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1、10申请公布号CN104247121A43申请公布日20141224CN104247121A21申请号201380021067722申请日20130423201210311420120427JPH01M8/04200601B60K11/06200601B60L11/18200601H01M8/0020060171申请人铃木株式会社地址日本静冈县72发明人松本史郎池谷谦吾达米安帕特里克戴维斯内森格兰奇74专利代理机构北京市隆安律师事务所11323代理人权鲜枝54发明名称车辆用燃料电池装置57摘要一种车辆用燃料电池装置1，其具备将空气作为反应气体兼冷媒从空气取入面31向内部取入、将温度上升的空气从。
2、空气排出面32向外部排出的燃料电池组3；进气管2；排气管4；以及向进气管2取入空气的排气扇5，在上述车辆用燃料电池装置1中，将排气管4的排气口42配置在进气管2的附近，在进气管2中形成有开口位于上游端部的第1空气取入口212以及开口位于与第1空气取入口212相比靠近排气管4的排气口42的第2空气取入口232A，在该第2空气取入口232A设有百叶窗232C。因此，在该实施方式中，能提供提高向车辆的搭载性并将在外部气体温度低的状况下的燃料电池组的运转性能提高的车辆用燃料电池装置。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014102186PCT国际申请的申请数据PCT/JP2013/0618。
3、992013042387PCT国际申请的公布数据WO2013/161804JA2013103151INTCL权利要求书1页说明书7页附图8页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图8页10申请公布号CN104247121ACN104247121A1/1页21一种车辆用燃料电池装置，其具备燃料电池组，其配置在被车体面板包围的空间内并且将空气作为反应气体兼冷媒从空气取入面向内部取入，将温度上升的空气从空气排出面向外部排出；进气管，其与上述空气取入面连结；排气管，其与上述空气排出面连结；以及风扇，其向上述进气管取入空气，上述车辆用燃料电池装置的特征在于，将上述排气。
4、管的排气口配置在上述进气管的附近，在上述进气管中形成有开口位于该进气管的上游端部的第1空气取入口以及开口位于与上述第1空气取入口相比靠近上述排气口的第2空气取入口，在上述第2空气取入口设有开关该第2空气取入口的百叶窗。2根据权利要求1所述的车辆用燃料电池装置，其特征在于，上述百叶窗设定为在外部气体温度低于可使燃料电池组在进行正常动作的温度范围的下限温度时打开。3根据权利要求1或权利要求2所述的车辆用燃料电池装置，其特征在于，上述燃料电池组以上述空气取入面朝向车辆前后方向前侧的状态搭载于车辆，上述第2空气取入口的开口实质上朝向车辆前后方向后侧。4根据权利要求1权利要求3中的任一项所述的车辆用燃料。
5、电池装置，其特征在于，上述第2空气取入口配置在上述进气管的车辆宽度方向两侧部。5根据权利要求1权利要求4中的任一项所述的车辆用燃料电池装置，其特征在于，在上述第1空气取入口设有开关该第1空气取入口的百叶窗。权利要求书CN104247121A1/7页3车辆用燃料电池装置技术领域0001本发明涉及车辆用燃料电池装置，进一步详细地说，涉及将空气作为反应气体兼冷媒使用的车辆用燃料电池装置。背景技术0002作为燃料电池车辆存在的问题之一，有在低温时启动性降低的问题。还考虑到燃料电池车辆夜间在户外停车的情况下或者在寒冷地区这种低温环境下，燃料电池的发电能力降低、无法提供启动或行驶所需的电力的情况。作为其对。
6、策，提出了利用加热器、排气扇对燃料电池组进行预热的方法例如参照专利文献1。该方法有由加热器造成的功耗的增加、由追加预热专用的排气扇等造成的部件数量的增加等问题。另外，提出了利用燃料电池的排气对需要预热的设备进行预热的方法例如参照专利文献2。除此以外，提出了利用蓄热材料、催化剂燃烧的预热方法等。但是，上述方案均存在作为燃料电池装置的系统复杂化、部件构成增加等问题。0003现有技术文献0004专利文献0005专利文献1特开2010234992号公报0006专利文献2特开2009140872号公报发明内容0007发明要解决的问题0008因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供提高向车辆的搭。
7、载性并将外部气体温度低的状况下的燃料电池组的运转性能提高的车辆用燃料电池装置。0009用于解决问题的方案0010本发明的方式是车辆用燃料电池装置，其具备燃料电池组，其配置在被车体面板包围的空间内并且将空气作为反应气体兼冷媒从空气取入面向内部取入，将温度上升的空气从空气排出面向外部排出；进气管，其与空气取入面连结；排气管，其与空气排出面连结；以及风扇，其向进气管取入空气，上述车辆用燃料电池装置的特征在于，将排气管的排气口配置在上述进气管的附近，在进气管中形成有开口位于进气管的上游端部的第1空气取入口以及开口位于与第1空气取入口相比靠近排气管的排气口的第2空气取入口，在第2空气取入口设有开关第2空。
8、气取入口的百叶窗。0011作为上述方式，其特征在于，百叶窗设定为在外部气体温度低于可使燃料电池组在进行正常动作的温度范围的下限温度时打开。0012作为上述方式，其特征在于，燃料电池组以空气取入面朝向车辆前后方向前侧的状态搭载于车辆，第2空气取入口的开口实质上朝向车辆前后方向后侧。0013作为上述方式，其特征在于，第2空气取入口配置在进气管的车辆宽度方向两侧部。说明书CN104247121A2/7页40014作为上述方式，其特征在于，在第1空气取入口设有开关该第1空气取入口的百叶窗。0015发明效果0016根据本发明，可实现提高向车辆的搭载性并将外部气体温度低的状况下的燃料电池组的运转性能提高的。
9、车辆用燃料电池装置。附图说明0017图1是示出搭载有本发明的实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置的车辆的前部的侧面说明图。0018图2是示出搭载有本发明的实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置的车辆的前部的俯视说明图。0019图3是示出从本发明的实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置的斜前方观看的状态的立体图。0020图4是本发明的实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置的分解立体图。0021图5是示出从本发明的实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置的斜后方观看的状态的立体图。0022图6是本发明的实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置的俯视图。0023图7是示出用图6的VIIVII切断的状态的截面图。0024图8是。
10、本发明的实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置的框图。具体实施方式0025以下基于附图说明本发明的实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置的详细内容。在本实施方式中，为了谋求说明的方便，在图中用箭头示出车辆的前后方向、左右方向以及上下方向。0026如图1和图2所示，车辆用燃料电池装置1搭载于车辆100的前部。车辆用燃料电池装置1配置在车辆100的前部的作为被车体面板包围的空间的发动机室104内。如图1和图2所示，车体面板包括发动机机罩101、侧板102、仪表板103。在发动机室104内除了具备车辆用燃料电池装置1以外，还具备驱动用电动机105、逆变器106、散热器107。车辆用燃料电池装置1概略构成为具。
11、备进气管2、一对燃料电池组3、对各个燃料电池组3分别设置一对的两对排气管4、对各个排气管4分别设置1个的作为风扇的排气扇5。0027进气管0028如图3所示，进气管2具备第1管道部210、第2管道部220、第3管道部230。第1管道部210具有外形为大致长方体形状的箱体结构。在第1管道部210中的车辆前后方向上的前侧的前面板211中形成有一对第1空气取入口212。该第1空气取入口212配置在前面板211的上下两处。并且，在第1空气取入口212分别设有百叶窗213。该百叶窗213通过被百叶窗驱动部213A旋转驱动来进行第1空气取入口212的开关。0029如图7所示，第1管道部210在与上述前面板。
12、211相对的后面板214中形成有开口部214A。该开口部214A的轮廓比后面板214的轮廓稍小。即，较大地设定开口部214A在后面板214中所占的面积比例。第2管道部220是与轴向形成直角的截面为矩形的筒说明书CN104247121A3/7页5体。第2管道部220中的与轴向形成直角的截面的轮廓设定为比形成于后面板214的开口部214A大。第2管道部220以与在第1管道部210的后面板214中形成的开口部214A连结的方式与后面板214连结。另外，如图4所示，在第2管道部220中收纳有矩形板状的滤清器221。此外，第2管道部220的轴向的长度是与滤清器221的厚度相同的程度，设定为比较短。003。
13、0如图4所示，第3管道部230具有大致台柱状的外形，其内部为中空的箱状。如图7所示，第3管道部230具有配置在车辆前后方向前侧的前面板231；以及配置在车辆宽度方向的两侧的一对侧面板232。此外，第3管道部230的车辆前后方向后侧的部分具有一对下游侧开口部235。此外，该下游侧开口部235的开口面235A彼此以相互形成直角的方式配置。第3管道部230中的一方下游侧开口部235以其中心轴朝向车辆前后方向斜上后方的方式设定。第3管道部230中的另一方下游侧开口部235以其中心轴朝向车辆前后方向斜下后方的方式设定。在前面板231中形成有上游侧开口部231A。并且，前面板231以与上述第2管道部220。
14、连通的方式与第2管道部220的下游侧的端部连接。0031如图5和图6所示，在侧面板232中形成有第2空气取入口232A。该第2空气取入口232A沿着车辆上下方向形成。在该第2空气取入口232A的外侧设有为了从车辆前后方向后方取入排气而朝向后侧开口的风斗部232B。即，第2空气取入口232A的开口通过具备风斗部232B而实质上朝向车辆前后方向后侧。另外，在风斗部232B内设有进行该第2空气取入口232A的开关的百叶窗232C。如图7所示，该百叶窗232C被百叶窗驱动部232D驱动以进行开关动作。该百叶窗驱动部232D设置在侧面板232的内侧面。此外，百叶窗232C设定为在外部气体温度低于规定的温。
15、度可使燃料电池组3在进行正常动作的温度范围的下限温度时打开。0032燃料电池组0033燃料电池组3具有未图示的由电解质膜、氢极、空气极、隔离层多层地层叠的构成。如图3和图4所示，燃料电池组3是长方体结构。如图7所示，将燃料电池组3的长方体结构的一个面设为空气取入面31，将与该空气取入面31平行的另一个面设为空气排出面32。该燃料电池组3将空气作为反应气体兼冷媒使用。另外，如图4和图7所示，在燃料电池组3的空气取入面31侧设有短的矩形管状的滤清器收纳部33。在滤清器收纳部33内收纳有矩形板状的滤清器34。如图7所示，各个燃料电池组3的空气取入面31侧以与第3管道部230的下游侧开口部235连通的。
16、方式连接。0034图8是本实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置1的框图。如图8所示，将存储于储氢罐6的高压的压缩氢气由减压阀7降压后导入燃料电池组3的未图示的阳极进气部。另一方面，在燃料电池组3的未图示的阴极进气部不具有高压压缩机，由排气扇5供应经过滤清器221、34吸入到进气管2的外部气体。向燃料电池组3供应的空气不仅用于发电反应，还具有对燃料电池组3进行冷却的功能。未图示的阳极排气通道经由清除阀8与未图示的阴极排气通道连结，在将从阳极侧排出的剩余氢气向车外排出时，利用阴极侧排出空气将氢气稀释到不到可燃下限浓度后向外部气体释放。另外，如图7所示，燃料电池组3将空气从空气取入面31向内部取入，将。
17、温度上升的空气从空气排出面32向外部排出。0035排气管0036如图3图6所示，一对排气管4以沿着车辆宽度方向相互相邻的方式配置于各说明书CN104247121A4/7页6个燃料电池组3。如图7所示，各个排气管4是矩形的棱筒形状的管道，其以与燃料电池组3的空气排出面32侧连通的方式连接。并且，在各个排气管4的下游侧端部设有圆筒状的排气扇罩41。如图5和图6所示，在该排气扇罩41内设有排气扇5。此外，在本实施方式中，排气扇罩41的排气口42配置在进气管2的附近。即，排气口42和第2空气取入口232A以短距离连接。0037车辆用燃料电池装置的动作/作用0038下面，说明本实施方式所涉及的车辆用燃料。
18、电池装置1的动作/作用。首先，如果使燃料电池装置1启动，则氢气和空气被导入燃料电池装置1。具体地，如图8所示，将储存于储氢罐6的高压的压缩氢气由减压阀7降压后导入燃料电池组3的未图示的阳极进气部。另一方面，在燃料电池组3的未图示的阴极进气部不具有高压压缩机，由排气扇5供应经过滤清器221后吸入到进气管2的外部气体。此外，这样供应到燃料电池组3的空气不仅用于发电反应，还具有对燃料电池组3进行冷却的功能。从阳极侧排出的剩余氢气在向车外排出时利用阴极侧排出空气将氢气稀释到不到可燃下限浓度并释放。并且，从燃料电池组3排出的气体经由排气管4在发动机室104内朝向后方释放。因此，从排气管4释放的排气具有对。
19、发动机室104内进行加热的作用。0039在需要预热的情况下0040在规定的低温环境下，使百叶窗驱动部213A工作，将第1空气取入口212的百叶窗213设为关闭状态。此时，在百叶窗驱动部213A工作的同时，使百叶窗驱动部232D工作而使百叶窗232C动作，将第2空气取入口232A设为打开状态。在此，规定的低温环境下是指外部气体温度比燃料电池组3为了进行适当动作的恰当的温度范围的下限温度低的情况。0041此时，排气扇5被旋转驱动，因此如图6所示，随着燃料电池装置1的启动，来自排气口42的被加热的空气A5在图6中用箭头表示。从第2空气取入口232A被导入进气管2内。这样，被导入到进气管2内的热的空气。
20、A4R在图6中用箭头表示。从燃料电池组3的空气取入面31被取入燃料电池组3内，用于发电反应和燃料电池组3的提前预热。0042不需要预热的情况0043另一方面，在不需要燃料电池组3的预热的情况下，即，在比燃料电池组3为了进行适当动作而恰当的温度范围的下限温度高的情况下，使百叶窗驱动部232D工作来使设于第2空气取入口232A的百叶窗232C关闭。这样，将离排气管4的排气口42近的位置的第2空气取入口232A关闭，由此能防止将来自排气口42的热的排气向进气管2内导入。此时，第1空气取入口212设为打开状态。此外，设于第2空气取入口232A的风斗部232B以朝向车辆前后方向后侧的方式开口，因此进气管。
21、2附近的行驶风难以直接流入。0044如图7所示，在仅将第1空气取入口212打开的状态下，与排气扇5的抽吸作用或者行驶相伴地，空气A1在图7中用箭头表示。从第1空气取入口212向第1管道部210内导入。被导入第1管道部210内的空气A2在图7中用箭头表示。经过第2管道部220的滤清器221被导入第3管道部230。被导入到第3管道部230内的空气A4被一对下游侧开口部235分为两股后向燃料电池组3侧导入。经过燃料电池组3后被加热的空气成为经过排气管4从排气口42排出的空气A5在图7中用箭头表示。0045如上所述，发明的实施方式是车辆用燃料电池装置1，其具备燃料电池组3，其配说明书CN1042471。
22、21A5/7页7置在被包括发动机机罩101、侧板102、仪表板103的车体面板包围的空间发动机室104内，并且将空气作为反应气体兼冷媒从空气取入面31向内部取入，将温度上升的空气从空气排出面32向外部排出；进气管2，其与空气取入面31连结；排气管4，其与空气排出面32连结；以及排气扇5，其向进气管4取入空气，上述车辆用燃料电池装置1的特征在于，将排气管4的排气口42配置在进气管2的附近，在进气管2中形成有开口位于进气管2的上游端部的第1空气取入口212以及开口位于与第1空气取入口212相比靠近排气管4的排气口42的第2空气取入口232A，在第2空气取入口232A设有将该第2空气取入口232A开。
23、关的百叶窗232C。0046根据该实施方式，可实现提高向车辆100的搭载性并将在外部气体温度低的状况下的燃料电池组3的运转性能提高的车辆用燃料电池装置1。这样，本实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置1将燃料电池组3的排气用于预热，由此不再需要加热器等热源或利用了催化剂反应的热生成反应的热源等。另外，本实施方式所涉及的燃料电池装置1也不需要用于预热的专用的冷媒配管。这样，本实施方式所涉及的燃料电池装置1能将功耗抑制为所需的最小限度。另外，本实施方式所涉及的燃料电池装置1还能解决构成部件的数量增加、系统复杂化等问题。0047具有上述的构成的本实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置1在外部气体温度低的情况。
24、下，将设于第2空气取入口232A的百叶窗232C打开，将被燃料电池组3加热并从排气口42释放的空气排气导入进气管2内，由此能使燃料电池组3的温度上升到最适于运转的温度。另外，在本实施方式中，对第1空气取入口212和第2空气取入口232A的空气导入量的比例进行控制，由此能常使燃料电池组3维持最合适的温度条件。0048本实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置1在进气管2设有第2空气取入口232A，由此能在离排气口42近的位置导入温度高的排气，能在更短的时间内使燃料电池组3的温度上升到最适于运转的温度。0049本实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置1不是将排气管4延伸到进气管2的附近为止，而是使向发动机室。
25、104内释放的排气空气从排气管4直接吸入进气管2内。因此，该车辆用燃料电池装置1能减少从第2空气取入口232A吸入排气时的通气阻力，且能实现构成的简化，能提高向车辆100的搭载性。0050在本实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置1中，设于第2空气取入口232A的风斗部232B以朝向车辆前后方向后侧的方式设置。因此，车辆用燃料电池装置1能防止行驶风流入第2空气取入口232A。因此，能以更短的时间使燃料电池组3的温度上升到最合适的温度。另外，将第2空气取入口232A设置在第3管道部230的车辆宽度方向两侧的侧面板232，由此能使从燃料电池组3向其周边流出的空气从进气管2的两侧的第2空气取入口232A。
26、导入。因此，能从两侧的第2空气取入口232A高效地导入加热后的空气，能使燃料电池组3的温度以更短的时间上升到最适于运转的温度。0051另外，本实施方式所涉及的车辆用燃料电池装置1在外部气体温度低的情况下，如果将设于第1空气取入口212的百叶窗213关闭，则从第2空气取入口232A向燃料电池组3导入的空气的量增加，能使燃料电池组3的温度更快地上升到最适于运转的温度。0052本实施方式的特征在于，百叶窗232C设定为在外部气体温度低于可使燃料电池组3在进行正常动作的温度范围的下限温度时打开。因此，在本实施方式中，在外部气体温说明书CN104247121A6/7页8度低于可使燃料电池组3在进行正常动。
27、作的温度范围的下限温度时，能导入发动机室104内的热的空气，能使燃料电池组3进行适当动作。0053本实施方式的特征在于，燃料电池组以空气取入面31朝向车辆前后方向前侧的状态搭载于车辆，使第2空气取入口232A的开口实质上朝向车辆前后方向后侧。因此，在本实施方式中，在车辆100行驶时能防止行驶风流入第2空气取入口232A，能使燃料电池组3的温度以更短的时间上升到最适于运转的温度。0054本实施方式的特征在于，第2空气取入口配置在进气管的车辆宽度方向两侧部。在该实施方式中，能使从燃料电池组3向其周边的空间流出的空气向配置在进气管2的车辆宽度方向两侧部的第2空气取入口232A导入，能使燃料电池组3的。
28、温度以更短的时间上升到最适于运转的温度。0055本实施方式的特征在于，在第1空气取入口212设有开关该第1空气取入口212的百叶窗213。根据该实施方式，在外部气体温度低的情况下，如果将设于第1空气取入口212的百叶窗213关闭，则从第2空气取入口232A向燃料电池组3吸入的空气的量增加，能使燃料电池组3的温度更快地上升到最适于运转的温度。0056其它实施方式0057以上说明了实施方式，但不应理解为构成该实施方式所公开的一部分的论述和附图限定本发明。根据该公开内容，本领域的技术人员可明白各种替代实施方式、实施例以及应用技术。0058例如，在上述实施方式中，为了进一步提高预热效率，使从排气口42。
29、释放出的排气经过发动机室104内的空间向第2空气取入口232A导入，但也可以采用将来自排气口42的排气经由软管等输送路径引导到最近的位置为止的构成。此外，在上述实施方式中，分别在两侧的侧面板232中以细长的形状形成有第2空气取入口232A，当然第2空气取入口232A的配置位置、形状以及数量能适当变更。0059另外，在上述实施方式中，将排气扇5配置在燃料电池组3的下游侧，但也可以采用配置在燃料电池组3的上游侧的构成。而且，在上述实施方式中，在进气管2的下游侧设有一对下游侧开口部235，但下游侧开口部235的数量可适当变更。另外，在本发明中，进气管2、排气管4的结构也不限于上述实施方式。0060而。
30、且，在上述实施方式中，将下游侧开口部235的开口面235A彼此以相互形成直角的方式配置，但不限于直角。0061附图标记说明00621车辆用燃料电池装置00632进气管00643燃料电池组00654排气管00665排气扇风扇006731空气取入面006832空气排出面006941排气扇罩007042排气口说明书CN104247121A7/7页90071100车辆0072101发动机机罩车体面板0073102侧板车体面板0074103仪表板车体面板0075104发动机室空间0076210第1管道部进气管0077220第2管道部进气管0078230第3管道部进气管0079212第1空气取入口0080。
31、213百叶窗0081213A百叶窗驱动部0082232侧面板0083232A第2空气取入口0084232B风斗部0085232C百叶窗0086232D百叶窗驱动部说明书CN104247121A1/8页10图1说明书附图CN104247121A102/8页11图2说明书附图CN104247121A113/8页12图3说明书附图CN104247121A124/8页13图4说明书附图CN104247121A135/8页14图5说明书附图CN104247121A146/8页15图6说明书附图CN104247121A157/8页16图7说明书附图CN104247121A168/8页17图8说明书附图CN104247121A17。