本發(fā)明涉及以燃料電池為動力源且由電動機驅(qū)動的燃料電池車輛及動力模塊相對于燃料電池車輛的搭載方法。
背景技術(shù):
由內(nèi)燃機和電動機驅(qū)動的混合動力車輛具備對電動機的動作進行控制的動力控制裝置。出于從內(nèi)燃機的振動的分離、包含非混合動力車輛的多個車種間的平臺的共用化的觀點,動力控制裝置載置于與內(nèi)燃機不同的車身側(cè)。在混合動力車輛中,從二次電池向輔機的電力配線(電源配線)的分支部設(shè)置于動力控制裝置,空調(diào)機用壓縮機有時也通過電力配線與動力控制裝置連接(例如,日本特開2012-85481)。
動力控制裝置配置于車輛的高度方向的上方,另一方面,空調(diào)機用壓縮機是重量物并且也是振動源,因此通常多配置于內(nèi)燃機的下方。因此,將內(nèi)燃機搭載于車身的發(fā)動機室之后,將動力控制裝置與空調(diào)機用壓縮機通過電力配線連接的情況從作業(yè)空間的觀點出發(fā)而多伴隨著困難。另一方面,為了避免這種情況,在將內(nèi)燃機向發(fā)動機室搭載之前將動力控制裝置與空調(diào)機用壓縮機通過電力配線連接的情況下,必須在同時保持由電力配線連接的動力控制裝置和空調(diào)機用壓縮機這雙方的狀態(tài)下將內(nèi)燃機搭載于發(fā)動機室內(nèi),存在作業(yè)效率下降的可能性。另外,該可能性不僅在發(fā)動機室位于車身的前方的情況下產(chǎn)生,在發(fā)動機室位于車身的后方的情況下也同樣會產(chǎn)生。
因此,作為將動力控制裝置與空調(diào)機用壓縮機連接的電力配線,可考慮取代單一的配線而使用將兩組的電力配線連接于動力控制裝置與空調(diào)機用壓縮機之間的作業(yè)性良好的中間位置的兩部分分割配線。在這種情況下,將裝配有與一方的電力配線連接的空調(diào)機用壓縮機的內(nèi)燃機和與另一方的電力配線連接的動力控制裝置分別獨立地搭載于發(fā)動機室,將內(nèi)燃機和動力控制裝置搭載于發(fā)動機室之后,將一方的電力配線與另一方的電力配線連接。
然而,在使用兩部分分割配線的情況下,雖然將動力控制裝置與空調(diào)機用壓縮機通過電力配線連接的作業(yè)的作業(yè)性提高,但是為了實現(xiàn)中間位置處的連接,有時需要在電力配線處為重量物并且成本比配線部分高的連接器必須額外地具備2個(一組)。由此有時會導致重量增加及成本升高。
關(guān)于將動力控制裝置與空調(diào)機用壓縮機通過電力配線連接時產(chǎn)生的這些情況是在燃料電池車輛中取代內(nèi)燃機而在發(fā)動機室(動力源室)內(nèi)搭載燃料電池用高電壓裝置或者搭載燃料電池用高電壓裝置及燃料電池時也同樣會產(chǎn)生的情況。而且,在燃料電池車輛中,關(guān)于在發(fā)動機室內(nèi)搭載燃料電池用高電壓裝置或者搭載燃料電池用高電壓裝置及燃料電池時的電力配線的處理的效率化,到目前為止還未作出充分的研討。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,在燃料電池車輛中,希望能夠同時實現(xiàn)在動力源室內(nèi)搭載燃料電池用高電壓裝置或者搭載燃料電池用高電壓裝置及燃料電池時的作業(yè)效率和成本降低的電力配線的高效的配線。
本發(fā)明可以作為以下的形態(tài)實現(xiàn)。
第一形態(tài)提供一種以燃料電池為電源并由電動機驅(qū)動的燃料電池車輛。第一形態(tài)的燃料電池車輛具備:燃料電池用高電壓裝置,配置于所述燃料電池車輛的車室的前方或后方;空調(diào)機用的壓縮機,配置于所述燃料電池用高電壓裝置的下方,與所述燃料電池用高電壓裝置構(gòu)成一體的模塊;及動力控制裝置,通過電力配線與所述燃料電池用高電壓裝置連接,與所述燃料電池用高電壓裝置分體,配置于所述燃料電池車輛的車身側(cè),并對所述電動機的動作進行控制,所述壓縮機未通過電力配線與所述動力控制裝置連接,所述壓縮機通過單一的電力配線與所述燃料電池用高電壓裝置連接。
根據(jù)第一形態(tài)的燃料電池車輛,在具備配置于車身側(cè)并對電動機的動作進行控制的動力控制裝置的燃料電池車輛中,壓縮機與燃料電池用高電壓裝置構(gòu)成一體的模塊,通過單一的電力配線與燃料電池用高電壓裝置連接之后向燃料電池車輛搭載。因此,可以不在搭載后將動力控制裝置與壓縮機通過電力配線連接,能夠提高作業(yè)效率,而且,由于使用單一的電力配線,因此不用具備額外的連接器而能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低。
在第一形態(tài)的燃料電池車輛中,可以是,所述燃料電池配置于所述壓縮機與所述燃料電池用高電壓裝置之間,所述燃料電池用高電壓裝置、所述燃料電池及所述壓縮機構(gòu)成一體的模塊。在這種情況下,動力控制裝置與壓縮機的距離進一步分離,但是在模塊向車身搭載之前,在模塊中,壓縮機能夠通過單一的電力配線與燃料電池用高電壓裝置連接,因此在燃料電池車輛中,能夠同時實現(xiàn)在動力源室內(nèi)搭載燃料電池用高電壓裝置及燃料電池組時的作業(yè)效率和成本降低。
第一形態(tài)的燃料電池車輛可以還具備支撐部件,所述燃料電池固定于所述支撐部件的上側(cè)且所述壓縮機固定于所述支撐部件的下側(cè),所述支撐部件裝配于所述車身,所述燃料電池用高電壓裝置、所述燃料電池及所述壓縮機通過所述支撐部件構(gòu)成一體的模塊。在這種情況下,通過支撐部件能夠保護燃料電池用高電壓裝置及壓縮機,并且與支撐部件一并被模塊化,由此能夠使燃料電池用高電壓裝置、燃料電池及壓縮機向車身的搭載容易。
在第一形態(tài)的燃料電池車輛中,可以是,所述電動機配置于所述燃料電池的下方,所述燃料電池用高電壓裝置、所述燃料電池、所述電動機及所述壓縮機構(gòu)成一體的模塊。在這種情況下,可以包含電動機作為模塊向車身搭載。
第一形態(tài)的燃料電池車輛可以還具備支撐部件,所述燃料電池固定于所述支撐部件的上側(cè)且所述壓縮機及所述電動機固定于所述支撐部件的下側(cè),所述支撐部件裝配于所述車身,所述燃料電池用高電壓裝置、所述燃料電池、所述電動機及所述壓縮機通過所述支撐部件構(gòu)成一體的模塊。通過支撐部件能夠保護燃料電池用高電壓裝置、電動機及壓縮機,并且與支撐部件一并被模塊化,由此能夠使燃料電池用高電壓裝置、燃料電池、電動機及壓縮機向車身的搭載容易。
在第一形態(tài)的燃料電池車輛中,可以是,所述燃料電池用高電壓裝置與所述動力控制裝置通過單一的電力配線連接。燃料電池用高電壓裝置和動力控制裝置配置于車身的上方,因此即便是模塊向車身搭載之后,也能夠通過單一的電力配線容易地進行電力配線作業(yè)。
第一形態(tài)的燃料電池車輛可以還具備配置于所述燃料電池用高電壓裝置的上部的電氣式加熱器,所述電氣式加熱器通過單一的電力配線與所述動力控制裝置連接。電氣式加熱器配置于燃料電池用高電壓裝置的上部,因此即便在模塊向車身搭載之后,也能夠通過單一的電力配線容易地進行電力配線作業(yè)。
第一形態(tài)的燃料電池車輛可以還具備二次電池,所述燃料電池用高電壓裝置具備電力分支部,所述二次電池通過電力配線與所述電力分支部連接,所述動力控制裝置、所述壓縮機經(jīng)由所述電力分支部,通過電力配線與所述燃料電池用高電壓裝置連接。在這種情況下,通過電力分支部能夠同時實現(xiàn)在動力源室內(nèi)搭載燃料電池用高電壓裝置及燃料電池組時的作業(yè)效率和成本降低,并且能夠?qū)碜远坞姵氐碾娏M行分配。
第二形態(tài)提供一種動力模塊相對于燃料電池車輛的搭載方法。第二形態(tài)的方法包括以下步驟:在所述燃料電池車輛的車室的前方或后方,在支撐部件的下側(cè)裝配空調(diào)機用的壓縮機;在所述支撐部件的上方裝配燃料電池用高電壓裝置;將所述壓縮機與所述燃料電池用高電壓裝置通過單一的電力配線連接;將裝配有所述壓縮機及所述燃料電池用高電壓裝置的所述支撐部件作為所述動力模塊向車身裝配;及將動力控制裝置與所述燃料電池用高電壓裝置通過單一的電力配線連接,所述動力控制裝置與所述燃料電池用高電壓裝置分體,配置于所述燃料電池車輛的車身側(cè),并對電動機的動作進行控制。
根據(jù)第二形態(tài)的方法,在支撐部件的下側(cè)裝配的空調(diào)機用的壓縮機與在支撐部件的上側(cè)裝配的燃料電池用高電壓裝置通過單一的電力配線連接之后,將該支撐部件作為動力模塊裝配于車身,與燃料電池用高電壓裝置分體、配置于燃料電池車輛的車身側(cè)并對電動機的動作進行控制的動力控制裝置與燃料電池用高電壓裝置通過單一的電力配線連接,因此在燃料電池車輛中,能夠同時實現(xiàn)在動力源室內(nèi)搭載燃料電池用高電壓裝置時的作業(yè)效率和成本降低。而且,通過支撐部件能夠保護燃料電池用高電壓裝置及壓縮機。
在第二形態(tài)的方法中,可以是,在所述支撐部件的上方裝配所述燃料電池用高電壓裝置的步驟包括在所述支撐部件的上側(cè)裝配燃料電池并在所述燃料電池的上側(cè)裝配所述燃料電池用高電壓裝置的步驟,將所述支撐部件作為所述動力模塊向所述車身裝配的步驟是將裝配有所述壓縮機、所述燃料電池及所述燃料電池用高電壓裝置的所述支撐部件作為所述動力模塊向所述車身裝配的步驟。在這種情況下,動力控制裝置與壓縮機的距離進一步分離,但是在將支撐部件向車身裝配之前,將壓縮機與燃料電池用高電壓裝置通過單一的電力配線連接,因此在燃料電池車輛中,能夠同時實現(xiàn)在動力源室內(nèi)搭載燃料電池用高電壓裝置及燃料電池時的作業(yè)效率和成本降低。
第二形態(tài)的方法可以還包括在所述支撐部件的下側(cè)的與所述壓縮機不同的位置裝配所述電動機的步驟,將所述支撐部件作為所述動力模塊向所述車身裝配的步驟是將裝配有所述電動機、所述壓縮機、所述燃料電池及所述燃料電池用高電壓裝置的所述支撐部件作為所述動力模塊向所述車身裝配的步驟。在這種情況下,通過支撐部件能夠保護燃料電池用高電壓裝置、電動機及壓縮機,并且通過將支撐部件向車身裝配,能夠?qū)⑷剂想姵赜酶唠妷貉b置、燃料電池、電動機及壓縮機一并搭載于車身。
附圖說明
前述及后述的本發(fā)明的特征及優(yōu)點通過下面的具體實施方式的說明并參照附圖而明確,其中,相同的附圖標記表示相同的部件。
圖1是從前進方向左側(cè)側(cè)視觀察第一實施方式的燃料電池車輛的前室內(nèi)的各搭載裝置的配置而示意性地表示的說明圖。
圖2是俯視觀察第一實施方式的燃料電池車輛的前室內(nèi)的各搭載裝置的配置而示意性地表示的說明圖。
圖3是表示動力模塊向車身的搭載工序的流程圖。
圖4是示意性地表示燃料電池車輛具備的各裝置間的電力配線的說明圖。
圖5是從前進方向左側(cè)側(cè)視觀察第二實施方式的燃料電池車輛的前室內(nèi)的各搭載裝置的配置而示意性地表示的說明圖。
圖6是俯視觀察第二實施方式的燃料電池車輛的前室內(nèi)的各搭載裝置的配置而示意性地表示的說明圖。
圖7是第一變形例的動力模塊設(shè)置于后室的燃料電池車輛的概略構(gòu)成圖。
圖8是第一變形例的動力模塊設(shè)置于中間室的燃料電池車輛的概略構(gòu)成圖。
具體實施方式
以下,說明本發(fā)明的燃料電池車輛以及動力模塊相對于燃料電池車輛的搭載方法。
·第一實施方式:
圖1是從前進方向左側(cè)側(cè)視觀察第一實施方式的燃料電池車輛的前室內(nèi)的各搭載裝置的配置而示意性地表示的說明圖。圖2是俯視觀察第一實施方式的燃料電池車輛的前室內(nèi)的各搭載裝置的配置而示意性地表示的說明圖。燃料電池車輛fcv在車室r1的前方具有前室r2。前室r2是在搭載內(nèi)燃機的內(nèi)燃機車輛及搭載內(nèi)燃機和電動機的混合動力車輛中被稱為發(fā)動機室的室。另外,發(fā)動機室根據(jù)內(nèi)燃機的搭載位置有時也會位于車身中央(中間發(fā)動機)或車身后方(后發(fā)動機),但是在本實施方式中,以在車身前方具備發(fā)動機室的前發(fā)動機車輛為例進行說明。另外,在燃料電池車輛中不具備內(nèi)燃機,因此以下,有時稱為動力源室。
前室r2由車身50及儀表板55劃分形成,在前室r2的車身50具備沿著車身側(cè)方在前后方向上延伸的前框架51及用于搭載動力控制裝置10的搭載部52。在前室r2具備動力控制裝置10、燃料電池用高電壓裝置20、空調(diào)機用壓縮機30、電動機40、支撐部件60。在第一實施方式中,空調(diào)機用壓縮機30配置于燃料電池用高電壓裝置20的下方,動力控制裝置10配置于空調(diào)機用壓縮機30的上方。更具體而言,燃料電池用高電壓裝置20裝配于支撐部件60的上側(cè),空調(diào)機用壓縮機30裝配于支撐部件60的下方,動力控制裝置10裝配于比支撐部件60靠上方的車身50。另外,在本說明書中,上方及下方是指相對于作為行駛面的道路的鉛垂方向上的構(gòu)成要素間的不管是接觸還是非接觸的相對的位置關(guān)系,上方是指從行駛面分離的方向。
在第一實施方式中,以在前室r2配置電動機40并對前輪42進行驅(qū)動的前輪驅(qū)動型的車輛為例進行說明,但是也可以適用于電動機40配置于車室r1后方并對后輪進行驅(qū)動的后輪驅(qū)動型的車輛,在這種情況下,在前室r2內(nèi)不存在電動機40。而且,在第一實施方式中,燃料電池fc配置于車室r1的下側(cè)。在本實施方式中,作為燃料電池fc,例如,使用固體高分子型的燃料電池,在具有用于防止、降低因外力產(chǎn)生的變形、損傷的強度的框體內(nèi),層疊有多個由一對隔板夾持膜電極接合體而成的單位單電池。
動力控制裝置10裝配于在車身50處準備的搭載部52(車身側(cè))。搭載部52位于在打開前室r2具備的前發(fā)動機罩時從上方容易進入的車身50的高度方向的上部。由于車身(平臺)的共用化,在內(nèi)燃機車輛、混合動力車輛、燃料電池車輛中使用共用的平臺,動力控制裝置10搭載于例如在燃料電池車輛中成為空余空間的、在內(nèi)燃機車輛中搭載有蓄電池的位置,且配置于車身50側(cè)。動力控制裝置10是與燃料電池用高電壓裝置20分體的主要用于對作為三相交流電動機的電動機40的動作進行控制的控制裝置,使電動機40進行動力運轉(zhuǎn)動作或再生動作。動力控制裝置10例如具備控制單元及由控制單元控制的電動機用的逆變器及二次電池用的轉(zhuǎn)換器。動力控制裝置10通過電力配線(電源配線)wh2、wh10與燃料電池用高電壓裝置20、電動機40連接,并經(jīng)由燃料電池用高電壓裝置20而與二次電池25連接。動力控制裝置10使二次電池25的輸出電壓升壓至電動機40的驅(qū)動電壓。動力控制裝置10在動力運轉(zhuǎn)時將來自燃料電池fc或來自升壓的二次電池25的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力而向電動機40供給,在再生時將從電動機40輸出的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力,并降壓而向二次電池25供給。再生時的交流電力可以用于燃料電池fc的輔機即空氣壓縮機的驅(qū)動。二次電池25可使用鋰離子電池、鎳氫電池、電容器。作為電動機40,可以使用直流電動機或其他的交流電動機。
燃料電池用高電壓裝置20是用于使燃料電池fc的輸出電壓升壓至電動機40的驅(qū)動所需的預定電壓的箱形形狀的裝置,在框體內(nèi)部具備升壓轉(zhuǎn)換器。燃料電池用高電壓裝置20與燃料電池fc由電力配線wh6連接。在燃料電池用高電壓裝置20中升壓后的直流電力向動力控制裝置10供給,被轉(zhuǎn)換成交流電力而向電動機40供給。
在燃料電池用高電壓裝置20具備用于向燃料電池fc的陰極供給作為氧化氣體的空氣的空氣壓縮機、在燃料電池fc的陽極中用于使作為燃料氣體的氫循環(huán)的循環(huán)泵及為了驅(qū)動用于在燃料電池fc的冷卻回路中使冷卻液循環(huán)的冷卻液泵而將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的泵逆變器32。泵逆變器32可以與燃料電池用高電壓裝置20一體形成。另外,高電壓裝置可以包含例如升壓轉(zhuǎn)換器、空氣壓縮機用的逆變器、循環(huán)泵用的逆變器及冷卻液泵用的逆變器。
燃料電池用高電壓裝置20具備用于對二次電池25的電力進行分支的電力分支部21。動力控制裝置10、空調(diào)機用壓縮機30、二次電池25通過電力配線wh2、wh1、wh5與電力分支部21連接。另外,在本說明書中,對于燃料電池用高電壓裝置20連接電力配線這樣的表現(xiàn)是指在電力分支部21上連接電力配線。即,在以電力分支部21與其他的裝置的位置的關(guān)系的對比為目的的情況下,使用燃料電池用高電壓裝置20進行說明。
在燃料電池用高電壓裝置20的上表面具備電氣式加熱器15,經(jīng)由電力配線wh3而與動力控制裝置10連接。電氣式加熱器15是通過對發(fā)熱電阻體進行通電而發(fā)熱的加熱器,被用作車室r1的制熱的熱源。
空調(diào)機用壓縮機30對車室r1的空調(diào)用的冷卻介質(zhì)進行壓縮??照{(diào)機用壓縮機30通過單一的電力配線wh1與燃料電池用高電壓裝置20(電力分支部21)連接,經(jīng)由燃料電池用高電壓裝置20接受電力的供給。空調(diào)機用壓縮機30具備逆變器,從二次電池25經(jīng)由燃料電池用高電壓裝置20供給的直流電力由逆變器轉(zhuǎn)換成交流電力,向驅(qū)動空調(diào)機用壓縮機30的交流電動機供給。
支撐部件60具備平板狀的支撐板61和在支撐板61的前后端邊的下方配置的2根支撐框架62。在支撐板61的上表面固定有燃料電池用高電壓裝置20,在支撐板61的下表面分別懸掛固定有電動機40及空調(diào)機用壓縮機30。即,在第一實施方式中,從車身50的高度方向下側(cè)(路面?zhèn)?依次層疊空調(diào)機用壓縮機30、支撐板61、燃料電池用高電壓裝置20,燃料電池用高電壓裝置20配置于高度方向的最高的位置。另外,支撐框架62為了獲得支撐板61的下方的空間的容積而可以是沿鉛垂方向延伸的腿狀的框架,也可以如圖所示是鉛垂方向上薄的板狀的框架。以下,將形成燃料電池用高電壓裝置20、空調(diào)機用壓縮機30及電動機40這樣的一體的模塊的裝置總稱為搭載模塊,將由于搭載模塊搭載于支撐部件60而形成的一體的模塊稱為動力模塊。在此,一體的模塊是指將各構(gòu)成裝置結(jié)合或組合并一體處理的一個構(gòu)成體(組合體)。搭載模塊配置于支撐部件60(支撐板61)的占用空間內(nèi)。
說明動力模塊向車身50的前室r2的搭載工序。圖3是表示動力模塊向車身的搭載工序的流程圖。在支撐板61(支撐部件60)裝配搭載模塊(步驟s100)。具體而言,在支撐板61的上表面裝配燃料電池用高電壓裝置20,在燃料電池用高電壓裝置20的上表面裝配電氣式加熱器15及泵逆變器32。另一方面,在支撐板61的下表面裝配電動機40、空調(diào)機用壓縮機30、空氣壓縮機、循環(huán)泵及冷卻液泵。在搭載模塊(動力模塊)中,燃料電池用高電壓裝置20配置于高度方向的最高的位置。各裝置相對于支撐板61的裝配使用焊接、適當?shù)木o固件例如螺栓、螺母、鉚釘以及適當?shù)难b配用的輔助部件、例如裝配用支架、裝配用片來執(zhí)行。
當將搭載模塊搭載于支撐板61時,執(zhí)行搭載模塊的配線作業(yè),完成動力模塊的組裝而使動力模塊完成(步驟s110)。具體而言,執(zhí)行在搭載模塊間連接電力配線的連接器的作業(yè)。另外,空調(diào)機用壓縮機30使用單一的電力配線wh1而與燃料電池用高電壓裝置20(電力分支部21)連接。在該階段,對于搭載模塊能夠從任意的方向、角度進行作業(yè),因此不會受到各裝置的裝配位置(配置位置)的影響而能夠容易地執(zhí)行各配線作業(yè)。
對于車身50搭載動力模塊(步驟s120)。具體而言,將支撐部件60的支撐框架62配置于車身50的前框架51,并通過預定的緊固方法來緊固。預定的緊固方法包括使用焊接、適當?shù)木o固件例如螺栓、螺母進行固定的方法以及使用適當?shù)难b配用的輔助部件例如封入有液體的減振器的固定方法。
執(zhí)行預先搭載于車身50的各裝置與動力模塊包含的各裝置之間的配線作業(yè)(步驟s130),結(jié)束本搭載作業(yè)。在車身50預先搭載有各種裝置,例如,動力控制裝置10搭載于搭載部52。動力控制裝置10通過電力配線wh2與燃料電池用高電壓裝置20連接,并通過電力配線wh3與電氣式加熱器15連接。動力控制裝置10配置于車身50的上部,但是燃料電池用高電壓裝置20配置于空調(diào)機用壓縮機30的上方即支撐板61的上側(cè),電氣式加熱器15配置于燃料電池用高電壓裝置20的上表面,因此它們的配線作業(yè)能夠容易地執(zhí)行。
說明各裝置間的電力配線的連接關(guān)系。圖4是示意性地表示燃料電池車輛具備的各裝置間的電力配線的說明圖。如已述那樣,燃料電池用高電壓裝置20具備電力分支部21。作為電力源的二次電池25經(jīng)由電力配線wh5而與電力分支部21連接,由電力驅(qū)動的空調(diào)機用壓縮機30經(jīng)由電力配線wh1而與電力分支部21連接,泵逆變器32經(jīng)由電力配線wh4而與電力分支部21連接。在電力分支部21上經(jīng)由電力配線wh2還連接有使用二次電池25的電力對電動機40進行驅(qū)動控制的動力控制裝置10。上述電力配線中的電力配線wh1、wh4在空調(diào)機用壓縮機30及泵逆變器32裝配于支撐部件60時被執(zhí)行配線作業(yè)。動力控制裝置10及二次電池25與電力分支部21之間的電力配線wh2、wh5在動力模塊搭載于車身50之后被執(zhí)行配線作業(yè)。電氣式加熱器15經(jīng)由電力配線wh3而與動力控制裝置10連接。
動力控制裝置10與電動機40由電力配線wh10連接。電動機40配置于支撐部件60的下方,但是電力配線wh10是車身50的主要電力配線,因此可考慮對于前室r2搭載動力模塊之后的作業(yè)性。燃料電池fc通過電力配線wh12a與燃料電池用高電壓裝置20連接,燃料電池用高電壓裝置20通過電力配線wh12b與動力控制裝置10連接。電力配線wh12b的配線作業(yè)能夠與電力配線wh2同樣地在良好的作業(yè)性下執(zhí)行。
根據(jù)以上說明的第一實施方式的燃料電池車輛fcv,將燃料電池用高電壓裝置20和空調(diào)機用壓縮機30作為搭載模塊進行處理,取代裝配于車身50的動力控制裝置10而具備從燃料電池用高電壓裝置20對于空調(diào)機用壓縮機30進行電力配線的結(jié)構(gòu)。因此,將搭載模塊所搭載的支撐部件60(動力模塊)向車身50搭載之前,能夠從任意的角度及位置完成燃料電池用高電壓裝置20與空調(diào)機用壓縮機30之間的電力配線,能夠提高配線作業(yè)的自由度。即,在將燃料電池用高電壓裝置20和空調(diào)機用壓縮機30向車身50搭載后,可以不將配置于車身50的上方的動力控制裝置10與配置于車身50的下方的空調(diào)機用壓縮機30通過電力配線連接。其結(jié)果是,能夠通過單一的電力配線wh1將燃料電池用高電壓裝置20與空調(diào)機用壓縮機30連接,與使用多個電力配線且需要多組連接器的關(guān)聯(lián)技術(shù)不同,只要具備1組連接器即可,能夠?qū)崿F(xiàn)電力配線的重量的減輕以及成本的降低。
第一實施方式的燃料電池車輛fcv的電力配線的形態(tài)能夠?qū)⑴c通常動力控制裝置設(shè)于車身的內(nèi)燃機車輛、混合動力車輛這樣的關(guān)聯(lián)技術(shù)的車輛共用的平臺也利用于燃料電池車輛fcv。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)配線作業(yè)的自由度的提高以及電力配線成本的降低,并實現(xiàn)車輛成本的降低化。
根據(jù)第一實施方式的燃料電池車輛fcv,燃料電池用高電壓裝置20配置于支撐部件60的占用空間內(nèi),因此即使在因碰撞等而從外部承受力的情況下,通過支撐部件60也能夠抑制或防止燃料電池用高電壓裝置20的損傷。此外,關(guān)于電動機40及空調(diào)機用壓縮機30也同樣,通過支撐部件60,能夠防止或減輕以由碰撞等引起的來自外部的作用力為起因的損傷。
根據(jù)第一實施方式的燃料電池車輛fcv,燃料電池用高電壓裝置20、空調(diào)機用壓縮機30以及其他的輔機作為搭載模塊預先搭載于支撐部件60,并作為動力模塊而一體化。因此,對于車身50能夠一并搭載,而且,在搭載模塊中能夠預先進行配線作業(yè)等,能夠?qū)崿F(xiàn)搭載模塊相對于車身50的搭載的容易化。
·第二實施方式:
圖5是從前進方向左側(cè)側(cè)視觀察第二實施方式的燃料電池車輛的前室的各搭載裝置的配置而示意性地表示的說明圖。圖6是俯視觀察第二實施方式的燃料電池車輛的前室的各搭載裝置的配置而示意性地表示的說明圖。在第一實施方式中,燃料電池fc配置于車室r1的下方,但是在第二實施方式中,配置于燃料電池用高電壓裝置20與支撐板61之間。關(guān)于第二實施方式的其他的結(jié)構(gòu),與第一實施方式的結(jié)構(gòu)相同,因此標注同一附圖標記而省略詳細的說明。
在第二實施方式中,在燃料電池用高電壓裝置20與空調(diào)機用壓縮機30之間配置燃料電池fc。即,朝向上側(cè),依次配置空調(diào)機用壓縮機30、燃料電池fc、燃料電池用高電壓裝置20。更具體而言,在燃料電池用高電壓裝置20與支撐部件60(支撐板61)之間配置有燃料電池fc。
在支撐板61的上表面固定有燃料電池fc,在燃料電池fc的上表面固定有燃料電池用高電壓裝置20。在支撐板61的下表面分別懸掛固定有電動機40及空調(diào)機用壓縮機30。另外,支撐框架62為了獲得支撐板61的下方的空間的容積而可以是沿鉛垂方向延伸的腿狀的框架,也可以如圖所示是鉛垂方向上薄的板狀的框架。
空調(diào)機用壓縮機30經(jīng)由單一的電力配線wh1而與燃料電池用高電壓裝置20連接。另外,關(guān)于其他的電力配線,也與第一實施方式同樣地在各裝置間連接。
關(guān)于動力模塊向車身50的前室r2的搭載,以與第一實施方式的不同點為中心,參照圖3進行說明。在步驟s100中,對于支撐板61(支撐部件60)搭載向第一實施方式的搭載模塊加入了燃料電池fc的搭載模塊。具體而言,在支撐板61的上表面裝配燃料電池fc,在燃料電池fc的上表面裝配燃料電池用高電壓裝置20,在燃料電池用高電壓裝置20的上表面裝配電氣式加熱器15及泵逆變器32。
在步驟s110中,將搭載模塊的各電力配線連接??照{(diào)機用壓縮機30隔著燃料電池fc,使用單一的電力配線wh1而與燃料電池用高電壓裝置20(電力分支部21)連接,而且,燃料電池fc與燃料電池用高電壓裝置20之間的電力配線wh12a也在該階段被連接。在第二實施方式中,還裝載燃料電池fc作為搭載模塊,雖然燃料電池用高電壓裝置20與空調(diào)機用壓縮機30的鉛垂方向的距離變遠,但是對于向車身50搭載前的搭載模塊(動力模塊),能夠從任意的方向、角度進行作業(yè),因此能夠容易地執(zhí)行各配線作業(yè)。
對于車身50搭載動力模塊(步驟s120),執(zhí)行預先搭載于車身50的各裝置與動力模塊包含的各裝置之間的配線作業(yè)(步驟130),結(jié)束動力模塊相對于車身50的搭載作業(yè)。搭載于車身50的動力控制裝置10通過電力配線wh2與燃料電池用高電壓裝置20連接,并通過電力配線wh3與電氣式加熱器15連接。動力控制裝置10配置于車身50的上部,但是燃料電池用高電壓裝置20配置于比空調(diào)機用壓縮機30靠上方的位置即支撐板61的上側(cè),電氣式加熱器15配置于燃料電池用高電壓裝置20的上表面,因此它們的配線作業(yè)能夠容易地執(zhí)行。
關(guān)于各裝置間的電力配線,與第一實施方式相同。在第二實施方式中,燃料電池fc與燃料電池用高電壓裝置20之間的電力配線wh12a在將搭載模塊(動力模塊)向車身50搭載之前被實施配線。
根據(jù)以上說明的第二實施方式的燃料電池車輛fcv,即使在具備包含燃料電池fc且鉛垂方向的尺寸更大的搭載模塊的情況下,由于具備從燃料電池用高電壓裝置20對于空調(diào)機用壓縮機30進行電力配線的結(jié)構(gòu),因此也能夠在將搭載模塊向車身50搭載之前通過單一的電力配線wh1將燃料電池用高電壓裝置20與空調(diào)機用壓縮機30連接。因此,在將搭載模塊向車身搭載后,將裝配于車身的上方的動力控制裝置與配置于搭載模塊的下方的空調(diào)機用壓縮機進行配線連接的關(guān)聯(lián)技術(shù)的手法要求的使用多組電力配線的配線作業(yè)不再需要。其結(jié)果是,能夠?qū)崿F(xiàn)電力配線的重量的減輕以及成本的降低。
根據(jù)第二實施方式的燃料電池車輛fcv,燃料電池用高電壓裝置20、電動機40及包括燃料電池fc及空調(diào)機用壓縮機30在內(nèi)的輔機一體地搭載于支撐部件60,因此容易作為一個動力模塊來處理。例如,在搭載內(nèi)燃機的車輛中,不用制造燃料電池車輛fcv用的追加的搭載空間,只要取代內(nèi)燃機而在發(fā)動機室搭載動力模塊即可,在內(nèi)燃機車輛、混合動力車輛及燃料電池車輛中能夠容易地實現(xiàn)車身(平臺)的共用化。
根據(jù)第二實施方式,燃料電池用高電壓裝置20與燃料電池fc一起配置于支撐部件60的占用空間內(nèi),因此即使在因碰撞等而從外部承受力的情況下,通過支撐部件60以及燃料電池fc的框體也能夠抑制或防止燃料電池用高電壓裝置20的損傷。而且,關(guān)于電動機40及空調(diào)機用壓縮機30也同樣,通過支撐部件60以及燃料電池fc,能夠防止或減輕以由碰撞等產(chǎn)生的來自外部的作用力為起因的損傷。
此外,根據(jù)第二實施方式的燃料電池車輛fcv,能夠得到與第一實施方式的燃料電池車輛fcv同樣的其他的技術(shù)效果。
變形例:
(1)第一變形例:
在第一及第二實施方式中,說明了動力模塊fcm設(shè)置于前室r2的情況,但是也可以如圖7及圖8所示,設(shè)置于比車室r1靠后方的、后輪43附近的后室r3或者后輪43與車室r1之間的中間室r4。圖7是將動力模塊fcm設(shè)置于后室的燃料電池車輛的概略構(gòu)成圖。圖8是將動力模塊fcm設(shè)置于中間室的燃料電池車輛的概略構(gòu)成圖。即使在這些情況下,也能夠得到與第一及第二實施方式同樣的技術(shù)效果。
(2)第二變形例:
在第一及第二實施方式中,以前輪驅(qū)動車輛為例進行了說明,因此搭載模塊(動力模塊)包含電動機40,但是在后輪驅(qū)動車輛的情況下,也可以不包含電動機40。即,這是因為,在后輪驅(qū)動車輛的情況下,電動機40設(shè)置于后輪側(cè)。即使在這種情況下,也能夠得到作為搭載模塊而一體化的燃料電池用高電壓裝置20與空調(diào)機用壓縮機30通過單一的電力配線wh1進行連接產(chǎn)生的各種技術(shù)效果。即,作為搭載模塊,只要至少將燃料電池用高電壓裝置20與空調(diào)機用壓縮機30一體化即可,此外,也可以將燃料電池fc、電動機40、其他的輔機一體化。
(3)第三變形例:
在第一及第二實施方式中,使用支撐部件60構(gòu)成了動力模塊,但是也可以不使用支撐部件60來構(gòu)成動力模塊。即,可以不使用支撐部件60,通過將構(gòu)成搭載模塊的各裝置相互直接結(jié)合來構(gòu)成動力模塊。例如,可以在燃料電池fc的框體的下表面形成對電動機40及空調(diào)機用壓縮機30進行裝配的裝配部,并用于向燃料電池fc的框體的上表面裝配燃料電池用高電壓裝置20的情況,或者可以在燃料電池用高電壓裝置20的下表面形成對電動機40及空調(diào)機用壓縮機30進行裝配的裝配部。這樣構(gòu)成的動力模塊設(shè)置于車身50,或者經(jīng)由作為另外部件的安裝部件而裝配于車身50。此外,對于電動機40具有的安裝框架,可以裝配空調(diào)機用壓縮機30及燃料電池用高電壓裝置20,還可以裝配燃料電池fc。在這種情況下,不需要新安裝部件而能夠?qū)⒖照{(diào)機用壓縮機30及燃料電池用高電壓裝置20搭載于車身50,還能夠?qū)⑷剂想姵豧c搭載于車身50。
以上,基于實施例、變形例而說明了本發(fā)明,但是上述的發(fā)明的實施方式是為了便于理解本發(fā)明的實施方式,沒有對本發(fā)明進行限定。本發(fā)明不脫離其主旨及權(quán)利要求書而能進行變更、改良,并且本發(fā)明包含其等同物。例如,與發(fā)明內(nèi)容一欄記載的各方式中的技術(shù)特征對應的實施方式、變形例中的技術(shù)特征為了解決上述的課題的一部分或全部,或者為了實現(xiàn)上述的效果的一部分或全部,可以適當進行更換、組合。而且,該技術(shù)特征在本說明書中只要不是作為必須的特征進行說明,就可以適當刪除。