本發(fā)明專利技術(shù)提供一種能夠高效地配置于地板下的車輛用燃料電池系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)的車輛用燃料電池系統(tǒng)在地板下具備接受氧化氣體和燃料氣體的供給并通過電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的燃料電池、與所述燃料電池的動作相關(guān)聯(lián)的輔機(jī)、變換所述燃料電池的發(fā)電電力的轉(zhuǎn)換器，沿車輛前后方向串聯(lián)配置所述燃料電池、所述輔機(jī)及所述轉(zhuǎn)換器，且將所述輔機(jī)與所述燃料電池相鄰配置而構(gòu)成車輛用燃料電池系統(tǒng)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及具備燃料電池的車輛用燃料電池系統(tǒng)及燃料電池車輛。
技術(shù)介紹
近年來，以通過反應(yīng)氣體(燃料氣體及氧化氣體)的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的燃料電池為能源的燃料電池系統(tǒng)備受關(guān)注。車載有該燃料電池系統(tǒng)的車輛中有向車輛地板下搭載有系統(tǒng)的車輛。這樣，作為向車輛地板下搭載系統(tǒng)的技術(shù)有如下等技術(shù)，在地板下配置燃料電池、轉(zhuǎn)換器、輔機(jī)，此時(shí)在燃料電池的左右配置轉(zhuǎn)換器(例如參照專利文獻(xiàn)I);在車輛的地板下配置燃料電池、輔機(jī)、轉(zhuǎn)換器回路，將電氣配線簡單化(例如參照專利文獻(xiàn)2);將升壓轉(zhuǎn)換 器、燃料電池配置于車輛地板的構(gòu)造(例如參照專利文獻(xiàn)3)。另外，還有如下構(gòu)造，將燃料電池、輔機(jī)配置于車輛前部的空間內(nèi)，使重心平衡穩(wěn)定的構(gòu)造(例如參照專利文獻(xiàn)4);在車輛地板下按順序配置輔機(jī)、燃料電池、電カ變換裝置，提高布局性的構(gòu)造(例如參照專利文獻(xiàn)5);而且，在車輛地板下按順序配置輔機(jī)、燃料電池、電カ變換調(diào)整裝置，實(shí)現(xiàn)配管的縮短化的構(gòu)造(例如參照專利文獻(xiàn)6)。專利文獻(xiàn)I:特開2007 - 015616號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:特開2009 — 113623號公報(bào)(2、4、6頁、圖I)專利文獻(xiàn)3:特開2010 — 004666號公報(bào)(2、6、8頁、圖2)專利文獻(xiàn)4:特開2005 — 306207號公報(bào)(2、4、5頁、圖2、5)專利文獻(xiàn)5:特開2006 — 076485號公報(bào)(2、3頁、圖I)專利文獻(xiàn)6:特開2006 - 113623號公報(bào)(2 4頁、圖I)但是，車輛地板下的空間為確保足夠的室內(nèi)空間而受車寬方向及高度方向的限制。因此，在將構(gòu)成燃料電池系統(tǒng)的燃料電池、輔機(jī)、轉(zhuǎn)換器(以下有時(shí)將其總稱為“系統(tǒng)構(gòu)成要素”。)搭載于車輛地板下的情況下，不僅要考慮系統(tǒng)構(gòu)成要素，而且還要考慮將系統(tǒng)構(gòu)成要素間連結(jié)的配管及配線的配設(shè)性(配線作業(yè)的容易化、配線的簡單化等)，并且需要將其高效地配置在地板下的優(yōu)先的空間內(nèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
但是，車輛地板下的空間為確保足夠的室內(nèi)空間而受車寬方向及高度方向的限制。因此，在將構(gòu)成燃料電池系統(tǒng)的燃料電池、輔機(jī)、轉(zhuǎn)換器(以下有時(shí)將這些總稱為“系統(tǒng)構(gòu)成要素”。)搭載于車輛地板下的情況下，不僅要考慮系統(tǒng)構(gòu)成要素，而且還要考慮將系統(tǒng)構(gòu)成要素間連結(jié)的配管及配線的配設(shè)性(配線作業(yè)的容易化、配線的簡單化等)，并且需要將其高效地配置在地板下的有限空間內(nèi)。本專利技術(shù)是鑒于上述的情況而創(chuàng)立的，其目的在于，可以將車輛用燃料電池系統(tǒng)高效地配置于地板下。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的車輛用燃料電池系統(tǒng)，在地板下具備接受氧化氣體和燃料氣體的供給并通過電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的燃料電池、與所述燃料電池的動作相關(guān)聯(lián)的輔機(jī)、變換所述燃料電池的發(fā)電電力的轉(zhuǎn)換器，沿車輛前后方向串聯(lián)配置所述燃料電池、所述輔機(jī)及所述轉(zhuǎn)換器，且將所述輔機(jī)與所述燃料電池相鄰配置而構(gòu)成車輛用燃料電池系統(tǒng)。根據(jù)該構(gòu)成的車輛用燃料電池系統(tǒng)，配置于車輛的地板下的燃料電池、與配置于地板下的轉(zhuǎn)換器、及配置于地板下的燃料電池用的輔機(jī)串聯(lián)配置于車輛前后方向上。這種配置中，轉(zhuǎn)換器、輔機(jī)及燃料電池各自之間的配管及配線的連接關(guān)系(以下有時(shí)簡稱為“配線”。)僅燃料電池和轉(zhuǎn)換器之間的配線產(chǎn)生交錯(cuò)的部分，但其它并不會變成冗長的配線，是 良好的。因此，可以將這些轉(zhuǎn)換器、輔機(jī)、及燃料電池與和它們連接的配管及配線一同高效地配置在車輛地板下的車寬方向及上下方向窄的空間。另外，本專利技術(shù)的車輛用燃料電池系統(tǒng)中，在所述燃料電池為層疊所需數(shù)量的接受氧化氣體和燃料氣體的供給并通過電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的單電池而構(gòu)成的、并且在單電池層疊方向一端部側(cè)供排氧化氣體及燃料氣體的燃料電池的情況下，可以從車輛前后方向前側(cè)依次串聯(lián)配置所述轉(zhuǎn)換器、所述輔機(jī)、所述燃料電池。另外，本專利技術(shù)的車輛用燃料電池系統(tǒng)中，所述燃料電池為層疊所需數(shù)量的接受氧化氣體和燃料氣體的供給并通過電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的單電池而構(gòu)成的、并且在單電池層疊方向一端部側(cè)供排氧化氣體且在單電池層疊方向另一端部側(cè)供排燃料氣體的情況下，可以從車輛前后方向前側(cè)依次串聯(lián)配置所述轉(zhuǎn)換器、所述燃料電池、所述輔機(jī)。所述輔機(jī)包含與所述燃料電池的流體供排相關(guān)聯(lián)的設(shè)備、和與該設(shè)備連接的配管或/及配線。作為燃料電池的流體供排，例如有氧化氣體、燃料氣體、供燃料電池及轉(zhuǎn)換器冷卻的冷卻液的供排。本專利技術(shù)的燃料電池車輛，搭載有上述任一個(gè)記載的車輛用燃料電池系統(tǒng)，其中，在形成于車輛前部的艙室內(nèi)配置有控制所述轉(zhuǎn)換器和所述輔機(jī)及所述燃料電池的控制部、用于冷卻所述燃料電池和所述轉(zhuǎn)換器的散熱器、與所述轉(zhuǎn)換器電連接的車輛驅(qū)動用的牽引電動機(jī)、向所述燃料電池壓送作為氧化氣體的空氣的空氣壓縮機(jī)，在形成于所述艙室后方的車室下的地板下空間配置有所述轉(zhuǎn)換器、所述輔機(jī)及所述燃料電池。專利技術(shù)效果根據(jù)本專利技術(shù)，可以將燃料電池、輔機(jī)、轉(zhuǎn)換器與和它們連接的配管及配線一同高效地配置于車輛地板下。附圖說明圖I是表示本專利技術(shù)的燃料電池系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖；圖2是表不第一實(shí)施方式的車載布局的俯視圖；圖3是表不第一實(shí)施方式的車載布局的剖面圖；圖4是用于說明實(shí)施例I的車載布局的圖表；圖5是用于說明比較例I的車載布局的圖表；圖6是用于說明比較例2的車載布局的圖表；圖7是用于說明第二實(shí)施方式的車載布局的圖表。符號說明I燃料電池系統(tǒng)20燃料電池41DC / DC轉(zhuǎn)換器(轉(zhuǎn)換器) 43牽引電動機(jī)45 輔機(jī)50控制部100 艙室101 車室102地板下空間A2空氣壓縮機(jī)CUCll 散熱器V車輛(燃料電池車輛)具體實(shí)施例方式首先，說明本專利技術(shù)的燃料電池系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的整體構(gòu)成。該燃料電池系統(tǒng)I為燃料電池車輛的車載發(fā)電系統(tǒng)，具備燃料電池20、氧化氣體供給系A(chǔ)SS、燃料氣體供給系FSS、燃料電池冷卻系FCCS、電カ系ES、轉(zhuǎn)換器冷卻系DCCS、控制部50等。燃料電池20作為層疊所需數(shù)量的接受反應(yīng)氣體(燃料氣體、氧化氣體)的供給并通過電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的單電池而成的燃料電池堆而構(gòu)成。氧化氣體供給系A(chǔ)SS是用于將作為氧化氣體的空氣向燃料電池20供給的系統(tǒng)。燃料氣體供給系FSS是用于將作為燃料氣體的氫氣向燃料電池20供給的系統(tǒng)。電カ系ES是用于控制電力的充放電的系統(tǒng)。燃料電池冷卻系FCCS是用于冷卻燃料電池20的系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換器冷卻系DCCS是用于冷卻后述的DC / DC轉(zhuǎn)換器41的系統(tǒng)。控制部50是統(tǒng)ー控制燃料電池系統(tǒng)I整體的控制器。氧化氣體供給系A(chǔ)SS具有氧化氣體流路11和氧化廢氣流路12。氧化氣體流路11是向燃料電池20的陰極供給的氧化氣體(空氣)流動的流路。氧化廢氣流路12是從燃料電池20排出的氧化廢氣(空氣廢氣)流動的流路。在氧化氣體流路11設(shè)有從空氣(氧化氣體)除去微粒子的空氣過濾器Al、壓送空氣的空氣壓縮機(jī)A2、及向空氣施加所需的水分的加濕器A21、用于截?cái)嗷蛉菰S來自空氣壓縮機(jī)A2的壓送空氣的供給的截?cái)嚅yA3。在空氣過濾器Al設(shè)有檢測空氣流量的未圖示的空氣流量表(流量計(jì))。空氣壓縮機(jī)A2由電動機(jī)M驅(qū)動。該電動機(jī)M由后述的控制部50驅(qū)動控制。在氧化廢氣流路12設(shè)有用于對燃料電池20的出口側(cè)的流路進(jìn)行開閉的截?cái)嚅yA4、壓カ調(diào)節(jié)閥A5、及加濕器A21。壓カ調(diào)節(jié)閥A5作為設(shè)定向燃料電池20的供給空氣壓的調(diào)壓(減壓)器起作用。控制部50通過調(diào)整驅(qū)動空氣壓縮機(jī)A2的電動機(jī)M的轉(zhuǎn)速及壓カ調(diào)節(jié)閥A5的開度面積，控制向燃料電本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：堀田裕，
申請(專利權(quán))人：豐田自動車株式會社，
類型：
國別省市：
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