JP2004040950A

JP2004040950A - 燃料電池自動車

Info

Publication number: JP2004040950A
Application number: JP2002197119A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Uozumi; 魚住　哲生
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】燃料電池を搭載する空間内に漏出した水素を確実に排出する燃料電池自動車を提供する。
【解決手段】自動車の駆動源としての燃料電池システム２を搭載する空間３を乗員居室１の前方に配置した燃料電池自動車において、燃料電池の搭載空間の上部に設けられた第１開口部５ａと、走行時に負圧が発生する位置に設けられた第２開口部５ｂとの少なくとも一方を設け、燃料電池の搭載空間内に燃料電池システムから漏洩した水素を排出する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池自動車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池を搭載する自動車に関する技術として、燃料電池本体を車体前部の空間（いわゆる、フロントコンパートメント）に搭載する場合において、特開２００１−１１３９６０号公報に記載の技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術においては、フロントコンパートメントに搭載された燃料電池から漏れ出た水素を積極的に外部に排出する構造を備えておらず、エンジンルーム内に滞留する可能性がある。
【０００４】
このような問題点を鑑み、本発明の目的は、燃料電池から漏出した水素を外部に効率よく排出する構造を備えた燃料電池自動車を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、乗員居室の前方に燃料電池を搭載する閉空間を配置した燃料電池自動車において、前記閉空間の上部に設けられた第１開口部と、走行時に負圧が発生する位置に設けられた第２開口部との少なくとも一方を設け、前記閉空間内に燃料電池システムから漏洩した水素を排出する。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、閉空間の上部に開口部を設けた場合には、特に車両停止状態において、閉空間内で燃料電池システムから漏出した水素を確実に車外に換気できる。また開口部を負圧の発生位置に設けた場合には、走行時に燃料電池システムから漏洩した水素を閉空間から排出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明を適用する自動車の第１の実施形態を、図１に示す。
【０００８】
この構造は、自動車の乗員居室１の前方に燃料電池システム２を搭載する空間３（従来の内燃機関を備えた自動車でのフロントコンパートメントに相当する。）を形成する。この搭載空間３はその上部をフード４によって覆われており閉空間として構成される。フード４の形状は、デザインの要望及び搭載空間３内のレイアウトの要件から乗員居室側が車両前側より一般に高くなる。フード４の最上部となる部分に搭載空間内部から上部外気へ換気するための換気口５ａを設ける。この換気口５ａは、搭載空間内への雨水等の浸入を防止する構造を備えることが好ましい。
【０００９】
したがって、自動車停車時において、搭載空間３内に設置されている燃料電池２や関連する水素が流通する配管等から、水素が搭載空間３内に漏出した場合であっても、搭載空間３内に滞留することなく、搭載空間３の最上部に設置された換気口５ａより外気に拡散換気ができる。特に、車両保管時、システム起動時、システムのアイドル運転時などの車両停止状態での漏洩水素の拡散換気性が向上する。
【００１０】
第２の実施形態の構成を、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す。第２の実施形態の構造は、車両走行状態での搭載空間に漏洩した水素の排出を可能とする構成である。つまり、車両が走行時にフード４の上部で発生する負圧に対面する位置のフード４に、搭載空間３と外気を連通する換気口５ｂを設け、走行風により発生する負圧の作用により搭載空間３内の水素を外へ換気できる構造である。
【００１１】
図２（ａ）は車両側面より、本実施形態の換気口５ｂの位置を説明する図である。図２（ｂ）は車両上面より、走行風による負圧発生部位を示す図で、本実施形態での換気口５ｂの位置を補足説明する図である。図に示すように走行によるフード４に沿う空気の流れにより負圧が生じ、この負圧は空気の流速が速いところほど低くなる。この負圧発生位置に換気口５ｂを設けることで、搭載空間３と負圧発生位置との間に圧力差が生じて、搭載空間３内に漏出した水素が換気口５ｂから外部に排出される。
【００１２】
したがって、走行時に搭載空間３内の燃料電池２や水素流通配管等からなるシステムから、水素が搭載空間３内に漏出した場合に、走行風による負圧を利用して、搭載空間３内より積極的に水素を外へ換気できる。
【００１３】
第３の実施形態を、図３に示す。
【００１４】
この実施形態の構成は、車両走行時に発生するボディサイドパネルでの負圧を利用して搭載空間３内に漏洩した水素を外部に排出する構成である。構成はボディサイドパネルで負圧の発生する位置に、搭載空間３と外気を連通する換気口５ｃを設け、搭載空間３と外気（負圧）との圧力差により、搭載空間３内から外へ水素を換気する。
【００１５】
図３は、搭載空間３のサイドパネル部に換気口５ｃを設ける例であり、図４は、第４の実施形態としての搭載空間３内からドアミラーを通じて外部に連通する流路６を設けた例で、この構成ではドアミラーの鏡周囲の負圧を利用して水素を換気できる構成とする。
【００１６】
したがって、走行時に搭載空間３内の燃料電池や関連する水素流通のための配管等から、水素が搭載空間３内に漏出した場合に、走行風による負圧を利用して、搭載空間３内より積極的に外へ漏出した水素を排出できる。
【００１７】
第５の実施形態を、図５（ａ）および図５（ｂ）に示す。
【００１８】
この実施形態の構成は、車両走行時に発生するフード上部での正圧の発生する位置に、エンジンルームと外気を連通する吸気口７をフード４に設け、走行風により、外からエンジンルーム内へ吸気できる構造とする。
【００１９】
図５（ａ）は車両側面より、本実施形態の吸気口７の位置を示す図である。また、図５（ｂ）は車両上面より、走行風による正圧発生部位を示す図である。
【００２０】
したがって、車両走行時に搭載空間３内に搭載している燃料電池や水素流通配管等から、水素が搭載空間３内に漏出した場合に、走行風による正圧を利用して、外部より搭載空間３内の水素を吸出し、搭載空間３上部に滞留している可能性のある水素を積極的に拡散できる。
【００２１】
第６の実施形態を、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す。
【００２２】
本実施形態の構成は、第２と第３と第５の実施形態の構成を組み合わせて構成したもので、つまり、走行風によってフード４やボディサイドでの負圧が発生する位置に換気口５ｂ、５ｃ、６と、フード４上の正圧が発生する位置に吸気口７を設けた構成である。
【００２３】
図６（ａ）は車両側面より、図６（ｂ）は車両上面より、本実施形態の換気口５と吸気口７の位置を示す図である。
【００２４】
したがって、車両走行時に搭載空間３内の燃料電池や水素流通のための配管等から、水素が搭載空間３内に漏出した場合に、外部からの吸気による水素の排出と外部への換気による水素の排出との両方を作用させて水素を排出できるので、さらに、搭載空間３内での水素の拡散換気性を高めることができる。
【００２５】
第７の実施形態の構成を、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す。本実施形態の構成は、搭載空間３内の上部の換気口５ｂや吸気口７に開閉可能な弁８を設けるとともに、搭載空間３内の上部に漏出した水素を検知できる装置９を設け、検知した水素濃度に応じて換気口５ｂや吸気口７を開閉制御可能とする。
【００２６】
図７（ａ）は車両側面より、本実施形態の位置を示す図である。
【００２７】
図７（ｂ）は本実施形態の換気口５ｂ及び／または吸気口７の開閉弁８の機構例の詳細を示す図である。
【００２８】
開閉弁８の蓋１０は、アクチュエータ１１によりその開閉が制御されており、アクチュエータ１１はコントローラ１２からの信号に基づき、蓋８の開閉を制御する。コントローラ１２には水素検出装置９から検出信号が入力され、水素が検出された場合に蓋１０を開くようアクチュエータ１１に信号を送る。
【００２９】
このように構成することで、搭載空間３内の燃料電池システム２から、水素が搭載空間３内に漏出し、水素漏れ検知装置９が水素漏れを検知した場合に、換気口５ｂや吸気口７の開閉制御を行い、水素を外部に排出し、搭載空間３内の水素濃度が上がらないように監視と管理ができる。
【００３０】
なお開閉弁８は、換気口５ａや５ｃに設置するようにしてもよい。
【００３１】
第８の実施形態を、図８に示す。
【００３２】
本実施形態の構成は、第７の実施形態の構成に搭載空間３内の換気を行うファン１３を設けた。搭載空間３内に水素の漏出を検知した場合に、検知した水素濃度に応じて換気口５ｂや吸気口７の開閉制御と連動または別動で、換気ファン１３の作動制御をコントローラ１２が行う。
【００３３】
したがって、搭載空間３内で水素漏れを検知した場合に、換気口５ｂや吸気口７の開閉制御と換気ファン１３の作動制御を行い、搭載空間３内の水素濃度が上がらないように、監視と管理ができる。
【００３４】
第９の実施形態を、図９に示す。
【００３５】
本実施形態の構成は、第７の実施形態の構成に搭載空間３上部を換気するために、燃料電池や関連する補機の冷却用に設置されるラジエータ１４のファン１５を運転制御することとした。検知した水素濃度に応じて換気口５ｂや吸気口７の開閉制御と連動または別動で、ラジエータファン１５の作動制御をコントローラ１２が行う。
【００３６】
したがって、搭載空間３内に水素が漏出した場合に、換気口５ｂや吸気口７の開閉制御と、ラジエータファン１５の作動制御を行い、搭載空間３内の換気が促進されて水素濃度が上がらないように、監視と管理ができる。
【００３７】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の構成を説明する図である。
【図２】（ａ）第２の実施形態の構成を説明する側面図である。
（ｂ）同じく平面図である。
【図３】第３の実施形態の構成を説明する平面図である。
【図４】第４の実施形態の構成を説明する平面図である。
【図５】（ａ）第５の実施形態の構成を説明する側面図である。
（ｂ）同じく平面図である。
【図６】（ａ）第６の実施形態の構成を説明する側面図である。
（ｂ）同じく平面図である。
【図７】（ａ）第７の実施形態の構成を説明する側面図である。
（ｂ）同じく開閉弁の構成図である。
【図８】第８の実施形態の構成を説明する図である。
【図９】第９の実施形態の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１　乗員居室
２　燃料電池
３　搭載空間（閉空間）
４　フード
５ａ　換気口（第１開口部）
５ｂ　換気口（第２開口部）
５ｃ　換気口（第２開口部）
６　水素流路
７　吸気口（第３開口部）
８　開閉弁
９　水素漏れ検知装置
１０　蓋
１１　アクチュエータ
１２　コントローラ
１３　ファン
１４　ラジエータ
１５　ファン

Claims

自動車の駆動源としての燃料電池システムを搭載する閉空間を乗員居室の前方に配置した燃料電池自動車において、
前記閉空間の上部に設けられた第１開口部と、
走行時に負圧が発生する位置に設けられた第２開口部との少なくとも一方を設け、
前記閉空間内に燃料電池システムから漏洩した水素を排出することを特徴とする燃料電池自動車。
前記閉空間の上方を覆うフードを設け、
このフードは、その最上部に前記第１開口部を設けたことを特徴とする燃料電池自動車。
前記第２開口部は、走行時にフード上方の負圧が発生する位置に設けることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動車。
前記第２開口部は、走行時にボディサイドパネルの負圧が発生する位置に設けることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動車。
走行時にフード上部の正圧が発生する位置に第３開口部を設けることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動車。
前記第１から第３開口部の少なくとも一つを開閉する弁と、
前記閉空間内の水素漏れを検知する装置と、
水素漏れ検知装置が検出する水素濃度に応じて前記開閉弁を用いて前記第１から第３開口部の開閉を制御するコントローラとを備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動車。
前記燃料電池の搭載空間内にファンを備え、
前記コントローラは、水素濃度に応じてファンの運転制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の燃料電池自動車。
前記燃料電池とその補機を冷却するためのラジエータを備え、
前記コントローラは、水素濃度に応じてラジエータのファンの運転制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の燃料電池自動車。