵的方式而被构成的辅助机械类部件，该辅助机械类部件被设为相对于悬架构件为非接触的状态。如此，通过在重量较大的燃料电池上安装辅助机械类部件，从而能够经由燃料电池而使由辅助机械类部件产生的振动衰减。此外，能够通过防振部件来吸收燃料电池的振动的至少一部分。

而且，通过将辅助机械类部件配置于车辆前部，从而无需将辅助机械类部件的配线以及配管加长即可，进而能够抑制配线以及配管中所花费的成本的增加。此外，在车辆发生碰撞时，碰撞载荷的一部分会被防振部件吸收，因此能够抑制碰撞载荷向燃料电池传递的情况。

本发明公开的第二方式为一种如下的燃料电池的搭载结构，即，在上述第一方式中，在所述燃料电池中，以相对于所述悬架构件为非接触的状态而安装有空调装置用压缩机。

在上述第二方式中，通过除了燃料电池车用的辅助机械类部件之外还将空调装置用压缩机安装于燃料电池上，从而能够经由燃料电池而使由该空调装置用压缩机产生的振动衰减。

本发明公开的第三方式为一种如下的燃料电池的搭载结构，即，在上述第一方式或第二方式中，在所述燃料电池中，以相对于所述悬架构件为非接触的状态而安装有DC-DC变换器以及逆变器中的至少一方。

在上述第三方式中，通过除了燃料电池车用的辅助机械类部件之外还将DC-DC变换器以及逆变器中的至少一方安装于燃料电池上，从而能够经由燃料电池而使因从DC-DC变换器或逆变器产生的高频而造成的车厢内的噪声降低。

本发明公开的第四方式为一种如下的燃料电池的搭载结构，即，在上述第一方式至第三方式中，所述防振部件与对所述燃料电池进行支承的电池组框架连结，所述辅助机械类部件经由所述电池组框架而被安装在所述燃料电池上并且被配置在从车辆上方观察时被所述电池组框架遮挡的位置处。

在上述第四方式中，在从车辆上方观察时，辅助机械类部件被配置在被电池组框架遮挡的位置处。因此，即使在挪用了仅以发动机为驱动源的常规汽车的悬架构件、底盘等的部件的情况下，也能够抑制这些部件与辅助机械类部件之间发生干涉的情况，

如以上说明所述，根据本发明公开的第一方式，在后轮驱动的燃料电池车中，能够在抑制辅助机械类部件的配线以及配管所花费的成本的增加的同时使辅助机械类部件的振动衰减。

根据上述第二方式或第三方式，无需设置专用的防振部件便能够降低由空调装置用压缩机产生的振动、以及因从DC-DC变换器、逆变器产生的高频而造成的车厢内的噪声。

根据上述第四方式，能够实现与常规汽车之间的部件的共用化。

附图说明

根据以下的附图，对本发明公开的实施例进行详细的说明。

图1为表示实施方式所涉及的燃料电池的搭载结构的立体图。

图2为表示实施方式所涉及的燃料电池的搭载结构的俯视图。

图3为用于对构成实施方式所涉及的燃料电池的搭载结构的辅助机械类部件进行说明的立体图。

图4为表示应用了实施方式所涉及的燃料电池的搭载结构的车辆的模式图。

具体实施方式

以下，基于附图而对本说明书公开的实施方式所涉及的燃料电池的搭载结构进行详细说明。此外，各个附图中适当表示的箭头标记FR表示车辆前方侧，箭头标记UP表示车辆上方侧，箭头标记RH表示朝向行进方向时的车辆右侧。此外，在以下的说明中没有特殊记载而使用前后、上下、左右的方向的情况下，则表示车辆前后方向的前后、车辆上下方向的上下、朝向行进方向时的左右。

(车辆的整体结构)

如图4所示，应用了本实施方式所涉及的燃料电池的搭载结构的车辆10被构成为，包括驱动电机12、氢气瓶14、蓄电池16、作为燃料电池的FC电池组18、动力控制单元20。

驱动电机12被配置于车辆后部13处，并且以如下方式而构成，即，通过使该驱动电机12进行驱动，从而使来自驱动电机12的输出经由未图示的变速机构而向后轮22传递。此外，在与驱动电机12相比靠车辆前方的车辆下部设置有氢气瓶14。氢气瓶14为，将用于向后述的FC电池组18供给的氢气压缩并填充的容器。另外，虽然在图1中仅图示了一个氢气瓶14，但是并不限定于此，也可以采用具备多个氢气瓶14的结构。

在与氢气瓶14相比靠车辆前方设置有蓄电池16。蓄电池16为可充电放电的电池，在本实施方式中，作为一个示例而使用了镍氢二次电池。而且，向驱动电机12供给电力而使驱动电机12进行驱动，或者在减速再生时从驱动电机12回收再生电力。另外，只要是可充电放电的电池，则并不限于镍氢二次电池，也可以使用其他电池。例如，作为蓄电池16，也可以使用锂氢二次电池或铅蓄电池等。

FC电池组18以及动力控制单元20被设置于车辆前部11的动力单元室内。FC电池组18被设为层压有多个作为构成单位的单电池的电池组结构，并且作为高压电源而发挥功能。而且，构成FC电池组18的各个单电池通过从氢气瓶14被供给的氢气与从后述的空气压缩机48被供给的压缩空气之间的电化学反应而实施发电。

动力控制单元20为控制装置，并且具备逆变器，所述逆变器实施由FC电池组18以及蓄电池16处理的高压直流电流与用于使驱动电机12进行驱动的交流电流之间的转换。

(FC电池组18的搭载结构)

接下来，对FC电池组18的搭载结构进行说明。如图1所示，FC电池组18被配置于悬架构件24的车辆上方。悬架构件24被配置于车辆前部11的下部，并且在与沿车辆前后方向延伸的左右一对未图示的前纵梁相比靠下方处被该前纵梁支承。

此外，悬架构件24具备沿着车辆前后方向延伸的左右一对纵梁部24A。一对纵梁部24A随着趋向于车辆前方而向相互分离的方向延伸。而且，一对纵梁部24A的前端部彼此通过在车辆宽度方向上延伸的前侧横向构件24B而被连结，一对纵梁部24A的后端部彼此通过在车辆宽度方向上延伸的后侧横向构件24C而被连结。因此，悬架构件24在从车辆上方观察的俯视观察时被形成为大致框状。

在此，在纵梁部24A上安装有多个防振部件。具体而言，在一对纵梁部24A的前部分别安装有前部安装部件26，在一对纵梁部24A的后部分别安装有后部安装部件28。

前部安装部件26被设置于纵梁部24A上的与前侧横向构件24B连结的连结部分处，并且以车辆宽度方向为板厚方向而被直立设置于纵梁部24A上。此外，在前部安装部件26的上部形成有插穿孔26A，在该插穿孔26A中插穿有螺栓30。

螺栓30被拧入后述的电池组框架38的前端部的立起部38A中，并通过该螺栓30而使前部安装部件26被结合在电池组框架38上。另外，在螺栓30与插穿孔26A的孔壁之间设置有弹性体32，经由该弹性体32而使螺栓30被安装于前部安装部件26上。因此被构成为，从悬架构件24以及电池组框架38的一方朝向另一方被输入的振动通过弹性体32的弹性变形而被衰减。

在前部安装部件26的车辆后方配置有后部安装部件28。后部安装部件28被设置于与纵梁部24A中的和后侧横向构件24C连结的连结部分相比向车辆前方偏移了的位置处，并被形成为以车辆上下方向为轴向的大致圆筒状。此外，后部安装部件28被配置在，设置于纵梁部24A上的下侧安装片34与后述的设置于电池组框架38上的上侧安装片36之间，并且在车辆上下方向上将该下侧安装片34与上侧安装片36连结。

下侧安装片34被形成为，在俯视观察时车辆宽度方向外侧呈凸状的大致三角形形状，且从纵梁部24A向车辆宽度方向外侧突出。而且，在该突出的部分上安装有后部安装部件28的下端部。另一方面，上侧安装片36被形成为，在俯视观察时车辆宽度方向外侧呈凸状的大致三角形形状，且从电池组框架38向车辆宽度方向外侧突出。而且，在该突出的部分上安装有后部安装部件28的上端部。因此，后部安装部件28位于与纵梁部24A以及电池组框架38相比靠车辆宽度方向外侧。此外被构成为，在后部安装部件28的内部设置有能够弹性变形的防振橡胶，从而使从悬架构件24以及电池组框架38的一方朝向另一方被输入的振动被衰减。

在一对前部安装部件26以及一对后部安装部件28上安装有对FC电池组18进行支承的电池组框架38。电池组框架38被形成为，以车辆上下方向为板厚方向而在俯视观察时呈大致矩形形状。此外，在电池组框架38的前端部上设置有向车辆上方突出的立起部38A，且在该立起部38A上形成有被拧入有螺栓30的螺栓孔(省略符号)。而且，如上所述，在电池组框架38的后部处安装有上侧安装片36，且在该上侧安装片36上安装有后部安装部件28的上端部。

在以上述方式而构成的电池组框架38的上表面上固定有FC电池组18。因此，FC电池组18经由一对前部安装部件26以及一对后部安装部件28而被连结在悬架构件24上。此外，FC电池组18被形成为大致正方体形状，且在该FC电池组18的上表面上安装有DC-DC变换器40。DC-DC变换器40与FC电池组18电连接，并使由FC电池组18发电的直流电流的电压值转换为不同的电压值。另外，虽然在本实施方式中仅在FC电池组18的上表面上安装有DC-DC变换器40，但并不限定于此。也可以采用如下方式，例如，代替DC-DC变换器40而安装实施高压直流电流与交流电流之间的转换的逆变器等。此外，也可以采用安装DC-DC变换器40以及逆变器的双方的结构。

在此，在电池组框架38的下表面上安装有辅助机械类部件42。以下，参照图3对本实施方式的辅助机械类部件42进行说明。在图3中图示了去除了FC电池组18以及悬架构件24后的状态，为了便于说明而以双点划线图示了电池组框架38。

如图3所示，本实施方式的辅助机械类部件42被构成为，包括空调装置用压缩机44、作为泵的FC用水泵46、空气压缩机48和氢泵50。

空调装置用压缩机44被安装于电池组框架38中的前端部且左端部的下表面上，并且为用于对被空调等的空调装置中所使用的制冷剂进行压缩并使之液化的压缩机。而且，在该空调装置用压缩机44上连接有构成制冷剂的流道的未图示的配管。

此外，在空调装置用压缩机44上设置有多个(在本实施方式中为四个)结合部44A。各个结合部44A从空调装置用压缩机44向车辆上方突出，并通过未图示的螺栓等的结合件而被结合在电池组框架38上。而且，空调装置用压缩机44不与悬架构件24接触。换言之，空调装置用压缩机44被设为相对于悬架构件24为非接触的状态。

在空调装置用压缩机44的车辆右方配置有FC用水泵46。FC用水泵46被安装于电池组框架38中的前端部且右端部的下表面上，并且在该FC用水泵46上连接有构成冷却水的流道的未图示的配管。而且被构成为，通过FC用水泵46使配管中流动的冷却水循环，从而使FC电池组18被冷却并且被维持在预定的温度。

此外，在FC用水泵46上设置有多个(在本实施方式中为四个)结合部46A。各个结合部46A从FC用水泵46向车辆上方突出，并且通过未图示的螺栓等的结合件而被结合在电池组框架38上。而且，FC用水泵46不与悬架构件24接触。换言之，FC用水泵46被设为相对于悬架构件24为非接触的状态。

在空调装置用压缩机44的车辆后方配置有空气压缩机48。空气压缩机48被安装于电池组框架38中的车辆前后方向中间部分的下表面上，并且在该空气压缩机48上连接有用于向FC电池组18供给压缩空气的配管。

此外，在空气压缩机48上设置有多个(在本实施方式中为四个)结合部48A。各个结合部48A从空气压缩机48向车辆上方突出，并且通过未图示的螺栓等的结合件而被结合在电池组框架38上。而且，空气压缩机48不与悬架构件24接触。换言之，空气压缩机48被设为相对于悬架构件24为非接触的状态。

在空气压缩机48的车辆后方配置有氢泵50。氢泵50被安装于电池组框架38中的后端部且左端部的下表面上，并且在该氢泵50上连接有构成氢的流道的未图示的配管。而且被构成为，通过利用氢泵50而使从FC电池组18以未反应的状态而被排出的氢气循环，从而再次向FC电池组18供给。

此外，在氢泵50上设置有多个(在本实施方式中为四个)结合部50A。各个结合部50A从氢泵50向车辆上方突出，并且通过未图示的螺栓等的结合件而被结合在电池组框架38上。而且，氢泵50不与悬架构件24接触。换言之，氢泵50被设为相对于悬架构件24为非接触的状态

如以上所述，本实施方式的辅助机械类部件42以相对于悬架构件24为非接触的状态而被安装于电池组框架38的下表面上。此外，如图2所示，构成辅助机械类部件42的空调装置用压缩机44、FC用水泵46、空气压缩机48以及氢泵50被配置在从车辆上方观察时被电池组框架38遮挡的位置处。即，被配置于与电池组框架38的外形线相比靠内侧。并且，在此所称的“被配置在被电池组框架38遮挡的位置处”并未限定于从车辆上方观察时构成辅助机械类部件42的各个部件完全被遮挡而观察不到的状态。例如，其为包括如下结构的概念，即，构成辅助机械类部件42的各个部件的一部分在与悬架构件24不发生干涉的范围内位于与电池组框架38的外形相比稍稍靠外侧的位置的结构。

(作用)

接下来，对本实施方式的燃料电池的搭载结构的作用进行说明。

在本实施方式所涉及的燃料电池的搭载结构中，在悬架构件24的车辆上方配置有对FC电池组18进行支承的电池组框架38。而且，该电池组框架38经由一对前部安装部件26以及一对后部安装部件28而被连结在悬架构件24上。此外，在电池组框架38的下表面上安装有辅助机械类部件42。如此，通过经由电池组框架38而在重量较大的FC电池组18上安装辅助机械类部件42，从而使从辅助机械类部件42产生的振动因向FC电池组18传递而被衰减，进而能够抑制从辅助机械类部件42向车辆主体传递的振动。其结果为，能够降低因辅助机械类部件42的振动而造成的车厢内的噪声。

此外，在车辆10发生碰撞时，通过一对前部安装部件26以及一对后部安装部件28而使向悬架构件24被输入的碰撞载荷的一部分被吸收。由此，能够抑制碰撞载荷向FC电池组18传递的情况。

而且，在驱动电机12被配置于车辆后部13的后轮驱动的燃料电池车中，与将辅助机械类部件42安装于驱动电机12上而使振动衰减的结构相比，能够抑制辅助机械类部件42的配线以及配管上所花费的成本的增加。即，在将辅助机械类部件42安装于车辆后部13的驱动电机12上的比较例的结构中，对被配置于车辆前部的散热器、冷凝器等与辅助机械类部件42进行连接的配线以及配管将变长，从而对应于此变长的部分而存在使成本增加的可能性。相对于此，如本实施方式那样，如果采用在车辆前部11配置FC电池组18并在该FC电池组18上安装辅助机械类部件42的结构，则无需将配线以及配管加长即可。即，能够在抑制辅助机械类部件42的配线以及配管上所花费的成本的增加的同时使辅助机械类部件42的振动衰减。

此外，在本实施方式中，除了燃料电池车用的辅助机械类部件(FC用水泵46、空气压缩机48、以及氢泵50)之外，空调装置用压缩机44被安装于电池组框架38的下表面上。此外，在FC电池组18的上表面上安装有DC-DC变换器40。由此，不再需要用于使由空调装置用压缩机44、DC-DC变换器40产生的振动衰减的专用的防振部件。换言之，能够在不使用专用的防振部件的条件下，使从空调装置用压缩机产生的振动以及从DC-DC变换器40产生的高频衰减，进而能够降低因这些振动以及高频而导致的车厢内的噪声。

此外，在本实施方式中，如图2所示，在从车辆上方观察时，辅助机械类部件42被配置在被电池组框架38遮挡的位置处。由此，即使挪用了仅以发动机为驱动源的常规汽车的悬架构件、底盘等的部件的情况下，也能够抑制辅助机械类部件42干涉到这些部件的情况。其结果为，能够实现与常规汽车之间的部件的共用化，从而能够削减部件成本以及制造成本。

以上，对本说明书公开的实施方式所涉及的燃料电池的搭载结构进行了说明，但是在不脱离本说明书公开的主旨的范围内，当然能够以各种方式而实施。例如，虽然在本实施方式中，空调装置用压缩机44、FC用水泵46、空气压缩机48以及氢泵50这四个部件被安装于电池组框架38上，但是并不限定于此。也可以采用如下结构，即，仅将空气压缩机48以及FC用水泵46安装于电池组框架38的下表面上。即使在该情况下，也能够通过FC电池组18而使由空气压缩机48以及FC用水泵46产生的振动衰减。即，与将辅助机械类部件42安装于其他位置的结构相比，能够在抑制辅助机械类部件42的配线以及配管上所花费的成本的增加的同时使辅助机械类部件42的振动衰减。

此外，虽然在本实施方式中经由电池组框架38而将辅助机械类部件42安装于FC电池组18上，但是并不限定于此。例如，也可以利用托架等而直接将辅助机械类部件42安装于FC电池组18上。此外，也可以采用如下结构，即，预先在构成FC电池组18的外壳的壳体上形成用于安装辅助机械类部件42的安装孔等。

而且，虽然在本实施方式中经由一对前部安装部件26以及一对后部安装部件28这四个安装部件而将电池组框架38连结在悬架构件24上，但是并不限定于此。例如，也可以通过三个安装部件而将电池组框架38连结在悬架构件24上。作为一个示例，也可以采用如下结构，即，代替一对前部安装部件26而由一个前部安装部件26来支承电池组框架38的前端部。在此情况下，只要考虑到作用于电池组框架38的右侧的载荷和作用于左侧的载荷来对前部安装部件26进行配置，就能够通过三个安装部件来对电池组框架38以及FC电池组18进行支承。

此外，在本实施方式中所说明的空调装置用压缩机44、FC用水泵46、空气压缩机48以及氢泵50的大小、形状并未被特别限定，也可以设为不同的大小以及不同的形状。此外，关于设置于各个部件上的结合部的数量、形状也并未被特别限定。