燃料電池車両及びそのガスセンサ点検方法
【課題】点検用ガス導入管を備えつつ、ガスセンサの交換等の作業性を向上させる燃料電池車両及びそのガスセンサ点検方法を提供する。
【解決手段】水素及び空気が供給されることで発電する燃料電池スタック１１と、内部に水素を収容する水素タンク１２と、水素タンク１２の上部を囲むように形成される水素滞留部１０２ｂと、水素滞留部１０２ｂに取り付けられると共に、ガス検出部２２ａが下方に開口し、水素滞留部１０２ｂに滞留する水素を検出する水素センサ２２と、水素センサ２２の点検時に、点検用ガスを水素センサ２２に導き、一端３２ａ側から点検用ガスをガス検出部２２ａに吹き付ける点検用ガス導入管３２と、を備える燃料電池車両１であって、点検用ガス導入管３２は、水素タンク１２に固定されている。
【解決手段】水素及び空気が供給されることで発電する燃料電池スタック１１と、内部に水素を収容する水素タンク１２と、水素タンク１２の上部を囲むように形成される水素滞留部１０２ｂと、水素滞留部１０２ｂに取り付けられると共に、ガス検出部２２ａが下方に開口し、水素滞留部１０２ｂに滞留する水素を検出する水素センサ２２と、水素センサ２２の点検時に、点検用ガスを水素センサ２２に導き、一端３２ａ側から点検用ガスをガス検出部２２ａに吹き付ける点検用ガス導入管３２と、を備える燃料電池車両１であって、点検用ガス導入管３２は、水素タンク１２に固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車両及びそのガスセンサ点検方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両は、固体高分子型の燃料電池スタック及び水素タンクを、例えばフロアパネル下に備えると共に、水素漏れを検出する水素センサを備える。水素センサは、水素タンクや燃料電池の上方のフロアパネルの下面に取り付けられる。このような水素センサは定期的に動作点検する必要あるので、点検用ガス（校正用ガス）を水素センサの検出部に導き、この検出部に吹き付ける点検用ガス導入管が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２９７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような水素センサを交換する場合、その下方の水素タンクや燃料電池スタックを取り外し、さらに、点検用ガス導入管を取り外す必要があるので、時間を要していた。
【０００５】
そこで、本発明は、点検用ガス導入管を備えつつ、ガスセンサの交換等の作業性を向上させる燃料電池車両及びそのガスセンサ点検方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、内部に燃料ガスを収容する燃料ガス収容体と、前記燃料ガス収容体の上部を囲むように形成される燃料ガス滞留部と、前記燃料ガス滞留部に取り付けられると共に、ガス検出部が下方に開口し、当該燃料ガス滞留部に滞留する燃料ガスを検出するガスセンサと、前記ガスセンサの点検時に、点検用ガスを当該ガスセンサに導き、一端側から当該点検用ガスを前記ガス検出部に吹き付ける点検用ガス導入管と、を備える燃料電池車両であって、前記点検用ガス導入管は、前記燃料ガス収容体に固定されていることを特徴とする燃料電池車両である。
【０００７】
このような燃料電池車両によれば、ガスセンサを点検する場合、点検用ガスが点検用ガス管によって導かれ、その一端側からガスセンサのガス検出部に吹き付けられるので、点検用ガスを無駄なく適切にガス検出部に吹き付けることができ、ガスセンサを適切に点検できる。
また、仮に、燃料ガス収容体から燃料ガスが漏洩しても、漏洩した燃料ガスは燃料ガス滞留部に滞留しやすくなり、ガスセンサよって、燃料ガス漏れを早期に検出できる。
さらに、ガスセンサを交換するべく、ガスセンサを取り外す必要がある場合、その下方に配置された燃料ガス収容体を取り外すことになるが、燃料ガス収容体を取り外すとこれに固定された点検用ガス管も取り外されることになる。これにより、燃料ガス収容体を取り外した後、点検用ガス管を取り外す必要はなく、作業性が向上し、また、燃料ガス収容体及び点検用ガス管を取り外した後において、ガスセンサを目視等によって点検することもできる。
【０００８】
また、通常時、前記点検用ガス導入管の他端側は、内部の換気を必要とする要換気デバイスに接続されると共に、前記燃料ガス収容体の取り外し時に、前記点検用ガス導入管と前記要換気デバイスとの接続を解除させる解除機構を備えることを特徴とする燃料電池車両である。
【０００９】
ここで、通常時とは、要換気デバイスの作動中を意味する。すなわち、要換気デバイスと燃料電池とは一般に連動するので、通常時とは、燃料電池の発電中、つまり、燃料電池車両の起動中を意味する。
このような燃料電池車両によれば、通常時、点検用ガス導入管の他端側は、要換気デバイスに接続されているので、要換気デバイスは、点検用ガス管を介して、換気される。
また、比重の小さい燃料ガスを検出するガスセンサは、通常、高い位置に設けられ、そのガス検出部に点検用ガスを吹き付ける点検用ガス導入管の一端側も高い位置に設けられるので、燃料電池車両が水溜り等を走行したとしても、水分が点検用ガス管を介して要換気デバイス内に浸入しにくくなり、要換気デバイスを好適に保護できる。
【００１０】
そして、ガスセンサを取り外すべく、燃料ガス収容体を取り外す場合、解除機構により、点検用ガス導入管と要換気デバイスとの接続を解除できる。これにより、要換気デバイスは取り外さずに、燃料ガス収容体及びこれに固定された点検用ガス管のみを取り外すことができ、作業効率が高まる。
【００１１】
また、前記燃料ガス収容体は、前記燃料電池に供給される燃料ガスが貯蔵された燃料ガスタンクであって、車体に組み付けられた場合に前記ガスセンサと所定の位置関係になると共に、前記燃料ガスタンクが固定されたサブフレームと、前記サブフレームに対しての前記点検用ガス管を所定位置に決める位置決め機構と、を備えることを特徴とする燃料電池車両である。
【００１２】
ここで、燃料ガスタンクの外表面は、通常、曲面であるので、点検用ガス管を燃料ガスタンクに高精度で固定することは難しく、点検用ガス管の一端側からの点検用ガスが、ガスセンサのガス検出部からずれやすい。
そこで、このような燃料電池車両によれば、サブフレームに対しての点検用ガス管の位置は、位置決め機構によって、所定位置に決められる。また、サブフレームは、車体に組み付けられた場合、ガスセンサと所定の位置関係になる。したがって、これを考慮して、位置決め機構を設定しておけば、この位置決め機構により、点検用ガス管をサブフレームに取り付けた後、この点検用ガスが取り付けられたサブフレームを車体に組み付けることにより、点検用ガス管とガスセンサとが所定の位置関係となる。よって、点検用ガス管からの点検用ガスが、ガスセンサのガス検出部に適切に吹き付けることができ、ガスセンサを好適に点検できる。
【００１３】
また、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、内部に燃料ガスを収容する燃料ガス収容体と、前記燃料ガス収容体の上部を囲むように形成される燃料ガス滞留部と、前記燃料ガス滞留部に取り付けられると共に、ガス検出部が下方に開口し、当該燃料ガス滞留部に滞留する燃料ガスを検出するガスセンサと、前記ガスセンサの点検時に、点検用ガスを当該ガスセンサに導き、一端側から当該点検用ガスを前記ガス検出部に吹き付ける点検用ガス導入管と、を備え、前記点検用ガス導入管は、前記燃料ガス収容体に固定されている燃料電池車両のガスセンサ点検方法であって、前記燃料ガス収容体の取り外しに伴って、前記点検用ガス導入管を取り外すことを特徴とする燃料電池車両のガスセンサ点検方法である。
【００１４】
このような燃料電池車両のガスセンサ点検方法によれば、ガスセンサを点検する場合、点検用ガスが点検用ガス管によって導かれ、その一端側からガスセンサのガス検出部に吹き付けられるので、点検用ガスを無駄なく適切にガス検出部に吹き付けることができ、ガスセンサを適切に点検できる。
また、ガスセンサを交換するべく、ガスセンサを取り外す必要がある場合、その下方に配置された燃料ガス収容体を取り外すことになるが、燃料ガス収容体の取り外しに伴って、これに固定された点検用ガス管も取り外すので、作業性を向上できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、点検用ガス導入管を備えつつ、ガスセンサの交換等の作業性を向上させる燃料電池車両及びそのガスセンサ点検方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
≪第１実施形態≫
まず、本発明の第１実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
【００１７】
第１実施形態に係る燃料電池車両１は、燃料電池スタック１１と、水素タンク１２と、加湿器１３と、バッテリ１４と、水素センサ２１、２２と、水素センサ２１、２２の点検用の点検用ガス導入管３１、３２を備えている。
また、燃料電池車両１は、ダッシュボードパネル１０１、フロアパネル１０２及びトランクフロアパネル１０３を備えている。そして、このダッシュボードパネル１０１等によって、燃料電池車両１内は、車室１２１及びトランクルーム１２２を含む上部空間と、モータ室１３１、センタートンネル１３２及びタンク室１３３を含む下部空間と、に仕切られている。
【００１８】
さらに、燃料電池車両１は、燃料電池スタック１１等が固定されると共に、サイドフレーム等の車体に組み付けられる井桁状のサブフレーム６１、６２、６３を備えている。
なお、サブフレーム６１、６２、６３は、サイドフレーム等から構成される車体に組み付けられた際、車体と所定の位置関係となるように設計されている。
【００１９】
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１１は、複数の固体高分子型の単セルが燃料電池車両１の前後方向で積層されることで構成された積層体であり、略直方体を呈している。また、燃料電池スタック１１は、サブフレーム６１上に固定されると共に、フロアパネル１０２下のセンタートンネル１３２（センターコンソール）内に配置されている。そして、燃料電池スタック１１は、水素（燃料ガス）及び空気（酸化剤ガス）が供給された状態で、その出力端子に接続されたＶＣＵ１５（Voltage Control Unit）が適宜に制御され、電流が取り出されると発電するようになっている。つまり、燃料電池スタック１１（燃料ガス収容体）は、その内部に水素を収容した状態となる。
【００２０】
また、燃料電池スタック１１の上方のフロアパネル１０２は、燃料電池スタック１１の外形に対応すると共に、燃料電池スタック１１の上部を囲むように隆起して形成されており、燃料電池スタック１１から漏洩した水素を滞留させる水素滞留部１０２ａ（燃料ガス滞留部）として機能している。
【００２１】
さらに、燃料電池スタック１１は水素センサ２１の下方に配置されており、燃料電池スタック１１を取り外さないと、水素センサ２１が取り外せないようになっている。すなわち、燃料電池スタック１１は、水素センサ２１のみの取り外しの障害（邪魔）となる障害体となっている。
【００２２】
さらにまた、燃料電池スタック１１は精密に設計及び組み立てられているものの、燃料電池スタック１１から微量の水素及び空気が漏洩する虞を有している。
【００２３】
＜水素タンク＞
水素タンク１２（燃料ガスタンク）は、燃料電池スタック１１に供給される水素が高圧で貯蔵されたタンクであり、略円柱体を呈しており、その内部に水素を収容している。水素タンク１２は、図１及び図４に示すように、その両端に配置された台座１２ａ、１２ａを介してサブフレーム６３上に固定されると共に、フロアパネル１０２下のタンク室１３３内に配置されている。なお、水素タンク１２内の水素は、遮断弁、減圧弁及び配管（いずれも図示しない）を介して、燃料電池スタック１１に供給されるようになっている。
【００２４】
また、水素タンク１２の上方のフロアパネル１０２は、水素タンク１２の外形に対応すると共に、水素タンク１２の上部を囲むように形成されており、水素タンク１２から漏洩した水素を滞留させる水素滞留部１０２ｂ（燃料ガス滞留部）として機能している。
【００２５】
さらに、水素タンク１２は水素センサ２２の下方に配置されており、水素タンク１２を取り外さないと、水素センサ２２が取り外せないようになっている。すなわち、水素タンク１２は、水素センサ２２のみの取り外しの障害（邪魔）となる障害体となっている。
【００２６】
さらにまた、水素タンク１２は、精密に設計され、高い耐久性を有しているものの、その口金部に取り付けられた遮断弁等から、微量の水素が漏洩する虞を有している。
【００２７】
＜加湿器＞
加湿器１３は、モータ室１３１内のコンプレッサから配管（いずれも図示しない）を介して燃料電池スタック１１のカソードに向かう空気を、当該カソードから排出された多湿のカソードオフガスで加湿するものであり、水分交換させるための中空糸膜を内蔵している。そして、加湿器１３は、図１及び図２に示すように、燃料電池スタック１１の後面、及び、サブフレーム６１上に固定されると共に、フロアパネル１０２下に配置されている。
【００２８】
＜バッテリ＞
バッテリ１４は、燃料電池スタック１１の余剰電力や走行モータ（図示しない）からの回生電力を充電したり、加速時等において燃料電池スタック１１をアシストするべく、充電された電力を放電するものであり、リチウムイオン型の単電池（二次電池）が複数直列で接続されてなる組電池を内部に備えている。そして、バッテリ１４は、図１及び図４に示すように、燃料電池スタック１１の後方において、サブフレーム６２上に固定されると共に、フロアパネル１０２下に配置されている。
【００２９】
また、バッテリ１４は、前記組電池を水、埃等から保護するため、その外側に組み電池を収容する筐体を備えている。この筐体には、バッテリ１４内を換気するための換気用配管１４ａが取り付けられている。すなわち、バッテリ１４は内部の換気を必要とする要換気デバイスである。そして、換気用配管１４ａは、ブラケット１４ｂを介してサブフレーム６２に固定されている。
【００３０】
＜ＶＣＵ＞
ＶＣＵ１５は、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御装置）からの指令に従って、燃料電池スタック１１の発電電力（出力電流、出力電圧）、及び、バッテリ１４の充放電を制御する機器であり、ＤＣ／ＤＣチョッパ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電子回路を内部に備えている。そして、ＶＣＵ１５は、図１及び図２に示すように、車幅方向で燃料電池スタック１１の隣であって、例えば、助手席下方のフロアパネル１０２下において、サブフレーム６１上に固定されている。
【００３１】
また、ＶＣＵ１５は、前記した電子回路を水、埃等から保護するため、その外側に電子回路を収容する筐体を備えている。そして、この筐体には、ＶＣＵ１５内を換気するための換気用配管１５ａが取り付けられている。すなわち、ＶＣＵ１５は内部の換気を必要とする要換気デバイスである。なお、換気用配管１５ａは、ブラケット１５ｂを介して燃料電池スタック１１に固定されている。
【００３２】
＜水素センサ、点検用ガス導入管＞
水素センサ２１、２２は、漏洩した水素の濃度を検出するセンサであり、検出した濃度に対応した信号を、ＥＣＵ（図示しない）に出力するようになっている。このような水素センサ２１、２２の水素検出方式は、例えばガス接触燃焼式や半導体方式である。
点検用ガス導入管３１、３２は、水素センサ２１、２２の定期点検時に、点検用ガスを水素センサ２１に導くためのパイプである。点検用ガスとは、水素センサ２１を校正（キャリブレーション）するため、水素濃度が所定に調整された校正用ガスである。
【００３３】
＜水素センサ２１、点検用ガス導入管３１＞
まず、図２、図３を参照して、水素センサ２１、点検用ガス導入管３１周りの構成及びその作用効果を説明する。
【００３４】
水素センサ２１は、主に燃料電池スタック１１から漏洩し、水素滞留部１０２ａに滞留する水素を検出するセンサであり、燃料電池スタック１１の上方で水素滞留部１０２ａを形成するフロアパネル１０２の下面に、ボルト等によって着脱自在に取り付けられている。そして、水素センサ２１のガス検出部２１ａは、略円筒形を呈すると共に下方に開口し、水素滞留部１０２ａに滞留する水素が、ガス検出部２１ａ内に取り込まれるようになっている。なお、ガス検出部２１ａ及び後記するガス検出部２２ａ内には、水素を検出するガス検出素子（図示しない）がそれぞれ配置されている。
【００３５】
点検用ガス導入管３１は、水素センサ２１の定期点検時に、点検用ガスを水素センサ２１に導き、その一端３１ａ側から、点検用ガスを水素センサ２１のガス検出部２１ａに吹き付ける配管である。点検用ガス導入管３１の一端３１ａ側には、下方に開口するガス検出部２１ａに対応して、点検用ガスを吹出す吹出孔３１ｂが形成されており、点検用ガスがガス検出部２１ａに向けて吹き付けられるようになっている。
また、点検用ガス導入管３１は、ブラケット４１を介してサブフレーム６１に取り付けられると共に、ブラケット４２、４３を介して燃料電池スタック１１に取り付けられている。
【００３６】
点検用ガス導入管３１の他端３１ｃは、通常時、ゴムホース５１を介して、換気用配管１５ａに接続されている。なお、通常時とは、水素センサ２１の点検時以外を意味し、燃料電池スタック１１及びＶＣＵ１５の作動時や、燃料電池車両１の走行時・停止時を含む。また、点検用ガス導入管３１の他端３１ｃは、燃料電池車両１の下側に引き出されており、水素センサ２１の点検時において、例えば燃料電池車両１のアンダーカバー（図示しない）を取り外した際、他端３１ｃが車両下方に臨むようになっている。
ゴムホース５１と、点検用ガス導入管３１又は換気用配管１５ａとの接続部には、ホースバンド５２、５２が取り付けられており、振動等によるゴムホース５１の脱落が防止されている。
【００３７】
これにより、通常時において、ＶＣＵ１５内は、換気用配管１５ａ、ゴムホース５１、点検用ガス導入管３１、吹出孔３１ｂを介して、センタートンネル１３２内と連通し、吹出孔３１ｂが換気口として機能するようになっている。したがって、ＶＣＵ１５の作動により、膨張／収縮するＶＣＵ１５内の空気は、換気用配管１５ａ、点検用ガス導入管３１等を介して、換気されるようになっている。また、換気口として機能する吹出孔３１ｂは、ＶＣＵ１５よりも上方に配置されているので、例えば燃料電池車両１が水溜りを走行しても、ＶＣＵ１５内に水が浸入しないようになっている。
【００３８】
＜点検用ガス導入管３１の取り付け手順＞
ここで、点検用ガス導入管３１の取り付け手順を説明する。
前提として、車体に組み付ける前のサブフレーム６１上の所定位置には、燃料電池スタック１１及び加湿器１３が固定されている。サブフレーム６１は、車体に組み付けられた場合、車体及びこれに固定された水素センサ２１と所定の位置関係となるように構成されている。よって、サブフレーム６１に固定されたブラケット４１も、サブフレーム６１が車体に組み付けられた場合、水素センサ２１と所定の位置関係となるように構成されている。
【００３９】
また、点検用ガス導入管３１のブラケット４１への取り付け位置は、設計図等に基づいて、吹出孔３１ｂからの点検用ガスがガス検出部２１ａに向かうように設計されている。なお、点検用ガス導入管３１の前記取り付け位置は、例えば位置決めピンによってマーキングされており、この取り付け位置とブラケット４１とが、サブフレーム６１に対しての点検用ガス導入管３１を所定位置に決める位置決め機構を構成している。
【００４０】
まず、点検用ガス導入管３１を、サブフレーム６１に固定されたブラケット４１に、位置合わせしながら取り付けた後、燃料電池スタック１１に固定されたブラケット４２、４３に取り付ける。その後、燃料電池スタック１１、加湿器１３及び点検用ガス導入管３１が取り付けられたサブフレーム６１を油圧ジャッキ等で上昇させた後、車体に組み付ける。そうすると、吹出孔３１ｂが、ガス検出部２１ａの開口に対向するように配置される。
【００４１】
このように燃料電池スタック１１に固定されたブラケット４２、４３に対して位置決めするのではなく、サブフレーム６１に固定されたブラケット４１に対して位置決めするので、点検用ガス導入管３１を精密に取り付けることができる。これにより、水素センサ２１の点検時において、吹出孔３１ｂからの点検用ガスを好適に水素センサ２１のガス検出部２１ａに吹き付けることができると共に、点検用ガスを無駄に吹き付ける必要もない。
【００４２】
＜水素センサ２１の点検時＞
次に、水素センサ２１の点検時を説明する。
燃料電池車両１のアンダーカバーを取り外した後、ゴムホース５１の点検用ガス導入管３１側を取り外す。そして、点検用ガス導入管３１の他端３１ｃに点検用ガスを導入する。そうすると、点検用ガスは、点検用ガス導入管３１によって水素センサ２１に導かれた後、その一端３１ａ側の吹出孔３１ｂから、水素センサ２１のガス検出部２１ａに無駄なく適切に吹き付けられる。これにより、水素センサ２１を好適に点検できる。
【００４３】
＜水素センサ２１の取り外し時＞
次に、前記した点検により、水素センサ２１が故障等している虞があると判断され、精密に検査等する際における、水素センサ２１の取り外し方法、及び、水素センサの点検方法を説明する。
ジャッキアップされた燃料電池車両１のアンダーカバーを取り外した後、サブフレーム６１を油圧ジャッキ等で支持しながら、サブフレーム６１と車体との締結を解除する。そして、前記油圧ジャッキ等によってサブフレーム６１を下降させる（図３参照）。
【００４４】
そうすると、サブフレーム６１上に固定された燃料電池スタック１１、ＶＣＵ１５、及び、点検用ガス導入管３１も、サブフレーム６１と一体に下降し、水素センサ２１が下方に臨んだ状態となる。これにより、水素センサ２１をフロアパネル１０２から容易に取り外すことができる。
【００４５】
すなわち、点検用ガス導入管３１がフロアパネル１０２側に取り付けられた構成である場合、サブフレーム６１及びこれに固定された燃料電池スタック１１等を取り外した後、点検用ガス導入管３１を取り外す必要があり、手間が掛かってしまうが、第１実施形態に係る燃料電池車両１によれば、点検用ガス導入管３１がサブフレーム６１側に取り付けられた構成であるので、サブフレーム６１及びこれに固定された燃料電池スタック１１等を取り外すことに伴って、点検用ガス導入管３１を取り外すことができ、取り外し工程が簡略される。よって、水素センサ２１を速やかに取り外すことができ、作業性が向上する。
【００４６】
＜水素センサ２２、点検用ガス導入管３２＞
次に、図４、図５を参照して、水素センサ２２、点検用ガス導入管３２周りの構成を説明する。
水素センサ２２は、主に水素タンク１２から漏洩し、水素滞留部１０２ｂに滞留する水素を検出するセンサであり、水素タンク１２の上方で水素滞留部１０２ｂを形成するフロアパネル１０２の下面に、ボルト等によって着脱自在に取り付けられている。そして、水素センサ２２のガス検出部２２ａは、略円筒形を呈すると共に下方に開口し、水素滞留部１０２ｂに滞留する水素が、ガス検出部２２ａ内に取り込まれるようになっている。
【００４７】
点検用ガス導入管３２は、水素センサ２２の定期点検時に、点検用ガスを水素センサ２２に導き、その一端３２ａ側から、点検用ガスを水素センサ２２のガス検出部２２ａに吹き付ける配管である。点検用ガス導入管３２の一端３２ａ側には、下方に開口するガス検出部２２ａに対応して、点検用ガスを吹出す吹出孔３２ｂが形成されており、点検用ガスがガス検出部２２ａに向けて吹き付けられるようになっている。
また、点検用ガス導入管３２は、ブラケット４５を介してサブフレーム６３に取り付けられると共に、エポキシ樹脂系等の接着剤によって水素タンク１２に固定されている。
【００４８】
点検用ガス導入管３２の他端３２ｃは、通常時、ゴムホース５３を介して、換気用配管１４ａに接続されている。また、点検用ガス導入管３２の他端３２ｃは、燃料電池車両１の下側に引き出されており、水素センサ２２の点検時において、例えば燃料電池車両１のアンダーカバー（図示しない）を取り外した際、他端３２ｃが車両下方に臨むようになっている。
ゴムホース５３と、点検用ガス導入管３２又は換気用配管１４ａとの接続部には、ホースバンド５４、５４が取り付けられており、振動等によるゴムホース５３の脱落が防止されている。
【００４９】
これにより、通常時において、バッテリ１４内は、換気用配管１４ａ、ゴムホース５３、点検用ガス導入管３２、吹出孔３２ｂを介して、タンク室１３３内と連通し、吹出孔３２ｂが換気口として機能するようになっている。したがって、バッテリ１４の作動により、膨張／収縮するバッテリ１４内の空気は、換気用配管１４ａ、点検用ガス導入管３２等を介して、換気されるようになっている。また、換気口として機能する吹出孔３２ｂは、バッテリ１４よりも上方に配置されているので、例えば燃料電池車両１が水溜りを走行しても、バッテリ１４内に水が浸入しないようになっている。
【００５０】
＜点検用ガス導入管３２の取り付け手順＞
ここで、点検用ガス導入管３２の取り付け手順を説明する。
前提として、車体に組み付ける前のサブフレーム６３上の所定位置には、水素タンク１２が固定されている。サブフレーム６３は、車体に組み付けられた場合、車体及びこれに固定された水素センサ２２と所定の位置関係となるように構成されている。よって、サブフレーム６３に固定されたブラケット４５も、サブフレーム６３が車体に組み付けられた場合、水素センサ２２と所定の位置関係となるように構成されている。
【００５１】
また、点検用ガス導入管３２のブラケット４５への取り付け位置は、設計図等に基づいて、吹出孔３２ｂからの点検用ガスがガス検出部２２ａに向かうように設計されている。なお、点検用ガス導入管３２の前記取り付け位置は、例えば位置決めピンによってマーキングされており、この取り付け位置とブラケット４５とが、サブフレーム６３に対しての点検用ガス導入管３２を所定位置に決める位置決め機構を構成している。
【００５２】
まず、点検用ガス導入管３２を、サブフレーム６３に固定されたブラケット４５に、位置合わせしながら取り付けた後、水素タンク１２に接着剤等で固定する。その後、水素タンク１２及び点検用ガス導入管３２が取り付けられたサブフレーム６３を油圧ジャッキ等で上昇させた後、車体に組み付ける。そうすると、吹出孔３２ｂが、ガス検出部２２ａの開口に対向するように配置される。
【００５３】
このように、その外周面が曲面で形成され、位置合わせしにくい水素タンク１２に対して位置決めするのではなく、サブフレーム６３に固定されたブラケット４５に対して位置決めするので、点検用ガス導入管３２を精密に取り付けることができる。これにより、水素センサ２２の点検時において、吹出孔３２ｂからの点検用ガスを好適に水素センサ２２のガス検出部２２ａに吹き付けることができると共に、点検用ガスを無駄に吹き付ける必要もない。
【００５４】
＜水素センサ２２の点検時＞
次に、水素センサ２２の点検時を説明する。
燃料電池車両１のアンダーカバーを取り外した後、ゴムホース５３の点検用ガス導入管３２側を取り外す。そして、点検用ガス導入管３２の他端３２ｃに点検用ガスを導入する。そうすると、点検用ガスは、点検用ガス導入管３２によって水素センサ２２に導かれた後、その一端３２ａ側の吹出孔３２ｂから、水素センサ２２のガス検出部２２ａに無駄なく適切に吹き付けられる。これにより、水素センサ２２を好適に点検できる。
【００５５】
＜水素センサ２２の取り外し時＞
次に、前記した点検により、水素センサ２２が故障等している虞があると判断され、精密に検査等する際における、水素センサ２２の取り外し方法、及び、水素センサ２２の点検方法を説明する。
ジャッキアップされた燃料電池車両１のアンダーカバーを取り外した後、ゴムホース５３の点検用ガス導入管３２側を取り外し、点検用ガス導入管３２とバッテリ１４との接続を解除する。すなわち、ゴムホース５３及びホースバンド５４等が、水素タンク１２の取り外し時に、点検用ガス導入管３２とバッテリ１４との接続を解除する解除機構として機能している。このように、点検用ガス導入管３２とバッテリ１４との接続を解除するので、水素タンク１２の取り外し時にバッテリ１４（サブフレーム６２）を取り外す必要はない。
【００５６】
そして、サブフレーム６３を油圧ジャッキ等で支持しながら、サブフレーム６３と車体との締結を解除する。そして、前記油圧ジャッキ等によってサブフレーム６３を下降させる（図５参照）。
【００５７】
そうすると、サブフレーム６３上に固定された水素タンク１２、及び、点検用ガス導入管３２も、サブフレーム６３と一体に下降し、水素センサ２２が下方に臨んだ状態となる。
これにより、水素センサ２２をフロアパネル１０２から容易に取り外すことができる。すなわち、点検用ガス導入管３２がサブフレーム６３側に取り付けられた構成であるので、サブフレーム６３及びこれに固定された水素タンク１２等を取り外すことに伴って、点検用ガス導入管３２を取り外すことができ、取り外し工程が簡略され、作業性を向上できる。
【００５８】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態について、図６、図７を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
第２実施形態では、水素タンク１２は、台座１２ａ、１２ａを介して、サブフレーム６３上に固定されると共に、その周面に沿って設けられた２本のタンクバンド７１、７１を介してサブフレーム６３に固定されている。各タンクバンド７１は、周方向において３分割されると共に、各分割片は、バンドの全体長を微調整可能とする連結治具７２、７２で連結されている。これにより、水素タンク１２が、振動によって、さらにずれにくくなっている。
【００５９】
また、第２実施形態では、点検用ガス導入管３２は、水素タンク１２に直接固定されておらず、タンクバンド７１に固定されたブラケット７３、７３に固定されている。ただし、点検用ガス導入管３２のゴムホース５３側（他端３２ｃ側）は、第１実施形態と同様に、ブラケット４５を介してサブフレーム６３に取り付けられている。
【００６０】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。
【００６１】
前記した実施形態では、燃料ガスが水素である場合を例示したが、燃料ガスは燃料電池において電極反応によりプロトン（水素イオン）を生成すると共に、窒素よりも比重の小さいガスであればよく、例えばメタンでもよい。
【００６２】
前記した実施形態では、燃料電池スタック１１、水素タンク１２、バッテリ１４が、別々のサブフレーム６１、６２、６３に固定された構成を例示したが、１つのサブフレームに固定された構成、つまり、サブフレームを共有する構成でもよい。
前記した実施形態では、内部の換気を必要とする要換気デバイスが、バッテリ１４、ＶＣＵ１５である構成を例示したが、その他のデバイス、例えばＥＣＵを収容する制御ボックスでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態に係る燃料電池車両の側面図である。
【図２】第１実施形態に係る燃料電池スタック周りの側面図である。
【図３】第１実施形態に係る燃料電池スタックを取り外した状況の側面図である。
【図４】第１実施形態に係る水素タンク周りの側面図である。
【図５】第１実施形態に係る水素タンクを取り外した状況の側面図である。
【図６】第２実施形態に係る水素タンク周りの側面図である。
【図７】第２実施形態に係る水素タンク周りの正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 燃料電池車両
１１ 燃料電池スタック（燃料電池、燃料ガス収容体）
１２ 水素タンク（燃料ガスタンク、燃料ガス収容体）
１４ バッテリ（要換気デバイス）
１５ ＶＣＵ（要換気デバイス）
２１、２２ 水素センサ（ガスセンサ）
２１ａ、２２ａ ガス検出部
３１、３２ 点検用ガス導入管
３１ａ、３２ａ 一端
３１ｃ、３２ｃ 他端
４１、４５ ブラケット（位置決め機構）
５１、５３ ゴムホース（解除機構）
５２、５４ ホースバンド（解除機構）
６１、６２、６３ サブフレーム
１０２ フロアパネル
１０２ａ、１０２ｂ 水素滞留部（燃料ガス滞留部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車両及びそのガスセンサ点検方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両は、固体高分子型の燃料電池スタック及び水素タンクを、例えばフロアパネル下に備えると共に、水素漏れを検出する水素センサを備える。水素センサは、水素タンクや燃料電池の上方のフロアパネルの下面に取り付けられる。このような水素センサは定期的に動作点検する必要あるので、点検用ガス（校正用ガス）を水素センサの検出部に導き、この検出部に吹き付ける点検用ガス導入管が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２９７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような水素センサを交換する場合、その下方の水素タンクや燃料電池スタックを取り外し、さらに、点検用ガス導入管を取り外す必要があるので、時間を要していた。
【０００５】
そこで、本発明は、点検用ガス導入管を備えつつ、ガスセンサの交換等の作業性を向上させる燃料電池車両及びそのガスセンサ点検方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、内部に燃料ガスを収容する燃料ガス収容体と、前記燃料ガス収容体の上部を囲むように形成される燃料ガス滞留部と、前記燃料ガス滞留部に取り付けられると共に、ガス検出部が下方に開口し、当該燃料ガス滞留部に滞留する燃料ガスを検出するガスセンサと、前記ガスセンサの点検時に、点検用ガスを当該ガスセンサに導き、一端側から当該点検用ガスを前記ガス検出部に吹き付ける点検用ガス導入管と、を備える燃料電池車両であって、前記点検用ガス導入管は、前記燃料ガス収容体に固定されていることを特徴とする燃料電池車両である。
【０００７】
このような燃料電池車両によれば、ガスセンサを点検する場合、点検用ガスが点検用ガス管によって導かれ、その一端側からガスセンサのガス検出部に吹き付けられるので、点検用ガスを無駄なく適切にガス検出部に吹き付けることができ、ガスセンサを適切に点検できる。
また、仮に、燃料ガス収容体から燃料ガスが漏洩しても、漏洩した燃料ガスは燃料ガス滞留部に滞留しやすくなり、ガスセンサよって、燃料ガス漏れを早期に検出できる。
さらに、ガスセンサを交換するべく、ガスセンサを取り外す必要がある場合、その下方に配置された燃料ガス収容体を取り外すことになるが、燃料ガス収容体を取り外すとこれに固定された点検用ガス管も取り外されることになる。これにより、燃料ガス収容体を取り外した後、点検用ガス管を取り外す必要はなく、作業性が向上し、また、燃料ガス収容体及び点検用ガス管を取り外した後において、ガスセンサを目視等によって点検することもできる。
【０００８】
また、通常時、前記点検用ガス導入管の他端側は、内部の換気を必要とする要換気デバイスに接続されると共に、前記燃料ガス収容体の取り外し時に、前記点検用ガス導入管と前記要換気デバイスとの接続を解除させる解除機構を備えることを特徴とする燃料電池車両である。
【０００９】
ここで、通常時とは、要換気デバイスの作動中を意味する。すなわち、要換気デバイスと燃料電池とは一般に連動するので、通常時とは、燃料電池の発電中、つまり、燃料電池車両の起動中を意味する。
このような燃料電池車両によれば、通常時、点検用ガス導入管の他端側は、要換気デバイスに接続されているので、要換気デバイスは、点検用ガス管を介して、換気される。
また、比重の小さい燃料ガスを検出するガスセンサは、通常、高い位置に設けられ、そのガス検出部に点検用ガスを吹き付ける点検用ガス導入管の一端側も高い位置に設けられるので、燃料電池車両が水溜り等を走行したとしても、水分が点検用ガス管を介して要換気デバイス内に浸入しにくくなり、要換気デバイスを好適に保護できる。
【００１０】
そして、ガスセンサを取り外すべく、燃料ガス収容体を取り外す場合、解除機構により、点検用ガス導入管と要換気デバイスとの接続を解除できる。これにより、要換気デバイスは取り外さずに、燃料ガス収容体及びこれに固定された点検用ガス管のみを取り外すことができ、作業効率が高まる。
【００１１】
また、前記燃料ガス収容体は、前記燃料電池に供給される燃料ガスが貯蔵された燃料ガスタンクであって、車体に組み付けられた場合に前記ガスセンサと所定の位置関係になると共に、前記燃料ガスタンクが固定されたサブフレームと、前記サブフレームに対しての前記点検用ガス管を所定位置に決める位置決め機構と、を備えることを特徴とする燃料電池車両である。
【００１２】
ここで、燃料ガスタンクの外表面は、通常、曲面であるので、点検用ガス管を燃料ガスタンクに高精度で固定することは難しく、点検用ガス管の一端側からの点検用ガスが、ガスセンサのガス検出部からずれやすい。
そこで、このような燃料電池車両によれば、サブフレームに対しての点検用ガス管の位置は、位置決め機構によって、所定位置に決められる。また、サブフレームは、車体に組み付けられた場合、ガスセンサと所定の位置関係になる。したがって、これを考慮して、位置決め機構を設定しておけば、この位置決め機構により、点検用ガス管をサブフレームに取り付けた後、この点検用ガスが取り付けられたサブフレームを車体に組み付けることにより、点検用ガス管とガスセンサとが所定の位置関係となる。よって、点検用ガス管からの点検用ガスが、ガスセンサのガス検出部に適切に吹き付けることができ、ガスセンサを好適に点検できる。
【００１３】
また、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、内部に燃料ガスを収容する燃料ガス収容体と、前記燃料ガス収容体の上部を囲むように形成される燃料ガス滞留部と、前記燃料ガス滞留部に取り付けられると共に、ガス検出部が下方に開口し、当該燃料ガス滞留部に滞留する燃料ガスを検出するガスセンサと、前記ガスセンサの点検時に、点検用ガスを当該ガスセンサに導き、一端側から当該点検用ガスを前記ガス検出部に吹き付ける点検用ガス導入管と、を備え、前記点検用ガス導入管は、前記燃料ガス収容体に固定されている燃料電池車両のガスセンサ点検方法であって、前記燃料ガス収容体の取り外しに伴って、前記点検用ガス導入管を取り外すことを特徴とする燃料電池車両のガスセンサ点検方法である。
【００１４】
このような燃料電池車両のガスセンサ点検方法によれば、ガスセンサを点検する場合、点検用ガスが点検用ガス管によって導かれ、その一端側からガスセンサのガス検出部に吹き付けられるので、点検用ガスを無駄なく適切にガス検出部に吹き付けることができ、ガスセンサを適切に点検できる。
また、ガスセンサを交換するべく、ガスセンサを取り外す必要がある場合、その下方に配置された燃料ガス収容体を取り外すことになるが、燃料ガス収容体の取り外しに伴って、これに固定された点検用ガス管も取り外すので、作業性を向上できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、点検用ガス導入管を備えつつ、ガスセンサの交換等の作業性を向上させる燃料電池車両及びそのガスセンサ点検方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
≪第１実施形態≫
まず、本発明の第１実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
【００１７】
第１実施形態に係る燃料電池車両１は、燃料電池スタック１１と、水素タンク１２と、加湿器１３と、バッテリ１４と、水素センサ２１、２２と、水素センサ２１、２２の点検用の点検用ガス導入管３１、３２を備えている。
また、燃料電池車両１は、ダッシュボードパネル１０１、フロアパネル１０２及びトランクフロアパネル１０３を備えている。そして、このダッシュボードパネル１０１等によって、燃料電池車両１内は、車室１２１及びトランクルーム１２２を含む上部空間と、モータ室１３１、センタートンネル１３２及びタンク室１３３を含む下部空間と、に仕切られている。
【００１８】
さらに、燃料電池車両１は、燃料電池スタック１１等が固定されると共に、サイドフレーム等の車体に組み付けられる井桁状のサブフレーム６１、６２、６３を備えている。
なお、サブフレーム６１、６２、６３は、サイドフレーム等から構成される車体に組み付けられた際、車体と所定の位置関係となるように設計されている。
【００１９】
＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１１は、複数の固体高分子型の単セルが燃料電池車両１の前後方向で積層されることで構成された積層体であり、略直方体を呈している。また、燃料電池スタック１１は、サブフレーム６１上に固定されると共に、フロアパネル１０２下のセンタートンネル１３２（センターコンソール）内に配置されている。そして、燃料電池スタック１１は、水素（燃料ガス）及び空気（酸化剤ガス）が供給された状態で、その出力端子に接続されたＶＣＵ１５（Voltage Control Unit）が適宜に制御され、電流が取り出されると発電するようになっている。つまり、燃料電池スタック１１（燃料ガス収容体）は、その内部に水素を収容した状態となる。
【００２０】
また、燃料電池スタック１１の上方のフロアパネル１０２は、燃料電池スタック１１の外形に対応すると共に、燃料電池スタック１１の上部を囲むように隆起して形成されており、燃料電池スタック１１から漏洩した水素を滞留させる水素滞留部１０２ａ（燃料ガス滞留部）として機能している。
【００２１】
さらに、燃料電池スタック１１は水素センサ２１の下方に配置されており、燃料電池スタック１１を取り外さないと、水素センサ２１が取り外せないようになっている。すなわち、燃料電池スタック１１は、水素センサ２１のみの取り外しの障害（邪魔）となる障害体となっている。
【００２２】
さらにまた、燃料電池スタック１１は精密に設計及び組み立てられているものの、燃料電池スタック１１から微量の水素及び空気が漏洩する虞を有している。
【００２３】
＜水素タンク＞
水素タンク１２（燃料ガスタンク）は、燃料電池スタック１１に供給される水素が高圧で貯蔵されたタンクであり、略円柱体を呈しており、その内部に水素を収容している。水素タンク１２は、図１及び図４に示すように、その両端に配置された台座１２ａ、１２ａを介してサブフレーム６３上に固定されると共に、フロアパネル１０２下のタンク室１３３内に配置されている。なお、水素タンク１２内の水素は、遮断弁、減圧弁及び配管（いずれも図示しない）を介して、燃料電池スタック１１に供給されるようになっている。
【００２４】
また、水素タンク１２の上方のフロアパネル１０２は、水素タンク１２の外形に対応すると共に、水素タンク１２の上部を囲むように形成されており、水素タンク１２から漏洩した水素を滞留させる水素滞留部１０２ｂ（燃料ガス滞留部）として機能している。
【００２５】
さらに、水素タンク１２は水素センサ２２の下方に配置されており、水素タンク１２を取り外さないと、水素センサ２２が取り外せないようになっている。すなわち、水素タンク１２は、水素センサ２２のみの取り外しの障害（邪魔）となる障害体となっている。
【００２６】
さらにまた、水素タンク１２は、精密に設計され、高い耐久性を有しているものの、その口金部に取り付けられた遮断弁等から、微量の水素が漏洩する虞を有している。
【００２７】
＜加湿器＞
加湿器１３は、モータ室１３１内のコンプレッサから配管（いずれも図示しない）を介して燃料電池スタック１１のカソードに向かう空気を、当該カソードから排出された多湿のカソードオフガスで加湿するものであり、水分交換させるための中空糸膜を内蔵している。そして、加湿器１３は、図１及び図２に示すように、燃料電池スタック１１の後面、及び、サブフレーム６１上に固定されると共に、フロアパネル１０２下に配置されている。
【００２８】
＜バッテリ＞
バッテリ１４は、燃料電池スタック１１の余剰電力や走行モータ（図示しない）からの回生電力を充電したり、加速時等において燃料電池スタック１１をアシストするべく、充電された電力を放電するものであり、リチウムイオン型の単電池（二次電池）が複数直列で接続されてなる組電池を内部に備えている。そして、バッテリ１４は、図１及び図４に示すように、燃料電池スタック１１の後方において、サブフレーム６２上に固定されると共に、フロアパネル１０２下に配置されている。
【００２９】
また、バッテリ１４は、前記組電池を水、埃等から保護するため、その外側に組み電池を収容する筐体を備えている。この筐体には、バッテリ１４内を換気するための換気用配管１４ａが取り付けられている。すなわち、バッテリ１４は内部の換気を必要とする要換気デバイスである。そして、換気用配管１４ａは、ブラケット１４ｂを介してサブフレーム６２に固定されている。
【００３０】
＜ＶＣＵ＞
ＶＣＵ１５は、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御装置）からの指令に従って、燃料電池スタック１１の発電電力（出力電流、出力電圧）、及び、バッテリ１４の充放電を制御する機器であり、ＤＣ／ＤＣチョッパ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電子回路を内部に備えている。そして、ＶＣＵ１５は、図１及び図２に示すように、車幅方向で燃料電池スタック１１の隣であって、例えば、助手席下方のフロアパネル１０２下において、サブフレーム６１上に固定されている。
【００３１】
また、ＶＣＵ１５は、前記した電子回路を水、埃等から保護するため、その外側に電子回路を収容する筐体を備えている。そして、この筐体には、ＶＣＵ１５内を換気するための換気用配管１５ａが取り付けられている。すなわち、ＶＣＵ１５は内部の換気を必要とする要換気デバイスである。なお、換気用配管１５ａは、ブラケット１５ｂを介して燃料電池スタック１１に固定されている。
【００３２】
＜水素センサ、点検用ガス導入管＞
水素センサ２１、２２は、漏洩した水素の濃度を検出するセンサであり、検出した濃度に対応した信号を、ＥＣＵ（図示しない）に出力するようになっている。このような水素センサ２１、２２の水素検出方式は、例えばガス接触燃焼式や半導体方式である。
点検用ガス導入管３１、３２は、水素センサ２１、２２の定期点検時に、点検用ガスを水素センサ２１に導くためのパイプである。点検用ガスとは、水素センサ２１を校正（キャリブレーション）するため、水素濃度が所定に調整された校正用ガスである。
【００３３】
＜水素センサ２１、点検用ガス導入管３１＞
まず、図２、図３を参照して、水素センサ２１、点検用ガス導入管３１周りの構成及びその作用効果を説明する。
【００３４】
水素センサ２１は、主に燃料電池スタック１１から漏洩し、水素滞留部１０２ａに滞留する水素を検出するセンサであり、燃料電池スタック１１の上方で水素滞留部１０２ａを形成するフロアパネル１０２の下面に、ボルト等によって着脱自在に取り付けられている。そして、水素センサ２１のガス検出部２１ａは、略円筒形を呈すると共に下方に開口し、水素滞留部１０２ａに滞留する水素が、ガス検出部２１ａ内に取り込まれるようになっている。なお、ガス検出部２１ａ及び後記するガス検出部２２ａ内には、水素を検出するガス検出素子（図示しない）がそれぞれ配置されている。
【００３５】
点検用ガス導入管３１は、水素センサ２１の定期点検時に、点検用ガスを水素センサ２１に導き、その一端３１ａ側から、点検用ガスを水素センサ２１のガス検出部２１ａに吹き付ける配管である。点検用ガス導入管３１の一端３１ａ側には、下方に開口するガス検出部２１ａに対応して、点検用ガスを吹出す吹出孔３１ｂが形成されており、点検用ガスがガス検出部２１ａに向けて吹き付けられるようになっている。
また、点検用ガス導入管３１は、ブラケット４１を介してサブフレーム６１に取り付けられると共に、ブラケット４２、４３を介して燃料電池スタック１１に取り付けられている。
【００３６】
点検用ガス導入管３１の他端３１ｃは、通常時、ゴムホース５１を介して、換気用配管１５ａに接続されている。なお、通常時とは、水素センサ２１の点検時以外を意味し、燃料電池スタック１１及びＶＣＵ１５の作動時や、燃料電池車両１の走行時・停止時を含む。また、点検用ガス導入管３１の他端３１ｃは、燃料電池車両１の下側に引き出されており、水素センサ２１の点検時において、例えば燃料電池車両１のアンダーカバー（図示しない）を取り外した際、他端３１ｃが車両下方に臨むようになっている。
ゴムホース５１と、点検用ガス導入管３１又は換気用配管１５ａとの接続部には、ホースバンド５２、５２が取り付けられており、振動等によるゴムホース５１の脱落が防止されている。
【００３７】
これにより、通常時において、ＶＣＵ１５内は、換気用配管１５ａ、ゴムホース５１、点検用ガス導入管３１、吹出孔３１ｂを介して、センタートンネル１３２内と連通し、吹出孔３１ｂが換気口として機能するようになっている。したがって、ＶＣＵ１５の作動により、膨張／収縮するＶＣＵ１５内の空気は、換気用配管１５ａ、点検用ガス導入管３１等を介して、換気されるようになっている。また、換気口として機能する吹出孔３１ｂは、ＶＣＵ１５よりも上方に配置されているので、例えば燃料電池車両１が水溜りを走行しても、ＶＣＵ１５内に水が浸入しないようになっている。
【００３８】
＜点検用ガス導入管３１の取り付け手順＞
ここで、点検用ガス導入管３１の取り付け手順を説明する。
前提として、車体に組み付ける前のサブフレーム６１上の所定位置には、燃料電池スタック１１及び加湿器１３が固定されている。サブフレーム６１は、車体に組み付けられた場合、車体及びこれに固定された水素センサ２１と所定の位置関係となるように構成されている。よって、サブフレーム６１に固定されたブラケット４１も、サブフレーム６１が車体に組み付けられた場合、水素センサ２１と所定の位置関係となるように構成されている。
【００３９】
また、点検用ガス導入管３１のブラケット４１への取り付け位置は、設計図等に基づいて、吹出孔３１ｂからの点検用ガスがガス検出部２１ａに向かうように設計されている。なお、点検用ガス導入管３１の前記取り付け位置は、例えば位置決めピンによってマーキングされており、この取り付け位置とブラケット４１とが、サブフレーム６１に対しての点検用ガス導入管３１を所定位置に決める位置決め機構を構成している。
【００４０】
まず、点検用ガス導入管３１を、サブフレーム６１に固定されたブラケット４１に、位置合わせしながら取り付けた後、燃料電池スタック１１に固定されたブラケット４２、４３に取り付ける。その後、燃料電池スタック１１、加湿器１３及び点検用ガス導入管３１が取り付けられたサブフレーム６１を油圧ジャッキ等で上昇させた後、車体に組み付ける。そうすると、吹出孔３１ｂが、ガス検出部２１ａの開口に対向するように配置される。
【００４１】
このように燃料電池スタック１１に固定されたブラケット４２、４３に対して位置決めするのではなく、サブフレーム６１に固定されたブラケット４１に対して位置決めするので、点検用ガス導入管３１を精密に取り付けることができる。これにより、水素センサ２１の点検時において、吹出孔３１ｂからの点検用ガスを好適に水素センサ２１のガス検出部２１ａに吹き付けることができると共に、点検用ガスを無駄に吹き付ける必要もない。
【００４２】
＜水素センサ２１の点検時＞
次に、水素センサ２１の点検時を説明する。
燃料電池車両１のアンダーカバーを取り外した後、ゴムホース５１の点検用ガス導入管３１側を取り外す。そして、点検用ガス導入管３１の他端３１ｃに点検用ガスを導入する。そうすると、点検用ガスは、点検用ガス導入管３１によって水素センサ２１に導かれた後、その一端３１ａ側の吹出孔３１ｂから、水素センサ２１のガス検出部２１ａに無駄なく適切に吹き付けられる。これにより、水素センサ２１を好適に点検できる。
【００４３】
＜水素センサ２１の取り外し時＞
次に、前記した点検により、水素センサ２１が故障等している虞があると判断され、精密に検査等する際における、水素センサ２１の取り外し方法、及び、水素センサの点検方法を説明する。
ジャッキアップされた燃料電池車両１のアンダーカバーを取り外した後、サブフレーム６１を油圧ジャッキ等で支持しながら、サブフレーム６１と車体との締結を解除する。そして、前記油圧ジャッキ等によってサブフレーム６１を下降させる（図３参照）。
【００４４】
そうすると、サブフレーム６１上に固定された燃料電池スタック１１、ＶＣＵ１５、及び、点検用ガス導入管３１も、サブフレーム６１と一体に下降し、水素センサ２１が下方に臨んだ状態となる。これにより、水素センサ２１をフロアパネル１０２から容易に取り外すことができる。
【００４５】
すなわち、点検用ガス導入管３１がフロアパネル１０２側に取り付けられた構成である場合、サブフレーム６１及びこれに固定された燃料電池スタック１１等を取り外した後、点検用ガス導入管３１を取り外す必要があり、手間が掛かってしまうが、第１実施形態に係る燃料電池車両１によれば、点検用ガス導入管３１がサブフレーム６１側に取り付けられた構成であるので、サブフレーム６１及びこれに固定された燃料電池スタック１１等を取り外すことに伴って、点検用ガス導入管３１を取り外すことができ、取り外し工程が簡略される。よって、水素センサ２１を速やかに取り外すことができ、作業性が向上する。
【００４６】
＜水素センサ２２、点検用ガス導入管３２＞
次に、図４、図５を参照して、水素センサ２２、点検用ガス導入管３２周りの構成を説明する。
水素センサ２２は、主に水素タンク１２から漏洩し、水素滞留部１０２ｂに滞留する水素を検出するセンサであり、水素タンク１２の上方で水素滞留部１０２ｂを形成するフロアパネル１０２の下面に、ボルト等によって着脱自在に取り付けられている。そして、水素センサ２２のガス検出部２２ａは、略円筒形を呈すると共に下方に開口し、水素滞留部１０２ｂに滞留する水素が、ガス検出部２２ａ内に取り込まれるようになっている。
【００４７】
点検用ガス導入管３２は、水素センサ２２の定期点検時に、点検用ガスを水素センサ２２に導き、その一端３２ａ側から、点検用ガスを水素センサ２２のガス検出部２２ａに吹き付ける配管である。点検用ガス導入管３２の一端３２ａ側には、下方に開口するガス検出部２２ａに対応して、点検用ガスを吹出す吹出孔３２ｂが形成されており、点検用ガスがガス検出部２２ａに向けて吹き付けられるようになっている。
また、点検用ガス導入管３２は、ブラケット４５を介してサブフレーム６３に取り付けられると共に、エポキシ樹脂系等の接着剤によって水素タンク１２に固定されている。
【００４８】
点検用ガス導入管３２の他端３２ｃは、通常時、ゴムホース５３を介して、換気用配管１４ａに接続されている。また、点検用ガス導入管３２の他端３２ｃは、燃料電池車両１の下側に引き出されており、水素センサ２２の点検時において、例えば燃料電池車両１のアンダーカバー（図示しない）を取り外した際、他端３２ｃが車両下方に臨むようになっている。
ゴムホース５３と、点検用ガス導入管３２又は換気用配管１４ａとの接続部には、ホースバンド５４、５４が取り付けられており、振動等によるゴムホース５３の脱落が防止されている。
【００４９】
これにより、通常時において、バッテリ１４内は、換気用配管１４ａ、ゴムホース５３、点検用ガス導入管３２、吹出孔３２ｂを介して、タンク室１３３内と連通し、吹出孔３２ｂが換気口として機能するようになっている。したがって、バッテリ１４の作動により、膨張／収縮するバッテリ１４内の空気は、換気用配管１４ａ、点検用ガス導入管３２等を介して、換気されるようになっている。また、換気口として機能する吹出孔３２ｂは、バッテリ１４よりも上方に配置されているので、例えば燃料電池車両１が水溜りを走行しても、バッテリ１４内に水が浸入しないようになっている。
【００５０】
＜点検用ガス導入管３２の取り付け手順＞
ここで、点検用ガス導入管３２の取り付け手順を説明する。
前提として、車体に組み付ける前のサブフレーム６３上の所定位置には、水素タンク１２が固定されている。サブフレーム６３は、車体に組み付けられた場合、車体及びこれに固定された水素センサ２２と所定の位置関係となるように構成されている。よって、サブフレーム６３に固定されたブラケット４５も、サブフレーム６３が車体に組み付けられた場合、水素センサ２２と所定の位置関係となるように構成されている。
【００５１】
また、点検用ガス導入管３２のブラケット４５への取り付け位置は、設計図等に基づいて、吹出孔３２ｂからの点検用ガスがガス検出部２２ａに向かうように設計されている。なお、点検用ガス導入管３２の前記取り付け位置は、例えば位置決めピンによってマーキングされており、この取り付け位置とブラケット４５とが、サブフレーム６３に対しての点検用ガス導入管３２を所定位置に決める位置決め機構を構成している。
【００５２】
まず、点検用ガス導入管３２を、サブフレーム６３に固定されたブラケット４５に、位置合わせしながら取り付けた後、水素タンク１２に接着剤等で固定する。その後、水素タンク１２及び点検用ガス導入管３２が取り付けられたサブフレーム６３を油圧ジャッキ等で上昇させた後、車体に組み付ける。そうすると、吹出孔３２ｂが、ガス検出部２２ａの開口に対向するように配置される。
【００５３】
このように、その外周面が曲面で形成され、位置合わせしにくい水素タンク１２に対して位置決めするのではなく、サブフレーム６３に固定されたブラケット４５に対して位置決めするので、点検用ガス導入管３２を精密に取り付けることができる。これにより、水素センサ２２の点検時において、吹出孔３２ｂからの点検用ガスを好適に水素センサ２２のガス検出部２２ａに吹き付けることができると共に、点検用ガスを無駄に吹き付ける必要もない。
【００５４】
＜水素センサ２２の点検時＞
次に、水素センサ２２の点検時を説明する。
燃料電池車両１のアンダーカバーを取り外した後、ゴムホース５３の点検用ガス導入管３２側を取り外す。そして、点検用ガス導入管３２の他端３２ｃに点検用ガスを導入する。そうすると、点検用ガスは、点検用ガス導入管３２によって水素センサ２２に導かれた後、その一端３２ａ側の吹出孔３２ｂから、水素センサ２２のガス検出部２２ａに無駄なく適切に吹き付けられる。これにより、水素センサ２２を好適に点検できる。
【００５５】
＜水素センサ２２の取り外し時＞
次に、前記した点検により、水素センサ２２が故障等している虞があると判断され、精密に検査等する際における、水素センサ２２の取り外し方法、及び、水素センサ２２の点検方法を説明する。
ジャッキアップされた燃料電池車両１のアンダーカバーを取り外した後、ゴムホース５３の点検用ガス導入管３２側を取り外し、点検用ガス導入管３２とバッテリ１４との接続を解除する。すなわち、ゴムホース５３及びホースバンド５４等が、水素タンク１２の取り外し時に、点検用ガス導入管３２とバッテリ１４との接続を解除する解除機構として機能している。このように、点検用ガス導入管３２とバッテリ１４との接続を解除するので、水素タンク１２の取り外し時にバッテリ１４（サブフレーム６２）を取り外す必要はない。
【００５６】
そして、サブフレーム６３を油圧ジャッキ等で支持しながら、サブフレーム６３と車体との締結を解除する。そして、前記油圧ジャッキ等によってサブフレーム６３を下降させる（図５参照）。
【００５７】
そうすると、サブフレーム６３上に固定された水素タンク１２、及び、点検用ガス導入管３２も、サブフレーム６３と一体に下降し、水素センサ２２が下方に臨んだ状態となる。
これにより、水素センサ２２をフロアパネル１０２から容易に取り外すことができる。すなわち、点検用ガス導入管３２がサブフレーム６３側に取り付けられた構成であるので、サブフレーム６３及びこれに固定された水素タンク１２等を取り外すことに伴って、点検用ガス導入管３２を取り外すことができ、取り外し工程が簡略され、作業性を向上できる。
【００５８】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態について、図６、図７を参照して説明する。なお、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
第２実施形態では、水素タンク１２は、台座１２ａ、１２ａを介して、サブフレーム６３上に固定されると共に、その周面に沿って設けられた２本のタンクバンド７１、７１を介してサブフレーム６３に固定されている。各タンクバンド７１は、周方向において３分割されると共に、各分割片は、バンドの全体長を微調整可能とする連結治具７２、７２で連結されている。これにより、水素タンク１２が、振動によって、さらにずれにくくなっている。
【００５９】
また、第２実施形態では、点検用ガス導入管３２は、水素タンク１２に直接固定されておらず、タンクバンド７１に固定されたブラケット７３、７３に固定されている。ただし、点検用ガス導入管３２のゴムホース５３側（他端３２ｃ側）は、第１実施形態と同様に、ブラケット４５を介してサブフレーム６３に取り付けられている。
【００６０】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。
【００６１】
前記した実施形態では、燃料ガスが水素である場合を例示したが、燃料ガスは燃料電池において電極反応によりプロトン（水素イオン）を生成すると共に、窒素よりも比重の小さいガスであればよく、例えばメタンでもよい。
【００６２】
前記した実施形態では、燃料電池スタック１１、水素タンク１２、バッテリ１４が、別々のサブフレーム６１、６２、６３に固定された構成を例示したが、１つのサブフレームに固定された構成、つまり、サブフレームを共有する構成でもよい。
前記した実施形態では、内部の換気を必要とする要換気デバイスが、バッテリ１４、ＶＣＵ１５である構成を例示したが、その他のデバイス、例えばＥＣＵを収容する制御ボックスでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態に係る燃料電池車両の側面図である。
【図２】第１実施形態に係る燃料電池スタック周りの側面図である。
【図３】第１実施形態に係る燃料電池スタックを取り外した状況の側面図である。
【図４】第１実施形態に係る水素タンク周りの側面図である。
【図５】第１実施形態に係る水素タンクを取り外した状況の側面図である。
【図６】第２実施形態に係る水素タンク周りの側面図である。
【図７】第２実施形態に係る水素タンク周りの正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 燃料電池車両
１１ 燃料電池スタック（燃料電池、燃料ガス収容体）
１２ 水素タンク（燃料ガスタンク、燃料ガス収容体）
１４ バッテリ（要換気デバイス）
１５ ＶＣＵ（要換気デバイス）
２１、２２ 水素センサ（ガスセンサ）
２１ａ、２２ａ ガス検出部
３１、３２ 点検用ガス導入管
３１ａ、３２ａ 一端
３１ｃ、３２ｃ 他端
４１、４５ ブラケット（位置決め機構）
５１、５３ ゴムホース（解除機構）
５２、５４ ホースバンド（解除機構）
６１、６２、６３ サブフレーム
１０２ フロアパネル
１０２ａ、１０２ｂ 水素滞留部（燃料ガス滞留部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、
内部に燃料ガスを収容する燃料ガス収容体と、
前記燃料ガス収容体の上部を囲むように形成される燃料ガス滞留部と、
前記燃料ガス滞留部に取り付けられると共に、ガス検出部が下方に開口し、当該燃料ガス滞留部に滞留する燃料ガスを検出するガスセンサと、
前記ガスセンサの点検時に、点検用ガスを当該ガスセンサに導き、一端側から当該点検用ガスを前記ガス検出部に吹き付ける点検用ガス導入管と、
を備える燃料電池車両であって、
前記点検用ガス導入管は、前記燃料ガス収容体に固定されている
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
通常時、前記点検用ガス導入管の他端側は、内部の換気を必要とする要換気デバイスに接続されると共に、
前記燃料ガス収容体の取り外し時に、前記点検用ガス導入管と前記要換気デバイスとの接続を解除させる解除機構を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両。
【請求項３】
前記燃料ガス収容体は、前記燃料電池に供給される燃料ガスが貯蔵された燃料ガスタンクであって、
車体に組み付けられた場合に前記ガスセンサと所定の位置関係になると共に、前記燃料ガスタンクが固定されたサブフレームと、
前記サブフレームに対しての前記点検用ガス管を所定位置に決める位置決め機構と、
を備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池車両。
【請求項４】
燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、
内部に燃料ガスを収容する燃料ガス収容体と、
前記燃料ガス収容体の上部を囲むように形成される燃料ガス滞留部と、
前記燃料ガス滞留部に取り付けられると共に、ガス検出部が下方に開口し、当該燃料ガス滞留部に滞留する燃料ガスを検出するガスセンサと、
前記ガスセンサの点検時に、点検用ガスを当該ガスセンサに導き、一端側から当該点検用ガスを前記ガス検出部に吹き付ける点検用ガス導入管と、
を備え、前記点検用ガス導入管は、前記燃料ガス収容体に固定されている燃料電池車両のガスセンサ点検方法であって、
前記燃料ガス収容体の取り外しに伴って、前記点検用ガス導入管を取り外す
ことを特徴とする燃料電池車両のガスセンサ点検方法。
【請求項１】
燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、
内部に燃料ガスを収容する燃料ガス収容体と、
前記燃料ガス収容体の上部を囲むように形成される燃料ガス滞留部と、
前記燃料ガス滞留部に取り付けられると共に、ガス検出部が下方に開口し、当該燃料ガス滞留部に滞留する燃料ガスを検出するガスセンサと、
前記ガスセンサの点検時に、点検用ガスを当該ガスセンサに導き、一端側から当該点検用ガスを前記ガス検出部に吹き付ける点検用ガス導入管と、
を備える燃料電池車両であって、
前記点検用ガス導入管は、前記燃料ガス収容体に固定されている
ことを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
通常時、前記点検用ガス導入管の他端側は、内部の換気を必要とする要換気デバイスに接続されると共に、
前記燃料ガス収容体の取り外し時に、前記点検用ガス導入管と前記要換気デバイスとの接続を解除させる解除機構を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両。
【請求項３】
前記燃料ガス収容体は、前記燃料電池に供給される燃料ガスが貯蔵された燃料ガスタンクであって、
車体に組み付けられた場合に前記ガスセンサと所定の位置関係になると共に、前記燃料ガスタンクが固定されたサブフレームと、
前記サブフレームに対しての前記点検用ガス管を所定位置に決める位置決め機構と、
を備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池車両。
【請求項４】
燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることで発電する燃料電池と、
内部に燃料ガスを収容する燃料ガス収容体と、
前記燃料ガス収容体の上部を囲むように形成される燃料ガス滞留部と、
前記燃料ガス滞留部に取り付けられると共に、ガス検出部が下方に開口し、当該燃料ガス滞留部に滞留する燃料ガスを検出するガスセンサと、
前記ガスセンサの点検時に、点検用ガスを当該ガスセンサに導き、一端側から当該点検用ガスを前記ガス検出部に吹き付ける点検用ガス導入管と、
を備え、前記点検用ガス導入管は、前記燃料ガス収容体に固定されている燃料電池車両のガスセンサ点検方法であって、
前記燃料ガス収容体の取り外しに伴って、前記点検用ガス導入管を取り外す
ことを特徴とする燃料電池車両のガスセンサ点検方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−４０３３０（Ｐ２０１０−４０３３０Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０１９３２（Ｐ２００８−２０１９３２）
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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