车辆的制作方法

文档序号:15811449发布日期:2018-11-02 22:14阅读:155来源:国知局
车辆的制作方法

本发明涉及搭载有燃料电池的车辆。

背景技术

在搭载有燃料电池的车辆中,有时会使用收纳将燃料电池与功率控制单元结合并一体化而成的子组件的外壳。在日本特开2009-190438号公报中,提出了具有使该外壳的一部分鼓出而形成的鼓出部的结构。在该结构中,将燃料电池与功率控制单元电连接的高电压线缆布线于鼓出部内(例如,参照专利文献1)。



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在搭载有燃料电池的车辆中,在碰撞时,若包含燃料电池及高电压线缆的高电压系统与车体之间的连接部的一部分被切断,则高电压系统有可能相对于车体进行相对移动。在这样的情况下,高电压系统有可能破损。因而,希望有一种在车辆的碰撞时抑制高电压系统的破损的技术。

用于解决课题的技术方案

本说明书公开的技术是为了解决上述的课题而完成的,能够作为以下的方式来实现。

(1)根据本说明书公开的技术的一个方式,提供一种车辆。该车辆具备:高电压系统,包含燃料电池,且配置于所述车辆的前舱;及第一突出部,相对于所述高电压系统固定,在所述车辆的左右方向上比所述高电压系统的最接近所述车辆的车体侧的部位更向所述车体侧突出地设置,在将所述车辆放置于水平面上的情况下,所述第一突出部配置成,在高度方向上,所述第一突出部中向所述车体侧最突出的第一最突部的位置与所述高电压系统的重心的位置相同,或者比该重心的位置高。

根据该方式,在由于车辆的碰撞而高电压系统相对于车体相对地向左右方向(包括斜方向)中的第一突出部接近车体的方向移动了的情况下,由于第一突出部比高电压系统更向车体侧突出,所以第一突出部最先与车体接触的可能性高。详细地说,第一突出部的最向车体侧突出的第一最突部(包含第一突出部与第一最突部一致的情况)最先与车体接触的可能性高。由于第一突出部配置成在高度方向上第一最突部的位置与高电压系统的重心的位置相同或者比该重心的位置高,所以当第一突出部与车体接触时,以第一突出部的与车体接触的部分(第一最突部)为旋转的中心,高电压系统的下部向接近车体侧面的方向旋转。因而,能够抑制由于高电压系统的上部与车体侧面接触而导致的高电压系统的上部的破损。

(2)在上述方式的车辆中,可以是,在将所述车辆放置于水平面上的情况下,所述燃料电池配置成,在高度方向上,所述燃料电池的重心的位置比所述高电压系统的重心的位置高。这样一来,设备、部件会配置于燃料电池的下方。因而,在第一突出部与车体接触而高电压系统的下部以第一突出部的与车体接触的部分(第一最突部)为旋转的中心向接近车体侧面的方向旋转了的情况下,配置于比燃料电池靠下方处的设备、部件与车体侧面接触的可能性变高,能够抑制由于燃料电池与车体侧面接触而导致的燃料电池的破损。

(3)在上述方式的车辆中,可以是,所述第一突出部构成为,在所述第一突出部与在所述车辆的所述左右方向上配置的车体部件接触了的情况下,所述车体部件比所述高电压系统先发生变形。这样一来,通过使悬架塔座等车体部件比高电压系统先变形,能够抑制高电压系统的破损。

(4)在上述方式的车辆中,可以是,所述第一突出部的与所述高电压系统接触的第一面的面积比该第一突出部自身的突出方向的顶端的第二面的面积大。这样一来,在第一突出部与车体接触了的情况下,车体侧的面压比高电压系统侧的面压大,所以在车辆的碰撞时车体侧的部件先破损,由此能够向高电压系统的输入。其结果,能够抑制高电压系统的破损。

(5)在上述方式的车辆中,可以是,所述第一突出部是为了向所述燃料电池供给制冷剂而使用的旋转阀。通过将为了向燃料电池供给制冷剂而使用的旋转阀用作第一突出部,与为了抑制高电压系统的上部的破损用而单独设置第一突出部的情况相比较,能够以不增加部件件数的方式抑制高电压系统的破损。

(6)在上述方式的车辆中,可以是,具备第二突出部,该第二突出部相对于所述高电压系统在所述左右方向上固定于与所述第一突出部相同的一侧,在将所述车辆放置于水平面上的情况下,该第二突出部配置于比所述第一突出部靠下方处,并向所述车体侧突出,在将所述车辆放置于水平面上并从所述左右方向观察的情况下,所述第一突出部和所述第二突出部配置成,所述高电压系统的重心比假想直线靠下方,该假想直线是通过所述第一突出部的所述第一最突部的中心和所述第二突出部的最向所述车体侧突出的第二最突部的中心的直线。这样一来,在由于车辆的碰撞而高电压系统相对于车体相对地向左右方向(包含斜方向)移动,第一突出部侧与车体碰撞而高电压系统进行旋转的情况下,以将第一突出部的与车体接触的部分(第一最突部)和第二突出部的与车体接触的部分(第二最突部)连结的假想直线为旋转轴进行旋转。因而,容易预测由车辆的碰撞导致的高电压系统的旋转,能够考虑与车辆的前舱内的其他部件之间的位置关系等而合适地配置第一突出部、第二突出部。其结果,能够更合适地抑制高电压系统的上部的破损。

(7)在上述方式的车辆中,可以是,具备第三突出部,该第三突出部相对于所述高电压系统在所述左右方向上固定于与所述第一突出部相同的一侧,并向所述车体侧突出,在将所述车辆放置于水平面上的情况下,所述第三突出部配置成,所述第三突出部的最向所述车体侧突出的第三最突部比所述假想直线靠下方。这样一来,在由于车辆的碰撞而导致高电压系统以上述假想直线为旋转轴进行了旋转的情况下,在高电压系统的下部与车体接触之前,第三突出部与车体接触,所以能够减轻向高电压系统的下部的输入,能够抑制高电压系统的下部的破损。

(8)在上述方式的车辆中,可以是,所述高电压系统具备所述燃料电池用的辅机,在将所述车辆放置于水平面上的情况下,所述辅机配置于所述燃料电池的下方。这样一来,在高电压系统中燃料电池配置于比辅机靠上方处,在高电压系统以第一突出部与车体的接触部位为中心进行了旋转的情况下,辅机接近车体,所以能够抑制燃料电池的破损。

此外,本发明能够以各种方式实现,例如,能够以燃料电池的搭载方法等方式实现。

附图说明

图1是燃料电池车辆的概略俯视图。

图2是示意性地示出搭载于车辆的燃料电池系统的说明图。

图3是示意性地表示第一实施方式的配置于前舱的高电压系统及第一突出部的俯视图。

图4是示意性地表示高电压系统及第一突出部的主视图。

图5是示意性地表示高电压系统及第一突出部的侧视图。

图6是对从右侧向车辆施加了碰撞载荷时的高电压系统的动作进行概念性说明的说明图。

图7是示意性地表示第二实施方式的配置于前舱的高电压系统及第一突出部的俯视图。

图8是示意性地表示高电压系统及第一突出部的主视图。

图9是示意性地表示高电压系统及第一突出部的侧视图。

图10是对从右侧向车辆施加了碰撞载荷时的高电压系统的动作进行概念性说明的说明图。

图11a是表示从铅垂上方观察从右斜前方向车辆施加了碰撞载荷时的前舱内而看到的样态的说明图。

图11b是表示从铅垂上方观察从右斜前方向车辆施加了碰撞载荷时的前舱内而看到的样态的说明图。

图11c是表示从铅垂上方观察从右斜前方向车辆施加了碰撞载荷时的前舱内而看到的样态的说明图。

图12是示意性地表示第三实施方式的车辆的前舱内的样态的俯视图。

图13是示出高电压系统、旋转阀及托架的配置的主视图。

图14是示出高电压系统、旋转阀及托架的配置的侧视图。

图15a是表示从铅垂上方观察从右斜前方向车辆施加了碰撞载荷时的前舱内而看到的样态的说明图。

图15b是表示从铅垂上方观察从右斜前方向车辆施加了碰撞载荷时的前舱内而看到的样态的说明图。

图15c是表示从铅垂上方观察从右斜前方向车辆施加了碰撞载荷时的前舱内而看到的样态的说明图。

图16是从正面观察图15b所示的前舱内的样态而示出的说明图。

图17是从侧面观察图15b所示的前舱内的样态而示出的说明图。

图18是示意性地表示第四实施方式的车辆的前舱内的样态的俯视图。

具体实施方式

·第一实施方式:

图1是燃料电池车辆10(以下也称作“车辆10”)的概略俯视图。在图1中,将车辆10的车宽方向设为左右方向,将车辆10的车长方向设为前后方向,用箭头进行图示。在图1中,将车辆10的前进方向设为前,将后退方向设为后,将车辆10的车长方向设为前后方向。另外,将人朝向前进方向时的右方向设为右,将左方向设为左。前后方向与左右方向正交。车辆10在车辆10的前部具备前舱20,在前舱20的后方具备燃料罐收纳部30,在燃料罐收纳部30的右侧具备驾驶席40,在燃料罐收纳部30的左侧具备副驾驶席42。前舱20是配置于车辆10的前方的区域,构成为包含由一对前轮fw夹住的区域的空间。前舱20储纳燃料电池组(后述)及用于使燃料电池组动作的辅机(后述)、驱动电动机等。燃料罐收纳部30是收纳燃料罐的场所,在本实施方式中,设置于驾驶席40与副驾驶席42之间的所谓中央通道。此外,在本实施方式中,作为例子而采用了右舵车。在将本公开应用于左舵车的情况下,驾驶席40与副驾驶席42的位置对调。在车辆10中,通过利用从燃料电池组供给的电力驱动作为动力源的电动机,来驱动前轮fw。

图2是示意性地示出搭载于车辆10的燃料电池系统1000的说明图。燃料电池系统1000具备燃料电池组110、fc冷却系统1500、阳极气体供给系统1200及阴极气体供给排出系统1100。

燃料电池组110具有层叠多个作为发电体的单电池(未图示)而成的堆叠构造。在本实施方式中,燃料电池组110为固体高分子型燃料电池,但也可以使用其他种类的燃料电池。燃料电池组110的输出电压根据各单电池的性能、层叠的单电池的数量、燃料电池组110的运转条件(温度、湿度等)而变更。在本实施方式中,在发电效率最高的运转点下使燃料电池组110发电时的燃料电池组110的输出电压为大约240v。

fc冷却系统1500具备制冷剂供给管1510、制冷剂排出管1520、散热器1530、旁通管1540、旋转阀1545及制冷剂泵1570。作为制冷剂,例如使用水、乙二醇等不冻液、空气等。制冷剂泵1570设置于制冷剂供给管1510,将制冷剂向燃料电池组110供给。旋转阀1545是用于调节流向散热器1530和旁通管1540的制冷剂的流量的阀。在散热器1530设置有散热器风扇1535。

阳极气体供给系统1200具备阳极气体罐1210、阳极气体供给管1220、阳极气体回流管1230、主截止阀1250、调压阀1260、供给气体压力传感器1270、阳极气体泵1280、气液分离器1290、排气排水阀1295及排气排水管1240。阳极气体罐1210例如贮藏有高压的氢气。阳极气体罐1210经由阳极气体供给管1220与燃料电池组110连接。阳极气体供给系统1200将阳极气体罐1210内的阳极气体向燃料电池组110供给,并使从燃料电池组110排出的阳极废气向阳极气体供给管1220回流。另外,阳极废气所包含的杂质气体(例如氮气)和液态水一起由气液分离器1290分离,通过排气排水阀1295和排气排水管1240而向系统外放出。

阴极气体供给排出系统1100具备阴极气体供给管1101、旁通管1103、阴极气体排出管1104、空气滤清器1110、中冷器1120、分流阀1130、调压阀1140、消音器1150及空气压缩机1160。在阴极气体供给管1101设置有空气滤清器1110、大气压传感器1350、环境温度传感器1360、空气流量计1370、空气压缩机1160、中冷器1120、分流阀1130、供给气体温度传感器1380及供给气体压力传感器1390。阴极气体供给排出系统1100利用空气压缩机1160将空气(阴极气体)吸取到系统内,并向燃料电池组110供给,然后将未使用的空气(阴极废气)向系统外排出。消音器1150使阴极废气的排气音减少。阴极气体排出管1104与阳极气体供给系统1200的排气排水管1240的下游部分连接。

燃料电池组110与dc/dc转换器500连接。dc/dc转换器500将燃料电池组110的输出电压升压成可由变换器(未图示)利用的高压电压,该变换器与驱动车辆10的车轮的驱动电动机(未图示)连接。

图3是示意性地表示第一实施方式的配置于前舱20的高电压系统100及第一突出部130的俯视图。图4是示意性地表示高电压系统100及第一突出部130的主视图。图5是示意性地表示高电压系统100及第一突出部130的侧视图。

如图3所示,在前舱20的前方,作为主体158的一部分而设置有前保险杠157。前舱20由前围板156与后方的车厢区划开。另外,在车辆10中,以连接于主体158的方式设置有在车辆10的前后方向上延伸的两根悬架梁400和在车辆10的宽度方向上延伸的悬架梁402。另外,在前舱20中,以向前舱20内突出的方式设置有一对悬架塔座154、155。一对悬架塔座154、155形成为覆盖配置于车体的下方并支撑车辆10的前轮fw(图1)的前悬架,对前悬架的上端部进行支撑。

在前舱20配置有高电压系统100。高电压系统100具备燃料电池组110、组外壳120、组框架300及燃料电池组110用的辅机200、210(参照图4及图5)。在本说明书中,高电压系统100是包含高电压设备的系统,由在如后述那样对车辆10输入了碰撞载荷的情况下与燃料电池组110成为一体而移动的设备、部件构成。也将燃料电池组110简称作“燃料电池”。

车辆10具备多个高电压设备。本实施方式的高电压系统100具备多个高电压设备中的燃料电池组110。在本说明书中,基于由联合国世界车辆法规协调论坛(un/ece/wp29)制定的安全法规(unecer100)而使用高电压设备的名称。在本说明书中,高电压设备是指输入电压及输出电压中的至少任一方为直流60v以上或交流30v以上的设备。高电压设备也可以进一步设为输入电压及输出电压中的至少任一方为直流1500v以下或交流1000v以下的设备。在本实施方式中,如上所述,在发电效率最高的运转点下使燃料电池组110发电时,燃料电池组110的输出电压为直流大约240v,可以说是高电压设备。

在高电压系统100中,将燃料电池组110配置成,燃料电池组110的重心gf(图4)在高度方向(上下方向)上的位置比高电压系统100的重心g0高。

组外壳120是在内部收纳燃料电池组110的壳体。组外壳120由铝或铝合金形成,兼顾了轻量化和强度的确保。此外,组外壳120也可以由不锈钢等其他种类的金属形成,还可以由碳纤维增强树脂等树脂形成。

组框架300是用于将燃料电池组110安装于车辆10的车体的大致平板形状的部件。在此,“大致平板形状”包括在表面包含凹凸形状且整体上呈平板形状的形状。组框架300由碳纤维增强树脂形成,兼顾了轻量化和强度的确保。此外,组框架300也可以由其他树脂形成,还可以由铝、铝合金、不锈钢等金属形成。

燃料电池组110以内置于组外壳120的状态载置于组框架300。组外壳120利用托架132、136、134、138而固定于组框架300(参照图3~图5)。在本实施方式中,托架132、136、134、138相对于组外壳120在车辆10的前后方向上突出。托架132、136、134、138由与组外壳120相同的材料与组外壳120一体地形成。

另外,组框架300支撑于车辆10的悬架梁400(参照图3及图5)。由此,燃料电池组110安装于车辆10的车体。如图5所示,在悬架梁400上,作为向铅垂上方延伸的大致板状的构件而设置有用于支撑组框架300的橡胶制的底座托架410。在底座托架410的顶部设置有底座420,利用螺栓356和螺母357将组框架300紧固于底座(mount)420。在底座托架410的侧面设置有从左右方向支撑底座托架410的铅垂立起设置部分的底座托架强化板412。底座托架410所成的面与底座托架强化板412所成的面大致垂直。

在辅机200、210(参照图4及图5)中包含用于向燃料电池组110供给阳极气体的阳极气体泵1280和用于供给冷却水的制冷剂泵1570等(参照图2)。辅机200、210分别利用吊挂托架330、340而吊挂于组框架300。由此,在将车辆10放置于水平面上的情况下,辅机200、210配置于燃料电池组110的下方。

如图3及图4所示,在从铅垂上方观察的情况下,燃料电池组110及组外壳120配置于比组框架300的外缘靠内侧处,辅机200、210也配置于比组框架300的外缘靠内侧处。即,组框架300的外缘在车辆10的左右方向上是高电压系统100的最接近车体侧的位置。

另外,在前舱20配置有固定于组外壳120的左侧的侧面且从该侧面向车辆10的车体侧突出设置的第一突出部130。换言之,第一突出部130相对于高电压系统100固定,且沿车辆10的左右方向突出设置。第一突出部130形成为大致圆柱形状,作为两端的两个面中的一方的面的第一面139接合于组外壳120的左侧的侧面。第一突出部130由与组外壳120相同的材料(铝或铝合金)形成。形成第一突出部130的材料也可以不是与组外壳120相同的材料。例如,也可以由不锈钢等其他的金属形成,还可以由碳纤维增强树脂等树脂形成。在本实施方式中,作为第一突出部130的两端的两个面中的另一方的面的第二面131配置于比高电压系统100的组框架300更接近车辆10的车体的位置(参照图3及图4)。此外,如上所述,高电压系统100所包含的设备及部件中的在车辆10的左右方向上最接近车体侧的部位是组框架300。即,第一突出部130在车辆10的左右方向上比高电压系统100的最接近车体侧的部位更突出地设置。另外,第一突出部130配置于比高电压系统100的重心g0(参照图4及图5)的高度高的位置。本实施方式的第一突出部130形成为大致圆柱形状,第一突出部130的整体可以说是“在第一突出部中最向车体侧突出的部分”,所以也将第一突出部130称作“第一最突部”。在本说明书中,“第一突出部130配置于比高电压系统100的重心g0的高度高的位置”是指第一最突部的整体在高度方向上的位置比重心g0的高度高。换言之,是指在高度方向上第一最突部的铅垂方向的最下点的位置比重心g0的位置高。

图6是对从右侧向车辆10施加了碰撞载荷时的高电压系统100的动作进行概念性说明的说明图。在由于车辆10的碰撞等而从右侧(包含右斜方向)向车辆10施加了碰撞载荷的情况下,悬架梁402(参照图3)弯折,并且右侧的底座托架410被切断,高电压系统100以接近左侧的悬架塔座155的方式移动。由于第一突出部130比高电压系统100的组框架300更向悬架塔座155侧突出,所以首先是第一突出部130与悬架塔座155接触。在本实施方式中,由于第一突出部130配置于比高电压系统100的重心g0高的位置,所以以第一突出部130的与悬架塔座155接触的部位为旋转中心c0,高电压系统100的下部(配置有辅机200、210的一侧)向接近悬架塔座155的方向旋转(在图6下部中以圆弧状的箭头示出旋转方向)。其结果,高电压系统100中配置有燃料电池组110的上部不与车辆10的车体部件(例如,悬架塔座155等)接触,所以能够抑制燃料电池组110(即,高电压系统100的上部)的破损。另外,如图4、5所示,在高电压系统100中,配置有辅机200、210的地方在空间上比较具有余裕。因而,在高电压系统100以旋转中心c0为中心进行了旋转的情况下,能够抑制辅机200的损伤。例如,即使辅机210与悬架塔座155碰撞而破损,辅机200也不会破损。

·第二实施方式:

图7是示意性地表示第二实施方式的配置于前舱20的高电压系统100及第一突出部130a的俯视图。图8是示意性地表示高电压系统100及第一突出部130a的主视图。图9是示意性地表示高电压系统100及第一突出部130a的侧视图。本实施方式的车辆10a在第一突出部130a的形状为大致圆锥台形状这一点上与第一实施方式的车辆10不同。车辆10a的其他结构与第一实施方式相同。因而,对相同的结构标注相同的标号,省略该结构的说明。在图9中,对第一突出部130a的第二面131a标注斜线阴影而进行图示。

第一突出部130a形成为大致圆锥台形状,具备作为圆锥台形状的底面的第一面139a和作为圆锥台形状的顶面的第二面131a。在此,“大致圆锥台形状”是指包含公差及测定误差的概念。第一突出部130a的第一面139a接合于组外壳120的左侧的侧面(参照图8)。即,第一突出部130a的突出方向的顶端是第二面131a。第二面131a是平坦的面。第一面139a的面积比第二面131a的面积大。第二面131a配置于比高电压系统100的组框架300更接近车辆10a的车体的位置(参照图7及图8)。即,第一突出部130a在车辆10a的左右方向上比高电压系统100的最接近车体侧的位置更突出地设置。

图10是对从右侧向车辆10a施加了碰撞载荷时的高电压系统100的动作进行概念性说明的说明图。在本实施方式中,也与第一实施方式同样,第一突出部130a比高电压系统100的组框架300更向悬架塔座155侧突出,且第一突出部130a配置于比高电压系统100的重心g0高的位置。因而,以第一突出部130a的与悬架塔座155接触的部位为旋转中心c0a,高电压系统100的下部(配置有辅机200、210的一侧)向接近悬架塔座155的方向旋转。其结果,能够抑制燃料电池组110(即,高电压系统100的上部)的破损。

图11a~图11c是表示从铅垂上方观察从右斜前方向车辆10a施加了碰撞载荷时的前舱20内而看到的样态的说明图。图11a示出碰撞前,图11b及图11c示出碰撞后。

当如图11b的空心箭头所示那样从车辆10a的右斜前方施加了碰撞载荷时,高电压系统100从虚线所示的原本的位置以接近左侧的悬架塔座155的方式移动,第一突出部130a与悬架塔座155接触。之后,第一突出部130a陷入悬架塔座155,并且高电压系统100进一步向左侧移动(参照图11c)。本实施方式的第一突出部130a形成为大致圆锥台形状,自身的突出方向的顶端的面积(第二面131a的面积)比与高电压系统100接触的第一面139a的面积小。因而,在伴随于碰撞载荷向车辆10a的输入而第一突出部130a与悬架塔座155接触了的情况下,第一突出部130a的第二面131a中的面压比第一面139a中的面压大。因此,与碰撞载荷向车辆10a的输入相伴的经由第一突出部130a向悬架塔座155输入的输入载荷比经由第一突出部130a向组外壳120输入的输入载荷大。其结果,与组外壳120相比,悬架塔座155先被破坏。通过悬架塔座155的破坏,能够减少向组外壳120输入的输入载荷,进一步抑制燃料电池组110的破损。

·第三实施方式:

图12是示意性地表示第三实施方式的车辆10b的前舱20内的样态的俯视图。图13是示出高电压系统100、旋转阀1545及托架132的配置的主视图。图14是示出高电压系统100、旋转阀1545及托架132、134的配置的侧视图。本实施方式的车辆10b在使用旋转阀1545作为第一突出部130b这一点和用于将组外壳120固定于组框架300的托架132、136、134、138相对于组外壳120在车辆10的左右方向上突出这一点上与第一实施方式的车辆10不同。车辆10b的其他结构与第一实施方式相同。因而,对相同的结构标注相同的标号,省略该结构的说明。在图13中,对第一突出部130b(旋转阀1545)标注斜线阴影而进行图示。在图14中,对第一突出部130b的第二面131b及托架132、134标注斜线阴影而进行图示。也将旋转阀1545称作“第一突出部”,将托架134称作“第二突出部”,将托架132称作“第三突出部”。由于本实施方式的托架134的整体可以说是“在第二突出部中最向车体侧突出的部分”,所以也将托架134称作“第二最突部”。同样,也将托架132称作“第三最突部”。

如图13所示,旋转阀1545具备内含齿轮的齿轮单元1543和内含阀芯的阀芯单元1544。阀芯单元1544具有阀芯和内含阀芯的形成为大致有底圆筒状的壳体(参照图13及图14)。齿轮单元1543具有齿轮和内含齿轮的壳体。齿轮单元1543的壳体形成为从与阀芯单元1544的壳体同径的大致有底圆筒形状的侧面向下侧延伸出中空立方体那样的形状。阀芯单元1544以与齿轮单元1543的大致有底圆筒状部分重叠的方式配置于齿轮单元1543的左侧,且与齿轮单元1543一体地形成(参照图13)。在此,“大致有底圆筒状”是指包含公差及测定误差的概念。齿轮单元1543及阀芯单元1544的壳体例如由不锈钢形成。齿轮单元1543及阀芯单元1544的壳体可以由其他的任意材料形成,例如也可以由铝或铝合金等其他金属、碳纤维增强树脂等树脂等形成。

旋转阀1545(第一突出部130b)的第一面139b(齿轮单元1543侧的面)接合于组外壳120的左侧的侧面。即,第一突出部130b的突出方向的顶端是第二面131b(阀芯单元1544侧的面)。第二面131b是平坦的面。第一面139b的面积比第二面131b的面积大。第二面131b配置于比高电压系统100的组框架300更接近车辆10b的车体的位置(参照图13)。在旋转阀1545中,阀芯单元1544最向车体侧突出。即,旋转阀1545(即,第一突出部130b)的阀芯单元1544的突出方向的顶端在左右方向上的位置(第二面131b在左右方向上的位置)比高电压系统100的在左右方向上最接近车体侧的位置(组框架300在左右方向上的位置)更接近车体。也将本实施方式的阀芯单元1544称作“第一最突部”。

旋转阀1545配置成,旋转阀1545(第一突出部130b)的阀芯单元1544(第一最突部)的整体在高度方向上的位置比高电压系统100的重心g0的高度高。换言之,在高度方向上,阀芯单元1544的铅垂方向的最下点的位置比高电压系统100的重心g0的位置高。

托架132、134固定于组外壳120的设置有旋转阀1545(第一突出部130b)的面,向车辆10b的左方向突出(参照图12及图13)。托架132、134的左端(在车辆10的左右方向上最接近车体的位置)与组框架300的外缘一致(参照图12及图13)。

另外,在将车辆10b放置于水平面上的情况下,托架132、134配置于比旋转阀1545靠下方处。在本实施方式中,托架132、134与组外壳120一体地形成。

如图14所示,若将通过旋转阀1545的阀芯单元1544(第一最突部)的中心c1和托架134的中心c2的假想直线设为假想直线l,则在将车辆10b放置于水平面上并从车辆10b的左右方向观察的情况下,高电压系统100的重心g0比假想直线l靠下方。另外,在将车辆10b放置于水平面上的情况下,托架132处于比假想直线l靠下方处。

图15a~图15c是表示从铅垂方向上方观察从右斜前方向车辆10b施加了碰撞载荷时的前舱20内而看到的样态的说明图。图15a示出碰撞前,图15b、15c示出碰撞后。图16是从正面观察图15b所示的前舱20内的样态而示出的说明图。图17是从侧面观察图15b所示的前舱20内的样态而示出的说明图。

如图15b中的空心箭头所示,当从车辆10b的右斜前方施加碰撞载荷时,高电压系统100从以虚线所示的原本的位置以接近左侧的悬架塔座155的方式移动,第一突出部130b(即,旋转阀1545)与悬架塔座155接触。之后,第一突出部130a陷入悬架塔座155,并且高电压系统100进一步向左侧移动(参照图15c)。本实施方式的第一突出部130b中,作为自身的突出方向的顶端的第二面131b(即,阀芯单元1544侧的面)的面积比与高电压系统100接触的第一面139b(即,齿轮单元1543侧的面)的面积小。因而,在伴随于碰撞载荷向车辆10b的输入而第一突出部130b与悬架塔座155接触了的情况下,第二面131b中的面压比第一面139b中的面压大。因此,与碰撞载荷向车辆10b的输入相伴的经由第一突出部130b向悬架塔座155输入的输入载荷比经由第一突出部130b向组外壳120输入的输入载荷大。其结果,与组外壳120相比,悬架塔座155先被破坏。通过悬架塔座155的破坏,能够减少向组外壳120输入的输入载荷,抑制燃料电池组110的破损。

如上所述,当第一突出部130b(即,旋转阀1545)与悬架塔座155接触时,旋转阀1545的阀芯单元1544陷入悬架塔座155,并且高电压系统100进一步向左侧移动。此时,与在第一实施方式中进行的说明同样,以第二面131b的与悬架塔座155的接触部位为旋转中心c0b,高电压系统100的下部(即,辅机200、210侧)以接近悬架塔座155的方式旋转(参照图16)。当旋转阀1545的阀芯单元1544陷入悬架塔座155,并且高电压系统100进一步向左侧移动时,托架134与悬架塔座155接触。在此,在将车辆10b放置于水平面上的情况下,托架132与托架134配置于大致相同的高度(参照图14),在高电压系统100进一步向左侧移动了的情况下,托架132和托架134中的至少任一方与悬架塔座155接触。托架132和托架134中的至少任一方与悬架塔座155接触的原因在于,因为高电压系统100的旋转的中心是点,所以旋转轴不确定。在本实施方式中,设为托架134接在第一突出部130b之后与悬架塔座155接触。当第一突出部130b陷入悬架塔座155,并且高电压系统100旋转而托架134与悬架塔座155接触时,以上述的假想直线l为旋转轴,高电压系统100的下侧(即,辅机200、210侧)以接近悬架塔座155的方式旋转(在图17中以箭头示出旋转方向)。因而,与托架132设置成从组外壳120向车辆的后方突出的情况(第一、二实施方式)相比较,高电压系统100的旋转轴确定,所以能够更稳定地抑制燃料电池组110的破损。

另外,由于托架132配置于假想直线l的下方,所以当高电压系统100以假想直线l为旋转轴而高电压系统100的下侧以接近悬架塔座155的方式旋转时,接着是托架132与悬架塔座155接触。这样一来,与托架132设置成从组外壳120向车辆的前方突出的情况(第一、二实施方式)相比较,能够减少辅机200、210向悬架塔座155碰撞的可能性,另外,能够减少辅机200、210与悬架塔座155碰撞时的碰撞载荷减少。

另外,在本实施方式中,由于使用旋转阀1545作为第一突出部130b,所以与如第一、二实施方式那样为了抑制燃料电池组110的破损而单独准备部件的情况相比较,能够抑制部件件数。另外,本实施方式的旋转阀1545中,齿轮单元1543侧的第一面139b与阀芯单元1544侧的第二面131b的面积不同,所以通过将面积大的面(第一面139b)与组外壳120接触地配置,能够容易地抑制由车辆10b的碰撞导致的向燃料电池组110的输入。

·第四实施方式:

图18是示意性地表示第四实施方式的车辆10c的前舱20内的样态的俯视图。在本实施方式中,旋转阀1545固定于组外壳120的左侧,并且制冷剂泵1570(参照图2)配置于组外壳120的右侧。制冷剂泵1570也配置于比高电压系统100的重心的高度高的位置。也将本实施方式中的旋转阀1545及制冷剂泵1570分别称作“第一突出部”。这样一来,即使在从车辆10c的左侧输入了碰撞载荷的情况下,也能够与从车辆10c的右侧输入了碰撞载荷的情况同样地抑制在高电压系统100的上侧配置的燃料电池组110的破损。

另外,在组外壳120的前方配置有散热器1530及散热器风扇1535(图2)。在本实施方式中,由于将作为热源的燃料电池组110的背面(车辆10c的后方侧的面)与在燃料电池组110的前方配置的散热器1530连接,将设置于制冷剂的路径上的旋转阀1545及制冷剂泵1570固定于组外壳120的侧面,所以能够缩短制冷剂的路径。

·变形例:

(1)在上述实施方式中,示出了高电压系统100具备燃料电池组110和辅机200、210的例子,但不限定于此,至少具备燃料电池组110即可。另外,也可以除了燃料电池组110之外还具备其他的高电压设备,例如燃料电池组110用的dc/dc转换器500(也被称作fdc)、变换器等。

(2)在上述实施方式中,示出了在高电压系统100中燃料电池组110配置成燃料电池组110的重心gf在高度方向上的位置比高电压系统100的重心g0高的例子,但燃料电池组110的重心gf在高度方向上的位置也可以比高电压系统100的重心g0低。例如,在上述第一实施方式的高电压系统100中,在组外壳120的上方还载置有dc/dc转换器500及转换器外壳(未图示)的情况下,燃料电池组110的重心gf在高度方向上的位置有时会比高电压系统100的重心g0低。在这样的情况下,通过具备第一突出部130,能够抑制高电压系统100的上部(dc/dc转换器500)的破损。

(3)在上述实施方式中,示出了第一突出部130、130a、130b固定于组外壳120的例子,但不限定于此。第一突出部130、130a、130b只要固定于高电压系统100,在车辆10的左右方向上突出,并且其高度方向上的位置与高电压系统100的重心相同或比该重心高即可。例如,在燃料电池组110的上方配置有dc/dc转换器500且dc/dc转换器500内含于外壳的情况下,也可以构成为将第一突出部130、130a、130b固定于内含dc/dc转换器500的外壳。即使这样,也能够抑制高电压系统100的上侧的破损。在该情况下,若将燃料电池组110配置成燃料电池组110的重心在高度方向上的位置比高电压系统100的重心高,则也能够抑制燃料电池的破损。

(4)在上述实施方式中,示出了在将车辆10放置于水平面上的情况下,第一突出部130中最向车体侧突出的第一最突部在高度方向上的位置比高电压系统100的重心高的例子,但是,第一突出部130中最向车体侧突出的第一最突部的高度方向的位置也可以与高电压系统100的重心相同。第一突出部130的最向车体侧突出的第一最突部在高度方向上的位置与高电压系统100的重心相同是指第一最突部的高度方向(铅垂方向)的最下点与高电压系统100的重心在高度方向上的位置一致。在第一最突部在高度方向上的位置与高电压系统100的重心相同的情况下,高电压系统100不旋转的可能性高,所以能够抑制燃料电池组110的破损。

(5)在上述第二、三实施方式中,示出了第一突出部130a、130b的第一面139a、139b及第二面131a、131b是平坦的面且第一面139a、139b的面积比第二面131a、131b的面积大的例子,但是不限定于此。第一突出部只要构成为在第一突出部与在车辆的左右方向上配置的车体部件接触了的情况下,与高电压系统相比车体部件先发生变形即可。例如,在上述第一实施方式的第一突出部130中,第二面131也可以形成为凸凹状。另外,也可以利用在施加了冲击载荷的情况下比车体部件难以破损的材料形成第一突出部。

(6)车辆至少具备第一突出部即可。在上述第三实施方式中,也可以构成为不具备第三突出部。

(7)在上述第三实施方式中,作为第二突出部例示了托架134,作为第三突出部例示了托架132,但是第二突出部及第三突出部不限定于上述实施方式。也可以与托架132、134相独立地设置第二突出部及第三突出部。不过,若使用托架作为第二突出部及第三突出部,则与另外设置部件作为第二突出部及第三突出部的情况相比较,能够以不增加部件件数的方式抑制高电压系统的破损。

另外,在上述实施方式中,例示了托架132、134为从组外壳120大致水平地突出的形状,但形状能够适当变更。例如,也可以为弯曲成l字形状的形状。在将l字形状的托架与组外壳120接触而固定的情况下,大致水平地突出的部分相当于第二最突部、第三最突部。

(8)在上述第三实施方式中,示出了作为第一突出部130b的旋转阀1545、作为第二突出部的托架134及作为第三突出部的托架132固定于组外壳120的例子,但是不限定于此。例如,也可以将第一突出部、第二突出部及第三突出部全部固定于组外壳120以外的部位,还可以将第一突出部固定于组外壳120,将第二突出部及第三突出部固定于组外壳120以外的部位,还可以将第一突出部及第二突出部固定于组外壳120,将第三突出部固定于组外壳120以外的部位。

(9)在上述第三实施方式中,示出了作为第二突出部的托架134及作为第三突出部的托架132的左端与组框架300的外缘一致的例子,但是不限定于此,第二突出部和第三突出部只要从高电压系统100突出地设置即可。不过,若第二突出部和第三突出部比高电压系统100中在车辆10的左右方向上最靠近车体的部分突出,则在高电压系统100以第一突出部130与车体的接触部位为旋转中心进行旋转时,与高电压系统100相比第二突出部和第三突出部先与车体接触的可能性高,所以是优选的。

(10)在上述第三实施方式中,例示了第一突出部是旋转阀1545的例子,但是不限定于此。例如,作为第一突出部,也可以使用阳极气体泵、车厢内空调用的制冷剂泵、车厢内空调用的阀等。

本公开技术不限于上述的实施方式、变形例,能够在不脱离其主旨的范围内以各种结构实现。例如,与记载于发明内容一栏的各方式中的技术特征对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征能够为了解决上述课题的一部分或全部或者为了达成上述效果的一部分或全部而适当地进行替换、组合。另外,只要该技术特征在本说明书中没有作为必要技术特征进行说明,就能够适当删除。

标号说明

10、10a、10b、10c…燃料电池车辆(车辆)

20…前舱

30…燃料罐收纳部

40…驾驶席

42…副驾驶席

100…高电压系统

110…燃料电池组

120…组外壳

130、130a、130b…第一突出部

131、131a、131b…第二面

132、134、136、138…托架

139、139a、139b…第一面

154、155…悬架塔座

156…前围板

157…前保险杠

158…主体

200、210…辅机

300…组框架

330、340…吊挂托架

356…螺栓

357…螺母

400、402…悬架梁

410…底座托架

412…底座托架强化板

420…底座

500…dc/dc转换器

1000…燃料电池系统

1100…阴极气体供给排出系统

1101…阴极气体供给管

1103…旁通管

1104…阴极气体排出管

1110…空气滤清器

1120…中冷器

1130…分流阀

1140…调压阀

1150…消音器

1160…空气压缩机

1200…阳极气体供给系统

1210…阳极气体罐

1220…阳极气体供给管

1230…阳极气体回流管

1240…排气排水管

1250…主截止阀

1260…调压阀

1270…供给气体压力传感器

1280…阳极气体泵

1290…气液分离器

1295…排气排水阀

1350…大气压传感器

1360…环境温度传感器

1370…空气流量计

1380…供给气体温度传感器

1390…供给气体压力传感器

1500…fc冷却系统

1510…制冷剂供给管

1520…制冷剂排出管

1530…散热器

1535…散热器风扇

1540…旁通管

1543…齿轮单元

1544…阀芯单元

1545…旋转阀

1570…制冷剂泵

c0、c0a、c0b…旋转中心

c1、c2…中心

fw…前轮

g0、gf…重心

l…假想直线

rw…后轮

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